JP7275929B2 - 型締装置および型締力の調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、トグルリンク機構を備える型締装置に関する。

トグルリンク機構を備える型締装置は、射出成形機、ダイカストマシンなどの一対の金型に型締力を生じさせる。例えば射出成形機であれば、型締力が加えられた一対の金型のキャビティに溶融樹脂を高圧で射出することより所定形状の成形品を得ることができる。所望する型締力は、高圧の溶融樹脂が金型から漏れ出さないことを前提に設定される。

型締力は、使用される金型、樹脂、射出条件等に応じて設定される。例えば、特許文献１に記載されるように、基準となる金型（基準金型）について必要とされる型締力を求めておき、実際の射出成形に用いられる金型（実金型）についての型締力を設定することができる。ただし、この型締力の設定方法は、基準金型と実金型の寸法と剛性が一致することを前提としている。これに対して特許文献1は、実金型の寸法および剛性が基準金型のそれと異なる場合でも、実金型において基準金型の場合と同一の型締力を発生することができるトグルリンク機構における型締力の調整方法を提案する。

型締装置のトグルリンク機構は、固定盤、可動盤およびリンクハウジングを貫通するタイバーを、クロスヘッドの前進・後退により、伸張・屈曲可能なトグルリンクを伸張させて、可動盤とリンクハウジングの間で直線状に突っ張らせる。これによりタイバーを伸張させ、その弾性力により型締力を発生させる。

固定盤および可動盤の四隅を貫通するタイバーの伸張により発生する型締力は、固定盤および可動盤を通じてそれぞれの略中央に配置された固定金型および可動金型に加えられる。
したがって、型締力を加えると固定盤および可動盤には、それぞれに取り付けられた金型を中心とする曲げ応力が生じる。この曲げ応力が大きくなると固定盤および可動盤が弯曲変形してしまい、その分だけタイバーの伸長量が不足して所望する型締力が得られなくなる。タイバーの伸長量の不足を補うためには、想定されていた値よりもリンクハウジングの追い込み量（可動盤側への移動量）を増やして、後述する金型タッチ状態におけるトグルリンクの屈曲角度を増やす必要がある。

特開２００１－２３９５６３号公報

固定盤および可動盤に生じる曲げ応力は、典型的には、想定されている寸法よりも小さい金型を用いると大きくなる。この寸法とは、固定盤および可動盤に取り付けられる金型の取り付け面の平面積、あるいは、金型の上下方向の寸法および型開閉方向と直交する水平方向の寸法をいう。上述したように、固定盤および可動盤が弯曲変形してしまった場合でも、リンクハウジングの追い込み量を増やすことで所望する型締力を得ることができる。しかし、これは可動盤、固定盤およびタイバーに偏荷重、過荷重を与えることになるので、この状態で型締装置を使用し続けると、可動盤、固定盤およびタイバーの寿命が短くなったり、機械的な損傷が生じたりしかねない。そのため、トグルリンク機構を備える型締装置を採用する射出成形機やダイカストマシンの製造メーカでは、採用する型締装置のサイズに応じて、型締時に固定盤および可動盤に生じる曲げ応力を抑制可能な最小の金型寸法を想定し、取扱説明書等に、金型の適正な寸法として記載することが一般的である。

以上より、本発明は、適正な寸法よりも小さい金型を用いることにより生じる可動盤、固定盤およびタイバーなどの負荷部材の損傷を未然に防止するのに寄与する型締装置および型締方法を提供することを目的とする。

本発明の型締装置は、固定金型を支持する固定盤と、固定盤に対して進退移動可能に設けられ、可動金型を支持する可動盤と、その弾性力により固定盤および可動盤を介して固定金型と可動金型に型締力を生じさせる複数のタイバーと、複数のタイバーに弾性力を生じさせるトグルリンク機構と、トグルリンク機構の動作を制御する制御部と、を備える。
本発明の型締装置における制御部は、型締力調整動作における実パラメータと予め記憶されている基準パラメータとを比較することにより、使用されている固定金型と可動金型が適正な寸法より小さいか否かの判定を行う。

本発明の型締装置において、好ましくは、トグルリンク機構を支持するリンクハウジングを備え、実パラメータおよび基準パラメータは、リンクハウジングの追い込み量で特定される。リンクハウジングの追い込み量は、金型の設定型締力の調整時における、リンクハウジングの可動盤側への移動量である。設定型締力の調整は、異なる型厚の金型に変更する場合の他に、同じ型厚の金型を継続して使う場合にも行われる。

本発明の型締装置において、制御部は、好ましくは、型締力調整動作において特定される設定型締力に対応するリンクハウジングの基準追い込み量と、型締力調整動作において設定型締力に到達するのに要したリンクハウジングの実追い込み量との差分に基づいて、判定を行う。

本発明の型締装置において、制御部は、好ましくは、適正な寸法より小さい旨の判定の結果の回数を記憶する記憶部と、適正な寸法より小さい旨の判定の結果の回数を表示する表示部と、を備える。この回数は累積の回数である。

本発明の型締装置において、記憶部は、好ましくは、判定の結果を、固定金型および可動金型の識別情報と関連付けて記憶し、表示部は、判定結果の回数を、識別情報と関連付けて表示する。

