WO2008035630A1

WO2008035630A1 - Machine de moulage par injection et procédé de commande de machine de moulage par injection

Info

Publication number: WO2008035630A1
Application number: PCT/JP2007/067935
Authority: WO
Inventors: Motoki Tanaka; Okito Nishio; Masahiro Hayakawa; Naohiro Yoshida; Daisuke Maruo
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries, Ltd.
Priority date: 2006-09-19
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2008-03-27
Also published as: US20090243131A1; DE112007002154B4; KR20080092389A; DE112007002154T5; CN101360599A; TW200900219A; JP4648885B2; CN101360599B; JP2008073874A

Description

明細書

射出成形機及び射出成形機の制御方法

技術分野

[0001] 本発明は、射出成形機及び射出成形機の制御方法に関し、より具体的には、ロードセル等の圧力検出器を備えた射出成形機及び射出成形機に設けられたロードセル等の圧力検出器への電圧入力方法に関する。

背景技術

[0002] 射出装置、金型装置、及び型締装置を備えた射出成形機において、樹脂は射出装置の加熱シリンダ内において加熱され、溶融させられる。溶融樹脂は高圧で射出され、金型装置のキヤビティに充填される。金型装置のキヤビティ内において樹脂は冷却され、固化されて成形品となる。

[0003] 金型装置は固定金型及び可動金型からなる。型締装置によって可動金型を固定金型に対してタイバーに沿って進退させることにより、型閉、型締及び型開が行われ

[0004] 金型装置の型締が完了して射出装置が前進させられると、加熱シリンダのノズルが固定プラテンに形成されたノズル通過孔を通って、固定金型の背面に設けられたスプル一ブッシュに押し付けられる。

[0005] 続いて、射出装置で溶融された樹脂は、加熱シリンダ内のスクリュにより加圧され、ノズルから射出される。射出された溶融樹脂は、スプルーブッシュ及びスプルーを通つて固定金型と可動金型との間に形成されたキヤビティ内に充填される。

[0006] 射出装置のスクリュ駆動機構には、スクリュに加えられた溶融樹脂の圧力（溶融樹脂の反力）を検出するための圧力検出器が設けられてレ、る。

[0007] 更に、型締装置のタイバーには、可動金型と固定金型の型締カを計測するための圧力検出器として、型締カセンサが設けられている。

[0008] また、型締装置の可動プラテンには、型開き後に成形品を金型から離型すベぐェジェクタ一装置が設けられ、ェジェクタ一駆動部により発生するェジェタト力を計測するための圧力検出器が設けられている。 [0009] 上述の圧力検出器又は型締カセンサとして、歪みゲージのブリッジ回路の電圧を圧力に換算するロードセルが一般的に用いられる。具体的には、ロードセル本体に貝占り付けられたブリッジ回路を構成する歪みゲージの抵抗変化に因る当該ブリッジ回路の電位差（出力電圧の変化)から、作用して!/、る荷重 (圧力）が測定される。

[0010] なお、計量工程における背圧制御を第 1のセンサからの情報に基づいて行い、スクリュの後退力に抗するばね部材を配置し、計量工程のスクリュ最大後退力発生時に前記ばね部材の塑性変形を防止するストツバを作用させ、射出 ·保圧工程における制御を第 2のセンサからの情報に基づいて行う射出成形機の背圧検出装置が提案されてレ、る（例えば、特許文献 1参照）。

特許文献 1 :特許 3313666号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0011] しかしながら、ロードセルの歪みゲージに印加される電圧はあまり高くないため、モータ等の周辺機器からのノイズ等、外乱の影響を受けやすい。従って、ロードセルの出力にバラツキや変動が生じ、荷重に対する分解能、即ち、 SN比（Signal to Noi se 比：シグナルノイズ比）が低くなり、正確な出力が得られなくないことがある。

[0012] 例えば、保圧'計量工程等において、スクリュに加えられた溶融樹脂の圧力の検出には高精度が要求されるにも拘わらず、このようなノイズ等の外乱の影響を受けてしまうと、正確なロードセルの出力を把握することが困難となることがある。

[0013] 一方、射出成形機では、作用している荷重 (圧力）を必ずしも常時高精度に測定する必要がないにも拘わらず、従来は、歪みゲージに常に一定の電圧を印加していた。従って、ノイズ等の外乱の影響を小さくするために歪みゲージに印加する電圧を高くして、力、かる電圧を常時印加してしまうと、歪みゲージが発熱して高温となり、検出誤差が生じ得る。

[0014] そこで、本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、作用している荷重 (圧力）を必要に応じて高精度に検出することができる圧力検出器を備えた射出成形機及び当該射出成形機の制御方法を提供することを、本発明の目的とする。

課題を解決するための手段 [0015] 本発明の一観点によれば、圧力検出器を備えた射出成形機であって、前記圧力検出器は、電圧が入力されて歪みを検出する歪み検出器であり、前記圧力検出器に入力される前記電圧の値は、 1成形サイクル中で変化させられることを特徴とする射出成形機が提供される。

[0016] 前記圧力検出器は、可変増幅器を備え、前記圧力検出器に入力される前記電圧と、前記圧力検出器から出力される電圧との比力前記可変増幅器によって算出されることとしてあよい。

[0017] 前記圧力検出器は、型締装置の型締カを検出し、前記圧力検出器に入力される前記電圧は、少なくとも前記型締装置が型開限の状態にある場合又は型締動作を行う前に、最も高い値を有することとしてもよく、少なくとも型開動作中又は型閉動作中に、最も低い値を有することとしてもよい。

[0018] 前記圧力検出器は、射出装置の射出圧を検出し、前記圧力検出器に入力される前記電圧は、計量工程において最も高い値を有することとしてもよぐ計量工程完了後から射出工程開始迄の間にお!/、て最も低レ、値を有することとしてもよ!/、。

