JP5063081B2

JP5063081B2 - Die casting machine

Info

Publication number: JP5063081B2
Application number: JP2006299139A
Authority: JP
Inventors: 吉哉谷口
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2026-11-02
Also published as: JP2008114246A

Description

本発明は、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係り、特に、射出用駆動源として電動サーボモータを用いたダイカストマシンに関する。 The present invention relates to a die casting machine in which a molten metal is injected and filled into a mold by advancing an injection plunger, and more particularly to a die casting machine using an electric servo motor as an injection drive source.

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。 A die casting machine that obtains a product by injecting and filling a molten metal material into a mold cavity is well known. In this die casting machine, a metal material melted in a melting furnace (for example, Al alloy, Mg alloy, etc.) Each shot is weighed and pumped with a ladle, and the molten metal (molten metal material) is poured into the injection sleeve, and this is injected and filled into the mold cavity by the forward movement of the injection plunger. Yes.

ダイカストマシンによる鋳造過程には、図９に示すように、低速射出工程およびこれに引き続く高速射出工程からなる射出工程と、高速射出工程に引き続く増圧工程とが含まれており、高速射出工程ではプラスチック射出成形よりも高速の射出速度が要求され、また、増圧工程では大きな増圧力が求められることから、射出／増圧の射出の駆動源としては、従来は一般的に、比較的に大型の油圧駆動源が用いられており、このように射出駆動源を油圧駆動源としていることから、型開閉や鋳造品突き出しの駆動源も油圧駆動源とした、油圧式のダイカストマシンが、従来はダイカストマシン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の開発が進みつつある。 As shown in FIG. 9, the casting process by the die casting machine includes an injection process including a low-speed injection process and a subsequent high-speed injection process, and a pressure increasing process subsequent to the high-speed injection process. Since a higher injection speed is required than plastic injection molding and a large pressure increase is required in the pressure increasing process, as a driving source for injection / pressure increasing, it has been generally a relatively large size. Since the injection drive source is used as the hydraulic drive source in this way, the hydraulic die casting machine using the hydraulic drive source as the drive source for mold opening and closing and casting product extrusion is conventionally used. It was the mainstream of die casting machines. However, hydraulic die casting machines have a risk of fouling by oil, so the demand for clean electric die casting machines is increasing recently, and the development of such electric die casting machines is advancing. is there.

図１０は、従来の電動式のダイカストマシンの主として射出系の構成を示す簡略化し且つ一部を破断した説明図である。図１０において、１０１はベース部材、１０２は、ベース部材１０１上に配置された固定ダイプレート、１０３は、固定ダイプレート１０２に取り付けられた固定側金型、１０４は、図示せぬ型開閉用駆動源および型開閉メカニズムによって、固定ダイプレート１０２に対して前後進駆動される可動ダイプレート、１０５は、可動ダイプレート１０４に取り付けられた可動側金型、１０６は、型締め状態の両金型１０３、１０５によって形作られるキャビティ、１０７は、キャビティ１０６に通じる金型湯道部（スプル・ゲート部等）である。 FIG. 10 is a simplified and partially broken explanatory view mainly showing a configuration of an injection system of a conventional electric die casting machine. In FIG. 10, 101 is a base member, 102 is a fixed die plate disposed on the base member 101, 103 is a fixed mold attached to the fixed die plate 102, and 104 is a mold opening / closing drive (not shown). A movable die plate that is driven forward and backward with respect to the fixed die plate 102 by a source and a mold opening / closing mechanism, 105 is a movable side mold attached to the movable die plate 104, and 106 is both molds 103 in a clamped state , 105 is a mold runner (such as a sprue / gate) that leads to the cavity 106.

また、１０８は、固定ダイプレート１０２と対向するようにベース部材１０１上に配置された保持プレート、１０９は、固定ダイプレート１０２と保持プレート１０８との間に架け渡された連結軸、１１０は、ベース部材１０１上に敷設されたレール部材、１１１は、レール部材１１０上を直線移動可能な直動ガイド１１２に、その下部を固定された直動体、１１３は保持プレート１０８に搭載された射出用の電動サーボモータ、１１４は、電動サーボモータ１１３の出力軸に固着された駆動プーリ、１１５は、電動サーボモータ１１３の回転を直線運動に変換するボールネジ機構、１１６は、保持プレート１０８に回転可能に保持されたボールネジ機構１１５のナット体、１１７は、ナット体１１６に螺合されてナット体１１６の回転で直線移送されるボールネジ機構１１５のネジ軸、１１８は、ナット体１１６に固着されて、電動サーボモータ１１３の回転を駆動プーリおよび図示せぬタイミングベルトを介して伝達される被動プーリ、１１９は、その端部を固定側金型１０３に固定され、その内部が金型湯道部１０７と連通した射出スリーブ、１２０は、射出スリーブ１１９に穿設された注湯口、１２１は、その端部を直動体１１１に固定されて、射出スリーブ１１９内を前後進可能な射出プランジャである。 Reference numeral 108 denotes a holding plate disposed on the base member 101 so as to face the fixed die plate 102, 109 denotes a connecting shaft spanned between the fixed die plate 102 and the holding plate 108, and 110 denotes A rail member 111 laid on the base member 101 is a linear motion guide 112 that is linearly movable on the rail member 110, a linear motion body having a lower portion fixed thereto, and 113 is an injection unit mounted on a holding plate 108. The electric servo motor 114 is a drive pulley fixed to the output shaft of the electric servo motor 113, 115 is a ball screw mechanism that converts the rotation of the electric servo motor 113 into a linear motion, and 116 is rotatably held by the holding plate 108. The nut body 117 of the ball screw mechanism 115 thus formed is screwed into the nut body 116 and directly rotated by the rotation of the nut body 116. A threaded shaft 118 of the ball screw mechanism 115 to be transferred is fixed to the nut body 116, and a driven pulley 119 that transmits the rotation of the electric servo motor 113 via a driving pulley and a timing belt (not shown) is an end thereof. The injection sleeve is fixed to the fixed mold 103, and the inside thereof communicates with the mold runner 107, 120 is a pouring hole drilled in the injection sleeve 119, and 121 is a linearly moving body 111. This is an injection plunger that is fixed to and can move forward and backward in the injection sleeve 119.

上記の電動サーボモータ１１３の回転は、被動プーリ１１４、図示せぬタイミングベルト、被動プーリ１１８を介してボールネジ機構１１５のナット体１１６に伝達され、ナット体１１６が回転することでボールネジ機構１１５のネジ軸１１７が直線駆動されて、これにより、ネジ軸１１７と一体となって直動体１１１および射出プランジャ１２１が直線駆動される。 The rotation of the electric servo motor 113 is transmitted to the nut body 116 of the ball screw mechanism 115 via the driven pulley 114, a timing belt (not shown), and the driven pulley 118, and the nut body 116 is rotated to rotate the screw of the ball screw mechanism 115. The shaft 117 is linearly driven, whereby the linear moving body 111 and the injection plunger 121 are linearly driven integrally with the screw shaft 117.

図１０に示す構成において、型締め状態において、図示せぬラドルによって溶融金属１２２が注湯口１２０から射出プランジャ１１９内に注ぎ込まれると、その直後のタイミングにおいて低速射出工程が開始され、射出プランジャ１２１は、低速射出工程での設定速度にしたがって前進駆動されて、これによって、射出スリーブ１１９内の金属溶湯１２２が金型湯道部１０７まで充填され、また、金型のキャビティ１０６内のガス抜きが行われる。低速射出工程が完了すると直ちに高速射出工程に移行し、射出プランジャ１２１は、高速射出工程での設定速度にしたがって前進駆動されて、これによって、金属溶湯１２２が金型のキャビティ１０６内に急速に射出・充填される。高速射出工程が完了すると直ちに増圧工程に移行し、増圧工程での設定圧力にしたがって、射出プランジャ１２１によりキャビティ１０６内の金属に対して増圧力を付与する。このような、低速射出工程、高速射出工程での速度の遷移や、増圧工程での圧力の遷移は、例えば図９に示したようなものとなる。 In the configuration shown in FIG. 10, when the molten metal 122 is poured into the injection plunger 119 from the pouring port 120 by a ladle (not shown) in the mold-clamping state, a low-speed injection process is started immediately after that, and the injection plunger 121 is The metal is moved forward in accordance with the set speed in the low-speed injection process, so that the molten metal 122 in the injection sleeve 119 is filled up to the mold runner 107, and the gas in the mold cavity 106 is vented. Is called. As soon as the low-speed injection process is completed, the process proceeds to the high-speed injection process, and the injection plunger 121 is driven forward according to the set speed in the high-speed injection process, whereby the molten metal 122 is rapidly injected into the cavity 106 of the mold. -Filled. As soon as the high-speed injection process is completed, the process proceeds to the pressure-increasing process. According to the set pressure in the pressure-increasing process, the injection plunger 121 applies an increased pressure to the metal in the cavity 106. Such a speed transition in the low-speed injection process and the high-speed injection process and a pressure transition in the pressure increasing process are as shown in FIG. 9, for example.

