JP2006198627A - ダイカストマシン及びダイカスト方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加振の効果を高めることのできるダイカストマシンを提供する。
【解決手段】射出スリーブ５内で射出プランジャ６を前進させて、射出スリーブ５にゲート４を介して連通するキャビティ３に溶湯を射出充填し、射出プランジャ６の周期的な運動によりキャビティ３に充填された溶湯を加振するダイカストマシン１は、ゲート４の断面積を変更するゲート面積変更装置６０と、ゲート面積変更装置６０を制御する制御装置１４とを備え、制御装置１４は、溶湯を加振する際のゲート４の断面積が溶湯を射出充填する際のゲート４の断面積よりも大きくなるように、ゲート面積変更装置６０を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイカストマシン及びダイカスト方法に関する。

キャビティに充填される溶湯に圧力変動を付与（加振）することにより、巣の発生を抑制して鋳造品の高品質化を図る技術が知られている（例えば特許文献１）。特許文献１では、射出プランジャを前進させる油圧シリンダの圧油に対して高周波振動発生装置により振動を付与することにより、キャビティの溶湯を加振する技術が開示されている。

また、射出プランジャが摺動するスリーブとキャビティとを連通するゲートの断面積を可変とする技術が知られている（例えば特許文献２）。特許文献２では、溶湯の充填状態に応じてゲート形状を変化させることにより溶湯の流れを良好にする技術が開示されている。
実開昭６２−５６２６２号公報 特開平６−３４４１０８号公報

ゲートの断面積は、溶湯を適宜な状態や流れで射出する等の種々の目的に応じて適宜に設定される。例えば、高速充填が必要な薄肉ダイカスト品等の場合には、ゲートは狭く設定される。そして、各工程、各目的に適したゲートの断面積はそれぞれ異なる。

従って、射出プランジャによりキャビティの溶湯を加振する場合、ゲートの断面積は必ずしも加振に対して適宜な大きさとなっておらず、加振効果、すなわち、加振による鋳造品の高品質化の効果を十分に得られない場合がある。例えばゲートが狭い場合、具体的には対象製品が薄肉ダイカスト品であり、溶湯の凝固時間が短く、狭いゲートで高速射出させる場合、加振圧力を製品の隅部まで伝播させることができず、鋳造品の高品質化を十分に図れない。

本発明の目的は、加振の効果を高めることのできるダイカストマシン及びダイカスト方法を提供することにある。

本発明の第１の観点のダイカストマシンは、スリーブ内で射出プランジャを前進させて、前記スリーブにゲートを介して連通するキャビティに溶湯を射出充填し、前記射出プランジャにより前記キャビティに充填された溶湯を加振するダイカストマシンであって、前記ゲートの断面積を変更するゲート面積変更手段と、前記ゲート面積変更手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記溶湯を加振する際の前記ゲートの断面積が前記溶湯を射出充填する際の前記ゲートの断面積よりも大きくなるように、前記ゲート面積変更手段を制御する。

本発明の第２の観点のダイカストマシンは、油圧シリンダの圧油によって前記油圧シリンダのピストンに連結された射出プランジャをスリーブ内で前進させて、前記スリーブにゲートを介して連通するキャビティに溶湯を射出充填し、前記射出プランジャにより前記キャビティに充填された溶湯を加振するダイカストマシンであって、前記圧油を増圧する第１の増圧手段と、前記圧油の圧力に周期的な変動を付与する第２の増圧手段と、前記ゲートに入出可能なゲート部材及び前記ゲート部材を前記ゲートに入出する方向へ駆動する駆動手段を含むゲート面積変更手段と、を備える。

本発明の第３の観点のダイカストマシンは、キャビティを形成する金型に設けられたゲートを介して前記キャビティに連通するスリーブと、前記スリーブ内を前進して溶湯を前記キャビティに射出充填可能な射出プランジャと、前記射出プランジャを駆動する油圧シリンダと、前記油圧シリンダに圧油を供給する油圧回路と、前記油圧シリンダの圧油を増圧可能な第１の増圧手段と、前記油圧シリンダの圧油を増圧可能な第２の増圧手段と、前記ゲートに入出可能なゲート部材と、前記ゲート部材を前記ゲートに入出する方向へ駆動する駆動手段と、前記油圧回路、前記第１の増圧手段、第２の増圧手段及び前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記油圧シリンダに圧油を供給して前記射出プランジャを前進させて前記溶湯を前記キャビティに射出充填するように前記油圧回路を制御し、前記油圧シリンダの圧油の圧力が所定の昇圧曲線に沿って上昇するように前記第１の増圧手段を制御し、前記油圧シリンダの圧油に周期的な圧力変動を付与するように前記第２の増圧手段を制御し、前記圧力変動を付与する際には、前記射出充填する際よりも前記ゲートの断面積が大きくなるように前記駆動手段を制御する。

