JP4921241B2 - ダイカストマシン - Google Patents

Description

本発明は、射出プランジャの前進により金属溶湯を金型内に射出・充填するダイカストマシンに係り、特に、射出プランジャを軸方向に移動させる駆動源として油圧駆動源と電動駆動源とを備えたダイカストマシンに関する。

溶融金属材料を金型のキャビティ内に射出・充填して製品を得るダイカストマシンはよく知られており、このダイカストマシンにおいては、溶解炉で溶融した金属材料（例えば、Ａｌ合金、Ｍｇ合金など）を１ショット毎にラドルで計量して汲み上げ、汲み上げた金属溶湯（溶融金属材料）を射出スリーブ内に注ぎ込んで、これを射出プランジャの前進動作によって金型のキャビティ内に射出・充填するようにしている。

このようなダイカストマシンにおいては、駆動源を油圧駆動源とした油圧式のマシンが、従来はその主流となっていた。しかしながら、油圧式のダイカストマシンは、油による汚損の虞があるため、クリーンな電動式のダイカストマシンへの要望が、近時は高まりつつあり、このような電動式のダイカストマシンとして、例えば、特開２０００−８４６５４号公報（特許文献１）、特開２００１−１１２６号公報（特許文献２）に記載された技術が知られている。これらの特許文献に示された技術においては、射出用電動サーボモータと、昇圧・保圧工程で用いる油圧駆動源としてのアキュームレータとを備え、射出工程の低速射出工程と高速射出工程は射出用電動サーボモータの駆動力のみによって実行し、昇圧工程は射出用電動サーボモータとアキュームレータの駆動力を足し合わせて実行し、昇圧工程に続く保圧工程はアキュームレータの駆動力のみで実行するか、もしくは、昇圧・保圧工程はアキュームレータの駆動力のみで実行するようになっている。

上記した特許文献１、２に示された技術では、射出工程（低速射出工程および高速射出工程）の駆動源を電動サーボモータとして、昇圧・保圧工程のみに油圧駆動源の力を利用するようにしているので、比較的にクリーンな射出系構造とすることができ、したがって、特許文献１、２のダイカストマシンにおいて、型開閉やエジェクトなどのマシンの他の駆動源を総て電動駆動源（電動モータ）とするようになせば、マシン全体を比較的にクリーンなものとすることができる。しかしながら、特許文献１、２に示された技術は、高速射出工程における高速の射出速度を、電動サーボモータのパワーのみで得るようにしているため、射出速度を高速化するためには一定の限界があり、かつ、射出速度を確保するために電動サーボモータも比較的に大型のモータを必要とする。

そこで、射出プランジャの前進用の駆動源として、電動サーボモータと油圧駆動源とを備えた構成において、射出工程中の高速射出工程のみに、油圧駆動源による前進駆動力を射出プランジャに付加するようにして、高速射出工程における高速の射出速度を、確実に得ることができるようにしたダイカストマシンを、本願出願人は、特開２００６−３１５０５０号公報（特許文献３）などによって提案した。
特開２０００−８４６５４号公報 特開２００１−１１２６号公報 特開２００６−３１５０５０号公報

ところで、上記した特許文献３に示された技術では、射出プランジャと一体となって前後進するピストン体をもつ油圧シリンダ全体を、電動サーボモータの駆動力で前後進させ、油圧シリンダの前進用油室にアキュームレータから蓄圧された作動油を送り込むことによって、射出プランジャを前進させると共に、差動圧回路により油圧シリンダの後退用油室内の作動油を前進用油室に送り込むようにしている。また、射出プランジャの先端が固化した金属に当接した状態で油圧シリンダ全体を電動サーボモータの駆動力で前進させることにより、射出プランジャを油圧に抗して後退させることによって前進用油室内の作動油をアキュームレータに戻してアキュームレータを蓄圧するようにして、後退用油室には１鋳造サイクル毎に小型の油圧ポンプから小量の作動油を送り込むようにするようにしている。つまり、油圧シリンダによる射出プランジャの前進駆動時に、油圧ポンプでポンプアップした作動油（圧油）を送り続けということを一切せずに、アキュームレータからの圧油と差動圧回路とにより射出プランジャを前進させ、また、アキュームレータの蓄圧にも油圧ポンプを一切使用しないようにすることで、１鋳造サイクル中での油圧ポンプの稼動時間を短縮可能としている。

