JP3286788B2

JP3286788B2 - 射出成形機の安全装置

Info

Publication number: JP3286788B2
Application number: JP32824699A
Authority: JP
Inventors: 信州宝栄; 秀一保木野
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2002-05-27
Anticipated expiration: 2019-11-18
Also published as: JP2001145948A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、安全ドアが開いた
状態で、開いている金型が閉じるのを防止する射出成形
機の安全装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、射出成形機の型締装置には、安全
ドアを付設するとともに、検出部により安全ドアが開い
たことを検出したなら、サーボ回路ユニットに検出信号
を付与し、当該サーボ回路ユニットに備えるゼロクラン
プ機能をオンにすることにより、可動型を支持する可動
盤を移動させるサーボ機構をサーボロック状態にする安
全装置を備えていた。

【０００３】このような安全装置により、例えば、射出
成形機の半自動運転中に、成形品を取出すために安全ド
アを開けば、安全ドアが開いたことを検出部が検出し、
サーボ回路ユニットはゼロクランプ機能により、直ちに
サーボモータの作動、更には可動盤の移動を停止させる
ことができる。これにより、安全ドアを閉めない限りサ
ーボモータは停止した状態（サーボロック状態）を維持
する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の安全装置は、次のような問題点があった。

【０００５】第一に、安全ドアを開いた時点でゼロクラ
ンプ機能が働くため、作業者が型開途中で安全ドアを開
いた場合、金型は半開状態で停止してしまう。このた
め、再度、安全ドアを閉めて型開動作を再起動させる必
要があるなど、使い勝手と利便性に劣るとともに、生産
性の低下を招く。

【０００６】第二に、安全ドアが開いた状態においてサ
ーボ回路ユニット等が故障した場合、サーボモータの誤
作動により可動型が型閉方向に移動する虞れがある。結
局、この場合には安全性が確保されなくなり、サーボ回
路ユニット等が故障した場合の安全性に対して十分とは
いえない。

【０００７】本発明はこのような従来の技術に存在する
課題を解決したものであり、生産性，使い勝手及び利便
性を高めることができるとともに、サーボ回路ユニット
等が故障した場合であっも安全性を確実に確保できるよ
うにした射出成形機の安全装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明
は、安全ドアＤが開いた状態で、開いている金型Ｃが閉
じるのを防止する射出成形機Ｍの安全装置１を構成する
に際して、安全ドアＤが開いたことを検出して検出信号
Ｓｄを出力する検出部（第一検出部）２を、可動型Ｃｍ
を支持する可動盤３を移動させるサーボモータ４を駆動
制御するサーボ回路ユニット５のオーバトラベル端子５
ｃに接続し、検出信号Ｓｄがオーバトラベル端子５ｃに
入力したなら、可動盤３が型閉方向Ｆｃへ移動する動作
を禁止するようにした安全回路（第一安全回路）６を備
えることを特徴とする。

【０００９】このように、本発明は、サーボ回路ユニッ
ト５に既設されるオーバトラベル端子５ｃ（オーバトラ
ベル機能）を異なる目的に利用したものである。一般
に、サーボ回路ユニット（サーボアンプ）には、機械の
可動部が移動できる領域を超えると強制停止させるオー
バトラベル機能を備えている。即ち、図８に示すよう
に、サーボモータ７０とこのサーボモータ７０により駆
動せしめられるボールねじ部７２及びナット部７３から
なるボールねじ機構７１を有する駆動部を備え、ナット
部７３に一体の可動部７４が一定の領域Ｓｏの範囲で往
復移動する機械においては、領域Ｓｏの両端位置にリミ
ットスイッチ７５，７６を配設し、一方のリミットスイ
ッチ７５をサーボ回路ユニット７７の正転側オーバトラ
ベル端子７７ｃに接続し、また、他方のリミットスイッ
チ７６を逆転側オーバトラベル端子７７ｎに接続する。
これにより、領域Ｓｏの範囲における移動のみが許容さ
れ、領域Ｓｏを超える移動は阻止されるため、機械の破
損等が防止される。

