以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一のまたは対応する構成については同一のまたは対応する符号を付して説明を省略する。
(射出成形機)
図1は、一実施形態による射出成形機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および図2において、X方向、Y方向およびZ方向は互いに垂直な方向である。X方向およびY方向は水平方向を表し、Z方向は鉛直方向を表す。型締装置100が横型である場合、X方向は型開閉方向であり、Y方向は射出成形機10の幅方向である。図1および図2に示すように、射出成形機10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、フレーム900とを有する。以下、射出成形機10の各構成要素について説明する。
(型締装置)
型締装置100の説明では、型閉時の可動プラテン120の移動方向(図1および図2中右方向)を前方とし、型開時の可動プラテン120の移動方向(図1および図2中左方向)を後方として説明する。
型締装置100は、金型装置800の型閉、型締、型開を行う。型締装置100は、例えば横型であって、型開閉方向が水平方向である。型締装置100は、固定プラテン110、可動プラテン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。
固定プラテン110は、フレーム900に対し固定される。固定プラテン110における可動プラテン120との対向面に固定金型810が取付けられる。
可動プラテン120は、フレーム900に対し型開閉方向に移動自在とされる。フレーム900上には、可動プラテン120を案内するガイド101が敷設される。可動プラテン120における固定プラテン110との対向面に可動金型820が取付けられる。
固定プラテン110に対し可動プラテン120を進退させることにより、型閉、型締、型開が行われる。固定金型810と可動金型820とで金型装置800が構成される。
トグルサポート130は、固定プラテン110と間隔をおいて連結され、フレーム900上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、トグルサポート130は、フレーム900上に敷設されるガイドに沿って移動自在とされてもよい。トグルサポート130のガイドは、可動プラテン120のガイド101と共通のものでもよい。
尚、本実施形態では、固定プラテン110がフレーム900に対し固定され、トグルサポート130がフレーム900に対し型開閉方向に移動自在とされるが、トグルサポート130がフレーム900に対し固定され、固定プラテン110がフレーム900に対し型開閉方向に移動自在とされてもよい。
タイバー140は、固定プラテン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4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、歪ゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、または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、可動プラテン120とトグルサポート130との間に配設され、トグルサポート130に対し可動プラテン120を型開閉方向に移動させる。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は可動プラテン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を進退させると、第1リンク152および第2リンク153が屈伸し、トグルサポート130に対し可動プラテン120が進退する。
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、トグルサポート130に取付けられており、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を進退させることにより、第1リンク152および第2リンク153を屈伸させ、トグルサポート130に対し可動プラテン120を進退させる。型締モータ160は、運動変換機構170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170に連結されてもよい。
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。
型締装置100は、制御装置700による制御下で、型閉工程、型締工程、および型開工程などを行う。
型閉工程では、型締モータ160を駆動してクロスヘッド151を設定速度で型閉完了位置まで前進させることにより、可動プラテン120を前進させ、可動金型820を固定金型810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。尚、クロスヘッド151の位置を検出するクロスヘッド位置検出器、およびクロスヘッド151の速度を検出するクロスヘッド速度検出器は、型締モータエンコーダ161に限定されず、一般的なものを使用できる。また、可動プラテン120の位置を検出する可動プラテン位置検出器、および可動プラテン120の速度を検出する可動プラテン速度検出器は、型締モータエンコーダ161に限定されず、一般的なものを使用できる。
型締工程では、型締モータ160をさらに駆動してクロスヘッド151を型閉完了位置から型締位置までさらに前進させることで型締力を生じさせる。型締時に可動金型820と固定金型810との間にキャビティ空間801(図2参照)が形成され、射出装置300がキャビティ空間801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801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を駆動してクロスヘッド151を設定速度で型開完了位置まで後退させることにより、可動プラテン120を後退させ、可動金型820を固定金型810から離間させる。その後、エジェクタ装置200が可動金型820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(型閉開始位置、速度切替位置、型閉完了位置、および型締位置を含む)、型締力は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型閉開始位置、速度切替位置、型閉完了位置、および型締位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、速度が設定される。速度切替位置は、1つでもよいし、複数でもよい。速度切替位置は、設定されなくてもよい。型締位置と型締力とは、いずれか一方のみが設定されてもよい。
型開工程における設定条件も同様に設定される。例えば、型開工程におけるクロスヘッド151の速度や位置(型開開始位置、速度切替位置、および型開完了位置を含む)は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型開開始位置、速度切替位置、および型開完了位置は、前側から後方に向けて、この順で並び、速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、速度が設定される。速度切替位置は、1つでもよいし、複数でもよい。速度切替位置は、設定されなくてもよい。型開開始位置と型締位置とは同じ位置であってよい。また、型開完了位置と型閉開始位置とは同じ位置であってよい。
