JP4523483B2

JP4523483B2 - 成型装置

Info

Publication number: JP4523483B2
Application number: JP2005148728A
Authority: JP
Inventors: 彰伊藤; 喜代司澤田
Original assignee: KIMURA INDUSTRY CO.,LTD.
Current assignee: KIMURA INDUSTRY CO.,LTD.
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2025-05-20
Also published as: JP2006321203A

Description

本発明は、各種の製品をキャビティ内で成型するための成型装置に関するものである。

従来の成型装置として、特許文献１に開示されたものが提案されている。この成型装置は、成型用のキャビティを形成可能な下型ユニットと、上型ユニットを接近又は離間可能に対向して配置し、前記下型ユニットの内部に成型用のキャビティに連通する溶湯の貯留室を設けている。又、この成型装置は、前記貯留室を有する下型ユニットに対応して前記両型ユニットの型閉め動作の後に前記貯留室内の溶湯をキャビティ内に押し出す押出手段を設けている。
特開２００４−２３０３８６号公報

ところが、上記成型装置は、キャビティ内の溶湯を下型ユニットに設けた押出手段によって溶湯を上方に加圧するだけの構成となっているので、次のような問題が生じた。即ち、キャビティ内の溶湯のうち下側の溶湯には、適正な圧力が作用するが、上側の溶湯には圧力が伝わり難く、製品の品質が低下するという問題があった。特に、製品の肉厚が薄い筒状のものを成型する際には、上記の問題が顕著となる。

本発明の目的は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、製品の品質を向上することができる成型装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、下型ユニットは、所定位置に保持された下部支持台と、該下部支持台に対し浮上高さの調節可能な浮上保持機構により浮上保持された下型把持体と、該下型把持体に取り付けられた下型と、前記下部支持台に上向きに取り付けられた流体圧シリンダと、該流体圧シリンダのピストンロッドの上端に連結され、かつ前記下型把持体及び下型に上下方向に貫通形成された貫通孔に下方から挿入された押出加圧ロッドとにより構成され、前記押出加圧ロッドの上面と前記貫通孔の内周面とにより前記キャビティに連通する溶湯の貯留室が形成され、一方、下型ユニットの上方に装着された上型ユニットは、昇降機構によって昇降動作される第１上型把持体と、該第１上型把持体に対し相対移動機構を介して上下方向の相対移動可能に、かつ常には第１付勢部材により所定のギャップを介して装着された第２上型把持体と、前記第２上型把持体の下部に装着され、かつ前記下型に型閉めされた状態でキャビティを形成する上型と、前記第１上型把持体に下向きに取り付けられ、かつ前記第２上型把持体を下方に貫通して前記キャビティに露出する上部加圧ロッドとにより構成され、前記昇降機構によって第１上型把持体、第２上型把持体及び上型が下降動作されて、前記下型に上型が型閉め接触され、前記下型及び上型が前記浮上保持機構の保持力に抗して下方に押し下げられるとともに、前記流体圧シリンダが作動されて所定位置に保持された前記押出加圧ロッドが上昇されて、前記貯留室の溶湯がキャビティに押し出され、その後、前記上型、下型、第１上型把持体及び第２上型把持体が下降動作されて、上型、下型及び第２上型把持体が下限位置に停止された状態で、前記第１付勢部材に抗して、前記第１上型把持体を前記ギャップの範囲内で下方に移動して、前記上部加圧ロッドによりキャビティ内の溶湯を上側から加圧するとともに、前記押出加圧ロッドにより溶湯を下側から加圧するように構成したことを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記第１上型把持体にはキャビティ内で成型される製品の貫通孔の上部を成型し、かつ上部加圧ロッドとしての機能を兼用する上部孔成型ピンが装着され、前記下型ユニットには、前記上部孔成型ピンと協働してキャビティ内で成型される製品の貫通孔の下部を成型する下部孔成型ピンが所定のストローク範囲内で上下方向の往復動可能に装着され、該下部孔成型ピンの下部には該ピンを上方に付勢する第２付勢部材が設けられ、該第２付勢部材の弾性力は前記第１付勢部材の弾性力よりも小さく設定されていることを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、圧力流体供給源と流体圧シリンダのピストン側シリンダ室を接続する第１管路には、第１電磁切換弁が設けられ、該第１電磁切換弁は、前記ピストン側シリンダ室に圧力流体を供給するとともに、ピストン側シリンダ室の流体を排出する供給ポートと、ピストン側シリンダ室及びロッド側シリンダ室の流体を排出するドレンポートとの間で切り換え可能に構成され、前記流体圧シリンダのロッド側シリンダ室は、第２管路によって前記第１電磁切換弁のドレンポートに常時接続され、前記第１電磁切換弁とピストン側シリンダ室との間の前記第１管路には第１圧力調整弁及び開閉弁が設けられ、前記圧力流体供給源と前記ピストン側シリンダ室との間に並列に接続された第３管路及び第４管路のうち、前記第３管路には第２圧力調整弁、第２電磁切換弁及び第１逆止弁が直列に接続され、前記第４管路には、第３圧力調整弁、第３電磁切換弁及び第２逆止弁が直列に接続され、前記第１圧力調整弁の設定圧は低圧に、第２圧力調整弁の設定圧は中圧に、第３圧力調整弁の設定圧は高圧に設定され、前記第１〜第３電磁切換弁及び開閉弁は製品の成型工程において、制御装置からの制御信号により、前記上型及び下型が型閉め接触された時刻に、前記開閉弁が開路ポートに保持されるとともに、前記第１電磁切換弁がドレンポートから供給ポートに切り換えられ、上型及び下型が下方に移動されて下限位置に移動された時刻に、前記第１電磁切換弁が供給ポートからドレンポートに切り換えられるとともに、前記開閉弁が開路ポートから閉路ポートに切り換えられ、さらに前記第２電磁切換弁がドレンポートから供給ポートに切り換えられ、前記第１上型把持体が第１付勢部材の付勢力に抗して下方に移動されて第２上型把持体とのギャップが無くなった下限位置に移動されて上型と下型との型締め動作が完了した時刻に、前記開閉弁が閉路ポートに保持されるとともに、前記第２電磁切換弁が供給ポートからドレンポートに切り換えられ、前記型締め動作が完了した時刻から所定時間経過した後に、前記第３電磁切換弁がドレンポートから供給ポートに切り換え動作され、該切り換え動作から所定時間が経過して成型動作が終了した時刻に、前記開閉弁が閉路ポートから開路ポートに切り換え動作されるとともに、第３電磁切換弁が供給ポートからドレンポートに切り換え動作されるように構成されていることを要旨とする。
請求項４記載の発明は、下型ユニットは、所定位置に保持された下部支持台と、該下部支持台に固定された下型把持体と、該下型把持体に取り付けられた下型と、前記下部支持台に上向きに取り付けられた流体圧シリンダと、該流体圧シリンダのピストンロッドの上端に連結され、かつ前記下型把持体及び下型に上下方向に貫通形成された貫通孔に下方から挿入された押出加圧ロッドとにより構成され、前記押出加圧ロッドの上面と前記貫通孔の内周面とにより前記キャビティに連通する溶湯の貯留室が形成され、一方、下型ユニットの上方に装着された上型ユニットは、昇降機構によって昇降動作される第１上型把持体と、該第１上型把持体に対し相対移動機構を介して上下方向の相対移動可能に、かつ常には第１付勢部材により所定のギャップを介して装着された第２上型把持体と、前記第２上型把持体の下部に装着され、かつ前記下型に型閉めされた状態でキャビティを形成する上型と、前記第１上型把持体に下向きに取り付けられ、かつ前記第２上型把持体を下方に貫通して前記キャビティに露出する上部加圧ロッドとにより構成され、前記昇降機構によって第１上型把持体、第２上型把持体及び上型が下降動作されて、前記下型に上型が型閉め接触された状態で、前記流体圧シリンダが作動されて前記押出加圧ロッドによって前記貯留室の溶湯がキャビティに押し出され、この状態で前記第１付勢部材に抗して、前記第１上型把持体を前記ギャップの範囲内で下方に移動して、前記上部加圧ロッドによりキャビティ内の溶湯を上側から加圧するとともに、前記押出加圧ロッドにより溶湯を下側から加圧するように構成されていることを要旨とする。

