JP2017006931A - 型締装置及び成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】成形のための型締機能と、ダイスポッティング機能とを両立させる。
【解決手段】型締装置４は、固定金型２を支持する固定ダイプレート８と、可動金型３を支持する移動ダイプレート９と、固定ダイプレート８と移動ダイプレート９とに掛架される複数のタイバー１０と、可動金型３を固定金型２に対して型開閉させるべく移動ダイプレート９を移動させる型開閉用駆動装置１１と、可動金型３と固定金型２とを型締めすべく移動ダイプレート９を移動させる型締用駆動装置４１と、ダイスポッティングを行う金型移動機構４２とを備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、ダイカストマシン等の成形機及びこの成形機に使用される型締装置に関する。

ダイカストマシンやプラスチック射出成形機といった成形機では、金型が型締された状態で、成形材料（溶融材料）を金型のキャビティに射出して充填する。この場合、金型分割面からの成形材料の漏出を防止するために、型締装置によって金型の型締が行われる。この型締装置については、例えばトグル機構式のものが公知である。

トグル機構式の型締装置は、テールストックと移動ダイプレートとに連結され、伸長及び屈曲によって移動ダイプレートを型開閉方向に移動させるトグルリンク機構を備え、このトグルリンク機構によって移動ダイプレートに支持される可動金型と固定ダイプレートに支持される固定金型との型締を行う（例えば特許文献１参照）。このトグル機構式の型締装置は、型締限界で大きな型締力を発生するため、金型の型締を安定して実行できる。

特開２０１０−９９７０２号公報

ところで、上記の成形機に使用される金型を製作する場合、最終の仕上げの段階で、ダイスポッティングと呼ばれる作業が行われる。ダイスポッティングとは、可動金型又は固定金型に塗料（光明丹等）を塗布しておき、可動金型を固定金型に対して徐々に接近させ、両金型を僅かに接触させたときの痕跡を確認しながら最終の仕上げを行う作業をいう。

従来、ダイスポッティングは専用の装置（以下「ダイスポッティングマシン」という）により実施されている。このダイスポッティングマシンは、大型のものであるため、金型を使用して製品を作製するメーカー（以下「製品メーカー」という）の工場内に載置されることは少なく、ダイスポッティングは専ら金型メーカーにより実施されるのが通例であった。

しかしながら、製品サイクルの短期化、製品の高性能化、高精度化に対応すべく、製品メーカーにおいてもダイスポッティングを行いたいという要望が高まっている。製品メーカーの工場にダイスポッティングマシンを導入するには、既存の製造ラインにおいてその設置スペースを確保しなければならず、レイアウトの変更が必要となることから、導入が困難な場合が多い。

これを解消するには、例えば、成形機に使用される型締装置にダイスポッティング機能を具備させることが考えられる。これを実現できれば、工場等においてダイスポッティングマシンの設置スペースを確保する必要がなくなる。しかしながら、例えば、トグル機構式の型締装置では、型締限界において非常に大きな型締力を発生させることができるが、このトグル機構を精密かつリアルタイムに制御することが困難であり、ダイスポッティング機能を実現することが困難であった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、成形のための型締機能と、ダイスポッティング機能とを両立させることが可能な型締装置及び成形機を提供することを目的とする。

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、固定金型を支持する固定ダイプレートと、可動金型を支持する移動ダイプレートと、前記固定ダイプレートと前記移動ダイプレートとに掛架される複数のタイバーと、前記可動金型を前記固定金型に対して型開閉させるべく前記移動ダイプレートを移動させる型開閉用駆動装置と、前記可動金型と前記固定金型とを型締めすべく前記移動ダイプレートを移動させる型締用駆動装置と、ダイスポッティングを行う金型移動機構と、を備えることを特徴とする。

本発明では、金型の開閉を型開閉用駆動装置で行い、金型の型締を型締用駆動装置によって行う、いわゆる複合式の型締装置を採用しており、その装置構成を小型化したものである。型締装置は、型締用駆動装置と金型移動機構とを具備することにより、成形のための型締機能とダイスポッティング機能とを両立できるものとなる。

また、本発明に係る型締装置によれば、前記金型移動機構は、サーボモータを備え、前記サーボモータに駆動されることにより前記移動ダイプレートを移動させることが望ましい。

サーボモータは、エンコーダ等の検出器を備えており、この検出器によって、移動ダイプレートに支持される可動金型の位置を精度良く検出することができる。したがって、この型締装置は、ダイスポッティングを行う場合に、可動金型の位置を検出しつつ、その検出精度に応じて移動機構により移動ダイプレートの位置を徐々に変更し、可動金型を固定金型に対して接近させることができる。可動金型の一部が固定金型に接触したとき、サーボモータは、検出器によってその回転速度又は出力トルクの変動を検知することで、可動金型の接触位置を検出できる。例えば、接触位置でサーボモータを一時停止させるように制御すれば、そのときの可動金型と固定金型との位置関係を維持して、その状態を確認することができる。これにより、可動金型と固定金型の接触状態の良否を判断することができ、不良が発見された場合には即座にその不良個所を適切に修正できる。

