JP2019177684A - 射出成形機 - Google Patents

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一真 川崎
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Abstract

【課題】ホットランナー金型において、キャビティプレートの取り外しの作業性を向上させること。【解決手段】実施形態の一態様の射出成形機は、キャビティ空間のゲートを有するキャビティプレートと、前記ゲートに接続するランナーを有するランナープレートと、を備え、前記ゲートを閉鎖するバルブピンにより、前記ランナーと前記キャビティ空間とを遮断、又は連通する射出成形機であって、前記バルブピンを駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、前記制御部が前記ゲートを開放する指令を送信するための操作入力を行う操作部と、を有し、前記操作部は、ボタンを有し、前記制御部は、前記ボタンが押されると継続して前記ゲートを開放する指令を送信する。【選択図】図2

Description

本発明は、射出成形機に関する。
射出成形金型として、ランナーをヒータで加熱制御し、成形材料を常に流動化状態にしておくことで、成形品だけを取り出すことができるホットランナー金型が知られている。ホットランナー金型では、ランナーとキャビティとの間にバルブゲートを設け、成形材料を充填しない時はバルブピンをゲートに挿入してゲートを閉鎖し、充填する時はバルブピンを後退させてゲートを開放する。バルブゲートの動作に伴う接触等に起因して、バルブピンやキャビティが破損する場合があり、このような破損を防止する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2014−240162号公報
ホットランナー金型には、キャビティ空間のゲートを有するキャビティプレートと、ゲートに接続するランナーを有するランナープレートとで固定金型を構成し、固定金型のメンテナンスや成形品の変更に伴うキャビティプレートの交換等の際に、キャビティプレートの取り外しを可能にしたものがある。
このようなホットランナー金型では、キャビティプレートを取り外す際、キャビティプレートのゲートにバルブピンが挿入されていると、バルブピンとキャビティプレートが接触してこれらが破損する場合がある。そのため、動作ボタンを用いてバルブピンを後退させ、成形材料を冷却、固化させた後に、キャビティプレートを取り外すようにしていた。ここで、ゲートが開放されると、ランナー内の成形材料がゲートから勢いよく漏れ出す恐れがある。ゲートの開放が、必要な場合にのみ行われるように、動作ボタンを押している間のみバルブピンを後退させてゲートを開放させるようにしている。これにより、意図せずゲートが開放されてしまうことが防止される。しかしながら、上述の成形材料が冷却、固化するまでバルブピンを後退させる動作を動作ボタンで行うことは、その間ずっと動作ボタンを押し続ける必要があり、作業性が悪い。
本発明は、上述の問題に鑑みなされたものであり、ホットランナー金型において、キャビティプレートの取り外しの作業性を向上させることを目的とする。
実施形態の一態様の射出成形機は、
キャビティ空間のゲートを有するキャビティプレートと、前記ゲートに接続するランナーを有するランナープレートと、を備え、前記ゲートを閉鎖するバルブピンにより、前記ランナーと前記キャビティ空間とを遮断、又は連通する射出成形機であって、前記バルブピンを駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、前記制御部が前記ゲートを開放する指令を送信するための操作入力を行う操作部と、を有し、前記操作部は、ボタンを有し、前記制御部は、前記ボタンが押されると継続して前記ゲートを開放する指令を送信する。
実施形態の一態様によれば、ホットランナー金型において、キャビティプレートの取り外しの作業性を向上させることができる。
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側面図である。 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側面図である。 図3は、一実施形態による型開時の固定金型と可動金型を示す断面図である。 図4は、一実施形態による型閉時の固定金型と可動金型を示す断面図である。 図5は、一実施形態によるバルブピンの先端部分とその付近を示す図である。 図6は、一実施形態による型閉から型開までの工程を示すフローチャートである。 図7は、一実施形態による固定金型のランナープレートとキャビティプレートとが分離した状態におけるバルブピンの先端部分とその付近を示す図である。 図8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9は、一実施形態による固定金型のキャビティプレート交換の工程を示すフローチャートである。
