JP6005569B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機に関する。

射出成形機の動作の監視に、リミットスイッチや近接スイッチなどの存在検知センサが使用されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１８７７６９号公報

従来、存在検知センサが存在を検知する検知対象物の取り付けが煩雑であった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、検知対象物の取り付けを易化できる、射出成形機の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
第１部材に対する第２部材の位置が所定位置であるか否かを検出する位置検知部と、
前記第１部材に対する前記第２部材の位置が前記所定位置のときに前記位置検知部によって存在を検知される検知対象部と、
該検知対象部または前記位置検知部が取り付けられる取付部とを備え、
前記検知対象部および前記位置検知部のうちの前記取付部に取り付けられるものは、前記取付部を挿入する挿入部と、前記挿入部で保持され前記取付部に押し付けられる押付部とを有し、
前記挿入部は、前記取付部に押し付けられる第１側壁部と、前記押付部を保持する第２側壁部と、前記第１側壁部と前記第２側壁部とを接続する接続部とを有し、
前記取付部は、前記第１側壁部と前記第２側壁部との間に形成される溝に挿入され、前記第１側壁部と前記押付部とで挟持される、射出成形機が提供される。

本発明の一態様によれば、検知対象物の取り付けを易化できる、射出成形機が提供される。

本発明の一実施形態による射出成形機を示す図である。 本発明の一実施形態による射出成形機の要部を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態による射出成形機を示す図である。図１に示すように、射出成形機１０は、型締装置２０、射出装置４０、および移動装置５０を備える。

型締装置２０は、例えば、固定プラテン２２、可動プラテン２３、リヤプラテン２４、タイバー２５、トグル機構２７、および型締モータ２９などで構成される。型締装置２０の説明では、型閉じ工程における可動プラテン２３の移動方向（図１において右方向）を前方、型開き工程における可動プラテン２３の移動方向（図１において左方向）を後方として説明する。

固定プラテン２２は、フレーム１１に固定されてよい。固定プラテン２２の金型取付面に固定金型１２が取り付けられる。

可動プラテン２３は、フレーム１１に対して移動自在とされる。フレーム１１に敷設される複数本（例えば２本）のプラテンガイド１７が可動プラテン２３の移動を案内する。可動プラテン２３の金型取付面に可動金型１３が取り付けられる。

リヤプラテン２４は、可動プラテン２３の後方に配設され、複数本のタイバー２５を介して固定プラテン２２と連結される。型締め時のタイバー２５の伸びを許容するため、リヤプラテン２４は、フレーム１１に移動可能に載置される。

尚、本実施形態では固定プラテン２２がフレーム１１に固定され、リヤプラテン２４がフレーム１１に載置されるが、固定プラテン２２がフレーム１１に載置され、リヤプラテン２４がフレーム１１に固定されてもよい。

トグル機構２７は、可動プラテン２３とリヤプラテン２４との間に配設される。トグル機構２７は、例えば、フレーム１１に対して進退自在なクロスヘッド２７ａ、クロスヘッド２７ａに入力される推進力を可動プラテン２３に伝達する複数のリンクとで構成される。

型締モータ２９は、回転運動を直線運動に変換する運動変換部としてのボールねじ機構を含み、駆動軸２８を進退させることで、クロスヘッド２７ａを進退させ、トグル機構２７を作動させる。可動プラテン２３が進退させられ、型閉じ、型締め、および型開きが行われる。

射出装置４０は、型締め状態の可動金型１３と固定金型１２との間に形成されるキャビティ空間に液状の成形材料（例えば溶融樹脂）を充填する。充填した成形材料が固化され、成形品が得られる。

射出装置４０は、加熱シリンダ４１、スクリュ４２、計量モータ４３、射出モータ４４、および射出フレーム４５などを含む。射出装置４０の説明では、充填工程におけるスクリュ４２の移動方向（図１において左方向）を前方、計量工程におけるスクリュ４２の移動方向（図１において右方向）を後方として説明する。

