JP5363431B2

JP5363431B2 - 竪型射出成形装置

Info

Publication number: JP5363431B2
Application number: JP2010174724A
Authority: JP
Inventors: 英夫酒井; 智星野
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 2010-08-03
Filing date: 2010-08-03
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2030-08-03
Also published as: JP2012035418A

Description

本発明は、型締め機構の上方に射出装置が配置されている竪型射出成形装置に関する。

多数個取りの金型では、一部の製品が下型に残り、残りの製品が上型に残る形式の型がある。このような型では、下型に下部突出し機構を設け、上型に上部突出し機構を設けて、下部突出し機構で下型に残る製品を突出し、上部突出し機構で上型に残る製品を突出す必要がある。上部・下部突出し機構の構造が各種提案されている（例えば、特許文献１（図１）参照。）。

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図５は従来の上部・下部突出し機構の基本構成を説明する図であり、固定盤１０１に下部突出し機構１０２が取付けられ、可動盤１０３に上部突出し機構１０４が取付けられている。下部突出し機構１０２は下部サーボモータ１０５を駆動源とし、上部突出し機構１０４は上部サーボモータ１０６を駆動源とする。下部サーボモータ１０５及び上部サーボモータ１０６は、通常のモータや油圧シリンダに比較して高価である。
射出成形機のコストダウンを検討する上で、サーボモータの採用が妨げとなっている。

このような上部・下部突出し機構１０２、１０４は、電動式竪型射出成形機に備えられている。
可動盤１０３の上方に、電動式射出装置が配置される。電動式射出装置は、射出装置移動機構により上下に移動される。射出装置移動機構により電動式射出装置が下げられ、電動式射出装置のノズルが可動盤１０３に接触（ノズルタッチ）した後に、電動式射出装置から溶融樹脂が金型内へ射出される。

ノズル保護及び金型保護の観点から、柔らかなノズル接触が求められる。電動式射出装置ではロードセルで荷重を検出し、この検出情報に基づいて射出装置移動機構をサーボ制御するため、このサーボ制御に高度な制御が求められ、射出成形機のコストダウンの妨げとなっている。

そこで、電動式竪型射出成形機において、柔らかなノズル接触が実現でき且つコストダウンを容易に図ることができる技術が求められている。

特開平１０−２１７２９４号公報

本発明は、電動式竪型射出成形機をベースとして、柔らかなノズル接触が実現でき且つコストダウンを容易に図ることができる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、型締め機構の上方に射出装置を配置した竪型射出成形装置において、
下位の固定盤及び上位の可動盤で金型を挟み、この金型を型締用モータによって型締めする前記型締め機構と、
下部にノズルを備える加熱筒とこの加熱筒内を軸方向に移動し且つ回転するスクリューとこのスクリューを回転させるスクリュー回転モータとからなる前記射出装置と、
この射出装置を油圧により上下に移動させる射出装置移動機構と、
前記固定盤に設けられ突出用モータを駆動源として前記金型に残る製品を上へ突出す下部突出し機構と、
前記可動盤に設けられ油圧により前記金型に残る製品を下へ突出す上部突出し機構と、
前記射出装置移動機構及び前記上部突出し機構へ高圧油を供給する油圧発生装置と、
からなることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、油圧発生装置は、油圧ポンプとこの油圧ポンプを駆動するポンプ駆動モータとからなり、このポンプ駆動モータは、インバータにより制御されることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、型締め機構は、金型の寸法変化に対応させるために型厚調整機構を備え、この型厚調整機構の駆動源である型厚調整モータは、インバータを利用して制御させることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、型締め機構、射出装置及び下部突出し機構を電動モータで駆動し、射出装置移動機構及び上部突出し機構を油圧で駆動するようにした。
仮に、射出装置移動機構及び上部突出し機構を電動モータで駆動する場合、電動モータは油圧機器より高価なサーボモータを採用することになり、射出成形機は高価なものとなる。
この点、本発明では、射出装置移動機構及び上部突出し機構を油圧で駆動する。油圧シリンダ等の油圧機器は安価であるため、射出成形機のコストダウンを容易に図ることができる。

また、射出装置移動機構及び上部突出し機構を１台の油圧発生装置によって駆動させるので、更なるコストダウンを図ることができる。
加えて、射出装置移動機を油圧で駆動するので、可動盤へのノズル接触を柔らかくすることができる。

