JP2007167897A

JP2007167897A - 型締装置

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Publication number: JP2007167897A
Application number: JP2005368922A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Toyoshima; 俊昭豊島; Yuji Abe; 裕治阿部
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2025-12-22
Also published as: JP4874643B2

Abstract

【課題】型締力を発生させる型締シリンダに供給する作動液の流量を低減することのできる型締装置を提供する。
【解決手段】型締シリンダ９は、大径シリンダ室６７及び小径シリンダ室６８を備える。大径シリンダ室６７では大径ピストン部７０が、小径シリンダ室６８では小径ピストン部７１が摺動する。大径ピストン部７０により区画される第１シリンダ室６７ａと、第２シリンダ室６７ｂとは連通流路８１により連通され、連通流路８１は方向制御弁８３により開閉される。また、油圧源７５からの圧油の供給先を前記第１シリンダ室６７ａと小径シリンダ室６８との間で切り換える方向制御弁８４が設けられる。
【選択図】図４

Description

本発明は、ダイカストマシン等に適用される型締装置に関する。

タイバーに設けられたピストンを収容する型締用の油圧シリンダに圧油を供給し、型締力を発生させる型締装置が知られている（例えば特許文献１）。特許文献１では、油圧シリンダにランアラウンド回路（差動回路）を適用している。

図６は、ランアラウンド回路を適用した型締シリンダ１０９を示す図である。型締時には、方向制御弁１８３は閉位置Ｐ１０１とされ、方向制御弁１８５は開位置Ｐ１０４とされ、方向制御弁１８４は位置Ｐ１０５とされる。すなわち、ランアラウンド回路はオフされて、第１シリンダ室１６７ａには圧油が供給されるとともに、第２シリンダ室１６７ｂの圧力はタンク圧とされる。従って、第１シリンダ室１６７ａに供給される圧力とタンク圧との圧力差をＰ１、ピストン１０８の直径をＤ１、タイバー本体１０７ｂの直径をＤ４、タイバーの本数をｎとすると、圧力差Ｐ１に比較してタンク圧が十分小さいと仮定して、型締力Ｗ１は、
Ｗ１＝π／４×（Ｄ１^２−Ｄ４^２）×Ｐ１×ｎ…（１）
となる。ここで、直径Ｄ４は必要とされる型締力によって決定される。直径Ｄ１は、必要とされる型締力、直径Ｄ４、圧力Ｐ１により決定される。換言すれば、直径Ｄ１は、圧力差Ｐ１を一定とすれば、型締力により決定される。

一方、タイバーとダイプレートに設けられたハーフナットとを噛合可能にタイバーの位置を微調整するために、タイバー１０７を型締方向に移動させる場合など、型締方向にタイバーを移動させる推力として、大きな力を必要とされない場合には、方向制御弁１８３は位置Ｐ１０２とされ、方向制御弁１８５は位置Ｐ１０３とされ、方向制御弁１８４は位置Ｐ１０５とされる。すなわち、ランアラウンド回路がオンされることにより、第１シリンダ室１６７ａと第２シリンダ室１６７ｂとは連通されて差動シリンダとして機能する。従って、第１シリンダ室１６７ａと第２シリンダ室１６７ｂとの圧力は同等となるが、ピストン１０８の型開方向側の受圧面積と型締方向側の受圧面積との差により、ピストン１０８は型締方向に移動し、当該移動に伴って第２シリンダ室１６７ｂから排出される圧油は第１シリンダ室１６７ａに還流される。これにより、型締方向に移動させる際の流量を低減することができる。

また、タイバーを型開方向へ移動させる場合には、方向制御弁１８３は位置Ｐ１０１とされ、方向制御弁１８５は位置Ｐ１０４とされ、方向制御弁１８４は位置Ｐ１０６とされる。すなわち、ランアラウンド回路はオフされて、第２シリンダ室１６７ｂに圧油が供給されるとともに、第１シリンダ室１６７ａの圧力はタンク圧とされる。
特開平８−３３６８７１号公報