【００１０】本発明は、このようなサーボ回路ユニット
に既設されたオーバトラベル機能を安全装置に利用した
ものであり、射出成形機Ｍに付設される安全ドアＤが開
いた時点でサーボ回路ユニットのオーバトラベル機能を
オンにし、可動盤３が型閉方向Ｆｃへ移動することを禁
止する安全装置として機能させる。

【００１１】一方、本発明の他の形態に係る安全装置１
は、上述した第一安全回路６に加えて、安全ドアＤが開
いた状態で可動盤３が型閉方向Ｆｃへ移動したことを検
出したなら安全側に制御する第二安全回路７を備えるこ
とを特徴とする。この場合、好適な実施の形態により、
第二安全回路７は、可動盤３の移動方向に沿ったガイド
部１１にスライド可能に装填し、かつ可動盤３に対して
移動方向へ一定の遊びＳを設けて係合させた摺動体１２
と、可動盤３（又は摺動体１２）に配設することによ
り、可動盤３が型閉方向へ移動した際に摺動体１２（又
は可動盤３）によって検出状態となり、かつ可動盤３が
型開方向へ移動した際に摺動体１２（又は可動盤３）に
よって非検出状態となる第二検出部１４と、安全ドアＤ
が開いた状態で第二検出部１４が検出状態になったら安
全側に制御する制御部１５とを備えて構成できるととも
に、制御部１５は、可動盤３を移動させる駆動装置１６
の電源をオフにすることにより安全側に制御する機能を
設けることができる。

【００１２】これにより、可動盤３を型開方向Ｆｏへ移
動させれば、摺動体１２は遊びＳの範囲において型閉方
向Ｆｃへ相対変位し、この結果、第二検出部１４は非検
出状態となる。一方、開いている状態の可動型Ｃｍを支
持する可動盤３が、型閉方向Ｆｃへ移動しようとすれ
ば、摺動体１２は遊びＳの範囲において型開方向Ｆｏへ
相対変位し、この結果、第二検出部１４は検出状態とな
る。安全ドアＤが開いた状態で検出状態になることは、
異常発生を意味するため、制御部１５は、可動盤３を移
動させる駆動装置１６の電源をオフにするなどによって
安全側に制御する。よって、第一安全回路６による安全
性の確保に加えて、サーボ回路ユニット５等が故障した
場合における安全性が確実に確保される。

【００１３】

【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。

【００１４】まず、本発明の理解を容易にするため、本
実施例に係る安全装置１を備える射出成形機Ｍの概略構
成について、図２及び図３を参照して説明する。

【００１５】射出成形機Ｍは、図２に示すように、機台
３０上に設置した射出装置Ｍｉと型締装置Ｍｃを備え
る。型締装置Ｍｃは、離間して配した固定盤３１と駆動
台３２を備え、固定盤３１と駆動台３２は機台３０上に
固定される。また、固定盤３１と駆動台３２間には、四
本のタイバー１１ｔ…を架設し、このタイバー１１ｔ…
に、可動盤３をスライド自在に装填する。可動盤３は可
動型Ｃｍを支持するとともに、固定盤３１は固定型Ｃｃ
を支持し、この可動型Ｃｍと固定型Ｃｃにより金型Ｃを
構成する。さらに、機台３０の上面には左右一対のガイ
ドレール１１ｇ…をタイバー１１ｔ…に対して平行に敷
設し、このガイドレール１１ｇ…に、可動盤３の底部を
支持するスライダユニット３３をスライド自在に装填す
る。

【００１６】他方、駆動台３２を用いて駆動装置１６を
配設する。３４はボールねじ機構であり、このボールね
じ機構３４のナット部３５は駆動台３２に回動自在に取
付ける。また、機台３０の内部にはサーボモータ４を配
設する。そして、サーボモータ４のロータシャフトには
歯付駆動プーリ３８を取付けるとともに、ナット部３５
の外端面に歯付被動プーリ３９を同軸的に取付け、歯付
駆動プーリ３８と歯付被動プーリ３９間にタイミングベ
ルト４０を架け渡して回転伝達機構４１を構成する。ナ
ット部３５の中心にはボールねじ部３６が螺合してお
り、このボールねじ部３６の先端は可動盤３の裏面３ｒ
に結合する。

