KR20160115815A

KR20160115815A - 사출성형기

Info

Publication number: KR20160115815A
Application number: KR1020160035696A
Authority: KR
Inventors: 히로시 모리타
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2016-03-25
Publication date: 2016-10-06
Also published as: TW201636179A; TWI584935B; KR101932319B1; JP2016185691A; JP6587819B2; CN106003617A

Abstract

축력의 밸런스가 안정화될 때까지의 시간을 단축할 수 있는, 사출성형기를 제공한다.
사출성형기는 형체결력에 따라 신장되는 복수 개의 타이바와, 상기 타이바를 가열하는 가열기와, 상기 가열기에 의하여 가열되는 상기 타이바를 냉각하는 냉각기를 구비하고, 상기 냉각기는, 상기 가열기를 사이에 두고, 상기 타이바의 축방향 양측으로 배치된다.

Description

사출성형기{INJECTION MOLDING MACHINE}

본 출원은 2015년 3월 27일에 출원된 일본 특허출원 제2015-067679호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.

본 발명은, 사출성형기에 관한 것이다.

사출성형기는, 금형장치의 형폐쇄, 형체결, 형개방을 행하는 형체결장치를 갖는다. 형체결장치는, 형체결력에 따라 신장되는 복수 개의 타이바를 갖는다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 형체결력은 복수 개의 타이바에 분산하여 가해져, 타이바가 신장된다. 타이바의 신장에 저항하는 힘을 축력이라고 한다.

복수 개의 타이바의 유효길이에 차가 있는 경우, 유효길이가 짧은 타이바와, 유효길이가 긴 타이바에서는 축력에 차가 발생한다. 여기에서, 타이바의 유효길이란, 타이바에 의하여 연결되는 부재끼리의 간격을 말하며, 예를 들면 형체결력이 작용하고 있지 않는 상태에서 계측된다.

타이바는 금속재료로 형성되기 때문에, 타이바의 유효길이는 타이바의 온도에 의하여 변화된다. 타이바의 온도가 높을수록, 타이바의 유효길이가 길어진다. 타이바의 온도를 조절함으로써, 타이바의 유효길이를 조정할 수 있으며, 축력의 밸런스를 조정할 수 있다.

일본 공개특허공보 2004-249637호

종래, 타이바에 가한 열이 서서히 이동하기 때문에, 형체결장치 전체의 온도가 안정화될 때까지의 시간이 길고, 축력의 밸런스가 안정화될 때까지의 시간이 길었다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 축력의 밸런스가 안정화될 때까지의 시간을 단축할 수 있는, 사출성형기의 제공을 주된 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 의하면,

형체결력에 따라 신장되는 복수 개의 타이바와,

상기 타이바를 가열하는 가열기와,

상기 가열기에 의하여 가열되는 상기 타이바를 냉각하는 냉각기를 구비하고,

상기 냉각기는, 상기 가열기를 사이에 두고, 상기 타이바의 축방향 양측에 배치되는, 사출성형기가 제공된다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 축력의 밸런스가 안정화될 때까지의 시간을 단축할 수 있는, 사출성형기가 제공된다.

도 1은 일 실시형태에 의한 사출성형기의 형개방완료 시의 상태를 나타내는 도이다.
도 2는 일 실시형태에 의한 사출성형기의 형체결 시의 상태를 나타내는 도이다.
도 3은 일 실시형태에 의한 사출성형기의 타이바의 위치관계를 나타내는 도로서, 가동플래튼측으로부터 고정플래튼을 본 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, 일 실시형태에 의한 사출성형기의 형개방완료 시의 상태를 나타내는 도이다. 도 2는, 일 실시형태에 의한 사출성형기의 형체결 시의 상태를 나타내는 도이다. 사출성형기는, 프레임(Fr), 형체결장치(10), 조작장치(70), 표시장치(80) 및 컨트롤러(90) 등을 갖는다.

