JP2017162665A - Ｘ線式除電装置、射出成形システム及びコンピューター用プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】射出成形後の成形金型及び成形品を安全且つ低コストに除電するＸ線式除電装置を提供する。【解決手段】Ｘ線式除電装置３０は、上板３１ａ、両側板３１ｂ、３１ｂを備えて床面に立設され少なくとも射出成形装置１０の金型部分を上板３１ａ、両側板３１ｂ、３１ｂによって囲う金型遮蔽体３１と、金型部分が型開きされたときの金型間空間に向けてＸ線を照射するＸ線照射部３２とを備えており、側板３１ｂ、３１ｂの一方には、取出機２０のロボットアーム２１を金型間空間に導入させるためのアーム導入口３１ｃが形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は射出成形された成形品を除電するＸ線式除電装置、射出成形システム及びコンピューター用プログラムに関する。

樹脂の射出成形では、成形後に成形金型を開くと成形品に静電気が生じ、そのため成形品の保管中に埃が付着する、成形品同士がくっつく等の不具合が生じる。このような静電気を除電するため、従来、除電用エアーを成形品に吹き付ける技術（特許文献１等）や、Ｘ線を成形品に照射する技術（特許文献２）が提案されている。

特開平０５−１１４１７６号公報 特開２００６−８８４５７号公報

しかしながら開かれた金型に残った成形品に除電用エアーを吹き付ける構成にすると、成形品の除電は可能であるが、除電用エアーを生成する手段が必要な上に、金型が冷やされてしまうという問題が生じる。一方Ｘ線を成形品に照射する構成にすると、その近傍にいる作業者がＸ線被爆するおそれがある。なお工場をクリンルーム化して埃を抑える方策もあるが、これには多大な設備コストを要する。本発明はこれらの問題点を解決して、射出成形後の成形金型及び成形品を安全且つ低コストに除電するＸ線式除電装置、射出成形システム及びコンピューター用プログラムを提供することを目的としたものである。

本発明によるＸ線式除電装置は、上板、両側板を備えて床面に立設され少なくとも射出成形装置の金型部分を前記上板、両側板によって囲う金型遮蔽体と、前記金型部分が型開きされたときの金型間空間に向けてＸ線を照射するＸ線照射部とを備えており、前記側板の一方には、取出機のロボットアームを前記金型間空間に導入させるためのアーム導入口が形成されていることを特徴とする。

また本発明による射出形成システムは、シリンダー射出成形装置と、取出機と、前記Ｘ線式除電装置とを組み合わせて構成されることを特徴とする。

また本発明によるコンピューター用プログラムは、射出成形装置を監視して金型部分が型開きされたときに前記Ｘ線照射部を作動させることを特徴とする。

本発明によるＸ線式除電装置は、上板、両側板を備えて床面に立設される金型遮蔽体によって射出成形装置の金型部分を囲うようにしており、その金型遮蔽体にＸ線照射部が設けられている。金型遮蔽体は自立しており、射出成形装置等にネジ止め等する必要がないので、既存の射出成形機に略無加工でＸ線式除電装置を追加できる。また金型遮蔽体によって金型部分からのＸ線の漏出を防ぐので、成形品と金型とを同時かつ安全に除電できる。そしてその際に金型を送風によって冷却してしまうこともない。また金型遮蔽体が金型部分の上方を覆うので、その部分への埃の落下も抑えられる。

（ａ）〜（ｃ）は実施形態の一例とされる射出成形システムの構成を示す平面図、右側面図及び前断面図である。 （ａ）、（ｂ）はいずれも除電装置の具体例の全体斜視図である。 （ａ）〜（ｅ）は射出成形システムの基本動作を時系列的に示した一連の平面図である。 除電装置を制御するためのコンピューター用プログラムの基本的な処理手順を示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｃ）は実施形態の他例とされる射出成形システムの構成を示す平面図、右側面図及び前断面図である。

図１（ａ）〜（ｃ）は実施形態の一例とされる射出成形システムの構成を示す平面図、右側面図及び前断面図である。前断面図は、平面図中の一点鎖線を含む紙面に鉛直な平面を切断面として前方から見たときの断面図である。なお各図において金型遮蔽体はグレーに着色し内側を透かして記載してあるが、これは透視によって内側の装置構成を示すためであって、金型遮蔽体が透明又は半透明であることを意味しない。

射出形成システム１は、シリンダー（インライン）射出成形装置１０と、サイドエントリータイプの成形品取出機２０と、本発明に係るＸ線式除電装置３０とを組み合わせて構成されている。成形装置の能力としては、型締力が１５〜４０ｔｆ程度のものを想定している。また成形品の種別等は特に限定しないが、埃の付着が特に問題になる光学部品、光ディスク、コンタクトレンズの樹脂型等が好適である。

