JP4942088B2 - 二材成形用射出成形機及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、可動ダイプレートの金型と、固定ダイプレートの金型と、両ダイプレートの間に設置された回転ダイプレートの両側面の金型とで形成する２つのキャビティのそれぞれに、２組の射出ユニットから異種の樹脂を射出し、回転ダイプレートを１８０度回転して２層射出し、二材を一体成形する二材成形用射出成形機に関し、特に、可動ダイプレートと回転ダイプレートの移動速度が制御容易な移動手段と、回転ダイプレートの回転速度が制御容易な回転手段を設けた二材成形用射出成形機及び移動速度、回転速度の制御方法に関する。

射出成形機によって、異なる材質、異なる色の成形品を得る成形方法の１例は、一方の樹脂材を一次側の金型に射出成形し、その一次成形品を二次側の金型に入れ、その二次側の金型キャビティと一次成形品との隙間に他方の樹脂材を射出成形するものである。

このような成形装置について、特許文献１に示した従来例を説明すると、２組の射出ユニットから可動盤の金型と固定盤の金型と両盤の間に設置された回転盤の両側面の金型とで形成する２つのキャビティの内一次側に一方の樹脂材を射出成形し、回転盤を１８０度回転して二次側のキャビティに他方の樹脂材を射出し２材を一体成形する二材成形用射出成形機において、回転盤の移動は固有の油圧シリンダで、可動盤の開閉は可動盤、回転盤、固定盤を貫通して設けられたタイバーの端部のラムと固定盤に固設されたシリンダとからなる油圧シリンダで行い、回転盤の回転は特定しない回転駆動手段で行う。また、可動盤、回転盤、固定盤を型閉後の型締めは、固定盤に内蔵する大径の油圧シリンダとこのシリンダ内を摺動可能なラムとで構成される型締シリンダで行うが、この大径のラムはタイバーと脱着可能な機能を有するものである。

この射出成形機による成形作用は、回転盤を固有の油圧シリンダで固定盤側に引き寄せ、可動盤をタイバーの端部と固定盤間に設けられた油圧シリンダにより固定盤側に移動させて型閉し、上記の型締シリンダで可動盤、回転盤を共締めして作動油を昇圧し、１つの射出ユニットから一次側のキャビティに一方の樹脂材を射出成形し、回転盤を１８０度反転させて再度可動盤、回転盤を共締めし、別の射出ユニットから二次側のキャビティに他方の樹脂材を射出し２材を一体成形をする。

また、特許文献２に示した従来例の多材質射出成形機は、固定型、可動型、固定型と可動型との間にあって回動する回動型とからなる金型を用いて多材質成形品を成形する成形機で、前記固定型に溶融材料を射出する第１射出装置と、前記可動型に溶融材料を射出する第２射出装置と、前記回動型を回動自在かつ可動型側に移動自在に固定盤で支持する回動型支持装置と、前記回動型を挟んで固定型と可動型を圧縮型締する圧縮手段とからなる。
この射出成形機による成形作用は、特許文献１の射出成形機と殆ど同じである。

特公平３−５１２０７号公報（第１図） 特開２００６−１６８２２３号公報（図１）

特許文献１の従来例は、可動盤、回転盤の型開閉を油圧シリンダで行うようにしているが，型盤は重量が大きいため、稼動中の作動油の温度変化に対応する精度の高い速度や位置の制御が困難で、型開閉を高速で行うと、金型が破損する虞がある。また、油圧ポンプを共有する油圧系統で可動盤の型開閉と回転盤の型開閉を平行して動作させると、各型開閉用油圧シリンダに供給される作動油の流量が安定せず、動作がばらつく虞があるので油圧シリンダによる型開閉動作の高速化は容易でない。回転盤の回転駆動手段については言及していないが、回転盤も重量が大きく、回転モーメントも大きいので、油圧シリンダ、又は油圧モータを使用すると上記と同じ問題がある。

特許文献２の従来例は、特許文献１の従来例と同様に型の移動のための駆動手段は油圧シリンダを使用した駆動手段であり、油圧駆動に代えてサーボモータとボールねじによる直線移動手段、回転手段も使用できるとしているが、実施形態の説明においては油圧駆動となっている。また、回動型を固定盤から伸ばされた部材で回動自在かつ可動型側に移動自在に支持するようになっているが、片持ち部材の為、充分な剛性が採れる構造でないので、重量の大きい回動型を撓み無く、高精度に支持するのは困難である。既存の成形機の固定盤と可動盤のストローク間に回転盤を追加している為、横幅の広い回転型の回転動作に対して可動盤及び回転盤の十分な移動ストロークを得るのは困難である。また、回動型を支持する固定盤から延ばされた部材は、上下別体であり、上下別々に固定盤に組付けなければならず、上下の回転中心軸を同心にすることは困難であり、回動型の回転時に軸受け部のかじりや摩耗等の不具合が生じる虞がある。更に、回転金型の重量を減らすため両側金型と金型回転軸を一体構造にしてあるので、金型の取替えが簡単でない。

本発明は、上記の課題に対し、標準的な金型で取替え可能な回転型盤と、可動盤、回転盤の型開閉を高速作動時でも精度高く安定した稼動運転が可能な型盤駆動手段を提供することを目的とする。

上記の課題に対し、本発明は以下の各手段により解決を図る。
（１） 第１の手段の二材成形用射出成形機は、可動側金型を取付けた可動ダイプレートと固定側金型を取付けた固定ダイプレートの間に可動ダイプレートと同方向に移動可能に設置された反転台と、該反転台上の縦の中心軸に１８０度回転可能で両面に前記可動側金型と固定側金型とに嵌合してキャビティを形成する金型を取付けた回転ダイプレートと、可動ダイプレートを型開閉する可動ダイプレート開閉手段と、回転ダイプレートを型開閉する回転ダイプレート開閉手段と、金型を閉じた後で可動ダイプレートと固定ダイプレートと回転ダイプレートを同時に型締めする型締手段と、異なった樹脂材をそれぞれ可塑化して射出充填する２組の射出ユニットとを有する二材成形用射出成形機において、

