KR20150112806A

KR20150112806A - 사출성형기

Info

Publication number: KR20150112806A
Application number: KR1020150036503A
Authority: KR
Inventors: 아키라 나마타메; 요시코 시시도
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2015-10-07
Also published as: TW201536521A; JP2015189211A; TWI670162B; JP6284803B2; CN104943112A; KR101714863B1; CN104943112B

Abstract

사출성형 시에 성형의 불량 여부를 판별할 수 있는 사출성형기를 제공한다.
금형장치의 형폐쇄, 형체결, 형개방을 행하는 형체결장치와, 상기 금형장치 내에 성형재료를 충전하는 사출장치와, 상기 성형재료로부터의 광의 강도를 검출하는 광강도검출부를 구비하는 사출성형기.

Description

사출성형기{INJECTION MOLDING MACHINE }

본 출원은, 2014년 3월 28일에 출원된 일본 특허출원 제2014-070442호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.

본 발명은, 사출성형기에 관한 것이다.

사출성형기는, 금형장치의 형폐쇄, 형체결, 형개방을 행하는 형체결장치, 금형장치 내의 캐비티공간에 성형재료를 충전하는 사출장치, 금형장치 내의 성형품을 취출시키는 이젝터장치를 구비한다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

일본 공개특허공보 2011－183705호

종래, 사출성형 후의 외관 검사에 의하여 성형의 불량 여부가 판별되고 있었다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 사출성형 시에 성형의 불량 여부를 판별할 수 있는, 사출성형기의 제공을 주된 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 의하면,

금형장치의 형폐쇄, 형체결, 형개방을 행하는 형체결장치와,

상기 금형장치 내에 성형재료를 충전하는 사출장치와,

상기 성형재료로부터의 광의 강도를 검출하는 광강도검출부를 구비하는 사출성형기가 제공된다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 사출성형 시에 성형의 불량 여부를 판별할 수 있는 사출성형기가 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 사출성형기의 형체결 시의 상태를 나타내는 도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 의한 사출성형기의 형개방 완료 시의 상태를 나타내는 도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명하지만, 각 도면에 있어서, 동일한 또는 대응하는 구성에 대해서는 동일한 또는 대응하는 부호를 붙여 설명을 생략한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 사출성형기의 형체결 시의 상태를 나타내는 도이다. 도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 사출성형기의 형개방 완료 시의 상태를 나타내는 도이다. 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 사출성형기는, 프레임(Fr), 형체결장치(10), 사출장치(50), 이젝터장치(60), 제1 광조사부(71), 제1 광강도검출부(72), 제2 광조사부(73), 제2 광강도검출부(74) 및 열화검출부(76)를 가진다.

형체결장치(10)는, 금형장치(30)의 형폐쇄, 형체결, 형개방을 행한다. 형체결장치(10)는, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이, 고정플래튼(12), 가동플래튼(13), 리어플래튼(15), 타이바(16), 토글기구(20) 및 형체결모터(26)를 가진다. 형체결장치(10)의 설명에서는, 형폐쇄 시의 가동플래튼(13)의 이동방향(도 1 중 우방향)을 전방으로 하고, 형개방 시의 가동플래튼(13)의 이동방향(도 1 중 좌방향)을 후방으로 하여 설명한다.

고정플래튼(12)은, 프레임(Fr)에 대하여 고정된다. 고정플래튼(12)에 있어서의 가동플래튼(13)과의 대향면에 고정금형(32)이 장착된다.

가동플래튼(13)은, 프레임(Fr) 상에 부설되는 가이드(예를 들면 가이드레일)(17)를 따라 이동 가능하게 되고, 고정플래튼(12)에 대하여 진퇴 가능하게 된다. 가동플래튼(13)에 있어서의 고정플래튼(12)과의 대향면에 가동금형(33)이 장착된다. 고정금형(32)과 가동금형(33)으로 금형장치(30)가 구성된다.

고정플래튼(12)에 대하여 가동플래튼(13)을 진퇴시킴으로서, 금형장치(30)의 형폐쇄, 형체결, 형개방이 행해진다.

리어플래튼(15)은, 복수 개(예를 들면 4개)의 타이바(16)를 통하여 고정플래튼(12)과 연결되어, 프레임(Fr) 상에 형개폐방향으로 이동 가능하게 재치된다. 다만, 리어플래튼(15)은, 프레임(Fr) 상에 부설되는 가이드를 따라 이동 가능하게 되어도 된다. 리어플래튼(15)의 가이드는, 가동플래튼(13)의 가이드(17)와 공통인 것이어도 된다.

