JP2006027248A - 射出成形機のノズルタッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価なバネの復元力により所望のノズルタッチ力が保持され、そしてノズルタッチ力を簡単に変更できると共に、過大な力が生じても、装置の破損が免れる、ノズルタッチ装置を提供する。
【解決手段】バネ（２８）の圧縮量を位置の数値データとして検出するエンコーダ（３６）と、コントローラ（３７）とを備える。エンコーダで検出される位置の数値データとコントローラに設定されている位置の数値データとを比較して、ブレーキ付き電動モータ（２１）の停止、逆回転等の制御をする。すなわち、所望のノズルタッチ力が得られる位置の数値データをコントローラに設定して所望のノズルタッチ力を得る。異なる数値データに変更して、ノズルタッチ力を変更する。そして、許容過大力に相当する位置の数値データを設定しておいて、金型（１０）等の破損を防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、射出ノズルを備えた射出装置が、電動モータの回転力を推力に変換する動力変換手段によりバネを介して金型の方へ駆動され、前記射出装置の射出ノズルが前記金型のノズルタッチ部にバネを所定量圧縮した状態でタッチして、前記バネの復元力により所定のノズルタッチ力が得られるようになっているノズルタッチ装置に関するものである。

射出成形機は、従来周知のように、概略、射出装置と、金型とから構成されている。射出装置は、加熱シリンダ、この加熱シリンダの内部に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュ、このスクリュを駆動する駆動装置等からなり、加熱シリンダの前方には射出ノズルが設けられている。一方、金型は固定盤に取り付けられている固定金型、可動盤に同様に取り付けられている可動金型から構成されており、型締装置によって可動金型が固定金型に対して型締めされる。したがって、射出装置のスクリュを回転駆動し、射出材料を加熱シリンダに供給すると、従来周知のようにして射出材料は加熱シリンダの前方の計量室に可塑化計量される。そこで、スクリュを軸方向に駆動し、計量室の射出材料を型締めされた金型のキャビテイに射出し、冷却固化を待って可動金型を開くと、所定形状の成形品が得られる。

上記のようにして、計量し、そして射出するときは、ノズルタッチ装置により、射出ノズルは金型のノズルタッチ部に計量時の背圧、射出時の射出圧等により受ける反力に抗する所定のタッチ力で圧接されるようになっている。また、加熱シリンダアセンブリの交換時、スプルーブレイク方式による射出成形時等には、ノズルタッチ装置により、射出ノズルは金型のノズルタッチ部から離間されるようになっている。

特許第３２３７６３６号 特開平７−１４４３４１号 特許第３１５３８００号 特開平６−２２６７８７号

図２は、特許文献１〜３に示されているノズルタッチ装置を模式化して示す側面図であるが、この図２に示されているように、従来のノズルタッチ装置４０は、所定量圧縮されるバネ４１の復元力により、所定のノズルタッチ力が保持されるようになっている。さらに詳しく説明すると、ノズルタッチ装置４０は、ブレーキ４２付きの電動モータ４３により、減速機４４を介して回転駆動されるボールネジ４５、このボールネジ４５に螺合しているボールネジナット４６、ボールネジナット４６と一体になって軸方向に駆動される駆動部材４７、この駆動部材４７と、射出装置５０に一端が固定されている駆動棒４８との間に介装されているバネ４１等から構成されている。ボールネジ４５は回転軸受により回転自在に軸受けされ、ボールネジナット４６はガイドにより回転が規制されて軸方向には移動可能になっている。

したがって、電動モータ４３を起動すると、ボールネジ４５が所定方向に回転駆動され、ボールネジナット４６は、図２において左方へ駆動される。そうすると、射出装置５０は金型５５の方へバネ４１を介して駆動される。射出ノズル５２が固定金型５６のタッチ部にタッチすると、射出装置５０はもはや移動できない。今度はバネ４１が圧縮されることになる。設定された量だけ圧縮されると、すなわち射出装置５０が移動できない状態になって駆動部材４７が所定量だけバネ４１を圧縮する方向へ駆動されると、近接スイッチあるいはリミットスイッチ４９がこれを検知して電動モータ４３は停止する。そして、電動モータ４３はブレーキ４２により制動がかけられ、ボールネジナット４６はその位置に固定される。これにより、バネ４１の復元力により、射出ノズル５２は固定金型５６のノズルタッチ部に押しつけられる。すなわち、所定のノズルタッチ力が保持される。

