(57)【要約】【課題】射出成形機において、簡単な構成で成形温度安定時間を短縮することが可能な射出成形機を提供することを目的とする。【解決手段】射出成形機において、ノズルを加熱するノズルヒータ、シリンダを加熱するシリンダ・ヒータの電気容量以上の擬似シリンダ・ヒータを実成形を開始する前に金型に密着させ、金型等が所定の温度となった後にこの擬似シリンダ・ヒータを取り外して成形を開始する。これにより、簡単な構成で成形温度安定時間を短縮することが可能な射出成形機を提供することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側金型を保持する固定プラテンと、
該固定プラテンに対向して配置され、型締機構によって摺動可能な可動側金型を保持する可動プラテンと、
前記固定プラテンの固定側金型が取り付けられた面の反対側の面に対向して設けられたシリンダと、を備え、
前記シリンダ内で樹脂を溶融し、前記シリンダの先端に設けられたノズルから前記樹脂を前記固定側金型と可動側金型との間の空間に射出する射出成形機であって、
先端部が前記ノズルと同形状のノズル型ヒータと該ノズル型ヒータを覆うカバーとからなり、前記固定プラテンに対して取付け取外しが可能な擬似シリンダ・ヒータと、
前記型締機構を構成する部品のいずれかの温度が所定の温度となるように前記擬似シリンダ・ヒータの温度を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
前記固定プラテン、前記可動プラテン、前記擬似シリンダ・ヒータのそれぞれの温度を測定する温度測定装置と、
前記温度測定装置で測定したそれぞれの温度を記憶する温度記憶手段と、
前記固定プラテンおよび前記可動プラテンを加熱するプラテンヒータと、
前記温度記憶手段で記憶された温度から前記固定プラテンおよび前記可動プラテンの飽和温度を取得する手段とを備え、
前記制御手段は、前記プラテンヒータが所定の温度となるように制御した後に、前記固定プラテンおよび前記可動プラテンが飽和温度となるように前記疑似シリンダ・ヒータを制御する、
ことを特徴とする請求項１記載の射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は射出成形機に関し、特に成形温度安定時間を短縮することが可能な射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示されるように、射出成形機では、固定プラテン、可動プラテンのそれぞれに金型を取付けて実成形を行う。この実成形の際に、ノズルからの熱や成形品の熱が金型やプラテンに伝熱するため、金型やプラテンに接続している機構部品の温度が一定になるのにはかなりの時間を要していた。特に射出成形機でレンズ成形を行う場合、射出成形機を構成する部品の温度変化により、金型の軸ずれが発生することが多く、そのため温度が安定するまでは不良品が成形されることもあった。このため、事前準備としてノズルを金型に密着させ伝熱しておいて、金型等の温度を事前に安定させておくことが一般に行われていた。
【０００３】
図６及び図７に基づいて、これらの状態について説明する。図６は成形前の状態であり、その後図７のように、金型４０に温度上昇したノズル１２を接触させておくと、固定プラテン３３や、タイバー４１などの周辺の機構部品の温度が上昇し、実成形の温度安定状態に近くなる。
【０００４】
しかしながら、このような事前準備を行なっても、金型やプラテンと周辺機構部の温度が一定になるのに数時間程度もかかるなど、かなりの時間を要していた。また、成形を行わずにノズルを金型に接触させたままにしておくと、シリンダ内に残っている樹脂が焼けて透明樹脂から茶色の樹脂と変性してしまうという、いわゆるコンタミの問題が発生してしまうことがある。
また、図７に示されているように、実成形ではノズル１２を接触させた後、熱せられた樹脂が金型へ移動するが、この時の熱せられた樹脂の熱量と、シリンダ１１の熱量とは異なっている。
【０００５】
