JP3449309B2 - 金型スプレー方法および装置 - Google Patents

金型スプレー方法および装置

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JP3449309B2 JP24461799A JP24461799A JP3449309B2 JP 3449309 B2 JP3449309 B2 JP 3449309B2 JP 24461799 A JP24461799 A JP 24461799A JP 24461799 A JP24461799 A JP 24461799A JP 3449309 B2 JP3449309 B2 JP 3449309B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は金型スプレー方法お
よび装置に係り、特に離型剤や保温剤などのスプレー剤
をダイカストマシンの金型面やスリーブへ噴霧するため
の金型スプレー方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ダイカストマシンなどの金型は、その形
状から均一な温度分布をもつものは殆ど無く、温度分布
にムラがあるのが実状である。金型の温度分布によっ
て、金型温度の高い部分には離型剤噴霧量を多くし、金
型温度の低い部分には離型剤噴霧量を少量にする必要が
ある。このため、噴霧圧力を一定に保ちながら、スプレ
ーノズルの移動速度を調整し、温度分布に合わせて単位
時間当たりの噴霧量を調整することが行なわれている。
また、離型剤の供給経路に流量調整弁を設け、弁開度を
調整することにより噴霧量をコントロールする方法も知
られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の一定加
圧方式では、噴霧量は一定となるため、離型剤噴霧量を
コントロールするために噴霧時間をコントロールしてい
る。したがって、金型温度が高い部分では、噴霧時間が
長くなり、サイクルタイム増加になる問題がある。ま
た、加圧力を増加させることによって、単位時間あたり
の噴霧量は増加するが、温度の低い部分では、過剰スプ
レーになる欠点がある。また、後者の流量調整弁を用い
た方法では、離型剤に異物が混入している場合には、絞
り流路の箇所で閉塞する問題が発生するとともに、離型
剤の微量調整が困難であるという欠点がある。
【0004】更に、従来のスプレー方式のような多数の
銅管を用いる方法だと、それぞれ銅管から吐出される離
型剤流量は管理できず、当然、金型温度が高い部分に合
わせたスプレー方法となるため、温度の低い部分では過
剰スプレーとなり、金型の割れ、ブリスタ発生、金型温
度不安定による品質低下などの問題を発生する。
【0005】本発明は、上記従来の問題点に着目してな
されたもので、特に、サイクルタイムを増加させること
無く、金型温度分布に適した離型剤や保温剤などのスプ
レー剤を金型に塗布することができるようにした金型ス
プレー方法および装置を提供することを目的としてい
る。また、複数のスプレーノズルによる吐出量の定量化
を図りながら、同時に吐出流量を管理することができる
ようにして、複数ノズルによる噴霧を可能にした方法お
よび装置を提供することを目的としている。
【0006】
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る金型スプレー方法は、スプレー剤タン
クと複数のスプレーノズル間の流通経路途中で各スプレ
ーノズルに対応して設けられた複数のシリンダ手段に一
旦スプレー剤を吸入させ、金型に対するスプレーノズル
の噴霧ルート移動途中で前記シリンダ手段の押出し速度
を変更調整するとともに、スプレー剤タンクへの戻り流
路を開閉制御することにより各スプレーノズルからの噴
霧量をコントロールして金型にスプレーするように構成
している。
【0008】
【0009】本発明に係る金型スプレー装置は、スプレ
ー剤タンクと複数のスプレーノズル間の流通経路に介在
されスプレー剤を一時的に貯溜する複数のシリンダ手段
を設け、この複数のシリンダ手段の押出しピストンの移
動速度を可変とする共通の電動アクチュエータを設け、
前記各シリンダ手段とスプレー剤タンクの流通経路に開
