KR20210067894A

KR20210067894A - 사출성형기

Info

Publication number: KR20210067894A
Application number: KR1020200157400A
Authority: KR
Inventors: 다이고 홋타; 다카스에 야마구치; 히로아키 아사이; 하지메 오노
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2020-11-23
Publication date: 2021-06-08
Also published as: JP2021084413A; JP7315441B2; CN112873752A; JP2023126444A

Abstract

사출성형기에 있어서, 이젝터 장치나 코어트랙터 장치 등의 금형장치에 충전되는 성형재료를 가압하는 가압장치를 구동하는 액추에이터의 과부하 상태를 억제하는 것이 가능한 기술을 제공한다.
본 개시의 일 실시형태에 관한 사출성형기(10)는, 금형장치(800)에 충전되는 성형재료를 가압하는 이젝터 로드(210)와, 이젝터 로드(210)를 구동시키는 이젝터 모터(221)를 포함하는 이젝터 장치(200)와, 이젝터 모터(221)를 제어하는 제어장치(700)와, 표시장치(760)를 구비하고, 표시장치(760)는, 이젝터 모터(221)의 구동에 대항하는 힘을 나타내는 금형장치(800)의 캐비티 공간(801) 내의 형내압의 변동패턴에 기초하여, 제어장치(700)에 의한 이젝터 모터(221)의 제어토크패턴을 설정하기 위한 설정화면(1000)을 표시한다.

Description

사출성형기{INJECTION MOLDING MACHINE}

본 출원은 2019년 11월 29일에 출원된 일본 특허출원 제2019-217087호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.

본 개시는, 사출성형기에 관한 것이다.

예를 들면, 사출성형기에 있어서, 이젝터를 사용하여 금형 내부(캐비티 공간 내)의 성형재료(수지)를 압축하는 이젝터압축이 행해지는 경우가 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

또한, 이젝터에 스토퍼를 마련하여, 이동량을 제한하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).

일본 특허 제5850990호 일본 특허 제4095013호

그러나, 예를 들면 이젝터압축 시에 캐비티 내의 성형재료로부터의 되밀림에 의하여 가동부재의 선단부의 위치가 적절한 위치로부터 어긋나지 않도록 메커니컬엔드(스토퍼)에 이젝터를 누르도록 액추에이터가 제어되는 경우가 있다. 이 경우, 상대적으로 높은 토크를 액추에이터가 계속 내기 때문에, 액추에이터가 과부하 상태에 빠지고, 그 결과로서, 사출성형기가 이상 정지해 버릴 가능성이 있다.

동일한 사태는, 메커니컬엔드의 유무를 불문하고, 전사 목적의 이젝터압축 시에도 발생할 수 있다. 예를 들면, 캐비티 공간 내의 성형재료에 가동부재의 선단부의 모양을 확실히 전사하기 위해서는, 어느 정도의 시간, 가동부재의 선단부를 성형재료에 계속 누를 필요가 있어, 액추에이터가 상대적으로 높은 토크를 계속 낼 가능성이 있기 때문이다.

동일한 사태는, 코어트랙터를 사용한 금형 내부(캐비티 내)의 성형재료의 압축(이하, "코어압축") 시에도 발생할 수 있다. 예를 들면, 코어압축 시에 캐비티 내의 성형재료로부터의 되밀림에 의하여 코어선단의 위치가 적절한 위치로부터 어긋나지 않도록 메커니컬엔드에 누르도록 액추에이터가 제어되며, 액추에이터가 상대적으로 높은 토크를 계속 낼 가능성이 있기 때문이다.

또한, 동일한 사태는, 이젝터에 의한 형내 게이트컷 시에도 발생할 수 있다. 예를 들면, 형내 게이트컷 시에는, 날끝을 게이트부분에 밀어넣은 상태를 어느 정도 계속시켜 게이트부분을 잘라낼 필요가 있어, 액추에이터가 상대적으로 높은 토크를 계속 낼 가능성이 있기 때문이다.

그래서, 상기 과제를 감안하여, 사출성형기에 있어서, 이젝터 장치나 코어트랙터 장치 등의 금형장치에 충전되는 성형재료를 가압하는 가압장치를 구동하는 액추에이터의 과부하 상태를 억제하는 것이 가능한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 일 실시형태에서는,

금형장치에 충전된 성형재료를 가압하는 가압기구와, 상기 가압기구를 구동시키는 액추에이터를 포함하는 가압장치와,

상기 가압장치를 제어하는 제어장치와,

표시장치를 구비하고,

상기 표시장치는, 상기 액추에이터의 구동에 대항하는 힘에 관한 물리량의 변동패턴에 기초하여, 상기 제어장치에 의한 상기 액추에이터의 제어패턴을 설정하기 위한 화면을 표시하는, 사출성형기가 제공된다.

상술한 실시형태에 의하면, 사출성형기에 있어서, 이젝터 장치나 코어트랙터 장치 등의 금형장치에 충전되는 성형재료를 가압하는 가압장치를 구동하는 액추에이터의 과부하 상태를 억제하는 것이 가능한 기술을 제공할 수 있다.

도 1은 사출성형기의 일례를 나타내는 도이다.
도 2는 사출성형기의 일례를 나타내는 도이다.
도 3은 이젝터 장치의 일례를 나타내는 전방 사시도이다.
도 4는 이젝터 장치의 일례를 나타내는 후방 사시도이다.
도 5는 이젝터 장치의 일례를 나타내는 평면 단면도이다.
도 6은 이젝터압축의 개시 전의 가동부재의 상태를 나타내는 측면 단면도이다.
도 7은 이젝터압축 시의 가동부재의 상태를 나타내는 측면 단면도이다.
도 8은 비교예에 관한 사출성형기의 이젝터압축 시의 동작상황을 나타내는 타임차트이다.
도 9는 실시형태에 관한 사출성형기의 이젝터압축 시의 동작상황을 나타내는 타임차트이다.
도 10은 표시장치에 표시되는 제어토크패턴에 관한 설정화면의 일례를 나타내는 도이다.

이하, 도면을 참조하여 실시형태에 대하여 설명한다.

[사출성형기의 구성]

<사출성형기>

도 1은, 일 실시형태에 관한 사출성형기의 형개방 완료 시의 상태를 나타내는 도이다. 도 2는, 일 실시형태에 관한 사출성형기의 형체결 시의 상태를 나타내는 도이다. 본 명세서에 있어서, X축방향, Y축방향 및 Z축방향은 서로 수직인 방향이다. X축방향 및 Y축방향은 수평방향을 나타내고, Z축방향은 연직방향을 나타낸다. 형체결 장치(100)가 가로형인 경우, X축방향은 형개폐방향이며, Y축방향은 사출성형기(10)의 폭방향이다. Y축방향 부(負)측을 조작측이라고 부르고, Y축방향 정(正)측을 반조작측이라고 부른다.

도 1 내지 도 2에 나타내는 바와 같이, 사출성형기(10)는, 금형장치(800)를 개폐하는 형체결 장치(100)와, 금형장치(800)에서 성형된 성형품을 밀어내는 이젝터 장치(200)와, 금형장치(800)에 성형재료를 사출하는 사출장치(300)와, 금형장치(800)에 대하여 사출장치(300)를 진퇴시키는 이동장치(400)와, 사출성형기(10)의 각 구성요소를 제어하는 제어장치(700)와, 사출성형기(10)의 각 구성요소를 지지하는 프레임(900)을 갖는다. 프레임(900)은, 형체결 장치(100)를 지지하는 형체결 장치 프레임(910)과, 사출장치(300)를 지지하는 사출장치 프레임(920)을 포함한다. 형체결 장치 프레임(910) 및 사출장치 프레임(920)은, 각각, 레벨링 어저스터(930)를 개재하여 바닥(2)에 설치된다. 사출장치 프레임(920)의 내부공간에, 제어장치(700)가 배치된다. 이하, 사출성형기(10)의 각 구성요소에 대하여 설명한다.

<형체결 장치>

형체결 장치(100)의 설명에서는, 형폐쇄 시의 가동 플래튼(120)의 이동방향(예를 들면 X축 정방향)을 전방으로 하고, 형개방 시의 가동 플래튼(120)의 이동방향(예를 들면 X축 부방향)을 후방으로 하여 설명한다.

형체결 장치(100)는, 금형장치(800)의 형폐쇄, 승압, 형체결, 탈압 및 형개방을 행한다. 금형장치(800)는, 고정금형(810)과 가동금형(820)을 포함한다.

형체결 장치(100)는 예를 들면 가로형이며, 형개폐방향이 수평방향이다. 형체결 장치(100)는, 고정 플래튼(110), 가동 플래튼(120), 토글 서포트(130), 타이바(140), 토글기구(150), 형체결 모터(160), 운동변환 기구(170), 및 형두께 조정기구(180)를 갖는다.

고정 플래튼(110)은, 형체결 장치 프레임(910)에 대하여 고정된다. 고정 플래튼(110)에 있어서의 가동 플래튼(120)과의 대향면에 고정금형(810)이 장착된다.

가동 플래튼(120)은, 형체결 장치 프레임(910)에 대하여 형개폐방향으로 이동 가능하게 배치된다. 형체결 장치 프레임(910) 상에는, 가동 플래튼(120)을 안내하는 가이드(101)가 부설된다. 가동 플래튼(120)에 있어서의 고정 플래튼(110)과의 대향면에 가동금형(820)이 장착된다. 고정 플래튼(110)에 대하여 가동 플래튼(120)을 진퇴시킴으로써, 금형장치(800)의 형폐쇄, 승압, 형체결, 탈압, 및 형개방이 행해진다.

토글 서포트(130)는, 고정 플래튼(110)과 간격을 두고 배치되며, 형체결 장치 프레임(910) 상에 형개폐방향으로 이동 가능하게 재치된다. 또한, 토글 서포트(130)는, 형체결 장치 프레임(910) 상에 부설되는 가이드를 따라 이동 가능하게 배치되어도 된다. 토글 서포트(130)의 가이드는, 가동 플래튼(120)의 가이드(101)와 공통인 것이어도 된다.

또한, 본 실시형태에서는, 고정 플래튼(110)이 형체결 장치 프레임(910)에 대하여 고정되고, 토글 서포트(130)가 형체결 장치 프레임(910)에 대하여 형개폐방향으로 이동 가능하게 배치되지만, 토글 서포트(130)가 형체결 장치 프레임(910)에 대하여 고정되며, 고정 플래튼(110)이 형체결 장치 프레임(910)에 대하여 형개폐방향으로 이동 가능하게 배치되어도 된다.

타이바(140)는, 고정 플래튼(110)과 토글 서포트(130)를 형개폐방향으로 간격(L)을 두고 연결한다. 타이바(140)는, 복수 개(예를 들면 4개) 사용되어도 된다. 복수 개의 타이바(140)는, 형개폐방향으로 평행하게 배치되며, 형체결력에 따라 연장된다. 적어도 1개의 타이바(140)에는, 타이바(140)의 변형을 검출하는 타이바 변형 검출기(141)가 마련되어도 된다. 타이바 변형 검출기(141)는, 그 검출결과를 나타내는 신호를 제어장치(700)에 보낸다. 타이바 변형 검출기(141)의 검출결과는, 형체결력의 검출 등에 사용된다.

또한, 본 실시형태에서는, 형체결력을 검출하는 형체결력 검출기로서, 타이바 변형 검출기(141)가 사용되지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 형체결력 검출기는, 변형 게이지식에 한정되지 않으며, 압전식, 용량식, 유압식, 전자식 등이어도 되고, 그 장착위치도 타이바(140)에 한정되지 않는다.

