JP6532189B2 - 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、および金型装置内に成形材料を充填する射出装置などを有する。型締装置や射出装置は、モータを有する（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２００５／０３７５１９

射出成形機のモータは、作動時に発熱し、その熱によって変形することがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、モータの熱変形を抑制できる、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、
モータと、
該モータのカバーを冷却する複数の冷却器と、
前記複数の冷却器を制御する制御装置とを有し、
前記複数の冷却器は、前記モータの中心線に対して対称配置される第１の一対の冷却器を含み、
前記制御装置は、前記第１の一対の冷却器の少なくとも一方に異常が生じる場合、前記第１の一対の冷却器の両方を停止させ、
前記複数の冷却器は、前記モータの前記中心線に対して対称配置される第２の一対の冷却器を含み、
前記制御装置は、前記異常が生じ前記第１の一対の冷却器の両方を停止させる場合に、前記第２の一対の冷却器を停止状態から作動状態に切り替える、が提供される。

本発明の一態様によれば、モータの熱変形を抑制できる、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一部破断して示す図である。 図１の射出装置の上面図である。 本発明の一実施形態による制御装置を示す図である。 変形例による制御装置を示す図である。 変形例による冷却器の配置を示す上面図である。

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。充填時のスクリュ２４の移動方向（図１中左方向）を前方とし、計量時のスクリュ２４の移動方向（図１中右方向）を後方として説明する。

図１は、本発明の一実施形態による射出成形機を一部破断して示す図である。図２は、図１の射出装置の上面図である。

射出成形機は、ベースフレーム１２、射出装置２０、および制御装置７０（図３参照）を有する。射出装置２０は、金型装置内に成形材料を充填する。射出装置２０は、ベースフレーム１２上に敷設されるガイド１４に沿って進退自在とされ、金型装置に接離自在とされる。

射出装置２０は、例えば図１に示すように、シリンダ２２、スクリュ２４、計量モータ２６、射出モータ２８、射出フレーム３０、および複数の冷却器６１〜６４などを有する。

シリンダ２２は成形材料（例えば樹脂）を加熱する。成形材料の供給口２２ａはシリンダ２２の後部に形成される。シリンダ２２の外周には、ヒータなどの加熱源が設けられる。シリンダ２２の前端にはノズル２３が設けられる。

スクリュ２４は、シリンダ２２内において回転自在に且つ進退自在に配設される。スクリュ２４を回転させると、スクリュ２４の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られる。成形材料は前方に移動しながら徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ２４前方に溜まる。その後、スクリュ２４を前進させると、スクリュ２４前方の成形材料がノズル２３から射出され、金型装置内に充填される。

計量モータ２６は、スクリュ２４を回転させる。計量モータ２６の回転運動は、軸受ホルダ４６、カップリング４８などを介してスクリュ２４に伝達される。軸受ホルダ４６は、計量モータ２６のロータと共に回転する。軸受ホルダ４６は、計量モータ２６のロータにスプライン結合され、計量モータ２６に対して進退自在とされる。カップリング４８は、軸受ホルダ４６とスクリュ２４とを連結する。

射出モータ２８は、スクリュ２４を進退させる。射出モータ２８の回転運動は、ボールねじ機構５０において回転直線運動に変換され、続いて軸受ホルダ４６の直線運動に変換された後、スクリュ２４に伝達される。ボールねじ機構５０は、後方サポート３４に固定されるボールねじナット５２、およびボールねじナット５２に螺合されるボールねじ軸５４とで構成される。ボールねじ軸５４の前端には回転軸５６が形成され、回転軸５６を回転自在に支持する軸受５８を軸受ホルダ４６が保持する。

シリンダ２２の中心線、スクリュ２４の中心線、計量モータ２６の中心線、および射出モータ２８の中心線は、同一直線上に配設される。

尚、計量モータ２６の回転運動をスクリュ２４に伝達する機構は、多種多様であってよい。例えば、計量モータ２６の中心線は、スクリュ２４の中心線とずれていてもよく、計量モータ２６の回転運動はプーリやタイミングベルトなどを介してスクリュ２４に伝達されてもよい。

また、射出モータ２８の回転運動をスクリュ２４の直線運動に変換する機構は、多種多様であってよい。例えば、ボールねじ機構５０は、射出モータ２８の回転運動を回転直線運動に変換するが、直線運動に変換してもよい。

射出フレーム３０は、前方サポート３２、後方サポート３４、および連結ロッド３６で構成される。前方サポート３２は計量モータ２６の軸方向前端部が取り付けられるものであり、後方サポート３４は射出モータ２８の軸方向前端部が取り付けられるものである。連結ロッド３６は、前方サポート３２と後方サポート３４とを間隔をおいて連結する。

