JP3822775B2

JP3822775B2 - トグル式射出成形機の型締力調整方法

Info

Publication number: JP3822775B2
Application number: JP2000057171A
Authority: JP
Inventors: 誠行広
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2000-03-02
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2020-03-02
Also published as: JP2001239563A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トグル式射出成形機の型締力調整方法に関し、特に型締力の正確な調整を可能ならしめるための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、射出成形機は、型閉じされた金型のキャビティ内に溶融樹脂を高圧で射出することより所定形状の製品を得るためのものである。この様な射出成形機は、高圧の溶融樹脂が金型から漏れ出さないように充分な型締力を加えることのできる型締装置を必要とし、この型締装置としてトグル式型締装置が広く用いられている。この型締装置には、使用される金型、樹脂、射出条件等によって自在に型締力を変更できる機能が要求される。
【０００３】
この様に構成された型締装置において所定の型締力に調整するには、まず一旦型を開いた後、即ち、トグル機構部と連結されているクロスヘッドを型締シリンダで後退させた後、型厚調整を行って、型厚が実金型厚さ−γｍｍとなるまで、型締シリンダが固定されているエンドハウジングを移動する。なお、型厚の測定及び制御は型厚位置センサーにて行う。
【０００４】
次に、自動型締力調整を行うが、これについては、特公昭６１−３５９２４号公報に記載されている方法について説明する。
【０００５】
所定型締力を発生させる為の金型タッチ点のクロスヘッドの位置は理論上定まっている。そこで、上記型厚調整が終了した状態で金型を当接させ、型締シリンダに超低圧を作用させたままエンドハウジングを型厚調整モータで後退させ、エンドハウジングに対して相対的にクロスヘッドを前進させ、理論上定められた所定型締力を発生させる為の金型タッチ点でのクロスヘッドの位置に来たら型厚調整モータを停止する。以上で所定の型締力調整が完了する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の型締力調整方法において、所定型締力を発生させる為の金型タッチ点のクロスヘッドの位置（移動量）は理論上定まるが、その条件は、実際の金型の寸法と剛性が基準金型のそれと同一の場合である。実際の金型の寸法と剛性は、成形する成形品によって大きく変化する。
【０００７】
実際の金型の厚さ（型厚）が基準金型のそれより薄い場合は型締力が増加し、逆に厚い場合は型締力が低下する。
【０００８】
また、実際の金型の幅と高さが基準金型のそれより小さい場合は、固定盤と可動盤の変形量が増加するので型締力が低下し、逆に大きい場合は型締力が増加する。さらに、実際の金型の寸法が基準金型のそれと同一でも剛性が高いと型締力は増加し、剛性が低いと型締力は低下する。
【０００９】
上記型締力の増加量および低下量は１０〜３０％にもなる場合があり、無視できない問題となっている。
【００１０】
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであって、実際の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、実際の金型で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式射出成形機の型締力調整方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によるトグル式型締装置の型締力調整方法は、トグル機構部を屈伸させるクロスヘッドを、エンドハウジングに固定された型締シリンダによって後退させた後、クロスヘッドを、所定型締力を発生させる金型タッチ点まで型閉じ側へ前進させたときの固定盤と可動盤との間の距離である型厚が、