(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプレー剤タンクとスプレーノズル間の流通経路に介在されスプレー剤を貯溜する貯溜室を設け、この貯溜室の内部と連通されスプレー剤を一時的に貯溜するシリンダ手段をそのピストン側分室が前記貯溜室の側面に接する方向に連設し、このシリンダ手段のピストンを移動速度可変に往復駆動する電動アクチュエータを設け、この電動アクチュエータに付帯したセンサにより前記ピストンの位置を検出しつつ前記電動アクチュエータの駆動速度を変更制御するコントローラを備えたことを特徴とする金型スプレー装置。
【請求項２】
前記貯溜室の底部をコーン状にすると共に、前記貯溜室内でスプレー剤の固形成分が沈降分離して生じた沈殿物を排出するための排出弁を前記貯溜室の下部に設けたことを特徴とする請求項１記載の金型スプレー装置。
【請求項３】
前記貯溜室内でスプレー剤の固形成分が分離・沈殿するのを防止するために、前記貯溜室内にスプレー剤を攪拌する攪拌機を配設したことを特徴とする請求項１記載の金型スプレー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金型スプレー装置に係り、特に離型剤や保温剤などのスプレー剤をダイカストマシンの金型面やスリーブの各部分へ噴霧するための金型スプレー装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にダイカストマシンなどの金型は、成形時に全体が均一な温度となることは殆どなく、各部の温度に差異があるのが実状である。このため、金型温度の高い部分にはスプレー剤噴霧量を多くし、金型温度の低い部分にはスプレー剤噴霧量を少量にする必要があり、各部分へのスプレー剤噴霧量を調整する機能を有する各種の金型スプレー装置が用いられてきた。例えば、噴霧圧力を一定に保ちながらスプレーノズルの移動速度を調整して各部分へのスプレー剤噴霧量を調整する一定加圧方式の金型スプレー装置、スプレー剤の供給経路に流量調整弁を設けた弁開度調整方式の金型スプレー装置、あるいはシリンダ手段内にスプレー剤を吸入したのち、このスプレー剤をシリンダ手段のピストンの移動速度をコントロールしながら排出して、スプレーノズルからのスプレー剤噴霧量を調整するシリンダ方式の金型スプレー装置等が用いられてきた。
【０００３】
前記の一定加圧方式の金型スプレー装置では、金型温度の高いキャビティ部分におけるスプレーノズルの移動速度を低速として単位面積あたりの噴霧時間を長くしなければならないため、スプレーサイクルが長くなる。あるいは、スプレーサイクルを短縮するために加圧力を高めて単位時間あたりの噴霧量を増加させることもできるが、この場合は金型温度の低いキャビティ部分で過剰スプレーになる欠点がある。
また、前記の弁開度調整方式の金型スプレー装置はスプレー剤噴霧量の微量調整が困難であるとともに、流量調整弁の絞り部分がスプレー剤の固形成分により閉塞するという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のシリンダ方式の金型スプレー装置はスプレー剤噴霧量の調整範囲が広く制御精度も優れている利点を有するが、反面において、シリンダ手段内のスプレー剤が長時間放置されることにより、あるいは、スプレー剤の給排に際しピストンが到達できないシリンダ内壁部分（図６中のシリンダ２５のピストン前進限よりも右側の先端下側コーナー部）に流れのデッドスペース（黒塗部分）が生じることに起因して、スプレー剤の沈降分離により水よりも比重が大きい固形成分がシリンダ手段内に堆積する。このような状態が長期間繰り返されると、スプレー剤の堆積沈殿物１８ａが図６を正面から見て右側のシリンダ２５の先端下側コーナー部に次第に堆積増加して、これが時間の経過とともにシリンダ２５の内壁に強固に固着した状態になってしまうという問題がある。さらに、堆積沈殿物１８ａが漸増するにしたがって給排口を閉塞して必要量のスプレー剤を供給できなくなったり、スプレー剤の固形成分がシリンダ２５とピストン２６との間に噛み込まれる現象を生じてピストン２６が摺動不能になったりする。このため、ピストンロッド２８が折れ曲がったり、アクチュエータが破損したりするという重大な事態を招くことがあった。