JP2002283425A - 射出発泡成形機の型開閉装置 - Google Patents
射出発泡成形機の型開閉装置Info
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Abstract
止を正確にかつ安定的に制御できるようにする。 【解決手段】 型締めシリンダ8と、移動型2と連結の
ブーストシリンダ12と、型締めシリンダ8とブースト
シリンダ12とを連動させる第1の油圧回路と、定容量
型油圧ポンプ28とこれを駆動するサーボモータ30を
有し、発泡成形の基準位置に前記移動型を作動する第2
の油圧回路を設け、位置検出手段35,36,37から
移動型の位置検出信号をフィードバックし、前記基準位
置と対比し移動型を当該基準位置に位置決めするように
前記サーボモータを制御する位置フィードバック制御手
段38と、移動型が目的位置に到達したときに、発泡力
に抗して型閉方向の油圧力が前記移動型に作用するよう
に前記第1油圧回路および第2油圧回路の流路を切り換
え前記移動型の位置を保持する油圧回路切換手段を設け
る。
Description
型開閉装置に係り、特に、発泡成形のために必要な金型
の型開量を正確に制御できる射出発泡成形機の型開閉装
置に関する。
た、成形品の接触感にソフト感覚を付加するために、近
年、発泡成形が注目されている。この種の発泡成形は、
射出成形機で発泡剤の入った樹脂を金型内のキャビティ
に射出して成形する。発泡成形品は、例えば、自動車の
内装材等に広く利用されている。
を発生し、樹脂を膨張させ、無数の発泡セルを形成す
る。品質の良い発泡成形品を成形するためには、発泡セ
ルの形成が不均一にならならないように、しかも発泡倍
率が大きくなるようにする必要がある。
26号公報において、発泡セルが小さく均一になり発泡
倍率を向上させることを可能とする射出発泡成形品の成
形方法を提案している。この射出発泡成形品の成形方法
は、射出成形機の型閉状態でキャビティ内に発泡剤入り
樹脂を射出し、射出完了後、発泡ガスによる樹脂の膨張
で金型壁面と樹脂の接触を維持しながら移動型を予め設
定した基準肉厚位置で停止させ、冷却完了後、移動型を
後退させて製品を取り出すというものである。この成形
方法によれば、発泡剤入り樹脂の射出完了後に、発泡ガ
スにより樹脂の膨張で金型壁面と樹脂の接触を維持しな
がら移動型を移動するため、発泡セルの大きさが小さく
均一になり、しかも発泡倍率が向上し、薄い肉厚であっ
ても大きな弾性力を有する成形品を成形することが可能
となる。
めには、その前提として、射出完了後の発泡ガスによる
樹脂の膨張に合わせて、移動型を正確に移動させること
が必要となる。従来の射出発泡成形機では、移動型の位
置を検出する検出器とともに、金型の開閉を行う型締め
シリンダに圧油を供給する油圧回路に油圧サーボ機構を
設けて、移動型の位置および速度を制御している。
型締めを行って発泡剤入りの樹脂を射出した後に、発泡
ガスの発生により樹脂の膨張に合わせて型開方向にごく
僅かの距離だけ移動させる必要があり、しかも、上記の
基準肉厚位置のように予め設定した位置に移動型を正確
に停止させることが発泡成形品の品質を一定に保つ上で
重要となる。
は、型締めシリンダに給排する作動油を制御することに
より、移動型の位置や移動速度を制御するので、誤差が
生じて正確な制御が難しく、型位置を安定させることが
困難であった。また、位置決め用のブロックを金型また
はダイプレートに挟み、樹脂を射出した後に、移動型を
移動させ位置決め用ブロックで移動型を所定位置に停止
させることで、移動型の型開量を安定させることも行わ
れているが、位置決めのための機械的な機構が大掛かり
なものとなる欠点があった。
有する問題点を解消し、発泡成形のために発泡ガスによ
る樹脂の膨張に合わせて、移動型の移動および停止を正
確にかつ安定的に制御できるようにした射出発泡成形機
の型開閉装置を提供することにある。
めに、本発明は、固定型と移動型からなる金型内に発泡
剤入りの樹脂を射出し発泡成形品を成形する射出発泡成
形機に用いられる油圧式の型開閉装置において、型閉さ
れた前記金型に型締め力を作用させる型締めシリンダ
と、前記移動型と連結され移動型を移動させるブースト
シリンダと、油圧源を有し、前記型締めシリンダとブー
