JP2024042147A - 金型キャビティの良否判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形金型やトグル型締装置の損傷を確実に回避することができる、金型キャビティの良否判定方法を提供することを目的とする。
【解決手段】固定金型を支持する固定盤とトグル型締駆動部を支持する型締盤の間に可動金型を支持する可動盤が配置され、トグル型締駆動部を操作して固定盤と型締盤を連結する複数のタイバーに弾性回復力を発生させ、弾性回復力を利用して固定金型と可動金型を型締して形成する金型キャビティの良否判定方法において、金型タッチ点と型締限の範囲内で行う第１良否判定工程と第２良否判定工程と、生産運転で行う第３良否判定工程と第４良否判定工程と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、固定金型を支持する固定盤とトグル型締駆動部を支持する型締盤の間に可動金型を支持する可動盤が配置され、トグル型締駆動部を操作して固定盤と型締盤を連結する複数のタイバーに弾性回復力を発生させ、弾性回復力を利用して固定金型と可動金型を型締して形成される金型キャビティの良否判定方法に関するものである。

固定金型と可動金型の成形金型を型締して形成される金型キャビティに向けて、射出装置から溶融状態の成形材料を射出充填して成形品を製造する成形装置において、金型キャビティを形成する型締部として、トグル型締駆動部を備えるトグル型締装置が広く採用されている。その理由として、トグル型締駆動部の倍力特性を利用して、小さな駆動力で大きな型締力を発生することができ、省エネ効果による環境負荷低減を可能とする。また、電動モータの大型化と倍力特性を組み合せて全て電動駆動とすることができ、省エネ効果と合わせて環境負荷低減に貢献できる型締装置とされている。

トグル型締装置は、固定金型を支持する固定盤と、トグル型締駆動部を支持する型締盤の間に、可動金型を支持する可動盤が配置され、トグル型締駆動部を操作して固定盤と型締盤を連結する複数のタイバーを延伸させ、タイバーの延伸によって発生する弾性回復力を利用して、固定金型と可動金型を押圧して型締することで金型キャビティが形成される。この金型キャビティの形成に際しては、複数のタイバーに発生する弾性回復力は均等であることが好ましく、金型キャビティは正常状態で形成されていると判定される。

例えば、成形金型の剛性が低く、型締によって成形金型が大きく湾曲すると、複数のタイバーに発生する弾性回復力が大きく変動し、金型キャビティが不安定な状態で形成される。また、例えば、トグル型締装置に対して、成形金型が極端に小さい状態や偏芯した状態の場合では、複数のタイバーに発生する弾性回復力が不均等となり、同様に金型キャビティの形成が不安定となる。この金型キャビティの形成が不安定な状態で成形材料の射出充填を行うと、金型キャビティから成形材料が漏出する成形異常、金型キャビティの一部に過大な負荷が生じて成形金型の破損、複数のタイバーの弾性回復力が大きく乱れてトグル型締装置の破損、等の重大な問題が生じる。そのため、トグル型締装置において、金型キャビティの良否判定を行う手段が提案されている。

例えば、特許文献１に示すように、複数のタイバーに取付けた張力センサを用いて計測した型締力バランスの判定結果に基づいて、各タイバーの有効長の調整手段を操作して型締力バランスを正常な状態に調整する手段が提案されている。この型締力バランスの判定と金型キャビティの良否判定は、同じことを示す。また、特許文献２に示すように、複数のタイバーに取付けたタイバー歪計測部を用いてタイバーのバランスを計測し、型締力を変更した時のタイバーのバランスの変化を計測して、トグル型締装置の良否判定を行う手段が提案されている。このタイバーのバランスに起因するトグル型締装置の良否判定と金型キャビティの良否判定は、同様な効果を示す。また、特許文献３に示すように、複数のタイバーに取付けた歪センサを用いて型締力を計算し、目標型締力と計算した型締力との偏差に基づいて、型開時にタイバーナットを調整する手段が提案されている。これによると、金型の剛性や温度分布の不均一に起因する型締力の変動の良否判定を用いて、成形運転中の金型キャビティの良否判定を適切に行うことができるとされている。

ここで、溶融状態の成形材料として、熱可塑性樹脂を可塑化溶融した溶融樹脂を用いる成形装置を射出成形機といい、アルミニウム合金等の金属を加熱溶融した溶湯を用いる成形機を鋳造機という。射出成形機の射出装置は、加熱調整されたバレル内に供給した熱可塑性樹脂を、回転羽根がついたスクリュを回転させて可塑化溶融させて貯蔵し、スクリュの前進動作により金型キャビティ内に溶融樹脂を射出充填させる。また、鋳造機の射出装置は、射出スリーブ内に供給した溶湯をプランジャチップの前進動作により押圧して、金型キャビティ内に射出充填させる。この射出装置とトグル型締装置が略水平方向に配置された成形機を横型成形機といい、略鉛直方向に配列された成形機を竪型成形機という。

