JP2006000880A - 型締装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 直圧型締且つ省スペースでありながら、タイバー引き抜きが可能であり、さらに、移動ダイプレートの後退動作とタイバー引抜を同時動作させることにより金型交換時間を短縮可能にした新規な型締装置を提供する。
【解決手段】 金型交換時にのみタイバー18を固定ダイプレート10から引き抜くように固定ダイプレート内に型締シリンダを構成する環状ピストン36を設け、当該ピストンに隣接して一対のハーフナット48A、48Bを配置し、前記タイバーの固定ダイプレート側端部に形成した係合部18Aと、引き抜き時以外は常時係合させる。前記タイバーの右端面がストッパープレート46に接触したとき前記ハーフナットとの相対位置は係合可能な状態になるように設定されている。係合状態で型締昇圧時、及び型開きの初期動作用に前記環状ピストンを駆動してタイバーに力を伝達する。
【選択図】 図1

Description

本発明はダイカストマシンや射出成形機(以下単にダイカストマシン等という)における型締装置に係り、特にタイバーの引き抜きを移動ダイプレートの駆動機構を利用して行なう型締装置に関する。
ダイカストマシン等における型締装置では、金型交換作業の際、タイバーが新旧の金型と干渉することがあり、特にダイカストマシンにおいては、金型に1つまたは複数の中子シリンダを水平方向に取付けられている場合が多く、このような場合どうしても金型交換作業の前に固定ダイプレートからのタイバー引き抜き作業が必要となる。
従来のダイカストマシン等においては、タイバーを引き抜くため専用の油圧シリンダを備えているが、そのシリンダストロークが長く、また引き抜きによりタイバーがかなり後方にまで移動するので予め定められたスペースをマシン後方に確保しておかなければならなかった。特に大型のダイカストマシンでは前記専用の油圧シリンダのストロークが長くなることは勿論、タイバーの重量も大きいのでダイバーの移動に要する時間も長くなり、しかも金型交換作業の終了後、再びタイバーを引込む作業があるので、1回の金型交換に要する作業時間は非常に多くなる。
一方、トグル機構を備えたダイカストマシン等では型厚調整のためリンクハウジングが配設されマシン全体の長さが長くなるという難点があり、型開閉動作と型締動作の両方をトグル機構で行なうメリットがあるにもかかわらず、最近では型開閉用の駆動機構と型締用の駆動機構とを別々の駆動手段で行なうものがある。その場合、型締用の駆動手段としての型締シリンダを固定ダイプレート側または移動ダイプレート側に配設されるが、型厚調整との関係でいろいろなメカニズムが提案されている。しかしながら、前述したタイバー引き抜き作業の効率性やメカニズムのシンプルさに配慮された型締装置については本願発明者は不知である。固定ダイプレート側に型締シリンダを備えたものでタイバーを、移動ダイプレートの型開閉動作により引き抜くことが容易な例として特公平8−5060がすでに提案されている。
図6、7は、上記特公平8−5060の第1図、3図をそのままの図として示すものであって、図6は固定ダイプレートからタイバーが引き抜かれた状態を示す型締装置の正面図、図7は、図6の型締装置において型閉じ直前の状態を示す図である。
図6、7において、201は固定ダイプレートで、ベース(図示せず)の一端に固定されると共に、固定金型202が取付けられている。203は移動ダイプレートで、移動金型204を取付けると共に、前記ベース上に前後進可能に載置されている。また205はタイバーで、ナット207により移動ダイプレート203に固定されており、その先端部にはハーフナット208と噛合うねじ部206が設けてある。ハーフナット208は、固定ダイプレート201の金型取付面裏側のハーフナット取付板210に各タイバー205に対応して設けられており、かつ同ハーフナット208は、例えば油圧シリンダ209等により開閉し、前記タイバーねじ部206と噛合うようになっている。またハーフナット取付板210は固定ダイプレート201下面のリニアガイド211、側面のリニアガイド(ブッシュ等)212により、移動ダイプレート203の進行方向と同方向に水平移動が可能なるように固定ダイプレートに取付けられている。
