射出成形機
【課題】モータに備えられるブレーキ部の状態を検知可能な射出成形機を提供すること。
【解決手段】モータ部３５およびモータ部３５を制動可能なブレーキ部３６を有するモータ３３と、モータ部３５およびブレーキ部３６を制御する制御装置５０とを有する射出成形機１０において、制御装置５０は、ブレーキ部３６によってモータ部３５を制動した状態で、モータ部３５に所定の出力を生じさせ、モータ部３５の回転を検出する回転検出部３７からの情報に基づいて、ブレーキ部３６の状態を検知する検知部５１を有する。
【解決手段】モータ部３５およびモータ部３５を制動可能なブレーキ部３６を有するモータ３３と、モータ部３５およびブレーキ部３６を制御する制御装置５０とを有する射出成形機１０において、制御装置５０は、ブレーキ部３６によってモータ部３５を制動した状態で、モータ部３５に所定の出力を生じさせ、モータ部３５の回転を検出する回転検出部３７からの情報に基づいて、ブレーキ部３６の状態を検知する検知部５１を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機は、固定金型および可動金型などで構成される金型装置内のキャビティ空間に溶融樹脂を射出する射出装置を備え、溶融樹脂がキャビティ空間内で冷却固化することにより成形品が得られる（例えば、特許文献１参照）。射出成形機は、金型装置の型閉じ、型締め、および型開きを行う型締め装置、金型装置から成形品を突き出すエジェクタ装置を有する。
【０００３】
型締め装置は、固定金型が取り付けられる固定プラテン、可動金型が取り付けられる可動プラテン、可動プラテンを固定プラテンに対して移動させることにより、型閉じ、型締め、および型開きを行う駆動用モータを備える。駆動用モータは、可動プラテンの意図しない移動を防止する目的などで、ブレーキ部を有している。
【０００４】
エジェクタ装置は、可動金型または固定金型を貫通するエジェクタピン、エジェクタピンを可動金型または固定金型に対し、成形品の突き出し方向と反対方向に付勢する付勢部材、エジェクタピンを付勢部材の付勢力に抗して突き出し方向に移動させる駆動用モータを備える。駆動用モータは、エジェクタピンの意図しない移動を防止する目的などで、ブレーキ部を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００５／０６８１５５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、射出成形機にモータが組み込まれた後、モータに備えられるブレーキ部の状態は、射出成形機の外部から視認困難であり、点検作業が繁雑であった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、モータに備えられるブレーキ部の状態を容易に検知可能な射出成形機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を解決するため、本発明は、
モータ部およびモータ部を制動可能なブレーキ部を有するモータと、前記モータ部および前記ブレーキ部を制御する制御装置とを有する射出成形機において、
前記制御装置は、前記ブレーキ部によって前記モータ部を制動した状態で、前記モータ部に所定の出力を生じさせ、前記モータ部の回転を検出する回転検出部からの情報に基づいて、前記ブレーキ部の状態を検知する検知部を有する射出成形機を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、モータに備えられるブレーキ部の状態を検知可能な射出成形機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態による射出成形機の型開き後の待機時の模式図
【図２】本発明の第１の実施形態による射出成形機の型締め時の模式図
【図３】本発明の第１の実施形態による射出成形機に搭載される駆動用モータの断面図
【図４】本発明の第１の実施形態による射出成形装置の制御装置による処理を示すフローチャート
【図５】本発明の第２の実施形態による射出成形機の一部断面図
【図６】本発明の第２の実施形態による射出成形機に搭載されるエジェクタ装置の動作の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一のまたは対応する構成については同一のまたは対応する符号を付して説明を省略する。
【００１２】
［第１の実施形態］
本実施形態は、可動金型が上下動可能な竪型の射出成形機に関し、特に、金型装置の型閉じ、型締め、および型開きを行う型締め装置に関する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態による射出成形機の型開き後の待機時の模式図である。図２は、本発明の第１の実施形態による射出成形機の型締め時の模式図である。
【００１４】
射出成形機１０は、金型装置２０内のキャビティ空間に溶融樹脂を射出する射出装置１２を備える。溶融樹脂はキャビティ空間内で冷却固化され、成形品が得られる。
【００１５】
射出成形機１０は、図１に示すように、固定金型２１および可動金型２２で構成される金型装置２０の型閉じ、型締め、および型開きを行う型締め装置３０を有する。
【００１６】
型締め装置３０は、固定金型２１が取り付けられる固定プラテン３１、可動金型２２が取り付けられる可動プラテン３２、可動プラテン３２を固定プラテン３１に対して移動させる駆動用モータ３３を有する。
【００１７】
固定プラテン３１は、フレーム１４に固定されている。可動プラテン３２は、固定プラテン３１を貫通するタイバー３４ａの一端部に支持され、タイバー３４ａと共に、固定プラテン３１に対して上下動可能となっている。本実施形態において、可動プラテン３２は上プラテン、固定プラテン３１は下プラテンであるが、可動プラテン３２が下プラテン、固定プラテン３１が上プラテンであってもよい。
【００１８】
型締め装置３０は、駆動用モータ３３の回転運動を直線運動に変換して可動プラテン３２に伝達する伝達機構３４をさらに有する。伝達機構３４は、一般的な構成であってよく、例えば、上記のタイバー３４ａ、タイバー３４ａの他端部に連結されるトグルサポート３４ｂ、トグルサポート３４ｂと固定プラテン３１の間に配設されるトグル機構３４ｃを備える。さらに、伝達機構３４は、ネジ軸部３４ｄおよびナット部３４ｅなどで構成されるボールネジ機構３４ｆを備える。ナット部３４ｅはトグルサポート３４ｂに連結され、ネジ軸部３４ｄはネジ軸部３４ｄを回転可能に支持するクロスヘッド３４ｇを介して、トグル機構３４ｃの一部に連結されている。この伝達機構３４は、ネジ軸部３４ｄと共に回転可能なプーリー３４ｈと、駆動用モータ３３の出力軸と共に回転可能なプーリー３４ｉとの間に架け渡されるタイミングベルト３４ｊをさらに備える。
【００１９】
この伝達機構３４では、駆動用モータ３３の回転運動は、タイミングベルト３４ｊを介して、ボールネジ機構３４ｆに伝達され、ボールネジ機構３４ｆにおいて直線運動に変換され、トグルサポート３４ｂに伝達される。その結果、トグルサポート３４ｂが昇降し、トグル機構３４ｃが伸縮する共に、タイバー３４ａ、ひいては可動プラテン３２が昇降する。
【００２０】
駆動用モータ３３が正方向に回転すると、可動プラテン３２が下降し、固定プラテン３１に接近するので、可動金型２２が固定金型２１に接近し、金型装置２０の型閉じ、さらに型締めが行われる。型締め時に、固定金型２１と可動金型２２との間にキャビティ空間が形成される。
【００２１】
一方、駆動用モータ３３が逆方向に回転すると、可動プラテン３２が上昇し、固定プラテン３１から離間するので、可動金型２２が固定金型２１から離間し、金型装置２０の型開きが行われる。
【００２２】
図３は、本発明の第１の実施形態による射出成形機に搭載される駆動用モータの断面図である。
【００２３】
駆動用モータ３３は、例えば、ブレーキ付きのサーボモータであってよく、主に、モータ部３５、モータ部３５を制動可能なブレーキ部３６、およびモータ部３５の回転を検出する回転検出部としてのエンコーダ部３７で構成される。
【００２４】
なお、本実施形態の駆動用モータ３３は、サーボモータであるが、サーボモータでなくてもよく、駆動用モータ３３の外部に、回転検出部が設けられていてもよい。
【００２５】
モータ部３５は、回転子（ロータ）３５１、固定子（ステータ）３５２、回転子３５１と共に回転可能な出力軸３５４、出力軸３５４を回転自在に支持する軸受け３５５、ならびに、軸受け３５５および固定子３５２を支持するフレーム３５６を有する。回転子３５１はコア３５１ａおよび永久磁石３５１ｂを備える。固定子３５２はコア３５２ａおよびモータ用コイル３５２ｂを備える。モータ用コイル３５２ｂに所定の電流が流れると、モータ用コイル３５２ｂに発生する磁界と、永久磁石３５１ｂが形成する磁界との相互作用により、永久磁石３５１ｂに回転モーメントが作用し、回転子３５１が回転するので、出力軸３５４が回転する。