[0019] 前記圧力検出器は、ェジェタト装置のェジェタト力を検出し、前記圧力検出器に入力される前記電圧は、ェジェタト動作中に最も高い値を有することとしてもよぐェジェタト動作終了後から次の成形サイクルにおけるェジェタト動作開始迄の間において最あ低!/、ィ直を有することとしてあよレ、。

[0020] 本発明の別の観点によれば、射出成形機の制御方法であって、前記射出成形機に設けられた圧力検出器は、電圧が入力されて歪みを検出する歪み検出器であり、前記圧力検出器に入力する前記電圧の値を、 1成形サイクル中で変えることを特徴とする射出成形機の制御方法が提供される。

[0021] 前記圧力検出器は、型締装置の型締カを検出し、前記圧力検出器に入力する前記電圧が、少なくとも前記型締装置が型開限の状態にある場合又は型締動作を行う前に最も高い値を有するように、また、少なくとも型開動作中又は型閉動作中に最も低レ、値を有するように、前記電圧の値を変えることとしてもよ!/、。

[0022] 前記圧力検出器は、射出装置の射出圧を検出し、前記圧力検出器に入力する前記電圧が計量工程において最も高い値を有するように、また、計量工程完了後から射出工程開始迄の間において最も低い値を有するように、前記電圧の値を変えることとしてあよい。

[0023] 前記圧力検出器は、ェジェタト装置のェジェタト力を検出し、前記圧力検出器に入力する前記電圧がェジェタト動作中に最も高い値を有するように、また、前記圧力検出器に入力する前記電圧がェジェタト動作終了後から次の成形サイクルにおけるェジェタト動作開始迄の間において最も低い値を有するように、前記電圧の値を変えることとしてあよい。

発明の効果

[0024] 本発明によれば、作用している荷重 (圧力）を必要に応じて高精度に検出することができる圧力検出器を備えた射出成形機及び当該射出成形機の制御方法を提供すること力 Sでさる。

図面の簡単な説明

[0025] [図 1]本発明が適用される射出成形機の一例としてのスクリュ式電動射出成形機の概略構成を示す図である。

[図 2]本発明の実施の形態に力、かる圧力検出器の回路構成を示した模式図である。

[図 3]型締装置における型締カを検出する可動プラテンを進退させるために必要な型締力の設定値を用いて示した成形過程（時間）とブリッジ回路への入力電圧及び作用して!/、る荷重 (圧力）との関係を示すグラフである。

[図 4]射出装置における樹脂圧を検出する樹脂圧検出用ロードセルにおける、成形過程（時間）とブリッジ回路への入力電圧及び作用している荷重 (圧力）との関係を示すグラフである。

[図 5]ェジェクタ一装置におけるェジェタト力を検出するェジェタト力検出用ロードセルにおける、成形過程（時間）とブリッジ回路への入力電圧及び作用している荷重（圧力）との関係を示すグラフである。

[図 6]本発明が適用される射出成形機の型締装置の他の例の概略構成を示す図である。

符号の説明

[0026] 1 射出成形機 20 射出装置

35 樹脂圧検出用ロードセル

48 型締カセンサ

50 型締装置

55 タイノく一

84 ェジェクタ一プレート

87 ェジェタト力検出用ロードセル

151 型締カ検出用ロードセル

発明を実施するための最良の形態

[0027] 以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

[0028] まず、図 1を参照して、本発明が適用される射出成形機の概要を説明する。

[0029] ここで、図 1は本発明が適用される射出成形機の一例としてのスクリュ式電動射出成形機の概略構成を示す図である。

[0030] 図 1に示す電動射出成形機 1は、フレーム 10と、フレーム 10上に配置された射出装置 20及び型締装置 50等から構成される。

[0031] 射出装置 20は、加熱シリンダ 21を備え、加熱シリンダ 21にはホッパ 22が設けられる。加熱シリンダ 21の外周には、加熱シリンダ 21を加熱するためのヒータ 21aが設けられて!/、る。加熱シリンダ 21内にはスクリュ 23が進退自在かつ回転自在に設けられる。スクリュ 23の後端は可動支持部 24によって回転自在に支持される。

[0032] 可動支持部 24にはサーボモータ等の計量モータ 25が駆動部として取り付けられる

。計量モータ 25の回転は出力軸 31に取り付けられたタイミングベルト 26を介して被駆動部のスクリュ 23に伝達される。

[0033] 出力軸 31の後端には回転検出器 32が接続されている。回転検出器 32は、計量モータ 25の回転数又は回転量を検出することで、スクリュ 23の回転速度を検出する。

[0034] 射出装置 20は、スクリュ 23に平行なボールねじ軸 27を有する。ボールねじ軸 27はボールねじナット 90と螺合し、回転運動を直線運動へ変換する運動方向変換機構を構成する。

[0035] 駆動部である射出モータ 29を駆動し、タイミングベルト 28を介してボールねじ軸 27 を回転させると、ボールねじナット 90に固定された可動支持部 24及びサポート 30は前後進する。その結果、被駆動部であるスクリュ 23を前後移動させることができる。

[0036] 射出モータ 29の出力軸 33の後端に接続された位置検出器 34は、射出モータ 29 の回転数又は回転量を検出することで、スクリュ 23の駆動状態を示すスクリュ 23の位置を検出する。

[0037] また、可動支持部 24とサポート 30との間には、スクリュ 23に加えられた溶融樹脂の圧力（反力）を検出するための圧力検出装置としての樹脂圧検出用ロードセル 35が備えられている。

