JP2020062671A - ダイカストマシン - Google Patents

Abstract

【課題】注湯される溶湯の温度が急速に低下することによって溶湯の湯流れ性が低下することを抑制することが可能であり、プランジャの射出速度または充填圧力を大きくすることなく溶湯を射出することが可能なダイカストマシンを提供する。【解決手段】このダイカストマシン１００は、注湯機構２によって溶湯Ｍが注湯される注湯口１ａを有する筒形状の射出スリーブ１と、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍを射出するプランジャ３と、プランジャ３を射出スリーブ１内で移動させるプランジャ移動機構４と、注湯機構２により射出スリーブ１の注湯口１ａに溶湯Ｍを注湯する際に、プランジャ移動機構４によりプランジャ３を後退させながら溶湯Ｍを注湯する制御を行う制御部５と、を備え、注湯口１ａは、少なくともプランジャ３を後退させる長さ分、射出スリーブ１の前方側（Ｘ１方向側）に設けられている。【選択図】図１

Description

この発明は、ダイカストマシンに関する。

従来、ダイカストマシンが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、溶湯が注湯される射出スリーブと、溶湯を射出するプランジャと、プランジャを移動させるプランジャ移動機構とを備えるダイカストマシンが開示されている。上記特許文献１に開示されているダイカストマシンは、射出スリーブの後端部近傍に設けられた注湯口から溶湯を注湯し、プランジャによって溶湯を射出する構成となっている。具体的には、上記特許文献１に開示されているダイカストマシンは、プランジャを射出スリーブの後端部近傍の位置に配置した状態で溶湯を注湯し、注湯が完了した際にプランジャを前進させることにより、溶湯を射出する構成となっている。

特開２０１２−２５４４６４号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されているダイカストマシンでは、注湯口が射出スリーブの後端部近傍に設けられているため、注湯口から金型までの距離が長くなっている。そのため、注湯された溶湯が射出スリーブの前方側に流れた際に薄い層となり、溶湯と接触する射出スリーブの表面積が大きくなるため、溶湯の温度が急速に低下する。溶湯の温度が低下すると、溶湯の湯流れ性（溶湯の流れやすさ）が低下するため、溶湯を射出する際のプランジャの射出速度または充填圧力を大きくしなければならないという問題点が生じる。プランジャの射出速度または充填圧力を大きくした場合、金型や射出チップ、スリーブの劣化が進行しやすくなるため好ましくない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、注湯される溶湯の温度が急速に低下することによって溶湯の湯流れ性が低下することを抑制することが可能であり、プランジャの射出速度または充填圧力を大きくすることなく溶湯を射出することが可能なダイカストマシンを提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるダイカストマシンは、注湯機構によって溶湯が注湯される注湯口を有する筒形状の射出スリーブと、射出スリーブ内に注湯された溶湯を射出するプランジャと、プランジャを射出スリーブ内で移動させるプランジャ移動機構と、注湯機構により射出スリーブの注湯口に溶湯を注湯する際に、プランジャ移動機構によりプランジャを後退させながら溶湯を注湯する制御を行う制御部と、を備え、注湯口は、少なくともプランジャを後退させる長さ分、射出スリーブの前方側に設けられている。

この発明の一の局面によるダイカストマシンでは、上記のように、注湯機構により射出スリーブの注湯口に溶湯を注湯する際に、プランジャ移動機構によりプランジャを後退させながら溶湯を注湯する制御を行う制御部を備え、注湯口は、少なくともプランジャを後退させる長さ分、射出スリーブの前方側に設けられている。これにより、少なくともプランジャを後退させる長さ分だけ射出スリーブの前方側に設けられた注湯口の位置にプランジャを配置した状態で注湯することにより、注湯時の射出スリーブの容積を小さくすることが可能となるので、射出スリーブ内において溶湯が薄い層を形成することを抑制することができる。このため、溶湯と接触する射出スリーブの表面積を小さくすることが可能となるので、注湯される溶湯の温度が急速に低下することによって溶湯の湯流れ性が低下することを抑制することが可能となる。その結果、プランジャの射出速度または充填圧力を大きくすることなく溶湯を射出することができる。また、プランジャを後退させながら注湯することにより、注湯する溶湯の量が多い場合でも、溶湯が溢れ出ることを抑制することができる。その結果、注湯する溶湯の量が変化した場合でも、溶湯が溢れ出ることを抑制しつつ、射出スリーブ内において溶湯の温度が急速に低下することを抑制することができる。

上記一の局面によるダイカストマシンにおいて、好ましくは、制御部は、射出スリーブ内に注湯された溶湯の充填率または充填量が所定の充填率または充填量よりも大きくなったことに基づいて、プランジャ移動機構によりプランジャの後退を開始する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、プランジャの後退を開始する際の射出スリーブ内における溶湯の充填率または充填量を大きくすることが可能となるので、射出スリーブ内の溶湯が薄くなるのを効果的に抑制することができる。その結果、プランジャを後退させながら注湯する場合でも、溶湯の温度が急速に低下することを抑制することが可能となるので、溶湯の湯回り性が低下することを抑制することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、プランジャを後退させる際に、射出スリーブ内に注湯された溶湯が、所定の充填率または充填量よりも大きい充填率または充填量を維持するように、プランジャ移動機構によりプランジャを後退させる速度を調整する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、所定の充填率または充填量よりも大きい充填率または充填量（溶湯が塊の状態）を維持したままプランジャを後退させることが可能となるので、プランジャを後退させる際にも溶湯が薄い層となることをより抑制することができる。その結果、溶湯の湯回り性が低下することをより抑制することが可能となるので、溶湯を射出する際のプランジャの射出速度または充填圧力を大きくすることをより抑制することができる。

