JP2016196145A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂の噴出の危険性を低下させて、作業者の安全確保をした上で射出成形機の保守作業を行うことが可能となる射出成形機を提供する。【解決手段】射出成形機において、射出装置内部の射出圧力が所定値以上の場合は、射出成形機の安全カバーのロック機構を作動させてロック状態とする。これにより、射出シリンダ内の圧力が十分低下した状態でのみ射出成形機の保守作業が可能となるため、樹脂の噴出の危険性が低下して、作業者の安全を確保することが可能となる。【選択図】図１

Description

本発明は射出成形機に関し、特に射出成形機内部の圧力監視装置を備えた射出成形機に関する。

射出成形機の射出装置においては、高温で溶融した樹脂をプラテンに固定された金型内に流し込んで成形品の成形を行う。射出動作中には、高温の樹脂を高速・高圧で射出するが、樹脂は非常に高温とされているので、操作者への安全のために、樹脂が噴出されるノズル周辺を中心に安全カバーなどで覆うことによって安全を確保することが行われている。

保守作業を行う際には、安全カバーを開いて作業を行うことがあるが、その際には射出成形機を作動することができないようにして安全を確保することが行われている。また、動作の停止に加えて、射出成形機内の高温のノズルや溶融した樹脂などの高温の部材にも十分注意する必要がある。特にノズル先端部の溶融樹脂が冷却固化し、ノズル先端の穴が詰まると、射出成形機が停止した状態においてもノズル内の溶融樹脂が高圧状態を維持してしまうため、その後にノズル先端の固化した樹脂が再度溶融して詰まりが解消されると、ノズルから樹脂が噴出するおそれがある。そのため、ノズルの状態やシリンダ内の圧力の状態については、常に注意して保守作業を行う必要がある。

また、ノズルが金型に接触している状態、すなわちノズルタッチした状態においては、溶融した樹脂がノズルから金型を通して型締装置側に噴出するおそれもある。

特許文献１には、射出成形機の安全カバーによる安全対策として、安全カバーとしての扉の扉スイッチと、射出成形機内部のモータの回転の有無を検出する回転検出機構と、扉のロック機構とを備え、扉が開かれているときにモータが回転駆動しないように電源をオフし、モータが回転しているときには扉のロック機構によって扉をロックする技術が開示されている。

特許文献２には、射出成形機のノズルタッチ力制御装置において、安全ドア位置検出用スイッチによって安全ドアが開いたことを検知すると、ノズルタッチ力が発生しないようにノズルを後退させて作業者の安全を確保する技術が開示されている。
特許文献３には、射出成形機の安全ドアを開放する動作と連動して、固定側金型と可動側金型との間に遮蔽板を挿入して、金属成形品を取り出す際の安全性を確保する技術が開示されている。

特許文献４には、射出成形機において、ノズルがノズルタッチ部に当接した状態で、射出装置の前進指令の停止時または停止後、後退指令の開始前に、安全カバーを開いた際に圧力を監視してスクリュを後退する技術が開示されている。

特開昭５１−６７５７７号公報 特開２０１３−１８８８７５号公報 特開２００３−８０３５８号公報 特開２０１４−２８４９１号公報

特許文献１〜３に開示されている技術は、安全カバーを開いた際に機械のモータの回転を停止させたり、内部の樹脂が噴出しないようにすることは行われているものの、ノズル内部の圧力が高圧に保たれているため、ノズルの詰まりが解消されると樹脂が噴出して作業者に危険が及ぶおそれがある。
特許文献１に開示されている技術は、機械のモータの回転が停止したことによって、安全カバーのロック機構を解除しているが、シリンダ内の圧力が高いときには、安全カバーを開いた際に樹脂が噴出するおそれがある。

特許文献２に開示されている技術は、安全カバーを開いた際にノズルタッチ力を開放しているが、ノズルタッチしていない状態において樹脂が噴出するおそれがある。
特許文献３に開示されている技術は、金型のゲート部を覆う安全カバーが設置されているのみであるため、ゲート部周辺の保守作業を行う際に樹脂が噴出するおそれがある。

特許文献４に開示されている技術は、本体非常停止状態として動作を停止するべき安全カバーの開状態において軸を動作する必要があるため、作業者に危険が及ぶおそれがある。また、ノズルタッチ状態においてのみ圧力の監視を行うため、ノズルの詰まりが解消したときには樹脂が噴出するおそれがある。
ノズルが詰まった状態や、シリンダの内部の圧力が高い状態については、ノズルやシリンダを目視しても認識することは困難であるため、作業者が樹脂が噴出する危険な状態に気づかずに保守作業を行うおそれがある。

