WO2023210701A1 - 射出装置、成形機及び成形品の製造方法 - Google Patents

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WO2023210701A1
WO2023210701A1 PCT/JP2023/016487 JP2023016487W WO2023210701A1 WO 2023210701 A1 WO2023210701 A1 WO 2023210701A1 JP 2023016487 W JP2023016487 W JP 2023016487W WO 2023210701 A1 WO2023210701 A1 WO 2023210701A1
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WO
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pressure
injection
accumulator
plunger
piston
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PCT/JP2023/016487
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English (en)
French (fr)
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眞 辻
俊昭 豊島
敏彰 中野
典茂 稲
三郎 野田
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芝浦機械株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20Accessories: Details
    • B22D17/32Controlling equipment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/53Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using injection ram or piston
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/77Measuring, controlling or regulating of velocity or pressure of moulding material

Definitions

  • the present disclosure relates to an injection device that injects a molding material into a mold, a molding machine including the injection device, and a manufacturing method that injects a molding material into a mold to manufacture a molded product.
  • the molding machine is, for example, a die casting machine that molds metal or an injection molding machine that molds resin.
  • injection, pressure increase, and pressure holding are generally performed in order.
  • the molding material inside the sleeve is forced out by a plunger and filled into the mold.
  • the pressure increase the pressure applied by the plunger to the molding material filled in the mold is increased.
  • pressure holding the pressure of the molding material that has reached a predetermined set pressure (in other words, casting pressure or final pressure) by pressure increase is maintained.
  • a predetermined set pressure in other words, casting pressure or final pressure
  • Patent Document 1 discloses a die casting machine in which a plunger is driven by an electric drive section.
  • Patent Document 2 discloses a die casting machine in which a plunger is driven by a pressure-increasing injection cylinder. This die casting machine has separate accumulators for injection and pressure increase.
  • Patent Document 3 discloses a die casting machine in which a plunger is driven by a single-barrel injection cylinder. This die casting machine also has separate accumulators for injection and pressure increase.
  • Patent Document 4 discloses a die casting machine in which a plunger is driven by an injection cylinder. This die-casting machine introduces the pressure of an accumulator to the rod side of the injection cylinder, making it possible to control the pressure acting on the molding material over a wide range.
  • Patent Document 5 discloses a die casting machine having a structure similar to that of Patent Document 2. This die-casting machine appropriately adjusts the pressure of the accumulator for pressure increase.
  • Patent Document 6 discloses a die casting machine having a structure similar to that of Patent Document 2. This die-casting machine appropriately adjusts the flow rate of the hydraulic fluid discharged from the pressure increasing cylinder.
  • a known defect in molded products is burrs, where the molding material filled in the cavity between the fixed mold and the movable mold protrudes between the surfaces of the fixed mold and the movable mold that should be in contact with each other.
  • An injection device performs injection and pressure holding.
  • the injection device pushes the molding material in the sleeve into the mold using a plunger.
  • the injection device applies a predetermined set pressure to the molding material filled in the mold by the plunger over a certain period of time.
  • the injection device has a drive unit connected to the plunger. The drive unit applies a driving force to the plunger so that the pressure applied by the plunger to the molding material filled in the mold decreases to reach the set pressure.
  • a molding machine includes the injection device described above and a mold clamping device that holds the mold.
  • a method for manufacturing a molded article according to one aspect of the present disclosure includes an injection step, a pressure holding step, and a pressure reduction step.
  • the injection step the molding material in the sleeve is forced into the mold by a plunger.
  • the pressure holding step a predetermined set pressure is applied to the molding material filled in the mold by the plunger over a certain period of time.
  • the pressure reduction step the pressure applied by the plunger to the molding material filled into the mold by the injection step is reduced to reach the set pressure.
  • burrs can be reduced.
  • FIG. 1 is a side view, partially including a cross-sectional view, showing the configuration of main parts of a die-casting machine according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of an injection device and a local pressure device of the die-casting machine shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an ACC pressure adjustment section of the injection device shown in FIG. 2.
  • FIG. 4(a) and 4(b) are schematic diagrams for explaining the operation of the injection device of FIG. 2.
  • 5(a) and 5(b) are schematic diagrams showing a continuation of FIG. 4(b).
  • FIG. 3 is a diagram showing changes over time in injection speed and injection pressure in the injection device of FIG.
  • FIG. 2; 3 is a flowchart showing an example of a processing procedure executed by the control device of the injection device shown in FIG. 2.
  • FIG. FIGS. 8(a) and 8(b) are schematic diagrams for explaining the operation of the injection device according to the second embodiment.
  • 9(a) and 9(b) are schematic diagrams showing a continuation of FIG. 8(b).
  • FIGS. 10(a) and 10(b) are schematic diagrams for explaining the operation of the injection device according to the second embodiment.
  • FIGS. 11(a) and 11(b) are schematic diagrams showing a continuation of FIG. 10(b).
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a part of a hydraulic device according to a modification.
  • FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the operation of an injection device according to a modification.
  • FIG. 1 is a side view, partially including a cross-sectional view, showing the configuration of main parts of a die-casting machine 1 according to an embodiment.
  • the vertical direction of the paper surface is a vertical direction
  • the horizontal direction of the paper surface and the direction of penetration of the paper surface are horizontal directions.
  • the die-casting machine 1 manufactures a die-cast product (molded product) by, for example, injecting a liquid metal material (molten metal) into the mold 101 (space 107) and solidifying the molten metal within the mold 101.
  • a liquid metal material molten metal
  • injection, pressure increase, and pressure holding are performed in this order.
  • the molten metal within the sleeve 21 is pushed out by the plunger 23 and filled into the mold 101.
  • pressure increase the pressure applied by the plunger 23 to the molten metal filled in the mold 101 is increased.
  • pressure holding the pressure of the molten metal that has reached a predetermined set pressure (in other words, casting pressure or final pressure) by pressure increase is maintained.
  • pressure reduction can be performed instead of pressure increase.
  • the pressure applied by the plunger 23 to the molding material filled in the mold 101 reaches the set pressure, for example, while decreasing.
  • Such an operation reduces the probability that burrs will form due to high pressure due to pressure increase, for example.
  • the fact that the pressure is reduced after injection means that the pressure at the time of completion of injection is relatively high. Therefore, for example, in injection, the plunger 23 may be moved at high speed to fill the mold 101 with the molten metal without delaying the solidification of the molten metal.
  • the pressure is reduced, for example, mold clamping force can be reduced. As a result, for example, large molded products can be manufactured using a die casting machine with relatively small mold clamping force.
  • the above are the main points of the die casting machine 1 according to the embodiment.
  • the first to third embodiments which will be described later, differ from each other in specific configurations for performing pressure reduction. Below, an outline will be explained in the following order.
  • FIG. 1 to 7 1.1. Overall configuration of die casting machine 1 ( Figures 1 and 2) 1.2. Configuration of injection device ( Figure 2) 1.2.1. Injection cylinder 1.2.2. Hydraulic equipment 1.2.2.1. Overall configuration of hydraulic device 1.2.2.2. Accumulator 1.2.2.3. Tanks and valves 1.2.2.4. Pressure adjustment for each molding cycle 1.2.3. Sensor 1.3. Local pressure device ( Figure 2) 1.4. ACC pressure adjustment part ( Figure 3) 1.5. Operation of injection device 1.5.1. Outline of the operation of the injection device ( Figures 4(a) to 5(b)) 1.5.2. Example of speed change and pressure change ( Figure 6) 1.5.3. Example of control flowchart ( Figure 7) 1.6. Summary of the first embodiment 2. Second embodiment (FIGS. 8 and 9) 3. Third embodiment (FIGS. 10 and 11) 4. Variations 4.1. Modification of the hydraulic device of the injection device (Fig. 12) 4.2. Modified example of the operation of the injection device (Fig. 13)
  • FIG. 1 is a side view, partially including a cross-sectional view, showing the configuration of main parts of a die-casting machine 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • molten metal is a metal material (molding material) in an unhardened state.
  • the uncured state includes a liquid state as well as a solid-liquid coexistence state.
  • the solid-liquid coexistence state is a semi-solid state in which solidification has progressed from a liquid state, or a semi-molten state in which melting has progressed from a solid state.
  • the metal is, for example, aluminum or an aluminum alloy.
  • molten metal is basically taken as an example of the unhardened metal material.
  • the mold 101 includes, for example, a fixed mold 103 and a movable mold 105.
  • a fixed mold 103 and a movable mold 105 In the description of this embodiment, for convenience, the cross section of the fixed mold 103 or the movable mold 105 is shown with one type of hatching, but these molds may be of a direct carving type or a nested type. There may be.
  • a core or the like may be combined with the fixed mold 103 and the movable mold 105.
  • the die casting machine 1 includes, for example, a machine body 3 that performs mechanical operations for molding, and a control unit 5 that controls the operations of the machine body 3.
  • the machine body 3 includes, for example, a mold clamping device 7 that opens and closes the mold 101 and clamps the mold, an injection device 9 that injects molten metal into the mold 101, and a fixed mold 103 or a movable mold 105 (FIG.
  • the extrusion device 11 for extruding from a movable die 105) is provided.
  • the machine main body 3 includes a local pressurizing device 13 (hereinafter sometimes referred to as "pressurizing device 13") that locally pressurizes the molten metal in the mold 101. It may have.
  • the configuration other than the injection device 9 for example, the configuration of the mold clamping device 7 and the extrusion device 11
  • the configuration other than the injection device 9 may be the same as various known configurations.
  • the mold clamping device 7 moves the movable mold 105 toward the fixed mold 103 and closes the mold. Furthermore, the mold clamping device 7 performs mold clamping by applying a mold clamping force to the mold 101 according to the amount of extension of the tie bars (numerals omitted).
  • a space 107 containing a product part 107a (see FIG. 2) having the same shape as the molded product is formed in the clamped mold 101.
  • the injection device 9 injects and fills the space 107 with molten metal.
  • the pressurizing device 13 applies pressure to the molten metal at one or more appropriate positions within the space 107.
  • the molten metal in the space 107 receives heat from the mold 101, is cooled, and solidifies.
  • the molten metal becomes a molded product.
  • the mold clamping device 7 moves the movable mold 105 in a direction away from the fixed mold 103 to open the mold.
  • the extrusion device 11 extrudes the molded product from the movable die 105.
  • the control unit 5 includes, for example, a control device 15 that performs various calculations and outputs control commands, an input device 17 that receives input operations from an operator, and a display device 19 that displays images.
  • the control unit 5 includes, for example, a control panel (not shown) having a power supply circuit, a control circuit, etc., and an operation unit (numerals omitted) shown in FIG. 1 .
  • the control device 15 is provided, for example, in a control panel (not shown) and an operation unit shown in FIG. 1.
  • the control device 15 may be divided or distributed as appropriate.
  • the control device 15 includes lower-level control devices for each of the mold clamping device 7, the injection device 9, and the extrusion device 11, and a higher-level control device that performs control such as synchronizing the lower-level control devices. may be configured.
  • the display device 19 and the input device 17 are included in, for example, an operation unit (numerals omitted).
  • the operation unit may be provided at an appropriate position, and in the illustrated example, it is provided on a fixed die plate (numerical symbol omitted) of the mold clamping device 7.
  • the display device 19 includes, for example, a touch panel including a liquid crystal display or an organic EL display.
  • the input device 17 includes, for example, a mechanical switch and the touch panel described above.
  • control unit 5 when focusing on each device included in the die-casting machine 1, the control unit 5, the control device 15, the input device 17, and/or the display device 19 may be regarded as constituent elements of the device.
  • control device 15 may be regarded as a control device for the injection device 9.
  • the injection device 9 includes, for example, a sleeve 21 that communicates with the inside of the mold 101, a plunger 23 that is slidable within the sleeve 21, and a drive section 25 that drives the plunger 23.
  • the mold 101 side is sometimes referred to as the front, and the opposite side is sometimes referred to as the rear.
  • the drive section 25 may be considered as an injection device.
  • the sleeve 21 is, for example, a cylindrical member, and a supply port 21a for receiving molten metal into the sleeve 21 is opened on the upper surface.
  • the plunger 23 includes, for example, a plunger tip 23a that is slidable in the front and rear directions within the sleeve 21, and a plunger rod 23b whose tip is fixed to the plunger tip 23a.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the drive section 25 of the injection device 9.
  • the drive unit 25 is, for example, of a hydraulic type, and includes an injection cylinder 27 that drives the plunger 23 and a hydraulic device 29 that supplies hydraulic fluid (for example, oil) to the injection cylinder 27. There is.
  • the injection cylinder 27 may have various configurations, for example, may have a known configuration. In this embodiment, the injection cylinder 27 is of a so-called pressure increasing type.
  • the injection cylinder 27 is arranged coaxially with the plunger 23 at the rear of the plunger 23.
  • the injection cylinder 27 includes, for example, a cylinder member 31, an injection piston 33 and a pressure increase piston 35 that are slidable inside the cylinder member 31, and a piston rod 37 that extends forward from the injection piston 33 (towards the plunger 23). have.
  • the cylinder member 31 is, for example, a generally cylindrical member.
  • the shape of the internal cross section (cross section perpendicular to the axial direction) of the cylinder member 31 is, for example, circular. In the following description, for convenience, it is assumed that the internal cross-section of the cylinder member 31 and the cross-section of the piston are circular. Therefore, for example, the size relationship of the diameter and the size relationship of the cross section are the same.
  • the outer shape (outer shape) of the cylinder member 31 may be an appropriate shape such as a rectangular parallelepiped shape.
  • the cylinder member 31 is not movable relative to the fixed die plate of the mold clamping device 7.
  • the cylinder member 31 has an injection cylinder part 31e and a pressure increase cylinder part 31f communicating with the rear part of the injection cylinder part 31e.
  • the injection cylinder portion 31e basically has a constant inner diameter in the axial direction.
  • the pressure increasing cylinder part 31f has a small diameter cylinder part 31x communicating with the rear part of the injection cylinder part 31e, and a large diameter cylinder part 31y connected in series to the rear end of the small diameter cylinder part 31x.
  • the inner diameter of the large diameter cylinder portion 31y is larger than the inner diameter of the small diameter cylinder portion 31x.
  • the small diameter cylinder section 31x is connected in series to the rear end of the injection cylinder section 31e, and the diameter of the small diameter cylinder section 31x and the diameter of the injection cylinder section 31e are the same. ing. However, as shown in FIG. 4(a), which will be described later, the diameter of the small diameter cylinder section 31x and the diameter of the injection cylinder section 31e may be different. Further, although not particularly shown in the drawings, as is understood from the fact that separate pressure increasing cylinders are known, the small diameter cylinder portion 31x does not need to be connected in series to the rear end of the injection cylinder portion 31e.
  • the injection piston 33 is slidably disposed within the injection cylinder portion 31e.
  • the shape of the injection piston 33 is, for example, approximately cylindrical.
  • the diameter of the injection piston 33 is approximately the same as the inner diameter of the injection cylinder portion 31e.
  • a packing (not shown) may be interposed between the injection piston 33 and the injection cylinder portion 31e. Even when a packing is present, it is expressed that the injection piston 33 slides within the injection cylinder portion 31e (cylinder member 31). The same applies to other members (for example, the pressure increase piston 35).
  • the space inside the injection cylinder portion 31e is divided by the injection piston 33 into a rod side chamber 31r on the piston rod 37 side and a head side chamber 31h on the opposite side.
  • the pressure increasing piston 35 has a small diameter piston 35x that slides on a small diameter cylinder section 31x, and a large diameter piston 35y that slides on a large diameter cylinder section 31y.
  • the large diameter piston 35y is connected to the rear end of the small diameter piston 35x.
  • Each of the small diameter piston 35x and the large diameter piston 35y is, for example, a roughly cylindrical member.
  • a connecting portion having a diameter smaller than the diameter of the small-diameter piston 35x may be formed between the small-diameter piston 35x and the large-diameter piston 35y.
  • the inside of the large-diameter cylinder portion 31y is divided into a front chamber 31a and a rear chamber 31b by a large-diameter piston 35y.
  • the piston rod 37 is, for example, a generally cylindrical member.
  • the diameter of the piston rod 37 is smaller than the diameter of the injection piston 33. The difference may be set as appropriate.
  • the piston rod 37 extends outside the cylinder member 31, and its front end is connected to the rear end of the plunger 23 by the coupling 24.
  • the injection piston 33 moves forward by supplying the hydraulic fluid to the head side chamber 31h.
  • the molten metal within the sleeve 21 is injected into the space 107. That is, injection in a narrow sense (injection that does not include pressure increase or pressure reduction) is performed.
  • the pressure booster piston 35 has an area (pressure receiving area) that receives forward pressure from the hydraulic fluid in the rear chamber 31b that is larger than an area (pressure receiving area) that receives rearward pressure from the hydraulic fluid in the small diameter cylinder portion 31x. Therefore, a pressure higher than the pressure in the rear chamber 31b can be applied to the inside of the small diameter cylinder portion 31x (and the head side chamber 31h). This pressure is transmitted to the molding material filled in the space 107 via the injection piston 33, piston rod 37, and plunger 23. This increases the pressure of the molding material. The operation when the pressure is reduced will be described later.
  • the front chamber 31a may or may not be filled with hydraulic fluid.
  • the front chamber 31a may be open to the atmosphere.
  • a small amount of hydraulic fluid (oil) may be placed in the front chamber 31a for lubrication.
  • this hydraulic fluid may or may not be used for some purpose.
  • An example of the former is, for example, a mode in which hydraulic fluid is supplied to the front chamber 31a to apply rearward driving force to the pressure boosting piston 35. Further, for example, there may be a mode in which discharge of the hydraulic fluid from the front chamber 31a is prohibited, thereby prohibiting unintended forward movement of the pressure boosting piston 35. Furthermore, an example of a case where the hydraulic fluid filled in the front chamber 31a is not used is a mode in which the front chamber 31a and a tank are simply connected.
  • the hydraulic device 29 is configured to be able to reduce the pressure after the injection described above and before the pressure holding. More specifically, the hydraulic device 29 is configured to be able to lower the pressure in the head side chamber 31h after supplying the hydraulic fluid to the head side chamber 31h and performing injection. Furthermore, the hydraulic device 29 is also capable of increasing the pressure after injection and before maintaining pressure, instead of reducing the pressure. Specifically, it is as follows.
  • the hydraulic device 29 includes, for example, an injection accumulator 39 and an adjustment accumulator 41 that can hold hydraulic fluid under pressure.
  • the injection accumulator 39 communicates with the head side chamber 31h.
  • the adjustment accumulator 41 communicates with the rear chamber 31b.
  • the injection accumulator 39 supplies hydraulic fluid to the head side chamber 31h when the conditions for starting injection are satisfied. As a result, the pressure in the head side chamber 31h increases, the injection piston 33 moves forward, and injection is performed.
  • the adjustment accumulator 41 has a relatively low pressure, and absorbs the hydraulic pressure in the rear chamber 31b after injection. This allows the pressure boosting piston 35 to retreat, and as a result, the pressure in the head side chamber 31h decreases. As a result, the pressure applied to the molten metal by the plunger 23 also decreases. That is, the pressure is reduced.
  • the hydraulic fluid in the rear chamber 31b will be It does not reach the adjustment accumulator 41. Even in such a case, for convenience, it may be expressed that the adjustment accumulator 41 absorbs the hydraulic fluid from the rear chamber 31b.
  • other components for example, the injection accumulator 39
  • the pressure in the adjustment accumulator 41 is kept relatively high. After injection, the adjustment accumulator 41 supplies the working fluid to the rear chamber 31b. As a result, the pressure applied to the molten metal by the plunger 23 increases.
  • the hydraulic device 29 has a flow path (numerical omitted) connecting the injection accumulator 39 and the head side chamber 31h, and an injection valve 43 located in the flow path. Further, the hydraulic device 29 includes a flow path (numerical omitted) connecting the adjustment accumulator 41 and the rear chamber 31b, and an adjustment valve 45 located in the flow path. Further, the hydraulic device 29 includes a flow path (numerical omitted) connecting the rod side chamber 31r and the tank 47, and a rod side valve 49 located in the flow path. A back pressure removal cylinder 51 for removing back pressure of the injection cylinder 27 is connected between the rod side valve 49 and the tank 47 .
  • a pressure adjustment section 40 the combination of the adjustment accumulator 41 and a component for applying the hydraulic pressure of the adjustment accumulator 41 to the injection cylinder 27 (in the illustrated example, a flow path and adjustment valve 45 that connect the two) is referred to as a pressure adjustment section 40.
  • a pressure adjustment section 40 Sometimes.
  • the hydraulic device 29 may include various components not shown.
  • the various components may be similar to known configurations.
  • the hydraulic device 29 may include a pump.
  • the pump contributes, for example, to supplying hydraulic fluid to the rod side chamber 31r to move the injection piston 33 backward, and supplying hydraulic fluid to the injection accumulator 39 and adjustment accumulator 41 to accumulate pressure in these accumulators.
  • channels and valves may also be provided for such operation.
  • the hydraulic device 29 connects these cylinder chambers, a pump, and/or a tank 47 to supply and discharge hydraulic fluid to and from the head side chamber 31h, front side chamber 31a, and/or rear side chamber 31b, as necessary. It may have a flow path and a valve for connecting the two. Further, for example, the hydraulic device 29 may include a runaround circuit that connects the head side chamber 31h and the rod side chamber 31r.
  • the injection accumulator 39 and the adjustment accumulator 41 may be various types of accumulators. In the following description, matters that may be common to the injection accumulator 39 and the adjustment accumulator 41 will be explained with respect to only one accumulator, and the reference numerals and the like related to the other accumulator may be indicated in parentheses.
  • the type of injection accumulator 39 (41) may be, for example, a gravimetric type, a spring type, a pneumatic type, a cylinder type, or a bladder type.
  • a gravimetric type pressure is applied to the hydraulic fluid by the gravity of the weight.
  • the spring type pressure is applied to the hydraulic fluid by the restoring force of the spring.
  • the gas pressure type compressed gas directly contacts the hydraulic fluid to apply pressure to the hydraulic fluid.
  • the cylinder type compressed gas applies pressure to the hydraulic fluid through a piston.
  • the bladder type compressed gas applies pressure to the hydraulic fluid through a flexible bladder (diaphragm).
  • the gas is, for example, air or nitrogen.
  • the type of injection accumulator 39 and the type of adjustment accumulator 41 may be the same (as shown) or different.
  • both the injection accumulator 39 and the adjustment accumulator 41 are cylinder types. That is, the injection accumulator 39 (41) has a cylinder and a piston that slides in the axial direction within the cylinder, although no particular reference numeral is attached thereto.
  • the interior of the cylinder is divided by a piston into a liquid chamber (lower cylinder chamber in the figure) in which hydraulic fluid is present, and a gas chamber on the opposite side.
  • the gas in the gas chamber is compressed, which applies pressure to the hydraulic fluid in the liquid chamber via the piston.
  • the hydraulic device 29 may or may not have a tank (not shown) communicating with the gas chamber of each accumulator.
  • the tank may be, for example, a pneumatic accumulator, and may contribute to adjusting the pressure of the injection accumulator 39 (41) by being supplied with hydraulic fluid.
  • the pressure in the injection accumulator 39 (41) fluctuates during the molding cycle. For example, when the hydraulic fluid is supplied from the injection accumulator 39 to the head side chamber 31h and injection is performed, the pressure in the injection accumulator 39 decreases. However, in the description of the embodiments, such pressure fluctuations may be ignored for convenience.
  • accumulator pressure is described without mentioning a specific time during the molding cycle, the pressure at which time is referred to should be determined rationally.
  • the pressure of the injection accumulator 39 may be set similar to that of a general die-casting machine.
  • the specific size thereof varies depending on the performance required of the die-casting machine, but for example, it is 13 MPa or more and 14 MPa or less.
  • the pressure of the regulating accumulator 41 may be set relatively low to enable pressure reduction operation. For example, consider a situation in which the pressure of the injection accumulator 39 is applied to the head side chamber 31h, and this pressure is applied to the rear side chamber 31b via the pressure increasing piston 35. At this time, the pressure in the rear chamber 31b is the pressure in the injection accumulator 39, the square of the ratio of the diameter of the small diameter piston 35x divided by the diameter of the large diameter piston 35y (from another point of view, the cross-sectional area of the small diameter piston 35x is The size is multiplied by the ratio (divided by the area of the cross section of the piston 35y).