リニアガイド212は、ハーフナット取付板210に固定されたガイドバー213、固定ダイプレート201に固定したブッシュ214及び同ガイドバー213、ブッシュ214間に取付けた圧縮ばね215により構成されており、また圧縮ばね215によりハーフナット取付板210には固定ダイプレート201側に常時引寄せられるような力が作用している。216は型厚調整装置で、金型厚さが変わった時でも、タイバーねじ部206とハーフナット208のねじ部が常に噛合可能な位置に来るよう調整するための装置である。また移動ダイプレート203の下面に取付けた架台217には、スクリュ218を直結したパルスモータ220が回転可能に取付けられている。221はボディで、ナット219を保持すると共に、固定ダイプレート201側に突出したロッド222が固定されている。
230は型開閉シリンダで、固定ダイプレート201と移動ダイプレート203の間に取付け、同移動ダイプレート203を前後進させるためのものである。231は固定ダイプレート201に内蔵された型締昇圧シリンダである。また232はラムで、型締昇圧時、油室234に圧油を送ることにより、図6の右方向に移動し、その先端部233でハーフナット取付板209を押すものである。なお、この場合、ハーフナット208はタイバーねじ206と噛合状態にあり、これにより型締力が発生する。また235は油室である。
次に作用を説明する。
型開閉シリンダ230のロッド側に圧油を送ると、移動ダイプレート203は固定ダイプレート201側に前進し、型閉動作が行われる。図7は型閉直前の状態であり、型厚調整装置216のロッド222先端が、ハーフナット取付板210に接触した瞬間を示す。この状態から更に型閉動作は続くが、前記ロッド222先端でハーフナット取付板210を押し、同取付板210はリニアガイド211,212にガイドされて水平方向に移動する。固定金型202と移動金型204が完全に合わさった状態で型閉動作は完了する。従ってハーフナット取付板210の水平移動も停止する。
図7では、タイバーねじ206の山とハーフナット208の山がほぼ同じ位置にあり、このままハーフナットを閉じようとしても、山と山がぶつかりあって、ハーフナット208を閉じられない状態を示している。そしてこのロッド222とハーフナット取付板210の接触の瞬間から型閉完了までの間にハーフナット取付板210が移動した距離は、タイバーねじ206とハーフナット208のねじが適正に噛合うために是正すべき距離であって、金型厚さL1により自動的に決まる。例えば、移動ダイプレート203の金型取付面から、タイバーねじ206の切り始めまでの距離L0は予め分かっており、従ってねじの山谷の位置も予め分かっている。
一方金型が閉じた時、ハーフナット取付板210が水平移動しない場合のハーフナットのねじの山谷の位置も、金型厚さL1、固定ダイプレート201の金型取付面からハーフナット取付板210のハーフナット取付面までの長さL2も予め分かっており、その積み重ね(L1+L2)で、ハーフナット208のねじの山谷の位置も予め分かる。従ってタイバー205のねじの山とハーフナット208のねじの谷の位置を比較し、噛合位置からのずれ量が分かる。これが調整量であり、ハーフナット取付板210の移動量となる。つまり、金型厚さL1さえ分かれば、それに応じた調整量がおのずと決定される。
この調整量、即ち取付板210の移動量は、移動ダイプレート203の金型取付面から型厚調整装置216のロッド221の先端までの距離L3で決まるが、この位置は調整量に応じたパルス信号をパルスモータ220に送信し、スクリュ218を回転させる事により前後にロッド222を移動させて設定することが出来る。従って金型取付直後の型閉動作においては、前記距離L3は原点位置にセットしておき、型閉完了の状態に達したら、図示しない自動読取装置により金型厚さL1を検出し、これより調整量を算出し、パルスモータ220を駆動してロッド222を突出させ、ハーフナットを距離だけ移動させる。ここで移動を終えたロッド222は、同一金型を使う限り、再び移動させる必要が無く、固定したまま繰り返し型開閉を行なう。金型が閉じ、ハーフナット208が距離移動したところで、ハーフナット208を油圧シリンダ209により閉じる。
