JPH1158471A

JPH1158471A - 型締装置

Info

Publication number: JPH1158471A
Application number: JP21606597A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ishikawa; 篤石川
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-08-11
Filing date: 1997-08-11
Publication date: 1999-03-02

Abstract

(57)【要約】【課題】１サイクル中で容易に型締力を多段階に変化さ
せて発生させることができるようにする。【解決手段】固定プラテン１１と、固定プラテン１１と
所定の間隔を置いて配設された第１のフレームと、可動
プラテン１２と、第１のフレームに対して移動自在に配
設された第２のフレームと、前記第１、第２のフレーム
に配設され、励磁されて起磁力を発生させる電磁ユニッ
トと、該電磁ユニットによって発生させられた起磁力を
型締力として可動金型１６に伝達する力伝達手段と、前
記型締力を検出する型締力検出手段とを有する。型締力
設定器によって発生させられたパラメータに基づいて型
締力目標値が発生させられ、該型締力目標値、及び型締
力検出手段によって検出された型締力に基づいてフィー
ドバック制御が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、型締装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、射出成形機においては、溶融させ
られた樹脂を、射出装置の射出ノズルから射出して、固
定金型及び該固定金型に対して進退自在に配設された可
動金型から成る金型装置のキャビティ空間に充填（て
ん）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、前記可動金型を進退させて金型装置
の型閉じ、型締め及び型開きを行うために型締装置が配
設される。

【０００３】該型締装置には、サーボモータを駆動して
ボールねじを回転させることによって推力を発生させ、
該推力をトグル機構によって拡大して型締力を発生させ
るようにしたトグル式の型締装置等が提供されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の型締装置においては、トグル機構のトグル倍率特性
が、トグル機構自体のガタ、摩擦、温度変化による熱膨
張等の影響を大きく受けてしまうので、型締力の精度を
高くすることができない。したがって、１サイクル中で
型締力を多段階に変化させて発生させることが困難であ
る。

【０００５】そこで、油圧シリンダに油を供給すること
によって型締力を発生させるようにした油圧式の型締装
置を使用することが考えられる。この場合、油圧に対応
して型締力が発生させられるようになっているので、型
締力の精度を高くすることができる。したがって、１サ
イクル中で型締力を多段階に変化させて発生させること
は比較的容易である。

【０００６】ところが、型締装置を作動させるためには
大量の油が必要であり、型締装置が大型化してしまうだ
けでなく、射出成形機の周囲が油によって汚れてしま
い、保守・管理が煩わしい。また、油圧回路において油
圧ポンプ、アキュムレータ等を作動させる必要があるの
で、エネルギー効率が低くなってしまう。本発明は、前
記従来の型締装置の問題点を解決して、１サイクル中で
型締力を多段階に変化させて発生させることが容易であ
り、射出成形機の周囲が油によって汚れることがなく、
保守・管理が容易であり、エネルギー効率を高くするこ
とができる型締装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の型
締装置においては、固定プラテンと、該固定プラテンに
取り付けられた固定金型と、前記固定プラテンと所定の
間隔を置いて配設された第１のフレームと、前記固定プ
ラテンに対して進退自在に配設された可動プラテンと、
該可動プラテンに取り付けられた可動金型と、前記第１
のフレームに対して移動自在に配設された第２のフレー
ムと、前記第１、第２のフレームに配設され、励磁され
て起磁力を発生させる電磁ユニットと、該電磁ユニット
によって発生させられた起磁力を型締力として前記可動
金型に伝達する力伝達手段と、前記型締力を検出する型
締力検出手段と、オペレータによって操作され、所定の
関数パターンから成るパラメータを発生させる型締力設
定器と、該型締力設定器によって発生させられたパラメ
ータに基づいて型締力目標値を発生させる型締力目標値
発生器と、該型締力目標値発生器によって発生させられ
た型締力目標値、及び前記型締力検出手段によって検出
された型締力に基づいて、フィードバック制御を行う型
締力コントローラとを有する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の
実施の形態における型締装置の第１の状態図、図２は本
発明の実施の形態における型締装置の第２の状態図であ
る。図において、１１は成形機フレーム５３に固定され
た固定プラテンであり、該固定プラテン１１と所定の間
隔を置いて第１のフレームとしての第１の電磁石フレー
ム１３が配設され、前記固定プラテン１１と第１の電磁
石フレーム１３との間に４本のタイバー１４（図におい
ては、２本のタイバー１４だけを示す。）が架設され
る。そして、該タイバー１４に沿って、かつ、固定プラ
テン１１に対して進退（図における左右方向に移動）自
在に可動プラテン１２が配設される。

