JP7437967B2 - 電動ダイカストマシン - Google Patents

Description

本発明は、電動モータによって駆動される電動ダイカストマシンに関する。

従来より、射出用サーボモータと、射出用サーボモータの駆動力が伝達されて回転するねじ軸と、ねじ軸の回転に伴って進退する進退ナットと、進退ナットの進退に追従してスリーブ内を進退することによって、スリーブ内に貯留された溶湯金属を金型内に射出する射出プランジャとを備える電動ダイカストマシンが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

また、特許文献１に記載の電動ダイカストマシンは、射出時に発生するサージ圧が金型に伝搬するのを阻止するために、進退ナットに固定された第１部材と、射出プランジャに固定された第２部材と、予め弾性圧縮された状態で第１部材及び第２部材の間に配置される弾性体とを有する衝撃緩衝装置を備える。

特開２０１４－７９７６３号公報

特許文献１の電動ダイカストマシンにおいて、弾性体の初期圧縮量が大き過ぎると、サージ圧を受けたときに弾性体が十分に弾性圧縮できない。その結果、金型へのサージ圧の伝搬を阻止することができない。一方、弾性体の初期圧縮量が小さ過ぎると、小さな圧力でも弾性体が弾性圧縮されるので、射出用モータの回転に対する射出プランジャの追従性が低下する。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、衝撃緩衝装置を備える電動ダイカストマシンにおいて、金型へのサージ圧の伝搬阻止と、射出用モータに対する射出プランジャの追従性の維持とを両立させる技術を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するため、金型内に溶湯金属を射出して成形品を成形する電動ダイカストマシンであって、射出用モータと、前記射出用モータの駆動力が伝達されて回転するねじ軸と、前記ねじ軸に螺合され、前記ねじ軸の回転に伴って進退方向に進退する進退ナットと、前記進退ナットの進退に追従してスリーブ内を前記進退方向に進退することによって、前記スリーブ内に貯留された溶湯金属を前記金型内に射出する射出プランジャと、前記進退ナット及び前記射出プランジャの間に配置され、前記射出プランジャの前進時に発生するサージ圧を受けて前記進退方向に弾性圧縮される衝撃緩衝装置とを備え、前記衝撃緩衝装置は、前記進退ナット及び前記射出プランジャの一方に固定された第１部材と、前記進退ナット及び前記射出プランジャの他方に固定された第２部材と、予め前記進退方向に圧縮された状態で、前記第１部材及び前記第２部材の間に配置された弾性体と、前記弾性体の初期圧縮量を調整する圧縮量調整機構とを備え、前記圧縮量調整機構は、前記第１部材及び前記第２部材を前記進退方向に貫通する貫通孔に挿通され、前記第１部材に固定され、且つ前記第２部材に対して相対的に進退可能で且つ回転不能にされたタイロッドと、前記タイロッドの前記第２部材側に形成された雄ねじに螺合され、前記第１部材と反対側に位置する前記第２部材の側面に当接する調整ナットと、前記第２部材に対して前記調整ナットを位置決めする位置決め部材とを有し、前記調整ナットは、小径部と、前記小径部と前記進退方向に隣接し、前記小径部より直径が大きい大径部とを有し、前記位置決め部材は、前記大径部を前記進退方向に貫通する複数の第１ボルト穴と、前記複数の第１ボルト穴の一部に連通するように前記第２部材に設けられた第２ボルト穴とに螺合される位置決めボルトであることを特徴とする。

本発明によると、金型へのサージ圧の伝搬阻止と、射出用モータに対する射出プランジャの追従性の維持とを両立することができる。

第１実施形態に係る電動ダイカストマシンの側面図である。 プランジャ駆動装置の概略斜視図である。 プランジャ駆動装置の要部断面図である。 圧縮量調整機構の要部拡大図である。 第２実施形態において、進退ナット３７が後退限に位置するときのプランジャ駆動装置の要部断面図である。 第２実施形態において、進退ナットが前進限に位置するときのプランジャ駆動装置の要部断面図である。 電動ダイカストマシンのハードウェア構成図である。 第２実施形態の変形例に係るプランジャ駆動装置の要部断面図である。 第３実施形態において、進退ナットが後退限に位置するときのプランジャ駆動装置の要部断面図である。 第３実施形態において、進退ナットが前進限に位置するときのプランジャ駆動装置の要部断面図である。 自動成形処理のフローチャートである。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る電動ダイカストマシン１０の側面図である。電動ダイカストマシン１０は、金型内に溶湯金属を射出して、成形品を製造する。図１に示すように、電動ダイカストマシン１０は、型締装置２０と、射出装置３０とを主に備える。

型締装置２０は、金型２１の開閉及び型締を行う。具体的には、型締装置２０は、固定側金型２２を支持する固定ダイプレート２３と、可動側金型２４を支持する可動ダイプレート２５と、型開閉モータ２６とを主に備える。固定側金型２２及び可動側金型２４は、電動ダイカストマシン１０の左右方向（水平方向）において、互いに対面するように支持されている。

可動ダイプレート２５は、型開閉モータ２６の駆動力がトグルリンク機構２７を通じて伝達されることによって、タイバー２８に沿って左右方向に移動する。可動ダイプレート２５が左方向に移動すると、固定側金型２２と可動側金型２４とが離間（型開）する。一方、可動ダイプレート２５が右方向に移動すると、固定側金型２２と可動側金型２４とが当接（型閉）する。そして、可動ダイプレート２５を右方向に移動させる向きの圧力がさらに加わると、固定側金型２２及び可動側金型２４が型締される。

型締された金型２１の内部には、ビスケットＢ、ランナＲ、ゲートＧ、キャビティＣ、及びオーバーフロー部Ｏが形成される。ビスケットＢ、ランナＲ、ゲートＧ、キャビティＣ、及びオーバーフロー部Ｏは、溶湯金属が進入する内部空間である。