上記の型締シリンダ１０９において、タイバー１０７の位置を微調整するとき等、型締時以外における動作について考える。型締シリンダ１０９の必要速度をｖ（ｍｍ／ｓ）とすると、型締方向の必要流量Ｑ１は、ランアラウンド回路がオンのときにおいて、
Ｑ１＝π／４×（Ｄ３^２−Ｄ４^２）×ｖ（ｍｍ^２／ｓ）×ｎ…（２）
型閉方向の必要流量Ｑ２は、ランアラウンド回路がオフのときにおいて、
Ｑ２＝π／４×（Ｄ１^２−Ｄ３^２）×ｖ（ｍｍ^２／ｓ）×ｎ…（３）
型締、型開に必要な流量の総和は、
Ｑ１＋Ｑ２＝π／４×（Ｄ１^２−Ｄ４^２）×ｖ（ｍｍ^２／ｓ）×ｎ…（４）
となり、Ｄ３には関係しない。

上述のように、直径Ｄ１及びＤ４は型締力によって決定されるから、必要流量の総和Ｑ１＋Ｑ２は、油圧を決定すれば、型締力に対して略固定値となる。また、直径Ｄ３の値によって流量Ｑ１、Ｑ２それぞれの値は変化するが、型締、型開どちらかの工程で（Ｑ１＋Ｑ２）／２以上の流量は必要になる。

従って、従来の型締シリンダでは、型締力によって必要流量が決定され、その低減を図ることができなかった。その結果、例えば、油圧源のポンプのサイズダウンを図ることができなかった。

本発明の目的は、型締力を発生させる型締シリンダに供給する作動液の流量を低減することの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、前記固定ダイプレートに対して型開閉方向に移動可能な移動ダイプレートと、前記固定ダイプレート又は前記移動ダイプレートのいずれか一方に結合するための被結合部と、前記固定ダイプレート又は前記移動ダイプレートのいずれか他方に収容され、型締力を発生させるためのピストンとが設けられたタイバーと、前記固定ダイプレート又は前記移動ダイプレートの前記一方に備わり、前記タイバーの被結合部に対して結合又は解放可能な結合部と、前記固定ダイプレート又は前記移動ダイプレートの前記他方に備わり、前記ピストンを収容する型締シリンダと、前記型締シリンダに所定圧力の作動液を供給する液圧源と、前記液圧源から前記型締シリンダへの作動液の流路を制御する液体流路回路とを備え、前記型締シリンダは、大径シリンダ室と、前記大径シリンダ室のダイプレート対向面側とは反対側に連通し、前記大径シリンダ室よりも径が小さい小径シリンダ室とを有し、前記ピストンは、前記大径シリンダ室において摺動可能であり、前記大径シリンダ室を、前記小径シリンダ室とは反対側の第１シリンダ室と、前記小径シリンダ室側の第２シリンダ室とに区画する大径ピストン部と、前記大径ピストン部の前記小径シリンダ室側の端面から突出し、前記小径シリンダ室を摺動可能な小径ピストン部とを有し、前記タイバーは、前記大径ピストン部のダイプレート対向面側の端面から突出し、前記小径ピストン部よりも径が小さく、前記第１シリンダ室の前記ダイプレート対向面側に開口する開口部を閉塞する第１ロッド部と、前記小径ピストン部のタイプレート対向面側とは反対側の端面から突出し、前記小径シリンダ室のダイプレート対向面側とは反対側に開口する開口部を閉塞する第２ロッド部とを有し、前記液体流路回路は、前記第１シリンダ室と前記第２シリンダ室とを連通する連通流路と、前記連通流路を開閉する第１の弁と、前記液圧源からの作動液の供給先を前記第１シリンダ室と前記小径シリンダ室との間で切り換える第２の弁とを有する。

好適には、前記液体流路回路の動作を制御する第１制御手段を備え、前記第１制御手段は、前記被結合部と前記結合部とが結合していないときに、前記第１の弁を開位置にした状態で、前記第１シリンダ室又は前記小径シリンダ室に選択的に作動液を供給して前記被結合部と前記結合部とが結合可能な位置に前記タイバーを移動させるように前記第２の弁の動作を制御し、前記被結合部と前記結合部とが結合しているときに、前記第１の弁を閉位置にした状態で、前記第１シリンダ室に作動液を供給して型締を行うように前記第２の弁の動作を制御する。

