WO2017169856A1 - 電動ダイカストマシン - Google Patents

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WO2017169856A1
WO2017169856A1 PCT/JP2017/010721 JP2017010721W WO2017169856A1 WO 2017169856 A1 WO2017169856 A1 WO 2017169856A1 JP 2017010721 W JP2017010721 W JP 2017010721W WO 2017169856 A1 WO2017169856 A1 WO 2017169856A1
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WO
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electric
screw shaft
injection
pulley
way clutch
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/010721
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English (en)
French (fr)
Inventor
中塚　吉久
伸吾 池田
崇 井尻
Original Assignee
東洋機械金属株式会社
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Publication date
Application filed by 東洋機械金属株式会社 filed Critical 東洋機械金属株式会社
Priority to CN201780021553.7A priority Critical patent/CN109070203A/zh
Publication of WO2017169856A1 publication Critical patent/WO2017169856A1/ja

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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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an electric die casting machine, and more particularly, to an electric injection apparatus that injects and fills molten metal into a mold cavity and applies increased pressure to the molten metal injected and filled into the mold cavity. Concerning configuration.
  • the electric die casting machine with this configuration is equipped with a one-way clutch between the screw shaft and the pressure-increasing electric servo motor, so it is possible to quickly switch from the high-speed injection process to the pressure-increasing process. It is possible to cast high-quality castings that do not.
  • the electric die casting machine described in Patent Document 1 includes a one-way clutch
  • the high-speed injection process can be rapidly switched to the pressure-increasing process, but the high-speed injection process is switched to the pressure-increasing process.
  • a large impact force acts on the one-way clutch, so that the one-way clutch is likely to fail.
  • a first pulley for transmitting the rotational force of the electric servomotor for injection to the screw shaft is disposed outside the set position of the one-way clutch in the length direction of the screw shaft. Therefore, if the one-way clutch breaks down, it is necessary to remove the electric servomotor for injection, the timing belt, and the first pulley, and much labor is required to repair and replace the one-way clutch.
  • the one-way clutch and the first pulley are arranged in such a positional relationship, the distance from the lubricating device provided at the end of the screw shaft to the one-way clutch The one-way clutch tends to be insufficiently lubricated.
  • an electric servo motor for injection and a booster are used.
  • the electric servo motor for pressure may be replaced.
  • the first pulley that transmits the rotational force of the electric servomotor for injection to the screw shaft is disposed outside the set position of the one-way clutch in the length direction of the screw shaft. Therefore, there is also a problem that much labor is required for the replacement work of each motor.
  • the present invention has been made to solve such problems of the prior art, and its object is to suppress the failure of the one-way clutch and to repair and replace the one-way clutch in the event of failure, and to the electric servo motor.
  • An object of the present invention is to provide an electric die casting machine that can be easily replaced.
  • the present invention provides a screw shaft that is rotatably held, a nut body that is screwed to the screw shaft, and that is driven forward and backward according to the rotational drive of the screw shaft, and the nut body
  • An injection plunger that is driven forward and backward in conjunction with the forward and backward movement of the motor, an injection electric servomotor that rotates the screw shaft and an electric servomotor for pressure increase, and an electric servomotor for injection that is attached to the screw shaft.
  • the electric die casting machine comprising two pulleys and a one-way clutch disposed on a power transmission path from the second pulley to the screw shaft, the screw The one-way clutch is attached to one end of the screw shaft, the second pulley and the first pulley are attached in this order inside the one-way clutch attachment position of the screw shaft, and the outer ring of the one-way clutch and the second pulley A rotary damper is installed between them.
  • the one-way clutch is attached to one end of the screw shaft, and the second pulley and the first pulley are attached in this order inside the one-way clutch attachment position of the screw shaft.
  • the electric servo motor There is no need to remove the electric servo motor, the timing belt and the first pulley from the screw shaft, and the one-way clutch can be easily repaired and replaced.
  • the one-way clutch, the second pulley, and the pressure-increasing electric servomotor can be removed without removing the electric servomotor for injection, the timing belt, and the first pulley, the electric servo for injection from the electric servomotor for pressure-increasing. Easy replacement to the motor.
  • the impact force acting on the one-way clutch can be alleviated and the failure of the one-way clutch can be reduced. Further, since the impact force acting on the one-way clutch can be alleviated, the one-way clutch can be prevented from coming into contact with each other, and the failure of the one-way clutch can be reduced from this point. Furthermore, since it is not necessary to increase the size of the one-way clutch to prevent failure, the inertia acting on the electric servomotor for pressure increase does not increase, and the transition from the high pressure injection process to the pressure increase process can be performed smoothly. it can.
  • the rotary damper in the electric die casting machine having the above-described configuration, includes a spring-type rotary damper that absorbs an impact force and a vibration acting between the screw shaft and the second pulley by elasticity of a spring. It is characterized by that.
  • a rubber plate type rotary damper that absorbs impact force and vibration acting between the screw shaft and the second pulley by the elasticity of a rubber plate is provided. It is characterized by having.
  • the rubber plate type rotary damper can be manufactured simply by molding a rubber plate having a required elastic force into a required shape, the electric die casting machine according to the present invention can be implemented at low cost.
  • the present invention is characterized in that the electric die-casting machine having the above-described configuration is provided with a lubrication device for the one-way clutch facing the one-way clutch.
  • a one-way clutch lubrication device can be provided to face the one-way clutch.
  • the one-way clutch lubrication device is provided so as to face the one-way clutch, the lubrication efficiency of the one-way clutch can be increased, so that the life of the one-way clutch can be extended.
  • the electric die casting machine of the present invention has a one-way clutch attached to one end of a screw shaft, a second pulley and a first pulley attached in this order to the inner side of the one-way clutch mounting position of the screw shaft, and an outer ring and a first pulley of the one-way clutch. Since the rotary damper is installed between the two pulleys, failure of the one-way clutch can be suppressed, and repair and replacement when the one-way clutch fails and replacement of the electric servo motor can be facilitated.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an impact shock absorber according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is the front view seen from the 1st member side of the shock absorbing device concerning Example 1.
  • 1 is an overall perspective view of a one-way clutch according to a first embodiment. It is principal part sectional drawing of the one-way clutch which concerns on Example 1.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a spring-type rotary damper according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 It is a principal part side view which shows the structure of the electric injection apparatus which concerns on Example 2.
  • FIG. It is a principal part side view which shows the structure of the electric injection apparatus which concerns on Example 3.
  • FIG. It is a principal part side view which shows the structure of the electric injection apparatus which concerns on Example 4.
  • FIG. 1 It is a principal part side view which shows the structure of the electric injection apparatus which concerns on Example 2.
  • the electric die casting machine 100A includes two electric servo motors 2a and 2b for injection and one electric servo motor 3 for pressure increase. I have.
  • the electric injection device 1 of the present example includes a screw shaft 6 rotatably held on a holding plate 4 via a bearing 5, and is screwed to the screw shaft 6, and moves forward and backward as the screw shaft 6 rotates.
  • the driven nut body 7 is arranged concentrically with the screw shaft 6, and is connected between the nut body 7 and the connecting body 8, the connecting body 8 having the injection plunger 8 a attached to the tip portion.
  • an impact shock absorber 9 for absorbing the acting surge pressure.
  • the connection body 8 is provided with a position detector 10 for detecting the position of the injection plunger 8a.
  • the tip of the injection plunger 8a is disposed in an injection sleeve formed on a fixed die plate (not shown).
  • the driving force of the one-way clutch 11 and the rotary damper 12 and the electric servomotor 3 for pressure increase is screwed to one end of the screw shaft 6 (the end opposite to the mounting side of the connecting body 8) in order from the outside.
  • a first pulley 16 around which timing belts 15a and 15b that transmit the driving force of the electric servomotors 2a and 2b for injection to the screw shaft 6 are wound; Are attached in this order.
  • the drive of the injection electric servomotors 2a and 2b and the pressure increase electric servomotor 3 are controlled by a control signal output from the control device 20.
  • the control apparatus 20 the machine controller which controls the whole drive of an electric die-casting machine can also be used.
  • the injection electric servomotors 2 a and 2 b are arranged above the holding plate 4, and the pressure-increasing electric servomotor 3 is located on the side of the holding plate 4. Is arranged.
