JP2004351850A - 型締制御方法及びその方法に用いられる型締装置 - Google Patents

Abstract

【課題】射出圧力の異常時に型締力を減少させることにより、発生したバリで金型を塑性変形させることを防止でき、また、その結果、バリの発生を抑制することができる型締制御方法及びその方法に用いられる型締装置を提供する。
【解決手段】金型に型内圧力センサ３０を設けるとともに、射出圧力の異常時における型内圧力値をメモリ４１に設定する。そして、型内圧力センサ３０によって型内圧力を検出し、型締状態中において検出値が予め設定された設定型内圧力値以上に達すると、型を所定量だけ開いて型締力を減少させる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型保護のために好適に実施することができる型締制御方法、及びその方法に用いられる型締装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、樹脂製品の射出成形は、樹脂の可塑化、充填、保圧、冷却という工程で行われる。ところで、従来から、この種の射出成形においては、射出圧が何らかの原因（例えば周辺温度の変化、材料のバラツキ、樹脂の充填量の変動等）により異常圧力状態になっても、型締力はそのまま維持されていた。そのため、金型キャビティ内の樹脂が冷却して体積が収縮すると、型締力が金型の合わせ面に均一に作用せず、金型のエッジ部に発生したバリにのみ作用し、金型が塑性変形していた。更に、繰り返し型締力を作用させることにより、金型の塑性変形が促進し、バリの成長を招いていた。
【０００３】
そこで、このような問題を解決するため、従来から種々の発明が提案されている。例えば、特開２００１−２８７２５２号公報（特許文献１）には、射出ノズルに圧力センサを設け、射出圧力の変化に応じて型締力を必要な値に制御する構成が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２８７２５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１記載の発明は、成形サイクル中における通常の射出圧力の変化に応じて型締力を制御するものであって、射出圧力の異常時に型締力を制御するものではない。さらに、型締力を多段階に増加制御するみのである。従って、射出圧力の異常時に発生したバリによる金型の塑性変形を防止できない。
【０００６】
本発明の目的は、射出圧力の異常時に、型締力を減少させることにより、発生したバリで金型を塑性変形させることを防止し、その結果、バリの成長を抑制することができるようにした型締制御方法及びその方法に用いられる型締装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る型締制御方法は、固定盤に保持された固定金型に対して、可動盤に保持された可動金型を接触・離反変位させることにより型開閉及び型締めを行う型締機構を備えた型締装置の型締制御方法であって、型締状態中において所定の第１型締力を前記可動金型に作用させるとともに、第１型締力によって金型の変形が弾性変形領域から塑性変形領域に移行した場合に、第１型締力から設定量だけ減少した第２型締力を前記可動金型に作用させることを特徴とする。
【０００８】
具体的には、射出圧力の異常により金型が型開きしたときの型開き量又は射出圧力の異常により金型が弾性変形したときの金型の変位量を検出し、型締状態中において検出値が予め設定された設定値以上に達した場合に、前記金型の変形が弾性変形領域から塑性変形領域に移行したと認定して、第１型締力から設定量だけ減少した第２型締力を前記可動金型に作用させる。なお、「型締力の減少」とは、型締力を所定値に減少させる場合の他に、型締力を０にする場合も含まれる。従って、「第２型締力」は、所定値である場合と０となる場合がある。
【０００９】
上記の如く、射出圧力の異常により金型が型開きしたときの型開き量又は金型の変位量を検出し、型締状態中において検出値が予め設定された設定値以上に達すると、第１型締力から設定量だけ減少した第２型締力を前記可動金型に作用させることにより、発生したバリに型締力が作用しないため、金型の塑性変形が防止される。この結果、バリの発生を防止することができる。
【００１０】
また、本発明に係る型締制御方法では、型開き量の検出は、射出装置に設けた射出圧力検出手段により溶融樹脂の射出圧力を検出することにより行ってもよく、また、金型内圧力検出手段により金型内圧力を検出することにより行ってもよく、また、タイバー伸び検出手段によりタイバーの伸びを検出することにより行ってもよい。
【００１１】
