JP3828750B2 - 型締装置、型締力測定方法および型締力調整方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイカストマシンや射出成形装置等の成形装置に適用されるトグル式型締機構を有する型締装置、型締装置の型締力測定方法および型締力調整方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえば、ダイカストマシンの型締装置においては、射出時の溶湯の射出圧力に負けない金型の型締力が必要とされる。型締装置の方式としては、可動金型を直接押圧する直圧式型締装置とトグル機構を介して押圧するトグル式型締装置に大別される。
トグル式型締装置では、トグル機構の自己ロック機構が働くので直圧式型締装置に比べて省エネルギであるなどの種々の利点がある。
【0003】
ここで、トグル式型締装置の構成の一例を図1〜図4を参照して説明する。
図1は、トグル式型締装置の構成を示す縦断面図であり、中心線CLより上半分は型閉じ開始前の状態を示しており、下半分は型閉じ完了状態を示している。また、図2は、図1に示す型締装置の側面図である。
図1および図2において型締装置200は、固定金型4bおよび可動金型4aからなる金型4、リンクハウジング1、固定金型4bが取り付けられた固定ダイプレート2、可動金型4aが取り付けられた可動ダイプレート3、ベース5、トグル機構6、クロスヘッド7、油圧シリンダ8、ピストンロッド9、ガイドロッド10およびタイバー11と備えている。
【0004】
また、型締装置200は、可動ダイプレート3とリンクハウジング1との間に、3つのリンク6a,6b,6cからなる上下一対のトグル機構6を備えている。
固定ダイプレート2はベース5に固定されており、リンクハウジング1および可動ダイプレート3はベース5上を移動可能に設けられている。
リンクハウジング1と可動ダイプレート3とは、図2に示すように、タイバー11によって連結されており、タイバー11は通常4本設けられている。
トグル機構6のリンク6cはクロスヘッド7と回転自在に連結されており、リンクハウジング1の外端面の略中心部には、油圧シリンダ8が装着されており、この油圧シリンダ8のピストンロッド9の先端はクロスヘッド7に連結されている。
【0005】
クロスヘッド7は、ガイドロッド10に移動自在に案内されており、このクロスヘッド7はピストンロッド9の移動に応じてガイドロッド10に沿って移動する。
図2に示すように、トグル機構6のリンク6a,6b,6cを折り畳んだ状態から、油圧シリンダ8のピストンロッド9を前進させてリンク6a,6b,6cを伸長させると、可動ダイプレート3が固定ダイプレート2に向かって移動し、図3に示すように、可動金型4aが固定金型4bに接触する。図3に示す状態では、トグル機構6のリンク6a,6b,6cは、完全に伸び切った状態ではなく、可動金型4aと固定金型4bとの間に型締力は発生していない。また、可動金型4aと固定金型4bとが接触し、かつ、これらの間に型締力が発生していない状態での可動ダイプレート3と固定ダイプレート2との距離H0 をダイハイトと呼んでいる。
【0006】
この状態から、ピストンロッド9をさらに前進させると、トグル機構6のリンク6a,6b,6cは、図4に示すように略一直線の状態となり、自己ロック状態となる。また、トグル機構6の伸長によって、リンクハウジング1と固定ダイプレート2とを連結しているタイバー11が弾性変形によって引き延ばされ、このタイバー11の変形量に応じた型締力が可動金型4aと固定金型4bとの間に発生し、このタイバー11の変形量に応じた移動量でリンクハウジング1もベース5上を移動する。
上記構成の型締装置200おける型締力の調整や金型4の変更によりダイハイトH0 を変更する場合には、リンクハウジング1の固定ダイプレート2に対する位置調整によって行う。
【0007】
リンクハウジング1の位置調整を行うための位置調整装置としては、たとえば、平歯車式の位置調整装置や、他にチェーン式やウォーム歯車式の位置調整装置が知られており、このような位置調整装置はリンクハウジング1に内蔵されている。
位置調整装置は、基本的には、4本のタイバー11にぞれぞれ螺合するタイバーナットを備えており、これらのタイバーナットを同期させて回転制御することにより、リンクハウジング1をタイバー11に沿って移動させることができる構成となっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成のトグル式型締装置200における型締力の測定は、たとえば、特公平5−74770号公報に開示されているように、タイバー11のリンクハウジング1側の端部に電気式ロードメータを埋め込み、この電気式ロードメータによってタイバー11の型締時の変形量を直接検出し、この変形量に基づいて型締力を求める方法を採用していた。
しかしながら、この方法では、電気式ロードメータのコストが高く、また、電気式ロードメータの取付加工が煩雑であり、製造コストが上昇し、検出精度を維持するのも難しい等の不利益が存在した。
【0009】