토글기구(150)는, 가동 플래튼(120)과 토글 서포트(130) 사이에 배치되며, 토글 서포트(130)에 대하여 가동 플래튼(120)을 형개폐방향으로 이동시킨다. 토글기구(150)는, 크로스헤드(151), 한 쌍의 링크군 등으로 구성된다. 한 쌍의 링크군은, 각각 핀 등으로 굴신 가능하게 연결되는 제1 링크(152)와 제2 링크(153)를 갖는다. 제1 링크(152)는 가동 플래튼(120)에 대하여 핀 등으로 요동 가능하게 장착된다. 제2 링크(153)는 토글 서포트(130)에 대하여 핀 등으로 요동 가능하게 장착된다. 제2 링크(153)는, 제3 링크(154)를 개재하여 크로스헤드(151)에 장착된다. 토글 서포트(130)에 대하여 크로스헤드(151)를 진퇴시키면, 제1 링크(152)와 제2 링크(153)가 굴신하고, 토글 서포트(130)에 대하여 가동 플래튼(120)이 진퇴한다.

또한, 토글기구(150)의 구성은, 도 1 및 도 2에 나타내는 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면 도 1 및 도 2에서는, 각 링크군의 절점의 수가 5개이지만, 4개여도 되고, 제3 링크(154)의 일단부가, 제1 링크(152)와 제2 링크(153)의 절점에 결합되어도 된다.

형체결 모터(160)는, 토글 서포트(130)에 장착되어 있으며, 토글기구(150)를 작동시킨다. 형체결 모터(160)는, 토글 서포트(130)에 대하여 크로스헤드(151)를 진퇴시킴으로써, 제1 링크(152)와 제2 링크(153)를 굴신시키고, 토글 서포트(130)에 대하여 가동 플래튼(120)을 진퇴시킨다. 형체결 모터(160)는, 운동변환 기구(170)에 직결되지만, 벨트나 풀리 등을 개재하여 운동변환 기구(170)에 연결되어도 된다.

운동변환 기구(170)는, 형체결 모터(160)의 회전운동을 크로스헤드(151)의 직선운동으로 변환한다. 운동변환 기구(170)는, 나사축과, 나사축에 나사결합하는 나사너트를 포함한다. 나사축과 나사너트 사이에는, 볼 또는 롤러가 개재되어도 된다.

형체결 장치(100)는, 제어장치(700)에 의한 제어하에서, 형폐쇄 공정, 승압공정, 형체결 공정, 탈압공정, 및 형개방 공정 등을 행한다.

형폐쇄 공정에서는, 형체결 모터(160)를 구동하여 크로스헤드(151)를 설정 이동 속도로 형폐쇄 완료 위치까지 전진시킴으로써, 가동 플래튼(120)을 전진시키고, 가동금형(820)을 고정금형(810)에 터치시킨다. 크로스헤드(151)의 위치나 이동속도는, 예를 들면 형체결 모터 인코더(161) 등을 사용하여 검출한다. 형체결 모터 인코더(161)는, 형체결 모터(160)의 회전을 검출하고, 그 검출결과를 나타내는 신호를 제어장치(700)에 보낸다.

또한, 크로스헤드(151)의 위치를 검출하는 크로스헤드 위치 검출기, 및 크로스헤드(151)의 이동속도를 검출하는 크로스헤드 이동속도 검출기는, 형체결 모터 인코더(161)에 한정되지 않으며, 일반적인 것을 사용할 수 있다. 또한, 가동 플래튼(120)의 위치를 검출하는 가동 플래튼위치 검출기, 및 가동 플래튼(120)의 이동속도를 검출하는 가동 플래튼 이동속도 검출기는, 형체결 모터 인코더(161)에 한정되지 않으며, 일반적인 것을 사용할 수 있다.

승압공정에서는, 형체결 모터(160)를 더 구동하여 크로스헤드(151)를 형폐쇄 완료 위치부터 형체결 위치까지 더 전진시킴으로써 형체결력을 발생시킨다.

형체결 공정에서는, 형체결 모터(160)를 구동하여, 크로스헤드(151)의 위치를 형체결 위치에 유지한다. 형체결 공정에서는, 승압공정에서 발생시킨 형체결력이 유지된다. 형체결 공정에서는, 가동금형(820)과 고정금형(810) 사이에 캐비티 공간(801)(도 2 참조)이 형성되고, 사출장치(300)가 캐비티 공간(801)에 액상의 성형재료를 충전한다. 충전된 성형재료가 고화됨으로써, 성형품이 얻어진다.

캐비티 공간(801)의 수는, 1개여도 되고, 복수여도 된다. 후자의 경우, 복수의 성형품이 동시에 얻어진다. 캐비티 공간(801)의 일부에 인서트재가 배치되고, 캐비티 공간(801)의 다른 일부에 성형재료가 충전되어도 된다. 인서트재와 성형재료가 일체화한 성형품이 얻어진다.

탈압공정에서는, 형체결 모터(160)를 구동하여 크로스헤드(151)를 형체결 위치부터 형개방 개시 위치까지 후퇴시킴으로써, 가동 플래튼(120)을 후퇴시키고, 형체결력을 감소시킨다. 형개방 개시 위치와 형폐쇄 완료 위치는, 동일한 위치여도 된다.

형개방 공정에서는, 형체결 모터(160)를 구동하여 크로스헤드(151)를 설정 이동속도로 형개방 개시 위치부터 형개방 완료 위치까지 후퇴시킴으로써, 가동 플래튼(120)을 후퇴시키고, 가동금형(820)을 고정금형(810)으로부터 이간시킨다. 그 후, 이젝터 장치(200)가 가동금형(820)으로부터 성형품을 밀어낸다.

형폐쇄 공정, 승압공정 및 형체결 공정에 있어서의 설정조건은, 일련의 설정조건으로 하여, 일괄적으로 설정된다. 예를 들면, 형폐쇄 공정 및 승압공정에 있어서의 크로스헤드(151)의 이동속도나 위치(형폐쇄 개시 위치, 이동속도 전환 위치, 형폐쇄 완료 위치, 및 형체결 위치를 포함함), 형체결력은, 일련의 설정조건으로 하여, 일괄적으로 설정된다. 형폐쇄 개시 위치, 이동속도 전환 위치, 형폐쇄 완료 위치, 및 형체결 위치는, 후측으로부터 전방을 향하여 이 순서로 나열되며, 이동속도가 설정되는 구간의 시점이나 종점을 나타낸다. 구간마다, 이동속도가 설정된다. 이동속도 전환 위치는, 1개여도 되고, 복수여도 된다. 이동속도 전환 위치는, 설정되지 않아도 된다. 형체결 위치와 형체결력은, 어느 일방만이 설정되어도 된다.

탈압공정 및 형개방 공정에 있어서의 설정조건도 동일하게 설정된다. 예를 들면, 탈압공정 및 형개방 공정에 있어서의 크로스헤드(151)의 이동속도나 위치(형개방 개시 위치, 이동속도 전환 위치, 및 형개방 완료 위치)는, 일련의 설정조건으로 하여, 일괄적으로 설정된다. 형개방 개시 위치, 이동속도 전환 위치, 및 형개방 완료 위치는, 전측으로부터 후방을 향하여, 이 순서로 나열되며, 이동속도가 설정되는 구간의 시점이나 종점을 나타낸다. 구간마다, 이동속도가 설정된다. 이동속도 전환 위치는, 1개여도 되고, 복수여도 된다. 이동속도 전환 위치는, 설정되지 않아도 된다. 형개방 개시 위치와 형폐쇄 완료 위치는 동일한 위치여도 된다. 또한, 형개방 완료 위치와 형폐쇄 개시 위치는 동일한 위치여도 된다.

또한, 크로스헤드(151)의 이동속도나 위치 등 대신에, 가동 플래튼(120)의 이동속도나 위치 등이 설정되어도 된다. 또한, 크로스헤드의 위치(예를 들면 형체결 위치)나 가동 플래튼의 위치 대신에, 형체결력이 설정되어도 된다.

그런데, 토글기구(150)는, 형체결 모터(160)의 구동력을 증폭시켜 가동 플래튼(120)에 전달한다. 그 증폭배율은, 토글배율이라고도 불린다. 토글배율은, 제1 링크(152)와 제2 링크(153)가 이루는 각 θ(이하, "링크각도 θ"라고도 부름)에 따라 변화한다. 링크각도 θ는, 크로스헤드(151)의 위치로부터 구해진다. 링크각도 θ가 180°일 때, 토글배율이 최대가 된다.

금형장치(800)의 교환이나 금형장치(800)의 온도변화 등에 의하여 금형장치(800)의 두께가 변화한 경우, 형체결 시에 소정의 형체결력이 얻어지도록, 형두께 조정이 행해진다. 형두께 조정에서는, 예를 들면 가동금형(820)이 고정금형(810)에 터치하는 형터치의 시점에서 토글기구(150)의 링크각도 θ가 소정의 각도가 되도록, 고정 플래튼(110)과 토글 서포트(130)의 간격(L)을 조정한다.

형체결 장치(100)는, 형두께 조정 기구(180)를 갖는다. 형두께 조정 기구(180)는, 고정 플래튼(110)과 토글 서포트(130)의 간격(L)을 조정함으로써, 형두께 조정을 행한다. 또한, 형두께 조정의 타이밍은, 예를 들면 성형사이클종료부터 다음의 성형사이클 개시까지의 사이에 행해진다. 형두께 조정기구(180)는, 예를 들면 타이바(140)의 후단부에 형성되는 나사축(181)과, 토글 서포트(130)에 회전 가능하게 또한 진퇴 불가능하게 지지되는 나사너트(182)와, 나사축(181)에 나사결합하는 나사너트(182)를 회전시키는 형두께 조정 모터(183)를 갖는다.

나사축(181) 및 나사너트(182)는, 타이바(140)마다 마련된다. 형두께 조정 모터(183)의 회전구동력은, 회전구동력 전달부(185)를 통하여 복수의 나사너트(182)에 전달되어도 된다. 복수의 나사너트(182)를 동기하여 회전할 수 있다. 또한, 회전구동력 전달부(185)의 전달경로를 변경함으로써, 복수의 나사너트(182)를 개별적으로 회전시키는 것도 가능하다.

회전구동력 전달부(185)는, 예를 들면 기어 등으로 구성된다. 이 경우, 각 나사너트(182)의 외주에 수동기어가 형성되고, 형두께 조정 모터(183)의 출력축에는 구동기어가 장착되며, 복수의 수동기어 및 구동기어와 맞물리는 중간기어가 토글 서포트(130)의 중앙부에 회전 가능하게 지지된다. 또한, 회전구동력 전달부(185)는, 기어 대신에, 벨트나 풀리 등으로 구성되어도 된다.

형두께 조정기구(180)의 동작은, 제어장치(700)에 의하여 제어된다. 제어장치(700)는, 형두께 조정 모터(183)를 구동하여, 나사너트(182)를 회전시킨다. 그 결과, 토글 서포트(130)의 타이바(140)에 대한 위치가 조정되어, 고정 플래튼(110)과 토글 서포트(130)의 간격(L)이 조정된다. 또한, 복수의 형두께 조정기구가 조합되어 사용되어도 된다.

간격(L)은, 형두께 조정 모터 인코더(184)를 사용하여 검출한다. 형두께 조정 모터 인코더(184)는, 형두께 조정 모터(183)의 회전량이나 회전방향을 검출하고, 그 검출결과를 나타내는 신호를 제어장치(700)에 보낸다. 형두께 조정 모터 인코더(184)의 검출결과는, 토글 서포트(130)의 위치나 간격(L)의 감시나 제어에 사용된다. 또한, 토글 서포트(130)의 위치를 검출하는 토글 서포트 위치 검출기, 및 간격(L)을 검출하는 간격 검출기는, 형두께 조정 모터(184)에 한정되지 않으며, 일반적인 것을 사용할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 형체결 장치(100)는, 형개폐방향이 수평방향인 가로형이지만, 형개폐방향이 상하방향인 세로형이어도 된다.

또한, 본 실시형태의 형체결 장치(100)는, 구동원으로서, 형체결 모터(160)를 갖지만, 형체결 모터(160) 대신에, 유압실린더를 가져도 된다. 또한, 형체결 장치(100)는, 형개폐용으로 리니어모터를 갖고, 형체결용으로 전자석을 가져도 된다.