特開平８－２５８１０２号公報 特許第６９７０１７７号公報 特開２０２１－１３８０７９号公報

ここで、特許文献１から特許文献３の全てにおいて、トグル型締部が最大に前進し（型締限という）、タイバーが最大に伸張して、タイバーに発生する弾性回復力が最大となって、最大型締力で成形金型を型締して金型キャビティを形成した状態で、型締力やタイバーのバランス判定の金型キャビティの良否判定が行われる。さらに、この最大型締力で型締した金型キャビティに向けて、溶融状態の成形材料の射出充填を繰り返して、金型キャビティの良否判定を行うとしている。そのため、例えば、剛性の低い成形金型や、トグル型締装置に対して極端に小さい成形金型や偏芯した成形金型等を用いて、最大型締力で型締した時点で、成形金型やトグル型締部には偏芯した過大な負荷が作用する。その結果、最大型締力で型締した状態で金型キャビティの良否判定を行うことは、成形金型やトグル型締装置に対して過度なダメージを蓄積させる結果となり、成形金型やトグル型締装置が損傷する危険性を避けることはできず、従来技術の課題は解決されていない。

そこで本発明は、成形金型やトグル型締装置の損傷を確実に回避することができる、金型キャビティの良否判定方法を提供することを目的とする。

本発明の金型キャビティの良否判定方法は、
固定金型を支持する固定盤とトグル型締駆動部を支持する型締盤の間に可動金型を支持する可動盤が配置され、前記トグル型締駆動部を操作して前記固定盤と前記型締盤を連結する複数のタイバーに弾性回復力を発生させ、前記弾性回復力を利用して前記固定金型と前記可動金型を型締して形成される金型キャビティの良否判定方法において、
前記複数のタイバーの夫々に前記弾性回復力を計測するタイバー計測部を備え、
前記固定金型と前記可動金型がタッチする金型タッチ点から前記トグル型締駆動部のトグルデットポイントの範囲内に設定した第１評価位置で、前記タイバー計測部で計測した前記弾性回復力を第１弾性回復力とし、予め設定した第１閾値と前記第１弾性回復力を比較して前記金型キャビティの良否判定を行う第１良否判定工程を備える、ことを特徴とする。

本発明の金型キャビティの良否判定方法において、
前記第１良否判定工程の正常判定において、前記金型キャビティを形成する型締限を第２評価位置に設定し、前記第２評価位置で計測した前記弾性回復力を第２弾性回復力とし、予め設定した第２閾値と前記第２弾性回復力を比較して前記金型キャビティの良否判定を行う第２良否判定工程を更に備える、ことが好ましい。

また、本発明の金型キャビティの良否判定方法において、
前記第２良否判定工程の正常判定に続いて開始される成形運転おいて、前記金型キャビティ内に成形材料を射出充填する型締位置を第３評価位置に設定し、前記第３評価位置の射出充填を完了したタイミングで計測した前記弾性回復力を第３弾性回復力とし、予め設定した第３閾値と前記第３弾性回復力を比較して前記金型キャビティの良否判定を行う第３良否判定工程を更に備える、ことが好ましい。

さらに、本発明の金型キャビティの良否判定方法において、
前記第３良否判定工程の異常判定において、前記異常判定の回数を積算した異常判定カウント数と予め設定した第４閾値と比較して前記金型キャビティの良否判定を行う第４良否判定工程を更に備える、ことが好ましい。

本発明によれば、成形金型やトグル型締装置の損傷を確実に回避することができる、金型キャビティの良否判定方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るトグル型締装置を示す概念図である。 本発明の実施形態に係る金型キャビティ良否判定方法の制御フロー図を示す。 図２に引き続いて金型キャビティ良否判定方法の制御フロー図を示す。 図２および図３に示す金型キャビティ良否判定方法を補足する図である。 図４に引き続いて金型キャビティ良否判定方法を補足する図である。 トグル型締装置と成形金型の組合せ形態を示す図である。 図６に引き続いてトグル型締装置と成形金型の組合せ形態を示す図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが、各請求項に係る発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、本実施形態においては、各構成要素の尺度や寸法が誇張されて示されている場合や、一部の構成要素が省略されている場合がある。

（トグル型締装置）
先ず、本発明の実施形態に係るトグル型締装置について、図１を用いて説明する。図１に示すトグル型締装置１００は、成形金型１０と、型締部２０と、トグル型締駆動部３０と、成形制御部４０と、良否判定部５０と、を備える。

成形金型１０は、固定金型１１と、可動金型１２と、を備える。固定金型１１と可動金型１２の型締動作により、金型キャビティ１３と図示しない金型ゲートが形成される。図示しない射出装置から、金型ゲートを経由して溶融状態の成形材料が金型キャビティ１３内に射出充填される。固定金型１１と可動金型１２は、溶融状態の成形材料の射出充填および金型キャビティ１３内での冷却固化に好適な温度に、図示しない温度調整手段を用いて調整される。また、必要に応じて、溶融状態の成形材料を射出充填する前に、金型キャビティ１３に離型剤等を塗布しておくことが好ましい。

ここで、溶融状態の成形材料として、例えば、熱可塑性樹脂を可塑化溶融した溶融樹脂や、アルミニウム合金等の金属を加熱溶融した溶湯が挙げられる。溶融樹脂を用いる成形装置を射出成形機といい、溶湯を用いる成形装置を鋳造機という。射出成形機の射出装置は、加熱調整されたバレル内に供給した熱可塑性樹脂を、回転羽根がついたスクリュを回転させて可塑化溶融させて貯蔵し、スクリュの前進動作により金型キャビティ内に溶融樹脂を射出充填させる。また、鋳造機の射出装置は、射出スリーブ内に供給した溶湯をプランジャチップの前進動作により押圧して、金型キャビティ内に射出充填させる。また、射出装置とトグル型締装置１００が略水平方向に配置された成形機を横型成形機といい、略鉛直方向に配列された成形機を竪型成形機という。図１は、横型成形機を示す。

