特開 2024-8202 溶湯供給装置およびダイカストマシン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024008202

(43)【公開日】2024-01-19

(54)【発明の名称】溶湯供給装置およびダイカストマシン

(51)【国際特許分類】

   B22D 17/30 20060101AFI20240112BHJP

   B22D 17/32 20060101ALI20240112BHJP

【ＦＩ】

B22D17/30 A

B22D17/32 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022109877

(22)【出願日】2022-07-07

(71)【出願人】

【識別番号】000222587

【氏名又は名称】東洋機械金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002608

【氏名又は名称】弁理士法人オーパス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石橋 史隆

(72)【発明者】

【氏名】山中 章弘

(72)【発明者】

【氏名】井尻 崇

(72)【発明者】

【氏名】北川 智浩

(72)【発明者】

【氏名】▲濱▼田 藍貴

(57)【要約】

【課題】ラドル内の溶湯の温度低下を抑制できる簡易な構成の溶湯供給装置およびダイカストマシンを提供する。
【解決手段】ダイカストマシン１は、溶湯供給機構５０と、制御装置１００と、を有する。溶湯供給機構５０のラドル５１が、溶湯Ｍを貯留する容器５２を有する。容器５２の底部５４に溶湯口５６が設けられている。制御装置１００が、容器５２を溶湯Ｍに浸漬させて溶湯口５６を開く。そして、制御装置１００が、容器５２内の溶湯Ｍの湯面高さに基づき、容器５２内の溶湯Ｍが設定量Ｖｓとなる高さ位置に容器５２を位置付けて溶湯口５６を閉じる。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ラドルと、ラドル制御装置と、を有する溶湯供給装置であって、
前記ラドルが、溶湯を貯留する容器を有し、
前記容器の底部に溶湯口が設けられ、
前記ラドル制御装置が、
溶融炉の溶湯の湯面高さに基づき、前記容器を前記溶融炉の溶湯に浸漬させて前記溶湯口を開き、
前記容器内の溶湯の湯面高さに基づき、前記容器内の溶湯が設定量となる高さ位置に前記容器を位置付けて前記溶湯口を閉じる、ことを特徴とする溶湯供給装置。

【請求項2】

前記溶湯供給装置が、前記溶湯口を開閉する開閉機構を有し、
前記開閉機構が、前記溶湯口と向かい合う弁体と、前記溶湯口を囲む環状の弁座に前記弁体を接離させるアクチュエータと、を有し、
前記アクチュエータが、前記溶湯口を閉じるときに前記弁体を前記弁座に押し付けつつ回転させる、請求項１に記載の溶湯供給装置。

【請求項3】

前記弁体が、窒化ケイ素、マシナブルセラミックまたはケイ酸カルシウムで構成されている、請求項２に記載の溶湯供給装置。

【請求項4】

前記底部における前記溶湯口が設けられた部分が、窒化ケイ素で構成されている、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の溶湯供給装置。

【請求項5】

前記容器内の空間が、大気と区画された空間であり、
前記溶湯供給装置が、前記溶湯口を開いて前記容器内に溶湯を進入させる際に前記容器内の空間を大気と連通させる大気開放機構を有する、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の溶湯供給装置。

【請求項6】

前記溶湯供給装置が、前記容器内の空間に不活性ガスを注入するガス供給装置を有する、請求項５に記載の溶湯供給装置。

【請求項7】

前記容器の表面には、当該容器を構成する材料よりも溶湯の非濡れ性が高い材料が塗布されている、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の溶湯供給装置。

【請求項8】

請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の溶湯供給装置と、
前記溶湯供給装置によって金型のキャビティに射出される溶湯が供給されるスリーブと、を有することを特徴とするダイカストマシン。

【請求項9】

前記溶湯供給装置が、前記容器内の溶湯の量を計測する溶湯量計測装置を有し、
前記ダイカストマシンが、
前記スリーブに収容されたプランジャと、
前記プランジャを前進するよう動作させるとともに、前記プランジャが動作切換位置に進むと前記プランジャの動作を切り替える射出制御装置と、を有し、
前記ラドル制御装置が、前記スリーブに溶湯を供給する直前に前記溶湯量計測装置によって計測された溶湯の量に基づいて前記動作切換位置を変更する、請求項８に記載のダイカストマシン。

