(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に製品部を構成する１対の金型の型開閉及び型締めを行う型締装置と、
前記１対の金型の間に通じているスリーブ内においてプランジャを前進させることにより前記１対の金型へ射出を行う射出装置と、
前記型締装置及び前記射出装置を制御する制御装置と、
を有しており、
前記制御装置は、
前記１対の金型が隙間を介して対向している状態のときに射出を開始するように前記射出装置を制御する射出制御部と、
射出開始後に型接触及び型締めが行われ、前記隙間が縮小される前記１対の金型によって前記製品部全体における固液共存金属に圧力が付与されるように前記型締装置を制御するプレス用型締制御部と、を有しており、
前記射出制御部は、前記プランジャが停止する前であって前記１対の金型の間への固液共存金属の充填が完了に近づくことによる射出圧力の上昇の前に前記プランジャを減速させる制御を行う
ダイカストマシン。
【請求項２】
内部に製品部を構成する１対の金型の型開閉及び型締めを行う型締装置と、
前記１対の金型の間に通じているスリーブ内においてプランジャを前進させることにより前記１対の金型へ射出を行う射出装置と、
前記型締装置及び前記射出装置を制御する制御装置と、
前記金型内の所定位置における通電に応じた信号を出力する通電センサと、
を有しており、
前記制御装置は、
前記１対の金型が隙間を介して対向している状態のときに射出を開始するように前記射出装置を制御する射出制御部と、
射出開始後に型接触及び型締めが行われ、前記隙間が縮小される前記１対の金型によって前記製品部全体における固液共存金属に圧力が付与されるように前記型締装置を制御するプレス用型締制御部と、を有しており、
前記射出制御部は、前記プランジャが停止する前に前記プランジャを減速させる制御を行い、前記通電センサからの信号に基づいて通電を検知したときに前記プランジャを減速させる制御を開始し、
前記金型は、その内部にオーバーフロー部を構成するものであり、
前記所定位置は、前記オーバーフロー部内の、当該オーバーフロー部の端部から前記製品部側へ離れた位置である
ダイカストマシン。
【請求項３】
内部に製品部を構成する１対の金型の型開閉及び型締めを行う型締装置と、
前記１対の金型の間に通じているスリーブ内においてプランジャを前進させることにより前記１対の金型へ射出を行う射出装置と、
前記型締装置及び前記射出装置を制御する制御装置と、
を有しており、
前記制御装置は、
前記１対の金型が隙間を介して対向している状態のときに射出を開始するように前記射出装置を制御する射出制御部と、
射出開始後に型接触及び型締めが行われ、前記隙間が縮小される前記１対の金型によって前記製品部全体における固液共存金属に圧力が付与されるように前記型締装置を制御するプレス用型締制御部と、を有しており、
前記射出制御部は、前記プランジャが停止する前に前記プランジャを減速させる制御を行い、射出開始以後の所定時点から所定長さの時間が経過したことを検知したときに前記プランジャを減速させる制御を開始する
ダイカストマシン。
【請求項４】
内部に製品部を構成する１対の金型の型開閉及び型締めを行う型締装置と、
前記１対の金型の間に通じているスリーブ内においてプランジャを前進させることにより前記１対の金型へ射出を行う射出装置と、
前記型締装置及び前記射出装置を制御する制御装置と、
前記プランジャの速度に応じた信号を出力する速度センサと、
を有しており、
前記制御装置は、
前記１対の金型が隙間を介して対向している状態のときに射出を開始するように前記射出装置を制御する射出制御部と、
射出開始後に型接触及び型締めが行われ、前記隙間が縮小される前記１対の金型によって前記製品部全体における固液共存金属に圧力が付与されるように前記型締装置を制御するプレス用型締制御部と、を有しており、
前記射出制御部は、前記プランジャが停止する前に前記プランジャを減速させる制御を行い、前記プランジャが所定の目標速度で前記金型に向かって前進するように制御を行っている状態において、前記速度センサからの信号に基づいて前記プランジャの速度が前記目標速度よりも低い所定の減速開始速度まで低下したことを検知したときに前記プランジャを減速させる制御を開始する
ダイカストマシン。
【請求項５】
内部に製品部を構成する１対の金型の型開閉及び型締めを行う型締装置と、
前記１対の金型の間に通じているスリーブ内においてプランジャを前進させることにより前記１対の金型へ射出を行う射出装置と、
前記型締装置及び前記射出装置を制御する制御装置と、
前記金型内における温度に応じた信号を出力する温度センサと、
を有しており、
前記制御装置は、
前記１対の金型が隙間を介して対向している状態のときに射出を開始するように前記射出装置を制御する射出制御部と、
射出開始後に型接触及び型締めが行われ、前記隙間が縮小される前記１対の金型によって前記製品部全体における固液共存金属に圧力が付与されるように前記型締装置を制御するプレス用型締制御部と、を有しており、
前記射出制御部は、前記プランジャが停止する前に前記プランジャを減速させる制御を行い、
前記プレス用型締制御部は、前記温度センサからの信号に基づいて前記金型内の温度が所定のプレス開始温度まで低下したことを検知したときに型接触及び型締めの制御を開始する
ダイカストマシン。
【請求項６】
前記金型内の所定位置における通電に応じた信号を出力する通電センサを更に有しており、
前記射出制御部は、前記通電センサからの信号に基づいて通電を検知したときに前記プランジャを減速させる制御を開始する
請求項５に記載のダイカストマシン。
【請求項７】
前記射出制御部は、前記温度センサからの信号に基づいて前記金型内における温度が所定の減速開始温度まで上昇したことを検知したときに前記プランジャを減速させる制御を開始する
請求項５に記載のダイカストマシン。
【請求項８】
前記プランジャの位置に応じた信号を出力する位置センサを更に有し、
前記射出制御部は、前記位置センサからの信号に基づいて前記プランジャの位置が所定の減速開始位置に到達したことを検知したときに前記プランジャを減速させる制御を開始する
請求項５に記載のダイカストマシン。
【請求項９】
射出圧力に応じた信号を出力する圧力センサを更に有し、
前記射出制御部は、前記プランジャが所定の目標速度で前記金型に向かって前進するように制御を行っている状態において、前記圧力センサからの信号に基づいて射出圧力が所定の減速開始圧力まで上昇したことを検知したときに前記プランジャを減速させる制御を開始する
請求項５に記載のダイカストマシン。
【請求項１０】
前記射出制御部は、前記プランジャを減速させる制御として前記プランジャを停止させる制御を行う
請求項１〜９のいずれか１項に記載のダイカストマシン。
【請求項１１】
内部に製品部を構成する１対の金型の型開閉及び型締めを行う型締装置と、
前記１対の金型の間に通じているスリーブ内においてプランジャを前進させることにより前記１対の金型へ射出を行う射出装置と、
前記型締装置及び前記射出装置を制御する制御装置と、
前記スリーブ内に固液共存金属を供給する供給装置と、
を有しており、
前記制御装置は、
前記１対の金型が隙間を介して対向している状態のときに射出を開始するように前記射出装置を制御する射出制御部と、
射出開始後に型接触及び型締めが行われ、前記隙間が縮小される前記１対の金型によって前記製品部全体における固液共存金属に圧力が付与されるように前記型締装置を制御するプレス用型締制御部と、を有しており、
前記射出制御部は、前記プランジャが停止する前に前記プランジャを減速させる制御を行う
ダイカストマシン。
【請求項１２】
内部に製品部を構成する隙間を介して対向している１対の金型の間へ、当該１対の金型間に通じているスリーブ内の固液共存金属をプランジャによって押し出すように、前記プランジャを駆動する駆動部を制御する射出ステップと、
前記固液共存金属が射出された前記１対の金型の型締めを行い、前記隙間が縮小される前記１対の金型によって前記製品部全体における固液共存金属に圧力を付与するプレス用型締ステップと、
を有しており、
前記射出ステップでは、前記プランジャが停止する前に前記プランジャを減速させる制御を行う
固液共存金属の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイカストマシン及び固液共存金属の成形方法に関する。なお、固液共存金属は、液状金属が冷却されて固液共存状態となった半凝固金属、及び固体金属が加熱されて固液共存状態となった半溶融金属のいずれであってもよい。
【背景技術】
【０００２】
固液共存金属を成形する技術が知られている。例えば、特許文献１では、液状金属（溶湯）を成形する通常のダイカストマシンと同様の構成のダイカストマシンにおいて、型締めされた金型間に通じるスリーブに半凝固金属を供給し、プランジャによってスリーブ内の半凝固金属を金型間に射出することにより成形を行っている。また、特許文献２では、型開きされている金型間に半溶融金属を搬送し（射出を行わずに）、次いで金型を型締めすることによって成形を行っている。
【０００３】
なお、固液共存金属の成形に係る分野ではなく、樹脂の成形に係る分野においては、僅かに型開きされた金型間に溶融樹脂を射出し、その後、型締めを行って成形を行う、いわゆる射出圧縮成形法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２１７８６５号公報
【特許文献２】特開２０１１−６７８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
固液共存金属を成形する際、固液共存金属に比較的高い圧力を付与すると、初晶を圧縮して組織を緻密化することができる。すなわち、製品の品質を向上させることができる。一方、特許文献１のようにプランジャによって固液共存金属に圧力を付与する構成においては、十分な圧力を固液共存金属に付与することが困難である。また、特許文献２のように型開きされた金型間に固液共存金属を搬送して型締めにより固液共存金属に圧力を付与する構成においては、型開き方向が鉛直方向に限定され、また、固液共存金属の成形用の専用の装置を構成しなければならない。
【０００６】
従って、固液共存金属に好適に圧力を付与することができるダイカストマシン及び固液共存金属の成形方法が提供されることが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係るダイカストマシンは、１対の金型の型開閉及び型締めを行う型締装置と、前記１対の金型の間に通じているスリーブ内においてプランジャを前進させることにより前記１対の金型へ射出を行う射出装置と、前記型締装置及び前記射出装置を制御する制御装置と、を有しており、前記制御装置は、前記１対の金型が隙間を介して対向している状態のときに射出を開始するように前記射出装置を制御する射出制御部と、射出開始後に型接触及び型締めが行われるように前記型締装置を制御するプレス用型締制御部と、を有しており、前記射出制御部は、前記プランジャが停止する前に前記プランジャを減速させる制御を行う。
【０００８】
好適には、前記射出制御部は、前記１対の金型の間への固液共存金属の充填が完了に近づくことによる射出圧力の上昇の前に前記プランジャを減速させる制御を行う。
【０００９】
好適には、前記射出制御部は、前記プランジャを減速させる制御として前記プランジャを停止させる制御を行う。
【００１０】
好適には、前記金型内の所定位置における通電に応じた信号を出力する通電センサを更に有しており、前記射出制御部は、前記通電センサからの信号に基づいて通電を検知したときに前記プランジャを減速させる制御を開始する。
【００１１】
好適には、前記金型は、その内部に製品部及びオーバーフロー部を構成するものであり、前記所定位置は、前記オーバーフロー部内の、当該オーバーフロー部の端部から前記製品部側へ離れた位置である。
【００１２】
