JP5893466B2 - 射出成形機 - Google Patents

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Description

本発明は、2つシリンダを用いて成形材料が搬送(計量)される射出成形機に関する。
従来から、この種の射出成形機は知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2009-90614号公報
ところで、この種の射出成形機では、2つのシリンダ内でそれぞれのスクリュー(駆動部材)が互いに同期して動作することで、成形材料が搬送(計量)される。しかしながら、これらの駆動部材の動作速度を適切に設定するためには、試行錯誤を要し、射出成形機のユーザにとって初期の設定作業の負荷が大きいという問題がある。
そこで、本発明は、この種の射出成形機において、初期の設定作業時のユーザの負荷を低減することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一局面によれば、第1シリンダと、
前記第1シリンダに接続される第2シリンダと、
前記第1シリンダに設けられ、動作時に前記第1シリンダ内の成形材料を前記第2シリンダに向けて前進させる第1駆動部材と、
前記第2シリンダに設けられ、前記第1駆動部材と同期して動作し、前記第1駆動部材により前記第1シリンダ内から供給された前記第2シリンダ内の成形材料を前進させる第2駆動部材と、
情報出力装置とを備え、
前記情報出力装置は、表示装置を含み、前記第1駆動部材の動作速度に関連する第1設定値と、前記第2駆動部材の動作速度に関連する第2設定値との比の推奨値を前記表示装置上に表示することを特徴とする、射出成形機が提供される。
本発明によれば、この種の射出成形機において、初期の設定作業時のユーザの負荷を低減することができる。
本発明の射出成形機に用いられてよい射出装置31の一例を示す図である。 本発明の射出成形機で用いられてよい情報出力装置1の主要構成の一例を示す図である。 データベース16の構築方法の一例(実施例)を示すフローチャートである。 同期率の推奨値の出力方法の一例(実施例1)を示すフローチャートである。 データベース16の構築方法の他の一例(実施例2)を示すフローチャートである。 同期率の推奨値の出力方法の他の一例(実施例2)を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
図1は、本発明の射出成形機に用いられてよい射出装置31の一例を示す図である。射出成形機は図示されない金型装置、型締装置及び射出装置31を有し、金型装置は、第1の金型としての固定金型及び第2の金型としての可動金型を備え、型締装置は、固定金型が取り付けられた固定プラテン、及び可動金型が取り付けられた可動プラテンを備え、型締用シリンダが可動プラテンを進退させることによって金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。尚、型締装置は、リニアモータを用いた電磁式の型締装置であってもよいし、トグル機構を用いた型締装置であってもよい。
射出装置31は、加熱シリンダ17と、該加熱シリンダ17の前端に配設された射出ノズル18と、加熱シリンダ17内において、回転自在に、かつ、進退自在に配設されたメインスクリュー20と、加熱シリンダ17の外周に取り付けられたヒータh11〜h13と、加熱シリンダ17の後方に配設された駆動装置101とを含む。駆動装置101は、射出用モータや計量用モータを含む。
メインスクリュー20は、スクリュー本体52と、該スクリュー本体52より前方に配設された射出部46とからなり、後端の軸部51を介して駆動装置101と連結される。スクリュー本体52は、フライト部45、及び前端において、フライト部45に対して着脱自在に配設された圧力部材54を備え、フライト部45は、棒状の本体部分45a、及び該本体部分45aの外周面に突出させて形成された螺旋状のフライト53を備え、該フライト53に沿って螺旋状の溝67が形成される。尚、圧力部材54を配設することなく、スクリュー本体52の全体にわたってフライト部を形成してもよい。