  • An intermediate pulley 17 is disposed on the mounting side of the pressure increasing electric servo motor 3.
  • the electric injection device 1 according to the first embodiment does not include a load cell that is generally provided in the electric injection device of the electric die casting machine. Therefore, the electric injection device 1 according to the first embodiment can be reduced in length as compared with a conventional electric injection device including a load cell.
  • the shock absorbing device 9 includes a first member 33 that is fixed to the nut body 7, a second member 35 that is fixed to the coupling body 8, and a first member 33.
  • An elastic member 36 such as a coil spring is provided between the second member 35 and the second member 35.
  • the first member 33 and the second member 35 are formed to have a substantially hexagonal front shape, and a nut body through-hole 38 for penetrating the nut body 7 is opened at the center thereof. Has been. Further, a connecting bolt through hole 39 for penetrating the connecting bolt 37 is opened at a predetermined position around the nut body through hole 38. Further, a plurality of (10 in the example of FIG. 4) elastic member accommodation holes 40 are formed approximately equally in a portion that does not interfere with the connecting bolt through hole 39 around the nut body through hole 38.
  • the shock absorbing device 9 of the present example has a guide bar through-hole 41 for penetrating the guide bar 43 at the end of the first member 33 and the second member 35 in the long diameter direction.
  • a slide bearing (metal) 42 that holds the guide bar 43 slidably is provided in the guide bar through hole 41.
  • the guide bar 43 suppresses the vibration of the shock absorbing device 9 and expands and contracts the shock absorbing device 9 along the length direction of the screw shaft 6, and is attached to the holding plate 4 so as to be parallel to the screw shaft 6. .
  • the shock absorbing device 9 can be stably held between the nut body 7 and the connecting body 8, the guide bar through hole 41, the slide bearing 42, and the guide bar 43 can be omitted.
  • the elastic member 36 is accommodated in an elastic member accommodation hole 40 formed in the first member 33 and an elastic member accommodation hole 40 formed in the second member 35, respectively.
  • the first member 33 and the second member 35 are nuts that pass through the connecting bolt 37 in the connecting bolt through hole 39 and are screwed into the connecting bolt 37 in a state where the elastic member 36 is received in the elastic member receiving hole 40. By assembling, they are assembled together.
  • the tightening force of the connecting bolt 37 at the time of assembling the shock absorber 9 is equal to or slightly more than the pressure of the molten metal at the time of switching from the injection process to the pressure increasing process (eg, 1.05 times to 1). .1)) Adjustment is made so that a large compressive force is applied to the elastic member 36. Thereby, the elastic member 36 does not shrink during the injection process, and a required injection pressure can be applied to the molten metal.
  • the first member 33 and the second member 35 are combined at a predetermined interval that does not come into close contact when subjected to surge pressure.
  • the one-way clutch 11 holds an inner ring 51, an outer ring 52, a plurality of cams 53 that are swingably disposed between the inner ring 51 and the outer ring 52, and the cam 53.
  • the main component is a retainer 54 and a spring member 55 that urges the cam 53 in one direction.
  • the cam 53 is disengaged from the inner ring 51 and the outer ring 52 when the inner ring 51 and the outer ring 52 rotate in a specific direction and the rotation speed of the inner ring 51 is higher than the rotation speed of the outer ring 52.
  • the inner ring 51 idles with respect to the outer ring 52.
  • the cam 53 is engaged with the inner ring 51 and the outer ring 52 when the rotation speed of the inner ring 51 becomes lower than the rotation speed of the outer ring 52, and the inner ring 51 and the outer ring 52 are integrated in the specific one direction.
  • Rotate to The inner ring 51 is fixed to the outer periphery of the screw shaft 6, and the outer ring 52 is fixed to the inner periphery of the second pulley 14.
  • a lubrication device (lubricating oil supply nozzle) 44 for lubricating the one-way clutch 11 is provided at the end of the screw shaft 6 facing the one-way clutch 11.
  • the lubricating device 44 includes a lubricating oil supply nozzle, a lubricating oil tank, an oil supply hose and an oil discharge hose that connect the lubricating oil supply nozzle and the lubricating oil tank, and an oil supply that pumps the lubricating oil in the lubricating oil tank to the lubricating oil supply nozzle.
  • the lubricating oil supply nozzle is attached to the outer ring 52 of the one-way clutch 11 via the lubricating device attachment plate 45.
  • the lubrication device 44 is disposed so as to face the one-way clutch 11, so that the lubrication efficiency of the one-way clutch 11 can be increased and the life of the one-way clutch 11 can be extended.
  • the rotary damper 12 is for reducing the impact force acting on the one-way clutch 11, and is installed between the outer ring 52 of the one-way clutch 11 and the second pulley 14.
  • the rotary damper 12 includes a spring-type rotary damper that absorbs impact force and vibration acting on the one-way clutch 11 by the elasticity of the spring, and a rubber plate type that absorbs impact force and vibration acting on the one-way clutch 11 by the elasticity of the rubber plate. There is a rotary damper.
  • the spring-type rotary damper 12 includes an inner ring 62 having outer teeth 61, an outer ring 64 having inner teeth 63, and a spring 65 disposed between the outer teeth 61 and the inner teeth 63. It is configured.
  • the inner ring 62 is fixed to the outer ring 52 of the one-way clutch 11, and the outer ring 64 is fixed to the second pulley 14. Therefore, when the inner ring 62 and the outer ring 64 are relatively rotated in the circumferential direction, the spring 65 is elastically deformed to absorb the impact force and vibration in the rotational direction acting on the one-way clutch 11. Since various types of spring-type rotary dampers 12 are commercially available, the electric die casting machine 100A according to the first embodiment can be easily implemented.
  • the rubber plate type rotary damper 12 is formed by forming a raw rubber having a required elastic force into a shape that can be installed between the outer ring 52 of the one-way clutch 11 and the second pulley 14, for example, a donut shape.
  • the inner peripheral portion of the rubber plate type rotary damper 12 is fixed to the outer ring 52 of the one-way clutch 11, and the outer peripheral portion of the rubber plate type rotary damper 12 is fixed to the second pulley 14. Therefore, when the outer ring 52 of the one-way clutch 11 and the second pulley 14 rotate relatively in the circumferential direction, the rubber plate type rotary damper 12 is elastically deformed, and the impact force and vibration in the rotational direction acting on the one-way clutch 11. Absorbs. Since the rubber plate type rotary damper 12 can be manufactured at a relatively low cost, the electric die casting machine 100A according to the first embodiment can be implemented at a low cost.
  • the electric injection device 1 uses a screw shaft that is driven to rotate by the injection electric servomotors 2a and 2b as a clutch mechanism rather than the rotational speed of the screw shaft 6 that is driven to rotate by the pressure-increasing electric servomotor 3. Since the one-way clutch 11 that automatically switches to the connected state when the rotational speed of 6 is lower is used, the switching control of the clutch device by the control device 20 becomes unnecessary, and the burden on the control device 20 is reduced. it can.
  • the electric injection device 1 according to the first embodiment is provided with the rotary damper 12 between the outer ring 52 and the second pulley 14 of the one-way clutch 11, the impact force acting on the one-way clutch 11 can be reduced, and the one-way clutch Eleven failures can be reduced.
  • the electric injection device 1 according to the first embodiment can mitigate the impact force acting on the one-way clutch 11, it is possible to prevent the one-way clutch 11 from coming into contact with each other, and from this point, the failure of the one-way clutch 11 can be reduced.
  • the electric injection device 1 according to the first embodiment does not need to increase the size of the one-way clutch 11 in order to prevent a failure, the inertia acting on the electric servomotor 3 for pressure increase does not increase, and the high pressure injection process is started. The transition to the pressure increasing process can be performed smoothly.
  • the second pulley 14 is attached to the screw shaft 6 via the bearing 71.
  • the first pulley 16 is fixed to the screw shaft 6.
  • the intermediate pulley 17 increases the reduction ratio of the rotational output of the pressure increasing electric servo motor 3, and the large pulley 17a and the small pulley 17b are formed concentrically.
