JP2022147075A - 型締力調整方法および型締装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金型を交換した直後の最初の型締力調整の際においても金型を保護しつつ異物を検知することができる型締力調整方法を提供すること。【解決手段】本発明は、クロスヘッド６２を備えるトグルリンク機構５０を用いて一対の金型の型締力を調整する方法に関する。本発明の方法は、第１制限値Ｑ１でクロスヘッド６２を前進させる第１トグル前進と、第１トグル前進の後に行われる、第２制限値Ｑ２でクロスヘッド６２を前進させる第２トグル前進と、を備え、第２制限値Ｑ２よりも第１制限値Ｑ１が小さい。【選択図】図９

Description

本発明は、トグルリンク機構を備える型締装置に関する。

トグルリンク機構を備える型締装置は、射出成形機、ダイカストマシンなどの一対の金型に型締力を生じさせる。例えば射出成形機であれば、型締力が加えられた一対の金型のキャビティに溶融樹脂を高圧で射出することより所定形状の成形品を得ることができる。型締力は、高圧の溶融樹脂が金型から漏れ出さないことを前提に設定される。

トグルリンク機構を備える型締装置において、一対の金型の間に異物があると、型閉動作に際して金型に不必要な負担を与えることがある。これに対して特許文献１は、型閉動作に際し型締力の検知を行い、この型締力検知値を予め設定した型締力基準値と比較することにより、金型間に挾まった異物の検知を行うことができる異物検知機能を備える型締装置を開示する。

特公平７－１６７８０号公報

特許文献１の異物検知機能は、金型間に異物がない状態での実型締力（型締力基準値）と、成形運転時に検知した実型締力とを比較した時の差異により、金型間の異物を検知する。このため、異物を検知した時点では型締力が金型に作用しているので、金型には不必要な負荷が生じている可能性が高い。また、金型を交換した直後に行われる、最初の型締力調整時に、異物がない状態の型締力基準値は存在しないので、異物検知のための比較ができず異物を検知することはできない。また、金型間に異物がある状態でも、型締力を発生させないと異物検知ができない。したがって、金型を交換した直後の最初の型締力調整時に、一対の金型の間に異物がある場合、この異物を検知して、金型を保護することができない。

以上より、本発明は、金型を交換した直後の最初の型締力調整の際においても金型への不必要な負荷から保護しつつ異物を検知することができる型締力調整方法および型締装置を提供することを目的とする。

本発明は、クロスヘッドを備えるトグルリンク機構を用いて一対の金型の型締力を調整する方法に関する。
本発明の型締力調整方法は、第１制限値でクロスヘッドを所定位置まで前進させる第１トグル前進と、第１トグル前進の後に行われる、第２制限値でクロスヘッドを前進させる第２トグル前進と、を実行する。本発明において、第２制限値よりも第１制限値が小さい。

本発明の型締力調整方法は、予め設定される異物判定領域を前進する第１トグル前進において、好ましくは、異物判定領域を前進する実経過時間を検知し、検知された実経過時間と予め定められる許容経過時間とを比較することにより、一対の金型の間に異物が存在するか否かを判定する。

本発明の型締力調整方法において、第１トグル前進の前に、一対の金型が金型タッチしており、好ましくは、金型タッチ位置と予め設定される目標位置とを比較することにより、一対の金型の間に異物が存在するか否かを判定する。

本発明の型締力調整方法の第２トグル前進の完了において、好ましくは、検知される実型締力と予め定められる設定型締力との比較を行う。

本発明の型締力調整方法において、第１制限値による第１トグル前進と、第２制限値による第２トグル前進とは、好ましくは、一対の金型が交換された直後の、最初の型締力調整のみで行われる。

本発明の型締装置は、固定金型を支持する固定盤と、固定盤に対して進退移動可能に設けられ、可動金型を支持する可動盤と、その弾性力により固定盤および可動盤を介して固定金型と可動金型に型締力を生じさせる複数のタイバーと、複数のタイバーに弾性力を生じさせる、クロスヘッドを備えるトグルリンク機構と、トグルリンク機構の動作を制御する制御部と、を備える。
本発明の制御部は、トグルリンク機構を用いて固定金型と可動金型の型締力を調整する際に、第１制限値でクロスヘッドを所定位置まで前進させる第１トグル前進と、第１トグル前進の後に行われる、第２制限値でクロスヘッドを前進させる第２トグル前進と、を実行させる。そして、第１制限値よりも第２制限値が大きい。

本発明の型締装置における制御部は、好ましくは、予め設定される異物判定領域を前進する第１トグル前進において、クロスヘッドが異物判定領域を前進する実経過時間と予め定められる許容経過時間とを比較することにより、異物の存在有無を判定する。

本発明の型締装置における制御部は、好ましくは、第１トグル前進の前に、可動金型と固定金型とを金型タッチをさせており、金型タッチ位置と予め設定される目標位置とを比較することにより、異物の存在有無を判定する。

本発明の型締装置における制御部は、好ましくは、第２トグル前進の完了において、検知される実型締力と予め定められる設定型締力との比較を行う。

本発明の型締装置における制御部は、好ましくは、第１制限値による第１トグル前進と、第２制限値による第２トグル前進とを、固定金型と可動金型が交換された直後の、最初の型締力調整のみで実行させる。

本発明によれば、型締力調整の際のクロスヘッドの前進を第１トグル前進と、第１トグル前進に続く第２トグル前進と、に区分することにより、第１トグル前進と第２トグル前進のそれぞれにおいて異なる制限値を設定できる。これにより、例えば異物が存在している場合に異物と金型が接触するであろう第１トグル前進における制限値を第２トグル前進よりも小さくしておけば、異物の検知ができるのに加えて、金型への不必要な負荷を抑えることができる。