尚、クロスヘッド151の速度や位置などの代わりに、可動プラテン120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)や可動プラテンの位置の代わりに、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可動プラテン120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800の交換や金型装置800の温度変化などにより金型装置800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、例えば可動金型820が固定金型810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、固定プラテン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、固定プラテン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の後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の固定プラテン110に対する位置を調整し、固定プラテン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が固定プラテン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が固定プラテン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が固定プラテン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が固定プラテン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。尚、トグルサポート130の位置を検出するトグルサポート位置検出器、および間隔Lを検出する間隔検出器は、型厚調整モータエンコーダ184に限定されず、一般的なものを使用できる。
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、本実施形態の型締装置100は、型開閉方向が水平方向である横型であるが、型開閉方向が上下方向である竪型でもよい。竪型の型締装置は、下プラテン、上プラテン、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。下プラテンと上プラテンのうち、いずれか一方が固定プラテン、残りの一方が可動プラテンとして用いられる。下プラテンには下金型が取付けられ、上プラテンには上金型が取付けられる。下金型と上金型とで金型装置が構成される。下金型は、ロータリーテーブルを介して下プラテンに取付けられてもよい。トグルサポートは、下プラテンの下方に配設され、タイバーを介して上プラテンと連結される。タイバーは、上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。トグル機構は、トグルサポートと下プラテンとの間に配設され、可動プラテンを昇降させる。型締モータは、トグル機構を作動させる。型締装置が竪型である場合、タイバーの本数は通常3本である。尚、タイバーの本数は特に限定されない。
尚、本実施形態の型締装置100は、駆動源として、型締モータ160を有するが、型締モータ160の代わりに、油圧シリンダを有してもよい。また、型締装置100は、型開閉用にリニアモータを有し、型締用に電磁石を有してもよい。
(エジェクタ装置)
エジェクタ装置200の説明では、型締装置100の説明と同様に、型閉時の可動プラテン120の移動方向(図1および図2中右方向)を前方とし、型開時の可動プラテン120の移動方向(図1および図2中左方向)を後方として説明する。
エジェクタ装置200は、金型装置800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、可動プラテン120に取付けられる。エジェクタモータ210は、詳細は後述するが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構220に連結される。
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、可動プラテン120の貫通穴において進退自在とされる。エジェクタロッド230の前端部は、可動金型820の内部に進退自在に配設される可動部材830と接触する。エジェクタロッド230の前端部は、可動部材830と連結されていても、連結されていなくてもよい。
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前進させることにより、可動部材830を前進させ、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を設定速度で後退させ、可動部材830を元の待機位置まで後退させる。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。尚、エジェクタロッド230の位置を検出するエジェクタロッド位置検出器、およびエジェクタロッド230の速度を検出するエジェクタロッド速度検出器は、エジェクタモータエンコーダ211に限定されず、一般的なものを使用できる。
(射出装置)
射出装置300の説明では、型締装置100の説明やエジェクタ装置200の説明とは異なり、充填時のスクリュ330の移動方向(図1および図2中左方向)を前方とし、計量時のスクリュ330の移動方向(図1および図2中右方向)を後方として説明する。
射出装置300は、フレーム900に対し進退自在なスライドベース301に設置され、金型装置800に対し進退自在とされる。射出装置300は、金型装置800にタッチし、金型装置800内のキャビティ空間801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、および圧力検出器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。成形材料は、例えば樹脂などを含む。成形材料は、例えばペレット状に形成され、固体の状態で供給口311に供給される。供給口311はシリンダ310の後部に形成される。シリンダ310の後部の外周には、水冷シリンダなどの冷却器312が設けられる。冷却器312よりも前方において、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中左右方向)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の前端部に設けられ、金型装置800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進退自在に配設される。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前方に送られる。成形材料は、前方に送られながら、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の前方に送られシリンダ310の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ330が後退させられる。その後、スクリュ330を前進させると、スクリュ330前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800内に充填される。
スクリュ330の前部には、スクリュ330を前方に押すときにスクリュ330の前方から後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が進退自在に取付けられる。
