(57)【要約】【課題】射出用の駆動源として油圧駆動源と電動駆動源とを備えたダイカストマシンにおいて、油圧駆動源を含む油圧回路の作動油の冷却を、冷却水レスによって行うことを可能とすること。【解決手段】射出プランジャの前進によって金属溶湯を金型内に射出・充填するダイカストマシンにおいて、射出用の駆動源として油圧駆動源と電動駆動源を備え、油圧駆動源を含む油圧回路の単位時間当たりの熱損失量（発熱量）を、油圧回路における放熱部の空気（外気）への前記単位時間当たりの放熱量よりも小さくして、油圧回路の作動油の冷却を自然放熱によって行う。【選択図】図２
2008114234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出プランジャの前進によって金属溶湯を金型内に射出・充填するダイカストマシンにおいて、
射出用の駆動源として油圧駆動源と電動駆動源を備え、前記油圧駆動源を含む油圧回路の単位時間当たりの熱損失量（発熱量）を、前記油圧回路における放熱部の空気（外気）への前記単位時間当たりの放熱量よりも小さくして、前記油圧回路の作動油の冷却を自然放熱によって行うことを特徴とするダイカストマシン。
【請求項２】
請求項１に記載のダイカストマシンにおいて、
前記射出プランジャと一体となって前後進するピストン体をもつ油圧シリンダ全体を、前記電動駆動源の駆動力で前後進させ、前記油圧シリンダの前進用油室にアキュームレータから蓄圧された作動油を送り込むことによって、前記射出プランジャを前進させると共に、差動圧回路により前記油圧シリンダの後退用油室内の作動油を前記前進用油室に送り込み、前記射出プランジャの先端が固化したビスケットに当接した状態で前記油圧シリンダ全体を電動駆動源の駆動力で前進させることにより、前記射出プランジャを油圧に抗して後退させることによって前記前進用油室内の作動油を前記アキュームレータに戻して前記アキュームレータを蓄圧する構成をとり、
前記油圧シリンダの前記後退用油室に、１鋳造サイクル毎に小型油圧ポンプから小量の作動油を送り込むようにしたことを特徴とするダイカストマシン。
【請求項３】
請求項２に記載のダイカストマシンにおいて、
射出用の前記油圧駆動源以外のダイカストマシンの駆動源は、総て電動駆動源であることを特徴とするダイカストマシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出プランジャの前進により金属溶湯を金型内に射出・充填するダイカストマシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属材料を金型のキャビティ内に射出・充填して製品を得るダイカストマシンはよく知られており、このダイカストマシンにおいては、溶解炉で溶融した金属材料（例えば、Ａｌ合金、Ｍｇ合金など）を１ショット毎にラドルで計量して汲み上げ、汲み上げた金属溶湯（溶融金属材料）を射出スリーブ内に注ぎ込んで、これを射出プランジャの前進動作によって金型のキャビティ内に射出・充填するようにしている。
【０００３】
このようなダイカストマシンにおいては、駆動源を油圧駆動源とした油圧式のマシンが、従来はその主流となっていた。しかしながら、油圧式のダイカストマシンは、油による汚損の虞があるため、クリーンな電動式のダイカストマシンへの要望が、近時は高まりつつあり、このような電動式のダイカストマシンとして、例えば、特開２０００−８４６５４号公報（特許文献１）、特開２００１−１１２６号公報（特許文献２）に記載された技術が知られている。これらの特許文献に示された技術においては、射出用電動サーボモータと、昇圧・保圧工程で用いる油圧駆動源としてのアキュームレータとを備え、射出工程の低速射出工程と高速射出工程は射出用電動サーボモータの駆動力のみによって実行し、昇圧工程は射出用電動サーボモータとアキュームレータの駆動力を足し合わせて実行し、昇圧工程に続く保圧工程はアキュームレータの駆動力のみで実行するか、もしくは、昇圧・保圧工程はアキュームレータの駆動力のみで実行するようになっている。
【特許文献１】特開２０００−８４６５４号公報