このような不利益を解消するため、タイバー11の変形量を直接測定するのではなく、図1に示したような型開状態から図4に示した型締状態に移ったときのリンクハウジング1のベース5に対する移動量を検出し、この移動量に基づいて型締力を算出する方法が、たとえば、特公平5−36219号公報に開示されている。すなわち、型開状態から型締状態に移ったときのリンクハウジング1の移動量をタイバー11の変形量として型締力を算出する。
しかしながら、リンクハウジング1とタイバー11との間には、上記した位置調整装置が介在しており、この位置調整装置の、たとえば、タイバー11とこれに螺合するタイバーナットとの間のバックラッシュ等の機械的誤差が存在すると、検出したリンクハウジング1の移動量にこの機械的誤差が含まれる。このため、型開状態から型締状態に移ったときのリンクハウジング1の移動量とタイバー11の変形量とが正確に一致しないことがあり、上記の方法では、型締力の正確な測定が難しかった。
特に、型締力を調整したり金型4の変更によりダイハイトH0 を変更するためにリンクハウジング1の位置を位置調整装置により調整した後に、タイバーとタイバーナットとの間のバックラッシュの影響を受けやすく、型締力を正確に測定できなかった。
【0010】
本発明の目的は、型締装置におけるタイバーの変形量を直接検出するロードメータ等のセンサを使用せずに、型締力の測定を正確に行うことができる型締装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、型締力を正確にかつ自動的に調整することができる型締装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、タイバーの変形量を直接検出するロードメータ等のセンサを使用せずに型締力の測定を正確に行うことができる型締力測定方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、型締力を正確に調整することができる型締力調整方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の型締装置は、ベース上に固定され、固定金型を保持する固定ダイプレートと、前記固定金型に対向させて可動金型を保持し、前記ベース上を移動可能な可動ダイプレートと、前記可動ダイプレートを間にして前記固定ダイプレートとタイバーによって連結され、前記ベース上を移動可能なリンクハウジングと、前記可動ダイプレートと前記リンクハウジングとを離隔させることにより、前記タイバーを通じて前記可動ダイプレートと前記固定ダイプレートとの間に型締力を発生させるトグル機構と、前記リンクハウジングと前記タイバーとの間に設けられ、当該リンクハウジングの前記タイバーに対する位置調整を可能に当該リンクハウジングとタイバーとを連結する位置調整手段と、前記トグル機構により前記可動金型が所定の型開位置から型閉方向へ移動しており、かつ、前記可動金型が前記固定金型に接触する前の型締力が発生していない状態での前記リンクハウジングの前記ベース上における第1の位置と、型締が完了した状態での前記リンクハウジングの前記ベース上における第2の位置を検出するリンクハウジング位置検出手段と、前記リンクハウジング位置検出手段によって検出した前記第1および第2の位置の差に基づいて、型締力を算出する型締力算出手段とを有し、前記リンクハウジング位置検出手段は、前記リンクハウジングの前記ベース上における位置を検出する位置検出器と、前記可動ダイプレートが前記所定の型開位置から型閉方向へ移動し、かつ、型締力が発生していない状態を検出する第1の状態検出手段と、型締が完了した状態を検出する第2の状態検出手段と、前記位置検出器の検出信号と、前記第1および第2の状態検出手段の検出信号とに基づいて、前記第1および第2の位置を特定する位置取得部とを有する。
【0013】
本発明の型締力測定方法は、ベース上に固定され、固定金型を保持する固定ダイプレートと、前記固定金型に対向して可動金型を保持し、前記ベース上を移動可能な可動ダイプレートと、前記可動ダイプレートを間にして前記固定ダイプレートとタイバーによって連結され、前記ベース上を移動可能なリンクハウジングと、前記可動ダイプレートと前記リンクハウジングとを離隔させることにより、前記タイバーを通じて前記可動ダイプレートと前記固定ダイプレートとの間に型締力を発生させるトグル機構と、前記リンクハウジングと前記タイバーとの間に設けられ、当該リンクハウジングの前記タイバーに対する位置調整を可能に当該リンクハウジングとタイバーとを連結する位置調整手段と、を備えた型締装置における型締力測定方法であって、前記トグル機構を動作させて、前記可動ダイプレートを所定の開位置から前記固定ダイプレートに向けて移動させ、前記トグル機構により前記可動ダイプレートが移動し、かつ、前記可動金型が前記固定金型に接触する前の型締力が発生していない状態における前記リンクハウジングの前記ベース上における第1の位置を検出し、型締が完了した状態における前記リンクハウジングの前記ベース上における第2の位置を検出し、前記検出したリンクハウジングの第1および第2の位置から当該リンクハウジングの移動量を算出し、算出した前記移動量に基づいて、型締力を算出し、前記第1の位置の検出及び前記第2の位置の検出では、位置検出器により前記リンクハウジングの前記ベース上における位置を検出し、第1の状態検出手段により前記可動ダイプレートが前記所定の型開位置から型閉方向へ移動し、かつ、型締力が発生していない状態を検出し、第2の状態検出手段により型締が完了した状態を検出し、前記位置検出器の検出信号と、前記第1および第2の状態検出手段の検出信号とに基づいて、前記第1および第2の位置を特定する。
