<第1実施形態>
(ダイカストマシンによる成形の概要)
図1は、第1実施形態に係るダイカストマシン1の要部の構成を示す、一部に断面図を含む側面図である。図1、又は一部に断面を含む他の図においては、便宜上、必ずしも同一の平面内に位置しない2以上の断面が共に示されることがある。図1の紙面上下方向は、例えば、鉛直方向である。
ダイカストマシン1は、例えば、金型101の内部(キャビティ107)に溶融状態の成形材料を射出(充填)することによって、凝固した成形材料からなる製品(成形品、ダイカスト品)を製造する装置として構成されている。なお、図1では、キャビティ107の内面の一部(後述する移動型105によって構成される部分)は、2点鎖線で示されている。
成形材料は、例えば、アルミニウム等の金属である。溶融状態の金属は、溶湯と呼ばれることがある。なお、溶融状態の成形材料に代えて、固液共存状態(半凝固状態又は半溶融状態)の成形材料がキャビティ107に射出されてもよい。
金型101は、例えば、固定型103と、固定型103と対向する移動型105とを有している。図1では、便宜上、固定型103又は移動型105の断面が1種類のハッチングで示されている。ただし、これらの金型は、直彫り式のものであってもよいし、入れ子式のものであってもよい。固定型103は、移動しない型である。移動型105は、固定型103との対向方向において移動する型であり、実線で示された位置と、2点鎖線で示された位置との間を移動可能である。固定型103及び移動型105の対向方向は、例えば、水平方向である。
移動型105が型閉方向(移動型105に対して固定型103の側となる方向。以下、同様。)へ移動することによって、移動型105を固定型103に近接させる型閉じがなされる。型閉じは、一般には、型接触(移動型105の固定型103への当接)によって完了する。型接触によって、固定型103と移動型105との間にキャビティ107が構成される。
型閉じ後、金型101には、固定型103及び移動型105をその対向方向に締め付ける力(型締力)が付与される。型締後、キャビティ107に成形材料が射出される。金型101は、キャビティ107に射出された溶湯から金型101を開く方向の圧力が付与される。しかし、型締力が付与されていることから、金型101は、閉じられた状態が維持される。
キャビティ107に射出された成形材料は、凝固して成形品となる。その後、移動型105が型開方向(移動型105に対して固定型103とは反対側の方向。以下、同様。)へ移動することによって、移動型105を固定型103から離反させる型開きがなされる。これにより、成形品が取り出し可能となる。なお、型閉方向及び型開方向の組み合わせを型開閉方向ということがある。
成形品を取り出すために型開きを行ったとき、成形品は、固定型103又は移動型105の一方の型から離れ、他方の型に残る。その後、成形品は、前記他方の型に挿通されている押出ピン(後述)によって前記他方の型から前記一方の型の側へ押し出される。成形品は、移動型105及び固定型103の形状等によって、型開きのときに固定型103及び移動型105のいずれに残るかが規定される。本実施形態に係るダイカストマシン1では、型開きによって、成形品が移動型105に残ることが想定されている。
金型101は、中子109(可動中子)を含んでいてもよい。中子109は、型開閉方向に交差(例えば直交)する方向(図示の例では上下方向)に移動可能となっている。中子109は、型閉じの前、又は型閉じに並行して、固定型103と移動型105との間へ向かう方向へ移動し、ひいては、一部がキャビティ107内に位置する。また、中子109は、型開きに並行して、又は型開き後、かつ成形品の移動型105からの押出し前に、固定型103と移動型105との間から退避する方向へ移動し、ひいては、成形品から引き抜かれる。このような中子109によって、例えば、成形品に、型開閉方向に交差する方向に開口する凹部又は貫通孔が形成される。
(ダイカストマシンの構成の概要)
ダイカストマシン1は、機械的動作を行うマシン本体3と、マシン本体3の制御を行う制御装置5とを有している。マシン本体3は、例えば、以下の装置を有している。金型101の型開閉及び型締めを行う型締装置7。キャビティ107に溶湯を射出する射出装置9。溶湯が凝固することによって形成された成形品を移動型105から押し出す押出装置11。中子109を駆動する中子装置13。
本実施形態では、型締装置7は、一般的な型締装置と異なり、型開閉及び型締めだけでなく、成形品を移動型105から押し出すことにも利用される。この押出しに係る構成及び動作を除いて、型締装置7の構成及び動作は、公知の構成及び動作を含む種々の構成及び動作とされてよい。
押出装置11は、一般的な押出装置と異なり、型締装置7と協働して成形品を移動型105から押し出す。この協働に係る構成及び動作を除いて、押出装置11の構成及び動作は、公知の構成及び動作を含む種々の構成及び動作とされてよい。
射出装置9及び中子装置13の構成及び動作は、公知の構成及び動作を含む種々の構成及び動作とされてよい。制御装置5の構成及び動作は、上記の押出しに係る制御を除いて、公知の構成及び動作を含む種々の構成及び動作とされてよい。
本実施形態の説明では、公知の構成及び動作とされてよい構成及び動作に関して、新規な構成及び/又は動作が例示されることがある。例えば、押出装置11は、型締装置7との協働に係る構成及び動作以外にも、新規な構成及び動作が例示される。中子装置13の構成及び動作については、新規なものが例示される。また、押出装置11及び/又は中子装置13に作動液(例えば油)を供給する液圧装置の構成(特にその配置)について新規なものが例示される。
以下では、まず、型締装置7の基本的構成(主として公知の構成と同様とされてよい構成)、射出装置9の構成、及び制御装置5の構成について例示する。次に、押出装置11の構成について述べる。次に、型締装置7を成形品の移動型105からの押出しに利用する(型締装置7と押出装置11とを協働させる)ための構成について述べる。次に、新規な中子装置13の構成について述べる。次に、押出装置11及び中子装置13に作動液を供給する液圧装置の構成について述べる。その後、型締装置7及び押出装置11による成形品の押出しの動作について説明する。以下の説明では、公知の構成及び動作と同様とされてよい構成及び動作の説明については、適宜に省略する。
(型締装置の基本的構成)
型締装置7は、例えば、ベース14と、ベース14上にて互いに対向している固定ダイプレート15及び移動ダイプレート17と、当該2つのダイプレートに架け渡される1以上(通常は複数。例えば4本)のタイバー19とを有している。
固定ダイプレート15は、ベース14に固定されており、移動ダイプレート17に対向する面に固定型103を保持する。移動ダイプレート17は、ベース14上にて固定ダイプレート15との対向方向(型開閉方向)に移動可能とされており、固定ダイプレート15に対向する面に移動型105を保持する。タイバー19は、少なくとも型締めのときにおいて、固定ダイプレート15及び移動ダイプレート17の一方のダイプレート(図示の例では固定ダイプレート15)に固定され、また、他方のダイプレート(図示の例では移動ダイプレート17)に対して軸方向に相対移動可能に挿通される。
移動ダイプレート17の型開閉方向の移動によって金型101の型開閉がなされる。タイバー19は、金型101の型閉じ(型接触)がなされた状態で、上記他方のダイプレート(移動ダイプレート17)の側の部分が上記他方のダイプレートに対して前記一方のダイプレートとは反対側(図示の例では紙面左側)へ引っ張られる。これにより、タイバー19の伸張量に応じた型締力が得られる。
上記のような型開閉及び型締めを実現するための型締装置7の駆動部は、種々の構成とされてよい。図示の例では、駆動部として、電動式かつトグル式の型締駆動部21が例示されている。型締駆動部21は、例えば、ベース14上にて移動ダイプレート17の背後(固定ダイプレート15とは反対側)に位置するリンクハウジング23と、リンクハウジング23と移動ダイプレート17とに連結されているリンク機構25と、リンク機構25に駆動力を付与する型締電動機27とを有している。
リンクハウジング23は、(少なくとも型開閉及び型締めにおいて)タイバー19の移動ダイプレート17から背後に延び出ている部分(紙面左側の端部)と固定されている。また、タイバー19の固定ダイプレート15側の部分(紙面右側の端部)は、(少なくとも型開閉及び型締めにおいて)固定ダイプレート15と固定されている。すなわち、リンクハウジング23は、タイバー19を介して固定ダイプレート15と固定されている。
リンクハウジング23と移動ダイプレート17とを互いに離反させる駆動力がこれらの部材に付与されると、リンクハウジング23は固定ダイプレート15と固定されているから、移動ダイプレート17が固定ダイプレート15へ向かって移動する。これにより、型閉じがなされる。駆動力の付与は、型接触がなされて移動ダイプレート17の固定ダイプレート15側への移動が規制された後も継続される。従って、タイバー19が移動ダイプレート17の背後へ引っ張られることになり、型締力が生じる。
リンク機構25は、複数のリンク25a~25cを有している。リンク25aは、移動ダイプレート17に対して回転可能に連結されている。リンク25bは、リンクハウジング23に対して回転可能に連結されている。リンク25a及び25bは、互いに回転可能に互いに連結されている。リンク25cは、リンク25bに対して回転可能に連結されているとともに、クロスヘッド(後述するナット29)に対して回転可能に連結されている。なお、上記のいずれの回転も、紙面貫通方向に平行な軸回りの回転である。
ナット29がリンクハウジング23の側から移動ダイプレート17の側へ移動し、その駆動力がリンク25cを介してリンク25b及び25aに伝えられると、リンク25a及び25bは、全体として伸長するように(直線に近づくように)、各々が回転する。これにより、リンクハウジング23と移動ダイプレート17とを互いに離反させる駆動力がこれらの部材に付与される。ひいては、上述のように、型閉じ及び型締めがなされる。型開きは、上記とは逆に、ナット29が移動ダイプレート17の側からリンクハウジング23の側へ移動することによってなされる。
リンク機構25においては、リンク25a及び25bが直線に近づくほど、ナット29の移動量に対する移動ダイプレート17の移動量は小さくなる。従って、型閉じ及び型締めにおいては、型閉じを高速で行うとともに、型締力を大きくすることができる。また、型開きを行うときは、その初期において成形品を固定型103から離す力を大きくしつつ、成形品が固定型103から離れた後の型開きを高速で行うことができる。ただし、逆に言えば、例えば、リンク機構25においては、ナット29がリンクハウジング23に近づくと、型開方向の力は小さくなる。
型締電動機27は、例えば、回転式の電動機である。型締電動機27の駆動力は、回転運動を並進運動に変換する変換機構31によって直線運動(並進運動)に変換されてリンク機構25(より詳細にはリンク25c)に伝達される。
特に図示しないが、型締電動機27と変換機構31との間には、型締電動機27の回転を変換機構31に伝達する伝達機構が設けられてよい。伝達機構としては、例えば、歯車機構、巻掛け伝動機構(プーリ・ベルト機構又はスプロケット・チェーン機構)又はこれらの組み合わせを挙げることができる。伝達機構は、傘歯車を含む歯車機構のように、回転の向きを変化させるものであってもよい。
型締電動機27は、特に図示しないが、電機子又は界磁の一方を構成するステータと、電機子又は界磁の他方を構成するロータとを有している。ロータはステータに対して軸回りに回転する。型締電動機27の具体的な構成は、適宜なものとされてよい。例えば、型締電動機27は、直流モータでも交流モータでもよいし、誘導モータでも同期モータでもよい。ブレーキを有していてもよいし、有していなくてもよい。型締電動機27は、オープンループにおいて設けられた定速電動機として機能するものであってもよいし、クローズドループにおいて設けられたサーボモータとして機能するものであってもよい。
型締電動機27の配置位置及び向き等は適宜に設定されてよい。型締電動機27の回転を変換機構31に伝達する伝達機構(プーリ・ベルト機構等)が設けられてよいことから明らかなように、型締電動機27の配置位置及び向き等は任意である。図示の例では、型締電動機27は、リンクハウジング23の背後側(移動ダイプレート17とは反対側)に位置し、リンクハウジング23に支持されている。また、図示の例では、型締電動機27は、変換機構31に対して同軸的に配置されており、伝達機構を介さずに、直接に回転を変換機構31に入力している。
