JP2003181895A - 射出圧縮成形機の型締装置及び型締方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動サーボモータとボールねじ装置による型
開閉手段と油圧シリンダによる型締手段を有する射出圧
縮成形機において、射出圧縮成形のため寸開、位置保持
又は圧縮工程中の可動ダイプレートの倒れ、傾きを防止
する型締装置および制御方法を提供すること。 【解決手段】 可動ダイプレートの寸開、保持中に、固
定ダイプレートと各タイバーの相対位置検出センサの検
出値を、可動ダイプレート移動手段のボールねじの回転
数から換算した可動ダイプレートの位置と一致させるよ
うに、油圧サーボ弁により作動油の流量を制御して型締
シリンダを作動させ、可動ダイプレートを平行に保つよ
うにした。寸開、保持においてボールねじの精度の高い
速度制御、停止位置制御ができ、ボールねじに曲力負荷
が働かず、型締シリンダのラムが寸開移動荷重を負担す
るので、ボールねじに掛かる負荷は軽くなり、ボールね
じの寿命が長くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動サーボモータ
とボールねじ装置による型開閉手段と油圧シリンダによ
る型締手段を有する射出圧縮成形機において、射出圧縮
成形のため寸開位置保持又は圧縮工程中の可動ダイプレ
ートの倒れ、傾きを防止する型締装置および型締方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の複数の型締専用シリンダを有する
射出圧縮成形機においては、金型を少量開いた位置（寸
開位置）で一旦停止固定し、可塑化溶融樹脂を一定量射
出し、次いで複数の型締シリンダにより固定ダイプレー
トに対して可動ダイプレートを型締して圧縮成形を行っ
ているが、寸開位置に可動ダイプレートを停止させる工
程を油圧シリンダの作動圧と背圧を加減して位置決めを
する場合は、射出圧縮成形機が大型になるほど微妙な調
整が難しく、寸開位置を精度良く保持することが困難で
ある。

【０００３】特開２０００−２２９３４２号に公示され
ている寸開位置を高精度で決める方法は、可動ダイプレ
ートの進退手段とは別の、可動ダイプレートの進退方向
に伸びたフレームに取付けられたサーボモータ駆動のボ
ールねじと、このボールねじに螺合し、ボールねじの回
転により軸方向に移動する可動ダイプレート停止用スト
ッパを有し、圧縮成形を行うに際し、型閉をして可動ダ
イプレートを前進限にした後、前記ボールねじを回転さ
せてストッパを予め定めた型圧縮代だけ後退させること
で可動ダイプレートの停止位置を決定するようにしたも
のである。

【０００４】また、非対称な形状の部品を成形する場
合、圧縮時に型内圧分布が非対称になるため各型締シリ
ンダの負荷が不均等となり、固定金型と可動金型が平行
に閉まらず、成形品の肉厚が不均一になるという不具合
が生じる。このような金型間の相対的な傾きを防止する
ための装置方法が、種々提案されている。

【０００５】そのような提案の中で、特開平５−２６９
７５０号に公示されたものは、図８に示すように、固定
金型１０３と可動金型１０７との間に成形素材１００を
収納して、複数の型締シリンダ６５ａ、６５ｂ（６５
ｃ、６５ｄ）の型締により成形品を成形する型締装置に
おいて、各型締シリンダ６５ａ、６５ｂ（６５ｃ、６５
ｄ）のラム位置を計測する位置センサ７ａ、７ｂ（７
ｃ、７ｄ）と、作動油圧の圧力を調整する減圧弁７１０
と、各型締シリンダ６５ａ、６５ｂ（６５ｃ、６５ｄ）
に接続された電磁サーボ弁６６ａ、６６ｂ（６６ｃ、６
６ｄ）と、前記位置センサが検出した各型締シリンダ６
５ａ、６５ｂ（６５ｃ、６５ｄ）のラム位置を規定値と
比較し、その差が閾値を外れたときに、型締シリンダ６
５ａ、６５ｂ（６５ｃ、６５ｄ）に増減速の指令を出す
制御装置とからなり、少なくとも可動金型１０７が固定
金型１０３に対して平行移動及び所定の可変速度で固定
金型１０３に向かって移動しているときに、型締シリン
ダ６５ａ、６５ｂ（６５ｃ、６５ｄ）が指令より遅れ、
その各型締シリンダ６５ａ、６５ｂ（６５ｃ、６５ｄ）
の遅れ量の差が所定値より大きくなったときに、所定値
以内になるように型締シリンダ６５ａ、６５ｂ（６５
ｃ、６５ｄ）の移動を増減速して平行移動を行うもので
ある。

【０００６】また、別の従来例の中には、比例電磁流量
調整弁を使用して可動型盤を平行移動動作させるものも
あるが、この場合、制御はオープンループとなり、圧力
制御は困難である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開２０００−２２９
３４２号に公示されている従来例は、移動ダイプレート
の寸開後、溶融材料を金型内に射出すると、溶融材料の
圧力により移動ダイプレートは予め定めた型圧縮代だけ
後退してストッパに当接し、ストッパは、移動ダイプレ
ートがその位置を越えて後退しないように位置決めして
いるが、そのとき力点がダイプレートの下部にのみ集中
しているため、ダイプレートが傾いてボールねじに曲げ
がかかり、ボールねじナットが変形してボールが齧り、
ボールねじが破損する不具合が発生する。また、ダイプ
レートの傾きにより、タイバーを案内しているタイバー
ブッシュが摩耗して型盤平行度が狂ってくる不具合が発
生する。

