JP4673119B2

JP4673119B2 - 型締装置

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Publication number: JP4673119B2
Application number: JP2005115919A
Authority: JP
Inventors: 純小池; 隆紀宮内; 誠西沢; 伸之室井
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2005-04-13
Filing date: 2005-04-13
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2025-04-13
Also published as: JP2006289860A

Description

本発明は、射出成形工程においてコアバック動作を行う型締装置に係り、特にコアバック時における移動盤の位置制御の精度向上および操作性の向上を図った型締装置に関する。

従来、射出成形機などにより発泡材が混合された材料を成形する場合には、成形工程中にコアバックといわれる動作が行われる。コアバックとは、材料の大部が溶融状態のうちに、移動金型を取付けた移動盤を低速後退させる動作のことをいう。ここで移動盤の後退とは、移動盤を固定盤から離間する方向に移動させることである。このコアバックにより、金型内の圧力を低下させ、発泡材の発泡を促進している（例えば特許文献１参照）。

型締装置は、このコアバックを行うために、ハーフナットを介して移動盤が固定されるタイバーと、このタイバーを進退させるサーボモータとを備えている。このサーボモータとしては、コアバックを行うため専用のコアバック用サーボモータが設けられることもある。またこのサーボモータとしては、移動盤とタイバーとの固定位置を調整するために設けられる型厚調整用のサーボモータで兼用される場合もある。

このようなサーボモータを用いてタイバーを進退させてコアバックを行う場合には、コアバック時の移動金型の移動量は、タイバーを進退させるサーボモータに内蔵される位置検出器により測定される。すなわち、この位置検出器によりサーボモータが進退させたタイバーの移動量を測定し、タイバーの移動量が移動金型の移動量と一致するものとして、移動盤の位置制御を行っている。
特開２００４−３１４４９２号公報（第６頁上段）

従来の型締装置では、前記したハーフナットとタイバーの係合溝との間には、両者がスムーズに係合するために、隙間が形成されている。従って、実際の移動金型の移動量とタイバーの移動量とでは、この隙間分の誤差が生じる可能性がある。従って、前記した位置検出器により移動盤の位置制御を行う場合、移動盤の位置制御のために制御装置に設定されたコアバック量と、実際の移動金型の移動量とは一致しない場合もあった。

そこで従来、移動盤の位置制御のためのコアバック量を設定するためには、試行錯誤的な手順が必要となる。つまり、まずおおよそのコアバック量を設定してコアバックを行い、その製品の肉厚を測定する。製品の肉厚が所望の値より大きい場合には、コアバック量の設定を小さくする。逆に、製品の肉厚が所望の値より小さい場合には、コアバック量の設定を大きくする。そしてこの手順を、製品の肉厚が所望の値と一致するまで繰り返し行う。従って、コアバック量を設定するには、非常に時間がかかることもあった。

本発明の目的は、コアバック時の移動金型の位置の測定精度を高め、移動盤の位置制御の精度向上および操作性の向上を図った型締装置を得ることにある。

ここでコアバック工程とは、材料の大部が溶融状態のうちに、移動金型を取付けた移動盤を低速で固定盤から離間させ、発泡材の発泡を促進する工程のことである。

一つの形態に係る型締装置は、
フレームと、前記フレームに載置され固定金型が取付けられる固定盤と、前記固定盤に進退自在に取付けられ、係合溝を有したタイバーと、前記タイバーを進退させるタイバー用サーボモータと、前記タイバーに沿って前記固定盤に対して進退自在であり移動金型が取付けられる移動盤と、前記タイバーの係合溝に噛み合うことで前記移動盤を前記タイバーに着脱自在に固定するハーフナットと、ボールねじを介して前記移動盤を進退させ型開閉を行う型開閉用サーボモータと、前記型開閉用サーボモータの回転数を測定することで前記移動金型の位置を検出する位置検出装置と、コアバック工程において前記ハーフナットにより前記移動盤と前記タイバーとを固定し、前記タイバー用サーボモータを駆動して前記移動盤を前記固定盤から離間する方向に移動させるとともに、前記移動盤の移動に従って回転する前記型開閉用サーボモータの回転数から前記位置検出装置により前記移動金型の位置を検出し、その検出結果に基づいて前記タイバー用サーボモータを駆動することで、前記タイバーの係合溝と前記ハーフナットとの間に存在する隙間が誤差として入り込むのを避けながら前記タイバー用サーボモータを用いて前記移動盤の位置制御を行う制御装置と、を具備する。

