JP6284803B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機に関する。

射出成形機は、金型装置の型閉、型締、型開を行う型締装置、金型装置内のキャビティ空間に成形材料を充填する射出装置、金型装置内の成形品を突き出すエジェクタ装置を備える（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１８３７０５号公報

従来、射出成形後の外観検査によって成形の良否が判別されていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、射出成形時に成形の良否を判別できる、射出成形機の提供を主な目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
金型装置の型閉、型締、型開を行う型締装置と、
前記金型装置内に成形材料を充填する射出装置であって、前記成形材料を加熱するシリンダと、前記シリンダの前端に設けられるノズルとを有する射出装置と、
前記ノズル内における前記成形材料からの光の強度を検出する充填前光強度検出部と、
前記金型装置内に充填された前記成形材料からの光の強度を検出する充填後光強度検出部と、
前記充填前光強度検出部の検出値に基づき前記ノズル内における前記成形材料の劣化を検出すると共に、前記充填後光強度検出部の検出値に基づき前記金型装置内に充填された前記成形材料の劣化を検出する劣化検出部とを備え、
前記劣化検出部は、ショット毎に、前記ノズル内における前記成形材料の劣化度および前記金型装置内に充填された前記成形材料の劣化度に基づき、成形の良否を判別する、射出成形機が提供される。

本発明の一態様によれば、射出成形時に成形の良否を判別できる、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の型締時の状態を示す図である。 本発明の一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。

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の型締時の状態を示す図である。図２は、本発明の一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。図１および図２に示すように、射出成形機は、フレームＦｒ、型締装置１０、射出装置５０、エジェクタ装置６０、第１光照射部７１、第１光強度検出部７２、第２光照射部７３、第２光強度検出部７４、および劣化検出部７６を有する。

型締装置１０は、金型装置３０の型閉、型締、型開を行う。型締装置１０は、例えば図１に示すように、固定プラテン１２、可動プラテン１３、リヤプラテン１５、タイバー１６、トグル機構２０、および型締モータ２６を有する。型締装置１０の説明では、型閉時の可動プラテン１３の移動方向（図１中右方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１３の移動方向（図１中左方向）を後方として説明する。

固定プラテン１２は、フレームＦｒに対して固定される。固定プラテン１２における可動プラテン１３との対向面に固定金型３２が取り付けられる。

可動プラテン１３は、フレームＦｒ上に敷設されるガイド（例えばガイドレール）１７に沿って移動自在とされ、固定プラテン１２に対して進退自在とされる。可動プラテン１３における固定プラテン１２との対向面に可動金型３３が取り付けられる。固定金型３２と可動金型３３とで金型装置３０が構成される。

固定プラテン１２に対して可動プラテン１３を進退させることにより、金型装置３０の型閉、型締、型開が行われる。

リヤプラテン１５は、複数本（例えば４本）のタイバー１６を介して固定プラテン１２と連結され、フレームＦｒ上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、リヤプラテン１５は、フレームＦｒ上に敷設されるガイドに沿って移動自在とされてもよい。リヤプラテン１５のガイドは、可動プラテン１３のガイド１７と共通のものでもよい。

尚、本実施形態では、固定プラテン１２がフレームＦｒに対して固定され、リヤプラテン１５がフレームＦｒに対して型開閉方向に移動自在とされるが、リヤプラテン１５がフレームＦｒに対して固定され、固定プラテン１２がフレームＦｒに対して型開閉方向に移動自在とされてもよい。

タイバー１６は、型開閉方向に平行とされ、型締力に応じて伸びる。少なくとも１本のタイバー１６には型締力検出器が設けられる。型締力検出器は、歪みゲージ式であってよく、タイバーの歪みを検出することによって型締力を検出する。

尚、型締力検出器は、歪みゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよく、その取り付け位置もタイバー１６に限定されない。

トグル機構２０は、可動プラテン１３とリヤプラテン１５との間に配設され、可動プラテン１３およびリヤプラテン１５にそれぞれ取り付けられる。トグル機構２０が型開閉方向に伸縮することにより、リヤプラテン１５に対して可動プラテン１３が進退する。

型締モータ２６は、トグル機構２０を介して可動プラテン１３を移動させる。型締モータ２６とトグル機構２０との間には、型締モータ２６の回転運動を直線運動に変換してトグル機構２０に伝達する運動変換部２７としてのボールねじ機構が設けられる。

型締モータ２６が可動プラテン１３を前進させることにより、型閉が行われる。型閉完了後、型締モータ２６による推進力にトグル倍率を乗じた型締力が生じ、型締力によって型締が行われる。型締時に可動金型３３と固定金型３２との間にキャビティ空間３４が形成され、キャビティ空間３４に液状の成形材料が充填される。キャビティ空間３４内の成形材料は、固化され、成形品となる。その後、型締モータ２６は可動プラテン１３を後退させることにより、型開が行われる。

