JP2007001049A - 成型条件設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、バネ入り金型を用いた場合であっても、可動金型が固定金型に当接したことを誤りなく迅速に判断することができ、所望の型締力の設定を確実に行うことができる成形条件設定方法を提供することを課題とする。
【解決手段】 所定の型締力が得られようにトグル機構５７を設定し、トグルサポート５６を固定プラテン５４に向かって前進させて動かなくなる位置まで移動する。トグル機構５７を作動させて型締力を発生させ、型締力の変化率を監視する。型締力の変化率に変曲点Ｐが現れたら、その時点で型タッチが行われたと判断する。変曲点Ｐが現れた時点における可動プラテン５２の位置とトグルサポート５６が前進できなくなったときの可動プラテン５２の位置との差を求め、その差の分だけトグルサポート５６を後退させる。
【選択図】 図５

Description

本発明は成形条件設定方法に係り、特にトグル機構を用いた型締装置を有する射出成形機における成形条件設定方法に関する。

射出成形機等の成形機において、加熱シリンダ内で加熱されて溶融させられた樹脂を高圧で金型装置のキャビティ空間に射出して充填する。キャビティ空間に充填された樹脂は冷却され、固化することにより成形品となる。

金型装置は、一般的に、固定金型と可動金型とよりなり、型締装置によって可動金型を固定金型に対して進退させて、型閉、型締及び型開が行なわれる。型締装置は、固定金型が取り付けられる固定プラテン、可動金型が取り付けられる可動プラテン、及び可動プラテンを進退させるための移動機構であるトグル機構を備える。すなわち、トグル機構を駆動して可動プラテンを固定プラテンに対して接近または離間方向に移動することで金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行なうようになっている（例えば、特許文献１参照。）
ここで、射出成形機において、キャビティ空間に充填された樹脂を圧縮することにより高品質の成形品を成形することができる、いわゆる圧縮成形機が知られている。圧縮成形機では、可動金型を前進させて型閉じを行ってキャビティ空間を形成し、樹脂がキャビティ空間に充填された後、可動金型を更に前進させて型締めを行う。これにより、キャビティ空間内の樹脂を圧縮することができるよう構成されている。そして、樹脂がキャビティ空間に充填される際に、キャビティ空間から樹脂が漏れないようにキャビティ空間を密封するためのインサートリングが固定金型に設けられる。

図１は圧縮成形機に用いられる金型装置の断面図である。金型装置１は、固定金型２と可動金型３とを有する。可動金型３は圧縮成形機の可動プラテン（図示せず）に取り付けられ、固定金型２は固定プラテン（図示せず）に取り付けられる。固定金型２の内部にはスプール２ａが形成され、圧縮成形機の射出装置４からスプール２ａに樹脂が注入される。可動金型３は可動プラテンの移動により固定金型２に対して図中矢印方向に前後移動することで、型閉じ及び型開きが行われる。

固定金型２にはキャビティ２ｂが形成され、可動金型３にはコア３ａが形成される。型閉じが行われた状態で、コア３ａとキャビティ２ｂとの間に、外周がインサートリング５で画成されたキャビティ空間Ｃが形成される。なお、スプール２ａはキャビティ空間Ｃに繋がるように形成されており、スプール２ａを通じて樹脂がキャビティ空間Ｃに注入される。

固定金型２の周縁部における可動金型３と対向する面には環状溝６が形成され、環状溝６に上述のインサートリング５が進退自在に配置される。すなわち、環状溝６内に配置されたスプリング７によりインサートリング５は可動金型側に付勢され、一部が環状溝６内に挿入された状態で保持されている。一方、可動金型３には、インサートリング５が当触する部分の周囲に段部３ｂが形成され、これにより環状の突出部３ｃが可動金型３の周辺部に形成される。

上述の構成の金型装置１が圧縮成形機に取り付けられた場合の圧縮成形機の型締装置の動作について説明する。

成形工程において、まず、可動金型３を前進させて（図中、右方向に移動）、型閉じを行う。この際、最初にインサートリング５の端部が可動金型３に当接し、図１に示すようにキャビティ空間Ｃが形成される。可動金型３は、インサートリング５が当接してから所定の距離だけ前進する。この際、インサートリング５はスプリング７を圧縮しながら環状溝５内に入り込んだ状態となる。ただし、可動金型３の突出部３ｃが固定金型２に当接しない位置で可動金型３は停止される。

この状態で、射出装置４から樹脂が射出され、樹脂はスプール２ａを通ってキャビティ空間Ｃに充填される。このとき、インサートリング５はスプリング７によって可動金型３に押し付けられているので、樹脂がキャビティ空間Ｃから漏れ出すことはない。