本実施形態のトグルリンク機構を備える型締装置の正面から視た概略構成を示す図である。 図１の型締装置の後面から視た概略構成を示す図である。 本実施形態の型締装置の制御部の構成を示す図である。 本実施形態の型締装置における型締めの動作を示す図である。 図４に続いて、本実施形態の型締装置における型締めの動作を示す図である。 一対の金型の間に異物が存在するときの型締めの動作を示す図である。 本実施形態の型締装置における型締力の自動設定における全体の手順のフローチャートである。 本実施形態の型締装置における型厚調整の手順を示すフローチャートである。 本実施形態の型締装置における型締力調整の手順を示すフローチャートである。 本実施形態の型締力調整におけるクロスヘッドの移動経過を示す図である。 本実施形態の型締力調整におけるクロスヘッドの移動経過を示す他の図である。

以下、本発明に係る型締力設定方法の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態に係る型締力設定方法が適用されるトグルリンク機構を備える型締装置１の一例について説明した後に、本実施形態に係る型締力設定方法について言及する。本実施形態に係る型締力設定方法は、射出成形機、ダイカスト鋳造装置など、一対の金型を型締する装置類に広く適用される。

［型締装置１の構成：図１］
本実施形態に係る型締装置１は、図１に示すように、主に、互いに平行となるように型開閉方向ｘに間隔を空けて並列に設けられた固定盤１０および可動盤２０を備える。また、型締装置１は、固定盤１０および可動盤２０への型締力を発生するトグルリンク機構５０と、可動盤２０とともにトグルリンク機構５０を支持するリンクハウジング３０と、を備える。固定盤１０、可動盤２０およびリンクハウジング３０は、それぞれの四隅にタイバー３を貫通させた状態で、床面に据付けられたマシンベース２の上に載せられている。以下、それぞれの構成要素を順に説明する。なお、型締装置１において、図１に示すように型開閉方向ｘおよび高さ方向ｙが特定される。

［固定盤１０および可動盤２０：図１］
固定盤１０および可動盤２０は、図１に示すように、それぞれ対向する面が金型取付面１１，２１を構成する。固定盤１０の金型取付面１１には固定金型１３が支持され、可動盤２０の金型取付面２１には可動金型２３が支持されている。
固定盤１０はマシンベース２に対して位置が固定されているのに対して、可動盤２０はマシンベース２の上を固定盤１０に対して型開閉方向ｘに進退移動可能にマシンベース２に設置されている。例えば、マシンベース２の上に設けられたガイドシューやスライドレールまたはリニアガイドなどの支持手段に可動盤２０は摺動可能に載せられる。リンクハウジング３０はマシンベース２に対して摺動可能に載せられる。リンクハウジング３０は、型厚駆動部３５が駆動されることにより、タイバー３に案内されて、可動盤２０および後述するトグルリンク機構５０と一体で、マシンベース２の上を型開閉方向ｘに移動が可能である。

固定盤１０の、固定金型１３が支持される面の反対側の中央部には、図示を省略する射出装置の射出ノズルや射出スリーブが挿入され得る可能な射出用孔が形成される。
可動盤２０およびリンクハウジング３０は、トグルリンク機構５０により連結される。トグルリンク機構５０が伸張・屈曲することにより、固定盤１０に対して可動盤２０が接近または離間する（型開閉方向ｘ）。

［トグルリンク機構５０：図１，図２］
トグルリンク機構５０は、図１に示すように、可動盤２０とリンクハウジング３０との間に架け渡された上下一対のリンク部材５１と、型開閉方向ｘに移動することにより上下一対のリンク部材５１をそれぞれ伸縮させるクロスヘッド６２と、を備える。また、トグルリンク機構５０は、クロスヘッド６２を型開閉方向ｘに移動させるクロスヘッド駆動装置７０を備えている。

それぞれのリンク部材５１は、可動盤２０の型盤側リンク支持部材５２に、リンクピン５５によって一端側が揺動可能に連結されるトグルリンク５４を備える。また、それぞれのリンク部材５１は、リンクハウジング３０のハウジング側リンク支持部材５６に、リンクピン５９によって一端側が揺動可能に連結されるミッドリンク５８を備える。トグルリンク５４の他端側とミッドリンク５８の他端側はリンクピン６１により互いに揺動可能に連結される。

クロスヘッド６２は、上下一対のミッドリンク５８，５８の間に設けられる。クロスヘッド６２は、その両端にはクロスヘッドリンク６３の一端がリンクピン６４によって揺動可能に連結され、クロスヘッドリンク６３の他端はリンクピン６５によってミッドリンク５８，５８に揺動可能に連結される。
なお、本実施形態において、上述したようなクロスヘッドリンク６３はリンクピン６５によりミッドリンク５８と接続したが、これに限定することなく、例えば、クロスヘッドリンク６３はミッドリンク５８とトグルリンク５４のリンクピン６１に接続してもよい。このように、クロスヘッドリンク６３の接続位置は、トグル倍率や型開閉ストローク等のトグルリンク機構５０の設計段階で適宜選択される。
リンク部材５１は、トグルリンク５４およびミッドリンク５８がそれぞれ各リンクピン５５、５９を中心として揺動運動し、クロスヘッド６２が型開閉方向ｘに移動することにより伸張または屈曲するように構成されている。

