(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
型締め機構にトグル機構を用いた成型機の型締め機構異常監視方法であって、前記トグル機構に加わる応力を計測し、この計測値と摩耗量との関係を示す応力標準データベースの値とを比較して摩耗量を算出して型締め機構の保守内容と時期を決めることを特徴とする成型機の型締め機構異常監視方法。
【請求項２】
ミッドリンクと、このミッドリンクへの押圧にて当該ミッドリンクの伸張をなすクロスヘッドリンクとを有したトグル機構を型締め機構に複数用いた成型機の型締め機構異常監視方法であって、複数の前記ミッドリンクに加わる応力を計測し、この計測値と摩耗量との関係を示す応力標準データベースの値とを比較して前記ミッドリンクの摩耗量と当該ミッドリンク間に生じる摩耗量の差を推定し保守内容と時期を決めることを特徴とする成型機の型締め機構異常監視方法。
【請求項３】
ミッドリンクと、このミッドリンクへの押圧にて当該ミッドリンクの伸張をなすクロスヘッドリンクとを有したトグル機構を型締め機構に複数用いた成型機の型締め機構異常監視方法であって、型締め後の前記クロスヘッドリンクに生じる応力を計測し、この計測値と摩耗量との関係を示す応力標準データベースの値とを比較して前記ミッドリンクの摩耗量の絶対量を推定し保守内容と時期を決めることを特徴とする成型機の型締め機構異常監視方法。
【請求項４】
ミッドリンクと、このミッドリンクへの押圧にて当該ミッドリンクの伸張をなすクロスヘッドリンクとを有したトグル機構を型締め機構に複数用いた成型機の型締め機構異常監視方法であって、複数の前記ミッドリンクに加わる応力と、型締め後の前記クロスヘッドリンクに生じる応力を計測し、これら計測値と摩耗量との関係を示す応力標準データベースの値とを比較して前記ミッドリンク間に生じる摩耗量の差と前記ミッドリンクの摩耗量の絶対量を推定し保守内容と時期を決めることを特徴とする成型機の型締め機構異常監視方法。
【請求項５】
前記ミッドリンク間に生じる摩耗量の差は、複数の前記ミッドリンクで計測された前記計測値の中の最大値と前記応力標準データベースを比較して得られる前記ミッドリンクの摩耗量を基準として、他の前記計測値と前記応力標準データベースを比較して得られる前記ミッドリンクの摩耗量との偏差を得ることで求められることを特徴とする請求項２または請求項４に記載の成型機の型締め機構異常監視方法。
【請求項６】
前記ミッドリンク間に生じる摩耗量の差は、複数の前記ミッドリンクの中で前記計測値が最初に上昇した前記ミッドリンクにおける前記計測値上昇までの時間に基づいて得られる摩耗量を基準として、他の前記ミッドリンクにおける前記計測値が上昇するまでの時間に基づいて得られる摩耗量との偏差を得ることで求められることを特徴とする請求項２または請求項４に記載の成型機の型締め機構異常監視方法。
【請求項７】
ミッドリンクと、このミッドリンクへの押圧にて当該ミッドリンクの伸張をなすクロスヘッドリンクとを有したトグル機構を型締め機構に複数用いた成型機の型締め機構異常監視方法であって、前記トグル機構は、上下一対のクロスヘッドリンクからなり、前記クロスヘッドリンクに加わる応力が引張方向に移行する段階の応力パターンを保持し、型締め１サイクル中に計測された前記クロスヘッドリンクの応力実測値と、前記応力が引張り方向に移行する段階の応力パターンとを比較することで、前記ミッドリンクの摩耗状態を判別することを特徴とする成型機の型締め機構異常監視方法。
【請求項８】
型締め機構にトグル機構を用いた成型機であって、前記トグル機構に応力計測手段を設けるとともに、当該応力計測手段を応力値に対する摩耗量の関係が示された応力標準データベースを有する応力判定手段に接続し、前記応力計測手段からの計測値を前記応力判定手段に取り込み前記応力標準データベースに照らし合わせることで摩耗量を算出して保守内容と時期とを出力することを特徴とする成型機の型締め機構異常監視装置。
【請求項９】
前記トグル機構は、ミッドリンクとこのミッドリンクへの押圧にて当該ミッドリンクの伸張をなすクロスヘッドリンクとを複数有した形態からなるとともに、前記応力計測手段はこれらミッドリンクに設けられ、前記ミッドリンクの摩耗量と当該ミッドリンク間に生じる摩耗量の差を計測可能としたことを特徴とする請求項８に記載の成型機の型締め機構異常監視装置。
【請求項１０】
前記トグル機構は、ミッドリンクとこのミッドリンクへの押圧にて当該ミッドリンクの伸張をなすクロスヘッドリンクとを複数有した形態からなるとともに、前記応力計測手段はこれらクロスヘッドリンクに設けられ、前記ミッドリンクの摩耗量の絶対量を計測可能としたことを特徴とする請求項８に記載の成型機の型締め機構異常監視装置。
【請求項１１】
前記トグル機構は、ミッドリンクとこのミッドリンクへの押圧にて当該ミッドリンクの伸張をなすクロスヘッドリンクとを複数有した形態からなるとともに、前記応力計測手段はこれらミッドリンクとクロスヘッドリンクに設けられ、前記ミッドリンク間に生じる摩耗量の差と前記ミッドリンクの摩耗量の絶対量を計測可能としたことを特徴とする請求項８に記載の成型機の型締め機構異常監視装置。
【請求項１２】
