JP2004322439A - 射出成形機のノズルタッチ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安価なバネの復元力によりノズルタッチ力が保持されるが、ノズルタッチ力を簡単に変更できるノズルタッチ方法を提供する。
【解決手段】射出装置（１）を、ブレーキ電動モータ（２１）によりボールネジ（２４）とボールネジナット（２５）を介して金型（１０）の方へ駆動し、射出ノズル（３）を金型（１０）のノズルタッチ部（１４）にバネ（２８）を所定量圧縮した状態でタッチさせ、バネ（２８）の復元力により所定のノズルタッチ力を得るノズルタッチ方法において、ブレーキ電動モータ（２１）に供給される電流値が設定値になると、ブレーキ電動モータ（２１）を停止すると共に、ブレーキ電動モータ（２１）に制動をかける。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出装置を、電動モータの回転力を推力に変換する動力変換手段により金型の方へ駆動し、前記射出装置のノズルを前記金型のノズルタッチ部にバネを所定量圧縮した状態でタッチさせ、前記バネの復元力により所定のノズルタッチ力を得る、射出成形機のノズルタッチ方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機は、従来周知のように、概略、射出装置と、金型とから構成されている。射出装置は、加熱シリンダ、この加熱シリンダの内部に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュ、このスクリュを駆動する駆動装置等からなり、加熱シリンダの前方に射出ノズルが設けられている。一方、金型は固定盤に取り付けられている固定金型、可動盤に同様に取り付けられている可動金型から構成されており、型締装置によって可動金型が固定金型に対して型締めされる。したがって、射出装置のスクリュを回転駆動し、射出材料を加熱シリンダに供給すると、従来周知のようにして射出材料は加熱シリンダの前方の計量室に可塑化計量される。そこで、スクリュを軸方向に駆動し、計量室の射出材料を型締めされた金型のキャビテイに射出し、冷却固化を待って可動金型を開くと、所定形状の成形品が得られる。
【０００３】
上記のようにして、計量し、そして射出するときは、ノズルタッチ装置により、射出ノズルを金型のノズルタッチ部に計量時の背圧、射出時の射出圧等により受ける反力に抗する所定のタッチ力で圧接されるようになっている。また、加熱シリンダアセンブリの交換時、スプルーブレイク方式による射出成形時等には、ノズルタッチ装置により、射出ノズルを金型のノズルタッチ部から離間するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３２３７６３６号
【特許文献２】特許第３１５３８００号
【特許文献３】特開平７−１４４３４１号
【特許文献４】特開平６−２２６７８７号
【０００５】
図３は、上記の特許文献１〜３に示されているノズルタッチ装置を模式化して示す側面図であるが、この図３に示されているように、従来のノズルタッチ装置は、所定量圧縮されたバネ４１の復元力により、所定のノズルタッチ力が保持されるようになっている。すなわち、ノズルタッチ装置４０は、ブレーキ付きの電動モータ４２により回転駆動されるボールネジ４３、このボールネジ４３に螺合しているボールネジナット４４、ボールネジナット４４と一体になって軸方向に駆動される駆動部材４５、この駆動部材４５と、射出装置５０に固定されているブラケット５３との間に介装されているバネ４１等から構成されている。ボールネジ４３は回転軸受４６、４６により回転自在に軸受けされ、ボールネジナット４４はガイド４７により回転が規制されて軸方向には移動可能になっている。
【０００６】
射出装置５０は、従来周知のように内部にスクリュを有する加熱シリンダ５１を備え、この加熱シリンダ５１の前方に射出ノズル５２が設けられている。このように構成されている射出装置５０は、全体が図３において左右方向すなわち金型５５の方へ接近する方向と離間する方向とに移動自在になっている。金型５５も、従来周知のように固定金型５６と可動金型５７とからなっている。そして、これらの金型５６、５７間に形成されているキャビテイに連通しているスプルの入り口がノズルタッチ部となっている。
