特許 7491740 射出機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-20

(45)【発行日】2024-05-28

(54)【発明の名称】射出機構

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/50 20060101AFI20240521BHJP

【ＦＩ】

B29C45/50

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020091936

(22)【出願日】2020-05-27

(65)【公開番号】P2021186997

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-03-08

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116676

【弁理士】

【氏名又は名称】宮寺 利幸

(74)【代理人】

【識別番号】100191134

【弁理士】

【氏名又は名称】千馬 隆之

(74)【代理人】

【識別番号】100136548

【弁理士】

【氏名又は名称】仲宗根 康晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136641

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 志郎

(74)【代理人】

【識別番号】100180448

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 亨祐

(72)【発明者】

【氏名】市原 稔章

【審査官】岩▲崎▼ 則昌

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２９６４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３４９７１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２３１８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭４９－００１３１１（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２００４－０５８５７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４５／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

射出成型機の射出機構であって、
シリンダ内に挿入され、回転軸回りに回転可能であるとともに前記回転軸方向に沿って移動可能なスクリュと、
前記スクリュに入力された前記回転軸方向の力を受けるリアプレートと、
前記スクリュを回転可能に支持し、前記スクリュとともに前記回転軸方向に沿って移動するプレッシャプレートと、
前記リアプレートに設けられたボールねじナットと、
前記ボールねじナットに対して前記回転軸回りに回転することで、前記回転軸方向に沿って移動するボールねじ軸と、
前記スクリュから前記ボールねじ軸への力の伝達経路に配置され、前記回転軸方向に作用する力に対して弾性変形する弾性部材と、
を有し、
前記弾性部材は、最大射出圧による射出時に前記スクリュに対して前記回転軸方向に作用する力よりも大きい予圧が付与された状態で前記伝達経路に配置される、射出機構。

【請求項2】

射出成型機の射出機構であって、
シリンダ内に挿入され、回転軸回りに回転可能であるとともに前記回転軸方向に沿って移動可能なスクリュと、
前記スクリュに入力された前記回転軸方向の力を受けるリアプレートと、
前記スクリュから前記リアプレートへの力の伝達経路に配置され、前記回転軸方向に作用する力に対して弾性変形する弾性部材と、
前記スクリュを回転可能に支持し、前記スクリュとともに前記回転軸方向に沿って移動するプレッシャプレートと、
前記プレッシャプレートに、前記スクリュとともに前記回転軸回りに回転可能に支持されるスクリュスリーブと、
を有し、
前記弾性部材は、最大射出圧による射出時に前記スクリュに対して前記回転軸方向に作用する力よりも大きい予圧が付与された状態で前記伝達経路に配置され、
前記弾性部材は、前記スクリュと前記スクリュスリーブとが前記回転軸方向において互いに対向する面の間に配置される、射出機構。

【請求項3】

射出成型機の射出機構であって、
シリンダ内に挿入され、回転軸回りに回転可能であるとともに前記回転軸方向に沿って移動可能なスクリュと、
前記スクリュに入力された前記回転軸方向の力を受けるリアプレートと、
前記スクリュから前記リアプレートへの力の伝達経路に配置され、前記回転軸方向に作用する力に対して弾性変形する弾性部材と、
前記スクリュを回転可能に支持し、前記スクリュとともに前記回転軸方向に沿って移動するプレッシャプレートと、
前記プレッシャプレートに、前記スクリュとともに前記回転軸回りに回転可能に支持されるとともに、前記スクリュを前記回転軸方向の移動を許容して支持するスプラインブッシュと、
を有し、
前記弾性部材は、最大射出圧による射出時に前記スクリュに対して前記回転軸方向に作用する力よりも大きい予圧が付与された状態で前記伝達経路に配置され、
前記スクリュは、前記スクリュのシャフトと同軸上に設けられ、前記シャフトよりも大径に形成されたフランジを有し、
前記弾性部材は、前記フランジと前記スプラインブッシュとが前記回転軸方向において互いに対向する面の間に配置される、射出機構。

