(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-07
(45)【発行日】2024-06-17
(54)【発明の名称】射出成形機
(51)【国際特許分類】
B29C 45/76 20060101AFI20240610BHJP
B29C 45/12 20060101ALI20240610BHJP
B22D 17/32 20060101ALI20240610BHJP
【FI】
B29C45/76
B29C45/12
B22D17/32 J
(21)【出願番号】P 2020062587
(22)【出願日】2020-03-31
【審査請求日】2023-02-15
(73)【特許権者】
【識別番号】000002107
【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】石井 努
【審査官】田代 吉成
(56)【参考文献】
【文献】特開2011-240598(JP,A)
【文献】特開2005-271468(JP,A)
【文献】特開2015-205395(JP,A)
【文献】特開2017-1209(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B29C 45/76
B29C 45/12
B22D 17/32
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1金型と第2金型とが個別に取付けられる第1プラテンと、
第3金型と第4金型とが個別に取付けられる回転盤と、
前記回転盤が回転自在に取付けられる第2プラテンと、
前記第1金型と第3金型とが嵌合すると共に第2金型と第4金型とが嵌合する第1回転角と、前記第1金型と前記第4金型とが嵌合すると共に前記第2金型と前記第3金型とが嵌合する第2回転角とに、前記回転盤を回転させる回転機構と、
前記第1プラテンと前記第2プラテンとを相対的に型開閉方向に移動させる移動機構と、
型閉又は型開の移動抵抗を検出する検出部と、
前記検出部によって検出した前記移動抵抗に基づいて、前記第1金型と前記第2金型と前記第3金型と前記第4金型との取付異常を判定する判定部と、
を有し、
前記判定部は、前記第1回転角での前記移動抵抗と前記第2回転角での前記移動抵抗との関係が所定の関係を満たす場合に、前記取付異常と判定する、射出成形機。
【請求項2】
前記判定部は、前記第1回転角での前記移動抵抗が
閾値以下であって且つ前記第2回転角での前記移動抵抗が
閾値を超える場合、又は前記第1回転角での前記移動抵抗が
閾値を超え且つ前記第2回転角での前記移動抵抗が
閾値以下である場合に、前記取付異常と判定する、請求項1に記載の射出成形機。
【請求項3】
前記判定部は、前記第1回転角と前記第2回転角とで、前記移動抵抗の差の大きさが閾値以上である場合に、前記取付異常と判定する、請求項1に記載の射出成形機。
【請求項4】
前記判定部は、前記第1回転角での前記移動抵抗が閾値を超え且つ前記第2回転角での前記移動抵抗が閾値を超える場合に、前記取付異常とは異なる異常が生じていると判定する、請求項1~3のいずれか1項に記載の射出成形機。
【請求項5】
第1金型と第2金型とが個別に取付けられる第1プラテンと、
第3金型と第4金型とが個別に取付けられる回転盤と、
前記回転盤が回転自在に取付けられる第2プラテンと、
前記第1金型と第3金型とが嵌合すると共に第2金型と第4金型とが嵌合する第1回転角と、前記第1金型と前記第4金型とが嵌合すると共に前記第2金型と前記第3金型とが嵌合する第2回転角とに、前記回転盤を回転させる回転機構と、
前記第1プラテンと前記第2プラテンとを相対的に型開閉方向に移動させる移動機構と、
前記移動機構の駆動力、および、前記回転盤の回転の状態のうちの少なくとも1つを検出する検出部と、
前記検出部によって検出した前記移動機構の駆動力、および前記回転盤の回転の状態のうちの少なくとも1つに基づいて、前記第1金型と前記第2金型と前記第3金型と前記第4金型との取付異常を判定する判定部と、
を有し、
前記回転盤の回転の状態は、前記回転盤の回転角のずれ、又は前記回転機構の駆動力であり、
前記判定部は、前記第1回転角において前記検出部が検出した検出値と前記第2回転角において前記検出部が検出した検出値との関係が所定の関係を満たす場合に、前記取付異常と判定する、射出成形機。
【請求項6】
前記判定部は、前記第1回転角
において前記検出部が検出した検出値が
閾値以下であって且つ前記第2回転角
において前記検出部が検出した検出値が
閾値を超える場合、又は前記第1回転角
において前記検出部が検出した検出値が
閾値を超え且つ前記第2回転角
において前記検出部が検出した検出値が
閾値以下である場合に、前記取付異常と判定する、請求項
5に記載の射出成形機。
【請求項7】
前記判定部は、前記第1回転角と前記第2回転角とで、前記検出部が検出した検出値の差の大きさが閾値以上である場合に、前記取付異常と判定する、請求項5に記載の射出成形機。
【請求項8】
前記判定部は、前記第1回転角において前記検出部が検出した検出値が閾値を超え且つ前記第2回転角において前記検出部が検出した検出値が閾値を超える場合に、前記取付異常とは異なる異常が生じていると判定する、請求項5~7のいずれか1項に記載の射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、射出成形機に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1の二色成形用射出成形機は、機台上に設置した型締装置と、左右に並べて設置した一対の射出装置を備える。型締装置は、機台の中ほどに固定した固定盤と、機台の端部に固定した支持盤と、支持盤と固定盤の間に架設した四本のタイバーと、各タイバーにスライド自在に装填した可動盤と、可動盤を進退させる型締シリンダと、を備える。可動盤の前面(固定盤との対向面)に回転盤が重ねるように配され、回転盤の前面には2つの可動型が取付けられる。一方、固定盤の後面(回転盤との対向面)には2つの固定型が取付けられる。回転盤が180°回転する度に、互いに嵌合される可動型と固定型の組み合わせが変わる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
二色成形などでは、回転盤の回転角に応じて、互いに嵌合される金型の組み合わせが変わる。互いに嵌合される金型の組み合わせが変わっても、嵌合が円滑に行われるように、金型の取付けの作業手順が決められる。
【0005】
決められた作業手順が順守されずに金型が取付けられてしまうと、嵌合が円滑に行われず、型閉時又は型開時に大きな移動抵抗が生じるという問題が生じる。上記の問題は、二色成形用などではない通常の成形用の金型が誤って取付けられてしまう場合にも生じうる。
【0006】
通常の成形では、回転盤は用いられず、常に同一の組み合わせの金型が嵌合される。通常の成形用の金型は、別の組み合わせの金型と嵌合されることを前提に製造されていないので、二色成形用などの金型として用いると、上記の問題が生じうる。
【0007】
このように、金型の取付異常によって、型閉時又は型開時に大きな移動抵抗が生じることがあった。大きな移動抵抗が生じると、金型又は型締装置が破損しうるので、射出成形機が異常停止される。この場合に、射出成形機のユーザは、金型の取付異常に気付くことなく、メンテナンス業者を呼ぶことがあった。
【0008】
本発明の一態様は、回転盤の回転によって互いに嵌合される金型の組み合わせが変わる場合に、射出成形機のユーザの利便性を向上できる、技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
実施形態の射出成形機は、
第1金型と第2金型とが個別に取付けられる第1プラテンと、
第3金型と第4金型とが個別に取付けられる回転盤と、
前記回転盤が回転自在に取付けられる第2プラテンと、
前記第1金型と第3金型とが嵌合すると共に第2金型と第4金型とが嵌合する第1回転角と、前記第1金型と前記第4金型とが嵌合すると共に前記第2金型と前記第3金型とが嵌合する第2回転角とに、前記回転盤を回転させる回転機構と、
前記第1プラテンと前記第2プラテンとを相対的に型開閉方向に移動させる移動機構と、
型閉又は型開の移動抵抗を検出する検出部と、
前記検出部によって検出した前記移動抵抗に基づいて、前記第1金型と前記第2金型と前記第3金型と前記第4金型との取付異常を判定する判定部と、
を有し、
前記判定部は、前記第1回転角での前記移動抵抗と前記第2回転角での前記移動抵抗との関係が所定の関係を満たす場合に、前記取付異常と判定する。
【発明の効果】
【0010】
本発明の一態様によれば、回転盤の回転によって互いに嵌合される金型の組み合わせが変わる場合に、金型の取付異常を判定できるため、射出成形機のユーザの利便性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】
図1は、一実施形態に係る射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。
【
図2】
図2は、一実施形態に係る射出成形機の型締時の状態を示す図である。
【
図3】
図3は、一実施形態に係る回転盤の回転角が第1回転角の時であって型締時の金型装置の状態を示す水平断面図である。
【
図4】
図4は、一実施形態に係る回転盤の回転角が第1回転角の時であって型開完了時の金型装置の状態を示す水平断面図である。
【
図5】
図5は、一実施形態に係る回転盤の回転角が第2回転角の時であって型締時の金型装置の状態を示す水平断面図である。
【
図6】
図6は、一実施形態に係る回転盤の回転角が第2回転角の時であって型開完了時の金型装置の状態を示す水平断面図である。
【
図7】
図7は、一実施形態に係る回転盤の回転角が第1回転角の時であって型締時の金型装置の状態を示す鉛直断面図である。
【
図8】
図8は、金型の正しい取付け手順の一例を示す水平断面図である。
【
図9】
図9は、
図8に続いて、金型の正しい取付け手順の一例を示す水平断面図である。
【
図10】
図10は、金型の誤った取付け手順の一例を示す水平断面図である。
【
図11】
図11は、
図10の誤った取付け手順後に行われる嵌合の一例を示す水平断面図である。
【
図12】
図12は、制御装置の構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。
【
図13】
図13は、制御装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【
図14】
図14は、制御装置の処理の他の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。
【0013】
図1は、一実施形態に係る射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。
図2は、一実施形態に係る射出成形機の型締時の状態を示す図である。
図3は、一実施形態に係る回転盤の回転角が第1回転角の時であって型締時の金型装置の状態を示す水平断面図である。
図4は、一実施形態に係る回転盤の回転角が第1回転角の時であって型開完了時の金型装置の状態を示す水平断面図である。
図5は、一実施形態に係る回転盤の回転角が第2回転角の時であって型締時の金型装置の状態を示す水平断面図である。
図6は、一実施形態に係る回転盤の回転角が第2回転角の時であって型開完了時の金型装置の状態を示す水平断面図である。
図7は、一実施形態に係る回転盤の回転角が第1回転角の時であって型締時の金型装置の状態を示す鉛直断面図である。尚、
図1および
図2は、
図3のI-I線に沿った鉛直断面図である。
【0014】
本明細書において、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向は互いに垂直な方向である。X軸方向およびY軸方向は水平方向を表し、Z軸方向は鉛直方向を表す。型締装置100が横型である場合、X軸方向は型開閉方向であり、Y軸方向は射出成形機10の幅方向である。Y軸方向負側を操作側と呼び、Y軸方向正側を反操作側と呼ぶ。
【0015】
射出成形機10は、
図1~
