JP2013028156A - 電動プレス成形機の制御方法及び樹脂成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】型閉じ速度が速い場合や型締め力が小さい場合であっても型閉じ完了後のバウンドの発生を抑制する。
【解決手段】本発明に係る電動プレス成形機１の制御方法は、サーボモーター７，８を有する直圧式の電動プレス成形機１を用い、金型２Ａ，２Ｂに加わる型締め力が設定型締め力Ｇに達するまで金型２Ａ，２Ｂを閉じて熱可塑性樹脂を賦形する賦形工程と、型締め力が設定型締め力Ｇに達した時から０．０１秒以上１秒以下の間、位置決めトルクＴｐを制御許容値としてサーボモーター７，８を駆動させて金型２Ａを位置制御することにより金型２Ａ，２Ｂ間の距離を維持する位置決め工程と、設定型締め力Ｇによる金型２Ａ，２Ｂの型締めを行う型締め工程とを備え、設定型締め力Ｇは定格トルクより小さい設定トルクＴを制御目標値としてサーボモーター７，８をトルク制御することにより加えられ、位置決めトルクＴｐは設定トルクより大きい。
【選択図】図２

Description

本発明は、樹脂成形体の圧縮成形に用いられる電動プレス成形機の制御方法及び樹脂成形体の製造方法に関する。

従来、サーボモーターを駆動源とした電動プレス成形機は油圧プレス成形機に比べ速度や位置、圧力を正確に制御できる他、油を使用しないことから作業環境の改善にも繋がるため業界で広く利用されてきた。

このような電動プレス成形機の制御方法に関する技術文献として、例えば特許文献１が知られている。この特許文献１には、スライド（可動盤）の位置を制御する位置制御で型閉じを行った後、サーボモーターのトルクを制御するトルク制御に切り換えて型締めを行う電動プレス成形機の制御方法が記載されている。

特開平１１−３３７９９号公報

しかしながら、上述のような従来の制御方法においては、金型の型閉じ速度が速い場合や型締め力が小さい場合、型閉じ完了後にスライドの位置を保持することができず、スライドが型開き方向にバウンドするという問題があった。

そこで、本発明は、型閉じ速度が速い場合や型締め力が小さい場合であっても型閉じ完了後のバウンドの発生を抑制できる電動プレス成形機の制御方法及び樹脂成形体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、以下のような制御を行うことにより本発明の目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明に係る電動プレス成形機の制御方法は、サーボモーターを駆動源とする直圧式の電動プレス成形機を用い、雌雄一対の金型に加わる型締め力が予め設定された設定型締め力に達するまで金型を閉じて、溶融状の熱可塑性樹脂を賦形する賦形工程と、型締め力が設定型締め力に達したときから０．０１秒以上１．０秒以下の間、設定型締め力に達した位置で、予め設定された位置決めトルクを制御許容値としてサーボモーターを駆動させて金型の可動型の位置制御を行うことにより、一対の金型間の距離を維持する位置決め工程と、位置決め工程の後に、設定型締め力による金型の型締めを行う型締め工程と、を備え、型締め工程における設定型締め力は、サーボモーターの定格トルクより小さい設定トルクを制御目標値としてサーボモーターをトルク制御することにより金型に加えられ、位置決めトルクは、設定トルクより大きいことを特徴とする。

本発明に係る電動プレス成形機の制御方法では、位置決めトルクは、サーボモーターの定格トルクの１００％以上のトルクであることが好ましい。

また、本発明に係る電動プレス成形機の制御方法では、位置決め工程は、型締め力を検出するロードセルの検出値が設定型締め力に達したときから０．０１秒以上１．０秒以下の間、設定型締め力に達した位置で、予め設定された位置決めトルクを制御許容値としてサーボモーターを駆動させて金型の可動型の位置制御を行うことにより、一対の金型間の距離を維持することが好ましい。

また、本発明に係る電動プレス成形機の制御方法は、賦形工程では、ロードセルの検出値が設定型締め力に達するまでサーボモーターの定格トルクの１００％以上のトルクである速度安定トルクを制御許容値としてサーボモーターを駆動させて金型の可動型の位置制御を行うことにより、金型を閉じることが好ましい。

或いは、本発明に係る電動プレス成形機の制御方法は、賦形工程では、金型の型閉じ速度が予め設定された設定速度に達するまでサーボモーターの定格トルクの１００％以上のトルクである速度安定トルクを制御許容値としてサーボモーターを駆動させて金型の可動型の位置制御を行うことにより、金型を閉じることが好ましい。

