以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
[第1実施形態]
図1〜図4を参照して第1実施形態を説明する。なお、図1〜図4において、X方向、Y方向、Z方向は互いに垂直な方向である。X方向及びY方向は水平方向、Z方向は鉛直方向である。X方向は、第1実施形態に係る竪型射出成形機1(以下では「射出成形機1」とも表記する)の前後方向であり、図1の左側(エジェクタ装置200側)が前側、右側(フレームFrの柱部801側)が後側である。Y方向は射出成形機1の幅方向である。Z方向は上下方向であり、図1の上側が鉛直上方、下側が鉛直下方である。
また、図1及び図2では、説明の便宜上、射出装置300がフレームFrの柱部801より前方に配置されているように図示されているが、第1実施形態に係る射出成形機1では、実際には射出装置300の一部がフレームFrの柱部801と重畳するように配置されている。射出装置300とフレームFrとの位置関係については、図3を参照して後述する。
まず図1及び図2を参照して、第1実施形態に係る射出成形機1の全体の概略構成について説明する。
(射出成形機)
図1は、一実施形態による射出成形機1の型開完了時の状態を示す図である。図2は、一実施形態による射出成形機の型締時の状態を示す図である。図1〜図2に示すように、射出成形機1は、型締装置100と、エジェクタ装置200と、射出装置300と、移動装置400と、制御装置700とを有する。以下、射出成形機1の各構成要素について説明する。
(型締装置)
型締装置100は、金型装置10の型閉、型締、型開を行う。型締装置100は例えば竪型であって、型開閉方向が上下方向である。型締装置100は、上プラテン110、下プラテン120、トグルサポート130、タイバー140、トグル機構150、型締モータ160、運動変換機構170、および型厚調整機構180を有する。
上プラテン110は、下プラテン120の上方に配設され、フレームFrに対し昇降自在とされる。上プラテン110における下プラテン120との対向面(下面)には、上金型11が取付けられる。
下プラテン120は、フレームFrに対し固定される。下プラテン120における上プラテン110との対向面(上面)には、回転テーブル121を介して複数の下金型12が取付けられる。上金型11と下金型12とで金型装置10が構成される。
回転テーブル121が180°回転することで、下金型12は上金型11と向かい合う位置と成形品を取り出す位置との間を移動する。成形品を取り出す位置は、下金型12にインサート部材をセットする段取り位置を兼ねてよい。
尚、本実施形態の下金型12は、回転テーブル121を介して下プラテン120に取り付けられるが、下プラテン120に直接に取り付けられていてもよい。また、下金型12の個数は、2つには限定されず、1つでもよいし、3つ以上でもよい。
トグルサポート130は、下プラテン120の下方においてフレームFrに対し昇降自在とされ、上プラテン110と連結されている。トグルサポート130を昇降させることにより、上プラテン110が昇降させられる。
タイバー140は、上プラテン110とトグルサポート130とを型開閉方向に間隔Lをおいて連結する。タイバー140は、複数本(例えば3本)用いられてよい。各タイバー140は、型開閉方向に平行とされ、型締力に応じて伸びる。少なくとも1本のタイバー140には、タイバー140の歪を検出するタイバー歪検出器141が設けられてよい。タイバー歪検出器141は、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。タイバー歪検出器141の検出結果は、型締力の検出などに用いられる。
尚、本実施形態では、型締力を検出する型締力検出器として、タイバー歪検出器141が用いられるが、本発明はこれに限定されない。型締力検出器は、歪みゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよく、その取付け位置もタイバー140に限定されない。
トグル機構150は、下プラテン120とトグルサポート130との間に配設され、下プラテン120に対しトグルサポート130を昇降させる。トグル機構150は、クロスヘッド151、一対のリンク群などで構成される。各リンク群は、ピンなどで屈伸自在に連結される第1リンク152および第2リンク153を有する。第1リンク152は下プラテン120に対しピンなどで揺動自在に取付けられ、第2リンク153はトグルサポート130に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第2リンク153は、第3リンク154を介してクロスヘッド151に取付けられる。トグルサポート130に対しクロスヘッド151を相対的に昇降させると、第1リンク152および第2リンク153が屈伸し、下プラテン120に対しトグルサポート130が昇降させられる。
尚、トグル機構150の構成は、図1および図2に示す構成に限定されない。例えば図1および図2では、各リンク群の節点の数が5つであるが、4つでもよく、第3リンク154の一端部が、第1リンク152と第2リンク153との節点に結合されてもよい。
型締モータ160は、トグル機構150を作動させる。型締モータ160は、トグルサポート130に対しクロスヘッド151を相対的に昇降させることにより、第1リンク152および第2リンク153を屈伸させ、上プラテン110を昇降させる。型締モータ160は、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構170に連結されるが、運動変換機構170に直結されてもよい。
運動変換機構170は、型締モータ160の回転運動をクロスヘッド151の直線運動に変換する。運動変換機構170は、ねじ軸171と、ねじ軸171に螺合するねじナット172とを含む。ねじ軸171と、ねじナット172との間には、ボールまたはローラが介在してよい。
