JP2000246773A - 射出成形機の樹脂圧力検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂圧力の検出精度を高める。 【解決手段】 歪み測定センサ２５は、タイバー３の軸
方向の歪みを測定するもので、半円形状とされ、タイバ
ー３両端のねじ部３ａ，３ｂから十分に離された均一断
面部の外周表面にタイバー３を囲んでボルト等によって
付着されている。制御装置２８は、歪み測定センサ２５
の出力信号に基き、射出工程及び計量工程での樹脂圧力
を演算する。タイバー等の軸部材に螺着されて軸部材に
リヤプレート４を固定している取付ナット７の締付け具
合や加熱筒１の熱の影響を受けることなく、樹脂圧力を
正確に検出することができる。また、軸部材に穴加工を
する必要がなく、軸部材の強度を低下させないで済むの
で、耐久性に優れた樹脂圧力検出装置をコスト安に製造
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機の射出
時及び計量時における樹脂圧力を検出する装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機の樹脂圧力検出装置として図
５ないし図８に示すものが知られている。これらの射出
成形機の樹脂圧力検出装置について説明すると、図５の
射出成形機の樹脂圧力検出装置は、加熱筒５１を備えた
固定プレート５２に、射出スクリュ５８を回転自在に備
えたプッシャプレート５９がタイバー５３を介して取り
付けられ、プッシャプレート５９と、タイバー５３の後
端にナット５７によって固定されたリヤプレート５４
に、タイバー５３に軸方向の引張荷重を付加してプッシ
ャプレート５２を射出スクリュ５８と一緒にタイバー５
３に沿って前進させ加熱筒５１内の溶融樹脂を金型（図
示せず）の成形キャビティに射出させる射出用駆動装置
７３が設けられた射出成形機において、リヤプレート５
４とナット５７の間に荷重計７５を設け、該荷重計７５
によって樹脂圧力を検出する構造となっている（特許第
２６６７５２１号公報）。なお、射出用駆動装置７３
は、プッシャプレート５９に固定されたボールナット６
３と、該ボールナット６３に螺合されてリヤプレート５
４に回転自在に取り付けられたボールねじ軸６６と、該
ボールねじ軸６６を回転させるモータ６８（図８）とか
ら成る。

【０００３】図６の射出成形機の樹脂圧力検出装置は、
図５の樹脂圧力検出装置の他の例であって、タイバー５
３のねじ部分の端面に、歪みゲージからなる荷重計７５
ａを埋め込んだボルト８０を埋設固定した構造となって
いる。図７の射出成形機の樹脂圧力検出装置も図５の樹
脂圧力検出装置の別の例であり、タイバー５３のねじ部
分の端面に、圧電素子からなる荷重計７５ｂを埋設した
構造となっている。

【０００４】図８の射出成形機の樹脂圧力検出装置は、
加熱筒５１を、固定プレート５２に前後に摺動可能に取
り付けてロードセル８５を介して固定し、樹脂圧力とノ
ズルタッチ圧力をロードセル８５によって検出する構造
となっている（特許第２６４９１１１号公報）。なお、
図５と同一の部材には同一の符号を付してその説明を省
略する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した図５〜図８の
樹脂圧力検出装置には次のような問題点がある。 （図５の樹脂圧力検出装置）タイバー５３を締め上げる
ナット５７を締め上げた時点で樹脂圧力が作用しなくて
も、すでに荷重計７５に圧縮荷重が作用しているので、
樹脂圧力とナット５７の締付力の区別ができない。一応
ナット５７を締め上げた時点での荷重を０にリセットし
ても、使用中にナット５７の締上力が変化する場合もあ
り、正確な測定ができない。また、荷重計７５は、ナッ
ト５７の締付力を加えた大容量のものが必要になるた
め、細かい精度で測定できない。

【０００６】（図６と図７の樹脂圧力検出装置）いずれ
も、タイバー５３の後端部にねじ穴や測定穴を設ける必
要があり、高荷重が作用し、強度上問題の多いタイバー
５３の有効断面積を減少させねばならない。また、ねじ
穴や測定穴は、加工上余り深くできないので、タイバー
５３の端面付近でその引張荷重が測定されるが、この部
分の軸形状は外周に段やねじが設けてあって均一形状で
ないため、測定値から荷重に換算する場合の換算式の作
成が難しい。

【０００７】（図８の樹脂圧力検出装置）加熱筒５１に
ロードセル８５が接していてロードセル８５に熱が伝わ
るため、熱の影響で正確な測定ができない。また中央に
穴のある特殊形状のロードセル８５を用いる必要があ
り、コスト高になる。なお、この点は図５の荷重計７５
においても同じである。