本発明に係る電動プレス成形機の制御方法では、設定速度は、３０ｍｍ／ｓｅｃ以上である請求項５に記載の電動プレス成形機の制御方法。

本発明に係る樹脂成形体の製造方法は、雌雄一対の金型間に溶融状の熱可塑性樹脂を供給する樹脂供給工程と、サーボモーターを駆動源とする直圧式の電動プレス成形機を用い、金型に加わる型締め力が予め設定された設定型締め力に達するまで金型を閉じて、溶融状の熱可塑性樹脂を賦形する賦形工程と、型締め力が設定型締め力に達したときから０．０１秒以上１．０秒以下の間、設定型締め力に達した位置で、予め設定された位置決めトルクを制御許容値としてサーボモーターを駆動させて金型の可動型の位置制御を行うことにより、一対の金型間の距離を維持する位置決め工程と、位置決め工程の後に、設定型締め力による金型の型締めを行う型締め工程と、を備え、型締め工程における設定型締め力は、サーボモーターの定格トルクより小さい設定トルクを制御目標値としてサーボモーターをトルク制御することにより金型に加えられ、位置決めトルクは、設定トルクより大きいことを特徴とする。

本発明によれば、型閉じ速度が速い場合や型締め力が小さい場合であっても型閉じ完了時のバウンドの発生を抑制できる。

第１の実施形態に係る樹脂成形体の製造方法で用いる電動プレス成形機を示す図である。 第１の実施形態に係る電動プレス成形機の金型位置、金型の移動速度、及びサーボモーターのトルクの制御を示すグラフである。 第１の実施形態に係る樹脂成形体の製造方法を示すフローチャートである。 樹脂供給工程における電動プレス成形機を示す図である。 賦形工程における電動プレス成形機を示す図である。 位置決め工程における電動プレス成形機を示す図である。 第２の実施形態に係る電動プレス成形機の金型位置、金型の移動速度、及びサーボモーターのトルクの制御を示すグラフである。 第２の実施形態に係る樹脂成形体の製造方法を示すフローチャートである。 （ａ）実施例における金型の位置変動の結果を示すグラフである。（ｂ）比較例における金型の位置変動の結果を示すグラフである。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る樹脂成形体の製造方法は、図１に示す電動プレス成形機１を用いて樹脂成形体の圧縮成形を行う。電動プレス成形機１は、雌雄一対の金型２Ａ，２Ｂの型閉じ、型締め、型開きを行うものである。

（電動プレス成形機）
図１に示されるように、電動プレス成形機１は、雌型の金型２Ａが取り付けられた可動盤３、雄型の金型２Ｂが取り付けられた固定盤４、可動盤３を固定盤４に対して往復移動させるボールねじ５，６、ボールねじ５，６を回転駆動するサーボモーター７，８、サーボモーター７，８を制御する制御装置１２を備えている。電動プレス成形機１は、サーボモーター７，８を駆動源とする直圧式の電動プレスである。

金型２Ａ及び金型２Ｂは上下方向で対向しており、可動盤３に取り付けられた金型２Ａが可動型、固定盤４に取り付けられた金型２Ｂが固定型となる。金型２Ａ及び金型２Ｂは、可動盤３の往復移動に応じて接近及び離間する。金型２Ｂには、図示しない射出機の射出ノズルと連結された樹脂通路２ａが形成されている。この樹脂通路２ａを通じて金型２Ａ，２Ｂの間に溶融樹脂が供給される。また、可動盤３上には、金型２Ａ，２Ｂに加わる型締め力を検出するためのロードセル９が配置されている。

ボールねじ５，６は、ギア部５ａ，６ａがサーボモーター７，８の出力ギアと噛み合っており、サーボモーター７，８から伝達されたトルクにより回転駆動する。ボールねじ５，６は、軸受け１０，１１によって回転自在に支持され、回転によって可動盤３に固定されたナット５ｂ，６ｂが上下方向に移動する。サーボモーター７，８は、電動プレス成形機１の駆動源であり、型締めトルクの最大値は定格トルクの１００％以上、３００％以下である。

制御装置１２は、電動プレス成形機１の制御を行うものである。制御装置１２は、サーボモーター７，８を制御することで、金型２Ａ，２Ｂの型閉じ、型締め、型開きを実行する。制御装置１２は、サーボモーター７，８の回転速度とトルクを制御する。制御装置１２は、サーボモーター７，８のフィードバックデータにより金型２Ａの位置や速度等を検出する。

（熱可塑性樹脂）
樹脂成形体の製造に用いられる熱可塑性樹脂は特に限定されないが、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル、アクリロニトリルースチレンーブタジエンブロック共重合体、ポリスチレン、ナイロン等のポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、スチレン−ブタジエンブロック共重合体等の一般的な熱可塑性樹脂、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ等の熱可塑性エストラマ−、これらの混合物、これらを用いたポリマーアロイ等が挙げられる。