  • An intermediate timing belt 72 for transmitting the driving force of the pressure increasing electric servo motor 3 to the intermediate pulley 17 is wound around the driving pulley 3a and the large pulley 17a provided on the output shaft of the pressure increasing electric servo motor 3.
  • a timing belt 13 for pressure increase that transmits the driving force of the intermediate pulley 17 to the screw shaft 6 is wound around the 17 b and the second pulley 14. Therefore, in the electric injection device 1 according to the first embodiment, the driving force of the pressure increasing electric servo motor 3 is decelerated in two stages and applied to the screw shaft 6. Therefore, the electric injection device 1 according to the first embodiment can apply a sufficiently large pressure increase to the molten metal injected and filled in the cavity of the mold.
  • the driving pulleys 18a and 18b and the first pulley 16 provided on the output shafts of the injection electric servomotors 2a and 2b are injected to transmit the driving force of the injection electric servomotors 2a and 2b to the screw shaft 6, respectively.
  • Timing belts 15a and 15b are wound around.
  • the one-way clutch 11 and the rotary damper 12 are attached to one end of the screw shaft 6, and the second pulley 14 and the first pulley 16 are attached in this order to the inner side.
  • the one-way clutch 11 is repaired or replaced, it is not necessary to remove the injection electric servomotors 2a, 2b, the timing belts 15a, 15b and the first pulley 16 from the screw shaft 6, and the one-way clutch 11 can be easily repaired and replaced. Can be.
  • the electric injection device 1 includes the one-way clutch 11, the second pulley 14, the electric servomotors 2 a and 2 b for injection, the timing belts 15 a and 15 b, and the first pulley 16 without being removed from the screw shaft 6. Since the pressure increasing electric servo motor 3 and the intermediate pulley 17 can be removed, after the one-way clutch 11, the second pulley 14, the pressure increasing electric servo motor 3 and the intermediate pulley 17 are removed, a new space is utilized by using the empty space.
  • the injection electric servomotors 2a and 2b can be added only by adding the injection electric servomotors 2a and 2b, the timing belts 15a and 15b, and the first pulley 16. Therefore, it is possible to easily replace the pressure-increasing electric servomotor 3 with the injection electric servomotors 2a and 2b.
  • the control device 20 controls driving of the injection electric servo motors 2a and 2b and the pressure increasing electric servo motor 3.
  • the machine controller which manages drive control of the whole die-casting machine can also be used.
  • the control device 20 controls the injection electric servomotors 2a, 2b, such as the start timing, stop timing, acceleration condition, deceleration condition, rotation speed, and rotation torque of the injection electric servomotors 2a, 2b and the pressure increase electric servomotor 3. It controls overall drive control of the electric servo motor 3 for pressure increase.
  • the control apparatus 20 which concerns on Example 1 is a low speed injection process, a high speed injection process, a pressure increase process, a casting product protrusion process, and the injection plunger 8a retraction process based on the casting conditions set in advance. Are repeated in this order to continuously cast a required casting.
  • the control device 20 uses the output signal of the rotary encoder (not shown) provided in the electric servomotor 3 for pressure increase and the output signal of the position detector 10 in the pressure increasing process.
  • the compression amount compression amount of the elastic member 36 provided in the shock absorbing device 9
  • the pressure increase control in the pressure increasing step is controlled based on the obtained compression amount of the shock absorbing device 9.
  • the compression amount of the shock absorbing device 9 can be converted into an increased pressure applied to the molten metal injected and filled in the cavity of the mold, so that it is based on the compression amount of the shock absorbing device 9 without using a load cell.
  • the pressure increase applied to the molten metal in the cavity can be controlled.
  • the electric injection device 1 according to the first embodiment has been invented based on such knowledge, and the setting of the pressure increase is performed by setting the compression amount of the shock absorbing device 9.
  • the compression amount of the shock absorbing device 9 is obtained as a difference between the position of the injection plunger 8a and the forward movement position of the nut body 7. Therefore, the control device 20 according to the first embodiment obtains the position of the injection plunger 8a from the output signal of the position detector 10, and advances the nut body 7 from the output signal of the rotary encoder provided in the pressure-increasing electric servo motor 3. The position is obtained, and the pressure increasing electric servo motor 3 is driven and controlled by position feedback control so that the difference between the two positions becomes the set compression amount of the shock absorbing device 9.
  • the injection plunger 8a advances at a slow speed as the molten metal solidifies and contracts, so that the controller 20 increases the pressure increasing electric servomotor in accordance with the slow speed advance of the injection plunger 8a.
  • the driving control by the position feedback control 3 is repeated in multiple stages. Thereby, the control of the pressure increase can be precisely and accurately controlled.
  • the electric injection device 1 uses the shock absorbing device 9 as a pressure sensor for detecting a pressure increase acting on the injection plunger 8a, the installation of the load cell can be omitted, and the cost of the electric injection device 1 can be reduced.
  • the pressure increasing force acting on the molten metal can be precisely and accurately controlled, and a cast product having no appearance defect and insufficient weight can be stably manufactured.
  • the pressure increasing electric servo motor 3 is driven and controlled by position feedback control, the motor control during the pressure increasing process can be simplified as compared with the case where the pressure increasing electric servo motor 3 is driven and controlled by pressure feedback control.
  • the injection electric servo motors 2a and 2b are started in a predetermined rotation direction, The rotation speed is controlled to a predetermined low-speed injection rotation speed.
  • the injection electric servomotors 2a and 2b are increased in speed, and the rotation speed is controlled to a predetermined high-speed injection rotation speed.
  • the rotation of the electric servomotors 2a and 2b for injection is caused by screw shafts 6 through driving pulleys 18a and 18b, timing belts 15a and 15b and first pulleys 16 provided on the output shafts of the electric servomotors 2a and 2b for injection.
  • the screw shaft 6 is rotationally driven at a rotation speed at the time of low-speed injection and at a rotation speed at the time of high-speed injection.
  • the screw shaft 6 is rotationally driven, the nut body 7 screwed to the screw shaft 6 is driven forward, and the nut body 7 is connected to the nut body 7 via the shock absorbing device 9 and the connecting body 8 as shown in FIG.
  • the injection plunger 8a connected in this manner is driven forward at a predetermined forward speed during low-speed injection and forward speed during high-speed injection.
  • a certain amount of molten metal supplied into the injection sleeve is injected at a low speed into a cavity of a mold (not shown) at a predetermined injection speed, and then is injected at a high speed at a predetermined injection speed.
  • the electric injection device 1 absorbs surge pressure by the elastic member 36 provided in the shock absorbing device 9. That is, since the surge pressure generated in the high-speed injection process is transmitted to the second member 35 of the shock absorbing device 9 through the injection plunger 8a and the connecting body 8, as shown in part A of FIG. The elastic member 36 is compressed between the first member 33 and the second member 35, and the surge pressure is absorbed by the elastic deformation. Therefore, an excessive surge pressure does not act on the molten metal in the cavity, and a good product can be manufactured.
  • the control device 20 When reaching the end of the high-speed injection process, the control device 20 performs deceleration control of the injection electric servomotors 2a and 2b as shown in FIG. 8 (b), and finally the control of the injection electric servomotors 2a and 2b. Stop rotation. Further, before starting the deceleration control of the injection electric servo motors 2a and 2b, the control device 20 starts the pressure-increasing electric servo motor 3 and keeps its rotation speed at a predetermined rotation speed. To do.
  • the screw shaft 6 that is rotationally driven by the injection electric servomotors 2a and 2b has a rotational speed that is driven by the pressure-increasing electric servomotor 3.
  • the rotational speed is higher than the rotational speed of the shaft 6, the one-way clutch 11 rotates idly, and the rotational force of the pressure-increasing electric servomotor 3 is not transmitted to the screw shaft 6. Therefore, by driving and controlling the injection electric servo motors 2a and 2b, the low-speed injection process and the high-speed injection process in the injection process are executed.
  • the one-way clutch 11 automatically switches to the connected state at that stage, and the rotational force of the electric servo motor 3 for pressure increase becomes Screwed via a driving pulley 3a, an intermediate timing belt 72, a large pulley 17a of the intermediate pulley 17, a small pulley 17b of the intermediate pulley 17, the timing belt 13 and the second pulley 14 provided on the output shaft of the electric servo motor 3 for pressure increase It is transmitted to the shaft 6.
