(57)【要約】【課題】要求される軌跡でスプレーノズルを一対の金型の間に進退移動できることを前提として、特許文献１に開示されるスプレー装置よりも迅速に進退移動できるスプレー装置を提供すること。【解決手段】本発明のスプレー装置１は、取り付けられるアタッチメント８を所定の円弧状軌跡と直線状軌跡で移動させるリンク機構３と、リンク機構３を動作させる駆動源５と、を備える。本発明におけるリンク機構３は、アタッチメント８が取り付けられる、平行４節リンクからなる第１リンク機構１０と、第１リンク機構１０の第１Ｃリンク要素１５と共有する第２Ｄリンク要素２７を有する、平行４節リンクからなる第２リンク機構２０と、を備える。【選択図】図１
2020082160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプレーノズルを所定の軌跡で移動させるリンク機構と、
前記リンク機構を動作させる駆動源と、を備え、
前記リンク機構は、
前記スプレーノズルが取り付けられる、４節リンクからなる第１リンク機構と、
前記第１リンク機構と共有するリンク要素を有する、４節リンクからなる第２リンク機構と、を備える、
スプレー装置。
【請求項２】
前記第１リンク機構は、
第１Ａリンク要素と、第１Ｂリンク要素と、第１Ｃリンク要素と、第１Ｄリンク要素と、を備える平行４節リンクからなり、
前記第２リンク機構は、
第２Ａリンク要素と、第２Ｂリンク要素と、第２Ｃリンク要素と、第２Ｄリンク要素と、を備える平行４節リンクからなり、
前記第１Ｃリンク要素と前記第２Ｄリンク要素が前記第１リンク機構と前記第２リンク機構で共有される、
請求項１に記載のスプレー装置。
【請求項３】
前記第１Ａリンク要素と前記第１Ｂリンク要素の回転半径をｒ１１とし、
前記第２Ａリンク要素と前記第２Ｂリンク要素の回転半径をｒ２１とすると、
ｒ１１＞ｒ２１が成り立つ、
請求項２に記載のスプレー装置。
【請求項４】
前記スプレーノズルは、
待機位置Ｐｗから所定の区間Ａ１を過ぎるまで円弧状軌跡を移動し、
前記区間Ａ１を過ぎてから動作位置Ｐａまでの所定の区間Ａ２は直線状軌跡で移動する、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のスプレー装置。
【請求項５】
前記駆動源は、
前記第１リンク機構を動作させる第１電動モータと、
前記第２リンク機構を動作させる第２電動モータと、を備え、
前記第１電動モータを正転するか、または、前記第１電動モータと前記第２電動モータとを正転することにより、前記区間Ａ１において前記スプレーノズルを前記円弧状軌跡に沿って移動させ、
前記第１電動モータを正転させつつ、前記第２電動モータを逆転させることにより、前記区間Ａ２において前記スプレーノズルを前記直線状軌跡に沿って移動させる、
請求項４に記載のスプレー装置。
【請求項６】
前記第１電動モータの前記正転による前記スプレーノズルの第１円弧状軌跡ＫＣ１と、
前記第２電動モータの前記逆転による前記スプレーノズルの第２円弧状軌跡ＫＣ２と、を相殺することにより、
前記区間Ａ２において前記スプレーノズルが前記直線状軌跡に沿って移動する、
請求項５に記載のスプレー装置。
【請求項７】
前記第２Ｃリンク要素の角度が固定されることで、
前記第２Ｃリンク要素に対向する第２Ｄリンク要素、および、第２Ｄリンク要素に対向する第１Ｄリンク要素は、前記第２Ｃリンク要素と同じ前記角度に固定される、
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のスプレー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、任意の軌跡でスプレーノズルを移動できるスプレー駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカストマシンや射出成形機には、清掃、冷却および離型剤塗布を行うスプレー装置が設けられる。このスプレー装置は、型締装置により型開きされた金型内にスプレーヘッドを進入させて、スプレーヘッドに配置されたノズルから、金型キャビティ面に水、エアーおよび離型剤等を吹き付ける。
【０００３】
特許文献１は、待機位置から水などを噴射する動作位置までの間は、スプレー装置を金型キャビティに向かって確実かつ正確に移動させ、噴射後、スプレー装置を待機位置まで迅速に移動することを可能なダイカストマシンのスプレー装置を開示する。特許文献１のスプレー装置は、正逆回転可能な電動モータにより平行リンク機構を揺動運動させることによりスプレーノズルを移動させる。加えて、特許文献１のスプレー装置は、正逆回転可能な電動モータによってねじ軸と螺合するナット部材を正転または逆転させることによりスプレーノズルを水平方向に移動させる。なお、本願において、リンク機構における揺動運動とは、一方への回転（正転）と他方への回転（逆転）の双方の動作を行うことを意味する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０８８１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１によれば、要求される軌跡でスプレーノズルを一対の金型の間に迅速に進退移動させることができる、とされている。ここでいう要求される軌跡とは、一対の金型の間に進入し降下する際の直線状の移動軌跡を含んでいる。
ところが、特許文献１のスプレー装置は、スプレーノズルを水平方向に移動させるために、ねじ軸と螺合するナット部材とを用いているので、迅速性に欠けるところがある。ねじ軸とナット部材の間にはバックラッシが不可避的に存在するからである。
