JP2005238570A - Injection molding machine - Google Patents
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Description
本発明は、可動側金型内に、この可動側金型に対して前後進可能でかつキャビティの一面を形成するコア金型を配設して、このコア金型によって金型内に射出・充填された樹脂に圧縮力を付与する構成をとる射出成形機に関する。 In the present invention, a core mold that can move back and forth with respect to the movable mold and that forms one surface of a cavity is disposed in the movable mold, and the core mold is used to inject the mold into the mold. The present invention relates to an injection molding machine configured to apply a compressive force to a filled resin.
コア金型を用いた圧縮成形用の射出成形機において、コア金型を内蔵した可動側金型と固定側金型とのPL(Parting Line)面が密着した状態を維持するための金型タッチ力を、バネ力によって得るようにし、コア金型を介して樹脂に圧縮力を付与するための大きな押圧力を、型開閉用(型締め用)のサーボモータの駆動力で得るようにした技術が知られている(特許文献1参照)。この特許文献1に記載された圧縮成形用の射出成形機では、コア金型がキャビティの一面を形成する構成の場合には、金型内に射出・充填された樹脂の圧力はコア金型にかかって、可動側金型にはかからないことを勘案して、金型タッチ時の金型タッチ力をバネによる力に担わせ、樹脂に圧縮力を付与するための大きな押圧力は型開閉用のサーボモータの駆動力に担わせることで、金型タッチ力を維持するための駆動源の削減を図っている。
しかしながら、前記特許文献1に記載された技術では、金型タッチを維持するための力をバネに担わせているため、バネのバネ力のバラツキなどにより、金型タッチ力にバラツキを生じ易い。また、前記特許文献1に記載された技術では、金型タッチ力を維持するための駆動源は削減されるものの、エジェクトピンを含むエジェクト機構やその駆動源を必要とする構成となっている。
However, in the technique described in
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、可動側金型内に、この可動側金型に対して前後進可能でかつキャビティの一面を形成するコア金型を配設して、このコア金型によって金型内に射出・充填された樹脂に圧縮力を付与する構成をとる射出成形機において、金型タッチ力をバラツキなく常に良好な所定値に維持できるようにすることにある。また、本発明の目的とするところは、成形樹脂の離型のための専用のエジェクトピンやエジェクト専用の駆動源を必要としない、成形樹脂の離型メカニズムを実現することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a core mold that can move back and forth with respect to the movable mold and that forms one surface of the cavity in the movable mold. In an injection molding machine that is arranged to apply a compressive force to the resin injected and filled in the mold by this core mold, the mold touch force can always be maintained at a good predetermined value without variation. Is to make it. Another object of the present invention is to realize a molding resin mold release mechanism that does not require a dedicated eject pin for molding resin mold release or a drive source dedicated to ejection.
本発明は上記した目的を達成するため、可動側金型内に、該可動側金型に対して前後進可能でかつキャビティの一面を形成するコア金型を配設して、該コア金型によって金型内に射出・充填された樹脂に圧縮力を付与する射出成形機において、
コア金型と一体となって前後進する移動プレートと、移動プレートを前後進させるトグルリンク機構を駆動する型開閉・圧縮用の第1のサーボモータと、可動側金型を搭載すると共に、移動プレートに搭載されて移動プレートに対して前後進可能な可動側金型保持プレートと、移動プレートに搭載されて、可動側金型保持プレートを前後進させることが可能な、第1のサーボモータよりも小容量の金型タッチ力維持用の第2のサーボモータとを、備え、
金型タッチ時の金型タッチ力を第2のサーボモータによって維持した状態で、金型内に樹脂を射出・充填し、第1のサーボモータの駆動力でトグルリンク機構を伸びきらせることで、コア金型を介して金型内の樹脂に圧縮力を付与するように、構成される。
また、前記移動プレートには、前記第2のサーボモータによって回転駆動されるボールネジ機構の回転部が回転可能に保持され、該回転部に螺合されたボールネジ機構の直線移動部に、前記可動側金型保持プレートが一体となって移動するように連結されて、第2のサーボモータは、金型タッチ時には所定のタッチ力を維持するように圧力フィードバック制御されるように、構成される。
また、型開きの途上または型開き完了後に、前記コア金型に対して、前記可動側金型を相対的に移動させるように前記第2のサーボモータを駆動することで、成形樹脂の一部の離型を行うように、構成される。
In order to achieve the above-described object, the present invention provides a core mold in which a core mold that can be moved back and forth with respect to the movable mold and that forms one surface of a cavity is disposed in the movable mold. In the injection molding machine that applies compressive force to the resin injected and filled in the mold by
A movable plate that moves forward and backward integrally with the core mold, a first servomotor for opening / closing and compressing the mold that drives a toggle link mechanism that moves the movable plate forward and backward, and a movable mold are mounted and moved. From a movable mold holding plate mounted on the plate and movable back and forth with respect to the moving plate, and a first servo motor mounted on the moving plate and capable of moving the movable mold holding plate back and forth And a second servo motor for maintaining a small-capacity mold touch force,
With the mold touch force at the time of mold touch maintained by the second servo motor, resin is injected and filled in the mold, and the toggle link mechanism is extended by the driving force of the first servo motor. In addition, a compressive force is applied to the resin in the mold through the core mold.