【0014】
本発明の型締力調整方法は、ベース上に固定され、固定金型を保持する固定ダイプレートと、前記固定金型に対向して可動金型を保持し、前記ベース上を移動可能な可動ダイプレートと、前記可動ダイプレートを間にして前記固定ダイプレートとタイバーによって連結され、前記ベース上を移動可能なリンクハウジングと、前記可動ダイプレートと前記リンクハウジングとを離隔させることにより、前記タイバーを通じて前記可動ダイプレートと前記固定ダイプレートとの間に型締力を発生させるトグル機構と、前記リンクハウジングと前記タイバーとの間に設けられ、当該リンクハウジングの前記タイバーに対する位置調整を可能に当該リンクハウジングとタイバーとを連結する位置調整手段と、を備えた型締装置における型締力調整方法であって、前記トグル機構を動作させて、前記可動ダイプレートを所定の開位置から前記固定ダイプレートに向けて移動させ、前記トグル機構により前記可動ダイプレートが移動し、かつ、前記可動金型が前記固定金型に接触する前の型締力が発生していない状態における前記リンクハウジングの前記ベース上における第1の位置を検出し、型締が完了した状態における前記リンクハウジングの前記ベース上における第2の位置を検出し、前記検出したリンクハウジングの第1および第2の位置から当該リンクハウジングの移動量を算出し、算出した前記移動量に基づいて、型締力を算出し、前記算出された型締力と、予め設定された目標型締力との差に基づいて、前記型締力が前記目標型締力となるように前記リンクハウジングの前記タイバーに対する位置を補正する補正量を算出し、前記位置調整手段に出力し、前記第1の位置の検出及び前記第2の位置の検出では、位置検出器により前記リンクハウジングの前記ベース上における位置を検出し、第1の状態検出手段により前記可動ダイプレートが前記所定の型開位置から型閉方向へ移動し、かつ、型締力が発生していない状態を検出し、第2の状態検出手段により型締が完了した状態を検出し、前記位置検出器の検出信号と、前記第1および第2の状態検出手段の検出信号とに基づいて、前記第1および第2の位置を特定する。
【0015】
本発明では、所定の型開位置にある可動ダイプレートをトグル型締機構を動作させて、固定金型に向けて移動させる。可動ダイプレートが移動すると、リンクハウジングにはトグル型締機構からの反力が作用する。このリンクハウジングに作用する反力は、リンクハウジングに位置調整手段を介して連結されたタイバーに対しても作用する。
このとき、たとえば、位置調整手段の有するナット部材とこれに螺合するタイバーとの間に、バックラッシュ等の機械的ガタが存在すると、この機械的ガタはリンクハウジングに作用する反力によって除去されることになる。
そして、上記のようにバックラシュが除去された状態におけるリンクハウジングの第1の位置が検出される。
【0016】
さらに、可動金型と固定金型とが型締されると、タイバーが弾性変形により伸び、リンクハウジングは可動ダイプレートから離隔する向きに移動する。
型締が完了した状態でのリンクハウジングの第2の位置が検出される。
型締力算出手段は、上記のように検出された第1および第2の位置の差、すなわち、リンクハウジングの移動量に基づいて型締力を算出する。このリンクハウジングの移動量には、位置調整手段に存在する機械的ガタが含まれないので、算出された型締力は正確な値となる。
【0017】
また、本発明では、上記のようにして算出された型締力と、予め設定された型締力との差から、型締力が目標型締力となるようにリンクハウジングの位置を補正する補正量を算出し、位置調整手段によってリンクハウジングの位置が調整される。このとき、上記のように算出された型締力は正確な値であるので、リンクハウジングの位置も精度良く調整される。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図5は、本発明の一実施形態に係る型締装置の構成図であり、本実施形態に係る型締装置21は、たとえば、ダイカストマシンの型締に適用される。
図5において、型締装置21は、ベース30と、ベース30上に固定された固定ダイプレート22と、固定ダイプレート22に取り付けられた固定金型23と、固定ダイプレート22に対向してベース30上を移動可能に設けられた可動ダイプレート24と、可動ダイプレート24に固定金型23に対向するように取付られた可動金型25と、可動ダイプレート24を間において固定ダイプレート22と4本のタイバー26によって連結されたリンクハウジング27と、リンクハウジング27と可動ダイプレート24との間に設けられたトグル機構28と、リンクハウジング27に設けられトグル機構28を駆動する油圧シリンダ29とを備えている。なお、油圧シリンダ29の代わりに、サーボモータと、このサーボモータの回転運動を直線運動に変換する、たとえば、ボールネジとナットとの組合せからなる伝達機構とを用いてトグル機構28を駆動する構成とすることも可能である。
