JP2022102251A - 成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のタイバーに加わる応力を独立して調整可能な成形機を提供する。【解決手段】実施形態の成形機は、固定金型を保持する固定ダイプレートと、可動金型を固定金型に対向して保持する可動ダイプレートと、固定金型と可動金型の型締めが可能なトグル機構と、リンクハウジングと、一端を固定ダイプレートに固定可能で、型開閉方向に延び、他端に被係合部を有する第１ないし第４のタイバーと、第１ないし第４のタイバーの他端の固定位置を調整する第１ないし第４の調整機構と、射出装置と、を備え、第１ないし第４の調整機構のそれぞれは、リンクハウジングに固定される電動機と、電動機を用いて駆動され、タイバーを囲む環状で、タイバーの回りを回転可能なリングギアと、リングギアの回転により型開閉方向に移動可能で、被係合部を固定可能な分割ナット装置と、を含む。【選択図】図４

Description

本発明は、タイバーの固定位置を調整する調整機構を備えた成形機に関する。

成形機の一例であるダイカストマシンでは、例えば、トグル機構を用いて型締めされた金型内の空洞に、射出装置を用いて溶湯を充填することで、成形品（ダイカスト品）を製造する。型締力が適正に制御されないと、成形品の歩留まりが低下するおそれがある。例えば、型締力が不足すると、バリが発生し歩留まりが低下するおそれがある。また、型締力が過剰になると、成形機や金型が破損するおそれがある。

特許文献１には、複数のタイバーに螺合された複数のタイバーナットを、同時に回転させることにより、型締力を調整する型締装置が記載されている。

特開２００７－１１２００３号公報

本発明が解決しようとする課題は、複数のタイバーに加わる応力を独立して調整可能な成形機を提供することである。

本発明の一態様の成形機は、ベースと、前記ベースの上に固定され、固定金型を保持する固定ダイプレートと、前記ベースの上に型開閉方向に移動可能に設けられ、可動金型を前記固定金型に対向して保持する可動ダイプレートと、前記固定金型と前記可動金型の型締めが可能なトグル機構と、前記ベースの上に前記型開閉方向に移動可能に設けられ、前記トグル機構のリンクの一端が固定されるリンクハウジングと、前記トグル機構を駆動する駆動装置と、一端を前記固定ダイプレートに固定可能で、前記型開閉方向に延び、他端に被係合部を有する第１のタイバーと、一端を前記固定ダイプレートに固定可能で、前記型開閉方向に延び、他端に被係合部を有する第２のタイバーと、一端を前記固定ダイプレートに固定可能で、前記型開閉方向に延び、他端に被係合部を有する第３のタイバーと、一端を前記固定ダイプレートに固定可能で、前記型開閉方向に延び、他端に被係合部を有する第４のタイバーと、前記第１のタイバーの前記他端の固定位置を調整する第１の調整機構と、前記第２のタイバーの前記他端の固定位置を調整する第２の調整機構と、前記第３のタイバーの前記他端の固定位置を調整する第３の調整機構と、前記第４のタイバーの前記他端の固定位置を調整する第４の調整機構と、溶湯を前記固定金型と前記可動金型とで形成される空洞内に充填する射出装置と、を備え、前記第１の調整機構、前記第２の調整機構、前記第３の調整機構、及び前記第４の調整機構のそれぞれは、前記リンクハウジングに固定される電動機と、前記電動機を用いて駆動され、タイバーを囲む環状で、前記タイバーの回りを回転可能なリングギアと、前記リングギアの回転により前記型開閉方向に移動可能で、前記被係合部を固定可能な分割ナット装置と、を含む。

上記態様の成形機において、前記第１の調整機構、前記第２の調整機構、前記第３の調整機構、及び前記第４の調整機構のそれぞれは、前記電動機の出力軸に同心状に固定されたピニオンを、更に含み、前記被係合部は、第１の凹凸部を有し、前記分割ナット装置は、前記第１の凹凸部に係合可能な第２の凹凸部を有する分割ナットと、前記分割ナットを支持し、前記タイバーを囲む環状で、一部が前記リングギアに囲まれ、前記一部に雄ねじ部を有する支持部材と、を有し、前記リングギアは、外周側に前記ピニオンに噛み合うギア部と、内周側に前記雄ねじ部に噛み合う雌ねじ部と、を有することが好ましい。

上記態様の成形機において、前記第２の凹凸部のピッチは前記雌ねじ部のピッチよりも大きく、前記第２の凹凸部の前記型開閉方向の長さは前記雌ねじ部の前記型開閉方向の長さよりも小さいことが好ましい。

上記態様の成形機において、前記第２の凹凸部の高さは前記雌ねじ部の高さよりも大きいことが好ましい。

上記態様の成形機において、前記リングギアの前記型開閉方向に垂直な方向の厚さは、前記型開閉方向に前記リンクハウジングに向かって連続的に薄くなることが好ましい。

上記態様の成形機において、前記第１の調整機構、前記第２の調整機構、前記第３の調整機構、及び前記第４の調整機構を独立に制御する制御装置を、更に備えることが好ましい。

上記態様の成形機において、前記第１のタイバーに加わる応力を測定する第１の測定器と、前記第２のタイバーに加わる応力を測定する第２の測定器と、前記第３のタイバーに加わる応力を測定する第３の測定器と、前記第４のタイバーに加わる応力を測定する第４の測定器と、を更に備え、前記制御装置は、第１の成形動作の際に得られた前記第１の測定器、前記第２の測定器、前記第３の測定器、及び前記第４の測定器の測定結果に基づき、前記第１の成形動作に続く第２の成形動作の前に、前記第１の調整機構、前記第２の調整機構、前記第３の調整機構、及び前記第４の調整機構を制御することが好ましい。

上記態様の成形機において、前記制御装置は、前記第１の成形動作の際に得られた前記第１の測定器、前記第２の測定器、前記第３の測定器、及び前記第４の測定器の前記測定結果に基づき、前記第１の成形動作に続く前記第２の成形動作の前に、前記第１のタイバー、前記第２のタイバー、前記第３のタイバー、及び前記第４のタイバーに加わる応力の差分が、前記第１の成形動作の際の応力の差分よりも小さくなるように、前記第１の調整機構、前記第２の調整機構、前記第３の調整機構、及び前記第４の調整機構を制御することが好ましい。

