JP6130444B2

JP6130444B2 - 型締装置の制御方法および型締装置

Info

Publication number: JP6130444B2
Application number: JP2015146731A
Authority: JP
Inventors: 一実朝野; 弘幸樫内
Original assignee: 株式会社名機製作所
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2035-07-24
Also published as: JP2017024330A

Description

本発明は、型締装置の制御方法および型締装置に関するものである。

従来、サーボ機構を用いて金型取付盤の移動を行う型開閉手段と型締を行う型締手段を備えた型締装置としては特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１では固定盤と可動盤に取付けられた金型を開閉手段により型合わせしサーボモータで位置決めした後、型締に移行する工程等で、サーボモータにより位置決めされている可動盤が外力により変位させられたとき、可動盤の位置決め目標位置を可動盤が外力により変位させられた変位量に応じて移動させるものである。

特開２００３−３２０５６７号公報（請求項１、０００２、００１０、００１４、図２）

しかし特許文献１のように可動盤が外力により変位させられた変位量に応じてサーボモータのトルクを低下させて目標位置を移動させる制御は、制御が複雑になるという問題があった。また一般的に型合せ後の外力による可動盤の変位量は極めて小さいため、外力を検出するための変位量を最適な値に設定することが難しいという問題があった。

そこで本発明では上記の問題を鑑みて、サーボ機構を用いて金型取付盤の移動を行う型開閉手段と型締を行う型締手段を備えた型締装置において、型開閉手段と型締手段による一連の作動の制御を容易にするとともに作動を良好に行うことができる型締装置の制御方法および型締装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の型締装置の制御方法は、サーボ機構を用いて金型取付盤の移動を行う型開閉手段と油圧により型締を行う型締シリンダを備えた型締装置の制御方法において、型閉時に型開方向に反発力が発生する金型を金型取付盤に取付けて前記金型の型閉完了後に前記サーボ機構により金型取付盤の位置保持制御を行い、型締シリンダの型締昇圧開始後に油圧センサまたはタイバーセンサもしくはロードセルを用いて型締力を検出し予め設定された型締力に到達したら前記サーボ機構の位置保持制御を解除することを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の型締装置の制御方法は、サーボ機構を用いて金型取付盤の移動を行う型開閉機構と油圧により型締を行う型締シリンダを備えた型締装置の制御方法において、型閉時に型開方向に反発力が発生する金型を金型取付盤に取付けて型締工程を行い型締シリンダの降圧開始後に油圧センサまたはタイバーセンサもしくはロードセルを用いて型締力を検出し予め設定された型締力に到達したら前記サーボ機構の位置保持制御を開始することを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の型締装置は、サーボ機構を用いて金型取付盤の移動を行う型開閉手段と油圧により型締を行う型締シリンダを備えた型締装置において、型閉時に型開方向に反発力が発生する金型を金型取付盤に取付けて前記金型の型閉完了後に前記サーボ機構により金型取付盤の位置保持制御を行いつつ型締シリンダの型締昇圧開始後に油圧またはタイバーセンサもしくはロードセルを用いて型締力を検出し予め設定された型締力に到達したら前記サーボ機構の位置保持制御を解除するか、または型締シリンダの降圧開始後に油圧またはタイバーセンサやロードセルを用いて型締力を検出し予め設定された型締力に到達したら前記サーボ機構の位置保持制御を開始することを特徴とする。

本発明の請求項４に記載の型締装置は、請求項３において、前記サーボ機構はサーボモータを用いたものであり前記型締機構は型締シリンダを用いたものであって、昇圧開始後の型締シリンダの油圧を検出して予め設定されたサーボロック解除設定圧に到達したら前記サーボモータによる位置保持制御を解除するかまたは降圧開始後の型締シリンダの油圧を検出して予め設定されたサーボロック解除設定圧に到達したら前記サーボモータによる位置保持制御を開始することを特徴とする。