【０００８】また、特開平５−２６９７５０号によって
公示された、従来の型締平行移動制御方法及び装置は、
型締圧力を電磁パイロット付減圧弁で制御しているが、
減圧弁のオーバーライド特性により、型締圧力の−１５
ｋｇ／ｃｍ^２〜−２０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力から可動ダイ
プレートの移動速度が低下し、型締圧力が２０ｋｇ／ｃ
ｍ^２程度の場合は移動速度が出なくなる。また、サーボ
弁の入口圧力（元圧）が減圧弁の設定によって変化する
ため、設定圧が低いほどサーボ弁の制御レスポンスが低
下する。さらに、サーボ弁の入口圧力（元圧）が変わる
とフィードバック制御の最適ゲインも変わるため、最適
なゲインでの速度制御ができなくなる。このように、従
来例の装置は、圧力制御の繰り返し性、再現性、安定性
が不十分であり、また、電磁パイロット付減圧弁は高価
であるので、装置のコストが高くなる。

【０００９】本発明は、射出圧縮前の可動ダイプレート
の寸開時に、可動ダイプレートを正確に位置決めして平
行保持制御させ、射出圧縮工程においても可動ダイプレ
ートを平行移動制御させて成形品の板厚を均等にし、型
開閉用のボールねじに曲げ変形を起こさぬようにしてボ
ールねじの寿命を向上させることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の問題点に対し、本
発明は以下の構成及び方法を特徴とする。 （１）固定側金型を取付け基盤に固設された固定ダイプ
レートと、可動側金型を取付け基盤上を金型取付面に直
角方向に往復移動可能な可動ダイプレートと、サーボモ
ータによって回転位置と回転速度を駆動制御されるボー
ルねじ機構を用いた可動ダイプレート移動手段と、固定
ダイプレートに付属する複数の油圧型締シリンダと、同
型締シリンダのピストンロッドと一体で可動ダイプレー
トの貫通孔に貫通可能な複数のタイバーと、可動ダイプ
レートに取付けられた割りナットの内側溝によりタイバ
ーに設けられたリング状溝又はねじと噛合ってタイバー
と可動ダイプレートを着脱可能なタイバー脱着手段と、
各々のタイバーに設けられ固定ダイプレートとタイバー
との相対位置を検出する複数の位置検出センサと、油圧
及び油量が可変である油圧源から各型締シリンダに至る
油圧配管にそれぞれ設けられ各型締シリンダへの作動油
流量を個別に調整可能なサーボ弁と、圧縮型締前に可動
ダイプレートを小寸法開き側に移動するとき、その後に
位置保持するとき及び／又は圧縮型締時に可動ダイプレ
ートを平行位置制御することができる制御回路を内蔵し
た制御装置とを備えてなる射出圧縮成形機の型締装置。

【００１１】（２）上記（１）に記載する射出圧縮成形
機の型締装置において、可動ダイプレート移動手段は、
サーボモータによって回転位置と回転速度を同期駆動制
御される２組若しくはそれ以上の組数のボールねじ機構
を用いて構成されることを特徴とする射出圧縮成形機の
型締装置。

【００１２】（３）上記（１）又は（２）のいずれかに
記載する射出圧縮成形機の型締装置において、油圧及び
油量が可変である油圧源は、油圧ポンプと、同油圧ポン
プを回転制御するインバータモータ又はサーボモータと
を具えて構成されることを特徴とする射出圧縮成形機の
型締装置。 （４）上記（１）に記載する型締装置を用い、可動ダイ
プレート移動手段により可動ダイプレートを型閉の位置
に移動して停止し、割りナットをタイバーのリング状溝
又はねじに噛み合わせてタイバーが可動ダイプレートか
ら抜け出さないようにした後、型締シリンダの型締側室
を昇圧して、一旦、型締めし、型締シリンダの両側室の
油圧を下げて互通状態とし、可動ダイプレート移動手段
により可動ダイプレートを型閉の位置から小寸法戻して
金型間に所定の隙間を作り、その後型締シリンダの型締
側室に通じる通路を切換弁においてブロックし、射出ユ
ニットより金型のキャビティ内へ一定量の溶融樹脂を射
出し、次いで型締シリンダの型締側室を昇圧して圧縮型
締めを行う射出圧縮成形機の型締方法において、可動ダ
イプレートを型閉の位置から小寸法戻して金型間に所定
の隙間を作った後の位置保持中に、固定ダイプレートと
各タイバーの相対移動距離をそれぞれのタイバーの位置
検出センサで検出し、該各相対移動距離が前記可動ダイ
プレート移動手段のボールねじの回転数から換算した可
動ダイプレートの型閉位置から小寸法戻した位置までの
距離に一致するように、油圧サーボ弁により作動油の流
量をフィードバック制御をして各型締シリンダを作動さ
せる射出圧縮成形機の型締方法。

【００１３】（５）上記（２）に記載する型締装置を用
いる射出圧縮成形機の型締方法において、可動ダイプレ
ートの小寸法開き側に移動後の位置保持は、ボールねじ
の負荷トルクがサーボモータの回転トルク規定値を超え
ないときは可動ダイプレート移動手段のボールねじの駆
動だけで行い、ボールねじの負荷トルクがサーボモータ
の回転トルク規定値を超えたときには、その回転トルク
規定値を超えた部分のトルクを油圧に換算し、油圧サー
ボ弁により作動油圧をフィードバック制御をして型締シ
リンダを作動させる射出圧縮成形機の型締方法。

【００１４】（６）上記（４）又は（５）のいずれかに
記載の射出圧縮成形機の型締方法において、圧縮型締時
に、特定の型締シリンダのタイバーを基準とし、該基準
としたタイバーに設けられた位置検出センサが検出する
相対移動距離と、他のタイバーに設けられた位置検出セ
ンサが検出する相対移動距離とが一致するように油圧サ
ーボ弁により作動油の流量をフィードバック制御するこ
とにより可動ダイプレートの金型取付面が固定ダイプレ
ートの金型取付面に対して常に平行を保つようにした射
出圧縮成形機の型締方法。