前記応力計測手段にストレーンゲージを用い、当該ストレーンゲージの値をもとに応力の算出を行うことを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれか１に記載の成型機の型締め機構異常監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成型機の型締め機構異常監視方法および成型機の型締め機構異常監視装置に係り、特にダイカストマシンや樹脂射出成型機等に用いられる型締め機構の経年変化量を計測し、当該型締め機構の保守点検時期を判断することのできる成型機の型締め機構異常監視方法および成型機の型締め機構異常監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ダイカストマシンや樹脂射出成型機に代表される成型機では、大きな型締力を得る目的から型締め機構にトグル機構を用いたものが多く用いられている。
ところでこうした成型機では、長期間（５〜１０年）にわたって稼働されるため、トグル機構を構成するリンクとピンとを接続する回転軸受け部に摩耗が生じてくる。そしてこの摩耗は大きくなると型締め力に偏りが起こり、金型の合わせ面からばりが発生したり、あるいはトグル機構が思案点（死点）を超えてしまい射出成形後に型開きができないといった問題が生じる。このためこれらの障害を未然に防止する目的から定期的に型締め機構を分解してピンや軸受け部の摩耗量が限界値を超えていないか直接計測をしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述した従来の方法では、型締め機構の分解点検、再組立に膨大な労力を必要としていた。さらに点検のための費用や成型機の停止が不可欠となり、工場全体の生産性を低下させ大きな損失となっていた。
【０００４】
ところで型締め機構を構成するタイバーにセンサを取り付け、このセンサからの値を基準に型締め力の偏りを判断する方法が知られているが、トグル機構を直に計測するのではないので、（トグル機構を構成する）リンクとピンとを接続する回転軸受け部の個々の摩耗度合いを判断するのは難しかった。
【０００５】
また分解点検は摩耗の経年変化に対してのみ有効であり、成型機の稼働中に生じてくる突発的な異常（例えば回動部の潤滑不良に起因する回動負荷の増大など）については監視することができなかった。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点に着目し、成型機における型締め機構を分解点検することなく摩耗量を推定し、製品品質不良の発生する直前まで稼働させ最小限の分解点検でメンテナンスを行い生産性の向上を可能にするとともに、型締め機構に突発的な異常が発生してもその異常現象を検知することができる成型機の型締め機構異常監視方法および成型機の型締め機構異常監視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】
本発明は、トグル機構に加わる応力を直に計測すれば、トグル機構を構成するリンクとピンとを接続する回転軸受け部の個々の摩耗度合いを正確に推定できるという知見に基づいてなされたものである。
【０００８】
すなわち本発明に係る成型機の型締機構異常監視方法は、型締め機構にトグル機構を用いた成型機の型締め機構異常監視方法であって、前記トグル機構に加わる応力を計測し、この計測値と摩耗量との関係を示す応力標準データベースの値とを比較して摩耗量を算出して型締め機構の保守内容と時期を決めるようにした。なおトグル機構に加わる応力を計測するということは、前記トグル機構を構成する個々のリンク部材に加わる応力の変化量や、当該応力の加わる方向（圧縮から引張へ、あるいはその逆）を計測して、型締め機構に異常が無いかを監視することである。
【０００９】
そして具体的には、ミッドリンクと、このミッドリンクへの押圧にて当該ミッドリンクの伸張をなすクロスヘッドリンクとを有したトグル機構を型締め機構に複数用いた成型機の型締め機構異常監視方法であって、複数の前記ミッドリンクに加わる応力を計測し、この計測値と摩耗量との関係を示す応力標準データベースの値とを比較して前記ミッドリンクの摩耗量と当該ミッドリンク間に生じる摩耗量の差を推定し保守内容と時期を決めることや、
【００１０】
ミッドリンクと、このミッドリンクへの押圧にて当該ミッドリンクの伸張をなすクロスヘッドリンクとを有したトグル機構を型締め機構に複数用いた成型機の型締め機構異常監視方法であって、型締め後の前記クロスヘッドリンクに生じる応力を計測し、この計測値と摩耗量との関係を示す応力標準データベースの値とを比較して前記ミッドリンクの摩耗量の絶対量を推定し保守内容と時期を決めたり、
【００１１】
あるいはミッドリンクと、このミッドリンクへの押圧にて当該ミッドリンクの伸張をなすクロスヘッドリンクとを有したトグル機構を型締め機構に複数用いた成型機の型締め機構異常監視方法であって、複数の前記ミッドリンクに加わる応力と、型締め後の前記クロスヘッドリンクに生じる応力を計測し、これら計測値と摩耗量との関係を示す応力標準データベースの値とを比較して前記ミッドリンク間に生じる摩耗量の差と前記ミッドリンクの摩耗量の絶対量を推定し保守内容と時期を決めることとした。
【００１２】