他の形態に係る型締装置は、
フレームと、前記フレームに載置され固定金型が取付けられる固定盤と、前記固定盤に取付けられ、係合溝を有したタイバーと、前記タイバーに沿って前記固定盤に対して進退自在であり移動金型が取付けられる移動盤と、前記固定盤に対して前記移動盤を挟んで反対側に設けられ前記固定盤に対して進退自在な油圧型締シリンダと、前記油圧型締シリンダに進退自在に取付けられ自身が進退することで前記移動盤を進退させる型締ラムと、前記型締ラムを進退させるラム用サーボモータと、前記タイバーの係合溝に噛み合うことで前記油圧型締シリンダを前記タイバーに着脱自在に固定するハーフナットと、ボールねじを介して前記移動盤を進退させ型開閉を行う型開閉用サーボモータと、前記型開閉用サーボモータの回転数を測定することで前記移動金型の位置を検出する位置検出装置と、コアバック工程において前記ハーフナットにより前記油圧型締シリンダを前記タイバーに固定し、前記ラム用サーボモータを駆動して前記移動盤を前記固定盤から離間する方向に移動させるとともに、前記移動盤の移動に従って回転する前記型開閉用サーボモータの回転数から前記位置検出装置により前記移動金型の位置を検出し、その検出結果に基づいて前記ラム用サーボモータを駆動することで、前記タイバーの係合溝と前記ハーフナットとの間に存在する隙間が誤差として入り込むのを避けながら前記ラム用サーボモータを用いて前記移動盤の位置制御を行う制御装置と、を具備する。

この構成によれば、位置検出装置により移動金型の位置の良好な測定が行える。この位置検出装置の検出結果に基づき移動盤の位置制御を行うことで、移動盤の位置制御の精度向上を図ることができる。また実際の移動金型の移動量を、移動盤の位置制御のために設定されたコアバック量に近づけることができ、型締装置の操作性の向上を図ることができる。

以下に本発明の実施の形態を、射出成形機の型締装置に適用した図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る型締装置１１を開示している。図１に示すように、型締装置１１は、フレーム１２、固定盤１３、タイバー１４、タイバー用サーボモータ１５、移動盤１６、固定機構としてのハーフナット１７、位置検出装置としてのリニアスケール１８、出力装置としてのモニタ１９、および制御装置２０を備えている。

フレーム１２は、型締装置１１の土台を形成する。固定盤１３は、フレーム１２の上に載置されている。固定盤１３の前面には固定金型２５が取付けられている。
固定盤１３の内部には、油圧型締シリンダ２６が設けられている。固定盤１３には、複数本のタイバー１４が進退自在に取付けられている。具体的には、タイバー１４は、基端部にピストン部２７を有する。このピストン部２７が油圧型締シリンダ２６に取付けられている。これにより油圧型締シリンダ２６の内部には、ピストン部２７を挟んで、型締側室２８と、型開側室２９の２つのシリンダ室が形成される。

型締側室２８に作動油が供給されると、タイバー１４が後退する。タイバー１４の後退とは、タイバー１４が図１において右側に移動することをいう。型開側室２９に作動油を供給すると、タイバー１４が前進する。タイバー１４の前進とは、タイバー１４が図１において左側に移動することである。またタイバー１４の外周面には鋸歯、ねじ山または環状溝からなる係合溝１４ａが設けられている。

固定盤１３の背面には、仕切り壁３１が取付けられている。ピストン部２７の基端部２７ａは、この仕切り壁３１を貫通して突出している。ピストン部２７の仕切り壁３１を貫通した部位の軸心部には、ナット部３２が取付けられている。ナット部３２はボールねじ３３の一部を構成する。ボールねじ３３は送りねじである。

仕切り壁３１において、油圧型締シリンダ２６が取付けられた面とは反対側の面には、位置決めボックス３４が取付けられている。位置決めボックス３４の背面には、ピストン部２７と同軸上に軸受３６が取付けられている。位置決めボックス３４の背面とは、仕切り壁３１に取付けられている面に対して反対側の面のことである。軸受３６には、ボールねじ３３のねじ軸３７が回動自在に支持されている。

ねじ軸３７の先端部には、ねじ部３７ａが設けられている。このねじ部３７ａがナット部３２に螺合している。ねじ軸３７の基端部は、位置決めボックス３４の背面から突出している。この突出部には、従動プーリ３８が取付けられている。
位置決めボックス３４の外部には、タイバー用サーボモータ１５が取付けられている。タイバー用サーボモータ１５には駆動プーリ３９が設けられている。駆動プーリ３９と従動プーリ３８との間にはタイミングベルト４１が掛け渡されている。

従って、タイバー用サーボモータ１５が駆動すると、ボールねじ３３のねじ軸３７が回転する。ねじ軸３７の回転運動は、ナット部３２を介してピストン部２７の直線運動に変換される。すなわち、タイバー用サーボモータ１５を駆動することで、タイバー１４を進退させることができる。

