JP2004090654A - 射出成形機の金型保護方法及び型締力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異常時に射出成形機を確実に停止させることができるようにする。
【解決手段】型締装置によって金型装置の型締めを行い、射出装置によって射出された樹脂を金型装置のキャビティ空間に充填（てん）することによって成形品を成形するようになっている。そして、型閉じの開始に伴って、可動金型１６を取り付けるための金型側部材を前進させ、金型側部材とトグル機構２１に接続されたトグル側部材との間に配設された歪（ひず）み部材の歪み量を、型閉じが終了するまでの所定の区間において監視し、歪み量が設定値以上になると射出成形機を停止させる。歪み部材の歪み量を、型閉じが終了するまでの所定の区間において監視し、歪み量が設定値以上になると射出成形機を停止させる。異常時に射出成形機を確実に停止させることができる。
【選択図】図１

Description

　本発明は、射出成形機の金型保護方法及び型締力制御方法に関するものである。

　従来、射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた樹脂を高圧で金型装置のキャビティ空間に充填（てん）し、該キャビティ空間内において前記樹脂を冷却し、固化させることによって成形品を成形するようにしている。

　そのために、前記金型装置は固定金型及び可動金型から成り、トグル機構により前記可動金型を進退させ、前記固定金型に対して接離させることによって、型閉じ、型締め及び型開きを行うことができるようになっている。

　図２は従来の型締装置の概略図である。

　図において、１１は固定プラテン、１２はトグルサポート、１３は前記固定プラテン１１とトグルサポート１２との間に架設されたタイバー、１４は前記固定プラテン１１と対向させて配設され、前記タイバー１３に沿って進退（図において左右方向に移動）自在に配設された可動プラテンであり、前記固定プラテン１１及び可動プラテン１４に、互いに対向させて固定金型１５及び可動金型１６が取り付けられる。

　前記トグルサポート１２と可動プラテン１４との間にはトグル機構２１が配設され、該トグル機構２１は、クロスヘッド２２を油圧シリンダ、電動モータ等の図示されないアクチュエータによってトグルサポート１２側と可動プラテン１４側との間で進退させることにより、前記可動プラテン１４をタイバー１３に沿って進退させ、可動金型１６を固定金型１５に対して接離させることによって、型閉じ、型締め及び型開きを行うことができるようになっている。

　そのために、前記トグル機構２１は、前記クロスヘッド２２に対して揺動自在に支持されたトグルレバー２３、前記トグルサポート１２に対して揺動自在に支持されたトグルレバー２４、前記可動プラテン１４に対して揺動自在に支持されたトグルアーム２５から成り、前記クロスヘッド２２とトグルレバー２３との間、該トグルレバー２３、２４間、及びトグルレバー２４とトグルアーム２５との間がそれぞれリンク結合される。

　また、図示されないボールねじ軸が、前記トグルサポート１２に対して回転自在に支持され、前記ボールねじ軸と前記クロスヘッド２２に配設された図示されないボールナットとが螺（ら）合させられる。

　そして、前記ボールねじ軸を回転させるために、前記トグルサポート１２の側面に図示されないサーボモータが取り付けられる。

　したがって、該サーボモータを駆動して前記ボールねじ軸を回転させると、該ボールねじ軸の回転運動が前記ボールナットの直線運動に変換させられ、前記クロスヘッド２２が進退させられる。すなわち、該クロスヘッド２２を前進 (図において右方向に移動）させると、トグル機構２１が伸展して可動プラテン１４及び可動金型１６が前進させられ、型閉じ及び型締めが行われる。このとき、前記固定金型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、図示されない射出装置によって射出された樹脂が前記キャビティ空間に充填される。そして、キャビティ空間内の樹脂が冷却されて固化されると、成形品が成形される。

　続いて、前記クロスヘッド２２を後退 (図において左方向に移動）させると、トグル機構２１が屈曲して可動プラテン１４及び可動金型１６が後退させられ、型開きが行われる。このとき、図示されないエジェクタピンが可動金型１６から突き出され、該可動金型１６側に付着している成形品を突き落とす。

