JP2020189298A - ダイカストマシン - Google Patents

Abstract

【課題】プランジャの射出時に給湯管に加わる衝撃を低減し、給湯管の破損を抑制することが可能となるダイカストマシンを提供する。【解決手段】実施形態のダイカストマシンは、溶湯を保持する保持炉と、保持炉の外部に位置し、金型の中に通じ、給湯口を有するスリーブと、スリーブの中を摺動し、プランジャロッドとプランジャロッドの先端に固定されたプランジャチップとを有するプランジャと、溶湯をスリーブの中に供給し、給湯口に脱着可能な給湯管と、プランジャの摺動中に給湯管を給湯口から離脱させる移動機構と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、ダイカストマシンに関し、特に、セミホットチャンバ式のダイカストマシンに関する。

いわゆるセミホットチャンバ式のダイカストマシンは、コールドチャンバ式のダイカストマシンと同様に、金型に通じるスリーブ、及びスリーブ内の溶湯を金型内へ押し出すプランジャが、溶湯を貯留する保持炉の外部に設けられる。ただし、セミホットチャンバ式では、コールドチャンバ式とは異なり、ラドルによって保持炉内の溶湯を汲み上げてスリーブに注湯するのではなく、保持炉とスリーブとを連通し、スリーブに接続される給湯管を介してスリーブへ溶湯が供給される。

セミホットチャンバ式のダイカストマシンでは、プランジャの射出時にスリーブと給湯管との接続部に衝撃が加わり、給湯管が破損するおそれがある。したがって、プランジャの射出時に給湯管に加わる衝撃を低減し、給湯管の破損を抑制することが望まれる。

特開平７−１５５９２４号公報 特開２０１２−２３２３３８号公報

本発明が解決しようとする課題は、プランジャの射出時に給湯管に加わる衝撃を低減し、給湯管の破損を抑制できるダイカストマシンを提供することである。

本発明の一態様のダイカストマシンは、溶湯を保持する保持炉と、前記保持炉の外部に位置し、金型の中に通じ、給湯口を有するスリーブと、前記スリーブの中を摺動し、プランジャロッドと前記プランジャロッドの先端に固定されたプランジャチップとを有するプランジャと、前記溶湯を前記スリーブの中に供給し、前記給湯口に脱着可能な給湯管と、前記プランジャの摺動中に前記給湯管を前記給湯口から離脱させる移動機構と、を備える。

上記態様のダイカストマシンにおいて、前記プランジャチップが前記給湯口を塞いだ後に、前記移動機構を制御し、前記給湯管を前記給湯口から離脱させる離脱制御部を、更に備えることが好ましい。

上記態様のダイカストマシンにおいて、前記給湯口は、前記スリーブの下部に設けられることが好ましい。

上記態様のダイカストマシンにおいて、前記給湯管は前記保持炉に固定され、前記移動機構は前記保持炉を移動することが好ましい。

上記態様のダイカストマシンにおいて、前記給湯管は前記保持炉に対して相対移動が可能であり、前記移動機構は前記給湯管を前記保持炉と独立に移動することが好ましい。

上記態様のダイカストマシンにおいて、前記給湯管は直線状に延びる円筒形状であることが好ましい。

上記態様のダイカストマシンにおいて、前記給湯管はセラミックスで形成されることが好ましい。

上記態様のダイカストマシンにおいて、前記保持炉から前記給湯管を介して前記スリーブへ前記溶湯を移送する駆動力を生じさせる給湯駆動部を、更に備えることが好ましい。

上記態様のダイカストマシンにおいて、前記給湯駆動部は、電磁ポンプであることが好ましい。

上記態様のダイカストマシンにおいて、前記給湯駆動部は、前記保持炉の中の気圧を上昇させる空圧装置であることが好ましい。

上記態様のダイカストマシンにおいて、前記スリーブへの前記溶湯の給湯が完了した時点の前記スリーブの中の前記溶湯の充填率が７０％以上となるように前記給湯駆動部を制御する給湯制御部を、更に備えることが好ましい。

上記態様のダイカストマシンにおいて、前記給湯制御部は、前記プランジャチップが前記給湯口を塞ぐ位置に到達した時に、前記スリーブの中の前記溶湯の充填率が９５％以上となるように前記給湯駆動部を制御することが好ましい。

上記態様のダイカストマシンにおいて、前記スリーブの内面の最下部と最上部との間の所定の高さに臨んでおり、前記スリーブの中の前記溶湯が、所定の高さに到達したことを検知する第１のセンサを、更に備えることが好ましい。

上記態様のダイカストマシンにおいて、前記スリーブは上部に設けられたガス抜き口を有し、前記ガス抜き口の上方に前記スリーブの中の溶湯の湯面位置を検知する第２のセンサを、更に備えることが好ましい。

上記態様のダイカストマシンにおいて、前記プランジャを駆動する射出駆動部と、前記プランジャチップが前記給湯口を塞ぐ位置に到達した後に、前記プランジャの射出速度を上げるように前記射出駆動部を制御する射出制御部と、を更に備えることが好ましい。

上記態様のダイカストマシンにおいて、前記給湯口から前記給湯管が離脱した後の、前記給湯口と前記給湯管との間の距離は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明によれば、プランジャの射出時に給湯管に加わる衝撃を低減し、給湯管の破損を抑制することが可能となるダイカストマシンを提供することができる。