【０００８】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
樹脂圧力を正確に検出することができる射出成形機の樹
脂圧力検出装置を提供することを目的とする。本発明の
他の目的は、タイバーやボールねじ軸等の軸部材の強度
を低下させないで済む射出成形機の樹脂圧力検出装置を
提供することである。本発明の別の目的は、コスト安に
つく射出成形機の樹脂圧力検出装置を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の少なくとも１つの
目的を達成するために、請求項１記載の発明は、加熱筒
を備えた固定プレートに、射出スクリュを回転自在に備
えたプッシャプレートが、軸部材を介して取り付けら
れ、上記プッシャプレートに、上記軸部材に軸方向の引
張荷重を付加してプッシャプレートを射出スクリュと一
緒に前進させ加熱筒内の溶融樹脂を金型の成形キャビテ
ィに射出させる射出用駆動装置が付設された射出成形機
において、上記軸部材の外周表面に歪み測定センサを付
着した構成とした。

【００１０】この手段では、射出用駆動装置を作動させ
て射出スクリュをプッシャプレートと一緒に前進させ、
加熱筒内の溶融樹脂を射出する射出工程においては、射
出スクリュを前進させる反力によって軸部材に引張荷重
が加わる。歪み測定センサは、この引張荷重による軸部
材の歪み、つまり樹脂圧力を検出する。また、射出スク
リュを回転させて樹脂を溶融させながら後退させる計量
工程においても、背圧により、上記同様に軸部材に引張
荷重が加わり、その引張荷重による軸部材の歪みを歪み
測定センサが検出する。歪み測定センサは、軸部材の両
端から十分に離れたねじ等が形成されていない均一断面
部に付着させるのがよい。

【００１１】請求項１記載の射出成形機の樹脂圧力検出
装置において、歪み測定センサを半円形状とし、ボルト
や磁石で軸部材に取り付けることができる（請求項２、
請求項３）。この構成では、軸部材に対する歪み測定セ
ンサの取付け及び取外しが簡単で、メンテナンスが容易
である。

【００１２】また、請求項１記載の射出成形機の樹脂圧
力検出装置において、歪み測定センサを接着剤で軸部材
に取り付けることができる（請求項４）。この構成で
は、歪み測定センサを軸部材に強固かつ容易に一体化す
ることができる。

【００１３】請求項１ないし４のいずれか１つに記載の
射出成形機の樹脂圧力検出装置において、軸部材を、固
定プレートにリヤプレートを一体に結合し、かつプッシ
ャプレートを前後に移動自在に支持して設けられたタイ
バーとすることも（請求項５）、また軸部材を、回転自
在なボールナットに螺合されて固定プレートとプッシャ
プレートとの間に架設されたボールねじ軸とすることも
できる（請求項６）。いずれの場合も、タイバー又はボ
ールねじ軸が有効に利用される。後者のボールねじ軸
は、通常、プッシャプレートに回転自在に取り付けられ
たボールナットに後端部を螺入し、前端を固定プレート
に固定した構成とされるが、固定プレートに回転自在に
取り付けられたボールナットに前端部を螺入し、後端を
プッシャプレートに固定した構成とする場合もある。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面を
参照して説明する。図１と図２は本発明に係る射出成形
機の樹脂圧力検出装置の実施の形態を示すもので、符号
１は加熱筒である。加熱筒１は、固定プレート（フロン
トプレート）２の中央に前方（同じで左方）に突出して
水平に固定されている。

【００１５】固定プレート２には、左右一対のタイバー
（軸部材）３によってリヤプレート４が取り付けられて
いる。各タイバー３は、両端のねじ部３ａ，３ｂに螺着
された取付ナット６，７の締付けによって固定プレート
２とリヤプレート４とに互いに平行に取り付けられ、そ
れらを一体に結合している。そして、タイバー３，３に
は、射出スクリュ８を備えたプッシャプレート９が前後
に移動自在に支持されている。射出スクリュ８は、その
先端部を加熱筒１に挿入した状態で軸受１０によりプッ
シャプレート９に取り付けられており、スクリュ用サー
ボモータ（図示せず）によって周方向に回転させられる
ようになっている。

【００１６】リヤプレート４には、左右一対の中空軸１
１が軸受１２で回転自在に取り付けられ、各中空軸１１
の前端部にはボールナット１３が、また後端部には従動
プーリ１４がそれぞれ一体に固定されている。また、プ
ッシャプレート９には、左右一対のボールねじ軸１６
が、その後部をボールナット１３に螺入してそれぞれ固
定されている。なお、ボールねじ軸１６の外径は中空軸
１１の内径よりも小さくされている。