移動盤１６は、フレーム１２に載置されている。移動盤１６は、タイバー１４に沿って、固定盤１３に対して近接または離間する方向に進退自在である。移動盤１６の前面には、移動金型４２が取付けられている。移動盤１６の前面とは、固定盤１３を臨む面である。移動金型４２は、固定金型２５に対向して取付けられる。固定金型２５と移動金型４２の型面が接することにより、固定金型２５と移動金型４２との間に、キャビティ４３が形成される。

移動盤１６の側面には、リニアスケール１８の第１の部品としての検出器１８ａが取付けられている。検出器１８ａは、移動盤１６が進退したとき、移動盤１６に従って進退する。
一方、固定盤１３の前面において、縦方向の略中央部には、リニアスケール１８の第２の部品としてのスケール本体１８ｂが固定されている。具体的には、スケール本体１８ｂは、長手方向を水平にして、かつ、スケール本体１８ｂが移動盤１６に取付けられた検出器１８ａの下面に沿うように固定される。すなわち、検出器１８ａが移動盤１６に従って進退するとき、検出器１８ａはスケール本体１８ｂの上を進退する。

リニアスケール１８は、検出器１８ａがスケール本体１８ｂの上を進退することで、スケール本体１８ｂに対する検出器１８ａの相対変位を検出する。リニアスケール１８は、この相対変位を検出することで、固定盤１３に対する移動盤１６の相対位置を特定し、移動盤１６に取付けられた移動金型４２の位置を検出する。

また移動盤１６の側面には、ナット部４５が固定されている。型開閉用サーボモータ４６は、図示しないブラケットを介してフレーム１２に取付けられている。型開閉用サーボモータ４６の回転軸には、ねじ軸４７が取付けられている。ねじ軸４７はねじ部４７ａを有する。ねじ部４７ａは、ナット部４５に螺合している。このねじ軸４７とナット部４５によりボールねじ４８が構成される。ボールねじ４８は送りねじである。

従って、型開閉用サーボモータ４６を駆動すると、ねじ軸４７が回転する。ねじ軸４７の回転運動は、ナット部４５を介して移動盤１６の直線運動に変換される。すなわち、型開閉用サーボモータ４６を駆動することで、移動盤１６を進退させることができる。これにより固定金型２５に対して移動金型４２が型開閉する。

また型開閉用サーボモータ４６は、内部に他の位置検出装置としてのロータリーエンコーダ４９を備える。ロータリーエンコーダ４９は、型開閉用サーボモータ４６の回転数を測定することで、移動盤１６の位置を特定し、移動金型４２の位置を検出する。

移動盤１６の背面には、ハーフナット１７が取付けられている。ハーフナット１７は、タイバー１４の係合溝１４ａに係脱する。ハーフナット１７は、開閉シリンダ５１によって径方向に駆動される。
ハーフナット１７が係合溝１４ａと噛み合う方向に駆動されたとき、移動盤１６がタイバー１４に固定される。ハーフナット１７が係合溝１４ａから離脱する方向に駆動されたとき、移動盤１６とタイバー１４との固定が解除される。移動盤１６とタイバー１４との固定が解除されると、移動盤１６がタイバー１４に沿って移動可能となる。

制御装置２０は、タイバー用サーボモータ１５と型開閉用サーボモータ４６とに配線５３を介して接続されている。制御装置２０は、この配線５３を介してタイバー用サーボモータ１５および型開閉用サーボモータ４６に制御信号を伝達する。これにより制御装置２０は、タイバー用サーボモータ１５と型開閉用サーボモータ４６とを制御する。

また制御装置２０は、配線５４およびモニタ１９を介して、リニアスケール１８の検出器１８ａに接続されている。これにより制御装置２０は、リニアスケール１８からの検出結果を受け取る。制御装置２０は、この検出結果に基づき、タイバー用サーボモータ１５を駆動し、移動盤１６の位置制御を行う。
制御装置２０はさらに、リニアスケール１８から受け取った検出結果に基づき、移動金型４２の移動量を算出する。

モニタ１９は、配線５４を介して、リニアスケール１８の検出器１８ａに接続されている。これによりモニタ１９は、リニアスケール１８からの検出結果を受け取る。
またモニタ１９は、制御装置２０に配線を介して接続されている。これによりモニタ１９は、制御装置２０から算出した移動金型４２の移動量に関する情報を受け取る。
モニタ１９は、図示しない表示画面を有する。モニタ１９は、この表示画面に、例えばリニアスケール１８の検出器１８ａから受け取った移動金型４２の現在位置の情報と、制御装置２０が算出した移動金型４２の移動量に関する情報とを表示する。