【００１７】一方、サーボモータ４には回転速度を検出
するロータリエンコーダ４２が付設されており、サーボ
モータ４及びロータリエンコーダ４２は、図３に示すサ
ーボ回路ユニット（サーボアンプ）５に接続する。ま
た、サーボ回路ユニット５にはコントローラ４４を接続
する。これにより、コントローラ４４からサーボ回路ユ
ニット５に付与される指令信号に基づいてサーボモータ
４が制御されるサーボ機構４５が構成されるとともに、
可動盤３が移動せしめられる駆動装置１６が構成され
る。

【００１８】次に、本実施例に係る安全装置１の構成に
ついて、図１〜図５を参照して説明する。

【００１９】図３に示すように、型締装置Ｍｃにおける
金型Ｃの左右横方には、通常、前後方向へスライドして
開閉する安全ドアＤを備えるとともに、この安全ドアＤ
の開閉状態を検出するリミットスイッチ４６（第一検出
部２）を備えるため、このリミットスイッチ４６を、サ
ーボ回路ユニット５のオーバトラベル端子５ｃ及びコン
トローラ４４にそれぞれ接続する。この場合、オン信号
が入力されれば、サーボモータ４の正回転方向の動作が
禁止されるオーバトラベル端子５ｃを選択する。即ち、
本実施例では、ドア検出スイッチ４６の検出信号をオン
信号として利用し、型閉方向Ｆｃの動作は禁止される設
定を行う。これにより、第一安全回路６が構成される。

【００２０】他方、可動盤３の裏側に位置する一本のタ
イバー１１ｔ（ガイド部１１）には、摺動体１２をスラ
イド可能に装填する。摺動体１２は、筒形に形成した摺
動体本体部２１と、この摺動体本体部２１の一端（後
端）に設けた当該摺動体本体部２１よりも大径のスイッ
チ操作部２２からなる。摺動体１２の形成素材は、特に
種類を問わず、例えば、金属製であってもよいし合成樹
脂製であってもよい。また、摺動体１２とタイバー１１
ｔ間には所定の摺動抵抗を設ける。この場合、例えば、
図５に示すように、二分割した半体１２ｘと１２ｙによ
りタイバー１１ｔを挟むとともに、半体１２ｘと１２ｙ
間に僅かな隙間を存在させ、摺動体本体部２１の外周面
に設けたリング状の凹溝２３に、Ｃ形のバネリング２４
を装着するなどの構成を採用できる。これにより、摺動
体１２とタイバー１１ｔ間に所定の摺動抵抗を設定でき
るとともに組立性が確保される。このような摺動抵抗を
設定することにより、可動盤３が高速で反復移動して
も、摺動体１２は慣性により移動することなく、常に、
可動盤３の移動に確実に追従する。

【００２１】一方、可動盤３の裏面３ｒには規制体２５
を取付ける。規制体２５は、断面四角形の角筒形に形成
し、一端（後端）には規制端面２５ｓを設ける。また、
規制体２５の他端（前端）は開放し、この他端側を可動
盤３の裏面３ｒに固定する。規制体２５は、摺動体１２
を装填したタイバー１１ｔに対して同軸となり、タイバ
ー１１ｔは、規制端面２５ｓの中心に設けた挿通孔２５
ｈを貫通する。そして、規制体２５の内部には摺動体１
２を位置させる。これにより、摺動体１２は、規制端面
２５ｓと可動盤３の裏面３ｒ間を、所定ストローク（遊
びＳ）にわたって相対変位可能となる。