また、前記サーボモータは、前記複数のタイバーのそれぞれに対応するように個別に設けられ、かつ独立して駆動することが望ましい。

かかる構成によれば、複数のタイバーに対応するように複数のサーボモータが設けられることになり、各サーボモータが独立して駆動することで、各サーボモータのトルクを個別に検出することができる。これにより、ダイスポッティング実行時において、他のサーボモータと異なるトルクを検出したサーボモータがあれば、このサーボモータの周辺で、可動金型と固定金型との接触が生じていると推測できる。これにより、ダイスポッティング作業を迅速に実行することが可能になる。また、各サーボモータのトルクのデータを蓄積すれば、可動金型と固定金型との接触不良の原因を分析することも可能になる。

また、本発明に係る型締装置によれば、前記型締用駆動装置と、前記金型移動機構とは共用化されてもよい。例えば、型締用駆動装置により、金型移動機構のダイスポッテイング機能を共用すれば、金型移動機構を省略することができ、これによって、型締装置をより一層小型化できる。

また、前記金型移動機構は、前記移動ダイプレートに取り付けられることが望ましい。このように金型移動機構を移動ダイプレートに取り付けるようにすれば、成形機を新設する場合のみならず、既設の成形機の型締装置に対してもこの金型移動機構を取り付けることが可能になり、汎用性の高い型締装置を実現できる。

また、本発明に係る型締装置によれば、液圧シリンダにより駆動される前記型締用駆動装置とサーボモータにより駆動される前記金型移動機構とを備える構成を採用できる。

かかる構成によれば、型締用駆動装置は、液圧シリンダによって駆動されることで、金型の型締力を十分に確保でき、金型移動機構は、サーボモータに駆動されることによって、ダイスポッティングを精度良く実行できる。

また、本発明に係る成形機は、上記のような特徴を有する型締装置を具備することにより、成形のための型締機能とダイスポッティング機能とを両立できることとなる。

本発明によれば、成形のための型締機能と、ダイスポッティング機能とを両立させることができる。

第１実施形態に係るダイカストマシンの型開き状態における断面図である。 可動金型を固定金型に接近させた状態におけるダイカストマシンの断面図である。 型締め状態におけるダイカストマシンの断面図である。 型締前における型締用駆動装置の断面図である。 型締後における型締用駆動装置の断面図である。 第２実施形態に係るダイカストマシンの型開き状態における断面図である。 可動金型を固定金型に接近させた状態におけるダイカストマシンの断面図である。 型締め状態におけるダイカストマシンの断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

図１乃至図５は、本発明に係る型締装置及び成形機の第１実施形態を示す。本実施形態では、成形機としてダイカストマシンを例示する。このダイカストマシン１は、固定金型２及び可動金型３を保持する型締装置４と、固定金型２及び可動金型３により形成されるキャビティに溶湯を供給する射出装置５と、型締装置４及び射出装置５の制御を行う制御装置６とを主に備える。

図１乃至図３に示すように、型締装置４は、ベース７と、固定金型２を保持する固定ダイプレート８と、可動金型３を保持する移動ダイプレート９と、固定ダイプレート８及び移動ダイプレート９に掛架される複数のタイバー１０と、可動金型３を固定金型２に対して型開閉させる型開閉用駆動装置１１と、可動金型３と固定金型２との型締を行う型締用駆動装置１２とを備える。

ベース７は、例えば、工場の床面等に載置される。固定ダイプレート８及び移動ダイプレート９は、ベース７上で互いに対向して配置されている。固定ダイプレート８は、移動ダイプレート９に対向する金型取付面に固定金型２を支持しており、ベース７に対して固定されている。固定ダイプレート８は、タイバー１０が挿通される孔８ａを有する。

移動ダイプレート９は、固定ダイプレート８に対向する金型取付面に可動金型３を支持し、ベース７に対して、固定ダイプレート８に接近・離反する方向（型開閉方向Ａ１，Ａ２）に移動可能に設けられている。移動ダイプレート９は、タイバー１０が挿通される孔９ａを有する。

この型締装置４では、移動ダイプレート９の固定ダイプレート８に接近する方向（型閉じ方向Ａ１）への移動により、固定金型２及び可動金型３の型閉じが行われる（図３参照）。また、移動ダイプレート９の固定ダイプレート８から離間する方向（型開き方向Ａ２）への移動により、固定金型２及び可動金型３の型開きが行われる（図１参照）。