上記溶湯の充填率または充填量が所定の充填率または充填量よりも大きくなったことに基づいてプランジャの後退を開始する構成において、好ましくは、射出スリーブ内に注湯された溶湯の充填高さを検知する充填高さ検知部をさらに備え、制御部は、射出スリーブ内に注湯された溶湯の充填高さが所定の充填高さよりも大きくなったことに基づいて、プランジャ移動機構によりプランジャの後退を開始する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、射出スリーブ内の充填高さを検知することにより、溶湯の充填率または充填量を容易に、かつ、正確に取得することができる。その結果、プランジャの後退を開始するタイミングを容易に、かつ、正確に判定することが可能となるので、溶湯が薄い層のままプランジャの後退を開始することを防止することができる。

上記溶湯の充填率または充填量が所定の充填率または充填量よりも大きくなったことに基づいてプランジャの後退を開始する構成において、好ましくは、制御部は、注湯機構による溶湯の注湯速度に基づいて、プランジャ移動機構によりプランジャを後退させる速度を調整し、射出スリーブ内に注湯された溶湯が、所定の充填率または充填量よりも大きい充填高さを維持するような制御を行うように構成されている。このように構成すれば、制御部は、注湯速度に基づいてプランジャの後退速度を決定することが可能となるので、プランジャの後退速度を容易に調整することができる。その結果、制御部は、プランジャを後退させる際に、射出スリーブ内に注湯された溶湯が所定の充填率または充填量よりも大きい充填高さを維持して、プランジャの後退中に溶湯が薄い層となることを防止することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、注湯機構により略一定の注湯速度で注湯を行うとともに、プランジャ移動機構によりプランジャを略一定の速度で後退させる制御を行うように構成されている。このように構成すれば、注湯速度とプランジャを後退させる速度とが、１対１の関係となるので、プランジャの後退中において、溶湯の厚みを略一定に維持することができる。

上記一の局面によるダイカストマシンにおいて、好ましくは、注湯口は、溶湯の射出方向において、少なくとも、射出スリーブの中央よりも前方側に設けられている。このように構成すれば、注湯口を射出スリーブの後端部近傍に設ける構成と比較して、溶湯を注湯する際の射出スリーブ内の容積をより小さくすることができる。その結果、射出スリーブに注湯された溶湯の温度が低下する速度をより小さくすることができる。

この場合、好ましくは、注湯口は、金型の固定型が取り付けられる固定ダイプレートの近傍に設けられている。このように構成すれば、注湯口を射出スリーブの後端部近傍に設ける構成と比較して、溶湯を注湯する際の射出スリーブ内の容積をより一層小さくすることができる。その結果、射出スリーブに注湯された溶湯の温度が低下する速度をより一層抑制することができる。なお、固定ダイプレートの近傍とは、固定ダイプレートが配置されている位置そのものと、固定ダイプレートの位置の付近との両方を含む意味である。

上記一の局面によるダイカストマシンにおいて、好ましくは、注湯口を塞ぐ蓋機構をさらに備え、制御部は、溶湯を射出する際に、蓋機構により注湯口を塞ぐ制御を行うように構成されている。このように構成すれば、溶湯を射出する際に注湯口を塞ぐことが可能となるので、溶湯を射出する際に注湯口から溶湯が溢れ出ることを抑制することができる。

上記一の局面によるダイカストマシンにおいて、好ましくは、射出スリーブ内に固形潤滑剤を供給する固形潤滑剤供給装置をさらに備え、制御部は、溶湯を金型に射出した後の注湯口よりも後方側の待機位置に配置されているプランジャを、溶湯が注湯される際のプランジャの配置位置である初期位置にプランジャを前方に移動させる前に、固形潤滑剤供給装置によって射出スリーブ内に固形潤滑剤を供給する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、プランジャを初期位置に移動させる前に、注湯口よりも後方側の待機位置に配置されている状態において固形潤滑剤を供給することにより、固形潤滑剤を射出スリーブ内の全体に供給することが可能となるので、プランジャの摺動性を向上させることができる。その結果、プランジャの摺動抵抗が上昇することを抑制することが可能となるので、プランジャのかじり（焼き付き）を抑制することができる。

本発明によれば、上記のように、注湯される溶湯の温度が急速に低下することによって溶湯の湯流れ性が低下することを抑制することが可能であり、プランジャの射出速度または充填圧力を大きくすることなく溶湯を射出することが可能なダイカストマシンを提供することができる。

一実施形態によるダイカストマシンの全体構成を模式的に示した図である。 一実施形態によるダイカストマシンの制御部、プランジャ移動機構、蓋機構、充填高さ検知部および固形潤滑剤供給装置のブロック図である。 一実施形態によるダイカストマシンの溶湯を注湯する処理を説明するための図（Ａ）〜図（Ｅ）である。 一実施形態によるダイカストマシンの溶湯の射出処理を説明するためのフローチャートである。 第１変形例によるダイカストマシンの全体構成を模式的に示した図である。 第２変形例によるダイカストマシンの全体構成を模式的に示した図である。 第３変形例によるダイカストマシンの充填高さ検知部を模式的に示した図である。 第４変形例によるダイカストマシンの充填高さ検知部を模式的に示した図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

図１および図２を参照して、本実施形態によるダイカストマシン１００の構成について説明する。

図１に示すように、ダイカストマシン１００は、射出スリーブ１と、プランジャ３と、プランジャ移動機構４と、制御部５と、充填高さ検知部６と、蓋機構７と、固形潤滑剤供給装置８とを備えている。図１に示すダイカストマシン１００は、コールドチャンバ方式であり、射出スリーブ１内に供給された溶湯Ｍ（図３参照）を金型９内へ導入することによりダイカスト製品（成形品）を製造する。