図7に示すように、金型装置800を開閉する型締装置100と、金型装置800で成形された第1不要品23を突き出す第1エジェクタ装置201と、金型装置800で成形された第2成形品22と第2不要品24の両方を突き出す第2エジェクタ装置202と、金型装置800に成形材料を射出する第1射出装置301と、金型装置800に成形材料を射出する第2射出装置302と、金型装置800に対し第1射出装置301を進退させる第1移動装置401と、金型装置800に対し第2射出装置302を進退させる第2移動装置(不図示)と、射出成形機10の各構成要素を制御する制御装置700と、射出成形機10の各構成要素を支持するフレーム900とを有する。フレーム900は、型締装置フレーム910と、射出装置フレーム920とを含む。型締装置フレーム910および射出装置フレーム920は、それぞれ、レベリングアジャスタ930を介して床2に設置される。射出装置フレーム920の内部空間に、制御装置700が配置される。以下、射出成形機10の各構成要素について説明する。
【0016】
(型締装置)
型締装置100の説明では、型閉時の可動プラテン120の移動方向(例えばX軸正方向)を前方とし、型開時の可動プラテン120の移動方向(例えばX軸負方向)を後方として説明する。
【0017】
型締装置100は、金型装置800の型閉、昇圧、型締、脱圧および型開を行う。金型装置800は、第1固定金型810Aと、第2固定金型810Bと、第1可動金型820Aと、第2可動金型820Bと、を含む。本実施形態では第1固定金型810Aが特許請求の範囲に記載の第1金型に、第2固定金型810Bが特許請求の範囲に記載の第2金型に、第1可動金型820Aが特許請求の範囲に記載の第3金型に、第2可動金型820Bが特許請求の範囲に記載の第4金型に相当する。
【0018】
型締装置100は例えば横型であって、型開閉方向が水平方向である。型締装置100は、第1固定金型810Aと第2固定金型810Bとが取付けられる固定プラテン110と、第1可動金型820Aと第2可動金型820Bとが取付けられる回転盤520と、回転盤520が回転自在に取付けられる可動プラテン120と、回転盤520を回転させる回転機構530と、固定プラテン110に対し可動プラテン120を進退させる移動機構102とを有する。本実施形態では固定プラテン110が特許請求の範囲に記載の第1プラテンに、可動プラテン120が特許請求の範囲に記載の第2プラテンに相当する。
【0019】
固定プラテン110は、型締装置フレーム910に対し固定される。固定プラテン110における可動プラテン120との対向面には、第1固定金型810Aと第2固定金型810Bとが取付けられる。第1固定金型810Aは、第1成形品21が成形される第1キャビティ空間801の壁面の一部を形成する。一方、第2固定金型810Bは、第1成形品21を含む第2成形品22が成形される第2キャビティ空間802の壁面の一部を形成する。第1固定金型810Aと、第2固定金型810Bとは、異なる形状に形成され、それぞれ、例えば凹状に形成される。第1固定金型810Aは、型開閉方向に積層される複数枚の板871A、875A、876Aを有する。第2固定金型810Bも、型開閉方向に積層される複数枚の板871B、875B、876Bを有する。固定プラテン110に取付けられる板871A、871Bを、固定取付板871A、871Bと呼ぶ。キャビティ空間を形成する板876A、876Bを、固定型板876A、876Bと呼ぶ。固定取付板871A、871Bと固定型板876A、876Bとの間に配置される板875A、875Bを、中間板875A、875Bと呼ぶ。
【0020】
可動プラテン120は、型締装置フレーム910に対し型開閉方向に移動自在に配置される。型締装置フレーム910上には、可動プラテン120を案内するガイド101が敷設される。可動プラテン120における固定プラテン110との対向面には、回転盤520が取付けられる。
図3~
図7に示すように、可動プラテン120は、ベアリング572を介して回転盤520の回転軸571を回転自在に支持する。
【0021】
回転盤520は、可動プラテン120に回転自在に取付けられる。回転盤520の回転中心線520Xは、型開閉方向に平行である。回転盤520は、例えば、
図7に示すように、金型取付部521と、金型取付部521を後方から支持する円盤部523と、円盤部523の外周部から後方に延びる円筒部524とを含む。金型取付部521における固定プラテン110との対向面には、第1可動金型820Aと、第2可動金型820Bとが取付けられる。第1可動金型820Aと第2可動金型820Bとは、それぞれ、
図3および
図5に示すように、第1キャビティ空間801の壁面の一部と、第2キャビティ空間802の壁面の一部とを順番に形成する。第1可動金型820Aと、第2可動金型820Bとは、同一の形状に形成され、それぞれ、例えば凸状に形成される。第1可動金型820Aは、型開閉方向に積層される複数枚の板831A、835A、836Aを有する。第2可動金型820Bも、型開閉方向に積層される複数枚の板831B、835B、836Bを有する。可動プラテン120に取付けられる板831A、831Bを、可動取付板831A、831Bと呼ぶ。キャビティ空間を形成する板836A、836Bを、可動型板836A、836Bと呼ぶ。可動取付板831A、831Bと可動型板836A、836Bとの間に配置される板835A、835Bを、スペーサブロック835A、835Bと呼ぶ。
【0022】
尚、本実施形態では、第1固定金型810Aと第2固定金型810Bとが凹状に形成され、第1可動金型820Aと第2可動金型820Bとが凸状に形成されるが、本発明はこれに限定されない。つまり、第1固定金型810Aと第2固定金型810Bとが凸状に形成され、第1可動金型820Aと第2可動金型820Bとが凹状に形成されてもよい。
【0023】
回転機構530(
図7参照)は、回転盤520を回転させる。回転機構530は、回転モータ531と、回転モータ531の回転駆動力を回転盤520に伝達する伝達機構532とを有する。伝達機構532は、例えば、駆動歯車533、中間歯車534および受動歯車535などで構成される。中間歯車534が設けられず、駆動歯車533と受動歯車535とが互いに連結されていてもよい。
【0024】
回転機構530は、回転盤520を第1回転角と第2回転角とに回転させる。第1回転角は、例えば
図3に示すように、第1固定金型810Aと第1可動金型820Aとが嵌合すると共に、第2固定金型810Bと第2可動金型820Bが嵌合する回転角である。第1回転角は、例えば0°である。一方、第2回転角は、
図5に示すように、第1固定金型810Aと第2可動金型820Bとが嵌合すると共に、第2固定金型810Bと第1可動金型820Aとが嵌合する回転角である。第2回転角は、例えば180°である。
【0025】
回転盤520が180°回転される度に、回転盤520の回転方向が逆転してよい。例えば、回転機構530は、回転盤520を時計回りに180°回転した後、回転盤520を反時計回りに180°回転する。回転盤520に固定される配線および配管の配置が元に戻るため、配線および配管の取り回しが容易である。
【0026】
図3に示すように型締時に、第1可動金型820Aと第1固定金型810Aとが第1キャビティ空間801を形成すると共に、第2可動金型820Bと第2固定金型810Bとが第2キャビティ空間802を形成する。第1キャビティ空間801には第1射出装置301から成形材料が供給され、第1成形品21が成形される。続いて、型開が行われる。
【0027】
次いで、
図4に示すように、第1エジェクタ装置201が、第1不要品23を第1可動金型820Aから突き出す。第1不要品23は、第1成形品21と共に、金型装置800の内部で固化したものである。次いで、回転機構530が回転盤520を180°回転させる。回転盤520の回転に付随して第1可動金型820Aが180°回転される。このとき、第1成形品21は、第1可動金型820Aから突き出されることなく、第1可動金型820Aと共に180°回転される。その後、
図5に示すように型締が行われる。
【0028】
図5に示すように型締時に、第2可動金型820Bと第1固定金型810Aとが第1キャビティ空間801を形成すると共に、第1可動金型820Aと第2固定金型810Bとが第2キャビティ空間802を形成する。前述のとおり、第2キャビティ空間802の一部には、第1成形品21が配置されている。第2キャビティ空間802の残部には第2射出装置302から成形材料が供給され、第2成形品22が成形される。第2成形品22は、第1成形品21を含むものとして説明する。第2成形品22の成形と並行して、第1成形品21が成形される。第1成形品21は、第1キャビティ空間801で成形される。続いて、型開が行われる。
【0029】
次いで、
図6に示すように、第2エジェクタ装置202が、第2成形品22と第2不要品24の両方を第1可動金型820Aから突き出す。第2不要品24は、第2成形品22と共に、金型装置800の内部で固化したものである。第2不要品24は、第1可動金型820Aから突き出された後、第2成形品22と分離される。第2成形品22と第2不要品24の両方の突き出しと並行して、第1不要品23の突き出しが行われる。その後、型開が行われ、再び、回転盤520が180°回転される。
【0030】
可動プラテン120は、主に
図3および
図5に示すように、回転盤520を回転自在に支持する前面板121と、回転盤520の円筒部524の径方向内側に配置される中間ブロック124と、中間ブロック124の後方に設けられる後方ブロック126と、後方ブロック126の後端面に設けられるトグルリンク取付部128(
図7参照)とを有する。前面板121と、中間ブロック124と、後方ブロック126と、トグルリンク取付部128とは、別々に形成され連結されてもよいし、鋳造などで一体に形成されてもよい。
【0031】
前面板121は、回転盤520を回転自在に支持する。前面板121には、前面板121を型開閉方向に貫通する第1ロッド穴122が形成される。第1ロッド穴122には、第1エジェクタロッド211が進退自在に配置される。また、前面板121には、前面板121を型開閉方向に貫通する第2ロッド穴123が形成される。第2ロッド穴123には、第2エジェクタロッド212が進退自在に配置される。
【0032】
中間ブロック124は、回転盤520の円筒部524の径方向内側に配置される。中間ブロック124は、例えば、型開閉方向視で、回転盤520の円筒部524の内側に収まる円柱状の形状を有する。中間ブロック124の内部には、第1エジェクタ装置201が配置される空間と、第2エジェクタ装置202が配置される空間とが形成される。中間ブロック124の前端面に前面板121が取付けられる。前面板121および中間ブロック124には、回転盤520の回転軸571がベアリング572を介して挿入される挿入穴127が形成される。
【0033】
後方ブロック126は、中間ブロック124の後方に設けられ、プラテン用キャリッジ104に支持される(
図1および
図2参照)。後方ブロック126は、例えば、矩形状の形状を有する。後方ブロック126の内部には、第1エジェクタ装置201が配置される空間と、第2エジェクタ装置202が配置される空間とが形成される。後方ブロック126の前端面に中間ブロック124が取付けられる。
【0034】
トグルリンク取付部128(
図7参照)は、後方ブロック126の後端面上で、鉛直方向に上下に一対設けられる。一対のトグルリンク取付部128は、それぞれ、板厚方向が水平方向を向くトグルリンク取付板を水平方向に間隔をおいて複数有する。複数のトグルリンク取付板は、それぞれ、後方ブロック126の後端面から後方に突出し、その先端部にピン穴129を有する。ピン穴129にはピンが挿し通され、ピンを介して第1リンク152(
図1および
図2参照)がトグルリンク取付部128に揺動自在に取付けられる。
【0035】
移動機構102(
図1および
図2参照)は、固定プラテン110に対し可動プラテン120を進退させることにより、金型装置800の型閉、昇圧、型締、脱圧および型開を行う。移動機構102は、固定プラテン110と間隔をおいて配置されるトグルサポート130と、固定プラテン110とトグルサポート130を連結するタイバー140と、トグルサポート130に対して可動プラテン120を型開閉方向に移動させるトグル機構150と、トグル機構150を作動させる型締モータ160と、型締モータ160の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構170と、固定プラテン110とトグルサポート130の間隔を調整する型厚調整機構180と、を有する。
【0036】
トグルサポート130は、固定プラテン110と間隔をおいて配設され、型締装置フレーム910上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、トグルサポート130は、型締装置フレーム910上に敷設されるガイドに沿って移動自在に配置されてもよい。トグルサポート130のガイドは、可動プラテン120のガイド101と共通のものでもよい。
【0037】
