(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
射出成形機は、溶融樹脂を射出装置から射出して金型装置のキャビティに充填し、固化させることによって成形品を成形する。金型装置は固定金型及び可動金型で構成される。金型装置の型閉じ、型締め、及び型開きは型締装置によって行われる。
【0003】
型締装置として、モータなどの駆動源とトグル機構とを用いる方式のものが広く用いられているが、トグル機構の特性上、型締力を変更することが困難であり、応答性や安定性が悪い。また、トグル機構の動作時に曲げモーメントが発生し、金型装置を取り付ける取り付け面などが歪むことがある。
【0004】
そこで、型開閉動作にはリニアモータを用い、型締め動作に電磁石の吸着力を利用した型締装置が提案されている。この型締装置は、固定金型が取り付けられる固定プラテンと、可動金型が取り付けられる可動プラテンと、可動プラテンと共に移動する吸着板と、可動プラテンと吸着板との間に配設されるリヤプラテンと、リヤプラテンを貫通して可動プラテンと吸着板とを連結するロッドとを備える。リヤプラテンと吸着板との間に電磁石による吸着力が生じると、吸着力がロッドを介して可動プラテンに伝達し、可動プラテンと固定プラテンとの間に型締力が生じる。
【0005】
ところで、金型装置を交換すると、金型装置の厚さが変わり、型閉じ終了時にリヤプラテンと吸着板との間に形成されるギャップが変わることがある。ギャップが変わると、吸着力が変わり、型締力が変わる。
【0006】
これに対し、従来から、金型装置の厚さに応じて可動プラテンと吸着板との間隔を調整する型厚調整部が提案されている(例えば特許文献1参照)。型厚調整部は、固定金型に可動金型を当接させた状態で、可動プラテンと吸着板との間隔を調整し、ギャップを設定値に調整する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
金型装置の厚さに応じて可動プラテンと吸着板との間隔を調整した後、射出成形機の状態(例えば、金型装置の状態、電磁石の状態など)が変わることがある。そのため、所定の型締力を得るために電磁石のコイルに供給する電流が増大し、型締め効率が低下することがあった。
【0009】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、型厚調整後に射出成形機の状態が変化したときに型締め効率を向上できる射出成形機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記
課題を解決するため、本発明の態様(1)による射出成形機は、
固定金型が取り付けられる第1の固定部材と、
可動金型が取り付けられる第1の可動部材と、
該第1の可動部材と共に移動する第2の可動部材と、
前記第1の可動部材と前記第2の可動部材との間に配設される第2の固定部材と、
前記第2の可動部材及び前記第2の固定部材の一方に形成され、他方を吸着して所定の型締力を発生させる電磁石と、
型閉じ終了時に前記第2の可動部材と前記第2の固定部材との間に形成されるギャップが所定値を超えたか否かを検出するギャップ検出部と、
前記第1の可動部材と前記第2の可動部材との間隔を調整する型厚調整部と、
該型厚調整部を制御する型厚調整処理部とを備え、
該型厚調整処理部は、前記ギャップ検出部によって前記ギャップが所定値を超えたことを検出したとき、前記型厚調整部を駆動して前記間隔を狭め
、
前記ギャップ検出部による検出が、型閉じ終了時から型締開始前の間に行われることを特徴とする。
【0011】
また、本発明の態様(2)による射出成形機は、
固定金型が取り付けられる第1の固定部材と、
可動金型が取り付けられる第1の可動部材と、
該第1の可動部材と共に移動する第2の可動部材と、
前記第1の可動部材と前記第2の可動部材との間に配設される第2の固定部材と、
前記第2の可動部材及び前記第2の固定部材の一方に形成され、他方を吸着して所定の型締力を発生させる電磁石と、
型締め時に該電磁石のコイルに供給される電流値が所定値を超えるか否かを検出する電流検出部と、
前記第1の可動部材と前記第2の可動部材との間隔を調整する型厚調整部と、
該型厚調整部を制御する型厚調整処理部とを備え、
該型厚調整処理部は、前記電流検出部によって前記電流値が所定値を超えたことを検出したとき、前記型厚調整部を駆動して前記間隔を狭めることを特徴とする。
【0012】
