JP3996476B2

JP3996476B2 - エジェクタピンの突出し方法

Info

Publication number: JP3996476B2
Application number: JP2002270171A
Authority: JP
Inventors: 晃伊藤; 育鏡劉
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2022-09-17
Also published as: JP2004106279A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エジェクタピンの突出し方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、成形機、例えば、射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた成形材料としての樹脂を、高圧で射出して金型装置のキャビティ空間に充填（てん）し、該キャビティ空間内において冷却して固化させた後、成形品を取り出すようになっている。
【０００３】
前記射出成形機は金型装置、型締装置及び射出装置から成り、前記金型装置は、固定金型及び可動金型を備え、前記型締装置は、固定プラテン、可動プラテン、型締用モータ等を備え、該型締用モータを駆動し、固定プラテンに対して可動プラテンを進退させることによって前記金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。一方、前記射出装置は、ホッパから供給された樹脂を加熱して溶融させるために加熱シリンダを備え、該加熱シリンダの前端に配設された射出ノズルから溶融させられた樹脂が射出されるようになっている。そのために、前記加熱シリンダ内にスクリューが進退自在に、かつ、回転自在に配設される。
【０００４】
前記構成の射出成形機において、計量工程時に、計量用モータを駆動してスクリューを回転させると、樹脂の計量が行われ、スクリューの前端に配設されたスクリューヘッドの前方に樹脂が蓄えられ、それに伴って、スクリューが後退させられる。次に、射出工程時に、射出用モータを駆動して前進させると、スクリューヘッドの前方に蓄えられた樹脂が射出ノズルから射出され、キャビティ空間に充填される。続いて、キャビティ空間内の樹脂が冷却されるとともに、保圧工程が開始され、キャビティ空間内の樹脂に保圧力が加えられ、冷却に伴って収縮する分の樹脂を補給する。
【０００５】
このようにして、前記キャビティ空間内の樹脂が、冷却され固化すると、型開きが行われる。このとき、エジェクタ装置のエジェクタピンが可動金型から突き出され、成形品を可動金型から離型させ、成形品を取り出すことができるようになっている。そのために、エジェクタ装置は、突出し用モータ、該突出し用モータを駆動することによって発生させられた回転の回転運動を直進運動に変換するボールねじ等を備える。
【０００６】
図２は従来のエジェクタピンの動作を示す図である。なお、図において、横軸にエジェクタピンの作動時間を、縦軸にエジェクタピンに加わる荷重を採ってある。また、実線はエジェクタピンによるエジェクト動作が正常な場合を、破線はエジェクト動作が異常な場合を示す。
【０００７】
図の実線で示されるように、突出し用モータを駆動し、一定の荷重でエジェクタピンを突出し抵抗に抗して前進させる。そして、タイミングｔ１でエジェクタピンが離型位置に到達して離型が行われると、エジェクタピンに加わる突出し抵抗が急激に小さくなるので、突出し時の荷重が小さくなる。続いて、タイミングｔ２でエジェクタピンが前進限位置に到達すると、突出し用モータが停止させられる。
【０００８】
ところで、前記構成の射出成形機においては、キャビティ空間に充填される樹脂の種類、保圧力等の充填条件が異なると、過充填、過少充填等の充填度合が変化し、それに伴って成形品を可動金型から離型させるときの突出し抵抗も変化してしまう。そして、過充填が発生した場合、エジェクタピンを突出し抵抗に抗して前進させることができず、破線で示されるように、エジェクタピンを前進させるための荷重が大きくなるのに伴って、エジェクタピンが折れ曲がったり、折損したりして、エジェクタピンの耐久性が低下してしまう。
【０００９】
