JP2000084654A - 電動射出ダイカストマシン - Google Patents
電動射出ダイカストマシンInfo
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Abstract
かかわらず高速の射出速度を達成することができ、もっ
てコスト高および応答性の低下を伴うことなく環境保
護、省エネルギーに優れた電動射出ダイカストマシンを
提供すること。 【解決手段】 射出用電動サーボモータ1に動力補給ク
ラッチ7を介して連係されアキュムレータ6の圧力を回
転エネルギーに変換するエネルギー変換機構30と、射
出用電動サーボモータ1の回転エネルギーのアキュムレ
ータ6への蓄圧、および金型キャビティ4への可塑状の
金属Mの充填加圧時における高速射出運転,昇圧・保圧
運転時のエネルギー変換機構30から射出用電動サーボ
モータ1への動力補給タイミングを動力補給クラッチ7
のON・OFF制御により行う制御機構11とを備えて
構成した。
Description
ンであって、より詳しくは合成樹脂用の射出成形機に採
用されている電動射出式を適用した電動射出ダイカスト
マシンに関する。
として採用している関係で、環境保護、省エネルギー等
に課題を有しており、この課題を解消するために合成樹
脂用の射出成形機に採用されている電動射出式の実現が
要望されている。
ニウム合金等の軽金属は、合成樹脂に比べて冷却時間が
短いため、高速の射出速度(通常、射出成形機の10倍
程度の3m/sec.以上の実鋳造速度が必要)を実現
することが必要で、このため合成樹脂用の射出成形機を
そのまま採用したのでは、大出力の電動サーボモータが
必要となって、コスト高を招くばかりでなく、モータの
ロータが大きくなって慣性力による応答性の低下をも招
き、かつ電力消費も大きくなる、と言う課題を有してい
る。
モータを不要としたにもかかわらず高速の射出速度を達
成することができ、もってコスト高および応答性の低下
を伴うことなく環境保護、省エネルギーに優れた電動射
出ダイカストマシンを提供することを目的としている。
に、請求項1の発明は、射出用電動サーボモータの回転
を直線運動に変換し、この直線運動に連動して前進移動
するプランジャチップによって、射出スリーブ内の可塑
状の金属を金型キャビティ内へ充填加圧する電動射出ダ
イカストマシンであって、前記射出用電動サーボモータ
に動力補給クラッチを介して連係されアキュムレータの
圧力を回転エネルギーに変換、または射出用電動サーボ
モータの回転エネルギーをアキュムレータの蓄圧に変換
するエネルギー変換機構と、前記射出用電動サーボモー
タの回転エネルギーの前記アキュムレータへの蓄圧、お
よび前記充填加圧時における低速射出運転,高速射出運
転,および昇圧・保圧運転時の前記エネルギー変換機構
から前記射出用電動サーボモータへの動力補給タイミン
グを前記動力補給クラッチのON・OFF制御により行
う制御機構と、を備えて構成したことを特徴とする。
サーボモータに動力補給するエネルギー変換機構を設け
たので、エネルギー変換機構からの動力補給により必要
とする出力を得ることができ、これにより射出用電動サ
ーボモータの出力を大きくすることなく、可塑状の金属
の充填加圧時における高速射出運転及び昇圧・保圧運転
が可能となる。
は、動力補給クラッチのON・OFF制御により行うよ
うにしたので、エネルギー変換機構の慣性力の伝達を動
力補給クラッチのOFFにより断ち切ることができるの
で、応答性の低下を伴うこともない。
は、射出速度の多段変速が容易で、最適射出速度の設定
が可能となる。
変換機構を構成したので、保圧運転を蓄圧されたアキュ
ムレータを動力源として、エネルギー変換機構のみで行
うことができる。
電動射出ダイカストマシンであって、前記制御機構が、
前記射出用電動サーボモータ,前記動力補給クラッチ,
前記射出用電動サーボモータの回転を直線運動に変換す
る運動変換機構,および前記エネルギー変換機構を少な
くとも有して構成される駆動系に動力を供給するパワー
ソースと、前記射出用電動サーボモータの回転数を検出
するモータ用センサ,前記アキュムレータの圧力を検出
するアキュムレータ用センサ,前記プランジャチップの
前進移動速度を検出する射出速度センサ,および前記プ
ランジャチップに負荷する荷重を検出する鋳造圧力セン
サを少なくとも有して構成されるセンサ機構と、前記パ
ワーソースにより駆動し、前記センサ機構の各センサか
らの出力信号の入力により前記駆動系の駆動及び前記動
力補給タイミングを判断し、この判断に基づいて前記パ
ワーソースに出力信号を発信すると共に、前記パワーソ
ースを介して前記駆動系の所定部位を駆動させる制御装
置と、を備えて構成されていることを特徴とする。
の各センサからの出力信号の入力により駆動系の駆動及
び動力補給タイミングを判断する制御装置を備えて制御
機構を構成したので、可塑状の金属の充填加圧時におけ
る低速射出運転,高速射出運転,及び昇圧・保圧運転を
精度良く実行することができると共に、そのときの動力
補給タイミングを的確に実行することができる。
2記載の電動射出ダイカストマシンであって、前記エネ
ルギー変換機構は、供給電力の制御により前記アキュム
レータから供給される圧油の通過量を可変する流量制御
弁を備えて構成されていることを特徴とする。