次いで油圧シリンダ231の油室234に圧油を送れば、ラム232はハーフナット取付板210側に移動し、その先端232で同取付板を押す。こうして取付板210と共にハーフナット208がタイバーねじ206と噛合ったまま右方向に押付けられる。従って金型に対する型締力が発生する。
次に成形が終わって型を開く時は、まず油圧シリンダ231の油圧234の圧を降下させ、次いでハーフナット208を油圧シリンダ209により開かせ、その後型開閉シリンダ230のヘッド側に圧油を送れば、移動ダイプレート203は左方向に移動して型が開く。同時にハーフナット取付板210は、圧縮ばね215が伸びることにより固定ダイプレート201側に引き寄せられ、元の位置に戻る。なおこの場合、圧縮ばね215の伸び力に加え、油圧シリンダ231の油室235に圧油を送り、積極的に復元力を加速してもよい。またタイバーねじ206及びハーフナット208は、複数列の円周溝に替えてもよいことは言うまでもない。
特公平8−5060号公報
しかしながら、上記特許文献1に開示された型締装置においては、なお次の4つの点で問題がある。即ち、
(1)タイバー205は移動ダイプレート203に固定されているので成形運転中、移動ダイプレート203による型開閉動作のたびに固定ダイプレート201から引き抜かれるようになっているので消費エネルギーが大きい。
(2)タイバー205は、移動ダイプレート203により片持ち状態で支持されており、当該タイバーが垂れる恐れがある。
(3)タイバー205のねじ部206と係合するハーフナット208は固定ダイプレート201側に設けられているが、一方型厚調整時にハーフナット取付け板210の下部を、ロッド222を介しバネ215の弾発力に抗して距離Δだけ変位させる型厚調整装置216は移動ダイプレート203の側に設けられており、メカニズムが複雑である。
(4)型締昇圧シリンダ231のピストンであるラム232は型締昇圧時にその右端面がハーフナット取付け面210を押圧し、その力がハーフナット208と係合しているねじ部206を介してタイバー205を右方へ伸張させることにより型締力を移動ダイプレート203に与える。しかし、成形後型を開く際には、型締昇圧シリンダ231のピストンであるラム232は圧抜きされるがこの初期の型開き動作には関与しない。即ち、型開閉シリンダ230によって行なわれる。この初期の型開きには大きな力を必要とするので、シリンダ230としては移動ダイプレート203を単に移動させるための力以上の力を発生できるよう大出力としなければならない。
本発明者等は、前述した問題点を解決すべく鋭意検討・努力した結果、型厚調整をタイバーのノコバで行い、固定ダイプレート側に環状のピストンを形成した型締シリンダを備え、さらに金型交換時のタイバー引き抜き作業以外は、当該型締シリンダのピストンに隣接してタイバー端部をハーフナットと常に係合状態とすることによって前記問題が解決できることを突き止めた。
従って、本発明の目的は、直圧型締可能且つ省スペースでありながらタイバー引き抜きが可能であり、さらに、移動ダイプレートの後退動作とタイバー引抜を同時動作させることによりタイバー引抜き専用の引抜きシリンダを設けることなく、金型交換時間を短縮可能にした新規の型締装置を提供することにある。
上述の目的を達成するため、本発明による型締装置は、
ダイカストマシン等の型締装置であって、ベースフレーム上に固定して立設されその金型取付け面に固定金型を搭載可能な固定ダイプレートと、同固定ダイプレートに対向して前記ベースフレーム上を移動可能に配置されその金型取付け面に移動金型を取付け可能な移動ダイプレートと、前記移動ダイプレートを固定ダイプレートに向けて進退せしめて型開閉動作を遂行する第1の駆動手段と、前記移動ダイプレート及び固定ダイプレートを貫通し、型開閉動作に伴って移動ダイプレートを摺動可能にガイドすると共に、固定ダイプレート側の端部には所定長さにわたって第1の係合部が形成され、さらに移動ダイプレート側の端部には所定長さにわたって第2の係合部が形成されたタイバーと、前記固定ダイプレート内において、前記タイバー外周を摺動可能に支持する環状ピストンを収容するよう形成した型締シリンダを有する第2の駆動手段と、前記固定ダイプレートの反金型取付け面側に配設され前記第1の係合部と結合するよう前記タイバーの軸と垂直方向に進退可能な第1の係合手段と、前記移動ダイプレートの反金型取付け面側に配設され前記第2の係合部と結合するよう前記タイバーの軸と垂直方向に進退可能な第2の係合手段と、前記環状ピストン及び第1の係合手段が前記タイバーの軸方向に関して一体的に変位するように前記環状ピストン及び第1の係合手段を結合する結合手段と、前記タイバーの第1の係合部端面を位置規制するものであって、前記タイバーの軸方向に関して当該第1の係合手段と一体的に変位するように前記第1の係合手段の反環状ピストン側に配設されたストッパー、