キャビティ空間Ｃに樹脂が充填されたら、可動金型３の突出部３ｃが固定金型２に当接するまで、可動金型３は更に前進させられる。これにより、キャビティ空間Ｃ内の樹脂は圧縮されキャビティ空間Ｃ内に隙間なく一様に充填される。この際、インサートリング５はスプリング７を更に圧縮しながら環状溝６内に入り込む。

樹脂圧縮の後、所定の時間樹脂が冷却されてある程度固化した後、可動金型３は後退させられ（図中、左方向に移動）、型開きが行われる。そして、可動金型３のコア３ａに付着した樹脂成形品は、可動金型３に設けられたエジェクタピン（図示せず）により突き出され、可動金型３から離脱して金型装置１から取り出される。また、型開きが行われる際に、環状溝６内に押し込まれていたインサートリング５は、スプリング７の付勢力によって環状溝６から押し出され、所定の量だけ固定金型２の表面から突出した初期状態の位置に戻される。

なお、上述のようなインサートリング５を付勢するスプリング７を有する金型装置は、一般的にばね入り金型、あるいはばね付き金型と称される。

上述の成形動作における可動金型の進退は、型締装置のトグル機構を作動させることにより行われる。
特開２００２−３３７１８４号公報

金型装置が最初に型締装置に取り付けられた際、まず、型厚調整が行われる。型厚調整は型厚モータによりトグル機構の原点となるトグルサポートを移動して、トグル機構がうまく作動して所望の型締力が得られる位置となるようにする調整である。

ここで、通常、トグルサポートを移動するための型厚モータは、負荷がかかっていないトグル機構を移動するだけなので、比較的小さな出力のモータである。一般的に、型厚調整の際、まずトグル機構を所望の締付力が得られる分だけ畳み込んでおき、その状態で型厚モータによりトグルサポートを前進させ、可動金型が固定金型に当接する位置を求め、その位置をトグルサポートの位置とする。

この調整の際、上述のようなインサートリングを有する金型装置が取り付けられていた場合、可動金型を固定金型に当接させる（型閉じ）には、インサートリングを付勢しているスプリングの付勢力に打ち勝ってトグルサポートを前進させる必要がある。ところが、上述のように、トグルサポート移動用の型厚モータは比較的小さな出力のモータであり、インサートリングを付勢しているスプリングを圧縮して可動金型が固定金型に当接する前に、最大出力トルクとなってそれ以上トグルサポートを前進させられなくなる場合がある。

通常、上述の型厚調整において、可動金型が固定金型に当接する位置（型閉位置）となったことは、型厚モータが最大出力トルクとなって所定の時間が経過したか否かで判断する。すなわち、可動金型が固定金型に当接すると、トグルサポートはそれ以上前進できなくなり型厚モータの出力トルクは上昇し最大となることを利用して可動金型が固定金型に当接し型閉じしたことを判断するものである。

このような従来の型閉じの判断方法を、上述のようなインサートリングを有する金型装置に適用すると、可動金型が固定金型に当接したのではなく、インサートリングを付勢しているスプリングの付勢力によりトグルサポートの前進が阻止された場合でも、型厚モータの出力トルクが上昇して最大出力トルクとなるおそれがある。この場合、可動金型が固定金型に当接するより手前の位置を、可動金型が固定金型に当接した位置として誤って判断してしまう。したがって、そのような誤ったトグルサポートの位置を基準としてトグル機構が作動するため、所望の締付力が得られないという問題が発生する。すなわち、所望の締付力が得られるトグルサポートの位置より離れた位置を原点としてトグル機構が作動するため、締付力が設定した所望の締付力に達しない状態となってしまう。

本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、バネ入り金型を用いた場合であっても、可動金型が固定金型に当接したことを誤りなく迅速に判断することができ、所望の型締力の設定を確実に行うことができる成形条件設定方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明によれば、トグル機構により型締力を発生させる成形機の成形条件設定方法であって、入力装置より金型に対応したトグルサポートの位置を設定し、該トグルサポートを固定プラテンに向かって移動し、前記トグルサポートが動かなくなったときの前記トグルサポートの位置を検出し、位置の検出値と設定値との差が予め定められた値以上であるか否かを判断し、前記差が予め定められた値以上であると判断したら、前記トグル機構を畳み込み、再度、前記トグルサポートを移動し、前記トグル機構を作動させて型タッチを行うことを特徴とする成形条件設定方法が提供される。

また、本発明によれば、トグル機構により型締力を発生させる成形機の成形条件設定方法であって、入力装置より型締力を設定し、トグルサポートを固定プラテンに向かって移動し、該トグルサポートが動かなくなったら前記トグル機構を作動させ、型締力センサの検出値と設定値との差が予め定められた値以上か否かを判断し、前記差が予め定められた値以上であると判断したら、前記トグル機構を畳み込み、再度前記トグルサポートを移動し、前記トグル機構を作動させて型タッチを行うことを特徴とする成形条件設定方法が提供される。

