JP2011178084A - 型締装置及び射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動源としてモータを備えた型締装置において、測定器を別途必要とせずに、型締力を測定すること。
【解決手段】金型に型締力を付与する第１及び第２の型締部と、モータを駆動源として備え、前記第１の型締部を前記第２の型締部に近接・離間する方向に移動させる駆動手段と、前記モータを制御して前記第１の型締部を前記第２の型締部に近接する方向に所定の型締位置まで移動させた後、前記第１の型締部の位置を変えずに前記モータのトルクを減らしていくモータ制御手段と、前記モータ制御手段が前記モータのトルクを減らしていく制御を行っている場合に、前記型締位置から前記第１の型締部が移動したことを検出する検出手段と、を備える。
【選択図】図２２

Description

本発明は、射出成形機等に用いられる型締装置及び射出成形機に関する。

射出成形機等に用いられる型締装置では、適切な型締力の選定や、仕様上の型締力が発揮されているかの確認等のために型締力を測定することが必要であり、そのために測定器により測定する方法が提案されている（特許文献１及び２）。一方、型締力を発揮するための駆動機構として種々の方式が提案されており、駆動源としてモータを利用したものも提案されている。

特許第２７９８１７１号公報 特開平５−１８５４８１号公報

駆動源としてモータを利用した場合であって、位置検出でモータを制御していく方式の場合、金型同士が接触してから可動型側を固定型側に押し込んでいく移動量により、固定型側から受ける反発力が増えていき、この反発力が型締め力となる。つまり、金型同士が接触してから所定の位置に可動型側が所定位置まで移動した時に型締完了となる。

この場合、型締完了時にモータに設定してあるトルク値は、実際に必要な型締力に相応するトルクよりも余力をもったトルク値を設定しているのが普通であり、モータに設定してあるトルク値が実際の型締め力に相応したものではない。そのため、何らかの方法によって型締力を測定する必要があるが、特許文献１や２に記載のように測定器を用いる方式であるとそのスペース、コスト等の点で好ましくない。

本発明の目的は、駆動源としてモータを備えた型締装置において、測定器を別途必要とせずに、型締力を測定することにある。

本発明によれば、金型に型締め力を付与する第１及び第２の型締部と、モータを駆動源として備え、前記第１の型締部を前記第２の型締部に近接・離間する方向に移動させる駆動手段と、前記モータを制御して前記第１の型締部を前記第２の型締部に近接する方向に所定の型締位置まで移動させた後、前記第１の型締部の位置を変えずに前記モータのトルクを減らしていくモータ制御手段と、前記モータ制御手段が前記モータのトルクを減らしていく制御を行っている場合に、前記型締位置から前記第１の型締部が移動したことを検出する検出手段とを備えたことを特徴とする型締装置が提供される。

また、この型締装置を備えた射出成形機が提供される。

本発明によれば、駆動源としてモータを備えた型締装置において、測定器を別途必要とせずに、型締力を測定することができる。

本発明の一実施形態に係る型締装置を適用した射出成形機の斜視図。 視点を変えた前記射出成形機の斜視図。 前記射出成形機の分解斜視図。 型締部（下側）をロックする位置ロック機構の説明図。 型締部（下側）をロックする位置ロック機構の説明図。 型締部（下側）をロックする位置ロック機構の説明図。 駆動ユニットの説明図。 （Ａ）は型締部（上側）の平面図、（Ｂ）は型締部（上側）の正面図。 （Ａ）は射出シリンダを装着した型締部（上側）の正面図、（Ｂ）は射出シリンダを装着した型締部（上側）の底面図。 金型とノズル部の配置関係の説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）は金型とノズル部の配置関係の説明図。 制御系のブロック図。 前記射出成形機の動作説明図。 前記射出成形機の動作説明図。 前記射出成形機の動作説明図。 前記射出成形機の動作説明図。 前記射出成形機の動作説明図。 前記射出成形機の動作説明図。 型締部（下側）の位置ロック機構の他の構成例の説明図。 型締部（下側）の位置ロック機構の他の構成例の説明図。 型締部（下側）の位置ロック機構の他の構成例の説明図。 型締力を測定する処理のフローチャート。

＜射出成形機＞
図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る型締装置３を適用した射出成形機１を視点を変えて示した斜視図、図３は射出成形機１の分解斜視図である。射出成形機１は射出装置２と型締装置３とを備える。型締装置３は金型４及び５に型締力を付与して型締めを行い、射出装置２は金型４及び５に射出材料（本実施形態の場合、溶融樹脂である。）を射出し、樹脂成形品を成形する。金型４は、その上面が溶融樹脂の注入口４ｂを有する平坦な注入面４ａを構成している。金型５の下には、受け板６が配設されている。受け板４はリターンスプリング８を介してエジェクタプレート７に連結されている。これらは樹脂成形品の排出に関わる構成であるが、その詳細は割愛する。

