JP5637677B2 - 型締装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダイカストマシン等の成形機に用いられる型締装置に関する。

型開閉動作と型締動作とを別々の駆動源により行ういわゆる複合式の型締装置が知られている。例えば、特許文献１の型締装置は、型開閉動作を行う型開閉シリンダと、型締動作を行う型締シリンダとを有している。具体的には、以下のとおりである。

型開閉シリンダは、シリンダチューブが、固定金型を保持する固定ダイプレートに固定され、ピストンロッドが、移動金型を保持する移動ダイプレートに固定されている。そして、型開閉シリンダが伸長又は収縮することにより、移動ダイプレートが駆動され、固定金型及び移動金型の開閉がなされる。なお、型開閉シリンダは、型閉動作において、移動ダイプレートが、移動金型が固定金型に接触する型接触位置に到達したときに停止するように制御される。また、型接触位置は、型厚により変化する。

型締シリンダは、固定ダイプレートに設けられたシリンダ室に収容されたピストンを有している。当該ピストンは、タイバーの一端に固定されている。一方、タイバーの他端は、移動ダイプレートに設けられたハーフナットと係合可能である。型締シリンダは、型開閉シリンダによる型接触後、タイバーを移動させることにより、ハーフナットとタイバーの他端との噛合位置の調整を行う。そして、ハーフナットとタイバーの他端とが係合されると、型締シリンダは、ピストンを移動させてタイバーを伸長させ、型締力を生じさせる。

特開２００９−６１６２７号公報

上述のように、特許文献１の技術では、移動ダイプレートを型接触位置において停止させる位置制御と、ハーフナットの噛合調整のための型締シリンダの位置制御との、２つの位置制御が行われている。また、金型交換が行われ、型厚が変化すると、型接触時の移動ダイプレート及びハーフナットの位置が変化し、ひいては、型開閉シリンダ及び型締シリンダの双方の制御位置を変更しなければならない。このように、特許文献１の技術は、型閉動作が複雑化している。

本発明の目的は、簡便に型閉じを行うことが可能な型締装置を提供することにある。

本発明の型締装置は、ベースと、前記ベース上に設けられ、固定型を保持する固定ダイプレートと、前記ベース上に型開閉方向に移動可能に設けられ、移動型を保持する移動ダイプレートと、前記固定ダイプレートに連結されたタイバーと、前記移動ダイプレートに設けられた型締シリンダ室に収容された型締ピストンを有する型締シリンダと、前記型締ピストンに連結され、前記タイバーに対する係合及び当該係合の解除を行う係合装置と、型開閉シリンダチューブ、前記型開閉シリンダチューブに収容された型開閉ピストン及び当該型開閉ピストンに連結された型開閉ロッドを有し、前記型開閉シリンダチューブ及び前記型開閉ロッドの一方が前記係合装置に連結され、前記型開閉シリンダチューブ及び前記型開閉ロッドの他方が前記ベースに対して連結された型開閉シリンダと、を有する。

好適には、前記型開閉シリンダチューブ及び前記型開閉ロッドの前記他方は、前記ベースに対して前記型開閉方向において所定範囲で相対移動可能に連結されている。

好適には、前記型開閉シリンダチューブ及び前記型開閉ロッドの前記他方を前記ベースに対して型開方向へ付勢する弾性部材を更に有する。

好適には、前記型開閉シリンダチューブ及び前記型開閉ロッドの前記他方は、前記ベースに対して前記型開閉方向に直交する方向において所定範囲で相対移動可能に連結されている。

好適には、前記タイバー、前記型締シリンダ及び前記係合装置はそれぞれ、上方側に２つ、下方側に２つ、合計４つ設けられ、上下方向及び左右方向に対称に配置され、前記型開閉シリンダは、一本のみ設けられ、４つの前記係合装置のうち下方側の２つの前記係合装置にのみ連結されている。

好適には、型閉時において、前記型開閉シリンダを型閉時の駆動方向の駆動限まで駆動し、前記係合装置の係合を行い、前記型締シリンダにより前記移動ダイプレートを型閉方向へ移動させて型接触を行うように前記型開閉シリンダ、前記係合装置及び前記型締シリンダを制御する制御装置を更に有する。

好適には、前記制御装置は、型開時において、前記型締シリンダにより前記移動ダイプレートを型開方向へ移動させ、前記係合装置の係合の解除を行い、前記型開閉シリンダを型開時の駆動方向の駆動限まで駆動するように前記型開閉シリンダ、前記係合装置及び前記型締シリンダを制御する。

本発明の型締装置は、ベースと、前記ベース上に設けられ、固定型を保持する固定ダイプレートと、前記ベース上に型開閉方向に移動可能に設けられ、移動型を保持する移動ダイプレートと、前記固定ダイプレートに連結されたタイバーと、前記移動ダイプレートに設けられた型締シリンダ室に収容された型締ピストンと、前記型締ピストンと前記タイバーとの係合及び当該係合の解除を行う係合装置と、前記型締ピストンを前記ベースに対して型開閉方向に移動可能な型開閉駆動装置と、を有する。

本発明によれば、簡便に型閉じを行うことができる。

本発明の実施形態に係る型締装置を型開状態で示す図。 図１の状態から型閉状態へ移行する途中の状態を示す図。 図２の状態から型接触状態へ移行した状態を示す図。 図１の型締装置の移動ダイプレートの下方側部分を型閉方向に見た図。 図１の型締装置の型開閉シリンダとベースとの連結機構を示す断面図。 図１の型締装置の成形サイクルにおける動作を説明する図。

