IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 株式会社日本製鋼所の特許一覧

特開2023-182976型締装置、射出成形機、ならびに型締装置の偏荷重検査方法
<>
  • 特開-型締装置、射出成形機、ならびに型締装置の偏荷重検査方法 図1
  • 特開-型締装置、射出成形機、ならびに型締装置の偏荷重検査方法 図2
  • 特開-型締装置、射出成形機、ならびに型締装置の偏荷重検査方法 図3
  • 特開-型締装置、射出成形機、ならびに型締装置の偏荷重検査方法 図4
  • 特開-型締装置、射出成形機、ならびに型締装置の偏荷重検査方法 図5
  • 特開-型締装置、射出成形機、ならびに型締装置の偏荷重検査方法 図6
  • 特開-型締装置、射出成形機、ならびに型締装置の偏荷重検査方法 図7
  • 特開-型締装置、射出成形機、ならびに型締装置の偏荷重検査方法 図8A
  • 特開-型締装置、射出成形機、ならびに型締装置の偏荷重検査方法 図8B
  • 特開-型締装置、射出成形機、ならびに型締装置の偏荷重検査方法 図8C
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023182976
(43)【公開日】2023-12-27
(54)【発明の名称】型締装置、射出成形機、ならびに型締装置の偏荷重検査方法
(51)【国際特許分類】
   B29C 45/76 20060101AFI20231220BHJP
   B29C 45/64 20060101ALI20231220BHJP
【FI】
B29C45/76
B29C45/64
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022096299
(22)【出願日】2022-06-15
(71)【出願人】
【識別番号】000004215
【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】100097696
【弁理士】
【氏名又は名称】杉谷 嘉昭
(74)【代理人】
【識別番号】100147072
【弁理士】
【氏名又は名称】杉谷 裕通
(72)【発明者】
【氏名】三谷 聡麻
【テーマコード(参考)】
4F202
4F206
【Fターム(参考)】
4F202AP01
4F202AR01
4F202CA11
4F202CB01
4F202CL01
4F202CL22
4F202CL39
4F202CL42
4F202CL50
4F202CR06
4F202CR10
4F206JA07
4F206JL02
4F206JM02
4F206JN32
4F206JN34
4F206JP14
4F206JP15
4F206JP30
4F206JQ83
(57)【要約】
【課題】型盤に作用する偏荷重の大きさを検出する手段を備えた型締装置を提供する。
【解決手段】少なくとも2個の型盤(13、14)と、2個の型盤(13、14)を接続している複数本の棒状部材(18)とを備えた型締装置(2)を対象とする。そして少なくとも1本の棒状部材(18)に対して、型盤(14)との接続部に偏荷重検出手段(23)を設ける。偏荷重検出手段(23)は棒状部材(18)の円周方向の異なる2カ所以上の検出位置においてそれぞれ荷重を検出するように構成する。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも2個の型盤と、
複数本の棒状部材と、を備え、
複数本の前記棒状部材は2個の前記型盤を接続すると共に型締時に張力が発生するようになっており、
少なくとも1本の前記棒状部材について前記型盤との接続部に偏荷重検出手段が設けられ、
前記偏荷重検出手段は前記棒状部材の円周方向の異なる2カ所以上の検出位置においてそれぞれ荷重を検出するようになっている、型締装置。
【請求項2】
前記偏荷重検出手段は、全ての前記棒状部材について前記型盤との接続部にそれぞれ設けられている、請求項1に記載の型締装置。
【請求項3】
前記偏荷重検出手段における異なる2カ所以上の検出位置の少なくとも1カ所は前記棒状部材において前記型盤の中心に向かう側に、他の1カ所は前記棒状部材において前記型盤の中心から離間する側に、それぞれ配置されている、請求項1または2に記載の型締装置。
【請求項4】
前記棒状部材はボールねじからなり、一方の前記型盤に前記ボールねじに取り付けられているボールナットが設けられ、他方の前記型盤に前記ボールねじを回転するサーボモータが設けられている、請求項1または2に記載の型締装置。
【請求項5】
前記偏荷重検出手段は前記ボールナットと前記型盤の間に設けられている、請求項4に記載の型締装置。
【請求項6】
