(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型を閉じて金型キャビティ内に溶融樹脂を供給した後に、樹脂が固化する前に、金型内に進退動可動に配置されたパンチを前進させることによりゲート部を切断する射出成形機のゲートカット装置において、
金型内のパンチに連動した駆動プレートを設け、この駆動プレートが圧縮バネによりパンチを前進させる方向に付勢させるようにし、
モータによって回転駆動されるカムを、周方向に漸次径を変化させる漸次変化部と、周方向に急激に径を変化させる段差部とを備える円形状のカム面を有するように形成し、
前記モータで前記カムを回転させることにより、前記漸次変化部で駆動プレートを圧縮バネの付勢力に抗して後退させると共に圧縮バネの弾性力を蓄積し、この駆動プレートの後退時にこれに連動させてパンチを後退させ、その後のカムの回転により、前記段差部において圧縮バネの弾性力を開放して駆動プレートを瞬時に前進させ、この駆動プレートの前進時にこれに連動させて瞬時にパンチを前進させて瞬時にパンチを前進させるように構成したこと
を特徴とする射出成形機のゲートカット装置。
【請求項２】
金型を閉じて金型キャビティ内に溶融樹脂を供給した後に、樹脂が固化する前に、金型内に進退動可動に配置されたパンチを前進させることによりゲート部を切断する射出成形機のゲートカット方法において、
金型内のパンチに連動した駆動プレートを設け、この駆動プレートが圧縮バネによりパンチを前進させる方向に付勢させるようにし、
モータによって回転駆動させるカムを、周方向に漸次径を変化させる漸次変化部と、周方向に急激に径を変化させる段差部とを備える円形状のカム面を有するように形成し、
前記モータで前記カムを回転させることにより、前記漸次変化部で駆動プレートを圧縮バネの付勢力に抗して後退させると共に圧縮バネの弾性力を蓄積し、この駆動プレートの後退時にこれに連動させてパンチを後退させ、その後のカムの回転により、前記段差部において圧縮バネの弾性力を開放して駆動プレートを瞬時に前進させ、この駆動プレートの前進時にこれに連動させて瞬時にパンチを前進させること
を特徴とする射出成形機のゲートカット方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形中に金型内でゲートカットを行う機能を有した射出成形機のゲートカット装置およびゲートカット方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金型を閉じて金型キャビティ内に溶融樹脂を供給した後に、樹脂が固化する前に金型内のパンチを前進させることによりゲート部を切断する機能を有した射出成形機のゲートカット装置として、図５に示すようなものがある。この構成は、金型１０２内に配設されたパンチ１を可動プレート２００に取付けられた油圧シリンダ或いはエアーシリンダ２０により前後進させて、このパンチの前後進によりゲートカットを行うようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来技術において、パンチの駆動に油圧シリンダを使用した設備においては、油圧シリンダや油圧ポンプ及びその配管部から発生したオイルミストにより、設備のクリーン性が損なわれ、光ディスクやレンズを成形する場合は、それによる品質不良が発生する。また油圧シリンダ内のパッキンの磨耗等により、油漏れ等のトラブルが発生するためにその対策が必要であった。
【０００４】
近年おいて、油圧駆動方式に対して、性能、省エネ、クリーン性に関して有利な電気モータ駆動方式の電動式射出成形機が主流になってきたが、電動式射出成形機においてもゲートカット装置に油圧シリンダが用いられることにより、やはり油圧ポンプが必要となって、コストアップになり、その収納スペースとしても大きなスペースが必要であった。
【０００５】