型締部２０は、固定金型１１を支持する固定盤２１と、可動金型１２を支持する可動盤２２と、トグル型締駆動部３０を支持する型締盤２３と、を備える。固定盤２１と型締盤２３は、複数のタイバー２４で連結される。固定盤２１と型締盤２３の間に配置される可動盤２２は、複数のタイバー２４が貫通しており、タイバー２４をガイドとして型開閉方向に動作する。ここで、可動盤２２の動作について、固定金型１１と可動金型１２が近接する方向の動作を型閉動作といい、固定金型１１と可動金型１２が離間する方向の動作を型開動作という。

トグル型締駆動部３０は、型締盤２３と可動盤２２を連結する複数のリンク節からなるトグルリンク部３１と、トグルリンク部３１と連結し前後進動作を行うクロスヘッド部３２と、電動モータ３３と、電動モータ３３の回転運動を直線運動に変換してクロスヘッド部３２に伝達するボールネジ部３４と、電動モータ３３の回転運動を制御する型締制御部３５と、を備える。クロスヘッド部３２は、ボールネジ部３４の先端に配置される。ここで、クロスヘッド部３２の動作について、可動盤２２に近接する方向の動作を前進動作といい、型締盤２３に近接する方向の動作を後退動作という。型締制御部３５で電動モータ３３の回転運動を制御して、ボールネジ部３４に連結されるクロスヘッド部３２の前進動作により、トグルリンク部３１が延伸して、可動盤２２を型閉動作させる。また、可動盤２２の型閉動作と逆方向に、型締制御部３５で電動モータ３３の回転運動を制御することで、クロスヘッド部３２は後退動作し、トグルリンク部３１を屈折させて、可動盤２２が型開動作する。

また、型締制御部３５で電動モータ３３の回転運動を制御して、クロスヘッド部３２を前進動作させて、可動金型１２と固定金型１１が軽くタッチした状態（金型タッチ点という）において、トグルリンク部３１は屈折した状態である。この状態から、クロスヘッド部３２を更に前進動作させると、トグルリンク部３１は延伸する方向に動作し（型締動作または昇圧動作という）、トグルリンク部３１は略直線の状態に延伸して、クロスヘッド部３２の前進動作が停止する（型締限という）。この金型タッチ点から型締限の範囲内において、クロスヘッド部３２の前進位置に応じて、複数のタイバー２４が延伸され、延伸量に応じた弾性回復力が発生し、可動金型１２と固定金型１１を押圧する。この押圧を型締力といい、型締限で最大型締力を示す。また、型締制御部３５で電動モータ３３の回転運動を制御して、クロスヘッド部３２を型締限から後退動作させると、タイバー２４の延伸量が減少して、弾性回復力（型締力）が低下する（降圧動作という）。

さらに、型締限において、複数のタイバー２４の延伸量を調整するタイバーナット部３６を備える（図１では型締盤２３側のタイバー２４の端部に配置）。クロスヘッド部３２を後退動作させて、可動盤２２を所定の位置に保持する（型厚調整位置という）。この型厚調整位置で、タイバーナット部３６を操作して、型締制御部３５に設定した最大型締力設定値に基づいて演算される複数のタイバー２４の延伸量を得ることが可能な状態に、型締盤２３の位置を調整する（型厚調整という）。

なお、図１において、電動モータ３３とボールネジ部３４を組み合せた電動駆動手段としたが、これに限定されることなく、例えば、電動モータ３３の代わりに油圧シリンダとし、ボールネジ部３４の代わりにシリンダロッドとした油圧駆動手段であっても良い。

成形制御部４０は、予め設定した成形条件に基づいて、トグル型締駆動部３０と射出装置を操作して成形運転を行う。射出成形機の成形運転を射出成形といい、鋳造機の成形運転を鋳造という。先ず、成形制御部４０から発信される操作指令に基づいて、型締制御部３５でトグル型締駆動部３０を操作して金型キャビティ１３を形成する（金型キャビティ形成工程という）。続いて、図示しない射出装置から溶融状態の成形材料を金型キャビティ１３内に射出充填し（射出充填工程という）、金型キャビティ１３内に射出充填された溶融状態の成形材料の密度調整（射出成形では保圧工程、鋳造では増圧工程という）と、冷却固化（冷却工程という）の後に、金型キャビティ１３から冷却固化した成形材料（射出成形では射出成形品、鋳造では鋳造品という）を取り出す（取出し工程という）。成形運転は、この金型キャビティ形成工程から取出し工程を繰り返す（ショット数という）。

良否判定部５０は、成形制御部４０と接続し、複数のタイバー２４の夫々に設けたタイバー計測部（Ｓ１、Ｓ２）で計測した弾性回復力に基づいて、金型キャビティ１３の形成状態の良否を判定する。詳しくは、図２から図５を用いて説明する。なお、図１において、タイバー計測部（Ｓ１、Ｓ２）は、固定盤２１側のタイバー２４の端部に設けたが、これに限定されることなく、例えば、成形金型１０あるいは可動盤２２と干渉しない位置のタイバー２４に設けても良く、型締盤２３側のタイバー２４の端部に設けるとしても良い。なお、弾性回復力は、タイバー２４の延伸量の計測から演算する手段としたが、例えば、タイバー２４に発生する歪応力を計測して弾性回復力に演算するとしても良く、固定盤２１と型締盤２３の距離の変化量をタイバー２４の延伸量として弾性回復力を演算するとしても良い。