射出部46は、先端に円錐形の部位を備えたヘッド部55、該ヘッド部55の後方に隣接させて形成されたロッド部56、該ロッド部56の周囲に配設された逆止リング57、及び圧力部材54の前端に取り付けられたシールリング58からなる。
計量工程時に、メインスクリュー20が後退させられるのに伴って、ロッド部56に対して逆止リング57が前方に移動させられ、シールリング58から離されると、逆流防止装置62によるシールが解除される。また、射出工程時に、メインスクリュー20が前進させられるのに伴って、逆止リング57がロッド部56に対して後方に移動させられ、シールリング58に当接させられると、逆流防止装置62によるシールが行われる。
加熱シリンダ17の後端の近傍には、成形材料供給口としての樹脂供給口65が形成され、該樹脂供給口65は、メインスクリュー20を加熱シリンダ17内における前進限位置に置いた状態において、溝67の後端部と対向する箇所に形成される。樹脂供給口65には、樹脂を投入するための投入部81が取り付けられる。投入部81の上端には、ペレット状の樹脂を収容するホッパ82が取り付けられる。該ホッパ82に収容された樹脂は、投入部81を介して樹脂供給口65に送られ、該樹脂供給口65から加熱シリンダ17内に供給される。
投入部81は、水平方向に延在させて配設されたシリンダ部83、該シリンダ部83の前端から下方に延在させて配設された筒状の案内部84、シリンダ部83内において回転自在に配設されたフィードスクリュー85、該フィードスクリュー85を回転させるフィードモータ86、シリンダ部83の外周に配設されたヒータh21等を備え、シリンダ部83は、後端においてホッパ82と連結され、前端において案内部84と連通させられる。
フィードモータ86を駆動してフィードスクリュー85を回転させると、ホッパ82内の樹脂は、シリンダ部83内に供給され、フィードスクリュー85の外周面に形成された溝に沿って前進させられ、その間にヒータh21によって加熱され、予熱されて、フィードスクリュー85の前端から案内部84内に送られ、該案内部84内を落下し、加熱シリンダ17内に供給される。
計量工程時に、フィードモータ86を正方向に駆動するとともに、駆動装置101の計量用モータ(図示せず)を正方向に駆動すると、フィードスクリュー85及びメインスクリュー20が正方向に回転させられる。このとき、ホッパ82内の樹脂は、シリンダ部83内に供給され、フィードスクリュー85の外周面に形成された溝に沿って前進させられ、その間にヒータh21によって加熱され、予熱されて、フィードスクリュー85の前端から案内部84内に送られ、該案内部84内を落下し、加熱シリンダ17内に供給される。なお、シリンダ部83内において樹脂は、溶融することがない温度、例えば、ガラス転移点以下の所定の温度に予熱される。
加熱シリンダ17内に供給された樹脂は、溝67に沿って前進させられるとともに、ヒータh11〜h13によって加熱され、溶融させられる。なお、樹脂は、圧力部材54より所定の距離だけ手前の圧力上昇開始点からスクリュー本体52の前端にかけて前進させられるのに伴って、圧力が次第に高くされる。
続いて、樹脂は、加熱シリンダ17と圧力部材54との間の樹脂流路を通過して、更に圧力が高くされ、その間に、十分に混練された後、加熱シリンダ17とロッド部56との間の樹脂流路を通過して前進させられ、スクリューヘッドの前方に送られる。なお、計量工程時に、メインスクリュー20に背圧を加えるために、駆動装置101の射出用モータ(図示せず)が駆動され、メインスクリュー20の後退を抑制する。
射出工程時には、駆動装置101によりメインスクリュー20は回転しない状態で前進させられる。メインスクリュー20が前進させられると、スクリューヘッドの前方に送られた樹脂は、射出ノズル18から射出され、金型装置のキャビティ空間に充填される。
図2は、本発明の射出成形機で用いられてよい情報出力装置1の主要構成の一例を示す図である。
情報出力装置1は、図2に示すように、処理装置10と、表示装置12とを含む。また、情報出力装置1は、任意的な構成として入力装置14を含んでよい。情報出力装置1には、データベース16が接続される。尚、データベース16は、情報出力装置1に内蔵されてもよい。
処理装置10は、任意のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせにより実現されてよい。処理装置10は、例えばCPUを含み、以下で説明する各種機能を実現する。
