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射出成形機の安全装置 - 日精樹脂工業株式会社
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発明の名称 射出成形機の安全装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−145948(P2001−145948A)
公開日 平成13年5月29日(2001.5.29)
出願番号 特願平11−328246
出願日 平成11年11月18日(1999.11.18)
代理人 【識別番号】100088579
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 茂
【テーマコード(参考)】
4F206
【Fターム(参考)】
4F206 AK04 AP067 AR077 JA07 JL02 JQ83 JQ88 JT05 JT21 JT33 JT37 JT38 
発明者 宝栄 信州 / 保木野 秀一
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 安全ドアが開いた状態で、開いている金型が閉じるのを防止する射出成形機の安全装置において、前記安全ドアが開いたことを検出して検出信号を出力する検出部を、可動型を支持する可動盤を移動させるサーボモータを駆動制御するサーボ回路ユニットのオーバトラベル端子に接続し、前記検出信号が前記オーバトラベル端子に入力したなら、前記可動盤が型閉方向へ移動する動作を禁止するようにした安全回路を備えることを特徴とする射出成形機の安全装置。
【請求項2】 安全ドアが開いた状態で、開いている金型が閉じるのを防止する射出成形機の安全装置において、前記安全ドアが開いたことを検出して検出信号を出力する検出部(第一検出部)を、可動型を支持する可動盤を移動させるサーボモータを駆動制御するサーボ回路ユニットのオーバトラベル端子に接続し、前記検出信号が前記オーバトラベル端子に入力したなら、前記可動盤が型閉方向へ移動する動作を禁止するようにした安全回路(第一安全回路)を備えるとともに、前記安全ドアが開いた状態で前記可動盤が型閉方向へ移動したことを検出したなら安全側に制御する第二安全回路を備えることを特徴とする射出成形機の安全装置。
【請求項3】 前記第二安全回路は、前記可動盤の移動方向に沿ったガイド部にスライド可能に装填し、かつ前記可動盤に対して前記移動方向へ一定の遊びを設けて係合させた摺動体と、前記可動盤(又は前記摺動体)に配設することにより、前記可動盤が型閉方向へ移動した際に前記摺動体(又は前記可動盤)によって検出状態となり、かつ前記可動盤が型開方向へ移動した際に前記摺動体(又は前記可動盤)によって非検出状態となる第二検出部と、前記安全ドアが開いた状態で前記第二検出部が前記検出状態になったら安全側に制御する制御部とを備えることを特徴とする請求項2記載の射出成形機の安全装置。
【請求項4】 前記制御部は、前記可動盤を移動させる駆動装置の電源をオフにすることにより安全側に制御する機能を備えることを特徴とする請求項3記載の射出成形機の安全装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、安全ドアが開いた状態で、開いている金型が閉じるのを防止する射出成形機の安全装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、射出成形機の型締装置には、安全ドアを付設するとともに、検出部により安全ドアが開いたことを検出したなら、サーボ回路ユニットに検出信号を付与し、当該サーボ回路ユニットに備えるゼロクランプ機能をオンにすることにより、可動型を支持する可動盤を移動させるサーボ機構をサーボロック状態にする安全装置を備えていた。
【0003】このような安全装置により、例えば、射出成形機の半自動運転中に、成形品を取出すために安全ドアを開けば、安全ドアが開いたことを検出部が検出し、サーボ回路ユニットはゼロクランプ機能により、直ちにサーボモータの作動、更には可動盤の移動を停止させることができる。これにより、安全ドアを閉めない限りサーボモータは停止した状態(サーボロック状態)を維持する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来の安全装置は、次のような問題点があった。