【特許文献２】特開２００１−１１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１、２に示された技術では、射出工程（低速射出工程および高速射出工程）の駆動源を電動サーボモータとして、昇圧・保圧工程のみに油圧駆動源の力を利用するようにしているので、比較的にクリーンな射出系構造とすることができ、したがって、特許文献１、２のダイカストマシンにおいて、型開閉やエジックトなどのマシンの他の駆動源を総て電動駆動源（電動モータ）とするようになせば、マシン全体を比較的にクリーンなものとすることができる。
【０００５】
ところで、たとえ一部にのみ油圧回路を用いた構成であっても、従前は油圧回路には冷却水を用いるオイルクーラー（水冷式オイルクーラー）を必要とするのが一般的な考え方であり、ダイスストマシンの油圧回路には水冷式オイルクーラーが設けられていた。これは、従来のダイスストマシンの油圧回路では、推力エネルギーがバルブ絞りなどにより熱エネルギーに変換されてエネルギーの利用効率が悪かったり、油圧ポンプの稼動期間が長くポンプ熱損失が発生するなどといった理由で、作動油が大きく昇温するため、水冷式オイルクーラによって作動油を冷却する必要があったからである。
【０００６】
しかしながら、水冷式オイルクーラーを設けると冷却水循環用の配管を必要とし、構造が複雑となってコストアップに繋がり、また、水漏れ対策や水廻りのメンテナンスも必要となる。さらに、無駄な熱エネルギーを水と一緒に排出しているので、エネルギーの利用効率が悪く、省エネの観点でも問題がある。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、射出用の駆動源として油圧駆動源と電動駆動源とを備えたダイカストマシンにおいて、油圧駆動源を含む油圧回路の作動油の冷却を、冷却水レスによって行うことを可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記した目的を達成するため、射出プランジャの前進によって金属溶湯を金型内に射出・充填するダイカストマシンにおいて、射出用の駆動源として油圧駆動源と電動駆動源を備え、前記油圧駆動源を含む油圧回路の単位時間当たりの熱損失量（発熱量）を、前記油圧回路における放熱部の空気（外気）への前記単位時間当たりの放熱量よりも小さくして、前記油圧回路の作動油の冷却を自然放熱によって行うように、構成する。
【発明の効果】
【０００９】
例えば、射出系の構成を、射出プランジャと一体となって前後進するピストン体をもつ油圧シリンダ全体を、電動サーボモータ（電動駆動源）の駆動力で前後進させ、油圧シリンダの前進用油室にアキュームレータから蓄圧された作動油を送り込むことによって、射出プランジャを前進させると共に、差動圧回路により油圧シリンダの後退用油室内の作動油を前進用油室に送り込み、射出プランジャの先端が固化したビスケットに当接した状態で油圧シリンダ全体を電動サーボモータの駆動力で前進させることにより、射出プランジャを油圧に抗して後退させることによって前進用油室内の作動油をアキュームレータに戻してアキュームレータを蓄圧するようにして、後退用油室には１鋳造サイクル毎に小型油圧ポンプから小量の作動油を送り込むようにすることで、つまり、油圧シリンダによる射出プランジャの前進駆動時に、油圧ポンプでポンプアップした作動油（圧油）を送り続けということを一切せずに、アキュームレータからの圧油と差動圧回路とにより射出プランジャを前進させ、また、アキュームレータの蓄圧にも油圧ポンプを一切使用しないようにすることで、小型油圧ポンプの稼動期間をごく短いものにすることができ、これにより油圧ポンプの作動に伴うポンプ熱損失（ポンプ発熱）を可及的に低減でき、また、アキュームレータと油圧シリンダの前進用油室とを連通させる油路は、両者を連通させている時には絞りのない管路抵抗を殆ど無視できる構成とできるので、管路抵抗による熱損失（管路抵抗による発熱）も殆どなく、たとえ、油圧回路全体で見るとバルブ駆動による熱損失やバルブリークによる熱損失が多少あったとしても、油圧回路全体の熱損失を大幅に低減できる。