本発明の第１の観点のダイカスト方法は、スリーブ内で射出プランジャを前進させて、前記スリーブにゲートを介して連通するキャビティに溶湯を射出充填する充填工程と、前記射出プランジャにより前記キャビティに充填された溶湯を加振する加振工程と、を備え、前記加振工程における前記ゲートの断面積を前記充填工程における前記ゲートの断面積よりも大きくする。

本発明の第２の観点のダイカスト方法は、スリーブ内で射出プランジャを前進させて、前記スリーブにゲートを介して連通するキャビティに溶湯を射出充填する充填工程と、前記射出プランジャにより前記キャビティに充填された溶湯を加振する加振工程と、を備え、前記ゲートの断面積を変更することにより加振効果を高める。

好適には、前記ゲートの断面積の変更は、前記加振工程の開始と同時に開始する。

好適には、前記射出プランジャを介して前記キャビティに充填された溶湯の圧力を所定の設定圧力まで増圧する増圧工程を更に備え、前記加振工程と前記増圧工程とは少なくとも一部の期間が重複し、当該重複する期間における前記ゲートの断面積を前記充填工程における前記ゲートの断面積よりも大きくする。

本発明によれば、加振の効果を高めることができる。

図１は、本発明の実施形態に係るダイカストマシン１の構成を示す図である。ダイカストマシン１は、金型２によって形成されるキャビティ３に溶融金属（溶湯）を射出充填するとともにキャビティ３の溶湯を増圧し、鋳造品を製造する装置として構成されている。ダイカストマシン１は、例えば、いわゆる横型締・横射出ダイカストマシンとして構成され、金型２は、固定金型２ａと、固定金型２ａと水平方向において対向し、固定金型２ａに対して近接離間する移動金型２ｂとを有している。

ダイカストマシン１は、キャビティ３と連通する射出スリーブ５と、射出スリーブ５内をキャビティ３方向へ移動（前進）することにより溶湯をキャビティ３へ射出充填する射出プランジャ６と、射出プランジャ６を駆動するための射出シリンダ７と、射出シリンダ７の油圧を制御するための油圧回路１３と、油圧回路１３等を制御するための制御装置１４とを備えている。

射出スリーブ５は、固定金型２ａを水平方向に貫通する筒状に形成され、端部５ａは射出スリーブ５よりも細いゲート４を介してキャビティ３と連通している。なお、キャビティ３の反対側の側面には溶湯を供給する給湯口５ｃが設けられている。射出プランジャ６は、射出スリーブ５に嵌合するプランジャチップ６ａと、プランジャチップ６ａからキャビティ３の反対側へ延びるロッド６ｂとを有し、射出スリーブ５のキャビティ３と連通する端部５ａとは反対側の端部５ｂから挿入されている。

射出シリンダ７は、射出スリーブ５と同軸上に配置され、射出スリーブ５側に設けられるシリンダ室８と、射出スリーブ５から見てシリンダ室８の背後側に設けられるシリンダ室９とを備えている。シリンダ室８及びシリンダ室９は互いに連通し、シリンダ室９の径はシリンダ室８の径よりも大きく設定されている。また、射出シリンダ７は、ピストンロッド１２を介して射出プランジャ６のロッド６ｂと固定され、シリンダ室８を摺動する射出用ピストン１０と、シリンダ室８を摺動する小径部１１ａ及びシリンダ室９を摺動する大径部１１ｂを有する増圧用ピストン１１とを備えている。なお、油圧回路１３及び増圧用ピストン１１は第１の増圧手段として機能する。

従って、シリンダ室８の射出用ピストン１０よりも背後側（シリンダ室９側）となる背後側シリンダ室８ａの圧油を増圧することにより射出用ピストン１０により射出プランジャ６を前進させることができ、また、シリンダ室９の増圧用ピストン１１よりも背後側（シリンダ室８とは反対側）の背後側シリンダ室９ａの圧油を増圧することにより、背後側シリンダ室８ａの圧油を増圧可能である。

