JP4855822B2

JP4855822B2 - 型締装置及び型締力制御方法

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Publication number: JP4855822B2
Application number: JP2006115954A
Authority: JP
Inventors: 幸次守谷; 洋森田; 泰三山本; 直弘吉田
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2026-04-19
Also published as: JP2007283713A

Description

本発明は、型締装置及び型締力制御方法に関し、より具体的には、電磁石によって型締力を発生する型締装置及び当該型締力の制御方法に関する。

従来、成形機、例えば、射出成形機は、射出装置、金型装置及び型締装置を備え、樹脂を射出装置の射出ノズルから射出して金型装置のキャビティ空間に充填し、固化させることによって成形品を得るようになっている。そして、前記金型装置は、固定金型及び可動金型を備え、前記型締装置を作動させ、固定金型に対して可動金型を進退させることによって、型閉じ、型締め及び型開きを行うことができる。

前記型締装置は、前記固定金型が取り付けられた固定プラテン、前記可動金型が取り付けられた可動プラテン、電動式のモータ、該モータの出力軸に連結されたボールねじ軸、及び該ボールねじ軸と螺合させられるボールナットから成るボールねじ、前記ボールナットと連結されたクロスヘッド、該クロスヘッドと可動プラテンとの間に配設されたトグル機構等を備え、前記モータを駆動することによってクロスヘッドを前進させ、前記トグル機構を伸展させることによって型閉じ及び型締めを行うことができる。

ところが、前記構成の型締装置においては、型締力を発生させるためにトグル機構を使用するようになっているので、可動プラテンに曲げモーメントが作用し、可動プラテンにおける金型取付面に歪みが発生してしまう。

また、トグル機構を伸展させることによって型締めが行われるので、型締力を制御するのが困難になってしまう。

そこで、電動式のモータ及び電磁石を備え、型閉じ及び型開きの動作にモータのトルクを、型締めの動作に電磁石の吸引力を利用した型締装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。

該型締装置においては、固定プラテンと所定の間隔を置いてリヤプラテンが配設され、前記固定プラテンとリヤプラテンとの間に架設されたタイバーに沿って可動プラテンが進退自在に配設される。そして、前記リヤプラテンの後端面に電磁石が固定され、前記リヤプラテンの後方に吸着板が進退自在に配設されるとともに、吸着板と可動プラテンとの間にリンク機構が配設され、該リンク機構をモータによって屈伸させることができるようになっている。

従って、該モータを駆動してリンク機構を伸展させることによって型閉じを行った後、前記電磁石を構成するコイルに電流を供給して前記電磁石を駆動し、当該電流の大きさに従った磁力を発生させて吸着板を吸着することにより、型締めを行うことができる。この場合、型締力を発生させるために電磁石を使用するので、可動プラテンに曲げモーメントが作用せず、前記金型取付面に歪みが発生することがなくなるだけでなく、型締力を容易に制御することができる。
特許３１９０６００号公報

しかしながら、型締め開始時等、型締力を変化させる際に、電磁石を構成するコイルに電流を供給しても、磁場を打ち消す方向の渦電流が発生し、電流は供給されているものの所望の磁場が得られない状態が生じ得る。

図１は、かかる状態を説明するためのグラフを示す。当該グラフにおいて、縦軸は、電磁石により発生する型締力［ｔ・ｆ］を示し、横軸は、コイルに電流を供給する時間［秒］を示す。

図１を参照するに、かかる渦電流の発生により、電磁石を作動させるために必要な電流である定格電流を供給してから約数秒（図１に示す例では約７秒）経過してから、型締めを行うために前記吸着板を電磁石に吸着させるに必要な定常型締力（図１に示す例では約１０［ｔ・ｆ］の型締力）が発生する。

このように、型締め開始時等、型締力を変化させるために電磁石を構成するコイルに電流を供給しても、所望の型締力の発生には一定の時間を要する。これは、型締工程において定常的なものではなく、型締力を変化させるときの立ち上がり特性固有のものであるが、型締力の発生の遅延を招き、成形品の生産の効率化の観点から望ましくない。特に、成形サイクルが短い場合には、型締力の発生時間を少しでも短縮させて、成形品の生産性を向上させる必要がある。

