KR101861956B1 - 다이캐스트 머신 및 고액 공존 금속의 성형 방법 - Google Patents

Abstract

고액 공존 금속에 적합하게 압력을 부여할 수 있는 다이캐스트 머신을 제공한다.
다이캐스트 머신(1)은 한 쌍의 금형(101)의 형 개폐 및 형 체결을 행하는 형 체결 장치(7)와, 한 쌍의 금형(101) 사이에 통하고 있는 슬리브(39) 내에 있어서 플런저(41)를 전진시킴으로써 한 쌍의 금형(101)으로 사출을 행하는 사출 장치(9)와, 형 체결 장치(7) 및 사출 장치(9)를 제어하는 제어 장치(47)를 갖고 있다. 제어 장치(47)는 사출 제어부(93) 및 프레스용 형 체결 제어부(95)를 갖고 있다. 사출 제어부(93)는 한 쌍의 금형(101)이 간극을 통해 대향하고 있는 상태일 때에 사출을 개시하도록 사출 장치(9)를 제어한다. 프레스용 형 체결 제어부(95)는 사출 개시 후에 형 접촉 및 형 체결이 행해지도록 형 체결 장치(7)를 제어한다. 또한, 사출 제어부(93)는 상기 플런저가 정지하기 전에 플런저(41)를 감속시키는 제어를 행한다.

Description

다이캐스트 머신 및 고액 공존 금속의 성형 방법 {DIE-CASTING MACHINE AND METHOD OF FORMING SOLID-LIQUID COEXISTING METAL}

본 발명은 다이캐스트 머신 및 고액 공존 금속의 성형 방법에 관한 것이다. 또한, 고액 공존 금속은 액상 금속이 냉각되어 고액 공존 상태가 된 반응고 금속 및 고체 금속이 가열되어 고액 공존 상태가 된 반용해 금속 중 어느 것이어도 된다.

고액 공존 금속을 성형하는 기술이 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에서는 액상 금속(용탕)을 성형하는 통상의 다이캐스트 머신과 동일한 구성의 다이캐스트 머신에 있어서, 형 체결된 금형 사이에서 통하는 슬리브에 반응고 금속을 공급하고, 플런저에 의해 슬리브 내의 반응고 금속을 금형 사이에 사출함으로써 성형을 행하고 있다. 또한, 특허문헌 2에서는 형 개방되어 있는 금형 사이에 반용해 금속을 반송하고(사출을 행하지 않고), 계속해서 금형을 형 체결함으로써 성형을 행하고 있다.

또한, 고액 공존 금속의 성형에 관한 분야가 아니라, 수지의 성형에 관한 분야에 있어서는, 약간 형 개방된 금형 사이에 용융 수지를 사출하고, 그 후, 형 체결을 행하여 성형을 행하는, 소위 사출 압축 성형법이 알려져 있다.

일본 특허 공개 제2014-217865호 공보 일본 특허 공개 제2011-67838호 공보

고액 공존 금속을 성형할 때, 고액 공존 금속에 비교적 높은 압력을 부여하면, 초정을 압축하여 조직을 치밀화할 수 있다. 즉, 제품의 품질을 향상시킬 수 있다. 한편, 특허문헌 1과 같이 플런저에 의해 고액 공존 금속에 압력을 부여하는 구성에 있어서는, 충분한 압력을 고액 공존 금속에 부여하는 것이 곤란하다. 또한, 특허문헌 2와 같이 형 개방된 금형 사이에 고액 공존 금속을 반송하여 형 체결에 의해 고액 공존 금속에 압력을 부여하는 구성에 있어서는, 형 개방 방향이 연직 방향으로 한정되고, 또한 고액 공존 금속의 성형용의 전용의 장치를 구성해야만 한다.

따라서, 고액 공존 금속에 적합하게 압력을 부여할 수 있는 다이캐스트 머신 및 고액 공존 금속의 성형 방법이 제공되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 형태에 관한 다이캐스트 머신은 한 쌍의 금형의 형 개폐 및 형 체결을 행하는 형 체결 장치와, 상기 한 쌍의 금형 사이에 통하고 있는 슬리브 내에 있어서 플런저를 전진시킴으로써 상기 한 쌍의 금형으로 사출을 행하는 사출 장치와, 상기 형 체결 장치 및 상기 사출 장치를 제어하는 제어 장치를 갖고 있고, 상기 제어 장치는, 상기 한 쌍의 금형이 간극을 통해 대향하고 있어 금형의 내부 공간이 금형의 외부와 연통되어 있는 상태일 때에 사출을 개시하도록 상기 사출 장치를 제어하는 사출 제어부와, 사출 개시 후에 형 접촉 및 형 체결이 행해지도록 상기 형 체결 장치를 제어하는 프레스용 형 체결 제어부를 갖고 있고, 상기 사출 제어부는 상기 플런저가 정지하기 전에 상기 플런저를 감속시키는 제어를 행한다.

적합하게는, 상기 사출 제어부는 상기 한 쌍의 금형 사이로의 고액 공존 금속의 충전이 완료에 가까워지는 것에 의한 사출 압력의 상승 전에 상기 플런저를 감속시키는 제어를 행한다.

적합하게는, 상기 사출 제어부는 상기 플런저를 감속시키는 제어로서 상기 플런저를 정지시키는 제어를 행한다.

적합하게는, 상기 금형 내의 소정 위치에 있어서의 통전에 따른 신호를 출력하는 통전 센서를 더 갖고 있고, 상기 사출 제어부는 상기 통전 센서로부터의 신호에 기초하여 통전을 검지했을 때에 상기 플런저를 감속시키는 제어를 개시한다.

적합하게는, 상기 금형은 그 내부에 제품부 및 오버플로우부를 구성하는 것이고, 상기 소정 위치는 상기 오버플로우부 내의, 당해 오버플로우부의 단부로부터 상기 제품부측으로 이격된 위치이다.

적합하게는, 상기 제품부에 있어서의 온도에 따른 신호를 출력하는 온도 센서를 더 갖고, 상기 프레스용 형 체결 제어부는 상기 온도 센서로부터의 신호에 기초하여 상기 제품부에 있어서의 온도가 소정의 프레스 개시 온도까지 저하된 것을 검지했을 때에 형 접촉 및 형 체결의 제어를 개시한다.

적합하게는, 상기 금형 내에 있어서의 온도에 따른 신호를 출력하는 온도 센서를 더 갖고, 상기 사출 제어부는 상기 온도 센서로부터의 신호에 기초하여 상기 금형 내에 있어서의 온도가 소정의 감속 개시 온도까지 상승한 것을 검지했을 때에 상기 플런저를 감속시키는 제어를 개시한다.

적합하게는, 상기 프레스용 형 체결 제어부는 상기 온도 센서로부터의 신호에 기초하여 상기 금형 내의 온도가 소정의 프레스 개시 온도까지 저하된 것을 검지했을 때에 형 접촉 및 형 체결의 제어를 개시한다.

적합하게는, 상기 플런저의 위치에 따른 신호를 출력하는 위치 센서를 더 갖고, 상기 사출 제어부는 상기 위치 센서로부터의 신호에 기초하여 상기 플런저의 위치가 소정의 감속 개시 위치에 도달한 것을 검지했을 때에 상기 플런저를 감속시키는 제어를 개시한다.

적합하게는, 상기 사출 제어부는 사출 개시 이후의 소정 시점으로부터 소정 길이의 시간이 경과한 것을 검지했을 때에 상기 플런저를 감속시키는 제어를 개시한다.

적합하게는, 상기 플런저의 속도에 따른 신호를 출력하는 속도 센서를 더 갖고, 상기 사출 제어부는 상기 플런저가 소정의 목표 속도로 상기 금형을 향해 전진하도록 제어를 행하고 있는 상태에 있어서, 상기 속도 센서로부터의 신호에 기초하여 상기 플런저의 속도가 상기 목표 속도보다도 낮은 소정의 감속 개시 속도까지 저하된 것을 검지했을 때에 상기 플런저를 감속시키는 제어를 개시한다.

적합하게는, 사출 압력에 따른 신호를 출력하는 압력 센서를 더 갖고, 상기 사출 제어부는 상기 플런저가 소정의 목표 속도로 상기 금형을 향해 전진하도록 제어를 행하고 있는 상태에 있어서, 상기 압력 센서로부터의 신호에 기초하여 사출 압력이 소정의 감속 개시 압력까지 상승한 것을 검지했을 때에 상기 플런저를 감속시키는 제어를 개시한다.

본 발명의 일 형태에 관한 고액 공존 금속의 성형 방법은 한 쌍의 금형이 간극을 통해 대향하고 있어 금형의 내부 공간이 금형의 외부와 연통되어 있는 상태인 한 쌍의 금형 사이로, 당해 한 쌍의 금형 사이에서 통하고 있는 슬리브 내의 고액 공존 금속을 플런저에 의해 압출하도록, 상기 플런저를 구동하는 구동부를 제어하는 사출 스텝과, 상기 고액 공존 금속이 사출된 상기 한 쌍의 금형의 형 체결을 행하는 프레스용 형 체결 스텝을 갖고 있고, 상기 사출 스텝에서는 상기 플런저가 정지하기 전에 상기 플런저를 감속시키는 제어를 행한다.

상기의 구성 또는 수순에 의하면, 고액 공존 금속에 적합하게 압력을 부여할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 다이캐스트 머신의 주요부의 구성을 도시하는 측면도.
도 2는 도 1의 다이캐스트 머신의 반응고 금속 공급 장치의 일례를 도시하는 모식도.
도 3의 (a) 및 도 3의 (b)는 도 1의 다이캐스트 머신의 각종 센서를 도시하는 모식도.
도 4는 도 1의 다이캐스트 머신의 신호 처리계에 관한 구성을 도시하는 블록도.
도 5의 (a) 내지 도 5의 (c)는 도 1의 다이캐스트 머신이 실행하는 주조 사이클의 개요를 모식적으로 도시하는 단면도.
도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)는 도 5의 (c)의 계속을 도시하는 단면도.
도 7의 (a) 및 도 7의 (b)는 비교예 및 실시 형태에 있어서의 사출 속도, 사출 압력 및 형 체결력의 경시 변화를 도시하는 도면.
도 8의 (a) 내지 도 8의 (c)는 사출 및 프레스의 제어의 개요를 도시하는 모식도.
도 9는 도 1의 다이캐스트 머신의 제어 장치가 실행하는 사이클 처리의 수순의 일례를 도시하는 흐름도.
도 10의 (a) 내지 도 10의 (c)는 제1 내지 제3 변형예에 있어서의 플런저의 감속을 개시할 때의 제어를 도시하는 모식도.
도 11은 제2 실시 형태에 관한 다이캐스트 머신의 주요부의 구성을 도시하는 측면도.

<제1 실시 형태>

(다이캐스트 머신의 전체 구성)

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 다이캐스트 머신(1)의 주요부의 구성을 도시하는, 일부에 단면도를 포함하는 측면도이다.

다이캐스트 머신(1)은 금형(101) 내(캐비티 Ca 등의 공간. 이하 마찬가지임.)에 액상 금속(용탕) 또는 고액 공존 금속을 사출하고, 그 금속을 금형(101) 내에서 응고시킴으로써, 다이캐스트품(성형품)을 제조하는 것이다. 또한, 다이캐스트 머신(1)은 액상 금속 및 고액 공존 금속의 어떤 성형에든 사용할 수 있는 것이지만, 이하의 설명에 있어서는, 주로 고액 공존 금속의 일례인 반응고 금속의 성형에 관한 구성 및 수순에 대해 설명한다. 금속은, 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금이다.

금형(101)은, 예를 들어 고정 금형(103) 및 이동 금형(105)을 포함하고 있다. 본 실시 형태의 설명에서는 편의상, 고정 금형(103) 또는 이동 금형(105)의 단면을 1종류의 해칭으로 나타내지만, 이들 금형은 직접 조각식의 것이어도 되고, 네스팅식의 것이어도 된다. 또한, 고정 금형(103) 및 이동 금형(105)에는 코어 등이 조합되어도 된다.

다이캐스트 머신(1)은, 예를 들어 성형을 위한 기계적 동작을 행하는 머신 본체(3)와, 머신 본체(3)의 동작을 제어하는 제어 유닛(5)을 갖고 있다. 머신 본체(3)는, 예를 들어 금형(101)의 개폐 및 형 체결을 행하는 형 체결 장치(7)와, 금형(101)의 내부에 반응고 금속을 사출하는 사출 장치(9)와, 다이캐스트품을 고정 금형(103) 또는 이동 금형(105)[도 1에서는 이동 금형(105)]으로부터 압출하는 압출 장치(11)를 갖고 있다. 또한, 머신 본체(3)는 사출 장치(9)에 반응고 금속을 공급하는 공급 장치(13)(도 2 참조)를 갖고 있다.

다이캐스트 머신(1)에 있어서, 공급 장치(13) 및 제어 유닛(5) 이외의 구성[예를 들어, 형 체결 장치(7) 및 사출 장치(9)의 구성]은 액상 금속 또는 고액 공존 금속을 사출하여 성형을 행하는 공지의 다양한 구성과 마찬가지로 되어도 된다. 또한, 공급 장치(13)의 구성은 공지의 다양한 반응고 금속 공급 장치의 구성과 마찬가지로 되어도 된다.

형 체결 장치(7)는, 예를 들어 기본적인 구성으로서, 고정 금형(103)을 보유 지지하는 고정 다이 플레이트(15)와, 이동 금형(105)을 보유 지지하는 이동 다이 플레이트(17)와, 양 다이 플레이트에 걸쳐지는 1 이상(통상은 복수. 예를 들어, 4개)의 타이 바(19)를 갖고 있다.

고정 다이 플레이트(15) 및 이동 다이 플레이트(17)는 서로 대향하여 배치되어 있고, 그 대향측(전방면측)에 고정 금형(103) 또는 이동 금형(105)을 보유 지지하고 있다. 이동 다이 플레이트(17)가 고정 다이 플레이트(15)와의 대향 방향(형 개폐 방향)에 있어서 이동됨으로써, 금형(101)의 형 개폐가 이루어진다. 또한, 예를 들어 금형(101)이 형 폐쇄(형 접촉)된 상태(2점 쇄선으로 나타냄)에서, 고정 다이 플레이트(15)에 고정된 타이 바(19)의, 이동 다이 플레이트(17)측 부분이 이동 다이 플레이트(17)의 배후(지면 좌측)로 인장됨으로써, 타이 바(19)의 신장량에 따른 형 체결력[금형(101)을 체결하는 힘]이 얻어진다.