ところで図１０に示した従来技術では、上記したように、電動サーボモータ１１３の回転をボールネジ機構１１５により直線運動に変換し、ボールネジ機構１１５の直動部により射出プランジャ１２１を直線駆動するようにしている。ところが、高速射出工程では射出プランジャ１２１の前進速度を急速に高速に立ち上げる必要があるので、高速射出工程では電動サーボモータ１１３を急速に高速回転させることになるが、高速に立ち上げる過渡応答性にはモータ性能だけでは自ずと限界がある。また、増圧工程では射出プランジャ１２１による増圧力（押圧力）を急速に高圧に立ち上げる必要があるが、高圧に立ち上げる過渡応答性にはモータ性能だけでは自ずと限界がある上、大きな増圧力を得るためには大容量の（高トルク出力の）高価なモータを必要とし、コストアップに繋がるという問題がある。 In the prior art shown in FIG. 10, as described above, the rotation of the electric servo motor 113 is converted into a linear motion by the ball screw mechanism 115, and the injection plunger 121 is linearly driven by the linear motion portion of the ball screw mechanism 115. Yes. However, in the high-speed injection process, it is necessary to rapidly increase the forward speed of the injection plunger 121. Therefore, in the high-speed injection process, the electric servo motor 113 is rapidly rotated at a high speed. Is inherently limited by motor performance alone. Further, in the pressure increasing process, it is necessary to quickly increase the pressure increase (pressing force) by the injection plunger 121 to a high pressure. However, the transient response to increase to a high pressure is naturally limited only by the motor performance, and a large pressure increase. In order to obtain this, an expensive motor with a large capacity (high torque output) is required, which leads to a problem of cost increase.

なお、プラスチック射出成形機においては、電動サーボモータの回転力により駆動され、動作位置に応じて力の拡大率と速度とが変化するリンク機構によって、射出動作を行うように技術として、クランク機構により射出動作を行う技術が特開平３−１４６３２０号公報に開示されており、ダブルトグルリンク機構により射出動作を行う技術が特開２００３−２５３６８号公報に開示されている。しかし、これらの先願公報の技術はダイカストマシンへの適用ではなく、ダイカストマシンに固有の高速射出工程や増圧工程に応じたリンクの動作特性の利用を開示するものではない。 In a plastic injection molding machine, a crank mechanism is used as a technique to perform an injection operation by a link mechanism that is driven by the rotational force of an electric servo motor and whose force expansion rate and speed change according to the operating position. A technique for performing an injection operation is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-146320, and a technique for performing an injection operation by a double toggle link mechanism is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-25368. However, the technologies of these prior application publications are not applied to a die casting machine, and do not disclose the use of link operating characteristics according to a high speed injection process or a pressure increasing process inherent to the die casting machine.

本発明の目的は、射出用駆動源として電動サーボモータを用いるダイカストマシンにおいて、高速射出工程における高速速度への急速立ち上げの性能や、増圧工程における高圧への急速立ち上げの性能を向上させることが可能であると共に、比較的に小容量のモータを用いても、大きな増圧力を容易に得ることが可能であるようにすることにある。 An object of the present invention is to improve the performance of rapid startup to a high speed in a high-speed injection process and the performance of rapid startup to a high pressure in a pressure-increasing process in a die casting machine using an electric servo motor as an injection drive source. It is possible to obtain a large pressure increase easily even if a relatively small capacity motor is used.

本発明は上記した目的を達成するために、射出用駆動源として電動サーボモータを用い、製品の鋳造過程において、低速射出工程およびこれに引き続く高速射出工程からなる射出工程と、高速射出工程に引き続く増圧工程とが行われるように前記電動サーボモータを駆動制御するダイカストマシンであって、前記電動サーボモータにより原動軸が一定速度で回転駆動され、前記原動軸に連結されたリンク部材の動作位置に応じて、当該リンク部材の入力端に作用する力と出力端に作用する力の比である力の拡大率と、当該リンク部材の入力端の移動速度と出力端の移動速度の比である速比とが変化するリンク機構と、該リンク機構によって射出スリーブ内を直線駆動される射出プランジャとを備え、前記高速射出工程を、前記リンク機構の動作領域における速比が「１」を上回る領域で実行し、前記増圧工程を、前記リンク機構の動作領域における力の拡大率が「１」を上回る領域で実行することを特徴とする。
また、金属溶湯の射出充填条件に応じて、固定ダイプレートとリンク機構の力の入力端との間の距離を可変設定する。
さらに、固定ダイプレートと対向配置され、固定ダイプレートに対する位置を可変設定可能な保持ブロックと、固定ダイプレートと保持ブロックとを連結し、保持プレートを貫通した側に形成したネジ部に、保持ブロックに回転可能に保持されたギヤ付きナットが螺合された複数本の連結軸と、保持ブロックに搭載されて、ギヤ付きナットを伝達ギヤ列を介して回転駆動する保持ブロック位置調整用モータと、リンク機構により直線駆動され、前記射出プランジャと一体となって直線移送される直動ブロックとを備え、前記リンク機構は、前記保持ブロック側に回転可能に保持された原動軸と、その一端部が前記原動軸を回転中心として前記原動軸と一体回転する第１アームと、その一端部が前記第１アームの他端部に相対回転可能に連結され、その他端側が前記直動ブロック側に相対回転可能に連結された第２アームとをもつ、クランク機構により構成される。 In order to achieve the above-described object, the present invention uses an electric servo motor as an injection drive source, and in the product casting process, follows an injection process comprising a low-speed injection process and a subsequent high-speed injection process, and a high-speed injection process. A die casting machine that drives and controls the electric servo motor so that a pressure increasing step is performed, wherein a driving shaft is rotationally driven at a constant speed by the electric servo motor, and an operating position of a link member connected to the driving shaft Is the ratio of the force expansion ratio, which is the ratio of the force acting on the input end of the link member and the force acting on the output end, and the ratio of the moving speed of the input end of the link member to the moving speed of the output end. a link mechanism speed ratio and changes, and a injection plunger which is linearly driven in the injection sleeve by the link mechanism, the high-speed injection step, movement of the link mechanism Running in the region speed ratio in the region is greater than "1", the pressure increasing step, the magnification of the force in the operation area of the link mechanism and to execute in a region above the "1".
Moreover, the distance between the fixed die plate and the force input end of the link mechanism is variably set according to the injection filling condition of the molten metal.
Further, a holding block that is disposed opposite to the fixed die plate and can be variably set with respect to the fixed die plate, and the fixed die plate and the holding block are connected to each other, and a holding block is formed on a screw portion formed on the side penetrating the holding plate A plurality of connecting shafts in which geared nuts that are rotatably held are screwed together, a holding block position adjusting motor that is mounted on the holding block and that rotates the geared nuts via a transmission gear train, is linearly driven by a link mechanism, the example Bei a linear motion block which is linearly transported a injection plunger integral with the link mechanism includes a rotatably retained original shaft to the holding block-side, one end A first arm that rotates integrally with the driving shaft about the driving shaft as a rotation center, and one end of the first arm connected to the other end of the first arm so as to be relatively rotatable. , With a second arm whose other end is relatively rotatably connected to the linear motion block side, constituted by the crank mechanism.