さらに、本発明の態様(3)による射出成形機は、
固定金型が取り付けられる第1の固定部材と、
可動金型が取り付けられる第1の可動部材と、
該第1の可動部材と共に移動する第2の可動部材と、
前記第1の可動部材と前記第2の可動部材との間に配設される第2の固定部材と、
前記第2の可動部材及び前記第2の固定部材の一方に形成され、他方を吸着して所定の型締力を発生させる電磁石と、
型締め時に該電磁石の温度が所定温度を超えるか否かを検出する温度検出部と、
前記第1の可動部材と前記第2の可動部材との間隔を調整する型厚調整部と、
該型厚調整部を制御する型厚調整処理部とを備え、
該型厚調整処理部は、前記温度検出部によって前記温度が所定温度を超えたことを検出したとき、前記型厚調整部を駆動して前記間隔を狭めることを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、型厚調整後に射出成形機の状態が変化したときに型締め効率を向上できる射出成形機
が提供される。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。また、型閉じを行う際の可動プラテンの移動方向を前方とし、型開きを行う際の可動プラテンの移動方向を後方として説明する。
【0016】
図1は、本発明の一実施形態による射出成形機の型閉じ時の状態を示す図である。
図2は、本発明の一実施形態による射出成形機の型開き時の状態を示す図である。
【0017】
図において、10は型締装置、Frは射出成形機のフレーム、Gdは該フレームFr上に敷設される2本のレールよりなるガイド、11は固定プラテン(第1の固定部材)である。固定プラテン11は、型開閉方向(図において左右方向)に延びるガイドGdに沿って移動可能な位置調整ベースBa上に設けられてよい。尚、固定プラテン11はフレームFr上に載置されてもよい。
【0018】
固定プラテン11と対向して可動プラテン(第1の可動部材)12が配設される。可動プラテン12は可動ベースBb上に固定され、可動ベースBbはガイドGd上を走行可能である。これにより、可動プラテン12は、固定プラテン11に対して型開閉方向に移動可能である。
【0019】
固定プラテン11と所定の間隔を置いて、かつ、固定プラテン11と平行にリヤプラテン(第2の固定部材)13が配設される。リヤプラテン13は、脚部13aを介してフレームFrに固定される。
【0020】
固定プラテン11とリヤプラテン13との間に4本の連結部材としてのタイバー14(図においては、4本のタイバー14のうちの2本だけを示す。)が架設される。タイバー14を介して固定プラテン11がリヤプラテン13に固定される。タイバー14に沿って可動プラテン12が進退自在に配設される。可動プラテン12におけるタイバー14と対応する箇所にタイバー14を貫通させるための図示されないガイド穴が形成される。尚、ガイド穴の代わりに、切欠部を形成するようにしてもよい。
【0021】
タイバー14の前端部(図において右端部)には図示されないネジ部が形成され、該ネジ部にナットn1を螺合して締め付けることによって、タイバー14の前端部が固定プラテン11に固定される。タイバー14の後端部はリヤプラテン13に固定される。
【0022】
固定プラテン11には固定金型15が、可動プラテン12には可動金型16がそれぞれ取り付けられ、可動プラテン12の進退に伴って固定金型15と可動金型16とが接離させられ、型閉じ、型締め及び型開きが行われる。尚、型締めが行われるのに伴って、固定金型15と可動金型16との間に図示されないキャビティ空間が形成され、射出装置17の射出ノズル18から射出された図示されない溶融樹脂がキャビティ空間に充填される。固定金型15及び可動金型16によって金型装置19が構成される。
【0023】
吸着板22(第2の可動部材)は、可動プラテン12と平行に配設される。吸着板22は取付板27を介してスライドベースSbに固定され、スライドベースSbはガイドGd上を走行可能である。これにより、吸着板22は、リヤプラテン13よりも後方において進退自在となる。吸着板22は、磁性材料で形成されてよい。尚、取付板27はなくてもよく、この場合、吸着板22はスライドベースSbに直に固定される。
【0024】
ロッド39は、後端部において吸着板22と連結させて、前端部において可動プラテン12と連結させて配設される。したがって、ロッド39は、型閉じ時に吸着板22が前進するのに伴って前進させられて可動プラテン12を前進させ、型開き時に吸着板22が後退するのに伴って後退させられて可動プラテン12を後退させる。そのために、リヤプラテン13の中央部分にロッド39を貫通させるためのロッド孔41が形成される。