本発明によれば、複数のタイバーに加わる応力を独立して調整可能な成形機を提供することができる。

実施形態の成形機の全体構成を示す模式図。 実施形態の成形機の模式図。 実施形態の成形機の模式図。 実施形態の調整機構の模式断面図。 実施形態の調整機構の動作の説明図。 実施形態の成形機の成形動作のフロー図。 実施形態の成形機を用いた成形動作の説明図。 実施形態の成形機を用いた成形動作の説明図。 実施形態の成形機を用いた成形動作の説明図。 実施形態の成形機を用いた成形動作の説明図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

実施形態の成形機は、ベースと、ベースの上に固定され、固定金型を保持する固定ダイプレートと、ベースの上に型開閉方向に移動可能に設けられ、可動金型を固定金型に対向して保持する可動ダイプレートと、固定金型と可動金型の型締めが可能なトグル機構と、ベースの上に型開閉方向に移動可能に設けられ、トグル機構のリンクの一端が固定されるリンクハウジングと、トグル機構を駆動する駆動装置と、一端を固定ダイプレートに固定可能で、型開閉方向に延び、他端に被係合部を有する第１のタイバーと、一端を固定ダイプレートに固定可能で、型開閉方向に延び、他端に被係合部を有する第２のタイバーと、一端を固定ダイプレートに固定可能で、型開閉方向に延び、他端に被係合部を有する第３のタイバーと、一端を固定ダイプレートに固定可能で、型開閉方向に延び、他端に被係合部を有する第４のタイバーと、第１のタイバーの他端の固定位置を調整する第１の調整機構と、第２のタイバーの他端の固定位置を調整する第２の調整機構と、第３のタイバーの他端の固定位置を調整する第３の調整機構と、第４のタイバーの他端の固定位置を調整する第４の調整機構と、溶湯を固定金型と可動金型とで形成される空洞内に充填する射出装置と、を備え、第１の調整機構、第２の調整機構、第３の調整機構、及び第４の調整機構のそれぞれは、リンクハウジングに固定される電動機と、電動機を用いて駆動され、タイバーを囲む環状で、タイバーの回りを回転可能なリングギアと、リングギアの回転により型開閉方向に移動可能で、被係合部を固定可能な分割ナット装置と、を含む。

図１は、実施形態の成形機の全体構成を示す模式図である。図１は、一部に断面図を含む側面図である。図２は、実施形態の成形機の模式図である。図２は、成形機をリンクハウジング側から見た側面図である。図３は、実施形態の成形機の模式図である。図３は、図１のＡＡ’断面である。図３は、トグル機構の図示を省略している。

実施形態の成形機はダイカストマシンである。実施形態のダイカストマシン１００は、コールドチャンバ式のダイカストマシンである。

図１ないし図３は、ダイカストマシン１００の動作開始前の初期状態を示す。この場合の初期状態とは、金型が開ききった状態、いわゆる型開限の状態である。

ダイカストマシン１００は、金型の内部（図１中の空洞Ｃａ）に液状金属（溶湯）を射出し、その液状金属を金型内で凝固させることにより、ダイカスト品を製造する。金属は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、亜鉛合金、又は、マグネシウム合金である。

ダイカストマシン１００は、ベース１０、固定ダイプレート１２、可動ダイプレート１４、リンクハウジング１６、第１のタイバー１８ａ、第２のタイバー１８ｂ、第３のタイバー１８ｃ、第４のタイバー１８ｄ、固定金型２０、可動金型２２、トグル機構２４、トグル移動機構２６、押出機構２８、タイバー固定機構２９、第１の調整機構３０ａ、第２の調整機構３０ｂ、第３の調整機構３０ｃ、第４の調整機構３０ｄ、射出装置３２、制御装置３４、表示装置３５、第１の測定器３６ａ、第２の測定器３６ｂ、第３の測定器３６ｃ、第４の測定器３６ｄ、を備える。

以下、第１のタイバー１８ａ、第２のタイバー１８ｂ、第３のタイバー１８ｃ、及び第４のタイバー１８ｄを総称して、単にタイバー１８と記載する場合がある。また、第１の調整機構３０ａ、第２の調整機構３０ｂ、第３の調整機構３０ｃ、及び第４の調整機構３０ｄを総称して、単に調整機構３０と記載する場合がある。また、第１の測定器３６ａ、第２の測定器３６ｂ、第３の測定器３６ｃ、及び第４の測定器３６ｄを総称して、単に測定器３６と記載する場合がある。

トグル機構２４は、型締モータ４０（駆動装置）、第１のねじ軸４２、クロスヘッド４４、複数のリンク４６を備える。型締モータ４０は駆動装置の一例である。型締モータ４０は、例えば、電動モータである。

トグル移動機構２６は、トグル移動モータ５０、第２のねじ軸５２、ナット部５４、ガイドレール５５を含む。トグル移動モータ５０は、例えば、電動モータである。

押出機構２８は、押出モータ５６、押出板５８、押出軸６０、ピン支持板６２、押出ピン６４を含む。

タイバー固定機構２９は、例えば、ハーフナットを含む。

射出装置３２は、スリーブ７４、プランジャ７６、射出駆動部７８、位置センサ８０を有する。プランジャ７６は、プランジャチップ７６ａとプランジャロッド７６ｂを含む。スリーブ７４には、開口部８２が設けられる。

固定ダイプレート１２はベース１０の上に固定される。固定ダイプレート１２には固定金型２０を取り付けることが可能である。

可動ダイプレート１４は、ベース１０の上に型開閉方向に移動可能に設けられる。型開閉方向とは、図１等に示す型開方向及び型閉方向の両方向を意味する。可動ダイプレート１４は、ベース１０の上に設けられたガイドレール５５の上を型開閉方向に移動する。可動ダイプレート１４には、可動金型２２を取り付けることが可能である。

