JP2002192563A - 金型交換方法および金型交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ローラーコンベア方法の駆動手段としてボー
ルねじを使用し、駆動源としてサーボモーターを用い、
また、現在のロケートリング、位置決めブロックおよび
位置決めシリンダー等の金型位置決め装置を必要に応じ
て廃止して、あるいはまたボールねじとサーボモーター
とを組み合わせることによって直接位置決めする。 【解決手段】 横型射出成形機の固定側プラテンおよび
可動側プラテン間の所定の位置に一対の金型を個別に挿
入および排出して金型を交換する方法において、駆動源
にサーボモータを用い、ボールねじによって金型を移動
して交換する工程を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機の金型
交換方法および金型交換装置に関し、特に、金型を射出
成形機内に自動で挿入および排出し、かつ位置決めする
方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から横型射出成形機に一対の金型を
個々に交互に挿入および排出して、交換する方法として
天井走行クレーンやローラコンベアを用いて行なわれる
方法等がある。

【０００３】先ず、天井走行クレーンを用いる方法にお
いては、成形が終了した成形機から排出する金型を天井
走行クレーンで垂直に吊り下げて支持し、これを上方に
吊り上げて移動した後に、今と逆の手順で、次に成形す
る金型を成形機に挿入し、位置決めを行った後に、成形
機のプラテンに金型を固定するものである。

【０００４】また、ローラコンベアを用いる方法として
は、一面式と多面式とがあって、一面式では、例えば図
５に示されるように、横型射出成形機の操作側、または
反操作側の前面に金型積載台１１１、１２３を配置し
て、各金型積載台１１１、１２３には各金型積載部に水
平な金型交換方向に金型を移送するローラコンベア１０
９と、金型と搬送装置を係合する金型係合装置１１０、
１２８と、この金型係合装置１１０、１２８を金型交換
方向に駆動するプッシュプル・プルチェーン１１７と、
このチェーンを駆動する駆動装置であるインバーターモ
ーター１１２とが設けられている。なお、操作側のプッ
シュ・プルチェーンとインバーターモーターは図示され
ていない。

【０００５】このような横型射出成形機において、成形
が終了して金型の交換を行う場合には、図５に示される
ように、成形機から排出される金型１２１を空きの金型
積載台１２３に金型移送駆動装置によって水平移動し、
金型の排出完了後に、次に成形する金型１０７を金型移
送駆動装置によって水平移動して、成形機に挿入し、位
置決めした後、固定側プラテン１１１に金型取付板１１
５を固定すると共に、可動側プラテン１１３に金型取付
板１１６を固定する。

【０００６】多面式では、金型搬送台車に二面の金型積
載部が設けられ、各金型積載部には一面式と同様な駆動
装置が取付けられている。この金型搬送台車の金型積載
部の一面には次に成形する金型を準備し、もう一方の金
型積載部は空きの状態にしておいて、この空きの金型積
載部を横型射出成形機の操作側、または反操作側の前面
に位置させる。そして、成形が終了して金型交換を行う
場合には、成形機から排出する金型を空きの金型積載部
に金型移送駆動装置によって水平移動して、金型搬送台
車に積載した後に、金型搬送台車を移動し、次に成形す
る金型が積載されている金型積載部を横型射出成形機の
操作側、または反操作側の前面に位置させて、金型移送
駆動装置によって水平移動し、成形機に挿入して位置決
めした後に、成形機のプラテンに金型を固定する。

【０００７】金型の位置決め方法は、天井走行クレーン
方法では、主にロケートリング、位置決めブロックが使
用され、ローラコンベア方法では位置決めシリンダーが
使用されている。ロケートリングによる位置決め方法で
は、成形機の固定側プラテンにあけられた孔に、金型に
取付けられたロケートリングを挿入して位置決めを行っ
ている。また、位置決めブロックによる位置決め方法で
は、固定側または可動側プラテンの下部に突起付きのブ
ロックを取付け、金型の下部に設けられた切欠部に、こ
の突起を嵌め込む形で行なわれる。