本発明の型締装置の制御方法は、サーボ機構を用いて金型取付盤の移動を行う型開閉手段と油圧により型締を行う型締シリンダを備えた型締装置の制御方法において、型閉時に型開方向に反発力が発生する金型を金型取付盤に取付けて前記金型の型閉完了後に前記サーボ機構により金型取付盤の位置保持制御を行い、型締シリンダの型締昇圧開始後に油圧センサまたはタイバーセンサもしくはロードセルを用いて型締力を検出し予め設定された型締力に到達したら前記サーボ機構の位置保持制御を解除するので、型閉時に型開方向に反発力が発生する金型を金型取付盤に取付けて行う型開閉手段と型締手段による一連の作動の制御を容易にするとともに作動を良好に行うことができる。また本発明の型締装置も同様に型閉時に型開方向に反発力が発生する金型を金型取付盤に取付けて行う型開閉手段と型締手段による一連の作動を良好に行うことができる。

本発明の実施形態の射出成形機の型締装置の概略説明図である。本発明の実施形態の型締工程のうち型閉開始から型締昇圧完了までのフローチャート図である。本発明の実施形態の型締工程のうち圧抜開始(降圧開始)から型開完了までのフローチャート図である。本発明の実施形態の型閉工程および型締工程の力の関係を模式的に示した模式図である。別の実施形態の射出成形機の型締装置の概略説明図である。更に別の実施形態の射出成形機の型締装置の概略説明図である。

本発明の実施形態の射出成形機１１について、図１を参照して説明する。横型の射出成形機１１は、型締装置１３と射出装置１４とから構成されている。型締装置１３は、固定金型１５が取付けられる固定盤１６がベッド１２上に固定的に配置されている。また固定盤１６に対して可動金型１７が取付けられる金型取付盤である可動盤１８がベッド上面のガイド１９の上を型開閉方向に移動可能に設けられている。本実施形態において使用される成形金型は、バネ金型である。バネ金型は固定金型１５と可動金型１７の少なくとも一方にバネ２０が設けられ、型閉時に型開方向Ｏに向けて反発力ｆ１を発生させ、他のアクチュエータを用いずに成形後の離型を可能にする等の効果を有する。

固定盤１６の四隅近傍には型締手段である型締シリンダ２１がそれぞれ設けられ、型締シリンダ２１のロッドがタイバ２２を構成しており可動盤１８の四隅近傍のガイド穴に挿通されている。型締シリンダ２１は油圧により作動され、タンク２３に接続して設けられたポンプ２４から切換弁２５を介して型締シリンダ２１の型締側油室２６または型開側油室２７に作動油が供給されるようになっている。また型締シリンダ２１の少なくとも型締側油室２６への管路２８には油圧センサ２９が設けられ、油圧センサ２９は制御装置３０に接続されている。なお図１における油圧回路は発明に関する要部のみを記載したものであり、これに限定されるものではない。また型締手段についても図１の型締シリンダ２１に限定されない。

また固定盤１６の側面のブラケットには型開閉手段のサーボモータ３１が固定され、サーボモータ３１の駆動軸にボールねじ３２が連結されている。サーボモータ３１の駆動軸とボールねじ３２の連結方式は、図１のように直接連結固定されたもの以外に、ベルトを介して連結されたものでもよい。また可動盤１８の側面のブラケットには前記ボールねじ３２が挿通されるボールねじナット３３が固定されている。そして前記サーボモータ３１が駆動することによりボールねじ３２が回転され、可動盤１８が型開閉方向に移動可能となっている。なお型開閉手段は、サーボ機構であるサーボモータを用いたものであれば、サーボモータがベッド上に設けられボールねじナットが可動盤に設けられたものや、サーボモータが可動盤に設けられボールねじナットが固定盤またはベッドに設けられたものでもよい。また型締装置の型開閉手段の数は一般的には１〜４基が設けられるが、前記に限定されない。

本実施形態のサーボモータ３１は電磁ブレーキ３４を備えたサーボモータ３１であって、サーボアンプ３５に接続され、サーボアンプ３５からの指令値により駆動可能となっている。またサーボアンプ３５の指令により電気的に駆動軸の回転をサーボロックすることが可能となっている。またサーボモータ３１にはロータリエンコーダ３６が取付けられ、駆動軸の回転角度は、前記ロータリエンコーダ３６によりサーボアンプ３５に送信される。更にサーボアンプ３５は制御装置３０と接続されている。