逆流防止リング331は、スクリュ330を前進させるときに、スクリュ330前方の成形材料の圧力によって後方に押され、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に対し相対的に後退する。これにより、スクリュ330前方に蓄積された成形材料が後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前方に送られる成形材料の圧力によって前方に押され、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に対し相対的に前進する。これにより、スクリュ330の前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進退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を進退させる。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を進退させる駆動源は、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、計量工程、充填工程、および保圧工程などを行う。
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前方に送る。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の前方に送られシリンダ310の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ330が後退させられる。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。尚、スクリュ330の回転数を検出するスクリュ回転数検出器は、計量モータエンコーダ341に限定されず、一般的なものを使用できる。
計量工程では、スクリュ330の急激な後退を制限すべく、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後退し、スクリュ330の前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。
充填工程では、射出モータ350を駆動してスクリュ330を設定速度で前進させ、スクリュ330の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置800内のキャビティ空間801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の微速前進または微速後退が行われてもよい。また、スクリュ330の位置を検出するスクリュ位置検出器、およびスクリュ330の速度を検出するスクリュ速度検出器は、射出モータエンコーダ351に限定されず、一般的なものを使用できる。
保圧工程では、射出モータ350を駆動してスクリュ330を前方に押し、スクリュ330の前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800に向けて押す。金型装置800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800内のキャビティ空間801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801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801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801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。
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進退自在に配設され、射出シリンダ内にはプランジャが進退自在に配設される。
また、本実施形態の射出装置300は、シリンダ310の軸方向が水平方向である横型であるが、シリンダ310の軸方向が上下方向である竪型であってもよい。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。同様に、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。
(移動装置)
移動装置400の説明では、射出装置300の説明と同様に、充填時のスクリュ330の移動方向(図1および図2中左方向)を前方とし、計量時のスクリュ330の移動方向(図1および図2中右方向)を後方として説明する。
移動装置400は、金型装置800に対し射出装置300を進退させる。また、移動装置400は、金型装置800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、液圧ポンプ410、駆動源としてのモータ420、液圧アクチュエータとしての液圧シリンダ430などを含む。
液圧ポンプ410は、第1ポート411と、第2ポート412とを有する。液圧ポンプ410は、両方向回転可能なポンプであり、モータ420の回転方向を切り替えることにより、第1ポート411および第2ポート412のいずれか一方から作動液(例えば油)を吸入し他方から吐出して液圧を発生させる。尚、液圧ポンプ410はタンクから作動液を吸引して第1ポート411および第2ポート412のいずれか一方から作動液を吐出することもできる。
モータ420は、液圧ポンプ410を作動させる。モータ420は、制御装置700からの制御信号に応じた回転方向および回転トルクで液圧ポンプ410を駆動する。モータ420は、電動モータであってよく、電動サーボモータであってよい。
液圧シリンダ430は、シリンダ本体431、ピストン432、およびピストンロッド433を有する。シリンダ本体431は、射出装置300に対して固定される。ピストン432は、シリンダ本体431の内部を、第1室としての前室435と、第2室としての後室436とに区画する。ピストンロッド433は、固定プラテン110に対して固定される。
液圧シリンダ430の前室435は、第1流路401を介して、液圧ポンプ410の第1ポート411と接続される。第1ポート411から吐出された作動液が第1流路401を介して前室435に供給されることで、射出装置300が前方に押される。射出装置300が前進され、ノズル320が固定金型810に押し付けられる。前室435は、液圧ポンプ410から供給される作動液の圧力によってノズル320のノズルタッチ圧力を生じさせる圧力室として機能する。
一方、液圧シリンダ430の後室436は、第2流路402を介して液圧ポンプ410の第2ポート412と接続される。第2ポート412から吐出された作動液が第2流路402を介して液圧シリンダ430の後室436に供給されることで、射出装置300が後方に押される。射出装置300が後退され、ノズル320が固定金型810から離間される。
尚、本実施形態では移動装置400は液圧シリンダ430を含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、液圧シリンダ430の代わりに、電動モータと、その電動モータの回転運動を射出装置300の直線運動に変換する運動変換機構とが用いられてもよい。
(制御装置)
制御装置700は、例えばコンピュータで構成され、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、型締工程、および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」または「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。
一回の成形サイクルは、例えば、計量工程、型閉工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、型開工程、および突き出し工程をこの順で有する。ここでの順番は、各工程の開始の順番である。充填工程、保圧工程、および冷却工程は、型締工程の開始から型締工程の終了までの間に行われる。型締工程の終了は型開工程の開始と一致する。尚、成形サイクル時間の短縮のため、同時に複数の工程を行ってもよい。例えば、計量工程は、前回の成形サイクルの冷却工程中に行われてもよく、この場合、型閉工程が成形サイクルの最初に行われることとしてもよい。また、充填工程は、型閉工程中に開始されてもよい。また、突き出し工程は、型開工程中に開始されてもよい。ノズル320の流路を開閉する開閉弁が設けられる場合、型開工程は、計量工程中に開始されてもよい。計量工程中に型開工程が開始されても、開閉弁がノズル320の流路を閉じていれば、ノズル320から成形材料が漏れないためである。