次に、型締装置１１を用いた型締方法について説明する。
まず、固定金型２５と移動金型４２の取付けおよび型厚調整工程を行う。その後、制御装置２０に、コアバック工程における移動金型４２の移動量（すなわちコアバック量）を設定する。具体的には、製品の設計と材料から必要なコアバック量を算出し、この算出した値を制御装置２０に入力する。

次に、型締動作およびコアバック動作を含む射出成形サイクルに入る。
まず、型閉じ動作を行う。具体的には、移動盤１６を型閉め限まで移動させ、ハーフナット１７をタイバー１４の係合溝１４ａに係合させることで、移動盤１６をタイバー１４に固定する。ここで型閉め限とは、移動金型４２と固定金型２５とが接する直前の位置のことである。

型閉じ動作後、射出工程に入る。射出工程では、油圧型締シリンダ２６の型締側室２８に作動油が供給され、タイバー１４を後退させる。ここでタイバー１４には移動盤１６が固定された状態のため、移動盤１６がタイバー１４に従って移動する。これにより移動金型４２と固定金型２５とが型締めされる。移動金型４２と固定金型２５とが型締された状態で、図示しない射出ノズルから材料が射出され、材料がキャビティ４３に充填される。材料の一例は溶融樹脂である。

ここで材料に発泡材が混合されている場合、キャビティ４３内で発泡材の発泡を促進するため、移動盤１６を後退させるコアバック動作を行う。
コアバック動作は、制御装置２０によりタイバー用サーボモータ１５を駆動することにより行う。すなわち、タイバー用サーボモータ１５を駆動し、ボールねじ３３およびタイバー１４を介して、移動盤１６を低速後退させる。

移動盤１６が低速後退すると、それに従い、移動盤１６に取付けられた検出器１８ａがスケール本体１８ｂ上を後退する。検出器１８ａがスケール本体１８ｂに沿って後退する
ことで、移動金型４２の移動量が検出される。そして、その検出値が配線５４を介してモニタ１９、ならびに、配線５４およびモニタ１９を介して制御装置２０に送られる。

制御装置２０は、モニタ１９から検出器１８ａの検出値を受け取り、移動金型４２の移動量を算出する。算出された移動金型４２の移動量に関する情報は、モニタ１９に送られる。
モニタ１９は、リニアスケール１８の検出器１８ａから受け取った検出値、および制御装置２０から受け取った移動金型４２に関する情報を、表示画面にリアルタイムに表示する。

また制御装置２０は、前記した設定したコアバック量と、算出した移動金型４２の移動量との比較を行う。移動金型４２の移動量が設定したコアバック量に達していない場合は、タイバー用サーボモータ１５に対して駆動を続ける旨の制御信号を送る。
そして再び制御装置２０は検出器１８ａから検出値を受け取り、設定したコアバック量と移動金型４２の移動量との比較を行う。そしてさらにその結果に基づき、タイバー用サーボモータ１５に対して制御信号を送る。この作業を、設定したコアバック量と移動金型４２の移動量とが一致するまで繰り返し行う。そして、移動金型４２の移動量が設定したコアバック量に達した場合、タイバー用サーボモータ１５に対して駆動を停止する旨の制御信号を送る。

これにてコアバック工程が終了する。その後、保圧および冷却工程を経て、成形品が成形される。そして最後に型開き工程を行い、成形品を取り出すことで、射出成形の１サイクルが完了する。

このような構成の型締装置１１によれば、移動金型４２の位置は、スケール１８の検出器１８ａのスケール本体１８ｂに対する相対変位から、移動盤１６の固定盤１３に対する相対位置を特定することで検出される。すなわち、タイバー１４などを介さずに、移動盤１６の位置を直接検出するので、測定値に誤差が入り込む余地が少ない。つまり、リニアスケール１８が検出した結果に基づいて移動盤１６の位置制御を行うことで、移動盤１６の位置制御の精度を向上する。

また、リニアスケール１８が検出した結果に基づいて移動盤１６の位置制御を行うことで、実際の移動金型４２の移動量を、移動盤１６の位置制御のために設定されたコアバック量に近づけることができる。すなわち、コアバック量を設定する時間を短縮することができ、操作性の向上を図った型締装置を得ることができる。

本実施形態では、リニアスケール１８は、固定盤１３の縦方向の略中央部分に取付けられている。固定盤１３および移動盤１６の周縁部は、コアバック時に剛性の問題で前後にたわむ可能性がある。そこで、リニアスケール１８を固定盤１３の縦方向の略中央部に取付けることで、このようなたわみの影響を最も少なくすることができる。すなわち、移動金型４２の位置の測定に誤差が入り込む可能性をさらに少なくなる。