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。各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又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〜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〜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、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、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。
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。
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、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、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、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」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。
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。また操作装置750は、第1ボタン751と、第2ボタン752と、安全ドアスイッチ753と、非常停止スイッチ754と、型閉動作ボタン755と、射出動作ボタン756とを有する。
第1ボタン751が押された場合、第1ボタン751は、制御装置700に、ゲートの開放を指示する信号を送信する。制御装置700は、キャビティ空間801に液状の成形材料を供給するためのゲートを開放する。第1ボタン751が押され続けている間にのみ第1ボタン751はこのような信号を送信する。
一方、第2ボタン752が押された場合、第2ボタン752は、制御装置700にゲートの開放を指示する信号を送信する。制御装置700は、キャビティ空間801に液状の成形材料を供給するためのゲートを開放する。第2ボタン752の場合、一旦ボタンが押されると、第2ボタン752はこのような信号を継続して送信する。つまり第2ボタン752が押され続けなくても第2ボタン752は信号を継続して送信し、例えば再度第2ボタン752が押されるまで、この状態は継続される。
安全ドアスイッチ753は、射出成形機10の有する安全ドアが開けられた場合に入るスイッチである。安全ドアスイッチ753が入ると、射出成形機10は、全ての動作を停止し、射出成形機10の有する機能を無効にする。
後述するように、第2ボタン752が押され、第2ボタン752がゲートの開放を指示する信号を継続して送信する期間中に、ユーザは、射出成形機10に近寄り、キャビティプレートの取り外し、又は取り付けを行う。射出成形機10に近寄るために、安全ドアは開けられ、安全ドアスイッチ753が入る。本来であれば、射出成形機10の有する全ての機能は無効にされる。しかし第2ボタン752が押され、第2ボタン752がゲートの開放を指示する信号を継続して送信する期間中は、安全ドアスイッチ753が入った場合でも、ゲートの開放は無効にされず、維持される。
非常停止スイッチ754が押された場合、安全ドアスイッチ753が入った場合と同様に、射出成形機10は、全ての動作を停止し、射出成形機10の有する機能を無効にする。この場合も、安全ドアスイッチ753が入った場合と同様に、第2ボタン752が押され、第2ボタン752がゲートの開放を指示する信号を継続して送信する期間中は、ゲートの開放は無効にされず、維持される。
また操作装置750により他の操作が行われた場合も、第2ボタン752が押され、第2ボタン752がゲートの開放を指示する信号を継続して送信する期間中は、ゲートの開放は無効にされず、維持される。このような他の操作としては、例えば、型閉動作ボタン755や射出動作ボタン756が挙げられる。
型閉動作ボタン755が押された場合は、固定プラテン110に対して可動プラテン120が前進し、型閉が行われる。射出動作ボタン756が押された場合、射出装置300は、制御装置700による制御下で、充填工程および保圧工程などを行う。
しかし型閉動作ボタン755や射出動作ボタン756が押された場合でも、第2ボタン752が押され、第2ボタン752がゲートの開放を指示する信号を継続して送信する期間中は、ゲートの開放は無効にされず、維持される。
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。第1ボタン751、第2ボタン752などのボタンは、タッチパネルで構成されてもよいし、物理的なプッシュボタンで構成されてもよい。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。
