JPH1052840A - 射出成形機のスクリュ支持方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】駆動部材によりスクリュを支持する際における
信頼性を飛躍的に高めるとともに、スクリュに付与され
るスラスト荷重の大きさに制限されることなく射出成形
を行う。 【解決手段】単一の駆動部材２により平行に配した複数
軸のスクリュ３ｘ，３ｙを支持するに際し、駆動部材２
の先端に設けた複数のシリンダ部４ｘ，４ｙにより、各
スクリュ３ｘ，３ｙの後端軸部５ｘ，５ｙを軸方向に変
位自在に支持するとともに、スクリュ３ｘ，３ｙの回転
駆動時に、シリンダ部４ｘ，４ｙと後端軸部５ｘ，５ｙ
間に圧油を供給して当該後端軸部５ｘ，５ｙを設定位置
Ｐｓまで変位させ、かつスクリュ３ｘ，３ｙの前進駆動
時に、圧油の供給を解除してシリンダ部４ｘ，４ｙと後
端軸部５ｘ，５ｙを当接させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は単一の駆動部材によ
り平行に配した複数軸のスクリュを支持する射出成形機
のスクリュ支持方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、スクリュに対する成形材料の食込
性及び可塑化時における樹脂の混練性を高めることを目
的とした二軸のスクリュを備える成形装置は、特開昭５
０−１５０７６３号公報で知られている。

【０００３】ところで、一般的な射出成形機のように、
射出シリンダの射出ピストン（駆動部材）により一軸の
スクリュを支持する場合には、射出ピストンとスクリュ
が一体に回転可能となるが、射出ピストンにより二軸の
スクリュを支持する場合には、スクリュの回転時に射出
ピストンを回転させることが不可能となるため、各スク
リュは射出ピストンに対して回転可能に結合する必要が
ある。

【０００４】このため、上記公報に開示される従来の成
形装置では、射出ピストンと各スクリュ間にベアリング
を配設し、このベアリングを介して射出ピストンと各ス
クリュを回転可能に結合していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の成形装置におけるスクリュ支持構造は、次のような問
題点があった。

【０００６】即ち、押出成形機として用いる場合には、
成形時のスクリュに付与されるスラスト荷重の大きさ
は、概ね３００〜３５０ｋｇ／ｃｍ²程度であるため、
スクリュを支持するベアリングは当該スラスト荷重に十
分耐えることができるが、射出成形機として用いる場合
には、射出時（スクリュ前進時）のスラスト荷重が、通
常、１５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ²程度になるため、
かなり大きな荷重がベアリングに付与されることにな
る。

【０００７】このため、ベアリングを用いた従来のスク
リュ支持構造では、ベアリングの変形や破損等を招く虞
れがあり信頼性を確保できないとともに、成形できる成
形品がスラスト荷重の大きさに制限されてしまう難点が
あった。

【０００８】本発明はこのような従来の技術に存在する
課題を解決したものであり、駆動部材によりスクリュを
支持する際における信頼性を飛躍的に高めることができ
るとともに、スクリュに付与されるスラスト荷重の大き
さに制限されることなく射出成形を行うことができる射
出成形機のスクリュ支持方法及び装置の提供を目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明に
係る射出成形機のスクリュ支持方法は、単一の駆動部材
２により平行に配した複数軸のスクリュ３ｘ，３ｙを支
持するに際し、駆動部材２の先端に設けた複数のシリン
ダ部４ｘ，４ｙにより、各スクリュ３ｘ，３ｙの後端軸
部５ｘ，５ｙを軸方向に変位自在に支持するとともに、
スクリュ３ｘ，３ｙの回転駆動時に、シリンダ部４ｘ，
４ｙと後端軸部５ｘ，５ｙ間に圧油を供給して当該後端
軸部５ｘ，５ｙを設定位置Ｐｓまで変位させ、かつスク
リュ３ｘ，３ｙの前進駆動時に、圧油の供給を解除して
シリンダ部４ｘ，４ｙと後端軸部５ｘ，５ｙを当接させ
るようにしたことを特徴とする。