図１〜図３は、本発明の実施形態に係る型締装置１を示す、一部に断面図を含む側面図である。なお、図１は、型締装置１の型開状態を示している。図２は、型締装置１の図１の状態から型閉状態（型接触状態）へ移行する途中の状態を示している。図３は、型締装置１の型接触状態を示している。

型締装置１は、ベース３と、ベース３上に固定された固定ダイプレート５Ｆと、ベース３上において移動可能な移動ダイプレート５Ｍと、固定ダイプレート５Ｆ及び移動ダイプレート５Ｍに掛架される複数のタイバー７とを有している。

固定ダイプレート５Ｆ及び移動ダイプレート５Ｍは、互いに対向して配置されている。固定ダイプレート５Ｆは、移動ダイプレート５Ｍに対向する面（金型取付面）に固定金型１０１Ｆを保持している。移動ダイプレート５Ｍは、固定ダイプレート５Ｆに対向する面（金型取付面）に移動金型１０１Ｍを保持している。なお、以下では、固定金型１０１Ｆ及び移動金型１０１Ｍを単に「金型１０１」といい、これらを区別しないことがある。

移動ダイプレート５Ｍは、固定ダイプレート５Ｆに対して近接又は離間する方向（型開閉方向、図１の左右方向）に移動可能である。金型１０１は、移動ダイプレート５Ｍの型開閉方向への移動により、型開閉がなされる。

タイバー７は、型開閉方向に延びている。タイバー７の断面は例えば円形である。タイバー７は、例えば、金型１０１の周囲に４本設けられ、型開閉方向に見て左右方向及び上下方向において金型取付面の概略中央位置を通過する所定の対称軸に対して対称に配置されている。

タイバー７の固定ダイプレート５Ｆ側の端部は、固定ダイプレート５Ｆに挿通されるとともに、固定ダイプレート５Ｆの背面側に設けられた固定ナット８により固定ダイプレート５Ｆに対して固定されている。なお、タイバー７と固定ダイプレート５Ｆとの固定は、ハーフナットを含む係合装置などの係合位置を変更可能な装置によって行われてもよい。タイバー７の移動ダイプレート５Ｍ側の端部は、型開閉方向に移動可能に移動ダイプレート５Ｍに挿通されている。

また、型締装置１は、移動ダイプレート５Ｍを型開閉方向へ駆動する駆動力を生じる型開閉シリンダ９と、金型１０１を型締めする型締力を生じる型締シリンダ１１と、タイバー７と型締シリンダ１１との係合を行う係合装置１３とを有している。

型開閉シリンダ９は、液圧シリンダにより構成されており、シリンダチューブ１５と、シリンダチューブ１５に収容されたピストン１７と、ピストン１７に固定され、シリンダチューブ１５から延出するピストンロッド１９とを有している。なお、ピストン１７及びピストンロッド１９は、一体的に形成されることにより互いに固定されていてもよい。ピストン１７は、シリンダチューブ１５内を２つのシリンダ室に区画している。区画された２つのシリンダ室に選択的に作動液（例えば油）が供給されることにより、ピストン１７がシリンダチューブ１５内を摺動し、型開閉シリンダ９は伸長又は収縮する。

型開閉シリンダ９は、型開閉方向を駆動方向として配置されている。より具体的には、型開閉シリンダ９は、ピストンロッド１９が延出する側を型開方向側に向けて配置されている。また、型開閉シリンダ９は、シリンダチューブ１５が係合装置１３に固定され、ピストンロッド１９がベース３に固定されている。従って、係合装置１３の移動ダイプレート５Ｍに対する移動が規制されている状態において、型開閉シリンダ９が伸長すると、移動ダイプレート５Ｍは型閉方向へ移動し（図２）、型開閉シリンダ９が収縮すると、移動ダイプレート５Ｍは型開方向へ移動する（図１）。

型締シリンダ１１は、移動ダイプレート５Ｍに設けられたシリンダ室２１と、シリンダ室２１に一部が収容されたピストン部材２３とにより構成された液圧シリンダである。シリンダ室２１は、タイバー７が貫通する移動ダイプレート５Ｍの貫通穴の一部を拡径することにより構成されている。ピストン部材２３は、タイバー７が挿通され、移動ダイプレート５Ｍの貫通穴に挿通される円筒状部分と、当該円筒状部分を拡径して形成され、シリンダ室２１に収容されたピストン２３ａとを有している。ピストン２３ａは、シリンダ室２１を型開閉方向において２つのシリンダ室に区画している。区画された２つのシリンダ室に選択的に作動液（例えば油）が供給されることにより、ピストン２３ａはシリンダ室２１内を摺動する。

型締シリンダ１１は、複数のタイバー７に対応して複数（本実施形態では４つ）設けられている。型接触し（図３）、タイバー７の端部とピストン部材２３との相対移動を規制した状態で、ピストン部材２３を移動ダイプレート５Ｍの背後側（固定ダイプレート５Ｆとは反対側、図３の左側）へ移動させるように型締シリンダ１１を駆動すると、タイバー７が伸長する。そして、伸長量に応じた力が金型１０１に加えられる。

係合装置１３は、ハウジング２５と、ハウジング２５に収容されたハーフナット２７と、ハーフナット２７を駆動するナット用シリンダ２９とを有している。

ハウジング２５は、例えば、互いに離間して固定された２枚のプレートを含んでいる。ハーフナット２７は、その２枚のプレート間に、開閉方向（タイバー７に向かう方向及びタイバー７から離間する方向）に移動可能に支持されている。ナット用シリンダ２９は、液圧シリンダにより構成されており、ハーフナット２７を開閉方向に駆動する。

係合装置１３は、複数のタイバー７に対応して複数（本実施形態では４つ）設けられている。ハウジング２５は、ピストン部材２３に対して固定されている。従って、係合装置１３は、ピストン部材２３とともに型開閉方向へ移動可能である。