好適には、前記液体流路回路の動作を制御する第２制御手段を備え、前記第２制御手段は、前記被結合部と前記結合部とが結合しているときに、前記第１の弁を閉位置にした状態で、前記第１シリンダ室に作動液を供給して型締を行い、その後、前記第１の弁を開位置にした状態で、前記小径シリンダ室に作動液を供給して前記移動ダイプレートを型開方向に移動させるように前記第２の弁の動作を制御する。

本発明の第２の観点の型締装置は、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、前記固定ダイプレートに対して型開閉方向に移動可能な移動ダイプレートと、前記固定金型及び前記移動金型を型締する型締力を発生させるピストン及び当該ピストンを収容する型締シリンダと、前記型締シリンダに所定圧力の作動液を供給する液圧源と、前記液圧源から前記型締シリンダへの作動液の流路を制御する液体流路回路とを備え、前記型締シリンダは、前記移動ダイプレートを型締方向へ移動させる際に作動液が供給される大径シリンダ室と、前記大径シリンダ室に連通し、前記大径シリンダ室よりも径が小さく、前記移動ダイプレートを型開方向へ移動させる際に作動液が供給される小径シリンダ室と、を有し、前記ピストンは、前記大径シリンダ室において摺動可能であり、前記大径シリンダ室を、前記小径シリンダ室とは反対側の第１シリンダ室と、前記小径シリンダ室側の第２シリンダ室とに区画する大径ピストン部と、前記大径ピストン部の前記小径シリンダ室側の端面から突出し、前記小径シリンダ室を摺動可能な小径ピストン部とを有し、前記小径ピストン部の前記小径シリンダ室側の端面からは、前記小径シリンダ室の前記大径シリンダ室とは反対側に開口する開口部を閉塞するロッド部が突出し、前記大径ピストン部の前記第１シリンダ室側の受圧面積は前記第２シリンダ室側の受圧面積より大きく、前記液体流路回路は、前記第１シリンダ室と前記第２シリンダ室とを連通する流路と、前記連通流路を開閉する第１の弁と、前記液圧源からの作動液の供給先を前記第１シリンダ室と前記小径シリンダ室との間で切り換える第２の弁とを有する。

本発明によれば、型締力を発生させる型締シリンダに供給する作動液の流量を低減できる。

図１は本発明の一実施形態に係る型締装置１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り、型厚調整前の状態を示している。また、図２は図１の型締装置１を上方から見た図である。図３は、型締装置１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り、型締完了後に溶融金属ＭＬを射出している状態を示している。
なお、本実施形態に係る型締装置は、ダイカストマシンに適用される。
型締装置１は、いわゆる複合式型締装置として構成されており、主として型開閉に利用される移動機構４０と、主として型締に利用される型締用シリンダ９とを備えている。また、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、ハーフナット２０とを備えている。
なお、ハーフナット２０は本発明の結合部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。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。具体的には、ベース２上に固定された摺動板１１と、移動ダイプレート４の下方に固定され、摺動板１１に対して摺動可能な摺動板１２とによりスライダが構成されることにより、移動ダイプレート４は移動可能にベース２に対して支持されている。また、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が嵌合している。プランジャチップ６１は、プランジャロッド６２の先端部に連結されている。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を進退させる。
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Ｃに成形材料としての溶融金属ＭＬが射出、充填される。
なお、各部６０〜６５を含んで射出装置が構成される。また、型締装置１や射出装置を含んでダイカストマシン（成形機）が構成される。

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、被結合部７ａが形成されている。被結合部７ａは、たとえば、タイバー７の外周において周方向に延びるリング状の溝部がタイバー７の軸方向に複数配列されて形成されている。なお、溝部は螺旋状に形成されていてもよい。
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、ベース２に対して固定され、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、ベース２に対して固定されたサーボモータ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。
移動ダイプレート４の位置は、サーボモータ４３のエンコーダ４５で可動部材４４の位置を検出することによって特定される。

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の被結合部７ａと係合する不図示の突条部が形成されている。換言すれば、被結合部７ａ及びハーフナット２０は鋸刃状に形成されており互いに噛合する。
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の被結合部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。

