JP5916922B1 - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】射出成形機の運転状態を作業者に知らせるための表示灯は、作業者にとって見えやすく、作業者の作業中の動作が軽減されるような場所にあることが望まれる。【解決手段】型締装置の動作を視認可能な窓（５０）を有する安全扉（５）を備えた射出成形機が、複数の色で点灯可能な表示灯を有し安全扉（５）を開閉するための取っ手（５１）と、１回の射出成形加工の開始から終了するまでの間に複数の所定の工程が実行される成形サイクルの各工程に合わせて表示灯（５２）を選択的に所定の色で点灯させる点灯装置と、を含む。【選択図】図５

Description

本発明は、射出成形機に係り、特に、射出成形機の運転状態を作業者に知らせる表示灯を有する射出成形機に関する。

射出成形機は、型締装置と、射出装置と、それらを運転制御する制御装置とを含んで、射出成形加工を行う。型締装置は、搭載する金型を開閉するとともに型締する。射出装置は、型締された金型の中に計量した成形材料を射出する。金型の中の成形材料は、固化して成形品となる。成形品は、金型を開いた際に、エジェクタピンを金型から突き出して離型される。成形材料は、熱可塑性樹脂材料や熱硬化性樹脂材料などのプラスチック材料、マグネシウムやアルミニウムなどの軽金属材料、および、バインダとなるプラスチック材料に金属粉末を混ぜ合わせた材料などがある。

成形材料が熱可塑性樹脂材料であれば、例えば、成形サイクルは、型締装置で金型を閉じる型閉工程と、型閉じ終了後に型締装置で金型を所定の型締力で型締する型締工程と、型締め終了後に射出装置を前進させて射出ノズルを金型に当接させるノズルタッチ工程と、ノズルのタッチ終了後に金型の中に射出装置で成形材料を射出充填する充填工程と、充填終了後に金型の中の成形材料に射出装置で保持圧力を加える保圧工程と、保圧終了後に金型の中の成形材料を冷却して固化させる冷却工程と、同様に保圧終了後に成形材料を可塑化して計量する計量工程と、計量または冷却工程終了後に射出装置を後退させて射出ノズルを金型から離すノズル後退工程と、ノズルの後退終了後に型締装置の型締力開放して圧抜きする圧抜工程と、圧抜きしてから金型を開く型開工程と、型開き終了後に金型からエジェクタピンを突き出して当該金型から成形品を突き出す突出工程と、突出終了後に金型から突き出たエジェクタピンを引っ込める突出戻り工程と、が行われることで１回の射出成形加工を行う。成形サイクルは、常に金型に射出ノズルを当接させる場合であれば、ノズルタッチ工程とノズル後退工程が省かれる。成形サイクルは、圧抜工程と型開工程とが分けられる場合もある。成形サイクルは、金型に有するエジェクタピンの機構によって、突出工程にエジェクタピンが突き出る工程と突き出たエジェクタピンを引っ込める工程とが分けられる場合もある。成形サイクルは、前述された各工程および前述された順番に限定されない。１回の成形サイクル毎に、１つの所望の成形品を射出成形加工する際に必要な各種工程が順次行われる。成形サイクルは、繰り返される。成形サイクルは、サイクル時間の短縮などを目的に複数の別々の工程を並行して実施することもある。

特許文献１は、射出成形機などの産業機械に設けられ、データおよびメッセージ情報を表示する表示装置であって、射出成形機の運転状態に応じた背景色を記憶する記憶手段を設け、射出成形機の運転状態を検出し、検出された運転状態に応じて記憶手段から背景色を選択し、表示装置の表示画面の背景色を選択された背景色に切り替えることを開示している。

特許文献２は、型締装置にある安全扉の透明窓に設定項目と設定値を表示する透過形の表示部と、当該表示部に重ねてタッチ入力キーを有する透過形のタッチスイッチによる入力部を設けた射出成形機の操作パネルを開示している。