なお、型締電動機27の回転を変換機構31に伝達する伝達機構が設けられる場合、型締電動機27の回転は、伝達機構によって適宜に変速されて伝達されてよい。例えば、減速がなされてよい。減速がなされることによって、型締電動機27の負担(トルク)を低減することができる。
変換機構31は、図示の例では、ねじ機構(例えばボールねじ機構又はすべりねじ機構)によって構成されている。ねじ機構は、ねじ軸33と、ねじ軸33に螺合しているナット29とを有している。ねじ軸33及びナット29の一方の部材(図示の例ではねじ軸33)は、例えば、軸方向(紙面左右方向)の移動が規制されるとともに、軸回りの回転が許容されている。ねじ軸33及びナット29の他方の部材(図示の例ではナット29)は、例えば、軸方向の移動が許容されるとともに、軸回りの回転が規制されている。従って、上記一方の部材が回転されることによって、上記他方の部材が軸方向に移動する。
図示の例では、変換機構31は、軸方向が型開閉方向に平行になるように配置されている。上記他方の部材としてのナット29は、リンク機構25に連結されており、また、これにより、軸回りの回転が規制されている。より詳細には、ナット29は、リンク25cに対して紙面貫通方向に平行な軸回りに回転可能に連結されている。上記一方の部材としてのねじ軸33は、不図示の軸受を介して、軸方向に移動不可能に且つ軸回りに回転可能にリンクハウジング23に支持されており、型締電動機27の回転が入力される。従って、型締電動機27が回転されると、ナット29が型開閉方向に移動し、ひいては、既述のように、リンク機構25によって移動ダイプレート17が型開閉方向に駆動される。
移動ダイプレート17は、型開方向の駆動限(物理的に移動が制限される位置。以下、特に断りがない限り、同様。)と、型閉方向の駆動限との間で移動可能とされている。移動ダイプレート17の駆動限は、例えば、移動ダイプレート17を移動可能に支持している不図示のガイドの駆動限、及び/又は型締駆動部21の駆動限(例えばナット29のねじ軸33に対する駆動限又はリンク機構25の駆動限)によって規定される。型閉じにおいては、移動ダイプレート17は、型閉方向の駆動限に到達するまえに、移動型105が固定型103に当接することによって型閉方向への移動が規制される。型開きにおいては、移動ダイプレート17は、型開方向の駆動限まで駆動されてもよいし、駆動されなくてもよい。
(射出装置)
射出装置9は、例えば、金型101内に通じるスリーブ35と、スリーブ35内を摺動可能なプランジャ37と、プランジャ37を駆動する射出駆動部39とを有している。成形材料がスリーブ35内に配置された状態で、プランジャ37が金型101に向かって移動することによって、成形材料が金型101内に押し出される(射出される)。なお、スリーブ35及びプランジャ37は、消耗品として捉えることができるから、射出駆動部39のみを射出装置として捉えてもよい。
図示の例では、射出装置9は、いわゆるコールドチャンバマシンに対応したものとなっている。すなわち、成形材料は、不図示の供給装置(給湯装置)によってスリーブ35の上面に開口する供給口35aからスリーブ35内に供給される。ただし、射出装置9は、いわゆるホットチャンバマシンに対応する構成とされても構わない。射出駆動部39は、液圧式(例えば油圧式)、電動式、又は液圧式と電動式とを組み合わせたハイブリッド式とされてよい。
(制御装置)
制御装置5は、例えば、特に図示しないが、コンピュータを含んで構成されてよい。コンピュータは、例えば、特に図示しないが、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及び外部記憶装置を含んで構成されてよい。CPUがROM及び/又は外部記憶装置に記憶されているプログラムを実行することによって、種々の演算(制御を含む)を行う種々の機能部が構築される。また、制御装置5は、一定の動作を実行する論理回路を含んでいてもよいし、電源回路を含んでいてもよいし、ドライバを含んで概念されてもよい。制御装置5は、ハードウェア的に1カ所に纏められていてもよいし、複数個所に分散されていてもよい。
制御装置5の制御によって、例えば、成形品を作製するための既述の一連の動作(成形サイクル)が繰り返し行われる。確認的に記載すると、成形サイクルは、型締装置7による型開閉及び型締め、射出装置9による射出、押出装置11による押出し、中子装置13による中子の出し入れを含む。本実施形態で説明するダイカストマシン1の動作は、特に断りがない限り、また、技術常識に照らして特異でない限り、制御装置5によって制御されると解釈されてよい。
(押出装置)
図2は、金型101及びその周辺の要部構成を示す模式図である。当該模式図は、一部に断面図を含む側面図である。
移動型105は、内部に押出装置11の一部を収容するための空間105sを有している。なお、空間105sを構成するダイベース105aは、本開示においては、移動型105の一部であるものとして言及する。空間105sの移動ダイプレート17側の面は、図示のように移動型105の一部によって構成されていてもよいし、図示とは異なり、移動ダイプレート17の一部によって構成されていてもよい。
押出装置11は、例えば、以下の構成を有している。成形品を押すための複数の押出ピン41。複数の押出ピン41を保持するための押出板43。押出ピン41の移動に際して押出板43を案内するための複数のガイドピン45。押出板43を介して押出ピン41に駆動力を伝達するために押出板43に連結されている複数の押出ロッド47。押出ロッド47に駆動力を伝達するために押出ロッド47に連結されている可動部材49。押出ピン41を駆動する駆動力を生じ、当該駆動力を可動部材49に付与する押出駆動部51。上記の構成要素の一部(例えば押出ピン41及び押出板43)は、金型101の交換に伴って交換されることから、当該一部の構成要素を除いて押出装置11が定義されてもよい。
押出ピン41は、例えば、概略、後端にフランジ部を有する軸状部材である。押出ピン41は、移動型105(より厳密にはダイベース105aよりも前側の部分)に対して型開閉方向に挿通されており、移動型105に対してその挿通方向に相対移動可能である。複数の押出ピン41は、金型101内の形状(キャビティ107だけでなく、ランナ等を含む空間の形状)等に応じて適宜な位置及び本数で設けられてよい。なお、理論上は、押出ピン41は、1本とすることも可能である。
押出ピン41は、例えば、キャビティ107に成形材料が射出されるとき、その先端面が移動型105のキャビティ107を構成する内面に一致するように配置される。そして、成形材料が凝固して型開きがなされると、移動型105の内面から突出するように固定型103側へ駆動される。これにより、成形品が押し出される。
なお、押出ピン41は、キャビティ107に成形材料が射出されるとき、移動型105の内面よりも内側に位置してもよい。そして、押出ピン41は、成形材料が凝固する過程においてキャビティ107に向かって駆動されることによって、スクイズピンのように成形材料の局部加圧に寄与してもよい。
押出ピン41は、例えば、フルストロークで駆動されてよい。すなわち、成形材料が射出されるとき、押出ピン41は、後退限(型開方向の駆動限)に位置してよく、成形品を押し出すとき、押出ピン41は、前進限(型閉方向の駆動限)まで駆動されてよい。ただし、押出ピン41は、フルストロークで駆動されなくてもよい。押出ピン41の駆動限は、適宜に規定されてよく、後述のように、押出板43、ピストンロッド59(ピストン57)及び/又は移動ダイプレート17の駆動限によって規定されてよい。
押出板43は、例えば、前側板43aと、前側板43aに対して後方に重ねられて固定されている後側板43bとを有している。押出ピン41は、例えば、前側板43aに挿通されるとともに、後端に設けられたフランジ部が前側板43aと後側板43bとに挟まれることにより、押出板43に固定されている。なお、押出板43は、後側板43bの前側板43aとは反対側に、後側板43bに重なり、押出ロッド47と固定される不図示の板を更に有する構成であってもよい。押出板43は移動型105の空間105sに収容されている。複数の押出ピン41は、押出板43に共通して固定されていることから、押出板43の移動型105に対する相対移動に伴って、共に移動型105に対して相対移動する。
押出板43は、移動型105に対して不動の適宜なストッパ(例えば移動型105の空間105sを構成する内面のうち紙面右側の面)に対する型閉方向への当接によって型閉方向への駆動限が規定されてよい。この駆動限は、押出ピン41の前進限を規定してもよいし、規定しなくてもよい。また、押出板43は、移動型105に対して不動の適宜なストッパ(例えば移動ダイプレート17の移動型105の側の面)に対する型開方向への当接によって型開方向への駆動限が規定されてよい。この駆動限は、押出ピン41の後退限を規定してもよいし、規定しなくてもよい。
ガイドピン45は、例えば、その配置位置及び具体的な寸法を除いて、概略、押出ピン41と同様の構成である。すなわち、ガイドピン45の概略形状は、後端にフランジ部を有する軸状である。ガイドピン45は、移動型105(ダイベース105aよりも前側の部分)に対して型開閉方向に挿通されており、移動型105に対してその挿通方向に相対移動可能である。また、ガイドピン45は、例えば、押出ピン41と同様にして、後端のフランジ部が押出板43に固定されている。複数のガイドピン45は、例えば、押出ピン41とは異なり、型開閉方向に見たときに、キャビティ107の外側に位置している。複数のガイドピン45の位置及び本数は適宜に設定されてよく、例えば、ガイドピン45は、移動型105の4隅に位置している。なお、理論上は、ガイドピン45は、省略可能であり、また、1本とされることも可能である。
押出ロッド47は、移動ダイプレート17に型開閉方向に挿通されており、移動ダイプレート17に対して型開閉方向に移動可能である。押出ロッド47の先端(紙面右側の端部)は、押出板43に固定されている。従って、押出ロッド47に対して軸方向の駆動力を付与することによって、押出板43を前後方向に移動させることができる。複数の押出ロッド47は、押出板43の形状及び大きさ等に応じて適宜な位置及び本数で設けられてよい。なお、理論上は、押出ロッド47は、1本とされることも可能である。また、押出ロッド47と押出板43との固定方法は公知の方法を含む種々の方法とされてよい。
可動部材49は、移動ダイプレート17の背面(固定ダイプレート15とは反対側)に対して対向するように配置され、押出ロッド47に連結されている。従って、可動部材49に型開閉方向の駆動力を付与することによって、押出ロッド47を型開閉方向に移動させることができる。可動部材49の形状及び寸法等は、押出ロッド47の配置位置及び後述する型締装置7との連結態様等に応じて適宜に設定されてよい。図示の例では、可動部材49は、概略、平板状である。可動部材49と押出ロッド47との固定方法は公知の方法を含む種々の方法とされてよい。
可動部材49は、可動部材49を型開閉方向に案内するガイド53によって支持されてよい。ガイド53は、例えば、移動ダイプレート17に固定されており、型開閉方向に延びる軸状である。そして、可動部材49は、ガイド53が挿通されることによって、型開閉方向の移動のみが許容され、また、その荷重が支持されている。なお、押出ロッド47が可動部材49の支持及び案内を担ってもよい。また、可動部材49は、ベース14に設けられたガイドに支持されてもよい。別の観点では、ガイド53は省略可能である。
(押出駆動部)
押出駆動部51は、液圧シリンダを有している。なお、実施形態の説明では、押出駆動部51は、この押出用の液圧シリンダ(押出シリンダ)を指す用語として用いることがある。液圧シリンダは、例えば、シリンダ部材55と、シリンダ部材55内を軸方向に摺動可能なピストン57と、シリンダ部材55の内部から外部へ延び出ているピストンロッド59とを有している。
シリンダ部材55の内部は、ピストン57によって、ピストンロッド59が延び出る側のロッド側室55rと、その反対側のヘッド側室55hとに区画されている(2つのシリンダ室に区画されている。)。その2つのシリンダ室の一方のシリンダ室に作動液(例えば油)を供給することによって、ピストン57がシリンダ部材55に対して他方のシリンダ室の側へ相対移動する。例えば、図示の例では、ロッド側室55rに作動液を供給することによって、ピストン57は、シリンダ部材55に対してヘッド側室55hの側へ相対移動する。この相対移動を移動ダイプレート17と可動部材49とに伝えることによって、押出ピン41を移動型105に対して相対移動させることができる。