型締手段は可動ダイプレートと固定ダイプレートと回転ダイプレートを同時に型締めする油圧型締手段であり、可動ダイプレート開閉手段は第１の電動モータに駆動される可動ダイプレート開閉手段であり、回転ダイプレート開閉手段は第２の電動モータに駆動される回転ダイプレート開閉手段であり、回転ダイプレートの回転手段は反転台に取付けられた第３の電動モータにより駆動される回転駆動手段であることを特徴とする。

（２） 第２の手段の二材成形用射出成形機は、上記第１の手段の二材成形用射出成形機において、油圧型締手段は、固定ダイプレートに内蔵する複数の油圧シリンダ装置と該シリンダ装置のラムに結合され回転ダイプレートと可動ダイプレートを突き通すことができるように設けられた複数の先端溝付きタイバーと可動ダイプレートの外側に備えられ前記タイバーの溝と係合できる割ナットとで構成されていて、可動ダイプレートと固定ダイプレートと回転ダイプレートを同時に型締めする油圧型締手段であり、

可動ダイプレート開閉手段は、第１の電動モータに駆動されるボールねじ軸と可動ダイプレートに取付けられた前記ボールねじ軸と螺合するボールねじナットによる可動ダイプレート開閉手段であり、回転ダイプレート開閉手段は、第２の電動モータに駆動されるボールねじ軸と反転台に取付けられた前記ボールねじ軸と螺合するボールねじナットによる回転ダイプレート開閉手段であり、回転ダイプレートの回転手段は、反転台の縦の中心軸に１８０度正逆回転可能に設置された回転ダイプレートに設けられた水平の大歯車を反転台に設置した第３の電動モータの出力軸に備えらえた小歯車で駆動する回転駆動手段であることを特徴とする。

（３） 第３の手段の二材成形用射出成形機は、上記第１または第２の手段の二材成形用射出成形機において、可動ダイプレート開閉手段は、固定ダイプレート又は基台に固定された第１の電動モータに駆動されるボールねじ軸と、可動ダイプレートに取付けられた前記ボールねじ軸と螺合するボールねじナットによりなることを特徴とする。

（４） 第４の手段の二材成形用射出成形機は、上記第１または第２の手段の材成形用射出成形機において、可動ダイプレート開閉手段は、反転台に固定された第１の電動モータに駆動され、反転台に固設された支え台においてボールベアリングを介して回転自在に軸方向を拘束して支えられたボールねじ軸と可動ダイプレートに固設された前記ボールねじ軸と螺合するボールねじナットよりなることを特徴とする。

（５） 第５の手段の二材成形用射出成形機は、上記第１〜第４のいずれかの手段の二材成形用射出成形機において、回転ダイプレートの回転手段は、反転台の縦の中心軸に１８０度回転可能に設置された回転ダイプレートに取付けられた水平の大歯車を歯付きベルト、又は、チエンと小歯車を介して反転台に設置した第３の電動モータで駆動することを特徴とする。

（６） 第６の手段の二材成形用射出成形機は、上記第１〜第４のいずれかの手段の二材成形用射出成形機において、回転ダイプレートの回転手段は、反転台に取付けられ回転ダイプレートを１８０度回転させる第３の電動モータで直結駆動することを特徴とする。

（７） 第７の手段の二材成形用射出成形機は、上記第１〜第６のいずれかの手段の二材成形用射出成形機において、２組の射出ユニットの内の１組の射出ユニットは固定ダイプレート側に設置されて固定側金型への樹脂射出に用いられ、他の１組の射出ユニットは可動ダイプレート側に設置されて可動側金型への樹脂射出に使用され稼動時には可動ダイプレートの移動に伴って移動することを特徴とする。
（８） 第８の手段の二材成形用射出成形機は、上記第７の手段の二材成形用射出成形機において、可動ダイプレートに連結固定部材を介して連結固定され、可動ダイプレートの動作に追従動作可能な摺動式基台をさらに備え、他の１組の射出ユニットが、摺動式基台の上に、摺動可能なように載置されていることを特徴とする。
（９） 第９の手段の二材成形用射出成形機は、可動側金型を取付けた可動ダイプレートと固定側金型を取付けた固定ダイプレートの間に可動ダイプレートと同方向に移動可能に設置された反転台と、該反転台上で１８０度回転可能で両面に可動側金型と固定側金型とに嵌合してキャビティを形成する金型を取付けた回転ダイプレートと、可動ダイプレートを型開閉する可動ダイプレート開閉手段と、回転ダイプレートを型開閉する回転ダイプレート開閉手段と、金型を閉じた後で可動ダイプレートと固定ダイプレートと回転ダイプレートを同時に型締めする型締手段と、異なった樹脂材をそれぞれ可塑化して射出充填する２組の射出ユニットとを有する二材成形用射出成形機である。この二材成形用射出成形機において、型締手段は可動ダイプレートと固定ダイプレートと回転ダイプレートを同時に型締めする油圧型締手段であり、可動ダイプレート開閉手段は第１の電動モータに駆動される可動ダイプレート開閉手段であり、回転ダイプレート開閉手段は第２の電動モータに駆動される回転ダイプレート開閉手段であり、回転ダイプレートの回転手段は反転台に取付けられた第３の電動モータにより駆動される回転駆動手段である。そして、上記２組の射出ユニットの内の１組の射出ユニットは固定ダイプレート側に設置されて固定側金型への樹脂射出に用いられ、他の１組の射出ユニットは可動ダイプレート側に設置されて可動側金型への樹脂射出に使用され稼動時には可動ダイプレートの移動に伴って移動する射出ユニットであり、可動ダイプレートに連結固定部材を介して連結固定され、可動ダイプレートの動作に追従動作可能な摺動式基台を備え、上記他の１組の射出ユニットが、摺動式基台の上に、摺動可能なように載置されていることを特徴とする。

（１０） 第１０の手段の二材成形用射出成形機は、上記第１〜第９のいずれかの手段の二材成形用射出成形機において、反転台上で回転する回転ダイプレートがその回転限で当接する位置決めピンを反転台に設け、回転ダイプレートが一方の回転限に到達した位置と、その戻りの回転限の位置において対向するダイプレートに正対する位置になるよう位置決めピンを突出させることを特徴とする。

