JP2005324249A - 型締装置及び成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】金型の分割面間からの成形材料の吹き出しを抑制することができ、かつ、金型の寿命を延ばすことができる型締装置を提供する。
【解決手段】金型に関する情報に基づいて、複数のタイバー７Ａ〜７Ｄが分担する荷重の配分を決定し、決定した配分の荷重となるように各型締用シリンダ９Ａ〜９Ｄのシリンダ室９ａの作動油の圧力を独立に制御する制御装置７０を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ダイカストマシン等の成形機の型締装置及び成形機に関する。

ダイカストマシン等の成形機に用いられる型締装置は、一対の金型の一方を保持する固定ダイプレートと、他方を保持する移動ダイプレートとを備えており、型締の際には、移動ダイプレートを金型の厚さ（ダイハイト）に応じた位置に位置決めしたのち、移動ダイプレートと固定ダイプレートとの間に力を作用させて金型の型締を行う。
この型締は、たとえば、移動ダイプレートと固定ダイプレートとの間に設けられた複数のタイバーに張力を発生させることにより行われる。
通常、複数のタイバーは、金型の分割面間に作用する力の分布が均一になるように、移動ダイプレートおよび固定ダイプレートの中心部に関して対称な位置に配置され、各タイバーに同じ大きさの荷重を分担させる。
特許文献１では、分割面間に作用する力の分布が均一になるように、タイバーとは別に、固定ダイプレート及び移動ダイプレート間に荷重を付与する装置を設けた技術が開示されている。
特開平８−２６７２１２号公報

ところで、複数のタイバーの荷重の大きさを同じにして型締したとしても、キャビティの配置が対称でないと、金型の分割面間に作用する力の分布は均一とはならない。この分割面間に作用する力の分布が不均一であると、キャビティに射出、充填された成形材料が分割面間から吹き出し、バリとなる可能性がある。特に、ダイカストマシンでは、成形材料が金属であることから質量が大きく、溶解した金属をキャビティ内に射出、充填したときに金型が受ける力は樹脂等の成形材料と比べて相当大きい。このため、金型の型開が発生しやすく、溶解した金属が吹き出しやすい。
一方、鋳造サイクル中に成形材料が分割面間から吹き出す場合に、これを防ぐために複数のタイバーの荷重を一律に増加させて型締力を上昇させると、金型に過剰な負荷がかかり、金型の寿命を短縮させる可能性がある。

本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、金型の分割面間からの成形材料の吹き出しを抑制することができ、かつ、金型の寿命を延ばすことができる型締装置を提供することにある。

本発明の第１の観点に係る型締装置は、ベース上に固定され、一対の金型の一方を保持する固定ダイプレートと、前記一対の金型の他方を保持し、前記ベース上に型開閉方向に移動可能に設けられた移動ダイプレートと、ピストンと被結合部とを備え、前記金型に与える型締力を前記ピストンと被結合部との間で分担する複数のタイバーと、前記固定ダイプレートおよび前記移動ダイプレートの一方に備わり、前記複数のタイバーのピストンをそれぞれ内蔵し、前記型締力を発生させるための昇圧された作動液が供給される複数の型締用シリンダと、前記固定ダイプレートおよび前記移動ダイプレートの他方に備わり、前記複数のタイバーの被結合部にそれぞれ噛合することにより、前記複数のタイバーと解放可能にそれぞれ結合する複数の結合手段と、前記金型に関する情報に基づいて、前記複数のタイバーが分担する荷重の配分を決定し、決定した配分の荷重となるように前記複数の型締用シリンダの作動液の圧力を独立に制御する制御手段とを有する。

本発明の第２の観点に係る型締装置は、一対の金型に形成されるキャビティに成形材料を射出、充填する成形機の型締装置であって、ベース上に固定され、一対の金型の一方を保持する固定ダイプレートと、前記一対の金型の他方を保持し、前記ベース上に型開閉方向に移動可能に設けられた移動ダイプレートと、ピストンと被結合部とを備え、前記金型に与える型締力を前記ピストンと被結合部との間で分担する複数のタイバーと、前記固定ダイプレートおよび前記移動ダイプレートの一方に備わり、前記複数のタイバーのピストンをそれぞれ内蔵し、前記型締力を発生させるための圧力調整された作動液が供給される複数の型締用シリンダと、前記固定ダイプレートおよび前記移動ダイプレートの他方に備わり、前記複数のタイバーの被結合部にそれぞれ噛合することにより、前記複数のタイバーと解放可能にそれぞれ結合する複数の結合手段と、前記キャビティへの成形材料の射出、充填によって発生する前記複数のタイバーのピストンの変位を検出する変位検出手段と、前記変位検出手段によって検出される変位を抑制するように前記複数の型締用シリンダに供給する作動液の圧力を独立に調整する制御手段とを有する。

本発明の第１の観点では、複数のタイバーがそれぞれ分担する荷重の配分が、金型の形状情報、取付け位置情報等の金型に関する情報に基づいて独立して調整され、金型の分割面間に作用する圧力の分布が均一化される。

本発明の第２の観点では、キャビティへの成形材料の射出、充填によって、金型の型開が発生し成形材料が金型の分割面間から吹き出すと、変位検出手段によって各タイバーのピストンの変位が検出される。制御手段は、各型締用シリンダに供給する作動液の圧力を独立に制御し、各タイバーのピストンに発生する変位が抑制され、成形材料の金型の分割面間からの吹き出しが抑制される。