【請求項10】

前記動作切換位置が、高速前進開始位置、減速開始位置または増圧開始位置である、請求項９に記載のダイカストマシン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶湯供給装置、および、溶湯供給装置を有するダイカストマシンに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に従来の溶湯供給装置が開示されている。溶湯供給装置は、ラドルと、ラドル内の気体を吸引する真空吸引装置と、を有している。ラドルは、溶湯を貯留する外筒と、外筒の下端から下方に延在する導管と、を有している。導管には給湯口が設けられており、給湯口は開閉手段によって開閉される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－１２１０６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の溶湯供給装置は、ラドルの気密性を確保し、ラドル内の気体を吸引して溶融炉の溶湯を吸い上げるため、溶湯供給装置の構成が複雑である。また、溶湯供給装置は、導管の下端のみ溶湯に浸漬させ、溶融炉の湯面よりも高い位置まで溶湯を吸い上げるため、溶湯の熱が外筒を介して大気に放出され、ラドル内の溶湯の温度が低下してしまう。

【0005】

そこで、本発明は、ラドル内の溶湯の温度低下を抑制できる簡易な構成の溶湯供給装置およびダイカストマシンを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明に係る溶湯供給装置は、ラドルと、ラドル制御装置と、を有する溶湯供給装置であって、前記ラドルが、溶湯を貯留する容器を有し、前記容器の底部に溶湯口が設けられ、前記ラドル制御装置が、溶融炉の溶湯の湯面高さに基づき、前記容器を前記溶融炉の溶湯に浸漬させて前記溶湯口を開き、前記容器内の溶湯の湯面高さに基づき、前記容器内の溶湯が設定量となる高さ位置に前記容器を位置付けて前記溶湯口を閉じる、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、溶融炉の溶湯の湯面高さに基づき、ラドルの容器を溶融炉の溶湯に浸漬させ、容器の底部に設けられた溶湯口を開く。これにより、容器外の湯面高さと容器内の湯面高さとが同じになるように、溶湯口を通じて溶湯がラドルの容器内に進入する。そして、容器内の溶湯の湯面高さに基づき、容器内の溶湯が設定量となる高さ位置に容器を位置付け、溶湯口を閉じる。このようにしたことから、容器内の気体を吸引することなく溶湯を容器に貯留することができる。また、容器を溶湯から引き上げるまでは容器外の湯面高さと容器内の湯面高さとが同じであるため、溶湯の熱が容器を介して大気に放出されることを抑制できる。そのため、簡易な構成でラドルの容器内の溶湯の温度低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの概略構成を示す図である。

【図2】図１のダイカストマシンが有するダイプレートおよびその近傍の断面図である。

【図3】金型のキャビティおよびその近傍の拡大断面図である。

【図4】図１のダイカストマシンが有する溶湯供給機構を示す図である。

【図5】金型のキャビティおよびその近傍の拡大断面図である（プランジャが高速前進開始位置にある状態）。

【図6】金型のキャビティおよびその近傍の拡大断面図である（プランジャが減速開始位置にある状態）。

【図7】金型のキャビティおよびその近傍の拡大断面図である（プランジャが増圧開始位置にある状態）。

【図8】図１のダイカストマシンが有する制御装置が実行する本発明に係る処理の一例を示すフローチャートである。

【図9】ラドルが溶融炉の上方の位置にある状態を示す図である。

【図10】ラドルの容器が溶融炉の溶湯に浸漬した状態を示す図である。

【図11】ラドルの底部に設けられた溶湯口が開いた状態を示す図である。

【図12】ラドルの底部に設けられた溶湯口が閉じた状態を示す図である。

【図13】ラドル内の空間に不活性ガスを注入する状態を示す図である。

【図14】ラドルがスリーブの上方の位置にある状態を示す図である。

【図15】ラドル内の溶湯をスリーブに供給した状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の一実施形態に係るダイカストマシンについて、図１～図１５を参照して説明する。

【0010】

図１は、本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの概略構成を示す図である。図２は、図１のダイカストマシンが有するダイプレートおよびその近傍の断面図である。図３は、金型のキャビティおよびその近傍の拡大断面図である。図４は、図１のダイカストマシンが有する溶湯供給装置を示す図である。図５～図７は、金型のキャビティおよびその近傍の拡大断面図である。図５～図７は、順に、プランジャが高速前進開始位置、減速開始位置、増圧開始位置にある状態を示す。図８は、図１のダイカストマシンが有する制御装置が実行する本発明に係る処理（溶湯供給処理）の一例を示すフローチャートである。図９～図１５は、溶湯供給処理における溶湯供給機構の各状態を示す図である。図９～図１５は、順に、ラドルが溶融炉の上方の位置にある状態、ラドルの容器が溶融炉の溶湯に浸漬した状態、ラドルの底部に設けられた溶湯口が開いた状態、ラドルの底部に設けられた溶湯口が閉じた状態、ラドル内の空間に不活性ガスを注入する状態、ラドルがスリーブの上方の位置にある状態、ラドル内の溶湯をスリーブに供給した状態、を示す。本明細書において、図１～図３、図５～図７の左側を前方とし、右側を後方としている。

