JP2019107788A - 型締力制限機能付き型締装置、型締力制限プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】小さい（小形）サイズの金型を搭載した場合でも、設定型締力を制限することでスライド機構の破損を防ぐことが可能な型締技術を提供する。【解決手段】金型１５を開閉させる可動盤１７と、可動盤を移動可能に支持するスライド機構２１と、スライド機構が受ける負荷荷重を測定可能な計測素子３５ａ,３５ｂと、コンピュータを搭載した制御装置（ＣＰＵ３７）と、を備える。制御装置は、設定型締力まで型締力を発生させる型締力発生過程において、計測素子が計測した負荷荷重が、スライド機構の許容荷重を越えたか否かを判定し、かつ、その判定結果に基づいて、負荷荷重が許容荷重を越えないように型締力を制限する。【選択図】図３

Description

本発明は、搭載した金型のサイズ（大きさ、寸法）に応じて型締力を制限する型締技術において、特に、小さい（小形）サイズの金型を搭載したとき、設定型締力を制限することが可能な型締技術に関する。なお、本発明に係る型締技術は、射出（成型）装置だけでなく、例えば、ダイカストマシン、圧縮成形機（プレス成形機）、トランスファ成形機などにも適用することができる。

この種の型締技術に係る装置は、金型（可動型、固定型）を備えている。可動型は、スライド機構（例えば、リニアガイド）によって移動可能な可動盤に搭載され、固定型は、予め設定された位置に固定された固定盤に搭載されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、可動型を移動させることで、可動型を固定型に接触させたり（型閉状態）、可動型を固定型から離間させたり（型開状態）することができる。

特開２００３−０７１８９４号公報

ところで、型締装置には、搭載可能な金型（可動型、固定型）の最小サイズ（大きさ、寸法）が設定されている。その一方で、当該型締装置では、最小サイズを下回るサイズの過小金型を搭載した仕様でも、型締動作（即ち、型閉動作）を行うことができる。

しかし、過小金型を搭載した状態で型締動作を行った場合、上記した固定盤及び可動盤のうち、過小金型の周囲の部分が内側に向けて変形し、その結果、スライド機構（リニアガイド）に対して、許容荷重を上回る過剰荷重が作用してしまう場合がある。この場合、過剰荷重の程度によっては、スライド機構（リニアガイド）が破損してしまう虞がある。そうなると、安定した型締動作を行うことができなくなってしまう。

そこで、本発明の目的は、小さい（小形）サイズの金型を搭載した場合でも、設定型締力を制限することでスライド機構の破損を防ぐことが可能な型締技術を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明は、金型を開閉させる可動盤と、可動盤を移動可能に支持するスライド機構と、スライド機構が受ける負荷荷重を測定可能な計測素子と、コンピュータを搭載した制御装置と、を備える。制御装置は、設定型締力まで型締力を発生させる型締力発生過程において、計測素子が計測した負荷荷重が、スライド機構の許容荷重を越えたか否かを判定し、かつ、その判定結果に基づいて、負荷荷重が許容荷重を越えないように型締力を制限する。

本発明の型締技術によれば、小さい（小形）サイズの金型を搭載した場合でも、設定型締力を制限することでスライド機構の破損を防ぐことができる。

一実施形態に係る型締装置を備えた成形ユニットの構成を示す図。 図１の型締装置の斜視図。 スライド機構（リニアガイド）が受ける負荷荷重を計測するための構成を模式的に示す側面図。 スライド機構（リニアガイド）が受ける負荷荷重を計測するための構成を模式的に示す平面図。 過小金型を搭載した状態で型締動作を行った際、可動型及び固定型のうち、過小金型の周囲の部分が内側に向けて変形した状態を模式的に示す側面図。 小さい（小形）サイズの金型を搭載したとき、設定型締力を制限するプロセスを示すフローチャート。 スライド機構（リニアガイド）が受ける荷重を測定するプロセスを示すフローチャート。

後述する実施形態の図面において、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは、水平面上において互いに直交する方向である。第１方向Ｘ及び第２方向Ｙと直交する方向（重力方向）を、第３方向Ｚと定義する。第１方向Ｘは、例えば、型締装置２の長手方向（或いは、タイバー１９ａ,１９ｂ,１９ｃ,１９ｄに沿った可動盤１７（金型１５）の移動方向）として規定されている。第２方向Ｙは、例えば、型締装置２の幅方向として規定されている。第３方向Ｚは、型締装置２の高さ（上下）方向として規定されている。

「一実施形態」
図１には、射出装置１と、型締装置２と、を備えた成形ユニット３が示されている。成形ユニット３は、ベース４上に設けられている。成形ユニット３において、射出装置１から射出された可塑化材料（溶融された樹脂材料）を、型締装置２において冷却・固化させる。これにより、使用目的（用途）に応じた各種の成形品を製造することができる。

