(57)【要約】【課題】直圧式の型締装置による型締制御において、型締シリンダによる型締行程中に任意のタイミングにてプラテン間を開かせる制御を簡易に実現できる型締制御方式を提供する。【解決手段】可動プラテン３を移動させるための型開閉シリンダ２と、可動プラテンに対し所定の型締力を与えるための型締シリンダ１とを有する型締装置による射出成形機の型締制御方式であり、型開閉シリンダによる圧力を検出するための型開閉シリンダ圧力検出器８と、型締シリンダによる圧力を検出するための型締シリンダ圧力検出器９と、可動プラテンの移動量を検出するための型開閉位置検出器１０と、前記各検出器の検出信号を受けて型締制御を行うための制御装置７とを備える。制御装置は、型締シリンダによる型締行程中に任意のタイミングで可動プラテンを開とする制御を実行する。【選択図】      図１
2004154967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動プラテンを移動させるための第１の駆動部と、
前記可動プラテンに対して所定の型締力を与えるための第２の駆動部を有する型締装置による型締制御方式において、
前記第１の駆動部の駆動力を検出する第１の駆動力検出手段と、
前記第２の駆動部の駆動力を検出する第２の駆動力検出手段と、
前記可動プラテンの移動量を検出するための位置検出器と、
前記各検出器の検出信号を受けて型締制御を行うための制御装置とを備えることにより、前記第２の駆動部による型締工程中に任意のタイミングで前記可動プラテンを開とする制御を実行することを特徴とする成形機の型締制御方式。
【請求項２】
請求項１に記載の成形機の型締制御方式において、
前記第１の駆動力検出手段で検出された第１の検出値と、
前記第２の駆動力検出手段で検出された第２の検出値とを比較し、駆動力の差を用いて前記可動プラテンを開とする制御を実行することを特徴とする成形機の型締制御方式。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の成形機の型締制御方式において、
前記型締工程中に可動プラテンを開とする制御は、前記第１の駆動部により前記可動プラテンを所定の型締位置まで型閉方向に移動させる型閉工程と、前記可動プラテンを所定の型締位置においた状熊であらかじめ定められた初期型締力にて型締を行う初期型締工程とを経て行われ、
前記第２の駆動部検出手段による検出値があらかじめ定められた初期型締力で規定される値まで上昇したことが検出されると、前記第２の駆動部に対する型締力指令値を徐々に下降させて、前記第１の駆動部による型開方向の圧力より低くすることにより前記可動プラテンを型開方向に移動させるステップと、
位置検出手段により前記可動プラテンが所定の型開設定位置まで移動したことが検出されると、今度は前記型締力指令値を上昇させて前記可動プラテンを型閉方向に移動させると共に、前記可動プラテンの移動が停止したかどうかを判別するステップと、
前記可動プラテンの移動が停止したかどうかが判別されると、その時点の前記型締力指令値を維持するステップとを含み、
前記型締力指令値を維持するステップに統いて再型締工程が実行されることを特徴とする成形機の型締制御方式。
【請求項４】
請求項３に記載の成形機の型締制御方式において、
前記任意のタイミングでの前記可動プラテンの開と同時に、充填工程が開始されることを特徴とする成形機の型締制御方式。
【請求項５】
請求項４に記載の成形機の型締制御方式において、
前記第１の駆動部と前記第２の駆動部は別々に制御されることを特徴とする成形機の型締制御方式。
【請求項６】
可動プラテンを移動させるための第１の駆動部と、
前記可動プラテンに対して所定の型締力を与えるための第２の駆動部を有する型締装置による型締制御装置において、
前記第１の駆動部の駆動力を検出する第１の駆動力検出手段と、
前記第２の駆動部の駆動力を検出する第２の駆動力検出手段と、
前記可動プラテンの移動量を検出するための位置検出器と、
前記各検出器の検出信号を受けて型締制御を行うための制御装置とを備えることにより、前記第２の駆動部による型締工程中に任意のタイミングで前記可動プラテンを開とする制御を実行することを特徴とする成形機の型締制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は成形機の型締制御方式及び型締制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機における型締装置として、直圧式、トグル式、ハイブリッド式と呼ばれるものがある。後で詳しく説明されるように、直圧式の型締装置は、可動金型を備えた可動プラテンを大きく移動させることのできる型開閉シリンダと、金型に対して大きな型締力を発生することのできる型締シリンダとを有する。