トグル式射出成形機のセッティング方法及び成形方法
【課題】 トグル式の型締装置の能力にマッチングした最適なセッティングを行うことにより、トグル式射出成形機であっても樹脂の自然圧縮を可能にし、成形品の高度の品質及び均質性を確保する成形方法を可能にする。
【解決手段】 電動駆動部８によりトグルリンク機構７を介して金型２の開閉を行う型締装置Ｍｃを備えるトグル式射出成形機Ｍのセッティングを行うに際し、電動駆動部８の負荷トルクＴｄが定格トルクＴｓ以下となることを条件に、トグルリンク機構７が非ロックアップ状態となる型位置Ｘｃに型厚調整するとともに、金型２への樹脂Ｒの充填時に、可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定のパーティング開量Ｌｍが生じ、かつ金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能となる成形型締力Ｆｃと成形射出圧力Ｐｉを設定する。
【解決手段】 電動駆動部８によりトグルリンク機構７を介して金型２の開閉を行う型締装置Ｍｃを備えるトグル式射出成形機Ｍのセッティングを行うに際し、電動駆動部８の負荷トルクＴｄが定格トルクＴｓ以下となることを条件に、トグルリンク機構７が非ロックアップ状態となる型位置Ｘｃに型厚調整するとともに、金型２への樹脂Ｒの充填時に、可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定のパーティング開量Ｌｍが生じ、かつ金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能となる成形型締力Ｆｃと成形射出圧力Ｐｉを設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動駆動部によりトグルリンク機構を介して金型に対する型締めを行う型締装置を備えるトグル式射出成形機のセッティング方法及び成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、射出圧縮成形法などの成形原理が基本的に異なる成形法を除く通常の射出成形方法では、金型に高圧の型締力を付加して型締を行うことがいわば常識的な成形法になっているが、一方において、二酸化炭素の排出削減や資源節約等の地球環境保護の観点から、射出成形機等の産業機械には、省エネルギ化が要請されている。
【０００３】
そこで、このような要請に応えるため、本出願人は、既に、特許文献１により、型開閉装置に支持された固定型と可動型を有する金型に射出装置から溶融樹脂を射出充填して射出成形を行うに際し、予め、射出成形時に溶融樹脂が侵入しない固定型と可動型間の隙間（設定間隔）を設定し、成形時に、設定間隔に基づく隙間を空けた状態で金型を閉じ、この金型に射出装置から溶融樹脂を射出充填するとともに、少なくとも射出充填中は設定間隔が固定されるように可動型に対する位置制御を行うようにした射出成形方法を提案した。この射出成形方法によれば、金型に対する圧力は、必要な時に必要な量だけ付加されるため、二酸化炭素の排出削減や資源節約等の地球環境保護の観点からの省エネルギ化の要請に応えることができるとともに、成形時における金型内のガス抜きを確実かつ安定に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１８３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した特許文献１の射出成形方法をはじめ、従来における射出成形機の成形方法は、次のような解決すべき課題が存在した。
【０００６】
第一に、基本的には、型締装置の型締条件を固定条件として設定し、これに基づいて、射出装置の射出条件を設定するため、射出条件を正確かつ的確に設定した場合であっても、金型に充填された樹脂は、金型や型締機構における温度変動等の影響を受けるとともに、最終的な成形品の品質及び均質性も影響を受ける。特に、温度や圧力等に敏感に影響を受けやすい特性を有する樹脂の場合には、この問題が大きくなり、高度の成形品質を確保する観点からは更なる改善の余地があった。
【０００７】
第二に、成形条件は、主に射出装置側で設定するため、射出速度，速度切換位置，速度圧力切換位置，射出圧力，保圧力等の正確性の要求される射出条件をはじめ、正確な計量が要求される計量値等の計量条件を含む各種成形条件を設定する必要がある。したがって、成形条件に対する設定作業が容易でないとともに、成形時における動作制御も煩雑化する。しかも、通常、射出速度に対する多段の制御や保圧に対する制御などの一連の制御が行われるため、成形サイクル時間が長くなる傾向があり、成形サイクル時間の短縮化、更には量産性を高めるには限界があった。
【０００８】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したトグル式射出成形機のセッティング方法及び成形方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るトグル式射出成形機のセッティング方法は、上述した課題を解決するため、金型２の一方の固定型２ｃを支持する固定盤３と圧受盤４間に架設したタイバー５…に、金型２の他方の可動型２ｍを支持する可動盤６をスライド自在に装填するとともに、圧受盤４と可動盤６間にトグルリンク機構７を配設し、圧受盤４に設けた電動駆動部８によりトグルリンク機構７を介して金型２に対する型締めを行う型締装置Ｍｃを備えるトグル式射出成形機Ｍのセッティングを行うに際し、電動駆動部８の負荷トルクＴｄが定格トルクＴｓ以下となることを条件に、トグルリンク機構７が非ロックアップ状態となる型位置Ｘｃに型厚調整するとともに、金型２への樹脂Ｒの充填時に、可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間（パーティング開量）Ｌｍが生じ、かつ金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能となる型締力（成形型締力）Ｆｃｓと射出圧力（成形射出圧力）Ｐｉｓを設定するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るトグル式射出成形機の成形方法は、上述した課題を解決するため、金型２の一方の固定型２ｃを支持する固定盤３と圧受盤４間に架設したタイバー５…に、金型２の他方の可動型２ｍを支持する可動盤６をスライド自在に装填し、かつ圧受盤４と可動盤６間にトグルリンク機構７を配設するとともに、圧受盤４に設けた電動駆動部８によりトグルリンク機構７を駆動して金型２に対する型締めを行う型締装置Ｍｃを備えるトグル式射出成形機Ｍにより成形を行うに際し、予め、電動駆動部８の負荷トルクＴｄが定格トルクＴｓ以下となることを条件に、トグルリンク機構７が非ロックアップ状態となる型位置Ｘｃに型厚調整するとともに、金型２への樹脂Ｒの充填時に、可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定のパーティング開量Ｌｍが生じ、かつ金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能となる型締力（成形型締力）Ｆｃｓと射出圧力（成形射出圧力）Ｐｉｓを設定し、生産時に、成形型締力Ｆｃｓにより型締装置Ｍｃを型締し、かつ成形射出圧力Ｐｉｓをリミット圧力Ｐｓとして設定し、射出装置Ｍｉを駆動して金型２に対する樹脂Ｒの射出充填を行った後、所定の冷却時間Ｚｃの経過後に成形品Ｇの取出しを行うようにしたことを特徴とする。
【００１１】
一方、本発明は、好適な実施の態様により、電動駆動部８は、トグルリンク機構７のクロスヘッド７ｈを進退移動させるボールねじ機構１１と、このボールねじ機構１１に回転を入力する駆動モータ１２を備えて構成できる。なお、型位置Ｘｃは、電動駆動部８の負荷トルクＴｄが定格トルクＴｓ付近となるように型厚調整することが望ましい。また、型位置Ｘｃは、予め設定した、型締力Ｆｃ，定格トルクＴｓ，及び一又は二以上のパラメータＫ１，Ｋ２を含む型位置算出式（１００）により算出してもよいし、或いは、電動駆動部８の定格トルクＴｓ又はこの定格トルクＴｓよりも低い値を目標トルクＴｔとして設定するとともに、型位置Ｘｃを段階的に変化させ、各型位置Ｘｃ…における型厚調整及び所定の型締位置における位置制御を行うことにより、各型位置Ｘｃ…毎に試射を順次行い、試射時における負荷トルクＴｓが目標トルクＴｔに達したなら、このときの型位置Ｘｃよりも手前の段階における型位置Ｘｃを用いてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
このような手法による本発明に係るトグル式射出成形機のセッティング方法及び成形方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【００１３】
（１） トグル式射出成形機Ｍのセッティングを行うに際し、電動駆動部８の負荷トルクＴｄが定格トルクＴｓ以下となることを条件に、トグルリンク機構７が非ロックアップ状態となる型位置Ｘｃに型厚調整するとともに、金型２への樹脂Ｒの充填時に、可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定のパーティング開量Ｌｍが生じ、かつ金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能となる成形型締力Ｆｃｓと成形射出圧力Ｐｉｓを設定するようにしたため、トグル式射出成形機Ｍであっても油圧式射出成形機と同様の作用、即ち、成形型締力Ｆｃｓと成形射出圧力Ｐｉｓとの相対的な力関係により、金型２への樹脂Ｒの充填時に可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間Ｌｍを生じさせる作用、及び金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮を可能にする作用、の双方を実現できるとともに、トグル式の型締装置Ｍｃの能力にマッチングした最適なセッティングを行うことができる。これにより、特に、ヒケの発生しない良好な平坦性（平面性）、更には、成形品の高度の品質及び均質性を確保できる。
【００１４】
（２） 成形に際しては、成形射出圧力Ｐｉｓと成形型締力Ｆｃｓを設定すれば足りるため、相互に影響し合う、射出速度，速度切換位置，速度圧力切換位置，射出圧力，保圧力等の正確性の要求される射出条件をはじめ、正確な計量が要求される計量値等の計量条件を含む各種成形条件の設定は不要となる。したがって、成形条件のシンプル化及び設定容易化、更には品質管理の容易化を図ることができるとともに、生産時における動作制御も容易に行うことができる。しかも、射出速度に対する多段の制御や保圧に対する制御などの一連の制御が不要となるなど、成形サイクル時間の短縮を図れるとともに、量産性及び経済性を高めることができるという成形に伴う基本的な効果を得ることができる。このため、この成形方法は、特に、温度や圧力等に敏感に影響を受けやすい特性を有する低粘性の樹脂Ｒの成形に最適となる。
【００１５】
（３） 好適な態様により、電動駆動部８を、トグルリンク機構７のクロスヘッド７ｈを進退移動させるボールねじ機構１１と、このボールねじ機構１１に回転を入力する駆動モータ１２を備えて構成すれば、基本的かつ汎用的な形態を有する電動駆動部８故に、本発明に係るセッティング方法及び成形方法を容易かつ確実に適用できる
【００１６】
（４） 好適な態様により、型位置Ｘｃを、電動駆動部８の負荷トルクＴｄが定格トルクＴｓ付近となるように型厚調整すれば、過負荷を回避しつつトグルリンク機構７の屈曲量を最大にできるため、成形時において、可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間Ｌｍを生じさせる作用及び金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮を可能にする作用を良好に実現する観点から最も大きなパフォーマンスを得ることができる。
【００１７】
（５） 好適な態様により、型位置Ｘｃを、予め設定した、型締力Ｆｃ，定格トルクＴｓ，及び一又は二以上のパラメータＫ１，Ｋ２を含む型位置算出式（１００）により算出するようにすれば、定格トルクＴｓ及び係数（パラメータＫ１，Ｋ２）は既知となるため、必要とする望ましい型位置Ｘｃは、オペレータが目標の型締力Ｆｃを入力するのみで、容易かつ速やかに得れるとともに、型厚調整機構の利用により自動で設定可能となる。
【００１８】
（６） 好適な態様により、型位置Ｘｃとして、電動駆動部８の定格トルクＴｓ又はこの定格トルクＴｓよりも低い値を目標トルクＴｔとして設定するとともに、型位置Ｘｃを段階的に変化させ、各型位置Ｘｃ…における型厚調整及び所定の型締位置における位置制御を行うことにより、各型位置Ｘｃ…毎に試射を順次行い、試射時における負荷トルクＴｓが目標トルクＴｔに達したなら、このときの型位置Ｘｃよりも手前の段階における型位置Ｘｃを用いるようにすれば、使用するトグル式射出成形機Ｍにとっての最適な型位置Ｘｃをその都度得れるため、的確な型位置Ｘｃを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の好適実施形態に係るセッティング方法に用いる型位置算出式の設定方法を説明するためのフローチャート、
【図２】同セッティング方法の実施に用いるトグル式射出成形機の構成図、
