(57)【要約】【課題】簡易な構成で、金型のサイクルタイムにさほど影響を与えることなく高精度でねじ入れ子の回転停止が行える回転停止制御システムを提供する。【解決手段】雄ねじＴｅを有する燃料タンクＴの成形金型に関し、雄ねじＴｅ周りに正回転することにより燃料タンクＴを離型させるねじ入れ子１と、このねじ入れ子１と一体的に回転するドグ７と、このドグ７を検知するセンサ８と、ねじ入れ子１の回転駆動源である油圧モータＭと、を備え、ドグ７がセンサ８に検知されることにより、ねじ入れ子１が成形開始位置で回転停止する構成からなり、ねじ入れ子１を、前記成形開始位置よりも正回転側であって、雄ねじＴｅから外れる位置となるオーバーラン位置まで一旦、高速正回転させ、次いで、低速逆回転させて成形開始位置で回転停止させる制御システムとした。【選択図】図４
2007112051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部に対してねじの切り始め位置が定められたねじ部を有する樹脂成形品の成形金型に関し、
ねじ部周りに正回転することにより樹脂成形品を離型させるねじ入れ子と、
このねじ入れ子と一体的に回転する被検知部と、
この被検知部を検知するセンサと、
ねじ入れ子の回転駆動源と、
を備え、被検知部がセンサに検知されることにより、ねじ入れ子が成形開始位置で回転停止する構成からなるねじ入れ子の回転停止制御システムであって、
前記ねじ入れ子を、前記成形開始位置よりも正回転側であって、前記ねじ部から外れる位置となるオーバーラン位置まで一旦、高速正回転させ、
次いで、低速逆回転させることにより、前記成形開始位置で回転停止させる構成としたことを特徴とするねじ入れ子の回転停止制御システム。
【請求項２】
前記回転駆動源は正逆回転が可能な油圧モータからなり、
この油圧モータの油圧回路は、圧油の一方向の流れにおいて高速制御する第１の一方向絞り弁と、圧油の他方向の流れにおいて低速制御する第２の一方向絞り弁と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のねじ入れ子の回転停止制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品の成形金型におけるねじ入れ子の回転停止制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３において、符号Ｔはブロー成形によって成形される自動車搭載用の燃料タンクを示す。燃料タンクＴには、本体部Ｔｂの一部において外方に突出する円筒部Ｔａが形成されている。この円筒部Ｔａは、燃料ポンプ（図示せず）を燃料タンクＴの内部に装着するための接続口として形成されるものであって、その先端面Ｔｃは成形直後においては有蓋として成形されるものの、成形後の別工程において、燃料ポンプを挿通させるべく先端面Ｔｃの所定の内円部が削除される。なお、符号Ｔｄはブローピン孔である。円筒部Ｔａの外周面には雄ねじＴｅが螺設され、雌ねじが形成されたキャップ（図示せず）を雄ねじＴｅに螺合することで前記燃料ポンプが燃料タンクＴに固定される仕様となっている。以上の構造は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
符号１は、雄ねじＴｅを成形するための回転式のねじ入れ子であり、内周面には雄ねじＴｅを成形するための雌ねじ１ａが螺設されている。図４において、（ａ）は燃料タンクＴが金型で成形された状態、（ｂ）は燃料タンクＴの型抜きの状態を示している。図４（ａ）においてブロー成形が完了すると、図４（ｂ）に示すように、燃料タンクＴの本体成形用の金型Ａ、Ｂが直線状に移動して開くとともに、一方の金型Ａに設けられた前記ねじ入れ子１が同期して回転することで、円筒部Ｔａがねじ入れ子１から離型する。符号Ｔｆは型抜き直後の燃料タンクＴを垂下支持するパリソン部である。
【０００４】