第１の実施形態のダイカストマシンの全体構成を示す模式図。 第１の実施形態のダイカストマシンのスリーブ、プランジャ、及び給湯装置を示す模式断面図。 第１の実施形態のダイカストマシンのスリーブ及び給湯管の模式断面図。 第１の実施形態のダイカストマシンの信号処理系の構成を示すブロック図。 第１の実施形態のダイカストマシンの動作の一例のフローチャート。 第１の実施形態のダイカストマシンの動作の一例の説明図。 第１の実施形態のダイカストマシンの動作の一例の説明図。 第２の実施形態のダイカストマシンのスリーブ、プランジャ、及び給湯装置を示す模式断面図。 第３の実施形態のダイカストマシンのスリーブ、プランジャ、及び給湯装置を示す模式断面図。 第４の実施形態のダイカストマシンのスリーブ、プランジャ、及び給湯装置を示す模式断面図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態のダイカストマシンは、溶湯を保持する保持炉と、保持炉の外部に位置し、金型の中に通じ、給湯口を有するスリーブと、スリーブの中を摺動し、プランジャロッドとプランジャロッドの先端に固定されたプランジャチップとを有するプランジャと、溶湯をスリーブの中に供給し、給湯口に脱着可能な給湯管と、プランジャの摺動中に給湯管を給湯口から離脱させる移動機構と、を備える。

図１は、第１の実施形態のダイカストマシンの全体構成を示す模式図である。図１は、一部に断面図を含む側面図である。図２は、第１の実施形態のダイカストマシンのスリーブ、プランジャ、及び給湯装置を示す模式断面図である。

図３は、第１の実施形態のダイカストマシンのスリーブ及び給湯管の模式断面図である。図３は、スリーブの伸長方向に垂直な断面図である。なお、紙面上下方向は鉛直方向であり、紙面左右及び紙面貫通方向は水平方向である。

図４は、第１の実施形態のダイカストマシンの信号処理系の構成を示すブロック図である。

第１の実施形態のダイカストマシン１００は、セミホットチャンバ式のダイカストマシンである。

ダイカストマシン１００は、型締装置１０．押出装置１２、射出装置１４、金型１６、制御ユニット１８、給湯装置２０を備える。

射出装置１４は、スリーブ２２、プランジャ２４、射出駆動部２５、位置センサ２７を有する。プランジャ２４は、プランジャチップ２４ａとプランジャロッド２４ｂを含む。スリーブ２２には、溶湯センサ２６（第１のセンサ）、給湯口２８、ガス抜き口３０が設けられる。

金型１６は、固定金型１６ａと移動金型１６ｂを含む。

制御ユニット１８は、制御装置３２、入力装置３４、表示装置３６を含む。制御装置３２は、成形条件選定部３２ａ、給湯制御部３２ｂ、射出制御部３２ｃ、離脱制御部３２ｄを有する。

給湯装置２０は、給湯管４０、保持炉４２、パッキン４４、第１のヒータ４６、ガード部材４８、給湯管スリーブ５０、第２のヒータ５２、電磁ポンプ５４（給湯駆動部）、湯面センサ５６（第２のセンサ）、リフター６０（移動機構）、支点６２、金属供給機６４を備える。保持炉４２には、保持炉湯面センサ６６、フィルタ６８、フィルタ支持具７０、保持炉ヒータ７２、金属供給口７４が設けられる。電磁ポンプ５４は、コイル５４ａ、コア５４ｂを有する。

ダイカストマシン１００は、金型１６の内部（図１中のキャビティＣａ）に液状金属（溶湯）を射出し、その液状金属を金型１６内で凝固させることにより、ダイカスト品を製造する機械である。金属は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、亜鉛合金、又は、マグネシウム合金である。

金型１６は、型締装置１０と射出装置１４との間に設けられる。金型１６は、固定金型１６ａと移動金型１６ｂを含む。

型締装置１０は、金型１６の開閉及び型締めを行う機能を有する。

射出装置１４は、金型１６の内部に液状金属を射出する機能を有する。射出装置１４は、図１に示すように、スリーブ２２、プランジャ２４、射出駆動部２５、位置センサ２７を有する。

スリーブ２２は、溶湯を保持する保持炉４２の外部に位置する。スリーブ２２は、金型１６の中に通じる。スリーブ２２は、例えば、固定金型１６ａに連結された筒状の部材である。スリーブ２２は、例えば、円筒形状である。

プランジャ２４は、スリーブ２２の中を摺動する。プランジャロッド２４ｂの先端に固定されたプランジャチップ２４ａが、スリーブ２２の中を前後方向に摺動する。スリーブ２２の中をプランジャチップ２４ａが前方へ摺動することにより、スリーブ２２の中の溶湯が金型１６の中に押し出される。

射出駆動部２５は、プランジャ２４を前後方向に駆動させる機能を備える。射出駆動部２５は、例えば、液圧式、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である。

位置センサ２７は、プランジャ２４の位置を検出する機能を有する。位置センサ２７は、例えば、光学式又は磁気式のリニアエンコーダである。位置センサ２７で検出されるプランジャ２４の位置を微分することで、プランジャ２４の速度を検出することが可能である。

図３に示すように、スリーブ２２には、溶湯センサ２６（第１のセンサ）、給湯口２８、ガス抜き口３０が設けられる。

給湯口２８は、スリーブ２２の下部に設けられる。給湯口２８に接続される給湯管４０から溶湯がスリーブ２２内に供給される。

ガス抜き口３０は、スリーブ２２の上部に設けられる。ガス抜き口３０は、スリーブ２２内に溶湯を充填する際に、スリーブ２２内の上部のガスを排気する機能を有する。ガス抜き口３０を設けることで、スリーブ２２内のへの溶湯の充填時間が短縮される。

溶湯センサ２６は、スリーブ２２の内面の最下部と最上部との間の所定の高さに臨んでいる。溶湯センサ２６は、例えば、スリーブ２２内に露出する。

溶湯センサ２６は、溶湯がスリーブ２２内で溶湯センサ２６の位置まで到達したことを検知する。

溶湯センサ２６は、例えば、１対の電極を有し、溶湯が電極の位置に到達することにより通電して信号を出力する抵抗センサである。また、溶湯センサ２６は、例えば、温度が所定値を超えた時に信号を出力する温度センサである。また、溶湯センサ２６は、例えば、圧力が所定値を超えた時に信号を出力する圧力センサである。

