JP6450172B2 - 型締装置及び成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、金型を開閉及び型締めする型締装置及び成形装置（成形機）に関する。成形装置は、例えば、ダイカストマシンや射出成形機である。

成形サイクル毎に型厚調整を行う２プラテン式の型締装置が知られている（例えば特許文献１又は２）。例えば、特許文献１の型締装置は、固定金型を保持する固定ダイプレートと、移動金型を保持し、型開閉方向に移動可能な移動ダイプレートと、固定ダイプレートに内蔵された型締ピストンと、一端が型締ピストンに固定され、他端に雄ねじ状の被係合部を有するタイバーと、移動ダイプレートに連結され、タイバーの被係合部に係脱可能な分割ナット装置とを有している。この型締装置は、成形サイクルにおいて、まず、移動ダイプレートを固定ダイプレート側（型閉方向）へ移動させ、型閉じを行う。この際、分割ナット装置はタイバーに対して移動し、分割ナット装置とタイバーの被係合部とが型厚に応じた位置関係となる。次に、型締ピストンを駆動することによって、分割ナット装置と被係合部とが噛み合い可能に、これらのねじ溝の１ピッチ未満の距離でタイバーの位置が調整される（型厚調整がなされる）。その後、分割ナット装置と被係合部とが噛み合わされ、型締ピストンが駆動されることにより、タイバーが伸長されて型締めがなされる。

特許文献３では、上記のような成形サイクル毎の型厚調整を安定化させるために、ストッパを設けている。具体的には、特許文献３の型締装置は、固定金型を保持する固定ダイプレートと、移動金型を保持し、型開閉方向に移動可能な移動ダイプレートと、固定ダイプレートに内蔵された型締ピストンと、一端が移動ダイプレートに連結され、他端に雄ねじ状の被係合部を有するタイバーと、型締ピストンに連結され、タイバーの被係合部に係脱可能な分割ナット装置とを有している。この型締装置では、移動ダイプレートの移動に伴って、タイバー（被係合部）が型締ピストン及び分割ナット装置に対して移動する。ストッパは、成形サイクル前に型厚に応じた位置に予め調整されており、被係合部と分割ナット装置が噛み合い可能な位置に型締ピストンを位置決めするように、型締ピストンに当接する。これにより、分割ナット装置を被係合部に噛み合わせるときの両者の相対位置が安定する。なお、この当接は、型締めにおける型締ピストンの移動方向とは反対側からなされる。

特許文献３において、ストッパは、複数のタイバーに対応して複数設けられている。複数のストッパは、一のステッピングモータの駆動力がチェーンを介して複数のストッパに伝達され、これにより、型開閉方向に駆動される。

特開２００５−２９７０２０号公報 特開２００３−３３４６４８号公報 特開平２−１８００９号公報

分割ナット装置とタイバーの被係合部とを噛み合わせるときの相対位置が適切でないと、例えば、分割ナット装置及び被係合部が傷むおそれがある。その結果、例えば、適切な型締力を得ることができなくなるおそれがある。従って、より高精度に分割ナット装置とタイバーの被係合部との相対的な位置決めが可能な型締装置及び成形装置が提供されることが望まれる。

本発明の一態様に係る型締装置は、固定プラテンと、前記固定プラテンに対して型開閉方向に移動可能な移動プラテンと、前記固定プラテン及び前記移動プラテンの一方のプラテンに連結され、前記固定プラテン及び前記移動プラテンの他方のプラテン側に被係合部を有するタイバーと、前記他方のプラテンに設置され、内部に前記型開閉方向に移動可能なピストンを有する型締シリンダと、前記ピストンに連結され、前記被係合部と噛み合い可能な分割ナット装置と、前記分割ナット装置の前記他方のプラテンに対する前記一方のプラテン側への移動を規制するストッパ装置と、を有し、前記ストッパ装置は、少なくとも駆動部とと、前記駆動部の駆動により前記他方のプラテンに対して前記型開閉方向に駆動され、前記分割ナット装置に対して前記一方のプラテン側から係合可能なストッパ部と、を有し、前記駆動部と前記ストッパ部との間に巻き掛け伝動機構が介在していない。

好適には、前記ストッパ装置は、さらに前記駆動部の回転を前記型開閉方向の並進運動に変換する変換機構と、を有し、前記ストッパ部は、前記変換機構の並進運動により前記他方のプラテンに対して前記型開閉方向に駆動される。

好適には、前記変換機構は、前記駆動部の出力軸に同心状に固定されたピニオンと、前記型締シリンダのシリンダ部をその軸回りに囲む環状に形成され、外周側に前記ピニオンに噛み合うギヤ部を有するとともに、内周側に雌ねじ部を有するナットギヤと、前記シリンダ部に設けられ、前記雌ねじ部に螺合する雄ねじ部と、を有し、前記ストッパ部は、前記ナットギヤの前記一方のプラテンとは反対側の面により構成されている。

好適には、前記型締装置は、複数の前記タイバーと、前記複数のタイバーに対応して設けられた複数の前記ストッパ装置と、前記複数のストッパ装置の駆動部を独立に制御可能な制御装置と、を有する。

好適には、前記型締装置は、前記型締シリンダを制御することにより、前記ピストンを前記一方のプラテンとは反対側に移動させて前記分割ナット装置を前記ストッパ部から離反させ、その離反させた状態で、前記駆動部を制御することにより、所定の型厚情報に基づいて算出された位置へ前記ストッパ部を移動させる、制御装置を有する。

本発明の一態様に係る成形装置は、上記の型締装置を備えている。

本発明によれば、例えば、電動機からストッパ部までにおける遊びが低減されることから、高精度に分割ナット装置とタイバーの被係合部との相対的な位置決めを行うことができる。