컨트롤러(90)는, CPU(Central Processing Unit)(91)와, 메모리 등의 기억매체(92)를 갖는다. 컨트롤러(90)는, 기억매체(92)에 기억된 프로그램을 CPU(91)에 실행시킴으로써, 형체결장치(10), 조작장치(70) 및 표시장치(80) 등을 제어한다.

컨트롤러(90)는, 조작장치(70) 및 표시장치(80)에 접속된다. 조작장치(70) 및 표시장치(80)는, 예를 들면 터치패널로 구성되며, 일체화되어도 된다. 조작장치(70)는, 유저에 의한 입력조작을 받아들여, 입력조작에 따른 신호를 컨트롤러(90)로 출력한다. 표시장치(80)는, 컨트롤러(90)에 의한 제어하에서, 조작장치(70)에 있어서의 입력조작에 따른 조작화면을 표시한다. 조작화면은, 사출성형기의 설정 등에 이용된다. 조작화면은, 복수 준비되며, 변환되어 표시되거나, 겹쳐서 표시된다. 유저는, 표시장치(80)로 표시되는 조작화면을 보면서, 조작장치(70)를 조작함으로써 사출성형기의 설정 등을 행한다.

다만, 본 실시형태의 조작장치(70) 및 표시장치(80)는, 일체화되어 있지만, 독립적으로 마련되어도 된다. 또, 조작장치(70)는, 복수 마련되어도 된다.

형체결장치(10)는, 금형장치(30)의 형폐쇄, 형체결, 형개방을 행한다. 형체결장치(10)는, 고정플래튼(12), 가동플래튼(13), 리어플래튼(15), 타이바(16), 토글기구(20), 및 형체결모터(21)를 갖는다. 이하, 형폐쇄 시의 가동플래튼(13)의 이동방향(도 1, 도 2 중 우측방향)을 전방으로 하고, 형개방 시의 가동플래튼(13)의 이동방향(도 1, 도 2 중 좌측방향)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.

고정플래튼(12)에 대하여 가동플래튼(13)을 진퇴시킴으로써, 형폐쇄, 형체결, 형개방이 행해진다. 고정금형(32)과 가동금형(33)으로 금형장치(30)가 구성된다.

리어플래튼(15)은, 고정플래튼(12)과 간격을 두고 연결되어, 프레임(Fr) 상에 형개폐방향으로 이동 가능하게 적재된다. 또한, 리어플래튼(15)은, 프레임(Fr) 상에 부설되는 가이드를 따라 이동 가능하게 되어도 된다. 리어플래튼(15)의 가이드는, 가동플래튼(13)의 가이드(17)와 공통의 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, 고정플래튼(12)과 리어플래튼(15)을 간격을 두고 연결한다. 타이바(16)는, 복수 개 이용된다. 각 타이바(16)는, 형개폐방향에 평행으로 되어 형체결력에 따라 신장된다.

토글기구(20)는, 가동플래튼(13)과 리어플래튼(15)의 사이에 배치된다. 토글기구(20)는, 크로스헤드(20a), 복수의 링크(20b, 20c) 등으로 구성된다. 일방의 링크(20b)는 가동플래튼(13)에 요동 가능하게 장착되고, 타방의 링크(20c)는 리어플래튼(15)에 요동 가능하게 장착된다. 이들 링크(20b, 20c)는, 핀 등으로 굴신(屈伸) 가능하게 연결된다. 크로스헤드(20a)를 진퇴시킴으로써, 복수의 링크(20b, 20c)가 굴신되고, 리어플래튼(15)에 대하여 가동플래튼(13)이 진퇴된다.

형체결모터(21)는, 리어플래튼(15)에 장착되어, 크로스헤드(20a)를 진퇴시킴으로써, 가동플래튼(13)을 진퇴시킨다. 형체결모터(21)와 크로스헤드(20a)의 사이에는, 형체결모터(21)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 크로스헤드(20a)에 전달하는 운동변환기구가 마련된다. 운동변환기구는 예를 들면 볼나사기구로 구성된다.