（１１） 第１１の手段の二材成形用射出成形機の制御方法は、上記第１〜第１０のいずれかの手段の二材成形用射出成形機を用い、可動ダイプレートと反転台の型閉、型締め、溶融樹脂の射出充填、冷却、可動ダイプレートと反転台の型開移動、回転ダイプレートの１８０度回転、可動ダイプレートと反転台の再型閉、型締の成形工程において、可動ダイプレートおよび反転台の加速または減速の動作が滑らかに作動する加速プロフィルをプログラムした制御装置によって、可動ダイプレートと反転台の型開閉移動時間が、最短となるように第１の電動モータおよび第２の電動モータにより加速、速度維持、減速を制御することを特徴とする。

（１２） 第１２の手段の二材成形用射出成形機の制御方法は、上記第１〜第１０のいずれかの手段の二材成形用射出成形機を用い、反転台上の回転ダイプレートを１８０度回転するとき、回転ダイプレートの回転加速度または回転速度を調整可能な回転速度制御プログラムをプログラムした制御装置によって、最短の回転時間となるように第３の電動モータにより回転ダイプレートの回転加速、回転速度維持、回転減速を制御することを特徴とする。

（１３） 第１３の手段のダイプレートの衝突防止方法は、上記第１１の手段の二材成形用射出成形機の制御方法において、移動中の可動ダイプレート、又は、回転ダイプレートが停止するのに必要な距離を衝突防止距離とし、可動ダイプレート及び可動ダイプレートに取付けられた可動側金型と回転ダイプレート及び回転ダイプレートに取付けられた金型のそれぞれの移動先端位置を監視し、（ｉ）回転ダイプレート又は回転ダイプレートに取付けられた金型と固定ダイプレート又は固定ダイプレートに取付けられた固定側金型間の相対距離、または（ｉｉ）回転ダイプレート又は回転ダイプレートに取付けられた金型と可動ダイプレート又は可動ダイプレートに取付けられた可動側金型間の相対距離が衝突防止距離に入ったら自動的に移動中の接近する方のダイプレートを減速、あるいは停止、または回転ダイプレートの回転を減速、あるいは停止させるようにして可動ダイプレートと回転ダイプレートの開閉移動時の衝突を防止することを特徴とする。

（１４） 第１４の手段のダイプレート速度制御方法は、上記第１３の二材成形用射出成形機の制御方法において、上記の相対距離を、可動ダイプレートまたは可動側金型及び回転ダイプレートまたは回転ダイプレートに取付けられた金型のそれぞれの移動先端位置と回転ダイプレートの回転角度と、可動ダイプレート、固定ダイプレート、回転ダイプレートのそれぞれに取付けられた金型の形状寸法値より算出することを特徴とする。
（１５） 第１５の手段のダイプレート速度制御方法は、上記第１３または上記第１４の二材成形用射出成形機の制御方法において、回転ダイプレートが、固定ダイプレートに向かって型閉移動する際の回転ダイプレート又は回転ダイプレートに取付けられた金型と固定側金型間の衝突防止距離を式１により算出すること、および可動ダイプレートが、回転ダイプレートに向かって型閉移動する際の可動側金型と回転ダイプレート又は回転ダイプレートに取付けられた金型間の衝突防止距離を式２により算出することを特徴とする。
ここで、式１はｂ２−ａ−Ｌ２、式２はｂ１−ｂ２−Ｌ１であり、式１および式２において、ａ、ｂ１、ｂ２、Ｌ１、Ｌ２はそれぞれ以下を表す。
ａ：固定側金型の厚さ。
ｂ１：固定ダイプレートの金型取り付け面から可動側金型の端面までの距離。
ｂ２：固定ダイプレートの金型取り付け面から回転ダイプレートの回転軸までの距離。
Ｌ１：回転ダイプレートの回転軸から該回転軸と垂直方向で前記可動ダイプレート側に最も離れた距離と、回転ダイプレートの回転角度から一意に決まる距離であって、回転ダイプレートの回転軸から可動ダイプレート側の回転軌道までの型開閉方向の距離である。
Ｌ２：回転ダイプレートの回転軸から該回転軸と垂直方向で前記固定ダイプレート側に最も離れた距離と回転ダイプレートの回転角度から一意に決まる距離であって、回転ダイプレートの回転軸から固定ダイプレート側の回転軌道までの型開閉方向の距離である。

請求項１〜請求項１０に係わる発明は、上記第１〜第１０の手段の二材成形用射出成形機であり、この射出成形機を用い、請求項１１〜１５に係わる発明の上記第１１〜第１５の手段の制御方法により、型開閉を電動化することにより可動ダイプレート、回転ダイプレートの速度精度、位置精度が向上し、高速に運転しても衝突が避けられ、衝撃による金型の破損を防止できる。

また、可動ダイプレートと回転ダイプレートの開閉用にそれぞれ専用の移動手段（ボールねじ軸、ボールねじナット、サーボモータ等）を設けているので、可動ダイプレートと回転ダイプレートの同時移動が可能であり、可動ダイプレートと回転ダイプレートの相対位置を考慮し、成形品取出し装置とリンクさせながらそれぞれを高精度に型開閉を制御することができるので、成形サイクルの短縮化に有効であり、金型の位置の再現性が良いので、成形品取出し時のチャックミスを避けることができる。

また、回転ダイプレートの反転を電動駆動にすることにより滑らかに回転の加速減速することが可能となり、反転駆動時の回転の始め、回転停止時の振動を抑える制御と高速回転の制御が容易であるので、可動ダイプレートと回転ダイプレートの開閉動作と回転ダイプレートの回転動作を並行に行っても接触や衝突を回避する位置制御をすることにより、成形のハイサイクル化ができる。また、請求項６に係わる発明は、上記第６の手段のサーボモータで直結駆動する回転駆動手段であり、歯車やベルトを介在させないので、回転ダイプレートの動作にガタを生じず、位置制御をより好適にする。