本発明の実施形態に係るダイカストマシンの要部構成を、型開状態で示す模式図。 図１のダイカストマシンの要部構成を型閉状態で示す模式図。 図２の領域IIIを拡大して示す断面図。 図２の領域IIIを図３とは異なる状態で示す断面図。 図１のダイカストマシンが実行するストッパの位置調整のための処理の手順を示すフローチャート。

（ダイカストマシンの構成）
図１及び図２は、本発明の実施形態に係るダイカストマシン１の要部構成を示す、一部に断面図を含む側面図である。図１は、ダイカストマシン１の型開状態を示している。図２は、ダイカストマシン１の型閉状態を示している。

ダイカストマシン１は、固定金型１０３及び移動金型１０５を含む金型１０１の内部に溶湯（溶融状態の金属、成形材料の一例）を射出し、金型１０１内で溶湯を固化させてダイカスト品（成形品の一例）を製造するための装置である。

ダイカストマシン１は、例えば、金型１０１の型開閉及び型締めを行う型締装置３と、金型１０１内に溶湯を射出する不図示の射出装置と、ダイカスト品を固定金型１０３又は移動金型１０５から押し出す不図示の押出装置と、これらの各装置を制御する制御装置５とを有している。

型締装置３は、例えば、ベース７と、ベース７上に設けられ、固定金型１０３を保持する固定ダイプレート９と、ベース７上に設けられ、移動金型１０５を保持する移動ダイプレート１１と、固定ダイプレート９及び移動ダイプレート１１に架け渡される複数のタイバー１３とを有している。

ベース７は、例えば、工場の床面等に載置されている。固定ダイプレート９及び移動ダイプレート１１は、互いに対向するようにベース７上に配置されている。固定ダイプレート９は、移動ダイプレート１１に対向する金型取付面に固定金型１０３を保持しており、ベース７に対して固定されている。一方、移動ダイプレート１１は、固定ダイプレート９に対向する金型取付面に移動金型１０５を保持し、ベース７に対して、型開閉方向（固定ダイプレート９に対して近接・離反する方向）に移動可能に設けられている。

移動ダイプレート１１の固定ダイプレート９に近接する方向（型閉方向）への移動により、金型１０１の型閉じが行われる（図２）。また、移動ダイプレート１１の固定ダイプレート９から離反する方向（型開方向）への移動により、金型１０１の型開きが行われる（図１）。

タイバー１３は、例えば、金型１０１の周囲に複数本設けられている。具体的には、例えば、概略矩形の固定ダイプレート９及び移動ダイプレート１１の４隅側に合計で４本設けられている。４本のタイバー１３は、例えば、金型１０１を中心に、上下対称及び左右対称に配置されている。タイバー１３は、少なくとも型閉状態において固定ダイプレート９及び移動ダイプレート１１に架け渡されることが可能な長さを有している。

タイバー１３の固定ダイプレート９側の部分（例えば端部）は、固定ダイプレート９に連結されている。従って、図２に示す型閉状態において、タイバー１３の移動ダイプレート１１側の部分（例えば端部）を移動ダイプレート１１に対してその背後（固定ダイプレート９とは反対側、図の紙面左側）に引っ張ることにより、タイバー１３を伸長させ、その伸長量に応じた型締力を発生させることができる。

なお、タイバー１３と固定ダイプレート９との連結は、ねじ等を用いてなされていてもよいし、金型交換におけるタイバー１３の引き抜きを容易にするために、固定ダイプレート９に設置され、タイバー１３に係合可能な係合装置によってなされていてもよい。ただし、いずれにせよ、タイバー１３は、複数の成形サイクルに亘って、固定ダイプレート９に連結された状態が維持される。

型締装置３は、例えば、いわゆる複合型の型締装置により構成されており、型開閉を行うための駆動手段と型締めを行うための駆動手段とを別個に有している。具体的には、型締装置３は、例えば、型開閉を行うための電動式の型開閉駆動装置１５と、型締めを行うための型締シリンダ１７とを有している。

型開閉駆動装置１５は、例えば、回転式の電動機１９と、電動機１９の回転を並進運動に変換して移動ダイプレート１１に伝達するねじ機構２１とを有している。ねじ機構２１は、例えば、ボールねじ機構により構成されており、ベース７に支持されたねじ軸２３と、移動ダイプレート１１に固定され、不図示のボールを介してねじ軸２３に螺合されたナット２５とを有している。

ねじ軸２３は、型開閉方向に延びるように配置され、また、軸回りに回転可能且つ軸方向に移動不可能に支持されている。ナット２５は、移動ダイプレート１１に固定されることにより、軸回りに回転不可能且つ軸方向に移動可能である。電動機１９の回転が直接又は適宜な歯車機構等を介して間接的にねじ軸２３に伝達され、ねじ軸２３が回転されると、ナット２５が軸方向に移動する。これにより、ナット２５に固定されている移動ダイプレート１１が型開閉方向に移動する。

型締シリンダ１７は、例えば、移動ダイプレート１１の背後に設置されている。また、型締シリンダ１７は、例えば、タイバー１３毎に設けられており、本実施形態では、合計４つ設けられている。型締シリンダ１７によってタイバー１３を引っ張ることにより、上述のように型締力を発生させることができる。

制御装置５は、例えば、特に図示しないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、外部記憶装置等を有するコンピュータを含んで構成されている。制御装置５は、型締装置３、不図示の射出装置及び不図示の押出装置等の動作を制御する。例えば、制御装置５は、予め設定された情報及び不図示のセンサ（位置センサ又は圧力センサ）等の信号に基づいて、各装置の駆動装置のドライバ及び／又は液圧回路（例えば油圧回路）に制御信号を出力する。

