WO2012121250A1 - ダイカストマシンの電動射出装置 - Google Patents

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中塚　吉久
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東洋機械金属株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/32—Controlling equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/2015—Means for forcing the molten metal into the die

Definitions

  • the present invention relates to an electric injection device provided in a die casting machine, and more particularly to a drive control means of an injection plunger in an injection / filling process of a molten metal material into a mold cavity.
  • Die casting machine is a molding that molds a product of the required shape by injecting and filling a certain amount of molten metal material such as Al alloy and Mg alloy into the mold cavity by driving the injection plunger forward every shot.
  • Die-casting machines like injection molding machines that mold and fill plastic cavities with plastic materials to mold products of the required shape, have low-speed injection processes, high-speed injection processes, and pressure-increasing processes (injection molding machines, The molding material is injected and filled in the mold cavity through the pressure holding step).
  • the die casting machine has a feature that the injection speed in the high-speed injection step is about one digit higher than that of the injection molding machine. For this reason, conventionally, a hydraulic die casting machine in which an injection plunger is driven by hydraulic pressure has been mainstream.
  • Patent Documents 1 and 2.
  • the electric injection device described in Patent Literature 1 includes two electric servomotors 101a and 101b for injection, and the rotational force of the two electric servomotors 101a and 101b for injection is applied to the nut body 102a.
  • 102b and the screw shafts 103a, 103b screwed to the ball shafts 104a, 104b are converted into linear force of the nut bodies 102a, 102b, and the moving member 105 to which the nut bodies 102a, 102b are integrally attached is obtained.
  • the injection plunger 106 is moved forward and backward.
  • a surge pressure prevention device (hydraulic cylinder 107) is provided between the moving member 105 and the injection plunger 106, and an excessive surge pressure is applied to the molten metal material in the mold cavity when the high-speed injection process is completed. Does not work. Since this electric injection device drives the injection plunger 106 by the resultant force of the two injection electric servomotors 101a and 101b, a high injection speed can be obtained. In addition, since the surge pressure prevention device 107 is provided between the moving member 105 and the injection plunger 106, it is possible to mold a good product having no appearance defect such as a burr, and to prevent damage to the mold due to surge pressure.
  • the electric injection device described in Patent Document 2 transmits the rotational force of the electric servomotor 201 for injection to the screw shaft 204 a of the ball screw mechanism 204 via the speed reducer 202 and the friction clutch 203.
  • the injection plunger 205 is moved forward and backward through a nut body 204b of a ball screw mechanism 204 screwed onto the screw shaft 204a.
  • the friction clutch 203 is interposed between the output shaft of the speed reducer 202 and the screw shaft 204a of the ball screw mechanism 204, the molten metal material in the mold cavity is excessive when the high-speed injection process is completed. It is possible to mold a good product that does not act with surge pressure and has no appearance defects such as burrs, and prevents damage to the mold due to surge pressure.
  • the present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an electric injection device for a die casting machine capable of performing a required high-speed injection process using a small electric servo motor. There is.
  • the present invention provides a first injection electric motor used for low-speed injection and pressure increase, a second injection electric motor used for high-speed injection, and rotational movement of the first injection electric motor.
  • a first power transmission mechanism that transmits to the screw shaft of the screw mechanism, a second power transmission mechanism that transmits the rotational motion of the second electric motor for injection to the screw shaft, and the first power transmission mechanism.
  • the start timing of the process and the pressure increasing process is stored, and the second injection electric motor is started from the stop state before the start timing of the high-speed injection process, and the start timing of the high-speed injection process or the first
  • the second clutch mechanism is switched from the disconnected state to the connected state after the start timing of the two-injection electric motor.