【0019】
型締装置21は、リンクハウジング27のベース30上での位置を検出するためのリニアセンサ31を備えている。このリニアセンサ31は、ベース30上に固定されセンサスケール32とセンサスケール32に対向するようにリンクハウジング27の所定位置に固定されたセンサヘッド33とを備える。
【0020】
型締装置21は、リミットスイッチ70および支持部材70bによって支持された接点70aを備えている。
リミットスイッチ70は、可動ダイプレート24に設けられている。
【0021】
接点70aは、リンクハウジング27に一端部が固定された支持部材70bの他端部に支持されている。接点70aは、可動金型25が固定金型23に接触する直前位置に移動すると、リミットスイッチ70に接触する位置に配置されている。
リミットスイッチ70、接点70aおよび支持部材70bによって、本発明の第1の状態検出手段を構成している。
【0022】
また、接点70aをリンクハウジング27に保持し、可動ダイプレート24にリミットスイッチ70を保持させる構成としたのは、リンクハウジング27の位置調整によるリンクハウジング27の移動に応じて接点70aおよびリミットスイッチ70を移動させることができるからである。
【0023】
型締装置21は、型締完了信号発生部80を備えている。型締完了信号発生部80には、油圧シリンダ29に設けられた油圧シリンダ29の作動圧を検出する圧力センサ29aの検出信号29sが入力される。型締完了信号発生部80は、圧力センサ29aの検出信号29sに基づいて、トグル機構28が伸びきって型締が完了したことを規定する型締完了信号80sを生成する。
この型締完了信号発生部80は、たとえば、トグル機構28が動作を開始したのち、圧力センサ29aの検出圧力が所定の圧力に達した状態が所定時間継続した場合には、型締が完了したと判断して型締完了信号80sを生成する。
【0024】
型締完了信号発生部80および圧力センサ29aは、本発明の第2の状態検出手段を構成している。なお、油圧シリンダ29の代わりに、サーボモータを用いた場合には、サーボモータの駆動電流に基づいて型締完了信号80sを生成することができる。
なお、型締完了信号発生部80で行う処理を制御装置51内で行う構成とすることも可能である。この場合には、圧力センサ29aの検出信号を制御装置51に直接入力する。
【0025】
型締装置21は、型締装置21を制御する制御装置51を備えている。この制御装置51は、リニアセンサ31のセンサヘッド33、リミットスイッチ70および型締完了信号発生部80からの信号が入力される。また、制御装置51は、油圧シリンダ29を駆動する制御ドライバ65に制御指令を出力する。
【0026】
型締装置21において、トグル機構28は、図1〜図4において説明したトグル機構と同様の構成となっている。このトグル機構28は、可動ダイプレート24とリンクハウジング27との間でトグル機構28が伸縮することにより、可動ダイプレート24とリンクハウジング27との相対位置を変更する。
【0027】
たとえば、図5に示す可動金型25が固定金型23に対して開いた型開位置から、トグル機構28が油圧シリンダ29によって伸長動作すると、可動ダイプレート24とリンクハウジング27とが離隔する。この結果、可動ダイプレート24は矢印Aの向き、すなわち、可動金型25が固定金型23に向かう向きに移動する。
【0028】
可動金型25が固定金型23に接触した状態から、さらに、トグル機構28が伸長すると、リンクハウジング27と固定ダイプレート22とを連結しているタイバー26が弾性変形によって引き延ばされる。このタイバー26の変形量に応じた型締力が可動金型25と固定金型23との間に発生する。このとき、タイバー26の変形量に応じた移動量でリンクハウジング27もベース5上を移動する。
【0029】
上記構成の型締装置21において、可動金型25と固定金型23との間の型締力は、リンクハウジング27の位置によって調整することができる。図5において、全長がL1 のタイバー26の型締力が作用する部分の長さLは、リンクハウジング27のタイバー26に対する位置を調整することで任意に調整できる。
【0030】
リンクハウジング27の位置調整は、たとえば、図6に示すような、リンクハウジング27に内蔵された位置調整装置100によって行う。なお、リンクハウジング27の位置調整は、型締力の調整のためだけでなく、固定金型23および可動金型25の高さ(ダイハイト)が変更された場合にも行う必要がある。
【0031】
図6において、リンクハウジング27に内蔵された位置調整装置100は、駆動歯車102が回転軸に連結されているモータ101と、リンクハウジング27の中心部に回転自在に保持され駆動歯車102と噛合するリングギヤ103と、リングギヤ102に噛合するリンクハウジング27に回転自在に保持された4個のアイドルギヤ104と、アイドルギヤ104と噛合する歯車が外周形成されリンクハウジング27に回転自在に保持されたタイバーナット105とを備えている。なお、タイバーナット105は、本発明のナット部材の一実施態様である。
