JP5522534B2 - トグル式型締装置の可動プラテン位置測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、ダイカストマシンや樹脂射出成形機などの成形機で用いられているトグル式型締装置において、可動プラテンの型開閉位置を測定する方法に関する。

成形機の型締装置においては、可動型が取り付けられた可動プラテンの位置を型開閉中に測定し、その位置に応じた速度で制御し設定された位置で停止させることが、安全な金型タッチや確実な製品取出し、型開閉時間の最短化にとって非常に重要である。そのため、可動プラテンの位置を測定するセンサーが必ず設けられている。

型締機構の１つの方式であるトグル式型締装置について、図４を用いて説明する。マシンベース１６上には、固定型１３を保持する固定プラテン１２が図示せぬキーを介して動かないように載置されている。固定型１３と閉じ合わさって製品形状の空間であるキャビティを形成する可動型１５は、可動プラテン１４に取り付けられている。可動プラテン１４の金型と反対側には、第一リンク部材１８と第二リンク部材１９と第三リンク部材２０およびリンクピン２４などからなるリンク機構１７、さらにリンクハウジング２１が備えられている。可動プラテン１４は、マシンベース１６上を摺動可能となっていて、滑らかに型開閉動作できる。また、リンクハウジング２１もマシンベース１６上を移動可能となっており、金型の厚さによって位置が調整される。リンク機構１７は、上下対称に取り付けられた第一リンク部材１８、第二リンク部材１９、第三リンク部材２０がそれぞれ複数のリンクピン２４を介して連結されている。リンクハウジング２１には、型締シリンダー２２が装着されており、そのシリンダーロッド２３の先端には、クロスヘッド２７が固着されている。クロスヘッド２７はリンクピンを介してリンク機構１７と連結しているので、図示せぬ油圧装置から型締シリンダー２２に油圧を供給しシリンダーロッド２３を動作させると、クロスヘッド２７及びリンク機構１７が動作し、可動プラテン１４を開閉することができる。リンクハウジング２１とリンクピン支持部２９は一体となっている。

図４においては、可動プラテン１４の位置を測定するセンサーは、可動プラテン１４とリンクハウジング２１に取り付けられている。リンクハウジング２１には、ロータリーエンコーダーの回転軸にピニオン歯車が取り付けられたピニオン＆エンコーダー２６が装着されている。一方、可動プラテン１４には、ピニオンと噛み合うラック２５が取り付けられている。可動プラテン１４が開閉動作すると、ラック２５によってピニオンおよびエンコーダーの回転軸が回転し、回転量を測定することにより、可動プラテン１４の位置を測定できる。測定データは、図示せぬ制御装置に送信され、可動プラテン１４の位置が認識されて、速度制御や停止制御に使われる。図４の上の図は、金型が閉じている状態を示し、下の図は開いている状態を示す。尚、図には型締力を受けるタイバーやタイバーナットは示されていない。

図５は、別の方式の可動プラテン測定方法が示されている。センサーはロッド型センサー２８であり、可動部分がシリンダーロッド２３に固定されている。可動部分がセンサーのロッド上を移動することにより、クロスヘッド２７の位置を測定できる。測定されたデータにもとづいて、制御装置が可動プラテン１４の位置を換算する。
また、特許文献１にも、クロスヘッドにラックが装着され、リンクハウジングに装着されたピニオンとエンコーダーによってクロスヘッドの位置を測定する方式が開示されている。

特開平０５−７７２９０号公報

しかしながら、図４および図５から分かるように、従来の可動プラテン位置の測定方法では、トグル装置を構成する部品の相対位置を測定するため、センサーを２つの構成部品に取り付ける必要があり、部品点数の増加と取り付けスペースの広範囲化につながっていた。また、取り付けする際も双方の部品を位置制度良く取り付ける必要があり、取り付け作業の煩雑化が生じ、さらに位置がずれることにより故障の原因となっていた。

以上の課題を解決するために、本願発明の第１の発明では、リンク機構のリンク部材に取り付けられた傾斜センサーによってリンク部材の傾斜角度を測定し、測定された傾斜角度から可動プラテンの位置を制御装置によって換算するとともに、傾斜センサーは、リンクハウジングとリンクピンを介して組み合わさるリンク部材に取り付けられ、その取り付け位置は、傾斜センサーの中心軸が、リンクハウジングに支持されたリンクピンの中心軸と同一線上となる位置である。

本願発明においては、傾斜センサーを１つのリンク部材に取り付けるだけで可動プラテン位置を測定できるため、センサー周辺の部品点数を削減することができる。また、センサー周辺部品によって占有されるスペースが狭い（省スペース化）ので、他の部品との干渉が少なくなる。

本願発明に係る、トグル式型締装置における可動プラテン位置の測定方法を示す図である。 リンクの傾斜角度（θ）と可動プラテンの位置（ｘ）との関係を示すグラフである。 本願発明に係る第２の実施例における、傾斜センサーの取り付け状態を示す図である。 従来技術における、可動プラテン位置の測定方法を示す図である。 従来技術における、他の測定方法を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施例を説明する。