そこで、成形品の取外しが良好に行われたときの、作動時間又は位置に対するエジェクタピンの突出し用モータのトルクの関係を基準パターンとして記憶し、前記トルクの値に関して、前記基準パターンに対する許容変動範囲をあらかじめ設定し、それ以降の突出し工程の際に、作動時間又は位置に対する前記トルクのパターンを監視し、前記トルクの値が前記許容変動範囲から外されたとき、異常が発生したと判断してアラームを発するようにした射出成形機の異常検知方法が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−１８９２４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の射出成形機の異常検知方法においては、前記トルクの値が前記許容変動範囲から大きく外れたときにエジェクタピンを損傷させてしまうだけでなく、制御が複雑になってしまう。
【００１２】
本発明は、前記従来の射出成形機の問題点を解決して、エジェクタピンの耐久性を向上させることができるエジェクタピンの突出し方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明のエジェクタピンの突出し方法においては、エジェクタピンの突出しを開始する。そして、あらかじめ設定された荷重切換条件が成立するまでは、エジェクタピンを前進させるための荷重を制限する。また、前記荷重切換条件が成立すると、エジェクタピンを前進させるための荷重を次第に大きくする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図３は本発明の実施の形態における射出成形機の要部を示す図である。
【００２３】
図において、１０は射出装置、１２はシリンダ部材としての加熱シリンダであり、該加熱シリンダ１２は、前端（図において左端）に射出ノズル１３を備え、外周に図示されない加熱部材としてのヒータを備える。前記射出ノズル１３の前端には図示されないノズル口が形成される。前記加熱シリンダ１２内には、射出部材としての図示されないスクリューが進退自在に、かつ、回転自在に配設される。該スクリューは、前端にスクリューヘッドを備え、前記加熱シリンダ１２内を後方（図において右方）に延び、後端（図において右端）において、図示されない駆動装置と連結される。該駆動装置は、計量用の駆動部としての計量用モータ、及び射出用の駆動部としての射出用モータを備える。
【００２４】
前記構成の射出装置１０と対向させて金型装置１４が配設され、該金型装置１４に対して前記射出ノズル１３が接離自在に配設される。また、前記金型装置１４は、図示されない固定プラテンに取付板１６を介して取り付けられた固定金型１７、図示されない可動プラテンに取付板１８を介して取り付けられた可動金型１９等を備え、図示されない型締装置によって可動金型１９を進退させ、該可動金型１９を前記固定金型１７に対して接離させることにより、金型装置１４の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。
【００２５】
そのために、前記型締装置は、前記固定プラテン、可動プラテン、該可動プラテンを進退させるための型締用の駆動部としての型締用モータ、該型締用モータによって発生させられた回転の回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部としてのボールねじ、前記直進運動の推進力を増幅して型締力を発生させるトグル機構等を備える。なお、運動方向変換部として、ボールねじに代えてローラねじ等を使用することもできる。
【００２６】
前記固定金型１７は、型板２１、該型板２１から突出させて形成されたコア２２等を備え、前記可動金型１９は、取付板１８に取り付けられたスペーサ２４、該スペーサ２４に取り付けられた型板２５等を備え、該型板２５に前記コア２２に対応させて、凹部から成るキャビティ２６が形成される。
【００２７】
したがって、型閉じが行われて可動金型１９が固定金型１７に接触させられ、型締めが行われて可動金型１９が所定の型締力で固定金型１７に押し付けられると、固定金型１７と可動金型１９との間にキャビティ空間が形成される。
【００２８】
そして、前記射出装置１０において計量工程が開始され、該計量工程において、図示されない制御部の計量処理手段が、計量処理を行い、前記計量用モータを駆動すると、前記スクリューが回転し、加熱シリンダ１２の所定の箇所に配設された図示されないホッパから成形材料としての樹脂が加熱シリンダ１２内に進入する。続いて、前記樹脂は、加熱シリンダ１２内において溶融させられ、前記スクリューに形成された溝に沿って加熱シリンダ１２内を前進（図において左方に移動）させられ、スクリューヘッドの前方に蓄えられる。
【００２９】
次に、射出工程が開始され、該射出工程において、前記制御部の射出処理手段が、射出処理を行い、前記射出用モータを駆動すると、前記スクリューが前進させられ、スクリューヘッドの前方に蓄えられた樹脂は、前記射出ノズル１３から射出され、前記キャビティ空間に充填される。
【００３０】