本発明では、射出用電動サーボモータの回転力により駆動され、動作位置に応じて力の拡大率と速度とが変化するリンク機構によって、射出プランジャを直線駆動する構成において、高速射出工程を、リンク機構の動作領域における速度が大きい領域で実行し、増圧工程を、リンク機構の動作領域における力の拡大率の大きい領域で実行するので、高速射出領域ではリンク機構が増速メカニズムとして機能することで、高速速度への急速立ち上げが容易に可能となり、また、増圧工程ではリンク機構が力の拡大メカニズム（すなわち、増圧メカニズム）として機能することで、高圧への急速立ち上げが容易に可能となる上、比較的に小容量のモータを用いても、大きな増圧力を得ることが容易に可能となる。
また、金型形状といった金属溶湯の射出充填条件に応じて、固定ダイプレートとリンク機構の力の入力端との間の距離を可変設定するので、高速射出工程に先立つ低速射出工程開始時点の射出プランジャの位置を任意位置に設定することができ、これによって、低速射出工程開始時点から高速射出工程開示時点までの射出プランジャの前進ストロークを任意に可変設定すること、つまり、高速射出工程開始時点におけるリンク機構の動作姿勢を所望の状態に設定することで、リンク機構の速比特性線における所望位置から高速射出工程を開始させることができる。したがって、金型形状といった金属溶湯の射出充填条件に応じて、リンク機構における速比特性線の所望位置から高速射出工程を開始させることが可能となるので、金属溶湯の射出充填条件に応じた好適鋳造を適応的に行うことができる。
また、リンク機構は、保持ブロック側に回転可能に保持された力の入力端である原動軸と、その一端部が原動軸を回転中心として原動軸と一体回転する第１アームと、その一端部が第１アームの他端部に相対回転可能に連結され、その他端側が直動ブロック側に相対回転可能に連結された第２アームとをもつ、クランク機構により構成されているので、このクランク機構よりなる射出機構は、電動サーボモータの回転をボールネジ機構によって一旦直線運動に変換して、ボールネジ機構の直動部によりダブルトグルリンク機構などのトグルリンク機構を駆動することによって、射出を行う構成に較べると、構造がはるかにシンプルなものとなる。 In the present invention, in the configuration in which the injection plunger is linearly driven by a link mechanism that is driven by the rotational force of the electric servomotor for injection and whose force enlargement rate and speed change according to the operating position, the high-speed injection process is performed in the link Since the speed increase process is executed in an area where the force expansion rate is large in the operation area of the link mechanism, the link mechanism functions as a speed increase mechanism in the high speed injection area. This makes it possible to quickly start up to a high speed, and the link mechanism functions as a force expansion mechanism (ie, a pressure increasing mechanism) in the pressure increasing process, which makes it easy to quickly increase to a high pressure. Moreover, even if a relatively small capacity motor is used, a large pressure increase can be easily obtained.
In addition, since the distance between the fixed die plate and the force input end of the link mechanism is variably set according to the injection filling condition of the molten metal such as the mold shape, injection at the start of the low-speed injection process prior to the high-speed injection process The position of the plunger can be set to an arbitrary position, whereby the advance stroke of the injection plunger from the start time of the low speed injection process to the time of disclosure of the high speed injection process can be arbitrarily variably set, that is, at the start time of the high speed injection process. By setting the operation posture of the link mechanism to a desired state, the high-speed injection process can be started from a desired position on the speed ratio characteristic line of the link mechanism. Therefore, since it becomes possible to start the high-speed injection process from a desired position of the speed ratio characteristic line in the link mechanism according to the injection filling condition of the molten metal such as the mold shape, it is preferable according to the injection filling condition of the molten metal. Casting can be performed adaptively.
The link mechanism includes a driving shaft that is an input end of a force rotatably held on the holding block side, a first arm whose one end rotates integrally with the driving shaft with the driving shaft as a rotation center, and one end thereof Is constituted by a crank mechanism having a second arm connected to the other end of the first arm so as to be relatively rotatable and a second arm having the other end connected to the linear motion block so as to be relatively rotatable. The injection mechanism is configured to perform injection by once converting the rotation of the electric servo motor into a linear motion by the ball screw mechanism and driving a toggle link mechanism such as a double toggle link mechanism by the linear motion part of the ball screw mechanism. In comparison, the structure is much simpler.

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１〜図８は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）による電動式のダイカストマシンに係り、図１は、本実施形態のダイカストマシンの主として射出系の構成を示す簡略化し且つ一部を破断した説明図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 8 relate to an electric die casting machine according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the present embodiment), and FIG. 1 is a simplified diagram mainly showing a configuration of an injection system of the die casting machine of the present embodiment. It is explanatory drawing which cut and partly fractured.

図１において、１は、図示せぬメインフレーム上に固定されたベース部材、２は、ベース部材１上に固定された固定ダイプレート、３は、固定ダイプレート２に取り付けられた固定側金型、４は、図示せぬ型開閉用駆動源および型開閉メカニズムによって、固定ダイプレート２に対して前後進駆動される可動ダイプレート、５は、可動ダイプレート４に取り付けられた可動側金型、６は、型締め状態の両金型３、５によって形作られるキャビティ、７は、キャビティ６に通じる金型湯道部（スプル・ゲート部等）である。 In FIG. 1, 1 is a base member fixed on a main frame (not shown), 2 is a fixed die plate fixed on the base member 1, and 3 is a fixed-side mold attached to the fixed die plate 2. 4 is a movable die plate that is driven forward and backward with respect to the fixed die plate 2 by a mold opening / closing drive source and a mold opening / closing mechanism (not shown), and 5 is a movable side mold attached to the movable die plate 4. Reference numeral 6 denotes a cavity formed by the molds 3 and 5 in a clamped state, and reference numeral 7 denotes a mold runner (such as a sprue gate) that leads to the cavity 6.

８は、ベース部材１に敷設されたレール部材、９は、レール部材８上を直線移動可能な直動ガイド１０にその下部を固定され、鋳造運転時には固定位置を維持される保持ブロック、１１は、固定ダイプレート２と保持ブロック９との間に架け渡され、両プレート２、９を連結した複数本の連結軸、１２は、レール部材８上を直線移動可能な直動ガイド１３にその下部を固定された直動体、１４は、保持ブロック９に搭載された図１では示されていない射出用電動サーボモータの回転力で駆動されるクランク機構（射出用電動サーボモータの回転力により駆動され、動作位置に応じて力の拡大率と速度とが変化するリンク機構であるクランク機構）、１５は、クランク機構１４の力の出力端の保持片１６と直動ブロック１２とを連結・固定するロードセルユニット、１７は、その端部を固定側金型３に固定され、その内部が金型湯道部７と連通した射出スリーブ、１８は、射出スリーブ１７に穿設された注湯口、１９は、その端部を直動体１２に固定されて、射出スリーブ１７内を前後進可能な射出プランジャ、２０は、射出プランジャ１９の位置を検出する位置センサである。 8 is a rail member laid on the base member 1, 9 is a holding block whose lower part is fixed to a linear motion guide 10 that can move linearly on the rail member 8, and is maintained at a fixed position during casting operation, 11 A plurality of connecting shafts 12, which are bridged between the fixed die plate 2 and the holding block 9 and connect the two plates 2, 9, are linearly moved on the rail member 8 and are linearly moved to the linear guide 13. 1 is a crank mechanism that is driven by the rotational force of the injection electric servo motor (not shown in FIG. 1) mounted on the holding block 9 (driven by the rotational force of the injection electric servo motor). The crank mechanism, which is a link mechanism in which the force expansion rate and speed change according to the operating position), 15 connects and fixes the holding piece 16 at the force output end of the crank mechanism 14 and the linear motion block 12. An end of the cell unit 17 is fixed to the fixed mold 3 and an inside thereof is an injection sleeve communicating with the mold runner 7. An injection hole 18 is formed in the injection sleeve 17. An injection plunger 20 whose end is fixed to the linear motion body 12 and can move back and forth in the injection sleeve 17 is a position sensor that detects the position of the injection plunger 19.

２１は、保持ブロック９に搭載された保持ブロック位置調整用モータ、２２は、保持ブロック位置調整用モータ２１の出力軸に固着された駆動ギヤ、２３は、保持ブロック９に回転可能に保持され、駆動ギヤ２２の回転が伝達される中間ギヤ、２４は、各連結軸１１における保持ブロック９を貫通した側の端部に形成したネジ部に螺合されると共に、保持ブロック９に回転可能に保持されて、中間ギヤ２３の回転が伝達されるギヤ付きナットである。 21 is a holding block position adjusting motor mounted on the holding block 9, 22 is a drive gear fixed to the output shaft of the holding block position adjusting motor 21, and 23 is rotatably held by the holding block 9. The intermediate gear 24, to which the rotation of the drive gear 22 is transmitted, is screwed into a screw portion formed at the end of each connecting shaft 11 passing through the holding block 9, and is rotatably held by the holding block 9. Thus, it is a nut with a gear to which the rotation of the intermediate gear 23 is transmitted.

なお、図１および後記する図４、図５において、２５は、金属溶湯（溶融金属）ないしは固化し始めた金属を示している。 In FIG. 1 and FIGS. 4 and 5 described later, reference numeral 25 denotes a molten metal (molten metal) or a metal that has started to solidify.

図１、図２を用いて、クランク機構１４について説明する。図２は、クランク機構１４を図１とは直交する方向から見た構成と、クランク機構１４の駆動系とを示す説明図であり、図２においては、保持ブロック９は左右で分離されて描かれているが、実際には、保持ブロック９は全体が一体に連なった構造物となっている。 The crank mechanism 14 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 2 is an explanatory view showing a configuration of the crank mechanism 14 viewed from a direction orthogonal to FIG. 1 and a drive system of the crank mechanism 14. In FIG. 2, the holding block 9 is drawn separately on the left and right. However, in practice, the holding block 9 is a structure that is integrally connected as a whole.

図１、図２において、３１は、保持ブロック９に図示せぬ軸受を介して回転可能に保持された１対の原動軸で、対をなす原動軸３１はその回転中心が同一線上にあるように配置されている。この原動軸３１は、クランク機構１４の力の入力端となっている。各原動軸３１の一端側には、それぞれ第１アーム３２の一端側が固定されていて、この１対の第１アーム３２の他端側には、この他端側同士を一体に結合する連結軸３３が固定されている。この連結軸３３の中間部には、第２アーム３４の一端側が図示せぬ軸受を介して回転可能に保持されている。第２アーム３４の他端側は、直動体１２にロードセルユニット１５を介して取り付けられた保持片１６に図示せぬ軸受を介して回転可能に保持された回転軸３５に、固定されており、この回転軸３５はクランク機構１４の力の出力端となっている。 1 and 2, reference numeral 31 denotes a pair of driving shafts rotatably held by a holding block 9 via a bearing (not shown). The pair of driving shafts 31 have their rotational centers on the same line. Is arranged. The driving shaft 31 is an input end of the force of the crank mechanism 14. One end side of the first arm 32 is fixed to one end side of each driving shaft 31, and the other end side of the pair of first arms 32 is connected to the other end side integrally. 33 is fixed. One end side of the second arm 34 is rotatably held at an intermediate portion of the connecting shaft 33 via a bearing (not shown). The other end side of the second arm 34 is fixed to a rotating shaft 35 rotatably held via a bearing (not shown) on a holding piece 16 attached to the linear motion body 12 via a load cell unit 15. The rotary shaft 35 is an output end of the force of the crank mechanism 14.