  • This rotational force is converted into a straight force by the nut body 7 and transmitted to the injection plunger 8a through the impact buffering device 9 and the connecting body 8.
  • the replenishment of power by the pressure-increasing electric servo motor 3 applies a required pressure-increasing pressure to the molten metal in the mold cavity, and a pressure-increasing step subsequent to the injection step is executed. .
  • molding defects such as a casting nest, can be prevented.
  • the electric servo motor 3 for pressure-intensifying is set in advance so that the compression amount of the shock absorbing device 9 obtained as a difference between the position of the injection plunger 8a and the forward position of the nut body 7 sets the pressure-increasing pressure.
  • Drive control is performed by position feedback control so that the compression amount of the impact buffer 9 is made.
  • Part B of FIG. 8A shows the behavior of the elastic member 36 at this time.
  • the boosting electric servomotor 3 was started before the deceleration control of the injection electric servomotors 2a and 2b was started.
  • the present invention is not limited, and the start-up of the pressure-increasing electric servomotor 3 can be started at the same time as or after the deceleration control of the injection electric servomotors 2a and 2b is started.
  • the mold After completion of the pressure increasing process, when the cooling process is completed and a mold opening / closing electric servo motor (not shown) is driven and the mold opening process is executed, the mold is moved by the restoring force of the elastic member 36 compressed during the pressure increasing process.
  • the pressure in the extrusion direction is applied to the biscuit by the injection plunger 8a from the start of the opening process, and the biscuit extrusion operation can follow the mold opening operation.
  • the injection electric servomotors 2a and 2b are driven in reverse to return the nut body 7 to the original position. Along with this, the connecting body 8 and the injection plunger 8a also return to their original positions.
  • the electric die casting machine 100B according to the second embodiment removes the pressure-increasing electric servo motor 3, and the electric injection device 1 includes four injection electric servo motors 2a, 2b, 2c, and 2d. It is characterized by that.
  • two electric injection servomotors 2a and 2b are arranged above the holding plate 4, and the other two electric injection servomotors 2c and 2d are arranged on the side of the holding plate 4. Yes. Since others are the same as those of the electric injection device 1 according to the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the electric injection apparatus 1 includes the one-way clutch 11, the second electric servomotor 2 a, 2 b, the timing belts 15 a, 15 b, and the first pulley 16 without removing them from the screw shaft 6.
  • the pulley 14, the pressure increasing electric servo motor 3, and the intermediate pulley 17 can be removed. Therefore, after removing each of these members, a new first pulley 16 is attached to the attachment space of the one-way clutch 11 and the second pulley 14, and a new injection is added to the attachment space of the electric servo motor 3 for pressure increase and the intermediate pulley 17.
  • the electric servo motors 2c and 2d for injection can be added to obtain the electric die casting machine 100B according to the second embodiment. Therefore, 2c and 2d can be easily replaced from the pressure-increasing electric servo motor 3 to the injection electric servo motor.
  • the injection electric servomotors 2a, 2b, 2c, and 2d are driven and controlled by position feedback control in the pressure-increasing process, and the injection injected into the cavity and filled. A predetermined pressure increase is applied to the resin.
  • Example 4 In the electric die casting machine 100D according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 11, two electric servomotors 2a and 2b for injection are arranged above the holding plate 4, and one electric servomotor 3 for pressure increase is held.
  • the timing belt 13 is wound around a driving pulley 3a and a second pulley 14 which are arranged below the plate 4 and are attached to the output shaft of the pressure increasing electric servo motor 3. Since others are the same as those of the electric injection device 1 according to the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • two injection electric servomotors 2 a and 2 b can be arranged on the left side and the right side of the holding plate 4.