또한, 형 체결 장치(7)는, 예를 들어 형 개폐 및 형 체결을 실현하기 위한 구동부로서, 전동식이고 또한 토글식의 형 체결 구동부(21)를 갖고 있다. 구체적으로는, 형 체결 구동부(21)는, 예를 들어 이동 다이 플레이트(17)의 배후에 위치하는 링크 하우징(23)과, 링크 하우징(23)과 이동 다이 플레이트(17) 사이에 개재하는 복수의 링크(25)와, 복수의 링크(25)에 구동력을 부여하는 형 체결 전동기(27)를 갖고 있다.

링크 하우징(23)은 타이 바(19)의 지면 좌측 부분과 고정되어 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 타이 바(19)의 지면 우측 부분은 고정 다이 플레이트(15)와 고정되어 있다. 따라서, 형 체결 전동기(27)에 의해 복수의 링크(25)에 구동력이 부여되어, 링크 하우징(23)과 이동 다이 플레이트(17)가 서로 이반되면, 이동 다이 플레이트(17)가 고정 다이 플레이트(15)를 향해 이동하여, 형 폐쇄가 이루어진다. 구동력의 부여는 형 접촉이 이루어져 이동 다이 플레이트(17)의 고정 다이 플레이트(15)측으로의 이동이 규제된 후에도 계속된다. 따라서, 타이 바(19)가 이동 다이 플레이트(17)의 배후로 인장되게 되어, 형 체결력이 발생한다.

형 체결 전동기(27)는, 예를 들어 회전식의 전동기이다. 형 체결 전동기(27)의 회전은, 예를 들어 나사 기구(29)에 의해 병진 운동으로 변환되어 링크(25)로 전달된다. 나사 기구(29)는, 예를 들어 링크 하우징(23)에 대한 축방향의 이동이 규제되고, 형 체결 전동기(27)에 의해 축 주위로 회전되는 나사축(31)과, 나사축(31)에 나사 결합되어, 링크(25)에 연결되고, 축 주위의 회전이 규제된 너트(33)(크로스헤드)를 갖고 있다.

또한, 형 체결 장치(7)는 형 체결 전동기(27)의 회전을 검출하는 인코더(35)와, 형 체결력을 검출하는 형 체결력 센서(37)를 갖고 있다.

인코더(35)는 인크리멘탈형이어도 되고, 앱솔루트형이어도 된다. 인코더(35) 및/또는 제어 유닛(5)은 인코더(35)에 있어서 생성되는 펄스의 수를 적산함으로써, 이동 다이 플레이트(17)와, 링크 하우징(23)[타이 바(19)의 링크 하우징(23)측 부분]의 상대 위치를 검출할 수 있다. 따라서, 인코더(35)는 형 접촉 전에는 이동 다이 플레이트(17)의 위치를 검출할 수 있고, 형 접촉 후에는 타이 바(19)의 신장을 검출할 수 있다.

형 체결력 센서(37)는, 예를 들어 변형 게이지를 포함하여 구성되고, 타이 바(19) 중 형 체결에 있어서 신장되는 부분에 설치되어, 타이 바(19)의 변형에 따른 신호를 생성한다. 형 체결력 센서(37) 및/또는 제어 유닛(5)은 생성된 신호(변형)와, 타이 바(19)의 정보에 기초하여, 형 체결력을 산출할 수 있다. 형 체결력의 산출에 사용되는 타이 바(19)의 정보는, 예를 들어 타이 바(19)의, 개수, 영률 및 단면적(직경)이다.

사출 장치(9)는, 예를 들어 금형(101) 내에서 통하는 슬리브(39)와, 슬리브(39) 내를 미끄럼 이동 가능한 플런저(41)와, 플런저(41)를 구동하는 사출 구동부(43)를 갖고 있다. 또한, 사출 장치(9)의 설명에 있어서는, 금형(101)측을 전방, 그 반대측을 후방으로 하는 경우가 있다.

반응고 금속이 슬리브(39) 내에 배치된 상태에서, 플런저(41)가 도시의 위치로부터 슬리브(39) 내를 전방으로 미끄럼 이동함으로써, 반응고 금속이 금형(101) 내에 압출된다(사출됨). 그 후, 금형(101) 내에서 반응고 금속이 응고함으로써, 다이캐스트품이 형성된다.

슬리브(39)는, 예를 들어 고정 금형(103)에 연결된 통 형상 부재이고, 상면에는 금속 재료를 슬리브(39) 내에 수용하기 위한 공급구(39a)가 개구되어 있다. 또한, 슬리브(39)가 고액 공존 금속에 전용의 것인 경우에 있어서는, 공급구(39a)는 슬리브(39)의 상면 후단부를 절결한 절결부에 의해 구성되어도 된다. 플런저(41)는 슬리브(39) 내를 전후 방향으로 미끄럼 이동 가능한 플런저 칩(41a)과, 선단이 플런저 칩(41a)에 고정된 플런저 로드(41b)를 갖고 있다.

사출 구동부(43)는, 예를 들어 액압식의 것이고, 사출 실린더(45)를 포함하여 구성되어 있다. 사출 실린더(45)는 실린더부(45a)와, 실린더부(45a)의 전방으로 연장되어, 플런저 로드(41b)의 후단부와 연결되는 피스톤 로드(45c)를 갖고 있다. 그리고, 피스톤 로드(45c)가 실린더부(45a)에 대해 축 방향으로 구동됨으로써 플런저(41)가 구동된다.

제어 유닛(5)은, 예를 들어 각종 연산을 행하여 제어 명령을 출력하는 제어 장치(47)(도 4 참조)와, 화상을 표시하는 표시 장치(49)와, 오퍼레이터의 입력 조작을 접수하는 입력 장치(51)를 갖고 있다. 또한, 다른 관점에서는, 제어 유닛(5)은, 예를 들어 전원 회로 및 제어 회로 등을 갖는 도시하지 않은 제어반과, 유저 인터페이스로서의 조작부(53)를 갖고 있다.

제어 장치(47)는, 예를 들어 도시하지 않은 제어반 및 조작부(53)에 설치되어 있다. 제어 장치(47)는 적절하게 분할 내지는 분산하여 구성되어도 된다. 예를 들어, 제어 장치(47)는 형 체결 장치(7), 사출 장치(9), 압출 장치(11) 및 반응고 금속 공급 장치(13)마다의 하위의 제어 장치와, 이 하위의 제어 장치 사이의 동기를 도모하는 등의 제어를 행하는 상위의 제어 장치를 포함하여 구성되어도 된다.

표시 장치(49) 및 입력 장치(51)는, 예를 들어 조작부(53)에 설치되어 있다. 조작부(53)는, 예를 들어 형 체결 장치(7)의 고정 다이 플레이트(15)에 설치되어 있다. 표시 장치(49)는, 예를 들어 액정 표시 디스플레이 내지는 유기 EL 디스플레이를 포함한 터치 패널에 의해 구성되어 있다. 입력 장치(51)는, 예를 들어 기계식의 스위치 및 상기의 터치 패널에 의해 구성되어 있다.

(반응고 금속의 공급 장치의 구성)

도 2는 사출 장치(9)에 반응고 금속을 공급하는 공급 장치(13)의 일례를 도시하는 모식도이다.

공급 장치(13)는 액상의 금속 재료 M으로부터 반응고상의 금속 재료 M을 제조하여 슬리브(39)에 공급하는 장치로서 구성되어 있다. 공급 장치(13)는, 예를 들어 액상의 금속 재료 M을 유지하는 유지로(55)와, 유지로(55)로부터 액상의 금속 재료를 퍼내는 주탕 장치(57)와, 주탕 장치(57)에 의해 액상의 금속 재료가 주입되고, 주입된 액상의 금속 재료를 반응고 상태로 하는 반응고화 장치(59)를 갖고 있다.

유지로(55) 및 주탕 장치(57)는, 예를 들어 일반적인 액상의 금속 재료를 성형하는 다이캐스트 머신에 있어서 액상의 금속 재료를 슬리브(39)로 주입하기 위한 공지의 구성과 대략 마찬가지로 되어도 된다. 유지로(55)는, 예를 들어 상면이 개방된 노체에 금속 재료를 수용함과 함께 그 금속 재료를 가열하여 액상으로 유지한다. 또한, 유지로(55)는 용해로를 겸하는 것이어도 된다. 주탕 장치(57)는, 예를 들어 레이들(61)과, 레이들(61)을 반송하는 레이들 반송 장치(63)를 포함하여 구성되어 있고, 유지로(55)로부터 1샷분의 액상의 금속 재료를 퍼낸다.

반응고화 장치(59)는, 예를 들어 주탕 장치(57)에 의해 액상의 금속 재료 M이 주입되는 용기(65)와, 용기(65)에 액상의 금속 재료를 주입하기 전에 용기(65)를 냉각하는 프리 냉각 장치(67)와, 용기(65)에 액상의 금속 재료 M이 주입될 때에 용기(65)가 적재되는 적재 장치(69)와, 용기(65)를 반송하는 용기 반송 장치(71)를 갖고 있다.

용기(65)는, 예를 들어 개략 원통 형상의 부재이다. 용기(65)는 바닥이 있어도 되고, 바닥이 없어도 된다. 프리 냉각 장치(67)는, 예를 들어 용기(65)를 냉각 매체에 침지함으로써 용기(65)를 냉각한다. 냉각 매체는 기체여도 되고, 액체여도 된다. 적재 장치(69)는, 예를 들어 용기(65)가 적재되는 적재면 하에서 냉각 매체를 순환시켜 용기(65)를 하방으로부터 냉각한다. 또한, 적재 장치(69)의 적재면은 용기(65)가 바닥이 없는 경우는 용기의 바닥을 구성한다. 용기 반송 장치(71)는, 예를 들어 다관절 로봇에 의해 구성되어 있다.

프리 냉각 장치(67)에 의해 냉각된 용기(65)가 용기 반송 장치(71)에 의해 적재 장치(69) 위로 반송되면, 주탕 장치(57)에 의해 레이들(61)로부터 용기(65)로 액상 금속이 주입된다. 액상 금속은 용기(65)에 의해 열을 빼앗겨 냉각됨과 함께, 주입되었을 때의 흐름에 의해 교반된다. 이에 의해, 반응고 금속이 제조된다. 그리고, 용기(65)는 용기 반송 장치(71)에 의해 슬리브(39)의 공급구(39a) 위로 반송되고, 반응고 금속은 용기(65)로부터 슬리브(39) 내로 낙하한다. 이에 의해, 반응고 금속이 사출 장치(9)에 공급된다.

(금형에 설치되어 있는 센서)

도 3의 (a)는 금형(101)을 형 개폐 방향에서 본 모식적인 투시도이다.

고정 금형(103)의 이동 금형(105)측의 면 및 이동 금형(105)의 고정 금형(103)측의 면 중 적어도 한쪽에는 오목부가 형성되어 있고, 금형(101)이 형 폐쇄되면, 금형(101) 내에 공간이 구성된다. 당해 공간은, 예를 들어 주입구[슬리브(39)]로부터 연장되는 탕도(101a)(러너), 캐비티 Ca(제품부) 및 오버플로우부(101b)(웰)를 갖고 있다.

탕도(101a)는 캐비티 Ca로 반응고 금속을 유도하는 부분이다. 캐비티 Ca는 제품을 형성하는 부분이다. 오버플로우부(101b)는, 예를 들어 잉여의 반응고 금속을 수용하는 부분이다. 또한, 특별히 도시하지 않지만, 오버플로우부(101b)로부터 가스 배출이 연장되어 있어도 된다.

이들의 형상은 제품의 형상에 따라 적절하게 설정되어도 된다. 또한, 도시의 예에서는 1개의 금형(101)에 1개의 캐비티 Ca가 구성되어 있지만, 1개의 금형(101)에 복수의 캐비티 Ca가 구성되어도 된다. 오버플로우부(101b)는 1개의 캐비티 Ca에 대해 1개 설치되어도 되고, 1개의 캐비티 Ca에 대해 복수 설치되어도 된다. 오버플로우부(101b)는 용탕이 사출되는 금형의 것에 비교하여, 캐비티 Ca와의 접속부의 단면적이 크게(예를 들어, 형 개폐 방향에 있어서 두껍게) 형성되어 있어도 된다.

금형(101)은 캐비티 Ca에 대략 반응고 금속이 충전되었을 때에 반응고 금속이 들어가는 오버플로우부(101b)[이하, 간단히 오버플로우부(101b)라고 하는 경우는 이와 같은 것을 가리킴)를 갖고 있다. 이와 같은 오버플로우부(101b)는, 예를 들어 캐비티 Ca의 외측 에지 중 반응고 금속이 대략 마지막으로 도달하는 부분에 접속되어 있다.

예를 들어, 오버플로우부(101b)의 캐비티 Ca로의 접속 위치는 캐비티 Ca에 대해, 탕도(101a)의 캐비티 Ca로의 접속 위치(게이트)와는 반대측에 위치하고 있다. 여기서 말하는 반대측은, 예를 들어 가로 형 체결되는 금형(101)에 있어서, 캐비티 Ca의 하측 및 상측과 같은 것이어도 된다. 또한, 예를 들어 오버플로우부(101b)의 캐비티 Ca로의 접속 위치는 캐비티 Ca의 외측 에지 중 탕도(101a)로부터의 경로(예를 들어, 캐비티 Ca 내를 통과하는 최단 경로)의 길이가 가장 긴 위치이다.

다이캐스트 머신(1)은 금형(101)에 설치된 통전 센서(73) 및 온도 센서(75)를 갖고 있다. 또한, 이들 센서는 고정 금형(103) 및 이동 금형(105)의 어느 것에 설치되어도 된다. 또한, 이들 센서는, 예를 들어 금형(101) 내의 공간에 노출 또는 근접하는 위치에 설치되어 있다. 또한, 이들 센서는 고정 금형(103) 또는 이동 금형(105)에 있어서, 금형(101) 내의 공간을 구성하는 오목부 및 볼록부 중 어느 것에 설치되어 있어도 된다. 본 실시 형태의 설명에서는 고정 금형(103)의 오목부에 설치되어 있는 경우를 예시한다[도 8의 (b) 및 도 8의 (c) 등].

통전 센서(73)는 금형(101) 내의 소정 위치에 있어서의 통전에 따른 신호를 출력한다. 즉, 통전 센서(73)는 금형(101) 내의 소정 위치에 있어서의 통전을 검지한다. 또한, 통전에 따른 신호는 통전이 검지되었을 때만 출력되는 신호여도 되고, 통전 및 비통전 각각에 대응한 신호 레벨의 신호여도 된다.

구체적으로는, 통전 센서(73)는, 예를 들어 특별히 도시하지 않지만, 금형(101) 내에 노출하는 한 쌍의 전극을 갖고 있다. 그리고, 금형(101) 내에 사출된 반응고 금속이 한 쌍의 전극에 접촉하면 한 쌍의 전극이 통전된다. 그리고, 통전 센서(73)는 한 쌍의 전극이 통전되면, 그것을 나타내는 신호를 출력한다.

