JP2019155378A - ダイカストマシンおよびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】適切なタイミングでプランジャの動作を切り替えることができるダイカストマシンおよびダイカストマシンの制御方法を提供する。【解決手段】ダイカストマシン１は、プランジャ１５を前進するよう動作させる。プランジャ１５の前進によりスリーブ３３から押し出された金属溶湯ＭがキャビティＣに到達したことを検出する。キャビティＣに金属溶湯Ｍが到達したことを検出したときのプランジャ１５の位置Ｌを基準（基準位置Ｌｓ）として、プランジャ１５の動作を切り替えるための減速開始位置Ｌ２および増圧開始位置Ｌ３を決定する。そして、プランジャ１５が減速開始位置Ｌ２および増圧開始位置Ｌ３に進むとプランジャ１５の動作を各位置に応じたものに切り替える。【選択図】図８

Description

本発明は、ダイカストマシンおよびダイカストマシンの制御方法に関する。

特許文献１に従来のダイカストマシンが開示されている。このダイカストマシンは、射出動作を行う低速射出工程および高速射出工程、ならびに、増圧動作を行う増圧工程を有している。このダイカストマシンは、射出プランジャの前進位置が低速射出工程に設定された距離だけ前進したタイミングで、高速射出工程に切り替える。そして、射出プランジャが所定の前進位置に進んだことを検知すると、位置軸に沿った速度フィードバック制御から、時間軸に沿った圧力フィードバック制御に切り替える。

特開２００８−１２６２９４号公報

ダイカストマシンは、スリーブに注入された金属溶湯をプランジャによって射出して、金型のキャビティに充填する。スリーブに金属溶湯を注入する際に、何らかの原因によって湯こぼれが発生したり、金属溶湯がラドル内で固着したりすると、スリーブ内の金属溶湯の量にバラつきが生じてしまう。そのため、プランジャの絶対的な位置を基準として動作を切り替えるダイカストマシンでは、金属溶湯の量のバラつきがあると、動作切替時にキャビティに充填されている金属溶湯の量もバラついてしまう。これにより、適切でないタイミングでプランジャの動作が切り替えられ、成形品の品質が安定しないおそれがあった。

そこで、本発明は、適切なタイミングでプランジャの動作を切り替えることができるダイカストマシンおよびダイカストマシンの制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るダイカストマシンは、金型のキャビティに射出される金属溶湯が注入されるスリーブと、前記スリーブに収容されたプランジャと、前記プランジャの前進により前記スリーブから押し出された金属溶湯が前記キャビティに到達したことを検出する到達検出部と、前記到達検出部によって前記キャビティに金属溶湯が到達したことが検出されたときの前記プランジャの位置を基準として、前記プランジャの動作を切り替えるための動作切替位置を決定する動作切替位置決定部と、前記プランジャを前進するよう動作させるとともに、前記プランジャが前記動作切替位置に進むと前記プランジャの動作を切り替える動作制御部と、を有していることを特徴とする。

本発明において、前記プランジャと接続された、油圧で動作するピストンと、前記ピストンを収容するシリンダと、を有し、前記動作制御部が、前記シリンダの後方油室への作動油の供給および前記シリンダの前方油室からの作動油の排出を制御することにより前記プランジャを動作させ、前記到達検出部が、前記前方油室の油圧変化に基づいて前記キャビティに金属溶湯が到達したことを検出することが好ましい。

本発明において、前記到達検出部が、前記プランジャの速度変化に基づいて前記キャビティに金属溶湯が到達したことを検出することが好ましい。

本発明において、前記到達検出部が、前記プランジャの位置または前記プランジャの動作中の時間について設定された所定の監視範囲内において、前記キャビティに金属溶湯が到達したことを検出することが好ましい。