続いて、金型装置１４において、キャビティ空間内の樹脂の冷却が開始される。これに伴って、射出装置１０において、保圧工程が開始され、該保圧工程において、前記制御部の保圧処理手段は、保圧処理を行い、前記射出用モータを駆動して、キャビティ空間内の樹脂に保圧力を加え、冷却に伴って収縮する分の樹脂を補給する。
【００３１】
このようにして、キャビティ空間内の樹脂は、冷却され固化して成形品になる。
【００３２】
続いて、前記可動プラテンが後退させられ、可動金型１９が後退（図において左方に移動）させられて型開きが行われるが、このとき、成形品も可動金型１９に付着した状態で後退させられる。
【００３３】
そこで、可動金型１９に付着した成形品を可動金型１９から離型させるために、エジェクタ装置３１が配設される。該エジェクタ装置３１は、図示されない突出し用の駆動部としての突出し用モータを駆動することによって前進（図において右方に移動）させられるエジェクタロッド３２、前記取付板１８と型板２５との間において進退（図において左右方向に移動）自在に配設され、一対のプレート３３、３４から成るエジェクタプレート３５、前記プレート３３、３４によって後端（図において左端）が固定され、前方（図において右方）に延び、前端（図において右端）を前記キャビティ空間に臨ませて配設されたエジェクタピン３７、前記エジェクタプレート３５と型板２５との間に、エジェクタピン３７を挿入させて配設され、所定の付勢力でエジェクタプレート３５及びエジェクタピン３７を後方（図において左方）に向けて付勢する付勢部材としてのリターンスプリング３８等を備える。
【００３４】
したがって、前記突出し用モータを駆動して、エジェクタロッド３２を前進させ、エジェクタプレート３５を介してエジェクタピン３７を前進させて突き出すことによって、成形品を可動金型１９から離型させ、取り出すことができる。
【００３５】
次に、前記エジェクタ装置３１の制御装置について説明する。
【００３６】
図１は本発明の実施の形態における制御装置のブロック図、図４は本発明の実施の形態におけるエジェクタピンの動作を示す第１の図、図５は本発明の実施の形態におけるエジェクタピンの動作を示す第２の図である。なお、図４において、横軸にエジェクタピン３７（図３）の位置を、縦軸にエジェクタピン３７に加わる荷重を採ってある。また、図５において、横軸にエジェクタピン３７の作動時間を、縦軸にエジェクタピン３７に加わる荷重を採ってある。
【００３７】
図１において、５１は制御部、５２は設定器、５３はメモリ、５４は警報器、５５は突出し用モータ、５６は該突出し用モータ５５を駆動することによって発生させられた回転の回転運動を直進運動に変換し、該直進運動を移動部材としてのクロスヘッド５９を介してエジェクタロッド３２に伝達する運動方向変換部としてのボールねじであり、該ボールねじ５６は、突出し用モータ５５の図示されない出力軸と連結され、突出し用モータ５５を駆動することによって回転させられる第１の変換要素としてのボールねじ軸５７、及び該ボールねじ軸５７と螺（ら）合させられ、ボールねじ軸５７の回転に伴って進退させられる第２の変換要素としてボールナット５８を備える。
【００３８】
なお、本実施の形態においては、ボールねじ軸５７の回転運動をボールナット５８の直進運動に変換するようになっているが、突出し用モータ５５の出力軸にボールナット５８を、クロスヘッド５９にボールねじ軸５７をそれぞれ連結し、ボールナット５８の回転運動をボールねじ軸５７の直進運動に変換することもできる。また、前記運動方向変換部としてボールねじ５６に代えてローラねじを使用することもできる。その場合、第１の変換要素としてローラねじ軸が、第２の変換要素としてローラナットが使用される。
【００３９】
図４及び５において、実線はエジェクタピン３７によるエジェクト動作が正常な場合を、破線はエジェクト動作が異常な場合を示す。
【００４０】
前記型開きが開始されると、所定のタイミングで前記制御部５１の図示されない突出し処理手段は、突出し処理を行い、突出し用モータ５５を駆動してボールねじ軸５７を回転させると、ボールナット５８が前進（図において右方に移動）させられ、それに伴って、クロスヘッド５９を介してエジェクタロッド３２が前進させられ、エジェクタピン３７が突出し抵抗に抗して前進させられる。
【００４１】
ところで、キャビティ空間に充填される樹脂の種類、保圧力等の充填条件が異なると、過充填、過少充填等の充填度合が変化し、それに伴って成形品を可動金型１９から離型させるときの突出し抵抗も変化してしまう。そして、過充填が発生した場合、エジェクタピン３７を突出し抵抗に抗して前進させることができなくなると、エジェクタピン３７を前進させるための荷重が大きくなるのに伴って、エジェクタピン３７が折れ曲がったり、折損したりして、エジェクタピン３７の耐久性が低下してしまう。