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10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10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。
(エジェクタ装置の詳細)
図3は、一実施形態によるエジェクタ装置の待機時の状態を示す図である。図4は、一実施形態によるエジェクタ装置の成形品突き出し時の状態を示す図である。
エジェクタ装置200は、可動プラテン120に取付けられる。可動プラテン120は、可動金型820が取付けられる可動プラテン本体部121と、第1リンク152のピンが取付けられる可動プラテンリンク取付部125とを有する。可動プラテン本体部121と可動プラテンリンク取付部125とは、鋳造などで一体に形成されてよい。
可動プラテン本体部121は、型開閉方向視で略矩形状に形成される板状部を有する。板状部の4つの隅部には、タイバー140に沿って切欠きが形成されてよい。切欠きの代わりに、タイバー140が挿し通される貫通穴が形成されてもよい。板状部は、エジェクタロッド230が挿し通される貫通孔122を複数有する。可動プラテン120に設けられる貫通孔122の数および配置は、JIS(日本工業規格)などの規格で決められている。貫通孔122の数および配置は、可動プラテン120の大きさなどで変わる。
尚、可動プラテン本体部121は、板状部の他に、板状部の外周縁部から後方に突出する筒状部をさらに有してもよい。筒状部は、型開閉方向視で四角枠状に形成され、エジェクタ装置200の少なくとも一部を収容する空間を内部に形成する。
可動プラテンリンク取付部125は、可動プラテン本体部121におけるトグルサポート130との対向面(後面)に、例えば上下一対設けられる。各可動プラテンリンク取付部125の先端部には貫通穴が形成され、その貫通穴にピンが挿通されることで、ピンを介して第1リンク152が可動プラテンリンク取付部125に揺動自在に取付けられる。
エジェクタ装置200は、図3および図4に示すように、例えばエジェクタモータ210、運動変換機構220、エジェクタロッド230、クロスヘッド240、マグネットクランプ250および検出部である近接センサ260などを有する。
エジェクタモータ210は、可動プラテン120に対し固定される。エジェクタモータ210の回転運動は、ベルトやプーリを介して運動変換機構220に伝達されるが、直接に運動変換機構220に伝達されてもよい。
運動変換機構220は、エジェクタモータ210の回転運動をクロスヘッド240の直線運動に変換する。クロスヘッド240の直線運動は、エジェクタロッド230に伝達される。
運動変換機構220は、ねじ軸221と、ねじ軸221に螺合されるねじナット222とを有する。ねじ軸221とねじナット222の間には、ボールまたはローラが介在してよい。ねじ軸221は、可動プラテン本体部121の後方に可動プラテン本体部121と所定の間隔をおいて設けられる取付板223を貫通し、前端部においてクロスヘッド240に固定される。一方、ねじナット222は、取付板223によって回転自在に且つ進退不能に保持される。
エジェクタモータ210を駆動してねじナット222を回転させると、ねじ軸221やクロスヘッド240が進退する。尚、ねじ軸221やねじナット222の配置は特に限定されない。例えば、ねじ軸221が取付板223に回転自在に且つ進退不能に保持され、ねじナット222がクロスヘッド240に固定されてもよい。この場合、エジェクタモータ210を駆動してねじ軸221を回転させると、ねじナット222やクロスヘッド240が進退する。
クロスヘッド240は、取付板223と可動プラテン本体部121との間に架け渡されるガイドロッド241に沿って進退自在とされる。ガイドロッド241は、クロスヘッド240の回転防止のため、複数本設けられてよい。尚、ガイドロッド241は、取付板223と可動プラテン本体部121のいずれか一方に片持ち支持されてもよい。
エジェクタロッド230は、クロスヘッド240の可動プラテン本体部121側の主面に設けられている取付け部240aに取付けられる。取付け部240aにはねじ穴が形成され、エジェクタロッド230の後端部は、ねじ軸となっている。エジェクタロッド230は、その後端部を取付け部240aに螺合させることで取付けられる。エジェクタロッド230は、可動プラテン120(より詳細には可動プラテン本体部121)を前後方向に貫通する貫通孔122において進退自在とされ、クロスヘッド240の進退に伴い進退させられる。エジェクタロッド230の本数は、図3および図4では2本であるが、1本でもよいし、3本以上でもよい。
エジェクタロッド230の前端部は、可動金型820の貫通孔820aを通って、可動金型820の内部に進退自在に配設される可動部材830と接触する。エジェクタロッド230の前端部は、可動部材830と連結されていないが、可動部材830と連結されていてもよい。尚、エジェクタロッド230の前端部が可動部材830と連結されている場合、ばね840は無くてもよい。
エジェクタロッド230の軸方向と、貫通孔820aの孔軸の軸方向とは、X軸方向(図1〜図4中の左右方向)である。貫通孔820aの孔軸は、エジェクタロッド230の軸方向に伸びる直線と略同一直線上にある。同一直線とは、貫通孔820aの孔軸が、エジェクタロッド230の軸方向に伸びる直線と完全に同じ直線上であることに限定されず、誤差程度のずれは許容される。
エジェクタモータ210を駆動してエジェクタロッド230を前進させると、可動部材830が前進して、成形品を可動金型820から突き出す。
マグネットクランプ250は、板状に形成された部材であり、可動プラテン本体部121の固定プラテン110側の主面に設けられている。マグネットクランプ250は、その内部に、可動金型820を取付ける主面(金型取付面)に可動金型820を取付ける磁力を発生させる複数の磁石を有する。磁石としては、電磁石などが用いられる。マグネットクランプ250は、可動金型820の取付け時および解除時に、外部の電源からマグネットクランプ250内の磁石に電流を供給することにより、金型取付面に磁力を発生させたり、磁力を消去できる。磁力の発生または消去を行うことで、マグネットクランプ250は、金型取付面で可動金型820を取付けたり、固定を解除できる。
マグネットクランプ250は、可動プラテン120の貫通孔122の孔軸と同一直線上に貫通孔250aを有する。貫通孔250aの数および配置は、貫通孔122の数および配置と同様である。
近接センサ260は、クロスヘッド240の可動プラテン本体部121側の主面に設けられている。図5に示すように、近接センサ260は、エジェクタロッド230の取付け部240aの近傍に設けられている。近接センサ260は、エジェクタロッド230が取付け部240aに取付けられた時に、近接センサ260がエジェクタロッド230と非接触となるように、クロスヘッド240の可動プラテン120側の主面に設けられる。
近接センサ260は、エジェクタロッド230が取付け部240aに取付けられた場合には、エジェクタロッド230を検出して、検出信号を制御装置700に送信する。それぞれの取付け部240aの近傍に近接センサ260が設けられることで、それぞれの取付け部240aにエジェクタロッド230が取付けられているか否かを確認できる。これにより、エジェクタロッド230がクロスヘッド240に取付けられている位置を検出できる。尚、検出信号は、エジェクタロッド230を検出した場合に限定されず、エジェクタロッド230が取付け部240aに取付けられていない場合に制御装置700に送信されてもよい。制御装置700は、エジェクタロッド230が取付けられていない取付け部240aから検出信号を受信することで、エジェクタロッド230が取付けられていないことを確認できる。そのため、制御装置700は、エジェクタロッド230がクロスヘッド240に取付けられている位置を検出できる。