リニアスケール１８は、固定盤１３と移動盤１６とにわたって取付けられる。従って、型締装置１１に取付ける金型を交換しても、リニアスケールを新たに取付けたりする必要がない。

モニタ１９には、移動金型４２の移動量がリアルタイムで表示される。すなわち、移動盤１６が制御装置２０の指令通りに動かない場合などは、操作者はすぐにそのことを認知することができる。そして、移動盤１６の制御を再設定するなど柔軟に対処することができる。従ってさらに操作性の向上を図った型締装置を得ることができる。

なお、本実施形態では、リニアスケール１８は、移動盤１６に取付けられた検出器１８ａと、固定盤１３に固定されたスケール本体１８ｂとを備えている。しかしリニアスケール１８の配置方法はこれに限られない。例えば、検出器１８ａを固定盤１３に取付け、スケール本体１８ｂを移動盤１６に取付けてもよい。

本実施形態では、リニアスケール１８を型締装置１１の縦方向の略中央部に設けたが、リニアスケールの配置位置はこれに限られず、図１中に２点鎖線で示すように、移動盤１６の底部に設けた検出器６１ａと固定盤１３の底部に設けたスケール本体６１ｂなどを有するリニアスケール６１を設けてもよい。また移動盤１６に取付けた検出器６２ａと、フレーム１２に取付けたスケール本体６２ｂとを有するリニアスケール６２を設けてもよい。

リニアスケールとしては、図１中に２点鎖線で示すように、移動金型４２に取付けた検出器６３ａと、固定金型２５に取付けたスケール本体６３ｂとを有するリニアスケール６３を設けてもよい。この場合、金型ごとにあらかじめ検出器６３ａとスケール本体６３ｂを取付けておく必要がある。しかし、移動金型４２の移動量を直接測定するので、移動盤１６と固定盤１３との間にリニアスケールを取付けるより、さらに精度の良い測定を行うことが可能である。

本実施形態では、リニアスケール１８は、移動盤１６の全ストローク分の測定許容範囲を有するスケール本体１８ｂを備える。しかし、スケール本体は、コアバック時に移動盤１６が移動するストローク分の長さを有するものであれば特にこれに限定されない。

また、一切のリニアスケールを取付けずに、型開閉用サーボモータ４６に内蔵されるロータリーエンコーダ４９によって移動盤１６の位置を検出することも可能である。すなわち、型開閉用サーボモータ４６の回転軸は、ねじ軸４７およびボールねじ４８を介して移動盤１６に取付けられている。これにより、コアバック時に移動盤１６が後退すると、型開閉用サーボモータ４６の回転軸が、それに従って回転することになる。そしてこの回転軸の回転数をロータリーエンコーダ４９により測定することで、移動盤１６の位置を特定し、移動盤１６に取付けられている移動金型４２の位置を検出することができる。

このようにロータリーエンコーダ４９を用いて移動金型４２の位置を検出した場合、ボールねじ４８が取付けられているナット部４５などの剛性の関係で、移動盤１６と固定盤１３との間にリニアスケールを配置するより、若干測定精度が低下してしまう。
しかし、ロータリーエンコーダ４９で測定されるのは直接移動盤１６の移動量であるので、従来のようにタイバー１４を介して測定を行うより、誤差の少ない測定を行うことができる。この場合、既存の型締装置に新たなる測定装置の取付けが必要なく、制御装置の制御プログラムの設定変更だけで実施が可能である。

移動金型４２の位置を検出する位置検出装置としては、リニアスケールやロータリーエンコーダに限られるものでなく、例えば、レーザ式の開き量測定装置などでもよい。また型締装置に取付けられるこれらの位置検出装置は、１個に限られることなく、複数個の位置検出装置を取付けてもよい。

図２は、本発明の第２の実施形態に係る型締装置７１を開示している。なお第１の実施形態に係る型締装置１１と同じ機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図２に示すように、型締装置７１は、フレーム１２、固定盤１３、タイバー７２、移動盤１６、油圧型締シリンダ７３、型締ラム７４、ラム用サーボモータ７５、固定機構としてのハーフナット１７、位置検出装置としてのリニアスケール１８、出力装置としてのモニタ１９、および制御装置７６を備えている。

固定盤１３には、複数のタイバー７２が固定されている。油圧型締シリンダ７３は、固定盤１３に対して移動盤１６を挟んで反対側に設けられている。油圧型締シリンダ７３は、固定盤１３に対して進退自在である。油圧型締シリンダ７３は、前面すなわち移動盤１６を臨む面に開口する油圧室７７を有する。油圧室７７には、型締ラム７４が固定盤１３に対して進退自在に取付けられている。
型締ラム７４の先端部は移動盤１６に連結されている。すなわち型締ラム７４が進退することで、移動盤１６が型締ラム７４に従い進退する。

