JP2000334795A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】両金型の接合面から成形用材料が漏れるのを防
止すること。 【解決手段】両型１４，２４の接合時における基台１１
の上面から両金型１４，２４の接合面までの距離Ｌ１を
測定するエンコーダが設けられている。このエンコーダ
によって測定された距離Ｌ１と、型接合時から型締め完
了時までに必要なモータ２２の駆動量との関係を設定し
た駆動データがＲＡＭに記憶されている。そして、この
駆動データに基づいてモータ２２の駆動量がＣＰＵによ
り制御されるようになっている。そのため、両型１４，
２４の熱がガイドバー１２に伝わり、その熱の影響を受
けてガイドバー１２の長さが変化しても、型締め完了時
に可動型２４の押圧力が弱くなることはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、合成樹脂製品を成形するため
の射出成形機は、固定型と、その固定型に対して接離可
能に設けられた可動型とから構成されている。固定型
は、ガイドバーの先端部に支持されている。一方、可動
型は、ガイドバー上に支持され、モータの駆動によりガ
イドバーの軸線方向に沿って移動する。そして、両型に
より形成されるキャビティ内への合成樹脂の充填は、次
のように行われる。

【０００３】まず、モータを回転させて可動型を移動さ
せ、可動型を固定型に接合する。その後、モータを更に
回転させて、固定型に対して可動型を押圧して型締めす
る。型締めの完了後、溶融した合成樹脂をキャビティ内
にゲートを介して充填する。充填された合成樹脂が冷却
硬化した後、可動型を固定型から離間する方向へ移動さ
せ、合成樹脂製品を取り出す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、キャビティ
に充填される合成樹脂が冷却して固化しないようにする
ためには、両型をヒータによって加熱する必要がある。
そのため、射出成形機を長時間使用すると、金型の熱が
ガイドバーに伝わり、その熱の影響を受けてガイドバー
が伸長する。そして、このようなガイドバーの長さ変化
に伴い、固定型の位置が可動型から離間する方向にずれ
てしまう。従って、型締めした際に、固定型に対する可
動型の押圧力が弱くなり、両型の接合面の隙間から合成
樹脂が漏れるという問題があった。

【０００５】そこで、このような不具合を解消するため
に、固定型に対する可動型の押圧力を検出する圧力セン
サを設けたものがある。この構成によれば、圧力センサ
から出力される圧力検出信号に基づき、型接合してから
型締め完了するまでの間、制御手段によってモータが駆
動制御される。しかしながら、この方法では、圧力セン
サからの圧力検出信号の制御手段への伝達に時間がかか
るばかりでなく、制御手段による演算処理にも時間がか
かる。このため、固定型に対する可動型の押圧力が一定
でなくなり、型締めが安定しないという問題がある。従
って、両型の接合面から合成樹脂が漏れるのを防止する
ことはできなかった。

【０００６】更に、前記圧力センサを用いた従来技術以
外にも、ヒータの加熱時間と、可動型の移動量との関係
を設定した設定データを制御手段に予め記憶させた従来
技術がある。この構成によれば、ヒータの加熱開始時点
から所定時間が経過した時点までの可動型の移動量が、
制御手段により設定データから読み出される。しかしな
がら、このデータは、単なる時間経過のみに基づいて可
動型の移動量を設定したものである。そのため、射出成
形機の外気温度の上昇や、射出成形機の電源投入時にお
ける温度の違いにより、ガイドバーの伸び量が変化した
場合に、対応できない。従って、この場合においても、
両型の接合面から合成樹脂が漏れるのを防止することは
できなかった。

【０００７】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、両金型の接合面から成形用材料が
漏れるのを防止できる射出成形機を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、一対の金型と、両金
型のうち少なくとも一方を移動させて同金型を開閉する
駆動手段とを備え、前記駆動手段により前記金型を押圧
して前記両金型同士を接合した後、更に押圧して前記両
金型同士を型締めするようにした射出成形機において、
前記両金型の接合時における前記両金型の接合面から所
定の基準位置までの距離を測定する測定手段と、前記測
定手段によって測定された前記距離と、型接合時から型
締め完了時までに必要な前記駆動手段の駆動量との関係
を設定した駆動データを有し、この駆動データに基づい
て前記駆動手段の駆動量を制御する制御手段とを備えた
ことを要旨としている。

【０００９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の射出成形機において、前記駆動手段はモータを含
み、前記制御手段は前記駆動データに基づいて前記モー
タの回転角度を算出することを要旨としている。