リンクハウジング１６は、ベース１０の上に型開閉方向に移動可能に設けられる。リンクハウジング１６は、ベース１０の上に設けられたガイドレール５５の上を型開閉方向に移動する。リンクハウジング１６には、複数のリンク４６の一部の一端が固定される。

トグル機構２４は、リンクハウジング１６と可動ダイプレート１４との間に設けられる。複数のリンク４６の一部の一端がリンクハウジング１６に固定される。また、複数のリンク４６の別の一部の一端が可動ダイプレート１４に固定される。

トグル機構２４により、リンクハウジング１６と可動ダイプレート１４との間の距離が変化する。トグル機構２４により、固定金型２０と可動金型２２の型締めが可能となる。

トグル機構２４は、例えば、型締モータ４０を用いて駆動される。型締モータ４０により、第１のねじ軸４２が回転することにより、クロスヘッド４４が型開閉方向に移動する。クロスヘッド４４の型開閉方向の移動に伴い、複数のリンク４６が動作し、可動ダイプレート１４がリンクハウジング１６に対して相対的に型開閉方向に移動する。

トグル機構２４は、例えば、油圧シリンダを用いて駆動されても構わない。

第１のタイバー１８ａ、第２のタイバー１８ｂ、第３のタイバー１８ｃ、及び第４のタイバー１８ｄは、型開閉方向に延びる。タイバー１８の一端は、固定ダイプレート１２に固定可能である。

タイバー１８は、固定ダイプレート１２、可動ダイプレート１４、及びリンクハウジング１６を貫通する。タイバー１８は、可動ダイプレート１４に対して摺動可能である。タイバー１８は、固定されていない状態では、固定ダイプレート１２及びリンクハウジング１６に対して摺動可能である。

タイバー１８は、固定金型２０と可動金型２２に型締力が加えられている間は、型締力を支える。

タイバー固定機構２９は固定ダイプレート１２に固定される。タイバー１８は固定ダイプレート１２に対し、タイバー固定機構２９を用いて固定又は非固定（解放）の状態にすることが可能である。

タイバー固定機構２９は、タイバー１８を所望の位置で固定する。タイバー固定機構２９は、例えば、ハーフナットを用いて、タイバー１８を固定ダイプレート１２に対して固定する。タイバー固定機構２９は、例えば、ねじであっても構わない。

タイバー１８の他端には、被係合部１８ｘが設けられる。タイバー１８の他端は、分割ナット装置９２に固定可能である。

タイバー１８の被係合部１８ｘは、第１の凹凸部１８ｘｘを有する。第１の凹凸部１８ｘｘは、例えば、テーパ形状を有する。

押出機構２８は、製造されたダイカスト品を金型から押し出して分離する機能を有する。押出板５８には、型閉方向に延びる押出軸６０の一端が固定される。押出軸６０は、可動ダイプレート１４を貫通する。押出軸６０は、可動ダイプレート１４に対して摺動可能である。

押出軸６０の他端は、ピン支持板６２に固定される。ピン支持板６２には、押出ピン６４が固定される。押出ピン６４は、可動金型２２に出没可能に設けられる。押出ピン６４は、型閉方向に延びる。押出ピン６４は、例えば、複数本設けられる。

押出モータ５６を駆動することにより、押出ピン６４が型開閉方向に移動する。

第１の測定器３６ａは、型締時に第１のタイバー１８ａに加わる応力を測定する。第２の測定器３６ｂは、型締時に第２のタイバー１８ｂに加わる応力を測定する。第３の測定器３６ｃは、型締時に第３のタイバー１８ｃに加わる応力を測定する。第４の測定器３６ｄは、型締時に第４のタイバー１８ｄに加わる応力を測定する。

測定器３６は、例えば、タイバー１８の伸びを測定し、測定された伸びを引っ張り応力に換算する。第１の測定器３６ａ、第２の測定器３６ｂ、第３の測定器３６ｃ、及び第４の測定器３６ｄを用いて、第１のタイバー１８ａ、第２のタイバー１８ｂ、第３のタイバー１８ｃ、及び第４のタイバー１８ｄに型締時に加わる応力を独立に測定することが可能である。

第１の調整機構３０ａ、第２の調整機構３０ｂ、第３の調整機構３０ｃ、及び第４の調整機構３０ｄは、リンクハウジング１６に固定される。第１の調整機構３０ａは第１のタイバー１８ａの固定位置を調整する。第２の調整機構３０ｂは第２のタイバー１８ｂの固定位置を調整する。第３の調整機構３０ｃは第３のタイバー１８ｃの固定位置を調整する。第４の調整機構３０ｄは第４のタイバー１８ｄの固定位置を調整する。

図４は、実施形態の調整機構の模式断面図である。第１の調整機構３０ａ、第２の調整機構３０ｂ、第３の調整機構３０ｃ、及び第４の調整機構３０ｄのそれぞれが図４に示す構造と同様の構造を有する。

調整機構３０は、モータ８６（電動機）、ピニオン８８、リングギア９０、分割ナット装置９２、アクチュエータ９３、第１のタイバーガイド９４、及び第２のタイバーガイド９５を備える。モータ８６は、電動機の一例である。モータ８６は、出力軸８６ａを有する。分割ナット装置９２は、分割ナット９２ａ、支持部材９２ｂを有する。

タイバー１８の被係合部１８ｘは、第１の凹凸部１８ｘｘを有する。分割ナット９２ａは第２の凹凸部９２aｘを有する。支持部材９２ｂは雄ねじ部９２ｂｘを有する。リングギア９０は、ギア部９０ｘと雌ねじ部９０ｙを有する。

モータ８６は、リンクハウジング１６に固定される。モータ８６は、出力軸８６ａを有する。出力軸８６ａは、例えば、型開閉方向に平行である。

ピニオン８８は、出力軸８６ａに同心状に固定される。ピニオン８８は、例えば、いわゆる外歯車且つ平歯車である。ピニオン８８は、外周に型開閉方向に切られた複数の歯を有している。ピニオン８８は、出力軸８６ａと共にその軸回りに回転する。