図３は、図２の領域IIIを拡大して示す断面図である。図４は、図２の領域IIIを図３とは異なる状態で示す断面図である。なお、以下では、４つの型締シリンダ１７のうち一の型締シリンダ１７に関して説明するが、他の型締シリンダ１７についても同様である。

型締シリンダ１７は、例えば、型開閉方向に平行に設置されたシリンダ部２７と、シリンダ部２７内をその軸方向（型開閉方向）に摺動可能なピストン２９とを有している。ピストン２９をタイバー１３に係合させ、ピストン２９を後方（固定ダイプレート９とは反対側、紙面左側）に移動させることにより、タイバー１３を引っ張ることができる。

シリンダ部２７は、例えば、概略、筒状に構成されており、ねじ３１によって移動ダイプレート１１の背後に固定されている。シリンダ部２７は、適宜な数の部材が組み合わされて構成されてよい。例えば、シリンダ部２７は、ピストン２９が摺動するチューブ３３と、チューブ３３の後方に固定されたカバー３５とを含んでいる（さらに、これらの各部材が２以上の部材から構成されていてもよい。）。

ピストン２９は、例えば、シリンダ部２７内を２つのシリンダ室（前側室２７ｆ及び後側室２７ｒ）に区画するピストン本体２９ａと、シリンダ部２７から前方（固定ダイプレート９側、紙面右側）へ延び出る前方突出部２９ｂと、シリンダ部２７から後方へ延び出る後方突出部２９ｃとを有している。ピストン２９の軸芯には、タイバー１３がピストン２９に対して軸方向に移動可能に挿通されている。ピストン２９は適宜な数の部材から構成されてよい。

前側室２７ｆ及び後側室２７ｒに選択的に作動液（例えば油）を供給することによって、ピストン２９を型開閉方向に駆動することができる。タイバー１３をピストン２９に挿通することによって、例えば、不要なモーメントの発生を抑制しつつ、ピストン２９からタイバー１３に型開閉方向の力を伝えることができる。前方突出部２９ｂ及び後方突出部２９ｃは、例えば、ピストン２９のシリンダ部２７及びタイバー１３に対する傾斜抑制、並びに、前側室２７ｆ及び後側室２７ｒの作動液の漏れ抑制等に寄与する。後方突出部２９ｃは、後述するように、タイバー１３とピストン２９との係合にも寄与する。

型締装置３は、上述した構成に加えて、タイバー１３とピストン２９との係合及びその解除を行うハーフナット装置３７と、ハーフナット装置３７の係合（噛み合い）を安定化させるためのストッパ装置３９とを有している。

ハーフナット装置３７において、その基本的な動作原理を実現する構成は、公知の構成と同様とされてよい。例えば、ハーフナット装置３７は、互いに対向する１対のハーフナット４１と、１対のハーフナット４１をその開閉方向（互いに近接・離反する方向）に移動可能に支持する支持部材４３と、ハーフナット４１を開閉方向に駆動するナット開閉シリンダ４５とを有している。なお、ナット開閉シリンダ４５は、ハーフナット装置とは別個の装置として定義されてもよい。

ハーフナット４１の内周側には複数の係合溝４１ｇが形成されている。一方、タイバー１３の移動ダイプレート１１側の部分（例えば端部）の外周面には、複数の係合溝４１ｇに嵌る複数の突条１３ｐ（別の観点ではその間の複数の溝）を有する被係合部１３ｂが形成されている。従って、被係合部１３ｂが１対のハーフナット４１間に位置した状態でハーフナット４１が閉じられると、ハーフナット４１と被係合部１３ｂとは噛み合う（図３）。これにより、ハーフナット装置３７とタイバー１３とが型開閉方向において係合される。また、ハーフナット４１が開かれることにより、前記の係合が解除される（図４）。

各係合溝４１ｇ（及び各突条１３ｐ）は、例えば、タイバー１３に直交する平面内にてタイバー１３回りに周回するように延びている。また、複数の係合溝４１ｇ（及び複数の突条１３ｐ）は、互いに同一の形状であるとともに、一定のピッチでタイバー１３に沿って配列されている。複数の係合溝４１ｇ（及び複数の突条１３ｐ）のピッチは、適宜に設定されてよいが、一例として、約３０ｍｍである。なお、図３及び図４では、係合溝４１ｇ（及び突条１３ｐ）は、型開閉方向において対称な形状とされているが、鋸刃のように非対称な形状であってもよい。また、係合溝４１ｇ（及び突条１３ｐ）は、タイバー１３に直交するように延びるものではなく、螺旋状に延びるものであってもよい。

支持部材４３は、ハーフナット４１を自身に対してその開閉方向（型開閉方向に直交する方向）に移動可能に支持しており、その一方でハーフナット４１を自身に対して型開閉方向に移動不可能に支持している。また、支持部材４３は、例えば、不図示のねじ等により型締シリンダ１７のピストン２９の後部（後方突出部２９ｃ）に固定されている。従って、ハーフナット４１とタイバー１３の被係合部１３ｂとが上述のように噛み合うと、ピストン２９とタイバー１３とが型開閉方向において係合されることになる。これにより、例えば、ピストン２９の駆動によってタイバー１３を引っ張り、型締力を生じることが可能となる。

ナット開閉シリンダ４５は、液圧シリンダ又は空圧シリンダによって構成されている。１対のハーフナット４１は、例えば、不図示の連結機構によって連結されており、一のナット開閉シリンダ４５によって、その開閉方向に駆動される。なお、ハーフナット４１毎にナット開閉シリンダ４５が設けられてもよい。また、シリンダに代えて、電動機等の適宜な駆動装置が設けられてもよい。