【００１５】（７）上記（３）に記載する型締装置を用
いる射出圧縮成形機の型締方法において、圧縮型締前に
可動ダイプレートを小寸法開き側に移動する時には、油
圧ポンプを回転制御するインバータモータ又はサーボモ
ータを相対的に低速で始動し、前記油圧センサの検出油
圧を相対的に低圧の設定油圧と比較し、作動油圧が前記
設定油圧を保持するように前記モータの回転速度をフィ
ードバック制御するようにした射出圧縮成形機の型締方
法。

【００１６】（８）上記（３）に記載する型締装置を用
いる射出圧縮成形機の型締方法において、圧縮型締工程
での金型が密着するまでの型締時には、相対的に高圧の
型締油圧値を設定し、油圧ポンプを回転制御するインバ
ータモータ又はサーボモータを相対的に高速で回転し、
前記油圧センサの検出油圧値を前記高圧の設定油圧値と
比較し、作動油圧が前記設定油圧値を保持するように前
記モータの回転速度をフィードバック制御するように
し、金型が密着した以降の型締時には、前記モータの回
転速度を減速し、前記設定油圧値において油圧ポンプを
停止、又は、型締シリンダとピストンの隙間からの作動
油リーク分量を補充する流量分だけ油圧ポンプを作動さ
せるように前記モータの回転速度を制御して油圧系統内
の循環油量を減少させる射出圧縮成形機の型締方法。

【００１７】

【発明の実施の形態】

【第１の実施の形態】本発明の第１の実施の形態の型締
装置の構成と作用を図に基づいて説明する。図１は４本
のタイバーを備えた射出成形機の型締装置を示す側面図
（一部断面図）及び油圧系統図、図２は図１の型締装置
の制御装置を示すブロック図、図３は図１の型締装置の
型盤平行位置制御プログラムの例である。

【００１８】図において、１は基盤で、基盤１の一端に
は固定金型４を取付けた固定ダイプレート２が固設され
ている。基盤１の上には固定ダイプレート２に対向して
可動金型５を取付けた可動ダイプレート３が移動可能に
載置される。２２は基盤１に固設されたガイドレールで
あり、このガイドレール２２にガイドされたリニアベア
リング２１が、台２６を介して可動ダイプレート３を支
えている。固定ダイプレート２にはストロークが少なく
断面積の大きな複数（本例では４基）の型締シリンダ９
Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄが設けられる。型締シリンダ９
Ｃ、９Ｄ、は固定ダイプレート２の縦の中心面に対して
型締シリンダ９Ａ、９Ｂと対称に設けられている。この
型締シリンダ９Ａ〜９Ｄの中を摺動するラム６Ａ、６
Ｂ、６Ｃ、６Ｄはその一側面にそれぞれタイバー７Ａ、
７Ｂ、７Ｃ、７Ｄが直結され、このタイバー７Ａ、７
Ｂ、７Ｃ、７Ｄは対向する可動ダイプレート３が型閉の
ため近づいてきたとき、可動ダイプレート３に明けられ
た４個の挿通孔を貫通する。

【００１９】２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄは各タイ
バー７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄに取付けられた位置センサ
であり、位置センサ２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄは
固定ダイプレート２に取付けられた検出目盛溝又は検出
目盛磁石を有するスケールと組んで固定ダイプレート２
と各タイバー７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄとの相対位置（又
は、これを言い換えれば、ラム６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ
のそれぞれの基準位置からの移動距離）を検出する。

【００２０】可動ダイプレート３の移動方向に平行に設
置され、基盤１に取付けられた軸受箱１７と軸受箱１８
によって回転可能に、軸方向を拘束して支えられ、サー
ボモータ１５により動力伝動ベルト１６を介して駆動さ
れるボールねじ軸１３と、可動ダイプレート３の下方に
固設された支持台２５に取付けられボールねじ軸１３に
螺合し、ボールねじ軸１３の回転により直線移動するボ
ールねじナット１４とで可動ダイプレート３の型開閉手
段を構成している。ボールねじ軸１３は制御装置３７に
よりサーボモータ１５を介して、回転数、回転速度が制
御される。タイバー７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの先端部
は、それぞれ等ピッチの複数のリング溝部を形成し、一
方可動ダイプレート３の反金型側面には、各タイバー７
Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄのリング状溝部又はねじと噛合す
るようになっていて、対向して対になった４組の割りナ
ット１１が、タイバー７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの軸直角
方向に油圧シリンダ等で移動してタイバー７Ａ、７Ｂ、
７Ｃ、７Ｄを挟んで固定するように設けられている。８
は射出シリンダを示す。

【００２１】この型開閉装置は、図１の金型が開いた状
態、即ち、可動ダイプレート３が、２点鎖線で示すよう
な、充分に固定ダイプレート２から離れた状態から、実
線で示したように金型４と金型５が閉となるまで、可動
ダイプレート３はサーボモータ１５で駆動されるボール
ねじ軸１３の回転によって移動する。制御装置３７に内
蔵する型盤移動速度制御回路は可動ダイプレート３をゆ
っくり加速し、一定速度で移動した後、減速して金型５
が金型４に接触する寸前に停止する。

【００２２】この可動ダイプレート３の停止位置で割り
ナット１１が作動して割りナット１１の内側リング溝が
タイバー７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの先端部のリング溝と
係合してタイバー７Ａ〜７Ｄと結合する。次に、型締シ
リンダ９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄの型締側室２ａ、２ｃを
昇圧して、一旦型締めし、次いで、型締シリンダ９Ａ〜
９Ｄの両側室の油圧を下げて連通状態とし、ボールねじ
軸１３を回転駆動して可動ダイプレート３を型閉の位置
から小寸法戻して固定金型４と可動金型５の間に所定の
隙間を作り（寸開工程）、型締シリンダ９Ａ〜９Ｄの型
締側室２ａ、２ｃに通じる通路４５Ａ〜４５Ｄを４方向
切換弁３４と２方向切換弁３５Ａ〜３５Ｄにおいてブロ
ックし、射出シリンダ８より金型のキャビティ内へ一定
量の溶融樹脂を射出し、次いで可変流量油圧ポンプ３１
を高速で回転して作動油を高圧にし、４方向切換弁３４
を開き、型締シリンダ９Ａ〜９Ｄの型締側室２ａ、２ｃ
を昇圧して圧縮型締めを行うことができる。

