(57)【要約】【課題】構造が簡単で、効率よく材料の成形を行うことができる成形機の型締装置を提供する。【解決手段】可動金型が取り付けられるスライド２を固定金型が取り付けられる基台１に対して接離させるスライド駆動手段６として、スライド２に連結される複数の油圧シリンダ１１と、油圧ポンプとサーボモータを駆動して各油圧シリンダ１１の位置または圧力を独立に制御するベース回路に、スライド２の待機位置から基台１の近傍の所定位置までの移動速度を制御するアプローチ回路を付加した油圧回路とからなるものを採用し、このスライド駆動手段６のみで、スライド２を待機位置から基台１近傍まで移動させるアプローチ工程と型締工程を連続して行えるようにした。これにより、従来よりも構造を簡素化できるとともに、成形の際の材料温度の低下を抑えて作業効率の向上を図ることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型が取り付けられる基台と、前記基台に対して接離可能に保持され、前記固定金型に対向する可動金型が取り付けられるスライドと、前記スライドを基台に対して接離させるスライド駆動手段とを備え、前記固定金型と可動金型の間で材料の成形を行う際には、前記スライド駆動手段により前記スライドを基台の近傍に移動させて、前記固定金型に対して可動金型を締め付ける成形機の型締装置において、
前記スライド駆動手段は、前記スライドに連結される複数の油圧シリンダと、前記各油圧シリンダに一つずつ設けられる油圧回路とからなり、前記各油圧回路は、前記油圧シリンダに作動油を供給する油圧ポンプとサーボモータを駆動して前記油圧シリンダの位置または圧力を制御するベース回路に、前記スライドの待機位置から基台の近傍の所定位置までの移動速度を制御するアプローチ回路を付加したものであることを特徴とする成形機の型締装置。
【請求項２】
前記成形を受ける材料が、樹脂を主体とする複合材料であることを特徴とする請求項１に記載の成形機の型締装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形機で樹脂材料等の成形を行う際に固定金型に対して可動金型を締め付ける型締装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定金型と可動金型との間で樹脂材料等の成形を行う成形機は、その成形作業の際に固定金型に対して可動金型を締め付ける型締装置が設けられている。型締装置は、一般に、固定金型が取り付けられる基台（固定盤）と、基台に対して接離可能に保持され、固定金型に対向する可動金型が取り付けられるスライド（可動盤）と、スライドを基台に対して接離させるスライド駆動手段とを備え、成形作業の際にスライドを基台の近傍に移動させて固定金型に対する可動金型の締め付けを行うようになっている。
【０００３】
上記のような型締装置では、スライド駆動手段として、スライドをその待機位置と基台の近傍の所定位置との間の比較的長いストロークで移動させる型開閉機構と、スライドを基台の近傍で基台と平行に短いストロークで移動させる機構とを備えたものが多い（例えば、特許文献１乃至３参照。）。その型開閉機構には、特許文献１に記載されているような油圧シリンダを用いたものや、特許文献２、３に記載されているようなボールねじを用いたものがある。一方、スライドを基台の近傍で移動させる機構は、通常、複数の油圧シリンダいわゆる型締シリンダを用いている。
【０００４】
そして、樹脂材料等の成形を行う際には、まず、型開閉機構によりスライドをその待機位置から基台の近傍の所定位置へ移動させ、その所定位置で停止したスライドを各型締シリンダのピストンに取り付けられたロッド（タイバー）の先端部に連結した後、各型締シリンダを作動させることによりスライドを移動させて、固定金型に対して可動金型を締め付けながら固定金型と可動金型の間で材料を成形するようになっている。このとき、各型締シリンダは、成型品の寸法精度確保のため、スライドを基台と平行に保つように制御される。
【０００５】
ここで、スライドと型締シリンダのロッドとの連結は、スライドに設けたハーフナットを油圧シリンダ等によりロッドの軸方向と直交する方向に移動させて、ロッドの先端部に設けた係合溝に係合させるようにしている。また、型締シリンダによるスライドの位置制御（スライドを基台と平行に保つ制御）は、各型締シリンダに１つずつ設けられたサーボバルブを用いて行うようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１７９７７０号公報
【特許文献２】特開２００３−１８１８９５号公報
【特許文献３】特開２０１２−１３５９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１乃至３に記載されているような型開閉機構と型締シリンダを備えた型締装置では、その２つの機構に加えてスライドと型締シリンダのロッドとを連結させる機構も必要であり、型締シリンダの制御をサーボバルブで行うため、構造が非常に複雑なものとなる。
【０００８】
