JP5111841B2 - 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って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、電動式のダイカストマシンにおける局部加圧にかかわる技術に関する。

溶融金属材料を射出スリーブから金型のキャビティ内に射出・充填して製品を得るコールドチャンバー式の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。

ダイカストマシンによる鋳造過程には、低速射出工程およびこれに引き続く高速射出工程からなる射出工程と、高速射出工程に引き続く増圧工程とが含まれており、高速射出工程ではプラスチック射出成形よりも高速の射出速度が要求され、また、増圧工程では大きな増圧力が求められることから、射出／増圧の駆動源としては、従来は一般的に油圧駆動源が用いられていた。そして、このように射出・増圧の駆動源して油圧駆動源を用いていることから、型開閉やエジェクトの駆動源も油圧駆動源とした、油圧式のダイカストマシンが、従来はダイカストマシンの主流となっていた。

このような油圧式のダイカストマシンには、キャビティ内に充填された金属溶湯の凝固過程中に、凝固過程にある金属の所定部位を局部加圧用（部分圧縮用）の油圧シリンダーの力で加圧することにより、ひけ巣の発生をなくすようにした局部加圧制御を行うマシンがある。

しかしながら、油圧式のダイカストマシンにおける局部加圧は、その駆動源が局部加圧用の油圧シリンダーであるため、電動サーボモータに較べると過渡応答性に問題があり、また、圧力フィードバック制御を行っていないので、精緻な圧力制御を行えないという問題がある。さらに、射出プランジャを駆動して射出および増圧を行うのも、射出・増圧用の油圧シリンダーであるため、射出・増圧用の油圧シリンダーによる増圧動作と局部加圧用の油圧シリンダーによる局部加圧動作とを、精緻な圧力制御により協働させることができず、良好な鋳造製品を得ることを困難としている。

一方、近時は、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高まりつつあり、このような電動式のダイカストマシンの開発が進みつつある。そして、このように電動式のダイカストマシンにおいても、鋳造製品によってはひけ巣の発生が大いに問題となるので、ひけ巣の発生を可及的に抑止可能なマシンの実現が求められている。

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、ひけ巣の発生を可及的に抑止可能で、また、油圧式のダイカストマシンに較べて鋳造製品の品質を向上可能な、電動式のダイカストマシンを実現することにある。

本発明は上記した目的を達成するために、金属溶湯を金型内に射出充填する射出プランジャと、金型内に射出充填された金属溶湯に局部加圧を加える局部加圧用押圧部材とを備えたダイカストマシンにおいて、前記射出プランジャの駆動源としての射出・増圧用電動サーボモータと、前記射出プランジャにかかる圧力を検出する射出プランジャ用ロードセルユニットと、前記局部加圧用押圧部材の駆動源としての局部加圧用電動サーボモータと、前記局部加圧用押圧部材にかかる圧力を検出する押圧部材用ロードセルユニットと、前記射出・増圧用電動サーボモータの駆動制御及び前記局部加圧用電動サーボモータの駆動制御を行うコントローラを備え、前記コントローラは、射出工程に引き続く増圧工程で、前記射出プランジャ用ロードセルユニットの出力によって前記射出プランジャにかかる圧力を監視しつつ、時間軸に沿った圧力フィードバック制御で前記射出・増圧用電動サーボモータの駆動制御を行うと共に、前記射出プランジャの動作と関連付けた所定のタイミングから、前記押圧部材用ロードセルユニットの出力によって前記局部加圧用押圧部材にかかる圧力を監視しつつ、時間軸に沿った圧力フィードバック制御で前記局部加圧用電動サーボモータの駆動制御を行い、前記射出・増圧用電動サーボモータの圧力フィードバック制御による加圧と、前記局部加圧用電動サーボモータの圧力フィードバック制御による加圧とを協働させて、前記金型内に射出充填された金属に予め設定された圧力を付与することを特徴とする。