【図３】同セッティング方法に用いる型位置算出式を設定する際に利用する型位置に対する保持トルクの個別特性図、
【図４】同セッティング方法に用いる型位置算出式を設定する際に利用する型位置に対する保持トルクの全体特性図、
【図５】同セッティング方法に用いる型位置算出式を設定する際に利用する型位置に対する保持トルクの全体特性を一次関数化した特性図、
【図６】同セッティング方法に用いる型位置算出式を設定する際に利用する型締力に対する傾き度合及びＹ軸切片値の特性図、
【図７】本発明の好適実施形態に係る成形方法を用いた場合の時間に対するパーティング開量の変化特性図、
【図８】同成形方法の設定時の処理手順を説明するためのフローチャート、
【図９】同成形方法の生産時の処理手順を説明するためのフローチャート、
【図１０】同成形方法の金型の状態を示す模式図、
【図１１】本発明の変更実施形態に係るセッティング方法を説明するためのフローチャート、
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００２１】
まず、本実施形態に係るセッティング方法を含む成形方法の実施に用いるトグル式射出成形機Ｍの構成について、図２を参照して説明する。
【００２２】
図２中、Ｍで示すトグル式射出成形機は、トグル式の型締装置Ｍｃと射出装置Ｍｉを備える。型締装置Ｍｃは、離間して配した固定盤３と圧受盤４を備え、固定盤３は不図示の機台上に固定されるとともに、圧受盤４は当該機台上に進退変位可能に支持される。また、固定盤３と圧受盤４間には、四本のタイバー５…を架設する。この場合、各タイバー５…の前端は、固定盤３に固定するとともに、各タイバー５…の後端は、圧受盤４に対して挿通させる。さらに、タイバー５…には、可動盤６をスライド自在に装填する。この可動盤６は可動型２ｍを支持するとともに、固定盤３は固定型２ｃを支持し、可動型２ｍと固定型２ｃは金型２を構成する。圧受盤４と可動盤６間にはトグルリンク機構７を配設する。トグルリンク機構７は、圧受盤４に軸支した一対の第一リンク７ａ，７ａと、可動盤６に軸支した一対の出力リンク７ｃ，７ｃと、第一リンク７ａ，７ａと出力リンク７ｃ，７ｃの支軸に結合した一対の第二リンク７ｂ，７ｂを有し、この第二リンク７ｂ，７ｂはクロスヘッド７ｈに軸支する。
【００２３】
一方、圧受盤４には電動駆動部８を配設する。電動駆動部８は、トグルリンク機構７のクロスヘッド７ｈを進退移動させるボールねじ機構１１と、このボールねじ機構１１に回転を入力する回転駆動部２１を備える。ボールねじ機構１１は、圧受盤４に回動自在に支持されたボールねじ部１１ｓと、このボールねじ部１１ｓに螺合し、かつクロスヘッド７ｈに一体に設けたボールナット部１１ｎを備えるとともに、回転駆動部２１は、駆動モータ１２を構成するサーボモータ１２ｓと、このサーボモータ１２ｓに付設して当該サーボモータ１２ｓの回転数を検出するロータリエンコーダ１２ｅと、サーボモータ１２ｓのシャフトに取付けた駆動ギア２２と、ボールねじ部１１ｓに取付けた被動ギア２３と、この駆動ギア２２と被動ギア２３間に架け渡したタイミングベルト２４を備える。
【００２４】
これにより、サーボモータ１２ｓを作動させれば、駆動ギア２２が回転し、駆動ギア２２の回転は、タイミングベルト２４を介して被動ギア２３に伝達され、ボールねじ部１１ｓが回転することによりボールナット部１１ｎが進退移動する。この結果、ボールナット部１１ｎと一体のクロスヘッド７ｈが進退移動し、トグルリンク機構７が屈曲又は伸長し、可動盤６が型開方向（後退方向）又は型閉方向（前進方向）へ進退移動する。このように、電動駆動部８を、トグルリンク機構７のクロスヘッド７ｈを進退移動させるボールねじ機構１１と、このボールねじ機構１１に回転を入力する駆動モータ１２を備えて構成すれば、基本的かつ汎用的な形態を有する電動駆動部８故に、後述する本発明に係るセッティング方法及び成形方法を容易かつ確実に適用できる利点がある。
【００２５】
さらに、圧受盤４には型厚調整機構２５を付設する。型厚調整機構２５は、四本のタイバー５…の後端側にねじ部２６…を形成し、各ねじ部２６…にそれぞれ調整ナット２７…を螺合して構成したねじ機構２８…を備える。この場合、調整ナット２７…は圧受盤４に対するストッパを兼ねている。また、圧受盤４の側面には、圧受盤４を移動させる駆動源となるギアードモータ２９を取付ける。このギアードモータ２９は、型厚調整用の駆動モータとなる。ギアードモータ２９は、モータ本体部３０を備え、このモータ本体部３０は、後半部に設けた誘導モータによるモータ部と前半部に設けることにより当該モータ部の回転が入力する減速ギア機構とを内蔵し、モータ本体部３０の前端面には、減速ギア機構の回転が出力する出力シャフトが突出する。さらに、モータ本体部３０の後端面からはモータ部におけるモータシャフトが突出し、このモータシャフトに対して位置をロックし又はロック解除するモータブレーキ部３２及びモータシャフトの回転数を検出するロータリエンコーダ３３を付設する。このロータリエンコーダ３３は、インクリメンタルエンコーダを利用し、基準位置に対するエンコーダパルスの発生数により絶対位置の検出を行うことができる。
【００２６】
一方、モータ本体部３０から突出する出力シャフトの前端側には、駆動ギア３４を取付けるとともに、各調整ナット２７…には、それぞれスモールギア３５…を一体に取付ける。この場合、各調整ナット２７…とスモールギア３５…はそれぞれ同軸上に位置する。また、各スモールギア３５…及び駆動ギア３４に噛合するラージギア３６を配設する。ラージギア３６は、リング形に形成し、内周面に沿って設けたレール部が圧受盤５に取付けた複数の支持ローラにより支持されている。これにより、ギアードモータ２９を作動させれば、駆動ギア３４の回転によりラージギア３６が回転するとともに、このラージギア３６の回転により各スモールギア３５…が同時に同一方向に回転する。そして、各スモールギア３５…と一体に回転する各調整ナット２７…がタイバー５…のねじ部２６…に沿って進退変位するため、圧受盤４も進退変位し、その前後方向位置が調整される。なお、モータ本体部３０の回転を調整ナット２７…に伝達する回転伝達機構としてギア伝達機構を例示したがベルト伝達機構であっても勿論よい。
【００２７】
他方、射出装置Ｍｉは、先端に射出ノズル４１ｎを有する加熱筒４１を備えるとともに、この加熱筒４１の内部に挿通するスクリュ４２を備え、このスクリュ４２の後端は不図示のスクリュ駆動部に接続する。これにより、射出装置Ｍｉでは、加熱筒４１の後部に備える不図示のホッパーから加熱筒４１の内部に成形材料が供給される。そして、スクリュ４２の回転により成形材料が可塑化溶融されるとともに、溶融された樹脂Ｒは、スクリュ４２の前進により金型２に射出充填される。
【００２８】
さらに、成形機コントローラ５１を備える。この成形機コントローラ５１にはディスプレイユニット５２が付属し、このディスプレイユニット５２は、ディスプレイ５２ｄとこのディスプレイ５２ｄに付設したタッチパネル５２ｔを備える。このタッチパネル５２ｔは操作部（入力部）を構成し、各種設定操作及び選択操作等を行うことができる。また、前述したサーボモータ１２ｓ及びギアードモータ２９は、成形機コントローラ５１に内蔵するモータドライバに接続するとともに、各ロータリエンコーダ１２ｅ及び３３は成形機コントローラ５１の入力ポートに接続する。成形機コントローラ５１は、ＣＰＵ及び内部メモリ等のハードウェアを内蔵するとともに、各種ソフトウェアを格納するコンピュータ機能を備えている。したがって、内部メモリには、各種演算処理及び各種制御処理（シーケンス制御）を実行するため処理プログラムをインストールするプログラム書込エリア及び各種データ（データベース）類を書込むデータ書込エリアが含まれる。特に、処理プログラムには、本実施形態に係るトグル式射出成形機のセッティング方法を含む成形方法を実行するためのアプリケーション処理プログラムが含まれる。
【００２９】
次に、本実施形態に係るトグル式射出成形機のセッティング方法及び成形方法について、図１〜図１０を参照して説明する。
【００３０】
まず、本実施形態に係る基本的な成形方法は、少なくとも金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能となる型締装置Ｍｃを使用する。したがって、このような要請に応え得る適切な型締装置としては、駆動源として油圧を用いる直圧式の型締装置が存在する。これに対して、トグル式の型締装置Ｍｃは、通常、型締時にトグルリンク機構７をロックアップ状態、即ち、トグルリンク機構７を伸長し切った状態で使用するため、可動型２ｍの位置はいわばロックされた状態になり、基本的な使用態様では、樹脂の自然圧縮が不可能となる。なお、ロックアップ状態であっても、樹脂圧による冷却時の収縮量に相当する型開量までタイバーが延伸して金型が開く型締力を設定し、充填完了後にタイバーの弾性回復力により型閉させる成形方法も知られているが、この方法はタイバーの伸縮に依存するため、温度変動等の外乱が伸縮量に直接影響し、成形品質にバラツキを生じるとともに、成形不良の低減も困難となる。しかも、充填中は型締力が増加し、型閉時に樹脂が強制圧縮されるため、自然圧縮とは言えない状態となる。
【００３１】
そこで、本実施形態に係る成形方法は、トグルリンク機構７を非ロックアップ状態にすることにより、任意の型締力Ｆｃの設定を可能にした。しかし、この場合、トグルリンク機構７は屈曲した状態となるため、特に、屈曲量（型位置Ｘｃ）を大きくした状態で型締力Ｆｃを大きく設定したような場合には、サーボモータ１２ｓが過負荷となり、保護回路のＯＮによりサーボモータ１２ｓがフリーとなる。この結果、ブレーキ制御もフリーとなり金型２等の破損を招く虞れがある。このように、トグル式の型締装置Ｍｃでは、任意の型締力Ｆｃを設定しようとした場合、非ロックアップ状態にすることにより、設定自体は可能であるとしても、型締装置Ｍｃの能力にマッチングした的確な型締力Ｆｃを設定するのは容易でない。結局、試行錯誤による長い設定時間が必要となるとともに、余裕の無い設定を行った場合には、金型２等の破損を招きやすくなる。
【００３２】
本実施形態に係るセッティング方法は、トグル式の型締装置Ｍｃであっても、少なくとも金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの圧縮（自然圧縮）が可能となるセッティングを容易に実現、即ち、電動駆動部８（サーボモータ１２ｓ）の負荷トルクＴｄが定格トルクＴｓ以下、望ましくは定格トルクＴｓ付近になることを条件に、トグルリンク機構７が非ロックアップ状態となる型位置Ｘｃに型厚調整するとともに、金型２への樹脂Ｒの充填時に可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間Ｌｍが生じ、かつ金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能となる型締力（成形型締力）Ｆｃｓと射出圧力（成形射出圧力）Ｐｉｓを設定するようにしたものである。このため、本実施形態に係るセッティング方法では、予め設定した、型締力Ｆｃ，電動駆動部８（サーボモータ１２ｓ）の定格トルクＴｓ，及び一又は二以上のパラメータＫ１，Ｋ２を含む型位置算出式により、目的の型位置Ｘｃ（屈曲量）を容易に算出できるようにした。
【００３３】
以下、この型位置算出式の設定方法について、図３〜図６を参照しつつ図１に示すフローチャートに従って説明する。
【００３４】
今、トグルリンク機構７がロックアップ状態となる圧受盤４の位置（型位置Ｘｃ）を０とし、型位置Ｘｃを段階的に大きくすることによりトグルリンク機構７の屈曲量が大きくなるものとする。まず、図３（ａ）〜（ｉ）に示すように、複数の型締力Ｆｃ…における型位置Ｘｃ〔ｍｍ〕と保持トルクＴｈ（＝負荷トルクＴｄ）の関係を求める。例示は、複数の型締力Ｆｃ…として、型締力Ｆｃ＝１０，１５，２０，２５…５０〔％〕を選定し、この結果を図３（ａ），（ｂ），（ｃ）…（ｉ）に示した。なお、例示の場合、定格トルクＴｓは５００〔ｋＮ〕であるため、例えば、型締力Ｆｃ＝１０〔％〕は、５０〔ｋＮ〕に対応する。
【００３５】
最初に、最も小さい型締力Ｆｃ＝１０〔％〕を成形機コントローラ５１に設定する（ステップＳ１）。また、最も小さい型位置Ｘｃ（例示の場合、０．３〔ｍｍ〕程度）を成形機コントローラ５１に設定し、型厚調整機構２５による型厚調整を行う（ステップＳ２）。この場合、型開時に型厚調整開始キーをＯＮにすれば、ギアードモータ２９が作動し、この回転が各スモールギア３５…に伝達されることにより、各スモールギア３５…に一体の各調整ナット２７…が同時に同一方向に回転する。これにより、圧受盤４がタイバー５…上を前進変位し、設定した型位置Ｘｃ分だけ前進して停止する型厚調整が行われる。
【００３６】
次いで、型締動作を実行する（ステップＳ３）。型締動作ではサーボモータ１２ｓが作動し、このサーボモータ１２ｓの回転がボールねじ機構１１に伝達される。これにより、クロスヘッド７ｈが前進し、この前進変位は、トグルリンク機構７を介して可動盤６に伝達される。可動盤６は、高速移動した後、低速移動に移行し、可動型２ｍは固定型２ｃに当接する。可動型２ｍが固定型２ｃに当接した後は、型締力Ｆｃの監視により、型締力Ｆｃが１０〔％〕（５０〔ｋＮ〕）に達した時点で可動盤６を停止させ、サーボモータ１２ｓの位置を保持する（ステップＳ４）。なお、型締力Ｆｃは、例えば、タイバー５…に付設した型締力センサ等の公知の検出手段により検出できる。一方、この場合、トグルリンク機構７は非ロックアップ状態となるため、このときの電動駆動部８（サーボモータ１２ｓ）の保持トルクＴｈを検出する（ステップＳ５）。なお、保持トルクＦｈは、サーボモータ１２ｓに流れる負荷電流の大きさ等から算出する公知の検出手段により検出できる。そして、同様の動作に基づく保持トルクＴｈの検出をＮ回繰り返して行い、得られたＮ回分の保持トルクＴｈ…の平均値を算出する（ステップＳ６，Ｓ７）。