【０００７】
したがって、電動モータ４２を起動すると、ボールネジ４４が所定方向に回転駆動され、ボールネジナット４４は、図３において左方へ駆動される。そうすると、射出装置５０は金型５５の方へバネ４１を介して駆動される。射出ノズル５２が固定金型５６のタッチ部にタッチすると、射出装置５０はもはや移動できない。今度はバネ４１が圧縮されることになる。設定された量だけ圧縮されると、すなわち射出装置５０が移動できない状態になって駆動部材４５が所定量バネ４１を圧縮する方向へ駆動されると、リミットスイッチ４８がこれを検知して電動モータ４２は停止する。そして、電動モータ４２には制動がかけられ、ボールネジナット４４はその位置に固定される。これにより、バネ４１の復元力により、射出ノズル５２は固定金型５６のノズルタッチ部に押しつけられる。すなわち、所定のノズルタッチ力が保持される。
【０００８】
特許文献４には、ノズルタッチユニットの駆動にサーボモータを選定すると共に、ノズルタッチユニットの作動を、タッチ作動、タッチ維持作動、およびタッチ解除作動に区分し、そしてノズルタッチ力を、タッチ作動では樹脂漏れを防止できる範囲の最小のタッチ力とし、タッチ維持作動では射出ユニットが受ける反力に均衡する力に前記最小のタッチ力を加えた大きさとしたノズルタッチ方法が示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のノズルタッチ装置４０は、リミットスイッチ４８によりボールネジナット４４の軸方向の移動位置が決定されるので、ノズルタッチ力は常にある決まった大きさになる。ところで、金型５５の強度が小さい場合、固定盤への取り付け強度が小さい場合等には、ノズルタッチ力を小さくする必要があるが、このような場合は従来の方法ではリミットスイッチ４８の位置を微調整する必要がある。また、ノズルタッチ力を変更する毎に、上記した微調整が必要となる。
ところで、上記のようなリミットスイッチ４８の取り付け位置の変更によるノズルタッチ力の調整は、成形現場においては不可能に近く、予め小さなノズルタッチ力に調整し、一定のノズルタッチ力で成形しているのが実状である。しかしながら、射出ノズル５２を金型５５のノズルタッチ部に押圧するノズルタッチ力が小さいと、金型５５を交換した場合、射出材料の粘性が小さい場合等には、ノズルタッチ部から射出材料が漏れる可能性がある。
【００１０】
また、特許文献４に記載されているノズルタッチ方法によると、タッチ力は数値制御により制御されるが、サーボモータによりタッチ力が得られるようになっているので、タッチ維持作動時には通電中に停止し、サーボモータの発熱対策等を必要とし維持管理費が嵩むことが予想される。また、第１、２の実施例においてはバネの復元力により所定のノズルタッチ力を得るものに比較して、常に電力を必要とする欠点もある。
したがって、本発明は安価なバネの復元力によりノズルタッチ力が保持されるが、ノズルタッチ力を簡単に変更できるノズルタッチ方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、射出装置を、電動モータの回転力を推力に変換する動力変換手段により金型の方へ駆動し、前記射出装置の射出ノズルを前記金型のノズルタッチ部にバネを所定量圧縮した状態でタッチさせ、前記バネの復元力により所定のノズルタッチ力を得るノズルタッチ方法において、前記電動モータに供給される電流値または電力値が設定値になると、前記電動モータを停止すると共に、前記電動モータに制動をかけるように構成される。請求項２に記載の発明は、射出装置を、電動モータの回転力を推力に変換する動力変換手段により金型の方へ駆動し、前記射出装置の射出ノズルを前記金型のノズルタッチ部にバネを所定量圧縮した状態でタッチさせ、前記バネの復元力により所定のノズルタッチ力を得るノズルタッチ方法において、前記電動モータに供給される電流値または電力値が設定値になると、前記電動モータを停止すると共に、前記動力変換手段に制動をかけるように構成される。