【0011】

本実施形態に係るダイカストマシン１は、射出機構１０と、型締機構３０と、溶湯供給機構５０と、制御装置１００と、を有している。

【0012】

図１に示すように、射出機構１０は、油圧で動作するピストン１１と、ピストン１１を前後方向に移動可能に収容するシリンダ１２と、を有している。シリンダ１２は、ピストン１１により区画された後方油室１３および前方油室１４を有している。ピストン１１には、プランジャ１５が接続されている。プランジャ１５は、ピストン１１の前面１１ａから前方に延びるロッド１６と、ロッド１６の先端に設けられたプランジャチップ１７と、を有している。

【0013】

シリンダ１２の後方には、駆動伝達プレート１８が配置されている。駆動伝達プレート１８は、電動サーボモータ１９、ならびに、駆動伝達歯車およびボールネジ機構等からなる駆動伝達機構２０により前後方向に移動される。駆動伝達プレート１８が前方に移動されることにより、シリンダ１２が押されて前進する。駆動伝達プレート１８、電動サーボモータ１９および駆動伝達機構２０は、電動増圧機構を構成する。なお、このような電動増圧機構に代えて、油圧によってシリンダ１２を押して前進させる油圧増圧機構を有していてもよい。

【0014】

射出機構１０は、アキュムレータ２１を有している。アキュムレータ２１は、シリンダ１２の後方油室１３に作動油を供給する油圧供給部である。アキュムレータ２１と後方油室１３とは、油路ａにより接続されている。油路ａには、供給バルブ２２が配置されている。供給バルブ２２は、アキュムレータ２１と後方油室１３とを連通および遮断する。本実施形態において、供給バルブ２２は、ソレノイドにより弁体を駆動する電磁弁で構成される。供給バルブ２２として、電磁弁以外にも、例えば、モータにより弁体を駆動するものなど、他の種類のバルブを採用してもよい。

【0015】

シリンダ１２の前方油室１４と作動油を蓄えるタンク２３とは、油路ｂにより接続されている。油路ｂには、サーボバルブ２４が配置されている。サーボバルブ２４は、前方油室１４からタンク２３に流れる作動油の流出量を調整する。本実施形態では、サーボバルブ２４によって、当該流出量（すなわち、前方油室１４から排出される作動油の量）を調整することにより、プランジャ１５が前進する速度を制御する（メータアウト制御）。なお、上述した供給バルブ２２をサーボバルブで構成し、アキュムレータ２１から後方油室１３に供給される作動油の量を調整することにより、プランジャ１５が前進する速度を制御してもよい（メータイン制御）。

【0016】

射出機構１０は、シリンダ１２の前方油室１４の油圧に応じた信号を出力する油圧センサ２５と、プランジャ１５の位置Ｌに応じた信号を出力する位置センサ２６と、を有している。位置センサ２６は、光学式、磁気式、磁歪式など公知の位置センサを用いることができる。

【0017】

図２に示すように、型締機構３０は、固定金型Ｋ１が取り付けられる固定ダイプレート３１と、移動金型Ｋ２が取り付けられる可動ダイプレート３２と、を有している。固定ダイプレート３１は、固定金型Ｋ１のランナＲに連通された円筒状のスリーブ３３を有している。スリーブ３３には、プランジャ１５が前後進可能に収容される。スリーブ３３は、給湯口３４が上部に形成されている。スリーブ３３には、給湯口３４を通じて溶湯供給機構５０によって、溶湯Ｍが注ぎ入れられる。型締機構３０は、図示しない型締駆動部によって固定ダイプレート３１に対して可動ダイプレート３２を進退させて、固定金型Ｋ１と移動金型Ｋ２とを型開および型閉（型締）する。

【0018】

図３に示すように、型閉された固定金型Ｋ１および移動金型Ｋ２の内部には、スリーブ３３と連通されたランナＲと、ランナＲと連通されたキャビティＣと、キャビティＣと連通されたオーバーフロー部Ｏと、が形成される。ランナＲは、キャビティＣに開口されたゲートＧに通じている。

