(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定型と移動型からなる金型内に発泡剤入りの樹脂を射出し発泡成形品を成形する射出発泡成形機に用いられる油圧式の型開閉装置において、
型閉された前記金型に型締め力を作用させる型締めシリンダと、
前記移動型と連結され移動型を移動させるブーストシリンダと、
油圧源を有し、前記型締めシリンダとブーストシリンダとが型開閉及び型締めのための一連の動作を行うように連動して作動するように前記型締めシリンダとブーストシリンダに作動油を給排する第１の油圧回路と、
定容量型油圧ポンプとこれを駆動するサーボモータを有し、型閉位置から所定の距離だけ型開方向に設定された発泡成形の基準位置に前記移動型を移動させるために作動油を前記ブーストシリンダに供給する第２の油圧回路と、
前記移動型の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段から移動型の位置検出信号をフィードバックし、検出した位置と前記基準位置とを比較しながら当該基準位置に移動型を到達させ当該基準位置に位置決めするように前記サーボモータの回転を制御する位置フィードバック制御手段と、
前記移動型が目的位置に到達したときに、前記ブーストシリンダへの圧油の供給が停止されるように前記第２油圧回路を切り換える第１の油圧回路切換手段と、
発泡力に抗して型閉方向の油圧力が前記型締シリンダから前記移動型に作用し前記移動型の位置が前記基準位置に保持されるように前記第１油圧回路の流路を切り換える第２の油圧回路切換手段と、
を具備することを特徴とする射出発泡成形機の型開閉装置。
【請求項２】
前記第１油圧回路は、前記型締めシリンダへの作動油の流路を切り換える型締め用切換弁と、前記ブーストシリンダへの作動油の流路を切り換える型開閉用の３位置切換弁とを有し、前記第２油圧回路は、前記ブーストシリンダの型開側のシリンダ室と型閉側のシリンダ室との間で作動油を循環させる差動回路を有することを特徴とする請求項１に記載の射出発泡成形機の型開閉装置。
【請求項３】
前記定容量型油圧ポンプは、双方向型の定量型油圧ポンプからなることを特徴とする請求項１または２に記載の射出発泡成形機の型開閉装置。
【請求項４】
前記第２油圧回路は、前記定量型油圧ポンプの停止時に回路の圧力を保持するチェック弁をすることを特徴とする請求項２に記載の射出発泡成形機の型開閉装置。
【請求項５】
前記ブーストシリンダは、前記型締めシリンダの内部に組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の射出発泡成形機の型開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出発泡成形機の型開閉装置に係り、特に、発泡成形のために必要な金型の型開量を正確に制御できる射出発泡成形機の型開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック成形品の重量を軽減し、また、成形品の接触感にソフト感覚を付加するために、近年、発泡成形が注目されている。この種の発泡成形は、射出成形機で発泡剤の入った樹脂を金型内のキャビティに射出して成形する。発泡成形品は、例えば、自動車の内装材等に広く利用されている。
【０００３】
発泡成形では、樹脂が射出直後に発泡ガスを発生し、樹脂を膨張させ、無数の発泡セルを形成する。品質の良い発泡成形品を成形するためには、発泡セルの形成が不均一にならならないように、しかも発泡倍率が大きくなるようにする必要がある。
【０００４】
そこで、本出願人は、特開平８−２６７５２６号公報において、発泡セルが小さく均一になり発泡倍率を向上させることを可能とする射出発泡成形品の成形方法を提案している。この射出発泡成形品の成形方法は、射出成形機の型閉状態でキャビティ内に発泡剤入り樹脂を射出し、射出完了後、発泡ガスによる樹脂の膨張で金型壁面と樹脂の接触を維持しながら移動型を予め設定した基準肉厚位置で停止させ、冷却完了後、移動型を後退させて製品を取り出すというものである。この成形方法によれば、発泡剤入り樹脂の射出完了後に、発泡ガスにより樹脂の膨張で金型壁面と樹脂の接触を維持しながら移動型を移動するため、発泡セルの大きさが小さく均一になり、しかも発泡倍率が向上し、薄い肉厚であっても大きな弾性力を有する成形品を成形することが可能となる。
【０００５】
このような射出発泡成形方法を実施するためには、その前提として、射出完了後の発泡ガスによる樹脂の膨張に合わせて、移動型を正確に移動させることが必要となる。従来の射出発泡成形機では、移動型の位置を検出する検出器とともに、金型の開閉を行う型締めシリンダに圧油を供給する油圧回路に油圧サーボ機構を設けて、移動型の位置および速度を制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