この発明によれば、下型ユニットと上型ユニットが型閉めされた状態で、キャビティ内の溶湯を下部の押出加圧ロッドと上部加圧ロッドによって、上下両方向から加圧することができるので、溶湯に適正な圧力が加えられ、成型された製品の品質を向上することができる。

以下、本発明を具体化した成型装置の一実施形態を図１〜図１０に従って説明する。
最初に、図９に基づいて成型装置全体の概略構成について説明する。
下部支持台１１の下面には脚部１２が設けられ、下部支持台１１の上面には複数箇所（この実施形態では４箇所で二箇所のみ図示）に案内支柱１３が上方に向けて互いに平行に立設されている。前記各案内支柱１３の上端部間には上部支持台１４が架設固定されている。前記各案内支柱１３の上部には水平方向に指向する昇降板１５が上下方向の往復動可能に装着されている。この昇降板１５は前記上部支持台１４に下向きに固定した複数（一箇所のみ図示）の昇降機構を構成する昇降用シリンダ１６のピストンロッド１７によって昇降動作されるようになっている。前記上部支持台１４には型締シリンダ１８が下向き固定され、そのピストンロッド１９の下端が前記昇降板１５に連結されている。

前記下部支持台１１の上面には前記各案内支柱１３の間に位置するように下型ユニット２１が装設されている。又、前記昇降板１５の下面には上型ユニット２２が装設されている。この下型ユニット２１と上型ユニット２２によって金型ユニット２３が構成されている。

そこで、前記下型ユニット２１と上型ユニット２２の構成を図２を中心に説明する。
図２に示す下型ユニット２１を構成する基板２４は、図９に示す前記下部支持台１１の上面に図示しないクランプ機構によって取り付けられるようになっている。この基板２４の上面には水平支持板２５が装着されている。この水平支持板２５の上面には左右一対（二箇所のみ図示）の浮上高さの調節可能な浮上保持機構を構成するシリンダ２６が上向きに互いに平行に立設されている。各シリンダ２６のピストンロッド２７には下型把持体２８が上下方向の往復動可能に装着されている。前記下型把持体２８の上面に設けた凹部２８１には下型２９が取り外し可能に嵌入固定されている。前記シリンダ２６の下部のピストン側シリンダ室には圧油が供給され、下型把持体２８を所定高さ位置に浮上保持するようにしている。

