(57)【要約】【課題】トグル機構を用いた射出成形機の型締め装置において、クロスヘッドの増し締め量に正確に対応する大きさの型締め力を得る。【解決手段】次の工程順で型締め力の調整を行う。▲１▼型開閉モータを駆動し、トグル機構８をトグルリンク１２が伸び切るデッドポイントの手前の状態とする。この状態を図１に示す。▲２▼この状態から型厚モータを駆動し、型厚調整機構１０によりテールプレート４を前進させ、移動金型６を固定金型２に当接させる。▲３▼型開閉モータをＯＦＦとし、続いてテールプレート４による押し付け力によりトグルリンク１２を縮めてクロスヘッド１４を後退させる。▲４▼クロスヘッド１４の位置が所望の型締め力に対応する位置に後退したとき型厚モータの駆動を停止する。なお、クロスヘッド１４の位置、移動量は型開閉モータに付設したエンコーダにより検出する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機台に固定され固定金型が取り付けられた固定ダイプレートと、前記固定ダイプレートに固定されかつテールプレートに架け渡されたタイバーと、前記タイバーに沿って移動可能で移動金型が取り付けられた移動ダイプレートと、前記移動ダイプレートとテールプレートの間に配設され、前記移動ダイプレートを前記タイバーに沿って進退させ型開閉及び型締めを行うトグル機構と、該トグル機構を作動させる型開閉用サーボモータと、前記テールプレートを前記タイバーに沿って移動させることにより該テールプレートとともに前記トグル機構及び移動ダイプレートを一体に移動させる型厚調整機構と、該型厚調整機構を作動させる型厚モータを備え、前記型開閉用サーボモータが駆動して前記トグル機構のクロスヘッドを進退させ、これにより同機構のトグルリンクが伸縮して前記移動ダイプレートを前記タイバーに沿って進退させるようになっている成形機の型締め装置において、前記固定金型と移動金型を型締めしたときに所望の型締め力が得られるようにする型締め力調整方法であり、前記型厚モータを駆動し、前記型厚調整機構により前記テールプレートを前進させて前記移動金型を固定金型に当接させ、続いて前記テールプレートによる押し付け力により前記トグルリンクを縮めて前記クロスヘッドを後退させ、該クロスヘッドの位置が所望の型締め力に対応する位置に後退したとき前記型厚モータの駆動を停止することを特徴とする型締め装置における型締め力調整方法。
【請求項２】
前記テールプレートを前進させて前記移動金型を固定金型に当接させるとき、前記トグル機構は、トグルリンクが伸び切るデッドポイントの手前の状態であることを特徴とする請求項１に記載された型締め装置の型締め力調整方法。
【請求項３】
前記クロスヘッドの位置は、前記型開閉用サーボモータに付設されたエンコーダにより検出することを特徴とする請求項１又は２に記載された型締め装置の型締め力調整方法。
【請求項４】
前記移動金型が前記固定金型に当接したのち、前記型開閉用サーボモータをオフにすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された型締め装置の型締め力調整方法。
【請求項５】
機台に固定され固定金型が取り付けられた固定ダイプレートと、前記固定ダイプレートに固定されかつテールプレートに架け渡されたタイバーと、前記タイバーに沿って移動可能で移動金型が取り付けられた移動ダイプレートと、前記移動ダイプレートとテールプレートの間に配設され、前記移動ダイプレートを前記タイバーに沿って進退させ型開閉及び型締めを行うトグル機構と、該トグル機構を作動させる型開閉用サーボモータと、前記テールプレートを前記タイバーに沿って移動させることにより該テールプレートとともに前記トグル機構及び移動ダイプレートを一体に移動させる型厚調整機構と、該型厚調整機構を作動させる型厚モータを備え、前記型開閉用サーボモータが駆動して