尚、本実施形態では、固定プラテン110が型締装置フレーム910に対し固定され、トグルサポート130が型締装置フレーム910に対し型開閉方向に移動自在に配置されるが、トグルサポート130が型締装置フレーム910に対し固定され、固定プラテン110が型締装置フレーム910に対し型開閉方向に移動自在に配置されてもよい。
【0038】
タイバー140は、固定プラテン110とトグルサポート130とを型開閉方向に間隔Lをおいて連結する。タイバー140は、複数本(例えば4本)用いられてよい。複数本のタイバー140は、型開閉方向に平行に配置され、型締力に応じて伸びる。少なくとも1本のタイバー140には、タイバー140の歪を検出するタイバー歪検出器141が設けられてよい。タイバー歪検出器141は、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。タイバー歪検出器141の検出結果は、型締力の検出などに用いられる。
【0039】
尚、本実施形態では、型締力を検出する型締力検出器として、タイバー歪検出器141が用いられるが、本発明はこれに限定されない。型締力検出器は、歪ゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよく、その取付け位置もタイバー140に限定されない。
【0040】
トグル機構150は、可動プラテン120とトグルサポート130との間に配置され、トグルサポート130に対し可動プラテン120を型開閉方向に移動させる。トグル機構150は、型開閉方向に移動するクロスヘッド151と、クロスヘッド151の移動によって屈伸する一対のリンク群と、を有する。一対のリンク群は、それぞれ、ピンなどで屈伸自在に連結される第1リンク152と第2リンク153とを有する。第1リンク152は可動プラテン120に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第2リンク153はトグルサポート130に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第2リンク153は、第3リンク154を介してクロスヘッド151に取付けられる。トグルサポート130に対しクロスヘッド151を進退させると、第1リンク152と第2リンク153とが屈伸し、トグルサポート130に対し可動プラテン120が進退する。
【0041】
尚、トグル機構150の構成は、
図1および
図2に示す構成に限定されない。例えば
図1および
図2では、各リンク群の節点の数が5つであるが、4つでもよく、第3リンク154の一端部が、第1リンク152と第2リンク153との節点に結合されてもよい。
【0042】
型締モータ160は、トグルサポート130に取付けられており、トグル機構150を作動させる。型締モータ160は、トグルサポート130に対しクロスヘッド151を進退させることにより、第1リンク152と第2リンク153とを屈伸させ、トグルサポート130に対し可動プラテン120を進退させる。型締モータ160は、運動変換機構170に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構170に連結されてもよい。
【0043】
運動変換機構170は、型締モータ160の回転運動をクロスヘッド151の直線運動に変換する。運動変換機構170は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。
【0044】
型締装置100は、制御装置700による制御下で、型閉工程、昇圧工程、型締工程、脱圧工程、型開工程、および型回転工程などを行う。型回転工程は、型開工程の完了後、次の型閉工程の開始前に行われる。型回転工程は、本実施形態では突き出し工程の完了後に行われるが、突き出し工程の完了前に行われてもよい。例えば、第2成形品22の成形される位置と、第2成形品22の突き出される位置とが異なる場合、型開工程の完了後に、型回転工程が行われ、その後、突出し工程が行われる。具体的には、例えば、第2成形品22の成形される位置が操作側であって、第2成形品22の突き出される位置が反操作側である場合、型開工程の完了後に、型回転工程が行われ、その後、突出し工程が行われる。
【0045】
型閉工程では、型締モータ160を駆動してクロスヘッド151を設定移動速度で型閉完了位置まで前進させることにより、可動プラテン120を前進させ、第1可動金型820A及び第2可動金型820Bを第1固定金型810A及び第2固定金型810Bにタッチさせる。クロスヘッド151の位置や移動速度は、例えば型締モータエンコーダ161などを用いて検出する。型締モータエンコーダ161は、型締モータ160の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。
【0046】
尚、クロスヘッド151の位置を検出するクロスヘッド位置検出器、およびクロスヘッド151の移動速度を検出するクロスヘッド移動速度検出器は、型締モータエンコーダ161に限定されず、一般的なものを使用できる。また、可動プラテン120の位置を検出する可動プラテン位置検出器、および可動プラテン120の移動速度を検出する可動プラテン移動速度検出器は、型締モータエンコーダ161に限定されず、一般的なものを使用できる。
【0047】
昇圧工程では、型締モータ160をさらに駆動してクロスヘッド151を型閉完了位置から型締位置までさらに前進させることで型締力を生じさせる。
【0048】
型締工程では、型締モータ160を駆動して、クロスヘッド151の位置を型締位置に維持する。型締工程では、昇圧工程で発生させた型締力が維持される。型締工程では、金型装置800に、第1キャビティ空間801と第2キャビティ空間802とが形成される。
【0049】
脱圧工程では、型締モータ160を駆動してクロスヘッド151を型締位置から型開開始位置まで後退させることにより、可動プラテン120を後退させ、型締力を減少させる。型開開始位置と、型閉完了位置とは、同じ位置であってよい。
【0050】
型開工程では、型締モータ160を駆動してクロスヘッド151を設定移動速度で型開開始位置から型開完了位置まで後退させることにより、可動プラテン120を後退させ、第1可動金型820A及び第2可動金型820Bを第1固定金型810A及び第2固定金型810Bから離間させる。
【0051】
型開工程の完了後、次の型閉工程の開始前に、突き出し工程が行われる。突き出し工程では、第1エジェクタ装置201が、第1不要品23を第1可動金型820A及び第2可動金型820Bの一方(
図6では第2可動金型820B)から突き出す。第1不要品23と共に固化した第1成形品21は突き出されない。また、突き出し工程では、第2エジェクタ装置202が、第2成形品22と第2不要品24との両方を第1可動金型820A及び第2可動金型820Bの他方(
図6では第1可動金型820A)から突き出す。突き出し工程の完了後、次の型閉工程の開始前に、型回転工程が行われる。
【0052】
型回転工程では、回転盤520を回転し、第1可動金型820A及び第2可動金型820Bの一方と共に第1成形品21を回転する。その後、型閉工程および昇圧工程が行われることで、第1成形品21が第2キャビティ空間802の一部に配置される。
【0053】
型閉工程、昇圧工程および型締工程における設定条件は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、型閉工程および昇圧工程におけるクロスヘッド151の移動速度や位置(型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、および型締位置を含む)、型締力は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、および型締位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、1つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。型締位置と型締力とは、いずれか一方のみが設定されてもよい。
【0054】
脱圧工程および型開工程における設定条件も同様に設定される。例えば、脱圧工程および型開工程におけるクロスヘッド151の移動速度や位置(型開開始位置、移動速度切換位置、および型開完了位置)は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型開開始位置、移動速度切換位置、および型開完了位置は、前側から後方に向けて、この順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、1つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。型開開始位置と型閉完了位置とは同じ位置であってよい。また、型開完了位置と型閉開始位置とは同じ位置であってよい。
【0055】
尚、クロスヘッド151の移動速度や位置などの代わりに、可動プラテン120の移動速度や位置などが設定されてもよい。また、クロスヘッドの位置(例えば型締位置)や可動プラテンの位置の代わりに、型締力が設定されてもよい。
【0056】
ところで、トグル機構150は、型締モータ160の駆動力を増幅して可動プラテン120に伝える。その増幅倍率は、トグル倍率とも呼ばれる。トグル倍率は、第1リンク152と第2リンク153とのなす角θ(以下、「リンク角度θ」とも呼ぶ)に応じて変化する。リンク角度θは、クロスヘッド151の位置から求められる。リンク角度θが180°のとき、トグル倍率が最大になる。
【0057】
金型装置800の交換や金型装置800の温度変化などにより金型装置800の厚さが変化した場合、型締時に所定の型締力が得られるように、型厚調整が行われる。型厚調整では、例えば第1可動金型820A及び第2可動金型820Bが第1固定金型810A及び第2固定金型810Bにタッチする型タッチの時点でトグル機構150のリンク角度θが所定の角度になるように、固定プラテン110とトグルサポート130との間隔Lを調整する。
【0058】
型締装置100は、型厚調整機構180を有する。型厚調整機構180は、固定プラテン110とトグルサポート130との間隔Lを調整することで、型厚調整を行う。尚、型厚調整のタイミングは、例えば成形サイクル終了から次の成形サイクル開始までの間に行われる。型厚調整機構180は、例えば、タイバー140の後端部に形成されるねじ軸181と、トグルサポート130に回転自在に且つ進退不能に保持されるねじナット182と、ねじ軸181に螺合するねじナット182を回転させる型厚調整モータ183とを有する。
【0059】
ねじ軸181およびねじナット182は、タイバー140ごとに設けられる。型厚調整モータ183の回転駆動力は、回転駆動力伝達部185を介して複数のねじナット182に伝達されてよい。複数のねじナット182を同期して回転できる。尚、回転駆動力伝達部185の伝達経路を変更することで、複数のねじナット182を個別に回転することも可能である。
【0060】
回転駆動力伝達部185は、例えば歯車などで構成される。この場合、各ねじナット182の外周に受動歯車が形成され、型厚調整モータ183の出力軸には駆動歯車が取付けられ、複数の受動歯車および駆動歯車と噛み合う中間歯車がトグルサポート130の中央部に回転自在に保持される。尚、回転駆動力伝達部185は、歯車の代わりに、ベルトやプーリなどで構成されてもよい。
【0061】
型厚調整機構180の動作は、制御装置700によって制御される。制御装置700は、型厚調整モータ183を駆動して、ねじナット182を回転させる。その結果、トグルサポート130のタイバー140に対する位置が調整され、固定プラテン110とトグルサポート130との間隔Lが調整される。尚、複数の型厚調整機構が組合わせて用いられてもよい。
【0062】
間隔Lは、型厚調整モータエンコーダ184を用いて検出する。型厚調整モータエンコーダ184は、型厚調整モータ183の回転量や回転方向を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。型厚調整モータエンコーダ184の検出結果は、トグルサポート130の位置や間隔Lの監視や制御に用いられる。尚、トグルサポート130の位置を検出するトグルサポート位置検出器、および間隔Lを検出する間隔検出器は、型厚調整モータエンコーダ184に限定されず、一般的なものを使用できる。
【0063】
尚、本実施形態の型締装置100は、型開閉方向が水平方向である横型であるが、型開閉方向が上下方向である竪型でもよい。
【0064】
尚、本実施形態の型締装置100は、駆動源として、型締モータ160を有するが、型締モータ160の代わりに、油圧シリンダを有してもよい。また、型締装置100は、型開閉用にリニアモータを有し、型締用に電磁石を有してもよい。
