JPS63286313A - トグル式射出成形機の型締力設定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、射出成形機の型締力を任意に設定することが
できるようにするための型締力設定装置に関するもので
、特に、その型締力がトグル式型締装置によって発生さ
れるようにされているトグル式射出成形機における型締
力設定装置に関するものである。

（従来の技術） 射出成形機においては、型閉じされた金型のキャビティ
内に、溶融樹脂が高圧で射出されるようになっている。

このとき、その射出圧力によって金型が開くと、得られ
る製品に、ばつが生じることになる。したがって、その
射出圧力に対抗し得る十分な力でもって金型な型締めし
ておくことが必要となっている。しかしながら、その型
締力が強すぎると、過充填等により製品に内部ひずみ等
が生じてしまう。

このように、射出成形機により精密成形を行うためには
、その型締力を適切に設定することが必要となる。しか
も、その型締力の最適の大きさは、使用される金型によ
って異なってくる。したがって、金型に応じて型締力を
調整できるようにする必要がある。

このように十分な型締力を発揮することができるととも
に、その型締力を調整することのできる型締装置として
は、トグル式型締装置が用いられることが多い。

第１．２図は、そのようなトグル式型締装置の一例を示
す側面図である。

これらの図から明らかなように、射出成形機のベッド１
の一端部上面には、固定盤２が固定されている。また、
ベッド１の他端部上面には、この固定盤２に対向するよ
うにしてエンドハウジング３が設置されている。このエ
ンドハウジング３は、車輪等を介してベッド１上に可動
支持されており、固定盤２に対して前後方向、すなわち
固定盤２に接近する方向と固定盤２から離れる方向とに
移動させることができるようにされている。

固定盤２とエンドハウジング３とは、一端が固定盤２に
固定された複数本の平行なタイバー４．４．−・・によ
って互いに連結されている。このタイバー４のエンドハ
ウジング３側の端部にはねじ部４ａが形成されており、
そのねじ部４ａにタイバーナツト５がかみ合わされてい
る。このタイバーナツト５は、エンドハウジング３に対
して、回転させることはできるが軸線方向には固定して
保持されるものとされている。

また、固定盤２とエンドハウジング３との間には、可動
盤６が設けられている。この可動盤６は、タイバー４．
４．−・・によって案内支持され、タイバー４の軸線方
向、すなわち固定盤２に対して接近・離間する方向に移
動自在とされている。

更に、エンドハウジング３と可動盤６との間には、可動
盤６を移動させるトグル式型締装置７が設けられている
。この型締装置７は、エンドハウジング３に固定された
クロスヘッドガイド（図示せず）に案内されてタイバー
４の軸線方向に移動されるクロスヘッド８と、このクロ
スヘッド８と可動盤６との間を連結するトグルリンク機
構９と、エンドハウジング３に固定され、クロスヘッド
８を移動させる型締シリンダ１０とを有している。クロ
スヘッド８は、その型締シリンダ１０のピストンロッド
１１の先端に取り付けられている。また、トグルリンク
機構９は、一端が可動盤６にビン結合された長リンク１
２と、一端がその長リンク１２にビン結合されるととも
に他端がエンドハウジング３のアーム３ａにビン結合さ
れた短リンク１３と、両端がその短リンク１３及びクロ
スヘッド８にそれぞれビン結合されたクロスリンク１４
とからなるリンク機構を４組、それぞれ上下左右に配置
したものとされている。

こうして、クロスヘッド８をエンドハウジング３から離
れる方向に移動させたときには、長リンク１２と短リン
ク１３との間の角度が１８０＠に近づき、トグルリンク
機構９が伸びて、可動盤６が固定盤２の方向へ押圧移動
されるようになっている。そして、それによって、可動
盤６に取り付けられた可動金型１５が、固定盤２に取り
付けられた固定金型１６に押し付けられ、型締めが行わ
れるようになっている。

このようなトグル式型締装置７において、金型１５，１
６が開いている状態から、型締シリンダ１０を作動させ
てそのピストンロッド１１を伸長させると、クロスヘッ
ド８がエンドハウジング３から離れる方向に移動し、第
１図に示されているように、可動金型１５と固定金型１
６とが接触する状態となる。このときのエンドハウジン
グ３に対するクロスヘッド８の位置を、金型タッチ位置
と呼ぶこととする。

この状態から、更に型締シリンダ１０に高圧を加えて、
ピストンロッド１１を伸長させると、エンドハウジング
３とクロスヘッド８との間隔が開く。そして、型締シリ
ンダ１０がストロークエンドに達した第２図の状態で、
その作動が停止する。このとき、トグルリンク機構９の
長リンク１２と短リンク１３とはほぼ直線状となる。こ
のときのエンドハウジング３に対するクロスヘッド８の
位置を、型締完了位置と呼ぶこととする。