油圧型締シリンダ７３の背面には、油圧室７７と直列的に、段付き貫通穴７８が設けられている。段付き貫通穴７８にはボールねじ８１のねじ軸８２が進退自在に挿入されている。ボールねじ８１は送りねじである。
ねじ軸８２先端部には、フランジ部８３が設けられている。フランジ部８３は型締ラム７４に連結されている。ねじ軸８２の基端部は油圧型締シリンダ７３の後方、すなわち図２中で左側へ突出している。この突出部にはねじ部８２ａが形成されている。

ねじ部８２ａにはナット部８４が螺合している。ナット部８４はボールねじ８１の一部である。ナット部８４には従動プーリ８５が取付けられている。
油圧型締シリンダ７３には、ブラケット８６によってラム用サーボモータ７５が取付けられている。ラム用サーボモータ７５には駆動プーリ８７が設けられている。駆動プーリ８７と従動プーリ８５との間にはタイミングベルト８８が掛け渡されている。

従って、ラム用サーボモータ７５の駆動によってボールねじ８１のナット部８４が回転する。ナット部８４の回転はボールねじ８１により直線運動に変換される。この直線運動によりねじ軸８２に固定された型締ラム７４が軸方向に進退する。

油圧型締シリンダ７３の背面には、ハーフナット１７が取付けられている。ハーフナット１７は、タイバー７２の係合溝７２ａに係脱する。ハーフナット１７は、開閉シリンダ５１によって径方向に駆動される。
ハーフナット１７が係合溝７２ａと噛み合う方向に駆動されたとき、油圧型締シリンダ７３がタイバー７２に固定される。ハーフナット１７が係合溝７２ａから離脱する方向に駆動されたとき、油圧型締シリンダ７３とタイバー７２との固定が解除される。油圧型締シリンダ７３とタイバー７２との固定が解除されると、移動盤１６がタイバー７２に沿って移動可能となる。

制御装置７６は、ラム用サーボモータ７５と型開閉用サーボモータ４６とに配線５３を介して接続されている。制御装置７６は、この配線５３を介して、ラム用サーボモータ７５および型開閉用サーボモータ４６に制御信号を伝達する。これにより制御装置７６は、ラム用サーボモータ７５と型開閉用サーボモータ４６とを制御する。

また制御装置７６は、配線５４とモニタ１９を介して、リニアスケール１８の検出器１８ａに接続されている。これにより制御装置７６は、リニアスケール１８からの検出結果を受け取る。制御装置７６は、この検出結果に基づき、ラム用サーボモータ７５を駆動し、移動盤１６の位置制御を行う。
制御装置７６はさらに、リニアスケール１８から受け取った検出結果に基づき、移動金型４２の移動量を算出する。

次に、型締装置７１を用いた型締方法について説明する。
固定金型２５と移動金型４２の取付け、型厚調整工程、コアバック量の設定、保圧・冷却工程、および型開き工程については、第１の実施形態と略同様であるので説明を省略する。

型閉じ動作では、移動盤１６を型閉め限まで移動させ、ハーフナット１７をタイバー７２の係合溝７２ａに係合させることで、移動盤１６とタイバー７２とを固定する。
型閉じ動作後、射出工程に入る。射出工程では、油圧型締シリンダ７３の油圧室７７に作動油が供給され、型締ラム７４を前進させる。ここで型締ラム７４の前進とは、図２中で右側に移動することをいう。ここで型締ラム７４には、移動盤１６が連結されているため、移動盤１６が型締ラム７４に従って移動する。これにより移動金型４２と固定金型２５とが型締めされる。移動金型４２と固定金型２５とが型締された状態で、図示しない射出ノズルから材料が射出される。

コアバック動作は、制御装置７６によりラム用サーボモータ７５を駆動することにより行う。すなわち、ラム用サーボモータ７５を駆動し、ボールねじ８１および型締ラム７４を介して、移動盤１６を低速後退させる。
移動盤１６が低速後退すると、それに従い、移動盤１６に取付けられた検出器１８ａがスケール本体１８ｂ上を後退する。検出器１８ａがスケール本体１８ｂに沿って後退することで、移動金型４２の移動量が検出される。そして、その検出値が配線５４を介してモニタ１９、ならびに、配線５４およびモニタ１９を介して制御装置７６に送られる。