成形装置１０は、従来と同様のものであり、スクリュー（図示なし）が内装された可塑化シリンダー１１と、スクリューを回動させるモーター装置１２と、成形金型１７と、金型１７を開閉させるプレス装置１４とを備えている。モーター装置１２、プレス装置１４は、シリンダー１１と金型１７とが整合するように基台部１５に固定されている。

シリンダー１１の先端部には樹脂射出口（図示なし）が形成されたノズル１１ａが装着されており、後端部の上方には樹脂ペットを貯留するホッパー１６が設けられている。またシリンダー１１には加熱用のヒーター、コイルや断熱材（図示なし）等が巻設されている。

モーター装置１２は、シリンダー１１を保持しており、モーターユニット（図示なし）の出力軸が動力伝達装置等を介してスクリューに連結されている。またモーター装置１２は、動力シリンダー（図示なし）等を備えており、シリンダー１１、スクリューを独立に前後移動させることができるようになっている。

金型１７は固定側金型１７ａと可動側金型１７ｂとからなる。固定側金型１７ａは合わせ面にキャビティー１３ｃが形成されており、プレス装置１４の固定側取付板１４ａに固定されている。キャビティー１３ｃは固定側金型１７ａに形成されているランナー、スプール部を通じて、固定側取付板１４ａの裏面側に形成されている樹脂注入口に連通されている。一方、可動側金型１７ｂは合わせ面にコア１３ｄが形成されており、プレス装置１４の可動側固定板１４ｂに固定されている。金型１７を合わせたときにキャビティー１３ｃとコア１３ｄとの間に形成される空間によって成形品が成形される。

プレス装置１４は、複数の支柱１４ｃによって固定側取付板１４ａを固定保持しており、可動側固定板１４ｂをその支柱１４ｃによってガイドされつつ固定側取付板１４ａに向けて前進あるいは後退するように構成されている。

取出機２０は、サイドエントリータイプを含む直交座標タイプ・多関節タイプ取出機を想定している。要は、取出機２０はそのロボットアームが成形装置１０の金型部分に側面から進入する構成のものであればよい。ここではそのような取出機２０の例として、２軸式のサイドエントリータイプについて説明する。
取出機２０のロボットアーム２１は、本体部２２から水平に突設された固定アーム２１ａと、固定アーム２１ａに対して直角を保ったまま水平移動する移動アーム２１ｂと、移動アーム２１ｂに沿ってスライド移動するヘッド部２１ｃとで構成されている。ヘッド部２１ｃには、複数の吸着パッド２６が配列されたチャック部２７が装着されている。固定アーム２１ａに対して移動アーム２１ｂを移動させるための機構、移動アーム２１ｂに沿ってヘッド部２１ｃをスライド移動させるための機構は、例えば、ベルト駆動、ラックアンドピニン、あるいはウォームギヤ等によって実現できる。

取出機２０は固定アーム２１ａが成形装置１０の長手方向に対して平行になるように床面に固定されている。従って、取出機２０は、ヘッド部２１ｃを成形装置１０の金型部分に進入させる際には、移動アーム２１ｂ及びヘッド部２１ｃを固定アーム２１ａに対して直角方向に移動させ、ヘッド部２１ｃを成形装置１０の金型部分に進入させたあとチャック部２７によって成形品を捕捉する際には、移動アーム２１ｂを固定アーム２１ａに対して平行方向に移動させるようにプログラムすればよい。

除電装置３０は、上板３１ａ、両側板３１ｂ、３１ｂを備えて床面に立設され、少なくとも成形装置１０の金型部分を上板３１ａ、両側板３１ｂ、３１ｂによって囲う金型遮蔽体３１と、金型１７が型開きされたときの金型間空間に向けてＸ線を照射するＸ線照射部３２とを備えている。金型遮蔽体３１は床面に自立する形状なので、成形装置１０にネジ止め等で固定する必要はない。すなわち既存の成形装置に略無加工で除電装置３０が追加できる。

金型遮蔽体３１は成形装置１０の金型部分を囲い、除電のためにＸ線照射部３２から金型間空間に向けて照射されたＸ線が外部に漏出するのを防止するため、つまり作業者のＸ線被爆を防ぐためのものである。従って、上板３１ａ、両側板３１ｂ、３１ｂは、Ｘ線照射部３２が照射するＸ線を吸収できれば、どのような素材のものを採用してもよい。例えばそれらの板材として、アクリル、塩ビ等の各種樹脂、アルミ、スチール等の板金、あるはベニヤ等の合板を用いることができる。

側板３１ｂ、３１ｂの一方には、取出機２０のロボットアーム２１を金型間空間に導入させるためのアーム導入口３１ｃが形成されている。アーム導入口３１ｃは、ヘッド部２１ｃが成形装置１０の金型部分に進入して成形品を捕捉するのに必要な最小サイズにするとよい。