本発明では、局部加圧用の電動サーボモータを圧力フィードバック制御で駆動制御することで、キャビティ内で凝固過程にある金属を加圧するので、電動サーボモータによる過渡応答性のよい動作で、かつ、精緻な圧力フィードバック制御によって、局部加圧を実行することができ、したがって、ひけ巣の発生が可及的に抑止可能となると共に、鋳造製品の品質が向上して高品質の鋳造製品が安定して得られる。さらに、増圧も電動サーボモータによって行うことで、増圧用の電動サーボモータによる増圧動作と局部加圧用の電動サーボモータによる局部加圧動作とを、ともに精緻な圧力フィードバック制御によって実行することができ、したがって、２つの電動サーボモータによる加圧制御（圧力制御）を適正に協働させて、キャビティ内の金属に圧力を付与することが可能となり、以って、鋳造製品の密度が高品位に安定して、この点でも、鋳造製品の品質が向上して高品質の鋳造製品が安定して得られる。

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９は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）による電動式のダイカストマシンに係り、図１、図２は、本実施形態のダイカストマシンの要部構成を示す簡略化し且つ一部を破断した説明図である。

図１、図２において、１は固定ダイプレート、２は、固定ダイプレート１に取り付けられた固定側金型、３は、固定ダイプレート１と所定距離をおいて対向配置された保持プレート、４は、固定ダイプレート１と保持プレート３との間に架け渡された複数本の連結軸、５は、連結軸４に挿通・案内されて固定ダイプレート１と保持プレート３との間を前後進可能な直動体、６は、保持プレート３に搭載された射出・増圧用電動サーボモータ、７は、射出・増圧用電動サーボモータ６の出力軸に固着された駆動プーリ、８は、射出・増圧用電動サーボモータ６の回転を直線運動に変換するボールネジ機構、９は、保持プレート３に回転可能に保持されたボールネジ機構８のネジ軸、１０は、ネジ軸９に螺合されたボールネジ機構８のナット体、１１は、ネジ軸９の端部に固着されて、射出・増圧用電動サーボモータ６の回転を駆動プーリ７、図示せぬタイミングベルトを介して伝達される被動プーリ、１２は、直動体５とナット体１０とを連結・固定するロードセルユニット、１３は、その端部を固定側金型２に固定され、その内部がキャビティ１８と連通した射出スリーブ、１４は、射出スリーブ１３に穿設された注湯口、１５は、直動体５と一体に形成、またはその端部を直動体５に固定されて、射出スリーブ１３内を前後進可能な射出プランジャである。

また、１６は、図示せぬ型開閉用電動駆動源および図示せぬ型開閉機構により、固定ダイプレート１に対して前後進駆動される可動ダイプレート、１７は、可動ダイプレート１６に取り付けられた可動側金型、１８は、型締め状態にある両金型２、１７によって形づくられるキャビティ（鋳造製品形成用空間）、１９は、キャビティ１８へ金属溶湯を導く金型湯道部（スプル・ゲート部等）であり、２０は、金属溶湯（溶融金属）ないしは固化し始めた金属ないし固化した金属を示している。

また、２１は、可動ダイプレート１６に搭載された局部加圧用電動サーボモータ、２２は、局部加圧用電動サーボモータ２１の出力軸に固着された駆動プーリ、２３は、局部加圧用電動サーボモータ２１の回転を直線運動に変換するボールネジ機構、２４は、可動ダイプレート１６に回転可能に保持されたボールネジ機構２３のネジ軸、２５は、ネジ軸２４に螺合されたボールネジ機構２３のナット体、２６は、ネジ軸２４の端部に固着されて、局部加圧用電動サーボモータ２１の回転を駆動プーリ２２、図示せぬタイミングベルトを介して伝達される被動プーリ、２７は、可動ダイプレート１６および可動側金型１７に微小量だけ前後進可能に保持されて、キャビティ１８内に充填された金属２０（凝固過程にある金属２０）の所定部位に対して圧縮力（押圧力）を付与する局部加圧用押圧部材、２８は、ナット体２５と局部加圧用押圧部材２７とを連結・固定するロードセルユニットである。

