(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側金型が取り付けられる固定盤と、可動側金型が取り付けられる可動盤と、型締ハウジングと、前記可動盤を挿通し前記固定盤と前記ハウジングとを連結しているタイバーと、前記可動盤と前記型締ハウジングとの間に設けられているトグル機構とを備え、前記トグル機構のクロスヘッドを駆動すると型開閉が、そして前記タイバーに設けられているタイバーナットを駆動すると型厚調整ができ、前記タイバーに設けられているセンサによって型締力の検出ができるようになっているトグル式射出成形機において、型締工程と型厚調整工程とからなる、射出成形開始前に実施する型締力調整方法であって、
前記型締工程は、前記クロスヘッドを駆動して型締し、このとき目標型締力と検出される型締力との偏差が基準値内になるようにクロスヘッド位置を制御し、
前記型厚調整工程は、前記制御後のクロスヘッド位置が型締方向の駆動限度である型締完了位置に達している時は所定量だけ型厚が減少するように型厚調整して前記型締工程から処理を繰り返すようにし、前記制御後のクロスヘッド位置が所定の許容位置より大きい時は所定量だけ型厚が増加するように型厚調整して前記型締工程から処理を繰り返すようにし、前記制御後のクロスヘッド位置が前記許容位置から前記型締完了位置の範囲にある時は型締力調整を完了することを特徴とする、トグル式射出成形機の型締力調整方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記型締工程は、前記クロスヘッドが前記型締完了位置に達しても前記偏差が前記基準値を超えるときは、前記制御を停止して前記型厚調整工程に移行することを特徴とするトグル式射出成形機の型締力調整方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の型締力調整方法は、第１〜４の工程からなる初期型厚調整工程後に実施するようにし、
第１の工程は、金型がタッチするクロスヘッド位置である目標金型タッチ位置を決定し、
第２の工程は、型厚が前記固定側金型と前記可動側金型の金型厚よりも大きくなるように型厚調整し、
第３の工程は、前記クロスヘッドを前記目標金型タッチ位置まで駆動し、
第４の工程は、前記クロスヘッドを前記目標金型タッチ位置に維持した状態で型厚減となるように型厚調整し、前記固定側金型と前記可動側金型がタッチしたときに型厚調整を完了することを特徴とするトグル式射出成形機の型締力調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トグル式型締装置を備えた射出成形機において型締力を調整する型締力調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トグル式型締装置を備えた電動射出成形機は、従来周知のように、ベッド上に固定されている固定盤、ベッド上にスライド自在に設けられている型締ハウジング、固定盤と型締ハウジングとの間に設けられている４本のタイバー、タイバーに挿通されている可動盤、型締ハウジングと可動盤の間に設けられているトグル機構等から構成されている。トグル機構も周知であり、クロスヘッドと複数本のトグルリンクとから構成されている。このクロスヘッドには、ボールナットが設けられており、型開閉モータによってボールネジを回転するとクロスヘッドを軸方向に駆動することができる。これによってトグル式型締装置を駆動することができる。ところでタイバーは、型締ハウジングに次のように結合されている。すなわち型締ハウジングには貫通孔が明けられており、それぞれの貫通孔にタイバーが挿通されている。挿通されているタイバーの端部にはそれぞれ雄ネジが形成され、これらの雄ネジにタイバーナットが螺合している。そしてこれらのタイバーナットが型締ハウジングに回転可能に設けられ、軸方向の移動は規制されている。これらのタイバーナットは、所定の型厚調整機構によって回転させることができるようになっている。このようにタイバーが型締ハウジングに結合されているので、型厚調整機構を駆動してタイバーナットを回転すると、タイバーの有効長、すなわち固定盤と型締ハウジングの連結長さを調整することができ、固定盤と可動盤との間の型厚を調整できる。
【０００３】
トグル式型締装置において固定側金型と可動側金型を型締めする工程は、これらの金型がタッチするまでの型閉工程と、タッチした後に型締力が発生する型締工程とに分けることができる。型閉工程の完了時において金型がタッチしたときのクロスヘッド位置、すなわち金型タッチ位置が適切な位置になっていれば、型締時に所望の型締力が得られる。型締工程において型開閉モータをさらに駆動してクロスヘッド位置が設定された位置、すなわち型締完了位置に到達すると、タイバーの弾性変形による延びが所望の長さになり張力が得られるからである。このように金型タッチ位置が適切になるように型厚調整をする必要がある。
【０００４】