上記熱可塑性樹脂は、強化繊維を含有していてもよい。強化繊維としては、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、有機繊維、及びこれらの混合物等が挙げられる。中でもガラス繊維、炭素繊維、有機繊維を用いることが好ましい。有機繊維としては、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、綿、麻、絹、竹等が挙げられる。

また、熱可塑性樹脂は必要に応じて酸化防止剤、耐熱安定剤、中和剤、紫外線吸収剤等の安定剤；シリカ等のアンチブロッキング剤；気泡防止剤；難燃剤；難燃助剤；分散剤；帯電防止剤；滑剤；染料や顔料等の着色剤；可塑剤；造核剤や結晶化促進剤等を含有していてもよい。また、ガラスフレーク、マイカ、ガラス粉、ガラスビ−ズ、タルク、クレー、アルミナ、カーボンブラック、ウォールスナイト等の板状、粉粒状、ウィスカー状の無機化合物等を含有していてもよい。

また、熱可塑性樹脂は化学発泡剤や物理発泡剤等の発泡剤を含有していてもよい。化学発泡剤としては重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム等の無機系発泡剤、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ化合物、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物、ベンゼンスルホニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド、ジフェニルスルホン−３，３’−ジスルホニルヒドラジド等のスルホニルヒドラジド類、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド等が挙げられる。また、必要に応じてサリチル酸、尿素ならびにこれらを含む発泡助剤を添加してもよい。物理発泡剤としては、二酸化炭素及び窒素が挙げられる。これらは超臨界状態であることが好ましい。

発泡剤の種類は、使用する熱可塑性樹脂の溶融温度や目的とする発泡倍率等を考慮して選択される。またその添加量は、目的とする成形体の強度、密度等を考慮して調整されるが、一般的に樹脂１００質量部に対して０．１〜５質量部である。

本発明に係る方法で得られる樹脂成形体の表面の一部には、表皮材が貼合されていてもよい。本発明に用いられる表皮材としては、例えば、モケットやトリコット等の織物や編み物、ニードルパンチカーペット等の不織布、金属フォイル、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーのシートやフィルム等が挙げられる。成形体の表面の一部に表皮材を貼合一体化する場合は、予め表皮材を金型間の所定位置に載置してから成形すればよい。

不織布を構成する繊維としては、例えば、綿、毛、絹、麻等の天然繊維、ポリアミド、ポリエステル、ナイロン等の合成繊維が挙げられる。不織布は、単一種の繊維から構成されていても、２種以上の繊維から構成されていてもよい。また、天然繊維と合成繊維との混合物で構成されていてもよい。不織布の製造方法は、ニードルパンチ式、サーマルボンド式、スパンボンド式、メルトブロー式、スパンレース式等に分類されるが、いずれの方法で製造された不織布も本発明に適用することができる。

熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーのシートや、フィルムとしては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂やポリオレフィン系熱可塑性エラストマーのシートやフィルムが挙げられ、基材樹脂として使用される熱可塑性樹脂との融着性が良好なものが好ましく使用される。

これらの表皮材は、発泡層や裏打ち層を有する多層表皮材であってもよい。発泡層としては、例えば、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン発泡体、ポリ塩化ビニル発泡体、軟質又は半硬質のポリウレタン発泡体等が挙げられる。また、裏打ち層としては、例えば、不織布、合成樹脂シートやフィルム等が挙げられる。

なお、これらの多層表皮材は、熱可塑性樹脂からなる基材部分との接着性の観点から、熱可塑性樹脂との熱融着性が良好なものや、表皮材の裏面に溶融状熱可塑性樹脂を含浸させることによって基材樹脂との接着が可能なもの等が好ましく使用される。

（樹脂成形体の製造方法）
第１の実施形態に係る樹脂成形体の製造方法では、比較的小さい設定型締め力Ｇで樹脂成形体の圧縮成形を実行するため、サーボモーター７，８の定格トルクより小さいトルクである設定トルクＴにより金型２Ａ，２Ｂの型締めを行う。設定型締め力Ｇは、所望の形状の樹脂成形体を製造するために使用者が予め設定した型締め力であり、設定トルクＴは、設定型締め力Ｇを金型２Ａ，２Ｂに加えるためのサーボモーター７，８の制御目標値である。

以下、第１の実施形態に係る樹脂成形体の製造方法について、電動プレス成形機１の制御方法を主体として説明する。

図２及び図３に示されるように、第１の実施形態に係る電動プレス成形機１の制御方法は、金型２Ａ，２Ｂを閉じる型閉じ工程と、型閉じされた金型２Ａを所定位置で保持する位置決め工程と、金型２Ａ，２Ｂの型締めを行う型締め工程と、金型２Ａ，２Ｂを開く型開き工程と、を備えている。なお、図２に示すプレス位置は、金型２Ａ（可動盤３）の位置に相当する。