ハーフナット４１及びタイバー１３の被係合部１３ｂは、適切に噛み合わされるように（係合溝４１ｇと突条１３ｐとが対向し、係合溝４１ｇと突条１３ｐ間の溝とが対向しないように）、ハーフナット４１を閉じる前に、複数の係合溝４１ｇのピッチ未満の距離で型開閉方向の相対位置が調整される必要がある。

ここで、型閉状態では（図２）、移動ダイプレート１１は、型厚（金型１０１の厚さ）に応じた距離で固定ダイプレート９と対向する。タイバー１３は固定ダイプレート９に連結されているから、型閉状態における、移動ダイプレート１１と被係合部１３ｂとの型開閉方向における相対位置は型厚に応じて決まる。ひいては、型閉状態における、ハーフナット４１と被係合部１３ｂとが噛み合い可能な、ハーフナット４１の移動ダイプレート１１に対する型開閉方向の位置は、型厚に応じて決まる。

そこで、本実施形態では、型閉状態において、ストッパ装置３９によって、ハーフナット４１（ピストン２９）を移動ダイプレート１１（シリンダ部２７）に対して、型厚に基づいて決められた一定の位置に位置決めする。これにより、ハーフナット４１と被係合部１３ｂとは噛み合い可能な位置に調整される。ストッパ装置３９の構成は、以下のとおりである。

ストッパ装置３９は、例えば、回転式の電動機４７と、電動機４７の回転を型開閉方向の並進運動に変換する伝達機構４９と、伝達機構４９の並進運動により型開閉方向に駆動され、ハーフナット装置３７に対して係合可能なストッパ部５１と、を有している。

電動機４７は、例えば、電動機本体４７ａと、電動機本体４７ａから延び出る出力軸４７ｂとを有している。電動機本体４７ａは、特に図示しないが、界磁及び電機子の一方を含むステータと、界磁及び電機子の他方を含み、ステータに対して回転可能なロータとを有している。出力軸４７ｂはロータに固定されており、その軸回りに回転する。

電動機４７は、例えば、不図示のエンコーダを有し、不図示のサーボドライバ（サーボアンプ）とともにサーボ機構を構成する。ただし、電動機４７は、ステッピングモータ等によって構成されていてもよい。また、電動機４７は、ブレーキ付のものであってもよい。後述する電動機４７の停止時において、電動機４７は、例えば、トルクフリーの状態とされる。ただし、ブレーキ付電動機のブレーキが利用されてもよい。

電動機４７は、例えば、出力軸４７ｂが型開閉方向に平行になるように配置されている。より具体的には、電動機４７は、例えば、出力軸４７ｂが固定ダイプレート９側を向くように配置されている。これにより、出力軸４７ｂの外周面を型締シリンダ１７の外周面に近づけつつ、電動機本体４７ａの配置スペースを型締シリンダ１７の後方（固定ダイプレート９とは反対側）に確保できる。電動機本体４７ａ（ステータ）は、例えば、適宜な連結部材５３を介して型締シリンダ１７のシリンダ部２７に固定されている。

伝達機構４９は、例えば、電動機４７側から順に、ピニオン５５、ナットギヤ５７及び雄ねじ部３５ａを有している。すなわち、伝達機構４９は、例えば、摩擦伝動機構によって構成されている。

ピニオン５５は、いわゆる外歯車且つ平歯車であり、その外周面に、軸に平行な方向（型開閉方向）に切られた複数の歯を有している。ピニオン５５は、電動機４７の出力軸４７ｂに同心状に固定されており、出力軸４７ｂとともにその軸回りに回転する。

ナットギヤ５７は、型締シリンダ１７のシリンダ部２７（カバー３５）をその軸回りに囲む環状部材である。ナットギヤ５７は、外周側にギヤ部５７ａを有するとともに、内周側に雌ねじ部５７ｂを有している。

ギヤ部５７ａは、いわゆる外歯車且つ平歯車であり、その外周面に、軸に平行な方向（型開閉方向）に切られた複数の歯を有している。ギヤ部５７ａの軸とピニオン５５の軸とは平行であり、また、ギヤ部５７ａとピニオン５５とは噛み合っている。従って、ピニオン５５がその軸回りに回転すると、その回転はギヤ部５７ａに伝達され、ナットギヤ５７はその軸回りに回転する。また、両者は平歯車であることから、噛み合いを維持したまま、軸方向に相対移動可能である。

ギヤ部５７ａの歯数は、例えば、ピニオン５５の歯数よりも多い。従って、ピニオン５５（出力軸４７ｂ）の回転は、減速してギヤ部５７ａに伝達される。その結果、例えば、ギヤ部５７ａを駆動するために必要な電動機４７の駆動力を小さくしたり、ギヤ部５７ａの回転位置の制御を高精度化したりすることができる。

ギヤ部５７ａ及びピニオン５５の歯幅（歯の軸方向（型開閉方向）の長さ）は、適宜に設定されてよい。例えば、ギヤ部５７ａ及びピニオン５５の歯幅は、両歯車が噛み合いを維持したまま軸方向に相対移動可能な距離が、係合溝４１ｇのピッチ以上（好ましくは２ピッチ以上）となるように設定されている。また、例えば、ギヤ部５７ａの歯幅は、ピニオン５５の歯幅よりも長い。なお、ナットギヤ５７は、内周側に雌ねじ部５７ｂを有するものであることから、ある程度の長さを軸方向に有していることが好ましい部材であり、歯幅を確保しやすい。

雌ねじ部５７ｂは、内周面にねじ溝が切られることによって構成されている。そのリード角又はピッチ等は適宜に設定されてよい。ただし、後述するように、ハーフナット装置３７の位置決めの際には、ハーフナット装置３７からナットギヤ５７に対して軸方向の力が加えられる。このときにナットギヤ５７が回転を伴って軸方向に移動してしまわないように、リード角はある程度小さくされていることが好ましい。