固定盤および可動盤に取り付けられた金型の厚さよりも所定の厚さだけ小さくなる位置にエンドハウジングを移動させ、型締シリンダに超低圧を作用させ、可動盤を前進させて前記金型を当接させて金型タッチ状態とし、該金型タッチ状態を維持したままエンドハウジングを後退させて、エンドハウジングに対して相対的にクロスヘッドを前進させ、前記金型タッチ状態でのエンドハウジングからクロスヘッドまでの距離が前記所定型締力を発生させる距離となった時点でエンドハウジングの後退を停止させる一連の動作を含む、トグル式型締装置の型締力調整方法において、実際に用いる金型を固定盤および可動盤に取り付けて前記一連の動作を行った後に型締めを行ったときのタイバーの伸び（Ａ）を測定する工程と、予め測定しておいた、特定の基準金型を固定盤および可動盤に取り付けて前記一連の動作を行った後に型締めを行ったときのタイバーの伸び（Ｂ）と、前記実際に用いる金型を取り付けた場合の前記伸び（Ａ）との差（Ｂ−Ａ）を求め、前記金型を開いて、（Ｂ−Ａ）×α（αはトグル式型締装置の固有の定数）の計算式から得られる距離だけエンドハウジングを前記後退を停止させた位置から前後進させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例を基に図面を参照して説明する。
【００１４】
図１はトグル式型締装置（以下、型締装置と称する。）を用いた射出成形機の構成図である。
【００１５】
射出成形機のベッド１上には、固定側金型部１２を取り付ける固定盤２と、ベッド１上で摺動自在なエンドハウジング３と、固定盤２とエンドハウジング３の間に配置され可動側金型部１３を取り付ける可動盤６とが配置されている。固定盤２とエンドハウジング３との間はそれら四隅部において４本の平行なタイバー４によって連結される。そのタイバー４の一端は固定盤２に固定され、その他端はネジ部４ｂが形成されている。このネジ部４ｂはエンドハウジング３を貫通すると共にネジ部４ｂの端部から挿入されたタイバーナット５とネジ結合されている。このタイバーナット５はエンドハウジング３の外方に配置され、このタイバーナット５の回転によりエンドハウジング３をタイバー４に沿って必要に応じた量だけ軸方向に移動させることができる。従ってタイバーナット５の回転量に応じてエンドハウジング３を固定盤２に対して接近、または離間する方向に移動させることができる。
【００１６】
前記エンドハウジング３と可動盤６との間には金型１５を締め付けるリンクを構成するトグル機構部８が設けられている。このトグル機構部８は、エンドハウジング３に固定されている型締シリンダ１０のピストンロッド１１の先端に連結されているクロスヘッド９により屈伸される。
【００１７】
この様に構成された型締装置において所定の型締力に調整するには、まず一旦金型１５を開いた後、即ち、クロスヘッド９を後退させた後、型厚調整を行って型厚が実金型厚さ−γｍｍ（例えばγを５ｍｍとする。）となるまで、エンドハウジング３を移動する。なお、型厚の測定及び制御は型厚位置センサー１４にて行う。
【００１８】
この型厚調整において、図３及び図４に示すように、型厚調整モータ１６は、センターギア１７及び平歯車１８を介してケーシング１９内のタイバーナット５を回転させる。なお、タイバーナット５の回転数は回転センサー２０で検出される。タイバーナット５が回転するとエンドハウジング３がタイバー４に沿って固定盤２に対して接近、または離間する方向に移動し実金型厚さ−５ｍｍ分までエンドハウジング３を移動させる。例えば、３００ｍｍの金型であれば理論上定められた所定の型締力を発生させる為の金型タッチ点のクロスヘッド位置での可動盤６と固定盤２の盤間距離が２９５ｍｍになるまでエンドハウジング３を移動させる。なぜマイナス５ｍｍとするかというと可動側金型部１３と固定側金型部１２を当接、即ちクロスヘッド９を型閉じ側へ前進させた時、クロスヘッド９を最前進位置まで到達させないためである。
【００１９】
ここでトグル式型締装置の型締力がどういう理論で発生するかを説明する。
【００２０】