近接センサ260には、光学式センサまたは磁気センサなど、種々の方式のものを採用できる。
尚、非接触式の近接センサ260の代わりに、接触式のスイッチでもよい。
金型装置800は、固定プラテン110に取付けられる固定金型810と、可動プラテン120に取付けられる可動金型820とを有する。図3に示すように、型締時に固定金型810と可動金型820との間にキャビティ空間801が形成される。成形材料2は、固定金型810に形成されるスプルー811、スプルー811の終端部で分岐するランナー812、およびランナー812の終端部に設けられるゲート813を経て、キャビティ空間801に至る。
金型装置800は、可動金型820の内部に進退自在に配設される可動部材830を有する。可動部材830は、図3に示すように、前後方向に対し垂直な板状のエジェクタプレート831と、エジェクタプレート831から前方に延びる棒状のエジェクタピン832とを有する。
エジェクタプレート831は、エジェクタプレート831よりも後方に配置されるエジェクタロッド230によって前方に押される。また、エジェクタプレート831は、エジェクタプレート831よりも前方に配置されるばね840によって後方に押される。
エジェクタピン832は、エジェクタプレート831から前方に延びて、可動金型820を貫通する。エジェクタピン832の前端部には、図3に示すようにランナー812を流れる成形材料2が抱き付いて固化する。エジェクタピン832は、ランナー812で固化した成形材料2の突き出しに用いられる。
制御装置700は、エジェクタロッドの進退を制御している。制御装置700は、金型装置800の型開の後に、エジェクタロッド230を図4に示す突き出し位置まで前進させる。これにより、可動部材830が前進させられ、成形品が可動金型820から突き出される。その後、制御装置700は、エジェクタロッド230を可動金型820の貫通孔820aおよびマグネットクランプ250の貫通孔250aから退出させる。そして、制御装置700は、エジェクタロッド230の前端部が可動プラテン本体部121の前面よりも後方に位置するところまで、エジェクタロッド230を後退させる。これにより、エジェクタロッド230は、図3に示す待機位置まで後退する。
エジェクタロッド230を図4に示す突き出し位置まで前進させるとき、エジェクタロッド230は、可動プラテン本体部121の前面から前方に突出し、マグネットクランプ250の貫通孔250aおよび可動金型820の貫通孔820aに挿入される。そして、貫通孔820aに挿入されたエジェクタロッド230は、その前端部がエジェクタプレート831に当たり、エジェクタピン832を前進させる。
図6は、一実施形態による制御装置の構成要素を機能ブロックで示す図である。図6に図示される各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部または一部を、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUにて実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。
制御装置700は、記憶部711、取得部712、照合部713、および停止部714を含み、エジェクタロッド230の進退を制御できる。
記憶部711は、クロスヘッド240に対するエジェクタロッド230の取付けに関する情報を記憶する。前記情報としては、金型装置800ごとの孔位置情報711Aやエジェクタロッド230の長さなどの金型情報が含まれる。
金型情報は、例えば、金型装置800の外側に張り付けられた二次元コードなどの識別情報をリーダで読み込ませて制御装置700に送ることで認識できる。
孔位置情報711Aは、可動金型820が可動プラテン12に取付けられた時の可動金型820の貫通孔820aの位置を規定する情報を含む。
図7に、孔位置情報711Aに記憶されている、可動金型820の貫通孔820aの孔位置情報の一例を示す。図7に示すように、可動金型820の貫通孔820aの位置は、孔位置情報711Aに、H1およびH2として記録される。
取得部712は、クロスヘッド240に対するエジェクタロッド230の取付けに関する情報を取得する。前記情報としては、エジェクタロッド230の取付け位置情報を含む取付け情報が含まれる。取付け情報は、エジェクタロッド230の取付け位置情報の他に、エジェクタロッド230の長さなどに関する情報を含む。取付け位置情報とは、取付け部240aに取付けられたエジェクタロッド230の取付け位置に関する情報であり、本実施形態では、取付け位置情報は、近接センサ260の検出信号から取得できる。取得部712は、エジェクタロッド230の取付け位置情報として、近接センサ260から送信される検出信号を取得する。
照合部713は、記憶部711に記憶されている情報と、取得部712で取得された情報とを照合する。本実施形態では、照合部713は、記憶部711に記憶されている、エジェクタロッド230が取付けられる位置の情報(孔位置情報711A)と、取得部712が取得した、エジェクタロッド230の取付位置の情報(エジェクタロッド230の取付け位置情報)を含む取付け情報とを照合する。エジェクタロッド230が取付けられる位置とは、孔位置情報711Aで位置が規定された可動金型820の貫通孔820aの孔軸と同一直線上の位置に配置される第1取付け部である。本実施形態では、照合部713は、孔位置情報711Aと取付け位置情報とに基づいて、クロスヘッド240の取付け部240aのうち、エジェクタロッド230が取付けられる位置である第1取付け部にエジェクタロッド230が取付けられていることを確認する。
また、照合部713は、記憶部711に記憶されているエジェクタロッド230が取り付けられない位置の情報と、取得部712で取得したエジェクタロッド230の取付位置の情報と、を照合する。エジェクタロッド230が取り付けられない位置とは、孔位置情報711Aで位置が規定された可動金型820の貫通孔820aの孔軸の直線上からずれた位置に配置される第2取付け部である。本実施形態では、照合部713は、クロスヘッド240の取付け部240aのうち、エジェクタロッド230が取り付けられない位置である第2取付け部にはエジェクタロッド230が取付けられていないことを確認する。
第1取付け部は、クロスヘッド240の、貫通孔820aの孔軸と同一直線上の位置に配置されているので、クロスヘッド240の取付け部240aのうち、エジェクタロッド230が取付けられるべき位置にある。
第2取付け部は、クロスヘッド240の、貫通孔820aの孔軸の直線上からずれた位置に配置されているので、クロスヘッド240の取付け部240aのうち、エジェクタロッド230が取付けられるべきでない位置にある。
エジェクタロッド230は、可動プラテン120の貫通孔122およびマグネットクランプ250の貫通孔250aのうち、それぞれの孔軸が第1取付け部または第2取付け部と同一直線上の位置に配置される貫通孔を通して、クロスヘッド240の取付け部240aに取付けられる。
可動プラテン120の貫通孔122の数および配置は、JISなどの規格で決まっている。マグネットクランプ250の貫通孔250aの数および配置は、貫通孔122の数および配置と同じであり、貫通孔250aは、マグネットクランプ250に貫通孔122の孔軸と同一直線上に配置されている。そして、貫通孔122および貫通孔250aは、エジェクタロッド230の軸方向に、クロスヘッド240の取付け部240aと同一直線上にある。一方、可動金型820の貫通孔820aは、貫通孔122および貫通孔250aの孔軸と同一直線上にあるが、貫通孔820aの数は、貫通孔122および貫通孔250aの数よりも少ない。