【0032】
タイバーナット105は、内周部に上記のタイバー26の周囲に形成されたねじ部と螺合するねじ孔が形成されており、このタイバーナット105を介してリンクハウジング27とタイバー26とは連結されている。
モータ101は、図5に示した制御ドライバ65に接続されており、この制御ドライバ65を介して制御装置51によって回転量が制御される。
【0033】
位置調整装置100においては、モータ101が駆動され、駆動歯車102が回転すると、リングギヤ103およびアイドルギヤ104を介して4個のタイバーナット105が同期して回転する。
タイバーナット105が回転すると、リンクハウジング27がタイバー26の軸方向に移動し、モータ101の回転量を制御することにより、リンクハウジング27を所望の位置に移動させることができる。
【0034】
また、リンクハウジング27の位置調整を行った後には、モータ101にブレーキを作用させることにより、リンクハウジング27はタイバー26に対して固定される。
上記構成の位置調整装置100では、複数の歯車を使用しており、また、タイバーナット105はタイバー26と螺合しているため、これらの歯車間やタイバーナット105とタイバー26との間にバックラッシュ等の機械的誤差が存在している。このため、リンクハウジング27にトグル機構28から力が作用するとリンクハウジング27はタイバー26に対してこの機械的誤差の分だけ移動する可能性がある。
【0035】
図7は、上記のリニアセンサ31のセンサスケール32とセンサヘッド33の配置を示す図である。
図7に示すように、センサスケール32はベース30上に設けられ、センサヘッド33はこのセンサスケール32に対向するようにリンクハウジング27に固定されている。
【0036】
リニアセンサ31には、センサヘッド33のセンサスケール32に対する移動量を、磁気的あるいは光学的に検出し、パルス信号として制御装置51に出力するインクリメンタル方式のものを使用してもよい。しかしながら、リンクハウジング27のタイバー26に対する位置、すなわち、図5に示すタイバー26の全長L1 のうち型締力が作用する部分の長さLを検出する必要があるため、アブソリュート式のものを用いるのが好ましい。この場合には、センサヘッド33の検出値がタイバー26の全長L1 のうち型締力が作用する部分の長さLと等しくなるように、リニアセンサ31の基準位置を予め設定する。
【0037】
なお、リニアセンサ31の代わりに、ラックおよびピニオンと、ロータリエンコーダとを用いてリンクハウジング27の位置を検出する構成としてもよい。
【0038】
図8は、上記の制御装置51の構成を示す構成図である。
制御装置51は、位置取得部52と、位置データ記憶部53と、移動量算出部54と、型締力算出部55と、型締力誤差算出部56と、補正量算出部57と、補正指令出力部58と、目標型締力設定部59と、データ記憶部60とを備えている。なお、型締力算出部55は本発明の型締力算出手段の一具体例に対応しており、型締力誤差算出部56、補正量算出部57、補正指令算出部58および補正指令出力部58によって本発明の型締力調整手段を構成している。
【0039】
位置取得部52は、センサヘッド33からのリンクハウジング27の位置検出信号33sと、リミットスイッチ70の検出信号70sと、型締完了信号発生部80からの型締完了信号80sが入力される。
位置取得部52は、リミットスイッチ70の検出信号70sの入力に応じて、位置検出信号33sに基づくリンクハウジング27の第1の位置を特定し、この第1の位置データを位置データ記憶部53に出力する。この第1の位置データから、L2 で定義される無負荷状態の(非変形時の)タイバー26の型締力が作用する部分の長さLが特定される。
【0040】
また、位置取得部52は、型締完了信号80sの入力に応じて、位置検出信号33sに基づくリンクハウジング27の第2の位置を特定し、この第2の位置データを位置データ記憶部53に出力する。この第2の位置データから、L3 で定義される型締完了時における変形した状態のタイバー26の型締力が作用する部分の長さLが特定される。
【0041】
位置データ記憶部53は、位置取得部52で取得された第1の位置データと第2の位置データとを記憶保持する。
移動量算出部54は、位置データ記憶部53に記憶された各位置データを比較し、リンクハウジング27の移動量ΔLを算出する。移動量ΔLは、L3 −L2となる。この移動量ΔLがタイバー26の変形量である。
【0042】
目標型締力設定部59は、可動金型25と固定金型23との間に発生させる目標型締力Frを設定保持する。この型締力の設定は、たとえば、制御装置51に備わったキーボード等の入力装置を用いて、オペレータが所望の目標型締力Frを入力することにより行う。
【0043】
データ記憶部60は、後述する型締力算出部56および補正量算出部57における型締力あるいは補正量の算出に必要なデータを予め記憶保持している。
データ記憶部60の記憶しているデータは、具体的には、図5に示したタイバー26の直径dおよびタイバー26のヤング率Eである。
【0044】
