專利名稱：壓鑄機(jī)的注射裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在鑄造鋁制品時(shí)使用、且通過(guò)伺服馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的壓鑄機(jī)的注射裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
首先，利用圖23對(duì)基于液壓驅(qū)動(dòng)式的臥式壓鑄機(jī)的一般的壓鑄鑄造裝置及其方法進(jìn)行說(shuō)明。壓鑄機(jī)(鑄造裝置)1100具備模具裝置1101和注射裝置1102。在模具裝置1101 中，定模1118和動(dòng)模1119安裝在對(duì)置的一對(duì)固定型板1120和可動(dòng)型板1121之間。定模 1118和動(dòng)模1119借助由固定型板1120和可動(dòng)型板1121等構(gòu)成的合模裝置而閉合，由此， 在定模1118和動(dòng)模1119之間形成型腔(空洞)1122。在承受著合模力的狀態(tài)下，將鋁(AL) 等的熔液(因高溫而處于熔融狀態(tài))注射填充至型腔1122內(nèi)，在熔液冷卻固化后打開(kāi)模具并取出鑄件，由此，能夠制造出鑄造成型品。為了對(duì)鋁熔液進(jìn)行注射填充，設(shè)置有注射裝置 1102。此外，在固定型板1120設(shè)置有用于儲(chǔ)存鋁熔液的柱塞套筒1117，柱塞套筒1117貫穿固定型板1120和定模1118而與型腔1122連通。在注射裝置1102中設(shè)置有注射液壓缸，該注射液壓缸具備用于注射鋁熔液的由液壓驅(qū)動(dòng)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞/缸體。注射液壓缸具備注射液壓缸主體1116和活塞1103。活塞1103與柱塞套筒1117卡合。此外，在圖23中，活塞1103在左端具備活塞頭1115，在與該活塞頭1115形成為一體的活塞桿1114上，通過(guò)注射聯(lián)軸器1113連結(jié)有柱塞桿1112，在該柱塞桿1112的末端安裝有沖頭1111。沖頭1111嵌合在柱塞套筒1117內(nèi)，并在柱塞套筒1117內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)以壓送柱塞套筒1117內(nèi)的鋁熔液，由此，將鋁熔液注射填充至型腔1122 內(nèi)。在圖23的實(shí)施方式中，由于注射裝置1102為液壓式的注射裝置，因此，通過(guò)未圖示的液壓裝置，將工作油供給至液壓缸主體1116的活塞頭側(cè)，以驅(qū)動(dòng)活塞頭1115和活塞桿 1114。并且，利用沖頭1111推壓儲(chǔ)存于柱塞套筒1117內(nèi)的鋁(AL)熔液，將鋁(AL)熔液注射填充至由定模1118和動(dòng)模1119形成的型腔(空洞)1122內(nèi)以進(jìn)行鑄造成型。在此，為了鑄造出良好的產(chǎn)品，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定并控制將熔液注射填充至型腔內(nèi)時(shí)的注射速度和注射壓力是非常重要的。利用圖M對(duì)一般的鑄造的注射速度圖形進(jìn)行說(shuō)明。在注射填充工序開(kāi)始之前的熔液供給工序中，通過(guò)未圖示的熔液供給裝置將熔液注入注射套筒1117內(nèi)，形成注射開(kāi)始狀態(tài)。此時(shí)的沖頭1111的末端位置為A(參照?qǐng)DM 中的上方的圖)。從該狀態(tài)開(kāi)始首先進(jìn)行低速注射工序。在該工序中，必須使沖頭1111以低速前進(jìn)，以免熔液在注射套筒1117的內(nèi)部波動(dòng)而卷入空氣。因此，要求穩(wěn)定的低速(VL)的控制。當(dāng)沖頭1111前進(jìn)并到達(dá)B位置時(shí)(當(dāng)注射行程傳感器檢測(cè)到前進(jìn)了 SL的量這一情況時(shí))，切換至高速注射工序，當(dāng)所述沖頭1111位于所述B位置時(shí)，熔液到達(dá)注射套筒1117的上壁，并且熔液的表面上升至澆口附近(參照?qǐng)DM中的從上方開(kāi)始的第二個(gè)圖)。在高速注射工序中，對(duì)沖頭1111等一口氣地進(jìn)行加速，從而以高速(Vh)將熔液注射填充至型腔1122內(nèi)。這是因?yàn)?，?dāng)熔液與低溫的型腔1122的表面接觸時(shí)會(huì)瞬間凝固，為了鑄造出優(yōu)良的產(chǎn)品，優(yōu)選在凝固之前以盡可能短的時(shí)間進(jìn)行填充。特別是，當(dāng)型腔 1122(鑄件)大型化、復(fù)雜化時(shí)，要求更高的速度。并且，在熔液即將完全填充至型腔1122內(nèi)之前時(shí)，由于熔液的壓力上升而導(dǎo)致速度開(kāi)始下降。此外，為了防止因沖擊壓力導(dǎo)致產(chǎn)生毛刺，有時(shí)也有意降低速度。由于當(dāng)沖頭 1111到達(dá)C位置而使熔液在型腔1122內(nèi)充滿時(shí)，注射壓力(注射液壓缸的活塞頭側(cè)的壓力)上升，因此，當(dāng)壓力傳感器的測(cè)量值達(dá)到設(shè)定的切換壓力時(shí)，切換至接下來(lái)的升壓工序 (參照?qǐng)DM中的從上方開(kāi)始的第三個(gè)圖)。在升壓工序中，如果使壓力上升過(guò)快，則會(huì)產(chǎn)生毛刺，此外，如果使壓力上升過(guò)慢， 則會(huì)產(chǎn)生氣孔，因此，以適當(dāng)?shù)纳龎核俣仁箟毫ι仙?。