《型閉じ工程》
型閉じ工程は、開放状態の金型２Ａを樹脂供給位置まで高速で閉じる高速型閉じ工程（Ｓ１）と、溶融状の熱可塑性樹脂が金型２Ａ，２Ｂ間に供給される樹脂供給工程（Ｓ２）と、金型２Ａ，２Ｂを閉じることで熱可塑性樹脂を賦形する賦形工程（Ｓ３，Ｓ４）と、を含んでいる。この型閉じ工程では、金型２Ａ（可動盤３）の位置を制御目標としてサーボモーター７，８による位置制御が行われる。金型２Ａの位置変化のため変動するサーボモーター７，８のトルクについては、制御の上限である制御許容値が設定される。

ステップＳ１の高速型閉じ工程では、金型２Ａ，２Ｂの型閉じが高速で行われる。高速型閉じ工程では、開放状態にある金型２Ａ及び金型２Ｂを樹脂供給位置まで閉じる。樹脂供給位置とは、金型２Ａ，２Ｂ間に溶融状の熱可塑性樹脂の供給が開始される位置である。樹脂供給位置は、供給する樹脂の種類や表皮材の有無、表皮材の種類などに応じて予め設定される。

高速型閉じ工程は、例えば、型閉じ速度が１００ｍｍ／ｓｅｃ前後の高速で行われる。また、定格トルクの２００％を制御許容値としてサーボモーター７，８の制御が行われる。金型２Ａが樹脂供給位置に至ると、ステップＳ２の樹脂供給工程に移行する。

ステップＳ２の樹脂供給工程では、金型２Ａを樹脂供給位置に保持した状態で溶融状の熱可塑性樹脂が供給される（図４参照）。溶融状の熱可塑性樹脂は、射出機から金型２Ｂの樹脂通路２ａに導入されて金型２Ａ，２Ｂ間に供給される。なお、樹脂供給工程において金型２Ａの位置を保持することなく、型閉じを続けても良い。樹脂の供給が終わると、ステップＳ３の賦形工程に移行する。

樹脂供給工程は、前述したように金型内に設けられた樹脂通路を通じて金型２Ａ、２Ｂ間に供給してもよいが、金型外部でシート状又は塊状の溶融状熱可塑性樹脂を得て、その溶融状熱可塑性樹脂を金型２Ａ、２Ｂ間に供給してもよいし、予め別工程で熱可塑性樹脂シートを作成し、前記熱可塑性樹脂シートを加熱、軟化させた状態で金型２Ａ、２Ｂ間に供給してもよい。この場合、前記シート状又は塊状の熱可塑性樹脂を開放状態の金型２Ａ、２Ｂ間に供給したあと、前述した高速型閉じ工程を行い、そのまま賦形工程に移行する。高速型閉じ工程から賦形工程に移行する位置（賦形工程開始位置）は、供給する樹脂の種類や表皮材の有無、表皮材の種類などに応じて予め設定される。

ステップＳ３の賦形工程では、金型２Ａを閉じることで金型２Ａ，２Ｂ間に供給された熱可塑性樹脂の賦形が行われる（図５参照）。この賦形工程では、トルクの制御許容値を設定トルクＴ、金型２Ａ，２Ｂの型閉じ速度の制御目標値を設定速度Ｖとしてサーボモーター７，８が制御される。

ここで、設定速度Ｖは、供給された樹脂の種類や表皮材の種類、成形体の形状や大きさなどに応じて予め設定される型閉じ速度である。この設定速度Ｖが遅すぎると、樹脂の流動性が低下して賦形が難しくなる。また、設定速度Ｖが速すぎると、装置や金型への衝撃が大きくなって故障や破損する慮がある。この設定速度Ｖは、３０ｍｍ／ｓｅｃ以上、３００ｍｍ／ｓｅｃ以下であることが好ましい。また、設定速度Ｖは４０ｍｍ／ｓｅｃ以上、２５０ｍｍ／ｓｅｃ以下であることがより好ましく、５０ｍｍ／ｓｅｃ以上、２００ｍｍ／ｓｅｃ以下であることが更に好ましい。

賦形工程において金型２Ａ，２Ｂの間隔が狭くなると、樹脂の反力に対する型締め力がロードセル９によって検出される。

その後、ステップＳ４において、ロードセル９の検出値が設定型締め力Ｇに達したか否かが判定される。このステップＳ４はロードセル９の検出値が設定型締め力Ｇに達したと判定されるまで繰り返される。ロードセル９の検出値が設定型締め力Ｇに達したと判定された場合、ステップＳ５の位置決め工程に移行する。