また、本発明に係る型締制御方法は、型開き量や金型変位量を検出するセンサを用いずに、型締状態中において所定の第１型締力を前記可動金型に作用させるとともに、１成形サイクルのたび毎に、若しくは、複数成形サイクルのたび毎に、第１型締力から設定量だけ減少した第２型締力を可動金型に作用させる場合もある。また、型締力減少動作のタイミングを計測するタイマを設け、このタイマからの信号に応じて、保圧時間完了時、若しくは、射出開始時から保圧時間完了時までの間の任意の時間に、第１型締力から設定量だけ減少した第２型締力を可動金型に作用させるようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明に係る型締装置は、固定盤に保持された固定金型に対して、可動盤に保持された可動金型を接触・離反変位させることにより型開閉及び型締状態中において所定の第１型締力を前記可動金型に作用させて型締めを行う型締機構を備えた型締装置であって、射出圧力の異常により金型が型開きしたときの型開き量又は射出圧力の異常により金型が弾性変形したときの金型の変位量を検出する検出手段と、予め設定された、射出圧力の異常時における型開き量又は金型変位量を記憶する記憶手段と、前記検出手段によって検出された検出値が前記記憶手段に記憶されている設定値以上になった場合に、前記第１型締力から設定量だけ減少した第２型締力を前記可動金型に作用させるように前記型締機構を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る型締装置では、型開き量の検出は、射出装置に設けた射出圧力検出手段により溶融樹脂の射出圧力を検出することにより行ってもよく、また、金型内圧力検出手段により金型内圧力を検出することにより行ってもよく、また、タイバー伸び検出手段によりタイバーの伸びを検出することにより行ってもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明の原理について説明し、次いで、具体的な実施の形態について説明する。本発明は、本発明者等がバリ発生のメカニズムを鋭意研究した結果得られたものである。即ち、射出圧力が異常状態になったとき、そのまま型締力を維持しておくと、発生したバリにのみ型締力が作用して金型が塑性変形してしまう。そこで、バリの発生する状況になったときに、型締力を減少させることにより、金型の塑性変形を防止し、その結果、バリの成長を防止することができることを見出したものである。
【００１５】
なお、本明細書においては、「射出圧力の異常時」とは、射出圧力が何らかの原因で上昇し、その異常射出圧力により、金型の変形が弾性変形領域から塑性変形領域に移行する場合を意味する。ここで、金型の変形が弾性変形領域から塑性変形領域へ移行する場合を、バリの発生する状況から見れば、通常は厚みが１／１００ｍｍ程度以上のバリが発生する状況に相当する。従って、以下に述べる実施の形態１〜５では、金型の変形が弾性変形領域から塑性変形領域へ移行する場合を、厚みが１／１００ｍｍ以上のバリが発生する状況に相当するものとして説明することにする。但し、本発明は、バリの発生する状況から見れば、必ずしも厚みが１／１００ｍｍ以上のバリが発生する状況に限定されるものではなく、厚みが１／１００ｍｍ以下のバリが発生する状況であっても、金型の変形が弾性変形領域から塑性変形領域へ移行する場合は、そのような場合も含まれる。なお、「塑性変形領域」とは、１回の圧力により塑性変形する場合のみならず、複数回の弾性変形の繰り返しにより生じた金型の塑性変形も含まれる。
【００１６】
先ず、バリ発生のメカニズムについて説明する。
バリの発生は、（１）射出圧力が高く、型締力が弱い場合、（２）金型の剛性及び型締機構の剛性が十分でない場合、の２つの要因がある。
【００１７】
上記（１）の場合とは、通常の成形サイクル運転中においては、射出圧力Ｐ（ｋｇ／ｃｍ２）、成形面積Ｓ（ｃｍ２）とすると、型締力は、型締力＞射出圧力Ｐ×成形面積Ｓに設定されているが、何らかの理由により、射出圧力が異常状態、すなわち、異常射出圧力が発生すると、型締力＜射出圧力Ｐ×成形面積Ｓとなってしまう。このとき、型開が起こり、バリが発生する。なお、射出圧力が異常になる原因としては、ゲート詰まりが発生した場合に充填速度を守るために充填圧が上昇する場合、金型、加熱筒温度等の温度が下降した場合に充填速度を守るために充填圧が上昇する場合、さらには材料の混合及び乾燥状態の変動による充填圧力の変動等が考えられる。
【００１８】
上記（２）の場合とは、金型の剛性及び型締機構の剛性が十分でないと、射出圧力に負けて金型が撓んだり、あるいは成形機型盤が金型を介して射出圧力に負けて金型及び型盤が撓む。この場合にバリが発生する。
【００１９】
そこで、上記（１）の場合には型開変位量を検出し、上記（２）の場合は金型の弾性変形を検出し、検出値が予め定めた設定値以上になったとき、型締力を減少することにより、発生したバリで金型が塑性変形することを防止するものである。以下に、本発明を各実施の形態に基づいて説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
本実施の形態１では、バリの発生要因が上記（１）の場合、すなわち、何らかの原因で射出圧力が型締力より大きくなったことに起因してバリが発生する場合において、金型内圧力を検出し、検出された圧力が予め設定された設定圧力以上になったときに型締力を減少させるものである。以下、図面に基づいて、実施の形態１の具体的内容を説明する。
【００２１】
図１は本発明に係る型締装置を備えた射出成形機の全体構成を示す図であり、図２は型締装置の一部を拡大した斜視図である。本実施の形態１に係る射出成形機１は、インラインスリクュ式射出装置２と、油圧トグル式型締装置３と、制御装置４とから構成されている。
【００２２】
射出装置２には、スクリュ５が加熱筒６の内周面に沿って、油圧モータ（図示せず）により回転駆動され、且つ、射出シリンダ７により前後進が自在にできるように配設されている。スクリュ５の回転に伴なって、ホッパ８内に供給された樹脂ペレットはスクリュ５の前方へ送られ、この間に加熱筒６の外周面に取付けられているヒータ（図示せず）による加熱を受けると共に、スクリュ５の回転による混練作用を受けることにより樹脂ペレットが溶融する構成となっている。
