JP7344324B2

JP7344324B2 - 型開閉装置及びその制御方法

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Publication number: JP7344324B2
Application number: JP2022008358A
Authority: JP
Inventors: 京士森下
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2022-01-24
Filing date: 2022-01-24
Publication date: 2023-09-13
Anticipated expiration: 2042-01-24
Also published as: JP2023107273A

Description

本発明は、型開閉装置及びその制御方法に関する。

従来、固定型を支持する固定プラテンと、固定型と対向して配置される受圧プラテンと、固定プラテンと受圧プラテンとの間に配設された４本のタイバーと、タイバーに移動自在に配設されるとともに可動型を支持する可動プラテンと、受圧プラテンに支持され可動型を進退させる可動シリンダと、を備えた型開閉装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３８４２７２６号公報

本発明は、型締状態から型開状態への移行時の衝撃を緩和させることができる型開閉装置及び型開き方法を提供することを目的とする。

「１」上記目的を達成するため、本発明の第１態様の型開閉装置は、
固定型を支持する固定プラテンと、
固定型と対向して配置される受圧プラテンと、
固定プラテンと受圧プラテンとの間に配設された複数のタイバーと、
タイバーに移動自在に配設されるとともに可動型を支持する可動プラテンと、
受圧プラテンに支持され可動型を進退させる可動シリンダと、
固定型に設けられた射出口と、
射出口に進退自在に設けられた押出プランジャと、
可動シリンダと押出プランジャとの進退を制御する制御装置と、
を備えた型開閉装置であって、
制御装置は、
型締状態から可動型を固定型から引き離す型開状態にするときに、
押出プランジャを前方へ押し出す力を加えるプランジャ押出工程と、
可動シリンダの圧力が上昇してから下降した後に押出プランジャの前方への押出しを停止させる押出停止工程と、
を実行することを特徴とする。

本発明によれば、押出停止工程によって、可動シリンダの型締め側の圧力が上昇してから下降した後に押出プランジャの前方への押出しを停止させることにより、型開きのときの衝撃を緩和させることができる。

［２］また、本発明においては、
前記制御装置は、
前記押出停止工程の後、前記可動型が前記固定型から所定距離だけ離れたか又は所定時間経過したときに、前記押出プランジャに再度前方へ押し出す力を加える再押出工程を実行させることが好ましい。

本発明によれば、再押出工程により、押出停止工程の後、可動型が固定型から所定距離だけ離れたか又は所定時間経過したときに、押出プランジャに再度前方へ押し出す力を加えることにより、射出口内に成形品の一部が残ることを防止することができる。

［３］また、本発明の第２態様の型開き方法は、
固定型を支持する固定プラテンと、
固定型と対向して配置される受圧プラテンと、
固定プラテンと受圧プラテンとの間に配設された複数のタイバーと、
タイバーに移動自在に配設されるとともに可動型を支持する可動プラテンと、
受圧プラテンに支持され可動型を進退させる可動シリンダと、
固定型に設けられた射出口と、
射出口に進退自在に設けられた押出プランジャと、
を備えた型開閉装置の型開き方法であって、
型締状態から可動型を固定型から引き離す型開状態にするときに、
押出プランジャを前方へ押し出す力を加えるプランジャ押出工程と、
可動シリンダの圧力が上昇してから下降した後に押出プランジャの前方への押出しを停止させる押出停止工程と、
を実行することを特徴とする。

［４］また、本発明の第２態様においては、前記押出停止工程の後、前記可動型が前記固定型から所定距離だけ離れたか又は所定時間経過したときに、前記押出プランジャに再度前方へ押し出す力を加える再押出工程を実行させることが好ましい。

［５］また、本発明の第３態様の型開閉装置は、
固定型を支持する固定プラテンと、可動型を支持する可動プラテンと、
一端部が前記固定プラテンに連結され、他端部が前記可動プラテンを挿通して延ばされた複数のタイバーと、
前記タイバーの他端部に形成された雄ネジ部と、
前記雄ネジ部に着脱自在に螺着される割ナットと、
前記タイバーごとに設けられ、前記割ナットからの反力により前記可動プラテンを前記固定プラテンに対して進退させて可動プラテンを開閉させる型開閉シリンダと、
前記固定型に設けられた射出口と、
前記射出口に進退自在に設けられた押出プランジャと、
前記型開閉シリンダと前記押出プランジャとの進退を制御する制御装置と、
を備えた型開閉装置において、
制御装置は、
型締状態から可動型を固定型から引き離す型開状態にするときに、
押出プランジャを前方へ押し出す力を加えるプランジャ押出工程と、
可動シリンダの圧力が上昇してから下降した後に押出プランジャの前方への押出しを停止させる押出停止工程と、
を実行することを特徴とする。