형체결장치(10)의 동작은, 컨트롤러(90)에 의하여 제어된다. 컨트롤러(90)는, 형폐쇄공정, 형체결공정, 형개방공정 등을 제어한다.

형폐쇄공정에서는, 형체결모터(21)를 구동하여 가동플래튼(13)을 전진시킴으로써, 가동금형(33)을 고정금형(32)에 접촉시킨다.

형체결공정에서는, 형체결모터(21)를 더 구동시킴으로써 형체결력을 발생시킨다. 형체결 시에 가동금형(33)과 고정금형(32)의 사이에 캐비티공간이 형성되고, 캐비티공간에 액형상의 성형재료가 충전된다. 캐비티공간 내의 성형재료는, 고화되어, 성형품이 된다.

형개방공정에서는, 형체결모터(21)를 구동하여 가동플래튼(13)을 후퇴시킴으로써, 가동금형(33)을 고정금형(32)으로부터 이격시킨다.

또한, 본 실시형태의 형체결장치(10)는, 가동플래튼(13)을 이동시키는 구동원으로서, 형체결모터(21)를 갖지만, 형체결모터(21) 대신에, 유압실린더를 가져도 된다. 또, 형체결장치(10)는, 형개폐용으로 리니어모터를 가지며, 형체결용으로 전자석을 가져도 된다.

도 3은, 일 실시형태에 의한 사출성형기의 타이바의 위치관계를 나타내는 도로서, 가동플래튼측으로부터 고정플래튼을 본 도이다. 사출성형기는, 타이바(16)를 4개 갖는다. 4개의 타이바(16)는, 형개폐방향에서 보아, 수평선(L1)을 중심으로 상하대칭으로 배치되고, 또한, 연직선(L2)을 중심으로 좌우대칭으로 배치된다. 수평선(L1)보다 상측을 천측(天側), 수평선(L1)보다 하측을 지측(地側)이라고 한다. 또, 연직선(L2)보다 조작장치(70)측을 조작측, 연직선(L2)보다 조작장치(70)와는 반대측을 반조작측이라고 한다.

형체결력은 4개의 타이바(16)에 분산하여 가해져, 각 타이바(16)가 신장된다. 각 타이바(16)의 신장에 저항하는 힘을 축력이라고 한다. 4개의 타이바(16)의 유효길이에 차가 있는 경우, 유효길이가 짧은 타이바(16)와, 유효길이가 긴 타이바(16)에서는 축력에 차가 발생한다. 여기에서, 타이바(16)의 유효길이란, 타이바(16)에 의하여 연결되는 고정플래튼(12)과 리어플래튼(15)의 간격을 말하며, 예를 들면 형체결력이 작용하고 있지 않는 상태에서 계측된다.

타이바(16)의 유효길이를 조정함으로써, 축력의 밸런스를 조정할 수 있다. 축력의 밸런스는, 예를 들면 형체결 시에 고정금형(32)과 가동금형(33)의 면압이 목표의 분포가 되도록 설정된다. 목표의 분포는, 균일분포, 불균일분포 중 어느 하나여도 되고, 상황에 따라 설정된다. 성형불량을 저감할 수 있다.

타이바(16)는 금속재료로 형성되기 때문에, 타이바(16)의 유효길이는 타이바(16)의 온도에 의하여 변화된다. 타이바(16)의 온도가 높을수록, 타이바(16)의 유효길이가 길어진다. 타이바(16)의 온도를 조절함으로써, 타이바(16)의 유효길이를 조정할 수 있으며, 축력의 밸런스를 조정할 수 있다.

따라서, 각 타이바(16)에는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 가열기(25), 냉각기(26), 온도검출기(27), 축력검출기(28) 등이 장착된다. 가열기(25), 냉각기(26), 온도검출기(27), 축력검출기(28) 등은, 형체결장치(10)에 구비된다.

가열기(25)는, 타이바(16)의 유효길이를 조정하기 위하여, 타이바(16)를 가열한다. 타이바(16)의 가열기(25)에 의하여 가열되는 부분을 가열부라고 부른다. 가열기(25)는, 예를 들면 히터 등의 전열기로 구성된다. 다만, 가열기(25)는, 전열기에 한정되지 않고, 예를 들면 온수재킷 등으로 구성되어도 된다.