ここで前記ミッドリンク間に生じる摩耗量の差は、複数の前記ミッドリンクで計測された前記計測値の中の最大値と前記応力標準データベースを比較して得られる前記ミッドリンクの摩耗量を基準として、他の前記計測値と前記応力標準データベースを比較して得られる前記ミッドリンクの摩耗量との偏差を得ることで求められたり、あるいは複数の前記ミッドリンクの中で前記計測値が最初に上昇した前記ミッドリンクにおける前記計測値上昇までの時間に基づいて得られる摩耗量を基準として、他の前記ミッドリンクにおける前記計測値が上昇するまでの時間に基づいて得られる摩耗量との偏差を得ることで求められるようにしてもよい。またミッドリンクと、このミッドリンクへの押圧にて当該ミッドリンクの伸張をなすクロスヘッドリンクとを有したトグル機構を型締め機構に複数用いた成型機の型締め機構異常監視方法であって、前記トグル機構は、上下一対のクロスヘッドリンクからなり、前記クロスヘッドリンクに加わる応力が引張方向に移行する段階の応力パターンを保持し、型締め１サイクル中に計測された前記クロスヘッドリンクの応力実測値と、前記応力が引張り方向に移行する段階の応力パターンとを比較することで、前記ミッドリンクの摩耗状態を判別するようにしてもよい。
【００１３】
また本発明に係る成型機の型締め機構異常監視装置は、型締め機構にトグル機構を用いた成型機であって、前記トグル機構に応力計測手段を設けるとともに、当該応力計測手段を応力値に対する摩耗量の関係が示された応力標準データベースを有する応力判定手段に接続し、前記応力計測手段からの計測値を前記応力判定手段に取り込み前記応力標準データベースに照らし合わせることで摩耗量を算出して保守内容と時期とを出力するよう構成した。
【００１４】
ここで前記トグル機構は、ミッドリンクとこのミッドリンクへの押圧にて当該ミッドリンクの伸張をなすクロスヘッドリンクとを複数有した形態からなるとともに、前記応力計測手段はこれらミッドリンクに設けられ、前記ミッドリンクの摩耗量と当該ミッドリンク間に生じる摩耗量の差を計測可能としたり、
【００１５】
前記トグル機構は、ミッドリンクとこのミッドリンクへの押圧にて当該ミッドリンクの伸張をなすクロスヘッドリンクとを複数有した形態からなるとともに、前記応力計測手段はこれらクロスヘッドリンクに設けられ、前記ミッドリンクの摩耗量の絶対量を計測可能としたり、
【００１６】
あるいは前記トグル機構は、ミッドリンクとこのミッドリンクへの押圧にて当該ミッドリンクの伸張をなすクロスヘッドリンクとを複数有した形態からなるとともに、前記応力計測手段はこれらミッドリンクとクロスヘッドリンクに設けられ、前記ミッドリンク間に生じる摩耗量の差と前記ミッドリンクの摩耗量の絶対量を計測可能とすることが望ましく、さらに前記応力計測手段にストレーンゲージを用い、当該ストレーンゲージの値をもとに応力の算出を行うことが望ましい。
【００１７】
なおストレインゲージに代わりに応力計測手段として超音波を用いるようにして、応力の算出を行うようにしてもよく、この場合には非接触での計測が可能になりトグル機構への取付作業などを省略することができる。またストレーンゲージと超音波による測定とを併用すれば、測定精度の向上を図れるとともに、仮に一方に異常が発生しても他方側にて計測を継続することができるので、応力計測手段の信頼性を向上させることができる。
【００１８】
【作用】
成型機の稼働率を阻害する要因は製品の歩留り低下と機械自身の作動不良がある。そして品質面ではトグル機構部におけるミッドリンクの応力と成型品の品質との相関で監視し、機械作動不良は主にクロスヘッドリンクの応力と機械作動性との相関とで監視すれば、推定された摩耗量から型締め機構の保守時期を判断することが可能になり成型機の稼働停止回数を少なくさせることができる。ゆえに成型機の稼働率の向上とこの成型機によって生産される成型物の品質の維持とを両立させることができるのである。
【００１９】
すなわち上記構成によれば、トグル機構に加わる応力を計測し、この計測値をあらかじめ計測により知り得た応力標準値に照らし合わせれば、トグル機構における摩耗量を推定することができる。このためトグル機構の摩耗度を知るためにその都度トグル機構を分解する必要がないので、成型機の稼働率の向上とこの成型機によって生産される成型物の品質の維持とを両立させることができる。またトグル機構に加わる応力を常時監視しておけば、突発的な異常現象に対しても対処することができる。すなわちトグル機構に摺動不良などが生じた場合、その変化はトグル機構に生じる応力値の変化として表れるので、この計測値を応力標準値と照らし合わせ保守内容と時期を求めるようにすれば、トグル機構に生じる突発的な異様現象についても対処することができる。
【００２０】
なおトグル機構は、ミッドリンクとクロスヘッドリンクとを複数有した形態になっているが、ここでミッドリンクに加わる応力を計測し、この計測値を応力標準値に照らし合わせれば、ミッドリンクにおける摩耗量を推定することができる。また複数のミッドリンク間に生じる応力のばらつきの差をとれば、相互の摩耗量の差、すなわち偏摩耗量を知ることができる。なおミッドリンクに生じる突発的な異常現象は、ミッドリンクの応力値の変化として表れるのでこの計測値を応力標準値と照らし合わせるようにして保守内容と時期を求めるようにすれば、ミッドリンクに生じる突発的な異様現象についても対処することができるのはいうまでもない。
【００２１】