図１、図２に示す構成において、射出・増圧用電動サーボモータ６の回転は、駆動プーリ７、図示せぬタイミングベルト、被動プーリ１１を介して、ボールネジ機構８のネジ軸９に伝達され、これによって、ネジ軸９に螺合されたボールネジ機構８のナット体１０がネジ軸９に沿って直線駆動され、ナット体１０と一体となって、ロードセルユニット１２と直動体５と射出プランジャ１５とが直線駆動される。射出・増圧用電動サーボモータ６には後記するようにエンコーダが付設されており、このエンコーダの出力によって射出プランジャ１５の位置を監視することで、射出工程（低速射出工程および高速射出工程）では、位置軸に沿った速度フィードバック制御により射出・増圧用電動サーボモータ６が駆動制御される。射出工程に引き続く増圧工程では、ロードセルユニット１２に取り付けられた後記するロードセル（荷重センサ）４４の出力によって射出プランジャ１５にかかる圧力を監視しつつ、時間軸に沿った圧力フィードバック制御により射出・増圧用電動サーボモータ６が駆動制御される。

また、局部加圧用電動サーボモータ２１の回転は、駆動プーリ２２、図示せぬタイミングベルト、被動プーリ２６を介してボールネジ機構２３のネジ軸２４に伝達され、これによって、ネジ軸２４に螺合されたボールネジ機構２３のナット体２５がネジ軸２４に沿って直線駆動され、ナット体２５と一体となって、ロードセルユニット２８と局部加圧用押圧部材２７とが直線駆動される。局部加圧用電動サーボモータ２１を駆動制御することによる局部加圧工程は、射出プランジャ１５の動作と関連付けた所定タイミングから、開始されるようになっている。すなわち、本実施形態では、上記の所定タイミングとして、射出プランジャ１５が所定前進位置に達したタイミング、または、射出プランジャ１５による射出開始（低速射出開始）タイミングから所定時間が経過したタイミング、または、射出プランジャ１５の前進速度が所定速度まで降下したタイミング、または、射出プランジャ１５にかかる圧力が所定圧力に達したタイミングという、４つのタイミングのうちの１つが、局部加圧工程の開始タイミングとして予め設定されている。

そして、本実施形態では、局部加圧工程の開始タイミングとして設定されたタイミングに応じて、射出プランジャ１５が所定前進位置に達したタイミングから、または、射出プランジャ１５による射出開始（低速射出開始）タイミングから所定時間が経過したタイミングから、または、射出プランジャ１５の前進速度が所定速度まで降下したタイミングから、または、射出プランジャ１５にかかる圧力が所定圧力に達したタイミングから、局部加圧工程が開始されるようになっている。この局部加圧工程では、ロードセルユニット２８に取り付けられた後記するロードセル（荷重センサ）４５の出力によって局部加圧用押圧部材２７にかかる圧力を監視しつつ、時間軸に沿った圧力フィードバック制御により局部加圧用電動サーボモータ２１が駆動制御される。なお、図１は、局部加圧前の状態を、図２は、局部加圧中の状態を示している。

図３は、本実施形態のダイカストマシンの制御系の要部構成を示すブロック図であり、同図では、射出・増圧用電動サーボモータ６および局部加圧用電動サーボモータ２１の制御に関連する構成のみを示してある。図３において、３１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、該システムコントローラ３１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。

このシステムシステムコントローラ３１内において、３２は、システムコントローラ３１内の各部を制御する統括制御部、３３は、射出工程（低速射出工程および高速射出工程）の速度フィードバック制御の設定条件を書き替え可能に保持した速度制御条件設定格納部、３４は、増圧工程の圧力フィードバック制御の設定条件を書き替え可能に保持した圧力制御条件設定格納部、３５は、速度制御条件設定格納部３３と圧力制御条件設定格納部３４の設定内容を参照して、サーボドライバ４１を介して射出・増圧用電動サーボモータ６を制御する射出・増圧制御部、３６は、局部加圧工程の圧力フィードバック制御の設定条件を書き替え可能に保持した圧力制御条件設定格納部、３７は、圧力制御条件設定格納部３６の設定内容を参照して、サーボドライバ４２を介して局部加圧用電動サーボモータ２１を制御する局部加圧制御である。