＜射出装置＞
射出装置２は、射出シリンダ１０と、射出用の駆動ユニット２０と、材料供給ユニット３０と、を備える。

＜射出シリンダ＞
射出シリンダ１０は、溶融樹脂を射出するノズル部１１をその先端部に備える。ノズル部１１には加熱筒部１２の先端が接続されている。加熱筒部１２はその中心線上に加熱筒部１２を貫通する樹脂通路を有して円筒状に形成され、この樹脂通路の上部にはプランジャ１４が進退自在に挿入されている。加熱筒部１２内には材料供給ユニット３０から樹脂材料が供給される。樹脂材料は例えばペレット状をなしている。

加熱筒部１２の周囲にはバンドヒータ１３が設けられ、加熱筒部１２の樹脂通路内の樹脂材料を加熱して溶融する。溶融した樹脂材料はプランジャ１４の進退動作によってノズル部１１から射出される。本実施形態ではプランジャ１４の進退動作で射出する構成としたが、スクリューの回転動作により射出する構成としてもよい。

ノズル部１１は、本実施形態の場合、射出シリンダ１０の径方向（加熱筒部１２の径方向）に突出したフランジ状をなしており、かつ、その外形が円柱形状となっている。ノズル部１１の先端面１１ａは平坦面をなし、その中心には加熱筒部１２の樹脂通路と連通した射出口１１ｂが形成されている。本実施形態の場合、この先端面１１ａは金型４の注入面４ａに当接する当接面を構成している。

＜射出用の駆動ユニット＞
駆動ユニット２０は、ユニットベース２１を備える。ユニットベース２１は、後述する上側の型締部４０に立設された一対の支柱２１ａに支持されている。ユニットベース２１には、減速機２３ｂが取り付けられ、減速機２３ｂにはモータ２３ａが取り付けられている。モータ２３ａは本実施形態の場合、ステッピングモータである。モータ２３ａの出力は減速機２３ｂで減速され、減速機２３ｂの出力軸に取り付けられたプーリ２３ｃを回転させる。

ユニットベース２１には、また、ボールネジ軸２５ａが回転自在に支持されており、その上端にはプーリ２５ｃが取り付けられている。プーリ２３ｃとプーリ２５ｃとには無端ベルト２４が巻きまわされ、モータ２３ａの出力がボールネジ軸２５ａに伝達されてボールネジ軸２５ａを回転させる。

ボールネジ軸２５ａにはボールナット２５ｂが螺着しており、ボールナット２５ｂにはプランジャガイド板２６が連結されている。プランジャガイド板２６には、一対の支柱２１ａが貫通しており、プランジャガイド板２６は一対の支柱２１ａに案内されて上下方向に移動可能になっている。しかして、モータ２３ａがボールネジ軸２５ａを回転させると、その回転方向によってプランジャガイド板２６が昇降する。プランジャガイド板２６には、プランジャ１４の上端部が係合し、プランジャガイド板２６の昇降によりプランジャ１４も昇降する。この昇降動作によって、プランジャ１４が加熱筒部１２内の樹脂通路を進退し、溶融樹脂の射出動作が行われることになる。

一対の支柱２１ａには、また、シリンダ支持部２２が移動不能に支持されている。シリンダ支持部２２にはセンサユニット２７が取り付けられている。センサユニット２７はプランジャガイド板２６の昇降位置を検出するセンサを搭載しており、その検出結果を参照することでプランジャ１４の進退動作を行うことができる。

シリンダ支持部２２は、凹状のシリンダ取付部２２ａが形成されている。射出シリンダ１０は、その加熱筒部１２の上部がこのシリンダ取付部２２ａに装着され、ロックレバー２２ｃの開閉によりシリンダ支持部２２に対して着脱自在に支持される。シリンダ取付部２２ａには、供給筒用の取付孔２２ｂが形成されている。この取付孔２２ｂはシリンダ支持部２２を貫通しており、材料供給ユニット３０の供給筒３１の先端部が挿入される。供給筒３１の供給口３１ａと、加熱筒部１２とは、シリンダ取付部２２ａにおいて連結され、樹脂材料が材料供給ユニット３０から射出シリンダ１０へ供給される。