本発明によれば、電動式竪型射出成形機をベースとして、柔らかなノズル接触が実現でき且つコストダウンを容易に図ることができる技術が提供される。

請求項２に係る発明では、ポンプ駆動モータをインバータにより制御するようにした。
製品の突出し機構において、突出し速度及び突出し圧力は、複雑な形状の製品や成形機の高速化に対応するため、より高度に制御されることが求められる。

本発明では、インバータにより、ポンプ駆動モータの回転数制御とトルク制御を自在に行うことができるので、上部突出し機構における突出し速度及び突出し圧力を自在に制御することができる。結果、金型からの製品の取出しを円滑に行うことができ、生産性向上を図ることができる。

請求項３に係る発明では、ポンプ駆動モータを制御するインバータを利用して、型厚調整モータを制御させた。
ポンプ駆動モータをインバータで制御し、型厚調整モータを別のインバータで制御すると、２台のインバータが必要となる。
本発明では、型厚調整モータと油圧発生装置を共通のインバータで制御するようにしたので、インバータが１台で済む。よって、更なるコストダウンが図れる。

本発明に係る竪型射出成形機の正面図である。図１の２−２矢視図である。竪型射出成形機の制御系統を説明する図である。図３の作用を説明する図である。従来の上部・下部突出し機構の基本構成を説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、竪型射出成形装置１０は、機台１１に設けられ金型１２を下位の固定盤１３と上位の可動盤１５で挟む型締め機構１６と、この型締め機構１６の上方に配置される射出装置１７と、この射出装置１７を上下に移動させる射出装置移動機構１８と、固定盤１３に設けられ金型１２に残る製品を上へ突出す下部突出し機構２１と、可動盤１５に設けられ金型１２に残る製品を下へ突出す上部突出し機構２２とからなる。

型締め機構１６は、機台１１の下に設けられるトグルリンク機構２３と、このトグルリンク機構２３を下から支える圧受盤２５と、この圧受盤２５から上へ延びて機台１１及び固定盤１３を貫通し、可動盤１５に固定される４本のタイバー２６と、金型１２の寸法変化に対応させるために圧受盤２５を上下させる型厚調整機構２７とからなる。

トグルリンク機構２３は、ダブルトグルリンク式と呼ばれ、左右のトグルリンク２８と、左右のトグルリンク２８の中央に設けられるボールナット３１と、圧受盤２５に回転自在に設けられボールナット３１を上下に移動させるボールねじ軸３２とからなる。
圧受盤２５に型締用モータ３３が取付けられている。

型締用モータ３３の動力は、プーリ３５、ベルト３６及びプーリ３７を介してボールねじ軸３２へ伝達される。ボールねじ軸３２の回転により、トグルリンク機構２３が駆動され、金型１２の型締め・型開きがなされる。

下部突出し機構２１は、固定盤１３に回転自在に設けられるボールねじ軸３８と、このボールねじ軸３８の回転により昇降するエジェクタプレート４１と、このエジェクタプレート４１に設けられ金型１２に残る製品を上へ突出す下部エジェクタロッド４２と、機台１１に取付板４３を介して取付けられる突出用モータ４５とからなる。

突出用モータ４５の動力は、プーリ４６、ベルト４７及びプーリ４８を介してボールねじ軸３８へ伝達され、下部エジェクタロッド４２を上下に移動させる。

可動盤１５から４本の支持ロッド５１が上へ延ばされ、これらの支持ロッド５１の上端が固定プレート５２で固定される。そして、支持ロッド５１の中間部に下部プレート５３が昇降可能に設けられている。

下部プレート５３から４本のガイドロッド５５が上へ延ばされ、これらのガイドロッド５５の上端が上部プレート５６で固定される。そして、ガイドロッド５５の中間部に射出プレート５７が昇降可能に設けられている。

射出装置１７は、下部にノズル５８を備える加熱筒６１と、この加熱筒６１内を軸方向に移動し且つ回転するスクリュー６２と、このスクリュー６２を回転させるスクリュー回転モータ６３とからなる。

加熱筒６１は下部プレート５３に支持され、下へ延びる。スクリュー６２の基端から上方へスクリュー軸６５が延び、スクリュー軸６５の上端は、射出プレート５７に回転自在に支持されている。