本発明において、前記動作切替位置が、減速開始位置であり、前記動作制御部が、前記プランジャが前記減速開始位置に進むと前記プランジャを減速させることが好ましい。

本発明において、前記動作切替位置が、増圧開始位置であり、前記動作制御部が、前記プランジャが前記増圧開始位置に進むと増圧動作に切り替えることが好ましい。

上記目的を達成するために、本発明の他の一態様に係るダイカストマシンの制御方法は、金型のキャビティに射出される金属溶湯が注入されるスリーブと、前記スリーブに収容されたプランジャと、を有するダイカストマシンの制御方法であって、前記プランジャを前進するよう動作させ、前記プランジャの前進により前記スリーブから押し出された金属溶湯が前記キャビティに到達したことを検出し、前記キャビティに金属溶湯が到達したことを検出したときの前記プランジャの位置を基準として、前記プランジャの動作を切り替えるための動作切替位置を決定し、前記プランジャが前記動作切替位置に進むと前記プランジャの動作を切り替えることを特徴とする。

本発明によれば、プランジャを前進するよう動作させる。プランジャの前進によりスリーブから押し出された金属溶湯が金型のキャビティに到達したことを検出する。キャビティに金属溶湯が到達したことを検出したときのプランジャの位置を基準として、プランジャの動作を切り替えるための動作切替位置を決定する。そして、プランジャが動作切替位置に進むとプランジャの動作を切り替える。ここで、キャビティの容積は一定であることから、金属溶湯がキャビティに到達した時点以降に押し出すべき金属溶湯の量もあらかじめ決まっている。そのため、金属溶湯がキャビティに到達したときのプランジャの位置を基準位置として、この基準位置からキャビティの容積に応じて動作切替位置を相対的に決定することで、スリーブ内の金属溶湯の量のバラツキにかかわらず、適切なタイミングでプランジャの動作を切り替えることができる。したがって、製品の品質を効果的に安定させることができる。

本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの概略構成を示す図である。 図１のダイカストマシンが有するダイプレート近傍の断面図である。 図１のダイカストマシンが有する制御装置の機能ブロックを示す図である。 図３の制御装置が実行する本発明に係る処理の一例を示すフローチャートである。 金型のキャビティ近傍の拡大断面図であって、スリーブに金属溶湯を注入した状態を示す図である。 金型のキャビティ近傍の拡大断面図であって、プランジャが高速前進開始位置に進んだ状態を示す図である。 金型のキャビティ近傍の拡大断面図であって、金属溶湯がキャビティに到達した状態を示す図である。 金型のキャビティ近傍の拡大断面図であって、プランジャが減速開始位置に進んだ状態を示す図である。 金型のキャビティ近傍の拡大断面図であって、プランジャが増圧開始位置に進んだ状態を示す図である。 射出工程および増圧工程におけるシリンダの前方油室の油圧および後方油室の油圧ならびにプランジャの速度の変化の一例を示すグラフである（前方油室の油圧変化に基づいて金属溶湯がキャビティに到達したことを検出する構成）。 射出工程および増圧工程におけるシリンダの前方油室の油圧および後方油室の油圧ならびにプランジャの速度の変化の一例を示すグラフである（プランジャの速度変化に基づいて金属溶湯がキャビティに到達したことを検出する構成）。

以下、本発明の一実施形態に係るダイカストマシンについて、図１〜図１０を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの概略構成を示す図である。図２は、図１のダイカストマシンが有するダイプレート近傍の断面図である。図３は、図１のダイカストマシンが有する制御装置の機能ブロックを示す図である。図４は、図３の制御装置が実行する本発明に係る処理の一例を示すフローチャートである。図５〜図９は、金型のキャビティ近傍の拡大断面図であって、順に、（１）スリーブに金属溶湯を注入した状態、（２）プランジャが高速前進開始位置に進んだ状態、（３）金属溶湯がキャビティに到達した状態、（４）プランジャが減速開始位置に進んだ状態、および、（５）プランジャが増圧開始位置に進んだ状態、を示す図である。図１０は、射出工程および増圧工程におけるシリンダの前方油室の油圧および後方油室の油圧ならびにプランジャの速度の変化の一例を模式的に示すグラフである（前方油室の油圧変化に基づいて金属溶湯がキャビティに到達したことを検出する構成）。本明細書において、図１、図２、図５〜図９の左側を前方とし、右側を後方としている。