型締モータ160はトグルサポート130に取付けられ、ねじ軸171はトグルサポート130に回転自在に支持され、ねじナット172はクロスヘッド151に固定される。型締モータ160を駆動してねじ軸171を回転させると、ねじナット172やクロスヘッド151がトグルサポート130に対し相対的に昇降させられる。これにより、第1リンク152および第2リンク153が屈伸させられ、トグルサポート130が昇降させられる。
尚、本実施形態の型締モータ160は、トグルサポート130に取付けられるが、フレームFrに取付けられてもよい。この場合、ねじ軸171の上端部はクロスヘッド151で回転自在に支持され、ねじ軸171の下端部はフレームFrに回転自在に保持される回転部材にスプライン結合され、ねじナット172はトグルサポート130に固定されてよい。型締モータ160を駆動して回転部材を回転させると、ねじ軸171が回転しながら昇降し、クロスヘッド151がトグルサポート130に対し相対的に昇降させられる。これにより、第1リンク152および第2リンク153が屈伸させられ、トグルサポート130が昇降させられる。
型締装置100は、制御装置700による制御下で、型閉工程、型締工程、型開工程などを行う。
型閉工程では、型締モータ160を駆動してトグルサポート130に対しクロスヘッド151を設定速度で型閉完了位置まで相対的に上昇させることにより、上プラテン110を下降させ、上金型11を下金型12にタッチさせる。クロスヘッド151の位置や速度は、例えば型締モータエンコーダ161などを用いて検出する。型締モータエンコーダ161は、型締モータ160の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。
型締工程では、型締モータ160をさらに駆動してトグルサポート130に対しクロスヘッド151を型閉完了位置から型締位置までさらに相対的に上昇させることで型締力を生じさせる。型締時に上金型11と下金型12との間にキャビティ空間14が形成され、射出装置300がキャビティ空間14に液状の成形材料を充填する。充填された成形材料が固化されることで、成形品が得られる。キャビティ空間14の数は複数でもよく、その場合、複数の成形品が同時に得られる。
型開工程では、型締モータ160を駆動してトグルサポート130に対しクロスヘッド151を設定速度で型開完了位置まで相対的に下降させることにより、上プラテン110を上昇させ、上金型11を下金型12から離間させる。その後、回転テーブル121が回転され、エジェクタ装置200が成形品の取り出し位置に位置する下金型12から成形品を突き出す。
型閉工程および型締工程における設定条件は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、型閉工程および型締工程におけるクロスヘッド151の速度や位置(速度の切替位置、型閉完了位置、型締位置を含む)は、一連の設定条件として、まとめて設定される。尚、クロスヘッド151の速度や位置などの代わりに、上プラテン110の速度や位置などが設定されてもよい。また、クロスヘッドの位置(例えば型締位置)や上プラテン110の位置の代わりに、型締力が設定されてもよい。
ところで、トグル機構150は、型締モータ160の駆動力を増幅して上プラテン110に伝える。その増幅倍率は、トグル倍率とも呼ばれる。トグル倍率は、第1リンク152と第2リンク153とのなす角θ(以下、「リンク角度θ」とも呼ぶ)に応じて変化する。リンク角度θは、クロスヘッド151の位置から求められる。リンク角度θが180°のとき、トグル倍率が最大になる。
金型装置10の交換や金型装置10の温度変化などにより金型装置10の厚さが変化した場合、型締時に所定の型締力が得られるように、型厚調整が行われる。型厚調整では、例えば上金型11が下金型12にタッチする型タッチの時点でトグル機構150のリンク角度θが所定の角度になるように、上プラテン110とトグルサポート130との間隔Lを調整する。
型締装置100は、上プラテン110とトグルサポート130との間隔Lを調整することで、型厚調整を行う型厚調整機構180を有する。型厚調整機構180は、タイバー140の下端部に形成されるねじ軸181と、トグルサポート130に回転自在に保持されるねじナット182と、ねじ軸181に螺合するねじナット182を回転させる型厚調整モータ183とを有する。
ねじ軸181およびねじナット182は、タイバー140ごとに設けられる。型厚調整モータ183の回転は、回転伝達部185を介して複数のねじナット182に伝達されてよい。複数のねじナット182を同期して回転できる。尚、回転伝達部185の伝達経路を変更することで、複数のねじナット182を個別に回転することも可能である。
回転伝達部185は、例えば歯車などで構成される。この場合、各ねじナット182の外周に受動歯車が形成され、型厚調整モータ183の出力軸には駆動歯車が取付けられ、複数の受動歯車および駆動歯車と噛み合う中間歯車がトグルサポート130の中央部に回転自在に保持される。尚、回転伝達部185は、歯車の代わりに、ベルトやプーリなどで構成されてもよい。
型厚調整機構180の動作は、制御装置700によって制御される。制御装置700は、型厚調整モータ183を駆動して、ねじナット182を回転させることで、ねじナット182を回転自在に保持するトグルサポート130の上プラテン110に対する位置を調整し、上プラテン110とトグルサポート130との間隔Lを調整する。
尚、本実施形態では、ねじナット182がトグルサポート130に対し回転自在に保持され、ねじ軸181が形成されるタイバー140が上プラテン110に対し固定されるが、本発明はこれに限定されない。
例えば、ねじナット182が上プラテン110に対し回転自在に保持され、タイバー140がトグルサポート130に対し固定されてもよい。この場合、ねじナット182を回転させることで、間隔Lを調整できる。
また、ねじナット182がトグルサポート130に対し固定され、タイバー140が上プラテン110に対し回転自在に保持されてもよい。この場合、タイバー140を回転させることで、間隔Lを調整できる。