以上より、本発明は要求される軌跡でスプレーノズルを一対の金型の間に進退移動できることを前提として、より迅速に進退移動できるスプレー装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のスプレー装置は、スプレーノズルを所定の軌跡で移動させるリンク機構と、リンク機構を動作させる駆動源と、を備える。
本発明におけるリンク機構は、スプレーノズルが取り付けられる、４節リンクからなる第１リンク機構と、第１リンク機構と共有するリンク要素を有する、４節リンクからなる第２リンク機構と、を備える。
【０００７】
本発明のスプレー装置において、第１リンク機構は、好ましくは、第１Ａリンク要素と、第１Ｂリンク要素と、第１Ｃリンク要素と、第１Ｄリンク要素と、を備える平行４節リンクからなる。
本発明のスプレー装置において、第２リンク機構は、好ましくは、第２Ａリンク要素と、第２Ｂリンク要素と、第２Ｃリンク要素と、第２Ｄリンク要素と、を備える平行４節リンクからなる。
そして、第１リンク機構と第２リンク機構は、第１Ｃリンク要素と第２Ｄリンク要素が第１リンク機構と第２リンク機構で共有される。
【０００８】
本発明のスプレー装置において、好ましくは、第１Ａリンク要素(１１)と第１Ｂリンク要素の回転半径をｒ１１とし、第２Ａリンク要素(２１)と第２Ｂリンク要素の回転半径をｒ２１とすると、ｒ１１＞ｒ２１が成り立つ。
【０００９】
本発明のスプレー装置において、スプレーノズルは、好ましくは、待機位置Ｐｗから所定の区間Ａ１を過ぎるまで円弧状軌跡を移動し、区間Ａ１を過ぎてから動作位置Ｐａまでの所定の区間Ａ２は直線状軌跡で移動する。
【００１０】
本発明のスプレー装置において、駆動源は、第１リンク機構を動作させる第１電動モータと、第２リンク機構を動作させる第２電動モータと、を備える。この場合、第１電動モータを正転するか、または、第１電動モータと第２電動モータとを正転することにより、区間Ａ１においてスプレーノズルを円弧状軌跡に沿って移動させることができる。また、第１電動モータを正転させつつ、第２電動モータを逆転させることにより、区間Ａ２においてスプレーノズルを直線状軌跡に沿って移動させることができる。
【００１１】
本発明のスプレー装置において、第１電動モータの正転によるスプレーノズルの第１円弧状軌跡ＫＣ１と、第２電動モータの逆転によるスプレーノズルの第２円弧状軌跡ＫＣ２と、を相殺する。そうすることにより、本発明は、区間Ａ２においてスプレーノズルを直線状軌跡に沿って移動させることができる。
【００１２】
本発明のスプレー装置において、好ましくは、第２Ｃリンク要素の角度が固定されることで、第２Ｃリンク要素に対向する第２Ｄリンク要素、および、第２Ｄリンク要素に対向する第１Ｄリンク要素は、第２Ｃリンク要素と同じ角度に固定される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のスプレー装置によれば、リンク機構が、いずれも平行４節リンクからなる第１リンク機構と第２リンク機構を備えている。第１リンク機構と第２リンク機構は、いずれも電動モータの回転運動を回転運動として出力するが、ねじ軸とナット部材の組み合わせが有するようなバックラッシを伴わない。したがって、本発明によれば、スプレーノズルを一対の金型の間へ迅速に進退移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るスプレー装置を示す側面図である。
【図２】図１のスプレー装置を正面視したときの部分断面図である。
【図３】（ａ）は図１のIIIａ矢視図であり、（ｂ）は図１のIIIｂ矢視図である。
【図４】本実施形態に係るスプレー装置の動作を示す図である。
【図５】本実施形態に係るリンク機構の動作を示す図である。
【図６】本実施形態に係るリンク機構の直線状の移動軌跡を説明する図である。
【図７】本実施形態において、移動距離の算出方法を説明する図である。
【図８】本実施形態に係るリンク機構の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係るスプレー装置１は、二つの４節リンクを備える。一方の４節リンクによる円弧状の移動軌跡の一部を、他方の４節リンクの動作により直線状の移動軌跡に変換する。以下、添付する図１〜図３を参照してスプレー装置１の構成について説明した後に、図４〜図７を参照してスプレー装置１の動作について説明する。
【００１６】
［スプレー装置１の全体構成］
スプレー装置１は、図１および図２に示すように、アタッチメント８を所定の軌跡に従って移動させるリンク機構３と、リンク機構３を動作させる駆動源５と、を備える。また、スプレー装置１は、リンク機構３および駆動源５を支持する支持構造７と、駆動源５の動作を制御することでリンク機構３に所定の動作をさせる制御装置４と、を備える。
【００１７】
スプレー装置１は、ダイカストマシンに付随して設けられ、金型キャビティ面に水、エアーおよび離型剤等を吹き付けて、清掃、冷却および離型剤塗布を行うスプレーノズルが設けられる。また、スプレー装置１は、ダイカストマシンにおいて、型開きされた金型のいずれか一方に保持されている鋳造品を取り出すハンドリング装置を設けることもできる。さらに、スプレー装置１は、射出成形装置に付随して設けることもできる。
【００１８】
［リンク機構３］
リンク機構３は、図１に示すように、第１リンク機構１０と第２リンク機構２０の二つのリンク機構を備えている。第１リンク機構１０と第２リンク機構２０は、それぞれ平行４節リンクからなり、一部のリンク要素を共有している。
【００１９】