  • the second injection electric motor for high-speed injection is started from a stopped state before the start timing of the high-speed injection process, and the second clutch mechanism for high-speed injection is started at or before the start timing of the high-speed injection process. Since switching from the disconnected state to the connected state, the second clutch mechanism is switched from the disconnected state to the connected state, and the driving force of the second injection electric motor for high-speed injection is transmitted to the screw shaft of the ball screw mechanism. The rotational speed of the second injection electric motor for high-speed injection can be increased. Therefore, after switching the second clutch mechanism from the disconnected state to the connected state, the acceleration of the injection plunger driven through the ball screw mechanism and the linear motion body can be increased, and a relatively low output injection motor is used. Thus, a required injection process can be executed.
  • the controller starts the first injection electric motor from a stopped state before the start timing of the pressure increasing step, and starts the pressure increasing step.
  • the first clutch mechanism is switched from the disconnected state to the connected state.
  • the first injection electric motor for low-speed injection / acceleration is started from the stop state before the start timing of the high-speed injection process, and the low-speed injection / acceleration is started at the start timing of the pressure increase process or before that. Since the first clutch mechanism is switched from the disconnected state to the connected state, the first clutch mechanism is switched from the disconnected state to the connected state, and the driving force of the first injection electric motor for low speed injection / acceleration is controlled by the ball screw mechanism. In the stage of transmission to the screw shaft, the number of rotations of the first injection electric motor for low speed injection / acceleration can be increased. Therefore, after switching the first clutch mechanism from the disconnected state to the connected state, the acceleration of the injection plunger driven through the ball screw mechanism and the linear motion body can be increased, and a relatively low output injection motor is used. Thus, a required pressure increasing process can be executed.
  • the controller rapidly increases the slip speed of the second clutch mechanism at the end of the high-speed injection process, and then gradually decreases the slip speed. It is characterized by that.
  • the slip speed of the second clutch mechanism is rapidly increased, and then the slip speed is gradually decreased, so that the surge pressure that appears at the beginning of the pressure-increasing process is suppressed. It is possible to prevent product defects such as burrs and damage to molds.
  • the present invention starts the second injection electric motor for high-speed injection from the stop state before the start timing of the high-speed injection process, and disconnects the second clutch mechanism for high-speed injection before or after the start timing of the high-speed injection process. Since the second clutch mechanism is switched from the disconnected state to the connected state, the driving force of the second injection electric motor for high-speed injection is transmitted to the screw shaft of the ball screw mechanism. The rotation speed of the second injection electric motor for injection can be increased. Therefore, after switching the second clutch mechanism from the disconnected state to the connected state, the acceleration of the injection plunger driven through the ball screw mechanism and the linear motion body can be increased, and a relatively low output injection motor is used. Thus, a required injection process can be executed.
  • the electric injection device includes a first injection electric motor 1 driven in a low-speed injection step and a pressure increase step, and two second injection electric motors driven in a high-speed injection step.
  • a first power transmission mechanism 4 comprising a motor 2, pulleys 4 a and 4 b that transmit the rotational motion of the first injection electric motor 1 to the screw shaft 3 a of the ball screw mechanism, and a belt 4 c that is hung around the pulley 4 a and 4 b.
  • the pulley 4b is configured integrally with the second power transmission mechanism 5 including pulleys 5a and 5b that transmit the rotational motion of the second injection electric motor 2 to the screw shaft 3a and a belt 5c that is hung around the pulley 5a and 5b.
  • the controller 11 mainly includes start and stop of the first and second injection electric motors 1 and 2 and a controller 11 that controls the on / off of the first and second clutch mechanisms 6 and 7.
  • the first injection electric motor 1 an electric servo motor having a high thrust of, for example, about 120 KN is used so that the required low-speed injection step and pressure increase step can be performed.
  • the second injection electric motor 2 has a lower thrust (for example, 50 KN) than the first injection electric motor 1 so that the required high-speed injection process can be performed.
  • An electric servo motor capable of the above is used.
  • Each of the electric motors 1 and 2 for injection is controlled by the controller 11 to start / stop and the number of rotations.
  • the multi-plate clutch constituting the first and second clutch mechanisms 6 and 7 includes, for example, a plurality of rotation-side clutch plates 12a integrally attached to the screw shaft 3a, and a casing 12c as shown in FIG. Are fixed to the rotary clutch plate 12a by sliding the plurality of fixed clutch plates 12b and the casing 12c along the axial direction of the screw shaft 3a.