【００３７】
次いで、型締力Ｆｃ＝１０〔％〕はそのままとし、型位置Ｘｃを次の大きさに変更し、同様の動作を繰り返すことにより保持トルクＴｈの検出を行う（ステップＳ８，Ｓ２…）。例示は、型位置Ｘｃを０．５〔ｍｍ〕程度ずつ変更（増加）した場合を示す。これにより、図３（ａ）に示すように、型締力Ｆｃ＝１０〔％〕に設定し、型位置Ｘｃを順次大きくしたときの保持トルクＴｈ〔％〕の変化特性を求めることができる。なお、保持トルクＴｈ〔％〕とは、定格トルクＴｓを１００〔％〕にしたときの値である。図３（ａ）から明らかなように、型位置Ｘｃに対する保持トルクＴｈはほぼ比例的に変化する。したがって、この変化特性は、仮想線で示す直線Ｆｈｓのように一次関数化することができる（ステップＳ９）。この一次関数は、最小二乗法で求めることができる。図中、Ｆｈは保持力〔ｋＮ〕を示し、この保持力Ｆｈは、型位置Ｘｃが０．５〔ｍｍ〕以上でほぼ一定となる。これは型締力Ｆｃの保持に増力率（トグルリンク機構７の拡大率）が影響していることを示している。
【００３８】
さらに、型締力Ｆｃを次の段階における１５〔％〕に変更し、同様の動作を繰り返して行うことにより保持トルクＦｈ…の検出を行う（ステップＳ１０，Ｓ１…）。これにより、図３（ｂ）〜（ｉ）に示すように、図３（ａ）と同様の変化特性を異なる型締力Ｆｃ…毎に得ることができる。以上により得られた全ての変化特性を一緒に描いたものが図４となる。なお、図中、Ｆｃ＝１０〔％〕…は、符号Ｆｃ１０…により示している。また、図５は、図４における各変化特性を一次関数化したものである。図５から明らかなように、各変化特性Ｆｃ１０，Ｆｃ１５，Ｆｃ２０…は、ほぼ等間隔となり概ね比例していることが分かる。そこで、各変化特性の傾き度合Ｄｓ（ΔＴｈ／ΔＸｃ）を求め、型締力Ｆｃに対する傾きをプロットすれば、図６に示すようになる。同図から明らかなように、傾き度合Ｄｓは、型締力Ｆｃの大きさにほぼ比例する（ステップＳ１１）。このため、この変化特性を、仮想線で示す直線Ｄｓｓのように一次関数化することができる（ステップＳ１２）。なお、Ｄｙは各変化特性のＹ軸切片値を示す。
【００３９】
以上の結果から、型締力Ｆｃに対して過負荷にならない型位置Ｘｃ（屈曲量）を一次関数式により表すことができる。以下、この算出式の設定について具体的に説明する。まず、図３〜図６の関係をまとめると、保持トルクＴｈ＝Ｄｓ×Ｘｃ×Ｄｙ（ただし、Ｄｓ：傾き度合，Ｘｃ：型位置，Ｄｙ：Ｙ軸切片値）の関係が成立する。また、傾き度合Ｄｓとオフセット値Ｄｃは、図６の特性から分かるため、型位置Ｘｃは、概ねＸｃ＝（Ｔｓ−Ｄｙ）／（Ｄｓ×Ｆｃ−Ｄｃ）の式により表される。なお、Ｔｓは定格トルク〔％〕，Ｆｃは型締力〔ｋＮ〕である。
【００４０】
そして、この式を、一般式に置換すれば、
Ｘｃ〔ｍｍ〕＝（Ｔｓ−Ｋ２）／（Ｆｃ×Ｋ１ ） … （１００）
が得られる。
【００４１】
この場合、Ｋ１，Ｋ２は成形機固有のパラメータであり、一例として、Ｋ１は０．５程度、Ｋ２は１０〔％〕程度に選定できる（ステップＳ１３）。なお、Ｔｓは定格トルク〔％〕、Ｆｃは設定する型締力〔％〕である。そして、このようにして得られた型位置算出式（１００）は、型締力Ｆｃの設定から過負荷にならない型位置Ｘｃ（屈曲量）の算出式として用いることができるため、この型位置算出式（１００）を、成形機コントローラ５１に設定（登録）する（ステップＳ１４）。なお、この型位置算出式（１００）はマニュアルにより求めて設定してもよいし、予め設定した自動作成プログラムにより自動で求めて設定してもよい。
【００４２】
このように、型位置Ｘｃを、予め設定した、型締力Ｆｃ，定格トルクＴｓ，及び一又は二以上のパラメータＫ１，Ｋ２を含む型位置算出式（１００）により算出するようにすれば、既知となる定格トルクＴｓ及び係数（パラメータＫ１，Ｋ２）は既知となるため、必要とする望ましい型位置Ｘｃは、オペレータが目標の型締力Ｆｃを入力するのみで、容易かつ速やかに得れるとともに、型厚調整機構の利用により自動で設定可能となる。
【００４３】
次に、本実施形態に係るトグル式射出成形機Ｍの成形方法について、図７〜図１０を参照して説明する。
【００４４】
まず、本実施形態に係る成形方法の概要は、
（Ａ） 予め、生産時に使用する成形型締力Ｆｃｓと成形射出圧力Ｐｉｓを求めるとともに、これらを成形条件として設定する。この際、
（ｘ） 射出充填時に、固定型２ｃと可動型２ｍ間に適切なパーティング開量（自然隙間）Ｌｍが生じること、
（ｙ） 成形品Ｇには、バリ，ヒケ及びソリ等の成形不良が発生しないこと、
を条件とする。
【００４５】
また、自然隙間Ｌｍは、ガス抜き及び樹脂Ｒの圧縮（自然圧縮）を考慮して、最大時のパーティング開量となる成形隙間Ｌｍｐと、冷却時間Ｔｃが経過した後のパーティング開量となる残留隙間Ｌｍｒを考慮し、
（ｘａ） 成形隙間Ｌｍｐは、０．０３〜０．３０〔ｍｍ〕、
（ｘｂ） 残留隙間Ｌｍｒは、０．０１〜０．１０〔ｍｍ〕、
の各許容範囲を満たすことを条件とする。
【００４６】
（Ｂ） 生産時には、設定した成形型締力Ｆｃｓにより型締を行うこと、成形射出圧力Ｐｉｓをリミット圧力に設定すること、の成形条件により樹脂Ｒは単純に射出する。
【００４７】
したがって、このような成形方法によれば、射出充填時には、金型２において自然隙間Ｌｍ及び自然圧縮が発生する。この結果、射出装置Ｍｉにより射出充填される樹脂Ｒの挙動が不安定であっても、型締装置Ｍｃが不安定な樹脂Ｒの挙動に適応し、高度の品質及び均質性を有する成形品Ｇが得られる。
【００４８】
次に、具体的な処理手順について説明する。まず、予め、成形条件となる成形型締力Ｆｃｓと成形射出圧力Ｐｉｓを求めるとともに、成形条件として設定する。図８に、成形型締力Ｆｃｓと成形射出圧力Ｐｉｓを求めて設定する処理手順を説明するためのフローチャートを示す。
【００４９】
最初に、型締装置Ｍｃのトグルリンク機構７のセッティングを行う。即ち、前述した型位置算出式（１００）を利用して、トグルリンク機構７が最適な屈曲量となる非ロックアップ状態に型位置Ｘｃを設定する。具体的には、オペレータが、型締力Ｆｃ（及び定格トルクＴｓ）を入力すれば、この入力に基づいて型位置算出式（１００）による演算が行われ、型位置Ｘｃが算出されるとともに、型厚調整機構２５により圧受盤４の位置（型位置Ｘｃ）が自動で調整（変更）される。この際、基本的には、型締力Ｆｃ＝１００〔％〕，定格トルクＴｓ＝１００〔％〕を入力することができるが、必要により、射出成形機Ｍや成形品等を考慮して、例えば、型締力Ｆｃ＝９０〔％〕，定格トルクＴｓ＝９０〔％〕のように入力することもできる。また、定格トルクＴｓは、前述したパラメータＫ１，Ｋ２と同様、予め固定値として登録し、型締力のみを入力できるようにしてもよい。この型位置Ｘｃの設定により、電動駆動部８の負荷トルクＴｄは定格トルクＴｓ付近又は定格トルクＴｓ以下となるように型厚調整される。特に、電動駆動部８の負荷トルクＴｄが定格トルクＴｓ付近になるように設定を行えば、過負荷を回避しつつトグルリンク機構７の屈曲量を最大にできるため、成形時において、可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間Ｌｍを生じさせる作用及び金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮を可能にする作用を良好に実現する観点から最も大きなパフォーマンスを得れる利点がある。
【００５０】
次いで、射出装置Ｍｉ側の射出条件となる射出圧力Ｐｉを初期設定する（ステップＳ２１）。このときの射出圧力Ｐｉは、射出装置Ｍｉの能力（駆動力）に基づく射出圧力Ｐｉを設定できる。射出装置Ｍｉの能力としては、例えば、駆動源として駆動モータ（サーボモータ）を使用している場合には、定格出力（定格トルク）を考慮することができる。さらに、型締装置Ｍｃ側の型締条件となる型締力Ｆｃを初期設定する（ステップＳ２２）。このときの型締力Ｆｃは、型締装置Ｍｃの能力（駆動力）を考慮して設定できる。したがって、この場合の設定値は１００〔％〕であってもよい。
【００５１】
そして、初期設定した型締力Ｆｃに対する最適化処理を行うことにより生産時に用いる成形型締力Ｆｃｓを求めるとともに、初期設定した射出圧力Ｐｉに対する最適化処理を行うことにより生産時に用いる成形射出圧力Ｐｉｓを求める（ステップＳ２３，Ｓ２４）。型締力Ｆｃ及び射出圧力Ｐｉを最適化する方法の一例について説明する。今、初期設定した型締力Ｆｃ及び射出圧力Ｐｉを用いて試射した結果、成形隙間Ｌｍｐ及び残留隙間Ｌｍｒはいずれも０となったものとする。したがって、型締力Ｆｃが大きいため、バリは発生しないが、ヒケ，ソリ，ガス抜きに関してはいずれも不良となる。
【００５２】
そこで、型締力Ｆｃの大きさ及び射出圧力Ｐｉの大きさを、段階的に低下、即ち、型締力Ｆｃ〔％〕を、９０，８０，７０…２０，１０と段階的に低下させ、それぞれの段階で試射を行うことにより、固定型２ｃと可動型２ｍ間のパーティング開量Ｌｍを測定するとともに、成形品Ｇの良否状態を観察する（ステップＳ２５，Ｓ２６）。この場合、射出圧力Ｐｉについては、型締力を変更（低下）した際に、適宜、射出圧力Ｐｉも変更（低下）し、樹脂Ｒが金型２に対して正常に充填しなくなる手前の大きさを選択すればよい。そして、求めた成形射出圧力Ｐｉｓは、生産時の射出圧力に対するリミッタ圧力Ｐｓとして設定する（ステップＳ２７）。また、型締力Ｆｃを段階的に低下させた際には、型位置算出式（１００）により型位置Ｘｃが算出され、算出された型位置Ｘｃになるように、型厚調整機構２５により圧受盤４の位置（型位置Ｘｃ）が自動で調整（変更）される。
【００５３】
一方、試射の結果、一例として、型締力Ｆｃを２０，３０〔％〕に設定した際に、成形隙間Ｌｍｐ及び残留隙間Ｌｍｒはいずれも許容範囲を満たした場合を想定する。即ち、成形隙間Ｌｍｐは、０．０３〜０．３０〔ｍｍ〕の許容範囲、望ましくは、０．０３〜０．２０〔ｍｍ〕の許容範囲をも満たし、かつ残留隙間Ｌｍｒも、０．０１〜０．１０〔ｍｍ〕の許容範囲、望ましくは、０．０１〜０．０４〔ｍｍ〕の許容範囲を満たしたものとする。また、バリ，ヒケ及びソリのいずれも発生しないとともに、ガス抜きも良好に行われ、良品成形品を得たものとする。したがって、成形型締力Ｆｃｓは、設定の条件を満たす型締力２０又は３０〔％〕から選択して設定することができる。そして、選択した型締力Ｆｃは、生産時に型締を行う際の成形型締力Ｆｃｓとして設定する（ステップＳ２８）。
【００５４】
なお、成形隙間Ｌｍｐが、０．０３〜０．２０〔ｍｍ〕の許容範囲を満たすとともに、残留隙間Ｌｍｒが、０．０１〜０．０４〔ｍｍ〕の許容範囲を満たすことがバリの発生しない最良成形品を得ることができるが、バリは成形品取出後に除去できるとともに、少しのバリがあっても良品として使用できる場合もあるため、低度のバリ発生は即不良品となるわけではない。したがって、不良品の条件として必ずしもバリを含める必要はない。なお、実際の設定に際しては、例えば、型締力を、３０，２０，１０等のように、数回程度の変更実施により目的の成形型締力Ｆｃｓ及び成形射出圧力Ｐｉｓを求めることができる。また、型締力Ｆｃ及び射出圧力Ｐｉの大きさは、オペレータが任意に設定してもよいし、射出成形機Ｍに備えるオートチューニング機能等を併用しつつ自動又は半自動により求めてもよい。オートチューニング機能を利用した場合には、バリが発生する直前の型締力Ｆｃを容易に求めることができる。
【００５５】
一方、射出装置Ｍｉの射出速度Ｖｄに対する速度限界値ＶＬを設定する（ステップＳ２９）。この速度限界値ＶＬは、必ずしも設定する必要はないが、設定することにより、万が一、射出速度Ｖｄが過度に速くなった場合でも、金型２やスクリュ２２等に対して機械的な保護を図ることができる。したがって、速度限界値ＶＬには、金型２やスクリュ２２等に対して機械的な保護を図ることができる大きさを設定する。さらに、他の必要事項の設定を行う（ステップＳ３０）。他の必要事項の設定としては、補正機能により補正する際に使用する補正係数等を適用できる。以上、ここまでの処理は、本実施形態に係るトグル式射出成形機のセッティング方法に基づく処理となり、また、本実施形態に係るトグル式射出成形機の成形方法の一部となる。
【００５６】
次に、生産時の具体的な処理手順について説明する。図９は、成形型締力Ｆｃｓ及び成形射出圧力Ｐｉｓを用いた生産時の処理手順を説明するためのフローチャートを示す。
【００５７】
まず、射出装置Ｍｉでは樹脂Ｒを可塑化して射出準備を行う（ステップＳ３１）。本実施形態に係る成形方法では、一般的な成形法のように、樹脂Ｒを正確に計量する計量工程は不要である。即ち、一般的な計量工程における計量動作は行うが、正確な計量値を得るための計量制御は行わない。いわば樹脂Ｒが不足する前に樹脂Ｒを追加する動作となる。また、型締装置Ｍｃのサーボモータ１２ｓを作動させ、型締力が成形型締力Ｆｃｓとなるように、金型２に対する型締を行う（ステップＳ３２）。このときの金型２の状態を図１０（ａ）に示す。なお、前述したように、トグルリンク機構７は非ロックアップ状態になっている。
【００５８】