【００１０】また、本発明に係る射出成形機のスクリュ
支持装置１は、駆動部材２（射出ピストン２ｐ）の先端
に複数のシリンダ部４ｘ，４ｙを設け、シリンダ部４
ｘ，４ｙにより各スクリュ３ｘ，３ｙの後端軸部５ｘ，
５ｙを軸方向に変位自在に支持するとともに、シリンダ
部４ｘ，４ｙと後端軸部５ｘ，５ｙ間に圧油を供給して
当該後端軸部５ｘ，５ｙを設定位置Ｐｓまで変位させ又
は圧油の供給を解除してシリンダ部４ｘ，４ｙと後端軸
部５ｘ，５ｙを当接させる油圧回路部６を備えることを
特徴とする。

【００１１】この場合、好適な実施の形態により、油圧
回路部６は後端軸部５ｘ，５ｙの軸方向における位置を
検出する位置センサ７を有するとともに、シリンダ部４
ｘ，４ｙと後端軸部５ｘ，５ｙ間に圧油を供給した際
に、後端軸部５ｘ，５ｙが設定位置Ｐｓとなるように圧
油の供給を制御する制御部８を備える。また、後端軸部
５ｘ，５ｙの外周面とシリンダ部４ｘ，４ｙの内周面間
には、圧油が侵入する隙間Ｓｓｘ，Ｓｓｙを設ける。な
お、この隙間Ｓｓｘ，Ｓｓｙには一又は二以上の螺旋状
の油通路Ｓｒ…を含む。一方、圧油は油通路Ｓｒ…と後
端軸部５ｘ，５ｙの後端面間に供給する。

【００１２】これにより、スクリュ３ｘ，３ｙの回転駆
動時には、シリンダ部４ｘ，４ｙと後端軸部５ｘ，５ｙ
間に圧油が供給されるため、シリンダ部４ｘ，４ｙと後
端軸部５ｘ，５ｙは非接触になり、スクリュ３ｘ，３ｙ
は円滑に回転するとともに、スクリュ３ｘ，３ｙの前進
駆動時には、圧油の供給が解除されるため、シリンダ部
４ｘ，４ｙと後端軸部５ｘ，５ｙは接触し、スクリュ３
ｘ，３ｙは駆動部材２と一体となって前進する。

【００１３】

【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。

【００１４】まず、本実施例に係るスクリュ支持装置１
を備える射出成形機Ｍの全体的構成について、図５及び
図６を参照して説明する。

【００１５】図５中、Ｎは射出成形機Ｍにおける型締装
置を除く射出装置を示す。１１は加熱筒であり、前端に
射出ノズル１２を有するとともに、後部にはホッパー
（材料供給口）１３を有する。

【００１６】また、加熱筒１１の内部には図６に示す左
右一対のスクリュ挿通孔１４ｘ，１４ｙを有し、各スク
リュ挿通孔１４ｘ，１４ｙにはスクリュ３ｘ，３ｙをそ
れぞれ挿入する。これにより、スクリュ３ｘと３ｙは平
行に配した二軸のスクリュ機構を構成する。この場合、
スクリュ３ｘ，３ｙに設けた螺旋条３ｘｓ，３ｙｓはそ
れぞれ反対方向となる。

【００１７】一方、加熱筒１１の後端にはスクリュ駆動
装置１５を備え、スクリュ駆動装置１５はスクリュ３
ｘ，３ｙを進退駆動するスクリュ進退駆動部１６と、ス
クリュ３ｘ，３ｙを回転駆動するスクリュ回転駆動部１
７を備える。スクリュ進退駆動部１６は射出シリンダ１
８を有し、この射出シリンダ１８には片ロッドタイプの
射出ピストン２ｐ（駆動部材２）を内蔵する。なお、射
出ピストン２ｐは前方に突出したピストンロッド１９を
有する。そして、射出ピストン２ｐ（ピストンロッド１
９）の前端にはスクリュ支持装置１を設けて各スクリュ
３ｘ，３ｙの後端を支持する。