  • the clutch switching electric motor 13 that changes the sliding speed with the side clutch plate 12b, and a ball screw mechanism (not shown) that converts the rotational movement of the clutch switching electric motor 13 into the linear movement of the casing 12c.
  • These clutch mechanisms 6 and 7 are also controlled by the controller 11 to be intermittent and slipping speeds.
  • the controller 11 stores the start timing and completion timing of the mold clamping process, the low-speed injection process, the high-speed injection process, the pressure increasing process, the mold opening process, and the product removal process in a built-in memory. To control the driving of each movable part.
  • the first clutch mechanism 6 is switched to the connected state (the state where the slipping speed becomes zero or the minimum) before the start timing of the low-speed injection process or earlier.
  • the first injection electric motor 1 is started from the stop state at the start timing of the low-speed injection process.
  • the second injection electric motor 2 is kept in a stopped state, and as shown in FIG. 3 (b), the second clutch mechanism 7 is in a disconnected state (clutch plate 12a). , 12b is idled or the sliding speed is maximized.
  • the controller 11 determines the forward position of the injection plunger 9 and the completion timing of the low-speed injection process based on the output signal of the position sensor 10 taken into the controller 11.
  • the second injection electric motor 2 is started from a stopped state as shown in FIG.
  • the start timing of the second injection electric motor 2 takes into account the acceleration performance of the second injection electric motor 2, and the rotation speed of the second injection electric motor 2 performs the high-speed injection process at the start timing of the high-speed injection process. It is set to the timing at which the required high speed is set.
  • the second clutch mechanism 7 is switched to the connected state as shown in FIG. 3B, and the first clutch mechanism 6 is turned on as shown in FIG. Is switched from the connected state to the disconnected state, and, as indicated by a broken line in FIG.
  • the first injection electric motor 1 is lowered from the low speed driving state to the rotational speed of the pressure increasing step, or FIG. As shown by the solid line in c), the first injection electric motor 1 is switched to the stop state. As a result, as shown in FIG. 3 (e), the rising speed of the forward movement speed of the injection plunger 9 in the high-speed injection process can be made steep, and a relatively small second injection electric motor 2 can be used. High-speed injection can be realized. In consideration of the delay from the disconnected state to the connected state of the second clutch mechanism 7, the switching of the second clutch mechanism 7 from the disconnected state to the connected state is started before the start timing of the high-speed injection process. You can also
  • the first injection electric motor 1 is started from a stopped state as shown in FIG.
  • the start timing of the first injection electric motor 1 takes into account the acceleration performance of the first injection electric motor 1, and the rotation speed of the first injection electric motor 1 is increased before the pressure increase process start timing.
  • the timing is set to a required low speed set for implementation.
  • the first clutch mechanism 6 is switched from the disengaged state to the sliding rotation state in which the clutch plates 12a and 12b slide, and the sliding speed of the clutch plates 12a and 12b is changed.
  • the driving of the clutch switching electric motor 13 is controlled so as to gradually become smaller (closer to the connected state).
  • the second clutch mechanism 7 is switched from the connected state to the disconnected state, and as shown by a one-dot chain line in FIG.
  • the second injection electric motor 2 is reduced from the high-speed driving state to the number of rotations in the pressure increasing process, or the second injection electric motor 2 is stopped from the driving state as shown by a solid line in FIG. Switch to state.
  • the first clutch mechanism 6 is switched from the disconnected state to the connected state.
  • the present invention is an invention having a gist that the rising speed of the forward movement of the injection plunger 9 in the high-speed injection process is steep using the relatively small second electric motor 2 for injection. Can be appropriately selected as necessary.
  • the present invention can be used for an electric injection device provided in a die casting machine.