油圧回路１３は、油圧源１５と、油圧源１５から供給される作動油の圧力や流量を制御する射出油圧回路１６と、射出油圧回路１６に接続される第１流路１７と、第１流路１７から分岐して背後側シリンダ室８ａに接続される第２流路１８と、第１流路１７から分岐して背後側シリンダ室９ａに接続される第３流路１９と、第２流路１８に設けられ、シリンダ室８から第１流路１７への逆流を阻止するチェックバルブ２０と、第３流路１９を開閉する開閉バルブ２１とを備えている。

射出油圧回路１６は、例えば不図示のアキュムレータやサーボバルブを含んで構成され、油圧源からの作動油を適宜な圧力、流量で第１流路１７に供給可能である。射出油圧回路１６、開閉バルブ２１は制御装置１４によって制御される。なお、油圧回路１３は、この他にも、シリンダ室８の射出用ピストン１０より射出スリーブ５側から射出油圧回路１６へ延びる流路や、シリンダ室９の増圧用ピストン１１よりもシリンダ室８側から射出油圧回路１６へ延びる流路等の各種の流路やバルブが設けられる。

制御装置１４は、プロセッサ３１、メモリ３２、入力回路３３、出力回路３４を備えており、プロセッサ３１は、メモリ３２に記録されたプログラム及び入力回路３３を介して得られる情報に基づいて、出力回路３４を介して各種の制御信号を出力する。

入力回路３３には、油圧回路１３の制御に必要な各種のデータをユーザが入力するための入力装置３５と、油圧回路１３の制御に必要な情報を検出する各種のセンサとが接続されている。各種センサとしては、例えば、射出プランジャ６の位置を検出する位置検出器３６、背後側シリンダ室８ａの圧力を検出する圧力検出器３７が設けられる。出力回路３４には、射出油圧回路１６、開閉バルブ２１等の油圧回路１３に含まれる各種の制御対象や表示器３８等の出力装置が接続されている。なお、出力回路３４からの制御信号は、増幅器によって増幅して各種制御対象に出力してもよい。

ダイカストマシン１は、以上の構成に加え、キャビティ３の溶湯を加振するために、背後側シリンダ室８ａの圧油の圧力を増減させるための加振装置４０を備えている。

第２の増圧手段としての加振装置４０は、背後側シリンダ室８ａ内へ挿入されるロッド状の加振ヘッド４１（加圧部材）と、加振ヘッド４１を駆動する加振シリンダ４２と、加振シリンダ４２の油圧を制御する加振油圧回路４３とを備えている。

加振ヘッド４１は、背後側シリンダ室８ａの側面に設けられた開口部に嵌合し、当該開口部に対して摺動して背後側シリンダ室８ａへ前後進可能である。加振ヘッド４１は、ピストンロッド４４を介して加振シリンダ４２のピストン４５に対して固定されている。ピストン４５は加振シリンダ４２のシリンダ室４６の油圧が加振油圧回路４３により制御されることによりシリンダ室４６に対して摺動する。

加振油圧回路４３は、シリンダ室４６のピストン４５よりも背後側（ピストン４５を押し出す側）の背後側シリンダ室４６ａ及びシリンダ室４６の前方側の前方側シリンダ室４６ｂの圧油の圧力を制御可能に構成されている。

例えば、加振油圧回路４３は、油圧源５１と、油圧源５１からの作動油の流量を制御するサーボバルブ５２と、サーボバルブ５２から背後側シリンダ室４６ａに延びる背後側流路５３と、サーボバルブ５２から前方側シリンダ室４６ｂに延びる前方側流路５４と、流路５３及び５４の作動油をドレインするためのドレイン流路５５とを備えている。サーボバルブ５２は、不図示のスプールと、当該スプールを駆動するアクチュエータ５２ａを有し、当該スプールの移動により、油圧源５１及びドレイン流路５５と、背後側流路５３及び前方側流路５４との間の作動油の流れを許容又は禁止（ＯＮ／ＯＦＦ）可能である。これにより、背後側シリンダ室４６ａ前方側シリンダ室４６ｂの圧油の圧力が制御される。