係合装置１３は、ハーフナット２７が開閉することにより、タイバー７の端部に形成された被係合部７ａに係合可能である。すなわち、ハーフナット２７の内周面及び被係合部７ａの外周面には、それぞれ、タイバー７の長手方向に配列された複数の環状溝が形成されており、ハーフナット２７及び被係合部７ａは、噛み合うことにより係合する。なお、複数の環状溝は、互いに独立していても、ネジ溝状に連続していてもよい。

ハーフナット２７及び被係合部７ａは、一方の複数の環状溝と、他方の複数の環状溝間の突条とが、タイバー７の長手方向において同一位置にあるときに噛み合う。従って、ハーフナット２７及び被係合部７ａは、ハーフナット２７を閉じる前に、タイバー７の長手方向における相対位置が所定の位置関係とされなければならない。

型締装置１は、各種シリンダに作動液を供給する液圧回路３１と、液圧回路の動作を制御する制御装置３３とを有している。

液圧回路３１は、例えば、ポンプ、アキュムレータ、各種のバルブ等を含んで構成され、型開閉シリンダ９、型締シリンダ１１、及び、ナット用シリンダ２９への作動液の供給を制御する。

制御装置３３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、外部記憶装置等を含むコンピュータにより構成されている。制御装置３３は、ＲＯＭや外部記憶装置等に記録されたプログラムや各種のセンサ等からの信号に基づいて、液圧回路３１等を介して、型開閉シリンダ９、型締シリンダ１１及び係合装置１３を制御する。

なお、図示は省略するが、型締装置１には、金型１０１により形成されるキャビティに溶湯（溶融状態の金属）を射出する射出装置が連結される。射出装置は、例えば、固定ダイプレート５Ｆの背後側（移動ダイプレート５Ｍとは反対側、図１の右側）に配置され、固定ダイプレート５Ｆに挿通されるスリーブを介して溶湯を供給する。なお、型締装置１においては、固定ダイプレート５Ｆとタイバー７との係合は、固定ナット８により行われていることから、係合装置１３によりタイバー７との係合が行われる移動ダイプレート５Ｍに比較して、背後側のスペースが広い。従って、射出装置の配置が容易である。

図４は、移動ダイプレート５Ｍの下方側部分を型閉方向に見た図（図１の左側から見た図）である。

図１及び図４に示すように、移動ダイプレート５Ｍは、リニアガイド３５を介してベース３に載置されている。図４に示すように、リニアガイド３５は、型開閉方向に転がることが可能な回転体３７を有している。回転体３７が回転することにより、移動ダイプレート５Ｍは、ベース３に対する摩擦抵抗が低減される。

図１及び図４に示すように、型開閉シリンダ９は、型締装置１において一本のみ設けられている。より具体的には、型開閉シリンダ９は、型開閉方向に直交する水平方向（図４の左右方向）において下方の２本のタイバー７の中央となり、且つ、下方の２本のタイバー７よりもベース３側となる位置に設けられている。

シリンダチューブ１５は、連結プレート３９及び係合装置１３を介して、ピストン部材２３に固定されている。シリンダチューブ１５は、４つのピストン部材２３のうち下方側の２つのピストン部材２３に固定されている。

ピストンロッド１９は、連結機構４１を介してベース３に連結されている。

図５は、連結機構４１を示す断面図である。

連結機構４１は、ベース３に固定された連結部材４３、受け金４５及び押え部材４７を有している。また、連結機構４１は、これらの部材に保持されるフロート４９及び複数の皿バネ５１を有している。さらに、連結機構４１は、ピストンロッド１９に固定され、フロート４９及び複数の皿バネ５１に係合する継手５３及び係止部材５５を有している。連結機構４１は、これらの部材を有することにより、ベース３に対して、ピストンロッド１９を、その軸方向及び径方向において、所定範囲で移動可能に連結している。具体的には、以下のとおりである。

連結部材４３は、断面形状が概ねＬ字に形成された部材である。なお、図５では、連結部材４３が２部材から形成されている場合を例示している。連結部材４３の型開閉方向に向く板状部４３ａには、継手５３が挿通される孔部が形成されている。連結部材４３は、ボルトなどによりベース３に固定されている。

受け金４５は、環状の部材である。また、押え部材４７は、筒状の部材である。受け金４５及び押え部材４７は、同軸状に配置され、ボルトなどにより板状部４３ａに共に固定されている。受け金４５及び押え部材４７の内周面の径は、基本的には概ね同等である。ただし、押え部材４７の内周面は、受け金４５側の端部において拡径しており、これにより、フロート４９が配置される溝部４７ａが形成されている。

フロート４９は、環状に形成された部材である。フロート４９は、ピストンロッド１９の軸方向（型開閉方向）において、押え部材４７及び受け金４５に挟まれており、当該方向においてベース３に対して移動不可能である。一方、フロート４９の外周面の直径は、押え部材４７の溝部４７ａにおける内周面の直径よりも、所定の差で小さい。従って、フロート４９は、ピストンロッド１９の半径方向において、上記の直径の差の範囲で、押え部材４７（ベース３）に対して移動可能である。なお、フロート４９の外周面及び溝部４７ａの内周面は円形であることが好ましい。

継手５３は、軸状の部材であり、ボルトなどによりピストンロッド１９に固定されている。継手５３は、板状部４３ａ、受け金４５、フロート４９及び押え部材４７それぞれの孔部に挿通されている。継手５３は、フロート４９の孔部に嵌合するとともに、板状部４３ａ、受け金４５及び押え部材４７それぞれの孔部の内周面に対しては、フロート４９の外周面と溝部４７ａの内周面との距離以上の距離で離間している。従って、継手５３及びピストンロッド１９は、半径方向（型開閉方向に直交する方向）において、フロート４９の直径と溝部４７ａの直径との差の範囲で、ベース３に対して移動可能である。