トグル式型締装置では可動側金型１３と固定側金型１２とを当接させてもトグル機構部８が伸びきっていない状態（これを金型タッチ状態と称する）に型厚調整し、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を突出させエンドハウジング３とクロスヘッド９との間隔を更に広げ最終的にトグル機構部８を伸びきった状態にする。この間における固定側金型１２と可動側金型１３とは接触状態にあり可動盤６の移動は行われずトグル機構部８の軸線方向の伸びはエンドハウジング３の後退により吸収される。エンドハウジング３の後退によりタイバーナット５の位置規制に起因して４本のタイバー４が伸長する。その結果、その伸長に伴う反力がトグル機構部８を介して可動側金型１３と固定側金型１２との間に加えられタイバー４の伸長に対応する型締力で金型１５は型締される。
【００２１】
上記型厚調整に続いて行われる自動型締力調整方法について説明する。
【００２２】
所定型締力を発生させる為の金型タッチ点のクロスヘッド９の位置は理論上定まっている。そこで、上記型厚調整が終了した状態で金型１５を当接させ、その時のクロスヘッド９の位置から理論上のクロスヘッド９の位置までエンドハウジング３を後退させる。
【００２３】
具体的に説明すると、型厚調整で実金型厚さ−γｍｍ分までエンドハウジング３は追い込まれているので、型締シリンダ１０を超低圧で作動させてピストンロッド１１を突出させクロスヘッド９を前進させると、トグル機構部８が上下方向に開き可動盤６が前進する。その結果、図２に示すように、可動側金型１３と固定側金型１２とが当接した状態となる。この時、トグル機構部８は伸びきろうとするが、型締シリンダ１０が超低圧で作動されエンドハウジング３が−γｍｍ分追い込まれているのでその分トグル機構部８は伸びきる事は出来ない。
【００２４】
図２の状態から型締シリンダ１０に超低圧を作用させたままエンドハウジング３を型厚調整モータ１６で後退させる仕組みを図３及び図４で説明する。
【００２５】
型厚モータ１６を回転するとセンターギア１７が回転し、平歯車１８、タイバーナット５を介してタイバー４のネジ部４ｂに沿ってタイバーナット５が回転し軸線方向に移動しようとする。タイバーナット５が軸線方向に移動するとエンドハウジング３を図２の左方向に移動させることができる（型厚調整時はケーシング１９を介して右方向にも移動することができる）。
【００２６】
次に、図２の状態から型締シリンダ１０に超低圧を作用させたままエンドハウジング３を型厚調整モータ１６で後退させる動作について説明する。
【００２７】
上記型厚調整でエンドハウジング３を所定位置に移動した後、型締シリンダ１０に超低圧を作用させトグル機構部８が伸びきっていない状態のままのクロスヘッド９の移動量をクロスヘッド位置センサー７にて読み取る。
【００２８】
ここで読み取る値がどのようにして求められるかを説明する。クロスヘッド９が最前進した、図１で見ると右方向端の位置が０点、すなわち最前進位置であり、この位置がクロスヘッド９の基準位置である。型厚調整が終了した状態で型締シリンダ１０に超低圧を作用させるとトグル機構部８は伸びきらない状態となる。この状態でのクロスヘッド９の位置（移動量）が、型厚調整が終了した状態での金型タッチ点Ｃにおけるクロスヘッドの位置である。
【００２９】
次に、所定型締力を発生させる為の金型タッチ点でのクロスヘッド９の移動量も理論上定まっているので、型締シリンダ１０に超低圧を作用させたままエンドハウジング３を型厚調整モータ１６で後退させ、エンドハウジング３に対して相対的にクロスヘッド９を前進させ、理論上定められた所定型締力を発生させる為の金型タッチ点でのクロスヘッド９の移動量となる位置に来たら型厚調整モータ１６を停止する。
【００３０】
次に、実際の金型の型締力を、基準金型の型締力と同一とする方法について説明する。
【００３１】
型締力が作用した時には、タイバー４には伸びが発生し、トグル機構部８は圧縮され、固定盤２、可動盤６、エンドハウジング３は、それぞれ曲げによるたわみが発生する。型締力が発生することは、上記のタイバー４の伸び量とトグル機構８の圧縮量および固定盤２、可動盤６、エンドハウジング３の各たわみ量を合計した全体ひずみ量を発生させることである。
【００３２】
上記伸び量と圧縮量および曲げによるたわみ量は、型締力に比例して増加するので、全体のひずみ量は、タイバー伸び×αの関係にある。
【００３３】
なお、この全体のひずみ量は、トグル機構部８を伸ばしきった状態で、可動側金型部１３と固定側金型部１２を軽くタッチさせた時のエンドハウジング３の位置から、設定型締力を発生する型締力調整を行ったあとのエンドハウジング３の位置の差である。