(金型装置)
次に、一実施形態による金型装置800について、図3〜5を参照しながら説明する。図3は、型開時の金型装置800を示す断面図である。
一実施形態による金型装置800は、プラスチック製の部品の成形に用いることができる金型装置である。
金型装置800は、所謂ホットランナー方式の金型装置であり、スプルー852とランナー853を常時加熱している。従って、金型のキャビティ空間801に充填された液状の成形材料を冷却して固化させるときには、ランナー853と固化させる成形品部分(キャビティ空間内)とを遮断する機構が設けられる。この遮断機構が、図3〜4におけるゲートバルブ機構860及び870に相当する。但し、図3〜4においては、図示が複雑になるのを防止するために、ゲートバルブ機構の詳細は図5に示す。
金型装置800は、固定金型810と、可動金型820とを有する。固定金型810は、固定プラテン110に取り付けられ、可動金型820は可動プラテン120に取り付けられる(図1及び図2参照)。
固定金型810は、キャビティプレート811と、ランナープレート812とを有する。図3において、キャビティプレート811は、広間隔の斜線ハッチングで示され、ランナープレート812は、狭間隔の隔斜線ハッチングで示されている。キャビティプレート811とランナープレート812は、分離可能に構成されている。この詳細は別途図7にて説明する。
ランナープレート812の内部には、溶融された液状の成形材料の通路となるスプルー852が形成され、スプルー852と接続してランナー853が形成されている。スプルー852の一端は、固定金型810の側面に形成されたノズルタッチ部851に接続されている。ノズルタッチ部851には射出装置300のノズル320が接続される(図1及び図2参照)。
ランナー853は、スプルー852との接続部で、図3中で上下方向に分岐するように形成され、上方向ではゲート825に、下方向ではゲート826にそれぞれ接続する。スプルー852とランナー853の周囲には、スプルー852とランナー853を加熱するためのヒータ831が複数配置されている。スプルー852とランナー853内の成形材料の溶融状態が保たれるように、固定金型810内に埋め込まれた図示を省略する温度センサの検出値をもとに、ヒータ831の温度制御が行なわれている。
図3に示す状態は金型装置800が型開した状態であり、型閉する場合は可動金型820が白抜き矢印で示した方向に移動する。
図4は、型閉した状態の金型装置800を示している。図4において、固定金型810と可動金型820との境目では、所謂パーティングラインが線PLで示されている。
また固定金型810と可動金型820との境目において、ゲート825が接続する空間には、キャビティ空間801aが形成されている。またゲート826が接続する空間には、キャビティ空間801bが形成されている。
液状の成形材料はランナー853を流動し、ゲート825を介してキャビティ空間801aに充填され、またゲート826を介してキャビティ空間801bに充填される。充填された液状の成形材料を冷却・固化させることにより、成形品が形成される。金型装置800は、キャビティ空間801a及び801bのそれぞれで成形品を形成する所謂2個取りの金型装置である。
金型装置800内で液状の成形材料が固化され、成形品が形成された後、可動金型820が移動(型開)する。その後、エジェクタロッド230で可動部材830を前進させ、成形品を突き出すことにより、キャビティ空間801a及び801b内で固化した成形品は可動金型820から分離して取り出される。
ランナー853には、ゲートバルブ機構860及び870が設けられている。ゲートバルブ機構860はゲート825を開放又は閉鎖し、ゲートバルブ機構870はゲート826を開放又は閉鎖する。
ゲートバルブ機構860は、バルブピン861と、エアシリンダ862と、ソレノイドバルブ866とを有する。バルブピン861は、ランナー853内に移動可能に設けられ、軸方向に進退することで、ゲート825を閉鎖又は開放する。エアシリンダ862は、バルブピン861を駆動する。ソレノイドバルブ866は、エアシリンダ862による駆動を制御する。
同様に、ゲートバルブ機構870は、バルブピン871と、エアシリンダ872と、ソレノイドバルブ876とを有する。バルブピン871は、ランナー853内に移動可能に設けられ、軸方向に進退することで、ゲート826を閉鎖又は開放する。エアシリンダ872は、バルブピン871を駆動する。ソレノイドバルブ876は、エアシリンダ872による駆動を制御する。
図5は、バルブピン861の先端部分及びその付近と、ゲートバルブ機構860とを表した図である。(a)は、ゲート825が閉鎖された状態を表し、(b)は、ゲート825が開放された状態を表している。尚、以下では「バルブピン861が前進する方向」は、(a)に示されている白抜き矢印の方向を表すものとし、「バルブピン861が後退する方向」は、(b)に示されている白抜き矢印の方向を表すものとする。また(a)、(b)に示された矢印方向を、バルブピン861の軸方向と称する場合がある。