しかしながら、上記のように１鋳造サイクル中での油圧ポンプの稼動時間を短縮できるものの、１鋳造サイクル毎に必ず油圧ポンプから作動油を後退用油室に送り込む必要があるので、油圧ポンプの稼動時間をこれ以上短くすることはできない。小型ではあっても油圧ポンプが作動すると、油圧ポンプの作動に伴うポンプ熱損失（ポンプ発熱）が発生することは避けられず、このポンプ熱損失（ポンプ発熱）を可及的に低減可能とし、また、油圧ポンプの稼動によるエネルギー消費も可及的に低減するためには、油圧ポンプの稼動周期を１鋳造サイクルを大幅に上回る周期とし、かつ、１回の油圧ポンプの稼動時間を可及的に短縮することが、望まれる。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、射出プランジャを軸方向に移動させる駆動源として油圧駆動源と電動駆動源とを備えたダイカストマシンにおいて、連続鋳造運転時のトータルとしての油圧ポンプの稼動時間を、大幅に短縮可能とすることにある。

本発明は上記した目的を達成するため、金属溶湯を金型内に射出・充填するための射出プランジャと、該射出プランジャを軸方向に移動させる駆動源として油圧駆動源および電動駆動源を備え、前記射出プランジャと一体となって前後進するピストン体をもつ油圧シリンダ全体を、前記電動駆動源の駆動力で前後進させ、前記油圧シリンダの前進用油室にアキュームレータから蓄圧された作動油を送り込むことによって、前記射出プランジャを前進させるようにしたダイカストマシンにおいて、前記油圧シリンダの後退用油室に接続されたバッファタンクを設け、前記アキュームレータから前記前進用油室に作動油を送り込んでいる際には、前記後退用油室の作動油を前記バッファタンクに送り込み、前記射出プランジャの先端が固化した金属に当接した状態で前記油圧シリンダ全体を前記電動駆動源の駆動力で前進させることにより、前記射出プランジャを油圧に抗して後退させている際には、前記前進用油室内の作動油を前記アキュームレータに送り込むと共に、前記バッファタンクから作動油を前記後退用油室に送り込む。

本発明では、射出プランジャと一体となって前後進するピストン体をもつ油圧シリンダ全体を、電動駆動源（例えば電動サーボモータ）の駆動力で前後進させ、油圧シリンダの前進用油室にアキュームレータから蓄圧された作動油を送り込むことによって、射出プランジャを前進させる構成において、油圧シリンダの後退用油室に接続されたバッファタンクを設け、アキュームレータから前進用油室に作動油を送り込んでいる際には、後退用油室の作動油をバッファタンクに送り込み、射出プランジャの先端が固化した金属（ビスケットと称される部分）に当接した状態で油圧シリンダ全体を電動駆動源の駆動力で前進させることにより、射出プランジャを油圧に抗して後退させている際には、前進用油室内の作動油をアキュームレータに送り込むと共に、前記バッファタンクから作動油を前記後退用油室に送り込むようにしている。よって、油圧シリンダの前進用油室とアキュームレータとの間、および、油圧シリンダの後退用油室とバッファタンクとの間を、見かけ上、閉回路とした構成としているので、油圧ポンプを用いなくても、油圧シリンダのシリンダチューブ（筒体）に対してピストン体（すなわち射出プランジャ）を前後進させることができる。
ただし、上述したような油圧回路構成と動作とを採ると、ピストン体のヘッド周面とシリンダチューブ内周との間にシールがあっても、前進用油室から後退用油室へと、徐々にごく少量ずつではあるが、作動油がリークする傾向を示す。このため、バッファタンク側の作動油の量が徐々に増加し、アキュームレータ側の作動油の量が徐々に減少する。そこで例えば、バッファタンク側の作動油を微量ずつメインタンクに戻す手段（例えば、微定量オリフィス絞り）を設けて、上記のリーク分に相当する作動油をメインタンクに戻し、また、例えば、多数回の鋳造サイクルに１回毎、油圧ポンプを稼動させて、油圧ポンプから吐出される作動油をアキュームレータに補充する。このようにしても、油圧ポンプを稼動させるのは、多数回の鋳造サイクルに１回でよく、また、１回の油圧ポンプの稼動時間もごく短いものとすることができるので、連続鋳造運転時のトータルとしての油圧ポンプの稼動時間を、大幅に短縮することが可能となる。よって、ポンプ熱損失（ポンプ発熱）を可及的に低減することが可能となって、自然放熱に委ねるだけで作動油の温度上昇を全く懸念する必要がなく、また、油圧ポンプの稼動によるエネルギー消費も可及的に低減することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。図１〜図３は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）によるダイカストマシンに係り、図１は、本実施形態のダイカストマシンの射出系メカニズムにおける油圧シリンダ周りの構成を示す要部説明図である。