Abstract

【課題】小型の電動サーボモータを用いて所要の高速射出工程を実行可能なダイカストマシンの電動射出装置を提供する。 【解決手段】低速射出及び増圧に用いる第１射出用電動モータ１と、高速射出に用いる第２射出用電動モータ２と、射出用電動モータ１，２の回転運動をねじ軸３ａに伝達する第１及び第２の動力伝達機構４，５と、動力伝達機構４，５中に備えられた第１及び第２のクラッチ機構６，７と、ねじ軸３ａに螺合されたナット体３ｂと一体に前後進される射出プランジャ９と、射出用電動モータ１，２及びクラッチ機構６，７の駆動を制御するコントローラ１１を備える。コントローラ１１は、高速射出工程の開始タイミング以前に第２射出用電動モータ２を停止状態から起動し、高速射出工程の開始タイミング又はそれ以前の所要のタイミングで、第２クラッチ機構７を切断状態から接続状態に切り換える。

Description

ダイカストマシンの電動射出装置
　本発明は、ダイカストマシンに備えられる電動射出装置に係り、特に、金型キャビティ内への溶融金属材料の射出・充填工程における射出プランジャの駆動制御手段に関する。
　ダイカストマシンは、１ショット毎に射出プランジャを前進駆動することにより、一定量のＡｌ合金やＭｇ合金などの溶融金属材料を金型キャビティ内に射出・充填して、所要形状の製品を成形する成形機である。ダイカストマシンもプラスチック材料を金型キャビティ内に射出・充填して所要形状の製品を成形する射出成型機と同様に、低速射出工程、高速射出工程及び増圧工程（射出成形機にあっては、保圧工程）を経て成形材料を金型キャビティ内に射出・充填するが、ダイカストマシンは射出成形機に比べて高速射出工程における射出速度が１ケタ程度高速であるという特徴がある。このため、従来においては、射出プランジャを油圧により駆動する油圧式のダイカストマシンが主流であった。
　しかしながら、油圧式のダイカストマシンは、成形工場内が油で汚れやすく、作業環境が悪くなるため、近年、このような欠点のない電動式のダイカストマシンが提案されるに至っている（例えば、特許文献１，２参照。）。
　特許文献１に記載の電動射出装置は、図５に示すように、２つの射出用電動サーボモータ１０１ａ，１０１ｂを備え、これら２つの射出用電動サーボモータ１０１ａ，１０１ｂの回転力を、ナット体１０２ａ，１０２ｂとこれに螺合されたねじ軸１０３ａ，１０３ｂからなるボールねじ機構１０４ａ，１０４ｂによってナット体１０２ａ，１０２ｂの直進力に変換し、ナット体１０２ａ，１０２ｂが一体に取り付けられた移動部材１０５を介して、射出プランジャ１０６を前後進するようになっている。また、移動部材１０５と射出プランジャ１０６との間には、サージ圧防止装置（油圧シリンダ１０７）が設けられており、高速射出工程の完了時に、金型キャビティ内の溶融金属材料に過大なサージ圧が作用しないようになっている。この電動射出装置は、２つの射出用電動サーボモータ１０１ａ，１０１ｂの合力によって射出プランジャ１０６を駆動するので、高い射出速度が得られる。また、移動部材１０５と射出プランジャ１０６との間にサージ圧防止装置１０７を備えるので、バリ等の外観不良がない良品を成形できると共に、サージ圧による金型等の破損を防止することができる。
　また、特許文献２に記載の電動射出装置は、図６に示すように、射出用電動サーボモータ２０１の回転力を減速機２０２及び摩擦クラッチ２０３を介してボールねじ機構２０４のねじ軸２０４ａに伝達し、ねじ軸２０４ａに螺合されたボールねじ機構２０４のナット体２０４ｂを介して、射出プランジャ２０５を前後進するようになっている。この電動射出装置は、減速機２０２の出力軸とボールねじ機構２０４のねじ軸２０４ａとの間に摩擦クラッチ２０３を介したので、高速射出工程の完了時に金型キャビティ内の溶融金属材料に過大なサージ圧が作用せず、バリ等の外観不良がない良品を成形できると共に、サージ圧による金型等の破損を防止することができる。