本発明の型締装置において、好ましくは、記憶部は、判定の結果と型締力調整を伴う固定金型および可動金型の交換回数とを識別情報と関連付けて記憶し、表示部は、判定結果の回数を、識別情報および交換回数と関連付けて表示する。
本発明の型締装置において、好ましくは、記憶部は、判定の結果と型締力調整動作を伴う固定金型および前記可動金型の型締回数とを識別情報と関連付けて記憶し、表示部は、判定の結果の回数を、識別情報および型締回数と関連付けて表示する。

本発明は、トグルリンク機構を備える型締装置における型締力の調整方法を提供する。本発明の型締力の調整方法は、型締力調整の動作における実パラメータを算出する算出ステップと、算出された実パラメータと予め記憶されている基準パラメータとを比較して、使用されている固定金型と可動金型が、適正寸法よりも小さいことの判定をする判定ステップと、を備える。

本発明の型締装置によれば、型締力調整の工程において、使用されている金型が適正寸法よりも小さいか否かを判定できる。したがって、型締装置のユーザは、この判定結果を参照することにより、意図しないで適正寸法よりも小さい金型を使用したとしても、固定盤、可動盤およびタイバーなどの負荷部材の機械的な損傷を予知することができる。

本実施形態のトグルリンク機構を備える型締装置の側面から視た構成を示す概略図である。 本実施形態の型締装置の正面から視た構成を示す概略図である。 本実施形態の型締装置の制御部の構成を示す図である。 本実施形態の記憶部に記憶される情報を表形式で示す図である。 本実施形態の判定部でなされる判定の内容を表形式で示す図である。 本実施形態の型締装置における型締めの動作を説明する図である。 図６に続いて、本実施形態の型締装置における型締めの動作を説明する図である。 本実施形態の型締装置における型締力の調整手順を示すフロー図である。 本実施形態の記憶部に記憶される他の情報の例および表示例を示す図である。 本実施形態の記憶部に記憶されるさらに他の情報の例および表示例を示す図である。

以下、本発明に係る型締方法の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態に係る型締方法が適用されるトグルリンク機構を備える型締装置１の一例について説明した後に、本実施形態に係る型締方法について言及する。本実施形態に係る型締装置１は、射出成形機、ダイカスト鋳造装置など、一対の金型を型締する装置類に広く適用される。

［型締装置１の構成］
本実施形態に係る型締装置１は、図１に示すように、主に、互いに平行となるように型開閉方向ｘに間隔を空けて並列に設けられた固定盤１０および可動盤２０を備える。また、型締装置１は、固定盤１０および可動盤２０への型締力を発生するトグルリンク機構５０と、可動盤２０とともにトグルリンク機構５０を支持するリンクハウジング３０と、を備える。固定盤１０、可動盤２０およびリンクハウジング３０は、それぞれの四隅にタイバー３を貫通させた状態で、床面に据付けられたマシンベース２の上に載せられている。以下、それぞれの構成要素を順に説明する。なお、型締装置１において、図１に示すように型開閉方向ｘおよび高さ方向ｙが特定される。

［固定盤１０および可動盤２０］
固定盤１０および可動盤２０は、それぞれ対向する面が金型取付面１１，２１を構成する。固定盤１０の金型取付面１１には固定金型１３が支持され、可動盤２０の金型取付面２１には可動金型２３が支持されている。
固定盤１０はマシンベース２に対して位置が固定されているのに対して、可動盤２０はマシンベース２の上を固定盤１０に対して型開閉方向ｘに進退移動可能にマシンベース２に設置されている。例えば、マシンベース２の上に設けられたシューやスライドレールなどの支持手段に可動盤２０は摺動可能に載置される。リンクハウジング３０のマシンベース２に対する載置も同様である。リンクハウジング３０は、型厚駆動部３５が駆動されることにより、タイバー３に案内されて、可動盤２０および後述するトグルリンク機構５０と一体で、マシンベース２の上を型開閉方向ｘに移動が可能である。

固定盤１０の、固定金型１３が支持される面の反対側の中央部には、図示を省略する射出装置の射出ノズルが挿入され得る可能な射出用孔が形成される。
可動盤２０およびリンクハウジング３０は、トグルリンク機構５０により連結される。トグルリンク機構５０が伸張・屈曲することにより、固定盤１０に対して可動盤２０が接近または離間する（型開閉方向ｘ）。

［トグルリンク機構５０］
トグルリンク機構５０は、可動盤２０とリンクハウジング３０との間に架け渡された上下一対のリンク部材５１と、型開閉方向ｘに移動することにより上下一対のリンク部材５１をそれぞれ伸縮させるクロスヘッド６２と、を備える。また、トグルリンク機構５０は、クロスヘッド６２を型開閉方向ｘに移動させるクロスヘッド駆動装置７０を備えている。

それぞれのリンク部材５１は、可動盤２０の型盤側リンク支持部材５２に、リンクピン５５によって一端側が揺動可能に連結されるトグルリンク５４を備える。また、それぞれのリンク部材５１は、リンクハウジング３０のハウジング側リンク支持部材５６に、リンクピン５９によって一端側が揺動可能に連結されるミッドリンク５８を備える。トグルリンク５４の他端側とミッドリンク５８の他端側はリンクピン６１により互いに揺動可能に連結される。