そこで、本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、電磁石によって型締力を発生する型締装置であって、所望の型締力が発生するまでの時間を短縮して、型締工程における立ち上がり特性の向上を図ることができる当該型締装置及び前記型締力の制御方法を提供することを、本発明の目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明によれば、電磁石によって型締力を発生する型締装置であって、前記電磁石を有する型締用駆動部に電流を通電する電流供給部と、前記電流供給部を制御する制御部と、を更に備え、前記電磁石の励磁コイルには、前記電磁石の磁束密度を推定するための逆起電力発生手段が重ねて設けられ、前記制御部は、前記電流供給部に、定常型締力を発生するために必要な定格電流の値よりも大きな値を有する電流を前記型締力を変える際に前記型締用駆動部に通電させ、前記逆起電力発生手段の検出値に基づいて、前記型締用駆動部に通電させる電流を前記定格電流に変えることを特徴とする型締装置が提供される。

また、前記逆起電力発生手段は、前記励磁コイルに巻装されたサーチコイルであってもよい。

本発明の別の観点によれば、型締装置において電磁石によって発生させられる型締力の制御方法であって、前記型締力を変化させる際に、定常型締力を発生するために必要な定格電流の値よりも大きな値を有する電流を、前記電磁石の励磁コイルに通電し、前記電磁石の磁束密度を推定するための逆起電力発生手段の検出値に基づいて、前記型締用駆動部に通電させる電流を前記定格電流に変えることを特徴とする型締力制御方法が提供される。

前記逆起電力発生手段に発生する逆起電力の値が所定の閾値よりも小さくなると、前記型締用駆動部に通電させる前記電流を前記定格電流に変えることとしてもよい。

また、前記逆起電力発生手段に発生する逆起電力の積分値が所定の値に達すると、前記型締用駆動部に通電させる前記電流を前記定格電流に変えることとしてもよい。この場合、前記型締力を変化させる際に、前記逆起電力発生手段に発生する前記逆起電力の前記積分が開始されることとしてもよい。また、前記逆起電力発生手段に発生する前記逆起電力の前記積分値が所定の値に達すると、当該積分を終了して、前記型締用駆動部に通電させる前記電流を前記定格電流に変えることとしてもよい。

本発明によれば、電磁石によって型締力を発生する型締装置であって、所望の型締力が発生するまでの時間を短縮して、型締工程における立ち上がり特性の向上を図ることができる当該型締装置及び前記型締力の制御方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

なお、以下では、型締装置については、型閉じを行う際の可動プラテンの移動方向を前方とし、型開きを行う際の可動プラテンの移動方向を後方とし、射出装置については、射出を行う際のスクリューの移動方向を前方とし、計量を行う際のスクリューの移動方向を後方として説明する。

また、以下の説明では、型締とは、可動金型のパーティング面が固定金型のパーティング面と接触している状態から、可動金型に更に力が作用して、固定金型が可動金型によって押し付けられることをいう。

［第１の実施の形態］
図２は本発明の第１の実施の形態における金型装置及び型締装置の概略構成図である。

図２において、１０は型締装置であり、Ｆｒは射出成形機のフレームである、Ｇｄは、該フレームＦｒ上に敷設されてレールを構成し、型締装置１０を支持するとともに、案内する第１の案内部材としての２本のガイドである。図においては、２本のガイドＧｄのうち１本だけを示している。

１１は、前記ガイドＧｄ上に載置され、前記フレームＦｒ及びガイドＧｄに対して固定された第１の固定部材としての固定プラテンである。固定プラテン１１と所定の間隔を置いて、かつ、固定プラテン１１と対向させて第２の固定部材としてのリヤプラテン１３が配設されている。前記固定プラテン１１とリヤプラテン１３との間に４本の連結部材としてのタイバー１４（図においては、４本のタイバーのうちの２本だけを示す。）が架設される。なお、前記リヤプラテン１３は、タイバー１４が伸縮するのに伴って、ガイドＧｄに対して僅かに移動することができるように前記ガイドＧｄ上に載置される。