また、パンチ駆動にエアーシリンダを使用した装置においては、空気が圧縮性を持つために、ゲートカット力が発生する際に、空気が圧縮されることによってパンチの前進速度が低下し、ゲート切れが悪くなると言う問題があった。そして、この問題を解決するためには大容量のタンクを必要とし、且つ流路の径を大きくする必要が有り、その為に大きなスペースが必要となっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、油圧シリンダやエアーシリンダを使用することなく、ゲートカットの高速化と省エネルギー化を図りうる射出成形機のゲートカット装置およびゲートカット方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、金型を閉じて金型キャビティ内に溶融樹脂を供給した後に、樹脂が固化する前に、金型内に進退動可動に配置されたパンチを前進させることによりゲート部を切断する射出成形機のゲートカット装置において、金型内のパンチに連動した駆動プレートを設け、この駆動プレートが圧縮バネによりパンチを前進させる方向に付勢させるようにし、モータによって回転駆動されるカムを、周方向に漸次径を変化させる漸次変化部と、周方向に急激に径を変化させる段差部とを備える円形状のカム面を有するように形成し、前記モータで前記カムを回転させることにより、前記漸次変化部で駆動プレートを圧縮バネの付勢力に抗して後退させると共に圧縮バネの弾性力を蓄積し、この駆動プレートの後退時にこれに連動させてパンチを後退させ、その後のカムの回転により、前記段差部において圧縮バネの弾性力を開放して駆動プレートを瞬時に前進させ、この駆動プレートの前進時にこれに連動させて瞬時にパンチを前進させて瞬時にパンチを前進させるように構成したことを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、ゲートカットに必要な力は弾性力が蓄積された圧縮バネの付勢力により発生させることができ、油圧シリンダやエアーシリンダを使用することなくゲートカットを行うことができると共にしかもこのゲートカットを蓄積されたバネの弾性力の瞬発により高速にて行うことができるようになる。
【００１０】
また、ゲートカットに必要な力は、前記弾性力が蓄積された圧縮バネの付勢力により発生させるので、モータには、ゲートカットを行うために要する負荷がかからないことになり、ゲートカットを行った後のパンチを後退させる工程において、このモータを圧縮バネの弾性力を蓄積するために駆動させるだけでよいことになる。
【００１１】
そのため、油圧シリンダやエアーシリンダを使用することなくゲートカットを行うことができ、油等を使用しないので、クリーンな状態を維持でき、それと相俟ってパンチを後退させる工程においてモータを圧縮バネの弾性力を蓄積するために駆動させるだけのエネルギーの消費でよいことになり、省エネルギー化が図れることになる。
【００１３】
さらに、ゲートカットに必要な力は、ゲートカットを行った後のパンチを後退させる工程においてモータを圧縮バネの弾性力を蓄積するために駆動させるだけでよいことになる。
【００１４】
すなわち、プレートを後退して金型を開く工程において、モータを回転することによりカムを回転させ、このカムの回転によるカム作用により、駆動プレートが圧縮バネの付勢力に抗して後退されると共に圧縮バネの弾性力が蓄積されるので、ゲートカットする際には、この圧縮バネの付勢力によりゲートカットを行うことができ、しかも前記カムの段差部により圧縮バネの蓄積された弾性力を瞬時に開放でき、その瞬発力によりパンチを瞬時に前進させてゲートカットを高速にて行うことができるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を挙げて詳しく説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されず、また、以下の実施形態に記載されている構成部分の材質形状は、特に限定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１６】
図１、図２及び図３は、本発明の実施形態に係わる射出成形機のゲートカット装置を示している。
【００１７】
この実施の形態に示される射出成形機１００は、図示しない可塑化溶融した樹脂を金型内に射出して注入するための射出装置と、金型を開閉したり型締め力を発生させるための型締め装置を有し、金型を閉じた後に金型キャビティ内に溶融樹脂を供給した後に、樹脂が固化する前に金型ＣＯＲ部１０２内のパンチ１を前進させることによりゲート部１０５を切断するゲートカット装置を有するものである。