また、反転の高速化と反転のための型開閉時間の短縮は、成形品が大気に曝される時間を短縮でき、成形品の温度低下に伴う不都合を抑制することができる。成形品が大気に曝されると成形品の表面温度が低下し、二材の一体化成形の為の二材の密着性が低下するので、成形品が大気に曝される時間は、実用上４０秒乃至５０秒程度、好ましくは３０秒以下とすることが良い。更に好ましくは２０秒以下にすることが良い。また、回転停止位置の高精度制御は、位置決めピンとの嵌合を容易確実にする効果がり、大部分のダイプレートの動作を電動駆動にすることにより成形装置のクリーン性が良くなる。

（第１の実施の形態）
この実施の形態は、可動ダイプレートの金型と固定ダイプレートの金型と両ダイプレートの間に設置された回転ダイプレートの両側面の金型とで形成する２つのキャビティのそれぞれに異種の樹脂を射出し、回転ダイプレートを１８０度回転して２重射出し２材を一体成形する二材成形用射出成形機であって、可動ダイプレートと回転ダイプレートの移動と、回転ダイプレートの回転の駆動に制御が容易な電動駆動手段を設けたものである。

第１の実施の形態を図に基づいて説明する。 図１は本発明に係わる二材成形用射出成形機の平面模式図、図２は図１の二材成形用射出成形機の回転ダイプレートの回転動作を示す図、図３は図１の二材成形用射出成形機の側面図、図４は図１の回転ダイプレートの概略構成を示すＸ−Ｘ矢視側面図、図５は本発明の二材成形用射出成形機による二材成形工程図、図６は図１の二材成形用射出成形機のダイプレート開閉時の衝突防止方法を説明する図である。

二材成形用射出成形機（１０）の構成を説明する。図において、（１）は基台で、基台（１）の一端には固定側金型（４）を取付けた固定ダイプレート（２）が固設されている。基台（１）の上には固定ダイプレート（２）に対向して回転金型Ａ（６Ａ）、Ｂ（６Ｂ）を取付けた回転ダイプレート（９）と、可動側金型（５）を取付けた可動ダイプレート（３）が移動可能に載置される。図４に示すように回転ダイプレート（９）は反転台（７）上に載せられ、決められた角度位置から１８０度正逆回転し、位置決め装置（４４）の位置決めピン（４４ａ）と油圧シリンダ（４８）により固定ダイプレート（２），可動ダイプレート（３）に正対した角度位置で位置決めされる。可動ダイプレート（３）と回転ダイプレート（９）が載っている反転台（７）は、基台（１）上を図示しないリニアベアリングを介して基台（１）に固設されたガイドレール（１９）にガイドされて移動する。なお、可動ダイプレート（３）と反転台（７）がガイドされ移動するのはガイドレール（１９）が好ましいが、摺動板であっても何ら実用上の支障は無い。

回転ダイプレート（９）は両面に可動側金型（５）と固定側金型（４）とに嵌合してキャビティを形成する同じ形状の回転金型Ａ（６Ａ）、Ｂ（６Ｂ）を取付けている。型締手段により固定ダイプレート（２），回転ダイプレート（９），可動ダイプレート（３）を同時に型締めしたときに形成された２つのキャビティに、２組の射出ユニットＡ（１１）,射出ユニットＢ（１２）からそれぞれ異なった樹脂材がそれぞれ可塑化されて射出充填される。

射出ユニットＡ（１１）は固定ダイプレート（２）側に設置されて固定側金型（４）と回転金型Ａ（６Ａ）（または、回転金型Ｂ（６Ｂ））とで形成するキャビティへの樹脂射出に用いられ、射出ユニットＢ（１２）は可動ダイプレート（３）側に設置されて可動側金型（５）と回転金型Ｂ（６Ｂ）（または、回転金型Ａ（６Ａ））とで形成するキャビティへの樹脂射出に使用され、稼動時には可動ダイプレート（３）の開閉移動に伴って移動する。この時、射出ユニットＢ（１２）は可動ダイプレート（３）とともに大ストローク移動するが、射出ユニットＢ（１２）は連結固定部材（６３）を介して、可動ダイプレート（３）に連結固定された摺動式基台（６４）の上に載置されているので、摺動式基台（６４）がガイドレール（１９）にガイドされて移動することにより、可動ダイプレート（３）の動作に遅れることなく、追従、移動できるようになっている。
６２は、射出ユニットＢ（１２）用のノズルタッチシリンダで、射出ユニットＢ（１２）の摺動式基台６４上での摺動を可能にしている。６１は、射出ユニットＡ（１１）用のノズルタッチシリンダを示す。

可動ダイプレート（３）、回転ダイプレート（９）の開閉手段と、回転ダイプレート（９）の回転手段を説明する。二材成形用射出成形機（１０）の両側に対称に一対設置される可動ダイプレート開閉手段（１４）は、基台（１）又は固定ダイプレート（２）に固設されたサーボモータＡ（２１）と、ボールねじ軸Ａ（２２）と、基台（１）又は固定ダイプレート（２）に固設され且つボールねじ軸Ａ（２２）を回転自在に軸方向を拘束して支える支え台（２６）と、ボールねじ軸Ａ（２２）のボールねじ（２２ａ）と螺合するボールねじナットＡ（２４）と、ボールねじナットＡ（２４）を取付け且つ可動ダイプレート（３）に固設されたナット支持台（２５）と、サーボモータＡ（２１）の回転力をボールねじ軸Ａ（２２）に伝える動力伝達機構（２３）（歯車プーリーと歯付きベルト、歯車減速機等）とにより構成され，一対のサーボモータＡ（２１）は同調運転され、可動ダイプレート（３）は固定ダイプレート（２）に平行に開閉移動することができる。

二材成形用射出成形機（１０）の両側に対称に一対設置される回転ダイプレート開閉手段（１５）は、基台（１）又は固定ダイプレート（２）に固設されたサーボモータＢ（３１）と、ボールねじ軸Ｂ（３２）と、基台（１）又は固定ダイプレート（２）に固設され且つボールねじ軸Ｂ（３２）を回転自在に軸方向を拘束して支える支え台（３４）と、ボールねじ軸Ｂ（３２）のボールねじ（３２ａ）と螺合するボールねじナットＢ（３３）と、ボールねじナットＢ（３３）を取付け且つ反転台（７）に固設されたナット支持台（３５）と、サーボモータＢ（３１）の回転力をボールねじ軸Ｂ（３２）に伝える動力伝達機構（３６）（歯車プーリーと歯付きベルト、歯車減速機等）とにより構成され、一対のサーボモータＢ（３１）は同調運転され、反転台（７）は固定ダイプレート（２）に平行に開閉移動することができる。