射出発泡成形の場合、型締めを行って発泡剤入りの樹脂を射出した後に、発泡ガスの発生により樹脂の膨張に合わせて型開方向にごく僅かの距離だけ移動させる必要があり、しかも、上記の基準肉厚位置のように予め設定した位置に移動型を正確に停止させることが発泡成形品の品質を一定に保つ上で重要となる。
【０００７】
しかしながら、従来の射出発泡成形機では、型締めシリンダに給排する作動油を制御することにより、移動型の位置や移動速度を制御するので、誤差が生じて正確な制御が難しく、型位置を安定させることが困難であった。また、位置決め用のブロックを金型またはダイプレートに挟み、樹脂を射出した後に、移動型を移動させ位置決め用ブロックで移動型を所定位置に停止させることで、移動型の型開量を安定させることも行われているが、位置決めのための機械的な機構が大掛かりなものとなる欠点があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、発泡成形のために発泡ガスによる樹脂の膨張に合わせて、移動型の移動および停止を正確にかつ安定的に制御できるようにした射出発泡成形機の型開閉装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、固定型と移動型からなる金型内に発泡剤入りの樹脂を射出し発泡成形品を成形する射出発泡成形機に用いられる油圧式の型開閉装置において、型閉された前記金型に型締め力を作用させる型締めシリンダと、前記移動型と連結され移動型を移動させるブーストシリンダと、油圧源を有し、前記型締めシリンダとブーストシリンダとが型開閉及び型締めのための一連の動作を行うように連動して作動するように前記型締めシリンダとブーストシリンダに作動油を給排する第１の油圧回路と、定容量型油圧ポンプとこれを駆動するサーボモータを有し、型閉位置から所定の距離だけ型開方向に設定された発泡成形の基準位置に前記移動型を移動させるために作動油を前記ブーストシリンダに供給する第２の油圧回路と、前記移動型の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段から移動型の位置検出信号をフィードバックし、検出した位置と前記基準位置とを比較しながら当該基準位置に移動型を到達させ当該基準位置に位置決めするように前記サーボモータの回転を制御する位置フィードバック制御手段と、前記移動型が目的位置に到達したときに、前記ブーストシリンダへの圧油の供給が停止されるように前記第２油圧回路を切り換える第１の油圧回路切換手段と、発泡力に抗して型閉方向の油圧力が前記型締シリンダから前記移動型に作用し前記移動型の位置が前記基準位置に保持されるように前記第１油圧回路の流路を切り換える第２の油圧回路切換手段と、を具備することを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による射出発泡成形機の型開閉装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施の形態による射出発泡成形機の型開閉装置の油圧回路図を示す。この図１において、１は固定金型、２は移動金型である。固定金型１は固定ダイプレート３に取り付けられ、移動金型２は移動ダイプレート４に取り付けられている。固定ダイプレート３側には射出装置が配置されており、この図１では、射出装置の加熱バレル５が図示されている。この加熱バレル５の内部には図示しないスクリュが装着されている。スクリュの回転により発泡剤の混入した樹脂が溶融され、溶融した樹脂はスクリュの前進によりノズル６から射出される。
【００１１】
固定ダイプレート３にはタイバー７の一端部が結合され、このタイバー７は移動ダイプレート４を挿通して型締めシリンダ８まで延びており、タイバー７の他端部は型締めシリンダ８と連結されている。型締めシリンダ８の内部のシリンダ室９にはラム１０が挿入され、この型締めシリンダ８から延びるラム１０の先端部は移動ダイプレート４に結合されている。
【００１２】
この実施形態では、型締めシリンダ８は、固定金型１と移動金型２とを型閉した後に型締め力を加えるためのものである。これに対して、固定ダイプレート３の左右両側に配設されている一対のブーストシリンダ１２、１２は、固定金型１に対して移動金型２を接近する方向に移動させて型を閉じ、あるいは、離間する方向に移動金型２を移動させて型を開くためのもので、それぞれブーストシリンダ１２、１２から外に延びるピストンロッド１３、１３の先端部は、移動ダイプレート４に連結されている。
【００１３】
次に、型開閉時と型締め時に型締めシリンダ８とブーストシリンダ１２を作動させる第１の油圧回路について説明する。
【００１４】
