JP2008087408A - 型締め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上部プラテンに設けられた上金型と下部プラテンに設けられた下金型とを対向させてクランプすることにより樹脂（ワーク）の型圧縮を行う型締め装置において、上部プラテンと下部プラテンとの離間間隔の検知精度の向上を図り、それによって、当該型圧縮工程においてワークをクランプする動作時に、上部プラテンと下部プラテンとの平行度を高精度で制御することが可能な型締め装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る型締め装置は、上部プラテンに設けられた上金型と下部プラテンに設けられた下金型とを対向させてクランプすることにより樹脂（ワーク）の型圧縮を行う圧縮機構を備えた型締め装置において、上部プラテンと下部プラテンとの離間間隔を検知する間隔検知機構と、上部プラテンと下部プラテンに対して、それらが離反する方向もしくは近接する方向に、予圧を発生させる予圧発生機構とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂の型締め装置に関し、さらに詳細には、上部プラテンに設けられた上金型と下部プラテンに設けられた下金型とを対向させてクランプすることによりワークの型圧縮を行う圧縮機構を備えた型締め装置に関する。

樹脂（ワーク）の圧縮成形を行う際に用いられる型締め装置に関しては、型圧縮工程において、固定プラテン（装置に固定したプラテン）に対する可動プラテン（昇降動作を行うプラテン）の位置制御を高精度に行うことが、加工精度向上のために必要となる。そのような位置制御の高精度化を図るためには、特に、固定プラテンと可動プラテンとの離間間隔の検知精度および調整精度を高度化することが要求される。

ここで、従来の型締め装置として、図４に示す型締め装置１０１がある。この装置は、成形用の可動型１０２が可動プラテン１０３に、固定型１０４が固定プラテン１０５にそれぞれ保持されていて，可動プラテン１０３を固定プラテン１０５に対して前進後退させる機構とし，可動プラテン１０３には型締力を発生させる型締シリンダ１０６を備えるとともに，可動プラテン１０３および固定プラテン１０５のどちらか一方に可動プラテン１０３の前進後退動作方向に沿って移動可能に装着された機械式送り機構１１５と調整ロッド１１４および調整ロッド１１４を駆動させる駆動モータ１２０を備えた可動側調整ユニット１１２と，他の一方に調整ロッド１１４に対向して配置されたロッド受け部１２９とロッド受け部１２９に加わる力を検出するロードセンサ１３０を備えた固定側調整ユニット１１３から構成された複数のプラテン面間距離調整機構１１１を備えるとともに，プラテン面間距離調整機構１１１の駆動系に可動プラテン１０３の移動量を制御する速度サーボ制御装置１３４と，力センサ１３０から出力される出力信号に基づいて型締シリンダ１０６の型締力を制御する型締力制御装置１３２を具備するものである。

特開平７−３１４５１２号公報

このような背景の下、本願出願人において、樹脂（ワーク）の型締め装置における可動プラテンと固定プラテンとの離間間隔検知精度および調整精度の向上を図るべく鋭意思考を重ねた結果、さらなる精度向上を可能とする型締め装置を案出するに至った。

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、上部プラテンに設けられた上金型と下部プラテンに設けられた下金型とを対向させてクランプすることにより樹脂（ワーク）の型圧縮を行う型締め装置において、上部プラテンと下部プラテンとの離間間隔の検知精度の向上を図り、それによって、当該型圧縮工程においてワークをクランプする動作時に、上部プラテンと下部プラテンとの平行度を高精度で制御することが可能な型締め装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。

本発明に係る型締め装置は、上金型が上部プラテンに、下金型が下部プラテンに、対向させてそれぞれ設けられ、前記上部プラテンと下部プラテンのいずれか一方もしくは双方を、相互に近接する方向に移動させて、上金型と下金型とでワークをクランプして圧縮させる圧縮機構を備えた型締め装置において、前記上部プラテンと下部プラテンとの離間間隔を検知する間隔検知機構と、前記上部プラテンと下部プラテンに対して、それらが離反する方向もしくは近接する方向に、予圧を発生させる予圧発生機構とを備えることを特徴とする。