ビスケットＢは、金型２１の内部空間のうち、溶湯金属の流通方向の最も上流側に位置する。ビスケットＢは、後述する射出スリーブ３１に連通して水平方向に延びる円筒形状の空間である。ランナＲは、ビスケットＢ及びゲートＧの間に位置している。ゲートＧは、ランナＲ及びキャビティＣの間に位置している。ゲートＧは、溶湯金属の流通方向に直交する断面積がランナＲ及びキャビティＣより小さい。そのため、ランナＲからキャビティＣに供給される溶湯金属は、ゲートＧを通過する際に加速される。

キャビティＣは、成形品の形状に対応する空間である。キャビティＣに充填された溶湯金属が凝固することによって、成形品が成形される。オーバーフロー部Ｏは、金型２１の内部空間のうち、溶湯金属の流通方向の最も下流側に位置する。オーバーフロー部Ｏを満たす量の溶湯金属を金型２１内に充填することにより、キャビティＣ内への溶湯金属の充填不足を防止することができる。

射出装置３０は、型締された金型２１内に溶湯金属を射出する。射出装置３０は、射出スリーブ３１と、射出プランジャ３２と、プランジャ駆動装置３３とを主に備える。本実施形態に係る射出装置３０は、型締装置２０と水平方向（型締装置２０の右方）に離間して配置されている。

射出スリーブ３１は、固定ダイプレート２３に取り付けられた円筒形状の部材である。射出スリーブ３１の先端部は、金型２１のビスケットＢに連通している。また、射出スリーブ３１には、ラドル（図示省略）によって供給された溶湯金属が貯留される。

射出プランジャ３２は、射出スリーブ３１内に進退可能に収容されている。プランジャ駆動装置３３が射出プランジャ３２を前進させると、射出スリーブ３１に貯留された溶湯金属がビスケットＢ、ランナＲ、及びゲートＧを通じてキャビティＣに供給される。一方、プランジャ駆動装置３３が射出プランジャ３２を後退させると、ラドルから供給される溶湯金属を貯留する空間が射出スリーブ３１内に形成される。

プランジャ駆動装置３３は、射出用モータ３４の駆動力を射出プランジャ３２に伝達することによって、電動ダイカストマシン１０の左右方向（以下、「進退方向」と表記する。）に沿って射出プランジャ３２を進退させる。図２は、プランジャ駆動装置３３の概略斜視図である。図３は、プランジャ駆動装置３３の要部断面図である。図２及び図３に示すように、プランジャ駆動装置３３は、射出用モータ３４と、増圧用モータ３５と、ねじ軸３６と、進退ナット３７と、連結筒３８と、ガイドロッド３９ａ、３９ｂと、衝撃緩衝装置４０とを主に備える。

射出用モータ３４及び増圧用モータ３５は、射出プランジャ３２を進退させるための駆動力を発生させる電動サーボモータである。射出用モータ３４の駆動力は、射出用モータ３４の出力軸と、ねじ軸３６と一体回転するプーリ３４ａとに巻回されたタイミングベルト３４ｂを通じてねじ軸３６に伝達される。増圧用モータ３５の駆動力は、増圧用モータ３５の出力軸と、ねじ軸３６と一体回転するプーリ３５ａとに巻回されたタイミングベルト３５ｂを通じてねじ軸３６に伝達される。

また、プーリ３５ａとねじ軸３６との間には、ワンウェイクラッチ３５ｃが配置されている。これにより、増圧用モータ３５の出力軸の回転速度がねじ軸３６より速いとき、増圧用モータ３５の駆動力は、ワンウェイクラッチ３５ｃを通じてねじ軸３６に伝達される。一方、増圧用モータ３５の出力軸の回転速度がねじ軸３６より遅いとき、増圧用モータ３５の駆動力は、ワンウェイクラッチ３５ｃで遮断されて、ねじ軸３６に伝達されない。

ねじ軸３６は、プランジャ駆動装置３３のハウジングに軸受３６ａを介して回転自在に支持されている。ねじ軸３６は、電動ダイカストマシン１０の左右方向（すなわち、進退方向）に延設されている。ねじ軸３６は、射出用モータ３４及び増圧用モータ３５の駆動力が伝達されて、一方側及び他方側に回転する。

進退ナット３７は、ねじ軸３６に螺合されている。進退ナット３７は、ねじ軸３６の回転に伴って進退方向に進退する。より詳細には、進退ナット３７は、ねじ軸３６の一方側の回転に伴って前進し、ねじ軸３６の他方側の回転に伴って後退する。

連結筒３８は、円筒形状の外形を呈する。連結筒３８は、ねじ軸３６に外挿されて、ねじ軸３６と同じ方向（すなわち、進退方向）に延設されている。連結筒３８は、一端が射出プランジャ３２に連結され、他端が後述する第２ブロック４２に連結されている。すなわち、射出プランジャ３２は、連結筒３８を介して第２ブロック４２に固定される。

ガイドロッド３９ａ、３９ｂは、プランジャ駆動装置３３のハウジングに固定されている。ガイドロッド３９ａ、３９ｂは、ねじ軸３６及び連結筒３８に隣接する位置において、ねじ軸３６と平行（すなわち、進退方向）に延設されている。図２では、ねじ軸３６及び連結筒３８を挟むように、２本のガイドロッド３９ａ、３９ｂが配置されているが、ガイドロッド３９ａ、３９ｂの数はこれに限定されない。

衝撃緩衝装置４０は、射出プランジャ３２を前進させる際に発生するサージ圧が、金型２１に伝搬するのを阻止する役割を担う。衝撃緩衝装置４０は、第１ブロック（第１部材）４１と、第２ブロック（第２部材）４２と、コイルバネ（弾性体）４３ａ、４３ｂと、圧縮量調整機構４４とを主に備える。

第１ブロック４１は、進退ナット３７に固定されて、進退ナット３７と共に進退方向に進退する。第２ブロック４２は、連結筒３８を介して射出プランジャ３２に固定されて、射出プランジャ３２と共に進退方向に進退する。また、第１ブロック４１及び第２ブロック４２は、進退方向に所定の間隔を隔てて対向配置されている。