該タイバー１４に沿って固定プラテン１１と対向させて第１の可動部材としての可動プラテン１２が型開閉方向に進退（図において左右方向に移動）自在に配設される。そのために、前記可動プラテン１２のタイバー１４と対応する箇所にタイバー１４を貫通させる図示されないガイド穴が形成される。

前記タイバー１４の前端部（図において右端部）には、図示されない第１のねじ部が形成され、前記タイバー１４は、前記第１のねじ部とナットｎ１とを螺合させることによって固定プラテン１１に固定される。また、前記各タイバー１４の後方（図において左方）の所定の部分には、タイバー１４より外径が小さい第２の案内部材としてのガイドポスト２１が、リヤプラテン１３の後端面（図において左端面）から後方に向けて突出させて、かつ、タイバー１４と一体に形成されている。

各ガイドポスト２１の、リヤプラテン１３の後端面の近傍に、図示されない第２のねじ部が形成され、前記固定プラテン１１とリヤプラテン１３とは、前記第２のねじ部とナットｎ２とを螺合させることによって連結される。本実施の形態においては、ガイドポスト２１がタイバー１４と一体に形成されるようになっているが、ガイドポスト２１をタイバー１４とを別体に形成することもできる。

また、前記固定プラテン１１には第１の金型としての固定金型１５が、前記可動プラテン１２には第２の金型としての可動金型１６がそれぞれ固定され、前記可動プラテン１２の進退に伴って固定金型１５と可動金型１６とが接離させられ、型閉じ、型締め及び型開きが行われる。

なお、型締めが行われるのに伴って、固定金型１５と可動金型１６との間に複数の図示されないキャビティ空間が形成され、射出装置１７の射出ノズル１８から射出された成形材料としての図示されない樹脂が前記各キャビティ空間に充填される。

固定金型１５及び可動金型１６によって金型装置１９が構成される。

そして、前記可動プラテン１２と平行に配設された第２の可動部材としての吸着板２２が、リヤプラテン１３より後方において前記各ガイドポスト２１に沿って進退自在に配設され、ガイドポスト２１によって案内される。なお、前記吸着板２２には、各ガイドポスト２１と対応する箇所に、ガイドポスト２１を貫通させるガイド穴２３が形成される。

該ガイド穴２３は、前端面（図において右端面）に開口させられ、ボールナットｎ２を収容する大径部２４、及び吸着板２２の後端面に開口させられ、ガイドポスト２１と摺動させられる摺動面を備えた小径部２５を備える。本実施の形態において、吸着板２２は、ガイドポスト２１によって案内されるようになっているが、吸着板２２を、ガイドポスト２１だけでなく、ガイドＧｄによって案内することもできる。

ところで、前記可動プラテン１２を進退させるために、第１の駆動部としての、かつ、型開閉用の駆動部としてのリニアモータ２８が、可動プラテン１２とフレームＦｒとの間に配設される。前記リニアモータ２８は、前記フレームＦｒ上に、前記ガイドＧｄと平行に、かつ、可動プラテン１２の移動範囲に対応させて形成された第１の駆動要素としての固定子２９、及び前記可動プラテン１２の下端において、前記固定子２９と対向させて、かつ、所定の範囲にわたって形成された第２の駆動要素としての可動子３１を備える。

前記可動子３１は、固定子２９に向けて突出させて、かつ、所定のピッチで複数の磁極歯３３が形成されたコア３４、及び各磁極歯３３に巻装されたコイル３５を備える。なお、前記磁極歯３３は可動プラテン１２の移動方向に対して直角の方向に、互いに平行に形成される。前記固定子２９は、図示されないコア、及び該コア上に延在させて形成された図示されない永久磁石を備え、該永久磁石は、Ｎ極及びＳ極の各磁極を交互に、かつ、前記磁極歯３３と同じピッチで着磁させることによって形成される。

従って、前記コイル３５に所定の電流を供給することによってリニアモータ２８を駆動すると、可動子３１が進退し、それに伴って、可動プラテン１２が進退させられ、型閉じ及び型開きを行うことができる。