好適には、前記製品部における温度に応じた信号を出力する温度センサを更に有し、前記プレス用型締制御部は、前記温度センサからの信号に基づいて前記製品部における温度が所定のプレス開始温度まで低下したことを検知したときに型接触及び型締めの制御を開始する。
【００１３】
好適には、前記金型内における温度に応じた信号を出力する温度センサを更に有し、前記射出制御部は、前記温度センサからの信号に基づいて前記金型内における温度が所定の減速開始温度まで上昇したことを検知したときに前記プランジャを減速させる制御を開始する。
【００１４】
好適には、前記プレス用型締制御部は、前記温度センサからの信号に基づいて前記金型内の温度が所定のプレス開始温度まで低下したことを検知したときに型接触及び型締めの制御を開始する。
【００１５】
好適には、前記プランジャの位置に応じた信号を出力する位置センサを更に有し、前記射出制御部は、前記位置センサからの信号に基づいて前記プランジャの位置が所定の減速開始位置に到達したことを検知したときに前記プランジャを減速させる制御を開始する。
【００１６】
好適には、前記射出制御部は、射出開始以後の所定時点から所定長さの時間が経過したことを検知したときに前記プランジャを減速させる制御を開始する。
【００１７】
好適には、前記プランジャの速度に応じた信号を出力する速度センサを更に有し、前記射出制御部は、前記プランジャが所定の目標速度で前記金型に向かって前進するように制御を行っている状態において、前記速度センサからの信号に基づいて前記プランジャの速度が前記目標速度よりも低い所定の減速開始速度まで低下したことを検知したときに前記プランジャを減速させる制御を開始する。
【００１８】
好適には、射出圧力に応じた信号を出力する圧力センサを更に有し、前記射出制御部は、前記プランジャが所定の目標速度で前記金型に向かって前進するように制御を行っている状態において、前記圧力センサからの信号に基づいて射出圧力が所定の減速開始圧力まで上昇したことを検知したときに前記プランジャを減速させる制御を開始する。
【００１９】
本発明に一態様に係る固液共存金属の成形方法は、隙間を介して対向している１対の金型の間へ、当該１対の金型間に通じているスリーブ内の固液共存金属をプランジャによって押し出すように、前記プランジャを駆動する駆動部を制御する射出ステップと、前記固液共存金属が射出された前記１対の金型の型締めを行うプレス用型締ステップと、を有しており、前記射出ステップでは、前記プランジャが停止する前に前記プランジャを減速させる制御を行う。
【発明の効果】
【００２０】
上記の構成又は手順によれば、固液共存金属に好適に圧力を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るダイカストマシンの要部の構成を示す側面図。
【図２】図１のダイカストマシンの半凝固金属供給装置の一例を示す模式図。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は図１のダイカストマシンの各種のセンサを示す模式図。
【図４】図１のダイカストマシンの信号処理系に係る構成を示すブロック図。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は図１のダイカストマシンが実行する鋳造サイクルの概要を模式的に示す断面図。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｃ）は図５（ｃ）の続きを示す断面図。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は比較例及び実施形態における射出速度、射出圧力及び型締力の経時変化を示す図。
【図８】図８（ａ）〜図８（ｃ）は射出及びプレスの制御の概要を示す模式図。
【図９】図１のダイカストマシンの制御装置が実行するサイクル処理の手順の一例を示すフローチャート。
【図１０】図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は第１〜第３変形例におけるプランジャの減速を開始するときの制御を示す模式図。
【図１１】第２実施形態に係るダイカストマシンの要部の構成を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜第１実施形態＞
（ダイカストマシンの全体構成）
図１は、本発明の第１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。
【００２３】
ダイカストマシン１は、金型１０１内（キャビティＣａ等の空間。以下同様。）に液状金属（溶湯）又は固液共存金属を射出し、その金属を金型１０１内で凝固させることにより、ダイカスト品（成形品）を製造するものである。なお、ダイカストマシン１は、液状金属及び固液共存金属のいずれの成形にも用いることができるものであるが、以下の説明においては、主として、固液共存金属の一例である半凝固金属の成形に係る構成及び手順について説明する。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。
【００２４】
金型１０１は、例えば、固定金型１０３及び移動金型１０５を含んでいる。本実施形態の説明では、便宜上、固定金型１０３又は移動金型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、固定金型１０３及び移動金型１０５には、中子などが組み合わされてもよい。
【００２５】
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の内部に半凝固金属を射出する射出装置９と、ダイカスト品を固定金型１０３又は移動金型１０５（図１では移動金型１０５）から押し出す押出装置１１とを有している。また、マシン本体３は、射出装置９に半凝固金属を供給する供給装置１３（図２参照）を有している。
【００２６】
ダイカストマシン１において、供給装置１３及び制御ユニット５以外の構成（例えば型締装置７及び射出装置９の構成）は、液状金属又は固液共存金属を射出して成形を行う公知の種々の構成と同様とされてよい。また、供給装置１３の構成は、公知の種々の半凝固金属供給装置の構成と同様とされてよい。
【００２７】
型締装置７は、例えば、基本的な構成として、固定金型１０３を保持する固定ダイプレート１５と、移動金型１０５を保持する移動ダイプレート１７と、両ダイプレートに架け渡される１以上（通常は複数。例えば４本）のタイバー１９とを有している。
【００２８】
固定ダイプレート１５及び移動ダイプレート１７は互いに対向して配置されており、その対向側（前面側）に固定金型１０３又は移動金型１０５を保持している。移動ダイプレート１７が固定ダイプレート１５との対向方向（型開閉方向）において移動されることによって、金型１０１の型開閉がなされる。また、例えば、金型１０１が型閉じ（型接触）された状態（２点鎖線で示す）で、固定ダイプレート１５に固定されたタイバー１９の、移動ダイプレート１７側部分が移動ダイプレート１７の背後（紙面左側）へ引っ張られることによって、タイバー１９の伸張量に応じた型締力（金型１０１を締め付ける力）が得られる。
【００２９】
また、型締装置７は、例えば、型開閉及び型締めを実現するための駆動部として、電動式かつトグル式の型締駆動部２１を有している。具体的には、型締駆動部２１は、例えば、移動ダイプレート１７の背後に位置するリンクハウジング２３と、リンクハウジング２３と移動ダイプレート１７との間に介在する複数のリンク２５と、複数のリンク２５に駆動力を付与する型締電動機２７とを有している。
【００３０】
リンクハウジング２３は、タイバー１９の紙面左側部分と固定されている。また、上述のように、タイバー１９の紙面右側部分は、固定ダイプレート１５と固定されている。従って、型締電動機２７によって複数のリンク２５に駆動力が付与され、リンクハウジング２３と移動ダイプレート１７とが互いに離反すると、移動ダイプレート１７が固定ダイプレート１５へ向かって移動し、型閉じがなされる。駆動力の付与は、型接触がなされて移動ダイプレート１７の固定ダイプレート１５側への移動が規制された後も継続される。従って、タイバー１９が移動ダイプレート１７の背後へ引っ張られることになり、型締力が生じる。
【００３１】
型締電動機２７は、例えば、回転式の電動機である。型締電動機２７の回転は、例えば、ねじ機構２９によって並進運動に変換されてリンク２５に伝達される。ねじ機構２９は、例えば、リンクハウジング２３に対する軸方向の移動が規制され、型締電動機２７によって軸回りに回転されるねじ軸３１と、ねじ軸３１に螺合され、リンク２５に連結され、軸回りの回転が規制されたナット３３（クロスヘッド）とを有している。
【００３２】
また、型締装置７は、型締電動機２７の回転を検出するエンコーダ３５と、型締力を検出する型締力センサ３７とを有している。
【００３３】
エンコーダ３５は、インクリメンタル型であってもよいし、アブソリュート型であってもよい。エンコーダ３５及び／又は制御ユニット５は、エンコーダ３５において生成されるパルスの数を積算することによって、移動ダイプレート１７と、リンクハウジング２３（タイバー１９のリンクハウジング２３側部分）との相対位置を検出することができる。従って、エンコーダ３５は、型接触前は、移動ダイプレート１７の位置を検出でき、型接触後は、タイバー１９の伸びを検出することができる。
【００３４】
型締力センサ３７は、例えば、ひずみゲージを含んで構成され、タイバー１９のうち型締めにおいて伸長される部分に取り付けられ、タイバー１９のひずみに応じた信号を生成する。型締力センサ３７及び／又は制御ユニット５は、生成された信号（ひずみ）と、タイバー１９の情報とに基づいて、型締力を算出することができる。型締力の算出に用いられるタイバー１９の情報は、例えば、タイバー１９の、本数、ヤング率及び断面積（径）である。
【００３５】
射出装置９は、例えば、金型１０１内に通じるスリーブ３９と、スリーブ３９内を摺動可能なプランジャ４１と、プランジャ４１を駆動する射出駆動部４３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。
【００３６】
半凝固金属がスリーブ３９内に配置された状態で、プランジャ４１が図示の位置からスリーブ３９内を前方へ摺動することにより、半凝固金属が金型１０１内に押し出される（射出される）。その後、金型１０１内で半凝固金属が凝固することにより、ダイカスト品が形成される。
【００３７】
スリーブ３９は、例えば、固定金型１０３に連結された筒状部材であり、上面には金属材料をスリーブ３９内に受け入れるための供給口３９ａが開口している。なお、スリーブ３９が固液共存金属に専用のものである場合においては、供給口３９ａは、スリーブ３９の上面後端を切欠いた切欠きによって構成されてもよい。プランジャ４１は、スリーブ３９内を前後方向に摺動可能なプランジャチップ４１ａと、先端がプランジャチップ４１ａに固定されたプランジャロッド４１ｂとを有している。
【００３８】
射出駆動部４３は、例えば、液圧式のものであり、射出シリンダ４５を含んで構成されている。射出シリンダ４５は、シリンダ部４５ａと、シリンダ部４５ａの前方へ延び出て、プランジャロッド４１ｂの後端と連結されるピストンロッド４５ｃとを有している。そして、ピストンロッド４５ｃがシリンダ部４５ａに対して軸方向に駆動されることにより、プランジャ４１が駆動される。
【００３９】
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４７（図図４参照）と、画像を表示する表示装置４９と、オペレータの入力操作を受け付ける入力装置５１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、ユーザインターフェースとしての操作部５３とを有している。
【００４０】
制御装置４７は、例えば、不図示の制御盤及び操作部５３に設けられている。制御装置４７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４７は、型締装置７、射出装置９、押出装置１１及び半凝固金属供給装置１３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。