金型９は、固定型９ａと可動型９ｂとを含む。固定型９ａは、ダイカストマシン１００の固定ダイプレート１０１に取り付けられ、固定されている。可動型９ｂはダイカストマシン１００の移動ダイプレート１０２に取り付けられ、固定型９ａに対して接近または離間する方向（Ｘ方向）に移動可能に保持されている。ダイプレート駆動機構１０３によって固定型９ａに対して可動型９ｂを接近させて型締めすることにより、金型９内にダイカスト製品（成形品）を成形するためのキャビティ（空洞部分）９ｃが形成される。また、キャビティ９ｃには、金属溶湯の流通通路となる湯口９ｄが射出スリーブ１に連通している。

射出スリーブ１は、注湯機構２によって溶湯Ｍが注湯される注湯口１ａを有している。また、射出スリーブ１は、筒形状を有する金属製部品であり、水平方向（Ｘ方向）に延びるように配置されている。また、射出スリーブ１は、金型９内に形成されるキャビティ９ｃと連通している。射出スリーブ１は、Ｘ１方向端部が湯口９ｄに接続され、Ｘ２方向端部が開口している。なお、Ｘ１方向を射出方向の前方といい、Ｘ２方向を射出方向の後方という。

注湯口１ａは、少なくともプランジャ３を後退させる長さ分、射出スリーブ１の前方側（Ｘ１方向側）に設けられている。具体的には、注湯口１ａは、溶湯Ｍの射出方向（Ｘ方向）において、少なくとも、射出スリーブ１の中央よりも前方側に設けられている。より具体的には、注湯口１ａは、金型９の固定型９ａが取り付けられる固定ダイプレート１０１の近傍に設けられている。

注湯機構２は、制御部５の制御の下、射出スリーブ１内に溶湯Ｍを注湯するように構成されている。具体的には、注湯機構２は、保持炉（図示せず）から液状の金属材料（溶湯Ｍ）を汲み取って、ダイカストマシン１００の射出スリーブ１に供給（注湯）するように構成されている。

注湯機構２は、保持炉から液状の金属材料を汲み取るラドル２０と、先端に設けられたラドル２０を移動させるロボットアーム２１とを備えている。なお、保持炉には、加熱によって所定温度に保持される液状の金属材料（溶湯Ｍ）が収容されている。注湯機構２は、ロボットアーム２１によってラドル２０を注湯口１ａまで移動させるとともに、ラドル２０を傾けることにより、ラドル２０内の溶湯Ｍを射出スリーブ１内に注湯するように構成されている。注湯機構２は、制御部５から出力される制御信号ＣＳ１（図２参照）を受信して駆動されるように構成されている。

プランジャ３は、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍを射出するように構成されている。プランジャ３は、プランジャチップ３１と、前方（Ｘ１方向）端部においてプランジャチップ３１に着脱可能に取り付けられ、後方（Ｘ２方向）端部においてプランジャ移動機構４に接続されたプランジャロッド３２とを備える。プランジャ３の各部は、主として鋼材などの金属材料により形成されている。プランジャ３は、全体としては直線棒状形状を有する。

プランジャ移動機構４は、プランジャ３を射出スリーブ１内で前後方向（Ｘ方向）に進退移動させるように構成されている。プランジャ移動機構４は、制御部５から出力される制御信号ＣＳ２（図２参照）を受信して駆動されるように構成されている。プランジャ移動機構４は、たとえば、油圧回路４ａによって駆動される油圧シリンダである。プランジャ３およびプランジャ移動機構４による溶湯Ｍの射出の詳細については、後述する。

充填高さ検知部６は、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍの充填率を検知するように構成されている。具体的には、充填高さ検知部６は、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍの充填高さｆｈ（図２参照）を検知するように構成されている。また、充填高さ検知部６は、検知した溶湯Ｍの充填率（充填高さｆｈ）を、制御部５に出力するように構成されている。充填高さ検知部６は、たとえば、赤外線センサなどの距離センサを含む。

蓋機構７は、制御部５の制御の下、注湯口１ａを塞ぐように構成されている。蓋機構７は、注湯口１ａを塞ぐ蓋部７０と、蓋部７０とロボットアーム７２とを接続する接続部７１と、先端に設けられた蓋部７０を移動させるロボットアーム７２とを備えている。また、蓋部７０は、射出スリーブ１との密着度を向上させるため、射出スリーブ１と接触する側の端面に、弾性部材７３を有している。蓋機構７は、蓋部７０を、ロボットアーム７２によって注湯口１ａを塞ぐ位置まで移動させることにより、注湯口１ａを塞ぐように構成されている。なお、図１に示す例では、便宜上、蓋部７０および弾性部材７３を平板形状で図示しているが、射出スリーブ１は円筒状の形状を有しているため、蓋部７０および弾性部材７３は、射出スリーブ１の形状に沿うように湾曲した形状を有している。蓋機構７は、制御部５から出力される制御信号ＣＳ３（図２参照）を受信して駆動されるように構成されている。

固形潤滑剤供給装置８は、制御部５の制御の下、射出スリーブ１内に所定量の固形潤滑剤を供給するように構成されている。固形潤滑剤供給装置８は、固形潤滑剤供給部８０と、先端に設けられた固形潤滑剤供給部８０を移動させるアーム８１とを備えている。固形潤滑剤は、たとえば、ワックスと黒鉛との混合物を粒状化したものを含む。固形潤滑剤供給装置８は、制御部５から出力される制御信号ＣＳ４（図２参照）を受信して駆動されるように構成されている。固形潤滑剤供給装置８が射出スリーブ１内に固形潤滑剤を供給する構成の詳細については後述する。

〈制御部の構成〉
図２に示す制御部５は、ダイカストマシン１００の各部に接続されており、ダイカストマシン１００の各部の駆動を制御するように構成されている。制御部５は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含む。

