特許 7707932 ダイカスト鋳造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-07-07

(45)【発行日】2025-07-15

(54)【発明の名称】ダイカスト鋳造装置

(51)【国際特許分類】

   B22D 17/32 20060101AFI20250708BHJP

   B22D 17/14 20060101ALI20250708BHJP

【ＦＩ】

B22D17/32 A

B22D17/14

B22D17/32 J

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022002729

(22)【出願日】2022-01-12

(65)【公開番号】P2023102330

(43)【公開日】2023-07-25

【審査請求日】2024-03-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鳥本 雅

【審査官】池田 安希子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０６２６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２８５６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０９９１６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２２Ｄ １５／００ － １７／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダイカスト鋳造装置であって、
溶湯を導入する導入口を有し、キャビティを形成する金型と、
前記導入口と連通するスリーブと、
前記スリーブ内に進退可能に配置され、前進することにより前記スリーブ内に供給された前記溶湯を前記キャビティ内に出射するプランジャーと、
前記キャビティ内を減圧する減圧装置と、
前記スリーブから前記キャビティに向かって流れる前記溶湯の到達を検出する検出センサと、
前記プランジャーの進退を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記プランジャーの前進開始時点から、前記検出センサが前記溶湯の到達を検出する検出時点までの到達時間が、予め定められた基準時間よりも短い場合、前記検出時点での前記プランジャーの位置から前記キャビティへの前記溶湯の供給が完了する際の前記プランジャーの最前進位置までの前進時間が予め定められた基準前進時間よりも短くなるように前記プランジャーの前進速度の切替位置と、前記前進速度の大きさと、のうち少なくともいずれか一方を制御する速度制御ステップを実行し、
前記スリーブに前記溶湯が供給された後、前記前進速度を第１速度に設定して前記プランジャーを前記前進開始時点の位置である第１位置から前記切替位置まで前進させる第１ステップと、
前記第１ステップの後、前記前進速度を前記第１速度よりも大きい第２速度に切り替え、前記プランジャーを前記最前進位置よりも後退側の予め定められた位置である第２位置まで前進させる第２ステップと、を行い、
前記到達時間が前記基準時間よりも短い場合、前記切替位置を、前記第２速度を予め定められた基準第２速度に設定して前進させた場合の前記前進時間が前記基準前進時間となる前記切替位置である基準切替位置に設定するとともに、前記第２速度を、前記基準第２速度よりも大きい速度に変更することで前記速度制御ステップを実行する、ダイカスト鋳造装置。

【請求項2】

請求項１に記載のダイカスト鋳造装置であって、
前記速度制御ステップは、
前記到達時間が、前記基準時間よりも長い場合、前記前進時間が前記基準前進時間よりも長くなるように前記前進速度を制御することを含む、ダイカスト鋳造装置。

【請求項3】

請求項２に記載のダイカスト鋳造装置であって、
前記到達時間が前記基準時間よりも長い場合、前記切替位置を前記基準切替位置と前記第２位置との間の位置に変更することで前記速度制御ステップを実行する、ダイカスト鋳造装置。

【請求項4】

請求項３に記載のダイカスト鋳造装置であって、
前記到達時間が前記基準時間よりも長い場合、前記到達時間が長いほど、前記切替位置を前記第２位置に近づける、ダイカスト鋳造装置。

【請求項5】

請求項３または４に記載のダイカスト鋳造装置であって、
前記制御部は、
前記スリーブに前記溶湯を供給する供給ステップと、
前記供給ステップの後、前記第１ステップと前記第２ステップとにより、前記プランジャーを前記第１位置から前記第２位置まで前進させる前進ステップと、
前記前進ステップの後、前記プランジャーを前記第１位置まで後退させる後退ステップと、を有する射出処理を繰り返し行い、
ｎ（ｎは正の整数）番目の前記射出処理の前記第２ステップにおいて、前記切替位置を変更した場合、ｎ＋１番目の前記射出処理の開始前に、前記基準切替位置を変更後の前記切替位置に変更する、ダイカスト鋳造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ダイカスト鋳造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、減圧されたキャビティ内に溶融金属を射出するダイカスト鋳造方法がある（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－３５００８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