냉각기(26)는, 가열기(25)에 의하여 가열되는 타이바(16)를 냉각한다. 타이바(16)의 냉각기(26)에 의하여 냉각되는 부분을 냉각부라고 부른다. 냉각기(26)는, 예를 들면 수냉재킷으로 구성된다. 또한, 냉각기(26)는, 수냉재킷에 한정되지 않고, 예를 들면 냉각핀 등으로 구성되어도 된다. 냉각핀의 냉각방식은, 냉각팬을 사용하는 강제공랭방식, 자연공랭방식 중 어느 것이어도 된다.

냉각기(26)는, 가열기(25)를 사이에 두고 타이바(16)의 축방향 양측에 배치된다. 가열기(25)에 의한 타이바(16)의 가열범위를 한정할 수 있다. 따라서, 가열기(25)가 타이바(16)에 가한 열의 이동을 제한할 수 있어, 형체결장치(10) 전체의 온도가 안정화될 때까지의 시간을 단축할 수 있고, 축력의 밸런스가 안정화될 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 또, 타이바(16)의 열팽창범위를 관리할 수 있고, 타이바(16)의 온도변화에 의한 유효길이의 변화량을 높은 정밀도로 관리할 수 있으며, 축력을 높은 정밀도로 조정할 수 있다.

온도검출기(27)는, 가열기(25) 및 냉각기(26)에 의하여 가열냉각되는 타이바(16)의 온도를 검출한다. 예를 들면, 온도검출기(27)는, 가열기(25)의 부근에 배치되어, 타이바의 가열부의 온도를 검출한다. 온도검출기(27)는, 검출결과를 컨트롤러(90)로 출력한다.

컨트롤러(90)는, 타이바(16)의 가열부의 온도의 실적치가 설정치가 되도록 가열기(25)를 제어한다. 제어는, 피드백제어, 피드포워드제어 중 어느 것이어도 된다.

또한, 본 실시형태의 컨트롤러(90)는, 가열기(25)를 제어하고, 냉각기(26)를 제어하지 않지만, 냉각기(26)도 제어해도 된다. 이 경우, 타이바(16)의 냉각부의 온도의 실적치가 설정치가 되도록, 컨트롤러(90)가 냉각기(26)를 제어해도 된다. 타이바(16)의 냉각부의 온도는, 온도검출기(27)와는 다른 온도검출기에 의하여 검출한다. 이 온도검출기는, 냉각기(26)의 부근에 배치된다.

축력검출기(28)는, 가열기(25) 및 냉각기(26)에 의하여 가열냉각되는 타이바(16)의 축력을 검출한다. 축력검출기(28)는, 예를 들면 변형 게이지식으로서, 타이바(16)의 변형을 검출함으로써 타이바(16)의 축력을 검출한다.

또한, 상기 실시형태의 축력검출기(28)는, 변형 게이지식이지만, 압전식, 용량식, 유압식, 전자식 등이어도 된다.

축력검출기(28)는, 검출결과를 컨트롤러(90)로 출력한다. 컨트롤러(90)는, 축력검출기(28)에 의하여 검출되는 축력의 실적치가 설정치가 되도록, 가열기(25)에 의하여 가열되는 타이바(16)의 가열온도를 설정해도 된다.

축력검출기(28)는, 냉각기(26)를 기준으로 하여 가열기(25)와는 반대측에 배치된다. 가열기(25)에 의한 가열범위 외에 축력검출기(28)가 배치된다. 축력검출기(28)의 온도상승을 억제할 수 있으며, 축력검출기(28)의 측정오차를 저감할 수 있다.

예를 들면 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 축력검출기(28)는, 가열기(25)보다 후측에 배치되는 냉각기(26)보다 더 후측에 배치된다. 다만, 축력검출기(28)는, 가열기(25)보다 전측에 배치되는 냉각기(26)보다 더 전측에 배치되어도 된다.