【００４１】
表示装置４９及び入力装置５１は、例えば、操作部５３に設けられている。操作部５３は、例えば、型締装置７の固定ダイプレート１５に設けられている。表示装置４９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５１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。
【００４２】
（半凝固金属の供給装置の構成）
図２は、射出装置９に半凝固金属を供給する供給装置１３の一例を示す模式図である。
【００４３】
供給装置１３は、液状の金属材料Ｍから半凝固状の金属材料Ｍを製造してスリーブ３９に供給する装置として構成されている。供給装置１３は、例えば、液状の金属材料Ｍを保持する保持炉５５と、保持炉５５から液状の金属材料を汲み出す注湯装置５７と、注湯装置５７により液状の金属材料が注がれ、注がれた液状の金属材料を半凝固状態とする半凝固化装置５９とを有している。
【００４４】
保持炉５５及び注湯装置５７は、例えば、一般的な液状の金属材料を成形するダイカストマシンにおいて液状の金属材料をスリーブ３９へ注ぐための公知の構成と概ね同様とされてよい。保持炉５５は、例えば、上面が開放された炉体に金属材料を収容するとともにその金属材料を加熱して液状に保つ。なお、保持炉５５は、溶解炉を兼ねるものであってもよい。注湯装置５７は、例えば、ラドル６１と、ラドル６１を搬送するラドル搬送装置６３とを含んで構成されており、保持炉５５から１ショット分の液状の金属材料を汲み出す。
【００４５】
半凝固化装置５９は、例えば、注湯装置５７により液状の金属材料Ｍが注がれる容器６５と、容器６５に液状の金属材料を注ぐ前に容器６５を冷却するプレ冷却装置６７と、容器６５に液状の金属材料Ｍが注がれるときに容器６５が載置される載置装置６９と、容器６５を搬送する容器搬送装置７１とを有している。
【００４６】
容器６５は、例えば、概略円筒状の部材である。容器６５は、有底であってもよいし、無底であってもよい。プレ冷却装置６７は、例えば、容器６５を冷却媒体に浸すことにより容器６５を冷却する。冷却媒体は、気体であってもよいし、液体であってもよい。載置装置６９は、例えば、容器６５が載置される載置面下で冷却媒体を循環させて容器６５を下方から冷却する。なお、載置装置６９の載置面は、容器６５が無底の場合は容器の底を構成する。容器搬送装置７１は、例えば、多関節ロボットにより構成されている。
【００４７】
プレ冷却装置６７によって冷却された容器６５が容器搬送装置７１によって載置装置６９上に搬送されると、注湯装置５７によってラドル６１から容器６５へ液状金属が注がれる。液状金属は、容器６５によって熱を奪われて冷却されるとともに、注がれた際の流れによって攪拌される。これにより、半凝固金属が製造される。そして、容器６５は、容器搬送装置７１によってスリーブ３９の供給口３９ａ上へ搬送され、半凝固金属は、容器６５からスリーブ３９内へ落下する。これにより、半凝固金属が射出装置９に供給される。
【００４８】
（金型に設けられているセンサ）
図３（ａ）は、金型１０１を型開閉方向に見た模式的な透視図である。
【００４９】
固定金型１０３の移動金型１０５側の面及び移動金型１０５の固定金型１０３側の面の少なくとも一方には凹部が形成されており、金型１０１が型閉じされると、金型１０１内に空間が構成される。当該空間は、例えば、鋳込み口（スリーブ３９）から延びる湯道１０１ａ（ランナー）、キャビティＣａ（製品部）及びオーバーフロー部１０１ｂ（湯だまり）を有している。
【００５０】
湯道１０１ａは、キャビティＣａへ半凝固金属を導く部分である。キャビティＣａは、製品を形成する部分である。オーバーフロー部１０１ｂは、例えば、余剰な半凝固金属を収容する部分である。なお、特に図示しないが、オーバーフロー部１０１ｂからガス抜きが延びていてもよい。
【００５１】
これらの形状は、製品の形状に応じて適宜に設定されてよい。また、図示の例では、１つの金型１０１に１つのキャビティＣａが構成されているが、１つの金型１０１に複数のキャビティＣａが構成されてよい。オーバーフロー部１０１ｂは、１つのキャビティＣａに対して１つ設けられてもよいし、１つのキャビティＣａに対して複数設けられてもよい。オーバーフロー部１０１ｂは、溶湯が射出される金型のものに比較して、キャビティＣａとの接続部の断面積が大きく（例えば型開閉方向において厚く）形成されていてもよい。
【００５２】
金型１０１は、キャビティＣａに概ね半凝固金属が充填されたときに半凝固金属が入り込むようなオーバーフロー部１０１ｂ（以下、単にオーバーフロー部１０１ｂという場合は、このようなものを指す。）を有している。このようなオーバーフロー部１０１ｂは、例えば、キャビティＣａの外縁のうち半凝固金属が概ね最後に到達する部分に接続されている。
【００５３】
例えば、オーバーフロー部１０１ｂのキャビティＣａへの接続位置は、キャビティＣａに対して、湯道１０１ａのキャビティＣａへの接続位置（ゲート）とは反対側に位置している。ここでいう反対側は、例えば、横型締めされる金型１０１において、キャビティＣａの下側及び上側のようなものでよい。また、例えば、オーバーフロー部１０１ｂのキャビティＣａへの接続位置は、キャビティＣａの外縁のうち湯道１０１ａからの経路（例えばキャビティＣａ内を通過する最短経路）の長さが最も長い位置である。
【００５４】
ダイカストマシン１は、金型１０１に設けられた通電センサ７３及び温度センサ７５を有している。なお、これらのセンサは、固定金型１０３及び移動金型１０５のいずれに設けられてもよい。また、これらのセンサは、例えば、金型１０１内の空間に露出又は近接する位置に設けられている。なお、これらのセンサは、固定金型１０３又は移動金型１０５において、金型１０１内の空間を構成する凹部及び凸部のいずれに設けられていてもよい。本実施形態の説明では、固定金型１０３の凹部に設けられている場合を例示する（図８（ｂ）及び図８（ｃ）等）。
【００５５】
通電センサ７３は、金型１０１内の所定位置における通電に応じた信号を出力する。すなわち、通電センサ７３は、金型１０１内の所定位置における通電を検知する。なお、通電に応じた信号は、通電が検知されたときのみ出力される信号であってもよいし、通電及び非通電それぞれに対応した信号レベルの信号であってもよい。
【００５６】
具体的には、通電センサ７３は、例えば、特に図示しないが、金型１０１内に露出する１対の電極を有している。そして、金型１０１内に射出された半凝固金属が１対の電極に接触すると１対の電極が通電される。そして、通電センサ７３は、１対の電極が通電されると、そのことを示す信号を出力する。
【００５７】
通電センサ７３によって通電が検知されることによって、通電センサ７３が通電を検出する位置まで半凝固金属が到達したことが検知される。
【００５８】
通電センサ７３が通電を検出する位置（１対の電極の露出位置）は、例えば、半凝固金属がキャビティＣａ内に概ね充填されたことを検出可能に、金型１０１内の適宜な位置とされる。
【００５９】
例えば、通電が検出される位置は、オーバーフロー部１０１ｂ内の位置である。より好ましくは、半凝固金属がオーバーフロー部１０１ｂ内に完全に充填される前に通電を検出できるように、通電が検出される位置は、オーバーフロー部１０１ｂの端部（例えばキャビティＣａとは反対側の外縁）からキャビティＣａ側へ離れた位置であり、例えば、オーバーフロー部１０１ｂの体積の中心よりもキャビティＣａ側の位置である。
【００６０】
また、例えば、図示の例とは異なり、通電が検出される位置は、キャビティＣａのうち、湯道１０１ａとは反対側の外縁に隣接する位置、又は湯道１０１ａからの経路が最も長い位置であってもよい。なお、ここでいう反対側及び経路の意味は、オーバーフロー部１０１ｂの位置について述べたものと同様である。
【００６１】
温度センサ７５は、金型１０１内の所定位置における温度に応じた信号を出力する。すなわち、温度センサ７５は、金型１０１内の所定位置における温度を検出する。温度に応じた信号は、例えば、温度の変化に対応して信号レベルが変化する信号である。温度センサ７５は、接触式のものであってもよいし、非接触式のものであってもよい。例えば、温度センサ７５は、金型１０１内に露出する熱電対である。その他、温度センサ７５は、例えば、金型１０１に埋設されて金型１０１内（半凝固金属が供給される空間）に露出しないサーミスタであってもよい。
【００６２】
半凝固金属が金型１０１内へ射出され、温度センサ７５が温度を検出する位置へ半凝固金属が到達すると、温度センサ７５が検出する温度は上昇する。従って、例えば、温度センサ７５の検出する温度に基づいて、温度が検出される位置まで半凝固金属が到達したことを検知可能である。また、温度が検出される位置へ半凝固金属が到達した後、半凝固金属は金型１０１に熱を奪われるから、温度センサ７５の検出する温度は低下する。従って、例えば、温度センサ７５の検出する温度に基づいて、半凝固金属の凝固の進行状況を把握可能である。
【００６３】
温度センサ７５が温度を検出する位置は、金型１０１内の適宜な位置とされてよい。
【００６４】
例えば、半凝固金属が概ねキャビティＣａに充填されたことを検知する目的で温度センサ７５を設ける場合においては、温度センサ７５が温度を検出する位置は、好ましくは、上述した、通電センサ７３が通電を検出する好ましい位置と同様である。例えば、検出位置は、キャビティＣａのうち、湯道１０１ａとは反対側の外縁に隣接する位置、若しくは湯道１０１ａからの経路が最も長い位置、又はオーバーフロー部１０１ｂ内の位置である。オーバーフロー部１０１ｂ内の位置は、例えば、オーバーフロー部１０１ｂの端部からキャビティＣａ側へ離れた位置、又はオーバーフロー部１０１ｂの体積の中心よりもキャビティＣａ側の位置である。
【００６５】
また、例えば、半凝固金属の凝固の進行状況を把握する目的で温度センサ７５が設けられる場合においては、温度センサ７５が温度を検出する位置は、金型１０１内の適宜な位置とされてよい。例えば、検出位置は、キャビティＣａのうち、湯道１０１ａとは反対側の外縁に隣接する位置、若しくは湯道１０１ａからの経路が最も長い位置であってもよいし、図示の例とは逆に、湯道１０１ａの近くであってもよい。
【００６６】
（射出駆動部の構成）
図３（ｂ）は、プランジャ４１を駆動する射出駆動部４３及びその周辺機器の構成を示す模式図である。
【００６７】
射出駆動部４３は、既述の射出シリンダ４５と、射出シリンダ４５に対する作動液の流れを制御する液圧装置７７とを有している。
【００６８】
射出シリンダ４５は、上述したシリンダ部４５ａ及びピストンロッド４５ｃに加え、ピストンロッド４５ｃに固定されており、シリンダ部４５ａ内を摺動可能なピストン４５ｂを有している。シリンダ部４５ａの内部は、ピストン４５ｂによって、ピストンロッド４５ｃが延び出る側のロッド側室４５ｒと、その反対側のヘッド側室４５ｈとに区画されている。そして、ヘッド側室４５ｈ及びロッド側室４５ｒに選択的に作動液が供給されることによって、ピストン４５ｂ及びピストンロッド４５ｃは前進又は後退する。なお、図３（ｂ）では、いわゆる単胴式の射出シリンダ４５を示しているが、射出シリンダ４５は、いわゆる増圧式のものであってもよい。
【００６９】
液圧装置７７は、例えば、作動液を送出可能なポンプ７９と、作動液を収容するタンク８１と、ポンプ７９からヘッド側室４５ｈへの作動液の供給を許容及び禁止する流入側バルブ８３と、ロッド側室４５ｒからタンク８１への作動液の排出を許容及び禁止する流出側バルブ８５とを有している。
【００７０】
流入側バルブ８３が開かれ、ポンプ７９からヘッド側室４５ｈへ作動液が供給され、かつ流出側バルブ８５が開かれ、ロッド側室４５ｒからタンク８１への作動液の排出が許容されることにより、ピストン４５ｂは前進する。
【００７１】
