(57)【要約】【課題】  トグル機構を用いた射出成形機の型締装置および型締制御方法において、金型の背面から直接型締力を及ぼしつつ、型締力を歪センサを用いずに制御することが可能な射出成形機の型締装置および型締制御方法を提供する。【解決手段】  トグル機構２０により型締を行う射出成形機の型締装置１１において、トグル機構２０が軸着される第一可動盤２８と、可動金型１８が取付けられる第二可動盤２９と、第一可動盤２８と第二可動盤２９との間に配設される油圧シリンダ３０と、油圧シリンダ３０の圧力を検出する油圧センサ３８と、油圧センサ３８の圧力を検出してアクチュエータ２１をフィードバック制御する制御装置３９が配設されている。【選択図】 図１
2008110557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動盤と受圧盤との間に配設されたトグル機構により、固定盤に取付けられた固定金型に対して可動盤に取付けられた可動金型が接近・離隔される射出成形機の型締装置において、
トグル機構を駆動するアクチュエータと、トグル機構が軸着される第一可動盤と、可動金型が取付けられる第二可動盤と、前記第一可動盤と前記第二可動盤との間に配設される油圧シリンダと、前記油圧シリンダの圧力を検出する油圧センサと、前記油圧センサの圧力を検出して前記アクチュエータをフィードバック制御する制御装置が配設されていることを特徴とする射出成形機の型締装置。
【請求項２】
可動盤と受圧盤との間に配設されたトグル機構により、固定盤に取付けられた固定金型に対して可動盤に取付けられた可動金型が接近・離隔される射出成形機の型締制御方法において、
トグル機構を駆動するアクチュエータと、トグル機構が軸着される第一可動盤と、可動金型が取付けられる第二可動盤と、前記第一可動盤と前記第二可動盤との間に配設される油圧シリンダと、前記油圧シリンダの圧力を検出する油圧センサとが配設され、前記油圧センサの圧力を検出して前記アクチュエータをフィードバック制御することを特徴とする射出成形機の型締制御方法。
【請求項３】
前記油圧シリンダにはポンプが接続され、型締時には前記ポンプから油圧シリンダへは送油しないことを特徴とする請求項２に記載の射出成形機の型締制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トグル機構を用いた射出成形機の型締装置および型締制御方法に関するものであり、特には可動盤に油圧シリンダが配設された型締装置および型締制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なトグル機構を用いた射出成形機としては、特許文献１に記載されるものが公知である。しかし特許文献１では、トグル機構は可動盤の上下端部近傍に軸着されているので、金型の背面から直接型締力を及ぼすことができず、成形品にバリが発生したり、溶融樹脂が均等に加圧ができないという問題があった。
【０００３】
上記の問題を解決するものとして、トグル機構とは別に連結プレートと移動プレートの間に密閉液圧シリンダが配設されたものとして特許文献２に記載されたものが公知である。そして特許文献２においては特許文献１における金型の背面から直接型締力を及ぼすことができないという問題を解消し、型締力を金型に均等に伝えることができる。しかしながら特許文献２は、密閉液圧シリンダを使用するが、油の漏洩の問題があり長期にわたり同一条件で使用することが不可能であった。
【０００４】
また特許文献１ではタイバに歪センサを取付けて型締力をクローズド制御することが記載されている。しかし高価な歪センサを取付ける必要があり、各タイバの伸び量は、設計誤差や成形時のタイバの昇温により異なるので、１本のタイバのみに歪センサを取付けた場合、正確な型締力が検出できなかった。
【特許文献１】特開平８−２８１７４７号公報（請求項１、図１）