＜材料供給ユニット＞
材料供給ユニット３０は、供給筒３１と、ホッパ３２と、モータ３３とを備える。供給筒３１は、その中心線上に樹脂材料の供給通路を有する円筒体であり、その先端の供給口３１ａが上記の通り加熱筒部１２の側部に接続されて連結される。ホッパ３２は、樹脂材料を貯留する容器であり、本実施形態ではボトル状をなしている。ホッパ３２内の樹脂材料は自重により供給筒３１内の供給通路内に落下する。モータ３３は、供給筒３１内の供給通路に設けたスクリュ（不図示）を回転駆動するモータであり、スクリュの回転により樹脂材料を加熱筒部１２に送出する。本実施形態の場合、モータ３３はステッピングモータである。なお、樹脂材料の送出機構はスクリュを用いたものに限られず、例えば、プランジャを進退させる送出機構等、他の送出機構でもよい。

＜型締装置＞
型締装置３は、金型４及び５を挟む型締部４０及び型締部５０と、金型４を支持する金型支持部６０と、型締部５０を型締方向（型締部４０に対して近接・離間する方向）に移動する駆動ユニット７０と、型締部５０をロックする位置ロック機構８０と、型締部４０を型締方向（型締部４０に対して近接・離間する方向）に移動する複数の駆動ユニット９０と、を備える。

＜型締部及び金型支持部＞
図１乃至図３、図８及び図９を参照して型締部４０について説明する。図８（Ａ）は型締部４０の平面図、図８（Ｂ）は型締部４０の正面図、図９（Ａ）は射出シリンダ１０を装着した型締部４０の正面図、図９（Ｂ）は射出シリンダ１０を装着した型締部４０の底面図である。

型締部４０は、板状方形のプレート部４１と、互いに離間して形成された筒状の取付部４２と、を備える。本実施形態の場合、取付部４２はプレート部４１の４隅にそれぞれ形成されている。取付部４２には後述する駆動ユニット９０がそれぞれ取り付けられ、取付部４２には駆動ユニット９０から型締部４０を型締方向に移動させる移動力が付勢される。つまり、取付部４２は被付勢部位として機能する。

プレート部４１には支柱２１ａが取り付けられる取付孔４１ａが形成されている。また、プレート部４１には、射出シリンダ１０が装着される溝部４３が形成されている。溝部４３は平面視でＵ字型をなし、上部４３ａは相対的に幅が狭く、下部４３ｂは相対的に幅が広く形成されている。上部４３ａの幅は射出シリンダ１０の加熱筒部１２の外径に合わせて設定され、加熱筒部１２の下端部が装着される。下部４３ｂの幅は射出シリンダ１０のノズル部１１の外径に合わせて設定され、ノズル部１１が装着される。固定部材４４は、射出シリンダ１０の装着後に溝部４３に嵌合し、溝部４３の残りの部分を埋めて射出シリンダ１０の脱落を防止する。

図９（Ａ）に示すように、下部４３ｂの上下の厚みはノズル部１１の厚みよりも薄く設定されており、射出シリンダ１０が型締部４０に装着された状態では、ノズル部１１が型締部４０の底面から下方に突出した態様となる。

上部４３ａの底面４３ａ'はノズル部１１の上面に当接する。型締部４０に対して駆動ユニット９０から型締力が作用すると、底面４３ａ'を介してノズル部１１に型締力が伝達し、ノズル部１１が型締部４０と金型４との間に介在する形態となって、ノズル部１１の先端面１１ａが金型４の注入面４ａに当接し、押圧する。これにより先端面１１ａと注入面４ａとが密着してシールが形成される。シール性能は先端面１１ａと注入面４ａの平滑度が高いほど向上する。

なお、本実施形態では、先端面１１ａと、注入面４ａとがそれぞれ平坦面であるが、平坦面でもなくてもよく、曲面や凹凸面等、互いに密着し合う面形状であればよい。また、本実施形態では、ノズル部１１に型締力が伝達するようにしたが、射出シリンダ１０のノズル部１１以外の部位でもよい。尤も、ノズル部１１に型締力が伝達するようにすることで、ノズル部１１のみが型締力に耐久できる強度を有すれば足り、射出シリンダ１０全体が型締力に耐久できる強度を有する必要がない。

図１０は型締時における金型４とノズル部１１の配置関係の説明図である。ノズル部１１の射出口１１ｂは、金型４の注入口４ｂ上に位置しており、射出口１１ｂから注入口４ｂに溶融樹脂が射出される位置関係にある。ノズル部１１の先端面１１ａは、注入口４ｂを覆う大きさを有しており、上記の型締力の伝達で注入口４ｂの周囲においては先端面１１ａと注入面４ａとが密着してシールが形成される。よって、溶融樹脂の漏れが防止される。しかも、型締力を利用してノズル部１１を金型４に押し付ける方式なので、従来必要とされたノズルの先端位置の調整作業は不要である。