特許文献３には、図２に示されている駆動棒４８に、点線で示す緩衝部材６０が介在されたノズルタッチ装置が示されている。この緩衝部材６０により、金型５５の倒れ、金型構造等の原因により射出ノズル５２の先端にノズルタッチ力が増大する方向に過大な力が作用するとき、この過大な力が吸収され、金型５５、ノズルタッチ装置４０、射出装置５０等の破損が防止される。また、特許文献４には、上記した図２に示されているようなノズルタッチ装置のボールネジ４５の駆動にサーボモータが選定されたノズルタッチ装置が示されている。このノズルタッチ装置の駆動棒４８の一方は、射出装置５０にジョイント６１を介して取り付けられているが、このジョイント６１と射出装置５０との間に図示されていないタッチ力検出装置が設けられている。

上記のような、従来のノズルタッチ装置４０は、近接スイッチあるいはリミットスイッチ４９によりボールネジナット４６の軸方向の移動位置が決定されるので、ノズルタッチ力を発生させるバネ４１の圧縮代は、このスイッチ４９の位置で調整され、決定される。そして、この位置でブレーキ４２が作動し、バネ４１の圧縮状態が保持され、ノズルタッチ力は常にある決まった大きさに保持される。したがって、通常は格別に問題なく使用できる。また、これらの機能を有する装置が電動シリンダとして市販されているので、比較的安価に入手しそして、使用することができる利点もある。
しかしながら、金型倒れ、金型構造等の原因により射出ノズル５２の先端にノズルタッチ力が増大する方向に過大な力が作用すると、ボールネジ４５がブレーキ４２により機械的にロック状態に保持されているので、この過大な力が金型５５、ノズルタッチ装置４０、射出装置５０等に作用し、これらを破損させる欠点がある。もっとも、特許文献３に記載のノズルタッチ装置には、駆動棒４８に緩衝部材６０が設けられているので、この緩衝部材６０により衝撃的な過大な力は吸収され、上記したような装置の破壊は免れるとしても、緩衝部材６０を別に設けなければならないので、コスト高になる。また、ブレーキ４２の作用を解除するものではないので、緩衝部材６０には継続的な過大な力に対する効果は期待できない。また、上記した従来のノズルタッチ装置においては、ノズルタッチ力を変更する毎にリミットスイッチ４９の位置を調整しなければならない煩わしさもある。

また、特許文献４に記載されているノズルタッチ装置によると、サーボモータによりタッチ力が得られ、タッチ力は数値制御により制御されるので、上記したような装置の破壊は免れるが、高価なサーボモータとタッチ力検出装置を必要としコスト高になる恐れがある。また、バネの復元力により所定のノズルタッチ力を得るものに比較して、常に電力を必要とする欠点もある。さらには、サーボモータの発熱対策等を必要とし維持管理費が嵩むことも予想される。
したがって、本発明は安価なバネの復元力により所望のノズルタッチ力が保持され、そしてノズルタッチ力を簡単に変更できると共に、過大な力が生じても、金型、ノズルタッチ装置、射出装置等の破損が免れる、射出成形機のノズルタッチ装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、所定のノズルタッチ力を得るためのバネのたわみ量あるいは圧縮量を位置の数値として、あるいは位置の数値データとしてエンコーダで検出し、このエンコーダで検出される位置の数値データを、設定されている位置の数値データと比較して、バネを圧縮する電動モータが制御されるように構成される。すなわち、請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、射出ノズルを備えた射出装置が、電動モータの回転力を推力に変換する動力変換手段によりバネを介して金型の方へ駆動され、前記射出装置の射出ノズルが前記金型のノズルタッチ部にバネを所定量圧縮した状態でタッチして、前記バネの復元力により所定のノズルタッチ力が得られるようになっているノズルタッチ装置であって、前記ノズルタッチ装置は、前記バネの圧縮量を位置の数値データとして検出するエンコーダと、前記バネの圧縮量を位置の数値データとして設定できると共に前記電動モータを制御するコントローラとを備え、前記エンコーダにより出力される位置の数値データは、前記コントローラに入力され、そして設定されている位置の数値データと比較され、前記電動モータは、その回転が前記の比較結果に基づいて制御されるように構成される。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のノズルタッチ装置において、エンコーダにより出力される位置の数値データが、コントローラに設定されている許容過大力に相当する位置の数値データを超えると、電動モータは射出装置の射出ノズルが金型から離間する方向に回転するように構成され、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のノズルタッチ装置において、エンコーダにより出力される位置の数値データが、コントローラに設定されている許容過大力に相当する位置の数値データを超えると、ブレーキが解除され、射出装置の射出ノズルが金型から離間可能となるように構成される。