前記下型２９の上面には、図４に示す二個の製品６０を成型するキャビテイを形成するための成型面２９１が形成され、該成型面２９１に連通するように前記下型把持体２８と下型２９の中心部には貫通孔３０が上下方向に形成されている。

前記水平支持板２５の下面には流体圧シリンダとしての油圧シリンダ３１が上向きに取り付けられ、このシリンダ３１のピストンロッド３２の上端には、押出加圧ロッド３３が連結され、該押出加圧ロッド３３は、前記貫通孔３０に挿入されている。前記貫通孔３０の内周面と押出加圧ロッド３３の上端面によって形成される有底円筒状の空間を溶湯Ｙの貯留室３４としている。この貯留室３４内に溶湯Ｙが上方から注入されるようになっている。前記水平支持板２５の上面には、前記下型把持体２８の下限位置を設定するためのストッパ３５が配設されている。

次に、前記昇降板１５に装着される上型ユニット２２について説明すると、第１上型把持体４１の上面には連結部材４２が複数箇所に連結され、この連結部材４２が図９に示す前記昇降板１５の下面に対し図示しないクランプ機構により固着されるようになっている。前記第１上型把持体４１の下面には第２上型把持体４３が相対移動機構４４によって上下方向の相対移動可能に装着されている。この相対移動機構４４は、前記第１上型把持体４１に形成された貫通孔４１１に上下方向の往復動可能に挿通された案内筒４５と、該案内筒４５の内部に貫通され、上端の頭部４６１を前記案内筒４５の上端フランジ部４５１に接触し、下端のネジ部４６２を前記第２上型把持体４３に形成したネジ孔４３１に螺合したボルト４６と、前記第１上型把持体４１と第２上型把持体４３との間に介在した第１付勢部材としての皿バネ４７とにより構成されている。

この実施形態では前記相対移動機構４４は、複数箇所に設けられているが一箇所のみ図示する。又、図２の左側に示すように、第１上型把持体４１と第２上型把持体４３の間には、前記皿バネ４７をボルト４８により第２上型把持体４３に装着してギャップＧが増大される方向への付勢力を高めるための付勢機構４４１が複数箇所（一箇所のみ図示）に設けられている。

前記第２上型把持体４３の下側には、上型組体５１が装着されている。この上型組体５１について説明すると、第２上型把持体４３の下面に形成された取付穴４３２には把持ブロック５２が嵌入固定され、この把持ブロック５２の取付孔５２１には、テーパ状の成型面５３１を有する第１上型５３が嵌入固定されている。前記第２上型把持体４３の下面には、左右一対の案内部材５４，５５が図示しないボルトによって取り付け固定されている。この案内部材５４，５５の対向面に形成された案内レール５４１，５５１には、図３に示すように製品６０を成型する成型面５６１を有する第２上型５６及び成型面５７１を有する第３上型５７がシリンダ５８，５９によって水平方向の往復案内移動可能に装着されている。

この実施形態では、前記下型２９に形成された成型面２９１と、前記第１〜第３上型５３，５６，５７の各成型面５３１，５６１，５７１とによって図１に示すように所定形状の二つの製品６０，６０（図４参照）の外表面を成型するためのキャビティＫが形成されるようになっている。

次に、前記キャビティＫ内に進入して、製品６０の中心部に貫通孔６０１を形成するための貫通孔成型機構について説明する。
図２に示すように、前記下型２９には、前記成型面２９１に開口し、かつ前記テーパ状の成型面５３１と上下に対応するように貫通孔２９２が形成され、該貫通孔２９２の内周面には段差部２９３が形成され、貫通孔２９２には下部孔成型ピン６１が所定のストローク範囲内で上下方向の往復動可能に貫通支持されている。前記下型把持体２８には貫通孔２９２と対応するように第２付勢部材としての皿バネ６２を収容するバネ収容室２８２が形成されている。前記下部孔成型ピン６１は、前記段差部２９３の下方の貫通孔２９２に沿って案内される大径部６１１と、この大径部６１１の上面に一体に形成され、かつ小径の貫通孔２９２に案内される小径部６１２と、この小径部６１２の上端部に一体形成され、かつ前記製品６０の貫通孔６０１の下部を形成する上端ほど小径となるテーパ状をなす下部孔成型部６１３とにより形成されている。前記皿バネ６２の弾性力（バネ常数）は、前記皿バネ４７の弾性力（バネ常数）よりも小さく設定されている。

一方、前記第２上型把持体４３及び第１上型５３には、該第１上型５３の前記成型面５３１と連通する案内孔４３３，５３２が上下方向に貫通形成されている。又、前記第１上型把持体４１の下面には、上部加圧ロッドとしての上部孔成型ピン７１の上端フランジ部７１１が接触され、図示しないボルトによって前記第１上型把持体４１の下面に締め付け固定される取付板７２によって所定位置に取り付けられている。前記上部孔成型ピン７１は前記案内孔４３３に案内される大径部７１２と、この大径部７１２の下端に一体に直列に連結され、かつ前記案内孔５３２により案内される小径部７１３と、その下端に下端ほど小径となるテーパ状に形成され、かつ製品６０の貫通孔６０１の上部を成型する上部孔成型部７１４とによって形成されている。前記小径部７１３の下端の段差面には、キャビティＫ内の溶湯Ｙを上方から加圧するための加圧面７１５が形成されている。