また、図３において、４３は、射出・増圧用電動サーボモータ６に付設されたエンコーダで、このエンコーダ４３の検出出力Ｓ１は、システムコントローラ３１およびサーボドライバ４１に出力される。４４は、ロードセルユニット１２に設けられたロードセル（荷重センサ）で、このロードセル４４の検出出力Ｓ２は、システムコントローラ３１およびサーボドライバ４１に出力される。４５は、ロードセルユニット２８に設けられたロードセル（荷重センサ）で、このロードセル４５の検出出力Ｓ３は、システムコントローラ３１およびサーボドライバ４２に出力される。システムコントローラ３１は、エンコーダ４３の検出出力Ｓ１によって、射出プランジャ１５の位置および速度を認知し、ロードセル４４の検出出力Ｓ２によって、射出プランジャ１５にかかる圧力を認知し、ロードセル４４の検出出力Ｓ３によって、局部加圧用押圧部材２７にかかる圧力を認知する。

本実施形態の射出工程、増圧工程、局部加圧工程について、次に説明する。
図示せぬラドルによって、注湯口１４から射出スリーブ１３内に所定量の金属溶湯２０が注ぎ込まれると、統括制御部３２のコントロール下にある射出・増圧制御部３５からの指令に基づいて、サーボドライバ４１を介して、射出・増圧用電動サーボモータ６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、これよって、直動体５と一体となって射出プランジャ１５が低速で前進駆動される。本実施形態では、低速射出工程の速度設定は、ユーザの所望する段数かつ速度での位置軸に沿った多段設定が可能となっており、この設定条件に基づいて射出・増圧用電動サーボモータ６が速度フィードバック制御されるようになっている。つまり、低速射出工程では、射出プランジャ１５の位置を検出するエンコーダ４３の検出出力Ｓ１を監視しながら、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって射出用射出・増圧用電動サーボモータ６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、射出スリープ１３内の金属溶湯２０が金型湯道部１９まで充填され、また、キャビティ１８内のガス抜きが行われる。

そして、射出・増圧制御部３５は、エンコーダ４３からの検出出力Ｓ１により、射出プランジャ１５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、射出・増圧制御部３５からの指令に基づいて、サーボドライバ４１を介して、射出・増圧用電動サーボモータ６が、所定方向にかつ高速射出工程に設定された速度で回転駆動され、これよって、直動体５と一体となって射出プランジャ１５が高速で前進駆動される。本実施形態では、高速射出工程の速度設定は、位置軸に沿った１段または２段の設定が可能となっており、この設定条件に基づいて射出・増圧用電動サーボモータ６が速度フィードバック制御されるようになっている。つまり、高速射出工程でも、射出プランジャ１５の位置を検出するエンコーダ４３の検出出力Ｓ１を監視しながら、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって射出・増圧用電動サーボモータ６が駆動制御され、これによって、高速射出工程が実行されて、金属溶湯２０がキャビティ１８内に急速に射出・充填される。

次いで、射出・増圧制御部３５は、エンコーダ４３からの検出出力Ｓ１により、射出プランジャ１５の前進位置を認知して、射出プランジャ１５が射出工程（低速射出工程および高速射出工程）に設定された距離だけ前進したタイミングで、サーボドライバ４１を介した射出・増圧用電動サーボモータ６の制御を、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。

一方、統括制御部３２のコントロール下にある局部加圧制御部３７は、射出プランジャ１５の動作と関連付けられた予め設定された所定タイミングとなったことを認知すると（局部加圧工程の開始タイミングとして予め設定されているタイミングとなったことを認知すると）、局部加圧工程を開始させる。すなわち、本実施形態では、局部加圧制御部３７が、エンコーダ４３の検出出力Ｓ１によって射出プランジャ１５が所定の前進位置に達したことを認知すると、または、射出開始（低速射出開始）タイミングからのタイマカウント情報によって、射出開始（低速射出開始）タイミングから所定時間が経過したことを認知すると、または、エンコーダ４３の検出出力Ｓ１と計時情報とからの演算結果から射出プランジャ１５の前進速度が所定速度まで降下したことを認知すると、または、ロードセル４４の検出出力Ｓ２によって射出プランジャ１５にかかる圧力が所定圧力に達したことを認知すると、局部加圧工程を開始させる。