また型締め後のクロスヘッドリンクに加わる応力を計測し、この計測値を応力標準値に照らし合わせれば、ミッドリンクにおける摩耗量の絶対量を推定することができる。すなわちクロスヘッドリンクでは、ミッドリンクの摩耗が小さい時は、当該ミッドリンクの思案点を超えさせることがなく、型締めの際には前記クロスヘッドリンクには圧縮応力が加わっている。しかしミッドリンクの摩耗が進行すると重力によりミッドリンクが垂れ下がり、型締め時におけるミッドリンクの位置が思案点に接近し前記圧縮応力が低下したり、あるいは前記思案点を超えてミッドリンクが逆のトグルとなり前記クロスヘッドに引張応力が加わるようになる。そしてクロスヘッドリンクの応力標準値とこれに対するミッドリンクの摩耗量との関係にクロスヘッドの計測値を照らし合わせれば、ミッドリンクの摩耗量の絶対量を求めることができる。また外力等の要因により突発的にミッドリンクが思案点を超えた場合、型締め時のクロスヘッドリンクに加わる応力の向き（引張または圧縮）が変化するので、前記クロスヘッドリンクの応力を常時監視しておけばミッドリンクが思案点を超えるような障害を検出することができる。
【００２２】
そして複数の前記ミッドリンクに加わる応力と、型締め後の前記クロスヘッドリンクに生じる応力を同時に計測し、これら計測値をあらかじめ設定された応力標準値に照らし合わせれば、上述したようにミッドリンク間に生じる摩耗量の差と前記ミッドリンクの摩耗量の絶対量を推定することができる。
【００２３】
ここでミッドリンク間に生じる摩耗量の差は、複数の前記ミッドリンクで計測された前記計測値の最大値との偏差を用いて求めるようにすれば、複数のミッドリンクの中で計測値が最大のものは、摩耗量が最も少ないと判断できるので、この最も摩耗量の少ないミッドリンクを基準とすれば、より正確な偏摩耗量を得ることができる。また複数のミッドリンクの中において計測値の大きさと、応力が加わる時間差とは相関関係があることから、複数のミッドリンクの中で計測値が最初に上昇したミッドリンクの計測値を基準としてミッドリンク間に生じる摩耗量の差を求めるようにしてもよい。
【００２４】
また応力標準値を成型機の射出圧に基づいて設定される型締め力より大きく設定すれば、型締め後に溶湯を金型内に射出しても、この射出圧によって金型が押し開かれることがない。このため金型の合わせ面（パーティングライン）にバリが生じるのを防止することができる。
【００２５】
なお成型機における型締め機構にて、トグル機構に応力計測手段を設ければ、成型機の型締め時におけるトグル機構に加わる応力を計測することができる。そしてこの計測値の値を応力判定手段に接続すれば、当該応力判定手段はあらかじめ応力値に対する摩耗量の関係、すなわち応力標準データベースを記憶しているので、前記計測値の値から摩耗量を推定することができる。そして当該摩耗量の値が成型品の品質および機械の作動性に影響するか否かの判断をすることができるので、確認のためにトグル機構を分解する必要が無くなり、成型機の稼働率の向上を達成させることができる。なお応力計測手段にストレーンゲージ（歪みゲージ）を用いれば、トグル機構に生じる歪みを計測し、この計測された歪みをトグル機構を構成する部材の諸数値を使って演算することで応力を容易に求めることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る成型機の型締機構異常監視方法および成型機の具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係るダイキャストマシンの構成を示す側面図である。同図に示すような成型機となるダイキャストマシン１０は、目的別に３つの部分から構成されている。すなわち固定側と稼働側とに分割される金型１２と、この金型１２の内部（金型キャビティ）に溶融したアルミを送り込むための射出機構１４と、前記金型１２における移動側金型１２Ｌ（固定側金型は１２Ｒ）に連結され当該移動側金型１２Ｌを往復移動させることで金型１２の開閉をなす型締め機構１６とで構成されている。
【００２７】
金型１２は、前述の通り移動側金型１２Ｌと固定側金型１２Ｒとで構成され、この金型１２の内部に製造対象となる成型品の型が形成されている（金型１２においては、当該金型１２に複数の成型品の型が形成され、一回の射出工程で複数の成型品を同時に製造する場合もある）。なお移動側金型１２Ｌはムービングプラテン１８に装着され、当該ムービングプラテン１８を介して型締め機構１６に接続されており、一方固定側金型１２Ｒはステーショナリプラテン２０に取り付けられ、成型機本体に固定される。
【００２８】
このような金型１２に溶融したアルミ（以下、溶湯と称す）を導入させる射出機構１４は、射出シリンダ２２と、ピストン２６と、アキュムレータ２５とで構成されている。
なお溶湯の射出のタイミングは、型締め機構１６による金型１２の開閉のタイミングに連動して行われることはいうまでもない。
【００２９】
金型１２の開閉作業をなす型締め機構１６は、移動側金型１２Ａの固定をなすムービングプラテン１８と、このムービングプラテン１８をステーショナリプラテン２０とで挟み込むように設置され油圧式の型締めシリンダ２７を有したリンクハウジング２８と、前記ムービングプラテン１８と前記リンクハウジング２８との間に設けられたトグル機構３０と、ステーショナリプラテン２０とリンクハウジング２８とを連結するタイバ３１とで構成されている。