スライドベース３８は、ベースフレーム１２上に敷設されるガイド１４に沿って進退自在とされる。スライドベース３８と共に射出フレーム３０が進退する。これにより、金型装置に対して射出装置２０を進退させることができ、ノズル２３を金型装置に接離させることができる。射出装置２０の後退限位置において、射出モータ２８はベースフレーム１２よりも後方に突出してよい。

複数の冷却器６１〜６４は、射出モータ２８のカバーに取り付けられ、当該カバーを冷却する。射出モータ２８の発熱による温度上昇が抑制できる。各冷却器６１〜６４は、例えば冷却ファンで構成され、冷却モータ６１ａ〜６４ａ（図３参照）を有する。尚、各冷却器６１〜６４は、水冷プレートなどで構成されてもよい。

複数の冷却器６１〜６４は、射出モータ２８の中心線に対して対称配置される。例えば、複数の冷却器６１〜６４は、射出モータ２８の軸方向に同一位置に配置され、射出モータ２８の周りに等間隔で配置される。複数の冷却器６１〜６４からなる冷却器群が、射出モータ２８の軸方向に間隔をおいて複数配置されてよい。

本実施形態によれば、複数の冷却器６１〜６４が射出モータ２８の中心線に対して対称配置される。よって、射出モータ２８の温度分布が射出モータ２８の中心線に対して対称となり、射出モータ２８の熱変形が抑制できる。

上下一対の冷却器６１、６２が射出モータ２８の中心線に対して対称配置され、左右一対の冷却器６３、６４が射出モータ２８の中心線に対して対称配置される。

図３は、本発明の一実施形態による制御装置を示す図である。制御装置７０は、メモリなどの記憶部およびＣＰＵなどで構成され、記憶部に記憶された制御プログラムをＣＰＵに実行させることにより、複数の冷却器６１〜６４を制御する。

制御装置７０は、複数の冷却器６１〜６４を同期制御する。ここで、「同期制御」とは、複数の冷却器６１〜６４の状態を作動状態と停止状態とに切り替える際に、複数の冷却器６１〜６４の状態を互いに関連付けて制御することをいう。複数の冷却器６１〜６４の状態は、同じ状態に制御されてもよいし、異なる状態に制御されてもよい。いずれかの冷却器（例えば冷却器６１）の状態に応じて、残りの冷却器（例えば冷却器６２〜６４）の状態が制御されればよい。同期制御によって、断線時などの異常時に温度バランスの崩れを抑制することができる。

制御装置７０は、射出モータ２８の中心線に対して対称な位置での冷却器の冷却能力を合わせる。例えば、制御装置７０は、上下一対の冷却器６１、６２を同時に作動させ、同時に停止させる。また、制御装置７０は、左右一対の冷却器６３、６４を同時に作動させ、同時に停止させる。

制御装置７０は、複数の直列回路７１、７２、複数の電力供給部７３、７４、複数の電流検出部７５、７６、および指令部７７を有する。

直列回路７１は、上下一対の冷却器６１、６２の冷却モータ６１ａ、６２ａを直列に接続する。上下一対の冷却器６１、６２は同時に作動され、同時に停止される。上下一対の冷却器６１、６２は直列に接続されるため、少なくとも一方に断線などの異常が生じると、両方が停止される。よって、異常時に温度バランスの崩れを抑制することができる。

電力供給部７３は、指令部７７からの指令に従って、直列回路７１を介して冷却モータ６１ａ、６２ａに電力を供給するものであって、例えばスイッチング素子を含む。電流検出部７５は、直列回路７１の電流値を検出し、その電流値を示す信号を指令部７７に出力する。指令部７７は、電流検出部７５からの信号に基づいて上下一対の冷却器６１、６２の異常の有無を判定する。例えば、指令部７７は、電力供給の指令を電力供給部７３に出力する場合に、直列回路７１に電流が流れない状態を異常とし、直列回路７１に電流が流れる状態を正常とする。

直列回路７２は、左右一対の冷却器６３、６４の冷却モータ６３ａ、６４ａを直列に接続する。左右一対の冷却器６３、６４は同時に作動され、同時に停止される。左右一対の冷却器６３、６４は直列に接続されるため、少なくとも一方に断線などの異常が生じると、両方が停止される。よって、異常時に温度バランスの崩れを抑制することができる。