特開平９−１４１５３９号公報 特開平９−２７７３３８号公報

射出成形機の運転状態を作業者に知らせるための表示灯は、作業者にとって見えやすく、作業者の作業中の動作が軽減されるような場所にあることが望まれる。例えば、作業者は、１回の成形サイクルが終了する度に、安全扉を開いて所定の作業を行ったあと、安全扉を閉じて次の成形サイクルを開始させる作業を行う場合がある。所定の作業には、成形品の品質を見ながら成形条件を導き出す作業、成形品を機外に取り出す作業、金型にインサート品をセットする作業、または、金型に離型剤を塗布する作業などがある。そのため、作業者は、安全扉の前に立って各作業を行ない、１回の成形サイクルが終了する度に姿勢を変えて表示装置の画面を見て成形サイクルが終了したことを確認したあと、安全扉を開くために再び安全扉の前に戻って取っ手を操作するというような煩わしい動作を強いられている。

そこで、本発明では、作業者に射出成形機の運転状態を知らせるための表示灯を安全扉の取っ手に有するようにして、射出成形機が所望の運転状態になったことを確認したあと安全扉の開閉を行えるようにして、作業者の作業中の動作を軽減することを目的とする。

本発明の射出成形機では、型締装置の動作を視認可能な窓を有する安全扉を備えた射出成形機において、複数の色で点灯可能な表示灯を有し安全扉を開閉するための取っ手と、１回の射出成形加工の開始から終了するまでの間に複数の所定の工程が順次実行される成形サイクルの各工程に合わせて表示灯を選択的に所定の色で点灯させるとともに成形サイクルの終了からつぎの成形サイクルの開始までの間は表示灯を前記所定の色に対して識別が容易な他の色で点灯させる点灯装置と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の射出成形機では、安全扉の開閉を検出する検出装置と、取っ手に設けられ成形サイクルを開始させる信号を出力する出力スイッチと、検出装置が安全扉の開の状態を検出している間は前記信号を入力しないように構成された成形サイクルを運転制御する制御装置と、を含むと良い。

また、本発明の射出成形機では、検出装置が安全扉の開の状態を検出している間は成形サイクルを停止させる安全装置を含むと良い。

本発明では、射出成形機を扱う作業者の作業中の動作を軽減することができる。

本発明の射出成形機において、安全扉を閉じた状態の側面図を示す。 本発明の射出成形機において、安全扉を開いた状態の側面図を示す。 本発明の射出成形機のブロック図を示す。 本発明の射出成形機の安全扉において、図（ａ）が図（ｂ）のＡ−Ａ矢視図でなる正面図、図（ｂ）が図（ａ）のＢ−Ｂ矢視図でなる側面図、そして、図（ｃ）が図（ｂ）の要部拡大図を示す。 本発明の射出成形機の別の実施の形態の安全扉において、図（ａ）が図（ｂ）のＡ−Ａ矢視図でなる正面図、図（ｂ）が図（ａ）のＢ−Ｂ矢視図でなる側面図、そして、図（ｃ）が図（ｂ）の要部拡大図を示す。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。以下に示す実施の形態の中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。

図１ないし図３に示す本発明の射出成形機１は、ベッド８の上に射出装置２と型締装置３を有し、射出成形機１が備える各種駆動装置１０を制御するための制御装置４を有する。

図１と図２に示す射出装置２の実施の形態は、熱可塑性樹脂材料を射出成形加工するスクリュプリプラ式射出装置を代表例として示す。射出装置２は、射出ユニット２１と可塑化ユニット２２をジャンクション２３で連結してある。可塑化ユニット２２は、計量工程において、ホッパ２４から供給される成形材料を可塑化シリンダ２２ａに巻き回したヒータで加熱しながら可塑化シリンダ２２ａの中で回転する可塑化スクリュで可塑化することで溶融して、溶融樹脂をジャンクション２３に有する連通路を介して射出ユニット２１に供給する。射出ユニット２１は、計量工程において、射出シリンダ２１ａの中で進退する射出軸となるプランジャを後ろに押し退けるようにして所定の量の溶融樹脂を射出シリンダ２１ａの中に貯留して、連通路を遮断したあと、充填工程において、プランジャを前進させて射出シリンダ２１ａの中の溶融樹脂を射出シリンダ２１ａの前端に有する射出ノズル２０を介して金型６の中に充填し、保圧工程において、金型６の中に充填された溶融樹脂が冷却されて収縮する分を補うように、射出シリンダ２１ａの中の溶融樹脂を介して金型６の中の溶融樹脂にプランジャで保持圧力を付与する。射出装置２は、適時において、例えば、初回または毎回の成形サイクルにおいて、充填工程の前に金型６に射出ノズル２０を当接させるために射出装置２を前進させるノズルタッチ工程を行うとともに計量工程のあとに金型６から射出ノズルを離すために射出装置を後退させるノズル後退工程を行うようにしても良い。