【００３０】
タイバ３１は、本実施の形態ではステーショナリプラテン２０およびリンクハウジング２８の隅部それぞれに挿通されており（本実施の形態では４本）、リンクハウジング２８においてはタイバ３１に囲まれた中央部に型締めシリンダ２７が装着された状態となっている。
【００３１】
なお型締めシリンダ２７におけるロッドとなるガイドロッド３２とムービングプラテン１８との間にはトグル機構３０が設けられ、両者の連結を行うようにしている。また本ダイキャストマシン１０には、トグル機構３０を構成するミッドリンク（ミッドリンクについては後述する）に摩耗が生じ型締め力が低下してくると（約５％程度低下すると）、リンクハウジング２８の位置を自動的に前進させ、型締め力を確保する機構が搭載されている。
【００３２】
図２は、トグル機構３０の構造を示す説明図である。同図（１）および同図（２）に示すようにトグル機構３０は、前記ガイドロッド３２に対し上下一対設けられている。そしてトグル機構３０は、ガイドロッド３２の先端にピン結合されるクロスヘッドリンク３４と、当該クロスヘッドリンク３４にピン結合されるとともに他端をリンクハウジング２８にピン結合されるトグルリンク３６と、当該トグルリンク３６と同様にクロスヘッドリンク３４にピン結合され他端をムービングプラテン１８にピン結合されるミッドリンク３８とで構成されている。このようにトグル機構３０をクロスヘッドリンク３４と、トグルリンク３６と、ミッドリンク３８とで構成し、トグルリンク３６とミッドリンク３８とを伸ばしきった時の寸法が、タイバ３１の長さより長くなるように設定すれば、クロスヘッドリンク３４を移動させるだけで、金型１２の型閉じ工程の最初の段階では力の拡大率は小さいが速度は速く、型閉じ工程の終わりに近づくにつれて力の拡大率を増加させることができる（一方力の拡大率に伴いムービングプラテン１８の型閉じ速度は低下する）。これによりガイドロッド３２を往復移動させるだけで、型締めおよび型開き作業とともに強大な型締め力を得ることができる。なお金型キャビティ内部の圧力は一般的に５０〜７０＊１０6Ｎ／ｍ2に設定されることから、型締め力はこの射出圧によって金型に加わる力を超えないだけの値（一般的に型締め力は１〜４０＊１０6Ｎ）に設定される。
【００３３】
図３は、トグル機構の作動条件を示した状態説明図である。トグル機構３０が正常に作動する条件としては、同図（１）に示す状態であることが必要となる。すなわちトグルリンク３６とミッドリンク３８とのピン中心点Ａｕ、Ｂｕ、Ｃｕが型締めが完了した時点で一直線上にあることが必要である。ところが前述の状態に対して同図（２）および同図（３）に示すような状態になれば品質不良および作動不良となり正常な連続運転はできなくなる。
【００３４】
具体的には、同図（２）の場合には上側が力不足となり、溶湯射出時に型が開き前記溶湯が吹き出すことでバリが発生し成型品の品質不良が発生するおそれがある。また同図（３）の場合には、図中Ｂｌ点がリンクの思案点を超えているので溶融射出後は型開き不能となりサイクルストップとなる。さらに同図（３）も同図（２）の場合と同様に溶湯射出時に型が開き前記溶湯が吹き出すことでバリが発生し成型品の品質不良が発生するおそれがある。
【００３５】
なお図２に示すようにクロスヘッドリンク３４と、トグルリンク３６と、ミッドリンク３８とは通常は複数設けられており、本実施の形態においては、同図（１）に示すようにクロスヘッドリンク３４とトグルリンク３６は２枚、ミッドリンク３８は３枚で構成され、これらは互いにくし歯状にピン結合されている。
【００３６】
このように構成されたダイキャストマシン１０においては、トグル機構３０およびタイバ３１に歪みゲージ４０が貼り付けられている。
トグル機構３０においては、３本のミッドリンク３８全てに歪みゲージ４０が貼り付けられており、また２枚で構成されるクロスヘッドリンク３４とトグルリンク３６においても同様に全てのリンクに歪みゲージ４０が貼り付けられており、個々のリンクの水平方向の歪みを計測できるようになっている。
【００３７】
またガイドロッド３２においても、リンク機構３１が設けられる上下に対して歪みゲージ４０が貼り付けられており、上下のリンク機構３１に加わる歪みの量を計測できるようになっている。
【００３８】
図４は、タイバ３１における歪みゲージの貼り付け位置を示す説明図である。同図（１）に示すように、タイバ３１は、ステーショナリプラテン２０およびリンクハウジング２８の隅部それぞれに挿通され、その断面形状は丸形となっている。そして歪みゲージ４０は、タイバ３１の周面に沿って（９０度等配で）４個程貼り付けられている。
【００３９】
なおタイバ３１の周面に貼りつけられた歪みゲージ４０は、同図（２）に示すようにブリッジ状に接続され、４つの歪みケージ４０の平均値を得るようにしている。
【００４０】
このようにトグル機構３０およびタイバ３１に貼り付けられた歪みゲージ４０は図１に示すように信号増幅器４２に接続されており、歪みゲージ４０からの出力は前記信号増幅器４２によって増幅される。そして信号増幅器４２によって増幅されたデータは、前記信号増幅器４２の後段に接続された応力判定手段４７へと入力され、当該応力判定手段４７にてトグル機構３０の保守内容と、その時期が判断される。ここで歪みゲージ４０、信号増幅器４２、応力判定手段４７を一括して型締め機構異常監視装置４４と称す。