【００１８】
この射出成形機１００には、可動プレート２００に取り付けられた金型ＣＯＲ部１０２と、この金型ＣＯＲ部１０２に相対して取り付けられているゲートカット装置３００とを有し、この金型ＣＯＲ部１０２内にゲートカット用のパンチ１を設けて、このパンチ１を駆動させることによりゲートカットするようにしている。
【００１９】
このゲートカット用のパンチ１は、パイプ杆をなし金型COR部１０２の中央部に上下動されるように設置されており、このパンチ１の内側にはゲートカットにより分離されたランナー部１０４を突き出すための突き出しピン３を設けてあり、パンチ１の外側には製品部１０３を突き出すためのエジェクトスリーブ４が設けられている。 パンチ１は、エジェクトスリーブ４との間に設けた圧縮バネ２を介在して常時ゲート部１０５とは反対方向である下方向に後退するように付勢されている。
【００２０】
この金型COR部１０２には突き出しピン３とエジェクトスリーブ４に連動して共に作動させる作動プレート５が設けられていて、この作動プレート５により突き出しピン３とエジェクトスリーブ４のそれぞれが動作されるようにしてある。
【００２１】
上記パンチ１は、その下端を金型COR部１０２と可動プレート２００との間でこの可動プレート２００の中央部に設けられたゲートカットロッド６の上端にその軸線上にて突き合わされてゲートカットロッド６の上下動により連動されるようにしている。ゲートカットロッド６は、可動プレート２００に上下動自在に設けられ、その下端をゲートカット装置３００のフレーム３０１内に突出させて駆動プレート７に当接し、この駆動プレートの上下動に連動して上記パンチ１を上下動させることにより前進または後退させるように設けられている。
【００２２】
この駆動プレート７は、フレーム３０１に設けたベアリング軸８により一端を孤回動自在に軸支されており、他端をなす反対側はゲートカット装置３００のフレーム３０１に固定されたバネ受け９１に設けられる圧縮バネ９により、このバネ受け９１とフレーム３０１との間で、上方向に常時付勢され、この駆動プレート７に当接されるゲートカットロッド６を上方向に前進させるように働かしている。 駆動プレート７の中央位置の下部には、ローラフォロア１０が自由回転されるように枢着されており、このローラフォロア１０には前記圧縮バネ９の付勢力を受けて駆動プレート７と共に上方向に付勢されて弾接するカム１１が設けられている。
【００２３】
図２に示されるように、カム１１は、駆動プレート７に形成された内部空間１９に設置されて、フレーム３０１に軸両端をベアリング１２，１３を介して回転自在に軸受されて、このフレーム３０１に設けたモータ１４の回転軸１４１に同軸上で連結されて回転されるようにしている。 カム１１の前記ベアリング１２を介して回転自在に保持される先端軸部１１１には、このカム１１と共に回転されるセンサープレート１５が取り付られている。
【００２４】
フレーム３０１には、センサープレート１５の回転による回転角度位置に対応して、この対応したそれぞれの位置にセンサー１６および１７を設けている。センサープレート１５は、このそれぞれの対応位置で各センサー１６，１７にて検知され、この検知信号によりモータ１４の停止位置が検出される。
【００２５】
なお、本実施の形態は、モータ１４自体にモータの回転位置の検出装置を持たないインダクションモータを例にしているが、パルスモータやサーボモータ等の回転位置の検出装置を有するモータを使用した場合は、上記センサープレート１５やセンサー１６、１７は不要である。
【００２６】
ゲートカットロッド６の内側には突き出しロッド１８が設けられており、図に示していないエジェクトユニットにより駆動される。突き出しロッド１８が上下に前進、後退動作することにより、前記金型ＣＯＲ部１０２内の作動プレート５が動作されて、それに連動した突き出しピン３やエジェクトスリーブ４が動作される。
【００２７】