并且，?dāng)壓力達(dá)到設(shè)定的保持壓力(P) 時(shí)，對(duì)熔液的壓力進(jìn)行固定時(shí)間的保持控制(保持工序)，以使沖頭1111前進(jìn)與熔液因凝固冷卻而收縮相對(duì)應(yīng)的量(參照?qǐng)DM中的下方的圖)。由于像這樣要求高速注射和較高的保持壓力，因此，以往的壓鑄機(jī)的注射裝置通過(guò)液壓裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在該液壓裝置中需要液壓泵、大容量的儲(chǔ)能器、氣瓶、轉(zhuǎn)換閥、配管以及油箱等很多設(shè)備，因此液壓回路變得很復(fù)雜。因此，存在裝置的大型化、漏油以及維護(hù)作業(yè)增加等問(wèn)題。此外，由于工作油在液壓回路內(nèi)高速流動(dòng)，因此會(huì)產(chǎn)生壓力損失，從而產(chǎn)生能量的損耗。為了解決這些問(wèn)題，近年來(lái)開(kāi)發(fā)出了利用伺服馬達(dá)和滾珠絲杠的組合來(lái)驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)方式的注射裝置。在專利文獻(xiàn)1和2中公開(kāi)了下述方式的注射機(jī)構(gòu)在注射填充工序的高速注射時(shí)， 使用液壓儲(chǔ)能器進(jìn)行高速動(dòng)作，在低速注射時(shí)和升壓保持工序(增壓工序)中利用伺服馬達(dá)與滾珠絲杠的組合來(lái)驅(qū)動(dòng)柱塞。在該專利文獻(xiàn)1和2的方式中，為下述這樣的結(jié)構(gòu)通過(guò)由同步帶(timing belt)和帶輪等構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)系統(tǒng)將旋轉(zhuǎn)力從伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸直接傳遞至滾珠絲杠軸。此外，在專利文獻(xiàn)3中采用了通過(guò)將不同的伺服馬達(dá)和滾珠絲杠進(jìn)行組合來(lái)分別驅(qū)動(dòng)注射填充工序和升壓保持工序的機(jī)構(gòu)。并且，公開(kāi)了下述這樣的注射機(jī)構(gòu)由于升壓保持工序用的機(jī)構(gòu)比注射填充工序用的機(jī)構(gòu)發(fā)揮更大的力，使得注射填充工序用的機(jī)構(gòu)在升壓保持工序中松弛并后退，因此，為了阻止這種情況，在兩個(gè)機(jī)構(gòu)之間夾裝棘輪以鎖定注射填充工序用的機(jī)構(gòu)，從而也能夠承受較大的保持力。另一方面，在這些電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式中，電動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸、滾珠絲杠軸、以及連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸和滾珠絲杠軸的聯(lián)軸器等旋轉(zhuǎn)體的慣性力矩很大。此外，由于旋轉(zhuǎn)體與高速注射相對(duì)應(yīng)地高速旋轉(zhuǎn)，因此其動(dòng)能很大。這樣，即使在熔液完全填滿了模具型腔內(nèi)之后，旋轉(zhuǎn)也不會(huì)立即停止，從而導(dǎo)致柱塞繼續(xù)前進(jìn)。如圖25所示，當(dāng)柱塞在熔液完全填滿后還繼續(xù)前進(jìn)時(shí)，模具型腔內(nèi)的熔液被過(guò)度壓縮，從而在瞬間產(chǎn)生很大的壓力(沖擊壓力)。如果產(chǎn)生沖擊壓力，則會(huì)引起下述問(wèn)題模具分模面打開(kāi)而產(chǎn)生毛刺，在嚴(yán)重的情況下會(huì)損傷模具。此外，由于沖頭因沖擊壓力而受到較大的反作用力，因此還存在下述問(wèn)題沖擊性的減速力作用于此前高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體，從而導(dǎo)致滾珠絲杠、推力軸承或聯(lián)軸器等損傷。
為了解決這些問(wèn)題，在專利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了下述這種方式的電動(dòng)注射機(jī)構(gòu)在伺服馬達(dá)和滾珠絲杠之間夾設(shè)摩擦離合器，從而限制傳動(dòng)扭矩以使伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸所具有的慣性力矩和動(dòng)能不傳遞到柱塞。此外，在專利文獻(xiàn)5中公開(kāi)了下述這樣的電動(dòng)注射控制方法在使用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式的注射機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行的注射填充中，在模具型腔的流動(dòng)前端部分設(shè)置直澆道底窩(湯C i
)，并且，在熔液前端在型腔內(nèi)流動(dòng)的填充中途降低注射速度，并切換至扭矩控制，由此來(lái)防止沖擊壓力。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1專利文獻(xiàn)2專利文獻(xiàn)3專利文獻(xiàn)4專利文獻(xiàn)5