また、継手５３は、外周面が拡径して形成されたフランジ５３ａを有している。フランジ５３ａは、フロート４９に対してピストンロッド１９の延出方向へ係合する。これにより、型開閉シリンダ９の伸長時における、ピストンロッド１９のベース３に対する型開方向への（図５の左側への）移動は規制される。

係止部材５５は、円盤状の部材であり、ボルトなどにより継手５３の端部に固定されている。係止部材５５の直径は、押え部材４７の内周面の直径よりも大きく、係止部材５５は、押え部材４７に対して、ピストンロッド１９側へ係合する。これにより、型開閉シリンダ９の縮小時における、ピストンロッド１９のベース３に対する型閉方向への（図５の右側への）移動は規制される。

ただし、フランジ５３ａと係止部材５５との距離は、フロート４９のフランジ５３ａに当接する端面から押え部材４７の係止部材５５に当接する端面までの距離よりも大きい。従って、その距離の差（余裕分ΔＬ）の範囲で、ピストンロッド１９の型開閉方向におけるベース３に対する移動は許容されている。

複数の皿バネ５１は、ピストンロッド１９の軸方向において積層して配置されるとともに、フロート４９と係止部材５５との間において圧縮された状態で配置されている。従って、複数の皿バネ５１により、ピストンロッド１９は、ベース３に対して、ピストンロッド１９の延出方向（型開方向、図５の左側）へ付勢される。

以上の構成を有する型締装置１の動作を説明する。

図６は、型締装置１の成形サイクルにおける動作を説明するフローチャートを含む図である。図６の左側のフローチャートは、型締装置１の動作を示しており、右側の表は、各ステップにおける、型開閉シリンダ９、型締シリンダ１１、係合装置１３（ハーフナット２７）の動作を示している。表において、上向きの矢印は、上段と同じであることを示している。

サイクルのスタート時において、型締装置１は、図１に示す型開状態である。この状態では、型開閉シリンダ９のピストン１７は、ヘッドエンドＨＥＰ、すなわち、移動ダイプレート５Ｍを型開方向へ駆動するときの駆動限に位置している。なお、型開状態においては、型締シリンダ１１のピストン２３ａは、原位置ＯＰ、すなわち、型締時の駆動方向とは反対側の駆動限に位置している。また、ハーフナット２７は開かれている。

ステップＳＴ１では、型締装置１は、移動ダイプレート５Ｍを型閉方向へ移動（前進）させ、型閉じを行う。具体的には、制御装置３３は、型開閉シリンダ９を伸長させ、ベース３に対してシリンダチューブ１５を移動させる。シリンダチューブ１５は、係合装置１３を介してピストン２３ａに連結され、ピストン２３ａは、原位置ＯＰにて移動ダイプレート５Ｍに係合しているから、移動ダイプレート５Ｍはシリンダチューブ１５とともに型閉方向へ移動する。なお、成形サイクルを短縮しつつ、型締装置１各部の負担を軽減するために、型開閉シリンダ９は、比較的低速、比較的高速、比較的低速の順で駆動されることが好ましい。

ステップＳＴ２では、図２に示すように、ピストン１７がロッドエンドＲＥＰに到達する。このとき、移動ダイプレート５Ｍは、型接触の距離ΔＳ手前で停止する。換言すれば、型締装置１は、想定されている最大型厚の金型１０１が取り付けられた場合であっても、ピストン１７がロッドエンドＲＥＰに到達したときに、型接触しないように構成されている。距離ΔＳは、金型１０１の型厚の変化に伴って変化する値である。

なお、制御装置３３は、種々の方法により、型開閉シリンダ９が駆動限（本実施形態ではロッドエンドＲＥＰ）に到達したことを検知できる。例えば、ピストン１７の位置を検出する位置センサが型締装置１に設けられ、制御装置３３は、その位置センサの検出結果に基づいて駆動限への到達を検出してもよい。位置センサは、ピストン１７が駆動限に到達したか否かのみを検出するスイッチのようなものであってもよい。また、例えば、型開閉シリンダ９のシリンダ室の圧力を検出する圧力センサが型締装置１に設けられ、制御装置３３は、その圧力センサにより検出される圧力の上昇などにより、駆動限への到達を検出してもよい。制御装置３３は、上記のような位置センサや圧力センサの検出結果によらず、型開閉シリンダ９の駆動を開始してから一定の時間が経過したことをもって、駆動限への到達がなされたと判断してもよい。

ステップＳＴ３では、制御装置３３は、ハーフナット２７を閉じて、移動ダイプレート５Ｍとタイバー７とを係合する。このとき、ハーフナット２７及び被係合部７ａが噛合うように、タイバー７の長手方向におけるハーフナット２７及び被係合部７ａの相対位置を調整する、いわゆる噛合い調整は不要である。型開閉シリンダ９のピストン１７がロッドエンドＲＥＰに位置したときのタイバー７と移動ダイプレート５Ｍ（ハーフナット２７）との相対位置、及び、ピストン２３ａが原位置ＯＰにあるときのハーフナット２７と移動ダイプレート５Ｍとの相対位置は一定であることから、予め、ピストン１７がロッドエンドＲＥＰに位置したときにハーフナット２７と被係合部７ａとが係合するように、タイバー７の取付位置が固定ナット８により調整されるなどしていればよいことからである。