【0025】
リニアモータ28は、可動プラテン12を進退させるための型開閉駆動部であって、例えば可動プラテン12に連結された吸着板22とフレームFrとの間に配設される。尚、リニアモータ28は可動プラテン12とフレームFrとの間に配設されてもよい。
【0026】
リニアモータ28は、固定子29、及び可動子31を備える。固定子29は、フレームFr上において、ガイドGdと平行に、かつ、スライドベースSbの移動範囲に対応させて形成される。可動子31は、スライドベースSbの下端において、固定子29と対向させて、かつ、所定の範囲にわたって形成される。
【0027】
可動子31は、コア34及びコイル35を備える。そして、コア34は、固定子29に向けて突出させて、所定のピッチで形成された複数の磁極歯33を備え、コイル35は、各磁極歯33に巻装される。尚、磁極歯33は可動プラテン12の移動方向に対して直角の方向に、互いに平行に形成される。また、固定子29は、図示されないコア、及び該コア上に延在させて形成された図示されない永久磁石を備える。該永久磁石は、N極及びS極の各磁極を交互に着磁させることによって形成される。可動子31の位置を検出する位置センサ53が配置される。また、コイル35に供給される電流の電流値を検出する電流センサ54がコイル35と電源との間に設けられる。
【0028】
コイル35に所定の電流を供給することによってリニアモータ28を駆動すると、可動子31が進退させられる。それに伴って、吸着板22及び可動プラテン12が進退させられ、型閉じ及び型開きを行うことができる。リニアモータ28は、可動子31の位置が設定値になるように、位置センサ53の検出結果に基づいてフィードバック制御される。
【0029】
尚、本実施の形態においては、固定子29に永久磁石を、可動子31にコイル35を配設するようになっているが、固定子にコイルを、可動子に永久磁石を配設することもできる。その場合、リニアモータ28が駆動されるのに伴って、コイルが移動しないので、コイルに電力を供給するための配線を容易に行うことができる。
【0030】
尚、型開閉駆動部として、リニアモータ28の代わりに、回転モータ及び回転モータの回転運動を直線運動に変換するボールネジ機構、又は油圧シリンダ若しくは空気圧シリンダなどの流体圧シリンダなどが用いられてもよい。
【0031】
電磁石ユニット37は、リヤプラテン13と吸着板22との間に吸着力を生じさせる。この吸着力は、ロッド39を介して可動プラテン12に伝達し、可動プラテン12と固定プラテン11との間に型締力が生じる。
【0032】
尚、固定プラテン11、可動プラテン12、リヤプラテン13、吸着板22、リニアモータ28、電磁石ユニット37、ロッド39などによって型締装置10が構成される。
【0033】
電磁石ユニット37は、リヤプラテン13側に形成された電磁石49、及び吸着板22側に形成された吸着部51からなる。吸着部51は、吸着板22の吸着面(前端面)の所定の部分、例えば、吸着板22においてロッド39を包囲し、かつ、電磁石49と対向する部分に形成される。また、リヤプラテン13の吸着面(後端面)の所定の部分、例えば、ロッド39のまわりには、電磁石49のコイル48を収容する溝45が形成される。溝45より内側にコア46が形成される。コア46の周りにコイル48が巻装される。リヤプラテン13のコア46以外の部分にヨーク47が形成される。
【0034】
尚、本実施形態においては、リヤプラテン13とは別に電磁石49が、吸着板22とは別に吸着部51が形成されるが、リヤプラテン13の一部として電磁石を、吸着板22の一部として吸着部を形成してもよい。また、電磁石と吸着部の配置は逆であってもよい。例えば、吸着板22側に電磁石49を設け、リヤプラテン13側に吸着部51を設けてもよい。また、電磁石49のコイル48の数は、複数であってもよい。
【0035】
電磁石ユニット37において、コイル48に電流を供給すると、電磁石49が駆動され、吸着部51を吸着し、型締力を発生させることができる。
【0036】