  • the number of electric servo motors for injection and the electric servo motors for pressure increase provided in the electric injection device, and the arrangement of the electric servo motors with respect to the holding plate 4 can be variously changed as necessary.
  • the present invention can be used for an electric injection device provided in an electric die casting machine.
  • SYMBOLS 1 ... Electric injection apparatus, 2a, 2b ... Electric servo motor for injection, 3 ... Electric servo motor for pressure increase, 3a ... Driving pulley, 4 ... Holding plate, 5 ... Bearing, 6 ... Screw shaft, 7 ... Nut body, 8 ... Connected body, 8a ... injection plunger, 9 ... shock absorber, 10 ... position detector, 11 ... one-way clutch, 12 ... rotary damper, 13 ... timing belt (for pressure increase), 14 ... second pulley, 15a, 15b ... timing Belt (for injection), 16 ... first pulley, 17 ... intermediate pulley, 18a, 18b ... primary pulley, 20 ... control device, 33 ...

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Abstract

ねじ軸６と、ねじ軸６により前後進駆動されるナット体７と、ナット体７の前後進に連動する射出プランジャ８ａと、ねじ軸６を回転駆動する射出用・増圧用電動サーボモータ２ａ、２ｂ、３と、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂの駆動力をねじ軸６に伝達する第１プーリ１６と、増圧用電動サーボモータ３の駆動力をねじ軸６に伝達する第２プーリ１４と、第２プーリ１４とねじ軸６との間に配置されたワンウェイクラッチ１１とを備える。ねじ軸６の一端部にワンウェイクラッチ１１を取り付け、その内側に第２プーリ１４と第１プーリ１６とをこの順に取り付ける。また、ワンウェイクラッチ１１と第２プーリ１４との間にロータリダンパ１２を設置する。

Description

電動ダイカストマシン
　本発明は、電動ダイカストマシンに係り、特に、金型のキャビティ内に金属溶湯を射出・充填すると共に、金型のキャビティ内に射出・充填された金属溶湯に増圧力を付与する電動射出装置の構成に関する。
　本願の出願人は、先に、電動ダイカストマシンとして、回転可能に保持されたねじ軸と、ねじ軸に螺合され、ねじ軸の回転駆動に応じて前後進駆動されるナット体と、ナット体の前後進に連動して前後進駆動される射出プランジャと、ナット体及び射出プランジャを前後進方向に案内するガイドバーと、ねじ軸を回転駆動する射出用電動サーボモータ及び増圧用電動サーボモータと、ねじ軸と増圧用電動サーボモータとの間に配置されたワンウェイクラッチとを含んで構成される電動射出装置を備えたものを提案した（例えば特許文献１の要約書参照。）。
　本構成の電動ダイカストマシンは、ねじ軸と増圧用電動サーボモータとの間にワンウェイクラッチを備えたので、高速射出工程から増圧工程への切換を急速に行うことができて、バリや鋳物巣などのない高品質な鋳造品を鋳造することができる。
特開２０１４－０７９７６３号公報
　ところで、特許文献１に記載の電動ダイカストマシンは、ワンウェイクラッチを備えているので、高速射出工程から増圧工程への切換を急速に行うことができるが、高速射出工程から増圧工程への切換時にワンウェイクラッチに大きな衝撃力が作用するため、ワンウェイクラッチに故障が生じやすい。
　また、特許文献１に記載の電動ダイカストマシンは、ねじ軸の長さ方向におけるワンウェイクラッチの設定位置よりも外側に、射出用電動サーボモータの回転力をねじ軸に伝達する第１プーリが配置されているので、仮にワンウェイクラッチが故障した場合には、射出用電動サーボモータ、タイミングベルト及び第１プーリの取り外しが必要となり、ワンウェイクラッチの修理及び交換に多大の労力を要する。加えて、特許文献１に記載の電動ダイカストマシンは、ワンウェイクラッチと第１プーリとがこのような位置関係で配置されているので、ねじ軸の端部に備えられる潤滑装置からワンウェイクラッチまでの距離が大きくなり、ワンウェイクラッチが潤滑不足になりやすい。
　更に、電動ダイカストマシンにおいては、ダイカスト鋳造品の種類に応じて、高い高速射出速度を得ることを優先するため、或いは、高い増圧圧力を得ることを優先するため、射出用電動サーボモータ及び増圧用電動サーボモータの付け替えが行われる場合がある。しかるに、特許文献１に記載の電動ダイカストマシンは、ねじ軸の長さ方向におけるワンウェイクラッチの設定位置よりも外側に、射出用電動サーボモータの回転力をねじ軸に伝達する第１プーリが配置されているので、各モータの付け替え作業に多大の労力を要するという問題もある。
　本発明は、このような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、ワンウェイクラッチの故障を抑制でき、かつワンウェイクラッチが故障した場合の修理及び交換と、電動サーボモータの付け替えが容易な電動ダイカストマシン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、回転可能に保持されたねじ軸と、前記ねじ軸に螺合され、前記ねじ軸の回転駆動に応じて前後進駆動されるナット体と、前記ナット体の前後進に連動して前後進駆動される射出プランジャと、前記ねじ軸を回転駆動する射出用電動サーボモータ及び増圧用電動サーボモータと、前記ねじ軸に取り付けられ、前記射出用電動サーボモータの駆動力を前記ねじ軸に伝達するタイミングベルトが巻き掛けられる第１プーリと、前記ねじ軸に取り付けられ、前記増圧用電動サーボモータの駆動力を前記ねじ軸に伝達するタイミングベルトが巻き掛けられる第２プーリと、前記第２プーリから前記ねじ軸に至る動力の伝達経路上に配置されたワンウェイクラッチを備えた電動ダイカストマシンにおいて、前記ねじ軸の一端部に前記ワンウェイクラッチを取り付け、前記ねじ軸のワンウェイクラッチ取付位置よりも内側に前記第２プーリと前記第１プーリとをこの順に取り付けると共に、前記ワンウェイクラッチの外輪と前記第２プーリとの間にロータリダンパを設置したことを特徴とする。
　本構成によると、ねじ軸の一端部にワンウェイクラッチを取り付け、ねじ軸のワンウェイクラッチ取付位置よりも内側に第２プーリと第１プーリとをこの順に取り付けるので、ワンウェイクラッチの修理及び交換時に、射出用電動サーボモータ、タイミングベルト及び第１プーリをねじ軸から取り外す必要がなく、ワンウェイクラッチの修理及び交換を容易なものにできる。また、射出用電動サーボモータ、タイミングベルト及び第１プーリを取り外すことなく、ワンウェイクラッチ、第２プーリ及び増圧用電動サーボモータの取り外しを行うことができるので、増圧用電動サーボモータから射出用電動サーボモータへの付け替えを容易なものにできる。
　また本発明によると、ワンウェイクラッチの外輪と前記第２プーリとの間にロータリダンパを設置するので、ワンウェイクラッチに作用する衝撃力を緩和でき、ワンウェイクラッチの故障を減少できる。また、ワンウェイクラッチに作用する衝撃力を緩和できることから、ワンウェイクラッチの片当たりを防止でき、この点からもワンウェイクラッチの故障を減少できる。更には、故障を防止するためにワンウェイクラッチを大型化する必要がないので、増圧用電動サーボモータに作用するイナーシャが増加せず、高圧射出工程から増圧工程への移行を円滑に行うことができる。
　また本発明は、前記構成の電動ダイカストマシンにおいて、前記ロータリダンパとして、ばねの弾性で前記ねじ軸と前記第２プーリとの間に作用する衝撃力及び振動を吸収するばね式のロータリダンパを備えたことを特徴とする。
　ばね式のロータリダンパは、各種のものが市販されているので、これを用いることによって本発明に係る電動ダイカストマシンを容易に実施できる。
　また本発明は、前記構成の電動ダイカストマシンにおいて、前記ロータリダンパとして、ゴム板の弾性で前記ねじ軸と前記第２プーリとの間に作用する衝撃力及び振動を吸収するゴム板式のロータリダンパを備えたことを特徴とする。
　ゴム板式のロータリダンパは、所要の弾性力を有するゴム板を所要の形状に成形するだけで製造できるので、これを用いることによって本発明に係る電動ダイカストマシンを安価に実施できる。
　また本発明は、前記構成の電動ダイカストマシンにおいて、前記ワンウェイクラッチに対向させて、前記ワンウェイクラッチの潤滑装置を備えたことを特徴とする。
　ワンウェイクラッチをねじ軸の一端部に取り付けると、当該ワンウェイクラッチに対向させてワンウェイクラッチの潤滑装置を備えることが可能になる。そして、ワンウェイクラッチに対向させてワンウェイクラッチの潤滑装置を備えると、ワンウェイクラッチの潤滑効率を高めることができるので、ワンウェイクラッチの寿命を延長できる。