【請求項4】

射出成型機の射出機構であって、
シリンダ内に挿入され、回転軸回りに回転可能であるとともに前記回転軸方向に沿って移動可能なスクリュと、
前記スクリュに入力された前記回転軸方向の力を受けるリアプレートと、
前記スクリュから前記リアプレートへの力の伝達経路に配置され、前記回転軸方向に作用する力に対して弾性変形する弾性部材と、
前記スクリュを回転可能に支持し、前記スクリュとともに前記回転軸方向に沿って移動するプレッシャプレートと、
前記プレッシャプレートに、前記回転軸回りに回転可能に支持されるベアリングスリーブと、
前記リアプレートに設けられたボールねじナットと、
前記ボールねじナットに対して前記回転軸回りに回転することで、前記回転軸方向に沿って移動するボールねじ軸と、
を有し、
前記弾性部材は、最大射出圧による射出時に前記スクリュに対して前記回転軸方向に作用する力よりも大きい予圧が付与された状態で前記伝達経路に配置され、
前記弾性部材は、前記ベアリングスリーブと前記ボールねじ軸とが前記回転軸方向において互いに対向する面の間に配置される、射出機構。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の射出機構であって、
前記弾性部材はコイルスプリングである、射出機構。

【請求項6】

請求項１～４のいずれか１項に記載の射出機構であって、
前記弾性部材は皿ばねである、射出機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、射出成型機の射出機構に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、スクリュが回転することによってシリンダに供給された樹脂が溶融され、その後、スクリュの回転を停止させるとともに前進させることによって溶融された樹脂を、ノズルから射出する射出機構が開示されている（例えば、下記特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－０１５１６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

スクリュには、シリンダ内のスクリュの先端に貯留された樹脂から軸方向に過大な力が作用することがあり、その場合、スクリュに軸方向に作用する力を受ける部材に過大な負荷がかかる問題がある。

【0005】

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、スクリュに軸方向に過大な力が作用しても、スクリュに軸方向に作用する力を受ける部材に係る負荷を低減できる射出機構を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の態様は、射出成型機の射出機構であって、シリンダ内に挿入され、回転軸回りに回転可能であるとともに前記回転軸方向に沿って移動可能なスクリュと、前記スクリュに入力された前記回転軸方向の力を受けるリアプレートと、前記スクリュから前記リアプレートへの力の伝達経路に配置され、前記回転軸方向に作用する力に対して弾性変形する弾性部材と、を有し、前記弾性部材は、最大射出圧による射出時に前記スクリュに対して前記回転軸方向に作用する力よりも大きい予圧が付与された状態で前記伝達経路に配置される。

【発明の効果】

【0007】

本発明により、スクリュに軸方向に過大な力が作用しても、スクリュに軸方向に作用する力を受ける部材に係る負荷を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】射出成型機の射出機構を示す図である。

【図2】スクリュの後端部付近の拡大図である。

【図3】スクリュの後端部付近の拡大図である。

【図4】ボールねじ軸の前端部付近の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

〔第１実施形態〕
図１は射出成型機の射出機構１０を示す図である。以下の説明では、図１において、スクリュ１２の回転軸１４が延びる方向を前後方向とし、型締機構１６の固定プラテン１８側を前側、その反対側を後側と定義する。また、スクリュ１２等が前側に移動することを前進、スクリュ１２等が後側に移動することを後進と称することがある。

【0010】

射出機構１０は、フロントプレート２０、フロントプレート２０よりも後側に設けられたリアプレート２２とを有している。フロントプレート２０とリアプレート２２とは前後方向に延びて配置された４本のタイバー２４により連結されている。フロントプレート２０とリアプレート２２との間には、プレッシャプレート２６が設けられている。プレッシャプレート２６は、タイバー２４が貫通するブロック２８を有している。プレッシャプレート２６は、フロントプレート２０及びリアプレート２２に対して回転軸１４の方向に沿って前後方向に移動可能に設けられている。