また、上部プラテンに設けられた上金型と下部プラテンに設けられた下金型とを対向させてクランプすることによりワークの型圧縮を行う圧縮機構を備えた型締め装置において、前記圧縮機構は、基盤と、基盤に立設されたタイバーと、タイバーの上部に固定された上部プラテンと、タイバーにガイドされて移動する下部プラテンと、該下部プラテンを昇降駆動する押動手段を備えた昇降機構と、前記上部プラテンと下部プラテンとの離間間隔を検知する間隔検知機構と、前記上部プラテンと下部プラテンとが離反する方向に予圧を発生させる予圧発生機構とを備え、前記昇降機構により前記下部プラテンを昇降駆動する際に、前記予圧発生機構により前記上部プラテンと下部プラテンとの間に一定の予圧を発生させるとともに、前記間隔検知機構による検出値に基づいて前記押動手段を個別に制御して、前記下部プラテンの面方向を前記上部プラテンに対して平行に昇降駆動する制御部が設けられていることを特徴とする。

また、前記タイバーと前記昇降機構と前記間隔検知機構と前記予圧発生機構は、荷重中心より放射線軸線上で少なくとも３つ以上に等配分した角度の軸線上に、それぞれ同数配置されていることを特徴とする。
また、少なくとも３つ以上の前記タイバーと前記昇降機構と前記間隔検知機構と前記予圧発生機構は、荷重中心よりそれぞれ同心円上の同一距離に配置されていることを特徴とする。

また、前記予圧発生機構は、少なくとも３個の油圧シリンダを備え、前記昇降機構により前記下部プラテンを昇降駆動する際に、前記上金型と下金型との離間間隔が、前記ワークのクランプが開始される前の所定値になった時点から前記油圧シリンダにより一定荷重の予圧を前記上部プラテンと下部プラテンとの間に発生させるように制御する制御部が設けられていることを特徴とする。

また、前記下部プラテンに、前記ワークをクランプした際の荷重を検知する圧力検知手段が設けられ、該圧力検知手段による検出値に基づいて、前記ワークに作用する荷重を均一にするように前記押動手段を制御する制御部が設けられていることを特徴とする。また、前記圧力検知手段は、前記押動手段における駆動軸数と同じ数で、少なくとも３個以上の荷重センサからなることを特徴とする。

また、前記押動手段が、ボールねじとボールねじを回動駆動するサーボモータからなることを特徴とする。

また、前記間隔検知機構として、前記上部プラテンと下部プラテンの一方にリニアスケールを取り付け、前記上部プラテンと下部プラテンの他方に前記リニアスケールの目盛りを読み取る測定子を取り付けたことを特徴とする。

また、上部プラテンに設けられた上金型と下部プラテンに設けられた下金型とを対向させてクランプすることによりワークの型圧縮を行う圧縮機構を備えた型締め装置において、前記圧縮機構は、基盤と、基盤に垂設されたタイバーと、タイバーの下端に固定された下部プラテンと、タイバーにガイドされて移動する上部プラテンと、該上部プラテンを昇降駆動する押動手段を備えた昇降機構と、前記上部プラテンと下部プラテンとの離間間隔を検知する間隔検知機構と、前記上部プラテンと下部プラテンとが離反する方向に予圧を発生させる予圧発生機構とを備え、前記昇降機構により前記上部プラテンを昇降駆動する際に、前記予圧発生機構により前記上部プラテンと下部プラテンとの間に一定の予圧を発生させるとともに、前記間隔検知機構による検出値に基づいて前記押動手段を個別に制御して、前記上部プラテンの面方向を前記下部プラテンに対して平行に昇降駆動する制御部が設けられていることを特徴とする。

請求項１によれば、上部プラテンと下部プラテンに対して、それらが離反する方向もしくは近接する方向に、予圧を発生させることができる。その結果、上部プラテンをタイバーに固定している上部ナット、基部にタイバーを固定している下部ナット、ボールネジと下部プラテンとを結合しているナット部等の部品公差等に起因して生じる空隙部分（通称「ガタ」と呼ばれる）が一定位置で留まるように保持されることによって、下部プラテンの昇降動作の際に、上部プラテンと下部プラテンとの平行度を乱す要因が解消される。したがって、その状態において上部プラテンと下部プラテンとの離間間隔を検知することにより、離間間隔値を高い精度で得ることが可能となる。