型締力算出部55は、移動量算出部54において算出されたリンクハウジング27の移動量ΔL、データ記憶部60に記憶されたタイバー26の直径dおよびタイバー26のヤング率Eに基づいて、型締完了時に可動金型25と固定金型23との間に発生する型締力Fを算出する。
【0045】
ここで、型締力Fの算出方法について説明する。
無負荷状態でのタイバー26の型締力が作用する部分の長さLをL2 とし、4本分のタイバー26の断面積をAとすると、移動量ΔLと型締力Fの関係は、次式(1)によって表される。なお、断面積Aは、πd2 である。
【0046】
F/A=E・ΔL/L2 …(1)
【0047】
したがって、型締力Fは次式(2)から求めることができる。
【0048】
F=πd2 ・E・ΔL/L2 …(2)
【0049】
型締力算出部55では、上記(2)式にしたがって型締力Fを算出する。
型締力誤差算出部56は、型締力算出部55で算出された型締力Fと目標型締力設定部59に設定された目標型締力Frとの差ΔFを算出し、補正量算出部557に出力する。
【0050】
補正量算出部57は、算出された型締力Fと目標型締力Frとの差ΔFに基づいて、可動金型25と固定金型23との間に発生する型締力が目標型締力Frになるように、リンクハウジング27のタイバー26に対する位置を補正する補正量Lmを算出し、補正指令出力部58に出力する。
補正量Lmと型締力Fと目標型締力Frとの差ΔFとは次式(3)の関係を有する。
【0051】
ΔF=(πd2 ・E・Lm)/(L2 +Lm) …(3)
【0052】
(3)式において、補正量Lmは無負荷状態でのタイバー26の型締力が作用する部分の長さL2 と比べて無視できる程度に小さい値であるので、補正量Lmは次式(4)で表される。
【0053】
Lm=(ΔF・L2 )/(πd2 ・E) …(4)
【0054】
補正量算出部57において上記の(4)式したがって、計算することにより、補正量Lmが得られる。
【0055】
補正指令出力部58は、補正量算出部57で算出された補正量Lmに基づいて、位置調整装置100のモータ101の制御指令を作成し、制御ドライバ65に出力する。
制御ドライバ65は、補正指令出力部58からの制御指令に応じて、モータ101の回転制御を行い、リンクハウジング27は補正量Lmの分だけ位置調整される。この結果、可動金型25と固定金型23との間に発生する型締力が目標型締力Frに調整される。
【0056】
次に、上記構成の型締装置21における型締力測定方法および型締力調整方法について図9に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、図5に示したように、型締装置21の可動金型25と固定金型23とが開いた型開状態からトグル機構28を伸長させ、可動ダイプレート24を図5の矢印Aの向きに移動させる(ステップS1)。
【0057】
トグル機構28の駆動により、可動ダイプレート24は、リンクハウジング27から離隔していく。
また、制御装置51は、可動ダイプレート24を加速したのち、一定の速度で可動ダイプレート24を移動させる。
このとき、リンクハウジング27には、可動ダイプレート24からトグル機構28を通じて反力が作用する。
【0058】
リンクハウジング27に内蔵された位置調整装置100のタイバーナット105とこれに螺合するタイバー26との間にバックラッシュ等の機械的誤差が存在すると、トグル機構28から作用する図10に示す矢印Bの向きの反力によってリンクハウジング27はこの機械的誤差の分だけ移動し、位置調整装置100に発生していた機械的誤差が除去される(ステップS2)。
【0059】
制御装置51は、可動金型25が固定金型23に所定の距離まで接近したら、可動金型25と固定金型23との接触の際の衝撃を緩和するために、可動ダイプレート24を所定の速度に減速する。
【0060】
次いで、図10に示すように、減速された可動ダイプレート24が、可動金型25と固定金型23とが接触する直前位置に到達すると、リミットスイッチ70に接点70aが接触し、リミットスイッチ70の検出信号70sが制御装置51に入力される(ステップS3)。
【0061】
リミットスイッチ70の検出信号70sの制御装置51への入力によって、センサヘッド33の位置検出信号33sに基づくリンクハウジング27の第1の位置が特定される(ステップS4)。このリンクハウジング27の第1の位置から、図10に示す無負荷状態でのタイバー26の型締力が作用する部分の長さL2が特定される。
【0062】
可動金型25が固定金型23に接触する直前位置に到達した状態から、トグル機構28がさらに伸長動作すると、リンクハウジング27は図10の矢印Bの向きに移動を開始し、これによりタイバー26には負荷が印加されて弾性変形する。タイバー26の変形により、可動金型25と固定金型23とは型締され、トグル機構28が完全に伸びきり自己ロック状態となると型締完了信号発生部80から型締完了信号80sが制御装置1に入力される(ステップS5)。
【0063】
制御装置51では、型締完了信号80sの入力によって、リンクハウジング27の第2の位置が特定される(ステップS6)。これにより、図10に示すように、型締完了時のタイバー26の型締力が作用する部分の長さL3 が特定される。