本実施形態の場合、各取付部４２が互いに離間していることから、駆動ユニット９０を同期的に駆動することでより均一にノズル部１１に型締力をかけ易くなる。特に、本実施形態では、各取付部４２がプレート部４１の４隅に位置し、ノズル部１１はプレート部４１の略中央に位置していることから、より均一にノズル部１１に型締力をかけ易くなる。

なお、金型には成形時に生じるランナを排出する目的でランナロック部材を金型に着脱自在に装着し、ランナロック部材に溶融樹脂の注入口を設ける場合がある。図１１（Ａ）はその例を示し、ランナロック部材４ｃに注入口４ｂが形成されている。この構成の場合も、ノズル部１１の先端面１１ａが注入口４ｂを覆う大きさを有していれば溶融樹脂の漏れを防ぐことができる。ランナロック部材４ｃと、金型本体との間で、ランナロック部材４ｃの輪郭部分に隙間が生じて溶融樹脂が漏れるような場合は、ノズル部１１の先端面１１ａが該隙間をも覆う大きさを有するものとすることが望ましい。図１１（Ｂ）はその例を示し、注入口４ｂが２つある。この場合は、ノズル部１１の先端面１１ａが同図に示すように双方の注入口４ｂを覆う大きさを有するものとすることで、双方の注入口４ｂからの溶融樹脂の漏れを防止できる。

なお、本実施形態ではノズル部１１を円柱形状としたが、角柱形状や三角柱形状でもよく、その外形は適宜選択可能である。先端面１１ａの大きさは、注入口４ｂを覆うだけでなく、注入面４ａ全体を覆うよう、注入面４ａと同じか、それよりも大きくしてもよい。これは、金型４への型締力が注入面４ａ全体に分布する点で有利な場合がある。

次に、図１乃至図３を参照して金型支持部６０について説明する。金型支持部６０は、金型４を支持するための部材である。金型支持部６０は、金型４と係合するコの字型をなし、ロックレバー６１の開閉で金型４の保持及び解除を行う。金型支持部６０はタイバ９１が挿通する挿通部６２に案内されて型締方向に移動可能である。但し、タイバ９１には止め輪９１ｂが設けられており、金型支持部６０の最下位置はこの止め輪９１ｂによって規定される。

次に、図１乃至図３を参照して型締部５０について説明する。型締部５０は、受け板６及び金型５が搭載される搭載部５１を備え、ロックレバー５３の開閉で受け板６及び金型５の保持及び開放を行う。型締部５０は、また、搭載部５１から窪んでエジェクタプレート７やリターンスプリング８を収容する収容部５２を備える。型締部５０は更に、タイバ９１が挿通する挿通部５４を備え、タイバ９１に案内されて型締方向に移動可能となっている。

＜型締部（下側）の移動機構＞
図１乃至図３を参照して、駆動ユニット７０は、駆動源として、ベース９に支持されたモータ７１を備える。モータ７１は本実施形態の場合、ステッピングモータである。モータ７１には、ベース９に支持された減速機７３が接続されており、モータ７１の出力を減速する。減速機７３の出力軸にはプーリ７４が取り付けられている。プーリ７５は、プーリ７４の上方で、ベース９上に立設された不図示の支柱により回転自在に支持されている。プーリ７４とプーリ７５とには無端ベルト７６が巻きまわされており、モータ７１を回転駆動することで無端ベルト７６が走行する。

無端ベルト７６の一部と型締部５０とは連結部７７により連結されている。したがって、モータ７１を回転することで、その回転方向によって型締部５０を型締方向に移動することができる。駆動ユニット７０は、型締部５０を金型４と金型５とが離間する最下方の位置（型開き位置）と、金型４と金型５との型締めを開始する最上方の位置（型締開始位置）と、の間で移動する。本実施形態の場合、駆動ユニット７０は型締めは行わないため、モータ７１としては、その出力が比較的小さいもので足りる。

センサ７２は、型締部５０の位置を検出する。本実施形態の場合、センサ７２はモータ７１に取り付けられ、その回転量を検出するエンコーダであり、センサ７２が検出した回転量から型締部５０の位置を演算する構成であるが、型締部５０の位置が検出できれば他の種類のセンサでもよい。

＜型締部（下側）の位置ロック機構＞
図１乃至図３及び図４乃至図６を参照して位置ロック機構８０の構成について説明する。図４乃至図６は位置ロック機構８０の説明図である。型締部５０は、上記の通り、駆動ユニット７０によって型締開始位置へ移動されるが駆動ユニット７０は型締めは行わない。位置ロック機構８０は、型締時において、型締部５０が型締力に抗して移動しないように型締部５０を支持する機構である。

