JP3047216B2 - 射出成形機の金型保護装置 - Google Patents
射出成形機の金型保護装置Info
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- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C45/7653—Measuring, controlling or regulating mould clamping forces
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トグル式型締装置
を有する射出成形機に用いられる金型保護装置に関す
る。
を有する射出成形機に用いられる金型保護装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】トグル式型締装置は、油圧回路または電
気モータ等の駆動力発生源を持つ駆動力発生部と、駆動
力発生部による駆動力を倍力作用により所定のリンク比
により倍増して出力するトグル機構部と、固定金型を取
り付ける固定プラテンおよび可動金型を取り付ける可動
プラテンを持ち、可動プラテンにてトグル機構部の出力
を受けるプラテン部とを有する型締装置である。
気モータ等の駆動力発生源を持つ駆動力発生部と、駆動
力発生部による駆動力を倍力作用により所定のリンク比
により倍増して出力するトグル機構部と、固定金型を取
り付ける固定プラテンおよび可動金型を取り付ける可動
プラテンを持ち、可動プラテンにてトグル機構部の出力
を受けるプラテン部とを有する型締装置である。
【０００３】一般に、トグル式型締装置を有する射出成
形機は、固定金型と可動金型間との間に異物を挟んだ際
などに予め設定してある値以上の異常な型締力が金型に
対して加わることを防止する金型保護装置を有してい
る。
形機は、固定金型と可動金型間との間に異物を挟んだ際
などに予め設定してある値以上の異常な型締力が金型に
対して加わることを防止する金型保護装置を有してい
る。
【０００４】一般に、従来の金型保護装置は、型締力自
体を監視してこれが異常であるか否かを判断し、異常な
ときに金型保護動作を実行するものではない。即ち、駆
動力発生部における駆動力とプラテン部における実際の
型締力とがトグル機構部の倍力率に基づいて一定の関係
にあることを前提にして、駆動力（またはこれに関する
パラメータ）を監視し、これが異常な型締力に比例した
値であるか否かを一定のしきい値でもって判断し、しき
い値以上であるときに金型保護動作を実行するものであ
る。
体を監視してこれが異常であるか否かを判断し、異常な
ときに金型保護動作を実行するものではない。即ち、駆
動力発生部における駆動力とプラテン部における実際の
型締力とがトグル機構部の倍力率に基づいて一定の関係
にあることを前提にして、駆動力（またはこれに関する
パラメータ）を監視し、これが異常な型締力に比例した
値であるか否かを一定のしきい値でもって判断し、しき
い値以上であるときに金型保護動作を実行するものであ
る。
【０００５】具体的には、油圧式の駆動力発生部の場合
には、油圧回路の油圧が所定のしきい値以上になると、
リリーフ弁等によって減圧して駆動力を制限する金型保
護装置が採用されている。また、電動式の駆動力発生部
の場合には、駆動モータの出力トルクが所定のしきい値
以上になると、出力トルクを制限して駆動力を制限する
金型保護装置が採用されている。
には、油圧回路の油圧が所定のしきい値以上になると、
リリーフ弁等によって減圧して駆動力を制限する金型保
護装置が採用されている。また、電動式の駆動力発生部
の場合には、駆動モータの出力トルクが所定のしきい値
以上になると、出力トルクを制限して駆動力を制限する
金型保護装置が採用されている。
【０００６】また、金型保護装置は、金型間に異物を挟
んだ際などに上述のごとく駆動力を制限すると共に、さ
らに、そのまま異物が金型間に存在し続ける等により所
定時間以上金型を閉じることができない状態が持続した
ならば、型締装置の動作自体を停止する安全機能をも有
していることが多い。
んだ際などに上述のごとく駆動力を制限すると共に、さ
らに、そのまま異物が金型間に存在し続ける等により所
定時間以上金型を閉じることができない状態が持続した
ならば、型締装置の動作自体を停止する安全機能をも有
していることが多い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、トグル機構
部の倍力率は、実際上、必ずしも一定ではなく、トグル
機構部におけるリンクの姿勢によって変化する特性を有
している。このため、駆動力発生部における駆動力発生
源の油圧または駆動モータの出力トルクと倍力率とに基
づいて得られる仮想的な型締力と、プラテン部における