雄ねじ部３５ａは、シリンダ部２７（カバー３５）の一部によって構成されている。すなわち、雄ねじ部３５ａは、シリンダ部２７の外周面にねじ溝が切られることによって構成されている。雄ねじ部３５ａは、シリンダ部２７の一部であることから、移動ダイプレート１１に対して、型開閉方向に移動不可能且つその軸回りに回転不可能である。そして、雄ねじ部３５ａは、ナットギヤ５７の雌ねじ部５７ｂに螺合している。

従って、ナットギヤ５７が回転されると（矢印ｙ１）、ナットギヤ５７は、シリンダ部２７（移動ダイプレート１１）に対して型開閉方向に移動する（矢印ｙ２）。すなわち、ナットギヤ５７に伝達された回転は、ナットギヤ５７の並進運動に変換される。雄ねじ部３５ａ及び雌ねじ部５７ｂの螺合が維持される距離（並進運動のストローク）は、適宜に設定されてよいが、例えば、係合溝４１ｇのピッチ以上である。

なお、雌ねじ部５７ｂ及び雄ねじ部３５ａにより構成されるねじ機構は、例えば、雌ねじ部５７ｂ及び雄ねじ部３５ａが摺動する、いわゆるすべりねじ機構であることが好ましい。ハーフナット装置３７からナットギヤ５７に対して軸方向の力が加えられたときに、ナットギヤ５７が回転を伴って軸方向に移動してしまうおそれを低減する観点からである。ただし、そのようなおそれが十分に低ければ、ねじ機構は、雌ねじ部５７ｂと雄ねじ部３５ａとの間にボールが介在するボールねじ機構であっても構わない。

ストッパ部５１は、例えば、ナットギヤ５７の背面（固定ダイプレート９とは反対側の面、図の紙面左側の面）によって構成されている。なお、図では、ストッパ部５１は、ナットギヤ５７の他の部分とは別の部材によって構成されているが、ストッパ部５１は、他の部分と一体的に形成されていても構わない。ストッパ部５１を他の部分とは別の部材で形成する場合には、ストッパ部５１は、例えば、反発係数が他の部分よりも低くなるようにされることが好ましい。ストッパ部５１は、例えば、ナットギヤ５７の全周に亘って設けられている。

一方、ハーフナット装置３７の支持部材４３は、その前端面（固定ダイプレート９側の面）が型締シリンダ１７のシリンダ部２７の後端面よりも外周側に広がることによって構成された被当接部４３ａを有している。

従って、支持部材４３は、ストッパ部５１に対して固定ダイプレート９側へ当接し、これにより、ハーフナット装置３７（ピストン２９）の移動ダイプレート１１（シリンダ部２７）に対する固定ダイプレート９側への移動が規制される。電動機４７の駆動及び停止によってストッパ部５１を型開閉方向の適宜な位置に予め位置決めしておき、型締シリンダ１７の後側室２７ｒに作動液を供給してピストン２９を固定ダイプレート９側へ移動させれば、ハーフナット装置３７を移動ダイプレート１１に対して安定して一定の位置に位置決めすることができる。

被当接部４３ａは、例えば、ナットギヤ５７の略全周に対向（当接）するように設けられている。ただし、電動機４７が設けられている側においては、電動機４７の配置スペースを確保するために、被当接部４３ａは設けられていない。被当接部４３ａは、例えば、ナットギヤ５７の軸回りの半周以上、より好ましくは、３／４周以上に亘って設けられている。

なお、図３及び図４は模式図であることから、支持部材４３に一のハッチングを付して示しているが、実際には、支持部材４３は、複数の部材から構成されてよい。例えば、支持部材４３は、ハーフナット４１をその開閉方向に移動可能に支持する部材と、当該部材とピストン２９との間に介在して両者を固定するとともに被当接部４３ａを有する部材とを含んでいてもよい（さらにこれら各部材が２以上の部材から構成されてもよい。）。

また、本実施形態ではハーフナット装置３７とピストン２９とは連結されて共に移動するから、被当接部４３ａは、ハーフナット装置３７の一部と捉えられることもできるし、ピストン２９の一部と捉えられることもできる。本願では、便宜的に、被当接部４３ａをハーフナット装置３７の一部として捉えて説明している。

上記の構成に加え、型締装置３は、型締シリンダ１７の周辺に、移動ダイプレート１１に設けられ、ピストン２９（ハーフナット装置３７）の型開閉方向の位置を検出する位置センサ５９を有している。位置センサ５９は、例えば、ピストン２９に固定的な不図示のスケール部とともに磁気式又は光学式のリニアエンコーダを構成するものであってもよいし、レーザー測長器によって構成され、ピストン２９に固定的な部位との距離を測るものであってもよい。位置センサ５９の検出結果は、制御装置５に出力される。

既に述べたように、図３及び図４に示された構成は、複数のタイバー１３それぞれに設けられている。制御装置５は、各ピストン２９に設けられた位置センサ５９の検出値に基づいて、後述するように各ハーフナット装置３７の位置を特定できる。また、制御装置５は、各電動機４７（各電動機４７に対応する不図示のドライバ）に対して、互いに独立に制御信号を出力可能である。従って、ハーフナット装置３７と被係合部１３ｂとの噛み合い調整は、タイバー１３毎に独立に行われる。

（ダイカストマシンの動作）
以上の構成を有するダイカストマシン１の動作を説明する。

（成形サイクルにおける動作）
まず、ダイカストマシン１の成形サイクルにおける動作を説明する。

成形サイクルにおいては、既に述べたように、タイバー１３は固定ダイプレート９と連結された状態が維持される。成形サイクル開始時においては、例えば、図１に示すように、ダイカストマシン１は型開状態とされている。すなわち、移動ダイプレート１１は、型開位置に位置しており、固定金型１０３と移動金型１０５とは離反している。ハーフナット４１は開かれており、型締シリンダ１７のピストン２９とタイバー１３とは互いに係合されていない。