クロスヘッド駆動装置７０は、図１および図２に示すように、クロスヘッド６２に埋設されたボールねじナット７１と、リンクハウジング３０を貫通して回転可能に設けられ、ボールねじナット７１が螺合されたボールねじ軸７２と、を備える。また、クロスヘッド駆動装置７０は、ボールねじ軸７２の基端部に取り付けられるチェーン用スプロケット７３と、リンクハウジング３０のトグルリンク機構５０の取付面と反対の面側に取り付けられた型締モータ７４と、を備える。また、クロスヘッド駆動装置７０は、型締モータ７４の回転軸に取り付けられたモータスプロケット７５と、チェーン用スプロケット７３とモータスプロケット７５との間に張り渡されたチェーン７６と、を備えている。型締モータ７４の回転力はチェーン７６を介してボールねじ軸７２に伝達される。型締モータ７４には、エンコーダが内蔵されており、このエンコーダによって、クロスヘッド６２の移動方向、型開閉方向ｘの移動量および移動速度などが検知されるように構成されている。
なお、本実施形態において、上述したようなチェーン７６を用いて型締モータ７４の回転力をボールねじ軸７２に伝達することとしたが、これに限定されない。例えば、タイミングベルトや伝達歯車等の回転伝達機構を回転力の伝達機構として用いてもよいし、回転伝達機構を省略して型締モータ７４とボールねじ軸７２とをカップリングを用いて直結してもよい。また、型締モータ７４を油圧で駆動する油圧モータに置き替えてもよく、または、油圧で駆動する油圧シリンダをクロスヘッド駆動装置７０として用いてもよい。

［タイバー３：図１，図２］
複数、典型的には４本のタイバー３は、図１および図２に示すように、固定盤１０、可動盤２０およびリンクハウジング３０の四隅を貫通して架け渡され、その弾性力により固定盤１０と可動盤２０を介して、固定金型１３および可動金型２３に型締力を生じさせる。
固定盤１０の金型取付面１１と反対側の面の四隅には、各タイバー３の一端部と嵌合される固定ナット１５が設けられる。この固定ナット１５により、各タイバー３に対する型開閉方向ｘの相対移動と、各タイバー３の長手方向中心軸回りの回転運動と、が規制されている。リンクハウジング３０の背面の四隅には、各タイバー３の他端部に形成されたねじ部（図示せず）と噛み合う駆動ナット３１が設けられている。この駆動ナット３１は、リンクハウジング３０に回転可能に支持されると共に、型厚駆動部３５により回転し、各タイバー３のねじ部を螺進するように構成されている。これにより、リンクハウジング３０ならびにこれに連結されたトグルリンク機構５０および可動盤２０が型開閉方向ｘに往復移動するように構成されている。

［型厚駆動部３５：図１，図２］
型厚駆動部３５は、図１および図２に示すように、例えば、リンクハウジング３０の上面に取り付けられたダイハイトモータ３６と、ダイハイトモータ３６の回転軸に取り付けられたモータスプロケット３８と、を備える。また、型厚駆動部３５は、４つの駆動ナット３１の周囲部にそれぞれ取り付けられたチェーン用スプロケット４０と、リンクハウジング３０のトグルリンク機構５０の取付面と反対側の面上に回転可能に取り付けられた伝達歯車４２と、を備える。さらに、型厚駆動部３５は、モータスプロケット３８と伝達歯車４２との間に張り渡されたチェーン４４と、４つのチェーン用スプロケット４０と伝達歯車４２に張り渡されたチェーン４６とを備える。型厚駆動部３５は、チェーン４４、４６を介してダイハイトモータ３６の回転力を各駆動ナット３１に伝達させる。なお本実施形態において、上述したようなチェーン式の型厚駆動部以外に、ダイハイトモータの回転力を各駆動ナットに伝達させるギア式の型厚駆動部を採用できる。

［制御部８０：図３］
制御部８０は、型厚駆動部３５の駆動の制御を通じて、可動金型２３を支持する可動盤２０、トグルリンク機構５０およびリンクハウジング３０の型開閉方向ｘへの移動を制御する。また、制御部８０は、クロスヘッド駆動装置７０の駆動の制御を通じて、固定盤１０に支持される固定金型１３に対する、可動盤２０に支持される可動金型２３の型閉じ、型締めおよび型開きの動作を制御する。型締装置１は、型締めの動作を制御するために、型締力を検知する手段、例えばロードセルを備えており、固定盤１０と可動盤２０の間、つまり固定金型１３と可動金型２３の間に付与される実型締力を検知できる。ロードセルはタイバー３に取り付けられ、タイバー３のひずみ（型締時のタイバー３の伸張量）を検知し、この検知値に基づき制御部８０において実型締力を算出する。

［制御部８０の構成］
制御部８０は、図３に示すように、必要な情報を表示するための表示部８１と、オペレータにより操作され、例えば金型厚さ情報や型締力情報等の入力を受け付ける入力部８３とを備える。また、制御部８０は、各種の情報を記憶する記憶部８５と、型締装置１の各動作の指示をする指示部８７と、異物の存在有無などの判定を行う判定部８９と、を備えている。なお、ここでは判定部８９の存在を明確にするため指示部８７と独立させているが、判定部８９の機能を併せ持った指示部８７とすることもできる。この制御部８０は、コンピュータ装置で構成され、入力部８３はソフトキー又はハードキーからなり、表示部８１は例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）からなる。さらに、図示を省略するが音声を発するスピーカを備えることもできる。後述する警告は、表示部８１およびスピーカの一方または双方から発信できる。

［記憶部８５］
記憶部８５は、以下に例示される情報およびその他の情報を記憶している。
第１前進における第１制限値Ｑ１，第２前進における第２制限値Ｑ２，
クロスヘッド６２が異物判定領域ＭＡを通過する実経過時間Ｔと比較される許容経過時間ＥＴ１
実型締力Ｐと比較される設定型締力Ｐ０