【００２３】
スクリュ５の前方へ送られた溶融樹脂の量が、予め設定された量に達した時点で油圧モータの回転駆動を停止すると共に、射出シリンダ７を駆動してスクリュ５を前進させることにより、スクリュ５前方に貯えられた溶融樹脂は、ノズル９を経由して金型装置の金型キャビティ内へ射出される。
【００２４】
一方、型締装置３は、型締状態中において所定の型締力（以下、第１型締力と称する。）を金型に作用させるとともに、後述するように型内圧力が設定圧力に達すると、第１型締力から設定量だけ減少した型締力（以下、第２型締力と称する。）を金型に作用させる。第２型締力は、０以外の所定値（以下の説明においては単に所定値と称する。）であってもよく、また、０であってもよい。なお、本実施の形態１では、第１型締力は０とする。また、後述する実施の形態２〜８においても、第１型締力は０とする。
【００２５】
型締装置３は、本実施の形態１では油圧トグル式型締装置が用いられており、固定金型１０を支持する固定盤１１に対し、タイバー１２を介して可動金型１３を支持する可動盤１４を移動自在に設けると共に、金型の開閉および型締めを行う型締め手段としてトグル式型締機構１５をエンドプレート１６を介して可動盤１４に対して取付け、前記トグル式型締機構１５を駆動するための型締用油圧シリンダ１７が設けられている。油圧シリンダ１７内にはピストン１８及びロッド１９が移動自在に設けられているとともに、ピストン１８によって区画され、型閉・型締用油室１７ａと型開用油室１７ｂが形成されている。そして、ロッド１９の先端は、トグル式型締機構１５の中央リンクプレート１５ａに固着されている。この中央リンクプレート１５ａには、図２に明らかに示すようにラック２０が固着されている。このラック２０に噛合うピニオン２１の回転軸２１ａには、ロータリーエンコーダ２２が装着されており、ラック２０の直線移動量に対応するピニオン２１の回転量を検出することができるようになっている。そして、ロータリーエンコーダ２２によって検出されたラック２０の直線移動量（油圧シリンダ１７のストローク、つまり、ロッド１９の移動量に相当）は、制御装置４に与えられる。なお、ピニオン２１及びロータリーエンコーダ２２は、支持板２３に取付けられており、この支持板２３はエンドプレート１６に固着されている。
【００２６】
前記油圧シリンダ１７は、油圧回路２５により駆動されている。油圧回路２５は、油圧ポンプ２６と、３位置電磁切換弁２７と、流量制御弁２８ａ，２８ｂと、流量制御弁２８ａ，２８ｂをバイパスするバイパス管路に設けられ逆止弁２９ａ，２９ｂとを有する。３位置電磁切換弁２７は、ソレノイドＡ，Ｂを有しており、制御装置４から出力される信号がソレノイドＡ，Ｂに与えられることによって開閉が制御されるようになっている。即ち、ソレノイドＡがＯＮで、かつ、ソレノイドＢがＯＦＦのときには、３位置電磁切換弁２７は第１位置ａを採り、油圧ポンプ２６からの油を油圧シリンダ１７の型閉・型締用油室１７ａに供給するとともに、型開用油室１７ｂの油をタンクに排出する。また、３位置電磁切換弁２７は、ソレノイドＡがＯＦＦで、かつ、ソレノイドＢがＯＮのときには第２位置ｂを採り、油圧ポンプ２６からの油を油圧シリンダ１７の型開用油室１７ｂに供給するとともに、型閉・型締用油室１７ａの油をタンクに排出する。そして、ソレノイドＡ，ＢがＯＦＦのときには、３位置電磁切換弁２７は中立位置ｎを採る。なお、図１において、１００はタンクである。
【００２７】
金型装置は、固定金型１０と可動金型１３とからなり、固定金型１０は固定側型板１０ａと固定側取付板１０ｂとから構成され、可動金型１３は可動側型板１３ａと可動側取付板１３ｂとから構成されている。そして、金型には、図３に示すように、型内圧力を検出する圧力センサ３０が設けられている。この圧力センサ３０によって検出された検出信号は、アンプ３１によって増幅されて制御装置４に与えられる。
【００２８】
制御装置４は、予め定めた型内圧力の異常圧力値を入力するキーボード等の入力手段４０と、入力された設定異常圧力値を記憶するメモリ４１と、ＣＰＵ４２と、ＣＲＴ等の表示手段４３とから構成されている。
【００２９】
次いで、上記構成の型締装置の金型保護に関連する動作について説明する。
先ず、通常運転に先立って、型内圧力の異常圧力値の設定を行う。具体的には、通常の運転条件で複数サイクル運転を行い、型内圧力をモニターする。そして、通常状態における型内圧力の最大値Ａ１を求める。そして、最大値Ａ１のα％増加した値Ａ２を異常圧力値と設定し、この値Ａ２を入力手段４０によって設定入力する。これにより、メモリ４１に設定異常圧力値Ａ２が記憶される。ここで、異常圧力値Ａ２とは、異常圧力値Ａ２に達すれば型開きしてその結果バリが発生する（本実施の形態では厚みが１／１００ｍｍ以上のバリに相当）ときの型内圧力に対応するものである。α％は１〜５０％の範囲内の何れかの値であり、好ましくは、２〜５％の範囲内の何れかの値である。
【００３０】
次いで、異常圧力値Ａ２の設定が行われた後、通常の成形サイクル運転が行われる。このとき、図４に示す処理により金型の保護が図られている。即ち、先ず、型閉工程が行われ（ステップＳ１）、次いで、型締状態（第１型締力が金型に作用している状態）中において樹脂の充填が開始される（ステップＳ２）と、圧力センサ３０によって型内圧力が検出される（ステップＳ３）。そして、型内圧力が検出される毎に、ＣＰＵ４２は、メモリ４１に記憶されている設定異常圧力値Ａ２と検出値とを比較し、検出値が異常圧力値Ａ２以上か否かを判定する（ステップＳ４）。検出値が異常圧力値Ａ２未満であるときは、通常運転が続行される。即ち、冷却工程（ステップＳ６）、型開工程（ステップＳ７）、成形品の突出工程（ステップＳ８）が行われて１成形サイクルが終了し、その後、再び型閉工程（ステップＳ１）に移って、次の成形サイクルが実行される。