다만, 본 실시형태에서는, 고정플래튼(12)이 프레임(Fr)에 대하여 고정되고, 리어플래튼(15)이 프레임(Fr)에 대하여 형개폐방향으로 이동 가능하게 되지만, 리어플래튼(15)이 프레임(Fr)에 대하여 고정되고, 고정플래튼(12)이 프레임(Fr)에 대하여 형개폐방향으로 이동 가능하게 되어도 된다.

타이바(16)는, 형개폐방향으로 평행하게 되어, 형체결력에 따라 뻗는다. 적어도 1개의 타이바(16)에는 형체결력 검출기가 마련된다. 형체결력 검출기는, 변형 게이지식이어도 되며, 타이바의 변형을 검출함으로써 형체결력을 검출한다.

다만, 형체결력 검출기는, 변형 게이지식에 한정되지 않고, 압전식, 용량식, 유압식, 전자식(電磁式) 등이어도 되며, 그 장착 위치도 타이바(16)에 한정되지 않는다.

토글기구(20)는, 가동플래튼(13)과 리어플래튼(15)과의 사이에 배치되어, 가동플래튼(13) 및 리어플래튼(15)에 각각 장착된다. 토글기구(20)가 형개폐방향으로 신축함으로써, 리어플래튼(15)에 대하여 가동플래튼(13)이 진퇴한다.

형체결모터(26)는, 토글기구(20)를 통하여 가동플래튼(13)을 이동시킨다. 형체결모터(26)와 토글기구(20)와의 사이에는, 형체결모터(26)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 토글기구(20)에 전달하는 운동변환부(27)로서의 볼나사기구가 마련된다.

형체결모터(26)가 가동플래튼(13)을 전진시킴으로써, 형폐쇄가 행해진다. 형폐쇄 완료 후, 형체결모터(26)에 의한 추진력에 토글배율을 곱한 형체결력이 발생하고, 형체결력에 의하여 형체결이 행해진다. 형체결 시에 가동금형(33)과 고정금형(32)과의 사이에 캐비티공간(34)이 형성되고, 캐비티공간(34)에 액상의 성형재료가 충전된다. 캐비티공간(34) 내의 성형재료는, 고화되어, 성형품이 된다. 그 후, 형체결모터(26)는 가동플래튼(13)을 후퇴시킴으로서, 형개방이 행해진다.

사출장치(50)는, 금형장치(30) 내에 성형재료를 충전한다. 사출장치(50)는, 실린더(51), 스크루(52), 계량모터(53) 및 사출모터(54)를 가진다. 사출장치(50)의 설명에서는, 형체결장치(10)의 설명과 달리, 충전 시의 스크루(52)의 이동방향(도 1 중 좌방향)을 전방으로 하고, 계량 시의 스크루(52)의 이동방향(도 1 중 우방향)을 후방으로 하여 설명한다.

실린더(51)는 공급구(51a)로부터 공급된 성형재료를 가열한다. 공급구(51a)는 실린더(51)의 후부에 형성된다. 실린더(51)의 외주에는, 히터 등의 가열원이 마련된다. 실린더(51)의 전단에는 노즐(56)이 마련된다.

스크루(52)는, 실린더(51) 내에 있어서 회전 가능하고 또한 진퇴 가능하게 배치된다.

계량모터(53)는, 스크루(52)를 회전시킴으로써, 스크루(52)의 나선 형상의 홈을 따라 성형재료를 전방으로 보낸다. 성형재료는, 전방으로 보내지면서, 실린더(51)로부터의 열에 의하여 서서히 용융된다. 액상의 성형재료가 스크루(52)의 전방으로 보내져 실린더(51)의 전부에 축적됨에 따라, 스크루(52)가 후퇴되게 된다.

사출모터(54)는, 스크루(52)를 전진시킴으로써, 스크루(52)의 전방에 축적된 액상의 성형재료를 금형장치(30)의 캐비티공간(34)에 충전시킨다. 그 후, 사출모터(54)는, 스크루(52)를 전방으로 가압하여, 캐비티공간(34) 내의 성형재료에 압력을 가한다. 미성형(short shot)이나 수축(sink marks) 등에 의한 부족분의 성형재료를 보충할 수 있다.

다만, 본 실시형태의 사출장치는, 인라인·스크루 방식이지만, 프리플라스티케이팅 방식이어도 된다. 프리플라스티케이팅 방식의 사출장치는, 가소화 실린더 내에서 용융된 성형재료를 사출실린더에 공급하고, 사출실린더로부터 금형장치 내에 성형재료를 사출한다. 가소화 실린더 내에는 스크루가 회전 가능하게, 또는 회전 가능하고 또한 진퇴 가능하게 배치되며, 사출실린더 내에는 플런저가 진퇴 가능하게 배치된다.