リングギア９０は、環状である。リングギア９０は、タイバー１８を囲む。リングギア９０は、分割ナット装置９２の支持部材９２ｂを囲む。

リングギア９０は、外周側にピニオン８８に噛み合うギア部９０ｘを有する。ギア部９０ｘは、外周に型開閉方向に切られた複数の歯を有している。リングギア９０は、ピニオン８８の回転に伴い、タイバー１８の回りを回転可能である。リングギア９０は、ピニオン８８を介してモータ８６により駆動される。ピニオン８８とリングギア９０は、例えば、噛み合わせを維持した状態で、型開閉方向に相対移動が可能である。

リングギア９０は、内周側に雌ねじ部９０ｙを有する。雌ねじ部９０ｙは、支持部材９２ｂに設けられた雄ねじ部９２ｂｘに噛み合う。雌ねじ部９０ｙの型開閉方向のピッチは、例えば、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。

リングギア９０の型開閉方向に垂直な方向の厚さ（図４中のｔ）は、例えば、開閉方向にリンクハウジング１６に向かって連続的に薄くなる。

タイバー１８の被係合部１８ｘは、第１の凹凸部１８ｘｘを有する。第１の凹凸部１８ｘｘの型開閉方向のピッチは、例えば、２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。

分割ナット装置９２は、タイバー１８の被係合部１８ｘを固定可能である。分割ナット装置９２は、リングギア９０の回転により型開閉方向に移動可能である。

分割ナット９２ａは、例えば、ナットが２つに分割されたハーフナットである。分割ナット９２ａは、第２の凹凸部９２ａｘを有する。第２の凹凸部９２ａｘは、第１の凹凸部１８ｘｘと対向する。

第２の凹凸部９２ａｘは、第１の凹凸部１８ｘｘに係合可能である。第２の凹凸部９２ａｘを第１の凹凸部１８ｘｘに係合することで、タイバー１８が分割ナット装置９２に固定される。

第２の凹凸部９２ａｘは、例えば、テーパ形状を有する。

第２の凹凸部９２ａｘの型開閉方向のピッチは、例えば、２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。第２の凹凸部９２ａｘの型開閉方向のピッチは、例えば、雌ねじ部９０ｙの型開閉方向のピッチよりも大きい。

第２の凹凸部９２ａｘの高さは、例えば、雌ねじ部９０ｙの高さよりも大きい。第２の凹凸部９２ａｘの高さとは、第２の凹凸部９２ａｘの凹部の底から凸部の頂部までの、型開閉方向に垂直な方向の長さである。また、雌ねじ部９０ｙの高さとは、雌ねじ部９０ｙのねじ溝の底からねじ山の頂部までの、型開閉方向に垂直な方向の長さである。

第２の凹凸部９２ａｘの型開閉方向の長さ（図４中のＬ２）は、例えば、雌ねじ部９０ｙの型開閉方向の長さ（図４中のＬ１）よりも小さい。

支持部材９２ｂは、分割ナット９２ａを支持する。分割ナット９２ａは、支持部材９２ｂにより、型開閉方向に垂直な方向に摺動可能に支持される。

支持部材９２ｂはタイバー１８を囲む。支持部材９２ｂは、環状である。

支持部材９２ｂの一部は、リングギア９０に囲まれる。支持部材９２ｂの一部は雄ねじ部９２ｂｘを有する。雄ねじ部９２ｂｘは、リングギア９０の雌ねじ部９０ｙと噛み合う。

アクチュエータ９３は、分割ナット９２ａを型開閉方向に垂直な方向に移動させる機能を有する。アクチュエータ９３を用いて、分割ナット９２ａの第２の凹凸部９２ａｘは、第１の凹凸部１８ｘｘに係合される。アクチュエータ９３を用いて、タイバー１８を調整機構３０に対し固定又は非固定（解放）の状態にすることが可能である。

アクチュエータ９３は、例えば、エアシリンダである。アクチュエータ９３は、例えば、油圧シリンダであっても構わない。

第１のタイバーガイド９４は、タイバー１８と支持部材９２ｂとの間に設けられる。第１のタイバーガイド９４は、タイバー１８の支持部材９２ｂに対する型開閉方向の移動を潤滑にする機能を有する。

第２のタイバーガイド９５は、タイバー１８とリンクハウジング１６との間に設けられる。第２のタイバーガイド９５は、タイバー１８のリンクハウジング１６に対する型開閉方向の移動を潤滑にする機能を有する。

以下、調整機構３０の動作について説明する。図５は、実施形態の調整機構の動作の説明図である。

モータ８６の回転によりピニオン８８が回転する。ピニオン８８は、出力軸８６ａの回りを回転する。

ピニオン８８の回転により、ピニオン８８に噛み合うリングギア９０が回転する。リングギア９０は、タイバー１８及び支持部材９２ｂの回りを回転する。

リングギア９０の雌ねじ部９０ｙと、支持部材９２ｂの雄ねじ部９２ｂｘが噛み合っているため、リングギア９０の回転に伴い、支持部材９２ｂは型開閉方向に移動する。リングギア９０の回転運動は、支持部材９２ｂの直進運動に変換される。

モータ８６の回転方向を変えることで、リングギア９０の回転方向が変わる。リングギア９０の回転方向に応じて、支持部材９２ｂは型開方向又は型閉方向に進む。

支持部材９２ｂが型開閉方向に移動することで、支持部材９２ｂに支持された分割ナット９２ａも型開閉方向に移動する。分割ナット９２ａは、タイバー１８の被係合部１８ｘに対して型開閉方向に移動する。

分割ナット９２ａが型開閉方向に移動することで、分割ナット９２ａの第２の凹凸部９２ａｘと、被係合部１８ｘの第１の凹凸部１８ｘｘを、水平方向の位置ずれなく噛み合わせることが可能となる。

分割ナット装置９２の型開閉方向の移動可能量は、例えば、第１の凹凸部１８ｘｘのピッチの１倍以上２倍以下である。すなわち、分割ナット９２ａの型開閉方向の移動可能量は、例えば、第１の凹凸部１８ｘｘのピッチの１倍以上２倍以下である。