この局部加圧工程の開始タイミングは、鋳造製品に応じて任意の適正なタイミングとされるが、一般的には、射出工程が完了して増圧工程が開始された後のタイミングとされる。ただし、局部加圧工程の開始タイミングは、鋳造製品によっては、増圧工程の開始と同時、または、増圧工程の開始の前とされる場合もあり得る。局部加圧工程では、局部加圧制御部３７が、局部加圧用押圧部材２７にかかる圧力を監視しつつ、局部加圧用電動サーボモータ２１を時間軸に沿った圧力フィードバック制御で駆動制御ことで、局部加圧用押圧部材２７によって、キャビティ１８内に充填されて凝固過程にある金属２０の所定部位に対して、所定の圧縮力（押圧力）が付与される。本実施形態では、局部加圧工程の圧力設定は、ユーザの所望する段数かつ圧力での、時間軸に沿った多段設定が可能となっている。

局部加圧工程が開始されると、局部加圧用電動サーボモータ２１による過渡応答性のよい動作で、かつ、精緻な圧力フィードバック制御によって、キャビティ１８内で凝固過程にある金属２０を加圧するので、精緻で信頼性の高い局部加圧を実行することができ、したがって、ひけ巣の発生が可及的に抑止されて鋳造製品の品質が向上し、また、高品質の鋳造製品を安定して得ることが可能となる。さらに、この局部加圧用電動サーボモータ２１の圧力フィードバック制御による加圧と並行して、射出・増圧用電動サーボモータ６の精緻な圧力フィードバック制御による増圧（加圧）が実行されるので、射出・増圧用電動サーボモータ６による増圧動作と局部加圧用電動サーボモータ２１による局部加圧動作とを、ともに精緻な圧力フィードバック制御で実行することによる相乗作用によって、２つの電動サーボモータ６、２１による加圧制御（圧力制御）を適正に協働させて、キャビティ１８内の金属２０に適正に圧力を付与することが可能となり、以って、鋳造製品の密度が高品位に安定して、この点でも、鋳造製品の品質が向上して高品質の鋳造製品が安定して得られる。

図４は、局部加圧工程の開始タイミングを、射出プランジャ１５が所定の前進位置Ｓｎに至ったタイミングとした例を示している。図４中において、５１は射出プランジャ１５の速度設定値を、５２は射出プランジャ１５による圧力設定値を、５３は局部加圧用押圧部材２７による圧力設定値を示しており、射出工程領域における圧力設定値は圧力規制値であり、増圧工程における速度設定値は速度規制値である（これは、以下の図５〜図９においても同様である）。本例では、増圧工程が開始された後に、局部加圧工程が開始されている。

図５〜図７は、局部加圧工程の開始タイミングを、射出開始（低速射出開始）タイミングから所定時間ＴｍまたはＴｎまたはＴｏが経過したタイミングとした例を示している。図５に示した例では、増圧工程が開始された後に、局部加圧工程が開始されており、図６に示した例では、増圧工程と同時に局部加圧工程が開始されており、図７に示した例では、増圧工程の開始前に局部加圧工程が開始されている。

図８は、局部加圧工程の開始タイミングを、射出プランジャ１５の前進速度が所定速度Ｖｎまで降下したタイミングとした例を示している。本例では、増圧工程が開始された後に、局部加圧工程が開始されている。なお、図８においては、図示の都合上、射出プランジャ１５の前進速度として設定値５１のみを示してあり、速度設定値５１と速度実測値とが一致するとして簡略化してあるが、実際には、速度設定値と速度実測値とはずれを示し、速度実測値が所定速度Ｖｎまで降下したタイミングが、局部加圧工程の開始タイミングとされる。

図９は、局部加圧工程の開始タイミングを、射出プランジャ１５にかかる圧力が所定圧力Ｐｎに達したタイミングとした例を示している。本例では、増圧工程が開始された後に、局部加圧工程が開始されている。なお、図９においては、図示の都合上、射出プランジャ１５にかかる圧力として設定値５２のみを示してあり、圧力設定値５２と圧力実測値とが一致するとして簡略化してあるが、実際には、圧力設定値と圧力実測値とはずれを示し、圧力実測値が所定圧力Ｐｎに達したタイミングが、局部加圧工程の開始タイミングとされる。