押出駆動部51は、一般的な押出装置の液圧シリンダとは異なり、2つのシリンダ室のうち他方(図示の例ではヘッド側室55h)は、大気開放されている。すなわち、押出駆動部51は、ピストン57を一方向(図示の例ではロッド側室55rからヘッド側室55hへの方向)にのみ駆動力を生じる構成とされている。これは、後述するように、本実施形態では、押出駆動部51は、押出ピン41を移動型105に対して固定型103の側へ移動させることにのみ利用され、反対側への移動には利用されないこと、及びピストン57の他方向(図示の例ではヘッド側室55hからロッド側室55rへの方向)への移動は、型締装置7からの駆動力によってなされることからである。
大気開放のための構成は、適宜なものとされてよい。図示の例では、シリンダ部材55は、軸方向の両側の端面のうち、大気開放されるシリンダ室(図示の例ではヘッド側室55h)の側の端面を有していない。この他、端面は構成されつつも、適宜な位置に開口(ポート)が形成されてもよい。
なお、押出駆動部は、本実施形態とは異なり、2つのシリンダ室の双方に液体が満たされる構成であっても構わない。この場合、2つのシリンダ室は、いずれも、作動液が供給されて(圧力が付与されて)ピストン57の駆動に供されてよい。又は、一方のシリンダ室(本実施形態ではヘッド側室55h)は、単にタンクの一部又は全部の代わりとされるだけであってもよい。また、本実施形態のように大気開放されているシリンダ室(ヘッド側室55h)は、ピストン57の潤滑等がなされるように、当該シリンダ室に作動液が満たされない程度の量で作動液を蓄えていてもよい。
押出駆動部51は、一般的な押出装置の液圧シリンダとは異なり、シリンダ部材55のロッド側室55rの側の端部は開放されており、可動部材49によって塞がれている。すなわち、液圧シリンダ(別の観点では押出駆動部51)は、可動部材49の一部を含んで構成されている。ただし、シリンダ部材55自体が可動部材49とは別にロッド側室55rの側の端部を塞ぐ部位を有していても構わない。
押出駆動部51は、一般的な押出装置の液圧シリンダとは異なり、ピストン57とピストンロッド59とが固定されていない。すなわち、ピストン57とピストンロッド59とは、軸方向における相対移動が許容されている。また、ピストン57は、ピストンロッド59に対して軸方向の一方側へ相対移動して所定の相対位置に到達すると、ピストンロッド59に対する上記一方側への更なる相対移動が規制される。上記一方側は、押出ピン41を移動型105に対して固定型103の側へ移動させるために作動液が供給されるシリンダ室(図示の例ではロッド側室55r)から残りのシリンダ室(図示の例ではヘッド側室55h)への方向である。以下の説明では、前者のシリンダ室を第1シリンダ室ということがあり、後者のシリンダ室を第2シリンダ室ということがある。
具体的には、例えば、ピストンロッド59は、ピストン57に対して軸方向に挿通されているロッド本体59aと、ロッド本体59aに固定されている係合部59bとを有している。ロッド本体59aは、ピストン57に対して軸方向に摺動可能である。係合部59bは、第2シリンダ室(図示の例ではヘッド側室55h)に位置し、ピストン57に対してヘッド側室55hから第1シリンダ室(図示の例ではロッド側室55r)への方向へ係合可能である。従って、係合部59bが係合していない状態において、ピストン57とピストンロッド59との相対移動が許容される。係合部59bがピストン57に係合することによって、ピストン57のピストンロッド59に対するヘッド側室55hの側への相対移動が規制される。
このような構成により、例えば、ロッド側室55rに作動液を供給してピストン57をヘッド側室55hの側へ移動させたときに、ピストン57によってピストンロッド59をヘッド側室55hの側へ移動させることができる。また、例えば、ピストンロッド59が外部からの駆動力によってヘッド側室55hの側へ移動するときに、ピストン57を停止させたままとすることができる。この停止により、例えば、ピストン57の移動に伴って容積が拡大するロッド側室55rへの作動液の補給を不要とすることができる。
既述の説明から理解されるように、ロッド側室55rは密閉される。密閉性を向上させるために、適宜な位置にOリング等のパッキンが設けられてよい。例えば、ピストン57とシリンダ部材55との間、ピストン57とピストンロッド59との間、及びピストンロッド59と可動部材49との間には、それぞれパッキンが介在してよい。なお、例えば、ピストン57がシリンダ部材55に摺動するというとき、両者の間にパッキンが介在することによって両者は直接に当接していなくてもよい。他の部材についても同様である。
押出駆動部51(液圧シリンダ)は、軸方向を型開閉方向に向けて配置される。シリンダ部材55及びピストンロッド59の一方の部材(図示の例ではピストンロッド59)は、移動ダイプレート17に固定される。他方の部材(図示の例ではシリンダ部材55)は、可動部材49に固定される。従って、ピストンロッド59のシリンダ部材55に対する軸方向の一方側(以下において当該一方側を第1方向と呼称することがある。)への相対移動によって、可動部材49が移動ダイプレート17に対して型閉方向へ相対移動し、ひいては、押出ピン41が移動型105に対して固定型103の側へ相対移動する。
押出駆動部51は、第1シリンダ室(図示の例ではロッド側室55r)から第2シリンダ室(図示の例ではヘッド側室55h)への方向が上記の第1方向となるように構成及び配置される。第1シリンダ室から第2シリンダ室への方向は、既述のように、ピストン57がピストンロッド59(係合部59b)に対して係合する方向である。従って、第1シリンダ室に作動液が供給されると、ピストン57が第2シリンダ室の側へ移動し、ひいては、ピストンロッド59が第1方向に移動する。このようにして、押出ピン41は、押出駆動部51の駆動力によって固定型103の側へ駆動される。
上記のような動作を実現するための押出駆動部51の位置及び向き等は種々可能である。
図示の例では、シリンダ部材55は、可動部材49に対して移動ダイプレート17とは反対側に配置され、可動部材49に対して固定されている。ピストンロッド59は、シリンダ部材55から可動部材49側(別の観点では型閉方向)へ延び出ており、可動部材49を貫通して移動ダイプレート17に固定されている。この構成では、上述の説明で括弧内に示したように、ロッド側室55rに作動液が供給されてピストン57がシリンダ部材55に対してヘッド側室55hの側(第1方向)へ相対移動することによって、可動部材49が移動ダイプレート17に対して型閉方向へ相対移動し、ひいては、押出ピン41が移動型105に対して固定型103の側へ相対移動する。
図示の例以外の押出駆動部51の位置及び向き等として、特に図示しないが、例えば、以下の態様を例示できる。
押出駆動部51の向き(紙面左右方向の向き)を図示の例のままとし、シリンダ部材55を可動部材49に対して移動ダイプレート17側に配置し、シリンダ部材55を可動部材49に固定し、ピストンロッド59を移動ダイプレート17に固定してもよい。この態様では、ロッド側室55rの紙面右側は、可動部材49に代えて、シリンダ部材55自体の部位によって塞がれる(作動液が満たされるシリンダ室の密閉に可動部材49を利用できない他の態様においても同様。)。この態様における第1方向は、図示の例と同じ型開方向(紙面左側)である。すなわち、ピストンロッド59がシリンダ部材55に対して型開方向へ相対移動することによって、押出ピン41が移動型105に対して固定型103の側へ相対移動する。この態様では、実施形態と同様に、ピストン57に対して紙面右側に位置するロッド側室55r(第1シリンダ室)に作動液が供給される。また、ピストンロッド59の係合部59bは、実施形態と同様に、ピストン57に対して紙面左側に位置するヘッド側室55h(第2シリンダ室)に位置する。
押出駆動部51の向き(紙面左右方向の向き)を図示の例とは逆にして、シリンダ部材55を可動部材49に対して移動ダイプレート17側に配置し、シリンダ部材55を移動ダイプレート17に固定し、ピストンロッド59を可動部材49に固定してもよい。この態様では、第1方向は、図示の例とは逆に、型閉方向(紙面右側)である。すなわち、ピストンロッド59がシリンダ部材55に対して型閉方向へ相対移動することによって、押出ピン41が移動型105に対して固定型103の側へ相対移動する。この態様では、ピストン57に対して紙面左側(図示の例とは逆側)に位置するロッド側室55r(第1シリンダ室)に作動液が供給される。また、ピストンロッド59の係合部59bは、ピストン57に対して紙面右側(図示の例とは逆側)に位置するヘッド側室55h(第2シリンダ室)に位置する。
押出駆動部51の向き(紙面左右方向の向き)を図示の例のままとし、シリンダ部材55を可動部材49に対して移動ダイプレート17とは反対側に配置し、シリンダ部材55を、可動部材49に挿通される、又は可動部材49の外側を経由する連結部材によって、移動ダイプレート17に固定し、ピストンロッド59を可動部材49に固定してもよい。この態様では、第1方向は、図示の例とは逆に、型閉方向(紙面右側)である。すなわち、ピストンロッド59がシリンダ部材55に対して型閉方向へ相対移動することによって、押出ピン41が移動型105に対して固定型103の側へ相対移動する。この態様では、ピストン57に対して紙面左側に位置するヘッド側室55h(第1シリンダ室)に作動液が供給される。ロッド側室55r(第2シリンダ室)は、実施形態とは異なり、大気開放されてよい。また、ピストンロッド59の係合部59bは、ピストン57に対して紙面右側に位置するロッド側室55rに位置する。別の観点では、係合部59bは、ピストンロッド59のうち、シリンダ部材55から延び出る側とは反対側の端部ではなく、ピストン57に挿通される部分と、シリンダ部材55から延び出ている部分との間に位置する。
なお、押出駆動部51の配置及び向き等は、上記のとおり、種々可能であるが、以下の説明は、便宜上、図示の例における押出駆動部51の配置及び向き等を前提として行われることがある。
押出駆動部51は、ピストン57のシリンダ部材55に対するロッド側室55rの側への駆動限を規定するストッパ(例えば可動部材49のロッド側室55rを構成する面)、及び/又はピストン57のシリンダ部材55に対するヘッド側室55hの側への駆動限を規定するストッパ(不図示)を有していてもよいし、有していなくてもよい。有している場合において、これらの駆動限は、押出ピン41の前進限又は後退限を規定していてもよいし、規定していなくてもよい。別の観点では、ピストン57は、フルストロークで利用されてもよいし、利用されなくてもよい。
図示の例では、ピストン57がロッド側室55rの側への駆動限に位置するとき、押出ピン41は後退限に位置している。また、本実施形態では、後述の動作の説明から理解されるように、ピストン57とピストンロッド59との相対移動が許容されていることから、押出ピン41の前進限(固定型103の側への駆動限)は、ピストン57の駆動限によっては規定されない。
押出ピン41が前進するときのピストン57の駆動限(図示の例ではヘッド側室55hの側への駆動限)を規定するストッパが設けられ、ひいては、ピストン57のストロークが規定されている場合、当該ストロークは、例えば、押出ピン41のストロークよりも短くされてよい。例えば、前者は、後者に対して、1/2以下、1/5以下又は1/10以下とされてよい。
(型締装置による成形品の押出し)
図3は、移動ダイプレート17及びその周辺の要部構成を示す模式図である。当該模式図は、一部に断面図を含む上面図である。
型締装置7は、既述のように、移動ダイプレート17を型開閉方向に移動させることが可能である。ダイカストマシン1は、型締装置7によって移動ダイプレート17を型開方向へ移動させるとき、押出ピン41の型開方向への移動を規制する。これにより、押出ピン41は、移動ダイプレート17に対して相対的に型閉方向へ移動する。すなわち、押出ピン41は、移動型105に対して固定型103の側へ相対移動する。具体的には、以下のとおりである。
既述のように、押出ピン41は、押出板43及び押出ロッド47を介して可動部材49と連結されている。ダイカストマシン1は、この可動部材49の型開閉方向における移動を規制する規制部61を有している。可動部材49の型開閉方向における移動の規制によって、押出ピン41の型開閉方向における移動が規制される。