［指示部８７］
指示部８７はオペレータからの指示、選択にしたがって、記憶部８５に記憶されている種々の情報を読み出して、動作指令情報を生成するとともに、生成した動作指令情報を型厚駆動部３５のダイハイトモータ３６、クロスヘッド駆動装置７０の型締モータ７４などの各駆動部に向けて送信する。本実施形態における動作指令情報としては、例えば、第１前進が行われているクロスヘッド６２の移動を、第２前進に切り替える情報が掲げられる。指示部８７は、その他に、以下で説明される型締装置１の動作における種々の指示情報を発出する。

［判定部８９］
判定部８９は、例えば、第１前進において、クロスヘッド６２が異物判定領域ＭＡを前進している最中に、予め設定される許容経過時間ＥＴ１と実経過時間Ｔを比較することにより、異物の存在の有無を判定する。判定部８９は、その他に、以下で説明される型締装置１の動作における種々の判定を行う。

［型締装置１の動作：図４，図５］
次に、図４および図５を参照して型締装置１における型締力調整方法の一例を説明する。図４（ａ）は型開きの状態を示し、図４（ｂ）は金型タッチより前の状態を示す。また、図５（ａ）は金型タッチの状態を示し、図５（ｂ）は型締めの状態を示している。

型締装置１への金型（固定金型１３および可動金型２３）の取付け後は、最初に型厚調整を行う。
先ず、クロスヘッド駆動装置７０の型締モータ７４を駆動してクロスヘッド６２を後退させ、図４（ｂ）に示すように、可動金型２３を固定金型１３から所定距離に離す。このとき、トグルリンク機構５０のリンク部材５１は、直線状態から屈曲状態となる。この屈折状態は、後述する設定型締力に対応するタイバー３の延伸量を発生させることができるクロスヘッド６２の位置として設定される。また、所定距離は、型厚調整の動作を行うにおいて固定金型１３と可動金型２３とが干渉しないように隙間を設けるもので、型厚調整位置として設定される。なお、金型の取付け後は型締力が発生していない状態であるため、クロスヘッド６２を後退させた型厚調整位置において、型締装置や金型構造等によるが、固定金型１３と可動金型２３とに適度な隙間が設けられる。この時の隙間は、５～２０ｍｍ程度となるように設定されることが多い。
また、公差と言われる機械構造物のギャップを補正するために、図４（ｂ）に示す型厚調整位置からさらに後方の図４（ａ）に示す位置にクロスヘッド６２を後退させて、再び型厚調整位置に戻すような反復動作を行っても良い。
なお、本実施形態のクロスヘッド６２において、前進とは可動金型２３が固定金型１３に近づく向きの移動をいい、後退とは可動金型２３が固定金型１３から離れる向きの移動をいう。

次に、ダイハイトモータ３６を駆動させて、可動金型２３を支持する可動盤２０、トグルリンク機構５０およびリンクハウジング３０を一体として固定盤１０に対して前後進させ、固定盤１０とリンクハウジング３０の間におけるタイバー３の長さを調整する。この長さの調整は、後述する設定型締力に対応するタイバー３の伸び量の調整を意味する。

次に、型締力調整に進む。ダイハイトモータ３６を駆動させて、可動金型２３を支持する可動盤２０、トグルリンク機構５０およびリンクハウジング３０を一体として固定金型１３の側に前進させると、図５（ａ）に示すように、可動金型２３が固定金型１３に接触する。これが金型タッチの状態である。例えば、ダイハイトモータ３６に流れる電流が所定値に到達すると、可動金型２３が固定金型１３に密着したものとみなし、ダイハイトモータ３６による可動金型２３の前進を停止させる。この可動金型２３を固定金型１３に対して密着させた状態を、金型タッチ（金型タッチ状態）と称する。このとき、トグルリンク機構５０のリンク部材５１は、屈曲状態が維持され、この時のクロスヘッド６２の位置は金型タッチ位置、あるいは、昇圧切換位置と称される。

金型タッチに至ると、型締モータ７４の駆動により、クロスヘッド６２を前進させて、図５（ｂ）に示すように、可動盤２０とリンクハウジング３０の間でリンク部材５１を直線状態に突っ張らせる。これにより、リンクハウジング３０と固定盤１０の間に係止されているタイバー３は伸び量λだけ伸ばされる。伸ばされたタイバーは元に戻ろうとし、このタイバー３の伸び量λに対応する弾性回復力がトグルリンク機構５０を介して可動盤２０と固定盤１０の間に型締力として作用し、固定金型１３および可動金型２３に実型締力Ｐを生じさせる。
この実型締力Ｐと予め設定されている設定型締力Ｐ０とを比較して、実型締力Ｐが設定型締力Ｐ０に一致するまで、リンクハウジング３０の位置の調整とリンク部材５１の屈曲状態の調整を繰り返す。