【0019】

図４に示すように、溶湯供給機構５０は、ラドル５１と、アーム６１と、開閉機構７１と、溶湯量計測装置８１と、ガス供給装置９１と、を有している。

【0020】

ラドル５１は、容器５２を有している。容器５２は、周壁５３と、底部５４と、上部５５と、を有している。周壁５３は、上方から下方に向かうにしたがって細くなる中空の四角錐台形状を有している。底部５４は、周壁５３の下端に連設されている。底部５４は、溶湯口５６と、溶湯口５６を囲む弁座５７と、を有している。弁座５７は、上方から下方に向かうにしたがって径が小さくなる内向きのテーパー面である。底部５４の上面５４ａは、溶湯口５６に向かって下るように傾斜している。底部５４における溶湯口５６が形成された部分５４ｂが、溶湯Ｍに対する非濡れ性が比較的高い材料（例えば、窒化ケイ素（窒化ケイ素を主成分とする材料を含む））で構成されていることが好ましい。上部５５は、平板形状を有している。上部５５は、周壁５３の上端に接合されている。容器５２は、全体的に鉄などの金属またはセラミックで構成されている。周壁５３の表面（内面、外面）および底部５４の表面（内面、外面）には、溶湯Ｍに対する非濡れ性が比較的高い材料（例えば、ルミキャスト（登録商標、ニチアス株式会社製））が塗布されていることが好ましい。

【0021】

アーム６１は、ラドル５１を支持している。アーム６１は、ラドル５１を図示しない溶融炉とスリーブ３３との間で移動させる。アーム６１には、湯面高さセンサ６２が取り付けられている。湯面高さセンサ６２は、例えば熱電対である。湯面高さセンサ６２は、アーム６１から下方に延びる棒状のセンサ支持体６３の下端に配置されている。センサ支持体６３の下端（湯面高さセンサ６２）はラドル５１の底部５４（溶湯口５６）よりも上方に配置されている。湯面高さセンサ６２は、容器５２が所定の設定位置（例えば、容器５２における高さ方向の中央箇所より下方の部分が溶融炉の溶湯に浸漬する位置）にあるときに当該溶融炉の湯面に接する位置に配置されている。湯面高さセンサ６２が出力する信号に基づいて、ラドル５１の容器５２が設定位置に移動したかを判定できる。

【0022】

開閉機構７１は、弁体７２と、アクチュエータ７３と、を有している。弁体７２は、円柱形状を有している。弁体７２の外径は、溶湯口５６の内径より大きい。弁体７２は、ラドル５１の上部５５を貫通し、上下方向に延在している。弁体７２は、溶湯Ｍに対する非濡れ性が比較的高い材料（例えば、窒化ケイ素、マシナブルセラミックまたはケイ酸カルシウム（これらのいずれか一つを主成分とする材料を含む））で構成されていることが好ましい。アクチュエータ７３は、例えば、エアシリンダや電動シリンダであり、ピストンロッド７４を上下方向に移動可能であり、かつ、ピストンロッド７４を軸周りに回転可能である。ピストンロッド７４はカップリング７５によって弁体７２と同軸に連結されている。アクチュエータ７３は、弁体７２を上下方向に移動させつつ軸周りに回転させる。弁体７２の下端が弁座５７に接すると溶湯口５６が閉じ、弁体７２の下端が弁座５７から離れると溶湯口５６が開く。

【0023】

溶湯量計測装置８１は、フロート体８２と、レーザー変位計８３と、を有している。フロート体８２は、棒状の変位部材８４と、変位部材８４の下端に接続された球形のフロート８５と、を有している。変位部材８４は、ラドル５１の上部５５を貫通し、上下方向に延在している。フロート８５は、ラドル５１内の溶湯Ｍの湯面に浮く。フロート体８２は、ラドル５１内の溶湯Ｍの量に応じて上下方向に移動する。レーザー変位計８３は、上部５５の上方において変位部材８４の上端と上下方向に向かい合って配置されている。レーザー変位計８３は、上部５５に対して固定されている。レーザー変位計８３は、レーザー変位計８３と変位部材８４との距離Ｄｘに応じた信号を出力する。距離Ｄｘはラドル５１の容器５２内の溶湯Ｍの湯面高さ（すなわち、溶湯Ｍの量）と関係を有しており、レーザー変位計８３が出力する信号に基づいて容器５２内の溶湯Ｍの量を計測することができる。

【0024】

ガス供給装置９１は、不活性ガス（例えば、アルゴン）を供給する装置である。ガス供給装置９１は、流路切換弁９２を介して、ラドル５１の上部５５に設けられた通気部５８に接続されている。流路切換弁９２は、通気部５８をガス供給装置９１または大気（大気開放部９３）に選択的に接続する。大気開放部９３は、例えば、エアフィルタで構成されている。流路切換弁９２と大気開放部９３とは、ラドル５１の容器５２内の空間５９を大気と連通させる大気開放機構を構成する。