図１と図２に示す型締装置３の実施の形態は、横型の型締装置を代表例として示す。型締装置３は、タイバ３３の両端にそれぞれ固定してある固定プラテン３０とバックプラテン３２の間を可動プラテン３１がタイバ３３またはガイドに案内されながら移動する。可動プラテン３１を移動させるとともに型締力を発生させるための駆動装置１０ａは、直圧方式またはトグル方式などの各種方式からなり、駆動源も油圧アクチュエータまたは電動機から成る。例えば、型締装置３は、ボールねじ機構と回転モータで成る型開閉駆動部と油圧アクチュエータで成る型締駆動部を有する直圧式の駆動装置のように電動と油圧を組み合わせて駆動装置１０ａを構成してあっても良い。可動プラテン３１は、金型６のエジェクタピン６２を突き出すためのエジェクタロッド３４を有する。エジェクタロッド３４は、別の駆動装置で進退駆動する。型開閉や型締や突き出しのそれぞれの駆動装置は、射出成形機１の各種駆動装置１０に含まれる。型締装置３は、型閉工程において、可動プラテン３１を固定プラテン３０に向って前進させることで可動プラテン３１に固定した可動側金型６１と固定プラテン３０に固定した固定側金型６０のお互いのパーティング面が当接するまで途中からガイドピン６３がガイドピンブッシュ６４にガイドされるようにしながら閉じられて、型締工程において、閉じた金型６を所定の型締力で締め付けたあと、前述のように射出装置２で金型６の中のキャビティ空間６５に充填した溶融樹脂を冷却して固化して成形品９を成形したら、圧抜工程において、金型６を締め付けていた型締力を開放してから、型開工程において、可動プラテン３１を固定プラテン３０から離すように後退させて金型６を開き、突出工程で金型６からエジェクタピン６２を突き出して成形品９を離型させる。突出工程は、エジェクタピン６２とエジェクタロッド３４を連結しないで金型６に有するバネなどの付勢部材でエジェクタピン６２を引っ込める場合やエジェクタピン６２とエジェクタロッド３４を連結して一緒に進退させる場合には、エジェクタロッド３４が前進することでエジェクタピン６２が突き出る工程とエジェクタロッド３４が後退することでエジェクタピン６２が引っ込む工程とに分けられる場合もある。また、突出工程は、エジェクタピン６２と連結して一緒に可動側金型のパーティング面から突き出すリターンピンを金型６に有する場合には、エジェクタロッド３４と一緒にエジェクタピン６２が突き出る工程と、エジェクタロッド３４だけが後退する工程と、そして、型閉工程で金型６を閉じることで相対的に固定側金型６０のパーティング面によって押し戻されるリターンピンによってエジェクタピン６２も引っ込む工程とに分けられる場合もある。１回の成形サイクルは、例えば、型閉工程を開始してからエジェクタピン６２が引っ込む工程を終了するまでとしても良いし、エジェクタピン６２が引っ込む工程を開始してからエジェクタピン６２が突き出る工程を終了するまでとしても良いし、エジェクタピン６２が引っ込む工程と型閉工程を同時に開始してからエジェクタピン６２が突き出る工程を終了するまでとしても良いし、または、途中からリターンピンでエジェクタピン６２を引っ込める工程を含む型閉工程を開始してからエジェクタピン６２が突き出る工程までとしても良いなど、所望する成形品９を射出成形加工するために必要な成形サイクルが用いられれば良い。また、１回の成形サイクルは、例えば、突出工程のあとに、ロボットを使って自動で成形品９を射出成形機１の外部に取り出す工程、ロボットを使って自動でインサート品を金型６のキャビティ空間６５の所定の位置に設置する工程、または、噴霧装置を使って自動で金型６のキャビティ空間６５に離型剤を噴霧して塗布する工程などを含む場合であれば、それらの工程を成形サイクルを開始する工程または成形サイクルを終了する工程としても良い。