規制部61は、例えば、当接部材23aと、連結装置63とを有している。当接部材23aは、移動ダイプレート17の型開方向への移動に伴って可動部材49が所定位置に到達したときに可動部材49に対して型開方向から型閉方向へ当接することによって、可動部材49の型開方向への移動を規制する。連結装置63は、固定的な部材(図示の例ではリンクハウジング23)と上記所定位置にある可動部材49との連結と、当該連結の解除とを行い、連結によって可動部材49の型開方向への移動及び型閉方向への移動の双方を規制する。
当接部材23aは、(少なくとも型開きのときに)移動不可能とされている部材である。図示の例では、当接部材23aは、リンクハウジング23の一部とされている。例えば、リンクハウジング23は、移動ダイプレート17とリンク機構25(図3では図示省略)を挟んで対向しているプレート状の本体部23bと、本体部23bから移動ダイプレート17側へ延びる延在部23cとを有している。そして、当接部材23aは、延在部23cの移動ダイプレート17側の端部に設けられた部位となっている。当接部材23aは、例えば、リンクハウジング23がタイバー19によって固定ダイプレート15と連結されることによって、移動不可能とされる。
延在部23c及び当接部材23aの形状及び寸法等は、適宜に設定されてよい。図示の例では、延在部23cは、例えば、リンク機構25の配置領域の外側に位置している。例えば、延在部23cは、リンク機構25に対して側方に位置してよい。延在部23cは、軸状の部位であってもよいし、板状の部位であってもよい。また、図示の例では、当接部材23aは、上面視(及び/又は側面視)において延在部23cからダイカストマシン1の中心軸側へ延びる形状とされている。その形状は、例えば、概略、可動部材49の外周側の部位と型開閉方向において対向する板状とされてよい。当接部材23aの可動部材49側の面には、衝撃を緩和するための弾性部材が配置されてもよい。
連結装置63は、例えば、(少なくとも型開きのときに)移動不可能とされる部材(図示の例ではリンクハウジング23)及び可動部材49の2つの部材のうち、一方の部材(図示の例ではリンクハウジング23)に支持され、他方の部材(図示の例では可動部材49)に対する連結及びその解除を行う。ここでの連結は、型開閉方向の相対移動の規制を指す。すなわち、連結装置63は、型開閉方向に交差する方向における相対移動の規制は行わなくてよい。相対移動の規制は適宜な方法によって実現されてよく、例えば、係合(図示の例)、摩擦及び/又は吸着(電磁吸着又は真空吸着等)によって実現されてよい。
図示の例では、連結装置63は、係合部材63aと、係合部材63aを駆動するアクチュエータ63bとを有している。係合部材63aは、可動部材49に設けられた被係合部49aに対して型開閉方向に係合する係合位置と、係合が解除される解除位置(図示の位置)との間で移動可能にリンクハウジング23(より詳細には当接部材23a)に支持されている。この支持は、図示の例のように、アクチュエータ63bを介したものであってよい。アクチュエータ63bは、上記係合位置と解除位置との間で係合部材63aを移動させる。
係合部材63a及び被係合部49aの具体的な形状及び寸法等は適宜に設定されてよい。図示の例では、被係合部49aは、可動部材49の側面に形成された凹部とされている。そして、係合部材63aは、凹状の被係合部49aに挿入されることによって被係合部49aに対して型開閉方向に係合する。特に図示しないが、上記とは逆に、凹状の係合部材63aが凸状の被係合部49aを覆うように係合がなされてもよい。
アクチュエータ63bの構成は適宜なものとされてよい。例えば、アクチュエータ63bは、空圧シリンダ、液圧シリンダ又はリニアモータとされてよい。これらのアクチュエータは、係合部材63aを解除位置へ付勢するばねを含んでよい。係合部材63aは、空圧シリンダ又は液圧シリンダのピストンロッドによって構成されるなど、アクチュエータの一部であってもよい。
図示の例においては、可動部材49の型開方向への移動は、当接部材23a及び連結装置63によって規制される。従って、当接部材23aは省略されてもよい。また、逆に、連結装置63は、可動部材49の型閉方向への移動のみを規制する構成とされてもよい。ただし、この場合は、当接部材23aと連結装置63との組み合わせを、型開方向及び型閉方向の双方の移動を規制する連結装置として捉えてよい。
係合を利用する連結装置の構成は、図示の構成以外にも種々可能である。例えば、連結装置は、型開閉方向に直交する回転軸回りの揺動によって、可動部材49に対して型開方向へ係合する係合位置と、当該係合位置から退避するフック状の係合部材を有してもよい。また、例えば、可動部材49に型開方向又は型閉方向に突出する突出部を設け、この突出部の一部に軸回りに延びる溝を設け(小径部を設け)、連結装置は、上記溝に嵌め込まれる(小径部を囲む)概略C字状の係合部材を有してもよい。
押出ピン41(可動部材49)は、移動ダイプレート17が型開方向の駆動限に到達する前に型開方向への移動が規制され、その後の移動ダイプレート17の型開方向への移動によって移動型105に対して相対的に前進する。移動ダイプレート17の型開方向の駆動限は、押出ピン41の前進限を規定してもよいし、規定しなくてもよい。
(中子装置)
図1に戻って、中子装置13の取付位置は、固定型103又は移動型105に対して、上方(図示の例)、下方及び側方のいずれとされてもよい。また、中子109の移動方向は、型開閉方向に見て、上下方向(図示の例)、水平方向、及びこれらの方向に対して傾斜する方向のいずれとされてもよい。ただし、以下の説明は、便宜上、図示の例のように、中子装置13が移動型105の上方に位置し、中子109が上下方向に駆動される態様を前提として行われることがある。
中子装置13は、例えば、取付部65によって固定型103及び移動型105の一方(図示の例では移動型105)に固定されている。取付部65の構成は、公知の構成を含む種々の構成とされてよい。図示の例では、取付部65は、符号は省略するが、移動型105の上面から上方へ延びるロッド状の部材を有している。中子装置13は、そのロッド状の部材の上端に固定されている。
図4~図6は、中子装置13の構成を示す断面図である。なお、これらの図では、中子装置13に作動液を供給する液圧装置67の一部の構成も示されている。これらの図において、紙面上下方向は、図1の紙面上下方向に対応している。図4は、中子109が固定型103と移動型105との間から退避しているときの状態を示している。図5は、中子109が固定型103と移動型105との間に挿入されているときの状態を示している。図6は、中子109を固定型103と移動型105との間から退避させる際の初期の状態を示している。
中子装置13は、取付部65によって移動型105に固定される支持部材69と、支持部材69に対して中子109の移動方向(図示の例では上下方向)に駆動される駆動部材71とを有している。駆動部材71の先端(図示の例では下端)は、中子109と連結される連結部71aとなっている。また、中子装置13は、駆動部材71を駆動するために、電動駆動部73と、液圧駆動部75とを有している。すなわち、中子装置13は、電動式と液圧式とを組み合わせたハイブリッド式の駆動部を有している。電動駆動部73及び/又は液圧駆動部75の駆動力が駆動部材71に伝達され、駆動部材71が支持部材69に対して移動することによって、中子109は、固定型103と移動型105との間に出し入れされる。中子装置13の各部の具体的な構成は、例えば、以下のとおりである。
支持部材69の形状及び寸法等は適宜に設定されてよい。図示の例では、支持部材69は、液圧駆動部75(液圧シリンダ)のシリンダ部材を兼ねるように構成されている。具体的には、支持部材69は、例えば、上下に延びる筒状部69aと、筒状部69aを下方から塞ぐ前端部69bと、筒状部69aを上方から塞ぐ後端部69cとを有している。
筒状部69aの横断面(水平面に平行な断面)の形状は、例えば、円形である。前端部69bは、筒状部69a内に作動液(例えば油)を封入するために筒状部69aの下方を密閉している。前端部69bは、例えば、概略板状の部材とされてよく、また、筒状部69aの外周面よりも径方向外側へ突出するフランジを有してよい。前端部69bのフランジは、取付部65のロッド状の部材の上端が連結される部位とされてよい。後端部69cは、前端部69bとは異なり、筒状部69aの上方側を密閉しなくてよい。後端部69cは、例えば、概略板状の部材とされてよく、また、筒状部69aの外周面よりも径方向外側へ突出するフランジを有してよい。後端部69cのフランジは、電動駆動部73の一部の支持に利用されてよい。
駆動部材71の形状及び寸法等は適宜に設定されてよい。図示の例では、駆動部材71は、液圧駆動部75のピストンロッドを兼ねるように構成されている。従って、駆動部材71の外形(外面の形状)は、支持部材69(シリンダ部材)の前端部69bの開口を摺動可能な概略軸状とされている。また、図示の例では、駆動部材71は、電動駆動部73の一部を収容可能に中空状とされている。駆動部材71の連結部71aの構成は、公知の構成を含む種々の構成とされてよい。例えば、連結部71aは、先端にフランジを有する形状であり、カップリングを介して中子109と連結される。
駆動部材71のストローク(別の観点では前進限及び後退限)は、適宜に設定されてよい。例えば、前進限は、駆動部材71の係合部71b(後述)がピストン81(後述)に後方(図示の例では上方)から係合するとともに、ピストン81が前進限に到達することによって規定されてよい。また、例えば、特に図示しないが、後退限は、駆動部材71に設けられた係合部が支持部材69に設けられたストッパに対して前方から後方へ係合することによって規定されてよい。また、前進限及び/又は後退限は、後述するねじ軸79aのねじ溝が切られている範囲の前端及び後端(後述するナット79bの移動可能な範囲の前端及び後端)によって規定されてもよい。
(中子装置の電動駆動部)
電動駆動部73は、例えば、回転式の中子電動機76と、中子電動機76の回転を伝達する伝達機構77と、伝達機構77からの回転運動を直線運動に変換する変換機構79とを有している。そして、変換機構79の直線運動が駆動部材71に伝達されることによって、駆動部材71が駆動される。
中子電動機76の構成については、矛盾等が生じない限り、既述の型締電動機27の構成についての説明が援用されてよい。もちろん、両者は役割が異なるから、具体的な構成及び性能は、両者で異なっている。中子電動機76の配置及び向きは適宜に設定されてよい。図示の例では、中子電動機76は、出力軸が駆動部材71の後端側(連結部71aとは反対側、図示の例では上方)を向くように変換機構79に並列に配置されている。これにより、例えば、電動駆動部73の短小化が図られる。
伝達機構77は、例えば、プーリ・ベルト機構によって構成されている。具体的には、伝達機構77は、中子電動機76の出力軸に固定されている第1プーリ77aと、変換機構79のねじ軸79a(後述)に固定されている第2プーリ77bと、これらのプーリに掛け渡されているベルト77cとを有している。従って、中子電動機76が回転されると、その回転は、第1プーリ77a、ベルト77c及び第2プーリ77bを順に経由して変換機構79に入力される。伝達機構77は、変速を行ってもよいし、変速を行わなくてもよい。図示の例では、第2プーリ77bの径が第1プーリ77aの径よりも大きく、伝達機構77は、増速を行う。
なお、伝達機構77は、他の巻掛け伝動機構(例えばスプロケット・チェーン機構)とされてもよいし、巻掛け伝動機構以外の機構(例えば歯車機構)とされてもよい。伝達機構は、傘歯車を含む歯車機構のように、回転の向きを変化させるものであってもよい。また、伝達機構77が設けられず、直接的に中子電動機76の回転が変換機構79に入力されてもよい。例えば、中子電動機76の出力軸がねじ軸79aに同軸に連結されてもよい。
中子装置13の変換機構79の構成については、矛盾等が生じない限り、型締装置7の変換機構31の構成についての説明が援用されてよい。このとき、ねじ軸33の語は、ねじ軸79aの語に置換し、ナット29の語はナット79bに置換する。もちろん、変換機構79及び変換機構31は、役割が互いに異なるから、両者の具体的な構成及び性能は異なっている