통전 센서(73)에 의해 통전이 검지됨으로써, 통전 센서(73)가 통전을 검출하는 위치까지 반응고 금속이 도달한 것이 검지된다.

통전 센서(73)가 통전을 검출하는 위치(1대의 전극의 노출 위치)는, 예를 들어 반응고 금속이 캐비티 Ca 내에 대략 충전된 것을 검출 가능하게, 금형(101) 내의 적당한 위치가 된다.

예를 들어, 통전이 검출되는 위치는 오버플로우부(101b) 내의 위치이다. 보다 바람직하게는, 반응고 금속이 오버플로우부(101b) 내에 완전히 충전되기 전에 통전을 검출할 수 있도록, 통전이 검출되는 위치는 오버플로우부(101b)의 단부(예를 들어, 캐비티 Ca와는 반대측의 외측 에지)로부터 캐비티 Ca측으로 이격된 위치이고, 예를 들어 오버플로우부(101b)의 체적의 중심보다도 캐비티 Ca측의 위치이다.

또한, 예를 들어 도시의 예와는 달리, 통전이 검출되는 위치는 캐비티 Ca 중, 탕도(101a)와는 반대측의 외측 에지에 인접하는 위치, 또는 탕도(101a)로부터의 경로가 가장 긴 위치여도 된다. 또한, 여기서 말하는 반대측 및 경로의 의미는 오버플로우부(101b)의 위치에 대해 설명한 것과 마찬가지이다.

온도 센서(75)는 금형(101) 내의 소정 위치에 있어서의 온도에 따른 신호를 출력한다. 즉, 온도 센서(75)는 금형(101) 내의 소정 위치에 있어서의 온도를 검출한다. 온도에 따른 신호는, 예를 들어 온도의 변화에 대응하여 신호 레벨이 변화되는 신호이다. 온도 센서(75)는 접촉식의 것이어도 되고, 비접촉식의 것이어도 된다. 예를 들어, 온도 센서(75)는 금형(101) 내에 노출되는 열전대이다. 그 밖에, 온도 센서(75)는, 예를 들어 금형(101)에 매설되어 금형(101) 내(반응고 금속이 공급되는 공간)에 노출되지 않는 서미스터여도 된다.

반응고 금속이 금형(101) 내로 사출되어, 온도 센서(75)가 온도를 검출하는 위치로 반응고 금속이 도달하면, 온도 센서(75)가 검출하는 온도는 상승한다. 따라서, 예를 들어 온도 센서(75)가 검출하는 온도에 기초하여, 온도가 검출되는 위치까지 반응고 금속이 도달한 것을 검지 가능하다. 또한, 온도가 검출되는 위치로 반응고 금속이 도달한 후, 반응고 금속은 금형(101)에 열을 빼앗기므로, 온도 센서(75)가 검출하는 온도는 저하된다. 따라서, 예를 들어 온도 센서(75)가 검출하는 온도에 기초하여, 반응고 금속의 응고의 진행 상황을 파악 가능하다.

온도 센서(75)가 온도를 검출하는 위치는 금형(101) 내의 적당한 위치가 되어도 된다.

예를 들어, 반응고 금속이 대략 캐비티 Ca에 충전된 것을 검지할 목적으로 온도 센서(75)를 설치하는 경우에 있어서는, 온도 센서(75)가 온도를 검출하는 위치는, 바람직하게는 상술한, 통전 센서(73)가 통전을 검출하는 바람직한 위치와 마찬가지이다. 예를 들어, 검출 위치는 캐비티 Ca 중, 탕도(101a)와는 반대측의 외측 에지에 인접하는 위치, 혹은 탕도(101a)로부터의 경로가 가장 긴 위치, 또는 오버플로우부(101b) 내의 위치이다. 오버플로우부(101b) 내의 위치는, 예를 들어 오버플로우부(101b)의 단부로부터 캐비티 Ca측으로 이격된 위치, 또는 오버플로우부(101b)의 체적의 중심보다도 캐비티 Ca측의 위치이다.

또한, 예를 들어 반응고 금속의 응고의 진행 상황을 파악할 목적으로 온도 센서(75)가 설치되는 경우에 있어서는, 온도 센서(75)가 온도를 검출하는 위치는 금형(101) 내의 적당한 위치가 되어도 된다. 예를 들어, 검출 위치는 캐비티 Ca 중, 탕도(101a)와는 반대측의 외측 에지에 인접하는 위치, 혹은 탕도(101a)로부터의 경로가 가장 긴 위치여도 되고, 도시의 예와는 반대로, 탕도(101a)의 근처여도 된다.

(사출 구동부의 구성)

도 3의 (b)는 플런저(41)를 구동하는 사출 구동부(43) 및 그 주변 기기의 구성을 도시하는 모식도이다.

사출 구동부(43)는 이미 설명한 사출 실린더(45)와, 사출 실린더(45)에 대한 작동액의 흐름을 제어하는 액압 장치(77)를 갖고 있다.

사출 실린더(45)는 상술한 실린더부(45a) 및 피스톤 로드(45c)에 더하여, 피스톤 로드(45c)에 고정되어 있고, 실린더부(45a) 내를 미끄럼 이동 가능한 피스톤(45b)을 갖고 있다. 실린더부(45a)의 내부는 피스톤(45b)에 의해, 피스톤 로드(45c)가 연장되는 측의 로드측실(45r)과, 그 반대측의 헤드측실(45h)로 구획되어 있다. 그리고, 헤드측실(45h) 및 로드측실(45r)에 선택적으로 작동액이 공급됨으로써, 피스톤(45b) 및 피스톤 로드(45c)는 전진 또는 후퇴한다. 또한, 도 3의 (b)에서는, 소위 단동식의 사출 실린더(45)를 도시하고 있지만, 사출 실린더(45)는, 소위 증압식의 것이어도 된다.

액압 장치(77)는, 예를 들어 작동액을 송출 가능한 펌프(79)와, 작동액을 수용하는 탱크(81)와, 펌프(79)로부터 헤드측실(45h)로의 작동액의 공급을 허용 및 금지하는 유입측 밸브(83)와, 로드측실(45r)로부터 탱크(81)로의 작동액의 배출을 허용 및 금지하는 유출측 밸브(85)를 갖고 있다.

유입측 밸브(83)가 개방되어, 펌프(79)로부터 헤드측실(45h)로 작동액이 공급되고, 또한 유출측 밸브(85)가 개방되어, 로드측실(45r)로부터 탱크(81)로의 작동액의 배출이 허용됨으로써 피스톤(45b)은 전진한다.

또한, 유입측 밸브(83)로서 유량 제어 밸브가 사용되고 미터인 회로가 구성됨으로써, 및/또는 유출측 밸브(85)로서 유량 제어 밸브가 사용되고 미터아웃 회로가 구성됨으로써, 피스톤(45b)의 전진 속도는 제어된다. 또한, 유량 제어 밸브는, 예를 들어 부하 변동 등에 관계없이 유량을 설정값으로 조정 가능한 압력 보상이 구비된 유량 제어 밸브이고, 또한 서보 기구 중에서 사용되고, 입력된 신호에 따라 무단계에서 유량을 조정 가능한 서보 밸브이다.

또한, 도 3의 (b)에서는 본 실시 형태에 있어서 피스톤(45b)의 전진에 관한 주요한 구성만을 간략적으로 도시하고 있다. 따라서, 액압 장치(77)는 도시 이외에도 구성 요소를 포함하고 있다. 예를 들어, 액압 장치(77)는 피스톤(45b)을 후퇴시키기 위해 로드측실(45r)에 작동액을 공급하는 유로, 당해 유로에 있어서의 작동액의 흐름을 제어하는 밸브 등을 갖고 있다. 또한, 도시의 예와는 달리, 헤드측실(45h)로의 작동액의 공급은 어큐뮬레이터로 이루어져 있어도 되고, 로드측실(45r)로부터 배출되는 작동액은, 소위 런어라운드 회로를 통해 헤드측실(45h)로 환류되어도 된다.

(사출 장치의 센서)

사출 장치(9)[다이캐스트 머신(1)]는 헤드측실(45h)의 압력을 검출하는 헤드측 압력 센서(87H)와, 로드측실(45r)의 압력을 검출하는 로드측 압력 센서(87R)와, 플런저(41)의 위치를 검출하는 위치 센서(89)를 갖고 있다. 또한, 이하에서는 헤드측 압력 센서(87H) 및 로드측 압력 센서(87R)를 구별하지 않고, 간단히 「압력 센서(87)」라고 하는 경우가 있다.

압력 센서(87)는 압력에 따른 신호를 출력한다. 압력에 따른 신호는, 예를 들어 압력의 변화에 대응하여 신호 레벨이 변화되는 신호이다. 압력 센서(87)는 다이어프램식 등, 공지의 적당한 것이 사용되어도 된다.

헤드측 압력 센서(87H) 및 로드측 압력 센서(87R)[2개의 압력 센서(87)]의 검출 압력으로부터 플런저(41)가 반응고 금속에 부여하는 압력(사출 압력)을 구할 수 있다. 구체적으로는, 먼저, 헤드측 압력 센서(87H)가 검출한 압력과, 피스톤(45b)의 헤드측실(45h)에 있어서의 수압 면적의 곱에 의해, 작동액으로부터 피스톤(45b)에 부여되는 전진 방향의 힘이 구해진다. 또한, 로드측 압력 센서(87R)가 검출한 압력과, 피스톤(45b)의 로드측실(45r)에 있어서의 수압 면적의 곱에 의해, 작동액으로부터 피스톤(45b)에 부여되는 후퇴 방향의 힘이 구해진다. 이어서, 전자로부터 후자를 뺌으로써, 피스톤(45b)이 플런저(41)에 부여하고 있는 구동력이 구해진다. 이 구동력을 플런저 칩(41a)의 반응고 금속에 대한 가압 면적으로 나눔으로써, 사출 압력이 구해진다.

또한, 미터아웃 회로가 설치되지 않은 경우에 있어서는, 로드측 압력 센서(87R)는 설치되지 않아도 된다. 즉, 사출에 있어서 로드측실(45r)이 탱크압이 되는 경우에 있어서는, 헤드측 압력 센서(87H)의 검출 압력으로부터 사출 압력이 구해져도 된다.

위치 센서(89)는, 예를 들어 리니어 인코더를 구성하고 있다. 예를 들어, 위치 센서(89)는 도시하지 않은 스케일부에 대해 당해 스케일부의 축방향에 직교하는 방향에 있어서 대향하고, 스케일부와의 축방향에 있어서의 상대 이동에 따라 펄스를 생성한다. 그리고, 위치 센서(89) 및/또는 제어 유닛(5)은 생성된 펄스의 수를 적산함으로써 위치 센서(89)와 스케일부의 상대 위치를 특정 가능하고, 또한 시간당의 펄스의 수를 특정함으로써 속도를 특정 가능하다.

그리고, 위치 센서(89)는 실린더부(45a)에 대해 고정적으로 설치되고, 스케일부는 피스톤 로드(45c) 또는 피스톤 로드(45c)에 고정적인 부재에 설치된다. 따라서, 피스톤 로드(45c)의 위치 및/또는 속도가 검출됨으로써, 간접적으로 플런저(41)의 위치 및/또는 속도가 검출된다.

또한, 위치 센서(89)는 펄스를 출력하는 것뿐이어도 되고, 위치 및/또는 속도를 특정하고, 그 특정한 위치 및/또는 속도에 따른 신호를 출력해도 된다. 전자라도, 위치에 따라 펄스의 총수가 상이하기 때문에 위치에 따른 신호를 출력하고 있다고 할 수 있고, 또한 속도에 따라 단위 시간당의 펄스수가 상이하기 때문에 속도에 따른 신호를 출력하고 있다고 할 수 있다. 후자의 경우의 신호는, 예를 들어 위치 및/또는 속도의 변화에 따라 신호 레벨이 변화되는 신호이다.

위치 센서(89)는 상기와 같은 리니어 인코더 외에, 예를 들어 실린더부(45a)에 대해 고정적으로 설치되고, 피스톤 로드(45c) 또는 피스톤 로드(45c)에 대해 고정적인 부재와의 거리를 측정하는 레이저 측장기여도 된다.

(신호 처리계의 구성)

도 4는 다이캐스트 머신(1)의 신호 처리계에 관한 구성을 도시하는 블록도이다.

제어 장치(47)는, 예를 들어 특별히 도시하지 않지만, CPU, RAM, ROM 및 외부 기억 장치를 포함하는 컴퓨터에 의해 구성되어 있다. CPU가 ROM 및 외부 기억 장치에 기억된 프로그램을 실행함으로써, 다양한 제어 내지는 연산을 담당하는 복수의 기능부(91, 93, 95, 97 및 99)가 구성된다. 또한, 외부 기억 장치(일시적으로는 RAM이어도 됨)에는 제어에 이용되는 정보를 포함하는 데이터 DT가 기억된다.

제어 장치(47)에 구축되는 복수의 기능부 중, 지면 상방에 나타낸 기능부(91, 93 및 95)는 형 체결 장치(7) 및 사출 장치(9)의 제어에 관한 기능부이다. 이들 기능부는, 예를 들어 형 체결 장치(7) 및 사출 장치(9)로부터의 신호, 그리고 데이터 DT의 정보에 기초하여, 형 체결 장치(7) 및 사출 장치(9)로 제어 명령을 출력하는 것에 기여한다. 이들 기능부의 상세에 대해서는, 제어 장치(47)가 실행하는 처리의 수순(도 9) 등의 설명에 있어서 설명한다.

공급 제어부(97)는 공급 장치(13)를 제어하는 기능부이고, 유지로(55), 레이들 반송 장치(63), 프리 냉각 장치(67), 적재 장치(69) 및 용기 반송 장치(71)로부터의 각종 신호(예를 들어, 도시하지 않은 온도 센서 및 위치 센서로부터의 신호)에 기초하여 이들의 장치를 제어한다.

입력 설정부(99)는 입력 장치(51)로부터의 신호에 기초하여, 데이터 DT에 유지되는 정보를 설정 내지는 갱신한다. 데이터 DT에 유지되는 정보의 상세에 대해서는, 제어 장치(47)가 실행하는 처리의 수순(도 9) 등의 설명에 있어서 설명한다.

(주조 사이클의 개요)

도 5의 (a) 내지 도 6의 (c)는 다이캐스트 머신(1)이 실행하는 주조 사이클의 개요를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 주조 사이클은 도 5의 (a)로부터 도 6의 (c)로 순서대로 진행한다.

도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 주조 사이클의 개시 시에 있어서, 이동 다이 플레이트(17)는 고정 다이 플레이트(15)로부터 비교적 이격된 소정의 형 개방 위치에 배치되어 있고, 금형(101)은 형 개방 상태가 되어 있다.