表示装置12は、液晶ディスプレイ等のような任意の表示装置であってよい。表示装置12は、射出成形機の制御画面を提供するものであってよい。表示装置12は、処理装置10による制御下で、フィードスクリュー85及びメインスクリュー20の同期率の推奨値等の情報を表示する。尚、この表示方法については後述する。
入力装置14は、射出成形機のユーザのためのユーザインターフェースを構成する。入力装置14は、キーボードやマウス等のような任意のユーザインターフェースであってよい。例えば、入力装置14は、表示装置12を構成するタッチパネルディスプレイ上に形成されるタッチスイッチであってもよい。
データベース16は、HDD(ハードディスクドライブ)等のような任意の記憶装置により構成されてよい。データベース16は、情報出力装置1と無線又は有線により接続されてよい。例えば、データベース16は、脱着式の記憶媒体で構成されてよく、この場合、記憶媒体は、使用時に、情報出力装置1の所定のスロットに挿入される。また、データベース16は、外部のサーバーにより構成されてもよい。この場合、情報出力装置1は、ネットワーク回線等を介してデータベース16にアクセスする。また、データベース16は、情報出力装置1内に組み込まれた所定のメモリであってもよい。この場合、所定のメモリは、ROMのような書換え不能なメモリであってもよいし、EEPROMのような書換え可能メモリであってもよい。後者の場合、データベース16内の情報は、定期的に又は不定期的に更新されてもよい。データベース16は、フィードスクリュー85及びメインスクリュー20の同期率の推奨値等の情報を格納する。
図3は、データベース16の構築方法の一例(実施例1)を示すフローチャートである。図3に示す作業は、例えば射出成形機のメーカにより実行されてよい。
ステップ300では、射出成形機で用いることができるフィードスクリュー85及びメインスクリュー20の組み合わせを決定する。尚、フィードスクリュー85は、径などが異なる複数種のフィードスクリューから選択されうる。同様に、メインスクリュー20は、径などが異なる複数種のメインスクリューから選択されうる。
ステップ302では、上記ステップ300で決定されたフィードスクリュー85及びメインスクリュー20の組み合わせに対して、同期率の推奨値が導出される。ここで、同期率とは、メインスクリュー20の回転数に対するフィードスクリュー85の回転数の比、即ち(フィードスクリュー85の回転数)/(メインスクリュー20の回転数)である。同期率の推奨値の導出方法は、任意であり、試行錯誤を伴う方法であってもよい。例えば、同期率を変更しつつ、実際に射出成形機を動作させて各種データを比較・検証する方法であってもよい。尚、推奨値は、あくまでメーカの独自の基準に基づくものであり、同じフィードスクリュー85及びメインスクリュー20の組み合わせに対しても、メーカに応じて異なりうる。
ステップ304では、全てのフィードスクリュー85及びメインスクリュー20の組み合わせについて、同期率の推奨値が導出されたか否かを判断する。全てのフィードスクリュー85及びメインスクリュー20の組み合わせに関して同期率の推奨値が導出されていない場合は、ステップ300に戻り、新たな別の組み合わせに対して同期率の推奨値が導出される(ステップ302)。このようにして、全てのフィードスクリュー85及びメインスクリュー20の組み合わせについて、同期率の推奨値が導出される。尚、フィードスクリュー85及びメインスクリュー20の組み合わせに関して、特定の組み合わせのみに適合する射出成形機の機種もあれば、多数の組み合わせに適合する射出成形機の機種もありうる。ここでは、全ての射出成形機が考慮され、考えられるバリエーションの各組み合わせについて同期率の推奨値が導出される。但し、フィードスクリュー85及びメインスクリュー20の組み合わせが1つしかない場合は、ステップ304を省略してもよい。
ステップ306では、フィードスクリュー85及びメインスクリュー20の各組み合わせに係る同期率の推奨値がデータベース16に記憶される。この際、同期率の推奨値は、対応するフィードスクリュー85及びメインスクリュー20の組み合わせに紐付けされて記憶される。
