JP2013067025A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁石に吸着される側の部材の倒れを防止しつつ、電磁石に吸着される側の部材からセンターロッドへの磁気漏れを防止することができる射出成形機の提供。
【解決手段】射出成形機は、固定金型が取り付けられる第１の固定部材と、第１の固定部材と対向して配設され、センターロッド３９が貫通する第２の固定部材と、可動金型が取り付けられる第１の可動部材と、第１の可動部材とセンターロッドで連結されて第１の可動部材と共に移動する第２の可動部材２２と、を備え、第２の固定部材と第２の可動部材は、電磁石による吸着力で型締力を発生させる型締力発生機構を構成し、第２の可動部材は、センターロッドが通過する貫通穴を有し、該貫通穴の周壁は、センターロッドと接触する接触部２２ａと、センターロッドから離反する非接触部２２ｂとを含むことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、型締め動作を駆動する電磁石を備える射出成形機に関する。

従来、射出成形機においては、樹脂を射出装置の射出ノズルから射出して固定金型と可動金型との間のキャビティ空間に充填（てん）し、固化させることによって成形品を得るようになっている。そして、固定金型に対して可動金型を移動させて型閉じ、型締め及び型開きを行うために型締装置が配設される。

該型締装置には、油圧シリンダに油を供給することによって駆動される油圧式の型締装置、及び電動機によって駆動される電動式の型締装置があるが、該電動式の型締装置は、制御性が高く、周辺を汚すことがなく、かつ、エネルギー効率が高いので、多く利用されている。この場合、電動機を駆動することによってボールねじを回転させて推力を発生させ、該推力をトグル機構によって拡大し、大きな型締力を発生させるようにしている。

ところが、構成の電動式の型締装置においては、トグル機構を使用するようになっているので、該トグル機構の特性上、型締力を変更することが困難であり、応答性及び安定性が悪く、成形中に型締力を制御することができない。そこで、ボールねじによって発生させられた推力を直接型締力として使用することができるようにした型締装置が提供されている。この場合、電動機のトルクと型締力とが比例するので、成形中に型締力を制御することができる。

しかしながら、従来の型締装置においては、ボールねじの耐荷重性が低く、大きな型締力を発生させることができないだけでなく、電動機に発生するトルクリップルによって型締力が変動してしまう。また、型締力を発生させるために、電動機に電流を常時供給する必要があり、電動機の消費電力量及び発熱量が多くなるので、電動機の定格出力をその分大きくする必要があり、型締装置のコストが高くなってしまう。

そこで、型開閉動作にはリニアモータを使用し、型締動作には電磁石の吸着力を利用した型締装置が考えられる（例えば、特許文献１）。

国際公開第０５／０９００５２号パンフレット

ところで、特許文献１に記載されるような電磁石の吸着力を利用した型締装置を使用する構成の場合、電磁石による型締力発生機構を構成する可動部材は、その倒れを防止するために、センターロッドに接触して支持される必要がある。しかしながら、かかる構成では、可動部材からセンターロッドへの磁気漏れが問題となる。

そこで、本発明は、電磁石に吸着される側の部材の倒れを防止しつつ、電磁石に吸着される側の部材からセンターロッドへの磁気漏れを防止することができる射出成形機の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一局面によれば、固定金型が取り付けられる第１の固定部材と、
前記第１の固定部材と対向して配設され、センターロッドが貫通する第２の固定部材と、
可動金型が取り付けられる第１の可動部材と、
前記第１の可動部材と前記センターロッドで連結されて前記第１の可動部材と共に移動する第２の可動部材と、を備え、
前記第２の固定部材と前記第２の可動部材は、電磁石による吸着力で型締力を発生させる型締力発生機構を構成し、
前記第２の可動部材は、前記センターロッドが通過する貫通穴を有し、該貫通穴の周壁は、前記センターロッドと接触する接触部と、前記センターロッドから離反する非接触部とを含むことを特徴とする、射出成形機が提供される。

本発明によれば、電磁石に吸着される側の部材の倒れを防止しつつ、電磁石に吸着される側の部材からセンターロッドへの磁気漏れを防止することができる射出成形機が得られる。

