JP2000289066A

JP2000289066A - 射出成形機

Info

Publication number: JP2000289066A
Application number: JP11100026A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Kawashima; 泰弘河島; Shunichi Sasaki; 俊一佐々木; Jiyunichi Chiyajima; 純一茶島
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1999-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2000-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】大きな型締力を必要とする成形品を高い精度
で得ることのできる射出成形機を提供する。【解決手段】射出装置（１）と型締装置（２０）の駆
動手段を使い分ける。すなわり、スクリュを回転方向に
駆動して可塑化するときは可塑化用電動サーボモータ
を、そして軸方向に駆動して射出するときは射出用サー
ボモータを使用する。型締装置（２０）は油圧ピストン
・シリンダユニット（４０）により駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクリュを回転方
向と軸方向とに駆動する第１の駆動手段を備えた射出装
置と、可動金型を固定金型に対して型締め方向と型開き
方向とに駆動する第２の駆動手段を備えた型締装置とか
らなる射出成形機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電動式射出成形機も、さらには油圧式射
出成形機も共に周知で、概略的には射出装置と型締装置
とから構成されている。電動式射出成形機の射出装置
は、シリンダバレル、このシリンダバレル内で回転方向
と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュ等から
構成され、スクリュは可塑化用および射出用電動サーボ
モータで駆動されるようになっている。そして、型締装
置は可動盤を固定盤に型締め方向あるいは型開き方向に
駆動するトグル機構から構成され、このトグル機構も電
動サーボモータで駆動されるようになっている。したが
って、可塑化用電動サーボモータによりスクリュを回転
駆動して射出材料を計量し、型締め用の電動サーボモー
タによりトグル機構を駆動して可動金型を固定金型に対
して型締し、そして射出用電動サーボモータによりスク
リュを軸方向に駆動して射出し、成形品を得ることがで
きる。

【０００３】一方、油圧式射出成形機の射出装置もシリ
ンダバレル、このシリンダバレル内で回転方向と軸方向
とに駆動可能に設けられているスクリュ等から構成さ
れ、スクリュは可塑化用および射出用の油圧回転モータ
で駆動されるようになっている。そして、型締装置は一
般にはピストン・シリンダユニットを備え、このピスト
ン・シリンダユニットにより可動盤は固定盤に型締め方
向あるいは型開き方向に駆動されるようになっている。
したがって、電動式射出成形機と同様にして成形品を得
ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように電動式射
出成形機によっても、さらには油圧式射出成形機によっ
ても成形品を得ることはできるが、一長一短があって必
ずしも満足のいくものではない。すなわち、電動式射出
成形機は、アクチュエータ例えばトグル機構は電動サー
ボモータによりボールネジを介して機械的に駆動される
ようになっているので、応答性が良く、また電力はトグ
ル機構を駆動するときのみ消費するだけで、駆動しない
ときはオフ状態になっているので電力消費量が少なくて
すむ利点もある。しかしながら、トグル機構を駆動する
大きなボールネジも、また大容量の電動サーボモータも
国内にはないので、型締力が８５０トン以上の大型射出
成形機には対応できない。すなわち、射出ボリュームに
比べて大きな型締力を必要とする成形には十分に対応で
きない。このような大きな型締力を必要とする成形例と
しては、本出願人が多数提案している中空体成形品を成
形する成形例を挙げることができる。さらに詳しく説明
すると、この成形方法の実施には、一組の金型が使用さ
れ、その一方の金型には１方の半中空成形品を形成する
ための雄型と雌型とが設けられ、そして他方の金型に
は、他方の半中空成形品を形成するための雌型と雄型と
が設けられている。したがって、１次成形において、こ
の１組の金型を使用して一対の半中空成形品を成形し、
そして２次成形において、一方の金型を他方の金型に対
してスライドさせて半中空成形品の突合部を互いに突き
合わせた後、突き合わせ面の周縁に溶融樹脂を射出して
一体化して中空体成形品を得ることができる。この１次
成形時の型締力は、２次成形時の約２倍の型締力を必要
とし、従来の電動式射出成形機では十分な型締力が得ら
れないことがある。型締力が不足すると、バリの原因に
もなり、成形品の品質を落とすことにもなる。この解決
策として、ボールネジを２軸あるいは３軸とし、これに
対応して電動サーボモータの数を増やせば理論的には解
決できるが、複数本のボールネジの同期を採ることは困
難で、またコスト的にも高価になるので実現されていな
いのが実状である。