除電装置３０による除電作用は、Ｘ線照射部３２から金型間空間に向けて軟Ｘ線を照射してその空間の空気を電離させ、これによって生じた空気イオンによって成形品と金型１７とを同時に除電するというものである。空気イオンは両極性のイオンを含むから、成形品、金型１７の帯電極性に関わらず除電できる。成形品や金型１７を除電すれば、それらへの埃の付着が著しく減少する。また吸着パッド２６に成形品がくっつく等の問題も生じ難くなる。軟Ｘ線は数１０ｋｅＶ〜２ｋｅＶ程のエネルギーの微弱なものでよいから、樹脂あるいは板金等で構成した金型遮蔽体３１によって略完全に遮蔽することが可能である。また金型１７を従来のように空気イオンの送風によって冷却してしまうこともない。また金型遮蔽体３１が成形装置１０の金型部分の上方を覆うことで、その部分への埃の落下も抑えられる。

Ｘ線照射部３２はＸ線管球等からなるＸ線発生器を少なくとも含んでいる。Ｘ線管球は銅、タングステン等からなるターゲットに高電圧で加速した電子を衝突させてＸ線を発生させるものである。Ｘ線照射部３２は、このようなＸ線発生器と、それに加速用の高電圧等を供給する高圧電源回路とが一体に形成されているタイプのものでも、それらが別体としてケーブルによって接続するタイプのものでもよい。

図２（ａ）、（ｂ）はいずれも除電装置の具体例の全体斜視図である。図２（ａ）に示した例と、（ｂ）に示した例との相違点は、Ｘ線照射部３２の配置である。すなわち前者ではＸ線照射部３２は上板３１ａに設けられているのに対して、後者では側板３１ｂ、３１ｂの他方に設けられている。前者と後者とではＸ線照射部３２と成形品との距離が異なるから、Ｘ線照射部３２の仕様（Ｘ線照射強度、照射範囲等）を勘案して好適な配置場所を選択するとよい。

金型遮蔽体３１は、成形装置１０との干渉を防ぐように形成された前、後板３１ｄ、３１ｅを更に備え、成形装置１０の金型部分を上板３１ａ、両側板３１ｂ、３１ｂ及び前、後板３１ｄ、３１ｅによって囲うようにしてもよい。そのため前板３１ｄには、プレス装置１４及び基台部１５の輪郭に対応した切欠き３１ｆが形成されており、後板３１ｅには、成形装置１０のシリンダー１１及び基台部１５の輪郭に対応した切欠きが形成されている。このように成形装置１０の金型部分を上板３１ａ、両側板３１ｂ、３１ｂ及び前、後板３１ｅによって囲う構成とした場合、金型遮蔽体３１によって、その内側への埃の進入が最小限に抑えられ、成形品や金型１７に埃が一層付着し難くなる。

次いで射出成形システムの基本動作の一例を図に従って説明する。
図３（ａ）〜（ｅ）は射出成形システムの基本動作を時系列的に示した一連の平面図である。

図３（ａ）では、金型１７は閉じられ、シリンダー１１は前進して金型１７に連通された状態である。この状態で樹脂が金型に射出されて成形品Ｗが成形される。取出機２０は、移動アーム２１ｂ及びヘッド部２１ｃを成形装置１０から遠ざけた位置に退避させている。
図３（ｂ）では、金型１７は開かれており、シリンダー１１は後退して金型１７から分離された状態である。成形品Ｗは可動側金型１７ｂのコア１７ｄに嵌った状態で金型間空間に露出されている。取出機２０は、移動アーム２１ｂ及びヘッド部２１ｃを固定アーム２１ａに対して直角方向に移動させて、ヘッド部２１ｃを金型間空間に進入させている。

Ｘ線照射部３２の線照射は、成形品Ｗが金型間空間に露出されている間、すなわち図３（ｂ）〜（ｄ）の間に行えばよい。Ｘ線の照射時間は特に制限されず、図３（ｂ）〜（ｄ）の間連続してＸ線を照射させてもよいし、その期間の一部に照射させてもよい。

図３（ｃ）では、取出機２０は、移動アーム２１ｂを固定アーム２１ａに対して平行方向に移動させ、チャック部２７が成形品Ｗを捕捉している。このとき成形品Ｗは可動側金型１７ｂに内蔵された押出棒（図示なし）によってコア１３ｄから押し出されてチャック部２７による捕捉が可能になる。
図３（ｄ）では、取出機２０は、移動アーム２１ｂを先程とは逆方向に移動させ、チャック部２７が成形品Ｗをコア１３ｄから引き抜いている。
図３（ｅ）では、取出機２０は、移動アーム２１ｂ及びヘッド部２１ｃを固定アーム２１ａに対して直角方向に移動させて、ヘッド部２１ｃを金型間空間から退出させている。なおここでチャック部２７に捕捉されている成形品Ｗは、図示しない他の輸送機のチャック部に渡されて所定場所に移動される。