【0025】

ラドル５１の空間５９は、溶湯口５６および通気部５８を除いて大気と接続されておらず、大気と区画された空間である。空間５９は、上部５５と弁体７２との隙間および上部５５とフロート体８２の変位部材８４との隙間を通じて大気と接続されているが、概ね大気と区画されており、実質的に大気と区画された空間である。なお、弁体７２および変位部材８４の移動を妨げるものでなければ、上記隙間に封止部材を配置してもよい。

【0026】

制御装置１００は、ダイカストマシン１の全体の動作を司る。制御装置１００は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、各種Ｉ／Ｏインタフェースなどを有する組み込み機器用のマイクロコンピュータを有して構成されている。制御装置１００は、射出機構１０、型締機構３０および溶湯供給機構５０の動作を制御する。制御装置１００は、油圧センサ２５が出力した信号に基づいて前方油室１４の油圧Ｐｆを計測する。制御装置１００は、位置センサ２６が出力した信号に基づいてプランジャ１５の位置Ｌおよび速度Ｖを計測する。制御装置１００は、湯面高さセンサ６２が出力した信号に基づいて、ラドル５１の容器５２が設定位置に移動したかを判定する。制御装置１００は、レーザー変位計８３が出力した信号に基づいて、ラドル５１の容器５２内の溶湯Ｍの量を計測する。制御装置１００は、射出制御装置およびラドル制御装置である。溶湯供給機構５０と制御装置１００とが、溶湯供給装置を構成する。制御装置１００は、型閉工程、溶湯供給工程、射出工程（低速射出工程および高速射出工程）、増圧工程、型開工程および製品押出工程などの各種工程において、各種駆動部の動作を制御する。

【0027】

ダイカストマシン１は、製品成形における一連の動作として、以下の（１）～（５）の動作を行う。

【0028】

（１）固定金型Ｋ１および移動金型Ｋ２を型締する（型閉工程）。

【0029】

（２）固定ダイプレート３１のスリーブ３３に溶湯Ｍを供給する（溶湯供給工程）。

【0030】

（３）プランジャ１５を前進させ、スリーブ３３内の溶湯ＭをキャビティＣに射出する（射出工程）。

【0031】

射出工程において、アキュムレータ２１内の作動油の油圧を高め、供給バルブ２２を開状態としてシリンダ１２の後方油室１３に作動油を供給し、サーボバルブ２４により前方油室１４から作動油を流出させて、ピストン１１を前進させる。サーボバルブ２４の開度によって作動油の流出量を制御し、ピストン１１の前進速度を調整する。始めに、ピストン１１を低速前進させ、プランジャ１５が高速前進開始位置Ｌ１（図５）に到達するとピストン１１を高速前進させて、プランジャ１５によりスリーブ３３内の溶湯ＭをキャビティＣに射出する。プランジャ１５が減速開始位置Ｌ２（図６）に到達するとピストン１１を減速させる。減速開始位置Ｌ２は、例えば、キャビティＣの全体に溶湯Ｍが充填される位置である。

【0032】

（４）キャビティＣ内の溶湯Ｍに圧力を加える（増圧工程）。

【0033】

増圧工程において、プランジャ１５が増圧開始位置Ｌ３（図７）に到達すると電動サーボモータ１９を動作させ、駆動伝達プレート１８を前進させてシリンダ１２（すなわちピストン１１）を押圧する。増圧開始位置Ｌ３は、例えば、キャビティＣおよびオーバーフロー部Ｏの全体に溶湯Ｍが充填される位置である。高速前進開始位置Ｌ１、減速開始位置Ｌ２および増圧開始位置Ｌ３は、動作切換位置である。

【0034】

（５）固定金型Ｋ１および移動金型Ｋ２を開き（型開工程）、キャビティＣから製品を押し出す（製品押出工程）。

【0035】

次に、制御装置１００における本発明に係る溶湯供給処理の一例について、図８のフローチャートおよび図９～図１５を参照して説明する。溶湯供給処理は、溶湯供給工程において実行される。

【0036】

制御装置１００は、アーム６１を駆動して、ラドル５１を図示しない溶融炉の上方の位置に移動させる（Ｓ１１０、図９）。このとき、溶湯口５６が閉じており、ラドル５１の空間５９には不活性ガスが充填されており、流路切換弁９２を介して通気部５８が大気（大気開放部９３）に接続されている。