ねじ入れ子１の回転機構の一例を説明すると、一端側にねじ入れ子１を固設したシャフト２は、軸受ユニット３を介し、金型Ａに回転自在に支持されている。シャフト２の他端側にはスプロケット４が軸着されており、このスプロケット４と、金型Ａに固定した油圧モータＭの出力軸に軸着されるスプロケット５との間にチェーン６が掛け回される。以上により、油圧モータＭが回転すると、チェーン６の駆動伝達によりねじ入れ子１が回転する。
【０００５】
図３に示すように、雄ねじＴｅは本体部Ｔｂに対してねじの切り始め位置が決まっており、そのため、ねじ入れ子１の回転停止位置（成形開始位置）を常に同じ位置にする必要がある。そこで、ねじ入れ子１と一体的に回転する被検知部として、図４（ｂ）に示すように、前記スプロケット４にドグ７を取り付け、このドグ７をセンサ８で検知させて油圧モータＭの駆動を停止させることで、ねじ入れ子１の回転を停止させる方法が従来から採られている。センサ８としては、磁力式の近接センサや、光学センサ等が挙げられる。
【０００６】
例えば、雄ねじＴｅのねじ山が３山以上、４山未満である場合には、ねじ入れ子１を図４（ａ）の状態から４回転させれば円筒部Ｔａが離型することとなるので、この場合、センサ８に４回転目に近づいたドグ７を検知させることでねじ入れ子１の回転を停止させればよい。勿論、５回転目以上で停止させることも可能であるが、金型のサイクルタイムが限られている場合を考慮すると、ねじ入れ子１の回転数はできる限り少ない方がよい。
【０００７】
前記油圧モータＭに関する油圧回路の一例を図５に示す。符号Ｕ１はその一端が油圧ポンプ（図示せず）の吐出ポートに連通する流路、符号Ｕ２、Ｕ３はそれぞれの一端が油圧モータＭのポートＭａ、Ｍｂに連通する流路、符号Ｕ４はその一端が油タンクＳに連通する流路であり、流路Ｕ１〜Ｕ４の各他端は３位置４ポートの電磁弁からなる切り換え弁Ｖ１に接続している。油圧モータＭは、可変容量型のモータであり、また拡張性を考慮して正逆回転が可能なモータとしてある。なお、流路Ｕ１には上流側から順に逆止め弁９、可変絞り弁１０が介設されており、さらに、流路Ｕ２、Ｕ３間には、２方向流れに対応して、リリーフ弁１１、１２をそれぞれ介設した流路Ｕ５、Ｕ６が並列に掛け渡されている。図５に図示した切り換え弁Ｖ１の位置は油圧モータＭが回転している場合の位置であり、圧油の流れは、流路Ｕ１→流路Ｕ２→油圧モータＭ→流路Ｕ３→流路Ｕ４となる。そして、図４（ｂ）で示したセンサ８がドグ７を検知すると、図５において切り換え弁Ｖ１が中央位置に切り換わることにより、圧油の供給が遮断されて油圧モータＭが回転停止する。
【特許文献１】特開２００４−２６８２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のように、図４において、ねじ入れ子１の回転を停止させるに当たって油圧モータＭの回転を停止させる方法、つまり油圧モータＭへの圧油供給を遮断する構造では、圧油という流体が介在する分、ねじ入れ子１の回転停止の位置精度が低下しやすい。油圧モータＭの回転速度を下げれば、つまり、ねじ入れ子１の回転速度を下げれば、油圧モータＭをはじめとした回転機構を構成する各部材の慣性力が小さくなるので、その分、回転停止の位置精度を高めることができるのであるが、この場合、金型のサイクルタイムが長くなり、燃料タンクＴの生産効率が低下するという問題が生ずる。
【０００９】
勿論、ねじ入れ子１の回転駆動源として油圧モータＭの代わりにサーボモータを使用する方法としても、ねじ入れ子１の回転停止の位置精度を高めることができる。しかし、サーボモータは高価であり、また、油圧で動く金型Ａ、Ｂに対してサーボモータを連動させるための制御系が複雑になるという問題もある。
【００１０】