【００２３】高圧の状態を保持する間に金型キャビティ
内の溶融樹脂は冷却固化して成形品となり、冷却固化
後、２方向切換弁３５Ａ〜３５Ｄを開いて、型締シリン
ダ９Ａ〜９Ｄのラム６Ａ〜６Ｄのヘッド側２ｂ、２ｄに
も同圧の圧油が送り込まれ、型締シリンダ９Ａ〜９Ｄの
ラム６Ａ〜６Ｄの両側に同じ油圧が作用し、油圧作動面
積の差によりヘッド２ｂ、２ｄ側の油圧作動力が大きく
なり、離型力を生じ、金型が離型する。この工程の後、
割りナット１１が逆作動してタイバー７Ａ〜７Ｄとの結
合を外し、ボールねじ軸１３が型閉のときと逆回転して
可動金型５と可動ダイプレート３を開側に移動させ、元
の全開位置に停止する。成形品が取り出された後、次の
型閉が始まる。

【００２４】上記型締シリンダ９Ａ〜９Ｄの油圧制御回
路は、制御装置３７、型締時及び離型時の高圧、寸開時
の低圧を設定した油圧設定パネル５４、油圧ポンプ駆動
用モータ３２、モータ３２を回転制御駆動するインバー
タ３８、可変流量油圧ポンプ３１、ブロックポートを有
する４方向切換弁３４、同油圧ポンプ３１より圧し出さ
れた作動油を４方向切換弁３４まで供給する供給配管４
４、４方向切換弁３４から型締シリンダ９Ａ〜９Ｄのポ
ート２ａ、２ｃまで配設された型締側配管４５Ａ〜４５
Ｄ、４方向切換弁３４から型締シリンダ９Ａ〜９Ｄのポ
ート２ｂ、２ｄまで配設された離型側配管４６Ａ〜４６
Ｄ、型締側配管４５Ａ〜４５Ｄと離型側配管４６Ａ〜４
６Ｄとを結んだ配管上に設置された２方向切換弁３５Ａ
〜３５Ｄ、型締側配管４５に設置された油圧検出センサ
３９とで構成されている。なお、３６は安全弁の役目を
するリリーフ弁、４０は作動油タンクである。

【００２５】制御装置３７には、可動ダイプレート３が
寸開位置での保持又は圧縮型締するとき、可動ダイプレ
ート３が傾いたり捩じれたりしないように、図２に示す
ような、固定ダイプレート２に対して常に平行を保つよ
うに制御する可動ダイプレート平行位置制御回路が内蔵
されている。このダイプレート平行位置制御回路は、ボ
ールねじナット１４の移動距離算出回路５３、寸開工程
時と型締時に回路を切換える切換スイッチ５１、制御基
準距離と各タイバーに取付けられた位置センサ２７Ａ〜
２７Ｄの検出値とを比較し、位置センサ２７Ａ〜２７Ｄ
の検出値が制御基準距離になるように、各サーボ弁３３
Ａ〜３３Ｄをフィードバック制御する型締シリンダ９Ａ
〜９Ｄ用ＰＩＤ制御回路５２Ａ〜５２Ｄ、作動油圧が規
定油圧を保持するように規定油圧と油圧センサ３９の検
出値を比較してフィードバック制御する作動油圧ＰＩＤ
制御回路５５とで構成されている。

【００２６】図３の制御プログラムの例を参照しなが
ら、可動ダイプレート平行位置制御方法による工程を説
明する。 （１）サーボモータ１５によりボールねじ軸１３を駆動
回転し、可動ダイプレート３を閉側へ高速移動させる。 （２）サーボモータ１５の速度制御機能を用いて可動ダ
イプレート３を減速し、可動ダイプレート３を停止させ
る。 （３）４組の割りナット１１を作動させて可動ダイプレ
ート３とタイバー７Ａ〜７Ｄを結合する。 （４）油圧ポンプ３１を駆動し、低圧の規定油圧に制御
し、４方向切換弁３４を型締側に切換え、型締シリンダ
９Ａ〜９Ｄの型締側２ａ、２ｃに作動油を送り、金型４
と金型５を締切る。

【００２７】（５）４方向切換弁３４を離型側へ切換
え、各２方向切換弁３５Ａ〜３５Ｄを開く。 （６）各サーボ弁３３Ａ〜３３Ｄを作動状態にし、ボー
ルねじ軸１３を緩速で逆回転して金型開の方向へ可動ダ
イプレート３を戻し、位置センサ２７Ａ〜２７Ｄが固定
ダイプレート２と各タイバー７Ａ〜７Ｄとの移動距離を
検出し、この距離をボールねじナット１４の移動距離と
比較して各型締シリンダ９Ａ〜９Ｄ毎に備えられたＰＩ
Ｄ制御回路５２Ａ〜５２Ｄにより各サーボ弁３３Ａ〜３
３Ｄをフィードバック制御して、タイバーに直結した各
ラム６Ａ〜６Ｄをボールねじナット１４の移動に追随さ
せ、可動ダイプレート３を緩速平行移動させ、所定距離
移動し（金型の圧縮型締め開始位置で）停止する（寸開
制御）。