【００２６】
なお、本実施形態では、回転子３５１が永久磁石３５１ｂを、固定子３５２がモータ用コイル３５２ｂを備えるが、回転子がモータ用コイルを、固定子が永久磁石を備えてもよい。
【００２７】
ブレーキ部３６は、選択的に、モータ部３５を制動する。例えば、ブレーキ部３６は、モータ用コイル３５２ｂに電流が流れていないとき、モータ部３５の出力軸３５４の回転を制限する。
【００２８】
ブレーキ部３６は、出力軸３５４と共に回転可能な回転部材３６１、回転部材３６１に接触、離間可能な摩擦パッド３６２、３６３を有する。また、ブレーキ部３６は、摩擦パッド３６３を回転部材３６１に接近する方向に付勢する付勢部材（例えば、コイルバネ）３６４、付勢部材３６４の付勢力に抗して摩擦パッド３６３を回転部材３６１から離間させる駆動部３６５、および、ハウジング３６６を有する。ハウジング３６６は、モータ部３５のフレーム３５６に取り外し可能に取り付けられている。
【００２９】
回転部材３６１は、板状に形成され、出力軸３５４の一端部に形成されるスプライン部３５４ａにスプライン結合され、出力軸３５４と共に回転可能で、出力軸３５４に対し出力軸３５４の軸方向に移動可能となっている。回転部材３６１の両側（図中、上側および下側）に、摩擦パッド３６２、３６３が配置されている。
【００３０】
上側の摩擦パッド３６２は、ハウジング３６６に固定されている。一方、下側の摩擦パッド３６３は、出力軸３５４と共に回転不能に、且つ、出力軸３５４に対し出力軸３５４の軸方向に移動可能にハウジング３６６に支持されている。
【００３１】
ブレーキ部３６は、例えば、電磁ブレーキであって、駆動部３６５として、コア３６５ａおよびブレーキ用コイル３６５ｂを有する。コア３６５ａおよびブレーキ用コイル３６５ｂにより、電磁石が構成される。
【００３２】
ブレーキ用コイル３６５ｂが通電されていないとき、下側の摩擦パッド３６３が、付勢部材３６４の付勢力によって、回転部材３６１を上側の摩擦パッド３６２に押し付ける。よって、回転部材３６１が２つの摩擦パッド３６２、３６３によって締め付けられるので、出力軸３５４の回転が制限される。
【００３３】
ブレーキ用コイル３６５ｂが通電されるとき、下側の摩擦パッド３６３が、付勢部材３６４の付勢力に抗して、駆動部３６５に吸引される。よって、回転部材３６１から２つの摩擦パッド３６２、３６３が離間され、出力軸３５４の回転が許容される。
【００３４】
なお、ブレーキ部３６の構成に制限はない。例えば、上側の摩擦パッド３６２はなくてもよく、この場合、回転部材３６１は、出力軸３５４に固定され、出力軸３５４に対し、出力軸３５４の軸方向に移動不能とされる。また、回転部材３６１は円筒状に形成されてもよく、この場合、摩擦パッド３６３は円筒状の回転部材３６１の径方向に移動可能に構成される。さらに、駆動部３６５は、ブレーキ用コイル３６５ｂの代わりに、エアシリンダなどを有してもよく、ブレーキ部３６は電磁ブレーキに限定されない。
【００３５】
エンコーダ部３７は、ブレーキ部３６のハウジング３６６を介して、モータ部３５のフレーム３５６に取り付けられている。エンコーダ部３７は、モータ部３５の出力軸３５４の回転を検出し、検出結果を制御装置５０に送信する。エンコーダ部３７が制御装置５０に送信する情報は、回転の有無、回転量、回転角、回転速度、回転方向などを含んでよい。
【００３６】
なお、本実施形態の回転検出部としてのエンコーダ部３７は、回転の有無の他、回転量、回転角などを検出するが、本発明の回転検出部は、回転の有無を検出できるものであればよく、特に限定されない。
【００３７】
射出成形機１０は、図１および図２に示すように、モータ部３５およびブレーキ部３６を制御する制御装置５０を有している。制御装置５０は、ＣＰＵ、記録媒体などを含むコンピュータとして構成されている。
【００３８】
制御装置５０は、リミットスイッチ６１、非常ボタン６２に信号ラインを介して接続されている。リミットスイッチ６１は、射出成形機１０に設置された安全ドアが開けられたとき、オン信号を制御装置５０に送信する。非常ボタン６２は、非常時にオペレータによって手動で押されたとき、押下信号を制御装置５０に送信する。
【００３９】
制御装置５０は、記録媒体に格納された各種プログラムをＣＰＵに実行させることにより、モータ部３５およびブレーキ部３６を制御し、型締め装置３０の各種動作を実行させる。
【００４０】
例えば、制御装置５０は、型閉じ、型締め、および型開きを行うとき、ブレーキ用コイル３６５ｂを通電することによりブレーキ部３６によるモータ部３５の制動を解除すると共に、モータ用コイル３５２ｂへ電力を供給することによりモータ部３５に回転トルクを生じさせる。このとき、制御装置５０は、エンコーダ部３７から送信される情報に基づいて、出力軸３５４の回転角、回転速度を算出し、算出値と目標値のずれを縮めるように、モータ用コイル３５２ｂに供給する電力を制御し、モータ部３５の出力を制御するフィードバック制御を行う。
【００４１】
また、制御装置５０は、型開きが終了したとき、モータ用コイル３５２ｂへの電力供給を停止し、モータ部３５の出力を０にする。そのため、モータ部３５が外力によって回転可能となるので、可動プラテン３２、ひいては可動金型２２が重力によって落下しないように、制御装置５０は、ブレーキ用コイル３６５ｂへの通電を解除し、ブレーキ部３６によってモータ部３５を制動する。
【００４２】
ちなみに、可動プラテン３２は、可動金型２２、射出装置１２と一体化されており、その合計重量は、通常、数百ｋｇ程度である。
【００４３】
また、制御装置５０は、型閉じ、型締め、および型開きを行う場合に、オン信号または押下信号を受信したとき、モータ用コイル３５２ｂへの電力供給を停止することにより、モータ部３５の出力を０に戻し、モータ部３５の作動を中断させる。そのため、モータ部３５が外力によって回転可能となるので、制御装置５０は、可動プラテン３２、ひいては可動金型２２が移動しないように、ブレーキ用コイル３６５ｂへの通電を解除し、ブレーキ部３６によってモータ部３５を制動する。
【００４４】
なお、モータ部３５の作動を中断させる条件は、オン信号または押下信号を受信した場合に限定されない。例えば、エンコーダ部３７から送信される情報に基づいて算出されるモータ部３５の回転角などと目標値のずれが閾値以上の場合など、何らかの異常を検知した場合に、モータ部３５の作動が中断されてよい。
【００４５】
制御装置５０は、型締め中に、モータ用コイル３５２ｂへの電力供給を停止するとき、上述の如く、ブレーキ部３６によってモータ部３５を制動するので、型締め力を解放しようとする反動を抑制できる。よって、反動による可動金型２２と固定金型２１の離間が抑えられるので、型締め時に可動金型２２（または固定金型２１）に対し移動可能な部材（例えば、スライドコア）の損傷が抑制される。
【００４６】
ところで、ブレーキ部３６の制動力は、ブレーキ部３６の状態によって変動する。例えば、摩擦パッド３６２、３６３と回転部材３６１との間への異物の混入、摩擦パッド３６２、３６３の摩耗、付勢部材３６４の劣化などで、ブレーキ部３６の制動力が低下する。
【００４７】
そこで、本実施形態の制御装置５０は、ブレーキ部３６によってモータ部３５を制動した状態で、モータ部３５に所定の出力を生じさせ、エンコーダ部３７からの情報に基づいて、ブレーキ部３６の状態を検知する検知部５１を有する。よって、ブレーキ部３６の状態を容易に検知することができる。
【００４８】
この制御装置５０は、ブレーキ点検スイッチ６３と信号ラインを介して接続されている。ブレーキ点検スイッチ６３は、ブレーキ点検時にオペレータによって手動で操作されたとき、操作信号を制御装置５０に送信する。
【００４９】
図４は、本発明の第１の実施形態による射出成形装置の制御装置による処理を示すフローチャートである。図４に示すステップＳ１０１以降の処理は、例えば、制御装置５０がブレーキ点検スイッチ６３の操作信号を受信したとき、または、定期的に行われる。
【００５０】
先ず、ステップＳ１０１において、検知部５１は、射出成形機１０に備えられる表示部に、「点検中」などのメッセージを表示すると共に、点検用のブザーを鳴らす。
【００５１】
次いで、ステップＳ１０３において、検知部５１は、ブレーキ部３６によってモータ部３５を制動させた状態で、モータ部３５の出力を０から所定値（例えば、定格トルクの８０％程度）まで徐々に（例えば、５秒かけて）増加させる。モータ部３５の出力を０から所定値まで増加させるため、検知部５１は、モータ用コイル３５２ｂに供給する電流を０から所定値まで増加させる。