【０００８】一方、位置決めシリンダーによる位置決め
方法においては、図３に示されるように、固定側プラテ
ン１０１に、先端に突起１０５の付いたエアーシリンダ
ー１０４を取付け、ローラーコンベア１０９および遊点
ローラ１０６上を移動してきた金型１０７に、図４に示
されるように常に突起１０５を押し付けておく。金型１
０７がさらに移動して切欠部１０８に突起１０５が挿入
されると、金型駆動装置に負荷がかかり、金型駆動装置
が停止して位置決めが完了する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のクレーンで吊り
下げ支持して金型を交換する従来の技術においては、種
々の金型サイズに適合可能であるが、金型の交換に時間
がかかること、自動化がし難いこと、金型を固定側プラ
テンおよび可動側プラテン間に挿入する時に射出成形機
または金型自体を破損し易いこと、安全上好ましくない
こと等の問題がある。

【００１０】また、ローラコンベアで金型を交換する技
術においては、駆動装置としてチェーンを使用している
ために、加減速時の金型重量による慣性力、チェーンガ
イドのつなぎ目の隙間の必要性や、チェーンとチェーン
ガイドの騒音等によって、金型を高速で移動することが
できない。また、現在、金型駆動装置の駆動源としてイ
ンバーターモーターを使用しているために、特に、金型
重量の変化時の加減速の制御が不十分であり、金型移動
の低速化を余儀なくされている。

【００１１】さらに、金型の位置決め方法においてロケ
ートリングを使用する場合には、金型を吊った状態での
成形機プラテンのロケートリング孔への金型ロケートリ
ングの挿入のし難さ、ロケートリングの挿入が不十分な
時の成形機プラテンのロケートリング孔の破損等によっ
て、金型交換時間の増大の要因ともなっている。

【００１２】同じ様に、位置決めブロックを使用する場
合にも、突起部分の破損等の問題から、金型交換時間の
増大の要因となっている。また、位置決めシリンダーを
使用する場合に、位置決め自体は短時間で行えるもの
の、金型の切欠部に位置決めシリンダー先端に取付けら
れた突起が挿入されて、インバーターモーターが過負荷
状態になって始めてモーターが停止する構造となってい
るために、金型を高速で移動すると、突起部分の破損
や、こじりによる金型排出時の突起の戻り不良等が起こ
ってしまう。また、現在の駆動にチェーンや、駆動源に
インバーターモーターを使用していては、特に、金型重
量の変化時に、高速移動状態からの効率的な減速ができ
ないために、位置決めシリンダーの突起部分が金型の切
欠部に挿入されたと同時に、モーターを停止することが
困難である。

【００１３】このような従来における問題を解決するた
めに、本発明の目的は、ローラーコンベア方法の駆動手
段としてボールねじを使用し、駆動源としてサーボモー
ターを用い、さらに、現在のロケートリング、位置決め
ブロック、位置決めシリンダー等の金型位置決め装置を
必要に応じて省略または廃止して、あるいはまたボール
ねじとサーボモーターとを組み合わせることによって短
時間で、故障が無く、かつ直接位置決めすることができ
る金型交換方法および金型交換装置を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の金型交換方法は、横型射出成形機の固定
側プラテンおよび可動側プラテン間の所定の位置に一対
の金型を個別に挿入および排出して金型を交換する方法
において、駆動源にサーボモーターを用い、ボールねじ
によって金型を移動して交換する工程を有することを特
徴とする。

【００１５】また、本発明の金型交換方法は、前記金型
交換工程が、前記ボールねじに係合する金型係合部材を
介して前記金型を移動することを特徴とする。

【００１６】さらに、本発明の金型交換方法は、前記金
型交換工程が、前記固定側プラテンおよび可動側プラテ
ン間の所定の位置に前記金型を挿入する際に、前記ボー
ルねじによって位置決めを行うことを特徴とする。