【特許文献２】特開平１０−２５８４５１号公報（請求項１、発明の効果、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明では上記の問題を鑑みて、トグル機構を用いた射出成形機の型締装置および型締制御方法において、金型の背面から直接型締力を及ぼしつつ、型締力を歪センサを用いずに制御することが可能な射出成形機の型締装置および型締制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の射出成形機の型締装置は、可動盤と受圧盤との間に配設されたトグル機構により、固定盤に取付けられた固定金型に対して可動盤に取付けられた可動金型が接近・離隔される射出成形機の型締装置において、トグル機構を駆動するアクチュエータと、トグル機構が軸着される第一可動盤と、可動金型が取付けられる第二可動盤と、第一可動盤と第二可動盤との間に配設される油圧シリンダと、油圧シリンダの圧力を検出する油圧センサと、油圧センサの圧力を検出してアクチュエータをフィードバック制御する制御装置が配設されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の射出成形機の型締制御方法は、可動盤と受圧盤との間に配設されたトグル機構により、固定盤に取付けられた固定金型に対して可動盤に取付けられた可動金型が接近・離隔される射出成形機の型締制御方法において、トグル機構を駆動するアクチュエータと、トグル機構が軸着される第一可動盤と、可動金型が取付けられる第二可動盤と、第一可動盤と第二可動盤との間に配設される油圧シリンダと、油圧シリンダの圧力を検出する油圧センサとが配設され、油圧センサの圧力を検出してアクチュエータをフィードバック制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項３に記載の射出成形機の型締制御方法は、請求項２において、油圧シリンダにはポンプが接続され、型締時にはポンプから油圧シリンダへは送油しないことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の射出成形機の型締装置および型締制御方法は、トグル機構を駆動するアクチュエータと、トグル機構が軸着される第一可動盤と、可動金型が取付けられる第二可動盤と、第一可動盤と第二可動盤との間に配設される油圧シリンダと、油圧シリンダの圧力を検出する油圧センサと、油圧センサの圧力を検出してアクチュエータをフィードバック制御することにより、金型の背面から直接型締力を及ぼしつつ、型締力を歪センサを用いずに制御することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態について図１を参照して説明する。図１は、本発明の射出成形機の型締装置の概略図である。図２は、本発明の射出成形機の型締制御方法を示すフローチャート図である。
【００１１】
図１に示されるように、射出成形機の型締装置１１は、ベッド１２の上に射出装置１３と対向して配設されている。型締装置１１は、固定金型１４が取付けられる固定盤１５と、該固定盤１５に平行に配設された受圧盤１６と、両者の間に設けられた４本のタイバ１７と、前記タイバ１７を介して移動自在に配設され可動金型１８が取付けられる可動盤１９等から構成されている。そして受圧盤１６と可動盤１９の間には、トグル機構２０が配設されている。トグル機構２０には、受圧盤１６に取付けられるアクチュエータである型締用サーボモータ２１、モータ側のプーリ、ベルト、ボールネジ側のプーリと、ボールネジ２２およびボールナット２３等からなるボールネジ機構２４によって前後進するクロスヘッド２７等からなる駆動機構が設けられている。なお本発明においてトグル機構を駆動するアクチュエータは、油圧シリンダであってもよい。
【００１２】
またトグル機構２０には、可動盤１９の背面（反固定盤側）の上下両端近傍に対してピン２６ａおよびブッシュを介して一端が接続される第１リンク２５ａ、該第１リンク２５ａの他端に対してピン２６ｂおよびブッシュを介して一端が接続されるとともにピン２６ｃおよびブッシュを介して他端が受圧盤１６に接続される第２リンク２５ｂ、第２リンク２５ｂの一端寄りの内側に、ピン２６ｄおよびブッシュを介して一端が接続される第３リンク２５ｃ、該第３リンク２５ｃに対して他端がピン２６ｅおよびブッシュを介して接続され前記ボールナット２３が固着されたクロスヘッド２７等からなるリンク機構が設けられている。そして前記リンク機構を介してクロスヘッド２７の前後進作動を可動盤１９および可動金型１８の型開閉作動および型締作動に変換する。
【００１３】