そこで本発明は、樹脂の噴出の危険性を低下させて、作業者の安全確保をした上で射出成形機の保守作業を行うことが可能となる射出成形機を提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明では、少なくとも１つの開閉可能な安全カバーと、スクリュとを備えた射出装置と、前記射出装置の内部の射出圧力を検出する射出圧力検出部と、前記安全カバーの開放を防止するロック機構と、前記ロック機構を制御するロック制御部と、を備え、前記ロック制御部は、前記射出圧力検出部で検出した前記射出装置の内部の射出圧力が所定値以上の場合は前記ロック機構をロック状態として少なくとも１つの前記安全カバーの開放を禁止することを特徴とする射出成形機が提供される。

請求項１に係る発明では、射出装置内部の射出圧力が所定値以上の場合はロック機構により安全カバーの開放を防止するようにしたことによって、シリンダ内の圧力が十分低下した状態でのみ射出成形機の保守作業が可能となるため、作業者の安全を確保することが可能となる。

本願の請求項２に係る発明は、前記射出圧力検出部で検出した前記射出装置内部の射出圧力が所定値以上の場合に開放が禁止される前記安全カバーとして、前記射出装置が樹脂を射出する方向に配置された安全カバーを含むことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機が提供される。
請求項２に係る発明では、開放が禁止される安全カバーとして、射出装置が射出する方向に配置された安全カバーを含むようにしたことによって、特に射出装置が樹脂を噴出する方向にある安全カバーの開放が禁止され、作業者の安全をより確保することが可能となる。

本願の請求項３に係る発明では、少なくとも１つの開閉可能な安全カバーとスクリュとノズルとを備えた射出装置と、前記射出装置内部の射出圧力を検出する射出圧力検出部と、前記安全カバーの開放を防止するロック機構と、前記ノズルが金型に接触していることを検出するノズルタッチ検出部と、前記ロック機構を制御するロック制御部と、を備え、前記ロック制御部は、前記ノズルタッチ検出部が前記ノズルが金型に接触していることを検出し、かつ、前記射出圧力検出部で検出した前記射出装置内部の射出圧力が所定値以上の場合は前記ロック機構をロック状態として前記安全カバーの開放を禁止することを特徴とする射出成形機が提供される。

請求項３に係る発明では、ノズルタッチしているときにはシリンダ内の圧力がそのまま金型内の樹脂に伝わるため、金型を開いたときに樹脂が金型開閉部に噴出する可能性があるが、そのような状態の時に安全カバーの開放を禁止することで、作業者の安全をより確保することが可能となる。

本願の請求項４に係る発明では、前記射出圧力検出部で検出した前記射出装置内部の射出圧力が所定値以上の場合は、報知を行う危険通知部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の射出成形機が提供される。
請求項４に係る発明では、射出圧力が所定値以上のときに報知を行うため、作業者が射出装置内の圧力が高いことを容易に把握することが可能となる。

本願の請求項５に係る発明では、前記射出装置の成形運転が終了した時点で前記射出圧力検出部により検出した前記射出装置内部の射出圧力が所定値以上の場合は、前記スクリュを後退させるスクリュ後退制御部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の射出成形機が提供される。
請求項５に係る発明では、射出装置内部の射出圧力が所定値以上の場合に、スクリュを後退させることによって、積極的にシリンダ内の圧力を低下させて、早期に作業者が安全となる状態とすることが可能となる。

本願の請求項６に係る発明では、作業者が前記安全カバーを開こうとすることを検出する安全カバー開放操作検出部を備え、前記安全カバー開放操作検出部が、作業者が前記安全カバーを開こうとすることを検出した際に、前記射出圧力検出部で検出した前記射出装置内部の射出圧力が所定値以上の場合は、前記スクリュを後退させるスクリュ後退制御部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の射出成形機が提供される。
請求項６に係る発明では、作業者が安全カバーを開こうとしたときに、射出装置内部の射出圧力が所定値以上の場合に、スクリュを後退させることによって、積極的にシリンダ内の圧力を低下させて、早期に作業者が安全となる状態とすることが可能となる。

