WO1990001404A1 - Nozzle touch device for injection molding machine - Google Patents

Description

明 細 香

射出成形機のノズルタツチ装匿

技 術 分 野

本発明は、 射出成形サイクルの進行に伴ってノズルタ ツチ力を自動的に可変調整可能な射出成形機のノズルタ ツチ装置に関する。

背 景 技 術

射出成形機は、 型締ユニッ トの固定， 可動ブラチンに 夫々装着した 2つの金型半部によ り画成されるキヤビテ ィ内に射出ュニッ トから溶融樹脂を射出して成形品を得 ている。 そして、 射出された樹脂が射出ユニッ トのノズ ルと型締ュニッ トの固定側金型半部のスブルプッシュと の間から漏洩しないように、 ノズルをスブルブッシュに 所定のノズルタヅチカで押圧するようにしている。 また、 射出ユニッ トを型締ユニッ トから離反させた状態で、 射 出ユニッ トの保守作業を行うようにしている。 このため、 一般には、 射出成形機は、 射出ユニッ ト全体を型締ュニ ッ トに対して接近離反方向に移動させるためのノズルタ ツチ裝匿を備えている。

典型的なノズルタツチ装匿は、 油圧シリンダあるいは インダクションモータにより駆動されて型締ュニッ ト に 対して接近離反方向に移動する押圧部材を備えている。 そして、 押圧部材に装着したスプリングを介して当該押 圧部材により射出ュニッ トを押圧して当該ュニッ トを型 締ユニッ トに向けて移動させ、 スプリングが所定量だけ 圧縮されて所定のノズルタッチカを発生する移動位置に 押圧部材が到達するに至ったことをリミツ トスイッチ， 近接スィッチ等により検出するようにしている。 すなわ ち、 検出スィッチの配設位匿を調整することによりノズ ルタツチカを調整している。 このため、 と くに、 射出成 形サイクル実行中にノズルタツチカを調整することが困 難であった。 この結果、 ノズルタツチカが過大であると、 ノズルタツチカと反対方向に作用する可動側金型半部の 固定側金型半部への押圧力が除去される型開き状態にお いて、 第 3図に示すように、 固定側金型半部 1 0 1 とく にホッ ト ランナー形金型などの中空薄形構造の固定側金 型半部および当該金型半部の固定ブラテンへの装着に用 いるクランパ 1 0 2に変形を来すことがある。

発 明 の 開 示

本発明の目的は、 射出成形サイクルの進行に伴ってノ ズルタツチ力を自動的に可変調整可能な射出成形機のノ ズルタツチ装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、 型締ユニッ ト とこれに対 して接近離反移動自在に配された射出ュニッ ト とを有す る射出成形機に装備される本発明のノズルタツチ装匿は、 駆動源としてのサーボモータとノズルタツチカ発生手段 とを有し前記射出ュニッ トを前記型締ュニッ トに対して 接近離反方向に移動させると共にノズルタツチ力を発生 するための搬送部と、 実際のノズルタツチカを検出する ための検出部と、 所定のノズルタツチカを可変設定する ための設定部と、 前記実際のノズルタツチカと前記所定 のノズルタツチカとの偏差に応じて前記サーボモータの 駆動を制御するための制御部とを備える。

上述のように、 本発明は、 実際のノズルタツチカと可 変設定される所定のノズルタツチカとの偏差に応じてサ ーボモータの駆動を制御し、 これにより射出ユニッ ト を 型締ュニッ ト に対して接近離反方向に移動させてノズル タツチカを発生させるようにしたので、 ノズルタツチカ を射出成形サイクルの進行に伴って自動的に可変制御例 えば多段制御でき、 この結果、 型開き時におけるノズル タツチカを適正化でき、 型開き時に生じ易い固定側金型 半部および固定プラテンへの固定側金型半部の装着に用 いるクランパの変形を防止できる。

図 面 の 簡 単 な 説 明

第 1 図は本発明の一実施例によるノズルタツチ装匿と 周辺要素とを示す概略図、 第 2図は第 1 図のノズルタツ チ装蚩を装備した射出成形機を示す概略図、 および、 第 3図は従来のノズルタツチ装匿における型閲き時の固定 側金型半部およびクランパの変形を示す概略図である。

発明を実施するための最良の形態

第 1 図および第 2図を参照すると、 本発明の一実施例 のノズルタツチ裝置が搭載される射出成形機 1 は機枠 2 を備え、 機枠 2上に型締ユニッ ト 3と射出ユニッ ト 4と が互いに対向して配されている。 射出ユニッ ト 4は、 型 締ュニッ ト 3の固定ブラチン 3 0に対して接近離反方向 に移動自在に配され、 射出ユニッ ト 4のシリンダアツセ ンブリ 4 1の先端に装着したノズル 4 2が、 固定ブラテ ン 3 0に装着した固定側金型半部 （図示省略） の対向端 面に圧接自在になっている。