【0065】
(第1エジェクタ装置および第2エジェクタ装置)
第1エジェクタ装置201および第2エジェクタ装置202の説明では、型締装置100の説明と同様に、型閉時の可動プラテン120の移動方向(例えばX軸正方向)を前方とし、型開時の可動プラテン120の移動方向(例えばX軸負方向)を後方として説明する。
【0066】
第1エジェクタ装置201および第2エジェクタ装置202は、可動プラテン120と共に進退する。第1エジェクタ装置201は、第1不要品23を第1可動金型820A及び第2可動金型820Bの一方(
図6では第2可動金型820B)から突き出す。このとき、第1エジェクタ装置201は、第1不要品23と共に固化した第1成形品21を突き出さない。第2エジェクタ装置202は、第2成形品22と第2不要品24との両方を第1可動金型820A及び第2可動金型820Bの他方(
図6では第1可動金型820A)から突き出す。
【0067】
第1エジェクタ装置201と第2エジェクタ装置202とは、Y軸方向に間隔をおいて配置される。第1キャビティ空間801と第2キャビティ空間802とは、Y軸方向に間隔をおいて配置されるためである。
【0068】
例えば、操作側に、第1キャビティ空間801および第1エジェクタ装置201が配置される。反操作側に、第2キャビティ空間802および第2エジェクタ装置202が配置される。第2成形品22を反操作側に取り出すことができる。
【0069】
先ず、第1可動金型820Aの構成について主に
図4および
図6を参照して説明する。第1可動金型820Aは、可動プラテン120に対し固定される固定部830Aと、固定部830Aから第1不要品23と第2不要品24の両方を突き出す第1可動部840Aと、固定部830Aから第2成形品22を突き出す第2可動部850Aと、を有する。
【0070】
固定部830Aは、回転盤520に取付けられる可動取付板831Aと、可動取付板831Aの前方に空間834Aを形成するスペーサブロック835Aと、スペーサブロック835Aを介して可動取付板831Aに固定される可動型板836Aと、ガイドピン839Aとを含む。
【0071】
可動取付板831Aには、第1エジェクタロッド211および第2エジェクタロッド212が順番に挿抜される貫通穴832Aが形成される。貫通穴832Aの直径は、第1エジェクタロッド211の直径および第2エジェクタロッド212の直径よりも大きい。
【0072】
スペーサブロック835Aは、可動取付板831Aと可動型板836Aとの間に空間834Aを形成する。この空間834Aには、後述の第1エジェクタプレート841Aと、後述の第2エジェクタプレート851Aとが進退自在に配置される。
【0073】
可動型板836Aは、前端面にて、第1キャビティ空間801の壁面の一部と、第2キャビティ空間802の壁面の一部とを順番に形成する。
【0074】
第1可動部840Aは、例えば、型開閉方向に対し垂直に配置される第1エジェクタプレート841Aと、第1エジェクタプレート841Aから前方に延びる棒状の第1エジェクタピン842Aとを含む。
【0075】
第1エジェクタプレート841Aは、可動取付板831Aと可動型板836Aとの間の空間834Aに配置される。第1エジェクタプレート841Aは、型開閉方向に平行なガイドピン839Aに沿って進退する。第1エジェクタプレート841Aは、第1リターンバネ845Aによって、可動型板836Aから遠ざかる方向に付勢される。
【0076】
第1エジェクタピン842Aは、可動型板836Aを型開閉方向に貫通する第1ピン穴に進退自在に配置される。第1エジェクタピン842Aの前端面は、第1不要品23または第2不要品24と当接する。
【0077】
第2可動部850Aは、例えば、型開閉方向に対し垂直に配置される第2エジェクタプレート851Aと、第2エジェクタプレート851Aから前方に延びる棒状の第2エジェクタピン852Aとを含む。
【0078】
第2エジェクタプレート851Aは、可動取付板831Aと可動型板836Aとの間の空間834Aに配置される。第2エジェクタプレート851Aは、型開閉方向に平行なガイドピン839Aに沿って進退する。第2エジェクタプレート851Aは、第2リターンバネ855Aによって、可動型板836Aから遠ざかる方向に付勢される。
【0079】
第2エジェクタプレート851Aは、可動取付板831Aと第1エジェクタプレート841Aとの間に配置される。第2エジェクタプレート851Aが進退する時、第2エジェクタプレート851Aと共に第1エジェクタプレート841Aが進退する。
【0080】
第2エジェクタプレート851Aには、第2エジェクタプレート851Aを型開閉方向に貫通する貫通穴856Aが形成される。貫通穴856Aの直径は、第2エジェクタロッド212の直径よりも小さい。第2エジェクタロッド212は、第2エジェクタプレート851Aの貫通穴856Aを通過することなく、第2エジェクタプレート851Aを前方に押す。
【0081】
第2エジェクタプレート851Aの貫通穴856Aの直径は、第1エジェクタロッド211の直径よりも大きい。第1エジェクタロッド211は、第2エジェクタプレート851Aの貫通穴856Aを通過し、第1エジェクタプレート841Aを前方に押す。
【0082】
第2エジェクタピン852Aは、可動型板836Aを型開閉方向に貫通する第2ピン穴に進退自在に配置される。第2エジェクタピン852Aの前端面は、第1成形品21または第2成形品22と当接する。
【0083】
第2可動金型820Bは、第1可動金型820Aと同様に、可動プラテン120に対し固定される固定部830Bと、固定部830Bから第1不要品23と第2不要品24の両方を突き出す第1可動部840Bと、固定部830Bから第2成形品22を突き出す第2可動部850Bと、を有する。第2可動金型820Bは、第1可動金型820Aと同様に構成されるので、説明を省略する。
【0084】
次に、第1エジェクタ装置201と、第1エジェクタ装置201が第1可動金型820Aから第1不要品23を突き出す動作とについて主に
図4を参照して説明する。なお、第1エジェクタ装置201は、第1可動金型820Aから第1不要品23を突き出す動作だけではなく、第2可動金型820Bから第1不要品23を突き出す動作をも実施する。後者の動作は、前者の動作と同様に実施されるので、説明を省略する。
【0085】
第1エジェクタ装置201は、第1可動部840A及び第2可動部850Aのうち第1可動部840Aのみを押す第1エジェクタロッド211を有する。第1エジェクタロッド211は、第1可動部840Aとは連結されていない。第1エジェクタロッド211を回転盤520から抜き取ることができ、回転盤520を回転できる。
【0086】
第1エジェクタ装置201は、第1エジェクタロッド211を進退させる第1駆動機構220を有する。第1駆動機構220は、例えば、第1エジェクタモータ221と、第1クロスヘッド223と、第1エジェクタモータ221の回転運動を第1クロスヘッド223の直線運動に変換する第1運動変換機構225とを有する。
【0087】
第1運動変換機構225は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。第1クロスヘッド223は、第1ガイドバー224に沿って型開閉方向に移動する。第1クロスヘッド223には第1エジェクタロッド211の後端部が取付けられ、第1エジェクタロッド211は第1クロスヘッド223と共に進退する。
【0088】
第1駆動機構220が
図4に示すように第1エジェクタロッド211を前進させると、第1エジェクタロッド211は可動取付板831Aの貫通穴832Aと第2エジェクタプレート851Aの貫通穴856Aとを通過し、第1エジェクタプレート841Aを前方に押す。その結果、第1エジェクタプレート841Aが、第1リターンバネ845Aの付勢力に抗して前進する。従って、第1エジェクタピン842Aが、前進し、第1不要品23を固定部830Aから突き出す。
【0089】
第1駆動機構220が
図4に示すように第1エジェクタロッド211と共に第1エジェクタプレート841Aを前進させる間、第2エジェクタプレート851Aは第2リターンバネ855Aの付勢力によって後退限位置に押し止められ、前進しない。従って、第1不要品23が固定部830Aから突き出される時、第1成形品21は固定部830Aから突き出されない。
【0090】
その後、第1駆動機構220が第1エジェクタロッド211を後退させると、第1エジェクタプレート841Aが第1リターンバネ845Aの付勢力によって後退限位置まで後退させられる。第1エジェクタプレート841Aが後退限位置に達すると、第1エジェクタピン842Aの前端面が固定部830Aの前端面と面一になる。
【0091】
制御装置700は、第1エジェクタロッド211を進退させるときに、第1エジェクタロッド211の位置を制御する。第1エジェクタロッド211の位置は、例えば第1エジェクタモータエンコーダ222を用いて検出する。第1エジェクタモータエンコーダ222は、第1エジェクタモータ221の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。尚、第1エジェクタロッド211の位置を検出する第1エジェクタロッド位置検出器は、第1エジェクタモータエンコーダ222に限定されず、一般的なものを使用できる。
【0092】
次に、第2エジェクタ装置202と、第2エジェクタ装置202が第1可動金型820Aから第2成形品22及び第2不要品24を突き出す動作とについて主に
図6を参照して説明する。なお、第2エジェクタ装置202は、第1可動金型820Aから第2成形品22及び第2不要品24を突き出す動作だけではなく、第2可動金型820Bから第2成形品22及び第2不要品24を突き出す動作をも実施する。後者の動作は、前者の動作と同様に実施されるので、説明を省略する。
【0093】
第2エジェクタ装置202は、第1可動部840A及び第2可動部850Aを押す第2エジェクタロッド212を有する。第2エジェクタロッド212は、第1可動部840A及び第2可動部850Aとは連結されていない。第2エジェクタロッド212を回転盤520から抜き取ることができ、回転盤520を回転できる。
【0094】
第2エジェクタ装置202は、第2エジェクタロッド212を進退させる第2駆動機構230を有する。第2駆動機構230は、例えば、第2エジェクタモータ231と、第2クロスヘッド233と、第2エジェクタモータ231の回転運動を第2クロスヘッド233の直線運動に変換する第2運動変換機構235とを有する。
【0095】
第2運動変換機構235は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。第2クロスヘッド233は、第2ガイドバー234に沿って型開閉方向に移動する。第2クロスヘッド233には第2エジェクタロッド212の後端部が取付けられ、第2エジェクタロッド212は第2クロスヘッド233と共に進退する。
【0096】
第2駆動機構230が
図6に示すように第2エジェクタロッド212を前進させると、第2エジェクタロッド212は可動取付板831Aの貫通穴832Aを通過し、第2エジェクタプレート851Aの貫通穴856Aの縁部を前方に押す。その結果、第2エジェクタプレート851Aが、第2リターンバネ855Aの付勢力に抗して前進する。従って、第2エジェクタピン852Aが、前進し、第2成形品22を固定部830Aから突き出す。
【0097】
第2駆動機構230が第2エジェクタロッド212と共に第2エジェクタプレート851Aを前進させる間、第1エジェクタプレート841Aが第1リターンバネ845Aの付勢力に抗して前進する。従って、第1エジェクタピン842Aが、前進し、第2不要品24を固定部830Aから突き出す。
【0098】
その後、第2駆動機構230が第2エジェクタロッド212を後退させると、第2エジェクタプレート851Aが第2リターンバネ855Aの付勢力によって後退限位置まで後退させられる。第2エジェクタプレート851Aが後退限位置に達すると、第2エジェクタピン852Aの前端面が固定部830Aの前端面と面一になる。
【0099】
第2エジェクタプレート851Aが後退する間、第1エジェクタプレート841Aが第1リターンバネ845Aの付勢力によって後退限位置まで後退させられる。第1エジェクタプレート841Aが後退限位置に達すると、第1エジェクタピン842Aの前端面が固定部830Aの前端面と面一になる。
【0100】