  • the pressure in the rear chamber 31b will be referred to as "first pressure.”
  • the pressure of the regulating accumulator 41 is, for example, lower than the first pressure.
  • the pressure of the adjustment accumulator 41 is lower than the first pressure as described above, more specifically, the pressure of the injection accumulator 39 and the adjustment accumulator 41 used for this comparison is, for example, when injection is completed (e.g. (when the injection valve 43 is closed, as will be described later). This is because, according to the idea in the previous paragraph, pressure reduction becomes possible when the pressure at the time of completion of injection satisfies the above relationship.
  • the pressure of the adjustment accumulator 41 for example, the highest pressure during the molding cycle may be used for comparison. That is, the condition that the pressure of the adjustment accumulator 41 is lower than the first pressure may be made stricter.
  • the pressure of the adjustment accumulator 41 may be set similarly to the pressure of a pressure increase accumulator of a general die-casting machine.
  • the pressure in the regulating accumulator 41 is made higher than the first pressure mentioned above. This makes it possible to increase the pressure.
  • the pressure in the adjustment accumulator 41 may be equal to or higher than the pressure in the injection accumulator.
  • the pressure to be compared may be, for example, the pressure when injection is completed, as in the case of pressure reduction.
  • the pressure in the injection accumulator 39 may be the pressure before the injection is completed (in other words, before the pressure decreases).
  • the condition that the pressure of the adjustment accumulator 41 is higher than the first pressure may be made stricter. Further, for the pressure of the adjustment accumulator 41, the pressure at the time when pressure increase (or even pressure holding) is completed (the lowest pressure during the molding cycle) may be used for comparison.
  • the die casting machine 1 (or the injection device 9) may have an ACC pressure adjustment section 53 that adjusts the pressure of the adjustment accumulator 41 so that pressure reduction and pressure increase can be performed selectively.
  • the ACC pressure adjustment section 53 will be described later.
  • the tank 47 is, for example, an open tank and holds the hydraulic fluid under atmospheric pressure.
  • the pressure of the hydraulic fluid in the tank 47 is sometimes referred to as tank pressure. In an open tank, the pressure of the hydraulic fluid is approximately equal to atmospheric pressure (ignoring the effect of the dead weight of the hydraulic fluid).
  • a cylinder chamber such as the rod side chamber 31r is connected to the tank 47, the pressure of the hydraulic fluid in the rod side chamber 31r or the head side chamber 31h basically becomes the tank pressure.
  • the configuration of the injection valve 43 is arbitrary as long as it can open and close the flow path connecting the injection accumulator 39 and the head side chamber 31h.
  • the injection valve 43 is constituted by a servo valve (more specifically, for example, a two-port, two-position switching valve having a servo valve function).
  • a servovalve is used in a servomechanism and is capable of steplessly (continuously, to any value) modulating the flow rate or pressure depending on an input signal.
  • a servo valve may be one in which a valve element that opens and closes a port is directly driven by a solenoid, or one in which the valve element is indirectly driven by a solenoid via pilot pressure. good.
  • the servo valve as the injection valve 43 is configured to function as a flow rate control valve.
  • the injection valve 43 constitutes a so-called meter-in circuit that controls the forward speed of the injection piston 33 based on the flow rate of the hydraulic fluid supplied to the head side chamber 31h.
  • the flow rate control valve may be, for example, a flow rate adjustment valve with pressure compensation that can keep the flow rate constant even if there are pressure fluctuations.
  • the configuration of the adjustment valve 45 is arbitrary as long as it can open and close the flow path connecting the adjustment accumulator 41 and the rear chamber 31b.
  • the adjustment valve 45 like the injection valve 43, is configured as a servo valve, a 2-port 2-position switching valve, and a flow rate control valve. Therefore, the description of the injection valve 43 in the previous paragraph may be applied to the adjustment valve 45. Note that the configuration of the adjustment valve 45 and the configuration of the injection valve 43 may be the same or different.
  • the configuration of the rod side valve 49 is arbitrary as long as it can open and close the flow path connecting the rod side chamber 31r and the tank 47.
  • the rod-side valve 49 is constituted by a pilot-type check valve. This check valve allows flow from the rod side chamber 31r to the tank 47 and prohibits flow to the opposite side. The check valve also prohibits both flows when pilot pressure is introduced.
  • the rod side valve 49 may be configured by a flow control valve (for example, a servo valve and/or a flow rate adjustment valve with pressure compensation).
  • the rod-side valve 49 may constitute a so-called meter-out circuit that controls the forward speed of the injection piston 33 based on the flow rate of the hydraulic fluid discharged from the rod-side chamber 31r.
  • a meter-out circuit may be provided instead of or in addition to a meter-in circuit.
  • the pressure in the injection accumulator 39 decreases during the molding cycle.
  • the injection accumulator 39 may be pressurized to a predetermined target pressure every molding cycle.
  • the configuration and operation for this purpose may be in various forms, or may be similar to known forms.
  • the injection device 9 supplies hydraulic fluid to the injection accumulator 39 from a pump (not shown) to accumulate pressure in the injection accumulator 39.
  • the hydraulic circuit for this purpose may be constructed as appropriate. Pressure accumulation may be performed at any appropriate time during the molding cycle. For example, the pressure is accumulated from after the supply of hydraulic fluid from the injection accumulator 39 to the head side chamber 31h is completed (for example, after completion of injection) and before the start of supply of the hydraulic fluid from the injection accumulator 39 to the head side chamber 31h in the next molding cycle. (for example, before the start of injection).
  • the piston rod 37 (and injection piston 33) may be moved back using an electric motor to return the hydraulic fluid in the head side chamber 31h to the injection accumulator 39.
  • hydraulic fluid is supplied from the separate cylinder to the rod side chamber 31r, the injection piston 33 is retreated, and the hydraulic fluid in the head side chamber 31h is returned to the injection accumulator 39. good.
  • the hydraulic fluid may be supplied to the injection accumulator 39 from the separate cylinder directly or via the head side chamber 31h.
  • the pressure in the regulating accumulator 41 decreases during the molding cycle.
  • the pressure of the adjustment accumulator 41 decreases. Therefore, for example, the adjustment accumulator 41 may be charged to a predetermined target pressure every molding cycle.
  • the configuration and operation for this purpose may be in various forms, or may be similar to known forms.
  • the injection device 9 supplies hydraulic fluid to the adjustment accumulator 41 from a pump (not shown) to accumulate pressure in the adjustment accumulator 41.
  • the hydraulic circuit for this purpose may be constructed as appropriate. Pressure accumulation may be performed at any appropriate time during the molding cycle. For example, the pressure accumulation is started after the supply of hydraulic fluid from the adjustment accumulator 41 to the rear chamber 31b is completed (for example, after the completion of pressure increase or after the completion of pressure retention), and the operation from the adjustment accumulator 41 to the rear chamber 31b in the next molding cycle. This may be carried out at an appropriate time before the start of liquid supply (for example, before the start of pressure increase).
  • the piston rod 37 (and injection piston 33) is moved back by the electric motor to move the pressure increaser piston 35 back, while discharging the hydraulic fluid from the head side chamber 31h is prohibited.
  • the hydraulic fluid may be returned to the regulating accumulator 41.
  • a cylinder separate from the injection cylinder 27 is driven by an electric motor to supply hydraulic fluid from the separate cylinder to the rod side chamber 31r, thereby retracting the injection piston 33, and retracting the pressure increasing piston 35 to supply hydraulic fluid in the rear chamber 31b. may be returned to the adjustment accumulator 41.
  • the hydraulic fluid in the rear chamber 31b may be returned to the adjustment accumulator 41 by supplying the hydraulic fluid from the separate cylinder to the head chamber 31h and/or the front chamber 31a, causing the pressure increase piston 35 to retreat. Furthermore, the hydraulic fluid may be supplied to the regulating accumulator 41 directly or via the rear chamber 31b from the separate cylinder.
  • the pressure in the adjustment accumulator 41 may decrease or increase when pressure retention is completed compared to before the start of pressure reduction, depending on the specific mode of pressure reduction. do.
  • the adjustment accumulator 41 may be adjusted to a predetermined target pressure for each molding cycle. The configuration and operation for this may take various forms.
  • the pressure in the regulating accumulator 41 may be adjusted in the same way as when the pressure is increased.
  • the pressure of an accumulator for pressure increase may be lowered to adjust the pressure of the accumulator to a target pressure depending on the molding conditions before the molding cycle.
  • This configuration may be used to adjust the pressure of the adjustment accumulator 41 for each molding cycle when the pressure of the adjustment accumulator 41 increases due to pressure reduction. Note that the timing of adjustment may be the same as that for pressure increase, for example.
  • the amount of hydraulic fluid in the entire combination of the adjustment accumulator 41, the rear chamber 31b, and the flow path connecting them is constant from the start of pressure reduction to the completion of pressure holding, and the pressure increase piston 35 is at the initial position at the start of pressure reduction.
  • the pressure in the adjustment accumulator 41 has decreased or increased due to movement from the position, the pressure may be adjusted by moving the pressure increase piston 35 to the initial position. This movement may be performed, for example, by supplying or discharging the hydraulic fluid to the front chamber 31a and/or the head chamber 31h. Further, for example, when the pressure in the adjustment accumulator 41 increases, the working fluid in the adjustment accumulator 41 may be discharged to the tank 47 in an appropriate amount.
  • the injection device 9 includes various sensors (not shown) in order to grasp the operation of the drive unit 25 and the like.
  • the control device 15 controls the drive unit 25 based on detection values of various sensors.
  • Various sensors may be provided as well as known sensors. Although not particularly illustrated, the following is an example.
  • the injection device 9 may include a position sensor for detecting the position and speed of the plunger 23 and a pressure sensor for detecting the pressure that the plunger 23 applies to the molten metal.
  • the position sensor may be configured, for example, by a magnetic or optical linear encoder, or by a laser length measuring device.
  • the pressure sensor may be one that detects the pressure in the head side chamber 31h, for example. The pressure in the head side chamber 31h can be converted into the pressure applied to the molten metal by the plunger 23 using the diameter of the injection piston 33 and the diameter of the plunger tip 23a. In addition to detecting the pressure in the head side chamber 31h, the pressure in the rod side chamber 31r may be detected.
  • the injection device 9 may include a pressure sensor that detects the pressure of the injection accumulator 39 and a pressure sensor that detects the pressure of the adjustment accumulator 41. These pressure sensors may detect the pressure in the liquid chamber or the pressure in the gas chamber. Further, the pressure sensor only needs to be able to substantially detect the pressure of the accumulator, and may detect the pressure of a flow path close to the accumulator.
  • Pressurizing device 13 applies pressure to the molten metal at one or more appropriate locations within space 107 . Thereby, shrinkage cavities (cavities caused by solidification and contraction of the molten metal) can be reduced. As a result, for example, even if the pressure applied to the molten metal by the plunger 23 is lowered by reducing the pressure without increasing the pressure after injection, the quality in terms of shrinkage cavities can be maintained.
  • the pressurizing device 13 may be regarded as a component of the injection device 9, unlike the description of this embodiment.
  • the pressure applied to the molten metal by the pressure device 13 may be lower than the pressure applied to the molten metal by the plunger 23 (more specifically, the set pressure during pressure holding). It can be good, it can be the same, it can be higher. This applies not only when pressure is reduced, but also when pressure is increased instead of reduced pressure.
  • the configuration of the pressurizing device 13 may be various configurations, for example, a known configuration.
  • the pressurizing device 13 includes a pressurizing member 61 that contacts the molten metal and directly contributes to pressurizing the metal, and a drive unit (63 and 65) that drives the pressurizing member 61.
  • the drive unit may be electric or hydraulic.
  • a hydraulic drive unit is illustrated, and the drive unit includes a pressure cylinder 63 and a hydraulic device 65 that supplies hydraulic fluid to the pressure cylinder 63.
  • the pressurizing device may be defined including the pressurizing member 61 or may be defined without including the pressurizing member 61. This is because the pressure member 61 can be replaced by replacing the mold 101.
  • the number, position, shape, etc. of the pressure members 61 are arbitrary.
  • the pressure member 61 may be a pin-shaped member.
  • the pressure member 61 may be placed on the fixed mold 103 (the illustrated example), or may be placed on the movable mold 105.
  • the pressure member 61 may be located in the overflow 107b of the space 107 outside the product portion 107a having the same shape as the die-cast product.
  • a plurality of pressure members 61 may be arranged at a plurality of positions.
  • the explanation may focus on one pressure member 61 unless otherwise specified.
  • the pressurizing cylinder 63 may be provided in any number greater than or equal to one.
  • One pressure cylinder 63 may drive one pressure member 61, or two or more pressure members 61 may be driven so that the extrusion device 11 drives two or more extrusion pins.
  • the pressurizing cylinder 63 has, for example, a cylinder portion, a piston that slides within the cylinder portion, and a piston rod that is fixed to the piston and extends from the cylinder portion, although no particular reference numeral is attached thereto.
  • the piston divides the inside of the cylinder portion into a rod side chamber on the side from which the piston rod extends and a head side chamber on the opposite side.
  • One of the cylinder portion and the piston rod (the latter in the illustrated example) is fixed to the pressure member 61, and the other is fixed to the fixed mold 103 or the movable mold 105 (the fixed mold 103 in the illustrated example).
  • the pressure member 61 moves forward toward the space 107 by supplying the hydraulic fluid to one of the rod side chamber and the head side chamber (in the illustrated example, the head side chamber).
  • the hydraulic device 65 is, for example, a cylinder chamber (in the illustrated example, a head side chamber) to which hydraulic fluid is supplied at least when the pressurizing member 61 moves forward toward the space 107, out of the rod side chamber and the head side chamber of the pressurizing cylinder 63. It is configured such that hydraulic fluid can be supplied to the side chamber).
  • the hydraulic device 65 includes, for example, a pump, a tank, an accumulator, various channels interconnecting these elements and the pressurized cylinder 63, and various valves located in the channels. ing. Note that some of the components of the hydraulic device 65 may be shared with the hydraulic device 29 of the injection device 9.
  • the die casting machine 1 (or injection device 9) has an ACC pressure adjustment section 53 that adjusts the pressure of the adjustment accumulator 41 so that pressure reduction and pressure increase can be performed selectively. It may have.
  • the pressure of the adjustment accumulator 41 may be adjusted for each molding cycle.
  • the ACC pressure adjustment unit 53 adjusts the pressure of the adjustment accumulator 41 so that pressure reduction and pressure increase can be performed selectively, the range in which the adjustment is made is usually as described above. This is wider than the range of adjustment for each molding cycle.
  • the specific width of the adjustment range and the specific degree of difference from the adjustment range for each molding cycle may be appropriately set based on the performance required of the injection device 9, etc.
  • the width of the adjustment range (pressure difference from the lower limit value to the upper limit value) of the pressure of the adjustment accumulator 41 by the ACC pressure adjustment unit 53 is more than twice or more than 5 times the pressure at the center of the adjustment range. It may be 8 times or less, or 6 times or less.
  • the pressure in the adjustment accumulator 41 is made higher than the previously described first pressure (the value obtained by converting the pressure in the injection accumulator 39 to the pressure in the rear chamber 31b).
  • the adjustment range of the pressure of the adjustment accumulator 41 for each molding cycle is higher than the first pressure.
  • the adjustment range of the pressure of the adjustment accumulator 41 by the ACC pressure adjustment section 53 ranges from a pressure lower than the first pressure to a pressure higher than the first pressure. That is, the pressure adjustment range of the ACC pressure adjustment section 53 includes a lower range than the pressure adjustment range for each molding cycle regarding the conventional pressure increasing accumulator.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the ACC pressure adjustment section 53.
  • the ACC pressure adjustment section 53 discharges gas from the gas chamber of the adjustment accumulator 41 when lowering the pressure of the adjustment accumulator 41 for pressure reduction, and discharges gas from the gas chamber of the adjustment accumulator 41 when increasing the pressure of the adjustment accumulator 41 for pressure increase. It is configured to supply gas to 41 gas chambers.
  • the pressure adjustment for each molding cycle described above in a general pressure increasing accumulator is normally performed by supplying hydraulic fluid to the pressure increasing accumulator, unlike the adjustment by the ACC pressure adjustment section 53 in the illustrated example. It will be done.
  • the ACC pressure adjustment section 53 may be configured to adjust the pressure of the adjustment accumulator 41 to a pressure reduction pressure or pressure increase pressure by supplying hydraulic fluid.
  • part or all of the ACC pressure adjustment section 53 may have a common configuration that adjusts the pressure for each molding cycle.
  • the ACC pressure adjustment section 53 when the ACC pressure adjustment section 53 discharges gas from the adjustment accumulator 41, the ACC pressure adjustment section 53 stores the discharged gas in the tank 71. Further, when supplying gas to the adjustment accumulator 41, the ACC pressure adjustment section 53 supplies the gas in the tank 71 to the adjustment accumulator 41. This makes it possible, for example, to switch between reduced pressure and increased pressure without wasting a particular type of gas (for example, nitrogen).
  • a particular type of gas for example, nitrogen
  • the ACC pressure adjustment section 53 includes a gas cylinder 73, an electric motor 75 that drives the gas cylinder 73, and pilot-type check valves 77A to 77D.
  • the gas cylinder 73 sucks in or sends out gas by reciprocating the piston 73b with respect to the cylinder member 73a.
  • the check valve 77A and the check valve 77D are connected in parallel to each other between the regulating accumulator 41 and the gas cylinder 73.
  • the check valve 77B and the check valve 77C are connected in parallel between the gas cylinder 73 and the tank 71.
  • the check valve 77A allows the flow from the regulating accumulator 41 to the gas cylinder 73, and prohibits the flow from the opposite side. Furthermore, the check valve 77A prohibits both flows when pilot pressure is introduced.
  • the check valve 77B allows the gas to flow from the gas cylinder 73 to the tank 71, and prohibits the flow from the opposite side. Furthermore, the check valve 77B prohibits both flows when pilot pressure is introduced.
  • the check valve 77C allows the flow from the tank 71 to the gas cylinder 73, and prohibits the flow from the opposite side. Further, the check valve 77C prohibits both flows when pilot pressure is introduced.
  • Check valve 77D allows flow from gas cylinder 73 to regulating accumulator 41 and prohibits flow on the opposite side. Furthermore, the check valve 77D prohibits both flows when pilot pressure is introduced.
  • pilot pressure is introduced into the check valves 77A and 77B.
  • the piston 73b of the gas cylinder 73 moves downward in the figure, the gas in the tank 71 is sucked into the gas cylinder 73 via the check valve 77C.
  • the piston 73b subsequently moves upward in the figure, gas is delivered from the gas cylinder 73 to the adjustment accumulator 41 via the check valve 77D. This operation may be performed as many times as necessary.
  • the tank 71 may be replaced when the pressure in the tank 71 reaches a predetermined upper limit pressure.
  • the tank 71 may be replaced when the pressure in the tank 71 reaches a predetermined lower limit pressure.
  • a transmission mechanism such as a ball screw mechanism may be interposed between the electric motor 75 and the piston 73b.
  • a transmission mechanism such as a ball screw mechanism may be interposed between the electric motor 75 and the piston 73b.
  • the pressure in the tank 71 is supplied to the adjustment accumulator 41, if the pressure in the tank 71 is higher than the pressure in the adjustment accumulator 41, the pressure in the tank 71 is simply determined by the pressure difference between the two without using the gas cylinder 73.
  • the gas may be supplied to the regulating accumulator 41.
  • FIG. 4(a) shows the state before injection starts.
  • the injection valve 43 and the adjustment valve 45 are closed (the rectangles on the left side of the figure showing each valve) are closed.
  • the rod-side valve 49 is closed by introducing pilot pressure.
  • the injection piston 33 and the pressure increase piston 35 are located at their respective retraction limits.
  • the retraction limit is, for example, a position where the piston comes into contact with (engages with) a stopper (for example, the rear end of each cylinder portion) of the cylinder member 31 from the front to the rear and stops.
  • FIG. 4(b) shows the state when injection is being performed.
  • the control device 15 opens the injection valve 43 (the injection valve 43 is shown in the rectangle on the right side of the figure).
  • the hydraulic fluid is supplied from the injection accumulator 39 to the head side chamber 31h, as indicated by the arrow a1.
  • the injection piston 33 (as well as the piston rod 37 and the plunger 23, not shown here) moves forward.
  • the hydraulic fluid in the rod side chamber 31r whose volume decreases as the injection piston 33 advances, is discharged to the tank 47 via the rod side valve 49 to which pilot pressure has been stopped, as indicated by arrow a2. Ru.
  • FIG. 5(a) shows the state when injection is completed.
  • the control of the control device 15 at this time may be basically the same as that shown in FIG. 4(b) (excluding details), for example.
  • the injection piston 33 is located further forward than the position in FIG. 4(b).
  • the space 107 is generally filled with molten metal (not shown here).
  • the plunger 23 is decelerated by the reaction force from the molten metal.
  • the pressure in the head side chamber 31h increases (from another point of view, it approaches the pressure in the injection accumulator 39).
  • FIG. 5(b) shows a state where the pressure is being reduced.
  • a predetermined injection completion condition in other words, a pressure reduction start condition
  • the control device 15 closes the injection valve 43 (places the injection valve 43 in the state on the left side of the figure). Further, the control device 15 opens the adjustment valve 45 at approximately the same time as the injection valve 43 is closed (the adjustment valve 45 is in the state on the right side of the figure). Note that the pressure in the head side chamber 31h at this time is approximately equal to or lower than the pressure in the injection accumulator 39.
  • the injection piston 33 stops due to the reaction force received from the molten metal.
  • the hydraulic fluid in the head side chamber 31h cannot move forward, and the pressure in the head side chamber 31h becomes uniform. Further, for example, the pressure in the head side chamber 31h increases due to the force from the molten metal whose pressure increases due to the inertial force from the plunger 23.
  • the pressure increasing piston 35 attempts to retreat due to the pressure in the head side chamber 31h.
  • the adjustment accumulator 41 absorbs the pressure in the rear chamber 31b that tends to rise due to the retreat of the pressure increase piston 35. Then, the pressure increasing piston 35 stops at a position where the pressure in the head side chamber 31h and the pressure in the rear side chamber 31b (in other words, the pressure in the adjustment accumulator 41) are balanced.
  • Such an operation reduces the pressure that the plunger 23 applies to the molten metal after injection. Specifically, for example, as the pressure increase piston 35 retreats, the pressure applied to the molten metal by the plunger 23 decreases.
  • the pressure (set pressure) that the plunger 23 applies to the molten metal during pressure holding is determined by the pressure in the adjustment accumulator 41 (more precisely, the pressure in the adjustment accumulator 41 when the pressure increase piston 35 stops) and the large diameter It is determined by the diameters of the piston 35y, small diameter piston 35x, injection piston 33, and plunger tip 23a.
  • the pressure increase piston 35 was located at the retraction limit before injection was completed.
  • the pressure increase piston 35 may be located at the forward limit or between the forward limit and the backward limit before the injection is completed. This aspect will be described later with reference to FIG. 13.
  • the timing at which the adjustment valve 45 is opened may be considerably earlier than the timing at which the injection valve 43 is closed (for example, at the start of injection). Even in this case, since the pressure in the adjustment accumulator 41 is lower than the previously mentioned first pressure (the value obtained by converting the pressure in the injection accumulator 39 to the pressure in the rear chamber 31b), the pressure in the adjustment accumulator 41 is theoretically lower than the illustrated example. A similar operation is achieved.
  • the timing when the adjustment valve 45 is opened may be later than the timing when the injection valve 43 is closed.
  • the pressure boosting piston 35 is positioned at the retraction limit when closing the injection valve 43, after the injection valve 43 is closed, as explained with reference to arrows a6 and a8.
  • the regulating valve 45 is opened before the injection piston 33 comes to a complete stop so that the pressure boosting piston 35 can advance and the hydraulic fluid can be replenished.
  • the adjustment valve 45 may be closed before the pressure increase piston 35 retreats to a position where the force due to the hydraulic pressure in the head side chamber 31h and the force due to the hydraulic pressure in the rear side chamber 31b are balanced.