複数のタイバー１０は、例えば、固定金型２及び可動金型３の周囲に設けられている。具体的には、固定金型２及び可動金型３に対して上方側となる位置にタイバー１０が２本設けられ、固定金型２及び可動金型３に対して下方側となる位置にタイバー１０が２本設けられている。したがって、本実施形態における型締装置４は、合計４本のタイバー１０を備えている。なお、図１乃至図３では、下方側に位置する２本のタイバー１０を示している。

４本のタイバー１０は、例えば、固定金型２及び可動金型３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１０は、少なくとも型閉じ状態（図３参照）において固定ダイプレート８及び移動ダイプレート９に掛架可能（例えば、固定ダイプレート８及び移動ダイプレート９を貫通可能）な長さを有している。タイバー１０の端部には、複数の突条部１０ａ１，１０ａ２が所定のピッチで形成されている。各突条部１０ａ１，１０ａ２は、タイバー１０の周方向に沿って環状に構成されている。複数の突条部１０ａ１，１０ａ２が形成されることにより、タイバー１０における両端部の外面には、その長手方向において凹凸形状が構成される。

型開閉用駆動装置１１は、ベース７の内部に設けられるねじ軸１３と、ねじ軸１３の支持部材１４と、ねじ軸１３に沿って移動可能な可動部材１５と、ねじ軸１３を駆動するモータ（例えばサーボモータ）１６とを備える。なお、ねじ軸１３と可動部材１５はボールねじ機構により構成され得る。

ねじ軸１３は、その一端部が支持部材１４に支持されており、その他端部がモータ１６に連結されている。また、このねじ軸１３は、型開閉方向Ａ１，Ａ２に移動ダイプレート９を移動させるために、タイバー１０と平行となるように配置されている。支持部材１４は、ベース７の一部に固定されている。この支持部材１４は、固定ダイプレート８の近傍位置にあって、ねじ軸１３の端部を回転可能に支持する。可動部材１５は、移動ダイプレート９に固定されるとともに、ねじ軸１３が螺合するねじ孔（図示せず）を有する。可動部材１５は、ねじ軸１３の回転により、移動ダイプレート９を型開閉方向Ａ１，Ａ２に移動させる。

モータ１６は、ベース７の一部に支持されるとともに、その駆動軸がねじ軸１３の端部に連結されている。このモータ１６は制御装置６に接続されており、その制御によりねじ軸１３を回転駆動する。

固定ダイプレート８には、タイバー１０を固定するハーフナット（以下「固定側ハーフナット」という）１７が設けられている。固定側ハーフナット１７は、タイバー１０の端部に形成される突条部１０ａ１に噛合する複数の突条部１７ａを有する。各突条部１７ａは、タイバー１０の突条部１０ａ１に対応するように、所定のピッチで形成されている。固定側ハーフナット１７は、その径方向において、タイバー１０に対して接近・離反可能（開閉可能）に構成され、その突条部１７ａをタイバー１０の突条部１０ａ１間に係合（噛合）させることにより、タイバー１０を移動不能に固定（ロック）することができる（閉状態）。また、固定側ハーフナット１７は、タイバー１０から離間することにより、この固定を解除することができる（開状態）。固定側ハーフナット１７は、図示しない油圧シリンダ等のアクチュエータにより駆動され得る。固定側ハーフナット１７は、ケース１８内に収容されている。このケース１８の一部１８ａは、タイバー１０の端部が当接するように構成される（以下、この一部を「当接部」という）。

この型開閉用駆動装置１１では、モータ１６を回転制御することにより、ねじ軸１３が回転し、その回転が可動部材１５の直線運動に変換される。これにより、移動ダイプレート９は型開閉方向Ａ１、Ａ２に駆動される。なお、本実施形態における型締装置４は、図１に示すように、２つの型開閉用駆動装置１１を有するが、これに限定されず、ダイカストマシン１の規模に応じて、１又は３以上の型開閉用駆動装置１１を備え得る。

型締用駆動装置１２は、４本のタイバー１０に対応して、移動ダイプレート９の背面側に４台設置されている。型締用駆動装置１２のそれぞれには、対応する１本のタイバー１０が挿通されている。この型締用駆動装置１２は、移動ダイプレート９を固定ダイプレート８に対して接近・離反可能に移動させる移動機構１９と、この移動機構１９に動力を供給するサーボモータ２０とを備える。

移動機構１９は、サーボモータ２０に連結される第１ギア２１と、この第１ギア２１に噛合する第２ギア２２と、第２ギア２２に駆動される被動部材２３（２３ａ，２３ｂ）と、移動ダイプレート９をタイバー１０に固定するためのハーフナット（以下「移動側ハーフナット」という）２４とを備える。

第１ギア２１は、サーボモータ２０の駆動軸に連結されている。本実施形態においては、第１ギア２１には平歯車が使用される。また、第２ギア２２は、ナットギアにより構成されている。この第２ギア２２は、外側に第１ギア２１に噛合する複数の歯２５を有し、内側に雌ねじ部２６（２６ａ，２６ｂ）を有する。この雌ねじ部２６は、第２ギア２２の軸心方向において離間して形成される第１雌ねじ部２６ａ及び第２雌ねじ部２６ｂを含む。本実施形態では、第１雌ねじ部２６ａは左ねじとして、第２雌ねじ部２６ｂは右ねじとして形成されている。