上述の成形条件設定方法において、再度、前記トグル機構を移動してから前記トグル機構を作動させて前記型タッチを行う際、所定の型締力が得られように前記トグル機構を設定し、前記トグルサポートを前記固定プラテンに向かって前進させて動かなくなる位置まで移動し、型締力の変化率を監視しながら、前記トグル機構を作動させて型締力を発生させ、型締力の変化率に変曲点が現れたら、その時点で前記第の型タッチが行われたと判断し、該変曲点が現れた時点における可動プラテンの位置と前記トグルサポートが前進できなくなったときの前記可動プラテンの位置との差を求め、該差の分だけ前記トグルサポートを後退させることとしてもよい。

この際、前記型締力を発生させる前に、前記トグル機構を伸ばして前記可動プラテンが前記トグルサポートから離れた位置にある状態で、前記トグルサポートを前進させて動かなくなる位置まで移動し、前記トグル機構を畳み込みながら、前記トグルサポートに対する前記可動プラテンの位置が所定の型締力が得られるような位置となるように前記トグルサポートを移動することとしてもよい。前記型締力の変化率の監視は、型締力センサからの検出値の変化率を監視することにより行うこととしてもよい。前記型締力センサは、前記成形機の型締装置のタイバーの歪を検出する歪センサであることとしてもよい。

上述のように、本発明によれば、型厚モータの出力よりも強いスプリングを有するバネ入り金型が用いられた場合であっても、トグル機構により所望の型締力を加えることができる位置にトグルサポートを設定する型厚調整を、短時間で完了することができる。また、バネ入り金型が用いられた場合であっても、バネ入り金型であることを容易に判断することができ、且つ型厚調整を、短時間で完了することができる。

本発明の一実施の形態による射出成形機について図面を参照しながら説明する。

図２は本発明による成形条件設定方法により成形条件が設定される射出成形機の一例としての電動射出成形機の全体構成を示す側面図である。

図２に示す電動射出成形機は、フレーム１０と、フレーム１０上に配置された射出装置２０及び型締装置５０とから構成される。

射出装置２０は、加熱シリンダ２１を備え、加熱シリンダ２１にはホッパ２２が設けられる。加熱シリンダ２１内にはスクリュー２３が進退自在かつ回転自在に設けられる。スクリュー２３の後端は可動支持部２４によって回転自在に支持される。可動支持部２４にはサーボモータ等の計量モータ２５が駆動部として取り付けられる。計量モータ２５の回転は出力軸３１に取り付けられたタイミングベルト２６を介して被駆動部のスクリュー２３に伝達される。出力軸３１の後端には回転検出器３２が接続されている。回線検出器３２は、計量モータ２５の回転数又は回転量を検出することで、スクリュー２３の回転速度を検出する。

射出装置２０はスクリュー２３に平行なねじ軸２７を有する。ねじ軸２７の後端は、サーボモータ等の射出モータ２９の出力軸３３に取り付けられたタイミングベルト２８を介して、射出モータ２９に連結されている。したがって、射出モータ２９によってねじ軸２７を回転させることができる。ねじ軸２７の前端は可動支持部２４に固定されたナット３０に係合している。射出モータ２９を駆動し、タイミングベルト２８を介してねじ軸２７を回転させると、可動支持部２４は前後進可能となり、その結果、被駆動部のスクリュー２３を前後移動させることができる。射出モータ２９の出力軸３３の後端には位置検出器３４が接続されている。位置検出器３４は射出モータ２９の回転数又は回転量を検出することで、スクリュー２３の駆動状態を示すスクリュー２３の位置を検出する。

ここで、可動支持部２４は、スクリュー２３の後部を図示されないベアリングを介して支持する前側可動支持部材４４と、ナット３０を固定する後側可動支持部材４５とによって構成される。また、前側可動支持部材４４と後側可動支持部材４５との間には、スクリュー２３に加えられた樹脂の圧力を検出するための圧力検出装置としてのロードセル３５が備えられている。

射出装置２０は、射出装置２０を駆動してノズルタッチ圧を印加する駆動機構として可塑化移動装置４０を備えており、フレーム１０に対して移動することができる。可塑化移動装置４０は、可塑化フレーム４１を備えており、可塑化移動用の駆動部としての可塑化移動用モータ４２が可塑化フレーム４１に取り付けられている。ガイド４３は可塑化フレーム４１の長手方向に沿って配設され、前側可動支持部材４４及び後側可動支持部材４５の移動を案内する。