<이젝터 장치>

이젝터 장치(200)의 설명에서는, 형체결 장치(100)의 설명과 동일하게, 형폐쇄 시의 가동 플래튼(120)의 이동방향(예를 들면 X축 정방향)을 전방으로 하고, 형개방 시의 가동 플래튼(120)의 이동방향(예를 들면 X축 부방향)을 후방으로 하여 설명한다.

이젝터 장치(200)(가압장치의 일례)는, 가동 플래튼(120)에 장착되고, 가동 플래튼(120)과 함께 진퇴한다. 이젝터 장치(200)는, 금형장치(800)로부터 성형품을 밀어내는 이젝터 로드(210)와, 이젝터 로드(210)를 가동 플래튼(120)의 이동방향(X축방향)으로 이동시키는 구동기구(220)를 갖는다.

이젝터 로드(210)는, 가동 플래튼(120)의 관통구멍에 진퇴 가능하게 배치된다. 이젝터 로드(210)의 전단부는, 가동금형(820)의 내부에 진퇴 가능하게 배치되는 가동부재(830)와 접촉한다. 이젝터 로드(210)의 전단부는, 가동부재(830)와 연결되어 있어도 되고, 연결되어 있지 않아도 된다.

구동기구(220)는, 예를 들면 이젝터 모터와, 이젝터 모터의 회전운동을 이젝터 로드(210)의 직선운동으로 변환하는 운동변환 기구를 갖는다. 운동변환 기구는, 나사축과, 나사축에 나사결합하는 나사너트를 포함한다. 나사축과 나사너트 사이에는, 볼 또는 롤러가 개재되어도 된다.

이젝터 장치(200)는, 제어장치(700)에 의한 제어하에서, 밀어내기 공정을 행한다. 밀어내기 공정에서는, 이젝터 로드(210)를 설정 이동속도로 대기 위치부터 밀어내기 위치까지 전진시킴으로써, 가동부재(830)를 전진시키고, 성형품을 밀어낸다. 그 후, 이젝터 모터를 구동하여 이젝터 로드(210)를 설정 이동속도로 후퇴시키고, 가동부재(830)를 원래의 대기 위치까지 후퇴시킨다.

이젝터 로드(210)의 위치나 이동속도는, 예를 들면 이젝터 모터 인코더를 사용하여 검출한다. 이젝터 모터 인코더는, 이젝터 모터의 회전을 검출하고, 그 검출결과를 나타내는 신호를 제어장치(700)에 보낸다. 또한, 이젝터 로드(210)의 위치를 검출하는 이젝터 로드위치 검출기, 및 이젝터 로드(210)의 이동속도를 검출하는 이젝터 로드 이동속도 검출기는, 이젝터 모터 인코더에 한정되지 않으며, 일반적인 것을 사용할 수 있다.

<사출장치>

사출장치(300)의 설명에서는, 형체결 장치(100)의 설명이나 이젝터 장치(200)의 설명과는 달리, 충전 시의 스크루(330)의 이동방향(예를 들면 X축 부방향)을 전방으로 하고, 계량 시의 스크루(330)의 이동방향(예를 들면 X축 정방향)을 후방으로 하여 설명한다.

사출장치(300)는 슬라이드베이스(301)에 설치되고, 슬라이드베이스(301)는 사출장치 프레임(920)에 대하여 진퇴 가능하게 배치된다. 사출장치(300)는, 금형장치(800)에 대하여 진퇴 가능하게 배치된다. 사출장치(300)는, 금형장치(800)에 터치하고, 금형장치(800) 내의 캐비티 공간(801)에 성형재료를 충전한다. 사출장치(300)는, 예를 들면 실린더(310), 노즐(320), 스크루(330), 계량모터(340), 사출모터(350), 압력 검출기(360) 등을 갖는다.

실린더(310)는, 공급구(311)로부터 내부에 공급된 성형재료를 가열한다. 성형재료는, 예를 들면 수지 등을 포함한다. 성형재료는, 예를 들면 펠릿상으로 형성되며, 고체의 상태로 공급구(311)에 공급된다. 공급구(311)는 실린더(310)의 후부에 형성된다. 실린더(310)의 후부의 외주에는, 수랭실린더 등의 냉각기(312)가 마련된다. 냉각기(312)보다 전방에 있어서, 실린더(310)의 외주에는, 밴드히터 등의 가열기(313)와 온도 검출기(314)가 마련된다.

실린더(310)는, 실린더(310)의 축방향(예를 들면 X축방향)으로 복수의 존으로 구분된다. 복수의 존의 각각에 가열기(313)와 온도 검출기(314)가 마련된다. 복수의 존의 각각에 설정온도가 설정되며, 온도 검출기(314)의 검출온도가 설정온도가 되도록, 제어장치(700)가 가열기(313)를 제어한다.

노즐(320)은, 실린더(310)의 전단부에 마련되고, 금형장치(800)에 대하여 눌린다. 노즐(320)의 외주에는, 가열기(313)와 온도 검출기(314)가 마련된다. 노즐(320)의 검출온도가 설정온도가 되도록, 제어장치(700)가 가열기(313)를 제어한다.

스크루(330)는, 실린더(310) 내에 회전 가능하게 또한 진퇴 가능하게 배치된다. 스크루(330)를 회전시키면, 스크루(330)의 나선상의 홈을 따라 성형재료가 전방에 보내진다. 성형재료는, 전방에 보내지면서, 실린더(310)로부터의 열에 의하여 점차 용융된다. 액상의 성형재료가 스크루(330)의 전방에 보내지고 실린더(310)의 전부(前部)에 축적됨에 따라, 스크루(330)가 후퇴된다. 그 후, 스크루(330)를 전진시키면, 스크루(330) 전방에 축적된 액상의 성형재료가 노즐(320)로부터 사출되어, 금형장치(800) 내에 충전된다.

스크루(330)의 전부에는, 스크루(330)를 전방으로 밀 때 스크루(330)의 전방에서 후방을 향하는 성형재료의 역류를 방지하는 역류방지 밸브로서, 역류방지 링(331)이 진퇴 가능하게 장착된다.

역류방지 링(331)은, 스크루(330)를 전진시킬 때에, 스크루(330) 전방의 성형재료의 압력에 의하여 후방으로 밀려, 성형재료의 유로를 막는 폐색 위치(도 2 참조)까지 스크루(330)에 대하여 상대적으로 후퇴한다. 이로써, 스크루(330) 전방에 축적된 성형재료가 후방으로 역류하는 것을 방지한다.

한편, 역류방지 링(331)은, 스크루(330)를 회전시킬 때에, 스크루(330)의 나선상의 홈을 따라 전방에 보내지는 성형재료의 압력에 의하여 전방으로 밀려, 성형재료의 유로를 개방하는 개방위치(도 1 참조)까지 스크루(330)에 대하여 상대적으로 전진한다. 이로써, 스크루(330)의 전방에 성형재료가 보내진다.

역류방지 링(331)은, 스크루(330)와 함께 회전하는 동시회전 타입과, 스크루(330)와 함께 회전하지 않는 비동시회전 타입 중 어느 것이어도 된다.

또한, 사출장치(300)는, 스크루(330)에 대하여 역류방지 링(331)을 개방위치와 폐색위치 사이에서 진퇴시키는 구동원을 갖고 있어도 된다.

계량모터(340)는, 스크루(330)를 회전시킨다. 스크루(330)를 회전시키는 구동원은, 계량모터(340)에 한정되지 않으며, 예를 들면 유압펌프 등이어도 된다.

사출모터(350)는, 스크루(330)를 진퇴시킨다. 사출모터(350)와 스크루(330) 사이에는, 사출모터(350)의 회전운동을 스크루(330)의 직선운동으로 변환하는 운동변환 기구 등이 마련된다. 운동변환 기구는, 예를 들면 나사축과, 나사축에 나사결합하는 나사너트를 갖는다. 나사축과 나사너트 사이에는, 볼이나 롤러 등이 마련되어도 된다. 스크루(330)를 진퇴시키는 구동원은, 사출모터(350)에 한정되지 않으며, 예를 들면 유압실린더 등이어도 된다.

압력 검출기(360)는, 사출모터(350)와 스크루(330) 사이에서 전달되는 힘을 검출한다. 검출한 힘은, 제어장치(700)에서 압력으로 환산된다. 압력 검출기(360)는, 사출모터(350)와 스크루(330) 사이 힘의 전달경로에 마련되어, 압력 검출기(360)에 작용하는 힘을 검출한다.

압력 검출기(360)는, 그 검출결과를 나타내는 신호를 제어장치(700)에 보낸다. 압력 검출기(360)의 검출결과는, 스크루(330)가 성형재료로부터 받는 압력, 스크루(330)에 대한 배압, 스크루(330)로부터 성형재료에 작용하는 압력 등의 제어나 감시에 사용된다.

사출장치(300)는, 제어장치(700)에 의한 제어하에서, 계량공정, 충전공정 및 보압공정 등을 행한다. 충전공정과 보압공정을 일괄적으로 사출공정이라고 불러도 된다.

계량공정에서는, 계량모터(340)를 구동하여 스크루(330)를 설정회전속도로 회전시키고, 스크루(330)의 나선상의 홈을 따라 성형재료를 전방에 보낸다. 이에 따라, 성형재료가 점차 용융된다. 액상의 성형재료가 스크루(330)의 전방에 보내져 실린더(310)의 전부에 축적됨에 따라, 스크루(330)가 후퇴하게 된다. 스크루(330)의 회전속도는, 예를 들면 계량모터 인코더(341)를 사용하여 검출한다. 계량모터 인코더(341)는, 계량모터(340)의 회전을 검출하고, 그 검출결과를 나타내는 신호를 제어장치(700)에 보낸다. 또한, 스크루(330)의 회전속도를 검출하는 스크루회전속도 검출기는, 계량모터 인코더(341)에 한정되지 않으며, 일반적인 것을 사용할 수 있다.

계량공정에서는, 스크루(330)의 급격한 후퇴를 제한하기 위하여, 사출모터(350)를 구동하여 스크루(330)에 대하여 설정배압을 가해도 된다. 스크루(330)에 대한 배압은, 예를 들면 압력 검출기(360)를 사용하여 검출한다. 압력 검출기(360)는, 그 검출결과를 나타내는 신호를 제어장치(700)에 보낸다. 스크루(330)가 계량 완료 위치까지 후퇴하고, 스크루(330)의 전방에 소정량의 성형재료가 축적되면, 계량공정이 완료된다.

계량공정에 있어서의 스크루(330)의 위치 및 회전속도는, 일련의 설정조건으로 하여 일괄적으로 설정된다. 예를 들면, 계량개시 위치, 회전속도 전환 위치 및 계량완료 위치가 설정된다. 이들의 위치는, 전측으로부터 후방을 향하여 이 순서로 나열되며, 회전속도가 설정되는 구간의 시점이나 종점을 나타낸다. 구간마다, 회전속도가 설정된다. 회전속도 전환 위치는, 1개여도 되고, 복수여도 된다. 회전속도 전환 위치는, 설정되지 않아도 된다. 또한, 구간마다 배압이 설정된다.

충전공정에서는, 사출모터(350)를 구동하여 스크루(330)를 설정 이동속도로 전진시키고, 스크루(330)의 전방에 축적된 액상의 성형재료를 금형장치(800) 내의 캐비티 공간(801)에 충전시킨다. 스크루(330)의 위치나 이동속도는, 예를 들면 사출모터 인코더(351)를 사용하여 검출한다. 사출모터 인코더(351)는, 사출모터(350)의 회전을 검출하고, 그 검출결과를 나타내는 신호를 제어장치(700)에 보낸다. 스크루(330)의 위치가 설정위치에 도달하면, 충전공정으로부터 보압공정으로의 전환(이른바, V/P전환)이 행해진다. V/P전환이 행해지는 위치를 V/P전환 위치라고도 부른다. 스크루(330)의 설정 이동속도는, 스크루(330)의 위치나 시간 등에 따라 변경되어도 된다.