（金型キャビティの良否判定方法）
次に、図１に示すトグル型締装置１００を用いて、本発明の実施形態に係る金型キャビティの良否判定方法について、図２から図５を用いて説明する。ここで、図２および図３は、金型キャビティ良否判定方法の制御フロー図を示し、図４および図５は、図２および図３を補足する図である。

先ず、図２（ａ）に示すように、成形運転を行うに際して、トグル型締装置１００に成形金型１０を取付けた後に、成形制御部４０に成形運転時の最大型締力を設定する。さらに、型締制御部３５は、最大型締力の設定に基づいて必要な弾性回復力を演算し、演算した弾性回復力を複数のタイバー２４の延伸量に換算する（最大型締力設定工程という）。続いて、型締制御部３５で電動モータ３３の回転運動を操作して、クロスヘッド部３２を所定の位置（型厚調整位置という）に後退動作させる（トグル後退動作という）。トグルリンク部３１は屈折した状態である。この型厚調整位置でタイバーナット３６を操作して、最大型締力設定工程で換算したタイバー２４の延伸量に相当する位置に型締盤２３を調整する（型厚調整工程という）。その後、型締制御後部３５で電動モータ３３を操作して、クロスヘッド部３２の前進動作を行い（トグル前進動作という）、最大型締力設定工程で設定した金型タッチ点ＣＨ１にクロスヘッド部３２を設定する（金型タッチ点設定工程という）。この金型タッチ点設定工程において、トグルリンク部３１は屈折状態である。なお、電動モータ３３の回転運動の駆動トルクに制限を設け、トグル前進動作が停止した位置を金型タッチ点とする手段の金型タッチ点設定工程としても良い。

次に、図２（ｂ）に示すように、良否判定部５０に予め設定した第１評価位置ＣＨ２に、型締制御部３５で電動モータ３３の回転運動を操作して、クロスヘッド部３２を前進動作させる。ここで、第１評価位置ＣＨ２の設定について、図４（ａ）を用いて説明する。

図４（ａ）は、トグル前進動作のクロスヘッド部３２の前進位置を横軸とし、縦軸に電動モータ３３の回転駆動力としたトグル曲線ＴＱを示す。金型タッチ点ＣＨ１から型締限ＣＨ４の間に、トグル型締駆動部３０の特有のトグルデットポイントＣＨ３が存在し、トグルデットポイントＣＨ３でトグル曲線ＴＱが最大値を示す。ここで、例えば、型締限ＣＨ４で金型キャビティ１３の良否判定を行う従来技術のように、トグルデットポイントＣＨ３よりも型締限ＣＨ４側のクロスヘッド部３２の前進位置で異常判定が確認されると、型締制御部３５で電動モータ３３の回転動作を操作して、クロスヘッド部３２を後退動作させて（トグル後退動作という）、異常判定の原因調査や改善対応等の処置を行う。このトグル後退動作において、トグルデットポイントＣＨ３を乗り越える際に、トグル型締装置１００に過大な負荷が生じ、異常判定に加えて更に大きなダメージを与えてしまうことになり、好ましい形態ではない。

そこで、本発明において、金型タッチ点ＣＨ１とトグルデットポイントＣＨ３の間に第１評価位置ＣＨ２を設定し、この位置で金型キャビティ１３の良否判定を行うことを特徴とする（第１良否判定工程という）。これにより、異常判定において、トグル後退動作によりトグル曲線ＴＱが減少し、トグル型締装置１００に与えるダメージを素早く軽減することができる。また、型締限ＣＨ４ではトグルリンク部３１が略直線状態に延伸し、複数のタイバー２４が最大に伸張して最大の弾性回復力が生じる。これに対して、第１評価位置ＣＨ２では、トグルリンク部３１が屈折状態で、複数のタイバー２４の延伸量は小さく弾性回復力も小さい。これにより、トグル型締装置１００への負荷を低減させ、ダメージを抑えた状態で金型キャビティ１３の良否判定を行うことができる好適な手段である。

ここで、第１評価位置ＣＨ２で行う第１良否判定工程は、図４（ｂ）に示すように、複数のタイバー２４の夫々に設けたタイバー計測部（Ｓ１～Ｓ４）で計測した夫々の弾性回復力（第１弾性回復力ＤＦ１という）と、良否判定部５０に予め設定した第１閾値Ｋ１とを比較して行う。第１弾性回復力ＤＦ１が第１閾値Ｋ１に収まる場合（ＤＦ１≦Ｋ１）は、図２（ｂ）に示すように、良否判定部５０で第１正常判定とする。また、第１弾性回復力ＤＦ１が第１閾値Ｋ１から外れる場合（ＤＦ１＞Ｋ１）は、良否判定部５０で第１異常判定とする。ここで、第１異常判定において、良否判定部５０から型締制御部３５へ異常判定結果が送信され、型締制御部３５で電動モータ３３の回転運動を操作して、クロスヘッド部３２を後退動作させる。所定の後退動作の位置で、例えば、成形金型１０を交換する等の異常対応行動を行う。この時点で異常対応行動を行うことで、トグル型締装置１００へのダメージを大きく回避することができる。