【0011】

フロントプレート２０はシリンダ３０の後端を支持している。シリンダ３０は、スクリュ１２が挿入される貫通孔３２を有し、貫通孔３２の前側の先端にノズル３４が取り付けられている。ノズル３４はノズルホルダ３６に保持されており、ノズルホルダ３６はシリンダ３０の前端面に固定されている。フロントプレート２０の前側に隣接して材料供給部３８が配置されている。材料供給部３８は、シリンダ３０の貫通孔３２に連通する連通孔４０を有し、連通孔４０からシリンダ３０内に図示しない樹脂材料が供給される。

【0012】

プレッシャプレート２６は、ベアリング４２を介して、スクリュスリーブ４４を回転軸１４回りに回転可能に支持している。スクリュスリーブ４４の前端側にはスプラインブッシュ４６が固定されている。スプラインブッシュ４６はボス４８が形成され、このボス４８にスクリュ１２の後端部に形成されたスプライン部５０が挿入されている。スクリュスリーブ４４の前端側にはスクリュ回転プーリ５２が固定されている。これにより、スクリュ１２、スプラインブッシュ４６、スクリュ回転プーリ５２及びスクリュスリーブ４４は、回転軸１４回りに一体に回転する。スクリュ回転プーリ５２は、図示しないスクリュ回転モータと図示しないベルトを介して接続されている。スクリュ回転モータによりスクリュ回転プーリ５２が回転軸１４回りに回転され、スクリュ回転プーリ５２とともにスクリュ１２が回転する。スクリュ１２の後端部には、抜け止め５４が設けられている。スクリュ１２は、スプラインブッシュ４６に対して回転軸１４方向の移動が許容されるものの、抜け止め５４によりスプラインブッシュ４６から抜け落ちることが防止されている。

【0013】

スクリュスリーブ４４は、ベアリング５６を介してベアリングスリーブ５８を回転軸１４回りに回転可能に支持している。ベアリングスリーブ５８の後端側にはボールねじ軸６０が固定されている。ボールねじ軸６０は、リアプレート２２に固定されたボールねじナット６２とともにボールねじ６４を構成している。ベアリングスリーブ５８の後端側にはスクリュ射出プーリ６６が固定されている。これにより、ボールねじ軸６０、スクリュ射出プーリ６６及びベアリングスリーブ５８は、回転軸１４回りに一体に回転する。スクリュ射出プーリ６６は、図示しないスクリュ射出モータと図示しないベルトを介して接続されている。スクリュ射出モータによりスクリュ射出プーリ６６が回転軸１４回りに回転され、スクリュ射出プーリ６６とともにボールねじ軸６０が回転する。ボールねじ軸６０が回転するとボールねじ軸６０は回転軸１４方向に移動し、ボールねじ軸６０とともにスクリュ１２が回転軸１４方向に移動する。

【0014】

図２はスクリュ１２の後端部付近の拡大図である。スクリュスリーブ４４の前端面には、底面６８を有する有底凹部７０が形成されている。スクリュ１２の後端面７２と有底凹部７０の底面６８とは対向しており、後端面７２と底面６８との間に押圧プレート７４及び弾性部材７６が配置されている。弾性部材７６は、複数の皿ばねからなる。皿ばねは、回転軸１４方向に並べて配置されており、回転軸１４方向に作用する力に対して弾性変形する。弾性部材７６は、射出機構１０が最大射出圧により射出する際にスクリュ１２に作用する回転軸１４方向の力よりも大きい力でスクリュ１２を前側に押圧するように予圧が付与されている。皿ばねに代えて、コイルスプリングが用いられてもよい。