そして、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のノズルタッチ方法において、射出装置の射出ノズルが金型のノズルタッチ部に対して所定位置に達したら、または電動モータの起動後所定時間経過したら前記電動モータの回転速度を小さくするように構成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１の特に（イ）に示されているように、本実施の形態に係わる射出成形機は、外形的には従来の射出成形機と同様に射出装置１と、金型１０と、ノズルタッチ装置２０とから構成されている。射出装置１は、加熱シリンダ２を備えている。そして、この加熱シリンダ２の内部には、従来周知のように回転方向と軸方向とに駆動可能にスクリュが挿入されている。加熱シリンダ２の前方には、射出ノズル３が設けられている。このような射出装置１の後方には、スクリュの駆動装置が設けられ、この後方部分が架台４に前後方向に移動可能に支持されている。したがって、固定的に設けられている金型に射出ノズル３の先端部をタッチさせることができ、また離間させることもできる。射出装置１の適所例えば前方には近接スイッチ、リミットスイッチ等からなるセンサ５が設けられている。このセンサ５は射出装置１が前進して、所定位置に設けられている作動子６に近接あるいは接触すると、これを検出して後述するノズルタッチ装置の電動モータの回転速度が落とされるようになっている。
【００１３】
金型１０は、従来周知のように、固定盤１１に固定的に取り付けられている固定金型１３と、この固定金型１３に対して、図示されない型締装置により型開閉される可動金型とからなっている。そして、固定金型１３と可動金型のパーテイングライン側には、従来周知のように成形品を成形するためのキャビテイが形成されている。固定盤１１には、射出ノズル３が挿通される透孔１２が形成され、この透孔１２に対応した固定金型１３の半球形の凹部がノズルタッチ部１４となっている。ノズルタッチ部１４は、固定金型１３に形成されているスプルに連通している。
【００１４】
ノズルタッチ装置２０は、本実施の形態によると、停止時にブレーキがかかるブレーキ電動モータ２１、ボールネジ２４、このボールネジ２４に螺合しているボールネジナット２５、バネ２８等からなっている。ブレーキ電動モータ２１の出力軸には駆動プーリが固定され、ボールネジ２４には従動プーリが固定されている。そして、これらのプーリ間にベルト２２が掛け回されている。前後方向に所定長さのボールネジ２４の一方は、固定盤１１の射出装置１側に面した部分に取り付けられている球面軸受２３に、そして他方は図示されない回転軸受に回転自在に軸受されている。このように、ボールネジ２４の一方が球面軸受２３により軸受されているので、固定盤１１と射出装置１との間の軸心が多少偏っていても、ボールネジ２４は回転駆動される。ボールネジナット２５は、軸方向には移動可能であるが、回転は規制されている。したがって、ボールネジ２４が回転駆動されると、ボールネジナット２５の方が軸方向に駆動される。このような動きをするボールネジナット２５には、駆動部材２６が固定されている。
【００１５】
射出装置１の、金型１０に面した部分には、ガイド棒２７の一方の端部が取り付けられている。ガイド棒２７は金型１０の方へ所定量だけ延びている。そして、駆動部材２６の、図１において下端部がガイド棒２７に摺動可能に挿通され、ガイド棒２７の先端のフランジ部と駆動部材２６との間にバネ２８が介装されている。図１には正確には示されていないが、駆動部材２６がボールネジナット２５と一体になって金型１０の方へ駆動されると、射出装置１はバネ２８を必要以上圧縮することなく、金型１０の方へ駆動され、駆動部材２６が逆方向に駆動されると、バネ２８を必要以上に伸ばすことなく、射出装置１は金型１０から離間する方向へ駆動されるような構造になっている。
【００１６】