実際の型締力とに、ずれが生ずることがある。よって、
上述した例をも含め、駆動力発生部における油圧または
駆動モータの出力トルクについて監視、判断することに
よって、金型保護動作を実行する従来の金型保護装置で
は、正確な型締力を得られず、このように正確でない型
締力に基づいて行う保護動作は精度および信頼性に劣る
という問題点がある。
部の倍力率は、実際上、必ずしも一定ではなく、トグル
機構部におけるリンクの姿勢によって変化する特性を有
している。このため、駆動力発生部における駆動力発生
源の油圧または駆動モータの出力トルクと倍力率とに基
づいて得られる仮想的な型締力と、プラテン部における
実際の型締力とに、ずれが生ずることがある。よって、
上述した例をも含め、駆動力発生部における油圧または
駆動モータの出力トルクについて監視、判断することに
よって、金型保護動作を実行する従来の金型保護装置で
は、正確な型締力を得られず、このように正確でない型
締力に基づいて行う保護動作は精度および信頼性に劣る
という問題点がある。
【０００８】また、トグル式型締装置において、金型間
に異物が挟まり、挟まれた異物が型締が進行するのにつ
れて段々と潰されていく場合を仮定すると、異物が潰れ
るのに要する力は異物が潰れていくのにしたがってより
大きい値となる。一方、トグル式型締装置は、異物を潰
す方向に動作するほどに、駆動源の一定の力に対して型
締力が大きくなるものである。
に異物が挟まり、挟まれた異物が型締が進行するのにつ
れて段々と潰されていく場合を仮定すると、異物が潰れ
るのに要する力は異物が潰れていくのにしたがってより
大きい値となる。一方、トグル式型締装置は、異物を潰
す方向に動作するほどに、駆動源の一定の力に対して型
締力が大きくなるものである。
【０００９】これら従来の金型保護装置の問題点に対
し、倍力率に応じて駆動力の制限を行う方式が提案され
ているが、型締装置の動作に関する慣性エネルギは考慮
されず、精度が十分ではない。また、型締装置における
タイバーに型締力センサを設け、型締力の異常値を検出
する方式も提案されているが、タイバーに設けるタイプ
の型締力センサは構造が複雑であるし、高価である。さ
らに、４本のタイバーのバランスによっては検出できな
い場合がある。
し、倍力率に応じて駆動力の制限を行う方式が提案され
ているが、型締装置の動作に関する慣性エネルギは考慮
されず、精度が十分ではない。また、型締装置における
タイバーに型締力センサを設け、型締力の異常値を検出
する方式も提案されているが、タイバーに設けるタイプ
の型締力センサは構造が複雑であるし、高価である。さ
らに、４本のタイバーのバランスによっては検出できな
い場合がある。
【００１０】本発明の課題は、簡素な構造でもって高精
度に実際の型締力を検出でき、さらにその値を利用して
金型保護動作を実行する射出成形機の金型保護装置を提
供することである。
度に実際の型締力を検出でき、さらにその値を利用して
金型保護動作を実行する射出成形機の金型保護装置を提
供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、駆動力
発生源を持つ駆動力発生部と、前記駆動力発生部による
駆動力を倍増して出力するトグル機構部と、固定金型を
取り付ける固定プラテンおよび可動金型を取り付ける可
動プラテンを持ち、可動プラテンにてトグル機構部の出
力を受けるプラテン部とを備えたトグル式型締装置を有
する射出成形機に用いられ、予め設定してある値以上の
異常な型締力が金型に対して加わることを防止する射出
成形機の金型保護装置において、前記トグル機構部およ
び前記プラテン部のいずれかの構成部材の外表面にボル
トによって固定され、該構成部材の歪量を検知する歪セ
ンサ部と、前記歪センサ部によって検知した歪量に基づ
いて得た型締力が所定のしきい値以上であるか否かを判
別し、判別の結果が所定のしきい値以上であるときは、
しきい値未満となるように駆動力発生部を制御して型締
力を制限する型締力制御部とを有することを特徴とする
射出成形機の金型保護装置が得られる。
発生源を持つ駆動力発生部と、前記駆動力発生部による
駆動力を倍増して出力するトグル機構部と、固定金型を
取り付ける固定プラテンおよび可動金型を取り付ける可
動プラテンを持ち、可動プラテンにてトグル機構部の出
力を受けるプラテン部とを備えたトグル式型締装置を有
する射出成形機に用いられ、予め設定してある値以上の
異常な型締力が金型に対して加わることを防止する射出
成形機の金型保護装置において、前記トグル機構部およ
び前記プラテン部のいずれかの構成部材の外表面にボル
トによって固定され、該構成部材の歪量を検知する歪セ
ンサ部と、前記歪センサ部によって検知した歪量に基づ
いて得た型締力が所定のしきい値以上であるか否かを判