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に着目してなされたものであり、スプレー剤の沈殿物によりシリンダ手段の作動が妨げられることのないようにしたシリンダ方式の金型スプレー装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る第１の発明では、スプレー剤タンクとスプレーノズル間の流通経路に介在されスプレー剤を貯溜する貯溜室を設け、この貯溜室の内部と連通されスプレー剤を一時的に貯溜するシリンダ手段をそのピストン側分室が前記貯溜室の側面に接する方向に連設し、このシリンダ手段のピストンを移動速度可変に往復駆動する電動アクチュエータを設け、この電動アクチュエータに付帯したセンサにより前記ピストンの位置を検出しつつ前記電動アクチュエータの駆動速度を変更制御するコントローラを備えた構成にした。
【０００７】
また、第１の発明を主体とする第２の発明では、前記貯溜室の底部をコーン状にすると共に、前記貯溜室内でスプレー剤の固形成分が沈降分離して生じた沈殿物を排出するための排出弁を前記貯溜室の下部に設けた構成にする。
さらに、第１の発明を主体とする第３の発明では、前記貯溜室内でスプレー剤の固形成分が分離・沈殿するのを防止するために、前記貯溜室内にスプレー剤を攪拌する攪拌機を配設した構成にする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る金型スプレー装置の具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１〜図５は本発明の実施例に係り、図１は第１の実施形態に係る金型スプレー装置の全体構成図、図２はスプレーノズルの移動経路の説明図と側面図、図３はコントローラによる処理と金型スプレーロボットによる処理の関係を示すフローチャート、図４は第２の実施形態に係る金型スプレー装置の貯溜室の構成図、図５は第３の実施形態に係る金型スプレー装置の貯溜室の構成図である。
【０００９】
図１に示すように、第１の実施形態に係る金型スプレー装置は金型キャビティに対してスプレー剤を噴霧するのに適用したものである。噴霧用のスプレーノズル１４はアーム１６の下端部に取り付けられており、図示しないロボットにより駆動されるアーム１６を型開き状態にある可動金型１０Ａと固定金型１０Ｂの間に配して、スプレーノズル１４を金型キャビティに対面させた状態で上下・左右方向と前後方向に移動可能であり、且つスプレーノズル１４が金型キャビティに対して所望の角度となるように適宜アーム１６の角度を調整可能とされている。例えば、図２に示すように、金型キャビティ１２に対して右端上方位置から下降線を辿り、横移動して上昇線を経由して再度下降移動し、スリーブを横断するようにスプレーノズル１４の移動経路が設定されていて、設定経路に倣って駆動制御されるのである。
【００１０】
上記スプレーノズル１４にはスプレー剤１８が供給されるが、その供給源としてのスプレー剤タンク２０が設けられ、このスプレー剤タンク２０からスプレイノズル１４に至る流通経路２２の途中に介在されスプレー剤１８を貯溜する貯溜室３０が設けられている。さらに貯溜室３０の側面にはシリンダ手段２４が連設されており、このシリンダ手段２４のピストン側分室は貯溜室３０の内部と端部全面が連通するように構成されている。シリンダ手段２４はシリンダ２５の内部にピストン２６を収容し、そのピストンロッド２８を吸引移動させることによりスプレー剤タンク２０から貯溜室３０を介してスプレー剤１８を吸入貯溜し、押圧移動させることにより貯溜したスプレー剤１８をスプレーノズル１４に供給する。
【００１１】
前記貯溜室３０の上部に設けられた給排口３０ａに至る流通経路２２の途中には、方向切替弁としてのソレノイドバルブ３２が介装されている。これを切替えることにより、シリンダ手段２４が吸入動作をする際には貯溜室３０がスプレー剤タンク２０と連絡され、押圧動作の際にはスプレーノズル１４と連絡されるよう流路が切替えられる。
【００１２】