キャビティ内の減圧に伴い、スリーブ内のキャビティに近い位置にある溶湯の一部が先にキャビティ内に流入する場合がある。この場合、先にキャビティ内に流入した一部の溶湯と、後から流入する溶湯とで、凝固する時期が異なるため、鋳造品の品質が低下するおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
本開示の一形態によれば、ダイカスト鋳造装置が提供される。このダイカスト鋳造装置は、溶湯を導入する導入口を有し、キャビティを形成する金型と、前記導入口と連通するスリーブと、前記スリーブ内に進退可能に配置され、前進することにより前記スリーブ内に供給された前記溶湯を前記キャビティ内に出射するプランジャーと、前記キャビティ内を減圧する減圧装置と、前記スリーブから前記キャビティに向かって流れる前記溶湯の到達を検出する検出センサと、前記プランジャーの進退を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記プランジャーの前進開始時点から、前記検出センサが前記溶湯の到達を検出する検出時点までの到達時間が、予め定められた基準時間よりも短い場合、前記検出時点での前記プランジャーの位置から前記キャビティへの前記溶湯の供給が完了する際の前記プランジャーの最前進位置までの前進時間が予め定められた基準前進時間よりも短くなるように前記プランジャーの前進速度の切替位置と、前記前進速度の大きさと、のうち少なくともいずれか一方を制御する速度制御ステップを実行し、前記スリーブに前記溶湯が供給された後、前記前進速度を第１速度に設定して前記プランジャーを前記前進開始時点の位置である第１位置から前記切替位置まで前進させる第１ステップと、前記第１ステップの後、前記前進速度を前記第１速度よりも大きい第２速度に切り替え、前記プランジャーを前記最前進位置よりも後退側の予め定められた位置である第２位置まで前進させる第２ステップと、を行い、前記到達時間が前記基準時間よりも短い場合、前記切替位置を、前記第２速度を予め定められた基準第２速度に設定して前進させた場合の前記前進時間が前記基準前進時間となる前記切替位置である基準切替位置に設定するとともに、前記第２速度を、前記基準第２速度よりも大きい速度に変更することで前記速度制御ステップを実行する。

【0006】

（１）本開示の一形態によれば、ダイカスト鋳造装置が提供される。このダイカスト鋳造装置は、溶湯を導入する導入口を有し、キャビティを形成する金型と、前記導入口と連通するスリーブと、前記スリーブ内に進退可能に配置され、前進することにより前記スリーブ内に供給された前記溶湯を前記キャビティ内に出射するプランジャーと、前記キャビティ内を減圧する減圧装置と、前記スリーブから前記キャビティに向かって流れる前記溶湯の到達を検出する検出センサと、前記プランジャーの進退を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記プランジャーの前進開始時点から、前記検出センサが前記溶湯の到達を検出する検出時点までの到達時間が、予め定められた基準時間よりも短い場合、前記検出時点での前記プランジャーの位置から前記キャビティへの前記溶湯の供給が完了する際の前記プランジャーの最前進位置までの前進時間が予め定められた基準前進時間よりも短くなるように前記プランジャーの前進速度の切替位置と、前記前進速度の大きさと、のうち少なくともいずれか一方を制御する速度制御ステップを実行する。この形態によれば、プランジャーの前進時間を短くすることにより、後の溶湯を早くキャビティに流入させることができ、先に流入した溶湯との凝固する時期の差を小さくすることができる。基準時間経過する前に、検出センサにより溶湯の到達が検出された場合とは、溶湯の一部が先にキャビティ内に流入している場合である。この場合には、プランジャーを早く前進させて残りの溶湯を早くキャビティに流入させることで、先に流入した溶湯と後に流入する溶湯との凝固する時期の差を小さくすることができる。よって、鋳造品の品質低下を抑制することができる。
（２）上記形態のダイカスト鋳造装置において、前記制御部は、前記スリーブに前記溶湯が供給された後、前記前進速度を第１速度に設定して前記プランジャーを前記前進開始時点の位置である第１位置から前記切替位置まで前進させる第１ステップと、前記第１ステップの後、前記前進速度を前記第１速度よりも大きい第２速度に切り替え、前記プランジャーを前記最前進位置よりも後退側の予め定められた位置である第２位置まで前進させる第２ステップと、を行い、前記到達時間が前記基準時間よりも短い場合、前記切替位置を、前記前進時間が前記基準前進時間となる場合の前記切替位置である基準切替位置と前記第１位置との間の位置に変更することで前記速度制御ステップを実行してもよい。この形態によれば、切替位置を基準切替位置と第１位置との間に変更することで、第１速度よりも大きい第２速度で前進する距離を長くし、前進時間を基準前進時間よりも短くすることができる。よって、残りの溶湯を早くキャビティに流入させることができる。
（３）上記形態のダイカスト鋳造装置において、前記制御部は、前記到達時間が前記基準時間よりも短い場合、前記到達時間が短いほど、前記切替位置を前記第１位置に近づけてもよい。この形態によれば、検出センサが検出した時期に応じて、切替位置を細かく調整することができる。
（４）上記形態のダイカスト鋳造装置において、前記速度制御ステップは、前記到達時間が、前記基準時間よりも長い場合、前記前進時間が前記基準前進時間よりも長くなるように前記前進速度を制御することを含んでもよい。この形態によれば、前進時間を長くすることにより、溶湯における乱流の発生を抑制し、鋳造品の品質低下を抑制することができる。到達時間が基準時間よりも長い場合とは、溶湯が導入口付近に未だ到達していない場合である。この場合には、プランジャーが第２位置に到達する時期を遅らせることで、乱流の発生を抑制することができる。
（５）上記形態のダイカスト鋳造装置において、前記到達時間が前記基準時間よりも長い場合、前記切替位置を前記基準切替位置と前記第２位置との間の位置に変更することで前記速度制御ステップを実行してもよい。この形態によれば、切替位置を基準切替位置と第２位置との間に変更することで、第２速度よりも小さい第１速度で前進する距離を長くし、前進時間を長くすることができる。よって、乱流の発生を抑制することができる。
（６）上記形態のダイカスト鋳造装置において、前記到達時間が前記基準時間よりも長い場合、前記到達時間が長いほど、前記切替位置を前記第２位置に近づけてもよい。この形態によれば、検出センサが検出した時期に応じて、切替位置を細かく調整することができる。
（７）上記形態のダイカスト鋳造装置において、前記制御部は、前記スリーブに前記溶湯を供給する供給ステップと、前記供給ステップの後、前記第１ステップと前記第２ステップとにより、前記プランジャーを前記第１位置から前記第２位置まで前進させる前進ステップと、前記前進ステップの後、前記プランジャーを前記第１位置まで後退させる後退ステップと、を有する射出処理を繰り返し行い、ｎ（ｎは正の整数）番目の前記射出処理の前記第２ステップにおいて、前記切替位置を変更した場合、ｎ＋１番目の前記射出処理の開始前に、前記基準切替位置を変更後の前記切替位置に変更してもよい。この形態によれば、後続の射出処理における、一部の溶湯のキャビティへの流入を抑制することができる。ｎ番目で基準時間経過前に検出センサにて溶湯の到着が検出されている場合とは、一部の溶湯がキャビティに先行して流入している場合である。この場合、溶湯の先頭位置が目標位置よりも導入口に近いと考えられ、後続の射出処理においても同様に一部の溶湯のキャビティへの流入が発生する可能性が高い。そこで、基準切替位置を基準切替位置と第１位置との間の位置に変更することで、後続の鋳造工程における一部の溶湯のキャビティへの流入を抑制することができる。
本開示は、ダイカスト鋳造装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、ダイカスト鋳造方法等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】ダイカスト鋳造装置の断面を示す模式図。