【００５２】
ステップＳ１０３において、検知部５１によるモータ部３５の出力方向は、可動プラテン３２を下降させるための方向であってよい。モータ部３５の出力に加えて、可動プラテン３２などにかかる重力が、ブレーキ部３６の負荷として作用するので、モータ部３５の出力が同じ場合、ブレーキ部３６に大きな負荷をかけることができる。
【００５３】
ステップＳ１０３において、検知部５１によるモータ部３５の出力方向が可動プラテン３２を下降させるための方向である場合、可動プラテン３２の位置は下限位置（本実施形態では、可動金型２２が固定金型２１と接触する位置（図２参照））よりも上方に設定される。例えば、可動プラテン３２の位置は、上限位置（本実施形態では、型開き後の待機位置（図１参照））であってよい。
【００５４】
次いで、ステップＳ１０５において、検知部５１は、エンコーダ部３７からの情報に基づいて、所定時間の間における、モータ部３５の回転量（≧０）が所定値以下か否かを調べる。
【００５５】
「所定時間の間」は、特に限定されないが、例えば、（１）ステップＳ１０３においてモータ部３５の出力が０から増加し始めた時点から所定時間が経過する間、（２）モータ部３５の出力が所定値で保持される所定時間の間、などであってよい。
【００５６】
モータ部３５の回転量が所定値以下の場合（ステップＳ１０５、ＹＥＳ）、モータ部３５がほとんど回転しておらず、ブレーキ部３６の制動力が良好であるので、検知部５１はブレーキ部３６の状態が良好であると判定し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１１１以降の処理を行う。
【００５７】
一方、モータ部３５の回転量が所定値を超える場合（ステップＳ１０５、ＮＯ）、モータ部３５が回転しており、ブレーキ部３６の制動力が不足しているので、検知部５１はブレーキ部３６の状態が異常であると判定し（ステップＳ１０９）、ステップＳ１１１以降の処理を行う。
【００５８】
なお、本実施形態では、所定時間の間における、モータ部３５の回転量が所定値以下か否かに基づいて、ブレーキ部３６の状態の良否を判定したが、ブレーキ部３６の状態を３段階以上で評価してもよく、評価の基準となる基準値を複数設定してもよい。
【００５９】
ステップＳ１１１において、検知部５１は、ブレーキ部３６の状態の検査結果をオペレータに通知する。例えば、検知部５１は、射出成形機に備えられる表示部に「ブレーキ部の状態：良好」または「ブレーキ部の状態：異常」などのメッセージを表示する。ブレーキ部３６の状態が異常の場合、警報用のブザーを鳴らしてもよい。
【００６０】
次いで、ステップＳ１１３において、検知部５１は、モータ用コイル３５２ｂへの電流供給を遮断し、モータ部３５の出力を０に戻すと共に、「点検中」のメッセージ表示を取り消し、点検用のブザーを止め、今回の処理を終了する。
【００６１】
以上、説明したように、本実施形態によれば、検知部５１によって、駆動用モータ３３に備えられるブレーキ部３６の状態を検知するので、ブレーキ部３６の状態を容易に検知することができる。
【００６２】
なお、本実施形態の射出成形機１０は竪型であるが、可動金型が水平に移動可能な横型の射出成形機であってもよい。この場合、可動金型や可動プラテンにかかる重力がブレーキ部に負荷として作用しないので、検知部によるモータの出力方向は、特に限定されず、可動金型（可動プラテン）を固定金型（固定プラテン）に接近させるための方向でも、離間させるための方向でもよい。
【００６３】
また、可動プラテンの可動範囲が決まっている場合、検知部によるモータ部の出力方向は、可動プラテンの位置に応じて設定されてよい。例えば、可動プラテンが固定プラテンから最も離れた位置のとき、検知部によるモータの出力方向は、可動プラテンを固定プラテンに接近させるための方向に設定される。また、可動プラテンが固定プラテンに最も近い位置（可動金型が固定金型と接触する位置）のとき、検知部によるモータの出力方向は、可動プラテンを固定プラテンから離間させるための方向に設定される。
【００６４】
［第２の実施形態］
本実施形態は、可動金型が水平に移動可能な横型の射出成形機に関し、特に、金型装置から成形品を突き出すエジェクタ装置に関する。
【００６５】
図５は、本発明の第２の実施形態による射出成形機の一部断面図である。図６は、本発明の第２の実施形態による射出成形機に搭載されるエジェクタ装置の動作の説明図であって、一部断面図である。図６において、エジェクタピンが前端位置にある状態を２点鎖線で、エジェクタピンが後端位置にある状態を実線で、それぞれ示す。
【００６６】
射出成形機１１０は、図５および図６に示すように、固定金型１２１および可動金型１２２で構成される金型装置１２０内のキャビティ空間Ｃに溶融樹脂を射出する射出装置１１２を備える。
【００６７】
また、射出成形機１１０は、金型装置１２０の型閉じ、型締め、および型開きを行う型締め装置１３０、金型装置１２０から成形品を突き出すエジェクタ装置１４０を有する。なお、型締め装置１３０の構成は、第１の実施形態による型締め装置３０と同様であるので、説明を省略する。
【００６８】
エジェクタ装置１４０は、可動金型１２２を貫通するエジェクタピン１４１、エジェクタピン１４１を可動金型１２２に対し、成形品の突き出し方向と反対方向に付勢する付勢部材１４２、付勢部材１４２の付勢力に抗してエジェクタピン１４１を突き出し方向に前進させる駆動用モータ１４３を有する。
【００６９】
なお、本実施形態のエジェクタピン１４１は、可動金型１２２を貫通するが、固定金型１２１を貫通してもよい。
【００７０】
エジェクタピン１４１は、成形品を突き出す前端位置（図６の２点鎖線参照）と、初期位置である後端位置（図６の実線参照）との間で移動可能となっている。エジェクタピン１４１は、エジェクタプレート１４４ａと一体化されており、エジェクタプレート１４４ａと、可動金型１２２との間に付勢部材１４２が配設されている。付勢部材１４２の付勢力によって、エジェクタプレート１４４ａ、ひいてはエジェクタピン１４１が可動金型１２２に対し後退方向に付勢される。駆動用モータ１４３は、取付板１４８を介し、可動プラテン１３２に固定され、可動金型１２２と一体化されている。
【００７１】
エジェクタ装置１４０は、駆動用モータ１４３の回転運動を直線運動に変換してエジェクタピン１４１に伝達する伝達機構１４４をさらに有する。伝達機構１４４は、一般的な構成であってよく、例えば、図６に示すように、上記のエジェクタプレート１４４ａ、エジェクタプレート１４４ａの後方に配置されるエジェクタロッド１４４ｂ、およびエジェクタロッド１４４ｂと、駆動用モータ１４３との間に配設されるボールネジ機構１４４ｃを備えている。
【００７２】
ボールネジ機構１４４ｃは、駆動用モータ１４３の出力軸１４３ａと共に回転可能なネジ軸部１４４ｄ、および、ネジ軸部１４４ｄにボールを介して支持されるナット部１４４ｅなどで構成される。ナット部１４４ｅは取付板１４８に固定されている。
【００７３】
ボールネジ機構１４４ｃのネジ軸部１４４ｄと、駆動用モータ１４３の出力軸１４３ａとの間には、出力軸１４３ａに対するネジ軸部１４４ｄの軸方向の移動を許容するため、スプラインユニット１４４ｆが配設される。スプラインユニット１４４ｆは、ネジ軸部１４４ｄと同軸的に連結されるスプライン軸部１４４ｇ、および、スプライン軸部１４４ｇにスプライン結合されるナット部１４４ｈなどで構成される。ナット部１４４ｈは、駆動用モータ１４３の出力軸１４３ａに固定されている。
【００７４】
ボールネジ機構１４４ｃのナット部１４４ｅと、エジェクタロッド１４４ｂとの間には、ナット部１４４ｅにボールを介して支持されるネジ軸部１４４ｄから同軸的に延びる軸部１４４ｊを回転自在に支持するベアリングボックス１４４ｉが配設されている。ベアリングボックス１４４ｉは、軸部１４４ｊと共に軸方向に移動可能であって、軸部１４４ｊと共に回転しないようにガイドシャフト１４４ｋによって回り止めされる。ガイドシャフト１４４ｋは、軸部１４４ｊと平行に延びており、可動プラテン１３２および取付板１４８に固定される。
【００７５】
エジェクタロッド１４４ｂの後端は、ベアリングボックス１４４ｉに固定される。エジェクタロッド１４４ｂの中心軸線は、スプライン軸部１４４ｇ、ネジ軸部１４４ｄ、および軸部１４４ｊからなる軸ユニット１４４ｍの中心軸線と同一直線上に配置される。エジェクタロッド１４４ｂの前端は、可動プラテン１３２の中央に形成された貫通孔に挿入されている。
【００７６】
駆動用モータ１４３の出力軸１４３ａが回転するとき、軸ユニット１４４ｍが軸周りに回転しながら軸方向に移動する。このとき、軸ユニット１４４ｍの軸部１４４ｊと共に、ベアリングボックス１４４ｉがガイドシャフト１４４ｋに沿って進退するので、エジェクタロッド１４４ｄが進退する。