【０００５】一方、油圧式射出成形機は、その油圧ピス
トン・シリンダ機構は大きなものが製作可能で、過去に
トグル機構により６５００トンの型締力の油圧式射出成
形機が提供された実績もある。しかしながら、作動油は
圧縮性があり応答性あるいは制御性が悪いとう欠点があ
る。また、作動油の温度は、時間の経過と共に上昇する
が、その温度コントロールが難しいという問題もある。
温度が一定しないと、粘性も不安定になり、例えばスク
リュを軸方向に駆動する油圧モータの回転速度も不安定
になる。そうすると、射出速度も一定せず、ヒケ、ウエ
ルド不良等の成形不良の原因にもなり、また射出圧力、
射出重量等にもバラツキが生じ、精密成形には適さな
い。さらには、トグル機構のようなアクチュエータを駆
動しないときも、油圧ポンプは作動しているので、電力
の消費量が大きくなるという問題もある。本発明は、上
記のような従来の問題点を解決した射出成形機を提供す
ることを目的とし、具体的には大きな型締力を必要とす
る成形品、例えば限定するものではないが、大型の中空
体成形品を高い精度で得ることのできる射出成形機を提
供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、スクリュを回転方向と軸
方向とに駆動する第１の駆動手段を備えた射出装置と、
可動金型を固定金型に対して型締め方向と型開き方向と
に駆動する第２の駆動手段を備えた型締装置とからなる
射出成形機であって、前記第１の駆動手段は電動回転モ
ータから、そして前記第２の駆動手段は油圧ピストン・
シリンダユニットから構成されている。請求項２に記載
の発明は、スクリュを回転方向と軸方向とに駆動する第
１の駆動手段を備えた射出装置と、可動金型を固定金型
に対して型締め方向と型開き方向とに駆動する第２の駆
動手段とを備えた型締装置とからなる射出成形機であっ
て、前記第１の駆動手段と前記射出装置を軸方向に移動
させる駆動手段は電動回転モータから、そして前記第２
の駆動手段とエジェクタ装置駆動手段は、油圧ピストン
・シリンダユニットから構成されている。

【０００７】

【実施の形態】以下、図１によって本発明の実施の形態
をトグル式の射出成形機を例にとって説明する。本実施
の形態に係わる射出装置１は、シリンダバレル２、この
シリンダバレル内で回転方向と軸方向とに駆動可能に設
けられているスクリュ、このスクリュを回転方向に駆動
する可塑化用電動サーボモータ５、スクリュを軸方向す
なわち射出方向に駆動する射出用電動サーボモータ９等
から構成されている。可塑化用電動サーボモータ５とス
クリュ軸との間には、回転方向の動力伝達手段として歯
車装置３、４が介装され、射出用電動サーボモータ９と
スクリュ軸との間には、回転方向の動力伝達手段として
は歯車装置８、９が、そして回転方向を軸方向に変換す
る手段として例えばボールネジ機構６が介装されてい
る。上記のように構成されている射出装置１は、基台１
０上に取り付けられ、この基台１０はベッド１１上に軸
方向に移動可能に設けられている。したがって、射出装
置１は後述する型締装置２０に対して当接する方向と離
間する方向とに移動可能である。そのための移動用電動
サーボモータ１２がベッド１１に取り付けられている。
なお、移動用電動サーボモータ１２の出力軸１３と基台
１０との間には、図には示されていないが、回転運動を
直線運動に変えるネジ機構１４等が設けら、電動サーボ
モータ１２の回転方向の運動が基台１０の軸方向の運動
に変換されている。