ここで、図６は、固定金型１３と可動金型２３の間に異物１００がある場合の型締力調整を示している。
図６（ａ）は図５（ａ）に対応する状態を示す。異物１００がなければ、図６（ａ）の状態において、固定金型１３と可動金型２３は図５（ａ）に示すように接触するが、異物１００があるために、異物１００によって、固定金型１３と可動金型２３の間に隙間が生じているにもかかわらず、金型タッチしたものと誤って検知されるおそれがある。また、この金型タッチの検知の時点で、既に異物１００によって金型は傷がついてしまう。例えば、固定金型１３と可動金型２３の合わせ面である金型ＰＬ面は、０．１ｍｍ程度の極薄い傷がついたとしても、射出充填時の溶融樹脂や溶湯が漏れ出るという成形不良が発生する。さらに、異物１００を挟んだまま、図６（ｂ）に示すように、リンク部材５１を直線状に突っ張らせて実型締力を発生させると、金型は大きな損傷を受け成形ができなくなるおそれがある。その結果、大幅な金型修理を必要とし、成形の長期停止は避けられない。また、異物１００の大きさにもよるが、異物１００の抵抗により、リンク部材５１を直線状態に突っ張らせることが困難となり、型締力調整ができなくなって成形を開始することができなくなる。さらには、異物１００を挟んだまま無理矢理に型締力調整を行った結果、型締装置１の各部材の素材剛性以上にタイバー３の伸び量が過度に伸ばされ（λ＋α）、発生する型締力が過度に大きくなって、金型や型締装置１が破損するという最悪の事態を招くことも十分に考えられる。

例えば特許文献１が開示する手法で異物１００を検知することができる。しかし、異物を挟んだ状態で型締力を発生させているために、異物による金型破損の防止はできない。さらに、固定金型１３および可動金型２３に交換された直後の最初の型締力調整においては、特許文献１が開示する手法によって異物を検知できない。
そこで、本実施形態は、固定金型１３および可動金型２３に交換された直後の、最初の型締力調整においても、金型に損傷を与えずに異物検知機能を発揮できる手法を提案する。以下、この手法を図７～図９に示されるフローチャートおよびクロスヘッド６２の移動経過を示す図１０，図１１を参照しながら説明する。これらのフローチャートで示される手順は、制御部８０の記憶部８５、指示部８７および判定部８９を介して行われる。

［型締力自動設定工程の全体的な手順：図７，図１０］
図７に示される全体的な手順は、それまでに使われていたものと交換して、新たな金型として固定金型１３および可動金型２３がそれぞれ固定盤１０および可動盤２０に取り付けられることから始まる（図７，図１０ Ｓ１０１）。この金型交換を終えた時点で、トグルリンク機構５０のリンク部材５１は図５（ｂ）に示すように直線状態である。ただし、この時点で型締力は発生していない。この時のクロスヘッド６２の位置（トグル位置Ｓ）が図１０に示すように前進限位置（Ｓ＝０）と定義される。そして、本実施形態においては、トグルリンク機構５０のトグル位置Ｓはこのクロスヘッド６２の位置で特定される。

金型取り付けを終えると、初期条件の入力が行われる（図７ Ｓ１０３）。ここでいう初期条件には、設定型締力Ｐ０と型厚Ｍ０が含まれる。初期条件はオペレータが入力してもよいし、記憶部８５に記憶させておき、それを取り出してもよい。
初期条件の入力が終わると、型締力自動設定工程が開始される（Ｓ１０５）。型締力自動設定は、型厚調整工程（Ｓ２００）と型締力調整工程（Ｓ３００）の二つの調整手順を含むが、この二つの手順は、図８～図１１を参照して後述する。
型締力自動設定は、検知される実型締力Ｐが設定型締力Ｐ０に一致するまで、型厚調整工程（Ｓ２００）と型締力調整工程（Ｓ３００）が繰り返される（Ｓ１０７）。検知される実型締力Ｐが設定型締力Ｐ０に一致すれば、型締力自動設定工程は完了する（Ｓ１０９）。

型締力自動設定工程が完了した後に、成形条件を制御部８０に入力し終えると（Ｓ１１１）、成形が開始される（Ｓ１１３）。成形条件とは、例えば、溶融樹脂や溶湯の射出充填条件、可塑化や注湯条件、樹脂・溶湯・金型等の温度条件、保圧・冷却条件、型開閉・押出条件、生産ショット数、製品重量等の条件が掲げられる。

［型厚調整工程の手順：図８，図１０，図１１］
次に、図８、図１０および図１１を参照して型厚調整工程の手順を説明する。
トグルリンク機構５０においては、トグルリンク機構５０が直線状態におけるタイバー３の伸び量に基づいて所定の型締力を発生させる。このため、金型を交換した後には、所定の型締力が発生するようにクロスヘッド６２およびリンクハウジング３０の位置を設定する必要があり、図８に手順が示される型厚調整工程（Ｓ２００～）が実行される。

型厚調整工程は、直線状態のトグルリンク機構５０を後退させる（図８，図１０ Ｓ２０１）。トグルリンク機構５０の後退は、リンクハウジング３０の位置を固定したまで、型締モータ７４の駆動によりクロスヘッド６２を前進限位置（Ｓ＝０）から後退させることで、リンク部材５１を屈曲させる。これで可動盤２０は後退する。可動盤２０を前進させるときには、これとは逆にクロスヘッド６２を前進させることで、リンク部材５１の屈曲を緩やかにさせる。

トグルリンク機構５０の後退は、トグルリンク機構５０の位置、つまりクロスヘッド６２のトグル位置Ｓが予め定められる型厚調整位置Ｓ０に達するまで行われ、後退動作は停止する（図８，図１０ Ｓ２０５，図１１ Ｓ＝Ｓ０）。このとき、可動金型２３は固定金型１３から離れ、金型が開いており、リンク部材５１は設定型締力に対応するタイバー３の延伸量を発生させることができる屈曲状態にある。なお、型厚調整位置Ｓ０は、設定型締力Ｐ０と型厚Ｍ０に基づいて設定される。また、型厚調整位置Ｓ０において、固定金型１３と可動金型２３との隙間は、５～２０ｍｍ程度となることが好ましい。