電力供給部７４は、指令部７７からの指令に従って、直列回路７２を介して冷却モータ６３ａ、６４ａに電力を供給するものであって、例えばスイッチング素子を含む。電流検出部７６は、直列回路７２の電流値を検出し、その電流値を示す信号を指令部７７に出力する。指令部７７は、電流検出部７６からの信号に基づいて左右一対の冷却器６３、６４の異常の有無を判定する。例えば、指令部７７は、電力供給の指令を電力供給部７４に出力する場合に、直列回路７２に電流が流れない状態を異常とし、直列回路７２に電流が流れる状態を正常とする。

尚、本実施形態の指令部７７は、各冷却器の異常の有無の判定に、電流検出部の検出結果を用いるが、各冷却モータの回転を検出する回転検出部の検出結果、射出モータの温度分布を検出する温度分布検出部の検出結果などを用いてもよい。

指令部７７は、上下一対の冷却器６１、６２の作動中に異常が生じその両方を停止させる場合に、左右一対の冷却器６３、６４を停止状態から作動状態に切り替える。左右一対の冷却器６３、６４は、上下一対の冷却器６１、６２の予備として用いられ、上下一対の冷却器６１、６２の異常停止時に射出モータ２８の温度上昇を抑制する。

尚、本実施形態では、左右一対の冷却器６３、６４が上下一対の冷却器６１、６２の予備として用いられるが、上下一対の冷却器６１、６２が左右一対の冷却器６３、６４の予備として用いられてもよい。少なくとも一対の冷却器があればよく、予備の一対の冷却器はなくてもよい。

図４は、変形例による制御装置を示す図である。図４に示す制御装置７０Ａは、冷却器毎に、電力供給部７３Ａ、電流検出部７５Ａを有する。各電力供給部７３Ａは、指令部７７Ａからの指令に従って、冷却モータに電力を供給するものであって、例えばスイッチング素子を含む。各電流検出部７５Ａは、冷却モータに供給される電流値を検出し、その電流値を示す信号を指令部７７Ａに出力する。指令部７７Ａは、各電流検出部７５Ａからの信号に基づいて冷却器の異常の有無を判定する。例えば、指令部７７Ａは、電力供給の指令を電力供給部７３Ａに出力する場合に、冷却モータに電流が流れない状態を異常とし、冷却モータに電流が流れる状態を正常とする。

指令部７７Ａは、作動中の上下一対の冷却器６１、６２の少なくとも一方に断線などの異常が生じる場合に、上下一対の冷却器６１、６２の電力供給部７３Ａに対して電力供給停止の指令を出力し、両方を停止させる。よって、異常時に温度バランスの崩れを抑制することができる。

同様に、指令部７７Ａは、作動中の左右一対の冷却器６３、６４の少なくとも一方に断線などの異常が生じる場合に、左右一対の冷却器６３、６４の電力供給部７３Ａに対して電力供給停止の指令を出力し、両方を停止させる。よって、異常時に温度バランスの崩れを抑制することができる。

指令部７７Ａは、上下一対の冷却器６１、６２の作動中に異常が生じその両方を停止させる場合に、左右一対の冷却器６３、６４を停止状態から作動状態に切り替える。左右一対の冷却器６３、６４は、上下一対の冷却器６１、６２の予備として用いられ、上下一対の冷却器６１、６２の異常停止時に射出モータ２８の温度上昇を抑制する。

尚、本変形例では、左右一対の冷却器６３、６４が上下一対の冷却器６１、６２の予備として用いられるが、上下一対の冷却器６１、６２が左右一対の冷却器６３、６４の予備として用いられてもよい。

図５は、変形例による冷却器の配置を示す上面図である。図５に示す複数の冷却器６１Ａ〜６４Ａは、射出モータ２８の中心線に対して対称配置される。例えば、複数の冷却器６１Ａ〜６４Ａは、射出モータ２８の軸方向に同一位置に配置される。複数の冷却器６１Ａ〜６４Ａからなる冷却器群が、射出モータ２８の軸方向に間隔をおいて複数配置されてよい。

本変形例によれば、複数の冷却器６１Ａ〜６４Ａが射出モータ２８の中心線に対して対称配置される。よって、射出モータ２８の温度分布が射出モータ２８の中心線に対して対称となり、射出モータ２８の熱変形が抑制できる。

射出モータ２８の中心線に対して対称な複数の位置のそれぞれに、複数の冷却器が積み重ねられる。例えば上記複数の位置のうち、１つの位置には冷却器６１Ａおよび冷却器６３Ａが重ねられ、他の１つの位置には冷却器６２Ａおよび冷却器６４Ａが重ねられる。内側の一対の冷却器６１Ａ、６２Ａは、射出モータ２８の中心線に対して対称配置される。同様に、外側の一対の冷却器６３Ａ、６４Ａは、射出モータ２８の中心線に対して対称配置される。