前記下部孔成型ピン６１の上端面と、上部孔成型ピン７１の下端面は、図１に示すように下型２９と第２及び第３上型５６，５７が型閉めされ、かつ前記ギャップＧが存在する状態で、接触されるようになっている。

この実施形態では、前記第１上型把持体４１、第２上型把持体４３、相対移動機構４４及び上部孔成型ピン７１の加圧面７１５等によってキャビティＫ内の上部の溶湯Ｙを上方から加圧するようにしている。

なお、この実施形態では、上型ユニット２２に製品６０の成型動作が終了した状態で、該製品６０を押し出すための押し出し機構が設けられているが、この機構は省略されている。又、前記下型ユニット２１、上型ユニット２２には図示しないが、下型２９と上型組体５１を冷却するための冷却機構と、キャビティＫ内を減圧する機構が設けられている。

次に、図７及び図８に基づいて前記シリンダ３１を制御する油圧回路について説明する。
図７に示すように前記シリンダ３１の下部のピストン側シリンダ室９１は、第１管路Ｌ１によって油タンク８６及び油圧ポンプ８７により構成された圧力流体供給源と接続されている。前記第１管路Ｌ１にはアキュームレータ８８及び第１電磁切換弁８９が接続され、該第１電磁切換弁８９とシリンダ３１のロッド側シリンダ室９２は、第２管路Ｌ２によって接続されている。前記第１電磁切換弁８９は前記第１管路Ｌ１を介してピストン側シリンダ室９１に圧油を供給して押出加圧ロッド３３を前進させる供給ポート８９ａと、前記両シリンダ室９１，９２を共にドレンポートに切り換えるドレンポート８９ｂとの間で切り換え可能になっている。

前記アキュームレータ８８には油タンク８６に油を還流する管路Ｌが接続され、該管路Ｌにはリリーフバルブ９３が設けられ、制御装置９４からの制御信号によって、アキュームレータ８８内の圧力をほぼ一定の圧力に調整するようになっている。前記第１電磁切換弁８９とシリンダ３１の間の第１管路Ｌ１には第１圧力調整弁９５が配設され、前記第１電磁切換弁８９が押出加圧ロッド３３を前進させる供給ポート８９ａに切り換えられた状態において、前記制御装置９４からの制御信号によって、前記ピストン側シリンダ室９１に供給する油圧力を第１設定圧Ｐ１（例えば４９０３ｋＰａ）に調整するようになっている。又、第１電磁切換弁８９が供給ポート８９ａからドレンポート８９ｂに切り換えられると、ピストン側シリンダ室９１内の油が第１管路Ｌ１を通して油タンク８６に排出されるようになっている。

前記アキュームレータ８８と、シリンダ３１のピストン側シリンダ室９１とは、第３管路Ｌ３及び第４管路Ｌ４によって並列に接続されている。前記第３管路Ｌ３には、第２電磁切換弁９７、増速シリンダ９８及び第１逆止弁９９が接続されている。又、前記第４管路Ｌ４には第３電磁切換弁１００及び第２逆止弁１０１が接続されている、前記増速シリンダ９８はピストン９８ａ、ロッド９８ｂ、加圧室９８ｃ及び該加圧室９８ｃよりも容積の大きい作動室９８ｄによって構成されている。そして、加圧室９８ｃに圧油が供給されると、作動室９８ｄ内の圧油が前記ピストン側シリンダ室９１に高速で供給されるようになっている。前記第２電磁切換弁９７は、増速シリンダ９８の加圧室９８ｃに圧油を供給する供給ポート９７ａと、加圧室９８ｃを油タンク８６に連通するドレンポート９７ｂとの間で切り換えるようになっている。前記第３電磁切換弁１００は、前記ピストン側シリンダ室９１に圧油を供給するための供給ポート１００ａと、第４管路Ｌ４を油タンク８６に連通するドレンポート１００ｂとの間で切り換えるようになっている。

前記第３管路Ｌ３にはシリンダ３１のピストン側シリンダ室９１に付加する圧力を第２設定圧Ｐ２（例えば９８６７ｋＰａ）に設定するための第２圧力調整弁１０２が接続され、第４管路Ｌ４には第３設定圧Ｐ３（例えば１１７６８ｋＰａ〜１４７１０ｋＰａ）に設定するための第３圧力調整弁１０３が接続されている。前記第１〜第３圧力調整弁９５、１０２、１０３の第１〜第３設定圧Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、順に低、中、高に設定されている。前記第１管路Ｌ１には電磁開閉弁１０４が接続されている。

前記制御装置９４は、前記第１電磁切換弁８９、第１圧力調整弁９５の他に、前記第２，第３電磁切換弁９７，１００、第２，第３圧力調整弁１０２，１０３及び電磁開閉弁１０４に制御信号をそれぞれ出力するようになっている。