ボールねじ軸４６は可塑化フレーム４１に対して回転自在に取り付けられ、可塑化移動用モータ４２により回転される。ボールねじ軸４６にはボールナット４７が係合しており、ボールねじ軸４６が回転すると、ボールナット４７はボールねじ軸の軸方向に移動する。加熱シリンダ２１の後端には固定支持部材４９が取り付けられている。固定支持部材４９は付勢部材としてのスプリング４８を介してボールナット４７に接続されている。

上述の可塑化移動装置４０において、可塑化移動用モータ４２を駆動することにより、所定のタイミングで射出装置２０を前進させて加熱シリンダ２１のノズルを固定金型５３に当接させ、ノズルタッチを行うことができる。

型締装置５０は、可動金型５１が取り付けられる可動プラテン５２と、固定金型５３が取り付けられる固定プラテン５４とを有する。固定プラテン５４はその下端部がフレーム１０に対して固定されている。可動プラテン５２と固定プラテン５４とは、タイバー５５によって連結される。可動プラテン５２はタイバー５５に沿って摺動可能である。また、型締装置５０は、一端が可動プラテン５２と連結し他端がトグルサポート５６と連結するトグル機構５７を有する。トグルサポート５６の中央部において、ボールねじ軸５９が回転自在に支持される。トグルサポート５６は型締力が生じた際にタイバー５５が伸長可能とするため、フレーム１０には固定されていない。

ボールねじ軸５９には、トグル機構５７に設けられたクロスヘッド６０に形成されたナット６１が係合している。また、ボールねじ軸５９の後端にはプーリー６２が設けられ、サーボモータ等の型締モータ５８の出力軸６３とプーリー６２との間には、タイミングベルト６４設けられている。

型締装置５０において、駆動部である型締モータ５８を駆動すると、型締モータ５８の回転がタイミングベルト６４を介してボールねじ軸５９に伝達される。そして、ボールねじ軸５９及びナット６１によって、回転運動から直線運動に変換され、トグル機構５７が作動する。トグル機構５７の作動により、可動プラテン５２はタイバー５５に沿って移動し、型閉じ、型締め及び型開きが行なわれる。

型締モータ５８の出力軸６３の後端には、位置検出器６５が接続されている。位置検出器６５は、型締モータ５８の回転数又は回転量を検出することにより、ボールねじ軸５９の回転に伴って移動するクロスヘッド６０又はトグル機構５７によってクロスヘッド６０に連結された可動プラテン５２の位置を検出する。

図３は図２に示す型締装置５０をさらに詳細に示す側面図である。図３において、型締装置５０は、フレーム１０と、フレーム１０に固定された固定金型支持装置としての固定プラテン５４と、固定プラテン５４との間に所定の距離を置いてフレーム１０に対して移動可能に配設されたベースプレートとしてのトグルサポート５６とを具備する。トグルサポート５６はトグル式型締装置支持装置として機能する。固定プラテン５４とトグルサポート５６との間には、複数（例えば、四本）のガイド手段としてのタイバー５５が延在している。

可動プラテン５２は、固定プラテン５４に対向して配設され、タイバー５５に沿って進退（図における左右方向に移動）可能に配設された可動金型支持装置として機能する。金型装置は、固定金型５３と可動金型５１とから成る。固定金型５３は、固定プラテン５４における可動プラテン５２と対向する金型取付面に取り付けられる。一方、可動金型５１は、可動プラテン５２における固定プラテン５４と対向する金型取付面に取り付けられる。

なお、可動プラテン５１の後端（図における左端）には図示されないエジェクタピンを移動させるための駆動装置が取り付けられてもよい。

そして、可動プラテ５２とトグルサポート５６との間には、トグル式型締装置としてのトグル機構５７が取り付けられる。トグルサポート５６の後端にはトグル機構５７を作動させる型締用駆動源としての型締モータ５８が配設される。なお、図２には型締モータ５８からタイミングベルト６４を介して回転をボールねじ５９に伝達して駆動しているが、図３に示す例では型締モータ５８の出力軸に直接ボールねじ５９を接続して駆動している。

型締モータ５８は、回転運動を往復運動に変換するボールねじ機構等から成る図示されない運動方向変換装置を備え、駆動軸であるボールねじ軸５９を進退（図における左右方向に移動）させることによって、トグル機構５７を作動させることができる。なお、型締モータ５８は、サーボモータであることが，好ましく、回転数を検出するエンコーダとしての位置検出器６５を備える。