閉バルブ機構を設け、前記電動アクチュエータに付帯し
たセンサにより前記ピストンの位置を検出しつつ前記電
動アクチュエータの駆動速度を変更制御するとともに前
記開閉バルブ機構の開閉制御をなすコントローラを備え
た構成としている。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る金型スプレ
ー方法および装置の具体的実施の形態を図面を参照して
詳細に説明する。図1は、本発明の参考例となる金型ス
プレー装置の構成図である。スプレー対象の金型は可動
金型10Aと固定金型10Bから構成されているが、実
施形態の金型スプレー装置は、金型10A、10Bに形
成されているキャビティ12に対して離型剤18を塗布
する装置に適用したものである。塗布用のスプレーノズ
ル14はアーム16の下端部に取り付けられ、アーム1
6を図示しないロボットにより、対象キャビティ12に
対面して、上下・左右方向と前後方向に移動可能であ
り、且つ適宜な角度に回動可能とされている。例えば、
図2に示すように、キャビティ12に対して右端上方位
置から下降線を辿り、横移動して上昇線を経由して再度
下降移動し、スリーブを横断するようにスプレーノズル
14の移動経路が設定されて駆動制御されるのである。
【0011】上記スプレーノズル14には離型剤18が
供給されるが、その供給源としての離型剤タンク20が
設けられ、この離型剤タンク20からスプレーノズル1
4に至る流通経路22の途中に離型剤18を一時的に貯
溜するシリンダ手段24が設けられている。シリンダ手
段24はシリンダ25の内部にピストン26を収容し、
そのロッド28を吸引移動させることによりタンク20
から離型剤18を吸入貯溜し、押圧移動させることによ
り貯溜した離型剤18をスプレーノズル14に吐出す
る。この実施形態ではシリンダ手段24に一つの給排口
30を設け、この給排口30に至る流路に方向切替弁と
してのソレノイドバルブ32を介装しており、これを切
り替えることによりシリンダ手段24が吸入動作の際に
は離型剤タンク20と連絡され、押圧動作の際にはスプ
レーノズル14と連絡されるように流路の切替をなすよ
うに構成されている。
【0012】さらに、前記シリンダ手段24を駆動する
ためのアクチュエータが設けられている。このアクチュ
エータには、ピストンロッド28を速度制御しながら往
復作動させるために、図示のように、モータ34とボー
ルネジ36を組み合わせた直線動作可能な電動アクチュ
エータ38が用いられている。ボールネジ36はピスト
ンロッド28と平行配置され、当該ボールネジ36によ
って直線移動されるスライダ40に一体に取り付けられ
た接合部材42とピストンロッド28をフローティング
ジョイント44によって連結することにより、ボールネ
ジ36の回転駆動によってピストン26を往復直線移動
させ、シリンダ手段24による離型剤の吸入吐出動作を
行なわせることができる。図示の例では、電動アクチュ
エータ38を後退させることにより、シリンダ25内に
離型剤タンク20から離型剤18を一旦吸入し、吸入完
了後、電動アクチュエータ38を前進移動させてスプレ
ーノズル14へ離型剤18を吐出供給する。スプレーノ
ズル14には離型剤18の流通経路22と併せてエアー
タンク46に通じるエアー配管48が接続され、このエ
アー配管48にエアー流路を開閉操作するソレノイドバ
ルブ50を介装している。このエアー用ソレノイドバル
ブ50は離型剤用ソレノイドバルブ32が吐出側に切り
替えられると同時に開放操作され、スプレーノズル14
から気液混合状態で離型剤18が噴霧されるように設定
される。
【0013】ここで、当該参考例装置では、前記ソレノ
イドバルブ32、50の切替制御と同時に、電動アクチ
ュエータ38の速度制御をなすようにコントローラ52
を設けている。このコントローラ52は、金型10A、
10Bに対するスプレーノズル14の噴霧ルート移動途
中で前記シリンダ手段24の押出し速度を変更調整する
ことにより噴霧量を制御するものである。この制御のた
めに、電動アクチュエータ38を構成しているモータ3
4にエンコーダ54を取り付け、このエンコーダ54の
検出信号によってスライダ40の位置ひいてはピストン
26の位置を検出するようにしている。コントローラ5