【0037】

制御装置１００は、湯面高さセンサ６２が出力する信号に基づいて、ラドル５１（容器５２）が設定位置に移動するまでラドル５１を下方に移動させる（Ｓ１２０、Ｓ１３０でＮ）。制御装置１００は、ラドル５１が設定位置に移動すると（Ｓ１３０でＹ、図１０）、アクチュエータ７３によって弁体７２を上方に移動させて溶湯口５６を開く（Ｓ１４０、図１１）。すなわち、制御装置１００は、溶融炉の溶湯Ｍの湯面高さに基づき、容器５２を溶融炉の溶湯Ｍに浸漬させて溶湯口５６を開く。これにより、溶湯口５６を通じてラドル５１の容器５２内に溶湯Ｍが進入する。

【0038】

制御装置１００は、レーザー変位計８３が出力する信号に基づいて、ラドル５１の容器５２内の溶湯Ｍの量（溶湯量Ｖ１）を計測する（Ｓ１５０）。制御装置１００は、溶湯量Ｖ１がキャビティＣの容積に応じて設定された設定量Ｖｓより少ないとき（Ｓ１６０でＹ）、アーム６１を駆動して、ラドル５１を下方に移動させ（Ｓ１７０）、溶湯量Ｖ１を再度計測する（Ｓ１５０）。制御装置１００は、溶湯量Ｖ１が設定量Ｖｓより多いとき（Ｓ１６０でＮ、Ｓ１８０でＹ）、アーム６１を駆動して、ラドル５１を上方に移動させ（Ｓ１９０）、溶湯量Ｖ１を再度計測する（Ｓ１５０）。すなわち、制御装置１００は、ラドル５１の容器５２内の溶湯Ｍの湯面高さに基づいて、溶湯量Ｖ１が設定量Ｖｓとなる高さ位置にラドル５１の容器５２を位置付ける。

【0039】

制御装置１００は、溶湯量Ｖ１が設定量Ｖｓであるとき（Ｓ１６０でＮ、Ｓ１８０でＮ）、アクチュエータ７３によって弁体７２を下方に移動させて溶湯口５６を閉じる（Ｓ２００、図１２）。このとき、アクチュエータ７３は、弁体７２の下端を弁座５７に押し付けつつ軸周りに回転させる。これにより、弁座５７に付着した半固形状の溶湯Ｍを押しつぶして、弁体７２を弁座５７に密着させ、溶湯口５６をより確実に閉じることができる。

【0040】

制御装置１００は、溶湯口５６を閉じると、流路切換弁９２を介して通気部５８とガス供給装置９１とを接続し、ガス供給装置９１によってラドル５１内の空間５９に不活性ガスを注入する（Ｓ２１０、図１３）。不活性ガスは、溶湯Ｍの湯面に酸化膜が形成されることを抑制する。制御装置１００は、アーム６１を駆動して、溶融炉の溶湯Ｍからラドル５１を引き上げ、ラドル５１をスリーブ３３の上方の位置に移動させる（Ｓ２２０、図１４）。このとき、ラドル５１の溶湯口５６とスリーブ３３の給湯口３４とが上下方向に向かい合うようにする。

【0041】

制御装置１００は、レーザー変位計８３が出力する信号に基づいてラドル５１内の溶湯Ｍの量（溶湯量Ｖ２）を計測する（Ｓ２３０）。制御装置１００は、溶湯量Ｖ２が適正範囲内であるとき（Ｓ２４０でＹ）、アクチュエータ７３によって弁体７２を上方に移動させて溶湯口５６を開く（Ｓ２６０、図１５）。制御装置１００は、溶湯量Ｖ２が適正範囲内でないとき（Ｓ２４０でＮ）、動作切換位置（高速前進開始位置Ｌ１、減速開始位置Ｌ２、増圧開始位置Ｌ３）を変更し（Ｓ２５０）、溶湯口５６を開く（Ｓ２６０）。適正範囲とは、動作切換位置の変更が不要な溶湯量Ｖ２の範囲であり、本実施形態では、設定量Ｖｓに対する割合（例えば、設定量Ｖｓの９５～１００％）として設定される。溶湯量Ｖ２が適正範囲内でないとき、スリーブ３３の内径およびキャビティＣの容積などに基づいて、適切な位置で動作切換が行われるように動作切換位置を変更する。制御装置１００は、例えば、溶湯量Ｖ２が適正範囲の下限値より少ないとき動作切換位置を前方寄りに変更し、溶湯量Ｖ２が適正範囲の上限値より多いとき動作切換位置を後方寄りに変更する。