本発明の実施の形態の射出成形機における型締装置の型閉じ時の状態を示す図である。 本発明の実施の形態の射出成形機における型締装置の型開き時の状態を示す図である。 吸着板２２とセンターロッド３９との関係を示す断面図である。

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。尚、本実施の形態において、型締装置については、型閉じを行う際の可動プラテンの移動方向を前方とし、型開きを行う際の可動プラテンの移動方向を後方とし、射出装置については、射出を行う際のスクリューの移動方向を前方とし、計量を行う際のスクリューの移動方向を後方として説明する。

図１は本発明の実施の形態の射出成形機における型締装置の型閉じ時の状態を示す図、図２は本発明の実施の形態の射出成形機における型締装置の型開き時の状態を示す図である。尚、図１及び図２において、ハッチングを付された部材は主要断面を示す。

図において、１０は型締装置、Ｆｒは射出成形機のフレーム（架台）、Ｇｄは、該フレームＦｒに対して可動なガイド、１１は、図示されないガイド上又はフレームＦｒ上に載置された固定プラテンであり、該固定プラテン１１と所定の間隔を置いて、かつ、固定プラテン１１と対向させてリヤプラテン１３が配設され、固定プラテン１１とリヤプラテン１３との間に４本のタイバー１４（図においては、４本のタイバー１４のうちの２本だけを示す。）が架設される。尚、リヤプラテン１３は、フレームＦｒに対して固定される。

タイバー１４の前端部（図において右端部）にはネジ部（図示せず）が形成され、該ネジ部にナットｎ１を螺合して締め付けることによって、タイバー１４の前端部が固定プラテン１１に固定される。タイバー１４の後端部はリヤプラテン１３に固定される。

そして、タイバー１４に沿って固定プラテン１１と対向させて可動プラテン１２が型開閉方向に進退自在に配設される。そのために、可動プラテン１２がガイドＧｄに固定され、可動プラテン１２におけるタイバー１４と対応する箇所にタイバー１４を貫通させるための図示されないガイド穴又は切欠き部が形成される。尚、ガイドＧｄには、後述の吸着板２２も固定される。ガイドＧｄは、図示のように、吸着板２２と可動プラテン１２のそれぞれに対して別々に設けられてもよいし、吸着板２２と可動プラテン１２に対して共通の一体物により構成されてもよい。

また、固定プラテン１１には固定金型１５が、可動プラテン１２には可動金型１６がそれぞれ固定され、可動プラテン１２の進退に伴って固定金型１５と可動金型１６とが接離させられ、型閉じ、型締め及び型開きが行われる。尚、型締めが行われるのに伴って、固定金型１５と可動金型１６との間に図示されないキャビティ空間が形成され、射出装置１７の射出ノズル１８から射出された図示されない樹脂がキャビティ空間に充墳される。また、固定金型１５及び可動金型１６によって金型装置１９が構成される。

吸着板２２は、可動プラテン１２と平行にガイドＧｄに固定される。これにより、吸着板２２は、リヤプラテン１３より後方において進退自在となる。吸着板２２は、磁性材料で形成されてよい。例えば、吸着板２２は、強磁性体から成る薄板を積層することによって形成される電磁積層鋼板により構成されてもよい。或いは、吸着板２２は、鋳造により形成されてもよい。

リニアモータ２８は、可動プラテン１２を進退させるため、ガイドＧｄに設けられる。リニアモータ２８は、固定子２９、及び可動子３１を備え、固定子２９は、フレームＦｒ上において、ガイドＧｄと平行に、かつ、可動プラテン１２の移動範囲に対応させて形成され、可動子３１は、可動プラテン１２の下端において、固定子２９と対向させて、かつ、所定の範囲にわたって形成される。

可動子３１は、コア３４及びコイル３５を備える。そして、コア３４は、固定子２９に向けて突出させて、所定のピッチで形成された複数の磁極歯３３を備え、コイル３５は、各磁極歯３３に巻装される。尚、磁極歯３３は可動プラテン１２の移動方向に対して直角の方向に、互いに平行に形成される。また、固定子２９は、図示されないコア、及び該コア上に延在させて形成された図示されない永久磁石を備える。該永久磁石は、Ｎ極及びＳ極の各磁極を交互に着磁させることによって形成される。コイル３５に所定の電流を供給することによってリニアモータ２８を駆動すると、可動子３１が進退させられ、それに伴って、ガイドＧｄにより可動プラテン１２が進退させられ、型閉じ及び型開きを行うことができる。