【００３１】
このようにして成形サイクル運転継続中の、或る成形サイクルにおいて、圧力センサ３０からの検出値が異常圧力値Ａ２以上になると、許容範囲を超えるバリが発生したと判断されて、処理はステップＳ４からステップＳ５に移り、第１型締力から設定量だけ減少した第２型締力を金型に作用させるべく、型締力減少動作が実行される。なお、トグル式型締機機構を使用する本実施の形態１では、第２型締力を０（具体的にはタイバー１２の伸び量を０）とする。
【００３２】
ここで、トグル式型締機構は、てこの原理を利用した型締機構であって、油圧シリンダ１７によってタイバー１２が伸ばされ、その弾性復元力により型締力を発生するものである。そして、タイバーの伸び量は、例えば型締力１５０トンの成形機では０．５ｍｍ、型締力１００トンの成形機では０．４ｍｍである。このタイバーの伸び量を油圧シリンダ１７の移動量に換算すると、型締力１５０トンの成形機では１０〜１５ｍｍに相当し、型締力１００トンの成形機では８〜１２ｍｍに相当する。従って、型締力を０、即ち、タイバー１２の伸び量を０とするためには、タイバーの伸び量に相当する油圧シリンダ１７の移動量をロータリーエンコーダ２２で計測し、その計測値だけ後退させればよい。
【００３３】
そこで、ＣＰＵ４２は、３位置電磁切換弁２７のソレノイドＡをＯＦＦ、かつ、ソレノイドＢをＯＮとし、３位置電磁切換弁２７を第２位置ｂに切換え、油圧シリンダ１７のロッド１９を後退させる。そして、ロッド１９が、ロータリーエンコーダ２２で計測されたタイバーの伸び量に相当する油圧シリンダ１７の移動量だけ後退したとき、ＣＰＵ４２は３位置電磁切換弁２７のソレノイドＡ，ＢをＯＦＦとする。これにより、可動金型１３が所定距離だけ後退し、型締力が０になる。そして、型締力が０となることにより、金型のエッジに発生したバリに過大な型締力が作用することが防止され、この結果、金型が塑性変形することが防止できることになる。
【００３４】
なお、成形サイクル運転は停止することなく、次のサイクルに継続していく。そして、後続の成形サイクル運転中において、再び、圧力センサ３０からの検出値が異常圧力値Ａ２以上になると、その度毎に上記と同様な動作によって、第１型締力を減少させ第２型締力を０とする。こうして、型締力を０とすることにより、金型が塑性変形することを防止できることになる。これによりバリの成長が抑制される。
【００３５】
なお、参考までに述べると、型締力を多段階で制御する従来例は存在している。しかし、いずれの従来例も型締力を増加する方向に多段階制御する構成であり、型締力の増加によってバリを防止するものである。この方式は金型を大きく変形させることになって、バリを増進させることになっていた。本発明のように型締力を減少するように制御する技術思想は、従来全く存在していないことを付言しておく。
【００３６】
（実施の形態２）
図５は実施の形態２に係る射出成形機の全体構成を示す図である。上記実施の形態１では油圧トグル式型締装置３が用いられたけれども、本実施の形態２では、電動トグル式型締装置３Ａが用いられる。即ち、トグル式型締機構１５を駆動するための型締用サーボモータ５０の出力軸がボールネジ５１として構成されており、このボールネジ５１に螺合するボールナット５２がトグル式型締機構１５の中央リンクプレート１５ａに連結されている。なお、サーボモータ５０はサーボモータ用コントローラ５３によって正転・逆転が制御されている。そして、サーボモータ５０の回転力が、ボールネジ５１の回転力として伝達され、次いで、ボールナット５２を介して直線運動に変換されて、トグル式型締機構１５を駆動するように構成されている。なお、サーボモータ５０の正転が型締に対応し、サーボモータ５０の逆転が型開に対応する。
【００３７】
本実施の形態２における金型保護に関連する動作は、基本的には上記実施の形態１と同様である。但し、ステップＳ５の型締力減少の制御動作が異なる。つまり、第２型締力を０、即ち、タイバー１２の伸び量を０とするために、本実施の形態２ではタイバー１２の伸び量に相当するボールナット５２の移動量をロータリーエンコーダ２２で計測し、その計測値だけ後退させるように制御する。
【００３８】
以下、具体的に説明する。
圧力センサ３０からの検出値が異常圧力値Ａ２以上になると、ＣＰＵ４２はコントローラ５３にサーボモータ５０を逆転方向に駆動する指令信号を与える。これにより、コントローラ５３はサーボモータ５０を逆転方向に駆動する。これにより、ボールナット５２が後退する。そして、ロータリーエンコーダ２２で計測されたタイバーの伸び量に相当するボールナット５２の移動量だけ後退したとき、ＣＰＵ４２はモータ停止指令信号をコントローラ５３に与え、この結果、サーボモータ５０は回転を停止する。これにより、可動金型１３が所定距離だけ後退し、第２型締力が０になる。このように、電動トグル式型締装置３Ａを用いた場合にも、第２型締力を０とすることにより、金型が大きく塑性変形することを防止し、これによりバリの成長を抑制することが可能となる。
【００３９】
（実施の形態３）