図１の型開状態から、制御装置５は、移動ダイプレート１１を型閉方向へ移動させるように、型開閉駆動装置１５の電動機１９を駆動する不図示のドライバに制御信号を出力する。移動ダイプレート１１が型閉方向へ移動すると、図２に示すように、移動金型１０５が固定金型１０３に接し、型閉状態とされる。

制御装置５は、型閉状態となる前の適宜な時期から、又は、型閉状態とされた以後、型締シリンダ１７の後側室２７ｒに適宜な圧力で作動液が供給されるように、不図示の液圧回路を制御する。これにより、型締シリンダ１７のピストン２９及びピストン２９に連結されたハーフナット装置３７は、ハーフナット装置３７の被当接部４３ａがストッパ部５１に当接する位置まで前進した状態とされる。このときのストッパ部５１の位置は、型締装置３に現に保持されている金型１０１の型厚に基づいて設定されており、ハーフナット４１とタイバー１３の被係合部１３ｂとが噛み合い可能な位置とされている。

次に、制御装置５は、ハーフナット４１を閉じるように、ナット開閉シリンダ４５に対する作動液（又はエア）の給排を制御する不図示の液圧（又は空圧）回路に制御信号を出力する。これにより、型締シリンダ１７のピストン２９とタイバー１３とが型開閉方向において互いに係合される。

次に、制御装置５は、型締シリンダ１７の前側室２７ｆに作動液を供給するように不図示の液圧回路を制御する。これにより、型締シリンダ１７のピストン２９が固定ダイプレート９とは反対側へ移動し、タイバー１３が引っ張られる。そして、タイバー１３の伸長量に応じた型締力が生じる。なお、この際、ハーフナット装置３７の被当接部４３ａは、ストッパ部５１から離れる（ハーフナット４１が開いた状態であるが図４参照）。

制御装置５は、適宜な方法により型締力を検出する。例えば、制御装置５は、位置センサ５９によってタイバー１３の伸長量を取得し、ひいては、型締力を取得する。また、例えば、制御装置５は、前側室２７ｆの圧力を検出する不図示の圧力センサの検出結果に基づいて型締力を取得してもよい。

型締力が所定値に達して型締めが完了すると、制御装置５は、金型１０１内に溶湯を供給するように不図示の射出装置を制御する。金型１０１内に射出された溶湯は、凝固してダイカスト品になる。

その後、制御装置５は、前側室２７ｆと不図示のタンクとを接続して前側室２７ｆの圧抜きを行うように不図示の液圧回路を制御する。これにより、タイバー１３の伸長が解除され、ハーフナット装置３７の被当接部４３ａはストッパ部５１に当接する。

次に、制御装置５は、ハーフナット４１を開き、ピストン２９とタイバー１３との係合を解除する。次に、制御装置５は、移動ダイプレート１１を図１に示す型開位置へ移動させる。その後、金型１０１の洗浄や離型剤の塗布等の次のサイクルの準備が行われる。

（ストッパの位置調整における動作）
図５は、ダイカストマシン１が実行するストッパの位置調整のための処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、例えば、金型交換時、又は、ダイカストマシン１の稼働時（複数の成形サイクルの前）等において行われる。

まず、ステップＳＴ１では、制御装置５は、型締装置３が現に保持している（又は保持する予定の）金型１０１の型厚の情報を取得する。当該情報は、例えば、不図示の入力装置を介して作業者によって入力されてもよいし、記録媒体、又は、ネットワークを介して接続されたコンピュータから読み出されてもよい。

ステップＳＴ２では、制御装置５は、取得した型厚に基づいて、ハーフナット４１と被係合部１３ｂとが噛み合い可能なハーフナット４１（ピストン２９、ストッパ部５１）の移動ダイプレート１１（シリンダ部２７）に対する位置を算出する。その具体的な算出方法は適宜に設定されてよい。

一例を挙げると、制御装置５は、ハーフナット４１の係合溝４１ｇのピッチの情報と、所定の基準型厚の情報と、この基準型厚である場合に型接触したときに、ハーフナット４１と被係合部１３ｂとが噛み合い可能なストッパ部５１の移動ダイプレート１１に対する位置（基準位置）の情報とを保持している。そして、取得した型厚と基準型厚との差をピッチで割ったときの小数点以下の値（余り）を取得する。そして、その小数点以下の値を基準位置に加算して、ハーフナット４１が噛み合い可能なストッパ部５１の移動ダイプレート１１に対する位置を算出する。

ステップＳＴ３では、制御装置５は、後側室２７ｒに作動液を供給してピストン２９を前進させ、ハーフナット装置３７の被当接部４３ａがストッパ部５１に当接した状態とする。

ステップＳＴ４では、制御装置５は、位置センサ５９の検出値を取得する。ステップＳＴ３によって被当接部４３ａはストッパ部５１に当接しているから、移動ダイプレート１１（シリンダ部２７）に対するハーフナット装置３７（ピストン２９）の位置を検出する位置センサ５９によって、間接的に、ストッパ部５１の移動ダイプレート１１に対する位置が検出されることになる。すなわち、タイバー１３の伸長量（型締力）を検出する位置センサ５９が型厚調整に兼用される。

ステップＳＴ５では、制御装置５は、前側室２７ｆに作動液を供給してピストン２９を後退させ、ハーフナット装置３７の被当接部４３ａをストッパ部５１から離す。なお、このときのピストン２９の移動距離は適宜に設定されてよいが、例えば、ピストン２９は、後退限まで移動する。