  • the pressure of the injection accumulator 39 is converted into the pressure applied to the molten metal by the plunger 23 (in other words, the pressure of the molten metal at the time of completion of injection), and the pressure of the adjustment accumulator 41 is applied to the molten metal by the plunger 23.
  • the set pressure can be any pressure between the pressure converted to the applied pressure (in other words, the set pressure when the regulating valve 45 is not closed).
  • the operation of the injection device 9 when pressure is increased instead of reduced pressure may be similar to that of known injection devices. Note that, except that the pressure in the adjustment accumulator 41 is made higher than the first pressure, the valve control may be performed in the same manner as the valve control when the above-described pressure reduction is performed. In this case, the pressure booster piston 35 does not undergo the movement described with reference to FIG. 5(b), but simply moves forward. Then, the pressure is increased.
  • the set pressure reached by the pressure applied to the molten metal by the plunger 23 due to pressure increase is determined by, for example, the pressure of the adjusting accumulator 41 (more precisely, the pressure of the pressure increase piston 35), as in the case of pressure reduction. It is determined by the pressure of the adjustment accumulator 41 when stopped) and the diameters of various members. However, as in the case of pressure reduction, the adjustment valve 45 may be closed before the pressure increase piston 35 stops.
  • the pressure of the injection accumulator 39 is converted into the pressure applied to the molten metal by the plunger 23 (in other words, the pressure of the molten metal at the time of completion of injection), and the pressure of the adjustment accumulator 41 is applied to the molten metal by the plunger 23.
  • the set pressure can be any pressure between the pressure converted to the applied pressure (in other words, the set pressure when the regulating valve 45 is not closed).
  • the set pressure (pressure during pressure holding) is determined by the timing of closing the adjustment valve 45 after the start of pressure reduction or pressure increase, and/or the timing of prohibiting discharge of the hydraulic fluid from the rod side chamber 31r. may be done.
  • a mode in which such an operation is not performed and the set pressure is determined by the pressure of the adjustment accumulator 41 may be taken as an example, and the description will be based on this mode unless otherwise specified. may be done.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of changes over time in the speed of the plunger 23 (injection speed) and the pressure that the plunger 23 applies to the molten metal.
  • injection pressure the pressure applied to the molten metal by the plunger 23 may be referred to as injection pressure.
  • the horizontal axis indicates time t, and the later the time is on the right side.
  • the left vertical axis shows the speed V, and the higher the speed, the higher the speed.
  • the right vertical axis indicates the pressure P, and the higher the pressure, the higher the pressure.
  • the line LnV shows the change in injection speed over time.
  • Lines Ln0, Ln1, and Ln2 indicate changes in injection pressure over time.
  • Line Ln0 shows the pressure change according to the comparative example.
  • a line Ln1 indicates a pressure change when the pressure is reduced in the injection device 9 according to the embodiment.
  • a line Ln2 indicates a pressure change when pressure is increased in the injection device 9 according to the embodiment.
  • the injection device 9 sequentially performs, for example, low-speed injection (times t0 to t1) and high-speed injections (times t1 to t2). After that, the injection device 9 performs pressure reduction or pressure increase (from time t3 to time t4), and then performs pressure holding (from time t4). That is, as shown by the line LnV, the die casting machine 1 advances the plunger 23 at a relatively low speed (velocity V L ) in the initial stage of injection from the viewpoint of preventing air from being entrained in the molten metal. Performs slow injection.
  • V L relatively low speed
  • the die casting machine 1 performs high-speed injection in which the plunger 23 is advanced at a relatively high speed (velocity V H ) in order to fill the molten metal without delaying the solidification of the molten metal. I do.
  • the die casting machine 1 reduces or increases the pressure and maintains the pressure so as to apply an appropriate pressure to the molten metal in order to eliminate shrinkage cavities. conduct. In pressure holding, the set pressure Pc1 or Pc2 obtained by pressure reduction or pressure increase is maintained.
  • the injection pressure is relatively low during low-speed injection (times t0 to t1).
  • time t1 the injection pressure during low-speed injection is omitted because it is extremely small.
  • time t2 the injection pressure increases.
  • time t2 the injection pressure rapidly increases because the molten metal has nowhere to go.
  • so-called surge pressure may occur, as shown by the line Ln0 according to the comparative example.
  • the speed V L of low speed injection, the speed V H of high speed injection, the conditions for switching from low speed injection to high speed injection, the control method of the injection speed, etc. may be the same as those of known injection devices.
  • the velocity V L is less than 1 m/s.
  • the speed V H of high-speed injection is 1 m/s or more.
  • the switching from low-speed injection to high-speed injection may be performed approximately when the molten metal reaches the gate of the mold 101, and more specifically, for example, when the position sensor that detects the position of the plunger 23 is at a predetermined position. This may be triggered by the arrival of the target.
  • Speed control may be achieved by the meter-in or meter-out circuits described above. At this time, feedback control based on the detected position (velocity) of the plunger 23 may be performed.
  • the injection valve 43 may be closed before the plunger 23 stops as described above. This may reduce surge pressure. Further, in the injection device 9, the surge pressure may be reduced using the pressurizing device 13, regardless of whether the pressure is reduced or increased. Specifically, before the filling of the molten metal is almost completed, the pressurizing member 61 is positioned at the forward limit by applying hydraulic pressure to the pressurizing cylinder 63 by the accumulator. When the molten metal reaches the pressure member 61, the pressure member 61 pushed by the molten metal retreats, and the hydraulic pressure in the pressure cylinder 63 at this time is absorbed by the accumulator.
  • the timing to close the injection valve 43 and/or the timing to open the adjustment valve 45 is determined, for example, from when the injection speed starts to decrease from the high-speed injection speed VH until the plunger 23 stops. It may be set at an appropriate time within the period. Further, as will be described later with reference to FIG. 13, depending on the embodiment, the injection valve 43 may be closed or the adjustment valve 45 may be opened after the injection speed becomes 0.
  • the conditions for closing the injection valve 43 and/or opening the adjustment valve 45 are also set appropriately. It's okay to be.
  • the conditions for completing injection may be the same as the conditions for starting pressure increase in a conventional injection device.
  • the injection completion conditions include that the arrival of the plunger 23 at a predetermined position is detected by a position sensor, that the injection pressure reaches (rises) to a predetermined pressure is detected by a pressure sensor, and/or that the molten metal It may be determined that the arrival of the vehicle at a predetermined position has been detected.
  • Examples of the sensor that detects the arrival of the molten metal at a predetermined position include an energization sensor, a temperature sensor, and a pressure sensor. Furthermore, when the surge pressure is absorbed by the pressurizing device 13 as described above, arrival of the molten metal at a predetermined position may be detected by detecting the retreat of the pressurizing member 61.
  • the time t3 when the injection pressure reaches a ceiling is, for example, the time when the plunger 23 (injection piston 33) stops after the injection valve 43 is closed.
  • the pressure at this time is, for example, less than or equal to the pressure in the injection accumulator 39 converted into injection pressure.
  • the pressure increase piston 35 starts to retreat the injection pressure starts to decrease.
  • the pressure increase piston 35 stops retreating time t4
  • the injection pressure stops decreasing and the injection pressure becomes the set pressure Pc1.
  • the set pressure Pc1 is approximately the size obtained by converting the pressure of the adjustment accumulator 41 into the injection pressure.
  • the flow of the hydraulic fluid may be controlled as appropriate so that a desired pressure reduction curve (line Ln1) is obtained.
  • the opening degree of the regulating valve 45 may be set to a preset appropriate size, or feedback control may be performed to change the opening degree of the regulating valve 45 in real time.
  • FIG. 6 shows the pressure change when the surge pressure is absorbed by the pressurizing device 13.
  • the line Ln1 may be interpreted as the pressure change when the set pressure Pc1 is set to the lowest setting.
  • the line Ln2 may be regarded as the pressure change when the set pressure Pc2 is set to the highest value.
  • the injection device 9 can adjust the set pressure within the range R1 between the line Ln1 and the line Ln2.
  • FIG. 7 is a flowchart outlining an example of a procedure of processing executed by the control device 15 to realize the operations described above.
  • This process is started, for example, when the die-casting machine 1 starts operating.
  • the steps for repeating the molding cycle are omitted, and only the steps for performing one molding cycle are extracted and shown. Further, here, only the procedures related to the operation of the injection device 9 are extracted, and the procedures related to other devices such as the mold clamping device 7 are omitted.
  • step ST1 the control device 15 receives input of molding conditions.
  • Molding conditions may include, for example, injection speed and injection pressure, similar to conventional die casting machines. Furthermore, the molding conditions may include conditions regarding whether to perform pressure reduction or pressure increase.
  • the input is performed, for example, by an operator's operation on the input device 17.
  • step ST2 the control device 15 determines whether the pressure reduction or pressure increase setting set in step ST1 is different from the molding cycle performed so far. That is, the control device 15 determines whether switching between pressure reduction and pressure increase has been instructed. Then, when the control device 15 makes a positive determination, the process proceeds to step ST3, and when a negative determination is made, the control device 15 skips step ST3 and proceeds to step ST4.
  • step ST3 the control device 15 controls the ACC pressure adjustment unit 53 so that the pressure in the adjustment accumulator 41 has a magnitude corresponding to the pressure reduction or pressure increase after switching. Note that the operation at this time may further be such that the pressure of the adjustment accumulator 41 becomes a value corresponding to the specific value of the set pressure Pc1 or Pc2 set in step ST1. In this case, step ST3 may be executed regardless of whether or not there is switching between pressure reduction and pressure increase.
  • step ST4 the control device 15 determines whether or not a predetermined injection start condition is satisfied, and when determining that it is satisfied, controls each part of the injection device 9 to start injection.
  • the operation (control) at this time is as described with reference to FIG. 4(a).
  • the injection start condition may be, for example, that the clamping of the fixed mold 103 and the movable mold 105 has been completed and that information indicating that the molten metal has been supplied to the sleeve 21 has been obtained.
  • step ST5 the control device 15 determines whether a condition for completing injection (injection completion condition) is satisfied.
  • the injection completion conditions are as described with reference to FIG. Then, when the control device 15 makes a positive determination, it proceeds to step ST6, and when it makes a negative determination, it repeats step ST5 (continues injection).
  • step ST6 the control device 15 controls each part to execute the operation set in step ST1 among pressure reduction and pressure increase.
  • the operation (control) at this time is as described with reference to FIG. 5(b).
  • step ST7 the control device 15 determines whether the injection pressure has reached the set pressure Pc1 or Pc2 set in step ST1. Then, when the control device 15 makes a positive determination, the process proceeds to step ST8, and when it makes a negative determination, it repeats step ST7 (continuing pressure reduction or pressure increase).
  • step ST8 the control device 15 controls each part of the injection device 9 to maintain pressure.
  • pressure holding may be performed by continuing the operation during pressure reduction or pressure increase. In this case, steps ST7 and ST8 are unnecessary.
  • the control device 15 controls each part of the injection device 9 to end the pressure holding when a predetermined pressure holding completion condition is satisfied.
  • the injection device 9 may supply hydraulic fluid to the rod side chamber 31r using a pump (not shown) to retract the injection piston 33 and, in turn, retract the pressure increase piston 35.
  • the pressure holding completion condition may be, for example, the same as that in known injection apparatuses, and may be, for example, that a predetermined time has elapsed from an appropriate time such as the start of injection or the time of completion of injection.
  • control device 15 ends the illustrated process.
  • a procedure may be added to determine whether the molding cycle has been repeated the number of times set in step ST1. Then, the control device 15 ends the illustrated process in the case of an affirmative determination, and returns to step ST4 in the case of a negative determination.
  • step ST1 conditions related to pressure reduction and pressure increase may be set.
  • This condition may be set, for example, by selecting pressure reduction and pressure increase. Further, for example, the setting of this condition may be performed by simply accepting input of the value of the set pressure (Pc1 or Pc2), etc. That is, depending on whether the value input as the set pressure is lower or higher than the pressure at the completion of injection, it may be set whether to perform pressure reduction or pressure increase.
  • the control device 15 may make a determination as in step ST2, or may adjust the pressure in the adjustment accumulator 41 to a pressure corresponding to the set pressure set in step ST1 without making such a determination. May be adjusted.
  • step ST1 general die-casting machines may not be able to set the set pressure Pc2 to a value that does not match the expected operation (pressure increase). For example, if a value lower than the pressure of the injection accumulator 39 (or the accumulator for pressure increase) converted into injection pressure is input as the set pressure Pc2, the pressure cannot be increased. In such cases, conventional control devices may, for example, issue a warning via display 19 or may not perform a molding cycle based on such values. On the other hand, the control device 15 of the embodiment allows setting such a value as the set pressure (Pc1). In other words, the control device 15 performs a molding cycle based on such values.
  • the injection device 9 performs injection and pressure holding.
  • Injection is an operation in which the molding material (molten metal) in the sleeve 21 is pushed out by the plunger 23 into the mold (space 107 of the mold 101).
  • Holding pressure is an operation in which a predetermined set pressure (Pc1 or Pc2) is applied to the molten metal filled in the mold 101 by the plunger 23 over a certain period of time.
  • the injection device 9 has a drive section 25 connected to a plunger 23.
  • the drive unit 25 applies a driving force to the plunger 23 so that the pressure applied by the plunger 23 to the molten metal filled in the mold 101 decreases and reaches the set pressure Pc1.
  • the method for manufacturing a molded product (die-cast product) includes an injection step (ST4) and a pressure holding step (ST8).
  • the injection step is a step in which the molding material (molten metal) in the sleeve 21 is extruded into the mold (space 107 of the mold 101) by the plunger 23.
  • the pressure holding step is a step in which a predetermined set pressure (Pc1 or Pc2) is applied to the molten metal filled in the mold 101 by the plunger 23 over a certain period of time.
  • the manufacturing method further includes a pressure reduction step (ST6) in which the pressure applied by the plunger 23 to the molten metal filled in the mold 101 by the injection step is reduced to reach the set pressure Pc1.
  • burrs may be prevented due to the pressure increase performed after filling. The probability of this occurring is reduced.
  • the reduced pressure here refers to "the pressure applied by the plunger to the molding material filled in the mold decreases until it reaches the set pressure (pressure during holding pressure)", so the line Ln0 in FIG. This is different from the pressure drop after the generation of surge pressure in the injection device according to the comparative example shown by. This is because, in the comparative example, the pressure applied by the plunger to the molding material decreases following the generation of surge pressure, and then rises due to pressure increase until it reaches the set pressure Pc2 for pressure holding.
  • the drive unit 25 may include an injection cylinder 27 connected to the plunger 23 and a hydraulic device 29 that applies hydraulic pressure to the injection cylinder 27.
  • the injection cylinder 27 includes a piston rod 37 connected to the rear part of the plunger 23, an injection piston 33 fixed to the rear part of the piston rod 37, and an injection cylinder part 31e that slidably accommodates the injection piston 33. may have.
  • the interior of the injection cylinder portion 31e may be partitioned by the injection piston 33 into a rod side chamber 31r at the front and a head side chamber 31h at the rear.
  • the hydraulic device 29 may include a pressure adjustment section 40 (symbolized in FIG. 2) that lowers the pressure in the head side chamber 31h when the pressure is reduced.
  • injection can be performed, for example, by supplying the working fluid to the head side chamber 31h.
  • the injection speed at this time can be easily made higher than the injection speed in an embodiment in which the drive unit 25 is electrically driven (this embodiment is also included in the technology according to the present disclosure).
  • the injection speed is high, the pressure applied to the molten metal by the plunger 23 tends to increase, so that the effect of pressure reduction is effectively exhibited.
  • the pressure adjustment section 40 may include an adjustment accumulator 41 that absorbs the hydraulic pressure of the injection cylinder 27 when the pressure is reduced.
  • this mode is also included in the technology according to the present disclosure
  • the hydraulic fluid in the rear chamber 31b is released to the tank 47 for pressure reduction
  • embodiments reduce such a need.
  • the effect of alleviating rapid fluctuations in the pressure in the rear chamber 31b (and in turn, the injection pressure) is also expected.
  • the injection cylinder 27 may include a small diameter cylinder portion 31x, a large diameter cylinder portion 31y, a small diameter piston 35x, and a large diameter piston 35y.
  • the small diameter cylinder portion 31x may communicate with the head side chamber 31h.
  • the large diameter cylinder part 31y may continue in series with the small diameter cylinder part 31x, and may have a larger diameter than the small diameter cylinder part 31x.
  • the small diameter piston 35x may be slidably housed in the small diameter cylinder portion 31x.
  • the large diameter piston 35y may be fixed in series to the small diameter piston 35x, and may be slidably accommodated in the large diameter cylinder section 31y, and the large diameter piston 35y may be slidably housed in the large diameter cylinder section 31y. and a rear chamber 31b on the opposite side.
  • the adjustment accumulator 41 may communicate with the rear chamber 31b.
  • the pressure of the adjustment accumulator 41 is increased and applied to the head side chamber 31h, so that the desired set pressure (for example, the set pressure Pc1 at the time of pressure reduction) can be adjusted as compared to the second embodiment described later.
  • the pressure in the adjustment accumulator 41 when this is realized can be lowered.
  • an upper limit value is defined for the pressure of the adjustment accumulator 41.
  • the hydraulic device 29 may include an injection accumulator 39 that supplies hydraulic fluid to the head side chamber 31h when injection is performed.
  • the pressure in the adjustment accumulator 41 may be lower than a first pressure obtained by multiplying the pressure in the injection accumulator 39 by the square of the ratio of the diameter of the small diameter piston 35x divided by the diameter of the large diameter piston 35y.
  • the piston rod 37 is driven by an electric motor (a hybrid injection device that combines an electric type and a hydraulic type). (also included in the technology according to the present disclosure), high-speed injection is easier. Further, for example, as understood from the above description, the pressure in the regulating accumulator 41 is lower than the first pressure, thereby ensuring that the pressure is reduced.
  • the drive unit 25 may be able to selectively perform pressure reduction and pressure increase so that the pressure applied by the plunger 23 to the molten metal filled in the mold 101 increases to reach the set pressure Pc2.
  • the injection device 9 may have an ACC pressure adjustment section 53 that adjusts the pressure of the adjustment accumulator 41 in a range from a pressure lower than the first pressure described above to a pressure higher than the first pressure.
  • the pressure in the adjustment accumulator 41 does not have to be adjusted by a device separate from the injection device.
  • the preferred set pressure is close to the value obtained by converting the first pressure into injection pressure, the frequency of switching between pressure reduction and pressure increase may be There is a possibility that it will be higher. It also becomes easier to deal with such situations.
  • the control device 15 may include a control device 15 that controls the drive unit 25 so that the pressure is reduced.
  • realization of the pressure reduction is more realistic than in an embodiment in which the pressure is reduced passively (this embodiment is also included in the technology according to the present disclosure).
  • the degree of freedom in designing the injection device 9 is improved, and the molding conditions can be easily changed.
  • modes for passively reducing the pressure include a configuration in which a valve is opened and closed in conjunction with the movement of the plunger 23, and a configuration in which a relief valve is used.
  • the injection device 9 may include an input device 17 that receives an operation to set a set pressure, and a control device 15 that controls the drive unit 25 based on the set pressure set by the operation on the input device 17.
  • the drive unit 25 may include an injection cylinder 27 connected to the plunger 23 and a hydraulic device 29 that applies hydraulic pressure to the injection cylinder 27.
  • the hydraulic device 29 may have an injection accumulator 39 that supplies hydraulic fluid to the injection cylinder 27 when injection takes place.
  • the control device 15 may allow setting the set pressure Pc1 to a pressure lower than the pressure obtained by converting the pressure of the injection accumulator 39 to the pressure applied to the molten metal by the plunger 23.
  • an operation is realized in which injection is performed at a relatively high pressure from the injection accumulator 39 and then the pressure is reduced. Note that, as described above, in conventional injection apparatuses that only increase pressure, setting a set pressure of such a magnitude is usually not allowed.
  • FIGS. 8(a) to 9(b) are schematic diagrams showing the configuration and operation of the injection device 209 according to the second embodiment. These figures correspond to FIGS. 4(a) to 5(b) in the first embodiment.
  • the configuration of the injection device 209 is such that the pressure-increasing type injection cylinder 27 in the first embodiment is replaced with a single-barrel type injection cylinder 227.
  • the injection cylinder 227 has a configuration in which the pressure increase cylinder portion 31f and the pressure increase piston 35 are removed from the pressure increase type injection cylinder 27.
  • the adjustment accumulator 41 is connected to the head side chamber 31h.
  • the flow passages, valves, etc. may also be different from the first embodiment due to the injection cylinder 27 being replaced with the injection cylinder 227.
  • the not-illustrated portions may be similar to known configurations, so their explanation will be omitted.
  • the operation of the injection device 209 proceeds sequentially from FIG. 8(a) to FIG. 9(b). Specifically, it is as follows.
  • FIGS. 8(a), 8(b), and 9(a) are the same as those shown in FIGS. 4(a), 4(b), and FIG. The operation is similar to that in 5(a). Therefore, the description of the operations in FIGS. 4(a), 4(b), and 5(a) may be referred to as appropriate for the operations in FIGS. 8(a), 8(b), and 9(a). good.
  • FIG. 9(b) shows a state where the pressure is reduced, and corresponds to FIG. 5(b) of the first embodiment.
  • the control device 15 closes the injection valve 43 and opens the adjustment valve 45.
  • the injection piston 33 (plunger 23) is stopped by the reaction force received from the molten metal.
  • the hydraulic fluid in the head side chamber 31h cannot move forward, and the pressure of the hydraulic fluid in the head side chamber 31h becomes uniform.
  • the pressure in the head side chamber 31h increases due to the force from the molten metal whose pressure increases due to the inertial force from the plunger 23.
  • the adjustment accumulator 41 absorbs the pressure in the head side chamber 31h until the pressure in the head side chamber 31h and the pressure in the adjustment accumulator 41 become equal.
  • Such an operation reduces the pressure that the plunger 23 applies to the molten metal after injection. Specifically, after the plunger 23 stops, the pressure applied to the molten metal by the plunger 23 decreases as the pressure in the head side chamber 31h decreases.
  • the pressure (set pressure Pc1) that the plunger 23 applies to the molten metal during pressure holding is the pressure of the adjustment accumulator 41 (more precisely, the pressure of the adjustment accumulator 41 when the pressure reduction of the head side chamber 31h is completed) and various other factors. is determined by the diameter of the member.
  • the pressure in the adjustment accumulator 41 when the pressure is reduced is different from that in the first embodiment. Rather than being lowered below the first pressure, it is lowered, for example, below the pressure of the injection accumulator 39. Thereby, for example, even if the pressure in the head side chamber 31h at the time of completion of injection has increased to a level equivalent to the pressure in the injection accumulator 39, the pressure can be reduced.
  • the injection valve 43 does not have to be closed before the injection piston 33 stops. That is, the injection valve 43 may be opened after the injection piston 33 has stopped. Furthermore, for the same reason, the timing at which the adjustment valve 45 is opened may be considerably delayed from the timing at which the injection valve 43 is closed, as long as the point of quickly obtaining the set pressure Pc1 is ignored.
  • the pressure increase piston 35 is located at the retraction limit, so that the head side chamber is closed before the injection is completed.
  • the probability that 31 h of pressure will be absorbed into the regulating accumulator 41 has been reduced.
  • the regulating valve 45 is opened at approximately the same time as the plunger 23 stops and/or the injection valve 43 is closed.
  • the adjustment valve 45 may be opened relatively earlier than the above timing, and the adjustment accumulator 41 may be used to reduce the injection speed and/or to alleviate a sudden increase in injection pressure. I don't mind if you do.
  • the pressure of the adjustment accumulator 41 is lower than the pressure of the injection accumulator 39 as described above, in more detail, the pressure of the injection accumulator 39 and the adjustment accumulator 41 is, for example, similar to the first embodiment, when the injection It may be the pressure at the time of completion (for example, when the injection valve 43 is closed). However, for the pressure of the adjustment accumulator 41, for example, the highest pressure during the molding cycle may be used for comparison. That is, the condition that the pressure of the adjustment accumulator 41 is lower than the pressure of the injection accumulator 39 may be made stricter.
  • the injection device 209 may also be configured to be able to increase the pressure as well as reduce the pressure.