また、第１正常判定において、図３（ｃ）に示すように、良否判定部５０から型締制御部３５へ正常判定結果が送信され、型締制御部３５で電動モータ３３の回転運動を操作して、クロスヘッド部３２を型締限ＣＨ４に前進動作させる（型締工程）。この型締限ＣＨ４を第２評価位置ＣＨ４として、金型キャビティ１３の良否判定を行う（第２良否判定工程という）。例えば、剛性の低い成形金型１０を用いた場合、弾性回復力の小さい第１評価位置ＣＨ２での第１良否判定工程で第１正常判定を得たとしても、弾性回復力が最も大きくなる第２評価位置ＣＨ４では成形金型１０が大きく変形して、トグル型締装置１００に大きなダメージを与えることが想定される。そのために、第１良否判定工程に続いて、第２評価位置ＣＨ４で第２良否判定工程を行うことで、トグル型締装置１００へのダメージを回避でき、好適な手段と言える。

第２評価位置ＣＨ４で行う第２良否判定工程は、図４（ｃ）に示すように、タイバー計測部（Ｓ１～Ｓ４）で計測した夫々の弾性回復力（第２弾性回復力ＤＦ２という）と、良否判定部５０に予め設定した第２閾値Ｋ２とを比較して行う。第２弾性回復力ＤＦ２が第２閾値Ｋ２に収まる場合（ＤＦ２≦Ｋ２）は、図３（ｃ）に示すように、良否判定部５０で第２正常判定とする。また、第２弾性回復力ＤＦ２が第２閾値Ｋ２から外れる場合（ＤＦ２＞Ｋ２）は、良否判定部５０で第２異常判定とする。ここで、第２異常判定において、良否判定部５０から型締制御部３５へ異常判定結果が送信され、型締制御部３５で電動モータ３３の回転運動を操作してトグル後退動作を行い、弾性回復力をゼロとする。この状態で、例えば、成形金型１０を交換する等の異常対応行動を行う。第１良否判定工程に続いて、第２良否判定工程を行うことにより、トグル型締装置１００に与えるダメージの蓄積を少なくすることができる。

また、第２正常判定において、図３（ｄ）に示すように、良否判定部５０から型締制御部３５と成形制御部４０に正常判定結果が送信され、予め設定された成形条件に基づいて成形運転を開始する。成形運転は、トグル型締駆動部３０を操作して形成した金型キャビティ１３（金型キャビティ形成工程という）に向けて、図示しない射出装置から溶融状態の成形材料を射出充填する（射出充填工程という）。この射出充填工程の型締位置（クロスヘッド部３２の前進位置）を第３評価位置とする。この第３評価位置において、図５（ａ）に示すように、射出充填を完了したタイミングのタイバー計測部（Ｓ１～Ｓ４）で計測した夫々の弾性回復力（第３弾性回復力ＤＦ３という）と、良否判定部５０に予め設定された第３閾値Ｋ３とを比較して、金型キャビティ１３の良否判定を行う（第３良否判定工程という）。

第３評価位置で行う第３良否判定工程において、第３弾性回復力ＤＦ３が第３閾値Ｋ３に収まる場合（ＤＦ３≦Ｋ３）は、図３（ｄ）に示すように、良否判定部５０で第３正常判定とする。ここで、例えば、金型キャビティ１３が偏芯した成形金型１０では、第２良否判定工程で第２正常判定となっても、成形運転の射出充填工程の成形材料の充填圧力によって、成形金型１０が大きく傾くことがある。また、例えば、成形金型１０の温度調整手段に不備がある場合では、成形運転の高温の溶融状態の成形材料によって、成形金型１０が大きく熱膨張することがある。この状態で成形運転を繰り返し継続することで、トグル型締装置１００にダメージが蓄積され続ける。ダメージに蓄積が限界を超えると、トグル型締装置１００に損傷等の危険性を高める結果となり好ましい形態ではない。

そこで、第２良否判定工程に続いて、第３良否判定工程を行うことで、トグル型締装置１００に負荷するダメージの蓄積を確実に回避することができ、好適な手段である。第３良否判定工程で第３正常判定を受けると、トグル型締装置１００は安全な状態にあるとして、安心して成形運転を継続することができる。なお、第３閾値Ｋ３は第２閾値Ｋ２よりも大きく設定することが好ましい。

また、第３良否判定工程において、第３弾性回復力ＤＦ３が第３閾値Ｋ３から外れる場合（ＤＦ３＞Ｋ３）は、良否判定部５０で第３異常判定とし、第４良否判定工程に進む。第４良否判定工程は、図５（ｂ）に示すように、横軸を生産運転のショット数とし、縦軸に第３異常判定の積算回数とした異常判定カウント数ＥＲと、良否判定部５０に予め設定した第４閾値Ｋ４とを比較して、金型キャビティ１３の良否判定を行う。ここで、第４閾値Ｋ４は、トグル型締装置１００が、損傷等の重篤な問題が高い確率で発生する警報条件として、例えば、過去の生産運転時の実績から設定しても良い。

ここで、図３（ｄ）に示すように、第４良否判定工程において、異常判定カウント数ＥＲが第４閾値Ｋ４に収まる場合（ＥＲ≦Ｋ４）は、良否判定部５０で第４正常判定とする。この第４正常判定において、トグル型締装置１００は、直ぐに損傷等の重篤な危険状態になる可能性は低いとして、成形運転を継続し、第３良否判定工程と第４良否判定工程を繰り返し行う。