複数の冷却器６１Ａ〜６４Ａを同期制御する制御装置は、図３に示す制御装置７０、または図４に示す制御装置７０Ａと同様に構成されてよい。制御装置は、射出モータ２８の中心線に対して対称な位置での冷却器の冷却能力を合わせる。例えば、制御装置は、射出モータ２８の中心線に対して対称な位置毎に作動状態の冷却器の数を合わせる。断線時などの異常時に温度バランスの崩れを抑制することができる。

例えば、制御装置は、内側の一対の冷却器６１Ａ、６２Ａを作動させる場合、少なくとも一方に異常が発生すると、両方を停止させる。この場合、制御装置は、外側の一対の冷却器６３Ａ、６４Ａを停止状態から作動状態に切り替える。外側の冷却器６３Ａ、６４Ａは、内側の冷却器６１Ａ、６２Ａの予備として用いられ、内側の冷却器６１Ａ、６２Ａの異常停止時に射出モータ２８の温度上昇を抑制する。

また、制御装置は、内側の一対の冷却器６１Ａ、６２Ａを作動させる場合、いずれか一方（例えば冷却器６１Ａ）が異常停止するときに、他方（例えば冷却器６２Ａ）を停止させなくてもよい。この場合、制御装置は、外側の一対の冷却器６３Ａ、６４Ａのうち、異常停止状態の冷却器に重ねられる冷却器（例えば冷却器６３Ａ）のみを停止状態から作動状態に切り替え、残りの冷却器（例えば冷却器６４Ａ）を停止状態のままとする。

尚、本変形例では、外側の一対の冷却器６３Ａ、６４Ａが内側の一対の冷却器６１Ａ、６２Ａの予備として用いられるが、内側の一対の冷却器６１Ａ、６２Ａが外側の一対の冷却器６３Ａ、６４Ａの予備として用いられてもよい。また、本変形例では、冷却器の積層数が２つであるが、３つ以上でもよい。

以上、射出成形機の実施形態等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、上記実施形態の冷却器６１〜６４（６１Ａ〜６４Ａ）は、射出モータ２８の冷却に用いられるが、計量モータ２６の冷却に用いられてもよい。また、冷却器６１〜６４（６１Ａ〜６４Ａ）は、射出装置以外の装置（例えば型締装置、エジェクタ装置など）のモータの冷却に用いられてもよい。

また、上記実施形態の複数の冷却器６１〜６４（６１Ａ〜６４Ａ）は、射出モータ２８の軸方向に同じ位置に配置されるが、異なる位置に配置されてもよい。複数の冷却器６１〜６４（６１Ａ〜６４Ａ）は、射出モータ２８の中心線に対して対称配置されていればよい。対称は、回転対称を含む。

また、上記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。

１２ ベースフレーム
１４ ガイド
２０ 射出装置
２２ シリンダ
２４ スクリュ
２６ 計量モータ
２８ 射出モータ
３０ 射出フレーム
３２ 前方サポート
３４ 後方サポート
３６ 連結ロッド
３８ スライドベース
６１〜６４ 冷却器
６１ａ〜６４ａ 冷却モータ
７０ 制御装置
７１、７２ 直列回路
７３、７４ 電力供給部
７５、７６ 電流検出部
７７ 指令部

Claims (4)

1. モータと、
   該モータのカバーを冷却する複数の冷却器と、
   前記複数の冷却器を制御する制御装置とを有し、
   前記複数の冷却器は、前記モータの中心線に対して対称配置される第１の一対の冷却器を含み、
   前記制御装置は、前記第１の一対の冷却器の少なくとも一方に異常が生じる場合、前記第１の一対の冷却器の両方を停止させ、
   前記複数の冷却器は、前記モータの前記中心線に対して対称配置される第２の一対の冷却器を含み、
   前記制御装置は、前記異常が生じ前記第１の一対の冷却器の両方を停止させる場合に、前記第２の一対の冷却器を停止状態から作動状態に切り替える、射出成形機。
2. 前記制御装置は、前記第１の一対の冷却器を直列に接続して前記第１の一対の冷却器に電力を供給する直列回路を有する、請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記制御装置は、前記複数の冷却器を同期制御する、請求項１または２に記載の射出成形機。
4. 前記制御装置は、前記モータの前記中心線に対して対称な位置での冷却器の冷却能力を合わせる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形機。
   

Images