このため、油圧回路全体の自然放熱による放熱量を、油圧回路全体の熱損失よりも格段に大きくすることができて、油圧回路の作動油の冷却を自然放熱のみによって行うことができ、水冷式オイルクーラーの必要のない冷却水レスの構成で、かつ、放熱ファンや放熱フィンを設けることなしに、作動油の冷却を支障なく行うことができる。したがって、水冷式オイルクーラーやこのクーラーへの冷却水循環用配管が不要となり、構造が簡単となってマシンのコストダウンを図れると共に、水漏れ対策や水廻りのメンテナンスも不要となる。さらに、無駄な熱エネルギーを水と一緒に排出することがないので、エネルギーの利用効率がよく、省エネにも貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）に係るダイカストマシンの主として射出系メカニズムを示す要部斜視図である。
【００１１】
図１において、１は主ベース盤、２は、主ベース盤１上に取り付けられた射出系メカニズム用のベース部材、３は、ベース部材２上に取り付けられた保持ブロック、４は、主ベース盤１上に取り付けられた固定ダイプレート、５は、固定ダイプレート４などに保持された支持部材、６は、ベース部材２上に前後進可能であるように設けられた移動体、７は、保持ブロック３と支持部材５との間に架け渡らされ、移動体６の前後進をガイドする複数本のガイドバー、８は、保持ブロック３に取り付けられた１対の射出用の電動サーボモータ、９は、保持ブロック３に回転可能に保持され、対応する電動サーボモータ８の回転をプーリ、ベルトよりなる回転伝達系１１を介して伝達される１対のボールネジ、１０は、対応するボールネジ９とでボールネジ機構を構成し、対応するボールネジ９に螺合されると共に、移動体６にその端部を固定されたナット体、１２は、移動体６に搭載され、移動体６と共に移動する増圧用の１対のアキュームレータ（以下、ＡＣＣと記す）、１３は、移動体６と一体化され、その内部をピストン体を兼ねる射出プランジャ１４が前後進可能な油圧シリンダ、１５は、固定ダイプレート４に取り付けられ、射出プランジャ１４の先端側がその内部で前後進可能な射出スリーブ、１５ａは、射出スリーブ１５に設けた金属溶湯の注入口である。なお、射出プランジャ１４は、油圧シリンダ１３のピストン体に適宜の手段により、一体に連結した構成であっても差し支えない。
【００１２】
本実施形態では、１対の電動サーボモータ８の回転力を、回転伝達系１１を介してボールネジ機構のボールネジ９に伝達してボールネジ９を回転させ、これにより、ボールネジ９に螺合したボールネジ機構のナット体１０を軸方向に前後進させることで、移動体６と共に油圧シリンダ１３を移動させて、射出プランジャ１４を前後進させるようになっている。また、１対のＡＣＣ１２に蓄圧された圧油を、後記する制御弁２１を介して油圧シリンダ１３の前進用油室に送り込むことで、射出プランジャ１４に前進方向の力（増圧圧力）を付与するようになっている。なお、本実施形態のボールネジ機構のボールネジ９は、直径が約１００ｍｍであって、そのリードが２０ｍｍ以上のものを用いており、これにより、ボールネジ９の１回転あたりのナット体１０の軸方向移動距離をある程度以上大きくして、つまり、ボールネジ９の１回転あたりの射出プランジャ１４の前後進速度をある程度以上確保できるようにしてある。また、本実施形態では、電動サーボモータ８とボールネジ機構を２つ設けて、２つの電動サーボモータ８の出力を足し合わせて移動体６（射出プランジャ１４）を軸方向に移動させるようにしているので、大きな推力を得ることができるようになっている。
【００１３】
次に、本実施形態のダイカストマシンの射出系メカニズムの油圧系の構成と、射出系メカニズムの動作を、図２〜図５を用いて説明する。図２〜図５は、本実施形態のダイカストマシンの射出系メカニズムの機能構成を簡略化して示す図であり、図２〜図５において、図１の構成要素と同一の構成要素には同一符号を付してある。
【００１４】