への供給電力を制御することにより、動力補給クラッチ
を介して伝達される伝達トルクを可変することができ、
これにより油圧駆動と同様な射出波形を得ることができ
ると共に、このときの鋳造圧力を許容鋳造圧力の範囲内
に制御して、鋳張りの原因となるキャビティ外への可塑
状の金属の飛散を防ぐことができる。
ボモータの回転を直線運動に変換し、この直線運動に連
動して前進移動するプランジャチップによって、射出ス
リーブ内の可塑状の金属を金型キャビティ内へ充填加圧
する電動射出ダイカストマシンであって、前記射出用電
動サーボモータに動力補給クラッチを介して連係されア
キュムレータの圧力を回転エネルギーに変換、または射
出用電動サーボモータの回転エネルギーをアキュムレー
タの蓄圧に変換するエネルギー変換機構と、前記射出用
電動サーボモータの回転を直線運動に変換する運動変換
機構と、前記射出用電動サーボモータの回転エネルギー
の前記アキュムレータへの蓄圧、および前記充填加圧時
における低速射出運転,高速射出運転,および昇圧・保
圧運転を制御する制御機構とを備えており、前記エネル
ギー変換機構が、前記アキュムレータの作動油の通過量
を制御する流量制御弁を備えて構成されており、前記運
動変換機構が、前記プランジャチップの移動方向と同一
方向に摺動する主ピストンを備え、前記流量制御弁を介
して供給される前記アキュムレータの作動油により駆動
される従ピストンを有する増圧シリンダを備えて構成さ
れており、かつ前記制御機構が、前記射出用電動サーボ
モータの回転数を検出するモータ用センサ,前記アキュ
ムレータの圧力を検出するアキュムレータ用センサ,前
記プランジャチップの前進移動速度を検出する射出速度
センサ,および前記プランジャチップに負荷する荷重を
検出する鋳造圧力センサを少なくとも有して構成される
センサ機構と、前記センサ機構の各センサからの出力信
号の入力により、前記エネルギー変換機構および前記運
動変換機構の駆動状態,および動力補給タイミングを判
断し、この判断に基づいてパワーソースを介して所定部
位の駆動を制御すると共に、前記動力補給タイミング時
に、前記流量制御弁をON・OFFして前記増圧シリン
ダを介して前記エネルギー変換機構から前記運動変換機
構への動力補給を制御するようにした制御装置とを備え
て構成されていることを特徴とする。
サーボモータの回転を直線運動に変換する運動変換機構
を、増圧シリンダを備えて構成し、この運動変換機構へ
の動力補給を、増圧シリンダを介して行うようにしたの
で、増圧シリンダで高荷重を発生および受圧することが
できる。この動力補給により運動変換機構が必要とする
出力を容易に得ることができるので、射出用電動サーボ
モータの出力を大きくすることなく、可塑状の金属の充
填加圧時における高速射出運転及び昇圧・保圧運転が可
能となる。
は、エネルギー変換機構の流量制御弁のON・OFF制
御により行うようにしたので、エネルギー変換機構の慣
性力の伝達を流量制御弁のOFFにより断ち切ることが
できるので、応答性の低下を伴うこともない。
発明と同様に、射出用電動サーボモータによる射出は、
射出速度の多段変速が容易で、最適射出速度の設定が可
能となり、かつアキュムレータを備えてエネルギー変換
機構を構成したので、保圧運転を蓄圧されたアキュムレ
ータを動力源として、エネルギー変換機構のみで行うこ
とができる。
電動射出ダイカストマシンであって、前記運動変換機構
が、前記プランジャチップを一端側に連係する雄ねじに
ナットを螺合してなる第1ボールねじと、クラッチを介
して連係する一方の歯車を、前記射出用電動サーボモー
タの駆動歯車に噛合させると共に、他方の歯車を、前記
第1ボールねじのナットの外径に形成された歯車に噛合
させて取り付けられる従動歯車と、前記主ピストンのシ
リンダロッドを前記第1ボールねじの雄ねじの他端側で
構成すると共に、前記主ピストンと従ピストンの間に形
成されて少なくとも前記主ピストンを鋳込み方向へと変
位させる中間ポートと前記従ピストンを鋳込み方向へと
変位させる端末ポートとに前記流量制御弁を接続して構
成される前記増圧シリンダとを備えて構成されているこ
とを特徴とする。
ンダで高荷重を発生および受圧することができるので、
第1ボールねじの小容量化および長寿命化が図れる。
面に基づき説明する。
電動射出ダイカストマシンを示す。この電動射出ダイカ
ストマシンは、射出用電動サーボモータ1の回転を直線
運動に変換し、この直線運動に連動して前進移動するプ
ランジャチップ3によって、射出スリーブ2内の可塑状
の金属を金型キャビティ4内へ充填加圧するようにし、
かつ射出用電動サーボモータ1に動力補給クラッチ7を
介して連係されアキュムレータ6の圧力を回転エネルギ
ーに変換、または射出用電動サーボモータ1の回転エネ
ルギーをアキュムレータ6の蓄圧に変換するエネルギー
変換機構30と、射出用電動サーボモータ1の回転エネ
ルギーのアキュムレータ6への蓄圧、および可塑状の金
属Mの充填加圧時における低速射出運転,高速射出運
転,昇圧・保圧運転時のエネルギー変換機構30から射
出用電動サーボモータ1への動力補給タイミングを動力
補給クラッチ7のON・OFF制御により行う制御機構
11とを備えて大略構成されている。可塑状の金属M
は、給湯装置(図示せず)により給湯口2aから射出ス
リーブ2内に供給される。
転を直線運動に変換する運動変換機構12は、サーボモ