【００３４】
そこで、上記型厚調整モータ１６を停止した状態において、一旦型締めを行い、その時のタイバー４の伸びＡを、例えば型厚位置センサ１４で測定する。
【００３５】
また、上記型締力調整を、実際の金型１５に先立って基準金型で行っておき、上記実際の金型１５でのタイバー伸びＡと基準金型での基準タイバー伸びＢの差（Ｂ−Ａ）を求める。なお、タイバー４の伸びは、直接測定することが望ましい。
【００３６】
例えば、実際の金型１５の型締力が、基準金型のそれより不足している場合は、タイバー４の伸びが（Ｂ−Ａ）だけ不足すると共に、トグル機構部８の圧縮量および固定盤２、可動盤６、エンドハウジング３のたわみ量も不足する。
【００３７】
すなわち、これを補正するためのエンドハウジング３の合計前進量は、（Ｂ−Ａ）×αとなる。なお、αはトグル式型締装置の寸法によって一義的に決まる定数であるので予め求めておく。
【００３８】
次に、金型１５を開き、上記（Ｂ−Ａ）×αだけ型厚調整モータ１６を回転させてエンドハウジング３を前進する。以上で所定の型締力調整が完了する。
【００３９】
この事例は、Ｂ＞Ａの場合であり、（Ｂ−Ａ）×αから求められる値は正の値となる。正の値の場合は、この値だけエンドハウジング３を前進させる。また、この事例とは異なり、Ｂ＜Ａの場合は、（Ｂ−Ａ）×αから求められる値は、負の値となる。負の値の場合は、この値だけエンドハウジング３を後退させる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は、上述したように構成されているので、実際の金型の寸法および剛性が基準金型のそれと異なっている場合でも、実際の金型で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。
【図面の簡単な説明】
【図１】トグル式型締装置を用いた射出成形機の構成図であり、型締が完了した状態を示す図である。
【図２】トグル式型締装置を用いた射出成形機の構成図であり、型厚調整が終了し金型同士を当接した状態を示す図である。
【図３】図１のＢ矢視図である。
【図４】タイバーネジ部およびタイバーナットの部分の詳細図である。
【符号の説明】
１ベッド
２固定盤
３エンドハウジング
４タイバー
４ｂネジ部
５タイバーナット
６可動盤
７クロスヘッド位置センサー
８トグル機構部
９クロスヘッド
１０型締シリンダ
１１ピストンロッド
１２固定側金型部
１３可動側金型部
１４型厚位置センサー
１５金型
１６型厚調整モータ
１７センターギア
１８平歯車
１９ケーシング
２０回転センサー

Claims

トグル機構部（８）を屈伸させるクロスヘッド（９）を、エンドハウジング（３）に固定された型締シリンダ（１０）によって後退させた後、
クロスヘッド（９）を、所定型締力を発生させる金型タッチ点まで型閉じ側へ前進させたときの固定盤（２）と可動盤（６）との間の距離である型厚が、固定盤（２）および可動盤（６）に取り付けられた金型の厚さよりも所定の厚さだけ小さくなる位置にエンドハウジング（３）を移動させ、
型締シリンダ（１０）に超低圧を作用させ、可動盤（６）を前進させて前記金型を当接させて金型タッチ状態とし、該金型タッチ状態を維持したままエンドハウジング（３）を後退させて、エンドハウジング（３）に対して相対的にクロスヘッド（９）を前進させ、
前記金型タッチ状態でのエンドハウジング（３）からクロスヘッド（９）までの距離が前記所定型締力を発生させる距離となった時点でエンドハウジング（３）の後退を停止させる一連の動作を含む、トグル式型締装置の型締力調整方法において、
実際に用いる金型（１５）を固定盤（２）および可動盤（６）に取り付けて前記一連の動作を行った後に型締めを行ったときのタイバー（４）の伸び（Ａ）を測定する工程と、
予め測定しておいた、特定の基準金型を固定盤（２）および可動盤（６）に取り付けて前記一連の動作を行った後に型締めを行ったときのタイバー（４）の伸び（Ｂ）と、前記実際に用いる金型（１５）を取り付けた場合の前記伸び（Ａ）との差（Ｂ−Ａ）を求め、前記金型（１５）を開いて、（Ｂ−Ａ）×α（αはトグル式型締装置の固有の定数）の計算式から得られる距離だけエンドハウジング（３）を前記後退を停止させた位置から前後進させる工程と、
を含むことを特徴とするトグル式型締装置の型締力調整方法。