충전공정에 있어서의 스크루(330)의 위치 및 이동속도는, 일련의 설정조건으로 하여 일괄적으로 설정된다. 예를 들면, 충전개시 위치("사출개시 위치"라고도 부름), 이동속도 전환 위치 및 V/P전환 위치가 설정된다. 이들의 위치는, 후측으로부터 전방을 향하여 이 순서로 나열되며, 이동속도가 설정되는 구간의 시점이나 종점을 나타낸다. 구간마다, 이동속도가 설정된다. 이동속도 전환 위치는, 1개여도 되고, 복수여도 된다. 이동속도 전환 위치는, 설정되지 않아도 된다.

스크루(330)의 이동속도가 설정되는 구간마다, 스크루(330)의 압력의 상한값이 설정된다. 스크루(330)의 압력은, 압력 검출기(360)에 의하여 검출된다. 압력 검출기(360)의 검출값이 설정 압력 이하인 경우, 스크루(330)는 설정 이동속도로 전진된다. 한편, 압력 검출기(360)의 검출값이 설정 압력을 초과하는 경우, 금형보호를 목적으로 하여, 압력 검출기(360)의 검출값이 설정 압력 이하가 되도록, 스크루(330)는 설정 이동속도보다 느린 이동속도로 전진된다.

또한, 충전공정에 있어서 스크루(330)의 위치가 V/P전환 위치에 도달한 후, V/P전환 위치에 스크루(330)를 일시정지시키고, 그 후에 V/P전환이 행해져도 된다. V/P전환의 직전에 있어서, 스크루(330)의 정지 대신에, 스크루(330)의 미속 전진 또는 미속 후퇴가 행해져도 된다. 또한, 스크루(330)의 위치를 검출하는 스크루위치 검출기, 및 스크루(330)의 이동속도를 검출하는 스크루 이동속도 검출기는, 사출모터 인코더(351)에 한정되지 않으며, 일반적인 것을 사용할 수 있다.

보압공정에서는, 사출모터(350)를 구동하여 스크루(330)를 전방으로 밀어, 스크루(330)의 전단부에 있어서의 성형재료의 압력(이하, "유지 압력"이라고도 부름)을 설정압으로 유지하고, 실린더(310) 내에 남는 성형재료를 금형장치(800)를 향하여 민다. 금형장치(800) 내에서의 냉각 수축에 의한 부족분의 성형재료를 보충할 수 있다. 유지 압력은, 예를 들면 압력 검출기(360)를 사용하여 검출한다. 압력 검출기(360)는, 그 검출결과를 나타내는 신호를 제어장치(700)에 보낸다. 유지 압력의 설정값은, 보압공정의 개시로부터의 경과시간 등에 따라 변경되어도 된다. 보압공정에 있어서의 유지 압력 및 유지 압력을 유지하는 유지시간은, 각각 복수 설정되어도 되고, 일련의 설정조건으로 하여, 일괄적으로 설정되어도 된다.

보압공정에서는 금형장치(800) 내의 캐비티 공간(801)의 성형재료가 점차 냉각되고, 보압공정 완료 시에는 캐비티 공간(801)의 입구가 고화된 성형재료로 막힌다. 이 상태는 게이트시일이라고 불리며, 캐비티 공간(801)으로부터의 성형재료의 역류가 방지된다. 보압공정 후, 냉각공정이 개시된다. 냉각공정에서는, 캐비티 공간(801) 내의 성형재료의 고화가 행해진다. 성형사이클 시간의 단축을 목적으로 하여, 냉각공정 중에 계량공정이 행해져도 된다.

또한, 본 실시형태의 사출장치(300)는, 인라인·스크루 방식이지만, 프리플라스티사이징 방식 등이어도 된다. 프리플라스티사이징 방식의 사출장치는, 가소화 실린더 내에서 용융된 성형재료를 사출실린더에 공급하고, 사출실린더로부터 금형장치 내에 성형재료를 사출한다. 가소화 실린더 내에는, 스크루가 회전 가능하게 또한 진퇴 불가능하게 배치되거나, 또는 스크루가 회전 가능하게 또한 진퇴 가능하게 배치된다. 한편, 사출실린더 내에는, 플런저가 진퇴 가능하게 배치된다.

또한, 본 실시형태의 사출장치(300)는, 실린더(310)의 축방향이 수평방향인 가로형이지만, 실린더(310)의 축방향이 상하방향인 세로형이어도 된다. 세로형의 사출장치(300)와 조합되는 형체결 장치는, 세로형이어도 되고 가로형이어도 된다. 동일하게, 가로형의 사출장치(300)와 조합되는 형체결 장치는, 가로형이어도 되고 세로형이어도 된다.

<이동장치>

이동장치(400)의 설명에서는, 사출장치(300)의 설명과 동일하게, 충전 시의 스크루(330)의 이동방향(예를 들면 X축 부방향)을 전방으로 하고, 계량 시의 스크루(330)의 이동방향(예를 들면 X축 정방향)을 후방으로 하여 설명한다.

이동장치(400)는, 금형장치(800)에 대하여 사출장치(300)를 진퇴시킨다. 또한, 이동장치(400)는, 금형장치(800)에 대하여 노즐(320)을 눌러, 노즐터치 압력을 발생시킨다. 이동장치(400)는, 액압펌프(410), 구동원으로서의 모터(420), 액압액추에이터로서의 액압실린더(430) 등을 포함한다.

액압펌프(410)는, 제1 포트(411)와, 제2 포트(412)를 갖는다. 액압펌프(410)는, 양방향 회전 가능한 펌프이며, 모터(420)의 회전방향을 전환함으로써, 제1 포트(411) 및 제2 포트(412) 중 어느 일방으로부터 작동액(예를 들면 오일)을 흡입하고 타방으로부터 토출하여 액압을 발생시킨다. 또한, 액압펌프(410)는 탱크로부터 작동액을 흡인하여 제1 포트(411) 및 제2 포트(412) 중 어느 일방으로부터 작동액을 토출할 수도 있다.

모터(420)는, 액압펌프(410)를 작동시킨다. 모터(420)는, 제어장치(700)로부터의 제어신호에 따른 회전방향 및 회전토크로 액압펌프(410)를 구동한다. 모터(420)는, 전동 모터여도 되고, 전동 서보 모터여도 된다.

액압실린더(430)는, 실린더본체(431), 피스톤(432), 및 피스톤로드(433)를 갖는다. 실린더본체(431)는, 사출장치(300)에 대하여 고정된다. 피스톤(432)은, 실린더본체(431)의 내부를, 제1실로서의 전실(435)과, 제2실로서의 후실(436)로 구획한다. 피스톤로드(433)는, 고정 플래튼(110)에 대하여 고정된다.

액압실린더(430)의 전실(435)은, 제1 유로(401)를 개재하여, 액압펌프(410)의 제1 포트(411)와 접속된다. 제1 포트(411)로부터 토출된 작동액이 제1 유로(401)를 통하여 전실(435)에 공급됨으로써, 사출장치(300)가 전방으로 밀린다. 사출장치(300)가 전진되어, 노즐(320)이 고정금형(810)에 눌린다. 전실(435)은, 액압펌프(410)로부터 공급되는 작동액의 압력에 의하여 노즐(320)의 노즐터치 압력을 발생시키는 압력실로서 기능한다.

한편, 액압실린더(430)의 후실(436)은, 제2 유로(402)를 개재하여 액압펌프(410)의 제2 포트(412)와 접속된다. 제2 포트(412)로부터 토출된 작동액이 제2 유로(402)를 통하여 액압실린더(430)의 후실(436)에 공급됨으로써, 사출장치(300)가 후방으로 밀린다. 사출장치(300)가 후퇴되어, 노즐(320)이 고정금형(810)으로부터 이간된다.

또한, 본 실시형태에서는 이동장치(400)는 액압실린더(430)를 포함하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 액압실린더(430) 대신에, 전동 모터와, 그 전동 모터의 회전운동을 사출장치(300)의 직선운동으로 변환하는 운동변환 기구가 사용되어도 된다.

<제어장치>

제어장치(700)는, 예를 들면 컴퓨터로 구성되며, 도 1 내지 도 2에 나타내는 바와 같이 CPU(Central Processing Unit)(701)와, 메모리 등의 기억매체(702)와, 입력 인터페이스(703)와, 출력 인터페이스(704)를 갖는다. 제어장치(700)는, 기억매체(702)에 기억된 프로그램을 CPU(701)에 실행시킴으로써, 각종 제어를 행한다. 또한, 제어장치(700)는, 입력 인터페이스(703)로 외부로부터의 신호를 수신하고, 출력 인터페이스(704)로 외부에 신호를 송신한다.

제어장치(700)는, 계량공정, 형폐쇄 공정, 승압공정, 형체결 공정, 충전공정, 보압공정, 냉각공정, 탈압공정, 형개방 공정, 및 밀어내기 공정 등을 반복하여 행함으로써, 성형품을 반복하여 제조한다. 성형품을 얻기 위한 일련의 동작, 예를 들면 계량공정의 개시부터 다음 계량공정의 개시까지의 동작을 "쇼트" 또는 "성형사이클"이라고도 부른다. 또한, 1회의 쇼트에 필요로 하는 시간을 "성형사이클 시간" 또는 "사이클 시간"이라고도 부른다.

1회의 성형사이클은, 예를 들면 계량공정, 형폐쇄 공정, 승압공정, 형체결 공정, 충전공정, 보압공정, 냉각공정, 탈압공정, 형개방 공정, 및 밀어내기 공정을 이 순서로 갖는다. 여기에서의 순번은, 각 공정의 개시의 순번이다. 충전공정, 보압공정, 및 냉각공정은, 형체결 공정 동안에 행해진다. 형체결 공정의 개시는 충전공정의 개시와 일치해도 된다. 탈압공정의 종료는 형개방 공정의 개시와 일치한다.

또한, 성형사이클 시간의 단축을 목적으로 하여, 동시에 복수의 공정을 행해도 된다. 예를 들면, 계량공정은, 전회의 성형사이클의 냉각공정 중에 행해져도 되고, 형체결 공정 동안에 행해져도 된다. 이 경우, 형폐쇄 공정이 성형사이클의 처음에 행해지는 것으로 해도 된다. 또한, 충전공정은, 형폐쇄 공정 중에 개시되어도 된다. 또한, 밀어내기 공정은, 형개방 공정 중에 개시되어도 된다. 노즐(320)의 유로를 개폐하는 개폐밸브가 마련되는 경우, 형개방 공정은, 계량공정 중에 개시되어도 된다. 계량공정 중에 형개방 공정이 개시되어도, 개폐밸브가 노즐(320)의 유로를 폐쇄하고 있으면, 노즐(320)로부터 성형재료가 누출되지 않기 때문이다.

또한, 1회의 성형사이클은, 계량공정, 형폐쇄 공정, 승압공정, 형체결 공정, 충전공정, 보압공정, 냉각공정, 탈압공정, 형개방 공정, 및 밀어내기 공정 이외의 공정을 가져도 된다.

예를 들면, 보압공정의 완료 후, 계량공정의 개시 전에, 스크루(330)를 미리 설정된 계량개시 위치까지 후퇴시키는 계량 전 석백(suck back)공정이 행해져도 된다. 계량공정의 개시 전에 스크루(330)의 전방에 축적된 성형재료의 압력을 저감시킬 수 있어, 계량공정의 개시 시의 스크루(330)의 급격한 후퇴를 방지할 수 있다.

또한, 계량공정의 완료 후, 충전공정의 개시 전에, 스크루(330)를 미리 설정된 충전개시 위치("사출개시 위치"라고도 부름)까지 후퇴시키는 계량 후 석백공정이 행해져도 된다. 충전공정의 개시 전에 스크루(330)의 전방에 축적된 성형재료의 압력을 저감시킬 수 있어, 충전공정의 개시 전의 노즐(320)로부터의 성형재료의 누출을 방지할 수 있다.