【０００９】また、前記固定プラテン１１には固定金型
１５が、前記可動プラテン１２には可動金型１６がそれ
ぞれ取付けられ、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とが接離させられる。な
お、前記固定金型１５及び可動金型１６によって金型装
置が構成され、固定金型１５と可動金型１６とが接触さ
せられると、固定金型１５と可動金型１６との間に図示
しないキャビティ空間が形成され、図示しない射出装置
の射出ノズルから射出された樹脂が前記キャビティ空間
に充填される。

【００１０】前記第１の電磁石フレーム１３の前面（図
における右面）には第１の電磁石１８が固定され、該第
１の電磁石１８は、電磁積層鋼板１９及び起磁力を発生
させるコイル２１から成る。そして、前記タイバー１４
に沿って前記第１の電磁石フレーム１３に対して移動自
在に第２のフレームとしての第２の電磁石フレーム２０
が配設される。該第２の電磁石フレーム２０の背面（図
における左面）には前記第１の電磁石１８と対向させて
第２の電磁石２２が固定され、該第２の電磁石２２は、
電磁積層鋼板２３及び起磁力を発生させるコイル２４か
ら成る。なお、第１、第２の電磁石１８、２２によって
電磁ユニットが構成される。

【００１１】また、前記第２の電磁石フレーム２０の前
面には減速機付サーボモータ２７が固定され、該減速機
付サーボモータ２７と可動プラテン１２との間には力伝
達手段としてのリンク機構、例えば、シングルトグル式
のトグル機構３１が配設される。該トグル機構３１は、
前記減速機付サーボモータ２７の出力軸２８に固定され
た第１リンク３２、前記可動プラテン１２に対して揺動
自在に支持された第２リンク３３、該第２リンク３３の
中心軸になるシャフト３５、及び前記第１リンク３２と
第２リンク３３とを連結するピン３６から成る。したが
って、図１に示す状態から減速機付サーボモータ２７を
駆動することによってトグル機構３１を伸展させ、可動
プラテン１２を介して可動金型１６を前進させて、図２
に示すように型閉じを行ったり、トグル機構３１を収縮
させ、可動プラテン１２を介して可動金型１６を後退さ
せて、図１に示すように型開きを行ったりすることがで
きる。

【００１２】一方、第１の電磁石フレーム１３の背面に
は型厚調整ナット２５が配設され、該型厚調整ナット２
５と、前記タイバー１４の後端に形成された型厚調整ね
じ１４ａとが螺（ら）合させられる。また、前記型厚調
整ナット２５は、第１の電磁石フレーム１３に対して回
転自在に配設されるが、軸方向において第１の電磁石フ
レーム１３に拘束され、該第１の電磁石フレーム１３と
共に移動させられる。したがって、トグル機構３１を伸
展させ、固定金型１５と可動金型１６とを接触させた状
態で、固定金型１５及び可動金型１６の厚さに対応させ
て、図示しないモータ、ギヤ等を介して前記型厚調整ナ
ット２５を回転させることによって、型厚を調整するこ
とができる。