制御装置４３は、ダイカストマシン１００の成形動作を制御する。制御装置４３は、例えば、トグル機構２４、トグル移動機構２６、押出機構２８、タイバー固定機構２９、第１の調整機構３０ａ、第２の調整機構３０ｂ、第３の調整機構３０ｃ、第４の調整機構３０ｄ、及び射出装置３２の動作を制御する。制御装置４３は、第１の調整機構３０ａ、第２の調整機構３０ｂ、第３の調整機構３０ｃ、及び第４の調整機構３０ｄの動作を独立に制御する。

制御装置３４は、例えば、第１の測定器３６ａ、第２の測定器３６ｂ、第３の測定器３６ｃ、及び第４の測定器３６ｄの測定結果に基づき、第１の調整機構３０ａ、第２の調整機構３０ｂ、第３の調整機構３０ｃ、及び第４の調整機構３０ｄの動作を独立に制御する。制御装置３４は、例えば、第１の成形動作の際に得られた第１の測定器３６ａ、第２の測定器３６ｂ、第３の測定器３６ｃ、及び第４の測定器３６ｄの測定結果に基づき、第２の成形動作の前に、第１のタイバー１８ａ、第２のタイバー１８ｂ、第３のタイバー１８ｃ、及び第４のタイバー１８ｄに加わる応力が、最適値となるように、第１の調整機構３０ａ、第２の調整機構３０ｂ、第３の調整機構３０ｃ、及び第４の調整機構３０ｄの動作を独立に制御する。制御装置３４は、例えば、第１の成形動作の際に得られた第１の測定器３６ａ、第２の測定器３６ｂ、第３の測定器３６ｃ、及び第４の測定器３６ｄの測定結果に基づき、第２の成形動作の前に、第１のタイバー１８ａ、第２のタイバー１８ｂ、第３のタイバー１８ｃ、及び第４のタイバー１８ｄに加わる応力の差分が、第１の成形動作よりも小さくなるように、第１の調整機構３０ａ、第２の調整機構３０ｂ、第３の調整機構３０ｃ、及び第４の調整機構３０ｄの動作を独立に制御する。

制御装置３４は、例えば、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで構成される。制御装置３４は、例えば、ＣＰＵ、及び半導体メモリを含む。制御装置３４は、例えば、半導体メモリに記憶された制御プログラムを含む。

表示装置３５は、例えば、制御装置３４の前面に設けられる。表示装置３５は、例えば、オペレータの入力操作を受け付ける。オペレータは、表示装置３５を用いて、ダイカストマシン１００の成形条件等の設定が可能となる。また、表示装置３５は、例えば、ダイカストマシン１００の成形条件、動作状況等を画面に表示する。入力表示装置３５は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイである。

次に、実施形態の成形機を用いた成形動作について、説明する。図６は、実施形態の成形機の成形動作のフロー図である。図７ないし図１０は、実施形態の成形機を用いた成形動作の説明図である。

実施形態のダイカストマシン１００の成形動作は、図６に示すように、型厚情報取得ステップ（Ｓ０１）、分割ナット閉位置演算ステップ（Ｓ０２）、分割ナット閉位置調整ステップ（Ｓ０３）、可動ダイプレート前進ステップ（Ｓ０４）、分割ナット閉ステップ（Ｓ０５）、型締めステップ（Ｓ０６）、射出ステップ（Ｓ０７）、型開きステップ（Ｓ０８）、分割ナット開ステップ（Ｓ０８）、可動ダイプレート後退ステップ（Ｓ１０）、分割ナット閉位置演算ステップ（Ｓ１１）、分割ナット閉位置個別調整ステップ（Ｓ１２）、及び押出ステップ（Ｓ１３）を備える。

型厚情報取得ステップ（Ｓ０１）において、ダイカストマシン１００は、いわゆる、型開限の状態である。型厚情報取得ステップ（Ｓ０１）において、ダイカストマシン１００は、型厚情報を取得する。型厚情報は、固定金型２０の厚さと可動金型２２の厚さの和である金型の厚さの情報である。

型厚情報は、例えば、オペレータによって表示装置３５から入力される。型厚情報は、例えば、あらかじめ制御装置３４の中の半導体メモリに記憶されている。

分割ナット閉位置演算ステップ（Ｓ０２）では、型厚情報を基に、制御装置３４が分割ナット装置９２の型開閉方向の分割ナット閉位置を演算し決定する。分割ナット閉位置は、分割ナット９２ａを閉じた際に、分割ナット９２ａの第２の凹凸部９２ａｘと、被係合部１８ｘの第１の凹凸部１８ｘｘが、水平方向の位置ずれなく噛み合わせることが可能な位置である。

分割ナット閉位置は、例えば、あらかじめ制御装置３４に記憶された被係合部１８ｘの第１の凹凸部１８ｘｘの位置情報と、型厚情報から算出することが可能である。

分割ナット閉位置調整ステップ（Ｓ０３）では、分割ナット閉位置演算ステップ（Ｓ０２）で決定された分割ナット閉位置へ分割ナット９２ａを移動する。具体的には、図７に示すように、制御装置３４からの指令により、モータ８６を所定の方向に所定の量だけ回転し、分割ナット装置９２を所定の量だけ型開閉方向に移動する。

可動ダイプレート前進ステップ（Ｓ０４）では、リンクハウジング１６及び可動ダイプレート１４を型閉方向に前進させる。リンクハウジング１６及び可動ダイプレート１４は、トグル移動機構２６を用いて移動される。リンクハウジング１６及び可動ダイプレート１４は、固定金型２０に可動金型２２が接触するまで前進する。

分割ナット閉ステップ（Ｓ０５）では、分割ナット９２ａを閉じる。具体的には、図８に示すように、制御装置３４からの指令により、アクチュエータ９３を駆動し、分割ナット９２ａの第２の凹凸部９２ａｘと、被係合部１８ｘの第１の凹凸部１８ｘｘを噛み合わせる。