ータ1の駆動歯車13と、この駆動歯車13に噛合する
第1従動歯車14と、この第1従動歯車14と電磁クラ
ッチ16を介して連動するように設けられた第2従動歯
車15と、この第2従動歯車15に噛合するナット17
と、このナット17に螺合する雄ねじ18とを備えた第
1ボールねじ22とで構成されている。電磁クラッチ1
6は、好ましくは湿式の電磁クラッチが用いられる。
湿式の電磁クラッチが用いられ、駆動歯車13の軸心の
延長線上に、駆動歯車13と第3従動歯車10とを連動
するように設けられている。エネルギー変換機構30
は、この第3従動歯車10に連係されて設けられてい
る。
ねじ22の雄ねじ18にカップリング21を介して取り
付けられたプランジャロッド25の先端に設けられてい
る。
モータ1と、動力補給クラッチ7と、運動変換機構12
と、エネルギー変換機構30とを少なくとも有して構成
される駆動系に動力を供給するパワーソース19と、射
出用電動サーボモータ1の回転数を検出するモータ用セ
ンサAと、アキュムレータ6の圧力を検出するアキュム
レータ用センサBと、プランジャチップ3の前進移動速
度を検出する射出速度センサCと、プランジャチップ3
に負荷する荷重を検出する鋳造圧力センサDとからなる
センサ機構と、パワーソース19により駆動し、前記セ
ンサ機構の各センサA,B,C,Dからの出力信号の入
力により前記駆動系の駆動及び動力補給タイミングを判
断し、この判断に基づいてパワーソース19に出力信号
を発信すると共に、パワーソース19を介して前記駆動
系の所定部位を駆動させる制御装置20と、を備えて構
成されている。
転数を検出するように射出用電動サーボモータ1に取り
付けられており、アキュムレータ用センサBは、ガス圧
を検出するようにアキュムレータ6の油室6bに取り付
けられている。このアキュムレータ6は、本実施形態で
はガス室6aと油室6bとを仕切り、かつ上下動可能に
設けられたピストン6cを有するピストンアキュムレー
タで構成されている。このアキュムレータ6のガス室6
aには、ガス圧を検出する圧力計6dが室外に導出され
て設けられている。
移動速度を検出するようにボールねじ22に取り付けら
れており、鋳造圧力センサDは、プランジャチップ3に
負荷する荷重をプランジャロッド25を介して検出する
ようにカップリング21に取り付けられている。
手段,及び中央処理装置(CPU)等が搭載されて構成
されている。
くは供給電力の制御によりアキュムレータ6から供給さ
れる圧油の通過量を可変する流量制御弁8を備えて構成
される。本実施形態では、エネルギー変換機構30は、
アキュムレータ6と、エネルギー変換器31と、このア
キュムレータ6とエネルギー変換器31との間に介装さ
れた流量制御弁8とから構成されている。
従動歯車10に噛合するナット9aと、このナット9a
に螺合する雄ねじ9bとからなる第2ボールねじ9と、
雄ねじ9bの基端部に連結されたピストン33を摺動可
能に内在させ、このピストン33で画成される室32a
に連通させてポート32bを形成したピストン室32と
を備えて構成されている。
からの供給電力で駆動するデジタル制御弁で構成されて
おり、供給電力の制御によりアキュムレータ6から供給
される圧油の通過量を可変することができる。
レータ6の油室6bに連通するポート6eに接続する通
路aと、この通路aから分岐され流量制御弁8を介装す
る通路bと、通路aから分岐され逆止弁34を介装する
通路cと、通路bと通路cとを収束してピストン室32
のポート32bに接続する通路dとから構成されてい
る。
カストマシンの作動を、図2ないし図7に基づいて説明
する。
線図であり、図3は、電動射出ダイカストマシンの運転
時の射出用電動サーボモータ1,動力補給クラッチ7,
及び電磁クラッチ16のタイミングチャートであり、図
4ないし図7は、電動射出ダイカストマシンの運転フロ
ーチャートである。なお、図4ないし図7においては、
動力補給クラッチ7及び電磁クラッチ16をそれぞれク
ラッチA及びBで表示し、かつモータ用センサA,アキ
ュムレータ用センサB,射出速度センサC,及び鋳造圧
力センサDをそれぞれセンサA,B,C,及びDで表示
した。
圧工程では、射出用電動サーボモータ1を駆動して、動
力補給クラッチ7を介してアキュムレータ6に、射出用
電動サーボモータ1の回転エネルギーを蓄圧する。
動力補給クラッチ7,流量制御弁8,及び電磁クラッチ
16をOFF状態にしたまま、射出用電動サーボモータ
1をON状態にして、射出用電動サーボモータ1を射出
時とは反対方向に逆回転させる。この運転により射出用
電動サーボモータ1は、予め設定されたアキュムレータ
6のガス圧Pac1充填時の回転数N0に到達する。こ
の回転数N0は、モータ用センサAで検出されて、その
検出信号が制御装置20に入力する。制御装置20は、
前記検出信号の入力によりパワーソース19を介して動
力補給クラッチ7をON状態にする。
転トルクが、動力補給クラッチ7及び第3従動歯車10
を介してエネルギー変換器31の第2ボールねじ9に伝
達され、ナット9aを逆回転させて雄ねじ9bを後退さ
せる。この雄ねじ9bの後退により、ピストン室32内
の作動油が、ポート32bから排出され、通路d→c→
aを通ってポート6eからアキュムレータ6の油室6b
に充填される。
のガス圧(Pac)が上昇する。このガス圧は、アキュ