第１ブロック４１及び第２ブロック４２には、各々を進退方向に貫通し且つ互いに連通する貫通孔４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂが形成されている。そして、連通する貫通孔４１ａ、４２ａにガイドロッド３９ａが挿通され、連通する貫通孔４１ｂ、４２ｂにガイドロッド３９ｂが挿通される。すなわち、第１ブロック４１及び第２ブロック４２は、ガイドロッド３９ａ、３９ｂに案内されて、進退方向に独立して進退する。

また、第１ブロック４１及び第２ブロック４２には、互いに対面する側面から進退方向に延び且つ互いに連通する凹部４１ｃ、４１ｄ、４２ｃ、４２ｄが形成されている。そして、連通する凹部４１ｃ、４２ｃにコイルバネ４３ａが収容され、連通する凹部４１ｄ、４２ｄにコイルバネ４３ｂが収容される。

コイルバネ４３ａ、４３ｂは、予め進退方向に圧縮された状態で、第１ブロック４１及び第２ブロック４２の間（すなわち、凹部４１ｃ、４２ｃ及び凹部４１ｄ、４２ｄ）に配置されている。そして、第１ブロック４１及び第２ブロック４２が独立して進退（すなわち、第１ブロック４１及び第２ブロック４２の間隔が変化）することによって、コイルバネ４３ａ、４３ｂは進退方向に伸縮する。また、コイルバネ４３ａ、４３ｂは、ねじ軸３６の周方向に等間隔に配置されるのが望ましい。

圧縮量調整機構４４は、自然状態におけるコイルバネ４３ａ、４３ｂの圧縮量（以下、「初期圧縮量」と表記する。）を調整する。自然状態とは、衝撃緩衝装置４０に対して進退方向の外力が加えられていない状態を指す。より詳細には、自然状態とは、射出用モータ３４及び増圧用モータ３５が駆動されていない状態を指す。そして、初期圧縮量は、進退方向における第１ブロック４１及び第２ブロック４２の間隔によって調整される。

第１実施形態に係る圧縮量調整機構４４は、オペレータが手動で初期圧縮量を調整するための機構である。図４は、第１実施形態に係る圧縮量調整機構４４の要部拡大図である。図３及び図４に示すように、第１実施形態に係る圧縮量調整機構４４は、タイロッド４５と、固定ボルト４６ａ及びスペーサ４６ｂと、調整ナット４７と、位置決めボルト（位置決め部材）４８と、キー４９とを主に備える。なお、衝撃緩衝装置４０は、複数のコイルバネ４３ａ、４３ｂそれぞれに対応付けて、複数の圧縮量調整機構４４を備える。

タイロッド４５は、第１ブロック４１及び第２ブロック４２を進退方向に貫通する貫通孔４１ｅ、４２ｅに挿通されて、進退方向に延設されている。タイロッド４５は、固定ボルト４６ａ及びスペーサ４６ｂによって第１ブロック４１に固定（すなわち、相対的に進退不能で且つ回転不能）されている。また、タイロッド４５は、第２ブロック４２に対して相対的に進退可能で且つ回転不能とされている。

より詳細には、図４（Ａ）に示すように、タイロッド４５の表面には、第２ブロック４２の貫通孔４２ｅ内において、進退方向に延設されたキー溝４５ａが形成されている。キー溝４５ａには、キー４９が収容される。これにより、タイロッド４５が第２ブロック４２に対して回転不能になる。また、キー溝４５ａの進退方向の長さは、キー４９の進退方向の長さより長い。これにより、タイロッド４５は、第２ブロック４２に対して相対的に進退可能になる。但し、第２ブロック４２及びタイロッド４５の接続方法は、前述の例に限定されず、スプライン嵌合などでもよい。

さらに、タイロッド４５の第２ブロック４２側の端部には、雄ねじ４５ｂが形成されている。雄ねじ４５ｂには、調整ナット４７が螺合される。調整ナット４７は、雄ねじ４５ｂに螺合した状態で、第２ブロック４２の左面（第１ブロック４１と反対側に位置する第２ブロック４２の側面）に当接する。すなわち、第１実施形態に係る第１ブロック４１及び第２ブロック４２は、スペーサ４６ｂ及び調整ナット４７によって左右両側から挟まれている。

そのため、調整ナット４７をタイロッド４５にねじ込む向きに回転させると、第１ブロック４１及び第２ブロック４２の間隔が狭まる。その結果、コイルバネ４３ａ、４３ｂの初期圧縮量が増大する。一方、調整ナット４７を逆向きに回転させると、第１ブロック４１及び第２ブロック４２の間隔が広がる。その結果、コイルバネ４３、４３ｂの初期圧縮量が減少する。

より詳細には、調整ナット４７は、小径部４７ａと、大径部４７ｂとを有する。小径部４７ａ及び大径部４７ｂは、進退方向に隣接して配置されている。また、大径部４７ｂの直径は、小径部４７ａの直径より大きい。そして、図４（Ａ）に示すように、大径部４７ｂには、小径部４７ａより径方向外側において、厚み方向（進退方向）に貫通するボルト穴（第１ボルト穴）４７ｃが形成されている。また、図４（Ｂ）に示すように、ボルト穴４７ｃは、周方向に離間した複数の位置に設けられている。

また、第２ブロック４２の調整ナット４７に対面する側面には、ボルト穴（第２ボルト穴）４２ｆが形成されている。そして、調整ナット４７をタイロッド４５の雄ねじ４５ｂに螺合すると、第２ブロック４２の貫通孔４２ｅに小径部４７ａが進入し、第２ブロック４２のボルト穴４２ｆが形成された側面に大径部４７ｂが当接する。

このとき、調整ナット４７に設けられた複数のボルト穴４７ｃの一部は、第２ブロック４２に設けられたボルト穴４２ｆに対面（連通）する。そこで、連通するボルト穴４２ｆ、４７ｃに位置決めボルト４８を螺合することによって、第２ブロック４２に対して調整ナット４７を位置決めすることができる。すなわち、位置決めボルト４８は、調整ナット４７を第２ブロック４２に対して着脱可能に位置決めする。