【００１８】次に、スクリュ支持装置１及びスクリュ回
転駆動部１７の構成について、図１〜図４を参照して説
明する。

【００１９】まず、ピストンロッド１９の前端面には凹
部２１を形成し、この凹部２１に軸受部材２０を嵌着す
る。この場合、凹部２１に挿入する軸受部材２０の端面
と凹部２１の底面間には油室２２を設ける。一方、軸受
部材２０には一対のシリンダ部４ｘ，４ｙを設ける。各
シリンダ部４ｘ，４ｙの内端は油室２２を介して相連通
する。また、各シリンダ部４ｘ，４ｙの内周面にはそれ
ぞれ螺旋溝状の油通路Ｓｒ…を設ける。図２はシリンダ
部４ｘの内周面を展開した油通路Ｓｒ…を示す。なお、
実施例の油通路Ｓｒ…は３本であり、各油通路Ｓｒ…は
それぞれ独立し、両端は閉じている。さらに、軸受部材
２０の内部には図３に示すように、油ジャケット２３を
設け、この油ジャケット２３と各油通路Ｓｒ…の一端部
を連通接続するとともに、油ジャケット２３は圧油の給
油ポート２４に連通接続する。

【００２０】他方、スクリュ３ｘ，３ｙの後端には後端
軸部５ｘ，５ｙを設け、この後端軸部５ｘ，５ｙをシリ
ンダ部４ｘ，４ｙに挿入する。この場合、後端軸部５
ｘ，５ｙの径は、シリンダ部４ｘ，４ｙに挿入した際
に、図４に示すように、当該後端軸部５ｘ，５ｙの外周
面とシリンダ部４ｘ，４ｙの内周面間に、僅かなクリア
ランスＬｃが生ずる大きさを選定する。このクリアラン
スＬｃと油通路Ｓｒ…は、圧油が侵入可能な隙間Ｓｓ
ｘ，Ｓｓｙを構成する。一方、ピストンロッド１９には
油室２２に連通する排油ポート２５を設ける。また、凹
部２１の底面には後端軸部５ｘの端面に対向する位置セ
ンサ７を配設する。この位置センサ７は、後端軸部５ｘ
の軸方向の位置を検出する。なお、実施例は後端軸部５
ｘ側にのみ位置センサ７を設けたが、後端軸部５ｘと５
ｙ側の双方に設けてもよい。

【００２１】６は油圧回路部である。油圧回路部６は油
圧ポンプ３１，リリーフ弁３２，方向切換弁３３，メー
タアウト回路を構成するリリーフ弁３４を備え、この油
圧回路部６には前記給油ポート２４と排油ポート２５を
接続する。また、油圧回路部６には制御部８を備える。
制御部８の入力側には前記位置センサ７及び射出シリン
ダ１８の圧力を検出する圧力センサ３５を接続するとと
もに、出力側には方向切換弁３３及びドライバ３６を介
してリリーフ弁３４を接続する。なお、３７は制御部８
に接続した中央コントローラを示す。中央コントローラ
３７ではシリンダ部４ｘ，４ｙと後端軸部５ｘ，５ｙ間
に圧油を供給した際における後端軸部５ｘ，５ｙの変位
量、即ち、設定位置Ｐｓを設定して制御部８に付与す
る。

【００２２】一方、シリンダ部４ｘ，４ｙから露出した
後端軸部５ｘ，５ｙの前部にはギア部４１ｘ，４１ｙを
それぞれ設け、各ギア部４１ｘと４１ｙは相噛合させ
る。また、一方のギア部４１ｙには伝達ギア部４２を噛
合させ、この伝達ギア部４２に対して不図示の回転駆動
部から回転が伝達されるように構成する。これにより、
スクリュ回転駆動部１７が構成される。また、各ギア部
４１ｘと４１ｙの前方に位置するスクリュ３ｘ，３ｙの
後端は、軸受部材２０に一体に取付けた軸受プレート４
３により回動自在に支持される。なお、Ｒ…はＯリング
を示す。

【００２３】次に、本実施例に係るスクリュ支持方法を
含むスクリュ支持装置１の機能について、各図を参照し
て説明する。

【００２４】まず、スクリュ３ｘ，３ｙの回転駆動時
（計量時）には、スクリュ回転駆動部１７によりスクリ
ュ３ｘ，３ｙが回転する。即ち、伝達ギア部４２の回転
はギア部４１ｙ、さらに、ギア部４１ｘに伝達され、ス
クリュ３ｘ，３ｙはそれぞれ反対方向に同一速度で回転
する。これにより、材料供給口１３から供給される成形
材料は加熱筒１１内で可塑化混練されるとともに、溶融
樹脂はスクリュ３ｘ，３ｙの前方に計量蓄積され、スク
リュ３ｘ，３ｙは後退する。この場合、二軸のスクリュ
機構により、一軸のスクリュに比べてスクリュ３ｘ，３
ｙに対する成形材料の食込性及び可塑時における樹脂の
混練性が高められる。