ムレータ用センサBにより検出される。アキュムレータ
用センサBは、アキュムレータ6のガス圧が設定ガス圧
Pac1に到達したことを検出し、この検出信号を制御
装置20へ発信する。制御装置20は、前記検出信号の
入力により蓄圧工程の終了を確認すると共に、この確認
信号をパワーソース19に発信し、パワーソース19を
介して動力補給クラッチ7及び射出用電動サーボモータ
1をOFF状態にする。
ボモータ1は、時刻t0からt1まで継続して運転され
る。その後射出用電動サーボモータ1は、時刻t1から
t2まで制御装置20のタイマ制御により停止する。な
お、図4中の符号Xは、図5中の符号Xに続く。
行う。この低速射出工程では、貯留されている空気を可
塑状の金属Mで置換するようにして可塑状の金属Mが射
出スリーブ2を経てランナ部(図示せず)へ充填され
る。
り時刻t2で、動力補給クラッチ7,流量制御弁8,及
び電磁クラッチ16がOFF状態のままで、射出用電動
サーボモータ1が正回転のON状態となる。モータ用セ
ンサAは、射出用電動サーボモータ1が、低速射出速度
VP1換算の設定回転数N1に到達したことを検出し、
この検出信号を制御装置20へ発信する。制御装置20
は、前記検出信号の入力によりパワーソース19を介し
て電磁クラッチ16をON状態にする。これにより射出
用電動サーボモータ1の回転が運動変換機構12で直線
運動に変換され、プランジャチップ3が、射出スリーブ
2内を前進して射出スリーブ2内の可塑状の金属Mを射
出スリーブ2を経て金型5のランナ部へ充填する。この
ときプランジャチップ3は、低速射出速度VP1(射出
速度センサCによって検出される),鋳造圧力Ph1
(鋳造圧力センサDによって検出される)で前進する。
チップ3が高速射出速度VP2に切り換える位置に到達
したことを検出し、この検出信号を制御装置20へ発信
する。制御装置20は、前記検出信号の入力により低速
射出工程の終了を確認する。この低速射出工程は、時刻
t2から時刻t3まで行われ、射出用電動サーボモータ
1の動力のみで行われる。なお、図5中の符号Yは、図
6中の符号Yに続く。
して行う。この高速射出工程では、プランジャチップ3
の前進変位量が一挙に増大し、可塑状の金属Mを金型キ
ャビティ4内へ充填する。
の終了確認後、パワーソース19を介して射出用電動サ
ーボモータ1の回転数を高速射出速度VP2(<VP
1)換算の回転数N2(<N1)に制御する。そして制
御装置20は、モータ用センサAから射出用電動サーボ
モータ1の回転数N2の検出信号を受信した後、パワー
ソース19を介して動力補給クラッチ7及び流量制御弁
8をON状態(時刻t3)にする。これにより射出用電
動サーボモータ1と、ガス圧Pac1のアキュムレータ
6を備えたエネルギー変換機構30とが動力補給クラッ
チ7を介して連動し、エネルギー変換機構30から動力
(加速トルク)の補給がなされる。
より、アキュムレータ6の作動油が、ガス圧Pac1に
よりポート6eから排出され、通路a→b(流量制御弁
8)→dを通ってポート32bからピストン室32の室
32aに充填されることによって行われる。すなわち、
作動油がピストン室32に充填されることによって、雄
ねじ9bが前進し、この雄ねじ9bの前進によりナット
9aが回転させられ、このナット9aの回転トルクを、
第3従動歯車10及び動力補給クラッチ7を介して射出
用電動サーボモータ1に伝達することにより行われる。
この動力の補給は、時刻t3から時刻t4まで行われ、
時刻t4で射出速度センサCにより高速射出速度VP2
に到達したことが検出される。
前記検出信号の入力によりプランジャチップ3の射出速
度が高速射出速度VP2に到達したことを確認すると共
に、パワーソース19を介して動力補給クラッチ7及び
流量制御弁8をOFF状態(時刻t4)にする。このと
き、アキュムレータ6のガス圧は、Pac2(<Pac
1)である。
1のみの動力により高速射出速度VP2で運転する。こ
の運転は、時刻t5まで継続される。時刻t5で、射出
速度センサCが、プランジャチップ3の昇圧・保圧切換
位置に到達したことを検出し、この検出信号を制御装置
20へ発信する。制御装置20は、前記検出信号の入力
により高速射出工程の終了を確認する。この高速射出工
程は、鋳造圧力Ph2で運転される。なお、図6中の符
号Zは、図7中の符号Zに続く。
して行う。この昇圧・保圧工程では、さらなる増圧によ
って金型キャビティ4内に十分な押湯が加えられる。
の終了を確認した後、パワーソース19を介して動力補
給クラッチ7及び流量制御弁8をON状態にする(時刻
t5)。動力補給クラッチ7のONにより、射出用電動
サーボモータ1とエネルギー変換機構30とが連動し、
エネルギー変換機構30のアキュムレータ6のガス圧P
ac2により昇圧トルクの補給が行われる。この昇圧ト
ルクの補給は、前述したと同様な作動油の流れ(ポート
6e→通路a→b(流量制御弁8)→d→ポート32
b)によって行われ、これにより鋳造圧力が一挙に増大
する。
チップ3に負荷される圧力が、保圧Ph3に到達したこ
とを検出し、この検出信号を制御装置20へ発信する。
制御装置20は、前記検出信号の入力により昇圧工程が
終了して保圧工程に移行したことを確認し、パワーソー
ス19を介して、射出用電動サーボモータ1をOFF状