In addition, a rotating part of a ball screw mechanism that is rotationally driven by the second servomotor is rotatably held on the moving plate, and a linearly moving part of the ball screw mechanism that is screwed to the rotating part is connected to the movable side. The mold holding plate is connected so as to move together, and the second servo motor is configured to be pressure feedback controlled so as to maintain a predetermined touch force when the mold is touched.
Further, a part of the molding resin can be obtained by driving the second servo motor so as to move the movable mold relative to the core mold during the mold opening or after the mold opening is completed. It is configured to perform mold release.
本発明によれば、トグルリンク機構を駆動する型開閉・圧縮用の第1のサーボモータよりも小容量の、金型タッチ力維持用の第2のサーボモータを圧力フィードバック制御するによって、金型タッチ時の金型タッチ力を維持させるので、金型タッチ力をバラツキなく常に良好な所定値に維持することができる。また、型開きの途上または型開き完了後に、第2のサーボモータによって、コア金型に対して、可動側金型を相対移動させることで、成形樹脂の一部分を離型させることで、離型を行うことができるので、専用のエジェクトピンやエジェクト専用の駆動源を必要とせず、以って、駆動源の削減を図ることができる。 According to the present invention, the mold is controlled by pressure feedback control of the second servomotor for maintaining the mold touch force having a smaller capacity than the first servomotor for opening / closing and compressing the mold that drives the toggle link mechanism. Since the mold touch force at the time of touch is maintained, the mold touch force can always be maintained at a good predetermined value without variation. In addition, the mold is released by releasing a part of the molding resin by moving the movable mold relative to the core mold by the second servo motor during the mold opening or after the mold opening is completed. Therefore, it is not necessary to use a dedicated eject pin or a dedicated drive source for ejecting, so that the number of drive sources can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図3は、本発明の一実施形態(以下、本実施形態と記す)に係る縦型の射出成形機の型開閉系メカニズムの構成を示す図で、図1は、金型タッチした後、金型内に溶融樹脂を射出・充填した状態を示し、図2は、コア金型により金型内の樹脂に圧縮力を付与している圧縮状態を示し、図3は、型開き状態を示している。なお、本願の明細書で言う前進とは、固定側金型に近づく方向の直線移動を指し、後退とは、固定側金型から離間する方向の直線移動を指している。 1 to 3 are diagrams showing a configuration of a mold opening / closing system mechanism of a vertical injection molding machine according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the present embodiment), and FIG. 2 shows a state in which the molten resin is injected and filled into the mold, FIG. 2 shows a compression state in which a compressive force is applied to the resin in the mold by the core mold, and FIG. 3 shows a mold open state. Is shown. Note that forward in the specification of the present application refers to linear movement in a direction approaching the fixed mold, and backward refers to linear movement in a direction away from the fixed mold.