制御装置７６は、モニタ１９から検出器１８ａの検出値を受け取り、移動金型４２の移動量を算出する。算出された移動金型４２の移動量に関する情報は、モニタ１９に送られる。
モニタ１９は、リニアスケール１８の検出器１８ａから受け取った検出値、および制御装置７６から受け取った移動金型４２に関する情報を、表示画面にリアルタイムに表示する。

また制御装置７６は、前記した設定したコアバック量と、算出した移動金型４２の移動量との比較を行う。移動金型４２の移動量が設定したコアバック量に達していない場合は、ラム用サーボモータ７５に対して駆動を続ける旨の制御信号を送る。
そしてこの作業を、第１の実施形態と同様に、設定したコアバック量と移動金型４２の移動量とが一致するまで繰り返し行い、移動金型４２の移動量が設定したコアバック量に達した場合、ラム用サーボモータ７５に対して駆動を停止する旨の制御信号を送る。

このような構成の型締装置７１によれば、移動金型４２の位置は、スケール１８の検出器１８ａのスケール本体１８ｂに対する相対変位から、移動盤１６の固定盤１３に対する相対位置を特定することで検出される。

すなわち、ハーフナット１８とタイバー７２の係合溝７２ａとの間には隙間が生じているため、ラム用サーボモータ７５が内部に有する図示しない位置センサによって移動金型４２の位置を検出しようとしても、この隙間分の誤差が生じる可能性がある。
しかし、本実施形態ではリニアスケール１８を用い、移動盤１６の位置を直接検出するので、測定値に誤差が入り込む余地が少ない。また、リニアスケール１８が検出した結果に基づいて移動盤１６の位置制御を行うことで、実際の移動金型４２の移動量を、移動盤１６の位置制御のために設定されたコアバック量に近づけることができる。

本実施形態では、リニアスケール１８は、固定盤１３の縦方向の略中央部分に取付けられている。従って、第１の実施形態と同様の理由により、移動金型４２の位置の測定に誤差が入り込む可能性がさらに少なくなる。

リニアスケール１８は、固定盤１３と移動盤１６にわたって取付けられている。従って、型締装置７１に取付ける金型を交換しても、リニアスケールを新たに取付けたりする必要がない。

モニタ１９には、移動金型４２の移動量がリアルタイムで表示される。従って、第１の実施形態と同様の理由により、さらに操作性の向上を図った型締装置を得ることができる。

なお、本実施形態では、リニアスケール１８は、移動盤１６に取付けられた検出器１８ａと、固定盤１３に固定されたスケール本体１８ｂとを備えている。しかしリニアスケール１８の配置方法はこれに限られない。第１の実施形態と同様に、例えば図２中に２点鎖線で示しように、検出器１８ａを固定盤１３に取付け、スケール本体１８ｂを移動盤１６に取付けてもよい。またリニアスケールとしては、移動盤１６の底部に設けた検出器６１ａと固定盤１３の底部に取付けたスケール本体６１ｂとを有するリニアスケール６１でもよく、移動盤１６に取付けた検出器６２ａとフレーム１２に取付けたスケール本体６２ｂとを有するリニアスケール６２を設けてよい。

リニアスケールとしてはさらに、図２中に２点鎖線で示すように、移動金型４２に取付けた検出器６３ａと固定金型２５に取付けたスケール本体６３ｂとを有するリニアスケール６３を設けてもよい。
スケール本体は、コアバック時に移動盤１６が移動するストローク分の長さを有するものであれば特にこれに限定されない。

また第１の実施形態と同様に、一切のリニアスケールを取付けずに、型開閉用サーボモータ４６に内蔵されるロータリーエンコーダ４９によって移動盤１６の位置を検出することも可能である。

移動金型の位置を検出する位置検出装置としては、リニアスケールやロータリーエンコーダに限られるものでなく、例えば、レーザ式の開き量測定装置などでもよい。
型締装置に取付けられるこれらの位置検出装置は、１個に限られることなく、複数個の位置検出装置を取付けてもよい。

第１および第２の実施形態では、位置検出装置として、第１の部品としての検出器１８ａが第２の部品としてのスケール本体１８ｂの上を進退するリニアスケール１８を用いた。しかし位置検出装置の形態はこれに限らず、例えば、第１の部品と第２の部品との間に間隙を有して第１の部品が進退する、いわゆるセパレート型のリニアスケールによってもよい。また、第１の部品の一部が第２の部品の内部に包含された状態で進退する、いわゆるプランジャ型のリニアスケールによってもよい。

第１および第２の実施形態において、タイバー用サーボモータまたはラム用サーボモータと、ボールねじとの動力伝達に、プーリとベルトを使用したが、歯車によって動力伝達させてもよい。またボールねじに限定されず、回転運動を直線運動に変換するものであれば、ねじまたは遊星ローラねじ等の送りねじ機構であってもよい。また型開閉用サーボモータのかわりに、型開閉用の油圧シリンダを設けてもよい。