そこで、本発明者は、低速回転による精度アップが必要となるのは、ねじ入れ子１の回転停止直前のときのみであれば足りるという点に着目し、油圧モータＭをそのまま利用したシステムとして、初めは従来並みの回転速度（これを高速とする）でねじ入れ子１を回転させ、センサ８がドグ７を検知する手前の段階で回転速度を低速に落とすという制御システムを構築した。この制御システムによれば、ねじ入れ子１の低速回転領域は回転停止前の僅かな時間に限られるので、金型のサイクルタイムにさほど支障をきたすこともなく、ねじ入れ子１の回転停止の位置精度を向上させることができる。
【００１１】
しかし、この制御システムでも以下に示すような問題がある。
（１）センサ８がドグ７を検知する時点でねじ入れ子１は必ず低速でなければならないから、ねじ入れ子１の回転速度を高速から低速に切り換えるタイミングについてはある程度の精度が要求される。タイマー制御を用いた切り換えでは、精度が悪いために十分なマージンを考慮せざるを得ず、そうすると低速回転領域の時間が長くなってしまうという問題がある。このことから、ねじ入れ子１の回転速度を高速から低速に切り換えるに当たっては、ねじ入れ子１の回転状態を検知可能なセンサやドグを別途に設ける必要がある。切り換えのタイミング検知として、回転停止用である前記センサ８やドグ７を共用することも考えられるが、この場合、回転停止を検知する少なくとも約１周前から低速に切り換わる構成となるので、やはり低速回転領域の時間が長くなる。なお、円筒部Ｔａが完全に離型していない状態でねじ入れ子１の回転速度を切り換えると、雄ねじＴｅの表面に筋や傷などがつくおそれがあるため、回転速度の切り換えは円筒部Ｔａが完全にねじ入れ子１から離型したときに行う必要がある。
【００１２】
（２）図５に示した油圧回路が既存の油圧装置に係るものである場合、この既存の油圧装置を利用して、同一方向の回転において高速回転から低速回転に切り換える制御システムを適用しようとすると、図６に示すように、低速専用の流路Ｕ７〜Ｕ１０を別途設ける必要が生じるという問題がある。なぜなら、回転速度の切り換え位置の精度がさほど問われない場合であれば、図５の油圧回路の途中に制御用の絞り弁を設置して、これを途中で絞るという簡単な構成で足りるのであるが、回転速度の切り換え位置の精度が重要である場合には、この構成では絞り精度や油圧変化のタイムラグ等の問題により、実施するには極めて困難となるからである。
【００１３】
なお、図６の油圧回路について説明すると、流路Ｕ７の一端は流路Ｕ１における逆止め弁９の上流側から分岐し、流路Ｕ８、流路Ｕ９の各一端はそれぞれ流路Ｕ２、Ｕ３におけるリリーフ弁１２の下流側から分岐し、流路Ｕ１０の一端は流路Ｕ４から分岐しており、流路Ｕ７〜Ｕ１０の各他端は３位置４ポートの電磁弁からなる切り換え弁Ｖ２に接続している。流路Ｕ８には上流側から順に逆止め弁１３、可変絞り弁１４が介設される。高速回転時には、切り換え弁Ｖ１が図６における左位置となり、切り換え弁Ｖ２が中央位置となることにより、圧油の流れは、流路Ｕ１→流路Ｕ２→油圧モータＭ→流路Ｕ３→流路Ｕ４となる。そして、低速回転時には、切り換え弁Ｖ１および切り換え弁Ｖ２が図６に示した位置に切り換わることにより、圧油の流れは、流路Ｕ１→流路Ｕ７→流路Ｕ８→流路Ｕ２→油圧モータＭ→流路Ｕ３→流路Ｕ９→流路Ｕ１０→流路Ｕ４となる。そして、低速回転の状態から切り換え弁Ｖ２が中央位置に切り換わることにより、圧油の供給が遮断されて油圧モータＭが回転停止する。
【００１４】
以上のように、同一方向の回転において、ねじ入れ子１（図４）を高速回転から低速回転に切り換える制御システムでは、切り換え専用のセンサ類を別途設ける必要が生じるという前記（１）の問題や、ねじ入れ子１（図４）の駆動源が油圧モータＭである場合において油圧回路が複雑になるという前記（２）の問題を有することとなる。特に、（２）の低速専用の油圧回路が必要になるという点は、既存の油圧装置周りに設置スペースの余裕がない場合に重要な課題となる。