さらにまた、ねじナット182が上プラテン110に対し固定され、タイバー140がトグルサポート130に対し回転自在に保持されてもよい。この場合、タイバー140を回転させることで間隔Lを調整できる。
間隔Lは、型厚調整モータエンコーダ184を用いて検出する。型厚調整モータエンコーダ184は、型厚調整モータ183の回転量や回転方向を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。型厚調整モータエンコーダ184の検出結果は、トグルサポート130の位置や間隔Lの監視や制御に用いられる。
型厚調整機構180は、互いに螺合するねじ軸181とねじナット182の一方を回転させることで、間隔Lを調整する。複数の型厚調整機構180が用いられてもよく、複数の型厚調整モータ183が用いられてもよい。
尚、本実施形態の型厚調整機構180は、間隔Lを調整するため、タイバー140に形成されるねじ軸181とねじ軸181に螺合されるねじナット182とを有するが、本発明はこれに限定されない。
例えば、型厚調整機構180は、タイバー140の温度を調節するタイバー温調器を有してもよい。タイバー温調器は、各タイバー140に取付けられ、複数本のタイバー140の温度を連携して調整する。タイバー140の温度が高いほど、タイバー140は熱膨張によって長くなり、間隔Lが大きくなる。複数本のタイバー140の温度は独立に調整することも可能である。
タイバー温調器は、例えばヒータなどの加熱器を含み、加熱によってタイバー140の温度を調節する。タイバー温調器は、水冷ジャケットなどの冷却器を含み、冷却によってタイバー140の温度を調節してもよい。タイバー温調器は、加熱器と冷却器の両方を含んでもよい。
尚、本実施形態では、下プラテン120が固定プラテン、上プラテン110が可動プラテンであるが、下プラテン120が可動プラテン、上プラテン110が固定プラテンであってもよい。この場合、トグル機構150は、トグルサポート130に対し下プラテン120を昇降させる。
また、本実施形態の型締装置100は、型開閉方向が上下方向である竪型であるが、型開閉方向が水平方向である横型でもよい。横型の型締装置は、固定プラテン、可動プラテン、トグルサポート、タイバー、トグル機構、および型締モータなどを有する。固定プラテンには固定金型が取付けられ、可動プラテンには可動金型が取付けられる。固定金型と可動金型とで金型装置が構成される。トグルサポートは、可動プラテンを基準として固定プラテンとは反対側に配設され、タイバーを介して固定プラテンと連結される。タイバーは、固定プラテンとトグルサポートとを型開閉方向に間隔をおいて連結する。トグルサポートおよび固定プラテンは、一方がフレームに対し固定され、他方がフレームに対し型開閉方向に進退自在とされる。トグル機構は、トグルサポートと可動プラテンとの間に配設され、可動プラテンを進退させる。型締モータは、トグル機構を作動させる。型締装置が横型である場合、タイバーの本数は通常4本である。尚、タイバーの本数は特に限定されない。
(エジェクタ装置)
エジェクタ装置200は、金型装置10から成形品を突き出す。例えば、エジェクタ装置200は、成形品の取り出し位置に位置する下金型12から成形品を突き出す。エジェクタ装置200は、エジェクタモータ210、運動変換機構220、およびエジェクタロッド230などを有する。
エジェクタモータ210は、下プラテン120に取付けられる。エジェクタモータ210は、運動変換機構220に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構220に連結されてもよい。
運動変換機構220は、エジェクタモータ210の回転運動をエジェクタロッド230の直線運動に変換する。運動変換機構220は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。
エジェクタロッド230は、下プラテン120および回転テーブル121を貫通して、下金型12の内部に昇降自在に配設される可動部材15と接触する。エジェクタロッド230は、回転テーブル121の回転時に、回転テーブル121の貫通穴から退避する。
エジェクタ装置200は、制御装置700による制御下で、突き出し工程を行う。
突き出し工程では、エジェクタモータ210を駆動してエジェクタロッド230を設定速度で待機位置から突き出し位置まで上昇させることにより、可動部材15を上昇させ、成形品を突き出す。その後、エジェクタモータ210を駆動してエジェクタロッド230を設定速度で下降させ、可動部材15を元の待機位置まで下降させる。エジェクタロッド230の位置や速度は、例えばエジェクタモータエンコーダ211を用いて検出する。エジェクタモータエンコーダ211は、エジェクタモータ210の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。
(射出装置)
射出装置300は、フレームFrに設けられるガイド301に沿って昇降するスライドベース302を含み、上プラテン110に対し昇降させられる。射出装置300は、金型装置10にタッチされ、金型装置10内のキャビティ空間14に成形材料を充填する。射出装置300は、例えば、シリンダ310、ノズル320、スクリュ330、計量モータ340、射出モータ350、圧力検出器360などを有する。
シリンダ310は、供給口311から内部に供給された成形材料を加熱する。供給口311はシリンダ310の上部に形成される。シリンダ310の上部の外周には、水冷シリンダなどの冷却器312が設けられる。冷却器312よりも下方において、シリンダ310の外周には、バンドヒータなどの加熱器313と温度検出器314とが設けられる。
シリンダ310は、シリンダ310の軸方向(図1および図2において上下方向)に複数のゾーンに区分される。各ゾーンに加熱器313と温度検出器314とが設けられる。ゾーン毎に、温度検出器314の検出温度が設定温度になるように、制御装置700が加熱器313を制御する。