図１において、参照符号１４ａ、１４ｂは、多連型の油圧ポンプで、１５は油圧ポンプ１４ａ、１４ｂを駆動するモータである。１６は、作動油の入っているタンクである。油圧ポンプ１４ａ、１４ｂから吐出された作動油は、流量調整弁１７、型開閉用切換弁１８を通ってから、ブーストシリンダ１２、１２と型締めシリンダ８に供給される。ここでは、型開閉用切換弁１８には、４ポート３位置の電磁切換弁が用いられており、Ｂポートには、ブーストシリンダ１２の型開側のシリンダ室１２ａにまで延びる管路が接続されている。Ａポートに接続されている管路は、二手に分岐した一方は、ブーストシリンダ１２の型閉側のシリンダ室１２ｂまで延びている。
【００１５】
一方、分岐した他方の管路は、型締めシリンダ用切換弁２０のＰポートに接続されている。型締めシリンダ用切換弁２０のＡポートに接続されている管路は、型締めシリンダ８のシリンダ室９の入り口ポートまで延びるようになっている。型締めシリンダ８には、プレフィルバルブ２２とこのプレフィルバルブ２２を開閉する開閉シリンダ２３が設けられており、型開時にはシリンダ室９の作動油はドレーン側に排出されて型開動作を迅速に行えるようになっている。２４は、プレフィルバルブ用切換弁である。２６は、作動油の圧力を設定する圧力調整弁である。
【００１６】
このプレフィルバルブ用切換弁２４のＡポートは、プレフィルバルブ２２を閉じる開閉シリンダ２３の下側のシリンダ室とつながり、Ｂポートは開放する上側のシリンダ室とつながっている。移動金型２を開閉する間は、プレフィルバルブ用切換弁２４のソレノイド２４ｂが励磁されてＰポートとＢポートが連通した位置に切り換えられてプレフィルバルブ２２が開放されており、型締めシリンダ８のシリンダ室９はドレーン側と通じた状態になっている。
【００１７】
この状態で、型開閉用切換弁１８のソレノイド１８ｂを励磁すると、ＰポートとＡポートが連通してブーストシリンダ１２の型閉側のシリンダ室１２ｂに作動油が供給されて移動金型２が右行して閉じ、ソレノイド１８ａが励磁されると、ＰポートとＢポートが連通して型開側のシリンダ室１２ａに作動油が供給されて移動金型２が左行して開くようになっている。
【００１８】
型締め時には、移動金型２を閉じた状態で、プレフィルバルブ用切換弁２４のソレノイド２４ａを励磁して、ＰポートとＡポートが連通する位置に切り換え、プレフィルバルブ２２を閉じておく。そして、型締めシリンダ用切換弁２０のソレノイドを励磁すると、作動油は型締めシリンダ８のシリンダ室９に供給されるので型締めを行うことができる。
【００１９】
次に、発泡成形を行うために型締めをして樹脂を射出した後、型閉位置から所定の距離だけ型開方向に移動金型２を移動させるために作動油をブーストシリンダ１２に供給する第２の油圧回路について説明する。
【００２０】
図１において、この第２の油圧回路は、双方向型の定容量型油圧ポンプ２８を備えている。この定容量型油圧ポンプ２８は、サーボモータ３０によって駆動されれる。定容量型油圧ポンプ２８のそれぞれの吐出口から延びる管路には、パイロット付きチェック弁３１、３２が設けられている。パイロット付きチェック弁３１の下流の管路は、それぞれブーストシリンダ１２の型開側のシリンダ室１２ａに接続され、パイロット付きチェック弁３２の下流の管路は、ブーストシリンダ１２の型閉側のシリンダ室１２ｂに接続されている。このような第２油圧回路では、ブーストシリンダの左右のシリンダ室１２ａ、１２ｂの作動油を循環させる差動回路になるように管路が組まれている。なお、３３、３４は、作動油をタンクから作動回路に補給するためのチェック弁である。
【００２１】
次に、図１において、参照符号３５は、リニアスケールである。このリニアスケール３５と移動ダイプレート４に取り付けられている位置検出ヘッド３６と計数器３７とを組み合わせて、移動金型２の位置を検出する手段を構成している。計数器３７の出力は、制御部３８に導入される。この制御部３８は、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）等によって構成され、予め組まれたプログラムにしたがって射出発泡成形の工程を進行させるため所定の順序で前述の切換弁を切り換える機能とともに、以下のように移動金型２の位置をフィードバックしながらサーボモータ３０の回転を制御する位置制御回路とサーボモータ駆動回路を備えている。
【００２２】
そこで、発泡成形時に、発泡剤入りの樹脂の射出を完了した後、発泡ガスによる樹脂の膨張に合わせて所定量だけ、発泡成形の基準位置まで移動金型２を開く場合の位置制御について説明する。
樹脂の射出完了時点から移動金型２の位置制御が開始され、まず、制御部３８は、型開閉用切換弁１８を図１に示す中立位置に置くとともに、型締めシリンダ用切換弁２０を図１に示す位置に切り換えて、型締めシリンダ８のシリンダ室９をドレーン側に開放しておく。