　本発明の電動ダイカストマシンは、ねじ軸の一端部にワンウェイクラッチを取り付け、ねじ軸のワンウェイクラッチ取付位置よりも内側に第２プーリと第１プーリとをこの順に取り付けると共に、ワンウェイクラッチの外輪と第２プーリとの間にロータリダンパを設置したので、ワンウェイクラッチの故障を抑制でき、かつワンウェイクラッチが故障した場合の修理及び交換と、電動サーボモータの付け替えを容易なものにできる。
実施例１に係る電動射出装置の正面側から見た要部断面図である。 実施例１に係る電動射出装置の要部側面図である。 実施例１に係る衝撃緩衝装置の断面図である。 実施例１に係る衝撃緩衝装置の第１部材側から見た正面図である。 実施例１に係るワンウェイクラッチの全体斜視図である。 実施例１に係るワンウェイクラッチの要部断面図である。 実施例１に係るばね式のロータリダンパの構成図である。 実施例１に係る電動射出装置の動作説明図である。 実施例２に係る電動射出装置の構成を示す要部側面図である。 実施例３に係る電動射出装置の構成を示す要部側面図である。 実施例４に係る電動射出装置の構成を示す要部側面図である。
　以下、本発明に係る電動ダイカストマシンの実施形態を、実施例毎に図を用いて説明する。なお、本発明の要旨は、以下に記載する実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に反しない範囲で、他の構成の電動ダイカストマシンに対しても適用することができる。
〈実施例１〉
　実施例１に係る電動ダイカストマシン１００Ａは、図１及び図２に示すように、電動射出装置１に、２台の射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂと、１台の増圧用電動サーボモータ３を備えている。
　また、本例の電動射出装置１は、保持プレート４に軸受５を介して回転可能に保持されたねじ軸６と、ねじ軸６に螺合され、ねじ軸６の回転駆動に伴って前後進駆動されるナット体７と、ねじ軸６と同心に配置され、先端部に射出プランジャ８ａが取り付けられた連結体８と、ナット体７と連結体８との間に配置され、連結体８に作用するサージ圧を吸収する衝撃緩衝装置９とを備えている。さらに、連結体８には、射出プランジャ８ａの位置を検出する位置検出器１０が備えられている。なお、射出プランジャ８ａの先端部は、図示しない固定ダイプレートに形成された射出スリーブ内に配置されている。
　更に、ねじ軸６の一端部（連結体８の取付側とは反対側の端部）には、外側から順に、ワンウェイクラッチ１１及びロータリダンパ１２と、増圧用電動サーボモータ３の駆動力をねじ軸６に伝達するタイミングベルト１３が巻き掛けられる第２プーリ１４と、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂの駆動力をねじ軸６に伝達するタイミングベルト１５ａ、１５ｂが巻き掛けられる第１プーリ１６とが、この順に取り付けられている。
　射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂ及び増圧用電動サーボモータ３は、制御装置２０から出力される制御信号により駆動が制御される。なお、制御装置２０としては、電動ダイカストマシンの駆動全体を制御するマシンコントローラを用いることもできる。
　図２に示すように、実施例１に係る電動射出装置１は、保持プレート４の上方に射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂが配置され、保持プレート４の側方に増圧用電動サーボモータ３が配置されている。また、増圧用電動サーボモータ３の取付側には、中間プーリ１７が配置されている。
　なお、図１から明らかなように、実施例１に係る電動射出装置１には、電動ダイカストマシンの電動射出装置に一般的に備えられるロードセルが備えられていない。従って、実施例１に係る電動射出装置１は、ロードセルを備えた従来の電動射出装置に比べて、その長さ寸法を小型化することができる。
　以下、各部の構成をより詳細に説明する。
　衝撃緩衝装置９は、図１、図３及び図４に示すように、ナット体７に固定される第１部材３３と、連結体８に固定される第２部材３５と、第１部材３３と第２部材３５との間に設置されたコイルばねなどの弾性部材３６とから構成される。
　図４に示すように、第１部材３３及び第２部材３５は、正面形状が略六角形に形成されており、その中央部にはナット体７を貫通するためのナット体貫通孔３８が開設されている。また、ナット体貫通孔３８の周囲の所定位置には、連結ボルト３７を貫通するための連結ボルト貫通孔３９が開設されている。さらに、ナット体貫通孔３８の周囲の連結ボルト貫通孔３９と干渉しない部分には、複数個（図４の例では、１０個）の弾性部材収容穴４０がほぼ等分に形成されている。
　加えて、本例の衝撃緩衝装置９は、図４に示すように、第１部材３３及び第２部材３５の長径方向の端部に、ガイドバー４３を貫通するためのガイドバー貫通孔４１が開設され、該ガイドバー貫通孔４１内には、ガイドバー４３を摺動自在に保持するすべり軸受（メタル）４２が備えられている。ガイドバー４３は、衝撃緩衝装置９の動揺を抑制して、衝撃緩衝装置９をねじ軸６の長さ方向に沿って伸縮させるもので、ねじ軸６と平行に向けて保持プレート４に取り付けられる。なお、ナット体７と連結体８との間に衝撃緩衝装置９を安定に保持できる場合には、ガイドバー貫通孔４１、すべり軸受４２及びガイドバー４３を省略することもできる。
　弾性部材３６は、図３に示すように、その両端部が第１部材３３に形成された弾性部材収容穴４０及び第２部材３５に形成された弾性部材収容穴４０にそれぞれ収容される。第１部材３３及び第２部材３５は、弾性部材収容穴４０内に弾性部材３６を収容した状態において、連結ボルト貫通孔３９内に連結ボルト３７を貫通し、連結ボルト３７に螺合されたナットを締め付けることにより、一体に組み立てられる。
　なお、衝撃緩衝装置９の組立時における連結ボルト３７の締付力は、射出工程から増圧工程への切換時における金属溶湯の圧力と同等かこれよりも若干（例えば、１．０５倍～１．１倍）大きい圧縮力が弾性部材３６に付与されるように調整される。これにより、射出工程中に弾性部材３６が縮むことはなく、金属溶湯に所要の射出圧力を付与することができる。また、第１部材３３と第２部材３５は、サージ圧を受けたときにも密着しない所定の間隔を隔てて組み合わされる。
　ワンウェイクラッチ１１は、図５及び図６に示すように、内輪５１と、外輪５２と、これら内輪５１及び外輪５２の間に揺動可能に配置された複数のカム５３と、カム５３を保持するリテーナ５４と、カム５３を一方向に付勢するばね部材５５とから主に構成されている。カム５３は、内輪５１及び外輪５２を特定の一方向に回転する場合において、内輪５１の回転速度が外輪５２の回転速度よりも高速であるときには、これら内輪５１及び外輪５２との係合が解除されて、外輪５２に対して内輪５１が空転する。また、このカム５３は、内輪５１の回転速度が外輪５２の回転速度よりも低速になったときには、内輪５１及び外輪５２に係合し、内輪５１と外輪５２とを前記特定の一方向に一体に回転させる。内輪５１は、ねじ軸６の外周に固定され、外輪５２は、第２プーリ１４の内周に固定される。
　ワンウェイクラッチ１１に対向するねじ軸６の端部には、図１に示すように、ワンウェイクラッチ１１を潤滑するための潤滑装置（潤滑油供給ノズル）４４が備えられる。潤滑装置４４は、潤滑油供給ノズル、潤滑油タンク、これら潤滑油供給ノズルと潤滑油タンクとを繋ぐ給油ホース及び排油ホース、並びに潤滑油タンク内の潤滑油を潤滑油供給ノズルに圧送する給油ポンプとから構成され、潤滑油供給ノズルが潤滑装置取付板４５を介してワンウェイクラッチ１１の外輪５２に取り付けられる。実施例１に係る電動射出装置１は、ワンウェイクラッチ１１に対向させて潤滑装置４４を配置したので、ワンウェイクラッチ１１の潤滑効率を高めることができて、ワンウェイクラッチ１１の寿命を延長できる。
　ロータリダンパ１２は、ワンウェイクラッチ１１に作用する衝撃力を緩和するためのものであって、ワンウェイクラッチ１１の外輪５２と第２プーリ１４との間に設置される。ロータリダンパ１２には、ばねの弾性でワンウェイクラッチ１１に作用する衝撃力及び振動を吸収するばね式のロータリダンパと、ゴム板の弾性でワンウェイクラッチ１１に作用する衝撃力及び振動を吸収するゴム板式のロータリダンパとがある。
　ばね式のロータリダンパ１２は、図７に示すように、外歯６１を有する内輪６２と、内歯６３を有する外輪６４と、外歯６１と内歯６３との間に配置されたばね６５とから構成されている。内輪６２は、ワンウェイクラッチ１１の外輪５２に固定され、外輪６４は、第２プーリ１４に固定される。よって、内輪６２と外輪６４とが相対的に周方向に回転すると、ばね６５が弾性変形して、ワンウェイクラッチ１１に作用する回転方向の衝撃力及び振動を吸収する。ばね式のロータリダンパ１２は、各種のものが市販されているので、実施例１に係る電動ダイカストマシン１００Ａを容易に実施できる。
　ゴム板式のロータリダンパ１２は、所要の弾性力を有する原料ゴムを、ワンウェイクラッチ１１の外輪５２と第２プーリ１４との間に設置可能な形状、例えばドーナツ形状に形成してなる。ゴム板式のロータリダンパ１２の内周部は、ワンウェイクラッチ１１の外輪５２に固定され、ゴム板式のロータリダンパ１２の外周部は、第２プーリ１４に固定される。よって、ワンウェイクラッチ１１の外輪５２と、第２プーリ１４とが相対的に周方向に回転すると、ゴム板式のロータリダンパ１２が弾性変形して、ワンウェイクラッチ１１に作用する回転方向の衝撃力及び振動を吸収する。ゴム板式のロータリダンパ１２は、比較的安価に製造できるので、実施例１に係る電動ダイカストマシン１００Ａを安価に実施できる。
　実施例１に係る電動射出装置１は、クラッチ機構として、増圧用電動サーボモータ３によって回転駆動されるねじ軸６の回転速度よりも、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂによって回転駆動されるねじ軸６の回転速度の方が低速になった段階で、自動的に接続状態に切り替わるワンウェイクラッチ１１を用いたので、制御装置２０によるクラッチ装置の切換制御が不要になり、制御装置２０の負担を軽減できる。