位置ロック機構８０は、中心軸８１ａを介して型締部５０の底部に回転自在に支持された回転板８１を備える。回転板８１には、複数のロックブロック８２がそれぞれ固定される取付孔８１ｃと、ベース９に立設された複数のロック支柱８３がそれぞれ挿通する開口部８１ｂと、を備える。ロックブロック８２とロック支柱８３とは同数である。型締部５０の底部には、ロック支柱８３との干渉を避け、ロック支柱８３が進入可能な挿入孔５５が、各ロック支柱８３に対応して形成されている。

位置ロック機構８０は型締部５０の側部に支持されたモータ８４を備える。モータ８４は本実施形態の場合、ステッピングモータである。モータ８４の出力軸にはピニオンギア８４ａが取り付けられている。回転板８１の周縁にはピニオンギア８４ａと噛合するギア８１ｄが形成されている。このため、モータ８４を回転すると、中心軸８１ａ回りに回転板８１が回転する。

センサ８５（図４において不図示）は、回転板８１の回転量を検出する。本実施形態の場合、センサ８５はモータ８４に取り付けられ、その回転量を検出するエンコーダであり、センサ８５が検出した回転量から回転板８１の回転量を演算する構成であるが、回転板８１の回転量が検出できれば他の種類のセンサでもよい。

係る構成からなる位置ロック機構８０では、回転板８１は、その回転により、ロック支柱８３と同軸上に開口部８１ｂが位置する位置（図４）と、ロック支柱８３と同軸上にロックブロック８２が位置する位置（図６）と、に位置する。

図４の位置の場合、ロック支柱８３と、回転板８１及び型締部５０と、が干渉しないので、型締部５０を型締方向に移動可能となる。したがって、型締部５０を型開き位置と型締開始位置との間で移動する場合は、回転板８１を図４の位置とする。図６の位置の場合、ロックブロック８２を介して型締部５０がロック支柱８３によって、その下方への移動が規制され、位置がロックされた状態となる。したがって、型締時には、回転板８１を図６の位置とする。

図５は図４の位置と図６の位置との中間の位置に回転板８１が位置している状態を示している。以上のように、型締部５０を、型開き位置→型締開始位置→（型締）→型開き位置と、移動する場合、回転板８１は、図４の位置→図６の位置→（型締）→図４の位置に位置させることになる。

型締部５０の位置ロック機構としては他の構成例も採用可能である。図１９乃至図２１はその一例を示す。同図の例は、複数のアーム部１８１を回動自在に型締部５０の底部に固定し、アーム部１８１と連結された旋回円板１８２を回転させることで、アーム部１８１のフック１８１ａがタイバ１９１に設けた切り欠き１９１ａに係合（図２０）、係合解除（図１９）するようにした構成である。型締部５０のロックは、フック１８１ａと切り欠き１９１ａとの係合によってタイバ１９１で型締部５０を支持することで行う構成である。

＜型締部（上側）の移動機構＞
図１乃至図３及び図７を参照して型締部４０を移動する駆動ユニット９０の構成について説明する。図７は駆動ユニット９０の説明図であり、取付部４２を一部破断してその内部機構を示した図である。各駆動ユニット９０は、ベース９に型締方向に立設され、その先端（上端）にネジ９１ａが形成されたボールネジ軸であるタイバ９１を備える。取付部４２には、駆動ユニット９０の駆動源であるモータ９２が搭載されている。モータ９２は本実施形態の場合、ステッピングモータである。

取付部４２の内部では、タイバ９１のネジ９１ａと螺合するボールナット９５が、ベアリング９６を介して取付部４２の内壁に回転自在に支持されている。取付部４２の内部には、また、減速機９４が配設されている。減速機９４はモータ９２の出力軸に取り付けられたピニオン９２ａの出力を減速してボールナット９５を回転させる。

このような構成によってモータ９２を回転するとボールナット９５が回転し、タイバ９１のネジ９１ａとボールナット９５との螺合により、ボールナット９５がタイバ９１に沿って移動する。こうして、モータ９２の回転により、型締部４０はタイバ９１に案内されて型締方向に移動することになる。

なお、本実施形態では、駆動ユニット９０としてボールネジ機構を採用したが、軸（タイバ）に沿って型締部を移動させる機構はこれに限られず、種々の機構が利用可能である。

型締部４０は、駆動ユニット９０によって、型締めが完了する最下位置（型締位置）と、型締力が完全に解除される、最上方の位置（退避位置）との間で移動される。本実施形態では、型締部４０の、型締位置と退避位置との間の移動距離は数ミリ程度である場合を想定している。