加熱シリンダ４１は、ヒータなどで加熱され、加熱シリンダ４１内の成形材料を加熱する。加熱シリンダ４１は、射出フレーム４５のフロントプレート４５ａで支持される。加熱シリンダ４１の後部には、加熱シリンダ４１内に成形材料（例えば樹脂ペレット）を供給する成形材料供給部としてのホッパ４６が設けられる。

スクリュ４２は、加熱シリンダ４１内において回転自在に且つ進退自在に配設される。加熱シリンダ４１内に供給された成形材料は、スクリュ４２の回転に伴って、スクリュ４２に形成される螺旋状の溝４２ａに沿って前方に送られる。

計量モータ４３は、加熱シリンダ４１内においてスクリュ４２を回転させる。計量モータ４３の回転は、ベルトやプーリなどを介して、射出軸４７に伝達される。射出軸４７の回転に伴って、スクリュ４２が回転させられる。

射出モータ４４は、加熱シリンダ４１内においてスクリュ４２を進退させる。射出モータ４４の回転運動は、ボールねじ機構４８で直線運動に変換され、プレッシャプレート４９に伝達される。

プレッシャプレート４９は、射出軸４７を回転自在に支持する軸受Ｂｒを保持し、前方プレート４５ａと後方プレート４５ｂとの間に架設されるガイドバー４５ｃに沿って進退自在とされる。尚、前方プレート４５ａ、後方プレート４５ｂ、およびガイドバー４５ｃなどで射出フレーム４５が構成される。

射出フレーム４５に対するプレッシャプレート４９の直線運動は、軸受Ｂｒや射出軸４７などを介してスクリュ４２に伝えられる。

移動装置５０は、フレーム１１に対して射出装置４０を移動させる。フレーム１１に敷設される複数本（例えば２本）の射出ガイド１８が射出装置４０の移動を案内する。移動装置５０は、例えば液圧シリンダなどで構成される。

尚、移動装置５０の構成は多種多様であってよく、例えば、電動モータと電動モータの回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構の組合せで移動装置が構成されてもよい。

次に、上記構成の射出成形機１０の動作について説明する。射出成形機１０の動作は、マクロコンピュータ等で構成されるコントローラで制御される。

型閉じ工程では、型締モータ２９を駆動して、クロスヘッド２７ａを前進させ、トグル機構２７を作動させる。可動プラテン２３が前進させられ、可動金型１３と固定金型１２とが接触し、型閉じが完了する。型閉じ完了後、続いて、型締め工程が開始される。

型締め工程では、型締モータ２９による推進力にトグル倍率を乗じた型締力を発生させる。型締め状態の固定金型１２と可動金型１３との間にキャビティ空間が形成される。型締め工程中に、ノズルタッチ工程、充填工程、保圧工程、および冷却工程が行われる。

ノズルタッチ工程では、移動装置５０を駆動して、射出装置４０を固定金型１２に接近させ、加熱シリンダ４１のノズル４１ａを固定金型１２に押し付ける。充填工程や保圧工程で、固定金型１２とノズル４１ａとの間からの成形材料の漏れが防止できる。

充填工程では、射出モータ４４を駆動して、スクリュ４２を設定速度で前進させ、スクリュ４２の前方に蓄積された成形材料を金型装置３０内のキャビティ空間に充填させる。スクリュ４２の設定速度は、一定でもよいし、スクリュ位置または経過時間に応じて変更してもよい。スクリュ４２が所定位置（所謂Ｖ／Ｐ切換位置）まで前進すると、保圧工程が開始される。尚、充填工程開始からの経過時間が所定時間に達すると、保圧工程が開始されてもよい。

保圧工程では、射出モータ４４を駆動して、スクリュ４２を設定圧力で前方に押し、キャビティ空間における成形材料の冷却による体積収縮分の成形材料を補充する。スクリュ４２の設定圧力は、一定でもよいし、経過時間などに応じて変更してもよい。固化した成形材料でキャビティ空間の入口（所謂ゲート）がシールされ、キャビティ空間からの成形材料の逆流が防止された後、冷却工程が開始される。