図４は、型締シリンダ９の拡大図である。型締シリンダ９は、大径シリンダ室６７と、小径シリンダ室６８とを有している。小径シリンダ室６８は、大径シリンダ室６７に対してダイプレート対向面側とは反対側（型締方向側）において連通し、大径シリンダ室６７よりも径が小さい。

ピストン８は、大径シリンダ室６７において摺動可能な大径ピストン部７０と、小径シリンダ室６８を摺動可能な小径ピストン部７１とを有している。大径ピストン部７０は、例えば円柱状に形成されている。大径ピストン部７０は、大径シリンダ室６７を、小径シリンダ室６８とは反対側（型開方向側）の第１シリンダ室６７ａと、小径シリンダ室６８側の第２シリンダ室６７ｂとに区画している。小径ピストン部７１は、大径ピストン部７０の小径シリンダ室６８側の端面から突出し、大径ピストン部７０よりも径が小さい。小径ピストン部７１は、例えば円柱状に形成されており、大径シリンダ室６７と小径シリンダ室６８との連通部分を閉塞した状態で小径シリンダ室を摺動可能である。

タイバー７は、大径ピストン部７０のダイプレート対向面側の端面から突出し、第１シリンダ室６７ａのダイプレート対向面側に開口する開口部６７ｃを閉塞するタイバー本体（第１ロッド部）７ｂを有している。タイバー本体７ｂは、開口部６７ｃを閉塞した状態で開口部６７ｃを摺動可能である。タイバー本体７ｂの径は型締力によって決定される。また、タイバー本体７ｂの径は、小径ピストン部７１の径よりも小さい。従って、大径ピストン部７０の第１シリンダ室６７ａ側の受圧面積は、第２シリンダ室６７ｂ側の受圧面積よりも大きい。

また、タイバー７は、小径ピストン部７１の小径シリンダ室６８側の端面から突出し、小径ピストン部７１よりも径が小さく、小径シリンダ室６８の型締方向側（大径シリンダ室とは反対側）に開口する開口部６８ｃを閉塞するタイバー端部（第２ロッド部）７ｃを有している。タイバー端部７ｃは、開口部６８ｃを閉塞した状態で開口部６８ｃを摺動可能である。

型締シリンダ９へは、油圧源７５の圧油が供給される。油圧源７５は、例えば電動式のポンプを含んで構成され、所定圧力の圧油を供給する。油圧源７５から型締シリンダ９への油圧の流れは、油圧回路７６により制御される。なお、油圧回路７６は、作動液の流路を制御する液体流路回路の一例である。

油圧回路７６は、第１シリンダ室６７ａに連通する第１流路７８と、第２シリンダ室６７ｂに連通する第２流路７９と、小径シリンダ室６８に連通する第３流路８０と、第１流路７８と第２流路７９とを連通する連通流路８１とを備えている。

油圧回路７６は、連通流路８１を開閉する方向制御弁（第１の弁）８３を備えている。方向制御弁８３は、開位置Ｐ１０２と閉位置Ｐ１０１との間で切り換えられる。

油圧回路７６は、油圧源７５の圧油の供給先を、第１シリンダ室６７ａと小径シリンダ室６８との間で切り換える方向制御弁８４を備えている。方向制御弁８４は、位置Ｐ１０５では、油圧源７５と第１流路７８とを接続するとともに、第３流路８０とタンク８６とを接続する。また、方向制御弁８４は、位置Ｐ１０６では、油圧源７５と第３流路８０とを接続するとともに、第１流路７８とタンク８６とを接続する。

第２流路７９はタンク８６に接続されている。第２流路７９には、連通流路８１よりもタンク８６側において第２流路７９を開閉する方向制御弁８５が設けられている。方向制御弁８５は、開位置Ｐ１０４と閉位置Ｐ１０３との間で切り換えられる。

油圧回路には、この他、油圧源７５からの圧油を一定の設定圧にする圧力制御弁等が設けられるが図示は省略する。

油圧回路７６の動作は、制御装置９０により制御される。制御装置９０は、例えばコンピュータにより構成され、各種センサからの信号に基づいて方向制御弁８３、８４、８５の動作を制御する。各種センサは、例えばタイバー端部７ｃの位置を検出する位置センサ８８である。