[0038] 射出装置 20は、射出装置 20を駆動してノズルタツチ圧を印加する駆動機構として可塑化移動装置 40を備えている。可塑化移動装置 40は、可塑化移動駆動部 91と射出装置ガイド部 92とから構成されている。射出装置ガイド部 92は、射出装置 20を構成する可動支持部 24、サポート 30及び前部フランジ 93と係合して!/、る。

[0039] 従って、加熱シリンダ 21を含む射出装置 20は、可塑化移動駆動部 91が駆動すると共に射出装置ガイド部 92に沿って、射出成形機のフレーム 10上で水平に移動すること力 Sできる。上述の可塑化移動装置 40を駆動することにより、所定のタイミングで射出装置 20を前進させて加熱シリンダ 21のノズルを固定金型 53に当接させ、ノズルタツチを fiう。

[0040] 加熱シリンダ 21は前部フランジ 93に支持されている。前部フランジ 93の後端には、スクリュ 23の前進又は後退を制限する規制手段として機能する接触部 5が設けられている。

[0041] 接触部 5は、スクリュ 23が最も前進した状態にあるときに、スクリュ 23の先端部が加熱シリンダ 21の前方に備えられる図示しないノズル部に接触して破損しないように、装置側で前進運動を規制するためのストツバでもある。そのため、スクリュ 23のスト口ーク前進限にお!/、て、接触部 5は可動支持部 24と接触する。

[0042] このとき、射出モータ 29によって与えられた全軸力の反力が樹脂圧検出用ロードセル 35によって検出される。この場合、射出装置の機構部単体の特性を、接触部 5と可動支持部 24とが接触することにより把握することができる。また、必ずしも接触部 5 は前部フランジ 93の後端に設ける必要はなぐ加熱シリンダ 21の後端を接触部 5としてもよい。

[0043] また、別の規制手段の形態として、加熱シリンダ 21の先端を塞ぐことにより、スクリュ 23の前進を制限し、規制手段として機能する負荷プレート 11を備えた状態で反力を検出するようにしてもよい。加熱シリンダ 21内に樹脂が満たされた状態で、スクリュ 21 の前進が規制される。

[0044] 従って、射出モータ 29によって加熱シリンダ 21内の樹脂に与えられた樹脂圧、即ち、全軸力の反力が上述の圧力検出器である樹脂圧検出用ロードセル 35によって検出される。

[0045] この場合、射出装置 20の機構部担体の特性のみならず、スクリュ 23の破損等、スクリュ 23や加熱シリンダ 21等の可塑化部の影響を含めて射出装置 20全体の特性を把握すること力 Sできる。更に、接触部 5で検出された機構部担体の特性と、負荷プレート 11によって検出された射出装置 20全体の特性と、を用いることにより、可塑化部担体の特性を算出することができる。

[0046] 計量モータ 25と、回転検出器 32と、射出モータ 29と、位置検出器 34、樹脂圧検出用ロードセル 35とは、制御装置 45に接続されている。回転検出器 32と、位置検出器 34、及びロードセル 35から出力される検出信号は、制御装置 45に送られる。制御装置 45は、検出信号に基づいて計量モータ 25及び射出モータ 29の動作を制御する。

[0047] なお、制御装置 45は単独で設けられてもよ!/、し、射出成形機全体の制御を司る制御部の一部として設けられてもよ!/、。

[0048] 型締装置 50は、フレーム 10に固定された固定金型支持装置としての固定プラテン 54と、固定プラテン 54との間に所定の距離を置いてフレーム 10に対して移動可能に配設されたベースプレートとしてのトグルサポート 56とを具備する。トグルサポート 56 はトグル式型締装置支持装置として機能する。

[0049] 固定プラテン 54とトグルサポート 56との間には、複数 (例えば、四本）のガイド手段としてのタイバー 55が延在して!/、る。

[0050] 可動プラテン 52は、固定プラテン 54に対向して配設され、タイバー 55に沿って進退（図における左右方向に移動）可能に配設された可動金型支持装置として機能し、トグル機構 57の作動により、可動プラテン 52はタイバー 55に沿って移動し、型閉じ、型締め及び型開きが行なわれる。

[0051] 金型装置 70は、固定金型 53と可動金型 51とから成る。

[0052] 固定金型 53は、固定プラテン 54における可動プラテン 52と対向する金型取付面に取り付けられる。一方、可動金型 51は、可動プラテン 52における固定プラテン 54 と対向する金型取付面に取り付けられる。

[0053] 可動プラテン 52の後端（図における左端）にはェジェクタ一装置が設けられている。ェジェクタ一装置のェジェクタ一モータ 80は、可動プラテン 52の後上方に設けられ、当該モータ 80の出力軸にベルト 81が巻回され、ェジェクタ一モータ 80が駆動すると、当該モータ 80の回転駆動がベルト 81に伝達される。

[0054] そうすると、ベルト 81を介してボールねじ軸 82が回転し、ナット 83力 S進退し、ナット 8 3が固定されているェジェクタ一プレート 84がガイドピン 85に沿って進退する。ェジェクタ一プレート 84が前進すると、ェジェクタ一ロッド 86は可動金型 51内の図示を省略する突き出しプレートを押し、成形品が離型される。

[0055] ェジェクタ一ロッド 86の後端部には、ェジェクタ一ロッド 86によるェジェタト力を検出するための圧力検出装置としてのェジェタト力検出用ロードセル 87が備えられている

〇

[0056] 可動プラテン 52とトグルサポート 56との間には、トグル式型締装置としてのトグル機構 57が取り付けられる。トグルサポート 56の後端にはトグル機構 57を作動させる型締用駆動源としての型締モータ 46が配設される。

[0057] 型締モータ 46は、回転運動を往復運動に変換するボールねじ機構等から成る図示されない運動方向変換装置を備え、ボールねじ軸 59を進退（図における左右方向に移動）させることによって、トグル機構 57を作動させることができる。