また、第４良否判定工程において、異常判定カウント数ＥＲが第４閾値Ｋ４を超過する（ＥＲ＞Ｋ４）と、良否判定部５０は第４異常判定とする。トグル型締装置１００に対して、負荷の高い状態での生産運転が継続され、ダメージが蓄積されて、高い確率で成形金型１０を含むトグル型締装置１００に損傷等の重篤な危険状態が発生すると判定する。そのため、良否判定部５０は、成形制御部４０へ警報を送信し、成形運転を直ちに停止し、トグル型締装置１００の異常対応行動を行う。この時、図５（ｂ）に示すように、第４異常判定となったタイミングの生産運転のショット数を警報ショットＥＳとし、この警報ショットＥＳ以降は生産運転を行わないとすることが好ましい。

（トグル型締装置１００と成形金型１０の組合せ形態）
次に、トグル型締装置１００と成形金型１０の組合せ形態について、図６および図７を用いて説明する。図６および図７（ｅ）と図７（ｆ）は、図１のＡ断面を示す、なお、図６および図７に示す組合せ形態は一例であって、これに限定されるものではない。

トグル型締装置１００は、図６（ａ）に示すように、タイバー２４が固定盤２１の４隅に配置され、夫々のタイバー２４にタイバー計測部（Ｓ１～Ｓ４）を備える。斜線で囲まれた領域ＰＨに成形金型１０を配置することで、複数のタイバー２４のタイバー計測部（Ｓ１～Ｓ４）に均等な弾性回復力が発生して、トグル型締装置１００を好適な状態とする。さらに、領域ＰＨの中心部の領域ＰＬに金型キャビティ１３が配置されることが好ましい。領域ＰＨ内に成形金型１０が配置され、領域ＰＬ内に金型キャビティ１３が配置される好適な形態を、図６（ｂ）に示す。

例えば、金型キャビティ１３は領域ＰＬ内に収まっているが、成形金型１０が領域ＰＨから外れて配置された形態を、図６（ｃ）に示す。この場合、成形金型１０を型締動作して、金型タッチ点ＣＨ１から型締限ＣＨ４において、成形金型１０から離れた上側のタイバー計測部（Ｓ１、Ｓ４）と、成形金型１０に近い下側のタイバー計測部（Ｓ２、Ｓ３）とで、大きな偏差が生じるものと考えられる。そのため、図６（ｃ）に示す形態では、第１良否判定工程あるいは第２良否御判定工程を用いて金型キャビティ１３の良否判定を行うことが好ましい。これにより、トグル型締装置１００に過大な偏圧が負荷しダメージを与えることを確実に防止することができる。

なお、図６（ｃ）において、成形金型１０が領域ＰＨの下側の片方に偏って配置される形態を示したが、領域ＰＨよりも極端に大きい成形金型１０を配置する形態であっても、同様な偏圧が生じて好ましくない。また、領域ＰＨよりも極端に小さい成形金型１０を配置する形態も好ましいものではない。この場合においても、第１良否判定工程あるいは第２良否判定工程を用いて金型キャビティ１３の良否判定を行うことが好ましい。

次に、例えば、成形金型１０は領域ＰＨの範囲内に正しく収まっているが、金型キャビティ１３が偏芯し領域ＰＬから外れて配置された形態を、図６（ｄ）に示す。この場合、金型キャビティ１３内に溶融状態の成形材料を射出充填することで、金型キャビティ１３の偏芯の程度に応じて、タイバー計測部（Ｓ１～Ｓ４）に偏圧が計測される。そのため、射出充填を行わない第１良否判定工程および第２良否判定工程では、金型キャビティ１３の良否判定を正確に行うことが困難である。そこで、射出充填を伴う第３良否判定工程あるいは第４良否判定工程を用いて金型キャビティ１３の良否判定を行うことが好ましい。その結果、成形運転において、トグル型締装置１００に過大な偏圧が継続して負荷し、ダメージが蓄積することを確実に防止することができる。

また、例えば、大きさの異なる複数の金型キャビティ（１３Ａ＜１３Ｂ）を備えた成形金型１０であって、領域ＰＬの範囲内に複数の金型キャビティ（１３Ａ、１３Ｂ）が配置され、領域ＰＨの範囲内に成形金型１０が配置される形態を、図７（ｅ）に示す。この場合、金型キャビティ（１３Ａ、１３Ｂ）内に溶融状態の成形材料を射出充填することで、複数の金型キャビティ（１３Ａ、１３Ｂ）の大きさの違いに応じて、タイバー計測部（Ｓ１～Ｓ４）に偏圧が計測される。そのため、図６（ｄ）の形態と同様に、射出充填を行わない第１良否判定工程および第２良否判定工程では、複数の金型キャビティ（１３Ａ、１３Ｂ）の良否判定を正確に行うことが困難である。そこで、射出充填を伴う第３良否判定工程あるいは第４良否判定工程を用いて複数の金型キャビティ（１３Ａ、１３Ｂ）の良否判定を行うことが好ましい。その結果、成形運転において、トグル型締装置１００に過大な偏圧が継続して負荷し、ダメージが蓄積することを確実に防止することができる。