【0015】

［作用効果］
スクリュ１２には、シリンダ３０内のスクリュ１２の先端に貯留された樹脂から回転軸１４方向に過大な力が作用することがある。スクリュ１２に過大な力が作用することにより、スクリュ１２に回転軸１４方向に作用する力を受ける部材（例えば、スクリュスリーブ４４、ベアリング４２、ベアリング５６、ボールねじ６４等）に損傷が発生するおそれがある。しかし、この過大な力は不規則に突発的に発生するため、発生を防止することが難しかった。

【0016】

そこで、本実施形態では、スクリュ１２からリアプレート２２への力の伝達経路に、回転軸１４方向に作用する力に対して弾性変形する弾性部材７６が設けられている。この弾性部材７６は、最大射出圧による射出時にスクリュ１２に対して回転軸１４方向に作用する力よりも大きい予圧が付与された状態で伝達経路に配置される。これにより、通常の射出時には弾性部材７６は弾性変形しないが、スクリュ１２に回転軸１４方向に過大な力が作用した場合には弾性部材７６が弾性変形して力を吸収するため、スクリュ１２に回転軸１４方向に作用する力を受ける部材の損傷を抑制できる。

【0017】

また、本実施形態では、対向するスクリュ１２の後端面７２とスクリュスリーブ４４の有底凹部７０の底面６８との間に弾性部材７６が配置されている。これにより、スクリュ１２に回転軸１４方向に過大な力が作用した場合には弾性部材７６が弾性変形して力を吸収するため、スクリュ１２に回転軸１４方向に作用する力を受ける部材の損傷を抑制できる。

【0018】

また、本実施形態では、弾性部材７６を皿ばねとした。スクリュ１２に過大な力が作用した場合、皿ばねから構成される弾性部材７６が弾性変形して力を吸収するため、スクリュ１２に回転軸１４方向に作用する力を受ける部材の損傷を抑制できる。

【0019】

また、本実施形態では、弾性部材７６をコイルスプリングとした。スクリュ１２に過大な力が作用した場合、コイルスプリングから構成される弾性部材７６が弾性変形して力を吸収するため、スクリュ１２に回転軸１４方向に作用する力を受ける部材の損傷を抑制できる。

【0020】

〔第２実施形態〕
図３はスクリュ１２の後端部付近の拡大図である。

【0021】

スクリュ１２は、スクリュ１２のシャフト７８と同軸上に設けられ、シャフト７８よりも大径に形成されたフランジ８０を有している。フランジ８０の後端面８２とスプラインブッシュ４６の前端面８４とは対向しており、後端面８２と前端面８４との間に弾性部材７６が配置されている。

【0022】

シリンダ３０の後端部には、逃げ孔８６が形成されている。逃げ孔８６の径は、フランジ８０の径よりも僅かに大きく形成されている。スクリュ１２がシリンダ３０に対して前側に移動したときに、逃げ孔８６内にフランジ８０が進入する。スクリュ１２がシリンダ３０に対して最も前側に移動している状態において、逃げ孔８６の底面８８とフランジ８０の前端面９０との間に約１ｍｍの空隙を有する。

【0023】

スクリュ１２がスプラインブッシュ４６に対して最も前側に移動している状態において、スクリュ１２の後端面７２とスクリュスリーブ４４の有底凹部７０の底面６８との間に空隙が設けられている。

【0024】

［作用効果］
本実施形態では、対向するスクリュ１２のフランジ８０の後端面８２とスプラインブッシュ４６の前端面８４との間に弾性部材７６が配置されている。これにより、スクリュ１２に回転軸１４方向に過大な力が作用した場合には弾性部材７６が弾性変形して力を吸収するため、スクリュ１２に回転軸１４方向に作用する力を受ける部材の損傷を抑制できる。

【0025】

〔第３実施形態〕
図４はボールねじ軸６０の前端部付近の拡大図である。

【0026】

ベアリングスリーブ５８の後端面９２とボールねじ軸６０の前端面９４とは対向しており、後端面９２と前端面９４との間に弾性部材７６が配置されている。弾性部材７６の前側にはプレート９６が取り付けられ、後側にはプレート９８が取り付けられている。プレート９６はベアリングスリーブ５８の後端面９２に固定され、プレート９８はボールねじ軸６０の前端面９４に固定されている。