「射出装置１」
図１には、射出装置１の一例が示されている。射出装置１は、可動本体５と、移動機構６と、射出構造体７と、を有している。可動本体５は、移動機構６によって、予め設定された方向に移動可能に構成されている。射出構造体７は、可動本体５に連結されている。これにより、射出構造体７は、可動本体５に追従して移動可能に構成されている。なお、可動本体５には、後述する回転移動装置１２が搭載されている。

移動機構６は、型締装置２に向かって配置されたガイドレール（図示しない）と、ガイドレールに沿って移動可能なスライダ（図示しない）と、駆動装置８と、を備えている。スライダは、可動本体５に取り付けられている。これにより、可動本体５は、ガイドレールに沿って移動可能に構成されている。

駆動装置８は、例えば、モータ８ａと、ボールネジ８ｂと、ナット構造体８ｃと、を備えている。モータ８ａは、ベース４に支持されている。ボールネジ８ｂは、モータ８ａの出力軸（図示しない）に連結されている。ボールネジ８ｂは、型締装置２に向かって配置されている。ナット構造体８ｃは、ボールネジ８ｂに螺合されている。ナット構造体８ｃは、可動本体５に連結されている。

かかる駆動装置８において、例えば、モータ８ａを駆動させる。モータ８ａの回転運動は、出力軸を介してボールネジ８ｂに伝達され、ボールネジ８ｂを回転させる。ボールネジ８ｂの回転により、ナット構造体８ｃが、ボールネジ８ｂに沿って移動する。ナット構造体８ｃの移動に追従して、可動本体５がガイドレールに沿って移動する。可動本体５に追従して、射出構造体７が、型締装置２に向けて移動する。かくして、射出構造体７のノズル９ａが、型締装置２（金型１５）のノズルタッチ部１５ｃに隙間なく接触する。この状態において、射出構造体７のノズル９ａから射出された可塑化原料が、外部に漏れ出すことは無い。

射出構造体７は、両端（先端、基端）を有するシリンダ本体９と、ホッパ１０と、スクリュ１１と、を備えている。シリンダ本体９には、中空円筒状のシリンダ９ｓが設けられている。シリンダ９ｓは、シリンダ本体９の基端から先端に亘って連続して構成されている。シリンダ本体９の基端には、原料投入用のホッパ１０が設けられている。シリンダ本体９の先端には、ノズル９ａが設けられている。

シリンダ９ｓには、スクリュ１１が回転可能に挿通されている。スクリュ１１は、シリンダ９ｓに沿って連続的に構成されている。スクリュ１１をシリンダ９ｓに挿通させた状態において、スクリュ１１の先端は、ノズル９ａに対向して位置付けられている。スクリュ１１の基端は、回転移動装置１２に連結されている。回転移動装置１２は、可動本体５に搭載されている。

回転移動装置１２は、例えば、モータ１２ａと、アクチュエータ１２ｂと、タイミングベルト１２ｃと、を備えている。スクリュ１１の基端には、アクチュエータ１２ｂが連結されている。アクチュエータ１２ｂは、スクリュ１１をシリンダ９ｓに沿って移動（前進、後退）可能に構成されている。スクリュ１１の基端には、タイミングベルト１２ｃを介してモータ１２ａが連結されている。

かかる回転移動装置１２において、例えば、モータ１２ａを駆動させる。モータ１２ａの回転運動は、タイミングベルト１２ｃを介してスクリュ１１の基端に伝達される。これにより、スクリュ１１を、予め設定された回転状態（例えば、回転数、角速度）で回転させることができる。

なお、シリンダ本体９には、ヒータ１３が設けられている。ヒータ１３によってシリンダ本体９を加熱することで、シリンダ９ｓ内の温度を、予め設定された温度に調整することができる。予め設定された温度としては、例えば、ホッパ１０からシリンダ９ｓに投入された原料１４を、溶融するのに最適な温度を想定することができる。

「射出装置１の動作」
例えば、シリンダ９ｓ内でスクリュ１１を回転させる。このとき、スクリュ１１の先端は、ノズル９ａに近接させた状態に維持されている。ここで、原料１４（例えば、ペレット状の樹脂材料）をホッパ１０に供給する。原料１４は、ホッパ１０を通ってシリンダ９ｓ内に投入される。

投入された原料１４は、回転するスクリュ１１によって、シリンダ９ｓの先端（ノズル９ａ）に向けて搬送される。この間、原料１４は、圧縮されつつヒータ１３によって加熱される。これにより、溶融された原料１４（可塑化原料１４ｐ）となる。かくして、可塑化原料１４ｐは、スクリュ１１の先端に搬送される。