冷却工程では、キャビティ空間内の成形材料を固化する。冷却工程の間に、次の成形品のための成形材料を計量する計量工程が行われてよい。

計量工程では、計量モータ４３を駆動して、スクリュ４２を回転させ、スクリュ４２に形成される螺旋状の溝４２ａ内に供給された成形材料を前方に送る。加熱シリンダ４１は加熱シリンダ４１内を前進する成形材料を徐々に溶融させる。溶融させた成形材料がスクリュ４２の前方に送られ、加熱シリンダ４１の前部に蓄積されるにつれて、スクリュ４２が後退させられる。

計量工程では、スクリュ４２の急激な後退を制限すべく、スクリュ４２に対して所定の背圧を加えるように、射出モータ４４を駆動してよい。スクリュ４２が所定位置まで後退し、スクリュ４２の前方に所定量の成形材料が蓄積すると、計量モータ４３や射出モータ４４が駆動停止される。

型開き工程は、冷却工程後に行われる。型開き工程では、型締モータ２９を駆動し、クロスヘッド２７ａを後退させ、トグル機構２７を作動させる。フレーム１１に対して可動プラテン２３が後退させられ、型開きが行われる。型開き完了後、可動金型１３から成形品が突き出される。尚、型開き前に、ノズルタッチ力が解除されてよい。

図２は、本発明の一実施形態による射出成形機の要部を示す図である。図２に示すように、射出成形機１０は、位置検知部６１、および検知対象部６２を備える。

位置検知部６１は、フレーム１１に対する射出装置４０の位置が所定位置（例えば後退限位置）にあるか否かを検知し、検知結果をコントローラに出力する。フレーム１１に対する射出装置４０の位置が監視できる。

位置検知部６１は、例えば非接触式の近接スイッチで構成される。近接スイッチの種類は、多種多様であってよく、例えば、電磁誘導形、静電容量形、超音波形、光電形、磁気形のいずれでもよい。尚、位置検知部６１は、接触式のリミットスイッチで構成されてもよい。

位置検知部６１は、フレーム１１に対して射出装置４０と共に移動してよい。位置検知部６１は、フレーム１１に対して固定される検知対象部６２の存在を検知して、フレーム１１に対する射出装置４０の位置が所定位置にあることを検知する。

検知対象部６２は、例えばフレーム１１および射出ガイド１８で構成される取付部１９に取り付けられる。検知対象部６２は、射出ガイド１８を挿入する挿入部６３、挿入部６３から張り出す張出部６４、挿入部６３で保持されフレーム１１に押し付けられる押付部としての押付ボルト６５、挿入部６３で保持され射出ガイド１８と接触させられる接触ボルト６６などで構成される。挿入部６３および張出部６４は、例えば鋼板を加工して一体に形成されてよい。

挿入部６３は、一対の射出ガイド１８の外側に配設される外側側壁部６３ａと、一対の射出ガイド１８の内側に配設される内側側壁部６３ｂと、外側側壁部６３ａと内側側壁部６３ｂとを接続する接続壁部６３ｃで構成される。外側側壁部６３ａと内側側壁部６３ｂとの間に、一方の射出ガイド１８を挿入する溝が形成される。検知対象部６２が取付部１９を外側と内側の両側から挟持でき、検知対象部６２の取り付けが易化できる。

押付ボルト６５は、外側側壁部６３ａのボルト孔に螺合され、外側側壁部６３ａで保持されてよい。外側から押付ボルト６５の回転操作ができる。

押付ボルト６５を正方向に回転させると、押付ボルト６５の先端部が外側側壁部６３ａから突出して射出ガイド１８の側面に当接する。射出ガイド１８の側面には押付ボルト６５を螺合させるボルト孔がない。

