JP4083606B2

JP4083606B2 - 射出成形装置

Info

Publication number: JP4083606B2
Application number: JP2003075133A
Authority: JP
Inventors: 達彦丸; 純小池; 文行加藤; 誠西沢
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2023-03-19
Also published as: JP2004001422A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の射出成形機ユニットを備えた射出成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機を工場内に複数台設置する場合、従来は各射出成形機をはじめとして、それに付属する材料供給系や温調配管系などの周辺機器が、工場内の材料供給装置や温調用の熱媒体供給配管および電源等の位置に応じて、各射出成形機ごとに独立して個々に配置されていた。
【０００３】
このため工場内に複数台の射出成形機を水平方向に並べて設置すると、その周辺機器も含めて、少なくとも射出成形機の設置台数分に相当する床面積が必要となり、工場内に占めるスペースがかなり大きくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、複数の射出成形機を上下方向に立体的に配置することが考えられたが、複数の射出成形機を上下方向に重ねるだけでは、幅の割に高さが大きくなるために不安定になりやすく、振動も大きくなりやすい。
【０００５】
従ってこの発明の目的は、複数の射出成形機ユニットをコンパクトに集約できるとともに、各ユニットを安定に支持することのできる射出成形装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の射出成形機は、下段側ユニット収容部と上段側ユニット収容部を有する階層形フレームを備えた第１のセル構造体と、下段側ユニット収容部と上段側ユニット収容部を有する階層形フレームを備えた第２のセル構造体と、前記第１および第２のセル構造体の各ユニット収容部にそれぞれ配置され、各々が型締装置と射出装置を備えている射出成形機ユニットと、前記第１および第２のセル構造体を互いに背面部を離した状態で連結する連結手段とを具備している。
【０００７】
本発明の好ましい形態では、前記第１および第２のセル構造体を、双方の背面部間に作業員が入ることのできるスペースを存して前記連結手段によって連結し、該スペースに温調配管と材料供給手段を配置する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の第１の実施形態の射出成形装置１０について、図１〜図５を参照して説明する。
この射出成形装置１０は、図１において手前側に位置する第１のセル構造体１１と、奥側に位置する第２のセル構造体１２とを備えている。第１および第２のセル構造体１１，１２は互いに同一の構成であるため、以下に第１のセル構造体１１を代表して説明する。
【０００９】
第１のセル構造体１１は、下段側ユニット収容部２１，２２と上段側ユニット収容部２３，２４とを有する階層形フレーム２０を備えている。この階層形フレーム２０は、上下方向に延びる複数本の柱部材２５と、水平方向に延びる複数本の梁部材２６などを組合わせることによって、剛性の高い箱形のフレーム構造を形成している。
【００１０】
図２に示すように、下段側ユニット収容部２１，２２に移動架台３０，３１が設けられ、移動架台３０，３１上に、それぞれ射出成形機ユニット４０ａ，４０ｂが搭載されている。これらの移動架台３０，３１は、水平方向に延びるガイド部材３２（図４に一部を示す）に沿って、操作側に引き出すことができるようになっている。この明細書で言う操作側とは、オペレータ３３が操作する操作部３４，３５が設けられている側である。
【００１１】
上段側ユニット収容部２３，２４にも架台３６，３７が設けられている。これらの架台３６，３７上に射出成形機ユニット４０ｃ，４０ｄが搭載されている。この実施形態では、各射出成形機ユニット４０ａ〜４０ｄの構成は互いに共通であるが、場合によっては、互いに構成が異なる複数種類の射出成形機ユニットがユニット収容部２１〜２４に収容されてもよい。
【００１２】