【００７７】
なお、本実施形態のボールネジ機構１４４ｃは、出力軸１４３ａの回転時に、ナット部１４４ｅが固定されており、ネジ軸部１４４ｄが回転しながら軸方向に移動する方式であるが、その方式は特に限定されない。例えば、第１の実施形態のように、出力軸の回転時に、ネジ軸部が回転し、ナット部が軸方向に移動する方式でもよい。また、出力軸の回転時に、ナット部が回転し、ネジ軸部が軸方向に移動する方式でもよい。
【００７８】
この伝達機構１４４では、駆動用モータ１４３の回転運動は、スプラインユニット１４４ｆを介して、ボールネジ機構１４４ｃに伝達され、ボールネジ機構１４４ｃにおいて直線運動に変換され、ベアリングボックス１４４ｉに伝達され、エジェクタロッド１４４ｂが進退する。エジェクタロッド１４４ｂの進退により、エジェクタプレート１４４ａ、ひいてはエジェクタピン１４１が進退する。
【００７９】
駆動用モータ１４３が正方向に回転すると、エジェクタピン１４１が付勢部材１４２の付勢力に抗して前進させられ、型開き後の金型装置１２０から成形品を突き出す。
【００８０】
一方、駆動用モータ１４３が逆方向に回転すると、エジェクタピン１４１が後退させられ、初期位置に戻る。エジェクタピン１４１の後退は、付勢部材１４２の付勢力によって助勢される。
【００８１】
駆動用モータ１４３は、例えば、ブレーキ付きのサーボモータであってよく、主に、モータ部１４５、モータ部１４５を制動可能なブレーキ部１４６、およびモータ部１４５の回転を検出する回転検出部としてのエンコーダ部１４７で構成される。
【００８２】
なお、モータ部１４５、ブレーキ部１４６、およびエンコーダ部１４７の構成は、それぞれ、第１の実施形態における、モータ部３５、ブレーキ部３６、およびエンコーダ部３７の構成と同様であるので、説明を省略する。
【００８３】
射出成形機１１０は、図５に示すように、モータ部１４５およびブレーキ部１４６を制御する制御装置１５０を有している。制御装置１５０は、ＣＰＵ、記録媒体などを含むコンピュータとして構成されている。
【００８４】
制御装置１５０は、リミットスイッチ１６１、非常ボタン１６２に信号ラインを介して接続されている。リミットスイッチ１６１は、射出成形機１１０に設置された安全ドアが開けられたとき、オン信号を制御装置１５０に送信する。非常ボタン１６２は、非常時にオペレータによって手動で押されたとき、押下信号を制御装置１５０に送信する。
【００８５】
制御装置１５０は、記録媒体に格納された各種プログラムをＣＰＵに実行させることにより、モータ部１４５およびブレーキ部１４６を制御し、エジェクタ装置１４０の各種動作を実行させる。
【００８６】
例えば、制御装置１５０は、型開後に、成形品を突き出すため、エジェクタピン１４１を進退させるとき、ブレーキ部１４６によるモータ部１４５の制動を解除すると共に、モータ部１４５を回転させる。このとき、制御装置１５０は、エンコーダ部１４７から送信される情報に基づいて、モータ部１４５の回転角、回転速度を算出し、算出値と目標値のずれを縮めるように、モータ部１４５の出力を制御するフィードバック制御を行う。
【００８７】
また、制御装置５０は、エジェクタピン１４１が前端位置から後端位置に戻ると、モータ部１４５の出力を０に設定する。そのため、モータ部１４５が外力によって回転可能となるので、エジェクタピン１４１などが移動しないように、制御装置５０は、ブレーキ部１４６によってモータ部１４５を制動する。
【００８８】
また、制御装置５０は、エジェクタピン１４１の進退中に、オン信号または押下信号を受信したとき、モータ部１４５の出力を０に戻し、モータ部１４５の作動を中止させる。そのため、モータ部１４５が外力によって回転可能となるので、制御装置１５０は、エジェクタピン１４１などが移動しないように、ブレーキ部１４６によってモータ部１４５を制動する。
【００８９】
なお、モータ部１４５の作動を中断させる条件は、オン信号または押下信号を受信した場合に限定されない。例えば、エンコーダ部１４７から送信される情報に基づいて算出されるモータ部１４５の回転角と目標値のずれが閾値以上の場合など、何らかの異常を検知した場合に、モータ部１４５の作動が中断されてよい。
【００９０】
ところで、ブレーキ部１４６の制動力は、ブレーキ部１４６の状態によって変動する。
【００９１】
そこで、本実施形態の制御装置１５０は、ブレーキ部１４６によってモータ部１４５を制動した状態で、モータ部１４５に所定の出力を生じさせ、エンコーダ部１４７からの情報に基づいて、ブレーキ部１４６の状態を検知する検知部１５１を有する。
【００９２】
検知部１５１は、例えば、ブレーキ点検スイッチ１６３がオペレータによって手動で操作されたとき（または、定期的に）、図４に示す処理と同様の処理を行う。よって、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ブレーキ部１４６の状態を容易に検知することができる。
【００９３】
検知部１５１は、エジェクタピン１４１が前端位置（図６の２点鎖線参照）にあるとき、モータ部１４５に所定の出力を生じさせてよく、その出力方向は、エジェクタピン１４１を、突き出し方向と反対方向に移動させるための方向であってよい。この場合、モータ部１４５の出力に加えて、付勢部材１４２による付勢力が、ブレーキ部１４６の負荷として作用するので、モータ部１４５の出力が同じ場合、ブレーキ部１４６に大きな負荷をかけることができる。また、エジェクタピン１４１が前端位置にあるので、付勢部材１４２による付勢力が最も強くなる。
【００９４】
なお、本実施形態の射出成形機１１０は横型であるが、可動金型が上下に移動可能な竪型の射出成形機であってもよい。この場合、エジェクタピン１４１などにかかる重力がブレーキ部に負荷として作用するが、エジェクタピン１４１は、第１の実施形態に係る可動プラテン３２に比べて著しく軽いので、重力の影響を考慮しなくてもよい。
【００９５】
以上、本発明の第１〜第２の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態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、上記の実施形態に種々の変形や置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００９６】
１０、１１０ 射出成形機
２０、１２０ 金型装置
２１、１２１ 固定金型
２２、１２２ 可動金型
３０、１３０ 型締め装置
３２、１３２ 可動プラテン
３３ 型締め装置の駆動用モータ
３５ モータ部
３６ ブレーキ部
３７ エンコーダ部（回転検出部）
５０、１５０ 制御装置
５１、１５１ 検知部
１４０ エジェクタ装置
１４１ エジェクタピン
１４２ 付勢部材
１４３ エジェクタ装置の駆動用モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機は、固定金型および可動金型などで構成される金型装置内のキャビティ空間に溶融樹脂を射出する射出装置を備え、溶融樹脂がキャビティ空間内で冷却固化することにより成形品が得られる（例えば、特許文献１参照）。射出成形機は、金型装置の型閉じ、型締め、および型開きを行う型締め装置、金型装置から成形品を突き出すエジェクタ装置を有する。
【０００３】
型締め装置は、固定金型が取り付けられる固定プラテン、可動金型が取り付けられる可動プラテン、可動プラテンを固定プラテンに対して移動させることにより、型閉じ、型締め、および型開きを行う駆動用モータを備える。駆動用モータは、可動プラテンの意図しない移動を防止する目的などで、ブレーキ部を有している。
【０００４】
エジェクタ装置は、可動金型または固定金型を貫通するエジェクタピン、エジェクタピンを可動金型または固定金型に対し、成形品の突き出し方向と反対方向に付勢する付勢部材、エジェクタピンを付勢部材の付勢力に抗して突き出し方向に移動させる駆動用モータを備える。駆動用モータは、エジェクタピンの意図しない移動を防止する目的などで、ブレーキ部を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００５／０６８１５５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、射出成形機にモータが組み込まれた後、モータに備えられるブレーキ部の状態は、射出成形機の外部から視認困難であり、点検作業が繁雑であった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、モータに備えられるブレーキ部の状態を容易に検知可能な射出成形機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を解決するため、本発明は、