【図2】時間とプランジャーの前進速度および位置との関係を示す図。

【図3】溶湯の一部がキャビティに流入する場合を説明する図。

【図4】射出処理のフローチャート。

【図5】第２実施形態に係る連続射出処理のフローチャート。

【図6】切替位置の決定方法を説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

Ａ．第１実施形態：
図１は、ダイカスト鋳造装置１の断面を示す模式図である。ダイカスト鋳造装置１は、金型１０と、スリーブ２０と、プランジャー３０と、減圧装置４０と、制御部８０とを備える。ダイカスト鋳造装置１は、真空ダイカスト法または減圧ダイカスト法と呼ばれる方法、すなわち、減圧装置４０により減圧されたキャビティ１３内に注湯して鋳造品を製造するための装置である。金型１０は、固定型１１と可動型１２とを有する。固定型１１と可動型１２との間にキャビティ１３が形成されている。固定型１１は、キャビティ１３に溶湯を導入するための導入口１４を有する。スリーブ２０は、固定型１１に形成された溶湯の流路であるライナ１６を介して導入口１４と連通する。スリーブ２０には、溶湯が注入される注湯口２１が設けられている。プランジャー３０は、スリーブ２０内に進退可能に配置され、前進することによりスリーブ２０内に供給された溶湯をキャビティ１３内に出射する。具体的には、プランジャー３０は、後端に接続されたロッド３１を介して図示しない油圧装置に連結されている。そして、油圧装置の駆動力により、プランジャー３０は前進または後退する。図１には、プランジャー３０が金型１０に近づく方向である前進方向と、その逆方向である後退方向とが示されている。金型１０には、キャビティ１３を減圧するための流路１５が形成されている。流路１５は、減圧装置４０に接続されている。減圧装置４０は、真空ポンプなどで実現される。流路１５には、減圧バルブ４１が取り付けられている。キャビティ１３内が減圧される場合、減圧バルブ４１が開弁され、減圧装置４０によりキャビティ１３内の空気が排出される。

【0009】

制御部８０は、ＣＰＵおよびメモリなどを備えたコンピュータとして構成されている。メモリには、後述する射出処理の実行プログラムなどが記憶されている。制御部８０は、減圧装置４０や油圧装置などを制御する。具体的には、制御部８０は、プランジャー３０の進退を制御する。本実施形態において、後述する基準切替位置ＷＰとは、プランジャー３０の前進速度を切り替える際の基準位置を意味し、プランジャー３０の先端位置として予め設定されている。ここで、第１位置ＳＰは、注湯口２１よりも後退方向にある位置である。第２位置ＥＰは、第１位置ＳＰより前進方向にある位置であり、第１位置ＳＰよりも導入口１４に近い。

【0010】

さらに、ダイカスト鋳造装置１は、検出センサ５１と、ストロークセンサ５２を有する。検出センサ５１は、プランジャー３０からキャビティ１３に向かって流れる溶湯の到達を検出する。本実施形態では、検出センサ５１は、導入口１４付近に配置されている。検出センサ５１に溶湯が到達すると、検出センサ５１は、到達検出信号を制御部８０へ出力する。すなわち、検出センサ５１に溶湯が到達することで、溶湯が導入口１４に到達したことが検出される。検出センサ５１は、２つの導電体を備える。２つの導電体の間には電圧が印加されている。２つの導電体は、各々の先端が離れた状態で、各々の先端がライナ１６から露出して取り付けられている。検出センサ５１に溶湯が到達していない場合、すなわち、２つの導電体の先端に溶湯が無い場合には、２つの導電体の間に電流は流れないない。一方、検出センサ５１に溶湯が到達した場合、すなわち、２つの導電体の先端に溶湯がある場合には、導電体である溶湯を介して２つの導電体の間に電流が流れる。よって、検出センサ５１は、内蔵する２つの導電体の間に電流が流れた場合には、到達検出信号を制御部８０へ出力する。ストロークセンサ５２は、プランジャー３０に取り付けられており、プランジャー３０の基準位置からの距離を検出する変位センサである。本実施形態において、基準位置と、第１位置ＳＰとは一致する。