なお、本実施の形態においては、固定子２９に永久磁石を、可動子３１にコイル３５を配設するようになっているが、固定子にコイルを、可動子に永久磁石を配設することもできる。その場合、リニアモータ２８が駆動されるのに伴って、コイルが移動しないので、コイルに電力を供給するための配線を容易に行うことができる。

ところで、前記可動プラテン１２が前進（図において右方向に移動）させられて可動金型１６が固定金型１５に当接すると、型閉じが終了し、続いて、型締めを行われる。型締めを行うために、リヤプラテン１３と吸着板２２との間に、第２の駆動部としての、かつ、型締用駆動部としての電磁石ユニット３７が配設される。

また、型閉じ時及び型開き時に、可動プラテン１２の進退に連動させて吸着板２２を進退させ、型締め時に、電磁石ユニット３７によって発生させられた型締力を可動プラテン１２に伝達するために、リヤプラテン１３及び吸着板２２を貫通して延び、可動プラテン１２と吸着板２２とを連結する型締力伝達部材としてのロッド３９が、進退自在に配設される。

固定プラテン１１、可動プラテン１２、リヤプラテン１３、吸着板２２、リニアモータ２８、電磁石ユニット３７、ロッド３９等によって型締装置１０が構成される。

前記電磁石ユニット３７は、リヤプラテン１３側に配設された第１の駆動部材としての電磁石４９、及び吸着板２２側に配設された第２の駆動部材としての吸着部５１から成る。

吸着部は、前記吸着板２２の前端面の所定の部分、本実施の形態においては、吸着板２２において前記ロッド３９を包囲し、電磁石４９と対向する部分に形成される。また、リヤプラテン１３の後端面の所定の部分、本実施の形態においては、前記ロッド３９よりわずかに上方及び下方に、水平方向に延在させて二つの溝４５が互いに平行に形成され、各溝４５間に矩形の形状を有するコア４６、及び他の部分にヨーク４７が形成される。そして、前記コア４６に励磁コイル４８が巻装される。

なお、前記リヤプラテン１３のコア４６及びヨーク４７、並びに吸着板２２は、強磁性体から成る薄板を積層することによって形成され、電磁積層鋼板を構成する。また、本実施の形態においては、リヤプラテン１３とは別に電磁石４９が、吸着板２２とは別に吸着部５１が配設されるが、リヤプラテン１３の一部として電磁石を吸着板２２の一部として吸着部を形成することもできる。

従って、電磁石ユニット３７において、前記溝４５に設けられた励磁コイル４８に電流を供給すると、電磁石４９が駆動され、吸着部５１を吸着し、前記型締力を発生させることができる。

ところで、溝部４５内において、励磁コイル４８には、逆起電力発生手段であるサーチコイル９が巻装されている。これについて、図３を参照して説明する。ここで、図３は、図２に示す型締装置１０のリヤプラテン１３の後端面を示す図である。

図３を参照するに、励磁コイル４８には、サーチコイル９が重なるように巻装されている。励磁コイル４８に電流を供給し、電磁石４９を励磁すると磁場が発生し、磁場中に設けられたサーチコイル９に逆起電力（誘起電力）が発生する。かかる逆起電力を測定することにより、電磁石４９の磁束密度を推定することができる。

なお、電磁石の磁束密度を検出する手段として、ホール効果を利用した磁電変換素子であるホール素子を利用することも考えられるが、ホール素子の場合は、例えば、図２に示すリヤプラテン１３が吸着板２２に面している面等に多数設けて検出しなければ、吸着力を推定することが困難である。これに対し、図３に示す例の場合には、励磁コイル４８と略同じ箇所に重なるようにサーチコイル９を設け、全ての磁束変化が検出されるため、リヤプラテン１３と吸着板２２との間の空隙における磁束分布が不均一であっても、精度良く電磁石４９の吸着力を推定することができる。

図２を再度参照するに、前記ロッド３９は、後端部（図において左端部）において吸着板２２と連結させて、前端部において可動プラテン１２と連結させて配設される。従って、ロッド３９は、型閉じ時に可動プラテン１２が前進するのに伴って前進させられて吸着板２２を前進させ、型開き時に可動プラテン１２が後退（図において左方向に移動）するのに伴って後退させられて吸着板２２を後退させる。