【００１０】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２に記載の射出成形機において、前記駆動データは、前
記金型の周囲の温度状況に応じて複数種類備えられてい
る要旨としている。

【００１１】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１に記載の発明によると、金型の接合時にお
ける両金型の接合面から所定の基準位置までの距離が、
測定手段によって測定される。この測定された距離に基
づいて、駆動データにより駆動手段の駆動量が算出され
る。そして、型締めする際には、駆動量の算出結果に基
づいて、駆動手段が制御手段によって駆動制御される。
従って、両金型同士の押圧力が低下することがなくな
り、両金型の接合面から成形用材料が漏れるのを防止す
ることが可能になる。

【００１２】請求項２に記載の発明によると、制御手段
によりモータの回転角度が算出される。従って、型締め
完了時における金型同士の押圧力を高い精度で制御する
ことが可能になる。

【００１３】請求項３に記載の発明によると、金型の周
囲の温度状況に応じて駆動データが複数種類備えられて
いる。そのため、温度状況に応じた最適な駆動データに
基づいて、制御手段が駆動手段を制御する。従って、型
締め完了時における金型同士の押圧力をよりいっそう高
い精度で制御することが可能になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面に基づき詳細に説明する。図１に示すよう
に、基台１１の上面には、上下方向に沿って延びるガイ
ド部材としてのガイドバー１２が立設され、そのガイド
バー１２の上端には、支持部材１３が固定されている。
固定支持部材１３の下面には固定型１４が設けられてい
る。

【００１５】前記各ガイドバー１２には、伸縮可能なト
グル機構１５がそれぞれ設けられている。各トグル機構
１５は、一対のリンク１６，１７を備えている。下部リ
ンク１７は、ガイドバー１２の下端部に設けられた固定
支軸１８に回動可能に連結されている。上部リンク１６
は、ガイドバー１２に沿って移動可能な可動支軸１９に
回動可能に連結されている。そして、上下両リンク部材
１６，１７同士は、永久支軸２０を介して相対回動可能
に連結されている。

【００１６】前記各可動支軸１９には可動支持部材２３
が設けられ、この可動支持部材２３の上面には、前記固
定型１４と対向する可動型２４が設けられている。な
お、各型１４，２４にはヒータ１４ａ，２４ａが設けら
れている。このヒータ１４ａ，２４ａにより各型１４，
２４が加熱されることにより、両型１４，２４の接合時
に形成されるキャビティ内に、溶融した合成樹脂がスム
ーズに充填される。

【００１７】前記トグル機構１５には、駆動手段として
のサーボモータ２２が設けられている。このモータ２２
とトグル機構１５との間には、モータ２２の回転運動を
直線運動に変換する図示しない機構部が設けられてい
る。そして、モータ２２が正方向に回転すると、トグル
機構１５が伸長して、可動型２４が固定型１４に接近す
る。モータ２２が逆方向に回転すると、トグル機構１５
が収縮して、可動型２４が固定型１４から離間する。

【００１８】図２に示すように、両型１４，２４の接合
時において、固定型１４には可動型２４によって押圧力
が加えられる。このときの押圧力は、ガイドバー１２が
その軸線方向に沿ってほとんど伸びない程度の大きさに
設定されている。又、図３に示すように、両型１４，２
４の型締め完了時において、固定型１４に対する可動型
２４の押圧力は、ガイドバー１２がその軸線方向に沿っ
て所定量伸びる程度の大きさに設定されている。そのた
め、両型１４，２４の締付け完了時において、基台１１
の上面から両型１４，２４の接合面までの距離（図３参
照）Ｌ２は、両型１４，２４の接合時におけるその距離
（図２参照）Ｌ１よりも長くなる。そして、型締め完了
時において、ガイドバー１２が伸びることにより、型締
めに必要な可動型２４の押圧力（締付け力）が得られる
ようになっている。従って、可動型２４により固定型１
４に対して加えられる押圧力は、両型１４，２４の接合
時よりも型締め完了時の方が大きい。

【００１９】次に、前記のように構成された射出成形機
の電気的構成について説明する。図４に示すように、中
央処理装置（ＣＰＵ）３０は、射出成形機の各部の動作
を制御する。リードオンリメモリ（ＲＯＭ）３１は、射
出成形機の動作に必要な各種の制御プログラムを記憶し
ている。ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３２は、制
御プログラムの実行に伴って得られたデータ等を一時的
に記憶する。そして、このＣＰＵ３０、ＲＯＭ３１及び
ＲＡＭ３２により、制御手段が構成されている。