請求項２によれば、上部プラテンと下部プラテンとが離反する方向に予圧を発生させることができる。その結果、前記同様にナット部等の部品公差等に起因して生じる空隙部分が一定位置で留まるように保持されて、上部プラテンと下部プラテンとの平行度を乱す要因が解消される。したがって、その状態において上部プラテンと下部プラテンとの離間間隔を検知することにより、離間間隔値を高い精度で得ることが可能となる。この入力値の高精度化によって、下部プラテンの昇降動作の平行度を高精度に保ちながら制御を行うことが可能となる。

請求項３によれば、装置の荷重中心より放射線軸線上で少なくとも３つ以上に等配分した角度の軸線上に、タイバーと昇降機構と間隔検知機構と予圧発生機構とが配設される構成を有することによって、間隔検知機構により検知した上部プラテンと下部プラテンとの離間間隔値に基づいて、その平行度を保ちながら下部プラテンの昇降動作を行う制御を容易化することができるという効果を生じる。
さらに、この効果は、請求項４記載の構成、すなわちタイバーと昇降機構と間隔検知機構と予圧発生機構が荷重中心よりそれぞれ同心円上の同一距離に配置される構成を備えることによって、より一層顕著に達成することが可能となる。

請求項５によれば、予圧発生機構を少なくとも３個の反発力発生機構により構成することによって、ナット部等の部品公差等に起因して生じる空隙部分が一定位置で留まるように保持する作用を確実に生じさせることが可能となる。また、上部プラテンと下部プラテンとが離反する方向に発生させる予圧を均等化させることができ、またそのための制御も容易となる。さらに、下部プラテンを昇降駆動する際に、前記上金型と下金型との離間間隔が、前記ワークのクランプが開始される前の所定値になった時点から前記反発力発生機構により一定荷重の予圧を発生させることにより、ワークのクランプが開始されて成形圧が発生する前から、上部プラテンにおける上金型の取り付け面と下部プラテンにおける下金型の取り付け面とが正確に平行となるように間隔検知手段により離間間隔を監視し、平行状態のまま保持する制御が可能となる。その結果、成形圧が発生することに伴う平行度の乱れを解消もしくは低下させることが可能となる。

請求項６によれば、圧力検知手段による検出値に基づいて、サーボモータを制御することが可能となり、ワークに作用する荷重を均一に制御できる効果が生じる。その結果、ワークの型圧縮をする際に、ワークに作用する加圧力を制御することによって所望の加圧力で圧縮することができ、かつ、その加圧力を均一にすることによって、精度にばらつきなく型圧縮することが可能になる。

請求項７によれば、押動手段に、ボールねじとボールねじを回動駆動するサーボモータを用いることによって、正確に下部プラテンを押動制御することができ、ワークの型圧縮を高精度で行うことが可能となる。

請求項８によれば、前記上部プラテンと下部プラテンの一方にリニアスケールを取り付け、前記上部プラテンと下部プラテンの他方に前記リニアスケールの目盛りを読み取る測定子を用いることによって、上部プラテンにおける上金型の取り付け面と下部プラテンにおける下金型の取り付け面と離間間隔の検知を正確に行うことが可能となる。

請求項９によれば、上部プラテンと下部プラテンとが離反する方向に予圧を発生させることができる。その結果、ナット部等の部品公差等に起因して生じる空隙部分が一定位置で留まるように保持されて、上部プラテンと下部プラテンとの平行度を乱す要因が解消される。したがって、その状態において上部プラテンと下部プラテンとの離間間隔を検知することにより、離間間隔値を高い精度で得ることが可能となる。この入力値の高精度化によって、上部プラテンの昇降動作の平行度を高精度に保ちながら制御を行うことが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳しく説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る型締め装置１の一例を示す概略図である。また、図２は、本発明の実施の形態に係る型締め装置１の平面配置を示す説明図である。図３は、本発明の実施の形態に係る型締め装置１における予圧発生機構３１の作用を説明するための比較図である。図４は、従来の型締め装置の一例を示す概略図である。図５は、従来の型締め装置における型圧縮工程を説明するための説明図である。

図１に示すように、本発明に係る型締め装置１は圧縮機構１０を備える。圧縮機構１０は、基盤１１と、基盤１１に立設したタイバー１２と、タイバー１２の上端に固定した上部プラテン３と、タイバー１２に可動に支持された下部プラテン４と、下部プラテン４を昇降駆動する昇降機構４１と、上部プラテン３と下部プラテン４との間に予圧を発生させる予圧発生機構３１とを備える。