ステップＳＴ６では、制御装置５は、ステップＳＴ２において算出した位置へストッパ部５１を移動させるように、電動機４７を制御する。このとき、例えば、制御装置５は、電動機４７の回転数を電動機４７のエンコーダから取得し、この回転数を所定の変換式によってストッパ部５１の移動量に変換し、この移動量をステップＳＴ４で取得されたストッパ部５１の位置に加算することによって、ストッパ部５１の位置を取得する。

ステップＳＴ７では、制御装置５は、ステップＳＴ３と同様に、後側室２７ｒに作動液を供給してピストン２９を前進させ、ハーフナット装置３７の被当接部４３ａがストッパ部５１に当接した状態とする。

ステップＳＴ８では、制御装置５は、ステップＳＴ４と同様に、位置センサ５９の検出値を取得する。そして、制御装置５は、その検出された位置と、ステップＳＴ２で算出された位置とが一致するか（差が所定の閾値未満であるか）否かを判定する。一致しないときは、何らかの異常が生じたことになるから、例えば、不図示の表示装置を介して作業者に警告を表示する。

以上のとおり、本実施形態では、型締装置３は、固定ダイプレート９と、固定ダイプレート９に対して型開閉方向に移動可能な移動ダイプレート１１と、一方のダイプレート（本実施形態では固定ダイプレート９）に連結され、他方のダイプレート（本実施形態では移動ダイプレート１１）側に被係合部１３ｂを有するタイバー１３と、他方のダイプレート（移動ダイプレート１１）に設置され、内部に型開閉方向に移動可能なピストン２９を有する型締シリンダ１７と、ピストン２９に連結され、被係合部１３ｂと噛み合い可能なハーフナット装置３７と、ハーフナット装置３７の他方のダイプレート（移動ダイプレート１１）に対する一方のダイプレート（固定ダイプレート９）側への移動を規制するストッパ装置３９と、を有している。ストッパ装置３９は、少なくとも電動機４７と、電動機４７の駆動により他方のダイプレート（移動ダイプレート１１）に対して型開閉方向に駆動され、ハーフナット装置３７に対して一方のダイプレート（固定ダイプレート９）側から係合可能なストッパ部５１と、を有し、電動機４７とストッパ部５１との間にベルト及び／又はチェーンなどを有した巻き掛け伝動機構が介在していない。

従って、既に述べたように、型閉状態において、後側室２７ｒに作動液を供給してピストン２９（ハーフナット装置３７）をシリンダ部２７（移動ダイプレート１１）に対して固定ダイプレート９側へ付勢し、その一方で、ハーフナット装置３７の移動ダイプレート１１に対する固定ダイプレート９側への移動を、電動機４７の駆動及び停止によって位置決めされたストッパ部５１によって規制することにより、簡便且つ安定的にハーフナット装置３７と被係合部１３ｂとの噛み合い調整を行うことができる。さらに、例えば、電動機４７とストッパ部５１との間においては、ベルト及び／又はチェーンなどを有した巻き掛け伝動機構が設けられないことから、遊びが比較的小さい。その結果、例えば、電動機の高精度の位置制御によって、ストッパ部５１を高精度に位置決めし、ひいては、噛み合い調整を高精度に行うことができる。そして、噛み合い調整の高精度化によって、例えば、ハーフナット４１及び被係合部１３ｂが傷むおそれを低減できる。また、本実施形態では、ピストン２９とハーフナット装置３７とが連結されていることから、ハーフナット装置３７をピストン２９に圧接するための機構（特許文献３参照）は不要であり、また、ストッパ部５１は、ピストン２９に当接してピストン２９の移動を規制する（特許文献３参照）のではなく、ハーフナット装置３７に当接してピストン２９の移動を規制できる。その結果、全体としての構造が簡素化される。

また、本実施形態では、伝達機構４９は、電動機４７の出力軸４７ｂに同心状に固定されたピニオン５５と、型締シリンダ１７のシリンダ部２７をその軸回りに囲む環状に形成され、外周側にピニオン５５に噛み合うギヤ部５７ａを有するとともに、内周側に雌ねじ部５７ｂを有するナットギヤ５７と、シリンダ部２７に設けられ、雌ねじ部５７ｂに螺合する雄ねじ部３５ａと、を有している。ストッパ部５１は、ナットギヤ５７の一方のダイプレート（固定ダイプレート９）とは反対側の面により構成されている。

従って、例えば、伝達機構４９全体は、構成が簡素で、且つ、体積が小さく、その一方で、ハーフナット装置３７からの力を受けるナットギヤ５７の径を大きくできる。径を大きくできることにより、例えば、ハーフナット装置３７又はナットギヤ５７に作用する力を広い範囲に分散して、大きな力を安定して受けることができ、また、リード角を小さくすることも容易化される。その結果、例えば、噛み合い調整が安定化する。また、例えば、大きな力を受けることができるから、溶湯が凝固した後、前側室２７ｆの圧抜きをしたときに、タイバー１３の収縮によるハーフナット装置３７からストッパ部５１への衝撃にも耐えることができる。

また、本実施形態では、型締装置３は、複数のタイバー１３と、複数のタイバー１３に対応して設けられた複数のストッパ装置３９と、複数のストッパ装置３９の電動機４７を独立に制御可能な制御装置５と、を有している。

従って、例えば、固定ダイプレート９又は移動ダイプレート１１の傾き等によって、複数のタイバー１３間でハーフナット装置３７と被係合部１３ｂとの噛み合い位置が互いに微妙に異なる場合において、タイバー１３毎に最適な噛み合い調整を行うことができる。