2には、スプレーノズル14の移動ルート(図2参照)
と、このルート上で金型温度分布にしたがって要求され
る必要離型剤流量との関係が予め設定され記憶されてい
る。また、スプレーノズル14の移動ルートとシリンダ
手段24の位置の関係も設定されているので、コントロ
ーラ52は、エンコーダ54からの位置信号を入力し、
当該位置におけるピストン26の押出し速度が上記必要
離型剤流量を確保するようにモータ34の出力を制御す
るのである。
【0014】ところで、前記コントローラ52による離
型剤流量の設定処理は次のようにして行なえばよい。図
2(1)に示しているように、スプレーノズル14の移
動ルート〜を設定する。これは、サイクル時間が短
くなるように、また金型形状および温度分布をもとにオ
ペレータが決定する。また、金型形状から金型温度が高
くなる部分を経験から想定して流量値を設定する。図2
(1)の場合には、ゲート部分(ルート付近)と判断
し、その付近(ルート、)に対して流量を多くし、
その他の経路は金型温度があまり高くならないものと判
断して流量を少なくする。この状態で、スプレーを実施
し、製品、金型の状態、金型温度からオペレータは流量
を調整して、最適流量を決定する。これは例えば、次表
のように設定される。
【表1】
【0015】したがって、コントローラ52にはこの表
1に相当するデータが設定記憶されており、スプレーノ
ズル14を移動させるロボットからの同期信号により、
ノズル移動ルート毎に表1に設定されている流量となる
ようにエンコーダ54からの位置信号を検知しつつ吐出
流量の制御をなすのである。
【0016】一方、データベースなどを用いて離型剤流
量の設定を自動的に行なわせることもできる。これは金
型温度と離型剤流量、スプレー速度(ノズル動作速
度)、スプレー距離との関係から現在の金型温度を入力
することによって、最適な金型温度(離型剤付着に最適
な温度:例えば200〜250℃)になるような離型剤
流量をデータベース(事前に作成しておく)から決定す
るものである。このように決定された各移動ルート毎に
流量にしたがって離型剤18の吐出動作が行われるが、
これをショット単位毎かまたは数ショット単位毎に調整
する。例えば、目標温度に対して現ショットにおける金
型温度がその範囲内にあるか否かを温度センサによりチ
ェックし、範囲内であれば流量は最適とみなしてそのま
ま継続する。範囲外であれば、前ショット温度との比較
を行ない、その程度によって次ショットの流量を計算し
変更する。この部分はデータベースを元に計算すればよ
い。
【0017】オペレータによる手動設定の場合も、デー
タベースを利用した自動設定の場合も、金型10A、1
0Bに対するスプレーノズル14の噴霧ルート移動途中
で前記シリンダ手段24の押出し速度を変更調整するこ
とにより噴霧量を制御する。このコントローラ52によ
る流量制御は、金型スプレーロボットと連携して行われ
る。これは、図3に示すように、金型スプレーロボット
による処理工程では、各ノズル移動ルート(i=1〜
N)の設定(ステップ100)毎に、各ルートに対応す
る同期信号が出力され(ステップ110)、金型スプレ
ーロボットの作動をなさしめ(ステップ120)、移動
ルートの更新を行ないつつ(ステップ130)、最終ル
ートに達するまで繰り返して終了する。一方、コントロ
ーラ52では、各ノズル移動ルート(i=1〜N)に対
応する吐出流量の定量保持ルートが設定され(ステップ
200)、金型スプレーロボットからの同期信号を監視
する処理が行なわれる(ステップ210)。同期信号に
対応するルート単位にスプレー流量がメモリから読み込
まれ(ステップ220)、各ルート毎に設定された流量
となるように電動アクチュエータ38を駆動してスプレ
ー処理が行なわれる(ステップ230)。同期信号によ
るルート変更信号が発生するまではエンコーダ54によ
る位置信号を検出しながら、吐出速度を一定に保持し、
ルートの更新(ステップ240)毎に設定された流量と
なるように制御する。この例では、同一直線ルートでは
同一流量となるように設定しているが、動作経路点(図
2(1)の●箇所)を任意に設定することで直線ルート
上で流量を変更するように設定することも可能である。
また、単一ルート上で流量変化曲線を設定してアナログ
的に流量を調整するようにしてもよい。