制御装置700は、第2エジェクタロッド212を進退させるときに、第2エジェクタロッド212の位置を制御する。第2エジェクタロッド212の位置は、例えば第2エジェクタモータエンコーダ232を用いて検出する。第2エジェクタモータエンコーダ232は、第2エジェクタモータ231の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。尚、第2エジェクタロッド212の位置を検出する第2エジェクタロッド位置検出器は、第2エジェクタモータエンコーダ232に限定されず、一般的なものを使用できる。
【0101】
(第1射出装置および第2射出装置)
第1射出装置301および第2射出装置302の説明では、型締装置100等の説明とは異なり、充填時のスクリュ330の移動方向(例えばX軸負方向)を前方とし、計量時のスクリュ330の移動方向(例えばX軸正方向)を後方として説明する。
【0102】
第1射出装置301は第1スライドベース303に設置され、第1スライドベース303は射出装置フレーム920に対し進退自在に配置される。第1射出装置301は、金型装置800に対し進退自在に配置される。第1射出装置301は、金型装置800の第1固定金型810Aにタッチし、金型装置800内の第1キャビティ空間801に成形材料を充填する。
【0103】
第2射出装置302は第2スライドベースに設置され、第2スライドベースは射出装置フレーム920に対し進退自在に配置される。第2射出装置302は、金型装置800に対し進退自在に配置される。第2射出装置302は、金型装置800の第2固定金型810Bにタッチし、金型装置800内の第2キャビティ空間802に成形材料を充填する。
【0104】
第1射出装置301と第2射出装置302とは、Y軸方向に間隔をおいて配置される。第1キャビティ空間801と第2キャビティ空間802とは、Y軸方向に間隔をおいて配置されるためである。第1射出装置301が第1キャビティ空間801に充填する成形材料と、第2射出装置302が第2キャビティ空間802に充填する成形材料とは、異なる材料でもよいし、同じ材料でもよい。
【0105】
第1射出装置301と第2射出装置302とは、同様に構成される。そこで、以下、第1射出装置301の構成について説明し、第2射出装置302の構成について説明を省略する。第1射出装置301は、
図1および
図2に示すように、例えば、成形材料を加熱するシリンダ310と、シリンダ310の前端部に設けられるノズル320と、シリンダ310内に回転自在に且つ進退自在に配置されるスクリュ330と、スクリュ330を回転させる計量モータ340と、スクリュ330を進退させる射出モータ350と、射出モータ350とスクリュ330との間で伝達される力を検出する圧力検出器360と、を有する。
【0106】
シリンダ310は、供給口311から内部に供給された成形材料を加熱する。成形材料は、例えば樹脂などを含む。成形材料は、例えばペレット状に形成され、固体の状態で供給口311に供給される。供給口311はシリンダ310の後部に形成される。シリンダ310の後部の外周には、水冷シリンダなどの冷却器312が設けられる。冷却器312よりも前方において、シリンダ310の外周には、バンドヒータなどの加熱器313と温度検出器314とが設けられる。
【0107】
シリンダ310は、シリンダ310の軸方向(例えばX軸方向)に複数のゾーンに区分される。複数のゾーンのそれぞれに加熱器313と温度検出器314とが設けられる。複数のゾーンのそれぞれに設定温度が設定され、温度検出器314の検出温度が設定温度になるように、制御装置700が加熱器313を制御する。
【0108】
ノズル320は、シリンダ310の前端部に設けられ、金型装置800に対し押し付けられる。ノズル320の外周には、加熱器313と温度検出器314とが設けられる。ノズル320の検出温度が設定温度になるように、制御装置700が加熱器313を制御する。
【0109】
スクリュ330は、シリンダ310内に回転自在に且つ進退自在に配置される。スクリュ330を回転させると、スクリュ330の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られる。成形材料は、前方に送られながら、シリンダ310からの熱によって徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ330の前方に送られシリンダ310の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ330が後退させられる。その後、スクリュ330を前進させると、スクリュ330前方に蓄積された液状の成形材料がノズル320から射出され、金型装置800内に充填される。
【0110】
スクリュ330の前部には、スクリュ330を前方に押すときにスクリュ330の前方から後方に向かう成形材料の逆流を防止する逆流防止弁として、逆流防止リング331が進退自在に取付けられる。
【0111】
逆流防止リング331は、スクリュ330を前進させるときに、スクリュ330前方の成形材料の圧力によって後方に押され、成形材料の流路を塞ぐ閉塞位置(
図2参照)までスクリュ330に対し相対的に後退する。これにより、スクリュ330前方に蓄積された成形材料が後方に逆流するのを防止する。
【0112】
一方、逆流防止リング331は、スクリュ330を回転させるときに、スクリュ330の螺旋状の溝に沿って前方に送られる成形材料の圧力によって前方に押され、成形材料の流路を開放する開放位置(
図1参照)までスクリュ330に対し相対的に前進する。これにより、スクリュ330の前方に成形材料が送られる。
【0113】
逆流防止リング331は、スクリュ330と共に回転する共回りタイプと、スクリュ330と共に回転しない非共回りタイプのいずれでもよい。
【0114】
尚、第1射出装置301は、スクリュ330に対し逆流防止リング331を開放位置と閉塞位置との間で進退させる駆動源を有していてもよい。
【0115】
計量モータ340は、スクリュ330を回転させる。スクリュ330を回転させる駆動源は、計量モータ340には限定されず、例えば油圧ポンプなどでもよい。
【0116】
射出モータ350は、スクリュ330を進退させる。射出モータ350とスクリュ330との間には、射出モータ350の回転運動をスクリュ330の直線運動に変換する運動変換機構などが設けられる。運動変換機構は、例えばねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを有する。ねじ軸とねじナットの間には、ボールやローラなどが設けられてよい。スクリュ330を進退させる駆動源は、射出モータ350には限定されず、例えば油圧シリンダなどでもよい。
【0117】
圧力検出器360は、射出モータ350とスクリュ330との間で伝達される力を検出する。検出した力は、制御装置700で圧力に換算される。圧力検出器360は、射出モータ350とスクリュ330との間の力の伝達経路に設けられ、圧力検出器360に作用する力を検出する。
【0118】
圧力検出器360は、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。圧力検出器360の検出結果は、スクリュ330が成形材料から受ける圧力、スクリュ330に対する背圧、スクリュ330から成形材料に作用する圧力などの制御や監視に用いられる。
【0119】
第1射出装置301は、制御装置700による制御下で、計量工程、充填工程および保圧工程などを行う。充填工程と保圧工程とをまとめて射出工程と呼んでもよい。
【0120】
計量工程では、計量モータ340を駆動してスクリュ330を設定回転速度で回転させ、スクリュ330の螺旋状の溝に沿って成形材料を前方に送る。これに伴い、成形材料が徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ330の前方に送られシリンダ310の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ330が後退させられる。スクリュ330の回転速度は、例えば計量モータエンコーダ341を用いて検出する。計量モータエンコーダ341は、計量モータ340の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。尚、スクリュ330の回転速度を検出するスクリュ回転速度検出器は、計量モータエンコーダ341に限定されず、一般的なものを使用できる。
【0121】
計量工程では、スクリュ330の急激な後退を制限すべく、射出モータ350を駆動してスクリュ330に対して設定背圧を加えてよい。スクリュ330に対する背圧は、例えば圧力検出器360を用いて検出する。圧力検出器360は、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。スクリュ330が計量完了位置まで後退し、スクリュ330の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。
【0122】
計量工程におけるスクリュ330の位置および回転速度は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、計量開始位置、回転速度切換位置および計量完了位置が設定される。これらの位置は、前側から後方に向けてこの順で並び、回転速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、回転速度が設定される。回転速度切換位置は、1つでもよいし、複数でもよい。回転速度切換位置は、設定されなくてもよい。また、区間毎に背圧が設定される。
【0123】
充填工程では、射出モータ350を駆動してスクリュ330を設定移動速度で前進させ、スクリュ330の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置800内の第1キャビティ空間801に充填させる。スクリュ330の位置や移動速度は、例えば射出モータエンコーダ351を用いて検出する。射出モータエンコーダ351は、射出モータ350の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。スクリュ330の位置が設定位置に達すると、充填工程から保圧工程への切換(所謂、V/P切換)が行われる。V/P切換が行われる位置をV/P切換位置とも呼ぶ。スクリュ330の設定移動速度は、スクリュ330の位置や時間などに応じて変更されてもよい。
【0124】
充填工程におけるスクリュ330の位置および移動速度は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、充填開始位置(「射出開始位置」とも呼ぶ。)、移動速度切換位置およびV/P切換位置が設定される。これらの位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、1つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。
【0125】
スクリュ330の移動速度が設定される区間毎に、スクリュ330の圧力の上限値が設定される。スクリュ330の圧力は、圧力検出器360によって検出される。圧力検出器360の検出値が設定圧力以下である場合、スクリュ330は設定移動速度で前進される。一方、圧力検出器360の検出値が設定圧力を超える場合、金型保護を目的として、圧力検出器360の検出値が設定圧力以下となるように、スクリュ330は設定移動速度よりも遅い移動速度で前進される。
【0126】
尚、充填工程においてスクリュ330の位置がV/P切換位置に達した後、V/P切換位置にスクリュ330を一時停止させ、その後にV/P切換が行われてもよい。V/P切換の直前において、スクリュ330の停止の代わりに、スクリュ330の微速前進または微速後退が行われてもよい。また、スクリュ330の位置を検出するスクリュ位置検出器、およびスクリュ330の移動速度を検出するスクリュ移動速度検出器は、射出モータエンコーダ351に限定されず、一般的なものを使用できる。
【0127】
保圧工程では、射出モータ350を駆動してスクリュ330を前方に押し、スクリュ330の前端部における成形材料の圧力(以下、「保持圧力」とも呼ぶ。)を設定圧に保ち、シリンダ310内に残る成形材料を金型装置800に向けて押す。金型装置800内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充できる。保持圧力は、例えば圧力検出器360を用いて検出する。圧力検出器360は、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。保持圧力の設定値は、保圧工程の開始からの経過時間などに応じて変更されてもよい。保圧工程における保持圧力および保持圧力を保持する保持時間は、それぞれ複数設定されてよく、一連の設定条件として、まとめて設定されてよい。