別し、判別の結果が所定のしきい値以上であるときは、
しきい値未満となるように駆動力発生部を制御して型締
力を制限する型締力制御部とを有することを特徴とする
射出成形機の金型保護装置が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の一形態による射出成形機の金型保護装置を説明す
る。
実施の一形態による射出成形機の金型保護装置を説明す
る。
【００１３】図１は、本金型保護装置を適用した射出成
形機におけるトグル式型締装置を示す図である。図１に
おいて、本金型保護装置は、駆動力発生部と、トグル機
構部と、プラテン部と、アブソリュートエンコーダ１５
とを有するトグル式のトグル式型締装置２０に適用さ
れ、トグル機構部のアーム２４にボルトによって固定さ
れた歪センサ部１１と、アンプ１２と、型締力制御部１
３とを有している。尚、図１には示していないが、アブ
ソリュートエンコーダ１５からの出力信号は、トグル式
型締装置の図示しない総合制御部に入力される。そし
て、この信号によってクロスヘッド２８（可動プラテン
２３）の位置を得、トグル式型締装置の制御に利用して
いる。ただし、本実施例では、アブソリュートエンコー
ダ１５からの出力信号を利用したトグル式型締装置の制
御については説明を省略する。
形機におけるトグル式型締装置を示す図である。図１に
おいて、本金型保護装置は、駆動力発生部と、トグル機
構部と、プラテン部と、アブソリュートエンコーダ１５
とを有するトグル式のトグル式型締装置２０に適用さ
れ、トグル機構部のアーム２４にボルトによって固定さ
れた歪センサ部１１と、アンプ１２と、型締力制御部１
３とを有している。尚、図１には示していないが、アブ
ソリュートエンコーダ１５からの出力信号は、トグル式
型締装置の図示しない総合制御部に入力される。そし
て、この信号によってクロスヘッド２８（可動プラテン
２３）の位置を得、トグル式型締装置の制御に利用して
いる。ただし、本実施例では、アブソリュートエンコー
ダ１５からの出力信号を利用したトグル式型締装置の制
御については説明を省略する。
【００１４】さて、トグル式型締装置２０において、駆
動力発生部は、図示しない電源部が接続されたサーボア
ンプ１４と、サーボアンプ１４に接続した型締用サーボ
モータ２６とを含んでいる。トグル機構部は、型締用サ
ーボモータ２６を取り付けたトグルサポート２５と、型
締用サーボモータ２６の出力軸に接続され、モータの回
転運動を平行運動に変換するボールネジ部２７と、ボー
ルネジ部２７の平行運動を受けるクロスヘッド２８と、
クロスヘッド２８に継手連結した第１および第２のトル
クレバー２９および３０と、第２のトルクレバー３０と
可動プラテン２３に継手連結したアーム２４とを含んで
いる。プラテン部は、固定金型５１を取り付けた固定プ
ラテン２１と、可動金型５２を取り付けた可動プラテン
２３とを含んでいる。
動力発生部は、図示しない電源部が接続されたサーボア
ンプ１４と、サーボアンプ１４に接続した型締用サーボ
モータ２６とを含んでいる。トグル機構部は、型締用サ
ーボモータ２６を取り付けたトグルサポート２５と、型
締用サーボモータ２６の出力軸に接続され、モータの回
転運動を平行運動に変換するボールネジ部２７と、ボー
ルネジ部２７の平行運動を受けるクロスヘッド２８と、
クロスヘッド２８に継手連結した第１および第２のトル
クレバー２９および３０と、第２のトルクレバー３０と
可動プラテン２３に継手連結したアーム２４とを含んで
いる。プラテン部は、固定金型５１を取り付けた固定プ
ラテン２１と、可動金型５２を取り付けた可動プラテン
２３とを含んでいる。
【００１５】トグル式型締装置２０にて型締力を発生さ
せた場合に、トグルサポート２５、ボールネジ部２７、
クロスヘッド２８、第１および第２のトルクレバー２９
および３０、アーム２４、および可動プラテン２３等
は、弾性変形して歪を生じやすい部材である。歪センサ
部１１は、このような、型締力を受けて歪む部材の、特
に平面部分に、後述するようにボルトを用いて固定す
る。図１中、可動プラテン２３上部、トグルサポート２
５上部、および第２のトルクレバー３０上部に設けた各
状態を破線で示す。
せた場合に、トグルサポート２５、ボールネジ部２７、
クロスヘッド２８、第１および第２のトルクレバー２９
および３０、アーム２４、および可動プラテン２３等
は、弾性変形して歪を生じやすい部材である。歪センサ
部１１は、このような、型締力を受けて歪む部材の、特
に平面部分に、後述するようにボルトを用いて固定す
る。図１中、可動プラテン２３上部、トグルサポート２
５上部、および第２のトルクレバー３０上部に設けた各
状態を破線で示す。
【００１６】歪センサ部１１を詳細に示す図２（ａ）お
よび（ｂ）を参照すると、歪センサ部１１は、自らに歪