バルブピン861の先端部分は、ゲート825の内径に嵌合する外径dに形成されている。(a)に示されているように、バルブピン861が図中白抜き矢印方向に前進し、バルブピン861がゲート825に挿入されると、ゲート825が閉鎖されランナー853とキャビティ空間801aとの間は遮断される。これにより液状の成形材料は、ランナー853からキャビティ空間801aに流れ込むことができなくなる。
一方、(b)に示されているように、バルブピン861が図中白抜き矢印方向に後退し、バルブピン861がゲート825から抜去されると、ゲート825が開放されランナー853とキャビティ空間801aとの間は連通される。これにより液状の成形材料は、ゲート825を介してランナー853からキャビティ空間801aに流れ込むことができる。
ゲートバルブ機構860の駆動機構は、エアシリンダ862で構成されている。エアシリンダ862の内部には、ピストン863とバルブピン861とが配置されている。バルブピン861はピストン863に固定されるか、或いはピストン863と一体的に形成されている。エアシリンダ862に圧縮空気を供給して駆動することで、ピストン863が移動し、バルブピン861が前進、又は後退する。
具体的には、(a)に示されているように、ソレノイドバルブ866により圧縮空気が空気供給排出口865から供給されることで、ピストン863はバルブピン861と共に、エアシリンダ862の内部を図中白抜き矢印方向に前進する。これによりバルブピン861はゲート825に挿入され、ゲート825は閉鎖される。
また、(b)に示されるように、ソレノイドバルブ866により圧縮空気が空気供給排出口864から供給されることで、ピストン863はバルブピン861と共に、エアシリンダ862の内部を図中白抜き矢印方向に後退する。これによりバルブピン861はゲート825から抜去され、ゲート825は開放される。
ソレノイドバルブ866は、例えば、3ポートの電磁弁であり、給気ポート1つと排気ポート2つを有し、給気ポートはコンプレッサに接続されている。電磁弁の位置を電気的に切り替えることにより、空気供給排出口864と空気供給排出口865への圧縮空気の供給を切り替えることができる。例えば電磁弁を一方に位置させる場合、給気ポートから空気供給排出口864に圧縮空気が供給され、エアシリンダ862の内部の空気は一方の排気ポートから排気される。電磁弁を他方に位置させる場合、給気ポートから空気供給排出口865に圧縮空気が供給され、エアシリンダ862の内部の空気は他方の排気ポートから排気される。
ソレノイドバルブ866による制御は、制御装置700により行われる。制御装置700は、射出成型時のシーケンスに従って、ソレノイドバルブ866を制御する。或いは操作装置750の第1ボタン751、第2ボタン752からの信号に基づき、ソレノイドバルブ866を制御する。
尚、ゲートバルブ機構860の駆動は、エアシリンダに限定されず、油圧シリンダ、サーボモータ、又はこれらを組み合わせて行ってもよい。
また、図5ではバルブピン861の先端部分及びその付近と、ゲートバルブ機構860を説明したが、バルブピン871の先端部分及びその付近と、ゲートバルブ機構870においても同様である。
(射出成形時のゲートの動作)
ここで、射出成形時のゲートの動作を、一実施形態による型閉工程から型開工程までの動作を示すフローチャート(図6)を参照して説明する。
先ず、型閉工程では、型締装置100は、型締モータ160を駆動してクロスヘッド151を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。
型締装置100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)が形成される(ステップS601)。
次に、制御装置700は、ゲートバルブ機構860及び870を制御し、ソレノイドバルブ866及び876により、それぞれ空気供給排出口864及び874に圧縮空気を供給する(図4参照)。ピストン863は、バルブピン861と共にエアシリンダ862の内部を軸方向に後退し、バルブピン861はゲート825から抜去され、ゲート825は開放される(図5参照)。同様に、ピストン873とバルブピン871は、エアシリンダ872の内部を軸方向に後退し、バルブピン871はゲート826から抜去され、ゲート826は開放される(ステップS602)。
次に、射出装置300は、射出モータ350を駆動してスクリュ330を前進させ、スクリュ330前方に蓄積された液状の成形材料をノズル320から射出する(図2参照)。液状の成形材料は、ランナー853を流動し、ゲート825及び826を介して金型装置800内のキャビティ空間801a及び801bに射出・充填される(図4参照、ステップS603)。
次に、保圧工程では、射出装置300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の前端部における保持圧力を設定圧に保つ(ステップS604)。