図１に示すように、本実施形態に係るダイカストマシン１は、油圧で動作するピストン１１と、ピストン１１を前後方向に移動可能に収容するシリンダ１２とを有する。シリンダ１２は、ピストン１１により区画された後方油室１３および前方油室１４を有している。ピストン１１には、プランジャ１５が接続されている。プランジャ１５は、ピストン１１の前面１１ａから前方に延びるロッド１６と、ロッド１６の先端に設けられたプランジャチップ１７と、を有している。プランジャ１５は、固定ダイプレート３１のスリーブ３３（図２）に前後進可能に収容される。

シリンダ１２の後方には、駆動伝達プレート１８が配設されている。駆動伝達プレート１８は、電動サーボモータ１９、ならびに、駆動伝達歯車およびボールネジ機構等からなる駆動伝達機構２０により前後方向に移動される。駆動伝達プレート１８が前方に移動されることにより、シリンダ１２が押されて前進する。駆動伝達プレート１８、電動サーボモータ１９および駆動伝達機構２０は、電動増圧機構を構成する。なお、このような電動増圧機構に代えて、油圧によってシリンダ１２を押して前進させる油圧増圧機構を有していてもよい。

ダイカストマシン１は、シリンダ１２の後方油室１３に作動油を供給する油圧供給部としてのアキュムレータ２１を有する。アキュムレータ２１とシリンダ１２の後方油室１３とは、油路ａにより接続されている。油路ａ上には、供給バルブ２２が配設されている。供給バルブ２２は、アキュムレータ２１と後方油室１３とを連通および遮断する。本実施形態において、供給バルブ２２は、ソレノイドにより弁体を駆動する電磁弁で構成される。供給バルブ２２として、電磁弁以外にも、例えば、モータにより弁体を駆動するものなど、他の種類のバルブを採用してもよい。

シリンダ１２の前方油室１４と作動油を蓄えるタンク２３とは、油路ｂにより接続されている。油路ｂ上には、サーボバルブ２４が配設されている。サーボバルブ２４は、開度により前方油室１４からタンク２３に流れる作動油の流出量を調整する。本実施形態では、サーボバルブ２４によって、前方油室１４から排出される作動油の量を調整することにより、プランジャ１５が前進する速度などを制御（メータアウト制御）する。なお、上述した供給バルブ２２をサーボバルブで構成し、アキュムレータ２１から後方油室１３に供給される作動油の量を調整することにより、プランジャ１５が前進する速度などを制御（メータイン制御）する構成でもよい。

ダイカストマシン１は、シリンダ１２の前方油室１４の油圧Ｐｆに応じた信号を出力する油圧センサ２５と、プランジャ１５の位置Ｌに応じた信号を出力する位置センサ２６と、を有している。位置センサ２６は、光学式、磁気式、磁歪式など公知の位置センサを用いることができる。

また、図２に示すように、ダイカストマシン１は、固定金型Ｋ１が取り付けられる固定ダイプレート３１と、移動金型Ｋ２が取り付けられる可動ダイプレート３２と、を有している。固定ダイプレート３１は、固定金型Ｋ１のランナＲに連通された円筒状のスリーブ３３を有している。スリーブ３３は、給湯口３４が上部に形成されており、図示しないラドルによって金属溶湯Ｍが注ぎ入れられる。ダイカストマシン１は、図示しない型締駆動部によって固定ダイプレート３１に対して可動ダイプレート３２を進退させて、固定金型Ｋ１と移動金型Ｋ２とを型閉および型開する。

型閉された固定金型Ｋ１および移動金型Ｋ２の内部には、スリーブ３３と連通されたランナＲと、ランナＲと連通されたキャビティＣと、キャビティＣと連通されたオーバーフロー部Ｏと、が形成される。ランナＲは、キャビティＣ側の端部においてキャビティＣに向かうにしたがって徐々に縮径され、キャビティＣに開口されたゲートＧに通じている。そのため、金属溶湯Ｍは、ランナＲからキャビティＣに流れ込むときにゲートＧを通過することで流動抵抗が高まる。

ダイカストマシン１は、全体の動作を司る制御装置４０を有している。制御装置４０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、各種Ｉ／Ｏインタフェースなどを有する組み込み機器用のマイクロコンピュータを有して構成されている。制御装置４０は、アキュムレータ２１、供給バルブ２２およびサーボバルブ２４の動作を制御する。制御装置４０は、油圧センサ２５が出力した信号に基づいて前方油室１４の油圧Ｐｆを検出する。制御装置４０は、位置センサ２６が出力した信号に基づいてプランジャ１５の位置Ｌおよび速度Ｖを検出する。制御装置４０は、型閉工程、注湯工程、射出工程（低速射出工程および高速射出工程）、増圧工程、型開工程および製品押出工程などの各種工程において、各種駆動部の動作を制御する。