とから構成される。
その場合、前記第1の駆動手段はボールネジ軸、ボールナット及び当該ボールネジ軸を駆動するサーボモータを備え、前記ボールナットは前記移動ダイプレート側に取付けることができる。
さらにその場合、前記第1及び第2の係合手段はハーフナットを備えていることを特徴とする型締装置。
さらに、その場合、前記結合手段は、前記環状ピストンのハーフナット側端面に一方の面が締結され、他方の面に前記ハーフナットの一方の側面が摺動可能に配設された第1のプレートと、同第1のプレートと平行に配設され当該ハーフナットの他方の側面が摺動可能となるよう配設した第2のプレートとを有し、当該第2のプレートが前記ストッパーを兼ねるよう構成することができる。
本発明によれば、タイバーの引き抜き動作は、移動ダイプレートの型開閉動作用の駆動手段により行なわれるためタイバー引き抜き専用の油圧シリンダが不要であり、機構の簡素化による低コスト化が実現できる。
また、通常運転ではタイバーを保持したままで移動しない、即ち、タイバーの引き抜きは金型交換時にのみ行なわれるので、省エネを実現でき、さらに、タイバーの引き抜き動作は、固定ダイプレート側の第1の係合手段であるハーフナットのタイバー先端部との係合を解除するだけで開始できるので金型交換動作に入るまでの時間を大幅に短縮できる。
また、金型交換後タイバーを引き込む動作は、当該タイバーの先端部をストッパーに当接するだけでタイバーの軸方向の位置を設定できる。
以下本発明の好適な実施例について、図1乃至5により詳細に説明する。
図1は、本発明による型締装置CLMの平面図であって、ベースフレームBF上には、同ベースフレームBFに立設して固定され固定金型14を金型取付け面に取付けた固定ダイプレート10と、同固定ダイプレート10に対向し機械中心軸M/Cの方向即ち、型開閉方向に摺動可能な移動金型16を金型取付け面に取付けた移動ダイプレート12が配設されている。
なお、図1に示されているように、機械中心軸M/Cより上方にある構成部分と下方にある構成部分とは同じであるので以下では、機械中心軸M/Cより上方にある構成部分についてのみ説明する。
参照符号18はタイバーであって、その左端部分には、油圧シリンダ32によって前記中心軸M/Cと垂直方向に進退可能な一対の移動ダイプレート側のハーフナット32A、32Bと係合する係合部18Bが形成されている。このタイバー18は移動ダイプレート12を貫通しており且つその貫通孔と摺動可能である。タイバー18の右端部にも係合部18Aが形成されている。
参照符号20は図示の如くタイバー18が固定ダイプレート10から引き抜かれた状態で片持ち状態となるのを防止するタイバー支持ガイドである。参照符号34は移動金型16側に付いた成形品を移動金型16から離脱させるための押出ピンを駆動する油圧シリンダである。移動ダイプレート12に取付けられている支持板22上にはボールナット28が固定されている。参照符号26はボールネジ軸でボールナット28と螺合し且つサーボモータ24によって回転駆動される。さらに、サーボモータ24はベースフレームBFに固定して取り付けられた支持台(図示せず)に取付けられている。
従って、サーボモータ24によりボールネジ軸26が所定方向に回転することによりボールナット28を介して移動ダイプレート12はタイバー18にガイドされて機械中心軸M/Cの方向に進退するようになっている。なお、参照符号30はエンコーダであって、ボールネジ軸26の回転量をその回転方向も判別して検出する検出器であり、その検出信号は図示していない制御装置に与えられ、移動ダイプレート12の機械中心軸M/Cの方向における現在位置を生成する。
参照符号TCLはタイバー18の中心軸を示す。