型厚調整方法は、例えば特許文献１によって提案されているが、概略的に次のように実施する。最初に、型厚調整機構を駆動して、固定盤と可動盤との間の型厚が、固定側金型と可動側金型の金型厚よりも大きい状態になるようにする。次いで所定の型締力を得るための金型タッチ位置を決め、クロスヘッドがこの位置になるようにトグル機構を駆動する。すなわち型閉動作を実施する。この金型タッチ位置を保持した状態で、型厚調整機構によって型厚減となる方向に駆動し、固定側金型と可動側金型がタッチしたら駆動を停止する。これによって型厚を調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１５６７７号公報
【特許文献２】特開２００８−２６５１８４号公報
【０００６】
このようにして型厚調整すると、予め所望の型締力を得るための金型タッチ位置を決定するようにしているので、前記したように型締時には設定通りの型締力が得られるはずである。しかしながら金型やトグル式型締装置の温度が変化すると、タイバーの弾性変形による延びは変化して設定した型締力は得られなくなるし、型厚がわずかにずれていても所望の型締力は得られない。そこで本出願人によって、射出成形サイクルにおいて型締力が適切になるように制御する方法が、特許文献２によって提案されている。
【０００７】
特許文献２に記載の方法によると、実際の成形サイクルにおいて、トグル式型締装置に設けられているセンサによって型締力を検出し、検出される型締力に基づいてクロスヘッド位置を調整し、設定された型締力が得られるように制御するようにする。従って、正確に型締力を調整することができる。ところでクロスヘッド位置は、型締完了位置を超えることはできない。従って特許文献２に記載の方法によると、型締完了位置に達しても所望の型締力が得られない場合は、型開したときに型厚調整機構を駆動して所定の量だけ型厚減となるようにする。これによって次回の成形サイクル以降において所望の型締力が得られることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に記載の方法によって型締力を調整すれば、金型やトグル式型締装置の温度が変化したり、型厚調整時に型厚が正確に調整できていなくても、所望の型締力を得ることができる。しかしながら解決すべき問題点も見受けられる。具体的には、運転を開始した直後の型締工程において、所望の型締力が得られない場合がある。つまり前記したように型締工程においてクロスヘッド位置が型締完了位置に到達しても所望の型締力が得られない場合には、型厚調整機構によって所定の量だけ型厚減となるようにしているが、これは次の成形サイクル以降に有効になるだけであり１回目の射出成形は型締力が十分でない。さらにこの型厚調整機構によって型厚減としても型厚減の量が十分でないときには、次回の成形サイクルにおいても再度型厚を減ずる必要がある。そうすると運転開始後の数回の成形サイクルに渡って型締力不足が発生してしまう。特許文献２に記載の方法においては、実際の成形サイクルにおいて型締力を制御するようにしているので、最初の数回は成形不良が発生して、時間、材料、エネルギが無駄になってしまう。さらには型締力不足によってバリが発生すると金型を傷めてしまう。
【０００９】
本発明は、上記したような問題点を解決した、型締力調整方法を提供することを目的としており、具体的にはトグル式型締装置を備えた射出成形機において、運転開始時においても所望の型締力が得られ、従って時間、材料、エネルギが無駄になることがなく、バリの発生によって金型を傷めることがない、型締力調整方法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】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために、トグル式型締装置を備えた射出成形機において、射出成形開始前に実施する型締力調整方法として構成する。この方法は型締工程と、型厚調整工程とからなる。型締工程は、クロスヘッドを駆動して型締するようにし、このとき目標型締力と検出される型締力との偏差が基準値内になるようにクロスヘッド位置を制御する。型厚調整工程は、この制御後のクロスヘッド位置に応じて、それぞれの処理を実施する。まず制御後のクロスヘッド位置が型締方向の駆動限度である型締完了位置に達している時は所定量だけ型厚が減少するように型厚調整し、その後型締工程から処理を繰り返すようにする。制御後のクロスヘッド位置が所定の許容位置より大きい時は所定量だけ型厚が増加するように型厚調整して型締工程から処理を繰り返すようにする。そして制御後のクロスヘッド位置がこの許容位置から型締完了位置の範囲にある時は型締力調整方法を完了するように構成する。なおクロスヘッド位置は、型締方向の最前進位置を０とし、後退方向を正として扱っている。
【００１１】