このとき、スクリュ１１の先端に搬送された可塑化原料１４ｐに押されて、スクリュ１１が後退する。そして、スクリュ１１が、計量完了位置まで更に後退する。このとき、スクリュ１１の回転を停止させる。かくして、１個の成形品を成形するのに必要な可塑化原料１４ｐが、シリンダ９ｓ内（即ち、スクリュ１１の先端とノズル９ａとの間のシリンダ９ｓ内）に蓄えられる。

次に、非回転状態のスクリュ１１をノズル９ａに向けて前進させる。このとき、スクリュ１１の先端から、可塑化原料１４ｐに押圧力が作用する。これにより、可塑化原料１４ｐが、ノズル９ａからシリンダ９ｓ外（例えば、型締装置２の金型１５）に射出される。この後、例えば、金型１５を冷却することで、可塑化原料１４ｐを冷却・固化させる。これにより、使用目的（用途）に応じた各種の成形品が成形される。かくして、金型１５から脱型することで最終的な成形品を得ることができる。

「型締装置２」
図１〜図２には、型締装置２の一例が示されている。ここでは、トグル（toggle）式の型締装置２を想定する。型締装置２は、金型１５（固定型１５ａ、可動型１５ｂ）を搭載可能に構成されている。型締装置２は、金型１５を横方向（第１方向Ｘ）に型締め可能に構成されている。型締装置２は、固定盤１６と、可動盤１７と、トグル機構１８と、型締力発生構造１９と、駆動機構２０と、スライド機構２１と、を有している。なお、固定盤１６は、ベース４に固定されている。

また、スライド機構２１には、予め、一定の許容荷重が設定されている。許容荷重は、スライド機構２１が安全に受けることが可能な荷重の許容範囲であり、例えば、スライド機構２１の種類や大きさなどに応じて設定されている。このため、ここでは特に、許容荷重について数値限定はしない。

駆動機構２０（具体的には、後述するトグルサポート２２）は、位置調整機構５０によって、後述するガイドレール３１上に位置決め可能に構成されている。即ち、位置調整機構５０は、型締装置２の幅方向（第２方向Ｙ）の両側にそれぞれ、例えば、支持プレート５１と、複数のガイドブロック５２ａ,５２ｂと、を備えている。支持プレート５１は、駆動機構２０（トグルサポート２２）を下から支えるように配置されている。ガイドブロック５２ａ,５２ｂは、支持プレート５１を支持可能に配置されている。ガイドブロック５２ａ,５２ｂは、ガイドレール３１に沿って移動可能に構成され、駆動機構２０（トグルサポート２２）を、固定盤１６から一定の距離を保つように位置決めすることができる。

可動盤１７は、トグル機構１８を介して駆動機構２０に連結されている。可動盤１７は、スライド機構２１によって移動可能に支持されている。かかる構成において、駆動機構２０の駆動力を、トグル機構１８から可動盤１７に伝える。これにより、可動盤１７を、スライド機構２１のガイドレール３１に沿って移動させる。かくして、金型１５を開閉させることができる。以下、具体的に説明する。

金型１５は、固定盤１６と可動盤１７の対向面１６ｓ,１７ｓに搭載されている。即ち、固定型１５ａは、固定盤１６の対向面１６ｓに搭載されている。可動型１５ｂは、可動盤１７の対向面１７ｓに搭載されている。ここで、可動型１５ｂを固定型１５ａに接触させた型閉（型締）状態において、金型１５の内部には、上記した可塑化原料１４ｐが射出される成形空間が構成される。なお、固定型１５ａには、成形空間に連通したノズルタッチ部１５ｃが設けられている。更に、固定盤１６には、射出構造体７のノズル９ａが挿入可能な開口部１６ａが構成されている。開口部１６ａは、固定盤１６を貫通させて構成されている。開口部１６ａは、ノズルタッチ部１５ｃに対向させて配置されている。

トグル機構１８は、可動盤１７と、後述する駆動機構２０のトグルサポート２２との間に設けられている。トグル機構１８は、第１トグルリンク１８ａと、第２トグルリンク１８ｂと、を備えている。第１トグルリンク１８ａ、及び、第２トグルリンク１８ｂは、型締装置２の上下方向（第３方向Ｚ）に沿って、互いに平行に対向させて配置されている。双方のトグルリンク１８ａ,１８ｂは、互いに同一の構成を有している。当該トグルリンク１８ａ,１８ｂにおいて、一端が可動盤１７に連結され、他端がトグルサポート２２に連結されている。なお、トグル機構１８は、既存のトグルリンク構造をそのまま利用することができるため、具体的な説明は省略する。