この実施形態では、前記シリンダ３１、ピストンロッド３２、押出加圧ロッド３３、油圧ポンプ８７、アキュームレータ８８、第２電磁切換弁９７、第３電磁切換弁１００、第２圧力調整弁１０２及び第３圧力調整弁１０３等によってキャビティＫ内の溶湯Ｙを下方から加圧するようにしている。

次に、前記のように構成した成型装置の動作について説明する。
図２は、前記下型２９がシリンダ２６によって所定高さ位置に浮上保持されるとともに、上型組体５１が下型２９から上方に離隔された型開き状態を示す。この状態においては、図７に示す前記第１電磁切換弁８９、第２電磁切換弁９７及び第３電磁切換弁１００がそれぞれドレンポート８９ｂ，９７ｂ，１００ｂに切り換えられ、前記シリンダ３１のピストンロッド３２及び押出加圧ロッド３３がそれらの自重によって最下限位置に保持されている。又、前記貯留室３４に所定量の溶湯Ｙが注入されている。

この状態において、成型装置により製品６０の成型動作が開始されると、図１０に示すタイミングチャートに基づいて、製品６０の成型動作が以下のように行われる。前記上型組体５１が図１０の上型組体５１の下降曲線Ｔ５１に示すように早送りで下降動作される。そして、成型開始位置（時刻Ｈ１）に移動されると、上型組体５１の下降速度が低減されて、上型組体５１が低速で下降動作される。

前記時刻Ｈ１から所定時間が経過した時刻Ｈ２になると、上型組体５１が下型２９の下降曲線Ｔ２９で示すように、所定高さ位置に保持されていた下型２９に接触されるとともに、上部孔成型ピン７１の下端面が下部孔成型ピン６１の上端面に接触され、下型２９と上型組体５１は同時に下降される。このとき、シリンダ２６のピストン側シリンダ室の油は図示しない流量制御弁により所定の速度でタンクに排出され、上型組体５１と下型２９との型閉め状態が安定して保持される。上型組体５１が型閉め位置（時刻Ｈ２）に移動された時点で、前記第１電磁切換弁８９がドレンポート８９ｂから供給ポート８９ａに切り換えられる。（図８参照）これによって、前記シリンダ３１が第１設定圧（４９０３ｋＰａ）で作動されて、押出加圧ロッド３３が該押出加圧ロッド３３の上昇直線Ｔ３３で示すように上方に移動され、貯留室３４内に貯留されていた溶湯Ｙが型閉め状態においてキャビティＫへ移動される。

上記型閉め時刻Ｈ２から所定時間が経過した時刻Ｈ３になると、図５に示すように下型２９の下型把持体２８がストッパ３５に当接した下限位置に移動されて下型２９及び上型組体５１の下降動作が停止される。前記時刻Ｈ２以降においては、型閉め状態で、押出加圧ロッド３３が上昇されるので、キャビティＫの圧力は、圧力曲線Ｐｋで示すように上昇される。又、時刻Ｈ３においては、第１電磁切換弁８９がドレンポート８９ｂに切り換えられるとともに、電磁開閉弁１０４が図８において開路ポート１０４ａから閉路ポート１０４ｂに切り換えられ、第２電磁切換弁９７が供給ポート９７ａに切り換えられるので、第２設定圧（９８６７ｋＰａ）で増速シリンダ９８が作動されて押出加圧ロッド３３が上方に速い速度で移動される。このため、圧力曲線Ｐｋに示すようにキャビティＫの圧力が速く上昇する。

さらに、前記時刻Ｈ３において前記型締シリンダ１８が作動されると、第２上型把持体４３が停止されたまま第１上型把持体４１及び上部孔成型ピン７１が皿バネ４７の弾性力に抗して下方に移動され、下部孔成型ピン６１が皿バネ６２の弾性力に抗して下方に移動される。図１０には下部孔成型ピン６１の移動軌跡が移動曲線Ｔ６１によって、又、上部孔成型ピン７１の移動軌跡が移動曲線Ｔ７１によってそれぞれ示されている。時刻Ｈ３以降においては、前記上部孔成型ピン７１の加圧面７１５によって、キャビティＫ内の溶湯Ｙが上方から加圧される。そして、第１上型把持体４１と第２上型把持体４３のギャップＧが無くなると、時刻Ｈ４において図６に示すように型締シリンダ１８による下型２９と上型組体５１の型締め動作が完了する。

前記型締シリンダ１８による上型組体５１の型締め圧力は、図１０に圧力曲線Ｐｃで示されている。この型締め動作が完了した時刻Ｈ４において、前記第２電磁切換弁９７が供給ポート９７ａからドレンポート９７ｂに切り換えられるとともに、若干
（例えば０．１〜２．０秒）遅れて第３電磁切換弁１００がドレンポート１００ｂから供給ポート１００ａに切り換えられ、シリンダ３１のピストンロッド３２によって押出加圧ロッド３３が第３設定圧（１２７４９ｋＰａ）で上方向に移動される。このため圧力曲線Ｐｋに示すように、キャビティＫの圧力が上昇し、溶湯Ｙが加圧される。なお、時刻Ｈ４から所定時間経過した時刻Ｈ５において成型動作が終了し、第１電磁切換弁８９がドレンポート８９ｂに、電磁開閉弁１０４が開路ポート１０４ａに、第３電磁切換弁１００がドレンポート１００ｂにそれぞれ切り換えられる。そして、型締シリンダ１８が不作動状態となり下型２９及び上型組体５１が昇降用シリンダ１６によって上昇され、シリンダ３１のピストンロッド３２及び押出加圧ロッド３３が自重により下降動作され、下型把持体２８はシリンダ２６によって所定の位置に浮上保持され、各部材は図２に示す成型動作開始位置に復帰される。