また、流入側バルブ８３として流量制御弁が用いられてメータイン回路が構成されることにより、及び／又は流出側バルブ８５として流量制御弁が用いられてメータアウト回路が構成されることにより、ピストン４５ｂの前進速度は制御される。なお、流量制御弁は、例えば、負荷変動等に関わらずに流量を設定値に調整可能な圧力補償付き流量制御弁であり、また、サーボ機構の中で使用され、入力された信号に応じて無段階で流量を調整可能なサーボバルブである。
【００７２】
なお、図３（ｂ）では、本実施形態においてピストン４５ｂの前進に係る主要な構成のみを簡略的に示している。従って、液圧装置７７は、図示以外にも構成要素を含んでいる。例えば、液圧装置７７は、ピストン４５ｂを後退させるためにロッド側室４５ｒに作動液を供給する流路、当該流路における作動液の流れを制御するバルブ等を有している。また、図示の例とは異なり、ヘッド側室４５ｈへの作動液の供給は、アキュムレータからなされてもよいし、ロッド側室４５ｒから排出される作動液は、いわゆるランアラウンド回路を介してヘッド側室４５ｈへ還流されてもよい。
【００７３】
（射出装置のセンサ）
射出装置９（ダイカストマシン１）は、ヘッド側室４５ｈの圧力を検出するヘッド側圧力センサ８７Ｈと、ロッド側室４５ｒの圧力を検出するロッド側圧力センサ８７Ｒと、プランジャ４１の位置を検出する位置センサ８９とを有している。なお、以下では、ヘッド側圧力センサ８７Ｈ及びロッド側圧力センサ８７Ｒを区別せずに、単に「圧力センサ８７」ということがある。
【００７４】
圧力センサ８７は、圧力に応じた信号を出力する。圧力に応じた信号は、例えば、圧力の変化に対応して信号レベルが変化する信号である。圧力センサ８７は、ダイヤフラム式など、公知の適宜なものが用いられてよい。
【００７５】
ヘッド側圧力センサ８７Ｈ及びロッド側圧力センサ８７Ｒ（２つの圧力センサ８７）の検出圧力からプランジャ４１が半凝固金属に付与する圧力（射出圧力）を求めることができる。具体的には、まず、ヘッド側圧力センサ８７Ｈの検出した圧力と、ピストン４５ｂのヘッド側室４５ｈにおける受圧面積との積により、作動液からピストン４５ｂに付与される前進方向の力が求められる。また、ロッド側圧力センサ８７Ｒの検出した圧力と、ピストン４５ｂのロッド側室４５ｒにおける受圧面積との積により、作動液からピストン４５ｂに付与される後退方向の力が求められる。次に、前者から後者を差し引くことにより、ピストン４５ｂがプランジャ４１に付与している駆動力が求められる。この駆動力をプランジャチップ４１ａの半凝固金属に対する押圧面積で割ることにより、射出圧力が求まる。
【００７６】
なお、メータアウト回路が設けられない場合においては、ロッド側圧力センサ８７Ｒは設けられなくてもよい。すなわち、射出においてロッド側室４５ｒがタンク圧とされる場合においては、ヘッド側圧力センサ８７Ｈの検出圧力から射出圧力が求められてよい。
【００７７】
位置センサ８９は、例えば、リニアエンコーダを構成している。例えば、位置センサ８９は、不図示のスケール部に対して当該スケール部の軸方向に直交する方向において対向し、スケール部との軸方向における相対移動に応じてパルスを生成する。そして、位置センサ８９及び／又は制御ユニット５は、生成されたパルスの数を積算することによって位置センサ８９とスケール部との相対位置を特定可能であり、また、時間当たりのパルスの数を特定することによって速度を特定可能である。
【００７８】
そして、位置センサ８９は、シリンダ部４５ａに対して固定的に設けられ、スケール部は、ピストンロッド４５ｃ又はピストンロッド４５ｃに固定的な部材に設けられる。従って、ピストンロッド４５ｃの位置及び／又は速度が検出されることによって、間接的にプランジャ４１の位置及び／又は速度が検出される。
【００７９】
なお、位置センサ８９は、パルスを出力するだけであってもよいし、位置及び／又は速度を特定し、その特定した位置及び／又は速度に応じた信号を出力してもよい。前者であっても、位置に応じてパルスの総数が異なるから位置に応じた信号を出力しているといえ、また、速度に応じて単位時間当たりのパルス数が異なるから速度に応じた信号を出力しているといえる。後者の場合の信号は、例えば、位置及び／又は速度の変化に応じて信号レベルが変化する信号である。
【００８０】
位置センサ８９は、上記のようなリニアエンコーダの他、例えば、シリンダ部４５ａに対して固定的に設けられ、ピストンロッド４５ｃ又はピストンロッド４５ｃに対して固定的な部材との距離を測定するレーザ測長器であってもよい。
【００８１】
（信号処理系の構成）
図４は、ダイカストマシン１の信号処理系に係る構成を示すブロック図である。
【００８２】
制御装置４７は、例えば、特に図示しないが、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び外部記憶装置を含むコンピュータによって構成されている。ＣＰＵがＲＯＭ及び外部記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、種々の制御乃至は演算を担う複数の機能部（９１、９３、９５、９７及び９９）が構成される。また、外部記憶装置（一時的にはＲＡＭでもよい）には、制御に利用される情報を含むデータＤＴが記憶される。
【００８３】
制御装置４７に構築される複数の機能部のうち、紙面上方に示した機能部（９１、９３及び９５）は、型締装置７及び射出装置９の制御に係る機能部である。これらの機能部は、例えば、型締装置７及び射出装置９からの信号、並びにデータＤＴの情報に基づいて、型締装置７及び射出装置９へ制御指令を出力することに寄与する。これらの機能部の詳細については、制御装置４７が実行する処理の手順（図９）等の説明において説明する。
【００８４】
供給制御部９７は、供給装置１３を制御する機能部であり、保持炉５５、ラドル搬送装置６３、プレ冷却装置６７、載置装置６９及び容器搬送装置７１からの各種の信号（例えば不図示の温度センサ及び位置センサからの信号）に基づいてこれらの装置を制御する。
【００８５】
入力設定部９９は、入力装置５１からの信号に基づいて、データＤＴに保持される情報を設定乃至は更新する。データＤＴに保持される情報の詳細については、制御装置４７が実行する処理の手順（図９）等の説明において説明する。
【００８６】
（鋳造サイクルの概要）
図５（ａ）〜図６（ｃ）は、ダイカストマシン１が実行する鋳造サイクルの概要を模式的に示す断面図である。鋳造サイクルは、図５（ａ）から図６（ｃ）へ順に進む。
【００８７】
図５（ａ）に示すように、鋳造サイクルの開始時において、移動ダイプレート１７は固定ダイプレート１５から比較的離れた所定の型開位置に配置されており、金型１０１は型開状態とされている。
【００８８】
次に、図５（ｂ）に示すように、型締駆動部２１によって型閉じ及び型締めが行われる。この型締めは、後述するように、金型１０１の型厚（別の観点では型接触時の移動ダイプレート１７の位置）を特定するために行われる。
【００８９】
次に、図５（ｃ）に示すように、型締駆動部２１によって型開きが行われる。このとき、金型１０１は、その合わせ面（型締めされたときに型開閉方向において互いに当接する面）同士が比較的小さな隙間ｄで離間するように位置決めされる。
【００９０】
次に、図６（ａ）に示すように、供給装置１３によって半凝固金属Ｍがスリーブ３９に供給される。
【００９１】
次に、図６（ｂ）に示すように、射出駆動部４３によってプランジャ４１が前方へ駆動され、半凝固金属Ｍが金型１０１間に射出される。金型１０１は、隙間ｄで型開きされているものの、半凝固金属Ｍの粘性が比較的高いこと、及び隙間ｄが比較的小さいことなどから、半凝固金属Ｍの金型１０１の合わせ面へのはみ出し（バリの生成）は抑制される（ここでいう抑制は、はみ出しが生じない場合を含む。）。
【００９２】
次に、図６（ｃ）に示すように、型締駆動部２１によって型締めが行われる。これにより、金型１０１間に充填されていた半凝固金属Ｍはプレスされる。その結果、半凝固金属Ｍ（の一部）は、金型１０１のキャビティＣａの形状に成形される。また、プレスの際の圧力によって初晶が圧縮されて金属組織が緻密化され、製品の品質が向上する。
【００９３】
その後、型開き、製品の取り出し等が行われ、鋳造サイクルは終了する。また、鋳造サイクルが繰り返し行われるようにダイカストマシン１に対して操作が行われていた場合においては、次の鋳造サイクルが開始される。
【００９４】
このように、本実施形態のダイカストマシン１は、型締めした状態で射出を行うのではなく、僅かに型開きした状態で射出を行い（図６（ｂ））、その後、型締めによって半凝固金属のプレスを行う（図６（ｃ））ことを１つの特徴としている。
【００９５】
図５（ｃ）の隙間ｄの大きさは、型締力及び半凝固金属の粘度等の種々の事情を考慮して適宜に設定されてよい。例えば、隙間ｄは、０．１ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。このような大きさであれば、例えば、半凝固金属がキャビティＣａからはみ出すおそれを低減しつつ、プレス（図６（ｃ））の効果を得ることができる。また、プレスの効果を十分に得る観点からは、隙間ｄは１ｍｍ以上であることが好ましい。
【００９６】
隙間ｄの設定値は、データＤＴに保持されている。この設定値は、ダイカストマシン１の製造者によって設定されてもよいし、オペレータの入力装置５１に対する操作に応じて入力設定部９９が設定してもよいし、金型形状の情報等に基づいて制御装置４７が算出して設定してもよい。
【００９７】
なお、隙間ｄは、当然に、通常の型開き（図５（ａ））における金型１０１の合わせ面間の距離に比較して小さい。例えば、通常の型開きにおける合わせ面間の距離は、少なくとも製品を金型１０１間から取り出せる大きさであり、ひいては、製品及びビスケットの厚みよりも大きい。一方、隙間ｄは、製品の厚みよりも小さい。従って、例えば、金型１０１の合わせ面同士の間隔がその金型１０１によって形成される製品の厚みよりも小さいか否かで、図５（ｃ）の近接状態か否か判定されてよい。
【００９８】
半凝固金属をスリーブ３９への供給したとき（図６（ａ））、半凝固金属は、液状金属とは異なり、スリーブ３９の前方（固定金型１０３）へ流れて固定金型１０３から流れ落ちる蓋然性は極めて低い。従って、半凝固金属のスリーブ３９への供給（図６（ａ））の時期は、図５（ｃ）の位置決めが完了した後ではなく、図５（ａ）から図５（ｃ）までの動作の時期と重複していてもよい。重複させた場合、鋳造サイクルを短縮できる。
【００９９】
ただし、例えば、半凝固金属がスリーブ３９に供給された後、図５（ｃ）の位置決め等が行われると、半凝固金属がスリーブ３９において不必要に冷却されてしまうおそれがある。そのようなおそれを低減する観点からは、半凝固金属のスリーブ３９への供給が完了する以前又は直後に、図５（ｃ）の位置決めが完了することが好ましい。
【０１００】
上記に関連して、プランジャ４１を前進させるとき（図６（ｂ））、半凝固金属は、液状金属とは異なり、前進開始前から又は前進開始直後から金型１０１間に到達するわけではないから、プランジャ４１の前進開始後（射出開始後）に図５（ｃ）の位置決めが完了してもよい。ただし、隙間ｄを意図した大きさに確実に制御した状態で、半凝固金属が金型１０１間へ移動するようにする観点からは、図５（ｃ）の位置決め完了後にプランジャ４１を前進させることが好ましい。
【０１０１】
射出の際、半凝固金属から金型１０１へ加えられる圧力によって隙間ｄが大きくならないように、適宜な構成及び／又は動作が採用されてよい。例えば、ねじ機構２９においては、ナット３３へ付与されるリンクハウジング２３側への力によってねじ軸３１が回転しないように、ボールねじ機構ではなく、すべりねじ機構が採用されたり、リード角が小さくされたりしてもよい。また、型締電動機２７は、一定の位置で停止するようにフィードバック制御がなされたり、ブレーキ付とされたりしてもよい。その他、適宜なストッパが移動ダイプレート１７又は型締駆動部２１に設けられてもよい。
【０１０２】
（型厚の測定）