すなわち、オペレータは、位置決めボルト４８を外して、雄ねじ４５ｂに対する調整ナット４７の螺合量を調整することによって、コイルバネ４３ａ、４３ｂの初期圧縮量を調整することができる。そして、連通するボルト穴４２ｆ、４７ｃに位置決めボルト４８を螺合することによって、コイルバネ４３ａ、４３ｂの初期圧縮量が固定される。なお、図４（Ｂ）の例では、４５°間隔で８か所にボルト穴４７ｃを形成したので、調整ナット４７の１／８回転単位で初期圧縮量を調整することができる。

第１実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。

第１実施形態によれば、調整ナット４７を回転させることによって、コイルバネ４３ａ、４３ｂの初期圧縮量を適切な値に調整することができる。オペレータは、例えば、成形品の成形条件（例えば、射出圧力、射出プランジャ３２の前進速度、成形品の冷却時間など）に応じて、初期圧縮量を手動で調整すればよい。

より詳細には、後述する高速射出処理（図１２のステップＳ１４）における射出圧力が高い成形条件の場合に、初期圧縮量を小さくすればよい。これにより、衝撃緩衝装置４０が弾性伸縮しやすくなるので、高速射出処理で発生するサージ圧が金型２１に伝搬するのを防止できる。一方、高速射出処理における射出圧力が低い成形条件の場合に、初期圧縮量を大きくすればよい。これにより、衝撃緩衝装置４が弾性伸縮しにくくなるので、射出用モータ３４に対する射出プランジャ３２の追従性を維持することができる。

［第２実施形態］
図５～図７を参照して、第２実施形態に係るプランジャ駆動装置３３Ａを説明する。図５は、進退ナット３７が後退限に位置するときのプランジャ駆動装置３３Ａの要部断面図である。図６は、進退ナット３７が前進限に位置するときのプランジャ駆動装置３３Ａの要部断面図である。図７は、電動ダイカストマシン１０のハードウェア構成図である。なお、第１実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。

第２実施形態は、圧縮量調整機構５０の構成が第１実施形態と相違する。第２実施形態に係る圧縮量調整機構５０は、制御装置６０の制御に従って自動で初期圧縮量を調整する。図５及び図６に示すように、圧縮量調整機構５０は、タイロッド５１と、キー５２と、タイナット５３と、嵌合ナット５４と、駆動シャフト５５と、調整用モータ５６と、ギヤ列（駆動力伝達機構）５７とを主に備える。なお、圧縮量調整機構５０は、複数のコイルバネ４３ａ、４３ｂそれぞれに対応付けて、タイロッド５１、キー５２、タイナット５３、嵌合ナット５４、及び駆動シャフト５５を複数セット有する。

タイロッド５１は、第１ブロック４１及び第２ブロック４２を進退方向に貫通する貫通孔４１ｅ、４２ｅに挿通されて、進退方向に延設されている。タイロッド５１は、一端に設けられたフランジ部５１ａによって第２ブロック４２に対して固定（すなわち、相対的に進退不能で且つ回転不能）されている。また、タイロッド５１は、第１ブロック４１に対して相対的に進退可能で且つ回転不能とされている。

より詳細には、タイロッド５１の表面には、第１ブロック４１の貫通孔４１ｅ内において、進退方向に延設されたキー溝５１ｂが形成されている。キー溝５１ｂには、キー５２が収容される。これにより、タイロッド５１が第１ブロック４１に対して回転不能になる。また、キー溝５１ｂの進退方向の長さは、キー５２の進退方向の長さより長い。これにより、タイロッド５１は、第１ブロック４１に対して相対的に進退可能になる。但し、第１ブロック４１及びタイロッド５１の接続方法は、前述の例に限定されず、スプライン嵌合などでもよい。

さらに、タイロッド５１の第１ブロック４１側の端部には、雄ねじ５１ｃが形成されている。雄ねじ５１ｃには、タイナット５３が螺合される。タイナット５３は、雄ねじ５１ｃに螺合した状態で、第１ブロック４１の右面（第２ブロック４２と反対側に位置する第１ブロック４１の側面）に当接する。すなわち、第２実施形態に係る第１ブロック４１及び第２ブロック４２は、フランジ部５１ａ及びタイナット５３によって左右両側から挟まれている。

圧縮量調整機構５０の構成要素のうち、タイロッド５１、キー５２、及びタイナット５３は、進退方向に離間した後退限（図５）及び前進限（図６）の間を、進退ナット３７と共に移動（進退）する。一方、嵌合ナット５４、駆動シャフト５５、調整用モータ５６、及びギヤ列５７は、タイナット５３から進退方向に離間した固定位置に配置されている。

より詳細には、嵌合ナット５４は、進退方向においてタイナット５３に対面する位置に配置されている。また、嵌合ナット５４は、駆動シャフト５５の先端に固定されている。そして、複数の駆動シャフト５５それぞれは、複数のギヤ５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄで構成されるギヤ列５７を介して、調整用モータ５６に接続されている。すなわち、ギヤ列５７及び駆動シャフト５５を通じて調整用モータ５６の駆動力が嵌合ナット５４に伝達されることによって、嵌合ナット５４が回転する。

そして、図５に示すように、嵌合ナット５４は、進退ナット３７が後退限のときにタイナット５３とスプライン嵌合する。このとき、調整用モータ５６の駆動力は、ギヤ列５７、駆動シャフト５５、及び嵌合ナット５４を通じて、タイナット５３に伝達される。一方、図６に示すように、進退ナット３７が後退限から前進すると、タイナット５３は嵌合ナット５４から離間する。このとき、調整用モータ５６の駆動力は、タイナット５３に伝達されない。