制御装置４０のＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラムを実行することにより、油圧検出部４１、位置・速度検出部４２、到達検出部４３、動作切替位置決定部４４および動作制御部４５として機能する。

油圧検出部４１は、油圧センサ２５が出力した信号に基づいて前方油室１４の油圧Ｐｆを検出する。位置・速度検出部４２は、位置センサ２６が出力した信号に基づいてプランジャ１５の位置Ｌおよび速度Ｖを検出する。

到達検出部４３は、プランジャ１５の前進によりキャビティＣに金属溶湯Ｍが到達したこと（すなわち、金属溶湯Ｍの先頭がゲートＧを通過したこと）を検出する。

具体的には、到達検出部４３は、プランジャ１５の位置Ｌが所定の監視範囲Ｌｗ内にあるときに油圧検出部４１が検出した前方油室１４の油圧Ｐｆを監視する。この監視範囲Ｌｗは、例えば、低速射出工程においてプランジャ１５が前進を開始する位置Ｌ０（図示なし）を基準として、その位置Ｌ０からＡｍｍ進んだ位置（開始位置Ｌａ）からその先にＢｍｍ進んだ位置（終了位置Ｌｂ）までの範囲とするなど、システムや金型に応じて設定される。監視範囲Ｌｗを設定しない構成を採用してもよい。そして、到達検出部４３は、前方油室１４の油圧Ｐｆが前方油室１４の無負荷時油圧Ｐ０に対して所定の割合α以上低い値になったこと検出したとき（Ｐｆ≦Ｐ０×（１−α）、０＜α＜１００％、例えばα＝２０％）、キャビティＣに金属溶湯Ｍが到達したものとする。これは、金属溶湯Ｍの先頭がゲートＧを通過する際に流動抵抗が増加してプランジャ１５に負荷（圧力）が生じ、この負荷が生じた状態で後方油室１３の油圧Ｐｂとの平衡を保つために前方油室１４の油圧Ｐｆが低下することによる。

なお、到達検出部４３は、プランジャ１５の位置について監視範囲Ｌｗを設定することに代えて、プランジャ１５の動作中の時間Ｔについて監視範囲Ｔｗを設定してもよい。この監視範囲Ｔｗは、例えば、低速射出工程においてプランジャ１５が前進を開始した時間Ｔ０を基準として、その時間Ｔ０からＣ秒進んだ時間Ｔａからその先のＤ秒間（時間Ｔｂまで）とするなど、システムや金型に応じて設定される。このように、プランジャ１５の位置Ｌまたはプランジャ１５の動作中の時間Ｔについて、前方油室１４の油圧Ｐｆを監視する監視範囲Ｌｗまたは監視範囲Ｔｗを設定することで、前方油室１４の油圧Ｐｆが低下する確度の高い位置または時間に範囲を限定して当該油圧Ｐｆを監視することができる。そのため、キャビティＣに金属溶湯Ｍが到達したことを誤って検出してしまうことを抑制できる。

前方油室１４の無負荷時油圧Ｐ０は、アキュムレータ２１に設定した油圧に基づいて算出される。アキュムレータ２１と連通される後方油室１３の油圧Ｐｂはアキュムレータ２１に設定した油圧と同じになる。そして、プランジャ１５に負荷がかかっていない無負荷時において、前方油室１４の無負荷時油圧Ｐ０は、後方油室１３の油圧Ｐｂにピストン１１の後面１１ｂと前面１１ａとの面積比を掛けることで算出できる（前方油室１４の無負荷時油圧Ｐ０＝後方油室１３の油圧Ｐｂ×（ピストン１１の後面１１ｂの面積Ｓｂ／前面１１ａの面積Ｓａ））。