ここで、上述のトグル機構５７は、ボールねじ軸５９に取り付けられたクロスヘッド６０、クロスヘッド６０に揺動可能に取り付けられた第２トグルレバー７０、トグルサポート５６に揺動可能に取り付けられた第１トグルレバー７１、及び、可動プラテン５２に揺動可能に取り付けられたトグルアーム７２を有する。第１トグルレバー７１と第２トグルレバー７０との間、及び、第１トグルレバー７１とトグルアーム７２との間は、それぞれ、リンク結合される。なお、トグル機構５７は、いわゆる、内巻五節点ダブルトグル機構であり、上下が対称の構成を有する。

そして、型締モータ５８が駆動して、被駆動部材としてのクロスヘッド６０を進退させることによって、トグル機構５７を作動させることができる。この場合、クロスヘッド６０を前進（図における右方向に移動）させると、可動プラテン５２が前進させられて型閉が行われる。そして、型締モータ５８による推進力にトグル倍率を乗じた型締力が発生させられ、その型締力によって型締が行われる。

また、トグルサポート５６の後端（図における左端）には、固定プラテン５４に対するトグルサポート５６の位置を調整するために、型締位置調整装置７５が配設される。トグルサポート５６には、タイバー挿通孔（図示せず）が複数、例えば、四つ形成され、タイバー５５の図における左端が、それぞれのタイバー挿通孔に挿入される。なお、タイバー５５の右端は、固定ナット５５ａによって固定プラテン５４に固定されている。

タイバー５５は、図における左端の外周にねじが形成されたねじ部７６を有し、調整ナット７７がそれぞれのタイバー５５のねじ部７６に螺合される。なお、調整ナット７７は、トグルサポート５６の後端に回転可能に、かつ、タイバー５５の軸方向に移動不能に取り付けられる。また、調整ナット７７の外周には被駆動用歯車７７ａが取り付けられている。

トグルサポート５６の後端における上方部には、型締位置調整用駆動源としての型厚モータ７８が配設される。型厚モータ７８の回転軸には、駆動用歯車７９が取り付けられている。調整ナット７７の被駆動用歯車７７ａ及び駆動用歯車７９の周囲には、チェーン、歯付きベルト等の駆動用線状体８０が架け回されている。そのため、型厚モータ７８を駆動して、駆動用歯車７９を回転させると、それぞれのタイバー５５のねじ部７６に螺合された調整ナット７７が同期して回転させられる。これにより、型厚モータ７８を所定の方向に所定の回転数だけ回転させて、トグルサポート５６を所定の距離だけ進退させることができる。なお、型厚モータ７８は、サーボモータであることが好ましく、回転数を検出する型厚位置センサとしてのエンコーダ８１を備える。

型厚モータ７８の回転を調整ナット７７に伝達する手段は、それぞれのタイバー５５のねじ部７６に螺合された調整ナット７７が同期して回転させられるものであれば、いかなるものであってもよい。例えば、駆動用線状体８０に代えて、駆動用歯車７９及び駆動用歯車７９のすべてに噛（か）み合う大径の歯車をトグルサポート５６の後端に回転可能に配設することとしてもよい。

また、本実施の形態では、タイバー５５の一つに型締力センサ８２が配設される。型締力センサ８２は、タイバー５５の歪み（主に、伸び）を検出する歪センサである。タイバー５５には、型締の際に型締力に対応して引張力が加わり、型締力に比例して僅かではあるが伸長する。したがって、タイバー５５の伸び量を型締力センサ８２により検出することで、金型装置に実際に印加されている型締力を知ることができる。

上述の型締力センサ８２、位置検出器６５、型締位置センサ８１、型締モータ５８及び型厚モータ７８は制御装置８３に接続され、型締力センサ８２及び位置検出器６５から出力される検出信号は制御装置８３に送られる。制御装置８３は、検出信号に基づいて型締モータ６５及び型厚モータ７８の動作を制御する。

ここで、通常の成形時における動作について説明する。型締モータ５８を正方向に駆動させると、ボールねじ軸５９が正方向に回転させられ、図１に示されるように、ボールねじ軸５９は前進（図１における右方向に移動）させられる。それに伴って、クロスヘッド６０が前進させられ、トグル機構５７が作動させられると、可動プラテン５２が前進させられる。

可動プラテン５２に取り付けられた可動金型５１が固定金型５３と接触すると（型閉状態）、型締工程に移行する。型締工程では、型締モータ５８を更に正方向に駆動することで、トグル機構５７によって金型装置に型締力が発生させられる。

そして、図示されない射出装置に設けられた射出駆動部が駆動されてスクリュが前進することにより、金型装置内に形成されたキャビティ空間に溶融樹脂が充填される。型開きを行なう場合、型締モータ５８を逆方向に駆動すると、ボールねじ軸５９が逆方向に回転させられる。それに伴って、クロスヘッド６０が後退させられ、トグル機構５７が作動されると、可動プラテン５２が後退させられる。