本発明の第３の観点に係る成形機は、ベース上に固定され、一対の金型の一方を保持する固定ダイプレートと、前記一対の金型の他方を保持し、前記ベース上に型開閉方向に移動可能に設けられた移動ダイプレートと、ピストンと被結合部とを備え、前記金型に与える型締力を前記ピストンと被結合部との間で分担する複数のタイバーと、前記固定ダイプレートおよび前記移動ダイプレートの一方に備わり、前記複数のタイバーのピストンをそれぞれ内蔵し、前記型締力を発生させるための昇圧された作動液が供給される複数の型締用シリンダと、前記固定ダイプレートおよび前記移動ダイプレートの他方に備わり、前記複数のタイバーの被結合部にそれぞれ噛合することにより、前記複数のタイバーと解放可能にそれぞれ結合する複数の結合手段と、前記金型に関する情報に基づいて、前記複数のタイバーが分担する荷重の配分を決定し、決定した配分の荷重となるように前記複数の型締用シリンダの作動液の圧力を独立に制御する制御手段と、前記一対の金型により形成されるキャビティに前記一方の金型に設けられた注入口を介して連通する射出スリーブと、前記射出スリーブ内を前進して前記キャビティに成形材料を射出充填する射出プランジャと、を有し、前記固定ダイプレートは、前記一方の金型を前記型開閉方向に直交する方向における複数位置で保持可能に構成され、前記移動ダイプレートは、前記他方の金型を前記型開閉方向に直交する方向における複数位置で保持可能に構成されている。

好適には、前記固定ダイプレートは、前記一方の金型を前記固定ダイプレートに対して固定するボルトのボルト頭を挿入可能な平行に配列された複数のＴ溝を有し、前記移動ダイプレートは、前記他方の金型を前記移動ダイプレートに対して固定するボルトのボルト頭を挿入可能な平行に配列された複数のＴ溝を有し、前記固定ダイプレートの複数のＴ溝は、配列方向において前記一方の金型の広さよりも広い範囲に形成され、前記移動ダイプレートの複数のＴ溝は、配列方向において前記他方の金型の広さよりも広い範囲に形成されている。

好適には、前記金型に関する情報は、前記注入口の位置の情報を含む。

本発明の第４の観点に係る型締装置は、ベース上に固定され、一対の金型の一方を保持する固定ダイプレートと、前記一対の金型の他方を保持し、前記ベース上に型開閉方向に移動可能に設けられた移動ダイプレートと、ピストンと被結合部とを備え、前記金型に与える型締力を前記ピストンと被結合部との間で分担する複数のタイバーと、前記固定ダイプレートおよび前記移動ダイプレートの一方に備わり、前記複数のタイバーのピストンをそれぞれ内蔵し、前記型締力を発生させるための昇圧された作動液が供給される複数の型締用シリンダと、前記固定ダイプレートおよび前記移動ダイプレートの他方に備わり、前記複数のタイバーの被結合部にそれぞれ噛合することにより、前記複数のタイバーと解放可能にそれぞれ結合する複数の結合手段と、前記金型に関する情報に基づいて、前記複数のタイバーが分担する荷重の配分を決定し、決定した配分の荷重となるように前記複数の型締用シリンダの作動液の圧力を独立に制御する制御手段と、を有し、前記固定ダイプレートは、前記一方の金型を前記型開閉方向に直交する方向における複数位置で保持可能に構成され、前記移動ダイプレートは、前記他方の金型を前記型開閉方向に直交する方向における複数位置で保持可能に構成されている。

本発明によれば、金型の分割面間からの成形材料の吹き出しを抑制することができ、かつ、金型の寿命を延ばすことができる型締装置が得られる。

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。
第１の実施形態
図１は本発明の一実施形態に係る型締装置の機械部分の構成を示す一部に断面図を含む正面図である。また、図２は図１に示す型締装置を上方から見た図である。
なお、本実施形態では、型締装置をダイカストマシンに適用した場合について説明する。
型締装置１は、固定ダイプレート３と、移動ダイプレート４と、タイバー７と、型締用シリンダ９と、移動機構４０と、ハーフナット２０とを有する。
なお、ハーフナット２０は本発明の結合手段の一実施態様である。

固定ダイプレート３は、ベース２上に固定されている。この固定ダイプレート３は、固定金型５を前面側に保持している。
移動ダイプレート４は、移動金型６を前面（固定ダイプレート３に対向する側）に保持している。この移動ダイプレート４は、ベース２上に型開方向Ａ１および型閉方向Ａ２に移動可能に設けられている。移動ダイプレート４には、タイバー７が挿入される貫通孔４ｈが形成されている。この貫通孔４ｈは、たとえば、移動ダイプレート４の四隅に形成されている。
固定金型５と移動金型６の一対の金型が型閉されることにより、固定金型５の凹部５ａと移動金型６の凹部６ａとの間にキャビティが形成される。

固定ダイプレート３の背面には、スリーブ６０が設けられている。スリーブ６０には、プランジャチップ６１が嵌合しており、このプランジャチップ６１が先端部に連結されたプランジャロッド６２は、カップリング６３を介して射出シリンダ６５のピストンロッド６４と連結されている。
射出シリンダ６５は、油圧によって駆動され、ピストンロッド６４を伸縮させる。
供給口６０ａを通じてスリーブ６０に溶融金属ＭＬが供給された状態で、ピストンロッド６４を前進させることにより、型締された固定金型５と移動金型６の間に形成されるキャビティに成形材料としての溶融金属ＭＬが射出、充填される。

タイバー７は、固定ダイプレート３によって水平に支持されている。
タイバー７の移動ダイプレート４側の自由端部には、たとえば、鋸歯状の被結合溝７ａが形成されている。なお、被結合溝７ａは本発明の被結合部の一実施態様である。
タイバー７の中途には、型締用シリンダ９に内蔵されるピストン８が設けられている。

型締用シリンダ９は、固定ダイプレート３の内部に形成されており、この固定ダイプレート３にピストン８が移動可能に内蔵されている。型締用シリンダ９のシリンダ室に高圧の作動油を供給することにより、固定ダイプレート３とタイバー７との間に力が作用し、タイバー７が固定ダイプレート３に対して駆動される。
タイバー７に連結されたピストン８の可動範囲、すなわち、型締用シリンダ９のもつストロークの範囲内で、タイバー７は固定ダイプレート３に対して移動可能である。

移動機構４０は、ベース２の内部に内蔵されており、ねじ軸４１と、支持部材４２と、サーボモータ４３と、可動部材４４とを有する。
支持部材４２は、ねじ軸４１の一端部を回転自在に支持している。
ねじ軸４１の他端部は、サーボモータ４３に接続されている。
ねじ軸４１は、可動部材４４にねじ込まれている。
可動部材４４は、図２に示すように、移動ダイプレート４の両側に固定されている。