図６は実施の形態３に係る射出成形機の全体構成を示す図である。上記実施の形態１では油圧トグル式型締装置が用いられたけれども、本実施の形態３では、油圧直圧式型締装置が用いられる。この油圧直圧式型締装置３Ｂでは、油圧シリンダ１７のロッド１９の先端部が可動盤１４に固着されており、油圧シリンダ１７の出力そのものが型締力（第１型締力）を発生させている。また、油圧直圧式型締装置３Ｂにおける油圧回路２５Ａは、実施の形態１の油圧回路２５の構成に加えて、流量制御弁２８ａと油圧シリンダ１７とを接続する接続管路の途中で分岐した分岐管路上に、２位置電磁切換弁６０と、リリーフ弁６１とが設けられている。２位置電磁切換弁６０は、型閉・型締用油室１７ａとリリーフ弁６１とを遮断する第１位置ａと、型閉・型締用油室１７ａとリリーフ弁６１を連通する第２位置ｂとに切り換え可能となっている。なお、リリーフ弁６１のリリーフ圧は、後述するように、所定の型締力（第２型締力）を付与できるような圧力に設定されている。
【００４０】
本実施の形態３における金型保護に関連する動作は、基本的には上記実施の形態１と同様である。但し、ステップ５の型締力減少の制御動作が異なる。
【００４１】
以下、具体的に説明する。
圧力センサ３０からの検出値が異常圧力値Ａ２以上になると、ＣＰＵ４２は電磁切換弁２７を中立位置ｎに切換える。これにより、油圧シリンダ１７の型閉・型締用油室１７ａは、タンク１００と連通状態となり、減圧される。そして、第２位置ｂに切り換えることにより、ロッド１９が所定距離（１／１００〜１／１０ｍｍ程度）後退し、可動金型１３に作用する第２型締力が０となる。こうして、本実施の形態３においてもまた、型締力を０とすることにより、金型のエッジに発生したバリに過大な型締力が作用することが防止され、この結果、金型が大きく塑性変形することが防止できることになる。なお、電磁切換弁２７が第２位置ｂにあってロッド１９が後退しているときに、ロータリーエンコダ２２からの出力によってロッド１９の後退位置を検出して、所定の後退位置になったときに電磁切換弁２７を中立位置ｎに切換えること（いわゆるロッド１９の移動量に基づく位置制御）により、第２型締力を所定値に設定にすることが可能となる。
【００４２】
なお、電磁切換弁２７を第１位置ａにしておいて、電磁切換弁６０を用いて第２型締力を所定値に減少させるようにしてもよい。具体的には、ＣＰＵ４２は電磁切換弁６０を第１位置ａから第２位置ｂに切換えて、型閉・型締用油室１７ａとリリーフ弁６１とを連通状態にさせる。これにより、型閉・型締用油室１７ａ内に供給される作動油の圧力がリリーフ弁６１の設定圧力となるため、ロッド１９が後退する。これにより、可動金型１３に作用する型締力（第２型締力）が所定値となる。
【００４３】
（実施の形態４）
図７は実施の形態４に係る射出成形機の全体構成を示す図である。上記実施の形態２では電動トグル式型締装置３Ａが用いられたけれども、本実施の形態２では電動直圧式型締装置３Ｃが用いられる。この電動直圧式型締装置３Ｃでは、型締用サーボモータ５０の出力軸がボールネジ５１として構成されており、このボールネジ５１に螺合するボールナット５２が連結部材７０を介して可動盤１４に連結されている。また、ラック２０はボールナット５２に固着されている。なお、サーボモータ５０はサーボモータ用コントローラ５３によって正転・逆転が制御されている。そして、サーボモータ５０の回転力が、ボールネジ５１の回転力として伝達され、次いで、及びボールナット５２を介して直線運動に変換されて、可動盤１４を駆動するように構成されている。つまり、サーボモータ５０の回転出力トルク制御そのものが型締力を発生させるものである。
【００４４】
本実施の形態４における金型保護に関連する動作は、基本的には上記実施の形態２と同様である。但し、ステップ５の型締力減少の制御動作が異なる。
【００４５】
以下、具体的に説明する。
圧力センサ３０からの検出値が異常圧力値Ａ２以上になると、ＣＰＵ４２はコントローラ５３にサーボモータ５０を逆転方向に駆動する指令信号を与える。これにより、コントローラ５３はサーボモータ５０を逆転方向に駆動する。これにより、ボールナット５２が後退する。そして、ロータリーエンコーダ２２で計測されたボールナット５２の移動量だけ後退したとき、ＣＰＵ４２はモータ停止指令信号をコントローラ５３に与え、この結果、サーボモータ５０は回転を停止する。これにより、可動金型１３が所定距離だけ後退し、第１型締力が所定量減少されて、第２型締力が０となる。このように、電動直圧式型締装置３Ｃを用いた場合にも、第２型締力を０とすることにより、金型が大きく塑性変形することを防止し、これによりバリの成長を抑制することが可能となる。なお、第２型締力を所定値に減少させる場合は、ロータリーエンコーダ２２の出力に応じたサーボモータ５０の出力制御を行えばよい。
【００４６】
（実施の形態５）
上記実施の形態１では型内圧力を圧力センサ３０で直接検出するようにしたけれども、本実施の形態５では圧力センサ３０に代えて、射出装置２側で樹脂圧力を検出するセンサを設けて、型内圧力を間接的に検出するように構成されている。なお、実施の形態５は、圧力センサ８０Ａ以外の構成は上記実施の形態１と同様である。
【００４７】
具体的には、図８に示すように、ノズル９に樹脂圧力を検出する圧力センサ８０Ａが設けられている。この圧力センサ８０Ａからの検出信号は、制御装置４に与えられる。そして、上記実施の形態１と同様の型締力減少処理動作により第１型締力を減少させ第２型締力を０とすることにより、金型の保護が図られる。本実施の形態５では、異常射出圧力としての設定値は、正常射出圧力値に対してα％増しの値とされており、異常射出圧力の設定値に達すれば型開きしてその結果バリが発生する（本実施の形態では厚みが１／１００ｍｍ以上のバリに相当）ときの射出圧力に対応するものである。