ステップＳＴ４では、型締装置１は、移動ダイプレート５Ｍを再び前進させる。ただし、当該前進は、ステップＳＴ１とは駆動方法が異なる。具体的には、制御装置３３は、型締シリンダ１１のピストン２３ａを型締時の駆動方向（原位置ＯＰから離間する方向）へ移動させる。ピストン部材２３は、ハーフナット２７、タイバー７及び固定ダイプレート５Ｆによりベース３に対する移動が規制されているから、移動ダイプレート５Ｍは、型閉方向へ移動する。なお、後述する型接触における衝撃が抑制されるように、このときの型締シリンダ１１の圧力は低圧であることが好ましい。

ステップＳＴ５では、図３に示すように、型接触がなされる。このとき、型締シリンダ１１のピストン２３ａは、原位置ＯＰから距離ΔＳ移動している。従って、制御装置３３は、予め距離ΔＳを記憶しておくことにより、ピストン２３ａの位置を検出する不図示の位置センサの検出結果等に基づいて、型接触したことを検知することができる。

ステップＳＴ６では、型締装置１は、型締めを行う。具体的には、制御装置３３は、型接触を検知すると、シリンダ室２１の原位置ＯＰ側における圧力を上昇させ、ピストン２３ａを図３に示される位置から更に原位置ＯＰから離間する方向へ駆動する。なお、型締力は、タイバー７の伸長量によって規定されるから、制御装置３３は、ピストン２３ａの位置を検出する不図示の位置センサの検出結果に基づいて、所定の型締力が得られたことを検知できる。そして、所定の型締力が得られると、型締装置１は、次のステップに進む。

ステップＳＴ７では、成形が開始される。具体的には、不図示の射出装置から金型１０１内に形成されたキャビティに溶湯が射出、充填される。キャビティ内の溶湯は、射出装置により、型締力より低いものの、比較的高圧の圧力が付与される。そして、キャビティ内の溶湯が凝固すると、成形が終了する（ステップＳＴ８）。なお、成形開始から成形終了まで、所定の型締力は維持される。

ステップＳＴ９では、型締装置１は、圧抜きを行う。すなわち、制御装置３３は、型締力を生じさせるための型締シリンダ１１への作動液の供給を停止する。型締シリンダ１１のピストン２３ａは、伸長していたタイバー７の復元に伴って、図３に示す位置へ戻る。すなわち、型締装置１は、ステップＳＴ５の型接触の状態に戻る。

ステップＳＴ１０では、型締装置１は、型開きの初期動作を行う。具体的には、制御装置３３は、型締シリンダ１１を型締時の駆動方向とは反対側へ駆動する。すなわち、制御装置３３は、型締シリンダ１１のピストン２３ａを原位置ＯＰ側へ移動させる。ピストン２３ａは、係合装置１３、タイバー７及び固定ダイプレート５Ｆによりベース３に対する移動が規制されているから、移動ダイプレート５Ｍは型開方向へ移動する。これにより、型開きがなされ、成形品は、固定金型１０１Ｆ及び移動金型１０１Ｍの一方から離れ、他方に残る。そして、ピストン２３ａは原位置ＯＰに復帰され、型締装置１は図２に示す状態となる。ステップＳＴ１０における型締シリンダ１１の駆動力は、成形品を離型させるために比較的大きく設定される。

ステップＳＴ１１では、型締装置１は、ハーフナット２７を開き、係合装置１３とタイバー７との係合を解除する。

ステップＳＴ１２では、型締装置１は、移動ダイプレート５Ｍを型開方向へ移動（後退）させる。具体的には、型開閉シリンダ９を収縮させ、ベース３に対してシリンダチューブ１５を型開方向へ移動させる。また、型締シリンダ１１は、作動液の流出及び流入の少なくとも一方が制御されることにより、ピストン２３ａの原位置ＯＰから離間する方向への移動が規制される。これにより、シリンダチューブ１５の移動は、係合装置１３及びピストン部材２３を介して移動ダイプレート５Ｍに伝達され、移動ダイプレート５Ｍはシリンダチューブ１５とともに型開方向へ移動する。なお、成形サイクルを短縮しつつ、型締装置１各部の負担を軽減するために、型開閉シリンダ９は、比較的低速、比較的高速、比較的低速の順で駆動されることが好ましい。

ステップＳＴ１３では、型開閉シリンダ９のピストン１７がヘッドエンドＨＥＰに到達し、型開きが終了する。すなわち、型締装置１は、図１に示す状態に戻る。なお、ステップＳＴ１２からステップＳＴ１３までの間、又は、ステップＳＴ１３の後においては、不図示の押し出し装置により、成形品が金型１０１から押し出される。そして、成形サイクルは終了する。

次に、上記の成形サイクル中における連結機構４１の作用について説明する。

ステップＳＴ１及びステップＳＴ２の型閉動作においては、フランジ５３ａがフロート４９に係合し、ピストンロッド１９の型開方向（図４の左側）への移動が規制される。これにより、型開閉シリンダ９の伸長によりシリンダチューブ１５を型閉方向へ移動させることができる。

ステップＳＴ３において係合装置１３がタイバー７と結合されると、シリンダチューブ１５は、係合装置１３、タイバー７及び固定ダイプレート５Ｆを介してベース３に対して固定される。従って、シリンダチューブ１５と、ベース３に連結されているピストンロッド１９との相対移動は基本的には規制される。

しかし、ハーフナット２７と被係合部７ａとのガタに起因して、シリンダチューブ１５は、微小量、ベース３に対して移動し得る。具体的には、ステップＳＴ４〜ＳＴ６のいずれかにおいて、ピストン部材２３の型開方向（原位置ＯＰから離れる方向）への移動に伴って、ハーフナット２７が被係合部７ａに対してガタに相当する移動量で型開方向へ移動し、係合装置１３に固定されているシリンダチューブ１５も移動する。