【００２２】さらに、規制体２５の内面には、第二検出
部１４を構成するリミットスイッチ２６を取付け、この
リミットスイッチ２６は、図１（図３）に示すコントロ
ーラ４４に接続するとともに、リミットスイッチ２６の
スイッチレバー２６ｂは摺動体１２側に臨ませる。リミ
ットスイッチ２６と摺動体１２の関係は次のようにな
る。即ち、可動盤３が型閉方向Ｆｃへ移動すれば、摺動
体１２は、図４に示すように型開方向Ｆｏへ相対変位し
て規制端面２５ｓに当接する。この結果、摺動体１２の
スイッチ操作部２２はスイッチレバー２６ｂから離れ、
リミットスイッチ２６はオフ（検出状態）となる。他
方、可動盤３が型開方向Ｆｏへ移動すれば、摺動体１２
は、図１に示すように型閉方向Ｆｃへ相対変位して可動
盤３の裏面３ｒに当接する。この結果、摺動体１２のス
イッチ操作部２２はスイッチレバー２６ｂを押し、リミ
ットスイッチ２６はオン（非検出状態）となる。

【００２３】また、図１において、１５は制御部を示
す。この制御部１５には、コントローラ４４，サーボ回
路ユニット５及び電源スイッチ２７を含む。電源スイッ
チ２７は、オンによりサーボ回路ユニット５に給電し、
オフによりサーボ回路ユニット５への給電を停止する。
この電源スイッチ２７のオン／オフ切換は、コントロー
ラ４４からの切換指令信号により行われる。以上によ
り、第二安全回路７が構成される。

【００２４】次に、このような構成を有する安全装置１
の動作（機能）について、図６に示すフローチャート及
び各図を参照して説明する。実施例は半自動運転により
成形を行う場合を例示する。

【００２５】今、型締装置Ｍｃは型開状態にあり、安全
ドアＤは閉じた状態にあるものとする。この状態で、不
図示のスタートボタンを押せば、コントローラ４４から
サーボ回路ユニット５に型閉指令信号が付与され、サー
ボモータ４が正回転作動することにより可動盤３が前進
移動する。これにより、高速型閉，スローダウン及び高
圧型締による型閉工程が行われる。そして、型閉工程の
終了により、射出装置Ｍｉから金型Ｃに対して溶融樹脂
が射出充填され、冷却工程を経て型開工程に移行する。

【００２６】型開工程ではコントローラ４４からサーボ
回路ユニット５に型開指令信号が付与され、サーボモー
タ４が逆回転作動することにより可動盤３が後退移動す
る（ステップＳ１）。この後、可動盤３が設定した型開
位置まで後退すれば型開動作は停止する（ステップＳ
２，Ｓ３）。そして、エジェクタ工程に移行して成形品
の突出しが行われる。したがって、この際、作業者は適
当なタイミングをみて安全ドアＤを開き、突出された成
形品を受取ることができる。そして、成形品が良品であ
れば、安全ドアＤを閉じ、スタートボタンを押すことに
より同様の動作が繰返される。

【００２７】ところで、安全ドアＤを開けば、ドア検出
スイッチ４６がオンし（ステップＳ４，Ｓ５）、この検
出信号は、コントローラ４４に付与されるとともに、サ
ーボ回路ユニット５のオーバトラベル端子５ｃに付与さ
れるため、サーボ回路ユニット５のオーバトラベル機能
がオンになる（ステップＳ６）。オーバトラベル機能
は、型開方向Ｆｏへの動作は許容されるため、型開動作
の途中で安全ドアＤを開けても、型開動作はそのまま継
続し、設定した型開位置まで後退して型開動作が停止す
る（ステップＳ７，Ｓ３）。また、サーボ回路ユニット
５のオーバトラベル機能がオンすることにより、可動盤
３が型閉方向Ｆｃに移動することが禁止される安全装置
として機能する。

【００２８】一方、このような成形動作において、例え
ば、エジェクタ工程における成形品の突出し中に、サー
ボ回路ユニット５が故障した場合を想定する。突出し中
は、安全ドアＤが開いており、作業者は金型Ｃに手を入
れて成形品を受取る作業を行うため、もし、この状態で
サーボ回路ユニット５が故障し、サーボモータ４の誤作
動により可動盤３が型閉方向Ｆｃへ移動すれば、安全性
は確保されない。