スクリュー回転モータ６３は、射出プレート５７に取付けられている。このスクリュー回転モータ６３の動力は、プーリ６６、ベルト６７及びプーリ６８を介してスクリュー軸６５へ伝達され、スクリュー６２を回転させる。また、射出プレート５７にボールナット７１が固定され、上部プレート５６にボールナット７１を上下に移動させるボールねじ軸７２が回転自在に設けられている。上部プレート５６には、射出モータ７３が取付けられている。

この射出モータ７３の動力は、プーリ７５、ベルト７６及びプーリ７７を介してボールねじ軸７２へ伝達され、ボールナット７１及び射出プレート５７を昇降させる。射出プレート５７の下降により、スクリュー６２が加熱筒６１内を下降してノズル５８から溶融樹脂が金型１２内へ射出される。

射出装置移動機構１８は、固定プレート５２と下部プレート５３の間に介在させた油圧シリンダ７８である。この油圧シリンダ７８は、固定プレート５２に固定され、ピストンロッド８１の先端が下部プレート５３に固定されているため、下部プレート５３を昇降する作用を発揮する。

ピストンロッド８１で下部プレート５３を下げると、射出装置１７全体が下降する。下部プレート５３を所定距離下降させることにより、ノズル５８を可動盤１５に接触（ノズルタッチ）させることができる。

上部突出し機構２２は、可動盤１５に固定される油圧シリンダ８２からなる。この油圧シリンダ８２から延びるピストンロッドとしての上部エジェクタロッド８３は、可動盤１５の下まで延びて、金型１２に残る製品を下へ突出す作用をなす。

油圧発生装置８５は、油圧ポンプ８６と、この油圧ポンプ８６を駆動するポンプ駆動モータ８７とからなり、上部突出し機構２２と射出装置移動機構１８に高圧油を供給する。すなわち、上部突出し機構２２と射出装置移動機構１８は、１つの駆動源（油圧発生装置８５）によって駆動される。

なお、油圧ポンプ８６及びポンプ駆動モータ８７は、任意の箇所に設置可能であるが、油圧配管の簡素化を考えると、上部突出し機構２２と射出装置移動機構１８の近傍に配置されることが好ましい。

次に、型厚調整機構２７を図２で説明する。
型厚調整機構２７は、圧受盤２５に取付けられる型厚調整モータ９１と、この型厚調整モータ９１の出力軸に設けられる駆動ギア９２と、圧受盤２５に設けられる複数（実施例では４個）のローラ９３と、これら複数のローラ９３に回転自在に支持され駆動ギア９２に噛合う中空構造の中間ギア９４と、圧受盤２５に設けられタイバー２６のねじ部に合わさるナット９５と、中間ギア９４に噛合いナット９５と共に回転する従動ギア９６とからなる。

型厚調整モータ９１の動力は、駆動ギア９２、中間ギア９４及び従動ギア９６を介してナット９５へ伝達される。このナット９５の回転によって、タイバー２６の位置が上下に移動する。タイバー２６の位置を上下に変えることで、固定盤（図１、符号１３）と可動盤（図１、符号１５）の間の型厚寸法を調整することができる。

次に、竪型射出成形装置の制御系統を図３で説明する。
油圧発生装置８５のポンプ駆動モータ８７は、インバータ切換手段９７を介して、インバータ９８と接続される。このインバータ９８は、制御部１０１に接続される。

型締用モータ３３、型厚調整モータ９１及び突出用モータ４５は、制御部１０１に接続される。この３つのモータ３３、９１、４５のうち型厚調整モータ９１のみが、インバータ切換手段９７を介してインバータ９８に接続される。

図３の作用を図４で説明する。
金型交換に先立ち、型厚の調整を行うときは、（ａ）に示すように、インバータ切換手段９７を矢印（１）のように操作する。すると、型厚調整モータ９１とインバータ９８とが接続されるので、型厚調整モータ９１をインバータ９８によって制御することができる。すなわち、インバータ制御により、型厚調整モータ９１の回転数制御、トルク制御を自在に行うことができる。結果、型厚調整を高精度且つ容易に行うことができる。