この金型タッチ位置から型締完了位置までの間において
は、金型１５，１６が互いに接触しているので、可動盤
６は固定盤２の方向には移動じない。したがって、その
間におけるピストンロッド１１の伸長、すなわちトグル
リンク機構９の伸長は、タイバー４の伸びとリンク１２
．１３の圧縮とによって吸収されることになる。そして
、その反力に相当する力が金型１５．１６間に加えられ
る。すなわち、金型１５．１６は、タイバー４の伸びに
対応する型締力でもって型締めされる。

この型締力は、タイバーナツト５を回転させることによ
って調整することができる。すなわち、タイバーナツト
５を回転させると、エンドハウジング３がタイバー４の
軸線方向に移動する。したがって、型締力がゼロの状態
で金型１５．１６が接触するときのエンドハウジング３
とクロスヘッド８との間の距離、すなわち金型タッチ位
置が変化する。一方、型締完了位置は、型締シリンダ１
０のピストンロッド１１が最大限伸長したときのエンド
ハウジング３とクロスヘッド８との間の距離であるから
、エンドハウジング３の位置に関係なく一定である。そ
の結果、金型タッチ位置から型締完了位置までタイバー
４を伸ばす力に相当する型締力が変化する。

そして、得られる型締力の大きさと金型タッチ位置にお
けるトグルリンク機構９の長さとは、一定の関数関係に
ある。

したがって、型締力を所望の大きさに設定するためには
、金型タッチ位置にあるときにトグルリンク機構９の長
さがその型締力に対応する長さとなるように、エンドハ
ウジング３の位置を調整すればよいことになる。そのト
グルリンク機構９の長さは、エンドハウジング３に対す
るクロスヘッド８の位置で決定される。

そこで、このエンドハウジング３に対するクロスヘッド
８の位置を検出するために、一般に、エンドハウジング
３には、そのアーム３ａ等に位置検出器としてのリミッ
トスイッチ１７が取り付けられ、クロスヘッド８には、
そのリミットスイッチ１７を作動させる作動部材として
のカム１８が取り付けられている。そのリミットスイッ
チ１７あるいはカム１８の一方は、タイバー４の軸線方
向に移動可能とされている。

型締力を設定するときには、その型締力と関数関係にあ
る所定の距離だけリミットスイッチ１７あるいはカム１
８を移動させ、そのカム１８がリミットスイッチ１７を
作動させる位置までクロスヘッド８を移動させた後、そ
の状態で金型１５，１６が接触する位置までエンドハウ
ジング３を移動させればよい。

従来は、このようなリミットスイッチ１７あるいはカム
１８の移動は手動で行うものとされていた。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、最近は、射出成形機にも多品種少量生産が求
められるようになってきている。そのように１台の射出
成形機により多品種少量生産を行うためには、金型を頻
繁に交換することが必要となる。そして、その金型交換
のたびに、型締力を調整する必要がある。

その場合、従来のように位置検出器あるいはその作動部
材を手動で移動させて型締力を設定するものでは、その
作業の能率が悪く、精度も低いので、金型交換に手間が
かかるということが問題となる。

また、そのような手動操作は、最近要求が高まっている
射出成形機の全自動化に対する阻害要因の一つともなっ
ている。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、トグル式型締装置を備えた射出成形機
における型締力の設定を、遠隔操作によって正確に行う
ことができるようにすることである。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明では、トグル式型締
装置のクロスヘッド及びエンドハウジングにそれぞれ取
り付けられる位置検出器あるいはそれを作動させる作動
部材の一方を、ステッピングモータを駆動源とする金型
タッチ位置設定装置により、タイバーの軸線方向に移動
させるようにしている。ステッピングモータは、プログ
ラマブルコントローラによって駆動されるようになって
いる。金型タッチ位置設定装置は、そのステッピングモ
ータと、その回転を直線運動に変換する運動変換機構と
によって構成されており、位置検出器あるいは作動部材
をコントローラに設定された距離だけ基準位置から移動
させるものとされている。

（作用） このように構成することにより、プログラマブルコント
ローラに所望の型締力を設定すると、そのコントローラ
からプログラムされたパルスが発信され、ステッピング
モータが回転する。そして、それによって、位置検出器
あるい□は作動部材が設定型締力に一相当する距離だけ
基準位置から移動し、その位置で停止する。

次いで、その作動部材によって位置検出器が作動される
位置までクロスヘッドを移動させる。すると、トグルリ
ンク機構の長さが、設定型締力を発生するだけの長さと
なる。そこで、その状態が金型タッチ位置となるように
エンドハウジングの位置を設定し、型締完了位置まで型
締装置を作動させれば、設定された型締力を得ることが
できる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