【００１５】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で、金型のサイクルタイムにさほど影響を与えることなく高精度でねじ入れ子の回転停止が行え、また、ねじ入れ子の回転駆動源が油圧モータである場合においては、油圧モータに関する油圧回路が簡易な回路構成で済むねじ入れ子の回転停止制御システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、前記課題を解決するため、本体部に対してねじの切り始め位置が定められたねじ部を有する樹脂成形品の成形金型に関し、ねじ部周りに正回転することにより樹脂成形品を離型させるねじ入れ子と、このねじ入れ子と一体的に回転する被検知部と、この被検知部を検知するセンサと、ねじ入れ子の回転駆動源と、を備え、被検知部がセンサに検知されることにより、ねじ入れ子が成形開始位置で回転停止する構成からなるねじ入れ子の回転停止制御システムであって、前記ねじ入れ子を、前記成形開始位置よりも正回転側であって、前記ねじ部から外れる位置となるオーバーラン位置まで一旦、高速正回転させ、次いで、低速逆回転させることにより、前記成形開始位置で回転停止させる構成としたことを特徴とするねじ入れ子の回転停止制御システムとした。
【００１７】
この回転停止制御システムによれば、同一方向の回転において、ねじ入れ子を高速回転から低速回転に切り換える制御システムの場合のように、回転停止用のセンサ、被検知部の他に速度切り換え用のセンサ、被検知部を別途設けるという必要がなくなり、最終的な回転停止用としてのセンサおよび被検知部のみで、成形開始位置における位置精度を高めることができる。
【００１８】
また本発明においては、前記回転駆動源は正逆回転が可能な油圧モータからなり、この油圧モータの油圧回路は、圧油の一方向の流れにおいて高速制御する第１の一方向絞り弁と、圧油の他方向の流れにおいて低速制御する第２の一方向絞り弁と、を備えることを特徴とするねじ入れ子の回転停止制御システムとした。
【００１９】
この回転停止制御システムによれば、簡易な油圧回路構成で済み、また、既存の油圧装置周りに流路増設用のスペースがない場合であっても本発明の適用が容易となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡易な構成で、金型のサイクルタイムにさほど影響を与えることなく高精度でねじ入れ子の回転停止が行え、また、ねじ入れ子の回転駆動源が油圧モータである場合においては、油圧モータに関する油圧回路が簡易な回路構成で済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、「本体部に対してねじの切り始め位置が定められたねじ部を有する樹脂成形品」を図３に示した燃料タンクＴとし、ねじ入れ子の回転駆動源を油圧モータとした形態について説明する。図１は本発明に係るねじ入れ子の回転停止制御システムの作用説明図、図２は本発明を適用した油圧モータに関する油圧回路図である。なお、以下の説明では、図３〜図６に示した各構成部材と同一の部材については同一の符号を付して説明し、重複する事項の説明は省略するものとする。
【００２２】
図１ないし図４のいずれかを参照して説明すると、本発明は、本体部Ｔｂに対してねじの切り始め位置が定められた雄ねじＴｅを有する燃料タンクＴの成形金型に関し、雄ねじＴｅ周りに正回転することにより燃料タンクＴ（円筒部Ｔａ）を離型させるねじ入れ子１と、このねじ入れ子１と一体的に回転する被検知部であるドグ７と、このドグ７を検知するセンサ８と、ねじ入れ子１の回転駆動源である油圧モータＭと、を備え、ドグ７がセンサ８に検知されることにより、ねじ入れ子１が回転停止位置（成形開始位置Ｐ）で回転停止する構成からなるねじ入れ子１の回転停止制御システムであって、ねじ入れ子１を、成形開始位置Ｐよりも正回転側であって、雄ねじＴｅから外れる位置となるオーバーラン位置Ｑまで一旦、高速正回転させ、次いで、低速逆回転させることにより、成形開始位置Ｐで回転停止させる構成の回転停止制御システムとしたことを主な特徴とする。