図５（ｂ）を参照して説明したように、本実施形態では、鋳造サイクル毎に型厚を測定する。これにより、例えば、温度変化によって型厚が変化した場合であっても、図５（ｃ）の工程において隙間ｄを正確に制御することができる。その測定方法は、以下のとおりである。
【０１０３】
型厚の測定においては、例えば、移動ダイプレート１７を型閉方向へ移動させるように型締駆動部２１が駆動され、この駆動は、型開状態（図５（ａ））から型接触を経て、型締力センサ３７の検出する型締力が所定の測定用型締力に到達するまで行われる。このとき、型開状態から型接触までにおいては、タイバー１９は伸びず、その長さはＬ０である。一方、型接触から測定用型締力が得られるまでにおいては、型締力に応じた伸び量でタイバー１９は伸び、測定用型締力が得られたときには、タイバー１９の長さはＬ０＋ΔＬとなる。
【０１０４】
ここで、ΔＬは、測定用型締力、並びにタイバー１９の本数、ヤング率、断面積及び長さＬ０から算出することができる。一方、移動ダイプレート１７の位置ｘ（タイバー１９のリンクハウジング２３側の端部に対する相対位置）は、エンコーダ３５の検出値に基づいて特定可能である。従って、測定用型締力が得られたときに位置ｘ＝ｘ２であるとすると、型接触位置ｘ１は、ｘ１＝ｘ２−ΔＬにより算出することができる。なお、固定ダイプレート１５が固定されているから、型接触位置ｘ１の特定は、型厚の測定に相当する。
【０１０５】
そして、図５（ｃ）の近接状態における位置ｘ３は、型接触位置ｘ１及び所定の隙間ｄを用いて、ｘ３＝ｘ１−ｄにより算出される。
【０１０６】
なお、型締力センサ３７が歪ゲージを含んで構成されている場合においては、歪及び長さＬ０からΔＬを算出することも可能である。従って、例えば、型締力とタイバーの情報とに基づいて算出という場合、型締力そのものの値を用いる態様だけでなく、型締力に相関する値（例えば歪）を用いる態様を含むものとする。他の物理量（相対位置ｘ等）についても同様である。
【０１０７】
上記のような測定を行うために、制御装置４７は、例えば、型締力センサ３７の検出する型締力がデータＤＴの保持する計測用型締力の設定値に収束するように型締電動機２７のフィードバック制御を行う。データＤＴが保持する計測用型締力の設定値は、例えば、ダイカストマシン１の製造者によって設定されている。ただし、計測用型締力の設定値は、入力装置５１からの信号に基づいて入力設定部９９が設定するなどしてもよい。
【０１０８】
計測用型締力の具体的な値は、適宜に設定されてよい。例えば、ダイカストマシンの大きさを表す型締力の大きさを１００％としたときに、１００％とされてもよいし、これよりも小さくされてもよい。また、計測用型締力は、図６（ｃ）におけるプレス用の型締力と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【０１０９】
（比較例における射出及びプレスに係る物理量の変化）
図７（ａ）は、比較例に係る射出（図６（ｂ））及びプレス（図６（ｃ））における射出速度、射出圧力及び型締力の経時変化を示す図である。
【０１１０】
同図において、横軸は時間ｔを示し、縦軸は、射出速度Ｖ（プランジャ４１の前進速度）、射出圧力Ｐ（プランジャ４１が半凝固金属に付与する圧力）、又は型締力Ｆ（金型１０１を締め付ける力）を示している。線ＬＶ、ＬＰ及びＬＦは、それぞれ時間ｔの経過に対する射出速度Ｖ、射出圧力Ｐ及び型締力Ｆの変化を示している。
【０１１１】
射出速度Ｖは、例えば、半凝固金属が金型１０１間に移動する期間の概ね全体に亘って一定とされる。すなわち、液状金属の射出においては、液状金属による空気の巻き込みを低減するための低速射出、及び液状金属の凝固に遅れずに充填を行う等の目的の高速射出が行われることが多いが、比較例（及び本実施形態）における半凝固金属の射出においては、そのような変速は行われない。ただし、適宜な変速が行われてもよい。
【０１１２】
具体的には、射出速度は、射出工程の開始時（ｔ０）から比較的速やかに、比較的低速の一定速度Ｖ１に到達する（ｔ１）。このときの速度勾配（加速度）は、例えば、射出装置９に過度な負担が生じない範囲で最大の速度勾配とされてよい。そして、一定速度Ｖ１が相対的に長く維持され、この間に半凝固金属の大部分は金型１０１間に移動する。その後、金型１０１間に概ね充填された半凝固金属からプランジャ４１が受ける力によって、射出速度は低下し始める（ｔ２）。さらには、半凝固金属の充填が完了することによって射出速度は（略）０となる（ｔ３）。すなわち、狭義の射出が終了する。
【０１１３】
射出圧力Ｐは、プランジャ４１の前進開始（ｔ０）に伴って上昇し、プランジャ４１が一定の速度で前進しているときは（ｔ１〜ｔ２）、比較的低い圧力で推移する。その後、半凝固金属が金型１０１間にある程度充填されると（ｔ２）、充填に対する半凝固金属の抵抗力が大きくなり、射出圧力は比較的急激に上昇する。また、射出圧力は、プランジャ４１が減速している間（ｔ２〜ｔ３）に開始される昇圧動作によって、プランジャ４１が略停止（ｔ３）した後に最大（終圧Ｐ１）となり（ｔ４）、その後、一定の値に維持される。
【０１１４】
図７（ａ）において線ＬＦで示す型締力Ｆは、隙間ｄの縮小に伴って金型１０１に加えられる力と、その後、型接触して金型１０１に加えられる力との双方を示している。同図の例では、射出圧力Ｐが終圧Ｐ１に到達すると（ｔ４。別の観点では射出圧力が一定の大きさに収束すると）、型締電動機２７の駆動力によって移動ダイプレート１７が固定ダイプレート１５側への移動を開始する（隙間ｄの縮小が開始される）。これにより、型締力Ｆは上昇し始め、時点ｔ４から時点ｔ５までの間の適宜な時点において型接触がなされ、型締力Ｆは、予め設定されたプレス用型締力Ｆ１に到達する。その後、型締力Ｆは、プレス用型締力Ｆ１に維持される。
【０１１５】
（実施形態における射出及びプレスに係る物理量の変化）
図７（ｂ）は実施形態に係る射出（図６（ｂ））及びプレス（図６（ｃ））における射出速度、射出圧力及び型締力の経時変化を示す図であり、図７（ａ）に相当する。
【０１１６】
図７（ａ）に示す比較例においては、射出速度Ｖは、金型１０１間に概ね充填された半凝固金属からプランジャ４１が受ける力によって減速され、０に至る（ｔ２〜ｔ３）。この際、射出圧力Ｐは上昇する。このような態様においては、例えば、金型１０１間の隙間ｄが大きいと、上昇した射出圧力Ｐによって半凝固金属が金型１０１の合わせ面へはみ出し、バリが生じるおそれがある。その一方、隙間ｄを小さくすると、プレスによって半凝固金属の組織を緻密化する効果が低下する。
【０１１７】
そこで、本実施形態では、図７（ｂ）に示すように、半凝固金属が金型１０１間に概ね充填されるとき（ｔ２）、又はその前に、射出駆動部４３によってプランジャ４１の減速を行う。また、プランジャ４１が概ね停止した後の昇圧動作も行わない。別の観点では、プランジャ４１の減速制御を行って射出を終了する（プランジャ４１を（略）停止させる。）。これにより、射出圧力Ｐの上昇が抑制される（上昇しない場合を含む）。ひいては、隙間ｄを大きくしてプレスの効果を十分に得つつも、バリが発生することを抑制することができる。例えば、隙間ｄを１ｍｍ以上にすることが容易化される。
【０１１８】
なお、例えば、射出制御部９３から、流入側バルブ８３及び／又は流出側バルブ８５の開度を徐々に絞るような制御信号が出力されるのではなく、これらのバルブを閉じることのみを目的とした制御信号が出力される場合を考える。例えば、制御信号の信号レベルが、開位置に対応する信号レベルから閉位置に対応する信号レベルへ徐々に変化するのではなく、開位置に対応する信号レベルから閉位置に対応する信号レベルへ瞬時に切り換えられる場合である。この場合であっても、結果として減速が生じ、その後に停止が生じる。従って、本実施形態の説明において、プランジャ４１を減速させる制御等という場合においては、特に断りがない限り、減速のみ、又は減速及び停止を目的とした制御だけでなく、プランジャ４１を停止させることのみを目的とした制御等も含むものとする。また、プランジャ４１を停止させる制御という場合においては、特に断りがない限り、バルブの開度を徐々に絞り、最終的にバルブを閉じるような、狭義の減速制御の後に停止が行われるものを含むものとする。減速させる制御等という場合、減速のための制御信号が出力されておらず、概ね金型１０１に充填された半凝固金属からプランジャ４１が受ける力によって減速されるものは含まれない。
【０１１９】
減速制御が行われること、及び昇圧動作が行われないことを除いては、実施形態における動作は、比較例における動作と同様とされてよく、上述した比較例についての説明がそのまま本実施形態に適用されてよい。例えば、射出速度Ｖは、半凝固金属が金型１０１間に移動する期間の概ね全体に亘って一定とされてよい。
【０１２０】
減速を開始する時点は、図示の例とは異なり、半凝固金属が概ね金型１０１間に充填される時点（ｔ２付近）であってもよいし、図示の例のように、前記の時点よりも前（ｔ６）であってもよい。プレス完了時にキャビティＣａに半凝固金属が行き渡るように、その一方で、射出圧力の上昇が好適に抑えられるように、個々の金型１０１の形状等に応じて適宜に設定されてよい。
【０１２１】
プランジャ４１は、図示の例のように、概ね射出駆動部４３による減速によって停止し、射出圧力の上昇が生じなくてもよい。また、図示の例とは異なり、射出駆動部４３によって減速されつつ、半凝固金属から受ける力によって停止してもよい。後者の場合であっても、減速制御が行われることによって、減速制御が行われない場合に比較して、射出圧力の上昇は抑制される。
【０１２２】
減速するときの速度勾配は適宜に設定されてよい。この速度勾配は、上述の説明から理解されるように、制御遅れの結果として生じるものであってもよいし、意図的に制御されたものであってもよい。また、速度勾配が制御される場合において、その制御はフィードバック制御であってもよいし、オープン制御であってもよい。
【０１２３】
（射出及びプレスの制御の概要）
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、射出及びプレスの制御の概要を示す模式図である。
【０１２４】
図８（ａ）は、プランジャ４１を前進させて半凝固金属を金型１０１間に充填しているとき（図７（ｂ）のｔ０〜ｔ６）の制御を模式的に示している。なお、このときの速度は、既述のように、例えば、基本的に、比較的低速の一定速度Ｖ１である。
【０１２５】
射出制御部９３（主速度制御部９３ａ）は、例えば、データＤＴに保持されている射出速度の設定値（目標値）を参照し、位置センサ８９の検出値に基づいて、プランジャ４１の速度がその設定値に収束するように、射出駆動部４３の速度フィードバック制御を行う。なお、この速度フィードバック制御は、速度自体の偏差を求めるようなものであってもよいし、速度の設定値から求められる時々刻々の（経過時間毎の）目標位置と、検出された位置との偏差を求め、時々刻々と位置フィードバック制御を行うことによって実質的に速度フィードバック制御を行うものであってもよい。射出駆動部４３の速度は、既に述べたように、流入側バルブ８３（ここでは不図示）及び／又は流出側バルブ８５の開度によって制御される。
【０１２６】
データＤＴの射出速度の設定値は、例えば、入力装置５１からの信号に基づいて入力設定部９９が設定する。換言すれば、オペレータが設定する。なお、ダイカストマシン１の製造者によって、射出速度の設定値又は当該設定値を設定可能な範囲が設定されていてもよいし、金型形状の情報等に基づいて制御装置４７が射出速度の設定値を設定してもよい。
【０１２７】
一定速度Ｖ１の具体的な値は、適宜に設定されてよい。例えば、一定速度Ｖ１は、液状金属の射出における低速射出の速度と同等でよく、１ｍ／ｓ以下、さらには０．２ｍ／ｓ以下（例えば０．１ｍ／ｓ程度）でよい。本実施形態では、型締力によって最終的に半凝固金属を成形することから、半凝固金属を早期に充填するとともにプランジャ４１で早期に高い圧力を半凝固金属に付与する必要性が低いことなどからである。
【０１２８】