射出ユニッ ト 4を型締ユニッ ト 3に対して接近離反方 向に駆動しかつ所定のノズルタツチカを発生させるため のノズルタツチ装萤 5は、 機枠 2と射出ユニッ ト 4との 間に配されかつ射出ュニッ ト 4を往復動させるための搬 送部 5 0を備えている。 搬送部 5 0において、 駆動源と してのサーポモータ 5 1 の出力軸にボールねじ 5 2が 2 つの歯車よりなる歯車列 5 3を介して作動的に連結され、 ポールねじ 5 2は図示しない適宜手段を介して機枠 2に より回転自在かつ軸方向移動不能に支持されている。 そ して、 ボールねじ 5 2に蟝合するボールナッ ト 5 4の型 締ュニッ ト側端面には 2つのガイ ドロッ ド 5 5がボール ナッ ト 5 4と一体移動自在に固着されている。 両ガイ ド ロッ ド 5 5は、 型締ユニッ ト 3側に延び、 また、 射出ュ ニッ ト 4のエキス トルーダベース 4 0にこれと一体移動 自在に固着された延長部 4 3に軸方向に穿設した 2つの 貫通孔 4 3 aを夫々挿通し、 両該ロッ ド 5 5の型締ュニ ッ ト側端にはス ト ツバ 5 5 aが設けられている。 また、 各ガイ ドロッ ド 5 5にはボールナツ ト 5 4およびエキス トルーダベース延長部 4 3の両対向面間に配され圧縮状 態でノズルタツチカを発生するスプリング 5 6が嵌装さ れている。 ノズルタツチ装 S 5は、 搬送部 5 0のサーボモータ 5 1 を駆動制御するための制御部 6 0をさらに備えている < 制御部 6 0は実際のノズルタツチカを検出するための圧 力センサを、 好ま し くはエキス トルーダベース延長部 4 3の一側面に配設した歪ゲージ 6 1 を備え、 実際ノズル タツチカを表すノズルタツチ時の延長部 4 3の軸方向変 形虽を検出するようになっている。 制御部 6 0において、 歪ゲージ 6 1の出力端子は歪ゲージアンプ 6 2の入力端 子に接続され、 該アンプ 6 2の出力端子はサーボ回路 6 3の第 1 の入力端子に接続されている。 サーボ回路 6 3 の第 2の入力端子は、 所定のノズルタツチカを可変設定 するための手段を有しノズルタツチ装匿 5の設定部とし て機能する制御装箧に、 好ましく は手動データ入力装匿 6 5を有し射出成形機 1 を駆動制御するための数値制御 装箧6 4に接続されている。 また、 サーボ 路 6 3の出 力端子は搬送部 5 0のサーボモータ 5 1 に接続されてい る。

以下、 上述の構成のノズルタツチ装匿 5の作動を説明 する。

射出成形サイクルを開始する前に、 オペレータは歪セ ンサ 6 1 の出力レベルをキャリブレーションすると共に、 数値制御装 4の手動データ入力装蚩6 5を操作して 型閉じ時および型開き時での所定のノズルタツチカの値 を夫々設定する。 この設定操作に応じて、 数値制御装箧 6 4は記憶装 g (図示略） の所定記憶領域にこれらの値 を格納する。 ここで、 型開き時の所定のノズルタツチカ の値は、 型開き時にも固定側金型半部 （図示略） および 固定ブラテン 3 0への固定側金型半部の装着に用いるク ランパ一 （図示略） に変形が生じないように、 型閉じ時 のそれ （例えば 3 0 0 kg/cm2) よ りも小ざい値 （例えば 1 0 0 kg/cm2) に設定される。