ストシリンダとが型開閉及び型締めのための一連の動作
を行うように連動して作動するように前記型締めシリン
ダとブーストシリンダに作動油を給排する第1の油圧回
路と、定容量型油圧ポンプとこれを駆動するサーボモー
タを有し、型閉位置から所定の距離だけ型開方向に設定
された発泡成形の基準位置に前記移動型を移動させるた
めに作動油を前記ブーストシリンダに供給する第2の油
圧回路と、前記移動型の位置を検出する位置検出手段
と、前記位置検出手段から移動型の位置検出信号をフィ
ードバックし、検出した位置と前記基準位置とを比較し
ながら当該基準位置に移動型を到達させ当該基準位置に
位置決めするように前記サーボモータの回転を制御する
位置フィードバック制御手段と、前記移動型が目的位置
に到達したときに、発泡力に抗して型閉方向の油圧力が
前記移動型に作用するように前記第1油圧回路および第
2油圧回路の流路を切り換え前記移動型の位置を保持す
る油圧回路切換手段と、を具備することを特徴とするも
のである。
機の型開閉装置の一実施形態について、添付の図面を参
照しながら説明する。図1は、本実施の形態による射出
発泡成形機の型開閉装置の油圧回路図を示す。この図1
において、1は固定金型、2は移動金型である。固定金
型1は固定ダイプレート3に取り付けられ、移動金型2
は移動ダイプレート4に取り付けられている。固定ダイ
プレート3側には射出装置が配置されており、この図1
では、射出装置の加熱バレル5が図示されている。この
加熱バレル5の内部には図示しないスクリュが装着され
ている。スクリュの回転により発泡剤の混入した樹脂が
溶融され、溶融した樹脂はスクリュの前進によりノズル
6から射出される。
部が結合され、このタイバー7は移動ダイプレート4を
挿通して型締めシリンダ8まで延びており、タイバー7
の他端部は型締めシリンダ8と連結されている。型締め
シリンダ8の内部のシリンダ室9にはラム10が挿入さ
れ、この型締めシリンダ8から延びるラム10の先端部
は移動ダイプレート4に結合されている。
固定金型1と移動金型2とを型閉した後に型締め力を加
えるためのものである。これに対して、固定ダイプレー
ト3の左右両側に配設されている一対のブーストシリン
ダ12、12は、固定金型1に対して移動金型2を接近
する方向に移動させて型を閉じ、あるいは、離間する方
向に移動金型2を移動させて型を開くためのもので、そ
れぞれブーストシリンダ12、12から外に延びるピス
トンロッド13、13の先端部は、移動ダイプレート4
に連結されている。
ダ8とブーストシリンダ12を作動させる第1の油圧回
路について説明する。
は、多連型の油圧ポンプで、15は油圧ポンプ14a、
14bを駆動するモータである。16は、作動油の入っ
ているタンクである。油圧ポンプ14a、14bから吐
出された作動油は、流量調整弁17、型開閉用切換弁1
8を通ってから、ブーストシリンダ12、12と型締め
シリンダ8に供給される。ここでは、型開閉用切換弁1
8には、4ポート3位置の電磁切換弁が用いられてお
り、Bポートには、ブーストシリンダ12の型開側のシ
リンダ室12aにまで延びる管路が接続されている。A
ポートに接続されている管路は、二手に分岐した一方
は、ブーストシリンダ12の型閉側のシリンダ室12b
まで延びている。
ンダ用切換弁20のPポートに接続されている。型締め
シリンダ用切換弁20のAポートに接続されている管路
は、型締めシリンダ8のシリンダ室9の入り口ポートま
で延びるようになっている。型締めシリンダ8には、プ
レフィルバルブ22とこのプレフィルバルブ22を開閉
する開閉シリンダ23が設けられており、型開時にはシ
リンダ室9の作動油はドレーン側に排出されて型開動作
を迅速に行えるようになっている。24は、プレフィル
バルブ用切換弁である。26は、作動油の圧力を設定す
る圧力調整弁である。
ートは、プレフィルバルブ22を閉じる開閉シリンダ2
3の下側のシリンダ室とつながり、Bポートは開放する
上側のシリンダ室とつながっている。移動金型2を開閉
する間は、プレフィルバルブ用切換弁24のソレノイド
24bが励磁されてPポートとBポートが連通した位置
に切り換えられてプレフィルバルブ22が開放されてお
り、型締めシリンダ8のシリンダ室9はドレーン側と通
じた状態になっている。
イド18bを励磁すると、PポートとAポートが連通し