型締装置10のリニアモータ28及び電磁石49の駆動は、制御装置60によって制御される。制御装置60は、CPU及びメモリなどを備え、CPUによって演算された結果に応じて、リニアモータ28のコイル35や電磁石49のコイル48に電流を供給する。制御装置60には、型締力センサ55が接続される。型締力センサ55は、型締装置10において、少なくとも1本のタイバー14の所定の位置(固定プラテン11とリヤプラテン13との間における所定の位置)に設置され、当該タイバー14にかかる荷重を検出する。型締力センサ55は、例えばタイバー14の伸び量を検出する歪みゲージなどで構成される。型締力センサ55によって検出された荷重は、制御装置60に送られる。
【0037】
次に、型締装置10の動作について説明する。
【0038】
制御装置60の型開閉処理部61によって型閉じ工程が制御される。
図2の状態(型開きの状態)において、型開閉処理部61は、コイル35に電流を供給して、リニアモータ28を駆動する。可動プラテン12が前進して、
図1に示すように、可動金型16が固定金型15に当接させられる。このとき、リヤプラテン13と吸着板22との間、即ち電磁石49と吸着部51との間には、ギャップδが形成される。尚、型閉じに必要とされる力は、型締力と比較されて十分に小さくされる。
【0039】
続いて、制御装置60の型締め処理部62は、型締め工程を制御する。型締め処理部62は、電磁石49のコイル48に電流を供給し、電磁石49に吸着部51を吸着する。この吸着力は、ロッド39を介して可動プラテン12に伝達し、可動プラテン12と固定プラテン11との間に型締力が生じる。
【0040】
型締力は型締力センサ55によって検出される。検出された型締力は制御装置60に送られ、型締力が設定値になるように型締め処理部62がコイル48に供給される電流を調整し、フィードバック制御する。この間、射出装置17において溶融させられた溶融樹脂が射出ノズル18から射出され、金型装置19のキャビティ空間に充填される。
【0041】
キャビティ空間内の樹脂が冷却固化すると、型開閉処理部61は、型開き工程を制御する。型締め処理部62は、
図1の状態において、電磁石49のコイル48への電流供給を停止する。それに伴って、リニアモータ28が駆動され、可動プラテン12が後退し、
図2に示すように、可動金型16が後退して型開きが行われる。
【0042】
ところで、金型装置19を交換すると、金型装置19の厚さが変わり、型閉じ終了時にリヤプラテン13と吸着板22との間に形成されるギャップδが変わる。ギャップδが変わると、吸着力が変わり、型締力が変わる。
【0043】
そこで、射出成形機は、金型装置19の厚さに応じて可動プラテン12と吸着板22との間隔を調整する型厚調整部70を備える。型厚調整部70は、型厚調整用モータ71、ギヤ72、ナット73、ロッド39などによって構成される。ロッド39は吸着板22の中央部分を貫通し、ロッド39の後端部にねじ43が形成される。ねじ43と、吸着板22に対して回転自在に支持されたナット73とが螺合させられる。ナット73の外周面に図示されないギヤが形成され、このギヤと、型厚調整用モータ71の出力軸71aに取り付けられたギヤ72が噛合させられる。ナット73及びねじ43によって運動方向変換部が構成され、該運動方向変換部において、ナット73の回転運動がロッド39の直進運動に変換される。また、型厚調整用モータ71の駆動用コイルに供給される電流の電流値を検出する電流センサ56が型厚調整用モータ71と電源との間に設けられる。
【0044】
所定の電流を供給して型厚調整用モータ71を駆動すると、ナット73がねじ43に対して所定量回転し、吸着板22に対するロッド39の位置が調整される。よって、可動プラテン12と吸着板22との間隔が調整されて、型閉じ終了時におけるギャップδを最適な値にすることができる。
【0045】
型厚調整用モータ71は、サーボモータであってよく、型厚調整用モータ71の出力軸71aの回転量などを検出するエンコーダ部71bを含んでよい。型厚調整用モータ71に供給される電流は、可動プラテン12と吸着板22との間隔が目標値になるように、エンコーダ部71bの検出結果に基づいてフィードバック制御される。
【0046】
次に、型厚調整後における型厚調整部70の動作について説明する。型厚調整部70の動作は、制御装置60の型厚調整処理部63によって制御される。
【0047】
型厚調整後に、射出成形機の状態(例えば、金型装置19の状態、電磁石49の状態など)が変わることがある。例えば、射出成形時の金型装置19の温度は、温調器で設定温度に保たれるので、交換時の金型装置19の温度よりも高くなる。そうすると、金型装置19が熱膨張するので、可動プラテン12が後退し、吸着板22が後退して、型閉じ終了時におけるギャップδが広がる。
