(57)【要約】【課題】型締力を変更するタイミングを設定するのを容易にし、条件出しを行うのに必要な時間を短くする。【解決手段】固定プラテン１１と、固定プラテン１１と所定の間隔を置いて配設されたリヤプラテン１３と、可動プラテン１２と、第１、第２の部材から成り、第１、第２の部材のうちの一方の部材がリヤプラテン１３に配設され、他方の部材が移動自在に配設され、電流が供給されて起磁力を発生させる電磁ユニットと、可動プラテン１２と他方の部材との間に、軸方向に移動自在に配設され、可動プラテン１２を支持するた加圧ピストンと、固定金型１５及び可動金型１６に発生する型締力を検出する荷重検出器５１と、型締力の目標値と、荷重検出器５１によって検出された型締力の検出値との偏差に基づいて型締力のフィードバック制御を行う型締力コントローラとを有する。【選択図】　　　　　図１
2004001543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）固定金型が取り付けられた固定プラテンと、
（ｂ）該固定プラテンと所定の間隔を置いて配設されたリヤプラテンと、
（ｃ）前記固定プラテンとリヤプラテンとの間に架設されたタイバーに沿って進退自在に配設され、かつ、可動金型が取り付けられた可動プラテンと、
（ｄ）第１、第２の部材から成り、該第１、第２の部材のうちの一方の部材が前記リヤプラテンに配設され、他方の部材が移動自在に配設され、電流が供給されて起磁力を発生させる電磁ユニットと、
（ｅ）前記可動プラテンと前記他方の部材との間に、軸方向に移動自在に配設され、可動プラテンを支持する加圧ピストンと、
（ｆ）前記固定金型及び可動金型に発生する型締力を検出する荷重検出器と、
（ｇ）前記型締力の目標値と、前記荷重検出器によって検出された型締力の検出値との偏差に基づいて前記型締力のフィードバック制御を行う型締力コントローラとを有することを特徴とする型締装置。
【請求項２】
前記第１、第２の部材はいずれも電磁石である請求項１に記載の型締装置。
【請求項３】
前記第１、第２の部材のうちの一方の部材は電磁石であり、他方の部材は電磁積層鋼板である請求項１に記載の型締装置。
【請求項４】
前記加圧ピストンは、リンク機構を介して他方の部材と連結される請求項１に記載の型締装置。
【請求項５】
（ａ）前記第１、第２の部材間のギャップを検出する距離検出器を有するとともに、
（ｂ）前記型締力コントローラは、前記ギャップの目標値と、前記距離検出器によって検出されたギャップの検出値との偏差に基づいて前記ギャップのフィードバック制御を行うギャップコントローラを備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の型締装置。
【請求項６】
前記型締力コントローラによるフィードバック制御とギャップコントローラによるフィードバック制御とを選択する選択手段を有する請求項５に記載の型締装置。
【請求項７】
前記タイバーに沿って移動自在に配設される電磁石フレームが配設される請求項１に記載の型締装置。
【請求項８】
（ａ）前記タイバーの後端に型厚調整ねじが形成され、
（ｂ）該型厚調整ねじと螺合させられる型厚調整ナットが前記リヤプラテンに配設される請求項７に記載の型締装置。
【請求項９】
（ａ）前記リヤプラテンにガイドポストが配設され、
（ｂ）前記他方の部材がガイドポストによって案内される請求項１に記載の型締装置。
【請求項１０】
前記タイバーの後端に型厚調整ねじが形成され、
（ｂ）該型厚調整ねじと螺合させられる型厚調整ナットが固定プラテンに配設される請求項９に記載の型締装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、型締装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形機においては、溶融させられた樹脂を、射出装置の射出ノズルから射出して、固定金型、及び該固定金型に対して進退自在に配設された可動金型から成る金型装置のキャビティ空間に充填（てん）し、固化させることによって成形品を得るようになっている。そして、前記可動金型を進退させて金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行うために型締装置が配設される。
【０００３】
該型締装置においては、例えば、サーボモータを駆動してボールねじを回転させることによって推力を発生させ、該推力をトグル機構によって拡大して型締力を発生させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の型締装置において、キャビティ空間内に樹脂が充満するまでは、キャビティ空間内の空気、ガス等が容易に排出されるように型締力が小さくされ、キャビティ空間内に樹脂が充満すると、バリ、ひけ、そり等が発生するのを防止するために、型締力が大きくされるが、成形中に型締力を変更する場合、型締力を変更するタイミングを設定するのが困難であり、条件出しを行うのに必要な時間が長くなってしまう。
【０００５】