型締力発生構造１９は、４本のタイバー（第１タイバー１９ａ、第２タイバー１９ｂ、第３タイバー１９ｃ、第４タイバー１９ｄ）を備えている。タイバー１９ａ,１９ｂ,１９ｃ,１９ｄは、固定盤１６と、後述する駆動機構２０のトグルサポート２２との間に設けられ、型締めの際、型締力を発生させることが可能に構成されている。タイバー１９ａ,１９ｂ,１９ｃ,１９ｄは、型締装置２の長手方向（第１方向Ｘ）に沿って構成されている。タイバー１９ａ,１９ｂ,１９ｃ,１９ｄの一端側は、固定盤１６に固定されている。タイバー１９ａ,１９ｂ,１９ｃ,１９ｄの他端側は、トグルサポート２２に連結されている。

図面では一例として、第１タイバー１９ａと第２タイバー１９ｂは、型締装置２の上下方向（第３方向Ｚ）に沿って、互いに平行に対向させて配置されている。第３タイバー１９ｃと第４タイバー１９ｄは、型締装置２の上下方向（第３方向Ｚ）に沿って、互いに平行に対向させて配置されている。第１タイバー１９ａと第３タイバー１９ｃは、型締装置２の幅方向（第２方向Ｙ）に沿って、互いに平行に対向させて配置されている。第２タイバー１９ｂと第４タイバー１９ｄは、型締装置２の幅方向（第２方向Ｙ）に沿って、互いに平行に対向させて配置されている。

また、可動盤１７は、一定の許容荷重が設定されたスライド機構２１に支持された状態で、移動可能に構成されている。スライド機構２１の構成については後述する。

駆動機構２０は、トグルサポート２２と、サーボモータ２３と、動力伝達ユニット２４と、クロスヘッド２５と、を備えている。トグルサポート２２は、サーボモータ２３を搭載した状態で、位置調整機構５０に支持されている。動力伝達ユニット２４は、連結機構２６と、１本のボールネジ２７と、複数のガイドロッド２８ａ,２８ｂと、を備えている。図２には一例として、２本のガイドロッド（第１ガイドロッド２８ａ、第２ガイドロッド２８ｂ）が示されている。ボールネジ２７は、連結機構２６を介してサーボモータ２３に連結されている。

ボールネジ２７とガイドロッド２８ａ,２８ｂは、型締装置２の長手方向（第１方向Ｘ）に沿って構成されている。ボールネジ２７とガイドロッド２８ａ,２８ｂは、型締装置２の幅方向（第２方向Ｙ）に沿って、互いに平行に対向させて配置されている。ガイドロッド２８ａ,２８ｂの相互間にボールネジ２７が配置されている。ガイドロッド２８ａ,２８ｂは、その一端がトグルサポート２２に支持され、その他端がロッドサポート２９ａ,２９ｂに支持されている。

図面では一例として、各ロッドサポート２９ａ,２９ｂは、型締装置２の上下方向（第３方向Ｚ）に沿って構成されている。即ち、第１ロッドサポート２９ａは、その一端が第１タイバー１９ａに支持され、その他端が第２タイバー１９ｂに支持されている。第２ロッドサポート２９ｂは、その一端が第３タイバー１９ｃに支持され、その他端が第４タイバー１９ｄに支持されている。

クロスヘッド２５は、ボールネジ２７に螺合したナット部２５ｔと、ガイドロッド２８ａ,２８ｂに沿って移動可能なサポート部（第１サポート部２５ａ、第２サポート部（図示しない））と、を備えている。サポート部２５ａは、型締装置２の幅方向（第２方向Ｙ）に沿って、クロスヘッド２５の両側に配置されている。

更に、クロスヘッド２５は、２つのトグルレバー（第１トグルレバー３０ａ、第２トグルレバー３０ｂ）を介して、トグル機構１８（第１トグルリンク１８ａ、第２トグルリンク１８ｂ）に連結されている。クロスヘッド２５には、型締装置２の上下方向（第３方向Ｚ）に沿って、２つのリンク支点（第１リンク支点Ｌ１、第２リンク支点Ｌ２）が設けられている。

この場合、第１トグルレバー３０ａは、その一端が第1リンク支点Ｌ１に回動自在に連結され、その他端が第１トグルリンク１８ａに回動自在に連結されている。第２トグルレバー３０ｂは、その一端が第２リンク支点Ｌ２に回動自在に連結され、その他端が第２トグルリンク１８ｂに回動自在に連結されている。

図１〜図４に示すように、上記したスライド機構２１としては、例えば、一定の許容荷重が設定された市販のリニアガイドをそのまま利用することができる。図面では一例として、スライド機構２１は、型締装置２の幅方向（第２方向Ｙ）の両側にそれぞれ、ガイドレール３１と、支持プレート３２と、複数のガイドブロック３３ａ,３３ｂと、を備えている。なお、後述では１つの支持プレート３２に２個のガイドブロック３３ａ,３３ｂを適用しているが、これに限定されることはなく、例えば、３個以上のガイドブロックを適用してもよい。