日本特開(kāi)2006-315050號(hào)公報(bào)日本特開(kāi)2006-315071號(hào)公報(bào)日本特開(kāi)2008-87064號(hào)公報(bào)日本特開(kāi)2007-296550號(hào)公報(bào)日本特開(kāi)2008-1洸四4號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題可是，關(guān)于專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2所述的機(jī)構(gòu)，雖然在升壓保持工序中通過(guò)電動(dòng)伺服馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，但是在注射填充工序中依然使用較大的注射液壓缸和儲(chǔ)能器，因此需要大型的油箱、配管和液壓閥，從而無(wú)法解決漏油或設(shè)備的大型化等液壓驅(qū)動(dòng)方式所固有的問(wèn)題。此外，在專利文獻(xiàn)3所述的方法中，雖然通過(guò)棘輪來(lái)鎖定注射填充用的機(jī)構(gòu)，但由于棘輪通過(guò)沿移動(dòng)方向排列的多個(gè)卡爪的勾掛來(lái)進(jìn)行鎖定，因此，鎖定的位置變得不連續(xù)。 因此，特別是熔液的供給量不固定，因而從注射填充工序向升壓保持工序切換的時(shí)刻會(huì)產(chǎn)生延遲和偏差，從而對(duì)鑄件的品質(zhì)產(chǎn)生不良影響。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的簡(jiǎn)化和鑄件的品質(zhì)提高的壓鑄機(jī)的注射裝置及其控制方法。用于解決問(wèn)題的手段為了解決以上課題，本發(fā)明所涉及的一種壓鑄機(jī)的注射裝置，其通過(guò)使柱塞前進(jìn)來(lái)將套筒內(nèi)的熔液注射填充至模具內(nèi)，所述壓鑄機(jī)的注射裝置的特征在于，具備注射填充裝置，其通過(guò)馬達(dá)使所述柱塞以低速和高速前進(jìn)；升壓保持裝置，其經(jīng)由所述柱塞對(duì)熔液施加壓力；以及移動(dòng)抑制機(jī)構(gòu)，其在對(duì)所述熔液施加保持壓力的期間抑制所述柱塞和所述升壓保持裝置的移動(dòng)部之間的相對(duì)移動(dòng)。在本發(fā)明所涉及的一種壓鑄機(jī)的注射裝置中，優(yōu)選的是，所述移動(dòng)抑制機(jī)構(gòu)為下述這樣的鎖定機(jī)構(gòu)當(dāng)所述柱塞從熔液受到的壓力為設(shè)定壓力以上時(shí)，利用從熔液受到的壓力來(lái)抑制所述柱塞和所述升壓保持裝置的移動(dòng)部之間的相對(duì)動(dòng)作。這種情況下，所述注射填充裝置可以通過(guò)伺服馬達(dá)和絲杠進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，也可以通過(guò)線性馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。此外，可以利用伺服馬達(dá)和絲杠驅(qū)動(dòng)所述升壓保持裝置。
此外，所述鎖定機(jī)構(gòu)也可以通過(guò)柱塞從熔液受到的壓力，利用摩擦力來(lái)抑制絲杠螺母的旋轉(zhuǎn)，由此抑制所述柱塞和所述升壓保持裝置的移動(dòng)部之間的相對(duì)動(dòng)作。此外，所述設(shè)定壓力可以通過(guò)彈簧的彈力來(lái)進(jìn)行設(shè)定，也可以通過(guò)工作油的壓力來(lái)進(jìn)行設(shè)定?？刂七@些壓鑄機(jī)的注射裝置的方法的特征在于，在進(jìn)行低速前進(jìn)和高速前進(jìn)的注射填充工序中，注射填充裝置進(jìn)行速度控制，并且，升壓保持裝置進(jìn)行位置保持控制，在所述柱塞從熔液受到的壓力達(dá)到切換壓力之后的升壓保持工序中，注射填充裝置進(jìn)行壓力控制或位置保持控制，升壓保持裝置進(jìn)行壓力控制。此外，本發(fā)明所涉及的另一壓鑄機(jī)的注射裝置通過(guò)使柱塞前進(jìn)來(lái)將套筒內(nèi)的熔液注射填充至模具內(nèi)，其特征在于，具備伺服馬達(dá)；運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，其將所述伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)；以及沖擊壓力防止裝置，其連接在所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的直線運(yùn)動(dòng)部分與所述柱塞之間。在該情況下，可以將彈簧內(nèi)置于所述沖擊壓力防止裝置，利用彈簧的彈性變形來(lái)防止沖擊壓力。此外，也可以是所述沖擊壓力防止裝置由液壓缸構(gòu)成，所述液壓缸的活塞桿與柱塞連結(jié)，將所述液壓缸內(nèi)的活塞頭室和活塞桿室連通的流路設(shè)置于活塞頭和活塞桿的內(nèi)部，在所述流路的中途形成有節(jié)流孔，在活塞頭室具有處于壓縮狀態(tài)的彈簧。此外，也可以是所述沖擊壓力防止裝置由液壓缸構(gòu)成，所述液壓缸的活塞桿與柱塞連結(jié)，與所述液壓缸內(nèi)的活塞頭室和活塞桿室連通的流路通過(guò)外部流路而在中途相交， 進(jìn)而與儲(chǔ)能器連接。