ノズル320は、シリンダ310の下端部に設けられ、金型装置10に対し押し付けられる。ノズル320の外周には、加熱器313と温度検出器314とが設けられる。ノズル320の検出温度が設定温度になるように、制御装置700が加熱器313を制御する。
スクリュ330は、シリンダ310内において回転自在に且つ昇降自在に配設される。スクリュ330を回転させると、スクリュ330の螺旋状の溝に沿って成形材料が下方に送られる。成形材料は、下方に送られながら、シリンダ310からの熱によって徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ330の下方に送られシリンダ310の下部に蓄積されるにつれ、スクリュ330が上昇させられる。その後、スクリュ330を下降させると、スクリュ330下方に蓄積された液状の成形材料がノズル320から射出され、金型装置10内に充填される。
スクリュ330の下部には、スクリュ330を下方に押すときにスクリュ330の下方から上方に向かう成形材料の逆流を防止する逆流防止弁として、逆流防止リング331が昇降自在に取付けられる。
逆流防止リング331は、スクリュ330を下降させるときに、スクリュ330下方の成形材料の圧力によって上方に押され、成形材料の流路を塞ぐ閉塞位置(図2参照)までスクリュ330に対し相対的に上昇する。これにより、スクリュ330下方に蓄積された成形材料が上方に逆流するのを防止する。
一方、逆流防止リング331は、スクリュ330を回転させるときに、スクリュ330の螺旋状の溝に沿って下方に送られる成形材料の圧力によって下方に押され、成形材料の流路を開放する開放位置(図1参照)までスクリュ330に対し相対的に下降する。これにより、スクリュ330の下方に成形材料が送られる。
逆流防止リング331は、スクリュ330と共に回転する共回りタイプと、スクリュ330と共に回転しない非共回りタイプのいずれでもよい。
尚、射出装置300は、スクリュ330に対し逆流防止リング331を開放位置と閉塞位置との間で昇降させる駆動源を有していてもよい。
計量モータ340は、スクリュ330を回転させる。スクリュ330を回転させる駆動源は、計量モータ340には限定されず、例えば油圧ポンプなどでもよい。
射出モータ350は、スクリュ330を昇降させる。射出モータ350とスクリュ330との間には、射出モータ350の回転運動をスクリュ330の直線運動に変換する運動変換機構などが設けられる。運動変換機構は、例えばねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを有する。ねじ軸とねじナットの間には、ボールやローラなどが設けられてよい。スクリュ330を昇降させる駆動源は、射出モータ350には限定されず、例えば油圧シリンダなどでもよい。
圧力検出器360は、射出モータ350とスクリュ330との間で伝達される圧力を検出する。圧力検出器360は、射出モータ350とスクリュ330との間の力の伝達経路に設けられ、圧力検出器360に作用する圧力を検出する。
圧力検出器360は、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。圧力検出器360の検出結果は、スクリュ330が成形材料から受ける圧力、スクリュ330に対する背圧、スクリュ330から成形材料に作用する圧力などの制御や監視に用いられる。
射出装置300は、制御装置700による制御下で、充填工程、保圧工程、計量工程などを行う。
充填工程では、射出モータ350を駆動してスクリュ330を設定速度で下降させ、スクリュ330の下方に蓄積された液状の成形材料を金型装置10内のキャビティ空間14に充填させる。スクリュ330の位置や速度は、例えば射出モータエンコーダ351を用いて検出する。射出モータエンコーダ351は、射出モータ350の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。スクリュ330の位置が設定位置に達すると、充填工程から保圧工程への切替(所謂、V/P切替)が行われる。V/P切替が行われる位置をV/P切替位置とも呼ぶ。スクリュ330の設定速度は、スクリュ330の位置や時間などに応じて変更されてもよい。
尚、充填工程においてスクリュ330の位置が設定位置に達した後、その設定位置にスクリュ330を一時停止させ、その後にV/P切替が行われてもよい。V/P切替の直前において、スクリュ330の停止の代わりに、スクリュ330の微速下降または微速上昇が行われてもよい。
保圧工程では、射出モータ350を駆動してスクリュ330を下方に押し、スクリュ330の下端部における成形材料の圧力(以下、「保持圧力」とも呼ぶ。)を設定圧に保ち、シリンダ310内に残る成形材料を金型装置10に向けて押す。金型装置10内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充できる。保持圧力は、例えば圧力検出器360を用いて検出する。圧力検出器360は、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。保持圧力の設定値は、保圧工程の開始からの経過時間などに応じて変更されてもよい。
保圧工程では金型装置10内のキャビティ空間14の成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティ空間14の入口が固化した成形材料で塞がれる。この状態はゲートシールと呼ばれ、キャビティ空間14からの成形材料の逆流が防止される。保圧工程後、冷却工程が開始される。冷却工程では、キャビティ空間14内の成形材料の固化が行われる。成形サイクル時間の短縮のため、冷却工程中に計量工程が行われてよい。
計量工程では、計量モータ340を駆動してスクリュ330を設定回転数で回転させ、スクリュ330の螺旋状の溝に沿って成形材料を下方に送る。これに伴い、成形材料が徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ330の下方に送られシリンダ310の下部に蓄積されるにつれ、スクリュ330が上昇させられる。スクリュ330の回転数は、例えば計量モータエンコーダ341を用いて検出する。計量モータエンコーダ341は、計量モータ340の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。