図２〜図５において、２１は、２つのＡＣＣ１２と油圧シリンダ１３の第１油室（前進用油室）１３ａとを接続する油路上に配設され、方向切り替え機能と流量制御機能とを備えた制御弁、２３は、制御弁２１と接続されたタンク、２４は、タンク２３と油圧シリンダ１３の第２油室（後退用油室）１３ｂとを接続する油路上に配設された小容量の油圧ポンプ、２２は、油圧ポンプ２４を駆動するモータ（原動機）、２５は、油圧ポンプ２４と油圧シリンダ１３の第２油室１３ｂとを接続する油路２６上に配設された逆止弁（サーボバルブ）、２７は、油路２６における逆止弁２５よりも下流側と、油圧シリンダ１３の第１油室１３ａと制御弁２１を接続する油路２８とを、接続する油路、２９は油路２７上に配設された逆止弁、３０は油路２８上に配設された圧力センサである。
【００１５】
本実施形態では、ＡＣＣ１２、制御弁２１、逆止弁２５、２９、圧力センサ３０は、移動体６と一体となって移動するように、移動体６に搭載されており、モータ２２、タンク２３、ポンプ２４は、固定配置されるようになっている。このような構成とする所以は、ＡＣＣ１２と油圧シリンダ１３との間の油路長を短くして、油圧駆動の応答性を良くし、管路損失を可及的に低減させるためと、移動体６に油圧回路（の一部）を一体に組み込むことで、移動体６に対して油圧回路系を別体とする構成よりも、全体として構造を大幅に簡素化できるためである。
【００１６】
射出前の状態では、油圧シリンダ１３内で射出プランジャ１４は最後退位置にあり、制御弁２１は中立位置にあり、ＡＣＣ１２の油室内には所定量・所定圧の圧油が貯えられており、このときＡＣＣ１２のガス室内のガスは、油の圧力により圧縮・昇圧されている。また、射出前の状態を含め、小量の油を油圧シリンダ１３の第２油室１３ｂへ送り込む工程以外には、油圧ポンプ２４は停止状態におかれている。また、射出前の状態では、ナット体１０（すなわち移動体６）は、最も後退した位置におかれている。
【００１７】
このような状態において、射出工程の開始タイミングに至ると、マシン全体の制御を司るシステムコントローラからの指令に基づいて、電動サーボモータ８が、所定方向に、かつ、低速射出工程に設定された速度で回転駆動され、これによって、ボールネジ機構のナット体１０と共に、移動体６、油圧シリンダ１３、射出プランジャ１４が低速（１ｍ／ｓｅｃ未満の速度であり、本実施形態では、例えば０．５２ｍ／ｓｅｃに設定されている）で前進駆動される。つまり、低速射出工程では、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって電動サーボモータ８が駆動制御され、これによって、低速射出工程が実行されて、射出スリープ１５内の金属溶湯が金型のランナ部まで充填され、また、金型のキャビティ内の空気抜きが行われる。そして、システムコントローラは、電動サーボモータ８に付加されたエンコーダからの出力により、移動体６の前進位置を認知して、低速射出工程に設定された距離だけ前進したタイミングで、射出工程を高速射出工程に切り替える。なお、図２は、低速射出工程の完了時の状態を示している。
【００１８】
高速射出工程の開始タイミングとなると、システムコントローラは、電動サーボモータ８に対しては低速射出工程と同様の動作をとらせつつ、図３に示すように、制御弁２１を図示で下位置に切り替える。これによって、ＡＣＣ１２に貯えられた圧油は、圧縮・昇圧されていたガス圧によって、制御弁２１を通じて射出シリンダ１３の第１油室（前進用油室）１３ａに急速に送り込まれ、射出プランジャ１４は移動体６に対して高速（１ｍ／ｓｅｃ以上の速度であり、本実施形態では、例えば７．４８ｍ／ｓｅｃに設定されている）で前進駆動され、このとき、油圧シリンダ１３の第２油室１３ｂ内の圧油は、油路２６、逆止弁２９、油路２７を通じて、射出シリンダ１３の第１油室１３ａに送り込まれる（つまり、差動圧回路構成によって、油圧シリンダ１３の第２油室１３ｂ内の圧油は第１油室１３ａに送り込まれる）。この高速射出工程では、電動サーボモータ８が、低速射出工程と同様に移動体６を０．５２ｍ／ｓｅｃで前進駆動しているので、高速射出工程では、射出プランジャ１４は、８．０ｍ／ｓｅｃという高速度で前進駆動され、これによって、金属溶湯が金型のキャビティ内に急速に射出・充填される。そして、システムコントローラは、電動サーボモータ８に付加されたエンコーダからの出力により、移動体６の前進位置を認知して、高速射出工程に設定された距離だけ前進したタイミングで、高速射出工程を完了させ、工程を増圧工程に切り替える。なお、図３は、高速射出工程の完了時の状態を示しており、図３において、３１は、射出プランジャ１４の先端に当接した射出スリーブ１５内のビスケットを表している。