トグルリンク機構５０の動作が停止すると、次に、型厚前進・後退による型厚調整が行われる（図７，図１０ Ｓ２０７）。この動作は、可動金型２３を支持する可動盤２０、トグルリンク機構５０およびリンクハウジング３０を一体として、リンク部材５１の屈曲状態を維持したままで、固定盤１０に対して前進または後退することをいう。前進または後退は、ダイハイトモータ３６を正転または逆転させることにより行われる。
この型厚調整は、実型厚位置Ｄが目標位置Ｄ１に一致するまで行われる（Ｓ２０９）。ここで、実型締位置とはリンクハウジング３０の位置を示し、例えば、リンクハウジング３０に取り付けた位置センサ等の測定機器で計測する。あるいは、ダイハイトモータ３６の回転量から算出される数値を実型厚位置としても良よい。また、目標位置Ｄ１は、固定盤１０とリンクハウジング３０の間のタイバー３の長さを示し、リンク部材５１の屈曲状態と合わせて、設定型締力に対応するタイバー３の伸び量を調整する目標値として、初期設定（設定型締力Ｐ０，型厚Ｍ０）とトグルリンク機構５０のトグル倍率等の設計指数に基づいて設定される。

実型厚位置Ｄが目標位置Ｄ１に一致すれば、型厚調整工程は完了し（図８，図１０ Ｓ２１１）、次に、型締力調整工程が実行される（図９，図１０ Ｓ３００）。

［型締力調整工程の手順：図９，図１０，図１１］
次に、図９、図１０および図１１を参照して型締力調整工程の手順を説明する。
はじめに、型厚前進が行われる（図９，図１０ Ｓ３０１）。
型厚前進は、リンク部材５１の屈曲状態を維持したままで、ダイハイトモータ３６により、可動金型２３を支持する可動盤２０、リンクハウジング３０およびトグルリンク機構５０が一体となって前進することをいう。この型厚前進においては、ダイハイトモータ３６のトルクに第３制限値Ｑ３を設定する。これにより、仮に固定金型１３と可動金型２３の間に異物１００を挟み込んだとしても、固定金型１３および可動金型２３に生ずる損傷を最小限に抑えることができる。

型厚前進において、ダイハイトモータ３６のトルクが第３制限値Ｑ３に達するとダイハイトモータ３６が停止し、型厚停止（図９，図１０ Ｓ３０３）となる。この型開停止の実型厚位置Ｄが、固定金型１３と可動金型２３とが接触した金型タッチ位置となる。なお、仮に固定金型１３と可動金型２３の間に異物１００を挟んだ場合には、固定金型１３と可動金型２３とは正確には金型タッチしているとは言えない。そこで、この型開停止の位置を仮の金型タッチ位置Ｄ２とする。なお、リンク部材５１の屈曲状態を維持したままであり、型締モータ７４は停止のままであるので、トグル位置Ｓは型厚調整位置Ｓ０から変化していない（Ｓ＝Ｓ０）。また、正しい金型タッチ位置は、一連の型締力自動設定工程が完了した後に設定される。

ここで、仮の金型タッチ位置Ｄ２と、初期条件の入力（図７、Ｓ１０３）で設定した型厚（目標位置Ｄ１とする）とを比較することで、固定金型１３と可動金型２３との間に異物１００を挟み込んでいるかの異物検知ができる。比較結果が、Ｄ２＞Ｄ１の場合に異物があると判断し、第１トグル前進動作（図９、図１０、Ｓ３０５）を取り止める。この異物検知の手段を、金型タッチの異物検知、と称する。

金型タッチの異物検知の結果が正常と判定後に、第１トグル前進が行われる（図９，図１０ Ｓ３０５）。第１トグル前進は、固定金型１３と可動金型２３の間に異物１００が存在するか否かを検知し、型締力を発生させる前に異物１００による固定金型１３と可動金型２３の大きな損傷を防止することを主たる目的とする。
第１トグル前進は、型締モータ７４を駆動することによりクロスヘッド６２を前進させるが、この過程において、型締モータ７４のトルクに制限値（第１制限値Ｑ１）が設定される。第１制限値Ｑ１は、以下に示すトルク切替位置ＥＳ１に達するまで維持されるが、トルク切替位置ＥＳ１を超えると、第２制限値Ｑ２に切り替えられる。第１制限値Ｑ１と第２制限値Ｑ２は、Ｑ１＜Ｑ２の関係を有する。つまり、型締モータ７４は、トルク切替位置ＥＳ１までは低いトルク（Ｑ１）で駆動されるが、トルク切替位置ＥＳ１を超えると高いトルク（Ｑ２）で駆動される。低いトルク（Ｑ１）での駆動が行なわれる仮の金型タッチ位置（Ｄ２、トグル位置は型厚調整位置Ｓ０のまま）とトルク切替位置ＥＳ１の間は、異物１００についての異物判定領域ＭＡ（図１０，図１１参照）として機能する。この異物判定領域ＭＡにおいて、前進を開始してからの実経過時間Ｔが検知される。

第１トグル前進において、トグル位置の判定が行われる（図９，図１０ Ｓ３０７）。この判定のために、予めトルク切替位置ＥＳ１が設定され、実際のトグル位置Ｓとトルク切替位置ＥＳ１とを比較しその結果に基づいて、トグル位置の判定（Ｓ≦ＥＳ１）が行われる。なお、型厚調整位置Ｓ０、トルク切替位置ＥＳ１および前進限位置(Ｓ＝０)の位置関係を図１１に示すが、トルク切替位置ＥＳ１は、型厚調整位置Ｓ０と前進限位置(Ｓ＝０)との間に設定される。