押付ボルト６５をさらに正方向に回転させると、押付ボルト６５の先端部がフレーム１１の側面に押し付けられる。このとき、押付ボルト６５を保持する外側側壁部６３ａが外側に押され、内側側壁部６３ｂが射出ガイド１８の側面に内側から押し付けられる。よって、挿入部６３が射出ガイド１８に沿って移動不能となり、位置検知部６１が検知対象部６２の存在を検知するときのフレーム１１に対する射出装置４０の位置が決まる。

押付ボルト６５を逆方向に回転させると、押付ボルト６５がフレーム１１の側面から離れ、挿入部６３が射出ガイド１８に沿って移動自在となる。射出ガイド１８に沿って挿入部６３を移動させた後、押付ボルト６５を正方向に回転させると、再び、挿入部６３が射出ガイド１８に沿って移動不能となる。

このように、挿入部６３で保持されフレーム１１に押し付けられる押付ボルト６５を検知対象部６２が有するので、射出ガイド１８の案内方向（図１において左右方向）における検知対象部６２の取付位置が任意の位置に変更できる。

尚、本実施形態のフレーム１１の側面には、挿入部６３で保持されるボルトを螺合させるボルト孔がないが、あってもよい。挿入部６３で保持されるボルトをフレーム１１の側面に形成されるボルト孔に螺合させることで、挿入部６３が射出ガイド１８に沿って移動不能となる。フレーム１１の側面に形成されるボルト孔が射出ガイド１８の案内方向（図１において左右方向）に間隔をおいて複数配設されていれば、検知対象部６２の取付位置の大まかな調整が可能である。

また、挿入部６３の一部（例えば内側側壁部６３ｂ）が射出ガイド１８の側面に押し付けられるので、射出ガイド１８に対する検知対象部６２の押付方向位置（図２において左右方向位置）が目標位置になりやすい。

尚、射出ガイド１８に対する検知対象部６２の押付方向位置を調整可能とする場合、外側側壁部６３ａだけでなく内側側壁部６３ｂにもボルト孔が設けられ、当該ボルト孔に螺合する押付ボルトの先端部を射出ガイド１８の側面に押し付けてもよい。取付部１９の外側および内側の両側に配設される押付ボルトをそれぞれ回転させ、同じ方向に移動させることで、射出ガイド１８に対する検知対象部６２の押付方向位置が調整できる。

接触ボルト６６は、接続壁部６３ｃのボルト孔に螺合され、接続壁部６３ｃで保持される。図２において上方から接触ボルト６６の回転操作ができる。

接触ボルト６６を正方向に回転させると、接触ボルト６６の先端部が下降し、射出ガイド１８の上面に当接する。これにより、射出ガイド１８に対する挿入部６３の上下方向位置が決まり、位置検知部６１に対する挿入部６３の上下方向位置が決まる。

位置検知部６１に対する挿入部６３の上下方向位置は、接触ボルト６６の回転量や回転方向で調整できる。

尚、本実施形態の射出ガイド１８の上面には、挿入部６３で保持されるボルトを螺合させるボルト孔がないが、あってもよい。射出ガイド１８の上面に形成されるボルト孔が射出ガイド１８の案内方向（図１において左右方向）に間隔をおいて複数配設されていれば、検知対象部６２の取付位置の大まかな調整が可能である。

張出部６４は、挿入部６３から内側に張り出す。挿入部６３から内側に離れて配設される位置検知部６１と検知対象部６２との距離が短く、検知精度が良い。位置検知部６１は、張出部６４の有無を検知することで、フレーム１１に対する射出装置４０の位置が所定位置にあるか否かを検知する。

尚、本実施形態では１つの挿入部６３から１つの張出部６４が張り出すが、１つの挿入部６３から複数の張出部が張り出してもよい。複数の張出部６４が射出ガイド１８の案内方向に間隔をおいて設けられていれば、位置検知部６１が検知できる位置の数が複数になる。尚、同じ目的で、射出ガイド１８の案内方向に複数の検知対象部６２が間隔をおいて設けられてもよい。

