JP2002283425A - 射出発泡成形機の型開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 発泡成形のために、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

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出発泡成形機の
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。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック成形品の重量を軽減し、ま
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。

【０００３】発泡成形では、樹脂が射出直後に発泡ガス
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。

【０００４】そこで、本出願人は、特開平８−２６７５
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。

【０００５】このような射出発泡成形方法を実施するた
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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】射出発泡成形の場合、
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。

【０００７】しかしながら、従来の射出発泡成形機で
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。

【０００８】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
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。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明による射出発泡成形
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。

【００１１】固定ダイプレート３にはタイバー７の一端
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。

【００１２】この実施形態では、型締めシリンダ８は、
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。

【００１３】次に、型開閉時と型締め時に型締めシリン
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。

【００１４】図１において、参照符号１４ａ、１４ｂ
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。

【００１５】一方、分岐した他方の管路は、型締めシリ
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。

【００１６】このプレフィルバルブ用切換弁２４のＡポ
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。

【００１７】この状態で、型開閉用切換弁１８のソレノ
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。

【００１８】型締め時には、移動金型２を閉じた状態
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。

【００１９】次に、発泡成形を行うために型締めをして
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。

【００２０】図１において、この第２の油圧回路は、双
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。

【００２１】次に、図１において、参照符号３５は、リ
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。

【００２２】そこで、発泡成形時に、発泡剤入りの樹脂
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。

【００２３】次いで、制御部３８は、サーボモータ３０
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。

【００２４】移動金型２が予めプログラムで設定された
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。

【００２５】このようにして定容量型油圧ポンプ２８が
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。

【００２６】こうして、移動金型２が基準位置に停止し
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。

【００２７】次に、図２は、ブーストシリンダの変形例
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。

【００２８】図３は、ブーストシリンダを型締めシリン
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。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による射出発泡成形機の型開閉装置の一
実施形態を示す油圧回路図。

【図２】同射出発泡成形機の型開閉装置のブーストシリ
ンダの変形例を示す断面図。

【図３】同射出発泡成形機の型開閉装置のブーストシリ
ンダの他の変形例を示す断面図。

【符号の説明】

１ 固定金型 ２ 移動金型 ３ 固定ダイプレート ４ 移動ダイプレート ５ 加熱バレル ６ ノズル ７ タイバー ８ 型締めシリンダ １０ ラム １２ ブーストシリンダ １８ 型開閉用切換弁 ２０ 型締めシリンダ用切換弁 ２２ プレフィルバルブ ２４ プレフィルバルブ用切換弁 ２８ 定容量型油圧ポンプ ３０ サーボモータ ３５ リニアスケール

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F202 AB02 AG20 AP06 AR09 CA11 CC01 CL09 CL13 CL18 CL22 CL42 CL44 4F206 AB02 AG20 AP067 AR097 JA04 JL02 JM02 JM04 JM05 JM16 JN33 JP11 JQ88 JT05 JT21 JT33

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。