ここで、支持プレート３２、及び、ガイドブロック３３ａ,３３ｂは、可動盤１７を移動可能に支持する支持構造体として機能する。図面において、支持構造体は、ガイドレール３１に沿って移動可能に構成されているが、ガイドレール３１に代えて、ガイド溝（図示しない）を形成してもよい。要するに、支持構造体を一定方向に案内させることが可能であればよい。この場合、支持構造体と、ガイドレール３１（或いは、ガイド溝）とを含めて「リニアガイド」と称する。また、図４のクロスハッチングは、支持プレート３２の配置を明らかにするためのものであり、断面を示すものではない。

ガイドレール３１は、型締装置２の長手方向（第１方向Ｘ）に沿って構成されている。ガイドレール３１は、型締装置２の幅方向（第２方向Ｙ）に沿ったベース４の両側に、互いに平行に対向させて配置されている。ガイドレール３１は、ベース４上に固定されている。

支持プレート３２は、可動盤１７を搭載可能に構成されている。支持プレート３２は、型締装置２の幅方向（第２方向Ｙ）に沿って構成されている。図面では一例として、支持プレート３２は、可動盤１７を下から支えるように配置されている。このため、可動盤１７の全重量が、支持プレート３２に作用する。更に、個々のガイドレール３１には、２個のガイドブロック（第１ガイドブロック３３ａ、第２ガイドブロック３３ｂ）が配置されている。ガイドブロック３３ａ,３３ｂは、ガイドレール３１に嵌まり込んだ状態で、当該ガイドレール３１に沿って移動可能に構成されている。

ガイドブロック３３ａ,３３ｂは、支持プレート３２を下から支えるように配置されている。このため、支持プレート３２及び当該支持プレート３２に支持された可動盤１７は、その両側（即ち、型締装置２の幅方向（第２方向Ｙ）に沿った両側）をガイドブロック３３ａ,３３ｂ（支持構造体）によって支えられた状態で、当該ガイドブロック３３ａ,３３ｂ（支持構造体）と共に、ガイドレール３１に沿って移動可能となっている。

型締装置２の長手方向（第１方向Ｘ）に沿ったガイドブロック３３ａ,３３ｂの配列仕様において、第１ガイドブロック３３ａは、固定盤１６寄りの部分に配置され、第２ガイドブロック３３ｂは、トグルサポート２２寄りの部分に配置されている。即ち、ガイドブロック３３ａ,３３ｂは、可動盤１７の移動方向に沿って配置されている。この場合、型閉（型締）時には、第１ガイドブロック３３ａが、支持プレート（可動盤１７）を先導し、型開時には、第２ガイドブロック３３ｂが、支持プレート（可動盤１７）を先導する。

「型締装置２の動作」
例えば、サーボモータ２３の回転運動が、連結機構２６を介してボールネジ２７に伝達される。このとき、ボールネジ２７が回転する。ナット部２５ｔがボールネジ２７に沿って移動する。ナット部２５ｔの移動に伴って、クロスヘッド２５が移動する。同時に、サポート部２５ａがガイドロッド２８ａ,２８ｂに沿って移動する。かくして、クロスヘッド２５は、型締装置２の長手方向（第１方向Ｘ）に沿って、高い走行精度を維持しつつ安定的に移動する。

このとき、クロスヘッド２５の移動に追従して、トグル機構１８から可動盤１７に押圧力が作用する。かかる押圧力によって、トグル機構１８が、可動盤１７を固定盤１６に向かって移動させる。この間、可動盤１７は、スライド機構（リニアガイド）２１によって移動する。そして、可動型１５ｂを固定型１５ａに接触させた型閉（型締）状態において、金型１５の内部には、上記した可塑化原料１４ｐが射出される成形空間が構成される。

かかる状態において、金型１５（固定型１５ａ、可動型１５ｂ）は、設定型締力によって型閉（型締）状態に維持されている。なお、設定型締力は、例えば、搭載可能な金型１５の種類やサイズに応じて設定されている。このため、ここでは特に、設定型締力について、数値限定はしない。

「本発明の特長的構成」
図３〜図４に示すように、型締装置２は、上記したスライド機構（リニアガイド）２１が受ける負荷荷重を計測する計測素子３５ａ,３５ｂを備えている。負荷荷重とは、可動型１５ｂを固定型１５ａに接触させた型閉（型締）状態において、可動盤１７からスライド機構２１に作用した力の大きさを指している。

このため、計測素子３５ａ,３５ｂは、上記したスライド機構２１、具体的には、支持構造体（支持プレート３２、及び、ガイドブロック３３ａ,３３ｂ）に配置されている。この場合、計測素子３５ａ,３５ｂは、支持プレート３２、或いは、ガイドブロック３３ａ,３３ｂのいずれかに配置すればよい。