被動部材２３は、第１被動部材２３ａと第２被動部材２３ｂとを含む。第１被動部材２３ａは、筒部２７と、この筒部２７の一端部に形成されるフランジ部２８とを有する。筒部２７は、その外周部に雄ねじ部２９を有する。この雄ねじ部２９は、第２ギア２２の第１雌ねじ部２６ａに螺合する。この雄ねじ部２９はこの第１雌ねじ部２６ａに対応するように、左ねじとして形成されている。また、この筒部２７にはタイバー１０が挿通されている。この筒部２７の他端部（フランジ部２８が形成される端部とは反対の端部）には、その筒心方向に沿って形成される穴部３０が形成されている。フランジ部２８は、第１ギア２１、サーボモータ２０、および移動側ハーフナット２４を支持している。

第２被動部材２３ｂは、筒状に構成されるとともに、その一端部が移動ダイプレート９に連結されている。第２被動部材２３ｂは、その外周部に雄ねじ部３２を有する。この雄ねじ部３２は、第２ギア２２の第２雌ねじ部２６ｂに螺合する。この雄ねじ部３２はこの第２雌ねじ部２６ｂに対応するように、右ねじとして形成されている。この第２被動部材２３ｂの内側には、タイバー１０が挿通されている。また、第２被動部材２３ｂは、タイバー１０を挿通する孔３３の他、その筒心方向に貫通する貫通孔３４を有する。この貫通孔３４には、案内部材３５が挿通されている。

案内部材３５は、この第２被動部材２３ｂをその筒心方向に沿って案内する。案内部材３５は、その一端部が第１被動部材２３ａの穴部３０にも挿入されている。案内部材３５は、ボルト等の固定具３６により、第１被動部材２３ａに固定されている。この案内部材３５により、第１被動部材２３ａ及び第２被動部材２３ｂは、第２ギア２２によって駆動される際に、タイバー１０の周方向に回転しないように規制（回り止め）され、タイバー１０の長手方向にのみ移動可能となる。

上記のように、型締用駆動装置１２が４本のタイバー１０のそれぞれに対応して設けられていることから、サーボモータ２０は、４本のタイバー１０に対して個別に設けられることになる。各サーボモータ２０は、制御装置６によって独立して駆動するように制御される。

サーボモータ２０は、ロータリエンコーダ等の検出器３７と、図示しない制御回路（ドライバ、ポジショナ等）とを含む。検出器３７は、サーボモータ２０の回転軸（回転子）の速度又はトルクを検出できる。また、検出器３７は、サーボモータ２０の回転軸の回転角度（又は回転数）を検出できる。検出器３７は、検出した値を信号として制御回路に送信する。これにより制御回路は、移動ダイプレート９に保持される可動金型３の位置を特定できる。

制御回路は、比較器（図示せず）を含む。この比較器は、設定された目標値を検出器３７により検出された値と比較する。制御回路は、この比較により、サーボモータ２０の速度又はトルクを所定の値（目標値）となるようにサーボモータ２０を制御（フィードバック制御）する。また、制御回路は、検出された値が目標値と異なる場合に、サーボモータ２０を停止させることができる。

図４に示すように、移動側ハーフナット２４は、タイバー１０の端部に形成される突条部１０ａ２に係合する複数の突条部２４ａを有する。各突条部２４ａは、タイバー１０の突条部１０ａ２に対応するように、所定のピッチで形成されている。移動側ハーフナット２４は、その径方向において、タイバー１０に対して接近・離反可能（開閉可能）に構成され、その突条部２４ａをタイバー１０の突条部１０ａ２間に係合(噛合)させることにより、移動ダイプレート９をタイバー１０に固定（ロック）することができる。また、移動側ハーフナット２４は、タイバー１０から離間することにより、この固定を解除することができる。この移動側ハーフナット２４は、図示しない油圧シリンダ等のアクチュエータにより駆動され得る。

なお、移動側ハーフナット２４はケース３１内に収容されている。このケース３１は移動機構１９のフランジ部２８に固定されている。これにより、移動側ハーフナット２４は、移動ダイプレート９と一体に構成される。

図１乃至図３に示すように、射出装置５は、固定ダイプレート８の背面側に設けられている。この射出装置５は、固定ダイプレート８を貫通し、固定金型２を介してキャビティに連通する射出スリーブ３８と、射出スリーブ３８内を摺動可能な射出プランジャ３９と、当該射出プランジャ３９を駆動する射出シリンダ４０とを主に含む。