固定盤１６の外側（固定金型１５の取付面とは反対側）には、射出装置１４の加熱筒３７およびノズル３８が挿入可能な、凹部（すり鉢部）が形成されている。またタイバ２２の外周には複数の溝からなる係止部３９が設けられている。一方可動盤１８の外側（可動金型１７の取付面とは反対側）の壁面のタイバ２２が挿通される部分の周囲には結合手段であるハーフナット４０が設けられている。ハーフナット４０は複数の係止歯を有しており、図示しない駆動手段により進退移動されて、タイバ２２の係止部３９に前記係止歯が係止されるようになっている。結合手段は型開閉手段により型閉を行った後にタイバ等と可動盤等を結合するものであって、固定盤１６に設けられたものでもよく、ブロック挿入または摩擦力を利用して両者を結合するものでもよい。

次に本実施形態の射出成形機１１の制御方法、とりわけ型締装置１３の制御方法について説明する。最初に型開完了位置Ａにおいて可動金型１７から前回の成形品が取出されると次に、制御装置３０からサーボアンプ３５を介して型開閉手段のサーボモータ３１に信号が送られて型閉開始する（ｓ１）。型閉工程の開始とともに可動盤１８等は、型閉完了位置Ｂに向けてサーボモータ３１による位置制御により移動され（ｓ２）、型閉完了位置Ｂに到達すると停止される（ｓ３）。そして型閉完了後にサーボモータ３１は、電気的にサーボロック状態とされ（ｓ４）、可動盤１８および可動金型１７は型閉完了位置Ｂにて位置保持制御される。この際に成形金型がバネ金型である場合は、図４の模式図に示されるように型閉完了位置Ｂの手前から固定金型１５の一部と可動金型１７の一部が当接され、可動金型１７の型閉方向Ｃへの前進に対してバネ２０による型開方向Ｏへの反発力ｆ１が働き始める。しかしながら型閉完了位置Ｂまで可動盤１８および可動金型１７を移動させる際のサーボモータ３１による前進方向への駆動力Ｆ２とサーボロック状態の保持力Ｆ３は、それぞれの可動金型１８の位置におけるバネ２０による型開方向Ｏへの反発力ｆ１よりも大きく設定されている。

次に型締工程を開始するに際して型閉完了位置Ｂ（結合位置）においてハーフナット４０の係止歯がタイバ２２の係止部３９に係止される（ｓ５）。型締工程のうちの昇圧工程では制御装置３０からの信号（ソレノイドを作動させるものの他、パイロット圧を用いたものを含む）により切換弁２５の切換えが行われ、型締シリンダ２１の型締側油室２６に作動油が送られ型締昇圧を開始する（ｓ６）。型締シリンダ２１のロッドであるタイバ２２が図１において右方向に移動し、最初の段階ではハーフナット４０の係止歯とタイバ２２の係止部３９が係止された際に存在していた隙間を無くす。そして前記隙間が無くなると型締シリンダ２１の型締力Ｆ１が直接可動盤１８を介して可動金型１７に伝達される。また同時に図４に示されるように型締シリンダ２１の型締側油室２６の作動油の油圧（型締手段の型締力Ｆ１）も顕著に上昇し始める。型締側油室２６の作動油の油圧は油圧センサ２９により検出されている。

次に前記油圧センサ２９の油圧がサーボロック解除設定圧Ｐ１まで上昇したことが検出されたら（ｓ７）、サーボモータ３１のサーボロックを解除する（ｓ８）そして型締シリンダ２１の型締力Ｆ１のみにより、バネ金型のバネ２０の型開方向Ｏへの反発力ｆ１に対抗する。従って本実施形態では、サーボモータ３１による可動盤１８の位置保持の解除を型締力Ｆ１（油圧値×型締シリンダ２１の受圧面積×型締シリンダ２１の数）を検出して最適の型締力Ｆ１になった際に行うことができる。この際にサーボロック解除設定圧Ｐ１の設定値が高すぎると、可動盤１８等が型閉方向Ｃに移動されてしまいサーボモータ３１が保持位置へ戻そうと制御されることにより過負荷状態が発生する。また設定された油圧値が低すぎるとサーボモータ３１の位置保持制御を解除した際に、バネ金型のバネ２０の反発力ｆ１が勝って型開してしまうので、両者を勘案して前記サーボロック解除設定圧Ｐ１の設定・調整がなされる。そして型締力Ｆ１のみの検出によりサーボロックを解除するので設定および制御が容易である。また金型の熱膨張により検出位置がずれたとしても型締力Ｆ１のみによって制御を行うので演算補正等の必要がない。そして更に型締シリンダ２１は型締設定圧Ｐ２まで昇圧され（ｓ９）、型締設定圧Ｐ２が検出されると型締昇圧完了となる（ｓ１０）。