《位置決め工程》
ステップＳ５の位置決め工程では、ロードセル９の検出値が設定型締め力Ｇに達したときから、設定型締め力Ｇに達した位置で、予め設定された位置決め時間の間、金型２Ａ，２Ｂ間の距離を維持する（図６参照）。位置決め時間は、０．０１秒以上１．０秒以下の間であることが好ましい。これは、０．０１秒未満の場合は十分な位置決めが行えず、１．０秒を超えても位置決めの効果に影響がないためである。

位置決め工程における金型２Ａの位置を昇圧位置として図２に示す。なお、図２に示す下降端は、金型２Ａ，２Ｂが閉じきった場合の構造的な下降限界位置である。圧縮成形の場合、金型２Ａ、２Ｂ間に供給する熱可塑性樹脂の量により昇圧位置が変わるが、通常、金型２Ａが下降端まで下降することはない。

この位置決め工程では、予め設定された位置決めトルクＴｐで金型２Ａ，２Ｂ間の距離を維持する位置制御を行う。位置決めトルクＴｐは、設定トルクＴより大きいトルクである。この位置決めトルクＴｐは、サーボモーター７，８の定格トルクの１００％以上のトルクであることが好ましい。なお、位置決め工程では、更なる樹脂の圧縮を行わないので、基本的に型締め力が設定型締め力Ｇを超えることはない。位置決め工程で位置決め時間が経過すると、ステップＳ６の型締め工程に移行する。

《型締め工程》
ステップＳ６の型締め工程では、設定型締め力Ｇで金型２Ａ，２Ｂの型締めが行われる。型締め工程では、設定型締め力Ｇを金型２Ａ，２Ｂに加えるため、設定トルクＴを制御目標値とするサーボモーター７，８のトルク制御が行われる。型締め工程は、予め設定された冷却時間が経過するまで行われる。

なお、図２に示すトルクのグラフは、型閉じ工程、位置決め工程、及び型開き工程に対応する部位が位置制御における制御許容値、型締め工程に対応する部位がトルク制御における制御目標値を示している。

この型締め工程では、設定型締め力Ｇで型締めされた状態で金型２Ａ，２Ｂ間の熱可塑性樹脂が冷却され、固化することにより樹脂成形体ができる。型締め工程で冷却時間が経過すると、ステップＳ７の離型工程に移行する。

《型開き工程》
型開き工程は、緩やかな速度で金型２Ａ，２Ｂを型開きする離型工程（Ｓ７）と、高速で型開きする高速型開き工程（Ｓ８）と、を含んでいる。この型開き工程では、金型２Ａの位置を制御目標とする位置制御が行われる。

ステップＳ７の離型工程では、緩やかな速度で型開きが行われる。離型工程では、型締め工程の位置から予め設定された離型位置まで金型２Ａを上昇させる。離型工程では、例えば、定格トルクの２００％を制御許容値としてサーボモーター７，８が制御される。離型工程で金型２Ａが離型位置まで開かれると、ステップＳ８の高速型開き工程に移行する。

ステップＳ８の高速型開き工程では、上昇端までの型開きが高速で行われる。この高速型開き工程では、型開き速度が１００ｍｍ／ｓｅｃ前後の高速で行われ、例えばサーボモーター７，８は定格トルクの２００％を制御許容値として制御される。

以上のステップＳ１〜Ｓ８からなる電動プレス成形機１の制御方法の実行後、圧縮成形された樹脂成形体が金型２Ｂから取り出される。

以上説明した第１の実施形態に係る樹脂成形体の製造方法及び電動プレス成形機１の制御方法によれば、型閉じ工程において設定速度Ｖが速い場合や設定トルクＴが小さい場合であっても、型閉じ完了時に設定トルクＴより大きい位置決めトルクＴｐをトルクの制御許容値として金型２Ａ，２Ｂ間の距離を維持する位置決め工程を行うので、型閉じ完了時の制動で金型２Ａ（可動盤３）にバウンドが発生することを抑制することができる。従って、これらの方法によれば、慣性によりバウンドが発生して樹脂成形体の成形に悪影響が生じることが避けられるので、製造する樹脂成形体の品質向上を図ることができる。

また、第１の実施形態に係る樹脂成形体の製造方法及び電動プレス成形機１の制御方法によれば、可動盤３に設けたロードセル９の検出値を利用して賦形工程から位置決め工程への移行タイミングを判断するので、サーボモーター７，８のフィードバックデータから移行タイミングを判断する場合と比べて、移行タイミングの判断を精度良く行うことができる。従って、これらの方法によれば、移行タイミングの判断を精度良く行うことができるので、より確実に金型２Ａのバウンドの発生を抑制することができる。