前記トグル機構のクロスヘッドを進退させ、これにより同機構のトグルリンクが伸縮して前記移動ダイプレートを前記タイバーに沿って進退させるようになっている成形機の型締め装置において、さらに、前記トグル機構内における前記クロスヘッドの位置を検知する検知手段と、該検知手段の信号に基づき前記型開閉サーボモータを駆動してクロスヘッドをデッドポイントの手前に位置させ、続いて型厚モータを駆動して前記テールプレートを前進させ、前記クロスヘッドの位置が所望の型締め力に対応する位置に後退したことを前記検知手段の信号により検知したとき前記型厚モータの駆動を停止させ、一方、前記テールプレートの前進に伴い前記移動金型が固定金型に当接した後又はそれ以前のタイミングで、前記型開閉サーボモータをオフにし前記クロスヘッドの後退を可能にする制御手段を備え、これにより前記固定金型と移動金型を型締めしたときに所望の型締め力が得られるようにしたことを特徴とする型締め装置。
【請求項６】
前記検知手段は、前記型開閉サーボモータに付設されたエンコーダであることを特徴とする請求項５に記載された型締め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機やダイキャストマシン等の成形機の型締め装置において、固定金型と移動金型を閉じて型締めを行う場合に、型締め完了時に所定の型締め力が得られるようにするための型締め力調整方法及び型締め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機は射出装置と型締め装置からなり、型締め装置は、例えば図６及び図７に示すように、機台１に固定され固定金型２が取り付けられた固定ダイプレート３と、固定ダイプレート３に固定されかつテールプレート４に架け渡されたタイバー５と、タイバー５に沿って移動可能で移動金型６が取り付けられた移動ダイプレート７と、移動ダイプレート７とテールプレート４の間に配設され、移動ダイプレート７をタイバー５に沿って進退させ型開閉及び型締めを行うトグル機構８と、トグル機構８を作動させる型開閉用サーボモータ９と、テールプレート４をタイバー５に沿って移動させることにより該テールプレート４とともにトグル機構８及び移動ダイプレート７を一体に移動させる型厚調整機構１０と、型厚調整機構１０を作動させる型厚モータ１１を備える。
【０００３】
トグル機構８は、テールプレート４と移動ダイプレート７を連結するトグルリンク１２と、トグルリンク１２にリンク１３を介して連結したクロスヘッド１４、クロスヘッド１４の後方側に固定されたボールねじ軸１５、ボールねじ軸１５とともにボールねじ機構の一部をなす図示しないボールねじナット等からなり、型開閉用サーボモータ９が駆動してタイミングベルト１６を介しプーリー１７及び該プーリー１７に固定された前記ボールねじナットを回転させ、ボールねじ軸１５を軸方向に移動させ、これによりクロスヘッド１４が進退し、トグルリンク１２が伸縮するようになっている。
型厚調整機構１０は、各タイバー５の端部に形成された雄ねじに螺合するタイナット１８と、各タイナット１８の外周に噛み合う共通のメインギヤ１９からなり、型厚モータ１１が駆動してモータギヤ２０を介しメインギヤ１９及び各ナット１８を回転させ、これによりテールプレート４、トグル機構８及び移動ダイプレート７が一体としてタイバー５に沿って移動（前進・後退）するようになっている。
【０００４】
上記型締め装置において型閉じ及び型締めを行う場合、型開閉用サーボモータ９を駆動してクロスヘッド１４を前進させトグルリンク１２を伸長させる。移動金型６のパーティング面が固定金型２のパーティング面に当接した型閉じの瞬間（図６の実線参照）は、トグルリンク１２はまだ伸び切ってなく、この時点では型締め力は作用しない。ここからさらにクロスヘッド１４が前進すると、トグルリンク１２が伸長し、タイバー５が伸ばされ、その反力に基づく型締め力が移動金型６と固定金型２の間に作用する。