【0005】第一に、安全ドアを開いた時点でゼロクランプ機能が働くため、作業者が型開途中で安全ドアを開いた場合、金型は半開状態で停止してしまう。このため、再度、安全ドアを閉めて型開動作を再起動させる必要があるなど、使い勝手と利便性に劣るとともに、生産性の低下を招く。
【0006】第二に、安全ドアが開いた状態においてサーボ回路ユニット等が故障した場合、サーボモータの誤作動により可動型が型閉方向に移動する虞れがある。結局、この場合には安全性が確保されなくなり、サーボ回路ユニット等が故障した場合の安全性に対して十分とはいえない。
【0007】本発明はこのような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、生産性,使い勝手及び利便性を高めることができるとともに、サーボ回路ユニット等が故障した場合であっも安全性を確実に確保できるようにした射出成形機の安全装置の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明は、安全ドアDが開いた状態で、開いている金型Cが閉じるのを防止する射出成形機Mの安全装置1を構成するに際して、安全ドアDが開いたことを検出して検出信号Sdを出力する検出部(第一検出部)2を、可動型Cmを支持する可動盤3を移動させるサーボモータ4を駆動制御するサーボ回路ユニット5のオーバトラベル端子5cに接続し、検出信号Sdがオーバトラベル端子5cに入力したなら、可動盤3が型閉方向Fcへ移動する動作を禁止するようにした安全回路(第一安全回路)6を備えることを特徴とする。
【0009】このように、本発明は、サーボ回路ユニット5に既設されるオーバトラベル端子5c(オーバトラベル機能)を異なる目的に利用したものである。一般に、サーボ回路ユニット(サーボアンプ)には、機械の可動部が移動できる領域を超えると強制停止させるオーバトラベル機能を備えている。即ち、図8に示すように、サーボモータ70とこのサーボモータ70により駆動せしめられるボールねじ部72及びナット部73からなるボールねじ機構71を有する駆動部を備え、ナット部73に一体の可動部74が一定の領域Soの範囲で往復移動する機械においては、領域Soの両端位置にリミットスイッチ75,76を配設し、一方のリミットスイッチ75をサーボ回路ユニット77の正転側オーバトラベル端子77cに接続し、また、他方のリミットスイッチ76を逆転側オーバトラベル端子77nに接続する。これにより、領域Soの範囲における移動のみが許容され、領域Soを超える移動は阻止されるため、機械の破損等が防止される。
【0010】本発明は、このようなサーボ回路ユニットに既設されたオーバトラベル機能を安全装置に利用したものであり、射出成形機Mに付設される安全ドアDが開いた時点でサーボ回路ユニットのオーバトラベル機能をオンにし、可動盤3が型閉方向Fcへ移動することを禁止する安全装置として機能させる。
【0011】一方、本発明の他の形態に係る安全装置1は、上述した第一安全回路6に加えて、安全ドアDが開いた状態で可動盤3が型閉方向Fcへ移動したことを検出したなら安全側に制御する第二安全回路7を備えることを特徴とする。この場合、好適な実施の形態により、第二安全回路7は、可動盤3の移動方向に沿ったガイド部11にスライド可能に装填し、かつ可動盤3に対して移動方向へ一定の遊びSを設けて係合させた摺動体12と、可動盤3(又は摺動体12)に配設することにより、可動盤3が型閉方向へ移動した際に摺動体12(又は可動盤3)によって検出状態となり、かつ可動盤3が型開方向へ移動した際に摺動体12(又は可動盤3)によって非検出状態となる第二検出部14と、安全ドアDが開いた状態で第二検出部14が検出状態になったら安全側に制御する制御部15とを備えて構成できるとともに、制御部15は、可動盤3を移動させる駆動装置16の電源をオフにすることにより安全側に制御する機能を設けることができる。
【0012】これにより、可動盤3を型開方向Foへ移動させれば、摺動体12は遊びSの範囲において型閉方向Fcへ相対変位し、この結果、第二検出部14は非検出状態となる。一方、開いている状態の可動型Cmを支持する可動盤3が、型閉方向Fcへ移動しようとすれば、摺動体12は遊びSの範囲において型開方向Foへ相対変位し、この結果、第二検出部14は検出状態となる。安全ドアDが開いた状態で検出状態になることは、異常発生を意味するため、制御部15は、可動盤3を移動させる駆動装置16の電源をオフにするなどによって安全側に制御する。よって、第一安全回路6による安全性の確保に加えて、サーボ回路ユニット5等が故障した場合における安全性が確実に確保される。