給湯装置２０は、スリーブ２２の下方に設けられる。給湯装置２０は、スリーブ２２内に溶湯を供給し、スリーブ２２内に溶湯を充填する機能を有する。

給湯装置２０は、図２に示すように、給湯管４０、保持炉４２、パッキン４４、第１のヒータ４６、ガード部材４８、給湯管スリーブ５０、第２のヒータ５２、電磁ポンプ５４（給湯駆動部）、湯面センサ５６（第２のセンサ）、リフター６０（移動機構）、支点６２、金属供給機６４を備える。

給湯管４０は、スリーブ２２の下方に設けられる。給湯管４０は、スリーブ２２の給湯口２８に脱着可能である。給湯管４０は、例えば、保持炉４２に固定される。給湯管４０は、溶湯をスリーブ２２の中に供給する機能を有する。

給湯管４０は、管状の部材である。給湯管４０は、例えば、鉛直方向に直線状に延びる円筒形状である。例えば、円筒の直径が鉛直方向に変化しても構わない。給湯管４０は、例えば、屈曲部を備えない。

給湯管４０は、例えば、セラミックスで形成される。給湯管４０は、例えば、セラミックスのみで形成される。

給湯口２８から給湯管４０が離脱した後の、給湯口２８と給湯管４０との間の距離（図３中のα）は、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。

パッキン４４は、給湯管４０の上端に設けられる。パッキン４４は、スリーブ２２と給湯管４０との接触部の隙間から、溶湯が漏出することを防止する機能を有する。パッキン４４は、耐熱性を備える。

第１のヒータ４６は、給湯管４０の周囲に設けられる。第１のヒータ４６は、給湯管４０の中の溶湯を加熱する機能を有する。

ガード部材４８は、第１のヒータ４６の上端部及び上部側面を覆う。ガード部材４８は、第１のヒータ４６を保護する機能を有する。

給湯管スリーブ５０は、給湯管４０の下方に設けられる。給湯管４０の下端は、例えば、給湯管スリーブ５０に挿入される。給湯管スリーブ５０の下端は、保持炉４２の溶湯内に浸漬される。給湯管スリーブ５０は、例えば、セラミックスで形成される。

第２のヒータ５２は、給湯管スリーブ５０内に設けられる。第２のヒータ５２は、給湯管スリーブ５０の中の溶湯を加熱する機能を有する。

電磁ポンプ５４は、給湯駆動部の一例である。電磁ポンプ５４は、コイル５４ａ、コア５４ｂを有する。コイル５４ａは給湯管４０の周囲に設けられ、コア５４ｂは給湯管４０の中に設けられる。

電磁ポンプ５４は、保持炉４２から給湯管４０を介してスリーブ２２へ溶湯を移送する駆動力を生じさせる。

湯面センサ５６は、図３に示すように、スリーブ２２に設けられたガス抜き口３０の上方に設けられる。湯面センサ５６は、スリーブ２２の中の溶湯の湯面位置を検知する機能を有する。

湯面センサ５６は、例えば、湯面の上方から湯面高さを検知する非接触式のセンサである。湯面センサ５６は、例えば、光学式又は超音波式のセンサである。

保持炉４２は、スリーブ２２の下方に設けられる。保持炉４２は、内部に溶湯を保持する機能を有する。

保持炉４２には、保持炉湯面センサ６６、フィルタ６８、フィルタ支持具７０、保持炉ヒータ７２、金属供給口７４が設けられる。

保持炉湯面センサ６６は、保持炉４２内の溶湯の湯面位置を検知する機能を有する。保持炉湯面センサ６６は、例えば、湯面の上方から湯面高さを検知する非接触式のセンサである。保持炉湯面センサ６６は、例えば、光学式又は超音波式のセンサである。

例えば、保持炉湯面センサ６６によって検知される湯面高さに基づき、保持炉４２内にインゴットを供給することで、保持炉４２内の湯面高さを所定の位置に保つ。例えば、保持炉４２内の湯面高さを所定の位置に保つことで、給湯管４０内の湯面が、電磁ポンプ５４のコア５４ｂに接するようにする。

フィルタ６８は、保持炉４２内に設けられる。フィルタ６８は、溶湯に含まれる溶湯の酸化物等の固形物がスリーブ２２内に供給されることを抑制する。

フィルタ支持具７０は、フィルタ６８に固定される。フィルタ支持具７０は、フィルタ６８を保持炉４２の外部に引き出す機能を有する。

保持炉ヒータ７２は、保持炉４２内の溶湯に浸漬される。保持炉ヒータ７２は、保持炉４２内の溶湯を加熱する機能を有する。

金属供給口７４は、保持炉４２の上面に設けられる。金属供給口７４から、例えば、溶湯の原料となるインゴットが投入される。金属供給口７４から、溶湯を供給しても構わない。

リフター６０は、保持炉４２の下方に設けられる。リフター６０は、移動機構の一例である。リフター６０は、保持炉４２を上下方向に移動させることで、保持炉４２に固定された給湯管４０を給湯口２８に脱着させる機能を有する。リフター６０は、プランジャ２４の摺動中に給湯管４０を給湯口２８から離脱させる機能を有する。

リフター６０は、例えば、電動ジャッキ又は油圧ジャッキである。

支点６２は、保持炉４２の下方に設けられる。リフター６０を動作させることで、支点６２を軸に保持炉４２が上下方向に移動する。

金属供給機６４は、保持炉４２の上方に設けられる。金属供給機６４は、例えば、保持炉４２の中に金属供給口７４から溶湯の原料となるインゴットを供給する。金属供給機６４は、例えば、金属供給口７４から溶湯を供給しても構わない。