このようにしてデータベース16には、フィードスクリュー85及びメインスクリュー20の各組み合わせに係る同期率の推奨値が記憶される。尚、図3に示す処理は、新たなフィードスクリュー85及びメインスクリュー20の組み合わせが可能となった場合に、実行されてもよく、この場合、当該新たな組み合わせに係る同期率の推奨値がデータベース16に追加されてよい。
図4は、同期率の推奨値の出力方法の一例(実施例1)を示すフローチャートである。図4に示す処理ルーチンは、情報出力装置1により実行される。図4に示す処理ルーチンは、同期率の推奨値の出力が必要なタイミングで実行されてもよい。例えば、図4に示す処理ルーチンは、フィードスクリュー85及びメインスクリュー20の回転数を初期設定(又は調整)する作業が開始される際(例えばユーザから入力装置14を介して要求があった場合)に実行されてもよい。
ステップ400では、情報出力装置1が搭載されている射出成形機に実装されているフィードスクリュー85及びメインスクリュー20の組み合わせが特定される。フィードスクリュー85及びメインスクリュー20の組み合わせは、ユーザによる入力データに基づいて特定されてもよいし、メーカにより予め登録されたデータに基づいて特定されてもよい。
ステップ402では、上記ステップ400で特定したフィードスクリュー85及びメインスクリュー20の組み合わせに対応する同期率の推奨値をデータベース16から抽出する。尚、データベース16は、上述の如く外部データベースや外付けメモリであってもよいし、情報出力装置1に内蔵されるメモリであってもよい。データベース16が情報出力装置1に内蔵されるメモリである場合であって、当該情報出力装置1が搭載されている射出成形機で使用可能なフィードスクリュー85及びメインスクリュー20の組み合わせが唯一である場合には、データベース16には、当該唯一の組み合わせに係る同期率の推奨値が記憶されていればよい。この場合、処理装置10は、単にデータベース16に記憶されている同期率の推奨値を読み出せばよい。
ステップ404では、上記ステップ402で抽出した同期率の推奨値を表示装置12上に出力する。同期率の推奨値の出力態様は任意であるが、例えば「同期率の推奨値=α」といった具合に表示してもよい。同期率については、ユーザマニュアル等でユーザに周知されていてよいが、同期率の説明(定義)について表示されてもよい。尚、同期率の推奨値は、表示により出力するのに代えて又は加えて、音声により出力されてもよい。
このように図4に示す処理によれば、ユーザは、射出成形機に実装されているフィードスクリュー85及びメインスクリュー20の組み合わせについて、同期率の推奨値を得ることができる。従って、ユーザは、この同期率の推奨値を基準として、フィードスクリュー85の回転数及びメインスクリュー20の回転数を調整することができる。これにより、射出成形機のユーザにとって、フィードスクリュー85及びメインスクリュー20の回転数の初期設定作業が効率的で容易となる。
尚、図4に示す処理では、同期率の推奨値を出力しているが、同期率の推奨値に加えて、同期率の推奨範囲(推奨可変範囲)を出力してもよい。この場合、同期率の推奨可変範囲は、同期率の推奨値と同様に、予めメーカ側で導出され(図3参照)、データベース16に記憶される。同期率の推奨可変範囲は、同期率の下限値と上限値により表現されてもよい。また、同期率の推奨可変範囲は、同期率の推奨値と複合的に表示されてもよい。例えば、同期率の推奨可変範囲の表示内に同期率の推奨値の位置を示す表示が出力されてもよい。
また、図4に示す処理において、ステップ402で、上記ステップ400で特定したフィードスクリュー85及びメインスクリュー20の組み合わせに対応する同期率の推奨値が、データベース16に存在しない場合は、当該組み合わせに対応する同期率の推奨値は、他の組み合わせに対応する同期率の推奨値(データベース16に存在する同期率の推奨値)から換算して導出され、出力されてもよい。この際、スクリュー径の相違に基づく所定の換算式(又は補間式)が利用されてよい。
図5は、データベース16の構築方法の他の一例(実施例2)を示すフローチャートである。図5に示す作業は、例えば射出成形機のメーカにより実行されてよい。
ステップ500では、射出成形機で用いることができる樹脂(材料)を決定する。