保圧工程の完了後に、制御装置700は、ゲートバルブ機構860を制御し、ソレノイドバルブ866により空気供給排出口865に圧縮空気を供給する。ピストン863は、バルブピン861と共にエアシリンダ862の内部を軸方向に前進し、バルブピン861はゲート825に挿入され、ゲート825は閉鎖される(図5参照)。
同様に、制御装置700は、ゲートバルブ機構870を制御し、ソレノイドバルブ876により空気供給排出口875に圧縮空気を供給する。ピストン873とバルブピン871は、エアシリンダ872の内部を軸方向に前進し、バルブピン871はゲート826に挿入され、ゲート826は閉鎖される(ステップS605)。
ゲート825及び826の閉鎖後、冷却工程が開始される。冷却工程では、キャビティ空間801a及び801b内の成形材料の固化が行われる(ステップS606)。
次に、型開工程では、型締装置100は型締モータ160を駆動してクロスヘッド151を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。
このようにして射出成型時に型閉から型開までが行われる。ゲート825及び826は、ステップS602で開放され、ステップS605で閉鎖される。
各工程は、制御装置700により行われる。制御装置700は、予め設定されたシーケンスに従って所定のタイミングで各部を制御する。
尚、液状の成形材料をキャビティ空間801a及び801b内に充填しない非充填時は、ゲート825は、バルブピン861が挿入され閉鎖されている。ゲート826は、バルブピン871が挿入され閉鎖されている。上述の射出成形時に液状の成形材料をキャビティ空間に充填する時に、制御装置700はゲート825及び826を開放する。
(キャビティプレートの取り外し)
一実施形態による固定金型810は、上述のように、キャビティプレート811とランナープレート812が分離可能に構成されており、キャビティプレート811はランナープレート812から取り外すことができる。
図7は、一実施形態による固定金型のランナープレートとキャビティプレートとが分離した状態におけるバルブピン861の先端部分及びその付近と、ゲートバルブ機構860とを表した図である。(a)は、バルブピン861が前進した状態を表し、(b)は、ゲート825が後退した状態を表している。尚、図7ではバルブピン861の先端部分及びその付近と、ゲートバルブ機構860を示すが、バルブピン871の先端部分及びその付近と、ゲートバルブ機構870においても同様である。
図7に示されているように、ランナープレート812において、ランナー853やゲートバルブ機構860などの周囲に設けられた境界部を境に、キャビティプレート811はランナープレート812から取り外せる。
キャビティプレート811を取り外すことで、ゲート825及び826周りへのアクセスが容易になるため、ゲート825及び826周りの部品の交換や清掃などの、固定金型810のメンテナンスを容易に行うことができる。また異なる形状のキャビティ空間801を有するキャビティプレート811に交換することで、形成する成形品を変更することなどが可能となる。
但し、上述したように、液状の成形材料をキャビティ空間801a及び801b内に充填しない非充填時は、ゲート825にはバルブピン861が挿入され、ゲート825は閉鎖されている。(a)に示されるように、バルブピン861は、ランナー853のゲート825との接続部853aから突出している。この状態でキャビティプレート811を取り外すと、バルブピン861及び871とキャビティプレート811が接触して、これらが破損する場合がある。
このような破損を防ぐために、第1ボタン751を用いてゲート825を開放する方法が考えられる。つまり、ユーザが第1ボタン751を押し、バルブピン861を後退させた状態でヒータ831をオフし、ランナー853内の液状の成形材料の温度を下げて固化させる。固化した成形材料により、ランナー853のゲート825との接続部853aがシールされ、成形材料の漏れが防止された後に、キャビティプレート811を取り外す。この方法によれば、ゲート825からバルブピン861は抜去され、(b)のようにランナー853のゲート825との接続部853aから突出しない状態になる。そのため、キャビティプレート811を取り外す際のバルブピン861及び871とキャビティプレート811の接触による破損を防げる。しかしユーザは、液状の成形材料が固化するまで第1ボタン751を押し続ける必要があり、作業性が低下する場合がある。
一実施形態による射出成形機10は、キャビティプレート811を取り外す際、ゲート825及び826の開放を指示する信号を継続して制御装置700に送信する第2ボタン752を備えている。
図8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。尚、図8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又は一部を、任意の単位で機能的又は物理的に分散・結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、その全部又は任意の一部が、CPUにて実行されるプログラムにて実現され、或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。