特開２０１０－２６００７０号公報 特開２００７－２９６５５０号公報
　しかしながら、電動サーボモータは、起動時の加速性能がさほど高くないため、特許文献１，２に記載の電動射出装置によっては、所要の高速射出工程を実行することが不可能であるか、著しく困難である。即ち、所要の高速射出工程を実行するためには、停止状態にある射出プランジャを所定の前進速度まで短時間のうちに加速する必要があるが、そのためには推力が大きな大型の電動サーボモータを使用しなければならず、ダイカストマシンが大型化及び高コスト化するので、事実上採用することが難しい。
　本発明は、かかる従来技術の問題を解消するためになされたものであり、その目的は、小型の電動サーボモータを用いて所要の高速射出工程を実行可能なダイカストマシンの電動射出装置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、低速射出及び増圧に用いる第１射出用電動モータと、高速射出に用いる第２射出用電動モータと、前記第１射出用電動モータの回転運動をボールねじ機構のねじ軸に伝達する第１動力伝達機構、及び前記第２射出用電動モータの回転運動を前記ねじ軸に伝達する第２動力伝達機構と、前記第１動力伝達機構中に備えられた第１クラッチ機構、及び前記第２動力伝達機構中に備えられた第２クラッチ機構と、前記ねじ軸に螺合されたナット体と、該ナット体を保持する直動体と、該直動体に一端が連結された射出プランジャと、前記第１及び第２の射出用電動モータの起動・停止並びに前記第１及び第２のクラッチ機構の断続を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、低速射出工程、高速射出工程及び増圧工程の開始タイミングを記憶しており、前記高速射出工程の開始タイミング以前に前記第２射出用電動モータを停止状態から起動し、前記高速射出工程の開始タイミング又はそれ以前の前記第２射出用電動モータの起動タイミング以後に、前記第２クラッチ機構を切断状態から接続状態に切り換えることを特徴とする。
　かかる構成によると、高速射出工程の開始タイミング以前に高速射出用の第２射出用電動モータを停止状態から起動し、当該高速射出工程の開始タイミング又はそれ以前において高速射出用の第２クラッチ機構を切断状態から接続状態に切り換えるので、第２クラッチ機構を切断状態から接続状態に切り換えて、高速射出用の第２射出用電動モータの駆動力をボールねじ機構のねじ軸に伝達する段階においては、高速射出用の第２射出用電動モータの回転数を高めておくことができる。よって、第２クラッチ機構を切断状態から接続状態に切り換えた後に、ボールねじ機構及び直動体を介して駆動される射出プランジャの加速度を大きくすることができ、比較的低出力の射出用モータを用いて、所要の射出工程を実行することができる。
　また本発明は、前記構成のダイカストマシンの電動射出装置において、前記コントローラは、前記増圧工程の開始タイミング以前に前記第１射出用電動モータを停止状態から起動し、前記増圧工程の開始タイミング又はそれ以前の前記第１射出用電動モータの起動タイミング以後に、前記第１クラッチ機構を切断状態から接続状態に切り換えることを特徴とする。
　かかる構成によると、高速射出工程の開始タイミング以前に低速射出・増速用の第１射出用電動モータを停止状態から起動し、当該増圧工程の開始タイミング又はそれ以前において低速射出・増速用の第１クラッチ機構を切断状態から接続状態に切り換えるので、第１クラッチ機構を切断状態から接続状態に切り換えて、低速射出・増速用の第１射出用電動モータの駆動力をボールねじ機構のねじ軸に伝達する段階においては、低速射出・増速用の第１射出用電動モータの回転数を高めておくことができる。よって、第１クラッチ機構を切断状態から接続状態に切り換えた後に、ボールねじ機構及び直動体を介して駆動される射出プランジャの加速度を大きくすることができ、比較的低出力の射出用モータを用いて、所要の増圧工程を実行することができる。