次いで、射出装置Ｍｉにより金型２に対して樹脂Ｒの射出充填を行う（ステップＳ３３）。この場合、スクリュは定格動作により前進させればよく、スクリュに対する速度制御及び圧力制御は不要である。これにより、加熱筒内の可塑化溶融した樹脂Ｒは金型２のキャビティ内に充填される（ステップＳ３４）。樹脂Ｒの充填に伴い、図７に示すように、射出圧力Ｐｄが上昇する。そして、リミット圧力Ｐｓに近づき、リミット圧力Ｐｓに達すれば、リミット圧力Ｐｓに維持するための制御、即ち、オーバーシュートを防止する制御が行われ、射出圧力Ｐｄはリミット圧力Ｐｓ（成形射出圧力Ｐｉｓ）に維持される（ステップＳ３５，Ｓ３６）。したがって、射出動作では実質的な一圧制御が行われる。なお、図７中、Ｖｄは射出速度を示す。
【００５９】
また、金型２のキャビティ内に樹脂Ｒが満たされることにより、金型２は樹脂Ｒに加圧され、固定型２ｃと可動型２ｍ間にパーティング開量Ｌｍが生じるとともに、最大時には成形隙間Ｌｍｐが生じる（ステップＳ３７）。この成形隙間Ｌｍｐは、予め設定した成形型締力Ｆｃｓ及び成形射出圧力Ｐｉｓにより、０．０３〜０．３０〔ｍｍ〕の許容範囲、望ましくは、０．０３〜０．２０〔ｍｍ〕の許容範囲となり、良好なガス抜きが行われるとともに、不良の排除された良品成形が行われる。このときの金型２の状態を図１０（ｂ）に示す。一方、時間の経過に伴って、金型２のキャビティ内における樹脂Ｒの固化が進行するとともに、この固化に伴って、樹脂Ｒの圧縮（自然圧縮）が行われる（ステップＳ３８）。
【００６０】
そして、設定した冷却時間Ｚｃが経過すれば、サーボモータ１２ｓを作動させ、可動型２ｍを後退させることにより型開きを行うとともに、突出し機構により、可動型２ｍに付着した成形品Ｇの突き出しを行う（ステップＳ３９，Ｓ４０）。これにより、成形品Ｇが取り出され、一成形サイクルが終了する。なお、冷却時間Ｔｃは、射出開始時点ｔｓからの経過時間として予め設定することができる。また、図７に示すように、冷却時間Ｚｃの経過した時点では、樹脂Ｒの自然圧縮により、固定型２ｃと可動型２ｍ間の残留隙間Ｌｍｒは、予め設定した成形型締力Ｆｃｓ及び成形射出圧力Ｐｉｓにより、０．０１〜０．１０〔ｍｍ〕の許容範囲、望ましくは、０．０１〜０．０４〔ｍｍ〕の許容範囲となり、金型２のキャビティ内における樹脂Ｒに対する自然圧縮が確実に行われるとともに、成形品Ｇにおける高度の品質及び均質性が確保される。このときの金型２の状態を図１０（ｃ）に示す。この後、次の成形が継続する場合には、同様に、樹脂Ｒを可塑化して射出準備を行うとともに、以降は、型締、射出、冷却等の処理を同様に行えばよい（ステップＳ４１，Ｓ３１，Ｓ３２…）。
【００６１】
よって、このような本実施形態に係る射出成形機Ｍのセッティング方法及び成形方法によれば、トグル式射出成形機Ｍのセッティングを行うに際し、電動駆動部８の負荷トルクＴｄが定格トルクＴｓ以下となることを条件に、トグルリンク機構７が非ロックアップ状態となる型位置Ｘｃに型厚調整するとともに、金型２への樹脂Ｒの充填時に、可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間Ｌｍが生じ、かつ金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能となる成形型締力Ｆｃｓと成形射出圧力Ｐｉｓを設定するようにしたため、トグル式射出成形機Ｍであっても油圧式射出成形機と同様の作用、即ち、成形型締力Ｆｃｓと成形射出圧力Ｐｉｓとの相対的な力関係により、金型２への樹脂Ｒの充填時に可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間Ｌｍを生じさせる作用、及び金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮を可能にする作用、の双方を実現できるとともに、トグル式の型締装置Ｍｃの能力にマッチングした最適なセッティングを行うことができる。これにより、特に、ヒケの発生しない良好な平坦性（平面性）、更には、成形品の高度の品質及び均質性を確保できる。
【００６２】
また、成形に際しては、成形射出圧力Ｐｉｓと成形型締力Ｆｃｓを設定すれば足り、相互に影響し合う、射出速度，速度切換位置，速度圧力切換位置，射出圧力，保圧力等の正確性の要求される射出条件をはじめ、正確な計量が要求される計量値等の計量条件を含む各種成形条件の設定は不要となる。したがって、成形条件のシンプル化及び設定容易化、更には品質管理の容易化を図ることができるとともに、生産時における動作制御も容易に行うことができる。しかも、射出速度に対する多段の制御や保圧に対する制御などの一連の制御が不要となるなど、成形サイクル時間の短縮を図れるとともに、量産性及び経済性を高めることができるという成形に伴う基本的な効果を得ることができる。このため、この成形方法は、特に、温度や圧力等に敏感に影響を受けやすい特性を有する低粘性の樹脂Ｒの成形に最適となる。
【００６３】
他方、図１１には、本発明の変更実施形態に係るトグル式射出成形機のセッティング方法をフローチャートで示す。
【００６４】
変更実施形態に係るセッティング方法は、型位置Ｘｃとして、電動駆動部８の定格トルクＴｓ又はこの定格トルクＴｓよりも低い値を目標トルクＴｔとして設定するとともに、型位置Ｘｃを段階的に変化させ、各型位置Ｘｃ…における型厚調整及び所定の型締位置における位置制御を行うことにより、各型位置Ｘｃ…毎に試射を順次行い、試射時における負荷トルクＴｓが目標トルクＴｔに達したなら、このときの型位置Ｘｃよりも手前の段階における型位置Ｘｃを用いるようにしたものである。したがって、このような変更実施形態に係るセッティング方法を用いれば、使用するトグル式射出成形機Ｍにとっての最適な型位置Ｘｃをその都度得れるため、的確な型位置Ｘｃを用いることができる。
【００６５】
以下、具体的な処理手順について説明する。まず、最も小さい値となる最初の型位置Ｘｃ（例えば、０．５〔ｍｍ〕）を設定する（ステップＳ５１）。次いで、型厚調整機構２５を作動させ、設定した型位置Ｘｃとなるように型厚の調整（変更）を行う（ステップＳ５２）。次いで、型締動作を実行し、可動型２ｍが固定型２ｃに当接したならその位置に停止するように可動型２ｍ（又はクロスヘッド７ｈ）の位置に対するフィードバック制御を行う（ステップＳ５３）。この場合、可動型２ｍと固定型２ｃが当接した際の当接力（型締力）はできるだけ小さい方が望ましい。なお、この際、トグルリンク機構７は非ロックアップ状態になる。
【００６６】
次いで、射出装置Ｍｉにより溶融した樹脂Ｒの射出充填を行う（ステップＳ５４）。一方、射出充填時における電動駆動部８（サーボモータ１２ｓ）の負荷トルクＴｄを検出する（ステップＳ５５）。射出充填により金型２内の樹脂圧は徐々に高まるため、電動駆動部８（サーボモータ１２ｓ）の負荷トルクＴｄも対応して増加する。この際、負荷トルクＴｄと目標トルクＴｔの関係が、Ｔｄ≧Ｔｔの条件を満たすか否か、即ち、負荷トルクＴｄが目標トルクＴｔ以上になるか否かを監視（判定）する（ステップＳ５６）。負荷トルクＴｄが目標トルクＴｔ以上にならずに射出充填が終了したなら、次の段階、即ち、トグルリンク機構７の屈曲量をより大きくする型位置Ｘｃ（例えば、１．０〔ｍｍ〕）を設定する（ステップＳ５７，Ｓ５８）。
【００６７】
この後、同様に型厚調整機構２５を作動させ、設定した型位置Ｘｃとなるように型厚の調整（変更）を行うとともに、型締動作を実行し、可動型２ｍが固定型２ｃに当接したなら、その位置に停止するように可動型２ｍの位置に対するフィードバック制御を行う。また、射出装置Ｍｉにより溶融した樹脂Ｒの射出充填を行い、負荷トルクＴｄと目標トルクＴｔの関係が、Ｔｄ≧Ｔｔの条件を満たすか否か、即ち、負荷トルクＴｄが目標トルクＴｔ以上になるか否かを監視（判定）する処理を、Ｔｄ≧Ｔｔの条件を満たすまで順次繰り返して行う（ステップＳ５２，Ｓ５３，Ｓ５４，Ｓ５５，Ｓ５６…）。
【００６８】
そして、以上の処理により、所定の型位置Ｘｃのときに、Ｔｄ≧Ｔｔの条件を満たした場合を想定する。この場合、負荷トルクＴｄが目標トルクＴｔ以上になり、過負荷が生じたことを意味するため、この時点で処理を終了し、直前の段階における型位置Ｘｃを、目的の型位置Ｘｃとして設定する（ステップＳ５６，Ｓ５９，Ｓ６０）。なお、最初に設定した型位置Ｘｃ（ステップＳ５１）において、Ｔｄ≧Ｔｔの条件を満たした場合には、異常が考えられるため、この場合には、アラームや処理停止等の必要な異常対応処理を行う（ステップＳ５９，Ｓ６１）。そして、この後は、前述した図８に示したフローチャートに従って、型締力Ｆｃと射出圧力Ｐｉに対する最適化を行い、成形型締力Ｆｃｓと成形射出圧力Ｐｉｓを設定できるとともに、本実施形態に係る前述した成形方法を行うことができる。
【００６９】
以上、好適実施形態及び変更実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，手法，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。例えば、型位置算出式（１００）は、一例であり、必ずしも型位置算出式（１００）に限定されるものではない。特に、型位置算出式（１００）におけるパラメータＫ１…の数量は、二つのパラメータＫ１，Ｋ２を例示したが、必要により一つでもよいし、三つ以上でもよい。他方、冷却時間Ｔｃの経過後における可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の残留隙間Ｌｍｒを生じさせることが望ましいが、残留隙間Ｌｍｒを生じさせない場合を排除するものではない。また、成形隙間Ｌｍｐとして、０．０３〜０．３０〔ｍｍ〕の許容範囲を、残留隙間Ｌｍｒとして、０．０１〜０．１０〔ｍｍ〕の許容範囲をそれぞれ例示したが、これらの範囲に限定されるものではなく、新しい樹脂Ｒの種類等に応じて変更可能である。さらに、成形射出圧力Ｐｉは、良品成形可能な最小値又はその近傍の値に設定することが望ましいが、このような最小値又はその近傍の値以外となる場合を排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明に係るセッティング方法及び成形方法は、電動駆動部によりトグルリンク機構を介して金型に対する型締めを行う型締装置を備える各種のトグル式射出成形機に利用できる。
【符号の説明】
【００７１】
２：金型，２ｃ：固定型，２ｍ：可動型，３：固定盤，４：圧受盤，５…：タイバー，６：可動盤，７：トグルリンク機構，７ｈ：クロスヘッド，８：電動駆動部，１１：ボールねじ機構，１２：駆動モータ，Ｍｃ：型締装置，Ｍ：トグル式射出成形機，Ｘｃ：型位置，Ｒ：樹脂，Ｌｍ：隙間，Ｇ：成形品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動駆動部によりトグルリンク機構を介して金型に対する型締めを行う型締装置を備えるトグル式射出成形機のセッティング方法及び成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、射出圧縮成形法などの成形原理が基本的に異なる成形法を除く通常の射出成形方法では、金型に高圧の型締力を付加して型締を行うことがいわば常識的な成形法になっているが、一方において、二酸化炭素の排出削減や資源節約等の地球環境保護の観点から、射出成形機等の産業機械には、省エネルギ化が要請されている。
【０００３】
そこで、このような要請に応えるため、本出願人は、既に、特許文献１により、型開閉装置に支持された固定型と可動型を有する金型に射出装置から溶融樹脂を射出充填して射出成形を行うに際し、予め、射出成形時に溶融樹脂が侵入しない固定型と可動型間の隙間（設定間隔）を設定し、成形時に、設定間隔に基づく隙間を空けた状態で金型を閉じ、この金型に射出装置から溶融樹脂を射出充填するとともに、少なくとも射出充填中は設定間隔が固定されるように可動型に対する位置制御を行うようにした射出成形方法を提案した。この射出成形方法によれば、金型に対する圧力は、必要な時に必要な量だけ付加されるため、二酸化炭素の排出削減や資源節約等の地球環境保護の観点からの省エネルギ化の要請に応えることができるとともに、成形時における金型内のガス抜きを確実かつ安定に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１８３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した特許文献１の射出成形方法をはじめ、従来における射出成形機の成形方法は、次のような解決すべき課題が存在した。
【０００６】
第一に、基本的には、型締装置の型締条件を固定条件として設定し、これに基づいて、射出装置の射出条件を設定するため、射出条件を正確かつ的確に設定した場合であっても、金型に充填された樹脂は、金型や型締機構における温度変動等の影響を受けるとともに、最終的な成形品の品質及び均質性も影響を受ける。特に、温度や圧力等に敏感に影響を受けやすい特性を有する樹脂の場合には、この問題が大きくなり、高度の成形品質を確保する観点からは更なる改善の余地があった。
【０００７】
第二に、成形条件は、主に射出装置側で設定するため、射出速度，速度切換位置，速度圧力切換位置，射出圧力，保圧力等の正確性の要求される射出条件をはじめ、正確な計量が要求される計量値等の計量条件を含む各種成形条件を設定する必要がある。したがって、成形条件に対する設定作業が容易でないとともに、成形時における動作制御も煩雑化する。しかも、通常、射出速度に対する多段の制御や保圧に対する制御などの一連の制御が行われるため、成形サイクル時間が長くなる傾向があり、成形サイクル時間の短縮化、更には量産性を高めるには限界があった。