[0058] なお、型締モータ 46は、サーボモータであることが好ましぐ回転数を検出するェンコーダとしての型開閉位置センサ 47を備える。

[0059] 駆動部である型締モータ 46が駆動してクロスヘッド 60を進退させることによって、トダル機構 57を作動させることができる。この場合、クロスヘッド 60を前進（図における右方向に移動）させると、被駆動部である可動プラテン 52が前進させられて型閉が行われる。そして、型締モータ 46による推進力にトグル倍率を乗じた型締力が発生させられ、その型締力によって型締が行われる。

[0060] トグルサポート 56の後端における上方部には、型締位置調整用駆動源としての型厚モータ 41が配設される。

[0061] なお、型厚モータ 41は、サーボモータであることが好ましぐ回転数を検出するェンコーダとしての型締位置センサ 42を備える。

[0062] また、本実施の形態では、タイバー 55の一つに、圧力検出器として型締カセンサ 4 8が配設される。型締カセンサ 48は、タイバー 55の歪み（主に、伸び）を検出するセンサである。タイバー 55には、型締の際に型締力に対応して引張力が加わり、型締力に比例して僅かではあるが伸長する。

[0063] 従って、タイバー 55の伸び量を型締カセンサ 48により検出することで、金型装置 7 0に実際に印加されている型締カを把握することができる。固定金型 53と可動金型 5 1とが接触することにより、駆動部である型締モータ 46によって与えられた全軸力の反力が圧力検出器である型締カセンサ 48によって検出される。即ち、可動プラテン 5 2の前進運動が固定金型 53によって規制されるため、固定金型 53が規制手段として機能している。

[0064] 上述の、ェジェタト力検出用ロードセル 87、型締カセンサ 48、型開閉位置センサ 4 2、型締モータ 46及び型厚モータ 41は制御装置 45に接続され、ェジェタト力検出用ロードセル 87、型締カセンサ 48及び型開閉位置センサ 42から出力される検出信号は制御装置 45に送られる。制御装置 45は、検出信号に基づいてェジェクタ一モータ 80、型締モータ 46及び型厚モータ 41の動作を制御する。

[0065] 次に、力、かる構成を備えた射出成形機の成形時における動作について説明する。

[0066] 型締モータ 46を正方向に駆動させると、ボールねじ軸 59は正方向に回転し前進（図 1における右方向に移動）する。これに伴って、クロスヘッド 60が前進し、トグル機構 57が作動させられると、可動プラテン 52が前進する。

[0067] 力、かる可動プラテン 52に取り付けられた可動金型 51が固定金型 53と接触すると、型締工程に移行する。型締工程では、型締モータ 46を更に正方向に駆動させることで、トグル機構 57によって金型装置 70に型締力が発生する。

[0068] 加熱シリンダ 21内でスクリュ 23を回転させると、ホッパ 22から供給される成形材料である樹脂ペレットは、加熱シリンダ 21に設けられたヒータ 21aにより溶融する。溶融した樹脂はスクリュ 23の先端に蓄えられ、加熱シリンダ 21の先端のノズルから射出され、金型装置 70内に形成されたキヤビティ空間に溶融樹脂が充填される。

[0069] 型開きを行なう場合は、型締モータ 46を逆方向に駆動させ、ボールねじ軸 59が逆方向に回転する。これに伴って、クロスヘッド 60が後退し、トグル機構 57が作動させられると、可動プラテン 52が後退する。

[0070] 型開工程が完了すると、ェジェクタ一モータ 80が駆動され、可動プラテン 52に取り付けられたェジェクタ一装置が作動し、可動金型 51内の成形品は可動金型 51から突き出される。

[0071] 次に、本発明の実施の形態にかかる圧力検出器、即ち、樹脂圧検出用ロードセル 35、ェジェタト力検出用ロードセル 87、及び型締カセンサ 48の回路構成を、図 2を参照して説明する。ここで、図 2は、本発明の実施の形態にかかる圧力検出器の回路構成を示した模式図である。

[0072] 図 2を参照するに、本発明の実施の形態にかかる圧力検出器は、電圧が入力されて歪みを検出する歪み検出器であり、当該圧力検出器には、歪みゲージが用いられる。歪みゲージは、ブリッジ回路を用いて抵抗値の変化を検出する検出回路である。

[0073] 歪みゲージは、複数の抵抗線を組み合わせてブリッジ回路を構成し、ブリッジ回路の所定の位置からの出力電圧と入力電圧との差を増幅器で増幅して電圧信号として、制御装置 45 (図 1参照）に出力する。

[0074] 通常、入力電圧の規準電圧が接地電位（0ボルト）になるように回路が構成されている。ブリッジ回路は、各抵抗線に変化がない（即ち、抵抗値に変化がない）場合に、 0 ボルトを出力する。抵抗線のうち一つ又は二つに変化があった場合（即ち、抵抗線が伸び縮みして抵抗値が変化した場合）、ブリッジ回路内の抵抗値のバランス力 Sくずれ、抵抗値の変化に比例した電圧が出力される。

[0075] 制御装置 45 (図 1参照）からの指令に基づきブリッジ回路に入力される電圧は可変とされ、所定のタイミングで必要な電圧がブリッジ回路に入力される。

[0076] また、本例の増幅器は可変増幅器であり、ブリッジ回路からの出力電圧と、ブリッジ回路への入力電圧との比（出力電圧/入力電圧）が演算される。従って、電圧が低い場合であっても測定することができ、また、入力電圧が変わっても、かかる演算結果に基づき、ブリッジ回路の抵抗変化を検出することができる。

[0077] ここで、前記可変増幅器は、図 2に示されるように、入力電圧をアナログ的に可変に増幅して出力する 1つの増幅機能から成る可変増幅器であってもよぐまた、ブリッジ回路と制御装置との間に、スィッチを介して複数の増幅機能を接続し、入力電圧に対応してスィッチを切り換える可変増幅器であってもよい。