クロスヘッド６２は、上下一対のミッドリンク５８，５８の間に設けられる。クロスヘッド６２は、その両端にはクロスヘッドリンク６３の一端がリンクピン６４によって揺動可能に連結され、クロスヘッドリンク６３の他端はリンクピン６５によってミッドリンク５８，５８に揺動可能に連結される。
リンク部材５１は、トグルリンク５４およびミッドリンク５８がそれぞれ各リンクピン５５、５９を中心として揺動運動し、クロスヘッド６２が型開閉方向ｘに移動することにより伸張または屈曲するように構成されている。

クロスヘッド駆動装置７０は、図１および図２に示すように、クロスヘッド６２に埋設されたボールねじナット７１と、リンクハウジング３０を貫通して回転可能に設けられ、ボールねじナット７１が螺合されたボールねじ軸７２と、を備える。また、クロスヘッド駆動装置７０は、ボールねじ軸７２の基端部に取り付けられるチェーン用スプロケット７３と、リンクハウジング３０のトグルリンク機構５０の取付面と反対の面側に取り付けられた電動モータ７４と、を備える。また、クロスヘッド駆動装置７０は、電動モータ７４の回転軸に取り付けられたモータスプロケット７５と、チェーン用スプロケット７３とモータスプロケット７５との間に張り渡されたチェーン７６と、を備えている。電動モータ７４の回転力はチェーン７６を介してボールねじ軸７２に伝達される。電動モータ７４には、エンコーダが内蔵されており、このエンコーダによって、クロスヘッド６２の移動方向、型開閉方向ｘの移動量および移動速度などが検出されるように構成されている。

［タイバー３］
複数、典型的には４本のタイバー３は、固定盤１０、可動盤２０およびリンクハウジング３０の四隅を貫通して架け渡され、その弾性力により固定盤１０と可動盤２０を介して、固定金型１３および可動金型２３に型締力を生じさせる。
固定盤１０の金型取付面１１と反対側の面の四隅には、各タイバー３の一端部と嵌合される固定ナット１５が設けられる。この固定ナット１５により、各タイバー３に対する型開閉方向ｘの相対移動と、各タイバー３の長手方向中心軸回りの回転運動と、が規制されている。リンクハウジング３０の背面の四隅には、各タイバー３の他端部に形成されたねじ部（図示せず）と噛み合う駆動ナット３１が設けられている。この駆動ナット３１は、リンクハウジング３０に回転可能に支持されると共に、型厚駆動部３５により回転し、各タイバー３のねじ部を螺進するように構成されている。これにより、リンクハウジング３０ならびにこれに連結されたトグルリンク機構５０および可動盤２０が型開閉方向ｘに往復移動するように構成されている。

［型厚駆動部３５］
型厚駆動部３５は、図１および図２に示すように、リンクハウジング３０の上面に取り付けられたダイハイトモータ３６と、ダイハイトモータ３６の回転軸に取り付けられたモータスプロケット３８と、を備える。また、型厚駆動部３５は、４つの駆動ナット３１の周囲部にそれぞれ取り付けられたチェーン用スプロケット４０と、リンクハウジング３０のトグルリンク機構５０の取付面と反対側の面上に回転可能に取り付けられた伝達歯車４２と、を備える。さらに、型厚駆動部３５は、モータスプロケット３８と伝達歯車４２との間に張り渡されたチェーン４４と、４つのチェーン用スプロケット４０と伝達歯車４２に張り渡されたチェーン４６とを備える。型厚駆動部３５は、チェーン４４、４６を介してダイハイトモータ３６の回転力を各駆動ナット３１に伝達させる。なお本実施形態において、上述したようなチェーン式の型厚駆動部以外に、ダイハイトモータの回転力を各駆動ナットに伝達させるギア式の型厚駆動部を採用できる。特許文献１（特開２００１－２３９５６３号公報）の図３にギア式の型厚駆動部の一例が開示されている。

［制御部８０］
制御部８０は、型厚駆動部３５の駆動の制御を通じて、可動金型２３を支持する可動盤２０、トグルリンク機構５０およびリンクハウジング３０の型開閉方向ｘへの移動を制御する。また、制御部８０は、クロスヘッド駆動装置７０の駆動の制御を通じて、固定盤１０に支持される固定型１３に対する、可動盤２０に支持される可動金型２３の型閉じ、型締めおよび型開きの動作を制御する。型締装置１は、型締めの動作を制御するために、型締力を検出する手段、例えばロードセルを備えており、固定盤１０と可動盤２０の間、つまり固定金型１３と可動金型２３の間に付与される実型締力を検出できる。ロードセルはタイバー３に取り付けられ、タイバー３のひずみ（型締時のタイバー３の伸張量）を計測し、この計測値に基づき制御部８０において実型締力を算出する。

［制御部８０の構成］
制御部８０は、図３に示すように、必要な情報を表示するための表示部８１と、オペレータにより操作され、例えば金型厚さ情報や型締力情報等の入力を受け付ける入力部８３とを備える。制御部８０は、各種の情報を記憶する記憶部８５と、型締装置１の各動作の指示をする指示部８７と、適正な寸法の金型よりも寸法の小さい金型が使用されていることを判定する判定部８９とを備えている。なお、ここでは判定部８９の存在を明確にするため指示部８７と独立させているが、判定部８９の機能を併せ持った指示部８７とすることもできる。この制御部８０は、コンピュータ装置で構成され、入力部８３はソフトキー又はハードキーからなり、表示部８１は例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）からなる。