成型された製品６０の取り出しは、図３に示すシリンダ５８，５９を後退方向に作動して第２及び第３上型５６，５７を水平方向に離隔した後、図示しない製品の押し出し機構によって下方に押し出すことにより行われる。なお、成型された図４に示す製品６０は、下部において連結部６０２により連結されているので、この部分は後工程で切断除去される。

上記実施形態の成型装置によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）上記実施形態では、下型２９と上型組体５１によって形成されるキャビティＫ内の溶湯Ｙをシリンダ３１により作動される押出加圧ロッド３３と、第１上型把持体４１及び上部孔成型ピン７１の加圧面７１５によって、上下方向から同時に加圧するようにしたので、溶湯Ｙ全体を適正な圧力で迅速に加圧することができる。この結果、溶湯Ｙの内部のヒケ巣（気泡）を無くして製品の品質（硬度）を向上することができる。

（２）上記実施形態では、第１上型把持体４１と第２上型把持体４３との間にギャップＧを設け、上型ユニット２２の上昇行程において、蓄勢された皿バネ４７によって、最初に第１上型把持体４１及び上部孔成型ピン７１をギャップＧ分だけ移動させて、上部孔成型ピン７１の上部孔成型部７１４を製品６０の貫通孔６０１から上方に移動させるように構成した。このため、製品６０が上型組体５１によって拘束されている状態で上部孔成型ピン７１を円滑に引き抜くことができ、上部孔成型ピン７１の揺動をなくして、製品６０の貫通孔６０１の齧りを防止することができる。

（４）上記実施形態では、離型動作の初期に上部孔成型ピン７１の上部孔成型部７１４が製品６０の貫通孔６０１から上方に前記ギャップＧ分だけ移動されるようにしたので、製品６０の貫通孔６０１の内周面が縮径方向に収縮され、かつ製品６０の外周面も縮径方向に収縮される。この結果、製品６０が第１上型５３の成型面５３１から離れ易くなり、製品６０の取り出し作業を円滑に行うことができる。又、前記上部孔成型ピン７１の上部孔成型部７１４のテーパ勾配及び第１上型５３の成型面５３１のテーパ勾配を、それぞれ０度に近い緩やかな勾配にでき、製品６０の材料を低減することができる。加えて、製品６０の貫通孔６０１の内周面にネジ孔を形成する場合に、下加工を不要にして、加工作業を迅速に行うことができる。アルミニウム材料のうちＪＩＳ規格の「６０６１」の場合にもこれを溶湯Ｙとして貫通孔を有する製品の成型を行うことができる。

（５）上記実施形態では、図１０に示すように、時刻Ｈ３から時刻Ｈ４の間において、増速シリンダ９８により押出加圧ロッド３３を速い速度で上昇させて、貯留室３４内の溶湯ＹをキャビティＫに移動するようにした。このため、製品６０が薄い肉厚寸法の場合に溶湯ＹをキャビティＫ内の薄肉形成部全体に迅速に供給することができ、この結果、薄い肉厚寸法の製品の成型を確実に行うことができる。なお、前記上型ユニット２２の下降速度には限界があり、通常は０．４メートル／秒レベルであり、薄い肉厚寸法の製品６０の成型には、１メートル／秒レベルの速度が要求される。増速シリンダ９８はこの要求に答えるものである。

（６）上記実施形態では、時刻Ｈ４以降に前記第３電磁切換弁１００を供給ポート１００ａに切り換えて、シリンダ３１のピストン側シリンダ室９１に第３設定圧（１２７４９ｋＰａ）を作用させ、押出加圧ロッド３３を上方へ押動し、溶湯Ｙを高い圧力で加圧するようにした。このため、溶湯Ｙの内部のヒケ巣（気泡）を無くして製品６０の品質（硬度）を向上することができる。

（７）上記実施形態では、図１０の時刻Ｈ４において制御装置９４からの制御信号により第２電磁切換弁９７がドレンポート９７ｂに切り換えられた後、例えば０．１〜２．０秒が経過してから同じく制御装置９４からの制御信号により第３電磁切換弁１００が供給ポート１００ａに切り換えられるようにした。このため、圧力曲線Ｐｋはその間ほぼ一定圧力に保持される。このため、キャビティＫ内の溶湯Ｙが凝固開始温度に達してから高圧で溶湯Ｙを加圧することができ、ヒケ巣（気泡）の発生を効果的に防止することができる。前記０．１〜２．０秒の範囲のいずれにするかは、製品６０の肉厚寸法の厚薄或いは溶湯Ｙの材料によって前記凝固開始温度に達する時刻が異なるので、それに合うように制御装置９４から出力される第３電磁切換弁１００の切り換え制御信号のタイミングを変更すればよい。