参照符号36は固定ダイプレート10内に形成された型締シリンダのピストンを構成している。即ち、この環状ピストン36の中心の孔Hへ前記タイバー18が摺動可能に挿通されるようになっている。参照符号38、40は型締シリンダの油室である。前記環状ピストン36の右端面に隣接して一対のハーフナット48A、48Bが配置されている。これらハーフナット48A、48Bは油圧シリンダ44のピストンロッドに結合されており、タイバー18の中心軸TCLと垂直の方向に進退可能に構成されている。
図2は、図1の固定ダイプレート側におけるタイバー18の係合部18A及びストッパーの詳細構造を示す。
即ち、同図2において、環状ピストン36端面にプレート52Aを締結し同プレート52Aとハーフナット48Bが摺接可能な間隔を隔てて平行に配設されたプレート52Bと、前記プレート52A、52Bの間隔を保持するプレート52Cを結合し架台42のガイド42A上でタイバー18の軸TCLの方向に移動可能に配置する。その場合、プレート52Bは図1に示されたプレート46のようにストッパーとしての機能を兼ねることができる。
図2において、タイバー18の係合部18Aの端部をプレート52Bに当接させてハーフナット48A、48Bを係合部18Aに係合した状態で、油室40へ圧油を供給すると環状ピストン36端面からの右方への型締力はプレート52Aを介してハーフナット48B、48Bに伝達され、タイバー18を伸張させる。(型締昇圧)一方、油室38に圧油が供給されると環状ピストン36端面からの左方への離型力(開放力)はプレート52B、52Cを介してハーフナット48A、48Bに伝達され、タイバー18を左方へ引き寄せる。(型開きの初期動作)
なお、図1のタイバー18の係合部18A,18Bならびにハーフナット32A、32B、48A、48Bの係合部には例えば、ノコ歯状、角状等の溝が形成されている。
以上の説明において、サーボモータ24、ボールネジ軸26及びボールナット28は本発明における第1の駆動手段を構成する。また環状ピストン36、油室38、40は本発明の第2の駆動手段を構成し、ハーフナット48A、48Bは本発明の第1の係合手段、ハーフナット32A、32Bは本発明の第2の係合手段をそれぞれ構成する。さらにまた、プレート52A、52B、52Cは本発明における結合手段を構成している。
図3乃至5は図1に示された本発明による型締装置の型開閉及び型締動作における1サイクル中の代表的な11個の状態(数字1〜11で表示)を例示する型締装置の簡略化した平面図である。 なお、上記11個の全てにおいて示されているように、固定ダイプレート側のハーフナットはタイバーナット先端部分の係合部と常時係合状態に保持されている。
図3において、1〜4のうち最初の1では高速型閉動作がおこなわれる。1で所定位置まで到達すると、2で低速型閉動作に変わる。次いで、低速型閉動作が進行し両金型が接触直前になると3の低圧型締状態から型接触状態となる。この状態で移動ダイプレートの型閉移動は終了し、4において、型厚調整の確認後移動ダイプレート側のハーフナットが閉じられる。この場合、型厚調整は、両金型の接触後、タイバー位置を型締シリンダの環状ピストン36を移動させて微調整しこれをセンサで監視することにより行なわれる。このセンサは、タイバー係合部18Bとハーフナット32A、32Bとの相対位置を検出するものであって、例えば係合部32A、32B近傍に配設されている。図4において、5前述したように固定ダイプレート側での環状ピストンの移動により、昇圧、昇圧保持が実行され次いで、キャビティ内に成形材料の射出充填が実行され、キャビティ内で成形品が凝固すると圧抜きが行なわれる。(油室40への圧油の供給を停止)次いで、成形品取り出しのため、6で型開きの初期動作即ち、高圧型開が行なわれる。(油室38へ圧油供給)
このときサーボモータはトルクフリー状態にされ、移動ダイプレート上のボールナットによるボールネジ軸の回転駆動に対し抵抗しないようにする。
初期動作により所定量型開きが生じると、7で油室38への圧油供給を停止し、ハーフナットを開いて、移動ダイプレートとタイバーとの結合を解除し、次いで8において低速型開き動作に移行する。