カム１１は、図３に示されるように、回転方向に行くに従って徐々に小径となるようなカム面を形成し、最大径をなす所定角度の回転位置から最小径をなす回転位置に至ってこの位置から再び当初の最大径をなす所定角度の回転位置に戻り、この境界位置に最大径１１ａと最小径１１ｂとのストローク差により形成される段差１１ｃを形成した円形状のカム面を形成しており、モータ１４の回転により、それに連動して回転される。
【００２８】
このカム面の段差１１ｃは、最大径１１ａをなす所定角度の回転位置から僅かな角度範囲で最小径１１ｂをなす位置に至るストローク差により急斜面を形成している。
【００２９】
次に、図３および図４のタイミングチャートに基づき、本実施の形態におけるゲートカット装置の動作を説明する。
【００３０】
図に示していない型締め装置により、金型CAV部１０１と金型COR部１０２が閉じられた後に、貯留空間をなすランナー部１０４の上部に連結された図に示していない射出ユニットにより射出されて、このランナー部１０４と貯留空間を形成する製品部１０３に溶融樹脂が注入される。
【００３１】
樹脂の注入が完了した後に、カム１１が、図3に示される最大径をなす所定角度位置のカム面を形成するＧ点の状態にある位置から矢印Ｂの方向に回転されるようにモータ１４を回転させる。この回転前の駆動プレート７は、ローラフォロア１０を介してカム１１に圧縮バネ９に付勢力に抗して弾接されゲート部１０５とは反対方向である下方向の後退状態を保持している。この駆動プレート７の後退状態において、前記モータ１４によるカム１１の回転で、図４に示されるように、駆動プレート７のローラフォロア１０とカム１１の位置が最大径１１ａをなす所定角度の回転位置Gから急斜面を形成した段差１１ｃよるストローク差により最小径１１ｂをなす位置Cに急激に位置される。
【００３２】
ローラフォロア１０が、この急激に位置される最小径をなすカム面のC点の位置に至った時、ローラフォロア１０とカム１１のカム面における最大径１１ａと最小径１１ｂとの段差１１ｃによるストローク分において駆動プレート７が圧縮バネ９の蓄積された弾性力の開放によりゲート部方向である上方向にベアリング軸８を支点として急激に孤回動される。この駆動プレート７の蓄積された弾性力の開放による上方向の孤回動により、駆動プレート７に当接して連動されるゲートカットロッド６が上動され、このゲートカットロッド６に軸線上に当接したパンチ１が圧縮バネ２の弾性力に勝って上方向に押し突かれて瞬時に前進される。このパンチ１が瞬時に前進されることにより、ゲート部１０５内の金型ＣＡＶ部１０１位置まで突出されて、溶融樹脂を製品部１０３とランナー部１０４に瞬時に分離させゲートカットすることができる。
【００３３】
その後のカム１１の回転によりローラフォロア１０の弾接位置がＤ点の位置に到達するとこのＤ点の位置をセンサー１６が検知して、その信号によりモータ１４を停止する。この時、パンチ１は金型内の図に示していないストッパーにより、この位置にて停止されると共にカム１１の回転もこの停止位置にて停止される。
【００３４】
その後、所定時間の間、製品部１０３、ランナー部１０４に注入された溶融樹脂は分離された状態にて金型内で冷却・固化される。
【００３５】
この金型内での冷却・固化の間では、図４に示されているように、パンチ１によるゲートカット位置を保持するようにローラフォロア１０のカム１１との弾接位置が、カム面の最小径１１ｂのD点に位置されている。
【００３６】
製品部１０３とランナー部１０４の境界面の樹脂固化が完了した後に、再びモータ１４を逆回転させることにより、カム１１は、その停止位置のD点から再びB方向に回転されて、ローラフォロア１０との弾接位置がD点と同じく最小径をなすＥ点から連続して徐々に最大径をなすＦ点の位置まで回動される。このカム１１は、ローラフォロア１０の弾接位置をなすE点からF点に至る間において駆動プレート７を徐々にカム面に沿ってゲート部１０５とは反対方向の下方向にベアリング軸８を支点とし圧縮バネ９の付勢力に抗して孤回動させ、この孤回動と共に圧縮バネ９を圧縮して弾性力が蓄積される。
【００３７】