【０００８】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したトグル式射出成形機のセッティング方法及び成形方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るトグル式射出成形機のセッティング方法は、上述した課題を解決するため、金型２の一方の固定型２ｃを支持する固定盤３と圧受盤４間に架設したタイバー５…に、金型２の他方の可動型２ｍを支持する可動盤６をスライド自在に装填するとともに、圧受盤４と可動盤６間にトグルリンク機構７を配設し、圧受盤４に設けた電動駆動部８によりトグルリンク機構７を介して金型２に対する型締めを行う型締装置Ｍｃを備えるトグル式射出成形機Ｍのセッティングを行うに際し、電動駆動部８の負荷トルクＴｄが定格トルクＴｓ以下となることを条件に、トグルリンク機構７が非ロックアップ状態となる型位置Ｘｃに型厚調整するとともに、金型２への樹脂Ｒの充填時に、可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間（パーティング開量）Ｌｍが生じ、かつ金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能となる型締力（成形型締力）Ｆｃｓと射出圧力（成形射出圧力）Ｐｉｓを設定するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るトグル式射出成形機の成形方法は、上述した課題を解決するため、金型２の一方の固定型２ｃを支持する固定盤３と圧受盤４間に架設したタイバー５…に、金型２の他方の可動型２ｍを支持する可動盤６をスライド自在に装填し、かつ圧受盤４と可動盤６間にトグルリンク機構７を配設するとともに、圧受盤４に設けた電動駆動部８によりトグルリンク機構７を駆動して金型２に対する型締めを行う型締装置Ｍｃを備えるトグル式射出成形機Ｍにより成形を行うに際し、予め、電動駆動部８の負荷トルクＴｄが定格トルクＴｓ以下となることを条件に、トグルリンク機構７が非ロックアップ状態となる型位置Ｘｃに型厚調整するとともに、金型２への樹脂Ｒの充填時に、可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定のパーティング開量Ｌｍが生じ、かつ金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能となる型締力（成形型締力）Ｆｃｓと射出圧力（成形射出圧力）Ｐｉｓを設定し、生産時に、成形型締力Ｆｃｓにより型締装置Ｍｃを型締し、かつ成形射出圧力Ｐｉｓをリミット圧力Ｐｓとして設定し、射出装置Ｍｉを駆動して金型２に対する樹脂Ｒの射出充填を行った後、所定の冷却時間Ｚｃの経過後に成形品Ｇの取出しを行うようにしたことを特徴とする。
【００１１】
一方、本発明は、好適な実施の態様により、電動駆動部８は、トグルリンク機構７のクロスヘッド７ｈを進退移動させるボールねじ機構１１と、このボールねじ機構１１に回転を入力する駆動モータ１２を備えて構成できる。なお、型位置Ｘｃは、電動駆動部８の負荷トルクＴｄが定格トルクＴｓ付近となるように型厚調整することが望ましい。また、型位置Ｘｃは、予め設定した、型締力Ｆｃ，定格トルクＴｓ，及び一又は二以上のパラメータＫ１，Ｋ２を含む型位置算出式（１００）により算出してもよいし、或いは、電動駆動部８の定格トルクＴｓ又はこの定格トルクＴｓよりも低い値を目標トルクＴｔとして設定するとともに、型位置Ｘｃを段階的に変化させ、各型位置Ｘｃ…における型厚調整及び所定の型締位置における位置制御を行うことにより、各型位置Ｘｃ…毎に試射を順次行い、試射時における負荷トルクＴｓが目標トルクＴｔに達したなら、このときの型位置Ｘｃよりも手前の段階における型位置Ｘｃを用いてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
このような手法による本発明に係るトグル式射出成形機のセッティング方法及び成形方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【００１３】
（１） トグル式射出成形機Ｍのセッティングを行うに際し、電動駆動部８の負荷トルクＴｄが定格トルクＴｓ以下となることを条件に、トグルリンク機構７が非ロックアップ状態となる型位置Ｘｃに型厚調整するとともに、金型２への樹脂Ｒの充填時に、可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定のパーティング開量Ｌｍが生じ、かつ金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能となる成形型締力Ｆｃｓと成形射出圧力Ｐｉｓを設定するようにしたため、トグル式射出成形機Ｍであっても油圧式射出成形機と同様の作用、即ち、成形型締力Ｆｃｓと成形射出圧力Ｐｉｓとの相対的な力関係により、金型２への樹脂Ｒの充填時に可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間Ｌｍを生じさせる作用、及び金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮を可能にする作用、の双方を実現できるとともに、トグル式の型締装置Ｍｃの能力にマッチングした最適なセッティングを行うことができる。これにより、特に、ヒケの発生しない良好な平坦性（平面性）、更には、成形品の高度の品質及び均質性を確保できる。
【００１４】
（２） 成形に際しては、成形射出圧力Ｐｉｓと成形型締力Ｆｃｓを設定すれば足りるため、相互に影響し合う、射出速度，速度切換位置，速度圧力切換位置，射出圧力，保圧力等の正確性の要求される射出条件をはじめ、正確な計量が要求される計量値等の計量条件を含む各種成形条件の設定は不要となる。したがって、成形条件のシンプル化及び設定容易化、更には品質管理の容易化を図ることができるとともに、生産時における動作制御も容易に行うことができる。しかも、射出速度に対する多段の制御や保圧に対する制御などの一連の制御が不要となるなど、成形サイクル時間の短縮を図れるとともに、量産性及び経済性を高めることができるという成形に伴う基本的な効果を得ることができる。このため、この成形方法は、特に、温度や圧力等に敏感に影響を受けやすい特性を有する低粘性の樹脂Ｒの成形に最適となる。
【００１５】
（３） 好適な態様により、電動駆動部８を、トグルリンク機構７のクロスヘッド７ｈを進退移動させるボールねじ機構１１と、このボールねじ機構１１に回転を入力する駆動モータ１２を備えて構成すれば、基本的かつ汎用的な形態を有する電動駆動部８故に、本発明に係るセッティング方法及び成形方法を容易かつ確実に適用できる
【００１６】
（４） 好適な態様により、型位置Ｘｃを、電動駆動部８の負荷トルクＴｄが定格トルクＴｓ付近となるように型厚調整すれば、過負荷を回避しつつトグルリンク機構７の屈曲量を最大にできるため、成形時において、可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間Ｌｍを生じさせる作用及び金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮を可能にする作用を良好に実現する観点から最も大きなパフォーマンスを得ることができる。
【００１７】
（５） 好適な態様により、型位置Ｘｃを、予め設定した、型締力Ｆｃ，定格トルクＴｓ，及び一又は二以上のパラメータＫ１，Ｋ２を含む型位置算出式（１００）により算出するようにすれば、定格トルクＴｓ及び係数（パラメータＫ１，Ｋ２）は既知となるため、必要とする望ましい型位置Ｘｃは、オペレータが目標の型締力Ｆｃを入力するのみで、容易かつ速やかに得れるとともに、型厚調整機構の利用により自動で設定可能となる。
【００１８】
（６） 好適な態様により、型位置Ｘｃとして、電動駆動部８の定格トルクＴｓ又はこの定格トルクＴｓよりも低い値を目標トルクＴｔとして設定するとともに、型位置Ｘｃを段階的に変化させ、各型位置Ｘｃ…における型厚調整及び所定の型締位置における位置制御を行うことにより、各型位置Ｘｃ…毎に試射を順次行い、試射時における負荷トルクＴｓが目標トルクＴｔに達したなら、このときの型位置Ｘｃよりも手前の段階における型位置Ｘｃを用いるようにすれば、使用するトグル式射出成形機Ｍにとっての最適な型位置Ｘｃをその都度得れるため、的確な型位置Ｘｃを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の好適実施形態に係るセッティング方法に用いる型位置算出式の設定方法を説明するためのフローチャート、
【図２】同セッティング方法の実施に用いるトグル式射出成形機の構成図、
【図３】同セッティング方法に用いる型位置算出式を設定する際に利用する型位置に対する保持トルクの個別特性図、
【図４】同セッティング方法に用いる型位置算出式を設定する際に利用する型位置に対する保持トルクの全体特性図、
【図５】同セッティング方法に用いる型位置算出式を設定する際に利用する型位置に対する保持トルクの全体特性を一次関数化した特性図、
【図６】同セッティング方法に用いる型位置算出式を設定する際に利用する型締力に対する傾き度合及びＹ軸切片値の特性図、
【図７】本発明の好適実施形態に係る成形方法を用いた場合の時間に対するパーティング開量の変化特性図、
【図８】同成形方法の設定時の処理手順を説明するためのフローチャート、
【図９】同成形方法の生産時の処理手順を説明するためのフローチャート、
【図１０】同成形方法の金型の状態を示す模式図、
【図１１】本発明の変更実施形態に係るセッティング方法を説明するためのフローチャート、
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００２１】
まず、本実施形態に係るセッティング方法を含む成形方法の実施に用いるトグル式射出成形機Ｍの構成について、図２を参照して説明する。
【００２２】
図２中、Ｍで示すトグル式射出成形機は、トグル式の型締装置Ｍｃと射出装置Ｍｉを備える。型締装置Ｍｃは、離間して配した固定盤３と圧受盤４を備え、固定盤３は不図示の機台上に固定されるとともに、圧受盤４は当該機台上に進退変位可能に支持される。また、固定盤３と圧受盤４間には、四本のタイバー５…を架設する。この場合、各タイバー５…の前端は、固定盤３に固定するとともに、各タイバー５…の後端は、圧受盤４に対して挿通させる。さらに、タイバー５…には、可動盤６をスライド自在に装填する。この可動盤６は可動型２ｍを支持するとともに、固定盤３は固定型２ｃを支持し、可動型２ｍと固定型２ｃは金型２を構成する。圧受盤４と可動盤６間にはトグルリンク機構７を配設する。トグルリンク機構７は、圧受盤４に軸支した一対の第一リンク７ａ，７ａと、可動盤６に軸支した一対の出力リンク７ｃ，７ｃと、第一リンク７ａ，７ａと出力リンク７ｃ，７ｃの支軸に結合した一対の第二リンク７ｂ，７ｂを有し、この第二リンク７ｂ，７ｂはクロスヘッド７ｈに軸支する。
【００２３】
一方、圧受盤４には電動駆動部８を配設する。電動駆動部８は、トグルリンク機構７のクロスヘッド７ｈを進退移動させるボールねじ機構１１と、このボールねじ機構１１に回転を入力する回転駆動部２１を備える。ボールねじ機構１１は、圧受盤４に回動自在に支持されたボールねじ部１１ｓと、このボールねじ部１１ｓに螺合し、かつクロスヘッド７ｈに一体に設けたボールナット部１１ｎを備えるとともに、回転駆動部２１は、駆動モータ１２を構成するサーボモータ１２ｓと、このサーボモータ１２ｓに付設して当該サーボモータ１２ｓの回転数を検出するロータリエンコーダ１２ｅと、サーボモータ１２ｓのシャフトに取付けた駆動ギア２２と、ボールねじ部１１ｓに取付けた被動ギア２３と、この駆動ギア２２と被動ギア２３間に架け渡したタイミングベルト２４を備える。
【００２４】
これにより、サーボモータ１２ｓを作動させれば、駆動ギア２２が回転し、駆動ギア２２の回転は、タイミングベルト２４を介して被動ギア２３に伝達され、ボールねじ部１１ｓが回転することによりボールナット部１１ｎが進退移動する。この結果、ボールナット部１１ｎと一体のクロスヘッド７ｈが進退移動し、トグルリンク機構７が屈曲又は伸長し、可動盤６が型開方向（後退方向）又は型閉方向（前進方向）へ進退移動する。このように、電動駆動部８を、トグルリンク機構７のクロスヘッド７ｈを進退移動させるボールねじ機構１１と、このボールねじ機構１１に回転を入力する駆動モータ１２を備えて構成すれば、基本的かつ汎用的な形態を有する電動駆動部８故に、後述する本発明に係るセッティング方法及び成形方法を容易かつ確実に適用できる利点がある。
【００２５】
さらに、圧受盤４には型厚調整機構２５を付設する。型厚調整機構２５は、四本のタイバー５…の後端側にねじ部２６…を形成し、各ねじ部２６…にそれぞれ調整ナット２７…を螺合して構成したねじ機構２８…を備える。この場合、調整ナット２７…は圧受盤４に対するストッパを兼ねている。また、圧受盤４の側面には、圧受盤４を移動させる駆動源となるギアードモータ２９を取付ける。このギアードモータ２９は、型厚調整用の駆動モータとなる。ギアードモータ２９は、モータ本体部３０を備え、このモータ本体部３０は、後半部に設けた誘導モータによるモータ部と前半部に設けることにより当該モータ部の回転が入力する減速ギア機構とを内蔵し、モータ本体部３０の前端面には、減速ギア機構の回転が出力する出力シャフトが突出する。さらに、モータ本体部３０の後端面からはモータ部におけるモータシャフトが突出し、このモータシャフトに対して位置をロックし又はロック解除するモータブレーキ部３２及びモータシャフトの回転数を検出するロータリエンコーダ３３を付設する。このロータリエンコーダ３３は、インクリメンタルエンコーダを利用し、基準位置に対するエンコーダパルスの発生数により絶対位置の検出を行うことができる。
