JP3942646B2 - 射出成形機を用いた圧縮成形方法及びその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、射出成形機を用いて圧縮成形する方法及びそのための装置に関するもので、特に、あらかじめ設定された金型タッチ位置から自動的に型締めが開始されるようにされている射出成形機により圧縮成形を行う方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機においては、固定型と可動型とを型閉じし、型締めした後、成形材料の射出が行われる。その型締め時には、固定型と可動型との間に極めて強い力が加えられる。そのために、それらの間に異物が挟まると、その金型が破損することがある。そこで、固定型と可動型とが接触する位置（金型タッチ位置）をあらかじめ設定しておき、型閉じ工程中、その金型タッチ位置に達したことが確認されてから、最終型締め工程に入るようにされている。
その金型タッチ位置は、例えば特開昭６２−２１５１７号公報に示されているように、加えられる型締め力から金型タッチ位置におけるトグル式型締め装置のクロスヘッド位置を算出したり、特開昭６３−１１６８２１号公報に示されているように、可動盤を微力で移動させ、その移動速度がゼロとなるときの位置を検出したりすることによって、あらかじめ求められる。そして、その金型タッチ位置が射出成形機の制御装置に設定される。実際の成形時には、その金型タッチ位置の検出が自動的に行われ、型閉じ工程中、金型タッチ位置に達しないときにはアラームが作動して射出成形機が停止するようにされている。
【０００３】
ところで、成形材料の種類や製品の形状などによっては射出成形しにくい場合がある。そのような場合には、圧縮成形法が採用されることが多い。圧縮成形法は、金型を開いた状態でそのキャビティ内に成形材料を入れ、型締めして加圧するというものである。
そのような圧縮成形を行う場合、従来は、専用の圧縮成形機を用いるようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、圧縮成形機は単純なものが多く、射出成形機ほど自動化が進んでいない。そのために、量産性に欠けるという問題がある。
射出成形機を用いて圧縮成形することができればよいのであるが、従来の射出成形機では、上述のようにあらかじめ設定されている金型タッチ位置に達しないと型締め工程に進むことができないようにされているので、そのような使い方をすることができない。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、射出成形機を用いて圧縮成形を行うことができるようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明による圧縮成形方法では、圧縮成形しようとするときには、射出成形機にあらかじめ設定されている金型タッチ位置より所定量手前の、オペレータにより設定された型閉じ位置を圧縮成形するときの金型タッチ位置とみなして、射出成形機の型閉じ工程中、その設定型閉じ位置に達したとき、射出を行うとともに、その位置から型締めを開始させるようにしている。
また、本発明による射出成形機を用いた圧縮成形装置は、通常の射出成形機に、射出成形と圧縮成形とを切り換える切換手段と、あらかじめ設定されている金型タッチ位置より所定量手前の型閉じ位置を設定する型閉じ位置設定器と、を付加するとともに、前記射出成形機の制御装置に、前記切換手段により圧縮成形に切り換えられたときには、前記型閉じ位置設定器に設定された型閉じ位置をそのときの金型タッチ位置とみなすとともに、その型閉じ位置で射出信号を出力する制御機能を付加したことを特徴としている。
【０００７】
【作用】
このように、圧縮成形時には、射出成形機に設定されている金型タッチ位置より所定量手前の設定型閉じ位置をそのときの金型タッチ位置とみなすことにより、型閉じ工程時、金型が少し開いた位置で、金型タッチ位置に達したものとみなされることになる。したがって、その位置で金型のキャビティ内に成形材料を射出し、その位置から型締めを開始させるようにすれば、その材料は、その後の型締め工程において加圧又は加熱加圧される。すなわち、圧縮成形される。
そして、そのような設定型閉じ位置を金型タッチ位置とみなすように射出成形機に設定することにより、金型タッチ位置に達したことが確認されてから最終型締め工程に進むようにされている射出成形機によっても、その位置から自動的に型締めを開始させることができる。こうして、射出成形機による圧縮成形が可能となる。その場合、金型間に異物が挟まっても型締めが行われることになるが、圧縮成形時には射出成形時よりも型締め力は小さくされ、また、金型間に成形材料がはみ出すので、金型の損傷などという問題は少ない。