図１において、１は、図示せぬ射出系ベース部材上に固設された保持プレート、２は、保持プレート１と所定距離をおいて対向配置された図示せぬ支持ブロックとの間で、前後進可能であるように配設された移動ブロックである。ここで、図１においては、移動ブロック２は簡略化して描いてあるが、実際には、移動ブロック２は、保持プレート１と図示せぬ支持ブロックとの間に掛け渡された図示せぬ複数本のガイドバーに挿通・案内されて、保持プレート１と図示せぬ支持ブロックとの間で前後進可能なように構成されている。

３は、保持プレート１に搭載された１対の射出用の電動サーボモータ、４は、各電動サーボモータ３の出力軸に固定された駆動プーリ、５は、ネジ軸６とナット体７とを含んで構成され、対応する電動サーボモータ３の回転を直線運動に変換する１対のボールネジ機構、６は、保持プレート１に軸受を介して回転可能に保持された各ボールネジ機構５のネジ軸、７は、対応するネジ軸６に螺合されると共に、移動ブロック２にその端部を固定されたナット体、８は、各ネジ軸６の端部に固定され、対応する電動サーボモータ３の回転を、駆動プーリ４、図示せぬタイミングベルトを介して、対応するネジ軸６に伝達する被動プーリである。

９は、移動ブロック２にそのシリンダチューブ１０を固定され、移動ブロック２と一体となって全体が前後進可能な射出用の油圧シリンダ、１１は、油圧シリンダ９のピストン体と一体化され、その一部が図示せぬ射出スリーブ内で前後進する射出プランジャ、１１ａは、射出プランジャ１１の先端のプランジャチップである。なお、射出プランジャ１１は、油圧シリンダ９のピストン体と一体に形成したものであっても、油圧シリンダ９のピストン体の先端に、適宜の連結部材を介して固定されたものであってもよい。

本実施形態では、１対の電動サーボモータ３を同期して回転駆動し、各電動サーボモータ３の回転力を、それぞれ駆動プーリ４、図示せぬタイミングベルト、被動プーリ８を介して、各ボールネジ機構５のネジ軸６に伝達してネジ軸６を回転させ、これにより、ネジ軸６に螺合した各ボールネジ機構５のナット体７をそれぞれ軸方向に前後進させることで、移動ブロック２と共に油圧シリンダ９全体を移動させて、射出プランジャ１１を前後進させるようになっている。

また、後記するように、油圧シリンダ９の前進用油室に所定圧力の作動油（圧油）を送り込むことで、射出プランジャ１１に前進方向の力を付与し、射出プランジャ１１をシリンダチューブ１０に対して前進させるようになっている。

また、図１において２点鎖線で示すように、射出プランジャ１１がシリンダチューブ１０に対して前進限位置にあって、射出プランジャ１１の先端のプランジャチップ１１ａが固化した金属（固化した金属のビスケット）に当接している状態で、１対の電動サーボモータ３によって油圧シリンダ９（シリンダチューブ１０）を前進方向に駆動することで、射出プランジャ１１を油圧に抗して後退（シリンダチューブ１０に対して後退）させるようになっている。