図示の例では、変換機構79は、軸方向が中子109の移動方向(上下方向)に平行になるように配置されている。ナット79bは、駆動部材71に連結されている。また、ナット79bは、駆動部材71がスプライン溝等によって軸回りの回転が規制されていることによって軸回りの回転が規制されている。ねじ軸79aは、支持部材69に設けられた軸受によって、軸方向に移動不可能に且つ軸回りに回転可能に支持されており、既述のように中子電動機76の回転が入力される。従って、中子電動機76が回転されると、ナット79bが上下方向に移動し、ひいては、中子109が固定型103と移動型105との間に出し入れされる。
ナット79b及びねじ軸79aの具体的な配置位置は適宜に設定されてよい。図示の例では、変換機構79は、基本的に支持部材69の内部に収容されている。ねじ軸79aは、後端側部分が支持部材69の後端部69cに軸受を介して支持されている。ナット79bは、中空状の駆動部材71の後端に対して軸心同士が一致するように固定されている。駆動部材71は、ナット79bの移動によって、ねじ軸79aの少なくとも一部(例えばねじ溝が切られている部分の軸方向の長さの8割以上)を収容する位置(図4)と、ねじ軸79aを収容する長さを減じた位置(図6)との間で移動可能である。換言すれば、駆動部材71は、変換機構79に対して同心状に設けられている。このような配置によって、例えば、中子装置13の小型化が図られている。
ナット79bのストローク(別の観点では前進限又は後退限)は、変換機構79単体では、例えば、ねじ軸79aにおけるねじ溝が切られている範囲の長さによって規定される。ただし、駆動部材71のストロークがストッパ等によって規定されることによって、駆動部材71に固定されているナット79bの前進限及び/後退限が規定されてもよい。
特に図示しないが、ナット79bが回転してねじ軸79aが軸方向に駆動されても構わない。駆動部材71は、変換機構79に対して、同心状ではなく、同軸状に設けられても構わない。ねじ機構に代えて、他の変換機構(例えばラックアンドピニオン機構)が設けられてもよい。
(中子装置の液圧駆動部)
液圧駆動部75は、例えば、液圧シリンダによって構成されている。なお、実施形態の説明では、液圧駆動部75は、この中子用の液圧シリンダ(中子シリンダ)を指す用語として用いることがある。液圧駆動部75は、具体的には、例えば、シリンダ部材としての支持部材69と、支持部材69内をその軸方向に摺動可能なピストン81とを有している。ピストン81は、支持部材69の内部を駆動部材71の先端側(図示の例では下方)の前側室69dと、その反対側の後側室69eとに区画している。前側室69dに作動液を供給することによって、ピストン81を後側室69eの側へ移動させることができる。後側室69eは、一般的な液圧シリンダとは異なり、大気開放されている。すなわち、後側室69eは、ピストン81を前側室69dの側へ移動させることに利用されない。ただし、液圧駆動部75は、一般的な液圧シリンダと同様に、作動液によってピストン81を前側室69dの側へ駆動可能に構成されても構わない。
駆動部材71は、ピストン81に対して軸方向へ摺動可能に挿通されている。また、駆動部材71は、ピストン81に対して後側室69eから前側室69dへの方向へ係合する係合部71bを有している。
従って、例えば、係合部71bがピストン81に係合していない状態では、ピストン81を停止させたまま、駆動部材71を移動させることができる。また、例えば、係合部71bがピストン81に係合している状態で、ピストン81を後側室69eの側へ駆動することによって、駆動部材71を後方(図示の例では上方)へ移動させることができる。また、例えば、係合部71bがピストン81に係合している状態で、電動駆動部73によって駆動部材71を前方(図示の例では下方)へ移動させることによって、ピストン81を前側室69dの側へ移動させることができる。
ピストン81のストロークSt1(図5)は、支持部材69の内部に適宜な形状のストッパが形成されることによって規定されている。図示の例では、ピストン81の前進限(下方側の駆動限)は、図5に示すように、ストッパとしての前端部69bによって規定されている。ピストン81の後退限(上方側の駆動源)は、図4及び図6に示すように、支持部材69の内径が縮径されることによって構成されたストッパ(符号省略)によって規定されている。
ピストン81のストロークSt1は、例えば、駆動部材71のストローク(別の観点では電動駆動部73のストローク)のうちの連結部71a側の一部のみとされている。例えば、前者の長さは、後者の長さの1/2以下、1/5以下又は1/10以下とされてよい。なお、図示の例とは異なり、ストロークSt1は、駆動部材71のストローク又は電動駆動部73のストロークと一致していてもよい。
液圧駆動部75に作動液を供給する液圧装置67は、例えば、作動液を送出する液圧源83と、作動液を貯留するタンク85と、これらの要素と前側室69dとの間の作動液の流れを制御する中子用バルブ87とを有している。
液圧源83は、例えば、ポンプであり、詳細は後述する。中子用バルブ87は、例えば、液圧源83から前側室69dへの作動液の流れの許容及び禁止と、前側室69dからタンク85への作動液の流れの許容及び禁止とを行う。中子用バルブ87の具体的な構成は、公知の構成を含む種々の構成とされてよく、2以上のバルブから構成されていても構わない。図示の例では、中子用バルブ87は、3ポート2位置の切換弁によって構成されており、液圧源83及びタンク85の一方を選択的に前側室69dに接続する。その駆動方式は、例えば、ソレノイドによってばねの力に抗して弁体を移動させるものである。中子用バルブ87は、流量を制御する機能を有していてもよい。また、中子用バルブ87は、前側室69dを液圧源83及びタンク85の双方から遮断可能であってもよい(後述の押出用バルブ91を参照。)。
(中子装置の動作)
中子装置13の動作は、例えば、以下のとおりである。
型閉じ開始前において、駆動部材71(別の観点ではナット79b)は、例えば、図4に示すように、後退限(図示の例では上方の駆動限)に位置している。これにより、中子109は、固定型103と移動型105との間から退避している。ピストン81は、後退限に位置する駆動部材71の位置決めに関与していないから、適宜な位置にあってよい。別の観点では、前側室69dは、液圧源83及びタンク85のいずれに接続されていてもよい。図示の例では、ピストン81は、後退限に位置している。また、前側室69dは、タンク85に接続されている。
型閉じ完了前(例えば、型閉じ開始前、又は型閉じ中)において、制御装置5は、図5に示すように、中子電動機76を駆動して、駆動部材71を前進限まで移動させる。これにより、中子109は、固定型103と移動型105との間に配置される。また、駆動部材71の前進限への移動の途中においては、駆動部材71の係合部71bがピストン81に後方から係合する。これにより、中子電動機76の駆動力がピストン81に付与され、ピストン81も前進限まで移動する。この際、前側室69dの作動液は、中子用バルブ87を介してタンク85に排出される。なお、駆動部材71の位置を検出するセンサの検出値に基づいて駆動部材71を所望の位置に停止させ、駆動部材71を前進限まで移動させないようにしても構わない。
既述のように、型締め及び射出が完了し、キャビティ107内の成形材料が凝固すると、型開きが行われ、その後、押出しが行われる。型開き開始後(例えば型開き中、又は型開き完了後)、かつ押出し前において、制御装置5は、中子109が固定型103と移動型105との間から退避するように電動駆動部73及び液圧駆動部75を制御する。
具体的には、まず、制御装置5は、液圧源83から前側室69dへ作動液を供給するように中子用バルブ87(及び/又は液圧源83)を制御する。これにより、ピストン81が後側室69e側へ移動する。駆動部材71は、ピストン81に対して後方から係合しているから、ピストン81の後側室69eへの移動に伴って後方(図示の例では上方)へ移動する。ひいては、中子109が固定型103と移動型105との間から退避する方向へ移動を開始し、成形品から離れる。
上記のように液圧駆動部75によってピストン81を駆動するとき、電動駆動部73(中子電動機76)は、例えば、液圧駆動部75とともに駆動部材71を後方へ移動させる駆動力を生じてよい。この場合、液圧駆動部75が駆動部材71に付与する駆動力と、電動駆動部73が駆動部材71に付与する駆動力とは、いずれが大きくてもよく、その差も適宜に設定されてよい。例えば、前者は、後者に対して、2倍以上、1倍以上、1/2以上又は1/2未満とされてよい。また、電動駆動部73は、駆動部材71に後方への駆動力を殆ど付与しないように、かつ電動駆動部73の慣性力及び摩擦抵抗等が液圧駆動部75による駆動部材71の駆動の妨げにならないように、適宜な速度でナット79bを移動させてもよい。また、変換機構79の構成によっては、中子電動機76は、トルクフリーの状態とされてもよい。
ピストン81が後退限まで移動すると、制御装置5は、電動駆動部73によって駆動部材71に後方(図示の例では上方)への駆動力を付与する制御を継続し、又は開始し、駆動部材71を後退限まで移動させる。これにより、中子109は、後退を継続し、固定型103と移動型105との間から退避する。なお、液圧駆動部75から駆動部材71に駆動力を付与しているときにも電動駆動部73によって駆動部材71に駆動力を付与する場合、電動駆動部73の制御は、ピストン81が後退限に到達する前と後とで、同じであってもよいし、変化してもよい。
上記のように、中子装置13は、ハイブリッド式であることから、例えば、中子109を成形品から離すときに大きな力を中子109に付与することが容易化される。これは、例えば、中子109を成形品から離すときに利用される液圧駆動部75は、電動駆動部73に比較して大きな力を得ることが容易であること、及び/又は中子109を成形品から離すときに液圧駆動部75と電動駆動部73とを協働させることができることによる。その一方で、中子109が成形品から離れた後は、液圧駆動部75及び電動駆動部73の一方(例えば電動駆動部73)のみを利用することによって、消費エネルギーを節約することができる。
また、中子装置13において、ピストン81のストロークは、電動駆動部73による駆動部材71の先端側(連結部71a側)のストロークの一部のみとされている。これにより、例えば、中子109を成形品から離すときに液圧駆動部75を利用して大きな駆動力を得ることができる。その一方で、前側室69dに供給する作動液の量を少なくすることができる。ひいては、液圧装置67を小型化することができる。
(液圧装置)
図7(a)は、押出装置11(より詳細には押出駆動部51のロッド側室55r)に作動液を供給する液圧装置67の構成の一例を示す回路図である。
液圧装置67は、作動液を送出する液圧源としてのポンプ89と、作動液を貯留するタンク85とを有している。図示の例では、ポンプ89及びタンク85は、押出装置11及び中子装置13に共用されている。液圧装置67は、既述の中子用バルブ87を有している。また、液圧装置67は、ポンプ89及びタンク85と押出装置11との間の作動液の流れを制御する押出用バルブ91を有している。
ポンプ89は、ロータの回転により作動液を吐出するロータリポンプであってもよいし、ピストンの往復により作動液を吐出するプランジャポンプであってもよい。ポンプ89は、ロータやピストンの1周期の運動における吐出量が固定された定容量ポンプによって構成されていてもよいし、当該吐出量が可変とされた可変容量ポンプによって構成されていてもよい。また、ポンプ89は、1方向に作動液を吐出できれば十分であるが、双方向(2方向)ポンプと構造が同一であってもよい。
ポンプ89は、例えば、回転式のポンプ電動機93によって駆動される。このポンプ電動機93は、直流モータでも交流モータでもよいし、誘導モータでも同期モータでもよい。ポンプ電動機93は、オープンループにおいて設けられた定速電動機として機能するものであってもよいし、クローズドループにおいて設けられたサーボモータとして機能するものであってもよい。ポンプ電動機93(ポンプ89)は、例えば、必要なとき(例えばロッド側室55r又は前側室69dに作動液を供給するとき)のみ駆動される。これにより、消費エネルギーが低減される。ただし、ポンプ電動機93は、常時駆動されても構わない。
タンク85は、例えば、開放タンクである。すなわち、タンク85は、大気圧下で作動液を保持している。従って、例えば、ロッド側室55r又は前側室69dがタンク85に接続されると、これらのシリンダ室の圧力は、大気圧又はこれに近い圧力まで低下する。