図８（ｂ）は、プランジャ４１の減速を開始するとき（図７（ｂ）のｔ６）の制御を模式的に示している。
【０１２９】
射出制御部９３（減速制御部９３ｂ）は、例えば、通電センサ７３からの信号に基づいて通電を検知すると、プランジャ４１を減速するように射出駆動部４３を制御する。既述のように、通電センサ７３は、例えば、オーバーフロー部１０１ｂの端部よりもキャビティＣａに位置しているから、半凝固金属がキャビティＣａに概ね充填され、かつ金型１０１間の空間全体としては半凝固金属が充填される前に通電が検出される。従って、射出圧力が上昇する時点ｔ２よりも前に、減速が開始されることになる。
【０１３０】
プランジャ４１を減速させる制御は、流入側バルブ８３（ここでは不図示）及び／又は流出側バルブ８５の開度を絞る（閉じる）制御である。例えば、射出制御部９３は、流入側バルブ８３及び／又は流出側バルブ８５を閉じるための制御信号を出力する。停止までの減速は、例えば、これらのバルブや射出シリンダ４５等における制御遅れによって生じる。もちろん、制御遅れによって減速するのではなく、任意の速度勾配で減速するように制御信号が出力されてもよい。流入側バルブ８３及び／又は流出側バルブ８５が閉じられると、基本的には、射出シリンダ４５からプランジャ４１には圧力は付与されず、射出圧力は実質的に０となる（図７（ｂ）も参照）。
【０１３１】
なお、通電センサ７３による通電の検知から減速が開始されるまでに、不可避な制御遅れが生じてもよいことは当然である。また、通電センサ７３を金型１０１に取り付けた後、トライアルの射出を行った結果、通電の検知時点と減速の好適な開始時点とがずれていることが考えられる。このような場合に減速の開始時点を微調整するために、通電の検知から減速のための制御信号の出力までに若干（射出速度等にもよるが例えば０．１秒以下）のタイムラグが意図的に設定されてもよい。本実施形態において、通電を検知した「とき」にプランジャ４１を減速させる制御を開始するというような場合においては、このような微調整のためのタイムラグがある場合を含むものとする。すなわち、制御の開始時点が検知の時点に基づいていればよい。後述する、通電の検知に代わる種々の変形例においても同様である。
【０１３２】
図８（ｃ）は、プレスを開始するとき（図７（ｂ）のｔ７）の制御を模式的に示している。
【０１３３】
プレス用型締制御部９５は、例えば、温度センサ７５の検出する温度に基づいて、半凝固金属（別の観点では金型１０１内若しくはキャビティＣａ内）の温度が所定のプレス開始温度まで低下したか否か判定する。より具体的には、例えば、プレス用型締制御部９５は、通電センサ７３によって通電が検知されたことを条件として、又は、射出開始後、金型１０１内の温度がプレス開始温度を超えたか否かを繰り返し判定し、この判定において肯定判定がなされたことを条件として、金型１０１内の温度がプレス開始温度以下であるか否か判定する。そして、プレス用型締制御部９５は、プレス開始温度まで低下したと判定（検知）したとき、プレス用の型締めを開始するように型締装置７（型締電動機２７）を制御する。
【０１３４】
このようにプレスを開始することによって、例えば、半凝固金属の粘度がある程度の高さになってからプレスを行うことになり、プレスの圧力がオーバーフロー部に逃げることを抑制できる。
【０１３５】
プレス開始温度は、データＤＴに保持されており、また、ダイカストマシン１の製造者によって設定されてもよいし、オペレータの入力装置５１に対する操作に応じて入力設定部９９によって設定されてもよいし、半凝固金属の材料等の情報に基づいて制御装置４７が設定してもよい。プレス開始温度は、トライアルの成形等に基づいて適宜に設定されてよい。一例として、プレス開始温度は、半凝固金属の固相率がいわゆる流動限界固相率になるときの温度又はそれ以下の温度とされてよい。
【０１３６】
また、プレス開始温度に至ったか否かの判定に用いられる温度は、温度センサ７５の検出温度そのままであってもよいし、当該検出温度に対して所定の補正をした温度であってもよい。補正は、例えば、温度センサ７５の位置の温度を半凝固金属の中心部の温度に変換するようなものである。ただし、補正した検出温度をプレス開始温度と比較することは、生の検出温度と補正した狭義のプレス開始温度との比較に相当すると捉えることもでき、結局は、検出温度と広義のプレス開始温度との比較に他ならない。
【０１３７】
プレス用型締力Ｆ１の具体的な値は、適宜に設定されてよい。例えば、一般に、ダイカストマシンの大きさは型締力によって表わされ、この型締力が鋳造サイクルにおいて通常用いられている。この型締力の大きさがプレス用型締力Ｆ１とされてよい。また、ダイカストマシンの大きさを表す型締力の大きさを１００％としたときに、製品に要求される品質、キャビティＣａの形状、半凝固金属の固相率等に応じて、１００％未満の範囲、又は１００％を超える範囲で適宜にプレス用型締力Ｆ１が設定されてもよい。また、型締力が上昇する過程における型締力の変化の態様も適宜に設定されてよい。
【０１３８】
プレス用型締力の設定値は、データＤＴに記憶されている。この設定値は、ダイカストマシン１の製造者によって設定されてもよいし、オペレータの入力装置５１に対する操作に応じて入力設定部９９が設定してもよいし、半凝固金属の材料の情報等に基づいて制御装置４７が設定してもよい。
【０１３９】
プレスがなされる間、射出制御部９３は、半凝固金属からプランジャ４１が受ける圧力によってプランジャ４１が後退しないように、適宜に射出装置９を制御してよい。例えば、射出制御部９３は、ヘッド側室４５ｈからの作動液の排出を禁止するように不図示の弁を制御してよい。また、例えば、射出駆動部４３によってプランジャ４１に前進方向の力を加えてもよい。なお、プランジャ４１に前進方向の力を加える場合、プランジャ４１の後退を抑制するだけでもよいし、プレスの力に加えてプランジャ４１の力を半凝固金属に付与してもよい。また、プランジャ４１に前進方向の力を加える場合、射出の終期の減速後、射出駆動部４３の駆動を一旦停止した後に射出駆動部４３を再駆動してもよいし、射出の終期に減速しつつも射出駆動部４３の駆動を継続してもよい。
【０１４０】
（制御装置による処理の手順の一例）
図９は、図５（ａ）〜図８を参照して説明した鋳造サイクルを実現するために制御装置４７が実行するサイクル処理の手順の一例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、入力装置５１に対するサイクル開始の操作をトリガとして繰り返し実行される。
【０１４１】
ステップＳＴ１では、制御装置４７は、型閉じを行うように型締装置７を制御する（図５（ａ）及び図５（ｂ））。具体的には、例えば、制御装置４７は、移動ダイプレート１７が型閉方向へ移動する回転方向へ型締電動機２７を回転させるように型締電動機２７へ制御指令を出力する。このときの速度は、例えば、エンコーダ３５の検出値に基づいて適宜にフィードバック制御される。
【０１４２】
ステップＳＴ２では、制御装置４７は、型厚（型接触位置）を計測するための型締め（図５（ｂ））を行う。具体的には、制御装置４７は、ステップＳＴ１に引き続いて、移動ダイプレート１７が型閉方向へ移動する回転方向へ型締電動機２７を回転させるように型締電動機２７へ制御指令を出力し、データＤＴに記憶されている計測用型締力が得られるまで型締電動機２７を回転させる。そして、制御装置４７は、計測用型締力及びデータＤＴに記憶されているタイバー情報（本数、断面積、ヤング率及び長さＬ０）に基づいてΔＬを算出し、型接触位置を特定する。
【０１４３】
なお、金型１０１の熱膨張等を反映した正確な型接触位置は、このステップＳＴ２において特定されるが、ステップＳＴ１等においては、そのような正確性を有さない、とりあえず入力又は計測された標準の型接触位置が用いられてよい。例えば、ステップＳＴ１では、移動ダイプレート１７が標準の型接触位置に所定の距離まで近づいたときに、型接触の衝撃を緩和するように移動ダイプレート１７が減速されてよい。また、移動ダイプレート１７が標準の型接触位置に所定の距離まで近づいたときに、速度制御（ステップＳＴ１）からトルク制御（ステップＳＴ２）へ切り換えられてもよい。
【０１４４】
ステップＳＴ３では、制御装置４７（隙間制御部９１）は、ステップＳＴ２によって特定された型接触位置を基準として、隙間ｄで金型１０１が型開きされるように型締装置７を制御する（図５（ｃ））。具体的には、例えば、隙間制御部９１は、図５（ｂ）及び図５（ｃ）を参照して説明したように、データＤＴに記憶されている隙間ｄ（隙間設定値）に対応する位置ｘ３を特定し、その特定した位置へ移動ダイプレート１７が位置決めされるように、エンコーダ３５の検出値に基づいて、移動ダイプレート１７の位置のフィードバック制御を行う。
【０１４５】
ステップＳＴ４では、制御装置４７（供給制御部９７及び射出制御部９３）は、半凝固金属の射出が開始されるように供給装置１３及び射出装置９を制御する（図６（ａ）及び図６（ｂ））。具体的には、供給制御部９７は、ステップＳＴ１〜ＳＴ３に並行して製造及び搬送していた半凝固金属をスリーブ３９に供給するように供給装置１３を制御し、次いで、射出制御部９３は、プランジャ４１を前進させるように射出駆動部４３を制御する。この際の射出制御部９３の主速度制御部９３ａによる射出速度の制御については既に述べたとおりである。図９では、便宜上、ステップＳＴ３の後にステップＳＴ４が図示されているが、両者のタイミングが適宜に重複してよいことは既に述べたとおりである。
【０１４６】
ステップＳＴ５では、制御装置４７（減速制御部９３ｂ）は、図８（ｂ）を参照して説明したように、通電センサ７３から通電の検知を示す信号を受信したか否か判定する。すなわち、制御装置４７は、プランジャ４１の減速を開始する条件が満たされたか否か判定する。そして、制御装置４７は、否定判定のときは待機し、肯定判定のときはステップＳＴ６に進む。
【０１４７】
ステップＳＴ６では、制御装置４７（減速制御部９３ｂ）は、プランジャ４１の減速を行うように射出駆動部４３の制御を行う。この減速制御が、狭義の減速のみ（停止を含まない）を指示するものであったり、停止のみを指示して結果として減速が生じるものであったり、狭義の減速及び停止を指示するものであったりしてよいことは、既に述べたとおりである。
【０１４８】
ステップＳＴ７では、制御装置４７（プレス用型締制御部９５）は、図８（ｃ）を参照して説明したように、温度センサ７５からの信号に基づいて、半凝固金属の温度がデータＤＴに記憶されているプレス開始温度まで低下したか否か判定する。すなわち、制御装置４７は、プレス開始条件が満たされたか否か判定する。そして、制御装置４７は、否定判定のときは待機し、肯定判定のときはステップＳＴ８に進む。
【０１４９】
ステップＳＴ８では、制御装置４７（プレス用型締制御部９５）は、プレスのための型締めを行うように型締装置７を制御する（図６（ｃ））。具体的には、プレス用型締制御部９５は、移動ダイプレート１７を型閉方向へ移動させる回転方向へ型締電動機２７を回転させるように型締電動機２７に制御指令を出力し、型締力センサ３７によって検出される型締力がデータＤＴに記憶されているプレス用型締力に到達するまで型締電動機２７を回転させる。なお、プレス用型締制御部９５は、例えば、型締力がプレス用型締力に収束するように型締力センサ３７の検出値に基づいてフィードバック制御を行ってもよい。
【０１５０】
ステップＳＴ９では、制御装置４７は、経過時間などに基づいて半凝固金属が凝固したか否か判定し、凝固したと判定すると、型開きを行うように型締装置７を制御したり、製品を金型１０１から取り出すように押出装置１１を制御する。そして、制御装置４７は、サイクル処理を終了する（次のサイクル処理を開始する。）。なお、特に図示しないが、この他、適宜な時期に金型１０１の洗浄や離型剤の塗布が行われるなど、適宜なステップが挿入されてよい。
【０１５１】