ステップ502では、上記ステップ500で決定された樹脂に対して、同期率の推奨値が導出される。尚、推奨値は、あくまでメーカの独自の基準に基づくものであり、同じ樹脂に対しても、メーカに応じて異なりうる。
ステップ504では、全ての樹脂について、同期率の推奨値が導出されたか否かを判断する。全ての樹脂に関して同期率の推奨値が導出されていない場合は、ステップ500に戻り、新たな別の樹脂に対して同期率の推奨値が導出される(ステップ502)。このようにして、全ての樹脂について、同期率の推奨値が導出される。尚、ここで、同期率の推奨値が導出される各樹脂は、種類の相違する樹脂であってもよい。また、同期率の推奨値が導出される各樹脂は、樹脂に混ぜる混合物(例えばガラス繊維等)の有無やその割合に相違を有するものであってよい。また、同期率の推奨値が導出される各樹脂は、再生材であるかどうかや、再生材が混合されているか否かやその割合に相違を有するものであってよい。
ステップ506では、各樹脂に係る同期率の推奨値がデータベース16に記憶される。この際、同期率の推奨値は、対応する樹脂に紐付けされて記憶される。
このようにしてデータベース16には、射出成形機で用いることができる複数の異なる各樹脂に係る同期率の推奨値が記憶される。尚、図5に示す処理は、新たな樹脂が使用可能となった場合に、実行されてもよく、この場合、当該新たな樹脂に係る同期率の推奨値がデータベース16に追加されてよい。
図6は、同期率の推奨値の出力方法の他の一例(実施例2)を示すフローチャートである。図6に示す処理ルーチンは、情報出力装置1により実行される。図6に示す処理ルーチンは、同期率の推奨値の出力が必要なタイミングで実行されてもよい。例えば、図6に示す処理ルーチンは、フィードスクリュー85及びメインスクリュー20の回転数を初期設定(又は調整)する作業が開始される際(例えばユーザから入力装置14を介して要求があった場合)に実行されてもよい。
ステップ600では、情報出力装置1が搭載されている射出成形機で使用される樹脂が特定される。射出成形機で使用される樹脂は、任意の樹脂入力情報に基づいて判断されてもよい。例えば、射出成形機で使用される樹脂は、ユーザによる入力データ(樹脂入力情報の一例)に基づいて特定されてもよいし、メーカにより予め登録されたデータ(樹脂入力情報の一例)に基づいて特定されてもよい。
ステップ602では、上記ステップ600で特定した樹脂に対応する同期率の推奨値をデータベース16から抽出する。尚、データベース16は、上述の如く外部データベースや外付けメモリであってもよいし、情報出力装置1に内蔵されるメモリであってもよい。データベース16が情報出力装置1に内蔵されるメモリである場合であって、当該情報出力装置1が搭載されている射出成形機で使用可能な樹脂が唯一である場合には、データベース16には、当該唯一の樹脂に係る同期率の推奨値が記憶されていればよい。この場合、処理装置10は、単にデータベース16に記憶されている同期率の推奨値を読み出せばよい。
ステップ604では、上記ステップ602で抽出した同期率の推奨値を表示装置12上に出力する。同期率の推奨値の出力態様は任意であるが、例えば「同期率の推奨値=α」といった具合に表示してもよい。同期率については、ユーザマニュアル等でユーザに周知されていてよいが、同期率の説明(定義)について表示されてもよい。尚、同期率の推奨値は、表示により出力するのに代えて又は加えて、音声により出力されてもよい。
このように図6に示す処理によれば、ユーザは、射出成形機で使用される樹脂について、同期率の推奨値を得ることができる。例えば、ユーザが設定画面で樹脂を選択すると、その樹脂に応じた同期率の推奨値が出力される。従って、ユーザは、この同期率の推奨値を基準として、フィードスクリュー85の回転数及びメインスクリュー20の回転数を調整することができる。これにより、射出成形機のユーザにとって、フィードスクリュー85及びメインスクリュー20の回転数の初期設定作業が効率的で容易となる。