［６］また、本発明の第３態様においては、前記制御装置は、前記押出停止工程の後、前記可動型が前記固定型から所定距離だけ離れたか又は所定時間経過したときに、前記押出プランジャに再度前方へ押し出す力を加える再押出工程を実行させることが好ましい。

［７］また、本発明の第４態様の型開き方法は、
固定型を支持する固定プラテンと、可動型を支持する可動プラテンと、
一端部が前記固定プラテンに連結され、他端部が前記可動プラテンを挿通して延ばされた複数のタイバーと、
前記タイバーの他端部に形成された雄ネジ部と、
前記雄ネジ部に着脱自在に螺着される割ナットと、
前記タイバーごとに設けられ、前記割ナットからの反力により前記可動プラテンを前記固定プラテンに対して進退させて可動プラテンを開閉させる型開閉シリンダと、
前記固定型に設けられた射出口と、
前記射出口に進退自在に設けられた押出プランジャと、
を備えた型開閉装置の型開き方法において、
型締状態から可動型を固定型から引き離す型開状態にするときに、
押出プランジャを前方へ押し出す力を加えるプランジャ押出工程と、
可動シリンダの圧力が上昇してから下降した後に押出プランジャの前方への押出しを停止させる押出停止工程と、
を実行することを特徴とする。

［８］また、本発明の第４態様においては、前記押出停止工程の後、前記可動型が前記固定型から所定距離だけ離れたか又は所定時間経過したときに、前記押出プランジャに再度前方へ押し出す力を加える再押出工程を実行させることが好ましい。

発明の実施形態の型開閉装置の型閉め状態を模式的に示す説明図。本実施形態の型開閉装置の型開き状態を模式的に示す説明図。本実施形態のタイバーと受圧プラテンとの接合構造を模式的に示す説明図。本実施形態の型閉め状態のときのナットとダイバーの雄ねじ部との螺合状態を模式的に示す説明図。本実施形態の型開き状態のときのナットとダイバーの雄ねじ部との螺合状態を模式的に示す説明図。発明の他の実施形態の型開閉装置の型閉め状態を模式的に示す説明図。

図を参照して本発明の実施形態の型開閉装置及び型開き方法について説明する。本実施形態の型開閉装置１は、固定型２ａを支持する固定プラテン２と、固定型２ａと対向して配置される受圧プラテン３と、固定プラテン２と受圧プラテン３との間に配設された複数（例えば、四隅に配置された４本）のタイバー４と、タイバー４に移動自在に配設されるとともに可動型５ａを支持する可動プラテン５と、受圧プラテン３に支持され可動プラテン５を介して可動型５ａを進退させる油圧式の可動シリンダ６と、を備えている。タイバー４は、固定プラテン２と受圧プラテン３と可動プラテン５を貫通して両端にナット１２が螺着されている。両端ナット１２は、固定プラテン２と受圧プラテン３と一体となっている。

可動シリンダ６と可動型５ａとの間は、可動シリンダ６の出力を増幅させるトグル機構６ａが設けられている。可動シリンダ６は、可動型５ａを固定型２ａ側へ前進させる方向に力を加えるときに加圧される型締め側油圧室６ｂと、可動型５ａを固定型２ａから引き離す方向に力を加えるときに加圧される型開き側油圧室６ｃと、を備えている。

固定型２ａには、固定型２ａと可動型５ａと摺動中子７とで画定されるキャビティ８内に溶湯を流し込む射出口９が設けられている。射出口９には、キャビティ８内に向かって進退自在に設けられた押出プランジャ１０が設けられている。可動シリンダ６と押出プランジャ１０とは、制御装置１１によって夫々進退自在に制御される。制御装置１１は、ＣＰＵ、メモリ等により構成された電子ユニットであり、メモリに保持された型開閉装置の制御用プログラムをＣＰＵで実行することにより、可動シリンダ６と押出プランジャ１０の進退作動を制御する機能を果す。