型開工程が完了すると、図示されたエジェクタ駆動部が駆動され、可動プラテン５２に取り付けられたエジェクタ装置が作動する。これにより、エジェクタピンが突き出され、可動金型５１内の成形品は可動金型５１より突き出される。また、エジェクタ駆動部の駆動と同時に、図示されない把持手段としての成形品取出機が駆動され、成形品取出機のアームが固定金型５３と可動金型５１との間に進入し、成形品取出位置で停止する。そして、エジェクタピンの前進により可動金型５１から突き出された成形品は成形品取出機のアームにより把持されて取り出され、射出成形機の外に設けられた搬送手段としてのコンベア装置まで搬送される。

ところで、一般のトグル機構を利用した型締装置と同様に、トグル機構５７が発生する型締力は、固定プラテン５４、トグルサポート５６及びタイバー５５を含む型締装置５０全体のばね定数、すなわち、型締剛性を比例定数として変化する。なお、型締装置５０においては、タイバー５５の剛性が他の部材と比較して低いので、型締剛性はタイバー５５の剛性に等しいと考えることができる。したがって、トグル機構５７が発生する型締力は、タイバー５５の剛性としてのばね定数を比例定数として、金型装置の型閉から型締完了までにトグルサポート５６が固定プラテン５４に対して移動する量に比例して変化すると言える。すなわち、固定プラテン５４、トグルサポート５６等の部材の剛性が十分に高いので、型締装置５０が発生する型締力は、実質的に、四本のタイバー５５が弾性変形して伸びることによって発生し、該タイバー５５の伸び量に比例すると言える。

以上のような構成の射出成形機の型締装置５０に、図１に示すようなバネ入り金型１が取り付けられた場合、バネ入り金型１のスプリング７が強いと、型厚調整の際に型厚モータ７８の出力トルクではバネ入り金型１のバネを押し切ることができない。すなわち、型厚モータ７８によりトグルサポート５６を前進させて可動金型３を固定金型２に当接（以下、型タッチと称する）させようとしても、バネ入り金型１のスプリング７がある程度圧縮された時点でトグルサポート５６を前進させることができなくなる。

図４は本発明による成形条件設定方法としての型厚調整方法によりトグルサポートの位置を調整する動作における型締装置５０の状態を示す図である。

バネ入り金型を型締装置５０に取り付けた際、まず、トグル機構５７を伸ばしきった状態で、型厚モータ７８を駆動してトグルサポート５６を前進させる。バネ入り金型１のスプリング７がトグルサポート５６の前進力より強いと、図４（ａ）に示すように、型タッチする手前でトグルサポート５６は前進できなくなる。つまり、トグルサポート５６が移動できなくなった時点では、金型サイズに対応した所定の設定位置とエンコーダ８１の検出値の差が、予め設定された値より大きい。この状態となったら、エンコータ８１の検出値によって、通常の型厚調整では予め設定された正確な位置にトグルサポート５６を配置できないと判断して、本発明による型厚調整方法によりトグルサポートの位置を設定する。

以下、図４に示す型締装置の状態に図５に示すフローチャートを参照しながら、本発明の一実施の形態による型厚調整方法について説明する。

図４（ａ）に示すようにバネ入り金型のスプリングが強すぎて型タッチが行えないと判断すると（ステップＳ１）、まず、図４（ａ）に示す状態から、トグルサポート５６に対する可動プラテンの距離が、所定の型締力が得られる距離となるように、トグルサポート５６を前進させながらトグル機構５７を畳み込む（ステップＳ２）。この状態が、図４（ｂ）に示す状態である。図４に示す例では、トグルサポートを前進させる距離が１０ｍｍとなっているが、この距離はトグル機構５７の構成や成形条件等により変化する。

トグル機構５７を作動させて図４（ｂ）に示す状態としたら、トグルサポート５６の位置を固定して型締めを行う。すなわち、型締モータ５８を駆動してトグル機構５７を伸ばして型締めを行う（ステップＳ３）。これにより可動プラテン５２は前進し、可動金型３は固定金型２のスプリング７を押し切って、図４（ｃ）に示すように固定金型２に当接する（型タッチ）。型タッチした後も、トグル機構５７は作動して型締力は上昇を続ける。ただし、この場合、型タッチ位置より手前の位置から可動プラテンを前進させているので、型締めが完了しても、前記所定の型締力には達しない。

図４（ｂ）に示す状態から図４（ｃ）に示す状態へと移行する際の金型装置に加わる型締力は、タイバー５５に取り付けられた型締力センサ８２により検出することができる。図５は可動金型３が固定金型２のインサートリング５に接触する手前からトグル機構５７を作動させて可動金型３を前進させ、金型装置１に型締力を発生させた際の、型締力センサ８２の検出値の変化を示すグラフである。