図１と図２に示す射出成形機１の実施の形態は、型締装置３の動作を視認できる窓５０を有する安全扉５を備える。安全扉５は、表示装置７０と操作盤７２を有する操作ユニット７のある操作側に取り付けられている。安全扉５は、操作側の反対側となる反操作側にも取り付けられても良い。安全扉５には、作業者が安全扉５を開閉する際に操作するための取っ手５１を有する。安全扉５は、例えば、左右あるいは上下にスライドするようにして開閉されるように構成されても良いし、前後に押し引きするようにして開閉されるように構成されても良い。窓５０は、例えば、透明な材料から成る窓など、その他にも型締装置３の動作を型締装置３の外から視認できるようにした各種形態の窓が採用されると良い。

図３に示す射出成形機１の制御装置４の実施の形態は、安全装置４１と記憶装置４２を含み、射出成形機１の各種駆動装置１０、安全扉５の開閉を検出する検出装置となる扉開閉センサ４０を含む射出成形機１の各種センサ１１、タッチパネル７１を有する表示装置７０、そして、操作盤７２が接続されている。安全装置４１は、扉開閉センサ４０によって安全扉５が開いている状態が検出されている間は適宜に各種駆動装置１０を停止状態にするための手段であって、制御装置４および各種駆動装置１０に有している。安全装置４１は、機械式のロック機構などで各種駆動装置１０の移動を制限する手段もある。記憶装置４２は、成形条件などの各種設定値が記憶されている。記憶装置４２は、制御装置４の外部に設けてあっても良い。表示装置７０は、成形条件などの各種設定値を設定するための画面を表示して、設定値を入力するためのタッチパネル７１を有する。また、表示装置７０は、設定値の表示以外にも射出成形機１の各種情報を表示する。操作盤７２は、作業者が射出成形機１を操作するための各種操作キースイッチ（以下、操作キーと称する。）を有して、例えば、成形サイクルを連続で繰り返す自動運転モードに切り換える操作キー、作業者の指示により成形サイクルをを開始して１回だけ成形サイクルを実施したあと停止して作業者のつぎの指示を待つようにする半自動運転モードに切り換える操作キー、押している間だけ型開閉や突出や射出ノズル２０の進退などの動作を行うための手動運転モードに切り換える操作キー、型開き操作キー、型閉じ操作キー、エジェクタピンを突き出す操作キー、エジェクタピンを戻す操作キー、射出装置２を前進する操作キー、射出装置２を後退する操作キー、設定画面でカーソルを上下左右に移動する操作キー、設定画面で数値を入力するための０から９までの操作キー、設定画面で入力した数値を設定値として確定する操作キー、そして、自動運転モードや半自動運転モードにおいて成形サイクルを開始するための操作キー、など各種操作キーを有する。成形サイクルを開始するための操作キーは、型閉じ操作キーとするなど、他の操作キーと併用するようにしても良い。

制御装置４は、作業者の操作に従って、例えば、記憶装置４２から呼び出した成形条件に基づき、射出成形機１に所望の複数の工程を組み合わせて成る成形サイクルを実施させる。