【００２３】
ここで本発明においては、ねじ入れ子１の回転に関し、円筒部Ｔａを離型させる方向の回転を「正回転」というものとし、その逆向きの回転を「逆回転」というものとする。また、「高速正回転」における「高速」と「低速逆回転」における「低速」とは、互いの相対的な速度関係を意味するものであって、絶対的な回転速度を意味するものではない。
【００２４】
「発明が解決しようとする課題」の欄で述べた、同一方向の回転において、ねじ入れ子１を高速回転から低速回転に切り換えて回転停止させるという制御システムが、いわば「高速正回転＋低速正回転」という構成であるのに対し、本発明の回転停止制御システムは、「高速正回転＋低速逆回転」という構成を有する。
【００２５】
主に図１を参照して本発明の作用について説明すると、図１（ａ）に示すように、初めは従来並みの回転速度でねじ入れ子１を高速正回転させ、図１（ｂ）に示すように、成形開始位置Ｐよりも正回転側の位置であって、ねじ入れ子１が雄ねじＴｅから外れる位置となるオーバーラン位置Ｑでねじ入れ子１を一旦、回転停止させる。つまり、所定回転後のドグ７をセンサ８（図４（ｂ））が検知することで（この検知した位置がほぼ成形開始位置Ｐとなる）、油圧モータＭ（図４）の回転が停止し、タイムラグの関係でねじ入れ子１の回転が完全に停止するのがオーバーラン位置Ｑとなる。
【００２６】
高速正回転からの停止となるため、オーバーラン位置Ｑの位置精度は低いものとなるが、そのばらつきは、後の低速逆回転のプロセスで吸収されるため何ら問題はない。なお、本発明では、前記したようにオーバーラン位置Ｑはねじ入れ子１が雄ねじＴｅから外れる位置であることが条件であるが、オーバーラン位置Ｑの位置精度のばらつきを考慮すると、少なくとも成形開始位置Ｐにおいて、既にねじ入れ子１が雄ねじＴｅから外れる構成とすることが望ましい。
【００２７】
次いで、図１（ｂ）のオーバーラン位置Ｑに位置している状態から、図１（ｃ）に示すように、ねじ入れ子１を低速逆回転させて成形開始位置Ｐで回転停止させる。具体的には、低速逆回転してきたドグ７をセンサ８（図４（ｂ））が再度検知し、油圧モータＭ（図４）の回転が停止し、ねじ入れ子１が成形開始位置Ｐで回転停止する。オーバーラン位置Ｑでは、既にねじ入れ子１が雄ねじＴｅから外れており、金型Ａ、Ｂ（図４）はさらに開く方向に移動しているため、逆回転によってねじ入れ子１が雄ねじＴｅに螺合してしまうという不都合は生じない。そして、ねじ入れ子１の回転速度が低速なことから、油圧モータＭをはじめとした回転機構を構成する各部材の慣性力は小さくなり、成形開始位置Ｐにおける位置精度が高まることとなる。
【００２８】
以上のように、ねじ入れ子１を、成形開始位置Ｐよりも正回転側であって、雄ねじＴｅ（図４）から外れる位置となるオーバーラン位置Ｑまで一旦、高速正回転させ、次いで、低速逆回転させることにより、成形開始位置Ｐで回転停止させる構成とすれば、「高速正回転＋低速正回転」の制御システムの場合のように、回転停止用のセンサ、ドグの他に速度切り換え用のセンサ、ドグを別途設けるという必要がなくなり、最終的な回転停止用としての単独のセンサ８、ドグ７のみで、成形開始位置Ｐにおける位置精度を高めることができる。ねじ入れ子１の低速回転領域はオーバーラン位置Ｑから成形開始位置Ｐまでのごく短い距離なので、金型のサイクルタイムにさほど支障をきたすこともない。なお、「低速」の具体的な速度は、金型のサイクルタイムや成形開始位置Ｐにおける位置精度を考慮して、適宜に設定される。
【００２９】