トグルリンク１２が伸長し切ったときのトグル機構８の状態をデッドポイントといい（図６の破線参照）、このとき最大の型締め力が発生する。クロスヘッド１４はこのデッドポイントの位置を型締め完了位置として、前進時、ここで停止するように設定されている。
【０００５】
移動金型６と固定金型２が接触したときのクロスヘッド１４の位置（型締め力ゼロ）から、デッドポイントにおけるクロスヘッド１４の位置（型締め力最大）までのクロスヘッド１４のストローク（移動距離）が、クロスヘッド１４の増し締め量といわれている。増し締め量と型締め力の間には例えば図８に示すように装置固有の一定の関係がある。
このような型締め装置において、使用する金型を交換したとき、通常、金型の厚みも変わるため、前記デッドポイントにおいて所望の型締め力を発生させるためには、金型の厚さに応じて、テールプレート４（トグル機構８及び移動ダイプレート７も一体で）を、タイバー５に沿って前進又は後退させ、前記所望の型締め力に対応した増し締め量に設定する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の増し締め量設定の方法としては、例えば、▲１▼型厚モータを駆動してテールプレートを後退させ、金型交換後、型厚モータを駆動してテールプレートを前進させ移動金型を固定金型に当接させた後、型開閉サーボモータを駆動してクロスヘッドをデッドポイントの位置から後退させ、続いて型厚モータを駆動してテールプレートを増し締め量相当分前進させる方法、及び、▲２▼型厚モータを駆動してテールプレートを後退させ、金型交換後、型開閉サーボモータを駆動してクロスヘッドをデッドポイントの位置から増し締め量分だけ後退させ、続いて型厚モータを駆動してテールプレートを前進させ、移動金型を固定金型に当接させる方法が知られている（特公平８−２５２１３号公報の図７及び図５参照）。
【０００７】
しかし、上記方法では、テールプレートを増し締め量相当分前進させるとき、又はクロスヘッドを増し締め量分後退させるとき、テールプレート、トグル機構及び移動ダイプレートからなる型締め機構がフリー状態（どの方向にも力が加わっていない状態）になっているため、該型締め機構のバックラッシやガタの影響を受けて、設定された増し締め量では所望の型締め力が得られないことがあった。特に、射出成形機が長期にわたって使用され、ガタが大きくなった場合など、その影響が顕著に出る懸念があった。
従って、本発明の目的は、型締め機構のバックラッシやガタの影響を受けることなく、設定どおりの型締め力を得ることが可能な型締め力調整方法及び型締め装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、機台に固定され固定金型が取り付けられた固定ダイプレートと、前記固定ダイプレートに固定されかつテールプレートに架け渡されたタイバーと、前記タイバーに沿って移動可能で移動金型が取り付けられた移動ダイプレートと、前記移動ダイプレートとテールプレートの間に配設され、前記移動ダイプレートを前記タイバーに沿って進退させ型開閉及び型締めを行うトグル機構と、該トグル機構を作動させる型開閉用サーボモータと、前記テールプレートを前記タイバーに沿って移動させることにより該テールプレートとともに前記トグル機構及び移動ダイプレートを一体に移動させる型厚調整機構と、該型厚調整機構を作動させる型厚モータを備え、前記型開閉用サーボモータが駆動して前記トグル機構のクロスヘッドを進退させ、これにより同機構のトグルリンクが伸縮して前記移動ダイプレートを前記タイバーに沿って進退させるようになっている成形機の型締め装置において、前記固定金型と移動金型を型締めしたときに所望の型締め力が得られるようにする型締め力調整方法であり、前記型厚モータを駆動し、前記型厚調整機構により前記テールプレートを前進させて前記移動金型を固定金型に当接させ、続いて前記テールプレートによる押し付け力により前記トグルリンクを縮めて前記クロスヘッドを後退させ、該クロスヘッドの位置が所望の型締め力に対応する位置に後退したとき前記型厚モータの駆動を停止することを特徴とする。