此外，也可以是所述沖擊壓力防止裝置由直徑相等的雙活塞桿式的液壓缸構(gòu)成， 所述液壓缸的一側(cè)的活塞桿與柱塞連結(jié)，與所述液壓缸內(nèi)的柱塞側(cè)活塞桿室和柱塞相反側(cè)活塞桿室連通的流路經(jīng)由并列連接的單向閥和泄壓閥連接成回路，當(dāng)活塞頭向柱塞側(cè)移動(dòng)時(shí)，柱塞側(cè)活塞桿室的工作油能夠經(jīng)由單向閥無(wú)阻力地流向柱塞相反側(cè)活塞桿室，此外，當(dāng)活塞頭向與柱塞相反的一側(cè)移動(dòng)時(shí)，柱塞相反側(cè)活塞桿室的工作油經(jīng)由泄壓閥在受到阻力的同時(shí)流向柱塞相反側(cè)活塞桿室。此外，也可以是所述沖擊壓力防止裝置由液壓缸構(gòu)成，所述液壓缸的活塞桿與柱塞連結(jié)，所述液壓缸內(nèi)的活塞頭室與沖擊壓力吸收用液壓缸的活塞頭室連接成回路，所述沖擊壓力吸收用液壓缸的活塞桿能夠通過(guò)伺服馬達(dá)和滾珠絲杠而進(jìn)行前進(jìn)或后退運(yùn)動(dòng)。此外，也可以是所述沖擊壓力防止裝置由液壓缸構(gòu)成，所述液壓缸的活塞桿與柱塞連結(jié)，所述液壓缸內(nèi)的活塞頭室經(jīng)由能夠連續(xù)調(diào)整流量的流量調(diào)整閥與油箱連接成回路。此外，在本發(fā)明所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置中，優(yōu)選的是所述升壓保持裝置具備伺服馬達(dá)；滾珠絲杠，其將所述伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)；壓縮彈簧，其將所述滾珠絲杠的直線前進(jìn)部的前進(jìn)力傳遞至所述柱塞；以及制動(dòng)器，其安裝在所述伺服馬達(dá)與所述滾珠絲杠之間，能夠?qū)L珠絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行抑制，所述注射填充裝置具備將所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的滾珠絲杠，所述移動(dòng)抑制機(jī)構(gòu)是制動(dòng)器，該制動(dòng)器安裝在所述注射填充裝置的馬達(dá)和所述注射填充裝置的滾珠絲杠之間，并能夠?qū)L珠絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行抑制，在所述升壓保持工序中，一邊通過(guò)所述伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作來(lái)壓縮所述壓縮彈簧，一邊進(jìn)行熔液壓力的升壓，在升壓后，使所述制動(dòng)器進(jìn)行動(dòng)作來(lái)抑制滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由此，能夠利用彈簧的壓縮力來(lái)保持熔液壓力。在該情況下，也可以在所述升壓保持裝置的制動(dòng)器與所述升壓保持裝置的滾珠絲杠之間安裝減速器?？刂七@些壓鑄機(jī)的注射裝置的方法的特征在于，在從注射填充工序切換至升壓工序后，調(diào)整所述沖擊壓力防止液壓缸的油室的壓力，對(duì)所述柱塞部件與鎖定液壓缸的抵接速度進(jìn)行控制。此外，在本發(fā)明所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置中，優(yōu)選的是所述壓鑄機(jī)的注射裝置還具備柱塞部件，其與所述柱塞結(jié)合成一體；和高速移動(dòng)部件，其經(jīng)由沖擊壓力防止液壓缸與所述柱塞部件連結(jié)，所述移動(dòng)抑制機(jī)構(gòu)是鎖定螺母，該鎖定螺母經(jīng)由軸承安裝于所述高速移動(dòng)部件，并且與梯形絲杠螺合，通過(guò)所述柱塞所受到的壓力，所述鎖定螺母與所述柱塞部件抵接，從而限制該鎖定螺母與所述梯形絲杠的相對(duì)動(dòng)作，所述注射填充裝置的移動(dòng)部分經(jīng)由緩沖液壓缸與所述高速移動(dòng)部件連接，所述升壓保持裝置構(gòu)成為推壓所述梯形絲杠從而經(jīng)由所述鎖定螺母和所述柱塞部件將保持力從所述柱塞施加至熔液。在該情況下，也可以是所述注射填充裝置具備注射填充用伺服馬達(dá)和注射填充用滾珠絲杠，所述注射填充用滾珠絲杠的螺母部分與所述緩沖液壓缸的移動(dòng)部分是一體的。此外，所述升壓保持裝置也可以具備升壓用伺服馬達(dá)和升壓用滾珠絲杠。此外，所述升壓保持裝置也可以具備壓縮彈簧，其將所述升壓用滾珠絲杠的螺母部分的前進(jìn)力傳遞至所述梯形絲杠；和制動(dòng)器，其安裝在所述升壓用伺服馬達(dá)與所述升壓用滾珠絲杠之間，并能夠抑制升壓用滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在升壓保持工序中，一邊通過(guò)所述升壓用伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作來(lái)壓縮所述壓縮彈簧，一邊進(jìn)行熔液壓力的升壓，在升壓后， 使所述制動(dòng)器進(jìn)行動(dòng)作來(lái)抑制所述升壓用滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由此，能夠利用所述壓縮彈簧的壓縮力來(lái)保持熔液壓力。此外，也可以利用連接于回路的泄壓閥對(duì)所述緩沖液壓缸的油室的工作油進(jìn)行控制，以使其不上升至預(yù)定的壓力以上。此外，也可以是所述沖擊壓力防止液壓缸的油室與沖擊壓力吸收用液壓缸連接成回路，所述沖擊壓力吸收用液壓缸的活塞桿通過(guò)液壓用滾珠絲杠和液壓用伺服馬達(dá)來(lái)進(jìn)行移動(dòng)動(dòng)作，從而能夠控制所述沖擊壓力防止液壓缸的移動(dòng)部分的位置和壓力。此外，也可以使所述沖擊壓力防止液壓缸的油室與流量調(diào)整閥連接成回路，從而能夠利用所述流量調(diào)整閥來(lái)控制所述沖擊壓力防止液壓缸的移動(dòng)部分的位置和壓力。控制這些壓鑄機(jī)的注射裝置的方法的特征在于，在從注射填充工序切換至升壓工序后，調(diào)整所述沖擊壓力防止液壓缸的油室的壓力，對(duì)所述柱塞部件與鎖定液壓缸的抵接速度進(jìn)行控制。發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的簡(jiǎn)化和鑄件的品質(zhì)提高的壓鑄機(jī)的注射裝置及其控制方法。