【００４１】
すなわち応力判定手段４７には、設計上の計算値と現物の実測から求め得た実測値とを考慮して算出された応力値に対する摩耗量の関係が示された応力標準データベースが組み込まれており、データはこの応力標準データベースの応力標準値と照らし合わされることで摩耗量が算出できるようになっている。なお応力標準データベースの作成方法については後述する（図１０および図１１を参照）とともに本実施の形態においては、ミッドリンク３８における稼働年数に対する歪み（あるいは応力）の量を示す応力標準値を図９に示している。
【００４２】
このように構成されたダイキャストマシン１０を用いて、当該ダイキャストマシン１０に生じる摩耗量を測定する方法を説明する。
まず信号増幅器４２および応力判定手段４７の電源を入れ、トグル機構３０およびタイバ３１に貼り付けられた歪みゲージ４０からのデータを入力可能な状態にしておく。次いで任意の歪みゲージ４０を選択し稼働中のダイキャストマシン１０に生じる歪みを実測する。ここで任意の歪みゲージ４０を選択することで様々なデータを採取することが可能になる。
【００４３】
図５は、初期状態でのタイバ３１およびミッドリンク３８に生じた応力の推移を示したグラフであり、図６は、摩耗が進行した状態でのタイバ３１およびミッドリンク３８に生じた応力の推移を示したグラフである。
【００４４】
これらの図に示したグラフでは縦軸を応力値（引張方向を正、圧縮方向を負としている）、横軸を時間軸とし、型開きの状態から型締めが完了するまでの時間経過による応力値の推移を示すようにしており、またグラフにプロットされた▲１▼〜▲８▼は下表の測定個所を示している。
【表１】
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【００４５】
そしてタイバ３１およびミッドリンク３８が初期の状態、すなわち摩耗が進行していない状態では、図５に示すようにタイバ３１間およびミッドリンク３８間に生じる応力値の差は小さいものになっており、型締め力はほぼ均等になっている。しかしミッドリンク３８に摩耗は生じ、これが進行してくると図６に示すようにタイバ３１間およびミッドリンク３８間に生じる応力値の差は大きくなり、型締め力に偏りが生じてくる。
【００４６】
なおミッドリンク３８における応力値の差は、上下の個々のトグル機構３０において応力値が最大であったものを基準としてその偏差をとるものとする。すなわち応力値が最大であるミッドリンク３８は他のミッドリンク３８より摩耗量が少なく、このため他より大きな応力を受けているので、このミッドリンク３８の応力値を基準にとれば、他のミッドリンク３８との応力値の差、ひいては摩耗量の差を正しく求めることができる。そしてこの一連の作業は応力判定手段４７にて応力値と応力標準データベースの応力標準値と照らし合わせ、応力値に対する摩耗量を算出することで行い、その後摩耗量の差をとりこれを偏摩耗量とすればよい。このように応力値が最大であるミッドリンク３８を基準に偏摩耗量を測定し、その値があらかじめ設定された標準応力値を超えるようであれば、ミッドリンク３８の保守を行ったり、また標準応力値を超えなくてもその偏摩耗量から保守の時期を判断することができる。なお本実施の形態においては、最大となる応力値をもとに基準となるミッドリンク３８を設定したが、この形態に限定されることもなく、例えば金型の型開きから型締めに至る過程で最初に応力の加わったミッドリンク３８の時間を基準として偏摩耗量を算出するようにしてもよい。これは応力値が最大となるミッドリンク３８は、ピン接合部４８の摩耗量が少なく、このため最初に応力の加わる時点を基準としても、偏摩耗量を正確に計測することができる。
【００４７】
また上下のミッドリンク３８で計測された応力の差を見れば上下リンク間での摩耗量の差を算出することができるとともに、４本のタイバ３１にも歪みゲージ４０が貼り付けてあることから、タイバ３１間における力の偏りも検出することができる。このためタイバ３１からの計測値とミッドリンク３８における計測値とを突き合わせることで、ダイキャストマシン１０における型締め力の偏りを精度良く推定することができる。
【００４８】
ところで前述の通りミッドリンク３８においてピン接合部４８に摩耗が生じ、型締め力が約５％程低下するとリンクハウジング２８が自動的に前進し、摩耗によって低下した型締め力を補正するようにしている。しかし上下のトグル機構３０においてピン結合部４８に摩耗が生じてくると、トグル機構３０が無負荷の状態（いわゆる型開きの状態）では、ピン接合部４８の隙間を埋めるように各リンクは自重で下方に移動する（垂れ下がる）。そして上側のトグル機構３０においては、自重はミッドリンク３８とトグルリンク３６とを閉脚させる方向に、一方下側のトグル機構３０においては、自重はミッドリンク３８とトグルリンク３６とを開脚させる方向に作用する。
【００４９】