【００２９】しかし、可動盤３が型開位置から型閉方向
Ｆｃへ移動しようとすれば、摺動体１２は、遊びＳの範
囲において型開方向Ｆｏへ相対変位、即ち、図１に示す
位置から図４に実線で示す位置へ相対変位し、この結
果、リミットスイッチ２６はオン（非検出状態）からオ
フ（検出状態）になるため、コントローラ４４は直ちに
異常と判断する。そして、コントローラ４４は切換指令
信号を出力し、電源スイッチ２７をオフに切換える。こ
れにより、サーボ回路ユニット５への給電が停止し、サ
ーボモータ４の動作も停止する。また、異常（故障）発
生は、アラーム等により報知される。

【００３０】このように、安全ドアＤが開いた状態で、
開いている金型Ｃが閉じようとしても、摺動体１２とリ
ミットスイッチ２６により検出し、サーボモータ４の動
作を直ちに停止させる処理を行うため、サーボ回路ユニ
ット５（駆動装置１６）等が故障した場合でも安全性は
確保される。よって、本実施例に係る安全装置１によれ
ば、第一安全回路６による安全性の確保に加えて、サー
ボ回路ユニット５等が故障した場合における安全性も確
実に確保される。

【００３１】なお、図７には、第二安全回路７の変更実
施例を示す。変更実施例は、前述した図１に示した実施
例（基本実施例）に対して次の点が相違する。即ち、基
本実施例の摺動体１２はタイバー１１ｔに装填したが、
変更実施例では摺動体１２をガイドレール１１ｇ（ガイ
ド部１１）に装填した。また、基本実施例ではリミット
スイッチ２６を可動盤３に取付けた規制体２５に配設
し、摺動体１２によって操作されるように構成したが、
変更実施例では、摺動体１２にリミットスイッチ２６を
配設し、可動盤３に取付けた規制体２８によって操作さ
れるように構成した。さらに、細部の相違点として、変
更実施例ではガイドレール１１ｇの上に摺動体１２が載
るため、摺動体１２の上面に凹部１２ｂを形成し、この
凹部１２ｂの内部にリミットスイッチ２６を配設すると
ともに、規制体２８はＬ形に形成し、先端を凹部１２ｂ
の内部に臨ませた。これにより、リミットスイッチ２６
のスイッチレバー２６ｂは規制体２８の先端により操作
される。

【００３２】なお、図７に示す変更実施例も、基本的な
原理及び動作は図１に示した基本実施例と同じである。
このため、図１と同一部分には同一符号を付し、その構
成を明確にするとともに、各部の詳細な説明は省略す
る。

【００３３】以上、実施例（変更実施例）について詳細
に説明したが、本発明はこのような実施例に限定される
ものではなく、細部の構成，形状，素材，手法等におい
て、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追
加，削除することができる。例えば、サーボ回路ユニッ
ト５のオーバトラベル端子５ｃとは、明細書に記載した
機能を備える端子を意味し、名称が同じになることを要
しない。また、摺動体１２とガイド部１１間の摺動抵抗
は、例示に限らず他の各種方法により設定できるととも
に、可動盤３の移動速度が遅い場合などは、必ずしも摺
動抵抗を設ける必要はない。さらに、制御部１５により
安全側に制御する方法として、リミットスイッチ２６の
検出信号をコントローラ４４に付与したが、図１に仮想
線で示すように、当該検出信号により、直接、電源スイ
ッチ２７をオフさせる構成であってもよいし、サーボモ
ータ４への給電を停止するなど、他の方法であってもよ
い。一方、実施例は、ガイド部１１として、タイバー１
１ｔとガイドレール１１ｇを直接利用したため、既存構
成を兼用できる利点があるが、別途、摺動体１２をガイ
ドする専用のガイド部１１を設けてもよい。