圖1是示出第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第1實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖2是示出第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第2實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖3是示出第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第3實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖4是示出第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第4實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖5是示出第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第5實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖6是示出第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的、在各工序中的控制方法的曲線圖。圖7是示出第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第1實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和沖擊壓力防止裝置的概略圖。圖8是示出第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第2實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和沖擊壓力防止裝置的概略圖。圖9是示出第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第3實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和沖擊壓力防止裝置的概略圖。圖10是示出第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第4實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和沖擊壓力防止裝置的概略圖。圖11是示出第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第5實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和沖擊壓力防止裝置的概略圖。圖12是示出第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第6實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和沖擊壓力防止裝置的概略圖。圖13是示出第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的、在注射填充工序和升壓保持工序中的注射速度與壓力、和馬達(dá)速度與扭矩的時(shí)間軸曲線圖。圖14是示出第3實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖15是示出第3實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的、在各工序中的注射速度、壓力以及控制方法等的曲線圖。圖16是示出第4實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖17是從旁邊觀察第4實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置和模具周圍的圖，其中，省略注射填充裝置(注射填充用滾珠絲杠等)地進(jìn)行了示出。圖18示出了從圖17的箭頭A方向觀察到的注射裝置。圖19是示出與緩沖液壓缸的油室連接的液壓回路的實(shí)施例的圖。圖20是示出與沖擊壓力防止液壓缸(環(huán)狀液壓缸)的油室連接的液壓回路的實(shí)施例的圖。圖21是示出與沖擊壓力防止液壓缸(環(huán)狀液壓缸)的油室連接的液壓回路的其他實(shí)施例的圖。圖22是表示注射填充工序和升壓保持工序中的各裝置的速度、壓力以及狀態(tài)的曲線圖。圖23是示出以往的液壓驅(qū)動(dòng)式的注射裝置和模具周圍的圖。