この移動機構４０では、サーボモータ４３を回転制御することにより、ねじ軸４１が回転し、このねじ軸４１の回転が可動部材４４の直線運動に変換される。これにより、移動ダイプレート４が型開方向Ａ１または型閉方向Ａ２に駆動される。

ハーフナット２０は、移動ダイプレート４の貫通孔４ｈの背後に配置されている。このハーフナット２０は、タイバー７の被結合溝７ａと噛合する図示しない溝が形成されている。
ハーフナット２０は、ハーフナット開閉シリンダ２１によって開閉され、ハーフナット２０が閉じてタイバー７の被結合溝７ａと噛合（結合）すると、タイバー７と移動ダイプレート４とが連結される。ハーフナット２０が開くと、タイバー７と移動ダイプレート４との連結が解かれる。なお、ハーフナット２０は周知の技術であるので詳細説明は省略する。

次に、型締装置１の基本動作について説明する。
図１および図２に示した状態の型締装置１は、移動ダイプレート４が所定の型開位置に移動した状態にある。この状態において、ピストン８は型締用シリンダ９において所定位置に位置決めされている。
この状態から、サーボモータ４３を駆動して、移動ダイプレート４を型閉方向Ａ２に向けて移動させる。移動ダイプレート４の移動速度は、サイクルタイムの短縮化の観点から高速で行う。
そして、移動ダイプレート４を型閉方向Ａ２に移動させて行き、固定金型５と移動金型６が接触する手前位置で減速させ、固定金型５と移動金型６とを接触させる。
これにより、固定金型５と移動金型６の型閉が完了する。

この状態で、各タイバー７のピストン８の型締用シリンダ９内での位置を型締用シリンダ９のシリンダ室に作動油を供給することにより調整し、ハーフナット２０とタイバー７の被結合溝７ａとが噛合可能な状態とする。

次いで、図３に示すように、ハーフナット２０を閉じて、タイバー７の被結合溝７ａと噛合せる。これにより、各タイバー７と移動ダイプレート４とが結合される。
さらに、型締用シリンダ９の移動ダイプレート４側のシリンダ室９ａへ高圧の作動油ＰＬを供給し、型締を行う。これにより、タイバー７が伸長し、タイバー７の伸長量に応じた型締力が発生する。

この状態で、固定金型５と移動金型６との間に形成されるキャビティへスリーブ６０から溶融金属を射出、充填することにより、ダイカスト製品が鋳造される。

ここで、図４に、型締装置１の４つの型締用シリンダのうちの一つの型締用シリンダ９Ａの周辺の構造および制御装置７０の構成を示す。
図４に示すように、型締用シリンダ９Ａには、油圧回路１１０Ａが接続されている。なお、他の３つの型締用シリンダ９Ｂ〜９Ｄには、油圧回路１１０Ａと同一構成の油圧回路１１０Ｂ〜１１０Ｄが接続されている。
この油圧回路１１０Ａは、圧力制御バルブＰＣＶ１および方向制御バルブＤＣＶ１を備えている。

方向制御バルブＤＣＶ１は、油圧源１５０から供給される高圧の作動油を、制御装置７０からの制御指令に応じて、型締用シリンダ９Ａのシリンダ室９ａおよび９ｂの一方に供給する。この方向制御バルブＤＣＶ１の主な役割は、型締用シリンダ９Ａのシリンダ室９ａおよび９ｂの一方に作動油を供給することで、ピストン８の位置調整を行う。
すなわち、ハーフナット２０とタイバー７の被結合溝７ａとを噛合せるためには、方向制御バルブＤＣＶ１によってタイバー７のピストン８の位置制御を行ってハーフナット２０がタイバー７の被結合溝７ａに噛合可能な位置に位置決めする必要があるからである。
なお、方向制御バルブＤＣＶ１は、ピストン８を駆動しないときには、油圧源１５０からの作動油をタンク１５１に向けて流す。

圧力制御バルブＰＣＶ１は、型締時において、方向制御バルブＤＣＶ１を通じて供給される油圧源１５０からの作動油の圧力を、制御装置７０からの制御指令に応じて型締に必要な圧力に調整し、シリンダ室９ａへ供給する。

型締用シリンダ９Ａのシリンダ室９ａには、圧力センサＰＲＳ１が設けられている。なお、他の型締用シリンダ９Ｂ〜９Ｄのシリンダ室９ａにも、圧力センサＰＲＳ１と同一の圧力センサＰＲＳ２〜ＰＲＳ４が設けられている。
圧力センサＰＲＳ１は、シリンダ室９ａ内の作動油の圧力を検出し、検出した圧力を制御装置７０にフィードバックする。

型締用シリンダ９Ａのシリンダ室９ｂ側には、タイバー７Ａの後端部の位置を検出する位置センサＰＯＳ１が設けられている。なお、他のタイバー７Ｂ〜７Ｄについても、位置センサＰＯＳ１と同一の位置センサＰＯＳ２〜ＰＯＳ４が設けられている。
位置センサＰＯＳ１により、タイバー７Ａの後端部の位置を検出することで、ピストン８の位置を検出することができる。すなわち、タイバー７Ａのピストン８と被結合溝７ａとの間は型締時に弾性変形するが、タイバー７Ａの後端部は型締時に変形しないので、この後端部の位置を検出することによりピストン８の位置を正確に特定できる。
位置センサＰＯＳ１の検出したピストン８の位置情報は、制御装置７０にフィードバックされる。

制御装置７０は、主制御部７１、金型情報設定部７２、タイバーロード配分部７３、タイバーロード補正部７４、変位検出部７５、加算部ＡＤ１〜ＡＤ４およびバリ発生判別部７６を有する。
なお、タイバーロード配分部７３は本発明のタイバーロード配分手段の一実施態様であり、タイバーロード補正部７４は本発明の補正手段の一実施態様であり、変位検出部７５は本発明の変位検出手段の一実施態様である。また、制御装置７０の各機能はプロセッサ等の所要のハードウエアおよびソフトウエアによって構成される。