【0042】

制御装置１００は、溶湯口５６を開くとともに、ガス供給装置９１によってラドル５１の空間５９に不活性ガスを注入する（Ｓ２７０）。これにより、ラドル５１の容器５２内の溶湯Ｍが給湯口３４を通じてスリーブ３３に供給される。また、空間５９に不活性ガスが充填され、不活性ガスは溶湯口５６および給湯口３４を通じてスリーブ３３にも注入される。そして、制御装置１００は、アクチュエータ７３によって弁体７２を下方に移動させて溶湯口５６を閉じ（Ｓ２８０）、本処理を終了する。制御装置１００は、溶湯供給処理に続いて、射出工程および増圧工程に係る処理を実行する。制御装置１００は、溶湯供給処理において動作切換位置の変更があった場合、射出工程および増圧工程において変更後の動作切換位置を用いる。

【0043】

本実施形態に係るダイカストマシン１は、射出機構１０と、型締機構３０と、溶湯供給装置を構成する溶湯供給機構５０および制御装置１００と、を有する。型締機構３０は、固定金型Ｋ１および移動金型Ｋ２の内部に形成されたキャビティＣに射出される溶湯Ｍが供給されるスリーブを有する。溶湯供給機構５０が、ラドル５１を有し、ラドル５１が溶湯Ｍを貯留する容器５２を有する。容器５２の底部５４に溶湯口５６が設けられている。制御装置１００が、溶融炉の溶湯の湯面高さに基づき、ラドル５１の容器５２を設定位置まで下方に移動させて溶融炉の溶湯Ｍに浸漬させて溶湯口５６を開く。そして、制御装置１００が、容器５２内の溶湯Ｍの湯面高さに基づき、容器５２内の溶湯Ｍが設定量Ｖｓとなる高さ位置に容器５２を位置付けて溶湯口５６を閉じる。

【0044】

ダイカストマシン１は、ラドル５１の容器５２を設定位置まで下方に移動させて溶融炉の溶湯Ｍに浸漬し、底部５４に設けられた溶湯口５６を開く。これにより、容器５２外の溶融炉の湯面高さと容器５２内の湯面高さとが同じになるように、溶湯口５６を通じて溶湯Ｍがラドル５１の容器５２内に進入する。そして、容器５２内の溶湯Ｍの湯面高さに基づき、容器５２内の溶湯Ｍが設定量Ｖｓとなる高さ位置に容器５２を位置付け、溶湯口５６を閉じる。このようにしたことから、容器５２内の気体を吸引することなく溶湯Ｍを容器５２に貯留することができる。また、容器５２を溶湯Ｍから引き上げるまでは容器５２外の湯面高さと容器５２内の湯面高さとが同じであるため、容器５２内の溶湯Ｍの熱が容器５２を介して大気に放出されることを抑制できる。そのため、簡易な構成でラドル５１の容器５２内の溶湯の温度低下を抑制できる。

【0045】

また、溶湯供給機構５０が、溶湯口５６を開閉する開閉機構７１を有する。開閉機構７１が、溶湯口５６と向かい合う弁体７２と、溶湯口５６を囲む環状の弁座５７に弁体７２を接離させるアクチュエータ７３と、を有する。そして、アクチュエータ７３が、溶湯口５６を閉じるときに弁体７２を弁座５７に押し付けつつ回転させる。このようにすることで、弁体７２によって弁座５７に付着した半固形状の溶湯Ｍを押しつぶして、弁体７２を弁座５７に密着させ、溶湯口５６をより確実に閉じることができる。なお、アクチュエータ７３は、溶湯口５６を閉じるときに弁体７２を回転させずに弁座５７に押し付けるものであってもよい。

【0046】

また、弁体７２が、溶湯Ｍに対する非濡れ性が比較的高い材料（例えば、窒化ケイ素、マシナブルセラミックまたはケイ酸カルシウム（これらのいずれか一つを主成分とする材料を含む））で構成されていることが好ましい。このようにすることで、弁体７２への溶湯Ｍの付着を効果的に抑制できる。

【0047】

また、ラドル５１の容器５２の底部５４における溶湯口５６が設けられた部分５４ｂが、窒化ケイ素（窒化ケイ素を主成分とする材料を含む）で構成されていることが好ましい。このようにすることで、溶湯口５６の内面および弁座５７への溶湯Ｍの付着を効果的に抑制できる。

【0048】

また、ラドル５１の容器５２内の空間５９が、大気と区画された空間である。溶湯供給機構５０が、溶湯口５６を開いて容器５２内に溶湯Ｍを進入させる際に容器５２内の空間５９を大気と連通させる大気開放機構（流路切換弁９２および大気開放部９３）を有する。このようにすることで、大気開放機構を通じて空間５９の気体が排出されるので、溶湯口５６を通じて溶湯Ｍがラドル５１の容器５２内に速やかに進入する。そのため、ラドル５１の容器５２内に溶湯Ｍを比較的短時間で貯留できる。