そして、タイナット５３及び嵌合ナット５４がスプライン嵌合した状態で、タイナット５３がタイロッド５１にねじ込まれる向きに調整用モータ５６を回転させると、第１ブロック４１及び第２ブロック４２の間隔が狭まる。その結果、コイルバネ４３ａ、４３ｂの初期圧縮量が増大する。一方、調整用モータ５６を逆向きに回転させると、第１ブロック４１及び第２ブロック４２の間隔が広がる。その結果、コイルバネ４３、４３ｂの初期圧縮量が減少する。

図７に示すように、電動ダイカストマシン１０は、制御装置６０を備える。制御装置６０は、例えば、演算手段であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６１、各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）６２、及び演算手段の作業領域となるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６３を備える。そして、ＲＯＭ６２に記憶されたプログラムをＣＰＵ６１が読み出して実行することによって、後述する各処理を実現してもよい。

但し、制御装置６０の具体的な構成はこれに限定されず、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのハードウェアによって実現されてもよい。

制御装置６０は、電動ダイカストマシン１０全体の動作を制御する。より詳細には、制御装置６０は、位置センサ６４から出力される検知信号と、ロータリエンコーダ６５から出力されるパルス信号と、表示入力装置（入力装置）６６から出力される入力信号とに基づいて、型開閉モータ２６、射出用モータ３４、増圧用モータ３５、及び調整用モータ５６の駆動を制御する。

位置センサ６４は、射出プランジャ３２の位置を検知し、検知結果を示す検知信号を制御装置６０に出力する。ロータリエンコーダ６５は、型開閉モータ２６、射出用モータ３４、増圧用モータ３５、調整用モータ５６それぞれに設けられて、各モータの回転に応じたパルス信号を制御装置６０に出力する。

表示入力装置６６は、オペレータに報知すべき各種情報を表示するディスプレイ、及びオペレータによる操作を受け付けるボタン、スイッチ、ダイヤルなどを備えるユーザインタフェースである。また、表示入力装置６６は、ディスプレイに重畳されたタッチパネルを備えてもよい。表示入力装置６６は、オペレータの入力操作を受け付けて、受け付けた入力操作に対応する入力信号を制御装置６０に出力する。

制御装置６０は、成形処理を実行するのに先立って、成形条件を入力する入力操作を、表示入力装置６６を通じてオペレータから受け付ける。このとき、進退ナット３７は後退限に位置し、タイナット５３及び嵌合ナット５４がスプライン嵌合している。そして、制御装置６０は、入力された成形条件に応じた初期圧縮量になるように、調整用モータ５６の回転方向及び回転量を制御する。成形条件と初期圧縮量との対応関係は、例えば、予めＲＡＭ６３に記憶されている。

また、制御装置６０は、初期圧縮量を調整した後に、表示入力装置６６を通じて入力された成形条件に従って、成形処理を実行する。成形処理の詳細は、第３実施形態において詳述する。

第２実施形態によれば、成形条件に従って初期圧縮量が自動的に調整される。これにより、初期圧縮量を調整するオペレータの作業負担を軽減することができる。但し、成形条件に従って初期圧縮量の調整が行われることに限定されない。他の例として、制御装置６０は、電動ダイカストマシン１０の劣化の度合いに応じて初期圧縮量を調整してもよい。電動ダイカストマシン１０の劣化は、例えば、成形処理の累積回数によって推定することができる。

また、第２実施形態では、ギヤ列５７を通じて調整用モータ５６の駆動力を複数の嵌合ナット５４に分配する例を説明した。しかしながら、複数の嵌合ナット５４を連動して回転させる方法は、前述の例に限定されない。図８は、第２実施形態の変形例に係るプランジャ駆動装置３３Ｂの要部断面図である。なお、第２実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。

図８に示すように、プランジャ駆動装置３３Ｂは、複数の嵌合ナット５４（複数の駆動シャフト５５）それぞれに対応する複数の調整用モータ５６Ａ、５６Ｂを備える。そして、制御装置６０は、複数の調整用モータ５６Ａ、５６Ｂを同一方向に同一回転量だけ回転させることによって、複数のコイルバネ４３ａ、４３ｂそれぞれの初期圧縮量を連動して調整する。

図８に示す変形例によれば、第２実施形態に係る調整用モータ５６と比較して、小型の調整用モータ５６Ａ、５６Ｂを採用することができる。また、図８に示す変形例によれば、ギヤ列５７のバックラッシ等によって、複数の嵌合ナット５４（複数の駆動シャフト５５）の回転量（すなわち、コイルバネ４３ａ、４３ｂの初期圧縮量）にずれが生じるのを防止できる。

［第３実施形態］
図９～図１１を参照して、第３実施形態に係るプランジャ駆動装置３３Ｃを説明する。図９は、進退ナット３７が後退限に位置するときのプランジャ駆動装置３３Ｃの要部断面図である。図１０は、進退ナット３７が前進限に位置するときのプランジャ駆動装置３３Ｃの要部断面図である。図１１は、自動成形処理のフローチャートである。なお、第１実施形態及び第２実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。

第３実施形態は、圧縮量調整機構７０の構成が第１実施形態及び第２実施形態と相違する。第３実施形態に係る圧縮量調整機構７０は、成形処理サイクル中に初期圧縮量を調整することができる。図９及び図１０に示すように、圧縮量調整機構７０は、タイロッド７１と、タイナット７２と、スライドブッシュ７３と、スライドシャフト７４と、調整用モータ７５と、ギヤ列（駆動力伝達機構）７６とを主に備える。なお、圧縮量調整機構７０は、複数のコイルバネ４３ａ、４３ｂそれぞれに対応付けて、タイロッド７１、タイナット７２、スライドブッシュ７３、及びスライドシャフト７４を複数セット有する。

タイロッド７１は、第１ブロック４１及び第２ブロック４２を進退方向に貫通する貫通孔４１ｅ、４２ｅに回転可能に挿通されて、進退方向に延設されている。タイロッド７１は、軸方向（進退方向）に延びる貫通孔が形成された中空構造である。タイロッド７１は、一端に設けられたフランジ部７１ａが第１ブロック４１の右面（第２ブロック４２と反対側に位置する第１ブロック４１の側面）に当接している。タイロッド７１の他端（第２ブロック４２側の端部）には、雄ねじ７１ｂが形成されている。