【００１７】さらにまた、本発明の金型交換方法は、前
記位置決めにサーボモーターを用いて前記ボールねじに
よって金型を移動することを特徴とする。

【００１８】本発明の金型交換装置は、横型射出成形機
の固定側プラテンおよび可動側プラテン間の所定の位置
に一対の金型を個別に挿入および排出して金型を交換す
る装置において、金型を交換する手段として、金型を移
動するボールねじと、該ボールねじに係合する金型係合
部材と、前記ボールねじにより該金型係合部材を介して
前記金型を移動する駆動源としてのサーボモーターとを
有することを特徴とする。

【００１９】本発明の金型交換装置は、前記金型交換手
段が、横型射出成形機の固定側プラテンおよび可動側プ
ラテン間の所定の位置に一対の金型を挿入する際に、位
置決めを前記ボールねじによって行うことを特徴とす
る。

【００２０】また、本発明の金型交換装置は、前記金型
交換手段が、横型射出成形機の固定側プラテンおよび可
動側プラテン間の所定の位置に一対の金型を挿入する際
に、位置決めにサーボモーターを用いることを特徴とす
る。

【００２１】上記のように構成された本発明において
は、ローラコンベア方法の駆動手段としてボールねじを
使用し、このボールねじに係合する金型係合部材を介し
て金型を移動する駆動源としてサーボモーターを用いる
金型交換手段を設けることによって、金型の重量変化時
にも高速移動と、効率的減速が可能となる。この結果、
位置決めシリンダー先端の突起部分のほぼ真上に、挿入
された金型の切欠部が到達した時点で、金型交換手段と
しての装置を停止できる。これは、従来のように位置決
めシリンダー先端の突起部分が金型の切欠部に挿入さ
れ、その負荷によって金型移送駆動手段が停止するシス
テムでないためにより、位置決めシリンダー先端の突起
部分を破損させる心配がない。同時に、位置決めシリン
ダー先端の突起部分と挿入された金型切欠部の間でこじ
りが発生しないために、金型排出時の位置決めシリンダ
ー先端の突起部分の戻り不良も防止できる。さらに、ボ
ールねじを高精度化し、挿入された金型の位置精度を上
げることによって、位置決めシリンダー無しでも、通常
におけると同じ程度の位置決めが可能である。

【００２２】本発明のその他の目的と特長および利点等
は以下の添付図面に沿っての詳細な説明から明らかにな
ろう。

【００２３】

【発明の実施の形態】（実施例）図１は、本発明による
金型交換方法を実施するための横型射出成形機を示す概
略斜視図で、横型射出成形機に一面式の金型積載台を操
作側、反操作側の両方に取付けた状態であり、金型交換
工程における金型交換手段としてボールねじを用い、駆
動源としてサーボモーターを使用した図である。また、
図２は、図１の金型交換装置を用いて横型射出成形機に
金型を挿入している場合の断面図である。

【００２４】本発明における金型交換方法は、横型射出
成形機の固定側プラテンおよび可動側プラテン間の所定
の位置に一対の金型を個別に挿入および排出して金型を
交換する方法において、駆動源にサーボモーターを用
い、ボールねじによって金型を移動して交換する金型交
換工程を有するものである。

【００２５】図１および図２に示されるように、本発明
の金型交換方法を実施するための金型交換装置が適用さ
れる横型射出成形機は、所定の位置に金型２１を固定す
るための固定側プラテン１と可動側プラテン１３とが相
対向して設けられており、固定側プラテン１に対して可
動側プラテン１３が４本のタイバー２によって案内され
て往復移動できるように配設されている。固定側プラテ
ン１の、図示での左上には、合成樹脂材料の原料が投入
されて溶融され、この溶融された合成樹脂材料を射出す
るための射出ユニット１４が配置されており、この射出
ユニット１４の先端には、図示されていない射出ノズル
が取付けられている。