また、トグル式の型締装置において、成形中に型締力を変更する場合、トグル機構を作動させるためのクロスヘッドの位置を調整して型締力を変更するようにしているが、トグル機構のトグル倍率特性が、トグル機構自体のガタ、摩擦、温度変化による熱膨張等の影響を大きく受けてしまうので、型締力の精度を高くすることができない。しかも、長期間にわたって型締装置を使用すると、型締力が変動し、型締めをバランス良く行うことができない。したがって、成形品に成形不良が発生してしまう。
【０００６】
本発明は、前記従来の型締装置の問題点を解決して、型締力を変更するタイミングを設定するのが容易であり、条件出しを行うのに必要な時間を短くすることができ、成形品に成形不良が発生するのを防止することができる型締装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の型締装置においては、固定金型が取り付けられた固定プラテンと、該固定プラテンと所定の間隔を置いて配設されたリヤプラテンと、前記固定プラテンとリヤプラテンとの間に架設されたタイバーに沿って進退自在に配設され、かつ、可動金型が取り付けられた可動プラテンと、第１、第２の部材から成り、該第１、第２の部材のうちの一方の部材が前記リヤプラテンに配設され、他方の部材が移動自在に配設され、電流が供給されて起磁力を発生させる電磁ユニットと、前記可動プラテンと前記他方の部材との間に、軸方向に移動自在に配設され、可動プラテンを支持する加圧ピストンと、前記固定金型及び可動金型に発生する型締力を検出する荷重検出器と、前記型締力の目標値と、前記荷重検出器によって検出された型締力の検出値との偏差に基づいて前記型締力のフィードバック制御を行う型締力コントローラとを有する。
【０００８】
本発明の他の型締装置においては、さらに、前記第１、第２の部材はいずれも電磁石である。
【０００９】
本発明の更に他の型締装置においては、さらに、前記第１、第２の部材のうちの一方の部材は電磁石であり、他方の部材は電磁積層鋼板である。
【００１０】
本発明の更に他の型締装置においては、さらに、前記加圧ピストンは、リンク機構を介して他方の部材と連結される。
【００１１】
本発明の更に他の型締装置においては、さらに、前記第１、第２の部材間のギャップを検出する距離検出器を有する。
【００１２】
そして、前記型締力コントローラは、前記ギャップの目標値と、前記距離検出器によって検出されたギャップの検出値との偏差に基づいて前記ギャップのフィードバック制御を行うギャップコントローラを備える。
【００１３】
本発明の更に他の型締装置においては、さらに、前記型締力コントローラによるフィードバック制御とギャップコントローラによるフィードバック制御とを選択する選択手段を有する。
【００１４】
本発明の更に他の型締装置においては、さらに、前記タイバーに沿って移動自在に配設される電磁石フレームが配設される。
【００１５】
本発明の更に他の型締装置においては、さらに、前記タイバーの後端に型厚調整ねじが形成される。
【００１６】
そして、該型厚調整ねじと螺（ら）合させられる型厚調整ナットが前記リヤプラテンに配設される。
【００１７】
本発明の更に他の型締装置においては、さらに、前記リヤプラテンにガイドポストが配設される。
【００１８】
そして、前記他方の部材がガイドポストによって案内される。
【００１９】
本発明の更に他の型締装置においては、さらに、前記タイバーの後端に型厚調整ねじが形成される。
【００２０】
そして、該型厚調整ねじと螺合させられる型厚調整ナットが固定プラテンに配設される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の第１の実施の形態における型締装置の第１の状態図、図２は本発明の第１の実施の形態における型締装置の第２の状態図である。
【００２３】
図において、１１は成形機フレーム１０に固定された固定プラテンであり、該固定プラテン１１と所定の間隔を置いてリヤプラテン１３が配設され、前記固定プラテン１１とリヤプラテン１３との間に４本のタイバー１４（図においては、２本のタイバー１４だけを示す。）が架設される。そして、該タイバー１４に沿って、かつ、固定プラテン１１に対して進退（図において左右方向に移動）自在に可動プラテン１２が配設される。
【００２４】
また、前記固定プラテン１１には固定金型１５が、前記可動プラテン１２には可動金型１６がそれぞれ取り付けられ、前記可動プラテン１２の進退に伴って固定金型１５と可動金型１６とが接離させられる。なお、前記固定金型１５及び可動金型１６によって金型装置が構成され、固定金型１５と可動金型１６とが接触させられると、固定金型１５と可動金型１６との間に図示されないキャビティ空間が形成され、図示されない射出装置の射出ノズルから射出された樹脂が前記キャビティ空間に充填される。
【００２５】
前記リヤプラテン１３の前面（図において右面）には第１の部材としての第１の電磁石１８が固定され、該第１の電磁石１８は、電磁積層鋼板１９及びコイル２１から成る。そして、前記タイバー１４に沿って前記リヤプラテン１３に対して移動自在に電磁石フレーム２０が配設される。該電磁石フレーム２０の背面（図において左面）には前記第１の電磁石１８と対向させて第２の部材としての第２の電磁石２２が固定され、該第２の電磁石２２は、電磁積層鋼板２３及びコイル２４から成る。なお、第１、第２の電磁石１８、２２によって電磁ユニットが構成される。
【００２６】