主制御部７１は、各型締用シリンダ９Ａ〜９Ｄのシリンダ室９ａ内の作動油の圧力が所望の圧力となるように、各圧力制御バルブＰＣＶ１〜ＰＣＶ４を独立に制御する制御指令を出力する。
また、主制御部７１は、各方向制御バルブＤＣＶ１〜ＤＣＶ４をそれぞれ独立に制御する制御指令を出力し、各タイバー７Ａ〜７Ｄのピストン８の位置制御を行う。

金型情報設定部７２は、固定金型５および移動金型６の形状情報やこれらの固定ダイプレート３および移動ダイプレート４に対する取付け位置の情報等の金型に関する情報を設定する。これらの情報は、固定金型５および移動金型６に作用する力の分布や、これらに発生する変形量を算出するのに用いられる。

タイバーロード配分部７３は、金型情報設定部７２によって設定された金型に関する情報を利用して、各タイバー７Ａ〜７Ｄに与えるべき、タイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４の配分を決定する。

変位検出部７５は、位置センサＰＯＳ１〜ＰＯＳ４の検出するピストン８の位置情報から、固定金型５および移動金型６の間に形成されるキャビティへの溶融金属の射出、充填によって発生する各タイバー７Ａ〜７Ｄのピストン８の変位Ｄ１〜Ｄ４を検出する。

バリ発生判別部７６は、変位検出部７５の検出したピストン８の変位Ｄ１〜Ｄ４から、固定金型５および移動金型６の分割面間から溶融金属の吹き出して製品にバリが発生しているか否かを判別する。
バリ発生判別部７６は、バリが発生しているか否かを示す判別信号７６ｓをタイバーロード補正部７４へ出力する。

タイバーロード補正部７４は、バリ発生判別部７６からの判別信号７６ｓがバリが発生していることを示している場合には、変位検出部７５によって検出された各タイバー７Ａ〜７Ｄのピストン８の変位Ｄ１〜Ｄ４に基づいて、各タイバー７Ａ〜７Ｄのピストン８の変位を抑制するためにタイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４の値を補正する補正値Ｍ１〜Ｍ４を決定する。
加算部ＡＤ１〜ＡＤ４は、タイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４に決定された補正値Ｍ１〜Ｍ４を加算し、新たなタイバーロードＴＬ１’〜ＴＬ４’として主制御部７１に出力する。 主制御部７１は、タイバー７Ａ〜７Ｄに与える荷重を新たなタイバーロードＴＬ１’〜ＴＬ４’となるように制御する。

次に、制御装置７０における処理手順の一例について図６のフローチャートを参照して説明する。
まず、オペレータ等が制御装置７０に固定金型５および移動金型６に関する情報を入力する（ステップＳ１）。この情報には、固定金型５および移動金型６の寸法や取付け位置が含まれる。より詳細には、キャビティの形状、注入口５ｈの位置や大きさも含まれる。したがって、この情報から、型締時に固定金型５および移動金型６に発生する変形や応力分布を特定できる。
金型に関する情報の入力が完了すると（ステップＳ２）、この金型に関する情報に基づいて、タイバー７Ａ〜７Ｄに発生させるタイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４の配分を決定する（ステップＳ３）。

図５は、金型の形状の一例を示す図であって、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線方向の断面図である。
図５に示すように、固定金型５の凹部５ａおよび移動金型６の凹部６ａによって形成されるキャビティＣａの分布は、固定ダイプレート３および移動ダイプレート４の中心Ｃｔに関して対称とはなっておらず、図５（ｂ）に示すように右上側に偏って分布している。
４本のタイバー７Ａ〜７Ｄは、中心Ｃｔに関して対称に配置されている。
タイバー７Ａ〜７Ｄに等しい値の荷重を与えると、固定金型５の分割面５ｂと移動金型６の分割面６ｂとの間に作用する力の分布は、キャビテイＣａが存在しない部分では略均一になるが、キャビティＣａが存在する右上側領域では、均一とならない可能性がある。これは、固定金型５および移動金型６のキャビティＣａの周辺領域の剛性が他の領域の剛性よりも低いことから型締力を受けて変形し、キャビティＣａの周辺領域における分割面５ｂ，６ｂ間の平行度が低下するからである。したがって、キャビティＣａの存在する周辺領域の分割面５ｂ，６ｂ間から溶融金属の吹き出しが発生しやすい。

また、固定金型５の分割面５ｂと移動金型６の分割面６ｂとの間に作用する力の分布のばらつきは、金型がダイプレートの中心部に対して偏心して取り付けられていることにも起因して生じる。固定金型５及び移動金型６のうちタイバー７Ａ〜７Ｄに近い部分ほど強い型締力を受けることからである。なお、後述する第２の実施形態を説明するための図１０では、固定金型５′及び移動金型６′が、固定ダイプレート３′及び移動ダイプレート４′の中心Ｃｔに対して偏心した位置に配置されている場合を例示している。

さらに、注入口５ｈ（図５参照）の位置によっても、固定金型５の分割面５ｂと移動金型６の分割面６ｂとの間に作用する力の分布は変化する。注入口５ｈが設けられることにより、固定金型５自体の剛性は注入口５ｈ周辺で低下していること、スリープ６０が固定されることにより固定金型５自体の剛性にスリーブ６０の剛性が付加されること、注入口５ｈ周辺の溶湯は他の領域の溶湯よりもプランジャチップ６１による増圧の影響を受けること等の理由からである。従って、これら種々の要因に基づいて分割面５ｂと分割面６ｂとの間に作用する力は注入口５ｈ周辺において他の領域よりも大きく又は小さくなる。

タイバーロード配分部７３では、キャビティＣａの周辺領域における変形を抑え、分割面５ｂ，６ｂ間の平行度を高め、分割面５ｂ，６ｂ間に作用する力の分布の均一性を高めるように、タイバー７Ａ〜７Ｄに与えるタイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４を決定する。
なお、固定金型５および移動金型６に発生する変形や応力分布等の解析は、周知の構造解析技術をソフトウエア化することによって自動化することができる。

タイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４の配分が自動的に決定されたのち、これらの値が適切かどうかをオペレータが判断し（ステップＳ４）、問題があれば修正する（ステップＳ５）。
以上のような手順により、タイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４の配分が決定される。