【００１９】
増圧工程に入ると、システムコントローラは、電動サーボモータ８を射出工程での位置軸に沿った速度フィードバック制御から、時間軸に沿った圧力フィードバック制御に切り替える。なお、本明細書でいう増圧工程とは、前記した特許文献１、２における昇圧・保圧工程に相当するものを指し、プラスチック射出成形における保圧工程に相当するものである。この増圧工程では、システムコントローラは、制御弁２１に図３の状態を維持させつつ、電動サーボモータ８を圧力フィードバック制御して、電動サーボモータ８に増圧工程で設定されている増圧圧力に一致する圧力を出力させる。この増圧工程によって、射出プランジャ１４からビスケット３１を介して金型内の固化し始めた金属に大きな圧力（例えば最大５０ｔｏｎ程度）が付与され、金属の固化・収縮に伴って、射出プランジャ１４は、図３の状態から微量だけ微速前進する。そして、システムコントローラは、時間監視に基づいて、増圧工程の完了タイミングを認知すると、工程を冷却工程に切り替える。
【００２０】
なお、本実施形態では、上記の増圧工程は、圧力設定を多段にした、多段の圧力フィードバック制御で実行するようになっており、これによって、精緻で、良品鋳造に大いに貢献できる増圧動作を実現できるようにしている。
【００２１】
なおまた、本実施形態では、射出系をツイン電動モータ方式としているため、個々の射出用の電動サーボモータ８を大容量のものにしなくても、容易に要求される増圧工程の圧力を得ることができる。さらに、電動サーボモータ８の回転を直線運動に変換するボールネジ機構も大型化しなくて済むので、慣性力が高まることがなく、したがって、過渡応答性にも優れたものとなる。
【００２２】
冷却工程では、システムコントローラは、制御弁２１が図３の状態（制御弁２１が図示で下位置をとった状態）において、電動サーボモータ８を、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって前進方向に駆動制御し、移動体６を前進させる。この移動体６の前進によって射出プランジャ１４は前進方向の力を受けるが、射出プランジャ１４の先端にはビスケット３１が当接しているため射出プランジャ１４は前進することができず、反対に油圧に抗して後退する。これによって、図４に示すように、射出シリンダ１３の第１油室１３ａ内の圧油が制御弁２１を通じて、ＡＣＣ１２の油室内へと戻され、これに伴ってＡＣＣ１２のガス室内のガスが圧縮・昇圧される。そして、ＡＣＣ１２の油室内に所定量・所定圧の圧油が貯えられた（前記した高速射出工程に必要な圧油が貯えられた）タイミングで、システムコントローラは、図５に示すように制御弁２１を図示で上位置に切り替える。然る後、システムコントローラは、油圧ポンプ２４を駆動制御して、高速射出工程で油圧シリンダ１３の第２油室１３ｂから流出した油に相当する量の油を、油圧ポンプ２４から油圧シリンダ１３の第２油室１３ｂへと送り込む。これに伴って、高速射出工程で油圧シリンダ１３の第２油室１３ｂから流出した油に相当する量の油が、制御弁２１を通じてタンク２３に戻される。そして、油圧シリンダ１３内で射出プランジャ１４が最後退位置に至ったタイミングで、システムコントローラは、油圧ポンプ２４を停止させると共に、制御弁２１を中立位置に切り替え、また、電動サーボモータ８を停止させて、冷却工程の終了タイミングを待つ。このとき、射出プランジャ１４の先端は、ビスケット３１に当接した状態となっている。
【００２３】
ここで、上記の冷却工程において、油圧ポンプ２４から油圧シリンダ１３の第２油室１３ｂへと補充される油の量は、例えば、２つのＡＣＣ１２に貯えられる油の量が１．３リットルである場合には、０．６リットル程度の小量であり、このため、油圧ポンプ２４を非常に小容量のものにし得ると共に、油圧ポンプ２４の稼動（作動）期間もごく短い期間とすることができ、大幅な省エネを図ることが可能となっている。また、タンク２３についても大幅な小容量化が可能なので、この点でも油圧回路系のコンパクト化に貢献できるようになっている。さらに、後述するような理由によって、本実施形態の油圧回路は、油（作動油）の冷却を自然放熱にのみ委ねるようになっていて、水冷式オイルクーラーをもたない構成となっているので、構造の簡素化や省エネに貢献できるなど、種々の利点を有するものとなっている。