［記憶部８５］
記憶部８５は、適正な寸法の金型よりも寸法の小さい不適正な金型が使用されていることを判定するのに必要な情報を記憶している。なお、この判定を以下では金型の適否判定と略記することがある。図４の上段には識別情報（金型ＩＤ）として♯Ｍ１の金型に関する記憶情報が表形式で示されている。この記憶情報は、設定型締力Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３…Ｆ１ｎ、リンクハウジング３０の基準追い込み量Ｄ１１ｃ、Ｄ１２ｃ、Ｄ１３ｃ…Ｄ１ｎｃおよび許容範囲Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３…Ｓ１ｎが関連付けて記憶されている。例えば、設定型締力Ｆ１１と設定型締力Ｆ１１を得るためのリンクハウジング３０の基準送り込み量Ｄ１１ｃとが関連付けて記憶されており、設定型締力Ｆ１１が入力されるとリンクハウジング３０は基準送り込み量Ｄ１１ｃだけ送り込みがなされる。なお、リンクハウジング３０の送り込み量とは、設定型締力の調整時における、リンクハウジング３０の可動盤２０の側への移動量である。言い換えれば、トグルリンク５４およびミッドリンク５８が所定の角度で屈曲している状態（金型タッチ状態）のリンクハウジング３０の位置と、トグルリンク５４およびミッドリンク５８を直線状に突っ張らせて、タイバー３を伸張量λだけ伸張させた状態のリンクハウジング３０の位置との差異である。金型タッチ状態については後述する。また、設定型締力Ｆ１１、基準送り込み量Ｄ１１ｃに許容範囲Ｓ１１が関連付けて記憶されている。型締力調整時に、設定型締力Ｆ１１を得るために、最終的に必要であったリンクハウジング３０の実追い込み量Ｄ１１ｒ（図５参照）と基準送り込み量Ｄ１１ｃの差分が許容範囲Ｓ１１を超えるか否かの判定に用いられる。実追い込み量については後述する。この判定は、判定部８９においてなされ、その結果は指示部８７の指示により記憶部８５に記憶される。なお、実追い込み量Ｄ１１ｒと基準送り込み量Ｄ１１ｃは、追い込み量Ｄ１１ｒ＞送り込み量Ｄ１１ｃの関係を有することを前提とする。

また、記憶部８５は、上述した差分が許容範囲Ｓ１１を超える場合の判定結果を記憶する。この判定結果は、設定型締力Ｆ１１に関連付けて記憶されているが、図４には記憶された回数（Ｘ１）が記憶されている。

以上の図４に示すように、記憶部８５には、識別情報（金型ＩＤ）が♯Ｍ２，♯Ｍ３，…，♯Ｍｎの金型のそれぞれと関連付けて、設定型締力、基準送り込み量、許容範囲および判定回数が記憶されている。以下においては、設定型締力、基準送り込み量、許容範囲および判定回数に言及するときには、原則として識別情報（金型ＩＤ）が♯Ｍｎの金型を例にする。

また、記憶部８５は、ダイハイトモータ３６、電動モータ７４の動作を指示するのに必要な情報、その他の情報を記憶する。

［指示部８７］
指示部８７はオペレータからの指示、選択にしたがって、記憶部８５に記憶されている種々の情報を読み出して、動作指令情報を生成するとともに、生成した動作指令情報を型厚駆動部３５、クロスヘッド駆動装置７０の電動モータ７４などの各駆動部に向けて送信する。本実施形態における動作指令情報としては、後述する型締力の調整動作のための情報が該当する。

指示部８７は、型締力の調整動作のときに、例えば前述したロードセルからのひずみ情報εを取得して現時点で生じている型締力（実型締力）Ｆを算出し、実型締力Ｆと設定型締力Ｆｎｎと比較する。指示部８７は、この比較結果に基づき算出されたリンクハウジング３０の送り込み量をダイハイトモータ３６に指示してリンクハウジング３０の送り込みを実施し、実型締力Ｆが設定型締力Ｆｎｎに達するとリンクハウジング３０の送り込みを終了する。なお、実型締力Ｆは以下の式（１）により求められる。
ここで、型締力には、タイバー３の他に可動盤２０、リンクハウジング３０などの部材を含む型締装置１の全体が関与する。しかし、型締装置１において、実型締力Ｆは、以下の式（１）に示すように、タイバー３の仕様に基づいて求められることが一般的である。

実型締力Ｆ＝Ａ×Ｅ×λ／Ｌ１＝Ａ×Ｅ×ε…式（１）
Ａ：タイバー３の断面積 Ｅ：タイバー３のヤング率 λ：タイバー３の伸長量
Ｌ１：自由状態のタイバー３の長さ
ε:タイバー３の歪み