射出装置５０は、金型装置３０内に成形材料を充填する。射出装置５０は、シリンダ５１、スクリュ５２、計量モータ５３、および射出モータ５４を有する。射出装置５０の説明では、型締装置１０の説明と異なり、充填時のスクリュ５２の移動方向（図１中左方向）を前方とし、計量時のスクリュ５２の移動方向（図１中右方向）を後方として説明する。

シリンダ５１は供給口５１ａから供給された成形材料を加熱する。供給口５１ａはシリンダ５１の後部に形成される。シリンダ５１の外周には、ヒータなどの加熱源が設けられる。シリンダ５１の前端にはノズル５６が設けられる。

スクリュ５２は、シリンダ５１内において回転自在に且つ進退自在に配設される。

計量モータ５３は、スクリュ５２を回転させることにより、スクリュ５２の螺旋状の溝に沿って成形材料を前方に送る。成形材料は、前方に送られながら、シリンダ５１からの熱によって徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ５２の前方に送られシリンダ５１の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ５２が後退させられる。

射出モータ５４は、スクリュ５２を前進させることにより、スクリュ５２の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置３０のキャビティ空間３４に充填させる。その後、射出モータ５４は、スクリュ５２を前方に押し、キャビティ空間３４内の成形材料に圧力をかける。ショートやヒケなどによる不足分の成形材料が補充できる。

尚、本実施形態の射出装置は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式でもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。可塑化シリンダ内にはスクリュが回転自在にまたは回転自在に且つ進退自在に配設され、射出シリンダ内にはプランジャが進退自在に配設される。

エジェクタ装置６０は、型開後の金型装置３０から成形品を突き出す。エジェクタ装置６０は、エジェクタロッド６１、およびエジェクタモータ６２を有する。エジェクタ装置６０の説明では、型締装置１０の説明と同様に、型閉時の可動プラテン１３の移動方向（図１中右方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１３の移動方向（図１中左方向）を後方として説明する。

エジェクタロッド６１は、可動プラテン１３の貫通孔に挿通され、可動プラテン１３に対して進退自在とされる。エジェクタロッド６１の進退に伴って、可動金型３３内に配設される突き出し部材３５が進退され、突き出し部材３５が可動金型３３から成形品を突き出す。

エジェクタモータ６２は、エジェクタロッド６１を進退させる。エジェクタモータ６２とエジェクタロッド６１との間には、エジェクタモータ６２の回転運動をエジェクタロッド６１の直線運動に変換する運動変換部６３が設けられる。運動変換部６３は、例えばボールねじ機構などで構成される。

第１光照射部７１は、金型装置３０または型締装置１０など（図１および図２では金型装置３０）に取り付けられ、型開後の成形品に光を照射する。第１光照射部７１からの光は、紫外線、可視光線、赤外線などのいずれでもよい。第１光照射部７１からの光は、成形品を透過し、導光部材７５に入射する。

導光部材７５は、光ファイバーなどで構成され、成形品からの光を第１光強度検出部７２に導く。導光部材７５は、例えば突き出し部材３５の貫通孔やエジェクタロッド６１の貫通孔に挿通されてよい。

第１光強度検出部７２は、成形品からの光の強度を検出する。第１光強度検出部７２は、光学フィルターや光電変換素子などで構成され、所定の波長範囲の光の強度を示す信号を劣化検出部７６に出力する。

尚、本実施形態の第１光強度検出部７２は、型開後に成形品からの光を受光するが、型締中に金型装置３０内の成形材料からの光を受光してもよい。この場合、第１光照射部７１は、金型装置３０内に取り付けられてよい。

劣化検出部７６は、メモリなどの記憶部およびＣＰＵ（Central Processing Unit）を有し、記憶部に記憶されるプログラムをＣＰＵに実行させることにより、各種処理を行う。劣化検出部７６は、射出成形機の各種動作を制御するコントローラとして機能してもよい。尚、コントローラは、劣化検出部７６とは別に設けられてもよい。

劣化検出部７６は、第１光強度検出部７２の検出値に基づいて、成形材料の劣化を検出する。成形材料の熱劣化が進むほど、成形材料による光の吸収率が高く、光の透過率が低い。従って、劣化検出部７６は、第１光強度検出部７２の検出値に基づいて、成形材料の劣化の程度を検出できる。

劣化検出部７６は、成形材料の劣化の程度に応じて成形の良否を判別してもよい。例えば、劣化検出部７６は、基準値（例えば良品時の値）を記憶部に予め記憶しておき、基準値と検出値とを比較することにより成形の良否を判定する。劣化検出部７６は、ショット毎に成形の良否を判別してよい。基準値の代わりに、前回のショットの値、過去数回のショットの平均値が用いられてもよい。