【0013】
【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【0014】まず、本発明の理解を容易にするため、本実施例に係る安全装置1を備える射出成形機Mの概略構成について、図2及び図3を参照して説明する。
【0015】射出成形機Mは、図2に示すように、機台30上に設置した射出装置Miと型締装置Mcを備える。型締装置Mcは、離間して配した固定盤31と駆動台32を備え、固定盤31と駆動台32は機台30上に固定される。また、固定盤31と駆動台32間には、四本のタイバー11t…を架設し、このタイバー11t…に、可動盤3をスライド自在に装填する。可動盤3は可動型Cmを支持するとともに、固定盤31は固定型Ccを支持し、この可動型Cmと固定型Ccにより金型Cを構成する。さらに、機台30の上面には左右一対のガイドレール11g…をタイバー11t…に対して平行に敷設し、このガイドレール11g…に、可動盤3の底部を支持するスライダユニット33をスライド自在に装填する。
【0016】他方、駆動台32を用いて駆動装置16を配設する。34はボールねじ機構であり、このボールねじ機構34のナット部35は駆動台32に回動自在に取付ける。また、機台30の内部にはサーボモータ4を配設する。そして、サーボモータ4のロータシャフトには歯付駆動プーリ38を取付けるとともに、ナット部35の外端面に歯付被動プーリ39を同軸的に取付け、歯付駆動プーリ38と歯付被動プーリ39間にタイミングベルト40を架け渡して回転伝達機構41を構成する。ナット部35の中心にはボールねじ部36が螺合しており、このボールねじ部36の先端は可動盤3の裏面3rに結合する。
【0017】一方、サーボモータ4には回転速度を検出するロータリエンコーダ42が付設されており、サーボモータ4及びロータリエンコーダ42は、図3に示すサーボ回路ユニット(サーボアンプ)5に接続する。また、サーボ回路ユニット5にはコントローラ44を接続する。これにより、コントローラ44からサーボ回路ユニット5に付与される指令信号に基づいてサーボモータ4が制御されるサーボ機構45が構成されるとともに、可動盤3が移動せしめられる駆動装置16が構成される。
【0018】次に、本実施例に係る安全装置1の構成について、図1〜図5を参照して説明する。
【0019】図3に示すように、型締装置Mcにおける金型Cの左右横方には、通常、前後方向へスライドして開閉する安全ドアDを備えるとともに、この安全ドアDの開閉状態を検出するリミットスイッチ46(第一検出部2)を備えるため、このリミットスイッチ46を、サーボ回路ユニット5のオーバトラベル端子5c及びコントローラ44にそれぞれ接続する。この場合、オン信号が入力されれば、サーボモータ4の正回転方向の動作が禁止されるオーバトラベル端子5cを選択する。即ち、本実施例では、ドア検出スイッチ46の検出信号をオン信号として利用し、型閉方向Fcの動作は禁止される設定を行う。これにより、第一安全回路6が構成される。
【0020】他方、可動盤3の裏側に位置する一本のタイバー11t(ガイド部11)には、摺動体12をスライド可能に装填する。摺動体12は、筒形に形成した摺動体本体部21と、この摺動体本体部21の一端(後端)に設けた当該摺動体本体部21よりも大径のスイッチ操作部22からなる。摺動体12の形成素材は、特に種類を問わず、例えば、金属製であってもよいし合成樹脂製であってもよい。また、摺動体12とタイバー11t間には所定の摺動抵抗を設ける。この場合、例えば、図5に示すように、二分割した半体12xと12yによりタイバー11tを挟むとともに、半体12xと12y間に僅かな隙間を存在させ、摺動体本体部21の外周面に設けたリング状の凹溝23に、C形のバネリング24を装着するなどの構成を採用できる。これにより、摺動体12とタイバー11t間に所定の摺動抵抗を設定できるとともに組立性が確保される。このような摺動抵抗を設定することにより、可動盤3が高速で反復移動しても、摺動体12は慣性により移動することなく、常に、可動盤3の移動に確実に追従する。