제어장치(700)는, 유저에 의한 입력조작을 받아들이는 조작장치(750)나 표시화면을 표시하는 표시장치(760)와 접속되어 있다. 조작장치(750) 및 표시장치(760)는, 예를 들면 터치패널로 구성되며, 일체화되어도 된다. 표시장치(760)로서의 터치패널은, 제어장치(700)에 의한 제어하에서, 표시화면을 표시한다. 터치패널의 표시화면에는, 예를 들면 사출성형기(10)의 설정, 현재의 사출성형기(10)의 상태 등의 정보가 표시되어도 된다. 또한, 터치패널의 표시화면에는, 예를 들면 유저에 의한 입력조작을 받아들이는 버튼, 입력란 등의 입력조작부가 표시되어도 된다. 조작장치(750)로서의 터치패널은, 유저에 의한 표시화면 상의 입력조작을 검출하고, 입력조작에 따른 신호를 제어장치(700)에 출력한다. 이로써, 예를 들면 유저는, 표시화면에 표시되는 정보를 확인하면서, 표시화면에 마련된 입력조작부를 조작하여, 사출성형기(10)의 설정(설정값의 입력을 포함함) 등을 행할 수 있다. 또한, 유저가 표시화면에 마련된 입력조작부를 조작함으로써, 입력조작부에 대응하는 사출성형기(10)의 동작을 행하게 할 수 있다. 또한, 사출성형기(10)의 동작은, 예를 들면 형체결 장치(100), 이젝터 장치(200), 사출장치(300), 이동장치(400) 등의 동작(정지도 포함함)이어도 된다. 또한, 사출성형기(10)의 동작은, 표시장치(760)로서의 터치패널에 표시되는 표시화면의 전환 등이어도 된다.

또한, 본 실시형태의 조작장치(750) 및 표시장치(760)는, 터치패널로서 일체화되어 있는 것으로서 설명했지만, 독립적으로 마련되어도 된다. 또한, 조작장치(750)는, 복수 마련되어도 된다. 조작장치(750) 및 표시장치(760)는, 형체결 장치(100)(보다 상세하게는 고정 플래튼(110))의 조작측(Y축 부방향)에 배치된다.

[이젝터 장치의 상세]

다음으로, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 이젝터 장치(200)의 상세에 대하여 설명한다.

도 3은, 본 실시형태에 관한 이젝터 장치(200)의 일례를 나타내는 전방 사시도이다. 도 4는, 본 실시형태에 관한 이젝터 장치(200)의 일례를 나타내는 후방 사시도이다. 도 5는, 본 실시형태에 관한 이젝터 장치(200)의 일례를 나타내는 평면 단면도이다.

이젝터 장치(200)는, 이젝터 로드(210)와, 구동기구(220)와, 지지체(230)와, 가이드바(240)와, 크로스헤드(250)를 포함한다.

이젝터 로드(210)(가압기구의 일례)는, 크로스헤드(250)에 고정된다. 이젝터 로드(210)는, 가동 플래튼(120)의 관통구멍(121)에 진퇴 가능하게 배치된다. 이로써, 크로스헤드(250)를 X방향으로 진퇴시킴으로써, 이젝터 로드(210)를 진퇴시킬 수 있다.

구동기구(220)는, 이젝터 모터(221)와, 모터풀리(222)와, 벨트(223)와, 나사축풀리(224)와, 운동변환 기구(225)를 포함한다. 운동변환 기구(225)는, 나사축(226)과, 나사너트(227)를 포함한다.

지지체(230)는, 가동 플래튼(120)의 후단부에 고정된다. 구체적으로는, 지지체(230)는, 가동 플래튼(120)의 중공부의 개방단을 폐쇄하는 양태로 고정된다. 지지체(230)는, 베어링을 개재하여 나사축(226)의 일단을 회전 가능하게 지지한다. 나사축(226)은, 가동 플래튼(120)의 중공부에 있어서, 지지체(230)와 가동 플래튼(120)의 전단부(X축 정방향의 단부) 사이에 걸쳐 X방향으로 연장되도록 배치되며, 그 타단은, 가동 플래튼(120)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

가이드바(240)는, 가동 플래튼(120)의 내부(중공부)에 있어서, 지지체(230)와 가동 플래튼(120)의 전단부 사이에 걸쳐 X방향으로 연장되도록 배치된다. 가이드바(240)는, 일단이 지지체(230)에 고정되며, 타단이 가동 플래튼(120)의 전단부에 고정되어 있다.

크로스헤드(250)는, 가동 플래튼(120)의 중공부에 있어서, 지지체(230)와 가동 플래튼(120)의 전단부 사이에 있어서, X방향으로 이동 가능하게 설치된다. 크로스헤드(250)에는, 나사축(226) 및 가이드바(240)가 관통하고 있다. 이로써, 크로스헤드(250)는, 가동 플래튼(120)의 중공부에 있어서, 가이드바(240)를 따라 X방향으로 이동할 수 있다.

이젝터 모터(221)(액추에이터의 일례)는, 지지체(230)에 고정되어 있다.

모터풀리(222)는, 이젝터 모터(221)의 회전축에 고정되어 있다.

벨트(223)는, 모터풀리(222)와 나사축풀리(224)의 사이에 마련되어, 모터풀리(222)의 회전을 나사축풀리(224)에 전달한다.

나사축풀리(224)는, 나사축(226)에 고정되어 있다.

운동변환 기구(225)는, 나사축(226)의 회전운동을 나사너트(227)의 전후방향의 진퇴운동으로 변환한다.

나사축(226)은, 상술과 같이, 지지체(230) 및 가동 플래튼(120)의 전단부에 회전 가능하게 지지되어 있다.

나사너트(227)는, 나사축(226)과 나사결합함과 함께, 크로스헤드(250)에 고정되어 있다.

이젝터 장치(200)는, 이젝터 모터(221)를 동작시킴으로써, 모터풀리(222), 벨트(223), 나사축풀리(224)를 개재하여, 나사축(226)이 회전한다. 나사축(226)이 회전함으로써, 나사너트(227)가 고정된 크로스헤드(250)가 전후방향으로 이동하여, 이젝터 로드(210)를 진퇴시킬 수 있다. 이로써, 이젝터 장치(200)는, 밀어내기 공정에 있어서, 이젝터 로드(210)를 전진시켜, 이젝터 로드(210)가 가동부재(830)를 전방으로 밀고, 그 결과, 가동부재(830)의 이젝터핀(831)이 성형품을 밀어낼 수 있다. 또한, 이젝터 장치(200)는, 사출공정에 있어서, 이젝터 로드(210)를 전진시켜, 이젝터 로드(210)가 가동부재(830)를 밀고, 그 결과, 가동부재(830)에 마련되는 후술하는 압축 코어핀(832)(도 6, 도 7 참조)이 캐비티 공간(801) 내의 성형재료를 압축할 수 있다. 즉, 이젝터 장치(200)는, 이젝터압축을 행할 수 있다.

이젝터 모터(221)는, 제어장치(700)에 의하여 제어된다. 구체적으로는, 이젝터 모터(221)에는, 그 회전을 검출하는 이젝터 모터 인코더(221a)가 마련되고, 제어장치(700)는, 이젝터 모터 인코더(221a)의 출력 등에 기초하여, 이젝터 모터(221)를 제어해도 된다.

[이젝터압축]

다음으로, 도 6, 도 7을 참조하여, 이젝터 장치(200)에 의한 이젝터압축의 상세에 대하여 설명한다.

도 6은, 이젝터압축의 개시 전의 가동부재(830)의 상태를 나타내는 측면 단면도이다. 도 7은, 이젝터압축 시의 가동부재(830)의 상태를 나타내는 측면 단면도이다.

도 6, 도 7에 나타내는 바와 같이, 가동부재(830)("이젝터 플레이트"라고도 칭함)는, 전후방향에 대하여 수직인 판상의 부재이며, 가동금형(820)의 내부(중공부)에 진퇴 가능하게 배치되어 있다.

가동금형(820)의 내부에는, 가이드샤프트(834)가 마련되고, 가동부재(830)에는, 가이드샤프트(834)와 접속되는 볼 리테이너(835)가 마련된다. 이로써, 가동부재(830)는, 가이드샤프트(834)의 축방향으로 진퇴 가능하게 구성된다. 가이드샤프트(834)와 볼 리테이너(835)의 조합의 수는, 예를 들면 4세트이다. 또한, 가이드샤프트(834)와 볼 리테이너(835)의 조합의 수는, 3세트 이하여도 되고 5세트 이상이어도 된다.

가동부재(830)와, 가동금형(820)의 내부에 있어서의 가동부재(830)의 진퇴방향에서의 대향면(이하, 간단히 "대향면") 사이에는, 스프링(836)이 마련된다. 이로써, 가동부재(830)는, 스프링(836)의 탄성복원력으로 이젝터 로드(210)에 압압되면서 후퇴 가능하게 구성된다.

이젝터 로드(210)의 전단부는, 가동금형(820)에 마련되는 관통구멍을 통하여, 가동부재(830)에 맞닿을 수 있다. 또한, 이젝터 로드(210)에는, 로드셀이 마련되어도 된다. 로드셀은, 이젝터 로드(210)에 가해지는 압력을 검출하고, 그 검출결과에 대응하는 신호는, 제어장치(700)에 도입된다.

가동부재(830)에는, 이젝터핀(831), 압축 코어핀(832), 및 맞댐핀(833) 등이 마련된다.

이젝터핀(831)은, 판상의 가동부재(830)로부터 전방으로 연장되는 봉상의 부재이다. 구체적으로는, 이젝터핀(831)은, 가동부재(830)로부터 전방으로 연장되어, 가동금형(820)(대향면)에 마련되는 관통구멍을 관통한다. 이젝터핀(831)의 전단부에는, 러너(803)를 흐르는 성형재료(MM)가 달라붙어 고화된다. 이젝터핀(831)은, 가동부재(830)와 함께 진퇴하고, 러너(803)에서 고화된 성형재료(MM)의 밀어내기에 사용된다.

압축 코어핀(832)은, 판상의 가동부재(830)로부터 전방으로 연장되는 봉상의 부재이다. 구체적으로는, 압축 코어핀(832)은, 가동부재(830)로부터 전방으로 연장되어, 가동금형(820)(대향면)에 마련되는 관통구멍을 관통한다. 압축 코어핀(832)의 전단면은, 캐비티 공간(801)의 벽면의 일부를 구성한다. 압축 코어핀(832)은, 가동부재(830)와 함께 진퇴하고, 성형재료(MM)의 이젝터압축, 압축된 성형품의 탈압, 탈압이 이루어진 성형품의 밀어내기에 사용된다.

맞댐핀(833)은, 판상의 가동부재(830)로부터 전방으로 연장되는 봉상의 부재이다. 구체적으로는, 맞댐핀(833)은, 가동부재(830)로부터 전방으로 연장되어, 가동금형(820)(대향면)에 마련되는 관통구멍을 관통한다. 맞댐핀(833)은, 이젝터압축 시에, 이젝터 로드(210)로 가동부재(830)를 어느 정도 전진시키면, 그 전단부가 고정금형(810)의 단면(즉, 가동금형(820)과의 맞춤면)에 맞닿는다. 이로써, 이젝터압축에 있어서의 압축 코어핀(832)의 위치가 결정된다. 즉, 맞댐핀(833)은, 이젝터압축 시에 있어서, 고정금형(810)과 함께, 가동부재(830)의 메커니컬엔드로서 기능한다. 또한, 맞댐핀(833) 대신에, 메커니컬엔드로서 기능하는 다른 위치결정용 부재가 마련되어도 된다. 예를 들면, 가동부재(830)와 가동금형(820)의 내부의 대향면 사이에 가동부재(830)의 전진방향으로의 이동량을 규제하는 부재가 마련되어도 된다.

