特許 7509633 成形機

(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】2024-06-24

(45)【発行日】2024-07-02

(54)【発明の名称】成形機

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/40 20060101AFI20240625BHJP

   B29C 45/00 20060101ALI20240625BHJP

   B22D 17/22 20060101ALI20240625BHJP

【ＦＩ】

B29C45/40

B29C45/00

B22D17/22 K

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020158923

(22)【出願日】2020-09-23

(65)【公開番号】P2022052498

(43)【公開日】2022-04-04

【審査請求日】2023-07-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000222587

【氏名又は名称】東洋機械金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000442

【氏名又は名称】弁理士法人武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】国松 清

(72)【発明者】

【氏名】今井 義徳

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 義剛

(72)【発明者】

【氏名】澤田 靖丈

(72)【発明者】

【氏名】江口 史也

【審査官】▲高▼橋 理絵

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－３０９０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３０１５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２０２８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２４６７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０８８１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０７１３５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１６３３６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４５／００－４５／８４

Ｂ２２Ｄ １７／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定側金型を支持する固定ダイプレートに対して、可動側金型を支持する可動ダイプレートを接離させることによって、前記固定側金型及び前記可動側金型の開閉及び型締を行う型締装置と、
型締された前記固定側金型及び前記可動側金型のキャビティ内に、計量された成形材料を射出する射出装置と、
型開された前記可動側金型から成形品を突き出すエジェクタ装置とを備える成形機において、
前記エジェクタ装置は、
エジェクタモータと、
前記エジェクタモータの駆動力が伝達されて回転する回転ナットと、
前記回転ナットに螺合し、前記回転ナットの回転に伴って進退するボールねじ軸と、
前記ボールねじ軸の先端に固定されたピン支持部と、
前記ピン支持部に支持され、前記ボールねじ軸の進退に伴って前記可動側金型の内面に対して出没する複数のエジェクタピンとを備え、
前記ピン支持部は、
表面の中央を含む複数の位置で前記複数のエジェクタピンを支持するプレートと、
前記プレートの中央に対して点対称で且つ上下方向にずれた位置において、前記プレートの裏面から突出する一対の脚部と、
前記プレートから前記ボールねじ軸の延設方向に離間した位置で前記一対の脚部の突出端同士を接続し、且つ前記プレートの中央に対応する位置で前記ボールねじ軸を支持する接続部とを備えることを特徴とする成形機。

【請求項2】

前記一対の脚部は、前記成形機を前面側から見て、手前側の脚部が奥側の脚部より下方にずれていることを特徴とする請求項１に記載の成形機。

【請求項3】

前記エジェクタ装置は、前記プレートに挿通されて、進退する前記ピン支持部をガイドする一対のガイドロッドを備え、
前記一対のガイドロッドは、前記プレートの中央に対して前記一対の脚部と同じ方向にずれて配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の成形機。

【請求項4】

前記可動ダイプレートは、前記可動側金型を支持する面と反対側の面に、前進した前記プレートが進入する凹部を有し、
前記プレートには、前記プレートの中央に対して点対称で且つ前記一対の脚部と反対側の角部に、切り欠きが形成されていることを特徴とする請求項３に記載の成形機。

【請求項5】

前記ボールねじ軸は、
前記プレートの裏面から離間した先端に形成された潤滑油補給口と、
前記潤滑油補給口を通じて補給された潤滑油を、前記回転ナットに供給する内部通路とを備えることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の成形機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エジェクタ装置を搭載した成形機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、金型の開閉及び型締を行う型締装置と、型締された金型のキャビティ内に成形材料を射出する射出装置と、型開された金型から成形品を突き出すエジェクタ装置とを備える成形機が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【0003】

特許文献１に記載のエジェクタ装置は、サーボモータで一対のボールねじを駆動することによって、エジェクタプレートを進退させる。これにより、エジェクタプレートに支持されたエジェクタピンが金型の内面に対して出没する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－１６３３６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、一対のボールねじでエジェクタプレートを進退させる構成では、僅かな組立誤差（例えば、一対のボールねじの平行度調整）によって、ボールねじにモーメント荷重が負荷される。そして、この状態で成形機の運転を継続すると、ボールねじの損傷などのエジェクタ装置の寿命低下を招く可能性がある。