なお、この発明は次のように変更して具体化することもできる。
○ 図１１（ａ）に示すように、下部孔成型ピン６１を省略するとともに、上部孔成型ピン７１の上部孔成型部７１４を下方に延長して、製品の貫通孔全体を成型するようにしてもよい。

○ 図１１（ｂ）に示すように、前記下部孔成型ピン６１を省略するとともに、上部孔成型ピン７１の上部孔成型部７１４を省略してもよい。この場合には前記小径部７１３の下端面全体が溶湯Ｙの加圧面として機能するので、加圧効果を向上することができる。

○ 図示しないが、前記ギャップＧを大きく設定し、上部孔成型ピン７１が製品６０の貫通孔６０１から完全に離隔すようにしてもよい。この場合には、上部孔成型部７１４のテーパ勾配を零に近くなるように小さくしたり、無くしたりすこともできる。

○ 押出加圧ロッド３３を流体圧シリンダにより作動するようにしてもよい。

○ 前記シリンダ２６に代えてコイルバネを使用してもよい。
○ 前記増速シリンダ９８を省略してもよい。
○ 製品の一個取りの成型装置に具体化したり３個以上の複数個取りの成型装置に具体化したりしてもよい。

上記実施形態から把握される請求項以外の技術的思想について以下に説明する。
（１）請求項１において、前記浮上保持機構は、油圧シリンダにより構成されている成型装置。

（２）請求項１において、前記相対移動機構は、第１上型把持体を下方に緩く貫通して第２上型把持体に螺合されたボルトと、第１上型把持体と第２上型把持体の間に介在され、両把持体をギャップが形成される方向に付勢するバネとより構成されている成型装置。

（３）上記（２）又は請求項１において、前記上部加圧ロッドに対し、キャビティ内で成型される製品に貫通孔全体を成型する孔成型ピンとしての機能を付与した成型装置。
（４）請求項２において、前記相対移動機構の第１上型把持体と第２上型把持体４のギャップは、前記上部孔成型ピンを製品の貫通孔から完全に離隔するのに必要な間隔に設定されている成型装置。

この発明の成型装置の要部を示す型閉め状態の縦断面図。下型ユニットと上型ユニットの型開き状態を示す縦断面図。図１の１−１線断面図。製品の斜視図。溶湯を貯留室に貯留した状態を示す型閉め状態の縦断面図。下型ユニットと上型ユニットによる成型完了状態を示す縦断面図。成型装置の油圧回路を示す説明図。成型装置の油圧回路を示す説明図。成型装置全体を示す正断面図。成型装置の動作を説明するタイミングチャート。（ａ），（ｂ）は、この発明の別例を示す部分断面図。

符号の説明

Ｇ…ギャップ、Ｋ…キャビティ、Ｌ１…第１管路、Ｌ２…第２管路、Ｌ３…第３管路、Ｌ４…第４管路、３２…ピストンロッド、２１…下型ユニット、２２…上型ユニット、２９…下型、３０，２９２，６０１…貫通孔、３３…押出加圧ロッド、３４…貯留室、４１…第１上型把持体、４３…第２上型把持体、４４…相対移動機構、５１…上型、６０…製品、７１…上部加圧ロッドとしての上部孔成型ピン、８９…第１電磁切換弁、８９ａ，９７ａ，１００ａ…供給ポート、８９ｂ，９７ｂ，１００ｂ…ドレンポート、９１…ピストン側シリンダ室、９２…ロッド側シリンダ室、９４…制御装置、９５…第１圧力調整弁、９７…第２電磁切換弁、９９…第１逆止弁、１００…第３電磁切換弁、１０１…第２逆止弁、１０２…第２圧力調整弁、１０３…第３圧力調整弁。