【００２５】また、スクリュ３ｘ，３ｙの回転駆動時に
は、方向切換弁３３が切換えられ、油圧回路部６から給
油ポート２４に圧油が供給されるとともに、さらに、圧
油は油ジャケット２３を介して油通路Ｓｒ…を含む隙間
Ｓｓｘ，Ｓｓｙに供給される。この結果、圧油はシリン
ダ部４ｘ，４ｙの内周面と後端軸部５ｘ，５ｙの外周面
間に侵入し、後端軸部５ｘ，５ｙに対しラジアル方向に
圧油が作用する。これにより、後端軸部５ｘ，５ｙは軸
中心に位置し、シリンダ部４ｘ，４ｙの内周面と後端軸
部５ｘ，５ｙの外周面は非接触となる。

【００２６】さらに、隙間Ｓｓｘ，Ｓｓｙに供給された
圧油は油室２２に供給され、後端軸部５ｘ，５ｙの端面
に油圧が作用することにより、後端軸部５ｘ，５ｙを前
方に変位させる。この際の変位量Ｌｓは位置センサ７に
より検出し、制御部８はリリーフ弁３４をフィードバッ
ク制御することにより、後端軸部５ｘ，５ｙを設定位置
Ｐｓに維持する。なお、設定位置Ｐｓまでの変位量Ｌｓ
は、通常、０．１〜１．０ｍｍ程度に設定する。この結
果、後端軸部５ｘ，５ｙの端面とシリンダ部４ｘ，４ｙ
の底面は非接触となる。

【００２７】この場合、圧油は油通路Ｓｒ…を含む隙間
Ｓｓｘ，Ｓｓｙを介して油室２２に供給されるため、後
端軸部５ｘ，５ｙの外周面に作用する油圧は、隙間Ｓｓ
ｘ，Ｓｓｙにより生ずる流体抵抗によって、後端軸部５
ｘ，５ｙの端面に作用する油圧よりも高くなり、安定か
つ的確な支持圧力が得られる。よって、スクリュ３ｘ，
３ｙの回転時には、シリンダ部４ｘ，４ｙと後端軸部５
ｘ，５ｙは非接触状態が維持され、スクリュ３ｘ，３ｙ
は円滑に回転する。

【００２８】他方、スクリュ３ｘ，３ｙの前進駆動時
（射出時）には、スクリュ進退駆動部１６における射出
シリンダ１８により射出ピストン２ｐが前進し、スクリ
ュ３ｘ，３ｙの前方に計量された溶融樹脂が射出ノズル
１２から不図示の金型内に射出充填される。

【００２９】また、スクリュ３ｘ，３ｙの前進駆動時に
は、方向切換弁３３を切換えることにより、給油ポート
２４に対する圧油の供給を解除する。これにより、シリ
ンダ部４ｘ，４ｙと後端軸部５ｘ，５ｙは接触し、スク
リュ３ｘ，３ｙは駆動部材２と一体に前進する。

【００３０】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、実施例は二軸のスクリュを例示したが、三軸以
上のスクリュであってもよい。また、駆動部材は射出ピ
ストンを例示したが、サーボモータにより前進する駆動
部材であってもよい。その他、細部の構成，形状，手法
等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に実
施できる。

【００３１】

【発明の効果】このように、本発明に係る射出成形機の
スクリュ支持方法は、単一の駆動部材により平行に配し
た複数軸のスクリュを支持するに際し、駆動部材の先端
に設けた複数のシリンダ部により、各スクリュの後端軸
部を軸方向に変位自在に支持するとともに、スクリュの
回転駆動時に、シリンダ部と後端軸部間に圧油を供給し
て当該後端軸部を設定位置まで変位させ、かつスクリュ
の前進駆動時に、圧油の供給を解除してシリンダ部と後
端軸部を当接させ、また、本発明に係る射出成形機のス
クリュ支持装置は、駆動部材の先端に複数のシリンダ部
を設け、シリンダ部により各スクリュの後端軸部を軸方
向に変位自在に支持するとともに、シリンダ部と後端軸
部間に圧油を供給して当該後端軸部を設定位置まで変位
させ又は圧油の供給を解除してシリンダ部と後端軸部を
当接させる油圧回路部を備えるため、駆動部材によりス
クリュを支持する際における信頼性を飛躍的に高めるこ
とができるとともに、スクリュに付与されるスラスト荷
重の大きさに制限されることなく射出成形を行うことが
できるという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスクリュ支持装置の油圧回路部を
含む断面側面図、