サーボバルブ５２は、スプール位置を検出する位置検出器５２ｂを有し、制御装置１４は、位置検出器５２ｂを含む各種のセンサの出力に基づいてサーボバルブ５２を制御する。

ダイカストマシン１は更に、溶湯の加振効果を高めるために、ゲート４の断面積を変更するゲート面積変更装置６０を備えている。

ゲート面積変更装置６０は、ゲート部材としてのゲートブロック６１と、駆動手段としてのゲートシリンダ６２と、ゲートシリンダ６２の油圧を制御するための可変ゲート油圧回路６３と、可変ゲート油圧回路６３に作動油を供給する油圧源６４とを備えている。

ゲートブロック６１は、固定金型２ａを貫通してゲート４へ開口する貫通孔６５に嵌合挿入され、貫通孔６５内を摺動することによりゲート４へ入出可能である。従って、ゲートブロック６１をゲート４へ突出させることによりゲート４の断面積は縮小し、ゲートブロック６１をゲート４から退避させることによりゲート４の断面積は拡大する。なお、貫通孔６５は、断面一定で直線状に延びるように形成されている。ゲートブロック６１は、ピストンロッド６６を介してゲートシリンダ６２のピストン６７に対して固定されている。ピストン６７はゲートシリンダ６２のシリンダ室６８の油圧が可変ゲート油圧回路６３により制御されることによりシリンダ室６８に対して摺動する。

可変ゲート油圧回路６３は、例えば不図示のアキュムレータやサーボバルブを含んで構成され、油圧源６４からの作動油を適宜な圧力、流量で流路６９及び流路７０にそれぞれ供給可能である。流路６９はシリンダ室６８のピストン６７よりも背後側（ピストン６７を押し出す側）の背後側シリンダ室６８ａに、流路７０はシリンダ室６８のピストン６７よりも前方側の前方側シリンダ室６８ｂに接続されている。

ゲートブロック６１の位置は位置検出器７１によって検出され、ゲートブロック６１の位置に応じた検出信号が制御装置１４に出力される。位置検出器７１は、例えばゲートブロック６１と一体的に移動する被検出体の位置を検出する非接触型のセンサとして構成される。被検出体は適宜に選択等してよいが、例えば、ゲートシリンダ６２のピストン６７からピストンロッド６６とは反対側へ延びてゲートシリンダ６２の背後側に突出する検出用ロッド７２を設け、被検出用ロッド７２の位置を検出するようにしてよい。非接触型のセンサとしては、例えば光電センサを用いてよい。制御装置１４は、位置検出器７１を含む各種のセンサの出力に基づいて可変ゲート油圧回路６３を制御する。

以上の構成を有するダイカストマシン１の動作を説明する。

まず、加振装置４０を動作させない場合について説明する。

図２は、ダイカストマシン１の射出速度（射出プランジャの移動速度）及び鋳造圧力の変化を示す図であり、横軸は時間、縦軸は射出速度及び鋳造圧力を示している。

ダイカストマシン１は、キャビティ３に溶湯を低速射出と高速射出とにより射出、充填する射出充填動作（充填工程）、及びキャビティ３に充填された溶湯の鋳造圧力を上昇させる増圧動作（増圧工程）を順に行う。

射出充填動作では、まず、ダイカストマシン１の射出スリーブ５内に所定量の溶湯が供給される。なお、この時点では開閉バルブ２１は閉じられている。その後、制御装置１４は、実線ｌ１で示す射出速度が低速ＶＬとなるように、射出油圧回路１６を駆動制御して第２の流路１８から背後側シリンダ室８ａに作動油を供給し、射出用ピストン１０を前進させる。

その後、図中Ｄ点（時刻ｔ１）において示すように、所定の高速射出開始条件が満たされると、制御装置１４は、射出速度が高速ＶＨとなるように、第２の流路１８から背後側シリンダ室８ａへの作動油の流量増加が行われるように射出油圧回路１６を制御する。なお、高速射出開始条件は適宜に設定してよい。例えば、溶湯の先端がゲート４に達したときに高速射出が開始されるように、位置検出器３６により検出される射出プランジャ位置が所定位置に達したことを条件としてよい。

低速射出から高速射出に切り替えられると、溶湯はキャビティ３内に急速に充填される。そして、キャビティ３が溶湯により満たされるのに伴い、図中Ｌ点（時刻ｔ２）において示すように、射出速度は低下し始め、一方で鋳造圧力は上昇し始める。なお、制御装置１４は、例えば位置検出器３６の検出位置に基づいて射出速度の低下を検出可能であり、また、Ｌ点以降の減速が所定の減速比で行われるように射出油圧回路１６を制御してもよい。