制御装置１１は、可動型５ａを固定型２ａ側に押し付けて可動型５ａと固定型２ａと摺動中子７とでキャビティ８を画定させる型締状態と、可動型５ａを固定型２ａから引き離してキャビティ８内の成型品を取り出し可能な型開状態とに切り替え自在に構成されている。

衝撃が発生するメカニズムを説明する。金型を開く力は、押出プランジャ１０と可動シリンダ６の合計の力による。押出プランジャ１０が可動プラテン５を押している間に可動シリンダ６が作動して圧力が次第に上昇し押出プランジャ１０と可動シリンダ６の合計力が金型の抱き力を上回った時点で型開状態へ移行可能となる。

上記の固定型２ａへの食い込み等の理由により押出プランジャ１０の力だけで引き離せない場合には、受圧プラテン３が固定プラテン２側に移動する現象が観察できた。今回検証したダイカストマシンでは、１．２ｍｍの変位が観察できた。

型締め状態から型開状態に移行する時には、タイバー４の両端のナット１２の雌ネジ部３ａのかみ合わせ変位が変化する事象が発生する。タイバー４の両端の雄ネジ部４ａは、受圧プラテン３のナット１２の雌ネジ部３ａに型締めと同時に接触して図４に示すような型締め力を金型２ａ，５ａに付与する。次に型開状態では、雄ネジ部４ａと雌ネジ部３ａのかみ合わせが反対側に移動する。今回のマシンでは、１．２ｍｍのネジのバックラッシュが発生していた。新規のマシンでは、０．２ｍｍ程度で製作しているが長年の消耗により隙間が拡大したものと想定される。

次に金型２ａ，５ａの抱き力を押出プランジャ１０と可動シリンダ６の合計力が勝ると可動型は解放される。押出プランジャ１０は、５０tの力で押している状態で可動型５a・可動プラテン５と受圧プラテン３が解放されて１．２ｍｍ空走して図５から再び図４の状態に戻り急停止する事による衝撃が発生のメカニズムである。型締め状態で図４となり可動シリンダ６が作動して図５の状態になり金型５ａの解放と同時に図４に急激に戻り急停止する事により多大な衝撃が発生していた。

制御装置１１は、型締状態から可動型５ａを固定型２ａから引き離す型開状態にするときに（本実施形態においては型開状態への移行指示信号を受信すると）、まず、型開き側油圧室６ｃに油圧を伝達させるとともに、押出プランジャ１０をキャビティ８側（可動型５ａ側）の前方へ押し出すプランジャ押出工程、を実行する。押出プランジャ１０を前方へ押し出しておくことにより、可動型５ａが固定型２ａ及び摺動中子７から即座に離脱して迅速に型開きが開始された場合であっても、射出口９に成形品の一部が残ることを防止できる。

そして、摺動中子７の固定型２ａへの食い込みなどの理由により可動型５ａが容易に固定型２ａから引き離せない場合には、可動型５ａが固定型２ａから引き離された瞬間に可動型５ａが移動するため、衝撃が発生する。ここで発明者は、可動型５ａが固定型２ａから引き離される瞬間に置いて押出プランジャ１０の力が少ないほど型開き衝撃を低減できるのではないかと考えた。可動シリンダ６は、それだけで金型２ａ、５ａを開く力を有しているが可動シリンダ６のみで型開きをすると射出口９に成型品の一部が残ってしまう。この２点の問題を解決する為に押出プランジャ１０を一時停止させる実験を実施した。

本実施形態の押出停止工程では、瞬間的に上昇した型締め側油圧室６ｂの圧力が低下してから０．２秒後に押出プランジャ１０の前方への押し出しを停止させている。これにより、瞬間的に上昇した型締め側油圧室６ｂの圧力が低下して可動型５ａが速やかに型開きを完了させた場合にも射出口９に成形品の一部が残ることを防止できる。