　ところで、前記エジェクタピンによって突き落とされた成形品は、前記型締装置の下方に配設された図示されない成形品取出機によって取り出されるようになっているが、成形品が落下することなく、固定金型１５と可動金型１６との間に引っ掛かってしまうことがある。

　この場合、固定金型１５と可動金型１６との間に成形品等の異物を挟んだ状態で型締めが行われるのを防止するために、型閉じが終了する直前の所定の区間において前記アクチュエータによって発生させられる推力が制限される。

　図３は従来の型締装置の動作を示す図である。なお、図において、横軸に時間を、縦軸に可動プラテン１４（図２）の位置及び図示されないアクチュエータによって発生させられる推力を採ってある。

　図において、Ｌ１は前記可動プラテン１４の位置、Ｌ２はアクチュエータによって発生させられる推力である。まず、タイミングｔ０で可動金型１６の前進が開始され、型閉じが行われる。そして、型閉じが終了する直前の所定の区間τ、すなわち、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの間において、前記推力Ｌ２が制限され、値が小さく（Ｆ１）される。なお、タイミングｔ２において可動金型１６は型閉じが終了する位置、すなわち、金型タッチ位置に到達する。そして、前記推力Ｌ２に対して発生し、可動プラテン１４に加わる反力を、クロスヘッド２２に配設された図示されない歪（ひず）み計によって検出し、該歪み計による検出結果に基づいて固定金型１５と可動金型１６との間に異物が挟まれていると判断されると、射出成形機が停止させられる（例えば、特許文献１参照。）。

　また、多段で型締力を発生させる型締装置の場合、型閉じが終了した後、型締めの初期の段階において、樹脂の充填に伴ってキャビティ空間内のガスを逃がすために型締力が小さくされ、その後、キャビティ空間への樹脂の充填が進むにつれて、型締力が大きくされるようになっている。そのために、クロスヘッド２２の位置が図示されない位置センサによって検出され、クロスヘッド２２の位置に対応するタイミングで前記型締力を多段で変更するようにしている。
特開昭６２−２０７６１８号公報

　しかしながら、前記従来の型締装置においては、可動プラテン１４に加わる反力がトグル機構２１を介してクロスヘッド２２に伝達されるので、トグル機構２１において発生する撓（たわ）み、摩擦抵抗等によって、歪み計による検出結果に影響を与えてしまい、前記反力を正確に検出することができなくなってしまう。

　したがって、異常時、例えば、固定金型１５と可動金型１６との間に異物が挟まれていると判断されたときに射出成形機を確実に停止させることができない。

　また、可動プラテン１４に加わる反力がトグル機構２１を介してクロスヘッド２２に伝達されるので、トグル機構２１において発生する撓み、摩擦抵抗等によって、位置センサによる検出結果に影響を与えてしまい、前記クロスヘッド２２の位置を正確に検出することができなくなってしまう。

　したがって、キャビティ空間における樹脂の充填状態とクロスヘッド２２の位置とを正確に対応させることができず、型締力を正確に発生させることができない。

　本発明は、前記従来の型締装置の問題点を解決して、異常時に射出成形機を確実に停止させることができる射出成形機の金型保護方法及び型締力制御方法を提供することを目的とする。

そのために、本発明の射出成形機の金型保護方法においては、型締装置によって金型装置の型締めを行い、射出装置によって射出された樹脂を金型装置のキャビティ空間に充填することによって成形品を成形するようになっている。

　そして、型閉じの開始に伴って、可動金型を取り付けるための金型側部材を前進させ、該金型側部材とトグル機構に接続されたトグル側部材との間に配設された歪み部材の歪み量を、型閉じが終了するまでの所定の区間において監視し、前記歪み量が設定値以上になると射出成形機を停止させる。