図中Ｓ点（時刻ｔ３）において示すように、所定の増圧開始条件が満たされると、制御装置１４は、増圧用ピストン１１によって背後側シリンダ室８ａの増圧が行われるように、背後側シリンダ室９ａの圧力を所定圧に調整すべく、開閉バルブ２１を開位置へ駆動制御するとともに射出油圧回路１６を適宜に制御する。増圧用ピストン１１は、シリンダ室８を摺動する小径部１１ａの面積がシリンダ室９を摺動する大径部１１ｂの面積よりも小さいから、増圧用ピストン１１は前進し、背後側シリンダ室８ａの圧力は背後側シリンダ室９ａの圧力よりも高い圧力に増圧される。この際、背後側シリンダ室８ａから第１の流路１７への逆流はチェックバルブ２０によって阻止される。

なお、増圧開始条件は適宜なタイミングにおいて満たされるように設定してよい。例えば、射出速度が低下し始めてから射出速度が０となるまでの間の適宜な位置で増圧開始条件が満たされるように設定してよい。また、適宜なパラメータに基づいて増圧開始条件が満たされたか否か判断してよい。例えば、位置検出器３６により検出される位置が所定の位置に到達したか否かに基づいて増圧開始条件が満たされたか否かを判断してよい。同様に、圧力検出器の検出する検出圧力や所定の時点（例えば時刻ｔ１）からの経過時間に基づいて判断してもよい。

その後、制御装置１４は、実線ｌ２で示す所定の昇圧曲線に沿って鋳造圧力が上昇するように射出油圧回路１６を制御して増圧用ピストン１１を駆動する。この制御は適宜な制御方法で行ってよい。例えば、鋳造圧力と背後側シリンダ室８ａの油圧とは略同様に変化するから、図３にて実線ｌ４で示す、鋳造圧力が所定の昇圧曲線に沿って上昇するときの背後側シリンダ室８ａの油圧の昇圧曲線を予め求めておき、圧力検出器３７からの検出結果に基づいて背後側シリンダ室８ａの圧力が当該昇圧曲線に沿うようにフィードバック制御を行う。なお、フィードバック制御においては、増圧用ピストン１１の前進速度の増減に加え、増圧用ピストン１１を停止、後退させてもよい。また、圧油の目標値となる目標昇圧曲線は、溶湯の種類、キャビティ３の形状、鋳造品に要求される品質レベル等の種々の条件に応じて適宜に設定してよい。例えば、バリの発生が抑制されるバリ臨界昇圧曲線を目標昇圧曲線としてよい。

図２の時刻ｔ４において示すように、溶湯の圧力が所定の設定圧力ＣＰｓに到達すると、制御装置１４は、溶湯の圧力をＣＰｓに維持するように射出油圧回路１６を制御する。

以上の動作に加えて、ダイカストマシン１では、図２に実線ｌ３で示すように溶湯の圧力の増加率を周期的に増減させるように、具体的には鋳造圧力が実線ｌ２で示す昇圧曲線に沿うとともに、当該昇圧曲線よりも高圧側で振動するように、加振装置４０を駆動制御する。

なお、鋳造圧力の振動の振幅ａ及び周波数ｆは、鋳造品の形状、材質、要求される品質等の各種の鋳造条件に応じて適宜に設定してよい。例えば、ａ＝５〜５０ｋｇｆ、ｆ＝１０〜５００Ｈｚの間で適宜に選択してよい。なお、ここでいう振幅は、極大値から極小値までの全振幅である。

図４は、制御装置１４が実行する加振処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、例えば上述の低速射出又は高速射出が開始されたときに開始される。

まず、制御装置１４は加振開始条件が満たされたか否か判断し（ステップＳ１）、加振開始条件が満たされるまで待機する。なお、加振開始条件は適宜なタイミングで満たされるように設定してよいし、位置検出器３６の検出位置等、適宜なパラメータに基づいて判断してよい。ただし、射出工程（特に高速射出時）に加振を開始することによる機械系への負担を軽減するために、キャビティ３に溶湯が有る程度充填されてから、例えば図２のＬ点（時刻ｔ２）以降に加振を開始することが望ましい。例えば、加振開始条件を図２のＳ点（時刻ｔ３）に示す上述の増圧開始条件と同一条件に設定してよい。