【０００９】
上記型締め力調整方法によれば、型厚モータの駆動力により移動金型が固定金型に押し付けられた状態、すなわち実際の型締め時と同じ方向に移動金型が押し付けられた状態でクロスヘッドの増し締め量が設定される。従って、クロスヘッドは、型締め機構のバックラッシやガタの影響を受けることなく、テールプレートの前進量に対応して後退する。そのため、この調整後に型締めを行ったとき、クロスヘッドの増し締め量に正確に対応する大きさの型締め力を得ることができる。
【００１０】
上記型締め力調整方法において、具体的に次のような方法を取り得る。
▲１▼テールプレートを前進させて移動金型を固定金型に当接させるとき、トグル機構を、トグルリンクが伸び切るデッドポイントの手前の状態とする。トグル機構の特性上、トグル機構がデッドポイントの状態では、型厚モータの作動（テールプレートの前進）のみではトグルリンクが縮まないためである。▲２▼クロスヘッドの位置は、型開閉用サーボモータに付設されたエンコーダにより検出する。テールプレートの位置を検出する必要がないため、型厚モータには位置検出用のエンコーダは不要である。▲３▼前記移動金型が前記固定金型に当接したのち、前記型開閉用サーボモータのスイッチをオフにする。これにより、該型開閉用サーボモータのトルクがフリーとなり、テールプレートの押し付け力でトグルリンクが縮む得るようになる。
【００１１】
また、本発明に係る型締め装置は、上記型締め力調整方法を実施するため、前記トグル機構内における前記クロスヘッドの位置を検知する検知手段と、該検知手段の信号に基づき前記型開閉サーボモータを駆動してクロスヘッドをデッドポイントの手前に位置させ、続いて型厚モータを駆動して前記テールプレートを前進させ、前記クロスヘッドの位置が所望の型締め力に対応する位置に後退したことを前記検知手段の信号により検知したとき前記型厚モータの駆動を停止させ、一方、前記テールプレートの前進に伴い前記移動金型が固定金型に当接した後又はそれ以前のタイミングで、前記型開閉サーボモータをオフにし前記クロスヘッドの後退を可能にする制御手段を備え、これにより前記固定金型と移動金型を型締めしたときに所望の型締め力が得られるようにしたことを特徴とする。この型締め装置において、前記検知手段は、例えば前記型開閉サーボモータに付設されたエンコーダである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５参照し、本発明に係る型締め力調整方法及び型締め装置について、より具体的に説明する。なお、図１〜図４の型締め装置に付与した番号は図６及び図７に記載したものと同じ意味をもつ。
この型締め装置には、型締め力調整を自動的に行うための制御装置２１が設けられる。この制御装置２１の機能については、後述する型締め力調整方法の説明の中で明らかにされる。また、この型締め装置において、型開閉サーボモータ９に付設されたエンコーダが、トグル機構８内におけるクロスヘッド１４の位置及び移動量を検知する検知手段として機能する。ただし、型開閉サーボモータ９に付設されたエンコーダとその機能自体は、新規なものではない。
【００１３】
本発明に係る型締め力調整方法の例を、図５のフロー図のステップ順に説明する。
（Ｓ１）型締め力設定；
金型を交換後、交換後の金型に必要な型締め力を、制御装置２１に入力する。
（Ｓ２）クロスヘッド増し締め量計算；