　また、実施例１に係る電動射出装置１は、ワンウェイクラッチ１１の外輪５２と第２プーリ１４との間にロータリダンパ１２を設置するので、ワンウェイクラッチ１１に作用する衝撃力を緩和でき、ワンウェイクラッチ１１の故障を減少できる。また、実施例１に係る電動射出装置１は、ワンウェイクラッチ１１に作用する衝撃力を緩和できることから、ワンウェイクラッチ１１の片当たりを防止でき、この点からもワンウェイクラッチ１１の故障を減少できる。更に、実施例１に係る電動射出装置１は、故障を防止するためにワンウェイクラッチ１１を大型化する必要がないので、増圧用電動サーボモータ３に作用するイナーシャが増加せず、高圧射出工程から増圧工程への移行を円滑に行うことができる。
　第２プーリ１４は、ベアリング７１を介してねじ軸６に取り付けられる。また、第１プーリ１６は、ねじ軸６に固着される。
　中間プーリ１７は、増圧用電動サーボモータ３の回転出力の減速比を高めるものであって、大プーリ１７ａと小プーリ１７ｂとが同心に形成されている。増圧用電動サーボモータ３の出力軸に備えられた原動プーリ３ａと大プーリ１７ａには、増圧用電動サーボモータ３の駆動力を中間プーリ１７に伝達する中間タイミングベルト７２が巻き掛けられ、小プーリ１７ｂと第２プーリ１４には、中間プーリ１７の駆動力をねじ軸６に伝達する増圧用のタイミングベルト１３が巻き掛けられる。よって、実施例１に係る電動射出装置１は、増圧用電動サーボモータ３の駆動力が２段階に減速され、ねじ軸６に付与される。よって、実施例１に係る電動射出装置１は、金型のキャビティ内に射出・充填された金属溶湯に十分な大きさの増圧力を付与することができる。
　また、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂの各出力軸に備えられた原動プーリ１８ａ、１８ｂと第１プーリ１６には、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂの駆動力をねじ軸６に伝達する射出用のタイミングベルト１５ａ、１５ｂが巻き掛けられる。
　実施例１に係る電動射出装置１は、ねじ軸６の一端部にワンウェイクラッチ１１とロータリダンパ１２とを取り付け、それよりも内側に、第２プーリ１４と第１プーリ１６とをこの順に取り付けるので、ワンウェイクラッチ１１の修理及び交換時に、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂ、タイミングベルト１５ａ、１５ｂ及び第１プーリ１６をねじ軸６から取り外す必要がなく、ワンウェイクラッチ１１の修理及び交換を容易なものにできる。
　また、実施例１に係る電動射出装置１は、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂ、タイミングベルト１５ａ、１５ｂ及び第１プーリ１６をねじ軸６から取り外すことなく、ワンウェイクラッチ１１、第２プーリ１４、増圧用電動サーボモータ３及び中間プーリ１７を取り外すことができるので、ワンウェイクラッチ１１、第２プーリ１４、増圧用電動サーボモータ３及び中間プーリ１７を取り外した後に、その空きスペースを利用して新たな射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂ、タイミングベルト１５ａ、１５ｂ及び第１プーリ１６を追加するだけで、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂの増設を行うことができる。よって、増圧用電動サーボモータ３から射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂへの付け替えを容易に行うことができる。
　制御装置２０は、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂ及び増圧用電動サーボモータ３を駆動制御する。なお、制御装置２０としては、ダイカストマシン全体の駆動制御を司るマシンコントローラを用いることもできる。
　即ち、制御装置２０は、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂ及び増圧用電動サーボモータ３の起動タイミング、停止タイミング、加速条件、減速条件、回転速度及び回転トルクなど、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂ及び増圧用電動サーボモータ３の駆動制御全般を司る。これにより、実施例１に係る制御装置２０は、予め設定された鋳造品の鋳造条件に基づいて、低速射出工程、高速射出工程、増圧工程、鋳造品の突出し工程及び射出プランジャ８ａの後退工程をこの順に繰り返し、所要の鋳造品を連続的に鋳造する。
　特に、実施例１に係る制御装置２０は、増圧工程において、増圧用電動サーボモータ３に備えられたロータリエンコーダ（図示省略）の出力信号及び位置検出器１０の出力信号から衝撃緩衝装置９の圧縮量（衝撃緩衝装置９に備えられた弾性部材３６の圧縮量）を求め、この求められた衝撃緩衝装置９の圧縮量に基づいて、増圧工程における増圧力の制御を行うことを特徴とする。即ち、衝撃緩衝装置９の圧縮量は、金型のキャビティ内に射出・充填された溶融金属に付与される増圧力に換算できるため、ロードセルを用いることなく、衝撃緩衝装置９の圧縮量に基づいて、キャビティ内の溶融金属に付与される増圧力を制御できる。
　実施例１に係る電動射出装置１は、このような知見に基づいて発明がなされたものであり、増圧力の設定が、衝撃緩衝装置９の圧縮量を設定することにより行われる。
　衝撃緩衝装置９の圧縮量は、射出プランジャ８ａの位置とナット体７の前進位置との差分として求められる。そこで、実施例１に係る制御装置２０は、位置検出器１０の出力信号から射出プランジャ８ａの位置を求めると共に、増圧用電動サーボモータ３に備えられたロータリエンコーダの出力信号からナット体７の前進位置を求め、両位置の差分が設定された衝撃緩衝装置９の圧縮量になるように、増圧用電動サーボモータ３を位置フィードバック制御で駆動制御する。
　なお、上述したように、増圧工程においては溶融金属の凝固収縮に伴って射出プランジャ８ａが微速前進するので、制御装置２０は、この射出プランジャ８ａの微速前進に応じて、増圧用電動サーボモータ３の位置フィードバック制御による駆動制御を、多段階にわたって繰り返す。これにより、増圧力の制御を精緻かつ正確に制御できる。
　実施例１に係る電動射出装置１は、衝撃緩衝装置９を射出プランジャ８ａに作用する増圧力を検出するための圧力センサとして利用するので、ロードセルの設置を省略でき、電動射出装置１の低コスト化が図れると共に、溶融金属に作用する増圧力を精緻かつ正確に制御できて、外観不良や重量不足が無い鋳造品を安定して製造できる。また、増圧用電動サーボモータ３を位置フィードバック制御で駆動制御するので、増圧用電動サーボモータ３を圧力フィードバック制御で駆動制御する場合に比べて、増圧工程中のモータ制御を簡略化できる。
　以下、実施例１に係る電動射出装置１の動作及び効果を、図８に基づいて説明する。以下の動作は、制御装置２０から出力される制御信号に基づいて行われる。
　図８（ｂ）に示すように、ダイカストマシンが連続自動運転を実行している状態において、低速射出の開始タイミングに至ると、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂが所定の回転方向に起動され、その回転速度が予め定められた低速射出用の回転速度に制御される。次いで、高速射出の開始タイミングに至ると、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂが増速され、その回転速度が予め定められた高速射出用の回転速度に制御される。
　射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂの回転は、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂの各出力軸に備えられた原動プーリ１８ａ、１８ｂ、タイミングベルト１５ａ、１５ｂ及び第１プーリ１６を介してねじ軸６に伝達され、ねじ軸６を低速射出時の回転速度及び高速射出時の回転速度で回転駆動する。ねじ軸６が回転駆動されると、ねじ軸６に螺合されたナット体７が前進駆動され、図８（ｂ）に示すように、ナット体７に衝撃緩衝装置９及び連結体８を介して連結された射出プランジャ８ａが、所定の低速射出時の前進速度及び高速射出時の前進速度で前進駆動される。これにより、射出スリーブ内に供給された一定量の溶融金属が、図示しない金型のキャビティ内に所定の射出速度で低速射出された後、所定の射出速度で高速射出される。
　射出プランジャ８ａの前進により、射出スリーブ内の溶融金属が金型のキャビティ内に射出されたとき、キャビティ内の溶融金属には、衝撃的なサージ圧が作用する。サージ圧が過大であると、製品にバリなどの成形不良が発生しやすくなるし、金型が破損する原因ともなる。本実施形態に係る電動射出装置１は、衝撃緩衝装置９に備えられた弾性部材３６でサージ圧を吸収する。即ち、高速射出工程において発生したサージ圧は、射出プランジャ８ａ及び連結体８を介して衝撃緩衝装置９の第２部材３５に伝達されるので、図８（ａ）のＡ部に示すように、第１部材３３と第２部材３５との間で弾性部材３６が圧縮され、その弾性変形によってサージ圧が吸収される。よって、キャビティ内の溶融金属に過大なサージ圧が作用せず、良品の製造が可能になる。
　高速射出工程の終期に至ると、制御装置２０は、図８（ｂ）に示すように、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂを減速制御し、最終的には射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂの回転を停止する。また、制御装置２０は、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂの減速制御を開始する以前に、増圧用電動サーボモータ３の起動を開始し、その回転速度を予め定められて所定の回転速度に保持する。射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂの回転速度は減速制御によって漸減し、増圧用電動サーボモータ３の回転速度は起動制御によって漸増するので、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂの減速制御中に、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂの回転速度と増圧用電動サーボモータ３の回転速度は逆転する。