４節リンクからなる第１リンク機構１０と第２リンク機構２０はそれぞれ揺動運動をなすが、第１リンク機構１０は第２リンク機構２０に比べて回転半径が大きい（ｒ１１＞ｒ２１）。回転半径の大きい第１リンク機構１０は、同じ揺動角度であっても、第２リンク機構２０よりも円弧状の移動軌跡が長い。これは、第１リンク機構１０が専らアタッチメント８の移動を担うのに対して、第２リンク機構２０は第１リンク機構１０による円弧上の移動軌跡を直線状に変換するのを担うという、両者の機能の違いに基づいている。以下、第１リンク機構１０、第２リンク機構２０の順にその構成を説明する。
【００２０】
［第１リンク機構１０］
第１リンク機構１０は、図１に示すように、その一部にアタッチメント８が取り付けられており、アタッチメント８を円弧状に移動させるのに加えて、第２リンク機構２０の駆動を伴うことでアタッチメント８を直線状に移動させる。第１リンク機構１０は、アタッチメント８の移動を主目的とする。アタッチメント８にはスプレーノズル９が取り付けられている。
【００２１】
第１リンク機構１０は、図１および図２に示すように、第１Ａリンク要素１１と、第１Ｂリンク要素１３と、第１Ｃリンク要素１５と、第１Ｄリンク要素１７と、を備える平行４節リンクである。第１リンク機構１０において、第１Ａリンク要素１１と第１Ｂリンク要素１３は回転半径（ｒ１１）が等しく、第１Ｃリンク要素１５と第１Ｄリンク要素１７は回転半径（ｒ１２）が等しい。回転半径（ｒ１１）と回転半径（ｒ１２）は、回転半径（ｒ１１）＞回転半径（ｒ１２）の関係を有している。
【００２２】
第１Ａリンク要素１１は、図２に示すように、その一端側が第１駆動源３０の第１出力軸３７に固定されている。
また、図１および図２に示すように、第１Ａリンク要素１１には、一端側に第１Ｃリンク要素１５がピン結合されており、他端側に第１Ｄリンク要素１７がピン結合されている。第１Ａリンク要素１１と対をなす第１Ｂリンク要素１３が設けられており、第１Ｂリンク要素１３の一端側に第１Ｃリンク要素１５がピン結合され、他端側に第１Ｄリンク要素１７がピン結合されている。
【００２３】
以上のように構成される第１リンク機構１０は、第１Ａリンク要素１１に対して第１Ｃリンク要素１５と第１Ｄリンク要素１７が回転対偶をなし、第１Ｂリンク要素１３に対して第１Ｃリンク要素１５と第１Ｄリンク要素１７が回転対偶をなしている。
第１リンク機構１０において、第１出力軸３７に固定される第１Ａリンク要素１１が、４節リンクにおける原動節をなしている。したがって、第１出力軸３７を正転または逆転すれば第１Ａリンク要素１１は正転または逆転する。これに伴って、第１Ａリンク要素１１と第１Ｂリンク要素１３は平行を保ちながら揺動運動する。
【００２４】
第１リンク機構１０において、第１Ａリンク要素１１、第１Ｂリンク要素１３、第１Ｃリンク要素１５および第１Ｄリンク要素１７は、アームまたはレバーと称される金属材料製の部材で構成される。図１に示すように、第１Ｄリンク要素１７を構成する部材はピン結合部分よりも延長された支持アーム１９を備えている。支持アーム１９はその先端にアタッチメント８が固定されている。アタッチメント８には、金型キャビティ面に水、エアーおよび離型剤等を吹き付けて、清掃、冷却および離型剤塗布を行うスプレーノズル９が取り付けられる。また、アタッチメント８には、型開きされた金型のいずれか一方に保持されている鋳造品や樹脂成形品等の対象物を掴む把持装置を設けることができる。スプレーノズル、把持装置などが取り付けられると、アタッチメント８を介して支持アーム１９に相当の荷重が負荷される。
【００２５】
［第２リンク機構２０］
第２リンク機構２０は、第１リンク機構１０による円弧状の移動軌跡を直線状の移動軌跡に変換することを主目的としている。
第２リンク機構２０は、図１および図２に示すように、第２Ａリンク要素２１と、第２Ｂリンク要素２３と、第２Ｃリンク要素２５と、第２Ｄリンク要素２７と、を備える平行４節リンクである。第２リンク機構２０において、第２Ａリンク要素２１と第２Ｂリンク要素２３は回転半径（ｒ２１）が等しく、第２Ｃリンク要素２５と第２Ｄリンク要素２７は回転半径（ｒ２２）が等しい。回転半径（ｒ２１）と回転半径（ｒ２２）は、回転半径（ｒ２１）＞回転半径（ｒ２２）の関係を有している。
【００２６】
第２Ａリンク要素２１はその一端側が第２駆動源４０の第２出力軸４７に固定されている。
また、図１および図２に示すように、第２Ａリンク要素２１には、一端側に第２Ｃリンク要素２５がピン結合されており、他端側に第２Ｄリンク要素２７がピン結合されている。第２Ａリンク要素２１と対をなす第２Ｂリンク要素２３が設けられており、第２Ｂリンク要素２３の一端側に第２Ｃリンク要素２５がピン結合され、他端側に第２Ｄリンク要素２７がピン結合されている。
【００２７】
以上のように構成される第２リンク機構２０は、第２Ａリンク要素２１に対して第２Ｃリンク要素２５と第２Ｄリンク要素２７が回転対偶をなし、第２Ｂリンク要素２３に対して第２Ｃリンク要素２５と第２Ｄリンク要素２７が回転対偶をなしている。
第２リンク機構２０において、第２出力軸４７に固定されている第２Ａリンク要素２１が、４節リンクにおける原動節をなしている。したがって、第２出力軸４７を正転または逆転すればり第２Ａリンク要素２１は正転または逆転する。これに伴って、第２Ａリンク要素２１と第２Ｂリンク要素２３は平行を保ちながら揺動運動をする。また、第２Ｄリンク要素２７と第１Ｃリンク要素１５を共有させているので、第２出力軸４７の回転運動が加わったとしても、アタッチメント８の姿勢は保たれる。
【００２８】