[0078] 例えば、 10, OOONの荷重が作用している状態で入力電圧が IV、その際ブリッジ回路から lmVの出力があった場合、可変増幅器で 1000倍されることで、制御装置 4 5への出力電圧は IVへ増幅される。このような荷重検出回路により、高電圧時の入力電圧を 10Vとすると、同じ 10, 000Nの加重が作用している状態では、ブリッジ回路からの出力は 10mVとなる。このため、可変増幅器では入力電圧の増加分を考慮して、 100倍に増幅される。その結果、制御装置 45への出力電圧は IVとなり、通常時と同等に荷重検出器の検出値を評価することができる。

[0079] 更に、荷重検出回路に、例えば lmVのノイズが作用した場合には、通常の入力電圧（IV)の条件下では、ブリッジ回路の出力が、 lmVにノイズ分（lmV)加わった 2m Vとして検出される。その結果、制御装置 45への出力値は 2Vになってしまう。これにタイし、高電圧時の入力電圧 10Vの条件下では、ブリッジ回路の出力が 10mVにノィズ分（lmV)が加わったとしても l lmVとして検出され、制御装置 45への出力値は 1 . IVとなる。よって、検出精度を向上させることができる。よって、 SN比（検出値とノィズとの比）が約 50%であったものを約 10%まで削減することができる。

[0080] 次に、必要に応じて作用している荷重 (圧力）を高精度に検出するために、即ち、圧力検出器の容量に対して小さな荷重でも、圧力検出器の出力を高精度化するために、このようなブリッジ回路及び可変増幅器を備えた圧力検出器への入力電圧をどのように設定するのかにつき、図 3乃至図 5を参照して説明する。

[0081] ここで、図 3は、型締装置 50における型締カを検出する可動プラテン 52を進退させるために必要な型締力の設定値を用いて示した成形過程（時間）とブリッジ回路への入力電圧及び作用している荷重 (圧力）との関係を示すグラフであり、図 4は、射出装置 20における樹脂圧を検出する樹脂圧検出用ロードセル 35における、成形過程（時間）とブリッジ回路への入力電圧及び作用している荷重 (圧力）との関係を示すダラフであり、図 5は、ェジェクタ一装置におけるェジェタト力を検出するェジェタト力検出用ロードセル 87における、成形過程（時間）とブリッジ回路への入力電圧及び作用して!/、る荷重 (圧力）との関係を示すグラフである。

[0082] 本実施の形態においては、上述のように、型締カセンサ 48、樹脂圧検出用ロードセノレ 35、及びェジェタト力検出用ロードセル 87のブリッジ回路への入力電圧を可変にしている。

[0083] 作用している荷重 (圧力）を高精度に検出する場合には、入力電圧を高電圧にしている。高電圧であれば、モータ等の周辺機器からのノイズ等、外乱の影響は低く抑えること力 Sでき、 SN比を高くして、正確な出力を得ることができる。

[0084] 一方、当該検出に高精度が要求されない場合には、入力電圧を低電圧にしている。従って、高電圧を常時印加する状態を回避でき、歪みゲージが発熱して高温となつて検出誤差が生じてしまうことを防止してレ、る。

[0085] このように、本実施の形態においては、要求される検出精度のレベルに応じて、入力電圧の値を変えている。

[0086] まず、図 1及び図 3を参照する。

[0087] 図 3 (a)は、成形過程（時間 t)と、型締装置 50の型締カを検出する型締カセンサ 4 8のブリッジ回路への設定入力電圧 (V)との関係を示し、図 3 (b)は、成形過程（時間 t)と設定される型締カ（F)との関係を示す。

[0088] 型締装置 50においては、可動金型 51のパーティング面が固定金型 53のパーティング面と接触している状態から、可動プラテン 52を後退させて可動金型 51を固定金型 53から離間する型開動作を行うにあたり、当該可動プラテン 52がその可動範囲における最も後方（図 1における最も左側）の位置にある状態、即ち、型開限の状態にあるときは、型締カは設定されない。

[0089] この型開限の状態にあるときに、即ち、無負荷状態にあるときに、型締カセンサ 48 は、原点調整が行われ、そのため、高電圧 V が型締カセンサ 48のブリッジ回路に入

H

力される。

[0090] ブリッジ回路を構成する抵抗線は、長期の使用の際に、経時変化により抵抗値が僅かではあるが徐々に変化する。このような経時変化による抵抗値の変化があると、当初は出力電圧が 0ボルトに設定されていたブリッジ回路からの出力電圧は、 0ボルトではなくなり、経時変化による抵抗値の変化に比例した電圧（例えば 10ミリボルト）が出力される。この出力電圧の変化をドリフトと称する。

[0091] 即ち、当初、タイバー 55に歪みが発生していない状態（無負荷時)では出力電圧は 0ボルトに設定されていたのに、ある時間が経つと無負荷時でも出力電圧はドリフトして例えば 10ミリボルトとなってしまう。従って、実際のタイバー 55の歪み（伸び）から発生する電圧に 10ミリボルトが常に加算された電圧が出力されることとなる。

[0092] タイバー 55の歪み（伸び）は、この出力電圧を換算して得られる値であり、出力電圧にドリフトがあると、電圧ドリフトの分だけ実際の歪み（伸び）とは異なる値となり、歪みの検出誤差が生じてしまう。

[0093] そこで、上述の無負荷時の出力電圧のドリフト分を実際の出力電圧値から引く（あるいは足す)ことにより、ドリフト分の電圧値を相殺して補正する (原点調整)。