態(時刻t6)にすると共に、継続してエネルギー変換
機構30のみの駆動で保圧運転を行う。この保圧運転
は、キャビティ4内に充填した軽金属が凝固する時間と
して予め入力されている制御装置20のタイマ制御によ
り時刻t7まで継続して行う。この保圧運転時のアキュ
ムレータ6は、設定された保圧Ph3の圧力が低下しな
いガス圧Pac3(<Pac2)に維持されている。
ース19を介して、流量制御弁8,動力補給クラッチ
7,及び電磁クラッチ16をOFF状態にする。これに
より昇圧・保圧工程が終了する。この昇圧・保圧工程の
終了後、電磁クラッチ16をON状態にすると共に、射
出用電動サーボモータ1を逆回転させてプランジャチッ
プ3を原位置(射出スリーブ2の給湯口2aを開口させ
る位置)に復帰させて鋳造サイクルが終了する。
ルで蓄圧(ガス圧Pac3)されたアキュムレータ6を
そのまま利用することができる。すなわち、次サイクル
は、図2及び図3に示すように、時刻t8でガス圧Pa
c3のアキュムレータ6の蓄圧運転で開始され、時刻t
9で低速射出工程が開始される。以降、前サイクルと同
様にして蓄圧工程、低速射出工程、高速射出工程、及び
昇圧・保圧工程を継続して行なって次鋳造サイクルが終
了する。
エネルギー変換機構30を、供給電力の制御によりアキ
ュムレータ6から供給される圧油の通過量を可変する流
量制御弁8を備えて構成したので、流量制御弁8の供給
電力を制御装置20により制御することにより、動力補
給クラッチ7を介して伝達される伝達トルクを可変する
ことができ、これにより油圧駆動と同様な射出波形を得
ることができると共に、このときの鋳造圧力を許容鋳造
圧力の範囲内に制御して、鋳張りの原因となるキャビテ
ィ4外への可塑状の金属Mの飛散を防ぐことができる。
から高速射出工程に移行するときの射出速度VPの加
速、及び高速射出工程から昇圧・保圧工程に移行すると
きの鋳造圧力Phの昇圧を、それぞれ可変角度θVP及
びθPhの範囲内で可変することができ、これによって
ダイカスト鋳造に最適な射出波形(油圧駆動と同様な射
出波形)を選択することができる。
出速度の多段変速が容易で、ダイカスト鋳造に最適な射
出速度を選択することができ、前記したダイカスト鋳造
に最適な射出波形と併せて、ダイカスト鋳造に最適な成
形サイクル波形を得ることができる。
速度VPの加速及び鋳造圧力Phの昇圧を、エネルギー
変換機構30からの動力補給により行うようにしたの
で、射出用電動サーボモータ1の出力を大きくする必要
が無く、これにより省電力を図ることができる。
30のみで行うようにしたので、射出用電動サーボモー
タ1の発熱を極力避けることができ、これにより射出用
電動サーボモータ1の長寿命化を図ることができる。
ラッチ7のON・OFF制御により行うようにしたの
で、エネルギー変換機構30の慣性力を動力補給クラッ
チ7のOFFにより瞬時に断ち切ることができるので、
応答性の低下を伴うこともない。
の電動射出ダイカストマシンを示す。この電動射出ダイ
カストマシンは、大型の鋳造品に対応する射出を行うこ
とができるように、一層パワーアップした構成になって
いる。
は、射出用電動サーボモータ1の回転を直線運動に変換
する運動変換機構12を、エネルギー変換機構30から
の動力補給で駆動する増圧シリンダ50を備えて構成し
た点が相違しており、他の構成は前述した一実施の形態
としての電動射出ダイカストマシンと略同様に構成され
ている。エネルギー変換機構30は、すなわち、この電
動射出ダイカストマシンは、前述した実施形態と略同様
に、射出用電動サーボモータ1の回転を直線運動に変換
し、この直線運動に連動して前進移動するプランジャチ
ップ3によって、射出スリーブ2内の可塑状の金属Mを
金型キャビティ4内へ充填加圧するようになっており、
エネルギー変換機構30と、運動変換機構12と、射出
用電動サーボモータ1の回転エネルギーのアキュムレー
タ6への蓄圧、および前記充填加圧時における低速射出
運転,高速射出運転,および昇圧・保圧運転を制御する
制御機構とを備えて構成されている。
出用電動サーボモータ1に動力補給クラッチ7を介して
連係されアキュムレータ6の圧力を回転エネルギーに変
換、または射出用電動サーボモータ1の回転エネルギー
をアキュムレータ6の蓄圧に変換するものであって、ア
キュムレータ6の作動油の通過量を制御する流量制御弁
8を備えて構成されており、運動変換機構12は、プラ
ンジャチップ3の移動方向と同一方向に摺動する主ピス
トン51を備え、流量制御弁8を介して供給されるアキ
ュムレータ6の作動油により駆動される従ピストン52
を有する増圧シリンダ50を備えて構成されており、か
つ制御機構が、前述した実施形態と同様なセンサA,
B,C,Dからなるセンサ機構と、このセンサ機構の各
センサA〜Dからの出力信号の入力により、エネルギー
変換機構30および運動変換機構12の駆動状態,およ
び動力補給タイミングを判断し、この判断に基づいてパ
ワーソース19を介して所定部位の駆動を制御すると共
に、前記動力補給タイミング時に、流量制御弁8をON
・OFFして増圧シリンダ50を介してエネルギー変換
機構30から運動変換機構12への動力補給を制御する
ようにした制御装置20とを備えて構成されている。
射出用電動サーボモータ1に動力補給クラッチ7を介し
て連係する従動歯車10と、この従動歯車10に噛合す