次に、タイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４の配分が決定されたのちの鋳造工程の一例について図７に示す工程図を参照して説明する。
まず、型厚調整や型閉等の鋳造前に必要な前工程を行う（プロセスＰＲ１）。
次いで、型締を行う（プロセスＰＲ２）。型締は、制御装置７０が各型締用シリンダ９Ａ〜９Ｄのシリンダ室９ｂへの作動油の供給を制御することにより行われる。このとき、タイバー７Ａ〜７Ｄには、予め決定された配分のタイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４が与えられる。

型締が完了したのち、各タイバー７Ａ〜７Ｄのピストン８の変位Ｄ１〜Ｄ４の検出を開始する（プロセスＰＲ３）。この検出は、制御装置７０の変位検出部７５によって行われる。

次いで、スリーブ６０に所定量の溶融金属ＭＬを供給し、プランジャチップ６１を前進させて、溶融金属ＭＬを固定金型５および移動金型６の間に形成されるキャビティＣａに射出、充填する（プロセスＰＲ４）。
溶融金属ＭＬの射出充填工程は、たとえば、プランジャチップ６１を所定の位置まで低速で前進させ、次いで、高速に切り換えて溶融金属ＭＬをキャビティＣａへ射出する射出工程と、キャビティＣａに溶融金属ＭＬが充填されたところでキャビティＣａ内の溶融金属ＭＬの圧力を上昇させる昇圧工程とからなる。
昇圧工程では、キャビティＣａ内の溶融金属ＭＬの圧力が急上昇し、固定金型５と移動金型６とを型開させる力が作用する。この型開させる力は、各タイバー７Ａ〜７Ｄに作用するが、各タイバー７Ａ〜７Ｄに作用する力がタイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４よりも大きい場合には、型開が発生し、キャビティ内の溶融金属ＭＬが分割面５ｂ，６ｂ間から吹き出す可能性がある。型開が発生した場合には、タイバー７Ａ〜７Ｄの少なくともいずれかのピストン８に変位が発生する。なお、ピストン８に変位が発生した場合の処理については後述する。

射出充填工程が完了したのち、各タイバー７Ａ〜７Ｄのピストン８の変位Ｄ１〜Ｄ４の検出を終了する（プロセスＰＲ５）。
次いで、キャビティＣａにおいて鋳造品を成形したのち、固定金型５と移動金型６とを型開し、鋳造品を取り出し、固定金型５と移動金型６への離型剤の吹き付る等の後工程を行う（プロセスＰＲ６）。

図８は、ピストン８の変位データＤ１〜Ｄ４が得られたのちにおける制御装置７０の処理の一例を示すフローチャートである。
制御装置７０では、変位検出部７５において、ピストン８の変位データＤ１〜Ｄ４を取得すると（ステップＳ１１）、これらのデータからバリが発生したか否かを判断する（ステップＳ１２）。

ここで、図９は、鋳造工程においてバリが発生した場合のピストン８の変位データＤ１〜Ｄ４の一例を示すグラフである。
図９のグラフ（１）および（２）に示すように、ピストン８の変位データＤ１〜Ｄ４のうちの少なくともいずれかに変位が発生している場合には、バリ発生判別部７６は型開によって鋳造された製品にバリが発生したと判断する。
バリが発生したと判断した場合には、次回の鋳造サイクルにおいてピストン８の変位を抑制するように、予め設定したタイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４をそれぞれ補正する補正量Ｍ１〜Ｍ４を算出する（ステップＳ１３）。
補正量Ｍ１〜Ｍ４は、たとえば、変位量に応じてタイバーロードを増加させ、バリの発生しないと予想される補正量を決定する。図９に示す例では、タイバー７ＡのタイバーロードＴＬ１およびタイバー７ＢのタイバーロードＴＬ２をそれぞれ変位量に応じて増加させる補正量Ｍ１およびＭ２を決定する。
また、複数の鋳造サイクルによって得られたピストン８の変位データＤ１〜Ｄ４からバリの発生しない最適な補正量Ｍ１〜Ｍ４を探索してもよい。
制御装置７０では、補正量Ｍ１〜Ｍ４が決定されたのち、これらが予め設定したタイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４にそれぞれ加算され、新たなタイバーロードＴＬ１’〜ＴＬ４’が設定される（ステップＳ１４）。

型締時に、新たなタイバーロードＴＬ１’〜ＴＬ４’に基づいて各型締用シリンダ９Ａ〜９Ｄのシリンダ室９ａの圧力制御が行われると、図９のグラフ（１）’や（２）’に示すように、ピストン８の変位量が抑制され、バリの発生が防止される。

以上のように、本実施形態によれば、固定金型５および移動金型６に関する情報に基づいて、タイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４の配分を製品を成形する前に調整するため、構造や取付け位置の非対称性に起因する分割面５ｂ，６ｂ間の平行度の低下を防止でき、分割面５ｂ，６ｂからの溶融金属の吹き出しを未然に防ぐことができる。

また、本実施形態によれば、タイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４の配分を予め調整した状態において、分割面５ｂ，６ｂ間からの溶融金属の吹き出しが発生した場合であっても、タイバー７Ａ〜７Ｄのピストン８の変位Ｄ１〜Ｄ４に基づいて各タイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４をそれぞれ補正することにより、分割面５ｂ，６ｂ間からの溶融金属の吹き出しを防止することができる。

第２の実施形態
図１０は本発明の第２の実施形態に係るダイカストマシンの機械部分の構成を示す一部に断面図を含む正面図である。なお、第１の実施形態の型締装置と同様の構成については、第１の実施形態と同一符号を付して説明を省略する。
ダイカストマシンＤＣ１は、型締装置１′と、射出装置５０とを備えている。
型締装置１′は、第１の実施形態の型締装置１と同様の構成を有する。ただし、後述するように、固定ダイプレート３′、移動ダイプレート４′における金型の取付面３ａ′、４ａ′の構成が第１の実施形態と異なる。
なお、図１０では、凸部を有する移動金型６′と凹部を有する固定金型５′とが型締装置１′に取り付けられ、当該凸部及び凹部によりキャビティが形成される場合を例示しているが、図１のように凹部を有する移動金型６及び凹部を有する固定金型５が取り付けられる場合と本質的に変わるものではない。