そのため、前記リヤプラテン１３の中央部分に、ロッド３９を貫通させるための穴４１、及び前記吸着板２２の中央部分にロッド３９を貫通させるための穴４２が形成され、前記穴４１の前端部の開口に臨ませて、ロッド３９を摺動自在に支持するブッシュ等の軸受部材Ｂｒ１が配設される。また、前記ロッド３９の後端部にねじ４３が形成され、該ねじ４３と、吸着板２２に対して回転自在に支持されたナット４４とが螺合させられる。

本実施の形態では更に、型締装置１０は、制御部４及びドライバ５に接続されている。より具体的には、励磁コイル４８に巻装されたサーチコイル９は、制御部４に接続し、また、励磁コイル４８は、電流供給部たるドライバ５に接続している。制御部４とドライバ５とは接続されており、詳細は後述するが、制御部４は、サーチコイル９から送られる検出信号に基づき、ドライバ５の動作を制御し、励磁コイル４８に供給される電流を制御する。

ところで、本発明の発明者は、型締め開始時等、型締力を変化させる際に、当該変化によって得るべき目標となる型締力、即ち定常状態で目標とする型締力（以下では、かかる型締力を「定常型締力」という）を発生するために必要な定常的な電流（以下では、かかる電流を「定格電流」という）の値よりも大きな値の電流を励磁コイル４８に短時間供給することにより、型締力の立ち上がり時間を短縮することができ、定常型締力Ｆ_０を得るための時間を短くすることができることを見出した。そして、本実施の形態では更に、前記定常型締力発生後は、励磁コイル４８に供給する電流を定格電流に切り換えている。

以下では、励磁コイル４８に供給する電流をどのようにして定格電流に切り換えるのか、その方法について、図２及び図３に加え、図４も参照して説明する。ここで、図４は、本発明の第1の実施の形態における型締力制御方法を説明するためのグラフである。図４（ａ）に示すグラフでは、縦軸は励磁コイル４８に供給される電流Ｉの値を、横軸は時間ｔを示し、図４（ｂ）に示すグラフでは、縦軸は電磁石４９の磁束密度Ｂを、横軸は時間ｔを示し、図４（ｃ）に示すグラフでは、縦軸はサーチコイル９に発生する逆起電力Ｖ_ＥＭＦを、横軸は時間ｔを示し、図４（ｄ）に示すグラフでは、縦軸は前記逆起電力Ｖ_ＥＭＦの積分値ΣＶ_ＥＭＦを、横軸は時間ｔを示す。

図４（ａ）を参照するに、時間ｔ_０において、制御部４はドライバ５を制御して、定格電流の値よりも大きい値の電流Ｉ_１が励磁コイル４８に供給され始める。ここで、時間ｔ_０は、例えば、型締動作を開始するため、型締力の大きさを多段階に変化させるため、又は型締工程後に磁場を切断して型開きを行うために型締力とマイナス方向の力を作用させるため等、型締力を変化させるために、型締力を変化させる指令が制御部４からドライバ５に発せられる際をいう。

励磁コイル４８への電流Ｉ_１の供給により、図４（ｂ）に示すように、電磁石４９の磁束密度Ｂは増加する。なお、電磁石４９の磁束密度Ｂは、型締力に対応する。

また、励磁コイル４８への電流Ｉ_１の供給により、図４（ｃ）に示すように、サーチコイル９に発生する逆起電力Ｖ_ＥＭＦも増加し、図４（ｄ）に示すように、かかるサーチコイル９に発生する前記逆起電力Ｖ_ＥＭＦの積分値ΣＶ_ＥＭＦも増加する。

図４（ｂ）及び図４（ｄ）を比較するに、グラフにおいて、電磁石４９の磁束密度Ｂの時間変化を示す曲線とサーチコイル９に発生する逆起電力Ｖ_ＥＭＦの積分値ΣＶ_ＥＭＦの時間変化を示す曲線は、略同一の形状を有している。これは、サーチコイル９に発生する逆起電力Ｖ_ＥＭＦは電磁石４９の磁束密度Ｂの時間変化の値を示す（即ち、Ｖ_ＥＭＦ＝ｄＢ／ｄｔ）ため、サーチコイル９から出力される逆起電力Ｖ_ＥＭＦを積分すれば電磁石４９の磁束密度Ｂが求められるからである。