[0094] かかる補正（原点調整）には、ソフトリセットとハードリセットがある。ソフトリセットとは、ブリッジ回路から増幅器 (AMP)を介して出力される出力電圧をデジタル変換するァナログ/デジタル変換回路を設け、デジタル変換して得られた出力電圧のデジタノレ値に対して電圧ドリフトに相当するデジタル値を加算あるいは減算して相殺する補正方法である。ソフトリセットは出力電圧を表すデータをソフトウェアにより処理して補正を行う方法である。一方、ハードリセットは、出力電圧を生成する比較増幅器に供給する規準電圧を、ドリフト電圧に相当する分だけ変更する回路を設けて、ハードゥエァ（回路）で電圧ドリフトの相殺を行なう補正方法である。

[0095] 力、かる補正 (原点調整）を行うにあたり、出力を高精度に検出する必要があり、高電圧 V が型締カセンサ 48のブリッジ回路に入力される。

H

[0096] 型締装置 50は、続いて、型閉動作を行う。「型閉」とは、可動金型 51が固定金型 5 3から離間している状態から、可動金型 51のパーティング面が固定金型 53のパーテイング面と接触するまでの状態において、可動金型 51を固定金型 53に接近させることをいう。

[0097] この状態において、型締力として、第 1型締力が設定される。一方、型締カセンサ 4 8のブリッジ回路に入力される電圧は、高電圧 Vから低電圧 Vへと変えられる。この

H L

状態にあるときは、型締力の検出に高精度が要求されないからであり、歪みゲージが発熱して高温となって検出誤差が生じてしまうことが防止される。

[0098] 型閉動作の終了近くにおいて、上述の第 1型締力よりも低い型締力が設定される。

この状態において型締装置 50に作用される力が必要以上に大きいと、可動金型 51 と固定金型 53が急激に衝突し両金型 51及び 53が破損してしまうおそれがあり、これを防止し、可動金型 51及び固定金型 53を保護する必要があるからである。そのため、発生している型締カを高精度に検出する必要があり、型締カセンサ 48のブリッジ回路に入力される電圧は、低電圧 Vから高電圧 Vへと変えられるとともに、可変増幅

L H

器により入力電圧に対応した比が算出される。

[0099] 型締装置 50は、続いて、型締動作を行う。「型締」とは、可動金型 51のパーテイング面が固定金型 53のパーティング面と接触と接触している状態から、可動金型 51に更に力が作用して、固定金型 53が可動金型 51によって押し付けられることをいう。

[0100] この状態において、型締力として、上述の第 1型締力よりも大きい第 2型締力が設定される。一方、型締カセンサ 48のブリッジ回路に入力される電圧は、高電圧 V力も

H

中電圧 V へと変えられる。この状態にあるときは、型締カを一定の精度で検出する

M

必要がある一方、金型 51及び 53の破損という問題は起き難いため、当該検出に必ずしも高精度は要求されなレ、からである。

[0101] 型締装置 50は、続いて、型開動作を行う。前述したように、「型開」とは、可動金型 5 1のパーティング面が固定金型 53のパーティング面と接触している状態から、可動プラテン 52を後退させて可動金型 51を固定金型 53から離間することをいう。

[0102] この状態においては、前述の型閉動作の場合と同様に、型締力として、第 1型締カがサ設定される。一方、型締カセンサ 48のブリッジ回路に入力される電圧は、中電圧 V から低電圧 Vへと変えられる。この状態にあるときは、型締力の検出に高精度

M L

が要求されないからであり、歪みゲージが発熱して高温となって検出誤差が生じてしまうことが防止される。

[0103] 型開動作の終了近くになり、型開限の状態になると、上述のように、型締カは設定されず、また、型締カセンサ 48には原点調整が行われるため、高電圧 V が型締カセンサ 48のブリッジ回路に入力される。

[0104] このように、型締装置 50のタイバー 55に型締カを検出する圧力検出器として配設された型締カセンサ 48のブリッジ回路には、型開限の状態、型閉動作の終了前であつて型締動作の開始前には、高電圧中電圧 V が入力されて高精度な検出がなされ

、型締動作中は、中電圧 V が入力され、また、型閉動作及び型開動作中は、低電圧 Vが入力され、歪みゲージが発熱して高温となって検出誤差が生じてしまうことが防止される。

[0105] 次に、図 1及び図 4を参照する。

[0106] 図 4 (a)は、成形過程（時間 t)と、射出装置 20における射出モータ 29によって加熱シリンダ 21内の樹脂に与えられた樹脂圧を検出する樹脂圧検出用ロードセル 35のブリッジ回路への設定入力電圧 (V)との関係を示し、図 3 (b)は、成形過程（時間 t)と設定される樹脂圧 (F)との関係を示す。

[0107] 上述の型開工程後、可動プラテン 52に取り付けられたェジェクタ一装置が作動し、前のサイクルにおいて成形された成形品は可動金型 51から突き出される。

[0108] この工程中では射出装置は駆動しないため、樹脂圧検出用ロードセル 35にあっては、低電圧 Vがブリッジ回路に入力される。従って、歪みゲージが発熱して高温となつて検出誤差が生じてしまうことが防止される。

[0109] 次に、射出工程にお!/、て、スクリュ 23が前進し、スクリュ 23の前方に蓄えられた樹脂が、射出ノズルから射出され、溶融樹脂が金型 51及び 53に形成されたキヤビティ内に充填される。この時のスクリュ 23の先端部の樹脂圧力力射出圧として、樹脂圧検出用ロードセル 35に検出される。

[0110] この射出工程では、樹脂圧検出用ロードセル 35のブリッジ回路に入力される電圧は、低電圧 Vよりも高い中電圧 V へと変えられる。なお、射出工程の終りで、スクリュの前進運動は、速度制御から圧力制御に切り換えられる (V (速度）/ P (圧力）切換)。