本実施形態において可動盤１９は、トグル機構２０が背面側に軸着される第一可動盤２８と可動金型１８が金型取付面２９ａに取付けられる第二可動盤２９とからなっている。そして第一可動盤２８の内部には油圧シリンダ３０のシリンダが配設されている。油圧シリンダ３０は、ピストン３１を境にしてトグル機構２０側に封入油用の油室３２が設けられ、固定盤１５側にロッド部３３と漏出油用の油室３４が設けられる。そして前記ロッド部３３の端面には、第二可動盤２９が接続されている。本実施形態ではロッド部３３と第二可動盤２９の接続は固着によるが、軸着等によるものでもよい。なお油圧シリンダは、第一可動盤と第二可動盤の間に設けられるものであればよく、第二可動盤に油圧シリンダのシリンダが設けられ、ロッド部が第一可動盤に接続されるものであってもよい。
【００１４】
また前記油圧シリンダ３０の封入油用の油室３２へは、ポンプ３５（モータを含む）から管路３６が接続されている。本実施形態ではポンプ３５は吐出量が少ない定容量型の廉価なものでよい。そして管路３６の途中には、ポンプ３５側への油の逆流を防止する逆止弁３７が設けられ、逆止弁３７の油圧シリンダ３０側には、封入油用の油室３２の油圧を検出することができる油圧センサ３８が設けられている。油圧センサ３８は制御装置３９に接続されている。そして制御装置３９は、ポンプ３５のモータや、型締用サーボモータ２１、型締用サーボモータ２１のロータリエンコーダ２１ａとも接続されている。また漏出油用の油室３４からタンク４０へも管路４１が接続されており、前記管路４１にはパイロット型の逆止弁４２が配設されている。そして前記管路３６から逆止弁４２にパイロット管４３が接続されている。ただしパイロット型の逆止弁４２については本発明に必須のものではない。
【００１５】
次に本発明の射出成形機の型締制御方法について、図２により説明する。まず固定金型１４に対して可動金型１８が型開きされ、前回の成形品が取出された状態から説明を開始する。まず型開時にポンプ３５を作動させ、油圧シリンダ３０の封入油用の油室３２へ油を供給しピストン３１を前進限まで移動させる（Ｓ１）。この際にパイロット型の逆止弁４２は管路３６およびパイロット管４３の圧力が所定以上となったことにより開かれ、漏出油用の油室３４の油がタンク４０に回収される。なおこの動作は、前回の成形時までに封入油用の油室３２から漏出油用の油室３４へ油が漏れた分を補給するために行うのであるが、型開時に毎回行わず、所定回数毎に行うようにしてもよい。そして型開時の設定圧力となったら（Ｓ２）、すぐにポンプ３５を停止する（Ｓ３）。この際タイマによる時間経過やポンプ３５のモータへ送られる電流値によりポンプ３５を停止するようにしてもよい。
【００１６】
次に型締用サーボモータ２１を駆動し（Ｓ４）、可動盤１９を固定盤１５に対して前進させる。型締用サーボモータ２１が駆動されると公知のように、ボールネジ２２とボールナット２３を介してクロスヘッド２７が前進される。そしてクロスヘッド２７の前進とともに第一リンク２５ａ、第二リンク２５ｂが伸長して可動盤１９を移動させ、やがて固定金型１４に対して可動金型１８が当接して両金型の間に図示しないキャビティが形成され型閉完了状態となる。そしてその後も型締用サーボモータ２１が駆動され、前記油圧シリンダ３０の封入油用の油室３２の油を介して可動金型１８が固定金型１４に向けて型締される。そして同時に更に第一リンク２５ａ、第二リンク２５ｂの更なる伸長とともにタイバ１７が伸長して受圧盤１６が僅かに後退し、型締力が発生する。本実施形態では、この際に油圧シリンダ３０のロッド部３３を介してトグル機構２０の型締力が可動金型１８の背面に直接伝えられるから、可動盤１９が湾曲するといった問題はほとんど発生しない。
【００１７】
この際に、上記のようにポンプ３５は停止しており送油は停止されている。また逆止弁３７により油圧シリンダ３０における封入油用の油室３２の油の逆流も防止されている。そして油圧シリンダ３０の前記油室３２の油圧は、油圧センサ３８によって検出され、その値は制御装置３９へ送られる。そして制御装置３９から型締用サーボモータ２１へ信号が送られ、前記油圧センサ３８の圧力が型締時の設定圧力となるよう、圧力によるクローズドループ制御がなされる（Ｓ５）。従来のトグル式型締装置では型締力が容易に検出できなく、必要以上の型締力を金型に及ぼす必要があったのが本発明では最適の型締力で型締することが可能となった。また歪センサをタイバやリンク機構に取付けるものは、タイバ等の昇温によりすべてのタイバやリンク機構にまったく等しく歪が発生しないという問題があったが、本発明ではそういった問題が発生しないという利点がある。しかし型締時には封入油用の油室３２に型締力が及ぼされることからピストン３１のパッキンを通ってごく僅かの作動油が、漏出油用の油室３４の側へ漏れる。
【００１８】