　また本発明は、前記構成のダイカストマシンの電動射出装置において、前記コントローラは、高速射出工程の終期において、前記第２クラッチ機構の滑り速度を急速に高め、その後、該滑り速度を徐々に低下させることを特徴とする。
　かかる構成によると、高速射出工程の終期において、前記第２クラッチ機構の滑り速度を急速に高め、その後、該滑り速度を徐々に低下させるので、増圧工程の初期にあらわれるサージ圧を抑制することができ、バリ等の製品不良及び金型等の破損を防止することができる。
　本発明は、高速射出工程の開始タイミング以前に高速射出用の第２射出用電動モータを停止状態から起動し、当該高速射出工程の開始タイミング又はそれ以前において高速射出用の第２クラッチ機構を切断状態から接続状態に切り換えるので、第２クラッチ機構を切断状態から接続状態に切り換えて、高速射出用の第２射出用電動モータの駆動力をボールねじ機構のねじ軸に伝達する段階においては、高速射出用の第２射出用電動モータの回転数を高めておくことができる。よって、第２クラッチ機構を切断状態から接続状態に切り換えた後に、ボールねじ機構及び直動体を介して駆動される射出プランジャの加速度を大きくすることができ、比較的低出力の射出用モータを用いて、所要の射出工程を実行することができる。
実施形態に係る射出装置の構成図である。 実施形態に係る射出装置に備えられるクラッチ機構の構成図である。 実施形態に係る射出装置の動作を示すタイミングチャートである。 実施形態に係る射出装置の効果を示すグラフである。 第１従来例に係る射出装置の構成図である。 第２従来例に係る射出装置の構成図である。
　以下、本発明に係る電動射出装置の一実施形態を、図を用いて説明する。
　図１に示すように、実施形態に係る電動射出装置は、低速射出工程及び増圧工程において駆動される第１射出用電動モータ１と、高速射出工程において駆動される２つの第２射出用電動モータ２と、第１射出用電動モータ１の回転運動をボールねじ機構のねじ軸３ａに伝達するプーリ４ａ，４ｂ及びこれに輪掛けされるベルト４ｃから構成される第１動力伝達機構４と、第２射出用電動モータ２の回転運動をねじ軸３ａに伝達するプーリ５ａ，５ｂ及びこれに輪掛けされるベルト５ｃから構成される第２動力伝達機構５と、プーリ４ｂと一体に構成された第１クラッチ機構６と、プーリ５ｂと一体に構成された第２クラッチ機構７と、ねじ軸３ａに螺合され、ねじ軸３ａと共にボールねじ機構３を構成するナット体３ｂと、ナット体３ｂを保持する直動体８と、該直動体８に一端が連結された射出プランジャ９と、ねじ軸３ａの回転位置ひいては射出プランジャの前後進位置及び速度を検出するロータリエンコーダ等の位置センサ１０と、第１及び第２の射出用電動モータ１，２の起動・停止並びに第１及び第２のクラッチ機構６，７の断続を制御するコントローラ１１とから主に構成されている。
　第１射出用電動モータ１としては、所要の低速射出工程及び増圧工程を実施可能であるように、例えば１２０ＫＮ程度の高い推力を有する電動サーボモータが用いられる。これに対して、第２射出用電動モータ２としては、所要の高速射出工程を実施可能であるように、第１射出用電動モータ１よりも低推力（例えば、５０ＫＮ）であるが、高速回転が可能な電動サーボモータが用いられる。これらの各射出用電動モータ１，２は、コントローラ１１によって起動・停止及び回転数等が制御される。
　第１動力伝達機構４を構成するベルト４ｃ、及び第２動力伝達機構５を構成するベルト５ｃとしては、プーリ４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂとの間で滑りが発生せず、各電動モータ１，２の回転をねじ軸３に正確に伝達できることから、タイミングベルトが好適に用いられる。また、これに伴い、プーリ４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂとしても、タイミングベルト４ｃ，５ｃを輪掛け可能な溝付きのプーリが用いられる。