図1〜図3において、1はテールストック、2は移動プレート、3は固定ダイプレートであり、図1〜図3では図示を割愛してあるが、テールストック1と固定ダイプレート3との間には複数本のタイバーが掛け渡してあり、各タイバーの両端は、テールストック1と固定ダイプレート3にそれぞれ固定されていて、移動プレート2は、この各タイバーに挿通・案内されて、前後進(上下動)可能となっている。
1 to 3, 1 is a tail stock, 2 is a moving plate, 3 is a fixed die plate, and is omitted in FIGS. 1 to 3, but between the
4は、テールストック1に回転可能に保持されたナット体5と、このナット体5に螺合されたボールネジ軸6とを、含んで構成されるボールネジ機構、7は、ナット体5に固定されると共に、テールストック1に搭載された型開閉・圧縮用の第1のサーボモータ8(以下、これを型開閉用サーボモータ8と記す)によって回転駆動される被動プーリ、9は、テールストック1と移動プレート2との間を連結するように設けられ、伸張/折り畳み駆動されることにより、移動プレート2を前後進させるトグルリンク機構、10は、ボールネジ軸6の先端に固定された、トグルリンク機構9の力の入力端であるクロスヘッド、11は、移動プレート2の上面に固定されたロードセル、12は、ロードセル11の上面に固定されたコア金型保持プレート、13は、コア金型保持プレート12に固定されると共に、その先端面がキャビティの一面を形成するコア金型である。
4 is a ball screw mechanism including a
また、14は、移動プレート2に回転可能に保持されたナット体15と、このナット体15に螺合されたボールネジ軸16とを、含んで構成されるボールネジ機構、17は、ナット体15に固定されると共に、移動プレート2に搭載された金型タッチ力維持用の第2のサーボモータ18(以下、これをタッチ用サーボモータ18と記す;このタッチ用サーボモータ18は、型開閉用サーボモータ8に較べると小容量のサーボモータで構成されている)によって回転駆動される被動プーリ、19は、ボールネジ軸15の端部に固定された連結プレート、20は、その下端を連結プレート19に固定されて、移動プレート2およびロードセル11に対して前後進可能であるように挿通された連結シャフト、21は、連結シャフト20の上端に固定された可動側金型保持プレート、22は、可動側金型保持プレート21の上面に固定された可動側金型である。
また、23は、固定ダイプレート3の下面に固定された固定側金型であり、24は樹脂である。
図1〜図3に示す構成において、型開閉用サーボモータ8の回転は、被動プーリ7を介してボールネジ機構4のナット体5に伝達され、ナット体5の回転はボールネジ軸6の直線運動に変換されて直動力がクロスヘッド10に伝えられ、クロスヘッド10が前進または後退する。そして、クロスヘッド10が前進または後退すると、トグルリンク機構9が伸張または折り畳み駆動されて、移動プレート2が前進または後退し、これによって、移動プレート2と一体となって、ロードセル11、コア金型保持プレート12、コア金型13が、前進または後退するようになっている。また、移動プレート2には、前記の各部材14〜22も搭載されているので、タッチ用モータ18がその回転位置を一定のものに保持している際には、各部材14〜22も、移動プレート2と一体となって、前進または後退するようになっている。
1 to 3, the rotation of the mold opening /
一方、タッチ用サーボモータ18の回転は、被動プーリ17を介してボールネジ機構14のナット体15に伝達され、ナット体15の回転はボールネジ軸16の直線運動に変換されて直動力が連結プレート19に伝えられ、連結プレート19が前進または後退する。そして、連結プレート19が前進または後退すると、この連結プレート19と一体となって、連結シャフト20、可動側金型保持プレート21、可動側金型22が、前進または後退するようになっている。
On the other hand, the rotation of the
次に、本実施形態の型閉じ、圧縮、型開き、離型の動作について、順次説明する。 Next, the mold closing, compression, mold opening, and mold release operations of this embodiment will be described in order.
型閉じを開始する前には、トグルリンク機構9は折り畳まれた状態にあり、移動プレート2は型開き完了位置にある。この状態で、型開閉用サーボモータ8を所定方向に回転させて、被動プーリ7、ボールネジ機構4を介してクロスヘッド10を前進させると、トグルリンク機構9は伸張駆動され、これに伴って移動プレート2が前進する。移動プレート2が前進すると、ロードセル11、コア金型保持プレート12、コア金型13が前進すると共に、前記各部材14〜22も前進する。そして、移動プレート2の前進に伴って、可動側金型22が固定側金型23にタッチした図1に示した状態に至ると、型開閉用サーボモータ8は、一旦、その現在の回転位置を保持するように制御される。この状態では、図1に示すように、トグルリンク機構9は完全に伸びきった状態とはなってはいない。一方、移動プレート2に搭載されたタッチ用サーボモータ18は、図示せぬシステムコートローラからの指令に基づき、少なくとも、金型タッチした以後、型開きが開始されるまでは、所定の金型タッチ力を維持するように圧力フィードバック制御されるようになっていて、金型タッチした以後は、タッチ用サーボモータ18により一定の金型タッチ力が維持される。なお、タッチ用サーボモータ18による金型タッチ力は、PL面が開かない程度の小パワーで十分である。
Before the mold closing is started, the toggle link mechanism 9 is in a folded state, and the
上記のように、金型タッチして、タッチ用サーボモータ18によって金型タッチ力が維持された状態で、図示せぬ射出系メカニズムにより、型閉じした各金型で形成されるキャビティ(成形用空間)内に、溶融樹脂が射出・充填される。図1は、この射出・充填を行った直後の様子を示している。
As described above, a cavity formed by each mold closed by an injection system mechanism (not shown) in a state where the mold touch force is maintained by the