本実施形態では、制御部５は、射出スリーブ１内に溶湯Ｍを注湯するための制御信号ＣＳ１を、注湯機構２に出力するように構成されている。なお、制御信号ＣＳ１には、注湯を開始する信号と、注湯を終了する信号とが含まれる。また、制御部５は、プランジャ３を移動するための制御信号ＣＳ２を、プランジャ移動機構４に出力するように構成されている。制御部５は、制御信号ＣＳ２をプランジャ移動機構４に出力することによって、注湯機構２により射出スリーブ１の注湯口１ａに溶湯Ｍを注湯する際に、プランジャ移動機構４によりプランジャ３を後退させながら溶湯Ｍを注湯する制御を行うように構成されている。溶湯Ｍを注湯する際の制御部５による制御の詳細については、後述する。なお、制御信号ＣＳ２には、プランジャ３を前進させるための信号と、プランジャ３を後退させるための信号とが含まれる。

また、制御部５は、溶湯Ｍを射出する際に、注湯口１ａを塞ぐための制御信号ＣＳ３を、蓋機構７に出力するように構成されている。なお、制御信号ＣＳ３には、注湯口１ａを塞ぐための信号と、注湯口１ａを開くための信号とが含まれる。また、制御部５は、射出スリーブ１内に固形潤滑剤を供給するための制御信号ＣＳ４を、固形潤滑剤供給装置８に出力するように構成されている。また、制御部５は、充填高さ検知部６からの充填率（充填高さｆｈ）を受信するように構成されている。制御部５は、制御信号ＣＳ１〜ＣＳ４を所定の順序で出力することにより、射出スリーブ１内に溶湯Ｍを注湯するとともに、注湯された溶湯Ｍを金型９に射出することにより、ダイカスト製品を製造する制御を行う。

〈溶湯を注湯する構成〉
次に、図３（Ａ）〜図３（Ｅ）を参照して、本実施形態におけるダイカストマシン１００が溶湯Ｍを射出スリーブ１に注湯する構成の詳細について説明する。図３（Ａ）は、プランジャ３を初期位置ＩＰに配置した際の模式図である。図３（Ｂ）は、注湯機構２によって射出スリーブ１内に溶湯Ｍの注湯を開始した際の模式図である。図３（Ｃ）は、射出スリーブ１内に溶湯Ｍを注湯している際の模式図である。図３（Ｄ）は、プランジャ３の後退を開始する際の模式図である。図３（Ｅ）は、プランジャ３を所定位置まで後退させた際の模式図である。なお、ダイカストマシン１００では、図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）、図３（Ｄ）および図３（Ｅ）の順で、ダイカスト製品の成形動作が行われる。

図３（Ａ）に示すように、制御部５は、制御信号ＣＳ２をプランジャ移動機構４に出力することにより、プランジャ３を初期位置ＩＰに移動（前進）させる。本実施形態では、プランジャ３を初期位置ＩＰに移動（前進）させることにより、射出スリーブ１内の容積を小さくした状態で注湯を開始する。Ｘ方向において、プランジャ３は、初期位置ＩＰで前方端面が注湯口１ａの後端と略同位置に、または、わずかに後方に配置される。

図３（Ｂ）に示すように、制御部５は、制御信号ＣＳ１を注湯機構２に出力することにより、溶湯Ｍの注湯を開始する。本実施形態では、制御部５は、注湯機構２により略一定の注湯速度で注湯を行うように構成されている。

また、制御部５は、射出スリーブ１内における溶湯Ｍの充填率に基づいて、プランジャ３を後退させるか否かを判定するように構成されている。具体的には、制御部５は、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍの充填率が所定の充填率よりも大きくなったことに基づいて、プランジャ移動機構４によりプランジャ３の後退を開始する制御を行うように構成されている。したがって、図３（Ｃ）に示すように、制御部５は、射出スリーブ１内における溶湯Ｍの充填高さｆｈを取得するように構成されている。具体的には、充填高さ検知部６は、射出スリーブ１内の溶湯Ｍに向けて赤外線ＩＲを照射することにより、溶湯Ｍの充填高さｆｈを取得するように構成されている。

注湯する溶湯Ｍの重量、注湯する溶湯Ｍの比重、射出スリーブ１の内径、およびプランジャ３の初期位置ＩＰは既知の値である。したがって、溶湯Ｍの充填率は、射出スリーブ１内に充填された溶湯Ｍの高さによって取得することができる。そこで、図５（Ｄ）に示すように、制御部５は、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍの充填高さｆｈが所定の充填高さよりも大きくなったことに基づいて、プランジャ移動機構４によりプランジャ３の後退を開始する制御を行うように構成されている。すなわち、制御部５は、充填高さ検知部６によって検知された溶湯Ｍの充填高さｆｈが、所定の充填率よりも大きくなる高さになった場合に、プランジャ３の後退を開始するように構成されている。なお、制御部５は、所定の充填率として、たとえば、充填率が５０％よりも大きくなった場合に、プランジャ３の後退を開始する制御を行うように構成されている。また、射出スリーブ１内における溶湯Ｍの充填率が大きくなりすぎた場合、溶湯Ｍを射出する際に射出スリーブ１から溢れる恐れがある。そこで、制御部５は、溶湯Ｍの充填率が９０％よりも大きくならないように制御するように構成させている。すなわち、制御部５は、溶湯Ｍの充填率が５０％よりも大きく、９０％以下となるように、注湯機構２による注湯を制御するように構成されている。