　第１クラッチ機構６及び第２クラッチ機構７としては、高い推力を伝達可能であり、かつ耐久性にも優れることから、湿式の多板クラッチが好適に用いられる。これら第１及び第２のクラッチ機構６，７を構成する多板クラッチは、例えば図２に示すように、ねじ軸３ａと一体に取り付けられた複数枚の回転側クラッチ板１２ａと、ケーシング１２ｃ内に一体に取り付けられ、回転側クラッチ板１２ａとそれぞれ対向に配置された複数枚の固定側クラッチ板１２ｂと、ケーシング１２ｃをねじ軸３ａの軸方向に沿ってスライドさせ、回転側クラッチ板１２ａと固定側クラッチ板１２ｂとの間の滑り速度を変更するクラッチ切換用電動モータ１３と、クラッチ切換用電動モータ１３の回転運動をケーシング１２ｃの直進運動に変換する図示しないボールねじ機構とから構成される。これらの各クラッチ機構６，７も、コントローラ１１によって断続及び滑り速度等が制御される。
　コントローラ１１は、内蔵されたメモリ内に、型締め工程、低速射出工程、高速射出工程、増圧工程、型開き工程及び製品取り出し工程の各開始タイミング及び完了タイミングを記憶しており、所定のタイミングで各可動部の駆動を制御する。
　射出装置については、図３（ａ）に示すように、低速射出工程の開始タイミング又はそれより以前に第１クラッチ機構６を接続状態（滑り速度がゼロとなる状態又は最小となる状態）に切り換えると共に、図３（ｃ）に示すように、低速射出工程の開始タイミングで第１射出用電動モータ１を停止状態から起動する。このとき、図３（ｄ）に示すように、第２射出用電動モータ２は停止状態に保たれ、かつ図３（ｂ）に示すように、第２クラッチ機構７は切断状態（クラッチ板１２ａ，１２ｂが空転する状態又は滑り速度が最大となる状態）に保たれる。これにより、第１射出用電動モータ１の回転運動がボールねじ機構３及び直動体８を介して射出プランジャ９に伝達され、射出プランジャ９が所要の低速度で前進して、金型キャビティ内への溶融金属材料の射出・充填が開始される。射出プランジャ９の前進位置及び低速射出工程の完了タイミングは、コントローラ１１内に取り込まれる位置センサ１０の出力信号に基づいて、コントローラ１１が判定する。
　射出プランジャ９の前進位置が、低速射出工程の完了タイミングよりも以前の所定位置に至ったとき、図３（ｄ）に示すように、第２射出用電動モータ２を停止状態から起動する。第２射出用電動モータ２の起動タイミングは、当該第２射出用電動モータ２の加速性能を考慮し、高速射出工程の開始タイミングで第２射出用電動モータ２の回転速度が高速射出工程を実施するために設定された所要の高速度となるタイミングに設定される。そして、高速射出工程の開始タイミングに至ったとき、図３（ｂ）に示すように、第２クラッチ機構７を接続状態に切り換えと共に、図３（ａ）に示すように、第１クラッチ機構６を接続状態から切断状態に切り換え、かつ、図３（ｃ）に破線で示すように、第１射出用電動モータ１を低速駆動状態から増圧工程の回転数まで低下するか、又は図３（ｃ）に実線で示すように、第１射出用電動モータ１を停止状態に切り換える。これにより、図３（ｅ）に示すように、高速射出工程における射出プランジャ９の前進速度の立上りを急峻なものにすることができ、比較的小型の第２射出用電動モータ２を用いて良好な高速射出を実現できる。なお、第２クラッチ機構７が切断状態から接続状態に至るまでの遅れを考慮し、高速射出工程の開始タイミング以前に、第２クラッチ機構７の切断状態から接続状態への切り換えを開始する構成とすることもできる。