モータ部およびモータ部を制動可能なブレーキ部を有するモータと、前記モータ部および前記ブレーキ部を制御する制御装置とを有する射出成形機において、
前記制御装置は、前記ブレーキ部によって前記モータ部を制動した状態で、前記モータ部に所定の出力を生じさせ、前記モータ部の回転を検出する回転検出部からの情報に基づいて、前記ブレーキ部の状態を検知する検知部を有する射出成形機を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、モータに備えられるブレーキ部の状態を検知可能な射出成形機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態による射出成形機の型開き後の待機時の模式図
【図２】本発明の第１の実施形態による射出成形機の型締め時の模式図
【図３】本発明の第１の実施形態による射出成形機に搭載される駆動用モータの断面図
【図４】本発明の第１の実施形態による射出成形装置の制御装置による処理を示すフローチャート
【図５】本発明の第２の実施形態による射出成形機の一部断面図
【図６】本発明の第２の実施形態による射出成形機に搭載されるエジェクタ装置の動作の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一のまたは対応する構成については同一のまたは対応する符号を付して説明を省略する。
【００１２】
［第１の実施形態］
本実施形態は、可動金型が上下動可能な竪型の射出成形機に関し、特に、金型装置の型閉じ、型締め、および型開きを行う型締め装置に関する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態による射出成形機の型開き後の待機時の模式図である。図２は、本発明の第１の実施形態による射出成形機の型締め時の模式図である。
【００１４】
射出成形機１０は、金型装置２０内のキャビティ空間に溶融樹脂を射出する射出装置１２を備える。溶融樹脂はキャビティ空間内で冷却固化され、成形品が得られる。
【００１５】
射出成形機１０は、図１に示すように、固定金型２１および可動金型２２で構成される金型装置２０の型閉じ、型締め、および型開きを行う型締め装置３０を有する。
【００１６】
型締め装置３０は、固定金型２１が取り付けられる固定プラテン３１、可動金型２２が取り付けられる可動プラテン３２、可動プラテン３２を固定プラテン３１に対して移動させる駆動用モータ３３を有する。
【００１７】
固定プラテン３１は、フレーム１４に固定されている。可動プラテン３２は、固定プラテン３１を貫通するタイバー３４ａの一端部に支持され、タイバー３４ａと共に、固定プラテン３１に対して上下動可能となっている。本実施形態において、可動プラテン３２は上プラテン、固定プラテン３１は下プラテンであるが、可動プラテン３２が下プラテン、固定プラテン３１が上プラテンであってもよい。
【００１８】
型締め装置３０は、駆動用モータ３３の回転運動を直線運動に変換して可動プラテン３２に伝達する伝達機構３４をさらに有する。伝達機構３４は、一般的な構成であってよく、例えば、上記のタイバー３４ａ、タイバー３４ａの他端部に連結されるトグルサポート３４ｂ、トグルサポート３４ｂと固定プラテン３１の間に配設されるトグル機構３４ｃを備える。さらに、伝達機構３４は、ネジ軸部３４ｄおよびナット部３４ｅなどで構成されるボールネジ機構３４ｆを備える。ナット部３４ｅはトグルサポート３４ｂに連結され、ネジ軸部３４ｄはネジ軸部３４ｄを回転可能に支持するクロスヘッド３４ｇを介して、トグル機構３４ｃの一部に連結されている。この伝達機構３４は、ネジ軸部３４ｄと共に回転可能なプーリー３４ｈと、駆動用モータ３３の出力軸と共に回転可能なプーリー３４ｉとの間に架け渡されるタイミングベルト３４ｊをさらに備える。
【００１９】
この伝達機構３４では、駆動用モータ３３の回転運動は、タイミングベルト３４ｊを介して、ボールネジ機構３４ｆに伝達され、ボールネジ機構３４ｆにおいて直線運動に変換され、トグルサポート３４ｂに伝達される。その結果、トグルサポート３４ｂが昇降し、トグル機構３４ｃが伸縮する共に、タイバー３４ａ、ひいては可動プラテン３２が昇降する。
【００２０】
駆動用モータ３３が正方向に回転すると、可動プラテン３２が下降し、固定プラテン３１に接近するので、可動金型２２が固定金型２１に接近し、金型装置２０の型閉じ、さらに型締めが行われる。型締め時に、固定金型２１と可動金型２２との間にキャビティ空間が形成される。
【００２１】
一方、駆動用モータ３３が逆方向に回転すると、可動プラテン３２が上昇し、固定プラテン３１から離間するので、可動金型２２が固定金型２１から離間し、金型装置２０の型開きが行われる。
【００２２】
図３は、本発明の第１の実施形態による射出成形機に搭載される駆動用モータの断面図である。
【００２３】
駆動用モータ３３は、例えば、ブレーキ付きのサーボモータであってよく、主に、モータ部３５、モータ部３５を制動可能なブレーキ部３６、およびモータ部３５の回転を検出する回転検出部としてのエンコーダ部３７で構成される。
【００２４】
なお、本実施形態の駆動用モータ３３は、サーボモータであるが、サーボモータでなくてもよく、駆動用モータ３３の外部に、回転検出部が設けられていてもよい。
【００２５】
モータ部３５は、回転子（ロータ）３５１、固定子（ステータ）３５２、回転子３５１と共に回転可能な出力軸３５４、出力軸３５４を回転自在に支持する軸受け３５５、ならびに、軸受け３５５および固定子３５２を支持するフレーム３５６を有する。回転子３５１はコア３５１ａおよび永久磁石３５１ｂを備える。固定子３５２はコア３５２ａおよびモータ用コイル３５２ｂを備える。モータ用コイル３５２ｂに所定の電流が流れると、モータ用コイル３５２ｂに発生する磁界と、永久磁石３５１ｂが形成する磁界との相互作用により、永久磁石３５１ｂに回転モーメントが作用し、回転子３５１が回転するので、出力軸３５４が回転する。
【００２６】
なお、本実施形態では、回転子３５１が永久磁石３５１ｂを、固定子３５２がモータ用コイル３５２ｂを備えるが、回転子がモータ用コイルを、固定子が永久磁石を備えてもよい。
【００２７】
ブレーキ部３６は、選択的に、モータ部３５を制動する。例えば、ブレーキ部３６は、モータ用コイル３５２ｂに電流が流れていないとき、モータ部３５の出力軸３５４の回転を制限する。
【００２８】
ブレーキ部３６は、出力軸３５４と共に回転可能な回転部材３６１、回転部材３６１に接触、離間可能な摩擦パッド３６２、３６３を有する。また、ブレーキ部３６は、摩擦パッド３６３を回転部材３６１に接近する方向に付勢する付勢部材（例えば、コイルバネ）３６４、付勢部材３６４の付勢力に抗して摩擦パッド３６３を回転部材３６１から離間させる駆動部３６５、および、ハウジング３６６を有する。ハウジング３６６は、モータ部３５のフレーム３５６に取り外し可能に取り付けられている。
【００２９】
回転部材３６１は、板状に形成され、出力軸３５４の一端部に形成されるスプライン部３５４ａにスプライン結合され、出力軸３５４と共に回転可能で、出力軸３５４に対し出力軸３５４の軸方向に移動可能となっている。回転部材３６１の両側（図中、上側および下側）に、摩擦パッド３６２、３６３が配置されている。
【００３０】
上側の摩擦パッド３６２は、ハウジング３６６に固定されている。一方、下側の摩擦パッド３６３は、出力軸３５４と共に回転不能に、且つ、出力軸３５４に対し出力軸３５４の軸方向に移動可能にハウジング３６６に支持されている。
【００３１】
ブレーキ部３６は、例えば、電磁ブレーキであって、駆動部３６５として、コア３６５ａおよびブレーキ用コイル３６５ｂを有する。コア３６５ａおよびブレーキ用コイル３６５ｂにより、電磁石が構成される。
【００３２】
ブレーキ用コイル３６５ｂが通電されていないとき、下側の摩擦パッド３６３が、付勢部材３６４の付勢力によって、回転部材３６１を上側の摩擦パッド３６２に押し付ける。よって、回転部材３６１が２つの摩擦パッド３６２、３６３によって締め付けられるので、出力軸３５４の回転が制限される。
【００３３】
ブレーキ用コイル３６５ｂが通電されるとき、下側の摩擦パッド３６３が、付勢部材３６４の付勢力に抗して、駆動部３６５に吸引される。よって、回転部材３６１から２つの摩擦パッド３６２、３６３が離間され、出力軸３５４の回転が許容される。
【００３４】