第２リンク機構２０において、第２Ａリンク要素２１、第２Ｂリンク要素２３および第２Ｄリンク要素２７は、第１リンク機構１０と同様に、金属材料製の部材で構成される。ただし、第２Ｃリンク要素２５は、第２Ａリンク要素２１を支持するブラケット５３と、ベースフレーム５１と、第２Ｂリンク要素２３を支持するブラケット５７の間に構成される。したがって、第２Ｃリンク要素２５は揺動することなく図示される角度に固定される。これにより、第２Ｃリンク要素２５に対向する第２Ｄリンク要素２７（第１Ｃリンク要素１５）および第２Ｄリンク要素２７に対向する第１Ｄリンク要素１７は、第２Ｃリンク要素２５と同じ角度に固定される。
【００２９】
［第１リンク機構１０と第２リンク機構２０の関係］
第１リンク機構１０は単独では支持アーム１９に取り付けられるアタッチメント８に円弧状の軌跡でしか移動させることができない。しかし、図１〜図３に示すように、リンク機構３は、第１Ｃリンク要素１５と第２Ｄリンク要素２７が第１リンク機構１０と第２リンク機構２０とで共有とされている。第１リンク機構１０による円弧状の軌跡で移動している最中に、円弧状の軌跡で第２リンク機構２０を駆動させると、第１リンク機構１０による円弧状の軌跡を直線状の軌跡にすることができる。
【００３０】
図１に示すように、第１リンク機構１０の第１Ａリンク要素１１（第１Ｂリンク要素１３）の回転半径ｒ１１と、第２リンク機構２０の第２Ａリンク要素２１（第２Ｂリンク要素２３）の回転半径ｒ２１とは、ｒ１１＞ｒ２１の関係を有する。これは、第１リンク機構１０がアタッチメント８の移動を主目的としているのに対して、第２リンク機構２０が第１リンク機構１０による円弧状の移動軌跡を直線状の移動軌跡に変換することを主目的としていることに基づいている。
【００３１】
［駆動源５］
次に、リンク機構３を駆動させる駆動源５について、図１〜図３を参照して説明する。
駆動源５は、図２に示すように、第１リンク機構１０を駆動させる第１駆動源３０と、第２リンク機構２０を駆動させる第２駆動源４０と、を備える。
【００３２】
第１駆動源３０は、図１〜図３に示すように、第１電動モータ３１と、第１電動モータ３１の出力軸である第１駆動軸３３と、第１駆動軸３３が連結される第１減速機３５と、第１減速機３５の第１出力軸３７と、を備えている。
第１駆動源３０は、第１Ｃリンク要素１５に取り付けられている。具体的には、第１電動モータ３１と第１減速機３５は、第２Ａリンク要素２１に固定されている。ただし、第１駆動軸３３は、第１電動モータ３１と第１減速機３５の間で回転可能とされている。また、第１減速機３５の第１出力軸３７も回転可能とされており、この第１出力軸３７には第１Ａリンク要素１１の一端側が固定されている。したがって、第１Ａリンク要素１１は第１電動モータ３１の正転または逆転により正転または逆転（揺動運動）する。
【００３３】
第２駆動源４０は、図２および図３に示すように、第２電動モータ４１と、第２電動モータ４１の出力軸である第２駆動軸４３と、第２駆動軸４３が連結される第２減速機４５と、第２減速機４５の第２出力軸４７と、を備えている。
第２駆動源４０は、第２ブラケット５５に取り付けられている。具体的には、第２電動モータ４１と第２減速機４５は、第２ブラケット５５に固定されている。ただし、第２駆動軸４３は、第２電動モータ４１と第２ブラケット５５の間で回転可能とされている。また、第２減速機４５の第２出力軸４７も回転可能とされており、この第２出力軸４７には第２Ａリンク要素２１の一端側が固定されている。したがって、第２Ａリンク要素２１は第２電動モータ４１の正転または逆転により正転または逆転（揺動運動）をする。
【００３４】
［支持構造７］
支持構造７は、リンク機構３を支持する。
支持構造７は、図１〜図３に示すように、ベースフレーム５１と、ベースフレーム５１に支持される第１ブラケット５３、第２ブラケット５５および第３ブラケット５７と、を備える。ベースフレーム５１、第１ブラケット５３、第２ブラケット５５および第３ブラケット５７は、いずれも金属材料から構成される。
第１ブラケット５３は、ベースフレーム５１から立ち上がり、第２Ａリンク要素２１の一方の側面側において、第２Ａリンク要素２１を回転可能に支持する。第２ブラケット５５は、ベースフレーム５１から立ち上がり、第２Ａリンク要素２１の他方の側面側において、第２Ａリンク要素２１を回転可能に支持する。第３ブラケット５７は、ベースフレーム５１から立ち上がり、第２Ｂリンク要素２３を回転可能に支持する。
【００３５】
［制御装置４］
制御装置４は、第１リンク機構１０の第１電動モータ３１と第２リンク機構２０の第２電動モータ４１の動作を制御する。この制御は、第１電動モータ３１と第２リンク機構２０とを同期制御する。制御装置４は、例えば、スプレー装置１専用の制御装置４であってもよいし、スプレー装置１が適用されるダイカストマシン２の制御装置４における制御ユニットとして内蔵されてもよい。
なお、本実施形態において直線状軌跡を数学上で定義される理想的な直線とするには、制御装置４に高い計算能力や大きな記憶容量といった高性能が要求される。一方で、円弧状軌跡の任意の範囲を必ずしも理想的な直線に変換しなくても、本実施形態の目的は達成できる。つまり、例えば、水平方向Ｈに微小量の変位のあるジグザグな軌跡であっても、円弧状軌跡に比べると、任意の範囲における円弧状軌跡の水平方向Ｈの変位幅を抑制できるので、アタッチメント８に関する様々な制約を減少させることができる。
【００３６】
また、本実施形態において、アタッチメント８を円弧状軌跡で移動させる第１リンク機構１０と第２リンク機構２０を移動させる第２電動モータ４１とを同期制御させることが好ましい。そのためには、少なくとも第１電動モータ３１と第２電動モータ４１にサーボモータが採用されることが好ましい。