下部プラテン４には樹脂（ワーク）７を支持する下金型６が固定され、上部プラテン３には、下金型６に対向してワークを下金型６との間でクランプする上金型５が固定される。このとき、下金型６と上金型５とは相互に対向するように配設される。

下部プラテン４を昇降駆動する昇降機構４１は、基盤１１と下部プラテン４との間を連結する３本のボールねじ５２ａ、５２ｂ、５２ｃと、ボールねじ５２ａ、５２ｂ、５２ｃをそれぞれ回転駆動するサーボモータ５３ａ、５３ｂ、５３ｃとを備える。ボールねじ５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、軸線方向をタイバー１２の軸線方向と平行になるように基盤１１から突出して設けられ、上部プラテン３から下方に延出するナット部５４に各々螺合する。ボールねじ５２ａ、５２ｂ、５２ｃおよびサーボモータ５３ａ、５３ｂ、５３ｃは下部プラテン４を押動する押動手段５１を構成する。なお、下部プラテン４を昇降駆動する押動手段５１としてはボールねじとサーボモータによるものの他に、駆動源として油圧機構等を利用することも可能である。

なお、下部プラテン４に代えて上部プラテン３を可動させる構成としてもよい。その場合は、下部プラテン４を昇降駆動する昇降機構４１に代えて、上部プラテン３を降下駆動する降下機構（図示しない）を設ける構成とする。併せて、当該降下機構には、上部プラテン３を押下可能とする押動手段（図示しない）が設けられる。

下金型６の下面には、上金型５との間にワーク７をクランプして圧縮する際に下金型６と上金型５との間に作用する加圧力を検知する圧力検知手段１３として荷重センサ１３’が設けられる。本実施形態では、ボールねじ５２ａ、５２ｂ、５２ｃが配置されている上方に位置合わせをして荷重センサ１３’ａ、１３’ ｂ、 １３’ ｃを配置した。この荷重センサ１３’ａ、１３’ ｂ、 １３’ ｃの出力は制御部６１に入力される。荷重センサ１３’ａ、１３’ ｂ、 １３’ ｃとしては、圧電センサ等のセンサを使用することができる。なお、荷重センサ１３’ａ、１３’ ｂ、 １３’ ｃはボールねじ５２ａ、５２ｂ、５２ｃの配置位置に位置合わせする方法に限らず、設置位置および設置数は適宜設定可能である。

下部プラテン４の外側面には、タイバー１２の軸線方向に平行にリニアスケール２２ａ、２２ｂ、２２ｃが取り付けられている。上部プラテン３には各々のリニアスケール２２ａ、２２ｂ、２２ｃに対向してリニアスケール２２ａ、２２ｂ、２２ｃの目盛りを読みとる測定子２３ａ、２３ｂ、２３ｃが取り付けられる。リニアスケール２２ａ、２２ｂ、２２ｃと測定子２３ａ、２３ｂ、２３ｃとは、下部プラテン４が昇降する際に下部プラテン４と上部プラテン３との離間間隔を検知する間隔検知手段２１を構成する。

なお、下部プラテン４にリニアスケール２２ａ、２２ｂ、２２ｃを取り付けるかわりに、上部プラテン３にリニアスケール２２ａ、２２ｂ、２２ｃを取り付け、下部プラテン４に測定子２３ａ、２３ｂ、２３ｃを取り付ける構成としてもよい。また、下部プラテン４と上部プラテン３との離間間隔を検知する間隔検知手段２１は、リニアスケールと測定子を使用する方法に限るものではなく、下部プラテン４と上部プラテン３との間でレーザ光の反射光を検出して間隔検知を行う等の他の方法によることもできる。

圧縮機構１０は、上部プラテン３と下部プラテン４とが離反する方向に予圧を発生させる予圧発生機構３１を備える。予圧発生機構３１は、一例として、３個の油圧シリンダ３２ａ、３２ｂ、３２ｃを備える。油圧シリンダ３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、そのピストン先端側を下部プラテン４の方向に向けて、上部プラテン３に設置される。その際に、油圧シリンダ３２のピストン先端側は下部プラテン４に常時接するように構成してもよく、また離間間隔Ｘが所定値以上の場合には下部プラテン４に接しないように構成してもよい。なお、油圧シリンダ３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、そのピストン先端側を上部プラテン３の方向に向けて、下部プラテン４に設置してもよい。ここで、予圧発生機構３１は、油圧シリンダに限られるものではなく、ボールねじとサーボモータによる機構等を用いてもよい。予圧発生機構３１は制御部６１に接続されて、制御される。