また、図２において、３６は、保持ブロック９に搭載された射出用電動サーボモータであり、この射出用電動サーボモータ３６の回転は、例えば、プーリとタイミングベルとを用いた減速回転伝達機構３７を介して、対をなす原動軸３１に同期して伝達されるようになっている。３８は、ダイカストマシン全体の制御を司るシステムコントローラで、該システムコントローラ３８がサーボアンプ３９を介して射出用電動サーボモータ３６を駆動制御するようになっている。なお、Ｓ１は位置センサ２０の検出出力（位置検出情報）、Ｓ２はロードセルユニット１５の歪みセンサの検出出力（圧力検出情報）であり、システムコントローラ３８は、これらの検出出力Ｓ１、Ｓ２を監視しつつ、低速射出工程および高速射出工程では、位置軸に沿った速度フィードバック制御により射出用電動サーボモータ３６を駆動制御し、増圧工程では、時間軸に沿った圧力フィードバック制御により射出用電動サーボモータ３６を駆動制御する。 In FIG. 2, reference numeral 36 denotes an injection electric servomotor mounted on the holding block 9, and the rotation of the injection electric servomotor 36 is, for example, a deceleration rotation transmission mechanism 37 using a pulley and a timing bell. Is transmitted in synchronization with a pair of driving shafts 31. Reference numeral 38 denotes a system controller that controls the entire die casting machine. The system controller 38 drives and controls the electric servomotor 36 for injection via a servo amplifier 39. S1 is a detection output (position detection information) of the position sensor 20, S2 is a detection output (pressure detection information) of the strain sensor of the load cell unit 15, and the system controller 38 monitors these detection outputs S1 and S2. On the other hand, in the low-speed injection process and the high-speed injection process, the injection electric servomotor 36 is driven and controlled by speed feedback control along the position axis, and in the pressure increase process, the injection electric servomotor is controlled by pressure feedback control along the time axis. 36 is driven and controlled.

上記したクランク機構１４およびその駆動系において、射出用電動サーボモータ３６が所定方向に回転駆動されると、この射出用電動サーボモータ３６の回転は減速回転伝達機構３７を介して対をなす原動軸３１に同期して伝達される。なお、減速回転伝達機構３７を用いる所以は、射出用電動サーボモータ３６が小型のものであっても、ある程度以上の回転トルクが原動軸３１に伝わるようにするためであるが、射出用電動サーボモータ３６の性能如何によっては、原動軸３１を射出用電動サーボモータ３６によってダイレクト駆動するように構成してもよい。上記のように、対をなす原動軸３１が回転駆動されると、これと一体となっている対をなす第１アーム３２が、原動軸３１を回転中心として同時に所定方向に回転駆動され、これに伴って、第２アーム３４が所定の連携追従動作（第２アーム３４が、回転軸３５に固定されたその他端側を直線運動させるように、第１アーム３２の回転に追従して所定の軌跡で回動動作）をして、この第２アーム３４の動作で、直動体１２が直線駆動されることで、直動体１２と一体となって射出プランジャ１９が直線駆動される。 In the crank mechanism 14 and its drive system, when the injection electric servomotor 36 is rotationally driven in a predetermined direction, the rotation of the injection electric servomotor 36 is paired with a driving shaft that forms a pair via a deceleration rotation transmission mechanism 37. 31 is transmitted synchronously. The reason why the reduction rotation transmission mechanism 37 is used is to transmit a rotational torque of a certain level or more to the driving shaft 31 even if the injection electric servomotor 36 is small. Depending on the performance of the motor 36, the drive shaft 31 may be directly driven by the electric servomotor 36 for injection. As described above, when the paired prime shafts 31 are rotationally driven, the paired first arms 32 are simultaneously rotationally driven in a predetermined direction with the prime shaft 31 as a rotational center. Accordingly, the second arm 34 follows a predetermined cooperative tracking operation (following the rotation of the first arm 32 so that the second arm 34 linearly moves the other end fixed to the rotating shaft 35). The movement of the second arm 34 causes the linear motion body 12 to be linearly driven, so that the injection plunger 19 is linearly driven integrally with the linear motion body 12.

ここで、本実施形態のクランク機構１４では、対をなす原動軸３１および対をなす第１アーム３２を、それぞれ減速回転伝達機構３７を介して射出用電動サーボモータ３６により同時に回転駆動する、ツイン駆動方式（両軸駆動方式）のクランク機構の駆動形態を採っている。このため、回転を伝達される原動軸３１を１本とし、その回転中心が原動軸３１と同一線上にあるように配置された原動軸３１と対をなす他の１本の回転軸を、従動軸とした一般的な片側駆動方式（片軸駆動方式）のクランク機構に較べると、第２アーム３４への力の伝達を２つの力の伝達経路から均等に行うことができるので、回転軸支部に偏摩耗やガタなどが発生する虞を可及的に低減できるものとなっており、したがって、動作信頼性や耐久性に優れたクランク機構１４を実現できるようになっている。なお、減速回転伝達機構３７の構成を簡単化するために、ツイン駆動方式（両軸駆動方式）のクランク機構ではなく、片側駆動方式（片軸駆動方式）のクランク機構を採用することも、勿論可能である。 Here, in the crank mechanism 14 of the present embodiment, the twin driving shaft 31 and the paired first arm 32 are simultaneously rotated by the injection electric servomotor 36 via the reduction rotation transmission mechanism 37, respectively. The drive mechanism (double-axis drive system) crank mechanism is used. For this reason, the number of the driving shaft 31 to which the rotation is transmitted is one, and the other driving shaft that is paired with the driving shaft 31 disposed so that the center of rotation is collinear with the driving shaft 31 is driven. Compared with a crank mechanism of a general single-side drive system (single-axis drive system) that uses a shaft, the force can be transmitted to the second arm 34 equally from the two force transmission paths. Therefore, it is possible to reduce the possibility of occurrence of uneven wear and backlash as much as possible. Therefore, the crank mechanism 14 having excellent operational reliability and durability can be realized. In order to simplify the configuration of the reduced speed rotation transmission mechanism 37, it is of course possible to adopt a crank mechanism of a single drive system (single shaft drive system) instead of a twin drive system (biaxial drive system). Is possible.

図３は、クランク機構１４の原動軸３１を一定速度で回転させたときの、クランク機構１４の力の出力端における速度変化と力の拡大率の変化とを示す、ごく模式的な概略特性図である。図３において、横軸はクランク機構１４の力の出力端の位置を示し、縦軸は速比（相対速度）および力の拡大率を示しており、４１は速比の特性線であり、４２は力の拡大率の特性線である。 FIG. 3 is a very schematic schematic characteristic diagram showing a change in speed at the output end of the force of the crank mechanism 14 and a change in the force expansion rate when the driving shaft 31 of the crank mechanism 14 is rotated at a constant speed. It is. 3, the horizontal axis indicates the position of the output end of the force of the crank mechanism 14, the vertical axis indicates the speed ratio (relative speed) and the power expansion rate, 41 is a speed ratio characteristic line, and 42 Is the characteristic line of force magnification.

クランク機構１４の第１アーム３２が図４に示す状態にあるときから、１８０°回転するときの特性が、図３に示されている。第１アーム３２が図４に示す状態から回転を始めると、クランク機構１４の力の出力端の速度は、速比（相対速度）「０」から上昇を始めて、速比（相対速度）「１」を超えた後に最高速度に達し、最高速度に到達した以降は速度は下降を始めて、速比（相対速度）「１」を下回った後、第１アーム３２が１８０°回転し終わると、速比（相対速度）は「０」となる。これに対して、第１アーム３２が図４に示す状態から回転を始めると、クランク機構１４の力の出力端の力の拡大率は、無限大から下降を始めて、拡大率「１」を下回った後に最低拡大率に達し、最低拡大率に到達した以降は力の拡大率は上昇を始めて、拡大率「１」を超えた後に、第１アーム３２が１８０°回転し終わると、力の拡大率は無限大となる。 FIG. 3 shows the characteristics when the first arm 32 of the crank mechanism 14 is rotated 180 ° from the state shown in FIG. When the first arm 32 starts rotating from the state shown in FIG. 4, the speed of the output end of the force of the crank mechanism 14 starts to increase from the speed ratio (relative speed) “0” and the speed ratio (relative speed) “1”. After reaching the maximum speed, the speed starts to decrease. After the speed ratio (relative speed) “1” is decreased, the first arm 32 completes 180 ° rotation, The ratio (relative speed) is “0”. On the other hand, when the first arm 32 starts rotating from the state shown in FIG. 4, the expansion rate of the force output end of the crank mechanism 14 starts to decrease from infinity and falls below the expansion rate “1”. After reaching the minimum enlargement rate, the force enlargement rate starts to increase, and after exceeding the enlargement rate “1”, when the first arm 32 finishes rotating 180 °, the force increase The rate is infinite.