センサ９３は、型締部４０の位置、特に個々の取付部４２の位置（移動量）を検出する。本実施形態の場合、センサ９３はモータ９２に取り付けられ、その回転量を検出するエンコーダであり、センサ９３が検出した回転量から取付部４２の位置（移動量）を演算する構成であるが、取付部４２の位置が検出できれば他の種類のセンサでもよい。

本実施形態の場合、モータ９２がステッピングモータであるため、駆動パルスによって取付部４２の移動量は推定移動量として演算可能であるが、脱調する場合があるため、センサ９３によって実移動量を検出するようにしている。

＜制御部の構成＞
次に、図１２を参照して制御系の構成について説明する。制御部１００は、ＣＰＵ１０１、記憶部１０２及びＩ／Ｆ（インタフェース）１０３を備える。ＣＰＵ１０１は、センサの検出結果を取得し、記憶部１０２に記憶されたプログラムにしたがって、モータやヒータ等の制御を行う。ここで、図１２のセンサは例えば、センサ９３のほか、上述した各センサが含まれる。モータにはモータ９２のほか、上述した各モータが含まれる。ヒータにはバンドヒータ１３が含まれる。

各モータの制御は、モータ毎のドライバ１３０により個別に行う。ＣＰＵ１０１はドライバ１３０に対してトルク指令値（例えば電流指令値）と、移動量の指令値（例えば駆動パルス数）を指示し、ドライバ１３０は指示されたこれらの制御内容を実現する。なお、図示しないが、ヒータにもドライバが、また、センサには信号処理回路等がそれぞれ設けることができる。

記憶部１０２には、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等が含まれる。Ｉ／Ｆ１０３はＣＰＵ１０１と、外部のデバイスとのインタフェースである。入力部１１０は、例えば、キーボード、マウス等である。作業者は入力部１１０を介して制御部１００に動作指令を行うことができる。表示部１２０は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイであり、射出成形機の状況等を表示する。

＜射出成形機の動作例＞
図１３乃至図１８を参照して射出成形機１の動作例について説明する。図１３乃至図１８は射出成形機１の動作説明図である。ここでは、１回の成形動作について説明する。

図１３は、射出成形機１が型開き状態にあることを示している。型締部５０は型開き位置に位置し、回転板８１は上記の図４の位置にある。型締部４０は退避位置にあり、金型支持部６０は止め輪９１ｂによって規制された最下位置にある。金型４と金型５とは上下に分離している。

図１４は、図１３の状態から駆動ユニット７０を駆動し、型締部５０を型締部４０に近接する方向に移動している途中の状態を示している。型締部５０及び金型５は、その移動途中で金型支持部６０及び金型４と接触し、図４に示すようにこれらが搭載された状態となる。駆動ユニット７０は、型締部５０の移動を継続し、図１５に示す型締開始位置まで移動する。図１５の状態において、ノズル部１１の先端面１１ａと金型４の注入面４ａとは僅かに離間しているか、互いに押圧しない程度で接触している。

型締部５０を型締開始位置まで移動したので、型締部５０を位置ロック機構８０でロックする。つまり、図１６に示すように回転板８１を上記の図６の位置に回転させ、ロック支柱８３と同軸上にロックブロック８２を位置させる。これにより、型締部５０が型締力に抗して下方に下がらないようになる。

次に、型締めを開始する。つまり、各駆動ユニット９０を駆動して型締部４０を型締部５０に近接する方向に、型締位置まで移動する。これにより、ノズル部１１の先端面１１ａと金型４の注入面４ａとが互いに押圧しあって、溶融樹脂の漏れを防ぐシールが形成されることになる。

続いて、駆動ユニット９０の駆動によって型締部４０を型締位置に位置させた状態で、駆動ユニット２０を駆動し、プランジャ１４を移動し、ノズル部１１から金型４へ溶融樹脂を射出する。その後、逆の手順で図１３の状態の戻り、成形品を取り出して１回の成形動作が終了する。

＜型締力の測定＞
型締装置３で発揮される型締力の測定方法について説明する。本実施形態では、上記の通り、型締部４０が型締位置まで移動したときに型締完了となり、そのときに金型４及び５間に作用している反発力が型締力である。したがって、型締位置において駆動ユニット９０のモータ９２が出力しているトルクが実際の型締力に相応したものではない。本実施形態では、以下の方法により、測定器を別途必要とせずに型締力を測定する。

まず、型締部４０を退避位置から型締位置へ移動させ、型締位置に維持して金型４及び５を実際に型締めする。このとき、モータ９２からは、型締力に対して余力を持ったトルクが出力されるようにその制御量を設定する。