  • the configuration and operation in this case may be similar to known configurations and operations, except that the adjustment accumulator 41 is used as a pressure increasing accumulator.
  • the pressure is set higher than the pressure of the injection accumulator 39, for example.
  • the pressure to be compared may be, for example, the pressure when injection is completed, as in the case of pressure reduction.
  • the pressure in the injection accumulator 39 may be the pressure before the injection is completed (in other words, before the pressure decreases). That is, the condition that the pressure in the adjustment accumulator 41 is higher than the pressure in the injection accumulator 39 may be made stricter.
  • the pressure at the time when pressure increase (or even pressure holding) is completed (the lowest pressure during the molding cycle) may be used for comparison.
  • the injection device 209 may also be provided with an ACC pressure adjustment section 53 (see the first embodiment) that adjusts the pressure of the adjustment accumulator 41 to enable both pressure reduction and pressure increase.
  • the ACC pressure adjustment section 53 is configured to, for example, range from a pressure lower than the pressure of the injection accumulator 39 to a pressure higher than the pressure of the injection accumulator 39. The pressure of the adjustment accumulator 41 is adjusted within the range up to .
  • the drive unit 25 maintains the set pressure Pc1 while the pressure applied by the plunger 23 to the molten metal filled in the mold 101 decreases. A driving force is applied to the plunger 23 to reduce the pressure. Therefore, the same effects as in the first embodiment can be achieved.
  • the adjustment accumulator 41 may communicate with the head side chamber 31h.
  • the pressure of the injection cylinder 227 can be reduced by absorbing the pressure of the injection cylinder 227 with the adjustment accumulator 41, as in the first embodiment.
  • the first embodiment is advantageous from the viewpoint of widening the range R1 (FIG. 6) of the set pressure.
  • the hydraulic device 29 (refer to the first embodiment for reference numeral) of the injection device 209 may include an injection accumulator 39 that supplies hydraulic fluid to the head side chamber 31h when injection is performed.
  • the pressure in the regulating accumulator 41 may be lower than the pressure in the injection accumulator 39.
  • the hydraulic fluid is supplied from the injection accumulator 39 to the head side chamber 31h, high-speed injection is possible compared to an injection device in which the piston rod 37 is driven by an electric motor. It's easy.
  • the pressure in the regulating accumulator 41 is lower than the pressure in the injection accumulator 39, thereby ensuring that the pressure is reduced.
  • FIGS. 10(a) to 11(b) are schematic diagrams showing the configuration and operation of an injection device 309 according to the third embodiment. These figures correspond to FIGS. 4(a) to 5(b) in the first embodiment.
  • the configuration of the injection device 309 is the same as the injection device 209 in the second embodiment, in which the adjustment accumulator 41 is connected to the rod side chamber 31r instead of the head side chamber 31h. Then, by applying hydraulic pressure from the adjustment accumulator 41 to the rod side chamber 31r after injection is completed, the force applied by the injection piston 33 to the plunger 23 is reduced, and the pressure applied to the molten metal by the plunger 23 is reduced. be able to.
  • the structure (structure containing the adjustment accumulator 41) which applies hydraulic pressure to the rod side chamber 31r for pressure reduction may be called the pressure adjustment part 340.
  • the hydraulic device 329 of the injection device 309 has a rod side valve 349 that switches the connection destination of the rod side chamber 31r between the tank 47 and the adjustment accumulator 41.
  • the rod side valve 349 is constituted by, for example, a 3-port, 2-position switching valve.
  • the rod side valve 349 connects the rod side chamber 31r and the adjustment accumulator 41 by the restoring force of the spring (in a rectangular state on the right side of the figure), and the solenoid is driven.
  • the solenoid is driven.
  • the hydraulic device 329 is configured to control the forward speed of the injection piston 33 (speed of movement to the left in the figure) using a meter-out circuit.
  • the rod-side valve 349 has the function of a servo valve and a flow control valve (for example, a pressure-compensated flow control valve).
  • the injection valve 343 interposed between the injection accumulator 39 and the head side chamber 31h is constituted by a pilot type check valve. This check valve allows flow from the injection accumulator 39 to the head side chamber 31h, and prohibits flow from the opposite side. The check valve also prohibits both flows when pilot pressure is introduced.
  • a meter-in circuit may be provided instead of or in addition to the meter-out circuit.
  • the operation of the injection device 309 proceeds sequentially from FIG. 10(a) to FIG. 11(b). Specifically, it is as follows.
  • FIG. 10(a) shows the state before injection starts, and corresponds to FIG. 4(a) of the first embodiment.
  • the injection valve 343 and the adjustment valve 345 are closed by introducing pilot pressure.
  • the rod-side valve 349 may be located at any position, but in the illustrated example, it is located at a position that connects the rod-side chamber 31r and the tank 47.
  • the injection piston 33 is located at the retraction limit.
  • FIG. 10(b) shows a state when injection is being performed, and corresponds to FIG. 4(b) of the first embodiment.
  • the control device 15 stops introducing the pilot pressure and opens the injection valve 343.
  • the hydraulic fluid is supplied from the injection accumulator 39 to the head side chamber 31h, as indicated by the arrow a1.
  • the injection piston 33 moves forward as shown by arrow a3.
  • the hydraulic fluid in the rod side chamber 31r whose volume decreases as the injection piston 33 advances, is discharged to the tank 47 via the rod side valve 349, as indicated by arrow a2.
  • FIG. 11(a) shows the state when injection is completed.
  • the control of the control device 15 at this time may be basically the same as that shown in FIG. 10(b) (excluding details), for example.
  • the injection piston 33 is located further forward than the position in FIG. 10(b).
  • the space 107 is generally filled with molten metal (not shown here).
  • the plunger 23 is decelerated by the reaction force from the molten metal.
  • the pressure in the head side chamber 31h increases (from another point of view, it approaches the pressure in the injection accumulator 39).
  • FIG. 11(b) shows a state where pressure reduction is being performed.
  • the control device 15 switches the rod side valve 349 so that the rod side chamber 31r and the adjustment accumulator 41 are connected, and also introduces pilot pressure into the adjustment valve 345 to close the adjustment valve. Open 345.
  • the pressure of the adjustment accumulator 41 is applied to the rod side chamber 31r, and the pressure is reduced.
  • the rod side valve 349 as a flow rate adjustment valve may be fully opened, for example, unlike when speed control is being performed (from the start of injection to the completion of injection). However, the rod-side valve 349 may contribute to realizing a desired pressure reduction curve (see line Ln1 in FIG. 6) by being controlled to open at an appropriate opening degree.
  • the injection piston 33 receives the force from the molten metal via the plunger 23, the force applied to the injection piston 33 by the pressure in the rod side chamber 31r (in other words, the pressure in the adjustment accumulator 41), and the pressure in the head side chamber 31h (in other words, Then, it stops at a position where the pressure of the injection accumulator 39) and the force applied to the injection piston 33 are balanced.
  • the pressure that the plunger 23 applies to the molten metal at this time becomes the set pressure Pc1.
  • the pressure of the adjustment accumulator 41 (more precisely, the pressure before the hydraulic pressure is applied to the rod side chamber 31r) may be set to an appropriate value greater than the tank pressure. Theoretically, as long as the pressure in the adjustment accumulator 41 is not zero, the pressure in the rod side chamber 31r will have some effect of reducing the force exerted by the pressure in the head side chamber 31h on the injection piston 33 forward. As a result, pressure reduction can be performed.
  • the pressure in the adjustment accumulator 41 can be determined by converting the pressure in the injection accumulator 39 into the pressure in the rod side chamber 31r (the pressure in the injection accumulator 39 is calculated by converting the cross-sectional area of the injection piston 33 into the injection piston). 33 divided by the cross-sectional area of the piston rod 37 (in fact, it may be made even smaller).
  • the set pressure Pc1 can be set to a value greater than zero.
  • the start of applying hydraulic pressure from the adjustment accumulator 41 to the rod side chamber 31r may be performed before the plunger 23 stops. , may be performed when or after the plunger 23 has stopped.
  • the adjustment accumulator 41 can contribute to absorbing the impact generated in the rod side chamber 31r, for example, when the plunger 23 is stopped by a reaction force from the molten metal.
  • the injection valve 343 may be closed at an appropriate time before the plunger 23 stops. That is, the head side chamber 31h may be closed before the pressure in the head side chamber 31h rises to the pressure in the injection accumulator 39.
  • the injection valve 343 is configured such that the injection piston 33 receives the force from the molten metal via the plunger 23, the force applied to the injection piston 33 by the pressure in the rod side chamber 31r, and the pressure in the injection accumulator 39 via the head side chamber 31h. It may be closed before the force applied to the injection piston 33 is balanced.
  • Application of hydraulic pressure from the adjustment accumulator 41 to the rod side chamber 31r may be stopped at an appropriate time (for example, the adjustment valve 345 may be closed at an appropriate time). That is, the application of hydraulic pressure is achieved by combining the force that the injection piston 33 receives from the molten metal via the plunger 23, the force that the pressure of the adjustment accumulator 41 applies to the injection piston 33 via the rod side chamber 31r, and the pressure of the head side chamber 31h. It may be closed before the force applied to the injection piston 33 is balanced. Note that, as understood from this, the pressure of the adjustment accumulator 41 can be made larger than the pressure of the injection accumulator 39 converted into the pressure of the rod side chamber 31r.
  • a pressure increase accumulator that communicates with the head side chamber 31h (see the adjustment accumulator 41 of the second embodiment) may be provided. This may allow both pressure reduction and pressure increase.
  • the adjustment accumulator 41 communicating with the rod side chamber 31r may be applied to the pressure-increasing type injection cylinder 27. Then, the hydraulic fluid may be supplied to the rear chamber 31b from the injection accumulator 39 or the pressure increase accumulator. From this, both pressure reduction and pressure increase may be possible.
  • the drive unit 25 maintains the set pressure Pc1 while the pressure applied by the plunger 23 to the molten metal filled in the mold 101 decreases. A driving force is applied to the plunger 23 to reduce the pressure. Therefore, the same effects as in the first embodiment can be achieved.
  • the drive unit 25 may include an injection cylinder 227 connected to the plunger 23 and a hydraulic device 329 that applies hydraulic pressure to the injection cylinder 227.
  • the injection cylinder 227 includes a piston rod 37 connected to the rear part of the plunger 23, an injection piston 33 fixed to the rear part of the piston rod 37, and an injection cylinder part 31e that slidably accommodates the injection piston 33. may have.
  • the interior of the injection cylinder portion 31e may be partitioned by the injection piston 33 into a rod side chamber 31r at the front and a head side chamber 31h at the rear.
  • the hydraulic device 329 may include a pressure adjustment section 340 that increases the pressure in the rod side chamber 31r when the pressure is reduced.
  • injection can be performed, for example, by supplying the working fluid to the head side chamber 31h.
  • the injection speed at this time can be easily made higher than the injection speed in an embodiment in which the drive unit 25 is electrically driven (this embodiment is also included in the technology according to the present disclosure).
  • the injection speed is high, the pressure applied to the molten metal by the plunger 23 tends to increase, so that the effect of pressure reduction is effectively exhibited.