制御装置２１において、クロスヘッドの増し締め量と型締め力の関係に基づき、設定した型締め力に対応するクロスヘッドの増し締め量（Ｘｍｍ）が計算され、さらに、型締め力調整時のみの暫定的な増し締め量として、Ｚ（ｍｍ）＝Ｘ（ｍｍ）＊Ｙ（％）が計算される。ただし、Ｙ＜１００。
（Ｓ３）自動型締め力調整起動；
自動型締め力調整を開始する。以後、制御装置２１により、以下のステップが自動的に進められる。
【００１４】
（Ｓ４）クロスヘッド前進（Ｚｍｍまで）；
型開閉サーボモータ９を調整モード（＝低速運転）で駆動し、クロスヘッド１４を前進させる。型開閉サーボモータ９のエンコーダのパルス信号が制御装置２１に送られ、クロスヘッド１４の位置及び移動量（増し締め量）が検知される。このステップにおけるクロスヘッド１４の増し締め量は、先に計算されたＺｍｍまでである。従って、仮にクロスヘッド１４が増し締め量の限界（Ｚｍｍ）まで前進しても、トグルリンク１２はデッドポイントまで達せず、僅かに屈曲した状態である。
（Ｓ５）金型当接？（トルク測定）；
クロスヘッド１４が増し締め量の限界（Ｚｍｍ）に達するまでに、移動金型６のパーティング面が固定金型２のパーティング面に当接すると、移動金型６・移動ダイプレート７→トグルリンク１２→クロスヘッド１４→ボールねじ機構→型開閉サーボモータ９と力が伝達され、該型開閉サーボモータ９のトルクが変化する（電流値の変化として表れる）。型開閉サーボモータ９のトルクは該型開閉サーボモータ９に設けたトルクセンサにより検知され、検知信号は制御装置２１に送られている。トルクが変化して予め設定された値に達したとき、移動金型６が固定金型２に当接したものと判定され、Ｓ６に進む。
一方、クロスヘッド１４が増し締め量の限界（Ｚｍｍ）に達するまで、トルクセンサによりトルクの変化が検出されない場合、移動金型６が固定金型２に当接しなかったと判定され、Ｓ８に進む。そのときの型締め装置の状態を図１に示す。図１に示すように、クロスヘッド１４及びトグルリンク１２はデッドポイントまで達せず、トグルリンク１２は僅かに屈曲した状態である。
【００１５】
（Ｓ６）クロスヘッド後退；
型開閉サーボモータ９を調整モードで逆に駆動し、クロスヘッド１４を所定距離後退させる。これにより、移動金型６と固定金型２が当接している状態をいったん解消する。移動金型６と固定金型２が当接した状態のままでは、そこに少しであるが型締め力が発生し、テールプレート４が反力を受けてタイバー５を伸ばす方向に押し付けられる。そのため、テールプレート４とタイバー５に組み込まれている型厚調整機構１０に大きな抵抗が作用し、型厚モータ１１を駆動してもテールプレート４等が動かなくなることがある。従って、次のＳ７に進むには、ここで移動金型６と固定金型２が当接している状態をいったん解消する必要がある。
（Ｓ７）テールプレート後退；
型厚モータ１１を調整モードで駆動し、テールプレート４、トグル機構８、移動ダイプレート７及び移動金型６を後退させる。
Ｓ４〜Ｓ７のステップは、増し締め量Ｚｍｍ（デッドポイントの少し手前、すなわちトグルリンク１２が僅か屈曲している状態）において、型開閉サーボモータ９にトルクが掛からない状態（移動金型６と固定金型２のパーティング面が開いている状態）を作りだすためのステップである。移動金型６と固定金型２が始めから十分離れていれば、Ｓ５〜Ｓ７のステップは省略できる。
【００１６】
（Ｓ８）テールプレート前進；
型厚モータ１１を調整モードで駆動し、テールプレート４、トグル機構８、移動ダイプレート７及び移動金型６を前進させる。
（Ｓ９）金型当接？（トルク測定）；
移動金型６が前進し、そのパーティング面が固定金型２のパーティング面に当接すると、型開閉サーボモータ９のトルクが変化する。トルクセンサ（Ｓ５のトルクセンサと同じ）によりトルクの変化が検出されるまで型厚モータ１１の駆動を続け、トルクが変化して予め設定された値に達したとき、移動金型６が固定金型２に当接したものと判定され、Ｓ１０に進む。このときの型締め装置の状態を図２に示す。