이젝터 장치(200)는, 제어장치(700)의 제어하에서, 금형장치(800)의 캐비티 공간(801)에 충전되어 있는 성형재료(MM)의 이젝터압축, 및 그 이젝터압축에 의하여 성형된 성형품의 금형장치(800)로부터의 밀어내기의 양쪽에 사용된다. 성형재료(MM)의 이젝터압축은, 성형재료(MM)가 완전히 고화되기 전에 행해진다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 사출장치(300)의 사출공정에 있어서, 사출장치(300)로부터 사출되는 성형재료(MM)는, 고정금형(810)에 형성되는 스풀(802), 스풀(802)의 종단부에서 분기하는 러너(803), 및 러너(803)의 종단부에 마련되는 게이트(804)를 거쳐, 캐비티 공간(801)에 이른다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 성형재료(MM)의 충전에 맞추어, 이젝터 장치(200)는, 이젝터 로드(210)를 전진시키고, 그 전단부를 가동부재(830)에 맞닿게 함과 함께, 가동부재(830)를 전진시킨다. 그리고, 가동부재(830)와 연동하는 맞댐핀(833)이 고정금형(810)과 맞닿음으로써, 이젝터 로드(210) 및 가동부재(830)의 전진이동이 규제되고, 압축 코어핀(832)의 위치결정이 이루어진 상태에서, 이젝터압축이 행해진다.

[이젝터압축에 관한 제어방법]

다음으로, 도 8, 도 9를 참조하여, 제어장치(700)에 의한 이젝터압축에 관한 이젝터 장치(200)의 제어방법에 대하여 설명한다.

<비교예에 관한 이젝터압축에 관련된 제어방법>

도 8은, 비교예에 관한 사출성형기의 이젝터압축 시의 동작상황을 나타내는 타임차트 81 내지 83이다. 이하, 비교예에 관한 사출성형기에 있어서의 본 실시형태의 사출성형기(10)와 동일하거나 혹은 대응하는 구성에 대해서는, 부호를 붙이지 않고 동일한 명칭을 사용한다.

타임차트 81은, 비교예에 관한 사출성형기의 이젝터압축 시에 있어서의 금형장치의 캐비티 공간 내의 압력(이하, "형내압")의 시간변화를 나타낸다.

타임차트 82는, 비교예에 관한 사출성형기의 제어장치로부터 출력되는, 이젝터 장치의 진퇴방향의 위치에 관한 제어지령(이하, "위치지령")의 시간변화를 나타낸다.

타임차트 83은, 비교예에 관한 사출성형기의 이젝터 모터의 출력토크의 시간변화를 나타낸다.

타임차트 81에 나타내는 바와 같이, 금형장치의 형내압은, 성형재료의 캐비티 공간으로의 충전개시부터 어느 정도의 시간 동안, 상대적으로 높은 변화율로 상승하여, 최대 압력에 도달한다. 그 후, 금형장치의 형내압은, 사출공정의 종료 및 성형재료의 경화의 진행 등에 따라, 완만히 하강해 간다.

비교예에 관한 사출성형기의 제어장치는, 이젝터 모터에 위치지령을 출력하고, 위치 피드백제어를 행함과 함께, 이젝터 모터에 토크지령을 출력하여, 토크 피드백제어를 행한다.

타임차트 82에 나타내는 바와 같이, 제어장치는, 제1 단계로서 소정의 위치(예를 들면, 이젝터 로드가 가동부재에 맞닿는 위치)를 지시하는 위치지령을 일정시간 출력한다. 그 후, 제어장치는, 제2 단계로서, 형내압의 상승에 맞추도록, 최종적인 이젝터압축에 대응하는 소정의 위치를 지시하는 위치지령을 출력하는 상태로 이행하고, 그 상태를 이젝터압축의 공정 중에 있어서 계속시킨다. 이로써, 이젝터 모터의 회전위치는, 코어압축핀의 전단부가 이젝터압축을 행하기 위한 정규의 위치에 정지할 수 있도록 제어된다.

구체적으로는, 제어장치는, 제2 단계로서, 맞댐핀 및 고정금형의 조합의 메커니컬엔드의 기능에 의한 코어압축핀의 선단부의 정지위치(정규의 위치)와 동일한 위치에 대응하는 위치지령을 출력해도 된다. 또한, 제어장치는, 메커니컬엔드의 기능에 의한 코어압축핀의 선단부의 정지위치보다 더 전진한 위치에 대응하는 위치지령을 출력해도 된다. 이 위치지령에는, 정규의 위치에 대하여 후술하는 압축 코어핀 등의 변형(휨)에 의한 부족분이 고려(부가)되어 있어도 된다. 또한, 이 위치지령에는, 정규의 위치에 대하여, 상술한 부족분에 더하여, 가일층의 전진량이 고려(부가)되어 있어도 된다. 이로써, 제어장치는, 맞댐핀을 고정금형에 압압하여, 압축 코어핀의 선단위치를 정규의 위치에 확실히 유지시킬 수 있다.

또한, 제어장치는, 이젝터 모터의 회전위치를 위치지령으로 규정되는 위치에 맞추도록 토크지령을 출력하여, 이젝터 모터를 제어한다. 제어장치는, 제1 단계의 위치지령에 따라, 상대적으로 낮은 값의 토크지령을 일정시간 출력한다. 그 후, 제어장치는, 제2 단계의 위치지령에 따라, 형내압의 상승에 맞추도록, 상대적으로 높은 값의 토크지령을 출력하는 상태로 이행하고, 이젝터압축의 공정 중에 있어서 계속시킨다. 제2 단계의 토크지령의 값(이하, "토크지령값")은, 형내압의 최댓값에 대하여, 가동부재(압축 코어핀)가 되밀려 정규의 위치로부터 움직이지 않도록 매우 높은 값으로 설정된다.

예를 들면, 제어장치는, 상술과 같이, 메커니컬엔드의 기능에 의한 코어압축핀의 선단부의 정지위치보다 더 전진한 위치에 대응하는 위치지령에 따라, 이젝터 모터를 제어한다. 이 경우, 실제로는, 이젝터 모터의 회전위치는, 위치지령의 위치에 도달할 수 없다. 그 때문에, 토크지령값은, 이젝터 모터의 실제의 위치를 위치지령의 위치에 맞추기 위하여 계속 상승하여, 이젝터 모터의 출력토크의 상한값(이하, "토크리미트")에 도달한다. 제어장치는, 생성하는 토크지령값이 토크리미트를 초과하고 있는 경우, 실제로 출력하는 토크지령값을 토크리미트의 값으로 제한한다. 그 때문에, 제어장치는, 코어압축의 공정 중에 있어서, 토크리미트의 값에 규정되는 토크지령을 계속 출력한다. 이로써, 타임차트 83에 나타내는 바와 같이, 이젝터 모터의 출력토크는, 단계적으로 상대적으로 큰 변화율로 상승하고, 이젝터압축의 공정 중에 있어서, 매우 높은 대략 일정한 값으로 유지된다.

예를 들면, 이젝터 로드를 전진시켜 캐비티 공간 내의 성형재료를 압축할 때, 성형재료에 의한 반력(하중)에 의하여, 가동부 및 전달부는 탄성변형될 가능성이 있다. 구체적으로는, 벨트의 신장, 가동부재의 변형, 이젝터핀의 변형, 압축 코어핀의 변형, 이젝터 로드의 변형, 크로스헤드의 변형, 및 나사축의 변형 등 중 적어도 일부가 발생할 수 있다. 그 때문에, 실제의 압축 코어핀의 선단위치는, 이젝터 모터 인코더의 검출값으로부터 얻어지는 압축 코어핀의 선단위치보다 후퇴할 가능성이 있다. 따라서, 비교예에 관한 사출성형기의 제어장치는, 상술과 같이, 정규의 위치보다 더 전진한 위치에 대응하는 위치지령을 출력하고, 그 결과, 이젝터 모터로부터 매우 높은 토크(구체적으로는, 토크리미트에 상당하는 토크)를 계속해서 출력시킨다. 이로써, 성형재료의 반력에 의한 압축 코어핀의 선단위치의 변위를 억제할 수 있다. 그 때문에, 맞댐핀 및 고정금형의 조합에 의한 메커니컬엔드의 기능에 의하여, 압축 코어핀의 선단위치를 정규의 위치에 유지할 수 있다.

한편, 이젝터 모터는, 매우 높은 토크를 출력하는 상태가 계속된다. 그 때문에, 예를 들면 출력토크에 대응하는 출력전류의 적산값이 소정 기준을 초과하여 과부하 상태에 빠질 가능성이 있다. 그 결과, 비교예에 관한 사출성형기는, 이상 정지하고, 그 작업효율이 저하되어 버릴 가능성이 있다.

<본 실시형태에 관한 이젝터압축에 관한 제어방법>

도 9는, 본 실시형태에 관한 이젝터압축 시의 동작상황을 나타내는 타임차트 91 내지 93이다.

타임차트 91은, 본 실시형태에 관한 사출성형기(10)의 이젝터압축 시에 있어서의 금형장치(800)의 캐비티 공간(801) 내의 형내압의 시간변화를 나타낸다.

타임차트 92는, 본 실시형태에 관한 사출성형기(10)의 제어장치(700)로부터 출력되는 위치지령의 시간변화를 나타낸다.

타임차트 93은, 본 실시형태에 관한 사출성형기(10)의 이젝터 모터(221)의 출력토크의 시간변화를 나타낸다.

타임차트 91, 92는, 비교예의 타임차트 81, 82와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.

제어장치(700)는, 비교예에 관한 사출성형기의 경우와 동일하게, 이젝터 모터(221)에 위치지령을 출력하여, 위치 피드백제어를 행함과 함께, 이젝터 모터(221)에 토크지령을 출력하여, 토크 피드백제어를 행한다.

제어장치(700)는, 이젝터 모터(221)의 회전위치를 위치지령으로 규정되는 위치에 맞추도록 토크지령을 출력하여, 이젝터 모터(221)를 제어한다. 제어장치(700)는, 제1 단계의 위치지령에 따라, 상대적으로 낮은 값의 토크지령을 일정시간 출력한다. 그 후, 제어장치(700)는, 제2 단계의 위치지령에 따라, 형내압의 상승에 맞추도록, 상대적으로 높은 값의 토크지령을 출력하는 상태로 이행하고, 이젝터압축의 공정 중에 있어서 계속시킨다. 제2 단계의 토크지령값은, 비교예의 경우와 동일하게, 형내압의 최댓값에 대하여, 가동부재(830)(압축 코어핀(832))가 되밀려 정규의 위치로부터 움직이지 않도록 매우 높은 값(이하, "고토크값")으로 설정된다.

제어장치(700)는, 비교예의 경우와 동일하게, 예를 들면 메커니컬엔드의 기능에 의한 코어압축핀의 선단부의 정지위치보다 더 전진한 위치에 대응하는 위치지령에 따라, 이젝터 모터(221)를 제어한다. 이 경우, 실제로는, 이젝터 모터(221)의 회전위치는, 위치지령의 위치에 도달할 수 없다. 그 때문에, 토크지령값은, 이젝터 모터(221)의 실제의 위치를 위치지령의 위치에 맞추기 위하여 계속 상승하여, 이젝터 모터의 토크리미트(고토크값)에 도달한다. 제어장치(700)는, 생성하는 토크지령값이 토크리미트를 초과하고 있는 경우, 실제로 출력하는 토크지령값을 토크리미트의 값으로 제한한다. 그 때문에, 제어장치(700)는, 코어압축 공정 중에 있어서, 토크리미트의 값에 규정되는 토크지령을 계속 출력한다. 이로써, 타임차트 93에 나타내는 바와 같이, 이젝터 모터(221)의 출력토크는, 단계적으로 상대적으로 큰 변화율로 매우 높은 값(이젝터 모터(221)의 통상의 토크리미트)까지 상승한다.