  • the pressure adjustment section 340 may include an adjustment accumulator 41 that applies hydraulic pressure to the rod side chamber 31r when the pressure is reduced.
  • the pressure in the rod side chamber 31r can be quickly increased. As a result, it becomes easier to obtain a desired pressure reduction curve.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a part of a hydraulic device according to a modification. This figure corresponds to a part of FIG. 8(a) according to the second embodiment.
  • the injection valve 43A interposed between the injection accumulator 39 and the head side chamber 31h may be configured as a pilot-type check valve.
  • This check valve allows flow from the injection accumulator 39 to the head side chamber 31h (lower part in the figure) and prohibits flow on the opposite side.
  • the check valve also prohibits both flows when pilot pressure is introduced.
  • the injection valve 43A is opened by stopping the introduction of pilot pressure when the injection start condition is satisfied, and is closed by introducing the pilot pressure when the injection completion condition is satisfied.
  • the adjustment valve interposed between the adjustment accumulator 41 and the head side chamber 31h may be constituted by adjustment valves 45A and 45B, which are two check valves connected in parallel to each other. good.
  • the adjustment valve 45A allows flow from the adjustment accumulator 41 to the head side chamber 31h (downward in the figure) and prohibits flow on the opposite side.
  • the adjustment valve 45B prohibits the flow from the adjustment accumulator 41 to the head side chamber 31h (downward in the figure), and allows flow on the opposite side.
  • both check valves prohibit both flows when pilot pressure is introduced.
  • the adjustment valves 45A and 45B are opened when, for example, injection start conditions are met, the introduction of pilot pressure is stopped.
  • the adjustment valve 45A allows the flow of the hydraulic fluid.
  • the adjustment accumulator 41 absorbs the pressure in the head side chamber 31h
  • the adjustment valve 45B allows the flow of the working fluid.
  • adjustment valves 45A and 45B may be provided in place of the adjustment valve 45 in the first embodiment.
  • switching of the accumulator that applies hydraulic pressure to the head side chamber 31h may be performed by a single valve instead of by an injection valve and an adjustment valve that are controlled independently of each other.
  • a three-port, two-position switching valve 46 that switches the connection destination of the head side chamber 31h (lower flow path in the drawing) between the injection accumulator 39 and the adjustment accumulator 41 is illustrated.
  • This switching valve 46 also has, for example, the function of a servo valve and the function of a flow control valve (flow control valve with pressure compensation).
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a modification of the operation of the injection device 9 according to the first embodiment, and corresponds to FIG. 5(a).
  • FIG. 13 illustrates such an aspect.
  • the operation of moving the pressure increase piston 35 forward after the injection is completed is not necessary. Therefore, the injection valve 43 does not have to be closed before the injection piston 33 stops. That is, the injection valve 43 may be opened after the injection piston 33 has stopped. Furthermore, for the same reason, the timing at which the regulating valve 45 is opened is considerably different from the timing at which the plunger 23 stops and/or the injection valve 43 is closed, if the point of view of quickly obtaining the set pressure Pc1 is ignored. It's okay to be late.
  • the die casting machine 1 is an example of a molding machine.
  • Molten metal is an example of a molding material.
  • the mold 101 is an example of a mold.
  • the molding machine is not limited to a die casting machine.
  • the molding machine may be another metal molding machine, an injection molding machine that molds resin, or a molding machine that molds a material made by mixing wood flour with thermoplastic resin, etc. There may be.
  • the molding machine is not limited to horizontal mold clamping and horizontal injection, but may be, for example, vertical mold clamping vertical injection, vertical mold clamping horizontal injection, or horizontal mold clamping vertical injection.
  • the die casting machine is not limited to a cold chamber machine, but may be a hot chamber machine, for example.
  • the drive unit of the injection device is not limited to a hydraulic type, and may be an electric type, or a hybrid type that combines an electric type and a hydraulic type. good.
  • pressure reduction may be achieved, for example, by controlling the driving force of a rotary electric motor or a linear motor.
  • pressure reduction may be achieved by controlling the driving force of an electric motor
  • pressure reduction may be achieved by controlling hydraulic pressure as in the embodiment, or both may be achieved in combination.
  • the configuration for reducing the pressure in the head side chamber to realize pressure reduction is not limited to that of the first and second embodiments.
  • the pressure in the head side chamber may be reduced by opening a valve connecting the head side chamber and the tank.
  • the configuration for realizing pressure increase by increasing the pressure in the rod side chamber is not limited to that of the third embodiment.
  • the hydraulic fluid may be supplied to the rod side chamber by a cylinder driven by a pump or an electric motor.
  • the adjustment accumulator for pressure reduction does not have to be used also for pressure increase.
  • the injection device may be configured to perform only pressure reduction among pressure increase and pressure reduction, or may have an accumulator for pressure reduction and an accumulator for pressure increase separately.
  • Injection is not limited to include low-speed injection and high-speed injection, and may also include, for example, laminar flow filling at low speed.
  • the pressure member for applying local pressure may also serve as an extrusion pin for extruding a molded product formed by solidifying the molding material from the mold.
  • the hydraulic fluid is not limited to oil, and may be water, for example.

Abstract

射出装置9は、射出と保圧とを行うものである。射出は、スリーブ21内の成形材料(溶湯)をプランジャ23によって型内(金型101の空間107)へ押し出す動作である。保圧は、プランジャ23によって金型101内に充填された溶湯に所定の設定圧力(Pc1又はPc2)を一定期間に亘って付与する動作である。射出装置9は、プランジャ23に連結されている駆動部25を有している。駆動部25は、金型101内に充填された溶湯にプランジャ23が付与する圧力が低下しながら設定圧力Pc1に至る減圧のための駆動力をプランジャ23に付与する。

Description

射出装置、成形機及び成形品の製造方法
 本開示は、型内に成形材料を射出する射出装置、当該射出装置を含む成形機、及び型内に成形材料を射出して成形品を製造する製造方法に関する。成形機は、例えば、金属を成形するダイカストマシン、又は樹脂を成形する射出成形機である。
 ダイカスト法においては、一般に、射出、増圧及び保圧が順に行われる。射出では、スリーブ内の成形材料がプランジャによって押し出されて型内に充填される。増圧では、型内に充填された成形材料にプランジャが付与する圧力を上昇させる。保圧では、増圧によって所定の設定圧力(換言すれば、鋳造圧力又は終圧)に至った成形材料の圧力が維持される。このような動作を実現するための構成も種々提案されている(例えば特許文献1~6)。
 特許文献1では、電動式の駆動部によってプランジャを駆動するダイカストマシンが開示されている。
 特許文献2では、増圧式の射出シリンダによってプランジャを駆動するダイカストマシンが開示されている。このダイカストマシンは、射出用のアキュムレータと増圧用のアキュムレータとを別個に有している。
 特許文献3では、単胴式の射出シリンダによってプランジャを駆動するダイカストマシンが開示されている。このダイカストマシンも、射出用のアキュムレータと増圧用のアキュムレータとを別個に有している。
 特許文献4では、射出シリンダによってプランジャを駆動するダイカストマシンが開示されている。このダイカストマシンは、射出シリンダのロッド側へアキュムレータの圧力を導入して成形材料に作用する圧力を広範囲に制御可能としている。
 特許文献5では、特許文献2の構造と同様の構造を有するダイカストマシンが開示されている。このダイカストマシンは、増圧用のアキュムレータの圧力を適宜に調整する。
 特許文献6では、特許文献2の構造と同様の構造を有するダイカストマシンが開示されている。このダイカストマシンは、増圧用のシリンダから排出される作動液の流量を適宜に調整する。
特開2018-176192号公報 特開2005-21976号公報 特開2009-61458号公報 特開2004-276071号公報 特開2017-136618号公報 特開平11-156524号公報
 成形品の不良として、固定型と移動型との間のキャビティに充填された成形材料が、固定型及び移動型の互いに接触すべき面同士の間にはみ出すバリが知られている。バリを低減可能な射出装置、成形機及び成形品の製造方法が待たれる。
 本開示の一態様に係る射出装置は、射出と、保圧とを行う。前記射出装置は、前記射出では、スリーブ内の成形材料をプランジャによって型内へ押し出す。前記射出装置は、前記保圧では、前記プランジャによって前記型内に充填された前記成形材料に所定の設定圧力を一定期間に亘って付与する。前記射出装置は、前記プランジャに連結されている駆動部を有している。当該駆動部は、前記型内に充填された前記成形材料に前記プランジャが付与する圧力が低下しながら前記設定圧力に至る減圧のための駆動力を前記プランジャに付与する。
 本開示の一態様に係る成形機は、上記射出装置と、前記型を保持する型締装置と、を有している。
 本開示の一態様に係る成形品の製造方法は、射出ステップと、保圧ステップと、減圧ステップと、を有している。前記射出ステップは、スリーブ内の成形材料をプランジャによって型内へ押し出す。前記保圧ステップは、前記プランジャによって前記型内に充填された前記成形材料に所定の設定圧力を一定期間に亘って付与する。前記減圧ステップは、前記射出ステップによって前記型内に充填された前記成形材料に前記プランジャが付与する圧力を低下させながら前記設定圧力に至らせる。
 上記の構成又は手順によれば、バリを低減できる。
実施形態に係るダイカストマシンの要部の構成を示す、一部に断面図を含む側面図。 図1のダイカストマシンの射出装置及び局部加圧装置の構成を示す模式図。 図2の射出装置のACC圧調整部の構成の一例を示す模式図。 図4(a)及び図4(b)は図2の射出装置の動作を説明するための模式図。 図5(a)及び図5(b)は図4(b)の続きを示す模式図。 図2の射出装置における射出速度及び射出圧力の経時変化を示す図。 図2の射出装置の制御装置が実行する処理の手順の一例を示すフローチャート。 図8(a)及び図8(b)は第2実施形態に係る射出装置の動作を説明するための模式図。 図9(a)及び図9(b)は図8(b)の続きを示す模式図。 図10(a)及び図10(b)は第2実施形態に係る射出装置の動作を説明するための模式図。 図11(a)及び図11(b)は図10(b)の続きを示す模式図。 変形例に係る液圧装置の一部を示す回路図。 変形例に係る射出装置の動作を説明するための模式図。
 以下、図面を参照して、本開示に係る複数の態様(実施形態及び変形例)について説明する。なお、複数の態様のうち相対的に後に説明される態様については、基本的に、先に説明された態様との相違点についてのみ述べる。特に言及が無い事項については、先に説明された態様と同様とされたり、先に説明された態様から類推されたりしてよい。また、複数の態様において互いに対応する構成については、相違点があっても、便宜上、互いに同一の符号を付すことがある。
 以下では、まず、本開示の実施形態の要点について説明する。その後、より具体化した第1~第3実施形態並びにその変形例について述べる。
<実施形態に係る射出装置の要点>
 図1は、実施形態に係るダイカストマシン1の要部の構成を示す、一部に断面図を含む側面図である。なお、紙面上下方向は鉛直方向であり、紙面左右方向及び紙面貫通方向は水平方向である。
 ダイカストマシン1は、例えば、液状の金属材料(溶湯)を金型101内(空間107)へ射出し、溶湯を金型101内で凝固させることにより、ダイカスト品(成形品)を製造する。
 一般に、このようなダイカストマシン1では、射出、増圧及び保圧が順に行われる。射出では、スリーブ21内の溶湯がプランジャ23によって押し出されて金型101内に充填される。増圧では、金型101内に充填された溶湯にプランジャ23が付与する圧力を上昇させる。保圧では、増圧によって所定の設定圧力(換言すれば、鋳造圧力又は終圧)に至った溶湯の圧力が維持される。
 一方、実施形態に係るダイカストマシン1では、射出の後、かつ保圧の前に、増圧ではなく、減圧を行うことができる。減圧では、金型101内に充填された成形材料にプランジャ23が付与する圧力は、例えば、低下しながら上記の設定圧力に至る。
 このような動作により、例えば、増圧に起因する高い圧力によってバリが生じる蓋然性が低減される。また、射出後に減圧が行われるということは、射出完了時の圧力は相対的に高いことを意味する。従って、例えば、射出においては、プランジャ23を高速で移動させて溶湯の凝固に遅れずに金型101内に溶湯が充填されてよい。また、減圧が行われることから、例えば、型締力を低減することができる。その結果、例えば、大型の成形品を型締力が相対的に小さいダイカストマシンで製造することができる。
 以上が実施形態に係るダイカストマシン1の要点である。後述する第1~第3実施形態は、減圧を行うための具体的な構成が互いに異なっている。以下では、概略、下記の順で説明を行う。
 1.第1実施形態(図1~7)
  1.1.ダイカストマシン1の全体構成(図1及び図2)
  1.2.射出装置の構成(図2)
   1.2.1.射出シリンダ
   1.2.2.液圧装置
     1.2.2.1.液圧装置の全体構成
     1.2.2.2.アキュムレータ
     1.2.2.3.タンク及びバルブ
     1.2.2.4.成形サイクル毎の圧力調整
   1.2.3.センサ
  1.3.局部加圧装置(図2)
  1.4.ACC圧調整部(図3)
  1.5.射出装置の動作
   1.5.1.射出装置の動作の概要(図4(a)~図5(b))
   1.5.2.速度変化及び圧力変化の例(図6)
   1.5.3.制御のフローチャートの例(図7)
  1.6.第1実施形態のまとめ
 2.第2実施形態(図8及び図9)
 3.第3実施形態(図10及び図11)
 4.変形例
  4.1.射出装置の液圧装置に係る変形例(図12)
  4.2.射出装置の動作の変形例(図13)
<1.第1実施形態>
(1.1.ダイカストマシンの全体構成)
 図1は、本開示の実施形態に係るダイカストマシン1の要部の構成を示す、一部に断面図を含む側面図である。
 ダイカストマシン1は、既述のように、液状の金属材料(溶湯)を金型101内に射出する。溶湯は、上位概念でいえば、未硬化状態の金属材料(成形材料)である。未硬化状態は、液状の他、固液共存状態を含む。固液共存状態は、液状から凝固が進んだ半凝固状態、又は固体状から溶融が進んだ半溶融状態である。金属は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金である。なお、実施形態の説明では、未硬化状態の金属材料として、基本的に溶湯を例に取る。
 金型101は、例えば、固定型103及び移動型105を含んでいる。本実施形態の説明では、便宜上、固定型103又は移動型105の断面を1種類のハッチングで示すが、これらの金型は、直彫り式のものであってもよいし、入れ子式のものであってもよい。また、固定型103及び移動型105には、中子などが組み合わされてもよい。
 ダイカストマシン1は、例えば、成形のための機械的動作を行うマシン本体3と、マシン本体3の動作を制御する制御ユニット5とを有している。
 マシン本体3は、例えば、金型101の開閉及び型締めを行う型締装置7と、金型101内に溶湯を射出する射出装置9と、ダイカスト品を固定型103又は移動型105(図1では移動型105)から押し出す押出装置11とを有している。さらに、後述する図2に示すように、マシン本体3は、金型101内の溶湯に対して局部加圧を行う局部加圧装置13(以下、「加圧装置13」ということがある。)を有していてもよい。マシン本体3において、射出装置9以外の構成(例えば型締装置7及び押出装置11の構成)は、公知の種々の構成と同様とされて構わない。
 成形サイクルにおいて、型締装置7は、移動型105を固定型103へ向かって移動させ、型閉じを行う。さらに、型締装置7は、タイバー(符号省略)の伸長量に応じた型締力を金型101に付与して型締めを行う。型締めされた金型101内には成形品と同一形状の製品部107a(図2参照)を含む空間107が構成される。射出装置9は、その空間107へ溶湯を射出・充填する。加圧装置13は、空間107内の1カ所以上の適宜な位置で溶湯に圧力を付与する。空間107の溶湯は、金型101に熱を奪われて冷却され、凝固する。すなわち、溶湯は成形品になる。その後、型締装置7は、移動型105を固定型103から離れる方向へ移動させて型開きを行う。この際、又はその後、押出装置11は、移動型105から成形品を押し出す。
 制御ユニット5は、例えば、各種の演算を行って制御指令を出力する制御装置15と、オペレータの入力操作を受け付ける入力装置17と、画像を表示する表示装置19と、を有している。また、別の観点では、制御ユニット5は、例えば、電源回路及び制御回路等を有する不図示の制御盤と、図1で図示されている操作ユニット(符号省略)とを有している。
 制御装置15は、例えば、不図示の制御盤及び図1に図示されている操作ユニットに設けられている。制御装置15は、適宜に分割乃至は分散して構成されてよい。例えば、制御装置15は、型締装置7、射出装置9及び押出装置11毎の下位の制御装置と、この下位の制御装置間の同期を図るなどの制御を行う上位の制御装置とを含んで構成されてよい。
 表示装置19及び入力装置17は、例えば、操作ユニット(符号省略)に含まれている。操作ユニットは、適宜な位置に設けられてよく、図示の例では、型締装置7の固定ダイプレート(符号省略)に設けられている。表示装置19は、例えば、液晶表示ディスプレイ乃至は有機ELディスプレイを含んだタッチパネルによって構成されている。入力装置17は、例えば、機械式のスイッチ及び前記のタッチパネルによって構成されている。
 なお、制御ユニット5、制御装置15、入力装置17及び/又は表示装置19は、ダイカストマシン1が含む各装置に着目したときは、その装置の構成要素として捉えられてよい。例えば、制御装置15は、射出装置9の制御装置として捉えられてよい。
(1.2.射出装置の全体構成)
 射出装置9は、例えば、金型101内に通じるスリーブ21と、スリーブ21内を摺動可能なプランジャ23と、プランジャ23を駆動する駆動部25とを有している。なお、射出装置9の説明においては、金型101側を前方、その反対側を後方ということがある。また、スリーブ21及びプランジャ23は、消耗品として捉えることができるから、駆動部25のみを射出装置として捉えてもよい。
 スリーブ21は、例えば、筒状の部材であり、上面には溶湯をスリーブ21内に受け入れるための供給口21aが開口している。プランジャ23は、例えば、スリーブ21内を前後方向に摺動可能なプランジャチップ23aと、先端がプランジャチップ23aに固定されたプランジャロッド23bとを有している。
 型締装置7による金型101の型締めが完了すると、不図示の給湯装置によって1ショット分の溶湯が供給口21aからスリーブ21内へ注がれる。そして、プランジャ23が図示の位置からスリーブ21内を前方へ摺動することにより、スリーブ21内の溶湯が金型101内に押し出される(射出される)。
 図2は、射出装置9の駆動部25の構成を示す模式図である。
 駆動部25は、例えば、液圧式のものとされており、プランジャ23を駆動する射出シリンダ27と、射出シリンダ27に対する作動液(例えば油)の供給等を行う液圧装置29とを有している。
(1.2.1.射出シリンダ)
 射出シリンダ27は、種々の構成とされてよく、例えば、公知の構成とされて構わない。本実施形態では、射出シリンダ27は、いわゆる増圧式のものとされている。
 射出シリンダ27は、プランジャ23の後方にプランジャ23と同軸的に配置されている。射出シリンダ27は、例えば、シリンダ部材31と、シリンダ部材31の内部を摺動可能な射出ピストン33及び増圧ピストン35と、射出ピストン33から前方(プランジャ23側)へ延びるピストンロッド37と、を有している。
 シリンダ部材31は、例えば、概略、筒状の部材である。シリンダ部材31の内部の横断面(軸方向に直交する断面)の形状は、例えば、円形である。なお、以下では、便宜上、シリンダ部材31の内部の横断面及びピストンの横断面の形状が円形であることを前提とする。従って、例えば、径の大小関係と横断面の大小関係とは同一である。シリンダ部材31の外形(外側の形状)は、直方体状等の適宜な形状とされてよい。
 シリンダ部材31は、型締装置7の固定ダイプレートに対して移動不可能とされている。シリンダ部材31は、射出シリンダ部31eと、射出シリンダ部31eの後部に通じている増圧シリンダ部31fとを有している。射出シリンダ部31eは、基本的に内径が軸方向において一定である。増圧シリンダ部31fは、射出シリンダ部31eの後部に通じる小径シリンダ部31xと、小径シリンダ部31xの後端に直列に連結されている大径シリンダ部31yとを有している。大径シリンダ部31yの内径は、小径シリンダ部31xの内径よりも大きい。