以上のとおり、本実施形態では、ダイカストマシン１は、１対の金型１０１の型開閉及び型締めを行う型締装置７と、１対の金型１０１の間に通じているスリーブ３９内においてプランジャ４１を前進させることにより１対の金型１０１へ射出を行う射出装置９と、型締装置７及び射出装置９を制御する制御装置４７と、を有している。そして、制御装置４７は、射出制御部９３及びプレス用型締制御部９５を有している。射出制御部９３は、１対の金型１０１が隙間を介して対向している状態（例えば隙間ｄで対向する近接状態）のときに射出を開始するように射出装置９を制御する（図６（ｂ））。プレス用型締制御部９５は、射出開始後に型接触及び型締めが行われるように型締装置７を制御する（図６（ｃ））。さらに、射出制御部９３は、（制御により及び／又は半凝固金属からの力により）プランジャ４１が停止する前にプランジャ４１を減速させる制御を行う。
【０１５２】
別の観点では、本実施形態では、固液共存金属（例えば半凝固金属）の成形方法は、射出ステップ（ＳＴ４）及びプレス用型締ステップ（ＳＴ８）を有している。射出ステップ（ＳＴ４）は、隙間を介して対向している１対の金型１０１の間へ、当該１対の金型１０１間に通じているスリーブ３９内の固液共存金属をプランジャ４１によって押し出すように、射出駆動部４３を制御する（図６（ｂ））。プレス用型締ステップ（ＳＴ８）は、固液共存金属がその間に介在している１対の金型１０１の型接触及び型締めを行う（図６（ｃ））。さらに、射出ステップでは、プランジャ４１が停止する前にプランジャ４１を減速させる制御を行う。
【０１５３】
従って、金型１０１によるプレスによって、比較的高い圧力を万遍無く固液共存金属に付与することができる。その結果、固液共存金属の初晶が圧縮されて金属の組織が緻密化され、製品の品質が向上する。しかも、金型１０１間への固液共存金属の供給は、プランジャ４１による押し出しによってスリーブ３９から金型１０１へなされることから、液状金属を成形するダイカストマシンの構成を利用できる。その結果、例えば、装置全体又は各部の汎用性が向上し、ひいては、コストを削減することができる。
【０１５４】
さらに、プランジャ４１を減速させる制御を行って射出を終了することから、概ね金型１０１間に充填されて行き場を失った半凝固金属がプランジャ４１に押されて比較的高い圧力が半凝固金属に付与されるおそれが低減される。その結果、バリの発生が抑制され、別の観点では、隙間ｄを大きくすることができる。
【０１５５】
また、本実施形態では、射出制御部９３は、プランジャ４１を減速させる制御として、プランジャ４１を停止させる制御を行って射出を終了する。従って、より確実に半凝固金属の圧力が上昇することを抑制できる。
【０１５６】
また、本実施形態では、ダイカストマシン１は、金型１０１内の所定位置における通電に応じた信号を出力する通電センサ７３を更に有している。射出制御部９３は、通電センサ７３からの信号に基づいて通電を検知したときにプランジャ４１を減速させる制御を開始する。
【０１５７】
従って、半凝固金属の位置を正確に把握して、半凝固金属の充填時又はその前に減速制御を確実に開始することができる。
【０１５８】
また、本実施形態では、金型１０１は、その内部にキャビティＣａ（製品部）及びオーバーフロー部１０１ｂを構成するものである。通電が検出される位置は、オーバーフロー部１０１ｂ内の、当該オーバーフロー部１０１ｂの端部からキャビティＣａ側へ離れた位置である。
【０１５９】
従って、半凝固金属がキャビティＣａに概ね充填され、かつ金型１０１の内部空間全体としては完全に半凝固金属が充填されていないときに、減速を開始することができる。その結果、例えば、キャビティＣａに半凝固金属が十分に充填されないことによる不良品が製造されるおそれを低減できる。また、プランジャ４１から半凝固金属に加えられる圧力をオーバーフロー部１０１ｂに逃がすことができ、これによってもバリの発生のおそれを低減できる。
【０１６０】
また、本実施形態では、ダイカストマシン１は、キャビティＣａ（製品部）における温度に応じた信号を出力する温度センサ７５を更に有している。プレス用型締制御部９５は、温度センサ７５からの信号に基づいてキャビティＣａにおける温度が所定のプレス開始温度まで低下したことを検知したときにプレス用の型接触及び型締めの制御を開始する。
【０１６１】
従って、既に述べたように、半凝固金属の粘度がある程度の高さになってからプレスを行うことになり、プレスの圧力がオーバーフロー部１０１ｂに逃げることを抑制できる。これにより、例えば、オーバーフロー部１０１ｂを厚く（開口断面を大きく）することができる。その結果、通電センサ７３を適宜な位置に設けたり、プランジャ４１から半凝固金属に加えられる圧力を逃がしたりすることが容易化される。
【０１６２】
＜減速開始条件の変形例＞
上記の実施形態では、図８（ｂ）を参照して説明したように、減速制御の開始条件（ステップＳＴ５）を、通電センサ７３によって通電が検知されたこととした。しかし、減速制御の開始条件は、これ以外にも種々可能であり、以下では、そのいくつかの例を示す。
【０１６３】
（第１変形例）
図１０（ａ）は、第１変形例に係る図８（ｂ）に対応する図であり、プランジャ４１の減速を開始するときの制御を模式的に示している。
【０１６４】
実施形態の説明においても述べたように、半凝固金属が温度センサ７５に到達すると、温度センサ７５の検出温度は上昇する。そこで、第１変形例では、射出制御部９３は、温度センサ７５からの信号に基づいて金型１０１内の温度が所定の減速開始温度まで上昇したことを検知すると、プランジャ４１を減速するように射出駆動部４３を制御する。より具体的には、射出制御部９３は、例えば、射出開始後、金型１０１内の温度が所定の減速開始温度以上であるか否かを繰り返し判定し、肯定判定がなされたときに減速制御を開始する。
【０１６５】
減速開始温度は、データＤＴに記憶されており、射出制御部９３に参照される。また、減速開始温度は、ダイカストマシン１の製造者によって設定されてもよいし、オペレータの入力装置５１に対する操作に応じて入力設定部９９が設定してもよいし、適宜な情報に基づいて制御装置４７が設定してもよい。また、減速開始温度は、スリーブ３９に供給される半凝固金属の温度等に応じて適宜に設定されてよい。
【０１６６】
なお、このように温度センサ７５を用いるときの温度センサ７５の好適な位置については、既に述べたとおりである。また、通電センサ７３を設ける必要がないこと、減速制御の開始条件が温度であることを除いて、第１変形例の構成及び動作は、実施形態と同様でよい。
【０１６７】
第１変形例によっても、実施形態と同様に、半凝固金属の位置を正確に把握して、半凝固金属の充填時又はその前に減速制御を確実に開始することができる。
【０１６８】
また、第１変形例においては、減速制御の開始条件が満たされたか否かの判定に用いる温度センサ７５が、プレス開始条件が満たされたか否かの判定（図８（ｃ）及びステップＳＴ７）にも用いられることになる。従って、実施形態よりも構成が簡素である。
【０１６９】
（第２変形例）
図１０（ｂ）は、第２変形例に係る図８（ｂ）に対応する図であり、プランジャ４１の減速を開始するときの制御を模式的に示している。
【０１７０】
プランジャ４１の位置と、半凝固金属の金型１０１間における充填の程度とは、当然ながら相関がある。そこで、第２変形例では、射出制御部９３は、位置センサ８９からの信号に基づいてプランジャ４１が所定の減速開始位置に到達したことを検知すると、プランジャ４１を減速するように射出駆動部４３を制御する。なお、通電センサ７３を設ける必要がないこと、減速制御の開始条件がプランジャ４１の位置であることを除いて、第２変形例の構成及び動作は、実施形態と同様でよい。
【０１７１】
減速開始位置は、データＤＴに記憶されており、射出制御部９３に参照される。また、減速開始位置は、例えば、オペレータの入力装置５１に対する操作に応じて入力設定部９９が設定してもよいし、入力装置５１を介して入力された鋳造条件に関する情報（例えばビスケット厚の情報）等から特定される、半凝固金属が金型１０１内（又はキャビティＣａ内）に概ね充填されるときのプランジャ４１の位置に対して所定の量又は割合で手前の位置を制御装置４７が自動的に設定してもよい。
【０１７２】
プランジャ４１の位置に対して変速を設定することは、射出後にプレスを行わない通常のダイカストマシンにおいても行われている。第２変形例は、そのようなダイカストマシンに備わっている機能を利用して実現されてもよい。
【０１７３】
なお、射出の後にプレスが行われることを除いても、例えば、以下の点で、第２変形例は、通常のダイカストマシンの速度制御とは相違する。通常のダイカストマシンでは、低速射出に続いて高速射出が行われるから、比較的低速の射出の後に減速は行われない。通常のダイカストマシンでは、狭義の射出（低速射出及び高速射出等）に続いて増圧を行うことから、プランジャ４１を停止させるような減速制御は行われない。射出開始からの経過時間毎の位置フィードバック制御によって実質的にプランジャ４１の速度フィードバック制御を行っている場合においては、所定の位置の検知によって減速を開始することは行われない。
【０１７４】
（第３変形例）
第３変形例に係る制御は、上記の第２変形例と同様に、図１０（ｂ）によって示される。
【０１７５】
第２変形例で述べたように、射出後にプレスが行われない通常のダイカストマシンにおける、プランジャ４１の位置に対して射出速度を設定する機能を用いて、減速開始位置が設定されてもよい。一方、既述のように、ダイカストマシンとして、位置センサ８９からの信号に基づいて、射出開始からの経過時間毎の位置フィードバック制御を行い、これにより、実質的にプランジャ４１の速度フィードバック制御を行うものがある。この両者が組み合わされると、射出制御部９３は、位置センサ８９からの信号に基づいて減速開始位置を検知したときに減速を開始するのではなく、射出開始（所定時点）から所定長さの時間が経過した（減速開始位置に対応する時点（例えば図７（ｂ）のｔ６）が到来した）ことを検知したときに減速を開始することになる。
【０１７６】
なお、プランジャ４１が減速開始位置に到達したことを検知するための具体的な情報が位置センサ８９の検出する位置ではなく、射出制御部９３が射出開始から計時している経過時間であることを除けば、第３変形例の構成及び動作は第２変形例のものと同様である。
【０１７７】
（第４変形例）
第４変形例に係る制御も、図１０（ｂ）によって示される。図７（ａ）を参照して説明したように、射出制御部９３が、プランジャ４１が所定の目標速度Ｖ１で金型１０１に向かって前進するように制御を行っている状態であっても（減速制御を行っていなくても）、半凝固金属が金型１０１間に概ね充填されると、プランジャ４１は半凝固金属から受ける力によって減速する。
【０１７８】
そこで、第４変形例では、射出制御部９３は、プランジャ４１の速度が目標速度Ｖ１となるように制御を行っている状態において、位置センサ８９（速度センサ）からの信号に基づいて、プランジャ４１の速度が目標速度Ｖ１よりも低い所定の減速開始速度Ｖｓ（図７（ａ））まで低下したことを検知したときに、プランジャ４１を減速させる制御を開始する。なお、通電センサ７３を設ける必要がないこと、減速制御の開始条件がプランジャ４１の速度であることを除いて、第４変形例の構成及び動作は、実施形態と同様でよい。
【０１７９】
減速開始速度は、データＤＴに記憶されており、射出制御部９３に参照される。また、減速開始速度は、例えば、ダイカストマシン１の製造者によって設定されてもよいし、オペレータの入力装置５１に対する操作に応じて入力設定部９９が設定してもよいし、目標速度Ｖ１に対して所定の量又は割合で低い速度を制御装置４７が自動的に設定してもよい。
【０１８０】
（第５変形例）
図１０（ｃ）は、第５変形例に係る図８（ｂ）に対応する図であり、プランジャ４１の減速を開始するときの制御を模式的に示している。
【０１８１】
図７（ａ）を参照して説明したように、射出制御部９３が、プランジャ４１が所定の目標速度Ｖ１で金型１０１に向かって前進するように制御を行っている状態においては、半凝固金属が金型１０１間に概ね充填されると、射出圧力が比較的急激に上昇する。
【０１８２】