【００４２】
そこで、前記充填条件に基づいて、離型が行われる離型位置Ｓ１２より手前に、成形品が可動金型１９から剥（は）がれ始める突出し位置Ｓ１１があらかじめ設定され、エジェクタピン３７の突出しが開始される突出し開始位置Ｓ１０から突出し位置Ｓ１１までの間、突出し用モータ５５によるエジェクタピン３７を前進させるためのトルクが制限され、エジェクタピン３７に加わる荷重が制限される。そのために、エジェクタピン３７が折れ曲がったり、折損したりすることがないように、エジェクタピン３７の耐久性に対応する指標として、荷重の制限値Ｔａが設定される。ここで、前記荷重を制限するための制限値Ｔａについて説明する。制限値Ｔａは、エジェクタピン３７が成形品を離型させる直前の荷重Ｔｃより小さい値に設定され、エジェクタピン３７が成形品を離型させる離型位置Ｓ１２より手前側の突出し位置Ｓ１に到達するまでの間、制限値Ｔａの荷重がエジェクタピン３７に加えられる。また、成形品が正常に離型された場合において、前記エジェクタピン３７に前記制限値Ｔａの荷重が加えられた際のエジェクタピン３７が前記突出し位置Ｓ１１に到達するまでの経過時間を測定し、該経過時間よりわずかに長い設定時間Ｔ１を設定しておく。設定時間Ｔ１とは、前記エジェクタピン３７を前記制限値Ｔａで動作させる最長時間である。なお、前記突出し位置Ｓ１１によって第１の制御位置が、離型位置Ｓ１２によって第２の制御位置が構成される。
【００４３】
そして、前記突出し処理手段は、エジェクタピン３７が突出し開始位置Ｓ１０から前進させられ、前記設定時間Ｔ１内に突出し位置Ｓ１１に到達したかどうかによって荷重切換条件が成立したかどうかを判断する。そして、エジェクタピン３７が前記設定時間Ｔ１内に突出し位置Ｓ１１に到達せず、荷重切換条件が成立しない場合、前記制御部５１の図示されないエジェクト動作停止処理手段は、エジェクト動作停止処理を行い、突出し抵抗が大きいと判断してエジェクト工程を停止させるか、又は前記制御部５１の図示されない警報処理手段は、警報処理を行い、異常が発生したと判断し、警報器５４を作動させてアラームを発生させ、作業員に異常が発生したことを知らせて警告を行う。
【００４４】
なお、図５に示されるように、エジェクタピン３７が正常に作動すれば、タイミングｔ１０で突出しが開始されると前記制限値Ｔａの荷重でエジェクタピン３７が前進させられ、タイミングｔ１１で突出し位置Ｓ１１に到達する。なお、タイミングｔ１０からタイミングｔ１１までの時間は前記設定時間Ｔ１より短い。そして、図５の破線で示されるように、タイミングｔ１１になってもエジェクタピン３７が突出し位置Ｓ１１に到達しない場合は、前記エジェクト動作停止処理手段がエジェクト動作を停止させるか、警報処理手段が警報器５４を作動させてアラームを発生させ、作業員に異常が発生したことを知らせて警告を行う。
【００４５】
そして、エジェクタピン３７が前記設定時間Ｔ１内に突出し位置Ｓ１１に到達し、荷重切換条件が成立した場合、成形品が可動金型１９から剥がれ始め、突出し抵抗が小さくなるので、突出し処理手段は、荷重を次第に大きくしてエジェクタピン３７を更に前進させる。
【００４６】
そして、エジェクタピン３７が離型位置Ｓ１２に到達して、成形品が可動金型１９から完全に剥がれて離型が行われると、エジェクタピン３７に加わる突出し抵抗が急激に小さくなるので、突出し処理手段は、突出し用モータ５５のトルクを小さくして、荷重を値Ｔｂ（＜Ｔａ）にする。
【００４７】
続いて、タイミングｔ１３でエジェクタピン３７が前進限位置Ｓ１３に到達すると、突出し処理手段は突出し用モータ５５を停止させる。
【００４８】
なお、エジェクタピン３７の位置を検出するために、位置検出部としての位置センサ６１が配設され、エジェクタピン３７に加わる圧力を検出するために、圧力検出部としてのロードセル６２が、所定の位置、例えば、ボールねじ５６とクロスヘッド５９との間に配設される。また、前述されたように、エジェクタピン３７の突出しを開始させた後、設定時間Ｔ１が経過しても、エジェクタピン３７が離型位置Ｓ１１に到達しない場合、前記警報処理手段は、警報処理を行い、警報器５４を作動させてアラームを発生させ、作業員に異常が発生したことを知らせて警告を行う。
【００４９】
このように、エジェクタピン３７が設定時間Ｔ１内に突出し位置Ｓ１１に到達するまでの間、突出し用モータ５５のトルクが制限され、エジェクタピン３７に加わる荷重が制限されるので、エジェクタピン３７を前進させる際にエジェクタピン３７が折れ曲がったり、折損したりすることがなくなり、エジェクタピン３７の耐久性を向上させることができる。
【００５０】