所定の充填率よりも大きい充填率で溶湯Ｍを充填した場合でも、プランジャ３を後退させる速度によっては、プランジャ３の後退中において、溶湯Ｍの充填率が所定の充填率よりも小さくなる場合がある。プランジャ３の後退中において、溶湯Ｍの充填率が所定の充填率よりも小さくなった場合、溶湯Ｍの温度低下の速度が上昇する原因となり、湯回り性が低下する。

そこで、本実施形態では、図３（Ｄ）に示すプランジャ３の後退開始時から、図３（Ｅ）に示すプランジャ３の所定位置まで後退させる間において、制御部５は、プランジャ３を後退させる際に、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍが、所定の充填率よりも大きい充填率を維持するように、プランジャ移動機構４によりプランジャ３を後退させる速度を調整する制御を行うように構成されている。具体的には、制御部５は、注湯機構２による溶湯Ｍの注湯速度に基づいて、プランジャ移動機構４によりプランジャ３を後退させる速度を調整し、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍが、所定の充填率よりも大きい充填高さｆｈを維持するような制御を行うように構成されている。より具体的には、制御部５は、注湯機構２により略一定の注湯速度で注湯を行うとともに、プランジャ移動機構４によりプランジャ３を略一定の速度で後退させる制御を行うように構成されている。

次に、図４を参照して、本実施形態における制御部５が溶湯Ｍを射出する制御の処理について説明する。

ステップＳ１において、制御部５は、制御信号ＣＳ３を蓋機構７に出力することにより、注湯口１ａを開く。次に、ステップＳ２において、制御部５は、制御信号ＣＳ４を固形潤滑剤供給装置８に出力することにより、射出スリーブ１内に固形潤滑剤を供給する。具体的には、制御部５は、プランジャ３が待機位置ＳＰに配置されている状態において、固形潤滑剤供給装置８によって射出スリーブ１内に固形潤滑剤を供給する制御を行うように構成されている。なお、待機位置ＳＰとは、溶湯Ｍを金型９に射出した後の注湯口１ａよりも後方側（Ｘ２方向側）の位置であり、溶湯Ｍが注湯される際のプランジャ３の配置位置である初期位置ＩＰよりも後方（Ｘ２方向）の位置である。また、プランジャ３が待機位置ＳＰに配置されている状態において固形潤滑剤が供給されるため、待機位置ＳＰの位置は、溶湯Ｍの注湯が完了した際のプランジャ３の位置よりも後方側（Ｘ２方向側）に設定される。これにより、溶湯Ｍを射出する際にプランジャ３が移動する範囲におけるプランジャ３の摺動性を向上させることができる。

次に、ステップＳ３において、制御部５は、制御信号ＣＳ２をプランジャ移動機構４に出力することにより、プランジャ３を待機位置ＳＰから初期位置ＩＰまで移動（前進）させる。

次に、ステップＳ４において、制御部５は、制御信号ＣＳ１を注湯機構２に出力することにより、射出スリーブ１内に溶湯Ｍを注湯する。次に、ステップＳ５において、制御部５は、溶湯Ｍの充填率が所定の充填率よりも大きいか否かの判定を行う。溶湯Ｍの充填率が所定の充填率以下の場合、制御部５は、ステップＳ５の処理を繰り返す。溶湯Ｍの充填率が所定の充填率よりも大きい場合、処理は、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６において、制御部５は、制御信号ＣＳ２をプランジャ移動機構４に出力することにより、プランジャ３の後退を開始する。次に、ステップＳ７において、制御部５は、所定量の溶湯Ｍを注湯したか否かを判定する。所定量の溶湯Ｍを注湯していない場合、制御部５は、ステップＳ７の処理を繰り返す。所定量の溶湯Ｍを注湯した場合、処理は、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８において、制御部５は、制御信号ＣＳ２をプランジャ移動機構４に出力することにより、プランジャ３を停止（プランジャ３の後退を終了）する。なお、制御部５は、ステップＳ７の処理を、プランジャ３を停止するトリガーとするのではなく、プランジャ３の位置検知部（図示せず）の検知結果に基づいて、プランジャ３を停止させてもよい。

次に、ステップＳ９において、制御部５は、制御信号ＣＳ３を蓋機構７に出力することにより、溶湯Ｍを射出する際に、蓋機構７により注湯口１ａを塞ぐ制御を行うように構成されている

次に、ステップＳ１０において、制御部５は、制御信号ＣＳ２をプランジャ移動機構４に出力することにより、プランジャ３を前方位置ＦＰまで移動（前進）させることにより、射出スリーブ１内の溶湯Ｍを金型９のキャビティ９ｃに射出する。次に、ステップＳ１１において、制御部５は、制御信号ＣＳ２をプランジャ移動機構４に出力することにより、プランジャ３を待機位置ＳＰまで移動（後退）させる。

（本実施形態の効果）
本実施形態の効果について説明する。

本実施形態では、上記のように、ダイカストマシン１００は、注湯機構２によって溶湯Ｍが注湯される注湯口１ａを有する筒形状の射出スリーブ１と、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍを射出するプランジャ３と、プランジャ３を射出スリーブ１内で移動させるプランジャ移動機構４と、注湯機構２により射出スリーブ１の注湯口１ａに溶湯Ｍを注湯する際に、プランジャ移動機構４によりプランジャ３を後退させながら溶湯Ｍを注湯する制御を行う制御部５と、を備え、注湯口１ａは、少なくともプランジャ３を後退させる長さ分、射出スリーブ１の前方側（Ｘ１方向側）に設けられている。これにより、少なくともプランジャ３を後退させる長さ分だけ射出スリーブ１の前方側（Ｘ１方向側）に設けられた注湯口１ａの位置にプランジャ３を配置した状態で注湯することにより、注湯時の射出スリーブ１の容積を小さくすることが可能となるので、射出スリーブ１内において溶湯Ｍが薄い層を形成することを抑制することができる。このため、溶湯Ｍと接触する射出スリーブ１の表面積を小さくすることが可能となるので、注湯される溶湯Ｍの温度が急速に低下することによって溶湯Ｍの湯流れ性が低下することを抑制することが可能となる。その結果、プランジャ３の射出速度または充填圧力を大きくすることなく溶湯Ｍを射出することができる。また、プランジャ３を後退させながら注湯することにより、注湯する溶湯Ｍの量が多い場合でも、溶湯Ｍが溢れ出ることを抑制することができる。その結果、注湯する溶湯Ｍの量が変化した場合でも、溶湯Ｍが溢れ出ることを抑制しつつ、射出スリーブ１内において溶湯Ｍの温度が急速に低下することを抑制することができる。