図５は、型締装置１の動作の概略を説明するフローチャートである。ステップＳ１では、移動ダイプレート４を、型開位置から型閉位置に移動させる型閉工程が行われる。型閉工程では、制御装置９０からサーボモータ４３へ駆動信号が出力され、移動機構４０により移動ダイプレート４が型閉方向へ移動される。制御装置９０は、エンコーダ４５の検出結果に基づいて移動ダイプレート４の位置を特定し、固定金型５及び移動金型６が接触する位置でサーボモータ４３の動作を停止させる。

ステップＳ２では、ハーフナット２０と被結合部７ａとが結合可能になるように、タイバー７の位置を調整する。すなわち、ハーフナット２０の突条部と被結合部７ａの結合溝との間における、結合溝のピッチ未満の位置ずれをなくすように、タイバー７を型開方向又は型締方向（型閉方向）に移動させる。

このタイバー７の位置調整では、制御装置９０から油圧回路７６へ制御信号が出力され、型締シリンダ９によりタイバー７は型開方向又は型閉方向へ移動する。なお、このときの油圧回路７６の動作については後述する。制御装置９０は、例えば、エンコーダ４５の検出結果に基づいて特定されるハーフナット２０の位置と、位置センサ８８の検出結果から特定される被結合部７ａの位置とに基づいて、ハーフナット２０と被結合部７ａとを噛合可能な位置へ調整する。

ステップＳ３では、ハーフナット開閉シリンダ２１によってハーフナット２０が閉じられ、ハーフナット２０と被結合部７ａとが噛合する。

ステップＳ４では、制御装置９０から油圧回路７６へ制御信号が出力され、型締シリンダ９により型締が行われる。なお、このときの油圧回路７６の動作については後述する。制御装置９０は、例えば、位置センサ８８の検出結果に基づいて、型締を開始してからのタイバー７の伸長量を特定することにより、目標の型締力が得られたか否かを判定し、目標の型締力が得られるまで型締シリンダ９に圧油を供給する。

目標の型締力が得られると、目標の型締力が維持された状態で、射出シリンダ６５が駆動され、キャビティに溶湯が供給される（ステップＳ５）。その後、所定時間が経過するなど、制御装置９０において溶湯が固化したと判定される条件が満たされると、型開の初期動作が行われる（ステップＳ６）。すなわち、制御装置９０から油圧回路７６に制御信号が出力され、型締シリンダ９により移動ダイプレート４は型開方向へ型閉位置まで移動する。なお、ことのきの油圧回路７６の動作については後述する。

ステップＳ７では、ハーフナット２０と被結合溝７ａとの結合を解除する。ステップＳ８では、移動ダイプレート４を型閉位置から型開位置まで移動させる型開工程が行われる。型開工程では、制御装置９０からサーボモータ４３へ駆動信号が出力され、移動機構４０により移動ダイプレート４が型開方向へ移動される。そして、キャビティから成形品が取り出される。

なお、ステップＳ２及びステップＳ４を実行する制御装置９０は、第１制御手段の一例であり、ステップＳ４及びステップＳ６を実行する制御装置９０は、第２制御手段の一例である。

油圧回路７６の動作について説明する。ステップＳ２及びステップＳ６では、型締シリンダ９により生じた推力によりタイバー７の移動が行われているが、ステップＳ４の型締に比較して推力は小さくてよい。そこで、ステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６では、以下のように油圧回路７６の動作が制御される。

ステップＳ４の型締工程においては、図４の方向制御弁８３は閉位置Ｐ１０１に、すなわち、ランアラウンド回路はオフにされる。また、方向制御弁８４は位置Ｐ１０５に、方向制御弁８５は開位置Ｐ１０４にされる。これにより、油圧源７５の圧油が第１シリンダ室６７ａに供給されるとともに、第２シリンダ室６７ｂ及び小径シリンダ室６８の圧力はタンク圧とされる。従って、型締力は、上述の（１）式と同様となる。