次に、本発明の他の実施形態（以下、本他の実施形態と記す）によるダイカストマシンについて、図１０〜図１２を用いて説明する。図１０、図１１は、本他の実施形態に係るダイカストマシンの要部構成を示す簡略化し且つ一部を破断した説明図であり、図１０、図１１において、前記した実施形態の図１、図２中の構成要素と均等な構成要素には同一符号を付し、その説明は重複を避けるため割愛する。

図１０、図１１において、６１は、固定ダイプレート１に対して対向配置され、固定ダイプレート１と図示せぬ複数本のタイバーによって連結・固定されたテールストック、６２は、テールストック６１に搭載された型開閉用（型締め用）電動サーボモータ、６３は、型開閉用電動サーボモータ６２の出力軸に固着された駆動プーリ、６４は、型開閉用電動サーボモータ６２の回転を直線運動に変換するボールネジ機構、６５は、テールストック６１に回転可能に保持されたボールネジ機構６４のネジ軸、６６は、ネジ軸６５に螺合されたボールネジ機構６４のナット体、６７は、ネジ軸６５の端部に固着されて、型開閉用電動サーボモータ６２の回転を駆動プーリ６３、図示せぬタイミングベルトを介して伝達される被動プーリ、６８は、テールストック６１と可動ダイプレート１６とを連結し、伸長駆動あるいは折り畳み駆動されることで可動ダイプレート１６を前進あるいは後退させるトグルリンク機構、６９は、トグルリンク機構６８の力の入力端である前後進駆動されるクロスヘッド、７０は、ナット体６６とクロスヘッド６９とを連結・固定するロードセルユニット、７１は、クロスヘッド６９にその端部を固着されると共に、可動ダイプレート１６および可動側金型１７に前後進可能に保持されて、キャビティ１８内に充填された金属２０（凝固過程にある金属２０）の所定部位に対して圧縮力（押圧力）を付与する局部加圧用押圧部材である。

図１０、図１１に示す構成において、射出・増圧用電動サーボモータ６による射出動作（低速射出動作、高速射出動作）および増圧動作は、前記した実施形態と同様であるので、ここではその説明は割愛する。

図１０、図１１に示す構成において、型開閉用電動サーボモータ６２の回転は、駆動プーリ６３、図示せぬタイミングベルト、被動プーリ６７を介して、ボールネジ機構６４のネジ軸６５に伝えられ、これによって、ネジ軸６５に螺合されたボールネジ機構６４のナット体６６がネジ軸６５に沿って直線駆動され、ナット体６６と一体となって、ロードセルユニット７０とクロスヘッド６９と局部加圧用押圧部材７１とが直線駆動される。いま、図示せぬ型開き状態から、型開閉用電動サーボモータ６２が所定方向に回転駆動されて、クロスヘッド７０が前進駆動（図１０、図１１で右行きに駆動）されると、折り畳み状態にあるトグルリンク機構６８が伸長駆動されて、これによって、型開き位置から可動ダイプレート１６が前進駆動されて（型閉じ駆動されて）、可動側金型１７が固定側金型２にタッチし、この金型タッチ後も型開閉用電動サーボモータ６２が上記の所定方向にさらに所定量だけ駆動されることで、トグルリンク機構６８が完全に突っ張った図１０に示す状態となり、両金型１７、２には所定の型締め力が付与される。この図１０に示す型締め状態において、射出・増圧用電動サーボモータ６によって射出工程が実行される。また、型開き時には、型開閉用電動サーボモータ６２が先とは逆方向に回転駆動されて、クロスヘッド６９が後退駆動（図１０、図１１で左行きに駆動）されることで、伸長状態にあるトグルリンク機構６８が折り畳み駆動され、これによって、可動ダイプレート１６が後退駆動されて（型開き駆動されて）、型開きが行われる。

本他の実施形態では、型開閉用電動サーボモータ６２が局部加圧動作の駆動源としても兼用されるようになっており、前記した実施形態と同様に、射出プランジャ１５の動作と関連付けられた予め設定された所定タイミングとなると（すなわち、射出プランジャ１５が所定前進位置に達すると、または、射出プランジャ１５による射出開始タイミングから所定時間が経過すると、または、射出プランジャ１５の前進速度が所定速度まで降下すると、または、射出プランジャ１５にかかる圧力が所定圧力に達すると）、型開閉用電動サーボモータ６２は、局部加圧工程のための圧力フィードバック制御によって駆動制御される。これにより、ナット体６６、ロードセルユニット７０、クロスヘッド６９と一体の局部加圧用押圧部材７１によって、キャビティ１８内で凝固過程にある金属２０の所定部位が所定圧力で加圧される。図１１は、この局部加圧中の状態を示している。