計量工程では、スクリュ330の急激な上昇を制限すべく、射出モータ350を駆動してスクリュ330に対して設定背圧を加えてよい。スクリュ330に対する背圧は、例えば圧力検出器360を用いて検出する。圧力検出器360は、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。スクリュ330が計量完了位置まで上昇し、スクリュ330の下方に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。
尚、本実施形態の射出装置300は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式などでもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。可塑化シリンダ内にはスクリュが回転自在にまたは回転自在に且つ昇降自在に配設され、射出シリンダ内にはプランジャが昇降自在に配設される。
また、本実施形態の射出装置300は、シリンダ310の軸方向が上下方向である竪型であるが、シリンダ310の軸方向が水平方向である横型であってもよい。横型の射出装置300と組み合わされる型締装置は、横型でも竪型でもよい。同様に、竪型の射出装置300と組み合わされる型締装置は、竪型でも横型でもよい。
(移動装置)
移動装置400は、フレームFrに対し射出装置300を昇降させる。また、移動装置400は、金型装置10に対しノズル320を押し付け、ノズルタッチ圧力を生じさせる。移動装置400は、射出装置移動モータ410、射出装置移動モータ410の回転運動を射出装置300の直線運動(昇降運動)に変換する運動変換機構420などを含む。運動変換機構420は、ねじ軸421と、ねじ軸421に螺合するねじナット422とを含む。ねじ軸421と、ねじナット422との間には、ボールまたはローラが介在してよい。
例えば、射出装置移動モータ410はスライドベース302に取付けられ、ねじ軸421はスライドベース302に対し回転自在に支持され、ねじナット422は上プラテン110に対し固定される。射出装置移動モータ410を駆動してねじ軸421を回転させると、ねじ軸421が昇降し、上プラテン110に対し射出装置300が昇降する。
尚、本実施形態の射出装置移動モータ410は、スライドベース302に取付けられるが、上プラテン110に取付けられてもよい。この場合、ねじ軸421は上プラテン110に対し回転自在に支持され、ねじナット422はスライドベース302に対し固定されてよい。射出装置移動モータ410を駆動してねじ軸421を回転させると、ねじナット422が昇降し、上プラテン110に対し射出装置300が昇降する。
(制御装置)
制御装置700は、図1〜図2に示すようにCPU(Central Processing Unit)701と、メモリなどの記憶媒体702と、入力インターフェース703と、出力インターフェース704とを有する。制御装置700は、記憶媒体702に記憶されたプログラムをCPU701に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御装置700は、入力インターフェース703で外部からの信号を受信し、出力インターフェース704で外部に信号を送信する。
制御装置700は、型閉工程や型締工程、型開工程などを繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する。また、制御装置700は、型締工程の間に、計量工程や充填工程、保圧工程などを行う。成形品を得るための一連の動作、例えば計量工程の開始から次の計量工程の開始までの動作を「ショット」又は「成形サイクル」とも呼ぶ。また、1回のショットに要する時間を「成形サイクル時間」とも呼ぶ。
制御装置700は、操作装置750や表示装置760と接続されている。操作装置750は、ユーザによる入力操作を受け付け、入力操作に応じた信号を制御装置700に出力する。表示装置760は、制御装置700による制御下で、操作装置750における入力操作に応じた操作画面を表示する。
操作画面は、射出成形機の設定などに用いられる。操作画面は、複数用意され、切り替えて表示されたり、重ねて表示されたりする。ユーザは、表示装置760で表示される操作画面を見ながら、操作装置750を操作することにより射出成形機の設定(設定値の入力を含む)などを行う。
操作装置750および表示装置760は、例えばタッチパネルで構成され、一体化されてよい。尚、本実施形態の操作装置750および表示装置760は、一体化されているが、独立に設けられてもよい。また、操作装置750は、複数設けられてもよい。
次に、図3を参照して、本実施形態の要部である、射出装置300とフレームFrとの位置関係について詳細に説明する。図3は、第1実施形態に係る射出成形機1における射出装置300とフレームFrとの位置関係を示す平面図である。
図3に示すように、第1実施形態の射出成形機1は、上下方向に延在して設置されている一対の柱部801,801を幅方向に間隔をおいて有するフレームFrを備える。一対の柱部801,801には一対のガイド301,301が設けられる。射出装置300には、一対のガイド301,301に沿って昇降するスライドベース302が設けられる。本実施形態では、スライドベース302は射出装置300の一部である。一対の柱部801,801は、射出装置300の幅より広い間隔で設置されている。そして、射出装置300は、その一部が一対の柱部801,801の間に入り込むよう配置されている。なお、以降の説明では、このような射出装置300と柱部801との位置関係を「射出装置300の一部が柱部801に入り込むよう配置される」とも表現する。