回転ダイプレート回転手段（１６）は、反転台（７）に取付けられたサーボモータＣ（４１）と、サーボモータＣ（４１）に取付けられたピニオン（４２）と、ピニオン（４２）と噛み合う回転ダイプレート（９）に一体に設けられた大歯車（４３）と、回転ダイプレート（９）が固定ダイプレート（２）（または、可動ダイプレート（３））と正対した位置と、その位置から１８０度回転した位置とで位置決めする位置決めピン（４４）とで構成される回転ダイプレート（９）を正逆方向に半回転させる回転駆動手段である。８は回転ダイプレート（９）と一体の下軸であり、回転ダイプレート（９）は、下軸（８）によりその回転が支持され、軸受を介して反転台（７）に対して回転可能となっている。

油圧型締手段は、固定ダイプレート（２）に内蔵する４個の油圧シリンダ（２a）と、同シリンダ（２ａ）のラム（１８ｂ）に結合され、可動ダイプレート（３）を突き通すように設けられた４個の先端にリング溝（１８ａ）付きタイバー（１８）と、可動ダイプレート（３）の外側に備えられタイバー（１８）のリング溝（１８ａ）と係合できる4組の割ナット（１７）とで構成されていて、３組のダイプレート（２）、（９）、（３）を同時に型締めする油圧型締手段である。

二材成形用射出成形機（１０）の二材射出成形の工程を図５に示す。成形工程は、回転ダイプレート（９）と可動ダイプレート（３）を固定ダイプレート（２）に型閉する最初の型閉後、油圧シリンダ（２ａ）による型締めを行い、回転金型Ａ（６Ａ）と固定側金型（４）とで形成するキャビテイに射出ユニットＡ（１１）から溶融した樹脂Ａを射出充填し、その状態を一定時間保持して冷却し、樹脂Ａが固化する時間を見計らって、可動ダイプレート（３）と回転ダイプレート（９）を積載する反転台（７）を型開移動して各ダイプレート（２）、（９）、（３）の間隔を充分に開き、回転ダイプレート（９）を１８０度回転した後、可動ダイプレート（３）と回転ダイプレート（９）を再型閉する。

この再型閉後の成形工程は、油圧シリンダ（２ａ）による型締め後、回転金型Ｂ（６Ｂ）と固定側金型（４）とで形成するキャビテイに射出ユニットＡ（１１）から溶融した樹脂Ａを射出充填し、同時に、回転金型Ａ（６Ａ）に貼り付いている成形品と可動側金型（５）とで形成するキャビテイに射出ユニットＢ（１２）から溶融した樹脂Ｂを射出充填し、二材が重なった２材成形品を成形し、その状態を一定時間保持して冷却し、樹脂ＡとＢ両方ともが固化する時間を見計らって、可動ダイプレート（３）と回転ダイプレート（９）を載せた反転台（７）を型開移動して各ダイプレート（２）、（９）、（３）の間隔を充分に開き、可動側金型（５）に貼り付いている二材成形品を機外に取り出した後、回転ダイプレート（９）を１８０度回転する。この時点以降の可動ダイプレート（３）と回転ダイプレート（９）と固定ダイプレート（２）の型閉、成形工程は上記の再型閉後の成形工程の繰り返しとなる。

金型を取付けたダイプレートは大重量であり、移動速度や加速度の選択は慎重でなければならない。速い移動速度を選択すると加速度が大きくなり、或いは加速に時間がかかり、駆動手段に大きな負担がかかる。また、急激な加速、減速は、振動の要因となる。大きい駆動力に対しては油圧駆動手段が適しているがこの手段は重量物を移動するとき、位置を正確に制御するのが難かしく時間がかかる。最近は精密な駆動手段であるボールねじの大容量化が進み、相当重量物の移動手段にもこのボールねじ装置が用いられるようになった。サーボモータで駆動するボールねじ装置はサーボモータの回転数をプログラム制御することにより、被駆動物の移動速度と停止位置の制御が容易となる。

二材成形用射出成形機（１０）の可動ダイプレート（３）及び回転ダイプレート（９）の移動手段に、サーボモータとボールねじ駆動手段を使用し、図示しない制御装置において、加速（減速）は滑らかに作動する加速プロフィル（例えばSin曲線）にプログラムし、可動ダイプレート（３）と回転ダイプレート（９）を積載した反転台（７）の型開閉移動時間が、最短となるような速度で移動するよう調整可能に設定入力ができるように速度と位置制御のプログラムを作りサーボモータを制御する。

回転ダイプレート（９）の回転速度制御方法は、反転台（７）上の回転ダイプレート（９）を１８０度回転するとき、最短の回転時間となるように、図示しない制御装置において、回転加速度、回転速度を調整可能に設定入力ができるように回転速度制御のプログラムを作り、サーボモータを制御する

ダイプレート同志の衝突防止方法は、可動ダイプレート（３）、又は、回転ダイプレート（９）が載った反転台（７）が停止するのに必要な距離を衝突防止距離ｅ（図には記入していない）とし、固定ダイプレート（２）と可動ダイプレート（3）と回転ダイプレート（9）のそれぞれの位置を監視し、お互いの相対位置が衝突防止距離ｅに入ったら自動的に近づく方を減速、あるいは停止させて可動ダイプレート（3）と回転ダイプレート（9）の開閉移動時の衝突防止をする。