다만, 본 실시형태의 축력검출기(28)는, 냉각기(26)를 기준으로 하여 가열기(25)와는 반대측의 위치에 배치되지만, 냉각기(26)와 겹쳐지는 위치에 배치되어도 된다. 이 경우도, 축력검출기(28)의 온도상승을 억제할 수 있으며, 축력검출기(28)의 측정오차를 저감할 수 있다.

이상, 사출성형기의 실시형태 등에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태 등에 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 다양한 변형, 개량이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는, 가열기(25), 냉각기(26), 온도검출기(27), 및 축력검출기(28) 등이, 모든 타이바(16)에 장착되지만, 일부의 타이바(16)에만 장착되어도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(90)가 연직방향에 있어서의 축력의 밸런스(이하, “연직 축력밸런스”라고 함)와 수평방향에 있어서의 축력의 밸런스의 양방을 조정하는 경우, 4개의 타이바(16) 중 3개에만, 가열기(25), 냉각기(26), 및 온도검출기(27)가 장착되어도 된다. 또, 컨트롤러(90)가 연직 축력밸런스만을 조정하는 경우, 천측 및 지측 중 편측의 타이바(16)에만, 가열기(25), 냉각기(26), 및 온도검출기(27)가 장착되어도 된다. 또, 컨트롤러(90)가 연직 축력밸런스만을 조정하는 경우, 천측의 2개의 타이바(16)의 일방, 및 지측의 2개의 타이바(16)의 일방에, 각각, 축력검출기(28)가 장착되어도 된다.

또, 상기 실시형태의 형체결장치(10)는, 형개폐방향이 수평방향인 가로형이지만, 형개폐방향이 연직방향인 수직형이어도 된다. 수직형의 형체결장치는, 고정플래튼으로서의 하측 플래튼, 가동플래튼으로서의 상측 플래튼, 토글서포트, 토글기구, 및 타이바 등을 갖는다. 하측 플래튼에는 하측 금형이 장착되고, 상측 플래튼에는 상측 금형이 장착된다. 하측 금형과 상측 금형으로 금형장치가 구성된다. 하측 금형은, 로터리테이블을 통하여 하측 플래튼에 장착되어도 된다. 토글서포트는, 하측 플래튼의 하방에 배치되어, 상측 플래튼과 함께 승강한다. 토글기구는, 토글서포트와 하측 플래튼의 사이에 배치된다. 타이바는, 연직방향에 평행하게 되며, 하측 플래튼을 관통하여, 상측 플래튼과 토글서포트를 연결한다. 타이바의 갯수는 통상 3개이다. 또한, 타이바의 갯수는 특별히 한정되지 않는다.

10 형체결장치
12 고정플래튼
13 가동플래튼
16 타이바
25 가열기
26 냉각기
27 온도검출기
28 축력검출기
30 금형장치
32 고정금형
33 가동금형
70 조작장치
80 표시장치
90 컨트롤러

Claims

형체결력에 따라 신장되는 복수 개의 타이바와,
상기 타이바를 가열하는 가열기와,
상기 가열기에 의하여 가열되는 상기 타이바를 냉각하는 냉각기를 구비하고,
상기 냉각기는, 상기 가열기를 사이에 두고, 상기 타이바의 축방향 양측에 배치되는, 사출성형기.
청구항 1에 있어서,
상기 가열기에 의하여 가열되는 상기 타이바의 온도를 검출하는 온도검출기와, 상기 온도검출기에 의하여 검출되는 상기 타이바의 온도의 실적치에 근거하여 상기 가열기를 제어하는 컨트롤러를 구비하는, 사출성형기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 가열기 및 상기 냉각기에 의하여 가열냉각되는 상기 타이바의 축력을 검출하는 축력검출기를 구비하고,
상기 축력검출기는, 상기 냉각기를 기준으로 하여 상기 가열기와는 반대측의 위치, 또는 상기 냉각기와 겹쳐지는 위치에 배치되는, 사출성형기.