なお、本実施形態では、電動サーボモータ３とボールネジ機構５を２つ設けて、２つの電動サーボモータ３の出力を足し合わせて移動ブロック２（射出プランジャ１１）を軸方向に移動させるようにしているので、大きな推力を得ることができるようになっている。

図２は、本実施形態のダイカストマシンの射出系における油圧回路図であり、同図において、図１の構成要素と同一の構成要素には同一符号を付してある。

図２において、２１は油圧シリンダ９の前進用油室、２２は油圧シリンダ９の後退用油室、２３は、所定圧力の作動油を貯えることが可能な１対のアキュームレータ（以下、ＡＣＣ２３と記す）、２４は、ＡＣＣ２３と油圧シリンダ９の前進用油室２１とを接続する油路上に配設されたポペットバルブ、２５は、ポペットバルブ２５の動作を制御する電磁制御バルブ、２６は、油圧シリンダ９の後退用油室２２内の作動油を貯えることが可能な小容量のバッファタンク、２７は、バッファタンク２６と油圧シリンダ９の後退用油室２２とを接続する油路上に配設されたポペットバルブ、２８は、ポペットバルブ２７の動作を制御する電磁制御バルブ、２９はメインタンク、３０は、バッファタンク２６側の作動油を微量ずつメインタンク２９に戻すために、バッファタンク２６とメインタンク２９とを接続する油路上に配設された微定量オリフィス絞り、３１は、メインタンク２９内の作動油を汲み上げてポンプアップした（昇圧した）作動油を吐出する油圧ポンプ、３２は、油圧ポンプ３１とＡＣＣ２３とを接続する油路上に配設された電磁制御バルブである。

なお、図２においては、メンテナンス時などに、ＡＣＣ２３内の作動油をメインタンク２９に戻すための油圧回路要素や、バッファタンク２６の作動油をメインタンク２９に戻すための油圧回路要素、あるいは、鋳造運転の安全性の確保などのために設けられた、油圧シリンダ９の前進用油室２１側の作動油を少量だけメインタンク２９に戻すための油圧回路要素や、油圧シリンダ９の後退用油室２２内に少量だけ油圧ポンプ３１から吐出された作動油を送り込むための回路要素などが、描かれているが、これらについては、本発明の特徴と直接関係するものではないので、その説明は割愛する。

図３は、本実施形態のダイカストマシンにおける射出系にかかわる制御系の構成を簡略化して示す図であり、同図において、図１の構成要素と同一の構成要素には同一符号を付してある。

図３において、５１は、マシン（ダイカストマシン）全体の制御を行うシステムコントローラで、このシステムコントローラ５１は、あらかじめ作成されてワークエリアに展開された各種のアプリケーションプログラムと、各種運転条件設定データと、マシンの各部に配設された各種センサ（位置センサ、圧力センサ、安全確認用センサなど）からの計測情報と、マシンの各種制御系からの状態確認用情報と、計時情報などとに基づき、マシンの各種制御系を制御する。すなわち、システムコントローラ５１は、演算機能素子やメモリなどのハードウェア資源と、予め保持された各種アプリケーションソフトなどのソフトウェア資源との協働により、各種の演算処理、データ書き込み・呼み出し処理、指令出力処理、表示制御処理等々の各種処理を実行するものであり、後記する運転制御機能は、上記のハードウェア資源とソフトウェア資源とにより具現化される。

５２は、各種の計測情報をシステムコントローラに出力する、上記した各種センサで構成されるセンサ群、５３は、システムコントローラ５１からの指令にしたがって、対となった前記電動サーボモータ３をそれぞれ駆動制御する対をなすモータドライバ、５４は、前記電磁制御バルブ２５、２８を含めて図２中に図示された総ての電磁制御バルブで構成される電磁制御バルブ群、５５は、システムコントローラ５１からの指令にしたがって、電磁制御バルブ群５４中の対応する電磁制御バルブをそれぞれ駆動制御する複数のバルブドライバで構成されるバルブドライバ群である。