制御装置６は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等の各種ハードウェアを実装するコンピュータ（例えばＰＣ）を含む。制御装置６は、型締装置４における型開閉用駆動装置１１、型締用駆動装置１２、固定側ハーフナット１７及び移動側ハーフナット２４のアクチュエータ、射出装置５に制御信号を出力し、これらの制御を実行する。特に、制御装置６は、４台の型締用駆動装置１２に対応する４台のサーボモータ２０を、それぞれ独立して駆動する制御を実行する。さらに、制御装置６は、サーボモータ２０の検出器３７によって検出されるトルク値を受信するとともに、このトルク値のデータを記憶しながら各サーボモータ２０の監視を行う。

以下、上記構成のダイカストマシン１を使用する、製品の鋳造方法（成形サイクルにおける動作）について説明する。

成形サイクル開始時においては、図１に示すように、移動ダイプレート９は、適宜に設定された型開き位置にあり、固定金型２と可動金型３とは離間した状態となっている。固定側ハーフナット１７は開かれており、タイバー１０を固定していない。一方、移動側ハーフナット２４は閉じられており、移動ダイプレート９はタイバー１０に固定されている。また、型締用駆動装置１２は待機状態となっており、図４に示すように、第１被動部材２３ａと第２被動部材２３ｂとが隣接した状態となっている。この状態から、制御装置６の制御により型開閉用駆動装置１１のモータ１６が作動し、ねじ軸１３を回転させる。ねじ軸１３の回転により、可動部材１５が固定ダイプレート８側に向かって移動し、移動ダイプレート９が固定ダイプレート８に接近する。

タイバー１０は、移動ダイプレート９に固定されているため、移動ダイプレート９とともに型閉じ方向Ａ１に移動する。図２に示すように、タイバー１０は、この移動によりその一端部を当接部１８ａに当接させる。そうすると、制御装置６は、固定側ハーフナット１７を作動させ、タイバー１０の突条部１０ａ１に噛合させてこれをロックする。この状態において、移動ダイプレート９は固定ダイプレート８に接近し、これにより可動金型３は固定金型２に接近し、固定金型２の直前で停止する（図２参照）。

次に制御装置６は、型締用駆動装置１２のサーボモータ２０を作動させ、型締を開始する。サーボモータ２０が作動すると、これによって移動機構１９が始動し、第１ギア２１、第２ギア２２によって第１被動部材２３ａ及び第２被動部材２３ｂが駆動される。これにより、第１被動部材２３ａと第２被動部材２３ｂとは、図５に示すように相対的に離間する。本実施形態において第１被動部材２３ａと第２被動部材２３ｂの最大離間距離は６０ｍｍに設定されているが、これに限定されるものではない。この離間により、型締用駆動装置１２は、移動ダイプレート９を固定ダイプレート８にさらに接近させる。可動金型３は、固定金型２に徐々に接近し、型接触する。これにより、可動金型３は、サーボモータ２０の駆動力によって生じる所定の型締力によって固定金型２に押し付けられる（図３参照）。

型締力が所定値に達して型締が完了すると、制御装置６は、キャビティに溶湯を供給するように射出装置５を制御する。すなわち、金型２，３のキャビティに連通する射出スリーブ３８にラドル等により溶湯を供給し、射出シリンダ４０により射出プランジャ３９を射出スリーブ３８内で前進させる。これにより、溶湯がキャビティ内に射出、充填される。そして、キャビティ内に充填された溶湯が凝固することにより、所定形状の成形品が形成される。

溶湯が凝固して成形品が形成されると、制御装置６は、型締用駆動装置１２のサーボモータ２０を逆転させ、移動ダイプレート９を固定ダイプレート８から離間させる。その後、制御装置６の制御により、固定側ハーフナット１７が開き、タイバー１０の固定が解除される。その後、制御装置６は、型開閉用駆動装置１１のモータ１６を作動させ、移動ダイプレート９を型開き方向Ａ２へと移動させる。これにより、型開きが実行され、金型２，３は図１に示す型開き状態に戻る。

次に、ダイカストマシン１の型締装置４によるダイスポッティングの実施方法について説明する。

このダイスポッティングは、可動金型３と固定金型２との係合が所期のものとなるかどうかを確認するために実施される。可動金型３及び固定金型２の一方には塗料（光明丹等）が塗られており、これらが接触したときに他方の金型に塗料が付着することから、その接触箇所を確認することができる。この接触箇所を正確に把握するために、移動ダイプレート９及び可動金型３の位置を型締用駆動装置１２によって精度良く制御する必要がある。本実施形態において、型締用駆動装置１２による可動金型３の位置調整の精度は０．０５ｍｍ以下であるが、これに限定されるものではない。