動作切替位置決定部４４は、到達検出部４３によってキャビティＣに金属溶湯Ｍが到達したことが検出されたときのプランジャ１５の位置Ｌを基準として、プランジャ１５の動作を切り替えるための減速開始位置Ｌ２および増圧開始位置Ｌ３を決定する。減速開始位置Ｌ２および増圧開始位置Ｌ３は、動作切替位置である。

具体的には、動作切替位置決定部４４は、到達検出部４３によってキャビティＣに金属溶湯Ｍが到達したことが検出されると、そのとき（時間Ｔｓ）に位置・速度検出部４２が検出したプランジャ１５の位置Ｌ（すなわち基準位置Ｌｓ）を取得する。そして、スリーブ３３の内径およびキャビティＣの容積などに基づいて、基準位置Ｌｓから相対的に、高速射出工程においてプランジャ１５を減速する減速開始位置Ｌ２、および、プランジャ１５の動作について速度制御から圧力制御に切り替えて増圧動作を開始する増圧開始位置Ｌ３を決定する。

減速開始位置Ｌ２は、一例として、キャビティＣの全体に金属溶湯Ｍが充填される位置である。プランジャ１５が基準位置Ｌｓから距離Ｄ２進んだときにスリーブ３３から押し出される金属溶湯Ｍの量がキャビティＣの容積と等しくなる場合、基準位置Ｌｓから距離Ｄ２進んだ地点に減速開始位置Ｌ２が設定される。

増圧開始位置Ｌ３は、一例として、キャビティＣおよびオーバーフロー部Ｏの全体に金属溶湯Ｍが充填される位置である。プランジャ１５が基準位置Ｌｓから距離Ｄ３進んだときにスリーブ３３から押し出される金属溶湯Ｍの量がキャビティＣとオーバーフロー部Ｏの合計容積と等しくなる場合、基準位置Ｌｓから距離Ｄ３進んだ地点に増圧開始位置Ｌ３が設定される。

動作制御部４５は、プランジャ１５を前進するよう動作させるとともに、プランジャ１５が高速前進開始位置Ｌ１、減速開始位置Ｌ２、増圧開始位置Ｌ３に進むとプランジャ１５の動作を各位置に応じた動作に切り替える。高速前進開始位置Ｌ１は、あらかじめ設定されている。

具体的には、動作制御部４５は、アキュムレータ２１の油圧を設定し、供給バルブ２２を開くとともにサーボバルブ２４の開度を調整して、シリンダ１２の後方油室１３への作動油の供給およびシリンダ１２の前方油室１４からの作動油の排出を制御することによりプランジャ１５を動作させる。

ダイカストマシン１は、製品成形における一連の動作として、まず、可動ダイプレート３２を駆動して固定金型Ｋ１および移動金型Ｋ２を型締する（型閉工程）。次いで、固定ダイプレート３１のスリーブ３３に金属溶湯Ｍを注入する（注湯工程）。そして、アキュムレータ２１内の作動油の油圧を高め、供給バルブ２２を開状態としてシリンダ１２の後方油室１３に作動油を供給し、サーボバルブ２４により前方油室１４から作動油を流出させてピストン１１を前進させる。このときサーボバルブ２４の開度によって作動油の流出量を調整し、ピストン１１を低速前進させたのち高速前進させて、プランジャ１５によりスリーブ３３内の金属溶湯ＭをキャビティＣに射出充填する（低速射出工程、高速射出工程）。さらに、電動サーボモータ１９を動作させ、駆動伝達プレート１８を前進させてシリンダ１２（すなわちピストン１１）を押圧する（増圧工程）。その後、可動ダイプレート３２を駆動して固定金型Ｋ１および移動金型Ｋ２を開いて（型開工程）、キャビティＣから製品を押し出す（製品押出工程）。

次に、上述した本実施形態のダイカストマシン１の制御方法として、制御装置４０における本発明に係る処理の一例について、図４のフローチャートおよび図５〜図１０を参照して説明する。この処理は、低速射出工程および高速射出工程において実行される。