図8に示されるように、制御装置700は、第1ボタン受信部705と、第2ボタン受信部706と、安全ドアスイッチ受信部707と、非常停止スイッチ受信部708と、型閉動作ボタン受信部709と、射出動作ボタン受信部710と、可塑化後退判定部711と、指令部712とを有する。また、制御装置700は、第1ボタン751と、第2ボタン752と、安全ドアスイッチ753と、非常停止スイッチ754と、型閉動作ボタン755と、射出動作ボタン756とに電気的に接続している。さらに制御装置700は、ゲートバルブ機構860及び870に電気的に接続している。
第1ボタン受信部705は、第1ボタン751からの信号を受信する。第2ボタン受信部706は、第2ボタン752からの信号を受信する。安全ドアスイッチ受信部707は、安全ドアスイッチ753からの信号を受信する。非常停止スイッチ受信部708は、非常停止スイッチ754からの信号を受信する。型閉動作ボタン受信部709は、型閉動作ボタン755からの信号を受信する。射出動作ボタン受信部710は、射出動作ボタン756からの信号を受信する。
可塑化後退判定部711は、射出成形機10の可塑化後退を判定する。ここで可塑化後退とは、ノズル320が金型装置800から離間することをいう。例えば、ノズルタッチ部851にノズル320がタッチしていないことを示す信号を検知することで、可塑化後退が判定される。ノズルタッチ部851にノズル320がタッチしていると、ゲート825及び826を開放した際に、金型装置800の内部の残圧によりゲート825及び826から液状の成形材料が漏れ出すことがある。可塑化後退を判定することで、例えば、このような漏れ出しを防止することができる。
指令部712は、ゲート825を開放、又は閉鎖し、ゲート826を開放、又は閉鎖する。第1ボタン受信部705が受信した場合、指令部712は、ボタンが押され続けている間のみゲート825及び826を開放する。第2ボタン受信部706が受信した場合、指令部712は、ゲート825及び826を継続して開放する。安全ドアスイッチ受信部707、非常停止スイッチ受信部708、型閉動作ボタン受信部709、又は射出動作ボタン受信部710の何れかが受信した場合、指令部712は、第2ボタン752が押され、第2ボタンがゲート825及び826の開放を指示する信号を継続して送信する期間中は、ゲート825及び826の開放を維持する。
次に、固定金型810のキャビティプレート811を取り外し、交換する工程を、図9を参照して説明する。図9は、一実施形態による固定金型のキャビティプレート交換の工程を示すフローチャートである。
先ず、ユーザにより操作装置750の第2ボタン752が押されると、制御装置700における第2ボタン受信部706は、第2ボタン752からの信号を受信する(ステップS901)。
次に、可塑化後退判定部711は、可塑化後退しているかを判定する(ステップS902)。従ってステップS902では、可塑化後退させるわけではなく、可塑化後退しているかの判定のみを行う。
可塑化後退していないと判定された場合(ステップS902、No)、制御装置700は、表示装置760に、可塑化後退していないことを示すエラーメッセージを表示する(ステップS903)。
一方、可塑化後退していると判定された場合(ステップS902、Yes)、指令部712は、バルブピン861及び871をそれぞれ後退させる。これによりバルブピン861はゲート825から抜去され、ゲート825は開放される。またバルブピン871はゲート826から抜去され、ゲート826は開放される(ステップS904)。
第2ボタン752が押され、指令部712がゲート825及び826を継続して開放している期間中は、他の操作部の操作によってゲート825及び826が閉鎖し、バルブピン861及び871が突出することを防止するために、他の操作部の操作がされた場合でも、ゲート825及び826の開放状態は維持される。尚、他の操作部の操作とは、例えば安全ドアスイッチ753が入る操作、非常停止スイッチ754に対する操作、型閉動作ボタン755を押す操作、又は射出動作ボタン756を押す操作などである。
上述したように、安全ドアスイッチ753が入ったり、非常停止スイッチ754が操作されたりすると、射出成形機10の有する機能は無効にされる。しかし、第2ボタン752によるゲート825及び826の開放を指示する信号の送信は、その場合であっても継続される。
また、安全ドアスイッチ753が入ったり、非常停止スイッチ754が操作されたりして、第2ボタン752によるゲートの開放を指示する信号の送信が途切れてしまっても、ゲートの開放状態が維持されるように、ゲートバルブ機構860及び870による駆動が維持されるようにしてもよい。