また、前記電磁石フレーム２０の前面には駆動手段としての減速機付きのサーボモータ２７が固定され、該サーボモータ２７と可動プラテン１２との間にはリンク機構、例えば、シングルトグル式のトグル機構３１が配設される。該トグル機構３１は、前記サーボモータ２７の出力軸２８に固定された第１リンク３２、前記可動プラテン１２に対して揺動自在に支持された第２リンク３３、該第２リンク３３の中心軸になるシャフト３５、及び前記第１リンク３２と第２リンク３３とを連結するピン３６から成る。したがって、図１に示される状態からサーボモータ２７を駆動することによってトグル機構３１を伸展させ、可動プラテン１２を介して可動金型１６を前進（図において右方向に移動）させて、図２に示されるように型閉じを行ったり、トグル機構３１を収縮させ、可動プラテン１２を介して可動金型１６を後退（図において左方向に移動）させて、図１に示すように型開きを行ったりすることができる。
【００２７】
一方、リヤプラテン１３の背面には型厚調整ナット２５が配設され、該型厚調整ナット２５と、前記タイバー１４の後端（図において左端）に形成された型厚調整ねじ１４ａとが螺合させられる。また、前記型厚調整ナット２５は、リヤプラテン１３に対して回転自在に配設されるが、軸方向においてリヤプラテン１３に拘束され、該リヤプラテン１３と共に移動させられる。したがって、トグル機構３１を伸展させ、固定金型１５と可動金型１６とを接触させた状態で、固定金型１５及び可動金型１６の厚さに対応させて、図示されないモータ、ギヤ等を介して前記型厚調整ナット２５を回転させることによって、型厚を調整することができる。
【００２８】
なお、本実施の形態においては、シングルトグル式のトグル機構３１を使用しているが、ダブルトグル式のトグル機構を使用することもできる。また、本実施の形態においては、サーボモータ２７の回転をトグル機構３１に直接伝達するようにしているが、図示されないプーリベルト、ボールねじ等の伝動部材を介して伝達することもできる。
【００２９】
そして、型締め時においては、図示されない制御装置によってコイル２１、２４に互いに逆向きの電流が供給される。このとき、前記第１、第２の電磁石１８、２２が同じ極性に励磁されて起磁力としての反発力を発生させ、該反発力は、トグル機構３１によって型締力として可動プラテン１２に伝達され、型締めが行われる。また、型閉じ時及び型開き時においては、前記制御装置によって、コイル２１、２４に同じ向きの電流が供給される。このとき、前記第１、第２の電磁石１８、２２が異なる極性に励磁されて吸引力を発生させ、該吸引力によって前記第１、第２の電磁石１８、２２が互いに吸引される。この場合、必要な吸引力は、前記型締力に比べて大幅に小さいので、コイル２１、２４のうちの一方に電流を供給し、第１、第２の電磁石１８、２２のうちの一方を吸着板として使用することもできる。
【００３０】
そして、前記トグル機構３１と可動プラテン１２との間には、トグル機構３１を介して可動プラテン１２に加えられる荷重、すなわち、型締力を検出する荷重検出器５１が配設される。なお、電磁石フレーム２０とトグル機構３１との間に荷重検出器を配設することもできる。
【００３１】
前記リヤプラテン１３及び電磁石フレーム２０には、第１、第２の電磁石１８、２２間のギャップを検出するための距離検出器５２が配設され、該距離検出器５２によって成形中におけるキャビティ空間内の樹脂の挙動を間接的に監視することができる。この場合、低い型締力が加えられている状態において、キャビティ空間内の樹脂の圧力、すなわち、金型内圧力が高くなり、固定金型１５と可動金型１６との間の合せ面となるパーティング面が開くと、可動金型１６の動作がトグル機構３１を介して電磁石フレーム２０に伝達され、該電磁石フレーム２０は第１の電磁石フレーム１８側に移動させられる。したがって、距離検出器５２によって検出されるギャップは小さくなる。これに対して、前記金型内圧力が低くなると、前記ギャップは大きくなる。
【００３２】
次に、前記構成の型締装置の動作について説明する。
【００３３】
図３は本発明の第１の実施の形態における型締装置のブロックを示す図、図４は本発明の第１の実施の形態における型締装置の動作を示すタイムチャートである。
【００３４】
図３において、５３は型締力を多段階に設定するための型締力設定器であり、該型締力設定器５３をオペレータが操作することによって各種の動作パラメータが入力されると、シーケンスコントローラ５４は、前記動作パラメータに従って型締力の目標値を発生させ、該目標値を型締力コントローラ５５に対して出力する。該型締力コントローラ５５は型締力のフィードバック制御を行う。そのために、型締力コントローラ５５は、前記目標値と荷重検出器５１によって検出された型締力の検出値との偏差を算出し、該偏差に基づいて、目標値と検出値とが一致するように第１、第２の電磁石１８、２２に流れる電流を制御し、型締力を目標値にする。
【００３５】
また、５６はギャップを多段階に設定するためのギャップ設定器であり、該ギャップ設定器５６をオペレータが操作することによって各種の動作パラメータが入力されると、シーケンスコントローラ５４は、前記動作パラメータに従ってギャップの目標値を発生させ、該目標値をギャップコントローラ５７に対して出力する。該ギャップコントローラ５７はギャップのフィードバック制御を行う。そのために、ギャップコントローラ５７は、前記目標値と距離検出器５２によって検出されたギャップの検出値との偏差を算出し、該偏差に基づいて、目標値と検出値とが一致するように第１、第２の電磁石１８、２２に流れる電流を制御し、ギャップを目標値にする。