実際のトグル位置Ｓがトルク切替位置ＥＳ１に達すると（Ｓ３０７ Ｙｅｓ）、第２トグル前進に移行する（図９，図１０ Ｓ３１３，図１１）。第２トグル前進における、型締モータ７４のトルク制限値は、第２制限値Ｑ２（＞Ｑ１）に切り替えられる。切り替えられた後の動作は追って説明する。なお、型締モータ７４のトルクを第２制限値Ｑ２に切り替えるのは、トグルリンク機構５０のデッドポイントを乗り越えるためである。ここで、デッドポイントとは、屈曲しているリンク部材５１が直線状に延伸する直前の位置をいい、デッドポイントを乗り越えるには、それまでにトグルリンク機構５０を延伸させるのに必要なトルクよりも高いトルクが必要である。そのため、型締モータ７４は相当に大きなトルクを発生することができるものが選定され、これが異物１００による金型の破損を誘引する結果となっている。

一方、実際のトグル位置Ｓがトルク切替位置ＥＳ１に達するまでは（図９ Ｓ３０７ Ｎｏ）、実経過時間Ｔが許容経過時間ＥＴ１に一致するか否か（Ｔ＝ＥＴ１）の判定が行われる（Ｓ３０８）。この判定は、異物の検知を目的に行われる。つまり、異物判定領域ＭＡを通過するのに要する実経過時間Ｔが長くなれば、それは固定金型１３と可動金型２３の間に存在する異物が前進を妨げているとみなすことで、異物の検知を行う。許容経過時間ＥＴ１の時間内にトルク切替位置ＥＳ１までトグル位置Ｓが前進しない場合は、異物検知と処理する。

実経過時間Ｔが許容経過時間ＥＴ１に達するまで（Ｓ３０８ Ｎｏ（Ｔ＜ＥＴ１））は、第１トグル前進（Ｓ３０５）およびトグル位置の判定（Ｓ３０７）が継続される。
実経過時間Ｔが許容経過時間ＥＴ１に達すると（Ｓ３０８ Ｙｅｓ（Ｔ＝ＥＴ１））は、異物を検知したものとみなし（Ｓ３０９）、第１トグル前進を停止するとともに、その旨の警告を発信する（Ｓ３１１）。警告は、表示部８１に文字情報により行ってもよいし、スピーカで音声を発するようにしてもよい。

許容経過時間ＥＴ１は、クロスヘッド６２の前進力を低く設定したことにより、固定金型１３と可動金型２３の間に異物が存在すると、クロスヘッド６２の前進が妨げられる。前進が妨げられない場合の経過時間を超えることを前提として、許容経過時間ＥＴ１が設定される。

さて、第２トグル前進（Ｓ３１３）においても、トグル位置Ｓの判定が行われる（Ｓ３１５）。この判定は、クロスヘッド６２の位置で代表されるトグル位置が前進限位置（Ｓ＝０）まで移動したか否かを検知するために行われる。トグル位置が前進限位置（Ｓ＝０）に達する前までは、第２トグル前進が継続される（Ｓ３１５ Ｎｏ）。
トグル位置が前進限位置（Ｓ＝０）に達すると（Ｓ３１５ Ｙｅｓ）、実型締力Ｐが予め定められる設定型締力Ｐ０に一致するか否かの判定が行われ、実型締力Ｐが設定型締力Ｐ０に一致すれば（Ｓ３１７ Ｙｅｓ，Ｐ＝Ｐ０）、型締力調整工程を終え（図１０ Ｓ３２１、図１０）、型締力自動設定工程が完了する（図７，図１０ Ｓ１０９）。実型締力Ｐが設定型締力Ｐ０に一致しなければ（Ｓ３１７ Ｎｏ）、型厚調整工程（Ｓ２００）に戻り、図８に示される手順が再度行われる。型締力自動設定工程の完了後に、前進限位置（Ｓ＝０）を型締完了位置と称する。

［効 果］
次に、型締装置１が奏する効果について説明する。
型締装置１は、型締力調整工程（図９～図１１）において、仮の金型タッチ位置Ｄ２（トグル位置Ｓ＝Ｓ０）から型締力を発生させる前進限位置(トグル位置Ｓ＝０)までの前進が、トルク切替位置ＥＳ１により第１トグル前進と第２トグル前進に区分される。この過程において、第２トグル前進の前進力が第１トグル前進の前進力よりも大きく設定される。したがって、異物が固定金型１３と可動金型２３の間に残されていたとしても、第１トグル前進の前進力が小さいので、異物により固定金型１３と可動金型２３に損傷を生じさせないか損傷が生じたとしても最小限に抑えることができる。しかも、第２トグル前進の先進力が大きいので、トグルリンク機構５０による型締めに欠かせないトグルデッドポイントを確実に乗り越えることができる。

次に、型締装置１は、第１トグル前進において、許容経過時間ＥＴ１までにトルク切替位置ＥＳ１に到達しないと、固定金型１３と可動金型２３の間に異物があるものと判定する。したがって、前進力の小さい第１トグル前進と相まって、固定金型１３と可動金型２３に損傷を生じさせないか損傷が生じたとしても最小限に抑えることができる。

次に、型締装置１は、型厚停止（図９、図１０ Ｓ３０３）した位置Ｄ２と目標位置Ｄ１が一致しないと、固定金型１３と可動金型２３の間に異物があるものと判定する。したがって、前進力の小さい第１トグル前進と相まって、固定金型１３および可動金型２３が交換されたばかりの最初の型締力調整であっても、異物の検知を実現できる。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
以上で説明して型厚前進（図９ Ｓ３０１）において、ダイハイトモータ３６が電動モータであることを前提として説明したが、本発明においては油圧モータを用いることができる。油圧モータの場合には、金型タッチ位置からトルク切替位置の間のみ、リリーフ弁を含む油圧回路において、リリーフ圧力制限値は第３制限値Ｑ３に対応する。したがって、本発明において、両方の形態を含めて制限値と称される。