【００１３】なお、本実施の形態においては、シングル
トグル式のトグル機構３１を使用しているが、ダブルト
グル式のトグル機構を使用することもできる。また、本
実施の形態においては、減速機付サーボモータ２７の回
転をトグル機構３１に直接伝達するようにしているが、
図示しないプーリベルト、ボールねじ等の伝動手段を介
して伝達することもできる。

【００１４】そして、型締め時においては、図示しない
制御装置によってコイル２１、２４に互いに逆向きの電
流が供給される。このとき、前記第１、第２の電磁石１
８、２２が同じ極性に励磁されて起磁力としての反発力
を発生させ、該反発力は、トグル機構３１によって型締
力として可動プラテン１２に伝達され、型締めが行われ
る。また、型閉じ時及び型開き時においては、前記制御
装置によって、コイル２１、２４に同じ向きの電流が供
給される。このとき、前記第１、第２の電磁石１８、２
２が異なる極性に励磁されて吸引力を発生させ、該吸引
力によって前記第１、第２の電磁石１８、２２が互いに
吸引される。この場合、必要な吸引力は、前記型締力に
比べて大幅に小さくすることができるので、コイル２
１、２４の一方だけに電流を供給し、第１、第２の電磁
石１８、２２の一方を吸着板として使用することもでき
る。

【００１５】そして、前記トグル機構３１と可動プラテ
ン１２との間には、トグル機構３１を介して可動プラテ
ン１２に加えられる荷重、すなわち、型締力を検出する
型締力検出手段としての荷重検出器５１が配設される。
なお、第２の電磁石フレーム２０とトグル機構３１との
間に荷重検出器を配設することもできる。次に、前記制
御装置の型締力制御部について説明する。

【００１６】図３は本発明の実施の形態における制御装
置の型締力制御部のブロック図、図４は本発明の実施の
形態における型締力目標値の波形図、図５は本発明の実
施の形態における型締力の波形図である。なお、図４に
おいて、横軸に時間を、縦軸に型締力目標値を、図５に
おいて、横軸に時間を、縦軸に型締力をそれぞれ採って
ある。

【００１７】図において、２１、２４はコイル、５１は
荷重検出器、５４は型締力を設定するための型締力設定
器、５５は型締力目標値発生器、５６は型締力コントロ
ーラである。前記型締力設定器５４は、オペレータによ
って操作され、所定の関数パターンから成るパラメータ
を発生させ、該パラメータを型締力目標値発生器５５に
対して出力する。該型締力目標値発生器５５は、前記型
締力設定器５４によって発生させられたパラメータを受
けると、該パラメータに基づいて図４に示すような波形
の型締力目標値を発生させ、該型締力目標値を型締力コ
ントローラ５６に対して出力する。該型締力コントロー
ラ５６は、前記型締力目標値と荷重検出器５１によって
検出された型締力との差に基づいて、型締力目標値と検
出された型締力とが一致するようにフィードバック制御
を行う。その結果、該フィードバック制御によって前記
コイル２１、２４に電流が供給され、該電流の値に対応
させて図５に示すような波形の型締力が発生させられ
る。この場合、該型締力は多段階に変化させられ、か
つ、立上がり及び立下がりにおいて傾きが最適にされ
る。

【００１８】次に、前記構成の型締装置の動作について
説明する。まず、前記制御装置は、コイル２１、２４に
同じ向きの電流を供給し、前記第１、第２の電磁石１８
（図１）、２２が異なる極性に励磁されて吸引力を発生
させ、該吸引力によって第１、第２の電磁石１８、２２
が互いに吸引される。次に、制御装置は、前記減速機付
サーボモータ２７を駆動し、図２に示すように、前記ト
グル機構３１を伸展状態に置く。この状態において、前
記制御装置は、前記型厚調整ナット２５を回転させ、第
１、第２の電磁石フレーム１３、２０及び可動プラテン
１２を介して可動金型１６を前進させて固定金型１５と
接触させる。このようにして、型厚を調整することがで
きる。