かくして、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、固定側金型が取り付けられる固定盤と、可動側金型が取り付けられる可動盤と、型締ハウジングと、前記可動盤を挿通し前記固定盤と前記ハウジングとを連結しているタイバーと、前記可動盤と前記型締ハウジングとの間に設けられているトグル機構とを備え、前記トグル機構のクロスヘッドを駆動すると型開閉が、そして前記タイバーに設けられているタイバーナットを駆動すると型厚調整ができ、前記タイバーに設けられているセンサによって型締力の検出ができるようになっているトグル式射出成形機において、型締工程と型厚調整工程とからなる、射出成形開始前に実施する型締力調整方法であって、前記型締工程は、前記クロスヘッドを駆動して型締し、このとき目標型締力と検出される型締力との偏差が基準値内になるようにクロスヘッド位置を制御し、前記型厚調整工程は、前記制御後のクロスヘッド位置が型締方向の駆動限度である型締完了位置に達している時は所定量だけ型厚が減少するように型厚調整して前記型締工程から処理を繰り返すようにし、前記制御後のクロスヘッド位置が所定の許容位置より大きい時は所定量だけ型厚が増加するように型厚調整して前記型締工程から処理を繰り返すようにし、前記制御後のクロスヘッド位置が前記許容位置から前記型締完了位置の範囲にある時は型締力調整を完了するように構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の方法において、前記型締工程は、前記クロスヘッドが前記型締完了位置に達しても前記偏差が前記基準値を超えるときは、前記制御を停止して前記型厚調整工程に移行するように構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の型締力調整方法は、第１〜４の工程からなる初期型厚調整工程後に実施するようにし、第１の工程は、金型がタッチするクロスヘッド位置である目標金型タッチ位置を決定し、第２の工程は、型厚が前記固定側金型と前記可動側金型の金型厚よりも大きくなるように型厚調整し、第３の工程は、前記クロスヘッドを前記目標金型タッチ位置まで駆動し、第４の工程は、前記クロスヘッドを前記目標金型タッチ位置に維持した状態で型厚減となるように型厚調整し、前記固定側金型と前記可動側金型がタッチしたときに型厚調整を完了するように構成される。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明は、クロスヘッドを駆動すると型開閉が、そしてタイバーナットを駆動すると型厚調整ができ、タイバーに設けられているセンサによって型締力の検出ができるようになっているトグル式射出成形機における型締力調整方法として構成され、この型締力調整方法は射出成形開始前に実施するように構成されている。従って、型締力の調整が完了した後に射出成形を開始するので成形不良が発生することはなく、時間、材料、エネルギーが無駄にならない。さらにはバリが発生して高価な金型を傷めることもない。そして型締力調整方法は、型締工程と型厚調整工程とからなる。型締工程は、クロスヘッドを駆動して型締し、このとき目標型締力と検出される型締力との偏差が基準値内になるようにクロスヘッド位置を制御し、型厚調整工程は、制御後のクロスヘッド位置が型締方向の駆動限度である型締完了位置に達している時は所定量だけ型厚が減少するように型厚調整して型締工程から処理を繰り返すようにし、制御後のクロスヘッド位置が所定の許容位置より大きい時は所定量だけ型厚が増加するように型厚調整して型締工程から処理を繰り返すようにし、制御後のクロスヘッド位置が許容位置から型締完了位置の範囲にある時は型締力調整を完了するので、所望の型締力を得るための調整が確実に実施できる。一般的に金型や射出成形機の温度や、他の条件によって型締力は変化してしまうが、本発明の型締力調整方法を実施した後に射出成形を開始すると、最初の成形サイクルから所望の型締力が得られることが保障できる。また他の発明によると、型締力調整方法は、第１〜４の工程からなる初期型厚調整工程後に実施するようにし、第１の工程は、金型がタッチするクロスヘッド位置である目標金型タッチ位置を決定し、第２の工程は、型厚が固定側金型と可動側金型の金型厚よりも大きくなるように型厚調整し、第３の工程は、クロスヘッドを目標金型タッチ位置まで駆動し、第４の工程は、クロスヘッドを目標金型タッチ位置に維持した状態で型厚減となるように型厚調整し、固定側金型と可動側金型がタッチしたときに型厚調整を完了するように構成されているので、この初期型厚調整工程によってある程度型厚を調整することができる。従ってその後の型締力調整は速やかに完了することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係るトグル式射出成形機を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る型締力調整方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本実施の形態に係る型締力調整方法は、従来周知のトグル式射出成形機によって実施することができる。