なお上記においてサーボモータ３１による位置保持制御の開始は、可動盤１８が型閉完了位置Ｂに到達した後、サーボモータ３１による位置保持制御を先に行ってからハーフナット４０の係止を行うことが望ましいが、ハーフナット４０の係止を先に行ってからでもよい。更に型閉完了位置Ｂの手前で一旦可動盤１８を停止してハーフナット４０を係止し、型締シリンダ２１による型締作動とサーボモータ３１による型閉制御（位置制御）を並行して継続するものでもよい。その場合サーボモータ３１が型閉完了位置Ｂに到達して型閉完了後にサーボロックを行い、更に型締シリンダ２１による昇圧を行い、型締シリンダ２１の型締側油室２６の油圧がサーボロック解除設定圧Ｐ１まで昇圧されたらサーボロックを解除しサーボフリーとする。また更に型開閉手段のサーボモータ３１による可動盤１８の移動中にハーフナット４０の係止を行うものなどでもよい。また型閉完了位置Ｂは、金型同士の一部が当接してバネ２０による反発力ｆ１が発生している位置であれば、パーティング面同士が当接している位置とは限らない。

型締工程のうちの増圧工程では、射出装置１４から成形金型のキャビティ４１に対して溶融樹脂が射出され、その後の型締工程のうちの冷却工程ではキャビティ４１内の溶融樹脂は冷却固化される。また冷却工程では射出装置１４の側では並行して次の射出のための溶融樹脂の計量が行われる。冷却工程が完了すると、型締装置１３の側では、制御装置３０から指令を送り型締工程のうちの圧抜工程（降圧工程）を開始する（ｓ１１）。型締手段の圧抜（降圧）は、切換弁２５を切換えて型締シリンダ２１の型締側油室２６内の作動油をドレン（タンク２３）に落とすことにより行う。または型締側油室２６内の作動油の圧力をコントロールしながら圧力を低下させる。そのことによりやがてバネ２０の反発力ｆ１が型締力Ｆ１を上回り固定金型１５から可動金型１７の離型が行われる。従って本実施形態では離型時に型締シリンダ２１の型開側油室２７に作動油を供給して離型を行う強力型開工程は実施していない。

そして圧抜開始後（降圧開始後）の型締力Ｆ１（型締シリンダ２１の型締側油室２６の作動油の圧力）を検出して予め設定されたサーボロック開始設定圧力Ｐ３となったら（ｓ１２）、フリーとなっていたサーボモータ３１による位置保持制御を再び開始する。具体的にはサーボモータ３１を電気的にサーボロックして固定盤１６に対する可動盤１８の位置保持制御を行う（ｓ１３）。このように型締シリンダ２１の圧力が低下（型締力Ｆ１が低下）し始めてから、バネ金型のバネ２０の反発力ｆ１が型締力Ｆ１に勝る前に型開閉手段のサーボモータ３１により位置保持制御を行うことにより、バネ２０の反発力ｆ１により可動盤１８がハーフナット４０の離脱位置を超えて型開方向Ｏに更に移動してしまうことが防止できる。

そして次に型締側油室２６の油圧が常圧となったことが検出され、型締シリンダ２１による圧抜工程が完了したら（ｓ１４）、ハーフナット４０の駆動手段を作動させ、タイバ２２の係止部３９に係止されたハーフナット４０の係止歯を離脱させる（ｓ１５）。

そして型開閉手段のサーボモータ３１のサーボロックを解除するとともに型開を開始する（ｓ１６）。型開工程では可動盤１８および可動金型１７は、型開完了位置Ａに向けてサーボモータによる位置制御により移動され（ｓ１７）、型開完了位置Ａに到達すると停止される（ｓ１８）。そして上記したように型開完了位置Ａにおいて、可動金型１７の図示しないエジェクタが作動されて成形品の取出しが行われる。