이젝터장치(60)는, 형개방 후의 금형장치(30)로부터 성형품을 취출시킨다. 이젝터장치(60)는, 이젝터로드(61) 및 이젝터모터(62)를 가진다. 이젝터장치(60)의 설명에서는, 형체결장치(10)의 설명과 마찬가지로, 형폐쇄 시의 가동플래튼(13)의 이동방향(도 1 중 우방향)을 전방으로 하고, 형개방 시의 가동플래튼(13)의 이동방향(도 1 중 좌방향)을 후방으로 하여 설명한다.

이젝터로드(61)는, 가동플래튼(13)의 관통구멍에 삽통되어, 가동플래튼(13)에 대하여 진퇴 가능하게 된다. 이젝터로드(61)의 진퇴에 따라, 가동금형(33) 내에 배치되는 취출부재(35)가 진퇴되어, 취출부재(35)가 가동금형(33)으로부터 성형품을 취출시킨다.

이젝터모터(62)는, 이젝터로드(61)를 진퇴시킨다. 이젝터모터(62)와 이젝터로드(61)와의 사이에는, 이젝터모터(62)의 회전운동을 이젝터로드(61)의 직선운동으로 변환하는 운동변환부(63)가 마련된다. 운동변환부(63)는, 예를 들면 볼나사기구 등으로 구성된다.

제1 광조사부(71)는, 금형장치(30) 또는 형체결장치(10) 등(도 1 및 도 2에서는 금형장치(30))에 장착되어, 형개방 후의 성형품에 광을 조사한다. 제1 광조사부(71)로부터의 광은, 자외선, 가시광선, 적외선 등 중 어느 것이어도 된다. 제1 광조사부(71)로부터의 광은, 성형품을 투과하여, 도광부재(75)에 입사한다.

도광부재(75)는, 광섬유 등으로 구성되며, 성형품으로부터의 광을 제1 광강도검출부(72)로 유도한다. 도광부재(75)는, 예를 들면 취출부재(35)의 관통구멍이나 이젝터로드(61)의 관통구멍에 삽통되어도 된다.

제1 광강도검출부(72)는, 성형품으로부터의 광의 강도를 검출한다. 제1 광강도검출부(72)는, 광학필터나 광전변환소자 등으로 구성되며, 소정의 파장 범위의 광의 강도를 나타내는 신호를 열화검출부(76)에 출력한다.

다만, 본 실시형태의 제1 광강도검출부(72)는, 형개방 후에 성형품으로부터의 광을 수광하지만, 형체결 중에 금형장치(30) 내의 성형재료로부터의 광을 수광해도 된다. 이 경우, 제1 광조사부(71)는, 금형장치(30) 내에 장착되어도 된다.

열화검출부(76)는, 메모리 등의 기억부 및 CPU(Central Processing Unit)를 가지고, 기억부에 기억되는 프로그램을 CPU에 실행시킴으로써, 각종 처리를 행한다. 열화검출부(76)는, 사출성형기의 각종 동작을 제어하는 컨트롤러로서 기능해도 된다. 다만, 컨트롤러는, 열화검출부(76)와는 별도로 마련되어도 된다.

열화검출부(76)는, 제1 광강도검출부(72)의 검출치에 근거하여, 성형재료의 열화를 검출한다. 성형재료의 열열화가 진행될수록, 성형재료에 의한 광의 흡수율이 높고, 광의 투과율이 낮다. 따라서, 열화검출부(76)는, 제1 광강도검출부(72)의 검출치에 근거하여, 성형재료의 열화의 정도를 검출할 수 있다.

열화검출부(76)는, 성형재료의 열화의 정도에 따라 성형의 불량 여부를 판별해도 된다. 예를 들면, 열화검출부(76)는, 기준치(예를 들면 양품일 때의 값)를 기억부에 미리 기억해 두고, 기준치와 검출치를 비교함으로써 성형의 불량 여부를 판정한다. 열화검출부(76)는, 쇼트마다 성형의 불량 여부를 판별해도 된다. 기준치 대신에, 전회의 쇼트의 값, 과거 수 회의 쇼트의 평균치가 이용되어도 된다.

다만, 본 실시형태의 제1 광강도검출부(72)는, 성형품의 투과광을 수광하지만, 성형품으로부터의 반사광, 산란광, 발광광 등 중 어느 것을 수광해도 된다. 발광광은, 예를 들면 자외선을 성형품의 표면에 조사함으로써 발생한다. 반사광, 산란광, 발광광 등의 광의 강도는, 성형재료의 열화의 정도에 따라 변화한다.

다만, 본 실시형태의 제1 광조사부(71)는, 사출성형기에 구비되지만, 사출성형기를 설치하는 공장에 구비되어도 된다. 또, 제1 광조사부(71)나 제1 광강도검출부(72)는, 취출기에 장착되어도 된다. 취출기는, 형개방 후의 금형장치(30)로부터 성형품을 취출한다.