本実施の形態によると、射出成形機あるいはノズルタッチ装置２０は、コントローラ３０も備えている。コントローラ３０は、作用の箇所で説明するように比較機能等を有する。そして、ブレーキ電動モータ２１に給電される電流値あるいは電力値を計測するセンサ３１とは信号ラインａで接続され、ブレーキ電動モータ２１とは信号ラインｂにより接続されている。また、射出装置１に設けられているセンサ５とコントローラ３０は信号ラインｃで接続されている。
【００１７】
次に、上記実施の形態の作用を図２も参照しながら説明する。コントローラ３０にノズルタッチ力を設定する。すなわち、ブレーキ電動モータ２１を停止する電流値あるいは電力値を設定する。そして、ブレーキ電動モータ２１を起動する。ブレーキ電動モータ２１によりボールネジ２４が回転駆動され、ボールネジナット２５したがって駆動部材２６が金型１０の方へ駆動され、射出装置１は、バネを必要以上に圧縮することなく金型１０の方へ駆動される。バネ２８を圧縮しないので、図２において線Ａで示されているように、ノズルタッチ力は未だ発生していない。また、線Ｂで示されているように、ブレーキ電動モータ２１にかかる負荷は小さく、電流値は一定である。さらには、ブレーキ電動モータ２１は、線Ｃで示されているように比較的高速で回転し、射出装置１は高速でノズルタッチ方向へ駆動される。
【００１８】
射出装置１が金型１０の方へ高速で駆動され、センサ５が作動子６に近接すると、あるいは達すると、具体的には射出ノズル３が固定金型１３のノズルタッチ部１４に近接すると、センサ５からコントローラ３０に信号が印加され、ブレーキ電動モータ２１は速度が落とされる。したがって、射出装置１の速度も落ちる。このように作動子設置位置で速度が変化する状態が図２においてラインＣで示されている。
【００１９】
射出装置１は、今後低速度で駆動され、そして射出ノズル３がノズルタッチ部１４に当接する。当接した状態が、図１の（ロ）に示されている。当接すると、射出装置１はもはや駆動されないので、ボールネジナット２５が駆動されると、バネ２８が圧縮される。圧縮されるので、ブレーキ電動モータ２１の負荷は大きくなりセンサ３１で計測される電流値あるいは電力値は徐々に上昇する。したがって、ノズルタッチ力も徐々にい大きくなる。このように電流値とノズルタッチ力が、ノズルタッチ位置から上昇している状態が図２においてラインＢ、Ａでそれぞれ示されている。計測される電流値あるいは電力値は、コントローラ３０で設定値と比較され、設定値に達すると、コントローラ３０からブレーキ電動モータ２１に停止信号が印加され、ブレーキ電動モータ２１は停止する。また、ブレーキがかけられる。バネ２８が設定量だけ圧縮された状態が図１の（ハ）に示されている。これにより、所定のノズルタッチ力が得られる。ノズルタッチ力を変更するときは、電流値あるいは電力値の設定値を変える。また、必要に応じて、ブレーキ電動モータ２１を逆方向に回転させて、射出ノズル３を金型１０から離間させる。
【００２０】
本実施の形態によると、射出ノズル３が固定金型１３のノズルタッチ部１４に近接したことを、射出装置１に設けられているセンサ５により検出し、そしてブレーキ電動モータ２１の回転速度が落とされているので、ブレーキ電動モータ２１へ供給される電流値あるいは電力値の計測、ブレーキ電動モータ２１の停止、ブレーキ作動等の動作が確実になり、安定したノズルタッチ力を得ることができる。
【００２１】
本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な形で実施できる。例えば、射出ノズル３が固定金型１３のノズルタッチ部１４に近接したことは、所定時刻からのブレーキ電動モータ２１の回転数あるいはタイマで検出することもできる。また、ブレーキ電動モータ２１の速度を格別に落とさなくても、同様に実施できることは明らかである。このように実施するときは、減速機を介して比較的低速で射出ノズルをタッチさせることもできる。
【００２２】