本実施の形態においては、図１に示されている射出成形機１によって型締力を調整する方法について説明するが、この射出成形機１について概略的に説明する。射出成形機１は、射出装置２と型締装置３とから構成されている。型締装置３は、従来周知のように、固定盤５と、この固定盤５に対して型開閉される可動盤６と、型締ハウジング７と、可動盤６を貫通して固定盤５と型締ハウジング７とを連結している複数本のタイバー９、９、…と、固定盤５と型締ハウジング７との間に設けられているトグル機構１１とから構成されている。トグル機構１１には、このトグル機構１１を駆動するクロスヘッド１２が設けられており、クロスヘッド１２にはボールナット１３が固定されている。そしてこのボールナット１３にボールネジ１４が螺合している。型締ハウジング７には型開閉用モータ１６が設けられ、型開閉用モータ１６によってボールネジ１４を回転することができるようになっている。従って型開閉用モータ１６を駆動してボールネジ１４を回転すると、クロスヘッド１２を軸方向に駆動することができ、トグル機構１１が駆動されて型開閉できるようになっている。図１には示されていないが、タイバー９、９、…は、型締ハウジング７に対して次のように結合されている。すなわちタイバー９、９、…は型締ハウジング７を挿通しており、挿通している部分には雄ネジが形成されている。この雄ネジにタイバーナットが螺合しており、タイバーナットは型締ハウジング７内に軸方向に移動が規制された状態で回転可能に設けられている。そしてタイバーナットのそれぞれには、図１に示されているように小歯車１８、１８、…が固定され、小歯車１８、１８、…は大歯車１９に噛み合っている。型締ハウジング７には、大歯車１９を回転する型厚調整用モータ２０が設けられている。従って型厚調整用モータ２０を駆動すると、大小歯車１８、１９を介してタイバーナットを回転させることができ、タイバー９、９、…の有効長、すなわち固定盤５と型締ハウジング７の連結長さを調整することができる。これによって固定盤５と可動盤６との間の型厚を調整できる。このように構成されている型締装置３の固定盤５には固定側金型２２が、可動盤６には可動側金型２３が取り付けられている。
【００１５】
本実施の形態においては、型締装置３には型締力を検出するセンサが設けられている。すなわちタイバー９に歪みセンサ２５が設けられ、歪みセンサ２５によってタイバー９の弾性変形を検出するようになっている。この歪みセンサ２５は、信号線を介してコントローラ２６に接続され、コントローラ２６によって型締力が演算される。すなわち型締力が検出されるようになっている。また型開閉用モータ１６と型厚調整用モータ２０も信号線を介してコントローラ２６に接続されており、コントローラ２６からの指令によって駆動されるだけでなく、回転角度が検出されている。従ってクロスヘッド１２の位置や、型厚はコントローラ２６において正確に検出されることになる。
【００１６】
射出装置２は、従来周知であるので詳しく説明しないが、加熱シリンダ２８とこの加熱シリンダ２８内に設けられているスクリュとから構成され、加熱シリンダ２８の先端には射出ノズル２９が設けられている。そしてこの加熱シリンダ２８には、その外周面にバンドヒータが巻かれており、後端部寄りには加熱シリンダ２８内に樹脂材料を供給するホッパが設けられている。図１にはスクリュ、バンドヒータ、ホッパは示されていない。このような射出装置２の射出ノズル２９は、固定盤５に明けられている開口部に挿入され、固定側金型２２のスプルにタッチしている。図１にはスプルは示されていない。
【００１７】
図２を参照しながら、射出成形機１において型締力を調整する方法を説明する。本実施の形態に係る型締力調整方法は、実運転の前、すなわち射出成形を開始する前に実施する。本実施の形態において型締力調整方法は、２段階の工程、すなわち初期型厚調整工程（ステップＳ１）と、フィードバック型締力調整工程とによって実施する。なお本明細書において、クロスヘッド位置は型締方向に駆動するときの最前進位置を０として扱い、型開き方向すなわち後退方向を正として扱う。従ってクロスヘッド位置が大きいと表現するとき、クロスヘッド位置の型開き方向への後退量が大きいことを意味する。
【００１８】
初期型厚調整工程（ステップＳ１）は、従来周知の方法による型厚調整工程であり、所定の精度で型厚調整する工程である。具体的には次のように実施する。第１のステップとして金型２２、２３がタッチすべきクロスヘッド１２の位置、すなわち目標金型タッチ位置を決定する。クロスヘッド１２は金型２２、２３がタッチした後に、所定の長さだけ駆動して型締するが、この目標金型タッチ位置は、クロスヘッド位置がこの位置において金型がタッチすると、その後に型締したときに所望の型締力が得られるような目標値とする。第２のステップとして型厚調整用モータ２０を駆動して、固定盤５と可動盤６との間の型厚が、固定側金型２２と可動側金型２３の金型厚よりも大きい状態になるようにする。次いで第３のステップにおいて、型開閉用モータ１６を駆動してクロスヘッド位置が目標金型タッチ位置になるようにする。この状態を維持して、第４のステップとして型厚調整用モータ２０を駆動して型厚減となる方向に駆動する。金型２２、２３がタッチしたら駆動を停止する。これによって初期型厚調整工程は完了する。