【００３６】
この場合、図示されないクロスヘッドの位置を調整して型締力を変更する必要がないので、型締力の精度を高くすることができる。しかも、長期間にわたって型締装置を使用しても、型締力が変動することがないので、型締めをバランス良く行うことができる。したがって、成形品に成形不良が発生するのを防止することができる。
【００３７】
そして、５８は前記型締力コントローラ５５及びギャップコントローラ５７と第１、第２の電磁石１８、２２との間に配設された選択手段としての制御切替スイッチであり、オペレータによって設定された条件に従って前記制御切替スイッチ５８を切り替えることにより、射出工程中、保圧工程中及び冷却工程中に前記型締力コントローラ５５による型締力のフィードバック制御、又は前記ギャップコントローラ５７によるギャップのフィードバック制御を選択することができる。なお、型締力設定器５３、シーケンスコントローラ５４、型締力コントローラ５５、ギャップ設定器５６、ギャップコントローラ５７及び制御切替スイッチ５８によって型締力制御手段が構成される。
【００３８】
次に、前記型締装置の動作を各ステップに従って説明する。
ステップＳ１　型閉じ工程において、サーボモータ２７（図１）によってトグル機構３１が作動させられ、可動プラテン１２が前進させられる。このとき型締力は発生させられていない。なお、トグル機構３１を伸展させ、固定金型１５と可動金型１６とを接触させた状態で、あらかじめ型厚が調整される。
ステップＳ２　可動金型１６が、固定金型１５と可動金型１６との接触位置の手前の一定範囲内に到達すると、型締力のフィードバック制御が開始され、シーケンスコントローラ５４は、型締力設定器５３によってあらかじめ低く設定された型締力の目標値Ｐ０　を型締力コントローラ５５に対して出力するとともに、制御切替スイッチ５８を切り替えて型締力コントローラ５５と第１、第２の電磁石１８、２２とを接続する。
【００３９】
その結果、型締力コントローラ５５は、前記目標値Ｐ０　と荷重検出器５１によって検出された型締力の検出値との間の偏差に応じて第１、第２の電磁石１８、２２を流れる電流を制御し、前記目標値Ｐ０　と検出値とが一致するように反発力を発生させる。該反発力は型締力となって可動金型１６を固定金型１５に押し付ける。
ステップＳ３　シーケンスコントローラ５４は、前記目標値Ｐ０　と検出値とが一致したことを知り、射出工程を開始する。
ステップＳ４　キャビティ空間内に樹脂が充填される。このとき、前記目標値Ｐ０　と等しく、かつ、低い型締力が発生させられているので、金型内圧力が上昇するのに伴って、金型装置のパーティング面は徐々に開く。これに伴って、キャビティ空間内の空気、ガス等は金型装置外に排出される。
ステップＳ５　パーティング面が更に開くのに伴って、ギャップが小さくなり、ギャップがギャップ設定器５６によってあらかじめ設定された目標値Ｌ０　に達すると、シーケンスコントローラ５４は、前記目標値Ｌ０　をギャップコントローラ５７に対して出力するとともに、制御切替スイッチ５８を切り替えてギャップコントローラ５７と第１、第２の電磁石１８、２２とを接続し、ギャップのフィードバック制御を開始する。
【００４０】
このとき、ギャップコントローラ５７は、前記目標値Ｌ０　と距離検出器５２によって検出されたギャップの検出値との偏差に基づいて第１、第２の電磁石１８、２２を流れる電流を制御し、前記目標値Ｌ０　と検出値とが一致するように反発力を発生させる。したがって、該反発力によってギャップが目標値Ｌ０　未満にならないようにすることができるので、パーティング面が必要以上に開いてバリが発生するのを防止することができる。なお、この場合、型締力は徐々に大きくなる。
ステップＳ６　金型内圧力が徐々に高くなるとともに、型締力は徐々に大きくなりピーク値Ｐ１　になる。
ステップＳ７　ところで、冷却工程において、キャビティ空間内の樹脂が冷却され、固化して収縮し、それに伴って金型内圧力が低くなるが、このとき、ギャップを目標値Ｌ０　に保とうとすると、型締力が小さくなり、成形品にひけ、そり等が発生してしまう。
そこで、シーケンスコントローラ５４は、前記ピーク値Ｐ１　を目標値として型締力コントローラ５５に対して出力するとともに、制御切替スイッチ５８を切り替えて型締力コントローラ５５と第１、第２の電磁石１８、２２とを接続し、型締力のフィードバック制御を開始する。
【００４１】
このとき、型締力コントローラ５５は、前記目標値Ｐ０　と荷重検出器５１によって検出された型締力の検出値との偏差に基づいて第１、第２の電磁石１８、２２を流れる電流を制御し、前記目標値Ｐ０　と検出値とが一致するように反発力を発生させる。したがって、ギャップは大きくされ、キャビティ空間内の樹脂の収縮分を補正することができるので、成形品にひけ、そり等の成形不良が発生するのを防止することができる。