尚、本実施の形態においては、固定子２９に永久磁石を、可動子３１にコイル３５を配設するようになっているが、固定子にコイルを、可動子に永久磁石を配設することもできる。その場合、リニアモータ２８が駆動されるのに伴って、コイルが移動しないので、コイルに電力を供給するための配線を容易に行うことができる。

尚、ガイドＧｄに可動プラテン１２と吸着板２２を固定する構成に限られず、可動プラテン１２又は吸着板２２にリニアモータ２８の可動子３１を設ける構成としてもよい。また、型開閉機構としては、リニアモータ２８に限定されず、油圧式や電動式等であってもよい。

可動プラテン１２が前進させられて可動金型１６が固定金型１５に当接すると、型閉じが行われ、続いて、型締めが行われる。リヤプラテン１３と吸着板２２との間に、型締めを行うための電磁石ユニット３７が配設される。また、リヤプラテン１３及び吸着板２２を貫通して延び、かつ、可動プラテン１２と吸着板２２とを連結するセンターロッド３９が進退自在に配設される。該センターロッド３９は、型閉じ時及び型開き時に、可動プラテン１２の進退に連動させて吸着板２２を進退させ、型締め時に、電磁石ユニット３７によって発生させられた吸着力を可動プラテン１２に伝達する。

尚、固定プラテン１１、可動プラテン１２、リヤプラテン１３、吸着板２２、リニアモータ２８、電磁石ユニット３７、センターロッド３９等によって型締装置１０が構成される。

電磁石ユニット３７は、リヤプラテン１３側に形成された電磁石４９、及び吸着板２２側に形成された吸着部５１からなる。また、リヤプラテン１３の後端面の所定の部分、本実施の形態においては、センターロッド３９まわりに溝４５が形成され、溝４５よりも内側にコア４６、及び溝４５よりも外側にヨーク４７が形成される。そして、溝４５内でコア４６まわりにコイル４８が巻装される。尚、コア４６及びヨーク４７は、鋳物の一体構造で構成されるが、強磁性体から成る薄板を積層することによって形成され、電磁積層鋼板を構成してもよい。

尚、本実施の形態において、リヤプラテン１３とは別に電磁石４９が、吸着板２２とは別に吸着部５１が形成されもよいし、リヤプラテン１３の一部として電磁石を、吸着板２２の一部として吸着部を形成してもよい。また、電磁石と吸着部の配置は、逆であってもよい。例えば、吸着板２２側に電磁石４９を設け、リヤプラテン１３側に吸着部を設けてもよい。

電磁石ユニット３７において、コイル４８に電流を供給すると、電磁石４９が駆動され、吸着部５１を吸着し、型締力を発生させることができる。

センターロッド３９は、後端部において吸着板２２と連結させて、前端部において可動プラテン１２と連結させて配設される。したがって、センターロッド３９は、型閉じ時に可動プラテン１２と共に前進させられて吸着板２２を前進させ、型開き時に可動プラテン１２と共に後退させられて吸着板２２を後退させる。そのために、リヤプラテン１３の中央部分に、センターロッド３９を貫通させるための穴４１が形成される。

型締装置１０のリニアモータ２８及び電磁石４９の駆動は、制御部６０によって制御される。制御部６０は、ＣＰＵ及びメモリ等を備え、ＣＰＵによって演算された結果に応じて、リニアモータ２８のコイル３５や電磁石４９のコイル４８に電流を供給するための回路も備える。制御部６０には、また、荷重検出器５５が接続される。荷重検出器５５は、型締装置１０において、少なくとも１本のタイバー１４の所定の位置（固定プラテン１１とリヤプラテン１３との間における所定の位置）に設置され、当該タイバー１４にかかる荷重を検出する。図中では、上下二本のタイバー１４に荷重検出器５５が設置された例が示されている。荷重検出器５５は、例えば、タイバー１４の伸び量を検出するセンサによって構成される。荷重検出器５５によって検出された荷重（歪）は、制御部６０に送られる。制御部６０は、荷重検出器５５の出力に基づいて、型締力を検出する。尚、制御部６０は、図２においては便宜上省略されている。