【００２８】（７）４方向切換弁３４をブロック状態に
切換えて各ラム６Ａ〜６Ｄを固定する。 （８）寸開の状態のまま金型キャビティ内に定量の溶融
樹脂を射出する。 （９）ボールねじ軸は回転停止して位置保持。各位置セ
ンサが検出した可動ダイプレートのボールねじ軸との相
対距離を零にする（すなわち、可動ダイプレートの金型
４、５締切位置からの相対移動距離をタイバーの各位置
検出センサで検出し、その相対移動距離が、ボールねじ
の回転数から換算したボールねじナットの金型４、５締
切位置から寸開位置までの距離に一致する）様にサーボ
弁をフィードバック制御し、各型締シリンダのラムを移
動して可動ダイプレートの傾きを無くす。（寸開保持制
御） （１０）モータ３２を全力回転して油圧ポンプ３１を駆
動し、高圧の作動油を供給し、各サーボ弁３３Ａ〜３３
Ｄを開き、圧縮型締を開始する。 （１１）タイバー７Ａの位置センサ２７Ａの検出値を可
動ダイプレート３とタイバー７との相対移動距離の基準
値とし、この基準値と各型締シリンダのタイバー７Ｂ〜
７Ｄの位置センサ２７Ｂ〜２７Ｄの検出値とを比較し
て、ＰＩＤ制御回路５２Ｂ〜５２Ｄによりサーボ弁３３
Ｂ〜３３Ｄをフィードバック制御して、ラム６Ｂ〜６Ｄ
をラム６Ａの移動に追随させ可動ダイプレート３を平行
移動させる。 （１２）上記（１１）の工程の間、作動油圧が規定高圧
を保持するように、作動油圧ＰＩＤ制御回路で規定高圧
と油圧センサ３９の検出値を比較してフィードバック制
御して高圧作動油で圧縮型締を続ける。

【００２９】（１３）適当な時間金型締切のまま圧力保
持し、冷却、固化をさせる。 （１４）２方向切換弁３５Ａ〜３５Ｄを開き、型締シリ
ンダ９Ａ〜９Ｄのヘッド側２ｂ、２ｄ側にも同圧の圧油
が送り込まれ、ラム６Ａ〜６Ｄの両側の油圧作動面積の
差により、ラム６Ａ〜６Ｄに離型方向の力が生じ、金型
が離型する。 （１５）割りナット１１を逆作動してタイバー７Ａ〜７
Ｄとの結合を外し、ボールねじ軸１３が型閉のときと逆
回転して可動ダイプレート３を開側に移動させ、元の全
開位置に停止する。成形品が取り出され、射出圧縮成形
の工程の１サイクルを終了する。

【００３０】型締の速度は可変流量油圧ポンプ３１の回
転速度で制御することができる。型締工程中、金型キャ
ビティへの溶融樹脂の射出、保持冷却が行われ、溶融樹
脂が固化する間は同油圧ポンプ３１は完全に停止した状
態である。

【００３１】

【第２の実施の形態】本発明の第２の実施の形態を図に
基づいて説明する。図４は射出成形機の型締装置を示す
側面図及び型締装置の油圧作動を示す油圧系統図、図５
は図４の型締装置の制御装置を示すブロック図、図６は
図４の型締装置の可動ダイプレート平行位置制御プログ
ラムの例、図７は図４の型締装置の寸開時にボールねじ
に掛かるトルクと型締シリンダによる助勢を示す図であ
る。

【００３２】図４と図１を比較して分かるように、第２
の実施の形態は、第１の実施の形態の型締装置の可動ダ
イプレートを開閉する手段であるボールねじを２組、可
動ダイプレートの対角の位置に設けたものであり、金型
の中心（射出シリンダの中心軸線）に対して対称に設置
されている。この構成以外の部分は第１の実施形態と全
く同じであるので、構成の説明は省略する。従って、一
対のボールねじ及びその周辺の装置を除く型締装置を構
成する大部分は第１の実施形態と同じ部品番号を付して
ある。

【００３３】図４におけるボールねじ及びその周辺の構
造について説明する。同じサイズ容量のボールねじ軸６
３Ａとボールねじ軸６３Ｂは、可動ダイプレート３の対
角の位置に、即ち、金型の中心線（射出シリンダ８の中
心軸線）に対して対称に、平行に設置されている。ボー
ルねじ軸６３Ａは軸受箱１７を介して基盤１に回転可能
に、軸方向を拘束して支えられ、減速機付サーボモータ
６５Ａと軸継ぎ手で直結され駆動される。ボールねじ軸
６３Ｂは軸受箱１７を介して固定ダイプレート２に固設
された台板６６に回転可能に、軸方向を拘束して支えら
れ、減速機付サーボモータ６５Ｂと軸継ぎ手で直結され
駆動される。

【００３４】ボールねじ軸６３Ａに螺合するボールねじ
ナット１４Ａは、可動ダイプレート３に固設されたブラ
ケット２５Ａに取付けられ、ボールねじ軸６３Ｂに螺合
するボールねじナット１４Ｂは、可動ダイプレート３に
固設されたブラケット２５Ｂに取付けられる。サーボモ
ータ６５Ａとサーボモータ６５Ｂを同期して同方向に回
転することにより、また、両方のボールねじ軸のねじと
ボールねじナット１４との螺合を可動ダイプレート３が
正しい面方向となるようにセットして置けば、可動ダイ
プレート３は傾くことなく平行移動することができ、且
つ、ボールねじナット１４Ａ、１４Ｂは可動ダイプレー
ト３を進退させる力を２分して分け合うことができる。