上記の実施形態では、型閉工程および型締工程における型締昇圧開始後に型締力を検出して前記サーボ機構の位置保持制御を解除、または離型工程における型締手段の降圧開始後の型締力を検出して前記サーボ機構の位置保持制御を開始の両方を行うが、本発明では型閉工程および型締工程における型締昇圧開始後に型締力を検出して前記サーボ機構の位置保持制御を解除、または離型工程における型締手段の降圧開始後の型締力を検出して前記サーボ機構の位置保持制御の少なくとも一方を行うものでもよい。

そして本発明は、型閉時に型開方向Ｏに反発力ｆ１が発生する金型の場合に特に有効である。上記の実施形態では、反発力ｆ１を離型に用いるバネ金型の例について記載したが、３枚プレート金型であってスプルを抜くために固定金型または中央プレートに設けたバネの反発力が用いられるものでもよい。更には型閉時にエジェクタピンおよびエジェクタプレートがバネの反発力を上回って後退し型開時にはバネの反発力によりエジェクタピンが前進するものでもよい。更に成形金型は、油圧シリンダにより型閉時に型開方向Ｏに反発力ｆ１が発生する金型であってもよく、ゴムや別の部材により型閉時に型開方向Ｏに反発力ｆ１が発生する金型であってもよい。またアンギュラピン等を用いて駒を移動させるものであって、型閉時に駒の自重や摩擦により型開方向Ｏに反発力ｆ１が発生するものでもよい。

また本発明の型締装置は、図５に示されるような複合成形品の射出成形機５１の場合にも有効である。複合成形品の射出成形機５１の型締装置５２は、固定金型５３が取付けられる固定盤５４の四隅近傍には型締手段の型締シリンダ５５が設けられ、型締シリンダ５５のロッドがタイバ５６となっている。そしてタイバ５６は、固定盤５４に対して型開閉方向に移動可能に設けられる金型取付盤である可動盤５７と、固定盤５４と可動盤５７の間にあって型開閉方向に移動可能に設けられた金型取付盤である中間盤５８にも挿通されている。また可動盤５７には可動金型５９が取付けられ、可動盤５７の外側面のタイバ５６の挿通部分の近傍にはハーフナット６０が設けられている。中間盤５８には回転盤６１が回転可能に取付けられ、回転盤６１の両面にはそれぞれ中間金型６２，６２が取付けられる。

また射出成形機５１は可動盤５７を型開閉方向に移動させる型開閉手段６３と、中間盤５８（回転盤６１を含む）を型開閉方向に移動させる型開閉手段６４が設けられている。可動盤の型開閉手段６３は、ベッド６５上に固定されたサーボモータ６６の駆動軸とベッド６５上に軸支されたボールねじ軸６７とがベルト６８等を介して連結されている。また可動盤５７の側方にはボールねじナット６９が固定され、ボールねじナット６９にボールねじ軸６７が挿入されている。図５では１組の可動盤の型開閉手段６３しか図示されていないが、一般的には２組〜４組の可動盤の型開閉手段６３が設けられる。中間盤の型開閉手段６４については、可動盤５７の側面にサーボモータ７０が固定され、中間盤５８にボールねじナット７１が固定され、前記ボールねじナット７１に挿通されるボールねじ７２が、サーボモータ７０の駆動軸と連結されている。図５では１組の中間盤の型開閉手段６４しか図示されていないが、一般的には２組〜４組の中間盤の型開閉手段６４が設けられる。なお可動盤の型開閉手段６３と中間盤の型開閉手段６４の取付けられる盤、サーボモータ６６，７０の駆動軸とボールねじ６７，７２の連結方法などもこれに限定されない。

