(57)【要約】【課題】小型化され、成形材料を射出、充填したときの型開きの発生を確実に防止可能で、省エネルギー運転が可能な型締装置を提供する。【解決手段】固定金型２を保持する固定盤３と、固定盤３に対して移動可能に設けられ、固定金型３に対向する可動金型４を保持する可動盤５と、固定金型３と可動金型４とが接触した状態において、可動盤５を間において固定盤３とタイバーによって連結され、可動盤５を固定盤３に向けて押圧し、タイバー６の伸びに応じた力で固定金型３と可動金型４とを型締する型締シリンダ１５と、型締時の型締シリンダ１５と可動盤５との相対位置をロックする楔体２１を備えるロック機構２０とを有する。【選択図】図１
2004195804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型を保持する固定盤と、
前記固定盤に対して移動可能に設けられ、前記固定金型に対向する可動金型を保持する可動盤と、
前記固定金型と前記可動金型とが接触した状態において、前記可動盤を間において前記固定盤とタイバーによって連結され、前記可動盤を前記固定盤に向けて押圧し、前記タイバーの伸びに応じた力で前記固定金型と前記可動金型とを型締する型締シリンダと、
型締時の前記型締シリンダと前記可動盤との相対位置をロックする楔体を備えるロック機構と
を有する型締装置。
【請求項２】
前記ロック機構は、前記楔体を前記型締シリンダと前記可動金型との間に挿入する駆動手段を有する
請求項１に記載の型締装置。
【請求項３】
前記楔体を前記型締シリンダと前記可動金型との間に挿入したのち、前記型締シリンダによる押圧を解放する
請求項２に記載の型締装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、型締装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイカストマシンや射出成形機等の成形機では、金型を型締装置により型締した状態で、樹脂や金属溶湯等の成形材料をキャビティに射出、充填する。
型締装置としては、たとえば、トグル式型締装置、直圧式型締装置、複合式型締装置等が知られている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１９３１６２号公報
【特許文献２】
実公平７−５００４６号公報
【特許文献３】
特公昭３９−２３７１４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、型締装置においては、成形材料をキャビティに射出、充填した際には、金型の中に射出された成形材料の圧力により型締された金型が開き、成形材料が型合わせ面から噴出するのを防ぐ必要がある。特に、ダイカストマシンでは、成形材料である金属溶湯の慣性が大きいため、金型が開きやすい。
また、一般に、トグル式型締装置や直圧式型締装置は、装置が大型化するという不利益が存在する。
さらに、直圧式型締装置や複合式型締装置では、型締用の油圧シリンダ装置を型締動作中継続して駆動する必要があるため、電力消費が大きいという不利益も存在した。
【０００５】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、その目的は、小型化され、成形材料を射出、充填したときの型開きの発生を確実に防止可能で、省エネルギー運転が可能な型締装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の型締装置は、固定金型を保持する固定盤と、移動可能に設けられ、前記固定金型に対向する可動金型を保持する可動盤と、前記固定金型と前記可動金型とが接触した状態において、前記可動盤を間において前記固定盤とタイバーによって連結され、前記可動盤を前記固定盤に向けて押圧し、前記タイバーの伸びに応じた力で前記固定金型と前記可動金型とを型締する型締シリンダと、型締時の前記型締シリンダと前記可動盤との相対位置をロックする楔体を備えるロック機構とを有する。
【０００７】
好適には、前記ロック機構は、前記楔体を前記型締シリンダと前記可動金型との間に挿入する駆動手段を有する。
【０００８】
さらに好適には、本発明の型締装置は、前記楔体を前記型締シリンダと前記可動金型との間に挿入したのち、前記型締シリンダによる押圧を解放する。
【０００９】