【００３５】このように、同サイズの２組のボールねじ
装置を可動ダイプレート３の対角に設けると、ボールね
じナット１４Ａ、１４Ｂが力を２分して可動ダイプレー
ト３を平行移動することができるので、可動ダイプレー
ト３が傾くことなくボールねじ軸６３Ａ、６３Ｂが曲げ
力を受けず、ボールねじナット１４Ａ、１４Ｂを変形さ
せるような捩じれが生じないので、ボールねじの許容負
荷容量限度近くでの使用が可能となる。従って、寸開工
程において、ボールねじだけで間に合う場合もあり、ボ
ールねじの負荷容量不足の場合は型締シリンダ９の僅か
な助勢で寸開が可能である。

【００３６】図５の型締装置の制御装置６７を示すブロ
ック図は、一対のサーボモータ６５Ａ、６５Ｂのどちら
かの回転数を基準にすれば良く、その他は第１の実施形
態のブロック図である図２と同じである。図６の制御プ
ログラムの例を参照しながら、可動ダイプレート平行位
置制御方法による工程を説明する。 （１）サーボモータ６５Ａ、６５Ｂを同期回転させ、ボ
ールねじ軸６３Ａ、６３Ｂを駆動し、可動ダイプレート
３を閉側へ高速移動させる。 （２）サーボモータ６５Ａ、６５Ｂの速度制御機能を用
いて可動ダイプレート３を減速し、可動ダイプレート３
を停止させる。

【００３７】（３）４組の割りナット１１を作動させて
可動ダイプレート３とタイバー７Ａ〜７Ｄを結合する。 （４） 可変流量油圧ポンプ３１を駆動し、低圧の規定
油圧に制御し、４方向切換弁３４を型締側に切換え、型
締シリンダ９Ａ〜９Ｄの型締側２ａ、２ｃに作動油を送
り、金型４と金型５を締切る。 （５）４方向切換弁３４は型締側に切換えたまま、同油
圧ポンプ３１を停止し、各２方向切換弁３５Ａ〜３５Ｄ
を開いて、型締シリンダ９Ａ〜９Ｄの両側室を無圧で通
にし、ボールねじ軸６３Ａ、６３Ｂを緩速で逆回転して
金型開の方向へ可動ダイプレート３を戻す（ボールねじ
機構だけによる寸開制御）。

【００３８】（６）このとき、図７に示すように、ボー
ルねじ軸６３Ａ、６３Ｂに掛かるトルクＴが、ボールね
じ装置のトルク規定値Ｔ０を超えたとき、可変流量油圧
ポンプ３１を低圧の規定油圧に制御して回し、４方向切
換弁３４を離型側へ切換え（各２方向切換弁３５Ａ〜３
５Ｄは開いたままの状態）、各サーボ弁３３Ａ〜３３Ｄ
を作動状態にしてトルクＴがトルク規定値Ｔ０を超えた
図７にハッチングで示したＴＡのトルク分だけを助勢す
る。さらに、位置センサ２７Ａ〜２７Ｄは固定ダイプレ
ート２と各タイバー７Ａ〜７Ｄとの移動距離を検出し、
この距離をボールねじナット１４の移動距離と比較して
各型締シリンダ９Ａ〜９Ｄ毎に備えられたＰＩＤ制御回
路５２Ａ〜５２Ｄにより各サーボ弁３３Ａ〜３３Ｄをフ
ィードバック制御して、タイバーに直結した各ラム６Ａ
〜６Ｄをボールねじナット１４Ａ又は１４Ｂの移動に追
随させ、可動ダイプレート３を緩速平行移動させる。可
動ダイプレート３は所定距離移動し（金型の圧縮型締め
開始位置で）停止する（ボールねじ機構に型締シリンダ
の圧し力を助勢した寸開制御）。

【００３９】（７）４方向切換弁３４をブロック状態に
切換えて各ラム６Ａ〜６Ｄを固定する。 （８）寸開の状態のまま金型キャビティ内に定量の溶融
樹脂を射出する。 （９）このとき、図７に示すように、射出力によって生
じるボールねじ軸６３Ａ、６３Ｂに掛かるトルクＴが、
ボールねじ装置のトルク規定値Ｔ０を超えたとき、可変
流量油圧ポンプ３１を低圧の規定油圧に制御して回し、
４方向切換弁３４を型締側へ切換え（各２方向切換弁３
５Ａ〜３５Ｄは閉じたままの状態）、各サーボ弁３３Ａ
〜３３Ｄを作動状態にしてトルクＴがトルク規定値Ｔ０
を超えた図７にハッチングで示したＴＡのトルク分だけ
を助勢する。さらに、位置センサ２７Ａ〜２７Ｄは固定
ダイプレート２と各タイバー７Ａ〜７Ｄとの相対移動距
離を検出し、この相対距離を零にするように各型締シリ
ンダ９Ａ〜９Ｄ毎に備えられたＰＩＤ制御回路５２Ａ〜
５２Ｄにより各サーボ弁３３Ａ〜３３Ｄをフィードバッ
ク制御して、タイバーに直結した各ラム６Ａ〜６Ｄをボ
ールねじナット１４Ａ又は１４Ｂの保持に対して傾かな
い様、可動ダイプレート３を緩速で平行にする。可動ダ
イプレート３は所定距離移動し（金型の圧縮型締め開始
位置で）保持する（ボールねじ機構に型締シリンダの圧
し力を助勢した寸開保持制御）。 （１０）モータ３２を全力回転して可変流量油圧ポンプ
３１を駆動し、高圧の作動油を供給し、各サーボ弁３３
Ａ〜３３Ｄを開き、圧縮型締を開始する。 （１１）タイバー７Ａの位置センサ２７Ａの検出値を可
動ダイプレート３とタイバー７との相対移動距離の基準
値とし、この基準値と各型締シリンダのタイバー７Ｂ〜
７Ｄの位置センサ２７Ｂ〜２７Ｄの検出値とを比較し
て、ＰＩＤ制御回路５２Ｂ〜５２Ｄによりサーボ弁３３
Ｂ〜３３Ｄをフィードバック制御して、ラム６Ｂ〜６Ｄ
をラム６Ａの移動に追随させ可動ダイプレート３を平行
移動させる。 （１２）上記（１１）の工程の間、作動油圧が規定高圧
を保持するように、作動油圧ＰＩＤ制御回路で規定高圧
と油圧センサ３９の検出値を比較してフィードバック制
御して高圧作動油で圧縮型締を続ける。