射出成形機ユニット４０ａ〜４０ｄは、階層形フレーム２０に設けたカバー部材５０によって覆われている。カバー部材５０は、操作側に開扉させることのできる前カバー５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを備えている。前カバー５１ａ〜５１ｄには、射出成形機ユニット４０ａ〜４０ｄの一部を目視できるように、透明材料などからなる窓５２が形成されている。
【００１３】
図３に示すように、射出成形機ユニット４０ａ〜４０ｄは、それぞれ、型締装置６０と、射出装置６１と、スプール取出し機６２などを備えている。型締装置６０の一例は、固定側ダイプレート６５と、可動側ダイプレート６６と、ダイプレート駆動機構６７などを備えている。
【００１４】
固定側ダイプレート６５に固定側金型７０が取付けられている。可動側ダイプレート６６に移動側金型７１が取付けられている。ダイプレート駆動機構６７の一例は、ボールねじ７５と、ボールねじ７５を回転させるサーボモータ７７などによって構成されている。
【００１５】
射出装置６１は、ベース部材８１と、ガイド部材８２と、可動フレーム８３などを備えている。ガイド部材８２に沿って、可動フレーム８３が左右方向（図３に示す軸線Ｘに沿う方向）に往復移動可能であり、ノズルタッチ用のギヤードモータ８４によって、可動フレーム８３を軸線Ｘ方向に移動させることができるようになっている。
【００１６】
可動フレーム８３には、バレル９０と、射出用サーボモータ９１と、射出用の動力伝達機構９２と、スクリュー回転用のサーボモータ９３と、スクリュー回転用の動力伝達機構９４などが設けられている。バレル９０の内部にスクリュー９５が収容されている。バレル９０の先端部に設けたノズル９６は、固定側ダイプレート６５に形成された孔９７（図１に示す）の中心線上に位置している。
【００１７】
ノズルタッチ用のギヤードモータ８４によって可動フレーム８３を前進させ、バレル９０を所定位置まで前進させた状態において、ノズル９６の先端が固定側金型７０の注入ポートに当接する。
【００１８】
スクリュー９５は、射出用サーボモータ９１と動力伝達機構９２によって、バレル９０に対して軸線方向に相対移動させることができる。このスクリュー９５は、射出成形品の材料である樹脂の混練時および計量時などに、スクリュー回転用のサーボモータ９３と動力伝達機構９４によって回転させることができるようになっている。
【００１９】
バレル９０には、樹脂を加熱し溶融させるためのヒータ（図示せず）が付属している。バレル９０の基部付近に、樹脂を供給するホッパ１００が設けられている。下段側の射出成形機ユニット４０ａ，４０ｂのホッパ１００に、材料供給手段として機能する材料供給管１０１が接続されている。上段側の射出成形機ユニット４０ｃ，４０ｄのホッパ１００にも、材料供給管１０２が接続されている。
【００２０】
下段側の射出成形機ユニット４０ａ，４０ｂの金型７０，７１の下方に、成形された製品を取出すための製品排出シュート１１０が設けられている。上段側の射出成形機ユニット４０ｃ，４０ｄの金型７０，７１の下方にも、製品排出シュート１１１が設けられている。これらのシュート１１０，１１１は、金型７０，７１の下方に延出している。
【００２１】
図２に示されるように、下段側の射出成形機ユニット４０ａ，４０ｂの各製品排出シュート１１０と、上段側の射出成形機ユニット４０ｃ，４０ｄの各製品排出シュート１１１は、互いに射出成形装置１０の左右方向（図３に示す軸線Ｘ方向）に位置をずらして配置されている。各製品排出シュート１１０，１１１の下端側に設けられている製品取出し口１１２，１１３は、セル構造体１１の操作側に開口している。このため各射出成形機ユニット４０ａ〜４０ｄによって成形された製品の仕分けを容易に行うことができる。
【００２２】
セル構造体１１の操作側に、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置を用いたコントローラ１２０（図１に示す）が設けられている。設定器として機能する１台のコントローラ１２０は、前記４台の射出成形機ユニット４０ａ〜４０ｄの動作を個々に制御することができる。
【００２３】
図２においてセル構造体１１の右半部に、右側の射出成形機ユニット４０ａ，４０ｃを操作するためのスイッチ等を備えた操作部３４と、これら射出成形機ユニット４０ａ，４０ｃの各金型７０，７１の温度を制御するための温調装置１２２と、制御盤１２３などが収容されている。操作部３４には、射出成形機ユニット４０ａ，４０ｃをそれぞれ独立して稼動と停止を選択可能なスイッチ等が設けられている。
【００２４】