本発明では、固定金型と可動金型とが接触した状態において型締シリンダを駆動すると、可動盤が固定盤に向けて押圧され、タイバーの伸びに応じた力で固定金型と可動金型とが型締される。タイバーが伸びると、可動盤と型締シリンダとは、タイバーの伸びに応じた相対位置関係となる。この相対位置関係が楔体を備えるロック機構によってロックされる。これにより、成形材料を射出、充填したときの型開きの発生が確実に防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る型締装置の構成を示す断面図である。
図１に示す型締装置１は、固定金型２と、固定盤３と、可動金型４と、可動盤５と、タイバー６と、型開閉シリンダ１０と、型締シリンダ１５と、ロック機構２０と、ハーフナット３０と、ハーフナット駆動用シリンダ３１と、移動用シリンダ４０と、位置検出器５０とを有する。
【００１１】
固定金型２は、固定盤３に保持されている。
固定盤３は、図示しないベース上に固定されている。
可動金型４は、固定金型２に対向して可動盤５に保持されている。
可動盤５は、固定盤３が固定されたベース上を固定盤３に対して接近、離隔する型開方向Ａ１および型閉方向Ａ２で示す向きに移動可能に設けられている。
【００１２】
固定金型２と可動金型４とを型閉することにより、固定金型２と可動金型４との間には図示しないキャビティが形成される。このキャビティに固定金型２の背面側に設けられる図示しない射出装置により金属溶湯が射出、充填される。
【００１３】
型開閉シリンダ１０は、固定盤３に固定されている。この型開閉シリンダ１０が備えるピストンロッド１１の先端部は、可動盤５に連結されている。
型開閉シリンダ１０は、たとえば、油圧によって駆動され、ピストンロッド１１の伸縮により、可動盤５が型開方向Ａ１および型閉方向Ａ２に移動する。
【００１４】
タイバー６は、複数設けられており、一端部が固定盤３に固定されており、他方端にはハーフナット３０と噛合するねじ部６ａが形成されている。このタイバー６は、可動盤５を貫通している。
【００１５】
型締シリンダ１５は、可動盤５の背面５ｂ側に矢印Ｂ１およびＢ２で示す可動盤５に接近、離隔する向きに移動可能に配置されている。
型締シリンダ１５は、ピストン１６を備えており、型締シリンダ１５に図示しない油圧ポンプから作動油を供給することにより、ピストン１６が可動盤５の背面５ｂを型閉方向Ａ２に押圧可能となっている。
【００１６】
ハーフナット３０は、タイバー６に形成されたねじ部６ａと噛合可能に型締シリンダ１５に設けられている。ハーフナット３０がタイバー６のねじ部６ａに噛合することにより、型締シリンダ１５とタイバー６とが結合される。
ハーフナット駆動用シリンダ３１は、型締シリンダ１５に設けられている。このハーフナット駆動用シリンダ３１を駆動することにより、ハーフナット３０がタイバー６のねじ部６ａに噛合する。
【００１７】
ロック機構２０は、可動楔部材２１と、固定楔部材２２と、シリンダ２３とを有する。このロック機構２０は、後述するように、型締時に、可動盤５と型締シリンダ１５との相対位置をロックする。このロック機構２０は、必要に応じた数だけ設けられる。
可動楔部材２１は、シリンダ２３のピストンロッド２３ａに連結されており、可動盤５の移動方向に直交する後退方向Ｃ１および押込方向Ｃ２に移動可能に保持されている。可動楔部材２１は、型締シリンダ１５の端面１５ｆに当接する背面２１ｂと、固定楔部材２２に当接する所定角度で傾斜した傾斜面２１ｆとを有する。なお、背面２１ｂは可動盤５の移動方向に垂直な面であり、傾斜面２１ｆは背面２１ｂに対して所定角度で傾斜している。
【００１８】
固定楔部材２２は、背面２２ｂが可動盤５に固定されており、可動楔部材２１の傾斜面２１ｆと同じ角度で傾斜した傾斜面２２ｆを備える。この傾斜面２２ｆは、可動楔部材２１の傾斜面２１ｆと当接可能に対向している。なお、可動楔部材２１の傾斜面２１ｆと固定楔部材２２の傾斜面２２ｆの傾斜角度は、型締時に可動楔部材２１と固定楔部材２２との間に力が互いに作用したときに、可動楔部材２１が後退方向Ｃ１に移動しない角度に設定される。
【００１９】
シリンダ２３は、固定部材２４によって型締シリンダ１５に連結されている。このシリンダ２３を駆動することにより、可動楔部材２１が後退方向Ｃ１および押込方向Ｃ２に移動位置決めされる。
なお、可動楔部材２１を移動するアクチュエータとしては、シリンダ２３に限らず、サーボモータを備えるスライド機構等、可動楔部材２１を後退方向Ｃ１および押込方向Ｃ２に位置決めできるアクチュエータであればよい。
【００２０】
移動用シリンダ４０は、型締シリンダ１５に固定されている。この移動用シリンダ４０に備わるピストンロッド４０ａは、可動盤５に連結されている。移動用シリンダ４０を駆動してピストンロッド４０ａを伸縮することにより、型締シリンダ１５が可動盤５に対して移動する。