次に、制御装置700は、表示装置760に金型装置800を降温させる指示を表示する(ステップS905)。ユーザは、表示装置760の指示を見てヒータ831をオフし、金型装置800を降温させる。ランナー853内の液状の成形材料が降温し、固化すると、固化した成形材料により、ランナー853のゲート825及び826との接続部がシールされる。これにより、ランナー853のゲート825及び826との接続部からの成形材料の漏れ出しが防止される。また金型装置の降温により、キャビティプレート811を取り外す際のユーザの安全性が確保される。なお、ヒータ831のオフ動作は、バルブピン861及び871の後退処理の後、制御装置700により自動的に行われてもよい。
次に、ユーザは、キャビティプレート811をランナープレート812から取り外す(ステップS906)。この際、バルブピン861はゲート825から後退しているため、バルブピン861とキャビティプレート811との接触は防止される。またバルブピン871はゲート826から後退しているため、バルブピン871とキャビティプレート811との接触は防止される。
具体的には、図7(b)に示されているように、バルブピン861は軸方向に後退して、ゲート825から抜去されるとともに、ランナー853のゲート825との接続部853aから突出していない。そのため、バルブピン861にキャビティプレート811が接触することはない。またバルブピン871は軸方向に後退して、ゲート826から抜去されるとともに、ランナー853のゲート826との接続部から突出しない。そのため、バルブピン871にキャビティプレート811が接触することはない。このようにして、バルブピン861及び871とキャビティプレート811の破損が防止される。
図9に戻り、キャビティプレート811の取り外し後に、ユーザは、ヒータ831をオンし、金型装置800を昇温させる(ステップS907)。ランナー853内の固化した成形材料が昇温して溶融し、ランナー853のゲート825及び826との接続部において、成形材料によるシールが解除される。
次に、ユーザは、ランナー853のゲート825及び826との接続部の液状の成形材料を払拭し、ランナー853の内部の不要な成形材料を除去する(ステップS908)。
次に、ユーザは、ヒータ831をオフし、金型装置800を降温させる(ステップS909)。これにより、キャビティプレート811をランナープレート812に取り付ける際のユーザの安全性が確保される。
次に、ユーザは、交換したキャビティプレート811をランナープレート812に取り付ける(ステップS910)。
このようにして、キャビティプレート811をランナープレート812から取り外し、交換することができる。尚、バルブピン861及び871を後退させ、ゲート825及び826を開放させた後の処理(ステップS904以降の処理)は、適宜変更可能である。また、第2ボタン752が押され、指令部712がゲート825及び826を継続して開放している期間は、例えば、第2ボタン752を再度押すことにより解除される。
以上説明したように本実施形態によれば、射出成形機10は、金型装置800におけるゲート825及び826を開放する指示を、ボタンを押し続けている間にのみ送信する第1ボタンと、継続して送信する第2ボタンとを有する。メンテナンスや交換等のためにキャビティプレート811を取り外す場合に、ユーザが第2ボタンを押すことで、ゲート825及び826は継続して開放される。バルブピン861はゲート825から離間し、ランナー853のゲート825との接続部から突出しない状態になる。またバルブピン871は、ゲート826から離間し、ランナー853のゲート826との接続部から突出しない状態になる。これにより、キャビティプレート811を取り外す際に、バルブピン861及び871がキャビティプレート811と接触することを防ぎ、バルブピン861及び871とキャビティプレート811の破損を防止することができる。また、キャビティプレートを取り外す際に、ゲート825及び826の開放のために第1ボタンを押し続ける必要がなくなるため、ホットランナー金型におけるキャビティプレートの取り外しの作業性を向上させることができる。
本実施形態によれば、射出成形機10は、液状の成形材料をキャビティ空間801a及び801b内に充填しない非充填時は、ゲート825にバルブピン861を挿入し、閉鎖する。またゲート826にバルブピン871を挿入し、閉鎖する。これにより射出成形時以外に、誤って成形材料が射出されることを防止することができる。一方で、射出成形機10は、金型装置800におけるゲート825及び826を開放する指示を、ボタンを押し続けている間にのみ送信する第1ボタンを有する。射出成形を行う前にゲート825及び826の動作を確認したい場合などに、ユーザは第1ボタンを押し続けることで、簡易的にゲート825及び826を開放させることができる。これにより、成形材料が誤って射出されることを防ぎつつ、ゲート825及び826の動作確認などを容易に行うことができる。
本実施形態によれば、第2ボタン752が押され、第2ボタン752がゲート825及び826を開放する指示を継続して送信する期間中は、他の操作がされた場合でも、ゲート825及び826の開放が維持される。これにより、金型装置800の降温中に他の操作部の操作によってゲート825が閉鎖し、バルブピン861が突出して破損することを防止することができる。またゲート826が閉鎖し、バルブピン871が突出して破損することを防止することができる。尚、他の操作とは、安全ドアスイッチ753が入る操作や、非常停止スイッチ754に対する操作、型閉動作ボタン755が押される操作、射出動作ボタン756が押される操作などである。
