JP4115824B2 - 型締装置 - Google Patents
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Description
【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、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、前記可動盤に対して前記固定盤とは反対側に、前記固定盤に対して移動可能に設けられ、前記可動盤を型閉方向に押圧可能な型締シリンダと、前記可動盤を貫通し、一端部が前記固定盤に固定され、他端部にねじ部が形成されたタイバーと、前記型締シリンダに設けられ、前記ねじ部と噛合可能なハーフナットと、前記型締シリンダと前記可動盤との間に押し込まれるほど前記型締シリンダと前記可動盤との距離を大きくする形状の楔体と、前記楔体を前記型締シリンダと前記可動盤との間に押し込む方向又はその反対方向へ駆動する駆動手段とを有し、前記固定金型及び前記可動金型が型接触するまで型閉を行い、前記駆動手段により前記楔体を移動させ、前記型締シリンダと前記可動盤との間の距離が所定の設定距離となる前記楔体の位置に前記楔体を位置決めした後、前記型締シリンダを前記可動盤に向けて移動させ、前記楔体が前記型締シリンダと前記可動盤との間に挟まれている状態とすることにより、前記型締シリンダと前記可動盤との距離を前記設定距離に制御し、前記型閉、及び、前記設定距離への制御が完了した後、前記ハーフナットを閉じて前記ハーフナットと前記ねじ部とを噛合させ、
前記ハーフナットと前記ねじ部とが噛合した状態で、前記型締シリンダにより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し、前記タイバーの伸びに応じて前記楔体を前記型締シリンダと前記可動金型との間に押し込んだ後、前記型締シリンダによる押圧を解放する。
【0007】
好適には、前記型閉と前記設定距離への制御とは並行して行われる。
【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
Claims (2)
- 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、
前記可動盤に対して前記固定盤とは反対側に、前記固定盤に対して移動可能に設けられ、前記可動盤を型閉方向に押圧可能な型締シリンダと、
前記可動盤を貫通し、一端部が前記固定盤に固定され、他端部にねじ部が形成されたタイバーと、
前記型締シリンダに設けられ、前記ねじ部と噛合可能なハーフナットと、
前記型締シリンダと前記可動盤との間に押し込まれるほど前記型締シリンダと前記可動盤との距離を大きくする形状の楔体と、
前記楔体を前記型締シリンダと前記可動盤との間に押し込む方向又はその反対方向へ駆動する駆動手段と
を有し、
前記固定金型及び前記可動金型が型接触するまで型閉を行い、
前記駆動手段により前記楔体を移動させ、前記型締シリンダと前記可動盤との間の距離が所定の設定距離となる前記楔体の位置に前記楔体を位置決めした後、前記型締シリンダを前記可動盤に向けて移動させ、前記楔体が前記型締シリンダと前記可動盤との間に挟まれている状態とすることにより、前記型締シリンダと前記可動盤との距離を前記設定距離に制御し、
前記型閉、及び、前記設定距離への制御が完了した後、前記ハーフナットを閉じて前記ハーフナットと前記ねじ部とを噛合させ、
前記ハーフナットと前記ねじ部とが噛合した状態で、前記型締シリンダにより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し、
前記タイバーの伸びに応じて前記楔体を前記型締シリンダと前記可動金型との間に押し込んだ後、前記型締シリンダによる押圧を解放する
型締装置。 - 前記型閉と前記設定距離への制御とは並行して行われる
請求項1に記載の型締装置。
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JP7454484B2 (ja) | 型締装置の制御方法および型締装置ならびに該型締装置を備えた射出成形機 |
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