てブーストシリンダ12の型閉側のシリンダ室12bに
作動油が供給されて移動金型2が右行して閉じ、ソレノ
イド18aが励磁されると、PポートとBポートが連通
して型開側のシリンダ室12aに作動油が供給されて移
動金型2が左行して開くようになっている。
で、プレフィルバルブ用切換弁24のソレノイド24a
を励磁して、PポートとAポートが連通する位置に切り
換え、プレフィルバルブ22を閉じておく。そして、型
締めシリンダ用切換弁20のソレノイドを励磁すると、
作動油は型締めシリンダ8のシリンダ室9に供給される
ので型締めを行うことができる。
樹脂を射出した後、型閉位置から所定の距離だけ型開方
向に移動金型2を移動させるために作動油をブーストシ
リンダ12に供給する第2の油圧回路について説明す
る。
方向型の定容量型油圧ポンプ28を備えている。この定
容量型油圧ポンプ28は、サーボモータ30によって駆
動されれる。定容量型油圧ポンプ28のそれぞれの吐出
口から延びる管路には、パイロット付きチェック弁3
1、32が設けられている。パイロット付きチェック弁
31の下流の管路は、それぞれブーストシリンダ12の
型開側のシリンダ室12aに接続され、パイロット付き
チェック弁32の下流の管路は、ブーストシリンダ12
の型閉側のシリンダ室12bに接続されている。このよ
うな第2油圧回路では、ブーストシリンダの左右のシリ
ンダ室12a、12bの作動油を循環させる差動回路に
なるように管路が組まれている。なお、33、34は、
作動油をタンクから作動回路に補給するためのチェック
弁である。
ニアスケールである。このリニアスケール35と移動ダ
イプレート4に取り付けられている位置検出ヘッド36
と計数器37とを組み合わせて、移動金型2の位置を検
出する手段を構成している。計数器37の出力は、制御
部38に導入される。この制御部38は、プログラマブ
ルコントローラ(PLC)等によって構成され、予め組
まれたプログラムにしたがって射出発泡成形の工程を進
行させるため所定の順序で前述の切換弁を切り換える機
能とともに、以下のように移動金型2の位置をフィード
バックしながらサーボモータ30の回転を制御する位置
制御回路とサーボモータ駆動回路を備えている。
の射出を完了した後、発泡ガスによる樹脂の膨張に合わ
せて所定量だけ、発泡成形の基準位置まで移動金型2を
開く場合の位置制御について説明する。樹脂の射出完了
時点から移動金型2の位置制御が開始され、まず、制御
部38は、型開閉用切換弁18を図1に示す中立位置に
置くとともに、型締めシリンダ用切換弁20を図1に示
す位置に切り換えて、型締めシリンダ8のシリンダ室9
をドレーン側に開放しておく。
を予め設定されたプログラムにしたがって、所定の回転
速度で正方向に回転させることで、双方向型の定容量型
油圧ポンプ28を所定の回転速度で駆動し、ブーストシ
リンダ12の型開側のシリンダ室12aに所定流量の作
動油を導入する。これにより、移動ダイプレート4はタ
イバー7に沿って左行を開始する。このとき、キャビテ
ィ内で発生する発泡ガスによる樹脂の膨張に合わせて移
動金型2が移動するような作動油の流量であることが好
ましい。
基準位置まで移動する間、移動金型2の位置検出信号
は、計数器37から制御部38にフィードバックされる
ので、制御部38は、移動金型2の位置と基準位置とを
比較し、基準位置に到達するまでサーボモータ30の回
転を継続する。移動金型2の位置が基準位置に一致した
時点で、制御部38はサーボモータ22の図示しない駆
動回路に停止指令を送り、サーボモータ30の回転を停
止する。なお、移動金型2が基準位置を越えた場合は、
定容量型油圧ポンプ28が双方向型のポンプであるから
サーボモータ30を反転させればよい。
停止してブーストシリンダ12への作動油の供給が停止
されるので、移動金型2は基準位置に停止させることが
できる。しかも、定容量型油圧ポンプ28をサーボモー
タ30で駆動し、移動金型2の位置をフィードバックし
ながらサーボモータ30の回転を制御するので、正確に
移動金型2を基準位置に位置決めすることができる。さ
らに、移動金型2の位置制御に必要な油圧回路は、ブー
ストシリンダ12の型開側のシリンダ室12aから型閉
型のシリンダ室12bに作動油が循環する差動回路にな