トグル機構３０に生じた摩耗によって上下のトグル機構３０の開脚度合いが異なると、型締めシリンダ２７を稼働させ型開きの状態から型締めの状態に移行させた場合、上下のトグル機構３０において初期状態としてミッドリンク３８やトグルリンク３６の相対位置が異なるので、締め付けの開始時期にズレが生じてしまう（すなわち下側のトグル機構３０が自重によって大きな開脚状態にあるので下側のトグル機構３０の方が上側のトグル機構３０に対して締め付けの開始時期が早くなる）。このため上側のトグル機構３０を構成するミッドリンク３８やトグルリンク３６を伸張させ十分な型締め力を得ようとすると、その際下側のトグル機構３０では、ミッドリンク３８とトグルリンク３６とが思案点を超えてしまう可能性（いわゆる逆トグルの状態）がある。図７は、トグル機構が正常に稼働した場合と、トグル機構が思案点を超えた場合とを示す状態説明図であり、図８はトグル機構に生じる応力の推移を示したグラフである。
【００５０】
なお図８に示したグラフでは縦軸を応力値（引張方向を正、圧縮方向を負としている）、横軸を時間軸とし、型開きの状態から型締めが完了するまでの時間経過による応力値の推移を示すようにしており、またグラフにプロットされた▲１▼〜▲８▼は下表の測定個所を示している。
【表２】
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【００５１】
そして図７（２）に示すようにトグル機構３０が思案点を超えてしまうと（図中では角度θ分だけ思案点を超えている）、型開きの状態に戻すには再び下側のトグル機構３０は思案点を超えなければならないが、型締めシリンダ２７の背圧側はシリンダロッド分だけ面積が少ないので、思案点を超えるだけの推力を得ることができず型締めシリンダ２７のみでは型開きが出来なくなる。しかし下側のトグル機構３０においてクロスヘッドリンク３４に加わる応力を検知することで型開きに係る問題を事前に察知し対策することが可能になる。
【００５２】
すなわち同図（１）に示すようにトグル機構３０が思案点を超える前の通常の状態では、クロスヘッドリンク３４には圧縮方向の応力が加わる。しかし同図（２）に示すようにトグル機構３０の摩耗が進行し、ミッドリンク３８とトグルリンク３６とが思案点を超えてしまうと、今度はクロスヘッドリンク３４に引張方向の応力が発生し、引張応力はその後継続してクロスヘッドリンク３４に加わるようになる。ここでクロスヘッドリンク３４には歪みゲージ４０が貼り付けられているためクロスヘッドリンク３４に加わる応力の方向およびその摩耗量の絶対値を検知することができる。そしてあらかじめクロスヘッドリンク３４に加わる応力の向きと大きさに対するミッドリンク３８の摩耗量の関係を応力標準データベースとして応力判定手段４７に取り込んでおけば、計測されたクロスヘッドリンク３４の応力値から、ミッドリンク３８の摩耗量の絶対量を推定することが可能になり、トグル機構３０が思案点を超えるような状態が発生するのを防止することができる。具体的にはクロスヘッドリンク３４に加わる応力値が圧縮から引張に切り替わる段階でミッドリンク３８の保守点検を行えるように判断すればよい。
【００５３】
またクロスヘッドリンク３４に加わる応力は、トグル機構３０が思案点を超える前後で圧縮方向から引張方向に変化することから、引張方向に移行する段階のクロスヘッドリンク３４の応力パターンを応力判定手段４７に保持しておけば、この応力パターンとクロスヘッドリンク３４に係る応力実測値とを比較することでミッドリンク３８の状態を判定することが可能になる。
【００５４】
また上述した説明は、ダイキャストマシン１０の経年変化に対しての対処方法であったが、歪みゲージ４０、信号増幅器４２、応力判定手段４７からなる成型機の型締め機構異常監視装置４４は常時トグル機構を監視することによって、当該トグル機構３０に生じる突発的な現象についても検知をすることが可能である。例えばピン接合部４８に潤滑油の供給不足が発生し、前記ピン接合部４８の摺動抵抗が増大した場合、トグル機構３０のいずれかのリンクに応力値の変化（多くの場合は増大）として検知される。そしてこの応力値が標準応力値を超えるようなことがあれば、たとえ摩耗の少ない新規の部材であっても、異常であると判断し、保守を行わせることができる。
【００５５】
図１０は、図９に示すミッドリンク３８における稼働年数に対する歪みの量を示すグラフを作成するための限界基準データを作成する手順を示した説明図であり、図１１は、図９に示すミッドリンク３８における稼働年数に対する歪みの量を示すグラフを作成するための型締め不良による品質管理の手順を示した説明図であり、図１２は、型締め時にクロスヘッドリンクに加わる応力を示したグラフである。そしてクロスヘッドリンク３４にはトグル機構の状態によって、図１２に示すようなさまざまな応力が発生する。すなわち同図（１）はクロスヘッドリンク３４に加わる応力が正常である場合の状態を示したものであり、同図（２）は上側クロスヘッドリンクの回転軸受部が異常摩耗した場合であり、この場合では上側トグルの型締め力が不足する。さらに同図（３）においては、トグル機構の全体が摩耗した状態を示しており、下側トグルのＢｕ点がＡｕ点とＣｕ点とを結ぶ直線上を通過し、型締め力不足となっている。この状態で溶湯を射出すれば型締め力は増加する。一方クロスヘッドリンクの応力は思案点を通過した後は、引張応力となり溶湯を射出した後はさらに大きくなる（図中破線部を参照のこと）。この状態で型開き工程に入ればＢｕ点が思案点を超えているためさらに大きな力が必要となり、型締めシリンダの力が不足し成形サイクルは停止する。
【００５６】