次いで、本発明を適用した油圧モータＭに関する油圧回路について図２を参照して説明する。符号Ｕ１１はその一端が油圧ポンプ（図示せず）の吐出ポートに連通する流路、符号Ｕ１２、Ｕ１３はそれぞれの一端が油圧モータＭのポートＭａ、Ｍｂに連通する流路、符号Ｕ１４はその一端が油タンクＳに連通する流路であり、流路Ｕ１１〜Ｕ１４の各他端は３位置４ポートの電磁弁からなる切り換え弁Ｖ１に接続している。流路Ｕ１２には切り換え弁Ｖ１寄りから順にパイロット操作逆止め弁１５、一方向絞り弁（速度制御弁）１７が介設され、流路Ｕ１３にも同様に切り換え弁Ｖ１寄りから順にパイロット操作逆止め弁１６、一方向絞り弁（速度制御弁）１８が介設される。一方向絞り弁１７、１８は、２方向の圧油の流れに対し、一方の弁が自由流れのとき他方の弁が制御流れとなる関係で配置されている。
【００３０】
切り換え弁Ｖ１が図２における左位置にあるときを高速正回転時とすると、高速正回転時における圧油の流れは、流路Ｕ１１→流路Ｕ１２→油圧モータＭ→流路Ｕ１３→流路Ｕ１４となる。この場合、一方の一方向絞り弁１７が自由流れとなり、他方の一方向絞り弁１８が制御流れとなる。この一方向絞り弁１８が、請求項に記載の「圧油の一方向の流れにおいて高速制御する第１の一方向絞り弁」に相当する。そして、切り換え弁Ｖ１が図２における右位置に切り換わると低速逆回転となり、圧油の流れは、流路Ｕ１１→流路Ｕ１３→油圧モータＭ→流路Ｕ１２→流路Ｕ１４となる。この場合、他方の一方向絞り弁１８が自由流れとなり、一方の一方向絞り弁１７が制御流れとなる。この一方向絞り弁１７が、請求項に記載の「圧油の他方向の流れにおいて低速制御する第２の一方向絞り弁」に相当する。勿論、高速、低速の度合いは、一方向絞り弁１７、１８の各絞りを適宜に設定しておくことでなされる。
【００３１】
以上のように、油圧モータＭの油圧回路において、圧油の一方向の流れにおいて高速制御する第１の一方向絞り弁と、圧油の他方向の流れにおいて低速制御する第２の一方向絞り弁と、を備える構成とすれば、簡易な油圧回路構成で済み、また、図５の油圧回路を備えた既存の油圧装置においては、流路を増設することなく流路Ｕ１〜Ｕ４のみで本発明を容易に実施できる。したがって、既存の油圧装置周りに流路増設用のスペースがない場合であっても本発明の適用が容易となる。
【００３２】
以上、本発明について好適な実施形態を説明した。樹脂成形品は、「本体部に対してねじの切り始め位置が定められたねじ部を有する」形状であれば、燃料タンクＴに限られるものではない。また、本発明は、ねじ入れ子１の回転駆動源が油圧モータＭである場合に限られず、例えば回転駆動源がサーボモータ以外の電気モータ等である場合にも有効となる。また、被検知部の形状も図示したものに限られずに実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るねじ入れ子の回転停止制御システムの作用説明図である。
【図２】本発明を適用した油圧モータに関する油圧回路図である。
【図３】自動車搭載用の燃料タンクおよびねじ入れ子の外観斜視図である。
【図４】燃料タンクのブロー成形金型の説明図であり、（ａ）は燃料タンクが金型で成形された状態、（ｂ）は燃料タンクの型抜きの状態を示す。
【図５】油圧モータに関する油圧回路の一従来例である。
【図６】図５の油圧回路を利用して、同一方向の回転において、ねじ入れ子を高速回転から低速回転に切り換える制御システムとした場合の油圧回路の一例である。
【符号の説明】
【００３４】
１      ねじ入れ子
７      ドグ（被検知部）
８      センサ
１７      第２の一方向絞り弁
１８      第１の一方向絞り弁
Ｍ      油圧モータ（回転駆動源）
Ｐ      成形開始位置
Ｑ      オーバーラン位置
Ｔ      燃料タンク（樹脂成形品）
Ｔｂ      本体部
Ｔｅ      雄ねじ（ねじ部）
【図１】
2007112051.tif 000003
【図２】
2007112051.tif 000004
【図３】
2007112051.tif 000005
【図４】
2007112051.tif 000006
【図５】
2007112051.tif 000007
【図６】
2007112051.tif 000008