【０００８】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
図は本発明による圧縮成形方法を実施する射出成形機を用いた圧縮成形装置の一実施例を示すもので、図１及び図２はその型開き状態、型閉じ状態をそれぞれ示す切り欠き側面図である。
これらの図から明らかなように、この圧縮成形装置は射出成形機１によって構成されている。射出成形機１は、固定型２が取り付けられる固定盤３と可動型４が取り付けられる可動盤５とを備えている。それら固定盤３と可動盤５とは互いに対向するように配置されており、固定盤３は射出成形機１のベッド６上に固定されている。そして、その固定盤３の背面側に、固定型２と可動型４とによって形成される金型キャビティ内に成形材料を射出する射出ユニット７が設けられている。また、ベッド６上には、可動盤５に対して固定盤３とは反対側にエンドハウジング８が設置されている。そのエンドハウジング８と固定盤３とは、一端が固定盤３に固定された４本の平行なタイバー９，９，…を介して互いに連結されている。可動盤５は、それらのタイバー９，９，…により摺動自在に支持されている。こうして、可動盤５は、固定盤３に対して接近あるいは離間する方向に移動し得るようにされている。
エンドハウジング８は、車輪等を介してベッド６上に可動支持されている。そのエンドハウジング８側のタイバー９の端部にはねじが形成されており、そのねじに、エンドハウジング８に対して軸線方向には移動不能に支持されたタイバーナット１０が噛み合わされている。そのタイバーナット１０は、図示されていない駆動装置によって回転駆動されるようになっている。こうして、タイバーナット１０を回転させることにより、エンドハウジング８と固定盤３との間の距離を調整することができるようにされている。
【０００９】
エンドハウジング８と可動盤５との間には、可動盤５を移動させるトグル式型締め装置１１が設けられている。その型締め装置１１は、エンドハウジング８に支持されてタイバー９の軸線方向に移動されるクロスヘッド１２と、そのクロスヘッド１２により作動されるトグルリンク機構１３とを有している。
クロスヘッド１２は、エンドハウジング８を貫通するねじ軸１４の先端に固定されている。そのねじ軸１４は、エンドハウジング８に対して回転は可能であるが軸線方向の移動は不能に取り付けられたボールナット１５に噛み合わされている。そのボールナット１５にはプーリ１６が固着されており、そのプーリ１６が、ブラケット１７を介してエンドハウジング８に取り付けられている型締めモータ１８により、ベルト１９を介して回転駆動されるようになっている。
また、トグルリンク機構１３は、ピン２０を介して互いに回動自在に連結される長リンク２１、短リンク２２、及びクロスリンク２３によって構成されている。その長リンク２１の他端は可動盤５にピン連結され、短リンク２２の他端はエンドハウジング８のアーム８ａにピン連結されている。また、クロスリンク２３の他端はクロスヘッド１２にピン連結されている。
こうして、モータ１８を作動させてボールナット１５を正転あるいは逆転させたときには、ねじ軸１４の先端のクロスヘッド１２がエンドハウジング８に対して進退し、トグルリンク機構１３が伸縮して、可動盤５が固定盤３に接近あるいは固定盤３から離間する方向に移動するようにされている。そして、それによって型閉じ、型締め、及び型開きが行われるようになっている。
モータ１８には、その回転数に応じたパルス信号を発生するパルスエンコーダ２４が取り付けられている。
【００１０】
型締め装置１１のモータ１８は、制御装置２５から出力される指令信号により、ドライバアンプ２６を介して駆動されるようになっている。その制御装置２５は射出成形機１のプロセス制御を行うもので、各種のデータを記憶する記憶部２７と、その記憶データやセンサ類から入力される検出値などに基づいて必要な演算を行う演算部２８とを備えている。パルスエンコーダ２４の出力信号はその演算部２８に導入されるようになっている。
演算部２８においては、それらの入力データに基づいて必要な演算が行われ、型締め信号発生部２９や射出信号発生部３０などの各信号発生部を作動させる信号が出力される。モータ１８の制御信号は、その型締め信号発生部２９から出力されるようになっている。また、射出信号発生部３０から出力される射出信号によって射出ユニット７が制御されるようになっている。