次に、本実施形態のダイカストマシンにおける射出系の動作を説明する。射出前の状態では、シリンダチューブ１０内において射出プランジャ１１は最後退位置にあり、ポペットバルブ２４は閉状態にあり、ＡＣＣ２３の油室内には所定量・所定圧の作動油が貯えられており、このときＡＣＣ２３のガス室内のガスは、油の圧力により圧縮・昇圧されている。また、ポペットバルブ２７も閉状態にあって、バッファタンク２６内の作動油は概略空状態となっている（なお、バッファタンク２６内にも所定圧力のガスが満たされて、バッファタンク２６内に作動油が貯えられた際には、作動油には圧力が付加されるようになっている）。また、小量の油をＡＣＣ２３へ送り込む工程以外には、油圧ポンプ３１は停止状態におかれていると共に、電磁制御バルブ３２は閉状態をとっている。また、射出前の状態では、ナット体７（すなわち、移動ブロック２やシリンダチューブ１０）は、最も後退した位置におかれている。なお、図２中で符号を付していない電磁制御バルブについては、以下の動作説明では、総て閉状態を維持しているものとしている。

上記したような状態において、射出工程の開始タイミングに至ると、システムコントローラ５１からの指令に基づいて、モータドライバ５３を介して、電動サーボモータ３が、所定方向に、かつ、低速射出工程に設定された速度で回転駆動され、これによって、ボールネジ機構５のナット体７と共に、移動ブロック２、油圧シリンダ９（シリンダチューブ１０および射出プランジャ１１）が低速で前進駆動される。つまり、低速射出工程では、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって電動サーボモータ３が駆動制御され、これによって、低速射出工程が実行されて、図示せぬ射出スリープ内の金属溶湯が金型のランナ部まで充填され、また、金型のキャビティ内の空気抜きが行われる。そして、システムコントローラ５１は、電動サーボモータ３に付加された図示せぬエンコーダからの出力により、移動ブロック２の前進位置を認知して、低速射出工程に設定された距離だけ移動ブロック２が前進したタイミングで、射出工程を高速射出工程に切り替える。

高速射出工程の開始タイミングとなると、システムコントローラ５１は、電動サーボモータ３に対しては低速射出工程と同様の動作をとらせつつ、電磁制御バルブ２５を駆動制御することでポペットバルブ２４を開状態に切り替えると同時に、電磁制御バルブ２８を駆動制御することでポペットバルブ２７を開状態に切り替える。これによって、ＡＣＣ２３に貯えられた圧油は、圧縮・昇圧されていたガス圧によって、ポペットバルブ２４を通じて油圧シリンダ９の前進用油室２１に急速に送り込まれ、射出プランジャ１１はシリンダスリーブ１０内を高速で前進駆動され（射出プランジャ１１は移動ブロック２に対して高速で前進駆動され）、このとき、油圧シリンダ９の後退用油室２２内の作動油は、ポペットバルブ２７を通じてバッファタンク２６に送り込まれる。

このように、高速射出工程では、油圧シリンダ９の油圧による駆動力と電動サーボモータ３の電動による駆動力とを足し合わせた大きな駆動力で射出プランジャ１１を急速前進させ、これによって、金属溶湯が金型のキャビティ内に急速に射出・充填される。油圧シリンダ９による最大前進速度は、電動サーボモータ３による最大前進速度の数倍〜２０倍程度であり、電動サーボモータ３として小型のモータを用いても、高速の射出速度を応答性よく確実に得ることができる。本実施形態では、高速射出工程の速度設定は、高速射出の開始位置および高速射出工程終期の減速域の減速開始位置と、高速射出速度および減速速度とを設定することで行われ、高速射出工程では、電動サーボモータ３は低速射出工程での設定速度を出力し続け（一定速を出力し続け）、高速射出工程での速度の可変制御は、電磁制御バルブ（サーボバルブ）２５がポペットバルブ２４の開度調整を行うことによる、油圧シリンダ９の位置軸に沿った速度フィードバック制御に専ら委ねられるようになっている。そして、システムコントローラ５１は、電動サーボモータ３に付加されたエンコーダからの出力により、移動ブロック２の前進位置を認知して、高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、高速射出工程を完了させ、工程を増圧工程に切り替える。