【0011】

図２は、時間と、プランジャー３０の前進速度および位置との関係を示す図である。図２の上段は、時間とプランジャー３０の位置との関係を示す。図２の下段は、時間とプランジャー３０の前進速度との関係を示す。本実施形態では、図２の実線で示すように、スリーブ２０に注湯された後、プランジャー３０は始め低速である第１速度Ｖ１で前進し、その後、高速である第２速度Ｖ２で前進する。具体的には、プランジャー３０は、図１に示す前進開始時点の位置である第１位置ＳＰから第１速度Ｖ１で前進し始める。第１速度Ｖ１は、スリーブ２０内の溶湯に乱流が発生しない程度に遅い速度である。これにより、乱流の発生により、空気が溶湯内に巻き込まれることによる鋳巣の発生を低減することができる。その後、キャビティ１３内が減圧される。これにより、キャビティ１３内の空気や離型剤起因のガスの巻き込みによる鋳巣の発生を低減することができる。プランジャー３０は、基準切替位置ＷＰまで第１速度で前進する。本実施形態では、基準切替位置ＷＰは、溶湯が導入口１４に到達する程度の位置である。その後、プランジャー３０は、第２位置ＥＰまで、第１速度Ｖ１よりも大きな第２速度Ｖ２で前進される。これにより、キャビティ１３への溶湯の充填を短時間で行うことができ、凝固時期のバラツキを低減することができる。第２位置ＥＰは、キャビティ１３への溶湯の供給が完了する際のプランジャー３０の最前進位置ＦＰよりも後退側の予め定められた位置である。最前進位置ＦＰは、キャビティ１３内の圧力が目標圧力となる場合のプランジャー３０の位置である。プランジャー３０は、最前進位置ＦＰに近づくと、キャビティ１３に充填された溶湯の圧力により減速する。第２位置ＥＰは、プランジャー３０が減速し始める時点の位置である。以下の記載において、前進速度が基準切替位置ＷＰにて第１速度Ｖ１から第２速度Ｖ２に切り替えられる場合を基準状態と呼ぶ場合がある。

【0012】

図３は、溶湯の一部がキャビティ１３に流入する場合を説明する図である。図３に示すように、減圧装置４０によりキャビティ１３が減圧されると、溶湯のうち、キャビティ１３に近い一部の溶湯が、他の多くの溶湯（後述の本流ＭＭ）から離れてキャビティ１３に流入する場合がある。溶湯が波打つ場合があり、また、減圧バルブ４１に近いほど、減圧の影響を受け易いからである。ここで、キャビティ１３に流入する一部の溶湯を先湯ＴＭと称し、その他の溶湯を本流ＭＭと称する。先湯ＴＭが発生した場合、本流ＭＭは、先湯ＴＭに遅れてキャビティ１３に流入するため、先湯ＴＭは、本流ＭＭより先に凝固する。凝固時期が異なると、界面が発生し鋳造品の強度が低下する場合がある。そこで、本実施形態では、次の射出処理が実行される。射出処理では、検出センサ５１を用いて、先湯ＴＭが発生しているか否かが予測される。そして、先湯ＴＭが発生していると予測される場合には、前進速度が第２速度Ｖ２に切り替えられる切替位置が変更される。これにより、先湯ＴＭと、本流ＭＭとの凝固時期の差を低減できる。よって、鋳造品の品質低下を抑制することができる。

【0013】

図４は、射出処理のフローチャートである。射出処理は、鋳造工程において実行される。図４に示すように、制御部８０は、固定型１１と可動型１２とを密着させ、図示しないラドルを制御して、注湯口２１を介してスリーブ２０に注湯する（供給ステップＳ１０）。制御部８０は、プランジャー３０の前進速度を第１速度Ｖ１に設定してプランジャー３０を前進させる（ステップＳ１２）。プランジャー３０が注湯口２１を閉塞する位置まで前進した後、制御部８０は、減圧バルブ４１を開弁し、キャビティ１３内を減圧する（ステップＳ１４）。制御部８０は、検出センサ５１が溶湯の到達を検出したか否かを判断する（ステップＳ１６）。検出センサ５１が溶湯の到達を検出していないと判断した場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、制御部８０は、プランジャー３０が前進を開始した前進開始時点から基準時間経過したか否かを判断する（ステップＳ１８）。本実施形態では、基準時間は、プランジャー３０が前進を開始してから基準切替位置ＷＰに到達するまでの時間に設定されている。基準時間経過していないと判断した場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、検出センサ５１が検出するまで、または基準時間経過するまで、予め定められた時間間隔にてステップＳ１６または、ステップＳ１６およびステップＳ１８を繰り返し実行する。予め定められた時間間隔とは、例えば数ｍｓである。