【００１９】次に、前記制御装置の図示しない型開閉制
御部は、減速機付サーボモータ２７を駆動して、図１に
示すように、トグル機構３１を収縮状態に置き、可動プ
ラテン１２及び可動金型１６を所定位置まで高速で後退
させる。このとき、前記制御装置は、コイル２１、２４
に同じ向きの電流を供給して第１、第２の電磁石１８、
２２に吸引力を発生させ、第１、第２の電磁石１８、２
２が可動プラテン１２の加減速による慣性力によって離
れないようにする。

【００２０】続いて、前記制御装置は、減速機付サーボ
モータ２７を駆動してトグル機構３１を再び伸展状態に
置き、可動プラテン１２を介して可動金型１６を前進さ
せる。次に、固定金型１５と可動金型１６との間の距離
が、固定金型１５と可動金型１６とが接触する位置から
所定の範囲内に入ると、型締力制御が開始され、型締力
設定器５４は、オペレータによって操作され、所定の関
数パターンから成るパラメータを発生させ、該パラメー
タを型締力目標値発生器５５に対して出力する。そし
て、該型締力目標値発生器５５は、前記パラメータに基
づいて図４に示すような型締力目標値を発生させ、該型
締力目標値を型締力コントローラ５６に対して出力す
る。

【００２１】例えば、図４に示す型締力目標値は、型締
力が４段で変化し、立上がり及び立下がりが直線状に変
化するように発生させられる。そのために、型締力設定
器５４によって発生させられるパラメータは、各段の型
締力の大きさ、各段の型締力の保持時間、各立上がり時
間、各立下がり時間、並びに立上がり及び立下がりの形
状を表す所定の関数パターン、例えば、１次関数パター
ンから成る。なお、型締力コントローラ５６の追従性を
向上させるために、立上がり及び立下がりの形状を三角
関数等で表すようにすることもできる。

【００２２】次に、型締力コントローラ５６は、前記型
締力目標値発生器５５から送られた型締力目標値と荷重
検出器５１によって検出された型締力との差を算出し、
該差に対応させて、コイル２１、２４に供給される電流
を制御する。その結果、型締力目標値と検出された型締
力とが一致するような反発力が発生させられる。該反発
力は、トグル機構３１、荷重検出器５１及び可動プラテ
ン１２を介して型締力として可動金型１６に伝達され、
該可動金型１６を更に前進させる。

【００２３】この場合、トグル機構３１は伸展状態に置
かれているので、前記反発力は、トグル機構３１自体の
ガタ、摩擦、温度変化による熱膨張等の影響を受けるこ
となく可動金型１６に伝達される。したがって、型締力
の精度を高くすることができ、１サイクル中で型締力を
多段階に変化させて発生させることが容易になる。ま
た、油圧シリンダを使用しないので、射出成形機の周囲
が油によって汚れることがなく、保守・管理が容易であ
り、エネルギー効率を高くすることができる。

【００２４】このようにして型締めが終了すると、図示
しない射出装置の射出ノズルから射出された樹脂がキャ
ビティ空間に充填される。そして、該キャビティ空間に
充填された樹脂が冷却すると、前記制御装置は、型締力
目標値に従って型締力を０にする。続いて、前記制御装
置は、減速機付サーボモータ２７を駆動してトグル機構
３１を収縮状態に置き、可動プラテン１２を介して可動
金型１６を後退させ、型開きを行う。その後、減速機付
サーボモータ２７は更に駆動され、可動金型１６は所定
の型開限位置まで後退させられる。

【００２５】なお、本実施の形態においては、第１、第
２の電磁石１８、２２によって発生させられた反発力を
型締力として利用するようになっているが、第１、第２
の電磁石１８、２２によって発生させられた吸引力を型
締力として利用することもできる。また、第１、第２の
電磁石１８、２２のうちの一方を吸着板に代え、電磁石
と吸着板との間に発生させられた吸引力を型締力として
利用することもできる。