次に、モータ９２が出力するトルクを減らしていく。つまり、モータ９２に対するトルクの制御量をトルクが減る方向で変更していく。モータ９２が出力するトルクが、実際の型締力相応のトルクを下回ると、モータ９２が負けて型締部４０が退避位置側に移動する。なお、本実施形態の場合、モータ９２はステッピングモータであることから、モータ９２が出力するトルクが、実際の型締力相応のトルクを下回るとモータ９２が脱調することになる。この型締部４０の移動はセンサ９３で検出する。

型締部４０の移動を検出した場合、そのときにモータ９２が出力しているトルクが、実際の型締力相応のトルクとなるので、そのときのトルクの制御量を保存する。そして、予め用意したモータトルク−型締力の演算式（変換式）により、保存したトルクの制御量から型締力を演算する。ここで、モータ９２の回転トルクを型締力へ変換する方法について説明する。モータのトルク値は回転方向の力であるが、駆動ユニット９０では回転運動が直進運動へ変換されているおり、回転方向の力を直進方向への力へ変換する式が必要となる。以下に一例を示す。次式で、Ｗが直進方向の力となり、型締め力に相当する。
変換式：Ｗ＝Ｆ（πｄ−ｕｌ）／（ｌ＋ｕπｄ）
Ｆ：回転力
Ｗ：ネジ部９１ａの軸方向の力
ｌ：ネジ部９１ａのリード
ｄ：有効径
ｕ：摩擦係数
また、事前に求めた実験値や経験値などで上式を補正しても良い。

本実施形態では、駆動ユニット９０が４つあるが、それぞれのモータ９２が負担している型締力は必ずしも一致しない。そこで、モータ９２毎にモータ９２が発揮している型締力を測定することが望ましく、それにより、各モータ９２が発揮している型締力のバランスもわかることになり、後の型締制御に役立てることができる場合がある。

図２２は型締力を測定する処理のフローチャートであり、モータ９２毎の型締力を測定する場合にＣＰＵ１０１が実行する処理の例を示す。この処理は、実際に金型４及び５の型締めを行うことにより、型締力を測定する。

Ｓ１では、型締部４０が退避位置に位置している状態で、型締部４０が型締位置に位置するよう、全駆動ユニット９０のモータ９２の駆動命令をドライバ１３０に出力する。このとき、全駆動ユニット９０のモータ９２が規定トルクを出力するよう制御量（トルク指令値）を設定する。規定トルクは、型締位置に型締部４０を維持できるよう余力をもったトルクとする。

Ｓ２では、４つの駆動ユニット９０のうち、型締力の測定対象とする未選択の１つのユニットを選択する。Ｓ３ではＳ２で選択した駆動ユニット９０のモータ９２の出力トルクが減少するよう、トルク指令値を減少させる。トルク指令値を減少させるのは、Ｓ２で選択した駆動ユニット９０のモータ９２のみとする。

トルク指令値は規定減少幅で減少する。規定減少幅は予め設定して記憶部１０２に記憶しておき、読み出して利用する。なお、規定減少幅は、入力部１１０を介して作業者からの減少幅の入力を受け付け、任意に設定するようにすることができる。規定減少幅を大きく設定した場合、測定完了までの時間は短くなるが、型締力の測定精度は低くなる。逆に規定減少幅を小さく設定した場合、測定完了までの時間は長くなるが、型締力の測定精度は高くなる。

Ｓ４では、Ｓ２で選択した駆動ユニット９０が搭載されている取付部４２が退避位置側へ移動したか否かを判定する。該当する場合はＳ６へ進み、該当しない場合はＳ５へ進む。取付部４２の移動は、Ｓ２で選択した駆動ユニット９０のセンサ９３の検出結果によって判定する。例えば、センサ９３が検出した型締位置からの移動量（モータ９２の回転量）が規定値以上か否か（モータ９２が脱調したか否か）により判定する。

Ｓ５では規定時間が経過したか否かを判定する。規定時間は、規定減少幅でトルクを減らす時間間隔であり、予め設定される。規定時間はＳ３でトルク指令値を減少したことを契機として計時を開始する。なお、規定時間は、入力部１１０を介して作業者からの時間間隔の入力を受け付け、任意に設定するようにすることができる。規定時間を長く設定した場合、測定完了までの時間は長くなるが、安定した測定を行える。逆に、規定時間を短く設定した場合、測定完了までの時間は短くなるが、短くしすぎると測定が不安定となり、測定精度に影響を与える場合がある。

Ｓ５で規定時間を経過したと判定した場合は、Ｓ３へ戻る。これにより、トルク指令値が更に減少され、また、規定時間が新たに計時開始されることになる。規定時間を経過していないと判定した場合はＳ４へ戻り、同様の処理を繰り返す。