　本発明の他の射出成形機の金型保護方法においては、さらに、前記歪み部材に隣接させて剛性部材が配設される。

　本発明の更に他の射出成形機の金型保護方法においては、さらに、前記歪み量に対応させて、アクチュエータによって型締力が多段で発生させられる。

　本発明の更に他の射出成形機の金型保護方法においては、さらに、前記歪み部材に加わる圧力が圧力センサによって検出される。

　本発明の射出成形機の型締力制御方法においては、アクチュエータによって発生させられた型締力によって金型装置の型締めを行い、射出装置によって射出された樹脂を金型装置のキャビティ空間に充填することによって成形品を成形するようになっている。

　そして、可動金型を取り付けるための金型側部材を前進させ、該金型側部材とトグル機構に接続されたトグル側部材との間に配設された歪み部材の歪み量を監視し、該歪み量に対応させて前記推力を変更する。

　本発明の他の射出成形機の型締力制御方法においては、さらに、前記型締力を多段で変更することによって型締めを行う。

　本発明によれば、射出成形機の金型保護方法においては、型締装置によって金型装置の型締めを行い、射出装置によって射出された樹脂を金型装置のキャビティ空間に充填することによって成形品を成形するようになっている。

　そして、型閉じの開始に伴って、可動金型を取り付けるための金型側部材を前進させ、該金型側部材とトグル機構に接続されたトグル側部材との間に配設された歪み部材の歪み量を、型閉じが終了するまでの所定の区間において監視し、前記歪み量が設定値以上になると射出成形機を停止させる。

　この場合、型閉じの開始に伴って金型側部材を前進させ、歪み部材の歪み量を、型閉じが終了するまでの所定の区間において監視し、歪み量が設定値以上になると射出成形機を停止させる。したがって、異常時に射出成形機を確実に停止させることができる。

　以下、本発明の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。

　図１は本発明の第１の実施の形態における型締装置の概略図、図４は本発明の第１の実施の形態における型締装置の要部を示す図、図５は本発明の第１の実施の形態における型締装置の金型保護範囲を説明する図である。

　図において、１１は固定プラテン、１２はトグルサポート、１３は前記固定プラテン１１とトグルサポート１２との間に架設されたタイバー、３４は前記固定プラテン１１と対向させて配設され、前記タイバー１３に沿って進退（図１において左右方向に移動）自在に配設された可動プラテンであり、前記固定プラテン１１及び可動プラテン３４に、互いに対向させて固定金型１５及び可動金型１６が取り付けられる。なお、固定金型１５及び可動金型１６によって金型装置が構成される。

　前記トグルサポート１２と可動プラテン３４との間にはトグル機構２１が配設され、該トグル機構２１は、クロスヘッド２２を油圧シリンダ、電動モータ、サーボモータ等の図示されないアクチュエータによりトグルサポート１２側と可動プラテン３４側との間で進退させることによって、前記可動プラテン３４をタイバー１３に沿って進退させ、可動金型１６を固定金型１５に対して接離させることによって、型閉じ、型締め及び型開きを行うことができるようになっている。

　そのために、前記トグル機構２１は、前記クロスヘッド２２に対して揺動自在に支持されたトグルレバー２３、前記トグルサポート１２に対して揺動自在に支持されたトグルレバー２４、前記可動プラテン３４に対して揺動自在に支持されたトグルアーム２５から成り、前記クロスヘッド２２とトグルレバー２３との間、該トグルレバー２３、２４間、及びトグルレバー２４とトグルアーム２５との間がそれぞれリンク結合される。

　また、図示されないボールねじ軸が、前記トグルサポート１２に対して回転自在に支持され、前記ボールねじ軸と前記クロスヘッド２２に配設された図示されないボールナットとが螺合させられる。