また固定盤５４の外側のベッド６５上には第1の射出装置７３が設けられ、可動盤５７の外側には可動盤５７とともに移動する第２の射出装置７４が設けられている。

次に複合成形品の射出成形機５１を用いた型締装置の制御方法について説明する。本実施形態では、可動金型５９がバネ７６の取付けられたバネ金型となっており、可動金型５９と中間金型６２が型閉される際に型開方向Ｏへの反発力ｆ１が働く。最初の段階では、固定金型５３と中間金型６２、中間金型６２と可動金型５９の間がそれぞれ型開きされ、一方の金型間（例えば中間金型６２と可動金型５９の間）で成形された成形品が取出される。その際他方の金型間では１次成形品が成形され中間金型６２に貼り付いている。その後型開された状態で、中間盤５８に対して回転盤６１と回転金型６２が１８０°回転される。次に中間盤の型開閉手段６４と可動盤の型開閉手段６３が同時に作動して、中間盤５８と可動盤５７がそれぞれ型閉方向Ｃ（図５においては右方向）に移動し、固定盤５４と中間盤５８、中間盤５８と可動盤５７の間が型閉完了される。すると可動盤の型開閉手段６３のサーボモータ６６、中間盤の型開閉手段６４のサーボモータ７０をそれぞれサーボロックする。その後ハーフナット６０をタイバ５６の係止部７５に係止し、型締シリンダ５５の昇圧を開始する。そして型締シリンダ５５の型締側油室に作用する油圧を検出し、設定値（サーボロック解除設定圧Ｐ１）となったら可動盤の型開閉手段６３のサーボモータ６６、中間盤５８のサーボモータ７０のサーボロックをそれぞれ解除しサーボフリーとする。そして型締シリンダ５５が型締設定圧Ｐ２に昇圧されるまで増圧する。

次に型締設定圧Ｐ２に昇圧完了したら第１の射出装置７３から固定金型５３と中間金型６２の間の第１のキャビティへ１次成形品用の樹脂を射出するとともに、第２の射出装置７４から中間金型６２と可動金型５９の間の第２のキャビティへ２次成形品用の樹脂を射出する。その後第１のキャビティの１次成形品と第２のキャビティで２次成形が追加された複合成形品の冷却工程を行う。冷却工程が完了して圧抜工程については図３の例と同様に、設定圧（サーボロック開始設定圧Ｐ３）まで低下したら可動盤の型開閉手段６３のサーボモータ６６、中間盤のサーボモータ７０をそれぞれサーボロックする。そしてサーボロックされた状態で圧抜を継続し、圧抜が完了したらハーフナット６０の離脱を行う。その後可動盤の型開閉手段６３のサーボモータ６６、中間盤のサーボモータ７０のサーボロックをそれぞれ解除するとともに、サーボモータ６６，７０を駆動して可動盤５７と中間盤５８をそれぞれ型開する。

前記成形においては可動金型５９にバネ金型が設けられているので、可動盤５７と中間盤５８の間に設けた中間盤の型開閉手段６４のサーボモータ７０によりサーボロックを行って型閉完了位置Ｂから型締手段により昇圧する際に、中間盤５８（回転盤６１）と可動盤５７の間がバネ金型の反発力ｆ１に負けて型開方向に開いてこないようにすることが可能となる。また図５の実施形態の変形例として、中央の中間盤が移動せずに、両側に可動盤が設けられたものでもよい。更に固定盤、回転しない中間盤、可動盤によるスタックモールドに近い型締装置であって、両方の金型でそれぞれ単色の成形品を同時に成形するものでもよい。

また上記図１または図５の例においてサーボロック解除やサーボロック開始(位置保持制御解除や位置保持制御開始)に用いる型締力Ｆ１の検出は、型締シリンダ２１，５５の型締側油室２６と型開側油室２７の両方の油圧を検出してその差圧を演算して利用するものでもよい。特にバネ２０，７６による反発力ｆ１が不足して離型時に型締シリンダ２１，５５による強力型開力も付加する場合は、前記の差圧を演算して利用することも想定される。また上記図１または図５の例において油圧を検出する以外に、タイバーセンサやロードセルを用いて型締力を検出するものでもよい。

また本発明の型締装置は、図６に示されるような垂直方向に型開閉を行う竪型の型締装置８１であってもよい。ハーフナット８２の係止時または係止後に自重により可動盤８３に型開方向の力が加わる竪型型締装置の場合、本発明が特に有効である。これら竪型型締装置８１の場合、取付けられる金型は、型閉時に型開方向に反発力ｆ１が発生するものでなくても本発明を用いることが有効となる。