一対のガイド301,301は、それぞれ一対の柱部801,801の前面に上下方向に延びて設けられている。フレームFrは、上記の一対の柱部801,801と、これらの一対の柱部801,801を主に幅方向に沿って接続する複数の梁部802(図1、図2参照)を備える。複数の梁部802は、例えば図1、図2に示すように、一対の柱部801,801の上下方向の上端及び下端、中間の任意の位置に設置される。なお、フレームFrの柱部801や梁部802は、例えば中空状の角材である。
射出装置300は、一対の柱部801,801よりも前方において射出装置300の幅方向両側に突出し、一対の柱部801,801の前面とそれぞれ対向する一対の突出部303,303を備える。より詳細には、射出装置300のスライドベース302は、スライドベース本体304と、一対のフレーム305,305とを有する。一対のフレーム305,305は、それぞれスライドベース本体304の幅方向両側の側面に設けられている。フレーム305は、上下方向と直交する断面形状が略L字状であり、平板状の基端部と、同じく平板状であり基端部から略直角に屈曲する先端部とを有する。フレーム305は、基端部がスライドベース本体304の側面と対向して接続され、先端部が基端部の前方側から屈曲して、この側面に対して略垂直に立設する。すなわち、一対の略L字状のフレーム305,305の先端部が、上記の一対の突出部303,303となる。
一対の突出部303,303は、射出装置300の側面から、フレームFrの一対の柱部801,801の対向方向に沿って立設されている。射出装置300は、一対の突出部303,303の後方側の面にて、一対の柱部801,801の前面に設けられる一対のガイド301,301と連結されている。
より詳細には、射出装置300の一対の突出部303,303の後方側の面には、一対のスライダ306,306が設けられている。一対のスライダ306,306は、これらの一対のスライダ306,306をそれぞれ案内する一対のガイド301,301に摺動可能に連結されている。スライダ306は、ガイド301に対して上下方向(Z軸方向)に移動可能、かつ、ガイド301との対向方向(X軸方向)に抜け出ることが規制されている。例えば、ガイド301のZ軸方向断面は横H字形状であり、スライダ306のZ軸方向断面は横C字形状であり、スライダ306が幅方向の両側からガイド301を挟持することによって、ガイド301と連結される。なお、スライダ306とガイド301との連結構造は、他の周知の構造も適用できる。
ここで図4を参照して従来の射出成形機における射出装置300とフレームFrとの位置関係について説明し、第1実施形態の構成と比較する。図4に示すように、従来の射出成形機では、射出装置300はその後方面にて、フレームFrの一対の柱部801,801の前面に設けられている一対のガイド301,301と連結されている。つまり、射出装置300は、フレームFrの一対の柱部801,801より前方側に配置されるため、射出装置300が有する、成形材料を射出するノズル320やスクリュ330はフレームFrの一対の柱部801,801より前方側に離れて配置される。このため、ノズル320から成形材料が供給される型締装置100等も必然的にフレームFrの一対の柱部801,801より前方側に離れて配置される。したがって、射出成形機の重心位置もフレームFrの一対の柱部801,801より前方側に離れることになる。
これに対して第1実施形態の射出成形機1では、図3に示すように、突出部303を介して射出装置300とガイド301とを連結させ、スライダ306を射出装置300の後面よりも前方に配置することにより、射出装置300の一部をフレームFrの一対の柱部801,801の間に入り込むよう配置させることができる。つまり、図4に示す従来の構成と比較して、図3に矢印Aで示すように、フレームFrの一対の柱部801,801を、その間隔が射出装置300より大きくなるよう広がり、かつ、射出装置300側に近づけた配置とすることができる。この構成により、射出成形機1を側方から視たときに、射出装置300とスライダ306とを前後方向にラップさせ、かつ、射出装置300とフレームFrとを前後方向にラップさせることができるので、フレームFrの一対の柱部801,801を射出装置300のノズル320へ近づけることができる。このため、ノズル320から成形材料が供給される型締装置100等にも、必然的にフレームFrの一対の柱部801,801を近づけることができ、この結果、射出成形機1の前後方向の寸法を短縮化できる。
射出成形機1の前後方向の寸法短縮化により、射出装置300の自重によりフレームFrに掛かるモーメントも小さくなるので、フレームFrの剛性を下げることができ、図3に示すように、結果的にフレームFr(角パイプ)の前後方向寸法Cが、従来の構成の前後方向寸法Bより小さくなり、射出成形機1のコンパクト化に寄与する。
また、フレームFrの一対の柱部801,801が、射出装置300や、型締装置100等の他の装置の側に近づくことにより、射出成形機1の重心位置Gを従来よりもフレームFrの一対の柱部801,801側に近づけることができる。重心位置GがフレームFrの一対の柱部801,801に近づくことにより、射出成形機1の動作を安定化させることができる。例えば、フレームFrの一対の柱部801,801から射出装置300内のスクリュ330までの水平距離が短くなるので、射出装置300の自重や、スライダ306とガイド301とのガタ、スライダ306の弾性変形によるスクリュ330の倒れ(鉛直方向に対する傾斜)を抑制できる。また、スライドベース302やガイド301に掛かる射出装置300の自重によるモーメントが小さくなるので、射出装置300の昇降動作を滑らかにできる。第1実施形態の射出成形機1は、このような動作安定化の効果によって、ハイサイクル射出成形にも適している。
[第2実施形態]
図5を参照して第2実施形態を説明する。図5は、第2実施形態に係る射出成形機1Aにおける射出装置300とフレームFrとの位置関係を示す平面図である。