但し、検出信号へのノイズ等の影響に因る検出誤差の蓄積があり、サーチコイル９から出力され検出される各時間の逆起電力Ｖ_ＥＭＦを積分すると、検出値の誤差までも集積してしまう。従って、長時間におけるサーチコイル９に発生する逆起電力Ｖ_ＥＭＦの積分値ΣＶ_ＥＭＦを電磁石４９の磁束密度Ｂの時間変化と同一視することはできない。しかしながら、定格電流の値よりも大きな値の電流を励磁コイル４８に供給する時間は短時間であり、当該短時間における逆起電力Ｖ_ＥＭＦを積分には、前記誤差の集積という問題は殆ど生じないとみなすことができる。

図４（ｃ）に示すように、励磁コイル４８への電流Ｉ_１の供給により、一旦増加したサーチコイル９に発生する逆起電力Ｖ_ＥＭＦは、ピークを迎えた後に減少し、時間ｔ_１になるとＶ_ＥＭＦ１になる。これは、電磁石４９の磁束密度Ｂが収束していることを意味する。電磁石４９の磁束密度Ｂは、図４（ｂ）に示すように、時間ｔ_１になると上述の定常型締力に対応する目標磁束密度Ｂ_１に達する。なお、図４（ｄ）に示すように、逆起電力Ｖ_ＥＭＦの積分値ΣＶ_ＥＭＦも増加し、時間ｔ_１になるとΣＶ_ＥＭＦ１に達する。

そこで、本実施の形態では、逆起電力Ｖ_ＥＭＦ１を逆起電力の閾値とし、サーチコイル９から出力され検出される逆起電力Ｖ_ＥＭＦの値が逆起電力の閾値Ｖ_ＥＭＦ１よりも小さくなると、電磁石４９の磁束密度Ｂは上述の定常型締力に対応する目標磁束密度Ｂ_１に達したものとして、励磁コイル４８に供給する電流を定格電流に切り換えるよう、制御部４はドライバ５の動作を制御することとしている。

なお、図４（ａ）乃至図４（ｄ）において一点鎖線で示した部分は、時間ｔ_１になっても励磁コイル４８に供給する電流を定格電流に切り換えない場合における、励磁コイル４８に供給される電流Ｉの値、電磁石４９の磁束密度Ｂ、サーチコイル９に発生する逆起電力Ｖ_ＥＭＦ、前記逆起電力Ｖ_ＥＭＦの積分値ΣＶ_ＥＭＦの時間変化を夫々示している。

このように、本実施の形態では、型締力を変化させる際に、制御部４は、定格電流Ｉ_０の値よりも大きい値の電流を励磁コイル４８に供給するよう、ドライバ５を制御する。励磁コイル４８に電流を供給することにより、電磁石４９は駆動され、電磁石４９は吸着部５１を吸着して、当該電流の大きさに従った型締力が発生する。

そして、励磁コイル４８に巻装されたサーチコイル９から出力され検出される逆起電力Ｖ_ＥＭＦの値が逆起電力の閾値Ｖ_ＥＭＦ１の値よりも小さくなると、電磁石４９の磁束密度Ｂは上述の定常型締力に対応する目標磁束密度Ｂ_１に達したものとして、制御部４は、励磁コイル４８に供給する電流を定格電流に切り換えるよう、ドライバ５の動作を制御する。

以後、型締力を再度変化させる必要があるまで、励磁コイル４８に定格電流が供給され続け、型締力は定常型締力と略同一の値が維持される。

従って、型締め開始時等、型締力を変化させる際に、磁場を打ち消す方向の渦電流が発生しても、短時間で定常型締力と同じ値の型締力を発生させることができ、渦電流損失を補填することができる。よって、電磁石を用いた型締工程の立ち上がり特性を向上させることができ、成形品の生産性を向上させることができる
また、所望の定常型締力を発生した後には、励磁コイルに供給する電流を定格電流Ｉ_０に切り換えるため、効率よく型締力を維持することができる。