なお、ブレーキ部３６の構成に制限はない。例えば、上側の摩擦パッド３６２はなくてもよく、この場合、回転部材３６１は、出力軸３５４に固定され、出力軸３５４に対し、出力軸３５４の軸方向に移動不能とされる。また、回転部材３６１は円筒状に形成されてもよく、この場合、摩擦パッド３６３は円筒状の回転部材３６１の径方向に移動可能に構成される。さらに、駆動部３６５は、ブレーキ用コイル３６５ｂの代わりに、エアシリンダなどを有してもよく、ブレーキ部３６は電磁ブレーキに限定されない。
【００３５】
エンコーダ部３７は、ブレーキ部３６のハウジング３６６を介して、モータ部３５のフレーム３５６に取り付けられている。エンコーダ部３７は、モータ部３５の出力軸３５４の回転を検出し、検出結果を制御装置５０に送信する。エンコーダ部３７が制御装置５０に送信する情報は、回転の有無、回転量、回転角、回転速度、回転方向などを含んでよい。
【００３６】
なお、本実施形態の回転検出部としてのエンコーダ部３７は、回転の有無の他、回転量、回転角などを検出するが、本発明の回転検出部は、回転の有無を検出できるものであればよく、特に限定されない。
【００３７】
射出成形機１０は、図１および図２に示すように、モータ部３５およびブレーキ部３６を制御する制御装置５０を有している。制御装置５０は、ＣＰＵ、記録媒体などを含むコンピュータとして構成されている。
【００３８】
制御装置５０は、リミットスイッチ６１、非常ボタン６２に信号ラインを介して接続されている。リミットスイッチ６１は、射出成形機１０に設置された安全ドアが開けられたとき、オン信号を制御装置５０に送信する。非常ボタン６２は、非常時にオペレータによって手動で押されたとき、押下信号を制御装置５０に送信する。
【００３９】
制御装置５０は、記録媒体に格納された各種プログラムをＣＰＵに実行させることにより、モータ部３５およびブレーキ部３６を制御し、型締め装置３０の各種動作を実行させる。
【００４０】
例えば、制御装置５０は、型閉じ、型締め、および型開きを行うとき、ブレーキ用コイル３６５ｂを通電することによりブレーキ部３６によるモータ部３５の制動を解除すると共に、モータ用コイル３５２ｂへ電力を供給することによりモータ部３５に回転トルクを生じさせる。このとき、制御装置５０は、エンコーダ部３７から送信される情報に基づいて、出力軸３５４の回転角、回転速度を算出し、算出値と目標値のずれを縮めるように、モータ用コイル３５２ｂに供給する電力を制御し、モータ部３５の出力を制御するフィードバック制御を行う。
【００４１】
また、制御装置５０は、型開きが終了したとき、モータ用コイル３５２ｂへの電力供給を停止し、モータ部３５の出力を０にする。そのため、モータ部３５が外力によって回転可能となるので、可動プラテン３２、ひいては可動金型２２が重力によって落下しないように、制御装置５０は、ブレーキ用コイル３６５ｂへの通電を解除し、ブレーキ部３６によってモータ部３５を制動する。
【００４２】
ちなみに、可動プラテン３２は、可動金型２２、射出装置１２と一体化されており、その合計重量は、通常、数百ｋｇ程度である。
【００４３】
また、制御装置５０は、型閉じ、型締め、および型開きを行う場合に、オン信号または押下信号を受信したとき、モータ用コイル３５２ｂへの電力供給を停止することにより、モータ部３５の出力を０に戻し、モータ部３５の作動を中断させる。そのため、モータ部３５が外力によって回転可能となるので、制御装置５０は、可動プラテン３２、ひいては可動金型２２が移動しないように、ブレーキ用コイル３６５ｂへの通電を解除し、ブレーキ部３６によってモータ部３５を制動する。
【００４４】
なお、モータ部３５の作動を中断させる条件は、オン信号または押下信号を受信した場合に限定されない。例えば、エンコーダ部３７から送信される情報に基づいて算出されるモータ部３５の回転角などと目標値のずれが閾値以上の場合など、何らかの異常を検知した場合に、モータ部３５の作動が中断されてよい。
【００４５】
制御装置５０は、型締め中に、モータ用コイル３５２ｂへの電力供給を停止するとき、上述の如く、ブレーキ部３６によってモータ部３５を制動するので、型締め力を解放しようとする反動を抑制できる。よって、反動による可動金型２２と固定金型２１の離間が抑えられるので、型締め時に可動金型２２（または固定金型２１）に対し移動可能な部材（例えば、スライドコア）の損傷が抑制される。
【００４６】
ところで、ブレーキ部３６の制動力は、ブレーキ部３６の状態によって変動する。例えば、摩擦パッド３６２、３６３と回転部材３６１との間への異物の混入、摩擦パッド３６２、３６３の摩耗、付勢部材３６４の劣化などで、ブレーキ部３６の制動力が低下する。
【００４７】
そこで、本実施形態の制御装置５０は、ブレーキ部３６によってモータ部３５を制動した状態で、モータ部３５に所定の出力を生じさせ、エンコーダ部３７からの情報に基づいて、ブレーキ部３６の状態を検知する検知部５１を有する。よって、ブレーキ部３６の状態を容易に検知することができる。
【００４８】
この制御装置５０は、ブレーキ点検スイッチ６３と信号ラインを介して接続されている。ブレーキ点検スイッチ６３は、ブレーキ点検時にオペレータによって手動で操作されたとき、操作信号を制御装置５０に送信する。
【００４９】
図４は、本発明の第１の実施形態による射出成形装置の制御装置による処理を示すフローチャートである。図４に示すステップＳ１０１以降の処理は、例えば、制御装置５０がブレーキ点検スイッチ６３の操作信号を受信したとき、または、定期的に行われる。
【００５０】
先ず、ステップＳ１０１において、検知部５１は、射出成形機１０に備えられる表示部に、「点検中」などのメッセージを表示すると共に、点検用のブザーを鳴らす。
【００５１】
次いで、ステップＳ１０３において、検知部５１は、ブレーキ部３６によってモータ部３５を制動させた状態で、モータ部３５の出力を０から所定値（例えば、定格トルクの８０％程度）まで徐々に（例えば、５秒かけて）増加させる。モータ部３５の出力を０から所定値まで増加させるため、検知部５１は、モータ用コイル３５２ｂに供給する電流を０から所定値まで増加させる。
【００５２】
ステップＳ１０３において、検知部５１によるモータ部３５の出力方向は、可動プラテン３２を下降させるための方向であってよい。モータ部３５の出力に加えて、可動プラテン３２などにかかる重力が、ブレーキ部３６の負荷として作用するので、モータ部３５の出力が同じ場合、ブレーキ部３６に大きな負荷をかけることができる。
【００５３】
ステップＳ１０３において、検知部５１によるモータ部３５の出力方向が可動プラテン３２を下降させるための方向である場合、可動プラテン３２の位置は下限位置（本実施形態では、可動金型２２が固定金型２１と接触する位置（図２参照））よりも上方に設定される。例えば、可動プラテン３２の位置は、上限位置（本実施形態では、型開き後の待機位置（図１参照））であってよい。
【００５４】
次いで、ステップＳ１０５において、検知部５１は、エンコーダ部３７からの情報に基づいて、所定時間の間における、モータ部３５の回転量（≧０）が所定値以下か否かを調べる。
【００５５】
「所定時間の間」は、特に限定されないが、例えば、（１）ステップＳ１０３においてモータ部３５の出力が０から増加し始めた時点から所定時間が経過する間、（２）モータ部３５の出力が所定値で保持される所定時間の間、などであってよい。
【００５６】
モータ部３５の回転量が所定値以下の場合（ステップＳ１０５、ＹＥＳ）、モータ部３５がほとんど回転しておらず、ブレーキ部３６の制動力が良好であるので、検知部５１はブレーキ部３６の状態が良好であると判定し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１１１以降の処理を行う。
【００５７】
一方、モータ部３５の回転量が所定値を超える場合（ステップＳ１０５、ＮＯ）、モータ部３５が回転しており、ブレーキ部３６の制動力が不足しているので、検知部５１はブレーキ部３６の状態が異常であると判定し（ステップＳ１０９）、ステップＳ１１１以降の処理を行う。
【００５８】
なお、本実施形態では、所定時間の間における、モータ部３５の回転量が所定値以下か否かに基づいて、ブレーキ部３６の状態の良否を判定したが、ブレーキ部３６の状態を３段階以上で評価してもよく、評価の基準となる基準値を複数設定してもよい。
【００５９】
ステップＳ１１１において、検知部５１は、ブレーキ部３６の状態の検査結果をオペレータに通知する。例えば、検知部５１は、射出成形機に備えられる表示部に「ブレーキ部の状態：良好」または「ブレーキ部の状態：異常」などのメッセージを表示する。ブレーキ部３６の状態が異常の場合、警報用のブザーを鳴らしてもよい。
【００６０】
次いで、ステップＳ１１３において、検知部５１は、モータ用コイル３５２ｂへの電流供給を遮断し、モータ部３５の出力を０に戻すと共に、「点検中」のメッセージ表示を取り消し、点検用のブザーを止め、今回の処理を終了する。