【0006】

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、エジェクタ装置を搭載した成形機において、エジェクタ装置の寿命を延伸する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、前記課題を解決するため、固定側金型を支持する固定ダイプレートに対して、可動側金型を支持する可動ダイプレートを接離させることによって、前記固定側金型及び前記可動側金型の開閉及び型締を行う型締装置と、型締された前記固定側金型及び前記可動側金型のキャビティ内に、計量された成形材料を射出する射出装置と、型開された前記可動側金型から成形品を突き出すエジェクタ装置とを備える成形機において、前記エジェクタ装置は、エジェクタモータと、前記エジェクタモータの駆動力が伝達されて回転する回転ナットと、前記回転ナットに螺合し、前記回転ナットの回転に伴って進退するボールねじ軸と、前記ボールねじ軸の先端に固定されたピン支持部と、前記ピン支持部に支持され、前記ボールねじ軸の進退に伴って前記可動側金型の内面に対して出没する複数のエジェクタピンとを備え、前記ピン支持部は、表面の中央を含む複数の位置で前記複数のエジェクタピンを支持するプレートと、前記プレートの中央に対して点対称で且つ上下方向にずれた位置において、前記プレートの裏面から突出する一対の脚部と、前記プレートから前記ボールねじ軸の延設方向に離間した位置で前記一対の脚部の突出端同士を接続し、且つ前記プレートの中央に対応する位置で前記ボールねじ軸を支持する接続部とを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によると、エジェクタ装置の寿命を延伸することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係る射出成形機の側面図である。

【図2】エジェクタ装置の周辺の拡大正面図である。

【図3】エジェクタ装置の周辺の拡大平面図である。

【図4】ピン支持部を表面側から見た斜視図である。

【図5】ピン支持部を裏面側から見た斜視図である。

【図6】プレートの正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係る射出成形機１０を図面に基づいて説明する。射出成形機１０は、金型内に計量された可塑化樹脂（成形材料）を射出して、射出成形品を成形する装置である。但し、成形機の具体例は射出成形機１０に限定されず、金型内に溶湯金属（成形材料）を射出して、成形品を成形するダイカストマシンでもよい。

【0011】

図１は、本実施形態に係る射出成形機１０の側面図である。図１に示すように、射出成形機１０は、操作パネル１１と、型締装置２０と、射出装置３０と、エジェクタ装置４０とを主に備える。なお、本明細書では、操作パネル１１に対面する側を射出成形機１０の「前面側（正面）」とし、射出成形機１０を前面側から見て、型締装置２０が設けられた側を「左側」とし、射出装置３０が設けられた側を「右側」とする。

【0012】

操作パネル１１は、オペレータに情報（文字、画像、映像）を表示するディスプレイと、オペレータからの指示を受け付ける操作ボタン（押しボタン、タッチパネル）とを含む。そして、操作パネル１１に対面する側とは、射出成形機１０の周囲のうち、ディスプレイに表示された情報を視認することができる側を指す。

【0013】

型締装置２０は、金型２１の開閉及び型締を行う。具体的には、型締装置２０は、固定側金型２２を支持する固定ダイプレート２３と、可動側金型２４を支持する可動ダイプレート２５とを主に備える。固定側金型２２及び可動側金型２４は、射出成形機１０の左右方向（水平方向）において、互いに対面するように支持されている。

【0014】

可動ダイプレート２５は、型開閉モータ（図示省略）の駆動力がトグルリンク機構２６を通じて伝達されることによって、タイバー２７に沿って左右方向に移動する。可動ダイプレート２５が左方向に移動すると、固定側金型２２と可動側金型２４とが離間する。一方、可動ダイプレート２５が右方向に移動すると、固定側金型２２と可動側金型２４とが当接して、金型２１の内部にキャビティ（内部空間）が形成される。そして、可動ダイプレート２５を右方向に移動させる向きの圧力がさらに加わると、固定側金型２２及び可動側金型２４が型締される。

【0015】

射出装置３０は、成形材料を可塑化し、計量し、射出する。本実施形態に係る射出装置３０は、型締装置２０と水平方向（型締装置２０の右方）に離間して配置されている。射出装置３０は、加熱シリンダ３１と、スクリュー３２と、ホッパ３３と、ホッパブロック３４とを主に備える。

【0016】

加熱シリンダ３１は、射出成形機１０の左右方向に延びる円筒形状の部材である。加熱シリンダ３１は、スクリュー通路３５と、ノズル３６とを主に備える。また、加熱シリンダ３１の外周面には、加熱シリンダ３１を加熱するバンドヒータ（図示省略）が取り付けられている。