【００１１】
さらに、この圧縮成形装置には、オペレータによって操作される切換スイッチ３１と型閉じ位置設定器３２とが設けられている。切換スイッチ３１は、射出成形機１の動作を射出成形あるいは圧縮成形のいずれかに切り換える切換手段を構成するもので、圧縮成形が選ばれたときに制御装置２５の演算部２８に信号が送られるようになっている。また、型閉じ位置設定器３２は、圧縮成形時に型締めを開始する固定型２と可動型４との間の距離を設定するもので、その設定データ信号も制御装置２５の演算部２８に導入されるようになっている。そのデータ信号は、切換スイッチ３１からの信号が入力されていないときには無視される。制御装置２５には、圧縮成形に切り換えられたときに、型閉じ位置設定器３２に設定された型閉じ位置をそのときの金型タッチ位置とみなすとともに、その型閉じ位置で射出信号を出力する制御機能が付加されている。
【００１２】
次に、このように構成された圧縮成形装置の作用について説明する。
エンドハウジング８の位置は、使用する金型、すなわち固定盤３に取り付ける固定型２及び可動盤５に取り付ける可動型４の厚さと、要求される型締め力の大きさとによって定められる。そこで、使用する金型が決定されたときには、タイバーナット１０を回転させ、エンドハウジング８をその位置に移動させる。そして、従来と同様にして金型タッチ位置を求める。その金型タッチ位置は、クロスヘッド１２の位置として制御装置２５の記憶部２７に記憶される。
この圧縮成形装置を用いて射出成形するときには、切換スイッチ３１を射出成形側にセットする。そのときには、切換スイッチ３１からの信号が制御装置２５の演算部２８に入力されないので、制御装置２５は通常の射出成形機と同様に動作する。すなわち、成形準備が整うと、型締め信号発生部２９から型締め装置１１のモータ１８を正転させる信号が出力される。モータ１８が正転すると、クロスヘッド１２がエンドハウジング８から離れる方向に移動するので、トグルリンク機構１３が伸長し、可動盤５が固定盤３に向けて移動する。こうして、型閉じ工程が開始される。
その型閉じ工程において、移動するクロスヘッド１２の位置はパルスエンコーダ２４により監視される。可動型４が固定型２に接触する位置にまで達すると、クロスヘッド１２の位置が記憶部２７に記憶されている金型タッチ位置と一致するので、演算部２８においてそれが判別される。そして、そのときには、型締め信号発生部２９からモータ１８を低速大出力で駆動する型締め信号が出力される。それによって、トグルリンク機構１３の長リンク２１と短リンク２２とがほぼ直線状となるまでタイバー９が伸ばされ、金型に所定の型締め力が加えられる。
このようにして型締めが完了すると、次いで射出信号発生部３０から射出信号が出力される。そして、それによって射出ユニット７が駆動され、成形材料の射出が行われる。成形が完了すると、型締め信号発生部２９からモータ１８を逆転させる信号が出力され、型開きが行われる。
また、型閉じ工程において、所定の時間が経過しても金型タッチ位置に達しないときは、可動型４と固定型２との間に異物が挟まるなどの異常事態が発生したと考えられるので、アラームが作動され、射出成形機１が停止される。
このようにして、この射出成形機１を用いた圧縮成形装置は通常の射出成形機と同様に動作する。
【００１３】
一方、この圧縮成形装置を用いて圧縮成形するときには、まず、型閉じ位置設定器３２に、圧縮成形のために必要とされる成形材料充填時の金型間隔、すなわち、図２に示されているように、固定型２と可動型４とが金型キャビティ内に充填された成形材料が流出することのない程度に閉じ、しかも、可動型４を固定型２に向けてさらに移動させることができる程度に少し開いた状態となるような固定型２と可動型４との間の距離を設定する。そして、切換スイッチ３１を圧縮成形側に切り換える。すると、制御装置２５の演算部２８に切換スイッチ３１からの信号が入力されるので、その演算部２８において、記憶部２７に記憶されている金型タッチ位置と設定された金型間隔とから、その金型間隔となるときのクロスヘッド１２の位置が算出される。そして、そのクロスヘッド位置が圧縮成形時の型閉じ位置として設定され、その設定型閉じ位置が射出成形のために設定されている金型タッチ位置とみなされる。