タイナット７２は、タイロッド７１の雄ねじ７１ｂに螺合されている。また、タイナット７２は、固定ボルト７２ａによって第２ブロック４２の左面（第１ブロック４１と反対側に位置する第２ブロック４２の側面）に固定されている。すなわち、第３実施形態に係る第１ブロック４１及び第２ブロック４２は、フランジ部７１ａ及びタイナット７２によって左右両側から挟まれている。スライドブッシュ７３は、タイロッド７１のフランジ部７１ａに内挿されて、タイロッド７１と一体回転する。但し、スライドブッシュ７３は省略可能である。

圧縮量調整機構７０の構成要素のうち、タイロッド７１、タイナット７２、及びスライドブッシュ７３は、進退方向に離間した後退限（図９）及び前進限（図１０）の間を、進退ナット３７と共に移動（進退）する。一方、スライドシャフト７４、調整用モータ７５、及びギヤ列７６は、固定位置に配置されている。

スライドシャフト７４は、進退方向に延設されて、タイロッド７１に内挿されている。スライドシャフト７４は、進退ナット３７の進退範囲の全域（すなわち、前進限及び後退限の間）において、タイロッド７１に内挿される。また、スライドシャフト７４は、タイロッド７１に対して相対的に進退可能で且つ一体回転可能に構成されている。第３実施形態において、タイロッド７１及びスライドシャフト７４は、スプライン嵌合している。但し、第１実施形態及び第２実施形態のように、キー溝の長さをキー長より長くする構成でもよい。

複数のスライドシャフト７４それぞれは、複数のギヤ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄで構成されるギヤ列７６を介して、調整用モータ７５に接続されている。すなわち、ギヤ列７６及びスライドシャフト７４を通じて調整用モータ７５の駆動力がタイロッド７１に伝達されることによって、タイロッド７１が回転する。

そして、タイロッド７１がタイナット７２にねじ込まれる向きに調整用モータ７５を回転させると、第１ブロック４１及び第２ブロック４２の間隔が狭まる。その結果、コイルバネ４３ａ、４３ｂの初期圧縮量が増大する。一方、調整用モータ７５を逆向きに回転させると、第１ブロック４１及び第２ブロック４２の間隔が広がる。その結果、コイルバネ４３、４３ｂの初期圧縮量が減少する。

第３実施形態に係る制御装置６０は、図１２に示す自動成形処理を実行する。自動成形処理は、複数の成形品を連続して成形する処理である。制御装置６０は、自動成形処理の開始指示を成形条件と共に表示入力装置６６を通じて受け付けたことに応じて、自動成形処理を開始する。なお、自動成形処理の開始時点において、進退ナット３７は後退限に位置しているものとする。

まず、制御装置６０は、型開閉モータ２６を駆動することによって、型締装置２０に金型２１を型閉及び型締させる（Ｓ１１）。これにより、金型２１の内部に、ビスケットＢ、ランナＲ、ゲートＧ、キャビティＣ、及びオーバーフロー部Ｏが形成される。

次に、制御装置６０は、コイルバネ４３ａ、４３ｂの初期圧縮量を減少させる向きに、調整用モータ７５を駆動する（Ｓ１２）。次に、制御装置６０は、射出用モータ３４を低速駆動することによって、射出プランジャ３２を低速で前進させる（Ｓ１３）。これにより、射出スリーブ３１に貯留された溶湯金属は、ビスケットＢ、ランナＲ、及びゲートＧに進入する。ステップＳ１３の処理は、低速射出処理の一例である。すなわち、制御装置６０は、低速射出処理の前に、初期圧縮量を減少させる。

次に、制御装置６０は、溶湯金属がゲートＧを満たしたタイミングで、射出用モータ３４を高速駆動することによって、射出プランジャ３２を高速で前進させる（Ｓ１４）。これにより、射出スリーブ３１に貯留された溶湯金属が、キャビティＣ及びオーバーフロー部Ｏに一気に流れ込む。なお、制御装置６０は、位置センサ６４、ロータリエンコーダ６５、低速射出処理を開始してからの経過時間などによって、溶湯金属がゲートＧを満たしたことを認識することができる。ステップＳ１４の処理は、高速射出処理の一例である。また、ステップＳ１３、Ｓ１４の処理は、射出処理の一例である。

なお、射出プランジャ３２を高速前進させると、高いサージ圧が発生する。そして、このサージ圧がキャビティＣ内の溶湯金属に伝搬すると、成形品にバリができるなどの成形不良が発生する可能性がある。しかしながら、第３実施形態では、射出処理の前に初期圧縮量を減少させているので、サージ圧によって衝撃緩衝装置４０が大きく弾性伸縮する。その結果、金型２１へのサージ圧の伝搬を阻止することができる。

次に、制御装置６０は、キャビティＣ内の成形品が凝固するまで待機する（Ｓ１５）。ステップＳ１５の処理は、冷却工程の一例である。このとき、制御装置６０は、鋳物巣などの成形不良を防止するために、キャビティＣ内の成形品に圧力を付与する。この処理は、増圧工程の一例である。すなわち、制御装置６０は、冷却工程及び増圧工程を並行して実行する。

制御装置６０は、増圧工程において、射出用モータ３４を停止すると共に、増圧用モータ３５を駆動させる。これにより、ねじ軸３６の回転速度は徐々に減速する。ここで、ねじ軸３６の回転速度が増圧用モータ３５の回転速度より速い期間は、増圧用モータ３５の駆動力がワンウェイクラッチ３５ｃで遮断される。一方、ねじ軸３６の回転速度が増圧用モータ３５の回転速度を下回ると、増圧用モータ３５の駆動力がワンウェイクラッチ３５ｃを介してねじ軸３６に伝達される。その結果、射出プランジャ３２がビスケットＢ内の溶湯金属に所定の圧力を付与し続ける。