本実施形態では、上記のように、制御部５は、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍの充填率が所定の充填率よりも大きくなったことに基づいて、プランジャ移動機構４によりプランジャ３の後退を開始する制御を行うように構成されている。これにより、プランジャ３の後退を開始する際の射出スリーブ１内における溶湯Ｍの充填率を大きくすることが可能となるので、射出スリーブ１内の溶湯Ｍが薄くなるのを効果的に抑制することができる。その結果、プランジャ３を後退させながら注湯する場合でも、溶湯Ｍの温度が急速に低下することを抑制することが可能となるので、溶湯Ｍの湯回り性が低下することを抑制することができる。

本実施形態では、上記のように、制御部５は、プランジャ３を後退させる際に、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍが、所定の充填率よりも大きい充填率を維持するように、プランジャ移動機構４によりプランジャ３を後退させる速度を調整する制御を行うように構成されている。これにより、所定の充填率よりも大きい充填率（溶湯Ｍが塊の状態）を維持したままプランジャ３を後退させることが可能となるので、プランジャ３を後退させる際にも溶湯Ｍが薄い層となることをより抑制することができる。その結果、溶湯Ｍの湯回り性が低下することをより抑制することが可能となるので、溶湯Ｍを射出する際のプランジャ３の射出速度または充填圧力を大きくすることをより抑制することができる。

本実施形態では、上記のように、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍの充填高さｆｈを検知する充填高さ検知部６を備え、制御部５は、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍの充填高さｆｈが所定の充填高さよりも大きくなったことに基づいて、プランジャ移動機構４によりプランジャ３の後退を開始する制御を行うように構成されている。これにより、射出スリーブ１内の充填高さｆｈを検知することにより、溶湯Ｍの充填率を容易に、かつ、正確に取得することができる。その結果、プランジャ３の後退を開始するタイミングを容易に、かつ、正確に判定することが可能となるので、溶湯Ｍが薄い層のままプランジャ３の後退を開始することを防止することができる。

本実施形態では、上記のように、制御部５は、注湯機構２による溶湯Ｍの注湯速度に基づいて、プランジャ移動機構４によりプランジャ３を後退させる速度を調整し、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍが、所定の充填率よりも大きい充填高さｆｈを維持するような制御を行うように構成されている。これにより、制御部５は、注湯速度に基づいてプランジャ３の後退速度を決定することが可能となるので、プランジャ３の後退速度を容易に調整することができる。その結果、制御部５は、プランジャ３を後退させる際に、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍが所定の充填率よりも大きい充填高さｆｈを維持して、プランジャ３の後退中に溶湯Ｍが薄い層となることを防止することができる。

本実施形態では、上記のように、制御部５は、注湯機構２により略一定の注湯速度で注湯を行うとともに、プランジャ移動機構４によりプランジャ３を略一定の速度で後退させる制御を行うように構成されている。これにより、注湯速度とプランジャ３を後退させる速度とが、１対１の関係となるので、プランジャ３の後退中において、溶湯Ｍの厚みを略一定に維持することができる。

本実施形態では、上記のように、注湯口１ａは、溶湯Ｍの射出方向（Ｘ方向）において、少なくとも、射出スリーブ１の中央よりも前方側（Ｘ１方向側）に設けられている。これにより、注湯口１ａを射出スリーブ１の後端部近傍に設ける構成と比較して、溶湯Ｍを注湯する際の射出スリーブ１内の容積をより小さくすることができる。その結果、射出スリーブ１に注湯された溶湯Ｍの温度が低下する速度をより小さくすることができる。

本実施形態では、上記のように、注湯口１ａは、金型９の固定型９ａが取り付けられる固定ダイプレート１０１の近傍に設けられている。これにより、注湯口１ａを射出スリーブ１の後端部近傍に設ける構成と比較して、溶湯Ｍを注湯する際の射出スリーブ１内の容積をより一層小さくすることができる。その結果、射出スリーブ１に注湯された溶湯Ｍの温度が低下する速度をより一層抑制することができる。

本実施形態では、上記のように、注湯口１ａを塞ぐ蓋機構７を備え、制御部５は、溶湯Ｍを射出する際に、蓋機構７により注湯口１ａを塞ぐ制御を行うように構成されている。これにより、溶湯Ｍを射出する際に注湯口１ａを塞ぐことが可能となるので、溶湯Ｍを射出する際に注湯口１ａから溶湯Ｍが溢れ出ることを抑制することができる。