キャビティ内に溶融樹脂が射出・充填されると、直ちに、金型内の樹脂に圧縮力を付与するための圧縮動作を行うため、図示せぬシステムコートローラからの指令に基づき、型開閉用サーボモータ8が、クロスヘッド10をさらに前進する方向に駆動され、これによって、トグルリンク機構9が完全に伸びきった図2に示す状態となり、型開閉用サーボモータ8は駆動停止、または、その現在の回転位置を保持するように制御される。このトグルリンク機構9が完全に伸びきった状態では、トグルリンク機構9の力の拡大率が最大となり、大きな押圧力が、移動プレート2、ロードセル11、コア金型保持プレート12を介して、コア金型13に伝えられて、金型内の樹脂24には大きな圧縮力が付与される。このとき、トグルリンク機構9が完全に伸びきることによる移動プレート2の微量前進により、移動プレート2に前後進メカニズムを介して間接的に搭載された可動側金型22は、固定側金型23に大きな力で押し付けられようとするが、前記したように、タッチ用サーボモータ18は、一定の金型タッチ力を維持するように圧力フィードバック制御されているので、可動側金型22はタッチ用サーボモータ18の回転により、移動プレート2に対して微小量後退して、一定の金型タッチ力を維持するようになっている。したがって、金型タッチ力は、常に良好な一定値に保たれることになる。また、金型タッチ力は、金型タッチを維持できる程度の小さな値であればよいので、可動側金型22と固定側金型23との間に、異物が挟まれている場合にも、過大な金型タッチ力が発生しないので、金型破損を招来する虞もない。
As soon as molten resin is injected and filled into the cavity, a mold opening / closing servo is performed based on a command from a system coat roller (not shown) in order to perform a compression operation to apply a compressive force to the resin in the mold. The
図2に示した状態の圧縮動作が所定時間行われ、金型内の樹脂が固化・冷却すると、型開きが行われる。型開きは、図2に状態から、型開閉用サーボモータ8を型閉じ方向と逆方向に回転させることにより行われ、型開閉用サーボモータ8により、被動プーリ7、ボールネジ機構4を介してクロスヘッド10を後退させると、トグルリンク機構9は折り畳み駆動され、これに伴って移動プレート2が後退する。移動プレート2が後退すると、ロードセル11、コア金型保持プレート12、コア金型13が後退すると共に、前記各部材14〜22も後退する。そして、移動プレート2が後退して、図3に示したように、移動プレート2が型開き完了位置に至ると、型開閉用サーボモータ8は、駆動停止、または、その現在の回転位置を保持するように制御される。一方、移動プレート2に搭載されたタッチ用サーボモータ18は、図示せぬシステムコートローラからの指令に基づき、型開きが開始された後の所定タイミングで、圧力フィードバック制御から、現在の回転位置を保持する制御に一旦切り替えられ、然る後、あらかじめ定められた型開き動作の途上のタイミング、または、型開き完了直後のタイミングで、コア金型13に対して可動側金型22が相対的に所定量だけ後退させるように制御される。
When the compression operation in the state shown in FIG. 2 is performed for a predetermined time and the resin in the mold is solidified and cooled, the mold is opened. The mold opening is performed from the state shown in FIG. 2 by rotating the mold opening /
上記のように、コア金型13に対して可動側金型22が相対的に所定量だけ後退すると、型開きによりコア金型13および可動側金型22側に被着した樹脂24の成形品部24aとスプル・ランナー部24bのうちの、スプル・ランナー部24bが可動側金型22から離型される。したがって、図示せぬ成形品取り出し機によって、スプル・ランナー部24bを挟んで持ち上げると、コア金型13に被着した成形品部24aも容易に離型され、固化した樹脂24全体が、金型から取り外されることとなる。よって、従来のように、成形樹脂の離型のための専用のエジェクトピンやエジェクト専用の駆動源を設けなくても、成形樹脂の離型が実現できる。さらに、成形品部24aがレンズなどの小型の光学部品である場合には、成形品部24aをエジェクトピンで傷つける虞もなくなる。
As described above, when the
ここで、上記の例では、樹脂(成形樹脂)24の一部離型を行うために、コア金型13に対して可動側金型22が相対的に後退させているが、コア金型13に対して可動側金型22を相対的に前進させるようにして、型開きによりコア金型13および可動側金型22側に被着した樹脂24の成形品部24aとスプル・ランナー部24bのうちの、成形品部24aをコア金型13から離型させるようにしてもよい。
Here, in the above example, the
樹脂(成形樹脂)24の取り出しの完了後は、タッチ用サーボモータ18は、可動側金型22を型閉じ開始前の基準位置に戻すように、制御される。
After the removal of the resin (molded resin) 24 is completed, the
なお、上述した実施形態では、縦型の射出成形機への適用を例にとったが、本発明は横型の射出成形機にも適用可能であることは、言うまでもない。 In the above-described embodiment, application to a vertical injection molding machine is taken as an example, but it goes without saying that the present invention can also be applied to a horizontal injection molding machine.