【0014】

基準時間経過したと判断した場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、先湯ＴＭは発生していないと予測されるため、制御部８０は、切替位置としての基準切替位置ＷＰにて、プランジャー３０の前進速度を第２速度Ｖ２に切り替えて、プランジャー３０を継続して前進させる（ステップＳ２０）。これにより、キャビティ１３内に溶湯が迅速に充填される。キャビティ１３内が溶湯により充填されるに伴い、プランジャー３０は減速する。なお、切替位置とは、前進速度を第１速度Ｖ１から第２速度Ｖ２へと切り替える位置である。制御部８０は、キャビティ１３内の圧力が目標圧力となる最前進位置ＦＰまでプランジャー３０を前進させた後、プランジャー３０を最前進位置ＦＰで停止させる（ステップＳ５０）。溶湯は、キャビティ１３内で凝固する。制御部８０は、可動型１２を固定型１１から離し、図示しない押し出しピンを突出させて鋳造品を金型１０から取り出す（ステップＳ５２）。制御部８０は、プランジャー３０を第１位置ＳＰまで後退させ（後退ステップＳ５４）、本処理ルーチンを終了する。

【0015】

射出処理は、第１ステップと、第２ステップとを含む。第１ステップは、供給ステップＳ１０にてスリーブ２０に溶湯が供給された後、ステップＳ１２にて前進速度が第１速度Ｖ１に設定されて、ステップＳ２０にて前進速度が第２速度Ｖ２に切り替えられるまでの、プランジャー３０を切替位置まで前進させるステップである。第２ステップは、第１ステップの後の、ステップＳ２０にて前進速度を第１速度Ｖ１よりも大きい第２速度Ｖ２に切り替えられてから第２位置ＥＰまで、プランジャー３０を前進させるステップである。第１ステップおよび第２ステップを前進ステップとも呼ぶ。

【0016】

検出センサ５１が溶湯の到達を検出したと判断した場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、先湯ＴＭが発生していると予測されるため、制御部８０は切替位置を基準切替位置ＷＰと第１位置ＳＰとの間の位置である変更切替位置ＷＰａ（図２）に変更する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２を速度制御ステップとも呼ぶ。本実施形態では、変更切替位置ＷＰａは、予め定められた位置である。なお、検出センサ５１が溶湯の到達を検出したと判断した場合とは、前進開始時点から、検出センサ５１が溶湯の到達を検出する検出時点までの到達時間が、基準時間よりも短い場合である。制御部８０は、切替位置としての変更切替位置ＷＰａにて、プランジャー３０の前進速度を第２速度Ｖ２に切り替えて、プランジャー３０を継続して前進させる（ステップＳ２４）。これにより、基準状態よりも、溶湯を早くキャビティ１３に出射することができる。よって、先湯ＴＭと、本流ＭＭとの凝固時期の差を低減でき、鋳造品の品質低下を抑制することができる。なお、ステップＳ２４の実行後、制御部８０は、ステップＳ５０に移行する。

【0017】

ステップＳ２２，Ｓ２４について、図２を用いて説明する。図２に示す一点鎖線は、検出センサ５１が溶湯の到達を検出したと制御部８０が判断した場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、つまり、先湯ＴＭが発生していると予測される場合の時間と前進速度および位置との関係を示している。先湯ＴＭが発生していると予測される場合、基準切替位置ＷＰにて前進速度が第２速度Ｖ２に切り替えられる時刻ｔ１より前の時刻ｔａ１にて、前進速度が第１速度Ｖ１から第２速度Ｖ２に切り替えられる。よって、基準状態における、プランジャー３０が第２位置ＥＰに到達する時刻ｔ２より前の時刻ｔａ２にて、プランジャー３０は、第２位置ＥＰに到達する。つまり、前進速度が変更切替位置ＷＰａにて第２速度Ｖ２に切り替えられる場合における、プランジャー３０が第１位置ＳＰから第２位置ＥＰまでの前進に要する前進時間は、基準状態における前進時間である基準前進時間ＴＡｔよりも短くなる。そして、プランジャー３０が第１位置ＳＰから最前進位置ＦＰまでの前進に要する前進時間は、基準状態における前進時間よりも短くなる。これにより、溶湯は、基準状態よりも早くキャビティ１３に出射される。よって、先湯ＴＭと、本流ＭＭとの凝固時期の差を低減できる。

【0018】

以上説明した第１実施形態によれば、制御部８０は、プランジャー３０の前進開始時点から、検出センサ５１が溶湯の到達を検出するまでの到達時間が基準時間よりも短い場合、ステップＳ２４にて、第１位置ＳＰから第２位置ＥＰまでの前進時間が基準前進時間ＴＡｔよりも短くなるように前進速度を制御する。具体的には、制御部８０は、ステップＳ２２において、切替位置を基準切替位置ＷＰと第１位置ＳＰとの間の位置である変更切替位置ＷＰａに変更する。そして、ステップＳ２４において、制御部８０は、変更切替位置ＷＰａにて前進速度を第２速度Ｖ２に切り替える。よって、先湯ＴＭが発生していると予測される場合には、プランジャー３０の前進時間を短くすることにより、本流ＭＭを早くキャビティに流入させることができ、先湯ＴＭと本流ＭＭとの凝固時期の差を小さくすることができる。よって、鋳造品の品質低下を抑制することができる。