【００３４】

【発明の効果】このように、本発明に係る安全装置は、
安全ドアが開いたことを検出して検出信号を出力する検
出部を、可動型を支持する可動盤を移動させるサーボモ
ータを駆動制御するサーボ回路ユニットのオーバトラベ
ル端子に接続し、検出信号がオーバトラベル端子に入力
したなら、可動盤が型閉方向へ移動する動作を禁止する
ようにした安全回路（第一安全回路）を備えるため、型
開途中で安全ドアを開いた際に、金型が半開状態で停止
してしまう不具合を解消でき、生産性，使い勝手及び利
便性を高めることができるという顕著な効果を奏する。

【００３５】また、本発明の他の形態に係る安全装置
は、第一安全回路に加えて、安全ドアが開いた状態で可
動盤が型閉方向へ移動したことを検出したなら安全側に
制御する第二安全回路を備えるため、第一安全回路によ
る安全性の確保に加えて、サーボ回路ユニット（駆動装
置）等が故障した場合における安全性を確実に確保でき
るという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例（基本実施例）に係る安
全装置における可動盤を型開方向に移動させた状態を示
す要部の側面構成図、

【図２】同安全装置を備える射出成形機の一部を示す側
面構成図、

【図３】同安全装置を備える射出成形機の制御系統を示
すブロック構成図、

【図４】同安全装置における可動盤を型閉方向に移動さ
せた状態を示す要部の側面構成図、

【図５】図４中Ａ−Ａ線断面図、

【図６】同安全装置を備える型締装置の型開動作を順を
追って示すフローチャート、

【図７】本発明の変更実施例に係る安全装置の要部構成
図、

【図８】本発明の原理説明図、

【符号の説明】

１安全装置２検出部（第一検出部）３可動盤４サーボモータ５サーボ回路ユニット５ｃオーバトラベル端子６安全回路（第一安全回路）７第二安全回路１１ガイド部１２摺動体１４第二検出部１５制御部１６駆動装置Ｄ安全ドアＣ金型Ｃｍ可動型Ｍ射出成形機Ｓｄ検出信号Ｆｃ型閉方向Ｓ遊び

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/84

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】安全ドアが開いた状態で、開いている金
型が閉じるのを防止する射出成形機の安全装置におい
て、前記安全ドアが開いたことを検出して検出信号を出
力する検出部を、可動型を支持する可動盤を移動させる
サーボモータを駆動制御するサーボ回路ユニットのオー
バトラベル端子に接続し、前記検出信号が前記オーバト
ラベル端子に入力したなら、前記可動盤が型閉方向へ移
動する動作を禁止するようにした安全回路を備えること
を特徴とする射出成形機の安全装置。
【請求項２】安全ドアが開いた状態で、開いている金
型が閉じるのを防止する射出成形機の安全装置におい
て、前記安全ドアが開いたことを検出して検出信号を出
力する検出部（第一検出部）を、可動型を支持する可動
盤を移動させるサーボモータを駆動制御するサーボ回路
ユニットのオーバトラベル端子に接続し、前記検出信号
が前記オーバトラベル端子に入力したなら、前記可動盤
が型閉方向へ移動する動作を禁止するようにした安全回
路（第一安全回路）を備えるとともに、前記安全ドアが
開いた状態で前記可動盤が型閉方向へ移動したことを検
出したなら安全側に制御する第二安全回路を備えること
を特徴とする射出成形機の安全装置。
【請求項３】前記第二安全回路は、前記可動盤の移動
方向に沿ったガイド部にスライド可能に装填し、かつ前
記可動盤に対して前記移動方向へ一定の遊びを設けて係
合させた摺動体と、前記可動盤（又は前記摺動体）に配
設することにより、前記可動盤が型閉方向へ移動した際
に前記摺動体（又は前記可動盤）によって検出状態とな
り、かつ前記可動盤が型開方向へ移動した際に前記摺動
体（又は前記可動盤）によって非検出状態となる第二検
出部と、前記安全ドアが開いた状態で前記第二検出部が
前記検出状態になったら安全側に制御する制御部とを備
えることを特徴とする請求項２記載の射出成形機の安全
装置。
【請求項４】前記制御部は、前記可動盤を移動させる
駆動装置の電源をオフにすることにより安全側に制御す
る機能を備えることを特徴とする請求項３記載の射出成
形機の安全装置。