また、指示部８７は、判定部８９で判定した結果に基づいて判定結果情報を生成し、生成した判定結果情報を記憶部８５に記憶させるとともに表示部８１に表示させる。

［判定部８９］
判定部８９は、例えば図５に示すように、記憶部８５に関連付けて記憶されている設定型締力Ｆ１ｎ、リンクハウジング３０の基準送り込み量Ｄ１ｎｃおよび許容範囲Ｓ１ｎを読み出すとともに、実送り込み量Ｄ１ｎｒを取得して基準送り込み量Ｄ１ｎｃとの差分ΔＤ１ｎ（Ｄ１ｎｒ－Ｄ１ｎｃ）を求める。判定部８９は、この差分と許容範囲Ｓ１ｎとを上述したように比較することにより、金型の適否判定を行い、この判定結果は指示部８７に伝えられる。

［型締装置１の動作］
次に、図６および図７を参照して型締装置１における型締の動作の一例を説明する。図６（ａ）は型開きの状態を示し、図６（ｂ）は型タッチまでの途中を示す。また、図７（ａ）は型タッチの状態を示し、図７（ｂ）は型締めの状態を示している。

先行する射出成形が終わると、クロスヘッド駆動装置７０の電動モータ７４を駆動してクロスヘッド６２を後退させ、図６（ａ）に示すように、型締めされていた可動金型２３を固定金型１３から離す。このとき、トグルリンク機構５０のトグルリンク５４およびミッドリンク５８はその延長線が互いに交差するように屈曲する。
次に、図６（ｂ）に示すように、電動モータ７４を駆動してクロスヘッド６２を前進させることにより、可動金型２３が固定金型１３に接近するとともに、トグルリンク５４およびミッドリンク５８がなす角度が小さくなる。

次に、ダイハイトモータ３６を駆動させて、可動金型２３を支持する可動盤２０、トグルリンク機構５０およびリンクハウジング３０を固定金型１３側に前進させると、図７（ａ）に示すように、可動金型２３が固定金型１３に接触する。ダイハイトモータ３６に流れる電流が所定値に到達すると、可動金型２３が固定金型１３に密着したものとみなし、ダイハイトモータ３６による可動金型２３の前進を停止させる。この可動金型２３を固定金型１３に対して密着させた状態を、金型タッチ（金型タッチ状態）と呼称する。また、トグルリンク５４およびミッドリンク５８を所定角度で屈曲させたクロスヘッド６２の位置は金型タッチ位置、あるいは、昇圧切換位置と称される。

次に、電動モータ７４を駆動させて、図７（ａ）に示す、所定角度で屈曲させた状態のトグルリンク５４およびミッドリンク５８を、クロスヘッド６２を前進させて、図７（ｂ）に示すように、可動盤２０とリンクハウジング３０の間で直線状に突っ張らせる。これにより、リンクハウジング３０と固定盤１０の間に係止されているタイバー３を伸張量λだけ伸張させる。図７（ｂ）に示すように、このタイバー３の伸張量λに対応する引張応力がトグルリンク機構５０を介して可動盤２０と固定盤１０の間に圧縮応力として作用し、固定金型１３および可動金型２３に実型締力Ｆを生じさせる。実型締力Ｆは、前述した式（１）により求められる。
型締調整時には、実際に生じている実型締力が予め設定されている設定型締力に達するまで、リンクハウジングの追い込み量（可動盤側への移動量）を増やして、あるいは減らして、金型タッチ状態におけるトグルリンクの屈曲角度を増減させて、型締力調整が行われる。

ここで、型締装置１において、設定型締力は、適正な寸法を有する固定金型１３および可動金型２３を用いることを前提としている。適正な寸法とは、トグルリンク機構を備える型締装置を採用する射出成形機やダイカストマシンの製造メーカにおいて、採用する型締装置１の寸法に応じて、型締時に固定盤１０および可動盤２０に生じる曲げ応力を抑制可能であることを意味する。そのため、実型締力の算出に、型締時に発生する固定盤１０および可動盤２０の弯曲変形等を考慮せず、先に説明した式（１）に示すように、タイバー３の仕様のみに基づいて求められることが一般的である。このような金型の寸法としては、トグルリンク機構を備える型締装置を採用する射出成形機やダイカストマシンの製造メーカ毎に様々であるが、例えば、分かり易く、タイバー間隔の２／３以上等を取扱説明書に記載している事例も見受けられる。以下では、固定金型１３および可動金型２３を金型Ｍと総称することがある。型締力を生じさせるとき、適正寸法の金型Ｍを用いていれば、先に説明した、取り付けられた金型を中心とする曲げ応力による固定盤１０および可動盤２０の弯曲変形は微小で、それ故に、型締力調整時の設定型締力に対応するリンクハウジング３０の基準追い込み量と実追い込み量との差異は無視できる程度に小さなものになるはずである。ところが、適正寸法より小さい不適正な金型Ｍを用いると、固定盤１０および可動盤２０の弯曲変形が過剰となる場合がある。この両盤の弯曲変形はタイバー３の伸張量λの一部を実型締力に作用させずに消費するため、設定型締力に対応させたタイバー３の伸張量λに応じた型締力が得られなくなる。したがって、固定盤１０および可動盤２０の弯曲変形を補填するのに必要なだけのタイバー３の伸張量（型締力）を得るために、金型タッチ状態におけるトグルリンクの屈曲角度を増加させるためのリンクハウジング３０の実追い込み量を増やす調整動作が必要である。この場合、固定盤１０および可動盤２０並びにタイバー３に過剰な荷重が付加されるなどの不具合が生じる。