また、本実施形態では、型締装置３は、制御装置５を有し、制御装置５は、型締シリンダ１７を制御することにより、ピストン２９を一方のダイプレート（固定ダイプレート９）とは反対側に移動させてハーフナット装置３７をストッパ部５１から離反させ（ステップＳＴ５）、その離反させた状態で、電動機４７を制御することにより、所定の型厚情報に基づいて算出された位置へストッパ部５１を移動させる（ステップＳＴ６）。

従って、例えば、電動機４７によりストッパ部５１の位置を調整するとき、ピストン２９の摺動抵抗等は電動機４７の負荷にならない。その結果、例えば、電動機４７を小型化してコストを削減することができる。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

成形機（成形装置）は、ダイカストマシンに限定されない。例えば、成形機は、他の金属成形機であってもよいし、射出成形機であってもよいし、木粉に熱可塑性樹脂等を混合させた材料を成形する成形機であってもよい。また、成形機は、横型締横射出に限定されず、例えば、縦型締縦射出、横型締縦射出、縦型締横射出であってもよい。

型締装置は、移動ダイプレート側に、型締シリンダ、分割ナット装置及びストッパ装置が設けられるものに限定されない。実施形態とは逆に、固定ダイプレート側に、型締シリンダ、分割ナット装置及びストッパ装置が設けられてもよい。なお、この場合、タイバーは、複数の成形サイクルに亘って移動ダイプレートに連結されており、型開閉においては、移動ダイプレートとともに移動する。

なお、以上の実施形態において、ダイカストマシン１は成形装置の一例である。固定ダイプレート９は一方のダイプレートの一例であり、一方のプラテンの一例であり、他方のダイプレートの一例であり、他方のプラテンの一例である。移動ダイプレート１１は他方のダイプレートの一例であり、他方のプラテンの一例であり、一方のダイプレートの一例であり、一方のプラテンの一例である。ハーフナット装置３７は分割ナット装置の一例である。電動機４７は、駆動部の一例である。伝達機構４９は、変換機構の一例である。

ストッパ装置は、回転式の駆動部、変換機構及びストッパ部を有しているものに限定されない。例えば、ストッパ装置は、少なくともリニア式の駆動部と、ストッパ部とを有し、リニア式の駆動部の駆動によりストッパ部が移動プラテンに対して型開閉方向に駆動され、分割ナット装置に対して固定プラテン側から係合することができるように構成されてよい。
すなわち、ストッパ装置は、少なくとも駆動部と、ストッパ部とを有し、駆動部とストッパ部との間に巻き掛け伝動機構のような遊びが比較的大きい変換機構等が介在していなければよい。

型締装置の型開閉装置は、電動式のものではなく、型開閉用の液圧シリンダであってもよい。型締シリンダは、ダイプレートに連結されるのではなく、ダイプレートに内蔵されるものであってもよい。分割ナット装置は、ハーフナット装置に限定されず、適宜な分割数のナット装置であってよい。電動機とストッパ部との間の伝達機構は、実施形態に示した以外に、適宜に変更されてよい。

１…ダイカストマシン、３…型締装置、９…固定ダイプレート（一方のダイプレート、一方のプラテン、他方のダイプレート、他方のプラテン）、１１…移動ダイプレート（他方のダイプレート、他方のプラテン、一方のダイプレート、一方のプラテン）、１３…タイバー、１３ｂ…被係合部、１７…型締シリンダ、２９…ピストン、３７…ハーフナット装置（分割ナット装置）、３９…ストッパ装置、４７…電動機（駆動部）、４９…伝達機構（変換機構）、５１…ストッパ部、１０３…固定金型、１０５…移動金型。

Claims (4)

1. 固定プラテンと、
   前記固定プラテンに対して型開閉方向に移動可能な移動プラテンと、
   前記固定プラテン及び前記移動プラテンの一方のプラテンに連結され、前記固定プラテン及び前記移動プラテンの他方のプラテン側に被係合部を有するタイバーと、
   前記他方のプラテンに設置され、内部に前記型開閉方向に移動可能なピストンを有する型締シリンダと、
   前記ピストンに連結され、前記被係合部と噛み合い可能な分割ナット装置と、
   前記分割ナット装置の前記他方のプラテンに対する前記一方のプラテン側への移動を規制するストッパ装置と、
   を備え、
   前記ストッパ装置は、
   駆動部と、
   前記駆動部の回転を前記型開閉方向の並進運動に変換する変換機構と、
   前記変換機構の並進運動により前記他方のプラテンに対して前記型開閉方向に駆動され、前記分割ナット装置に対して前記一方のプラテン側から係合可能なストッパ部と、
   を有し、
   前記変換機構は、
   前記駆動部の出力軸に同心状に固定されたピニオンと、
   前記型締シリンダのシリンダ部をその軸回りに囲む環状に形成され、外周側に前記ピニオンに噛み合うギヤ部を有するとともに、内周側に雌ねじ部を有するナットギヤと、
   前記シリンダ部に設けられ、前記雌ねじ部に螺合する雄ねじ部と、を有し、
   前記ストッパ部は、前記ナットギヤの前記一方のプラテンとは反対側の面により構成されている
   型締装置。
2. 複数の前記タイバーと、
   前記複数のタイバーに対応して設けられた複数の前記ストッパ装置と、
   前記複数のストッパ装置の駆動部を独立に制御可能な制御装置と、
   を有する請求項１に記載の型締装置。
3. 前記型締シリンダを制御することにより、前記ピストンを前記一方のプラテンとは反対側に移動させて前記分割ナット装置を前記ストッパ部から離反させ、その離反させた状態で、前記駆動部を制御することにより、所定の型厚情報に基づいて算出された位置へ前記ストッパ部を移動させる、制御装置を有する
   請求項１又は２に記載の型締装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の型締装置を備えた成形装置。

Images