以上、射出成形機の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、置換が可能である。

例えば、上記実施形態の取付部１９は、射出ガイド１８とフレーム１１で構成されるが、射出ガイド１８のみで構成されてもよい。この場合、押付ボルト６５の先端部は、フレーム１１の側面ではなく、射出ガイド１８の側面に押し付けられる。

また、上記実施形態では位置検知部６１が射出装置４０に取り付けられ検知対象部６２が射出ガイド１８などに取り付けられるが、位置検知部６１と検知対象部６２との配置は逆でもよい。位置検知部６１が射出ガイド１８に取り付けられ、検知対象部６２が射出装置４０に取り付けられてよい。位置検知部６１は、取付部である射出ガイド１８に取り付けられる場合、射出ガイド１８を挿入させる挿入部を有してよく、当該挿入部で保持され射出ガイド１８に押し付けられる押付部をさらに有してよい。また、検知対象部６２は、射出装置４０に形成される取付部に取り付けられる場合、当該取付部を挿入させる挿入部を有してよく、当該挿入部で保持され取付部に押し付けられる押付部をさらに有してよい。

また、上記実施形態の位置検知部６１はフレーム１１に対する射出装置４０の後退限位置を検知するが、位置検知部６１が検知する位置は射出装置４０の移動範囲内であればどこでもよい。例えば、位置検知部６１が検知する位置は、フレーム１１に対する射出装置４０の前進限位置や変速位置でもよい。

また、上記実施形態の位置検知部６１は、フレーム１１に対する射出装置４０の位置を検知するが、固定部材に対する可動部材の位置を検知するものであればよい。例えば、位置検知部は、フレーム１１に対する可動プラテン２３の位置、射出フレーム４５に対するプレッシャプレート４９の位置（つまり、加熱シリンダ４１に対するスクリュ４２の位置）、固定金型１２に対する可動金型１３の位置を検知するものであってもよい。

また、上記実施形態の射出成形機は、水平方向に型開閉する横型であるが、上下方向に型開閉する竪型でもよい。

また、上記実施形態の型締装置は、トグル機構を使用して型締力を発生させるが、トグル機構を使用することなく、型締モータによって発生した推進力を直接型締力として可動プラテン２３に伝達してもよい。また、型締装置は、流体圧シリンダによって発生した推進力を直接型締力として可動プラテンに伝達してもよい。また、型締装置は、リニアモータによって型開閉を行い、電磁石によって型締めを行ってもよい。

１０ 射出成形機
１１ フレーム
１２ 固定金型
１３ 可動金型
１７ プラテンガイド
１８ 射出ガイド
１９ 取付部
２０ 型締装置
２２ 固定プラテン
２３ 可動プラテン
４０ 射出装置
５０ 移動装置

Claims (2)

1. 第１部材に対する第２部材の位置が所定位置であるか否かを検出する位置検知部と、
   前記第１部材に対する前記第２部材の位置が前記所定位置のときに前記位置検知部によって存在を検知される検知対象部と、
   該検知対象部または前記位置検知部が取り付けられる取付部とを備え、
   前記検知対象部および前記位置検知部のうちの前記取付部に取り付けられるものは、前記取付部を挿入する挿入部と、前記挿入部で保持され前記取付部に押し付けられる押付部とを有し、
   前記挿入部は、前記取付部に押し付けられる第１側壁部と、前記押付部を保持する第２側壁部と、前記第１側壁部と前記第２側壁部とを接続する接続部とを有し、
   前記取付部は、前記第１側壁部と前記第２側壁部との間に形成される溝に挿入され、前記第１側壁部と前記押付部とで挟持される、射出成形機。
2. 前記取付部が、前記第１部材に対する前記第２部材の移動を案内するガイドを含む、請求項１に記載の射出成形機。

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