図5に示すように、第2実施形態の射出成形機1Aは、射出装置300の一対の突出部303A,303Aと、フレームFrの一対の柱部801,801に設けられる一対のガイド301A,301Aとが、フレームFrの一対の柱部801,801の後面にて連結されている点で、第1実施形態の射出成形機1と異なる。
射出装置300は、射出装置300の後端部にて射出装置300の幅方向両側に突出し、フレームFrの一対の柱部801,801の後面と対向する一対の突出部303A,303Aを備えている。より詳細には、射出装置300のスライドベース302は、スライドベース本体304と、一対のフレーム305A,305Aとを有する。一対のフレーム305A,305Aは、それぞれスライドベース本体304の幅方向両側の側面に設けられている。フレーム305Aは、上下方向と直交する断面形状が略L字状であり、平板状の基端部と、同じく平板状であり基端部から略直角に屈曲する先端部とを有する。フレーム305Aは、基端部がスライドベース本体304の側面と対向して接続され、先端部が基端部の後方側から屈曲して、この側面に対して略垂直に立設する。すなわち、一対の略L字状のフレーム305A,305Aの先端部が、上記の一対の突出部303A,303Aとなる。
一対の突出部303A,303Aは、射出装置300の後端から、フレームFrの一対の柱部801,801の対向方向に沿って立設されている。射出装置300は、一対の突出部303A,303Aの前方側の面に設けられるスライダ306を介して、一対の柱部801,801の後面に設けられる一対のガイド301A,301Aと連結されている。
第2実施形態の射出成形機1Aでは、図5に示すように、突出部303Aを介して射出装置300とガイド301Aとを連結させ、ガイド301Aを柱部801の前面よりも後方(柱部801の後面)に配置することにより、射出装置300の一部をフレームFrの一対の柱部801,801の間に入り込むよう配置させることができる。つまり、図4に示す従来の構成と比較して、フレームFrの一対の柱部801,801を、その間隔が射出装置300より大きくなるよう広がり、かつ、射出装置300側に近づけた配置とすることができる。この構成により、射出成形機1Aを側方から視たときに射出装置300とフレームFrとを前後方向にラップさせることができるので、フレームFrの一対の柱部801,801を射出装置300のノズル320へ近づけることができる。このため、ノズル320から成形材料が供給される型締装置100等にも、必然的にフレームFrの一対の柱部801,801を近づけることができ、この結果、射出成形機1Aの前後方向の寸法を短縮化できる。
射出成形機1Aの前後方向の寸法短縮化により、射出装置300の自重によりフレームFrに掛かるモーメントも小さくなるので、フレームFrの剛性を下げることができ、結果的にフレームFr(角パイプ)の前後方向寸法が小さくなり、射出成形機1Aのコンパクト化に寄与する。
また、フレームFrの一対の柱部801,801が、射出装置300や、型締装置100等の他の装置の側に近づくことにより、射出成形機1Aの重心位置Gを従来よりもフレームFrの一対の柱部801,801側に近づけることができる。重心位置GがフレームFrの一対の柱部801,801に近づくことにより、射出成形機1Aの動作を安定化させることができる。例えば、フレームFrの一対の柱部801,801から射出装置300内のスクリュ330までの水平距離が短くなるので、射出装置300の自重等によるスクリュ330の倒れ(鉛直方向に対する傾斜)を小さくすることができる。また、スライドベース302やガイド301Aに掛かる射出装置300の自重によるモーメントが小さくなるので、射出装置300の昇降動作を滑らかにできる。第2実施形態の射出成形機1Aは、このような動作安定化の効果によって、ハイサイクル射出成形にも適している。
第2実施形態の射出成形機1Aは、さらに、スライドベース302の突出部303Aと、フレームFrの一対の柱部801,801に設けられるガイド301AとをフレームFrの一対の柱部801,801の後面にて連結させる構成とすることにより、射出装置300とフレームFrの一対の柱部801,801とのラップ量を増やし、射出成形機1Aの前後方向の寸法をさらに短縮化できる。また、射出成形機1Aの重心位置GをフレームFr側にさらに近づけることができるので、射出成形機1Aの動作をさらに安定化させることができる。
[第3実施形態]
図6を参照して第3実施形態を説明する。図6は、第3実施形態に係る射出成形機1Bにおける射出装置300とフレームFrとの位置関係を示す平面図である。
図6に示すように、第3実施形態の射出成形機1Bは、一対のフレーム側突出部303B,303BがフレームFrの一対の柱部801,801に設けられている点で、第1実施形態の射出成形機1と異なる。
フレームFrは、一対の柱部801,801の相互の対向面に、中心側へ向かって突出し、射出装置300の後部と対向する一対のフレーム側突出部303B,303Bを備えている。一対のガイド301B,301Bは、それぞれ一対のフレーム側突出部303B,303Bの前方側に設けられている。射出装置300は、射出装置300の後部に設けられるスライダ306を介して一対のガイド301B,301Bと連結されている。つまり、第3実施形態では、射出装置300の構成は、図4を参照して説明した従来の構成と同様であり、フレームFr側の連結構造が従来と変わっている。
第3実施形態の射出成形機1Bでは、図6に示すように、フレームFrの一対の柱部801,801の側面に設けたフレーム側突出部303Bにて射出装置300とガイド301Bとを連結させ、ガイド301Bを柱部801の前面よりも後方に配置することにより、ガイド301Bと柱部801とを前後方向にラップさせることができる。つまり、図4に示す従来の構成(ガイド301が柱部801の前面にある構成)と比較して、フレームFrの一対の柱部801,801を射出装置300側に近づけた配置とすることができる。この構成により、フレームFrの一対の柱部801,801を射出装置300のノズル320へ近づけることができる。このため、ノズル320から成形材料が供給される型締装置100等にも、必然的にフレームFrの一対の柱部801,801を近づけることができ、この結果、射出成形機1Bの前後方向の寸法を短縮化できる。