【0018】このように構成された参考例の金型スプレ
ー装置を用いたスプレー方法は、次のようになる。吸入
動作は、各ソレノイドバルブ32,50をOFF(閉)
とし、シリンダ手段24が離型剤タンク20に連絡して
いる状態とする。電動アクチュエータ38のモータ54
に、後退指令信号を出力し、位置信号を監視しつつ、シ
リンダ25の原点までピストン26を後退させて停止す
る。これにより、シリンダ25の内部にタンク20から
離型剤18が吸入される。図示の実施形態では離型剤1
8をピストン前方室に吸入しているが、後方室に吸入さ
せるようにしてもよいのはもちろんである。
【0019】このような吸入動作が完了した後、吐出動
作に入るが、これはまず、図示しないマシンまたはロボ
ットなどからの同期信号をもとに、コントローラ52か
ら電動アクチュエータ38へ前進指令信号が出力され、
ピストン26は前進を始める。そのとき、ソレノイドバ
ルブ32、50にON(開)信号が出力され、シリンダ
手段24とスプレーノズル14とが連絡状態にあり、同
時にエアーもノズル14に供給される。電動アクチュエ
ータ38への前進指令信号は、予め設定された流量に対
応するアクチュエータ動作速度である。図示しないマシ
ンまたはロボットなどからの同期信号をもとに、予め設
定された流量に対応するアクチュエータ38の動作速度
がスプレーノズル14の移動経路中に変更され、これに
よってスプレーノズル14をルートに沿って定速移動さ
せる最中にスプレー中の離型剤流量は可変される。流量
が「0」の場合には、アクチュエータ38への前進指令
信号を「0」にする(前進ストップ)とともに、ソレノ
イドバルブ32,50も閉状態にする。
【0020】このような処理を行なう本発明の参考例装
によれば、スプレーノズル14の動作速度を一定に保
持しつつ、離型剤18の噴霧流量を任意に制御すること
ができ、サイクルタイムを増加することなく、金型温度
分布に適した離型剤の量をコントロールできるので、短
時間かつ最適なスプレー作業を実施することができ、ス
プレーノズル14の動作経路に対して離型剤18や保温
剤などのスプレー剤の必要最小量の供給が可能となる。
したがって、鋳造品の品質を向上させることができ、同
時にスプレー剤の飛散量を軽減することができ、また、
スプレー剤の使用量低減を実現できる。更に、温度分布
に見合う適正な量のスプレー剤が常時供給塗布されるの
で、金型寿命の延命効果があり、ブリスタ発生を抑制で
きるので製品欠陥が少なくなるなどの利点が得られる。
なお、電動アクチュエータ38とスプレーノズル14と
の組合せは一つのみでなくて複数列配置も可能である。
【0021】図4には本発明の実施形態に係る金型スプ
レー装置の構成を示している。この本発明の実施形態に
係る装置は、複数のスプレーノズル14、14Aによる
塗布作業を実現するためのもので、離型剤18の吸引吐
出経路を複数設け、これを一つの電動アクチュエータ3
8によって作動させるようにしている点に特徴がある。
すなわち、電動アクチュエータ38のスライダ40に取
り付けられている接合部材42に複数のシリンダ手段2
4、24Aを連結しており、これらを独立した通流経路
22、22Aにより離型剤タンク20と複数のスプレー
ノズル14,14Aに連絡している。各通流経路22,
22Aにはソレノイドバルブ32,32Aが介装され、
これらを切り替えることによりシリンダ手段24,24
Aが吸入動作の際には離型剤タンク20と連絡され、押
圧動作の際にはスプレーノズル14,14Aもしくは離
型剤タンク20への戻り流路と連絡されるように流路の
切替をなすように構成されている。同様に各スプレーノ
ズル14,14Aにはエアータンク46に通じるエアー
配管48、48Aが接続され、このエアー配管48,4
8Aにエアー流路を開閉操作するソレノイドバルブ5
0,50Aを介装している。このエアー用ソレノイドバ
ルブ50,50Aは離型剤用ソレノイドバルブ32,3
2Aが吐出側に切り替えられると同時に開放操作され、
スプレーノズル14、14Aから気液混合状態で離型剤
18が噴霧されるように設定される。前記塗布用のスプ
レーノズル14,14Aは共通アーム16の下端部に取
り付けられ、アーム16を図示しないロボットにより、
対象キャビティ12に対面して、上下・左右方向と前後