【0019】

Ｂ．第２実施形態：
図５は、第２実施形態に係る連続射出処理のフローチャートである。図６は、切替位置の決定方法を説明する図である。第２実施形態では、切替位置の決定方法が第１実施形態と異なる。第１実施形態と同じ処理ステップには同じ符号を付し、詳細な説明は、適宜省略する。本実施形態に係る連続射出処理では、射出処理が繰り返し実行される。

【0020】

図５に示すように、制御部８０は、第１実施形態と同様に、供給ステップＳ１０からステップＳ１６までを実行する。制御部８０は、検出センサ５１が溶湯の到達を検出していないと判断した場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、検出センサ５１が溶湯の到達を検出したと判断するまで、予め定められた時間間隔にてステップＳ１６を実行する。予め定められた時間間隔とは、例えば数ｍｓである。検出センサ５１が溶湯の到達を検出したと判断すると（Ｓ１６：ＹＥＳ）、制御部８０は切替位置を決定する（ステップＳ４０）。

【0021】

ステップＳ４０において、制御部８０は、図６に示す、到達時間と切替位置との関係を用いて切替位置を決定する。到達時間と切替位置との関係は、予め実験などにより定められており、制御部８０のメモリに記憶されている。到達時間と切替位置との関係は、数式により規定されてもよく、到達時間と切替時間とを対応付けたマップにより規定されてもよい。図６の横軸は、到達時間［ｓ］であり、縦軸は、切替位置［ｍｍ］である。切替位置は、第１位置ＳＰを基準として、前進方向を正方向とする位置である。

【0022】

到達時間が基準時間ＴＲｔである場合、切替位置は、基準切替位置ＷＰに設定される。本実施形態では、第１実施形態と同様に、基準切替位置ＷＰは、先湯ＴＭが発生していない基準の場合において、溶湯が導入口１４に到達したときのプランジャー３０の位置に設定されている。つまり、基準時間ＴＲｔは、基準の場合における、前進開始時点から検出センサ５１が溶湯の到達を検出するまでの到達時間である。

【0023】

到達時間と切替位置との関係は、到達時間が基準時間ＴＲｔよりも短い場合、検出センサ５１の溶湯の到着を検出した時期が早いほど、つまり、到達時間が短いほど、切替位置は、第１位置ＳＰに近づくように設定されている。そして、到達時間が基準時間ＴＲｔよりも長い場合、検出センサ５１の溶湯の到着を検出した時期が遅いほど、つまり、到達時間が長いほど、切替位置は、第２位置ＥＰに近づくように設定されている。

【0024】

上記の様に、到達時間が基準時間ＴＲｔよりも短い場合とは、先湯ＴＭが発生していると予測される場合である。この場合には、切替位置を第１位置ＳＰに近づけることにより、プランジャー３０の前進時間を短くし、本流ＭＭを早くキャビティに流入させることができ、先湯ＴＭと本流ＭＭとの凝固時期の差を小さくすることができる。対して、到達時間が基準時間ＴＲｔよりも長い場合とは、溶湯の導入口１４への到達が遅い場合である。この場合には、早期に第２速度Ｖ２に切り替えると、乱流が発生し易くなる。そこで、切替位置を第２位置ＥＰに近づけることにより、溶湯が導入口１４に到達するくらいの時期に第２速度に切り替えることで、乱流の発生を抑制することができる。いずれの場合も、到達時間と切替位置との関係を用いることにより、切替位置を細かく調整することができる。例えば、切替位置が基準切替位置ＷＰよりも第１位置ＳＰに近づけられた場合には、本流ＭＭをキャビティ１３に早期に流入させることができる一方で、乱流が発生し易くなる場合も考えられる。そこで、到達時間と切替位置との関係を、乱流発生を抑制しつつ、先湯ＴＭ発生による品質低下を抑制することができるように規定することで、鋳造品の品質低下を抑制することができる。

【0025】

制御部８０は、ステップＳ４０にて決定した切替位置である変更切替位置ＷＰｂにて前進速度を第２速度Ｖ２に切り替える（ステップＳ４２）。ステップＳ４０およびステップＳ４２を速度制御ステップとも呼ぶ。制御部８０は、基準切替位置ＷＰを変更切替位置ＷＰｂに変更する（ステップＳ４４）。これにより、後続の射出処理では、変更後の基準切替位置ＷＰである変更切替位置ＷＰｂにて前進速度が切り替えられる。なお、変更切替位置ＷＰｂが基準切替位置ＷＰと一致する場合には、基準切替位置は変更されないこととなる。よって、後続の射出処理における先湯ＴＭの発生、または溶湯での乱流の発生を抑制することができる。