【0048】
ギャップδが所定値δ0を超えたか否かは、制御装置60のギャップ検出部64で検出する。ギャップ検出部64は、例えば位置センサ53からの情報に基づいて検出を行う。位置センサ53が検出するリニアモータ28の可動子31の位置で、吸着板22の位置が決まり、ギャップδが決まる。位置センサ53の代わりに、吸着板22とリヤプラテン13との間の距離を測定する専用のセンサ、該距離が所定値を超えたか否かに応じてオンとオフに切り替わる専用のスイッチが用いられてもよい。
【0049】
型厚調整処理部63は、ギャップ検出部64によってギャップδが所定値δ0を超えたことを検出したとき、型厚調整部70を駆動して、可動プラテン12と吸着板22との間隔を狭める。間隔を狭める量は、予め試験などによって定められており、ギャップδと所定値δ0との差(δ−δ0)に応じて決定されてよい。間隔を狭める量は、型閉じ終了時におけるギャップδが0(ゼロ)にならないように決定される。間隔を狭める動作は、射出成形中に行われてもよいし、射出成形後に行われてもよい。間隔を狭めることによって、ギャップδを狭めることができる。よって、所定の型締力を得るためにコイル48に供給する電流を低減することができ、型締め効率を向上することができる。
【0050】
型締め効率を向上するため、所定の型締力を得るためにコイル48に供給する電流の電流値が所定値を超えたか否かを電流検出部65で検出してもよい。型閉じ終了時におけるギャップδが広がるほど、所定の型締力を得るためにコイル48に供給する電流の電流値が増えるからである。ギャップδが変わらずに、所定の型締力を得るためにコイル48に供給する電流が増大する場合もある。そのような場合としては、例えば、スライドベースSbとガイドGdとの摩擦力が増大した場合、電磁石49が劣化した場合などが挙げられる。電流検出部65は、制御装置60に備えられ、例えば電流センサ54からの情報に基づいて検出を行う。
【0051】
型厚調整処理部63は、電流検出部65によってコイル48に供給される電流の電流値が所定値を超えたことを検出したとき、型厚調整部70を駆動して、可動プラテン12と吸着板22との間隔を狭める。間隔を狭める量は、予め試験などによって定められており、ギャップδと所定値δ0との差(δ−δ0)に応じて決定されてよい。間隔を狭める量は、型閉じ終了時におけるギャップδが0(ゼロ)にならないように決定される。間隔を狭める動作は、射出成形中に行われてもよいし、射出成形後に行われてもよい。間隔を狭めることによって、ギャップδを狭めることができる。よって、所定の型締力を得るためにコイル48に供給する電流を低減することができ、型締め効率を向上することができる。
【0052】
また、型締め効率を向上するため、型締め時に電磁石49の温度が所定温度を超えたか否かを温度検出部66で検出してもよい。コイル48に供給する電流が増大すると、電磁石49の温度が高くなるためである。温度検出部66は、制御装置60に備えられ、例えば電磁石49又はその近傍(例えばリヤプラテン13)の温度を検出する温度センサ57からの情報に基づいて検出を行う。
【0053】
型厚調整処理部63は、温度検出部66によって電磁石49の温度が所定温度を超えたことを検出したとき、型厚調整部70を駆動して、可動プラテン12と吸着板22との間隔を狭める。間隔を狭める量は、予め試験などによって定められており、ギャップδと所定値δ0との差(δ−δ0)に応じて決定されてよい。間隔を狭める量は、型閉じ終了時におけるギャップδが0(ゼロ)にならないように決定される。間隔を狭める動作は、射出成形中に行われてもよいし、射出成形後に行われてもよい。間隔を狭めることによって、ギャップδを狭めることができる。よって、所定の型締力を得るために電磁石49のコイル48に供給する電流を低減することができ、型締め効率を向上することができる。
【0054】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上記の実施形態に種々の変形や置換を加えることができる。
【0055】
例えば、上記実施形態の型厚調整処理部63は、(1)ギャップ検出部64の検出結果、(2)電流検出部65の検出結果、及び(3)温度検出部66の検出結果に基づいて、型厚調整部70を駆動するが、上記(1)〜(3)のいずれか1つの検出結果に基づいて、型厚調整部70を駆動してもよい。