るナット9aに雄ねじ9bを螺合してなる第2ボールね
じ9と、この第2ボールねじ9の雄ねじ9bの一端に連
結したピストン33を摺動可能に内在させて構成される
ピストン室32と、このピストン室32とアキュムレー
タ6との間に介装される流量制御弁8とを備えて構成さ
れる。
32とは、前述したエネルギー変換器31を構成してお
り、結果としてこのエネルギー変換機構30は、前述し
た実施形態と同様に構成されている。但し、エネルギー
変換機構30の通路bは、逆止弁34aを介装する通路
b1と、通路eとに分岐され、この通路b1と通路cと
が収束して通路dとなってピストン室32のポート32
bに接続している。
ップ3を一端側に連係する雄ねじ18にナット17を螺
合してなる第1ボールねじ22と、電磁クラッチ16を
介して連係する一方の歯車14を、射出用電動サーボモ
ータ1の駆動歯車13に噛合させると共に、他方の歯車
15を、第1ボールねじ22のナット17の外径に形成
された歯車に噛合させて取り付けられる従動歯車と、主
ピストン51と従ピストン52を備えており主ピストン
51のシリンダロッドを第1ボールねじ22の雄ねじ1
8の他端側で構成すると共に、主ピストン51と従ピス
トン52の間に形成されて少なくとも主ピストン51を
鋳込み方向へと変位させる中間ポート51aと従ピスト
ン52を鋳込み方向へと変位させるを備え、かつ中間ポ
ート51aと端末ポート52aとに流量制御弁8を接続
して構成される増圧シリンダ50とを備えて構成されて
いる。中間ポート51aと端末ポート52aとには、プ
レフィルタンク60付き開閉弁40も接続されている。
車14と歯車15とを電磁クラッチ16を介して連係し
てなる従動歯車は、前述した実施形態と同様に構成され
ており、増圧シリンダ50は、エネルギー変換機構30
の通路bと、この通路bから分岐された通路eと、この
通路eから分岐されて端末ポート52aに接続する通路
fと、通路eから分岐され逆止弁50aを介装する通路
gと、この通路gから分岐されて中間ポート51aに接
続する通路hとにより流量制御弁8に接続されており、
かつプレフィルタンク60付き開閉弁40は、通路gと
通路hの合流部位に接続する通路jにより増圧シリンダ
50に接続されている。なお、符号53,54は、増圧
シリンダ50の前部および後部にそれぞれ接続されるタ
ンクを示す。
形態と同様に、パワーソース19と、モータ用センサ
A,アキュムレータ用センサB,射出速度センサC,及
び鋳造圧力センサDからなるセンサ機構と、制御装置2
0とを備えて構成されている。
0にも出力信号を発信するように構成されており、かつ
制御装置20は、センサ機構の各センサA〜Dからの出
力信号の入力により、エネルギー変換機構30および運
動変換機構12の駆動状態,および増圧シリンダ50の
動力補給タイミングを判断し、この判断に基づいてパワ
ーソース19を介して所定部位の駆動を制御するように
構成されている。
マシンは、以上の構成要素を備えて、動力補給クラッチ
7をONにすると共に、従動歯車内の電磁クラッチ16
をOFFにして、射出用電動サーボモータ1を逆転させ
て、射出用電動サーボモータ1の回転エネルギーをアキ
ュムレータ6へ蓄圧し、かつ蓄圧後動力補給クラッチ7
をOFFにすると共に、従動歯車内の電磁クラッチ16
をONにして、射出用電動サーボモータ1を正転させ
て、可塑状金属Mの充填加圧時における低速射出運転,
高速射出運転,および昇圧・保圧運転を行うと共に、高
速射出運転,昇圧・保圧運転時の、エネルギー変換機構
30から増圧シリンダ50を介して運動変換機構12へ
の動力補給を、制御装置20の動力補給タイミングの判
断に基づいて、流量制御弁8のON・OFF制御により
行うように構成されている。
マシンは、図2に示す運転線図に従って駆動されると共
に、このときの各構成要素の駆動は、図9に示すタイミ
ングチャートに従って駆動する。
図3との比較において明らかなように、動力補給クラッ
チ7を蓄圧工程(時刻t0〜t1)のみONとする点、
電磁クラッチ16を昇圧後(時刻t6)OFFとする
点、および高速射出工程における加速および昇圧・保圧
工程における昇圧,保圧を、動力補給クラッチ7とは無
関係に流量制御弁8のみをONにすることによって行う
点が相違しており、他の駆動は前述した実施形態と同様
にして行われる。
では、時刻t0〜t3の蓄圧工程および低速射出工程
は、前述した実施形態と同様に行われ、かつ時刻t3〜
t7の高速射出工程および昇圧・保圧工程は、動力補給
クラッチ7をOFFにしたまま電磁クラッチ16をON
にして、流量制御弁8のON・OFF制御による動力補
給を伴って射出用電動サーボモータ1の駆動により行わ
れる。このとき射出用電動サーボモータ1および電磁ク
ラッチ16は、昇圧・保圧工程における昇圧後(時刻t
6)OFFとなる。
る動力補給は、前述した実施形態と同様に、制御装置2
0の動力補給タイミングの判断に従って、流量制御弁8
をON・OFFすることによって制御される。
弁8のONにより、アキュムレータ6の作動油が、ポー
ト6eから排出され、通路a→b(流量制御弁8)→e
を通り、さらに通路eから分岐された通路fおよび通路
g→hを通って、それぞれ端末ポート52aおよび中間
ポート51aから増圧シリンダ50に充填されることに
よって行われる。これにより、増圧シリンダ50が駆動