図４に示すように、セル構造体１１の背面部１１ａすなわち反操作部側に、射出成形機ユニット４０ａ，４０ｃ用の温調配管や継手，バルブ等などに代表される温調配管類１２４の一部と、材料供給管１０１，１０２などの周辺機器が配置されている。前記温調装置１２２は、温調配管類１２４を介して、金型７０，７１を加熱する流体や、ホッパ１００の下部を冷却する流体等の熱媒体を、射出成形機ユニット４０ａ，４０ｃの各部に供給するようになっている。
【００２５】
図２においてセル構造体１１の左半部に、左側の射出成形機ユニット４０ｂ，４０ｄを操作するための操作部３５と、射出成形機ユニット４０ｂ，４０ｄの各金型７０，７１の温度を制御するため温調装置１３２と、制御盤１３３などが収容されている。操作部３５には、射出成形機ユニット４０ｂ，４０ｄをそれぞれ独立して稼動と停止を選択可能なスイッチ等が設けられている。
【００２６】
セル構造体１１の背面部１１ａに、射出成形機ユニット４０ｂ，４０ｄの温調配管類１２４と材料供給管１０１，１０２などの周辺機器の一部が配置されている。
【００２７】
図１において奥側に位置する第２のセル構造体１２も、第１のセル構造体１１と同様に、階層形フレーム１４０を備えている。この階層形フレーム１４０に、第１のセル構造体１１と同様の下段側ユニット収容部２１，２２と上段側ユニット収容部２３，２４が設けられている。そして各ユニット収容部２１〜２４に、射出成形機ユニット４０ｅ〜４０ｈが収容されている。なお、これらの射出成形機ユニット４０ｅ〜４０ｈのうち、上段側のユニット４０ｇ，４０ｈのみが図３に示されている。
【００２８】
第２のセル構造体１２に、第１のセル構造体１１と同様の操作部３４，３５およびコントローラ１２０と、温調装置１２２，１３２と、制御盤１２３，１３３などが設けられている。セル構造体１２の背面部１２ａに温調配管類１２４と、材料供給管１０１，１０２などの周辺機器の一部が配置されている。
【００２９】
図４に示すように、工場フロア１５２上の第１のセル構造体１１と第２のセル構造体１２は、連結手段として機能する下部側の連結部材１５０と上部側の連結部材１５１によって、互いに背面部１１ａ，１２ａを対向させた状態で連結されている。そして第１のセル構造体１１と第２のセル構造体１２との間に、メンテナンス時などに作業員が入ることのできるスペースＳが形成されている。
【００３０】
下部側の連結部材１５０は、ボルト等の締結部材１５３によって、前記フレーム２０，１４０の下側の結合部１６０に固定されている。上部側の連結部材１５１は、ボルト等の締結部材１５４によって、フレーム２０，１４０の上側の結合部１６５に固定されている。
【００３１】
以下に、前記射出成形装置１０の動作について、第１のセル構造体１１の射出成形機ユニット４０ａ〜４０ｄを代表して説明する。
型締装置６０によって金型７０，７１を閉じ、ノズルタッチ用のギヤードモータ８４によってバレル９０を固定側ダイプレート６５に向かって前進させることにより、ノズル９６の先端を固定側金型７０の注入ポートに当接させる。
【００３２】
そして射出用サーボモータ９１を回転させ、スクリュー９５を前進させる。これにより、バレル９０内の予め計量されていた溶融樹脂が、スクリュー９５によってノズル９６の先端から押し出され、金型７０，７１の内部に充填される。
【００３３】
金型７０，７１内の樹脂が冷却したのち、射出用サーボモータ９１を逆回転させることにより、スクリュー９５を所定量後退させる。さらにスクリュー回転用モータ９３によって、スクリュー９５を回転させ、溶融樹脂をバレル９０の先端側に送りながら混練するとともに、溶融樹脂の計量を行う。
【００３４】
型締装置６０の駆動機構６７によって可動側ダイプレート６６を後退させ、金型７０，７１をひらく。また、スプール取出し機６２を作動させるとともに、金型７１内の製品をエジェクタ機構によって突き出すことにより、製品排出シュート１１０（または１１１）内に落とす。こうして１サイクル分の射出成形工程が終了する。
【００３５】
この射出成形装置１０は、第１のセル構造体１１に４台の射出成形機ユニット４０ａ〜４０ｄが設けられており、第２のセル構造体１２にも４台の射出成形機ユニット４０ｅ〜４９ｈが設けられている。このため、同一種類の射出成形品を能率良く生産することができる。また、射出成形機ユニット４０ａ〜４０ｈの種類に応じて異種類の射出成形品を同時に生産することもできる。
【００３６】
この射出成形装置１０は、各ユニット４０ａ〜４０ｈごとに、シュート１１０，１１１の取出し口１１２，１１３がセル構造体１１，１２のそれぞれの操作側に集約されているため、製品の集荷を容易に行うことができる。また、各ユニット４０ａ〜４０ｈごとに、シュート１１０，１１１の取出し口１１２，１１３が独立しているため、各ユニット４０ａ〜４０ｈごとに製品を別々に取出して集荷することができる。