【００６１】
以上、説明したように、本実施形態によれば、検知部５１によって、駆動用モータ３３に備えられるブレーキ部３６の状態を検知するので、ブレーキ部３６の状態を容易に検知することができる。
【００６２】
なお、本実施形態の射出成形機１０は竪型であるが、可動金型が水平に移動可能な横型の射出成形機であってもよい。この場合、可動金型や可動プラテンにかかる重力がブレーキ部に負荷として作用しないので、検知部によるモータの出力方向は、特に限定されず、可動金型（可動プラテン）を固定金型（固定プラテン）に接近させるための方向でも、離間させるための方向でもよい。
【００６３】
また、可動プラテンの可動範囲が決まっている場合、検知部によるモータ部の出力方向は、可動プラテンの位置に応じて設定されてよい。例えば、可動プラテンが固定プラテンから最も離れた位置のとき、検知部によるモータの出力方向は、可動プラテンを固定プラテンに接近させるための方向に設定される。また、可動プラテンが固定プラテンに最も近い位置（可動金型が固定金型と接触する位置）のとき、検知部によるモータの出力方向は、可動プラテンを固定プラテンから離間させるための方向に設定される。
【００６４】
［第２の実施形態］
本実施形態は、可動金型が水平に移動可能な横型の射出成形機に関し、特に、金型装置から成形品を突き出すエジェクタ装置に関する。
【００６５】
図５は、本発明の第２の実施形態による射出成形機の一部断面図である。図６は、本発明の第２の実施形態による射出成形機に搭載されるエジェクタ装置の動作の説明図であって、一部断面図である。図６において、エジェクタピンが前端位置にある状態を２点鎖線で、エジェクタピンが後端位置にある状態を実線で、それぞれ示す。
【００６６】
射出成形機１１０は、図５および図６に示すように、固定金型１２１および可動金型１２２で構成される金型装置１２０内のキャビティ空間Ｃに溶融樹脂を射出する射出装置１１２を備える。
【００６７】
また、射出成形機１１０は、金型装置１２０の型閉じ、型締め、および型開きを行う型締め装置１３０、金型装置１２０から成形品を突き出すエジェクタ装置１４０を有する。なお、型締め装置１３０の構成は、第１の実施形態による型締め装置３０と同様であるので、説明を省略する。
【００６８】
エジェクタ装置１４０は、可動金型１２２を貫通するエジェクタピン１４１、エジェクタピン１４１を可動金型１２２に対し、成形品の突き出し方向と反対方向に付勢する付勢部材１４２、付勢部材１４２の付勢力に抗してエジェクタピン１４１を突き出し方向に前進させる駆動用モータ１４３を有する。
【００６９】
なお、本実施形態のエジェクタピン１４１は、可動金型１２２を貫通するが、固定金型１２１を貫通してもよい。
【００７０】
エジェクタピン１４１は、成形品を突き出す前端位置（図６の２点鎖線参照）と、初期位置である後端位置（図６の実線参照）との間で移動可能となっている。エジェクタピン１４１は、エジェクタプレート１４４ａと一体化されており、エジェクタプレート１４４ａと、可動金型１２２との間に付勢部材１４２が配設されている。付勢部材１４２の付勢力によって、エジェクタプレート１４４ａ、ひいてはエジェクタピン１４１が可動金型１２２に対し後退方向に付勢される。駆動用モータ１４３は、取付板１４８を介し、可動プラテン１３２に固定され、可動金型１２２と一体化されている。
【００７１】
エジェクタ装置１４０は、駆動用モータ１４３の回転運動を直線運動に変換してエジェクタピン１４１に伝達する伝達機構１４４をさらに有する。伝達機構１４４は、一般的な構成であってよく、例えば、図６に示すように、上記のエジェクタプレート１４４ａ、エジェクタプレート１４４ａの後方に配置されるエジェクタロッド１４４ｂ、およびエジェクタロッド１４４ｂと、駆動用モータ１４３との間に配設されるボールネジ機構１４４ｃを備えている。
【００７２】
ボールネジ機構１４４ｃは、駆動用モータ１４３の出力軸１４３ａと共に回転可能なネジ軸部１４４ｄ、および、ネジ軸部１４４ｄにボールを介して支持されるナット部１４４ｅなどで構成される。ナット部１４４ｅは取付板１４８に固定されている。
【００７３】
ボールネジ機構１４４ｃのネジ軸部１４４ｄと、駆動用モータ１４３の出力軸１４３ａとの間には、出力軸１４３ａに対するネジ軸部１４４ｄの軸方向の移動を許容するため、スプラインユニット１４４ｆが配設される。スプラインユニット１４４ｆは、ネジ軸部１４４ｄと同軸的に連結されるスプライン軸部１４４ｇ、および、スプライン軸部１４４ｇにスプライン結合されるナット部１４４ｈなどで構成される。ナット部１４４ｈは、駆動用モータ１４３の出力軸１４３ａに固定されている。
【００７４】
ボールネジ機構１４４ｃのナット部１４４ｅと、エジェクタロッド１４４ｂとの間には、ナット部１４４ｅにボールを介して支持されるネジ軸部１４４ｄから同軸的に延びる軸部１４４ｊを回転自在に支持するベアリングボックス１４４ｉが配設されている。ベアリングボックス１４４ｉは、軸部１４４ｊと共に軸方向に移動可能であって、軸部１４４ｊと共に回転しないようにガイドシャフト１４４ｋによって回り止めされる。ガイドシャフト１４４ｋは、軸部１４４ｊと平行に延びており、可動プラテン１３２および取付板１４８に固定される。
【００７５】
エジェクタロッド１４４ｂの後端は、ベアリングボックス１４４ｉに固定される。エジェクタロッド１４４ｂの中心軸線は、スプライン軸部１４４ｇ、ネジ軸部１４４ｄ、および軸部１４４ｊからなる軸ユニット１４４ｍの中心軸線と同一直線上に配置される。エジェクタロッド１４４ｂの前端は、可動プラテン１３２の中央に形成された貫通孔に挿入されている。
【００７６】
駆動用モータ１４３の出力軸１４３ａが回転するとき、軸ユニット１４４ｍが軸周りに回転しながら軸方向に移動する。このとき、軸ユニット１４４ｍの軸部１４４ｊと共に、ベアリングボックス１４４ｉがガイドシャフト１４４ｋに沿って進退するので、エジェクタロッド１４４ｄが進退する。
【００７７】
なお、本実施形態のボールネジ機構１４４ｃは、出力軸１４３ａの回転時に、ナット部１４４ｅが固定されており、ネジ軸部１４４ｄが回転しながら軸方向に移動する方式であるが、その方式は特に限定されない。例えば、第１の実施形態のように、出力軸の回転時に、ネジ軸部が回転し、ナット部が軸方向に移動する方式でもよい。また、出力軸の回転時に、ナット部が回転し、ネジ軸部が軸方向に移動する方式でもよい。
【００７８】
この伝達機構１４４では、駆動用モータ１４３の回転運動は、スプラインユニット１４４ｆを介して、ボールネジ機構１４４ｃに伝達され、ボールネジ機構１４４ｃにおいて直線運動に変換され、ベアリングボックス１４４ｉに伝達され、エジェクタロッド１４４ｂが進退する。エジェクタロッド１４４ｂの進退により、エジェクタプレート１４４ａ、ひいてはエジェクタピン１４１が進退する。
【００７９】
駆動用モータ１４３が正方向に回転すると、エジェクタピン１４１が付勢部材１４２の付勢力に抗して前進させられ、型開き後の金型装置１２０から成形品を突き出す。
【００８０】
一方、駆動用モータ１４３が逆方向に回転すると、エジェクタピン１４１が後退させられ、初期位置に戻る。エジェクタピン１４１の後退は、付勢部材１４２の付勢力によって助勢される。
【００８１】
駆動用モータ１４３は、例えば、ブレーキ付きのサーボモータであってよく、主に、モータ部１４５、モータ部１４５を制動可能なブレーキ部１４６、およびモータ部１４５の回転を検出する回転検出部としてのエンコーダ部１４７で構成される。
【００８２】
なお、モータ部１４５、ブレーキ部１４６、およびエンコーダ部１４７の構成は、それぞれ、第１の実施形態における、モータ部３５、ブレーキ部３６、およびエンコーダ部３７の構成と同様であるので、説明を省略する。
【００８３】
射出成形機１１０は、図５に示すように、モータ部１４５およびブレーキ部１４６を制御する制御装置１５０を有している。制御装置１５０は、ＣＰＵ、記録媒体などを含むコンピュータとして構成されている。
【００８４】
制御装置１５０は、リミットスイッチ１６１、非常ボタン１６２に信号ラインを介して接続されている。リミットスイッチ１６１は、射出成形機１１０に設置された安全ドアが開けられたとき、オン信号を制御装置１５０に送信する。非常ボタン１６２は、非常時にオペレータによって手動で押されたとき、押下信号を制御装置１５０に送信する。
【００８５】
制御装置１５０は、記録媒体に格納された各種プログラムをＣＰＵに実行させることにより、モータ部１４５およびブレーキ部１４６を制御し、エジェクタ装置１４０の各種動作を実行させる。
【００８６】