次に、型締装置１０の動作について説明する。

制御部６０の型開閉処理部６１によって型閉じ工程が制御される。図２の状態（型開き時の状態）において、型開閉処理部６１は、コイル３５に電流を供給する。続いて、リニアモータ２８が駆動され、可動プラテン１２が前進させられ、図１に示されるように、可動金型１６が固定金型１５に当接させられる。このとき、リヤプラテン１３と吸着板２２との間、すなわち、電磁石４９と吸着部５１との間には、ギャップδが形成される。尚、型閉じに必要とされる力は、型締力と比較されて十分に小さくされる。

続いて、制御部６０の型締処理部６２は、型締工程を制御する。型締処理部６２は、コイル４８に電流を供給し、吸着部５１を電磁石４９の吸着力によって吸着する。それに伴って、吸着板２２及びセンターロッド３９を介して型締力が可動プラテン１２に伝達され、型締めが行われる。型締め開始時等、型締力を変化させる際に、型締処理部６２は、当該変化によって得るべき目標となる型締力、すなわち、定常状態で目標とする型締力を発生させるために必要な定常的な電流の値をコイル４８に供給するように制御している。

尚、型締力は荷重検出器５５によって検出される。検出された型締力は制御部６０に送られ、制御部６０において、型締力が設定値になるようにコイル４８に供給される電流が調整され、フィードバック制御が行われる。この間、射出装置１７において溶融させられた樹脂が射出ノズル１８から射出され、金型装置１９のキャビティ空間に充墳される。

キャビティ空間内の樹脂が冷却されて固化すると、型開閉処理部６１は、型開き工程を制御する。型締処理部６２は、図１の状態において、コイル４８への電流の供給を停止する。それに伴って、リニアモータ２８が駆動され、可動プラテン１２が後退させられ、図２に示されるように、可動金型１６が後退限位置に置かれ、型開きが行われる。

ここで、図３以降を参照して、本発明の特徴的な構成について説明する。

図３は、吸着板２２とセンターロッド３９との関係を示す断面図であり、図１のＹ部の詳細に相当する。

尚、図３に示す例では、吸着板２２の背後は、型厚調整機構４４のナット押さえ部材４４ｂが締結される。ナット押さえ部材４４ｂは、センターロッド３９の周面に形成されたねじ３９ａに噛み合うナット４４ａを保持する。型厚調整機構４４は、金型装置１９の厚さに対応させて、可動プラテン１２と吸着板２２との相対的な位置（即ちこれらの間の距離）を調整する機構である。例えば、型厚調整機構４４は、図示しない型厚調整用モータにより、ナット４４ａに結合されたギア４４ｃを回転させることで、吸着板２２に対するセンターロッド３９の位置を可変する。これにより、吸着板２２に対するセンターロッド３９の位置が調整され、固定プラテン１１に対する可動プラテン１２の位置が調整される。すなわち、可動プラテン１２と吸着板２２との相対的な位置を変えることによって、型厚の調整が行われる。

吸着板２２は、センターロッド３９が通過する貫通穴９０を有する。貫通穴９０の周壁は、図３に示すように、センターロッド３９と接触する接触部２２ａと、センターロッド３９から離反する非接触部２２ｂとを含む。接触部２２ａ及び非接触部２２ｂは、貫通穴９０の周壁が段状の形態となるように形成されてもよい。即ち、非接触部２２ｂは、貫通穴９０の周壁に形成される段差（凹部）により構成されてもよい。また、非接触部２２ｂは、貫通穴９０の周壁を切欠くことで形成されてもよい。即ち、非接触部２２ｂは、貫通穴９０の径を拡大するような切欠きにより形成されてもよい。