【0017】

スクリュー通路３５は、加熱シリンダ３１の内部を軸方向（長手方向）に延びる直線状の空間である。スクリュー通路３５は、加熱シリンダ３１の先端に設けられたノズル３６を通じて、加熱シリンダ３１の外部に連通している。換言すれば、スクリュー通路３５は、ノズル３６から軸方向に沿って延びる空間である。

【0018】

スクリュー３２は、円柱形状の部材である。スクリュー３２の外周面には、螺旋溝が形成されている。スクリュー３２は、射出成形機１０の左右方向の移動（以下、「進退」と表記する。）及び回転が可能な状態で、加熱シリンダ３１の内部空間に収容されている。スクリュー３２は、射出モータ（図示省略）の駆動力が伝達されて進退し、計量モータ（図示省略）の駆動力が伝達されて回転する。

【0019】

ホッパ３３は、原料となる成形材料を貯留する漏斗形状の部材である。ホッパブロック３４は、加熱シリンダ３１及びホッパ３３を支持する部材である。ホッパ３３に貯留された成形材料は、下端に設けられた開口を通じて加熱シリンダ３１のスクリュー通路３５に供給される。

【0020】

エジェクタ装置４０は、型開された可動側金型２４から射出成形品を突き出す装置である。エジェクタ装置４０は、可動ダイプレート２５に支持されて、可動ダイプレート２５と共に進退する。また、エジェクタ装置４０は、型開された可動側金型２４の内面に対して、エジェクタピン４７（図２～図３参照）を出没させる。これにより、可動側金型２４から射出成形品が離型する。

【0021】

図２は、エジェクタ装置４０の周辺の拡大正面図である。図３は、エジェクタ装置４０の周辺の拡大平面図である。図２及び図３に示すように、エジェクタ装置４０は、エジェクタモータ４１と、回転ナット４２と、駆動力伝達機構４３と、ボールねじ軸４４と、ピン支持部４５と、一対のガイドロッド４６と、複数のエジェクタピン４７とを主に備える。

【0022】

エジェクタモータ４１は、射出成形機１０の制御装置（図示省略）の制御に従って、正転及び逆転する。回転ナット４２は、ボールベアリングによって可動ダイプレート２５に回転可能に支持されている。そして、エジェクタモータ４１の回転駆動力が駆動力伝達機構４３を通じて伝達されることによって、回転ナット４２が回転する。

【0023】

駆動力伝達機構４３は、エジェクタモータ４１の出力軸と一体回転するギヤ４３ａと、回転ナット４２と一体回転するギヤ４３ｂと、ギヤ４３ａ、４３ｂに掛け渡された無端環状のベルト４３ｃとで構成される。但し、駆動力伝達機構４３の具体的な構成は、前述の例に限定されず、互いに噛合するギヤ列でもよいし、チェーン駆動でもよい。

【0024】

ボールねじ軸４４は、回転ナット４２に螺合されて、左右方向に延設されている。ボールねじ軸４４は、回転ナット４２の回転に伴って進退する。より詳細には、エジェクタモータ４１が正転することによって、ボールねじ軸４４が前進（右方に移動）する。また、エジェクタモータ４１が逆転することによって、ボールねじ軸４４が後退（左方に移動）する。

【0025】

また、ボールねじ軸４４には、潤滑油補給口４４ａと、軸方向内部通路４４ｂと、径方向内部通路４４ｃとを備える。潤滑油補給口４４ａは、潤滑油を補給するホースを装着する部分である。軸方向内部通路４４ｂは、潤滑油補給口４４ａからボールねじ軸４４の内部を軸方向に延びる内部通路である。径方向内部通路４４ｃは、軸方向内部通路４４ｂからボールねじ軸４４の径方向に延びて、ボールねじ軸４４の外周面に開口する内部通路である。そして、径方向内部通路４４ｃは、回転ナット４２に対面する位置に配置される。すなわち、潤滑油補給口４４ａを通じて補給された潤滑油は、軸方向内部通路４４ｂ及び径方向内部通路４４ｃを通じて回転ナット４２に供給される。

【0026】

ピン支持部４５は、ボールねじ軸４４の先端に固定されている。また、ピン支持部４５には、可動ダイプレート２５に支持されて左右方向に延びる一対のガイドロッド４６（図３では、一方のみを図示）が挿通されている。さらに、ピン支持部４５は、複数のエジェクタピン４７を支持している。そして、ピン支持部４５は、一対のガイドロッド４６にガイドされながら、ボールねじ軸４４と共に進退する。これにより、可動側金型２４の内面に対して、複数のエジェクタピン４７が出没する。