この状態で、射出成形時と同様に型閉じ工程を開始させる。すると、クロスヘッド１２が設定型閉じ位置に達したとき、演算部２８においてそれが検出される。そのときには、図２に示されているように、可動型４は固定型２に接触する前の位置にある。すなわち、クロスヘッド１２は金型タッチ位置より手前に位置している。そして、トグルリンク機構１３はやや折れ曲がっている。圧縮成形時には、このとき演算部２８から射出信号発生部３０を作動させる信号が出力される。したがって、射出ユニット７が作動し、加熱された成形材料が金型キャビティ内に射出される。そして、その射出と同時に、あるいは射出の完了時に、型締め信号発生部２９から型締め信号が出力される。それによって、モータ１８が低速で駆動され、その位置から型締めが開始される。その結果、可動型４が固定型２に向けてさらに移動し、金型キャビティ内の成形材料が加圧される。こうして、圧縮成形が行われる。
成形が終了すると、射出成形時と同様に型開きが行われる。そして、次の成形サイクルに入る。
このようにして、この圧縮成形装置により、圧縮成形が自動的に行われるようになる。
【００１４】
圧縮成形後、射出成形を行うときには、切換スイッチ３１を射出成形側に切り換えればよい。すると、切換スイッチ３１から制御装置２５の演算部２８に送られていた信号が停止されるので、パルスエンコーダ２４によって検出されるクロスヘッド１２の位置は記憶部２７に記憶されている元の金型タッチ位置と比較される。したがって、金型タッチ位置に達したことが確認されて始めて型締めが行われるようになる。
【００１５】
なお、上記実施例においては、射出成形機１がトグル式型締め装置１１を有するものとして説明したが、本発明はそれに限られるものではなく、直圧式型締め装置を備えた射出成形機にも適用することができる。
また、クロスヘッド１２の位置によって金型タッチ位置や設定型閉じ位置を判別するものとしているが、それを可動盤５の位置に代えることもできる。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、射出成形機により圧縮成形しようとするときには、その射出成形機に設定されている金型タッチ位置より手前の設定型閉じ位置をそのときの金型タッチ位置とみなすようにしているので、型閉じ工程中、金型が少し開いた位置に達したときに金型タッチ位置に達したものとみなされることになる。したがって、その位置から型締めを開始させることができ、射出成形機を用いて圧縮成形することが可能となる。そして、それにより、圧縮成形の自動化を図ることが可能となる。
また、射出成形を行うときには、金型タッチ位置とみなされた設定型閉じ位置が元の金型タッチ位置に戻されるので、射出成形時の型締めによる金型の損傷も確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による圧縮成形方法を実施する射出成形機を用いた圧縮成形装置を、その制御ブロックとともに示す型開き状態の切り欠き側面図である。
【図２】 その圧縮成形装置の圧縮成形時における型閉じ状態を示す切り欠き側面図である。
【符号の説明】
１ 射出成形機
２ 固定型（金型）
４ 可動型（金型）
７ 射出ユニット
１１ トグル式型締め装置
１２ クロスヘッド
１８ 型締めモータ
２４ パルスエンコーダ
２５ 制御装置
３１ 切換スイッチ（切換手段）
３２ 型閉じ位置設定器

Claims (2)

1. 射出成形時には、型閉じ工程中、あらかじめ設定されている金型タッチ位置に達したとき型締めを開始し、その型締めの終了後、射出を行うようにされている射出成形機を用いた圧縮成形方法であって；
   圧縮成形しようとするときには、前記金型タッチ位置より所定量手前の、オペレータにより設定された型閉じ位置を圧縮成形するときの金型タッチ位置とみなして、
   射出成形機の型閉じ工程中、前記設定型閉じ位置に達したとき、射出を行うとともに、その位置から型締めを開始させることを特徴とする、
   射出成形機を用いた圧縮成形方法。
2. 射出成形時には、型閉じ工程中、あらかじめ設定されている金型タッチ位置に達したとき型締めを開始し、その型締めの終了後、射出を行うようにされている射出成形機に、
   射出成形と圧縮成形とを切り換える切換手段と、
   前記金型タッチ位置より所定量手前の型閉じ位置を設定する型閉じ位置設定器と、
   が付加されるとともに、
   前記射出成形機の制御装置に、
   前記切換手段により圧縮成形に切り換えられたときには、前記型閉じ位置設定器に設定された型閉じ位置をそのときの金型タッチ位置とみなすとともに、その型閉じ位置で射出信号を出力する制御機能が付加されていることを特徴とする、射出成形機を用いた圧縮成形装置。

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