【００２４】
冷却工程が終了すると、システムコントローラは、後記するように、型開き工程を実行させ、この型開き動作と同期して、電動サーボモータ８を、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって前進方向に駆動制御して、移動体６を前進させる。そして、これによって、射出プランジャ１４によってビスケット３１を押し出すビスケット押出工程を、型開きと同期させて実行させる。
【００２５】
ビスケット押出工程が完了した後の適宜のタイミングで、システムコントローラは、射出プランジャ１４を後退させる工程をとり、電動サーボモータ８を、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって後退方向に駆動制御して、移動体６を後退させる。そして、移動体６が最後退位置まで後退したタイミングで、システムコントローラは、電動サーボモータ８を停止させる。
【００２６】
図６は、上述した射出系メカニズムの動作に関連する工程と、速度設定値と、圧力設定値との関係を示す図である。図６において、高速射出工程と増圧工程とを除いて、速度設定値は、電動サーボモータ８を速度フィードバックするための設定値であり、高速射出工程における電動サーボモータ８への速度設定値は、低速射出工程での設定値と一致する。また、圧力設定値は、増圧工程のみが圧力フィードバックをするための設定となっている。
【００２７】
図７は、本実施形態のダイカストマシンの射出系、型開閉系、エジェクト系の構成を簡略化して示す図である。
【００２８】
図７において、４１は固定ダイプレート４に搭載された固定側金型、４２は図示せぬタイバーに案内されて前後進可能である可動ダイプレート、４３は可動ダイプレート４２に搭載された可動側金型、４４は型締め状態の両金型４１、４３で形成されるキャビティ、４５はキャビティ４４などに充填された金属材料、４６は可動ダイプレート４２に対して相対的に前後進可能なエジェクト部材、４７はエジェクト部材４６と一体のエジェクトピンである。
【００２９】
また、５１は射出用の各電動サーボモータ８をそれぞれ駆動制御する１対のサーボドライバ、５２は、射出用の各電動サーボモータ８の回転をそれぞれ直線運動に変換して、移動体６および射出プランジャ１４を前後進させる１対のボールネジ機構、５３は、射出用の各電動サーボモータ８にそれぞれ付設され、検出信号Ｓ１、Ｓ２を出力するエンコーダである。
【００３０】
また、６１は型開閉用モータを駆動制御するサーボドライバ、６２は型開閉用の電動サーボモータ、６３は、型開閉用の電動サーボモータ６２の回転を直線運動に変換するボールネジ機構、６４は、ボールネジ機構６３の直線運動を受けて伸張または折り畳み駆動されて、可動ダイプレート４２を前進または後退させるトグルリンク機構、６５は、型開閉用の電動サーボモータ６２に付設され、検出信号Ｓ３を出力するエンコーダである。
【００３１】
また、７１はエジックト用モータをそれぞれ駆動制御する１対のサーボドライバ、７２はエジックト用の１対の電動サーボモータ、７３は、エジックト用の各電動サーボモータ７２の回転をそれぞれ直線運動に変換して、エジェクト部材４６およびエジェクトピン４７を前後進させる１対のボールネジ機構、７４は、エジックト用の各電動サーボモータ７２にそれぞれ付設され、検出信号Ｓ４、Ｓ５を出力するエンコーダである。
【００３２】
また、８１は、ダイカストマシン全体の制御を司り、各検出信号Ｓ１〜Ｓ５などを受け取って、各サーボドライバに対して指令信号Ｄ１〜Ｄ５を送出することで、射出系、型開閉系、エジェクト系の動作を制御するシステムコントローラである。
【００３３】