このとき、ピストンロッド１９は、フランジ５３ａ及びフロート４９により型開方向への移動が規制されているから、型開閉シリンダ９はガタに相当する移動量で収縮する。

その後、ステップＳＴ６〜ＳＴ９においては、ピストン部材２３は、タイバー７に対して型開方向へ移動する力が加えられているから、ハーフナット２７の被係合部７ａに対する型開方向への係合は維持されている。

ステップＳＴ１０の型開きの初期動作においては、ピストン部材２３の型閉方向（原位置ＯＰへの方向）への移動に伴って、ハーフナット２７は、被係合部７ａに対してガタの２倍に相当する移動量で型閉方向へ移動し得る。また、ハーフナット２７に連結されているシリンダチューブ１５も同様に移動し得る。

ガタの２倍に相当する移動量のうち、ガタに相当する移動量は、型開閉シリンダ９において、ステップＳＴ４〜ＳＴ６における収縮に相当する伸長を生じさせる。すなわち、ガタに相当する量の移動により、ピストン１７はロッドエンドＲＥＰに復帰する。

残りの、ガタに相当する量の移動は、ピストンロッド１９の型閉方向への移動を生じさせる。すなわち、ピストンロッド１９は、係止部材５５と押え部材４７との間の余裕分ΔＬの範囲内で、複数の皿バネ５１を圧縮しつつ、型閉方向へ移動する。

なお、余裕分ΔＬは、ハーフナット２７と被係合部７ａとのガタと同等の大きさである。従って、係止部材５５が押え部材４７に係合したときに、ハーフナット２７は被係合部７ａに対して型閉方向へ係合する（バックラッシが解消される）。

ステップＳＴ１２において型開きのために型開閉シリンダ９が縮小されているときは、係止部材５５と押え部材４７との係合により、ピストンロッド１９のベース３に対する型閉方向への移動が規制されている。従って、型開閉シリンダ９の収縮により、シリンダチューブ１５はベース３に対して型開方向へ移動する。

ステップＳＴ１３において、ピストン１７がヘッドエンドＨＥＰに到達すると、連結機構４１は、複数の皿バネ５１の復元力により、フランジ５３ａがフロート４９に係合し、係止部材５５が余裕分ΔＬで押え部材４７から離間している状態となる。換言すれば、複数の皿バネ５１は、移動ダイプレート５Ｍごと型開閉シリンダ９を原点位置ＳＰに引き込む。

なお、上記のように、移動ダイプレート５Ｍごと型開閉シリンダ９を原点位置ＳＰに引き込むために、複数の皿バネ５１は、以下の式が成り立つように選定されている。
Ｐ_０ ＞ μ×ｍ×ｇ
ここで、Ｐ_０は、原点位置ＳＰにおける付勢力であり、μは、静止摩擦係数であり、ｍは、移動ダイプレートの質量（移動金型１０１Ｍ等の質量含む）であり、ｇは、重力加速度である。

すなわち、複数の皿バネ５１は、複数の皿バネ５１の圧縮が最も解除されている状態（フランジ５３ａがフロート４９に係合し、係止部材５５が余裕分ΔＬで押え部材４７から離間している状態）における付勢力Ｐ_０が、移動ダイプレート５Ｍを移動させるのに必要な力よりも大きくなるように構成されている。

また、複数の皿バネ５１は、ステップＳＴ１０の型開きにおいて、弾性変形するように、付勢力Ｐ_０が型開力Ｆ以下となるように選定されている。より好ましくは、係止部材５５が押え部材４７に係合するまで（ハーフナット２７のバックラッシが解消されるまで）、複数の皿バネ５１が弾性変形するように、複数の皿バネ５１は、余裕分ΔＬ縮んだ状態における付勢力Ｐ_１（＞Ｐ_０）が型開力Ｆ以下となるように選定されている。

以上の実施形態によれば、型締装置１は、ベース３と、ベース３上に設けられ、固定金型１０１Ｆを保持する固定ダイプレート５Ｆと、ベース３上に型開閉方向に移動可能に設けられ、移動金型１０１Ｍを保持する移動ダイプレート５Ｍと、固定ダイプレート５Ｆに連結されたタイバー７とを有する。また、型締装置１は、移動ダイプレート５Ｍに設けられたシリンダ室２１に収容されたピストン２３ａを有する型締シリンダ１１と、ピストン２３ａに連結され、タイバー７に対する係合及び当該係合の解除を行う係合装置１３と、型開閉シリンダ９とを有する。型開閉シリンダ９は、シリンダチューブ１５、シリンダチューブ１５に収容されたピストン１７及びピストン１７に連結されたピストンロッド１９を有し、シリンダチューブ１５が係合装置１３に連結され、ピストンロッド１９がベース３に対して連結されている。

すなわち、ベース３と移動ダイプレート５Ｍとの間に型開閉シリンダ９と型締シリンダ１１とが直列に接続されている。従って、型締シリンダ１１により型接触を行わせることができる。その結果、型開閉シリンダ９は、型閉時において、型厚によらず、常に同一位置（例えばロッドエンドＲＥＰ）に停止させることができる。その結果、型厚の変化に伴う噛合位置の調整が不要となる。さらに、型開閉シリンダ９を、型厚によらず、ロッドエンドＲＥＰまで駆動できることにより、型開閉シリンダ９の制御が容易化されるとともに、型開閉シリンダ９の小型化も可能となる。

ピストンロッド１９は、ベース３に対して型開閉方向において所定範囲（余裕分ΔＬ）で相対移動可能に連結されている。従って、ステップＳＴ１０の型開きの初期動作において、ハーフナット２７と被係合部７ａとのガタに起因して、型締シリンダ１１から型開閉シリンダ９に、駆動限（ロッドエンドＲＥＰ）を超える方向への力が加えられることが抑制される。