そのため、クロスヘッド240の取付け部240aは、可動金型820の貫通孔820aの孔軸の直線上に配置された、取付けられるべき位置と、貫通孔820aの孔軸の直線上からずれた位置に配置された、取付けてはいけない位置とになる。取付けられるべき位置が、第1取付け部の位置となり、取付けてはいけない位置が第2取付け部の位置となる。
可動プラテン120の貫通孔122の位置の一例を図8に示し、マグネットクランプ250の貫通孔250aの位置の一例を図9に示す。図8に示すように、可動プラテン120の貫通孔122が、PH1〜PH5の位置に設けられ、図9に示すように、マグネットクランプ250の貫通孔250aが、PM1〜PM5の位置に設けられているとする。孔位置情報711Aで位置が規定された可動金型820の貫通孔820aが、図7に示すH1およびH2の位置であるとする。このとき、H1およびH2の位置にある貫通孔820aの孔軸と同一直線上に配置される、可動プラテン120の貫通孔122は、PH1およびPH3でとなり、マグネットクランプ250の貫通孔250aは、PM1およびPM3となる。
そのため、エジェクタロッド230が、PH1およびPH3の位置の貫通孔122と、PM1およびPM3の位置の貫通孔250aを通してクロスヘッド240に取付けられている時は、エジェクタロッド230は第1取付け部に取付けられていることになる。一方、エジェクタロッド230が、PH2、PH4、およびPH5の位置の貫通孔122と、PM2、PM4、およびPM5の位置の貫通孔250aを通してクロスヘッド240に取付けられている時は、エジェクタロッド230は第2取付け部に取付けられていることになる。
エジェクタロッド230を、エジェクタロッド230の進退方向視において可動金型820から見た時の状態は、表示装置760に表示させることができる。取付け部240aのうち、全ての第1取付け部にエジェクタロッド230が取付けられていると判断した場合には、制御装置700は、表示装置760の画面にOKのマークを表示させてもよい。制御装置700は、取付け部240aのうち、いずれかの第2取付け部にエジェクタロッド230が取付けられていると判断した場合には、表示装置760の画面にNGのマークを表示させたり、音を発生させることなどによって、作業員に報知してもよい。
停止部714は、照合部713によって、エジェクタロッド230が第2取付け部に設置されていると判断した場合に、エジェクタロッド230を可動プラテン120の貫通孔122およびマグネットクランプ250の貫通孔250aを貫通させた状態を維持させる。そして、エジェクタロッド230の前端部を可動プラテン本体部121よりも前方に出した上で、後方に移動しないように、エジェクタロッド230を停止させる動作を実行する機能を有する。エジェクタロッド230は、エジェクタロッド230の前端部が可動プラテン本体部121よりも前方に出ている状態で後方に移動しないように停止しているので、エジェクタロッド230を回して取外すことができる。そのため、エジェクタロッド230が、クロスヘッド240の取付け部240aのうち、第2取付け部に取付けられている場合には、エジェクタロッド230を第2取付け部から第1取付け部に取付け位置を変更できる。
(エジェクタロッド230の取付け状態の確認方法)
次に、射出成形機10を用いて、射出成形機10に取付けてある金型装置800を交換する場合に、クロスヘッド240に取付けられているエジェクタロッド230を付け替える時の、エジェクタロッド230の取付け状態を確認する方法について、図10を参照して説明する。図10取付けられては、エジェクタロッド230の取付け状態を確認する方法を説明するフローチャートである。尚、図10の説明では、射出成形機10の型締装置100に既に取付けてあり、取り外される金型装置800を、前の金型装置といい、型締装置100に新たに取付けられる金型装置800を、次の金型装置という。
型締装置100から前の金型装置800を取り外して、次の金型装置800を取付けるに当たり、まず、前の金型装置800を取り外す。その後、前の金型装置800が取り外されている状態で、エジェクタモータ210を駆動して、クロスヘッド240を前進させる(ステップS11)。クロスヘッド240に既に取付けていたエジェクタロッド230は、可動プラテン本体部121の貫通孔122およびマグネットクランプ250の貫通孔250aを通過し、マグネットクランプ250の貫通孔250aよりも前方に突出する。前の金型装置800は既に取り外されており、エジェクタロッド230の前端部は可動プラテン本体部121よりも前方に突出している。そのため、作業員の手により手動で、クロスヘッド240に取付けていたエジェクタロッド230を回して取付け部240aから外し、クロスヘッド240から取り出すことができる。
続いて、制御装置700は、次の金型装置800の金型条件を取得して、得られた金型条件から、孔位置情報711Aを取得する(ステップS12)。金型条件は、次の金型装置800の外側に張り付けられた二次元コードなどの識別情報をリーダで読み込んで制御装置700に送信されることで、制御装置700で取得される。
続いて、前進させたクロスヘッド240の可動プラテン本体部121側の主面に設けられているエジェクタロッド230の取付け部240aに取付けていたエジェクタロッド230を取り外す。そして、取付け部240aのうち、次の金型装置800の可動金型820の貫通孔820aに対応する位置にある取付け部240aに、エジェクタロッド230の後端部を螺合させて、取付け部240aに取付けるエジェクタロッド230の位置を変更する(ステップS13)。
続いて、エジェクタロッド230の取付け位置情報を含む取付け情報を制御装置700で取得する。取付け情報は、上述の通り、エジェクタロッド230の取付け位置情報、およびエジェクタロッド230の長さなどに関する情報を含む。取付け位置情報は、取付け部240aに取付けられたエジェクタロッド230の取付け位置に関する情報である。本実施形態では、クロスヘッド240の取付け部240aの近傍に設置されている近接センサ260から送信される検出信号を制御装置700で受信する。制御装置700は、近接センサ260から送信された検出信号に基づいて、エジェクタロッド230の取付け位置情報を取得する(ステップS14)。
続いて、制御装置700は、孔位置情報711Aと、取得部712が取得したエジェクタロッド230の取付け情報とを照合する(ステップS15)。制御装置700は、クロスヘッド240に取付けた、全てのエジェクタロッド230が、クロスヘッド240の第1取付け部と、第2取付け部とのいずれに取付けられているか照合する。
可動プラテン120の貫通孔122およびマグネットクランプ250の貫通孔250aの数および配置は、上述の通り、それぞれ同じであり、貫通孔122の孔軸と貫通孔250aの孔軸とは、同一直線上にあり、クロスヘッド240の取付け部240aに位置する。一方、可動金型820の貫通孔820aは、貫通孔122および貫通孔250aの孔軸と同一直線上に配置されているが、貫通孔820aの数は、貫通孔122および貫通孔250aの数よりも少ない。そのため、クロスヘッド240の取付け部240aは、第1取付け部と、第2取付け部とのいずれかになる。
制御装置700は、クロスヘッド240の取付け部240aのうち、全ての第1取付け部にエジェクタロッド230が取付けられているか否か確認する(ステップS16)。
例えば、可動金型820の貫通孔820aが、図7に示すH1およびH2の2か所の位置であるとする。この場合、図7に示すH1およびH2の位置にある貫通孔820aの孔軸と同一直線上にある、可動プラテン120の貫通孔122は、図8に示すPH1およびPH3の位置となり、マグネットクランプ250の貫通孔250aは、図9に示すPM1およびPM3の位置となる。
貫通孔122および貫通孔250aに挿入して取付け部240aに取付けられたエジェクタロッド230を、エジェクタロッド230の進退方向視において可動金型820側から見た時の状態を、図11に示す。図11に示すように、エジェクタロッド230が、PM1およびPM3と、PH1(図8参照)およびPH3(図8参照)に挿入されて取付け部240aに取付けられているとする。この場合には、制御装置700は、エジェクタロッド230が、クロスヘッド240の取付け部240aのうち、第1取付け部で取付けられていると判断する。射出成形機10に次の金型装置800を取付けて、エジェクタロッド230を可動金型820側に前進させても、エジェクタロッド230は可動金型820に衝突しない。