次に、第１トグル前進（図９ Ｓ３０５）において、その駆動源として型締モータ７４を前提として説明したが、駆動源として油圧シリンダを用いることができる。油圧シリンダの場合には、流量制御弁あるいは圧力制御弁を含む油圧回路において、油圧シリンダに供給される作動油の流量制限値あるいは圧力制限値は第１制限値Ｑ１に対応する。この場合についても、両方の形態を含めて前進力、その制限値と称される。

１ 型締装置
２ マシンベース
３ タイバー
１０ 固定盤
１１ 金型取付面
１３ 固定金型
１５ 固定ナット
２０ 可動盤
２１ 金型取付面
２３ 可動金型
３０ リンクハウジング
３１ 駆動ナット
３５ 型厚駆動部
３６ ダイハイトモータ
３８ モータスプロケット
４０ チェーン用スプロケット
４２ 伝達歯車
４４ チェーン
４６ チェーン
５０ トグルリンク機構
５１ リンク部材
５２ 型盤側リンク支持部材
５４ トグルリンク
５５，５９，６１，６４，６５ リンクピン
５６ ハウジング側リンク支持部材
５８ ミッドリンク
６２ クロスヘッド
６３ クロスヘッドリンク
７０ クロスヘッド駆動装置
７１ ボールねじナット
７２ ボールねじ軸
７３ チェーン用スプロケット
７４ 型締モータ
７５ モータスプロケット
７６ チェーン
８０ 制御部
８１ 表示部
８３ 入力部
８５ 記憶部
８７ 指示部
８９ 判定部
１００ 異物
Ｄ１ 目標位置
Ｄ２ 金型タッチ位置
ＥＳ１ トルク切替位置
Ｔ 実経過時間
ＥＴ１ 許容経過時間
Ｍ０ 型厚
ＭＡ 異物判定領域
Ｐ 実型締力
Ｐ０ 設定型締力
Ｓ トグル位置
Ｓ０ 型厚調整位置
ＳＴ１ 金型タッチ位置
Ｑ１ 第１制限値
Ｑ２ 第２制限値
Ｑ３ 第３制限値

Claims (10)

1. クロスヘッドを備えるトグルリンク機構を用いて一対の金型の型締力を調整する方法であって、
   第１制限値で前記クロスヘッドを所定位置まで前進させる第１トグル前進と、
   前記第１トグル前進の後に行われる、第２制限値で前記クロスヘッドを前進させる第２トグル前進と、を実行し、
   前記第２制限値よりも前記第１制限値が小さい、
   ことを特徴とする型締力調整方法。
2. 予め設定される異物判定領域を前進する前記第１トグル前進において、
   前記異物判定領域を前進する実経過時間を検知し、
   検知された前記実経過時間と予め定められる許容経過時間とを比較することにより、一対の前記金型の間に異物が存在するか否かを判定する、
   請求項１に記載の型締力調整方法。
3. 前記第１トグル前進の前に、一対の前記金型が金型タッチしており、
   前記金型タッチ位置と予め設定される目標位置とを比較することにより、一対の前記金型の間に異物が存在するか否かを判定する、
   請求項２に記載の型締力調整方法。
4. 前記第２トグル前進の完了において、
   検知される実型締力と予め定められる設定型締力との比較を行う、
   請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の型締力調整方法。
5. 前記第１制限値による前記第１トグル前進と、
   前記第２制限値による前記第２トグル前進とは、
   一対の前記金型が交換された直後の、最初の型締力調整のみで行われる、
   請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の型締力調整方法。
6. 固定金型を支持する固定盤と、
   前記固定盤に対して進退移動可能に設けられ、可動金型を支持する可動盤と、
   その弾性力により前記固定盤および前記可動盤を介して前記固定金型と前記可動金型に型締力を生じさせる複数のタイバーと、
   複数の前記タイバーに前記弾性力を生じさせる、クロスヘッドを備えるトグルリンク機構と、
   前記トグルリンク機構の動作を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記トグルリンク機構を用いて前記固定金型と前記可動金型の型締力を調整する際に、
   第１制限値で前記クロスヘッドを所定位置まで前進させる第１トグル前進と、
   前記第１トグル前進の後に行われる、第２制限値で前記クロスヘッドを前進させる第２トグル前進と、を実行させ、
   前記第２制限値よりも前記第１制限値が大きい、
   ことを特徴とする型締装置。
7. 前記制御部は、
   予め設定される異物判定領域を前進する前記第１トグル前進において、
   前記クロスヘッドが前記異物判定領域を前進する実経過時間と予め定められる許容経過時間とを比較することにより、異物の存在有無を判定する、
   請求項６に記載の型締装置。
8. 前記制御部は、
   前記第１トグル前進の前に、前記可動金型と前記固定金型とを金型タッチをさせており、
   前記金型タッチ位置と予め設定される目標位置とを比較することにより、異物の存在有無を判定する、
   請求項７に記載の型締装置。
9. 前記制御部は、
   前記第２トグル前進において、
   検知される実型締力と予め定められる設定型締力との比較を行う、
   請求項６～請求項８のいずれか一項に記載の型締装置。
10. 前記制御部は、
    前記第１制限値による前記第１トグル前進と、
    前記第２制限値による前記第２トグル前進とを、
    前記固定金型と前記可動金型が交換された直後の、最初の型締力調整のみで実行させる、
    請求項６～請求項９のいずれか一項に記載の型締装置。

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