ステップＳ８　シーケンスコントローラ５４は、成形品の転写性を向上させるために、ギャップ設定器５６によってあらかじめ設定されたギャップの目標値Ｌ１　をギャップコントローラ５７に対して出力するとともに、制御切替スイッチ５８を切り替えてギャップコントローラ５７と第１、第２の電磁石１８、２２とを接続し、再びギャップのフィードバック制御を開始する。
【００４２】
このとき、ギャップコントローラ５７は、前記目標値Ｌ１　と距離検出器５２によって検出されたギャップの検出値とが一致するように反発力を発生させる。そして、シーケンスコントローラ５４は、ギャップの目標値Ｌ２　、Ｌ３　をギャップコントローラ５７に対して出力する。
ステップＳ９　冷却工程が完了すると、シーケンスコントローラ５４は、ギャップの目標値Ｌ４　（＝０）をギャップコントローラ５７に対して出力するとともに、制御切替スイッチ５８を切り替えて型締力コントローラ５５と第１、第２の電磁石１８、２２とを接続し、再び型締力のフィードバック制御を開始する。
【００４３】
このとき、型締力コントローラ５５は、前記目標値Ｌ４　と距離検出器５２によって検出されたギャップの検出値とが一致するように、すなわち、型締力の検出値が０になるように反発力を発生させる。
ステップＳ１０　サーボモータ２７はトグル機構３１を作動させ、可動プラテン１２を後退させ、所定の型開閉位置まで型開きを行う。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４５】
図５は本発明の第２の実施の形態における型締装置の第１の状態を示す正面図、図６は本発明の第２の実施の形態における型締装置の第２の状態を示す正面図、図７は本発明の第２の実施の形態における型締装置の第２の状態を示す平面図である。
【００４６】
図において、１１は固定プラテンであり、該固定プラテン１１と所定の間隔を置いてリヤプラテン１１３が配設され、前記固定プラテン１１とリヤプラテン１１３との間に４本のタイバー１４（図においては、２本のタイバー１４だけを示す。）が架設される。そして、該タイバー１４に沿って固定プラテン１１と対向させて可動プラテン１２が進退（図において左右方向に移動）自在に配設される。
【００４７】
また、前記固定プラテン１１には固定金型１５が、前記可動プラテン１２には可動金型１６がそれぞれ固定され、前記可動プラテン１２の進退に伴って固定金型１５と可動金型１６とが接離させられる。なお、固定金型１５と可動金型１６とが接触させられると、固定金型１５と可動金型１６との間に図示されないキャビティ空間が形成され、図示されない射出装置の射出ノズルから射出された樹脂が前記キャビティ空間に充填される。
【００４８】
前記リヤプラテン１１３の背面（図において左面）には第１の部材としての電磁石１１８が固定され、該電磁石１１８は、電磁積層鋼板１１９及びコイル１２１から成る。そして、前記電磁石１１８と対向させて吸着板１２２が移動自在に配設される。該吸着板１２２は、第２の部材としての電磁積層鋼板１２３、及び該電磁積層鋼板１２３を支持する吸着板フレーム１２０から成る。この場合、前記電磁石１１８及び吸着板１２２によって電磁ユニットが構成される。
【００４９】
本実施の形態においては、リヤプラテン１１３の背面に電磁石１１８を固定し、吸着板１２２を移動自在に配設しているが、リヤプラテン１１３の背面に吸着板１２２を固定し、電磁石１１８を移動自在に配設することもできる。
【００５０】
また、前記リヤプラテン１１３の背面には、４本のガイドポスト７１（図においては、２本のガイドポスト７１だけを示す。）が後方（図において左方）に向けて突出させて配設され、該ガイドポスト７１によって吸着板１２２が案内される。前記ガイドポスト７１は、吸着板１２２の厚さよりエアギャップ量δだけ長くされたロッド部７２、及び該ロッド部７２の先端に形成されたヘッド部７３から成る。そして、前記吸着板フレーム１２０には、前記ガイドポスト７１を貫通させるためのガイド穴７４が形成される。該ガイド穴７４は、リヤプラテン１１３側に開口させられる大径部７５及び吸着板１２２の背面側に開口させられる小径部７６から成り、該小径部７６にガイドブシュ７７が嵌（かん）入され、該ガイドブシュ７７と前記ロッド部７２とが摺（しゅう）動自在にされる。なお、前記ヘッド部７３の径は前記小径部７６の径より大きくされるので、ヘッド部７３によって前記吸着板１２２の移動が規制される。また、前記大径部７５とロッド部７２との間には筒状の間隙（げき）が形成され、該間隙にコイルばね７８が配設され、該コイルばね７８は吸着板１２２をリヤプラテン１１３から離す方向に付勢する。したがって、通常は、リヤプラテン１１３と吸着板１２２との間に最適なギャップが保たれる。この場合、該ギャップが小さくなると、電磁石１１８と吸着板１２２とが接触してしまい、ギャップが大きくなると、電磁石１１８によって発生させられる吸引力がその分小さくなり、型締力も小さくなる。
【００５１】
そして、前記リヤプラテン１１３及び吸着板フレーム１２０には、電磁石１１８と電磁積層鋼板１２３との間のギャップを検出するための距離検出器５２が配設され、該距離検出器５２によって成形中におけるキャビティ空間内の樹脂の挙動を間接的に監視することができる。すなわち、低い型締力が加えられている状態において金型内圧力が高くなり、パーティング面が開くと、可動金型１６の動作がリンク機構、例えば、トグル機構６１を介して吸着板フレーム１２０に伝達され、該吸着板フレーム１２０はリヤプラテン１１３から離れる側に移動させられる。したがって、距離検出器５２によって検出されるギャップは大きくなる。これに対して、前記金型内圧力が低くなると、ギャップは小さくなる。