図５において、時間Ｔ１において可動金型３がインサートリング５に当接し、インサートリング５を押圧してスプリング７を圧縮しながら時間Ｔ２において可動金型３が固定金型２に当接（型タッチ）していることがわかる。型タッチするまでの型締力はスプリング７の圧縮力だけによるものであり、型締力センサ８２からの検出値の変化率は小さい。時間Ｔ２において型タッチすると、トグル機構５７による型締めが行われるため、型締力は急激に上昇しはじめる。すなわち、型タッチした時間Ｔ２以降の型締力センサ８２からの検出値の変化率は、時間Ｔ２以前の検出値の変化率より大きくなり、時間Ｔ２において型締力センサ８２からの検出値の変化に変曲点Ｐが現われる。したがって、型締力センサ８２からの検出値の変化の変曲点Ｐを求めることで、変曲点Ｐに相当する時間、すなわち、変曲点Ｐにおける可動金型３（稼動プラテン５２）の位置が、型タッチ位置であると判断することができる。

そこで、型締力センサ８２からの検出値の変化率が変化したか否かを監視し（ステップＳ４）、変曲点Ｐが現れたら、変曲点Ｐにおける可動プラテン５２の位置を型タッチ位置と判断し、この位置と図４（ｂ）に示す位置との差を求める（ステップＳ５）。そして、図４（ｄ）に示すように、型厚モータ５８を駆動して求めた差の分だけトグルサポート５６を後退させる（ステップＳ６）。

図４に示す例では、図４（ａ）と図４（ｂ）に示す状態において、可動金型３と固定金型２との間の距離は３ｍｍであり、図４（ｂ）に示す状態から図４（ｃ）に示す状態となるには、可動金型３（可動プラテン５２）が３ｍｍ前進している。したがって、ステップＳ５で求められる差は３ｍｍであり、ステップＳ６においてトグルサポート５６を３ｍｍだけ後退した位置に設定する。

以上の操作により、型厚モータ７８の出力よりも強いスプリングを有するバネ入り金型が用いられた場合であっても、トグル機構５７により所望の型締力を加えることができる位置にトグルサポート５６を設定する型厚調整を、短時間で完了することができる。

従来の型厚調整では、バネ入り金型の場合には、トグルサポート５６を図４（ａ）に示す位置から例えば１ｍｍ前進させた位置で型締めを行い、所望の型締力が得られなかったら、更に１ｍｍ前進させて型締めを行うというように、所望の型締力が得られるまで、繰り返し型締め動作を行っていたが、上述の本発明による型厚調整方法によれば、一回の型締め動作で型厚調整を完了することができ、型厚調整時間を短縮することができる。

また、上記実施例では型厚モータに備えられたエンコーダ８１の検出値によって、バネ入り金型１のスプリング７が強すぎて型タッチが行えないと判断するが、可動プラテン５２と固定プラテン５４との間に、型厚位置センサとしてのプラテン間センサを備えることで、判断するようにしてもよい。この場合、バネ入り金型１のスプリング７がトグルサポート５６の前進力より強いと、型タッチする手前でトグルサポート５６は前進できなくなる。つまり、トグルサポート５６が前進できなくなった時点では、金型のサイズに対応した所定の設定値とプラテン間センサの検出値との差が、予め設定された値より大きくなる。この状態となったら、通常の型厚調整では予め設定された位置にトグルサポート５６を配置できないと判断して、本発明の型厚調整方法により型圧調整を行う。

以上の型厚調整は、取り付けられた金型装置がバネ入り金型であることが予めわかっている場合であるが、バネ入り金型であることがわかっていない場合は、図７に示すようにバネ入り金型か否かを判断する処理を行ってもよい。

図７に示す型厚調整では、まず、トグルサポート５６に対する可動プラテン５２の距離が、所定の型締力が得られる距離となるように、トグル機構５７を畳み込む（ステップＳ１１）。次に、型厚モータ７８を駆動してトグルサポート５６を前進させ、トグルサポート５６動かなくなる位置まで移動する（ステップＳ１２）。

続いて、トグルサポート５６の位置を固定してトグル機構５７を作動させ、型締めを行う（ステップＳ１３）。型締めが完了したら、型締力センサ８２からの検出値と前記所定の型締力との差を求める（ステップＳ１４）。この差が所定値以上であるか否かを判定し（ステップＳ１５）、所定値以上の場合は、取り付けられている金型装置はバネ入り金型であると判断する。すなわち、バネ入り金型であって型タッチ位置より手前の位置から可動プラテンが前進した場合、十分な型締力は得られないため、型締センサ８２からの検出値が前記所定の型締力より所定値以上小さい場合、取り付けられている金型装置はバネ入り金型であると判断することができる。