本発明により、樹脂の噴出の危険性を低下させて、作業者の安全確保をした上で射出成形機の保守作業を行うことが可能となる射出成形機を提供することができる。

本発明の実施形態で用いられる射出成形機の模式図である。 本発明の別の実施形態で用いられる射出成形機の模式図である。 本発明のさらに別の実施形態で用いられる射出成形機の模式図である。 本発明の実施形態の動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の別の実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の変形例の動作を示すフローチャートである。 本発明の変形例の動作を示すフローチャートである。 本発明の変形例の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態で用いられる射出成形機の模式図である。２０は射出側に設けられている射出装置であり、射出シリンダ２２、射出シリンダ２２の先端に設けられているノズル２５、射出シリンダ内の射出圧力を検出する射出圧力検出器２３と、ノズル２５近傍に、図示しないノズルタッチ検出部を備えている。また、３２は固定プラテンであり、固定プラテン３２に固定側金型３６が取り付けられている。

４０は型締側に設けられているリアプラテンであり、リアプラテン４０にはトグル機構４２が取り付けられ、トグル機構４２の先端部には可動プラテン３４が取り付けられ、可動プラテン３４には可動側金型３８が取り付けられている。
１２，１４，１６はいずれも射出成形機１０の安全カバーである。また、１３，１５，１７はそれぞれの安全カバーに設けられているロック機構であり、これらのロック機構によって、それぞれの安全カバーをロック状態として開放不可状態としたり、ロック状態を解除して開放可能状態とすることができる。

可動プラテン３４及び可動側金型３８はトグル機構４２により前後方向（図１における左右方向）に移動可能であり、固定側金型３６と可動側金型３８とを型開き、型閉じ、型締めを行う。ノズル２５は固定側金型３６と接触（ノズルタッチ）可能であり、型閉じ後にノズル２５から金型内に溶融樹脂を射出して、その後型締めを行うことで成形品を成形する。
ここで、本実施形態においては、射出圧力検出器２３によって射出シリンダ２２内部の圧力を検出する。そして、検出した圧力値があらかじめ定められた所定の圧力より大きい場合には、ロック機構（１３，１５，１７）を作動させることによって、安全カバー（１２，１４，１６）を開放できないように制御する。

これにより、射出シリンダ２２内部の圧力が所定の圧力値より大きいときには安全カバー（１２，１４，１６）を開放できない状態となるので、作業者の安全を確保することが可能となる。
図４は、本実施形態における動作の流れを示すフローチャートである。以下ステップごとに説明する。

・（ステップＳＡ１）射出装置の内部の圧力が所定値以下かどうかを判定する。所定値以下の場合（ＹＥＳ）はステップＳＡ２に進み、所定値より大きい場合（ＮＯ）はステップＳＡ３に進む。
・（ステップＳＡ２）安全カバーのロックを解除して終了する。
・（ステップＳＡ３）安全カバーをロックして、ステップＳＡ１に戻る。

なお、本実施形態においては、射出シリンダ２２内部の圧力が所定の圧力値より大きいときには、すべての安全カバー（１２，１４，１６）をロック状態にするようにしているが、例えば金型開閉部に近い位置に配置されている安全カバー（１４，１６）のみをロック状態にするなど、一部の安全カバーのみをロック状態とすることも可能である。

図２は、別の実施形態の射出成形機を示した模式図である。本実施形態で用いられる射出成形機１０は、二色成形などで用いられる２つの射出装置を備えたものであり、固定側金型３６と可動側金型３８との接触面（パーティング面）に平行に配置される第二射出装置５０を設けた点が先の実施形態と異なっている。第二射出装置５０の機能については、配置位置が固定側金型３６と可動側金型３８との接触面に平行に配置されている以外は先の実施形態の射出装置と同様であるため説明は省略する。第二射出装置５０についても、安全カバー（５２，５４）が備えられている。また、安全カバー１４については、第二射出装置５０のノズル５９からの樹脂の噴出方向に備えられており、第二射出装置５０の安全カバーを兼ねているともいえる。

本実施形態においても、射出圧力検出器２３によって射出シリンダ２２内部の圧力を検出し、射出圧力検出器５７によって射出シリンダ５６内部の圧力を検出する。そして、いずれかの検出した圧力値があらかじめ定められた所定の圧力より大きい場合には、ロック機構（１３，１５，１７，５３，５５）を作動させることによって、安全カバー（１２，１４，１６，５２，５４）を開放できないように制御する。

これにより、射出シリンダ２２内部の圧力が所定の圧力値より大きいときには安全カバー（１２，１４，１６，５２，５４）を開放できない状態となるので、作業者の安全を確保することが可能となる。動作の流れとしては、先の実施形態の図４に示したフローチャートと同様であるため、説明を省略する。