제2 광조사부(73)는, 사출장치(50)에 장착되어, 사출장치(50)에 있어서의 성형재료에 광을 조사한다. 제2 광조사부(73)로부터의 광은, 자외선, 가시광선, 적외선 등 중 어느 것이어도 된다. 제2 광조사부(73)로부터의 광은, 노즐(56) 내의 용융 상태의 성형재료를 투과하여, 제2 광강도검출부(74)에 입사한다.

제2 광강도검출부(74)는, 사출장치(50)에 장착되어, 사출장치(50)에 있어서의 성형재료로부터의 광의 강도를 검출한다. 제2 광강도검출부(74)는, 광학필터나 광전변환소자 등으로 구성되어, 소정의 파장 범위의 광의 강도를 나타내는 신호를 열화검출부(76)에 출력한다.

다만, 제2 광조사부(73)나 제2 광강도검출부(74)는, 사출장치(50)의 노즐(56)에 장착되지만, 사출장치(50)의 실린더(51)에 장착되어도 된다.

열화검출부(76)는, 제2 광강도검출부(74)의 검출치에 근거하여, 사출장치(50)에 있어서의 성형재료의 열화를 검출한다. 성형재료의 열열화가 진행될수록, 성형재료에 의한 광의 흡수율이 높고, 광의 투과율이 낮다. 따라서, 제2 광강도검출부(74)의 검출치에 근거하여, 성형재료의 열화의 정도를 검출할 수 있다.

열화검출부(76)는, 사출장치(50)에 있어서의 성형재료의 열화의 정도에 따라 성형의 불량 여부를 판별해도 된다. 예를 들면, 열화검출부(76)는, 기준치(예를 들면 양품일 때의 값)를 기억부에 미리 기억해 두고, 기준치와 검출치를 비교함으로써 성형의 불량 여부를 판별한다. 열화검출부(76)는, 쇼트마다 성형의 불량 여부를 판정해도 된다. 기준치 대신에, 전회의 쇼트의 값, 과거 수 회의 쇼트의 평균치가 이용되어도 된다.

다만, 본 실시형태의 제2 광강도검출부(74)는, 사출장치(50)에 있어서의 성형재료의 투과광을 수광하지만, 사출장치(50)에 있어서의 성형재료로부터의 반사광, 산란광, 발광광 등 중 어느 것을 수광해도 된다. 발광광은, 예를 들면 자외선을 성형재료의 표면에 조사함으로써 발생한다. 반사광, 산란광, 발광광 등의 광의 강도는, 성형재료의 열화의 정도에 따라 변화된다.

화상표시장치(78)는, 열화검출부(76)의 검출 결과(열화의 정도, 성형의 불량 여부 등)를 표시해도 된다.

열화검출부(76)가 성형 불량을 검출하는 경우, 화상표시장치(78)나 스피커(80) 등의 출력장치가 알람을 출력해도 된다. 또, 열화검출부(76)가 성형 불량을 검출하는 경우, 사출성형기의 성형 동작이 중단되어도 된다.

이상, 사출성형기 등의 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태 등에 한정되는 것은 아니고, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 다양한 변형, 개량이 가능하다.

예를 들면, 사출성형기는 빔스플리터를 가져도 된다. 빔스플리터는, 광조사부로부터의 광의 일부를 투과시켜 성형재료에 조사함과 함께, 성형재료로부터의 광의 일부를 반사시켜 광강도검출부에 닿게 한다.

10 형체결장치
11 프레임
12 고정플래튼
13 가동플래튼
26 형체결모터
30 금형장치
32 고정금형
33 가동금형
34 캐비티공간
50 사출장치
51 실린더
52 스크루
53 계량모터
54 사출모터
56 노즐
60 이젝터장치
61 이젝터로드
62 이젝터모터
71 제1 광조사부
72 제1 광강도검출부
73 제2 광조사부
74 제2 광강도검출부
76 열화검출부

Claims

금형장치의 형폐쇄, 형체결, 형개방을 행하는 형체결장치와,
상기 금형장치 내에 성형재료를 충전하는 사출장치와,
상기 성형재료로부터의 광의 강도를 검출하는 광강도검출부를 구비하는 사출성형기.
청구항 1에 있어서,
상기 광강도검출부의 검출치에 근거하여, 상기 성형재료의 열화를 검출하는 열화검출부를 구비하는 사출성형기.
청구항 2에 있어서,
상기 열화검출부는, 쇼트마다 성형의 불량 여부를 판별하는 사출성형기.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광강도검출부는, 상기 금형장치 내에 충전된 상기 성형재료로부터의 광의 강도를 검출하는 사출성형기.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광강도검출부는, 상기 사출장치에 있어서의 상기 성형재료로부터의 광의 강도를 검출하는 사출성형기.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 성형재료에 광을 조사하는 광조사부를 구비하는 사출성형기.