ダイスポッティングを実施するにあたり、制御装置６は、まず型開閉用駆動装置１１を作動させ、図１に示す型開き状態から、移動ダイプレート９を型閉じ方向Ａ１に移動させる。移動ダイプレート９を固定ダイプレート８に十分接近させた後に（図２参照）、制御装置６は、移動ダイプレート９を一時停止させ、型開閉用駆動装置１１による駆動から型締用駆動装置１２による駆動へと切り替える。型締用駆動装置１２は、サーボモータ２０を作動させ、移動機構１９を介して移動ダイプレート９を型閉じ方向Ａ１に移動させる。これにより、可動金型３は固定金型２に徐々に接近する。

サーボモータ２０では、検出器３７によりトルク検出が行われており、検出器３７がトルクの変動を検知すると、制御装置６は、サーボモータ２０を一旦停止させる。すなわち、この型締装置４は、可動金型３が固定金型２に接触したときのトルクの変動を検知して、サーボモータ２０を一時停止させる。サーボモータ２０は制御回路を通じてこのときの位置データ（トルクデータ）を制御装置６に送信し、制御装置６はそのデータを記憶しつつサーボモータ２０を監視し続ける。可動金型３と固定金型２との接触が不良なものであれば、可動金型３及び固定金型２にこれを解消するための加工が施される。

なお、この型締装置４は、冷間でのダイスポッティングの他、熱間でのダイスポッティングをも行うことができる。すなわち、上記のようなダイスポッティングを冷間にて実施し、可動金型３及び固定金型２の係合状態を調整した後、ダイカストマシン１によってこの金型２，３による成形を実施する。金型２，３は、この成形の際に溶湯により加熱され、若干の熱変形を生じる。型締装置４は、金型２，３の変形後においても可動金型３と固定金型２との係合が適切なものであるかどうかをダイスポッティングにより確認できる。あるいは、成形品にバリ等の不良が生じたときに、その原因をダイスポッティングにより特定できる。

以上説明した本実施形態に係る型締装置４によれば、型締用駆動装置１２の駆動源にサーボモータ２０を採用し、そのフィードバック制御により、移動ダイプレート９の位置を微調整できる。これにより、可動金型３の位置を高精度で変更できるようになり、所望のダイスポッティングを実現できる。これにより、型締装置４は、成形のための型締機能と、ダイスポッティング機能とを両立させることが可能になる。

また、型開閉用駆動装置１１の駆動源及び型締用駆動装置１２の駆動源としてサーボモータ２０を採用することにより、従来のトグル機構式の型締装置に比してその大きさを大幅に小型化できる。しかも、型締装置４は、成形機に一体に組み込まれているため、工場等において別途ダイスポッティングマシンを設置するスペースを確保する必要はない。さらに、ダイスポッティングは、型締用駆動装置１２を、移動ダイプレート９及びタイバー１０に取り付けるだけで実現できることから、成形機を新設する場合の他、既設の成形機に対しても容易に組み込むことも可能になる。このようにすることで、ダイスポッティング機能を備える成形機の導入コスト（初期コスト）を大幅に低減でき、これに応じて、金型の製造コスト、ひいては製品の製造コストを可及的に削減できる。

また、サーボモータ２０を４本のタイバー１０に対応するように個別に設け、各サーボモータ２０を独立して駆動することで、各サーボモータ２０のトルクを個別に検出することができる。これにより、ダイスポッティング実行時において、４台のサーボモータ２０の内の１台が、他の３台のサーボモータ２０と異なるトルクを検出した場合、このサーボモータ２０の周辺で、可動金型３と固定金型２との接触が生じていると推測できる。このように、４台のサーボモータ２０のトルクを個別に検出することで、可動金型３と固定金型２の接触位置を早期に発見でき、これによってダイスポッティング作業を迅速に実行することが可能になる。さらに、各サーボモータ２０のトルクデータを制御装置６に蓄積させることで、可動金型３と固定金型２との接触不良の原因を分析することも可能になる。

図６乃至図８は、本発明に係る型締装置及び成形機の第２実施形態を示す。上記の第１実施形態において、型締装置４の型締用駆動装置１２は、金型２，３の型締とダイスポッティングの両方の機能を具備（共用化）していたが、本実施形態に係る型締装置４は、型締とダイスポッティングとを別々の装置によって実行するように構成される。具体的には、型締装置４は、油圧式の型締用駆動装置４１と、ダイスポッティングを行うための金型移動機構４２（ダイスポッティング用駆動装置）とを備える。なお、本実施形態に係るダイカストマシン１及び型締装置４の他の構成は、第１実施形態のものと同じであり、第１実施形態と同じ構成要素には共通の符号を付している。

型締用駆動装置４１は、型締用シリンダ４３と、タイバー１０を固定するハーフナット４４とを備える。

型締用シリンダ４３は、液圧シリンダにより構成される。本実施形態では、型締用シリンダ４３として油圧シリンダが使用される。型締用シリンダ４３は、ピストン４５と、このピストン４５を移動させる２つのシリンダ室４３ａ，４３ｂとを備える。以下、一方のシリンダ室４３ａを第１シリンダ室といい、他方のシリンダ室４３ｂを第２シリンダ室という。型締用シリンダ４３は、第１シリンダ室４３ａに作動油が圧入されることにより、ピストン４５を型閉じ方向Ａ１に移動させる。また、型締用シリンダ４３は、第２シリンダ室４３ｂに作動油が圧入されることにより、ピストン４５を型開き方向Ａ２に移動させる。