特許文献１には、射出成形機において、成形安定のため、固定プラテン、後部プラテン、可動プラテンの３つのプラテン、金型、上方タイバー、下方タイバーの４つのタイバーの各機構部品の温度調整を行う技術が開示されている。
また、特許文献２には、射出成形機において、金型に接触するノズル先端部を予熱して、始動時に金型の温度が早く好適な値になるようにする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２１２９８０号公報
【特許文献２】実開平２−８９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示されている技術は、温度調整器が多く必要となるため、生産コストが大きくなるという問題点がある。
特許文献２に開示されている技術は、ノズルを予熱させる機構であるため、従来技術と同様に、コンタミが発生するおそれがある。また、ノズルからだけでなくシリンダからも発生する輻射熱が固定プラテンのノズル進入口にも影響するという問題点もある。
【０００８】
そこで本発明は、擬似シリンダ・ヒータを実成形を開始する前に金型に密着させ、金型等が所定の温度となった後にこの擬似シリンダ・ヒータを取り外して成形を開始することで、簡単な構成で成形温度安定時間を短縮することが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】
【０００９】
本願の請求項１に係る発明では、固定側金型を保持する固定プラテンと、該固定プラテンに対向して配置され、型締機構によって摺動可能な可動側金型を保持する可動プラテンと、前記固定プラテンの固定側金型が取り付けられた面の反対側の面に対向して設けられたシリンダと、を備え、前記シリンダ内で樹脂を溶融し、前記シリンダの先端に設けられたノズルから前記樹脂を前記固定側金型と可動側金型との間の空間に射出する射出成形機であって、先端部が前記ノズルと同形状のノズル型ヒータと該ノズル型ヒータを覆うカバーとからなり、前記固定プラテンに対して取付け取外しが可能な擬似シリンダ・ヒータと、前記型締機構を構成する部品のいずれかの温度が所定の温度となるように前記擬似シリンダ・ヒータの温度を制御する制御手段と、を有することを特徴とする射出成形機が提供される。
すなわち、請求項１に係る発明では、簡単な構成で成形温度安定時間を短縮することが可能な射出成形機を提供することができる。
【００１０】
本願の請求項２に係る発明では、前記固定プラテン、前記可動プラテン、前記擬似シリンダ・ヒータのそれぞれの温度を測定する温度測定装置と、前記温度測定装置で測定したそれぞれの温度を記憶する温度記憶手段と、前記固定プラテンおよび前記可動プラテンを加熱するプラテンヒータと、前記温度記憶手段で記憶された温度から前記固定プラテンおよび前記可動プラテンの飽和温度を取得する手段とを備え、前記制御手段は、前記プラテンヒータが所定の温度となるように制御した後に、前記固定プラテンおよび前記可動プラテンが飽和温度となるように前記疑似シリンダ・ヒータを制御することを特徴とする請求項１記載の射出成形機が提供される。
すなわち、請求項２に係る発明では、所定の温度までプラテンヒータによって加熱した後に、所定の温度から飽和温度までは疑似シリンダ・ヒータを制御することで、短時間で精度よく固定プラテン及び可動プラテンの温度制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、擬似シリンダ・ヒータを実成形を開始する前に金型に密着させ、金型等が所定の温度となった後にこの擬似シリンダ・ヒータを取り外して成形を開始することで、簡単な構成で成形温度安定時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】射出成形機の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の疑似シリンダ・ヒータを、固定プラテンに取り付けた状態を示す図である。
【図３】可動プラテンと固定プラテン内のプラテン内ヒータと温度測定器を示す図である。
【図４】本発明と従来例における温度上昇の違いを示す図である。
【図５】本発明における温度調整の動作を説明するフローチャートである。