【0021】一方、可動盤3の裏面3rには規制体25を取付ける。規制体25は、断面四角形の角筒形に形成し、一端(後端)には規制端面25sを設ける。また、規制体25の他端(前端)は開放し、この他端側を可動盤3の裏面3rに固定する。規制体25は、摺動体12を装填したタイバー11tに対して同軸となり、タイバー11tは、規制端面25sの中心に設けた挿通孔25hを貫通する。そして、規制体25の内部には摺動体12を位置させる。これにより、摺動体12は、規制端面25sと可動盤3の裏面3r間を、所定ストローク(遊びS)にわたって相対変位可能となる。
【0022】さらに、規制体25の内面には、第二検出部14を構成するリミットスイッチ26を取付け、このリミットスイッチ26は、図1(図3)に示すコントローラ44に接続するとともに、リミットスイッチ26のスイッチレバー26bは摺動体12側に臨ませる。リミットスイッチ26と摺動体12の関係は次のようになる。即ち、可動盤3が型閉方向Fcへ移動すれば、摺動体12は、図4に示すように型開方向Foへ相対変位して規制端面25sに当接する。この結果、摺動体12のスイッチ操作部22はスイッチレバー26bから離れ、リミットスイッチ26はオフ(検出状態)となる。他方、可動盤3が型開方向Foへ移動すれば、摺動体12は、図1に示すように型閉方向Fcへ相対変位して可動盤3の裏面3rに当接する。この結果、摺動体12のスイッチ操作部22はスイッチレバー26bを押し、リミットスイッチ26はオン(非検出状態)となる。
【0023】また、図1において、15は制御部を示す。この制御部15には、コントローラ44,サーボ回路ユニット5及び電源スイッチ27を含む。電源スイッチ27は、オンによりサーボ回路ユニット5に給電し、オフによりサーボ回路ユニット5への給電を停止する。この電源スイッチ27のオン/オフ切換は、コントローラ44からの切換指令信号により行われる。以上により、第二安全回路7が構成される。
【0024】次に、このような構成を有する安全装置1の動作(機能)について、図6に示すフローチャート及び各図を参照して説明する。実施例は半自動運転により成形を行う場合を例示する。
【0025】今、型締装置Mcは型開状態にあり、安全ドアDは閉じた状態にあるものとする。この状態で、不図示のスタートボタンを押せば、コントローラ44からサーボ回路ユニット5に型閉指令信号が付与され、サーボモータ4が正回転作動することにより可動盤3が前進移動する。これにより、高速型閉,スローダウン及び高圧型締による型閉工程が行われる。そして、型閉工程の終了により、射出装置Miから金型Cに対して溶融樹脂が射出充填され、冷却工程を経て型開工程に移行する。
【0026】型開工程ではコントローラ44からサーボ回路ユニット5に型開指令信号が付与され、サーボモータ4が逆回転作動することにより可動盤3が後退移動する(ステップS1)。この後、可動盤3が設定した型開位置まで後退すれば型開動作は停止する(ステップS2,S3)。そして、エジェクタ工程に移行して成形品の突出しが行われる。したがって、この際、作業者は適当なタイミングをみて安全ドアDを開き、突出された成形品を受取ることができる。そして、成形品が良品であれば、安全ドアDを閉じ、スタートボタンを押すことにより同様の動作が繰返される。
【0027】ところで、安全ドアDを開けば、ドア検出スイッチ46がオンし(ステップS4,S5)、この検出信号は、コントローラ44に付与されるとともに、サーボ回路ユニット5のオーバトラベル端子5cに付与されるため、サーボ回路ユニット5のオーバトラベル機能がオンになる(ステップS6)。オーバトラベル機能は、型開方向Foへの動作は許容されるため、型開動作の途中で安全ドアDを開けても、型開動作はそのまま継続し、設定した型開位置まで後退して型開動作が停止する(ステップS7,S3)。また、サーボ回路ユニット5のオーバトラベル機能がオンすることにより、可動盤3が型閉方向Fcに移動することが禁止される安全装置として機能する。
【0028】一方、このような成形動作において、例えば、エジェクタ工程における成形品の突出し中に、サーボ回路ユニット5が故障した場合を想定する。突出し中は、安全ドアDが開いており、作業者は金型Cに手を入れて成形品を受取る作業を行うため、もし、この状態でサーボ回路ユニット5が故障し、サーボモータ4の誤作動により可動盤3が型閉方向Fcへ移動すれば、安全性は確保されない。