なお、本実施形態においては、いずれかの射出シリンダ内部の圧力が所定の圧力値より大きいときには、すべての安全カバー（１２，１４，１６，５２，５４）をロック状態にするようにしているが、例えば金型開閉部に近い位置に配置されている安全カバー（１４，１６）のみをロック状態にすることも可能である。また、別の方法として、射出装置２０内部の射出圧力が所定の圧力値より大きいときには、射出装置２０に関連する安全カバーである安全カバー（１２，１４，１６）のみをロック状態とし、第二射出装置５０内部の射出圧力が所定の圧力値よりも大きいときには、第二射出装置５０に関連する安全カバーである安全カバー（１４，５２，５４）のみをロック状態とすることも可能である。

図３は、さらに別の実施形態の射出成形機を示した模式図である。本実施形態で用いられる射出成形機１０は、固定側金型３６と可動側金型３８との接触面（パーティング面）に平行に配置される第二射出装置５０のみを設けた点が先の実施形態と異なっている。第二射出装置５０の機能については、配置位置が固定側金型３６と可動側金型３８との接触面に平行に配置されている以外は先の実施形態の射出装置と同様であるため説明は省略する。本実施形態における第二射出装置５０についても、安全カバー（５２，５４）が備えられている。また、安全カバー１４については、第二射出装置５０のノズル５９からの樹脂の噴出方向に備えられており、第二射出装置５０の安全カバーを兼ねているともいえる。

本実施形態においても、射出圧力検出器５７によって射出シリンダ５６内部の圧力を検出する。そして、検出した圧力値があらかじめ定められた所定の圧力より大きい場合には、ロック機構（１５，１７，５３，５５）を作動させることによって、安全カバー（１４，１６，５２，５４）を開放できないように制御する。

これにより、射出シリンダ５６内部の圧力が所定の圧力値より大きいときには安全カバー（１４，１６，５２，５４）を開放できない状態となるので、作業者の安全を確保することが可能となる。動作の流れとしては、先の実施形態の図４に示したフローチャートと同様であるため、説明を省略する。

図５は、さらに別の実施形態の動作の流れを示すフローチャートである。以下ステップごとに説明する。
・（ステップＳＢ１）射出装置の内部の圧力が所定値以上かつノズルが金型に接触（ノズルタッチ）しているかどうかを判定する。いずれも満たしている場合（ＹＥＳ）はステップＳＢ２に進み、いずれかが満たされていない場合（ＮＯ）はステップＳＢ３に進む。
・（ステップＳＢ２）安全カバーをロックして、ステップＳＢ１に戻る。
・（ステップＳＢ３）安全カバーのロックを解除して終了する。

本実施形態は、特にホットランナ金型を搭載している場合などに、溶融した樹脂が金型内部に留まるため、ノズルタッチしているとシリンダ内の圧力がそのまま金型内の樹脂に伝わって、金型を開いたときに樹脂が金型開閉部へ噴出するおそれがある。本実施形態は、そのような場合に、ノズルタッチしていて、シリンダ内または金型内の樹脂の圧力が所定値以上の場合に、安全カバーをロックするようにすることで、作業者の安全性を保つことが可能となる。

図６は、本実施形態の変形例の動作の流れを示すフローチャートである。以下ステップごとに説明する。
・（ステップＳＣ１）射出装置の内部の圧力が所定値以上かどうかを判定する。所定値以上の場合（ＹＥＳ）はステップＳＣ２に進み、所定値未満の場合（ＮＯ）は終了する。
・（ステップＳＣ２）ブザーや警告ランプによって危険通知を行い、終了する。

本変形例においては、射出装置の内部の圧力が所定値以上の場合にブザーや警告ランプによって危険通知を行うようにしているため、作業者が射出装置内の圧力が高いことを容易に把握することが可能となる。

図７は、本実施形態の変形例の動作の流れを示すフローチャートである。以下ステップごとに説明する。
・（ステップＳＤ１）射出装置の内部の圧力が所定値以下かどうかを判定する。所定値以下の場合（ＹＥＳ）はステップＳＤ２に進み、所定値より大きい場合（ＮＯ）はステップＳＤ３に進む。
・（ステップＳＤ２）安全カバーのロックを解除して終了する。
・（ステップＳＤ３）安全カバーをロックする。
・（ステップＳＤ４）スクリュを後退させて、ステップＳＤ１に戻る。

本変形例においては、射出装置内部の射出圧力が所定値以上の場合に、スクリュを後退させることによって、積極的にシリンダ内の圧力を低下させて、早期に作業者が安全となる状態とすることが可能となる。