図６の例では上側の固定盤８４の下面に固定金型８５(上型)が取付けられている。また下側の金型取付盤である可動盤８３の上面には可動金型８６が取付けられている。また可動盤８３の背面側（下面側）には型締盤８７が設けられ、可動盤８３と型締盤８７の間には型締手段のトグル機構８８が設けられている。そして型締盤８７の背面側（下面側）には、型締手段を駆動するサーボモータ８９と、結合手段であるハーフナット８２が設けられている。

また上側の固定盤８４の四隅近傍にはタイバ９０がナット９１により鉛直方向に固定され、タイバ９０は可動盤８３と型締盤８７に挿通されている。またタイバ９０の中間部分から下側にはハーフナット８２が係止される係止部９２が周囲に形成されている。更にタイバ９０の下端側はベース盤９３に固定されている。上側の固定盤８４には型開閉手段のサーボモータ９４が固定され、サーボモータ９４の駆動軸にはボールねじ９６が連結され、型締盤８７または可動盤８３のいずれかの盤にはボールねじナット９５が固定されている。そしてボールねじナット９５にはボールねじ９６が挿通されている。竪型の型締装置８１を射出成形機９７として用いる場合、射出装置９８については、図６のように、金型の側面にノズルがタッチするように水平方向に取付けてもよいし、上固定盤の上側にノズルを下向きにして取付けてもよい。

上記の竪型の型締装置８１を用いた型締制御について簡単に説明する。最初に型開閉手段のサーボモータ９４により可動盤８３と型締盤８７を上昇させ、型閉完了位置Ｂでサーボモータ９４を位置保持制御（サーボロック）する。そして次にハーフナット８２の係止歯をタイバ９０の係止部９２に係止する。そして次に型締手段であるトグル機構８８のサーボモータ８９を作動させる。すると型締盤８７に対して可動盤８３が上昇して型締力Ｆ１が発生する。型締力Ｆ１の検出は、型締用のサーボモータ８９のトルク、タイバ９０に設けた型締力センサ、盤や金型に設けたロードセル等のいずれかにより検出する。そして予め設定された型締力Ｆ１に到達したらサーボモータ９４の位置保持制御（サーボロック）を解除してサーボモータ９４をフリーにし、更に型締力Ｆ１を上昇させる。

また型締工程における降圧工程では、降圧開始後の型締力Ｆ１を検出して予め設定されたサーボロック開始型締力まで下降されたらサーボモータ９４の位置保持制御（サーボロック）を開始し、降圧が完了または所定の型締力まで降圧されたらハーフナット８２の離脱を行う。そしてハーフナット８２の離脱後に位置保持制御（サーボロック）を解除するとともに、型開閉手段のサーボモータ９４を作動させて可動盤８３および型締盤８７を下降させて型開完了位置Ａへ移動させる。

また本発明の竪型の型締装置８１は、射出装置９８が設けられておらず、型開閉手段と型締手段の両方を有するプレス型締装置であってもよい。プレス型締装置の場合も可動盤８３等に自重落下方向の力が加わる場合は、本発明が有効となる。また一般的な下側の固定盤および固定金型に対して上側の可動盤および可動金型が下降するプレス型締装置であっても、バネ付金型等で型閉時に型開方向に向けて反発力ｆ１が発生する金型が取付けられるものでは本発明が有効となる。また金型自体が反発力ｆ１を有していなくても、型閉時（初期加圧時）にプレス金型に載置された成形物から型開方向に向けて反発力が発生する場合にも本発明が有効である。そしてこれらプレス型締装置は、スタンピング成形に用いられるものでもよい。

本発明に用いられるサーボ機構の別の実施形態について記載する。図１等の実施形態では、サーボモータ３１は、電磁ブレーキ３４が設けられたサーボモータ３１が使用されていて、電磁ブレーキ３４は停電時や作動時の安全扉の開放時等に働くようになっている。しかしながら本発明のサーボモータ３１は電磁ブレーキが設けられていないものでもよい。前記等においてバネ金型等の反発力ｆ１が強力であってサーボロックによる力を上回る場合や停電時等の対策として、ボールねじにディスクブレーキ等を取付けるものでもよい。更には電磁ブレーキ３４付のサーボモータ３１を用いたものにおいて、型閉時や型開時の金型取付盤の位置保持制御を、電磁ブレーキ３４の作動のみ、または電磁ブレーキ３４の作動と電気的なサーボロックの併用により行ってもよい。