　そして、前記ボールねじ軸を回転させるために、前記トグルサポート１２の側面に前記アクチュエータが取り付けられる。

　したがって、該アクチュエータを駆動して前記ボールねじ軸を回転させると、該ボールねじ軸の回転運動が前記ボールナットの直線運動に変換させられ、前記クロスヘッド２２が進退させられる。すなわち、該クロスヘッド２２を前進 (図１において右方向に移動）させると、トグル機構２１が伸展して可動プラテン３４及び可動金型１６が前進させられ、型閉じ及び型締めが行われる。このとき、前記固定金型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、図示されない射出装置によって射出された樹脂が前記キャビティ空間に充填される。そして、キャビティ空間内の樹脂が冷却されて固化されると、成形品が成形される。

　続いて、前記クロスヘッド２２を後退 (図１において左方向に移動）させると、トグル機構２１が屈曲して可動プラテン３４及び可動金型１６が後退させられ、型開きが行われる。このとき、図示されないエジェクタピンが可動金型１６から突き出され、該可動金型１６側に付着している成形品を突き落とす。

　ところで、前記エジェクタピンによって突き落とされた成形品は、前記型締装置の下方に配設された図示されない成形品取出機によって取り出されるようになっているが、成形品が落下することなく、固定金型１５と可動金型１６との間に引っ掛かってしまうことがある。

　この場合、固定金型１５と可動金型１６との間に成形品等の異物を挟んだ状態で型締めが行われるのを防止するために、型閉じが終了する直前の所定の区間において前記アクチュエータによって発生させられる推力が制限される。

　そのために、前記可動プラテン３４は、トグルアーム２５を揺動自在に支持するトグル側部材４５、可動金型１６を取り付けるための金型側部材４６、前記トグル側部材４５と金型側部材４６との間に配設され、小さい金型力で十分に歪みを発生させる歪み部材５１、及び該歪み部材５１の周囲に隣接させて配設され、歪み部材５１より軸方向寸法が距離δだけ小さく、大きい型締力でも歪みを発生させない剛性部材５２を備える。そして、前記歪み部材５１の歪み量を検出するために、前記クロスヘッド２２に図示されない歪み計が配設され、該歪み計による検出結果は図示されない制御装置に送られる。なお、前記歪み計に代えて前記歪み部材５１に加わる圧力を検出する圧力センサを使用することもできる。

　この場合、型閉じ時において、可動プラテン３４が前進させられて金型保護範囲に入り、固定金型１５と可動金型１６との間の距離Ｌが前記金型保護範囲に対応する値ｍより小さくなると、前記歪み部材５１の歪み量の監視が開始され、歪み部材５１の歪み量が設定値以上になり、すなわち、トグル側部材４５と剛性部材５２との間の距離δが設定値以下になると、前記制御装置は、固定金型１５と可動金型１６との間に異物が挟まれていると判断し、射出成形機を停止させる。

　そして、歪み部材５１の歪み量が設定値以上になることなく、すなわち、トグル側部材４５と剛性部材５２との間の距離δが設定値以下になることなく、金型側部材４６が金型タッチ位置に到達して固定金型１５と可動金型１６とが接触すると、前記制御装置は、歪み部材５１の歪み量の監視を終了し、型締めを開始する。

　このように、前記トグル側部材４５と金型側部材４６との間に歪み部材５１が配設され、該歪み部材５１の歪み量が監視されるので、トグル機構２１において発生する撓み、摩擦抵抗等によって、歪み計による検出結果に影響を与えることがなくなる。したがって、型閉じ時において可動プラテン３４に加わる反力を正確に検出することができる。その結果、異常時、例えば、固定金型１５と可動金型１６との間に異物が挟まれていると判断されたときに射出成形機を確実に停止させることができる。

　次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

　この場合、型締装置は多段で型締力を発生させるようになっていて、型閉じが終了した後、型締めの初期の段階において、樹脂の充填に伴ってキャビティ空間内のガスを逃がすために型締力が小さくされ、その後、キャビティ空間への樹脂の充填が進むにつれて、型締力が大きくされる。