本実施形態によれば、指令部712は、ノズル320がランナープレート812から離間している場合に、ゲート825及び826を開放する。これにより、ゲート825及び826を開放した際に、金型装置800の内部の残圧により、ゲート825及び826から液状の成形材料が漏れ出すことを防止することができる。
本実施形態では、固定金型810がゲート825及び826を有する例を示したが、可動金型820がゲート825及び826を有してもよい。可動金型820がゲート825及び826を有する場合、ランナー853は、可動金型820のゲート825及び826に接続するように、固定金型810と可動金型820の両方の内部に設けられる。
尚、キャビティプレート811の取り外しを行う場合に、第2ボタン752の操作入力が有効になるようにしてもよい。必要時以上にゲート825及び826が開放されることがないようにするためである。例えば、キャビティプレート811のメンテナンス用ボタンを設けておき、メンテナンス用ボタンが押下された場合、第2ボタン752の機能を有効にする。またバルブピン861及び871後退用のボタンを共通化して1つのボタンとし、上述のメンテナンス用ボタンのオンオフによって機能を変更するようにしてもよい。例えば、メンテナンス用ボタンがオフの場合、第1ボタン751の機能と同様に、押し続けている間バルブピン861及び871を後退させる指令を送信させるようにし、メンテナンス用ボタンがオンの場合、第2ボタンの機能と同様にボタンを押すと継続してバルブピン861及び871を後退させる指令を送信させるようにしてもよい。
以上、射出成形機等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。
10 射出成形機
700 制御装置
705 第1ボタン受信部
706 第2ボタン受信部
707 安全ドアスイッチ受信部
708 非常停止スイッチ受信部
709 型閉動作ボタン受信部
710 射出動作ボタン受信部
711 可塑化後退判定部
712 指令部
750 操作装置
751 第1ボタン
752 第2ボタン
753 安全ドアスイッチ
754 非常停止スイッチ
755 型閉動作ボタン
756 射出動作ボタン
800 金型装置
801、801a、801b キャビティ空間
810 固定金型
811 キャビティプレート
812 ランナープレート
820 可動金型
825、826 ゲート
831 ヒータ
853 ランナー
860、870 ゲートバルブ機構
861、871 バルブピン
862、872 エアシリンダ
863、873 ピストン
866、876 ソレノイドバルブ

Claims (6)

  1. キャビティ空間のゲートを有するキャビティプレートと、
    前記ゲートに接続するランナーを有するランナープレートと、を備え、
    前記ゲートを閉鎖するバルブピンにより、前記ランナーと前記キャビティ空間とを遮断、又は連通する射出成形機であって、
    前記バルブピンを駆動する駆動部と、
    前記駆動部を制御する制御部と、
    前記制御部が前記ゲートを開放する指令を送信するための操作入力を行う操作部と、を有し、
    前記操作部は、ボタンを有し、
    前記制御部は、前記ボタンが押されると継続して前記ゲートを開放する指令を送信する、射出成形機。
  2. 前記操作部は、第1ボタンと、第2ボタンと、を有し、
    前記制御部は、
    前記第1ボタンが押し続けられている間のみ前記ゲートを開放する指令を送信し、
    前記第2ボタンが押されると継続して前記ゲートを開放する指令を送信し、
    前記第2ボタンは前記ボタンである、請求項1に記載の射出成形機。
  3. 前記制御部は、前記ボタンの操作入力により継続して前記ゲートを開放する指令を送信している間は、前記操作部により他の操作が行われても、前記駆動部による前記ゲートの開放状態を維持する、請求項1又は2に記載の射出成形機。
  4. 前記ランナープレートは、射出装置のノズルが、接続、離間されるものであり、
    前記制御部は、前記ノズルが前記ランナープレートから離間している場合に、前記ゲートを開放する指令を送信する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の射出成形機。
  5. 前記制御部は、前記キャビティプレートを前記ランナープレートから取り外す場合に、前記ボタンの操作入力により、継続して前記ゲートを開放する指令を送信する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の射出成形機。
  6. 前記他の操作入力は、安全ドアスイッチと非常停止スイッチの少なくとも一方を含む、請求項3に記載の射出成形機。
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