また、樹脂材料等の成形を行う際には、型開閉機構でスライドを待機位置から基台近傍へ移動させる工程（以下、「アプローチ工程」と称する。）と、型締シリンダによって固定金型に対する可動金型の締め付けを行う工程（以下、「型締工程」と称する。）との間に、スライドと型締シリンダの連結工程があるため、スライドの駆動を開始してから実際に材料の成形を行うまでの間の材料温度の低下が大きく、このことが成形機全体の生産性を低下させる一因となっている。特に、成形の対象となる材料が樹脂を主体とするＦＲＰ等の複合材料（コンポジット）である場合は、材料温度が低下しやすく、生産性が低くなりやすい。
【０００９】
そこで、本発明は、構造が簡単で、効率よく材料の成形を行うことができる成形機の型締装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、固定金型が取り付けられる基台と、前記基台に対して接離可能に保持され、前記固定金型に対向する可動金型が取り付けられるスライドと、前記スライドを基台に対して接離させるスライド駆動手段とを備え、前記固定金型と可動金型の間で材料の成形を行う際には、前記スライド駆動手段により前記スライドを基台の近傍に移動させて、前記固定金型に対して可動金型を締め付ける成形機の型締装置において、前記スライド駆動手段は、前記スライドに連結される複数の油圧シリンダと、前記各油圧シリンダに一つずつ設けられる油圧回路とからなり、前記各油圧回路は、前記油圧シリンダに作動油を供給する油圧ポンプとサーボモータを駆動して前記油圧シリンダの位置または圧力を制御するベース回路に、前記スライドの待機位置から基台の近傍の所定位置までの移動速度を制御するアプローチ回路を付加したものである構成を採用した。
【００１１】
上記の構成によれば、１つのスライド駆動手段でアプローチ工程と型締工程を行うことができ、そのスライド駆動手段の油圧シリンダの制御はサーボモータで行うので、型開閉機構、型締シリンダおよびスライドと型締シリンダの連結機構を必要とし、型締シリンダをサーボバルブで制御する従来の型締装置に比べて、構造を大幅に簡素化することができる。
【００１２】
また、材料の成形を行う際には、スライド駆動手段の油圧回路のうちのアプローチ回路によりスライドを待機位置から基台近傍へ高速で移動させ、そのアプローチ工程の後すぐに型締工程に移行できるので、途中でスライドと型締シリンダとの連結工程が必要な従来の型締装置に比べて、スライドの駆動開始から実際の成形までの間の材料温度の低下が小さく、効率よく成形作業を行うことができる。
【００１３】
また、本発明は、前記成形を受ける材料が、樹脂を主体とする複合材料（コンポジット）である場合に、特に有効に適用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の成形機の型締装置は、上述したように、可動金型が取り付けられるスライドをその待機位置から固定金型が取り付けられる基台の近傍まで移動させるアプローチ工程と、その後の型締工程を、サーボモータで制御される油圧シリンダを用いたスライド駆動手段のみで連続して行えるようにしたものであるから、従来の型締装置に比べて、構造を大幅に簡素化できるとともに、効率よく成形作業を行うことができ、成形機全体の生産性の向上を図れる。
【００１５】
また、スライド駆動手段の油圧回路の切り替えにより、アプローチ工程および型締工程におけるスライドの移動量（ストローク）を自由に設定できるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態の型締装置の正面図
【図２】図１の側面図
【図３】図１の上面図
【図４】図１の型締装置の動作サイクルを示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この型締装置は、固定金型と可動金型との間で樹脂を主体とする複合材料（コンポジット）の成形を行う成形機の主要部を構成するもので、図１乃至図３に示すように、固定金型（図示省略）が取り付けられる基台１と、基台１に対して接離可能に保持され、前記固定金型に対向する可動金型（図示省略）が取り付けられるスライド２と、スライド２の上方に配され、複数のタイロッド３およびナット４によって基台１と連結される天板５と、天板５に取り付けられ、スライド２を基台１に対して接離させるスライド駆動手段６とを備えている。そして、前記固定金型と可動金型の間で材料の成形を行う際には、スライド駆動手段６によりスライド２を基台１の近傍に移動させて、固定金型に対する可動金型の締め付けを行うようになっている。
【００１８】
前記基台１は、上面中央部にボルスタープレート７が固定されており、このボルスタープレート７の上面に複数形成されたＴスロット溝７ａで固定金型を取り付けられている。また、基台１の下面には、床面Ｆに固定される複数の脚８が設けられている。
【００１９】
前記スライド２は、下面中央部にアダプタープレート９が固定されており、このアダプタープレート９の下面に複数形成されたＴスロット溝９ａで可動金型を取り付けられている。また、アダプタープレート９と干渉しない位置に、前記複数のタイロッド３がそれぞれ摺動自在に通され、後述するようにスライド駆動手段６に駆動されることにより各タイロッド３に案内されて昇降するようになっている。
【００２０】