[0111] V/P切換の後、保圧工程に移り、金型 51及び 53に形成されたキヤビティ内の樹脂は、射出工程よりも小さい設定された圧力に保持されて冷却される。

[0112] この保圧工程においては、樹脂圧はフィードバック制御ループで制御されため、射出工程の場合よりも高精度に樹脂圧を検出する必要があり、樹脂圧検出用ロードセル 35のブリッジ回路に入力される電圧は、射出工程における中電圧 V よりも高い

Ml

中電圧 V へと変えられる。

M2

[0113] 次に、計量工程に移る。計量工程においては、計量モータ 25によって加熱シリンダ 21内に配置されているスクリュ 23を回転させる。ホッパ 22から加熱シリンダ 21内のスクリュ 23の後部に樹脂が供給される。スクリュ 23の回転により、供給されてきた樹脂を溶融させながら加熱シリンダ 21の先端部に一定量送り込む。この間、加熱シリンダ 2 1の先端部に溜まってゆく溶融樹脂の圧力（背圧）を受けながらスクリュ 23は後退す

[0114] この計量工程において、溶融樹脂の背圧は、射出工程中に駆動装置の駆動によりスクリュ 23の積極的な前進によって発生する樹脂圧とは異なり、スクリュ 23の前方に蓄積される溶融樹脂によりスクリュ 23が受動的に後退する際の反力である。このため、射出工程中の樹脂圧よりも小さな値となる。また、溶融樹脂の密度にも影響を与えるため、射出工程の場合よりも高精度に樹脂圧を検出する必要がある。そのため、樹脂圧検出用ロードセル 35のブリッジ回路に入力される電圧は、保圧工程における中電圧 V よりも高い高電圧 Vへと変えられる。

Ml H

[0115] 計量工程が完了すると、上述の型開工程後、可動プラテン 52に取り付けられたェジェクタ一装置が作動し、可動金型 51内の成形品は可動金型 51から突き出される。上述のように、このとき、樹脂圧は設定されておらず、無負荷状態となっている。樹脂圧検出用ロードセル 35にあっては、低電圧 Vがブリッジ回路に入力される。従って、

L

歪みゲージが発熱して高温となって検出誤差が生じてしまうことが防止される。

[0116] このように、射出装置 20における射出モータ 29によって加熱シリンダ 21内の樹脂に与えられた樹脂圧を検出する圧力検出器として配設された樹脂圧検出用ロードセル 35のブリッジ回路には、計量工程では、高電圧 V が入力されて高精度な検出が

H

なされ、射出工程及び保圧工程では、中電圧 V が入力され、また、計量工程完了

M

後から射出工程開始迄の間において、低電圧 Vが入力され、歪みゲージが発熱し

L

て高温となって検出誤差が生じてしまうことが防止される。

[0117] 次に、図 1及び図 5を参照する。 [0118] 図 5 (a)は、成形過程（時間 t)と、ェジェクタ一装置のェジェクタ一ロッド 86によるェジェタト力を検出する圧力検出装置としてのェジェタト力検出用ロードセル 87のブリツジ回路への設定入力電圧 (V)との関係を示し、図 5 (b)は、成形過程 (時間 t)と設定されるェジェタト力（F)との関係を示す。

[0119] ェジェクタ一装置は、射出装置 20による計量工程と並行して、金型 51及び 53が型開きした後、冷却固化した製品を金型 51及び 53からェジェタトするためのェジェタト動作を行う。本例では、 3回のェジェクタ一ロッド 86による製品突出し操作が行われ、設定されたェジェタト力は、ェジェタト動作中に、 3回高い値を示す。

[0120] ェジェタト力検出用ロードセル 87は、ェジェクタ一ロッド 86によるェジェタト力を検出するため、ェジェタト動作中は、ェジェタト力検出用ロードセル 87のブリッジ回路には、ェジェタト動作中は、高電圧 V が入力されて高精度な検出がなされる。

H

[0121] 一方、ェジェタト動作が終了し、成形品が排出されると、金型 51及び 53は型閉し、型締工程 ·射出工程と移り、射出工程完了後、型開工程に移る。型閉工程開始後、型開工程完了まで、即ち、ェジェタト動作終了後から次の成形サイクルにおけるェジェクト動作開始迄の間は、ェジェタト力は設定されておらず、無負荷状態となっている。ェジェタト力検出用ロードセル 87のブリッジ回路には、低電圧 Vが入力される。従

L

つて、歪みゲージが発熱して高温となって検出誤差が生じてしまうことが防止される。

[0122] このように、ェジェクタ一装置のェジェクタ一ロッド 86によるェジェタト力を検出する圧力検出装置としてのェジェタト力検出用ロードセル 87のブリッジ回路には、ェジェタト動作中は、高電圧 V が入力されて高精度な検出がなされ、型閉工程開始後、型

H

開工程完了まで、即ち、ェジェタト動作終了後から次の成形サイクルにおけるェジェタト動作開始迄の間は、低電圧 Vが入力され、歪みゲージが発熱して高温となって

L

検出誤差が生じてしまうことが防止される。

[0123] 以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、型締カセンサ 48、樹脂圧検出用ロードセル 35、及びェジェタト力検出用ロードセル 87等、圧力検出器のブリッジ回路への入力電圧を可変にし、要求される検出精度のレベルに応じて、入力電圧の値を変えている。

[0124] 作用している荷重 (圧力）を高精度に検出する場合には、入力電圧を高電圧にし、モータ等の周辺機器からのノイズ等、外乱の影響は低く抑え、 SN比を高くして、正確な出力を得ること力できる。当該検出に高精度が要求されない場合には、入力電圧を低電圧にし、高電圧を常時印加する状態を回避し、歪みゲージが発熱して高温となって検出誤差が生じてしまうことを防止してレ、る。