次にタイマにより所定の遅延時間が経過したことが検出される（Ｓ６）と、次に制御装置からの信号により射出モータが駆動され、図示しないスクリュが前進されて溶融樹脂が前記キャビティに射出充填される（Ｓ７）。その際に射出装置の射出圧力により油圧シリンダ３０の封入油用の油室３２の圧力もピークを迎えるが、必要以上の圧力上昇に対して型締用サーボモータ２１を制御することにより可動盤１９の位置を後退させることも可能である。また時定数に応じてスロープにより型締力を上昇または減少させる制御を行うことも可能である。そして射出充填後も油圧シリンダ３０が前記の設定された圧力となるように型締用サーボモータ２１の制御が行われる（Ｓ８，Ｓ９）。そしてタイマにより所定の冷却時間が経過する（Ｓ１０）と、再度型開閉用サーボモータが駆動され（Ｓ１１）、トグル機構が屈曲されて型開が行われる。その際漏出油用の油室３４に通じるパイロット型の逆止弁４２は閉鎖されており、前記油室３４の作動油がタンクに向けて急速に排出され型開動作に衝撃が加わることがない。そしてクロスヘッド２７が所定の位置まで後退すると型開完了位置であるとして（Ｓ１２）、型締用サーボモータの駆動を停止する（Ｓ１３）。そして成形品の取出しが行われる。そして成形作業を終了させない場合は次のサイクルへ移行する（Ｓ１４）。
【００１９】
なお本発明は、次のような実施例も想定される。実施例１としては、固定盤を２枚として固定盤側に配設した油圧シリンダの油圧を検出してクローズドループ制御を行う。
特に中段に固定盤が配設され、該固定盤に対して、上段に可動盤、下段に受圧盤が配設され、前記固定盤と受圧盤の間にトグル機構が設けられ、固定盤の側方に射出装置を設けた竪型射出成形機では、固定盤に油圧シリンダを配設することが有効である。
【００２０】
実施例２としては、第一可動盤と第二可動盤との間に配設される油圧シリンダとして、第一可動盤自体の中央にロッド部が設けられ、第二可動盤の凹部内に前記ロッド部が挿入されるタイプである。そして第二可動盤の凹部に油室が形成される。或いは第一可動盤に凹部が設けられ、第二可動盤のロッド部が前記凹部内に挿入されるものも同様である。このような構造とする場合、型開時の第一可動盤と第二可動盤とが所定以上開かないようにするストッパが必要となることは当然である。また実施例２の構造において漏出油は、ロッド部の周囲からベッド上に滴下してそれを回収するようにしてもよい。
【００２１】
実施例３としては、第一可動盤と第二可動盤との間に配設される油圧シリンダの封入油用の油室にブラダ（ゴム袋）を入れ、ブラダの中に油を封入する。ブラダ内に油を完全に封入する場合、型開時には常圧付近であり、型締により増圧されるようにする。そして前記ブラダ内の油圧またはブラダ表面の圧力を検出する。そのような構成を取ることにより油の漏洩量を無くすか、ごく僅かに減らすことができる。また前記プラダに対してポンプから作動油を供給するようにしてもよい。
【００２２】
また上記の図１に示される実施形態や実施例１ないし実施例３においては、異物の挟み込みを検出する金型保護工程に油圧センサ３８の圧力検出値を活用することができる。すなわちその金型保護制御は、可動盤１９等が前進したかどうかはクロスヘッド２７の位置により検出し、型締力の上昇は油圧センサ３８の圧力上昇により検出して異常を検出する。またその応用として前記油圧センサ３８からの圧力検出により金型の摺動部やバネの異常等も検出することが可能である。
【００２３】
なお本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を付加して実施することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の射出成形機の型締装置の概略図である。
【図２】本発明の射出成形機の型締制御方法を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００２５】
１１  型締装置
１４  固定金型
１５  固定盤
１８  可動金型
１９  可動盤
２０  トグル機構
２１  型締用サーボモータ
２８  第一可動盤
２９  第二可動盤
３０  油圧シリンダ
３１  ピストン
３５  ポンプ
３８  油圧センサ
３９  制御装置
【図１】
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【図２】
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