さらに、型締装置１は、ピストンロッド１９をベース３に対して型開方向へ付勢する複数の皿バネ５１を有している。従って、ステップＳＴ１０の型開きの初期動作において、型締シリンダ１１からの運動エネルギーが複数の皿バネ５１に吸収され、型開閉シリンダ９に衝撃が加えられることが抑制される。

ピストンロッド１９は、ベース３に対して型開閉方向に直交する方向おいて所定範囲で相対移動可能に連結されている。型締時においては、移動ダイプレート５Ｍは、タイバー７により外周部が固定ダイプレート５Ｆ側に引っ張られ、固定ダイプレート５Ｆ側を凹として撓む。その結果、移動ダイプレート５Ｍに連結されている型開閉シリンダ９にも、型開閉方向に直交する方向を含む種々の方向の力が加えられる。しかし、ピストンロッド１９がベース３に対して型開閉方向に直交する方向おいて所定範囲で相対移動可能に連結されていることから、ピストンロッド１９の変形が緩和される。

タイバー７、型締シリンダ１１及び係合装置１３はそれぞれ、上方側に２つ、下方側に２つ、合計４つ設けられ、上下方向及び左右方向に対称に配置されている。型開閉シリンダ９は、一本のみ設けられ、４つの係合装置１３のうち下方側の２つの係合装置１３にのみ連結されている。従って、簡便な構成により、一本の型開閉シリンダ９の駆動力が、左右方向において均等に、且つ、上下方向において下方側に偏って、移動ダイプレート５Ｍに加えられる。その結果、一本の型開閉シリンダ９による型開閉がスムーズになされる。なお、移動ダイプレート５Ｍにおいて力が加えられる位置として下方側が好ましいのは、型開閉シリンダ９の駆動力と、ベース３から受ける摩擦抵抗とによって生じるモーメントが小さくなることなどからである。

なお、以上の実施形態において、ピストン２３ａは本発明の型締ピストンの一例であり、シリンダチューブ１５は本発明の型開閉シリンダチューブの一例であり、ピストン１７は本発明の型開閉ピストンの一例であり、ピストンロッド１９は本発明の型開閉ロッドの一例であり、複数の皿バネ５１全体又はそれぞれは本発明の弾性部材の一例であり、型開閉シリンダは本発明の型開閉駆動装置の一例である。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

型締装置は、ダイカストマシンに用いられるものに限定されない。例えば、溶融状態の樹脂を成形材料とする射出成形機等の他の成形機に用いられるものであってもよい。

型開閉駆動装置（型開閉シリンダ）は、係合装置を介して型締ピストンに連結されるのではなく、直接的に型締ピストンに連結されてもよい。なお、型締シリンダと係合装置とが連結されている場合において、型開閉駆動装置と係合装置との連結と、型開閉駆動装置と型締ピストンとの連結とは同義である。すなわち、請求項１〜７は、型開閉シリンダと係合装置とが直接的に連結されている態様だけでなく、型開閉シリンダと型締ピストンとが直接的に連結されている態様も含む。また、請求項８は、型開閉シリンダと型締ピストンとが直接的に連結されている態様だけでなく、型開閉シリンダと係合装置とが直接的に連結されている態様も含み得る。

型開閉駆動装置は、液圧シリンダに限定されない。型開閉駆動装置は、例えば、ベースに軸支されたネジ軸と、係合装置に連結され、ネジ軸に螺合するナットと、ネジ軸を回転させるモータとを有するものであってもよい。

型開閉シリンダは、シリンダチューブがベースに連結され、ピストンロッドが係合装置（型締ピストン）に連結されてもよい。また、型開閉シリンダは、伸長することにより型開きを行い、収縮することにより型閉じを行うように配置されてもよい。

実施形態では、型開閉駆動装置が型閉時の駆動方向の駆動限まで駆動されたときに、係合装置１３と被係合部７ａとが噛合うようにタイバーが配置されている場合を例示した。しかし、駆動限の手前の所定の位置において噛合うようにタイバーを配置し、その所定の位置まで型開閉駆動装置を駆動するようにしてもよい。

なお、駆動限は、物理的に規定される駆動限界である。例えば、駆動装置が液圧シリンダである場合には、ピストンの移動可能な範囲の端部位置である。当該端部位置は、一般には、ピストンがシリンダ室の端部内壁に当接する位置である。また、例えば、駆動装置が送りネジ機構を含むものである場合には、ナットが移動可能な範囲の端部位置である。当該端部位置は、一般には、ナットがネジ溝の端部に到達する位置である。

型開閉駆動装置（型開閉シリンダ）は、ベースに対して型開閉方向及び型開閉方向に直交する方向の少なくとも一方において移動可能に連結されることに代えて、若しくは、そのような連結に加えて、係合装置に対して型開閉方向及び型開閉方向に直交する方向の少なくとも一方において移動可能に連結されてもよい。

弾性部材についても同様に、型開閉駆動装置をベースに対して付勢するものに代えて、若しくは、そのようなものに加えて、型開閉駆動装置を係合装置に対して付勢する弾性装置が設けられてもよい。

実施形態では、型開閉シリンダ９とベース３とを移動可能に連結するときの余裕分ΔＬを、ハーフナット２７と被係合部７ａとのガタと同等とした。しかし、余裕分は、ガタよりも大きくてもよいし、ガタよりも小さくてもよい。

