JP2004314492A

JP2004314492A - 射出成形機等の型締装置及びコアバック方法

Info

Publication number: JP2004314492A
Application number: JP2003113035A
Authority: JP
Inventors: Takaki Miyauchi; 隆紀宮内; Jun Koike; 純小池; Makoto Nishizawa; 誠西沢; Yukio Iimura; 幸生飯村
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2023-04-17
Also published as: JP4199585B2

Abstract

【課題】ボールねじ及びこれを駆動するサーボモータを追加装備することなく、コアバック動作を行うことができる射出成形機等の型締装置を提供することにある。
【解決手段】固定金型３を有する固定盤１に、タイバー５を介して移動金型４を有する移動盤２を設け、この移動盤を型開閉用サーボモータ２７によって移動させるとともに、移動盤の移動を所定位置において係止するための型締用ハーフナット３３を設け、さらに、タイバーに設けたピストン部を嵌挿してタイバーを進退させる油圧型締シリンダ１１を設けた型締装置において、固定盤にタイバーを介して移動盤を移動させるボールねじ１９及びこのボールねじを駆動するハーフナット位置決め兼コアバック用サーボモータ１７を設け、射出成形工程のコアバック時に、前記サーボモータを駆動して前記ボールねじによって移動盤を介して移動金型をコアバックすることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、射出成形用金型に溶融樹脂を射出して成形品を成形する射出成形機等の型締装置及びコアバック方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形用金型に溶融樹脂を射出して成形品を成形する射出成形機等の型締装置は、固定金型を取付けた固定盤と、この固定盤にタイバーを介して移動金型を取付け、固定金型に対して進退自在な移動盤とを備えている。
【０００３】
固定盤にはタイバーを進退させる油圧型締シリンダ及びタイバーを軸方向に進退させるタイバースライド用サーボモータを備えている。また、移動盤は、型開閉用サーボモータによってタイバー上において進退され、移動盤は所定位置において型締用ハーフナットによってタイバーに係止される。そして、射出プレス工程で、前記油圧型締シリンダを駆動して固定金型と移動金型とをプレスするようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、固定金型を取付けた固定盤と、この固定盤にタイバーを介して移動金型を取付け、前記固定金型に対して進退自在な移動盤と、この移動盤に突出して設けられた嵌挿部を有する型締ラムと、この型締ラムの嵌挿部を進退自在に嵌挿する油圧型締シリンダとを備え、射出プレス工程で、油圧型締シリンダに圧油し、型締ラムを介して移動盤を移動することにより、固定金型と移動金型とをプレスするようになっている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２９６７３９号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平６−１８２８３８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１及び２は、タイバースライド用サーボモータによってタイバーを進退させ、型締用ハーフナットとタイバーのねじ部との位相合わせを行い、型締用ハーフナットとタイバーのねじ部とが噛み合った後に、油圧型締シリンダを駆動して固定金型と移動金型とをプレスするようにしている。
【０００８】
また、固定金型と移動金型とによって形成されたキャビティに射出成形機から発泡材を含む溶融樹脂を射出して充填した後、発泡材の発泡の進行に伴って移動金型を固定金型から後退させ、キャビティを拡張するコアバック動作を行う。
【０００９】
従来、このコアバック動作を油圧型締シリンダの油圧制御によって行っているため、その位置精度にバラツキができ、成形品の寸法精度にバラツキができるという問題がある。
【００１０】
そこで、移動盤にボールねじ及びこのボールねじを駆動するサーボモータを追加装備し、これによってコアバック動作を行う装置もある。しかし、この場合、金型を交換するたびにその装置を付け替えるか、金型ごとにボールねじ及びこのボールねじを駆動するサーボモータを設けているため、コストアップの原因となっている。