ステップＳ２のタイバー位置調整工程及びステップＳ６の型開初期動作工程では、方向制御弁８３は開位置Ｐ１０２に、すなわち、ランアラウンド回路はオンにされる。また、方向制御弁８５は閉位置Ｐ１０３にされ、第２シリンダ室６７ｂから排出された圧油のタンクへの排出は禁止される。

そして、ピストン８に型締方向への力を付与する場合には、方向制御弁８４は位置Ｐ１０５とされる。すなわち、油圧源７５の圧油が第１シリンダ室６７ａに供給されるとともに、小径シリンダ室６８の圧力はタンク圧とされる。大径ピストン部７０の第１シリンダ室６７ａ側の受圧面積は第２シリンダ室６７ｂ側の受圧面積よりも大きいことから、型締方向への力がピストン８に付与される。また、ピストン８が型締方向へ移動する際、第２シリンダ室６７ｂから排出される圧油は連通通路８１を介して第１シリンダ室６７ａに還流される。

一方、ピストン８に型開方向への力を付与する場合には、方向制御弁８４は位置Ｐ１０６とされる。すなわち、油圧源７５の圧油が小径シリンダ室６８に供給されるとともに、第１シリンダ室６７ａ及び第２シリンダ室６７ｂの圧力はタンク圧とされる。従って、小径シリンダ室６８に供給された圧油により型開力が生じる。型開力Ｗ２は、
Ｗ２＝π／４×（Ｄ２^２−Ｄ３^２）×Ｐ１×ｎ…（５）
である。また、ピストン８が型開方向へ移動する際、第１シリンダ室６７ａから排出される圧油は連通通路８１を介して第２シリンダ室６７ｂに還流される。

ステップＳ２のタイバー位置調整工程及びステップＳ６の型開初期動作工程における圧油の流量について、すなわち、ランアラウンド回路をオンにしているときの圧油の流量について説明する。

図４において、型締シリンダ９の必要速度をｖ（ｍｍ／ｓ）すると、
型締方向の必要流量Ｑ３は、
Ｑ３＝π／４×（Ｄ２^２−Ｄ４^２）×ｖ（ｍｍ^２／ｓ）×ｎ…（６）
型開方向の必要流量Ｑ４は、
Ｑ４＝π／４×（Ｄ２^２−Ｄ３^２）×ｖ（ｍｍ^２／ｓ）×ｎ…（７）
となる。

従って、直径Ｄ２を直径Ｄ３に近い値とすれば、必要流量Ｑ３、Ｑ４ともに小さな値とすることができる。なお、直径Ｄ２と直径Ｄ３との比は型開力Ｗ２に影響する。一般に、型開力は型締力／１０以上が好ましいとされているから、型開力Ｗ２がこの範囲に納まるように直径Ｄ２、Ｄ３を設定することが好ましい。

８００トンクラスの型締シリンダを例にとって、図６の従来の型締シリンダ１０９と図４の本実施形態の型締シリンダ９との比較を行う。

図４及び図６において、Ｄ１＝４４０ｍｍ、Ｄ２＝２７５ｍｍ、Ｄ３＝２４０ｍｍ、Ｄ４＝２００ｍｍとする。また、Ｐ１＝１６．５ＭＰａ、型締シリンダの動作スピードｖを型締、型開とも１０ｍｍ／ｓとする。
型締力Ｗ１は、図４及び図６の双方とも、式（１）より、
Ｗ１＝π／４×（４４０^２−２００^２）×１６．５／９．８／１０００×４
＝８１２ｔｏｎｆ

図６の従来の型締シリンダ１０９において、必要流量Ｑ１、Ｑ２は、式（２）、（３）より、
Ｑ１＝π／４×（２４０^２−２００^２）×１０×６０／１００００００×４
＝３３Ｌ／ｍｉｎ…（２）′
Ｑ２＝π／４×（４４０^２−２４０^２）×１０×６０／１００００００×４
＝２５６Ｌ／ｍｉｎ…（３）′
となる。

図４の本実施形態の型締シリンダ９において、必要流量Ｑ３、Ｑ４は、式（５）、（６）より、
Ｑ３＝π／４×（２７５^２−２００^２）×１０×６０／１００００００×４
＝６７Ｌ／ｍｉｎ…（５）′
Ｑ４＝π／４×（２７５^２−２４０^２）×１０×６０／１００００００×４
＝３４Ｌ／ｍｉｎ…（６）′
となる。