図７に示すように、本実施形態のダイカストマシンは、前述したように射出系の一部に油圧回路を搭載している以外は、電動式のマシンとして構成されており、これにより油汚損の可及的に少ないクリーンなマシンを実現できるようになっている。
【００３４】
また、システムコントローラ８１が、マシン全体の状態を監視して、可動ダイプレート４２の位置と、射出プランジャ１４の位置とを監視して、前記したようにビスケット押出工程を、型開きと同期させて実行させ、互いの開始タイミングを一致させると共に互いの速度を等速にして、ビスケット押し出しと型開きを実行させるので、金属材料４５の固定側金型４１側からの離型が確実に行われ、金属材料４５が確実に可動側金型４３側のみに被着した状態として、型開きが行われるようになっている。
【００３５】
また、増圧工程やビスケット押出工程では大きな力が要求されるが、本実施形態では、射出系をツイン電動モータ方式としているため、個々の射出用の電動サーボモータ８を大容量のものにしなくても、容易に要求される増圧工程の圧力や、要求されるビスケット３１の押し出し力を得ることができる。さらに、射出用の電動サーボモータ８の回転を直線運動に変換するボールネジ機構５２も大型化しなくて済むので、慣性（イナーシャ）が高まることがなく、したがって、過渡応答性にも優れたものとなる。
【００３６】
これは、エジックト動作においても同様で、可動側金型４３に被着した金属材料４５の突き出しには大きな力が要求されるが、本実施形態では、エジェクト系をツイン電動モータ方式としているため、個々のエジェクト用の電動サーボモータ７２を大容量のものにしなくても、容易に要求される突き出し力を得ることができる。さらに、エジェクト用の電動サーボモータ７２の回転を直線運動に変換するボールネジ機構７３も大型化しなくて済むので、慣性（イナーシャ）が高まることがなく、したがって、過渡応答性にも優れたものとなる。
【００３７】
次に、本実施形態の油圧回路が、油（作動油）の冷却を自然放熱にのみ委ねるようになっていて、水冷式オイルクーラーをもたない構成となっている理由を説明する。本実施形態のダイカストマシンにおいては、鋳造サイクルが４０秒で、１鋳造サイクル毎に油圧ポンプ２４は５秒だけ稼動（作動）し、この油圧ポンプ２４の軸入力を３ｋＷ・ｈ（１ｋＷ・ｈ＝０．８６×ｋｃａｌ）、効率を０．８としたとき、油圧ポンプ２４の熱損失は、３ｋＷ・ｈ×（１−０．８）×（４５０秒／３０００秒）＝０．０７５ｋＷ・ｈとなる。また、サーボバルブ（逆止弁２９）駆動やバルブリークによる熱損失は、最大でも０．２３ｋＷ・ｈである。よって、油圧回路全体での１時間当たりの熱損失は、０．０７５ｋＷ・ｈ＋０．２３ｋＷ・ｈ＝０．３０５ｋＷ・ｈ程度となる。
【００３８】
これに対して、タンク２３、ＡＣＣ１２、油圧マニホールドの放熱部の面積は、それぞれ１．２ｍ２、１．４ｍ２、１．４ｍ２であり、油圧回路全体の放熱部の面積は４ｍ２となり、油温と外気温との差を１５℃とすると、自然放熱（空気放冷）による１時間当たりの放熱量は、０．９ｋＷ・ｈとなる。
【００３９】
よって、水冷式オイルクーラーのない構成で、かつ、放熱ファンや放熱フィンのない構成であっても、本実施形態では、自然放熱（空気放冷）のみによって油（作動油）の冷却を行うことが可能となる。
【００４０】
以上のように、本実施形態では、油圧シリンダ１３による射出プランジャ１４の前進駆動時に、油圧ポンプ２４でポンプアップした作動油（圧油）を送り続けということを一切せずに、ＡＣＣ１２からの圧油と差動圧回路とにより射出プランジャ１４を前進させ、また、ＡＣＣ１２の蓄圧にも油圧ポンプ２４を一切使用しないようにすることで、小型の油圧ポンプ２４の稼動期間をごく短いものにすることができ、これにより油圧ポンプ２４の作動に伴うポンプ熱損失（ポンプ発熱）を可及的に低減でき、また、ＡＣＣ１２と油圧シリンダ１３の前進用油室１３ａとを連通させる油路は、両者を連通させている時には絞りのない管路抵抗を殆ど無視できる構成となっているので、管路抵抗による熱損失（管路抵抗による発熱）も殆どなく、たとえ、油圧回路全体で見るとバルブ駆動による熱損失やバルブリークによる熱損失が多少あったとしても、油圧回路全体の熱損失を大幅に低減できる。