ここからは、本発明の特有の構成が説明される。図１ないし図５に示す射出成形機１の実施の形態は、安全扉５の取っ手５１に有する表示灯５２と、表示灯５２を成形サイクルの各工程に合わせて選択的に所定の色で点灯するように制御する点灯装置５３と、を有する。表示灯５２は、例えば、複数の異なる色の発光ダイオード（以下ＬＥＤと称する。）を並べて構成して、同色のＬＥＤのみを発光させるようにしても良いし、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤそして青色ＬＥＤを所定の配列で配置させておいて各色のＬＥＤの明るさを個別に調整しながら混色して所望の色を発光させるようにしても良いし、他にも例えば、液晶パネルなどを利用しても良いし、それら以外にも適宜の装置および方法が用いられても良い。点灯装置５３は、記憶装置を有しても良い。点灯装置５３は、射出成形機１の制御装置４に有しても良い。成形サイクルの各工程とそれら各工程で表示灯５２が点灯する色とを関連付けして設定されている設定のデータは、点灯装置５３あるいは制御装置４の記憶装置４２に記憶しておいて適時に変更が可能であっても良い。また、表示灯５２が点灯する色の種類には、表示灯５２を点灯しないことを１つの色として含むようにしても良い。なお、図５に示す射出成形機１の安全扉５は、後述される出力スイッチ５４を取っ手５１に有していない場合の実施の形態を示す。

点灯装置５３は、例えば、制御装置４から成形サイクルのうちの現在実行中の工程の情報を受け取り、型閉工程と型締工程において青色、ノズルタッチ工程において黄色、充填工程と保圧工程においてピンク色、冷却工程と計量工程において水色、ノズル後退工程において黄色、圧抜工程と型開工程において青色、突出工程において緑色、そして、つぎの成形サイクルを開始するまでに所定のインターバルが設けられている場合にはその間において赤色に点灯する、等のように予め記憶装置４２などに記憶された設定に基づき表示灯５２を点灯制御する。また、点灯装置５３は、例えば、予め記憶装置４２などに記憶された設定に基づき成形サイクルのうちの現在実行中の工程で表示灯５２が点灯する色の情報を制御装置４から受け取り、表示灯５２を点灯制御するようにしても良い。点灯装置５３は、半自動運転モードであれば、１回の成形サイクルが終了した時点となる、例えば、突出工程や所定のインターバルのあとから、成形サイクルを開始する操作キーを作業者が操作することでつぎの成形サイクルが開始されるまでの間の待機状態を示す所定の色で表示灯５２を点灯させるようにしても良い。半自動運転モードにおいて、射出成形機１が待機状態であることを作業者に取っ手５１に備える表示灯５２で知らせることで、安全扉の前で待機している作業者が速やかに安全扉を開いて所望の作業を実施できる。表示灯５２が成形サイクルの各工程に合わせて選択的に点灯する色は、前記の実施の形態の工程に対する色の設定に限定されずに、各工程で適宜に変更が可能であり、すべての工程が別々の色で点灯するように設定しても良いし、連続しない複数の工程で適宜に同じ色を設定してもよいし、そして、連続する複数の工程で適宜に同じ色を設定するようにしても良い。好ましくは、１回の成形サイクルにおいて色相環を循環するように各工程毎の表示色を変化させるようにすることによって、成形サイクルの開始から終了までの間で現在どの辺りの工程を実行しているかを作業者がより感覚的にわかりやすくするようにする。

また、点灯装置５３は、作業者が安全扉５を開いて作業することを禁止する期間において所定の色で表示灯５２を点灯し、作業者が安全扉５を開いて作業することを許可する期間において別の所定の色で表示灯５２を点灯するようにして、表示灯５２を２色で点灯表示するようにしても良い。例えば、射出成形機１に安全扉５を開くことを規制するロック手段を備え、半自動運転モードとして、成形サイクルの間は安全扉５を開けないようにして、１回の成形サイクルが終了してからつぎの成形サイクルを開始する操作キーを作業者が操作するまでの間は安全扉５を開くことができるようにしてある場合などにおいて、点灯装置５３は、作業者が安全扉５を開くことができない期間には黄色、作業者が安全扉５を開くことができる期間はは緑色に点灯するように表示灯５２を２色で点灯表示するようにしても良い。表示灯５２が点灯する色は、前記に限定されずに、適宜に変更が可能である。また、安全扉５を開くことができる期間と安全扉５を開くことができない期間で異なる色で点灯させる場合には、互いに識別性の高い色で点灯させるとなお良い。また、点灯装置５３は、射出成形機１に有する非常停止用押しボタンスイッチを作業者が押した場合や射出成形機１の異常を自動で検知した場合などに合わせて、表示灯５２を選択的に所定の色で点灯させるようにしても良い。