増圧工程に入ると、システムコントローラ５１は、電動サーボモータ３を射出工程での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。この増圧工程では、システムコントローラ５１は、ポペットバルブ２４およびポペットバルブ２７に開状態を維持させつつ、電動サーボモータ３を圧力フィードバック制御して、電動サーボモータ３に増圧工程で設定されている増圧圧力に一致する圧力を出力させる。この増圧工程によって、射出プランジャ１１から金型内の固化し始めた金属に大きな圧力が付与され、金属の固化・収縮に伴って、射出プランジャ１１は、高速射出の完了位置から微量だけ微速前進する。そして、システムコントローラ５１は、時間監視に基づいて、増圧工程の完了タイミングを認知すると、工程を冷却工程に切り替える。

なお、本実施形態では、射出系をツイン電動モータ方式としているため、個々の電動サーボモータ３を大容量のものにしなくても、容易に要求される増圧工程の圧力を得ることができる。さらに、電動サーボモータ３の回転を直線運動に変換するボールネジ機構５も大型化しなくて済むので、慣性力が高まることがなく、したがって、過渡応答性にも優れたものとなる。

冷却工程における終期期間では、システムコントローラ５は、ポペットバルブ２４およびポペットバルブ２７に開状態を維持させつつ、電動サーボモータ３を、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって前進方向に駆動制御し、移動ブロック２（シリンダチューブ１０）を前進させる。この移動ブロック２の前進によって射出プランジャ１１は前進方向の力を受けるが、射出プランジャ１１先端のプランジャチップ１１ａには固化した金属（ビスケット部分）が当接しているため、射出プランジャ１１は前進することができず、反対に油圧に抗してシリンダチューブ１０に対して相対的に後退する。これによって、油圧シリンダ９の前進用油室２１内の作動油が、ポペットバルブ２４を通じてＡＣＣ２３の油室内へと戻され、これに伴ってＡＣＣ２３のガス室内のガスが圧縮・昇圧され、また、バッファタンク２６内の作動油が、ポペットバルブ２７を通じて、油圧シリンダ９の後退用油室２２へと送り込まれる。そして、シリンダチューブ１０内において射出プランジャ１１が最後退位置まで後退して、ＡＣＣ２３の油室内に所定量・所定圧の圧油が貯えられた（前記した高速射出工程に必要な作動油が貯えられた）タイミングで、システムコントローラ５１は、電磁制御バルブ２５を駆動制御することでポペットバルブ２４を閉状態に切り替えると同時に、電磁制御バルブ２８を駆動制御することでポペットバルブ２７を閉状態に切り替える。

冷却工程が終了すると、システムコントローラ５１は、型開き工程を実行させ、この型開き動作と同期して、電動サーボモータ３を、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって前進方向に駆動制御して、移動ブロック２（シリンダチューブ１０）を前進させる。そして、これによって、射出プランジャ１１によってビスケットを押し出すビスケット押出工程を、型開きと同期させて実行させる。

ビスケット押出工程が完了した後の適宜のタイミングで、システムコントローラ５１は、射出プランジャ１１を後退させる工程をとり、電動サーボモータ３を、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって後退方向に駆動制御して、移動ブロック２を後退させる。そして、移動ブロック２（シリンダチューブ１０）が最後退位置まで後退したタイミングで、システムコントローラ５１は、電動サーボモータ３を停止させる。

なお、ビスケット押出工程においても増圧工程と同様に大きな力が要求されるが、本実施形態では、先にも述べたように射出系をツイン電動モータ方式としているため、個々の電動サーボモータ３を大容量のものにしなくても、容易に要求されるビスケット押し出し力を得ることができる。さらに、射出用の電動サーボモータ３の回転を直線運動に変換するボールネジ機構５も大型化しなくて済むので、慣性（イナーシャ）が高まることがなく、したがって、過渡応答性にも優れたものとなる。