制御ユニット１８は、制御装置３２、入力装置３４、表示装置３６を含む。

入力装置３４は、例えば、型締装置１０の固定ダイプレート（符号省略）に設けられる。入力装置３４は、オペレータの入力操作を受け付ける。オペレータは、入力装置３４を用いて、ダイカストマシン１００の成形条件等の設定が可能となる。

入力装置３４は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイを用いたタッチパネルである。

表示装置３６は、例えば、型締装置１０の固定ダイプレート（符号省略）に設けられる。表示装置３６は、例えば、ダイカストマシン１００の成形条件、動作状況等を画面に表示する。表示装置３６は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイである。

制御装置３２は、型締装置１０、押出装置１２、射出装置１４、及び給湯装置２０を用いたダイカストマシン１００の成形動作を制御する機能を有する。制御装置３２は、各種の演算を行って、ダイカストマシン１００の各部に制御指令を出力する機能を有する。

制御装置３２は、例えば、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで構成される。制御装置３２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、半導体メモリ及び半導体メモリに記憶された制御プログラムを含む。

制御装置３２は、図４に示すように、成形条件選定部３２ａ、給湯制御部３２ｂ、射出制御部３２ｃ、離脱制御部３２ｄを有する。

成形条件選定部３２ａは、入力装置３４からの信号に基づいて、プランジャ２４の射出速度等の種々の成形条件を設定する機能を有する。

給湯制御部３２ｂは、溶湯センサ２６、及び湯面センサ５６で検知された湯面位置のデータに基づき、保持炉４２からスリーブ２２内への溶湯の供給を制御する機能を有する。スリーブ２２内への溶湯の供給は、電磁ポンプ５４の駆動を制御することにより行う。

給湯制御部３２ｂは、例えば、スリーブ２２への溶湯の給湯が完了した時点のスリーブ２２の中の溶湯の充填率が７０％以上となるように電磁ポンプ５４を制御する。また、給湯制御部３２ｂは、例えば、プランジャチップ２４ａが給湯口２８を塞ぐ位置に到達した時に、スリーブ２２の中の溶湯の充填率が９５％以上となるように電磁ポンプ５４を制御する。

射出制御部３２ｃは、位置センサ２７で検知されたプランジャ２４の位置に基づき、射出駆動部２５を制御する機能を有する。射出制御部３２ｃは、例えば、プランジャチップ２４ａが給湯口２８を塞ぐ位置に到達した後に、プランジャ２４の射出速度を上げるように射出駆動部２５を制御する。

離脱制御部３２ｄは、位置センサ２７で検知されたプランジャ２４の位置に基づき、リフター６０を制御する機能を有する。離脱制御部３２ｄは、例えば、プランジャチップ２４ａが給湯口２８を塞いだ後に、リフター６０を制御し、給湯管４０を給湯口２８から離脱させる。

次に、ダイカストマシン１００の動作の一例について説明する。

図５は、第１の実施形態のダイカストマシンの動作の一例のフローチャートである。図５は、スリーブ２２内への給湯から高速射出後の昇圧・保圧までを示す。すなわち、給湯よりも前における型閉じ及び型締め、並びに、昇圧・保圧の後における型開き、押出等については説明を省略する。説明が省略された動作は、例えば、公知の動作と同様である。

ダイカストマシン１００の動作は、給湯開始（ステップＳＴ１）、溶湯検知判定（ステップＳＴ２）、減速開始（ステップＳＴ３）、給湯停止（ステップＳＴ４）、射出開始（ステップＳＴ５）、閉位置判定（ステップＳＴ６）、給湯管離脱（ステップＳＴ７）、高速射出（ステップＳＴ８）、昇圧・保圧（ステップＳＴ９）の各ステップを備える。

図６、図７は、第１の実施形態のダイカストマシンの動作の一例の説明図である。

図６は、ダイカストマシン１００の射出動作の一例を示すグラフである。横軸は時間である。時間が経過するほど、プロットされる点は紙面左側に位置する。紙面右側の縦軸は、射出速度、すなわちプランジャ２４の速度を示している。また、紙面左側の縦軸は、スリーブ２２内の溶湯の充填率を示している。なお、充填率とは、スリーブ２２のうちのプランジャ２４よりも前方の容積に対して、溶湯が占める割合を意味する。線Ｌｖは、射出速度の経時変化を示している。また、線Ｌｒは、スリーブ２２内の溶湯の充填率の経時変化を示している。

図７は、第１の実施形態のダイカストマシン１００の射出動作中のスリーブ２２内の様子を示す模式図である。図７（ａ）は時刻ｔ０、図７（ｂ）は時刻ｔ１、図７（ｃ）は時刻ｔ３の場合を示す。

ステップＳＴ１では、所定の給湯開始条件が満たされると、給湯制御部３２ｂからの指令により、スリーブ２２内への給湯を開始する。具体的には、電磁ポンプ５４を動作させて、保持炉４２から給湯管４０を介してスリーブ２２内への給湯を開始する。

ステップＳＴ２では、給湯制御部３２ｂは、溶湯センサ２６により、スリーブ２２内の湯面が所定の高さに達したことが確認されたか否かを判定する。否定判定の時は、給湯制御部３２ｂは、現在の溶湯の供給速度を維持する。肯定判定の時は、給湯制御部３２ｂは、次のステップＳＴ３に進む。

ステップＳＴ３では、給湯制御部３２ｂは、スリーブ２２内への溶湯供給速度を減じるように、電磁ポンプ５４を制御する。溶湯供給速度を減じることで、所望の充填率を精度高く実現することが可能となる。