図５に示すように、制御装置４０は、注湯工程において固定ダイプレート３１のスリーブ３３に金属溶湯Ｍを注入したのち、低速射出工程を開始し、プランジャを低速で前進するよう動作させる（Ｓ１１０）。具体的には、制御装置４０は、アキュムレータ２１の油圧を設定してアキュムレータ２１内の作動油の油圧を高める。制御装置４０は、供給バルブ２２を開状態として、シリンダ１２の後方油室１３に作動油を供給する。そして、制御装置４０は、サーボバルブ２４の開度を調整して前方油室１４から作動油を流出させる。これにより、ピストン１１に接続されたプランジャ１５が位置Ｌ０を起点として低速（例えば０．５ｍ／秒）で前進する。

制御装置４０は、プランジャ１５が高速前進開始位置Ｌ１に進むまで待つ（Ｓ１２０でＮ）。そして、図６に示すように高速前進開始位置Ｌ１まで進むと（Ｓ１２０でＹ）、高速射出工程を開始し、プランジャを高速で前進するよう動作させる（Ｓ１３０）。具体的には、制御装置４０は、サーボバルブ２４の開度を大きくして作動油の排出量を増加させる。これにより、ピストン１１に接続されたプランジャ１５が高速（例えば２ｍ／秒）で前進する。

制御装置４０は、プランジャ１５の位置があらかじめ定められた監視範囲Ｌｗに進むまで待つ（Ｓ１４０でＮ）。そして、制御装置４０は、プランジャ１５が監視範囲Ｌｗの開始位置Ｌａまで進むと（Ｓ１４０でＹ）、そこから終了位置Ｌｂに進むまでの監視範囲Ｌｗ内で油圧センサ２５が出力する信号に基づいて前方油室１４の油圧Ｐｆの監視を開始する（Ｓ１５０）。

制御装置４０は、プランジャ１５の前進によりスリーブ３３から押し出された金属溶湯ＭがキャビティＣに到達したことを検出する（Ｓ１６０）。具体的には、制御装置４０は、前方油室１４の油圧Ｐｆが無負荷時油圧Ｐ０に対して所定の割合α以上低い値になるまで待つ（Ｓ１６０でＮ）。そして、図１０のグラフに示すように、前方油室１４の油圧Ｐｆが無負荷時油圧Ｐ０に対して所定の割合α以上低い値になると（Ｐｆ≦Ｐ０×（１−α）、Ｓ１６０でＹ）、図７に示すように、そのとき（時間Ｔｓ）のプランジャ１５の位置Ｌを基準位置Ｌｓとする。そして、制御装置４０は、基準位置Ｌｓから減速開始距離Ｄ２進んだ位置を減速開始位置Ｌ２とし、基準位置Ｌｓから増圧開始距離Ｄ３進んだ位置を増圧開始位置Ｌ３として決定する（Ｓ１７０）。

制御装置４０は、プランジャ１５が減速開始位置Ｌ２に進むまで待つ（Ｓ１８０でＮ）。そして、図８に示すように減速開始位置Ｌ２まで進むと（Ｓ１８０でＹ）、プランジャ１５を減速させる（Ｓ１９０）。具体的には、制御装置４０は、サーボバルブ２４の開度を小さくして作動油の排出量を減少させる。これにより、制御装置４０は、ピストン１１に接続されたプランジャ１５を減速させる。

制御装置４０は、プランジャ１５が増圧開始位置Ｌ３に進むまで待つ（Ｓ２００でＮ）。そして、図９に示すように増圧開始位置Ｌ３まで進むと（Ｓ２００でＹ）、プランジャの動作を射出動作から増圧動作に切り替える（Ｓ２１０）。具体的には、制御装置４０は、電動増圧機構（駆動伝達プレート１８、電動サーボモータ１９および駆動伝達機構２０）によりシリンダ１２を前進するよう動作させ、位置軸に沿った速度フィードバック制御（速度制御）から、時間軸に沿った圧力フィードバック制御（圧力制御）に切り替える。これにより、制御装置４０は、プランジャ１５の動作を射出動作から増圧動作に切り替えて増圧工程を開始し、本フローチャートの処理を終了する。これ以降は、増圧工程、型開工程および製品押出工程における動作を実行する。