加振開始条件が満たされたと判断した場合は、増圧タイミングが到来したか否かを判断し（ステップＳ２）、増圧タイミングが到来したと判断するまで待機する。増圧タイミングは、例えば、所定の周期で到来するように設定し、当該周期を０．００２〜０．１秒（周波数：１０〜５００Ｈｚ）の間で鋳造品の形状、材質等の各種の鋳造条件に応じて適宜に選択する。

増圧タイミングが到来したと判断した場合は、制御装置１４は、加振ヘッド４１の背後側シリンダ室８ａ内への移動（前進）を開始するように、サーボバルブ５２を制御する（ステップＳ３）。ステップＳ４では、所定の停止条件が満たされたか否か判断し、満たされていないと判断した場合はステップＳ３を繰り返す。これにより、図３にて実線ｌ５に示すように、背後側シリンダ室８ａの圧力は実線ｌ４で示す昇圧曲線よりも高圧側に増加する。

一方、図４に示すように、制御装置１４は、停止条件が満たされたと判断した場合は、加振ヘッド４１の前進を停止させるようにサーボバルブ５２を制御する（ステップＳ５）。これにより、図３に示すように背後側シリンダ室８ａの加振ヘッド４１による増加は停止し、その後、上述したような、背後側シリンダ室８ａの圧力を昇圧曲線ｌ４に近づけようとする増圧用ピストン１１の制御により背後側シリンダ室８ａの圧力は低下する。つまり、ステップＳ３〜Ｓ５までの加振ヘッド４１の前進及び停止により背後側シリンダ室８ａの１周期分の振動が実現される。

なお、停止条件は適宜に設定してよい。例えば、圧力検出器３７の検出圧力が目標昇圧曲線よりも振幅ａだけ高圧になったことを停止条件としてよい。ステップＳ３〜Ｓ５においては、加振ヘッド４１の制御量のゲインは適宜に設定してよい。ただし、加振ヘッド４１による加圧が、鋳造圧力が圧力ａだけ増加する前に、増圧用ピストン１１による減圧により打ち消されないように、加振ヘッド４１及び増圧用ピストン１１の制御量を調整する必要がある。背後側シリンダ室８ａの圧力が速やかにａだけ増加するとともに、停止条件が満たされてから速やかに減少するように、適宜に加振ヘッド４１又は増圧用ピストン１１の制御量のゲインを変化させてもよい。増圧用ピストン１１による減圧側へのゲインを比較的小さく、又は０に設定し、鋳造圧力が階段状に増加するようにしてもよい。

ステップＳ６では、加振終了条件が満たされたか否か判断し、満たされていないと判断した場合はステップＳ２〜Ｓ５までを繰り返し、満たされたと判断した場合は処理を終了する。加振終了条件は適宜に設定してよい。例えば、図２に示すように、鋳造圧力が設定圧力ＣＰｓに到達してからαｔ後に終了するように、圧力検出器３７の検出値等の各種パラメータに関連付けて設定してよい。また、加振終了条件が満たされていないと判断した場合に、ステップＳ２の後に戻り、ステップＳ３〜Ｓ５を繰り返すようにしてもよい。

なお、図３に示した油圧の波形等の各パラメータの変化を表示器３８に出力してユーザが視認できるようにしてもよい。

更に、ダイカストマシン１では、加振効果を高めるためにゲート４の断面積の変更を行う。

図５は、制御装置１４が実行するゲート面積変更処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、例えば上述の低速射出又は高速射出が開始されたときに開始される。なお、この処理が開始されたとき、ゲートブロック６１はゲート４内へ前進した位置（原位置）にある。原位置は、例えばゲート４の断面積が射出充填に好適な大きさになるように設定されている。なお、原位置は可変としてもよい。例えば、溶湯の温度や圧力等の種々の目標値や検出値に基づいて鋳造毎に或いは鋳造中に変更してよい。

制御装置１４は、例えば射出プランジャ１２が図２にて示したＳ−δＳ１〜Ｓ＋δＳ２の範囲内の所定位置に到達したときに瞬時にゲート４を拡大する。この場合、例えば、図５に示すように、射出プランジャ１２が前記所定位置に到達したことを示す通過信号を受信したときにゲートの拡大を（ステップＳ１２）してもよい。また、以下のようにしてもよい。