前記偏荷重検出手段はロードセルからなる、請求項1または2に記載の型締装置。
【請求項7】
制御装置を備え、前記制御装置は前記偏荷重検出手段における異なる2カ所以上の検出位置で検出されるそれぞれの荷重を監視して、荷重同士の差が予め設定された閾値を超えたら異常であると判断するようになっている、請求項1または2に記載の型締装置。
【請求項8】
金型を型締めする型締装置と、
射出材料を射出する射出装置とからなり、
前記型締装置は、少なくとも2個の型盤と、
複数本の棒状部材と、を備え、
複数本の前記棒状部材は2個の前記型盤を接続すると共に型締時に張力が発生するようになっており、
少なくとも1本の前記棒状部材について前記型盤との接続部に偏荷重検出手段が設けられ、
前記偏荷重検出手段は前記棒状部材の円周方向の異なる2カ所以上の検出位置においてそれぞれ荷重を検出するようになっている、射出成形機。
【請求項9】
前記偏荷重検出手段は、全ての前記棒状部材について前記型盤との接続部にそれぞれ設けられている、請求項8に記載の射出成形機。
【請求項10】
前記偏荷重検出手段における異なる2カ所以上の検出位置の少なくとも1カ所は前記棒状部材において前記型盤の中心に向かう側に、他の1カ所は前記棒状部材において前記型盤の中心から離間する側に、それぞれ配置されている、請求項8または9に記載の射出成形機。
【請求項11】
前記棒状部材はボールねじからなり、一方の前記型盤に前記ボールねじに取り付けられているボールナットが設けられ、他方の前記型盤に前記ボールねじを回転するサーボモータが設けられている、請求項8または9に記載の射出成形機。
【請求項12】
前記偏荷重検出手段は前記ボールナットと前記型盤の間に設けられている、請求項11に記載の射出成形機。
【請求項13】
前記偏荷重検出手段はロードセルからなる、請求項8または9に記載の射出成形機。
【請求項14】
制御装置を備え、前記制御装置は前記偏荷重検出手段における異なる2カ所以上の検出位置で検出されるそれぞれの荷重を監視して、荷重同士の差が予め設定された閾値を超えたら異常であると判断するようになっている、請求項8または9に記載の射出成形機。
【請求項15】
少なくとも2個の型盤と、
複数本の棒状部材と、を備え、
複数本の前記棒状部材が2個の前記型盤を接続すると共に型締時に張力が発生するようになっている型締装置において、
少なくとも1本の前記棒状部材と前記型盤の接続部において、前記棒状部材の円周方向の異なる2カ所以上の検出位置においてそれぞれ荷重を検出し、検出した荷重同士の差を監視して予め設定された閾値を超えたら異常であると判断する、型締装置の偏荷重検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、2個の型盤が複数本の棒状部材によって連結されている型締装置、および射出成形機、ならびに型締装置の型盤に作用する偏荷重を検査する方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
射出成形機もしくはプレス機には、金型を型締めする型締装置が設けられている。型締装置には色々な種類があるが、特許文献1には型盤が2個からなる型締装置が記載されている。つまり型盤は固定盤と可動盤ととからなる。そして固定盤と可動盤は、4組のボールねじ機構によって連結され、4本のボールねじ機構のそれぞれにはサーボモータが設けられている。したがって、4個のサーボモータを駆動すると4組のボールねじ機構が駆動されて、可動盤が固定盤に対してスライドする。すなわち型開閉することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平5-269748号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところでこのようなタイプの型締装置において型締めするとき型盤には金型が設けられている中央近傍から受ける力と、ボールねじ機構が設けられている四隅から受ける反対向きの力とが作用する。このような偶力からなる偏荷重により型盤に曲げモーメントが作用して型盤が変形する。金型の大きさが型盤に比して小さいとき、型盤の変形の度合いは大きくなる。型盤の変形によってボールねじ機構にも曲げモーメントが作用してボールねじ機構も変形するが、変形が大きいとボールねじ機構が早期に劣化するという問題がある。型盤、あるいはボールねじ機構に作用する曲げモーメントの大きさは型盤に作用する偏荷重の大きさに相関する。偏荷重の大きさを適切に評価することができればこのような問題を未然に防止できるはずだが、型締装置に適切な評価手段はない。
【0005】
本開示において、型盤に作用する偏荷重の大きさを検出する手段を備えた型締装置を提供する。