ここで、本実施形態の型締シリンダ９の型開力Ｗ２は、式（４）より、
Ｗ２＝π／４×（２７５^２−２４０^２）×１６．５／９．８／１０００×４
＝９５．３ｔｏｎｆ
となり、９５．３＞＝８１２／１０＝８１．２で、型開力＞＝型締力／１０を満たしている。

式（２）′、（３）′、（５）′、（６）′、より、同じシリンダスピードにもかかわらず、図４の本実施形態の型締シリンダ９のほうが明らかに小流量ですむことが分かる。式（２）′、（３）′の値は直径Ｄ３の値により変わるが、どのような直径Ｄ３を選択しても式（２）′、（３）′の両方が（３３＋２５６）／２＝１４４．５Ｌ／ｍｉｎを下回ることはできない。従って、図６の従来の型締シリンダ１０９では、油圧源として約１５０Ｌ／ｍｉｎのポンプ能力が必要となる。これに対して、図４の本実施形態の型締シリンダ９にすれば、従来の約半分のポンプ能力ですむことになる。

以上のとおり、本実施形態の型締装置１によれば、型締シリンダ９に大径シリンダ室６７、小径シリンダ室６８を設け、ピストン８に大径シリンダ室６７を摺動する大径ピストン部７０と、小径シリンダ室６８を摺動する小径ピストン部７１とを設け、大径シリンダ室６７の第１シリンダ室６７ａと第２シリンダ室６７ｂとを接続するランアラウンド回路を設けたことから、従来に比較して、圧油の流量を少なくすることができる。その結果、ポンプのサイズダウン、若しくは、決められたポンプ流量の範囲でシリンダ動作の高速化を図ることができる。

本発明は上述した実施形態に限定されず、種々の態様で実施してよい。

本発明の型締装置及び型締方法が適用される成形機はダイカストマシンに限定されない。成形機には、金属成形機、プラスチック射出成形機、木粉等の成形機が含まれる。木粉等の成形機には、例えば木粉に熱可塑性樹脂を混合させた材料を成形するものが含まれる。

タイバーに設けられたピストンを収容するシリンダがダイプレートに設けられる場合、シリンダは移動ダイプレートに設けられてもよい。作動液は圧油に限定されない。例えば水でもよい。

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。図１の型締装置を上方から見た図。図１の型締装置の型締完了時の状態を示す図。図１の型締装置の型締シリンダの構成を示す図。図１の型締装置の動作の概略を示すフローチャート。従来の型締シリンダの構成を示す図。

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、５…固定金型、６…移動金型、７…タイバー、７ａ…被結合部、７ｂ…タイバー本体（第１ロッド部）、７ｃ…タイバー端部（第２ロッド部）、８…ピストン、２０…ハーフナット（結合部）、９…型締用シリンダ、６７…大径シリンダ室、６７ａ…第１シリンダ室、６７ｂ…第２シリンダ室、６８…小径シリンダ室、７０…大径ピストン部、７１…小径ピストン部、７６…油圧回路（液体流路回路）、８１…連通流路、８３…方向制御弁（第１の弁）、８４…方向制御弁（第２の弁）、９０…制御装置。