本実施形態においては、制御装置１１が型開状態への移行指示信号を受信してから３．２秒後に押出プランジャ１０の前方への押し出しを停止させている。なお、押出停止工程における押出プランジャ１０の前方への押し出しを停止させるタイミングは、３．２秒後に限られるものではなく、瞬間的に上昇した型締め側油圧室６ｂの圧力が低下するのと同時か又はそれ以降であればよい。また、押出停止工程における押出プランジャ１０の前方への押し出しを停止させるタイミングは、所定時間の経過を条件とするものでなくてもよく、例えば、型締め側油圧室６ｂの圧力の瞬間的な上昇を検知する検知部を設けることにより、この検知部で検知したタイミングを基準に押出プランジャ１０を制御してもよい。

従来では、型開き力の分担比率が押出プランジャ１０と可動シリンダ６で５０％ずつ分担していた状態を、本実施形態では、押出プランジャ５％、可動シリンダ９５％の分担率がよい状態である。押出プランジャ１０を一時停止させる時間が長いほど可動シリンダ６の負担率を上げる事になる。

また、制御装置１１は、押出停止工程の後に、可動型５ａが固定型２ａから所定距離だけ離れたか又は所定時間経過したときに、押出プランジャ１０を再度前方へ押し出す力を加える再押出工程を実行する。これにより、可動型５ａが固定型２ａから比較的ゆっくりと開いていく場合であっても、射出口９内にキャビティ８内の成形品の一部が残ることを防止することができる。なお、本実施形態の再押出工程においては、制御装置１１が型開状態への移行指示信号を受信してから４．０秒後に押出プランジャ１０を再度前方へ押し出す力を加えている。このように押出プランジャ１０の前方への押し出しを一時停止させることにより、型開閉装置１の型開き時の衝撃を大幅に低減させることに成功した。

なお、今回の実験では、押出プランジャ１０を再度前方へ押し出すタイミングを３．７～４．０秒の間で実験したが時間が長くなるほど型開きの衝撃の緩和効果が高くなることが分かった。ただし、従来と比べれば３．７秒後であっても十分な衝撃の緩和が得られている。また、４．０秒を超えてしまうと今回の実験で用いた金型では、射出口９内にキャビティ８内の成形品の一部が残ってしまった。なお、再押出工程の再押出のタイミングはこれに限らず、射出口９内にキャビティ８内の成形品の一部が残らないように、可動型５ａが固定型２ａから所定距離だけ離れたか又は所定時間経過したときに設定すればよい。

図６は、発明の型開閉装置の他の実施形態を示している。図６の型開閉装置１は、固定型２ａを支持する固定プラテン２と、可動型５ａを支持する可動プラテン５と、一端部が固定プラテン２に連結され、他端部が可動プラテン５を挿通して延ばされた複数（例えば、４本）のタイバー４と、タイバー４の他端部に形成された雄ネジ部４ａと、雄ネジ部４ａに着脱自在に螺着される割ナット１３と、タイバー４ごとに設けられ、割ナット１３からの反力により可動プラテン５を固定プラテン２に対して進退させて可動プラテン５を開閉させる型開閉シリンダ１４と、固定型２ａに設けられた射出口９と、射出口９に進退自在に設けられた押出プランジャ１０と、型開閉シリンダ１４と押出プランジャ１０との進退を制御する制御装置１１と、を備えている。このように構成される型開閉装置１においても図１の型開閉装置１と同様に制御装置１１で型開閉シリンダ１４と押出プランジャ１０とを制御することにより同様の作用効果を得ることができる。

１型開閉装置
２固定プラテン
２ａ固定型
３受圧プラテン
３ａ雌ネジ部
４タイバー
４ａ雄ネジ部
５可動プラテン
５ａ可動型
６可動シリンダ
６ａトグル機構
６ｂ型締め側油圧室
６ｃ型開き側油圧室
７摺動中子
８キャビティ
９射出口
１０押出プランジャ
１１制御装置
１２ナット
１３割ナット
１４型開閉シリンダ