【0027】

スクリュ１２がスプラインブッシュ４６に対して最も前側に移動している状態において、スクリュ１２の後端面７２は、スクリュスリーブ４４の有底凹部７０の底面６８と当接している。これにより、スクリュ１２は、スプラインブッシュ４６に対して回転軸１４方向の移動が規制されている。

【0028】

［作用効果］
本実施形態では、対向するベアリングスリーブ５８の後端面９２とボールねじ軸６０の前端面９４との間に弾性部材７６が配置されている。これにより、スクリュ１２に回転軸１４方向に過大な力が作用した場合には弾性部材７６が弾性変形して力を吸収するため、スクリュ１２に回転軸１４方向に作用する力を受ける部材の損傷を抑制できる。

【0029】

〔実施形態から得られる技術的思想〕
上記実施形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。

【0030】

射出成型機の射出機構（１０）であって、シリンダ（３０）内に挿入され、回転軸（１４）回りに回転可能であるとともに前記回転軸方向に沿って移動可能なスクリュ（１２）と、前記スクリュに入力された前記回転軸方向の力を受けるリアプレート（２２）と、前記スクリュから前記リアプレートへの力の伝達経路に配置され、前記回転軸方向に作用する力に対して弾性変形する弾性部材（７６）と、を有し、前記弾性部材は、最大射出圧による射出時に前記スクリュに対して前記回転軸方向に作用する力よりも大きい予圧が付与された状態で前記伝達経路に配置される。

【0031】

上記の射出機構であって、前記スクリュを回転可能に支持し、前記スクリュとともに前記回転軸方向に沿って移動するプレッシャプレート（２６）と、前記プレッシャプレートに、前記スクリュとともに前記回転軸回りに回転可能に支持されるスクリュスリーブ（４４）と、を有し、前記弾性部材は、前記スクリュと前記スクリュスリーブとが前記回転軸方向において互いに対向する面の間に配置されてもよい。

【0032】

上記の射出機構であって、前記スクリュを回転可能に支持し、前記スクリュとともに前記回転軸方向に沿って移動するプレッシャプレートと、前記プレッシャプレートに、前記スクリュとともに前記回転軸回りに回転可能に支持されるとともに、前記スクリュを前記回転軸方向の移動を許容して支持するスプラインブッシュ（４６）と、を有し、前記スクリュは、前記スクリュのシャフト（７８）と同軸上に設けられ、前記シャフトよりも大径に形成されたフランジ（８０）を有し、前記弾性部材は、前記フランジと前記スプラインブッシュとが前記回転軸方向において互いに対向する面の間に配置されてもよい。

【0033】

上記の射出機構であって、前記スクリュを回転可能に支持し、前記スクリュとともに前記回転軸方向に沿って移動するプレッシャプレートと、前記プレッシャプレートに、前記回転軸回りに回転可能に支持されるベアリングスリーブ（５８）と、前記リアプレートに設けられたボールねじナット（６２）と、前記ボールねじナットに対して前記回転軸回りに回転することで、前記回転軸方向に沿って移動するボールねじ軸（６０）と、を有し、前記弾性部材は、前記ベアリングスリーブと前記ボールねじ軸とが前記回転軸方向において互いに対向する面の間に配置されてもよい。

【0034】

上記の射出機構であって、前記弾性部材はコイルスプリングであってもよい。

【0035】

上記の射出機構であって、前記弾性部材は皿ばねであってもよい。

【符号の説明】

【0036】

１０…射出機構 １２…スクリュ
１４…回転軸 ２２…リアプレート
２６…プレッシャプレート ３０…シリンダ
４４…スクリュスリーブ ４６…スプラインブッシュ
５８…ベアリングスリーブ ６０…ボールねじ軸
６２…ボールねじナット ７６…弾性部材
８０…フランジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】