圖M是示出一般的壓鑄鑄造中的柱塞的位置、熔液的狀態(tài)、注射速度以及熔液壓力之間的關(guān)系的圖和曲線圖。圖25是示出以往的注射裝置的、注射填充工序和升壓保持工序的注射速度和壓力的時(shí)間軸曲線圖，其表示產(chǎn)生沖擊壓力的狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式接下來(lái)，基于圖1 圖6對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置進(jìn)行說(shuō)明。下面，對(duì)第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第1實(shí)施例 第5實(shí)施例詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。第1實(shí)施例首先，利用圖1對(duì)第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第1實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖1是示出第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第1實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的概略圖?；?主)框架11與未圖示的固定型板連接，且被地面支承。由沖頭IOa和柱塞桿IOb構(gòu)成的柱塞10嵌合在未圖示的套筒內(nèi)，且能夠通過(guò)進(jìn)行前進(jìn)動(dòng)作來(lái)將套筒內(nèi)的熔液注射填充至模具型腔內(nèi)。柱塞10與滑動(dòng)部件15連結(jié)，注射填充用滾珠絲杠螺母17被裝配于滑動(dòng)部件15。與注射填充用滾珠絲杠螺母17 —體的注射填充用滾珠絲杠軸16經(jīng)由注射填充用軸承19和緊固螺母20被軸承保持部件18支承，且通過(guò)注射填充用伺服馬達(dá)12而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。由于注射填充用伺服馬達(dá)12的軸和注射填充用滾珠絲杠軸16通過(guò)花鍵軸21而連結(jié)，因此，它們能夠進(jìn)行沿軸向的相對(duì)動(dòng)作，但是旋轉(zhuǎn)方向的動(dòng)作被限制。軸承保持部件 18通過(guò)軸承保持部件用直線導(dǎo)軌Mb以能夠滑動(dòng)但旋轉(zhuǎn)受限的狀態(tài)安裝于主部件14。此外，軸承保持部件18還經(jīng)由處于壓縮狀態(tài)(壓縮力為f)的彈簧22和緊固部件23進(jìn)行安裝。在注射填充用滾珠絲杠軸16的端面固定有摩擦盤25，通過(guò)處于壓縮狀態(tài)的彈簧的作用，使摩擦盤25與主部件14之間形成有細(xì)微(0.5 Imm)的間隙。注射填充用伺服馬達(dá) 12安裝于主部件14，當(dāng)注射填充用伺服馬達(dá)12進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其使注射填充用滾珠絲杠軸16旋轉(zhuǎn)，從而使滑動(dòng)部件15和柱塞10進(jìn)行前進(jìn)或后退運(yùn)動(dòng)。主部件14以能夠滑動(dòng)的狀態(tài)安裝在設(shè)置于主框架11的主部件用直線導(dǎo)軌2 上。此外，在主部件14安裝有升壓保持裝置32，所述升壓保持裝置32由升壓保持用滾珠絲杠螺母觀、固定于主框架11的馬達(dá)支承部件沈、升壓保持用滾珠絲杠軸27、聯(lián)軸器四以及升壓保持用軸承30構(gòu)成。此外，升壓保持用伺服馬達(dá)13和升壓保持用滾珠絲杠軸27被聯(lián)軸器四連結(jié)。當(dāng)升壓保持用伺服馬達(dá)13驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，升壓保持裝置32的作為移動(dòng)部的升壓保持用滾珠絲杠螺母觀和主部件14前進(jìn)或后退，從而能夠經(jīng)由柱塞將升壓保持壓力施加于熔液(金屬)。在圖1中，通過(guò)由伺服馬達(dá)和滾珠絲杠構(gòu)成的機(jī)構(gòu)對(duì)升壓保持裝置32進(jìn)行了說(shuō)明，但是，通過(guò)將液壓缸的主體部固定在主框架11上，并將活塞桿與主部件14連接，也能夠?qū)崿F(xiàn)相同的作用效果。利用圖6來(lái)說(shuō)明與這樣構(gòu)成的壓鑄機(jī)的注射裝置相對(duì)的注射填充工序和升壓保持工序的控制方法。圖6是示出第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的、在各工序中的控制方法的曲線圖。如上所述在注射填充工序中，首先以低速進(jìn)行柱塞10的前進(jìn)動(dòng)作，然后，當(dāng)熔液的表面到達(dá)模具的澆口附近時(shí)，接著進(jìn)行高速注射動(dòng)作。在注射填充工序中，對(duì)注射填充用伺服馬達(dá)12進(jìn)行沿著設(shè)定速度的速度控制，此外，對(duì)升壓保持用伺服馬達(dá)13進(jìn)行位置保持控制。由于彈簧22的壓縮力f被設(shè)計(jì)(彈性系數(shù)的選定等)成比柱塞10在注射填充工序中承受的注射壓力大得多，因此可靠地確保了間隙，由此，能夠使注射填充用滾珠絲杠軸16 順暢地旋轉(zhuǎn)，而不會(huì)使摩擦盤25與主部件14接觸。當(dāng)模具型腔內(nèi)即將被熔液完全填滿時(shí)，注射速度下降。