ところで、充填条件、成形品の種類等によっては、エジェクタピン３７を繰り返し進退させ、突き出すことによって離型を行うようになっている。この場合、所定の突出し回数だけエジェクタピン３７が突き出されると、成形品が可動金型１９から剥がれやすくなるので、前記充填条件に基づいて、成形品が可動金型１９から剥がれ始める突出し回数の値Ｎｅがあらかじめ設定される。
【００５１】
すなわち、前記突出し処理手段は、前記エジェクタピン３７が前記設定時間Ｔ１内に突出し位置Ｓ１１に到達するまでの間、前記エジェクタピン３７を繰り返し進退させる。なお、突出し回数は値Ｎｅに設定されるが、値Ｎｅだけ繰り返す前に荷重切換条件が成立すれば、繰り返しを止める。この場合、突出し回数は、その回数だけエジェクタピン３７を進退させるのが目標ではなく、前記荷重切換条件を成立させるための補助的な役目であり、前記荷重切換条件が達成すると、エジェクタピン３７は停止させられる。
【００５２】
その後、荷重切換条件が成立した場合、成形品が可動金型１９から剥がれ始め、突出し抵抗が小さくなるので、突出し処理手段は、トルクを次第に大きくしてエジェクタピン３７を更に前進させる。
【００５３】
そして、エジェクタピン３７が離型位置Ｓ１２に到達して、成形品が可動金型１９から完全に剥がれて離型が行われると、エジェクタピン３７に加わる突出し抵抗が急激に小さくなるので、突出し処理手段は突出し用モータ５５のトルクを小さくして、荷重を値Ｔｂ（＜Ｔａ）にする。
【００５４】
続いて、エジェクタピン３７が前進限位置Ｓ１３に到達すると、突出し処理手段は突出し用モータ５５を停止させる。
【００５５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、エジェクタピンの突出し方法においては、エジェクタピンの突出しを開始する。そして、あらかじめ設定された荷重切換条件が成立するまでは、エジェクタピンを前進させるための荷重を制限する。また、前記荷重切換条件が成立すると、エジェクタピンを前進させるための荷重を次第に大きくする。
【００５７】
この場合、エジェクタピンが突出し位置に到達するまでの間、エジェクタピンを前進させるための荷重が制限されるので、エジェクタピンを前進させる際にエジェクタピンが折れ曲がったり、折損したりすることがなくなり、エジェクタピンの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における制御装置のブロック図である。
【図２】従来のエジェクタピンの動作を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における射出成形機の要部を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるエジェクタピンの動作を示す第１の図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるエジェクタピンの動作を示す第２の図である。
【符号の説明】
３７エジェクタピン
Ｓ１１突出し位置
Ｓ１２離型位置
Ｔ１設定時間
Ｔａ制限値

Claims

（ａ）エジェクタピンの突出しを開始し、
（ｂ）あらかじめ設定された荷重切換条件が成立するまでは、エジェクタピンを前進させるための荷重を制限し、
（ｃ）前記荷重切換条件が成立すると、エジェクタピンを前進させるための荷重を次第に大きくすることを特徴とするエジェクタピンの突出し方法。
前記荷重切換条件は、設定された荷重の制限値、前記エジェクタピンを突き出すための、成形品が型板から離れる位置を表す突出し位置、及び前記エジェクタピンを動作させるための設定時間に基づいて決定される請求項１に記載のエジェクタピンの突出し方法。
前記荷重の制限値は、前記エジェクタピンが成形品を離型させる直前の荷重より小さい値に設定される請求項２に記載のエジェクタピンの突出し方法。
前記突出し位置は、前記エジェクタピンが成形品を離型させる離型位置より手前側に設定される請求項２に記載のエジェクタピンの突出し方法。
前記設定時間は、成形品が正常に離型させられた場合において、前記エジェクタピンに前記制限値の荷重が加えられたときの前記突出し位置までの経過時間よりわずかに長く設定される請求項２に記載のエジェクタピンの突出し方法。
前記エジェクタピンが前記設定時間内に前記突出し位置に到達すると、前記荷重切換条件が成立する請求項２〜５のいずれか１項に記載のエジェクタピンの突出し方法。
前記荷重切換条件が成立するまでの間に、前記エジェクタピンを繰り返し進退させる請求項２〜６のいずれか１項に記載のエジェクタピンの突出し方法。
前記エジェクタピンが前記設定時間内に前記突出し位置に到達しない場合にエジェクト工程を停止させるか、又は警告を行う請求項２〜７のいずれか１項に記載のエジェクタピンの突出し方法。