図中、第３図は本発明による型締力設定装置の一実施例
を示す要部の側面図であり、第４図はその設定状態を示
す説明図である。

なお、この実施例において、適用される射出成形機の型
締装置は第１．２図により説明したものと同様であるの
で、以下の説明においては、第１．２図及びその符号を
そのまま用いることとする。

第３図に示されているように、エンドハウジング３には
、そのアーム３８等に架台２０が固定されている。−そ
して、この架台２０に、ステッピングモータ２１が設置
されている。ステッピングモータ２１の出力軸にはリニ
アヘッド２２が取り付けられており、モータ２１の回転
によってそのリニアヘッド２２の軸２３がタイバー４の
軸線方向に移動されるようになっている。すなわち、こ
の実施例では、リニアヘッド２２によって、ステッピン
グモータ２１の自転を直線運動に変換する運動変換機構
が構成されている。

リニアヘッド軸２３の先端にはレバー２４が取り付けら
れている。そして、そのレバー２４の上部に、リミット
スイッチ等の位置検出器２５が取り付けられている。し
たがって、この位置検出器２５は、ステッピングモータ
２１によってタイバー４の軸線方向に移動されるように
なっている。この位置検出器２５は、クロスヘッド８に
固定された作動部材であるカム１８によって作動される
ようになっている。また、レバー２４の下部には、基準
点位置検出器２６が取り付けられている。この基準点位
置検出器２６は、架台２０に固定された基準点カム２７
によって作動されるようになっている。

基準点カム２７は、最大の型締力を発生し得る金型タッ
チ位置にクロスヘッド８を位置させたとき、そのクロス
ヘッド８に取り付けられているカム１８が対向する位置
、すなわち、その状態でレバー２４をタイバー４の軸線
方向に移動させたとき位置検出器２５と基準点位置検出
器２６とが同時に作動される位置、に設置されている。

そして、そのように基準点位置検出器２６が基準点カム
２７によって作動されるときの位置検出器２５の位置が
、その位置検出器２５の基準位置とされている。

ステッピングモータ２１は、プログラマブルコントロー
ラ２８によって制御されて駆動されるようになっている
。このコントローラ２８には、任意の型締力が設定され
るようになっており、その設定型締力に応じて関数的に
定められる回転数だけモータ２１が駆動されるようにプ
ログラムされている。

こうして、これらステッピングモータ２１、リニアヘッ
ド２２、及びコントローラ２８によって、位置検出器２
５を基準位置から固定盤２側へ設定距離だけ移動させる
金型タッチ位置設定装置が構成されている。

次に、このように構成された型締力設定装置によって任
意の型締力を設定する手順について説明する。

まず、エンドハウジング３を後退させ、金型１５．１６
を離した状態でコントローラ２８に最大の型締力を設定
する。すると、レバー２４がタイバー４の軸線方向に移
動し、基準点位置検出器２６が基準点カム２７によって
作動される位置、すなわち位置検出器２５の基準位置で
停止する。そこで、型締シリンダ１０のピストンロッド
１１を収縮させる。すると、クロスヘッド８がエンドハ
ウジング３側に向けて移動し、そのクロスヘッド８に取
り付けられたカム１８が位置検出器２５を作動させる第
３図の状態となる。このときには、トグルリンク機構９
は第１図の状態まで収縮している。

次いで、コントローラ２８に任意の型締力を設定する。

すると、そのコントローラ２８からプログラムされたパ
ルスが発信され、ステッピングモータ２１がその設定型
締力に対応する回転数だけ駆動される。そして、そのモ
ータ２１の回転によって、リニアヘッド２２の軸２３が
タイバー４の軸線方向に固定盤２側に向けて移動し、そ
の先端のレバー２４が第３図で右方向に移動する。その
移動距離は、設定された型締力と関数関係にある所定の
大きさとなる。

こうして、位置検出器２５が、第４図に仮想線で示され
ている位置から実線で示されている位置へと移動する。

この状態で、一旦型締シリンダ１０を作動させて、クロ
スヘッド８をわずかにエンドハウジング３側に移動させ
、その後、タイバーナツト５を回転させて、エンドハウ
ジング３を固定盤２側に向けてわずかに前進させる。そ
して、型締シリンダ１０を超低圧で作動させて、そのピ
ストンロッド１１を伸長させる。すると、可動盤６が固
定盤２側に移動し、可動盤６に取り付けられた可動金型
１５が固定盤２に取り付けられた固定金型１６に接触す
る。このとき、トグルリンク機構９がなおかなり収縮し
た状態にあるようにする。