射出成形機1Bの前後方向の寸法短縮化により、射出装置300の自重によりフレームFrに掛かるモーメントも小さくなるので、フレームFrの剛性を下げることができ、結果的にフレームFr(角パイプ)の前後方向寸法が小さくなり、射出成形機1Bのコンパクト化に寄与する。
また、フレームFrの一対の柱部801,801が、射出装置300や、型締装置100等の他の装置の側に近づくことにより、射出成形機1Bの重心位置Gを従来よりもフレームFrの一対の柱部801,801側に近づけることができる。重心位置GがフレームFrの一対の柱部801,801に近づくことにより、射出成形機1Bの動作を安定化させることができる。例えば、フレームFrの一対の柱部801,801から射出装置300内のスクリュ330までの水平距離が短くなるので、射出装置300の自重等によるスクリュ330の倒れ(鉛直方向に対する傾斜)を小さくすることができる。また、スライドベース302やガイド301Bに掛かる射出装置300の自重によるモーメントが小さくなるので、射出装置300の昇降動作を滑らかにできる。第3実施形態の射出成形機1Bは、このような動作安定化の効果によって、ハイサイクル射出成形にも適している。
なお、第3実施形態では、第1、第2実施形態と同様に、射出装置300側にも射出装置300の幅方向両側に突出する突出部を設け、この突出部にスライダ306を設けてもよい。この場合、スライダ306は、フレーム側突出部303Bの前方側または後方側にてガイドと連結される。
[第4実施形態]
図7を参照して第4実施形態を説明する。図7は、第4実施形態に係る射出成形機1Cにおける射出装置300とフレームFrとの位置関係を示す平面図である。
図7に示すように、第4実施形態の射出成形機1Cは、射出装置300がフレームFrの一対の柱部801,801の側面と連結される点では第3実施形態の射出成形機1Cと共通するが、フレーム側突出部303Bを介さないで連結される点で異なる。
一対のガイド301C,301Cは、フレームFrの一対の柱部801,801の相互の対向面に中心側へ向かって設けられている。射出装置300は、射出装置300の側面に設けられるスライダ306を介して一対のガイド301C,301Cと連結されている。
第4実施形態の射出成形機1Cでは、図7に示すように、射出装置300とガイド301CとをフレームFrの一対の柱部801,801の側面にて連結させる構成とすることにより、スライダ306が射出装置300の後面よりも前方に配置され、また、ガイド301Cが柱部801の前面よりも後方に配置される。これにより、射出装置300の一部をフレームFrの一対の柱部801,801の間に入り込むよう配置させることができる。つまり、図4に示す従来の構成と比較して、フレームFrの一対の柱部801,801を射出装置300側に近づけた配置とすることができる。この構成により、射出成形機1Cを側方から視たときに、射出装置300とスライダ306とを前後方向にラップさせ、かつ、ガイド301Cと柱部801とを前後方向にラップさせることができる。つまり、射出装置300とフレームFrとを前後方向にラップさせることができるので、フレームFrの一対の柱部801,801を射出装置300のノズル320へ近づけることができる。このため、ノズル320から成形材料が供給される型締装置100等にも、必然的にフレームFrの一対の柱部801,801を近づけることができ、この結果、射出成形機1Cの前後方向の寸法を短縮化できる。
射出成形機1Cの前後方向の寸法短縮化により、射出装置300の自重によりフレームFrに掛かるモーメントも小さくなるので、フレームFrの剛性を下げることができ、結果的にフレームFr(角パイプ)の前後方向寸法が小さくなり、射出成形機1Cのコンパクト化に寄与する。
また、フレームFrの一対の柱部801,801が、射出装置300や、型締装置100等の他の装置の側に近づくことにより、射出成形機1Cの重心位置Gを従来よりもフレームFrの一対の柱部801,801側に近づけることができる。重心位置GがフレームFrの一対の柱部801,801に近づくことにより、射出成形機1Cの動作を安定化させることができる。例えば、フレームFrの一対の柱部801,801から射出装置300内のスクリュ330までの水平距離が短くなるので、射出装置300の自重等によるスクリュ330の倒れ(鉛直方向に対する傾斜)を小さくすることができる。また、スライドベース302やガイド301Cに掛かる射出装置300の自重によるモーメントが小さくなるので、射出装置300の昇降動作を滑らかにできる。第4実施形態の射出成形機1Cは、このような動作安定化の効果によって、ハイサイクル射出成形にも適している。
なお、第4実施形態では、第1、第2実施形態と同様に、射出装置300側にも射出装置300の幅方向両側に突出する突出部を設け、この突出部にスライダ306を設けてもよい。この場合、スライダ306は、突出部の前方側または後方側にてガイドと連結される。
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
上記実施形態では、フレームFrが一対の柱部801,801を幅方向に間隔をおいて有し、射出装置300の一部が一対の柱部801,801の間に入り込むよう配置される構成を例示したが、これに限られない。例えば、一対の柱部801,801を連結して、柱部801の前面に対して連結部の前面がX軸負方向側に凹んだ構造の柱状体を用いることもできる。この柱状体はZ軸方向断面の形状が略コの字状となる。この構成の場合、一対の柱部801の間の連結部に単一のガイド301が設けられる。射出装置300は、その一部が柱状体の中央の凹部(連結部)に入り込むよう配置される。
なお、上記実施形態では竪型射出成形機を例示したが、例えば、横型射出成形機に竪型の射出装置を追加した構成など、竪型射出成形機以外の構成にも適用できる。