【0049】

また、溶湯供給機構５０が、ラドル５１の容器５２内の空間５９に不活性ガスを注入するガス供給装置９１を有する。このようにすることで、容器５２内の溶湯Ｍに酸化膜が形成されることを抑制できる。なお、ガス供給装置９１、流路切換弁９２および大気開放部９３を省略して、空間５９が通気部５８を通じて大気と連通されていてもよい。

【0050】

また、ラドル５１の容器５２の表面には、容器５２を構成する材料よりも溶湯Ｍの非濡れ性が高い材料が塗布されていることが好ましい。このようにすることで、容器５２の外面および内面に溶湯Ｍが付着することを抑制できる。そのため、容器５２内の溶湯Ｍの量が変動したり、溶湯Ｍに固形物（固形化した溶湯Ｍ）が含まれたりすることを抑制できる。

【0051】

また、溶湯供給機構５０が、ラドル５１の容器５２内の溶湯Ｍの量を計測する溶湯量計測装置８１を有する。ダイカストマシン１が、スリーブ３３に収容されたプランジャ１５と、プランジャ１５を前進するよう動作させるとともに、プランジャ１５が動作切替位置に進むとプランジャ１５の動作を切り替える制御装置１００と、を有する。そして、制御装置１００が、スリーブ３３に溶湯Ｍを供給する直前に溶湯量計測装置８１によって溶湯Ｍの量（溶湯量Ｖ２）を計測し、溶湯量Ｖ２に基づいて動作切換位置を変更する。このようにしたことから、容器５２内の溶湯Ｍの量にばらつきがあった場合でも、適切な位置でプランジャ１５の動作切換を行うことができる。そのため、成形品の品質低下を抑制できる。

【0052】

また、動作切換位置が、高速前進開始位置Ｌ１、減速開始位置Ｌ２および増圧開始位置Ｌ３である。なお、制御装置１００によって変更される動作切換位置は、高速前進開始位置Ｌ１、減速開始位置Ｌ２および増圧開始位置Ｌ３のうちの少なくとも１つであればよい。

【0053】

上述した実施形態では、射出動作を油圧で行い、増圧動作を電動で行う構成であったが、これ以外にも、射出動作及び増圧動作を油圧で行う構成、または、射出動作および増圧動作を電動で行う構成に対して本発明を適用してもよい。

【0054】

また、上述した実施形態では、ラドル５１の容器５２が設定位置まで下方に移動したときに容器５２の底部５４の溶湯口５６を開けているが、底部５４が溶融炉の溶湯Ｍに浸漬したときに溶湯口５６を開けるようにしてもよい。

【0055】

上記に本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の趣旨を逸脱しない限り、本発明の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0056】

１…ダイカストマシン、１０…射出機構、１１…ピストン、１１ａ…前面、１２…シリンダ、１３…後方油室、１４…前方油室、１５…プランジャ、１６…ロッド、１７…プランジャチップ、１８…駆動伝達プレート、１９…電動サーボモータ、２０…駆動伝達機構、２１…アキュムレータ、２２…供給バルブ、２３…タンク、２４…サーボバルブ、２５…油圧センサ、２６…位置センサ、３０…型締機構、３１…固定ダイプレート、３２…可動ダイプレート、３３…スリーブ、３４…給湯口、５０…溶湯供給機構、５１…ラドル、５２…容器、５３…周壁、５４…底部、５４ａ…上面、５４ｂ…部分、５５…上部、５６…溶湯口、５７…弁座、５８…通気部、５９…空間、６１…アーム、６２…湯面高さセンサ、６３…センサ支持体、７１…開閉機構、７２…弁体、７３…アクチュエータ、７４…ピストンロッド、７５…カップリング、８１…溶湯量計測装置、８２…フロート体、８３…レーザー変位計、８４…変位部材、８５…フロート、９１…ガス供給装置、９２…流路切換弁、９３…大気開放部、１００…制御装置、Ｍ…溶湯、Ｋ１…固定金型、Ｋ２…移動金型、Ｌ１…高速前進開始位置、Ｌ２…減速開始位置、Ｌ３…増圧開始位置、Ｖ１、Ｖ２…溶湯量、Ｖｓ…設定量、Ｒ…ランナ、Ｃ…キャビティ、Ｏ…オーバーフロー部、Ｇ…ゲート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】