型厚の調整を終えた後、生産を開始するときは、（ｂ）に示すように、インバータ切換手段９７を矢印（２）のように操作する。すると、インバータ９８がポンプ駆動モータ８７に接続されるので、インバータ９８によって、ポンプ駆動モータ８７の回転数制御、トルク制御を自在に行うことができる。結果、油圧ポンプ８６の吐出速度や吐出圧力を自在に制御することができ、上部エジェクタロッド８３の突出し速度及び突出し圧力を自在に制御することができる。

以上に述べた竪型射出成形装置の効果を述べる。
図１に示したように、竪型射出成形装置１０では、型締め機構１６、射出装置１７及び下部突出し機構２１を電動モータで駆動し、射出装置移動機構１８及び上部突出し機構２２を油圧で駆動するようにした。

仮に、射出装置移動機構１８及び上部突出し機構２２を電動モータで駆動する場合、電動モータには、油圧機器より高価なサーボモータを採用することになり、射出成形機は高価なものとなる。

この点、竪型射出成形装置１０では、射出装置移動機構１８及び上部突出し機構２２を油圧シリンダとした。油圧シリンダは安価であるため、射出成形機のコストダウンを容易に図ることができる。

また、射出装置移動機構１８と上部突出し機構２２は、いずれも金型１２より上位にあって互いに近い。したがって、射出装置移動機構１８、上部突出し機構２２及び油圧発生装置８５を互いに寄せて配置することができ、装置の小型化を図ることができる。

更に、ポンプ駆動モータ８７をインバータ（図３、符号９８）で制御することにより、上部エジェクタロッド８３の突出し速度及び突出し圧力を自在に制御できる。結果、金型１２からの製品の取出しを円滑に行うことができ、生産性向上を図ることができる。

ポンプ駆動モータ８７は、高価なサーボモータである必要がなく、安価な通常の電動モータでよい。なお、型厚調整モータ９１についても同様であり、通常の電動モータを用いることができる。

加えて、ポンプ駆動モータ８７をインバータで制御し、型厚調整モータ３３を別のインバータで制御すると、２台のインバータが必要となるが、ポンプ駆動モータ８７と型厚調整モータ３３を共通のインバータ（図３、符号９８）で制御するようにしたので、インバータ（図３、符号９８）が１台で済む。結果、更なるコストダウンが図れる。

尚、本発明の竪型射出成形装置は、実施の形態では多数個取りの金型を備えるものに適用したが、１個取りの金型を備えた竪型射出成形装置に適用することは差し支えない。

本発明の竪型射出成形装置は、多数個取りの金型を備える射出成形装置に好適である。

１０…竪型射出成形装置、１２…金型、１３…固定盤、１５…可動盤、１６…型締め機構、１７…射出装置、１８…射出装置移動機構、２１…下部突出し機構、２２…上部突出し機構、２７…型厚調整機構、３３…型締用モータ、４５…突出用モータ、５８…ノズル、６１…加熱筒、６２…スクリュー、６３…スクリュー回転モータ、８５…油圧発生装置、８６…油圧ポンプ、８７…ポンプ駆動モータ、９１…型厚調整モータ、９８…インバータ。

Claims

型締め機構の上方に射出装置を配置した竪型射出成形装置において、
下位の固定盤及び上位の可動盤で金型を挟み、この金型を型締用モータによって型締めする前記型締め機構と、
下部にノズルを備える加熱筒とこの加熱筒内を軸方向に移動し且つ回転するスクリューとこのスクリューを回転させるスクリュー回転モータとからなる前記射出装置と、
この射出装置を油圧により上下に移動させる射出装置移動機構と、
前記固定盤に設けられ突出用モータを駆動源として前記金型に残る製品を上へ突出す下部突出し機構と、
前記可動盤に設けられ油圧により前記金型に残る製品を下へ突出す上部突出し機構と、
前記射出装置移動機構及び前記上部突出し機構へ高圧油を供給する油圧発生装置と、
からなることを特徴とする竪型射出成形装置。
前記油圧発生装置は、油圧ポンプとこの油圧ポンプを駆動するポンプ駆動モータとからなり、このポンプ駆動モータは、インバータにより制御されることを特徴とする請求項１記載の竪型射出成形装置。
前記型締め機構は、前記金型の寸法変化に対応させるために型厚調整機構を備え、この型厚調整機構の駆動源である型厚調整モータは、前記インバータを利用して制御させることを特徴とする請求項２記載の竪型射出成形装置。