例えば、制御装置１５０は、型開後に、成形品を突き出すため、エジェクタピン１４１を進退させるとき、ブレーキ部１４６によるモータ部１４５の制動を解除すると共に、モータ部１４５を回転させる。このとき、制御装置１５０は、エンコーダ部１４７から送信される情報に基づいて、モータ部１４５の回転角、回転速度を算出し、算出値と目標値のずれを縮めるように、モータ部１４５の出力を制御するフィードバック制御を行う。
【００８７】
また、制御装置５０は、エジェクタピン１４１が前端位置から後端位置に戻ると、モータ部１４５の出力を０に設定する。そのため、モータ部１４５が外力によって回転可能となるので、エジェクタピン１４１などが移動しないように、制御装置５０は、ブレーキ部１４６によってモータ部１４５を制動する。
【００８８】
また、制御装置５０は、エジェクタピン１４１の進退中に、オン信号または押下信号を受信したとき、モータ部１４５の出力を０に戻し、モータ部１４５の作動を中止させる。そのため、モータ部１４５が外力によって回転可能となるので、制御装置１５０は、エジェクタピン１４１などが移動しないように、ブレーキ部１４６によってモータ部１４５を制動する。
【００８９】
なお、モータ部１４５の作動を中断させる条件は、オン信号または押下信号を受信した場合に限定されない。例えば、エンコーダ部１４７から送信される情報に基づいて算出されるモータ部１４５の回転角と目標値のずれが閾値以上の場合など、何らかの異常を検知した場合に、モータ部１４５の作動が中断されてよい。
【００９０】
ところで、ブレーキ部１４６の制動力は、ブレーキ部１４６の状態によって変動する。
【００９１】
そこで、本実施形態の制御装置１５０は、ブレーキ部１４６によってモータ部１４５を制動した状態で、モータ部１４５に所定の出力を生じさせ、エンコーダ部１４７からの情報に基づいて、ブレーキ部１４６の状態を検知する検知部１５１を有する。
【００９２】
検知部１５１は、例えば、ブレーキ点検スイッチ１６３がオペレータによって手動で操作されたとき（または、定期的に）、図４に示す処理と同様の処理を行う。よって、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ブレーキ部１４６の状態を容易に検知することができる。
【００９３】
検知部１５１は、エジェクタピン１４１が前端位置（図６の２点鎖線参照）にあるとき、モータ部１４５に所定の出力を生じさせてよく、その出力方向は、エジェクタピン１４１を、突き出し方向と反対方向に移動させるための方向であってよい。この場合、モータ部１４５の出力に加えて、付勢部材１４２による付勢力が、ブレーキ部１４６の負荷として作用するので、モータ部１４５の出力が同じ場合、ブレーキ部１４６に大きな負荷をかけることができる。また、エジェクタピン１４１が前端位置にあるので、付勢部材１４２による付勢力が最も強くなる。
【００９４】
なお、本実施形態の射出成形機１１０は横型であるが、可動金型が上下に移動可能な竪型の射出成形機であってもよい。この場合、エジェクタピン１４１などにかかる重力がブレーキ部に負荷として作用するが、エジェクタピン１４１は、第１の実施形態に係る可動プラテン３２に比べて著しく軽いので、重力の影響を考慮しなくてもよい。
【００９５】
以上、本発明の第１〜第２の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態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、上記の実施形態に種々の変形や置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００９６】
１０、１１０ 射出成形機
２０、１２０ 金型装置
２１、１２１ 固定金型
２２、１２２ 可動金型
３０、１３０ 型締め装置
３２、１３２ 可動プラテン
３３ 型締め装置の駆動用モータ
３５ モータ部
３６ ブレーキ部
３７ エンコーダ部（回転検出部）
５０、１５０ 制御装置
５１、１５１ 検知部
１４０ エジェクタ装置
１４１ エジェクタピン
１４２ 付勢部材
１４３ エジェクタ装置の駆動用モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ部およびモータ部を制動可能なブレーキ部を有するモータと、前記モータ部および前記ブレーキ部を制御する制御装置とを有する射出成形機において、
前記制御装置は、前記ブレーキ部によって前記モータ部を制動した状態で、前記モータ部に所定の出力を生じさせ、前記モータ部の回転を検出する回転検出部からの情報に基づいて、前記ブレーキ部の状態を検知する検知部を有する射出成形機。
【請求項２】
前記検知部は、所定時間の間における前記モータ部の回転量が所定値以下か否かに基づいて、前記ブレーキ部の状態を検知する請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記モータは、金型装置の型閉じ、型締め、および型開きを行う型締め装置の駆動用モータである請求項１または２に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記射出成形機は、竪型であって、前記駆動用モータは、前記金型装置の可動金型が取り付けられる可動プラテンを昇降させる駆動源であり、
前記検知部は、前記可動プラテンが下限位置よりも上方にあるとき、前記モータ部に所定の出力を生じさせ、出力方向は、前記可動プラテンを下降させるための方向である、請求項３に記載の射出成形機。
【請求項５】
前記モータは、金型装置から成形品を突き出すエジェクタ装置の駆動用モータである請求項１または２に記載の射出成形機。
【請求項６】
前記エジェクタ装置は、可動金型または固定金型を貫通するエジェクタピンと、可動金型または固定金型に対し、成形品の突き出し方向と反対方向に前記エジェクタピンを付勢する付勢部材とを有し、
前記駆動用モータは、エジェクタピンを付勢部材の付勢力に抗して突き出し方向に前進させる駆動源であり、
前記検知部は、前記エジェクタピンが前端位置にあるとき、前記モータ部に所定の出力を生じさせ、出力方向は、前記エジェクタピンを突き出し方向と反対方向に移動させるための方向である請求項５に記載の射出成形機。
【請求項１】
モータ部およびモータ部を制動可能なブレーキ部を有するモータと、前記モータ部および前記ブレーキ部を制御する制御装置とを有する射出成形機において、
前記制御装置は、前記ブレーキ部によって前記モータ部を制動した状態で、前記モータ部に所定の出力を生じさせ、前記モータ部の回転を検出する回転検出部からの情報に基づいて、前記ブレーキ部の状態を検知する検知部を有する射出成形機。
【請求項２】
前記検知部は、所定時間の間における前記モータ部の回転量が所定値以下か否かに基づいて、前記ブレーキ部の状態を検知する請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記モータは、金型装置の型閉じ、型締め、および型開きを行う型締め装置の駆動用モータである請求項１または２に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記射出成形機は、竪型であって、前記駆動用モータは、前記金型装置の可動金型が取り付けられる可動プラテンを昇降させる駆動源であり、
前記検知部は、前記可動プラテンが下限位置よりも上方にあるとき、前記モータ部に所定の出力を生じさせ、出力方向は、前記可動プラテンを下降させるための方向である、請求項３に記載の射出成形機。
【請求項５】
前記モータは、金型装置から成形品を突き出すエジェクタ装置の駆動用モータである請求項１または２に記載の射出成形機。
【請求項６】
前記エジェクタ装置は、可動金型または固定金型を貫通するエジェクタピンと、可動金型または固定金型に対し、成形品の突き出し方向と反対方向に前記エジェクタピンを付勢する付勢部材とを有し、
前記駆動用モータは、エジェクタピンを付勢部材の付勢力に抗して突き出し方向に前進させる駆動源であり、
前記検知部は、前記エジェクタピンが前端位置にあるとき、前記モータ部に所定の出力を生じさせ、出力方向は、前記エジェクタピンを突き出し方向と反対方向に移動させるための方向である請求項５に記載の射出成形機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１４０５４（Ｐ２０１３−１４０５４Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４７６０８（Ｐ２０１１−１４７６０８）
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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