并且，由于當(dāng)成為完全填滿狀態(tài)時(shí)注射壓力(柱塞10受到的金屬壓力)開(kāi)始急劇上升，因此，當(dāng)注射壓力達(dá)到設(shè)定的切換壓力時(shí)，切換至升壓保持工序。在升壓保持工序中，以與設(shè)定的升壓速度和保持壓力相對(duì)應(yīng)的方式對(duì)升壓保持用伺服馬達(dá)13進(jìn)行扭矩控制(壓力控制)。此外，對(duì)注射填充用伺服馬達(dá)12進(jìn)行相同的扭矩控制或進(jìn)行位置保持控制。注射壓力可以通過(guò)設(shè)置在套筒或模具內(nèi)的熔液用壓力傳感器、或設(shè)置于柱塞10的測(cè)力傳感器(load cell)進(jìn)行測(cè)量，也可以根據(jù)注射填充用伺服馬達(dá)12或升壓保持用伺服馬達(dá)13的扭矩測(cè)量值進(jìn)行換算。在切換至升壓保持工序后，注射壓力(熔液壓力)進(jìn)一步升高，當(dāng)超過(guò)彈簧22的壓縮力f時(shí)，間隙消失，摩擦盤25和主部件14開(kāi)始接觸。進(jìn)而，當(dāng)注射壓力上升而使得摩擦盤25和主部件14之間的擠壓力增大時(shí)，與旋轉(zhuǎn)相對(duì)的摩擦力增大，從而使得注射填充用滾珠絲杠軸16的旋轉(zhuǎn)被抑制并且被鎖定。這樣，摩擦盤25、主部件14的接觸部、彈簧22以及緊固部件23等構(gòu)成了鎖定機(jī)構(gòu) (移動(dòng)抑制機(jī)構(gòu))。在此，將注射填充用滾珠絲杠軸16的旋轉(zhuǎn)被鎖定時(shí)的注射壓力(設(shè)定壓力)設(shè)為 F。此外，將摩擦盤25的半徑設(shè)為r，將摩擦系數(shù)設(shè)為μ，將注射填充用滾珠絲杠軸16的導(dǎo)程設(shè)為L(zhǎng)。根據(jù)以擠壓力(F-f)旋轉(zhuǎn)1周時(shí)的摩擦能量、和以F的力前進(jìn)L時(shí)的推進(jìn)能量之間的關(guān)系，公式(1)成立，當(dāng)注射壓力增大至滿足公式(1)的F以上時(shí)，旋轉(zhuǎn)被鎖定。2 π · μ (F-f) · r = F · L... (1)對(duì)公式(1)進(jìn)行變形，得到公式(2)。F = [(2 31 · μ · r)/(2 31 · μ · r~L) ] · f— (2) 因此，對(duì)于F (設(shè)定壓力)，能夠通過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)摩擦盤的半徑r和彈簧的壓縮力f等來(lái)改變?cè)O(shè)定。當(dāng)注射壓力增大至滿足公式O)的F以上時(shí)，注射填充用滾珠絲杠軸16被鎖定， 因此，即使升壓保持力增大，注射填充用滾珠絲杠螺母17和注射填充用滾珠絲杠軸16也不會(huì)松弛(由于注射填充用伺服馬達(dá)12和注射填充用滾珠絲杠被設(shè)計(jì)成輸出高速，因此不會(huì)輸出能夠克服升壓保持力的程度的較大的力)。并且，能夠經(jīng)由柱塞10將升壓保持裝置32和升壓保持用伺服馬達(dá)13所發(fā)揮的較大的保持力施加于熔液(金屬)。下面，對(duì)第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第2 第5實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明， 基本的裝置的作用和控制方法與第1實(shí)施例相同。第2實(shí)施例
首先，利用圖2對(duì)第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第2實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖2是示出第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第2實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的概略圖。主部件48經(jīng)由主部件用直線導(dǎo)軌46b與基座框架11連接，并且，在基座框架11上還安裝有與第1實(shí)施例相同的升壓保持裝置32和升壓保持用伺服馬達(dá)13。柱塞10以與柱塞保持部件35和鍵保持部件36成為一體的狀態(tài)被安裝。鍵保持部件36經(jīng)由鍵38和處于壓縮狀態(tài)(壓縮力為f)的彈簧39而被內(nèi)置于軸承保持部件37內(nèi)，該鍵保持部件36能夠沿柱塞10的長(zhǎng)度方向滑動(dòng)，并且其轉(zhuǎn)動(dòng)被限制。鍵38也可以是花鍵。此外，螺母41經(jīng)由軸承50和軸承緊固件(軸受《"押 λ )42被裝配于軸承保持部件37。在螺母41的靠柱塞 10側(cè)的端面上安裝有摩擦盤49，利用彈簧39的壓縮力使摩擦盤49與鍵保持部件36之間形成間隙。螺母41與滾珠絲杠軸40螺合，滾珠絲杠軸40的一端通過(guò)鍵44和緊固螺母45 被固定于滾珠絲杠軸支承部件43。此外，滾珠絲杠軸支承部件43與主部件48成為一體。線性馬達(dá)47的固定部安裝在主部件48上，可動(dòng)部與軸承保持部件37連結(jié)。此外， 線性馬達(dá)47的固定部也可以安裝在主框架11上。此外，軸承保持部件37被支承在設(shè)置于主框架11的軸承保持部件直線導(dǎo)軌46a上，并且該軸承保持部件37能夠沿柱塞10的長(zhǎng)度方向前進(jìn)或后退，但轉(zhuǎn)動(dòng)被限制。