【００４８】
なお、電動式射出装置を用いた場合は、上記と同様にノズル９に圧力センサ８０Ａを設けて樹脂圧力を直接検出してもよく、また、図９に示すように、射出用ボールネジ８１とスリクュ６との間にロードセル８０Ｂを設けて、ボールネジ８１の回転によって前進・進退する射出アクチュエータ８４の力Ｐを換算して樹脂圧力を検出するようにしてもよい。なお、図９において、８５は射出用モータ、８６はスリクュ回転駆動用モータ、８７ａ，８７ｂはベルト、８８ａ，８８ｂ，８８ｃ，８８ｄはプーリである。また、ロードセル８０Ｂを用いて樹脂圧力を直接検出する構成は、油圧式射出装置にも適用できる。
【００４９】
上記の例では、油圧トグル式型締装置３を用いたけれども、電動トグル式型締装置３Ａを用いてもよく、この場合は、上記実施の形態２で説明した型締力減少処理動作と同様の処理動作により、第１型締力を減少させ第２型締力を０とさせることができる。
【００５０】
また、油圧トグル式型締装置３に代えて、油圧直圧式型締装置３Ｂを用いてもよく、この場合は、上記実施の形態３で説明した型締力減少処理動作と同様の処理動作により、第１型締力を減少させ第２型締力を０とさせることができる。
【００５１】
また、油圧トグル式型締装置３に代えて、電動直圧式型締装置３Ｃを用いてもよく、この場合は、上記実施の形態４で説明した型締力減少処理動作と同様の処理動作により、第１型締力を減少させ第２型締力を０とさせることができる。
【００５２】
（実施の形態６）
本実施の形態６では、型内圧力センサ３０に代えて、タイバー１２にタイバー伸びを検出するタイバー伸びセンサ９０を設け、タイバー１２の伸び量が異常値となったときに、型締力を減少するように構成されている。射出圧力が異常に大きくなると、タイバー１２の伸び量も大きく増加する。従って、タイバー１２の伸び量が大きく増加したときに、型締力を減少することにより、バリ発生の成長を抑制できる。なお、実施の形態６は、タイバー伸びセンサ９０以外の構成は上記実施の形態１と同様である。
【００５３】
具体的には、図１０に示すように、タイバー１２にリング状のタイバー伸びセンサ９０を装着し、タイバー伸びの検出信号を制御装置４に与える。そして、上記実施の形態１と同様の型締力減少処理動作により、第１型締力を減少させ第２型締力を０とすることにより、金型の保護が図られている。本実施の形態６では、異常タイバー伸びとしての設定値は、正常タイバー伸びに対してα％増しの値とされており、タイバー伸びの設定値に達すれば型開きしてその結果バリが発生する（本実施の形態では厚みが１／１００ｍｍ以上のバリに相当）ときのタイバー伸びに対応するものである。
【００５４】
上記の例では、油圧トグル式型締装置３を用いたけれども、電動トグル式型締装置３Ａを用いてもよく、この場合は、上記実施の形態２で説明した型締力減少処理動作と同様の処理動作により、第１型締力を減少させ第２型締力を０とさせることができる。
【００５５】
また、油圧トグル式型締装置３に代えて、油圧直圧式型締装置３Ｂを用いてもよく、この場合は、上記実施の形態３で説明した型締力減少処理動作と同様の処理動作により、第１型締力を減少させ第２型締力を０とさせることができる。
【００５６】
また、油圧トグル式型締装置３に代えて、電動直圧式型締装置３Ｃを用いてもよく、この場合は、上記実施の形態４で説明した型締力減少処理動作と同様の処理動作により、第１型締力を減少させ第２型締力を０とさせることができる。
【００５７】
（実施の形態７）
本実施の形態７では、バリの発生要因が上記（２）の場合、すなわち、金型の剛性が低く、射出工程中に射出圧力に負けて金型が弾性変形してバリが発生する場合において、金型の変位量を検出手段で検出し、変位量が予め設定された設定変位量以上に達した時に型締力を減少させるものである。なお、本実施の形態７は、金型の変位量検出手段以外の構成は上記実施の形態１と同様である。
【００５８】
具体的には、図１１に示すように、この金型には、金型の変位量を検出する検出手段としてのレーザセンサ９５が設けられている。即ち、レーザセンサ９５が可動側取付板１３ｂに設けられており、レーザセンサ９５からのレーザ光が可動側型板１３ａの反射部材９６に照射され、その反射光がレーザセンサ９５に受光されることにより、可動側取付板１３ｂと可動側型板１３ａとの距離を測定し、これにより金型の変形量が検出され得る。なぜなら、射出圧力により可動側型板１３ａが撓むと、可動側取付板１３ｂと可動側型板１３ａとの距離が変化するので、レーザセンサ９５により当該距離を検出すれば、可動側型板１３ａの変位量Ｅが検出されることになるからである。そして、レーザセンサ９５からの検出信号は制御装置４に与えられる。そして、上記実施の形態１と同様の型締力減少処理動作により第１型締力を減少させ第２型締力を０とさせることができ、金型の保護が図られる。本実施の形態７では、異常変位量としての設定値は、正常変位量に対して１／１００ｍｍ増した値とされており、変位量の設定値に達すればバリが発生する（本実施の形態では厚みが１／１００ｍｍ以上のバリに相当）ときの金型の変位量に対応するものである。
【００５９】
上記の例では、金型の変形量をレーザセンサ９５により検出したけれども、可動金型に歪み及び変位量測定センサを設けて金型の変位量を検出するようにしてもよい。