図１２は、本他の実施形態のダイカストマシンの制御系の要部構成を示すブロック図であり、同図では、射出・増圧用電動サーボモータ６および型開閉用電動サーボモータ６２の制御に関連する構成のみを示してある。なお、図１２において、前記した実施形態の図３中の構成要素および信号と均等な構成要素および信号には同一符号を付し、その説明は重複を避けるため割愛する。

図１２に示したシステムコントローラ３１内において、８１は、型開閉工程（型開き工程および型閉じ・型締め工程）の区間分けされた速度または圧力のフィードバック制御の設定条件を書き替え可能に保持した型開閉制御条件設定格納部、８２は、型開閉制御条件設定格納部８１の設定内容を参照して、サーボドライバ８３を介して型開閉用電動サーボモータ６２を制御する型開閉制御部である。本他の実施形態では、型開き工程および型閉じ・型締め工程を実行する際には、型開閉用電動サーボモータ６２は、型開閉制御部８２によりサーボドライバ８３を介して速度フィードバック制御または圧力フィードバック制御され、局部加圧工程を実行する際には、型開閉用電動サーボモータ６２は、局部加圧制御部３７によりサーボドライバ８３を介して時間軸に沿って圧力フィードバック制御される。

また、図１２において、８４は、型開閉用電動サーボモータ６２に付設されたエンコーダで、このエンコーダ８４の検出出力Ｓ１１は、システムコントローラ３１およびサーボドライバ８３出力される。８５は、ロードセルユニット７０に設けられたロードセル（荷重センサ）で、このロードセル８５の検出出力Ｓ１２は、システムコントローラ３１およびサーボドライバ８３に出力される。システムコントローラ３１は、エンコーダ８４の検出出力Ｓ１１によって、ヘッドストック６９の位置および速度を認知し、この認知結果に基づく演算により可動ダイプレート１６の位置および速度を認知し、ロードセル８５の検出出力Ｓ１２によって、局部加圧用押圧部材７１にかかる圧力を認知する。

本他の実施形態での局部加圧制御動作は、その駆動源が型開閉用電動サーボモータ６２であることを除いて、前記した実施形態と全く同様である。

以上のような本他の実施形態でも、前記した実施形態と同様の作用効果を奏し、加えて、本他の実施形態では、型開閉用電動サーボモータ６２を局部加圧用電動サーボモータとして兼用しているので、駆動源を削減することが可能となって、コストダウンを図ることができる。