が生ずるとその歪量に応じた大きさの出力をするセンサ
部分１１１と、センサ部分１１１を両側から支持するよ
うに取り付けられ、歪センサ部１１をトグル式型締装置
２０の歪む部材にボルト留めするための孔を持つ金具部
分１１２とを備えている。勿論、歪センサ部１１を取り
付ける側のトグル式型締装置の構成部材には、ボルト用
ネジ孔を形成する。歪センサ部１１は、被測定物の変形
に応じて変形し、被測定物と同等に歪むような構造を呈
していると共に、図３に示した貼り付けタイプの歪ゲー
ジの例えば約５倍の歪検知感度を有する積層構造のセン
サ部分１１１を有している。このため、タイバー２４よ
りは同じ型締力に応じた歪量が少ないものの、物品を取
り付けるのに適した平面部分を持つアーム２４等に取り
付けることが可能である。尚、歪センサ部１１の出力信
号としては、歪量を抵抗値の高低で表すもの等であって
もよい。歪センサ部１１からの出力信号自体は、微小信
号であるので、アンプ１２を通して増幅する。
よび（ｂ）を参照すると、歪センサ部１１は、自らに歪
が生ずるとその歪量に応じた大きさの出力をするセンサ
部分１１１と、センサ部分１１１を両側から支持するよ
うに取り付けられ、歪センサ部１１をトグル式型締装置
２０の歪む部材にボルト留めするための孔を持つ金具部
分１１２とを備えている。勿論、歪センサ部１１を取り
付ける側のトグル式型締装置の構成部材には、ボルト用
ネジ孔を形成する。歪センサ部１１は、被測定物の変形
に応じて変形し、被測定物と同等に歪むような構造を呈
していると共に、図３に示した貼り付けタイプの歪ゲー
ジの例えば約５倍の歪検知感度を有する積層構造のセン
サ部分１１１を有している。このため、タイバー２４よ
りは同じ型締力に応じた歪量が少ないものの、物品を取
り付けるのに適した平面部分を持つアーム２４等に取り
付けることが可能である。尚、歪センサ部１１の出力信
号としては、歪量を抵抗値の高低で表すもの等であって
もよい。歪センサ部１１からの出力信号自体は、微小信
号であるので、アンプ１２を通して増幅する。
【００１７】型締力と上述した歪む部材の歪量とは、所
定の比例定数の比例関係にある。この所定の比例定数
は、部材の材質や形状、予め行う実験、シミュレーショ
ンの結果等から得られる。得られた比例定数は、予め、
型締力制御部１３内にて設定しておく。型締力制御部１
３は、アンプ１２によって増幅された歪センサ部１１か
らの歪量を表す出力信号を、比例定数を用いて型締力に
換算する。
定の比例定数の比例関係にある。この所定の比例定数
は、部材の材質や形状、予め行う実験、シミュレーショ
ンの結果等から得られる。得られた比例定数は、予め、
型締力制御部１３内にて設定しておく。型締力制御部１
３は、アンプ１２によって増幅された歪センサ部１１か
らの歪量を表す出力信号を、比例定数を用いて型締力に
換算する。
【００１８】さらに、この型締力をその時点の実型締力
として用い、この実型締力が、予め記憶した所定のしき
い値（通常動作では発生し得ない型締力）以上であるか
否かを判別する。判別の結果、所定のしきい値以上であ
るときは、固定金型と可動金型間との間に異物を挟んで
しまっているなどの異常状態であるとみなす。そして、
実型締力がしきい値未満となるよう、型締力の調整すべ
き量を演算し、これに応じた型締用サーボモータ２６の
駆動量を表す駆動信号をサーボアンプ１４へ出力する。
型締力制御部１３から駆動信号を受けたサーボアンプ１
４は、これをサーボモータを駆動するための所定の信号
形態に変換して型締用サーボモータ２６へ出力する。型
締用サーボモータ２６は、ボールネジ部２７の軸（ある
いは、ナットでもよい）に連結されており、金型保護装
置１３からの駆動信号に基づく型締用サーボモータ２６
の回転運動は直線運動に変換される。この直線運動は、
クロスヘッド２８に伝達され、トグルサポート２５、ク
ロスヘッド２８、ならびに第１および第２のトルクレバ
ー２９および３０と共にトグル構造を構成するアーム２
４により、可動プラテン２３が駆動される。以上のよう
にして型締力がしきい値未満に制限され、予め設定して
ある値以上の異常な型締力が金型に対して加わることが
防止される。
として用い、この実型締力が、予め記憶した所定のしき
い値（通常動作では発生し得ない型締力）以上であるか
否かを判別する。判別の結果、所定のしきい値以上であ
るときは、固定金型と可動金型間との間に異物を挟んで
しまっているなどの異常状態であるとみなす。そして、
実型締力がしきい値未満となるよう、型締力の調整すべ
き量を演算し、これに応じた型締用サーボモータ２６の
駆動量を表す駆動信号をサーボアンプ１４へ出力する。
型締力制御部１３から駆動信号を受けたサーボアンプ１
４は、これをサーボモータを駆動するための所定の信号
形態に変換して型締用サーボモータ２６へ出力する。型