【００２６】
一方、モータ本体部３０から突出する出力シャフトの前端側には、駆動ギア３４を取付けるとともに、各調整ナット２７…には、それぞれスモールギア３５…を一体に取付ける。この場合、各調整ナット２７…とスモールギア３５…はそれぞれ同軸上に位置する。また、各スモールギア３５…及び駆動ギア３４に噛合するラージギア３６を配設する。ラージギア３６は、リング形に形成し、内周面に沿って設けたレール部が圧受盤５に取付けた複数の支持ローラにより支持されている。これにより、ギアードモータ２９を作動させれば、駆動ギア３４の回転によりラージギア３６が回転するとともに、このラージギア３６の回転により各スモールギア３５…が同時に同一方向に回転する。そして、各スモールギア３５…と一体に回転する各調整ナット２７…がタイバー５…のねじ部２６…に沿って進退変位するため、圧受盤４も進退変位し、その前後方向位置が調整される。なお、モータ本体部３０の回転を調整ナット２７…に伝達する回転伝達機構としてギア伝達機構を例示したがベルト伝達機構であっても勿論よい。
【００２７】
他方、射出装置Ｍｉは、先端に射出ノズル４１ｎを有する加熱筒４１を備えるとともに、この加熱筒４１の内部に挿通するスクリュ４２を備え、このスクリュ４２の後端は不図示のスクリュ駆動部に接続する。これにより、射出装置Ｍｉでは、加熱筒４１の後部に備える不図示のホッパーから加熱筒４１の内部に成形材料が供給される。そして、スクリュ４２の回転により成形材料が可塑化溶融されるとともに、溶融された樹脂Ｒは、スクリュ４２の前進により金型２に射出充填される。
【００２８】
さらに、成形機コントローラ５１を備える。この成形機コントローラ５１にはディスプレイユニット５２が付属し、このディスプレイユニット５２は、ディスプレイ５２ｄとこのディスプレイ５２ｄに付設したタッチパネル５２ｔを備える。このタッチパネル５２ｔは操作部（入力部）を構成し、各種設定操作及び選択操作等を行うことができる。また、前述したサーボモータ１２ｓ及びギアードモータ２９は、成形機コントローラ５１に内蔵するモータドライバに接続するとともに、各ロータリエンコーダ１２ｅ及び３３は成形機コントローラ５１の入力ポートに接続する。成形機コントローラ５１は、ＣＰＵ及び内部メモリ等のハードウェアを内蔵するとともに、各種ソフトウェアを格納するコンピュータ機能を備えている。したがって、内部メモリには、各種演算処理及び各種制御処理（シーケンス制御）を実行するため処理プログラムをインストールするプログラム書込エリア及び各種データ（データベース）類を書込むデータ書込エリアが含まれる。特に、処理プログラムには、本実施形態に係るトグル式射出成形機のセッティング方法を含む成形方法を実行するためのアプリケーション処理プログラムが含まれる。
【００２９】
次に、本実施形態に係るトグル式射出成形機のセッティング方法及び成形方法について、図１〜図１０を参照して説明する。
【００３０】
まず、本実施形態に係る基本的な成形方法は、少なくとも金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能となる型締装置Ｍｃを使用する。したがって、このような要請に応え得る適切な型締装置としては、駆動源として油圧を用いる直圧式の型締装置が存在する。これに対して、トグル式の型締装置Ｍｃは、通常、型締時にトグルリンク機構７をロックアップ状態、即ち、トグルリンク機構７を伸長し切った状態で使用するため、可動型２ｍの位置はいわばロックされた状態になり、基本的な使用態様では、樹脂の自然圧縮が不可能となる。なお、ロックアップ状態であっても、樹脂圧による冷却時の収縮量に相当する型開量までタイバーが延伸して金型が開く型締力を設定し、充填完了後にタイバーの弾性回復力により型閉させる成形方法も知られているが、この方法はタイバーの伸縮に依存するため、温度変動等の外乱が伸縮量に直接影響し、成形品質にバラツキを生じるとともに、成形不良の低減も困難となる。しかも、充填中は型締力が増加し、型閉時に樹脂が強制圧縮されるため、自然圧縮とは言えない状態となる。
【００３１】
そこで、本実施形態に係る成形方法は、トグルリンク機構７を非ロックアップ状態にすることにより、任意の型締力Ｆｃの設定を可能にした。しかし、この場合、トグルリンク機構７は屈曲した状態となるため、特に、屈曲量（型位置Ｘｃ）を大きくした状態で型締力Ｆｃを大きく設定したような場合には、サーボモータ１２ｓが過負荷となり、保護回路のＯＮによりサーボモータ１２ｓがフリーとなる。この結果、ブレーキ制御もフリーとなり金型２等の破損を招く虞れがある。このように、トグル式の型締装置Ｍｃでは、任意の型締力Ｆｃを設定しようとした場合、非ロックアップ状態にすることにより、設定自体は可能であるとしても、型締装置Ｍｃの能力にマッチングした的確な型締力Ｆｃを設定するのは容易でない。結局、試行錯誤による長い設定時間が必要となるとともに、余裕の無い設定を行った場合には、金型２等の破損を招きやすくなる。
【００３２】
本実施形態に係るセッティング方法は、トグル式の型締装置Ｍｃであっても、少なくとも金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの圧縮（自然圧縮）が可能となるセッティングを容易に実現、即ち、電動駆動部８（サーボモータ１２ｓ）の負荷トルクＴｄが定格トルクＴｓ以下、望ましくは定格トルクＴｓ付近になることを条件に、トグルリンク機構７が非ロックアップ状態となる型位置Ｘｃに型厚調整するとともに、金型２への樹脂Ｒの充填時に可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間Ｌｍが生じ、かつ金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能となる型締力（成形型締力）Ｆｃｓと射出圧力（成形射出圧力）Ｐｉｓを設定するようにしたものである。このため、本実施形態に係るセッティング方法では、予め設定した、型締力Ｆｃ，電動駆動部８（サーボモータ１２ｓ）の定格トルクＴｓ，及び一又は二以上のパラメータＫ１，Ｋ２を含む型位置算出式により、目的の型位置Ｘｃ（屈曲量）を容易に算出できるようにした。
【００３３】
以下、この型位置算出式の設定方法について、図３〜図６を参照しつつ図１に示すフローチャートに従って説明する。
【００３４】
今、トグルリンク機構７がロックアップ状態となる圧受盤４の位置（型位置Ｘｃ）を０とし、型位置Ｘｃを段階的に大きくすることによりトグルリンク機構７の屈曲量が大きくなるものとする。まず、図３（ａ）〜（ｉ）に示すように、複数の型締力Ｆｃ…における型位置Ｘｃ〔ｍｍ〕と保持トルクＴｈ（＝負荷トルクＴｄ）の関係を求める。例示は、複数の型締力Ｆｃ…として、型締力Ｆｃ＝１０，１５，２０，２５…５０〔％〕を選定し、この結果を図３（ａ），（ｂ），（ｃ）…（ｉ）に示した。なお、例示の場合、定格トルクＴｓは５００〔ｋＮ〕であるため、例えば、型締力Ｆｃ＝１０〔％〕は、５０〔ｋＮ〕に対応する。
【００３５】
最初に、最も小さい型締力Ｆｃ＝１０〔％〕を成形機コントローラ５１に設定する（ステップＳ１）。また、最も小さい型位置Ｘｃ（例示の場合、０．３〔ｍｍ〕程度）を成形機コントローラ５１に設定し、型厚調整機構２５による型厚調整を行う（ステップＳ２）。この場合、型開時に型厚調整開始キーをＯＮにすれば、ギアードモータ２９が作動し、この回転が各スモールギア３５…に伝達されることにより、各スモールギア３５…に一体の各調整ナット２７…が同時に同一方向に回転する。これにより、圧受盤４がタイバー５…上を前進変位し、設定した型位置Ｘｃ分だけ前進して停止する型厚調整が行われる。
【００３６】
次いで、型締動作を実行する（ステップＳ３）。型締動作ではサーボモータ１２ｓが作動し、このサーボモータ１２ｓの回転がボールねじ機構１１に伝達される。これにより、クロスヘッド７ｈが前進し、この前進変位は、トグルリンク機構７を介して可動盤６に伝達される。可動盤６は、高速移動した後、低速移動に移行し、可動型２ｍは固定型２ｃに当接する。可動型２ｍが固定型２ｃに当接した後は、型締力Ｆｃの監視により、型締力Ｆｃが１０〔％〕（５０〔ｋＮ〕）に達した時点で可動盤６を停止させ、サーボモータ１２ｓの位置を保持する（ステップＳ４）。なお、型締力Ｆｃは、例えば、タイバー５…に付設した型締力センサ等の公知の検出手段により検出できる。一方、この場合、トグルリンク機構７は非ロックアップ状態となるため、このときの電動駆動部８（サーボモータ１２ｓ）の保持トルクＴｈを検出する（ステップＳ５）。なお、保持トルクＦｈは、サーボモータ１２ｓに流れる負荷電流の大きさ等から算出する公知の検出手段により検出できる。そして、同様の動作に基づく保持トルクＴｈの検出をＮ回繰り返して行い、得られたＮ回分の保持トルクＴｈ…の平均値を算出する（ステップＳ６，Ｓ７）。
【００３７】
次いで、型締力Ｆｃ＝１０〔％〕はそのままとし、型位置Ｘｃを次の大きさに変更し、同様の動作を繰り返すことにより保持トルクＴｈの検出を行う（ステップＳ８，Ｓ２…）。例示は、型位置Ｘｃを０．５〔ｍｍ〕程度ずつ変更（増加）した場合を示す。これにより、図３（ａ）に示すように、型締力Ｆｃ＝１０〔％〕に設定し、型位置Ｘｃを順次大きくしたときの保持トルクＴｈ〔％〕の変化特性を求めることができる。なお、保持トルクＴｈ〔％〕とは、定格トルクＴｓを１００〔％〕にしたときの値である。図３（ａ）から明らかなように、型位置Ｘｃに対する保持トルクＴｈはほぼ比例的に変化する。したがって、この変化特性は、仮想線で示す直線Ｆｈｓのように一次関数化することができる（ステップＳ９）。この一次関数は、最小二乗法で求めることができる。図中、Ｆｈは保持力〔ｋＮ〕を示し、この保持力Ｆｈは、型位置Ｘｃが０．５〔ｍｍ〕以上でほぼ一定となる。これは型締力Ｆｃの保持に増力率（トグルリンク機構７の拡大率）が影響していることを示している。
【００３８】
さらに、型締力Ｆｃを次の段階における１５〔％〕に変更し、同様の動作を繰り返して行うことにより保持トルクＦｈ…の検出を行う（ステップＳ１０，Ｓ１…）。これにより、図３（ｂ）〜（ｉ）に示すように、図３（ａ）と同様の変化特性を異なる型締力Ｆｃ…毎に得ることができる。以上により得られた全ての変化特性を一緒に描いたものが図４となる。なお、図中、Ｆｃ＝１０〔％〕…は、符号Ｆｃ１０…により示している。また、図５は、図４における各変化特性を一次関数化したものである。図５から明らかなように、各変化特性Ｆｃ１０，Ｆｃ１５，Ｆｃ２０…は、ほぼ等間隔となり概ね比例していることが分かる。そこで、各変化特性の傾き度合Ｄｓ（ΔＴｈ／ΔＸｃ）を求め、型締力Ｆｃに対する傾きをプロットすれば、図６に示すようになる。同図から明らかなように、傾き度合Ｄｓは、型締力Ｆｃの大きさにほぼ比例する（ステップＳ１１）。このため、この変化特性を、仮想線で示す直線Ｄｓｓのように一次関数化することができる（ステップＳ１２）。なお、Ｄｙは各変化特性のＹ軸切片値を示す。
【００３９】
以上の結果から、型締力Ｆｃに対して過負荷にならない型位置Ｘｃ（屈曲量）を一次関数式により表すことができる。以下、この算出式の設定について具体的に説明する。まず、図３〜図６の関係をまとめると、保持トルクＴｈ＝Ｄｓ×Ｘｃ×Ｄｙ（ただし、Ｄｓ：傾き度合，Ｘｃ：型位置，Ｄｙ：Ｙ軸切片値）の関係が成立する。また、傾き度合Ｄｓとオフセット値Ｄｃは、図６の特性から分かるため、型位置Ｘｃは、概ねＸｃ＝（Ｔｓ−Ｄｙ）／（Ｄｓ×Ｆｃ−Ｄｃ）の式により表される。なお、Ｔｓは定格トルク〔％〕，Ｆｃは型締力〔ｋＮ〕である。
【００４０】
そして、この式を、一般式に置換すれば、
Ｘｃ〔ｍｍ〕＝（Ｔｓ−Ｋ２）／（Ｆｃ×Ｋ１ ） … （１００）
が得られる。
【００４１】
この場合、Ｋ１，Ｋ２は成形機固有のパラメータであり、一例として、Ｋ１は０．５程度、Ｋ２は１０〔％〕程度に選定できる（ステップＳ１３）。なお、Ｔｓは定格トルク〔％〕、Ｆｃは設定する型締力〔％〕である。そして、このようにして得られた型位置算出式（１００）は、型締力Ｆｃの設定から過負荷にならない型位置Ｘｃ（屈曲量）の算出式として用いることができるため、この型位置算出式（１００）を、成形機コントローラ５１に設定（登録）する（ステップＳ１４）。なお、この型位置算出式（１００）はマニュアルにより求めて設定してもよいし、予め設定した自動作成プログラムにより自動で求めて設定してもよい。
【００４２】
このように、型位置Ｘｃを、予め設定した、型締力Ｆｃ，定格トルクＴｓ，及び一又は二以上のパラメータＫ１，Ｋ２を含む型位置算出式（１００）により算出するようにすれば、既知となる定格トルクＴｓ及び係数（パラメータＫ１，Ｋ２）は既知となるため、必要とする望ましい型位置Ｘｃは、オペレータが目標の型締力Ｆｃを入力するのみで、容易かつ速やかに得れるとともに、型厚調整機構の利用により自動で設定可能となる。
【００４３】
次に、本実施形態に係るトグル式射出成形機Ｍの成形方法について、図７〜図１０を参照して説明する。
【００４４】
まず、本実施形態に係る成形方法の概要は、
（Ａ） 予め、生産時に使用する成形型締力Ｆｃｓと成形射出圧力Ｐｉｓを求めるとともに、これらを成形条件として設定する。この際、