さらに、前記シリンダ手段２４のピストンロッド２８を往復作動させるための電動アクチュエータ３８が設けられている。電動アクチュエータ３８には、モータ３４により回転駆動されるボールネジ３６がピストンロッド２８と平行に配置されており、このボールネジ３６に螺合して直線移動されるスライダ４０に取り付けられた接合部材４２はフローティングジョイント４４を介して前記ピストンロッド２８に連結されている。
このように構成したことにより、モータ３４の回転速度変更によりピストンロッド２８の直線移動速度を可変に調整すると共に、モータ３４の回転方向変更によりピストンロッド２８の前進・後退移動方向を切り替えることができるのである。
【００１３】
図１に示す実施例では、ピストンロッド２８を後退移動させてシリンダ手段２４のピストン側分室にスプレー剤１８を一旦吸入し、吸入完了後ピストンロッド２８を前進移動させてスプレー剤１８をスプレーノズル１４側へ吐出供給するように構成されている。スプレーノズル１４にはスプレー剤１８の流通経路２２と併せてエアータンク４６に通じるエアー配管４８が接続されており、このエアー配管４８の途中にはエアー流路を開閉するソレノイドバルブ５０が介装されている。
【００１４】
前記ソレノイドバルブ３２、５０の切替制御はコントローラ５２からの動作指令信号により行われ、前記スプレー剤用のソレノイドバルブ３２を吐出側に切り替えると同時にエアー用のソレノイドバルブ５０も開放側に切り替えて、スプレーノズル１４から気液混合状態のスプレー剤１８を噴霧するようになっている。
詳細を後述するように、スプレーノズル１４の移動ルート（図２参照）と、この移動ルート上で金型温度分布にしたがって要求される必要スプレー剤流量との関係が予め設定され、コントローラ５２に記憶されている。また、スプレーノズル１４の移動ルートと前記シリンダ手段２４のピストン２６の位置との関係も予め設定され、コントローラ５２に記憶されている。そして、前記モータ３４に備えられたエンコーダ５４からの位置信号によってシリンダ手段２４のスライダ４０の位置、ひいてはピストン２６の位置を認識しながら、コントローラ５２は記憶しているスプレー剤流量になるよう電動アクチュエータ３８のモータ３４の回転速度を制御するのである。
【００１５】
さらに、コントローラ５２は電動アクチュエータ３８の駆動範囲を監視する。すなわち、前記エンコーダ５４からの位置信号によって、ピストン２６が前進限の位置に達したことを検知してピストン２６の前進動を規制するとともに、ピストン２６が後退限の位置に達したことを検知してピストン２６の後退動を規制するようになっている。
【００１６】
ところで、コントローラ５２にスプレー剤流量を設定する処理は次のようにして行なえばよい。
金型形状および予想される温度分布をもとにして、サイクル時間が短くなるように例えば図２（１）に示すようなスプレーノズル１４の移動ルート▲１▼〜▲７▼を設定する。また、予想される金型温度をもとに各移動ルート毎のスプレー剤の流量を設定する。図２（１）の場合には、ゲート部分（移動ルート▲７▼付近）の金型温度が高くなると判断し、その付近（移動ルート▲２▼、▲７▼）に対してスプレー剤の流量が多くなるように設定し、これより金型温度が低くなると判断されるその他の経路についても予想される金型温度をもとにそれぞれの流量を設定する。この設定条件でスプレー剤噴霧を実施した上で、さらに製品、金型の状態、金型温度等からオペレータの判断により流量を微調整し続けながら、最終的には、例えば表１のように最適となる流量を決定する。
【００１７】
【表１】
0004019597.tif 000002
【００１８】
表１に相当するデータが設定記憶されているコントローラ５２によるスプレー剤の流量制御は、以下に説明するようにスプレーノズル１４を移動させる金型スプレーロボットの動作と連携して行われる。
【００１９】
図３に示すように、金型スプレーロボットの処理工程では、スプレーノズル１４の各移動ルート（ｉ＝１〜Ｎ）の設定（ステップ１００）毎にそれぞれに対応する同期信号を出力し（ステップ１１０）、金型スプレーロボットの作動をなさしめ（ステップ１２０）、移動ルートの更新を行ないつつ（ステップ１３０）、これを最終移動ルートに達するまで繰返して１サイクルが終了する。