【００１９】
初期型厚調整工程（ステップＳ１）の実施後、フィードバック型締力調整工程を開始する（ステップＳ２）。この工程は、検出される型締力に基づいてフィードバックにより型締力を調整する工程である。最初に型開閉用モータ１６を駆動して所定量だけ型開する（ステップＳ３）。この型開時の型開き量はわずかでよい。次いで型開閉用モータ１６を駆動して金型２２、２３がタッチするまで型閉する（ステップＳ４）。型締工程を開始する（ステップＳ５）。歪みセンサ２５によってタイバー９の弾性変形を検出し、型締力を演算する。すなわち型締力を検出する（ステップＳ６）。クロスヘッド位置が、型締方向の駆動限度である型締完了位置Ｋに達しているか否かをチェックする（ステップＳ７）。達している場合には型締を停止してステップＳ１２に移行する。達していない場合にはステップＳ８に移行する。ステップＳ８として、型締力の目標値である設定型締力と、検出された型締力である検出型締力との偏差をチェックし、この偏差が基準値内であればステップＳ１２に移行する。偏差が基準値を超えている場合にはステップＳ９に移行する。ステップＳ９として設定型締力と検出型締力の大小を比較し、検出型締力の方が小さいときは所定量だけクロスヘッド１２を前進させ（ステップＳ１０）、検出型締力の方が大きいときは所定量だけクロスヘッド１２を後退させ（ステップＳ１１）、その後ステップＳ５に戻り、処理を繰り返す。設定型締力と検出型締力の偏差が基準値内に入った場合、およびクロスヘッド位置が型締完了位置Ｋに達した場合には、クロスヘッド位置をコントローラ２６内のメモリに記憶して（ステップＳ１２）、型締工程を完了する（ステップＳ１３）。
【００２０】
型開閉用モータ１６を駆動して型開する（ステップＳ１４）。次いで型厚調整工程を実施する。ステップＳ１２で記憶したクロスヘッド位置、すなわち記憶クロスヘッド位置Ｃと型締完了位置Ｋとを比較する（ステップＳ１５）。記憶クロスヘッド位置Ｃが、型締完了位置Ｋと等しいか小さいときには、型厚調整用モータ２０を駆動して所定量だけ型厚が減少する方向に型厚を調整し（ステップＳ１６）、ステップＳ４に戻って処理を繰り返す。記憶クロスヘッド位置Ｃが型締完了位置Ｋよりも大きいときには、ステップＳ１７に移行する。ステップＳ１７として記憶クロスヘッド位置Ｃと許容位置Ｄとを比較する。許容位置Ｄは、記憶クロスヘッド位置Ｃとして許容される最大の位置である。記憶クロスヘッド位置Ｃが、許容位置Ｄよりも大きいとき、型厚調整用モータ２０を駆動して所定量だけ型厚が増加する方向に型厚を調整し（ステップＳ１８）、ステップＳ４に戻って処理を繰り返す。記憶クロスヘッド位置Ｃが、許容位置Ｄよりも小さいとき、型締時にクロスヘッド位置が正常な範囲に入っていたと判定する。すなわちフィードバック型締力調整工程を完了する（ステップＳ１９）。以上の型締力調整工程によって、型締装置３を型閉するとき金型２２、２３がタッチする金型タッチ位置は、適切な範囲に入ることが保障される。すなわち射出成形を実施すると、所望の型締力を得ることができる。
【００２１】
本実施の形態に係る型締力調整方法は、色々な変形が可能である。例えば本実施の形態においては、フィードバック型締力調整工程に先立って、初期型厚調整工程を実施しているが、初期型厚調整工程は必ずしも必要ではない。また、本実施の形態においては、記憶クロスヘッド位置Ｃと許容位置Ｄの比較をステップＳ１７として型厚調整工程において実施しているが、型締工程においてクロスヘッド位置と許容位置Ｄとを比較するようにしてもよい。そうすると型締工程においてクロスヘッド位置が許容位置Ｄを上回ることを防止することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１      射出成形機              ２      射出装置
３      型締装置                ５      固定盤
６      可動盤                  ７      型締ハウジング
９      タイバー              １１      トグル機構
１２      クロスヘッド          １４      ボールネジ
１６      型開閉用モータ        ２０      型厚調整用モータ
２２      固定側金型            ２３      可動側金型
２５      歪みセンサ            ２６      コントローラ
【図１】
0005491487.tif 000002
【図２】
0005491487.tif 000003