【図６】射出成形機の成形前の状態を示す図である。
【図７】射出成形機のノズルを金型に接触させた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
図１は、射出成形機の全体構成を示す図である。射出成形機は、機台上に型締部Ｍｃ及び射出部Ｍｉを備える。射出部Ｍｉは樹脂材料（ペレット）を加熱溶融し、当該溶融樹脂を金型４０のキャビティ内に射出するものである。型締部Ｍｃは主に金型４０（４０ａ，４０ｂ）の開閉を行うものである。
【００１４】
まず、射出部Ｍｉを説明する。シリンダ１１の先端にはノズル１２が取り付けられ、シリンダ１１内には、スクリュ１３が挿通されている。スクリュ１３は、サーボモータＭ２により回転させられ、サーボモータＭ１によって、スクリュ１３の軸方向に移動させられる。なお、符号１４は射出シリンダ１１に樹脂を供給するホッパである。
【００１５】
次に、型締部Ｍｃを説明する。型締部Ｍｃは、可動プラテン３０、リアプラテン３１、トグル３２、固定プラテン３３、クロスヘッド３４、可動プラテン３０を前後進させるサーボモータＭ３、成形品を金型から押し出すエジェクタピンを突き出すためのサーボモータＭ４、可動盤前後進モータＭ３によって駆動されるボールねじ軸３８とから構成されている。リアプラテン３１と固定プラテン３３とは複数本のトグル３２で連結されており、可動プラテン３０はトグル３２にガイドされるように配置されている。
【００１６】
可動プラテン３０、固定プラテン３３には、それぞれ金型４０（可動側金型４０ａ、固定側金型４０ｂ）が取り付けられている。サーボモータＭ３によって駆動されるボールねじ軸３８に取り付けられたクロスヘッド３４を進退させることによって、可動プラテン３０の位置を変えることができる。この場合、クロスヘッド３４を前進（図における右方向に移動）させると、可動プラテン３０が前進させられて型閉じが行われる。そして、可動盤前後進モータＭ３による推進力による推進力にトグル倍率を乗じた型締力が発生させられ、その型締力によって型締が行われる。
【００１７】
上記射出成形機Ｍを用いた成形動作を説明する。可動盤前後進モータＭ３を正方向に回転させると、ボールねじ軸３８が正方向に回転させられ、ボールねじ軸３８に螺合したクロスヘッド３４は前進（図１における右方向）させられ、トグル機構２０が作動させられると、可動プラテン３０が前進させられる。
【００１８】
可動プラテン３０に取り付けられた可動側金型４０ａが固定側金型４０ｂと接触すると（型閉状態）、型締工程に移行する。型締工程では、サーボモータＭ３を更に正方向に駆動することで金型４０に型締力が発生する。そして、射出部Ｍｉに設けられたサーボモータＭ１が駆動されてスクリュ１３の軸方向に前進することにより、金型４０内に形成されたキャビティ空間に溶融樹脂が充填される。型開きを行う場合、サーボモータＭ３を逆方向に駆動すると、ボールねじ軸３８が逆方向に回転させられる。それに伴って、クロスヘッド３４が後退し、可動プラテン３０がリアプラテン３１の方向に後退する。型開工程が完了すると、成形品を可動側金型４０ａから押し出すエジェクタピンを突き出すためのサーボモータＭ４が作動する。これによって、図示しないエジェクタピンが可動側金型４０ａの内面から突きだされ、可動側金型４０ａ内の成形品は可動側金型４０ａより突き出される。
【００１９】
ここで、図１中、金型４０、シリンダ１１、各サーボモータＭ１〜Ｍ４が発熱箇所となり、実成形中、これらの発熱箇所から近くの機構部に伝熱し、各部品の熱膨張の差により型締の繰り返し安定精度が悪くなることがある。
【００２０】
本発明では、図２に示されているような擬似シリンダ・ヒータ１を使用する。疑似シリンダ・ヒータ１は疑似シリンダ２とそれを覆うカバー３とからなり、疑似シリンダ２を金型４０に接触させておくことによって、固定プラテン３３や周辺の機構部品をあらかじめ温度上昇させておく。擬似シリンダ・ヒータ１は取りつけ取り外し可能とされている。金型４０に与える熱量は、実成形時のシリンダ、ノズルからの熱量と成形品樹脂の熱量分であるため、疑似シリンダ・ヒータ１の温度は、実成形時のシリンダ１１の温度よりも高く設定されている。