そこで、第５変形例では、射出制御部９３は、プランジャ４１の速度が目標速度Ｖ１となるように制御を行っている状態において、圧力センサ８７（８７Ｈ及び８７Ｒの組み合わせ、又は８７Ｈのみ）からの信号に基づいて、射出圧力が所定の減速開始圧力Ｐｓ（図７（ａ））まで上昇したことを検知したときに、プランジャ４１を減速させる制御を開始する。なお、通電センサ７３を設ける必要がないこと、減速制御の開始条件が射出圧力であることを除いて、第５変形例の構成及び動作は、実施形態と同様でよい。
【０１８３】
減速開始圧力は、データＤＴに記憶されており、射出制御部９３に参照される。また、減速開始圧力は、例えば、ダイカストマシン１の製造者によって設定されてもよいし、オペレータの入力装置５１に対する操作に応じて入力設定部９９が設定してもよいし、目標速度Ｖ１等に基づいて制御装置４７が自動的に設定してもよい。
【０１８４】
なお、実施形態（通電判定）、第１変形例（温度判定）、第２変形例（位置判定）及び第３変形例（時間判定）では、半凝固金属（固液共存金属）の金型１０１内への充填が完了に近づくことによる射出圧力の上昇（図７（ａ）の時点ｔ２以降の上昇）が生じる前、及び生じ始めた後（例えば直後）のいずれにおいて減速制御が開始されてもよく、好適には、生じる前に減速制御が開始されるように、センサの位置又は判定条件が設定される。
【０１８５】
＜プレス開始条件の変形例＞
実施形態では、図８（ｃ）を参照して説明したように、プレス開始条件（ステップＳＴ７）を、温度センサ７５の検出温度が所定のプレス開始温度まで低下したこととした。しかし、プレス開始条件は、これ以外にも種々可能である。
【０１８６】
例えば、特に図示しないが、プレス用型締制御部９５は、適宜な計時開始時点からの経過時間が所定のプレス開始時点に到達したときにプレスを開始してもよい。計時開始時点は、適宜に設定されてよく、例えば、射出開始時点であってもよいし、プランジャ４１の減速を開始した時点であってもよいし、プランジャ４１が停止した時点であってもよい。プレス開始時点（別の観点では計時開始時点からの経過時間）も適宜に設定されてよく、例えば、プランジャ４１が停止すると推測される時点であってもよいし、半凝固金属の粘度がある程度高くなったと推測される時点であってもよい。
【０１８７】
計時開始時点及び／又はプレス開始時点は、データＤＴに保持されており、プレス用型締制御部９５に参照される。計時開始時点及び／又はプレス開始時点は、例えば、ダイカストマシン１の製造者によって設定されてもよいし、オペレータの入力装置５１に対する操作に応じて入力設定部９９が設定してもよいし、適宜な情報に基づいて制御装置４７が自動的に設定してもよい。
【０１８８】
また、特に図示しないが、減速開始条件に用いた指標をプレス開始条件に用いることもできる。例えば、プレス用型締制御部９５は、通電センサ７３からの信号に基づいて通電を検知したときにプレスを開始してもよい。なお、この場合の通電センサ７３は、減速開始条件の判定に用いられるものと同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、例えば、プレス用型締制御部９５は、位置センサ８９からの信号に基づいてプランジャ４１が所定のプレス開始位置に到達したことを検知したときにプレスを開始してもよい。また、例えば、プレス用型締制御部９５は、圧力センサ８７（８７Ｈ及び８７Ｒの組み合わせ、又は８７Ｈのみ）からの信号に基づいて射出圧力が所定のプレス開始圧力まで上昇したことを検知したときにプレスを開始してもよい。
【０１８９】
なお、実施形態では、半凝固金属のプレス開始（移動ダイプレート１７の移動開始）の時点は、半凝固金属の温度が所定のプレス開始温度まで低下したときとされ、結果として、図７（ｂ）では、半凝固金属が金型１０１間に概ね充填された後（時点ｔ６の後又はｔ２の後）にプレスが開始される。ただし、上記の各種の変形例においては、金型１０１によって半凝固金属をプレスできる限り、実施形態で示したプレス開始時点よりも前であってもよいし、同等であってもよいし、後であってもよい。
【０１９０】
例えば、極端な事を言えば、プレス開始時点は、射出開始後（ｔ０後）乃至は射出の中間時点以後（図７（ｂ）の（ｔ２−ｔ０）／２以後）でよく、さらには、射出開始前（ｔ０前）も可能である。ただし、早期にプレスを開始する場合は、射出に対して早期に型接触が生じてしまわないようにプレスの速度を相対的に低くする必要がある。
【０１９１】
現実的には、プレス開始の時点は、例えば、プランジャ４１の減速開始時点（ｔ６）の直前、減速開始時点からプランジャ４１が略停止する時点までの間（ｔ６〜ｔ２）の適宜な時点、プランジャ４１が略停止した後（図７（ｂ）のｔ２の後）の適宜な時期である。
【０１９２】
確実に金型１０１によって半凝固金属をプレスする観点からは、プレス開始時点は、減速開始時点（ｔ６）以後が好ましく、さらに好ましくはプランジャ４１の停止時点（図７（ｂ）のｔ２）以後である。
【０１９３】
実施形態及び第１〜第５変形例における減速開始条件と、上述の種々の変形例に係るプレス開始条件とは適宜に組み合わされてよい。例えば、第３〜第５変形例に係る減速開始条件のいずれかと、経過時間（タイマ）、位置センサ８９又は圧力センサ８７のいずれかを用いるプレス開始条件とを組み合わせることにより、通電センサ７３及び温度センサ７５を不要としてもよい。
【０１９４】
＜第２実施形態＞
図１１は、第２実施形態に係るダイカストマシン２０１の要部の構成を示す、図１に対応する図である。
【０１９５】
第１実施形態では、射出装置９の射出駆動部４３は液圧式である。これに対して、第２実施形態では、射出装置２０９の射出駆動部２４３は電動式である。それ以外の点については、第２実施形態は、第１実施形態と同様である。
【０１９６】
電動式の射出駆動部２４３は、種々の構成とされてよい。図示の例では、射出駆動部２４３は、回転式の電動機２４４と、電動機２４４の回転を並進運動に変換してプランジャ４１に伝達する伝達機構２４５とを有している。
【０１９７】
伝達機構２４５は、例えば、ねじ機構によって構成されており、ねじ軸２４５ａと、ねじ軸２４５ａに螺合しているナット２４５ｂとを有している。ねじ軸２４５ａは、例えば、軸方向の移動が規制されるとともに軸回りの回転が許容され、電動機２４４の回転が伝達される。ナット２４５ｂは、例えば、軸方向の移動が許容されるとともに軸回りの回転が規制され、プランジャ４１に連結されている。そして、電動機２４４によってねじ軸２４５ａが軸回りに回転されると、ナット２４５ｂが軸方向へ移動し、ひいては、プランジャ４１が前進又は後退する。
【０１９８】
ダイカストマシン２０１の動作は、基本的には、第１実施形態（及びその種々の変形例）と同様である。ただし、電動式であるから、速度制御及び圧力（トルク）制御は、電動機２４４に供給される電力（直流又は交流）の電流、電圧及び／又は周波数によって制御される。
【０１９９】
また、速度フィードバック制御、減速開始条件の判定及び／又はプレス開始条件の判定に関して、位置センサ８９に代えて、電動機２４４のエンコーダ２４４ａが用いられてもよい。なお、エンコーダ２４４ａは、プランジャ４１の位置を検出可能な位置センサの一種として捉えられてもよい。エンコーダ２４４ａが速度センサとなり得ることは位置センサ８９と同様である。
【０２００】
電動式の射出駆動部２４３では、圧力センサ８７が設けられない。しかし、減速開始条件の判定及び／又はプレス開始条件の判定に関して、射出圧力は、例えば、電動機２４４が生じているトルクに基づいて特定されてよい。トルクの検出は、例えば、消費電力に基づいて測定されてもよいし、駆動軸と負荷軸との間に生じる変位又は変形を検出することによって測定されてもよい。
【０２０１】
第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、１対の金型１０１を隙間ｄで対向させた近接状態で射出を開始し、射出開始後に型締めによってプレスを行うこと、射出の際、プランジャを減速させる制御を行って射出を終了することなどから、第１実施形態と同様の効果が奏される。すなわち、金属組織の緻密化による品質向上が得られ、またバリの発生を抑制できる（別の観点では隙間ｄを大きくすることができる。）。
【０２０２】
また、第２実施形態では、射出装置２０９が電動式とされている。溶湯を射出する通常の射出装置においては、速やかに溶湯を射出する高速射出を実現するために、射出シリンダと、射出シリンダへ作動液を供給するアキュムレータとを有する構成が採用されることが多く、特に大型のダイカストマシンにおいては射出装置を電動式とすることが難しい。しかし、半凝固金属を前提とするのであれば、本実施形態のような電動式の射出装置２０９を採用することが容易化される。さらには、ダイカストマシン２０１の全体を電動式とすることが容易化される。
【０２０３】
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。
【０２０４】
例えば、ダイカストマシンは、横型締横射出に限定されず、縦型締めのもの及び／又は縦射出のものであってもよい。ダイカストマシンは、半凝固金属の成形だけでなく、溶湯の成形を行うことができるものであってもよいし、溶湯の成形を行うことができない、固液共存金属の成形に専用のものであってもよい。
【０２０５】
型締装置の駆動部は、電動式に限らず、液圧式（油圧式）であってもよい。ただし、正確に所定の隙間で１対の金型を対向させる観点からは、型締装置の駆動部は電動式であることが好ましい。また、型締装置は、トグル式のものに限定されず、いわゆる直圧式のものであってもよいし、型開閉と型締めとが別個の駆動部によって行われるいわゆる複合式のものであってもよい。タイバーは、実施形態とは逆に、移動ダイプレートに固定されて、固体ダイプレートに対して移動可能であってもよい。
【０２０６】
射出装置の駆動部は、実施形態においても述べたように、液圧式であってもよいし、電動式であってもよく、さらには、両者を組み合わせたハイブリッド式であってもよい。射出装置の駆動部は、液圧式の場合において、アキュムレータを有していなくてもよい。半凝固金属を成形するだけであれば、高速で射出シリンダを駆動する必要はないことからである。射出装置の駆動部は、電動式の場合において、リニアモータを用いるものであってもよい。また、回転式のモータを用いる場合において、回転を並進運動に変換する機構は、ねじ機構に限定されず、例えば、ラック・ピニオン機構であってもよい。また、ねじ機構を用いる場合において、ねじ軸がプランジャに連結されてナットが回転されてもよい。
【０２０７】
型締装置の駆動部の構成と射出装置の駆動部の構成との組み合わせも適宜であり、例えば、双方が電動式とされた全電動式（第２実施形態）とされてもよいし、双方が液圧式とされた全液圧式とされてもよいし、いずれか一方が電動式、他方が液圧式とされたハイブリッド式（例えば第１実施形態）とされてもよい。
【０２０８】
プランジャの速度は、その一部又は全部がオープン制御によって制御されてもよい。なお、オープン制御の場合においても、第３変形例のように、所定時点（通常は射出開始）から所定長さの時間が経過したときに減速が開始されてよい。
【符号の説明】
【０２０９】
１…ダイカストマシン、７…型締装置、９…射出装置、３９…スリーブ、４１…プランジャ、４７…制御装置、９３…射出制御部、９５…プレス用型締制御部、１０１…金型。
【図１】
0006745642.tif 000002
【図２】
0006745642.tif 000003
【図３】
0006745642.tif 000004
【図４】
0006745642.tif 000005
【図５】
0006745642.tif 000006
【図６】
0006745642.tif 000007
【図７】
0006745642.tif 000008
【図８】
0006745642.tif 000009
【図９】
0006745642.tif 000010
【図１０】
0006745642.tif 000011
【図１１】
0006745642.tif 000012