制御プログラムからノズルタツチ開始指令又は型閉じ 指令を読取ると、 数値制御装置 6 4は記恡装置から型閉 じ時における所定のノズルタツチカの値 3 0 0 kg/cm2を 読取り、 これに対応するレベルの電気信号をサーボ回路 6 3の第 2の入力端子に印加する。 このとき、 サーボ回 路 6 3の第 1の入力端子に歪ゲージアンブ 6 2を介して 歪センサ 6 1から印加される電気信号のレベルは、 ノズ ルタヅチ状態解除時のノズルタッチカ 0 kg m2または型 開き時のノズルタツチカ 1 0 0 kg/cm2に対応する小さい 値をとる。 この結果、 サーポ回路 6 3は第 1， 第 2の入 力端子に夫々印加された電気信号のレベルの偏差に応じ た駆動電流をサーボモータ 5 1 に流し、 サーボモータ 5 1 を正回転させる。 このモータ回転に伴って歯車列 5 3 を介してボールねじ 5 2が正回転し、 これに螺合するボ 一ルナツ ト 5 4およびガイ ドロッ ド 5 5が型締ュニッ ト 3側に移動する。 この結果、 ガイ ドロッ ド 5 5およびス プリング 5 6を介してボールナツ ト 5 4に連結されたェ キス トルーダベース延長部 4 3が、 従って、 射出ュニッ ト 4が型締ユニッ ト 3側に前進移動する。 その後、 射出ユニッ ト 4のノズル 4 2が型締ユニッ ト 3の固定側金型半部の対向端面に当接し、 射出ユニッ ト 4およびエキス トルーダベース延長部 4 3の前進が阻止 ざれるに至る。 そして、 サーボモータ 5 1 がさらに正回 転され、 スプリング 5 6を圧縮しつつガイ ドロッ ド 5 5 が前進する。 この結果、 圧縮されたスプリング 5 6の軸 方向作用力が延長部 4 3に加わり、 延長部 4 3が軸方向 に僅かに圧縮変形する。 また、 延長部 4 3およびシリン ダアッセンブリ 4 1 を介してノズル 4 2に軸方向作用力 が加わってノズルタツチカが発生する。 この間、 スブリ ング 5 6の軸方向作用力すなわち延長部 4 3の軸方向変 形虽に対応し実際ノズルタツチカを表す電気信号が歪ゲ ージ 6 1 がら歪ゲージアンプ 6 2を介してサーボ回路 6 3の第 1 の入力端子に供給ざれる。 サーボ回路 6 3は、 実際の、 および、 型閉じ時における所定のノズルタツチ 力を夫々表す第 1， 第 2の入力端子に印加される電気信 号のレベル偏差に応じてこの偏差が 「 0」 になるように サーボモータ 5 1 の駆動をフィー ドバック制御する。 そ の後、 スプリング 5 6が所定童だけ圧縮されて実際ノズ ルタツチカが所定のノズルタツチカ 3 0 0 kg/cm2に合致 するに至る。 当該時点およびそれ以降、 サーボ回路 6 3 は、 実際ノズルタツチ力が所定のノズルタツチ力に維持 ざれるように、 すなわちスプリング 5 6の圧縮状態を維 持するように、 サーボモータ 5 1 の駆動を制御する。 斯 かる状態で、 型締ユニッ ト 3の固定側， 可動側金型半部 (図示略） によ り画成されるキヤビティ内に射出ュニッ ト 4から溶融樹脂を従来公知のように射出し、 次いで、 保圧， 冷却工程に入る。

その後、 制御プログラムから型開き指令を読取ると、 数値制御装 g 6 4は記憶装箧から型開き時における所定 のノズルタツチ力の値 1 0 0 kg/cm2を読取り、 これに対 応するレベルの電気信号をサーポ回路 6 3の第 2の入力 端子に印加する。 このとき、 サーボ回路 6 3の第 1の入 力端子には、 型閉じ時における所定のノズルタツチカの 値 3 0 0 kg/cm2に対応する高レベルの電気信号が印加さ れている。 この結果、 サーボ回路 6 3は両電気信号レべ ルの偏差に応じてサーポモータ 5 1を逆回転させる。 こ のモータ回転に伴って射出ュニッ ト 4が型閉じ時におけ るノズルタツチ位置に閬して型締ュニッ ト 3から離反す る方向に徐々に後退移動し、. スプリング 5 6の圧縮量が 潮減する。 結果として、 ェクス トルーダベース延長部 4 3の軸方向変形量が漸減し、 サーボ回路 6 3の第 1の入 力端子に加えられ実際ノズルタツチ力を表す電気信号レ ベルが徐々に減少する。 その後、 実際ノズルタツチカが 型開き時の所定のノズルタツチ力 1 0 O kg/cm2に合致す るに至り、 当該時点およびそれ以降において実際ノズル タツチカが型開き時における所定のノズルタツチ力に維 持される。 斯かる状態で、 型締ユニッ ト 3の可動ブラテ ンに装着した可動側金型半部を固定側金型半部から離反 させる型開きを行う。 この結果、 可動側金型半部の固定 側金型半部への押圧力が除去されるが、 ノズルタツチカ を上述のように予め低減させてあるので、 ホッ トランナ 一形金型などの中空薄形金型を使用した場合にも固定側 金型半部および固定ブラチン 3 0への固定側金型半部の 装着に用いるクランパー （図示略） に変形が生じない。