締用サーボモータ２６は、ボールネジ部２７の軸（ある
いは、ナットでもよい）に連結されており、金型保護装
置１３からの駆動信号に基づく型締用サーボモータ２６
の回転運動は直線運動に変換される。この直線運動は、
クロスヘッド２８に伝達され、トグルサポート２５、ク
ロスヘッド２８、ならびに第１および第２のトルクレバ
ー２９および３０と共にトグル構造を構成するアーム２
４により、可動プラテン２３が駆動される。以上のよう
にして型締力がしきい値未満に制限され、予め設定して
ある値以上の異常な型締力が金型に対して加わることが
防止される。
【００１９】
【発明の効果】本発明による射出成形機の金型保護装置
は、トグル機構部およびプラテン部のいずれかの構成部
材の外表面にボルトによって固定され、構成部材の歪量
を検知する歪センサ部と、歪センサ部によって検知した
歪量に基づいて得た型締力が所定のしきい値以上である
か否かを判別し、判別の結果が所定のしきい値以上であ
るときは、しきい値未満となるように駆動力発生部を制
御して型締力を制限する型締力制御部とを有するため、
簡素な構造でもって高精度に実際の型締力を検出でき、
さらにその値を利用して金型保護動作を実行できる。
は、トグル機構部およびプラテン部のいずれかの構成部
材の外表面にボルトによって固定され、構成部材の歪量
を検知する歪センサ部と、歪センサ部によって検知した
歪量に基づいて得た型締力が所定のしきい値以上である
か否かを判別し、判別の結果が所定のしきい値以上であ
るときは、しきい値未満となるように駆動力発生部を制
御して型締力を制限する型締力制御部とを有するため、
簡素な構造でもって高精度に実際の型締力を検出でき、
さらにその値を利用して金型保護動作を実行できる。
【図１】本発明の実施の一形態による射出成形機の金型
保護装置を示す図である。
保護装置を示す図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）共に、図１に示す歪センサ
部を示す図である。
部を示す図である。
１１ 歪センサ部 １２ アンプ １３ 型締力制御部 １４ サーボアンプ １５ アブソリュートエンコーダ ２０ トグル式型締装置 ２１ 固定プラテン ２２ タイバー ２３ 可動プラテン ２４ アーム ２５ トグルサポート ２６ 型締用サーボモータ ２７ ボールネジ部 ２８ クロスヘッド ２９ 第１のトルクレバー ３０ 第２のトルクレバー １１１ センサ部分 １１２ 金具部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 45/64 - 45/68 B29C 45/76 - 45/84 B22D 17/26,17/32 G01L 1/00,1/22
Claims (1)
- 【請求項１】 駆動力発生源を持つ駆動力発生部と、前
記駆動力発生部による駆動力を倍増して出力するトグル
機構部と、固定金型を取り付ける固定プラテンおよび可
動金型を取り付ける可動プラテンを持ち、可動プラテン
にてトグル機構部の出力を受けるプラテン部とを備えた
トグル式型締装置を有する射出成形機に用いられ、予め
設定してある値以上の異常な型締力が金型に対して加わ
ることを防止する射出成形機の金型保護装置において、
前記トグル機構部および前記プラテン部のいずれかの構
成部材の外表面にボルトによって固定され、該構成部材
の歪量を検知する歪センサ部と、前記歪センサ部によっ
て検知した歪量に基づいて得た型締力が所定のしきい値
以上であるか否かを判別し、判別の結果が所定のしきい
値以上であるときは、しきい値未満となるように駆動力
発生部を制御して型締力を制限する型締力制御部とを有
することを特徴とする射出成形機の金型保護装置。
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| JP8070304A JP3047216B2 (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 射出成形機の金型保護装置 |
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| JP8070304A JP3047216B2 (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 射出成形機の金型保護装置 |
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Family Applications (1)
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-
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