可動ダイプレート（３）、回転ダイプレート（９）の移動時と回転ダイプレート（９）の回転時の可動ダイプレート（３）および回転ダイプレート（９）の挙動と衝突防止制御の一例を説明すると、 図６において、回転ダイプレート（９）の回転軸から回転軸と垂直方向で固定ダイプレート（２）側に最も離れた距離ｒ２で回転軌道を描く回転ダイプレート（９）の角、又は回転金型Ａ（６Ａ）の角ｃ２、回転軸から回転軸と垂直方向で可動ダイプレート（３）側に最も離れた距離ｒ１で回転軌道を描く回転ダイプレート（９）の角、又は回転金型Ｂ（６Ｂ）の角ｃ１とし、回転ダイプレート（９）の回転軸からｃ２までの距離をＬ２、回転ダイプレート（９）の回転軸からｃ１までの距離をＬ１とする。図６は、回転金型Ａ（６Ａ）の角ｃ２と、回転金型Ｂ（６Ｂ）の角ｃ１の場合を示す。Ｌ１及びＬ２は、回転ダイプレート（９）の回転角度と、前記ｒ１、ｒ２の値から一義的に求まる変動数である。（回転金型Ａ（６Ａ）と回転金型Ｂ（６Ｂ）が同じ形状であれば、Ｌ１＝Ｌ２である。）
固定側金型（４）の厚さをａ、固定ダイプレート（２）の金型取付け面から回転ダイプレート（９）の回転軸までの距離をｂ２、固定ダイプレート（２）の金型取付け面から可動側金型（５）の端面までの距離をｂ１とする。ｂ１、ｂ２は変動数である。

回転金型Ａ（６A）が回転中に固定側金型（４）に向かって型閉移動するとき、ｂ２−ａ−Ｌ２＝ｅとなったとき回転ダイプレート（９）が減速、又は停止する。可動側金型（５）が回転中の回転金型Ｂ（６B）に向かって型閉移動するとき、ｂ１−ｂ２−Ｌ１＝ｅとなったとき可動ダイプレート（３）が減速、又は停止する。回転金型Ａ（６Ａ）が固定側金型（４）から離れる方向に移動するとき、及び、可動側金型５が回転金型Ｂ（６Ｂ）から離れる方向に型開移動するとき、まず、可動ダイプレート（３）が型開移動し、可動側金型５と回転金型Ｂ（６Ｂ）の間隔がｅを越えた時点から、回転ダイプレート（９）を型開移動する。

上記のダイプレート速度制御方法において、可動ダイプレート（３）と回転ダイプレート（９）の開閉移動と回転ダイプレート（９）の回転をラップして行うときは、回転ダイプレート（９）の回転時の回転ダイプレート（９）と固定ダイプレート（２）、回転ダイプレート（９）と可動ダイプレート（３）間の距離を可動ダイプレート位置及び回転ダイプレートの位置と回転角度より算出し、衝突防止距離eに入ったら自動的に近づく方を減速、あるいは停止させて可動ダイプレート（３）と回転ダイプレート（９）の開閉移動、回転ダイプレート（９）の回転時の衝突を防止するようにする。

実機において稼動運転をしながら各ダイプレートの相対間隔をチェックすることにより、間隔を詰めて各ダイプレートの移動時間をさらに短縮することができる。
（第２の実施の形態）

この実施の形態が第１の実施の形態と異なるところは、図７の二材成形用射出成形機（３０）の平面模式図に示すように、可動ダイプレート（３）を駆動する可動ダイプレート開閉手段（４６）のサーボモータＡ（２１）とボールねじ軸（４７）の支え台（２６）を反転台（７）に設置した点であり、これ以外は第１の実施の形態と同じであるので、他の構成の説明は省く。
この形態の利点はボールねじ軸（４７）を短くできるのでボールねじ軸（４）の危険速度が向上し、可動ダイプレート（３）の開閉速度を速くすることができる。また、回転ダイプレート（９）と可動ダイプレート（３）間を直接ボールねじで連結する為、回転ダイプレート（９）と可動ダイプレート（３）の相対位置の演算が不要であり、制御が容易にできる。
（第３の実施の形態）

この実施の形態が第１の実施の形態と異なるところは、図８の回転ダイプレートの概略側面図に示すように、回転ダイプレート回転手段（５０）は、反転台（７）に取付けられたサーボモータＣ（４１）と、サーボモータＣ（４１）に取付けられた小歯車（５３）と、小歯車（５３）と噛み合う回転ダイプレート（９）に一体に設けられた大歯車（５２）と、小歯車（５３）と大歯車（５２）に巻き掛けられたエンドレスの歯付きベルト（５４）とで構成され、回転ダイプレート（９）を正逆方向に半回転させる回転駆動手段であることで、これ以外は第１の実施の形態と同じであるので、他の構成の説明は省く。

小歯車（５３）と大歯車（５２）とエンドレスの歯付きベルト（５４）の代わりに、サーボモータＣ（４１）の出力軸に小径のチエンスプロケット、回転ダイプレート（９）に一体に大径のチエンスプロケット、両チエンスプロケットにエンドレスチエンを巻き掛けた構成でも良い。
（第４の実施の形態）

この実施の形態が第１及び第２の実施の形態と異なるところは、図９の回転ダイプレートの概略側面図に示すように、回転ダイプレート回転手段（６０）は、動力伝達のために歯車やエンドレスベルト等を使用せず、反転台（７）に取付けられたサーボモータＤ（５６）が回転ダイプレート（９）と一体の台（５５）の回転軸（５７）に直結したダイレクトドライブ方式となっていることである。これ以外は第１の実施の形態と同じであるので、他の構成の説明は省く。

このサーボモータＤ（５６）によるダイレクトドライブ方式は歯車やベルトを介在させないので回転ダイプレート（９）はプログラムの指示通りに回転し、動作にガタを生じない利点がある。

本発明の第１の実施の形態に係わる二材成形用射出成形機の平面模式図である。 図１の二材成形用射出成形機の回転ダイプレートの回転動作を示す図である。 図１の二材成形用射出成形機の側面図である。 図１の回転ダイプレートの概略構成を示すＸ−Ｘ矢視側面図である。 本発明の二材成形用射出成形機による二材成形工程図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる二材成形用射出成形機のダイプレート開閉時の衝突防止方法を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる二材成形用射出成形機の平面模式図である。 本発明の第３の実施の形態に係わる回転ダイプレートの概略構成を示す側面図である。 本発明の第４の実施の形態に係わる回転ダイプレートの概略構成を示す側面図である。