以上のようにして、 一射出成形サイクル実行中にノズ ルタツチカが 2段階制御ざれる。 そして、 上述のように ノズルタツチカを型閉じ時と型閲き時とで別の値に調整 しつつ、 射出成形サイクルを繰り返す。

その後、 例えば射出成形サイクル完了時に制御ブログ ラムからノズルタツチ状態解除指令を読取ると、 数値制 御装置 6 4は上述の圧力フィー ドバック制御モー ドを解 除する一方で、 サーボ回路 6 3を介してサーボモータ 5 1 を逆回転させ、 射出ユニッ ト 4を型開き時におけるノ ズルタツチ位 gに閬して型締ュニッ ト 3から離反する方 向に移動させる。 そして、 射出ユニッ ト移動位匿検出手 段によ り、 例えば型締ュニッ ト 3から射出ュニッ ト 4側 に所定距離だけ離隔して配されたリミッ ト スィッチ （図 示略） により、 射出ユニッ ト 4が所定の後退完了位 gに 到達したことを検出したときにサーボモータ 5 1 の駆動 ひいては射出ユニッ ト 4の後退移動を停止させる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、 種々 の変形が可能である。 例えば、 上記実施例では型閉じ時， 型開き時の所定のノズルタツチカの値を手動データ入力 装箧を介して設定したが、 数値制御装 gの制御ブログラ ムにこれらの値を記述しておき、 型閉じ開始時および型 開き開始時に制御プログラムから読み取るようにしても 良い。 また、 射出直後にスブルブレークを行っても良い。 この場合、 スブルブレーク開始時に上記ノズルタツチ状 態解除指令の読取り時と同様に、 ノズルタツチ裝置の制 御部による圧力フィー ドバック制御モー ドを解除した後、 射出ュニッ トをスブルブレーク量だけ後退させれば良い。 また、 上記実施例では圧カフィ一 ドバック制御モー ド解 除時に射出ュニッ トの後退完了位 gへの到達をリミツ ト スィッチで検出したが、 数値制御装箧からの、 射出ュニ ッ トの後退完了位箧を表す目標位箧信号と、 ノズルタツ チ装置のサーボモータに別途装着した位 g検出器からの、 実際位 gを表す信号とに応じてノズルタツチ装 gのサー ボ回路において従来公知の位置制御を行い、 射出ュニッ トを後退完了位蚩に移動させても良い。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 型締ユニッ ト とこれに対して接近離反移動自在に配 ざれた射出ユニッ ト とを有する射出成形機に装備ざれ るものであって、 駆動源としてのサーボモータとノズ ルタツチカ発生手段とを有し前記型締ユニッ トに対し て接近離反方向に移動させると共にノズルタツチカを 発生するための搬送部と、 実際のノズルタツチカを検 出するための検出部と、 所定のノズルタツチカを可変 設定するための設定部と、 前記実際のノズルタツチカ と前記所定のノズルタツチ力との偏差に応じて前記サ ーボモータの駆動を制御するための制御部とを備える ノズルタツチ装 g。

2 . 前記射出成形機の型開き時における前記所定のノズ ルタツチカの値を型閉じ時における値よ りも小さい値 に設定する請求の範囲第 1項記载のノズルタツチ装匿。

3 . 前記搬送部は、 前記サーボモータの回転に伴って前 記射出ユニッ トの軸方向に移動する押圧部材と、 該押 圧部材と前記射出ュニッ ト との間に介在し前記ノズル タツチカ発生手段として機能するスプリングとを含む 請求の範囲第 1項記載のノズルタツチ装箧。

4. 前記射出ユニッ トは該ユニッ ト と一体移動自在でか つ前記射出ュニッ トの軸方向に孔が形成ざれた延長部 を有し、 前記搬送部は、 回転自在かつ軸方向移動不能 に支持されたボールねじと、 該ボールねじに螺合する ボールナッ ト と、 該ボールナッ ト と一体移動自在でか つ前記孔を貫通して延びるロッ ドとを含み、 前記ボー ルナツ トは前記ロッ ドと協働して前記押圧部材をなし、 前記スプリングば前記ロッ ドに嵌装され前記延長部と 前記ボールナッ トとの間に介在する請求の範囲第 3項 記載のノズルタツチ装蚩。

5. 前記検出部は、 前記射出ユニッ トの、 前記実際のノ ズルタツチカの大きさに対応する変形を来す部位に配 設した圧力センサを含む請求の範囲第 1項記載のノズ ルタツチ装箧。