し、プランジャチップ3の前進変位量および鋳造圧力を
一挙に増大させることができ、それぞれ高速射出工程に
おける加速トルクおよび昇圧・保圧工程における昇圧ト
ルクの補給が行われる。
の保圧運転は、前述した実施形態と同様に、制御装置2
0の判断で射出用電動サーボモータ1および電磁クラッ
チ16をOFFとした後、エネルギー変換機構30から
増圧シリンダ50を介して運動変換機構12への動力補
給を継続して行うことにより行う。
程終了後のプランジャチップ3の原位置復帰は、開閉弁
40をON状態にして、増圧シリンダ50とプレフィル
タンク60との間の油路を導通させることによって容易
に行うことができる。
マシンによれば、プランジャチップ3を駆動する運動変
換機構12が、エネルギー変換機構30からの動力補給
により必要とする出力を得ることができるように構成さ
れており、かつこのときの動力補給タイミングを流量制
御弁8のON・OFF制御により行って、流量制御弁8
のOFFによりエネルギー変換機構30の慣性力の伝達
を断ち切るようにしたので、大出力の電動サーボモータ
を不要としたにもかかわらず高速の射出速度および高鋳
造圧力を達成することができる。
ダ50を備えて一層パワーアップした構成になっている
ので、大型の鋳造品に対応する射出を行うことができ
る。
シンによれば、増圧シリンダ50で高荷重を発生および
受圧することができるので、第1ボールねじ22の小容
量化および長寿命化が図れると共に、第1ボールねじ2
2等の高価な機器のコストアップをも抑制することがで
きる。
シンによれば、作動油の使用量が極少量に抑えられるの
で、ひいては省エネルギー、省資源、地球環境保護等に
貢献でき、かつ前記した第1ボールねじ22の小容量化
とあいまって装置全体をコンパクトに構成することがで
きる。
明によれば、エネルギー変換機構からの動力補給により
必要とする出力を得ることができるようにし、かつこの
ときの動力補給タイミングを動力補給クラッチのON・
OFF制御により行って、動力補給クラッチのOFFに
よりエネルギー変換機構の慣性力の伝達を断ち切るよう
にしたので、大出力の電動サーボモータを不要としたに
もかかわらず高速の射出速度および高鋳造圧力を達成す
ることができ、もってコスト高および応答性の低下を伴
うことなく環境保護、省エネルギーに優れた電動射出ダ
イカストマシンを提供することができる。
ー変換機構を構成したので、保圧運転を蓄圧されたアキ
ュムレータを動力源として、エネルギー変換機構のみで
行うことができ、これにより射出用電動サーボモータの
発熱を極力避けて射出用電動サーボモータの長寿命化を
図ることができる。
構の各センサからの出力信号の入力により駆動系の駆動
及び動力補給タイミングを判断する制御装置を備えて制
御機構を構成したので、可塑状の金属の充填加圧時にお
ける高速射出運転及び昇圧・保圧運転を精度良く実行す
ることができると共に、そのときの動力補給タイミング
を的確に実行することができ、これにより請求項1の発
明の効果に加えて鋳造サイクルを精度良く実行すること
ができる。
弁の供給電力を制御することにより、動力補給クラッチ
への伝達トルクを可変させて油圧駆動と同様な射出波形
を得ることができ、これにより請求項1または2の発明
の効果に加えて最適の鋳造サイクル波形を得ることがで
きる。
ャチップを駆動する運動変換機構が、エネルギー変換機
構からの動力補給により必要とする出力を得ることがで
きるように構成されており、かつこのときの動力補給タ
イミングを流量制御弁のON・OFF制御により行っ
て、流量制御弁のOFFによりエネルギー変換機構の慣
性力の伝達を断ち切るようにしたので、大出力の電動サ
ーボモータを不要としたにもかかわらず高速の射出速度
および高鋳造圧力を達成することができ、もってコスト
高および応答性の低下を伴うことのない電動射出ダイカ
ストマシンを提供することができる。
備えて一層パワーアップした構成になっているので、大
型の鋳造品に対応する射出を、鋳造品質の向上を伴って
行うことができると共に、作動油の使用量が極少量に抑
えられるので、ひいては省エネルギー、省資源、地球環
境保護等に貢献できる。
ると共に、ボールねじ等の高価な機器のコストアップを
も抑制することができること、および資源、地球環境保
護等に貢献でき、かつ前記したボールねじの小容量化と
あいまって装置全体をコンパクトに構成することができ
ること、等の効果を奏することができる。
ンダの主ピストンのシリンダロッドをボールねじの雄ね
じの他端側で構成したので、増圧シリンダで高荷重を発
生および受圧することができ、これによりボールねじの
小容量化および長寿命化が図れると共に、ボールねじ等
の高価な機器のコストアップをも抑制することができ
る。
装置全体のコンパクト化をも達成することができる。
トマシンの構成を示す概略説明図である。
ある。
出用電動サーボモータ,動力補給クラッチ,及び電磁ク
ラッチのタイミングチャートである。
圧工程のフローチャートである。
速射出工程のフローチャートである。
速射出工程のフローチャートである。
圧・保圧工程のフローチャートである。
ストマシンの構成を示す概略説明図である。
出用電動サーボモータ,動力補給クラッチ,流量制御弁
及び電磁クラッチのタイミングチャートである。
Claims (5)
- 【請求項1】 射出用電動サーボモータの回転を直線運