また図１１に示されるように歪みの量から摩耗量を算出するには、例えば新規のダイキャストマシン１０の稼働時における歪み量、および稼働から１年、３年、５年、７年が経過した時の歪み量を計測するとともに、前記ダイキャストマシン１０を実際に分解して摩耗量の実測値を得ておく必要がある（他の同一のダイキャストマシンの値を用いてもよい）。そしてこれら歪み量と実際の摩耗量に、摩耗差と歪みの理論値（設計値）を加味することにより、歪みの限界基準値を設定することができる（図９参照）。またダイキャストマシン１０においては同一機種であっても部品や組立等のばらつきから個々に特性が異なる。このため図１１に示すように歪み量の理論値と実測値とから基準値を決定するとともに、所定の稼働年数経過後における基準値を決定し、この基準値と稼働年数経過後の実測値とを比較し、メンテナンスの時期を決定するようにすればよい。
【００５７】
なお本実施の形態においては、ミッドリンク３８やクロスヘッドリンク３４を主に説明を行ったが、この形態に限定されることもなく例えば、他のガイドロッド３２に貼り付けられた歪みゲージ４０の値をもとに種々のデータ採取を行い、ダイキャストマシン１０における型締め力の偏り具合の傾向を算出するようにしてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、型締め機構にトグル機構を用いた成型機の型締め機構異常監視方法であって、前記トグル機構に加わる応力を計測し、この計測値とあらかじめ設定された応力標準値とを比較して型締め機構の保守内容と時期を決めたり、あるいは型締め機構にトグル機構を用いた成型機であって、前記トグル機構に応力計測手段を設けるとともに、当該応力計測手段をあらかじめ設定された応力標準データベースを有する応力判定手段に接続し、前記応力計測手段からの計測値を前記応力判定手段に取り込み前記応力標準データベースに照らし合わせ保守内容と時期とを出力したことから、成型機における型締め機構を分解点検することなく摩耗量を推定し（分解点検に係る時間を削減することができる）、製品品質不良の発生する直前まで稼働させ最小限の分解点検でメンテナンスを行い生産性の向上を可能にすることができる。またトグル機構の応力変動を常に監視していることから、型締め機構に突発的な異常が発生してもその異常現象を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るダイキャストマシンの構成を示す側面図である。
【図２】トグル機構３０の構造を示す説明図である。
【図３】トグル機構の作動条件を示した状態説明図である。
【図４】タイバ３１における歪みゲージの貼り付け位置を示す説明図である。
【図５】初期状態でのタイバ３１およびミッドリンク３８に生じた応力の推移を示したグラフである。
【図６】摩耗が進行した状態でのタイバ３１およびミッドリンク３８に生じた応力の推移を示したグラフである。
【図７】トグル機構が正常に稼働した場合と、トグル機構が思案点を超えた場合とを示す状態説明図である。
【図８】トグル機構に生じる応力の推移を示したグラフである。
【図９】ミッドリンク３８における稼働年数に対する歪み（あるいは応力）の量を示すグラフである。
【図１０】図９に示すミッドリンク３８における稼働年数に対する歪み（あるいは応力）の量を示すグラフを作成するための限界基準データを作成する手順を示した説明図である。
【図１１】図９に示すミッドリンク３８における稼働年数に対する歪み（あるいは応力）の量を示すグラフを作成するための型締め不良による品質管理の手順を示した説明図である。
【図１２】型締め時にクロスヘッドリンクに加わる応力を示したグラフである。
【符号の説明】
１０            ダイキャストマシン
１２            金型
１２Ａ          移動側金型
１２Ｂ          固定側金型
１４            射出機構
１６            型締め機構
１８            ムービングプラテン
２０            ステーショナリプラテン
２２            射出シリンダ
２４            プランジャ
２５            アキュムレータ
２６            ピストン
２７            型締めシリンダ
２８            リンクハウジング
３０            トグル機構
３１            タイバ
３２            ガイドロッド
３４            クロスヘッドリンク
３６            トグルリンク
３８            ミッドリンク
４０            歪みゲージ
４２            信号増幅器
４４            型締め機構異常監視装置
４７            応力判定手段
４８            ピン接合部
【図１】
0004449049.tif 000004
【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】
0004449049.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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