이어서, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 형 체결 구동부(21)에 의해 형 폐쇄 및 형 체결이 행해진다. 이 형 체결은, 후술하는 바와 같이, 금형(101)의 형 두께[다른 관점에서는 형 접촉 시의 이동 다이 플레이트(17)의 위치]를 특정하기 위해 행해진다.

이어서, 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 형 체결 구동부(21)에 의해 형 개방이 행해진다. 이때, 금형(101)은 그 맞댐면(형 체결되었을 때에 형 개폐 방향에 있어서 서로 맞닿는 면)끼리가 비교적 작은 간극 d로 이격되도록 위치 결정된다.

이어서, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 공급 장치(13)에 의해 반응고 금속 M이 슬리브(39)에 공급된다.

이어서, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 사출 구동부(43)에 의해 플런저(41)가 전방으로 구동되고, 반응고 금속 M이 금형(101) 사이에 사출된다. 금형(101)은 간극 d로 형 개방되어 있지만, 반응고 금속 M의 점성이 비교적 높은 것 및 간극 d가 비교적 작은 것 등으로부터, 반응고 금속 M의 금형(101)의 맞댐면으로의 비어져 나옴(버의 생성)은 억제된다(여기서 말하는 억제는 비어져 나옴이 발생하지 않는 경우를 포함함).

이어서, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 형 체결 구동부(21)에 의해 형 체결이 행해진다. 이에 의해, 금형(101) 사이에 충전되어 있던 반응고 금속 M은 프레스된다. 그 결과, 반응고 금속 M(의 일부)은 금형(101)의 캐비티 Ca의 형상으로 성형된다. 또한, 프레스 시의 압력에 의해 초정이 압축되어 금속 조직이 치밀화되어, 제품의 품질이 향상된다.

그 후, 형 개방, 제품의 취출 등이 행해지고, 주조 사이클은 종료된다. 또한, 주조 사이클이 반복해서 행해지도록 다이캐스트 머신(1)에 대해 조작이 행해지고 있던 경우에 있어서는, 다음의 주조 사이클이 개시된다.

이와 같이, 본 실시 형태의 다이캐스트 머신(1)은 형 체결한 상태에서 사출을 행하는 것이 아니라, 약간 형 개방한 상태에서 사출을 행하고[도 6의 (b)], 그 후, 형 체결에 의해 반응고 금속의 프레스를 행하는[도 6의 (c)] 것을 하나의 특징으로 하고 있다.

도 5의 (c)의 간극 d의 크기는 형 체결력 및 반응고 금속의 점도 등의 다양한 사정을 고려하여 적절하게 설정되어도 된다. 예를 들어, 간극 d는 0.1㎜ 이상 3.0㎜ 이하이다. 이와 같은 크기라면, 예를 들어 반응고 금속이 캐비티 Ca로부터 비어져 나올 우려를 저감하면서, 프레스[도 6의 (c)]의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 프레스의 효과를 충분히 얻는 관점에서는, 간극 d는 1㎜ 이상인 것이 바람직하다.

간극 d의 설정값은 데이터 DT에 유지되어 있다. 이 설정값은 다이캐스트 머신(1)의 제조자에 의해 설정되어도 되고, 오퍼레이터의 입력 장치(51)에 대한 조작에 따라 입력 설정부(99)가 설정해도 되고, 금형 형상의 정보 등에 기초하여 제어 장치(47)가 산출하여 설정해도 된다.

또한, 간극 d는 당연히, 통상의 형 개방[도 5의 (a)]에 있어서의 금형(101)의 맞댐면 사이의 거리에 비교하여 작다. 예를 들어, 통상의 형 개방에 있어서의 맞댐면 사이의 거리는 적어도 제품을 금형(101) 사이로부터 취출할 수 있는 크기이고, 나아가서는 제품 및 비스킷의 두께보다도 크다. 한편, 간극 d는 제품의 두께보다도 작다. 따라서, 예를 들어 금형(101)의 맞댐면끼리의 간격이 그 금형(101)에 의해 형성되는 제품의 두께보다도 작은지의 여부로, 도 5의 (c)의 근접 상태인지의 여부가 판정되어도 된다.

반응고 금속을 슬리브(39)로 공급했을 때[도 6의 (a)], 반응고 금속은 액상 금속과는 달리, 슬리브(39)의 전방[고정 금형(103)]으로 흘러 고정 금형(103)으로부터 흘러내릴 개연성은 매우 낮다. 따라서, 반응고 금속의 슬리브(39)로의 공급[도 6의 (a)]의 시기는 도 5의 (c)의 위치 결정이 완료된 후가 아니라, 도 5의 (a)로부터 도 5의 (c)까지의 동작의 시기와 중복되어 있어도 된다. 중복시킨 경우, 주조 사이클을 단축할 수 있다.

단, 예를 들어 반응고 금속이 슬리브(39)에 공급된 후, 도 5의 (c)의 위치 결정 등이 행해지면, 반응고 금속이 슬리브(39)에 있어서 불필요하게 냉각되어 버릴 우려가 있다. 그와 같은 우려를 저감하는 관점에서는, 반응고 금속의 슬리브(39)로의 공급이 완료되기 이전 또는 직후에, 도 5의 (c)의 위치 결정이 완료되는 것이 바람직하다.

상기에 관련하여, 플런저(41)를 전진시킬 때[도 6의 (b)], 반응고 금속은 액상 금속과는 달리, 전진 개시 전부터 또는 전진 개시 직후부터 금형(101) 사이에 도달하는 것은 아니므로, 플런저(41)의 전진 개시 후(사출 개시 후)에 도 5의 (c)의 위치 결정이 완료되어도 된다. 단, 간극 d를 의도한 크기로 확실하게 제어한 상태에서, 반응고 금속이 금형(101) 사이로 이동하도록 하는 관점에서는, 도 5의 (c)의 위치 결정 완료 후에 플런저(41)를 전진시키는 것이 바람직하다.

사출 시, 반응고 금속으로부터 금형(101)에 가해지는 압력에 의해 간극 d가 커지지 않도록, 적당한 구성 및/또는 동작이 채용되어도 된다. 예를 들어, 나사 기구(29)에 있어서는, 너트(33)로 부여되는 링크 하우징(23)측으로의 힘에 의해 나사축(31)이 회전하지 않도록, 볼 나사 기구가 아니라, 미끄럼 나사 기구가 채용되거나, 리드각이 작아지거나 해도 된다. 또한, 형 체결 전동기(27)는 일정한 위치에서 정지하도륵 피드백 제어가 이루어지거나, 브레이크부가 부착되거나 해도 된다. 그 밖에, 적당한 스토퍼가 이동 다이 플레이트(17) 또는 형 체결 구동부(21)에 설치되어도 된다.

(형 두께의 측정)

도 5의 (b)를 참조하여 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 주조 사이클마다 형 두께를 측정한다. 이에 의해, 예를 들어 온도 변화에 의해 형 두께가 변화된 경우라도, 도 5의 (c)의 공정에 있어서 간극 d를 정확하게 제어할 수 있다. 그 측정 방법은 이하와 같다.

형 두께의 측정에 있어서는, 예를 들어 이동 다이 플레이트(17)를 형 폐쇄 방향으로 이동시키도록 형 체결 구동부(21)가 구동되고, 이 구동은 형 개방 상태[도 5의 (a)]로부터 형 접촉을 거쳐서, 형 체결력 센서(37)가 검출하는 형 체결력이 소정의 측정용 형 체결력에 도달할 때까지 행해진다. 이때, 형 개방 상태로부터 형 접촉까지에 있어서는, 타이 바(19)는 연신되지 않고, 그 길이는 L₀이다. 한편, 형 접촉으로부터 측정용 형 체결력이 얻어질 때까지에 있어서는, 형 체결력에 따른 연신량으로 타이 바(19)는 연신되고, 측정용 형 체결력이 얻어졌을 때에는, 타이 바(19)의 길이는 L₀＋ΔL이 된다.

여기서, ΔL은 측정용 형 체결력, 그리고 타이 바(19)의 개수, 영률, 단면적 및 길이 L₀으로부터 산출할 수 있다. 한편, 이동 다이 플레이트(17)의 위치 x[타이 바(19)의 링크 하우징(23)측의 단부에 대한 상대 위치]는 인코더(35)의 검출값에 기초하여 특정 가능하다. 따라서, 측정용 형 체결력이 얻어졌을 때에 위치 x＝x2로 하면, 형 접촉 위치 x1은 x1＝x2－ΔL에 의해 산출할 수 있다. 또한, 고정 다이 플레이트(15)가 고정되어 있으므로, 형 접촉 위치 x1의 특정은 형 두께의 측정에 상당한다.

그리고, 도 5의 (c)의 근접 상태에 있어서의 위치 x3은 형 접촉 위치 x1 및 소정의 간극 d를 사용하여, x3＝x1－d에 의해 산출된다.

또한, 형 체결력 센서(37)가 변형 게이지를 포함하여 구성되어 있는 경우에 있어서는, 변형 및 길이 L₀으로부터 ΔL을 산출하는 것도 가능하다. 따라서, 예를 들어 형 체결력과 타이 바의 정보에 기초하여 산출이라고 하는 경우, 형 체결력 그 자체의 값을 사용하는 형태뿐만 아니라, 형 체결력에 상관하는 값(예를 들어, 변형)을 사용하는 형태를 포함하는 것으로 한다. 다른 물리량(상대 위치 x 등)에 대해서도 마찬가지이다.

상기와 같은 측정을 행하기 위해, 제어 장치(47)는, 예를 들어 형 체결력 센서(37)가 검출하는 형 체결력이 데이터 DT가 유지하는 계측용 형 체결력의 설정값에 수렴하도록 형 체결 전동기(27)의 피드백 제어를 행한다. 데이터 DT가 유지하는 계측용 형 체결력의 설정값은, 예를 들어 다이캐스트 머신(1)의 제조자에 의해 설정되어 있다. 단, 계측용 형 체결력의 설정값은 입력 장치(51)로부터의 신호에 기초하여 입력 설정부(99)가 설정하거나 해도 된다.

계측용 형 체결력의 구체적인 값은, 적절하게 설정되어도 된다. 예를 들어, 다이캐스트 머신의 크기를 나타내는 형 체결력의 크기를 100％로 했을 때에, 100％가 되어도 되고, 이것보다도 작게 되어도 된다. 또한, 계측용 형 체결력은 도 6의 (c)에 있어서의 프레스용의 형 체결력과 동일해도 되고, 상이해도 된다.

(비교예에 있어서의 사출 및 프레스에 관한 물리량의 변화)

도 7의 (a)는 비교예에 관한 사출[도 6의 (b)] 및 프레스[도 6의 (c)]에 있어서의 사출 속도, 사출 압력 및 형 체결력의 경시 변화를 도시하는 도면이다.

도 7의 (a)에 있어서, 횡축은 시간 t를 나타내고, 종축은 사출 속도 V[플런저(41)의 전진 속도], 사출 압력 P[플런저(41)가 반응고 금속에 부여하는 압력], 또는 형 체결력 F[금형(101)을 체결하는 힘]를 나타내고 있다. 선 L_V, L_P 및 L_F는 각각 시간 t의 경과에 대한 사출 속도 V, 사출 압력 P 및 형 체결력 F의 변화를 나타내고 있다.

사출 속도 V는, 예를 들어 반응고 금속이 금형(101) 사이에 이동하는 기간의 대략 전체에 걸쳐서 일정해진다. 즉, 액상 금속의 사출에 있어서는, 액상 금속에 의한 공기의 혼입을 저감하기 위한 저속 사출 및 액상 금속의 응고에 지연되지 않고 충전을 행하는 등의 목적의 고속 사출이 행해지는 경우가 많지만, 비교예(및 본 실시 형태)에 있어서의 반응고 금속의 사출에 있어서는, 그와 같은 변속은 행해지지 않는다. 단, 적절한 변속이 행해져도 된다.

구체적으로는, 사출 속도는 사출 공정의 개시 시(t0)로부터 비교적 빠르게, 비교적 저속의 일정 속도 V1에 도달한다(t1). 이때의 속도 구배(가속도)는, 예를 들어 사출 장치(9)에 과도한 부담이 발생하지 않는 범위에서 최대의 속도 구배가 되어도 된다. 그리고, 일정 속도 V1이 상대적으로 길게 유지되어, 이 사이에 반응고 금속의 대부분은 금형(101) 사이로 이동한다. 그 후, 금형(101) 사이에 대략 충전된 반응고 금속으로부터 플런저(41)가 받는 힘에 의해, 사출 속도는 저하되기 시작한다(t2). 또한, 반응고 금속의 충전이 완료됨으로써 사출 속도는 (대략) 0이 된다(t3). 즉, 좁은 의미의 사출이 종료된다.

사출 압력 P는 플런저(41)의 전진 개시(t0)에 수반하여 상승하고, 플런저(41)가 일정한 속도로 전진하고 있을 때는(t1 내지 t2), 비교적 낮은 압력으로 추이한다. 그 후, 반응고 금속이 금형(101) 사이에 어느 정도 충전되면(t2), 충전에 대한 반응고 금속의 저항력이 커지고, 사출 압력은 비교적 급격하게 상승한다. 또한, 사출 압력은 플런저(41)가 감속하고 있는 사이(t2 내지 t3)에 개시되는 승압 동작에 의해, 플런저(41)가 대략 정지(t3)한 후에 최대(최종압 P1)가 되고(t4), 그 후, 일정한 값으로 유지된다.

도 7의 (a)에 있어서 선 L_F로 나타내는 형 체결력 F는 간극 d의 축소에 수반하여 금형(101)에 가해지는 힘과, 그 후, 형 접촉하여 금형(101)에 가해지는 힘의 양쪽을 나타내고 있다. 도 7의 (a)의 예에서는, 사출 압력 P가 최종압 P1에 도달하면(t4. 다른 관점에서는 사출 압력이 일정한 크기에 수렴하면), 형 체결 전동기(27)의 구동력에 의해 이동 다이 플레이트(17)가 고정 다이 플레이트(15)측으로의 이동을 개시한다(간극 d의 축소가 개시됨). 이에 의해, 형 체결력 F는 상승하기 시작하고, 시점 t4로부터 시점 t5까지의 사이의 적당한 시점에 있어서 형 접촉이 이루어지고, 형 체결력 F는 미리 설정된 프레스용 형 체결력 F1에 도달한다. 그 후, 형 체결력 F는 프레스용 형 체결력 F1로 유지된다.