なお、予圧発生機構３１を、上部プラテン３と下部プラテン４とが近接する方向に予圧を発生させるように構成してもよい。その場合、油圧シリンダ３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、そのピストンロッド先端を下部プラテン４に接続させ、油圧シリンダ３２ａ、３２ｂ、３２ｃを常時引込み力を生じさせてもよい。また、他の機構としては、基盤１１と下部プラテン４間に油圧シリンダ３２ａ、３２ｂ、３２ｃを設けてもよい。

図２は、型締め装置１における、タイバー１２、圧力検知手段１３、間隔検知手段２１、押動手段５１の平面配置例を示す。本実施形態では、図２（ａ）に示すように、ボールねじ５２ａ、５２ｂ、５２ｃを周方向に均等（１２０度間隔）に配置し、ボールねじ５２ａ、５２ｂ、５２ｃと同一配置にタイバー１２を配置している。また、各々のタイバー１２の位置にリニアスケール２２ａ、２２ｂ、２２ｃおよび油圧シリンダ３２ａ、３２ｂ、３２ｃを配置している。なお、一例として、基盤１１と上部プラテン３と下部プラテン４は円形の平面形状とし、上金型５と下金型６については正方形の平面形状とした。もちろん、基盤１１、上部プラテン３、下部プラテン４を正方形の平面形状とし、各盤のコーナー部にタイバー１２を配置して４本のタイバーにより両プラテン間を連結支持し、４本のボールねじ、ボールねじの配置にあわせて４個の荷重センサを配置する構成とすることもできる。

本実施例は、荷重中心より３等分した同一放射線上に全ての機能であるタイバー、油圧シリンダ、ボールねじ、荷重センサ、リニアスケールを設けたが、必ずしも全てを同一軸線上に設ける必要はない。例えば、タイバーのみ中心に対して６０度回転させた位置にしてもよいし、ボールねじ、荷重センサを６０度回転させた位置に配置してもよい。また、図２では昇降機構は上下金型内に配置しているが、軸線上の上下金型外でもよい。

続いて、上述した本発明に係る装置の作用について説明する。
上記装置１では、荷重センサ１３’から制御部６１に入力される荷重値と、測定子２３から制御部６１に入力される離間間隔値に基づいて、制御部６１がサーボモータ５３の駆動を制御することによって下部プラテン４の昇降動作が行われる。

まず、サーボモータ５３ａ、５３ｂ、５３ｃが駆動制御され、下部プラテン４が下位置、すなわち上部プラテン３と下部プラテン４とが所定距離で離隔した位置に保持される。この状態で、下部プラテン４に設けられた下金型６上に成形の対象であるワーク７がセットされる。ワーク７のセットは機械による供給、人手による供給のいずれも可能である。

この状態からサーボモータ５３ａ、５３ｂ、５３ｃにより下部プラテン４を押し上げ、上部プラテン３に設けられた上金型５と下部プラテン４に設けられた下金型６との間でワーク７がクランプされて型圧縮が行われる。ワーク７を型圧縮した後、下部プラテン４を下位置に下降させて、ワーク７が搬出される。

本実施形態の装置では、ワーク７を型圧縮する際に、間隔検知手段２１によって、上部プラテン３における上金型５の取り付け面と下部プラテン４における下金型６の取り付け面とが正確に平行となるように離間間隔の監視を行う。このときの制御は、下部プラテン４を昇降動作させる際に、下部プラテン４に取り付けたリニアスケール２２ａ、２２ｂ、２２ｃに対応して、上部プラテン３に取り付けた測定子２３ａ、２３ｂ、２３ｃの検出値を監視して、制御部６１により、下部プラテン４と上部プラテン３とが正確に平行になるようにサーボモータ５３ａ、５３ｂ、５３ｃを制御することによって行われる。