制御装置１４は、所定のゲート拡大開始条件が満たされたか否か判定し（ステップＳ１１）、満たされたと判定した場合は、ゲート４を拡大するように、可変ゲート油圧回路６３を制御してゲートブロック６１を後退させる。なお、ゲート拡大開始条件は適宜に設定してよい。例えば、図２において点Ｓ（時刻ｔ３）近傍において示すように、増圧又は加振が開始される時刻ｔ３よりもδＳ１時間前から時刻ｔ３よりもδＳ２時間後の間の適宜なタイミングでゲート４の拡大が開始されるように設定してよい。上述の増圧開始条件又は加振開始条件と同一の条件として、増圧又は加振と同時にゲートの拡大が開始されるようにしてもよいし、増圧開始条件、加振開始条件、ゲート拡大開始条件を全て同一条件として、増圧、加振、ゲート拡大が同一タイミングで開始されるようにしてもよい。

ステップＳ１３では、制御装置１４は、位置検出器７１の出力信号に基づいて、ゲート４の断面積が目標値に達したか否か判定する。目標値に達していないと判定した場合はゲート４の拡大動作を継続する（ステップＳ１２）。目標値に達したと判定した場合は、ゲートブロック６１の後退を停止させるように、すなわち、ゲート４の拡大を停止するように、可変ゲート油圧回路６３を制御する（ステップＳ１４）。なお、ゲート４の断面積の目標値は、キャビティ３の形状、溶湯の振動の振幅・周波数、要求される品質レベル等の各種の鋳造条件に基づいて適宜に設定してよい。

ステップＳ１２におけるゲート４の拡大動作は、通常、瞬時に行うが、キャビティ３の形状、溶湯の振動の振幅・周波数、要求される品質レベル等の各種の鋳造条件に基づいてゲートブロック６１の移動速度を設定してよい。増圧の進行状態や凝固の進行状態等の各種の進行状態に応じて移動速度を変化させてもよい。ゲートブロック６１が目標位置で速やかに停止するように位置検出器７１の出力信号に基づいてフィードバック制御を行ってもよい。また、射出プランジャ６の周期的な運動に同期して移動速度を変化させてもよい。例えば、加振ヘッド４１が停止（又は後退）している間にゲートブロック６１を後退させ、加振ヘッド４１が前進している間にゲートブロック６１を停止させれば、ゲートブロック６１の入出による溶湯の圧力変動と射出プランジャ６による溶湯の圧力変動とを同期させて、溶湯の圧力振幅を大きくできる。

その後、制御装置１４は、所定のゲート復帰条件が満たされたか否か判定し（ステップＳ１５）、満たされたと判定するまで待機する。満たされたと判定した場合は、ゲートブロック７１を原位置へ復帰させ（ステップＳ１６）、処理を終了する。ゲート復帰条件は適宜に設定してよいが、例えば、鋳造終了がゲート復帰条件とされ、所定時刻（例えば時刻ｔ３）からの経過時間に基づいて鋳造が終了したか否か判定される。

以上の実施形態によれば、射出用プランジャ６により溶湯を加振する際に、ゲート４の断面積を大きくするから、製品の隅部まで加振圧力を伝播させることができ、加振効果を高めることができる。また、薄肉ダイカスト品においてもゲート４を拡大して加振効果を十分に得ることができるから、加振による高品質化を広範囲なダイカスト品について図ることができる。また、増圧工程において加振を行い、その際にゲート４の断面積を拡大するから、増圧による高品質化の効果も高まる。

本発明は以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施してよい。

溶湯の加振は、射出プランジャによりゲートを介してキャビティの溶湯を加振するものであればよく、射出プランジャを駆動する油圧シリンダの油圧の圧力を増減させるものに限定されない。例えば、特許文献１のように、射出プランジャを前進させる油圧シリンダの圧油に対して高周波振動発生装置により振動を付与するものでもよいし、射出プランジャを前進させる油圧シリンダのピストンロッドに電磁石を設けて、当該電磁石により射出プランジャを振動させてもよい。ただし、上述の実施形態のように、射出プランジャ６の圧油の圧力を加振ヘッドの移動により周期的に増減させることにより加振すれば、比較的大きな圧力振幅で鋳造圧力を変動させることが可能であり、鋳造品の高品質化を十分に図ることができるとともに、大掛かりな高周波振動装置を必要とせず、比較的小規模な装置で実施が可能である。