［第２の実施形態］
図７及び図８に示されるように、第２の実施形態に係る樹脂成形体の製造方法は、第１の実施形態に係る樹脂成形体の製造方法と比べて、賦形工程の内容のみが異なる。

以下、第２の実施形態に係る樹脂成形体の製造方法について、電動プレス成形機１の制御方法を主体として説明する。第２の実施形態に係る電動プレス成形機１の制御方法は、第１の実施形態と同様に、型閉じ工程、位置決め工程、型締め工程、及び型開き工程を備えている。

《型閉じ工程》
図７及び図８に示されるように、型閉じ工程は、開放状態の金型２Ａを樹脂供給位置まで高速で閉じる高速型閉じ工程（Ｓ１１）と、金型２Ａ，２Ｂ間に溶融状の熱可塑性樹脂が供給される樹脂供給工程（Ｓ１２）と、金型２Ａ，２Ｂを閉じることで熱可塑性樹脂を賦形する賦形工程（Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６）と、を含んでいる。

ステップＳ１１の高速型閉じ工程及びステップＳ１２の樹脂供給工程は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。ステップＳ１２の樹脂供給工程において樹脂の供給が終わると、賦形工程に移行する。また、第１の実施形態と同様に、シート状又は塊状の熱可塑性樹脂を金型２Ａ、２Ｂ間に供給したあと、高速型閉じ工程を行い、賦形工程に移行してもよい。

賦形工程は、設定速度Ｖの判定（Ｓ１３）と、速度安定工程（Ｓ１４）と、通常賦形工程（Ｓ１５）と、設定型締め力Ｇの判定（Ｓ１６）と、を含んでいる。なお、設定速度Ｖは、３０ｍｍ／ｓｅｃ以上、３００ｍｍ／ｓｅｃ以下であることが好ましい。また、設定速度Ｖは４０ｍｍ／ｓｅｃ以上、２５０ｍｍ／ｓｅｃ以下であることがより好ましく、５０ｍｍ／ｓｅｃ以上、２００ｍｍ／ｓｅｃ以下であることが更に好ましい。

ステップＳ１３では、金型２Ａ，２Ｂの型閉じ速度が設定速度Ｖに達したか否かが判定される。型閉じ速度が設定速度Ｖに達したか否かの判定は、例えばサーボモーター７，８からのフィードバックデータに基づいて行われる。或いは、型閉じ速度検出用のセンサーを設け、その検出値に基づいて判定しても良い。金型２Ａ，２Ｂの型閉じ速度が設定速度Ｖに達していないと判定された場合、ステップＳ１４の速度安定工程に移行する。

ステップＳ１４の速度安定工程では、金型２Ａの型閉じ速度を設定速度Ｖまで加速させる。この速度安定工程では、サーボモーター７，８の定格トルクより小さい設定トルクＴに代えて定格トルクの１００％以上の速度安定トルクＴｖを制御許容値とするサーボモーター７，８の位置制御を行う。速度安定トルクＴｖは、型閉じ速度を安定して設定速度Ｖまで加速するために予め設定されたトルクである。なお、速度安定工程においては熱可塑性樹脂の賦形が行われても良く行われなくても良い。

この速度安定工程は、ステップＳ１３で金型２Ａの型閉じ速度が設定速度Ｖに達したと判定されるまで繰り返される。型閉じ速度が設定速度Ｖに達したと判定された場合、ステップＳ１５の通常賦形工程に移行する。

ステップＳ１５の通常賦形工程では設定速度Ｖで金型２Ａ，２Ｂが閉じられることにより、金型２Ａ，２Ｂ間の熱可塑性樹脂の賦形が行われる。通常賦形工程では、設定トルクＴを駆動させて金型２Ａの位置制御が行われる。この通常賦形工程において金型２Ａ，２Ｂの間隔が狭くなると、樹脂の反力に対する型締め力がロードセル９によって検出される。

その後、ステップＳ１６においてロードセル９の検出値が設定型締め力Ｇに達したか否かが判定される。ステップＳ１６はロードセル９の検出値が設定型締め力Ｇに達したと判定されるまで繰り返される。ロードセル９の検出値が設定型締め力Ｇに達したと判定された場合、ステップＳ１７の位置決め工程に移行する。

《位置決め工程》
ステップＳ１７の位置決め工程では、ロードセル９の検出値が設定型締め力Ｇに達したときから、設定型締め力Ｇに達した位置で、予め設定された位置決め時間の間、金型２Ａの現在位置を保持する（図６参照）。この位置決め工程では、予め設定された位置決めトルクＴｐを制御許容値として金型２Ａ，２Ｂ間の距離を維持する位置制御を行う。位置決め時間が経過すると、ステップＳ１８の型締め工程に移行する。