図８は、本実施形態のさらに別の変形例の動作の流れを示すフローチャートである。以下ステップごとに説明する。
・（ステップＳＥ１）安全カバーを開けようとしており、射出装置の内部の圧力が所定値以上かどうかを判定する。所定値以上の場合（ＹＥＳ）はステップＳＥ３に進み、所定値未満の場合（ＮＯ）はステップＳＥ２に進む。
・（ステップＳＥ２）安全カバーのロックを解除して終了する。
・（ステップＳＥ３）安全カバーをロックする。
・（ステップＳＥ４）スクリュを後退させて、ステップＳＥ１に戻る。

作業者が安全カバーを開けようとすることを検出する安全カバー開放操作検出部としては、安全カバーの取っ手に設けたスイッチやセンサを用いたり、取っ手に作業者が力を加えた時に取っ手が回動可能となるような構成として、取っ手が回動したことによって開けようとすることを検出するようにすることもできる。
本変形例においては、作業者が安全カバーを開けようとしており、射出装置内部の射出圧力が所定値以上の場合に、スクリュを後退させることによって、積極的にシリンダ内の圧力を低下させて、早期に作業者が安全となる状態とすることが可能となる。

なお、本発明の実施形態や変形例においては、射出シリンダの射出圧力を、射出シリンダに設けられた射出圧力検出器で検出している。射出圧力の検出方法としては、このようにノズルやシリンダの内部の樹脂圧力を検出するものであってもよいし、スクリュ後端に取り付けられたロードセル等を用いて検出するものであってもよい。また、その他の検出方法としては、ロードセル等を用いてスクリュの推力を検出するようにしてもよいし、スクリュを駆動するモータの電流値を検出することによって検出したり、スクリュを駆動する油圧シリンダの油圧に基づいて検出したり、金型内の樹脂圧力を検出するものであってもよい。

１０ 射出成形機
１２，１４，１６，５２，５４ 安全カバー
１３，１５，１７，５３，５５ ロック機構
２０ 射出装置
２２，５６ 射出シリンダ
２３，５７ 射出圧力検出器
２５，５９ ノズル
３２ 固定プラテン
３４ 可動プラテン
３６ 固定側金型
３８ 可動側金型
４０ リアプラテン
４２ トグル機構
５０ 第二射出装置

Claims (6)

1. 少なくとも１つの開閉可能な安全カバーと、スクリュとを備えた射出装置と、
   前記射出装置の内部の射出圧力を検出する射出圧力検出部と、
   前記安全カバーの開放を防止するロック機構と、
   前記ロック機構を制御するロック制御部と、を備え、
   前記ロック制御部は、
   前記射出圧力検出部で検出した前記射出装置の内部の射出圧力が所定値以上の場合は前記ロック機構をロック状態として少なくとも１つの前記安全カバーの開放を禁止する
   ことを特徴とする射出成形機。
2. 前記射出圧力検出部で検出した前記射出装置内部の射出圧力が所定値以上の場合に開放が禁止される前記安全カバーとして、前記射出装置が樹脂を射出する方向に配置された安全カバーを含むことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
3. 少なくとも１つの開閉可能な安全カバーとスクリュとノズルとを備えた射出装置と、
   前記射出装置内部の射出圧力を検出する射出圧力検出部と、
   前記安全カバーの開放を防止するロック機構と、
   前記ノズルが金型に接触していることを検出するノズルタッチ検出部と、
   前記ロック機構を制御するロック制御部と、を備え、
   前記ロック制御部は、
   前記ノズルタッチ検出部が前記ノズルが金型に接触していることを検出し、かつ、
   前記射出圧力検出部で検出した前記射出装置内部の射出圧力が所定値以上の場合は前記ロック機構をロック状態として前記安全カバーの開放を禁止する
   ことを特徴とする射出成形機。
4. 前記射出圧力検出部で検出した前記射出装置内部の射出圧力が所定値以上の場合は、報知を行う危険通知部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の射出成形機。
5. 前記射出装置の成形運転が終了した時点で前記射出圧力検出部で検出した前記射出装置内部の射出圧力が所定値以上の場合は、前記スクリュを後退させるスクリュ後退制御部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の射出成形機。
6. 作業者が前記安全カバーを開こうとすることを検出する安全カバー開放操作検出部を備え、
   前記安全カバー開放操作検出部が、作業者が前記安全カバーを開こうとすることを検出した際に、前記射出圧力検出部で検出した前記射出装置内部の射出圧力が所定値以上の場合は、前記スクリュを後退させるスクリュ後退制御部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の射出成形機。