更に、除電装置３０を制御するためのコンピューター用プログラムについて簡単に説明する。除電装置３０を制御するためのコンピューター用プログラムは、その基本処理として、射出成形装置１０を監視し、金型１７が型開きされたことを検出したときに、Ｘ線照射部３２を所定時間作動させればよい。

図４は、除電装置を制御するためのコンピューター用プログラムの基本的な処理手順を示すフローチャートである。
ステップ１では、コンピューター用プログラムは成形装置１０の作動を監視している。
ステップ２では、監視結果に基づいて金型部分が型開きされたか否かを判断している。
ステップ３は、ステップ２で金型部分が型開きされたことを検知したときに実行する処理であり、Ｘ線照射部３２を作動させてＸ線を所定時間照射させている。
除電装置３０を制御するためのコンピューター用プログラムの処理手順をこのようなものとした場合、除電装置３０の動作は、単に成形装置１０の型開きに同期してＸ線を照射するという簡単なものになり、生産性に悪影響を与えことがなくなる。

図５（ａ）〜（ｃ）は実施形態の変形例とされる射出成形システムの構成を示す平面図、右側面図及び前断面図である。前断面図は、平面図中の一点鎖線を含む紙面に鉛直な複数平面を切断面として前方から見たときの断面図である。

本変形例の除電装置３０は、金型遮蔽体３１に組み合わせて床面に立設され取出機２０を囲う取出機遮蔽体３３を更に備えている。図１（ａ）〜（ｃ）に示した例との相違点は、取出機遮蔽体３３の有無だけであり、図１（ａ）〜（ｃ）に示した例に共通する要素には同一の参照符号を付けて説明を省略する。

取出機遮蔽体３３は、金型遮蔽体３１と同素材の板材によって構成されており、基本的に、金底面及び金型遮蔽体３１に隣接する部分を除いて取出機２０の全体を囲っている。取出機遮蔽体３３の高さ、幅、奥行きは、金型遮蔽体３１と同じであっても異なっていてもよい。取出機遮蔽体３３の金型遮蔽体３１に隣接する部分は板材を全体的に除去してもよいし、板材のその部分にロボットアーム２１を出入りさせるための通い口（図示なし）を設けてもよい。取出機遮蔽体３３の前板３３ａには、取出機２０のチャック部２７から、他の輸送機のチャック部に成形品Ｗを渡すために、他の輸送機のチャック部を取出機遮蔽体３３の内側に受け入れるための通い口３３ｂが形成されている。

除電装置３０を、このような取出機遮蔽体３３を備えた構成とすれば、Ｘ線照射部３２から照射されたＸ線の漏出を抑える効果が確実になり、成形品Ｗへの埃の付着も一層減少する。

１ 射出成形システム
１０ 射出成形装置
２０ 取出機
２１ ロボットアーム
３０ 除電装置
３１ 金型遮蔽体
３１ａ 上板
３１ｂ 側板
３１ｃ アーム導入口
３１ｄ 前板
３１ｅ 後板
３２ Ｘ線照射部
３３ 取出機遮蔽体

Claims (8)

1. 上板、両側板を備えて床面に立設され少なくとも射出成形装置の金型部分を前記上板、両側板によって囲う金型遮蔽体と、
   前記金型部分が型開きされたときの金型間空間に向けてＸ線を照射するＸ線照射部とを備えており、
   前記側板の一方には、取出機のロボットアームを前記金型間空間に導入させるためのアーム導入口が形成されていることを特徴とするＸ線式除電装置。
2. 前記Ｘ線照射部は、前記上板に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線式除電装置。
3. 前記Ｘ線照射部は、前記側板の他方に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線式除電装置。
4. 前記金型遮蔽体は、前記射出成形装置との干渉を防ぐ切欠きがそれぞれ形成された前、後板を更に備えており、前記射出成形装置の金型部分を前記上板、両側板及び前、後板によって囲うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＸ線式除電装置。
5. 前記金型遮蔽体に組み合わせて床面に立設され前記取出機を囲う取出機遮蔽体を更に備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＸ線式除電装置。
6. シリンダー射出成形装置と、取出機と、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＸ線式除電装置とを組み合わせて構成されていることを特徴とする射出形成システム。
7. 前記取出機は、サイドエントリータイプを含む直交座標タイプ・多関節タイプ取出機であることを特徴とする請求項６に記載の射出成形システム。
8. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＸ線式除電装置を制御するためのコンピューター用プログラムであって、射出成形装置を監視して金型部分が型開きされたときに前記Ｘ線照射部を作動させることを特徴とするコンピューター用プログラム。
   
   

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