本実施形態の型締装置１は、この不具合の発生の原因である適正寸法より小さい金型Ｍを使用したことを型締力の調整の段階で認識するとともに、型締装置１のオペレータに認知させることができる。また、型締装置１は、適正寸法より小さい金型Ｍを使用した累積の回数を型締装置１のオペレータに認知させることができる。以下、この手順を、図８を参照して説明する。型締力の調整は、型厚駆動部３５のおよびクロスヘッド駆動装置７０の動作を組み合わせることで行われる。

［型締力調整動作の手順］
型締力の調整を行うには、はじめにオペレータが設定型締力Ｆｎｎを入力する（Ｓ１０１）。
設定型締力Ｆｎｎは、入力部８３から入力され、指示部８７は設定型締力Ｆｎｎを取得する。指示部８７は、設定型締力Ｆｎｎを取得すると、記憶部８５に記憶されている図４（ａ）の情報を参照して、設定型締力Ｆｎｎに対応付けられている基準追い込み量Ｄｎｎｃを特定する。基準追い込み量Ｄｎｎｃは、設定型締力Ｆｎｎに対応付けられているタイバー３の伸び量と概ね等しい。言い換えれば、トグルリンク５４およびミッドリンク５８が所定の角度で屈曲している状態のリンクハウジング３０の位置と、トグルリンク５４およびミッドリンク５８を直線状に突っ張らせて、タイバー３を伸張量λだけ伸張させた状態のリンクハウジング３０の位置との差異である。
なお、ここでは図４（ａ）の設定型締力Ｆｎｎを代表例として説明するが、他の設定型締力Ｆ１１などが適用されることもあることは言うまでもない。
指示部８７は、ダイハイトモータ３６を駆動することにより、追い込み量がＤｎｎｃになるようにリンクハウジング３０（ＬＨ）の位置の追い込みを行う（Ｓ１０３）。リンクハウジング３０の追い込み時は、リンクハウジング３０が、トグルリンク機構５０および可動盤２０と一緒に固定盤１０の側に移動する。

金型タッチがなされた後に、トグルリンク機構５０を屈曲状態から直線状に突っ張らせるように動作させることにより、型締を実行する（Ｓ１０５）。この型締を実行している間、指示部８７はロードセルからタイバー３のひずみ情報εを連続的に取得して実型締力Ｆを算出する（Ｓ１０５）。
指示部８７は、算出された実型締力Ｆと先に入力されている設定型締力Ｆｎｎとを比較し、実型締力Ｆが設定型締力Ｆｎｎに到達したか否かを判定する（Ｓ１０７）。

実型締力Ｆが設定型締力Ｆｎｎに到達すれば（Ｓ１０７ Ｙｅｓ）、先に特定された基準追い込み量Ｄｎｎｃで設定型締力Ｆｎｎが得られたことになる。これは、固定盤１０および可動盤２０に過剰な変形が生じていないこと、つまり用いられている金型Ｍが適正な寸法を有していることを意味する。したがって、この場合には、トグルリンク機構５０のクロスヘッド６２の前進を停止させて、型締力の調整を終了する。

一方、実型締力Ｆが設定型締力Ｆｎｎに到達していなければ（Ｓ１０７ Ｎｏ）、設定型締力Ｆｎｎを得るのに基準追い込み量Ｄｎｎｃでは足りないので、追い込み量Ｄｎｎｃを超えてさらに追い込み（再追い込み）を行う（Ｓ１０９）。再追い込みにおける追い込み量は、例えば、以下のようにして特定される。制御部８０において、実型締力Ｆおよび設定型締力Ｆｎｎの差異から、不足する型締力の増圧分に相当するタイバー３の追加伸張量を算出する。この追加伸張量に対応して、トグルリンク５４およびミッドリンク５８の屈曲角度を増加させて、リンクハウジング３０を可動盤２０側へ移動させる距離を算出することにより特定できる。この再追い込みを行う前には、トグルリンク機構５０のトグルリンク５４およびミッドリンク５８は直線状に突っ張らせた状態から屈曲状態に戻される。また、一度の型締力調整での、再追い込みにおける追い込み量の上限値を設定したり、再追い込みにおける追い込み量を、基準追い込み量の何％増加のように予め設定したりして、当初より、複数回で設定型締力に到達させる形態であってもよい。

所定量の再追い込みを行った後に、トグルリンク機構５０を屈曲状態から直線状に突っ張らせるように動作させて型締を実行する（Ｓ１１１）。この間に、実型締力Ｆの算出を行う（Ｓ１１１，算出ステップ）とともに、実型締力Ｆが設定型締力Ｆｎｎに到達したか否かの判定（Ｓ１１３）を行う。この判定は実型締力Ｆが設定型締力Ｆｎｎに到達するまで継続される（Ｓ１１３ Ｎｏ）。
実型締力Ｆが設定型締力Ｆｎｎに到達すれば（Ｓ１１３ Ｙｅｓ）、型締力の自動調整の動作は完了する（Ｓ１１５）。