この駆動プレート７の下方向の孤回動によりパンチ１に設けた圧縮バネ２の弾性によりパンチ１と共にゲートカットロッド６が下動されてパンチ１がゲート部１０５内の突出位置から元の位置に後退される。そしてカム１１がローラフォロア１０との弾接位置において当初のＧ点の位置に戻された時、この当初のＧ点の位置をセンサー１７が検知して、この検知信号によりモータ１４を停止させる。この圧縮バネ９の弾性力が蓄積されたG点の位置で、溶融樹脂が射出されて金型への注入が完了するまで待機し、この注入が完了した後再度モータ１４によりカム１１を回転して前記同様にゲートカットを繰り返して行う。
【００３８】
このように、ゲートカットに必要な力は、ゲートカットを行った後のパンチ１を後退させる工程においてモータ１４を圧縮バネ９の弾性力を蓄積するために駆動させるだけでよいことになる。
【００３９】
すなわち、可動プレート２００を後退して金型を開く工程において、モータ１４を回転することによりカム１１を回転させ、このカム１１の回転によるカム作用により、駆動プレート７が圧縮バネの付勢力に抗して孤回動され、この孤回動と共に圧縮バネ９の弾性力が蓄積されるので、ゲートカットする際には、この圧縮バネ９の付勢力によりゲートカットを行うことができ、しかも蓄積された弾性力の瞬発により高速にて行うことができるようになる。
【００４０】
以上により、ゲートカット工程の一連の動作が終了するが、この際に発生するパンチ１が上方向に押し突かれて前進し、ゲート部１０５内の金型ＣＡＶ部１０１位置まで突出させるゲートカット力は圧縮バネ９の蓄積された弾性力の設定値に依存される。
【００４１】
なお、圧縮バネ９の弾性力に抗してパンチ１をゲート部１０５内の突出位置から元の位置に後退して戻すように下動させる構成は、本実施の態様においては、駆動プレート７とカム１１との駆動装置により構成したが、クランク機構や歯車機構による駆動装置により圧縮バネ９の弾性力に抗してパンチ１を元の位置に戻すように下動させて後退させる構成としてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、ゲートカットに必要な力は弾性力が蓄積された圧縮バネの付勢力により発生させることができ、油圧シリンダやエアーシリンダを使用することなくゲートカットを行うことができると共にしかもこのゲートカットを蓄積されたバネの弾性力の瞬発により高速にて行うことができるようになる。
【００４３】
また、本発明によれば、ゲートカットに必要な力は、前記圧縮バネにより発生させることができるため、モータにはゲートカットを行うために要する負荷がかからないことになり、ゲートカットを行った後のパンチを後退させる工程においてモータを駆動させるだけでよいことになる。
【００４４】
そのため、油圧シリンダやエアーシリンダを使用することなくゲートカットを行うことができ、油等を使用しないので、クリーンな状態を維持でき、それと相俟ってパンチを後退させる工程においてモータを圧縮バネの弾性力を蓄積するために駆動させるだけのエネルギーの消費でよいことになり、省エネルギー化が図れることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるゲートカット装置全体の概略断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ'断面図である。
【図３】図１におけるカムの形状詳細図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる動作のタイミングチャートである。
【図５】従来例の概略図である。
【符号の説明】
１０１  金型ＣＡＶ部
１０２  金型ＣＯＲ部
２００  可動プレート
３００  ゲートカット装置
３０１  フレーム
１  パンチ
２  圧縮バネ
６  ゲートカットロッド
７  駆動プレート
８  ベアリング軸
９  圧縮バネ
１０  ローラフォロア
１１  カム
１２  ベアリング
１３  ベアリング
１４  モータ
１５  センサープレート
１６  センサー
１７  センサー
【図１】
0004117756.tif 000002
【図２】
0004117756.tif 000003
【図３】
0004117756.tif 000004
【図４】
0004117756.tif 000005
【図５】
0004117756.tif 000006