上述したように、本実施形態では、油圧シリンダ９全体を、電動サーボモータ３の駆動力で前後進させ、油圧シリンダ９の前進用油室２１にＡＣＣ２３から蓄圧された作動油を送り込むことによって、射出プランジャ１１を前進させる構成において、油圧シリンダ９の後退用油室２２に接続されたバッファタンク２６を設け、ＡＣＣ２３から前進用油室２１に作動油を送り込んでいる際には、後退用油室２２の作動油をバッファタンク２６に送り込み、射出プランジャ１１の先端が固化した金属（ビスケット部分）に当接した状態で油圧シリンダ９全体を電動サーボモータ３の駆動力で前進させることにより、射出プランジャ１１を油圧に抗して後退させている際には、前進用油室内２１の作動油をＡＣＣ２３に送り込むと共に、バッファタンク２６から作動油を後退用油室２２に送り込むようにしている。よって、油圧シリンダ９の前進用油室２１とＡＣＣ２３との間、および、油圧シリンダ９の後退用油室２２とバッファタンク２６との間を、見かけ上、閉回路とした構成としているので、油圧ポンプ３１を用いなくても、油圧シリンダ９のシリンダチューブ１０に対して射出プランジャ１１を前後進させることができる。
ただし、上述したような油圧回路構成と動作とを採ると、前進用油室２１から後退用油室２２へと、徐々にごく少量ずつではあるが、作動油がリークする傾向を生じることが、本願発明者等によるマシンの実働試験によって確認された。このため、バッファタンク２６側の作動油の量が徐々に増加し、ＡＣＣ２３側の作動油の量が徐々に減少する傾向を示すことになる。

そのため、本実施形態では、バッファタンク２６側の作動油を微量ずつメインタンク２９に戻す微定量オリフィス絞り３０を設けて、上記のリーク分に相当する作動油を、微定量オリフィス絞り３０を通じてメインタンク２９に戻すようにしている。また、本実施形態では、前進用油室２１から後退用油室２２へとリークした分の作動油をＡＣＣ２３側に補充するための油圧回路経路を設けてあり、システムコントローラ５１が、例えば、多数回の鋳造サイクルに１回毎、油圧ポンプ３１を稼動させると共に、この油圧ポンプ３１の稼動期間のみ電磁制御バルブ３２を開状態に切り替えて、油圧ポンプ３１から吐出される昇圧された作動油を、電磁制御バルブ３２を通じてＡＣＣ２３に補充するようにしてある。なお、ＡＣＣ２３への作動油の補充は、電動サーボモータ３によって移動ブロック２（シリンダチューブ１０）を後退させた後のタイミングで行われる。

このようにしても、油圧ポンプ３１を稼動させるのは、多数回の鋳造サイクルに１回でよく、また、１回の油圧ポンプ３１の稼動時間もごく短いものとすることができるので、連続鋳造運転時のトータルとしての油圧ポンプ３１の稼動時間を、大幅に短縮することが可能となる。よって、ポンプ熱損失（ポンプ発熱）を可及的に低減することが可能となって、自然放熱に委ねるだけで作動油の温度上昇を全く懸念する必要がなく、また、油圧ポンプ３１の稼動によるエネルギー消費も可及的に低減することが可能となる。

なお、図２に示した本実施形態の油圧回路では、前進用油室２１から後退用油室２２へリークした作動油を、メインタンク２９に戻す手段として微定量オリフィス絞り３０を設けているが、微定量オリフィス絞り３０は、他の手段に置き換えることが可能である。

図４は、本発明の他の実施形態の油圧回路図であり、同図において、図２と同一の構成要素には同一符号を付してある。

本他の実施形態が前記の実施形態と相違するのは、本他の実施形態では、バッファタンク２６とメインタンク２９とを接続する油路上に配設された微定量オリフィス絞り３０を、電磁制御バルブ３３に置き換えた点と、バッファタンク２６内の作動油の量を検出するセンサを設けて、シリンダチューブ１０内において射出プランジャ１１が最後退位置まで後退した際に、上記のセンサの出力により、バッファタンク２６内の作動油をメインタンク２９へ所定量だけ戻すことが必要になったか否かを、システムコントローラ５１が判定するようにして、必要と判定した際に、システムコントローラ５１が、電磁制御バルブ３３、油圧ポンプ３１、電磁制御バルブ３２を制御するようにした点にある。