射出装置５０は、キャビティに連通するスリーブ６０と、スリーブ６０内を摺動可能な射出プランジャ６６と、射出プランジャ６６を駆動する射出シリンダ６５とを備えている。射出装置５０は、床面設置の架台５５に支持されている。なお、第２の実施形態では架台５５には射出装置５０を昇降させるための装置は設けられていない。ただし、射出装置５０を昇降させるための装置を設けてもよい。

スリーブ６０は、固定ダイプレート３′の切欠き部３ｃ′に挿通されるとともに、固定金型５′を貫通するように設けられた注入口５ｈ′に嵌合挿入される。注入口５ｈ′は、固定ダイプレート３′側から移動ダイプレート４′側へ向かって縮径するように段差が設けられており、当該段差によりスリーブ６０は型開閉方向において位置決めされている。なお、後述するようにダイカストマシンＤＣ１では、射出装置５０を固定ダイプレートに対して昇降させなくてもよいため、切欠き部３ｃ′は従来のダイカストマシンに比較して小さく設定することができる。例えば、スリーブ６０が切欠き部３ｃ′に対して嵌合するようにしてもよいし、スリーブ６０の位置を微調整できる程度の大きさに設定してもよい。

射出プランジャ６６は、スリーブ６０に嵌合するランジャチップ６１と、プランジャチップ６１が先端部に連結されたプランジャロッド６２とを備えている。プランジャロッド６２は、カップリング６３を介して射出シリンダ６５のピストンロッド６４と連結されている。射出シリンダ６５は、油圧によって駆動され、ピストンロッド６４を軸方向に移動させる。

ダイカストマシン１における金型の取付構造の一例について説明する。

図１１は、移動ダイプレート４′の移動金型６′が取り付けられる取付面４ａ′を示す図であり、図１１（ａ）は取付面４ａ′を固定ダイプレート３′側から見た正面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＸ−Ｘ線における断面図である。なお、固定ダイプレート３′の固定金型５′が取り付けられる取付面３ａ′も取付面４ａ′と同様であるので説明は省略する。ただし、固定ダイプレート３′には上述の切欠き部３ｃ′が設けられる。

図１０及び図１１（ａ）に示すように、取付面４ａ′には、断面略Ｔ字形の溝部４ｉ′、４ｊ′がそれぞれ上下方向、水平方向に延びるように、略等間隔で設けられている。溝部４ｉ′、４ｊ′は移動ダイプレート４′の縁部から中央側へ延びており、中央側の端部では溝部４ｉ′、４ｊ′の底部の幅と同じ長さの径の丸穴４ｋ′が設けられている。溝部４ｉ′、４ｊ′の底部には、移動ダイプレート４′の縁部側又は丸穴４ｋ′から図１１（ｂ）に示すようにボルト８１のボルト頭８１ａを挿入可能である。ボルト８１は移動金型６′に設けられた貫通孔６ｃ′に挿通され、ボルト８１とナット８２とが螺合することにより移動金型６′は移動ダイプレート４′に固定される。

溝部４ｉ′、４ｊ′は、移動金型６′よりも広い範囲に亘って設けられており、図１０及び図１１（ａ）に示すように、移動金型６′は移動ダイプレート４′に対して上下方向の適宜な位置に固定可能である。ただし、取付可能な範囲は、溝部４ｉ′の設けられた範囲と移動金型６′に設けられた貫通孔６ｃ′の位置とによって規定され、最上段の取付位置ＨＬから最下段の取付位置ＬＬまでの範囲で取付位置を設定可能である。

最上段の取付位置ＨＬ及び最下段の取付位置ＬＬは適宜に設定してよいが、例えば、所定大きさの金型であって下部に注入口５ｈ′が設けられた金型を、所定位置に固定されたスリーブ６０に対して注入口５ｈ′を位置合わせできるように配置した場合の位置を最上段の取付位置ＨＬとし、当該所定大きさの金型であって上部に注入口５ｈ′が設けられた別の金型を、上記所定位置に固定されたスリーブ６０に対して注入口５ｈ′を位置合わせできるように配置した場合の位置を最下段の取付位置ＬＬとしてもよい。これにより、上部又は下部のいずれに注入口５ｈ′が設けられた場合にも、スリーブ６０の位置を変更することなく金型をダイプレートに取り付けることができる。

スリーブ６０の上下位置は、図１０及び図１１（ａ）に示すように、上下に配列されたタイバー７の中心間隔Ｌの中間から、注入口５ｈ′の最大移動範囲ｌの半分のｌ／２だけ下方に設けられている。最大移動範囲ｌは、ダイカストマシンＤＣ１の対象とする複数種類の金型を同一位置に配置したと仮定した場合における注入口の最上段位置と最下段位置との距離であり、図１では最下段の注入口５ｈ′を示すとともに、最上段の注入口５ｈ″を示している。なお、スリーブ６０をタイバー７の中間からｌ／２だけ上方に設けることも可能であり、図１では、上方に設けられた場合のスリーブ６０′を点線で示している。

なお、スリーブ６０の上下位置は、対象金型範囲におけるタイバー７の偏荷重が最小になるように設定してもよい。すなわち、ダイカストマシンＤＣ１の対象とする複数種類の金型の大きさ及び注入口の位置等の諸量が特定されれば、当該複数種類の金型を固定されたスリーブ６０に対して位置合わせした場合の各金型の配置位置の相対関係が特定される。例えば、最大距離ｌとして確保しなければならない距離が特定される。そこで、各金型の配置位置の相対関係に基づいて偏心荷重が最小となるスリーブ６０の位置を特定する。例えば、最上段に配置されることになる金型及び最下段に配置されることになる金型の分割面に作用する荷重のばらつきが最小になるようなスリーブ６０の位置を特定する。

以上の取付構造を有するダイカストマシンＤＣ１における固定金型５′及び移動金型６′の交換方法の一例を以下に説明する。

まず、移動ダイプレート４′を固定ダイプレート３′側へ駆動して固定金型５′と移動金型６′とを組み合わせる。そして、ボルト８１及びナット８２を外し、クレーンなどで固定金型５′及び移動金型６′とを吊り上げる。