Claims

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、前記固定ダイプレートに対して型開閉方向に移動可能な移動ダイプレートと、
前記固定ダイプレート又は前記移動ダイプレートのいずれか一方に結合するための被結合部と、前記固定ダイプレート又は前記移動ダイプレートのいずれか他方に収容され、型締力を発生させるためのピストンとが設けられたタイバーと、
前記固定ダイプレート又は前記移動ダイプレートの前記一方に備わり、前記タイバーの被結合部に対して結合又は解放可能な結合部と、
前記固定ダイプレート又は前記移動ダイプレートの前記他方に備わり、前記ピストンを収容する型締シリンダと、
前記型締シリンダに所定圧力の作動液を供給する液圧源と、
前記液圧源から前記型締シリンダへの作動液の流路を制御する液体流路回路と、
を備え、
前記型締シリンダは、
大径シリンダ室と、
前記大径シリンダ室のダイプレート対向面側とは反対側に連通し、前記大径シリンダ室よりも径が小さい小径シリンダ室と、
を有し、
前記ピストンは、
前記大径シリンダ室において摺動可能であり、前記大径シリンダ室を、前記小径シリンダ室とは反対側の第１シリンダ室と、前記小径シリンダ室側の第２シリンダ室とに区画する大径ピストン部と、
前記大径ピストン部の前記小径シリンダ室側の端面から突出し、前記小径シリンダ室を摺動可能な小径ピストン部と、
を有し、
前記タイバーは、
前記大径ピストン部のダイプレート対向面側の端面から突出し、前記小径ピストン部よりも径が小さく、前記第１シリンダ室の前記ダイプレート対向面側に開口する開口部を閉塞する第１ロッド部と、
前記小径ピストン部のタイプレート対向面側とは反対側の端面から突出し、前記小径シリンダ室のダイプレート対向面側とは反対側に開口する開口部を閉塞する第２ロッド部と、
を有し、
前記液体流路回路は、
前記第１シリンダ室と前記第２シリンダ室とを連通する連通流路と、
前記連通流路を開閉する第１の弁と、
前記液圧源からの作動液の供給先を前記第１シリンダ室と前記小径シリンダ室との間で切り換える第２の弁と、
を有した
型締装置。
前記液体流路回路の動作を制御する第１制御手段を備え、
前記第１制御手段は、前記被結合部と前記結合部とが結合していないときに、前記第１の弁を開位置にした状態で、前記第１シリンダ室又は前記小径シリンダ室に選択的に作動液を供給して前記被結合部と前記結合部とが結合可能な位置に前記タイバーを移動させるように前記第２の弁の動作を制御し、前記被結合部と前記結合部とが結合しているときに、前記第１の弁を閉位置にした状態で、前記第１シリンダ室に作動液を供給して型締を行うように前記第２の弁の動作を制御する
請求項１に記載の型締装置。
前記液体流路回路の動作を制御する第２制御手段を備え、
前記第２制御手段は、前記被結合部と前記結合部とが結合しているときに、前記第１の弁を閉位置にした状態で、前記第１シリンダ室に作動液を供給して型締を行い、その後、前記第１の弁を開位置にした状態で、前記小径シリンダ室に作動液を供給して前記移動ダイプレートを型開方向に移動させるように前記第２の弁の動作を制御する
請求項１又は２に記載の型締装置。
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、前記固定ダイプレートに対して型開閉方向に移動可能な移動ダイプレートと、
前記固定金型及び前記移動金型を型締する型締力を発生させるピストン及び当該ピストンを収容する型締シリンダと、
前記型締シリンダに所定圧力の作動液を供給する液圧源と、
前記液圧源から前記型締シリンダへの作動液の流路を制御する液体流路回路と、
を備え、
前記型締シリンダは、
前記移動ダイプレートを型締方向へ移動させる際に作動液が供給される大径シリンダ室と、
前記大径シリンダ室に連通し、前記大径シリンダ室よりも径が小さく、前記移動ダイプレートを型開方向へ移動させる際に作動液が供給される小径シリンダ室と、
を有し、
前記ピストンは、
前記大径シリンダ室において摺動可能であり、前記大径シリンダ室を、前記小径シリンダ室とは反対側の第１シリンダ室と、前記小径シリンダ室側の第２シリンダ室とに区画する大径ピストン部と、
前記大径ピストン部の前記小径シリンダ室側の端面から突出し、前記小径シリンダ室を摺動可能な小径ピストン部と、
を有し、
前記小径ピストン部の前記小径シリンダ室側の端面からは、前記小径シリンダ室の前記大径シリンダ室とは反対側に開口する開口部を閉塞するロッド部が突出し、
前記大径ピストン部の前記第１シリンダ室側の受圧面積は前記第２シリンダ室側の受圧面積より大きく、
前記液体流路回路は、
前記第１シリンダ室と前記第２シリンダ室とを連通する流路と、
前記連通流路を開閉する第１の弁と、
前記液圧源からの作動液の供給先を前記第１シリンダ室と前記小径シリンダ室との間で切り換える第２の弁と、
を有した
型締装置。