一方、図7に示すH1およびH2の位置にある貫通孔820aの孔軸からずれた位置に配置された、可動プラテン120の貫通孔122は、図8に示すPH2、PH4、およびPH5の位置となる。同様に、図7に示すH1およびH2の位置にある貫通孔820aの孔軸からずれた位置に配置された、マグネットクランプ250の貫通孔250aは、図9に示すPM2、PM4、およびPM5の位置となる。
貫通孔122および貫通孔250aに挿入して取付け部240aに取付けられたエジェクタロッド230を、エジェクタロッド230の進退方向視において可動金型820側から見た時の状態を、図12に示す。図12に示すように、エジェクタロッド230が、PM4およびPH4(図7参照)と、PM5およびPH5(図7参照)とに挿入されて取付け部240aに取付けられているとする。この場合には、制御装置700は、エジェクタロッド230が、クロスヘッド240の取付け部240aのうち、第2取付け部で取付けられていると判断する。射出成形機10に次の金型装置800を取付けて、エジェクタロッド230を可動金型820側に前進させると、エジェクタロッド230は可動金型820に衝突する。
図11および図12に示すような、エジェクタロッド230を、エジェクタロッド230の進退方向視において可動金型820から見た時の状態は、表示装置760に表示できる。表示装置760は、図11に示すように、取付け部240aのうち、全ての第1取付け部にエジェクタロッド230が取付けられていると判断した場合には、画面にOKのマークを表示できる。表示装置760は、図12に示すように、取付け部240aのうち、いずれかの第2取付け部にエジェクタロッド230が取付けられていると判断した場合には、画面にNGのマークを表示できる。
ステップS16において、制御装置700は、取付け部240aのうち、全ての第1取付け部にエジェクタロッド230が取付けられていると判断した場合には、制御装置700は、取付け部240aのうち、全ての第2取付け部にエジェクタロッド230が取付けられていないか確認する(ステップS17)。
ステップS17において、制御装置700は、取付け部240aのうち、全ての第2取付け部にエジェクタロッド230が取付けられていないと判断した場合には、エジェクタモータ210を駆動して、クロスヘッド240を後退させる。エジェクタロッド230は、クロスヘッド240に取付けられているため、クロスヘッド240の後退に併せて後退する。制御装置700は、クロスヘッド240を、エジェクタロッド230を可動金型820の貫通孔820aおよびマグネットクランプ250の貫通孔250aから退出させる。そして、エジェクタロッド230は、エジェクタロッド230の前端部が可動プラテン本体部121の前面よりも後方に位置するところまで後退させる(ステップS18)。
その後、次の金型装置800を型締装置100に取付ける。
一方、ステップS16において、制御装置700は、取付け部240aのうち、全ての第1取付け部にエジェクタロッド230が取付けられていないと判断した場合には、制御装置700は、エジェクタモータ210を駆動させないようにしてクロスヘッド240の停止状態を維持する。そして、エジェクタロッド230が可動プラテン120の貫通孔122およびマグネットクランプ250の貫通孔250aを貫通した状態を維持させる。そして、エジェクタロッド230の前端部が可動プラテン本体部121よりも前方に出した上で、後方に移動しないように、エジェクタロッド230の停止状態を維持する(ステップS19)。
ステップS17において、制御装置700は、取付け部240aのうち、いずれかの第2取付け部にエジェクタロッド230が取付けられていると判断したとする。この場合には、制御装置700は、同様に、エジェクタモータ210を駆動させないようにして、クロスヘッド240の停止状態を維持し、エジェクタロッド230の停止状態を維持する(ステップS19)。
尚、図10では、ステップS13において、クロスヘッド240に既に取付けられているエジェクタロッド230を取り外して別のエジェクタロッド230をクロスヘッド240に付け替えている。しかし、ステップS13において、クロスヘッド240にエジェクタロッド230が取付けられていない場合には、クロスヘッド240に新しいエジェクタロッド230を取付けるだけでよい。
図10では、孔位置情報711Aを取得する工程(ステップS12)は、クロスヘッド240を前進する工程(ステップS11)の後に行っているが、この順番に限定されない。ステップS12は、ステップS11の前でもよいし、エジェクタロッド230の取付け情報を取得する工程(ステップS13)の後でもよいし、エジェクタロッド230の取付け情報を取得する工程(ステップS14)の後でもよい。
上記のような構成を有する射出成形機10は、クロスヘッド240に取付けたエジェクタロッド230が、クロスヘッド240に、金型装置800が取付けられた時の可動金型820の貫通孔820aと同一直線上に配置された第1取付け部で取付けられているか確認できる。そのため、金型装置800を交換して射出成形機10に次の金型装置800を取付けて使用する際、エジェクタロッド230が可動金型820側に前進しても、エジェクタロッド230を可動金型820の貫通孔820aに通すことができる。これにより、エジェクタロッド230が可動金型820に衝突することを低減できる。
よって、射出成形機10は、エジェクタロッド230が可動金型820を押し出すことで、可動金型820がマグネットクランプ250から離れ、可動金型820がマグネットクランプ250から落下することを低減できる。また、エジェクタロッド230が可動金型820に衝突して変形することを低減できる。
(変形および改良)
以上、射出成形機の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
本実施形態では、検出部として近接センサ260を用いて、エジェクタロッド230の取付けに関する情報として取付け位置を検出しているが、これに限定されない。例えば、検出部として圧力センサを用いて、エジェクタロッド230の取付けに関する情報としてエジェクタロッド230のクロスヘッド240の取付け部240aにおける緩み具合いを検出してもよい。検出部として圧力センサをエジェクタロッド230に適用した状態の一例を図13および図14に示す。図13は、圧力センサが装着された状態のエジェクタロッド230の一例を示す部分拡大断面図であり、図14は、図13中のI―I方向から見た図である。図13および図14に示すように、圧力センサ270は、リング状に形成され、取付け部240aに挿入されるエジェクタロッド230の後端部230aの外周面に後端部230aと隙間を有するように設けられている。圧力センサ270は、クロスヘッド240の表面と、エジェクタロッド230の本体230bとの間に挟み込まれた状態で設置される。
圧力センサ270は、クロスヘッド240の表面と、エジェクタロッド230の本体230bとの接触圧力を検出して、検出信号を制御装置700に送信する。それぞれのエジェクタロッド230に圧力センサ270が設けられることで、制御装置700は、それぞれのエジェクタロッド230の取付け部240aへの締付け具合いを確認できる。これにより、制御装置700は、それぞれのエジェクタロッド230の取付け部240aにおける緩みを測定できる。制御装置700は、いずれかのエジェクタロッド230の取付け部240aに緩みが生じていると判断した場合には、表示装置760の画面にマークを表示させたり、音を発生させることなどによって、作業員に報知してもよい。この場合、作業員は、取付け部240aに緩んで取り付けられているエジェクタロッド230を締め直す。