【0027】

図４は、ピン支持部４５を表面側から見た斜視図である。図５は、ピン支持部４５を裏面側から見た斜視図である。図６は、プレート４８の正面図である。図４～図６に示すように、ピン支持部４５は、プレート４８と、一対の脚部４９、５０と、接続部５１とで構成されている。ピン支持部４５は、例えば、一体成形される。

【0028】

プレート４８は、表面（右方を向く面）及び裏面（左方を向く面）を有する板状の部材である。プレート４８には、一対のロッド挿通孔５２ａ、５２ｂと、複数のピン支持孔５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３ｅ、５３ｆ、５３ｇ、５３ｈ、５３ｉ（以下、これらを総称して、「ピン支持孔５３」と表記することがある。）とが形成されている。ロッド挿通孔５２ａ、５２ｂ及びピン支持孔５３は、プレート４８を厚み方向（表面及び裏面の間）に貫通している。

【0029】

一対のロッド挿通孔５２ａ、５２ｂは、プレート４８の中央（ピン支持孔５３ｅの位置）に対して点対称の位置に配置されている。また、一対のロッド挿通孔５２ａ、５２ｂは、上下方向にずれて配置されている。より詳細には、射出成形機１０を前面側から見て、手前側のロッド挿通孔５２ａが奥側のロッド挿通孔５２ｂより下方に位置している。そして、ロッド挿通孔５２ａ、５２ｂには、一対のガイドロッド４６が挿通される。

【0030】

複数のピン支持孔５３は、プレート４８の上下方向及び前後方向に離間した複数の位置に形成されている。また、ピン支持孔５３ｅは、プレート４８の中央（例えば、重心位置）に形成されている。そして、複数のピン支持孔５３は、複数のエジェクタピン４７を支持する。より詳細には、ピン支持孔５３に支持されたエジェクタピン４７が、ボルトによってプレート４８の裏面側から締結（固定）されている。なお、ピン支持孔５３（換言すれば、エジェクタピン４７）の位置及び数は、前述の例に限定されない。但し、エジェクタピン４７は、少なくともプレート４８の中央に設けられる。

【0031】

また、プレート４８には、前上角及び後下角に切り欠き５４ａ、５４ｂが設けられている。さらに図３に示すように、可動ダイプレート２５には、可動側金型２４を支持する面と反対側の面（すなわち、左面）に凹部２５ａを有する。ボールねじ軸４４と共にピン支持部４５が前進したとき、プレート４８は凹部２５ａに進入する。そのため、切り欠き５４ａ、５４ｂに対応する部分だけ凹部２５ａを縮小することができる。

【0032】

一対の脚部４９、５０は、プレート４８の裏面から左方（すなわち、エジェクタピン４７と反対向き）に突出している。また、一対の脚部４９、５０は、プレート４８の中央に対して点対称な位置に配置されている。さらに、一対の脚部４９、５０は、上下方向にずれた位置に配置されている。より詳細には、射出成形機１０の前面側から見て、手前側の脚部４９が奥側の脚部５０より下方に位置している。

【0033】

すなわち、一対のロッド挿通孔５２ａ、５２ｂ（換言すれば、一対のガイドロッド４６）と、一対の脚部４９、５０とは、プレート４８の中央に対して同じ方向にずれて配置されている。また、一対の脚部４９、５０は、一対のロッド挿通孔５２ａ、５２ｂの内側（プレート４８の中央に近い位置）に設けられている。これに対して、一対の切り欠き５４ａ、５４ｂは、一対の脚部４９、５０と反対側の角部に設けられている。

【0034】

接続部５１は、一対の脚部４９、５０の突出端同士を接続する。すなわち、接続部５１は、プレート４８から左右方向に離間した位置において、プレート４８の中央に対面する位置を通過する。そして、接続部５１は、プレート４８の中央に対面する位置において、ボールねじ軸４４の先端を支持する。より詳細には、接続部５１に設けられた貫通孔にボールねじ軸４４の先端が挿通され、ナット５５などで締結される。

【0035】

接続部５１に支持されたボールねじ軸４４の先端と、ピン支持孔５３ｅに挿入されたエジェクタピン４７を固定するボルトとは、互いに対面している。また、接続部５１に支持されたボールねじ軸４４の先端と、ピン支持孔５３ｅに挿入されたエジェクタピン４７を固定するボルトとは、左右方向（換言すれば、ボールねじ軸４４及びエジェクタピン４７の延設方向）に離間している。