なお、この発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る型締装置を一部断面で示す正面図。本発明の第２の実施形態に係る型締装置を一部断面で示す正面図。

符号の説明

１１…型締装置、１２…フレーム、１３…固定盤、１４…タイバー、１５…タイバー用サーボモータ、１６…移動盤、１７…ハーフナット、１８…リニアスケール、１８ａ…検出器、１８ｂ…スケール本体、１９…モニタ、２０…制御装置、４６…型開閉用サーボモータ、４９…ロータリーエンコーダ、７１…型締装置、７２…タイバー、７３…油圧型締シリンダ、７４…型締ラム、７５…ラム用サーボモータ、７６…制御装置

Claims

フレームと、
前記フレームに載置され、固定金型が取付けられる固定盤と、
前記固定盤に進退自在に取付けられ、係合溝を有したタイバーと、
前記タイバーを進退させるタイバー用サーボモータと、
前記タイバーに沿って前記固定盤に対して進退自在であり、移動金型が取付けられる移動盤と、
前記タイバーの係合溝に噛み合うことで前記移動盤を前記タイバーに着脱自在に固定するハーフナットと、
ボールねじを介して前記移動盤を進退させ型開閉を行う型開閉用サーボモータと、
前記型開閉用サーボモータの回転数を測定することで前記移動金型の位置を検出する位置検出装置と、
コアバック工程において、前記ハーフナットにより前記移動盤を前記タイバーに固定し、前記タイバー用サーボモータを駆動して前記移動盤を前記固定盤から離間する向きに移動させるとともに、前記移動盤の移動に従って回転する前記型開閉用サーボモータの回転数から前記位置検出装置により前記移動金型の位置を検出し、その検出結果に基づいて前記タイバー用サーボモータを駆動することで、前記タイバーの係合溝と前記ハーフナットとの間に存在する隙間が誤差として入り込むのを避けながら前記タイバー用サーボモータを用いて前記移動盤の位置制御を行う制御装置と、
を具備することを特徴とする型締装置。
請求項１の記載において、
前記制御装置は、
前記位置検出装置の検出結果に基づき、前記移動金型の移動量を算出し、
該制御装置にあらかじめ設定しておくコアバック工程における前記移動金型の移動量と、前記算出した移動金型の移動量とが一致したときに、前記移動盤を停止させるように前記タイバー用サーボモータを駆動することを特徴とする型締装置。
フレームと、
前記フレームに載置され、固定金型が取付けられる固定盤と、
前記固定盤に取付けられ、係合溝を有したタイバーと、
前記タイバーに沿って前記固定盤に対して進退自在であり、移動金型が取付けられる移動盤と、
前記固定盤に対して前記移動盤を挟んで反対側に設けられ、前記固定盤に対して進退自在な油圧型締シリンダと、
前記油圧型締シリンダに進退自在に取付けられ、自身が進退することで前記移動盤を進退させる型締ラムと、
前記型締ラムを進退させるラム用サーボモータと、
前記タイバーの係合溝に噛み合うことで前記油圧型締シリンダを前記タイバーに着脱自在に固定するハーフナットと、
ボールねじを介して前記移動盤を進退させ型開閉を行う型開閉用サーボモータと、
前記型開閉用サーボモータの回転数を測定することで前記移動金型の位置を検出する位置検出装置と、
コアバック工程において、前記ハーフナットにより前記油圧型締シリンダを前記タイバーに固定し、前記ラム用サーボモータを駆動して前記移動盤を前記固定盤から離間する方向に移動させるとともに、前記移動盤の移動に従って回転する前記型開閉用サーボモータの回転数から前記位置検出装置により前記移動金型の位置を検出し、その検出結果に基づいて前記ラム用サーボモータを駆動することで、前記タイバーの係合溝と前記ハーフナットとの間に存在する隙間が誤差として入り込むのを避けながら前記ラム用サーボモータを用いて前記移動盤の位置制御を行う制御装置と、
を具備することを特徴とする型締装置。
請求項３の記載において、
前記制御装置は、
前記位置検出装置の検出結果に基づき、前記移動金型の移動量を算出し、
該制御装置にあらかじめ設定しておくコアバック工程における前記移動金型の移動量と、前記算出した移動金型の移動量とが一致したときに、前記移動盤を停止させるように前記ラム用サーボモータを駆動することを特徴とする型締装置。
請求項１または３の記載において、
前記位置検出装置の検出結果に基づいて算出する前記移動金型の移動量を表示する出力装置をさらに具備することを特徴とする型締装置。