ステップＳＴ４では、所定の給湯停止条件が満たされると、給湯制御部３２ｂが保持炉４２からスリーブ２２への給湯を停止する。給湯停止条件は、例えば、湯面センサ５６で検知される湯面高さが、所望の充填率を満たす所定値に達することである。給湯停止は、電磁ポンプ５４の動作を停止することで行う。

ステップＳＴ４は、図６の時刻ｔ０の状態である。また、ステップＳＴ４は、図７(a)の状態である。給湯制御部３２ｂは、例えば、スリーブ２２の中の溶湯Ｍの充填率が７０％以上となるように電磁ポンプ５４を制御する。

ステップＳＴ５では、射出制御部３２ｃの指令により、スリーブ２２内の溶湯の射出を開始する。すなわち、プランジャ２４が前進を開始するように射出駆動部２５が制御される。この時のプランジャ２４の射出速度は、図６の時刻ｔ０からｔ１の間であり、比較的低速で行われる。プランジャ２４の射出速度は、例えば、１ｍ／ｓ未満である。

ステップＳＴ６では、射出制御部３２ｃ及び離脱制御部３２ｄは、位置センサ２７で検知される位置情報から、プランジャ２４が給湯口２８を塞ぐ位置に到達したか否かを判定する。否定判定の時は、比較的低速の射出速度を維持する。肯定判定の時は、ステップＳＴ７に進む。

ステップＳＴ７では、離脱制御部３２ｄは、給湯管４０を給湯口２８から離脱させる。具体的には、離脱制御部３２ｄは、リフター６０に指令を発し、保持炉４２を下方に移動させることで、保持炉４２に固定された給湯管４０を給湯口２８から離脱させる。離脱した後の、給湯口２８と給湯管４０との間の距離（図３中のα）は、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とする。

ステップＳＴ７は、図６の時刻ｔ１の状態である。また、ステップＳＴ７は、図７(ｂ)の状態である。この時、例えば、給湯制御部３２ｂが、給湯管４０内の湯面位置を給湯口２８の直下の比較的高い位置に維持する。

給湯口２８は、プランジャチップ２４ａにより塞がれているため、スリーブ２２内の溶湯Ｍが給湯口２８から漏れることは無い。スリーブ２２の中の溶湯Ｍの充填率は、例えば、９５％以上である。スリーブ２２の中の溶湯Ｍの充填率は、例えば、１００％である。

ステップＳＴ８では、射出制御部３２ｃは、プランジャ２４の射出速度を増加させる。射出制御部３２ｃは、射出駆動部２５を制御して、プランジャ２４の射出速度を高速射出速度ＶＨに切り換えて高速射出を行う。プランジャ２４の射出速度は、例えば、１ｍ／ｓ以上である。

ステップＳＴ９では、射出制御部３２ｃは、射出駆動部２５を制御して、溶湯Ｍの昇圧及び保圧を行う。

ステップＳＴ９は、図７の時刻ｔ３の状態である。また、ステップＳＴ９は、図７(ｃ)の状態である。ステップＳＴ９では、プランジャ２４は停止している。

上記ステップＳＴ１からステップＳＴ９が、鋳造サイクル毎に実行される。

次に、第１の実施形態のダイカストマシンの作用及び効果について説明する。

セミホットチャンバ式のダイカストマシンでは、プランジャの射出時にスリーブと給湯管との接続部に衝撃が加わり、給湯管が破損するおそれがある。したがって、プランジャの射出時に給湯管に加わる衝撃を低減し、給湯管の破損を抑制することが望まれる。

第１の実施形態のダイカストマシン１００は、給湯口２８に脱着可能な給湯管４０と、プランジャ２４の摺動中に給湯管４０を給湯口２８から離脱させるリフター６０を備える。給湯管４０を給湯口２８から離脱させることで、プランジャ２４の射出に伴う衝撃が給湯管４０に加わらない。したがって、給湯管４０の破損が抑制される。

給湯口２８から給湯管４０が離脱した後の、給湯口２８と給湯管４０との間の距離（図３中のα）は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。距離αを１ｍｍ以上とすることで、スリーブ２２がプランジャ２４の射出に伴う衝撃により給湯管４０にあたることが抑制される。また、１０ｍｍ以下とすることにより、続く鋳造サイクルのために、給湯口２８と給湯管４０との接続に要する時間が短縮される。

給湯口２８から給湯管４０が離脱した後の、給湯管４０内の湯面位置を、給湯口２８の直下の比較的高い位置に維持することが好ましい。これにより、続く鋳造サイクルの際のスリーブ２２への溶湯充填時間を短縮することが可能となる。

給湯管４０は、耐熱性の高いセラミックスのみで形成されることが好ましい。例えば、給湯管４０に金属を用いる場合、高温の溶湯により金属の溶損が生じるおそれがある。セラミックスは金属と比較して、衝撃に対する耐性が劣る。しかし、第１の実施形態のダイカストマシン１００は、給湯管４０をスリーブ２２と分離するため、給湯管４０には衝撃が加わらない。したがって、給湯管４０をセラミックスのみで形成することが可能となる。

セラミックスの給湯管４０は、強度を維持する観点から屈曲部を備えないことが好ましい。給湯管４０は、強度を維持する観点から直線状に延びる円筒形状であることが好ましい。

第１の実施形態のダイカストマシン１００は、溶湯センサ２６と湯面センサ５６を備える。溶湯センサ２６により給湯終了直前の湯面を検知して、給湯速度を高速から低速に切り替えることが可能となる。そして、湯面センサ５６により湯面位置を高精度に測定できる。したがって、給湯時間の短縮と給湯精度の向上が実現できる。