《型締め工程》
ステップＳ１８の型締め工程では、金型２Ａ，２Ｂが設定型締め力Ｇで型締めされる。型締め工程では、設定型締め力Ｇを維持するため設定トルクＴを制御目標値とするサーボモーター７，８のトルク制御が行われる。型締め工程は、予め設定された冷却時間が経過するまで行われる。冷却時間が経過すると、型開き工程に移行する。

《型開き工程》
型開き工程は、緩やかな速度で金型２Ａ，２Ｂを型開きする離型工程（Ｓ１９）と、高速で型開きする高速型開き工程（Ｓ２０）と、を含んでいる。型開き工程では、金型２Ａの位置を制御目標とする位置制御が行われる。

ステップＳ１９の離型工程では、緩やかな速度で型開きが行われる。離型工程では、型締め工程の位置から予め設定された離型位置まで金型２Ａを上昇させる。金型２Ａが離型位置まで開かれると、ステップＳ２０の高速型開き工程に移行する。ステップＳ２０の高速型開き工程では、上昇端までの型開きが高速で行われる。

以上のステップＳ１１〜Ｓ２０からなる電動プレス成形機１の制御方法の実行後、圧縮成形された樹脂成形体が金型２Ｂから取り出される。

以上説明した第２の実施形態に係る樹脂成形体の製造方法及び電動プレス成形機１の制御方法によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。更に、これらの方法によれば、定格トルクの１００％以上のトルクである速度安定トルクＴｖを制御許容値として型閉じ速度を設定速度Ｖまで加速する速度安定工程を備えるので、設定型閉じ力Ｇが小さく設定された場合であっても金型２Ａ，２Ｂの型閉じ速度を安定させることができる。従って、これらの方法によれば、金型２Ａを加速した際に慣性により型閉じ速度が不安定となり熱可塑性樹脂の賦形に影響が生じることが避けられるので、樹脂成形体の品質向上を図ることができる。

また、第２の実施形態に係る樹脂成形体の製造方法及び電動プレス成形機１の制御方法においては、特に設定速度Ｖが３０ｍｍ／ｓｅｃ以上である場合に顕著な効果が現れる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、第２の実施形態では、賦形工程の全体で速度安定トルクＴｖを制御許容値とする態様であっても良い。すなわち、賦形工程においてロードセル９の検出値が設定型締め力Ｇに達するまで速度安定トルクＴｖを制御許容値として制御しても良い。このように、サーボモーター７，８の定格トルクの１００％以上のトルクである速度安定トルクＴｖを制御許容値として賦形工程全体を制御することで、設定トルクＴが小さく設定された場合であっても金型２Ａ，２Ｂの型閉じ速度を安定させることができる。

また、本発明は、電動プレス成形機１が金型２Ａ，２Ｂを上下方向ではなく水平方向に開閉する機構であっても適用することができる。

（実施例）
実施例として、上述した第１の実施形態に係る樹脂成形体の製造方法を行った。熱可塑性樹脂としては、住友ノーブレンＢＵＥ８１Ｅ６（住友化学株式会社製、ポリプロピレン、ＭＦＲ＝８０[ｇ／１０分]）を用いた。

電動プレス成形機１として、ＳＬＩＭ１０ｅ１６（（株）佐藤鉄工所製、直圧式電動プレス成形機）を使用した。電動プレス成形機１におけるサーボモーター７，８の定格トルクは４９０ｋＮであり、最大型締め力は、９８０ｋNであり、この最大型締め力に対応するサーボモーターの回転トルクは定格トルクの２００％である。

金型２Ａ，２Ｂとしては、シートバック形状を有するものを用いた。金型２Ａ，２Ｂは、長さ４８０ｍｍ、幅３９０、厚み２．０ｍｍの板状のシートバック成形体を製造可能なキャビィティを有する１点ゲートの金型である。

金型供給時の熱可塑性樹脂の温度は２００℃とした。また、樹脂供給位置における金型２Ａ，２Ｂ間のクリアランスを３０ｍｍとした。

型締め工程における設定型締め力Ｇを４００ｋＮ（対応する回転トルクは定格トルクの８２％）、賦形工程における設定速度Ｖを５０ｍｍ／ｓｅｃに設定した。また、位置決め工程における位置決めトルクＴｐを６００ｋＮ（対応する回転トルクは定格トルクの１２２％）に設定し、位置決め時間を０．２秒に設定した。以上の条件で樹脂成形体の製造を行った。