次に予圧の作用について図３を用いて説明する。上部プラテン３と下部プラテン４との間に予圧を発生させない場合（図３（ａ）〜（ｅ））であっても、サーボモータ５３ａ、５３ｂ、５３ｃを駆動して下部プラテン４を押し上げた際に、ワーク７のクランプが開始される前であれば、上部プラテン３と下部プラテン４とが平行に保持される（図３（ｂ））。しかし、さらに下部プラテン４が押し上げられて、ワーク７のクランプが開始されると、成形圧が発生して、当該圧力が上部プラテン３および下部プラテン４に作用することとなる。当該圧力は、例えば、上部プラテン３をタイバー１２に固定している上部ナット１５、基部１１にタイバー１２を固定している下部ナット１６、ボールネジ５２と下部プラテン４とを結合しているナット部５４等の部品公差によって生じる空隙部分に作用して、上部プラテン３と下部プラテン４との平行度を乱す要因となる。その結果、平行補正を繰り返し実施しながらの圧縮成形を行わなければならず（図３（ｃ）、（ｄ））、成形時間の増加や、成形完了間際のワーク７が薄くかつ高粘度の状態においても補正が必要になるといった問題が生じることとなる（図３（ｃ）〜（ｅ））。

これに対して、上部プラテン３と下部プラテン４との間に予圧を発生させた場合について説明する（図３（ａ）、（ｆ）〜（ｉ））。サーボモータ５３ａ、５３ｂ、５３ｃを駆動して下部プラテン４を押し上げ、ワーク７のクランプが開始される前であって、上金型と下金型との離間間隔Ｘが、所定値Ａ＋αになった時点から、予圧発生機構３１により、すなわち一例として、３個の油圧シリンダ３２ａ、３２ｂ、３２ｃにより、所定荷重の予圧を上部プラテン３と下部プラテン４との間で、上部プラテン３と下部プラテン４とが離反する方向に発生させる（図３（ｆ））。なお、Ａはワーク高さであり、αは余裕スキマを表す。このとき、予圧の荷重が３ヶ所とも一定となるように制御部６１により制御を行う。これにより、予圧が負荷された状態で、間隔検知手段２１によって上部プラテン３における上金型５の取り付け面と下部プラテン４における下金型６の取り付け面との離間間隔を正確に監視して、平行となるように制御することが可能となる。その結果、下部プラテン４が押し上げられて、ワーク７のクランプが開始されると（図３（ｇ））、成形圧が発生して、当該圧力が上部プラテン３および下部プラテン４に作用したときにも、あらかじめ予圧によって上部ナット１５、下部ナット１６、ナット部５４等の部品公差等により生じる空隙部分が一定位置で留まるように保持されているため、当該圧力がその空隙部分に作用することで上部プラテン３と下部プラテン４との平行度が乱されるという問題は生じない。以上のように、ワーク７を型圧縮する際に、間隔検知手段２１による上部プラテン３における上金型５の取り付け面と下部プラテン４における下金型６の取り付け面との離間間隔の検出が高精度で可能となり、それを受けて、制御部６１による平行度制御が高精度で可能となる。よって、上部プラテン３と下部プラテン４との平行度を保ったまま、下部プラテン４を上昇させて、ワーク７の型圧縮を行うことが可能となる（図３（ｇ）〜（ｉ））。

このように、上部プラテン３と下部プラテン４との平行度を保ったまま、ワーク７の型圧縮を行うことが可能となることによって、図５に示す従来装置の工程のように、ワークの型圧縮工程の最終段階において初めて平行となるように調整を行う型締め装置と比較して、図５（ｄ）のワーク突出部Ｂを解消もしくは縮小することが可能となる。このことは、少量の原材料樹脂での加工を可能にすることを意味するものであり、材料の節減を図る効果を生むものである。また、成形時に偏って成形すると、成形時の厚さの薄い所は樹脂（ワーク）が流入し難く、必要な樹脂圧がかかり難く、ボイド発生の要因となるが、そのような問題も解消することが可能となる。加えて、予圧が無い状態で型圧縮を行う従来の型締め装置では、圧縮時にいわゆるびびり振動が生じる場合が多いところ、そのような振動についても解消もしくは縮小することが可能となる。