つまり、充填開始前の初期型締では型開閉シリンダにより可動プラテンを所定位置まで型閉方向に移動させ、充填開始後は型締シリンダにより所望の大きな型締力を得る（高圧型締行程）ようにしている。なお、型締シリンダにより型締を行う際には、型開閉シリンダによって可動プラテンが所定位置に到達すると、シャッタと呼ばれる可動式の板部材が型締シリンダの型締力作用部と可動プラテンの型締力受け部との間に介在し、型締シリンダはこのシャッタを介して可動プラテンに型締力を加えて型締を行う。直圧式型締装置として以下のものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１０６９１号号公報（第３頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これまでの直圧式の型締装置による型締制御方式では、高圧型締行程中に型締力指令値をゼロとすることで型締力を下げることは可能であるが、プラテン間を開かせるまでの制御は行えない。これまでの直圧式の型締装置においてこのような制御を実現させようとした場合には、型締シリンダの駆動機構に大幅な変更、例えば油圧回路に高価なサーボ弁を用いるというような変更、あるいは金型本体の変更が必要となり、大幅なコストアップとなる。
【０００５】
これまでの直圧式の型締装置ではまた、型開を行うには、型締力指令値を０として、シャッタを別の位置へ移動させ、型開閉シリンダを型開側に作動させて可動プラテンを型開側へ移動させるしかできなかった。このため、型締行程中において型開動作を行うことで、キャビティ内に充填された樹脂のガス抜きを行なう、圧縮成形や発泡成形を行なうことはできなかった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、直圧式の型締装置による型締制御において、型締シリンダによる型締行程中に任意のタイミングにてプラテン間を開かせる制御を簡易に実現できる型締制御方式及び型締制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、可動プラテンを移動させるための第１の駆動部と、前記可動プラテンに対して所定の型締力を与えるための第２の駆動部を有する型締装置による型締制御方式において、前記第１の駆動部の駆動力を検出する第１の駆動力検出手段と、前記第２の駆動部の駆動力を検出する第２の駆動力検出手段と、前記可動プラテンの移動量を検出するための位置検出器と、前記各検出器の検出信号を受けて型締制御を行うための制御装置とを備えることにより、前記第２の駆動部による型締工程中に任意のタイミングで前記可動プラテンを開とする制御を実行することを特徴とする。
【０００８】
本型締制御方式においては、前記第１の駆動力検出手段で検出された第１の検出値と、前記第２の駆動力検出手段で検出された第２の検出値とを比較し、駆動力の差を用いて前記可動プラテンを開とする制御を実行する。
【０００９】
本型締制御方式においてはまた、前記型締工程中に可動プラテンを開とする制御は、前記第１の駆動部により前記可動プラテンを所定の型締位置まで型閉方向に移動させる型閉工程と、前記可動プラテンを所定の型締位置においた状熊であらかじめ定められた初期型締力にて型締を行う初期型締工程とを経て行われ、前記第２の駆動部検出手段による検出値があらかじめ定められた初期型締力で規定される値まで上昇したことが検出されると、前記第２の駆動部に対する型締力指令値を徐々に下降させて、前記第１の駆動部による型開方向の圧力より低くすることにより前記可動プラテンを型開方向に移動させるステップと、位置検出手段により前記可動プラテンが所定の型開設定位置まで移動したことが検出されると、今度は前記型締力指令値を上昇させて前記可動プラテンを型閉方向に移動させると共に、前記可動プラテンの移動が停止したかどうかを判別するステップと、前記可動プラテンの移動が停止したかどうかが判別されると、その時点の前記型締力指令値を維持するステップとを含み、前記型締力指令値を維持するステップに統いて再型締工程が実行される。
【００１０】
本型締制御方式においては、更に前記任意のタイミングでの前記可動プラテンの開と同時に、充填工程が開始される。
【００１１】
本型締制御方式においては、更に前記第１の駆動部と前記第２の駆動部は別々に制御される。
【００１２】