Claims

下型ユニットは、所定位置に保持された下部支持台と、該下部支持台に対し浮上高さの調節可能な浮上保持機構により浮上保持された下型把持体と、該下型把持体に取り付けられた下型と、前記下部支持台に上向きに取り付けられた流体圧シリンダと、該流体圧シリンダのピストンロッドの上端に連結され、かつ前記下型把持体及び下型に上下方向に貫通形成された貫通孔に下方から挿入された押出加圧ロッドとにより構成され、前記押出加圧ロッドの上面と前記貫通孔の内周面とにより前記キャビティに連通する溶湯の貯留室が形成され、一方、下型ユニットの上方に装着された上型ユニットは、昇降機構によって昇降動作される第１上型把持体と、該第１上型把持体に対し相対移動機構を介して上下方向の相対移動可能に、かつ常には第１付勢部材により所定のギャップを介して装着された第２上型把持体と、前記第２上型把持体の下部に装着され、かつ前記下型に型閉めされた状態でキャビティを形成する上型と、前記第１上型把持体に下向きに取り付けられ、かつ前記第２上型把持体を下方に貫通して前記キャビティに露出する上部加圧ロッドとにより構成され、前記昇降機構によって第１上型把持体、第２上型把持体及び上型が下降動作されて、前記下型に上型が型閉め接触され、前記下型及び上型が前記浮上保持機構の保持力に抗して下方に押し下げられるとともに、前記流体圧シリンダが作動されて所定位置に保持された前記押出加圧ロッドが上昇されて、前記貯留室の溶湯がキャビティに押し出され、その後、前記上型、下型、第１上型把持体及び第２上型把持体が下降動作されて、上型、下型及び第２上型把持体が下限位置に停止された状態で、前記第１付勢部材に抗して、前記第１上型把持体を前記ギャップの範囲内で下方に移動して、前記上部加圧ロッドによりキャビティ内の溶湯を上側から加圧するとともに、前記押出加圧ロッドにより溶湯を下側から加圧するように構成したことを特徴とする成型装置。
請求項１において、前記第１上型把持体にはキャビティ内で成型される製品の貫通孔の上部を成型し、かつ前記上部加圧ロッドとしての機能を兼用する上部孔成型ピンが装着され、前記下型ユニットには、前記上部孔成型ピンと協働してキャビティ内で成型される製品の貫通孔の下部を成型する下部孔成型ピンが所定のストローク範囲内で上下方向の往復動可能に装着され、該下部孔成型ピンの下部には該ピンを上方に付勢する第２付勢部材が設けられ、該第２付勢部材の弾性力は前記第１付勢部材の弾性力よりも小さく設定されている成型装置。
請求項１又は２において、圧力流体供給源と流体圧シリンダのピストン側シリンダ室を接続する第１管路には、第１電磁切換弁が設けられ、該第１電磁切換弁は、前記ピストン側シリンダ室に圧力流体を供給するとともに、ピストン側シリンダ室の流体を排出する供給ポートと、ピストン側シリンダ室及びロッド側シリンダ室の流体を排出するドレンポートとの間で切り換え可能に構成され、前記流体圧シリンダのロッド側シリンダ室は、第２管路によって前記第１電磁切換弁のドレンポートに常時接続され、前記第１電磁切換弁とピストン側シリンダ室との間の前記第１管路には第１圧力調整弁及び開閉弁が設けられ、前記圧力流体供給源と前記ピストン側シリンダ室との間に並列に接続された第３管路及び第４管路のうち、前記第３管路には第２圧力調整弁、第２電磁切換弁及び第１逆止弁が直列に接続され、前記第４管路には、第３圧力調整弁、第３電磁切換弁及び第２逆止弁が直列に接続され、前記第１圧力調整弁の設定圧は低圧に、第２圧力調整弁の設定圧は中圧に、第３圧力調整弁の設定圧は高圧に設定され、前記第１〜第３電磁切換弁及び開閉弁は製品の成型工程において、制御装置からの制御信号により、前記上型及び下型が型閉め接触された時刻に、前記開閉弁が開路ポートに保持されるとともに、前記第１電磁切換弁がドレンポートから供給ポートに切り換えられ、上型及び下型が下方に移動されて下限位置に移動された時刻に、前記第１電磁切換弁が供給ポートからドレンポートに切り換えられるとともに、前記開閉弁が開路ポートから閉路ポートに切り換えられ、さらに前記第２電磁切換弁がドレンポートから供給ポートに切り換えられ、前記第１上型把持体が第１付勢部材の付勢力に抗して下方に移動されて第２上型把持体とのギャップが無くなった下限位置に移動されて上型と下型との型締め動作が完了した時刻に、前記開閉弁が閉路ポートに保持されるとともに、前記第２電磁切換弁が供給ポートからドレンポートに切り換えられ、前記型締め動作が完了した時刻から所定時間経過した後に、前記第３電磁切換弁がドレンポートから供給ポートに切り換え動作され、該切り換え動作から所定時間が経過して成型動作が終了した時刻に、前記開閉弁が閉路ポートから開路ポートに切り換え動作されるとともに、第３電磁切換弁が供給ポートからドレンポートに切り換え動作されるように構成されている成型装置。
下型ユニットは、所定位置に保持された下部支持台と、該下部支持台に固定された下型把持体と、該下型把持体に取り付けられた下型と、前記下部支持台に上向きに取り付けられた流体圧シリンダと、該流体圧シリンダのピストンロッドの上端に連結され、かつ前記下型把持体及び下型に上下方向に貫通形成された貫通孔に下方から挿入された押出加圧ロッドとにより構成され、前記押出加圧ロッドの上面と前記貫通孔の内周面とにより前記キャビティに連通する溶湯の貯留室が形成され、一方、下型ユニットの上方に装着された上型ユニットは、昇降機構によって昇降動作される第１上型把持体と、該第１上型把持体に対し相対移動機構を介して上下方向の相対移動可能に、かつ常には第１付勢部材により所定のギャップを介して装着された第２上型把持体と、前記第２上型把持体の下部に装着され、かつ前記下型に型閉めされた状態でキャビティを形成する上型と、前記第１上型把持体に下向きに取り付けられ、かつ前記第２上型把持体を下方に貫通して前記キャビティに露出する上部加圧ロッドとにより構成され、前記昇降機構によって第１上型把持体、第２上型把持体及び上型が下降動作されて、前記下型に上型が型閉め接触された状態で、前記流体圧シリンダが作動されて前記押出加圧ロッドによって前記貯留室の溶湯がキャビティに押し出され、この状態で、前記第１付勢部材に抗して、前記第１上型把持体を前記ギャップの範囲内で下方に移動して、前記上部加圧ロッドによりキャビティ内の溶湯を上側から加圧するとともに、前記押出加圧ロッドにより溶湯を下側から加圧するように構成されていることを特徴とする成型装置。