【0036】

上記の実施形態によれば、１本のボールねじ軸４４でピン支持部４５を進退させるので、複数のボールねじを有するエジェクタ装置と比較して、以下の作用効果を奏する。

【0037】

まず、時間をかけてボールねじ軸４４の平行度の調整を行う必要がない。また、エジェクタ装置４０の組立誤差によって、ボールねじ軸４４にモーメント荷重が負荷されるのを防止できる。また、ギヤ４３ａ、４３ｂに対するベルト４３ｃの接触面積が増加するので、ベルト４３ｃの歯飛びが防止される。また、ボールねじの数が減少することによって、エジェクタモータ４１の仕事量が少なくなる。その結果、慣性モーメントが小さくなって、エジェクタピン４７の加減速性能が向上する。さらに、エジェクタ装置４０の部品点数が少なくなるので、納期短縮や製造コストの低減に寄与する。

【0038】

ここで、本実施形態に係るエジェクタ装置４０は、プレート４８の中央を含む複数の位置に取り付けたエジェクタピン４７を、エジェクタモータ４１の正転によって可動側金型２４から突出させ、エジェクタモータ４１の逆転によって可動側金型２４に没入させる、所謂「センタプルバック方式」を採用している。また、ボールねじ軸４４を１本にした場合、プレート４８を平行に進退させるために、プレート４８の中央に対面する位置にボールねじ軸４４を配置する必要がある。

【0039】

そこで上記の実施形態によれば、プレート４８の中央から外れた位置に一対の脚部４９、５０を配置することによって、接続部５１に支持されたボールねじ軸４４の先端と、ピン支持孔５３ｅに挿入されたエジェクタピン４７を固定するボルトとの干渉を防ぐことができる。

【0040】

また上記の実施形態によれば、一対の脚部４９、５０を上下方向にずらして配置しているので、プレート４８及び接続部５１の間の空間に斜め上方からアクセスしやすくなる。これにより、エジェクタピン４７を固定するボルトの着脱、潤滑油補給口４４ａの清掃などのメンテナンス性が向上する。特に、射出成形機１０の前面側からメンテナンスを行うのが一般的なので、手前側の脚部４９を奥側の脚部５０より下方に配置することによって、さらにメンテナンス性が向上する。

【0041】

但し、一対の脚部４９、５０の上下方向の位置は、射出成形機１０のどちら側からメンテナンスを行うか、またメンテナンスする部位とオペレータの目線との位置関係によって変動するので、前述の例に限定されるものではない。

【0042】

また上記の実施形態によれば、プレート４８の中央に対して、一対のガイドロッド４６を一対の脚部４９、５０と同じ方向にずらして配置し、プレート４８の一対の脚部４９、５０と反対側の角部に切り欠き５４ａ、５４ｂを形成したことによって、可動ダイプレート２５に形成する凹部２５ａの面積を小さくすることができる。その結果、可動ダイプレート２５の剛性低下を防止できる。

【0043】

さらに上記の実施形態によれば、接続部５１から露出したボールねじ軸４４の先端に潤滑油補給口４４ａを形成したので、ボールねじ軸４４の外周面に潤滑油補給口を形成する場合と比較して、ボールねじ軸４４の全長を短くすることができる。その結果、射出成形機１０の大型化を防止することができる。

【0044】

上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

【符号の説明】

【0045】

１０…射出成形機、１１…操作パネル、２０…型締装置、２１…金型、２２…固定側金型、２３…固定ダイプレート、２４…可動側金型、２５…可動ダイプレート、２５ａ…凹部、２６…トグルリンク機構、２７…タイバー、３０…射出装置、３１…加熱シリンダ、３２…スクリュー、３３…ホッパ、３４…ホッパブロック、３５…スクリュー通路、３６…ノズル、４０…エジェクタ装置、４１…エジェクタモータ、４２…回転ナット、４３…駆動力伝達機構、４３ａ，４３ｂ…ギヤ、４３ｃ…ベルト、４４…ボールねじ軸、４４ａ…潤滑油補給口、４４ｂ…軸方向内部通路、４４ｃ…径方向内部通路、４５…ピン支持部、４６…ガイドロッド、４７…エジェクタピン、４８…プレート、４９，５０…脚部、５０…脚部、５１…接続部、５２ａ，５２ｂ…ロッド挿通孔、５３…ピン支持孔、５４ａ，５４ｂ…切り欠き、５５…ナット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】