Ｓ６では、そのときのトルク指令値をＳ２で選択した駆動ユニット９０と対応づけて記憶部１０２に保存する。Ｓ７では全ての駆動ユニット９０がＳ２で選択されたか否かを判定する。全て選択された場合はＳ９へ進み、そうでない場合はＳ８へ進む。Ｓ８では型締部４０が退避位置に位置するよう、全駆動ユニット９０のモータ９２の駆動命令をドライバ１３０に出力する。その後、Ｓ１へ戻って同様の処理を繰り返す。

Ｓ９では、記憶部１０２に記憶されている駆動ユニット９０毎のトルク指令値から、それぞれの型締力を演算する。型締力は、記憶部１０２に予め記憶した演算式（変換式）で演算する。なお、演算式は、入力部１１０を介して作業者からの変換式の入力を受け付け、任意に設定するようにすることができる。これにより、機種毎の設定が容易になる。

Ｓ１０では、Ｓ９で演算した型締力を測定結果として表示部１２０に表示する。作業者は各モータ９２の型締力をリアルタイムに認識できる。

＜他の実施形態＞
上記実施形態では、モータ９２等の各モータをステッピングモータとしたが他の電動モータでもよい。

上記実施形態では、型締部４０では金型４を支持せず、金型支持部６０で支持する構成としたが、型締部４０で金型４を支持する構成としてもよい。

上記実施形態では、型締部４０と型締部５０の双方が型締方向に移動する構成としたが、いずれか一方のみが移動する構成としてもよい。但し、本実施形態の構成の方が、型締部の移動に必要な時間を短縮可能である。

上記実施形態では、タイバ９１を有する駆動ユニット９０を４つ設けた構成としたが、１〜３つ、或いは、５つ以上でもよい。尤も、型締部４０を付勢するバランスの点で、本実施形態のように４つとするか、３つとするのが好適である。

上記実施形態では、射出成形機１を竪型成形機として構成したが、横型成形機として構成してもよい。また、金型は２プレートや３プレートでも、ホットランナー方式でも構わない。

Claims (7)

1. 金型に型締力を付与する第１及び第２の型締部と、
   モータを駆動源として備え、前記第１の型締部を前記第２の型締部に近接・離間する方向に移動させる駆動手段と、
   前記モータを制御して前記第１の型締部を前記第２の型締部に近接する方向に所定の型締位置まで移動させた後、前記第１の型締部の位置を変えずに前記モータのトルクを減らしていくモータ制御手段と、
   前記モータ制御手段が前記モータのトルクを減らしていく制御を行っている場合に、前記型締位置から前記第１の型締部が移動したことを検出する検出手段と、
   を備えたことを特徴とする型締装置。
2. 前記検出手段が前記第１の型締部の移動を検出した場合に、前記モータのトルクを示す情報を保存する保存手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の型締装置。
3. 前記保存手段が保存した前記情報から前記モータによる型締力を演算する演算手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の型締装置。
4. 前記モータ制御手段が前記モータのトルクを減らす減少幅と、該トルクを減らす時間間隔の入力を受け付ける入力手段を備え、
   前記モータ制御手段は、前記入力手段が受け付けた前記減少幅と、前記時間間隔で前記モータを制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の型締装置。
5. 前記演算手段が前記型締力を演算するための演算式の入力を受け付ける入力手段を備え、
   前記演算手段は、前記入力手段が受け付けた演算式により前記型締力を演算することを特徴とする請求項３に記載の型締装置。
6. 前記駆動手段は、前記モータをそれぞれ備える複数の駆動ユニットを備え、
   前記検出手段は、各々の前記駆動ユニット毎に設けられて該駆動ユニットによる前記第１の型締部の被付勢部位の移動を検出し、
   前記保存手段は、前記モータ毎に前記情報を保存することを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載の型締装置。
7. 射出材料を金型のキャビティ内に射出する射出装置と、
   金型が取り付けられる型締装置とを備え、
   前記型締装置は、
   金型に型締め力を付与する第１及び第２の型締部と、
   モータを駆動源として備え、前記第１の型締部を前記第２の型締部に近接・離間する方向に移動させる駆動手段と、
   前記モータを制御して前記第１の型締部を前記第２の型締部に近接する方向に所定の型締位置まで移動させた後、前記第１の型締部の位置を変えずに前記モータのトルクを減らしていくモータ制御手段と、
   前記モータ制御手段が前記モータのトルクを減らしていく制御を行っている場合に、前記型締位置から前記第１の型締部が移動したことを検出する検出手段と、
   を備えていることを特徴とする射出成形機。

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