前記スライド駆動手段６は、天板５の左右の側面にシリンダブラケット１０を介して２つずつ取り付けられる油圧シリンダ１１と、これらの各油圧シリンダ１１に一つずつ設けられる油圧回路とからなる。
【００２１】
前記各油圧シリンダ１１は、その本体部の上端部分がシリンダブラケット１０に支持され、本体部の下端から突出するロッド１１ａの先端部がスライド２に固定されている。
【００２２】
また、前記各油圧回路は、天板５の上面に設置されたアキュムレータ１２から油圧シリンダ１１に作動油を供給する油圧ポンプ（図示省略）とサーボモータ（図示省略）を駆動して油圧シリンダ１１の（ロッド１１ａの）位置または圧力を制御するベース回路に、スライド２の待機位置から基台１の近傍の所定位置までの移動速度を制御するアプローチ回路を付加したものである。なお、アキュムレータ１２は左右方向で隣接する２つが一対の支柱１３で支持されており、ベース回路の油圧ポンプおよびサーボモータを内蔵する主要部１４は天板５の前後の側面に２つずつ取り付けられている。
【００２３】
次に、この型締装置の動作を図４に基づいて説明する。なお、図４中の低速加圧領域および加圧保持領域は、図を見やすくするため、時間軸を縮小して描いている。成形を行っていないときには、スライド駆動手段６の油圧シリンダ１１はロッド１１ａの突出量が最小の状態となっており、スライド２はその待機位置で停止している（図１および図２の実線で示した状態）。
【００２４】
そして、成形を行うときには、まず、アプローチ工程においてスライド駆動手段６の油圧回路で油圧シリンダ１１を作動させることにより、油圧シリンダ１１のロッド１１ａを下方へ突出させていき、スライド２をその待機位置から基台１近傍の所定の加圧開始位置まで下降させる。このとき、前記油圧回路のうちのアプローチ回路は、スライド２がその待機位置の直下での加速領域と加圧開始位置の手前の減速領域との間で高速下降するように、スライド２の移動速度を制御する。
【００２５】
スライド２が加圧開始位置に達すると、すぐに型締工程を開始する。型締工程では、前記油圧回路のうちのアプローチ回路は制御を中止し、ベース回路だけで油圧シリンダ１１を作動させてスライド２を低速で下降させ、前記固定金型に対して可動金型を締め付けて固定金型と可動金型とで材料に加圧していく。そして、スライド２が加圧保持位置に達すると、油圧シリンダ１１およびスライド２を停止させて材料への加圧状態を一定時間保持する（図１および図２の一点鎖線で示した状態）。このとき、ベース回路は、スライド２を基台１と平行に保ちながら下降させて停止させるために、一つひとつが独立で位置制御または圧力制御を行うようになっている。
【００２６】
このようにして材料の成形が終了すると、前記油圧回路で再び油圧シリンダ１１を作動させて、油圧シリンダ１１のロッド１１ａを上方へ引き上げていき、スライド２を加圧保持位置から待機位置まで上昇させる。このときには、アプローチ回路の制御を再開して、スライド２を加圧保持位置の直上での加速領域と待機位置の手前の減速領域との間で高速上昇させる。
【００２７】
この型締装置は、上述したように、１つのスライド駆動手段６で、スライド２をその待機位置から基台１近傍の加圧開始位置まで移動させるアプローチ工程と、固定金型に対して可動金型を締め付ける型締工程を行うことができ、スライド駆動手段６の油圧シリンダ１１の制御はサーボモータで行うので、型開閉機構、型締シリンダおよびスライドと型締シリンダの連結機構を必要とし、型締シリンダをサーボバルブで制御する従来の型締装置に比べて、非常に簡単な構造のものとなっている。
【００２８】
また、材料の成形を行う際には、スライド駆動手段６のアプローチ回路によりスライド２を待機位置から加圧開始位置へ高速で移動させ、そのアプローチ工程の後すぐに型締工程に移行できるので、途中でスライドと型締シリンダとの連結工程が必要な従来の型締装置に比べて、スライド２の駆動開始から実際の成形までの間の材料温度の低下が小さい。したがって、効率よく成形作業を行うことができ、成形機全体の生産性の向上を図ることができる。
【００２９】
なお、本発明は、実施形態のような樹脂を主体とする複合材料を対象とする成形機の型締装置だけでなく、樹脂単独の材料を対象とする装置にももちろん適用できるが、複合材料の場合は樹脂単独の材料よりも温度低下しやすいので、本発明の適用による生産性の向上の効果が大きい。
【００３０】
また、実施形態のスライド駆動手段は、スライドの加圧開始位置までの高速移動と加圧時の低速移動をともに油圧で行うものであるが、本発明はスライドの高速移動と低速移動をともにボールねじで行う構造にも応用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  基台
２  スライド
３  タイロッド
４  ナット
５  天板
６  スライド駆動手段
７  ボルスタープレート
９  アダプタープレート
１１  油圧シリンダ
１２  アキュムレータ
１４  ベース回路の主要部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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