(실시 형태에 있어서의 사출 및 프레스에 관한 물리량의 변화)

도 7의 (b)는 실시 형태에 관한 사출[도 6의 (b)] 및 프레스[도 6의 (c)]에 있어서의 사출 속도, 사출 압력 및 형 체결력의 경시 변화를 도시하는 도면이고, 도 7의 (a)에 상당한다.

도 7의 (a)에 도시하는 비교예에 있어서는, 사출 속도 V는 금형(101) 사이에 대략 충전된 반응고 금속으로부터 플런저(41)가 받는 힘에 의해 감속되어, 0에 이른다(t2 내지 t3). 이때, 사출 압력 P는 상승한다. 이와 같은 형태에 있어서는, 예를 들어 금형(101) 사이의 간극 d가 크면, 상승한 사출 압력 P에 의해 반응고 금속이 금형(101)의 맞댐면으로 비어져 나와, 버가 발생할 우려가 있다. 한편, 간극 d를 작게 하면, 프레스에 의해 반응고 금속의 조직을 치밀화하는 효과가 저하된다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 반응고 금속이 금형(101) 사이에 대략 충전될 때(t2), 또는 그 전에, 사출 구동부(43)에 의해 플런저(41)의 감속을 행한다. 또한, 플런저(41)가 대략 정지한 후의 승압 동작도 행하지 않는다. 다른 관점에서는 플런저(41)의 감속 제어를 행하여 사출을 종료한다[플런저(41)를 (대략) 정지시킴]. 이에 의해, 사출 압력 P의 상승이 억제된다(상승하지 않는 경우를 포함함). 나아가서는, 간극 d를 크게 하여 프레스의 효과를 충분히 얻으면서도, 버가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어, 간극 d를 1㎜ 이상으로 하는 것이 용이화된다.

또한, 예를 들어 사출 제어부(93)로부터, 유입측 밸브(83) 및/또는 유출측 밸브(85)의 개방도를 서서히 좁히는 제어 신호로 출력되는 것이 아니라, 이들 밸브를 폐쇄하는 것만을 목적으로 한 제어 신호가 출력되는 경우를 생각한다. 예를 들어, 제어 신호의 신호 레벨이, 개방 위치에 대응하는 신호 레벨로부터 폐쇄 위치에 대응하는 신호 레벨로 서서히 변화되는 것이 아니라, 개방 위치에 대응하는 신호 레벨로부터 폐쇄 위치에 대응하는 신호 레벨로 순시에 전환되는 경우이다. 이 경우라도, 결과적으로 감속이 발생하고, 그 후에 정지가 발생한다. 따라서, 본 실시 형태의 설명에 있어서, 플런저(41)를 감속시키는 제어 등이라고 하는 경우에 있어서는, 특별히 단서가 없는 한, 감속만, 또는 감속 및 정지를 목적으로 한 제어뿐만 아니라, 플런저(41)를 정지시키는 것만을 목적으로 한 제어 등도 포함하는 것으로 한다. 또한, 플런저(41)를 정지시키는 제어라고 하는 경우에 있어서는, 특별히 언급이 없는 한, 밸브의 개방도를 서서히 좁혀, 최종적으로 밸브를 폐쇄하는, 좁은 의미의 감속 제어 후에 정지가 행해지는 것을 포함하는 것으로 한다. 감속시키는 제어 등이라고 하는 경우, 감속을 위한 제어 신호가 출력되어 있지 않고, 대략 금형(101)에 충전된 반응고 금속으로부터 플런저(41)가 받는 힘에 의해 감속되는 것은 포함되지 않는다.

감속 제어가 행해지는 것 및 승압 동작이 행해지지 않는 것을 제외하고는, 실시 형태에 있어서의 동작은 비교예에 있어서의 동작과 마찬가지로 되어도 되고, 상술한 비교예에 대한 설명이 그대로 본 실시 형태에 적용되어도 된다. 예를 들어, 사출 속도 V는 반응고 금속이 금형(101) 사이로 이동하는 기간의 대략 전체에 걸쳐서 일정하게 되어도 된다.

감속을 개시하는 시점은 도시의 예와는 달리, 반응고 금속이 대략 금형(101) 사이에 충전되는 시점(t2 부근)이어도 되고, 도시의 예와 같이, 상기의 시점보다도 전(t6)이어도 된다. 프레스 완료 시에 캐비티 Ca에 반응고 금속이 골고루 퍼지도록, 한편, 사출 압력의 상승이 적합하게 억제되도록, 개개의 금형(101)의 형상 등에 따라 적절하게 설정되어도 된다.

플런저(41)는 도시의 예와 같이, 대략 사출 구동부(43)에 의한 감속에 의해 정지하고, 사출 압력의 상승이 발생하지 않아도 된다. 또한, 도시의 예와는 달리, 사출 구동부(43)에 의해 감속되면서, 반응고 금속으로부터 받는 힘에 의해 정지해도 된다. 후자의 경우라도, 감속 제어가 행해짐으로써, 감속 제어가 행해지지 않는 경우에 비교하여 사출 압력의 상승은 억제된다.

감속할 때의 속도 구배는 적절하게 설정되어도 된다. 이 속도 구배는 상술한 설명으로부터 이해되도록, 제어 지연의 결과로서 발생하는 것이어도 되고, 의도적으로 제어된 것이어도 된다. 또한, 속도 구배가 제어되는 경우에 있어서, 그 제어는 피드백 제어여도 되고, 오픈 제어여도 된다.

(사출 및 프레스의 제어의 개요)

도 8의 (a) 내지 도 8의 (c)는 사출 및 프레스의 제어의 개요를 도시하는 모식도이다.

도 8의 (a)는 플런저(41)를 전진시켜 반응고 금속을 금형(101) 사이에 충전하고 있을 때[도 7의 (b)의 t0 내지 t6]의 제어를 모식적으로 도시하고 있다. 또한, 이때의 속도는 이미 설명한 바와 같이, 예를 들어 기본적으로, 비교적 저속의 일정 속도 V1이다.

사출 제어부(93)[주속도 제어부(93a)]는, 예를 들어 데이터 DT로 유지되어 있는 사출 속도의 설정값(목표값)을 참조하고, 위치 센서(89)의 검출값에 기초하여, 플런저(41)의 속도가 그 설정값에 수렴하도록, 사출 구동부(43)의 속도 피드백 제어를 행한다. 또한, 이 속도 피드백 제어는 속도 자체의 편차를 구하는 것이어도 되고, 속도의 설정값으로부터 구해지는 시시 각각의(경과 시간마다의) 목표 위치와, 검출된 위치의 편차를 구하고, 시시각각 위치 피드백 제어를 행함으로써 실질적으로 속도 피드백 제어를 행하는 것이어도 된다. 사출 구동부(43)의 속도는 이미 설명한 바와 같이, 유입측 밸브(83)(여기서는 도시하지 않음) 및/또는 유출측 밸브(85)의 개방도에 의해 제어된다.

데이터 DT의 사출 속도의 설정값은, 예를 들어 입력 장치(51)로부터의 신호에 기초하여 입력 설정부(99)가 설정한다. 바꾸어 말하면, 오퍼레이터가 설정한다. 또한, 다이캐스트 머신(1)의 제조자에 의해, 사출 속도의 설정값 또는 당해 설정값을 설정 가능한 범위가 설정되어 있어도 되고, 금형 형상의 정보 등에 기초하여 제어 장치(47)가 사출 속도의 설정값을 설정해도 된다.

일정 속도 V1의 구체적인 값은 적절하게 설정되어도 된다. 예를 들어, 일정 속도 V1은 액상 금속의 사출에 있어서의 저속 사출의 속도와 동등해도 되고, 1m/s 이하, 또한 0.2m/s 이하(예를 들어, 0.1m/s 정도)여도 된다. 본 실시 형태에서는, 형 체결력에 의해 최종적으로 반응고 금속을 성형하는 점에서, 반응고 금속을 조기에 충전함과 함께 플런저(41)로 조기에 높은 압력을 반응고 금속에 부여할 필요성이 낮은 것 등 때문이다.

도 8의 (b)는 플런저(41)의 감속을 개시할 때[도 7의 (b)의 t6]의 제어를 모식적으로 도시하고 있다.

사출 제어부(93)[감속 제어부(93b)]는, 예를 들어 통전 센서(73)로부터의 신호에 기초하여 통전을 검지하면, 플런저(41)를 감속하도록 사출 구동부(43)를 제어한다. 이미 설명한 바와 같이, 통전 센서(73)는, 예를 들어 오버플로우부(101b)의 단부보다도 캐비티 Ca에 위치하고 있으므로, 반응고 금속이 캐비티 Ca에 대략 충전되고, 또한 금형(101) 사이의 공간 전체로서는 반응고 금속이 충전되기 전에 통전이 검출된다. 따라서, 사출 압력이 상승하는 시점 t2보다도 전에, 감속이 개시되게 된다.

플런저(41)를 감속시키는 제어는 유입측 밸브(83)(여기서는 도시하지 않음) 및/또는 유출측 밸브(85)의 개방도를 교축하는(폐쇄함) 제어이다. 예를 들어, 사출 제어부(93)는 유입측 밸브(83) 및/또는 유출측 밸브(85)를 폐쇄하기 위한 제어 신호를 출력한다. 정지까지의 감속은, 예를 들어 이들 밸브나 사출 실린더(45) 등에 있어서의 제어 지연에 의해 발생한다. 물론, 제어 지연에 의해 감속하는 것이 아니라, 임의의 속도 구배로 감속하도록 제어 신호가 출력되어도 된다. 유입측 밸브(83) 및/또는 유출측 밸브(85)가 폐쇄되면, 기본적으로는, 사출 실린더(45)로부터 플런저(41)에는 압력은 부여되지 않고, 사출 압력은 실질적으로 0이 된다[도 7의 (b)도 참조].

또한, 통전 센서(73)에 의한 통전의 검지로부터 감속이 개시될 때까지, 불가피한 제어 지연이 발생해도 되는 것은 당연하다. 또한, 통전 센서(73)를 금형(101)에 설치한 후, 트라이얼의 사출을 행한 결과, 통전의 검지 시점과 감속의 적합한 개시 시점이 어긋나 있는 것이 생각된다. 이와 같은 경우에 감속의 개시 시점을 미세 조정하기 위해, 통전의 검지로부터 감속을 위한 제어 신호의 출력까지 약간(사출 속도 등에 따라 다르지만, 예를 들어 0.1초 이하)의 타임 래그가 의도적으로 설정되어도 된다. 본 실시 형태에 있어서, 통전을 검지했을 「때」에 플런저(41)를 감속시키는 제어를 개시한다는 경우에 있어서는, 이와 같은 미세 조정을 위한 타임 래그가 있는 경우를 포함하는 것으로 한다. 즉, 제어의 개시 시점이 검지의 시점에 기초하고 있으면 된다. 후술하는, 통전의 검지를 대신하는 다양한 변형예에 있어서도 마찬가지이다.

도 8의 (c)는 프레스를 개시할 때[도 7의 (b)의 t7]의 제어를 모식적으로 도시하고 있다.

프레스용 형 체결 제어부(95)는, 예를 들어 온도 센서(75)가 검출하는 온도에 기초하여, 반응고 금속[다른 관점에서는 금형(101) 내 혹은 캐비티 Ca 내]의 온도가 소정의 프레스 개시 온도까지 저하되었는지 여부를 판정한다. 보다 구체적으로는, 예를 들어 프레스용 형 체결 제어부(95)는 통전 센서(73)에 의해 통전이 검지된 것을 조건으로 하거나, 또는 사출 개시 후, 금형(101) 내의 온도가 프레스 개시 온도를 초과하였는지 여부를 반복해서 판정하고, 이 판정에 있어서 긍정 판정이 이루어진 것을 조건으로 하여, 금형(101) 내의 온도가 프레스 개시 온도 이하인지 여부를 판정한다. 그리고, 프레스용 형 체결 제어부(95)는 프레스 개시 온도까지 저하되었다고 판정(검지)했을 때, 프레스용의 형 체결을 개시하도록 형 체결 장치(7)[형 체결 전동기(27)]를 제어한다.

이와 같이 프레스를 개시함으로써, 예를 들어 반응고 금속의 점도가 어느 정도의 높이가 되고 나서 프레스를 행하게 되고, 프레스의 압력이 오버플로우부로 릴리스되는 것을 억제할 수 있다.

프레스 개시 온도는 데이터 DT에 유지되어 있고, 또한 다이캐스트 머신(1)의 제조자에 의해 설정되어도 되고, 오퍼레이터의 입력 장치(51)에 대한 조작에 따라 입력 설정부(99)에 의해 설정되어도 되고, 반응고 금속의 재료 등의 정보에 기초하여 제어 장치(47)가 설정해도 된다. 프레스 개시 온도는 트라이얼의 성형 등에 기초하여 적절하게 설정되어도 된다. 일례로서, 프레스 개시 온도는 반응고 금속의 고상률이, 소위 유동 한계 고상률이 될 때의 온도 또는 그 이하의 온도가 되어도 된다.

또한, 프레스 개시 온도에 이르렀는지 여부의 판정에 사용되는 온도는 온도 센서(75)의 검출 온도 그대로여도 되고, 당해 검출 온도에 대해 소정의 보정을 한 온도여도 된다. 보정은, 예를 들어 온도 센서(75)의 위치의 온도를 반응고 금속의 중심부의 온도로 변환하는 것이다. 단, 보정한 검출 온도를 프레스 개시 온도와 비교하는 것은, 순수한 검출 온도와 보정한 좁은 의미의 프레스 개시 온도의 비교에 상당한다고 파악할 수도 있고, 결국은 검출 온도와 넓은 의미의 프레스 개시 온도의 비교와 다름이 없다.

프레스용 형 체결력 F1의 구체적인 값은 적절하게 설정되어도 된다. 예를 들어, 일반적으로, 다이캐스트 머신의 크기는 형 체결력에 의해 표현되고, 이 형 체결력이 주조 사이클에 있어서 통상 사용되어 있다. 이 형 체결력의 크기가 프레스용 형 체결력 F1이 되어도 된다. 또한, 다이캐스트 머신의 크기를 나타내는 형 체결력의 크기를 100％로 했을 때에, 제품에 요구되는 품질, 캐비티 Ca의 형상, 반응고 금속의 고상률 등에 따라, 100％ 미만의 범위, 또는 100％를 초과하는 범위에서 적절하게 프레스용 형 체결력 F1이 설정되어도 된다. 또한, 형 체결력이 상승하는 과정에 있어서의 형 체결력의 변화의 형태도 적절하게 설정되어도 된다.

프레스용 형 체결력의 설정값은 데이터 DT에 기억되어 있다. 이 설정값은 다이캐스트 머신(1)의 제조자에 의해 설정되어도 되고, 오퍼레이터의 입력 장치(51)에 대한 조작에 따라 입력 설정부(99)가 설정해도 되고, 반응고 금속의 재료 정보 등에 기초하여 제어 장치(47)가 설정해도 된다.