本発明は、上記のように構成されているので、バネに関する、色々な位置の数値データをコントローラに設定しておくと、あるいは設定を変えると、電動モータはその回転あるいは回転方向が色々制御され、そしてノズルタッチ力が制御されるという本発明に特有の効果が得られる。具体的には、所望のノズルタッチ力が得られる位置の数値データをコントローラに設定しておくと、エンコーダで検出されるバネに関する位置の数値データと設定されている位置の数値データとが比較され、一致すると電動モータが停止する。これにより、所望のノズルタッチ力が得られる。また、ノズルタッチ力を変更するときは、コントローラに所望の位置の数値データに変更設定すると、エンコーダで検出される位置の数値データが変更設定されている位置の数値データに一致すると、電動モータが停止する。これにより、ノズルタッチ力が変更される。このように、本発明によると、コントローラに所望の位置の数値データに変更するだけで、従来のようにセンサの位置を微調整するような煩わしい操作をすることなく、ノズルタッチ力を変更することができる効果が得られる。
そして、本発明によると、許容過大力に相当する位置の数値データを設定しておくと、バネの圧縮量が位置の数値データとしてエンコーダにより検出される値が、この設定値を超えると、電動モータに逆回転信号が出力され、電動モータは逆回転する。あるいはブレーキが解除され、射出装置の射出ノズルが金型から離間可能となり、バネの反力により電動モータは逆回転する。これにより、射出ノズルと金型との接触状態は解除され、金型、ノズルタッチ装置、射出装置等の破損が防止されるという、本発明に特有の効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１に示されているように、本実施の形態に係わる射出成形機は、外形的には従来の射出成形機と同様に射出装置１と、金型１０と、ノズルタッチ装置２０とから構成されている。射出装置１は、加熱シリンダ２を備えている。そして、この加熱シリンダ２の内部には、従来周知のように回転方向と軸方向とに駆動可能にスクリュが挿入されている。加熱シリンダ２の前方には、射出ノズル３が設けられている。このような加熱シリンダ２の後方には、スクリュの駆動装置が設けられ、そして架台４に前後方向に移動可能に支持されている。したがって、固定的に設けられている金型１０に射出ノズル３の先端部をタッチさせることができ、また離間させることもできる。

金型１０は、従来周知のように、固定盤１１に固定的に取り付けられている固定金型１３と、この固定金型１３に対して、図示されない型締装置により型開閉される可動金型１４とからなっている。そして、固定金型１３と可動金型１４のパーテイングライン側には、従来周知のように成形品を成形するためのキャビテイが形成されている。固定盤１１には、射出ノズル３が挿通される透孔１２が形成され、この透孔１２に対応した固定金型１３の半球形の凹部がノズルタッチ部１５となっている。ノズルタッチ部１５は、固定金型１３に形成されているスプルに連通している。

ノズルタッチ装置２０は、本実施の形態によると、停止時にブレーキ２２がかかるブレーキ付き電動モータ２１、ボールネジ２４、このボールネジ２４に螺合しているボールネジナット２５、バネ２８等からなっている。ボールネジ２４はブレーキ付き電動モータ２１により減速装置２６を介して駆動される。減速装置２６は、例えばブレーキ付き電動モータ２１の出力軸に固定されている駆動プーリ、ボールネジ２４の方に固定されている従動プーリ、これらのプーリ間に掛け回されているベルト等から構成されている。ボールネジ２４は、前後方向に所定長さを有し、その一方は固定盤１１の、射出装置１側に面した部分に取り付けられている軸受２３に、そして他方は図示されない回転軸受に回転自在に軸受されている。ボールネジナット２５は、軸方向には移動可能であるが、回転は図示されない部材で規制されている。したがって、ボールネジ２４が回転駆動されると、これに螺合しているボールネジナット２５の方が軸方向に駆動される。このような動きをするボールネジナット２５には、駆動部材２７が一体的に固定されている。

射出装置１の、金型１０に面した部分には、継手３０が取り付けられ、この継手３０に駆動棒３１一方の端部が取り付けられている。駆動棒３１は金型１０の方へ所定量だけ延びている。そして、下方へ鍵型に延びた部分が荷重受部３２となっている。この荷重受部３２と、前述した駆動部材２７との間にバネ２８が介在されている。

このように構成されている駆動部材２７に、金型１０の方へ延在したセンサ棒３５が取り付けられ、このセンサ棒３５に関連して、軸方向の変位にともないパルスを出力するエンコーダ３６が設けられている。

本実施の形態によると、射出成形機あるいはノズルタッチ装置２０は、コントローラ３７も備えている。コントローラ３７は、作用の箇所で説明するように比較機能、演算機能等を有する。また、ノズルタッチ力に相当するパルス数あるいは位置の数値を設定する設定手段も備えている。そして、エンコーダ３６とは信号ラインａで接続され、ブレーキ付き電動モータ２１とは信号ラインｂによりそれぞれ接続されている。