 なお、図2の例では、小径シリンダ部31xは、射出シリンダ部31eの後端に直列に連結されており、また、小径シリンダ部31xの径と、射出シリンダ部31eの径とは同一とされている。ただし、後述する図4(a)に示すように、小径シリンダ部31xの径と、射出シリンダ部31eの径とは異なっていても構わない。また、特に図示しないが、分離型の増圧式シリンダが公知であることから理解されるように、小径シリンダ部31xは、射出シリンダ部31eの後端に直列に連結されていなくてもよい。
 射出ピストン33は、射出シリンダ部31e内に摺動可能に配置されている。射出ピストン33の形状は、例えば、概略、円柱状である。射出ピストン33の径は、概略、射出シリンダ部31eの内径と同じである。射出ピストン33と射出シリンダ部31eとの間には、不図示のパッキンが介在してよい。パッキンが介在する場合も、射出ピストン33が射出シリンダ部31e(シリンダ部材31)内を摺動すると表現する。他の部材(例えば増圧ピストン35)についても同様とする。射出シリンダ部31eの内部の空間は、射出ピストン33によって、ピストンロッド37側のロッド側室31rと、その反対側のヘッド側室31hに区画されている。
 増圧ピストン35は、小径シリンダ部31xを摺動する小径ピストン35xと、大径シリンダ部31yを摺動する大径ピストン35yとを有している。大径ピストン35yは、小径ピストン35xの後端に連結されている。小径ピストン35x及び大径ピストン35yそれぞれは、例えば、概略、円柱状の部材である。なお、図示の例とは異なり、小径ピストン35xと大径ピストン35yとの間に、小径ピストン35xの径よりも小さい径を有する連結部が形成されていてもよい。大径シリンダ部31yの内部は、大径ピストン35yによって、前側室31aと、後側室31bとに区画されている。
 ピストンロッド37は、例えば、概略、円柱状の部材である。ピストンロッド37の径は、射出ピストン33の径よりも小さい。その差は、適宜に設定されてよい。ピストンロッド37は、シリンダ部材31の外部へ延び出ており、その前端がカップリング24によってプランジャ23の後端と連結されている。
 ヘッド側室31hへ作動液が供給されることによって、射出ピストン33は前進する。これにより、ピストンロッド37及びカップリング24を介して射出ピストン33に連結されているプランジャ23が前進する。ひいては、スリーブ21内の溶湯が空間107に射出される。すなわち、狭義の射出(増圧又は減圧を含まない射出)が行われる。
 その後、一般的なダイカストマシン(減圧を行わないダイカストマシン)においては、後側室31bに作動液が供給される。増圧ピストン35は、後側室31bの作動液から前方への圧力を受ける面積(受圧面積)が、小径シリンダ部31x内の作動液から後方への圧力を受ける面積(受圧面積)よりも大きいことから、後側室31bの圧力よりも高い圧力を小径シリンダ部31x内(及びヘッド側室31h)に付与できる。この圧力は、射出ピストン33、ピストンロッド37及びプランジャ23を介して空間107内に充填されている成形材料に伝えられる。これにより、成形材料の圧力を上昇させる増圧が行われる。減圧が行われるときの動作については後述する。
 なお、前側室31aは、作動液が満たされていてもよいし、作動液が満たされていなくてもよい。後者の態様においては、例えば、前側室31aは、大気開放されていてもよい。この場合、前側室31aは、潤滑用に作動液(油)が少量配置されていてもよい。
 前側室31aに作動液が満たされる場合、この作動液は、何らかの用途に利用されてもよいし、利用されなくてもよい。前者の例としては、例えば、前側室31aに作動液を供給して増圧ピストン35に後方への駆動力を付与する態様を挙げることができる。また、例えば、前側室31aからの作動液の排出を禁止して、増圧ピストン35の意図されていない前進を禁止する態様を挙げることができる。また、前側室31aに満たされている作動液が利用されない場合の例としては、前側室31aとタンクとが接続されているだけの態様を挙げることができる。
(1.2.2.液圧装置)
(1.2.2.1.液圧装置の全体構成)
 液圧装置29は、先に述べた射出の後かつ保圧の前の減圧を行うことが可能に構成されている。より具体的には、液圧装置29は、ヘッド側室31hに作動液を供給して射出を行った後、ヘッド側室31hの圧力を下げることが可能に構成されている。さらに、液圧装置29は、減圧に代えて、射出の後かつ保圧の前に増圧を行うことも可能とされている。具体的には、以下のとおりである。
 液圧装置29は、例えば、圧力が付与された状態で作動液を保持可能な射出アキュムレータ39及び調整アキュムレータ41を有している。射出アキュムレータ39は、ヘッド側室31hに通じている。調整アキュムレータ41は、後側室31bに通じている。
 射出アキュムレータ39は、射出開始の条件が満たされると、ヘッド側室31hに作動液を供給する。これにより、ヘッド側室31hの圧力が上昇して射出ピストン33が前進し、射出が行われる。
 調整アキュムレータ41は、比較的圧力が低くされており、射出後に、後側室31bの液圧を吸収する。これにより増圧ピストン35の後退が許容され、ひいては、ヘッド側室31hの圧力が低下する。その結果、プランジャ23が溶湯に付与する圧力も低下する。すなわち、減圧が行われる。
 なお、例えば、後側室31bから調整アキュムレータ41へ作動液が流れるとき、その間に介在する流路の容積が大きく、かつ増圧ピストン35の移動量が小さい場合は、後側室31bの作動液は、調整アキュムレータ41へ到達しない。このような場合であっても、便宜上、調整アキュムレータ41が後側室31bから作動液を吸収すると表現することがある。他の構成要素(例えば射出アキュムレータ39)についても、また、作動液の供給についても同様である。
 減圧に代えて、増圧が行われる場合においては、調整アキュムレータ41は、比較的圧力が高くされている。そして、射出後に、調整アキュムレータ41は、後側室31bに作動液を供給する。その結果、プランジャ23が溶湯に付与する圧力が上昇する。
 上記のような動作を実現する液圧回路の構成は種々可能である。図示の例では、以下のとおりである。
 液圧装置29は、射出アキュムレータ39とヘッド側室31hとをつなぐ流路(符号省略)と、当該流路に位置する射出バルブ43とを有している。また、液圧装置29は、調整アキュムレータ41と後側室31bとをつなぐ流路(符号省略)と、当該流路に位置する調整バルブ45とを有している。さらに、液圧装置29は、ロッド側室31rとタンク47とをつなぐ流路(符号省略)と、当該流路に位置するロッド側バルブ49とを有している。ロッド側バルブ49とタンク47との間には、射出シリンダ27の背圧を除去するための背圧除去シリンダ51が接続されている。なお、調整アキュムレータ41と、当該調整アキュムレータ41の液圧を射出シリンダ27に作用させるための構成要素(図示の例では両者をつなぐ流路及び調整バルブ45)との組み合わせを圧力調整部40と称することがある。
 図2において、液圧装置29は、射出及び減圧に係る要部のみが示されている。すなわち、液圧装置29は、図示されていない種々の構成要素を有していてよい。当該種々の構成要素は、公知の構成と同様とされて構わない。例えば、液圧装置29は、ポンプを有していてよい。ポンプは、例えば、ロッド側室31rに作動液を供給して射出ピストン33を後退させたり、射出アキュムレータ39及び調整アキュムレータ41に作動液を供給して、これらのアキュムレータを蓄圧したりすることに寄与する。このような動作のための流路及びバルブが設けられてよいことも当然である。また、例えば、液圧装置29は、必要に応じて、ヘッド側室31h、前側室31a及び/又は後側室31bに対する作動液の供給及び排出のために、これらのシリンダ室とポンプ及び/又はタンク47とを接続する流路及びバルブを有していてよい。また、例えば、液圧装置29は、ヘッド側室31hとロッド側室31rとを接続するランアラウンド回路を有していてもよい。
(1.2.2.2.アキュムレータ)
 射出アキュムレータ39及び調整アキュムレータ41は、種々の形式のアキュムレータとされてよい。なお、以下の説明では、射出アキュムレータ39及び調整アキュムレータ41に共通してよい事項については、一方のアキュムレータのみについて説明し、他方のアキュムレータに係る符号等を括弧内に示すことがある。
 射出アキュムレータ39(41)の形式は、例えば、重量式、ばね式、気体圧式、シリンダ式又はブラダ式とされてよい。重量式では、重りの重力によって作動液に圧力を付与する。ばね式では、ばねの復元力によって作動液に圧力を付与する。気体圧式は、圧縮された気体が作動液に直接に触れて作動液に圧力を付与する。シリンダ式では、圧縮された気体がピストンを介して作動液に圧力を付与する。ブラダ式では、圧縮された気体が可撓性のブラダ(ダイヤフラム)を介して作動液に圧力を付与する。気体圧式、シリンダ式及びブラダ式において、気体は、例えば、空気若しくは窒素である。射出アキュムレータ39の形式と、調整アキュムレータ41の形式とは、互いに同一であってもよいし(図示の例)、互いに異なっていてもよい。
 図示の例においては、射出アキュムレータ39及び調整アキュムレータ41のいずれの形式もシリンダ式である。すなわち、射出アキュムレータ39(41)は、特に符号を付さないが、シリンダと、シリンダ内を軸方向に摺動するピストンとを有している。シリンダの内部は、ピストンによって、作動液が存在する液室(図において下方側のシリンダ室)と、その反対側の気体室とに区画されている。気体室の気体は圧縮されており、これにより、ピストンを介して液室の作動液に圧力が付与される。液圧装置29は、各アキュムレータの気体室と通じる不図示のタンクを有していてもよいし、有していなくてもよい。当該タンクは、例えば、気体圧式のアキュムレータとされ、作動液が供給されることによって射出アキュムレータ39(41)の圧力の調整に寄与してよい。
 アキュムレータの形式にもよるが、成形サイクル中において、射出アキュムレータ39(41)の圧力は変動する。例えば、射出アキュムレータ39からヘッド側室31hへ作動液が供給されて射出が行われると、射出アキュムレータ39の圧力は低下する。ただし、実施形態の説明では、便宜上、このような圧力変動を無視することがある。成形サイクル中の具体的な時期について言及することなく、アキュムレータの圧力について説明している場合、いずれの時期の圧力であるかは、合理的に判断されたい。
 射出アキュムレータ39の圧力は、一般的なダイカストマシンのものと同様に設定されてよい。その具体的な大きさは、ダイカストマシンに要求される性能等によって異なるが、一例を挙げると、13MPa以上14MPa以下である。
 調整アキュムレータ41の圧力は、減圧の動作が可能に比較的低く設定されてよい。例えば、射出アキュムレータ39の圧力がヘッド側室31hに付与され、この圧力が増圧ピストン35を介して後側室31bに付与される状態を考える。このときの後側室31bの圧力は、射出アキュムレータ39の圧力に、小径ピストン35xの径を大径ピストン35yの径で割った比の二乗(別の観点では小径ピストン35xの横断面の面積を大径ピストン35yの横断面の面積で割った比)を乗じた大きさとなる。この後側室31bの圧力を「第1圧力」と称するものとする。調整アキュムレータ41の圧力は、例えば、第1圧力よりも低い。これにより、例えば、射出アキュムレータ39がヘッド側室31hに圧力を付与し、かつ調整アキュムレータ41が後側室31bに圧力を付与した状態でも、増圧ピストン35は後退が許容される。ひいては、減圧が可能となる。なお、後述する説明から理解されるように、調整アキュムレータ41の圧力が第1圧力よりも低くなくても、減圧の動作は可能である。
 上記のように調整アキュムレータ41の圧力が第1圧力よりも低いという場合において、より詳細には、この比較に用いられる射出アキュムレータ39及び調整アキュムレータ41の圧力は、例えば、射出が完了したとき(例えば後述するように射出バルブ43が閉じられるとき)の圧力とされてよい。前段落の考え方に沿えば、射出が完了したときの圧力が上記の関係を満たすことにより、減圧が可能となるからである。なお、調整アキュムレータ41の圧力は、例えば、成形サイクル中の最も高いときの圧力が比較に用いられてもよい。すなわち、調整アキュムレータ41の圧力が第1圧力よりも低いという要件を満たす条件が厳しくされてもよい。
 調整アキュムレータ41が増圧に利用される場合においては、調整アキュムレータ41の圧力は、一般的なダイカストマシンの増圧アキュムレータの圧力と同様に設定されてよい。例えば、調整アキュムレータ41の圧力は、上述した第1圧力よりも高くされる。これにより、増圧が可能になる。例えば、調整アキュムレータ41の圧力は、射出アキュムレータの圧力と同等以上とされてよい。なお、比較される圧力は、例えば、減圧の場合と同様に、射出が完了したときの圧力とされてよい。ただし、射出アキュムレータ39の圧力は、射出完了前(換言すれば圧力低下前)の圧力とされてもよい。すなわち、調整アキュムレータ41の圧力が第1圧力よりも高いという要件を満たす条件が厳しくされてもよい。また、調整アキュムレータ41の圧力は、増圧(さらには保圧)が完了したときの圧力(成形サイクル中の最も低いときの圧力)が比較に用いられてもよい。
 ダイカストマシン1(又は射出装置9)は、減圧及び増圧を選択的に行うことができるように、調整アキュムレータ41の圧力を調整するACC圧調整部53を有していてもよい。ACC圧調整部53については後述する。
(1.2.2.3.タンク及びバルブ)
 タンク47は、例えば、開放タンクであり、大気圧下で作動液を保持している。タンク47内の作動液の圧力をタンク圧ということがある。開放タンクにおいては、作動液の圧力は、近似的に(作動液の自重の影響を無視すると)大気圧と同等である。ロッド側室31r等のシリンダ室がタンク47と接続されると、ロッド側室31r又はヘッド側室31h内の作動液の圧力は、基本的にはタンク圧となる。
 射出バルブ43の構成は、射出アキュムレータ39とヘッド側室31hとをつなぐ流路を開閉できる限り任意である。図示の例では、射出バルブ43は、サーボバルブ(より詳細には例えばサーボバルブの機能を有する2ポート2位置の切換弁)によって構成されている。サーボバルブは、サーボ機構の中で使用され、入力信号に応じて流量又は圧力を無段階に(連続的に、任意の値に)変調できる。サーボバルブは、例えば、ポートを開閉する弁体がソレノイドによって直接的に駆動されるものであってもよいし、弁体がパイロット圧を介してソレノイドによって間接的に駆動されるものであってもよい。また、射出バルブ43としてのサーボバルブは、流量制御弁として機能するように構成されている。換言すれば、射出バルブ43は、ヘッド側室31hへ供給される作動液の流量によって射出ピストン33の前進速度を制御する、いわゆるメータイン回路を構成している。流量制御弁は、例えば、圧力変動があっても流量を一定に保つことができる圧力補償付流量調整弁とされてよい。
 調整バルブ45の構成は、調整アキュムレータ41と後側室31bとをつなぐ流路を開閉できる限り任意である。図示の例では、調整バルブ45は、射出バルブ43と同様に、サーボバルブ、2ポート2位置の切換弁及び流量制御弁として構成されている。従って、前段落の射出バルブ43の説明は、調整バルブ45に援用されてよい。なお、調整バルブ45の構成と射出バルブ43の構成とは、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。
 ロッド側バルブ49の構成は、ロッド側室31rとタンク47とをつなぐ流路を開閉できる限り任意である。図示の例では、ロッド側バルブ49は、パイロット式の逆止弁によって構成されている。この逆止弁は、ロッド側室31rからタンク47への流れを許容し、その反対側への流れを禁止する。また、この逆止弁は、パイロット圧が導入されているときは双方の流れを禁止する。なお、ロッド側バルブ49は、図示の例とは異なり、流量制御弁(例えばサーボバルブ及び/又は圧力補償付流量調整弁)によって構成されてもよい。すなわち、ロッド側バルブ49は、ロッド側室31rから排出される作動液の流量によって射出ピストン33の前進速度を制御する、いわゆるメータアウト回路を構成していてもよい。メータアウト回路は、メータイン回路に代えて、又は加えて設けられてよい。
(1.2.2.4.成形サイクル毎の圧力調整)
 既に触れたように、射出アキュムレータ39の圧力は成形サイクル中に低下する。例えば、射出のために射出アキュムレータ39からヘッド側室31hへ作動液が供給されると、射出アキュムレータ39の圧力は低下する。従って、例えば、成形サイクル毎に射出アキュムレータ39は所定の目標圧力まで蓄圧されてよい。そのための構成及び動作は、種々の態様とされてよく、公知の態様と同様とされても構わない。
 例えば、射出装置9は、不図示のポンプから射出アキュムレータ39へ作動液を供給して射出アキュムレータ39を蓄圧する。そのための液圧回路は適宜に構成されてよい。蓄圧は、成形サイクル中の適宜な時期に行われてよい。例えば、蓄圧は、射出アキュムレータ39からヘッド側室31hへの作動液の供給の完了後(例えば射出完了後)から、次の成形サイクルにおける射出アキュムレータ39からヘッド側室31hへの作動液の供給の開始前(例えば射出開始前)までの適宜な時期に行われてよい。
 なお、ポンプを用いるのではなく、電動機によってピストンロッド37(及び射出ピストン33)を後退させて、ヘッド側室31hの作動液を射出アキュムレータ39へ戻してもよい。射出シリンダ27とは別個のシリンダを電動機で駆動して当該別個のシリンダからロッド側室31rへ作動液を供給して射出ピストン33を後退させ、ヘッド側室31hの作動液を射出アキュムレータ39に戻してもよい。上記別個のシリンダから、直接的に又はヘッド側室31hを介して、射出アキュムレータ39へ作動液を供給してもよい。
 同様に、実施形態に係る射出装置9が増圧を行う場合において、調整アキュムレータ41の圧力は成形サイクル中に低下する。例えば、増圧のために調整アキュムレータ41から後側室31bへ作動液が供給されると、調整アキュムレータ41の圧力は低下する。従って、例えば、成形サイクル毎に調整アキュムレータ41は所定の目標圧力まで蓄圧されてよい。そのための構成及び動作は、種々の態様とされてよく、公知の態様と同様とされても構わない。
 例えば、射出装置9は、不図示のポンプから調整アキュムレータ41へ作動液を供給して調整アキュムレータ41を蓄圧する。そのための液圧回路は適宜に構成されてよい。蓄圧は、成形サイクル中の適宜な時期に行われてよい。例えば、蓄圧は、調整アキュムレータ41から後側室31bへの作動液の供給の完了後(例えば増圧完了後又は保圧完了後)から、次の成形サイクルにおける調整アキュムレータ41から後側室31bへの作動液の供給の開始前(例えば増圧開始前)までの適宜な時期に行われてよい。
 なお、ポンプを用いるのではなく、ヘッド側室31hからの作動液の排出を禁止した状態で、電動機によってピストンロッド37(及び射出ピストン33)を後退させて増圧ピストン35を後退させ、後側室31bの作動液を調整アキュムレータ41に戻してもよい。射出シリンダ27とは別個のシリンダを電動機で駆動して当該別個のシリンダからロッド側室31rへ作動液を供給して射出ピストン33を後退させ、増圧ピストン35を後退させて後側室31bの作動液を調整アキュムレータ41に戻してもよい。さらに、上記別個のシリンダからヘッド側室31h及び/又は前側室31aへ作動液を供給して増圧ピストン35を後退させ、後側室31bの作動液を調整アキュムレータ41に戻してもよい。さらに、上記別個のシリンダから、直接的に又は後側室31bを介して、調整アキュムレータ41へ作動液を供給してもよい。
 実施形態に係る射出装置9が減圧を行う場合において、調整アキュムレータ41の圧力は、減圧の具体的な態様に応じて、保圧が完了したときに、減圧開始前に比較して、低下又は上昇する。従って、例えば、成形サイクル毎に調整アキュムレータ41は所定の目標圧力に調整されてよい。そのための構成及び動作は、種々の態様とされてよい。
 例えば、調整アキュムレータ41の圧力が低下する場合、調整アキュムレータ41の圧力は、増圧が行われる場合と同様に調整されてよい。減圧が行われない一般的なダイカストマシンにおいては、成形サイクルの前に、成形条件に応じて、増圧用のアキュムレータの圧力を下げて当該アキュムレータの圧力を目標圧力に調整することがある。この構成は、調整アキュムレータ41の圧力が減圧によって上昇する場合において、成形サイクル毎の調整アキュムレータ41の圧力の調整に利用されてよい。なお、調整の時期については、例えば、増圧の場合と同様とされてよい。
 また、例えば、調整アキュムレータ41、後側室31b及び両者をつなぐ流路の組み合わせ全体における作動液の量が減圧開始から保圧完了に亘って一定であり、増圧ピストン35が減圧開始時の初期位置から移動したことによって調整アキュムレータ41の圧力が低下又は上昇している場合においては、増圧ピストン35を初期位置へ移動させることによって圧力の調整がなされてよい。この移動は、例えば、前側室31a及び/又はヘッド側室31hへの作動液の供給又は排出によってなされてよい。また、例えば、調整アキュムレータ41の圧力が上昇する場合においては、調整アキュムレータ41の作動液を適宜な量でタンク47に排出しても構わない。
(1.2.3.センサ)
 射出装置9は、駆動部25等の動作を把握するために、不図示の種々のセンサを有している。制御装置15は、種々のセンサの検出値に基づいて、駆動部25を制御する。種々のセンサは、公知のセンサと同様に設けられてよい。特に図示しないが、例えば、以下のとおりである。
 射出装置9は、プランジャ23の位置及び速度を検出するための位置センサと、プランジャ23が溶湯に付与する圧力を検出するための圧力センサと、を有してよい。位置センサは、例えば、磁気式又は光学式のリニアエンコーダによって構成されてもよいし、レーザー測長器によって構成されてもよい。圧力センサは、例えば、ヘッド側室31hの圧力を検出するものであってよい。ヘッド側室31hの圧力は、射出ピストン33の径及びプランジャチップ23aの径を用いて、プランジャ23が溶湯に付与する圧力に換算可能である。ヘッド側室31hの圧力の検出に加えて、ロッド側室31rの圧力が検出されてもよい。
 また、射出装置9は、射出アキュムレータ39の圧力を検出する圧力センサ、及び調整アキュムレータ41の圧力を検出する圧力センサを有してよい。これらの圧力センサは、液室の圧力を検出してもよいし、気体室の圧力を検出してもよい。また、圧力センサは、実質的にアキュムレータの圧力を検出できればよく、アキュムレータに近い流路の圧力を検出してもよい。
(1.3.局部加圧装置)
 加圧装置13は、空間107内の1以上の適宜な位置において溶湯に圧力を付与する。これにより、ひけ巣(溶湯の凝固収縮に伴う空洞)を低減することができる。その結果、例えば、射出の後に増圧を行わずに減圧を行い、プランジャ23が溶湯に付与する圧力を低くしても、ひけ巣の観点における品質を維持できる。なお、加圧装置13は、本実施形態の説明とは異なり、射出装置9の構成要素として捉えられてもよい。
 加圧装置13(より詳細には加圧部材61)が溶湯に付与する圧力は、プランジャ23が溶湯に付与する圧力(より詳細には保圧のときの設定圧力)に対して、低くてもよいし、同等でもよいし、高くてもよい。これは、減圧が行われる場合だけでなく、減圧に代えて増圧が行われる場合も同様である。
 加圧装置13の構成は、種々の構成とされてよく、例えば、公知の構成とされてよい。加圧装置13は、溶湯に接触して直接的に加圧に寄与する加圧部材61と、加圧部材61を駆動する駆動部(63及び65)とを有している。駆動部は、電動式であってもよいし、液圧式であってもよい。図2では、液圧式の駆動部が例示されており、駆動部は、加圧シリンダ63と、加圧シリンダ63に作動液を供給する液圧装置65とを有している。
 なお、加圧装置は、加圧部材61を含んで定義されてもよいし、加圧部材61を含まずに定義されてもよい。加圧部材61は、金型101の交換によって交換され得るものだからである。加圧シリンダ63についても同様である。すなわち、液圧装置65のみを加圧装置と捉えてもよい。実施形態の説明では、便宜上、加圧装置13は、加圧部材61及び加圧シリンダ63を含むかのように表現することがある。
 加圧部材61の数、位置及び形状等は任意である。例えば、加圧部材61は、ピン状の部材とされてよい。加圧部材61は、固定型103に配置されてもよいし(図示の例)、移動型105に配置されてもよい。加圧部材61は、空間107のうち、ダイカスト品と同じ形状を有する製品部107aの外側のオーバーフロー107bに位置してよい。また、複数の加圧部材61が複数の位置に配置されてよい。なお、以下の説明では、便宜上、特に断り無く、1つの加圧部材61に着目した説明を行うことがある。
 加圧シリンダ63は、1以上の任意の数で設けられてよい。1つの加圧シリンダ63は、1つの加圧部材61を駆動してもよいし、押出装置11が2以上の押出ピンを駆動するように2以上の加圧部材61を駆動してもよい。加圧シリンダ63は、特に符号を付さないが、例えば、シリンダ部と、シリンダ部内を摺動するピストンと、ピストンに固定されているとともにシリンダ部から延び出るピストンロッドとを有している。ピストンは、シリンダ部内をピストンロッドが延び出る側のロッド側室と、その反対側のヘッド側室とに区画している。シリンダ部及びピストンロッドの一方(図示の例では後者)が加圧部材61に固定され、他方が固定型103又は移動型105(図示の例では固定型103)に固定される。ロッド側室及びヘッド側室の一方(図示の例ではヘッド側室)に作動液が供給されることによって加圧部材61は空間107に向かって前進する。
 液圧装置65は、例えば、加圧シリンダ63のロッド側室及びヘッド側室のうち、少なくとも加圧部材61が空間107に向かって前進するときに作動液が供給されるシリンダ室(図示の例ではヘッド側室)に作動液を供給可能に構成されている。特に図示しないが、液圧装置65は、例えば、ポンプ、タンク、アキュムレータ、これらの要素及び加圧シリンダ63を相互に接続する種々の流路、並びに当該流路に位置する種々のバルブを有している。なお、液圧装置65の構成要素の一部は、射出装置9の液圧装置29と共用されていてもよい。
(1.4.ACC圧調整部)
 調整アキュムレータ41の説明で触れたように、ダイカストマシン1(又は射出装置9)は、減圧及び増圧を選択的に行うことができるように、調整アキュムレータ41の圧力を調整するACC圧調整部53を有していてもよい。
 ここで、液圧装置29の説明では、成形サイクル毎に調整アキュムレータ41の圧力が調整されてよいことについて述べた。一方、ACC圧調整部53は、減圧及び増圧を選択的に行うことができるように調整アキュムレータ41の圧力を調整するものであることから、その調整がなされる範囲は、通常、上記のような成形サイクル毎の調整の範囲よりも広くなる。その調整の範囲の具体的な広さ、並びに成形サイクル毎の調整の範囲との相違の具体的な程度は、射出装置9に要求される性能等に基づいて適宜に設定されてよい。例えば、ACC圧調整部53による調整アキュムレータ41の圧力の調整範囲の幅(下限値から上限値までの圧力差)は、その調整範囲の中央の圧力に対して、2倍以上又は5倍以上とされてよく、8倍以下又は6倍以下とされてよい。
 別の観点では、増圧を成立させるためには、調整アキュムレータ41の圧力は、既述の第1圧力(射出アキュムレータ39の圧力を後側室31bの圧力に換算した値)よりも高くされる。増圧を行う場合において、成形サイクル毎の調整アキュムレータ41の圧力の調整範囲は、第1圧力よりも高い。一方、ACC圧調整部53による調整アキュムレータ41の圧力の調整範囲は、第1圧力よりも低い圧力から第1圧力よりも高い圧力に亘っている。すなわち、ACC圧調整部53の圧力の調整の範囲は、従来の増圧用のアキュムレータに関する成形サイクル毎の圧力の調整の範囲よりも低い範囲を含む。
 図3は、ACC圧調整部53の構成の一例を示す模式図である。
 ACC圧調整部53は、調整アキュムレータ41の圧力を減圧のために低くするときは調整アキュムレータ41の気体室から気体を排出させ、調整アキュムレータ41の圧力を増圧のために高くするときは調整アキュムレータ41の気体室に気体を供給するように構成されている。
 なお、一般的な増圧用のアキュムレータにおける既述の成形サイクル毎における圧力の調整は、通常、図示の例のACC圧調整部53による調整とは異なり、増圧用のアキュムレータへの作動液の供給によって行われる。ACC圧調整部53は、図示の例とは異なり、作動液の供給によって調整アキュムレータ41の圧力を減圧用の圧力又は増圧用の圧力にする構成とされても構わない。この場合、ACC圧調整部53の一部又は全部は、成形サイクル毎の圧力の調整を行う構成と共通化されていてもよい。
 図示の例では、より詳細には、ACC圧調整部53は、調整アキュムレータ41から気体を排出するときは排出された気体をタンク71に収容する。また、ACC圧調整部53は、調整アキュムレータ41に気体を供給するときはタンク71の気体を調整アキュムレータ41に供給する。これにより、例えば、特定の種類の気体(例えば窒素)を無駄にすることなく、減圧と増圧とを切り換えることができる。
 上記のような動作を実現するための具体的な構成は種々可能である。図示の例では、ACC圧調整部53は、気体シリンダ73と、気体シリンダ73を駆動する電動機75と、パイロット式の逆止弁77A~77Dとを有している。気体シリンダ73は、シリンダ部材73aに対するピストン73bの往復動によって、気体を吸引又は送出する。逆止弁77A及び逆止弁77Dは、調整アキュムレータ41と気体シリンダ73との間で互いに並列に接続されている。逆止弁77B及び逆止弁77Cは、気体シリンダ73とタンク71との間で互いに並列に接続されている。
 逆止弁77Aは、調整アキュムレータ41から気体シリンダ73への流れを許容し、その反対側の流れを禁止する。また、逆止弁77Aは、パイロット圧が導入されているときは双方の流れを禁止する。逆止弁77Bは、気体シリンダ73からタンク71への流れを許容し、その反対側の流れを禁止する。また、逆止弁77Bは、パイロット圧が導入されているときは双方の流れを禁止する。
 逆止弁77Cは、タンク71から気体シリンダ73への流れを許容し、その反対側の流れを禁止する。また、逆止弁77Cは、パイロット圧が導入されているときは双方の流れを禁止する。逆止弁77Dは、気体シリンダ73から調整アキュムレータ41への流れを許容し、その反対側の流れを禁止する。また、逆止弁77Dは、パイロット圧が導入されているときは双方の流れを禁止する。