図面では一例として、計測素子３５ａ,３５ｂは、ガイドブロック３３ａ,３３ｂのそれぞれに１つずつ配置されている。即ち、金型１５側の第１ガイドブロック３３ａに、第１計測素子３５ａが配置され、更に、反金型１５側（即ち、金型１５の反対側）の第２ガイドブロック３３ｂに、第２計測素子３５ｂが配置されている。

ここで、計測素子３５ａ,３５ｂの仕様については、例えば、当該計測素子３５ａ,３５ｂを、スライド機構２１（支持構造体、リニアガイド）の外側面又は内側面のいずれか一方、或いは、双方に配置させることができる。図３では、計測素子３５ａ,３５ｂが、支持構造体（具体的には、ガイドブロック３３ａ,３３ｂ）の外側面Ｍ１に配置されている。図４では、計測素子３５ａ,３５ｂが、当該ガイドブロック３３ａ,３３ｂの外側面Ｍ１と、その反対側の内側面Ｍ２の双方に配置されている。

更に、計測素子３５ａ,３５ｂとしては、例えば、歪ゲージなどのセンサを適用することができる。センサ（歪ゲージ）によれば、スライド機構２１（即ち、ガイドブロック３３ａ,３３ｂ）の伸縮に伴って、当該歪ゲージの抵抗値が変化する。このとき、例えば、既存の測定機器によって、かかる抵抗変化を測定する。これにより、スライド機構２１（支持構造体、リニアガイド）が受けた負荷荷重、換言すると、当該スライド機構２１に作用した負荷荷重を検出することができる。

図３には、測定機器の一例が示されている。計測機器は、コンピュータを搭載した制御装置（ＣＰＵ３７、コントローラ３８、モニタ３９、スピーカ４０）と、測定部３６と、を備えて構成されている。制御装置は、例えば、上記した計測素子３５ａ,３５ｂの計測制御、型締装置２の稼動制御などを実行する。測定部３６は、例えば、計測素子３５ａ,３５ｂ（歪ゲージなどのセンサ）の抵抗変化を測定する。

ここで、計測素子（歪ゲージ）３５ａ,３５ｂの抵抗変化の測定は、金型１５を閉じた型締状態（可動型１５ｂを固定型１５ａに接触させた型閉（型締）状態）で行われる。このとき、測定部３６が、計測素子（歪ゲージ）３５ａ,３５ｂの抵抗値の変化を測定する。測定部３６から出力された測定結果に基づいて、ＣＰＵ３７が、スライド機構２１（支持構造体、リニアガイド）に作用した負荷荷重を計測する。

更に、上記した計測素子（歪ゲージ）３５ａ,３５ｂの抵抗値の変化は、金型１５の搭載時にも発生する。この場合、可動型１５ｂを固定型１５ａから離間させた型開状態において、可動型１５ｂ（金型１５）を可動盤１７に搭載する。このとき、搭載した可動型１５ｂ（金型１５）の重量に応じた力が、スライド機構２１（支持構造体、リニアガイド）に作用する。計測素子（歪ゲージ）３５ａ,３５ｂの抵抗値が変化する。かかる変化は、測定部３６によって測定される。かくして、測定結果に基づいて、可動盤１７に搭載した可動型１５ｂ（金型１５）の搭載量が計測される。

「型締力を制限する型締技術」
上記した型締装置２には、搭載可能な金型１５（固定型１５ａ、可動型１５ｂ）の最小サイズ（大きさ、寸法）１５ｐが設定されている（図１〜図２参照）。その一方で、当該型締装置２では、最小サイズ１５ｐを下回るサイズの過小金型１５（図１〜図２参照）を搭載した仕様でも、型締動作（即ち、型閉動作）を行うことができる。

ここで、過小金型１５を搭載した状態で型締動作を行った場合、固定盤１６及び可動盤１７のうち、過小金型１５の周囲の部分が内側に向けて変形する。例えば、図５に示すように、設定型締力Ｆ１によって、固定盤１６及び可動盤１７を相互に接近させて、過小金型１５を閉じた型締（型閉）状態にする。

このとき、固定盤１６及び可動盤１７には、過小金型１５を中心に回転しようとするモーメント力が作用する。当該モーメント力は、過小金型１５が小さくなるに従って大きくなる。かくして、固定盤１６及び可動盤１７のうち、過小金型１５の周囲の部分が内側に向けて変形する。