【００３７】
［スプレー装置１の適用例］
次に、スプレー装置１がダイカストマシン２に適用される例について図４および図５を参照して説明する。
ここで、ダイカストマシン２は、固定盤６１と、固定盤６１の金型取付面に取り付けられる固定金型６３と、を備えている。また、ダイカストマシン２は、固定盤６１と対向する位置に設けられ、図示しない型締装置の駆動手段により、型開閉方向に移動可能な可動盤６５と、可動盤６５の固定盤６１と対向する金型取付面に取り付けられる可動金型６７と、を備えている。固定金型６３および可動金型６７がそれぞれ取り付け可能な固定盤６１および可動盤６５と、図示を省略するタイバーに沿って可動盤６５を型開閉方向に移動可能な駆動手段とで型締装置を構成する。
【００３８】
スプレー装置１は、図４に示すように、ダイカストマシン２の固定盤６１の上方に配置されている。なお、図４においては、固定金型６３および可動金型６７は型開き状態のダイカストマシン２の一部のみが示されている。
ここで示す例は、固定金型６３および可動金型６７のキャビティ面に、アタッチメント８に取り付けられているスプレーノズル９から水、エアーおよび離型剤等を吹き付けて、清掃、冷却および離型剤塗布の作業を行う。
【００３９】
スプレー装置１はこの作業を行うまでは、図４に実線で示す待機位置Ｐｗにいる。待機位置Ｐｗにおいて、リンク機構３は上限にある。
スプレー装置１はこの作業を行うために、図４および図５に示すように、待機位置Ｐｗにいたリンク機構３は区間Ａ１において下向きに円弧状の軌跡を移動する。リンク機構３は、図４および図５に示すように、区間Ａ１を過ぎると区間Ａ２において鉛直方向の下向きに直線状の軌跡を移動して、動作位置Ｐａに至る。動作位置Ｐａにおいて、リンク機構３は下限にある。図５（ｂ）において、図５（ａ）（待機位置Ｐｗ）にある第１リンク機構１０および第２リンク機構２０は破線で示されており、図５（ｃ）（動作位置Ｐａ）において、図５（ｂ）にある第１リンク機構１０および第２リンク機構２０は破線で示されている。
【００４０】
区間Ａ１において、アタッチメント８は鉛直方向Ｖに沿った姿勢を保つ。また、区間Ａ２においても、アタッチメント８は鉛直方向Ｖに沿った姿勢を保つ。このようにアタッチメント８が鉛直方向Ｖに沿った姿勢を保つことができるのは、第１リンク機構１０と第２リンク機構２０とが第１Ｃリンク要素１５と第２Ｄリンク要素２７とを共有しており、かつ、第２リンク機構２０の第２Ｃリンク要素２５が固定されているためである。つまり、第２リンク機構２０の第２Ｃリンク要素２５が固定されていることで、第１リンク機構１０および第２リンク機構２０が正転または逆転運動したとしても、第１リンク機構１０の第１Ｄリンク要素１７の角度は固定されている第２リンク機構２０の第２Ｃリンク要素２５の角度と等しくなる。こうして、アタッチメント８は鉛直方向Ｖに沿った姿勢を保つことができる。
【００４１】
区間Ａ１において、第１リンク機構１０は図中の時計周りに回転し、第２リンク機構２０は動作を停止するか図中の時計周りに回転する。この図中の時計周りに回転することを「正転」ということにする。なお、図５においては、理解を容易にするために、第２リンク機構２０の動作を停止している。第１リンク機構１０と第２リンク機構２０の双方を正転させれば、単位時間当たりのアタッチメント８およびスプレーノズル９の移動量を大きくできる。ただし、この場合には第１リンク機構１０による第１円弧状軌跡ＫＣ１と第２リンク機構２０による第２円弧状軌跡ＫＣ２とが重畳される。この重畳された軌跡は数学上の理想的な円弧からずれるが、本実施形態においてはこのような軌跡も円弧状軌跡に含むものとする。
区間Ａ２においては、第１リンク機構１０は正転し、第２リンク機構２０は図中の反時計周りに回転する動作を行う。この図中の反時計周りに回転することを「逆転」ということにする。
第１リンク機構１０の正転動作と第２リンク機構２０の逆転動作を組み合わせることにより、区間Ａ２において、アタッチメント８は鉛直方向の下向きの直線状軌跡を移動する。このアタッチメント８が直線状軌跡を移動する制御について、詳しくは後述する。
【００４２】
作業を終えてアタッチメント８が動作位置Ｐａから待機位置Ｐｗに移動するときは、リンク機構３は以上と逆の動作を行う。つまり、動作位置Ｐａにいたリンク機構３は区間Ａ２において直線状の軌跡を鉛直方向Ｖの上向きに移動する。区間Ａ１に達すると、リンク機構３は区間Ａ１において上向きに円弧状の軌跡を移動する。
区間Ａ２において、第１リンク機構１０は逆転するとともに、第２リンク機構２０は正転する。区間Ａ１において、第１リンク機構１０は逆転するが、第２リンク機構２０は停止するか逆転する。
第１リンク機構１０の逆転動作と第２リンク機構２０の正転と逆転を組み合わせることにより、区間Ａ２において、アタッチメント８は鉛直方向の上向きの直線状軌跡を移動する。
【００４３】
［直線状移動軌跡におけるリンク機構３の動作］
次に、図６を参照して、リンク機構３が直線状の移動軌跡を実現するための、第１リンク機構１０の動作と第２リンク機構２０の動作について説明する。
アタッチメント８が固定金型６３と可動金型６７の間に進出する際には、第１リンク機構１０が正転するのに加えて第２リンク機構２０が逆転および正転することにより、第１リンク機構１０による円弧状の動作を直線状の動作に変換する。具体的には、図６（ａ）の点Ｐ１から頂点ＴＰまでは第２リンク機構２０は逆転するが、頂点ＴＰから点Ｐ２までは第２リンク機構２０は正転する。