 調整アキュムレータ41からタンク71へ気体を排出するときは、逆止弁77C及び77Dにパイロット圧が導入される。そして、気体シリンダ73のピストン73bが図の下方へ移動するときは、調整アキュムレータ41の気体が逆止弁77Aを介して気体シリンダ73に吸入される。続いてピストン73bが図の上方へ移動するときは、気体シリンダ73から逆止弁77Bを介してタンク71へ気体が送出される。この動作は、必要十分な回数で行われてよい。
 タンク71から調整アキュムレータ41へ気体を供給するときは、逆止弁77A及び77Bにパイロット圧が導入される。そして、気体シリンダ73のピストン73bが図の下方へ移動するときは、タンク71の気体が逆止弁77Cを介して気体シリンダ73に吸入される。続いてピストン73bが図の上方へ移動するときは、気体シリンダ73から逆止弁77Dを介して調整アキュムレータ41へ気体が送出される。この動作は、必要十分な回数で行われてよい。
 なお、調整アキュムレータ41の気体をタンク71へ排出する場合において、タンク71の圧力が所定の上限圧力に到達したときに、タンク71は交換されてもよい。同様に、タンク71の気体を調整アキュムレータ41へ供給する場合において、タンク71の圧力が所定の下限圧力に到達したときに、タンク71は交換されてもよい。
 上記の構成は、適宜に具体化されたり、種々変形されたりしてよい。例えば、電動機75とピストン73bとの間にはボールねじ機構等の伝達機構が介在してよい。調整アキュムレータ41の気体をタンク71へ排出する場合において、調整アキュムレータ41の圧力がタンク71の圧力よりも高いのであれば、気体シリンダ73を用いずに、単に両者の圧力差によって調整アキュムレータ41の気体をタンク71に排出してもよい。逆に、タンク71の気体を調整アキュムレータ41へ供給する場合において、タンク71の圧力が調整アキュムレータ41の圧力よりも高いのであれば、気体シリンダ73を用いずに、単に両者の圧力差によってタンク71の調整アキュムレータ41の気体に供給してもよい。
(1.5.射出装置の動作)
(1.5.1.射出装置の動作の概要)
 図4(a)~図5(b)は、減圧が行われる場合の射出装置9の動作を説明するための模式図であり、図2の一部に相当している。ただし、ここでは、既に触れたように、図2とは異なり、射出シリンダ27のシリンダ部材31として、増圧シリンダ部31fの小径シリンダ部31xの径が射出シリンダ部31eの径よりも小さい態様が例示されている。射出装置9の動作は、図4(a)から図5(b)へ順に進む。
 図4(a)は、射出開始前の状態を示している。この状態において、射出バルブ43及び調整バルブ45は閉じられている(各バルブを示す図形内の左側の矩形の状態とされている。)。ロッド側バルブ49は、例えば、パイロット圧が導入されて閉じられている。射出ピストン33及び増圧ピストン35は、それぞれの後退限に位置している。後退限は、例えば、シリンダ部材31が有しているストッパ(例えば各シリンダ部の後端)にピストンが前方から後方に当接(係合)して停止する位置である。
 図4(b)は、射出が行われているときの状態を示している。制御装置15は、所定の射出開始条件が満たされると、射出バルブ43を開く(射出バルブ43を示す図形内の右側の矩形の状態とする)。これにより、矢印a1で示されているように、射出アキュムレータ39からヘッド側室31hへ作動液が供給される。そして、矢印a3で示されるように、射出ピストン33(並びにピストンロッド37及びここでは不図示のプランジャ23)が前進する。射出ピストン33の前進に伴って容積が縮小するロッド側室31rの作動液は、矢印a2によって示されているように、パイロット圧の導入が停止されたロッド側バルブ49を介してタンク47へ排出される。
 図5(a)は、射出完了時の状態を示している。このときの制御装置15の制御は、例えば、基本的に(細部は除いて)、図4(b)と同様でよい。射出ピストン33は、図4(b)における位置よりも前方に位置している。ここでは不図示の溶湯は、空間107に概ね充填されている。矢印a4が図4(b)の矢印a3よりも短く描かれていることによって表現されているように、プランジャ23(射出ピストン33)は、溶湯からの反力を受けて減速される。これに伴い、ヘッド側室31hの圧力は上昇していく(別の観点では射出アキュムレータ39の圧力に近づいていく。)。
 図5(b)は、減圧が行われている状態を示している。制御装置15は、所定の射出完了条件(換言すれば減圧開始条件)が満たされると、射出バルブ43を閉じる(射出バルブ43を示す図形内の左側の状態とする)。また、制御装置15は、射出バルブ43を閉じる時期と概ね同じ時期に調整バルブ45を開く(調整バルブ45を示す図形内の右側の状態とする。)。なお、このときのヘッド側室31hの圧力は、射出アキュムレータ39の圧力と概ね同等か、それよりも低い。
 矢印a5によって表現されているように、射出バルブ43を閉じても、射出ピストン33は慣性力によって前進する。これに伴い、ヘッド側室31hの圧力は低下する。ひいては、増圧ピストン35は前進する。このとき、矢印a8によって表現されているように、調整アキュムレータ41から後側室31bへ作動液が補給される。
 その後、射出ピストン33は、溶湯から受ける反力によって停止する。これにより、ヘッド側室31hの作動液は前方へ移動できなくなり、ヘッド側室31h内の圧力は一様になる。また、例えば、プランジャ23から慣性力を受けて圧力が上昇した溶湯からの力によってヘッド側室31hの圧力は上昇する。
 このとき、矢印a7によって表現されているように、増圧ピストン35は、ヘッド側室31hの圧力によって後退しようとする。矢印a9によって表現されているように、調整アキュムレータ41は、増圧ピストン35の後退によって上昇しようとする後側室31bの圧力を吸収する。そして、増圧ピストン35は、ヘッド側室31hの圧力と後側室31bの圧力(換言すれば調整アキュムレータ41の圧力)とが釣り合う位置で停止する。
 このような動作によって、射出後において、プランジャ23が溶湯に付与する圧力が低下する。具体的には、例えば、増圧ピストン35の後退に伴ってプランジャ23が溶湯に付与する圧力が低下する。そして、保圧のときにプランジャ23が溶湯に付与する圧力(設定圧力)は、調整アキュムレータ41の圧力(より厳密には増圧ピストン35が停止したときの調整アキュムレータ41の圧力)、並びに大径ピストン35y、小径ピストン35x、射出ピストン33及びプランジャチップ23aの径によって決定される。
 なお、上記の動作は、適宜に変形されてよい。
 例えば、図示の例では、射出完了前において、増圧ピストン35は、後退限に位置していた。ただし、増圧ピストン35は、射出完了前において、前進限に位置していてもよいし、前進限と後退限との間に位置していてもよい。この態様については、図13を参照して後述する。
 また、調整バルブ45が開かれる時期は、射出バルブ43が閉じられる時期よりもかなり前(例えば射出開始時)であっても構わない。この場合であっても、調整アキュムレータ41の圧力は、既述の第1圧力(射出アキュムレータ39の圧力を後側室31bの圧力に換算した値)よりも低いから、理論上は、図示の例と同様の動作が実現される。
 また、調整バルブ45が開かれる時期は、射出バルブ43が閉じられる時期よりも後であっても構わない。ただし、図示の例のように、射出バルブ43を閉じるときに増圧ピストン35を後退限に位置させておく態様においては、射出バルブ43を閉じた後に、矢印a6及びa8を参照して説明した増圧ピストン35の前進及び作動液の補充がなされるように、調整バルブ45は、射出ピストン33が完全に停止する前に開かれる。
 また、増圧ピストン35が、ヘッド側室31hの液圧による力と、後側室31bの液圧による力とが釣り合う位置まで後退する前に、調整バルブ45を閉じてもよい。この場合、理論上は、射出アキュムレータ39の圧力をプランジャ23が溶湯に付与する圧力に換算した圧力(換言すれば射出完了時の溶湯の圧力)と、調整アキュムレータ41の圧力をプランジャ23が溶湯に付与する圧力に換算した圧力(換言すれば調整バルブ45を閉じない場合の設定圧力)との間の任意の圧力を設定圧力とすることができる。
 減圧に代えて増圧が行われる場合の射出装置9の動作は、公知の射出装置の動作と同様とされて構わない。なお、調整アキュムレータ41の圧力が第1圧力よりも高くされていることを除けば、上述した減圧が行われる場合のバルブの制御と同様のバルブの制御が行われても構わない。この場合、増圧ピストン35は、図5(b)を参照して説明した動きを生じるのではなく、単純に前進する。そして、増圧が行われる。
 増圧によってプランジャ23が溶湯に付与する圧力が到達する設定圧力(保圧のときの圧力)は、減圧の場合と同様に、例えば、調整アキュムレータ41の圧力(より厳密には増圧ピストン35が停止したときの調整アキュムレータ41の圧力)並びに各種の部材の径によって決定される。ただし、減圧の場合と同様に、増圧ピストン35が停止する前に、調整バルブ45を閉じてもよい。この場合、理論上は、射出アキュムレータ39の圧力をプランジャ23が溶湯に付与する圧力に換算した圧力(換言すれば射出完了時の溶湯の圧力)と、調整アキュムレータ41の圧力をプランジャ23が溶湯に付与する圧力に換算した圧力(換言すれば調整バルブ45を閉じない場合の設定圧力)との間の任意の圧力を設定圧力とすることができる。
 減圧及び増圧が行わる場合のいずれにおいても、適宜な時期にロッド側室31rからの作動液の排出を禁止してよい。これにより、ロッド側室31rをタンク圧とは異なる圧力とし、ロッド側室31rの圧力及びヘッド側室31hの圧力(並びに射出ピストン33及びピストンロッド37の径)によって決定される力をプランジャ23に付与してよい。
 上記のように、減圧又は増圧が開始されてから調整バルブ45を閉じる時期、及び/又はロッド側室31rからの作動液の排出を禁止する時期によって設定圧力(保圧のときの圧力)が決定されてもよい。ただし、実施形態の説明では、便宜上、そのような動作が行われず、調整アキュムレータ41の圧力によって設定圧力が決定される態様を例に取ることがあり、特に断り無く、当該態様を前提とした説明を行うことがある。
(1.5.2.速度変化及び圧力変化の例)
 図6は、プランジャ23の速度(射出速度)及びプランジャ23が溶湯に付与する圧力の経時変化の例を示す図である。なお、以下の説明では、便宜上、プランジャ23が溶湯に付与する圧力を射出圧力ということがある。
 この図において、横軸は時間tを示しており、右側ほど後の時点となっている。左の縦軸は速度Vを示しており、上側ほど高速である。右の縦軸は圧力Pを示しており、上側ほど高圧である。
 線LnVは、射出速度の経時変化を示している。線Ln0、Ln1及びLn2は、射出圧力の経時変化を示している。線Ln0は、比較例に係る圧力変化を示している。線Ln1は、実施形態に係る射出装置9において、減圧が行われた場合の圧力変化を示している。線Ln2は、実施形態に係る射出装置9において、増圧が行われた場合の圧力変化を示している。
 射出装置9は、例えば、低速射出(時点t0~t1)及び高速射出(時点t1~t2)を順に行う。その後、射出装置9は、減圧又は増圧(時点t3~時点t4)を行い、続いて、保圧(時点t4~)を行う。すなわち、ダイカストマシン1は、線LnVによって示されているように、射出の初期段階においては、溶湯の空気の巻き込みを防止する等の観点から比較的低速(速度V)でプランジャ23を前進させる低速射出を行う。次に、ダイカストマシン1は、線LnVで示されているように、溶湯の凝固に遅れずに溶湯を充填するため等の観点から比較的高速(速度V)でプランジャ23を前進させる高速射出を行う。次に、ダイカストマシン1は、線Ln0~Ln2によって示されているように、ひけ巣をなくす等の観点から、溶湯に適宜な圧力を付与するように、減圧又は増圧を行うとともに保圧を行う。保圧では、減圧又は増圧によって得られた設定圧力Pc1又はPc2が維持される。
 射出圧力は、低速射出(時点t0~t1)では、比較的低圧となっている。なお、図6では、便宜上、低速射出中の射出圧力については、極めて小さいものとして図示が省略されている。その後、高速射出が開始されると(時点t1)、射出圧力は上昇する。さらに、溶湯の充填が概ね完了すると(時点t2)、溶湯が行き場を失うことから、射出圧力は急激に上昇する。このとき、比較例に係る線Ln0で示すように、いわゆるサージ圧が生じることもある。
 なお、低速射出の速度V、高速射出の速度V、低速射出から高速射出への切換えの条件、射出速度の制御方法等は、公知の射出装置と同様とされて構わない。例えば、速度Vは1m/s未満である。高速射出の速度Vは1m/s以上である。低速射出から高速射出への切換えは、概ね溶湯が金型101のゲートに到達する時期に行われてよく、より具体的には、例えば、プランジャ23の位置を検出する位置センサが所定の位置に到達したことをトリガに行われてよい。速度の制御は、既述のメータイン回路又はメータアウト回路によって実現されてよい。このとき、プランジャ23の検出位置(速度)に基づくフィードバック制御が行われてもよい。
 射出装置9において減圧が行われる場合、既述のようにプランジャ23が停止する前に射出バルブ43が閉じられてよい。これにより、サージ圧が低減されてよい。また、射出装置9において、減圧及び増圧のいずれが行われるかに限らず、加圧装置13を利用してサージ圧が低減されてもよい。具体的には、溶湯の充填が概ね完了する前において、アキュムレータによって加圧シリンダ63に液圧を付与することによって加圧部材61を前進限に位置させておく。溶湯が加圧部材61に到達すると、溶湯に押された加圧部材61が後退し、このときの加圧シリンダ63の液圧はアキュムレータによって吸収される。
 射出装置9において減圧が行われる場合、射出バルブ43を閉じる時期及び/又は調整バルブ45を開く時期は、例えば、射出速度が高速射出の速度Vから低下し始めてからプランジャ23が停止するまでの期間の適宜な時期とされてよい。また、図13を参照して後述するように、態様によっては、射出速度が0になった後に、射出バルブ43が閉じられたり、調整バルブ45が開かれたりしてもよい。
 射出装置9において減圧が行われる場合、射出バルブ43を閉じる動作及び/又は調整バルブ45を開く動作の条件(換言すればトリガ。便宜上、「射出完了条件」というこがある。)も適宜に設定されてよい。例えば、射出完了条件は、従来の射出装置において増圧を開始するときの条件と同様とされても構わない。例えば、射出完了条件は、プランジャ23の所定の位置への到達が位置センサによって検出されたこと、射出圧力の所定の圧力への到達(上昇)が圧力センサによって検出されたこと、及び/又は溶湯の所定の位置への到達が検出されたこととされてよい。溶湯の所定の位置への到達を検出するセンサとしては、例えば、通電センサ、温度センサ又は圧力センサが挙げられる。さらに、上記のように加圧装置13によってサージ圧を吸収する場合においては、加圧部材61の後退の検出によって溶湯の所定の位置への到達が検出されてもよい。
 減圧において、射出圧力が頭打ちになる時点t3は、例えば、射出バルブ43が閉じられた後、プランジャ23(射出ピストン33)が停止した時点である。このときの圧力は、例えば、射出アキュムレータ39の圧力を射出圧力に換算した大きさ以下の大きさである。その後、増圧ピストン35の後退が開始されると、射出圧力の低下が開始される。そして、増圧ピストン35の後退が停止すると(時点t4)、射出圧力の低下は停止し、射出圧力は設定圧力Pc1となる。設定圧力Pc1は、既述のように、概略、調整アキュムレータ41の圧力を射出圧力に換算した大きさである。なお、上記は、あくまで、詳細を無視した理論上のものである。従って、例えば、実際には(厳密には)、プランジャ23及び増圧ピストン35の動作は、射出圧力の変化と上記のように連動するとは限らない。
 減圧において、所望の減圧曲線(線Ln1)が得られるように、適宜に作動液の流れの制御が行われてよい。例えば、調整バルブ45の開度が予め設定された適宜な大きさとされたり、調整バルブ45の開度をリアルタイムで変化させるフィードバック制御が行われたりしてもよい。
 射出装置9において増圧が行われる場合における動作は、既述のとおり、従来の射出装置において増圧が行われる場合の動作と同様とされて構わない。ただし、図6では、加圧装置13によってサージ圧が吸収された場合の圧力変化が示されている。
 図6において、線Ln1は、設定圧力Pc1を最も低く設定した場合の圧力変化として捉えられてもよい。同様に、線Ln2は、設定圧力Pc2を最も高く設定した場合の圧力変化として捉えられてもよい。このように捉えた場合、射出装置9は、線Ln1と線Ln2との間の範囲R1内で設定圧力を調整可能であるということになる。
(1.5.3.制御のフローチャートの例)
 図7は、これまでに説明した動作を実現するために制御装置15が実行する処理の手順の一例の概要を示すフローチャートである。
 この処理は、例えば、ダイカストマシン1の稼働を開始したときに開始される。ここでは、便宜上、成形サイクルを繰り返すための手順は省略され、1回の成形サイクルが行われる場合の手順のみが抽出されて示されている。また、ここでは、射出装置9の動作に係る手順のみが抽出されており、型締装置7等の他の装置に係る手順は省略されている。
 ステップST1では、制御装置15は、成形条件の入力を受け付ける。成形条件は、例えば、従来のダイカストマシンと同様に、射出速度及び射出圧力を含んでよい。また、成形条件は、減圧及び増圧のいずれを行うかに関する条件を含んでよい。入力は、例えば、オペレータの入力装置17に対する操作によって行われる。
 ステップST2では、制御装置15は、ステップST1で設定された減圧又は増圧の設定が、これまでに行われた成形サイクルと異なるものであるか否か判定する。すなわち、制御装置15は、減圧及び増圧の切換えが指示されたか否か判定する。そして、制御装置15は、肯定判定のときは、ステップST3に進み、否定判定のときは、ステップST3をスキップしてステップST4に進む。
 ステップST3では、制御装置15は、調整アキュムレータ41の圧力が、切換え後の減圧又は増圧に応じた大きさとなるように、ACC圧調整部53を制御する。なお、このときの動作は、さらに、調整アキュムレータ41の圧力が、ステップST1で設定した設定圧力Pc1又はPc2の具体的な値に応じた値になるようにするものであってもよい。この場合は、減圧及び増圧の切換えの有無に関わらずに、ステップST3が実行されてもよい。
 ステップST4では、制御装置15は、所定の射出開始条件が満たされたか否か判定し、満たされたと判定したときは、射出を開始するように射出装置9の各部を制御する。このときの動作(制御)は、図4(a)を参照して説明したとおりである。射出開始条件は、例えば、固定型103及び移動型105の型締が終了し、溶湯がスリーブ21に供給されたことを示す情報が得られたことなどとされてよい。
 ステップST5では、制御装置15は、射出を完了する条件(射出完了条件)が満たされたか否か判定する。この射出完了条件については、図6を参照して説明したとおりである。そして、制御装置15は、肯定判定のときは、ステップST6に進み、否定判定のときは、ステップST5を繰り返す(射出を継続する。)。
 ステップST6では、制御装置15は、減圧及び増圧のうち、ステップST1で設定された動作を実行するように各部を制御する。このときの動作(制御)については、図5(b)を参照して説明したとおりである。
 ステップST7では、制御装置15は、射出圧力がステップST1で設定された設定圧力Pc1又はPc2に到達したか否か判定する。そして、制御装置15は、肯定判定のときは、ステップST8に進み、否定判定のときは、ステップST7を繰り返す(減圧又は増圧を継続する。)。
 ステップST8では、制御装置15は、保圧を行うように射出装置9の各部を制御する。ただし、保圧は、減圧又は増圧を行っているときの動作が継続されることによって行われてよい。この場合において、ステップST7及びST8は不要である。
 その後、特に図示しないが、制御装置15は、所定の保圧完了条件が満たされると、保圧を終了するように射出装置9の各部を制御する。例えば、射出装置9は、不図示のポンプによってロッド側室31rに作動液を供給して射出ピストン33を後退させ、ひいては、増圧ピストン35を後退させてよい。保圧完了条件は、例えば、公知の射出装置におけるものと同様とされてよく、例えば、射出開始時点又は射出完了時点等の適宜な時点から所定の時間が経過したこととされてよい。
 その後、制御装置15は、図示の処理を終了する。なお、成形サイクルが繰り返される処理においては、例えば、ステップST8の後、ステップST1で設定された回数で成形サイクルが繰り返されたか否か判定する手順が追加されてよい。そして、制御装置15は、肯定判定の場合は図示の処理を終了し、否定判定の場合はステップST4に戻る。
 ステップST1において、減圧及び増圧に係る条件の設定がなされてよいことについて述べた。この条件の設定は、例えば、減圧及び増圧を選択する操作によってなされてよい。また、例えば、この条件の設定は、単に設定圧力(Pc1又はPc2)の値等の入力を受け付ける操作によってなされてもよい。すなわち、設定圧力として入力された値が、射出完了時の圧力に対して低い圧力であるのか、高い圧力であるのかによって、減圧及び増圧のいずれが行われるか設定されてよい。この場合において、制御装置15は、ステップST2のような判定を行ってもよいし、そのような判定を行わずに、調整アキュムレータ41の圧力をステップST1で設定された設定圧力に応じた圧力に調整してもよい。
 ステップST1に関して、一般的なダイカストマシンは、設定圧力Pc2として、想定された動作(増圧)に合致しない大きさの値を設定することができないようになっていることがある。例えば、射出アキュムレータ39(又は増圧のためのアキュムレータ)の圧力を射出圧力に換算した圧力よりも低い値が設定圧力Pc2として入力されると、増圧できないことになる。このような場合、従来の制御装置は、例えば、表示装置19を介して警告を行ったり、そのような値に基づく成形サイクルを行わなかったりする。一方、実施形態の制御装置15は、そのような値を設定圧力(Pc1)として設定することを許容する。換言すれば、制御装置15は、そのような値に基づく成形サイクルを行う。
(1.6.第1実施形態のまとめ)
 以上のとおり、本実施形態に係る射出装置9は、射出と保圧とを行うものである。射出は、スリーブ21内の成形材料(溶湯)をプランジャ23によって型内(金型101の空間107)へ押し出す動作である。保圧は、プランジャ23によって金型101内に充填された溶湯に所定の設定圧力(Pc1又はPc2)を一定期間に亘って付与する動作である。射出装置9は、プランジャ23に連結されている駆動部25を有している。駆動部25は、金型101内に充填された溶湯にプランジャ23が付与する圧力が低下しながら設定圧力Pc1に至る減圧のための駆動力をプランジャ23に付与する。
 別の観点では、実施形態に係る成形品(ダイカスト品)の製造方法は、射出ステップ(ST4)と保圧ステップ(ST8)とを含んでいる。射出ステップは、スリーブ21内の成形材料(溶湯)をプランジャ23によって型内(金型101の空間107)へ押し出すステップである。保圧ステップは、プランジャ23によって金型101内に充填された溶湯に所定の設定圧力(Pc1又はPc2)を一定期間に亘って付与するステップである。当該製造方法は、射出ステップによって金型101内に充填された溶湯にプランジャ23が付与する圧力を低下させながら設定圧力Pc1に至らせる減圧ステップ(ST6)を更に含んでいる。
 従って、例えば、実施形態の要点の説明で述べたように、溶湯の凝固に遅れずに金型101内に溶湯を比較的高速で充填しつつ、充填後に行われる増圧に起因してバリが生じる蓋然性が低減される。
 なお、ここでいう減圧は、「型内に充填された成形材料にプランジャが付与する圧力が低下しながら設定圧力(保圧のときの圧力)に至る」ものであるから、図6の線Ln0によって示された比較例に係る射出装置におけるサージ圧の発生後の圧力低下とは相違する。比較例においては、プランジャが成形材料に付与する圧力は、サージ圧の発生に続いて圧力が低下した後、増圧によって上昇しながら保圧のための設定圧力Pc2に至るからである。
 駆動部25は、プランジャ23に連結される射出シリンダ27と、射出シリンダ27に液圧を付与する液圧装置29と、を有してよい。射出シリンダ27は、プランジャ23の後部に連結されるピストンロッド37と、ピストンロッド37の後部に固定されている射出ピストン33と、射出ピストン33を摺動可能に収容している射出シリンダ部31eとを有してよい。射出シリンダ部31eの内部は、射出ピストン33によって、前方のロッド側室31rと、後方のヘッド側室31hとに区画されていてよい。液圧装置29は、減圧が行われるときにヘッド側室31hの圧力を低下させる圧力調整部40(符号は図2)を有していてよい。
 この場合、例えば、ヘッド側室31hへの作動液の供給によって射出を行うことができる。このときの射出速度は、駆動部25が電動式のものである態様(当該態様も本開示に係る技術に含まれる。)における射出速度に比較して高速にすることが容易である。その一方で、射出速度が高速であることによって、プランジャ23が溶湯に付与する圧力が上昇しやすいから、減圧の効果が有効に奏される。
 圧力調整部40は、減圧が行われるときに射出シリンダ27の液圧を吸収する調整アキュムレータ41を有していてよい。
 この場合、例えば、射出シリンダ27の液圧をタンク47へ逃がす態様(当該態様も本開示に係る技術に含まれる。)に比較して、液圧を任意の大きさまで低下させることが容易である。例えば、減圧のために後側室31bの作動液をタンク47に逃がす場合においては、後側室31bの圧力が下がり過ぎないように適宜な時期に後側室31bとタンク47との間のバルブを閉じる必要があるが、実施形態では、そのような必要性が低減される。また、タンク47に液圧を逃がす態様に比較して、後側室31bの圧力(ひいては射出圧力)の急激な変動を緩和する効果も期待される。
 射出シリンダ27は、小径シリンダ部31xと、大径シリンダ部31yと、小径ピストン35xと、大径ピストン35yと、を有してよい。小径シリンダ部31xは、ヘッド側室31hに通じていてよい。大径シリンダ部31yは、小径シリンダ部31xに直列に続いていてよく、小径シリンダ部31xよりも径が大きくてよい。小径ピストン35xは、小径シリンダ部31xに摺動可能に収容されていてよい。大径ピストン35yは、小径ピストン35xに直列に固定されていてよく、大径シリンダ部31yに摺動可能に収容されていてよく、大径シリンダ部31y内を小径シリンダ部31x側の前側室31aと、その反対側の後側室31bとに区画していてよい。調整アキュムレータ41は、後側室31bに通じていてよい。
 この場合、例えば、調整アキュムレータ41の圧力が増圧されてヘッド側室31hに付与されるから、後述する第2実施形態に比較して、所望の設定圧力(例えば減圧のときの設定圧力Pc1)を実現するときの調整アキュムレータ41の圧力を低くすることができる。調整アキュムレータ41の圧力は、安全上、上限値が規定される。一方、調整アキュムレータ41の圧力を低くすることは容易である。従って、例えば、後述する第2実施形態に比較して、設定圧力の値を広い範囲で設定することが容易化される。より具体的には、例えば、図6に示した範囲R1を広くすることが容易化される。
 液圧装置29は、射出が行われるときにヘッド側室31hへ作動液を供給する射出アキュムレータ39を有していてよい。調整アキュムレータ41の圧力は、射出アキュムレータ39の圧力に、小径ピストン35xの径を大径ピストン35yの径で割った比の二乗を乗じた第1圧力よりも低くされてよい。
 この場合、例えば、射出アキュムレータ39からヘッド側室31hへ作動液が供給されることから、ピストンロッド37を電動機で駆動する射出装置(電動式と液圧式とを組み合わせたハイブリッド式の射出装置。当該態様も本開示に係る技術に含まれる。)に比較して、高速射出が容易である。また、例えば、これまでの説明から理解されるように、調整アキュムレータ41の圧力が第1圧力よりも低いことによって、減圧が確実に実現される。
 駆動部25は、減圧と、金型101内に充填された溶湯にプランジャ23が付与する圧力が上昇しながら設定圧力Pc2に至る増圧とを、選択的に実行可能であってよい。
 この場合、例えば、減圧だけでなく、増圧も行うことができるから、成形条件の幅が広がる。その結果、金型101の大きさ及び空間107の形状等に応じた好適な成形条件を設定することが容易化される。
 射出装置9は、既述の第1圧力よりも低い圧力から第1圧力よりも高い圧力までの範囲で調整アキュムレータ41の圧力を調整するACC圧調整部53を有していてよい。
 この場合、例えば、簡便に減圧と増圧とを切り換えることができる。すなわち、射出装置とは別個の装置によって調整アキュムレータ41の圧力を調整しなくてもよい。また、例えば、好適な設定圧力が、第1圧力を射出圧力に換算した値に近い場合においては、試運転によって好適な成形条件を探査しているときに、減圧と増圧との切換えの頻度が高くなる可能性がある。このような状況に対応することも容易化される。
 制御装置15は、減圧が行われるように駆動部25を制御する制御装置15を有していてよい。
 この場合、例えば、受動的に減圧を行う態様(当該態様も本開示に係る技術に含まれる。)に比較して、減圧の実現が現実的である。別の観点では、射出装置9の設計の自由度が向上し、また、成形条件の変更も容易である。なお、受動的に減圧を行う態様としては、例えば、プランジャ23の移動に連動してバルブの開閉が行われる構成、及びリリーフ弁を利用する構成が挙げられる。
 射出装置9は、設定圧力を設定する操作を受け付ける入力装置17と、入力装置17に対する操作によって設定された設定圧力に基づいて駆動部25を制御する制御装置15と、を有していてよい。駆動部25は、プランジャ23に連結される射出シリンダ27と、射出シリンダ27に液圧を付与する液圧装置29と、を有していてよい。液圧装置29は、射出が行われるときに射出シリンダ27へ作動液を供給する射出アキュムレータ39を有していてよい。制御装置15は、設定圧力Pc1として、射出アキュムレータ39の圧力をプランジャ23が溶湯に付与する圧力に換算した圧力よりも低い圧力を設定することを許容してよい。