【００２６】固定側プラテン１の中央部分には、射出孔
２２が開口されており、この射出孔２２に、上記の射出
ユニット１４が接続されていて、さらに、この射出孔２
２の下部に、金型積載台１１から水平な金型交換方向に
金型７を移送するための、金型交換工程における手段が
設けられている。本発明の、この金型交換工程における
金型交換装置は、同一レベルに片持ち状に間隔を置いて
配置された複数個の遊点ローラ６と、金型取付け板１５
と固定側プラテン１を結合する油圧または空圧クランパ
ー３と、挿入された金型７を所定の位置に位置決めして
固定するための位置決めシリンダー４と、金型７を移動
すべく金型７に係合する金型係合部材１０と、この金型
係合部材１０とねじ係合するボールねじ１９と、このボ
ールねじ１９を駆動するサーボモーター２０と、を有し
ている。また、位置決めシリンダー４には、上端に突起
５が形成されている。

【００２７】同様に、可動側プラテン１３にも、固定側
プラテン１に配置されているのと同じ様な、図示されて
いない遊点ローラと、油圧または空圧クランパー２５が
設けられている。さらに、反操作側には、金型積載台１
１が取付けられており、金型積載台１１の上に配置され
た複数個のローラー９を介して、次に成形する金型７が
載せられている。次に成形するこの金型７には金型交換
手段、すなわち金型交換装置の金型係合部材１０が取付
けられており、そして、さらに、この金型係合部材１０
の中央にボールねじ１９が通されている。金型係合部材
１０のボールねじ１９との嵌合部には、ボールねじ１９
のねじ形状に合わせるようにねじが切られており、金型
係合部材１０とボールねじ１９がねじ係合している。

【００２８】従って、このボールねじ１９が回転するこ
とによって、金型係合部材１０がボールねじ１９に沿っ
て長手方向に移動するように構成されている。さらにま
た、このボールねじ１９には、サーボモーター２０が、
図示されていない歯車またはベルト等の動力伝達装置を
介して連結されており、この動力伝達装置によって動力
が伝達されるように取付けられている。また、操作側に
も、反操作側と同様な金型係合部材を有する金型交換装
置、動力伝達装置および金型積載台等が取付けられてい
る。金型積載台２３は、横型射出成形機の本体と分離す
ることができ、金型積載台２３から水平な金型交換方向
または垂直な方向に移動することができる。

【００２９】このような金型交換手段を有する本発明の
金型交換装置が設けられた横型射出成形機における金型
交換手順は、先ず、金型積載台１１のローラー９の上に
金型７を天井クレーン等によって配置する。金型積載台
１１、２３は操作側、反操作側の両方に配置されている
が、どちらの金型積載台１１、２３に、次に成形する予
定の金型７を載せるかは、現在成形中の金型２１がどち
らの方向から挿入されたかによって、判断されるもので
ある。もしも、現在成形中の金型２１が操作側から挿入
されている場合には、次に成形する金型７を反操作側に
配置し、逆に、現在成形中の金型２１が反操作側から挿
入されている場合には、次に成形する金型７を操作側に
配置する。

【００３０】本実施例では、次に成形する金型７は反操
作側に配置されている。従って、現在成形中の金型２１
における生産が終了し、生産終了の信号が入力される
と、先ず、反操作側の金型係合部材１０と次に成形する
金型７、および図示されていない操作側の金型係合部材
と現在成形中の金型２１が、それぞれ接続され、接続終
了後、位置決めシリンダー４の先端の突起５が下方に下
がり、現在成形中の金型２１の切欠部８から離れる。

【００３１】次に、現在成形中の金型２１の固定側取付
板、および可動側取付板と、成形機の固定側プラテン１
と可動側プラテン１３とをそれぞれ固定している油圧ま
たは空圧クランパー３、２５を解除して金型２１をフリ
ーにし、固定側プラテン１と可動側プラテン１３の間を
少し開き、現在成形中の金型２１が金型移送方向にフリ
ーになった時点で、図示されていない操作側のサーボモ
ーターが回転される。この操作側のサーボモーターが回
転すると、歯車またはベルト等の動力伝達装置を介して
ボールねじ２６が回転し、操作側の金型係合部材（図示
されない）がボールねじ２６の回転方向に対して垂直方
向に移動する。その結果、操作側の金型係合部材と接続
されている生産終了の金型２１が、空いている金型積載
台２３の処にまで移動される。