このため、油圧回路全体の自然放熱による放熱量を、油圧回路全体の熱損失よりも格段に大きすることができて、油圧回路の作動油の冷却を自然放熱のみによって行うことができ、水冷式オイルクーラーの必要のない冷却水レスの構成で、かつ、放熱ファンや放熱フィンを設けることなしに、作動油の冷却を支障なく行うことができる。したがって、水冷式オイルクーラーやこのクーラーへの冷却水循環用配管が不要となり、構造が簡単となってマシンのコストダウンを図れると共に、水漏れ対策や水廻りのメンテナンスも不要となる。さらに、無駄な熱エネルギーを水と一緒に排出することがないので、エネルギーの利用効率がよく、省エネにも貢献できる。
【００４１】
なお、以上の実施形態では、油圧回路の作動油の冷却を自然放熱のみで行うように構成しているが、場合によっては冷却ファンをオプションにより追加可能として、油圧回路の作動油の冷却を、冷却ファンによる強制空冷と自然放熱とで行うように構成してもよい。このような冷却ファンを設ける構成としても、水冷式オイルクーラーを設ける構成と比べると、構造が簡素で安価である上、水漏れ対策や水廻りのメンテナンスが不要であるなどの大いなる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの主として射出系メカニズムを示す要部斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの射出系メカニズムの機能構成を簡略化して示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの射出系メカニズムの機能構成を簡略化して示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの射出系メカニズムの機能構成を簡略化して示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの射出系メカニズムの機能構成を簡略化して示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける、射出系メカニズムの動作に関連する工程と、速度設定値と、圧力設定値との関係を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける、射出系、型開閉系、エジェクト系の構成を簡略化して示す説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  主ベース盤
２  射出系メカニズム用のベース部材
３  保持ブロック
４  固定ダイプレート
５  支持部材
６  移動体
７  ガイドバー
８  射出用の電動サーボモータ
９  ボールネジ
１０  ナット体
１１  回転伝達系
１２  ＡＣＣ（アキュームレータ）
１３  油圧シリンダ
１３ａ  第１油室（前進用油室）
１３ｂ  第２油室
１４  油圧シリンダ
１５  射出スリーブ
１５ａ  金属溶湯の注入口
２１  制御弁
２２  モータ（原動機）
２３  タンク
２４  油圧ポンプ
２５、２９  逆止弁
２６、２７、２８  油路
３０  圧力センサ
３１  ビスケット
４１  固定側金型
４２  可動ダイプレート
４３  可動側金型
４４  キャビティ
４５  金属材料
４６  エジェクト部材
４７  エジェクトピン
５１ サーボドライバ
５２ ボールネジ機構
５３  エンコーダ
６１  サーボドライバ
６２  型開閉用の電動サーボモータ
６３  ボールネジ機構
６４  トグルリンク機構
６５  エンコーダ
７１  サーボドライバ
７２  エジックト用の電動サーボモータ
７３  ボールネジ機構
７４  エンコーダ
８１  システムコントローラ
【図１】
2008114234.tif 000003
【図２】
2008114234.tif 000004
【図３】
2008114234.tif 000005
【図４】
2008114234.tif 000006
【図５】
2008114234.tif 000007
【図６】
2008114234.tif 000008
【図７】
2008114234.tif 000009