【００２１】
図４は、本発明と、従来例とのプラテン温度の上昇速度の違いを示した図である。Ｇ１が本発明であり、Ｇ２が従来のノズルが金型に密着している場合、Ｇ３が従来のノズルが離れているときの場合である。図４に示されているように、機構部の温度安定に関し、金型からノズルが離れているＧ３の場合より密着しているＧ２の場合の方が機構部の温度安定が速く、本発明Ｇ１の方がさらに温度安定が速い。
【００２２】
図３は、可動プラテン３０、固定プラテン３３内にプラテンヒータ（４，５，６）と、温度測定器（７，８，９，１０）を備え、プラテンヒータ（４，５，６）と、温度測定器（７，８，９，１０）が制御装置５０に接続された例である。疑似シリンダ・ヒータ１に加えて、プラテンヒータ（４，５，６）を備えて、所定の温度まではプラテンヒータ（４，５，６）を制御に用いることにより、疑似シリンダ・ヒータ１のみの場合に比べて、より温度安定させることが可能である。
【００２３】
次に本発明の温度調整の方法について、図５に基づいてステップ毎に説明する。
・（ステップＳＡ１）金型温度制御をＯＮする。
・（ステップＳＡ２）実成形を以前に行っているかを判定する。以前に行っている場合（ＹＥＳ）はステップＳＡ３に進み、以前に行っていない場合（ＮＯ）は、ステップＳＡ１１に進む。
・（ステップＳＡ３）可動プラテン、固定プラテンに設けられている温度センサが、いずれの箇所に、いくつ設けられているかを設定する。
・（ステップＳＡ４）実成形時の温度センサのデータから、プラテンに設けられている温度センサの飽和値が確認できたかどうかを判定する。飽和値が確認できた場合（ＹＥＳ）はステップＳＡ５に進み、確認できない場合（ＮＯ）はステップＳＡ１１に進む。
・（ステップＳＡ５）プラテンヒータを使用するかどうかを判定する。プラテンヒータを使用する場合（ＹＥＳ）はステップＳＡ６に進み、使用しない場合（ＮＯ）はステップＳＡ１１に進む。
【００２４】
・（ステップＳＡ６）プラテンの温度目標値を設定する。
・（ステップＳＡ７）プラテンの温度制御をＯＮし、疑似シリンダ・ヒータをＯＮする。
・（ステップＳＡ８）プラテンの温度目標値に対しての公差を設定する。
・（ステップＳＡ９）プラテンの温度が目標値に達したかどうかを判定する。達した場合（ＹＥＳ）はステップＳＡ１０に進み、達していない場合（ＮＯ）はステップＳＡ７に戻る。
・（ステップＳＡ１０）プラテンの温度制御をＯＦＦする。
【００２５】
・（ステップＳＡ１１）疑似シリンダ・ヒータの電源制御を行う。
・（ステップＳＡ１２）プラテンの温度を測定する。
・（ステップＳＡ１３）温度測定サンプリング時間を設定する。
・（ステップＳＡ１４）プラテンの温度が飽和値に達したかどうかを判定する。達した場合（ＹＥＳ）は、プラテンの温度制御が完了したものとしてステップＳＡ１５に進み、達していない場合（ＮＯ）は、ステップＳＡ１１に戻る。
・（ステップＳＡ１５）疑似シリンダ・ヒータを取り外す。
・（ステップＳＡ１６）実際のシリンダを用いて実成形を開始する。
【００２６】
各プラテンにヒータがない場合には、擬似シリンダ・ヒータの温度制御と金型温調のみで行なうことになる。
【符号の説明】
【００２７】
Ｍ    射出成形機
Ｍｉ  射出部
Ｍｃ  型締部
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４  サーボモータ
１    疑似シリンダ・ヒータ
２    疑似シリンダ
３    カバー
４，５，６  プラテンヒータ
７，８，９，１０  温度測定器
１１  シリンダ
１２  ノズル
１３  スクリュ
１４  ホッパ
３０  可動プラテン
３１  リアプラテン
３２  トグル
３３  固定プラテン
３４  クロスヘッド
３８  ボールねじ軸
４０  金型
４０ａ  可動側金型
４０ｂ  固定側金型
４１  タイバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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