次いで、図5において、9で高速型開き動作に移行し、所定後退位置近くに達すると、10において、低速移動にされる。所定位置で停止すると、11で成形品押出しが指令され移動金型にある成形品が押出し用ピンで押出され当該金型から分離する。そして次のサイクル指令が与えられるまでに、両金型キャビティ内のスプレー、エアブローが遂行される。
図5で12は上記1〜11のサイクルとは異なる金型交換時の状態であって、その場合は、固定ダイプレート側のハーフナットの係合を解除し、且つ移動ダイプレート側のハーフナットを係合状態のままにしてサーボモータにより後退させるものである。
本発明による型締装置の平面図である。 図1における結合手段の詳細機構を示す図である。 本発明による型締装置の型開閉及び型締動作における1サイクル中の最初の4個の状態(数字1〜4で表示)を例示する型締装置の簡略化した平面図である。 本発明による型締装置の型開閉及び型締動作における1サイクル中の4個の状態(数字5〜8で表示)を例示する型締装置の簡略化した平面図である。 本発明による型締装置の型開閉及び型締動作における1サイクル中の3個の状態(数字9〜11で表示)及び、12タイバー引抜状態を例示する型締装置の簡略化した平面図である。 従来の型締装置における固定ダイプレートからタイバーが引き抜かれた状態を示す型締装置の正面図である。 図6の型締装置において型閉じ直前の状態を示す図である。
符号の説明
10 固定ダイプレート
12 移動ダイプレート
14 固定金型
16 移動金型
18 タイバー
20 タイバーガイド
24 サーボモータ
32A、32B、48A、48B ハーフナット
36 環状ピストン
38、40 油室
42 架台
44 油圧シリンダ
46 ストッパー用プレート
52A、52B、52C プレート

Claims (4)

  1. ダイカストマシン等の型締装置であって、ベースフレーム上に固定して立設されその金型取付け面に固定金型を搭載可能な固定ダイプレートと、同固定ダイプレートに対向して前記ベースフレーム上を移動可能に配置されその金型取付け面に移動金型を取付け可能な移動ダイプレートと、前記移動ダイプレートを固定ダイプレートに向けて進退せしめて型開閉動作を遂行する第1の駆動手段と、前記移動ダイプレート及び固定ダイプレートを貫通し、型開閉動作に伴って移動ダイプレートを摺動可能にガイドすると共に、固定ダイプレート側の端部には所定長さにわたって第1の係合部が形成され、さらに移動ダイプレート側の端部には所定長さにわたって第2の係合部が形成されたタイバーと、前記固定ダイプレート内において、前記タイバー外周を摺動可能に支持する環状ピストンを収容するよう形成した型締シリンダを有する第2の駆動手段と、前記固定ダイプレートの反金型取付け面側に配設され前記第1の係合部と結合するよう前記タイバーの軸と垂直方向に進退可能な第1の係合手段と、前記移動ダイプレートの反金型取付け面側に配設され前記第2の係合部と結合するよう前記タイバーの軸と垂直方向に進退可能な第2の係合手段と、前記環状ピストン及び第1の係合手段が前記タイバーの軸方向に関して一体的に変位するように前記環状ピストン及び第1の係合手段を結合する結合手段と、前記タイバーの第1の係合部端面を位置規制するものであって、前記タイバーの軸方向に関して当該第1の係合手段と一体的に変位するように前記第1の係合手段の反環状ピストン側に配設されたストッパー、
    とからなることを特徴とする型締装置。
  2. 請求項1において、前記第1の駆動手段はボールネジ軸、ボールナット及び当該ボールネジ軸を駆動するサーボモータを備え、前記ボールナットは前記移動ダイプレート側取付けられていることを特徴とする型締装置。
  3. 請求項1または2において、前記第1及び第2の係合手段はハーフナットを備えていることを特徴とする型締装置。
  4. 請求項3において、前記結合手段は、前記環状ピストンのハーフナット側端面に一方の面が締結され、他方の面に前記ハーフナットの一方の側面が摺動可能に配設された第1のプレートと、同第1のプレートと平行に配設され当該ハーフナットの他方の側面が摺動可能となるよう配設した第2のプレートとを有し、当該第2のプレートが前記ストッパーを兼ねるよう構成したことを特徴とする型締装置。
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