すなわち、本他の実施形態では、システムコントローラ５１が、バッファタンク２６に貯えられる作動油が所定量を超えたと判断すると、電磁制御バルブ３３を閉状態から短時間だけ開状態に切り替えて、バッファタンク２６側の余分な作動油をメインタンク２９に戻し、また、この戻し動作と同期して、油圧ポンプ３１を稼動させると共に、この油圧ポンプ３１の稼動期間のみ電磁制御バルブ３２を開状態に切り替えて、油圧ポンプ３１から吐出される昇圧された作動油を、電磁制御バルブ３２を通じてＡＣＣ２３に補充する。

このような本他の実施形態においても、油圧ポンプ３１を稼動させるのは、多数回の鋳造サイクルに１回でよく、また、１回の油圧ポンプ３１の稼動時間もごく短いものとすることができるので、連続鋳造運転時のトータルとしての油圧ポンプ３１の稼動時間を、大幅に短縮することが可能となる。よって、ポンプ熱損失（ポンプ発熱）を可及的に低減することが可能となって、自然放熱に委ねるだけで作動油の温度上昇を全く懸念する必要がなく、また、油圧ポンプ３１の稼動によるエネルギー消費も可及的に低減することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの射出系メカニズムにおける、油圧シリンダ周りの構成を示す要部説明図である。 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの射出系における油圧回路図である。 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける、射出系にかかわる制御系の構成を簡略化して示す説明図である。 本発明の他の実施形態に係るダイカストマシンの射出系における油圧回路図である。

符号の説明

１ 保持プレート
２ 移動ブロック
３ 電動サーボモータ
４ 駆動プーリ
５ ボールネジ機構
６ ネジ軸
７ ナット体
８ 被動プーリ
９ 油圧シリンダ
１０ シリンダチューブ
１１ 射出プランジャ
１１ａ プランジャチップ
２１ 前進用油室
２２ 後退用油室
２３ アキュームレータ（ＡＣＣ）
２４ ポペットバルブ
２５ 電磁制御バルブ
２６ バッファタンク
２７ ポペットバルブ
２８ 電磁制御バルブ
２９ メインタンク
３０ 微定量オリフィス絞り
３１ 油圧ポンプ
３２ 電磁制御バルブ
３３ 電磁制御バルブ
５１ システムコントローラ
５２ センサ群
５３ モータドライバ
５４ 電磁制御バルブ群
５５ バルブドライバ群

Claims (3)

1. 金属溶湯を金型内に射出・充填するための射出プランジャと、該射出プランジャを軸方向に移動させる駆動源として油圧駆動源および電動駆動源を備え、前記射出プランジャと一体となって前後進するピストン体をもつ油圧シリンダ全体を、前記電動駆動源の駆動力で前後進させ、前記油圧シリンダの前進用油室にアキュームレータから蓄圧された作動油を送り込むことによって、前記射出プランジャを前進させるようにしたダイカストマシンにおいて、
   前記油圧シリンダの後退用油室に接続されたバッファタンクを設け、前記アキュームレータから前記前進用油室に作動油を送り込んでいる際には、前記後退用油室の作動油を前記バッファタンクに送り込み、前記射出プランジャの先端が固化した金属に当接した状態で前記油圧シリンダ全体を前記電動駆動源の駆動力で前進させることにより、前記射出プランジャを油圧に抗して後退させている際には、前記前進用油室内の作動油を前記アキュームレータに送り込むと共に、前記バッファタンクから作動油を前記後退用油室に送り込むことを特徴とするダイカストマシン。
2. 請求項１に記載のダイカストマシンにおいて、
   前記バッファタンク側の作動油を微量ずつメインタンクに戻す手段と、作動油を前記アキュームレータに所定タイミング毎に補充する手段とを、備えたことを特徴とするダイカストマシン。
3. 請求項１に記載のダイカストマシンにおいて、
   前記バッファタンクに貯えられる作動油が所定量を超えると、余分な作動油をメインタンクに戻す手段と、この戻し動作と同期して作動油を前記アキュームレータに補充する手段とを、備えたことを特徴とするダイカストマシン。

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