【００２１】
位置検出器５０は、型締シリンダ１５と可動盤５との距離Ｔを検出する。位置検出器５０としては、たとえば、リニアスケールが用いられる。
なお、上記構成の型締装置１は、図示しない制御装置により総合的に制御される。
【００２２】
次に、上記構成の型締装置１の動作の一例について図２および図３に示すフローチャートを参照して説明する。
図２および図３は、図示しない制御装置による型締装置１の制御手順を示している。
図２に示すように、まず、鋳造サイクルを開始する前に、鋳造サイクルのための準備が完了したかを確認する（ステップＳＴ１）。
準備が完了していない場合には、図１に示す固定金型２および可動金型４の型厚Ｄｔ1 およびＤｔ2 を制御装置に入力する（ステップＳＴ５）。なお、鋳造サイクルのための準備は、型厚Ｄｔ1 およびＤｔ2 の入力以外にも存在するが説明を省略する。
【００２３】
制御装置では、入力された型厚Ｄｔ1 およびＤｔ2 やタイバー６の寸法等から、型締を行うときの型締シリンダ１５と可動盤５との設定距離ＴA を算出するとともに、固定金型２および可動金型４を型開したときの型開距離Ｌｓを算出する（ステップＳＴ６）。
【００２４】
距離ＴA および型開距離Ｌｓの算出が完了すると、鋳造サイクルをスタートする（ステップＳＴ２）。
まず、型開閉シリンダ１０を駆動し、図４に示すように、可動盤５を型閉方向Ａ２に前進させる（ステップＳＴ３）。可動盤５を型閉方向Ａ２に前進させ、可動金型４が固定金型２に接触する位置で可動盤５の移動を停止させる（ステップＳＴ４）。これにより型閉が行われる。
また、型開閉シリンダ１０の駆動による型閉と並行して、型締シリンダ１５と可動盤５との距離Ｔが算出した設定距離ＴA となるように制御する（ステップＳＴ７）。
【００２５】
型締シリンダ１５と可動盤５との距離Ｔを設定距離ＴA に制御する動作は、まず、距離Ｔが算出した設定距離ＴA となる可動楔部材２１の位置を算出する。すなわち、可動楔部材２１の傾斜面２１ｆと固定楔部材２２の傾斜面２２ｆが当接した状態で、可動楔部材２１の背面２１ｂと固定楔部材２２の背面２１ｂとの距離が設定距離ＴA となるように、可動楔部材２１の位置を算出する。そして、シリンダ２３を駆動制御して可動楔部材２１を押込方向Ｃ２に移動し、位置決めを行う。
この状態から、移動用シリンダ４０を駆動し、型締シリンダ１６を可動盤５に向けて移動させると、可動楔部材２１の傾斜面２１ｆが固定楔部材２２の傾斜面２２ｆに当接する。この傾斜面２１ｆが傾斜面２２ｆに当接した位置において、型締シリンダ１５と可動盤５との距離Ｔが設定距離ＴA となる。
【００２６】
次いで、ハーフナット駆動用シリンダ３１を駆動し、ハーフナット３０を閉じる（ステップＳＴ８）。これにより、ハーフナット３０がタイバー６のねじ部６ａに噛合し、型締シリンダ１５と固定盤３とがタイバー６によって連結される。
【００２７】
次いで、型締シリンダ１５に作動油を供給し、型締を行う（ステップＳＴ９）。
型締シリンダ１５のピストン１６が可動盤５の背面を固定盤３側に向けて押圧すると、図５に示すように、タイバー６が弾性変形により伸長する。タイバー６の伸びをΔＬとすると、型締シリンダ１５と可動盤５との距離ＴがＴA ＋ΔＬとなる。なお、型締力は位置検出器５０により検出される距離Ｔに基づいて算出され、型締シリンダ１５により所望の型締力が発生しているかが確認される。
【００２８】
タイバー６が伸びると、可動楔部材２１の背面２１ｂと型締シリンダ１５の端面１５ｆとの間に隙間が発生する。この発生した隙間に可動楔部材２１が押し込まれる（ステップＳＴ１０）。
【００２９】
タイバー６の伸びによって発生した可動楔部材２１の背面２１ｂと型締シリンダ１５の端面１５ｆとの隙間に可動楔部材２１を押し込んだのち、型締シリンダ１５への油圧ポンプによる作動油の供給を停止する（ステップＳＴ１１）。油圧ポンプの駆動を停止することにより、型締シリンダ１５のピストン１６による可動盤５の押圧が停止し、可動楔部材２１と固定楔部材２２との間にタイバー６の伸びに応じた力が作用する。可動楔部材２１の傾斜面２１ｆと固定楔部材２２の傾斜面２２ｆとの間には大きな摩擦力が発生するため、型締シリンダ１５と可動盤５との位置は、距離ＴがＴA ＋ΔＬの状態でロックされる。型締シリンダ１５を駆動することなく、型締状態を維持できるので、油圧ポンプの消費電力を抑えることができる。
【００３０】
次いで、図示しない射出装置により、固定金型２と可動金型４の間に形成されたキャビティへ金属溶湯を射出、充填する（ステップＳＴ１２）。金属溶湯の射出、充填は、通常、射出速度を制御する射出工程とキャビティに充填された金属溶湯の射出圧力を制御する昇圧工程とからなる。