［第２の実施の形態］
上述の本発明の第1の実施の形態では、励磁コイル４８に巻装されたサーチコイル９から出力され検出される逆起電力Ｖ_ＥＭＦの値が逆起電力の閾値Ｖ_ＥＭＦ１の値よりも小さくなると、電磁石４９の磁束密度Ｂは上述の定常型締力に対応する目標磁束密度Ｂ_１に達したものとして、制御部４は、励磁コイル４８に供給する電流を定格電流に切り換えるよう、ドライバ５の動作を制御している。しかしながら、本発明はかかる例に限定されない。

本発明の第２の実施の形態では、前記逆起電力Ｖ_ＥＭＦの積分値ΣＶ_ＥＭＦを利用して励磁コイル４８に供給する電流を切り換えている。これについて、図５を参照して詳述する。なお、以下では、図１乃至図４を参照して説明した本発明の第１の実施の形態において説明した箇所と同じ箇所については同じ番号を付して、その説明を省略する。

図５は、本発明の第２の実施の形態における型締力制御方法を説明するためのグラフである。図５（ａ）に示すグラフでは、縦軸は励磁コイル４８に供給される電流Ｉの値を、横軸は時間ｔを示し、図５（ｂ）に示すグラフでは、縦軸はサーチコイル９に発生する逆起電力Ｖ_ＥＭＦの積分値ΣＶ_ＥＭＦを、横軸は時間ｔを示し、図５（ｃ）に示すグラフでは、縦軸は電磁石４９の磁束密度Ｂを、横軸は時間ｔを示す。

図５（ａ）を参照するに、型締力を変化させる指令が制御部４からドライバ５に発せられる際、即ち、時間ｔ_０において、制御部４はドライバ５を制御し、定格電流Ｉ_０の値よりも大きい値の電流Ｉ_１が励磁コイル４８に供給され始める。

励磁コイル４８への電流Ｉ_１の供給により、図５（ｃ）に示すように、型締力に対応する電磁石４９の磁束密度Ｂは増加する。

また、励磁コイル４８への電流Ｉ_１の供給により、サーチコイル９に発生する逆起電力Ｖ_ＥＭＦも増加するが、この時間ｔ_０においてサーチコイル９に発生する前記逆起電力Ｖ_ＥＭＦの積分を開始する。励磁コイル４８への電流Ｉ_１の供給により、前記逆起電力Ｖ_ＥＭＦの積分値ΣＶ_ＥＭＦは増加する。

上述のように、サーチコイル９に発生する逆起電力Ｖ_ＥＭＦは電磁石４９の磁束密度Ｂの時間変化の値を示す（即ち、Ｖ_ＥＭＦ＝ｄＢ／ｄｔ）ため、サーチコイル９から出力される逆起電力Ｖ_ＥＭＦを積分すれば電磁石４９の磁束密度Ｂが求められる。

時間ｔ_１になると、電磁石４９の磁束密度Ｂは、図５（ｃ）に示すように、上述の定常型締力に対応する目標磁束密度Ｂ_１に達する。また、図５（ｂ）に示すように、逆起電力Ｖ_ＥＭＦの積分値ΣＶ_ＥＭＦはΣＶ_ＥＭＦ１に達する。

そこで、本実施の形態では、逆起電力Ｖ_ＥＭＦの積分値ΣＶ_ＥＭＦ１に達すると、定常型締力を得られたとして、逆起電力Ｖ_ＥＭＦの積分を終了し、制御部４は、励磁コイル４８に供給する電流を電流Ｉ_１から定格電流Ｉ_０に切り換えるよう、ドライバ５の動作を制御する。

このように、本実施の形態においても、型締力を変化させる際に、制御部４は、定格電流の値よりも大きい値の電流を励磁コイル４８に供給するよう、ドライバ５を制御する。励磁コイル４８に電流を供給することにより、電磁石４９は駆動され、電磁石４９は吸着部５１を吸着して、当該電流の大きさに従った型締力が発生する。