っているため、定容量型油圧ポンプ28およびサーボモ
ータ30は、小容量のものでも十二分に対応することが
可能である。
た後、制御部38は、型締めシリンダ用切換弁20のソ
レノイドを励磁してPポートがAポートに連通する位置
に切り換える。これにより、型締めシリンダ8のシリン
ダ室9には2連の油圧ポンプ14a、14bからの作動
油が導入され、ラム10を発泡圧に抗して加圧して移動
金型2が発泡圧で基準位置からさらに開くのを阻止す
る。また、このとき、型開閉用切換弁18は、図1に示
す中立位置に切り換えられており、ブーストシリンダ1
2のシリンダ室12aは閉じられているとともに、パイ
ロット付きチェック弁31およびチェック弁33により
作動油の排出が阻止されているために、型締めシリンダ
8に加圧されてブーストシリンダ12が型閉方向に移動
しないように圧力を保持することができるので、従来の
ように機械的に位置決めブロックなどを用いることな
く、発泡成形が終了するまでの間、移動金型の位置を基
準位置に安定させることが可能となる。
を示すもので、ブーストシリンダ40の向きを図1とは
逆にして、ピストンロッド41が伸びると型閉し、ピス
トンロッド41が後退すると型開するようにした例であ
る。油圧回路は、図1と同様のものを適用することがで
きる。
ダ8の内部に組み込んだ変形例を示している。この場
合、ラム10の外周部には、型開側のシリンダ室42が
形成され、ラム10の内部に型閉側のシリンダ室43が
形成されている。
によれば、発泡成形のために発泡ガスによる樹脂の膨張
に合わせて、移動金型の移動および停止を正確にかつ安
定的に制御できるので、高品質で品質の一定した発泡成
形品の成形に大いに貢献するものである。
実施形態を示す油圧回路図。
ンダの変形例を示す断面図。
ンダの他の変形例を示す断面図。
Claims (5)
- 【請求項1】固定型と移動型からなる金型内に発泡剤入
りの樹脂を射出し発泡成形品を成形する射出発泡成形機
に用いられる油圧式の型開閉装置において、 型閉された前記金型に型締め力を作用させる型締めシリ
ンダと、 前記移動型と連結され移動型を移動させるブーストシリ
ンダと、 油圧源を有し、前記型締めシリンダとブーストシリンダ
とが型開閉及び型締めのための一連の動作を行うように
連動して作動するように前記型締めシリンダとブースト
シリンダに作動油を給排する第1の油圧回路と、 定容量型油圧ポンプとこれを駆動するサーボモータを有
し、型閉位置から所定の距離だけ型開方向に設定された
発泡成形の基準位置に前記移動型を移動させるために作
動油を前記ブーストシリンダに供給する第2の油圧回路
と、 前記移動型の位置を検出する位置検出手段と、 前記位置検出手段から移動型の位置検出信号をフィード
バックし、検出した位置と前記基準位置とを比較しなが
ら当該基準位置に移動型を到達させ当該基準位置に位置
決めするように前記サーボモータの回転を制御する位置
フィードバック制御手段と、 前記移動型が目的位置に到達したときに、発泡力に抗し
て型閉方向の油圧力が前記移動型に作用するように前記
第1油圧回路および第2油圧回路の流路を切り換え前記
移動型の位置を保持する油圧回路切換手段と、を具備す
ることを特徴とする射出発泡成形機の型開閉装置。 - 【請求項2】前記第1油圧回路は、前記型締めシリンダ
への作動油の流路を切り換える型締め用切換弁と、前記
ブーストシリンダへの作動油の流路を切り換える型開閉
用の3位置切換弁とを有し、前記第2油圧回路は、前記
ブーストシリンダの型開側のシリンダ室と型閉側のシリ
ンダ室との間で作動油を循環させる差動回路を有するこ
とを特徴とする請求項1に記載の射出発泡成形機の型開
閉装置。 - 【請求項3】前記定容量型油圧ポンプは、双方向型の定
量型油圧ポンプからなることを特徴とする請求項1また
は2に記載の射出発泡成形機の型開閉装置。 - 【請求項4】前記第2油圧回路は、前記定量型油圧ポン
プの停止時に回路の圧力を保持するチェック弁をするこ
とを特徴とする請求項2に記載の射出発泡成形機の型開
閉装置。 - 【請求項5】前記ブーストシリンダは、前記型締めシリ
ンダの内部に組み込まれていることを特徴とする請求項
1に記載の射出発泡成形機の型開閉装置。
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