【００３２】この金型２１の移動開始後に、または移動
完了後に、今度は挿入する側、すなわち反操作側のボー
ルねじ１９をサーボモーター２０で回転し、固定側プラ
テン１と可動側プラテン１３の間の所定の位置にまで、
次に成形する金型７を移動する。このように、これら金
型２１、７の排出、挿入の移動をボールねじ２６、１９
によって、さらに、駆動源としてサーボモーター２０等
を使用することによって、従来のプッシュ・プルチェー
ンとインバーターモーターでは為し得なかった金型の高
速移動と、効率的な減速とが可能である。

【００３３】次に、所定位置への挿入が完了した金型７
の切欠部８に、位置決めシリンダー４の先端の突起５を
挿入する。この時に、金型７の移送をボールねじ１９に
よって駆動源としてサーボモーター２０を使用すること
によって、次に成形する金型７の最終位置が従来の方法
に比べて大幅に精度を向上できることから、位置決めシ
リンダー４の先端の突起５を、次に成形する金型７の切
欠部８にスムーズに挿入できるために、突起５の破損
や、切欠部８とのこじり等が無くなる。さらに、ボール
ねじ１９の精度を上げることによって、位置決めシリン
ダ４を省略または廃止することができる。また、金型７
の位置決め後、成形機の固定側プラテン１と可動側プラ
テン１３とを閉じて、次に成形する金型７を油圧または
空圧クランパー３、２５で固定し、金型係合部材１０を
解除することによって、金型７の交換が完了する。

【００３４】このように、本発明の金型交換工程におい
て、ボールねじを使用し、このボールねじに係合する金
型係合部材を介して金型を移動する駆動源としてサーボ
モーターを用いる金型交換手段を設けることによって、
金型の重量変化時にも高速移動と、効率的減速が可能と
なり、金型の交換時間を短縮し、より確実で故障の少な
い金型交換ができる。

【００３５】上記の説明においては、金型の温度調節、
成形条件の設定、金型の厚みの違いによるプラテン距離
の調整等は、本発明の要旨に直接に関係ないので、その
詳細な説明に就いては省略している。

【００３６】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の金型交換方法
は、横型射出成形機の固定側プラテンおよび可動側プラ
テン間の所定の位置に一対の金型を個別に挿入および排
出して金型を交換する方法において、駆動源にサーボモ
ータを用い、ボールねじによって金型を移動して交換す
る工程を有するので、金型重量の変化時においても高速
移動と効率的減速が可能となる。

【００３７】本発明の請求項２記載の金型交換方法は、
前記金型交換工程が、前記ボールねじに係合する金型係
合部材を介して前記金型を移動するので、金型を所定の
位置に正確に、かつ確実に移動することができる。

【００３８】本発明の請求項３記載の金型交換方法は、
前記金型交換工程が、前記固定側プラテンおよび可動側
プラテン間の所定の位置に前記金型を挿入する際に、前
記ボールねじによって位置決めを行うので、金型重量の
変化時にも高速移動と、効率的減速が可能であり、金型
を正確に位置決めすることができる。

【００３９】本発明の請求項４記載の金型交換方法は、
前記位置決めにサーボモータを用いて前記ボールねじに
よって金型を移動するので、位置決めが簡単で、かつ確
実にでき、その結果、大幅な段取り時間の短縮が可能と
なる。