ハーフナット４４は、ピストン４５をタイバー１０に固定し、又はその固定を解除するためのものであり、ピストン４５に対して一体的に設けられている。ハーフナット４４は、第１実施形態における固定側ハーフナット１７と同様の構成を有する。すなわち、このハーフナット４４は、ケース４６内に収容されるとともに、タイバー１０の端部に形成される突条部１０ａ１に係合する複数の突条部４４ａを有する。ケース４６は、第１実施形態のケース１８と同様に、タイバー１０の端部が当接する当接部４６ａを有する。

金型移動機構４２は、第１実施形態における型締用駆動装置１２と同じ構成である。すなわち、この金型移動機構４２は、第１実施形態と同様に、移動機構１９と、この移動機構１９に動力を供給するサーボモータ２０とを備える。移動機構１９及びサーボモータ２０は、図４及び図５に示す構成と同じである。

以下、本実施形態に係るダイカストマシン１を使用する、製品の鋳造方法（成形サイクルにおける動作）について説明する。

成形サイクル開始時においては、図６に示すように、移動ダイプレート９は、適宜に設定された型開き位置にあり、固定金型２と可動金型３とは離間した状態となっている。型締用駆動装置４１のハーフナット４４は閉じられており、型締用駆動装置４１のピストン４５は、タイバー１０に固定されている。また、移動側ハーフナット２４は開かれており、移動ダイプレート９は、タイバー１０の長手方向に沿って移動可能な状態となっている。この状態から、制御装置６の制御により型開閉用駆動装置１１のモータ１６が作動し、ねじ軸１３を回転させる。ねじ軸１３の回転により、可動部材１５が固定ダイプレート８側に向かって移動し、移動ダイプレート９が、タイバー１０の長手方向に沿って固定ダイプレート８に接近する。

図７に示すように、移動ダイプレート９に支持される可動金型３が型締可能な位置にまで移動すると、制御装置６は、型開閉用駆動装置１１を停止させる。次に制御装置６は、型締用駆動装置４１の型締用シリンダ４３を作動させ、型締を開始する。具体的には、制御装置６による制御により、移動側ハーフナット２４が閉じられ、移動ダイプレート９はタイバー１０に固定される。なお、型締用駆動装置４１のハーフナット４４は閉じたままの状態である。

その後、型締用シリンダ４３の第１シリンダ室４３ａに作動油が圧入され、ピストン４５が型閉じ方向Ａ１へと移動する。これにより、タイバー１０が型閉じ方向Ａ１へと移動し、この移動に伴って移動ダイプレート９が固定ダイプレート８にさらに接近する。可動金型３は、固定金型２に徐々に接近し、型接触する。これにより、可動金型３は、型締用シリンダ４３の駆動力によって生じる所定の型締力により固定金型２に押し付けられる（図８参照）。

型締力が所定値に達して型締が完了すると、第１実施形態と同様に、射出装置５によって、キャビティに溶湯が供給され、キャビティ内に充填された溶湯が凝固することにより、所定形状の成形品が形成される。

溶湯が凝固して成形品が形成されると、型締用シリンダ４３は、第２シリンダ室４３ｂに作動油を圧入し、ピストン４５を型開き方向Ａ２へと移動させる。この移動により、移動ダイプレート９も型開き方向Ａ２へと移動し、可動金型３が固定金型２から離れる。その後、制御装置６の制御により、移動側ハーフナット２４が開き、タイバー１０の固定が解除される。その後、制御装置６は、型開閉用駆動装置１１のモータ１６を作動させ、移動ダイプレート９を型開き方向Ａ２へと移動させる。これにより、型開きが実行され、金型２，３は図６に示す型開き状態に戻る。

次に、本実施形態に係るダイカストマシン１の型締装置４によるダイスポッティングの実施方法について説明する。

第１実施形態と同様に、可動金型３及び固定金型２の一方には塗料（光明丹等）が塗られており、これらが接触したときに他方の金型に塗料が付着することから、その接触箇所を確認することができる。

制御装置６は、移動側ハーフナット２４が開いた状態で、型開閉用駆動装置１１を作動させ、図６に示す型開き状態から、移動ダイプレート９を型閉じ方向Ａ１に移動させる。移動ダイプレート９を固定ダイプレート８に十分接近させた後に（図７参照）、制御装置６は、移動ダイプレート９を停止させ、その後、移動側ハーフナット２４が閉じた状態になる。さらに制御装置６は、型開閉用駆動装置１１による駆動から金型移動機構４２による駆動へと切り替える。金型移動機構４２は、サーボモータ２０を作動させ、移動機構１９を駆動する。移動機構１９の動作により、これにより、可動金型３は固定金型２に徐々に接近する。以下、第１実施形態と同様な手順でダイスポッティングが実行される。なお、ダイスポッティングの実行中は、型締用駆動装置４１は作動しない。