給湯制御部３２ｂは、スリーブ２２への溶湯の給湯が完了した時点のスリーブ２２の中の溶湯の充填率が７０％以上となるように電磁ポンプ５４を制御することが好ましく、８０％以上となるように制御することがより好ましい。また、給湯制御部３２ｂは、プランジャチップ２４ａが給湯口２８を塞ぐ位置に到達した時に、スリーブ２２の中の溶湯の充填率が９５％以上となるように電磁ポンプ５４を制御することが好ましく、９８％以上となるように制御することがより好ましい。溶湯へのガスの巻き込みが低減され、ダイカスト品の品質が向上する。

また、第１の実施形態のダイカストマシン１００は、プランジャチップ２４ａが給湯口２８を塞ぐ位置に到達した後に、プランジャ２４の射出速度を上げるように射出制御部３２ｃが射出駆動部２５を制御する。したがって、ダイカスト品の製造時間を短縮することが可能となる。

以上、第１の実施形態によれば、給湯口２８に脱着可能な給湯管４０と、プランジャ２４の摺動中に給湯管４０を給湯口２８から離脱させるリフター６０を備えることにより、プランジャ２４の射出時に給湯管４０に加わる衝撃を低減し、給湯管４０の破損を抑制することが可能なダイカストマシンを実現できる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態のダイカストマシンは、給湯管は保持炉に対して相対移動が可能であり、移動機構は給湯管を保持炉と独立に移動する点で、第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と重複する内容については一部記述を省略する。

図８は、第２の実施形態のダイカストマシンのスリーブ、プランジャ、及び給湯装置を示す模式断面図である。

第２の実施形態のダイカストマシンは、セミホットチャンバ式のダイカストマシンである。

第２の実施形態のダイカストマシンは、型締装置１０．押出装置１２、射出装置１４、金型１６、制御ユニット１８、給湯装置２０を備える。

射出装置１４は、スリーブ２２、プランジャ２４、射出駆動部２５、位置センサ２７を有する。プランジャ２４は、プランジャチップ２４ａとプランジャロッド２４ｂを含む。スリーブ２２には、溶湯センサ２６（第１のセンサ）、給湯口２８、ガス抜き口３０が設けられる。

金型１６は、固定金型１６ａと移動金型１６ｂを含む。

制御ユニット１８は、制御装置３２、入力装置３４、表示装置３６を含む。制御装置３２は、成形条件選定部３２ａ、給湯制御部３２ｂ、射出制御部３２ｃ、離脱制御部３２ｄを有する。

給湯装置２０は、給湯管４０、保持炉４２、パッキン４４、第１のヒータ４６、給湯管スリーブ５０、第２のヒータ５２、電磁ポンプ５４（給湯駆動部）、湯面センサ５６（第２のセンサ）、金属供給機６４、給湯管支持部材８０、アクチュエータ８２（移動機構）、アクチュエータ支持部材８４、スライド部材８６を備える。保持炉４２には、保持炉湯面センサ６６、フィルタ６８、フィルタ支持具７０、保持炉ヒータ７２、金属供給口７４が設けられる。電磁ポンプ５４は、コイル５４ａ、コア５４ｂを有する。

給湯管４０は、スリーブ２２の下方に設けられる。給湯管４０は、スリーブ２２の給湯口２８に脱着可能である。給湯管４０は、例えば、保持炉４２に対して相対移動が可能である。給湯管４０は、溶湯をスリーブ２２の中に供給する機能を有する。

給湯管支持部材８０は、給湯管４０を支持する機能を有する。給湯管支持部材８０は、給湯管４０を給湯管４０の上端に設けられたフリンジで支持する。

アクチュエータ８２は、移動機構の一例である。アクチュエータ８２は、給湯管４０を上下方向に移動させることで、給湯管４０を給湯口２８に脱着させる機能を有する。アクチュエータ８２は、プランジャ２４の摺動中に給湯管４０を給湯口２８から離脱させる機能を有する。

アクチュエータ８２は、例えば、空気圧シリンダである。アクチュエータ８２は、例えば、油圧シリンダ、又は、ソレノイドアクチュエータであっても構わない。

アクチュエータ支持部材８４は、アクチュエータ８２を支持する。

アクチュエータ８２を動作させることにより、給湯管４０と給湯管スリーブ５０が上下方向に相対移動する。また、アクチュエータ８２を動作させることにより、給湯管支持部材８０とアクチュエータ支持部材８４が上下方向に相対移動する。

給湯管４０の上下動作が安定して行われるように、例えば、アクチュエータ８２は給湯管４０の回りに３個以上設けられる。

スライド部材８６は、給湯管４０と給湯管スリーブ５０との間に設けられる。スライド部材８６は、給湯管４０と給湯管スリーブ５０との間の隙間から、溶湯が漏出することを抑制する。

離脱制御部３２ｄは、位置センサ２７で検知されたプランジャ２４の位置に基づき、アクチュエータ８２を制御する機能を有する。離脱制御部３２ｄは、例えば、プランジャチップ２４ａが給湯口２８を塞いだ後に、アクチュエータ８２を制御し、給湯管４０を給湯口２８から離脱させる。

以上、第２の実施形態によれば、給湯口２８に脱着可能な給湯管４０と、プランジャ２４の摺動中に給湯管４０を給湯口２８から離脱させるアクチュエータ８２を備えることにより、プランジャ２４の射出時に給湯管４０に加わる衝撃を低減し、給湯管４０の破損を抑制することが可能なダイカストマシンを実現できる。

また、第２の実施形態は、第１の実施形態と異なり、給湯管４０のみを上下させる。言い換えれば、保持炉４２は固定されたままである。したがって、重量の大きい保持炉４２が要求される大型のダイカストマシンに第２の実施形態は好適である。

（第３の実施形態）
第３の実施形態のダイカストマシンは、給湯駆動部は、保持炉の中の気圧を上昇させる空圧装置である点で、第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と重複する内容については一部記述を省略する。