【0029】しかし、可動盤3が型開位置から型閉方向Fcへ移動しようとすれば、摺動体12は、遊びSの範囲において型開方向Foへ相対変位、即ち、図1に示す位置から図4に実線で示す位置へ相対変位し、この結果、リミットスイッチ26はオン(非検出状態)からオフ(検出状態)になるため、コントローラ44は直ちに異常と判断する。そして、コントローラ44は切換指令信号を出力し、電源スイッチ27をオフに切換える。これにより、サーボ回路ユニット5への給電が停止し、サーボモータ4の動作も停止する。また、異常(故障)発生は、アラーム等により報知される。
【0030】このように、安全ドアDが開いた状態で、開いている金型Cが閉じようとしても、摺動体12とリミットスイッチ26により検出し、サーボモータ4の動作を直ちに停止させる処理を行うため、サーボ回路ユニット5(駆動装置16)等が故障した場合でも安全性は確保される。よって、本実施例に係る安全装置1によれば、第一安全回路6による安全性の確保に加えて、サーボ回路ユニット5等が故障した場合における安全性も確実に確保される。
【0031】なお、図7には、第二安全回路7の変更実施例を示す。変更実施例は、前述した図1に示した実施例(基本実施例)に対して次の点が相違する。即ち、基本実施例の摺動体12はタイバー11tに装填したが、変更実施例では摺動体12をガイドレール11g(ガイド部11)に装填した。また、基本実施例ではリミットスイッチ26を可動盤3に取付けた規制体25に配設し、摺動体12によって操作されるように構成したが、変更実施例では、摺動体12にリミットスイッチ26を配設し、可動盤3に取付けた規制体28によって操作されるように構成した。さらに、細部の相違点として、変更実施例ではガイドレール11gの上に摺動体12が載るため、摺動体12の上面に凹部12bを形成し、この凹部12bの内部にリミットスイッチ26を配設するとともに、規制体28はL形に形成し、先端を凹部12bの内部に臨ませた。これにより、リミットスイッチ26のスイッチレバー26bは規制体28の先端により操作される。
【0032】なお、図7に示す変更実施例も、基本的な原理及び動作は図1に示した基本実施例と同じである。このため、図1と同一部分には同一符号を付し、その構成を明確にするとともに、各部の詳細な説明は省略する。
【0033】以上、実施例(変更実施例)について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更,追加,削除することができる。例えば、サーボ回路ユニット5のオーバトラベル端子5cとは、明細書に記載した機能を備える端子を意味し、名称が同じになることを要しない。また、摺動体12とガイド部11間の摺動抵抗は、例示に限らず他の各種方法により設定できるとともに、可動盤3の移動速度が遅い場合などは、必ずしも摺動抵抗を設ける必要はない。さらに、制御部15により安全側に制御する方法として、リミットスイッチ26の検出信号をコントローラ44に付与したが、図1に仮想線で示すように、当該検出信号により、直接、電源スイッチ27をオフさせる構成であってもよいし、サーボモータ4への給電を停止するなど、他の方法であってもよい。一方、実施例は、ガイド部11として、タイバー11tとガイドレール11gを直接利用したため、既存構成を兼用できる利点があるが、別途、摺動体12をガイドする専用のガイド部11を設けてもよい。
【0034】
【発明の効果】このように、本発明に係る安全装置は、安全ドアが開いたことを検出して検出信号を出力する検出部を、可動型を支持する可動盤を移動させるサーボモータを駆動制御するサーボ回路ユニットのオーバトラベル端子に接続し、検出信号がオーバトラベル端子に入力したなら、可動盤が型閉方向へ移動する動作を禁止するようにした安全回路(第一安全回路)を備えるため、型開途中で安全ドアを開いた際に、金型が半開状態で停止してしまう不具合を解消でき、生産性,使い勝手及び利便性を高めることができるという顕著な効果を奏する。
【0035】また、本発明の他の形態に係る安全装置は、第一安全回路に加えて、安全ドアが開いた状態で可動盤が型閉方向へ移動したことを検出したなら安全側に制御する第二安全回路を備えるため、第一安全回路による安全性の確保に加えて、サーボ回路ユニット(駆動装置)等が故障した場合における安全性を確実に確保できるという顕著な効果を奏する。




 

 


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