尚、本実施形態の第１光強度検出部７２は、成形品の透過光を受光するが、成形品からの反射光、散乱光、発光光などのいずれを受光してもよい。発光光は、例えば紫外線を成形品の表面に照射することにより生じる。反射光、散乱光、発光光などの光の強度は、成形材料の劣化の程度に応じて変化する。

尚、本実施形態の第１光照射部７１は、射出成形機に備えられるが、射出成形機を設置する工場に備えられてもよい。また、第１光照射部７１や第１光強度検出部７２は、取出機に取り付けられてもよい。取出機は、型開後の金型装置３０から成形品を取り出す。

第２光照射部７３は、射出装置５０に取り付けられ、射出装置５０における成形材料に光を照射する。第２光照射部７３からの光は、紫外線、可視光線、赤外線などのいずれでもよい。第２光照射部７３からの光は、ノズル５６内の溶融状態の成形材料を透過し、第２光強度検出部７４に入射する。

第２光強度検出部７４は、射出装置５０に取り付けられ、射出装置５０における成形材料からの光の強度を検出する。第２光強度検出部７４は、光学フィルターや光電変換素子などで構成され、所定の波長範囲の光の強度を示す信号を劣化検出部７６に出力する。

尚、第２光照射部７３や第２光強度検出部７４は、射出装置５０のノズル５６に取り付けられるが、射出装置５０のシリンダ５１に取り付けられてもよい。

劣化検出部７６は、第２光強度検出部７４の検出値に基づいて、射出装置５０における成形材料の劣化を検出する。成形材料の熱劣化が進むほど、成形材料による光の吸収率が高く、光の透過率が低い。従って、第２光強度検出部７４の検出値に基づいて、成形材料の劣化の程度を検出することができる。

劣化検出部７６は、射出装置５０における成形材料の劣化の程度に応じて成形の良否を判別してもよい。例えば、劣化検出部７６は、基準値（例えば良品時の値）を記憶部に予め記憶しておき、基準値と検出値とを比較することにより成形の良否を判別する。劣化検出部７６は、ショット毎に成形の良否を判定してよい。基準値の代わりに、前回のショットの値、過去数回のショットの平均値が用いられてもよい。

尚、本実施形態の第２光強度検出部７４は、射出装置５０における成形材料の透過光を受光するが、射出装置５０における成形材料からの反射光、散乱光、発光光などのいずれを受光してもよい。発光光は、例えば紫外線を成形材料の表面に照射することにより生じる。反射光、散乱光、発光光などの光の強度は、成形材料の劣化の程度に応じて変化する。

画像表示装置７８は、劣化検出部７６の検出結果（劣化の程度、成形の良否など）を表示してよい。

劣化検出部７６が成形不良を検出する場合、画像表示装置７８やスピーカー８０などの出力装置がアラームを出力してよい。また、劣化検出部７６が成形不良を検出する場合、射出成形機の成形動作が中断されてもよい。

以上、射出成形機などの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態等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、改良が可能である。

例えば、射出成形機はビームスプリッターを有してもよい。ビームスプリッターは、光照射部からの光の一部を透過させて成形材料に照射すると共に、成形材料からの光の一部を反射させて光強度検出部に当てる。

１０ 型締装置
１１ フレーム
１２ 固定プラテン
１３ 可動プラテン
２６ 型締モータ
３０ 金型装置
３２ 固定金型
３３ 可動金型
３４ キャビティ空間
５０ 射出装置
５１ シリンダ
５２ スクリュ
５３ 計量モータ
５４ 射出モータ
５６ ノズル
６０ エジェクタ装置
６１ エジェクタロッド
６２ エジェクタモータ
７１ 第１光照射部
７２ 第１光強度検出部
７３ 第２光照射部
７４ 第２光強度検出部
７６ 劣化検出部

Claims (3)

1. 金型装置の型閉、型締、型開を行う型締装置と、
   前記金型装置内に成形材料を充填する射出装置であって、前記成形材料を加熱するシリンダと、前記シリンダの前端に設けられるノズルとを有する射出装置と、
   前記ノズル内における前記成形材料からの光の強度を検出する充填前光強度検出部と、
   前記金型装置内に充填された前記成形材料からの光の強度を検出する充填後光強度検出部と、
   前記充填前光強度検出部の検出値に基づき前記ノズル内における前記成形材料の劣化を検出すると共に、前記充填後光強度検出部の検出値に基づき前記金型装置内に充填された前記成形材料の劣化を検出する劣化検出部とを備え、
   前記劣化検出部は、ショット毎に、前記ノズル内における前記成形材料の劣化度および前記金型装置内に充填された前記成形材料の劣化度に基づき、成形の良否を判別する、射出成形機。
2. 前記充填前光強度検出部によって光の強度を検出する前記成形材料に光を照射する充填前光照射部を備える、請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記充填後光強度検出部によって光の強度を検出する前記成形材料に光を照射する充填後光照射部を備える、請求項１または２に記載の射出成形機。

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