以上より、本実施形態のダイカストマシン１によれば、プランジャ１５を前進するよう動作させる。プランジャ１５の前進によりスリーブ３３から押し出された金属溶湯ＭがキャビティＣに到達したことを検出する。キャビティＣに金属溶湯Ｍが到達したことを検出したときのプランジャ１５の位置Ｌを基準（基準位置Ｌｓ）として、プランジャ１５の動作を切り替えるための減速開始位置Ｌ２および増圧開始位置Ｌ３を決定する。そして、プランジャ１５がこれら減速開始位置Ｌ２および増圧開始位置Ｌ３に進むとプランジャ１５の動作を各位置に応じたものに切り替える。ここで、キャビティＣの容積は一定であることから、金属溶湯ＭがキャビティＣに到達した時点以降に押し出すべき金属溶湯Ｍの量もあらかじめ決まっている。そのため、金属溶湯ＭがキャビティＣに到達したときのプランジャ１５の位置Ｌを基準位置Ｌｓとして、この基準位置ＬｓからキャビティＣの容積に応じて減速開始位置Ｌ２および増圧開始位置Ｌ３を相対的に決定することで、スリーブ３３内の金属溶湯Ｍの量のバラツキにかかわらず、適切なタイミングでプランジャ１５の動作を切り替えることができる。したがって、製品の品質を効果的に安定させることができる。

また、ダイカストマシン１は、プランジャ１５と接続された、油圧で動作するピストン１１と、ピストン１１を収容するシリンダ１２と、を有している。制御装置４０の動作制御部４５が、シリンダ１２の後方油室１３への作動油の供給およびシリンダ１２の前方油室１４からの作動油の排出を制御することによりプランジャ１５を動作させる。そして、制御装置４０の到達検出部４３が、前方油室１４の油圧変化に基づいてキャビティＣに金属溶湯Ｍが到達したことを検出する。このようにすることで、比較的簡易な構成により精度よくキャビティＣに金属溶湯Ｍが到達したことを検出できる。

また、到達検出部４３が、プランジャ１５の位置Ｌについて設定された所定の監視範囲Ｌｗ内において、キャビティＣに金属溶湯Ｍが到達したことを検出する。このようにすることで、スリーブ３３内の金属溶湯Ｍの量のバラツキをふまえて、キャビティＣに金属溶湯Ｍが到達すると予測されるプランジャ１５の位置範囲を監視範囲Ｌｗとして設定することで、キャビティＣに金属溶湯Ｍが到達したことを検出する精度を高めることができる。

また、動作制御部４５が、プランジャ１５が減速開始位置Ｌ２に進むとプランジャ１５を減速させる。動作制御部４５が、プランジャ１５が増圧開始位置Ｌ３に進むと増圧動作に切り替える。このようにすることで、プランジャ１５の減速および増圧動作への切り替えを適切なタイミングで行うことができる。

上述した実施形態では、到達検出部４３が、前方油室１４の油圧Ｐｆが前方油室１４の無負荷時油圧Ｐ０に対して所定の割合α以上低い値になったこと検出したとき、キャビティＣに金属溶湯Ｍが到達したものとする構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、到達検出部４３は、プランジャ１５の速度変化に基づいてキャビティＣに金属溶湯Ｍが到達したことを検出する構成を採用してもよい。具体的には、図１１に模式的に示すように、到達検出部４３は、プランジャ１５の速度Ｖが目標速度Ｖ０に対して所定の割合β以上低い値になったことを検出したとき（Ｖ≦Ｖ０×（１−β）、０＜β＜１００％）、キャビティＣに金属溶湯Ｍが到達したものとする。これは、金属溶湯Ｍの先頭がゲートＧを通過する際に流動抵抗が増加してプランジャ１５に負荷（圧力）が生じ、この負荷が生じた状態で後方油室１３の油圧Ｐｂとの平衡を保つために前方油室１４の油圧Ｐｆが低下して、これに伴いプランジャ１５の速度も低下することによる。このような構成においても、上記実施形態のダイカストマシン１と同様の効果を奏する。到達検出部４３がキャビティＣに金属溶湯Ｍが到達したことを検出する構成については、本発明の目的に反しない限り任意である。

また、上述した実施形態では、射出動作を油圧で行い、増圧動作を電動で行う構成であったが、これ以外にも、射出動作及び増圧動作を油圧で行う構成、または、射出動作および増圧動作を電動で行う構成に対して本発明を適用してもよい。