方向に移動可能であり、且つ適宜な角度に回動可能とさ
れている。例えば、図5に示すように、二つのスプレー
ノズル14,14Aが一体に、キャビティ12に対して
右端上方位置から下降線を辿り、横移動して上昇線を経
由して再度下降移動し、スリーブを横断するようにスプ
レーノズル14、14Aの移動経路が設定されて駆動制
御されるのである。
【0022】離型剤18の塗布制御するコントローラ5
2が設けられているが、このコントローラ52は、第1
の実施形態と同様に、電動アクチュエータ38の速度制
御をなすことによりスプレーノズル14,14Aからの
噴霧量を制御するとともに、各スプレーノズル14,1
4Aに対して離型剤18の供給量をばらつきなく、安定
して供給できるようになっている。また、同時に、離型
剤18を供給すべきスプレーノズル14(または14
A)に対応するソレノイドバルブ50(または50A)
をスプレーノズル14(または14A)への流路を開状
態とするように切り替え、使用しないスプレーノズル1
4A(または14)にはソレノイドバルブ50A(また
は50)を切り替えずタンク20への戻り流路を開状態
とするように保持するように制御することができるよう
になっている。
【0023】その他の構成は図1の参考例装置と同様で
あるので、同一構成要素には同一の番号を付して説明を
省略する。このような構成に係る本発明の実施形態によ
る吸入動作と吐出動作は以下のようになる。まず、吸入
動作は、各ソレノイドバルブ32,32A,50,50
AをOFF(閉)とし、シリンダ手段24,24Aが離
型剤タンク20に連絡している状態とする。電動アクチ
ュエータ38のモータ54に、後退指令信号を出力し、
位置信号を監視しつつ、シリンダ25,25Aの原点ま
でピストン26,26Aを後退させて停止する。これに
より、各シリンダ25,25Aの内部にタンク20から
離型剤18が吸入される。
【0024】このような吸入動作が完了した後、吐出動
作に入るが、これはまず、図示しないマシンまたはロボ
ットなどからの同期信号をもとに、電動アクチュエータ
38へ前進指令信号が出力され、シリンダ26が前進す
る。そのとき、ソレノイドバルブ32,32A、50,
50AにON(開)信号が出力され、シリンダ手段2
4,24Aとスプレーノズル14,14Aとが連絡状態
にあり、同時にエアーもノズル14、14に供給され
る。電動アクチュエータ38へ前進指令信号は、予め設
定された流量に対応するアクチュエータ動作速度であ
る。図示しないマシンまたはロボットなどからのスプレ
ー開始指令をもとに、予め設定された流量に対応するア
クチュエータ38の動作速度がスプレーノズル14,1
4Aの移動経路中に変更され、これによってスプレーノ
ズル14,14Aをルートに沿って定速移動させる最中
にスプレー中の離型剤流量は可変される。各スプレーノ
ズル14,14Aへの流量が「0」の場合には、アクチ
ュエータ38への前進指令信号を「0」にする(前進ス
トップ)とともに、ソレノイドバルブ32,32A,5
0,50Aも閉状態にする。
【0025】複数台のシリンダ手段24,24Aにそれ
ぞれ接続しているスプレーノズル14,14Aへの離型
剤の供給および停止する操作は次のように行なわれる。
各シリンダ手段24,24Aに配設しているソレノイド
バルブ32、32Aおよびエアー用ソレノイドバルブ5
0,50Aを、離型剤18を供給すべきスプレーノズル
14(または14A)に対しては、開状態(シリンダ〜
スプレーノズル間がオープン)とし、離型剤18の供給
停止すべきスプレーノズル14A(または14)に対し
ては閉状態(シリンダ〜タンク間がオープン)となるよ
うに、コントローラ52により制御させる。これによっ
て1台の電動アクチュエータ38で複数のシリンダ手段
24,24Aからそれぞれのスプレーノズル14,14
Aへ離型剤を供給または停止させることができる。
【0026】このような本発明の実施形態によれば、1
台の電動アクチュエータ38に対して複数台のシリンダ
手段24,24Aを同時駆動できるように設置させてい
るため、各スプレーノズル14,14Aからの離型剤供
給量のばらつきを無くすることができるとともに、低コ
スト、省スペースの装置とすることができる。1台のア
クチュエータ38で複数のシリンダ手段24,24Aを