【００４０】（１３）適当な時間金型締切のまま圧力保
持し、冷却、固化をさせる。 （１４）２方向切換弁３５Ａ〜３５Ｄを開き、型締シリ
ンダ９Ａ〜９Ｄのヘッド側２ｂ、２ｄ側にも同圧の圧油
が送り込まれ、ラム６Ａ〜６Ｄの両側の油圧作動面積の
差により、ラム６Ａ〜６Ｄに離型方向の力が生じ、金型
が離型する。 （１５）割りナット１１を逆作動してタイバー７Ａ〜７
Ｄとの結合を外し、ボールねじ軸６３Ａ、６３Ｂが型閉
のときと逆回転して可動ダイプレート３を開側に移動さ
せ、元の全開位置に停止する。成形品が取り出され、射
出圧縮成形の工程の１サイクルを終了する。

【００４１】

【発明の効果】本発明の型締装置を用いた型締方法は、
可動ダイプレートの寸開、保持及び／又は圧縮型締の工
程中に、固定ダイプレートと各タイバーの相対位置検出
センサの検出値を、可動ダイプレート移動手段のボール
ねじの回転数から換算した可動ダイプレートの位置と一
致させるように、油圧サーボ弁により作動油の流量を制
御して型締シリンダを作動させ、可動ダイプレートを平
行に保つようにしたので、寸開、保持及び／又は圧縮型
締の工程においてボールねじの精度の高い速度制御、停
止位置制御ができ、ボールねじに曲力負荷が働かず、型
締シリンダのラムが可動ダイプレートの移動荷重を負担
するので、ボールねじに掛かる負荷は軽くなり、ボール
ねじの寿命が長くなる（請求項１〜８）。

【００４２】また、上記の型締装置に可動ダイプレート
移動手段のボールねじを２組、可動ダイプレート対角の
位置に設けて、若しくはそれ以上の組数のボールねじを
設けて可動ダイプレートの寸開及び／又は保持を複数組
のボールねじで行わせ、ボールねじナットの負荷容量の
不足分を上記と同様に固定ダイプレートと各タイバーの
相対位置検出センサの検出値を、可動ダイプレート移動
手段のボールねじの回転数から換算した可動ダイプレー
トの位置と一致させるように、油圧サーボ弁により作動
油の流量を制御して型締シリンダを作動させ、可動ダイ
プレートを平行に保つようにしたので、上記と同様の効
果が得られるとともに、型締シリンダの担当負荷が少な
いので、油圧作動につきものの起動遅れ、オーバーラン
等が抑えられ、ボールねじによる可動ダイプレートの速
度制御、停止位置制御はより確実となる（請求項２、
５）。

【００４３】射出圧縮型締時に、特定の型締シリンダを
基準に、上記の固定ダイプレートと各タイバーの相対位
置検出センサの検出値を比較して、その他の型締シリン
ダはこれに追随するようにして、安定した型締圧力の基
で平行移動制御を行うことができるので、タイバーに曲
げ力や拗れが掛かることなく、肉厚の均等な成形品を製
造することができる（請求項６）。

【００４４】型締油圧シリンダの油圧源を、油圧ポンプ
と、それを回転制御するサーボモータ又はインバータモ
ータを具えて構成したものは、上記の可動ダイプレート
の寸開、及び／又は保持並びに圧縮型締時に、制御装置
の指示によりモータを回転制御することにより、油圧ポ
ンプから油量、油圧共、必要な最小限度の作動油を送り
出して運転が可能であるので、一般の定圧定量ポンプを
使用した設備に比べ、使用する作動油は少なくて済み、
電力エネルギーも少なく、ランニングコストを大幅に節
約できる（請求項３、７〜８）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る射出成形機の
型締装置を示す側面図及び型締装置の油圧作動を示す油
圧系統図である。

【図２】図１の型締装置の制御装置を示すブロック図で
ある。

【図３】図１の型締装置の型盤平行位置制御プログラム
の例である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る射出成形機の
型締装置を示す側面図及び型締装置の油圧作動を示す油
圧系統図である。