次に、上記実施の形態の作用を説明する。コントローラ３７に所定のノズルタッチ力が得られるパルス数すなわち位置の数値を設定する。具体的には、ブレーキ付き電動モータ２１を停止させる位置の数値を設定する。また、許容過大力に相当する位置の数値を設定する。そして、ブレーキ付き電動モータ２１を起動する。ブレーキ付き電動モータ２１によりボールネジ２４が回転駆動され、ボールネジナット２５したがって駆動部材２７が金型１０の方へ駆動され、射出装置１はバネ２８を介して金型１０の方へ駆動される。

射出装置１が金型１０の方へ駆動され、射出ノズル３が固定金型１３のノズルタッチ部１５にタッチし、バネ２８が圧縮されはじめると、エンコーダ３６から出力されるパルス数すなわち位置の数値はコントローラ３７に入力され、設定されている位置の数値と比較される。計測される位置の数値が設定されている位置の数値と一致すると、具体的には射出ノズル３が固定金型１３のノズルタッチ部１４にタッチし、バネ２８が所定量圧縮されると、コントローラ３７からの停止信号により、ブレーキ付き電動モータ２１は停止する。また、ブレーキがかけられる。バネ２８は設定量だけ圧縮されれ、所定のノズルタッチ力が得られる。これにより、従来周知のようにして、射出成形することができる。ノズルタッチ力を変更するときは、コントローラ３７に所望のノズルタッチ力が得られる新たな位置の数値を設定する。上記したようにして、所望のノズルタッチ力がえられる。

上記のようにして、所定のノズルタッチ力により射出成形しているときに、金型の倒れ、金型構造等の原因により射出ノズル３の先端にノズルタッチ力が増大する方向に過大な力が作用すると、この過大な力によりバネ２８は圧縮する。この圧縮量は位置の数値としてエンコーダ３６で検出され、そしてコントローラ３７に入力される。コントローラ３７において、設定されている許容過大力に相当する位置の数値と比較され、設定値を超えると、ブレーキ付き電動モータ２１に逆回転信号が出力される。ブレーキ付き電動モータ２１は、ブレーキが解除され逆回転する。射出ノズル３と金型１０との接触状態は解除され、金型１０、ノズルタッチ装置２０、射出装置１等の破損が防止される。

上記実施の形態では、射出ノズル３の先端にノズルタッチ力が増大する方向に過大な力が作用すると、ブレーキ付き電動モータ２１が逆回転するようになっているが、単純にブレーキ２２を解除するように実施することもできる。ブレーキ２２を解除すると、バネ２８の反力によりブレーキ付き電動モータ２１は逆回転する。これにより、金型１０、ノズルタッチ装置２０、射出装置１等の破損が防止される。また、本実施の形態では、電動モータには停止時に自動的にブレーキがかかるブレーキ付き電動モータ２１が適用されているが、ノズルタッチ装置２０の適当な構成部材例えばボールネジナット２５、駆動部材２７等にバネ付勢の電磁制動機を設けておき、電動モータへの電力の供給を停止するときには、上記制動機にも供給を停止し、バネの復元力により制動をかけるように実施することもできる。

本発明の実施の形態を一部断面にして模式的に示す側面図である。 従来例を示す側面図である。

符号の説明

１ 射出装置 ３ 射出ノズル
１０ 金型 ２０ ノズルタッチ装置
２１ ブレーキ付き電動モータ ２４ ボールネジ
２５ ボールネジナット ２８ バネ
３６ エンコーダ ３７ コントローラ

Claims (3)

1. 射出ノズルを備えた射出装置が、電動モータの回転力を推力に変換する動力変換手段によりバネを介して金型の方へ駆動され、前記射出装置の射出ノズルが前記金型のノズルタッチ部にバネを所定量圧縮した状態でタッチして、前記バネの復元力により所定のノズルタッチ力が得られるようになっているノズルタッチ装置であって、
   前記ノズルタッチ装置は、前記バネの圧縮量を位置の数値データとして検出するエンコーダと、前記バネの圧縮量を位置の数値データとして設定できると共に前記電動モータを制御するコントローラとを備え、
   前記エンコーダにより出力される位置の数値データは、前記コントローラに入力され、そして設定されている位置の数値データと比較され、前記電動モータは、その回転が前記の比較結果に基づいて制御されることを特徴とする射出成形機のノズルタッチ装置。
2. 請求項１に記載のノズルタッチ装置において、エンコーダにより出力される位置の数値データが、コントローラに設定されている許容過大力に相当する位置の数値データを超えると、電動モータは射出装置の射出ノズルが金型から離間する方向に回転する射出成形機のノズルタッチ装置。
3. 請求項１に記載のノズルタッチ装置において、エンコーダにより出力される位置の数値データが、コントローラに設定されている許容過大力に相当する位置の数値データを超えると、ブレーキが解除され、射出装置の射出ノズルが金型から離間可能となる射出成形機のノズルタッチ装置。

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