【００６０】
また、上記の例では、油圧トグル式型締装置３を用いたけれども、電動トグル式型締装置３Ａを用いてもよく、この場合は、上記実施の形態２で説明した型締力減少処理動作と同様の処理動作により、第１型締力を減少させ第２型締力を０とさせることができる。
【００６１】
また、油圧トグル式型締装置３に代えて、油圧直圧式型締装置３Ｂを用いてもよく、この場合は、上記実施の形態３で説明した型締力減少処理動作と同様の処理動作により、第１型締力を減少させ第２型締力を０とさせることができる。
【００６２】
また、油圧トグル式型締装置３に代えて、電動直圧式型締装置３Ｃを用いてもよく、この場合は、上記実施の形態４で説明した型締力減少処理動作と同様の処理動作により、第１型締力を減少させ第２型締力を０とさせることができる。
【００６３】
（実施の形態８）
上記実施の形態１〜７では、射出圧の異常状態を各種センサを用いて検出し、射出圧の異常発生の場合に、型締力を減少するようにしたけれども、本実施の形態５では、上記の各種センサを用いずに、型締状態中において所定の第１型締力を金型に作用させるとともに、１成形サイクルのたび毎に、第１型締力を減少させ第２型締力を０とさせるように構成されている。なお、型締力減少のタイミングは、射出制御用として射出成形機に本来的に備わっている保圧時間終了時を時間管理するタイマＴ（図示せず）を用いて、保圧時間終了時に行うように構成されている。以下に、図１２を参照して説明する。
【００６４】
成形サイクルとして型閉工程（ステップＮ１）が行われ、次いで、型締状態（第１型締力が金型に作用している状態）中において樹脂の充填が開始されると、その充填開始のタイミングでタイマＴが作動する（ステップＮ２）。そして、充填・保圧工程が行われ、タイマＴからの信号により保圧時間終了時が告知されると（ステップＮ３）、第１型締力から設定量だけ減少した第２型締力（第２型締力は０）を金型に作用させるべく、型締力を減少させる（ステップＮ４）。次いで、通常運転が続行される。即ち、冷却工程（ステップＮ５）、型開工程（ステップＮ６）、成形品の突出工程（ステップＮ７）が行われて１成形サイクルが終了し、その後、再び型閉工程（ステップＮ１）に移って、次の成形サイクルが実行される。そして、このような成形サイクルのたび毎に毎回、上記と同様の方法により第１型締力を減少させ第２型締力を０とする。
【００６５】
なお、上記の例では射出成形機に本来的に備わっているタイマを用いて、保圧時間終了後に型締力を減少させたけれども、別個のタイマを設けて射出開始時から保圧時間完了時までの間の任意の時間に、型締力を０に減少させるようにしてもよい。
【００６６】
また、成形サイクルの回数をカンウトするカウンタを設け、複数サイクル毎に型締力を０に減少させるようにしてもよい。
【００６７】
更に、設定時刻の異なる複数のタイマを別途設け、各タイマの設定時刻毎に型締力を減少させるとともに、その際の減少量をタイマの設定時刻が大きくなるに従って小さくして、型締力を多段階でかつ漸次減少させるようにしてもよい。例えば、４個の第１〜第４タイマを備える場合を想定すると、第１〜第４タイマの設定時刻が、第１タイマ、第２タイマ、第３タイマ、第４タイマの順に大きい場合に、第１タイマの設定時刻に型締力を５０％減少させ、第２タイマの設定時刻に型締力をさらに２５％減少させ、第３タイマの設定時刻に型締力をさらに１５％減少させ、第４タイマのの設定時刻に型締力をさらに１０％減少させるような場合が該当する。
【００６８】
（その他の事項）
（１）上記実施の形態１〜８では、型締力を０まで減少させた（即ち、第２型締力を０にした）けれども、所定値まで減少させる（即ち、第２型締力を所定値とする）ようにしてもよい。
（２）上記実施の形態では、射出装置としてはインラインスリクュ式射出装置が用いられたけれども、プランジャ式射出装置を用いてもよく、また、スリクュプリプラ式射出装置を用いもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、射出圧力の異常時に型締力を減少させることにより、発生したバリで金型を塑性変形させることを防止できる。また、その結果、バリの成長を抑制することができる。従って、本発明は、工業的に極めて大きな価値を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る型締装置を備えた射出成形機の全体構成を示す図である。型締装置の一部を拡大した斜視図である。実施の形態１に係る金型保護装置を備えた射出成形機の全体構成を示す図である。
【図２】図１の一部を拡大した斜視図である。
【図３】実施の形態１の射出成形機に備えられた型内圧力を検出する圧力センサ３０を示す図である。
【図４】実施の形態１における金型保護の処理を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態２に係る射出成形機の全体構成を示す図である。
【図６】実施の形態３に係る射出成形機の全体構成を示す図である。
【図７】実施の形態４に係る射出成形機の全体構成を示す図である。
【図８】実施の形態５における圧力センサ８０Ａを示す図である。
【図９】実施の形態５におけるロードセル８０Ｂを示す図である。
【図１０】実施の形態６におけるタイバー伸びセンサ９０を示す図である。
【図１１】実施の形態７におけるレーザセンサ９５を示す図である。