【図５】図４の型締装置の制御装置を示すブロック図で
ある。

【図６】図４の型締装置の型盤平行位置制御プログラム
の例である。

【図７】図４の型締装置の寸開時にボールねじに掛かる
トルクと型締シリンダによる助勢を示す図である。

【図８】従来の型締装置と電磁サーボ弁部分の模式図で
ある。

【符号の説明】

２ 固定ダイプレート ３ 可動ダイプレート ４ 固定金型 ５ 可動金型 ６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ 型締シリンダ ９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ ラム １１ 割りナット １３、６３Ａ、６３Ｂ ボールねじ軸 １４、１４Ａ、１４Ｂ ボールねじナット １５，６５Ａ、６５Ｂ サーボモータ ２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ タイバー位置セン
サ ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄ サーボ弁 ３４ ４方向切換弁 ３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄ ２方向切換弁 ３７ 制御装置 ３８ インバータ ３９ 油圧センサ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定側金型を取付け基盤に固設された固
   定ダイプレートと、可動側金型を取付け基盤上を金型取
   付面に直角方向に往復移動可能な可動ダイプレートと、
   サーボモータによって回転位置と回転速度を駆動制御さ
   れるボールねじ機構を用いた可動ダイプレート移動手段
   と、固定ダイプレートに付属する複数の油圧型締シリン
   ダと、同型締シリンダのピストンロッドと一体で可動ダ
   イプレートの貫通孔に貫通可能な複数のタイバーと、可
   動ダイプレートに取付けられた割りナットの内側溝によ
   りタイバーに設けられたリング状溝又はねじと噛合って
   タイバーと可動ダイプレートを着脱可能なタイバー脱着
   手段と、各々のタイバーに設けられ固定ダイプレートと
   タイバーとの相対位置を検出する複数の位置検出センサ
   と、油圧及び油量が可変である油圧源から各型締シリン
   ダに至る油圧配管にそれぞれ設けられ各型締シリンダへ
   の作動油流量を個別に調整可能なサーボ弁と、圧縮型締
   前に可動ダイプレートを小寸法開き側に移動するとき、
   その後に位置保持するとき及び／又は圧縮型締時に可動
   ダイプレートを平行位置制御することができる制御回路
   を内蔵した制御装置とを備えてなることを特徴とする射
   出圧縮成形機の型締装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載する射出圧縮成形機の型
   締装置において、可動ダイプレート移動手段は、サーボ
   モータによって回転位置と回転速度を同期駆動制御され
   る２組若しくはそれ以上の組数のボールねじ機構を用い
   て構成されることを特徴とする射出圧縮成形機の型締装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２のいずれかに記載する射
   出圧縮成形機の型締装置において、油圧及び油量が可変
   である油圧源は、油圧ポンプと、同油圧ポンプを回転制
   御するインバータモータ又はサーボモータとを具えて構
   成されることを特徴とする射出圧縮成形機の型締装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載する型締装置を用い、可
   動ダイプレート移動手段により可動ダイプレートを型閉
   の位置に移動して停止し、割りナットをタイバーのリン
   グ状溝又はねじに噛み合わせてタイバーが可動ダイプレ
   ートから抜け出さないようにした後、型締シリンダの型
   締側室を昇圧して、一旦型締めし、型締シリンダの両側
   室の油圧を下げて互通状態とし、可動ダイプレート移動
   手段により可動ダイプレートを型閉の位置から小寸法戻
   して金型間に所定の隙間を作り、その後型締シリンダの
   型締側室に通じる通路を切換弁においてブロックし、射
   出ユニットより金型のキャビティ内へ一定量の溶融樹脂
   を射出し、次いで型締シリンダの型締側室を昇圧して圧
   縮型締めを行う射出圧縮成形機の型締方法において、可
   動ダイプレートを型閉の位置から小寸法戻して金型間に
   所定の隙間を作った後の位置保持中に、固定ダイプレー
   トと各タイバーの相対移動距離をそれぞれのタイバーの
   位置検出センサで検出し、該各相対移動距離が前記可動
   ダイプレート移動手段のボールねじの回転数から換算し
   た可動ダイプレートの型閉位置から小寸法戻した位置ま
   での距離に一致するように、油圧サーボ弁により作動油
   の流量をフィードバック制御をして各型締シリンダを作
   動させることを特徴とする射出圧縮成形機の型締方法。
5. 【請求項５】 請求項２に記載する型締装置を用いる射
   出圧縮成形機の型締方法において、可動ダイプレートの
   小寸法開き側に移動後の位置保持は、ボールねじの負荷
   トルクがサーボモータの回転トルク規定値を超えないと
   きは可動ダイプレート移動手段のボールねじの駆動だけ
   で行い、ボールねじの負荷トルクがサーボモータの回転
   トルク規定値を超えたときには、その回転トルク規定値
   を超えた部分のトルクを油圧に換算し、油圧サーボ弁に
   より作動油圧をフィードバック制御をして型締シリンダ
   を作動させることを特徴とする射出圧縮成形機の型締方
   法。
6. 【請求項６】 請求項４又は５のいずれかに記載の射出
   圧縮成形機の型締方法において、圧縮型締時に、特定の
   型締シリンダのタイバーを基準とし、該基準としたタイ
   バーに設けられた位置検出センサが検出する相対移動距
   離と、他のタイバーに設けられた位置検出センサが検出
   する相対移動距離とが一致するように油圧サーボ弁によ
   り作動油の流量をフィードバック制御することにより可
   動ダイプレートの金型取付面が固定ダイプレートの金型
   取付面に対して常に平行を保つようにしたことを特徴と
   する射出圧縮成形機の型締方法。
7. 【請求項７】 請求項３に記載する型締装置を用いる射
   出圧縮成形機の型締方法において、圧縮型締前に可動ダ
   イプレートを小寸法開き側に移動する時には、油圧ポン
   プを回転制御するインバータモータ又はサーボモータを
   相対的に低速で始動し、前記油圧センサの検出油圧を相
   対的に低圧の設定油圧と比較し、作動油圧が前記設定油
   圧を保持するように前記モータの回転速度をフィードバ
   ック制御するようにしたことを特徴とする射出圧縮成形
   機の型締方法。
8. 【請求項８】 請求項３に記載する型締装置を用いる射
   出圧縮成形機の型締方法において、圧縮型締工程での金
   型が密着するまでの型締時には、相対的に高圧の型締油
   圧値を設定し、油圧ポンプを回転制御するインバータモ
   ータ又はサーボモータを相対的に高速で回転し、前記油
   圧センサの検出油圧値を前記高圧の設定油圧値と比較
   し、作動油圧が前記設定油圧値を保持するように前記モ
   ータの回転速度をフィードバック制御するようにし、金
   型が密着した以降の型締時には、前記モータの回転速度
   を減速し、前記設定油圧値において油圧ポンプを停止、
   又は、型締シリンダとピストンの隙間からの作動油リー
   ク分量を補充する流量分だけ油圧ポンプを作動させるよ
   うに前記モータの回転速度を制御して油圧系統内の循環
   油量を減少させることを特徴とする射出圧縮成形機の型
   締方法。