射出工程において、射出速度を低速から高速に切り替えると、キャビティに低速で射出されていた金属溶湯が急激に高速に射出されるので、固定金型２と可動金型４との間に大きな慣性力が作用し、型開しようとする力が作用する。しかしながら、可動楔部材２１と固定楔部材２２の楔効果により、型開が確実に防止される。
【００３１】
金属溶湯のキャビティへの射出、充填が完了したかを判断し（ステップＳＴ１３）、完了した場合には、型締シリンダ１５への油圧ポンプによる作動油の供給を再開する（ステップＳＴ１４）。
型締シリンダ１５への油圧ポンプによる作動油の供給を再開すると、可動盤５が型締シリンダ１５のピストン１６によって再び押圧される。これにより、可動楔部材２１が移動可能になる。この可動楔部材２１を後退方向Ｃ１に後退させる（ステップＳＴ１５）。この状態では、タイバー６は伸長した状態にある。
【００３２】
次いで、型締シリンダ１５への作動油の供給を停止する（ステップＳＴ１６）。型締シリンダ１５への作動油の供給を停止すると、ピストン１６による可動盤５の押圧が停止し、伸長していたタイバー６が元の長さに復元する。これにより、可動金型４と固定金型２とに作用していた型締力は解放される。
【００３３】
次いで、ハーフナット駆動用シリンダ３１を駆動し、ハーフナット３０を開く（ステップＳＴ１７）。これにより、ハーフナット３０がタイバー６のねじ部６ａから解放され、型締シリンダ１５と固定盤３と連結が解除される。
【００３４】
次いで、型開閉シリンダ１０を駆動し、可動盤５を型開方向Ａ１に後退させ、型開を行う（ステップＳＴ１８）。可動金型４は、固定金型２に対して型開距離Ｌｓだけ離れた位置に移動する。
この状態で、図示しない押出しピンにより鋳造品を金型から押出すことにより、鋳造品が取り出される（ステップＳＴ１９）。
この後、金型の清掃や、金型への離型剤の塗布等の作業が行われ、鋳造サイクルを続行するかが判断され（ステップＳＴ２０）、鋳造サイクルを続行する場合には、上記と同様の処理が繰り返される。
【００３５】
以上のように、本実施形態によれば、ロック機構２０の可動楔部材２１の位置決めを行うことにより、可動盤５と型締シリンダ１０との距離Ｔを規定する。このため、可動楔部材２１の位置決め精度を高めることにより、可動盤５と型締シリンダ１０との距離Ｔを設定距離ＴA に正確に設定することができる。
また、本実施形態によれば、型締シリンダ１５により可動盤５を直接押圧することによりタイバー６を伸長させて型締を行い、ロック機構２０によって型締状態における可動盤５と型締シリンダ１５との相対位置をロックする。相対位置をロックしたのちに、型締シリンダ１５による可動盤５の押圧を停止する。これにより、型締シリンダ１５を駆動するための電力消費を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、可動盤５と型締シリンダ１０との距離Ｔを調整する動作と型閉動作とを並行して行うことができるため、サイクルタイムの短縮化が可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、小型化され、成形材料を射出、充填したときの型開きの発生を確実に防止可能で、省エネルギー運転が可能な型締装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る型締装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る型締装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２に続く動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】型締装置が型閉した状態を示す断面図である。
【図５】型締装置が型締した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…型締装置
２…固定金型
３…固定盤
４…可動金型
５…可動盤
６…タイバー
１０…型開閉シリンダ
１５…型締シリンダ
２０…ロック機構
３０…ハーフナット
３１…ハーフナット駆動用シリンダ
４０…移動用シリンダ
５０…位置検出器
【図１】
2004195804.tif 000003
【図２】
2004195804.tif 000004
【図３】
2004195804.tif 000005
【図４】
2004195804.tif 000006
【図５】
2004195804.tif 000007