更にサーボ機構は、型開閉シリンダとサーボバルブを使用したものでもよい。その場合、別途に設けた位置センサにより可動盤がハーフナット係止位置にあることが検出されたら、型開閉シリンダの駆動を停止し、サーボバルブにより可動盤の位置保持制御を行う。そしてその後型締シリンダにより昇圧開始後にサーボロック解除設定圧Ｐ１が検出されたらサーボバルブによる位置保持制御を解除する。またサーボバルブを使用したものも型締手段の圧抜開始後（降圧開始後）の型締力を検出してサーボバルブによる位置保持制御を開始することができる。

本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。型締装置が射出成形に用いられる場合、材料は限定されず、射出圧縮成形、発泡成形、サンドイッチ成形、インサート成形などの成形を行うものも含まれる。また型締装置がプレス装置に使用される場合も、成形物は金属、樹脂等限定されない。

１１、５１，９７射出成形機
１３，５２、８１型締装置
１４，７３，７４,９８射出装置
１５,５３，８５固定金型
１６,５４，８４固定盤
１７,５９,８６可動金型
１８,５７、８３可動盤
２０，７６バネ
２１，５５型締シリンダ
２９油圧センサ
３１，６６，７０，８９，９４サーボモータ
４０，６０，８２ハーフナット
Ａ型開完了位置
Ｂ型閉完了位置
Ｃ型開方向
Ｆ１型締力
Ｏ型閉方向
Ｐ１サーボロック解除設定圧
Ｐ３サーボロック開始設定圧
ｆ１反発力

Claims

サーボ機構を用いて金型取付盤の移動を行う型開閉手段と油圧により型締を行う型締シリンダを備えた型締装置の制御方法において、
型閉時に型開方向に反発力が発生する金型を金型取付盤に取付けて前記金型の型閉完了後に前記サーボ機構により金型取付盤の位置保持制御を行い、
型締シリンダの型締昇圧開始後に油圧センサまたはタイバーセンサもしくはロードセルを用いて型締力を検出し予め設定された型締力に到達したら前記サーボ機構の位置保持制御を解除することを特徴とする型締装置の制御方法。
サーボ機構を用いて金型取付盤の移動を行う型開閉機構と油圧により型締を行う型締シリンダを備えた型締装置の制御方法において、
型閉時に型開方向に反発力が発生する金型を金型取付盤に取付けて型締工程を行い型締シリンダの降圧開始後に油圧センサまたはタイバーセンサもしくはロードセルを用いて型締力を検出し予め設定された型締力に到達したら前記サーボ機構の位置保持制御を開始することを特徴とする型締装置の制御方法。
サーボ機構を用いて金型取付盤の移動を行う型開閉手段と油圧により型締を行う型締シリンダを備えた型締装置において、
型閉時に型開方向に反発力が発生する金型を金型取付盤に取付けて前記金型の型閉完了後に前記サーボ機構により金型取付盤の位置保持制御を行いつつ型締シリンダの型締昇圧開始後に油圧またはタイバーセンサもしくはロードセルを用いて型締力を検出し予め設定された型締力に到達したら前記サーボ機構の位置保持制御を解除するか、
または型締シリンダの降圧開始後に油圧またはタイバーセンサやロードセルを用いて型締力を検出し予め設定された型締力に到達したら前記サーボ機構の位置保持制御を開始することを特徴とする型締装置。
前記サーボ機構はサーボモータを用いたものであり前記型締機構は型締シリンダを用いたものであって、昇圧開始後の型締シリンダの油圧を検出して予め設定されたサーボロック解除設定圧に到達したら前記サーボモータによる位置保持制御を解除するかまたは降圧開始後の型締シリンダの油圧を検出して予め設定されたサーボロック解除設定圧に到達したら前記サーボモータによる位置保持制御を開始することを特徴とする請求項３に記載の型締装置。