【００１１】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、ボールねじ及びこれを駆動するサーボモータを追加装備することなく、コアバック動作を行うことができ、コストダウン及び位置精度を向上できる射出成形機等の型締装置及びコアバック方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前述した目的を達成するために、請求項１は、固定金型を取付けた固定盤と、この固定盤にタイバーを介して移動金型を取付け、前記固定金型に対して進退自在な移動盤と、この移動盤を前記タイバー上において進退させる型開閉用サーボモータと、前記移動盤の移動を所定位置において係止するための型締用ハーフナットと、前記タイバーに設けたピストン部を嵌挿してタイバーを進退させる油圧型締シリンダとからなる射出成形機等の型締装置において、前記固定盤に前記タイバーを介して前記移動盤を移動させる送りねじ及びこの送りねじを駆動するハーフナット位置決め兼コアバック用サーボモータを設け、射出成形工程のコアバック時に、前記ハーフナット位置決め兼コアバック用サーボモータを駆動して前記送りねじによって前記移動盤を介して移動金型をコアバックすることを特徴とする。
【００１３】
請求項２は、固定金型を取付けた固定盤と、この固定盤にタイバーを介して移動金型を取付け、前記固定金型に対して進退自在な移動盤と、この移動盤を前記タイバー上において進退させる型開閉用サーボモータと、前記移動盤の移動を所定位置において係止するための型締用ハーフナットと、前記移動盤に突出して設けられた嵌挿部を有する型締ラムと、この型締ラムの嵌挿部を進退自在に嵌挿する油圧型締シリンダとからなる射出成形機等の型締装置において、前記油圧型締シリンダに前記型締ラムを介して前記移動盤を移動させる送りねじ及びこの送りねじを駆動するハーフナット位置決め兼コアバック用サーボモータを設け、射出成形工程のコアバック時に、前記ハーフナット位置決め兼コアバック用サーボモータを駆動して前記送りねじによって前記移動盤を介して移動金型をコアバックすることを特徴とする。
【００１４】
請求項３は、請求項１または２記載の射出成形機等の型締装置を用いて前記移動金型をコアバックする方法において、射出成形機の射出ノズルから発泡材を含む溶融樹脂を射出して前記固定金型と移動金型とによって形成されたキャビティに充填した後、前記ハーフナット位置決め兼コアバック用サーボモータを駆動して前記送りねじによって前記移動盤を介して移動金型をコアバックすることを特徴とする。
【００１５】
前記構成によれば、射出成形機の射出ノズルから発泡材を含む溶融樹脂を射出して固定金型と移動金型とによって形成されたキャビティに充填されると、キャビティ内で溶融樹脂が発泡する。この溶融樹脂の発泡の進行に伴ってハーフナット位置決め兼コアバック用サーボモータを駆動して送りねじによって移動盤を介して移動金型をコアバックすると、キャビティが成形品の寸法まで拡張し、拡張したキャビティに溶融樹脂が充填される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は第１の実施形態を示し、図１は射出成形機の型締装置の縦断側面図である。図中、１は固定盤であり、２は移動盤である。固定盤１には固定金型３が取付けられ、移動盤２には固定金型３に対して対向する移動金型４が取付けられている。固定盤１には複数本のタイバー５が突出して設けられ、これらタイバー５上を移動盤２が進退自在に移動するようになっている。
【００１８】
固定金型３には射出成形機（図示しない）の射出ノズル６と接合するノズルタッチ面７が設けられ、このノズルタッチ面７は樹脂通路８を介して固定金型３と移動金型４との間に設けられたキャビティ９と連通している。また、固定盤１には射出ノズル６が進退可能に開口する開口部１０が設けられている。
【００１９】
前記固定盤１のタイバー５との結合部には油圧型締シリンダ１１が設けられている。この油圧型締シリンダ１１にはタイバー５の基端部に一体に設けられたピストン部１２が嵌挿され、油圧型締シリンダ１１の内部はピストン部１２を挟んで型締め側室１３ａと型開き側室１３ｂとに区画されている。
【００２０】