上記実施の形態では、電動モータには停止時にブレーキがかかるブレーキ電動モータ２１が適用されているが、ノズルタッチ装置２０の適当な構成部材例えばボールネジナット２５、駆動部材２６等にバネ付勢の制動機を設けておき、ブレーキ電動モータ２１への電力の供給を停止するときには、上記制動機にも供給を停止し、バネの復元力により制動をかけるように実施することもできる。また、バネには皿バネが適用できることは明らかで、センサが上記実施の形態に限定されないことも明らかである。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、射出装置を電動モータの回転力を推力に変換する動力変換手段により金型の方へ駆動し、前記射出装置の射出ノズルを前記金型のノズルタッチ部にバネを所定量圧縮した状態でタッチさせ、前記バネの復元力により所定のノズルタッチ力を得るノズルタッチ方法において、前記電動モータに供給される電流値または電力値が設定値になると、前記電動モータを停止すると共に、前記電動モータあるいは動力変換手段に制動をかけるので、ノズルタッチ装置の電動モータに供給される電流値または電力値の設定値を変更するだけで、従来のようにセンサの位置を微調整するような煩わしい操作をすることなく、金型の強度の強弱、射出材料の粘性の相違によるノズルタッチ部からの漏れ等に対応して、所望のノズルタッチ力に簡単に得ることができる。また、バネの復元力によりノズルタッチ力が保持されるので、ノズルタッチ装置の電動モータの発熱、電力の消費等の問題もない。
また、他の発明によると、射出装置の射出ノズルが金型のノズルタッチ部に対して所定位置に達したら、または電動モータの起動後所定時間経過したら前記電動モータの回転速度を小さくするので、ノズルタッチ装置の動作が確実になり、一層安定したノズルタッチ力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を一部断面にして模式的に示す図で、その（イ）は射出ノズルが金型から離間した状態で示す正面図、その（ロ）は近接した状態で参照数字を一部省略して示す正面図、その（ハ）は射出ノズルが金型にタッチした後にバネを所定量だけ圧縮した状態で、同様に参照数字を一部省略して示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態の作用を模式化して示す図である。
【図３】従来例を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 射出装置 ３ 射出ノズル
５ センサ ６ 作動子
１０ 金型 １４ ノズルタッチ部
２０ ノズルタッチ装置 ２１ ブレーキ電動モータ
２４ ボールネジ ２５ ボールネジナット
２８ バネ ３０ コントローラ
３１ センサ（電流計）
整理番号Ｈ１５０６３

Claims (3)

1. 射出装置を、電動モータの回転力を推力に変換する動力変換手段により金型の方へ駆動し、前記射出装置の射出ノズルを前記金型のノズルタッチ部にバネを所定量圧縮した状態でタッチさせ、前記バネの復元力により所定のノズルタッチ力を得るノズルタッチ方法において、
   前記電動モータに供給される電流値または電力値が設定値になると、前記電動モータを停止すると共に、前記電動モータに制動をかけることを特徴とする射出成形機のノズルタッチ方法。
2. 射出装置を、電動モータの回転力を推力に変換する動力変換手段により金型の方へ駆動し、前記射出装置の射出ノズルを前記金型のノズルタッチ部にバネを所定量圧縮した状態でタッチさせ、前記バネの復元力により所定のノズルタッチ力を得るノズルタッチ方法において、
   前記電動モータに供給される電流値または電力値が設定値になると、前記電動モータを停止すると共に、前記動力変換手段に制動をかけることを特徴とする射出成形機のノズルタッチ方法。
3. 請求項１または２に記載のノズルタッチ方法において、射出装置の射出ノズルが金型のノズルタッチ部に対して所定位置に達したら、または電動モータの起動後所定時間経過したら前記電動モータの回転速度を小さくする、射出成形機のノズルタッチ方法。

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