押出用バルブ91は、例えば、液圧源83(ここではポンプ89)からロッド側室55rへの作動液の流れの許容及び禁止と、ロッド側室55rからタンク85への作動液の流れの許容及び禁止とを行う。押出用バルブ91の具体的な構成は、公知の構成を含む種々の構成とされてよく、2以上のバルブから構成されていても構わない。図示の例では、押出用バルブ91は、3ポート3位置の切換弁によって構成されており、ロッド側室55rを液圧源83又はタンク85に接続する2つの位置と、ロッド側室55rを液圧源83及びタンク85の双方から遮断する1つの位置との間で切り換えられる。その駆動方式は、例えば、ソレノイドによってばねの力に抗して弁体を移動させるものである。押出用バルブ91は、流量を制御する機能を有していてもよい。押出用バルブ91は、中子用バルブ87のように2位置で切り換えられるものであってもよい。
図2に示すように、液圧装置67は、その全体が移動ダイプレート17に搭載(支持)されてよい。図2では、液圧装置67は、ユニット67aと、ユニット67aとロッド側室55rとを接続する流路67bとが模式的に示されている。
ユニット67aは、例えば、液圧装置67の流路以外の全ての構成要素を含んでいる。当該構成要素は、例えば、既述のように、ポンプ89、ポンプ電動機93、タンク85、押出用バルブ91及び中子用バルブ87である。これらの構成要素は、例えば、1カ所に纏められてユニット化され、ユニット67aを構成している。ただし、これらの構成要素は、ユニット化されずに、移動ダイプレート17に対して適宜に分散して配置されていてもよい。
ユニット67a(又は分散配置される上記構成要素。本段落において同様。)の配置位置は、適宜に設定されてよい。図示の例では、ユニット67aは、移動ダイプレート17の背面のうち下方に配置されている。ただし、ユニット67aは、移動ダイプレート17の背面のうち、側方又は上方に位置してもよいし、移動ダイプレート17の上面又は側面に位置してもよい。ユニット67aの移動ダイプレート17に対する固定方法は、ねじ等を利用するものなど、適宜な方法とされてよい。
流路67bは、押出用バルブ91と押出駆動部51のロッド側室55rとを接続している。本実施形態のように押出駆動部51のうちシリンダ部材55が可動部材49に固定されている態様では、ロッド側室55rと移動ダイプレート17とは相対移動するから、流路67bは、例えば、少なくとも一部が可撓性の部材(例えばホース)によって構成される。
なお、本実施形態とは異なり、シリンダ部材55と移動ダイプレート17とが固定されている態様においては、流路67bは、剛体とみなせる部材(例えばパイプ及びブロック)によって構成されてよい。また、図示の例とは異なり、ユニット67aを可動部材49に搭載して、可動部材49に固定されているシリンダ部材55とユニット67aとを接続する流路67bを剛体とみなせる部材によって構成してもよい。
図2での図示は省略するが、ユニット67a(中子用バルブ87)と液圧駆動部75の前側室69dとを接続する流路67c(図7(a))も設けられている。液圧駆動部75は、移動ダイプレート17に(移動型105を介して)支持されているから、移動ダイプレート17に支持されているユニット67aと、液圧駆動部75とを接続する流路67cは、剛体とみなせる部材によって構成されてもよいし、可撓性を有する部材によって構成されてもよい。
(液圧装置の変形例)
図7(b)は、変形例に係る液圧装置67Aの構成を示す回路図である。なお、ここでは、基本的に、液圧装置67との相違点についてのみ述べる。特に言及が無い事項については、液圧装置67と同様とされたり、液圧装置67から類推されたりしてよい。
液圧装置67Aは、液圧源83がアキュムレータ95とされている。ポンプ89は、例えば、アキュムレータ95の充填に利用される。アキュムレータ95は、重量式、ばね式、気体圧式(空気圧式含む)、シリンダ式、プラダ式などの適宜な形式のアキュムレータにより構成されてよい。例えば、アキュムレータ95は、気体圧式、シリンダ式又はプラダ式のアキュムレータであり、アキュムレータ95内に保持されている気体(例えば空気若しくは窒素)が圧縮されることにより蓄圧される。
ポンプ89とアキュムレータ95との間には、アキュムレータ95からポンプ89へ作動液が逆流する蓋然性を低減するためのバルブ97が設けられてよい。バルブ97の構成は適宜なものとされてよい。図示の例では、バルブ97は、ポンプ89からアキュムレータ95への作動液の流れを許容し、その反対方向の流れを禁止するチェック弁とされている。
(センサ等)
特に図示しないが、ダイカストマシン1は、制御装置5がマシン本体3の動作を制御可能に、種々のセンサを有してよい。そして、制御装置5は、種々のセンサの検出値に基づいて、型締装置7、射出装置9、押出装置11及び中子装置13等を制御してよい。
上記のようなセンサの例を挙げる。例えば、移動ダイプレート17のベース14に対する位置を検出する位置センサ、及び可動部材49の移動ダイプレート17に対する位置(別の観点では押出ピン41の移動型105に対する位置)を検出する位置センサが設けられてよい。位置センサの具体的な態様としては、例えば、リニアエンコーダ又はレーザ測長器が挙げられる。駆動対象(移動ダイプレート17又は可動部材49)の位置を検出する位置センサに加えて、又は代えて、駆動源におけるセンサが設けられてよい。そのようなセンサとしては、例えば、型締電動機27の回転を検出するセンサ(例えば、エンコーダ又はレゾルバ)、及びピストンロッド59のシリンダ部材55に対する位置を検出する位置センサが挙げられる。また、駆動源が生じる駆動力を検出可能なセンサが設けられてよい。そのようなセンサとしては、例えば、型締電動機27のトルクを検出するセンサ、及び液圧シリンダのシリンダ室の圧力を検出するセンサが挙げられる。
(成形品の押出し)
図8(a)~図10は、押出装置11及び型締装置7による成形品の押出しの動作を説明するための模式図である。これらの図は、図3を更に模式的にし、かつ図3では不図示の固定型103及び固定ダイプレート15を図示した図となっている。押出しの動作は、図8(a)から順に図10へ進む。
図8(a)は、型締めされている金型101内の成形材料が凝固して成形品111が形成されている状態を示している。
この状態では、移動ダイプレート17は、移動型105が固定型103に当接する型閉位置に位置している。可動部材49は、リンクハウジング23の当接部材23aから型閉方向へ離れている。押出ピン41の移動型105に対する相対位置は、初期位置とされている。初期位置は、例えば、既述のように、押出ピン41の先端がキャビティ107の内面に一致する位置、及び/又は押出ピン41の移動型105に対する後退限とされてよい。ピストンロッド59のシリンダ部材55に対する相対位置は、押出ピン41の初期位置に対応する位置とされている。例えば、当該相対位置は、ロッド側室55rの側の駆動限に位置しているピストン57に対してピストンロッド59がヘッド側室55hの側から係合する位置である。
また、この状態では、制御装置5は、移動ダイプレート17に型閉方向へ駆動力が付与されるように型締駆動部21(型締電動機27)を制御している。制御装置5は、例えば、液圧装置67から押出駆動部51への作動液の供給を停止している。より詳細には、例えば、制御装置5は、ポンプ電動機93を停止している、及び/又は押出用バルブ91によってロッド側室55rへの作動液の供給を禁止している(ロッド側室55rをタンク85に接続している、又はロッド側室55rを液圧源83及びタンク85の双方から遮断している。)。同様に、制御装置5は、例えば、液圧装置67から中子装置13への作動液の供給も停止している。より詳細には、例えば、制御装置5は、ポンプ電動機93を停止している、及び/又は中子用バルブ87によってロッド側室55rへの作動液の供給を禁止している。
次に、図8(b)に示すように、型開きが行われる。
具体的には、制御装置5は、型締めのときとは逆方向に型締電動機27を回転させる。これにより、移動ダイプレート17が型開方向へ移動し、移動ダイプレート17に保持されている移動型105が固定型103から離れる。成形品111は、移動型105と共に型開方向へ移動し、固定型103から離れる。このとき、射出装置9は、プランジャ37によって成形品を移動型105の側へ押し出してもよい。
移動ダイプレート17の型開方向への移動に伴って、可動部材49及び押出駆動部51も型開方向へ移動する。より詳細には、例えば、可動部材49は、移動ダイプレート17から、移動型105、成形品111、押出ピン41、押出板43及び押出ロッド47を介して型開方向への駆動力を受ける。シリンダ部材55及びピストン57は、例えば、移動ダイプレート17から可動部材49を介して型開方向への駆動力を受ける。ピストンロッド59は、移動ダイプレート17から直接に型開方向への駆動力を受ける。なお、ロッド側室55rは、例えば、ピストン57とシリンダ部材55とが相対移動する蓋然性を低減するために、押出用バルブ91によって液圧源83及びタンク85の双方と遮断されていてよい。
その後、制御装置5は、例えば、移動ダイプレート17の位置を検出する位置センサ(不図示)、又は型締電動機27の回転を検出するセンサ(不図示)の検出値に基づいて、移動ダイプレート17が所定の位置に到達したと判定すると、型締電動機27を停止させ、ひいては、移動ダイプレート17を停止させる。このとき、固定型103と移動型105との間には、押出装置11による成形品111の押出しが可能なスペースが確保されている。この停止位置は、可動部材49がリンクハウジング23の当接部材23aに当接する位置であってもよいし(図示の例)、それよりも型閉方向(紙面右側)の位置であってもよい。
制御装置5は、移動ダイプレート17が型開方向へ移動しているとき、又は上記のように停止した後において、中子109を成形品111から引き抜くように中子装置13を制御する。この制御については、既に述べたとおりである。
次に、図9(a)に示すように、押出装置11による成形品111の押出しが行われる。
具体的には、制御装置5は、液圧源83からロッド側室55rへ作動液が供給されるように液圧装置67を制御する。この作動液の供給の開始は、ポンプ電動機93の駆動の開始によってなされてもよいし、及び/又は押出用バルブ91のロッド側室55rを液圧源83に接続する動作によってなされてもよい。
ロッド側室55rへの作動液の供給によって、ピストン57がシリンダ部材55に対して型開方向へ相対移動し、ひいては、ピストン57に係合しているピストンロッド59がシリンダ部材55に対して型開方向へ相対移動する。この相対移動によって、可動部材49が移動ダイプレート17に対して型閉方向へ相対移動し、ひいては、押出ピン41が移動型105に対して固定型103の側へ相対移動する。そして、移動型105に密着していた成形品111は、押出ピン41によって押されて移動型105から離れる(離型する)。
ロッド側室55rへ作動液を供給するとき、制御装置5は、例えば、押出ピン41が成形品に付与する力を検出する不図示の力センサの検出値に基づいて液圧装置67(例えばポンプ電動機93又は流量制御弁)を制御する圧力制御を行ってもよいし、並びに/又は押出ピン41の移動型105に対する位置を検出する不図示の位置センサの検出値に基づいて液圧装置67(例えばポンプ電動機93又は流量制御弁)を制御する位置制御及び/若しくは速度制御を行ってもよい。
制御装置5は、所定の条件が満たされると、ロッド側室55rへの作動液の供給を停止するように液圧装置67を制御し、押出駆動部51による押出ピン41の駆動を終了する。この作動液の供給の停止は、ポンプ電動機93の停止によってなされてもよいし、及び/又は押出用バルブ91の動作によってなされてもよい。ここでの押出用バルブ91の動作は、例えば、ロッド側室55rを液圧源83及びタンク85の双方から遮断する動作、又はロッド側室55rをタンク85に接続する動作である。また、上記の液圧装置67の制御と同時又は先んじて、ピストン57は、シリンダ部材55に設けられた不図示のストッパに当接して停止してよい。
押出駆動部51による押出ピン41の駆動を終了するときの上記所定の条件は、例えば、不図示の位置センサによって検出される押出ピン41(別の観点では成形品111)の移動量が所定の距離d1に達したこと、又は不図示の力センサによって検出される押出ピン41に付与される力が所定の閾値を下回ったこととされてよい。なお、後者の条件で停止した結果、距離d1の移動量が得られてもよい。