本発明によればまた、可動プラテンを移動させるための第１の駆動部と、前記可動プラテンに対して所定の型締力を与えるための第２の駆動部を有する型締装置による型締制御装置において、前記第１の駆動部の駆動力を検出する第１の駆動力検出手段と、前記第２の駆動部の駆動力を検出する第２の駆動力検出手段と、前記可動プラテンの移動量を検出するための位置検出器と、前記各検出器の検出信号を受けて型締制御を行うための制御装置とを備えることにより、前記第２の駆動部による型締工程中に任意のタイミングで前記可動プラテンを開とする制御を実行することを特徴とする成形機の型締制御装置が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、本発明が適用される型締装置について説明する。本型締装置においては、互いに平行に延びる複数本のタイバー６の一端側に固定プラテン４が設けられ、固定プラテン４には金型５を構成する固定金型が取り付けられている。タイバー６にガイドされて移動可能な可動プラテン３には金型５を構成する可動金型が取り付けられている。
【００１４】
タイバー６の他端側に設けられた固定部３０には、第１の駆動部として複数の型開閉シリンダ２と第２の駆動部として複数の型締シリンダ１とが設けられている。型開閉シリンダ２は、その作動軸２１の先端が可動プラテン３に取り付けられている。作動軸２１の他端はピストンヘッド２２と一体であり、ピストンヘッド２２の左右の圧力室に作動油が出し入れされることで作動軸２１が変位し、これに伴って可動プラテン３が移動する。型開閉シリンダ２には作動油を出し入れするための油圧配管２３ａ、２３ｂが接続されている。型開閉シリンダ２にはまた、第１の駆動力検出手段として作動油の圧力を検出するための型開閉シリンダ圧力検出器８が設けられている。可動プラテン３には、固定プラテン４との間のプラテン間距離を検出するための位置検出手段としての型開閉位置検出器１０が設けられている。
【００１５】
図１は、金型５に対して大きな型締力を作用させている状態を示す。可動プラテン３の金型５と反対側の面には型締力受け部３１を有する。型締力受け部３１の先端と型締シリンダ１における作動軸１１の先端との間にはシャッタ４０が介在している。複数の型締シリンダ１は、固定部３０に設けられた柱状体５０内に構成されている。型締シリンダ１においても作動軸１１の他端はピストンヘッドと一体であり、ピストンヘッドの左側の圧力室に作動油が圧入されることで作動軸１１が変位し、シャッタ４０、型締力受け部３１を介して金型に型締力が作用する。型締シリンダ１による型締が終了すると、シャッタ４０は図示の位置から別の位置に移動され、可動プラテン３の開き動作を可能にする。その際、型締力受け部３１は柱状体５０の中空部に入り込むことができる。型締シリンダ１にも作動油を出し入れするための油圧配管１２ａ、１２ｂが接続されている。型締シリンダ１にはまた、第２の駆動力検出手段として作動油の圧力を検出するための型締シリンダ圧力検出器９が設けられている。
【００１６】
型開閉シリンダ圧力検出器８、型開閉位置検出器１０、型締シリンダ圧力検出器９からの検出信号はそれぞれ、制御装置７に送られる。制御装置７は、これらの検出信号を用いて後述する制御動作を実行する。
【００１７】
ここで、従来の技術において説明したように、型開閉シリンダ２を型閉側に作動させ、型開閉位置検出器１０により検出した所定の型締位置到達にてシャッタ４０を介在させると共に、型締シリンダ１を作動させて所望の高圧型締力を発生させるようにしている。そして、型締行程中に型締力指令値をゼロとすることで型締力検出値をほぼゼロとすることが可能である。また、射出行程後、製品を取出すために型締シリンダ１の型締力指令値をゼロとし、型開閉シリンダ２を型開側に作動させて金型５を開き製品取出しを行っている。
【００１８】
これに対し、本発明では、型締行程中に型開閉シリンダ２を型開側に作動させると同時に型締シリンダ１の型締力指令値を徐々に下降させ、型締シリンダ圧力検出器９の圧力よりも型開閉シリンダ圧力検出器８の圧力の方が上回るようにすることにより可動プラテン３の開き動作を行う。また、型開閉位置検出器１０にて検出された任意の位置（設定位置）到達にて今度は逆に型締シリンダ１の型締力指令値を徐々に上げてゆき、型開閉位置検出器８が動かなくなる位置、つまり可動プラテン３の停止位置を制御装置７にて監視し、可動プラテン３の停止で型締シリンダ１の型締力指令値の上昇を停止させることにより、その場の位置決め制御を行うことを可能としている。なお、可動プラテン３の開き速度に関しては、型締シリンダ１の圧力と型開閉シリンダ２の駆動力の差、つまり圧力差が大きくなるよう制御することで可動プラテン３の開き速度を任意に設定可能としている。
【００１９】
図２、図３を参照して、制御装置７による上記の型締制御動作について説明する。
【００２０】
ステップＳ１１による型閉行程が始まると、型開閉シリンダ２を型閉側に作動させる。これにより、可動プラテン３が型閉側に移動し、型開閉位置検出器１０により所定の型締位置、つまり可動プラテン位置ｐ１への到達（ステップＳ１２）が検出されると、初期型締行程に移行する。初期型締行程ではシャッタ４０を介在させて型締シリンダ１を初期型締力Ｐ１にて作動させ（ステップＳ１３）所望の高圧型締力を発生させる。そして、型締シリンダ圧力検出器９の検出値が初期型締力Ｐ１で規定される型締力まで到達したことを判別すると昇圧完了とする（ステップＳ１４）。