符号の説明

２ 固定ダイプレート
３ 可動ダイプレート
４ 固定側金型
５ 可動側金型
６Ａ 回転金型Ａ
６Ｂ 回転金型Ｂ
７ 反転台
９ 回転ダイプレート
１０、３０ 二材成形用射出成形機
１１ 射出ユニットＡ
１２ 射出ユニットＢ
１４、４６ 可動ダイプレート開閉手段
１５ 回転ダイプレート開閉手段
１６、５０、６０ 回転ダイプレート回転手段
１７ 割りナット
１８ タイバー
２１ サーボモータＡ（第１の電動モータ）
２２ａ、３２ａ、４７ａ ボールねじ
２４、３３ ボールねじナット
３１ サーボモータＢ（第２の電動モータ）
４１ サーボモータＣ（第３の電動モータ）
５６ サーボモータＤ

Claims (15)

1. 可動側金型を取付けた可動ダイプレートと固定側金型を取付けた固定ダイプレートの間に前記可動ダイプレートと同方向に移動可能に設置された反転台と、該反転台上の縦の中心軸に１８０度回転可能で両面に前記可動側金型と前記固定側金型とに嵌合してキャビティを形成する金型を取付けた回転ダイプレートと、前記可動ダイプレートを型開閉する可動ダイプレート開閉手段と、前記回転ダイプレートを型開閉する回転ダイプレート開閉手段と、前記金型を閉じた後で前記可動ダイプレートと前記固定ダイプレートと前記回転ダイプレートを同時に型締めする型締手段と、異なった樹脂材をそれぞれ可塑化して射出充填する２組の射出ユニットとを有する二材成形用射出成形機において、
   前記型締手段は前記可動ダイプレートと前記固定ダイプレートと前記回転ダイプレートを同時に型締めする油圧型締手段であり、
   前記可動ダイプレート開閉手段は第１の電動モータに駆動される可動ダイプレート開閉手段であり、
   前記回転ダイプレート開閉手段は第２の電動モータに駆動される回転ダイプレート開閉手段であり、
   前記回転ダイプレートの回転手段は前記反転台に取付けられた第３の電動モータにより駆動される回転駆動手段であることを特徴とする二材成形用射出成形機。
2. 請求項１に記載する二材成形用射出成形機において、
   前記油圧型締手段は、前記固定ダイプレートに内蔵する複数の油圧シリンダ装置と該シリンダ装置のラムに結合され前記回転ダイプレートと前記可動ダイプレートを突き通すことができるように設けられた複数の先端溝付きタイバーと前記可動ダイプレートの外側に備えられ前記タイバーの溝と係合できる割ナットとで構成されていて、前記可動ダイプレートと前記固定ダイプレートと前記回転ダイプレートを同時に型締めする油圧型締手段であり、
   前記可動ダイプレート開閉手段は、前記第１の電動モータに駆動されるボールねじ軸と前記可動ダイプレートに取付けられた前記ボールねじ軸と螺合するボールねじナットによる可動ダイプレート開閉手段であり、
   前記回転ダイプレート開閉手段は、前記第２の電動モータに駆動されるボールねじ軸と前記反転台に取付けられた前記ボールねじ軸と螺合するボールねじナットによる回転ダイプレート開閉手段であり、
   前記回転ダイプレートの前記回転手段は、前記反転台の縦の中心軸に１８０度正逆回転可能に設置された前記回転ダイプレートに設けられた水平の大歯車を前記反転台に設置した前記第３の電動モータの出力軸に備えらえた小歯車で駆動する回転駆動手段であることを特徴とする二材成形用射出成形機。
3. 請求項１または請求項２に記載する二材成形用射出成形機において、
   前記可動ダイプレート開閉手段は、前記固定ダイプレート又は基台に固定された前記第１の電動モータに駆動されるボールねじ軸と、前記可動ダイプレートに取付けられた前記ボールねじ軸と螺合するボールねじナットによりなることを特徴とする二材成形用射出成形機。
4. 請求項１または請求項２に記載する二材成形用射出成形機において、
   前記可動ダイプレート開閉手段は、前記反転台に固定された前記第１の電動モータに駆動され、前記反転台に固設された支え台においてボールベアリングを介して回転自在に軸方向を拘束して支えられたボールねじ軸と前記可動ダイプレートに固設された前記ボールねじ軸と螺合するボールねじナットよりなることを特徴とする二材成形用射出成形機。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載する二材成形用射出成形機において、
   前記回転ダイプレートの前記回転手段は、前記反転台の縦の中心軸に１８０度回転可能に設置された前記回転ダイプレートに取付けられた水平の大歯車を歯付きベルト、又は、チエンと小歯車を介して前記反転台に設置した前記第３の電動モータで駆動することを特徴とする二材成形用射出成形機。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載する二材成形用射出成形機において、
   前記回転ダイプレートの前記回転手段は、前記反転台に取付けられ前記回転ダイプレートを１８０度回転させる前記第３の電動モータで直結駆動することを特徴とする二材成形用射出成形機。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載する二材成形用射出成形機において、
   前記２組の射出ユニットの内の１組の射出ユニットは前記固定ダイプレート側に設置されて前記固定側金型への樹脂射出に用いられ、他の１組の射出ユニットは前記可動ダイプレート側に設置されて前記可動側金型への樹脂射出に使用され稼動時には前記可動ダイプレートの移動に伴って移動することを特徴とする二材成形用射出成形機。
8. 請求項７に記載する二材成形用射出成形機において、
   前記可動ダイプレートに連結固定部材を介して連結固定され、前記可動ダイプレートの動作に追従動作可能な摺動式基台をさらに備え、
   前記他の１組の射出ユニットが、前記摺動式基台の上に、摺動可能なように載置されていることを特徴とする二材成形用射出成形機。
9. 可動側金型を取付けた可動ダイプレートと固定側金型を取付けた固定ダイプレートの間に前記可動ダイプレートと同方向に移動可能に設置された反転台と、該反転台上で１８０度回転可能で両面に前記可動側金型と前記固定側金型とに嵌合してキャビティを形成する金型を取付けた回転ダイプレートと、前記可動ダイプレートを型開閉する可動ダイプレート開閉手段と、前記回転ダイプレートを型開閉する回転ダイプレート開閉手段と、前記金型を閉じた後で前記可動ダイプレートと前記固定ダイプレートと前記回転ダイプレートを同時に型締めする型締手段と、異なった樹脂材をそれぞれ可塑化して射出充填する２組の射出ユニットとを有する二材成形用射出成形機において、