本発明の実施形態に係るダイカストマシンの全体構成を示す図である。 図１のダイカストマシンの射出速度及び鋳造圧力の変化を示す図である。 図１のダイカストマシンの射出シリンダの圧力の変化を示す図である。 図１のダイカストマシンの制御装置の実行する加振処理の手順を示すフローチャートである。 図１のダイカストマシンの制御装置の実行するゲート面積変更処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１…ダイカストマシン、３…キャビティ、４…ゲート、５…スリーブ、６…射出プランジャ、１４…制御手段、６０…ゲート面積変更手段。

Claims (7)

1. スリーブ内で射出プランジャを前進させて、前記スリーブにゲートを介して連通するキャビティに溶湯を射出充填し、前記射出プランジャにより前記キャビティに充填された溶湯を加振するダイカストマシンであって、
   前記ゲートの断面積を変更するゲート面積変更手段と、
   前記ゲート面積変更手段を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記溶湯を加振する際の前記ゲートの断面積が前記溶湯を射出充填する際の前記ゲートの断面積よりも大きくなるように、前記ゲート面積変更手段を制御する
   ダイカストマシン。
2. 油圧シリンダの圧油によって前記油圧シリンダのピストンに連結された射出プランジャをスリーブ内で前進させて、前記スリーブにゲートを介して連通するキャビティに溶湯を射出充填し、前記射出プランジャにより前記キャビティに充填された溶湯を加振するダイカストマシンであって、
   前記圧油を増圧する第１の増圧手段と、
   前記圧油の圧力に周期的な変動を付与する第２の増圧手段と、
   前記ゲートに入出可能なゲート部材及び前記ゲート部材を前記ゲートに入出する方向へ駆動する駆動手段を含むゲート面積変更手段と、
   を備えるダイカストマシン。
3. キャビティを形成する金型に設けられたゲートを介して前記キャビティに連通するスリーブと、
   前記スリーブ内を前進して溶湯を前記キャビティに射出充填可能な射出プランジャと、
   前記射出プランジャを駆動する油圧シリンダと、
   前記油圧シリンダに圧油を供給する油圧回路と、
   前記油圧シリンダの圧油を増圧可能な第１の増圧手段と、
   前記油圧シリンダの圧油を増圧可能な第２の増圧手段と、
   前記ゲートに入出可能なゲート部材と、
   前記ゲート部材を前記ゲートに入出する方向へ駆動する駆動手段と、
   前記油圧回路、前記第１の増圧手段、第２の増圧手段及び前記駆動手段を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記油圧シリンダに圧油を供給して前記射出プランジャを前進させて前記溶湯を前記キャビティに射出充填するように前記油圧回路を制御し、前記油圧シリンダの圧油の圧力が所定の昇圧曲線に沿って上昇するように前記第１の増圧手段を制御し、前記油圧シリンダの圧油に周期的な圧力変動を付与するように前記第２の増圧手段を制御し、前記圧力変動を付与する際には、前記射出充填する際よりも前記ゲートの断面積が大きくなるように前記駆動手段を制御する
   ダイカストマシン。
4. スリーブ内で射出プランジャを前進させて、前記スリーブにゲートを介して連通するキャビティに溶湯を射出充填する充填工程と、
   前記射出プランジャにより前記キャビティに充填された溶湯を加振する加振工程と、
   を備え、
   前記加振工程における前記ゲートの断面積を前記充填工程における前記ゲートの断面積よりも大きくする
   ダイカスト方法。
5. スリーブ内で射出プランジャを前進させて、前記スリーブにゲートを介して連通するキャビティに溶湯を射出充填する充填工程と、
   前記射出プランジャにより前記キャビティに充填された溶湯を加振する加振工程と、
   を備え、
   前記ゲートの断面積を変更することにより加振効果を高める
   ダイカスト方法。
6. 前記ゲートの断面積の変更は、前記加振工程の開始と同時に開始する請求項５に記載のダイカスト方法。
7. 前記射出プランジャを介して前記キャビティに充填された溶湯の圧力を所定の設定圧力まで増圧する増圧工程を更に備え、
   前記加振工程と前記増圧工程とは少なくとも一部の期間が重複し、
   当該重複する期間における前記ゲートの断面積を前記充填工程における前記ゲートの断面積よりも大きくする
   請求項５又は６に記載のダイカスト方法。
   
   

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