【００２０】測定手段としてのエンコーダ３５は、前記
モータ２２の回転角度を検出して、その検出信号をＣＰ
Ｕ３０に出力する。この検出により、両型１４，２４の
接合時における基台１１の上面（所定の基準位置）か
ら、両型１４，２４の接合面までの距離Ｌ１が測定され
る。又、トルクセンサ３６は、モータ２２のトルクを検
出して、その検出信号をＣＰＵ３０に出力する。モータ
２２は、ＣＰＵ３０からの駆動信号により、図示しない
駆動回路を介して回転する。更に、温度センサ３７は、
両型１４，２４の周囲の外気温度を検出して、その検出
信号をＣＰＵ３０に出力する。

【００２１】前記ＲＡＭ３２には、図５に示す駆動デー
タ（駆動マップ）３８が記憶されている。この駆動デー
タ３８の縦軸には、前記エンコーダ３５によって測定さ
れる両型１４，２４の接合面までの前記距離Ｌ１が設定
されている。一方、駆動データ３８の横軸には、両型１
４，２４の接合時から型締め完了時までに必要なモータ
２２の回転量が設定されている。そして、ＣＰＵ３０
は、エンコーダ３５からモータ２２の回転角度の検出信
号を入力したとき、その回転角度に応じて、型接合時か
ら型締め完了時までのモータ２２の回転角度を決定す
る。

【００２２】又、駆動データ３８には、型締め完了時に
おける可動型２４の押圧力がデータとして複数種類設定
されている。これは、成形する製品の種類によって、型
締め完了時に必要な押圧力の値が異なるためである。本
実施形態では、１０ｔ〜４０ｔの範囲かつ１０ｔ間隔で
型締め完了時における可動型２４の押圧力が設定されて
いる。ちなみに、駆動データ３８は、図６（ａ），
（ｂ）に示すデータに基づいて導き出されるものでる。
図６（ａ）は、両型１４，２４を締付ける際に、固定型
１４に対する可動型２４の押圧力と、モータ２２の回転
角度との関係を示すデータである。又、図６（ｂ）は、
型締め完了時における基台１１の上面から両型１４，２
４の接合面までの距離Ｌ２との関係を示すデータであ
る。

【００２３】図５には、両型１４，２４の周囲の外気温
度が２０゜Ｃである場合の駆動データ３８のみを示して
いる。実際には、両型１４，２４の周囲の外気温度に応
じて、複数種類の駆動データ３８がＲＡＭ３２に記憶さ
れている。そして、前記ＣＰＵ３０は、温度センサ３７
から出力される検出信号に基づいて、複数種類ある駆動
データ３８の中から最適なものを選択する。

【００２４】次に、上記のように構成された射出成形機
の作用について説明する。なお、この動作は、ＲＯＭ３
１に記憶されている制御プログラムに基づいて、ＣＰＵ
３０の制御のもとで進行する。

【００２５】両型１４，２４同士が離間した状態で、モ
ータ２２を正方向に回転すると、トグル機構１５が上方
に伸長して、可動型２４が所定量上昇する。そして、固
定型１４に可動型２４が接合すると、固定型１４により
可動型２４がほとんど上昇しなくなる。そのため、それ
が負荷となってモータ２２のトルクが上昇する。トルク
センサ３６により、モータ２２のトルクがしきい値を越
えたと検出されると、モータ２２の駆動を停止する。こ
れにより、両型１４，２４が接合した状態に保持され
る。

【００２６】この状態において、温度センサ３７の検出
信号に基づいて、複数種類ある駆動データ３８の中か
ら、最適な駆動データ３８を１つ選択する。それととも
に、エンコーダ３５によりモータ２２の回転角度を検出
し、基台１１から両型１４，２４の接合面までの距離Ｌ
１を測定する。そして、駆動データ３８に基づいて、両
型１４，２４の接合時から型締め完了時までに必要なモ
ータ２２の残りの回転角度を決定する。例えば、図５に
示すように、型締め完了時における可動型２４の押圧力
を４０ｔにしたい場合において、距離Ｌ１がａの値を示
すとすると、その距離Ｌ１に対応するモータ２２の回転
角度はｂの値を示すことになる。