図９は、図８の場合よりも金型の厚さが薄い場合を示す。図９に示すように、金型の厚さが薄い場合は、タイバー１８の実効長が図８の場合よりも短くなる位置で、第２の凹凸部９２ａｘと第２の凹凸部９２ａｘが噛み合う。タイバー１８の実効長とは、型締めを行った後の固定ダイプレート１２とリンクハウジング１６との間の距離である。

型締めステップ（Ｓ０６）では、トグル機構２４を用いて型締めを行う。固定金型２０に可動金型２２との間に型締力が加えられる。型締力によりタイバー１８が伸び、タイバー１８に引っ張り応力が加わる。

第１のタイバー１８ａ、第２のタイバー１８ｂ、第３のタイバー１８ｃ、及び第４のタイバー１８ｄのそれぞれに加わる引っ張り応力の大きさは、第１の測定器３６ａ、第２の測定器３６ｂ、第３の測定器３６ｃ、及び第４の測定器３６ｄを用いて独立に測定される。測定された結果は、例えば、制御装置３４に伝送され、制御装置３４に記憶される。

射出ステップ（Ｓ０７）では、射出装置３２を用いて射出動作が行われる。具体的には、例えば、図示しないホッパー等を用いて、開口部８２からスリーブ７４の中へ溶湯が供給される。そして、スリーブ７４内でプランジャチップ７６ａを前進させて溶湯を金型内の空洞Ｃａへ充填する。金型内の空洞Ｃａへ充填された溶湯が型締めされることで、ダイカスト品が製造される。

型開きステップ（Ｓ０８）では、トグル機構２４を用いて型開きを行う。型開きステップ（Ｓ０８）では、固定金型２０と可動金型２２が離間する。

分割ナット開ステップ（Ｓ０９）では、分割ナット９２ａを開く。具体的には、制御装置３４からの指令により、アクチュエータ９３を駆動し、分割ナット９２ａの第２の凹凸部９２ａｘと、被係合部１８ｘの第１の凹凸部１８ｘｘの噛み合わせを開放する。

可動ダイプレート後退ステップ（Ｓ１０）では、リンクハウジング１６及び可動ダイプレート１４を型開方向に後退させる。リンクハウジング１６及び可動ダイプレート１４は、トグル移動機構２６を用いて移動される。

分割ナット閉位置個別演算ステップ（Ｓ１１）では、第１の測定器３６ａ、第２の測定器３６ｂ、第３の測定器３６ｃ、及び第４の測定器３６ｄを用いて測定された測定結果をもとに、第１のタイバー１８ａ、第２のタイバー１８ｂ、第３のタイバー１８ｃ、及び第４のタイバー１８ｄに加わる引っ張り応力が、最適値となるように、第１の調整機構３０ａ、第２の調整機構３０ｂ、第３の調整機構３０ｃ、及び第４の調整機構３０ｄのそれぞれの分割ナット装置９２の型開閉方向の分割ナット閉位置を制御装置３４が、個別に演算し決定する。例えば、第１のタイバー１８ａ、第２のタイバー１８ｂ、第３のタイバー１８ｃ、及び第４のタイバー１８ｄに加わる引っ張り応力の差分が、第１の成形動作よりも小さくなる分割ナット閉位置を、制御装置３４が個別に演算し決定する。

例えば、第１の測定器３６ａで測定された第１のタイバー１８ａに加わった引っ張り応力だけが大きかった場合、分割ナット閉位置個別演算ステップ（Ｓ１１）では、第２の成形動作の際に、第１のタイバー１８ａに加わる引っ張り応力が小さくなるように、第１の調整機構３０ａの分割ナット閉位置を決定する。この場合、第１のタイバー１８ａの実効長が他のタイバー１８の実効長よりも長くなるように、第１の調整機構３０ａの分割ナット閉位置を決定する。

分割ナット閉位置個別調整ステップ（Ｓ１２）では、分割ナット閉位置個別演算ステップ（Ｓ１１）で決定された分割ナット閉位置へ分割ナット９２ａを移動する。具体的には、例えば、図１０に示すように、制御装置３４からの指令により、第１の調整機構３０ａのモータ８６のみを所定の量だけ回転し、第１の調整機構３０ａの分割ナット装置９２のみを所定の量だけ型開閉方向に移動する。

押出ステップ（Ｓ１３）では、押出機構２８を用いてダイカスト品の押し出しを行う。具体的には、押出モータ５６を駆動することにより、押出ピン６４が可動金型２２に対して相対的に型閉方向に移動し、ダイカスト品が可動金型２２から押し出される。可動金型２２から押し出されたダイカスト品は、例えば、図示しないロボットアームを用いてピックアップされる。

以上の第１の成形動作により、ダイカスト品が製造される。次のダイカスト品を製造する場合には、可動ダイプレート前進ステップ（Ｓ０４）から第２の成形動作を開始する。

なお、分割ナット閉位置個別演算ステップ（Ｓ１１）及び分割ナット閉位置個別調整ステップ（Ｓ１２）を実行するタイミングは、必ずしも可動ダイプレート後退ステップ（Ｓ１０）と押出ステップ（Ｓ１３）との間でなくとも構わない。例えば、分割ナット閉位置個別演算ステップ（Ｓ１１）は、射出ステップ（Ｓ０７）以降、第２の成形動作の可動ダイプレート前進ステップ（Ｓ０４）の前に実行されれば構わない。また、分割ナット閉位置個別調整ステップ（Ｓ１２）は、可動ダイプレート後退ステップ（Ｓ１０）以降、第２の成形動作の可動ダイプレート前進ステップ（Ｓ０４）の前に実行されれば構わない。

次に、実施形態の成形機の作用及び効果について説明する。

ダイカストマシンでは、ダイカスト品を成形した後、異なる種類のダイカスト品を成形する際に、金型が交換される。交換後の金型の型厚に応じてタイバー１８の実効長を変更する必要が生じる。

実施形態のダイカストマシン１００では、調整機構３０の分割ナット装置９２は、型開閉方向に連続的に移動することが可能である。このため、タイバー１８の固定位置を任意に変更することが可能である。したがって、タイバー１８の実効長を任意の長さに変更することが可能である。言い換えれば、任意の型厚の金型に対して最適な位置でタイバー１８を固定することが可能である。