【００１７】リヤプレート４には、射出用サーボモータ
１８がブラケット１９で固定されている。射出用サーボ
モータ１８の出力軸には駆動プーリ２０が取り付けられ
ており、該駆動プーリ２０と従動プーリ１４，１４には
無端状のタイミングベルト２１が巻き掛けられている。
この構成では、射出用サーボモータ１８を作動させる
と、ボールナット１３，１３が回転し、その回転方向に
したがってボールねじ軸１６，１６が移動してプッシャ
プレート９を前進又は後退させる。

【００１８】上記から理解されるように、ボールナット
１３とボールねじ軸１６とは、回転運動を直線運動に変
えるねじ機構を構成し、またそのねじ機構と射出用サー
ボモータ１８及びタイミングベルト２１等は、プッシャ
プレート９と一緒に射出スクリュ８を前進させて加熱筒
１内の溶融樹脂を金型の成形キャビティに射出させる射
出用駆動装置２３を構成している。

【００１９】符号２５は歪み測定センサ（組合せ円筒型
軸方向センサ）である。歪み測定センサ２５は、タイバ
ー３の軸方向の歪みを測定するもので、半円形状とさ
れ、タイバー３両端のねじ部３ａ，３ｂから十分に離さ
れた均一断面部の外周表面にタイバー３を囲んでボルト
２６及びナット２７によって付着されている。歪み測定
センサ２５には制御装置２８が配線２９で接続されてい
る。

【００２０】制御装置２８は、歪み測定センサ２５の出
力信号に基き、次式（１）を演算して射出工程及び計量
工程での樹脂圧力Ｐを割り出すものである。 Ｐ＝ｎＡεＥ／Ｓ …（１） 但し、 Ａ：タイバー３の横断面積 ε：タイバー３の軸方向の歪み Ｅ：タイバー３のヤング率 Ｓ：射出スクリュ８の横断面積 ｎ：タイバー３の本数（図１の場合は、ｎ＝２）

【００２１】次に上記の構成とされた射出成形機の樹脂
圧力検出装置の作用を説明する。計量工程においては、
周知のように、射出スクリュ８を回転させて樹脂を加熱
筒１内で溶融させながら、射出スクリュ８を所定の背圧
で徐々に後退させて溶融樹脂を射出スクリュ８の前端部
に計量する。この際、射出スクリュ８の後退に伴いボー
ルねじ軸１６等を介してリヤプレート４が後方に押され
る結果、タイバー３，３が引張荷重を受けることにな
る。歪み測定センサ２５は、引張荷重によって生じるタ
イバー３の歪みを測定して制御装置２８に出力し、制御
装置２８はその出力信号に基づいて樹脂圧力を算出す
る。

【００２２】また、射出工程においては、これも周知の
ように、射出用駆動装置２３の作動で射出スクリュ８を
前進させて行う。この時は、ボールナット１３の回転で
ボールねじ軸１６を前進させる反力によってタイバー３
に引張荷重がかかる。この場合も歪み測定センサ２５は
タイバー３の歪みを測定し、制御装置２８は歪み測定セ
ンサ２５の出力信号を基づいて樹脂圧力を算出する。

【００２３】このように、本樹脂圧力検出装置は、タイ
バー３の両端から十分に離れた均一断面部の外周表面の
歪みから樹脂圧力を検出するものであるため、従来の検
出装置と違って、タイバー３の端面に穴を加工しなくて
もよく、また両端の取付ナット６，７の締付け具合で測
定値に影響が出ることもなく、容易かつ正確に射出成形
機の樹脂圧力を検出することができる。また、穴加工に
よってタイバー３の強度を低下させないで済む。

【００２４】図３は本発明の第２の実施の形態を示す。
この装置の場合は、歪み測定センサ２５を磁石３１によ
ってタイバー３に取り付けたもので、歪み測定センサ２
５の着脱がきわめて容易になる。したがって、この取付
方式の歪み測定センサ２５は、既存の樹脂圧力検出装置
の確認用に一時的に第２の樹脂圧力センサーとして使用
することができる。なお、樹脂圧力検出装置の他の構
造、つまり射出装置の構造は図１の検出装置と同一であ
る。

【００２５】図４は本発明の第３の実施の形態を示す。
この装置の場合は、歪み測定センサ２５を接着剤３２で
タイバー３の外周表面に張り付けたものであり、タイバ
ー３の軸方向の歪みを測定することができる。この検出
装置においても、他の構造は図１の装置と同一である。