なお、図７（ｅ）において、例えば、複数の金型キャビティ（１３Ａ、１３Ｂ）の大きさの違いによって、成形金型１０の剛性が部分的に異なることが想定される。また、例えば、図示しない押出手段や温度調整手段等の配置によっても、成形金型１０の剛性が部分的に異なることが考えられる。この場合、型締動作により成形金型１０が非対象に変形して、タイバー計測部（Ｓ１～Ｓ４）に偏圧が計測されることがある。そうなると、第１良否判定工程あるいは第２良否判定工程を用いて、複数の金型キャビティ（１３Ａ、１３Ｂ）の良否判定行うことが好適な手段とされる。さらに、第３良否判定工程あるいは第４良否判定工程を続けて行うことが好ましい。

次に、例えば、同じ大きさの複数の金型キャビティ（１３Ｃ＝１３Ｄ）を備えた成形金型１０であって、領域ＰＬの範囲内に複数の金型キャビティ（１３Ｃ、１３Ｄ）が配置され、領域ＰＨの範囲内に成形金型１０が配置される形態を、図７（ｆ）に示す。この場合、溶融状態の成形材料の射出充填方法の違いによって、複数の金型キャビティ（１３Ｃ、１３Ｄ）の良否判定方法を選択する。例えば、複数の金型キャビティ（１３Ｃ、１３Ｄ）に向けて成形材料を同時に射出充填する射出充填方法において、タイバー計測部（Ｓ１～Ｓ４）に偏圧が生じ難いので、第１良否判定工程から第４良否判定工程のいずれを用いても、精度良く複数の金型キャビティ（１３Ｃ、１３Ｄ）の良否判定を行うことができる。

また、例えば、複数の金型キャビティ（１３Ｃ、１３Ｄ）のうち、先に金型キャビティ１３Ｃに射出充填して、後から金型キャビティ１３Ｄを射出充填する等の時間差を設けて射出充填する射出充填方法（時間差射出充填という）において、タイバー計測部（Ｓ１～Ｓ４）に偏圧が確実に計測されるので、第３良否判定工程あるいは第４良否判定工程を用いて、複数の金型キャビティ（１３Ｃ、１３Ｄ）の良否判定を行うことが好ましい。また、例えば、複数の金型キャビティ（１３Ｃ、１３Ｄ）のうち、金型キャビティ１３Ｃまたは１３Ｄのいずれか１つのみに射出充填する射出充填方法（片肺射出充填という）において、タイバー計測部（Ｓ１～Ｓ４）に大きな偏圧が確実に生じ、トグル型締装置１００に過大な偏圧が負荷されて大きなダメージを与える。そのため、第３良否判定工程あるいは第４良否判定工程を用いて、複数の金型キャビティ（１３Ｃ、１３Ｄ）の良否判定を行って、トグル型締装置１００へのダメージの蓄積を精度良く管理することが好ましい。

また、図６（ｂ）に示したように、領域ＰＨの範囲内に成形金型１０が配置され、さらに、領域ＰＬの範囲内に金型キャビティ１３が配置された好適な形態であっても、例えば、成形金型１０の温度調整手段を備えていない形態、温度調整手段の配置が不適切な形態、異物等が詰まって温度調整手段が故障している形態、等を含んでいることがある。この場合、成形運転の繰り返し継続により、高温の成形材料から熱量を受けて成形金型１０が過度に温度上昇し、または、不均等な温度分布となる。その結果、成形金型１０に過度な熱膨張や熱変形が生じ、タイバー計測部（Ｓ１～Ｓ４）に大きな偏圧が計測される。このような形態においては、第３良否判定工程あるいは第４良否判定工程を用いて、金型キャビティ１３の良否判定を行うことが好ましい。これにより、トグル型締装置１００にダメージが蓄積されて損傷することを確実に防止することができる。

次に、例えば、固定盤２１と可動盤２２は平行に配置されているが、固定金型１１と可動金型１２の配置が平行でない形態を、図７（ｇ）に示す。ここで、固定金型１１と可動金型１２の配置が平行にならなくなる原因として、例えば、可動盤２２と可動金型１２の間に異物等を挟んだ状態で締結する場合、同様に、固定盤２１と固定金型１１の間に異物等を挟んだ状態で締結する場合である。また、固定金型１１と可動金型１２の金型タッチする面に、例えば、射出充填した成形材料が金型キャビティ１３から漏れて固化した固形物（バリという）を挟んだ状態で型締した場合である。また、例えば、固定金型１１または可動金型１２に配置された図示しない摺動中子等の金型部品が突き出た状態で型締した場合である。これらの形態において、タイバー計測部（Ｓ１～Ｓ４）に偏差が確実に生じるので、第１良否判定工程あるいは第２良否判定工程を用いた金型キャビティ１３の良否判定方法が好適に利用でき、トグル型締装置１００にダメージを与えることを防止することができる。

また、例えば、成形金型１０の重さによって、固定盤２１あるいは可動盤２２が傾いて、結果的に固定金型１１と可動金型１２が平行に配置されない形態を、図７（ｈ）に示す。この形態においても、図７（ｇ）と同様に、タイバー計測部（Ｓ１～Ｓ４）に偏差が確実に生じるので、第１良否判定工程あるいは第２良否判定工程を用いた金型キャビティ１３の良否判定方法が好適に利用でき、トグル型締装置１００にダメージを与えることを防止することができる。