【0006】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示は、少なくとも2個の型盤と、2個の型盤を接続している複数本の棒状部材とを備えた型締装置を対象とする。そして少なくとも1本の棒状部材に対して、型盤との接続部に偏荷重検出手段を設ける。偏荷重検出手段は棒状部材の円周方向の異なる2カ所以上の検出位置においてそれぞれ荷重を検出するように構成する。
【発明の効果】
【0008】
本開示により、型盤やボールねじ機構に作用する偏荷重の大きさを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】第1の実施の形態に係る射出成形機を示す正面図である。
図2】第1の実施の形態に係る型締装置を示す斜視図である。
図3】第1の実施の形態に係る可動盤の平面図である。
図4】第1の実施の形態に係る型締装置の正面図である。
図5】第1の実施の形態に係る型締装置において型締時に作用する偏荷重の検査方法を示すフローチャートである。
図6】第2の実施の形態に係る型締装置を示す正面図である。
図7】第2の実施の形態に係る型締装置の固定盤の平面図である。
図8A】第1の実施の形態の変形例1に係る可動盤の平面図である。
図8B】第1の実施の形態の変形例2に係る可動盤の平面図である。
図8C】第1の実施の形態の変形例3に係る可動盤の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下の実施の形態に限定される訳ではない。説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。また、図面が煩雑にならないように、ハッチングが省略されている部分がある。
【0011】
[第1の実施の形態]
<第1の実施の形態に係る射出成形機>
第1の実施の形態に係る射出成形機1は、図1に示されているように、ベッドBに設けられている型締装置2と、射出装置4と、これらを制御する制御装置5と、から構成されている。
【0012】
<射出装置>
射出装置4は加熱シリンダ6と、この加熱シリンダ6に入れられているスクリュ7と、スクリュ7を駆動するスクリュ駆動装置8とから構成されている。加熱シリンダ6にはホッパ10が設けられ、そして先端に射出ノズル11が設けられている。ホッパ10から射出材料が投入され、そしてスクリュ7を回転して射出材料を溶融するとスクリュ7の先端に計量される。スクリュ7を軸方向に駆動すると射出材料が射出されるようになっている。
【0013】
<型締装置>
第1の実施の形態に係る型締装置2は、いわゆる2プラテンの型締装置からなる。すなわち型締装置2は、図2に示されているように、2個の型盤13、14つまり固定盤13と可動盤14とを備えている。固定盤13はベッドB上に固定されており、可動盤14はベッドB上に設けられたリニアガイド15、15に載せられている。すなわち可動盤14は固定盤13に接近・離間する方向にスライド自在になっている。固定盤13には図1に示されているように、固定側金型16が、そして可動盤14には可動側金型17がそれぞれ取り付けられている。
【0014】
第1の実施の形態に係る型締装置2は、2個の型盤13、14、つまり固定盤13と可動盤14とが4本の棒状部材、つまり4組のボールねじ機構18、18、…によって連結されている。それぞれのボールねじ機構18、18、…は、ボールねじ19、19、…と、ボールねじ19、19、…に取り付けられているボールナット20、20、…とを備えている。
【0015】
図2には示されていないが、可動盤14には貫通孔が開けられており、この貫通孔にボールナット20、20、…が固着されている。つまりボールねじ19、19、…は、一方の端部側がボールナット20、20、…を介して可動盤14に接続されている。ボールねじ19、19、…の他方の端部は、固定盤13を貫通し、固定盤13に対して回転可能に支持されている。固定盤13にはサーボモータ22、22、…が設けられ、ボールねじ19、19、…と接続されている。したがって、サーボモータ22、22、…を駆動するとボールねじ19、19、…が回転し、可動盤14がスライドすることになる。すなわち金型16、17(図1参照)が型開閉される。
【0016】
<偏荷重検出手段>
第1の実施の形態に係る型締装置2は、図1に示されているように、型盤13、14やボールねじ機構18、18、…に作用する偏荷重を検出する偏荷重検出手段23、23、…を備えている。偏荷重検出手段23、23、…は、棒状部材つまりボールねじ機構18、18、…と、型盤つまり可動盤14との接続部に設けられており、図3に示されているように、本実施の形態においては可動盤14とボールナット20、20、…の間に設けられているロードセル24、25、24、25、…からなる。ロードセル24、25、24、25、…は、実際には外部から視認できないが便宜上、図1に模式的に示されている。