図9(a)では、図8(b)との比較において、可動部材49の位置が維持され、移動ダイプレート17が型開方向へ移動している。通常は、可動部材49の質量は移動ダイプレート17の質量よりも小さいので、図示とは逆に、移動ダイプレート17の位置が維持され、可動部材49が型閉方向へ移動してよい。
ただし、図示の例のように可動部材49の位置が維持されるように、型締装置7によって移動ダイプレート17を型開方向へ移動させてもよい。このとき、可動部材49の型開方向への移動は、リンクハウジング23の当接部材23aによって規制されてよい。そして、押出ピン41は、押出駆動部51の駆動力に加えて、型締装置7の駆動力が付与されてよい。又は、移動ダイプレート17の速度がピストン57の速度以下とされることによって、型締装置7の駆動力が押出ピン41に付与されないようにしてもよい。
上記の説明では、移動ダイプレート17を停止させた後、押出装置11によって押出ピン41を駆動している。ただし、移動ダイプレート17を型開方向へ移動させているとき(別の観点では移動ダイプレート17が図8(b)の位置に到達する前)に押出装置11によって押出ピン41を駆動してもよい。
次に、図9(b)に示すように、型締装置7による成形品111の押出しが行われる。
具体的には、制御装置5は、矢印y1で模式的に示すように、リンクハウジング23と可動部材49とを連結するように連結装置63を制御する。ただし、この段階では、連結装置63による連結が行われず、可動部材49の型開方向への移動がリンクハウジング23の当接部材23aによって規制されるだけでもよい。
そして、制御装置5は、移動ダイプレート17を上述した停止位置よりも更に型開方向へ移動させるように型締駆動部21(型締電動機27)を制御する。これにより、可動部材49が移動ダイプレート17に対して型閉方向へ相対移動し、ひいては、押出ピン41が移動型105に対して固定型103の側へ相対移動する。そして、移動型105に対して上述した距離d1で離れていた成形品111は、さらに距離d2を移動して移動型105から離れる。このとき、制御装置5は、例えば、不図示の位置センサによって検出される押出ピン41の移動型105に対する位置に基づいて型締駆動部21を制御する位置制御及び/又は速度制御を行ってよい。
ピストンロッド59は、移動ダイプレート17に固定され、シリンダ部材55は、可動部材49に固定されている。従って、上記のように可動部材49の型開方向への移動が規制された状態で、移動ダイプレート17が型開方向へ移動すると、ピストンロッド59は、シリンダ部材55に対して型開方向へ相対移動する。ここで、既述のように、ピストンロッド59は、ピストン57に対する型開方向への相対移動が許容されている。従って、ピストン57は、シリンダ部材55に対して相対移動せずに留まることができる。別の観点では、液圧装置67は、ロッド側室55rへの作動液の供給を停止した状態を維持できる。
その後、所定の条件が満たされると、制御装置5は、移動ダイプレート17の移動を停止するように型締駆動部21を制御する。すなわち、制御装置5は、型締電動機27の駆動を停止する。所定の条件は、例えば、不図示の位置センサによって検出される押出ピン41(成形品111)の移動量が距離d1+d2に到達したこととされてよい。別の観点では、移動ダイプレート17が所定の位置に到達したこととされてよい。なお、当該所定の位置は、移動ダイプレート17の型開方向の駆動限であってもよいし、駆動源よりも手前の位置であってもよい。
距離d1及び距離d2は、適宜に設定されてよい。例えば、距離d1の移動は、移動型105に密着している成形品111を移動型105から離すことを主たる目的とされてよい。この場合、距離d1は、極力短くされてよい。例えば、距離d1は、5mm以下とされてよい。一方で、距離d2の移動は、成形品111の移動型105からの距離を確保することを主たる目的とされてよい。距離が確保されることによって、例えば、不図示の装置による成形品111の取り出しが容易化される。距離d1は、例えば、距離d2よりも短くされてよく、距離d2の1/2以下、1/5以下又は1/10以下とされてよい。
次に、図10に示すように、押出ピン41(別の観点では移動ダイプレート17)の初期位置への復帰が行われる。換言すれば、次のサイクルの準備が行われる。
具体的には、制御装置5は、連結装置63によって可動部材49の型閉方向への移動を規制した状態で、移動ダイプレート17を型閉方向へ移動させるように連結装置63及び型締駆動部21を制御する。これにより、可動部材49が移動ダイプレート17に対して型開方向へ相対移動する。ひいては、可動部材49に固定されている押出ピン41が移動ダイプレート17に固定されている移動型105に対して固定型103とは反対側に相対移動する。その結果、押出ピン41が初期位置へ復帰する。なお、連結装置63による連結は、移動ダイプレート17が連結可能な位置に到達した以後(図8(b)以後)、かつ押出ピン41の復帰を開始するまでの間の適宜な時期に行われてよい。
シリンダ部材55は、可動部材49に固定されており、ピストンロッド59は、移動ダイプレート17に固定されている。従って、可動部材49の移動ダイプレート17に対する型開方向への相対移動に伴って、ピストンロッド59は、シリンダ部材55に対して型閉方向へ相対移動する。その過程において、ピストンロッド59の係合部59bがピストン57に係合する。そして、ピストン57は、ピストンロッド59とともにシリンダ部材55に対して型閉方向へ相対移動する。その後、ピストンロッド59及びピストン57は、押出ピン41の初期位置に対応する位置(図8(a)参照)へ到達する。
ピストン57がシリンダ部材55に対して型閉方向へ相対移動するとき、容積が縮小されるロッド側室55rから排出される作動液は、例えば、タンク85に排出される。液圧源83がアキュムレータ95である場合、ロッド側室55rから排出される少なくとも一部の作動液がアキュムレータ95に充填されてもよい。
制御装置5は、例えば、押出ピン41の移動型105に対する相対位置(別の観点では可動部材49の移動ダイプレート17に対する相対位置)を検出する不図示の位置センサ、及び/又は移動ダイプレート17のベース14に対する位置を検出する不図示の位置センサによって、押出ピン41(別の観点では移動ダイプレート17)の初期位置への復帰を検知する。そして、制御装置5は、初期位置への復帰を検知すると、型締電動機27を停止させ、また、矢印y2によって示すように、リンクハウジング23と可動部材49との連結を解除するように連結装置63を制御する。
以上のとおり、本実施形態に係る成形機(ダイカストマシン1)は、固定ダイプレート15と、移動ダイプレート17と、型開閉駆動部(型締駆動部21)と、可動部材49と、押出駆動部51と、規制部61とを有している。固定ダイプレート15は、固定型103を保持する。移動ダイプレート17は、移動型105を保持し、型開閉方向に移動可能である。型締駆動部21は、移動ダイプレート17を型開閉方向に駆動する。可動部材49は、移動型105に対して型開閉方向に挿入されている押出ピン41に連結され、移動ダイプレート17に対して型開閉方向に相対移動可能である。押出駆動部51は、移動ダイプレート17に支持されており、移動ダイプレート17に対して可動部材49を型閉方向に駆動する。規制部61は、移動ダイプレート17の型開方向への移動に伴って所定位置(当接部材23aに当接する位置)に到達した可動部材49の型開方向への移動を規制し、これにより、移動ダイプレート17の型開方向への更なる移動に伴って可動部材49を移動型105に対して型閉方向に相対移動させる。
従って、押出駆動部51及び型締駆動部21の双方によって押出ピン41を駆動する新たなダイカストマシン1が提供され、技術の豊富化が図られる。このようなダイカストマシン1では、型締駆動部21によって押出しがなされることから、押出駆動部51のみによって押出を行う態様に比較して、押出駆動部51の負担を軽減できる。ひいては、例えば、押出駆動部51を小型化したり、押出駆動部51が液圧式のものである場合において作動液の量を低減したりすることができる。一方で、押出駆動部51の長所を生かすことができる。当該長所としては、例えば、押出駆動部51は、型締駆動部21とは異なり、移動ダイプレート17を移動させる必要は無く、駆動力を直接的に押出ピン41に付与できることが挙げられる。
型開閉駆動部(型締駆動部21)は、型開閉駆動源(型締電動機27)と、リンクハウジング23と、リンク機構25とを有してよい。リンク機構25は、リンクハウジング23と、移動ダイプレート17とに連結され、型締電動機27の駆動力を移動ダイプレート17に伝達してよい。
すなわち、型締装置7は、トグル式のものとされてよい。この場合、既述のように、型締装置7は、移動ダイプレート17が型閉位置(図8(a))及びその付近に位置するときは大きな駆動力を移動ダイプレート17に付与できる一方で、移動ダイプレート17が型開位置(図9(b))及びその付近に位置するときは移動ダイプレート17に付与する駆動力が小さくなる。その結果、例えば、移動型105に密着している成形品111を移動型105から離す力(成形品111を離型させる力)を得ることが困難になる。しかし、本実施形態では、型締電動機27の駆動力に代えて、又は加えて、押出駆動部51の駆動力を押出ピン41に付与することができる。その結果、成形品111を離型させる力を得ることが容易化される。すなわち、押出しに型締駆動部21と押出駆動部51とを併用している有用性が高くなる。
上記の型開閉駆動源は、移動ダイプレート17に伝達される駆動力を生じる型開閉電動機(型締電動機27)を有してよい。
換言すれば、型締装置7は、電動式のものとされてよい。この場合、例えば、消費エネルギーの低減、及びダイカストマシン1に利用される作動液の低減等に有利である。特に、本実施形態のように、押出駆動部51が液圧シリンダである場合においては、型締装置7によって押出駆動部51の負担を低減することよって消費エネルギーを低減できる。また、例えば、押出ピン41の移動型105に対する型開方向への移動、及び押出駆動部51のピストン57のロッド側室55rの側への移動を型締装置7によって行うことによって、ヘッド側室55hを大気開放して作動液を低減することができる。
押出駆動部51は、可動部材49に伝達される駆動力を生じる液圧式の押出シリンダを有してよい。
換言すれば、押出装置11は、液圧式のものとされてよい。この場合、例えば、押出駆動部51は、電動機によって構成される態様(当該態様も本開示に係る技術に含まれてよい)に比較して、小型及び/又は安価に大きな駆動力を得ることが容易である。また、例えば、型締装置7が電動式である場合においては、型締装置7によって押出装置11の負担を低減して作動液の量を低減する効果が得られる。すなわち、押出しに型締駆動部21と押出駆動部51とを併用している有用性が高くなる。
規制部61は、上記所定位置(当接部材23aに当接する位置)に位置している可動部材49の型閉方向への移動を規制してよい(連結装置63を有してよい。)。これにより、規制部61は、移動ダイプレート17の型開方向への上記更なる移動(図9(a)から図9(b)への移動)の後の、移動ダイプレート17の型閉方向への移動(図9(b)から図10への移動)に伴って、可動部材49を移動型105に対して型開方向へ相対移動させてよい。押出シリンダ(押出駆動部51)は、シリンダ部材55と、ピストン57と、ピストンロッド59とを有してよい。シリンダ部材55は、可動部材49及び移動ダイプレート17の一方の部材(可動部材49)に固定されてよい。ピストン57は、シリンダ部材55の内部を第1シリンダ室(ロッド側室55r)と第2シリンダ室(ヘッド側室55h)とに区画してよい。ピストンロッド59は、シリンダ部材55の内部からシリンダ部材55の外部へ延びてよく、可動部材49及び移動ダイプレート17の他方の部材(移動ダイプレート17)に固定されてよい。ピストン57は、少なくとも、ピストンロッド59に対するロッド側室55rの側からヘッド側室55hの側への相対移動が規制されてよい。ロッド側室55rは、可動部材49を移動ダイプレート17に対して型閉方向へ駆動するときに作動液が供給されるシリンダ室であってよい。ヘッド側室55hは、大気開放されてよい。
この場合、例えば、押出駆動部51の作動液を低減する既述の効果が奏される。すなわち、押出ピン41の初期位置への復帰、及びピストン57のロッド側室55rの側への移動は、型締装置7によって行うことができるから、ヘッド側室55hに作動液を満たす必要性を無くすことができる。