（効果）
このように、複数のタイバー２４に備えた弾性回復力を計測するタイバー計測部（Ｓ１～Ｓ４）を用いて、金型タッチ点ＣＨ１からトグルデットポイントＣＨ３の範囲内に設定した第１評価位置ＣＨ２で第１良否判定工程を行う。これにより、成形金型１０を含むトグル型締装置１００に大きなダメージを与えることなく、金型キャビティ１３の良否判定を高精度に行うことができる。また、型締限を第２評価位置ＣＨ４として第２良否判定工程を行う。これにより、弾性回復力の増大に伴う成形金型１０を含むトグル型締装置１００の変化の挙動を正確に検知することができ、大きなダメージを与えることなく、精度の高い金型キャビティ１３の良否判定を行うことができる。さらに、成形運転において、第３良否判定工程と第４良否判定工程を行う。これにより、成形金型１０を含むトグル型締装置１００にダメージを蓄積させることなく、故障等の重篤な異常の確実な発生防止を可能とする金型キャビティ１３の良否判定を行うことができる。その結果、成形金型１０やトグル型締装置１００の損傷を確実に回避することができる、金型キャビティの良否判定方法を提供することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に記載された範囲には限定されない。上記の実施形態には多様な変更または改良を加えることが可能である。

例えば、図１に示すように、弾性回復力の計測は、複数のタイバー２４に配置したタイバー計測部（Ｓ１～Ｓ４）を用いて行うとしたが、成形金型１０の変形量を計測して、タイバー２４に発生する弾性回復力を演算する形態としても良く、また、成形金型１０の変形量から金型キャビティ１３の良否判定を直接的に行うとしても良い。また、例えば、固定盤２１あるいは可動盤２２の変形量を計測しても良く、固定盤２１と可動盤２２の距離の変化量を計測しても良い。

また、図１に示すように、トグル型締装置１００としたが、例えば、トグル型締駆動部３０の電動モータ３３の代わりに油圧駆動の油圧シリンダとし、ボールネジ部３４とクロスヘッド部３２およびトグルリンク部３１の代わりに油圧シリンダと連結されたシリンダロッドとした型締装置（直圧式型締装置という）であっても良い。また、トグル型締駆動部３０の代わりに、例えば、タイバー２４に弾性回復力を発生させる油圧シリンダを配置した型締装置（複合式型締装置という）であっても良い。好ましくは、トグル型締装置１００であるが、他の型締装置であっても、複数のタイバー２４を備え、タイバー２４に弾性回復力が発生する形態であれば適用可能である。

１００ トグル型締装置
１０ 成形金型
１１ 固定金型
１２ 可動金型
１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３C、１３Ｄ 金型キャビティ
２０ 型締部
２１ 固定盤
２２ 可動盤
２３ 型締盤
２４ タイバー
３０ トグル型締駆動部
３１ トグルリンク部
３２ クロスヘッド部
３３ 電動モータ
３４ ボールネジ部
３５ 型締制御部
３６ タイバーナット部
４０ 成形制御部
５０ 良否判定部
Ｓ１～Ｓ４ タイバー計測部
ＴＱ トグル曲線
ＣＨ１ 金型タッチ点
ＣＨ２ 第１評価位置
ＣＨ３ トグルデットポイント
ＣＨ４ 型締限（第２評価位置）
ＤＦ１ 第１弾性回復力
ＤＦ２ 第２弾性回復力
ＤＦ３ 第３弾性回復力
Ｋ１ 第１閾値
Ｋ２ 第２閾値
Ｋ３ 第３閾値
Ｋ４ 第４閾値
ＥＲ 異常判定カウント数
ＥＳ 警報ショット
ＰＨ、ＰＬ 領域

Claims (4)

1. 固定金型を支持する固定盤とトグル型締駆動部を支持する型締盤の間に可動金型を支持する可動盤が配置され、前記トグル型締駆動部を操作して前記固定盤と前記型締盤を連結する複数のタイバーに弾性回復力を発生させ、前記弾性回復力を利用して前記固定金型と前記可動金型を型締して形成される金型キャビティの良否判定方法において、
   前記複数のタイバーの夫々に前記弾性回復力を計測するタイバー計測部を備え、
   前記固定金型と前記可動金型がタッチする金型タッチ点から前記トグル型締駆動部のトグルデットポイントの範囲内に設定した第１評価位置で、前記タイバー計測部で計測した前記弾性回復力を第１弾性回復力とし、予め設定した第１閾値と前記第１弾性回復力を比較して前記金型キャビティの良否判定を行う第１良否判定工程を備える、ことを特徴とする金型キャビティの良否判定方法。
2. 前記第１良否判定工程の正常判定において、前記金型キャビティを形成する型締限を第２評価位置に設定し、前記第２評価位置で計測した前記弾性回復力を第２弾性回復力とし、予め設定した第２閾値と前記第２弾性回復力を比較して前記金型キャビティの良否判定を行う第２良否判定工程を更に備える、請求項１に記載の金型キャビティの良否判定方法。
3. 前記第２良否判定工程の正常判定に続いて開始される成形運転おいて、前記金型キャビティ内に成形材料を射出充填する型締位置を第３評価位置に設定し、前記第３評価位置の射出充填を完了したタイミングで計測した前記弾性回復力を第３弾性回復力とし、予め設定した第３閾値と前記第３弾性回復力を比較して前記金型キャビティの良否判定を行う第３良否判定工程を更に備える、請求項２に記載の金型キャビティの良否判定方法。
4. 前記第３良否判定工程の異常判定において、前記異常判定の回数を積算した異常判定カウント数と予め設定した第４閾値と比較して前記金型キャビティの良否判定を行う第４良否判定工程を更に備える、請求項３に記載の金型キャビティの良否判定方法。

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