　そのために、図示されない制御装置は、歪み部材５１（図５）の歪み量を監視し、歪み部材５１の歪み量に対応させて図示されないアクチュエータの制御を行い、該アクチュエータによって発生させられる推力が多段で変更される。

　したがって、トグル機構２１において発生する撓み、摩擦抵抗等によって、歪み計による検出結果に影響を与えることがないので、前記歪み部材５１の歪み量を正確に検出することができる。その結果、キャビティ空間における樹脂の充填状態と歪み部材５１の歪み量とを正確に対応させることができるので、型締力を正確に多段で発生させることができる。

　そして、ガス逃げ不良によって樹脂焼けが生じたり、成形品に偏肉、重力ばらつき等が発生したりするのを防止することができる。

　次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。

　図６は本発明の第３の実施の形態における型締装置の要部を示す図、図７は本発明の第３の実施の形態における可動プラテンの側面図、図８は本発明の第３の実施の形態における金型開き力を説明する図である。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

　この場合、トグル側部材４５と金型側部材４６との間に歪み部材６１が配設され、該歪み部材６１の歪み量をクロスヘッド２２（図１）に配設された図示されない歪み計によって検出することができる。また、該歪み計に代えて前記歪み部材６１に加わる圧力を検出する圧力センサを使用することもできる。

　なお、型締め時に、キャビティ空間６３に図示されない樹脂が充填されると、キャビティ空間６３内の樹脂の圧力が高くなり、金型開き力Ｈが固定金型１５及び可動金型１６に加わる。この場合、前記歪み部材６１の歪み量を検出することによって、前記金型開き力Ｈを正確に検出することができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態における型締装置の概略図である。 従来の型締装置の概略図である。 従来の型締装置の動作を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における型締装置の要部を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における型締装置の金型保護範囲を説明する図である。 本発明の第３の実施の形態における型締装置の要部を示す図である。 本発明の第３の実施の形態における可動プラテンの側面図である。 本発明の第３の実施の形態における金型開き力を説明する図である。

符号の説明

１５　　固定金型
１６　　可動金型
２１　　トグル機構
４５　　トグル側部材
４６　　金型側部材
５１、６１　　歪み部材
５２　　剛性部材
６３　　キャビティ空間

Claims (6)

1. 　型締装置によって金型装置の型締めを行い、射出装置によって射出された樹脂を金型装置のキャビティ空間に充填することによって成形品を成形する射出成形機の金型保護方法において、
   （ａ）型閉じの開始に伴って、可動金型を取り付けるための金型側部材を前進させ、
   （ｂ）該金型側部材とトグル機構に接続されたトグル側部材との間に配設された歪み部材の歪み量を、型閉じが終了するまでの所定の区間において監視し、
   （ｃ）前記歪み量が設定値以上になると射出成形機を停止させることを特徴とする射出成形機の金型保護方法。
2. 　前記歪み部材に隣接させて剛性部材が配設される請求項１に記載の射出成形機の金型保護方法。
3. 　前記歪み量に対応させて、アクチュエータによって型締力が多段で発生させられる請求項１又は２に記載の射出成形機の金型保護方法。
4. 　前記歪み部材に加わる圧力が圧力センサによって検出される請求項１に記載の射出成形機の金型保護方法。
5. 　アクチュエータによって発生させられた型締力によって金型装置の型締めを行い、射出装置によって射出された樹脂を金型装置のキャビティ空間に充填することによって成形品を成形する射出成形機の型締力制御方法において、
   （ａ）可動金型を取り付けるための金型側部材を前進させ、
   （ｂ）該金型側部材とトグル機構に接続されたトグル側部材との間に配設された歪み部材の歪み量を監視し、
   （ｃ）該歪み量に対応させて前記アクチュエータの制御を行うことを特徴とする射出成形機の型締力制御方法。
6. 　前記型締力を多段で変更することによって型締めを行う請求項５に記載の射出成形機の型締力制御方法。
   

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