【００４０】本発明の請求項５記載の金型交換装置は、
横型射出成形機の固定側プラテンおよび可動側プラテン
間の所定の位置に一対の金型を個別に挿入および排出し
て金型を交換する装置において、金型を交換する金型交
換手段として、金型を移動するボールねじと、該ボール
ねじに係合する金型係合部材と、前記ボールねじにより
該金型係合部材を介して前記金型を移動する駆動源とし
てのサーボモータとを有するので、金型重量変化時にも
高速移動と、効率的減速が可能となる。

【００４１】本発明の請求項６記載の金型交換装置は、
前記金型交換手段が、横型射出成形機の固定側プラテン
および可動側プラテン間の所定の位置に一対の金型を挿
入する際に、位置決めを前記ボールねじによって行うの
で、金型重量の変化時にも高速移動と、効率的減速が可
能となる。

【００４２】本発明の請求項７記載の金型交換装置は、
前記金型交換手段が、横型射出成形機の固定側プラテン
および可動側プラテン間の所定の位置に一対の金型を挿
入する際に、位置決めにサーボモータを用いるので、位
置決めが簡単に、かつ確実になし得て、その結果、大幅
な段取り時間の短縮が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金型交換方法により金型を横型射出成
形機に挿入する金型交換装置を示す概略斜視図である。

【図２】本発明により金型を横型射出成形機に挿入する
図１の金型交換装置の断面図である。

【図３】従来の技法により横型射出成形機に金型挿入を
開始した直後の図である。

【図４】図３の従来の技法によって横型射出成形機に金
型を挿入している途中の図である。

【図５】図３の従来技法により金型を横型射出成形機に
挿入する金型交換装置の斜視図である。

【符号の説明】

１ 固定側プラテン ２ タイバー ３ クランパー ４ 位置決めシリンダー ５ 突起 ６ 遊点ローラー ７ 金型 ８ 切欠部 ９ ローラー １０ 金型係合部材 １１ 金型積載台 １３ 可動側プラテン １４ 射出ユニット １５ 金型取付板 １６ 金型取付板 １９ ボールねじ ２０ サーボモーター ２１ 金型 ２２ 射出孔 ２３ 金型積載台 ２４ ローラー ２５ クランパー ２６ ボールねじ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 横型射出成形機の固定側プラテンおよび
   可動側プラテン間の所定の位置に一対の金型を個別に挿
   入および排出して金型を交換する方法において、 駆動源にサーボモーターを用い、ボールねじによって金
   型を移動して交換する工程を有することを特徴とする金
   型交換方法。
2. 【請求項２】 前記金型交換工程は、前記ボールねじに
   係合する金型係合部材を介して前記金型を移動すること
   を特徴とする請求項１記載の金型交換方法。
3. 【請求項３】 前記金型交換工程は、前記固定側プラテ
   ンおよび可動側プラテン間の所定の位置に前記金型を挿
   入する際に、前記ボールねじによって位置決めを行うこ
   とを特徴とする請求項１記載の金型交換方法。
4. 【請求項４】 前記位置決めにサーボモーターを用いて
   前記ボールねじによって金型を移動することを特徴とす
   る請求項３記載の金型交換方法。
5. 【請求項５】 横型射出成形機の固定側プラテンおよび
   可動側プラテン間の所定の位置に一対の金型を個別に挿
   入および排出して金型を交換する装置において、 金型を交換する手段として、金型を移動するボールねじ
   と、該ボールねじに係合する金型係合部材と、前記ボー
   ルねじにより該金型係合部材を介して前記金型を移動す
   る駆動源としてのサーボモーターとを有することを特徴
   とする金型交換装置。
6. 【請求項６】 前記金型交換手段は、横型射出成形機の
   固定側プラテンおよび可動側プラテン間の所定の位置に
   一対の金型を挿入する際に、位置決めを前記ボールねじ
   によって行うことを特徴とする請求項５記載の金型交換
   装置。
7. 【請求項７】 前記金型交換手段は、横型射出成形機の
   固定側プラテンおよび可動側プラテン間の所定の位置に
   一対の金型を挿入する際に、位置決めにサーボモーター
   を用いることを特徴とする請求項５記載の金型交換装
   置。