　射出プランジャ９の前進位置が、高速射出工程の完了タイミングよりも以前の所定位置に至ったとき、図３（ｃ）に示すように、第１射出用電動モータ１を停止状態から起動する。第１射出用電動モータ１の起動タイミングは、当該第１射出用電動モータ１の加速性能を考慮し、増圧工程の開始タイミング前に第１射出用電動モータ１の回転速度が増圧工程を実施するために設定された所要の低速度となるタイミングに設定される。また、そのタイミングで、図３（ｆ）に示すように、第１クラッチ機構６を切断状態からクラッチ板１２ａ，１２ｂどうしが摺動する滑り回転状態に切り換え、クラッチ板１２ａ，１２ｂの滑り速度が徐々に小さくなる（接続状態に近づける）ようにクラッチ切換用電動モータ１３の駆動を制御する。そして、増圧工程の開始タイミングに至ったとき、図３（ｂ）に示すように、第２クラッチ機構７を接続状態から切断状態に切り換えると共に、図３（ｄ）に１点鎖線で示すように、第２射出用電動モータ２を高速駆動状態から増圧工程の回転数まで低下するか、又は図３（ｄ）に実線で示すように、第２射出用電動モータ２を駆動状態から停止状態に切り換える。また、図３（ａ）に示すように、第２クラッチ機構７が完全に切断状態に至った後に、第１クラッチ機構６を切断状態から接続状態に切り換える。これにより、図４に示すように、増圧工程の初期に発生するサージ圧を、第１クラッチ機構６の滑り速度を調整することによって適宜低減することができる。よって、バリ等の製品不良及び金型等の破損を有効に防止することができる。
　なお、本発明は、比較的小型の第２射出用電動モータ２を用いて高速射出工程における射出プランジャ９の前進速度の立上りを急峻なものとすることを要旨とする発明であり、余の点については必要に応じて適宜取捨選択することができる。
　本発明は、ダイカストマシンに備えられる電動射出装置に利用できる。
　１　　第１射出用電動モータ
　２　　第２射出用電動モータ
　３　　ボールねじ機構
　３ａ　　ねじ軸
　３ｂ　　ナット体
　４　　第１動力伝達機構
　４ａ，４ｂ　　プーリ
　４ｃ　　ベルト
　５　　第２動力伝達機構
　５ａ，５ｂ　　プーリ
　５ｃ　　ベルト
　６　　第１クラッチ機構
　７　　第２クラッチ機構
　８　　直動体
　９　　射出プランジャ
　１０　　位置センサ
　１１　　コントローラ
　１２ａ　　回転側クラッチ板
　１２ｂ　　固定側クラッチ板
　１２ｃ　　ケーシング

Claims (3)

  1. 　低速射出及び増圧に用いる第１射出用電動モータと、高速射出に用いる第２射出用電動モータと、前記第１射出用電動モータの回転運動をボールねじ機構のねじ軸に伝達する第１動力伝達機構、及び前記第２射出用電動モータの回転運動を前記ねじ軸に伝達する第２動力伝達機構と、前記第１動力伝達機構中に備えられた第１クラッチ機構、及び前記第２動力伝達機構中に備えられた第２クラッチ機構と、前記ねじ軸に螺合されたナット体と、該ナット体を保持する直動体と、該直動体に一端が連結された射出プランジャと、前記第１及び第２の射出用電動モータの起動・停止並びに前記第１及び第２のクラッチ機構の断続を制御するコントローラを備え、
    　前記コントローラは、低速射出工程、高速射出工程及び増圧工程の開始タイミングを記憶しており、前記高速射出工程の開始タイミング以前に前記第２射出用電動モータを停止状態から起動し、前記高速射出工程の開始タイミング又はそれ以前の前記第２射出用電動モータの起動タイミング以後に、前記第２クラッチ機構を切断状態から接続状態に切り換えることを特徴とするダイカストマシンの電動射出装置。
  2. 　前記コントローラは、前記増圧工程の開始タイミング以前に前記第１射出用電動モータを停止状態から起動し、前記増圧工程の開始タイミング又はそれ以前の前記第１射出用電動モータの起動タイミング以後に、前記第１クラッチ機構を切断状態から接続状態に切り換えることを特徴とする請求項１に記載のダイカストマシンの電動射出装置。
  3. 　前記コントローラは、高速射出工程の終期において、前記第２クラッチ機構の滑り速度を急速に高め、次いで、該滑り速度を徐々に低下させることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載のダイカストマシンの電動射出装置。
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