更に、型締シリンダ１０に超低圧を加えてクロスヘッド
８を微小力で押圧しながら、タイバーナツト５を回転さ
せ、エンドハウジング３を固定盤２から離れる方向に後
退させる。このようにすることにより、金型１５，１６
を型締力ゼロの状態で接触させたまま、エンドハウジン
グ３を移動させることができる。そして、第４図に実線
で示されているように、クロスヘッド８に取り付けられ
たカム１８によって位置検出器２５が作動されたとき、
エンドハウジング３の移動を停止する。

このときには、トグルリンク機構９の長さは、設定され
た型締力と一定の関数関係にある所定の長さとなる。す
なわち、これによって型締力の設定が完了する。

そして、この状態から型締シリンダ１０に高圧を加えて
、そのストロークエンドまでピストンロッド１１を伸長
させると、トグルリンク機構９が伸びきり、所定の型締
力が発生される。

このように、位置検出器２５をステッピングモータ２１
によって移動させるようにすることにより、その位置の
調整を遠隔から、しかも正確に行うことが可能となる。

そして、金型１５．１６の接触状態を検出すること、タ
イバーナツト５及び型締シリンダ１０を所定の速度で作
動させることも、遠隔から容易に行うことができる。し
たがって、その型締力の設定を遠隔操作によって正確に
行うことができるようになる。

なお、上記実施例においては、エンドハウジング３側に
設けられる位置検出器２５を移動させるものとしている
が、この位置検出器２５は固定し、その代わりにカム１
８を移動させるようにすることもできる。また、エンド
ハウジング３側にカム１８を取り付け、クロスヘッド８
側に位置検出器２５を設置するようにしてもよい。

位置検出器２５としては、リミットスイッチのほか、光
学式センサ等を用いることもできる。そのような場合に
は、その位置検出器２５を作動させる作動部材として、
カム１８以外のものが用いられることもある。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、エン
ドハウジングとトグル式型締装置のクロスヘッドとの間
の位置関係を検出する位置検出器、あるいはそれを作動
させる作動部材を、ステッピングモータによって移動さ
せるようにしているので、その移動を遠隔操作によって
正確に行わせることが可能となる。したがって、型締力
の設定を遠隔から行うことができるようになり、その作
業能率及び設定精度が向上する。こうして、金型交換の
頻度が高い場合にも、十分に対応することができるよう
になる。

また、そのステッピングモータを駆動するプログラマブ
ルコントローラを、射出成形機の中央コントローラに接
続するようにすれば、金型交換に合わせてその金型に最
適の型締力を設定することができるようになるので、金
型交換を完全自動化することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による型締力設定装置が適用される射
出成形機のトグル式型締装置の一例を示す一部縦断側面
図、 第２図は、そのトグル式型締装置の型締完了状状態を示
す同様の側面図、 第３図は、本発明による型締力設定装置の一実施例を示
す要部の側面図、 第４図は、その型締力設定装置の型締力設定状態を示す
説明図である。 １・・・ベッド　　　　　　　２・・・固定盤３・・・
エンドハウジング　　４・・・タイバー５・・・タイバ
ーナツト　　　６・・・可動盤７・・・トグル式型締装
置 ８・＝・クロスヘッド ９−）グルリンク機構 １０−・・型締シリンダ １５−・・可動金型　　　　　１６−・・固定金型１８
−・・カム（作動部材） ２１−・・ステッピングモータ ２２−・・リニアヘッド（運動変換機構）２５・・・位
置検出器 ２６・・・基準点位置検出器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ベッドに固定された固定盤と、 その固定盤に複数本の平行なタイバーを介して連結され
   るとともに、そのタイバーの軸線方向に移動可能に前記
   ベッドにより可動支持されているエンドハウジングと、 これら固定盤とエンドハウジングとの間に設けられ、前
   記タイバーに案内されてその軸線方向に移動可能とされ
   ている可動盤と、 前記エンドハウジングに対して前記タイバーの軸線方向
   に移動させ得るクロスヘッドと、そのクロスヘッドと前
   記可動盤との間を連結するトグルリンク機構とを有し、
   そのクロスヘッドを移動させることにより前記可動盤を
   前記固定盤に対して接近・離間する方向に移動させ得る
   トグル式型締装置と、 を備えたトグル式射出成形機において； 前記エンドハウジングあるいは前記トグル式型締装置の
   クロスヘッドの一方に位置検出器を取り付けるとともに
   、その他方にその位置検出器を作動させる作動部材を取
   り付け、 プログラマブルコントローラによって駆動されるステッ
   ピングモータと、そのステッピングモータの回転を直線
   運動に変換する運動変換機構とからなり、基準位置から
   前記コントローラに設定された任意の距離だけ前記位置
   検出器あるいは作動部材を前記タイバーの軸線方向に移
   動させ得る金型タッチ位置設定装置を設けてなる、 トグル式射出成形機の型締力設定装置。