【0064】
制御装置51では、検出した各長さL2 およびL3 に基づいて、リンクハウジング27の移動量ΔLを算出し、この移動量ΔLから型締力Fを算出する(ステップS7)。
【0065】
次いで、制御装置51では、算出された型締力Fと設定された目標型締力Frからリンクハウジング27の位置の補正量Lmを算出する(ステップS8)。
【0066】
さらに、制御装置51は算出した補正量Lmから換算した制御指令をドライバ65に出力する。これにより、位置調整装置100のモータ101が駆動され、4つのタイバーナット105が同期して回転し、リンクハウジング27がタイバー26に沿って補正量Lmだけ移動して位置調整が行われる(ステップS9)。
【0067】
以上のように、本実施形態では、型締力の測定に必要なリンクハウジング27の第1の位置を可動ダイプレート24の移動中に特定する。
可動ダイプレート24が固定ダイプレートに対して移動すると、可動ダイプレート24からの反力がトグル機構28を通じてリンクハウジング27に作用し、位置調整装置100のタイバーナット105とタイバー26とは確実にかみ合った状態になり、特定された長さL2 には位置調整装置100の機械的誤差の成分が含まれない。
【0068】
可動ダイプレート24が加速中および減速中には、可動ダイプレート24からリンクハウジング27に作用する反力の向きや大きさは一定しない。このため、可動ダイプレート24が加速中または減速中においては、リンクハウジング27の位置も一定しない可能性がある。したがって、リンクハウジング27の第1の位置を正確に特定する観点からは、可動ダイプレート24が一定速度で移動しているときのリンクハウジング27の検出位置から第1の位置を特定するのが好ましい。
【0069】
本実施形態では、可動金型25と固定金型23との接触の際の衝撃を緩和するために、可動金型25が固定金型23に接触する前に可動金型25を低速でかつ一定の速度で移動させる。このため、可動金型25が固定金型23に接触する直前位置においてリンクハウジング27の第1の位置を特定することにより、第1の位置を正確に特定することができる。
【0070】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では、機械的誤差の存在する位置調整装置100として平歯車型のものを一例として挙げたが、他にチェーン式やウォーム歯車式のものでも同様に本発明を適用することができる。
【0071】
【発明の効果】
本発明によれば、型締装置におけるタイバーの変形量を直接検出するロードメータ等のセンサを使用せずに、型締力の測定を正確に行うことができ、かつ、所望の型締力に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、型締装置の構成の一例を示す図である。
【図2】図2は、図1に示す型締装置の側面図である。
【図3】図3は、図1に示す型締装置の型締状態を示す図である。
【図4】図4は、図1に示す型締装置の型締完了状態を示す図である。
【図5】図5は、本発明の一実施形態に係る型締装置の構成図である。
【図6】図6は、リンクハウジングの位置調整装置の構成例を示す図である。
【図7】図7は、リニアセンサ31のセンサスケール32とセンサヘッド33の配置を示す図である。
【図8】図8は、制御装置51の構成を示す構成図である。
【図9】図9は、型締装置21における型締力測定方法および型締力調整方法を説明するためのフローチャートである。
【図10】図10は、型締装置21の動作状態を示す図である。
【符号の説明】
21…型締装置
22…固定ダイプレート
23…固定金型
24…可動ダイプレート
25…可動金型
26…タイバー
27…リンクハウジング
28…トグル機構
29…型締シリンダ
30…ベース
51…制御装置
52…位置取得部
53…位置データ記憶部
54…移動量算出部
55…型締力算出部
56…型締力誤差算出部
57…補正量算出部
58…補正指令出力部
65…制御ドライバ
70…リミットスイッチ
80…型締完了信号発生部
100…位置調整装置
Claims (5)
- ベース上に固定され、固定金型を保持する固定ダイプレートと、
前記固定金型に対向させて可動金型を保持し、前記ベース上を移動可能な可動ダイプレートと、
前記可動ダイプレートを間にして前記固定ダイプレートとタイバーによって連結され、前記ベース上を移動可能なリンクハウジングと、
前記可動ダイプレートと前記リンクハウジングとを離隔させることにより、前記タイバーを通じて前記可動ダイプレートと前記固定ダイプレートとの間に型締力を発生させるトグル機構と、
前記リンクハウジングと前記タイバーとの間に設けられ、当該リンクハウジングの前記タイバーに対する位置調整を可能に当該リンクハウジングとタイバーとを連結する位置調整手段と、
前記トグル機構により前記可動金型が所定の型開位置から型閉方向へ移動しており、かつ、前記可動金型が前記固定金型に接触する前の型締力が発生していない状態での前記リンクハウジングの前記ベース上における第1の位置と、型締が完了した状態での前記リンクハウジングの前記ベース上における第2の位置を検出するリンクハウジング位置検出手段と、