【図１２】実施の形態７における金型保護の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１：射出成形機 ２：射出装置
３：油圧トグル式型締装置 ３Ａ：電動トグル式型締装置
３Ｂ：油圧直圧式型締装置 ３Ｃ：電動直圧式型締装置
４：制御装置 ５：スクリュ
６：加熱筒 １０：固定金型
１１：固定盤 １２：タイバー
１３：可動金型 １４：可動盤
１５：型締機構 １７：油圧シリンダ
２２：ロータリーエンコーダ ３０：型内圧力センサ
４１：メモリ ４２：ＣＰＵ
５０：サーボモータ ６１：リリーフ弁
８０Ａ：圧力センサ ８０Ｂ：ロードセル
９０：タイバー伸びセンサ ９５：レーザセンサ

Claims (15)

1. 固定盤に保持された固定金型に対して、可動盤に保持された可動金型を接触・離反変位させることにより型開閉及び型締めを行う型締機構を備えた型締装置の型締制御方法であって、
   型締状態中において所定の第１型締力を前記可動金型に作用させるとともに、第１型締力によって金型の変形が弾性変形領域から塑性変形領域に移行した場合に、第１型締力から設定量だけ減少した第２型締力を前記可動金型に作用させることを特徴とする型締制御方法。
2. 射出圧力の異常により金型が型開きしたときの型開き量又は射出圧力の異常により金型が弾性変形したときの金型の変位量を検出し、型締状態中において検出値が予め設定された設定値以上に達した場合に、前記金型の変形が弾性変形領域から塑性変形領域に移行したと認定して、第１型締力から設定量だけ減少した第２型締力を前記可動金型に作用させる、請求項１記載の型締制御方法。
3. 前記型開き量の検出は、射出装置に設けた射出圧力検出手段により溶融樹脂の射出圧力を検出することにより行うとともに、前記設定値としては射出圧力の異常時における射出圧力値を用いる、請求項２記載の型締制御方法。
4. 前記型開き量の検出は、金型内圧力検出手段により金型内圧力を検出することにより行うとともに、前記設定値としては射出圧力の異常時における金型内圧力値を用いる、請求項２記載の型締制御方法。
5. 前記型開き量の検出は、タイバー伸び検出手段によりタイバーの伸びを検出することにより行うとともに、前記設定値としては射出圧力の異常時におけるタイバーの伸び量を用いる、請求項２記載の型締制御方法。
6. 固定盤に保持された固定金型に対して、可動盤に保持された可動金型を接触・離反変位させることにより型開閉及び型締めを行う型締機構を備えた型締装置の型締制御方法であって、
   型締状態中において所定の第１型締力を前記可動金型に作用させるとともに、
   １成形サイクルのたび毎に、若しくは、複数成形サイクルのたび毎に、第１型締力から設定量だけ減少した第２型締力を前記可動金型に作用させることを特徴とする型締制御方法。
7. 固定盤に保持された固定金型に対して、可動盤に保持された可動金型を接触・離反変位させることにより型開閉及び型締めを行う型締機構を備えた型締装置の型締制御方法であって、
   型締状態中において所定の第１型締力を前記可動金型に作用させるとともに、型締力減少動作のタイミングを計測するタイマを設け、このタイマからの信号に応じて、保圧時間完了時、若しくは、射出開始時から保圧時間完了時までの間の任意の時間に、第１型締力から設定量だけ減少した第２型締力を前記可動金型に作用させることを特徴とする型締制御方法。
8. 固定盤に保持された固定金型に対して、可動盤に保持された可動金型を接触・離反変位させることにより型開閉及び型締状態中において所定の第１型締力を前記可動金型に作用させて型締めを行う型締機構を備えた型締装置であって、
   射出圧力の異常により金型が型開きしたときの型開き量又は射出圧力の異常により金型が弾性変形したときの金型の変位量を検出する検出手段と、
   予め設定された、射出圧力の異常時における型開き量又は金型変位量を記憶する記憶手段と、
   前記検出手段によって検出された検出値が前記記憶手段に記憶されている設定値以上になった場合に、前記第１型締力から設定量だけ減少した第２型締力を前記可動金型に作用させるように前記型締機構を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする型締装置。
9. 前記型開き量の検出は、射出装置に設けた射出圧力検出手段により溶融樹脂の射出圧力を検出することにより行うとともに、前記設定値としては射出圧力の異常時における射出圧力値を用いる、請求項８記載の型締装置。
10. 前記型開き量の検出は、金型内圧力検出手段により金型内圧力を検出することにより行うとともに、前記設定値としては射出圧力の異常時における金型内圧力値を用いる、請求項８記載の型締装置。
11. 前記型開き量の検出は、タイバー伸び検出手段によりタイバーの伸びを検出することにより行うとともに、前記設定値としては射出圧力の異常時におけるタイバーの伸び量を用いる、請求項８記載の型締装置。
12. 前記型締機構は油圧トグル式型締機構である、請求項８乃至１１の何れかに記載の型締装置。
13. 前記型締機構は油圧直圧式型締機構である、請求項８乃至１１の何れかに記載の型締装置。
14. 前記型締機構は電動トグル式型締機構である、請求項８乃至１１の何れかに記載の型締装置。
15. 前記型締機構は電動直圧式型締機構である、請求項８乃至１１の何れかに記載の型締装置。

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