尚、図6に示す処理では、同期率の推奨値を出力しているが、同期率の推奨値に加えて、同期率の推奨範囲(推奨可変範囲)を出力してもよい。この場合、同期率の推奨可変範囲は、同期率の推奨値と同様に、予めメーカ側で導出され(図5参照)、樹脂毎にデータベース16に記憶される。同期率の推奨可変範囲は、同期率の下限値と上限値により表現されてもよい。また、同期率の推奨可変範囲は、同期率の推奨値と複合的に表示されてもよい。例えば、同期率の推奨可変範囲の表示内に同期率の推奨値の位置を示す表示が出力されてもよい。
尚、図5及び図6に示した実施例2は、図3及び図4に示した実施例1と組み合わせて使用することができる。即ち、同期率の推奨値は、フィードスクリュー85及びメインスクリュー20の各組み合わせと、樹脂とに対応付けてデータベース化されてもよい。この場合、フィードスクリュー85及びメインスクリュー20の各組み合わせに対して、図5及び図6に示した処理をそれぞれ実行すればよい。これにより、フィードスクリュー85及びメインスクリュー20の組み合わせと樹脂の双方に応じた同期率の推奨値を出力することができる。
尚、本実施例においては、「シリンダ部83」が、特許請求の範囲における「第1シリンダ」に対応し、「加熱シリンダ17」が、特許請求の範囲における「第2シリンダ」に対応し、「フィードスクリュー85」が、特許請求の範囲における「第1駆動部材」に対応し、「メインスクリュー20」が、特許請求の範囲における「第2駆動部材」に対応する。
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、上述した実施例では、同期率の推奨値が出力されているが、同期率の推奨値に代えて、同期率と実質的に等価の推奨値が出力されてもよい。例えば、フィードスクリュー85の回転数に対するメインスクリュー20の回転数の比の推奨値が出力されてもよい。また、フィードスクリュー85を駆動するモータの印加電流または印加電圧と、メインスクリュー20を駆動するモータの印加電流または印加電圧との比の推奨値、フィードスクリュー85による成形材料供給能力と、メインスクリュー20による成形材料搬送可能能力との比の推奨値が出力されてもよい。
1 情報出力装置
10 処理装置
12 表示装置
14 入力装置
16 データベース
17 加熱シリンダ
18 射出ノズル
20 メインスクリュー
31 射出装置
45 フライト部
52 スクリュー本体
83 シリンダ部
85 フィードスクリュー
101 駆動装置

Claims (7)

  1. 第1シリンダと、
    前記第1シリンダに接続される第2シリンダと、
    前記第1シリンダに設けられ、動作時に前記第1シリンダ内の成形材料を前記第2シリンダに向けて前進させる第1駆動部材と、
    前記第2シリンダに設けられ、前記第1駆動部材と同期して動作し、前記第1駆動部材により前記第1シリンダ内から供給された前記第2シリンダ内の成形材料を前進させる第2駆動部材と、
    情報出力装置とを備え、
    前記情報出力装置は、表示装置を含み、前記第1駆動部材の動作速度に関連する第1設定値と、前記第2駆動部材の動作速度に関連する第2設定値との比の推奨値を前記表示装置上に表示することを特徴とする、射出成形機。
  2. 前記情報出力装置は、前記比の推奨値を記憶するデータベースから前記比の推奨値を取得して表示する、請求項1に記載の射出成形機。
  3. 前記情報出力装置は、前記比の推奨値に加えて、前記比の推奨範囲を表示する、請求項1又は2に記載の射出成形機。
  4. 前記データベースは、少なくとも2組以上の前記第1駆動部材と前記第2駆動部材の異なる組み合わせについて、前記比の推奨値を記憶する、請求項2に記載の射出成形機。
  5. 前記情報出力装置は、当該射出成形機に搭載される前記第1駆動部材と前記第2駆動部材の組み合わせに基づいて、前記データベースから、前記組み合わせに応じた前記比の推奨値を取得して表示する、請求項4に記載の射出成形機。
  6. 前記第1駆動部材及び前記第2駆動部材は共にスクリューであり、前記第1設定値は、前記第1駆動部材の回転数であり、前記第2設定値は前記第2駆動部材の回転数である、請求項1〜5のうちのいずれか1項に記載の射出成形機。
  7. 前記情報出力装置は、樹脂入力情報に基づいて、対応する樹脂に係る前記比の推奨値を表示する、請求項1〜6のうちのいずれか1項に記載の射出成形機。
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