本実施形態では、上記のようなクランク機構１４の速比の特性および力の拡大率の特性を考慮して、高速射出工程を、クランク機構１４の動作領域における速度（速比）が大きい領域で実行し、増圧工程を、リンク機構１４の動作領域における力の拡大率の大きい領域で実行するようにしたものである。具体的には、高速射出工程を、速比「１」を上回るクランク機構１４の動作領域において行うようにし、より望ましくは、速比「１．５」を上回るクランク機構１４の動作領域において行うようにしたものであり、また、増圧工程を、力の拡大率「１」を上回るクランク機構１４の動作領域において行うようにし、より望ましくは、力の拡大率「２」を上回るクランク機構１４の動作領域において行うようにしたものである。なお、図３の特性線４１、４２は、先にも述べたようにごく模式的な概略特性であり、クランク機構１４の設計の如何により所望の動作特性を得ることが可能であり、したがって、高速射出工程に用いる領域の大きさや、増圧工程に用いる領域の大きさも、それを広くしたり狭くすることも可能である。 In the present embodiment, in consideration of the characteristics of the speed ratio of the crank mechanism 14 and the characteristics of the force expansion rate, the high-speed injection process is performed in an area where the speed (speed ratio) in the operation area of the crank mechanism 14 is large. The pressure increasing step is executed in a region where the force expansion rate is large in the operating region of the link mechanism 14. Specifically, the high-speed injection process is performed in the operation region of the crank mechanism 14 exceeding the speed ratio “1”, and more preferably in the operation region of the crank mechanism 14 exceeding the speed ratio “1.5”. In addition, the pressure increasing step is performed in the operation region of the crank mechanism 14 exceeding the force expansion rate “1”, and more preferably, the crank mechanism 14 exceeding the force expansion rate “2”. This is performed in the operation area. Note that the characteristic lines 41 and 42 in FIG. 3 are very schematic outline characteristics as described above, and it is possible to obtain desired operation characteristics depending on the design of the crank mechanism 14. The size of the region used for the high-speed injection process and the size of the region used for the pressure-increasing process can be made wider or narrower.

本実施形態の低速射出工程、高速射出工程、増圧工程について、次に説明する。図４は、低速射出工程の開始前の状態を示す説明図であり、図５は、高速射出工程が開始された直後の状態を示す説明図であり、図４、図５においては、図１に示した構成要素のうち一部の構成要素を省いてある。 Next, the low-speed injection process, the high-speed injection process, and the pressure increase process of this embodiment will be described. 4 is an explanatory diagram showing a state before the start of the low-speed injection process, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state immediately after the high-speed injection process is started. FIG. 4 and FIG. Some of the constituent elements shown in FIG.

図示せぬラドルによって、注湯口１８から射出スリーブ１７内に所定量の金属溶湯２５が注ぎ込まれると、システムコントローラ３８からの指令に基づいて、サーボアンプ３９を介して、射出用電動サーボモータ３６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、これよって、減速回転伝達機構３７を介してクランク機構１４の原動軸３１が回転駆動されることで、直動体１２と一体となって射出プランジャ１９が低速で前進駆動される。本実施形態では、低速射出工程の速度設定は、ユーザの所望する段数かつ速度での位置軸に沿った多段設定が可能となっており、この設定条件に基づいて射出用電動サーボモータ３６が速度フィードバック制御されるようになっている。つまり、低速射出工程では、射出プランジャ１９の位置を検出する位置センサ２０の検出出力Ｓ１を監視しながら、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって射出用電動サーボモータ３６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１７内の金属溶湯２５が金型湯道部７まで充填され、また、キャビティ６内のガス抜きが行われる。そして、システムコントローラ３８は、位置センサ２０からの検出出力Ｓ１により、射出プランジャ１９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、低速射出工程の完了時には、クランク機構１４の動作姿勢は、速比「１」を上回る、より望ましくは速比「１．５」を上回る状態となっている。 When a predetermined amount of the molten metal 25 is poured into the injection sleeve 17 from the pouring port 18 by a ladle (not shown), the injection electric servomotor 36 is connected via the servo amplifier 39 based on a command from the system controller 38. The rotation shaft is driven to rotate in a predetermined direction and at a speed set in the low-speed injection process, whereby the driving shaft 31 of the crank mechanism 14 is rotationally driven via the reduction rotation transmission mechanism 37, so that it is integrated with the linear motion body 12. Thus, the injection plunger 19 is driven forward at a low speed. In the present embodiment, the speed setting of the low-speed injection process can be set in multiple stages along the position axis at the number of stages and speed desired by the user, and the electric servomotor 36 for injection is controlled based on this setting condition. It is designed to be feedback controlled. That is, in the low-speed injection process, the injection electric servomotor 36 is driven and controlled by speed feedback control along the position axis while monitoring the detection output S1 of the position sensor 20 that detects the position of the injection plunger 19. The low-speed injection process is executed, the molten metal 25 in the injection sleep 17 is filled up to the mold runner 7, and the gas in the cavity 6 is vented. Then, the system controller 38 recognizes the advance position of the injection plunger 19 based on the detection output S1 from the position sensor 20, and switches the injection process to the high-speed injection process at a timing advanced by a distance set in the low-speed injection process. . Note that when the low-speed injection process is completed, the operation posture of the crank mechanism 14 is higher than the speed ratio “1”, more preferably higher than the speed ratio “1.5”.

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３８からの指令に基づいて、サーボアンプ３９を介して、射出用電動サーボモータ３６が、所定方向にかつ高速射出工程に設定された速度で回転駆動され、これよって、減速回転伝達機構３７を介してクランク機構１４の原動軸３１が回転駆動されることで、直動体１２と一体となって射出プランジャ１９が高速で前進駆動される。本実施形態では、高速射出工程の速度設定は、位置軸に沿った１段または２段の設定が可能となっており、この設定条件に基づいて射出用電動サーボモータ３６が速度フィードバック制御されるようになっている。つまり、高速射出工程でも、射出プランジャ１９の位置を検出する位置センサ２０の検出出力Ｓ１を監視しながら、位置軸に沿った速度フィードバック制御によって射出用電動サーボモータ３６が駆動制御され、これによって、高速射出工程が実行されて、金属溶湯２５がキャビティ６内に急速に射出・充填される。図５は、この高速射出工程が開始された直後の状態を示している。 At the start timing of the high-speed injection process, the electric servomotor for injection 36 is rotationally driven in a predetermined direction and at a speed set in the high-speed injection process via the servo amplifier 39 based on a command from the system controller 38. As a result, the driving shaft 31 of the crank mechanism 14 is rotationally driven via the deceleration rotation transmission mechanism 37, so that the injection plunger 19 is driven forward at a high speed integrally with the linear motion body 12. In the present embodiment, the speed setting in the high-speed injection process can be set to one or two stages along the position axis, and the electric servomotor for injection 36 is speed-feedback controlled based on this setting condition. It is like that. That is, in the high-speed injection process, the injection electric servomotor 36 is driven and controlled by speed feedback control along the position axis while monitoring the detection output S1 of the position sensor 20 that detects the position of the injection plunger 19. A high-speed injection process is performed, and the molten metal 25 is rapidly injected and filled into the cavity 6. FIG. 5 shows a state immediately after the high-speed injection process is started.

上記の高速射出工程では、クランク機構１４の動作領域は、速比が「１」を上回る、より望ましくは「１．５」を上回る領域となっており、したがって、高速射出領域ではクランク機構１４が増速メカニズムとして機能することによって、高速速度への急速な立ち上げが容易に達成可能となる。 In the above-described high-speed injection process, the operating range of the crank mechanism 14 is a region where the speed ratio exceeds “1”, and more preferably exceeds “1.5”. By functioning as a speed increasing mechanism, rapid start-up to a high speed can be easily achieved.

そして、システムコントローラ３８は、位置センサ２０からの検出出力Ｓ１により射出プランジャ１９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（すなわち、増圧工程の開始位置まで射出プランジャ１９が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、高速射出工程の完了時には、クランク機構１４の動作姿勢は、力の拡大率が「１」を上回る、より望ましくは力の拡大率が「２」を上回る状態となっている。 Then, the system controller 38 recognizes the advance position of the injection plunger 19 based on the detection output S1 from the position sensor 20, and the timing at which the system controller 38 has advanced by the distance set in the high-speed injection process (that is, the injection to the start position of the pressure increasing process). At the timing when the plunger 19 moves forward), the high-speed injection process is completed, and the process is switched to the pressure increasing process. When the high-speed injection process is completed, the operation posture of the crank mechanism 14 is in a state where the force expansion rate exceeds “1”, more preferably the force expansion rate exceeds “2”.