【００３７】
この射出成形装置１０は、一対の射出成形機ユニット４０ａ，４０ｂの上に、さらに一対の射出成形機ユニット４０ｃ，４０ｄが立体的に配置されるため、フロア１５２上の空間を立体的に有効利用することができる。すなわち従来の射出成形機を横方向のみに並べる場合に比較して、工場内に占める床面積をほぼ半分程度にすることができる。
【００３８】
この射出成形装置１０を運搬する際には、図５に示すように第１のセル構造体１１と第２のセル構造体１２を互いに近付け、背中合わせに連結する。例えば、セル構造体１１，１２のフレーム２０，１４０の下部に設けられている結合部１６０どうしを、仮連結部材１６１とボルト等の締結部材１５３によって連結し、フレーム２０，１４０の上部に設けられている結合部１６５どうしを、ボルト等の締結部材１５４によって連結する。
【００３９】
こうしてセル構造体１１，１２を背中合わせに近付けて連結することにより、運搬時における射出成形装置１０（図５）の幅を、図４に示す据付け時の幅よりも小さくすることができ、移送用のトラックやパレット等の荷台１７０上に容易に積載することができる。
【００４０】
射出成形装置１０を工場内に搬入したのち、図４に示すようにセル構造体１１，１２を互いに背面部１１ａ，１２ａを所定距離だけ離し、連結部材１５０，１５１と締結部材１５３，１５４によって、セル構造体１１，１２の各フレーム２０，１４０を互いに連結する。
【００４１】
こうすることにより、射出成形装置１０の幅を広げることができる。このため個々のセル構造体１１，１２が幅の割に背が高く不安定であっても、２つのセル構造体１１，１２を連結部材１５０，１５１によって結合することにより、工場フロア１５２上での安定性を高めることができる。また、第１のセル構造体１１の背面部１１ａと、第２のセル構造体１２の背面部１２ａとの間に、周辺機器のレイアウトスペースを兼ねた作業スペースＳを確保することができる。
【００４２】
上記のようにセル構造体１１，１２が連結部材１５０，１５１によって連結されると、図３に示されるように第１のセル構造体１１の射出成形機ユニット４０ａ〜４０ｄと、第２のセル構造体１２の射出成形機ユニット４０ｅ〜４０ｈが、互いに逆方向を向くことになる。
【００４３】
このため、第１のセル構造体１１の射出成形機ユニット４０ａ〜４０ｄが稼動する際に生じる振動と、第２のセル構造体１２の射出成形機ユニット４０ｅ〜４０ｈが稼動する際に生じる振動が、互いにキャンセルし合う方向に作用する。このため、射出成形時の振動によって射出成形装置１０が特定の方向に動こうとする力をキャンセルすることができる。
【００４４】
この射出成形装置１０は、射出成形機ユニット４０ａ〜４０ｈのメンテナンス時やトラブル発生時の作業を容易に行うことができる。例えば下段側の射出成形機ユニット４０ａのメンテナンス等を行う際には、図１に一例を示すように移動架台３０を操作側に引き出すことにより、作業を容易に行うことができる。このため、射出成形機ユニット４０ｂ〜４０ｄが稼動しているときでも、射出成形機ユニット４０ａを停止させ、操作側に引き出すことにより、このユニット４０ａのメンテナンス作業等を安全に行うことができる。
【００４５】
この実施形態の場合、第１のセル構造体１１と第２のセル構造体１２とが、連結部材１５０，１５１によって互いに連結されており、射出成形装置１０全体の幅を大きくとることができるため、射出成形機ユニット４０ａ，４０ｂを操作側に引き出すことによって重心位置が操作側に移動しても、十分な安定性を得ることができる。なお、下段側だけでなく上段側の架台３６，３７も移動可能に構成し、上段側の射出成形機ユニット４０ｃ，４０ｄを階層形フレーム２０の外側に引き出すことができるように構成してもよい。
【００４６】
上段側の射出成形機ユニット４０ｃ，４０ｄのメンテナンス等を行う際には、上段側の前カバー５１ｃ，５１ｄを図４に示すように開ける。この実施形態の場合、カバー部材５０の上面が開放していることとあいまって、作業をさらに容易に行うことができる。しかもセル構造体１１，１２間のスペースＳに作業員が入ることができるため、温調配管類１２４や材料供給管１０１，１０２、各モータ７７，８４，９１，９３の電源ケーブル類をはじめとして、各種周辺機器に対する作業性をさらに良くすることができる。
【００４７】