図９は、第３の実施形態のダイカストマシンのスリーブ、プランジャ、及び給湯装置を示す模式断面図である。

第３の実施形態のダイカストマシンは、セミホットチャンバ式のダイカストマシンである。

第３の実施形態のダイカストマシンは、型締装置１０．押出装置１２、射出装置１４、金型１６、制御ユニット１８、給湯装置２０を備える。

射出装置１４は、スリーブ２２、プランジャ２４、射出駆動部２５、位置センサ２７を有する。プランジャ２４は、プランジャチップ２４ａとプランジャロッド２４ｂを含む。スリーブ２２には、溶湯センサ２６（第１のセンサ）、給湯口２８、ガス抜き口３０が設けられる。

金型１６は、固定金型１６ａと移動金型１６ｂを含む。

制御ユニット１８は、制御装置３２、入力装置３４、表示装置３６を含む。制御装置３２は、成形条件選定部３２ａ、給湯制御部３２ｂ、射出制御部３２ｃ、離脱制御部３２ｄを有する。

給湯装置２０は、給湯管４０、保持炉４２、パッキン４４、第１のヒータ４６、ガード部材４８、給湯管スリーブ５０、第２のヒータ５２、空圧装置８８（給湯駆動部）、湯面センサ５６（第２のセンサ）、リフター６０（移動機構）、支点６２を備える。保持炉４２には、保持炉湯面センサ６６、フィルタ６８、フィルタ支持具７０、保持炉ヒータ７２が設けられる。

空圧装置８８は、保持炉４２から給湯管４０を介してスリーブ２２へ溶湯を移送する駆動力を生じさせる。空圧装置８８は、密閉された保持炉４２に気体を供給して保持炉４２内を加圧する。これにより、保持炉４２内の湯面には大気圧よりも高い圧力が付与される。この圧力により、溶湯がスリーブ２２内に充填される。

給湯制御部３２ｂは、溶湯センサ２６、及び湯面センサ５６で検知された湯面位置のデータに基づき、保持炉４２からスリーブ２２内への溶湯の供給を制御する機能を有する。スリーブ２２内への溶湯の供給は、空圧装置８８の駆動を制御することにより行う。

以上、第３の実施形態によれば、給湯口２８に脱着可能な給湯管４０と、プランジャ２４の摺動中に給湯管４０を給湯口２８から離脱させるリフター６０を備えることにより、プランジャ２４の射出時に給湯管４０に加わる衝撃を低減し、給湯管４０の破損を抑制することが可能なダイカストマシンを実現できる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態のダイカストマシンは、給湯管は保持炉に対して相対移動が可能であり、移動機構は給湯管を保持炉と独立に移動する点で、第３の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態、第３の実施形態と重複する内容については一部記述を省略する。

図１０は、第４の実施形態のダイカストマシンのスリーブ、プランジャ、及び給湯装置を示す模式断面図である。

第４の実施形態のダイカストマシンは、セミホットチャンバ式のダイカストマシンである。

第４の実施形態のダイカストマシンは、型締装置１０．押出装置１２、射出装置１４、金型１６、制御ユニット１８、給湯装置２０を備える。

射出装置１４は、スリーブ２２、プランジャ２４、射出駆動部２５、位置センサ２７を有する。プランジャ２４は、プランジャチップ２４ａとプランジャロッド２４ｂを含む。スリーブ２２には、溶湯センサ２６（第１のセンサ）、給湯口２８、ガス抜き口３０が設けられる。

金型１６は、固定金型１６ａと移動金型１６ｂを含む。

制御ユニット１８は、制御装置３２、入力装置３４、表示装置３６を含む。制御装置３２は、成形条件選定部３２ａ、給湯制御部３２ｂ、射出制御部３２ｃ、離脱制御部３２ｄを有する。

給湯装置２０は、給湯管４０、保持炉４２、パッキン４４、第１のヒータ４６、給湯管スリーブ５０、第２のヒータ５２、空圧装置８８（給湯駆動部）、湯面センサ５６（第２のセンサ）、給湯管支持部材８０、アクチュエータ８２（移動機構）、アクチュエータ支持部材８４、スライド部材８６を備える。保持炉４２には、保持炉湯面センサ６６、フィルタ６８、フィルタ支持具７０、保持炉ヒータ７２、金属供給口７４が設けられる。

給湯管４０は、スリーブ２２の下方に設けられる。給湯管４０は、スリーブ２２の給湯口２８に脱着可能である。給湯管４０は、例えば、保持炉４２に対して相対移動が可能である。給湯管４０は、溶湯をスリーブ２２の中に供給する機能を有する。

給湯管支持部材８０は、給湯管４０を支持する機能を有する。給湯管支持部材８０は、給湯管４０を給湯管４０の上端に設けられたフリンジで支持する。

アクチュエータ８２は、移動機構の一例である。アクチュエータ８２は、給湯管４０を上下方向に移動させることで、給湯管４０を給湯口２８に脱着させる機能を有する。アクチュエータ８２は、プランジャ２４の摺動中に給湯管４０を給湯口２８から離脱させる機能を有する。

アクチュエータ８２は、例えば、空気圧シリンダである。アクチュエータ８２は、例えば、油圧シリンダ、又は、ソレノイドアクチュエータであっても構わない。

アクチュエータ支持部材８４は、アクチュエータ８２を支持する。

アクチュエータ８２を動作させることにより、給湯管４０と給湯管スリーブ５０が上下方向に相対移動する。また、アクチュエータ８２を動作させることにより、給湯管支持部材８０とアクチュエータ支持部材８４が上下方向に相対移動する。

スライド部材８６は、給湯管４０と給湯管スリーブ５０との間に設けられる。スライド部材８６は、給湯管４０と給湯管スリーブ５０との間の隙間から、溶湯が漏出することを抑制する。