まず、本願発明において用いるセンサーについて説明する。用いるセンサーは、特許文献：特開２００６−９０７９６号公報などに記載されている傾斜センサーである。傾斜センサーは、センサーを取り付けた部品の重力方向に対する傾斜角度（傾き）を測定することが可能である。測定原理は、ホール効果を発揮する半導体素子で作られたホールＩＣを用い、ホールＩＣを透過する磁束が変化すると、ホールＩＣに発生する電圧が変化することを利用する。傾斜センサー本体には、ホールＩＣを固定するとともに、強磁性体を固着した振り子を揺動自在に支持する。傾斜センサー本体が傾くと、ホールＩＣと重力方向にある振り子の位置関係が変わることになり、ホールＩＣを透過する磁束が変化するので、ホールＩＣに発生する電圧が変化する。それを電気的に測定することにより、傾斜角度を測定できる。

図１に第１の実施例を示すが、トグル式型締装置自体は従来の構造と同じである。上述の傾斜センサー３０は、第三リンク部材２０に装着されている。型開閉動作に伴なってリンク機構１７が動き、この時第三リンク部材２０の傾きが変化する。この傾き角度（傾斜）は、可動プラテン１４の位置と１対１で対応するため、傾斜角度（θ）を測定すると可動プラテン位置（ｘ）が測定できる。傾斜センサー３０は、第二リンク部材１９に取り付けても良い。尚、本発明の実施例１は、本発明を理解するための参考として記載するものである。

傾斜センサー３０により測定されたデータは、電気配線を通じて制御装置に送信される。制御装置には、図２に示すようなリンク部材の傾斜角度（θ）と可動プラテン位置（ｘ）との関係が予め求められて記憶されている。よって制御装置は、傾斜センサー３０からの信号を受信すると、前述した関係から可動プラテン位置（ｘ）を換算し、その位置に応じた速度制御と停止制御を行なうことができる。

図３は、第２の実施例における傾斜センサー３０の取り付け方法を示す。図３はリンクハウジング２１と一体であるリンクピン支持部２９周辺を、上からと横から見た状態を詳細に示す図である。リンクピン支持部２９と第二リンク部材１９は、リンクピン２４を介して連結されている。リンクピン２４が抜けることがないように、リンクピンカバー３５が取り付けられている。第二リンク部材１９にブラケット３１がボルト３２によって取り付けられ、それに傾斜センサー３０が固定されている。傾斜センサー３０の振り子の揺動中心軸（傾斜センサー３０の中心軸）は、円柱状のリンクピン２４の中心軸と同一線上の位置である。型開閉動作中において、リンクハウジング２１およびリンクピン支持部２９は型開閉方向に動かないので、この中心軸も動くことはない。よって、傾斜センサー３０は中心軸を中心に回転するだけで、型開閉方向（左右方向）の力が作用しない。そのため、傾斜センサー３０内部の振り子は、左右方向に振れる（揺動）ことがなく、傾斜角度（θ）をより正確に測定することができる。

実施例１においては、傾斜センサー３０は第三リンク部材２０に取り付けられているため、左右方向（型開閉方向）にも動くことになり、振り子が揺れる分、傾斜角度の測定が不正確になる。一方、第２の実施例においては、左右に動くことがないので、傾斜角度（θ）の測定精度を改善できるという効果がある。

ダイカストマシンや射出成形機のトグル式型締装置において、型開閉動作中における可動プラテン位置の測定を簡素化することができる。それにより、型開閉時間の短縮が図れ、鋳造や成形の生産性向上に貢献する。

１０ トグル式型締装置
１２ 固定プラテン
１３ 固定型
１４ 可動プラテン
１５ 可動型
１６ マシンベース
１７ リンク機構
１８ 第一リンク部材
１９ 第二リンク部材
２０ 第三リンク部材
２１ リンクハウジング
２２ 型締シリンダー
２３ シリンダーロッド
２４ リンクピン
２４ａ 中心軸
２５ ラック
２６ ピニオン＆エンコーダー
２７ クロスヘッド
２８ ロッド型センサー
２９ リンクピン支持部
３０ 傾斜センサー
３１ ブラケット
３２ ボルト
３５ リンクピンカバー

Claims (1)

1. トグル式型締装置において、金型を開閉する際の可動プラテンの位置を測定する方法であって、
   リンク機構のリンク部材に取り付けられた傾斜センサーによって前記リンク部材の傾斜角度を測定し、測定された前記傾斜角度から前記可動プラテンの位置を制御装置によって換算するとともに、
   前記傾斜センサーは、リンクハウジングとリンクピンを介して組み合わさるリンク部材に取り付けられ、
   その取り付け位置は、前記傾斜センサーの中心軸が、前記リンクハウジングに支持された前記リンクピンの中心軸と同一線上となる位置である、
   ことを特徴とする可動プラテン位置の測定方法。

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