【００５２】
そして、円柱状の加圧ピストン１７が、ベアリング８１によってリヤプラテン１１３に対して軸方向に移動自在に支持され、加圧ピストン１７の一端、すなわち、前端（図において右端）が荷重検出器５１を介して前記可動プラテン１２に固定され、電磁石１１８及びリヤプラテン１１３を貫通して後方に延び、加圧ピストン１７の他端、すなわち、後端（図において左端）がトグル機構６１を介して前記吸着板フレーム１２０と連結される。前記トグル機構６１は、前記加圧ピストン１７に対して揺動自在に支持された第１リンク６２、該第１リンク６２の中心軸になるピン６３、前記吸着板フレーム１２０に対して揺動自在に支持された第２リンク６４、該第２リンク６４の中心軸になるシャフト６５、及び前記第１リンク６２と第２リンク６４とを連結するピン６６から成り、図５に示される収縮状態と図６及び７に示される伸展状態とを採る。
【００５３】
この場合、加圧ピストン１７が、ベアリング８１によってリヤプラテン１１３に対して軸方向に移動自在に支持されるので、型閉じ時、型締め時及び型開き時において加圧ピストン１７がリヤプラテン１１３に対して傾くことがない。したがって、可動プラテン１２を安定させて支持することができ、固定プラテン１１と可動プラテン１２との間の平行度を高くすることができる。
【００５４】
また、前記吸着板フレーム１２０の背面には、一対のブラケット８４が突出させて形成され、前記シャフト６５は、ブラケット８４に配設されたベアリング８５を介して、吸着板フレーム１２０に対して回転自在に支持される。そして、前記シャフト６５は減速機８２を介して駆動手段としてのサーボモータ８３と連結され、該サーボモータ８３を駆動することによってトグル機構６１を伸縮させることができるようになっている。
【００５５】
さらに、前記タイバー１４の一端は、固定プラテン１１を貫通して延びて突出させられ、型厚調整ナット１２４と螺合させられる。そして、該型厚調整ナット１２４は、固定プラテン１１に対して回転自在に支持され、かつ、軸方向（型開閉方向）においては固定プラテン１１に拘束される。したがって、固定金型１５及び可動金型１６の厚さに対応させて、型厚調整ナット１２４を回転させると、固定プラテン１１に対する吸着板フレーム１２０の位置が調整される。その結果、固定プラテン１１とリヤプラテン１１３との間の距離が最適な値になり、大きな型締力を十分に発生させることができる。
【００５６】
そして、前記コイル１２１に電流を供給すると、電磁石１１８の起磁力としての吸引力によって吸着板１２２が電磁石１１８に吸引される。この場合、該電磁石１１８は電磁積層鋼板１１９を、吸着板１２２は電磁積層鋼板１２３をそれぞれ備えるので、吸引時の型締装置の応答性及び安定性を向上させることができる。
【００５７】
ところで、図５に示されるように、前記電磁石１１８及び電磁積層鋼板１２３は、左右（図７において上下）に分割され、前記加圧ピストン１７は左右のリヤプラテン１１３及び左右の電磁石１１８間を貫通して延び、前記トグル機構６１は左右の吸着板１２２間において伸縮させられる。したがって、リヤプラテン１１３及び吸着板１２２の外に加圧ピストン、リンク機構等を配設する必要がないので、型締装置を小型化することができる。
【００５８】
次に、前記構成の型締装置の型厚調整について説明する。
【００５９】
まず、サーボモータ８３を正方向に駆動してシャフト６５を正回転させ、トグル機構６１を伸展状態に置いて型厚調整を行う。すなわち、トグル機構６１を伸展状態に置いて図示されないモータ等を駆動して型厚調整ナット１２４を回転させ、固定金型１５と可動金型１６との間に所定の間隙を形成する。なお、前記トグル機構６１を伸展状態に置こうとしたときに、固定金型１５と可動金型１６とが接触してしまう場合は、前記型厚調整ナット１２４を回転させ、固定プラテン１１とリヤプラテン１１３との間の距離を大きくして、固定金型１５と可動金型１６との間に前記所定の間隙を形成するようにする。続いて、前記トグル機構６１を伸展状態に置いたまま型厚調整ナット１２４を少しずつ回転させ、固定金型１５と可動金型１６とが接触し、かつ、型締力が０である状態が形成されたときに、前記型厚調整ナット１２４の回転を停止させる。このようにして、型厚が調整される。
【００６０】
次に、前記構成の型締装置の動作について説明する。
【００６１】
図８は本発明の第２の実施の形態における型締装置のブロックを示す図、図９は本発明の第２の実施の形態における型締装置の動作を示すタイムチャートである。
【００６２】
図８において、５３は型締力設定器、５４はシーケンスコントローラ、５５は型締力コントローラであり、該型締力コントローラ５５は型締力のフィードバック制御を行う。そのために、型締力コントローラ５５は、シーケンスコントローラ５４によって発生させられた型締力の目標値と荷重検出器５１によって検出された型締力の検出値との偏差を算出し、該偏差に基づいて、目標値と検出値とが一致するように電磁石１１８に流れる電流を制御し、型締力を目標値にする。