前記リンクハウジング位置検出手段によって検出した前記第1および第2の位置の差に基づいて、型締力を算出する型締力算出手段と
を有し、
前記リンクハウジング位置検出手段は、
前記リンクハウジングの前記ベース上における位置を検出する位置検出器と、
前記可動ダイプレートが前記所定の型開位置から型閉方向へ移動し、かつ、型締力が発生していない状態を検出する第1の状態検出手段と、
型締が完了した状態を検出する第2の状態検出手段と、
前記位置検出器の検出信号と、前記第1および第2の状態検出手段の検出信号とに基づいて、前記第1および第2の位置を特定する位置取得部と
を有する型締装置。 - 前記第1の状態検出手段は、前記可動金型が一定速度で移動しているときの前記リンクハウジングの位置を特定する
請求項1に記載の型締装置。 - 前記第1の状態検出手段は、前記可動金型が前記固定金型に接触する直前に位置している状態で前記リンクハウジングの第1の位置を特定する
請求項2に記載の型締装置。 - ベース上に固定され、固定金型を保持する固定ダイプレートと、
前記固定金型に対向して可動金型を保持し、前記ベース上を移動可能な可動ダイプレートと、
前記可動ダイプレートを間にして前記固定ダイプレートとタイバーによって連結され、前記ベース上を移動可能なリンクハウジングと、
前記可動ダイプレートと前記リンクハウジングとを離隔させることにより、前記タイバーを通じて前記可動ダイプレートと前記固定ダイプレートとの間に型締力を発生させるトグル機構と、
前記リンクハウジングと前記タイバーとの間に設けられ、当該リンクハウジングの前記タイバーに対する位置調整を可能に当該リンクハウジングとタイバーとを連結する位置調整手段と、を備えた型締装置における型締力測定方法であって、
前記トグル機構を動作させて、前記可動ダイプレートを所定の開位置から前記固定ダイプレートに向けて移動させ、
前記トグル機構により前記可動ダイプレートが移動し、かつ、前記可動金型が前記固定金型に接触する前の型締力が発生していない状態における前記リンクハウジングの前記ベース上における第1の位置を検出し、
型締が完了した状態における前記リンクハウジングの前記ベース上における第2の位置を検出し、
前記検出したリンクハウジングの第1および第2の位置から当該リンクハウジングの移動量を算出し、
算出した前記移動量に基づいて、型締力を算出し、
前記第1の位置の検出及び前記第2の位置の検出では、
位置検出器により前記リンクハウジングの前記ベース上における位置を検出し、
第1の状態検出手段により前記可動ダイプレートが前記所定の型開位置から型閉方向へ移動し、かつ、型締力が発生していない状態を検出し、
第2の状態検出手段により型締が完了した状態を検出し、
前記位置検出器の検出信号と、前記第1および第2の状態検出手段の検出信号とに基づいて、前記第1および第2の位置を特定する
型締力測定方法。 - ベース上に固定され、固定金型を保持する固定ダイプレートと、
前記固定金型に対向して可動金型を保持し、前記ベース上を移動可能な可動ダイプレートと、
前記可動ダイプレートを間にして前記固定ダイプレートとタイバーによって連結され、前記ベース上を移動可能なリンクハウジングと、
前記可動ダイプレートと前記リンクハウジングとを離隔させることにより、前記タイバーを通じて前記可動ダイプレートと前記固定ダイプレートとの間に型締力を発生させるトグル機構と、
前記リンクハウジングと前記タイバーとの間に設けられ、当該リンクハウジングの前記タイバーに対する位置調整を可能に当該リンクハウジングとタイバーとを連結する位置調整手段と、を備えた型締装置における型締力調整方法であって、
前記トグル機構を動作させて、前記可動ダイプレートを所定の開位置から前記固定ダイプレートに向けて移動させ、
前記トグル機構により前記可動ダイプレートが移動し、かつ、前記可動金型が前記固定金型に接触する前の型締力が発生していない状態における前記リンクハウジングの前記ベース上における第1の位置を検出し、
型締が完了した状態における前記リンクハウジングの前記ベース上における第2の位置を検出し、
前記検出したリンクハウジングの第1および第2の位置から当該リンクハウジングの移動量を算出し、
算出した前記移動量に基づいて、型締力を算出し、
前記算出された型締力と、予め設定された目標型締力との差に基づいて、前記型締力が前記目標型締力となるように前記リンクハウジングの前記タイバーに対する位置を補正する補正量を算出し、前記位置調整手段に出力し、
前記第1の位置の検出及び前記第2の位置の検出では、
位置検出器により前記リンクハウジングの前記ベース上における位置を検出し、
第1の状態検出手段により前記可動ダイプレートが前記所定の型開位置から型閉方向へ移動し、かつ、型締力が発生していない状態を検出し、
第2の状態検出手段により型締が完了した状態を検出し、
前記位置検出器の検出信号と、前記第1および第2の状態検出手段の検出信号とに基づいて、前記第1および第2の位置を特定する
型締力調整方法。
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