【００２６】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。

【００２７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、型締装置においては、固定プラテンと、該固定プ
ラテンに取り付けられた固定金型と、前記固定プラテン
と所定の間隔を置いて配設された第１のフレームと、前
記固定プラテンに対して進退自在に配設された可動プラ
テンと、該可動プラテンに取り付けられた可動金型と、
前記第１のフレームに対して移動自在に配設された第２
のフレームと、前記第１、第２のフレームに配設され、
励磁されて起磁力を発生させる電磁ユニットと、該電磁
ユニットによって発生させられた起磁力を型締力として
前記可動金型に伝達する力伝達手段と、前記型締力を検
出する型締力検出手段と、オペレータによって操作さ
れ、所定の関数パターンから成るパラメータを発生させ
る型締力設定器と、該型締力設定器によって発生させら
れたパラメータに基づいて型締力目標値を発生させる型
締力目標値発生器と、該型締力目標値発生器によって発
生させられた型締力目標値、及び前記型締力検出手段に
よって検出された型締力に基づいて、フィードバック制
御を行う型締力コントローラとを有する。

【００２８】この場合、前記電磁ユニットを励磁して起
磁力を発生させると、該起磁力が前記力伝達手段を介し
て型締力として可動金型に伝達され、型締めが行われ
る。また、型締力設定器によって発生させられたパラメ
ータに基づいて型締力目標値が発生させられ、該型締力
目標値、及び型締力検出手段によって検出された型締力
に基づいてフィードバック制御が行われる。

【００２９】そして、前記型締力は、前記力伝達手段自
体のガタ、摩擦、温度変化による熱膨張等の影響を受け
ることなく可動金型に伝達される。したがって、型締力
の精度を高くすることができ、１サイクル中で型締力を
多段階に変化させて発生させることが容易になる。ま
た、油圧シリンダを使用しないので、射出成形機の周囲
が油によって汚れることがなく、保守・管理が容易であ
り、エネルギー効率を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における型締装置の第１の
状態図である。

【図２】本発明の実施の形態における型締装置の第２の
状態図である。

【図３】本発明の実施の形態における制御装置の型締力
制御部のブロック図である。

【図４】本発明の実施の形態における型締力目標値の波
形図である。

【図５】本発明の実施の形態における型締力の波形図で
ある。

【符号の説明】

１１固定プラテン１２可動プラテン１３第１の電磁石フレーム１５固定金型１６可動金型１８第１の電磁石２０第２の電磁石フレーム２２第２の電磁石３１トグル機構５１荷重検出器５４型締力設定器５５型締力目標値発生器５６型締力コントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）固定プラテンと、（ｂ）該固定プ
ラテンに取り付けられた固定金型と、（ｃ）前記固定プ
ラテンと所定の間隔を置いて配設された第１のフレーム
と、（ｄ）前記固定プラテンに対して進退自在に配設さ
れた可動プラテンと、（ｅ）該可動プラテンに取り付け
られた可動金型と、（ｆ）前記第１のフレームに対して
移動自在に配設された第２のフレームと、（ｇ）前記第
１、第２のフレームに配設され、励磁されて起磁力を発
生させる電磁ユニットと、（ｈ）該電磁ユニットによっ
て発生させられた起磁力を型締力として前記可動金型に
伝達する力伝達手段と、（ｉ）前記型締力を検出する型
締力検出手段と、（ｊ）オペレータによって操作され、
所定の関数パターンから成るパラメータを発生させる型
締力設定器と、（ｋ）該型締力設定器によって発生させ
られたパラメータに基づいて型締力目標値を発生させる
型締力目標値発生器と、（ｌ）該型締力目標値発生器に
よって発生させられた型締力目標値、及び前記型締力検
出手段によって検出された型締力に基づいて、フィード
バック制御を行う型締力コントローラとを有することを
特徴とする型締装置。