本実施形態では、上記のように、射出スリーブ１内に固形潤滑剤を供給する固形潤滑剤供給装置８を備え、制御部５は、溶湯Ｍを金型９に射出した後の注湯口１ａよりも後方側（Ｘ２方向側）の待機位置ＳＰに配置されているプランジャ３を、溶湯Ｍが注湯される際のプランジャ３の配置位置である初期位置ＩＰにプランジャ３を前方に移動させる前に、固形潤滑剤供給装置８によって射出スリーブ１内に固形潤滑剤を供給する制御を行うように構成されている。これにより、プランジャ３を初期位置ＩＰに移動させる前に、注湯口１ａよりも後方側（Ｘ２方向側）の待機位置ＳＰに配置されている状態において固形潤滑剤を供給することにより、固形潤滑剤を射出スリーブ１内の全体に供給することが可能となるので、プランジャ３の摺動性を向上させることができる。その結果、プランジャ３の摺動抵抗が上昇することを抑制することが可能となるので、プランジャ３のかじり（焼き付き）を抑制することができる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、プランジャ移動機構４が油圧回路４ａによって駆動される油圧シリンダである構成の例を示したが本発明はこれに限られない。たとえば、本発明では、図５に示す第１変形例のダイカストマシン２００のように、プランジャ移動機構４がモータ４ｂによって駆動される電動シリンダとして構成されていてもよい。溶湯Ｍの湯回り性が低下することを抑制することが可能なので、油圧シリンダと比較してプランジャ３の射出速度または充填圧力が小さい電動シリンダを用いたダイカストマシン２００において、本発明を適用することは好適である。

また、上記実施形態では、固定ダイプレート１０１の近傍に注湯口１ａを設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、本発明では、図６に示す第２変形例のダイカストマシン３００のように、固定ダイプレート１０１の一部の領域ＣＲをＸ１方向側に掘り込み、掘り込んだ位置に注湯口１ａを設けてもよい。このように構成すれば、注湯口１ａをより前方側（Ｘ１方向側）に設けることが可能となるので、初期位置ＩＰにプランジャ３を配置した際の射出スリーブ１内の容積を、より一層小さくすることができる。その結果、注湯時における溶湯Ｍの温度低下をより一層抑制することができる。

また、上記実施形態では、充填高さ検知部６によって充填高さｆｈを検知することにより、溶湯Ｍの充填率を検知する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、本発明では、図７に示す第３変形例のように、射出スリーブ１に温度センサ６０を設けることにより、溶湯Ｍの充填率を検知するように構成されていてもよい。具体的には、充填率が５０％となる位置に第１温度センサ６０ａを設け、制御部５は、第１温度センサ６０ａが所定の温度を超えた場合に、溶湯Ｍの充填率が５０％を超えたと判定するように構成されていてもよい。なお、温度センサ６０によっては、検知感度が低いものもある。そのため、温度上昇の傾向を予め取得しておき、充填率が５０％よりも大きくなったことを検知可能な位置に温度センサ６０を配置してもよい。また、溶湯Ｍの充填率の上限を検知するため、充填率が９０％となる位置に第２温度センサ６０ｂを設けてもよい。

また、上記実施形態では、充填高さ検知部６によって充填高さｆｈを検知することにより、溶湯Ｍの充填率を検知する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、本発明では、図８に示す第４変形例のように、通電センサ１６０によって、溶湯Ｍの充填率を検知するように構成されていてもよい。通電センサ１６０は、１対の通電センサ（第１センサ１６０ａおよび第２センサ１６０ｂ）から構成されており、第１センサ１６０ａおよび第２センサ１６０ｂの間が溶湯Ｍで満たされた場合に通電するように構成されている。したがって、通電センサ１６０を、所定の充填率（たとえば、充填率が５０％）となる位置に設けることにより、溶湯Ｍの充填率を検知することができる。

また、本発明では上記実施形態では、溶湯Ｍの充填率が５０％を超えた場合にプランジャ３の後退を開始する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、本発明では、注湯する溶湯Ｍの量によって、プランジャ３の後退を開始する充填率を変更してもよい。たとえば、制御部５は、充填率が７０％よりも大きくなった場合に、プランジャ３の後退を開始する制御を行うように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、ダイカストマシン１００がコールドチャンバ方式の構成である例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、本発明は、ホットチャンバ方式のダイカストマシンンに適用してもよい。

また、上記実施形態では、注湯機構２がラドル２０によって溶湯Ｍを注湯する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、本発明では、注湯機構２は、溶湯Ｍを汲み上げるポンプと、溶湯Ｍを注湯するためのパイプを有した電磁給湯機構として構成されていてもよい。しかしながら、注湯機構２を電磁給湯機構として構成する場合、ユーザによるメンテナンスの負担が増加するため、注湯機構２はラドル２０によって注湯する構成の方が好ましい。

また、上記実施形態では、制御部５が略一定の速度で注湯を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部５は、略一定の速度で注湯を行わなくてもよい。ただし、制御部５は、溶湯Ｍの充填率（溶湯Ｍの厚み）を維持するために、プランジャ３を後退させる速度を調整する必要がある。

また、上記実施形態では、制御部５が注湯速度に基づいて、プランジャ３を後退させる速度の制御を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、本発明では、予め実験を行うことにより取得した注湯機構２による注湯速度とプランジャ３を後退させる速度との関係を、テーブルとして記憶部などに記憶しておき、制御部５は、記憶されたテーブルに基づいてプランジャ３を後退させる速度を制御するように構成されていてもよい。また、制御部５は、注湯速度とプランジャ３を後退させる速度とを蓄積し、注湯速度に最適なプランジャ３の後退速度を学習するように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、制御部５が、充填高さ検知部６によって検知された溶湯Ｍの充填高さｆｈに基づいて、プランジャ３を後退させるタイミングを判定する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、本発明では、予め実験を行うことにより取得した溶湯Ｍの充填率が所定の充填率となるまでの注湯時間を記憶部などに記憶しておき、制御部５は、所定の注湯時間が経過した際にプランジャ３の後退を開始するように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、ダイカストマシン１００が充填高さ検知部６を備える構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。ダイカストマシン１００は、充填高さ検知部６を備えていなくてもよい。ダイカストマシン１００が充填高さ検知部６を備えていない場合、制御部５は、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍの重量に基づいて、溶湯Ｍの充填率を取得すればよい。たとえば、制御部５は、以下に示す式（１）に基づいて、溶湯Ｍの充填率を取得するように構成されていてもよい。