【０００８】型締装置２０のトグル式型締装置の外形あ
るいは本体は、従来のトグル式型締装置と同様に構成さ
れている。すなわち、ベッド１１上に固定されている固
定盤２１、固定盤２１と間隔をおいてベッド１１上に軸
方向に移動自在に設けられている型締ハウジング２３、
固定盤２１と型締ハウジング２３との間に設けられてい
る４本のタイバ２４、２４、…、４本のタイバ２４、２
４、…によって軸方向に案内移動される可動盤２２、可
動盤２２を型閉じ方向あるいは型開き方向に駆動するト
グル機構３０、このトグル機構３０を駆動する型締シリ
ンダユニット４０等から構成されている。

【０００９】タイバ２４、２４、…の一方の端部は、固
定盤２１の４隅の透孔に通され、そして固定盤２１に固
定されている。タイバ２４、２４、…の他方の端部は、
型締ハウジング２３の４隅を貫通し、その外方まで延び
ている。そして、型締ハウジング２３の外側において、
タイバ２４、２４、…にはネジが形成され、このネジに
型厚調整用ナット２５、２５、…が螺合されている。

【００１０】トグル機構３０も従来周知のように、比較
的長い一対の第１リンク３１、３１、比較的短い一対の
第２リンク３２、３２、一対の第３リンク、クロスヘッ
ド３３等構成されている。そして、第１リンク３１、３
１の一方の端部は、可動盤２２にピン結合され、他方の
端部は第２リンク３２、３２の一方の端部に同様にピン
結合されている。第２リンク３２、３２の他方の端部
は、型締ハウジング２３に、そして第３リンクの端部は
第２リンク３２、３２とクロスヘッド３３とにそれぞれ
同様にピン結合されている。

【００１１】型締ハウジング２３の略中央部には透孔が
形成され、型締ハウジング２３の外側に設けられている
型締シリンダユニット４０のピストンロッド４１は、こ
の透孔を通ってトグル機構３０のクロスヘッド３３に接
続されている。したがって、型締シリンダユニット４０
のピストンロッド４１によりクロスヘッド３３が軸方向
に駆動されると、可動盤２２は型閉じ方向あるいは型開
き方向に駆動される。

【００１２】固定盤２１には、従来周知のように固定金
型Ｋ１が、そして可動盤２２には可動金型Ｋ２が取り付
けられ、可動盤２２にはエジェクタ装置のエジェクタシ
リンダ４５が設けられている。型締シリンダユニット４
０およびエジェクタシリンダユニット４５に圧力油を供
給する油圧装置は、油圧ポンプ５０、この油圧ポンプを
駆動する電動回転モータ５２、電磁方向切換弁５２等か
ら構成されている。そして、電磁方向切換弁５２の第１
のポートと型締シリンダユニット４０のピストンヘッド
４２側は、第１の圧力油供給ライン５３により、そして
第２のポートと型締シリンダユニット４０のピストンロ
ッド４２側は第２の圧力油供給ライン５４により、それ
ぞれ接続されている。また、エジェクタシリンダユニッ
ト４５のピストンヘッド側と電磁方向切換弁５２の第３
のポートは第３の圧力油供給ライン５５で接続されてい
る。エジェクタシリンダユニット４５のピストンロッド
側と電磁方向切換弁５２のポートを結ぶ圧力油供給ライ
ンは図１には示されていない。また、リリーフバルブ、
減圧弁等も図１には示されていない。なお、図１中の他
の符号Ｈはホッパを、そしてＴは油タンクをそれぞれ示
している。

【００１３】次に、上記実施の形態の作用について簡単
に説明する。ホッパＨから射出材料を供給すると共に、
可塑化用電動サーボモータ５を起動してスクリュを回転
駆動する。そうすると、スクリュの回転に伴って射出材
料はシリンダバレル２の前方に送られる過程で、シリン
ダバレル２の外部から加えられる熱と、スクリュの回転
による摩擦作用、剪断作用等により生じる熱とにより溶
融され、そしてシリンダバレル２の前方に蓄積される。
スクリュは、蓄積される溶融状態の射出材料の圧力によ
り、あるいはサックバックとの併用により後退する。所
定量蓄積されたら可塑化用電動サーボモータ５を停止す
る。これにより、電力の消費量を抑える。電磁方向切換
弁５２を切り換えて、型締シリンダユニット４０のピス
トヘッド４２側に圧力油を供給する。そうすると、ピス
トンロッド４１が軸方向に駆動され、トグル機構３０に
より可動盤２２が固定盤２１に対して型締めされる。移
動用電動回転モータ１２により基台１０を駆動してシリ
ンダバレル２の前方に設けられている射出ノズル２’を
固定盤２１にタッチさせる。射出用電動サーボモータ９
を起動してスクリュを射出方向に駆動する。これによ
り、射出材料が金型Ｋ１、Ｋ２のキャビティに射出充填
される。充填が終わったら、射出用電動サーボモータ９
を停止すると共に、次の射出のため可塑化用電動サーボ
モータ５により計量を開始する。冷却固化を待って、電
磁方向切換弁５２を切り換えて型締シリンダユニット４
０のピストロッド４３側に圧力油を供給し、またエジェ
クタシリンダ４５のピストンヘッド側にも圧力油を供給
する。そうすると、可動盤２２したがって可動金型Ｋ２
が開かれ、成形品がエジェクタ装置のエジェクタピンに
より突き出される。以下同様にして成形する。