図６は、本発明の第２の実施形態の射出成形装置１０´を示している。この射出成形装置１０´は、前記第１の実施形態の射出成形装置１０と同様に、下段側ユニット収容部２１，２２と、上段側ユニット収容部２３，２４を有している。下段側ユニット収容部２１，２２に設けた移動架台３０，３１上に、それぞれ射出成形機ユニット４０ａ，４０ｂが搭載されている。この射出成形装置１０´において、第１の実施形態の射出成形装置１０と共通の個所については、両者に共通の符号を付して説明は省略する。
【００４８】
上段側ユニット収容部２３，２４に設けた架台３６，３７に、それぞれ射出成形機ユニット４０ｃ，４０ｄが搭載されている。各射出成形機ユニット４０ａ〜４０ｄの型締装置６０と射出装置６１は、それぞれ別体のカバー部材２００，２０１によって覆われている。
【００４９】
上段側の射出成形機ユニット４０ｃ，４０ｄは、下段側の射出成形機ユニット４０ａ，４０ｂに対して、操作側から見て左右方向に寸法Ｌだけ位置をずらして設けられている。こうすることにより、下段側のユニット４０ａ，４０ｂの各製品排出シュート１１０と、上段側のユニット４０ｃ，４０ｄの各製品排出シュート１１１の位置を互いに左右方向にずらすことができるため、製品排出シュート１１０，１１１と取出し口１１２，１１３のレイアウトが容易になる。
【００５０】
上記第２の実施形態の射出成形装置１０´は、下段側ユニット４０ａ，４０ｂと上段側ユニット４０ｃ，４０ｄの位置を互いに左右方向にずらすことにより、シュート１１０，１１１の位置をずらしているので、シュート１１０，１１１に関して下段側ユニット４０ａ，４０ｂと上段側ユニット４０ｃ，４０ｄを共通の構成にすることができる。
【００５１】
なお本発明において、射出成形機ユニットは前記各実施形態に限るものではなく、他の構造の射出成形機ユニットであってもよい。また、セル構造体は、下段と上段にそれぞれ１台ずつの射出成形機ユニットを配置したものでもよい。
【００５２】
本発明の射出成形装置は、セル構造体を一つのみ備えていてもよいし、階層形フレームのユニット収容部の段数は３段以上であってもよい。また本発明は、合成樹脂製品用の射出成形装置に適用することもできるし、金属製品用及びゴム製品用の射出成形装置に適用することもできる。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明によれば、複数の射出成形機ユニットを下段側と上段側のユニット収容部に立体的に配置することにより、複数の射出成形機ユニットをコンパクトに集約できる。そして本発明では、第１のセル構造体と第２のセル構造体とが互いに連結されることによって、装置全体の幅を広くとることができるため、姿勢が安定し、剛性も高くなるため振動を抑制する効果もある。
【００５４】
請求項２に記載した発明によれば、第１のセル構造体の背面部と第２のセル構造体の背面部との間をメンテナンス用のスペースとして利用できるため作業が容易となり、温調配管類や材料供給手段等の周辺機器の一部を配置するレイアウトスペースとしても利用できるため、周辺機器がセル構造体の外部に露出することを抑制でき、外観が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す射出成形装置の斜視図。
【図２】図１に示された射出成形装置の正面図。
【図３】図１に示された射出成形装置の平面図。
【図４】図１に示された射出成形装置の側面図。
【図５】図１に示された射出成形装置の第１のセル構造体と第２のセル構造体を背中合わせに近付けて結合した状態の側面図。
【図６】本発明の第２の実施形態を示す射出成形装置の正面図。
【符号の説明】
１０，１０´…射出成形装置
１１…第１のセル構造体
１２…第２のセル構造体
２０…階層形フレーム
２１，２２…下段側ユニット収容部
２３，２４…上段側ユニット収容部
４０ａ〜４０ｈ…射出成形機ユニット
６０…型締装置
６１…射出装置
１４０…階層形フレーム
１５０，１５１…連結部材（連結手段）
Ｓ…スペース

Claims

下段側ユニット収容部と上段側ユニット収容部を有する階層形フレームを備えた第１のセル構造体と、
下段側ユニット収容部と上段側ユニット収容部を有する階層形フレームを備えた第２のセル構造体と、
前記第１および第２のセル構造体の各ユニット収容部にそれぞれ配置され、各々が型締装置と射出装置を備えている射出成形機ユニットと、
前記第１および第２のセル構造体を互いに背面部を離した状態で連結する連結手段と、
を具備したことを特徴とする射出成形装置。
前記第１および第２のセル構造体を、双方の背面部間に作業員が入ることのできるスペースを存して前記連結手段によって連結し、該スペースに温調配管と材料供給手段を配置したことを特徴とする請求項１記載の射出成形装置。