【００２７】その後、駆動データ３８に基づいて算出さ
れた残りの回転角度だけモータ２２を回転する。これに
より、両型１４，２４が接合された状態よりも、トグル
機構１５は更に伸長する。この伸長により、各ガイドバ
ー１２が所定量伸び、可動型２４の押圧力を所定値（４
０ｔ）にすることが可能になる。型締め完了後、溶融し
た合成樹脂をキャビティ内にゲートを介して充填する。
充填された合成樹脂を冷却硬化させた後、モータ２２を
逆方向に駆動して、固定型１４から可動型２４を離間
し、合成樹脂製品を取り出す。

【００２８】従って、本実施形態によれば以下のような
効果を得ることができる。 （１） 両型１４，２４の接合時における基台１１の上
面から両金型１４，２４の接合面までの距離Ｌ１を測定
するエンコーダ３５が設けられている。このエンコーダ
３５によって測定された距離Ｌ１と、型接合時から型締
め完了時までに必要なモータ２２の駆動量との関係を設
定した駆動データ３８がＲＡＭ３２に記憶されている。
そして、この駆動データ３８に基づいてモータ２２の駆
動量がＣＰＵ３０により制御されるようになっている。
そのため、両型１４，２４の熱がガイドバー１２に伝わ
り、その熱の影響を受けてガイドバー１２の長さが変化
しても、型締め完了時に可動型２４の押圧力が弱くなる
ことはない。従って、成形工程を通じて両型１４，２４
同士を加圧状態で確実に接合させておくこと、即ち確実
に型締めしておくことができる。この結果、両型１４，
２４の接合面から合成樹脂が漏れるのを確実に防止する
ことができる。

【００２９】（２） ＲＡＭ３２に予め記憶された駆動
データ３８に基づいて、モータ２２の駆動量を制御して
いる。そのため、固定型１４に対する可動型２４の押圧
力を圧力センサによりリアルタイムで検出する場合と異
なり、演算処理に時間がかからない。しかも、固定型１
４に対する可動型２４の押圧力がばらつくことがない。

【００３０】（３） 両型１４，２４の接合時における
基台１１から両型１４，２４の接合面までの距離Ｌ１
が、モータ２２の駆動量を決定するためのパラメータに
なっている。従って、従来技術のように単なる時間経過
のみに基づいて可動型２４の移動量を決定している場合
と異なり、射出成形機の電源投入時における両型１４，
２４の周囲の温度の違いに関係なく、型締め完了時には
可動型２４の押圧力を最適にすることができる。

【００３１】（４） 型接合してから型締めを完了させ
るのに、モータ２２の回転角度がＣＰＵ３０により制御
されるようになっている。従って、型締め完了時におけ
る可動型２４の押圧力を高い精度で制御することが可能
になる。

【００３２】（５） ＲＡＭ３２には、両型１４，２４
の周囲の温度状況に応じた複数種類の駆動データ３８が
記憶されている。そのため、ＣＰＵ３０により選択され
た最適な駆動データ３８を用いて制御することができ
る。従って、型締め完了時における金型同士の押圧力を
よりいっそう高い精度で制御することができる。

【００３３】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。 ・ 前記実施形態では、可動型２４を上下方向に沿って
移動させるタイプの射出成形機に具体化した。これ以外
にも、可動型２４を水平方向に沿って移動するタイプの
射出成形機に具体化することも可能である。

【００３４】・ 前記実施形態では、固定型１４に対し
て可動型２４を押圧するためにトグル機構１５を使用し
た。これ以外にも、トグル機構１５を省略したり、トグ
ル機構１５に代えて他の機構に変更してもよい。

【００３５】・ 前記実施形態では、可動型２４を移動
させるのに、モータ２２を使用した。これ以外にも、例
えば油圧シリンダ等の流体シリンダや、電動シリンダに
変更してもよい。

【００３６】・ 前記実施形態では、エンコーダ３５に
より、接合時における基台１１と両型１４，２４の接合
面との間の距離Ｌ１を測定した。これ以外にも、基台１
１から固定型１４までの距離を測定するようにしてもよ
い。この場合には、駆動データ３８を、基台１１から固
定型１４までの距離と、型接合時から型締め完了時まで
の回転角度との関係で設定する。

【００３７】・ 前記実施形態では、両型１４，２４の
周囲の外気温度に応じて、複数種類の駆動データ３８が
ＲＡＭ３２に記憶されている。これ以外にも、両型１
４，２４自身の温度、又は両型１４，２４の付近におけ
るガイドバー１２の温度に応じた駆動データ３８をＲＡ
Ｍ３２に記憶させてもよい。この場合には、温度センサ
３７により、両型１４，２４のうち少なくともいずれか
一方の温度、又は両型１４，２４付近におけるガイドバ
ー１２の温度を測定できるようにする。