また、本発明の射出成形機１は、図１ないし図４に示す射出成形機１の実施の形態のように、安全扉５の取っ手５１に成形サイクルを開始させる信号を出力する操作キーとなる出力スイッチ５４を有し、射出成形機１の制御装置４が出力スイッチ５４からの信号を入力するようにしても良い。制御装置４は、扉開閉センサ４０で安全扉５が開いている状態を検出している間は出力スイッチ５４の信号が入力されないように構成されている。作業者は、安全扉５を閉じたあと、速やかに出力スイッチ５４を入れることでつぎの成形サイクルを開始させることができる。なお、出力スイッチ５４は、成形サイクルを開始するための操作キーの機能を果たすように構成される以外にも、発明の趣旨を逸脱しない限り、その他の機能を果たすように構成されても良い。また、出力スイッチ５４は、押しボタンスイッチでも良いし、それ以外にも、発明の趣旨を逸脱しない限り、各種形態のスイッチを適用しても良い。また、安全扉５の取っ手５１には、１つの出力スイッチ５４を有しても良いし、同じ機能を果す２つ以上の出力スイッチ５４を有しても良いし、または、別々の機能を果す２つ以上の出力スイッチ５４を有しても良い。

本発明の射出成形機１は、例えば、射出軸となるインラインスクリュのみで可塑化と射出を行うインラインスクリュ式射出装置など、他の方式の射出装置２を有する射出成形機にも適用可能である。また、本発明の射出成形機１は、例えば、成形材料が、熱硬化性樹脂材料などのプラスチック材料、マグネシウムやアルミニウムなどの軽金属材料、および、バインダとなるプラスチック材料に金属粉末を混ぜ合わせた材料など、他の成形材料を射出成形加工する場合にも適用可能である。本発明の射出成形機１は、竪型の射出成形機にも適用可能である。本発明は、上述の実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更、組合せ、応用が可能である。

本発明は、射出成形機に利用できる。特に、射出成形機の運転状態を作業者に知らせる表示灯を有する射出成形機に利用できる。

１ 射出成形機
２ 射出装置
３ 型締装置
４ 制御装置
５ 安全扉
６ 金型
７ 操作ユニット
８ ベッド
９ 成形品
１０ 射出成形機の各部の各種駆動装置
１１ 射出成形機の各部の各種センサ
２０ 射出ノズル
２１ 射出ユニット
２１ａ 射出シリンダ
２２ 可塑化ユニット
２２ａ 可塑化シリンダ
２３ ジャンクション
２４ ホッパ
３０ 固定プラテン
３１ 可動プラテン
３２ バックプラテン
３３ タイバ
３４ エジェクタロッド
４０ 扉開閉センサ
４１ 安全装置
４２ 記憶装置
５０ 窓
５１ 取っ手
５２ 表示灯
５３ 点灯装置
５４ 出力スイッチ
６０ 固定側金型
６１ 可動側金型
６２ エジェクタピン
６３ ガイドピン
６４ ガイドピンブッシュ
６５ キャビティ空間
７０ 表示装置
７１ タッチパネル
７２ 操作盤

Claims (3)

1. 型締装置の動作を視認可能な窓を有する安全扉を備えた射出成形機において、複数の色で点灯可能な表示灯を有し前記安全扉を開閉するための取っ手と、１回の射出成形加工の開始から終了するまでの間に複数の所定の工程が順次実行される成形サイクルの各工程に合わせて前記表示灯を選択的に所定の色で点灯させるとともに前記成形サイクルの終了からつぎの前記成形サイクルの開始までの間は前記表示灯を前記所定の色に対して識別が容易な他の色で点灯させる点灯装置と、を含むことを特徴とする射出成形機。
2. 前記安全扉の開閉を検出する検出装置と、前記取っ手に設けられ前記成形サイクルを開始させる信号を出力する出力スイッチと、前記検出装置が前記安全扉の開の状態を検出している間は前記信号を入力しないように構成された前記成形サイクルを運転制御する制御装置と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記検出装置が前記安全扉の開の状態を検出している間は前記成形サイクルを停止させる安全装置を含むことを特徴とする請求項１または２の射出成形機。

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