判定部８９は、型締力の自動調整が完了した時点、つまり実型締力Ｆが設定型締力Ｆｎｎに到達した時点における最終的な実追い込み量Ｄｎｎｒと先に特定されている基準追い込み量Ｄｎｎｃとの差分ΔＤｎｎ（Ｄｎｎｒ－Ｄｎｎｃ）を算出する。判定部８９は、算出された差分ΔＤｎｎが先に読み出されている許容範囲Ｓｎｎの範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ１１７，判定ステップ）。許容範囲Ｓｎｎは、特定の数値を用いることもできる。また、許容範囲Ｓｎｎは、例えば基準追い込み量Ｄｎｎｃの例えば５％、１０％というように基準追い込み量Ｄｎｎｃに基づいて定めることができる。
実追い込み量Ｄｎｎｒは、設定追い込み量Ｄｎｎｃに再追い込みによる追い込み量を加えた値である。

この判定において、差分ΔＤｎｎが許容範囲Ｓｎの範囲外であれば（Ｓ１１７ Ｎｏ）、使用された金型Ｍが適正寸法よりも小さく、固定盤１０および可動盤２０ならびにタイバー３に与える機械的な負荷が大きいものとみなす。そうすると、指示部８７は、この判定結果を記憶部８５に記憶させる（Ｓ１１９、図４（ｂ））。また、指示部８７は、今回の判定結果を含め、設定型締力Ｆｎｎについて、差分ΔＤｎｎが許容範囲Ｓｎの範囲外となった積算の回数を図３に示すように表示部８１に表示させる。

一方、この判定において、差分ΔＤｎｎが許容範囲Ｓｎの範囲内にあれば（Ｓ１１７ Ｙｅｓ）、使用された金型Ｍが適正寸法よりも小さかったとしても、その程度が小さいために、固定盤１０および可動盤２０ならびにタイバー３に与える機械的な負荷が小さいものとみなす。

［型締装置１の効果］
次に、型締装置１が奏する効果について説明する。
型締装置１は、型締力調整の動作において、使用されている金型Ｍが適正寸法よりも小さいか否かを判定する。
したがって、型締装置１のユーザは、この判定結果を参照することにより、適正な寸法の金型Ｍの使用が促される。また、型締装置１のユーザは、許容範囲を超えて適正寸法よりも小さい金型Ｍを仮に意図しないで使用したとしても、固定盤１０および可動盤２０ならびにタイバー３の機械的な損傷を予知することにより、損傷に至るのを防止できる。特に、型締装置１によれば、適正寸法よりも許容範囲を超えて小さい金型Ｍを使用した回数を記憶し、かつ表示できるので、損傷の危険性の予知の精度を上げることができる。

また、型締装置１のユーザに限らず、型締装置１を提供するメーカの担当者が型締装置１の例えば保守、点検を行う際にこの判定結果を参照することにより、使用する金型について適切な提案をユーザに行うことができる。
つまり、本実施形態における判定結果は、ユーザとメーカが共有することができるので、固定盤１０および可動盤２０ならびにタイバー３などの負荷部材の損傷を未然に防止する効果が顕著となる。

また、型締装置１は、金型Ｍの寸法を計測することなく、適正寸法よりも許容範囲を超えて小さい金型Ｍを使用したことを判定できる。したがって、ユーザが型締装置１の金型Ｍの具体的な寸法を公開しなくても、メーカ側が固定盤１０および可動盤２０ならびにタイバー３などの部材の損傷を予知できる。

また、許容範囲を設け、使用されている金型Ｍが適正寸法よりも小さいか否かの判定を行う。したがって、タイバー３の歪みεの測定誤差などによって、適正寸法よりも小さいか金型Ｍが使用されたといった誤判定が生じるのを防止できる。なお、これらの効果は、型厚駆動部の形態が、本実施形態で説明したチェーン式型厚駆動部であろうと、特許文献１に開示されているようなギア式型厚駆動部であろうと、同様に奏することは言うまでもない。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
以上の実施形態は、型締力調整の動作までのことを説明したが、本発明は型締力調整を行った後の型締装置１の射出成形などの実際の生産を考慮した実施形態を提案する。この提案は、金型Ｍの交換の頻度が高いユーザに有効な第１形態と、金型Ｍの交換の頻度が低いユーザに有効な第２形態とに区別できる。

第１形態は、金型Ｍの交換回数も、金型Ｍの識別情報（金型ＩＤ：♯Ｍｎ）および判定の回数に関連付けて記憶部８５に記憶する。また、第１形態は、図９に示すように、金型Ｍの識別情報、判定の回数および交換回数を関連付けて表示部８１に表示させる。このように判定の回数と金型Ｍの交換回数とを表示させると、金型Ｍの交換回数に対して判定の回数が多いか否かを認識できる。なお、この交換回数は、型締力調整動作を伴うものである。第２形態も同様である。

第２形態は、型締の回数も、金型Ｍ（識別情報Ｍｎ）および判定の回数に関連付けて記憶部８５に記憶する。また、第２形態は、図１０に示すように、金型Ｍ（識別情報Ｍｎ）、判定回数および型締回数を関連付けて表示部８１に表示させる。このように判定の回数と型締めの回数とを表示させると、金型Ｍが使用された型締回数に対して判定の回数が多いか否かを認識できる。