次に、制御装置６０は、コイルバネ４３ａ、４３ｂの初期圧縮量を増大させる向きに、調整用モータ７５を駆動する（Ｓ１６）。次に、制御装置６０は、型開閉モータ２６を駆動することによって、型締装置２０に金型２１を型開させる。また、制御装置６０は、金型２１を型開させるのに連動して、射出用モータ３４を駆動することによって、射出プランジャ３２を前進させる（Ｓ１７）。ステップＳ１７の処理は、突出し処理の一例である。すなわち、制御装置６０は、突出し処理の前に、初期圧縮量を増大させる。

突出し処理によって、成形品を押し出す向きの力がビスケットＢ内の金属に付与される。これにより、金型２１内の成形品をスムーズに取り出すことができる。また、突出し処理に先立って初期圧縮量を増加させたので、突出し処理における衝撃緩衝装置４０の弾性伸縮を抑制することができる。その結果、射出用モータ３４の駆動力がダイレクトに射出プランジャ３２に伝達される。すなわち、突出し処理において、射出用モータ３４に対する射出プランジャ３２の追従性の低下を防止することができる。

次に、制御装置６０は、射出プランジャ３２を後退させる向きに、射出用モータ３４を駆動する。次に、制御装置６０は、予め定められた数の成形品を既に成形したか否か（すなわち、成形完了したか否か）を判断する（Ｓ１８）。そして、制御装置６０は、成形完了していないと判断した場合に（Ｓ１８：Ｎｏ）、ステップＳ１１以降の処理を再び実行する。一方、制御装置６０は、成形完了したと判断した場合に（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、自動成形処理を終了する。

第３実施形態によれば、成形サイクル（Ｓ１１～Ｓ１７）中に初期圧縮量を調整（増減）することができる。その結果、射出処理（Ｓ１３～Ｓ１４）で発生するサージ圧が金型２１に伝搬するのを阻止すると共に、突出し処理（Ｓ１７）における射出用モータ３４に対する射出プランジャ３２の追従性を維持することができる。

なお、制御装置６０は、例えば、ステップＳ１２、Ｓ１６における初期圧縮量を、表示入力装置６６を通じて入力された成形条件に基づいて決定すればよい。また、第３実施形態に係るプランジャ駆動装置３３Ｃは、第２実施形態の変形例のように、ギヤ列７６に代えて、複数のスライドシャフト７４それぞれを回転駆動する複数の調整用モータを備えてもよい。

［その他の変形例］
第１ブロック４１及び第２ブロック４２と、圧縮量調整機構４４、５０、７０の構成要素との位置関係は、第１～第３実施形態の例に限定されず、反転していてもよい。換言すれば、射出プランジャ３２及び進退ナット３７と、第１ブロック４１及び第２ブロック４２との位置関係は、第１～第３実施形態の例に限定されず、反転していてもよい。

上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

１０…電動ダイカストマシン、２０…型締装置、２１…金型、２２…固定側金型、２３…固定ダイプレート、２４…可動側金型、２５…可動ダイプレート、２６…型開閉モータ、２７…トグルリンク機構、２８…タイバー、３０…射出装置、３１…射出スリーブ、３２…射出プランジャ、３３，３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ…プランジャ駆動装置、３４…射出用モータ、３４ａ，３５ａ…プーリ、３４ｂ，３５ｂ…タイミングベルト、３５ｃ…ワンウェイクラッチ、３５…増圧用モータ、３６…ねじ軸、３７…進退ナット、３８…連結筒、３９ａ，３９ｂ…ガイドロッド、４０…衝撃緩衝装置、４１…第１ブロック（第１部材）、４１ａ，４１ｂ，４１ｅ，４２ａ，４２ｂ，４２ｅ…貫通孔、４１ｃ，４１ｄ，４２ｃ，４２ｄ…凹部、４２…第２ブロック（第２部材）、４２ｆ…ボルト穴（第２ボルト穴）、４３ａ，４３ｂ…コイルバネ（弾性体）、４４，５０，７０…圧縮量調整機構、４５，５１，７１…タイロッド、４５ａ，５１ｂ…キー溝、４６ａ…固定ボルト、４６ｂ…スペーサ、４７…調整ナット、４７ａ…小径部、４７ｂ…大径部、４７ｃ…ボルト穴（第１ボルト穴）、４８…位置決めボルト（位置決め部材）、４９，５２…キー、５１ａ，７１ａ…フランジ部、５１ｃ，７１ｂ…雄ねじ、５３，７２…タイナット、５４…嵌合ナット、５５…駆動シャフト、５６，５６Ａ，５６Ｂ，７５…調整用モータ、５７，７６…ギヤ列（駆動力伝達機構）、６０…制御装置、６１…ＣＰＵ、６２…ＲＯＭ、６３…ＲＡＭ、６４…位置センサ、６５…ロータリエンコーダ、６６…表示入力装置（入力装置）、７３…スライドブッシュ、７４…スライドシャフト

Claims (6)