【００２１】
その後、型開閉シリンダ２を型開側に作動させると同時に型締シリンダ１の型締力指令値を下降させる（ステップＳ１５）。その結果、型締シリンダ圧力検出器９の検出値よりも型開閉シリンダ圧力検出器８の検出値が上回ることになり、所定の距離だけ可動プラテン３の開き動作（プラテン開行程）が行われる。つまり、型開閉シリンダ２と型締シリンダ１との圧力差による型開動作が行われる（ステップＳ１６）。
【００２２】
続いて、型開閉位置検出器１０にて可動プラテン３が所定の位置ｐ２に到達したことが検出されると（ステップＳ１７）、今度は逆に型締シリンダ１の型締力指令値を徐々に上げてゆき可動プラテン３が動かなくなる位置ｐ３を制御装置７にて監視し、可動プラテン３の停止が判別されると（ステップＳ１８）、型締シリンダ１の型締力指令値の上昇を停止、つまり維持することによりその場の位置決めが行われる。そして、所定の設定時間経過後、再型締が行われる（ステップＳ１９）。再型締では、型締力指令値が大きくされることにより、型締シリンダ１による大きな型締力が作用し、プラテン間距離は小さくなる。
【００２３】
一方、射出装置側では、本形態の場合、プラテン開行程の開始と同時にステップＳ２０で充填が開始され、所定の充填量に到達するまで充填動作が行われる（ステップＳ２１）。所定の充填量到達はスクリュ位置で判別される。
【００２４】
なお、充填開始のタイミングはプラテン開行程と同時である必要は無く、また、プラテン開行程において可動プラテン３を開かせるタイミングに関しては、充填中の任意のタイミングで行われても良い。また、再型締行程においては、多段型締力制御にて再型締を行うようにしても良い。
【００２５】
本実施の形態によれば、直圧式の型締装置による型締制御において、型締行程中の任意のタイミングにてプラテン間を開かせる制御を高価なサーボ弁を使用したり、金型本体の変更無しで簡易に実現できる型締制御方式を提供することができる。
【００２６】
また、型開閉シリンダを型開側に作動させると同時に、型締シリンダの型締力指令値を徐々に下降させ、型締シリンダ圧力検出器の圧力よりも型開閉シリンダ圧力検出器の圧力の方が上回るようにすることにより、可動プラテンの開動作を行うことができ、昇圧後の再型締動作をスムーズに行うことができる。そして、型締行程中において型開動作を可能とすることでキャビティ内に充填された樹脂のガス抜きを行うことができる。更に、これにより圧縮成形、薄肉成形や発泡成形を行うことができ、成形品の精度を向上させることができる。
【００２７】
また、本実施の形態においては、油圧式型締装置の中でも直圧式型締装置の例を示したが、型開閉動作と型締動作をそれぞれの駆動部で駆動させる型締装置であれば、サーボモータと油圧シリンダとで型締装置を構成するハイブリッド式型締装置でも、本発明を適用することができる。その場合は、電流、油圧の一方の検出値を他方の値に換算することで、それぞれの駆動部の駆動力に基づいて本発明を適用した型開き動作を可能にすることができる。
【００２８】
なお、本発明は上記の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更す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。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、型締装置による型締制御において、型締行程中の任意のタイミングにてプラテン間を開かせる制御を高価な部品であるサーボ弁等を使用したり、金型本体の改良無しで簡易に実現できる型締制御方式を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される直圧式の型締装置の一例の構造を示した図である。
【図２】図１に示された型締装置における型締力指令値と可動プラテンの位置の変化との関係を示した図である。
【図３】図１に示された型締装置における型締制御動作を説明するためのフローチャート図である。
【符号の説明】
１    型締シリンダ
２    型開閉シリンダ
３    可動プラテン
４    固定プラテン
５    金型
６    タイバー
８    型開閉シリンダ圧力検出器
９    型締シリンダ圧力検出器
１０    型開閉位置検出器
１２ａ、１２ｂ、２３ａ、２３ｂ    油圧配管
２１    作動軸
２２    ピストンヘッド
３０    固定部
３１    型締力受け部
４０    シャッタ
【図１】
2004154967.tif 000003
【図２】
2004154967.tif 000004
【図３】
2004154967.tif 000005