以上説明した第２実施形態に係る型締装置４によれば、型締用駆動装置４１と金型移動機構４２を具備することにより、型締機能とダイスポッティング機能とを両立したものなっている。

第２実施形態に係る型締装置４と第１実施形態に係る型締装置４とを比較した場合、第
１実施形態に係る型締装置４では、第２実施形態のような金型移動機構４２を具備しておらず、金型移動機構４２のダイスポッティング機能は、型締用駆動装置１２に備わっている。すなわち、第１実施形態に係る型締装置４では、型締機能とダイスポッティング機能とが１つの型締用駆動装置１２で共用化されていると言える。このように第２実施形態における型締用駆動装置４１と金型移動機構４２とを共用化することにより、第１実施形態に係る型締装置４は第２実施形態に係る型締装置４と比較して、その構造が簡単になり、小型化が図れるとともに、その製造コストを低減化できる。

なお、本発明に係る型締装置及び成形機は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明に係る型締装置及び成形機は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記の実施形態では、型締装置４がダイカストマシン１に適用された例を示したが、これに限定されず、本発明は、他の射出成形機やプレス成形機等の各種成形機に適用可能である。型締装置４は、上記の横型の成形機（ダイカストマシン１）の他、縦型の成形機にも使用できる。

上記の実施形態では、型開閉用駆動装置１１は、モータ１６によってねじ軸１３を回転させることにより、移動ダイプレート９を駆動していたが、これに限定されない。型開閉用駆動装置１１には、例えば、油圧シリンダ、トグルリンク機構等が採用され得る。

上記の第２実施形態において、型締装置４は、油圧式の型締用駆動装置４１とダイスポッティング用の金型移動機構４２とを別個に備えたものであったが、これに限定されない。例えば、第２実施形態に係る型締装置４は、油圧式の型締用駆動装置４１に代えて、サーボモータにより駆動されることにより移動ダイプレート９を移動させる、電動式の型締用駆動装置を具備し得る。

上記の第２実施形態では、型締用駆動装置４１と、ダイスポッティングを行う金型移動機構４２とを別個に備えた型締装置４の例を示し、第１実施形態では、型締用駆動装置１２によって、型締機能とダイスポッティング機能とを共用化した型締装置４の例を示したが、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。例えば、第２実施形態における金型移動機構４２によって型締とダイスポッティングとを実行するようにしてもよい。同様に、第２実施形態における型締用駆動装置４１を油圧式サーボ機構により構成し、型締とダイスポッティングとを実行するようにしてもよい。

上記の第２実施形態では、型締用シリンダ４３として油圧シリンダを例示したが、これに限らず、作動油以外の各種作動流体により動作する液圧シリンダを使用できる。

１ ダイカストマシン（成形機）
２ 固定金型
３ 移動金型
４ 型締装置
８ 固定ダイプレート
９ 移動ダイプレート
１０ タイバー
１１ 型開閉用駆動装置
１２ 型締用駆動装置
１９ 移動機構
２０ サーボモータ
４１ 型締用駆動装置
４２ 金型移動機構
４３ 型締用シリンダ（液圧シリンダ）

Claims (7)

1. 固定金型を支持する固定ダイプレートと、
   可動金型を支持する移動ダイプレートと、
   前記固定ダイプレートと前記移動ダイプレートとに掛架される複数のタイバーと、
   前記可動金型を前記固定金型に対して型開閉させるべく前記移動ダイプレートを移動させる型開閉用駆動装置と、
   前記可動金型と前記固定金型とを型締めすべく前記移動ダイプレートを移動させる型締用駆動装置と、
   ダイスポッティングを行う金型移動機構と、を備えることを特徴とする型締装置。
2. 前記金型移動機構は、サーボモータを備え、前記サーボモータに駆動されることにより前記移動ダイプレートを移動させることを特徴とする請求項１に記載の型締装置。
3. 前記サーボモータは、前記複数のタイバーのそれぞれに対応するように個別に設けられ、かつ独立して駆動することを特徴とする請求項２に記載の型締装置。
4. 前記型締用駆動装置と、前記金型移動機構とを共用化したことを特徴とする請求項１又は２項に記載の型締装置。
5. 前記金型移動機構は、前記移動ダイプレートに取り付けられることを特徴とする請求項４に記載の型締装置。
6. 液圧シリンダにより駆動される前記型締用駆動装置とサーボモータにより駆動される前記金型移動機構とを備えることを特徴とする請求項１に記載の型締装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の前記型締装置を備えることを特徴とする成形機。
   
   
   

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