ダイカストマシンでは、型締めされた状態で、複数のタイバー１８の間で、タイバー１８に加わる引っ張り応力に差が生じる場合がある。タイバー１８に加わる引っ張り応力に差が生じると、例えば、金型に加わる応力の分布が不均一になり、成形したダイカスト品が不良となるおそれがある。すなわち、ダイカスト品の歩留まりが低下するおそれがある。また、過剰に引っ張り応力が加わったタイバー１８が破損するおそれがある。

実施形態のダイカストマシン１００では、第１の調整機構３０ａ、第２の調整機構３０ｂ、第３の調整機構３０ｃ、及び第４の調整機構３０ｄを用いて、第１のタイバー１８ａ、第２のタイバー１８ｂ、第３のタイバー１８ｃ、及び第４のタイバー１８ｄに加わる引っ張り応力を独立して調整が可能である。したがって、例えば、タイバー１８に加わる引っ張り応力を均等にすることが可能となる。よって、例えば、タイバー１８の破損を抑制することが可能となる。

第２の凹凸部９２ａｘと雌ねじ部９０ｙには、型締めの際に同程度の力を支える必要がある。第２の凹凸部９２ａｘと雌ねじ部９０ｙが、同程度の力を支える観点から、第２の凹凸部９２ａｘのピッチが雌ねじ部９０ｙのピッチより大きく、第２の凹凸部９２ａｘの型開閉方向の長さ（図４中のＬ２）が雌ねじ部９０ｙの長さ（図４中のＬ１）よりも小さいことが好ましい。また、第２の凹凸部９２ａｘと雌ねじ部９０ｙが、同程度の力を支える観点から、第２の凹凸部９２ａｘの高さが雌ねじ部９０ｙの高さよりも大きいことが好ましい。

第１の凹凸部１８ｘｘ及び第２の凹凸部９２ａｘは、テーパ形状を有することが好ましい。第１の凹凸部１８ｘｘ及び第２の凹凸部９２ａｘがテーパ形状を有することで、第１の凹凸部１８ｘｘと第２の凹凸部９２ａｘとの係合が容易となる。

リングギア９０の型開閉方向に垂直な方向の厚さ（図４中のｔ）は、例えば、型開閉方向にリンクハウジング１６に向かって連続的に薄くなることが好ましい。上記構成により、型締め時に、リンクハウジング１６の側の雌ねじ部９０ｙの端部の応力集中が低減される。型開閉方向に垂直な方向の厚さｔが薄くなることにより、リンクハウジング１６が変形しやすくなり、雌ねじ部９０ｙの端部の応力集中が低減する。

タイバー１８の破損を抑制する観点から、制御装置４３は、第１の成形動作の際に得られた第１の測定器３６ａ、第２の測定器３６ｂ、第３の測定器３６ｃ、及び第４の測定器３６ｄの測定結果に基づき、第１の成形動作に続く第２の成形動作の前に、第１のタイバー１８ａ、第２のタイバー１８ｂ、第３のタイバー１８ｃ、及び第４のタイバー１８ｄに加わる応力の差分が、第１の成形動作よりも小さくなるように、第１の調整機構３０ａ、第２の調整機構３０ｂ、第３の調整機構３０ｃ、及び第４の調整機構３０ｄを制御することが好ましい。

以上、実施形態によれば、複数のタイバーに加わる応力を独立して調整可能なダイカストマシンを提供することができる。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。実施形態においては、成形機などで、本発明の説明に直接必要としない部分については記載を省略したが、必要とされる、成形機などに関わる要素を適宜選択して用いることができる。

実施形態においては、ダイカストマシンを成形機の例として説明したが、本発明を射出成形機等に適用することも可能である。

実施形態においては、トグル機構を駆動する駆動装置がモータである場合を例に説明したが、例えば、駆動装置は油圧装置であっても構わない。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての成形機は、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物の範囲によって定義されるものである。

１０ ベース
１２ 固定ダイプレート
１４ 可動ダイプレート
１６ リンクハウジング
１８ａ 第１のタイバー
１８ｂ 第２のタイバー
１８ｃ 第３のタイバー
１８ｄ 第４のタイバー
１８ｘ 被係合部
１８ｘｘ 第１の凹凸部
１９ タイバーナット
２０ 固定金型
２２ 可動金型
２４ トグル機構
２６ トグル移動機構
２８ 押出機構
３０ タイバー固定機構
３０ａ 第１の調整機構
３０ｂ 第２の調整機構
３０ｃ 第３の調整機構
３０ｄ 第４の調整機構
３２ 射出装置
３４ 制御装置
３６ａ 第１の測定器
３６ｂ 第２の測定器
３６ｃ 第３の測定器
３６ｄ 第４の測定器
４０ 型締モータ（駆動装置）
８６ モータ（電動機）
８６ａ 出力軸
８８ ピニオン
９０ リングギア
９０ｘ ギア部
９０ｙ 雌ねじ部
９２ 分割ナット装置
９２ａ 分割ナット
９２aｘ 第２の凹凸部
９２ｂ 支持部材
９２ｂｘ 雄ねじ部
１００ ダイカストマシン（成形機）
Ｃａ 空洞