【００６３】
また、５６はギャップ設定器、５７はギャップコントローラであり、該ギャップコントローラ５７はギャップのフィードバック制御を行う。そのために、ギャップコントローラ５７は、シーケンスコントローラ５４によって発生させられたギャップの目標値と距離検出器５２によって検出されたギャップの検出値との偏差を算出し、該偏差に基づいて、目標値と検出値とが一致するように電磁石１１８に流れる電流を制御し、ギャップを目標値にする。
【００６４】
そして、５８は前記型締力コントローラ５５及びギャップコントローラ５７と電磁石１１８との間に配設された選択手段としての制御切替スイッチであり、オペレータによって設定された条件に従って前記制御切替スイッチ５８を切り替えることにより、射出工程中、保圧工程中及び冷却工程中に前記型締力コントローラ５５による型締力のフィードバック制御、又は前記ギャップコントローラ５７によるギャップのフィードバック制御を選択することができる。なお、型締力設定器５３、シーケンスコントローラ５４、型締力コントローラ５５、ギャップ設定器５６、ギャップコントローラ５７及び制御切替スイッチ５８によって型締力制御手段が構成される。
【００６５】
次に、前記型締装置の動作を各ステップに従って説明する。
ステップＳ１１　型閉じ工程において、サーボモータ８３（図７）によってトグル機構６１が作動させられ、可動プラテン１２が前進させられる。このとき、型締力は発生させられていない。なお、トグル機構６１を伸展させ、固定金型１５と可動金型１６とを接触させた状態で、あらかじめ型厚が調整される。
ステップＳ１２　可動金型１６が、固定金型１５と可動金型１６との接触位置の手前の一定範囲内に到達すると、型締力のフィードバック制御が開始され、シーケンスコントローラ５４は、型締力設定器５３によってあらかじめ低く設定された型締力の目標値Ｐ１０を型締力コントローラ５５に対して出力するとともに、制御切替スイッチ５８を切り替えて型締力コントローラ５５と電磁石１１８とを接続する。
【００６６】
その結果、型締力コントローラ５５は、前記目標値Ｐ１０と荷重検出器５１によって検出された型締力の検出値との間の偏差に応じて電磁石１１８を流れる電流を制御し、前記目標値Ｐ１０と検出値とが一致するように吸引力を発生させる。該吸引力は型締力となって可動プラテン１２を更に前進させる。
ステップＳ１３　シーケンスコントローラ５４は、前記目標値Ｐ１０と検出値とが一致したことを知り、射出工程を開始する。
ステップＳ１４　キャビティ空間内に樹脂が充填される。このとき、目標値Ｐ１０と等しく、かつ、低い型締力が発生させられているので、金型内圧力が上昇するのに伴って、金型装置のパーティング面は徐々に開く。これに伴って、キャビティ空間内の空気、ガス等は金型装置外に排出される。
ステップＳ１５　パーティング面が更に開くのに伴って、ギャップが大きくなり、ギャップがギャップ設定器５６によってあらかじめ設定された目標値Ｌ１０に達すると、シーケンスコントローラ５４は、ギャップＬ１０を目標値としてギャップコントローラ５７に対して出力するとともに、制御切替スイッチ５８を切り替えてギャップコントローラ５７と電磁石１１８とを接続し、ギャップのフィードバック制御を開始する。
【００６７】
このとき、ギャップコントローラ５７は、前記目標値Ｌ１０と距離検出器５２によって検出されたギャップの検出値との偏差に応じて電磁石１１８を流れる電流を制御し、前記目標値Ｌ１０と検出値とが一致するように吸引力を発生させる。したがって、該吸引力によってギャップが目標値Ｌ１０以上にならないようにすることができるので、パーティング面が必要以上に開いてバリが発生するのを防止することができる。なお、この場合、型締力は徐々に大きくなる。
ステップＳ１６　金型内圧力が徐々に高くなるとともに、型締力は徐々に大きくなりピーク値Ｐ１１になる。
ステップＳ１７　ところで、冷却工程において、キャビティ空間内の樹脂が冷却され、固化して収縮し、それに伴って金型内圧力が低くなるが、このとき、ギャップを目標値Ｌ１０に保とうとすると、型締力が小さくなり、成形品にひけ、そり等が発生してしまう。
【００６８】
そこで、シーケンスコントローラ５４は、前記ピーク値Ｐ１１を目標値として型締力コントローラ５５に対して出力するとともに、制御切替スイッチ５８を切り替えて型締力コントローラ５５と電磁石１１８とを接続し、型締力のフィードバック制御を開始する。
【００６９】
このとき、型締力コントローラ５５は、前記目標値Ｐ１１と荷重検出器５１によって検出された型締力の検出値との偏差に応じて電磁石１１８を流れる電流を制御し、前記目標値Ｐ１１と検出値とが一致するように吸引力を発生させる。したがって、ギャップは小さくされ、キャビティ空間内の樹脂の収縮分を補正することができるので、成形品にひけ、そり等の成形不良が発生するのを防止することができる。
【００７０】
また、前記ピーク値Ｐ１１を目標値として型締力のフィードバック制御を行うようになっているので、型締力を変更するタイミングを設定するのが容易であり、条件出しを行うのに必要な時間を短くすることができる。
