説明

射出成形機

【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。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】国際公開第05/090052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】
【0008】
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。
【0009】
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。
【課題を解決するための手段】
【0010】
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。
【発明の効果】
【0011】
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。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】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。
【図2】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。
【図3】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。
【発明を実施するための形態】
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
次に、型締装置10の動作について説明する。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【符号の説明】
【0045】
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

【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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