また、アタッチメント８が固定金型６３と可動金型６７の間から退出する際には、第１リンク機構１０が逆転するのに加えて第２リンク機構２０が逆転および正転することにより、第１リンク機構１０による円弧状の動作を直線状の動作に変換する。具体的には、図６（ａ）の点Ｐ２から頂点ＴＰまでは第２リンク機構２０は逆転するが、頂点ＴＰから点Ｐ１までは第２リンク機構２０は正転する。
【００４４】
本実施形態に係るスプレー装置１の第１円弧状軌跡ＫＣ１の凸方向は水平方向Ｈと一致し、その凸部は可動金型６７側に突出している。説明の便宜のため、凸方向において、突出側（可動金型６７側／図６右側）を前方（Ｆ）および前方（Ｆ）への移動を前進とし、前進量を＋（プラス）表記とする。一方、凸方向における前方とは逆向き（固定金型６３側／図６左側）を後方（Ｂ）および後方（Ｂ）への移動を後退とし、後退量を−（マイナス）表記とする。また、本実施形態において、水平方向Ｈと型開閉方向が一致する。
【００４５】
＜相対的な位置関係の調整手順＞
本実施形態に係るリンク機構３の動作においては、はじめに、型開き状態の金型（固定金型６３と可動金型６７）と第１円弧状軌跡ＫＣ１との相対的な位置関係の調整が行われる。本実施形態においては、第１円弧状軌跡ＫＣ１に沿ってアタッチメント８を移動させてアタッチメント８を金型間へ進入・退出する。この進入・退出の際、金型や金型上部の突出部等と干渉しないように、第１リンク機構１０の正転によりアタッチメント８を凸方向（型開閉方向）に移動させ、型開き状態の金型と第１円弧状軌跡ＫＣ１との相対的な位置関係を調整するものである。加えて、後述する直線状軌跡ＫＬにあるアタッチメント８が固定金型６３および可動金型６７に対してより効果的にスプレー機能を実行できるような、型開き状態の固定金型６３および可動金型６７間の所望位置になるように、当該位置が調整されることが好ましい。一例として、図６（ａ）には、調整後の第１円弧状軌跡ＫＣ１は凸部の頂点ＴＰが金型の上下方向の中央と略一致し、且つ、同凸部が固定金型６３に近寄った位置に調整されている。また、図４に示すように、図６（ａ）とは逆向きにアタッチメント８がずれていてもよい。
【００４６】
この相対的な位置関係の調整手順から後述する移動制御手順までは、ティーチング（teaching）としてその動作をプログラムとして制御装置４に記録することができる。以後は、固定金型６３、可動金型６７などの条件が同じ場合に、記録されたプログラムに基づいて制御装置４が第１電動モータ３１、第２電動モータ４１の動作を制御して相対的な位置関係の調整手順から移動制御手順までを再生することができる。
【００４７】
＜任意範囲の決定手順＞
次に、第１円弧状軌跡ＫＣ１を直線状軌跡ＫＬに変換させる任意の範囲を決定する。アタッチメント８と金型等との干渉を回避する上で、直線状軌跡ＫＬの上端位置は、アタッチメント８の下方が金型間に進入する位置から若干上方に余裕を持たせた位置が好ましい。これを点Ｐ１とする。一方、直線状軌跡ＫＬの下端は、金型キャビティ面の下端まで確実にエアーおよび離型剤等を吹き付けて、金型キャビティ面の清掃、冷却および離型剤塗布を行うために、金型キャビティ面の下端位置から若干下方に余裕を持たせた位置が好ましい。これを点Ｐ２とする。
【００４８】
次に、アタッチメント８を第１円弧状軌跡ＫＣ１の任意の範囲、すなわち、点Ｐ１から点Ｐ２へ移動させる間に行われる二つの手順を説明する。二つの手順とは、移動距離算出と移動制御である。
＜移動距離算出手順＞
アタッチメント８が点Ｐ１に到達すると、アタッチメント８が、第１円弧状軌跡ＫＣ１上の２点間を第１円弧状軌跡ＫＣ１に沿って時間Δｔで移動する場合の、移動距離ΔＬｔを算出する移動距離算出手順が行われる。このΔＬｔはアタッチメント８の凸方向（型開閉方向）の、一方の側（前方／可動金型６７側）への移動距離である。ここでは、第１円弧状軌跡ＫＣ１上の２点を点Ｐ１と点ＰＸとし、アタッチメント８が第１円弧状軌跡ＫＣ１に沿ってこの２点間を移動するのに時間Δｔを要するものとする。また、この２点間（点Ｐ１から点ＰＸ）の第１円弧状軌跡ＫＣ１の凸方向（型開閉方向）の距離をΔＬｔとする。先に説明したように、これはアタッチメント８の前方への移動距離であるため、図６には「＋ΔＬｔ」と表記されている。
【００４９】
＜移動制御手順＞
移動距離算出手順で「＋ΔＬｔ」が算出されると、次に、第２リンク機構２０を、第１円弧状軌跡ＫＣ１の凸方向の他方の側（後方／固定金型６３側）へ、時間Δｔで移動距離「＋ΔＬｔ」と略同距離移動させる移動制御手順が行われる。この移動制御手順による第２リンク機構２０の移動は後方への移動（後退）であるため、図６にはその移動距離が「−ΔＬｔ」と表記されている。移動距離「−ΔＬｔ」の具体的な算出方法は後述する。
【００５０】
＜頂点ＴＰに到達するまで＞
実際には、移動距離算出手順による「＋ΔＬｔ」の算出は微少時間で完了するため、アタッチメント８の点Ｐ１への到達と略同時に、これら移動距離算出手順と移動制御手順とが略同時に行われる。その結果、点Ｐ１から点ＰＸへの移動において、第１リンク機構１０によるアタッチメント８が凸方向に移動（前進）した移動距離「＋ΔＬｔ」は、同じく時間Δｔ間に第２リンク機構２０が凸方向に移動（後退）した移動距離「−ΔＬｔ」により相殺される。これにより、第１円弧状軌跡ＫＣ１上にある点ＰＸは、実際には点ＰＸ´に位置することになる。このように、第１円弧状軌跡ＫＣ１の任意の範囲である点Ｐ１から点ＰＸまでの移動軌跡は、金型の分割面、本実施形態においては鉛直方向Ｖに対して平行な直線状軌跡である点Ｐ１から点ＰＸ´に変換される。
【００５１】