   前記型締手段は前記可動ダイプレートと前記固定ダイプレートと前記回転ダイプレートを同時に型締めする油圧型締手段であり、
   前記可動ダイプレート開閉手段は第１の電動モータに駆動される可動ダイプレート開閉手段であり、
   前記回転ダイプレート開閉手段は第２の電動モータに駆動される回転ダイプレート開閉手段であり、
   前記回転ダイプレートの回転手段は前記反転台に取付けられた第３の電動モータにより駆動される回転駆動手段であるとともに、
   前記２組の射出ユニットの内の１組の射出ユニットは前記固定ダイプレート側に設置されて前記固定側金型への樹脂射出に用いられ、他の１組の射出ユニットは前記可動ダイプレート側に設置されて前記可動側金型への樹脂射出に使用され稼動時には前記可動ダイプレートの移動に伴って移動する射出ユニットであり、
   前記可動ダイプレートに連結固定部材を介して連結固定され、前記可動ダイプレートの動作に追従動作可能な摺動式基台を備え、
   前記他の１組の射出ユニットが、前記摺動式基台の上に、摺動可能なように載置されていることを特徴とする二材成形用射出成形機。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載する二材成形用射出成形機において、
    前記反転台上で回転する前記回転ダイプレートがその回転限で当接する位置決めピンを前記反転台に設け、前記回転ダイプレートが一方の回転限に到達した位置と、その戻りの回転限の位置において対向するダイプレートに正対する位置になるよう前記位置決めピンを突出させることを特徴とする二材成形用射出成形機。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載する二材成形用射出成形機を用い、前記可動ダイプレートと前記反転台の型閉、型締め、溶融樹脂の射出充填、冷却、前記可動ダイプレートと前記反転台の型開移動、前記回転ダイプレートの１８０度回転、前記可動ダイプレートと前記反転台の再型閉、型締の成形工程において、前記可動ダイプレートおよび前記反転台の加速または減速の動作が滑らかに作動する加速プロフィルをプログラムした制御装置によって、前記可動ダイプレートと前記反転台の型開閉移動時間が、最短となるように前記第１の電動モータおよび前記第２の電動モータにより加速、速度維持、減速を制御することを特徴とする二材成形用射出成形機の制御方法。
12. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載する二材成形用射出成形機を用い、前記反転台上の前記回転ダイプレートを１８０度回転するとき、前記回転ダイプレートの回転加速度または回転速度を調整可能な回転速度制御プログラムをプログラムした制御装置によって、最短の回転時間となるように前記第３の電動モータにより前記回転ダイプレートの回転加速、回転速度維持、回転減速を制御することを特徴とする二材成形用射出成形機の制御方法。
13. 請求項１１に記載する二材成形用射出成形機の制御方法において、
    移動中の前記可動ダイプレート、又は、前記回転ダイプレートが停止するのに必要な距離を衝突防止距離とし、前記可動ダイプレート及び前記可動ダイプレートに取付けられた前記可動側金型と前記回転ダイプレート及び前記回転ダイプレートに取付けられた前記金型のそれぞれの移動先端位置を監視し、（ｉ）前記回転ダイプレート又は前記回転ダイプレートに取付けられた前記金型と前記固定ダイプレート又は前記固定ダイプレートに取付けられた前記固定側金型間の相対距離、または（ｉｉ）前記回転ダイプレート又は前記回転ダイプレートに取付けられた前記金型と前記可動ダイプレート又は前記可動ダイプレートに取付けられた前記可動側金型間の相対距離が前記衝突防止距離に入ったら自動的に移動中の接近する方のダイプレートを減速、あるいは停止、または前記回転ダイプレートの回転を減速、あるいは停止させるようにして前記可動ダイプレートと前記回転ダイプレートの開閉移動時の衝突を防止することを特徴とする二材成形用射出成形機の制御方法。
14. 請求項１３に記載する二材成形用射出成形機の制御方法において、
    前記相対距離を、前記可動ダイプレートまたは前記可動側金型及び前記回転ダイプレートまたは前記回転ダイプレートに取付けられた前記金型のそれぞれの前記移動先端位置と前記回転ダイプレートの回転角度と、前記可動ダイプレート、前記固定ダイプレート、前記回転ダイプレートのそれぞれに取付けられた金型の形状寸法値より算出することを特徴とする二材成形用射出成形機の制御方法。
15. 請求項１３または１４に記載する二材成形用射出成形機の制御方法において、
    前記回転ダイプレートが、前記固定ダイプレートに向かって型閉移動する際の前記回転ダイプレート又は前記回転ダイプレートに取付けられた前記金型と前記固定側金型間の前記衝突防止距離を、式１により算出し、
    前記可動ダイプレートが、前記回転ダイプレートに向かって型閉移動する際の前記可動側金型と前記回転ダイプレート又は前記回転ダイプレートに取付けられた前記金型間の前記衝突防止距離を、式２により算出することを特徴とする二材成形用射出成形機の制御方法。
    前記式１はｂ２−ａ−Ｌ２、前記式２はｂ１−ｂ２−Ｌ１であり、前記式１および前記式２において、ａ、ｂ１、ｂ２、Ｌ１、Ｌ２はそれぞれ以下を表す。
    ａ：前記固定側金型の厚さ。
    ｂ１：前記固定ダイプレートの金型取り付け面から前記可動側金型の端面までの距離。
    ｂ２：前記固定ダイプレートの金型取り付け面から前記回転ダイプレートの回転軸までの距離。
    Ｌ１：前記回転ダイプレートの回転軸から該回転軸と垂直方向で前記可動ダイプレート側に最も離れた距離と、前記回転ダイプレートの回転角度から一意に決まる距離であって、前記回転ダイプレートの回転軸から前記可動ダイプレート側の回転軌道までの型開閉方向の距離である。
    Ｌ２：前記回転ダイプレートの回転軸から該回転軸と垂直方向で前記固定ダイプレート側に最も離れた距離と前記回転ダイプレートの回転角度から一意に決まる距離であって、前記回転ダイプレートの回転軸から前記固定ダイプレート側の回転軌道までの型開閉方向の距離である。

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