【００１７】
（Ｓ１０）型開閉サーボモータＯＦＦ；
型開閉サーボモータ９のスイッチをオフにして、型開閉サーボモータ９が発生するトルクを解消する。ただし、エンコーダのパルス信号は制御装置２１に送られ、クロスヘッド１４の位置検出は継続している。
なお、型開閉サーボモータＯＦＦのタイミングは、移動金型６が固定金型２に当接する前の時点でもよい。
（Ｓ１１）テールプレート前進；
型厚モータ１１を調整モードで駆動し、テールプレート４を前進させる。移動金型６が固定金型に当接しているので、移動ダイプレート７及び移動金型６は移動しない。型厚モータ１１によるテールプレートの押し付け力により、トグルリンク１２は縮み、同時にクロスヘッド１４は後退する。トグルリンク１２は僅か屈曲している状態であるため、前記押し付け力のみで縮むことが可能である。Ｓ２において暫定的な増し締め量としてＺｍｍを計算し、Ｓ４においてクロスヘッド１４の増し締め量をＺｍｍとしたのは、これを可能とするためである。
このステップのテールプレート４の前進（型厚モータ１１の駆動）は、Ｓ８のテールプレート４の前進に続く一連の動きであってよい（いったん停止する必要はない）。
【００１８】
（Ｓ１２）クロスヘッドＸｍｍ到達？（位置測定）；
型開閉サーボモータ１１のエンコーダのパルス信号によりクロスヘッド１４の位置及び移動量が検知される。クロスヘッド１４がデッドポイントから増し締め量分（Ｘｍｍ）後退したことを検知したとき、Ｓ１３に進む。このときの型締め装置の状態を図３に示す。
（Ｓ１３）テールプレート停止、型開閉サーボモータＯＮ；
型厚モータ１１を停止して、クロスヘッド１４の増し締め量（Ｘｍｍ）を確定する。同時に型開閉サーボモータ９のスイッチをＯＮとして、発生するトルクによりトグル機構８の無駄な動きを封じる。
（Ｓ１４）自動型締め力調整完了；
制御装置２１によって制御された自動型締め力調整が完了し、型厚モータ１１及び型開閉サーボモータ９を調整モードから通常モードに戻す。
【００１９】
【発明の効果】
本発明に係る型締め調整方法によれば、型厚モータの駆動力により移動金型が固定金型に押し付けられた状態、すなわち実際の型締め時と同じ方向に移動金型が押し付けられた状態でクロスヘッドの増し締め量が設定されるため、型締め機構のバックラッシやガタの影響を受けず、この調整後に型締めを行ったとき、クロスヘッドの増し締め量に正確に対応する大きさの型締め力を得ることができる。従って、射出成形機等の型締め装置を長期に渡って使用した後でも、調整の度に設定通りの型締め力を得ることが可能となる。また、型厚モータにエンコーダが不要であるため、コストも低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る型締め装置の一部断面側面図である。
【図２】本発明に係る型締め装置の一部断面側面図である。
【図３】本発明に係る型締め装置の一部断面側面図である。
【図４】本発明に係る型締め装置の制御系を示す図である。
【図５】本発明に係る型締め力調整方法の一例を示すフロー図である。
【図６】型締め装置の一部断面側面図（一部省略）である。
【図７】型締め装置の側面図である。
【図８】クロスヘッドの増し締め量と型締め力の関係を示す概念図である。
【符号の説明】
２　固定金型
３　固定ダイプレート
４　テールプレート
５　タイバー
６　移動金型
７　移動ダイプレート
８　トグル機構
９　型開閉サーボモータ
１０　型厚調整機構
１１　型厚モータ
１２　トグルリンク
１４　クロスヘッド
１５　ボールねじ軸
１７　プーリー
１８　タイナット
１９　メインギヤ
２１　制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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