上記に本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の趣旨を逸脱しない限り、本発明の範囲に含まれる。

１…ダイカストマシン、１１…ピストン、１２…シリンダ、１３…後方油室、１４…前方油室、１５…プランジャ、１６…ロッド、１７…プランジャチップ、１８…駆動伝達プレート、１９…電動サーボモータ、２０…駆動伝達機構、２１…アキュムレータ、２２…供給バルブ、２３…タンク、２４…サーボバルブ、２５…油圧センサ、２６…位置センサ、３１…固定ダイプレート、３２…可動ダイプレート、３３…スリーブ、３４…給湯口、４０…制御装置、ａ、ｂ…油路、Ｋ１…固定金型、Ｋ２…移動金型、Ｃ…キャビティ、Ｒ…ランナ、Ｇ…ゲート、Ｏ…オーバーフロー部、Ｌ…プランジャの位置、Ｍ…金属溶湯、Ｓａ…ピストンの前面の面積、Ｓｂ…ピストンの後面の面積、Ｌ０…プランジャが前進を開始する位置、Ｌ１…高速前進開始位置、Ｌ２…減速開始位置、Ｌ３…増圧開始位置、Ｌｓ…基準位置、Ｌｗ…監視範囲、Ｌａ…監視範囲の開始位置、Ｌｂ…監視範囲の終了位置、Ｐｂ…後方油室の油圧、Ｐｆ…前方油室の油圧、Ｐ０…前方油室の無負荷時油圧、Ｖ…プランジャの速度、Ｖ０…プランジャの目標速度、α…前方油室の無負荷時油圧に対する低下の割合、β…プランジャの目標速度に対する低下の割合

Claims (7)

1. 金型のキャビティに射出される金属溶湯が注入されるスリーブと、
   前記スリーブに収容されたプランジャと、
   前記プランジャの前進により前記スリーブから押し出された金属溶湯が前記キャビティに到達したことを検出する到達検出部と、
   前記到達検出部によって前記キャビティに金属溶湯が到達したことが検出されたときの前記プランジャの位置を基準として、前記プランジャの動作を切り替えるための動作切替位置を決定する動作切替位置決定部と、
   前記プランジャを前進するよう動作させるとともに、前記プランジャが前記動作切替位置に進むと前記プランジャの動作を切り替える動作制御部と、を有していることを特徴とするダイカストマシン。
2. 前記プランジャと接続された、油圧で動作するピストンと、
   前記ピストンを収容するシリンダと、を有し、
   前記動作制御部が、前記シリンダの後方油室への作動油の供給および前記シリンダの前方油室からの作動油の排出を制御することにより前記プランジャを動作させ、
   前記到達検出部が、前記前方油室の油圧変化に基づいて前記キャビティに金属溶湯が到達したことを検出することを特徴とする請求項１に記載のダイカストマシン。
3. 前記到達検出部が、前記プランジャの速度変化に基づいて前記キャビティに金属溶湯が到達したことを検出することを特徴とする請求項１に記載のダイカストマシン。
4. 前記到達検出部が、前記プランジャの位置または前記プランジャの動作中の時間について設定された所定の監視範囲内において、前記キャビティに金属溶湯が到達したことを検出することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のダイカストマシン。
5. 前記動作切替位置が、減速開始位置であり、
   前記動作制御部が、前記プランジャが前記減速開始位置に進むと前記プランジャを減速させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のダイカストマシン。
6. 前記動作切替位置が、増圧開始位置であり、
   前記動作制御部が、前記プランジャが前記増圧開始位置に進むと増圧動作に切り替えることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のダイカストマシン。
7. 金型のキャビティに射出される金属溶湯が注入されるスリーブと、前記スリーブに収容されたプランジャと、を有するダイカストマシンの制御方法であって、
   前記プランジャを前進するよう動作させ、
   前記プランジャの前進により前記スリーブから押し出された金属溶湯が前記キャビティに到達したことを検出し、
   前記キャビティに金属溶湯が到達したことを検出したときの前記プランジャの位置を基準として、前記プランジャの動作を切り替えるための動作切替位置を決定し、
   前記プランジャが前記動作切替位置に進むと前記プランジャの動作を切り替えることを特徴とするダイカストマシンの制御方法。

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