一方、コントローラ５２の処理工程では、スプレーノズル１４の各移動ルート（ｉ＝１〜Ｎ）に対応する吐出流量の定量保持ルートが設定され（ステップ２００）、金型スプレーロボットからの同期信号を監視する処理が行なわれる（ステップ２１０）。同期信号に対応するルート単位にスプレー流量がメモリから読み込まれ（ステップ２２０）、エンコーダ５４からの位置信号を検出しながら、各ルート毎に設定された流量となるように電動アクチュエータ３８を駆動してスプレー処理を行なわせ（ステップ２３０）、同期信号によるルートの更新（ステップ２４０）毎に次の設定流量になるように変更して制御する。
【００２０】
このように構成された金型スプレー装置を用いたスプレー方法は、次のようにして行われる。
吸入動作は、ソレノイドバルブ３２、５０をＯＦＦ（閉）とし、貯溜室３０がスプレー剤タンク２０に連絡されている状態で行われ、エンコーダ５４からの位置信号を監視しつつ電動アクチュエータ３８のモータ３４に後退指令信号を出力して、シリンダ手段２４の後退限までピストン２６を後退させて停止する。これにより、スプレー剤タンク２０から貯溜室３０を介してシリンダ手段２４のピストン側分室内にスプレー剤１８が吸入される。
【００２１】
このような吸入動作が完了した後、吐出動作に入るが、これはまず、ダイカストマシン制御装置５６またはロボット制御装置５８からの同期信号をもとに、コントローラ５２から電動アクチュエータ３８に前進指令信号が出力され、ピストン２６は前進を始める。このとき、ソレノイドバルブ３２、５０にはＯＮ（開）信号が出力されていて、貯溜室３０とスプレーノズル１４とが連絡状態にあり、同時にエアーもスプレーノズル１４に供給される。電動アクチュエータ３８への前進指令信号は予め設定された流量に対応する動作速度でピストン２６を前進させるものである。また、前進指令信号は、スプレーノズル１４の移動経路中のルート更新毎にロボット制御装置５８から出力される同期信号を受けて、次の設定流量に対応する動作速度に順次変更される。設定流量が「０」である場合には、前進指令信号を「０」にする（前進ストップ）とともに、ソレノイドバルブ３２、５０もＯＦＦ（閉）状態にし、スプレーノズル１４からスプレー剤１８が漏洩するのを防止するようになっている。
【００２２】
また、金型スプレー装置を停止する際には、同様にソレノイドバルブ３２、５０をＯＦＦ（閉）状態にしてスプレーノズル１４からスプレー剤１８が漏洩するのを防止するとともに、ピストン２６を前進限に保持した状態で停止させる。つまり、停止時においてはシリンダ手段２４内にスプレー剤１８が貯溜されていない状態にするようになっている。
【００２３】
第１の実施形態によれば、スプレーノズル１４から噴霧されるスプレー剤１８の流量を任意に制御することができ、短時間かつ最適なスプレー作業を実施できる。また、金型スプレー装置を長期間使用しても、スプレー剤１８の固形成分は貯溜室３０の底部に堆積されるだけでシリンダ手段２４内に堆積することはなく、シリンダ手段２４の作動が堆積沈殿物により阻害されることはない。
【００２４】
図４には第２の実施形態に係る金型スプレー装置の貯溜室の構成を示している。この第２の実施形態に係る金型スプレー装置は、貯溜室３０の底部をコーン状にして流れのデッドスペースをなくすとともに、その中央部に排出口３０ｂを穿設し、さらにこの排出口３０ｂからスプレー剤１８を排出・閉止自在とする排出バルブ３０ｃを設けている点に特徴がある。その他の構成は第１の実施形態と同様であり、スプレー方法および制御内容も同様であるので説明を省略する。
【００２５】
第２の実施形態によれば、金型スプレー装置を長期間使用する間に生じた貯溜室３０内の堆積沈殿物および金型スプレー装置の停止中に分離沈降して生じた貯溜室３０内の堆積沈殿物を、堆積沈殿物がまだ流動性を有しているうちにスプレー剤とともに排出口３０ｂから抜き出すことができる。これににより、スプレー剤の沈殿物が貯溜室３０内に堆積し続けて強固に固着した状態になってしまうのを防止することができる。沈殿物が固化・固着する時間はスプレー剤の種類によって異なるので、各スプレー剤それぞれに沈殿物が充分に流動性を有している期間を予め把握しておき、その期間内にオペレータが定期的に排出バルブ３０ｃを開き、スプレー剤１８とともに沈殿物を排出するのが望ましい。
【００２６】