また、以上で説明した実施形態においては、基準パラメータと実パラメータの例としてリンクハウジングの基準追い込み量、実追い込み量について説明した。しかし、先に説明したように、リンクハウジングの追い込み量とタイバーの伸びとはほぼ等しく、また、タイバー３の伸びは下記のように式（１）の変形により算出できる。したがって、基準パラメータと実パラメータとしてタイバー３の基準伸長量と実伸長量を採用できる。
λ＝Ｌ１×ε…式（１）
λ：タイバー３の伸長量 Ｌ１：タイバー３の長さ ε：ひずみ

また、以上で説明した実施形態においては、実追い込み量Ｄｎｎｒと基準追い込み量Ｄｎｎｃの差分ΔＤｎｎ（Ｄｎｎｒ－Ｄｎｎｃ）に基づいて判定を行ったが、これは本発明における判定基準の一例にすぎない。例えば、実追い込み量Ｄｎｎｒがしきい値よりも大きいか小さいかによって、当該判定を行うこともできる。

また、以上で説明した実施形態においては、判定の結果を表示部８１に表示させるのに留めているが、型締装置１の動作を停止させることもできる。この場合、型締装置１が射出成形機で使用されていれば、以後の射出成形の動作を停止することができる。ただし、当該判定がなされる度に型締装置１の動作を停止させると、型締装置１の使い勝手がよくない。したがって、当該判定の累積の回数がしきい値に達するなどの型締装置１の動作を停止する条件を設定することが推奨される。

１ 型締装置
２ マシンベース
３ タイバー
１０ 固定盤
１１ 金型取付面
１３ 固定金型
１５ 固定ナット
２０ 可動盤
２１ 金型取付面
２３ 可動金型
３０ リンクハウジング
３１ 駆動ナット
３５ 型厚駆動部
３６ ダイハイトモータ
３８ モータスプロケット
４０ チェーン用スプロケット
４２ 伝達歯車
４４，４６ チェーン
５０ トグルリンク機構
５１ リンク部材
５２ 型盤側リンク支持部材
５４ トグルリンク
５５ リンクピン
５６ ハウジング側リンク支持部材
５８ ミッドリンク
５９，６１，６４，６５ リンクピン
６２ クロスヘッド
６３ クロスヘッドリンク
７０ クロスヘッド駆動装置
７１ ナット
７２ ボールねじ軸
７３ チェーン用スプロケット
７４ 電動モータ
７５ モータスプロケット
７６ チェーン
８０ 制御部
８１ 表示部
８３ 入力部
８５ 記憶部
８７ 指示部
８９ 判定部
ｘ 型開閉方向
ｙ 高さ方向

Claims (7)

1. 固定金型を支持する固定盤と、
   前記固定盤に対して進退移動可能に設けられ、可動金型を支持する可動盤と、
   その弾性力により前記固定盤および前記可動盤を介して前記固定金型と前記可動金型に型締力を生じさせる複数のタイバーと、
   複数の前記タイバーに前記弾性力を生じさせるトグルリンク機構と、
   前記トグルリンク機構の動作を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   型締力調整動作における実パラメータと予め記憶されている基準パラメータとを比較することにより、使用されている前記固定金型と前記可動金型が適正な寸法より小さいか否かの判定を行い、
   さらに、前記適正な寸法より小さい旨の前記判定の結果の回数を記憶する記憶部と、
   前記適正な寸法より小さい旨の前記判定の結果の回数を表示する表示部と、を備える、
   ことを特徴とする型締装置。
   
2. 前記トグルリンク機構を支持するリンクハウジングを備え、
   前記実パラメータおよび前記基準パラメータは、前記リンクハウジングの追い込み量で特定される、請求項１に記載の型締装置。
   
3. 前記制御部は、
   前記型締力調整動作において特定される設定型締力に対応する前記リンクハウジングの基準追い込み量と、前記型締力調整動作において前記設定型締力に到達するのに要した前記リンクハウジングの実追い込み量との差分に基づいて、前記判定を行う、請求項２に記載の型締装置。
   
4. 前記記憶部は、
   前記固定金型および前記可動金型の識別情報と関連付けて前記判定の結果を記憶し、
   前記表示部は、
   前記判定の結果の回数を、前記識別情報と関連付けて表示する、
   請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の型締装置。
   
5. 前記記憶部は、
   前記判定の結果と前記型締力調整動作を伴う前記固定金型および前記可動金型の交換回数とを前記識別情報と関連付けて記憶し、
   前記表示部は、
   前記判定の結果の回数を、前記識別情報および前記交換回数と関連付けて表示する、
   請求項４に記載の型締装置。
   
6. 前記記憶部は、
   前記判定の結果と前記型締力調整動作を伴う前記固定金型および前記可動金型の型締回数とを前記識別情報と関連付けて記憶し、
   前記表示部は、
   前記判定の結果の回数を、前記識別情報および前記型締回数と関連付けて表示する、
   請求項４または請求項５に記載の型締装置。
   
7. トグルリンク機構を備える型締装置における型締力の調整方法であって、
   型締力調整動作における実パラメータを算出する算出ステップと、
   算出された前記実パラメータと予め記憶されている基準パラメータとを比較して、使用されている固定金型と可動金型が適正な寸法より小さいか否の判定をする判定ステップと、
   前記適正な寸法より小さい旨の前記判定の結果の回数を記憶する記憶ステップと、
   前記適正な寸法より小さい旨の前記判定の結果の回数を表示する表示ステップと、を備える型締力の調整方法。
   
   

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