この場合、型締装置２の上下方向（第３方向Ｚ）で見ると、可動盤１７において、金型１５側の第１ガイドブロック３３ａは、上方に変位すると共に、反金型１５側の第２ガイドブロック３３ｂは、下方に変位する。このとき、可動盤１７（即ち、反金型１５側の第２ガイドブロック３３ｂ）の変形の程度によっては、スライド機構２１（支持構造体、リニアガイド）が受ける負荷荷重、換言すると、当該スライド機構２１に作用する負荷荷重が、上記したスライド機構２１の許容荷重を越えてしまう虞がある。

そうなると、スライド機構２１（支持構造体、リニアガイド）に対して、許容荷重を上回る過剰荷重が作用し、過剰荷重の程度によっては、当該スライド機構２１が破損してしまう。この結果、安定した型締動作を行うことができなくなってしまう。

かかる不具合の発生を防止するには、小さい（小形）サイズの過小金型１５を搭載したとき、設定型締力Ｆ１（図５参照）を制限すればよい。そこで、コンピュータ（図示しない）を搭載した制御装置（ＣＰＵ３７）において、上記した不具合の発生を回避するための対応が実行されている。

「過小金型１５を搭載した場合の対応（図６〜図７参照）」
可動型１５ｂを固定型１５ａから離間させた型開状態において、可動型１５ｂを可動盤１７に搭載する（図６のＳ１）。このとき、計測素子（歪ゲージ）３５ａ,３５ｂの抵抗値が変化する。かかる変化は、測定部３６によって測定される。測定結果に基づいて、コンピュータ（ＣＰＵ３７）が、可動盤１７に搭載した可動型１５ｂの搭載量を計測する。

同時に、コンピュータ（ＣＰＵ３７）において、搭載した可動型１５ｂの搭載量が、メーカの定める可動盤１７の推奨搭載量（換言すると、最大金型重量）を下回っているか否かが判定される（図６のＳ２）。

下回っていると判定された場合、トライアル型締めを行うか否かが判定される（図６のＳ３）。トライアル型締めを行う場合、少なくとも１回、可動型１５ｂを固定型１５ａに接触させた型閉（型締）状態において、スライド機構２１（リニアガイド）が受ける負荷荷重を測定する（図６のＳ４、図７のＴ１〜Ｔ６）。

即ち、設定型締力Ｆ１（図５参照）で金型１５を閉じる（図７のＴ１）。このとき、金型１５側の第１計測素子３５ａのセンサ出力（測定結果）Ｓ１、及び、反金型１５側の第２計測素子３５ｂのセンサ出力（測定結果）Ｓ２が、測定部３６によって測定されてコンピュータ（ＣＰＵ３７）に送られる（図７のＴ２）。

コンピュータ（ＣＰＵ３７）において、センサ出力Ｓ１からスライド機構が受けた負荷荷重Ｐ１を換算して求める（図７のＴ３）。同様に、センサ出力Ｓ２からスライド機構が受けた負荷荷重Ｐ２を換算して求める（図７のＴ４）。

更に、予め設定した許容荷重Ａ１と負荷荷重Ｐ１とを比較し、比較結果をコンピュータ（ＣＰＵ３７）に記憶する（図７のＴ５）。また、予め設定した許容荷重Ａ２と負荷荷重Ｐ２とを比較し、比較結果をコンピュータ（ＣＰＵ３７）に記憶する（図７のＴ６）。

ここで、負荷荷重Ｐ１と負荷荷重Ｐ２共に、それぞれの許容荷重Ａ１、Ａ２を超えなかった場合（図６のＳ５）、設定型締力で型締めを行っても不具合は発生しないため、設定型締力のままで型締めしても良い。

また、負荷荷重Ｐ１と負荷荷重Ｐ２の一方又は両方が許容荷重を超えた場合（図６のＳ５）、設定型締力で型締めするとリニアガイドを損傷するなどの虞がある。

ところで、型締力と負荷荷重の間には、比例関係が存在する。このため、トライアル型締めを実施したときの設定型締力と、測定した負荷荷重の値から、負荷荷重が許容荷重と同じになるような型締力を計算で求めることができる。そして、この負荷荷重が許容荷重と同じになる時の型締力が、許容型締力となる。

そこで、求めた許容型締力以下の型締力で型締を行う。これにより、２つのスライド機構で加わる負荷荷重が許容荷重以下となる。この結果、リニアガイドを損傷するなどの虞がなくなる。

以上の事を踏まえ、トライアル型締で負荷荷重Ｐ１と負荷荷重Ｐ２の一方又は両方が許容荷重を超えた場合（図６のＳ５）、予めコンピュータに設定された２つの処理が選択される。

第１の処理は、ユーザへの警告は行わずに、上記で求めた許容型締力に基づいて、設定型締力を制限する（図６のＳ６,Ｓ７）。

第２の処理は、許容型締力を超えていることをユーザに警告する（図６のＳ６,Ｓ８）。なお、警告の仕様としては、例えば、光、音、文字、画像（動画、静止画）、及び、これらの組合せを用いた警告方法を適用することができる。