【0026】

変更切替位置ＷＰｂに変更される場合には、変更切替位置ＷＰｂが基準切替位置ＷＰと第１位置ＳＰとの間である場合と、変更切替位置ＷＰｂが基準切替位置ＷＰと第２位置ＥＰとの間である場合とがある。このうち、変更切替位置ＷＰｂが基準切替位置ＷＰと第１位置ＳＰとの間である場合とは、先湯ＴＭが発生していると予測される場合である。この場合、溶湯の先頭位置が目標位置よりも導入口１４に近いと考えられ、後続の射出処理においても同様に先湯ＴＭが発生する可能性が高い。そこで、予め基準切替位置を基準切替位置ＷＰと第１位置ＳＰとの間の位置に変更することで、後続の射出処理における一部の溶湯のキャビティへの流入を抑制することができる。

【0027】

一方、変更切替位置ＷＰｂが基準切替位置ＷＰと第２位置ＥＰとの間にある場合とは、溶湯の導入口１４への到達が遅い場合である。この場合には、早期に第２速度Ｖ２に切り替えると、溶湯が導入口１４に到達する前にプランジャー３０の速度が速く切り替えられるため、乱流が発生し易くなる場合がある。そこで、切替位置を第２位置ＥＰに近づけることにより、後続の射出処理における、乱流の発生を抑制することができる。

【0028】

制御部８０は、プランジャー３０を最前進位置ＦＰで停止させる（ステップＳ５０）。制御部８０は、鋳造品を金型１０から取り出す（ステップＳ５２）。制御部８０は、プランジャー３０を第１位置ＳＰまで後退させる（後退ステップＳ５４）。制御部８０は、鋳造工程が終了するか否かを判断する（ステップＳ５６）。制御部８０は、例えば終了ボタンを介して鋳造工程の終了指示を受け付けた場合、鋳造工程が終了すると判断する。一方、制御部８０は、鋳造工程の終了指示を受け付けていない場合、鋳造工程を終了しないと判断する。

【0029】

鋳造工程が終了すると判断した場合（ステップＳ５６：ＹＥＳ）、制御部８０は、本処理ルーチンを終了する。鋳造工程が終了しないと判断した場合（ステップＳ５６：ＮＯ）、次の射出処理のため、供給ステップＳ１０と同様に、制御部８０は、スリーブ２０に注湯する（供給ステップＳ６０）。制御部８０は、ステップＳ１２と同様に、プランジャー３０の前進速度を第１速度Ｖ１に設定してプランジャー３０を前進させる（ステップＳ６２）。制御部８０は、ステップＳ１４と同様に、キャビティ１３内を減圧する（ステップＳ６４）。

【0030】

制御部８０は、基準切替位置ＷＰにて前進速度を第２速度Ｖ２に変更する（ステップＳ６６）。ここで、ステップＳ４４にて、基準切替位置ＷＰが変更されている場合には、ステップＳ６６では、変更後の基準切替位置ＷＰである変更切替位置ＷＰｂにて前進速度が変更される。よって、前の射出処理における溶湯の状態を反映することができるため、先湯ＴＭの発生、または溶湯での乱流の発生を抑制することができる。

【0031】

ステップＳ５０と同様に、制御部８０は、プランジャー３０を最前進位置ＦＰで停止させる（ステップＳ６８）。ステップＳ５２と同様に、制御部８０は、鋳造品を金型１０から取り出す（ステップＳ７０）。後退ステップＳ５４と同様に、制御部８０は、プランジャー３０を第１位置ＳＰまで後退させ（後退ステップＳ７２）、次の射出処理のため、ステップＳ５６に移行する。

【0032】

供給ステップＳ６０にてスリーブ２０に溶湯が供給された後、ステップＳ６６にて前進速度が第２速度Ｖ２に切り替えられるまでプランジャー３０を前進させるステップを第１ステップとも呼ぶ。ステップＳ６６にて前進速度を第１速度Ｖ１よりも大きい第２速度Ｖ２に切り替えられてから第２位置ＥＰまでプランジャー３０を前進させるステップを第２ステップとも呼ぶ。供給ステップＳ６０から後退ステップＳ７２までの処理を射出処理とも呼ぶ。

【0033】

以上説明した第２実施形態によれば、制御部８０は、ステップＳ４０において、到達時間が基準時間よりも短い場合、到達時間が短いほど、切替位置を第１位置ＳＰに近づける。これにより、検出センサ５１が検出した時期に応じて、切替位置を細かく調整することができる。

【0034】

また、制御部８０は、ステップＳ４０において、到達時間が基準時間よりも長い場合、ステップＳ４０にて、第１位置ＳＰから第２位置ＥＰまでの前進時間が基準前進時間ＴＡｔよりも長くなるように前進速度を制御する。具体的には、到達時間が長いほど、切替位置を第２位置ＥＰに近づける。これにより、溶湯が導入口付近に未だ到達していない場合に、溶湯が導入口１４に到達する前にプランジャー３０の前進速度が第２速度Ｖ２に切り替えられることによる溶湯における乱流の発生を抑制し、鋳造品の品質低下を抑制することができる。

【0035】

また、制御部８０は、ｎ番目の射出処理としての供給ステップＳ１０から後退ステップＳ５４に含まれる第２ステップとしてのステップＳ４２にて切替位置を変更した場合、ｎ＋１番目の射出処理としての供給ステップＳ６０から後退ステップＳ７２の開始前に実行されるステップＳ４４において、基準切替位置ＷＰを変更切替位置ＷＰｂに変更する。これにより、後続の射出処理である供給ステップＳ６０から後退ステップＳ７２における、先湯ＴＭの発生を抑制することができる。