ピストンロッド59は、ロッド本体59aと、係合部59bとを有してよい。ロッド本体59aは、ピストン57の軸方向にピストン57に対して摺動可能にピストン57に挿通されてよい。係合部59bは、第2シリンダ室(ヘッド側室55h)に位置し、ロッド本体59aに固定され、ピストン57に対してヘッド側室55hの側から第1シリンダ室(ロッド側室55r)の側へ係合可能であってよい。
この場合、図9(a)に示したように、ロッド側室55rに作動液を供給してピストン57をヘッド側室55hの側へ移動させ、ピストン57を係合部59bに係合させ、ピストンロッド59をヘッド側室55hの側へ移動させることによって、押出ピン41を移動型105に対して固定型103の側へ移動させることができる。その後、図9(b)に示したように、型締駆動部21によって押出ピン41を移動型105に対して型閉方向へ移動させるときに、ピストン57をシリンダ部材55に対して停止させたまま、ピストンロッド59をシリンダ部材55に対してヘッド側室55hの側へ移動させることができる。
従って、例えば、押出駆動部51によって押出ピン41を駆動することができ、かつピストン57とピストンロッド59とが固定されている態様(後述の第2実施形態参照)に比較して、ロッド側室55rに供給される作動液の量を低減することができる。ヘッド側室55hを大気開放する構成と、ピストンロッド59をピストン57に相対移動させる構成とが組み合わされると、例えば、押出駆動部51における作動液の必要量を低減する効果が飛躍的に向上する。なお、ピストンロッド59をピストン57に相対移動させる構成は、本実施形態とは異なり、ヘッド側室55hに作動液が満たされている構成と組み合わされても構わない。
成形機(ダイカストマシン1)は、押出シリンダ(押出駆動部51)に作動液を供給する液圧源83を更に有してよい。液圧源83は、移動ダイプレート17に支持されてよい。
移動ダイプレート17の型開閉に伴う移動量(ベース14に対する移動量)は、可動部材49の移動ダイプレート17に対する相対移動量(押出ピン41の移動型105に対する相対移動量)に比較して大きい。従って、本実施形態とは異なり、液圧源83がベース14に直接に支持されている態様(当該態様も本開示に係る技術に含まれてよい。)においては、液圧源83と押出駆動部51とは、概略、移動ダイプレート17の移動量で相対移動する。一方、本実施形態では、液圧源83と押出駆動部51とは、可動部材49の移動ダイプレート17に対する相対移動の移動量で相対移動する。従って、本実施形態では、液圧源83と押出駆動部51との相対移動量が小さくなる。その結果、両者を接続する流路(例えば流路67b)を短くすることができる。ひいては、作動液を低減したり、流路内の作動液の圧縮等が押出駆動部51の制御に及ぼす影響を低減したりできる。
成形機(ダイカストマシン1)は、(移動型105を介して)移動ダイプレート17に支持され、固定型103と移動型105との間に中子109を出し入れする中子装置13を更に有してよい。中子装置13は、中子109に伝達される駆動力を生じる液圧式の中子シリンダ(液圧駆動部75)を有してよい。移動ダイプレート17に支持され、押出駆動部51に作動液を供給する液圧源83は、液圧駆動部75にも作動液を供給してよい。
この場合、液圧源83が押出駆動部51と液圧駆動部75とに共用されるから、例えば、液圧装置67の小型化が図られる。また、液圧駆動部75は、移動ダイプレート17に支持されているから、押出駆動部51と同様に、液圧源83がベース14に直接に支持されている態様に比較して、液圧源83と液圧駆動部75とを接続する流路(例えば流路67c)を短くすることができる。また、流路を剛体とみなせる部材によって構成することもできる。従って、液圧源83を移動ダイプレート17に設けたことによる既述の効果(例えば作動液の低減)の効果が向上する。
中子装置13は、中子シリンダ(液圧駆動部75)に加えて、中子109に伝達される駆動力を生じる中子電動機76を有してよい。押出駆動部51に作動液を供給する液圧源83は、液圧駆動部75にも作動液を供給してよい。
すなわち、中子装置13は、ハイブリッド式のものとされてよい。この場合、例えば、中子装置13に必要な作動液を低減することができる。また、別の観点では、例えば、押出駆動部51及び中子装置13に共用される液圧装置67を小型化することができる。その結果、例えば、液圧装置67全体を移動ダイプレート17に搭載することが容易化される。
規制部61は、移動ダイプレート17が型開方向へ移動して可動部材49が上記所定位置に到達したときに可動部材49に対して型開方向から型閉方向へ当接する位置に配置されている当接部材23aを有してよい。
この場合、例えば、簡便かつ確実に可動部材49の上記所定位置から型開方向への移動を規制することができる。ひいては、移動ダイプレート17の型開方向への移動によって可動部材49を移動ダイプレート17に対して型閉方向へ相対移動させて押出ピン41を駆動する動作が簡便かつ確実に行われる。
成形機(ダイカストマシン1)は、固定ダイプレート15に対する型開閉方向の移動が規制される固定部材(リンクハウジング23)を更に有してよい。規制部61は、可動部材49とリンクハウジング23との連結と、当該連結の解除とを行う連結装置63を有してよい。
この場合、例えば、可動部材49の型開方向及び型閉方向の双方の移動を規制できる。その結果、例えば、移動ダイプレート17を型開閉方向の双方へ移動させることによって、押出ピン41を移動型105に対して型開閉方向の双方に移動させることができる。型締駆動部21によって押出駆動部51のピストン57をロッド側室55rの側へ移動させるようにして、ヘッド側室55hを大気開放することもできる。
成形機(ダイカストマシン1)は、押出駆動部51及び型開閉駆動部(型締駆動部21)を制御する制御装置5を有してよい。制御装置5は、移動型105に成形品111が接触しているときに、押出駆動部51によって可動部材49を移動ダイプレート17に対して固定ダイプレート15の側へ相対移動させ(図9(a))、その後、規制部61によって可動部材49の型開方向への移動が規制されている状態で型締駆動部21によって移動ダイプレート17を型開方向へ移動させて可動部材49を移動ダイプレート17に対して固定ダイプレート15の側へ相対移動させる(図9(b))制御を行うように構成されてよい。
この場合、例えば、押出駆動部51は、少なくとも、離型のための駆動力を生じることに利用され、型締駆動部21は、少なくとも、その後の成形品111の押出しに利用される。従って、両者をその役割分担に適した構成にすることによって、押出しを好適に行うことができる。例えば、既述のように、押出駆動部51は液圧式とし、型締駆動部21を電動式とすることによって、消費エネルギーの低減及び作動液の低減を図りつつ、離型のための駆動力を確保することができる。
<第2実施形態>
図11は、第2実施形態に係るダイカストマシン201の構成を示す図であり、第1実施形態の図2に対応している。
以下、第2実施形態に係るダイカストマシン201の構成について説明する。以下の説明では、基本的に、第1実施形態との相違点についてのみ述べる。特に言及が無い事項については、第1実施形態と同様とされたり、第1実施形態から類推されたりしてよい。また、第1実施形態の構成要素と対応する構成要素については、両者に相違点があっても、便宜上、同一の符号を用いることがある。
ダイカストマシン201は、押出駆動部の構成のみが第1実施形態のダイカストマシン1と相違する。具体的には、ダイカストマシン201の押出駆動部251においては、ピストン257とピストンロッド259とが固定されている。
図12(a)~図14は、ダイカストマシン201における成形品の押出しの動作を説明するための模式図であり、第1実施形態の図8(a)~図10に対応している。
図12(a)は、図8(a)に対応している。図12(b)は、図8(b)に対応している。これらの図に示す動作について、第1実施形態と第2実施形態とで基本的に相違はない。ただし、移動ダイプレート17の型開方向への移動に伴って押出駆動部251が型開方向へ移動するとき、ピストン257は、可動部材49に加えて、又は代えて、ピストンロッド259から型開方向への力を受ける。
図13(a)は、図9(a)に対応している。この図に示す動作について、第1実施形態と第2実施形態とで基本的に相違はない。ただし、ピストン257がシリンダ部材55に対してヘッド側室55hの側へ相対移動するとき、ピストンロッド259は、ピストン257に係合していることによりピストン257と共に移動するのではなく、ピストン257に固定されていることによりピストン257と共に移動する。
図13(b)は、図9(b)に対応している。この図に示す動作では、第1実施形態と同様に、可動部材49の型開方向への移動が規制された状態で、型締駆動部21によって移動ダイプレート17が型開方向へ駆動される。ただし、第1実施形態とは異なり、ピストン257はピストンロッド259に固定されていることから、ピストンロッド259と共に、シリンダ部材55に対してヘッド側室55hの側へ移動する。
ピストン257のシリンダ部材55に対するヘッド側室55hの側への移動によってロッド側室55rの容積は拡大する。このとき、ロッド側室55rへは適宜に作動液が補給されてよい。例えば、ロッド側室55rとタンク85とが接続され、ロッド側室55rの容積の拡大に伴って生じる負圧によってタンク85の作動液がロッド側室55rに補給されてよい。また、液圧源83からロッド側室55rへ作動液が供給されてもよい。液圧源83がポンプ89である場合、ロッド側室55rの圧力は、タンク圧程度とされてもよいし、タンク圧よりも大きくされてもよい。すなわち、押出駆動部251は、型締駆動部21による押出しをアシストしなくてもよいし、アシストしてもよい。
図14は、図10に対応している。この図に示す動作について、第1実施形態と第2実施形態とで基本的に相違はない。ただし、ピストンロッド259がシリンダ部材55に対してロッド側室55rの側へ相対移動するとき、ピストン257は、ピストンロッド259が係合していることによりピストンロッド259と共に移動するのではなく、ピストンロッド259に固定されていることによりピストンロッド259と共に移動する。
以上のダイカストマシン201においても、押出ピン41は、押出駆動部251と、型締駆動部21とによって駆動可能である。従って、第1実施形態と同様の効果が奏される。
以上の第1及び第2実施形態において、ダイカストマシン1及び201は、それぞれ成形機の一例である。型締駆動部21は型開閉駆動部の一例である。型締電動機27は型開閉電動機の一例である。押出駆動部51及び251は、それぞれ押出シリンダの一例である。ロッド側室55rは第1シリンダ室の一例である。ヘッド側室55hは第2シリンダ室の一例である。リンクハウジング23は固定部材の一例である。中子装置13の液圧駆動部75は中子シリンダの一例である。
本開示に係る技術は、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。
成形機は、ダイカストマシンに限定されない。例えば、成形機は、他の金属成形機であってもよいし、射出成形機であってもよいし、木粉に熱可塑性樹脂等を混合させた材料を成形する成形機であってもよい。また、成形機は、横型締横射出に限定されず、例えば、縦型締縦射出、縦型締横射出、横型締縦射出であってもよい。
金型は、中子を有していなくてもよい。換言すれば、成形機は、中子装置を有していなくてもよい。成形機が中子装置を有している態様において、中子装置は、ハイブリッド式のものではなく、液圧式又は電動式のものであってもよい。液圧式の中子装置は、押出装置と液圧装置を共用していなくてもよい。
型締装置の駆動部は、トグル式のものでなくてもよい。例えば、型締装置は、型開閉用の駆動部と、型締用の駆動部とを別個に有しているものであってもよい。型締駆動部は、電動式のものに限定されず、液圧式のものであってもよいし、電動式と液圧式とを組み合わせたハイブリッド式のものであってもよい。押出駆動部は、液圧式のものに限定されず、電動式のものであってもよいし、電動式と液圧式とを組み合わせたハイブリッド式のものであってもよい。型締駆動部の方式(電動及び/又は液圧)と、押出駆動部の方式との組み合わせも任意である。
型開閉用電動機、中子電動機及び/又はその他の電動機(例えば押出装置の電動機)は、回転式のものではなく、リニアモータとされてもよい。この場合、回転を伝達する伝達機構、及び回転運動を直線運動に変換する変換機構は不要である。また、回転式の電動機は、実施形態でも述べたように、伝達機構を介さずに直接に変換機構に連結されてもよい。