프레스가 이루어지는 사이, 사출 제어부(93)는 반응고 금속으로부터 플런저(41)가 받는 압력에 의해 플런저(41)가 후퇴하지 않도록, 적절하게 사출 장치(9)를 제어해도 된다. 예를 들어, 사출 제어부(93)는 헤드측실(45h)로부터의 작동액의 배출을 금지하도록 도시하지 않은 밸브를 제어해도 된다. 또한, 예를 들어 사출 구동부(43)에 의해 플런저(41)에 전진 방향의 힘을 가해도 된다. 또한, 플런저(41)에 전진 방향의 힘을 가하는 경우, 플런저(41)의 후퇴를 억제하는 것뿐이어도 되고, 프레스의 힘에 더하여 플런저(41)의 힘을 반응고 금속에 부여해도 된다. 또한, 플런저(41)에 전진 방향의 힘을 가하는 경우, 사출의 종기의 감속 후, 사출 구동부(43)의 구동을 일단 정지한 후에 사출 구동부(43)를 재구동해도 되고, 사출의 종기에 감속하면서도 사출 구동부(43)의 구동을 계속해도 된다.

(제어 장치에 의한 처리의 수순의 일례)

도 9는 도 5의 (a) 내지 도 8을 참조하여 설명한 주조 사이클을 실현하기 위해 제어 장치(47)가 실행하는 사이클 처리의 수순의 일례를 도시하는 흐름도이다. 이 처리는, 예를 들어 입력 장치(51)에 대한 사이클 개시의 조작을 트리거로 하여 반복해서 실행된다.

스텝 ST1에서는, 제어 장치(47)는 형 폐쇄를 행하도록 형 체결 장치(7)를 제어한다[도 5의 (a) 및 도 5의 (b)]. 구체적으로는, 예를 들어 제어 장치(47)는 이동 다이 플레이트(17)가 형 폐쇄 방향으로 이동하는 회전 방향으로 형 체결 전동기(27)를 회전시키도록 형 체결 전동기(27)로 제어 명령을 출력한다. 이때의 속도는, 예를 들어 인코더(35)의 검출값에 기초하여 적절하게 피드백 제어된다.

스텝 ST2에서는, 제어 장치(47)는 형 두께(형 접촉 위치)를 계측하기 위한 형 체결[도 5의 (b)]을 행한다. 구체적으로는, 제어 장치(47)는 스텝 ST1에 이어서, 이동 다이 플레이트(17)가 형 폐쇄 방향으로 이동하는 회전 방향으로 형 체결 전동기(27)를 회전시키도록 형 체결 전동기(27)로 제어 명령을 출력하고, 데이터 DT에 기억되어 있는 계측용 형 체결력이 얻어질 때까지 형 체결 전동기(27)를 회전시킨다. 그리고, 제어 장치(47)는 계측용 형 체결력 및 데이터 DT에 기억되어 있는 타이 바 정보(개수, 단면적, 영률 및 길이 L₀)에 기초하여 ΔL을 산출하고, 형 접촉 위치를 특정한다.

또한, 금형(101)의 열팽창 등을 반영한 정확한 형 접촉 위치는 이 스텝 ST2에 있어서 특정되지만, 스텝 ST1 등에 있어서는, 그와 같은 정확성을 갖지 않는, 우선 입력 또는 계측된 표준의 형 접촉 위치가 사용되어도 된다. 예를 들어, 스텝 ST1에서는 이동 다이 플레이트(17)가 표준의 형 접촉 위치에 소정의 거리까지 근접했을 때에, 형 접촉의 충격을 완화하도록 이동 다이 플레이트(17)가 감속되어도 된다. 또한, 이동 다이 플레이트(17)가 표준의 형 접촉 위치에 소정의 거리까지 근접했을 때에, 속도 제어(스텝 ST1)로부터 토크 제어(스텝 ST2)로 전환되어도 된다.

스텝 ST3에서는, 제어 장치(47)[간극 제어부(91)]는 스텝 ST2에 의해 특정된 형 접촉 위치를 기준으로 하여, 간극 d로 금형(101)이 형 개방되도록 형 체결 장치(7)를 제어한다[도 5의 (c)]. 구체적으로는, 예를 들어 간극 제어부(91)는, 도 5의 (b) 및 도 5의 (c)를 참조하여 설명한 바와 같이 데이터 DT에 기억되어 있는 간극 d(간극 설정값)에 대응하는 위치 x3을 특정하고, 그 특정한 위치로 이동 다이 플레이트(17)가 위치 결정되도록, 인코더(35)의 검출값에 기초하여, 이동 다이 플레이트(17)의 위치의 피드백 제어를 행한다.

스텝 ST4에서는, 제어 장치(47)[공급 제어부(97) 및 사출 제어부(93)]는 반응고 금속의 사출이 개시되도록 공급 장치(13) 및 사출 장치(9)를 제어한다[도 6의 (a) 및 도 6의 (b)]. 구체적으로는, 공급 제어부(97)는 스텝 ST1 내지 ST3에 병행하여 제조 및 반송하고 있던 반응고 금속을 슬리브(39)에 공급하도록 공급 장치(13)를 제어하고, 계속해서, 사출 제어부(93)는 플런저(41)를 전진시키도록 사출 구동부(43)를 제어한다. 이 때의 사출 제어부(93)의 주속도 제어부(93a)에 의한 사출 속도의 제어에 대해서는 이미 설명한 바와 같다. 도 9에서는 편의상, 스텝 ST3 후에 스텝 ST4가 도시되어 있지만, 양자의 타이밍이 적절하게 중복되어도 되는 것은 이미 설명한 바와 같다.

스텝 ST5에서는, 제어 장치(47)[감속 제어부(93b)]는 도 8의 (b)를 참조하여 설명한 바와 같이, 통전 센서(73)로부터 통전의 검지를 나타내는 신호를 수신했는지 여부를 판정한다. 즉, 제어 장치(47)는 플런저(41)의 감속을 개시하는 조건이 만족되었는지 여부를 판정한다. 그리고, 제어 장치(47)는, 부정 판정일 때는 대기하고, 긍정 판정일 때는 스텝 ST6으로 진행한다.

스텝 ST6에서는, 제어 장치(47)[감속 제어부(93b)]는 플런저(41)의 감속을 행하도록 사출 구동부(43)의 제어를 행한다. 이 감속 제어가, 좁은 의미의 감속만(정지를 포함하지 않음)을 지시하는 것이거나, 정지만을 지시하여 결과적으로 감속이 발생하는 것이거나, 좁은 의미의 감속 및 정지를 지시하는 것이거나 해도 되는 것은 이미 설명한 바와 같다.

스텝 ST7에서는, 제어 장치(47)[프레스용 형 체결 제어부(95)]는 도 8의 (c)를 참조하여 설명한 바와 같이, 온도 센서(75)로부터의 신호에 기초하여, 반응고 금속의 온도가 데이터 DT에 기억되어 있는 프레스 개시 온도까지 저하되었는지 여부를 판정한다. 즉, 제어 장치(47)는 프레스 개시 조건이 만족되었는지 여부를 판정한다. 그리고, 제어 장치(47)는, 부정 판정일 때는 대기하고, 긍정 판정일 때는 스텝 ST8로 진행한다.

스텝 ST8에서는, 제어 장치(47)[프레스용 형 체결 제어부(95)]는 프레스를 위한 형 체결을 행하도록 형 체결 장치(7)를 제어한다[도 6의 (c)]. 구체적으로는, 프레스용 형 체결 제어부(95)는 이동 다이 플레이트(17)를 형 폐쇄 방향으로 이동시키는 회전 방향으로 형 체결 전동기(27)를 회전시키도록 형 체결 전동기(27)에 제어 명령을 출력하고, 형 체결력 센서(37)에 의해 검출되는 형 체결력이 데이터 DT에 기억되어 있는 프레스용 형 체결력에 도달할 때까지 형 체결 전동기(27)를 회전시킨다. 또한, 프레스용 형 체결 제어부(95)는, 예를 들어 형 체결력이 프레스용 형 체결력에 수렴하도록 형 체결력 센서(37)의 검출값에 기초하여 피드백 제어를 행해도 된다.

스텝 ST9에서는, 제어 장치(47)는 경과 시간 등에 기초하여 반응고 금속이 응고되었는지 여부를 판정하여, 응고되었다고 판정하면, 형 개방을 행하도록 형 체결 장치(7)를 제어하거나, 제품을 금형(101)으로부터 취출하도록 압출 장치(11)를 제어한다. 그리고, 제어 장치(47)는 사이클 처리를 종료한다(다음의 사이클 처리를 개시함). 또한, 특별히 도시하지 않지만, 그 밖에, 적당한 시기에 금형(101)의 세정이나 이형제의 도포가 행해지는 등, 적당한 스텝이 삽입되어도 된다.

이상과 같이, 본 실시 형태에서는 다이캐스트 머신(1)은 한 쌍의 금형(101)의 형 개폐 및 형 체결을 행하는 형 체결 장치(7)와, 한 쌍의 금형(101) 사이에 통하고 있는 슬리브(39) 내에 있어서 플런저(41)를 전진시킴으로써 한 쌍의 금형(101)으로 사출을 행하는 사출 장치(9)와, 형 체결 장치(7) 및 사출 장치(9)를 제어하는 제어 장치(47)를 갖고 있다. 그리고, 제어 장치(47)는 사출 제어부(93) 및 프레스용 형 체결 제어부(95)를 갖고 있다. 사출 제어부(93)는 한 쌍의 금형(101)이 간극을 통해 대향하고 있는 상태(예를 들어, 간극 d로 대향하는 근접 상태)일 때에 사출을 개시하도록 사출 장치(9)를 제어한다[도 6의 (b)]. 프레스용 형 체결 제어부(95)는 사출 개시 후에 형 접촉 및 형 체결이 행해지도록 형 체결 장치(7)를 제어한다[도 6의 (c)]. 또한, 사출 제어부(93)는 (제어에 의해 및/또는 반응고 금속으로부터의 힘에 의해) 플런저(41)가 정지하기 전에 플런저(41)를 감속시키는 제어를 행한다.

다른 관점에서는, 본 실시 형태에서는 고액 공존 금속(예를 들어, 반응고 금속)의 성형 방법은 사출 스텝(ST4) 및 프레스용 형 체결 스텝(ST8)을 갖고 있다. 사출 스텝(ST4)은 간극을 통해 대향하고 있는 한 쌍의 금형(101) 사이로, 당해 한 쌍의 금형(101) 사이에 통하고 있는 슬리브(39) 내의 고액 공존 금속을 플런저(41)에 의해 압출하도록, 사출 구동부(43)를 제어한다[도 6의 (b)]. 프레스용 형 체결 스텝(ST8)은 고액 공존 금속이 그 사이에 개재되어 있는 한 쌍의 금형(101)의 형 접촉 및 형 체결을 행한다[도 6의 (c)]. 또한, 사출 스텝에서는 플런저(41)가 정지하기 전에 플런저(41)를 감속시키는 제어를 행한다.

따라서, 금형(101)에 의한 프레스에 의해, 비교적 높은 압력을 골고루 고액 공존 금속에 부여할 수 있다. 그 결과, 고액 공존 금속의 초정이 압축되고 금속의 조직이 치밀화되어, 제품의 품질이 향상된다. 또한, 금형(101) 사이로의 고액 공존 금속의 공급은 플런저(41)에 의한 압출에 의해 슬리브(39)로부터 금형(101)으로 이루어지므로, 액상 금속을 성형하는 다이캐스트 머신의 구성을 이용할 수 있다. 그 결과, 예를 들어 장치 전체 또는 각 부의 범용성이 향상되고, 나아가서는 비용을 삭감할 수 있다.

또한, 플런저(41)를 감속시키는 제어를 행하여 사출을 종료하는 점에서, 대략 금형(101) 사이에 충전되어 갈 곳을 상실한 반응고 금속이 플런저(41)에 눌려 비교적 높은 압력이 반응고 금속에 부여될 우려가 저감된다. 그 결과, 버의 발생이 억제되고, 다른 관점에서는 간극 d를 크게 할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 사출 제어부(93)는 플런저(41)를 감속시키는 제어로서, 플런저(41)를 정지시키는 제어를 행하여 사출을 종료한다. 따라서, 보다 확실하게 반응고 금속의 압력이 상승하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 다이캐스트 머신(1)은 금형(101) 내의 소정 위치에 있어서의 통전에 따른 신호를 출력하는 통전 센서(73)를 더 갖고 있다. 사출 제어부(93)는 통전 센서(73)로부터의 신호에 기초하여 통전을 검지했을 때에 플런저(41)를 감속시키는 제어를 개시한다.

따라서, 반응고 금속의 위치를 정확하게 파악하여, 반응고 금속의 충전 시 또는 그 전에 감속 제어를 확실하게 개시할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 금형(101)은 그 내부에 캐비티 Ca(제품부) 및 오버플로우부(101b)를 구성하는 것이다. 통전이 검출되는 위치는 오버플로우부(101b) 내의, 당해 오버플로우부(101b)의 단부로부터 캐비티 Ca측으로 이격된 위치이다.

따라서, 반응고 금속이 캐비티 Ca에 대략 충전되고, 또한 금형(101)의 내부 공간 전체로서는 완전히 반응고 금속이 충전되어 있지 않을 때에, 감속을 개시할 수 있다. 그 결과, 예를 들어 캐비티 Ca에 반응고 금속이 충분히 충전되지 않은 것에 의한 불량품이 제조될 우려를 저감할 수 있다. 또한, 플런저(41)로부터 반응고 금속에 가해지는 압력을 오버플로우부(101b)에 릴리스할 수 있고, 이들에 의해서도 버의 발생의 우려를 저감할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 다이캐스트 머신(1)은 캐비티 Ca(제품부)에 있어서의 온도에 따른 신호를 출력하는 온도 센서(75)를 더 갖고 있다. 프레스용 형 체결 제어부(95)는 온도 센서(75)로부터의 신호에 기초하여 캐비티 Ca에 있어서의 온도가 소정의 프레스 개시 온도까지 저하된 것을 검지했을 때에 프레스용의 형 접촉 및 형 체결의 제어를 개시한다.

따라서, 이미 설명한 바와 같이, 반응고 금속의 점도가 어느 정도의 높이가 되고 나서 프레스를 행하게 되어, 프레스의 압력이 오버플로우부(101b)에 릴리스되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 오버플로우부(101b)를 두껍게(개구 단면을 크게) 할 수 있다. 그 결과, 통전 센서(73)를 적당한 위치에 설치하거나, 플런저(41)로부터 반응고 금속에 가해지는 압력을 릴리스하거나 하는 것이 용이화된다.