増圧工程に入ると、システムコントローラ３８は、サーボアンプ３９を介した射出用電動サーボモータ３６の制御を、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、ダイカストマシンにおける増圧工程とは、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３８からの指令に基づいて、サーボアンプ３９を介して、射出用電動サーボモータ３６が、時間軸に沿った圧力フィードバック制御で駆動され、これよって、減速回転伝達機構３７を介してクランク機構１４の原動軸３１が適応的に回転駆動されることで、射出プランジャ１９によって溶融金属２５ないしは固化し始めた金属２５に大きな増圧力が付与される。本実施形態では、増圧工程の圧力設定は、ユーザの所望する段数かつ圧力での時間軸に沿った多段設定が可能となっており、この設定条件に基づいて射出用電動サーボモータ３６が圧力フィードバック制御されるようになっている。つまり、増圧工程では、ロードセルユニット１５の歪みセンサからの検出出力Ｓ２を監視を監視しながら、時間軸に沿った圧力フィードバック制御によって射出用電動サーボモータ３６が駆動制御され、これによって、増圧工程が実行されて、時間軸に沿った圧力設定に倣う圧力が出力される。この増圧射出工程では、射出プランジャ１９が固化し始めた金属２５に大きな圧力を付加し続けるので、金属２５の固化・収縮に伴って、射出プランジャ１９は、高速射出完了時点の位置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３８は、時間監視に基づいて、増圧射出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。図１は、この増圧工程の完了状態を示しており、図１において、２５ａは射出スリーブ１７の先端内のビスケットを示している。なお、図１におけるクランク機構１４の力の拡大率は無限大ではないが、きわめて大きな拡大率となっている。 When entering the pressure increasing process, the system controller 38 switches the control of the electric servomotor 36 for injection via the servo amplifier 39 from speed feedback control along the position axis to pressure feedback control along the time axis. The pressure increasing process in the die casting machine corresponds to a pressure holding process in plastic injection molding. In this pressure-increasing step, the injection electric servomotor 36 is driven by the pressure feedback control along the time axis via the servo amplifier 39 based on a command from the system controller 38. When the driving shaft 31 of the crank mechanism 14 is adaptively rotationally driven through 37, a large pressure increase is applied to the molten metal 25 or the metal 25 that has started to solidify by the injection plunger 19. In this embodiment, the pressure setting in the pressure-increasing step can be set in multiple stages along the time axis with the number of stages desired by the user and the pressure. It is designed to be feedback controlled. That is, in the pressure increasing step, the injection electric servomotor 36 is driven and controlled by pressure feedback control along the time axis while monitoring the detection output S2 from the strain sensor of the load cell unit 15 and monitoring, thereby increasing the pressure. The process is executed, and a pressure following the pressure setting along the time axis is output. In this pressure-increasing injection process, a large pressure is continuously applied to the metal 25 where the injection plunger 19 has started to solidify, and as the metal 25 solidifies and contracts, the injection plunger 19 is only a minute amount from the position at the time of completion of high-speed injection. Move forward slightly. And the system controller 38 will switch a process to a cooling process, if the completion timing of a pressure increase injection process is recognized based on time monitoring. FIG. 1 shows a completed state of the pressure increasing step. In FIG. 1, reference numeral 25a denotes a biscuit in the tip of the injection sleeve 17. In addition, the expansion rate of the force of the crank mechanism 14 in FIG. 1 is not infinite, but is an extremely large expansion rate.

上記の増圧工程では、クランク機構１４の動作領域は、力の拡大率が「１」を上回る、より望ましくは「２」を上回る領域となっており、したがって、増圧領域ではクランク機構１４が増圧メカニズムとして機能することによって、高圧への急速な立ち上げが容易に達成可能となる。また、比較的に小容量の射出用電動サーボモータ３６を用いても、大きな増圧力を得ることが容易に可能となる。 In the above-described pressure increasing process, the operating region of the crank mechanism 14 is a region where the power expansion rate exceeds “1”, more preferably exceeds “2”. Therefore, in the pressure increasing region, the crank mechanism 14 By functioning as a pressure-increasing mechanism, rapid start-up to a high pressure can be easily achieved. Further, even if the electric servomotor 36 for injection having a relatively small capacity is used, a large pressure increase can be easily obtained.

次に、図１、図６を用いて、保持ブロックの位置調整機構について説明する。図６は、保持ブロックの位置調整機構を、図１とは直交する方向から見た構成を示す説明図であり、図６においては、保持ブロック９は左右で分離されて描かれているが、実際には、保持ブロック９は全体が一体に連なった構造物となっている。図６に示した構成要素は総て、図１を用いて先に説明した構成要素である。 Next, the holding block position adjusting mechanism will be described with reference to FIGS. 1 and 6. FIG. 6 is an explanatory view showing the configuration of the holding block position adjusting mechanism as viewed from the direction orthogonal to FIG. 1, and in FIG. 6, the holding block 9 is drawn separately on the left and right, Actually, the holding block 9 is a structure that is integrally connected as a whole. All the components shown in FIG. 6 are the components described above with reference to FIG.

鋳造運転に先立ち、保持ブロック９の位置を調整する際には、保持ブロック９に搭載された保持ブロック位置調整用モータ２１を所定方向に所定回転量だけ回転させることで、駆動ギヤ２２、中間ギヤ２３を介して、各ギヤ付きナット２４を所定方向に所定回転量だけ同期して回転させる。これによって、各連結軸１１のネジ部に螺合された各ギヤ付きナット２４が連結軸１１に対して軸方向に移動して、各ギヤ付きナット２４を回転可能に保持した保持ブロック９を所定量だけ前進または後退させる。このように保持ブロック９が前進または後退すると、固定ダイプレート２と保持ブロック９との間の距離、つまり、固定ダイプレート２とクランク機構１４の力の入力端である原動軸３１との間の距離が変わわることになる。このような保持ブロック９の位置調整は、金型形状といった金属溶湯の射出充填条件に応じて行われ、固定ダイプレート２とクランク機構１４の原動軸３１との間の距離は、金属溶湯の射出充填条件に応じた好適値に設定される。 Prior to the casting operation, when the position of the holding block 9 is adjusted, the driving block 22 and the intermediate gear are rotated by rotating the holding block position adjusting motor 21 mounted on the holding block 9 by a predetermined amount of rotation in a predetermined direction. 23, the geared nuts 24 are rotated in a predetermined direction in synchronism with a predetermined rotation amount. As a result, the nuts with gears 24 screwed into the threaded portions of the connecting shafts 11 move in the axial direction with respect to the connecting shafts 11, and the holding blocks 9 that hold the nuts with gears 24 rotatably are placed. Move forward or backward by a fixed amount. When the holding block 9 moves forward or backward in this manner, the distance between the fixed die plate 2 and the holding block 9, that is, between the fixed die plate 2 and the driving shaft 31 that is the input end of the force of the crank mechanism 14. The distance will change. Such position adjustment of the holding block 9 is performed according to the injection filling condition of the molten metal such as a mold shape, and the distance between the fixed die plate 2 and the driving shaft 31 of the crank mechanism 14 is the injection of the molten metal. It is set to a suitable value according to the filling conditions.

上記の保持ブロック９の位置調整の意義について、図７、図８を用いて説明する。図７は、固定ダイプレート２とクランク機構１４の原動軸３１との間の距離が、それぞれ異なる３つのケースにおける、低速射出工程前の射出プランジャ１９の位置と、高速射出工程前の射出プランジャ１９の位置とを示す説明図であり、図７の左側が低速射出工程前の状態を示しており、図７の右側が高速射出工程前の状態を示している。なお、図７では説明の簡単化のために、金型内への射出充填量は総て同一であるとしている。 The significance of the position adjustment of the holding block 9 will be described with reference to FIGS. FIG. 7 shows the positions of the injection plunger 19 before the low-speed injection process and the injection plunger 19 before the high-speed injection process in three cases in which the distance between the fixed die plate 2 and the driving shaft 31 of the crank mechanism 14 is different. The left side of FIG. 7 shows the state before the low speed injection process, and the right side of FIG. 7 shows the state before the high speed injection process. In FIG. 7, the injection filling amount into the mold is assumed to be the same for the sake of simplicity of explanation.

図７の（ａ）は、固定ダイプレート２とクランク機構１４の原動軸３１との間の距離が基準値よりも長い場合を示しており、図７の（ｂ）は、固定ダイプレート２とクランク機構１４の原動軸３１との間の距離が基準値の場合を示しており、図７の（ｃ）は、固定ダイプレート２とクランク機構１４の原動軸３１との間の距離が基準値よりも短い場合を示している。 7A shows a case where the distance between the fixed die plate 2 and the driving shaft 31 of the crank mechanism 14 is longer than the reference value, and FIG. FIG. 7C shows the case where the distance between the driving shaft 31 of the crank mechanism 14 is a reference value, and FIG. 7C shows the distance between the fixed die plate 2 and the driving shaft 31 of the crank mechanism 14 being a reference value. The shorter case is shown.