　したがって、増圧用電動サーボモータ３を起動した後においても、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂによって回転駆動されるねじ軸６の回転速度の方が、増圧用電動サーボモータ３によって回転駆動されるねじ軸６の回転速度よりも高速である場合には、ワンウェイクラッチ１１が空転し、増圧用電動サーボモータ３の回転力はねじ軸６に伝達されない。よって、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂを駆動制御することにより、射出工程中の低速射出工程及び高速射出工程が実行される。
　この状態からさらに射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂによって回転駆動されるねじ軸６の回転速度が低下し、増圧用電動サーボモータ３によって回転駆動されるねじ軸６の回転速度よりも、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂによって回転駆動されるねじ軸６の回転速度の方が低速になると、その段階で、ワンウェイクラッチ１１が自動的に接続状態に切り替わり、増圧用電動サーボモータ３の回転力が、増圧用電動サーボモータ３の出力軸に備えられた原動プーリ３ａ、中間タイミングベルト７２、中間プーリ１７の大プーリ１７ａ、中間プーリ１７の小プーリ１７ｂ、タイミングベルト１３、第２プーリ１４を介してねじ軸６に伝達される。
　この回転力は、ナット体７によって直進力に変換され、衝撃緩衝装置９及び連結体８を介して射出プランジャ８ａに伝達される。この増圧用電動サーボモータ３による動力補給により、図８（ｃ）に示すように、金型キャビティ内の溶融金属に所要の増圧圧力が付与され、射出工程に引き続く増圧工程が実行される。これにより、鋳物巣などの成形不良を防止することができる。
　この増圧工程において、増圧用電動サーボモータ３は、射出プランジャ８ａの位置とナット体７の前進位置との差分として求められる衝撃緩衝装置９の圧縮量が、増圧力を設定するために予め設定された衝撃緩衝装置９の圧縮量となるように、位置フィードバック制御で駆動制御される。図８（ａ）のＢ部は、このときの弾性部材３６の挙動を示している。
　なお、上述の増圧用電動サーボモータ３の駆動制御においては、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂの減速制御を開始する以前に増圧用電動サーボモータ３を起動したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂの減速制御を開始すると同時、又はそれ以降に増圧用電動サーボモータ３の起動を開始することもできる。
　増圧工程の完了後、冷却工程が終了し、図示しない型開閉電動サーボモータを駆動して型開き工程が実行されると、増圧工程時に圧縮されていた弾性部材３６の復元力により、型開き工程の開始時から射出プランジャ８ａによってビスケットに対して押出方向の圧力がかかり、型開き動作にビスケット押出動作を追従させることができる。その後、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂを逆転駆動してナット体７を原位置に復帰する。これに伴って連結体８及び射出プランジャ８ａも原位置に復帰する。
〈実施例２〉
　実施例２に係る電動ダイカストマシン１００Ｂは、図９に示すように、増圧用電動サーボモータ３を取り外し、電動射出装置１に４台の射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを備えたことを特徴とする。本例においては、２台の射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂが保持プレート４の上方に配置され、他の２台の射出用電動サーボモータ２ｃ、２ｄが保持プレート４の側方に配置されている。その他については、実施例１に係る電動射出装置１と同じであるので、説明を省略する。
　上述したように、実施例１に係る電動射出装置１は、射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂ、タイミングベルト１５ａ、１５ｂ及び第１プーリ１６をねじ軸６から取り外すことなく、ワンウェイクラッチ１１、第２プーリ１４、増圧用電動サーボモータ３及び中間プーリ１７を取り外すことができる。よって、これらの各部材を取り外した後に、ワンウェイクラッチ１１及び第２プーリ１４の取付スペースに新たな第１プーリ１６を取り付け、増圧用電動サーボモータ３及び中間プーリ１７の取付スペースに新たな射出用電動サーボモータ２ｃ、２ｄ及びタイミングベルト１５ｃ、１５ｄを取り付けるだけで、射出用電動サーボモータ２ｃ、２ｄを増設して、実施例２に係る電動ダイカストマシン１００Ｂとすることができる。よって、増圧用電動サーボモータ３から射出用電動サーボモータへ２ｃ、２ｄの付け替えを容易に行うことができる。
　実施例２に係る電動射出装置１は、増圧工程において、４台の射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを位置フィードバック制御により駆動制御して、キャビティ内に射出・充填された溶融樹脂に所定の増圧力を付与する。
〈実施例３〉
　実施例３に係る電動ダイカストマシン１００Ｃは、図１０に示すように、２台の射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂを保持プレート４の上方に配置し、他の２台の射出用電動サーボモータ２ｃ、２ｄを保持プレート４の下方に配置したことを特徴とする。その他については、実施例２に係る電動射出装置１と同じであるので、説明を省略する。なお、図１０に二点鎖線で示すように、２台の射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂを保持プレート４の左方に配置し、他の２台の射出用電動サーボモータ２ｃ、２ｄを保持プレート４の右方に配置することもできる。
〈実施例４〉
　実施例４に係る電動ダイカストマシン１００Ｄは、図１１に示すように、２台の射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂを保持プレート４の上方に配置し、１台の増圧用電動サーボモータ３を保持プレート４の下方に配置し、増圧用電動サーボモータ３の出力軸に取り付けられた原動プーリ３ａと第２プーリ１４とにタイミングベルト１３を巻き掛けたことを特徴とする。その他については、実施例１に係る電動射出装置１と同じであるので、説明を省略する。なお、図１１に二点鎖線で示すように、２台の射出用電動サーボモータ２ａ、２ｂを保持プレート４の左方と右方とに配置することもできる。
　その他、電動射出装置に備えられる射出用電動サーボモータ及び増圧用電動サーボモータの数、並びに、保持プレート４に対する各電動サーボモータの配置については、必要に応じて種々変更することができる。
　本発明は、電動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…電動射出装置、２ａ、２ｂ…射出用電動サーボモータ、３…増圧用電動サーボモータ、３ａ…原動プーリ、４…保持プレート、５…軸受、６…ねじ軸、７…ナット体、８…連結体、８ａ…射出プランジャ、９…衝撃緩衝装置、１０…位置検出器、１１…ワンウェイクラッチ、１２…ロータリダンパ、１３…タイミングベルト（増圧用）、１４…第２プーリ、１５ａ、１５ｂ…タイミングベルト（射出用）、１６…第１プーリ、１７…中間プーリ、１８ａ、１８ｂ…原動プーリ、２０…制御装置、３３…第１部材、３５…第２部材、３６…弾性部材、３８…ナット体貫通孔、３９…連結ボルト貫通孔、４０…弾性部材収容穴、４１…ガイドバー貫通孔、４２…すべり軸受、４３…ガイドバー、４４…潤滑装置、４５…潤滑装置取付板、５１…内輪、５２…外輪、５３…カム、５４…リテーナ、５５…ばね部材、６１…外歯、６２…内輪、６３…内歯、６４…外輪、６５…ばね、７１…ベアリング、７２…中間タイミングベルト、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ…電動ダイカストマシン

Claims (4)

  1. 　回転可能に保持されたねじ軸と、前記ねじ軸に螺合され、前記ねじ軸の回転駆動に応じて前後進駆動されるナット体と、前記ナット体の前後進に連動して前後進駆動される射出プランジャと、前記ねじ軸を回転駆動する射出用電動サーボモータ及び増圧用電動サーボモータと、前記ねじ軸に取り付けられ、前記射出用電動サーボモータの駆動力を前記ねじ軸に伝達するタイミングベルトが巻き掛けられる第１プーリと、前記ねじ軸に取り付けられ、前記増圧用電動サーボモータの駆動力を前記ねじ軸に伝達するタイミングベルトが巻き掛けられる第２プーリと、前記第２プーリから前記ねじ軸に至る動力の伝達経路上に配置されたワンウェイクラッチを備えた電動ダイカストマシンにおいて、
    　前記ねじ軸の一端部に前記ワンウェイクラッチを取り付け、前記ねじ軸のワンウェイクラッチ取付位置よりも内側に前記第２プーリと前記第１プーリとをこの順に取り付けると共に、前記ワンウェイクラッチの外輪と前記第２プーリとの間にロータリダンパを設置したことを特徴とする電動ダイカストマシン。
  2. 　前記ロータリダンパとして、ばねの弾性で前記ねじ軸と前記第２プーリとの間に作用する衝撃力及び振動を吸収するばね式のロータリダンパを備えたことを特徴とする請求項１に記載の電動ダイカストマシン。
  3. 　前記ロータリダンパとして、ゴム板の弾性で前記ねじ軸と前記第２プーリとの間に作用する衝撃力及び振動を吸収するゴム板式のロータリダンパを備えたことを特徴とする請求項１に記載の電動ダイカストマシン。
  4. 　前記ワンウェイクラッチに対向させて、前記ワンウェイクラッチの潤滑装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電動ダイカストマシン。
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