1 テールストック
2 移動プレート
3 固定ダイプレート
4 ボールネジ機構
5 ナット体
6 ボールネジ軸
7 被動プーリ
8 型開閉・圧縮用の第1のサーボモータ(型開閉用サーボモータ)
9 トグルリンク機構
10 クロスヘッド
11 ロードセル
12 コア金型保持プレート
13 コア金型
14 ボールネジ機構
15 ナット体
16 ボールネジ軸
17 被動プーリ
18 金型タッチ力維持用の第2のサーボモータ(タッチ用サーボモータ)
19 連結プレート
20 連結シャフト
21 可動側金型保持プレート
22 可動側金型
23 固定側金型
24 樹脂
1
9
19 connecting
Claims (3)
前記コア金型と一体となって前後進する移動プレートと、
該移動プレートを前後進させるトグルリンク機構を駆動する型開閉・圧縮用の第1のサーボモータと、
前記可動側金型を搭載すると共に、前記移動プレートに搭載されて、前記移動プレートに対して前後進可能な可動側金型保持プレートと、
前記移動プレートに搭載されて、前記可動側金型保持プレートを前後進させることが可能な、前記第1のサーボモータよりも小容量の金型タッチ力維持用の第2のサーボモータとを、備え、
金型タッチ時の金型タッチ力を前記第2のサーボモータによって維持した状態で、金型内に樹脂を射出・充填し、前記第1のサーボモータの駆動力で前記トグルリンク機構を伸びきらせることで、前記コア金型を介して金型内の樹脂に圧縮力を付与するようにしたことを特徴とする射出成形機。 A resin that is injected into and filled in the mold by the core mold by disposing a core mold that can move back and forth with respect to the movable mold and that forms one surface of the cavity in the movable mold. In an injection molding machine that applies compressive force to
A moving plate that moves forward and backward integrally with the core mold;
A first servomotor for mold opening / closing and compression that drives a toggle link mechanism for moving the moving plate forward and backward;
The movable side mold holding plate mounted on the movable plate and capable of moving back and forth with respect to the movable plate, with the movable side mold mounted thereon,
A second servo motor mounted on the movable plate and capable of moving the movable mold holding plate back and forth, and maintaining a mold touch force having a smaller capacity than the first servo motor; Prepared,
In a state where the mold touch force at the time of mold touch is maintained by the second servo motor, resin is injected and filled in the mold, and the toggle link mechanism is not fully extended by the driving force of the first servo motor. An injection molding machine characterized in that a compressive force is applied to the resin in the mold through the core mold.
前記移動プレートには、前記第2のサーボモータによって回転駆動されるボールネジ機構の回転部が回転可能に保持され、該回転部に螺合された前記ボールネジ機構の直線移動部に、前記可動側金型保持プレートが一体となって移動するように連結されて、前記第2のサーボモータは、金型タッチ時には所定のタッチ力を維持するように圧力フィードバック制御されることを特徴とする射出成形機。 The injection molding machine according to claim 1,
A rotating part of a ball screw mechanism that is rotationally driven by the second servo motor is rotatably held on the moving plate, and the movable side metal is attached to the linear moving part of the ball screw mechanism that is screwed to the rotating part. An injection molding machine characterized in that mold holding plates are connected so as to move together, and the second servomotor is pressure feedback controlled so as to maintain a predetermined touch force when the mold is touched. .
型開きの途上または型開き完了後に、前記コア金型に対して、前記可動側金型を相対的に移動させるように前記第2のサーボモータを駆動することで、成形樹脂の一部の離型を行うようにしたことを特徴とする射出成形機。 In the injection molding machine according to claim 1 or 2,
In the course of mold opening or after mold opening is completed, the second servo motor is driven so as to move the movable mold relative to the core mold, thereby separating a part of the molding resin. An injection molding machine characterized by performing a mold.
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