さらに、ピストン部１２の基端部は油圧型締シリンダ１１の仕切り壁１４を貫通して位置決めボックス１５内に突出している。位置決めボックス１５にはハーフナット位置決め兼コアバック用サーボモータ（以下、第１のサーボモータという）１７が取付けられている。また、位置決めボックス１５の背面にはピストン部１２と同軸的に軸受１８が設けられ、この軸受１８には送りねじとしてのボールねじ１９のねじ軸２０が回転自在に支持されている。ねじ軸２０の基端部は位置決めボックス１５の背面から突出しており、この突出部には従動プーリ２１が嵌着されている。
【００２１】
前記サーボモータ１７には駆動プーリ２２が設けられ、この駆動プーリ２２と従動プーリ２１との間にはタイミングベルト２３が掛け渡され、ボールねじ１９のねじ軸２０が回転するようになっている。ねじ軸２０の先端部にはねじ部２４が設けられ、このねじ部２４はピストン部１２の軸心部に嵌着されたナット部２５と螺合している。従って、ボールねじ１９によってねじ軸２０の回転運動がナット部２５を介して直線運動に変換されるようになっている。
【００２２】
また、固定盤１にはブラケット２６を介して複数の型開閉用サーボモータ（以下、第２のサーボモータという）２７が設けられている。このサーボモータ２７の回転軸２８にはねじ部２９が設けられている。ねじ部２９にはナット部３０が螺合され、このナット部３０は前記移動盤２に固定され、ボールねじとしての送りねじ３１が構成されている。従って、第２のサーボモータ２７の駆動によってねじ部２９が回転することにより、ナット部３０を介して移動盤２が固定盤１に対して進退し、固定金型３に対して移動金型４が型開閉するようになっている。
【００２３】
前記タイバー５は移動盤２を貫通して突出しており、このタイバー５の外周面にはねじ山または環状溝からなる係合溝５ａが設けられている。さらに、移動盤２の背面側には開閉シリンダ３２によって開閉し、タイバー５の係合溝５ａと係脱する型締用ハーフナット３３が設けられている。
【００２４】
次に、前述のように構成された射出成形機の型締装置の作用について説明する。固定金型３と移動金型４の取付け及び型厚調整作業時は開閉シリンダ３２によって型締用ハーフナット３３とタイバー５の係合溝５ａとは噛み合い関係は解除されている。
【００２５】
次に、第２のサーボモータ２７の駆動によって型閉じ動作を行う。この場合、型閉め限で、開閉シリンダ３２によって型締用ハーフナット３３が閉じ、タイバー５の係合溝５ａと噛み合ってタイバー５に対して移動盤２が係合状態となる。
【００２６】
このとき、型締用ハーフナット３３とタイバー５の係合溝５ａとが適正に噛み合えば良いが、双方のピッチのずれ等によって噛み合わない場合、第１のサーボモータ１７が駆動する。すなわち、第１のサーボモータ１７の駆動によってボールねじ１９がピストン部１２を介してタイバー５を前進微動させ、型締用ハーフナット３３とタイバー５の係合溝５ａとが適正に噛み合った位置で、第１のサーボモータ１７を停止させる。
【００２７】
このとき、タイバー５の位置を位置検出手段（図示しない）によって読み取って記憶させる。その後の成形運転において、移動盤２による金型の前進限では、タイバー５が常にこの位置にあるように、第１のサーボモータ１７が制御される。このようにして、型厚調整作業が完了する。
【００２８】
前述したように、型締用ハーフナット３３の噛み合い位置調整を行った後、第２のサーボモータ２７を駆動して移動盤２を前進させ、その前進限近傍の任意の位置に到達してから第１のサーボモータ１７を駆動してボールねじ１９によってタイバー５を後退（図中右方向）を開始し、第２のサーボモータ２７と第１のサーボモータ１７の速度を制御してその相対速度を同期させる（すなわち、相対速度が０となるようにする。）。そして、移動盤２とタイバー５の前進速度が同期し、特定位置においての相対速度が０のときに、型締用ハーフナット３３を閉じてタイバー５の係合溝５ａと噛み合わせる。
【００２９】
このようにして型締用ハーフナット３３の噛み合い位置調整を行った後、型締動作を含む射出成形工程に入る。まず、第２のサーボモータ２７が駆動して移動盤２を前進移動させ、移動盤２が型閉め限近傍の任意の位置に到達すると、前以て記憶した位置より左方向に位置していたタイバー５を第１のサーボモータ１７の駆動により、後退（図中右方向）を開始し、それぞれ各サーボモータ１７，２７の速度を制御して移動盤２とタイバー５との相対速度を演算して同期させる（すなわち、相対速度が０となるようにする。）。
【００３０】