固定ダイプレート２とクランク機構１４の原動軸３１との間の距離を変えるということは、図７の左側に示すように、低速射出工程前における、射出スリーブ１７に対する射出プランジャ１９の位置（先端位置）を変えるということを意味し、図７の（ａ）では、Ｐ_Ａ１が低速射出工程前の射出プランジャ１９の先端位置を示しており、図７の（ｂ）では、Ｐ_Ｓ１が低速射出工程前の射出プランジャ１９の先端位置を示しており、図７の（ｃ）では、Ｐ_Ｂ１が低速射出工程前の射出プランジャ１９の先端位置を示している。図７の上、中、下においてそれぞれ低速射出工程が行われると、ここでは金型内への射出充填量は総て同一としているので、射出スリーブ１７に対する射出プランジャ１９の先端位置で見た低速射出工程の完了位置、すなわち、射出スリーブ１７に対する射出プランジャ１９の先端位置で見た高速射出工程の開始位置は、図７の上、中、下において同一位置となる。つまり、図７の（ａ）では、低速射出工程の開始位置Ｐ_Ａ１から距離Ｌ_Ａだけ射出プランジャ１９が前進することで高速射出工程の開始位置Ｐ_Ａ２となり、図７の（ｂ）では、低速射出工程の開始位置Ｐ_Ｓ１から距離Ｌ_Ｓだけ射出プランジャ１９が前進することで高速射出工程の開始位置Ｐ_Ｓ２となり、図７の（ｃ）では、低速射出工程の開始位置Ｐ_Ｂ１から距離Ｌ_Ｂだけ射出プランジャ１９が前進することで高速射出工程の開始位置Ｐ_Ｂ２となる。そして、図７の上、中、下においてそれぞれ高速射出工程が行われると、ここでは金型内への射出充填量は総て同一としているので、射出スリーブ１７に対する射出プランジャ１９の先端位置で見た高速射出工程の完了位置、すなわち、射出スリーブ１７に対する射出プランジャ１９の先端位置で見た増圧工程の開始位置は、図７の上、中、下において同一位置となる。つまり、高速射出工程の開始位置Ｐ_Ａ２、Ｐ_Ｓ２、Ｐ_Ｂ２から、それぞれ同一距離だけ前進することで、それぞれの増圧工程の開始位置Ｐ_Ａ３、Ｐ_Ｓ３、Ｐ_Ｂ３となる。 Changing the distance between the fixed die plate 2 and the driving shaft 31 of the crank mechanism 14 means that the position of the injection plunger 19 relative to the injection sleeve 17 (tip position) before the low-speed injection process, as shown on the left side of FIG. In FIG. 7A, P _A1 indicates the tip position of the injection plunger 19 before the low speed injection process, and in FIG. 7B, P _S1 indicates the low speed injection process. The tip position of the previous injection plunger 19 is shown. In FIG. 7C, P _B1 shows the tip position of the injection plunger 19 before the low speed injection process. When the low-speed injection process is performed at the top, middle, and bottom of FIG. 7, the injection filling amount into the mold is all the same here, so that the low-speed viewed at the tip position of the injection plunger 19 with respect to the injection sleeve 17. The start position of the high-speed injection process viewed from the completion position of the injection process, that is, the tip position of the injection plunger 19 with respect to the injection sleeve 17 is the same position in the upper, middle and lower parts of FIG. That is, in (a) of FIG. 7, the start position _{P A2} next to high-speed injection step by the injection plunger 19 from the start position _{P A1} of the low-speed injection step distance _{L A} is advanced, in FIG. 7 (b), the low-speed The injection plunger 19 moves forward from the start position P _S1 of the injection process by the distance L _{S to} become the start position P _S2 of the high speed injection process. In FIG. 7C, the distance L _B from the start position P _B1 of the low speed injection process. Only when the injection plunger 19 moves forward, the start position P _B2 of the high-speed injection process is reached. When the high-speed injection process is performed at the top, middle, and bottom of FIG. 7, the injection filling amount into the mold is all the same here, so that the injection plunger 19 is seen at the tip position of the injection sleeve 17. The completion position of the high-speed injection process, that is, the start position of the pressure increasing process viewed from the tip position of the injection plunger 19 with respect to the injection sleeve 17 is the same position in the upper, middle and lower parts of FIG. That is, by moving forward by the same distance from the start positions P _A2 , P _{S2, and} P _{B2 of} the high-speed injection process, the pressure increase process start positions P _A3 , P _S3 , and P _B3 are obtained.

ここで、図７の上、中、下において、射出スリーブ１７に対する射出プランジャ１９の先端位置で見た高速射出工程の開始位置は同一であるも、高速射出工程の開始位置Ｐ_Ａ２、Ｐ_Ｓ２、Ｐ_Ｂ２に至るまでの射出プランジャ１９の前進ストロークはそれぞれ異なり、したがって、クランク機構１４で見た高速射出工程の開始時点での動作姿勢は、それぞれ異なったものとなる。 Here, in the upper, middle, and lower sides of FIG. 7, the start position of the high-speed injection process as viewed from the tip position of the injection plunger 19 with respect to the injection sleeve 17 is the same, but the start positions P _A2 , P _S2, The forward strokes of the injection plunger 19 up to P _B2 are different, and therefore the operation postures at the start of the high-speed injection process as seen by the crank mechanism 14 are different.

図８は、図７の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応するようにして描いた、速比の特性線を示しており、図８において、横軸は、射出プランジャ１９の先端位置（これは、クランク機構１４の力の出力端の位置と対応する）を示し、縦軸は速比を示している。図８中において、１点鎖線で示した速比特性が図７の（ａ）と対応し、実線で示した速比特性が図７の（ｂ）と対応し、２点鎖線で示した速比特性が図７の（ｃ）と対応している。 FIG. 8 shows speed ratio characteristic lines drawn so as to correspond to (a), (b), and (c) of FIG. 7. In FIG. 8, the horizontal axis represents the tip of the injection plunger 19. The position (which corresponds to the position of the output end of the force of the crank mechanism 14) is shown, and the vertical axis shows the speed ratio. In FIG. 8, the speed ratio characteristic indicated by a one-dot chain line corresponds to (a) in FIG. 7, and the speed ratio characteristic indicated by a solid line corresponds to (b) in FIG. The ratio characteristic corresponds to (c) of FIG.

図８から明らかなように、図７の（ａ）の場合には、高速工程射出開始時点でのクランク機構１４の動作姿勢は、速比が最も速比が大きく、図７の（ｂ）の場合には、高速射出工程開始時点でのクランク機構１４の動作姿勢は、速比が図７の（ａ）の場合よりも小さく、図７の（ｃ）の場合には、高速射出工程開始時点でのクランク機構１４の動作姿勢は、速比が最も速比が小さい。したがって、図７の（ａ）と（ｂ）と（ｃ）とでは、高速射出工程を開始した時点での、速度の立ち上が特性に差をつけることが容易となり、金型形状といった金属溶湯の射出充填条件に応じた、好適な高速射出工程を行うことが可能となる。 As is clear from FIG. 8, in the case of FIG. 7A, the operating posture of the crank mechanism 14 at the start of the high-speed process injection is the largest, and the speed ratio of FIG. In this case, the operation posture of the crank mechanism 14 at the time of starting the high-speed injection process is smaller than that in the case of FIG. 7A, and in the case of FIG. As for the operation posture of the crank mechanism 14 at, the speed ratio is the smallest. Therefore, in (a), (b), and (c) of FIG. 7, it becomes easy to make a difference in characteristics at the time of starting the high-speed injection process, and the molten metal such as a mold shape is obtained. It is possible to perform a suitable high-speed injection process according to the injection filling conditions.

なお、図７、図８は本発明の理解を助けるためのごく模式的なものであり、固定ダイプレート２とクランク機構１４の力の入力端（原動軸３１）との間の距離を可変設定することで、高速射出工程の開始時点におけるクランク機構１４の動作姿勢を所望の状態に設定することが可能であること、つまり、クランク機構１４の速比特性線における所望位置から高速射出工程を開始させることが可能であることを、示すものであると理解されたい。 FIGS. 7 and 8 are schematic views for helping understanding of the present invention, and the distance between the fixed die plate 2 and the force input end (the driving shaft 31) of the crank mechanism 14 is variably set. By doing so, it is possible to set the operation posture of the crank mechanism 14 at a desired time at the start of the high-speed injection process, that is, start the high-speed injection process from a desired position in the speed ratio characteristic line of the crank mechanism 14 It should be understood that it is possible to show that