【００２６】図２と図３の歪み測定センサ２５は、半円
形状の取付部材の内周面に、歪み測定センサの本体を一
体に付着させた構造であってもよい。また、本発明の実
施対象である射出成形機の射出装置の構造は、図１の射
出装置に限らず任意であり、例えばボールねじ軸（軸部
材）を回転自在なボールナットに螺合して固定プレート
とプッシャプレート９との間に架設した射出装置にも実
施することができる。なお、この射出装置には、ボール
ねじ軸を固定プレート２に固定し、ボールナットをプッ
シャプレート９に回転自在に取り付けたものと、ボール
ねじ軸をプッシャプレート９に固定し、ボールナットを
固定プレート２に回転自在に取り付けたものとがある
が、どちらにも実施可能である。

【００２７】また、図１の樹脂圧力検出装置は、１本の
タイバー３のみに歪み測定センサ２５が取り付けられて
いるが、図１の２点鎖線のように、タイバー３，３の両
方に歪み測定センサ２５をそれぞれ取り付けることがで
きる。この場合の樹脂圧力は、２個の歪み測定センサ２
５の樹脂圧力の和となることは言うまでもない。このよ
うに、軸部材３の総数と、歪み測定センサ２５が取り付
けられた軸部材３の数とはいずれも任意である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、タイバー等の軸部材に螺着されて軸部材に
リヤプレートを固定している取付ナットの締付け具合や
加熱筒の熱の影響を受けることなく、樹脂圧力を正確に
検出することができる。また、軸部材に穴加工をする必
要がなく、軸部材の強度を低下させないで済むので、耐
久性に優れた樹脂圧力検出装置をコスト安に製造するこ
とができる。

【００２９】請求項１記載の射出成形機の樹脂圧力検出
装置において、歪み測定センサを半円形状とし、ボルト
や磁石で軸部材に取り付けた構成とすると、軸部材に対
する歪み測定センサの取付けと取外しが簡単になり、そ
れだけ組立てやメンテナンスに手間がかからない。ま
た、歪み測定センサを接着剤で軸部材に取り付けた構成
とすると、歪み測定センサの取付けが一層容易になり、
しかも、歪み測定センサを軸部材に強固に一体化して検
出精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る射出成形機の樹脂圧力検出装置
の第１の実施の形態を示す一部破断の平面図である。

【図２】 図１の（II−II）部分の断面図である。

【図３】 本発明の第２の実施の形態を示す要部の断面
図である。

【図４】 本発明の第３の実施の形態を示す要部の断面
図である。

【図５】 従来の射出成形機の樹脂圧力検出装置の一部
破断の平面図である。

【図６】 図５の樹脂圧力検出装置の変形例を示す断面
図である。

【図７】 図５の樹脂圧力検出装置の他の変形例を示す
断面図である。

【図８】 従来の他の樹脂圧力検出装置の図である。

【符号の説明】

１ 加熱筒 ２ 固定プレート ３ タイバー（軸部材） ４ リヤプレート ８ 射出スクリュ ９ プッシャプレ
ート １８ 射出用サーボモータ ２３ 射出用駆動
装置 ２５ 歪み測定センサ ３１ 磁石 ３２ 接着剤

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱筒を備えた固定プレートに、射出ス
   クリュを回転自在に備えたプッシャプレートが、軸部材
   を介して取り付けられ、上記プッシャプレートに、上記
   軸部材に軸方向の引張荷重を付加してプッシャプレート
   を射出スクリュと一緒に前進させ加熱筒内の溶融樹脂を
   金型の成形キャビティに射出させる射出用駆動装置が付
   設された射出成形機において、 上記軸部材の外周表面に歪み測定センサが付着されたこ
   とを特徴とする射出成形機の樹脂圧力検出装置。
2. 【請求項２】 歪み測定センサは半円形状とされ、ボル
   トで軸部材に取り付けられたことを特徴とする請求項１
   記載の射出成形機の樹脂圧力検出装置。
3. 【請求項３】 歪み測定センサは半円形状とされ、磁石
   で軸部材に取り付けられたことを特徴とする請求項１記
   載の射出成形機の樹脂圧力検出装置。
4. 【請求項４】 歪み測定センサは接着剤で軸部材に取り
   付けられたことを特徴とする請求項１記載の射出成形機
   の樹脂圧力検出装置。
5. 【請求項５】 軸部材は、固定プレートにリヤプレート
   を一体に結合し、かつプッシャプレートを前後に移動自
   在に支持して設けられたタイバーとされたことを特徴と
   する請求項１ないし４のいずれか１つに記載の射出成形
   機の樹脂圧力検出装置。
6. 【請求項６】 軸部材は、回転自在なボールナットに螺
   合されて固定プレートとプッシャプレートとの間に架設
   されたボールねじ軸とされたことを特徴とする請求項１
   ないし４のいずれか１つに記載の射出成形機の樹脂圧力
   検出装置。