（比較例）
比較例では、位置決め工程を行わず、賦形工程の直後に型締め工程を開始した点以外は実施例と同じ条件で樹脂成形体の製造を行った。

図９に、賦形工程から型締め工程に至る金型２Ａの位置変動の結果を示す。図９（ａ）は実施例における金型２Ａの位置変動の結果を示すグラフであり、図９（ｂ）は比較例における金型２Ａの位置変動の結果を示すグラフである。各グラフにおいて、縦軸は金型２Ａの位置、横軸は時間を示している。

図９（ａ）に示されるように、実施例では、型閉じ完了時にバウンド（位置のぶれ）がほとんど生じることなく、安定した状態で型締め工程への移行が行われた。一方、図９（ｂ）に示されるように、比較例では、型閉じ完了時に４ｍｍ近くのバウンドが生じた。

１…電動プレス成形機 ２Ａ…金型（可動型） ２Ｂ…金型（固定型） ２ａ…樹脂通路 ３…可動盤 ４…固定盤 ７，８…サーボモーター ９…ロードセル １２…制御装置 Ｇ…設定型締め力 Ｔ…設定トルク Ｔｐ…位置決めトルク Ｔｖ…速度安定トルク Ｖ…設定速度

Claims (7)

1. サーボモーターを駆動源とする直圧式の電動プレス成形機を用い、雌雄一対の金型に加わる型締め力が予め設定された設定型締め力に達するまで前記金型を閉じて、溶融状の熱可塑性樹脂を賦形する賦形工程と、
   前記型締め力が前記設定型締め力に達したときから０．０１秒以上１．０秒以下の間、設定型締め力に達した位置で、予め設定された位置決めトルクを制御許容値として前記サーボモーターを駆動させて前記金型の可動型の位置制御を行うことにより、前記一対の金型間の距離を維持する位置決め工程と、
   前記位置決め工程の後に、前記設定型締め力による前記金型の型締めを行う型締め工程と、を備え、
   前記型締め工程における前記設定型締め力は、前記サーボモーターの定格トルクより小さい設定トルクを制御目標値として前記サーボモーターをトルク制御することにより前記金型に加えられ、
   前記位置決めトルクは、前記設定トルクより大きい電動プレス成形機の制御方法。
2. 前記位置決めトルクは、前記サーボモーターの定格トルクの１００％以上のトルクである請求項１に記載の電動プレス成形機の制御方法。
3. 前記位置決め工程は、前記型締め力を検出するロードセルの検出値が前記設定型締め力に達したときから０．０１秒以上１．０秒以下の間、設定型締め力に達した位置で、予め設定された位置決めトルクを制御許容値として前記サーボモーターを駆動させて前記金型の可動型の位置制御を行うことにより、前記一対の金型間の距離を維持する請求項１又は２に記載の電動プレス成形機の制御方法。
4. 前記賦形工程では、前記ロードセルの検出値が前記設定型締め力に達するまで前記サーボモーターの定格トルクの１００％以上のトルクである速度安定トルクを制御許容値として前記サーボモーターを駆動させて前記金型の可動型の位置制御を行うことにより、前記金型を閉じる請求項３に記載の電動プレス成形機の制御方法。
5. 前記賦形工程では、前記金型の型閉じ速度が予め設定された設定速度に達するまで前記サーボモーターの定格トルクの１００％以上のトルクである速度安定トルクを制御許容値として前記サーボモーターを駆動させて前記金型の可動型の位置制御を行うことにより、前記金型を閉じる請求項１〜３の何れか一項に記載の電動プレス成形機の制御方法。
6. 前記設定速度は、３０ｍｍ／ｓｅｃ以上である請求項５に記載の電動プレス成形機の制御方法。
7. 雌雄一対の金型間に溶融状の熱可塑性樹脂を供給する樹脂供給工程と、サーボモーターを駆動源とする直圧式の電動プレス成形機を用い、前記金型に加わる型締め力が予め設定された設定型締め力に達するまで前記金型を閉じて、溶融状の熱可塑性樹脂を賦形する賦形工程と、前記型締め力が前記設定型締め力に達したときから０．０１秒以上１．０秒以下の間、設定型締め力に達した位置で、予め設定された位置決めトルクを制御許容値として前記サーボモーターを駆動させて前記金型の可動型の位置制御を行うことにより、前記一対の金型間の距離を維持する位置決め工程と、
   前記位置決め工程の後に、前記設定型締め力による前記金型の型締めを行う型締め工程と、を備え、
   前記型締め工程における前記設定型締め力は、前記サーボモーターの定格トルクより小さい設定トルクを制御目標値として前記サーボモーターをトルク制御することにより前記金型に加えられ、
   前記位置決めトルクは、前記設定トルクより大きい樹脂成形体の製造方法。

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