以上のように本実施形態では、射出用電動サーボモータ３６の回転力により駆動され、動作位置に応じて力の拡大率と速度とが変化するクランク機構１４によって、射出プランジャ１９を直線駆動する構成において、高速射出工程を、クランク機構１４の動作領域における速度が大きい領域で実行し、増圧工程を、クランク機構１４の動作領域における力の拡大率の大きい領域で実行するので、高速射出領域ではクランク機構１４が増速メカニズムとして機能することで、高速速度への急速立ち上げが容易に可能となり、また、増圧工程ではクランク機構１４が力の拡大メカニズム（すなわち、増圧メカニズム）として機能することで、高圧への急速立ち上げが容易に可能となる上、比較的に小容量のモータを用いても、大きな増圧力を得ることが容易に可能となる。
また、金型形状といった金属溶湯の射出充填条件に応じて、固定ダイプレート２とクランク機構１４の力の入力端（原動軸３１）との間の距離を可変設定するので、高速射出工程に先立つ低速射出工程開始時点の射出プランジャ１９の位置を任意位置に設定することができ、これによって、低速射出工程開始時点から高速射出工程開示時点までの射出プランジャ１９の前進ストロークを任意に可変設定すること、つまり、高速射出工程の開始時点におけるクランク機構１４の動作姿勢を所望の状態に設定することで、クランク機構１４の速比特性線における所望位置から高速射出工程を開始させることができる。したがって、金型形状といった金属溶湯の射出充填条件に応じて、クランク機構１４における速比特性線の所望位置から高速射出工程を開始させることが可能となるので、金属溶湯の射出充填条件に応じた好適鋳造を適応的に行うことができる。
また、クランク機構１４による射出機構は、電動サーボモータの回転をボールネジ機構によって一旦直線運動に変換して、ボールネジ機構の直動部によりダブルトグルリンク機構などのトグルリンク機構を駆動することによって、射出を行う構成に較べると、構造がはるかにシンプルなものとなる。 As described above, in the present embodiment, the injection plunger 19 is linearly driven by the crank mechanism 14 that is driven by the rotational force of the electric servomotor 36 for injection and whose force expansion rate and speed change according to the operating position. In the high-speed injection region, the high-speed injection step is executed in a region where the speed in the operation region of the crank mechanism 14 is high, and the pressure-increasing step is executed in a region where the force expansion rate in the operation region of the crank mechanism 14 is large. Since the crank mechanism 14 functions as a speed increasing mechanism, rapid startup to a high speed can be easily performed, and the crank mechanism 14 functions as a force expanding mechanism (that is, a pressure increasing mechanism) in the pressure increasing process. This makes it possible to quickly start up to a high pressure easily and obtain a large pressure increase even with a relatively small capacity motor. Door is easily possible.
Further, since the distance between the fixed die plate 2 and the force input end (the driving shaft 31) of the crank mechanism 14 is variably set in accordance with the injection filling condition of the molten metal such as the mold shape, prior to the high-speed injection process. The position of the injection plunger 19 at the start of the low-speed injection process can be set to an arbitrary position, and thereby the advance stroke of the injection plunger 19 from the start of the low-speed injection process to the disclosure of the high-speed injection process can be arbitrarily variably set. That is, the high-speed injection process can be started from a desired position on the speed ratio characteristic line of the crank mechanism 14 by setting the operation posture of the crank mechanism 14 at the start time of the high-speed injection process to a desired state. Therefore, the high-speed injection process can be started from the desired position of the speed ratio characteristic line in the crank mechanism 14 in accordance with the injection filling condition of the molten metal such as the mold shape. Suitable casting can be performed adaptively.
Further, the injection mechanism by the crank mechanism 14 converts the rotation of the electric servo motor into a linear motion once by the ball screw mechanism, and drives the toggle link mechanism such as the double toggle link mechanism by the linear motion part of the ball screw mechanism, thereby The structure is much simpler than the configuration that performs the above.

本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける、主として射出系の構成を示す簡略化し且つ一部を破断した説明図である。In the die-casting machine concerning one embodiment of the present invention, it is the explanatory view which simplified and showed a part fracture mainly showing the composition of the injection system. 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおけるクランク機構を、図１とは直交する方向から見た構成と、クランク機構の駆動系とを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure which looked at the crank mechanism in the die-casting machine which concerns on one Embodiment of this invention from the direction orthogonal to FIG. 1, and the drive system of a crank mechanism. 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンで用いるクランク機構における、速比特性および力の拡大率の特性の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of the characteristic of the speed ratio characteristic and the force expansion rate in the crank mechanism used with the die-casting machine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける、主として射出系の構成を示す簡略化し且つ一部を破断した説明図である。In the die-casting machine concerning one embodiment of the present invention, it is the explanatory view which simplified and showed a part fracture mainly showing the composition of the injection system. 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける、主として射出系の構成を示す簡略化し且つ一部を破断した説明図である。In the die-casting machine concerning one embodiment of the present invention, it is the explanatory view which simplified and showed a part fracture mainly showing the composition of the injection system. 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける保持ブロックの位置調整機構を、図１とは直交する方向から見た構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure which looked at the position adjustment mechanism of the holding block in the die-casting machine which concerns on one Embodiment of this invention from the direction orthogonal to FIG. 本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおいて、固定ダイプレートとクランク機構の原動軸との間の距離がそれぞれ異なる３つのケースにおける、低速射出工程前の射出プランジャの位置と高速射出工程前の射出プランジャの位置とを示す説明図である。In the die-casting machine according to an embodiment of the present invention, the position of the injection plunger before the low-speed injection process and the injection before the high-speed injection process in three cases where the distances between the fixed die plate and the driving shaft of the crank mechanism are different. It is explanatory drawing which shows the position of a plunger. 図７の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応するようにして描いた、クランク機構の速比の特性線の概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline | summary of the characteristic line of the speed ratio of a crank mechanism drawn corresponding to (a), (b), (c) of FIG. ダイカストマシンにおける、低速射出工程、高速射出工程、増圧工程における速度、圧力の制御例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of control of the speed in a low-speed injection process, a high-speed injection process, and a pressure increase process in a die-casting machine. 従来の電動式のダイカストマシンにおける、主として射出系の構成を示す簡略化し且つ一部を破断した説明図である。It is explanatory drawing which simplified and partly fractured | ruptured mainly showing the structure of the injection system in the conventional electric die-casting machine.

Explanation of symbols

１ベース部材
２固定ダイプレート
３固定側金型
４可動ダイプレート
５可動側金型
６キャビティ
７金型湯道部（スプル・ゲート部等）
８レール部材
９保持ブロック
１０直動ガイド
１１連結軸
１２直動体
１３直動ガイド
１４クランク機構（リンク機構）
１５ロードセルユニット
１６保持片
１７射出スリーブ
１８注湯口
１９射出プランジャ
２０位置センサ
２１保持ブロック位置調整用モータ
２２駆動ギヤ
２３中間ギヤ
２４ギヤ付きナット
２５金属溶湯ないしは固化し始めた金属
２５ａビスケット
３１原動軸
３２第１アーム
３３連結軸
３４第２アーム
３５回転軸
３６射出用電動サーボモータ
３７減速回転伝達機構
３８システムコントローラ
３９サーボアンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base member 2 Fixed die plate 3 Fixed side metal mold | die 4 Movable die plate 5 Movable side metal mold | die 6 Cavity 7 Mold runner part (a sprue gate part etc.)
8 Rail member 9 Holding block 10 Linear motion guide 11 Connection shaft 12 Linear motion body 13 Linear motion guide 14 Crank mechanism (link mechanism)
15 Load Cell Unit 16 Holding Piece 17 Injection Sleeve 18 Pouring Port 19 Injection Plunger 20 Position Sensor 21 Holding Block Position Adjustment Motor 22 Drive Gear 23 Intermediate Gear 24 Geared Nut 25 Metal Molten Metal or Metal that has Begun to Solidify 25a Biscuit 31 Driving Shaft 32 First arm 33 Connecting shaft 34 Second arm 35 Rotating shaft 36 Electric servo motor for injection 37 Deceleration rotation transmission mechanism 38 System controller 39 Servo amplifier

Claims

The electric servo motor is used as the drive source for injection, and the electric servo is used so that an injection process consisting of a low-speed injection process and a subsequent high-speed injection process and a pressure increasing process following the high-speed injection process are performed in the product casting process. A die-casting machine for driving and controlling a motor,
The ratio of the force acting on the input end of the link member and the force acting on the output end according to the operating position of the link member connected to the drive shaft is rotated at a constant speed by the electric servo motor. A link mechanism in which a force expansion ratio and a speed ratio that is a ratio of a moving speed of an input end and an output end of the link member change, and an injection that is linearly driven in the injection sleeve by the link mechanism A plunger,
The high-speed injection step is executed in a region where the speed ratio in the operation region of the link mechanism exceeds “1”, and the pressure increasing step is performed in a region where the force expansion rate in the operation region of the link mechanism exceeds “1”. Die-casting machine that is characterized by being executed in

In the die casting machine according to claim 1,
A die casting machine characterized in that the distance between the fixed die plate and the force input end of the link mechanism is variably set according to the injection filling condition of the molten metal.

In the die-casting machine according to claim 2,
A holding block that is disposed opposite to the fixed die plate and is capable of variably setting a position with respect to the fixed die plate;
A plurality of connecting shafts in which the fixed die plate and the holding block are connected, and a geared nut rotatably held by the holding block is screwed to a screw portion formed on a side penetrating the holding plate. When,
A holding block position adjusting motor mounted on the holding block and rotationally driving the geared nut via a transmission gear train;
A linear motion block that is linearly driven by the link mechanism and linearly transported integrally with the injection plunger;
Wherein the link mechanism includes a rotatably retained original shaft to the holding block-side, a first arm whose one end is rotated integrally with the driving shaft as the center of rotation of the driving shaft, one end is the first A die casting comprising a crank mechanism having a second arm connected to the other end of one arm so as to be relatively rotatable and having a second arm connected to the other side of the linear motion block so as to be relatively rotatable. Machine.