本実施形態において、下部プラテン４を３本のボールねじ５２ａ、５２ｂ、５２ｃにより支持して昇降駆動しているのは、下部プラテン４の３点での高さを制御することによって下部プラテン４の面方向が規定されるからである。もちろん、下部プラテン４を３点以上で支持し、各点での高さを制御して下部プラテン４の面方向を制御することも可能である。ただし、３点支持による場合は、高さバランスを補正する制御が容易で装置構成上も簡素化できるという利点がある。
前述したように、リニアスケール２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、下部プラテン４を昇降駆動する際に下部プラテン４と上部プラテン３との離間間隔を検知して下部プラテン４が上部プラテン３に対して平行に移動するように制御するためのものであるから、下部プラテン４の移動高さ位置を検知できる方法であればリニアスケール２２ａ、２２ｂ、２２ｃ以外の方法を利用することが可能であり、それら検知手段の検出値に基づいてサーボモータ５３ａ、５３ｂ、５３ｃを制御することによってワーク７の型圧縮することができる。

また、本実施形態の装置では、基盤１１にタイバー１２を立設し、タイバー１２に上部プラテン３を固定するとともにタイバー１２により下部プラテン４をガイドして下部プラテン４を昇降させるから、上部プラテン３と下部プラテン４との相互位置精度もきわめて高精度に維持できる。したがって、ワーク７を正確に位置合わせでき、かつ、圧縮工程を正確に行うことが可能である。

また、本装置においては、下部プラテン４に取り付けた荷重センサ１３’の検出値を常時監視し、この検出値に基づいて制御部６１を介してサーボモータ５３ａ、５３ｂ、５３ｃを制御することによって、上金型３と下金型４との間に作用する全体の加圧力すなわちワーク７に作用する荷重を均一にできる効果が生じる。その結果、ワーク７の型圧縮工程において、ワーク７に作用する加圧力を所望の値で制御することができ、かつ、その加圧力を均一にすることによって、精度にばらつきなく型圧縮することが可能になる。

また、下部プラテン４にリニアスケール２２が取り付けられ、上部プラテン３にリニアスケール２２の目盛りを読み取る測定子２３が取り付けられることによって、上部プラテン３における上金型５の取り付け面と下部プラテン４における下金型６の取り付け面との離間間隔の検知を正確に行うことが可能となる。特に、リニアスケール２２と測定子２３とを少なくとも３組設けることにより、離間間隔の検知精度が向上し、上部プラテン３と下部プラテン４との平行度制御の高精度化を図ることができる。

以上、本実施例では油圧シリンダを用いたが、必ずしも油圧シリンダである必要はなく、バネ機構であっても、軸動形のサーボモータであってもよく、反発力発生機構であればよい。また、リニアスケールが最も精度よく測定でき、クローズド制御が可能であるが、リニアスケール以外にダイヤルゲージやラインセンサによって検出してもよい。
また、本実施例では上部プラテンを固定し、下部プラテンを上動することについて記載したが、上下を逆とした下部プラテンを固定とし、上部プラテンを下動する圧縮機構であってもよい。
さらに、本実施例では３本の昇降機構を用いたが（図２（ａ））、必ずしも３本である必要はなく、４本であってもよい（図２（ｂ））。その場合も、リニアスケール、油圧シリンダ、タイバー、荷重センサ、昇降機構は荷重中心より放射状の同一軸線上にあることが望ましい。

なお、上記実施形態では樹脂の圧縮成形における型圧縮工程を行う型締め装置について説明したが、本発明は半導体ウエハとはんだボールとを接合する接合装置等にも適用することが可能である。

本発明の実施の形態に係る型締め装置の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係る型締め装置の平面配置を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る型締め装置における予圧発生機構の作用を説明するための比較図である。 従来の型締め装置の一例を示す概略図である。 従来の型締め装置における型圧縮工程を説明するための説明図である。

符号の説明

１ 型締め装置
３ 上部プラテン
４ 下部プラテン
５ 上金型
６ 下金型
７ 樹脂（ワーク）
１０ 圧縮機構
１１ 基盤
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ タイバー
１３ 圧力検知手段
１３’、１３’ａ、１３’ｂ、１３’ｃ 荷重センサ
１５ 上部ナット
１６ 下部ナット
２１ 間隔検知手段
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ リニアスケール
２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ 測定子
３０ 荷重中心
３１ 予圧発生機構
３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ 油圧シリンダ（反発力発生機構）
４１ 昇降機構
５１ 押動手段
５２、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ ボールねじ
５３、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ サーボモータ
５４ ナット部
６１ 制御部
Ａ ワークの高さ寸法
Ｘ 上部プラテン・下部プラテン間の離間間隔