Claims

固定型を支持する固定プラテンと、
固定型と対向して配置される受圧プラテンと、
固定プラテンと受圧プラテンとの間に配設された複数のタイバーと、
タイバーに移動自在に配設されるとともに可動型を支持する可動プラテンと、
受圧プラテンに支持され可動型を進退させる可動シリンダと、
固定型に設けられた射出口と、
射出口に進退自在に設けられた押出プランジャと、
可動シリンダと押出プランジャとの進退を制御する制御装置と、
を備えた型開閉装置であって、
制御装置は、
型締状態から可動型を固定型から引き離す型開状態にするときに、
押出プランジャを前方へ押し出す力を加えるプランジャ押出工程と、
可動シリンダの圧力が上昇してから下降した後に押出プランジャの前方への押出しを停止させる押出停止工程と、
を実行することを特徴とする型開閉装置。
請求項１に記載の型開閉装置であって、
前記制御装置は、
前記押出停止工程の後、前記可動型が前記固定型から所定距離だけ離れたか又は所定時間経過したときに、前記押出プランジャに再度前方へ押し出す力を加える再押出工程を実行させることを特徴とする型開閉装置。
固定型を支持する固定プラテンと、
固定型と対向して配置される受圧プラテンと、
固定プラテンと受圧プラテンとの間に配設された複数のタイバーと、
タイバーに移動自在に配設されるとともに可動型を支持する可動プラテンと、
受圧プラテンに支持され可動型を進退させる可動シリンダと、
固定型に設けられた射出口と、
射出口に進退自在に設けられた押出プランジャと、
を備えた型開閉装置の型開き方法であって、
型締状態から可動型を固定型から引き離す型開状態にするときに、
押出プランジャを前方へ押し出す力を加えるプランジャ押出工程と、
可動シリンダの圧力が上昇してから下降した後に押出プランジャの前方への押出しを停止させる押出停止工程と、
を実行することを特徴とする型開き方法。
請求項３に記載の型開き方法であって、
前記押出停止工程の後、前記可動型が前記固定型から所定距離だけ離れたか又は所定時間経過したときに、前記押出プランジャに再度前方へ押し出す力を加える再押出工程を実行させることを特徴とする型開き方法。
固定型を支持する固定プラテンと、可動型を支持する可動プラテンと、
一端部が前記固定プラテンに連結され、他端部が前記可動プラテンを挿通して延ばされた複数のタイバーと、
前記タイバーの他端部に形成された雄ネジ部と、
前記雄ネジ部に着脱自在に螺着される割ナットと、
前記タイバーごとに設けられ、前記割ナットからの反力により前記可動プラテンを前記固定プラテンに対して進退させて可動プラテンを開閉させる型開閉シリンダと、
前記固定型に設けられた射出口と、
前記射出口に進退自在に設けられた押出プランジャと、
前記型開閉シリンダと前記押出プランジャとの進退を制御する制御装置と、
を備えた型開閉装置において、
制御装置は、
型締状態から可動型を固定型から引き離す型開状態にするときに、
押出プランジャを前方へ押し出す力を加えるプランジャ押出工程と、
可動シリンダの圧力が上昇してから下降した後に押出プランジャの前方への押出しを停止させる押出停止工程と、
を実行することを特徴とする型開閉装置。
請求項５に記載の型開閉装置であって、
前記制御装置は、
前記押出停止工程の後、前記可動型が前記固定型から所定距離だけ離れたか又は所定時間経過したときに、前記押出プランジャに再度前方へ押し出す力を加える再押出工程を実行させることを特徴とする型開閉装置。
固定型を支持する固定プラテンと、可動型を支持する可動プラテンと、
一端部が前記固定プラテンに連結され、他端部が前記可動プラテンを挿通して延ばされた複数のタイバーと、
前記タイバーの他端部に形成された雄ネジ部と、
前記雄ネジ部に着脱自在に螺着される割ナットと、
前記タイバーごとに設けられ、前記割ナットからの反力により前記可動プラテンを前記固定プラテンに対して進退させて可動プラテンを開閉させる型開閉シリンダと、
前記固定型に設けられた射出口と、
前記射出口に進退自在に設けられた押出プランジャと、
を備えた型開閉装置の型開き方法において、
型締状態から可動型を固定型から引き離す型開状態にするときに、
押出プランジャを前方へ押し出す力を加えるプランジャ押出工程と、
可動シリンダの圧力が上昇してから下降した後に押出プランジャの前方への押出しを停止させる押出停止工程と、
を実行することを特徴とする型開き方法。
請求項７に記載の型開き方法であって、
前記押出停止工程の後、前記可動型が前記固定型から所定距離だけ離れたか又は所定時間経過したときに、前記押出プランジャに再度前方へ押し出す力を加える再押出工程を実行させることを特徴とする型開き方法。