次に、新たに取り付けられる固定金型５′及び移動金型６′を組み合わせた状態で、クレーンなどで固定金型５′及び移動金型６′を吊り上げ、固定ダイプレート３′及び移動ダイプレート４′の間に搬送する。そして、スリーブ６０の位置に対して注入口５ｈ′の位置が一致するように固定金型５′及び移動金型６′の位置を決める。なお、金型の取り外しからこの位置決めまでの間、スリーブ６０は固定ダイプレート３′に対して型開閉方向に直交する方向（上下方向）において移動させない。

位置決めがなされると、スリーブ６０が注入口５ｈ′に嵌合挿入されるように微調整を行いつつ、徐々に移動ダイプレート４′を固定ダイプレート３′側に前進させる。なお、この際には、スリーブ６０の位置を型開閉方向に直交する方向（上下方向）に微調整してもよい。そして、ボルト８１及びナット８２を仮締めし、固定金型５′及び移動金型６′を固定ダイプレート３′及び移動ダイプレート４′に取り付ける。その後、固定金型５′及び移動金型６′の位置等の各部の点検、調整し、ボルト８１及びナット８２を堅固に螺合する。

第２の実施形態の型締装置１′は、第１の実施形態の型締装置１と同様に動作する。すなわち、図６〜図９にて説明したように金型の分割面に作用する力の分布が均一になるようにタイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４の決定、補正等がなされる。

以上の第２の実施形態の成形機ＤＣ１によれば以下の効果が得られる。
通常、型締装置では、分割面間に作用する力の分布が均一になるように、金型は複数のタイバー間の中心に配置される。一方、金型の注入口（鋳込口）は、一対の金型により形成されるキャビティの形状等の諸条件に基づいて設定され、金型により注入口の位置は異なっている。従って、ダイプレートに保持される金型を段取り替えすると、その度に注入口の位置が変更されることになり、注入口に接続される射出スリーブや、射出スリーブ内を摺動する射出プランジャ等を含む射出装置の位置を変更する必要が生じる。
しかし、第２の実施形態の成形機ＤＣ１によれば、金型をスリーブ６０の位置に合わせてダイプレートの適宜な位置に取り付けることから、射出装置５０を上下させる必要がない。しかも、上述のように金型の取付位置等に応じてタイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４の配分を調整するなどしているから分割面５ｂ，６ｂ間からの溶融金属の吹き出しを防止することができる。従って、例えば、射出装置を昇降する装置を省略可能である。射出装置の位置を変更するための作業時間を縮小できる。射出スリーブや射出プランジャの位置決め（芯出し）が正確にできないことに起因する射出スリーブとプランジャチップとの過剰な磨耗等を防止して射出スリーブ等の寿命を延ばすことができる。

本発明は上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では、タイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４の配分を予め調整したのちに、分割面５ｂ，６ｂ間からの溶融金属の吹き出しがあった場合には、タイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４をそれぞれ補正する構成としたが、タイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４の配分の調整を行わずに等しく配分しておき、タイバー７Ａ〜７Ｄのピストン８の変位Ｄ１〜Ｄ４に基づいて各タイバーロードＴＬ１〜ＴＬ４の値を調整する構成とすることも可能である。この場合には、金型の構造解析をするためのソフトウエアが不要となる。
タイバーの本数は４本に限定されない。タイバーは２本以上あればよい。なお、金型に作用する３方向のモーメントを制御可能に、タイバーは３本以上設けられることが好ましい。左右方向において型締力の均一化を容易にするために、タイバーの本数、位置が左右対称に設けられることが望ましい。上下方向において型締力の均一化を容易にするために、タイバーの本数、位置が上下対称に設けられることが望ましい。

上述した実施形態では、型締用シリンダ９が固定ダイプレート３に設けられ、ハーフナット２０が移動ダイプレート４に設けられた構成としたが、型締用シリンダ９を移動ダイプレート４に設け、ハーフナット２０を固定ダイプレート３に設ける型締装置においても本発明は適用可能である。
また、上述した実施形態では、本発明の型締装置をダイカストマシンに適用した場合について説明したが、プラスチック射出成形機等の他の成形機の型締装置にも適用可能である。
ダイプレートにおいて金型を複数位置で保持可能とする構成は、Ｔ溝を対象とされる金型よりも広い範囲に設けるものに限定されない。例えば、金型を保持するクランプ手段を、ダイプレートの取付面に沿って移動可能に設けてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る型締装置の機械部分の構成を示す一部に断面図を含む正面図である。 図１に示す型締装置を上方から見た図である。 型締時の型締装置の状態を示す図である。 型締装置の４つの型締用シリンダのうちの一つの型締用シリンダの周辺の構造および制御装置の構成を示す図である。 金型の形状の一例を示す図であって、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線方向の断面図である。 制御装置における処理手順の一例を示すフローチャートである。 鋳造工程の一例を示す工程図である。 ピストンの変位データが得られたのちにおける制御装置の処理の一例を示すフローチャートである 鋳造工程においてバリが発生した場合のピストンの変位データの一例を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係る成形機の機械部分の構成を示す一部に断面図を含む正面図である。 金型及びダイプレートの取付構造の一例を示す図である。

符号の説明

１…型締装置
３…固定ダイプレート
４…移動ダイプレート
７…タイバー７
９…型締用シリンダ
２０…ハーフナット
７０…制御装置
７１…主制御部
７２…金型情報設定部
７３…タイバーロード配分部
７４…タイバーロード補正部
７５…変位検出部
ＡＤ１〜ＡＤ４…加算部
７６…バリ発生判別部

Claims (9)