図５には第３の実施形態に係る金型スプレー装置の貯溜室の構成を示している。この第３の実施形態に係る金型スプレー装置は、貯溜室３０内に貯溜されているスプレー剤１８を攪拌する攪拌機３１を配設している点に特徴がある。その他の構成は第１の実施形態と同様であり、スプレー方法および制御内容も同様であるので説明を省略する。
第３の実施形態によれば、攪拌機３１により貯溜室３０内に貯溜されているスプレー剤１８を攪拌して固形成分が分離・沈殿するのを防止することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、下記のような優れた効果を発揮する。
（１）スプレー剤タンクとスプレーノズル間の流通経路に介在されスプレー剤を貯溜する貯溜室を設け、この貯溜室の内部と連通されスプレー剤を一時的に貯溜するシリンダ手段をそのピストン側分室が前記貯溜室の側面に接する方向に連設し、このシリンダ手段のピストンを移動速度可変に往復駆動する電動アクチュエータを設け、この電動アクチュエータに付帯したセンサにより前記ピストンの位置を検出しつつ前記電動アクチュエータの駆動速度を変更制御するコントローラを備えたことにより、スプレーノズルから噴霧されるスプレー剤の流量を任意に制御することができ、短時間かつ最適なスプレー作業を実施できる。また、金型スプレー装置を長期間使用しても、スプレー剤の堆積沈殿物は貯溜室の底部に生成されるだけであるから、スプレー剤の固形成分がシリンダとピストンとの間に噛み込まれることはなく、シリンダ手段の作動が堆積沈殿物により阻害されることはない。
（２）排出弁を貯溜室の下部に設け、貯溜室内に生じた堆積沈殿物がまだ流動性を有しているうちにスプレー剤とともに排出口から抜き出すことにより、スプレー剤の沈殿物が堆積し続けて強固に固着した状態になってしまうのを防止することができる。
（３）貯溜室内にスプレー剤を攪拌する攪拌機を配設したことにより、スプレー剤の固形成分が貯溜室内で沈降分離するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る金型スプレー装置の全体構成図である。
【図２】同装置のスプレーノズルの移動経路の説明図と側面図である。
【図３】同装置のコントローラによる処理と金型スプレーロボットによる処理の関係を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施形態に係る金型スプレー装置の貯溜室の構成図である。
【図５】第３の実施形態に係る金型スプレー装置の貯溜室の構成図である。
【図６】従来の金型スプレー装置のシリンダ手段の構成図である。
【符号の説明】
１０Ａ、１０Ｂ  金型
１２            金型キャビティ
１４            スプレーノズル
１６            アーム
１８            スプレー剤
１８ａ          スプレー剤の堆積沈殿物
２０            スプレー剤タンク
２２            流通経路
２４            シリンダ手段
２５            シリンダ
２６            ピストン
２８            ピストンロッド
３０            貯溜室
３０ａ          給排口
３０ｂ          排出口
３０ｃ          排出バルブ
３１            攪拌機
３２            ソレノイドバルブ
３４            モータ
３６            ボールネジ
３８            電動アクチュエータ
４０            スライダ
４２            接合部材
４４            フローティングジョイント
４６            エアータンク
４８            エアー配管
５０            ソレノイドバルブ
５２            コントローラ
５４            エンコーダ
【図１】
0004019597.tif 000003
【図２】
0004019597.tif 000004
【図３】
0004019597.tif 000005
【図４】
0004019597.tif 000006
【図５】
0004019597.tif 000007
【図６】
0004019597.tif 000008