<감속 개시 조건의 변형예>

상기의 실시 형태에서는, 도 8의 (b)를 참조하여 설명한 바와 같이 감속 제어의 개시 조건(스텝 ST5)을, 통전 센서(73)에 의해 통전이 검지된 것으로 했다. 그러나, 감속 제어의 개시 조건은 이 이외에도 다양하게 가능하고, 이하에서는 그 몇 가지의 예를 나타낸다.

(제1 변형예)

도 10의 (a)는 제1 변형예에 관한 도 8의 (b)에 대응하는 도면이고, 플런저(41)의 감속을 개시할 때의 제어를 모식적으로 도시하고 있다.

실시 형태의 설명에 있어서도 설명한 바와 같이, 반응고 금속이 온도 센서(75)에 도달하면, 온도 센서(75)의 검출 온도는 상승한다. 따라서, 제1 변형예에서는, 사출 제어부(93)는 온도 센서(75)로부터의 신호에 기초하여 금형(101) 내의 온도가 소정의 감속 개시 온도까지 상승한 것을 검지하면, 플런저(41)를 감속하도록 사출 구동부(43)를 제어한다. 보다 구체적으로는, 사출 제어부(93)는, 예를 들어 사출 개시 후, 금형(101) 내의 온도가 소정의 감속 개시 온도 이상인지 여부를 반복해서 판정하고, 긍정 판정이 이루어졌을 때에 감속 제어를 개시한다.

감속 개시 온도는 데이터 DT에 기억되어 있고, 사출 제어부(93)에 참조된다. 또한, 감속 개시 온도는 다이캐스트 머신(1)의 제조자에 의해 설정되어도 되고, 오퍼레이터의 입력 장치(51)에 대한 조작에 따라 입력 설정부(99)가 설정해도 되고, 적당한 정보에 기초하여 제어 장치(47)가 설정해도 된다. 또한, 감속 개시 온도는 슬리브(39)에 공급되는 반응고 금속의 온도 등에 따라 적절하게 설정되어도 된다.

또한, 이와 같이 온도 센서(75)를 사용할 때의 온도 센서(75)의 적합한 위치에 대해서는 이미 설명한 바와 같다. 또한, 통전 센서(73)를 설치할 필요가 없는 것, 감속 제어의 개시 조건이 온도인 것을 제외하고, 제1 변형예의 구성 및 동작은 실시 형태와 동일해도 된다.

제1 변형예에 의해서도, 실시 형태와 마찬가지로, 반응고 금속의 위치를 정확하게 파악하여, 반응고 금속의 충전 시 또는 그 전에 감속 제어를 확실하게 개시할 수 있다.

또한, 제1 변형예에 있어서는, 감속 제어의 개시 조건이 만족되었는지 여부의 판정에 사용하는 온도 센서(75)가, 프레스 개시 조건이 만족되었는지 여부의 판정[도 8의 (c) 및 스텝 ST7]에도 사용되게 된다. 따라서, 실시 형태보다도 구성이 간소하다.

(제2 변형예)

도 10의 (b)는 제2 변형예에 관한 도 8의 (b)에 대응하는 도면이고, 플런저(41)의 감속을 개시할 때의 제어를 모식적으로 도시하고 있다.

플런저(41)의 위치와, 반응고 금속의 금형(101) 사이에 있어서의 충전의 정도는 당연히 상관이 있다. 따라서, 제2 변형예에서는, 사출 제어부(93)는 위치 센서(89)로부터의 신호에 기초하여 플런저(41)가 소정의 감속 개시 위치에 도달한 것을 검지하면, 플런저(41)를 감속하도록 사출 구동부(43)를 제어한다. 또한, 통전 센서(73)를 설치할 필요가 없는 것, 감속 제어의 개시 조건이 플런저(41)의 위치인 것을 제외하고, 제2 변형예의 구성 및 동작은 실시 형태와 동일해도 된다.

감속 개시 위치는 데이터 DT에 기억되어 있고, 사출 제어부(93)에 참조된다. 또한, 감속 개시 위치는, 예를 들어 오퍼레이터의 입력 장치(51)에 대한 조작에 따라 입력 설정부(99)가 설정해도 되고, 입력 장치(51)를 통해 입력된 주조 조건에 관한 정보(예를 들어, 비스킷 두께의 정보) 등으로부터 특정되는, 반응고 금속이 금형(101) 내(또는 캐비티 Ca 내)에 대략 충전될 때의 플런저(41)의 위치에 대해 소정의 양 또는 비율로 앞의 위치를 제어 장치(47)가 자동적으로 설정해도 된다.

플런저(41)의 위치에 대해 변속을 설정하는 것은, 사출 후에 프레스를 행하지 않는 통상의 다이캐스트 머신에 있어서도 행해지고 있다. 제2 변형예는 그와 같은 다이캐스트 머신에 구비되어 있는 기능을 이용하여 실현되어도 된다.

또한, 사출의 후에 프레스가 행해지는 것을 제외해도, 예를 들어 이하의 점에서, 제2 변형예는 통상의 다이캐스트 머신의 속도 제어와는 상위하다. 통상의 다이캐스트 머신에서는 저속 사출에 이어서 고속 사출이 행해지므로, 비교적 저속의 사출 후에 감속은 행해지지 않는다. 통상의 다이캐스트 머신에서는 좁은 의미의 사출(저속 사출 및 고속 사출 등)에 이어서 증압을 행하는 점에서, 플런저(41)를 정지시키는 감속 제어는 행해지지 않는다. 사출 개시로부터의 경과 시간마다의 위치 피드백 제어에 의해 실질적으로 플런저(41)의 속도 피드백 제어를 행하고 있는 경우에 있어서는, 소정의 위치의 검지에 의해 감속을 개시하는 것은 행해지지 않는다.

(제3 변형예)

제3 변형예에 관한 제어는 상기의 제2 변형예와 마찬가지로, 도 10의 (b)에 의해 나타난다.

제2 변형예에서 설명한 바와 같이, 사출 후에 프레스가 행해지지 않는 통상의 다이캐스트 머신에 있어서의, 플런저(41)의 위치에 대해 사출 속도를 설정하는 기능을 사용하여, 감속 개시 위치가 설정되어도 된다. 한편, 이미 설명한 바와 같이, 다이캐스트 머신으로서, 위치 센서(89)로부터의 신호에 기초하여, 사출 개시로부터의 경과 시간마다의 위치 피드백 제어를 행하고, 이에 의해, 실질적으로 플런저(41)의 속도 피드백 제어를 행하는 것이 있다. 이 양자가 조합되면, 사출 제어부(93)는 위치 센서(89)로부터의 신호에 기초하여 감속 개시 위치를 검지했을 때에 감속을 개시하는 것이 아니라, 사출 개시(소정 시점)로부터 소정 길이의 시간이 경과한{감속 개시 위치에 대응하는 시점[예를 들어, 도 7의 (b)의 t6]이 도래함} 것을 검지했을 때에 감속을 개시하게 된다.

또한, 플런저(41)가 감속 개시 위치에 도달한 것을 검지하기 위한 구체적인 정보가 위치 센서(89)가 검출하는 위치가 아니라, 사출 제어부(93)가 사출 개시로부터 계시하고 있는 경과 시간인 것을 제외하면, 제3 변형예의 구성 및 동작은 제2 변형예의 것과 마찬가지이다.

(제4 변형예)

제4 변형예에 관한 제어도 도 10의 (b)에 의해 도시된다. 도 7의 (a)를 참조하여 설명한 바와 같이, 사출 제어부(93)가, 플런저(41)가 소정의 목표 속도 V1로 금형(101)을 향해 전진하도록 제어를 행하고 있는 상태라도(감속 제어를 행하고 있지 않아도), 반응고 금속이 금형(101) 사이에 대략 충전되면, 플런저(41)는 반응고 금속으로부터 받는 힘에 의해 감속한다.

따라서, 제4 변형예에서는, 사출 제어부(93)는 플런저(41)의 속도가 목표 속도 V1이 되도록 제어를 행하고 있는 상태에 있어서, 위치 센서(89)(속도 센서)로부터의 신호에 기초하여, 플런저(41)의 속도가 목표 속도 V1보다도 낮은 소정의 감속 개시 속도 Vs[도 7의 (a)]까지 저하된 것을 검지했을 때에, 플런저(41)를 감속시키는 제어를 개시한다. 또한, 통전 센서(73)를 설치할 필요가 없는 것, 감속 제어의 개시 조건이 플런저(41)의 속도인 것을 제외하고, 제4 변형예의 구성 및 동작은 실시 형태와 동일해도 된다.

감속 개시 속도는 데이터 DT에 기억되어 있고, 사출 제어부(93)에 참조된다. 또한, 감속 개시 속도는, 예를 들어 다이캐스트 머신(1)의 제조자에 의해 설정되어도 되고, 오퍼레이터의 입력 장치(51)에 대한 조작에 따라 입력 설정부(99)가 설정해도 되고, 목표 속도 V1에 대해 소정의 양 또는 비율로 낮은 속도를 제어 장치(47)가 자동적으로 설정해도 된다.

(제5 변형예)

도 10의 (c)는 제5 변형예에 관한 도 8의 (b)에 대응하는 도면이고, 플런저(41)의 감속을 개시할 때의 제어를 모식적으로 도시하고 있다.

도 7의 (a)를 참조하여 설명한 바와 같이, 사출 제어부(93)가, 플런저(41)가 소정의 목표 속도 V1로 금형(101)을 향해 전진하도록 제어를 행하고 있는 상태에 있어서는, 반응고 금속이 금형(101) 사이에 대략 충전되면, 사출 압력이 비교적 급격하게 상승한다.

따라서, 제5 변형예에서는, 사출 제어부(93)는 플런저(41)의 속도가 목표 속도 V1이 되도록 제어를 행하고 있는 상태에 있어서, 압력 센서(87)(87H 및 87R의 조합, 또는 87H만)로부터의 신호에 기초하여, 사출 압력이 소정의 감속 개시 압력 Ps[도 7의 (a)]까지 상승한 것을 검지했을 때에, 플런저(41)를 감속시키는 제어를 개시한다. 또한, 통전 센서(73)를 설치할 필요가 없는 것, 감속 제어의 개시 조건이 사출 압력인 것을 제외하고, 제5 변형예의 구성 및 동작은 실시 형태와 동일해도 된다.

감속 개시 압력은 데이터 DT에 기억되어 있고, 사출 제어부(93)에 참조된다. 또한, 감속 개시 압력은, 예를 들어 다이캐스트 머신(1)의 제조자에 의해 설정되어도 되고, 오퍼레이터의 입력 장치(51)에 대한 조작에 따라 입력 설정부(99)가 설정해도 되고, 목표 속도 V1 등에 기초하여 제어 장치(47)가 자동적으로 설정해도 된다.

또한, 실시 형태(통전 판정), 제1 변형예(온도 판정), 제2 변형예(위치 판정) 및 제3 변형예(시간 판정)에서는 반응고 금속(고액 공존 금속)의 금형(101) 내로의 충전이 완료에 가까워지는 것에 의한 사출 압력의 상승[도 7의 (a)의 시점 t2 이후의 상승]이 발생하기 전 및 발생하기 시작한 후(예를 들어, 직후)의 어느 것에 있어서 감속 제어가 개시되어도 되고, 적합하게는 발생하기 전에 감속 제어가 개시되도록, 센서의 위치 또는 판정 조건이 설정된다.

<프레스 개시 조건의 변형예>

실시 형태에서는 도 8의 (c)를 참조하여 설명한 바와 같이, 프레스 개시 조건(스텝 ST7)을, 온도 센서(75)의 검출 온도가 소정의 프레스 개시 온도까지 저하된 것으로 했다. 그러나, 프레스 개시 조건은 이 이외에도 다양하게 가능하다.

예를 들어, 특별히 도시하지 않지만, 프레스용 형 체결 제어부(95)는 적당한 계시 개시 시점으로부터의 경과 시간이 소정의 프레스 개시 시점에 도달했을 때에 프레스를 개시해도 된다. 계시 개시 시점은 적절하게 설정되어도 되고, 예를 들어 사출 개시 시점이어도 되고, 플런저(41)의 감속을 개시한 시점이어도 되고, 플런저(41)가 정지한 시점이어도 된다. 프레스 개시 시점(다른 관점에서는 계시 개시 시점으로부터의 경과 시간)도 적절하게 설정되어도 되고, 예를 들어 플런저(41)가 정지한다고 추측되는 시점이어도 되고, 반응고 금속의 점도가 어느 정도 높아졌다고 추측되는 시점이어도 된다.

계시 개시 시점 및/또는 프레스 개시 시점은 데이터 DT에 유지되어 있고, 프레스용 형 체결 제어부(95)에 참조된다. 계시 개시 시점 및/또는 프레스 개시 시점은, 예를 들어 다이캐스트 머신(1)의 제조자에 의해 설정되어도 되고, 오퍼레이터의 입력 장치(51)에 대한 조작에 따라 입력 설정부(99)가 설정해도 되고, 적당한 정보에 기초하여 제어 장치(47)가 자동적으로 설정해도 된다.

또한, 특별히 도시하지 않지만, 감속 개시 조건에 사용한 지표를 프레스 개시 조건에 사용할 수도 있다. 예를 들어, 프레스용 형 체결 제어부(95)는 통전 센서(73)로부터의 신호에 기초하여 통전을 검지했을 때에 프레스를 개시해도 된다. 또한, 이 경우의 통전 센서(73)는 감속 개시 조건의 판정에 사용되는 것과 동일해도 되고, 달라도 된다. 또한, 예를 들어 프레스용 형 체결 제어부(95)는 위치 센서(89)로부터의 신호에 기초하여 플런저(41)가 소정의 프레스 개시 위치에 도달한 것을 검지했을 때에 프레스를 개시해도 된다. 또한, 예를 들어 프레스용 형 체결 제어부(95)는 압력 센서(87)(87H 및 87R의 조합, 또는 87H만)로부터의 신호에 기초하여 사출 압력이 소정의 프레스 개시 압력까지 상승한 것을 검지했을 때에 프레스를 개시해도 된다.

또한, 실시 형태에서는 반응고 금속의 프레스 개시[이동 다이 플레이트(17)의 이동 개시]의 시점은 반응고 금속의 온도가 소정의 프레스 개시 온도까지 저하되었을 때가 되어, 결과적으로 도 7의 (b)에서는 반응고 금속이 금형(101) 사이에 대략 충전된 후(시점 t6의 후 또는 t2 후)에 프레스가 개시된다. 단, 상기의 각종 변형예에 있어서는, 금형(101)에 의해 반응고 금속을 프레스할 수 있는 한, 실시 형태에서 나타낸 프레스 개시 시점보다도 전이어도 되고, 동등해도 되고, 후여도 된다.