同様に、アタッチメント８が点ＰＸ（見かけ上は点ＰＸ´）に到達すると、移動距離算出手順により、アタッチメント８が、第１円弧状軌跡ＫＣ１上の点ＰＸから点ＰＹまでを第１円弧状軌跡ＫＣ１に沿って時間Δｔ２で移動する場合の、第１円弧状軌跡ＫＣ１の凸方向の前方への移動距離「＋ΔＬｔ２」が算出される。そして、略同時に、算出された「＋ΔＬｔ２」に基づき、第２リンク機構２０を、第１円弧状軌跡ＫＣ１の凸方向の後方／固定金型６３側）へ、時間Δｔ２で移動距離「−ΔＬｔ」移動させる移動制御手順が行われる。その結果、アタッチメント８の第１円弧状軌跡ＫＣ１の点ＰＸから点ＰＹまでの移動軌跡は、鉛直方向Ｖに対して平行な直線状軌跡、点ＰＸ´から点ＰＹ´に変換される。
【００５２】
このように、移動距離算出手順と移動制御手順とを継続して行わせることにより、点Ｐ１から点ＰＹまでの移動軌跡を、鉛直方向Ｖに対して平行な点Ｐ１から点ＰＹ´を結ぶ直線状軌跡に変換させることができる。
【００５３】
＜頂点ＴＰへの到達以降＞
次に、アタッチメント８の金型間への進入時、第１円弧状軌跡ＫＣ１に沿ったアタッチメント８の凸方向の移動は、第１円弧状軌跡ＫＣ１の凸部の頂点ＴＰに到達するまでは前方（可動金型６７側）への移動（前進）である。そして、頂点ＴＰへの到達時において、アタッチメント８の凸方向の移動量はゼロとなる。これ以降、アタッチメント８の凸方向の移動の向きは切り替わり、アタッチメント８が進入限位置（点Ｐ２）に到達するまで、第１円弧状軌跡ＫＣ１に沿ったアタッチメント８の凸方向の移動は後方（固定金型６３側）への移動（後退）となる。アタッチメント８の金型間への進入時における、アタッチメント８の凸方向の移動が後退である場合（頂点ＴＰ以降）の軌跡変換方法を、図６（ｂ）を参照しながら説明する。
【００５４】
図６（ｂ）は、アタッチメント８の凸方向の移動が、前進から後退へと切り替わった後の軌跡変換方法を説明する概略軌跡図である。アタッチメント８が頂点ＴＰ（見かけ上は点ＴＰ´）に到達すると、移動距離算出手順により、アタッチメント８が第１円弧状軌跡ＫＣ１の凸方向の後方への移動距離「−ΔＬｔ３」が算出される。この移動距離は、第１円弧状軌跡ＫＣ１上の頂点ＴＰから点ＰＺまでを第１円弧状軌跡ＫＣ１に沿って時間Δｔ３で移動する距離である。そして、略同時に、算出された「−ΔＬｔ３」に基づき、第２リンク機構２０を、第１円弧状軌跡ＫＣ１の凸方向の前方／可動金型６７側）へ、時間Δｔ３で移動距離「＋ΔＬｔ３」移動させる移動制御手順が行われる。その結果、アタッチメント８の第１円弧状軌跡ＫＣ１の頂点ＴＰから点ＰＺまでの移動軌跡は、鉛直方向Ｖに対して平行な直線状軌跡、頂点ＴＰ´から点ＰＺ´に変換される。
【００５５】
同様にして、アタッチメント８が点ＰＺ（見かけ上は点ＰＺ´）に到達すると、移動距離算出手順により、アタッチメント８が第１円弧状軌跡ＫＣ１の凸方向の後方への移動距離「−ΔＬｔ４」が算出される。この移動距離は、第１円弧状軌跡ＫＣ１上の点ＰＺから点Ｐ２までを第１円弧状軌跡ＫＣ１に沿って時間Δｔ４で移動する距離である。そして、略同時に、算出された「−ΔＬｔ４」に基づき、第２リンク機構２０を、第１円弧状軌跡ＫＣ１の凸方向の前方／可動金型６７側）へ、時間Δｔ４で移動距離「＋ΔＬｔ４」移動させる移動制御手順が行われる。その結果、アタッチメント８の第１円弧状軌跡ＫＣ１の点ＰＺから点Ｐ２までの移動軌跡は、鉛直方向Ｖに対して平行な直線状軌跡、点ＰＺ´から点Ｐ２´に変換される。このようにして、第１円弧状軌跡ＫＣ１の任意の範囲である点Ｐ１から点Ｐ２までの軌跡が、鉛直方向Ｖに対して平行な直線状軌跡ＫＬ、すなわち、点Ｐ１から点Ｐ２´に連続的に変換される。
【００５６】
＜移動距離「−ΔＬｔ」の算出方法＞
移動距離「−ΔＬｔ」の具体的な算出方法を図７をも参照して説明する。なお、ここでは、第１リンク機構１０および第２リンク機構２０による水平方向Ｈの移動量のみを考慮した簡易的な算出方法を説明する。
【００５７】
図７に示すように、第１リンク機構１０の回転半径をｒ１１、第２リンク機構２０の回転半径をｒ２１とする。また、アタッチメント８が直線状軌跡ＫＬ（点Ｐ１〜頂点ＴＰ）を移動するときの第１リンク機構１０の回転角の範囲をθ１とする。なお、図７において、第１リンク機構１０および第２リンク機構２０はそれぞれ線分で示されている。
【００５８】
第１リンク機構１０による第１円弧状軌跡ＫＣ１上にある点Ｐ１以降の任意の位置（ｘ１，ｙ１）は以下により特定される。ただし、０≦θｎ１≦θ１である。また、α（−ΔＬｔ）は第１リンク機構１０の動作によるｘ軸方向の変位量である。
ｘ１＝ｒ１１・ｃｏｓ（θ１−θｎ１）…式（１）
ｒ１１−ｘ１＝α…式（２）
ｙ１＝ｒ１１・ｓｉｎ（θ１−θｎ１）…式（３）
【００５９】
第１円弧状軌跡ＫＣ１を直線状軌跡ＫＬに変換するには、θ１の範囲で変位量αを相殺するように第２リンク機構２０を動作させる。第２リンク機構２０の動作による第２円弧状軌跡ＫＣ２の位置（ｘ２，ｙ２）は以下により特定される。ただし、０≦θｎ２≦θ２である。
ｘ２＝ｒ２１・ｓｉｎ（θ２−θｎ２） … 式（４）
ｙ２＝ｒ２１・ｃｏｓ（θ２−θｎ２） … 式（５）
【００６０】
変位量αを相殺するには、式（２）と式（４）が等しくなればよいので、式（６）が成り立つ。そうすれば、第１リンク機構１０と第２リンク機構２０は、式（６）で示される回転角の関係が維持されるように動作が制御されると、第１円弧状軌跡ＫＣ１が直線状軌跡ＫＬに変換される。
頂点ＴＰに到達した以降においても同様にして第１円弧状軌跡ＫＣ１が直線状軌跡ＫＬに変換できる。
α＝ｒ１１−（ｒ１１・ｃｏｓ（θ１−θｎ１））＝ｒ２１・ｓｉｎ（θ２−θｎ２）
… 式（６）
【００６１】
［実施形態の効果］
次に、本実施形態に係るスプレー装置１の作用および効果を説明する。
【００６２】