（ｘ） 射出充填時に、固定型２ｃと可動型２ｍ間に適切なパーティング開量（自然隙間）Ｌｍが生じること、
（ｙ） 成形品Ｇには、バリ，ヒケ及びソリ等の成形不良が発生しないこと、
を条件とする。
【００４５】
また、自然隙間Ｌｍは、ガス抜き及び樹脂Ｒの圧縮（自然圧縮）を考慮して、最大時のパーティング開量となる成形隙間Ｌｍｐと、冷却時間Ｔｃが経過した後のパーティング開量となる残留隙間Ｌｍｒを考慮し、
（ｘａ） 成形隙間Ｌｍｐは、０．０３〜０．３０〔ｍｍ〕、
（ｘｂ） 残留隙間Ｌｍｒは、０．０１〜０．１０〔ｍｍ〕、
の各許容範囲を満たすことを条件とする。
【００４６】
（Ｂ） 生産時には、設定した成形型締力Ｆｃｓにより型締を行うこと、成形射出圧力Ｐｉｓをリミット圧力に設定すること、の成形条件により樹脂Ｒは単純に射出する。
【００４７】
したがって、このような成形方法によれば、射出充填時には、金型２において自然隙間Ｌｍ及び自然圧縮が発生する。この結果、射出装置Ｍｉにより射出充填される樹脂Ｒの挙動が不安定であっても、型締装置Ｍｃが不安定な樹脂Ｒの挙動に適応し、高度の品質及び均質性を有する成形品Ｇが得られる。
【００４８】
次に、具体的な処理手順について説明する。まず、予め、成形条件となる成形型締力Ｆｃｓと成形射出圧力Ｐｉｓを求めるとともに、成形条件として設定する。図８に、成形型締力Ｆｃｓと成形射出圧力Ｐｉｓを求めて設定する処理手順を説明するためのフローチャートを示す。
【００４９】
最初に、型締装置Ｍｃのトグルリンク機構７のセッティングを行う。即ち、前述した型位置算出式（１００）を利用して、トグルリンク機構７が最適な屈曲量となる非ロックアップ状態に型位置Ｘｃを設定する。具体的には、オペレータが、型締力Ｆｃ（及び定格トルクＴｓ）を入力すれば、この入力に基づいて型位置算出式（１００）による演算が行われ、型位置Ｘｃが算出されるとともに、型厚調整機構２５により圧受盤４の位置（型位置Ｘｃ）が自動で調整（変更）される。この際、基本的には、型締力Ｆｃ＝１００〔％〕，定格トルクＴｓ＝１００〔％〕を入力することができるが、必要により、射出成形機Ｍや成形品等を考慮して、例えば、型締力Ｆｃ＝９０〔％〕，定格トルクＴｓ＝９０〔％〕のように入力することもできる。また、定格トルクＴｓは、前述したパラメータＫ１，Ｋ２と同様、予め固定値として登録し、型締力のみを入力できるようにしてもよい。この型位置Ｘｃの設定により、電動駆動部８の負荷トルクＴｄは定格トルクＴｓ付近又は定格トルクＴｓ以下となるように型厚調整される。特に、電動駆動部８の負荷トルクＴｄが定格トルクＴｓ付近になるように設定を行えば、過負荷を回避しつつトグルリンク機構７の屈曲量を最大にできるため、成形時において、可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間Ｌｍを生じさせる作用及び金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮を可能にする作用を良好に実現する観点から最も大きなパフォーマンスを得れる利点がある。
【００５０】
次いで、射出装置Ｍｉ側の射出条件となる射出圧力Ｐｉを初期設定する（ステップＳ２１）。このときの射出圧力Ｐｉは、射出装置Ｍｉの能力（駆動力）に基づく射出圧力Ｐｉを設定できる。射出装置Ｍｉの能力としては、例えば、駆動源として駆動モータ（サーボモータ）を使用している場合には、定格出力（定格トルク）を考慮することができる。さらに、型締装置Ｍｃ側の型締条件となる型締力Ｆｃを初期設定する（ステップＳ２２）。このときの型締力Ｆｃは、型締装置Ｍｃの能力（駆動力）を考慮して設定できる。したがって、この場合の設定値は１００〔％〕であってもよい。
【００５１】
そして、初期設定した型締力Ｆｃに対する最適化処理を行うことにより生産時に用いる成形型締力Ｆｃｓを求めるとともに、初期設定した射出圧力Ｐｉに対する最適化処理を行うことにより生産時に用いる成形射出圧力Ｐｉｓを求める（ステップＳ２３，Ｓ２４）。型締力Ｆｃ及び射出圧力Ｐｉを最適化する方法の一例について説明する。今、初期設定した型締力Ｆｃ及び射出圧力Ｐｉを用いて試射した結果、成形隙間Ｌｍｐ及び残留隙間Ｌｍｒはいずれも０となったものとする。したがって、型締力Ｆｃが大きいため、バリは発生しないが、ヒケ，ソリ，ガス抜きに関してはいずれも不良となる。
【００５２】
そこで、型締力Ｆｃの大きさ及び射出圧力Ｐｉの大きさを、段階的に低下、即ち、型締力Ｆｃ〔％〕を、９０，８０，７０…２０，１０と段階的に低下させ、それぞれの段階で試射を行うことにより、固定型２ｃと可動型２ｍ間のパーティング開量Ｌｍを測定するとともに、成形品Ｇの良否状態を観察する（ステップＳ２５，Ｓ２６）。この場合、射出圧力Ｐｉについては、型締力を変更（低下）した際に、適宜、射出圧力Ｐｉも変更（低下）し、樹脂Ｒが金型２に対して正常に充填しなくなる手前の大きさを選択すればよい。そして、求めた成形射出圧力Ｐｉｓは、生産時の射出圧力に対するリミッタ圧力Ｐｓとして設定する（ステップＳ２７）。また、型締力Ｆｃを段階的に低下させた際には、型位置算出式（１００）により型位置Ｘｃが算出され、算出された型位置Ｘｃになるように、型厚調整機構２５により圧受盤４の位置（型位置Ｘｃ）が自動で調整（変更）される。
【００５３】
一方、試射の結果、一例として、型締力Ｆｃを２０，３０〔％〕に設定した際に、成形隙間Ｌｍｐ及び残留隙間Ｌｍｒはいずれも許容範囲を満たした場合を想定する。即ち、成形隙間Ｌｍｐは、０．０３〜０．３０〔ｍｍ〕の許容範囲、望ましくは、０．０３〜０．２０〔ｍｍ〕の許容範囲をも満たし、かつ残留隙間Ｌｍｒも、０．０１〜０．１０〔ｍｍ〕の許容範囲、望ましくは、０．０１〜０．０４〔ｍｍ〕の許容範囲を満たしたものとする。また、バリ，ヒケ及びソリのいずれも発生しないとともに、ガス抜きも良好に行われ、良品成形品を得たものとする。したがって、成形型締力Ｆｃｓは、設定の条件を満たす型締力２０又は３０〔％〕から選択して設定することができる。そして、選択した型締力Ｆｃは、生産時に型締を行う際の成形型締力Ｆｃｓとして設定する（ステップＳ２８）。
【００５４】
なお、成形隙間Ｌｍｐが、０．０３〜０．２０〔ｍｍ〕の許容範囲を満たすとともに、残留隙間Ｌｍｒが、０．０１〜０．０４〔ｍｍ〕の許容範囲を満たすことがバリの発生しない最良成形品を得ることができるが、バリは成形品取出後に除去できるとともに、少しのバリがあっても良品として使用できる場合もあるため、低度のバリ発生は即不良品となるわけではない。したがって、不良品の条件として必ずしもバリを含める必要はない。なお、実際の設定に際しては、例えば、型締力を、３０，２０，１０等のように、数回程度の変更実施により目的の成形型締力Ｆｃｓ及び成形射出圧力Ｐｉｓを求めることができる。また、型締力Ｆｃ及び射出圧力Ｐｉの大きさは、オペレータが任意に設定してもよいし、射出成形機Ｍに備えるオートチューニング機能等を併用しつつ自動又は半自動により求めてもよい。オートチューニング機能を利用した場合には、バリが発生する直前の型締力Ｆｃを容易に求めることができる。
【００５５】
一方、射出装置Ｍｉの射出速度Ｖｄに対する速度限界値ＶＬを設定する（ステップＳ２９）。この速度限界値ＶＬは、必ずしも設定する必要はないが、設定することにより、万が一、射出速度Ｖｄが過度に速くなった場合でも、金型２やスクリュ２２等に対して機械的な保護を図ることができる。したがって、速度限界値ＶＬには、金型２やスクリュ２２等に対して機械的な保護を図ることができる大きさを設定する。さらに、他の必要事項の設定を行う（ステップＳ３０）。他の必要事項の設定としては、補正機能により補正する際に使用する補正係数等を適用できる。以上、ここまでの処理は、本実施形態に係るトグル式射出成形機のセッティング方法に基づく処理となり、また、本実施形態に係るトグル式射出成形機の成形方法の一部となる。
【００５６】
次に、生産時の具体的な処理手順について説明する。図９は、成形型締力Ｆｃｓ及び成形射出圧力Ｐｉｓを用いた生産時の処理手順を説明するためのフローチャートを示す。
【００５７】
まず、射出装置Ｍｉでは樹脂Ｒを可塑化して射出準備を行う（ステップＳ３１）。本実施形態に係る成形方法では、一般的な成形法のように、樹脂Ｒを正確に計量する計量工程は不要である。即ち、一般的な計量工程における計量動作は行うが、正確な計量値を得るための計量制御は行わない。いわば樹脂Ｒが不足する前に樹脂Ｒを追加する動作となる。また、型締装置Ｍｃのサーボモータ１２ｓを作動させ、型締力が成形型締力Ｆｃｓとなるように、金型２に対する型締を行う（ステップＳ３２）。このときの金型２の状態を図１０（ａ）に示す。なお、前述したように、トグルリンク機構７は非ロックアップ状態になっている。
【００５８】
次いで、射出装置Ｍｉにより金型２に対して樹脂Ｒの射出充填を行う（ステップＳ３３）。この場合、スクリュは定格動作により前進させればよく、スクリュに対する速度制御及び圧力制御は不要である。これにより、加熱筒内の可塑化溶融した樹脂Ｒは金型２のキャビティ内に充填される（ステップＳ３４）。樹脂Ｒの充填に伴い、図７に示すように、射出圧力Ｐｄが上昇する。そして、リミット圧力Ｐｓに近づき、リミット圧力Ｐｓに達すれば、リミット圧力Ｐｓに維持するための制御、即ち、オーバーシュートを防止する制御が行われ、射出圧力Ｐｄはリミット圧力Ｐｓ（成形射出圧力Ｐｉｓ）に維持される（ステップＳ３５，Ｓ３６）。したがって、射出動作では実質的な一圧制御が行われる。なお、図７中、Ｖｄは射出速度を示す。
【００５９】
また、金型２のキャビティ内に樹脂Ｒが満たされることにより、金型２は樹脂Ｒに加圧され、固定型２ｃと可動型２ｍ間にパーティング開量Ｌｍが生じるとともに、最大時には成形隙間Ｌｍｐが生じる（ステップＳ３７）。この成形隙間Ｌｍｐは、予め設定した成形型締力Ｆｃｓ及び成形射出圧力Ｐｉｓにより、０．０３〜０．３０〔ｍｍ〕の許容範囲、望ましくは、０．０３〜０．２０〔ｍｍ〕の許容範囲となり、良好なガス抜きが行われるとともに、不良の排除された良品成形が行われる。このときの金型２の状態を図１０（ｂ）に示す。一方、時間の経過に伴って、金型２のキャビティ内における樹脂Ｒの固化が進行するとともに、この固化に伴って、樹脂Ｒの圧縮（自然圧縮）が行われる（ステップＳ３８）。
【００６０】
そして、設定した冷却時間Ｚｃが経過すれば、サーボモータ１２ｓを作動させ、可動型２ｍを後退させることにより型開きを行うとともに、突出し機構により、可動型２ｍに付着した成形品Ｇの突き出しを行う（ステップＳ３９，Ｓ４０）。これにより、成形品Ｇが取り出され、一成形サイクルが終了する。なお、冷却時間Ｔｃは、射出開始時点ｔｓからの経過時間として予め設定することができる。また、図７に示すように、冷却時間Ｚｃの経過した時点では、樹脂Ｒの自然圧縮により、固定型２ｃと可動型２ｍ間の残留隙間Ｌｍｒは、予め設定した成形型締力Ｆｃｓ及び成形射出圧力Ｐｉｓにより、０．０１〜０．１０〔ｍｍ〕の許容範囲、望ましくは、０．０１〜０．０４〔ｍｍ〕の許容範囲となり、金型２のキャビティ内における樹脂Ｒに対する自然圧縮が確実に行われるとともに、成形品Ｇにおける高度の品質及び均質性が確保される。このときの金型２の状態を図１０（ｃ）に示す。この後、次の成形が継続する場合には、同様に、樹脂Ｒを可塑化して射出準備を行うとともに、以降は、型締、射出、冷却等の処理を同様に行えばよい（ステップＳ４１，Ｓ３１，Ｓ３２…）。
【００６１】
よって、このような本実施形態に係る射出成形機Ｍのセッティング方法及び成形方法によれば、トグル式射出成形機Ｍのセッティングを行うに際し、電動駆動部８の負荷トルクＴｄが定格トルクＴｓ以下となることを条件に、トグルリンク機構７が非ロックアップ状態となる型位置Ｘｃに型厚調整するとともに、金型２への樹脂Ｒの充填時に、可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間Ｌｍが生じ、かつ金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能となる成形型締力Ｆｃｓと成形射出圧力Ｐｉｓを設定するようにしたため、トグル式射出成形機Ｍであっても油圧式射出成形機と同様の作用、即ち、成形型締力Ｆｃｓと成形射出圧力Ｐｉｓとの相対的な力関係により、金型２への樹脂Ｒの充填時に可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間Ｌｍを生じさせる作用、及び金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮を可能にする作用、の双方を実現できるとともに、トグル式の型締装置Ｍｃの能力にマッチングした最適なセッティングを行うことができる。これにより、特に、ヒケの発生しない良好な平坦性（平面性）、更には、成形品の高度の品質及び均質性を確保できる。
【００６２】
また、成形に際しては、成形射出圧力Ｐｉｓと成形型締力Ｆｃｓを設定すれば足り、相互に影響し合う、射出速度，速度切換位置，速度圧力切換位置，射出圧力，保圧力等の正確性の要求される射出条件をはじめ、正確な計量が要求される計量値等の計量条件を含む各種成形条件の設定は不要となる。したがって、成形条件のシンプル化及び設定容易化、更には品質管理の容易化を図ることができるとともに、生産時における動作制御も容易に行うことができる。しかも、射出速度に対する多段の制御や保圧に対する制御などの一連の制御が不要となるなど、成形サイクル時間の短縮を図れるとともに、量産性及び経済性を高めることができるという成形に伴う基本的な効果を得ることができる。このため、この成形方法は、特に、温度や圧力等に敏感に影響を受けやすい特性を有する低粘性の樹脂Ｒの成形に最適となる。