【００１４】なお、上記実施の形態では、可動盤２２は
トグル機構により駆動されるようになっているが、トグ
ル機構に代えて油圧シリンダで直接的に駆動する直圧式
で実施できることは明らかである。

【００１５】

【発明の効果】以上のように、本発明によると、スクリ
ュを回転方向と軸方向とに駆動する第１の駆動手段は電
動回転モータから構成されているので、応答性あるいは
制御性が良く、射出圧力、射出速度、射出重量等のバラ
ツキが少なく安定し、高品質の成形品を得ることができ
る。また、可動金型を固定金型に対して型締め方向と型
開き方向とに駆動する第２の駆動手段は油圧ピストン・
シリンダユニットから構成されているので、大きな型締
力が得られる。したがって、本発明によると、大きな型
締力を必要とする成形品を高い精度で得ることのできる
という、従来の射出成形機には期待することのできない
本発明に特有の効果が得られる。また、第１の駆動手段
は電動回転モータから構成されているので、消費電力が
少なくてすむ効果も得られる。請求項２に記載の発明に
よると、射出装置を軸方向に移動させる駆動手段は第１
の駆動手段と同様に電動回転モータから構成され、エジ
ェクタ駆動手段は型締装置の駆動手段と同様に油圧ピス
トン・シリンダユニットから構成されているので、駆動
手段が装置毎に統一され、保守・点検が容易になる効果
がさらに得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を一部断面にして示す正
面図である。

【符号の説明】

１射出装置２シリン
ダバレル５可塑化用電動サーボモータ９射出用
電動サーボモータ１２移動用電動サーボモータ２０型締装
置３０トグル機構４０型締シ
リンダユニット４５エジェクタシリンダユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者茶島純一広島県広島市安芸区船越南一丁目６番１号株式会社日本製鋼所内Ｆターム(参考） 4F202 AM33 AM34 AM36 CA11 CB01 CL12 CL22 CM08 4F206 AM33 AM34 AM36 JA07 JC01 JC05 JD01 JN12 JQ22 JQ81 JT02 JT05 JT06 JT33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スクリュを回転方向と軸方向とに駆動す
る第１の駆動手段を備えた射出装置（１）と、可動金型
（Ｋ２）を固定金型（Ｋ１）に対して型締め方向と型開
き方向とに駆動する第２の駆動手段を備えた型締装置
（２０）とからなる射出成形機であって、前記第１の駆動手段は電動回転モータ（５、９）から、
そして前記第２の駆動手段は油圧ピストン・シリンダユ
ニット（４０）から構成されていることを特徴とする射
出成形機。
【請求項２】スクリュを回転方向と軸方向とに駆動す
る第１の駆動手段を備えた射出装置（１）と、可動金型
（Ｋ２）を固定金型（Ｋ１）に対して型締め方向と型開
き方向とに駆動する第２の駆動手段とを備えた型締装置
（２０）とからなる射出成形機であって、前記第１の駆動手段と前記射出装置（１）を軸方向に移
動させる駆動手段は、電動回転モータ（５、９、１２）
から、そして前記第２の駆動手段とエジェクタ装置駆動
手段は、油圧ピストン・シリンダユニット（４０、４
５）から構成されていることを特徴とする射出成形機。