スプレー装置１のリンク機構３は、いずれも平行４節リンクからなる第１リンク機構１０と第２リンク機構２０からなる。したがって、バックラッシュが存在する例えばボールねじを備えるスライド機構の駆動装置に比べて、迅速な移動を可能にできるのに加えて位置精度が高い。
【００６３】
スプレー装置１において、リンク機構３が第１リンク機構１０と第２リンク機構２０を備えている。主に第１リンク機構１０の動作によりアタッチメント８は円弧状軌跡を移動するが、第２リンク機構２０の動作を加えることにより、円弧状軌跡は直線状軌跡に変換される。これにより、スプレー装置１を使用するときに、型開きを狭くできる。また、アタッチメント８から金型キャビティ面までの距離を均等にできるので、吹き付けられる離型剤の状態を均等にできる。
【００６４】
また、スプレー装置１は、スライド機構を備える駆動装置に比べると以下の利点がある。
つまり、スライド機構を備える駆動装置は、スライド部品に潤滑が必要であるが、この潤滑には専用の自動潤滑システムが推奨される。また、スライド部品およびボールねじの納期が長いため、当該部分に障害が生じたときに迅速な対応が困難である。これに対して、本実施形態におけるリンク機構３は、専用の自動システムがなくても回転部分に潤滑材を定期的に供給すれば足りる。また、リンク機構３を構成するリンク要素は上述のスライド部品、ボールねじに比べて納期が相当に短いので、当該部分に障害が生じたときに迅速な対応ができる。
【００６５】
さらに、スライド機構を備える駆動装置の場合、型厚調整もスライド機構を用いて行うため、前後方向の寸法が大きくなる。これに対して、スプレー装置１は、これらのスライド機構を用いないので、スプレー装置１の前後方向の寸法を小さくできる。
【００６６】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【００６７】
以上で説明した第１リンク機構１０と第２リンク機構２０のいずれもが平行４節リンクからなるが、本発明における第１リンク機構、第２リンク機構はこれに限定されない。つまり、平行ではない４節リンク（非平行４節リンク）であっても、移動軌跡は予め特定できる。したがって、第１リンク機構と第２リンク機構の両者を非平行４節リンクとし、または、第１リンク機構と第２リンク機構の一方を非平行４節リンクとし他方を平行４節リンクとしても、本発明を実現できる。ただし、本実施形態のように二つの平行４節リンクを用いる方が、移動距離の算出などの動作制御に関わる負荷が少なくてすむ。
【００６８】
また、本発明において、第１電動モータ３１と第２電動モータ４１を設ける位置は任意である。つまり、上述した実施形態は図８（ａ）に示す位置に第１電動モータ３１と第２電動モータ４１を設けるが、図８（ｂ）〜図８（ｄ）に示す位置に第１電動モータ３１と第２電動モータ４１を設けることができる。つまり本発明において、第１リンク機構１０のいずれかの節に第１電動モータ３１を設け、第２リンク機構２０のいずれかの節に第２電動モータ４１を設けることができる。
【００６９】
次に、ダイカストマシンや射出成形機の型締装置の型開閉ストローク（ダイストローク）は一定である。そのため、固定金型６３および可動金型６７を型合わせさせた場合の型開閉方向の金型の厚み（ダイハイト）によって、型開き状態の金型間距離が変化する。この変化は、固定盤６１から固定金型６３の金型分割面までの距離、または、可動盤６５から可動金型６７の金型分割面までの距離についても現れる。また、製造する製品に応じて、アタッチメント８と固定金型６３および可動金型６７のそれぞれの金型分割面からの離間距離も様々である。
よって、固定金型６３や可動金型６７のそれぞれのダイハイトおよびアタッチメント８の種類等の関連データに応じて、型開き状態の金型と円弧状軌跡との相対的な位置関係の調整や、円弧状軌跡を直線状軌跡に変換させる任意の範囲の設定が自動で行われることが好ましい。
【符号の説明】
【００７０】
１      スプレー装置
２      ダイカストマシン
３      リンク機構
４      制御装置
５      駆動源
７      支持構造
８      アタッチメント
９      スプレーノズル
１０    第１リンク機構
１１    第１Ａリンク要素
１３    第１Ｂリンク要素
１５    第１Ｃリンク要素
１７    第１Ｄリンク要素
２０    第２リンク機構
２１    第２Ａリンク要素
２３    第２Ｂリンク要素
２５    第２Ｃリンク要素
２７    第２Ｄリンク要素
１９    支持アーム
３０    第１駆動源
３１    第１電動モータ
３３    第１駆動軸
３５    第１減速機
３７    第１出力軸
４０    第２駆動源
４１    第２電動モータ
４３    第２駆動軸
４５    第２減速機
４７    第２出力軸
５１    ベースフレーム
５３    第１ブラケット
５５    第２ブラケット
５７    第３ブラケット
６１    固定盤
６３    固定金型
６５    可動盤
６７    可動金型
Ａ１    円弧区間
Ａ２    直線区間
ＫＣ１，ＫＣ２  円弧状軌跡
ＫＬ    直線状軌跡
Ｐａ    動作位置
Ｐｗ    待機位置
【図１】
2020082160.tif 000003
【図２】
2020082160.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020082160.tif 000006
【図５】
2020082160.tif 000007
【図６】
2020082160.tif 000008
【図７】
2020082160.tif 000009
【図８】
2020082160.tif 000010