【0128】
保圧工程では金型装置800内の第1キャビティ空間801の成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時には第1キャビティ空間801の入口が固化した成形材料で塞がれる。この状態はゲートシールと呼ばれ、第1キャビティ空間801からの成形材料の逆流が防止される。保圧工程後、冷却工程が開始される。冷却工程では、第1キャビティ空間801内の成形材料の固化が行われる。成形サイクル時間の短縮を目的として、冷却工程中に計量工程が行われてよい。
【0129】
尚、本実施形態の第1射出装置301は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式などでもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。可塑化シリンダ内には、スクリュが回転自在に且つ進退不能に配置され、またはスクリュが回転自在に且つ進退自在に配置される。一方、射出シリンダ内には、プランジャが進退自在に配置される。
【0130】
また、本実施形態の第1射出装置301は、シリンダ310の軸方向が水平方向である横型であるが、シリンダ310の軸方向が上下方向である竪型であってもよい。竪型の第1射出装置301と組み合わされる型締装置は、竪型でも横型でもよい。同様に、横型の第1射出装置301と組み合わされる型締装置は、横型でも竪型でもよい。
【0131】
(第1移動装置および第2移動装置)
第1移動装置401および第2移動装置(不図示)の説明では、第1射出装置301および第2射出装置302の説明と同様に、充填時のスクリュ330の移動方向(例えばX軸負方向)を前方とし、計量時のスクリュ330の移動方向(例えばX軸正方向)を後方として説明する。
【0132】
第1移動装置401は、金型装置800に対し第1射出装置301を進退させる。また、第1移動装置401は、金型装置800に対し第1射出装置301のノズル320を押し付け、ノズルタッチ圧力を生じさせる。
【0133】
第2移動装置は、金型装置800に対し第2射出装置302を進退させる。また、第2移動装置は、金型装置800に対し第2射出装置302のノズルを押し付け、ノズルタッチ圧力を生じさせる。
【0134】
第1移動装置401と第2移動装置とは、Y軸方向に間隔をおいて配置される。第1移動装置401と第2移動装置とは、第1射出装置301と第2射出装置302とを独立に進退させる。
【0135】
第1移動装置401と第2移動装置とは、同様に構成される。そこで、以下、第1移動装置401の構成について説明し、第2移動装置の構成について説明を省略する。第1移動装置401は、
図1および
図2に示すように、液圧ポンプ410、駆動源としてのモータ420、液圧アクチュエータとしての液圧シリンダ430などを含む。
【0136】
液圧ポンプ410は、第1ポート411と、第2ポート412とを有する。液圧ポンプ410は、両方向回転可能なポンプであり、モータ420の回転方向を切換えることにより、第1ポート411および第2ポート412のいずれか一方から作動液(例えば油)を吸入し他方から吐出して液圧を発生させる。尚、液圧ポンプ410はタンクから作動液を吸引して第1ポート411および第2ポート412のいずれか一方から作動液を吐出することもできる。
【0137】
モータ420は、液圧ポンプ410を作動させる。モータ420は、制御装置700からの制御信号に応じた回転方向および回転トルクで液圧ポンプ410を駆動する。モータ420は、電動モータであってよく、電動サーボモータであってよい。
【0138】
液圧シリンダ430は、シリンダ本体431、ピストン432、およびピストンロッド433を有する。シリンダ本体431は、第1射出装置301に対して固定される。ピストン432は、シリンダ本体431の内部を、第1室としての前室435と、第2室としての後室436とに区画する。ピストンロッド433は、固定プラテン110に対して固定される。
【0139】
液圧シリンダ430の前室435は、第1流路413を介して、液圧ポンプ410の第1ポート411と接続される。第1ポート411から吐出された作動液が第1流路413を介して前室435に供給されることで、第1射出装置301が前方に押される。第1射出装置301が前進され、第1射出装置301のノズル320が第1固定金型810Aに押し付けられる。前室435は、液圧ポンプ410から供給される作動液の圧力によってノズル320のノズルタッチ圧力を生じさせる圧力室として機能する。
【0140】
一方、液圧シリンダ430の後室436は、第2流路414を介して液圧ポンプ410の第2ポート412と接続される。第2ポート412から吐出された作動液が第2流路414を介して液圧シリンダ430の後室436に供給されることで、第1射出装置301が後方に押される。第1射出装置301が後退され、第1射出装置301のノズル320が第1固定金型810Aから離間される。
【0141】
尚、本実施形態では第1移動装置401は液圧シリンダ430を含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、液圧シリンダ430の代わりに、電動モータと、その電動モータの回転運動を第1射出装置301の直線運動に変換する運動変換機構とが用いられてもよい。
【0142】
(制御装置)
制御装置700は、例えばコンピュータで構成され、
図1~
図2に示すようにCPU(Central Processing Unit)701と、メモリなどの記憶媒体702と、入力インターフェース703と、出力インターフェース704とを有する。制御装置700は、記憶媒体702に記憶されたプログラムをCPU701に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御装置700は、入力インターフェース703で外部からの信号を受信し、出力インターフェース704で外部に信号を送信する。
【0143】
制御装置700は、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、突き出し工程、および型回転工程などを繰り返し行うことにより、第1成形品21および第2成形品22を繰り返し製造する。第1成形品21および第2成形品22を得るための一連の動作、例えば計量工程の開始から次の計量工程の開始までの動作を「ショット」または「成形サイクル」とも呼ぶ。また、1回のショットに要する時間を「成形サイクル時間」または「サイクル時間」とも呼ぶ。
【0144】
一回の成形サイクルは、例えば、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、突き出し工程、および型回転工程をこの順で有する。ここでの順番は、各工程の開始の順番である。充填工程、保圧工程、および冷却工程は、型締工程の間に行われる。型締工程の開始は充填工程の開始と一致してもよい。脱圧工程の終了は型開工程の開始と一致する。
【0145】
尚、成形サイクル時間の短縮を目的として、同時に複数の工程を行ってもよい。例えば、計量工程は、前回の成形サイクルの冷却工程中に行われてもよく、型締工程の間に行われてよい。この場合、型閉工程が成形サイクルの最初に行われることとしてもよい。また、充填工程は、型閉工程中に開始されてもよい。また、突き出し工程は、型開工程中に開始されてもよい。ノズル320の流路を開閉する開閉弁が設けられる場合、型開工程は、計量工程中に開始されてもよい。計量工程中に型開工程が開始されても、開閉弁がノズル320の流路を閉じていれば、ノズル320から成形材料が漏れないためである。
【0146】
尚、一回の成形サイクルは、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、突き出し工程、および型回転工程以外の工程を有してもよい。
【0147】
例えば、保圧工程の完了後、計量工程の開始前に、スクリュ330を予め設定された計量開始位置まで後退させる計量前サックバック工程が行われてもよい。計量工程の開始前にスクリュ330の前方に蓄積された成形材料の圧力を低減でき、計量工程の開始時のスクリュ330の急激な後退を防止できる。
【0148】
また、計量工程の完了後、充填工程の開始前に、スクリュ330を予め設定された充填開始位置(「射出開始位置」とも呼ぶ。)まで後退させる計量後サックバック工程が行われてもよい。充填工程の開始前にスクリュ330の前方に蓄積された成形材料の圧力を低減でき、充填工程の開始前のノズル320からの成形材料の漏出を防止できる。
【0149】
制御装置700は、ユーザによる入力操作を受け付ける操作装置750や表示画面を表示する表示装置760と接続されている。操作装置750および表示装置760は、例えばタッチパネルで構成され、一体化されてよい。表示装置760としてのタッチパネルは、制御装置700による制御下で、表示画面を表示する。タッチパネルの表示画面には、例えば、射出成形機10の設定、現在の射出成形機10の状態等の情報が表示されてもよい。また、タッチパネルの表示画面には、例えば、ユーザによる入力操作を受け付けるボタン、入力欄等の入力操作部が表示されてもよい。操作装置750としてのタッチパネルは、ユーザによる表示画面上の入力操作を検出し、入力操作に応じた信号を制御装置700に出力する。これにより、例えば、ユーザは、表示画面に表示される情報を確認しながら、表示画面に設けられた入力操作部を操作して、射出成形機10の設定(設定値の入力を含む)等を行うことができる。また、ユーザが表示画面に設けられた入力操作部を操作することにより、入力操作部に対応する射出成形機10の動作を行わせることができる。なお、射出成形機10の動作は、例えば、型締装置100、第1エジェクタ装置201、第2エジェクタ装置202、第1射出装置301、第2射出装置302、第1移動装置401、第2移動装置(不図示)等の動作(停止も含む)であってもよい。また、射出成形機10の動作は、表示装置760としてのタッチパネルに表示される表示画面の切り替え等であってもよい。
【0150】
尚、本実施形態の操作装置750および表示装置760は、タッチパネルとして一体化されているものとして説明したが、独立に設けられてもよい。また、操作装置750は、複数設けられてもよい。操作装置750および表示装置760は、型締装置100(より詳細には固定プラテン110)の操作側(Y軸負方向)に配置される。
【0151】
(金型の取付け)
図8は、金型の正しい取付け手順の一例を示す水平断面図である。
図9は、
図8に続いて、金型の正しい取付け手順の一例を示す水平断面図である。
図8(A)は1番目の作業を、
図8(B)は2番目の作業を、
図8(C)は3番目の作業を、
図8(D)は4番目の作業を、
図9(A)は5番目の作業を、
図9(B)は6番目の作業を、
図9(C)は7番目の作業を示す。
【0152】
図8(A)~
図8(D)に示す1番目~4番目の作業は、回転盤520の回転角を第1回転角に固定した状態で行われる。
図9(A)に示す5番目の作業は、回転盤520の回転角を第1回転角から第2回転角に変更する作業である。
図9(B)~
図9(C)に示す6番目~7番目の作業は、回転盤520の回転角を第2回転角に固定した状態で行われる。
【0153】
先ず、
図8(A)に示すように、作業者は、回転盤520に対して第1可動金型820Aを位置決めピン861Aで位置決めする。位置決めピン861Aは、可動取付板831Aの位置決め穴862Aと、回転盤520の位置決め穴525Aとに挿通される。位置決めピン861Aの本数は、複数本であってもよい。なお、可動取付板831Aは型開閉方向視でスペーサブロック835Aよりも外方にはみ出すフランジを含んでもよく、そのフランジに位置決め穴862Aが形成されてもよい。この場合、位置決めピン861Aは、可動取付板831Aのフランジに取付けられる。
【0154】
更に、作業者は、回転盤520に対して第1可動金型820Aを固定するボルト822Aを本締めする。ボルト822Aは、可動取付板831Aの挿通穴823Aに挿通され、回転盤520のボルト穴521Aにねじ込まれる。ボルト822Aの本数は、複数本であってもよい。可動取付板831Aの挿通穴823Aの直径は、ボルト822Aのねじ軸の外径よりも大きい。ボルト822Aは本締めされるので、第1可動金型820Aの位置は固定される。なお、可動取付板831Aは型開閉方向視でスペーサブロック835Aよりも外方にはみ出すフランジを含んでもよく、そのフランジに挿通穴823Aが形成されてもよい。この場合、ボルト822Aは、可動取付板831Aのフランジと回転盤520とを締結する。
【0155】