1. ベース上に固定され、一対の金型の一方を保持する固定ダイプレートと、
   前記一対の金型の他方を保持し、前記ベース上に型開閉方向に移動可能に設けられた移動ダイプレートと、
   ピストンと被結合部とを備え、前記金型に与える型締力を前記ピストンと被結合部との間で分担する複数のタイバーと、
   前記固定ダイプレートおよび前記移動ダイプレートの一方に備わり、前記複数のタイバーのピストンをそれぞれ内蔵し、前記型締力を発生させるための昇圧された作動液が供給される複数の型締用シリンダと、
   前記固定ダイプレートおよび前記移動ダイプレートの他方に備わり、前記複数のタイバーの被結合部にそれぞれ噛合することにより、前記複数のタイバーと解放可能にそれぞれ結合する複数の結合手段と、
   前記金型に関する情報に基づいて、前記複数のタイバーが分担する荷重の配分を決定し、決定した配分の荷重となるように前記複数の型締用シリンダの作動液の圧力を独立に制御する制御手段と
   を有する型締装置。
2. 前記金型に関する情報は、前記金型の形状情報、および、前記金型の前記固定ダイプレートおよび移動ダイプレートへの取付位置の情報を含む
   請求項１に記載の型締装置。
3. 前記一対の金型に形成されるキャビティへの成形材料の射出、充填によって発生する前記複数のタイバーのピストンの変位を検出する変位検出手段と、
   前記変位検出手段によって検出される変位に基づいて、前記タイバーロード配分手段が配分する荷重を前記変位を抑制するように補正する補正手段と
   をさらに有する請求項１または２に記載の型締装置。
4. 前記複数の型締用シリンダの作動油の液圧を検出する圧力検出手段をさらに有し、
   前記制御手段は、前記圧力検出手段の検出する圧力を参照して、前記複数の型締用シリンダの作動液の圧力を制御する
   請求項１〜３のいずれかに記載の型締装置。
5. 一対の金型に形成されるキャビティに成形材料を射出、充填する成形機の型締装置であって、
   ベース上に固定され、一対の金型の一方を保持する固定ダイプレートと、
   前記一対の金型の他方を保持し、前記ベース上に型開閉方向に移動可能に設けられた移動ダイプレートと、
   ピストンと被結合部とを備え、前記金型に与える型締力を前記ピストンと被結合部との間で分担する複数のタイバーと、
   前記固定ダイプレートおよび前記移動ダイプレートの一方に備わり、前記複数のタイバーのピストンをそれぞれ内蔵し、前記型締力を発生させるための圧力調整された作動液が供給される複数の型締用シリンダと、
   前記固定ダイプレートおよび前記移動ダイプレートの他方に備わり、前記複数のタイバーの被結合部にそれぞれ噛合することにより、前記複数のタイバーと解放可能にそれぞれ結合する複数の結合手段と、
   前記キャビティへの成形材料の射出、充填によって発生する前記複数のタイバーのピストンの変位を検出する変位検出手段と、
   前記変位検出手段によって検出される変位を抑制するように前記複数の型締用シリンダに供給する作動液の圧力を独立に調整する制御手段と
   を有する型締装置。
6. ベース上に固定され、一対の金型の一方を保持する固定ダイプレートと、
   前記一対の金型の他方を保持し、前記ベース上に型開閉方向に移動可能に設けられた移動ダイプレートと、
   ピストンと被結合部とを備え、前記金型に与える型締力を前記ピストンと被結合部との間で分担する複数のタイバーと、
   前記固定ダイプレートおよび前記移動ダイプレートの一方に備わり、前記複数のタイバーのピストンをそれぞれ内蔵し、前記型締力を発生させるための昇圧された作動液が供給される複数の型締用シリンダと、
   前記固定ダイプレートおよび前記移動ダイプレートの他方に備わり、前記複数のタイバーの被結合部にそれぞれ噛合することにより、前記複数のタイバーと解放可能にそれぞれ結合する複数の結合手段と、
   前記金型に関する情報に基づいて、前記複数のタイバーが分担する荷重の配分を決定し、決定した配分の荷重となるように前記複数の型締用シリンダの作動液の圧力を独立に制御する制御手段と、
   前記一対の金型により形成されるキャビティに前記一方の金型に設けられた注入口を介して連通する射出スリーブと、
   前記射出スリーブ内を前進して前記キャビティに成形材料を射出充填する射出プランジャと、
   を有し、
   前記固定ダイプレートは、前記一方の金型を前記型開閉方向に直交する方向における複数位置で保持可能に構成され、
   前記移動ダイプレートは、前記他方の金型を前記型開閉方向に直交する方向における複数位置で保持可能に構成されている
   成形機。
7. 前記固定ダイプレートは、前記一方の金型を前記固定ダイプレートに対して固定するボルトのボルト頭を挿入可能な平行に配列された複数のＴ溝を有し、
   前記移動ダイプレートは、前記他方の金型を前記移動ダイプレートに対して固定するボルトのボルト頭を挿入可能な平行に配列された複数のＴ溝を有し、
   前記固定ダイプレートの複数のＴ溝は、配列方向において前記一方の金型の広さよりも広い範囲に形成され、
   前記移動ダイプレートの複数のＴ溝は、配列方向において前記他方の金型の広さよりも広い範囲に形成されている
   成形機。
8. 前記金型に関する情報は、前記注入口の位置の情報を含む
   請求項６又は７に記載の成形機。
9. ベース上に固定され、一対の金型の一方を保持する固定ダイプレートと、
   前記一対の金型の他方を保持し、前記ベース上に型開閉方向に移動可能に設けられた移動ダイプレートと、
   ピストンと被結合部とを備え、前記金型に与える型締力を前記ピストンと被結合部との間で分担する複数のタイバーと、
   前記固定ダイプレートおよび前記移動ダイプレートの一方に備わり、前記複数のタイバーのピストンをそれぞれ内蔵し、前記型締力を発生させるための昇圧された作動液が供給される複数の型締用シリンダと、
   前記固定ダイプレートおよび前記移動ダイプレートの他方に備わり、前記複数のタイバーの被結合部にそれぞれ噛合することにより、前記複数のタイバーと解放可能にそれぞれ結合する複数の結合手段と、
   前記金型に関する情報に基づいて、前記複数のタイバーが分担する荷重の配分を決定し、決定した配分の荷重となるように前記複数の型締用シリンダの作動液の圧力を独立に制御する制御手段と、
   を有し、
   前記固定ダイプレートは、前記一方の金型を前記型開閉方向に直交する方向における複数位置で保持可能に構成され、
   前記移動ダイプレートは、前記他方の金型を前記型開閉方向に直交する方向における複数位置で保持可能に構成されている
   型締装置。
   
   
   

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