本発明の一態様の成形機は、ベースと、前記ベースの上に固定され、固定金型を保持する固定ダイプレートと、前記ベースの上に型開閉方向に移動可能に設けられ、可動金型を前記固定金型に対向して保持する可動ダイプレートと、前記固定金型と前記可動金型の型締めが可能なトグル機構と、前記ベースの上に前記型開閉方向に移動可能に設けられ、前記トグル機構のリンクの一端が固定されるリンクハウジングと、前記トグル機構を駆動する駆動装置と、一端を前記固定ダイプレートに固定可能で、前記型開閉方向に延び、他端に被係合部を有する第１のタイバーと、一端を前記固定ダイプレートに固定可能で、前記型開閉方向に延び、他端に被係合部を有する第２のタイバーと、一端を前記固定ダイプレートに固定可能で、前記型開閉方向に延び、他端に被係合部を有する第３のタイバーと、一端を前記固定ダイプレートに固定可能で、前記型開閉方向に延び、他端に被係合部を有する第４のタイバーと、前記第１のタイバーの前記他端の固定位置を調整する第１の調整機構と、前記第２のタイバーの前記他端の固定位置を調整する第２の調整機構と、前記第３のタイバーの前記他端の固定位置を調整する第３の調整機構と、前記第４のタイバーの前記他端の固定位置を調整する第４の調整機構と、溶湯を前記固定金型と前記可動金型とで形成される空洞内に充填する射出装置と、を備え、前記第１の調整機構、前記第２の調整機構、前記第３の調整機構、及び前記第４の調整機構のそれぞれは、前記リンクハウジングに固定される電動機と、前記電動機を用いて駆動され、タイバーを囲む環状で、前記タイバーの回りを回転可能なリングギアと、前記リングギアの回転により前記型開閉方向に移動可能で、前記被係合部を固定可能な分割ナット装置と、を含み、少なくとも前記固定金型と前記可動金型の型締めを行う際に、前記リングギアと前記リンクハウジングが接する。

Claims (8)

1. ベースと、
   前記ベースの上に固定され、固定金型を保持する固定ダイプレートと、
   前記ベースの上に型開閉方向に移動可能に設けられ、可動金型を前記固定金型に対向して保持する可動ダイプレートと、
   前記固定金型と前記可動金型の型締めが可能なトグル機構と、
   前記ベースの上に前記型開閉方向に移動可能に設けられ、前記トグル機構のリンクの一端が固定されるリンクハウジングと、
   前記トグル機構を駆動する駆動装置と、
   一端を前記固定ダイプレートに固定可能で、前記型開閉方向に延び、他端に被係合部を有する第１のタイバーと、
   一端を前記固定ダイプレートに固定可能で、前記型開閉方向に延び、他端に被係合部を有する第２のタイバーと、
   一端を前記固定ダイプレートに固定可能で、前記型開閉方向に延び、他端に被係合部を有する第３のタイバーと、
   一端を前記固定ダイプレートに固定可能で、前記型開閉方向に延び、他端に被係合部を有する第４のタイバーと、
   前記第１のタイバーの前記他端の固定位置を調整する第１の調整機構と、
   前記第２のタイバーの前記他端の固定位置を調整する第２の調整機構と、
   前記第３のタイバーの前記他端の固定位置を調整する第３の調整機構と、
   前記第４のタイバーの前記他端の固定位置を調整する第４の調整機構と、
   溶湯を前記固定金型と前記可動金型とで形成される空洞内に充填する射出装置と、
   を備え、
   前記第１の調整機構、前記第２の調整機構、前記第３の調整機構、及び前記第４の調整機構のそれぞれは、
   前記リンクハウジングに固定される電動機と、
   前記電動機を用いて駆動され、タイバーを囲む環状で、前記タイバーの回りを回転可能なリングギアと、
   前記リングギアの回転により前記型開閉方向に移動可能で、前記被係合部を固定可能な分割ナット装置と、を含むことを特徴とする成形機。
2. 前記第１の調整機構、前記第２の調整機構、前記第３の調整機構、及び前記第４の調整機構のそれぞれは、
   前記電動機の出力軸に同心状に固定されたピニオンを、更に含み、
   前記被係合部は、第１の凹凸部を有し、
   前記分割ナット装置は、前記第１の凹凸部に係合可能な第２の凹凸部を有する分割ナットと、前記分割ナットを支持し、前記タイバーを囲む環状で、一部が前記リングギアに囲まれ、前記一部に雄ねじ部を有する支持部材と、を有し、
   前記リングギアは、外周側に前記ピニオンに噛み合うギア部と、内周側に前記雄ねじ部に噛み合う雌ねじ部と、を有することを特徴とする請求項１記載の成形機。
3. 前記第２の凹凸部のピッチは前記雌ねじ部のピッチよりも大きく、前記第２の凹凸部の前記型開閉方向の長さは前記雌ねじ部の前記型開閉方向の長さよりも小さいことを特徴とする請求項２記載の成形機。
4. 前記第２の凹凸部の高さは前記雌ねじ部の高さよりも大きいことを特徴とする請求項３記載の成形機。
5. 前記リングギアの前記型開閉方向に垂直な方向の厚さは、前記型開閉方向に前記リンクハウジングに向かって連続的に薄くなることを特徴とする請求項２ないし請求項４いずれか一項記載の成形機。
6. 前記第１の調整機構、前記第２の調整機構、前記第３の調整機構、及び前記第４の調整機構を独立に制御する制御装置を、更に備えることを特徴とする請求項１ないし請求項５いずれか一項記載の成形機。
7. 前記第１のタイバーに加わる応力を測定する第１の測定器と、
   前記第２のタイバーに加わる応力を測定する第２の測定器と、
   前記第３のタイバーに加わる応力を測定する第３の測定器と、
   前記第４のタイバーに加わる応力を測定する第４の測定器と、
   を更に備え、
   前記制御装置は、第１の成形動作の際に得られた前記第１の測定器、前記第２の測定器、前記第３の測定器、及び前記第４の測定器の測定結果に基づき、前記第１の成形動作に続く第２の成形動作の前に、前記第１の調整機構、前記第２の調整機構、前記第３の調整機構、及び前記第４の調整機構を制御することを特徴とする請求項６記載の成形機。
8. 前記制御装置は、前記第１の成形動作の際に得られた前記第１の測定器、前記第２の測定器、前記第３の測定器、及び前記第４の測定器の前記測定結果に基づき、
   前記第１の成形動作に続く前記第２の成形動作の前に、前記第１のタイバー、前記第２のタイバー、前記第３のタイバー、及び前記第４のタイバーに加わる応力の差分が、前記第１の成形動作の際の応力の差分よりも小さくなるように、前記第１の調整機構、前記第２の調整機構、前記第３の調整機構、及び前記第４の調整機構を制御することを特徴とする請求項７記載の成形機。
   
   

Images