更にまた、作業者は、回転盤520に対して第2可動金型820Bを固定するボルト822Bを仮締めする。ボルト822Bは、可動取付板831Bの挿通穴823Bに挿通され、回転盤520のボルト穴521Bにねじ込まれる。ボルト822Bの本数は、複数本であってもよい。可動取付板831Bの挿通穴823Bの直径はボルト822Bのねじ軸の外径よりも大きく、ボルト822Bは仮締めされているので、第2可動金型820Bの位置は調整可能である。なお、可動取付板831Bは型開閉方向視でスペーサブロック835Bよりも外方にはみ出すフランジを含んでもよく、そのフランジに挿通穴823Bが形成されてもよい。この場合、ボルト822Bは、可動取付板831Bのフランジと回転盤520とを締結する。
【0156】
次に、
図8(B)に示すように、作業者は、第1可動金型820Aと第1固定金型810Aとが嵌合し、且つ第2可動金型820Bと第2固定金型810Bとが嵌合した状態で、移動機構102によって回転盤520を前進させる。その結果、第1固定金型810Aと第2固定金型810Bとが固定プラテン110に当接される。
【0157】
第1可動金型820Aと第1固定金型810Aとが嵌合した状態では、第1可動金型820Aのガイドピン821Aと、第1固定金型810Aのガイド穴811Aとが嵌合している。ガイドピン821Aとガイド穴811Aの配置は逆であってもよく、ガイドピン821Aが第1固定金型810Aに設けられ、ガイド穴811Aが第1可動金型820Aに設けられてもよい。また、ガイドピン821Aとガイド穴811Aの数は、複数であってもよい。
【0158】
また、第2可動金型820Bと第2固定金型810Bとが嵌合した状態では、第2可動金型820Bのガイドピン821Bと、第2固定金型810Bのガイド穴811Bとが嵌合している。ガイドピン821Bとガイド穴811Bの配置は逆であってもよく、ガイドピン821Bが第2固定金型810Bに設けられ、ガイド穴811Bが第2可動金型820Bに設けられてもよい。また、ガイドピン821Bとガイド穴811Bの数は、複数であってもよい。
【0159】
次に、
図8(C)に示すように、作業者は、固定プラテン110に対して第1固定金型810Aを固定するボルト812Aを本締めする。ボルト812Aは、固定取付板871Aの挿通穴813Aに挿通され、固定プラテン110のボルト穴111Aにねじ込まれる。ボルト812Aの本数は、複数本であってもよい。固定取付板871Aの挿通穴813Aの直径はボルト812Aのねじ軸の外径よりも大きい。ボルト812Aは本締めされるので、第1固定金型810Aの位置は固定される。なお、固定取付板871Aは型開閉方向視で中間板875Aよりも外方にはみ出すフランジを含んでもよく、そのフランジに挿通穴813Aが形成されてもよい。この場合、ボルト812Aは、固定取付板871Aのフランジと回転盤520とを締結する。
【0160】
また、作業者は、固定プラテン110に対して第2固定金型810Bを固定するボルト812Bを仮締めする。ボルト812Bは、固定取付板871Bの挿通穴813Bに挿通され、固定プラテン110のボルト穴111Bにねじ込まれる。ボルト812Bの本数は、複数本であってもよい。固定取付板871Bの挿通穴813Bの直径はボルト812Bのねじ軸の外径よりも大きく、ボルト812Bは仮締めされているので、第2固定金型810Bの位置は調整可能である。なお、固定取付板871Bは型開閉方向視で中間板875Bよりも外方にはみ出すフランジを含んでもよく、そのフランジに挿通穴813Bが形成されてもよい。この場合、ボルト812Bは、固定取付板871Bのフランジと回転盤520とを締結する。
【0161】
次に、
図8(D)に示すように、作業者は、移動機構102によって回転盤520を後退させる。その結果、第1可動金型820Aと第1固定金型810Aの嵌合が解除される。また、第2可動金型820Bと第2固定金型810Bの嵌合が解除される。
【0162】
次に、
図9(A)に示すように、作業者は、回転機構530によって回転盤520を回転させ、回転盤520の回転角を第1回転角から第2回転角に変更する。その結果、第1可動金型820Aと第2固定金型810Bとが向かい合い、第2可動金型820Bと第1固定金型810Aとが向かい合う。
【0163】
次に、
図9(B)に示すように、作業者は、移動機構102によって回転盤520を前進させる。その結果、第1可動金型820Aと第2固定金型810Bとが嵌合され、第2可動金型820Bと第1固定金型810Aとが嵌合される。
【0164】
例えば、第1可動金型820Aのガイドピン821Aと第2固定金型810Bのガイド穴811Bとが嵌合される。第1可動金型820Aは固定済みであるのに対し、第2固定金型810Bは仮止めされている。従って、ガイドピン821Aとガイド穴811Bとの嵌合によって、第2固定金型810Bの位置が矯正される。
【0165】
また、第2可動金型820Bのガイドピン821Bと第1固定金型810Aのガイド穴811Aとが嵌合される。第1固定金型810Aは固定済みであるのに対し、第2可動金型820Bは仮止めされている。従って、ガイドピン821Bとガイド穴811Aとの嵌合によって、第2可動金型820Bの位置が矯正される。
【0166】
次に、
図9(C)に示すように、作業者は、固定プラテン110に対して第2固定金型810Bを固定するボルト812Bを本締めする。また、作業者は、回転盤520に対して第2可動金型820Bを固定するボルト822Bを本締めする。その結果、第1固定金型810Aと、第2固定金型810Bと、第1可動金型820Aと、第2可動金型820Bとの取付け作業が完了する。
【0167】
上記正しい取付け手順によれば、第1可動金型820Aの取付け位置を基準にして、先ず第1固定金型810Aの取付け位置が決められる。その後、第1固定金型810Aの取付け位置を基準にして、第2可動金型820Bの取付け位置が決められる。また、第1可動金型820Aの取付け位置を基準にして、第2固定金型810Bの取付け位置が決められる。
【0168】
つまり、上記正しい取付け手順によれば、一の金型820Aの取付け位置を基準にして、残りの全ての金型810A、810B、820Bの取付け位置が決められる。従って、回転盤520の回転によって嵌合される可動金型と固定金型の組み合わせが変わっても、嵌合が円滑になされる。
【0169】
なお、上記正しい取付け手順では、最初に固定される金型として、第1可動金型820Aを選択したが、第2可動金型820B、第1固定金型810A、又は第2固定金型810Bを選択してもよい。いずれにしろ、一の金型の取付け位置を基準にして、残りの全ての金型の取付け位置を決めればよい。
【0170】
図10は、金型の誤った取付け手順の一例を示す水平断面図である。
図10(A)は1番目の作業を、
図10(B)は2番目の作業を、
図10(C)は3番目の作業を示す。誤った取付け手順は、正しい取付け手順よりも、作業の数が少ない。それゆえ、正しい取付け手順が順守されないことがある。
図10(A)~
図10(C)に示す1番目~3番目の作業は、回転盤520の回転角を第1回転角に固定した状態で行われる。
【0171】
先ず、
図10(A)に示すように、作業者は、回転盤520に対して第1可動金型820Aを位置決めピン861Aで位置決めする。更に、作業者は、回転盤520に対して第1可動金型820Aを固定するボルト822Aを本締めする。これらの作業は、正しい取付け手順でも行われる作業である。但し、誤った取付け手順では、作業者は、回転盤520に対して第2可動金型820Bを固定するボルト822Bを、仮締めではなく、本締めしてしまう。
【0172】
次に、
図10(B)に示すように、作業者は、第1可動金型820Aと第1固定金型810Aとが嵌合し、且つ第2可動金型820Bと第2固定金型810Bとが嵌合した状態で、移動機構102によって回転盤520を前進させる。その結果、第1固定金型810Aと第2固定金型810Bとが固定プラテン110に当接される。
【0173】
次に、
図10(C)に示すように、作業者は、固定プラテン110に対して第1固定金型810Aを固定するボルト812Aを本締めする。また、作業者は、固定プラテン110に対して第2固定金型810Bを固定するボルト812Bを仮締めではなく、本締めしてしまう。その結果、第1固定金型810Aと、第2固定金型810Bと、第1可動金型820Aと、第2可動金型820Bとの取付け作業が完了する。
【0174】
上記誤った取付け手順によれば、一部の金型810A、820Aの取付け位置と、残りの金型810B、820Bの取付け位置とが別々に決められる。従って、回転盤520の回転によって嵌合される可動金型と固定金型の組み合わせが変わると、嵌合が円滑に行われないという問題が生じる。
【0175】
【0176】
先ず、
図11(A)に示すように、型開が行われる。次に、
図11(B)に示すように、型回転が行われ、回転盤520の回転角が第1回転角から第2回転角に変更される。その結果、第1可動金型820Aと第2固定金型810Bとが向かい合い、第2可動金型820Bと第1固定金型810Aとが向かい合う。次に、
図11(C)に示すように、型閉が行われる。
【0177】
図11(C)では、第1可動金型820Aと第2固定金型810Bの両方が固定済みであって、且つ、嵌合前に第1可動金型820Aのガイドピン821Aと第2固定金型810Bのガイド穴811Bとの芯がずれている。この場合、嵌合時に大きな移動抵抗が生じる。移動抵抗は、型閉時だけではなく、型開時にも生じる。
【0178】
また、
図11(C)では、第1固定金型810Aと第2可動金型820Bの両方が固定済みであって、且つ、嵌合前に第2可動金型820Bのガイドピン821Bと第1固定金型810Aのガイド穴811Aとの芯がずれている。この場合、嵌合時に大きな移動抵抗が発生する。移動抵抗は、型閉時だけではなく、型開時にも生じる。
【0179】
上記の通り、誤った取付け手順が実施された場合、型閉又は型開の移動抵抗が大きい。大きな移動抵抗が発生する問題は、二色成形用などではない通常の成形用の金型が誤って取付けられてしまう場合にも生じうる。通常の成形では、回転盤520は用いられず、常に同一の組み合わせの金型が嵌合される。通常の成形用の金型は、別の組み合わせの金型と嵌合されることを前提に製造されていないので、二色成形用などの金型として用いると、上記の問題が生じうる。
【0180】
金型の取付異常によって、大きな移動抵抗が発生すると、金型装置800又は型締装置100が破損しうるので、射出成形機10が異常停止させられる。この場合に、射出成形機10のユーザは、従来、金型の取付異常に気付くことなく、メンテナンス業者を呼ぶことがあった。
【0181】
本実施形態によれば、詳しくは後述するが、射出成形機10は、回転盤520の回転によって互いに嵌合される金型の組み合わせが変わる場合に、金型の取付異常を判定する。取付異常の程度(軽重)を段階的に判定してもよい。金型の取付異常を判定することにより、射出成形機10のユーザと、メンテナンス業者の両者の利便性を向上できる。
【0182】
図12は、制御装置の構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。
図12に図示される各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部または一部を、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUにて実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。
【0183】
制御装置700は、型閉又は型開の移動抵抗を検出する検出部711を有する。移動抵抗は、例えば、移動機構102の駆動力と、回転盤520の回転角のずれと、回転機構530の駆動力とから選ばれる少なくとも1つを含む。
【0184】
移動機構102の駆動力は、金型820A、820Bを移動させるので、移動抵抗を表す。移動機構102の駆動力は、例えば型締モータ160のトルクなどであり、トルク検出器などによって検出する。型締モータ160のトルクは、型締モータ160の供給電流の指令値から換算し、検出することも可能である。なお、移動機構102の駆動源は、型締モータ160には限定されず、例えば油圧シリンダであってもよい。この場合、移動機構102の駆動力は、油圧シリンダの油圧であってもよい。
【0185】
回転盤520の回転角のずれは、第1回転角からのずれ、又は第2回転角からのずれである。回転盤520の回転角のずれの大きさは、嵌合前の芯ずれの大きさを表しており、嵌合時の移動抵抗の大きさを表す。回転盤520の回転角のずれは、例えば回転モータ531のエンコーダなどによって検出する。
【0186】