예를 들어, 극단적으로 말하면, 프레스 개시 시점은 사출 개시 후(t0 후) 내지는 사출의 중간 시점 이후[도 7의 (b)의 (t2－t0)/2 이후)여도 되고, 또한 사출 개시 전(t0 전)이어도 가능하다. 단, 조기에 프레스를 개시하는 경우는, 사출에 대해 조기에 형 접촉이 발생해 버리지 않도록 프레스의 속도를 상대적으로 낮게 할 필요가 있다.

현실적으로는, 프레스 개시의 시점은, 예를 들어 플런저(41)의 감속 개시 시점(t6)의 직전, 감속 개시 시점으로부터 플런저(41)가 대략 정지하는 시점까지의 사이(t6 내지 t2)의 적당한 시점, 플런저(41)가 대략 정지한 후[도 7의 (b)의 t2의 후]의 적당한 시기이다.

확실하게 금형(101)에 의해 반응고 금속을 프레스하는 관점에서는, 프레스 개시 시점은 감속 개시 시점(t6) 이후가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 플런저(41)의 정지 시점[도 7의 (b)의 t2] 이후이다.

실시 형태 및 제1 내지 제5 변형예에 있어서의 감속 개시 조건과, 상술한 다양한 변형예에 관한 프레스 개시 조건은 적절하게 조합되어도 된다. 예를 들어, 제3 내지 제5 변형예에 관한 감속 개시 조건 중 어느 하나와, 경과 시간(타이머), 위치 센서(89) 또는 압력 센서(87) 중 어느 하나를 사용하는 프레스 개시 조건을 조합함으로써, 통전 센서(73) 및 온도 센서(75)를 불필요로 해도 된다.

<제2 실시 형태>

도 11은 제2 실시 형태에 관한 다이캐스트 머신(201)의 주요부의 구성을 도시하는, 도 1에 대응하는 도면이다.

제1 실시 형태에서는, 사출 장치(9)의 사출 구동부(43)는 액압식이다. 이에 비해, 제2 실시 형태에서는, 사출 장치(209)의 사출 구동부(243)는 전동식이다. 그 이외의 점에 대해서는, 제2 실시 형태는 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

전동식의 사출 구동부(243)는 다양한 구성이 되어도 된다. 도시의 예에서는, 사출 구동부(243)는 회전식의 전동기(244)와, 전동기(244)의 회전을 병진 운동으로 변환하여 플런저(41)에 전달하는 전달 기구(245)를 갖고 있다.

전달 기구(245)는, 예를 들어 나사 기구에 의해 구성되어 있고, 나사축(245a)과, 나사축(245a)에 나사 결합하고 있는 너트(245b)를 갖고 있다. 나사축(245a)은, 예를 들어 축방향의 이동이 규제됨과 함께 축 주위의 회전이 허용되어, 전동기(244)의 회전이 전달된다. 너트(245b)는, 예를 들어 축방향의 이동이 허용됨과 함께 축 주위의 회전이 규제되어, 플런저(41)에 연결되어 있다. 그리고, 전동기(244)에 의해 나사축(245a)이 축 주위로 회전되면, 너트(245b)가 축 방향으로 이동하고, 나아가서는 플런저(41)가 전진 또는 후퇴한다.

다이캐스트 머신(201)의 동작은, 기본적으로는 제1 실시 형태(및 그 다양한 변형예)와 마찬가지이다. 단, 전동식이기 때문에, 속도 제어 및 압력(토크) 제어는 전동기(244)에 공급되는 전력(직류 또는 교류)의 전류, 전압 및/또는 주파수에 의해 제어된다.

또한, 속도 피드백 제어, 감속 개시 조건의 판정 및/또는 프레스 개시 조건의 판정에 관하여, 위치 센서(89) 대신에, 전동기(244)의 인코더(244a)가 사용되어도 된다. 또한, 인코더(244a)는 플런저(41)의 위치를 검출 가능한 위치 센서의 1종으로서 파악되어도 된다. 인코더(244a)가 속도 센서가 될 수 있는 것은 위치 센서(89)와 마찬가지이다.

전동식의 사출 구동부(243)에서는 압력 센서(87)가 설치되지 않는다. 그러나, 감속 개시 조건의 판정 및/또는 프레스 개시 조건의 판정에 관하여, 사출 압력은, 예를 들어 전동기(244)가 발생하고 있는 토크에 기초하여 특정되어도 된다. 토크의 검출은, 예를 들어 소비 전력에 기초하여 측정되어도 되고, 구동축과 부하 축 사이에 발생하는 변위 또는 변형을 검출함으로써 측정되어도 된다.

제2 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 한 쌍의 금형(101)을 간극 d로 대향시킨 근접 상태에서 사출을 개시하고, 사출 개시 후에 형 체결에 의해 프레스를 행하는 것, 사출 시, 플런저를 감속시키는 제어를 행하여 사출을 종료하는 것 등으로부터, 제1 실시 형태와 동일한 효과가 발휘된다. 즉, 금속 조직의 치밀화에 의한 품질 향상이 얻어지고, 또한 버의 발생을 억제할 수 있다(다른 관점에서는 간극 d를 크게 할 수 있음).

또한, 제2 실시 형태에서는 사출 장치(209)가 전동식으로 되어 있다. 용탕을 사출하는 통상의 사출 장치에 있어서는, 빠르게 용탕을 사출하는 고속 사출을 실현하기 위해, 사출 실린더와, 사출 실린더로 작동액을 공급하는 어큐뮬레이터를 갖는 구성이 채용되는 경우가 많고, 특히 대형의 다이캐스트 머신에 있어서는 사출 장치를 전동식으로 하는 것이 어렵다. 그러나, 반응고 금속을 전제로 하는 것이라면, 본 실시 형태와 같은 전동식의 사출 장치(209)를 채용하는 것이 용이화된다. 또한, 다이캐스트 머신(201)의 전체를 전동식으로 하는 것이 용이화된다.

본 발명은 이상의 실시 형태 및 변형예로 한정되지 않고, 다양한 형태로 실시되어도 된다.

예를 들어, 다이캐스트 머신은 가로 형 체결 횡사출로 한정되지 않고, 세로 형 체결의 것 및/또는 종사출의 것이어도 된다. 다이캐스트 머신은 반응고 금속의 성형뿐만 아니라, 용탕의 성형을 행할 수 있는 것이어도 되고, 용탕의 성형을 행할 수 없는, 고액 공존 금속의 성형에 전용인 것이어도 된다.

형 체결 장치의 구동부는 전동식으로 한정되지 않고, 액압식(유압식)이어도 된다. 단, 정확하게 소정의 간극으로 한 쌍의 금형을 대향시키는 관점에서는, 형 체결 장치의 구동부는 전동식인 것이 바람직하다. 또한, 형 체결 장치는 토글식의 것으로 한정되지 않고, 소위 직접압식의 것이어도 되고, 형 개폐와 형 체결이 별개의 구동부에 의해 행해지는, 소위 복합식의 것이어도 된다. 타이 바는 실시 형태와는 반대로, 이동 다이 플레이트에 고정되고, 고체 다이 플레이트에 대해 이동 가능해도 된다.

사출 장치의 구동부는 실시 형태에 있어서도 설명한 바와 같이, 액압식이어도 되고, 전동식이어도 되고, 또한 양자를 조합한 하이브리드식이어도 된다. 사출 장치의 구동부는 액압식의 경우에 있어서, 어큐뮬레이터를 갖고 있지 않아도 된다. 반응고 금속을 성형하는 것뿐이라면, 고속으로 사출 실린더를 구동할 필요는 없기 때문이다. 사출 장치의 구동부는 전동식인 경우에 있어서, 리니어 모터를 사용하는 것이어도 된다. 또한, 회전식의 모터를 사용하는 경우에 있어서, 회전을 병진 운동으로 변환하는 기구는 나사 기구로 한정되지 않고, 예를 들어 랙 피니언 기구여도 된다. 또한, 나사 기구를 사용하는 경우에 있어서, 나사축이 플런저에 연결되어 너트가 회전되어도 된다.

형 체결 장치의 구동부의 구성과 사출 장치의 구동부의 구성의 조합도 적당하고, 예를 들어 양쪽이 전동식으로 된 전체 전동식(제2 실시 형태)으로 되어도 되고, 양쪽이 액압식으로 된 전체 액압식으로 되어도 되고, 어느 한쪽이 전동식, 다른 쪽이 액압식으로 된 하이브리드식(예를 들어, 제1 실시 형태)으로 되어도 된다.

플런저의 속도는 그 일부 또는 전부가 오픈 제어에 의해 제어되어도 된다. 또한, 오픈 제어의 경우에 있어서도, 제3 변형예와 같이, 소정 시점(통상은 사출 개시)으로부터 소정 길이의 시간이 경과했을 때에 감속이 개시되어도 된다.

1 : 다이캐스트 머신
7 : 형 체결 장치
9 : 사출 장치
39 : 슬리브
41 : 플런저
47 : 제어 장치
93 : 사출 제어부
95 : 프레스용 형 체결 제어부
101 : 금형

Claims (13)

1. 한 쌍의 금형의 형 개폐 및 형 체결을 행하는 형 체결 장치와,
   상기 한 쌍의 금형 사이에 통하고 있는 슬리브 내에 있어서 플런저를 전진시킴으로써 상기 한 쌍의 금형으로 사출을 행하는 사출 장치와,
   상기 형 체결 장치 및 상기 사출 장치를 제어하는 제어 장치를 갖고 있고,
   상기 제어 장치는,
   상기 한 쌍의 금형이 간극을 통해 대향하고 있어 금형의 내부 공간이 금형의 외부와 연통되어 있는 상태일 때에 사출을 개시하도록 상기 사출 장치를 제어하는 사출 제어부와,
   사출 개시 후에 형 접촉 및 형 체결이 행해지도록 상기 형 체결 장치를 제어하는 프레스용 형 체결 제어부를 갖고 있고,
   상기 사출 제어부는 상기 플런저가 정지하기 전에 상기 플런저를 감속시키는 제어를 행하는, 다이캐스트 머신.
2. 제1항에 있어서, 상기 사출 제어부는 상기 한 쌍의 금형 사이로의 고액 공존 금속의 충전이 완료에 가까워지는 것에 의한 사출 압력의 상승 전에 상기 플런저를 감속시키는 제어를 행하는, 다이캐스트 머신.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 사출 제어부는 상기 플런저를 감속시키는 제어로서 상기 플런저를 정지시키는 제어를 행하는, 다이캐스트 머신.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금형 내의 소정 위치에 있어서의 통전에 따른 신호를 출력하는 통전 센서를 더 갖고 있고,
   상기 사출 제어부는 상기 통전 센서로부터의 신호에 기초하여 통전을 검지했을 때에 상기 플런저를 감속시키는 제어를 개시하는, 다이캐스트 머신.
5. 제4항에 있어서, 상기 금형은 그 내부에 제품부 및 오버플로우부를 구성하는 것이고,
   상기 소정 위치는 상기 오버플로우부 내의, 당해 오버플로우부의 단부로부터 상기 제품부측으로 이격된 위치인, 다이캐스트 머신.
6. 제4항에 있어서, 상기 금형은 그 내부에 제품부 및 오버플로우부를 구성하는 것이고,
   상기 제품부에 있어서의 온도에 따른 신호를 출력하는 온도 센서를 더 갖고,
   상기 프레스용 형 체결 제어부는 상기 온도 센서로부터의 신호에 기초하여 상기 제품부에 있어서의 온도가 소정의 프레스 개시 온도까지 저하된 것을 검지했을 때에 형 접촉 및 형 체결의 제어를 개시하는, 다이캐스트 머신.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금형 내에 있어서의 온도에 따른 신호를 출력하는 온도 센서를 더 갖고,
   상기 사출 제어부는 상기 온도 센서로부터의 신호에 기초하여 상기 금형 내에 있어서의 온도가 소정의 감속 개시 온도까지 상승한 것을 검지했을 때에 상기 플런저를 감속시키는 제어를 개시하는, 다이캐스트 머신.
8. 제7항에 있어서, 상기 프레스용 형 체결 제어부는 상기 온도 센서로부터의 신호에 기초하여 상기 금형 내의 온도가 소정의 프레스 개시 온도까지 저하된 것을 검지했을 때에 형 접촉 및 형 체결의 제어를 개시하는, 다이캐스트 머신.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플런저의 위치에 따른 신호를 출력하는 위치 센서를 더 갖고,
   상기 사출 제어부는 상기 위치 센서로부터의 신호에 기초하여 상기 플런저의 위치가 소정의 감속 개시 위치에 도달한 것을 검지했을 때에 상기 플런저를 감속시키는 제어를 개시하는, 다이캐스트 머신.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 사출 제어부는 사출 개시 이후의 소정 시점으로부터 소정 길이의 시간이 경과한 것을 검지했을 때에 상기 플런저를 감속시키는 제어를 개시하는, 다이캐스트 머신.
11. 제1항에 있어서, 상기 플런저의 속도에 따른 신호를 출력하는 속도 센서를 더 갖고,
    상기 사출 제어부는 상기 플런저가 소정의 목표 속도로 상기 금형을 향해 전진하도록 제어를 행하고 있는 상태에 있어서, 상기 속도 센서로부터의 신호에 기초하여 상기 플런저의 속도가 상기 목표 속도보다도 낮은 소정의 감속 개시 속도까지 저하된 것을 검지했을 때에 상기 플런저를 감속시키는 제어를 개시하는, 다이캐스트 머신.
12. 제1항에 있어서, 사출 압력에 따른 신호를 출력하는 압력 센서를 더 갖고,
    상기 사출 제어부는 상기 플런저가 소정의 목표 속도로 상기 금형을 향해 전진하도록 제어를 행하고 있는 상태에 있어서, 상기 압력 센서로부터의 신호에 기초하여 사출 압력이 소정의 감속 개시 압력까지 상승한 것을 검지했을 때에 상기 플런저를 감속시키는 제어를 개시하는, 다이캐스트 머신.
13. 한 쌍의 금형이 간극을 통해 대향하고 있어 금형의 내부 공간이 금형의 외부와 연통되어 있는 상태인 한 쌍의 금형 사이로, 당해 한 쌍의 금형 사이에 통하고 있는 슬리브 내의 고액 공존 금속을 플런저에 의해 압출하도록, 상기 플런저를 구동하는 구동부를 제어하는 사출 스텝과,
    상기 고액 공존 금속이 사출된 상기 한 쌍의 금형의 형 체결을 행하는 프레스용 형 체결 스텝을 갖고 있고,
    상기 사출 스텝에서는 상기 플런저가 정지하기 전에 상기 플런저를 감속시키는 제어를 행하는, 고액 공존 금속의 성형 방법.

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