 この場合、例えば、射出アキュムレータ39からの比較的高い圧力で射出を行い、その後、減圧する動作が実現される。なお、既述のように、増圧のみを行う従来の射出装置においては、通常、このような大きさの設定圧力の設定は許容されない。
<2.第2実施形態>
 図8(a)~図9(b)は、第2実施形態に係る射出装置209の構成及び動作を示す模式図である。これらの図は、第1実施形態における図4(a)~図5(b)に対応している。
 射出装置209の構成は、端的にいえば、第1実施形態における増圧式の射出シリンダ27が、単胴式の射出シリンダ227に置換された構成である。射出シリンダ227は、端的にいえば、増圧式の射出シリンダ27から増圧シリンダ部31f及び増圧ピストン35を無くした構成である。
 射出シリンダ27が射出シリンダ227に置換されたことに伴い、調整アキュムレータ41は、ヘッド側室31hに接続されている。この他、不図示の流路及びバルブ等も、射出シリンダ27が射出シリンダ227に置換されたことに伴って第1実施形態と異なっていてよい。ただし、不図示の部分は、公知の構成と同様とされてもよい部分であるから、説明を省略する。
 射出装置209の動作は、図8(a)から図9(b)へ順に進む。具体的には、以下のとおりである。
 図8(a)、図8(b)及び図9(a)の動作は、増圧ピストン35に係る動作を除いて、第1実施形態における図4(a)、図4(b)及び図5(a)の動作と同様である。従って、図4(a)、図4(b)及び図5(a)の動作の説明は、適宜に図8(a)、図8(b)及び図9(a)の動作に援用されてよい。
 図9(b)は、減圧が行われている状態を示しており、第1実施形態の図5(b)に対応している。制御装置15は、第1実施形態と同様に、所定の射出完了条件が満たされると、射出バルブ43を閉じるとともに、調整バルブ45を開く。
 矢印a5によって表現されているように、射出バルブ43を閉じても、射出ピストン33(プランジャ23)は慣性力によって前進する。これに伴い、ヘッド側室31hの圧力は低下する。このとき、矢印a21によって表現されているように、調整アキュムレータ41からヘッド側室31hへ作動液が補給される。
 その後、射出ピストン33(プランジャ23)は、溶湯から受ける反力によって停止する。これにより、ヘッド側室31hの作動液は前方へ移動できなくなり、ヘッド側室31h内の作動液の圧力は一様になる。また、例えば、プランジャ23から慣性力を受けて圧力が上昇した溶湯からの力によってヘッド側室31hの圧力は上昇する。調整アキュムレータ41は、ヘッド側室31hの圧力と調整アキュムレータ41の圧力とが同等になるまでヘッド側室31hの圧力を吸収する。
 このような動作によって、射出後において、プランジャ23が溶湯に付与する圧力が低下する。具体的には、プランジャ23の停止後、ヘッド側室31hの圧力の低下に伴ってプランジャ23が溶湯に付与する圧力が低下する。そして、保圧のときにプランジャ23が溶湯に付与する圧力(設定圧力Pc1)は、調整アキュムレータ41の圧力(より厳密にはヘッド側室31hの減圧が終了したときの調整アキュムレータ41の圧力)及び種々の部材の径によって決定される。
 上記の説明からも理解されるように、また、増圧ピストン35が設けられていないことから明らかなように、減圧が行われる場合の調整アキュムレータ41の圧力は、第1実施形態とは異なり、第1圧力よりも低くされるのではなく、例えば、射出アキュムレータ39の圧力よりも低くされる。これにより、例えば、射出完了時のヘッド側室31hの圧力が射出アキュムレータ39の圧力と同等の大きさまで上昇していても、減圧を行うことができる。
 第2実施形態では、第1実施形態とは異なり、後退限に位置する増圧ピストン35が前進する動作は不要である。従って、射出バルブ43は、射出ピストン33が停止する前に閉じられなくてもよい。すなわち、射出ピストン33が停止した後に、射出バルブ43が開かれてもよい。また、同様の理由から、調整バルブ45が開かれる時期は、速やかに設定圧力Pc1を得る観点を無視すれば、射出バルブ43が閉じられる時期に対してかなり遅れていてもよい。
 第1実施形態では、射出完了前のかなり前(例えば射出開始時)から調整バルブ45が開かれていても、増圧ピストン35が後退限に位置していることによって、射出完了前にヘッド側室31hの圧力が調整アキュムレータ41に吸収される蓋然性は低減されていた。第1実施形態とは異なり、本実施形態では、調整バルブ45は、概ね、プランジャ23が停止する時期及び/又は射出バルブ43が閉じられる時期と同等の時期に開かれる。ただし、上記のような時期よりも比較的早くに調整バルブ45が開かれて、調整アキュムレータ41が、射出速度の減速に利用されたり、及び/又は射出圧力の急激な上昇の緩和に利用されたりしても構わない。
 上記のように調整アキュムレータ41の圧力が射出アキュムレータ39の圧力よりも低いという場合において、より詳細には、射出アキュムレータ39及び調整アキュムレータ41の圧力は、第1実施形態と同様に、例えば、射出が完了したとき(例えば射出バルブ43が閉じられるとき)の圧力とされてよい。ただし、調整アキュムレータ41の圧力は、例えば、成形サイクル中の最も高いときの圧力が比較に用いられてもよい。すなわち、調整アキュムレータ41の圧力が射出アキュムレータ39の圧力よりも低いという要件を満たす条件が厳しくされてもよい。
 射出装置209も、第1実施形態と同様に、減圧だけでなく、増圧も可能に構成されてよい。この場合の構成及び動作は、調整アキュムレータ41が増圧用のアキュムレータとして用いられる点を除いて、公知の構成及び動作と同様とされて構わない。
 調整アキュムレータ41は、増圧に利用されるときは、例えば、射出アキュムレータ39の圧力よりも高くされる。なお、比較される圧力は、例えば、減圧の場合と同様に、射出が完了したときの圧力とされてよい。ただし、射出アキュムレータ39の圧力は、射出完了前(換言すれば圧力低下前)の圧力とされてもよい。すなわち、調整アキュムレータ41の圧力が射出アキュムレータ39の圧力よりも高いという要件を満たす条件が厳しくされてもよい。また、調整アキュムレータ41の圧力は、増圧(さらには保圧)が完了したときの圧力(成形サイクル中の最も低いときの圧力)が比較に用いられてもよい。
 射出装置209においても、減圧及び増圧の双方を可能に調整アキュムレータ41の圧力を調整するACC圧調整部53(第1実施形態参照)が設けられてよい。ただし、これまでの説明からも理解されるように、ACC圧調整部53は、第1実施形態とは異なり、例えば、射出アキュムレータ39の圧力よりも低い圧力から射出アキュムレータ39の圧力よりも高い圧力までの範囲で調整アキュムレータ41の圧力を調整する。
 以上のとおり、第2実施形態においても、駆動部25(符号は第1実施形態を参照)は、金型101内に充填された溶湯にプランジャ23が付与する圧力が低下しながら設定圧力Pc1に至る減圧のための駆動力をプランジャ23に付与する。従って、第1実施形態と同様の効果が奏される。
 本実施形態によって示されたように、調整アキュムレータ41は、ヘッド側室31hに通じていてもよい。
 この場合であっても、第1実施形態と同様に、調整アキュムレータ41によって射出シリンダ227の圧力を吸収することによって減圧を行うことができる。なお、第1実施形態の説明で述べたように、設定圧力の範囲R1(図6)を広くする観点からは、第1実施形態が有利である。
 射出装置209の液圧装置29(符号は第1実施形態参照)は、射出が行われるときにヘッド側室31hへ作動液を供給する射出アキュムレータ39を有していてよい。調整アキュムレータ41の圧力は、射出アキュムレータ39の圧力よりも低くされてよい。
 この場合、例えば、第1実施形態でも述べたように、射出アキュムレータ39からヘッド側室31hへ作動液が供給されることから、ピストンロッド37を電動機で駆動する射出装置に比較して、高速射出が容易である。また、例えば、これまでの説明から理解されるように、調整アキュムレータ41の圧力が射出アキュムレータ39の圧力よりも低いことによって、減圧が確実に実現される。
<3.第3実施形態>
 図10(a)~図11(b)は、第3実施形態に係る射出装置309の構成及び動作を示す模式図である。これらの図は、第1実施形態における図4(a)~図5(b)に対応している。
 射出装置309の構成は、端的にいえば、第2実施形態における射出装置209において、調整アキュムレータ41が、ヘッド側室31hに代えて、ロッド側室31rに接続された構成である。そして、射出完了後に調整アキュムレータ41からロッド側室31rに液圧を付与することによって、射出ピストン33がプランジャ23に付与する力を減じ、ひいては、プランジャ23が溶湯に付与する圧力を低下させる減圧を行うことができる。なお、以下では、減圧のためにロッド側室31rに液圧を付与する構成(調整アキュムレータ41を含む構成)を圧力調整部340と称することがある。
 上記のような動作を実現する液圧装置329の構成は種々可能である。図示の例では、以下のとおりである。
 射出装置309の液圧装置329は、ロッド側室31rの接続先をタンク47と調整アキュムレータ41との間で切り換えるロッド側バルブ349を有している。ロッド側バルブ349は、例えば、3ポート2位置の切換弁によって構成されている。また、ロッド側バルブ349は、例えば、ソレノイドが駆動されていないときは、ばねの復元力によってロッド側室31rと調整アキュムレータ41とを接続し(図の右側の矩形の状態となり)、ソレノイドが駆動されているときは、ロッド側室31rとタンク47とを接続する(図の左側の状態となる。)。
 液圧装置329は、例えば、第1及び第2実施形態とは異なり、射出ピストン33の前進速度(図の左側への移動速度)をメータアウト回路によって制御するように構成されている。より詳細には、例えば、ロッド側バルブ349は、サーボバルブの機能及び流量制御弁(例えば圧力補償付流量調整弁)の機能を有している。一方、射出アキュムレータ39とヘッド側室31hとの間に介在する射出バルブ343は、パイロット式の逆止弁によって構成されている。この逆止弁は、射出アキュムレータ39からヘッド側室31hへの流れを許容し、その反対側の流れを禁止する。また、当該逆止弁は、パイロット圧が導入されているときは双方の流れを禁止する。なお、メータアウト回路に代えて、又は加えて、メータイン回路が設けられても構わない。
 射出装置309の動作は、図10(a)から図11(b)へ順に進む。具体的には、以下のとおりである。
 図10(a)は、射出開始前の状態を示しており、第1実施形態の図4(a)に対応している。射出バルブ343及び調整バルブ345はパイロット圧が導入されて閉じられている。ロッド側バルブ349は、いずれの位置でもよいが、図示の例では、ロッド側室31rとタンク47とを接続する位置とされている。射出ピストン33は後退限に位置している。
 図10(b)は、射出が行われているときの状態を示しており、第1実施形態の図4(b)に対応している。制御装置15は、所定の射出開始条件が満たされると、パイロット圧の導入を停止して射出バルブ343を開く。これにより、矢印a1で示されているように、射出アキュムレータ39からヘッド側室31hへ作動液が供給される。そして、矢印a3で示されるように、射出ピストン33が前進する。射出ピストン33の前進に伴って容積が縮小するロッド側室31rの作動液は、矢印a2によって示されているように、ロッド側バルブ349を介してタンク47へ排出される。
 図11(a)は、射出完了時の状態を示している。このときの制御装置15の制御は、例えば、基本的に(細部は除いて)、図10(b)と同様でよい。射出ピストン33は、図10(b)における位置よりも前方に位置している。ここでは不図示の溶湯は、空間107に概ね充填されている。矢印a4が図10(b)の矢印a3よりも短く描かれていることによって表現されているように、プランジャ23(射出ピストン33)は、溶湯からの反力を受けて減速される。これに伴い、ヘッド側室31hの圧力は上昇していく(別の観点では射出アキュムレータ39の圧力に近づいていく。)。
 図11(b)は、減圧が行われている状態を示している。制御装置15は、所定の射出完了条件が満たされると、ロッド側室31rと調整アキュムレータ41とが接続されるようにロッド側バルブ349を切り換え、また、調整バルブ345にパイロット圧力を導入して調整バルブ345を開く。これにより、矢印a31及びa32によって表現されているように、調整アキュムレータ41の圧力がロッド側室31rに付与され、減圧が行われる。
 なお、流量調整弁としてのロッド側バルブ349は、例えば、速度制御を行っているとき(射出開始から射出完了までの間)とは異なり、全開とされてよい。ただし、ロッド側バルブ349は、適宜な開度で開かれるように制御されることによって、所望の減圧曲線(図6の線Ln1を参照)の実現に寄与してもよい。
 その後、射出ピストン33は、プランジャ23を介して溶湯から受ける力と、ロッド側室31rの圧力(換言すれば調整アキュムレータ41の圧力)が射出ピストン33に付与する力と、ヘッド側室31hの圧力(換言すれば射出アキュムレータ39の圧力)が射出ピストン33に付与する力とが釣り合う位置で停止する。このときのプランジャ23が溶湯に付与する圧力が設定圧力Pc1となる。
 調整アキュムレータ41の圧力(より厳密にはロッド側室31rへの液圧付与前における圧力)は、タンク圧よりも大きい適宜な大きさとされてよい。理論上は、調整アキュムレータ41の圧力が0でない限り、ロッド側室31rの圧力によって、ヘッド側室31hの圧力が射出ピストン33を前方に付与する力を低減する作用が多少なりとも生じる。ひいては、減圧を行うことができる。
 調整アキュムレータ41の圧力は、例えば、極端な場合まで考慮すると、射出アキュムレータ39の圧力をロッド側室31rの圧力に換算した圧力(射出アキュムレータ39の圧力に、射出ピストン33の横断面の面積を射出ピストン33の横断面の面積からピストンロッド37の横断面の面積を引いた値で割った比を乗じた圧力)よりも小さくされてよい(実際には更に小さくされてよい。)。これにより、例えば、設定圧力Pc1を0よりも大きい値とすることができる。
 調整アキュムレータ41からロッド側室31rへの液圧の付与の開始(図示の例ではロッド側バルブ349の切換え、及び調整バルブ345の開動作)は、プランジャ23が停止する前に行われてもよいし、プランジャ23が停止したとき、又は停止した後に行われてもよい。前者の場合においては、調整アキュムレータ41は、例えば、プランジャ23が溶湯からの反力によって停止したときにロッド側室31rに生じる衝撃を吸収することに寄与し得る。
 なお、上記の動作は、適宜に変形されてよい。
 例えば、射出バルブ343は、プランジャ23が停止する前の適宜な時期に閉じられてもよい。すなわち、ヘッド側室31hの圧力が射出アキュムレータ39の圧力まで上昇する前に閉じられてもよい。また、例えば、射出バルブ343は、射出ピストン33がプランジャ23を介して溶湯から受ける力と、ロッド側室31rの圧力が射出ピストン33に付与する力と、射出アキュムレータ39の圧力がヘッド側室31hを介して射出ピストン33に付与する力とが釣り合う前に閉じられてもよい。
 調整アキュムレータ41からロッド側室31rへの液圧の付与は適宜な時期に停止されてよい(例えば調整バルブ345は適宜な時期に閉じられてよい。)。すなわち、液圧の付与は、射出ピストン33がプランジャ23を介して溶湯から受ける力と、調整アキュムレータ41の圧力がロッド側室31rを介して射出ピストン33に付与する力と、ヘッド側室31hの圧力が射出ピストン33に付与する力とが釣り合う前に閉じられてもよい。なお、このことから理解されるように、調整アキュムレータ41の圧力は、射出アキュムレータ39の圧力をロッド側室31rの圧力に換算した圧力よりも大きくすることも可能である。
 ロッド側室31rに通じる調整アキュムレータ41とは別に、ヘッド側室31hに通じる増圧アキュムレータ(第2実施形態の調整アキュムレータ41を参照)が設けられてもよい。これにより、減圧と増圧との双方が可能とされてもよい。また、単胴式の射出シリンダ227に代えて、増圧式の射出シリンダ27に対して、ロッド側室31rに通じる調整アキュムレータ41が適用されてもよい。そして、射出アキュムレータ39又は増圧アキュムレータから後側室31bに作動液が供給されてよい。これより、減圧と増圧との双方が可能とされてもよい。
 以上のとおり、第3実施形態においても、駆動部25(符号は第1実施形態を参照)は、金型101内に充填された溶湯にプランジャ23が付与する圧力が低下しながら設定圧力Pc1に至る減圧のための駆動力をプランジャ23に付与する。従って、第1実施形態と同様の効果が奏される。
 本実施形態に示されたように、駆動部25は、プランジャ23に連結される射出シリンダ227と、射出シリンダ227に液圧を付与する液圧装置329と、を有してよい。射出シリンダ227は、プランジャ23の後部に連結されるピストンロッド37と、ピストンロッド37の後部に固定されている射出ピストン33と、射出ピストン33を摺動可能に収容している射出シリンダ部31eとを有してよい。射出シリンダ部31eの内部は、射出ピストン33によって、前方のロッド側室31rと、後方のヘッド側室31hとに区画されていてよい。液圧装置329は、減圧が行われるときにロッド側室31rの圧力を上昇させる圧力調整部340を有していてよい。
 この場合、例えば、ヘッド側室31hへの作動液の供給によって射出を行うことができる。このときの射出速度は、駆動部25が電動式のものである態様(当該態様も本開示に係る技術に含まれる。)における射出速度に比較して高速にすることが容易である。その一方で、射出速度が高速であることによって、プランジャ23が溶湯に付与する圧力が上昇しやすいから、減圧の効果が有効に奏される。
 圧力調整部340は、減圧が行われるときにロッド側室31rに液圧を付与する調整アキュムレータ41を有していてよい。
 この場合、例えば、ロッド側室31rの圧力を速やかに上昇させることができる。その結果、所望の減圧曲線を得ることが容易化される。
<4.変形例>
(4.1.射出装置の液圧装置に係る変形例)
 実施形態の説明で述べた動作を実現するための液圧装置(液圧回路)の具体的な構成は種々可能であることを述べた。以下では、これまでの例とは異なる例を示す。
 図12は、変形例に係る液圧装置の一部を示す模式図である。この図は、第2実施形態に係る図8(a)の一部に対応している。
 この図に示すように、射出アキュムレータ39とヘッド側室31h(ここでは不図示)との間に介在する射出バルブ43Aは、パイロット式の逆止弁によって構成されていても構わない。この逆止弁は、射出アキュムレータ39からヘッド側室31h(図の下方)への流れを許容し、その反対側の流れを禁止する。また、この逆止弁は、パイロット圧が導入されているときは、双方の流れを禁止する。そして、射出バルブ43Aは、例えば、射出開始条件が満たされたときにパイロット圧の導入が停止されて開かれ、射出完了条件が満たされたときにパイロット圧力が導入されて閉じられる。
 また、調整アキュムレータ41とヘッド側室31h(ここでは不図示)との間に介在する調整バルブは、互いに並列に接続されている2つの逆止弁からなる調整バルブ45A及び45Bによって構成されていてもよい。調整バルブ45Aは、調整アキュムレータ41からヘッド側室31h(図の下方)への流れを許容し、その反対側の流れを禁止する。逆に、調整バルブ45Bは、調整アキュムレータ41からヘッド側室31h(図の下方)への流れを禁止し、その反対側の流れを許容する。また、いずれの逆止弁も、パイロット圧が導入されているときは、双方の流れを禁止する。
 調整バルブ45A及び45Bは、例えば、射出開始条件が満たされたときにパイロット圧の導入が停止されて開かれる。調整アキュムレータ41からヘッド側室31hへ作動液が補充されるときは調整バルブ45Aが作動液の流れを許容する。調整アキュムレータ41がヘッド側室31hの圧力を吸収するときは、調整バルブ45Bが作動液の流れを許容する。
 なお、調整バルブ45A及び45Bは、第1実施形態において、調整バルブ45に代えて設けられてもよい。
 また、図12に示すように、ヘッド側室31hへ液圧を付与するアキュムレータの切換えは、互いに独立に制御される射出バルブ及び調整バルブによってではなく、1つのバルブによって行われてもよい。図12では、ヘッド側室31h(図の下方の流路)の接続先を射出アキュムレータ39と調整アキュムレータ41との間で切り換える3ポート2位置の切換弁46が例示されている。この切換弁46は、例えば、サーボバルブの機能及び流量制御弁(圧力補償付流量調整弁)の機能も有している。
(4.2.射出装置の動作の変形例)
 図13は、第1実施形態に係る射出装置9の動作の変形例を示す模式図であり、図5(a)に対応している。
 第1実施形態の説明でも触れたように、射出完了前(調整バルブ45が開かれる前)において、増圧ピストン35の位置は、後退限(図13において2点鎖線で示す。)でなくてもよい。図13は、そのような態様を例示している。
 なお、この態様では、射出完了後、増圧ピストン35が前進する動作は不要である。従って、射出バルブ43は、射出ピストン33が停止する前に閉じられなくてもよい。すなわち、射出ピストン33が停止した後に、射出バルブ43が開かれてもよい。また、同様の理由から、調整バルブ45が開かれる時期は、速やかに設定圧力Pc1を得る観点を無視すれば、プランジャ23が停止する時期及び/又は射出バルブ43が閉じられる時期に対して、かなり遅れていてもよい。
 なお、以上の実施形態及び変形例において、ダイカストマシン1は成形機の一例である。溶湯は成形材料の一例である。金型101は型の一例である。
 本発明は、以上の実施形態及び変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
 実施形態の説明では、減圧の効果としてバリの低減を例示した。ただし、必ずしもバリが低減される態様で本開示に係る技術が実施される必要は無い。
 成形機は、ダイカストマシンに限定されない。例えば、成形機は、他の金属成形機であってもよいし、樹脂を成形する射出成形機であってもよいし、木粉に熱可塑性樹脂等を混合させた材料を成形する成形機であってもよい。また、成形機は、横型締横射出に限定されず、例えば、縦型締縦射出、縦型締横射出、横型締縦射出であってもよい。ダイカストマシンは、コールドチャンバマシンに限定されず、例えば、ホットチャンバマシンであってもよい。
 実施形態の説明でも触れたように、射出装置の駆動部は、液圧式のものに限定されず、電動式であってもよいし、電動式と液圧式とを組み合わせたハイブリッド式であってもよい。電動式の場合においては、例えば、回転式の電動機又はリニアモータの駆動力の制御によって減圧が実現されてよい。ハイブリッド式の場合においては、電動機の駆動力の制御によって減圧が実現されてもよいし、実施形態のように液圧の制御によって減圧が実現されてもよいし、双方が組み合わされてもよい。
 射出シリンダが用いられる場合において、ヘッド側室の圧力を低下させて減圧を実現する構成は、第1及び第2実施形態のものに限定されない。例えば、ヘッド側室とタンクとを接続するバルブを開くことによってヘッド側室の圧力を低下させてもよい。また、ロッド側室の圧力を上昇させて増圧を実現する構成は、第3実施形態のものに限定されない。例えば、ポンプ又は電動機で駆動されるシリンダによってロッド側室に作動液を供給してもよい。
 減圧のための調整アキュムレータは、増圧に兼用されなくてもよい。例えば、射出装置は、増圧及び減圧のうち減圧のみを行うように構成されていてもよいし、減圧のためのアキュムレータと、増圧のためのアキュムレータとを別個に有していてもよい。
 射出は、低速射出及び高速射出を含むものに限定されず、例えば、低速で層流充填を行うものであってもよい。局部加圧のための加圧部材は、成形材料が凝固して構成された成形品を型から押し出すための押出ピンと兼用されるものであってもよい。作動液は、油に限定されず、例えば水でもよい。
 1…ダイカストマシン(成形機)、9…射出装置、21…スリーブ、23…プランジャ、25…駆動部、27…射出シリンダ、101…金型(型)、107…空間(型の内部)。

Claims (17)

  1.  スリーブ内の成形材料をプランジャによって型内へ押し出す射出と、前記プランジャによって前記型内に充填された前記成形材料に所定の設定圧力を一定期間に亘って付与する保圧とを行う射出装置であって、
     前記プランジャに連結されており、前記型内に充填された前記成形材料に前記プランジャが付与する圧力が低下しながら前記設定圧力に至る減圧のための駆動力を前記プランジャに付与する駆動部を有している
     射出装置。
  2.  前記駆動部は、
      前記プランジャに連結される射出シリンダと、
      前記射出シリンダに液圧を付与する液圧装置と、
     を有しており、
     前記射出シリンダは、
      前記プランジャの後部に連結されるピストンロッドと、
      前記ピストンロッドの後部に固定されている射出ピストンと、
      前記射出ピストンを摺動可能に収容しており、内部が前記射出ピストンによって前方のロッド側室と、後方のヘッド側室とに区画されている射出シリンダ部と、を有しており、
     前記液圧装置は、前記減圧が行われるときに前記ヘッド側室の圧力を低下させる圧力調整部を有している
     請求項1に記載の射出装置。
  3.  前記圧力調整部は、前記減圧が行われるときに前記射出シリンダの液圧を吸収する調整アキュムレータを有している
     請求項2に記載の射出装置。
  4.  前記射出シリンダは、
      前記ヘッド側室に通じている小径シリンダ部と、
      前記小径シリンダ部に直列に続いており、前記小径シリンダ部よりも径が大きい大径シリンダ部と、
      前記小径シリンダ部に摺動可能に収容されている小径ピストンと、
      前記小径ピストンに直列に固定されており、前記大径シリンダ部に摺動可能に収容されており、前記大径シリンダ部内を前記小径シリンダ部側の前側室と、その反対側の後側室とに区画している大径ピストンと、を有しており、
     前記調整アキュムレータは、前記後側室に通じている
     請求項3に記載の射出装置。
  5.  前記液圧装置は、前記射出が行われるときに前記ヘッド側室へ作動液を供給する射出アキュムレータを有しており、
     前記調整アキュムレータの圧力は、前記射出アキュムレータの圧力に、前記小径ピストンの径を前記大径ピストンの径で割った比の二乗を乗じた第1圧力よりも低い
     請求項4に記載の射出装置。
  6.  前記調整アキュムレータは、前記ヘッド側室に通じている
     請求項3に記載の射出装置。
  7.  前記液圧装置は、前記射出が行われるときに前記ヘッド側室へ作動液を供給する射出アキュムレータを有しており、
     前記調整アキュムレータの圧力は、前記射出アキュムレータの圧力よりも低い
     請求項6に記載の射出装置。
  8.  前記駆動部は、
      前記プランジャに連結される射出シリンダと、
      前記射出シリンダに液圧を付与する液圧装置と、
     を有しており、
     前記射出シリンダは、
      前記プランジャの後部に連結されるピストンロッドと、
      前記ピストンロッドの後部に固定されている射出ピストンと、
      前記射出ピストンを摺動可能に収容しており、内部が前記射出ピストンによって前方のロッド側室と、後方のヘッド側室とに区画されている射出シリンダ部と、を有しており、
     前記液圧装置は、前記減圧が行われるときに前記ロッド側室の圧力を上昇させる圧力調整部を有している
     請求項1に記載の射出装置。
  9.  前記圧力調整部は、前記減圧が行われるときに前記ロッド側室へ液圧を付与する調整アキュムレータを有している
     請求項8に記載の射出装置。
  10.  前記駆動部は、前記減圧と、前記型内に充填された前記成形材料に前記プランジャが付与する圧力が上昇しながら前記設定圧力に至る増圧とを、選択的に実行可能である
     請求項1に記載の射出装置。
  11.  前記第1圧力よりも低い圧力から前記第1圧力よりも高い圧力までの範囲で前記調整アキュムレータの圧力を調整するACC圧調整部を有している
     請求項5に記載の射出装置。
  12.  前記減圧が行われるように前記駆動部を制御する制御装置を有している
     請求項1に記載の射出装置。
  13.  前記設定圧力を設定する操作を受け付ける入力装置と、
     前記入力装置に対する操作によって設定された前記設定圧力に基づいて前記駆動部を制御する制御装置と、
     を有しており、
     前記駆動部は、
      前記プランジャに連結される射出シリンダと、
      前記射出シリンダに液圧を付与する液圧装置と、を有しており、
     前記液圧装置は、前記射出が行われるときに前記射出シリンダへ作動液を供給する射出アキュムレータを有しており、
     前記制御装置は、前記設定圧力として、前記射出アキュムレータの圧力を前記プランジャが前記成形材料に付与する圧力に換算した圧力よりも低い圧力を設定することを許容する
     請求項1に記載の射出装置。
  14.  前記射出が行われているときに前記大径ピストンが後退限よりも前方に位置している
     請求項4に記載の射出装置。
  15.  請求項1に記載の射出装置と、
     前記型を保持する型締装置と、
     を有している成形機。
  16.  スリーブ内の成形材料をプランジャによって型内へ押し出す射出ステップと、
     前記プランジャによって前記型内に充填された前記成形材料に所定の設定圧力を一定期間に亘って付与する保圧ステップと、
     前記射出ステップによって前記型内に充填された前記成形材料に前記プランジャが付与する圧力を低下させながら前記設定圧力に至らせる減圧ステップと、
     を有している成形品の製造方法。
  17.  前記成形材料が金属材料である
     請求項16に記載の成形品の製造方法。
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