また、制御装置700は、それぞれの圧力センサ270の検出信号から、エジェクタロッド230の取付けに関する情報として、エジェクタロッド230の取付け部240aにおける緩みの他に、それぞれのエジェクタロッド230の位置を検出することもできる。この場合、制御装置700は、孔位置情報711Aと、圧力センサ270の検出信号とを照合して、上記と同様に、全てのエジェクタロッド230が、クロスヘッド240の第1取付け部と、第2取付け部とのいずれに取付けられているか照合する。制御装置700は、取付け部240aのうち、いずれかの第2取付け部にエジェクタロッド230が取付けられていると判断した場合には、表示装置760の画面にマークを表示させるなどによって、作業員などに報知してもよい。この場合、作業員は、エジェクタロッド230を付け直す。
圧力センサ270には、例えばピエゾ抵抗効果を利用した半導体圧力センサなどを用いていることができる。圧力センサ270は、リング状に形成されているが、リング状でなくてもよい。
本実施形態では、エジェクタロッド230の位置を検出する検出部として近接センサ260に代えて、撮像装置を用いてもよい。検出部として撮像装置をエジェクタ装置200に適用した状態の一例を図15に示す。図15は、撮像装置を装着したエジェクタ装置200の一例を示す側面図である。図15に示すように、固定プラテン110の上端部に、マグネットクランプ250の固定プラテン110側の主面の全面が撮影できるように撮像装置280を設ける。撮像装置280は、固定プラテン110側の全面を撮影し、撮影された画像を制御装置700に送信する。撮像装置280で撮影された画像から、それぞれの取付け部240aにエジェクタロッド230が取付けられていることを確認できるので、制御装置700は、エジェクタロッド230の取付け位置情報を取得できる。
制御装置700は、孔位置情報711Aと、取付け位置情報として撮像装置280で撮影された画像とを照合する。制御装置700は、取付け部240aのうち、全ての第1取付け部にエジェクタロッド230が取付けられていると判断した場合には、表示装置760の画面にOKのマークを表示してもよい。制御装置700は、エジェクタロッド230がいずれかの第2取付け部に取付けられていると判断した場合には、表示装置760の画面にNGのマークを表示させたり音を発生させることなどによって、作業員に報知してもよい。この場合、作業員は、エジェクタロッド230を付け直す。
撮像装置280としては、具体的には、カメラなどを用いることができる。
また、制御装置700は、撮像装置280で撮影された画像を用いて、取付けに関する情報として、エジェクタロッド230の長さを分析して取得してもよい。この場合、制御装置700は、記憶部711に金型情報として記憶されているエジェクタロッド230の長さと、取付けに関する情報として、撮像装置280で撮影された画像から取得したエジェクタロッド230の長さとを照合する。そして、制御装置700は、取付けに関する情報として取得した、全てのエジェクタロッド230の長さが、記憶部711に記憶されているエジェクタロッド230の長さと同じであると判断した場合には、表示装置760の画面にOKのマークを表示してもよい。一方、制御装置700は、取付けに関する情報として取得した、いずれかのエジェクタロッド230の長さが、記憶部711に記憶されているエジェクタロッド230の長さと異なると判断した場合には、上記と同様に、表示装置760の画面にマークを表示させるなどによって、作業員などに報知することで、作業員はエジェクタロッド230を付け直す。
本実施形態では、エジェクタロッド230の位置を検出する検出部として、近接センサ260に代えて、レーザ照射装置を用いてもよい。検出部としてレーザ照射装置をエジェクタ装置200に適用した状態の一例を図16に示す。図16は、レーザ照射装置を装着したエジェクタ装置200の一例を示す側面図である。図16に示すように、レーザ照射装置290を、固定プラテン110の可動プラテン120に向き合う面に設ける。レーザ照射装置290は、レーザ照射装置290から出射されるレーザ光291の照射方向が、可動金型820が型締装置100に取付けられた時に、可動金型820の貫通孔820aの孔軸と同一直線の位置に設ける。
レーザ照射装置290は、レーザ光291をレーザ照射装置290からマグネットクランプ250の主面側に向けて照射し、照射したレーザ光291がレーザ照射装置290に戻ってくる時間を測定する。レーザ照射装置290は、検出結果を制御装置700に送信する。
レーザ照射装置290から照射されたレーザ光291が、エジェクタロッド230の前端部に向けて照射された場合、レーザ光291は、エジェクタロッド230の前端部で反射してレーザ照射装置290側に戻ってくる。
レーザ光291が、エジェクタロッド230が挿入されていない貫通孔250aに向けて照射されたとする。この場合、レーザ光291は、マグネットクランプ250の貫通孔250aおよび可動プラテン120の貫通孔122を通過して、クロスヘッド240の取付け部240aで反射してレーザ照射装置290側に戻ってくる。
レーザ光291が、マグネットクランプ250の貫通孔250aのない位置に向けて照射された場合、レーザ光291は、マグネットクランプ250の表面で反射してレーザ照射装置290側に戻ってくる。
制御装置700は、それぞれのレーザ照射装置290から照射されたレーザ光291がレーザ照射装置290に戻ってくる戻り時間を測定し、エジェクタロッド230がクロスヘッド240に取付けられている位置を検出できるので、制御装置700は、エジェクタロッド230の取付け位置情報を取得できる。制御装置700は、孔位置情報711Aと、取付け位置情報として検出されたエジェクタロッド230の位置とを照合する。そして、制御装置700は、取付け部240aのうち、全ての第1取付け部にエジェクタロッド230が取付けられていると判断した場合には、表示装置760の画面にOKのマークを表示してもよい。一方、制御装置700は、取付け部240aのうち、いずれかの第2取付け部にエジェクタロッド230が取付けられていると判断した場合には、上記と同様に作業員などに報知してもよい。この場合、作業員は、エジェクタロッド230を付け直す。
また、制御装置700は、レーザ光291の戻り時間から、取付けに関する情報として、エジェクタロッド230の長さを取得してもよい。この場合、制御装置700は、記憶部711に金型情報として記憶されているエジェクタロッド230の長さと、取付け情報として、レーザ光291の戻り時間から取得したエジェクタロッド230の長さとを照合する。そして、制御装置700は、取付け情報として取得した、全てのエジェクタロッド230の長さが、記憶部711に記憶されているエジェクタロッド230の長さと同じであると判断した場合には、上記と同様に、表示装置760の画面にOKのマークを表示してもよい。一方、制御装置700は、取付け情報として取得した、いずれかのエジェクタロッド230の長さが、記憶部711に記憶されているエジェクタロッド230の長さと異なると判断した場合には、上記と同様に、表示装置760の画面にマークを表示させるなどによって、作業員などに報知することで、作業員はエジェクタロッド230を付け直す。
本実施形態では、検出部として近接センサ260のみを用いているが、近接センサ260、図13および図14に示す圧力センサ270、図15に示す撮像装置280、図16に示すレーザ照射装置290のいずれか一つ以上を組み合わせてもよい。
エジェクタ装置200は、マグネットクランプ250を備え、マグネットクランプ250を用いて可動プラテン120に可動金型820を取付けている。しかし、エジェクタ装置200は、マグネットクランプ250を備えず、可動プラテン120に可動金型820をねじなどで取付けてもよい。
上記実施形態のエジェクタ装置200は、可動プラテン120に取付けられるが、固定プラテン110に取付けられてもよい。
また、型締装置100が竪型である場合、エジェクタ装置200は、下プラテンに取付けられてよい。下プラテンは、上述の如く、可動プラテンでも固定プラテンでもよい。