1. 金型内に溶湯金属を射出して成形品を成形する電動ダイカストマシンであって、
   射出用モータと、
   前記射出用モータの駆動力が伝達されて回転するねじ軸と、
   前記ねじ軸に螺合され、前記ねじ軸の回転に伴って進退方向に進退する進退ナットと、
   前記進退ナットの進退に追従してスリーブ内を前記進退方向に進退することによって、前記スリーブ内に貯留された溶湯金属を前記金型内に射出する射出プランジャと、
   前記進退ナット及び前記射出プランジャの間に配置され、前記射出プランジャの前進時に発生するサージ圧を受けて前記進退方向に弾性圧縮される衝撃緩衝装置とを備え、
   前記衝撃緩衝装置は、
   前記進退ナット及び前記射出プランジャの一方に固定された第１部材と、
   前記進退ナット及び前記射出プランジャの他方に固定された第２部材と、
   予め前記進退方向に圧縮された状態で、前記第１部材及び前記第２部材の間に配置された弾性体と、
   前記弾性体の初期圧縮量を調整する圧縮量調整機構とを備え、
   前記圧縮量調整機構は、
   前記第１部材及び前記第２部材を前記進退方向に貫通する貫通孔に挿通され、前記第１部材に固定され、且つ前記第２部材に対して相対的に進退可能で且つ回転不能にされたタイロッドと、
   前記タイロッドの前記第２部材側に形成された雄ねじに螺合され、前記第１部材と反対側に位置する前記第２部材の側面に当接する調整ナットと、
   前記第２部材に対して前記調整ナットを位置決めする位置決め部材とを有し、
   前記調整ナットは、
   小径部と、
   前記小径部と前記進退方向に隣接し、前記小径部より直径が大きい大径部とを有し、
   前記位置決め部材は、前記大径部を前記進退方向に貫通する複数の第１ボルト穴と、前記複数の第１ボルト穴の一部に連通するように前記第２部材に設けられた第２ボルト穴とに螺合される位置決めボルトであることを特徴とする電動ダイカストマシン。
2. 金型内に溶湯金属を射出して成形品を成形する電動ダイカストマシンであって、
   射出用モータと、
   前記射出用モータの駆動力が伝達されて回転するねじ軸と、
   前記ねじ軸に螺合され、前記ねじ軸の回転に伴って進退方向に進退する進退ナットと、
   前記進退ナットの進退に追従してスリーブ内を前記進退方向に進退することによって、前記スリーブ内に貯留された溶湯金属を前記金型内に射出する射出プランジャと、
   前記進退ナット及び前記射出プランジャの間に配置され、前記射出プランジャの前進時に発生するサージ圧を受けて前記進退方向に弾性圧縮される衝撃緩衝装置とを備え、
   前記衝撃緩衝装置は、
   前記進退ナット及び前記射出プランジャの一方に固定された第１部材と、
   前記進退ナット及び前記射出プランジャの他方に固定された第２部材と、
   予め前記進退方向に圧縮された状態で、前記第１部材及び前記第２部材の間に配置された弾性体と、
   前記弾性体の初期圧縮量を調整する圧縮量調整機構とを備え、
   前記圧縮量調整機構は、
   前記第１部材及び前記第２部材を前記進退方向に貫通する貫通孔に挿通され、前記第１部材に対して相対的に進退可能で且つ回転不能にされ、且つ前記第２部材に固定されたタイロッドと、
   前記タイロッドの前記第１部材側に形成された雄ねじに螺合され、前記第２部材と反対側に位置する前記第１部材の側面に当接するタイナットと、
   前記進退ナットが後退限に位置するときに前記タイナットに嵌合し、前記進退ナットが前記後退限から前進すると前記タイナットから離間する嵌合ナットと、
   前記嵌合ナットを回転させる調整用モータとを有することを特徴とする電動ダイカストマシン。
3. 前記圧縮量調整機構は、
   前記進退ナットの周方向に離間した位置に配置された前記タイロッド、前記タイナット、及び前記嵌合ナットの複数のセットと、
   複数の前記嵌合ナットが連動して回転するように、前記調整用モータの駆動力を複数の前記嵌合ナットそれぞれに伝達する駆動力伝達機構とを有することを特徴とする請求項２に記載の電動ダイカストマシン。
4. 前記成形品の成形条件の入力を受け付ける入力装置と、
   前記入力装置に入力された前記成形条件に応じて、前記調整用モータの回転方向及び回転量を制御する制御装置とを備えることを特徴とする請求項２または３に記載の電動ダイカストマシン。
5. 金型内に溶湯金属を射出して成形品を成形する電動ダイカストマシンであって、
   射出用モータと、
   前記射出用モータの駆動力が伝達されて回転するねじ軸と、
   前記ねじ軸に螺合され、前記ねじ軸の回転に伴って進退方向に進退する進退ナットと、
   前記進退ナットの進退に追従してスリーブ内を前記進退方向に進退することによって、前記スリーブ内に貯留された溶湯金属を前記金型内に射出する射出プランジャと、
   前記進退ナット及び前記射出プランジャの間に配置され、前記射出プランジャの前進時に発生するサージ圧を受けて前記進退方向に弾性圧縮される衝撃緩衝装置とを備え、
   前記衝撃緩衝装置は、
   前記進退ナット及び前記射出プランジャの一方に固定された第１部材と、
   前記進退ナット及び前記射出プランジャの他方に固定された第２部材と、
   予め前記進退方向に圧縮された状態で、前記第１部材及び前記第２部材の間に配置された弾性体と、
   前記弾性体の初期圧縮量を調整する圧縮量調整機構とを備え、
   前記圧縮量調整機構は、
   前記第１部材及び前記第２部材を前記進退方向に貫通する貫通孔に回転可能に挿通され、前記第２部材と反対側に位置する前記第１部材の側面に当接する中空のタイロッドと、
   前記タイロッドの前記第２部材側に形成された雄ねじに螺合され、且つ前記第１部材と反対側に位置する前記第２部材の側面に固定されたタイナットと、
   前記進退ナットの進退範囲の全域において前記タイロッドに内挿され、前記タイロッドに対して相対的に進退可能で且つ一体回転するスライドシャフトと、
   前記スライドシャフトを回転させる調整用モータとを有することを特徴とする電動ダイカストマシン。
6. 前記金型の開閉及び型締を行う型締装置と、
   前記電動ダイカストマシンの動作を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記射出プランジャを前進させる向きに前記射出用モータを駆動して、前記スリーブ内に貯留された溶湯金属を型締された前記金型内に射出する射出処理と、
   前記型締装置に前記金型を型開させるのに連動して、前記射出プランジャを前進させる向きに前記射出用モータを駆動する突出し処理とを繰り返し実行することによって複数の成形品を成形し、
   前記射出処理の前に、前記初期圧縮量を減少させる向きに前記調整用モータを駆動し、
   前記突出し処理の前に、前記初期圧縮量を増大させる向きに前記調整用モータを駆動することを特徴とする請求項５に記載の電動ダイカストマシン。

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