ステップＳ１８　シーケンスコントローラ５４は、成形品の転写性を向上させるために、ギャップ設定器５６によってあらかじめ設定されたギャップの目標値Ｌ１１をギャップコントローラ５７に対して出力するとともに、制御切替スイッチ５８を切り替えてギャップコントローラ５７と電磁石１１８とを接続し、再びギャップのフィードバック制御を開始する。
【００７１】
このとき、ギャップコントローラ５７は、前記目標値Ｌ１１と距離検出器５２によって検出されたギャップの検出値とが一致するように吸引力を発生させる。そして、シーケンスコントローラ５４は、ギャップの目標値Ｌ１２、Ｌ１３をギャップコントローラ５７に対して出力する。
ステップＳ１９　冷却工程が完了すると、シーケンスコントローラ５４は、ギャップの目標値Ｌ１４（＝δ）をギャップコントローラ５７に対して出力するとともに、制御切替スイッチ５８を切り替えて型締力コントローラ５５と電磁石１１８とを接続し、再び型締力のフィードバック制御を開始する。
【００７２】
このとき、型締力コントローラ５５は、前記目標値Ｌ１４と距離検出器５２によって検出されたギャップの検出値とが一致するように、すなわち、型締力の検出値が０になるように吸引力を発生させる。
ステップＳ２０　サーボモータ８３はトグル機構６１を作動させ、可動プラテン１２を後退させ、所定の型開閉位置まで型開きを行う。
【００７３】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、型締装置においては、固定金型が取り付けられた固定プラテンと、該固定プラテンと所定の間隔を置いて配設されたリヤプラテンと、前記固定プラテンとリヤプラテンとの間に架設されたタイバーに沿って進退自在に配設され、かつ、可動金型が取り付けられた可動プラテンと、第１、第２の部材から成り、該第１、第２の部材のうちの一方の部材が前記リヤプラテンに配設され、他方の部材が移動自在に配設され、電流が供給されて起磁力を発生させる電磁ユニットと、前記可動プラテンと前記他方の部材との間に、軸方向に移動自在に配設され、可動プラテンを支持する加圧ピストンと、前記固定金型及び可動金型に発生する型締力を検出する荷重検出器と、前記型締力の目標値と、前記荷重検出器によって検出された型締力の検出値との偏差に基づいて前記型締力のフィードバック制御を行う型締力コントローラとを有する。
【００７５】
この場合、型締力を変更するタイミングを設定するのが容易であり、条件出しを行うのに必要な時間を短くすることができる。
【００７６】
そして、クロスヘッドの位置を調整して型締力を変更する必要がないので、型締力の精度を高くすることができる。しかも、長期間にわたって型締装置を使用しても、型締力が変動することがないので、型締めをバランス良く行うことができる。したがって、成形品に成形不良が発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における型締装置の第１の状態図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における型締装置の第２の状態図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における型締装置のブロックを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における型締装置の動作を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態における型締装置の第１の状態を示す正面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における型締装置の第２の状態を示す正面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における型締装置の第２の状態を示す平面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における型締装置のブロックを示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における型締装置の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１１　　固定プラテン
１２　　可動プラテン
１３、１１３　　リヤプラテン
１４　　タイバー
１４ａ　　型厚調整ねじ
１５　　固定金型
１６　　可動金型
１７　　加圧ピストン
１８、２２　　第１、第２の電磁石
２５　　型厚調整ナット
３１、６１　　トグル機構
５１　　荷重検出器
５２　　距離検出器
５５　　型締力コントローラ
５７　　ギャップコントローラ
５８　　制御切替スイッチ
７１　　ガイドポスト
１１８　　電磁石
１２３　　電磁積層鋼板
【図１】
2004001543.tif 000003
【図２】
2004001543.tif 000004
【図３】
2004001543.tif 000005
【図４】
2004001543.tif 000006
【図５】
2004001543.tif 000007
【図６】
2004001543.tif 000008
【図７】
2004001543.tif 000009
【図８】
2004001543.tif 000010
【図９】
2004001543.tif 000011