弾性部材は、皿バネに限定されない。例えば、弾性部材は、コイルバネであってもよいし、ゴムであってもよい。

タイバー、係合装置及び型締シリンダの個数は４つに限定されず、適宜な数とされてよい。また、型開閉駆動装置（型開閉シリンダ）も適宜な数で設けられてよい。一の型開閉駆動装置と型締ピストンとの連結は、１対２の連結に限定されず、１対１（２対２等を含む）の連結や１対４の連結であってもよい。

型閉じにおける係合装置の係合（ステップＳＴ３）は、型締シリンダによる型接触（ステップＳＴ４及びＳＴ５）の後に行うことも可能である。また、型開きにおける係合装置の係合解除（ステップＳＴ１１）は、型締シリンダによる型開きの初期動作（ステップＳＴ１０）の前に行うことも可能である。換言すれば、型開閉シリンダにより、型締ピストンのベースに対する移動を規制して、型接触（ステップＳＴ４及びＳＴ５）又は型開きの初期動作（ステップＳＴ１０）を行うことも可能である。ただし、型開きの初期動作（ステップＳＴ１０）においては、比較的大きな力が生じることから、型開閉シリンダの負担軽減の観点から、実施形態の順序が好ましい。

実施形態では、型開きの初期動作（ステップＳＴ１０）において、ピストン２３ａを距離ΔＳ移動させ、原位置ＯＰに復帰させた。しかし、このときの移動量は、ΔＳ未満であってもよい。ピストン２３ａの原位置ＯＰへの復帰は、ステップＳＴ１０の後から次のサイクルのステップＳＴ１までの間の適宜な時期に行われてよい。

また、実施形態では、型開き（ステップＳＴ１２）において、シリンダ室２１の作動液の流入又は流出を規制してピストン部材２３の移動ダイプレート５Ｍに対する移動を規制した。ただし、ピストン部材２３を原位置ＯＰとは反対側において移動ダイプレート５Ｍに係合させた状態で型開閉シリンダ９により移動ダイプレート５Ｍを移動させ、その後、ピストン部材２３を原位置ＯＰに戻すことも可能である。

１…型締装置、３…ベース、５Ｆ…固定ダイプレート、５Ｍ…移動ダイプレート、７…タイバー、９…型開閉シリンダ、１１…型締シリンダ、１３…係合装置、１５…シリンダチューブ（型開閉シリンダチューブ）、１７…ピストン（型開閉ピストン）、１９…ピストンロッド（型開閉ロッド）、２１…シリンダ室（型締シリンダ室）、２３ａ…ピストン（型締ピストン）。

Claims (8)

1. ベースと、
   前記ベース上に設けられ、固定型を保持する固定ダイプレートと、
   前記ベース上に型開閉方向に移動可能に設けられ、移動型を保持する移動ダイプレートと、
   前記固定ダイプレートに連結されたタイバーと、
   前記移動ダイプレートに設けられた型締シリンダ室に収容された型締ピストンを有する型締シリンダと、
   前記型締ピストンに連結され、前記タイバーに対する係合及び当該係合の解除を行う係合装置と、
   型開閉シリンダチューブ、前記型開閉シリンダチューブに収容された型開閉ピストン及び当該型開閉ピストンに連結された型開閉ロッドを有し、前記型開閉シリンダチューブ及び前記型開閉ロッドの一方が前記係合装置に連結され、前記型開閉シリンダチューブ及び前記型開閉ロッドの他方が前記ベースに対して連結された型開閉シリンダと、
   を有する型締装置。
2. 前記型開閉シリンダチューブ及び前記型開閉ロッドの前記他方は、前記ベースに対して前記型開閉方向において所定範囲で相対移動可能に連結されている
   請求項１に記載の型締装置。
3. 前記型開閉シリンダチューブ及び前記型開閉ロッドの前記他方を前記ベースに対して型開方向へ付勢する弾性部材を更に有する
   請求項２に記載の型締装置。
4. 前記型開閉シリンダチューブ及び前記型開閉ロッドの前記他方は、前記ベースに対して前記型開閉方向に直交する方向において所定範囲で相対移動可能に連結されている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の型締装置。
5. 前記タイバー、前記型締シリンダ及び前記係合装置はそれぞれ、上方側に２つ、下方側に２つ、合計４つ設けられ、上下方向及び左右方向に対称に配置され、
   前記型開閉シリンダは、一本のみ設けられ、４つの前記係合装置のうち下方側の２つの前記係合装置にのみ連結されている
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の型締装置。
6. 型閉時において、前記型開閉シリンダを型閉時の駆動方向の駆動限まで駆動し、前記係合装置の係合を行い、前記型締シリンダにより前記移動ダイプレートを型閉方向へ移動させて型接触を行うように前記型開閉シリンダ、前記係合装置及び前記型締シリンダを制御する制御装置を更に有する
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の型締装置。
7. 前記制御装置は、型開時において、前記型締シリンダにより前記移動ダイプレートを型開方向へ移動させ、前記係合装置の係合の解除を行い、前記型開閉シリンダを型開時の駆動方向の駆動限まで駆動するように前記型開閉シリンダ、前記係合装置及び前記型締シリンダを制御する
   請求項６に記載の型締装置。
8. ベースと、
   前記ベース上に設けられ、固定型を保持する固定ダイプレートと、
   前記ベース上に型開閉方向に移動可能に設けられ、移動型を保持する移動ダイプレートと、
   前記固定ダイプレートに連結されたタイバーと、
   前記移動ダイプレートに設けられた型締シリンダ室に収容された型締ピストンと、
   前記型締ピストンと前記タイバーとの係合及び当該係合の解除を行う係合装置と、
   前記型締ピストンに前記型開閉方向において移動不可能に連結された部材を含み、当該部材を前記ベースに対して型開閉方向に移動可能な型開閉駆動装置と、
   を有する型締装置。

Images