動に変換し、この直線運動に連動して前進移動するプラ
ンジャチップによって、射出スリーブ内の可塑状の金属
を金型キャビティ内へ充填加圧する電動射出ダイカスト
マシンであって、 前記射出用電動サーボモータに動力補給クラッチを介し
て連係されアキュムレータの圧力を回転エネルギーに変
換、または射出用電動サーボモータの回転エネルギーを
アキュムレータの蓄圧に変換するエネルギー変換機構
と、 前記射出用電動サーボモータの回転エネルギーの前記ア
キュムレータへの蓄圧、および前記充填加圧時における
低速射出運転,高速射出運転,および昇圧・保圧運転時
の前記エネルギー変換機構から前記射出用電動サーボモ
ータへの動力補給タイミングを前記動力補給クラッチの
ON・OFF制御により行う制御機構と、を備えて構成
したことを特徴とする電動射出ダイカストマシン。 - 【請求項2】 請求項1記載の電動射出ダイカストマシ
ンであって、 前記制御機構が、 前記射出用電動サーボモータ,前記動力補給クラッチ,
前記射出用電動サーボモータの回転を直線運動に変換す
る運動変換機構,および前記エネルギー変換機構を少な
くとも有して構成される駆動系に動力を供給するパワー
ソースと、 前記射出用電動サーボモータの回転数を検出するモータ
用センサ,前記アキュムレータの圧力を検出するアキュ
ムレータ用センサ,前記プランジャチップの前進移動速
度を検出する射出速度センサ,および前記プランジャチ
ップに負荷する荷重を検出する鋳造圧力センサを少なく
とも有して構成されるセンサ機構と、 前記パワーソースにより駆動し、前記センサ機構の各セ
ンサからの出力信号の入力により前記駆動系の駆動及び
前記動力補給タイミングを判断し、この判断に基づいて
前記パワーソースに出力信号を発信すると共に、前記パ
ワーソースを介して前記駆動系の所定部位を駆動させる
制御装置と、を備えて構成されていることを特徴とする
電動射出ダイカストマシン。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の電動射出ダイカ
ストマシンであって、 前記エネルギー変換機構は、供給電力の制御により前記
アキュムレータから供給される圧油の通過量を可変する
流量制御弁を備えて構成されていることを特徴とする電
動射出ダイカストマシン。 - 【請求項4】 射出用電動サーボモータの回転を直線運
動に変換し、この直線運動に連動して前進移動するプラ
ンジャチップによって、射出スリーブ内の可塑状の金属
を金型キャビティ内へ充填加圧する電動射出ダイカスト
マシンであって、 前記射出用電動サーボモータに動力補給クラッチを介し
て連係されアキュムレータの圧力を回転エネルギーに変
換、または射出用電動サーボモータの回転エネルギーを
アキュムレータの蓄圧に変換するエネルギー変換機構
と、前記射出用電動サーボモータの回転を直線運動に変
換する運動変換機構と、前記射出用電動サーボモータの
回転エネルギーの前記アキュムレータへの蓄圧、および
前記充填加圧時における低速射出運転,高速射出運転,
および昇圧・保圧運転を制御する制御機構とを備えてお
り、 前記エネルギー変換機構が、前記アキュムレータの作動
油の通過量を制御する流量制御弁を備えて構成されてお
り、 前記運動変換機構が、前記プランジャチップの移動方向
と同一方向に摺動する主ピストンを備え、前記流量制御
弁を介して供給される前記アキュムレータの作動油によ
り駆動される従ピストンを有する増圧シリンダを備えて
構成されており、かつ前記制御機構が、前記射出用電動
サーボモータの回転数を検出するモータ用センサ,前記
アキュムレータの圧力を検出するアキュムレータ用セン
サ,前記プランジャチップの前進移動速度を検出する射
出速度センサ,および前記プランジャチップに負荷する
荷重を検出する鋳造圧力センサを少なくとも有して構成
されるセンサ機構と、前記センサ機構の各センサからの
出力信号の入力により、前記エネルギー変換機構および
前記運動変換機構の駆動状態,および動力補給タイミン
グを判断し、この判断に基づいてパワーソースを介して
所定部位の駆動を制御すると共に、前記動力補給タイミ
ング時に、前記流量制御弁をON・OFFして前記増圧
シリンダを介して前記エネルギー変換機構から前記運動
変換機構への動力補給を制御するようにした制御装置と
を備えて構成されていることを特徴とする電動射出ダイ
カストマシン。 - 【請求項5】 請求項4記載の電動射出ダイカストマシ
ンであって、 前記運動変換機構が、 前記プランジャチップを一端側に連係する雄ねじにナッ
トを螺合してなるボールねじと、 クラッチを介して連係する一方の歯車を、前記射出用電
動サーボモータの駆動歯車に噛合させると共に、他方の
歯車を、前記ボールねじのナットの外径に形成された歯
車に噛合させて取り付けられる従動歯車と、 前記主ピストンのシリンダロッドを前記ボールねじの雄
ねじの他端側で構成すると共に、前記主ピストンと従ピ
ストンの間に形成されて少なくとも前記主ピストンを鋳
込み方向へと変位させる中間ポートと前記従ピストンを
鋳込み方向へと変位させる端末ポートとに前記流量制御
弁を接続して構成される前記増圧シリンダとを備えて構
成されていることを特徴とする電動射出ダイカストマシ
ン。
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