型締力を変化させる指令が制御部４からドライバ５に発せられる時間ｔ_０においてサーチコイル９に発生する前記逆起電力Ｖ_ＥＭＦの積分が開始され、当該積分値がΣＶ_ＥＭＦ１に達すると、電磁石４９の磁束密度Ｂは上述の定常型締力に対応する目標磁束密度Ｂ_１に達したものとして、当該積分を終了し、制御部４は、励磁コイル４８に供給する電流を定格電流Ｉ_０に切り換えるよう、ドライバ５の動作を制御する。

以後、型締力を再度変化させる必要があるまで、励磁コイル４８に定格電流Ｉ_０が供給され続け、型締力は定常型締力と略同一の値が維持される。

従って、本実施の形態においても、型締め開始時等、型締力を変化させる際に、磁場を打ち消す方向の渦電流が発生しても、短時間で定常型締力と同じ値の型締力を発生させることができ、渦電流損失を補填することができる。よって、電磁石を用いた型締工程の立ち上がり特性を向上させることができ、成形品の生産性を向上させることができる
また、所望の定常型締力を発生した後には、励磁コイルに供給する電流を定常電流に切り換えるため、効率よく型締力を維持することができる。

更に、型締力が目標値に達したことを正確に検出することができ、このため、金型へ余計な荷重を与えることを防止することができるので、金型の寿命を延ばすことが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

渦電流の発生に因る問題点を説明するためのグラフである。本発明の第１の実施の形態における金型装置及び型締装置の概略構成図である。図２に示す型締装置のリヤプラテンの後端面を示す図である。本発明の第1の実施の形態における型締力制御方法を説明するためのグラフである。本発明の第２の実施の形態における型締力制御方法を説明するためのグラフである。

符号の説明

４制御部
５ドライバ
９サーチコイル
１０型締装置
３７電磁石ユニット
４８励磁コイル
４９電磁石
Ｉ電流
Ｖ_ＥＭＦ起電力
ΣＶ_ＥＭＦ起電力の積分値

Claims

電磁石によって型締力を発生する型締装置であって、
前記電磁石を有する型締用駆動部に電流を通電する電流供給部と、
前記電流供給部を制御する制御部と、を更に備え、
前記電磁石の励磁コイルには、前記電磁石の磁束密度を推定するための逆起電力発生手段が重ねて設けられ、
前記制御部は、前記電流供給部に、定常型締力を発生するために必要な定格電流の値よりも大きな値を有する電流を前記型締力を変える際に前記型締用駆動部に通電させ、前記逆起電力発生手段の検出値に基づいて、前記型締用駆動部に通電させる電流を前記定格電流に変えることを特徴とする型締装置。
請求項１記載の型締装置であって、
前記逆起電力発生手段は、前記励磁コイルに巻装されたサーチコイルであることを特徴とする型締装置。
型締装置において電磁石によって発生させられる型締力の制御方法であって、
前記型締力を変化させる際に、定常型締力を発生するために必要な定格電流の値よりも大きな値を有する電流を、前記電磁石の励磁コイルに通電し、
前記電磁石の磁束密度を推定するための逆起電力発生手段の検出値に基づいて、前記型締用駆動部に通電させる電流を前記定格電流に変えることを特徴とする型締力制御方法。
請求項３記載の型締力制御方法であって、
前記逆起電力発生手段に発生する逆起電力の値が所定の閾値よりも小さくなると、前記型締用駆動部に通電させる前記電流を前記定格電流に変えることを特徴とする型締力制御方法。
請求項３記載の型締力制御方法であって、
前記逆起電力発生手段に発生する逆起電力の積分値が所定の値に達すると、前記型締用駆動部に通電させる前記電流を前記定格電流に変えることを特徴とする型締力制御方法。
請求項５記載の型締力制御方法であって、
前記型締力を変化させる際に、前記逆起電力発生手段に発生する前記逆起電力の前記積分が開始されることを特徴とする型締力制御方法。
請求項５又は６記載の型締力制御方法であって、
前記逆起電力発生手段に発生する前記逆起電力の前記積分値が所定の値に達すると、当該積分を終了して、前記型締用駆動部に通電させる前記電流を前記定格電流に変えることを特徴とする型締力制御方法。