제어장치(700)는, 토크지령값을 고토크값으로 설정한 후, 소정의 트리거에 따라, 토크지령값을 소정의 제어패턴(이하, "제어토크패턴")으로 변화시킨다. 예를 들면, 제어장치(700)는, 소정의 트리거로부터 소정의 지연시간(예를 들면, 후술하는 고토크 유지 기간 P1)이 경과한 후에, 이젝터 모터(221)의 토크가 변화(감소)하도록, 토크지령값을 생성해도 된다.

소정의 트리거는, 예를 들면 충전공정의 개시여도 된다. 또한, 소정의 트리거는, 예를 들면 이젝터 모터(221)의 출력토크의 고토크값으로의 도달이어도 된다. 또한, 소정의 트리거는, 이젝터압축의 공정의 개시 트리거와 동일해도 된다. 또한, 소정의 트리거는, 보압공정의 개시여도 된다. 또한, 소정의 트리거는, 사출장치(300)(스크루(330))의 위치에 기초하여 규정되어도 된다. 또한, 소정의 트리거는, V/P전환의 타이밍이어도 된다. 또한, 소정의 트리거는, 사출성형기(10)의 외부로부터 입력되는 외부신호의 수신이어도 된다. 외부신호는, 예를 들면 금형장치(800)에 관한 외부기기로부터 출력되어도 된다. 외부기기는, 예를 들면 금형장치(800)에 설치되는 형내압센서이다. 이 경우, 소정의 트리거에 상당하는 외부신호는, 예를 들면 금형장치(800)의 형내압이 피크로부터 감소한 타이밍에 출력되어도 된다.

구체적으로는, 제어장치(700)는, 소정의 트리거에 대응하는 시각 t1부터 시각 t2까지의 기간(이하, "고토크 유지 기간") P1 동안, 토크지령값을 고토크값(제1 토크값의 일례)으로 유지한다. 그 후, 제어장치(700)는, 시각 t2부터 시각 t3까지의 기간(이하, "토크 감소 기간") P2 동안, 토크지령값을 고토크값으로부터 상대적으로 낮은 값(이하, "저토크값")(제2 토크값의 일례)까지 시간경과에 대한 일정한 변화율로 감소시킨다. 또한, 제어장치(700)는, 시간경과에 대하여 가변되는 변화율로 토크지령값을 감소시켜도 된다. 그 후, 제어장치(700)는, 시각 t3부터 이젝터압축의 공정의 종료까지의 기간(이하, "저토크 유지 기간") P3 동안, 토크지령값을 저토크값으로 유지한다.

예를 들면, 제어장치(700)는, 이젝터 모터(221)의 토크리미트를 가변시킴으로써, 제어토크패턴을 실현해도 된다. 즉, 제어토크패턴은, 코어압축 공정 중에 있어서의 이젝터 모터(221)의 토크리미트에 관한 제어패턴이어도 된다.

제어장치(700)는, 소정의 트리거를 기점으로 하는 고토크 유지 기간 P1에 있어서, 이젝터 모터(221)의 토크리미트를 통상의 토크리미트의 값인 채로 유지한다. 이로써, 토크지령값은, 상대적으로 높은 통상의 토크리미트의 값(고토크값)으로 유지되고, 이젝터 모터(221)의 출력토크는, 제어장치(700)의 제어하에서, 통상의 토크리미트의 값(고토크값)으로 유지된다.

또한, 제어장치(700)는, 토크 감소 기간 P2에 있어서, 이젝터 모터(221)의 토크리미트를 통상의 토크리미트의 값(고토크값)으로부터 상대적으로 낮은 값(저토크값)까지 감소시킨다. 이로써, 토크지령값은, 시간경과에 대하여 감소방향으로 가변되는 토크리미트의 값으로 유지되고, 이젝터 모터(221)의 토크는, 제어장치(700)의 제어하에서, 고토크값에서 저토크값까지 감소한다.

그리고, 제어장치(700)는, 저토크 유지 기간 P3에 있어서, 이젝터 모터(221)의 토크리미트를 통상의 토크리미트의 값보다 낮은 저토크값으로 유지한다. 이로써, 토크지령값은, 저토크값으로 유지되고, 이젝터 모터(221)의 출력토크는, 제어장치(700)의 제어하에서, 저토크값으로 유지된다.

이로써, 타임차트 93에 나타내는 바와 같이, 이젝터 모터(221)의 출력토크는, 금형장치(800)의 형내압이 상대적으로 높은 상태에 상당하는 시각 t1에서 시각 t2까지의 사이에서, 매우 높은 상태(고토크값의 상태)로 유지된다. 그 때문에, 성형재료의 반력에 의한 압축 코어핀(832)의 선단위치의 변위를 억제하고, 맞댐핀(833) 및 고정금형(810)의 조합에 의한 메커니컬엔드의 기능에 의하여, 압축 코어핀(832)의 선단위치를 정규의 위치에 유지할 수 있다.

이젝터 모터(221)의 출력토크는, 시각 t2에서 시각 t3 사이에서, 고토크값의 상태로부터 저토크값의 상태로 저하된다. 그리고, 이젝터 모터(221)의 출력토크는, 시각 t3 이후, 저토크값의 상태로 유지된다. 타임차트 91에 나타내는 바와 같이, 금형장치(800)의 형내압은, 시각 t2보다 전부터 완만하게 감소하고, 압축 코어핀(832)의 위치를 정규의 위치에 유지하기 위하여 필요한 출력토크가 저하되기 때문이다. 그 때문에, 본 실시형태에 관한 사출성형기(10)는, 비교예의 경우와 같이, 출력토크에 대응하는 출력전류의 적산값이 소정 기준을 초과하는 것과 같은 사태를 억제할 수 있다.

이와 같이, 제어장치(700)는, 이젝터 모터(221)의 구동에 대항하는 힘에 관한 물리량의 변동패턴, 구체적으로는, 금형장치(800)의 형내압의 변동패턴에 기초하여, 이젝터 모터(221)의 제어토크패턴을 설정한다. 이로써, 본 실시형태에 관한 사출성형기(10)는, 압축 코어핀(832)의 위치가 정규의 위치로부터 어긋나 버리는 사태를 억제하면서, 이젝터 모터(221)의 과부하 이상에 의한 작업효율의 저하를 억제할 수 있다. 즉, 제어장치(700)는, 금형장치(800)의 형내압의 변동패턴에 기초하여, 이젝터 모터(221)의 토크를 제어하고, 이젝터 장치(200)(압축 코어핀(832))의 위치를 유지한다.

제어토크패턴은, 예를 들면 금형장치(800)의 형내압의 변동패턴에 기초하여, 자동으로 설정되어도 된다. 구체적으로는, 제어토크패턴은, 시간경과에 따라, 금형장치(800)의 형내압의 변동패턴에 적합한 토크패턴과 동일한 값 혹은 그 이상의 값이 되도록 설정되어도 된다. 금형장치(800)의 형내압의 변동패턴에 관한 정보는, 예를 들면 실험이나 시뮬레이션 해석 등에 의하여 사전에 취득되어, 제어장치(700)의 내부의 보조기억장치 등에 미리 등록되어도 된다. 또한, 금형장치(800)의 형내압의 변동패턴에 관한 정보는, 금형장치(800)에 마련되는 형내압센서에 의하여 취득되는 실측값에 기초하여 취득되어도 된다.

또한, 제어토크패턴은, 예를 들면 금형장치(800)의 형내압의 변동패턴에 기초하여, 조작장치(750)에 대한 유저의 조작입력에 의하여 수동으로 설정되어도 된다(후술하는 도 10 참조).

또한, 제어토크패턴은, 예를 들면 금형장치(800)의 형내압의 변동패턴에 적합한 토크패턴, 즉 금형장치(800)의 형내압의 변동패턴에 대항하기 위한 이젝터 모터(221)의 허용 하한의 토크패턴(이하, "허용 하한 토크패턴")에 기초하여, 설정되어도 된다. 구체적으로는, 제어토크패턴은, 허용 하한 토크패턴에 대하여 소정의 여유분을 가산함으로써 설정되어도 된다. 소정의 여유분은, 자동으로 설정되어도 되고, 유저에 의하여 수동으로 설정되어도 된다.

또한, 제어토크패턴은, 예를 들면 이젝터 모터(221)의 과부하 상태에 대한 허용 상한의 토크패턴(이하, "허용 상한 토크패턴")에 기초하여, 설정되어도 된다. 구체적으로는, 제어토크패턴은, 예를 들면 허용 상한 토크패턴으로부터 소정의 여유분을 줄임으로써 설정되어도 된다. 이때, 소정의 여유분은, 설정되는 제어토크패턴이 허용 하한 토크패턴을 일부라도 하회하지 않도록 설정된다. 또한, 소정의 여유분은, 자동으로 설정되어도 되고, 유저에 의하여 수동으로 설정되어도 된다.

또한, 제어장치(700)는, 형내압의 변동패턴을 대신하거나, 혹은 더하여, 사출장치(300)의 사출압의 변동패턴에 기초하여, 이젝터 모터(221)의 제어토크패턴을 설정해도 된다. 사출공정에 있어서의 사출장치(300)의 사출압의 대소에 따라, 압축 코어핀(832)을 정규의 위치에 유지하기 위하여 필요한 토크가 변화하기 때문이다.

[제어토크패턴에 관한 설정화면]

다음으로, 도 10을 참조하여, 제어장치(700)에 의한 이젝터압축 시의 이젝터 모터(221)의 제어토크패턴을 설정하기 위한 설정화면에 대하여 설명한다.

도 10은, 표시장치(760)에 표시되는 제어토크패턴에 관한 설정화면의 일례(설정화면(1000))를 나타내는 도이다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 본 예에서는, 상술과 같이, 고토크 유지 기간 P1에서, 토크지령값이 고토크값으로 일정하게 유지되고, 토크 감소 기간 P2에서, 토크지령값이 고토크값으로부터 저토크값으로 시간경과에 대한 일정한 변화율로 감소하며, 저토크 유지 기간 P3에서, 토크지령값이 저토크값으로 일정하게 유지되는 제어토크패턴이 설정된다.

설정화면(1000)에는, 제어토크패턴 화상(1010)과, 토글 서포트부(1020, 1030, 1040, 1050, 1060)를 포함한다.

제어토크패턴 화상(1010)은, 설정화면(1000)에서 설정되는 제어토크패턴을 나타내는 화상이다. 구체적으로는, 제어토크패턴 화상(1010)은, 소정의 트리거를 기점으로 하는 시간경과에 대한 이젝터 모터(221)의 토크지령값의 변화의 패턴을 개략적으로 나타내고 있다.

토글 서포트부(1020)는, 조작장치(750)를 통하여, 고토크 유지 기간 P1의 토크지령값에 대응하는 고토크값이 설정 입력되는 부분이다. 토글 서포트부(1020)에는, "고토크설정"의 문자정보와, 고토크값에 대응하는 수치가 입력되는 텍스트박스가 포함된다. 본 예에서는, 유저는, 이젝터 모터(221)의 최대토크에 대한 퍼센티지(%)로, 설정하고자 하는 고토크값을 텍스트박스에 입력할 수 있다. 도면 중에서는, 이젝터 모터(221)의 최대토크에 대한 90%의 고토크값이 설정 입력되어 있다.

토글 서포트부(1030)는, 조작장치(750)를 통하여, 저토크 유지 기간 P3의 토크지령값에 대응하는 저토크값이 설정 입력되는 부분이다. 토글 서포트부(1030)에는, "저토크설정"의 문자정보와, 저토크값에 대응하는 수치가 입력되는 텍스트박스가 포함된다. 본 예에서는, 유저는, 이젝터 모터(221)의 최대토크에 대한 퍼센티지(%)로, 설정하고자 하는 저토크값을 텍스트박스에 입력할 수 있다. 도면 중에서는, 이젝터 모터(221)의 최대토크에 대한 30%의 저토크값이 설정 입력되어 있다.