【0017】
1個の偏荷重検出手段23は一対のロードセル24、25から構成され、これらは図3に示されているように、1本のボールねじ機構18に対して、その円周方向の異なる2カ所の検出位置に配置されている。より詳しく説明すると、一方のロードセル24はボールねじ機構18において可動盤14の中心Cに近い側、つまり内側の検出位置に設けられ、他方のロードセル25は中心Cから遠い側、つまり外側の検出位置に配置されている。このような一対のロードセル24、25からなる偏荷重検出手段23によって、次に説明するように偏荷重を検出するようになっている。
【0018】
<型締装置の作用>
図4に示されているように、型締装置2において金型16、17を型締めする。そうすると、可動盤14には可動側金型17から力F1が、そしてボールねじ機構18、18から力F2、F3がそれぞれ作用する。これらによって可動盤14は点線で示されているようにわずかに変形する。同様に固定盤13も固定側金型16から力F5が、そしてボールねじ機構18、18から力F6、F7がそれぞれ作用して、点線で示されているようにわずかに変形する。可動盤14と固定盤13の変形によりボールねじ19、19も点線で示されているように変形する。
【0019】
本実施の形態に係る偏荷重検出手段23(図3参照)は一対のロードセル24、25によってこのような変形によって生じる偏荷重を検出するようになっている。具体的には内側のロードセル24で検出される荷重が外側のロードセル25で検出される荷重より大きくなり、これらの差を検出することによって偏荷重の大きさを検出するようになっている。
【0020】
<偏荷重検査方法>
第1の実施の形態に係る型締装置2(図1参照)は、型締時に制御装置5において偏荷重の大きさを検査する偏荷重検査方法を実施している。これを説明する。型締装置2において型締工程を開始すると、制御装置5は図5に示されている処理を行う。すなわち制御装置5は、ステップS01を実行して、偏荷重検出手段23、23、…(図3参照)において内側のロードセル24、24、…で検出される内側荷重と、外側のロードセル25、25、…で検出される外側荷重とを得る。
【0021】
次いで制御装置5(図1参照)は、図5に示されているようにステップS02を実行する。すなわち、制御装置5は内側荷重と外側荷重の差を計算し、差が制御装置5に予め設定されている閾値を超えたか否かを判定する。超えていれば(YES)、ステップS03に移行する。ステップS03では制御装置5において偏荷重が許容範囲を超えた旨の警報を出力する。一方、ステップS02において、内側荷重と外側荷重の差が閾値を超えていないと判定したらステップS04に移行する。ステップS04において、制御装置5は型締工程が完了しているか否かを判断する。完了していなければ(NO)、ステップS01に戻る。一方完了していれば(YES)処理を終了する。
【0022】
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態を説明する。第2の実施の形態に係る型締装置50は、図6に示されている。第2の実施の形態に係る射出装置は、図1において説明した第1の実施の形態に係る射出成形機1の射出装置4と同様であるので説明を省略する。
【0023】
<型締装置>
第2の実施の形態に係る型締装置50は、ベッドBに固定されている固定盤51と、ベッドB上をスライド自在に設けられている可動盤52と、同様にベッドB上をスライド自在に設けられている型締ハウジング53と、を備えている。この実施の形態では、固定盤51と型締ハウジング53が複数本のタイバー55、55、…によって連結されている。そして可動盤52はタイバー55、55、…によってガイドされる、可動盤52と型締ハウジング53の間にトグル機構56が設けられている。固定盤51と可動盤52には、それぞれ固定側金型58と可動側金型59が設けられている。第2の実施の形態に係る型締装置50においてトグル機構56を駆動すると可動盤52がスライドして金型58、59を型締めできるようになっている。
【0024】
この第2の実施の形態において、複数本のタイバー55、55、…は、2個の型盤つまり固定盤51と型締ハウジング53を接続する棒状部材になっている。第2の実施の形態に係る型締装置50では、棒状部材であるタイバー55、55、…と1個の型盤つまり固定盤51の接続部において、それぞれ偏荷重検出手段61、61、…が設けられている。より詳しく説明すると、タイバー55、55、…はクランプナット60、60、…によって固定盤51に固定されている。図7に示されているように、固定盤51とクランプナット60、60、…の間に一対のロードセル63、64、63、64、…からなる偏荷重検出手段61、61、…が設けられている。第1の実施の形態と同様に、一対のロードセル63、64は型盤の中心Cに近い内側と、外側とに配置されている。したがって、第2の実施の形態に係る型締装置50も型締時における偏荷重を検出することができる。