回転機構530の駆動力は、回転盤520の回転角が目標の第1回転角又は第2回転角からずれたときに、目標の回転角に戻るように回転盤520を回転させる力であり、移動抵抗を表す。回転機構530の駆動力は、例えば回転モータ531のトルクなどであり、トルク検出器などによって検出する。回転モータ531のトルクは、回転モータ531の供給電流の指令値から換算し、検出することも可能である。
【0187】
制御装置700は、検出部711によって検出した移動抵抗に基づき、金型810A、810B、820A、820Bの取付異常を判定する判定部712を有する。判定部712は、例えば取付異常の有無を判定する。取付異常が有る場合、取付異常の程度を段階的に判定部712が判定してもよい。取付異常は、誤った取付け手順を実施することと、誤った金型を取付けることと、を含む。
【0188】
例えば
図10に示すように、誤った取付け手順が実施された場合、第1回転角では移動抵抗が小さいのに対し、第2回転角では移動抵抗が大きい。回転盤520の回転角を第1回転角に固定した状態で、全ての金型810A、810B、820A、820Bの取付け位置が決められるからである。
【0189】
なお、誤った取付け手順として、回転盤520の回転角を第2回転角に固定した状態で、全ての金型810A、810B、820A、820Bの取付け位置が決められることも考えられる。この場合、第2回転角では移動抵抗が小さいのに対し、第1回転角では移動抵抗が大きい。
【0190】
また、誤った金型が取付けられる場合も、同様である。第1回転角と第2回転角のいずれか一方では、前提通りの固定金型と可動金型とが嵌合するので、移動抵抗が小さい。一方、第1回転角と第2回転角の他方では、製造時に想定されていない固定金型と可動金型とが嵌合するので、移動抵抗が大きい。
【0191】
このように、金型の取付異常が有る場合、第1回転角と第2回転角のいずれか一方でのみ移動抵抗が大きい。第1回転角と第2回転角の両方で移動抵抗が小さい場合、金型の取付異常は無いと考えられる。また、第1回転角と第2回転角の両方で移動抵抗が大きい場合、金型の取付異常以外の異常が生じていると考えられる。
【0192】
そこで、判定部712は、例えば、第1回転角での移動抵抗が上限値以下であって且つ第2回転角での移動抵抗が上限値を超える場合、又は第1回転角での移動抵抗が上限値を超え且つ第2回転角での移動抵抗が上限値以下である場合に、取付異常が有ると判定する。上限値は、金型の加工精度と、金型の移動速度(例えば型閉速度)となどに応じて決められる。上限値は、第1回転角と第2回転角とで同じ値でもよいし、異なる値でもよい。上限値は、取付異常の程度を段階的に判定する目的で、段階的に複数設定されてもよい。
【0193】
一方、判定部712は、第1回転角での移動抵抗が上限値以下であって且つ第2回転角での移動抵抗が上限値以下である場合、取付異常が無いと判定する。また、判定部712は、第1回転角での移動抵抗が上限値を超え且つ第2回転角での移動抵抗が上限値を超える場合に、取付異常とは異なる異常が生じていると判定してもよい。取付異常が生じた場合、第1回転角と第2回転角の両方で、大きな移動抵抗が生じることは想定されないからである。
【0194】
また、判定部712は、第1回転角での移動抵抗と、第2回転角での移動抵抗との差の大きさが上限値を超える場合に、取付異常が有ると判定してもよい。この上限値も、金型の加工精度などに応じて決められる。取付異常が生じた場合、第1回転角と第2回転角のいずれか一方でのみ大きな移動抵抗が生じるので、差の大きさが上限値を超える。一方、判定部712は、第1回転角での移動抵抗と、第2回転角での前記移動抵抗との差の大きさが上限値以下である場合に、取付異常が無いと判定してもよい。
【0195】
制御装置700は、判定部712の判定結果を報知する報知部713を有してもよい。報知部713は、例えば、表示装置760を制御して、表示画面に判定部712の判定結果を表示する。射出成形機10のユーザの利便性をより向上できる。判定部712によって取付異常が有ると判定された場合、報知部713は警告灯又はブザーなどの警報機を制御して、警報を出力してもよい。射出成形機10のユーザの注意を喚起できる。
【0196】
制御装置700は、判定部712によって取付異常が有ると判定した場合に、型開閉を繰り返し行う連続運転を禁止する禁止部714を有してもよい。大きな移動抵抗によって金型装置800又は型締装置100が破損するのを防止する。禁止部714は、判定部712によって取付異常が無いと判定した場合に、型開閉を繰り返し行う連続運転を許可する。
【0197】
図13は、制御装置の処理の一例を示すフローチャートである。
図13に示す処理は、全ての金型810A、810B、820A、820Bの取付け作業の完了後に、制御装置700による制御下で実施される。
【0198】
先ず、ステップS101では、制御装置700は、回転盤520の回転角が第1回転角になるように回転機構530を制御しながら、移動機構102を制御して型閉を行う。制御装置700は、型閉速度が設定速度になるように移動機構102を制御する。
【0199】
次に、ステップS102では、制御装置700は、型閉の移動抵抗R1を検出する。型閉の移動抵抗R1が検出されれば、取付異常の有無は判定できるので、型閉に続く型締は実施しなくてもよい。
【0200】
次に、ステップS103では、制御装置700は、回転盤520の回転角が第1回転角になるように回転機構530を制御しながら、移動機構102を制御して型開を行う。制御装置700は、型開速度が設定速度になるように移動機構102を制御する。
【0201】
次に、ステップS104では、制御装置700は、回転盤520の回転角が第1回転角から第2回転角になるように回転機構530を制御し、型回転を実施する。
【0202】
次に、ステップS105では、制御装置700は、回転盤520の回転角が第2回転角になるように回転機構530を制御しながら、移動機構102を制御して型閉を行う。制御装置700は、型閉速度が設定速度になるように移動機構102を制御する。
【0203】
次に、ステップS106では、制御装置700は、型閉の移動抵抗R2を検出する。型閉の移動抵抗R2が検出されれば、取付異常の有無は判定できるので、型閉に続く型締は実施しなくてもよい。
【0204】
次に、ステップS107では、制御装置700は、回転盤520の回転角が第1回転角になるように回転機構530を制御しながら、移動機構102を制御して型開を行う。制御装置700は、型開速度が設定速度になるように移動機構102を制御する。
【0205】
次に、ステップS108では、制御装置700は、移動抵抗R1が上限値R1max以下であるか否かをチェックする。移動抵抗R1が上限値R1max以下である場合(ステップS108、YES)、制御装置700はステップS109を実施する。
【0206】
ステップS109では、制御装置700は、移動抵抗R2が上限値R2max以下であるか否かをチェックする。移動抵抗R2が上限値R2max以下である場合(ステップS109、YES)、制御装置700はステップS110を実施する。
【0207】
ステップS110では、制御装置700は、金型810A、810B、820A、820Bの取付異常が無いと判定する。次に、ステップS111では、制御装置700は、型開閉を繰り返し行う連続運転を許可する。最後に、ステップS112では、制御装置700は、取付異常の判定結果を報知する。なお、ステップS112とステップS111とは順番が逆でもよい。
【0208】
一方、移動抵抗R1が上限値R1maxを超える場合(ステップS108、NO)、制御装置700はステップS113を実施する。ステップS113では、移動抵抗R2が上限値R2max以下であるか否かをチェックする。移動抵抗R2が上限値R2max以下である場合(ステップS113、YES)、制御装置700は、ステップS114を実施する。ステップS114は、移動抵抗R1が上限値R1max以下である場合(ステップS108、YES)であって、且つ、移動抵抗R2が上限値R2maxを超える場合(ステップS109、NO)にも実施される。
【0209】
ステップS114では、制御装置700は、金型810A、810B、820A、820Bの取付異常が有ると判定する。次に、ステップS115では、制御装置700は、型開閉を繰り返し行う連続運転を禁止する。最後に、ステップS112では、制御装置700は、取付異常の判定結果を報知する。なお、ステップS112とステップS115とは順番が逆でもよい。
【0210】
また、移動抵抗R1が上限値R1maxを超える場合(ステップS108、NO)であって、且つ移動抵抗R2が上限値R2maxを超える場合(ステップS113、NO)、制御装置700はステップS116を実施する。
【0211】
ステップS116では、制御装置700は、取付異常とは別の異常が有ると判定する。次に、ステップS117では、制御装置700は、型開閉を繰り返し行う連続運転を禁止する。最後に、ステップS112では、制御装置700は、取付異常とは別の異常が有ることを報知する。なお、ステップS112とステップS117とは順番が逆でもよい。
【0212】
なお、2つの上限値R1max、R2maxが同じ値である場合、2つの移動抵抗R1、R2は同じ型開速度で測定される。移動抵抗R1、R2は、嵌合前の芯ずれの大きさだけではなく、型開速度にも依存するからである。
【0213】
図14は、制御装置の処理の他の一例を示すフローチャートである。制御装置700は、
図13に示すステップS108、S109及びS113の代わりに、
図14に示すステップS108Aを実施してもよい。ステップS108Aでは、制御装置700は、移動抵抗R1と移動抵抗R2の差の大きさΔR(ΔR=|R1-R2|)が上限値ΔRmax以下であるかをチェックする。
【0214】
ΔRは、同じ型開速度で測定した2つの移動抵抗R1、R2の差である。移動抵抗R1、R2は、嵌合前の芯ずれの大きさだけではなく、型開速度にも依存するからである。上限値ΔRmaxは、取付異常の程度を段階的に判定する目的で、段階的に複数設定されてもよい。
【0215】
ΔRがΔRmax以下である場合(ステップS108A、YES)、制御装置700はステップS110を実施する。一方、ΔRがΔRmaxを超える場合(ステップS108A、NO)、制御装置700はステップS114を実施する。
【0216】
なお、
図13及び
図14では、2つの移動抵抗R1、R2は、いずれも型閉時に測定されるが、いずれも型開時に測定されてもよい。後者の場合、2つの移動抵抗R1、R2は、同じ型開速度で測定されてよい。
【0217】
また、
図13及び
図14では、第1回転角での移動抵抗R1と第2回転角での移動抵抗R2の両方を検出したが、簡易的にいずれか一方を検出してもよい。その場合、判定部712は、検出した移動抵抗が上限値を超えるか否かで、取付異常の有無を判定する。
【0218】
また、
図13に示すステップS108、S109及びS113と、
図14に示すステップS108Aとの両方が実施されてもよい。例えば、下記(A)、(B)のいずれかが成立し、且つ下記(C)が成立する場合に、重度の取付異常が有ると判定される。また、下記(A)、(B)、(C)のいずれか1つのみが成立する場合に、軽度の取付異常が有ると判定される。(A)移動抵抗R1が上限値R1max以下であり、移動抵抗R2が上限値R2maxを超える。(B)移動抵抗R1が上限値R1maxを超え、移動抵抗R2が上限値R2max以下である。(C)ΔRがΔRmaxを超える。
【0219】
以上、本発明に係る射出成形機の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。
【0220】
例えば、上記実施形態の回転盤520は、可動プラテン120に取付けられるが、固定プラテン110に取付けられてもよい。後者の場合、可動プラテン120が特許請求の範囲に記載の第1プラテンに相当し、固定プラテン110が特許請求の範囲に記載の第2プラテンに相当する。移動機構102は、可動プラテン120を移動すればよい。可動プラテン120が第1プラテンである場合には、移動機構102は第1プラテンを移動させる。一方、可動プラテン120が第2プラテンである場合には、移動機構102は第2プラテンを移動させる。従って、移動機構102は、第1プラテンと第2プラテンとを相対的に型開閉方向に移動させるものであればよい。
【符号の説明】
【0221】
10 射出成形機
102 移動機構
110 固定プラテン(第1プラテン)
120 可動プラテン(第2プラテン)
520 回転盤
530 回転機構
810A 第1固定金型(第1金型)
810B 第2固定金型(第2金型)
820A 第1可動金型(第3金型)
820B 第2可動金型(第4金型)