【００３８】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技
術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 （１） 請求項２又は３において、前記位置検出手段
は、前記モータの回転角度を検出するエンコーダである
射出成形機。この構成によれば、簡単な構成にも拘わら
ず、モータの回転角度を高精度に検出することができ
る。

【００３９】（２） 請求項２、請求項３及び（１）の
いずれかにおいて、前記両金型は、固定型と、その固定
型に対して接離可能な可動型とから構成され、前記駆動
手段は、モータ及びトグル機構を含んで構成されている
射出成形機。この構成によれば、駆動手段の駆動力が小
さくても、固定型に対する可動型の押圧力を大きくする
ことができる。

【００４０】（３） ガイド部材に固定型を設けるとと
もに、同ガイド部材に前記固定型に対して接離可能な移
動型を設け、前記移動型を固定型に対して進退させるト
グル機構を設け、そのトグル機構を作動させるモータを
設け、前記モータの回転力によるトグル機構の動作に基
づいて前記金型を押圧して前記両金型同士を接合した
後、更に押圧力して前記両金型同士を型締めする射出成
形機において、前記両金型の接合時における前記固定型
から所定の基準位置までの距離を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された前記距離と、型接合時
から型締め完了時までに必要な前記駆動手段の駆動量と
の関係を設定した駆動データを有し、この駆動データに
基づいて前記駆動手段の駆動量を制御する制御手段とを
備えた射出成形機。

【００４１】（４） 一対の金型と、両金型のうち少な
くとも一方を移動させて同金型を開閉する駆動手段とを
備え、前記駆動手段により前記金型を押圧して前記両金
型同士を接合した後、更に押圧力して前記両金型同士を
型締めするようにした射出成形機における型締め方法に
おいて、前記両金型の接合時における前記両金型の接合
面から所定の基準位置までの距離を測定手段により測定
し、その後、前記測定手段によって測定される前記距離
と、型接合時から型締め完了時までに必要な前記駆動手
段の駆動量との関係を設定した駆動データを用いて、前
記測定手段により測定された前記距離に基づく駆動手段
の駆動量を算出し、その算出結果に基づいて、駆動手段
の駆動量を制御するようにした射出成形機における型締
め方法。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、両金型の接合面から成形用材料が漏れる
のを防止することができる。

【００４３】請求項２に記載の発明によれば、型締め完
了時における金型同士の押圧力を高い精度で制御するこ
とができる。請求項３に記載の発明によれば、温度状況
に応じた最適な駆動データに基づいて駆動手段を制御す
ることができるので、型締め完了時における金型同士の
押圧力をいっそう高い精度で制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態を示し、型開き状態における射出成
形機の正面図。

【図２】型接合状態における射出成形機の正面図。

【図３】型締め状態における射出成形機の正面図。

【図４】射出成形機の電気的構成を示すブロック図。

【図５】駆動データを示す図。

【図６】（ａ），（ｂ）は駆動データを導き出すための
データ。

【符号の説明】

１４…固定型（金型）、２２…モータ（駆動手段）、２
４…可動型（金型）、３０…ＣＰＵ（制御手段）、３１
…ＲＯＭ（制御手段）、３２…ＲＡＭ（制御手段）、３
５…エンコーダ（測定手段）、３８…駆動データ３８、
Ｌ１…距離。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の金型と、両金型のうち少なくとも
   一方を移動させて同金型を開閉する駆動手段とを備え、
   前記駆動手段により前記金型を押圧して前記両金型同士
   を接合した後、更に押圧して前記両金型同士を型締めす
   るようにした射出成形機において、 前記両金型の接合時における前記両金型の接合面から所
   定の基準位置までの距離を測定する測定手段と、 前記測定手段によって測定された前記距離と、型接合時
   から型締め完了時までに必要な前記駆動手段の駆動量と
   の関係を設定した駆動データを有し、この駆動データに
   基づいて前記駆動手段の駆動量を制御する制御手段とを
   備えた射出成形機。
2. 【請求項２】 前記駆動手段はモータを含み、前記制御
   手段は前記駆動データに基づいて前記モータの回転角度
   を算出する請求項１に記載の射出成形機。
3. 【請求項３】 前記駆動データは、前記金型の周囲の温
   度状況に応じて複数種類備えられている請求項１又は２
   に記載の射出成形機。