【００２３】
次いで、制御部３８は、サーボモータ３０を予め設定されたプログラムにしたがって、所定の回転速度で正方向に回転させることで、双方向型の定容量型油圧ポンプ２８を所定の回転速度で駆動し、ブーストシリンダ１２の型開側のシリンダ室１２ａに所定流量の作動油を導入する。これにより、移動ダイプレート４はタイバー７に沿って左行を開始する。このとき、キャビティ内で発生する発泡ガスによる樹脂の膨張に合わせて移動金型２が移動するような作動油の流量であることが好ましい。
【００２４】
移動金型２が予めプログラムで設定された基準位置まで移動する間、移動金型２の位置検出信号は、計数器３７から制御部３８にフィードバックされるので、制御部３８は、移動金型２の位置と基準位置とを比較し、基準位置に到達するまでサーボモータ３０の回転を継続する。移動金型２の位置が基準位置に一致した時点で、制御部３８はサーボモータ２２の図示しない駆動回路に停止指令を送り、サーボモータ３０の回転を停止する。なお、移動金型２が基準位置を越えた場合は、定容量型油圧ポンプ２８が双方向型のポンプであるからサーボモータ３０を反転させればよい。
【００２５】
このようにして定容量型油圧ポンプ２８が停止してブーストシリンダ１２への作動油の供給が停止されるので、移動金型２は基準位置に停止させることができる。しかも、定容量型油圧ポンプ２８をサーボモータ３０で駆動し、移動金型２の位置をフィードバックしながらサーボモータ３０の回転を制御するので、正確に移動金型２を基準位置に位置決めすることができる。さらに、移動金型２の位置制御に必要な油圧回路は、ブーストシリンダ１２の型開側のシリンダ室１２ａから型閉型のシリンダ室１２ｂに作動油が循環する差動回路になっているため、定容量型油圧ポンプ２８およびサーボモータ３０は、小容量のものでも十二分に対応することが可能である。
【００２６】
こうして、移動金型２が基準位置に停止した後、制御部３８は、型締めシリンダ用切換弁２０のソレノイドを励磁してＰポートがＡポートに連通する位置に切り換える。これにより、型締めシリンダ８のシリンダ室９には２連の油圧ポンプ１４ａ、１４ｂからの作動油が導入され、ラム１０を発泡圧に抗して加圧して移動金型２が発泡圧で基準位置からさらに開くのを阻止する。また、このとき、型開閉用切換弁１８は、図１に示す中立位置に切り換えられており、ブーストシリンダ１２のシリンダ室１２ａは閉じられているとともに、パイロット付きチェック弁３１およびチェック弁３３により作動油の排出が阻止されているために、型締めシリンダ８に加圧されてブーストシリンダ１２が型閉方向に移動しないように圧力を保持することができるので、従来のように機械的に位置決めブロックなどを用いることなく、発泡成形が終了するまでの間、移動金型の位置を基準位置に安定させることが可能となる。
【００２７】
次に、図２は、ブーストシリンダの変形例を示すもので、ブーストシリンダ４０の向きを図１とは逆にして、ピストンロッド４１が伸びると型閉し、ピストンロッド４１が後退すると型開するようにした例である。油圧回路は、図１と同様のものを適用することができる。
【００２８】
図３は、ブーストシリンダを型締めシリンダ８の内部に組み込んだ変形例を示している。この場合、ラム１０の外周部には、型開側のシリンダ室４２が形成され、ラム１０の内部に型閉側のシリンダ室４３が形成されている。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、発泡成形のために発泡ガスによる樹脂の膨張に合わせて、移動金型の移動および停止を正確にかつ安定的に制御できるので、高品質で品質の一定した発泡成形品の成形に大いに貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による射出発泡成形機の型開閉装置の一実施形態を示す油圧回路図。
【図２】同射出発泡成形機の型開閉装置のブーストシリンダの変形例を示す断面図。
【図３】同射出発泡成形機の型開閉装置のブーストシリンダの他の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
１  固定金型
２  移動金型
３  固定ダイプレート
４  移動ダイプレート
５  加熱バレル
６  ノズル
７  タイバー
８  型締めシリンダ
１０  ラム
１２  ブーストシリンダ
１８  型開閉用切換弁
２０  型締めシリンダ用切換弁
２２  プレフィルバルブ
２４  プレフィルバルブ用切換弁
２８  定容量型油圧ポンプ
３０  サーボモータ
３５  リニアスケール
【図１】
0004619561.tif 000002
【図２】
0004619561.tif 000003
【図３】
0004619561.tif 000004