【図２】同スクリュ支持装置を構成するシリンダ部にお
ける内周面の展開図、

【図３】同スクリュ支持装置におけるシリンダ部と後端
軸部の断面正面図、

【図４】本発明に係る射出成形機のスクリュ支持装置の
要部を示す拡大断面側面図、

【図５】同スクリュ支持装置を備える射出成形機の全体
的断面側面図、

【図６】同射出成形機の加熱筒における断面正面図、

【符号の説明】

１ スクリュ支持装置 ２ 駆動部材 ２ｐ 射出ピストン ３ｘ… スクリュ ４ｘ… シリンダ部 ５ｘ… 後端軸部 ６ 油圧回路部 ７ 位置センサ ８ 制御部 Ｐｓ 設定位置 Ｓｓｘ… 隙間 Ｓｒ… 油通路

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【手続補正書】

【提出日】平成９年１月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単一の駆動部材により平行に配した複数
   軸のスクリュを支持する射出成形機のスクリュ支持方法
   において、前記駆動部材の先端に設けた複数のシリンダ
   部により、各スクリュの後端軸部を軸方向に変位自在に
   支持するとともに、前記スクリュの回転駆動時に、前記
   シリンダ部と前記後端軸部間に圧油を供給して当該後端
   軸部を設定位置まで変位させ、かつ前記スクリュの前進
   駆動時に、前記圧油の供給を解除して前記シリンダ部と
   前記後端軸部を当接させることを特徴とする射出成形機
   のスクリュ支持方法。
2. 【請求項２】 前記シリンダ部と前記後端軸部間に圧油
   を供給した際に、前記後端軸部の軸方向における位置を
   検出し、前記後端軸部が前記設定位置となるように前記
   圧油の供給を制御することを特徴とする請求項１記載の
   射出成形機のスクリュ支持方法。
3. 【請求項３】 前記後端軸部の外周面と前記シリンダ部
   の内周面間には、前記圧油が侵入する隙間を有すること
   を特徴とする請求項１記載の射出成形機のスクリュ支持
   方法。
4. 【請求項４】 前記隙間には一又は二以上の螺旋状の油
   通路を含むことを特徴とする請求項３記載の射出成形機
   のスクリュ支持方法。
5. 【請求項５】 前記圧油は前記油通路と前記後端軸部の
   後端面間に供給することを特徴とする請求項３又は４記
   載の射出成形機のスクリュ支持方法。
6. 【請求項６】 単一の駆動部材により平行に配した複数
   軸のスクリュを支持する射出成形機のスクリュ支持装置
   において、前記駆動部材の先端に複数のシリンダ部を設
   け、前記シリンダ部により各スクリュの後端軸部を軸方
   向に変位自在に支持するとともに、前記シリンダ部と前
   記後端軸部間に圧油を供給して当該後端軸部を設定位置
   まで変位させ又は前記圧油の供給を解除して前記シリン
   ダ部と前記後端軸部を当接させる油圧回路部を備えるこ
   とを特徴とする射出成形機のスクリュ支持装置。
7. 【請求項７】 前記駆動部材は射出シリンダの射出ピス
   トンであることを特徴とする請求項６記載の射出成形機
   のスクリュ支持装置。
8. 【請求項８】 前記油圧回路部は前記後端軸部の軸方向
   における位置を検出する位置センサを有するとともに、
   前記シリンダ部と前記後端軸部間に圧油を供給した際
   に、前記後端軸部が前記設定位置となるように前記圧油
   の供給を制御する制御部を備えることを特徴とする請求
   項６記載の射出成形機のスクリュ支持装置。
9. 【請求項９】 前記後端軸部の外周面と前記シリンダ部
   の内周面間に、前記圧油が侵入する隙間を設けてなるこ
   とを特徴とする請求項６記載の射出成形機のスクリュ支
   持装置。
10. 【請求項１０】 前記隙間には一又は二以上の螺旋状の
    油通路を含むことを特徴とする請求項９記載の射出成形
    機のスクリュ支持装置。