[0125] なお、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなぐ特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

[0126] 上述の実施の形態では、金型装置 70の型締カは型締カセンサ 48によって検出される構造を例に説明したが、本発明はこの構造に限られない。例えば、図 6に示す構造に本発明を適用することができる。

[0127] ここで、図 6は、本発明が適用される射出成形機の型締装置の他の例の概略構成を示す図である。なお、図 1で示した箇所と同じ箇所には同じ符号を付してその説明を省略する。

[0128] 図 6を参照するに、この例では、可動金型 51は可動金型取付板 150に取り付けられている。力、かる可動金型取付板 150と可動プラテン 52との間に型締カ検出用ロードセル 151が設けられている。型締カ検出用ロードセル 151は、図 1に示す型締カセンサ 48と同様に、金型装置 70に実際に印加されている型締カを検出する。かかる型締カ検出用ロードセル 151に対しても本発明を適用することができる。

[0129] 本国際出願は、 2006年 9月 19日に出願した日本国特許出願 2006— 252523号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願 2006— 252523号の全内容を本国際出願に援用する。

産業上の利用可能性

[0130] 本発明は、射出成形機及び射出成形機の制御方法に適用可能であり、より具体的には、ロードセル等の圧力検出器を備えた射出成形機及び射出成形機に設けられたロードセル等の圧力検出器への電圧入力方法に適用可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 圧力検出器を備えた射出成形機であって、

前記圧力検出器は、電圧が入力されて歪みを検出する歪み検出器であり、前記圧力検出器に入力される前記電圧の値は、 1成形サイクル中で変化させられることを特徴とする射出成形機。

[2] 請求項 1記載の射出成形機であって、

前記圧力検出器は、可変増幅器を備え、

前記圧力検出器に入力される前記電圧と、前記圧力検出器から出力される電圧との比が、前記可変増幅器によって算出されることを特徴とする射出成形機。

[3] 請求項 1又は 2記載の射出成形機であって、

前記圧力検出器は、型締装置の型締カを検出し、

前記圧力検出器に入力される前記電圧は、少なくとも前記型締装置が型開限の状態にある場合又は型締動作を行う前に、最も高い値を有することを特徴とする射出成形機。

[4] 請求項 1又は 2記載の射出成形機であって、

前記圧力検出器は、型締装置の型締カを検出し、

前記圧力検出器に入力される前記電圧は、少なくとも型開動作中又は型閉動作中に、最も低レ、値を有することを特徴とする射出成形機。

[5] 請求項 1又は 2記載の射出成形機であって、

前記圧力検出器は、射出装置の射出圧を検出し、

前記圧力検出器に入力される前記電圧は、計量工程にお!/、て最も高!/、値を有することを特徴とする射出成形機。

[6] 請求項 1又は 2記載の射出成形機であって、

前記圧力検出器は、射出装置の射出圧を検出し、

前記圧力検出器に入力される前記電圧は、計量工程完了後から射出工程開始迄の間にお!/、て最も低!/、値を有することを特徴とする射出成形機。

[7] 請求項 1又は 2記載の射出成形機であって、

前記圧力検出器は、ェジェタト装置のェジェタト力を検出し、前記圧力検出器に入力される前記電圧は、ェジェタト動作中に最も高い値を有することを特徴とする射出成形機。

[8] 請求項 1又は 2記載の射出成形機であって、

前記圧力検出器は、ェジェタト装置のェジェタト力を検出し、

前記圧力検出器に入力される前記電圧は、ェジェタト動作終了後から次の成形サイタルにおけるェジェタト動作開始迄の間において最も低い値を有することを特徴とする射出成形機。

[9] 射出成形機の制御方法であって、

前記射出成形機に設けられた圧力検出器は、電圧が入力されて歪みを検出する歪み検出器であり、

前記圧力検出器に入力する前記電圧の値を、 1成形サイクル中で変えることを特徴とする射出成形機の制御方法。

[10] 請求項 9記載の射出成形機の制御方法であって、

前記圧力検出器は、型締装置の型締カを検出し、

前記圧力検出器に入力する前記電圧が、少なくとも前記型締装置が型開限の状態にある場合又は型締動作を行う前に最も高い値を有するように、前記電圧の値を変えることを特徴とする射出成形機の制御方法。

[11] 請求項 9又は 10記載の射出成形機の制御方法であって、

前記圧力検出器は、型締装置の型締カを検出し、

前記圧力検出器に入力する前記電圧が、少なくとも型開動作中又は型閉動作中に最も低い値を有するように、前記電圧の値を変えることを特徴とする射出成形機の制御方法。

[12] 請求項 9又は 10記載の射出成形機の制御方法であって、

前記圧力検出器は、射出装置の射出圧を検出し、

前記圧力検出器に入力する前記電圧が計量工程にぉレ、て最も高!、値を有するように、前記電圧の値を変えることを特徴とする射出成形機の制御方法。

[13] 請求項 9又は 10記載の射出成形機の制御方法であって、

前記圧力検出器は、射出装置の射出圧を検出し、前記圧力検出器に入力する前記電圧が計量工程完了後から射出工程開始迄の間において最も低い値を有するように、前記電圧の値を変えることを特徴とする射出成形機の制御方法。

[14] 請求項 9又は 10記載の射出成形機の制御方法であって、

前記圧力検出器に入力する前記電圧がェジェタト動作中に最も高い値を有するように、前記電圧の値を変えることを特徴とする射出成形機の制御方法。

[15] 請求項 9又は 10記載の射出成形機の制御方法であって、

前記圧力検出器に入力する前記電圧がェジェタト動作終了後から次の成形サイクルにおけるェジェタト動作開始迄の間において最も低い値を有するように、前記電圧の値を変えることを特徴とする射出成形機の制御方法。