そして、予め定めた位置で、移動盤２とタイバー５の右方向移動速度が同期したら、型締用ハーフナット３３とタイバー５の係合溝５ａの噛み合いを検出する。噛み合いが適正な位置にあるならば、相対速度が０になるように速度制御を保持したまま、型締用ハーフナット３３を閉じてタイバー５の係合溝５ａとを噛み合わせる。噛み合いが完了し、移動盤２が型閉め限に達すると、タイバー５の位置を位置検出器（図示しない）により読み取り、前述した型厚調整時に記憶したタイバー５の位置と比較する。比較結果が一致していれば、型締・射出プレス動作に入る。
【００３１】
固定金型３と移動金型４とが型締された後、射出成形機の射出ノズル６から発泡材を含む溶融樹脂を射出すると、溶融樹脂は樹脂通路８を介してキャビティ９に充填される。キャビティ９に充填された発泡材を含む溶融樹脂はキャビティ９内で発泡するため、発泡の進行に伴って第１のサーボモータ１７が駆動し、ボールねじ１９によってタイバー５を前進（図中左方向）させ、移動盤２を介して移動金型４が固定金型３に対してコアバック動作する。
【００３２】
従って、キャビティ９は拡張され、拡張されたキャビティ９内で発泡材を含む溶融樹脂が発泡し、移動金型４が所定量コアバックした後、第１のサーボモータ１７が停止する。そして、保圧及び冷却工程を経て成形品が成形される。
【００３３】
成形品の成形後、型開工程に入り、油圧型締シリンダ１１の型開き側室１３ｂの圧油を導入する一方、第２のサーボモータ２７が駆動し、ボールねじ３１によって移動盤２を前進（図中左方向）させると、固定金型３と移動金型４とが型開きし、成形品を取り出すことができる。また、型開き中に型締用ハーフナット３３とタイバー５の係合溝５ａとの噛み合いを解除する。同時に、第１のサーボモータ１７を逆転駆動してタイバー５を左方向に移動させ、射出成形の１サイクル動作を完了する。
【００３４】
第１の実施形態によれば、射出成形工程のコアバック動作時に第１のサーボモータとボールねじによって駆動することにより、成形時の位置精度が向上する。また、ハーフナット位置決め用サーボモータをコアバック動作に兼用することにより、移動金型や移動盤にサーボモータを追加する必要がなく、コストダウンを図ることができる。
【００３５】
図２は第２の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。複数本のタイバー５に支持された移動盤２の背面側には油圧型締シリンダ４０が設けられている。この油圧型締シリンダ４０には移動盤２の背面側に開口する油圧室４１が設けられ、この油圧室４１には型締ラム４２が進退自在に嵌挿されている。この型締ラム４２の先端部は移動盤２に連結されている。
【００３６】
油圧型締シリンダ４０には油圧室４１と直列的に段付き貫通穴４３が設けられ、この貫通穴４３にはボールねじとしての送りねじ４４を構成するねじ軸４５が進退自在に挿入されている。そして、ねじ軸４５の一端部にはフランジ部４５ａが設けられ、このフランジ部４５ａは型締ラム４２に連結されている。ねじ軸４５の他端部には油圧型締シリンダ４０の後方へ突出しており、突出部にはねじ部４６が形成されている。このねじ部４６にはボールねじ４４を構成するナット部４７が螺合され、このナット部４７には従動プーリ４８が一体的に嵌着されている。
【００３７】
油圧型締シリンダ４０にはブラケット４９によってハーフナット位置決め兼コアバック用サーボモータ（以下、第１のサーボモータという）５０が設けられている。この第１のサーボモータ５０には駆動プーリ５１が設けられ、この駆動プーリ５１と従動プーリ４８との間にはタイミングベルト５２が掛け渡されている。
従って、第１のサーボモータ５０の駆動によって送りねじ４４のナット部４７が回転し、このナット部４７の回転が直線運動に変換されてねじ軸４５が軸方向に進退移動するようになっている。
【００３８】
次に、前述のように構成された射出成形機の型締装置の作用について説明する。第１の実施形態と同様の作用によって固定金型３と移動金型４とが図２に示すように型締された後、射出成形機の射出ノズル６から発泡材を含む溶融樹脂を射出すると、溶融樹脂は樹脂通路８を介してキャビティ９に充填される。キャビティ９に充填された発泡材を含む溶融樹脂はキャビティ９内で発泡するため、発泡の進行に伴って第１のサーボモータ５０が駆動し、ボールねじ４４によって型締ラム４２を図中左方向に移動させると、移動盤２を介して移動金型４が固定金型３に対してコアバック動作する。
【００３９】
従って、キャビティ９は拡張され、拡張されたキャビティ９内で発泡材を含む溶融樹脂が発泡し、移動金型４が所定量コアバックした後、第１のサーボモータ５０が停止する。そして、保圧及び冷却工程を経て成形品が成形される。
【００４０】