離脱制御部３２ｄは、位置センサ２７で検知されたプランジャ２４の位置に基づき、アクチュエータ８２を制御する機能を有する。離脱制御部３２ｄは、例えば、プランジャチップ２４ａが給湯口２８を塞いだ後に、アクチュエータ８２を制御し、給湯管４０を給湯口２８から離脱させる。

以上、第４の実施形態によれば、給湯口２８に脱着可能な給湯管４０と、プランジャ２４の摺動中に給湯管４０を給湯口２８から離脱させるアクチュエータ８２を備えることにより、プランジャ２４の射出時に給湯管４０に加わる衝撃を低減し、給湯管４０の破損を抑制することが可能なダイカストマシンを実現できる。

また、第４の実施形態は、第３の実施形態と異なり、給湯管４０のみを上下させる。言い換えれば、保持炉４２は固定されたままである。したがって、重量の大きい保持炉４２が要求される大型のダイカストマシンに第４の実施形態は好適である。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。実施形態においては、ダイカストマシンなどで、本発明の説明に直接必要としない部分については記載を省略したが、必要とされる、ダイカストマシンなどに関わる要素を適宜選択して用いることができる。

第１ないし第４の実施形態の保持炉４２の下部に、保持炉４２の水平移動を可能にする水平移動手段を設けることも可能である。水平移動手段は、例えば、車輪である。水平移動手段を設けることで、保持炉４２のメインテナンスが容易になる。

第１又は第３の実施形態において、例えば、支点６２に代えてリフターを設け、保持炉４２を垂直方向に移動させる構成とすることも可能である。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのダイカストマシンは、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物の範囲によって定義されるものである。

１６ 金型
２２ スリーブ
２４ プランジャ
２４ａ プランジャチップ
２４ｂ プランジャロッド
２５ 射出駆動部
２６ 溶湯センサ（第１のセンサ）
２８ 給湯口
３２ｂ 給湯制御部
３２ｃ 射出制御部
３２ｄ 離脱制御部
４０ 給湯管
４２ 保持炉
５４ 電磁ポンプ（給湯駆動部）
５６ 湯面センサ（第２のセンサ）
６０ リフター（移動機構）
８２ アクチュエータ（移動機構）
８８ 空圧装置（給湯駆動部）
１００ ダイカストマシン
Ｍ 溶湯
α 距離

Claims (15)

1. 溶湯を保持する保持炉と、
   前記保持炉の外部に位置し、金型の中に通じ、給湯口を有するスリーブと、
   前記スリーブの中を摺動し、プランジャロッドと前記プランジャロッドの先端に固定されたプランジャチップとを有するプランジャと、
   前記溶湯を前記スリーブの中に供給し、前記給湯口に脱着可能な給湯管と、
   前記プランジャの摺動中に前記給湯管を前記給湯口から離脱させる移動機構と、
   を備えることを特徴とするダイカストマシン。
2. 前記プランジャチップが前記給湯口を塞いだ後に、前記移動機構を制御し、前記給湯管を前記給湯口から離脱させる離脱制御部を、更に備えることを特徴とする請求項１記載のダイカストマシン。
3. 前記給湯口は、前記スリーブの下部に設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のダイカストマシン。
4. 前記給湯管は前記保持炉に固定され、前記移動機構は前記保持炉を移動することを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか一項記載のダイカストマシン。
5. 前記給湯管は前記保持炉に対して相対移動が可能であり、前記移動機構は前記給湯管を前記保持炉と独立に移動することを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか一項記載のダイカストマシン。
6. 前記給湯管は直線状に延びる円筒形状であることを特徴とする請求項１ないし請求項５いずれか一項記載のダイカストマシン。
7. 前記給湯管はセラミックスで形成されることを特徴とする請求項６記載のダイカストマシン。
8. 前記保持炉から前記給湯管を介して前記スリーブへ前記溶湯を移送する駆動力を生じさせる給湯駆動部を、更に備えることを特徴とする請求項１ないし請求項７いずれか一項記載のダイカストマシン。
9. 前記給湯駆動部は、電磁ポンプであることを特徴とする請求項８記載のダイカストマシン。
10. 前記給湯駆動部は、前記保持炉の中の気圧を上昇させる空圧装置であることを特徴とする請求項８記載のダイカストマシン。
11. 前記スリーブへの前記溶湯の給湯が完了した時点の前記スリーブの中の前記溶湯の充填率が７０％以上となり、前記プランジャチップが前記給湯口を塞ぐ位置に到達した時に、前記スリーブの中の前記溶湯の充填率が９５％以上となるように前記給湯駆動部を制御する給湯制御部を、更に備えることを特徴とする請求項８ないし請求項１０いずれか一項記載のダイカストマシン。
12. 前記スリーブの内面の最下部と最上部との間の所定の高さに臨んでおり、前記スリーブの中の前記溶湯が、所定の高さに到達したことを検知する第１のセンサを、更に備えることを特徴とする請求項１ないし請求項１１いずれか一項記載のダイカストマシン。
13. 前記スリーブは上部に設けられたガス抜き口を有し、
    前記ガス抜き口の上方に前記スリーブの中の前記溶湯の湯面位置を検知する第２のセンサを、更に備えることを特徴とする請求項１ないし請求項１２いずれか一項記載のダイカストマシン。
14. 前記プランジャを駆動する射出駆動部と、
    前記プランジャチップが前記給湯口を塞ぐ位置に到達した後に、前記プランジャの射出速度を上げるように前記射出駆動部を制御する射出制御部と、を更に備えることを特徴とする請求項１ないし請求項１３いずれか一項記載のダイカストマシン。
15. 前記給湯口から前記給湯管が離脱した後の、前記給湯口と前記給湯管との間の距離は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項１４いずれか一項記載のダイカストマシン。

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