接触部２２ａは、センターロッド３９の周方向で全周に亘って設けられてもよいし、離散的に設けられてもよい。また、同様に、非接触部２２ｂは、センターロッド３９の周方向で全周に亘って設けられてもよいし、離散的に設けられてもよい。また、接触部２２ａと非接触部２２ｂのセンターロッド３９の軸方向での位置は、任意である。図示の例では、接触部２２ａは、リヤプラテン１３側に設けられ、非接触部２２ｂは、型厚調整機構４４側に設けられているが、逆であってもよい。即ち、非接触部２２ｂは、リヤプラテン１３側に設けられ、接触部２２ａは、型厚調整機構４４側に設けられてもよい。また、接触部２２ａは、センターロッド３９の周方向で複数個所設けられてもよいし、同様に、非接触部２２ｂがセンターロッド３９の周方向で複数個所設けられてもよい。

このように本実施例によれば、吸着板２２は、センターロッド３９に対して接触部２２ａで接触して支持される。従って、吸着板２２の倒れを適切に防止することができる。他方、吸着板２２は、センターロッド３９に対して接触部２２ａのみで接触して支持され、非接触部２２ｂによりセンターロッド３９から離反している。即ち、吸着板２２は、貫通穴９０の周壁全体がセンターロッド３９に接触するのではなく、貫通穴９０の周壁における接触部２２ａが形成される部分だけがセンターロッド３９に接触する。これにより、吸着板２２とセンターロッド３９との間の接触面積を減らすことができ、電磁石ユニット３７の作動時に生じうる吸着板２２からセンターロッド３９への磁気漏れを低減することができる。

尚、上述した実施例においては、特許請求の範囲における「第１の固定部材」は、固定プラテン１１に対応し、特許請求の範囲における「第１の可動部材」は、可動プラテン１２に対応する。また、特許請求の範囲における「第２の固定部材」は、リヤプラテン１３に対応し、特許請求の範囲における「第２の可動部材」は、吸着板２２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、上述では、特定の構成の型締装置１０を例示しているが、型締装置１０は、電磁石を利用して型締めを行う任意の構成であってよい。更に、型締装置１０は、電磁石を利用して型締めを行うもの以外であってもよく、例えばトグル式の構成であってもよい。

Ｆｒ フレーム
Ｇｄ ガイド
１０ 型締装置
１１ 固定プラテン
１２ 可動プラテン
１３ リヤプラテン
１４ タイバー
１５ 固定金型
１６ 可動金型
１７ 射出装置
１８ 射出ノズル
１９ 金型装置
２２ 吸着板
２２ａ 接触部
２２ｂ 非接触部
２８ リニアモータ
２９ 固定子
３１ 可動子
３３ 磁極歯
３４ コア
３５ コイル
３７ 電磁石ユニット
３９ センターロッド
４１ 穴
４４ 型厚調整機構
４５ 溝
４６ コア
４７ ヨーク
４８ コイル
４９ 電磁石
５１ 吸着部
５５ 荷重検出器
６０ 制御部
６１ 型開閉処理部
６２ 型締処理部
９０ 貫通穴

Claims (4)

1. 固定金型が取り付けられる第１の固定部材と、
   前記第１の固定部材と対向して配設され、センターロッドが貫通する第２の固定部材と、
   可動金型が取り付けられる第１の可動部材と、
   前記第１の可動部材と前記センターロッドで連結されて前記第１の可動部材と共に移動する第２の可動部材と、を備え、
   前記第２の固定部材と前記第２の可動部材は、電磁石による吸着力で型締力を発生させる型締力発生機構を構成し、
   前記第２の可動部材は、前記センターロッドが通過する貫通穴を有し、該貫通穴の周壁は、前記センターロッドと接触する接触部と、前記センターロッドから離反する非接触部とを含むことを特徴とする、射出成形機。
2. 前記接触部及び前記非接触部は、前記第２の可動部材における前記貫通穴の周壁が段状の形態となるように形成される、請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記非接触部は、前記第２の可動部材における前記貫通穴の周壁を切り欠いて形成される、請求項１に記載の射出成形機。
4. 前記センターロッドの軸方向における前記センターロッドと前記第２の可動部材との間の相対位置を調整する型圧調整機構を更に含む、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の射出成形機。

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