【0025】
[変形例]
第1の実施の形態、および第2の実施の形態は色々な変形が可能である。第1の実施の形態に係る型締装置2における変形例を示せば、第2の実施の形態においても同様な変形が可能であることが容易に理解できるので、前者の変形例について説明する。
【0026】
<変形例1>
第1の実施の形態に係る型締装置2の変形例1を説明する。変形例1に係る型締装置2Aが図7Aに示されている。型締装置2Aの構成について、図8Aに示されていない部分については、図1図2に示されている型締装置2と同様であり、説明を省略する。変形例1に係る型締装置2Aは、偏荷重検出手段23Aが変形されている。偏荷重検出手段23Aは、3個のロードセル25、31、32から構成されている。ロードセル25は可動盤14の中心Cに対して外側に配置され、ロードセル31、32は内側に配置されている。ロードセル31、32はいずれも可動盤14の中心Cに対して内側に配置されているが、棒状部材つまりボールねじ機構18においてその円周方向の異なる2カ所に離間して配置されている。
【0027】
この変形例1に係る型締装置2Aは、型締時に発生する偏荷重について、x方向の成分とy方向の成分を検出できるようになっている。すなわち、ロードセル32はロードセル25とによってx方向の成分を、そしてロードセル31はロードセル25とによってy方向の成分を、それぞれ検出することができる。
【0028】
<変形例2>
第1の実施の形態の変形例2に係る型締装置2Bが、図8Bに示されている。型締装置2Bの構成について、図8Bに示されていない部分については、図1図2に示されている型締装置2と同様であり、説明を省略する。変形例2に係る型締装置2Bは、偏荷重検出手段23Bが、1本の棒状部材つまり1本のボールねじ機構18にのみ設けられている点に特徴がある。他のボールねじ機構18、18、18には、それぞれ1個のロードセル35、35、35のみが設けられている。これらのロードセル35、35、35は荷重を検出することはできるが、偏荷重を検出することはできない。しかしながら、1本のボールねじ機構18において偏荷重の大きさを検出することにより、他の3本のボールねじ機構18、18、18において発生している偏荷重の大きさを推定すればよい。
【0029】
<変形例3>
第1の実施の形態の変形例3に係る型締装置2Cが、図8Cに示されている。型締装置2Cの構成について、図8Cに示されていない部分については、図1図2に示されている型締装置2と同様であり、説明を省略する。変形例3に係る型締装置2Cは、偏荷重検出手段23C、23C、…がそれぞれ1個のロードセル37、37、…から構成されている。ただし、ロードセル37、37、…は、棒状部材つまりボールねじ機構18に対して、その円周上の異なる2カ所の検出位置38、39、38、39、…においてそれぞれ荷重が検出できるようになっている。したがって、この変形例3に係る型締装置2Cも型締時における偏荷重を検出することができる。
【0030】
<他の変形例>
偏荷重検出手段23を設ける型盤についても変形が可能である。第1の実施の形態に係る型締装置2では偏荷重検出手段23、23、…は可動盤14側に設けられているように説明したが、固定盤13側に設けるようにしてもよい。
【0031】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。以上で説明した複数の例は、適宜組み合わせて実施されることもできる。
【符号の説明】
【0032】
1 射出成形機 2 型締装置
4 射出装置 5 制御部
6 加熱シリンダ 7 スクリュ
8 スクリュ駆動装置 10 ホッパ
11 射出ノズル 13 固定盤
14 可動盤 15 リニアガイド
16 固定側金型 17 可動側金型
18 ボールねじ機構 19 ボールねじ
20 ボールナット 22 サーボモータ
23 偏荷重検出手段 24 ロードセル
25 ロードセル 31 ロードセル
32 ロードセル 35 ロードセル
37 ロードセル
50 型締装置 51 固定盤
52 可動盤 53 型締ハウジング
55 タイバー 56 トグル機構
58 固定側金型 59 可動側金型
60 クランプナット 61 荷重検出手段
63 ロードセル 64 ロードセル
B ベッド
C 中心
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8A
図8B
図8C