配設しても、ソレノイドバルブ32,32Aの切替によ
ってそれぞれスプレーノズル14,14Aに離型剤18
を供給したり停止することが可能となるので、必要以上
にスプレーしたり、同じ経路(ポイント)に何度もスプ
レーするようなことを防止できる。また、動作経路に対
して離型剤18や保温剤などスプレー剤の必要最小量の
供給が可能となり、鋳造品の品質向上などの効果は図1
の参考例装置と同様に実現できる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、スプレ
ー剤タンクと複数のスプレーノズル間の流通経路に介在
されスプレー剤を一時的に貯溜する複数のシリンダ手段
を設け、この複数のシリンダ手段の押出しピストンの移
動速度を可変とする共通の電動アクチュエータを設け、
前記各シリンダ手段とスプレー剤タンクの流通経路に開
閉バルブ機構を設け、この電動アクチュエータに付帯し
たセンサにより前記ピストンの位置を検出しつつ前記電
動アクチュエータの駆動速度を変更制御するとともに前
記開閉バルブ機構の開閉制御をなすコントローラを設け
たことにより、金型に対するスプレーノズルの噴霧ルー
ト移動途中で前記シリンダ手段の押出し速度を変更調整
して噴霧量を制御することができ、もってサイクルタイ
ムを増大すること無くする温度分布に適合した噴霧量コ
ントロールが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の参考例となる金型スプレー装置の全体
構成図である。
【図2】同装置のスプレーノズルの移動経路の説明図と
側面図である。
【図3】同装置のコントローラによる処理と金型スプレ
ーロボットによる処理の関係を示すフローチャートであ
る。
【図4】本発明の実施形態に係る金型スプレー装置の全
体構成図である。
【図5】同装置のスプレーノズルの移動経路の説明図と
ノズル形態図である。
【符号の説明】 10A、10B 金型 12 キャビティ 14 スプレーノズル 16 アーム 18 離型剤 20 離型剤タンク 22 通流経路 24 シリンダ手段 25 シリンダ 26 ピストン 28 ピストンロッド 30 給排口 32 ソレノイドバルブ 34 モータ 36 ボールネジ 38 電動アクチュエータ 40 スライダ 42 接合部材 44 フローティングジョイント 46 エアータンク 48 エアー配管 50 ソレノイドバルブ 52 コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22C 23/02,3/00 B22D 17/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スプレー剤タンクと複数のスプレーノズ
    ル間の流通経路途中で各スプレーノズルに対応して設け
    られた複数のシリンダ手段に一旦スプレー剤を吸入さ
    せ、金型に対するスプレーノズルの噴霧ルート移動途中
    で前記シリンダ手段の押出し速度を変更調整するととも
    に、スプレー剤タンクへの戻り流路を開閉制御すること
    により各スプレーノズルからの噴霧量をコントロールし
    て金型にスプレーすることを特徴とする金型スプレー方
    法。
  2. 【請求項2】 スプレー剤タンクと複数のスプレーノズ
    ル間の流通経路に介在されスプレー剤を一時的に貯溜す
    る複数のシリンダ手段を設け、この複数のシリンダ手段
    の押出しピストンの移動速度を可変とする共通の電動ア
    クチュエータを設け、前記各シリンダ手段とスプレー剤
    タンクの流通経路に開閉バルブ機構を設け、前記電動ア
    クチュエータに付帯したセンサにより前記ピストンの位
    置を検出しつつ前記電動アクチュエータの駆動速度を変
    更制御するとともに前記開閉バルブ機構の開閉制御をな
    すコントローラを備えたことを特徴とする金型スプレー
    装置。
JP24461799A 1999-08-31 1999-08-31 金型スプレー方法および装置 Expired - Fee Related JP3449309B2 (ja)

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