本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける、要部構成を示す簡略化し且つ一部を破断した説明図である。 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける、要部構成を示す簡略化し且つ一部を破断した説明図である。 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける、制御系の要部構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける、局部加圧工程の開始タイミングの第１例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける、局部加圧工程の開始タイミングの第２例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける、局部加圧工程の開始タイミングの第３例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける、局部加圧工程の開始タイミングの第４例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける、局部加圧工程の開始タイミングの第５例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける、局部加圧工程の開始タイミングの第６例を示す説明図である。 本発明の他の実施形態に係るダイカストマシンにおける、要部構成を示す簡略化し且つ一部を破断した説明図である。 本発明の他の実施形態に係るダイカストマシンにおける、要部構成を示す簡略化し且つ一部を破断した説明図である。 本発明の他の実施形態に係るダイカストマシンにおける、制御系の要部構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 固定ダイプレート
２ 固定側金型
３ 保持プレート
４ 連結軸
５ 直動体
６ 射出・増圧用電動サーボモータ
７ 駆動プーリ
８ ボールネジ機構
９ ネジ軸
１０ ナット体
１１ 被動プーリ
１２ ロードセルユニット
１３ 射出スリーブ
１４ 注湯口
１５ 射出プランジャ
１６ 可動ダイプレート
１７ 可動側金型
１８ キャビティ
１９ 金型湯道部
２０ 金属溶湯（溶融金属）ないしは固化し始めた金属ないし固化した金属
２１ 局部加圧用電動サーボモータ
２２ 駆動プーリ
２３ ボールネジ機構
２４ ネジ軸
２５ ナット体
２６ 被動プーリ
２７ 局部加圧用押圧部材
２８ ロードセルユニット
３１ システムコントローラ
３２ 統括制御部
３３ 速度制御条件設定格納部
３４ 圧力制御条件設定格納部
３５ 射出・増圧制御部
３６ 圧力制御条件設定格納部
３７ 局部加圧制御部
４１ サーボドライバ
４２ サーボドライバ
４３ エンコーダ
４４ ロードセル（荷重センサ）
４５ ロードセル（荷重センサ）
５１ 速度設定値
５２ 圧力設定値
５３ 圧力設定値
６１ テールストック
６２ 型開閉用電動サーボモータ
６３ 駆動プーリ
６４ ボールネジ機構
６５ ネジ軸
６６ ナット体
６７ 被動プーリ
６８ トグルリンク機構
６９ クロスヘッド
７０ ロードセルユニット
７１ 局部加圧用押圧部材
８１ 型開閉制御条件設定格納部
８２ 型開閉制御部
８３ サーボドライバ
８４ エンコーダ
８５ ロードセル（荷重センサ）

Claims (6)

1. 金属溶湯を金型内に射出充填する射出プランジャと、金型内に射出充填された金属溶湯に局部加圧を加える局部加圧用押圧部材とを備えたダイカストマシンにおいて、
   前記射出プランジャの駆動源としての射出・増圧用電動サーボモータと、前記射出プランジャにかかる圧力を検出する射出プランジャ用ロードセルユニットと、
   前記局部加圧用押圧部材の駆動源としての局部加圧用電動サーボモータと、前記局部加圧用押圧部材にかかる圧力を検出する押圧部材用ロードセルユニットと、
   前記射出・増圧用電動サーボモータの駆動制御及び前記局部加圧用電動サーボモータの駆動制御を行うコントローラを備え、
   前記コントローラは、射出工程に引き続く増圧工程で、前記射出プランジャ用ロードセルユニットの出力によって前記射出プランジャにかかる圧力を監視しつつ、時間軸に沿った圧力フィードバック制御で前記射出・増圧用電動サーボモータの駆動制御を行うと共に、前記射出プランジャの動作と関連付けた所定のタイミングから、前記押圧部材用ロードセルユニットの出力によって前記局部加圧用押圧部材にかかる圧力を監視しつつ、時間軸に沿った圧力フィードバック制御で前記局部加圧用電動サーボモータの駆動制御を行い、
   前記射出・増圧用電動サーボモータの圧力フィードバック制御による加圧と、前記局部加圧用電動サーボモータの圧力フィードバック制御による加圧とを協働させて、前記金型内に射出充填された金属に予め設定された圧力を付与する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、
   前記コントローラは、前記射出プランジャが所定前進位置に達すると、前記局部加圧用電動サーボモータを局部加圧のために圧力フィードバック制御で駆動制御する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、
   前記コントローラは、前記射出プランジャによる射出開始タイミングから所定時間が経過すると、前記局部加圧用電動サーボモータを局部加圧のために圧力フィードバック制御で駆動制御することを特徴とするダイカストマシン。
4. 請求項１に記載のダイカストマシンにおいて、
   前記コントローラは、前記射出プランジャの前進速度が所定速度まで降下すると、前記局部加圧用電動サーボモータを局部加圧のために圧力フィードバック制御で駆動制御することを特徴とするダイカストマシン。
5. 請求項１に記載のダイカストマシンにおいて、
   前記コントローラは、前記射出プランジャにかかる圧力が所定圧力に達すると、前記局部加圧用電動サーボモータを局部加圧のために圧力フィードバック制御で駆動制御することを特徴とするダイカストマシン。
6. 請求項１に記載のダイカストマシンにおいて、
   前記局部加圧用電動サーボモータは、型開閉の駆動源としても用いられることを特徴とするダイカストマシン。

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