【００６３】
他方、図１１には、本発明の変更実施形態に係るトグル式射出成形機のセッティング方法をフローチャートで示す。
【００６４】
変更実施形態に係るセッティング方法は、型位置Ｘｃとして、電動駆動部８の定格トルクＴｓ又はこの定格トルクＴｓよりも低い値を目標トルクＴｔとして設定するとともに、型位置Ｘｃを段階的に変化させ、各型位置Ｘｃ…における型厚調整及び所定の型締位置における位置制御を行うことにより、各型位置Ｘｃ…毎に試射を順次行い、試射時における負荷トルクＴｓが目標トルクＴｔに達したなら、このときの型位置Ｘｃよりも手前の段階における型位置Ｘｃを用いるようにしたものである。したがって、このような変更実施形態に係るセッティング方法を用いれば、使用するトグル式射出成形機Ｍにとっての最適な型位置Ｘｃをその都度得れるため、的確な型位置Ｘｃを用いることができる。
【００６５】
以下、具体的な処理手順について説明する。まず、最も小さい値となる最初の型位置Ｘｃ（例えば、０．５〔ｍｍ〕）を設定する（ステップＳ５１）。次いで、型厚調整機構２５を作動させ、設定した型位置Ｘｃとなるように型厚の調整（変更）を行う（ステップＳ５２）。次いで、型締動作を実行し、可動型２ｍが固定型２ｃに当接したならその位置に停止するように可動型２ｍ（又はクロスヘッド７ｈ）の位置に対するフィードバック制御を行う（ステップＳ５３）。この場合、可動型２ｍと固定型２ｃが当接した際の当接力（型締力）はできるだけ小さい方が望ましい。なお、この際、トグルリンク機構７は非ロックアップ状態になる。
【００６６】
次いで、射出装置Ｍｉにより溶融した樹脂Ｒの射出充填を行う（ステップＳ５４）。一方、射出充填時における電動駆動部８（サーボモータ１２ｓ）の負荷トルクＴｄを検出する（ステップＳ５５）。射出充填により金型２内の樹脂圧は徐々に高まるため、電動駆動部８（サーボモータ１２ｓ）の負荷トルクＴｄも対応して増加する。この際、負荷トルクＴｄと目標トルクＴｔの関係が、Ｔｄ≧Ｔｔの条件を満たすか否か、即ち、負荷トルクＴｄが目標トルクＴｔ以上になるか否かを監視（判定）する（ステップＳ５６）。負荷トルクＴｄが目標トルクＴｔ以上にならずに射出充填が終了したなら、次の段階、即ち、トグルリンク機構７の屈曲量をより大きくする型位置Ｘｃ（例えば、１．０〔ｍｍ〕）を設定する（ステップＳ５７，Ｓ５８）。
【００６７】
この後、同様に型厚調整機構２５を作動させ、設定した型位置Ｘｃとなるように型厚の調整（変更）を行うとともに、型締動作を実行し、可動型２ｍが固定型２ｃに当接したなら、その位置に停止するように可動型２ｍの位置に対するフィードバック制御を行う。また、射出装置Ｍｉにより溶融した樹脂Ｒの射出充填を行い、負荷トルクＴｄと目標トルクＴｔの関係が、Ｔｄ≧Ｔｔの条件を満たすか否か、即ち、負荷トルクＴｄが目標トルクＴｔ以上になるか否かを監視（判定）する処理を、Ｔｄ≧Ｔｔの条件を満たすまで順次繰り返して行う（ステップＳ５２，Ｓ５３，Ｓ５４，Ｓ５５，Ｓ５６…）。
【００６８】
そして、以上の処理により、所定の型位置Ｘｃのときに、Ｔｄ≧Ｔｔの条件を満たした場合を想定する。この場合、負荷トルクＴｄが目標トルクＴｔ以上になり、過負荷が生じたことを意味するため、この時点で処理を終了し、直前の段階における型位置Ｘｃを、目的の型位置Ｘｃとして設定する（ステップＳ５６，Ｓ５９，Ｓ６０）。なお、最初に設定した型位置Ｘｃ（ステップＳ５１）において、Ｔｄ≧Ｔｔの条件を満たした場合には、異常が考えられるため、この場合には、アラームや処理停止等の必要な異常対応処理を行う（ステップＳ５９，Ｓ６１）。そして、この後は、前述した図８に示したフローチャートに従って、型締力Ｆｃと射出圧力Ｐｉに対する最適化を行い、成形型締力Ｆｃｓと成形射出圧力Ｐｉｓを設定できるとともに、本実施形態に係る前述した成形方法を行うことができる。
【００６９】
以上、好適実施形態及び変更実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，手法，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。例えば、型位置算出式（１００）は、一例であり、必ずしも型位置算出式（１００）に限定されるものではない。特に、型位置算出式（１００）におけるパラメータＫ１…の数量は、二つのパラメータＫ１，Ｋ２を例示したが、必要により一つでもよいし、三つ以上でもよい。他方、冷却時間Ｔｃの経過後における可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の残留隙間Ｌｍｒを生じさせることが望ましいが、残留隙間Ｌｍｒを生じさせない場合を排除するものではない。また、成形隙間Ｌｍｐとして、０．０３〜０．３０〔ｍｍ〕の許容範囲を、残留隙間Ｌｍｒとして、０．０１〜０．１０〔ｍｍ〕の許容範囲をそれぞれ例示したが、これらの範囲に限定されるものではなく、新しい樹脂Ｒの種類等に応じて変更可能である。さらに、成形射出圧力Ｐｉは、良品成形可能な最小値又はその近傍の値に設定することが望ましいが、このような最小値又はその近傍の値以外となる場合を排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明に係るセッティング方法及び成形方法は、電動駆動部によりトグルリンク機構を介して金型に対する型締めを行う型締装置を備える各種のトグル式射出成形機に利用できる。
【符号の説明】
【００７１】
２：金型，２ｃ：固定型，２ｍ：可動型，３：固定盤，４：圧受盤，５…：タイバー，６：可動盤，７：トグルリンク機構，７ｈ：クロスヘッド，８：電動駆動部，１１：ボールねじ機構，１２：駆動モータ，Ｍｃ：型締装置，Ｍ：トグル式射出成形機，Ｘｃ：型位置，Ｒ：樹脂，Ｌｍ：隙間，Ｇ：成形品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型の一方の固定型を支持する固定盤と圧受盤間に架設したタイバーに、金型の他方の可動型を支持する可動盤をスライド自在に装填するとともに、前記圧受盤と前記可動盤間にトグルリンク機構を配設し、前記圧受盤に設けた電動駆動部により前記トグルリンク機構を介して前記金型に対する型締めを行う型締装置を備えるトグル式射出成形機のセッティング方法であって、前記電動駆動部の負荷トルクが定格トルク以下となることを条件に、前記トグルリンク機構が非ロックアップ状態となる型位置に型厚調整するとともに、前記金型への樹脂の充填時に、前記可動型と前記固定型間に所定の隙間（パーティング開量）が生じ、かつ前記金型内の樹脂の固化に伴って樹脂の自然圧縮が可能となる型締力と射出圧力を設定することを特徴とするトグル式射出成形機のセッティング方法。
【請求項２】
前記電動駆動部は、前記トグルリンク機構のクロスヘッドを進退移動させるボールねじ機構と、このボールねじ機構に回転を入力する駆動モータを備えることを特徴とする請求項１記載のトグル式射出成形機のセッティング方法。
【請求項３】
前記型位置は、前記電動駆動部の負荷トルクが定格トルク付近となるように型厚調整することを特徴とする請求項１又は２記載のトグル式射出成形機のセッティング方法。
【請求項４】
前記型位置は、予め設定した、型締力，定格トルク，及び一又は二以上のパラメータを含む型位置算出式により算出することを特徴とする請求項１，２又は３記載のトグル式射出成形機のセッティング方法。
【請求項５】
前記型位置は、前記電動駆動部の定格トルク又はこの定格トルクよりも低い値を目標トルクとして設定するとともに、型位置を段階的に変化させ、各型位置における型厚調整及び所定の型締位置における位置制御を行うことにより、各型位置毎に試射を順次行い、試射時における負荷トルクが前記目標トルクに達したなら、このときの型位置よりも手前の段階における型位置を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のトグル式射出成形機のセッティング方法。
【請求項６】
金型の一方の固定型を支持する固定盤と圧受盤間に架設したタイバーに、金型の他方の可動型を支持する可動盤をスライド自在に装填し、かつ前記圧受盤と前記可動盤間にトグルリンク機構を配設するとともに、前記圧受盤に設けた電動駆動部により前記トグルリンク機構を駆動して前記金型に対する型締めを行う型締装置を備えるトグル式射出成形機の成形方法であって、予め、前記電動駆動部の負荷トルクが定格トルク以下となることを条件に、前記トグルリンク機構が非ロックアップ状態となる型位置に型厚調整するとともに、前記金型への樹脂の充填時に前記可動型と前記固定型間に所定のパーティング開量が生じ、かつ前記金型内の樹脂の固化に伴って樹脂の自然圧縮が可能となる型締力（成形型締力）と射出圧力（成形射出圧力）を設定し、生産時に、前記成形型締力により前記型締装置を型締し、かつ前記成形射出圧力をリミット圧力として設定し、前記射出装置を駆動して前記金型に対する樹脂の射出充填を行った後、所定の冷却時間の経過後に成形品の取出しを行うことを特徴とするトグル式射出成形機の成形方法。
【請求項７】
前記型位置は、前記電動駆動部の負荷トルクが定格トルク付近となるように型厚調整することを特徴とする請求項６記載のトグル式射出成形機の成形方法。
【請求項１】
金型の一方の固定型を支持する固定盤と圧受盤間に架設したタイバーに、金型の他方の可動型を支持する可動盤をスライド自在に装填するとともに、前記圧受盤と前記可動盤間にトグルリンク機構を配設し、前記圧受盤に設けた電動駆動部により前記トグルリンク機構を介して前記金型に対する型締めを行う型締装置を備えるトグル式射出成形機のセッティング方法であって、前記電動駆動部の負荷トルクが定格トルク以下となることを条件に、前記トグルリンク機構が非ロックアップ状態となる型位置に型厚調整するとともに、前記金型への樹脂の充填時に、前記可動型と前記固定型間に所定の隙間（パーティング開量）が生じ、かつ前記金型内の樹脂の固化に伴って樹脂の自然圧縮が可能となる型締力と射出圧力を設定することを特徴とするトグル式射出成形機のセッティング方法。
【請求項２】
前記電動駆動部は、前記トグルリンク機構のクロスヘッドを進退移動させるボールねじ機構と、このボールねじ機構に回転を入力する駆動モータを備えることを特徴とする請求項１記載のトグル式射出成形機のセッティング方法。
【請求項３】
前記型位置は、前記電動駆動部の負荷トルクが定格トルク付近となるように型厚調整することを特徴とする請求項１又は２記載のトグル式射出成形機のセッティング方法。
【請求項４】
前記型位置は、予め設定した、型締力，定格トルク，及び一又は二以上のパラメータを含む型位置算出式により算出することを特徴とする請求項１，２又は３記載のトグル式射出成形機のセッティング方法。
【請求項５】
前記型位置は、前記電動駆動部の定格トルク又はこの定格トルクよりも低い値を目標トルクとして設定するとともに、型位置を段階的に変化させ、各型位置における型厚調整及び所定の型締位置における位置制御を行うことにより、各型位置毎に試射を順次行い、試射時における負荷トルクが前記目標トルクに達したなら、このときの型位置よりも手前の段階における型位置を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のトグル式射出成形機のセッティング方法。
【請求項６】
金型の一方の固定型を支持する固定盤と圧受盤間に架設したタイバーに、金型の他方の可動型を支持する可動盤をスライド自在に装填し、かつ前記圧受盤と前記可動盤間にトグルリンク機構を配設するとともに、前記圧受盤に設けた電動駆動部により前記トグルリンク機構を駆動して前記金型に対する型締めを行う型締装置を備えるトグル式射出成形機の成形方法であって、予め、前記電動駆動部の負荷トルクが定格トルク以下となることを条件に、前記トグルリンク機構が非ロックアップ状態となる型位置に型厚調整するとともに、前記金型への樹脂の充填時に前記可動型と前記固定型間に所定のパーティング開量が生じ、かつ前記金型内の樹脂の固化に伴って樹脂の自然圧縮が可能となる型締力（成形型締力）と射出圧力（成形射出圧力）を設定し、生産時に、前記成形型締力により前記型締装置を型締し、かつ前記成形射出圧力をリミット圧力として設定し、前記射出装置を駆動して前記金型に対する樹脂の射出充填を行った後、所定の冷却時間の経過後に成形品の取出しを行うことを特徴とするトグル式射出成形機の成形方法。
【請求項７】
前記型位置は、前記電動駆動部の負荷トルクが定格トルク付近となるように型厚調整することを特徴とする請求項６記載のトグル式射出成形機の成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−３１９５２（Ｐ２０１３−３１９５２Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６８９７０（Ｐ２０１１−１６８９７０）
【出願日】平成２３年８月２日（２０１１．８．２）
【出願人】（０００２２７０５４）日精樹脂工業株式会社 (293)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２日（２０１１．８．２）
【出願人】（０００２２７０５４）日精樹脂工業株式会社 (293)
【Ｆターム（参考）】
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