Claims (9)

1. 上金型が上部プラテンに、下金型が下部プラテンに、対向させてそれぞれ設けられ、
   前記上部プラテンと下部プラテンのいずれか一方もしくは双方を、相互に近接する方向に移動させて、上金型と下金型とでワークをクランプして圧縮させる圧縮機構を備えた型締め装置において、
   前記上部プラテンと下部プラテンとの離間間隔を検知する間隔検知機構と、
   前記上部プラテンと下部プラテンに対して、それらが離反する方向もしくは近接する方向に、予圧を発生させる予圧発生機構とを備えること
   を特徴とする型締め装置。
2. 上部プラテンに設けられた上金型と下部プラテンに設けられた下金型とを対向させてクランプすることによりワークの型圧縮を行う圧縮機構を備えた型締め装置において、
   前記圧縮機構は、基盤と、基盤に立設されたタイバーと、タイバーの上部に固定された上部プラテンと、タイバーにガイドされて移動する下部プラテンと、該下部プラテンを昇降駆動する押動手段を備えた昇降機構と、前記上部プラテンと下部プラテンとの離間間隔を検知する間隔検知機構と、前記上部プラテンと下部プラテンとが離反する方向に予圧を発生させる予圧発生機構とを備え、
   前記昇降機構により前記下部プラテンを昇降駆動する際に、前記予圧発生機構により前記上部プラテンと下部プラテンとの間に一定の予圧を発生させるとともに、前記間隔検知機構による検出値に基づいて前記押動手段を個別に制御して、前記下部プラテンの面方向を前記上部プラテンに対して平行に昇降駆動する制御部が設けられていること
   を特徴とする型締め装置。
3. 前記タイバーと前記昇降機構と前記間隔検知機構と前記予圧発生機構は、荷重中心より放射線軸線上で少なくとも３つ以上に等配分した角度の軸線上に、それぞれ同数配置されていることを特徴とする請求項２記載の型締め装置。
4. 少なくとも３つ以上の前記タイバーと前記昇降機構と前記間隔検知機構と前記予圧発生機構は、荷重中心よりそれぞれ同心円上の同一距離に配置されていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の型締め装置。
5. 前記予圧発生機構は、少なくとも３個の反発力発生機構を備え、
   前記昇降機構により前記下部プラテンを昇降駆動する際に、前記上金型と下金型との離間間隔が、前記ワークのクランプが開始される前の所定値になった時点から前記油圧シリンダにより一定荷重の予圧を前記上部プラテンと下部プラテンとの間に発生させるように制御する制御部が設けられていること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の型締め装置。
6. 前記下部プラテンに、前記ワークをクランプした際の荷重を検知する圧力検知手段が設けられ、
   該圧力検知手段による検出値に基づいて、前記ワークに作用する荷重を均一にするように前記押動手段を制御する制御部が設けられていること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の型締め装置。
7. 前記押動手段が、ボールねじとボールねじを回動駆動するサーボモータからなること
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の型締め装置。
8. 前記間隔検知機構として、前記上部プラテンと下部プラテンの一方にリニアスケールを取り付け、前記上部プラテンと下部プラテンの他方に前記リニアスケールの目盛りを読み取る測定子を取り付けたこと
   を特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の型締め装置。
9. 上部プラテンに設けられた上金型と下部プラテンに設けられた下金型とを対向させてクランプすることによりワークの型圧縮を行う圧縮機構を備えた型締め装置において、
   前記圧縮機構は、基盤と、基盤に垂設されたタイバーと、タイバーの下端に固定された下部プラテンと、タイバーにガイドされて移動する上部プラテンと、該上部プラテンを昇降駆動する押動手段を備えた昇降機構と、前記上部プラテンと下部プラテンとの離間間隔を検知する間隔検知機構と、前記上部プラテンと下部プラテンとが離反する方向に予圧を発生させる予圧発生機構とを備え、
   前記昇降機構により前記上部プラテンを昇降駆動する際に、前記予圧発生機構により前記上部プラテンと下部プラテンとの間に一定の予圧を発生させるとともに、前記間隔検知機構による検出値に基づいて前記押動手段を個別に制御して、前記上部プラテンの面方向を前記下部プラテンに対して平行に昇降駆動する制御部が設けられていること
   を特徴とする型締め装置。