ここで、チップ断面積とは、プランジャチップ３１の断面積である。また、空打ちストロークとは、溶湯Ｍを射出する際にプランジャ３が移動する距離のことである。

また、上記実施形態では、蓋機構７が、ロボットアーム７２によって蓋部７０を移動させることにより、注湯口１ａを塞ぐ構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、蓋機構７は、射出スリーブ１に設けられた蓋部７０をスライド移動することにより注湯口１ａを開閉するシャッター機構によって構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、制御部５が、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍの充填率が所定の充填率よりも大きくなったことに基づいて、プランジャ移動機構４によりプランジャ３の後退を開始する制御を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部５は、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍの充填量が所定の充填量よりも大きくなったことに基づいて、プランジャ移動機構４によりプランジャ３の後退を開始する制御を行うように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、制御部５が、プランジャ３を後退させる際に、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍが、所定の充填率よりも大きい充填率を維持するように、プランジャ移動機構４によりプランジャ３を後退させる速度を調整する制御を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部５は、プランジャ３を後退させる際に、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍが、所定の充填量よりも大きい充填量を維持するように、プランジャ移動機構４によりプランジャ３を後退させる速度を調整する制御を行うように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、制御部５が、注湯機構２による溶湯Ｍの注湯速度に基づいて、プランジャ移動機構４によりプランジャ３を後退させる速度を調整し、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍが、所定の充填率よりも大きい充填高さを維持するような制御を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部５は、注湯機構２による溶湯Ｍの注湯速度に基づいて、プランジャ移動機構４によりプランジャ３を後退させる速度を調整し、射出スリーブ１内に注湯された溶湯Ｍが、所定の充填量よりも大きい充填高さを維持するような制御を行うように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、説明の便宜上、制御部５の制御処理を、処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部５の制御処理を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。

１ 射出スリーブ
１ａ 注湯口
２ 注湯機構
３ プランジャ
４ プランジャ移動機構
５ 制御部
６ 充填高さ検知部
７ 蓋機構
８ 固形潤滑剤供給装置
９ 金型
９ａ 固定型
１００、２００、３００ ダイカストマシン
１０１ 固定ダイプレート
ｆｈ 充填高さ
ＩＰ 初期位置
Ｍ 溶湯
ＳＰ 待機位置

Claims (10)

1. 注湯機構によって溶湯が注湯される注湯口を有する筒形状の射出スリーブと、
   前記射出スリーブ内に注湯された溶湯を射出するプランジャと、
   前記プランジャを前記射出スリーブ内で移動させるプランジャ移動機構と、
   注湯機構により前記射出スリーブの前記注湯口に溶湯を注湯する際に、前記プランジャ移動機構により前記プランジャを後退させながら溶湯を注湯する制御を行う制御部と、を備え、
   前記注湯口は、少なくとも前記プランジャを後退させる長さ分、前記射出スリーブの前方側に設けられている、ダイカストマシン。
2. 前記制御部は、前記射出スリーブ内に注湯された溶湯の充填率または充填量が所定の充填率または充填量よりも大きくなったことに基づいて、前記プランジャ移動機構により前記プランジャの後退を開始する制御を行うように構成されている、請求項１に記載のダイカストマシン。
3. 前記制御部は、前記プランジャを後退させる際に、前記射出スリーブ内に注湯された溶湯が、前記所定の充填率または充填量よりも大きい充填率または充填量を維持するように、前記プランジャ移動機構により前記プランジャを後退させる速度を調整する制御を行うように構成されている、請求項２に記載のダイカストマシン。
4. 前記射出スリーブ内に注湯された溶湯の充填高さを検知する充填高さ検知部をさらに備え、
   前記制御部は、前記射出スリーブ内に注湯された溶湯の充填高さが所定の充填高さよりも大きくなったことに基づいて、前記プランジャ移動機構により前記プランジャの後退を開始する制御を行うように構成されている、請求項２または３に記載のダイカストマシン。
5. 前記制御部は、注湯機構による溶湯の注湯速度に基づいて、前記プランジャ移動機構により前記プランジャを後退させる速度を調整し、前記射出スリーブ内に注湯された溶湯が、前記所定の充填率または充填量よりも大きい充填高さを維持するような制御を行うように構成されている、請求項２または３に記載のダイカストマシン。
6. 前記制御部は、注湯機構により略一定の注湯速度で注湯を行うとともに、前記プランジャ移動機構により前記プランジャを略一定の速度で後退させる制御を行うように構成されている、請求項５に記載のダイカストマシン。
7. 前記注湯口は、溶湯の射出方向において、少なくとも、前記射出スリーブの中央よりも前方側に設けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のダイカストマシン。
8. 前記注湯口は、金型の固定型が取り付けられる固定ダイプレートの近傍に設けられている、請求項７に記載のダイカストマシン。
9. 前記注湯口を塞ぐ蓋機構をさらに備え、
   前記制御部は、溶湯を射出する際に、前記蓋機構により前記注湯口を塞ぐ制御を行うように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載のダイカストマシン。
10. 前記射出スリーブ内に固形潤滑剤を供給する固形潤滑剤供給装置をさらに備え、
    前記制御部は、溶湯を金型に射出した後の前記注湯口よりも後方側の待機位置に配置されている前記プランジャを、溶湯が注湯される際の前記プランジャの配置位置である初期位置に前記プランジャを前方に移動させる前に、前記固形潤滑剤供給装置によって前記射出スリーブ内に固形潤滑剤を供給する制御を行うように構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載のダイカストマシン。

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