【0036】

Ｃ．他の実施形態：
（Ｃ１）上記第１実施形態では、第１速度Ｖ１から第２速度Ｖ２に切り替える位置が、基準切替位置ＷＰと第１位置ＳＰとの間の位置に変更されることにより、前進時間が基準前進時間よりも短く設定される。前進時間を基準前進時間よりも短くする態様はこれに限られない。例えば、切替位置は変更せずに、第２速度を基準の状態における第２速度Ｖ２よりも大きくしてもよい。さらに、前進速度は、第１速度Ｖ１および第２速度Ｖ２の２速度だけでなく、３以上の速度が用いられてもよい。

【0037】

（Ｃ２）上記第２実施形態では、到達時間が基準時間ＴＲｔより長い場合、第１速度Ｖ１から第２速度Ｖ２に切り替える位置が、基準切替位置ＷＰと第２位置ＥＰとの間の位置に変更されることにより、前進時間が基準前進時間よりも長く設定される。前進時間を基準前進時間よりも長くする態様はこれに限られない。例えば、切替位置は変更せずに、第２速度を基準の状態における第２速度Ｖ２よりも小さくしてもよい。

【0038】

（Ｃ３）上記第２実施形態では、制御部８０は、図６に示す、到達時間と切替位置との関係を用いて、到達時間が基準時間ＴＲｔよりも長い場合、到達時間が長いほど、切替位置を第２位置ＥＰに近づける。これとは別に、制御部８０は、到達時間が基準時間ＴＲｔよりも長い場合には、到達時間の長さに拘わらず、予め定められた位置であって、基準切替位置ＷＰと第２位置ＥＰとの間の位置に切替位置を変更する制御を行ってもよい。この態様においても、プランジャー３０の前進時間を長くすることにより、溶湯における乱流の発生を抑制し、鋳造品の品質低下を抑制することができる。

【0039】

（Ｃ４）上記第１実施形態では、先湯ＴＭが発生しているか否かを判断するために使用される基準時間は、プランジャー３０が前進を開始してから基準切替位置ＷＰに到達するまでの時間に設定されている。基準時間は、これに限られず、プランジャー３０が前進を開始してから基準切替位置ＷＰに到達するまでの時間以内であればよい。

【0040】

（Ｃ５）上記第２実施形態では、２回目以降の射出処理では、ステップＳ４４のような検出センサ５１を用いた基準切替位置の変更は行われない。これとは別に、毎回、射出処理にてステップＳ４４のような検出センサ５１を用いた基準切替位置の変更が行われてもよい。これにより、溶湯の挙動のばらつきを細かく反映することができる。

【0041】

（Ｃ６）上記第２実施形態では、２回目以降の射出処理では、ステップＳ４４のような検出センサ５１を用いた基準切替位置の変更は行われない。これとは別に、例えば射出処理が数回行われる毎に、検出センサ５１を用いた基準切替位置の変更を行う構成としてもよい。これにより、検出センサ５１を用いた基準切替位置の変更ステップを適宜削減しつつ、前回の溶湯の挙動を反映することができる。

【0042】

（Ｃ７）上記実施形態では、溶湯が導入口１４に到達する程度の時期に、プランジャー３０の速度は、第１速度Ｖ１から第２速度Ｖ２に切り替えられる。第２速度Ｖ２に切り替えられる時期は、溶湯が導入口１４に到達する時期に限られない。溶湯の先端位置が、導入口１４に到達する手前で、第２速度Ｖ２に切り替えられてもよい。これにより、溶湯を早期にキャビティ１３に流入させることができる。

【0043】

（Ｃ８）上記実施形態では、検出センサ５１は、導入口１４付近に配置されているが、検出センサ５１の配置場所は、導入口１４付近に限られない。第２実施形態においては、検出センサ５１の設置場所を切替位置に対応させた場所とするとよい。上記（Ｃ７）に記載したように、溶湯の先端位置が、導入口１４に到達する手前で、第２速度Ｖ２に切り替えられる構成の場合には、検出センサ５１を導入口１４の手前に配置することで、検出センサ５１が溶湯の到着を検出した後に、プランジャー３０の速度を切り替えることでる。よって、溶湯の先端位置が、導入口１４に到達する手前で、第２速度Ｖ２に切り替える構成を実現することができる。

【0044】

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0045】

１…ダイカスト鋳造装置、１０…金型、１１…固定型、１２…可動型、１３…キャビティ、１４…導入口、１５…流路、１６…ライナ、２０…スリーブ、２１…注湯口、３０…プランジャー、３１…ロッド、４０…減圧装置、４１…減圧バルブ、５１…検出センサ、５２…ストロークセンサ、８０…制御部、ＭＭ…本流、ＴＭ…先湯、ＳＰ…第１位置、ＥＰ…第２位置、ＦＰ…最前進位置、Ｖ１…第１速度、Ｖ２…第２速度、ＴＡｔ…基準前進時間、ＴＲｔ…基準到達時間、ＷＰ…基準切替位置、ＷＰａ,ＷＰｂ…変更切替位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】