取り付けられている金型装置はバネ入り金型であると判断された場合、ステップＳ１３における型締めの際に、型締力センサ８２からの検出値の変化率が変化したか否かを監視しており、変曲点Ｐにおける可動プラテン５２の位置を型タッチ位置と判断する。この位置とステップＳ１２で動かなくなったときの可動プラテン５２の位置との差を求める（ステップＳ１６）。そして、型厚モータ５８を駆動して求めた差の分だけトグルサポート５６を後退させる（ステップＳ１７）。

以上の操作により、型厚モータ７８の出力よりも強いスプリングを有するバネ入り金型が用いられた場合であっても、バネ入り金型であることを容易に判断することができ、且つトグル機構５７により所望の型締力を加えることができる位置にトグルサポート５６を設定する型厚調整を、短時間で完了することができる。

また、本発明ではタイバーの伸縮を検出する型締力センサ８２を用いる例を示したが、可動プラテン５２とトグル機構５７との間に型締力センサとしてのロードセルを配置してもよい。

バネ入り金型の一例を示す断面図である。 本発明による成形条件設定方法による型厚調整が行われる射出成形機の側面図である。 図２に示す型締装置を詳細に示す側面図である。 本発明による型厚調整における型締装置の状態を示す図である。 本発明の一実施の形態による型厚調整動作のフローチャートである。 型締力センサの検出値の変化を示すグラフである。 本発明の他の実施の形態による型厚調整動作のフローチャートである。

符号の説明

１ ばね入り金型
２ 固定金型
３ 可動金型
５０ 型締装置
５２ 可動プラテン
５４ 固定プラテン
５５ タイバー
５６ トグルサポート
５７ トグル機構
５８ 型締モータ
７８ 型厚モータ
８２ 型締力センサ
８３ 制御装置

Claims (6)

1. トグル機構により型締力を発生させる成形機の成形条件設定方法であって、
   入力装置より金型に対応したトグルサポートの位置を設定し、
   該トグルサポートを固定プラテンに向かって移動し、
   前記トグルサポートが動かなくなったときの前記トグルサポートの位置を検出し、
   位置の検出値と設定値との差が予め定められた値以上であるか否かを判断し、
   前記差が予め定められた値以上であると判断したら、前記トグル機構を畳み込み、再度、前記トグルサポートを移動し、
   前記トグル機構を作動させて型タッチを行う
   ことを特徴とする成形条件設定方法。
2. トグル機構により型締力を発生させる成形機の成形条件設定方法であって、
   入力装置より型締力を設定し、
   トグルサポートを固定プラテンに向かって移動し、
   該トグルサポートが動かなくなったら前記トグル機構を作動させ、
   型締力センサの検出値と設定値との差が予め定められた値以上か否かを判断し、
   前記差が予め定められた値以上であると判断したら、前記トグル機構を畳み込み、再度前記トグルサポートを移動し、
   前記トグル機構を作動させて型タッチを行う
   ことを特徴とする成形条件設定方法。
3. 請求項１又は２記載の成形条件設定方法であって、
   再度、前記トグル機構を移動してから前記トグル機構を作動させて前記型タッチを行う際、
   所定の型締力が得られように前記トグル機構を設定し、
   前記トグルサポートを前記固定プラテンに向かって前進させて動かなくなる位置まで移動し、
   型締力の変化率を監視しながら、前記トグル機構を作動させて型締力を発生させ、
   型締力の変化率に変曲点が現れたら、その時点で前記型タッチが行われたと判断し、
   該変曲点が現れた時点における可動プラテンの位置と前記トグルサポートが前進できなくなったときの前記可動プラテンの位置との差を求め、
   該差の分だけ前記トグルサポートを後退させる
   ことを特徴とする成形条件設定方法。
4. 請求項３記載の成形条件設定方法であって、
   前記型締力を発生させる前に、
   前記トグル機構を伸ばして前記可動プラテンが前記トグルサポートから離れた位置にある状態で、前記トグルサポートを前進させて動かなくなる位置まで移動し、
   前記トグル機構を畳み込みながら、前記トグルサポートに対する前記可動プラテンの位置が所定の型締力が得られるような位置となるように前記トグルサポートを移動する
   ことを特徴とする成形条件設定方法。
5. 請求項３記載の成形条件設定方法であって、
   前記型締力の変化率の監視は、型締力センサからの検出値の変化率を監視することにより行うことを特徴とする成形条件設定方法。
6. 請求項５記載の成形条件設定方法であって、
   前記型締力センサは、前記成形機の型締装置のタイバーの歪を検出する歪センサであることを特徴とする成形条件設定方法。

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