成形品の成形後、第２のサーボモータ２７が駆動し、ボールねじ３１によって移動盤２を図中左方向に移動させると、固定金型３と移動金型４とが型開きし、成形品を取り出すことができる。また、型開き中に型締用ハーフナット３３とタイバー５の係合溝５ａとの噛み合いを解除する。同時に、第１のサーボモータ５０を逆転駆動して型締ラム４２を左方向に移動させ、射出成形の１サイクル動作を完了する。
【００４１】
第２の実施形態によれば、射出成形工程のコアバック動作時に第１のサーボモータとボールねじによって駆動することにより、成形時の位置精度が向上する。
また、ハーフナット位置決め用サーボモータをコアバック動作に兼用することにより、移動金型や移動盤にサーボモータを追加する必要がなく、コストダウンを図ることができる。
【００４２】
また、第１と第２の実施形態において、第１のサーボモータとボールねじとの動力伝達に、プーリとベルトを使用したが、歯車によって動力伝達させてもよく、またボールねじに限定されず、回転運動を直線運動に変換するものであれば、ねじまたは遊星ローラねじ等の送りねじ機構であってもよい。
【００４３】
なお、射出成形機の型締装置について説明したが、例えば、ダイカストマシーンやプレス機等においても同様に適用できる。
【００４４】
なお、この発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組合わせてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ボールねじ及びこれを駆動するサーボモータを追加装備することなく、コアバック動作を行うことができ、コストダウン及び位置精度を向上できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示す射出成形機の型締装置の縦断側面図。
【図２】この発明の第２の実施形態を示す射出成形機の型締装置の縦断側面図。
【符号の説明】
１…固定盤、２…移動盤、３…固定金型、４…移動金型、５…タイバー、１１…油圧型締シリンダ、１７…第１のサーボモータ（ハーフナット位置決め兼コアバック用サーボモータ）、１９…ボールねじ（送りねじ）、２７…第２のサーボモータ（型開閉用サーボモータ）、３３…型締用ハーフナット、４０…油圧型締用シリンダ、４４…ボールねじ（送りねじ）、５０…第１のサーボモータ（ハーフナット位置決め兼コアバック用サーボモータ）

Claims

固定金型を取付けた固定盤と、この固定盤にタイバーを介して移動金型を取付け、前記固定金型に対して進退自在な移動盤と、この移動盤を前記タイバー上において進退させる型開閉用サーボモータと、前記移動盤の移動を所定位置において係止するための型締用ハーフナットと、前記タイバーに設けたピストン部を嵌挿してタイバーを進退させる油圧型締シリンダとからなる射出成形機等の型締装置において、
前記固定盤に前記タイバーを介して前記移動盤を移動させる送りねじ及びこの送りねじを駆動するハーフナット位置決め兼コアバック用サーボモータを設け、射出成形工程のコアバック時に、前記ハーフナット位置決め兼コアバック用サーボモータを駆動して前記送りねじによって前記移動盤を介して移動金型をコアバックすることを特徴とする射出成形機等の型締装置。
固定金型を取付けた固定盤と、この固定盤にタイバーを介して移動金型を取付け、前記固定金型に対して進退自在な移動盤と、この移動盤を前記タイバー上において進退させる型開閉用サーボモータと、前記移動盤の移動を所定位置において係止するための型締用ハーフナットと、前記移動盤に突出して設けられた嵌挿部を有する型締ラムと、この型締ラムの嵌挿部を進退自在に嵌挿する油圧型締シリンダとからなる射出成形機等の型締装置において、
前記油圧型締シリンダに前記型締ラムを介して前記移動盤を移動させる送りねじ及びこの送りねじを駆動するハーフナット位置決め兼コアバック用サーボモータを設け、射出成形工程のコアバック時に、前記ハーフナット位置決め兼コアバック用サーボモータを駆動して前記送りねじによって前記移動盤を介して移動金型をコアバックすることを特徴とする射出成形機等の型締装置。
請求項１または２記載の射出成形機等の型締装置を用いて前記移動金型をコアバックする方法において、
射出成形機の射出ノズルから発泡材を含む溶融樹脂を射出して前記固定金型と移動金型とによって形成されたキャビティに充填した後、
前記ハーフナット位置決め兼コアバック用サーボモータを駆動して前記送りねじによって前記移動盤を介して移動金型をコアバックすることを特徴とする射出成形機等の型締装置のコアバック方法。