「型締力制限プログラム」
上記した実施形態において、設定型締力Ｆを、スライド機構２１の許容荷重を越えない許容型締力に制限する動作は、型締力制限プログラムに従って実行される。型締力制限プログラムは、コンピュータのＲＯＭ（図示しない）に予め記録することができる。型締力制限動作は、ＲＯＭに記録された型締力制限プログラムが、ＲＡＭ（図示しない）を作業領域として、ＣＰＵ３７によって実行される。

例えば、型締力制限プログラムは、コンピュータに、設定型締力Ｆによって金型１５を閉じた型締（型閉）状態にする手順、型締（型閉）状態において、計測素子３５ａ,３５ｂが計測した負荷荷重が、スライド機構２１の許容荷重を越えたか否かを判定する手順、その判定結果に基づいて、設定型締力Ｆを、許容荷重を越えない許容型締力に制限する手順、を実行させる。

「一実施形態の効果」
本実施形態によれば、搭載可能な最小サイズを下回るサイズの過小金型１５を搭載した場合、スライド機構２１（リニアガイド）の負荷荷重が許容荷重を超えないような型締力に制限することができる。この場合、当該スライド機構２１に対して、許容荷重を上回る過剰荷重が作用することは無い。これにより、型締（型閉）動作に際し、固定盤及び可動盤が変形することを防止することができる。この結果、スライド機構２１を破損させること無く、常に安定した型締（型閉）動作を行うことができる。

本実施形態によれば、過小金型１５を搭載した場合、少なくとも１回トライアル型締めを行うことで、設定型締力Ｆの下で、スライド機構２１（リニアガイド）に作用する負荷荷重と、スライド機構２１の許容荷重との大小関係を短時間で正確に把握することができる。これにより、例えば、設定型締力Ｆにおいて、スライド機構２１（リニアガイド）の負荷荷重が許容荷重を越えていることを警告したり、許容荷重を越えないように型締装置２の出力に制限を課したり、設定型締力Ｆよりも弱い型締力に設定したりすることができる。

１…射出装置、２…型締装置、３…成形ユニット、４…ベース、１５…金型、
１６…固定盤、１７…可動盤、１８…トグル機構、２１…スライド機構、
３１…ガイドレール、３２…支持プレート、３３ａ…第１ガイドブロック、
３３ｂ…第２ガイドブロック、３５ａ…第１計測素子、３５ｂ…第２計測素子。

Claims (4)

1. 金型を開閉させるための可動盤と、
   前記可動盤を移動可能に支持し、かつ、一定の許容荷重が設定されたスライド機構と、
   前記スライド機構に配置され、かつ、前記スライド機構が受ける負荷荷重を測定可能な計測素子と、
   設定型締力まで型締力を発生させる型締力発生過程において、前記計測素子が計測した前記負荷荷重が、前記スライド機構の前記許容荷重を越えたか否かを判定し、かつ、その判定結果に基づいて、前記負荷荷重が前記許容荷重を越えないように型締力を制限することが可能な制御装置と、を備えている型締力制限機能付き型締装置。
2. 前記スライド機構は、
   前記可動盤を搭載可能で、かつ、前記可動盤を下から支えるように配置された支持プレートと、
   前記可動盤の移動方向に沿って配置され、かつ、前記支持プレートを下から支えるように配置された複数のガイドブロックと、を備え、
   前記計測素子は、複数の前記ガイドブロックのいずれかに配置されている請求項１に記載の型締力制限機能付き型締装置。
3. 前記計測素子には、歪ゲージが適用され、
   前記スライド機構の伸縮に伴って前記歪ゲージの抵抗値が変化したとき、当該抵抗変化を測定することで、前記スライド機構が受けた負荷荷重を測定する請求項１に記載の型締力制限機能付き型締装置。
4. 金型を開閉させるための可動盤と、
   前記可動盤を移動可能に支持し、かつ、一定の許容荷重が設定されたスライド機構と、
   前記スライド機構に配置され、かつ、前記スライド機構が受ける負荷荷重を測定可能な計測素子と、
   コンピュータを搭載した制御装置と、を備えた型締力制限機能付き型締装置に用いられる型締力制限プログラムであって、
   前記コンピュータに、
   前記金型を閉じた型閉状態にする手順、
   設定型締力まで型締力を発生させる手順、
   前記型締力を発生させる過程において、前記計測素子が計測した前記負荷荷重が、前記スライド機構の前記許容荷重を越えたか否かを判定する手順、
   その判定結果に基づいて、前記負荷荷重が前記許容荷重を越えないように前記型締力を制限する手順、を実行させるための型締力制限プログラム。

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