토글 서포트부(1040)는, 고토크 유지 기간 P1의 길이가 설정 입력되는 부분이다. 고토크 유지 기간 P1의 기점은, 예를 들면 상술과 같이, 소정의 트리거가 발생하는 타이밍이어도 된다. 토글 서포트부(1040)에는, "고토크시간"의 문자정보와, 고토크 유지 기간 P1의 길이에 대응하는 수치가 입력되는 텍스트박스가 포함된다. 본 예에서는, 유저는, 예를 들면 소정의 트리거 등의 타이밍을 기준으로 초("sec") 단위로, 설정하고자 하는 고토크 유지 기간 P1의 길이를 입력할 수 있다. 도면 중에서는, 고토크 유지 기간 P1의 길이로서, 2초가 설정 입력되어 있다.

토글 서포트부(1050)는, 토크 감소 기간 P2의 길이가 설정 입력되는 부분이다. 토글 서포트부(1050)에는, "감소시간"의 문자정보와, 토크 감소 기간 P2의 길이에 대응하는 수치가 입력되는 텍스트박스가 포함된다. 본 예에서는, 유저는, 초("sec") 단위로 설정하고자 하는 토크 감소 기간 P2의 길이를 입력할 수 있다. 도면 중에서는, 토크 감소 기간 P2의 길이로서, 10초가 설정 입력되어 있다.

토글 서포트부(1060)는, 설정화면(1000)에서 설정되는 제어토크패턴에 기초하는 이젝터 모터(221)의 제어기능의 온(ON)/오프(OFF)가 설정 입력(선택)되는 부분이다. 토글 서포트부(1060)에는, "토크제한기능"의 문자정보와, 온/오프 중 어느 하나가 입력(선택)되는 텍스트박스가 포함된다. 이로써, 유저는, 이젝터압축 시에 설정화면(1000)에서 설정되는 제어토크패턴에 기초하는 이젝터 모터(221)의 제어기능을 제어장치(700)에 실행시킬지 여부를 스스로 선택할 수 있다. 도면 중에서는, 설정화면(1000)에서 설정되는 제어토크패턴에 기초하는 이젝터 모터(221)의 제어기능이 "온"의 상태로 설정 입력되어 있다.

이와 같이, 표시장치(760)는, 이젝터 모터(221)의 구동에 대항하는 힘에 관한 물리량, 즉 금형장치(800)의 형내압의 변동패턴에 기초하여, 설정화면(1000)을 표시한다. 이로써, 유저는, 금형장치(800)의 형내압의 변동패턴에 기초하는 제어토크패턴을 수동으로 설정 입력할 수 있다.

또한, 설정화면(1000)에 있어서, 금형장치(800)의 형내압 패턴에 적합하지 않은 내용이 설정 입력된 경우, 그 취지가 표시되어도 된다. 금형장치(800)의 형내압 패턴에 적합하지 않은 내용이란, 형내압 패턴에 대항 가능한 이젝터 모터(221)의 하한 토크패턴을 시간변화의 적어도 일부에서 하회하는 제어토크패턴에 상당하는 내용이다. 예를 들면, 표시장치(760)는, 제어장치(700)의 제어하에서, 금형장치(800)의 형내압 패턴에 적합하지 않은 내용이 입력되어 있는 토글 서포트부(1020, 1030, 1040, 1050)의 텍스트박스를 통상과는 다른 색(예를 들면, 적색)으로 변화시켜도 된다. 이로써, 표시장치(760)는, 제어장치(700)의 제어하에서, 유저에게 현재의 설정 입력의 내용이 부적절한 것을 인식시킬 수 있다.

또한, 설정화면(1000)에 있어서, 이젝터 모터(221)가 과부하 이상에 빠질 가능성이 있는 내용이 설정 입력된 경우, 그 취지가 표시되어도 된다. 예를 들면, 표시장치(760)는, 제어장치(700)의 제어하에서, 이젝터 모터(221)가 과부하 이상에 빠질 가능성이 있는 내용이 입력되어 있는 토글 서포트부(1020, 1030, 1040, 1050)의 텍스트박스를 통상과는 다른 색(예를 들면, 적색)으로 변화시켜도 된다. 이로써, 표시장치(760)는, 제어장치(700)의 제어하에서, 유저에게 현재의 설정 입력의 내용이 부적절한 것을 인식시킬 수 있다.

또한, 설정화면(1000)에는, 제어토크패턴 화상(1010)에 더하여, 금형장치(800)의 형내압 패턴 혹은 형내압 패턴에 대응하는 이젝터 모터(221)의 하한 토크패턴을 나타내는 화상이 표시되어도 된다. 이 경우, 제어토크패턴 화상(1010)의 제어토크패턴의 그래프 형상은, 토글 서포트부(1020, 1030, 1040, 1050)에 대한 설정 입력의 내용에 따라 변화해도 된다. 이로써, 유저는, 금형장치(800)의 형내압 패턴이나 이젝터 모터(221)의 하한 토크패턴을 확인하면서, 적절한 제어토크패턴을 설정 입력할 수 있다.

[변형, 변경]

이상, 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 개시는 특정 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위에 기재된 요지의 범위 내에 있어서, 다양한 변형, 변경이 가능하다.

예를 들면, 상술한 실시형태에 있어서, 압축 코어핀(832)의 선단부에 요철형상에 의한 모양이 형성되고, 이 모양이 이젝터압축에 의하여 성형재료에 전사되어도 된다. 즉, 사출성형기(10)는, 전사 목적의 이젝터압축을 행해도 되고, 그 양태에 따라서는, 메커니컬엔드의 기능은 생략되어도 된다. 전사 목적의 이젝터압축의 경우, 압축 코어핀(832)의 선단부의 엄밀한 위치결정이 필요없는 경우가 있기 때문이다. 이 경우, 제어장치(700)는, 상술한 실시형태의 경우와 동일하게, 금형장치(800)의 형내압이나 사출압의 변동패턴에 기초하여, 이젝터 모터(221)의 제어토크패턴을 설정해도 된다.

예를 들면, 금형장치(800)의 형내압에 대하여 이젝터 모터(221)의 토크가 상대적으로 작으면, 성형재료로부터의 되밀림에 의하여, 압축 코어핀(832)의 선단부의 모양이 성형재료에 양호하게 전사되지 않을 가능성이 있다. 한편, 성형재료로부터의 되밀림에 견디기 위하여, 이젝터 모터(221)가 상대적으로 높은 토크를 계속 출력하면, 과부하 상태에 빠져, 사출성형기(10)가 이상 정지해 버릴 가능성이 있다.

이에 대하여, 제어장치(700)는, 상술과 같이, 이젝터 모터(221)의 제어토크패턴을 설정함으로써, 성형재료로의 전사의 실패를 억제하면서, 이젝터 모터(221)의 과부하 이상에 의한 작업효율의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 상술한 실시형태 및 변형예에 있어서, 이젝터 장치(200)는, 형내 게이트컷에 관한 구성(가압기구의 일례)을 갖고, 형내 게이트컷을 행해도 된다. 이 경우, 제어장치(700)는, 상술한 실시형태의 경우와 동일하게, 이젝터 모터(221)의 구동에 대항하는 힘에 관한 물리량의 변동패턴에 기초하여, 이젝터 모터(221)의 제어토크패턴을 설정해도 된다. 이젝터 모터(221)의 구동에 대항하는 힘에 관한 물리량은, 예를 들면 형내 게이트컷 시에 있어서의 게이트부분의 고화된 성형재료로부터 게이트컷용 날끝에 작용하는 반력이어도 된다. 고화된 성형재료의 절단 중에는, 상대적으로 큰 반력이 날끝에 작용하고, 이젝터 모터(221)의 상대적으로 높은 토크가 필요해지는 한편, 절단이 종료되면, 날끝에 반력이 작용하지 않게 되어, 이젝터 모터(221)의 상대적으로 높은 토크가 불필요해진다.

예를 들면, 고화된 성형재료의 강도에 대하여 이젝터 모터(221)의 토크가 상대적으로 작으면, 고화된 성형재료로부터의 되밀림에 의하여, 게이트컷을 실현할 수 없을 가능성이 있다. 한편, 고화된 성형재료로부터의 되밀림에 견디도록, 이젝터 모터(221)가 상대적으로 높은 토크를 계속 출력하면, 과부하 상태에 빠져, 사출성형기(10)가 이상 정지해 버릴 가능성이 있다.

이에 대하여, 제어장치(700)는, 상술과 같이, 이젝터 모터(221)의 제어토크패턴을 설정함으로써, 형내 게이트컷을 적절히 실행시키면서, 이젝터 모터(221)의 과부하 이상에 의한 작업효율의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 상술한 실시형태 및 변형예에 있어서, 사출성형기(10)에는, 코어트랙터 장치(가압장치의 일례)가 마련되어, 코어압축이 행해져도 된다. 이 경우, 제어장치(700)는, 상술한 실시형태의 경우와 동일하게, 금형장치(800)의 형내압이나 사출압의 변동패턴에 기초하여, 코어트랙터 장치를 구동하는 액추에이터(예를 들면, 코어트랙터모터)의 제어토크패턴을 설정해도 된다.

예를 들면, 금형장치(800)의 형내압에 대하여 코어트랙터 장치의 가동코어(가압기구의 일례)를 구동하는 액추에이터의 출력토크가 상대적으로 작으면, 성형재료로부터의 되밀림에 의하여, 가동코어의 선단부의 위치가 적절한 위치로부터 어긋나 버릴 가능성이 있다. 한편, 성형재료로부터의 되밀림에 견디도록, 액추에이터가 상대적으로 높은 토크를 계속 출력하면, 과부하 상태에 빠져, 사출성형기(10)가 이상 정지해 버릴 가능성이 있다.

이에 대하여, 제어장치(700)는, 상술과 같이, 코어트랙터 장치(가동코어)를 구동하는 액추에이터의 제어토크패턴을 설정함으로써, 가동코어의 선단부의 위치가 적절한 위치로부터 어긋나는 사태를 억제하면서, 액추에이터의 과부하 이상에 의한 작업효율의 저하를 억제할 수 있다.

10 사출성형기
100 형체결 장치
200 이젝터 장치(가압장치)
210 이젝터 로드(가압기구)
221 이젝터 모터(액추에이터)
300 사출장치
400 이동장치
700 제어장치
701 CPU
702 기억매체
703 입력 인터페이스
704 출력 인터페이스
750 조작장치
760 표시장치
800 금형장치
801 캐비티 공간(캐비티)
MM 성형재료

Claims

금형장치에 충전된 성형재료를 가압하는 가압기구와, 상기 가압기구를 구동시키는 액추에이터를 포함하는 가압장치와,
상기 가압장치를 제어하는 제어장치와,
표시장치를 구비하고,
상기 표시장치는, 상기 액추에이터의 구동에 대항하는 힘에 관한 물리량의 변동패턴에 기초하여, 상기 제어장치에 의한 상기 액추에이터의 제어패턴을 설정하기 위한 화면을 표시하는, 사출성형기.
제1항에 있어서,
상기 제어장치는, 상기 변동패턴에 기초하여, 상기 제어패턴을 자동으로 설정하는, 사출성형기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어장치는, 상기 변동패턴에 대항하기 위한 상기 액추에이터의 허용 하한의 토크패턴에 기초하여, 상기 액추에이터의 토크에 관한 상기 제어패턴을 설정하는, 사출성형기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어장치는, 상기 액추에이터의 과부하 상태에 대한 허용 상한의 토크패턴에 기초하여, 상기 액추에이터의 토크에 관한 상기 제어패턴을 설정하는, 사출성형기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어장치는, 상기 액추에이터의 토크의 상한을 상대적으로 높은 제1 토크값으로 유지한 후에, 상기 제1 토크값으로부터 상대적으로 낮은 제2 토크값까지 하강시켜, 상기 제2 토크값으로 유지하는 상기 제어패턴을 설정하는, 사출성형기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 변동패턴은, 상기 가압장치에 의하여 상기 금형장치의 캐비티 내의 성형재료를 압축하는 공정 중에 있어서의 상기 금형장치의 형내 압력의 변동패턴인, 사출성형기.