當(dāng)在這樣的狀態(tài)下使線性馬達(dá)47前進(jìn)時(shí)，由于確保了間隙，因此，一邊使螺母41 旋轉(zhuǎn)，一邊使柱塞10、柱塞保持部件35以及軸承保持部件37前進(jìn)，從而進(jìn)行注射填充。當(dāng)注射壓力升高時(shí)，與第1實(shí)施例相同，彈簧39被進(jìn)一步壓縮，使得螺母41的摩擦盤49和鍵保持部件36開(kāi)始接觸，當(dāng)注射壓力進(jìn)一步升高而達(dá)到F時(shí)，螺母41被鎖定。這樣，由于柱塞10、軸承保持部件37、螺母41、滾珠絲杠軸40、滾珠絲杠軸支承部件43以及主部件48等形成為一體，因此，能夠通過(guò)升壓保持裝置32和升壓保持用伺服馬達(dá)13的驅(qū)動(dòng)將較大的保持力施加至熔液。第3實(shí)施例下面，利用圖3對(duì)第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第3實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖3是示出第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第3實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的概略圖。 另外，由于第3實(shí)施例是第2實(shí)施例的變形，因此僅對(duì)不同點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。在第2實(shí)施例中，軸承保持部件37的前進(jìn)和后退由線性馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，但在第3實(shí)施例中，軸承保持部件37的前進(jìn)和后退通過(guò)滾珠絲杠式高速注射裝置52和注射填充用伺服馬達(dá)12的組合來(lái)進(jìn)行。此外，在第2實(shí)施例中，處于壓縮狀態(tài)的彈簧被裝配在鍵保持部件 36和軸承保持部件37之間，但是在第3實(shí)施例中，裝配了環(huán)狀液壓缸51。利用配管從環(huán)狀液壓缸51的油室將工作油與液壓裝置連通。液壓裝置由液壓泵53、電動(dòng)馬達(dá)M、油箱56 以及比例電磁式壓力控制閥55構(gòu)成，通過(guò)對(duì)環(huán)狀液壓缸51的油室的工作油施加壓力，能夠?qū)崿F(xiàn)與第2實(shí)施例的處于壓縮狀態(tài)的彈簧相同的作用。使這種情況下的油壓力與第2實(shí)施例中的彈簧的壓縮力f相等。因此，在注射填充工序中，能夠通過(guò)滾珠絲杠式高速注射裝置52和注射填充用伺服馬達(dá)12來(lái)使柱塞10高速前進(jìn)，在升壓保持工序中，能夠通過(guò)升壓保持裝置32和升壓保持用伺服馬達(dá)13來(lái)將較大的保持力施加至熔液。這種情況下，也可以在升壓保持工序中調(diào)整比例電磁式壓力控制閥55以降低壓力。將第2實(shí)施例的彈簧替換為第3實(shí)施例的環(huán)狀液壓缸51和液壓裝置這一方法，也能夠應(yīng)用在第1實(shí)施例和后述的第4、第5實(shí)施例中。第4實(shí)施例下面，利用圖4對(duì)第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第4實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖4是示出第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第4實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的概略圖。主部件64經(jīng)由主部件用直線導(dǎo)軌46b安裝于基座框架11，并且，在基座框架11上還安裝有升壓保持裝置32和升壓保持用伺服馬達(dá)13。柱塞10與柱塞保持部件61連結(jié)。柱塞保持部件61經(jīng)由鍵61a和處于壓縮狀態(tài)(壓縮力為f)的彈簧62以能夠前后滑動(dòng)但旋轉(zhuǎn)被限制的狀態(tài)裝配在滑動(dòng)部件60中。此外，軸66經(jīng)由軸承65和多個(gè)隔離件(Spacer) 66a 被裝配于滑動(dòng)部件60。在軸66的靠柱塞10側(cè)的端面上安裝有摩擦盤63，并且，在其相反側(cè)連結(jié)有錐齒輪67a。錐齒輪67a與配對(duì)的錐齒輪67b嚙合，與錐齒輪67b連結(jié)的小齒輪軸68經(jīng)由小齒輪軸承68a和多個(gè)隔離件以旋轉(zhuǎn)自如的方式安裝于滑動(dòng)部件60。在小齒輪軸68的相反側(cè)連結(jié)有小齒輪69，小齒輪69與齒條70嚙合。齒條70固定于主部件64。此外，線性馬達(dá)47的固定部安裝于主部件64，可動(dòng)部安裝于滑動(dòng)部件60。此外，在此也利用彈簧62的壓縮力f來(lái)在摩擦盤63與柱塞保持部件61之間確保間隙。在注射填充工序中，通過(guò)使線性馬達(dá)47驅(qū)動(dòng)，來(lái)一邊使小齒輪69、小齒輪軸68、錐齒輪67a、67b、軸66以及摩擦盤63旋轉(zhuǎn)，一邊使柱塞10前進(jìn)。在升壓保持工序中，摩擦盤 63與柱塞保持部件61接觸而使得旋轉(zhuǎn)被限制，由此，齒條70、小齒輪69以及滑動(dòng)部件60 等一體化(鎖定)，從而能夠經(jīng)由柱塞10將升壓保持裝置32和升壓保持用伺服馬達(dá)13所發(fā)揮的較大的保持力施加至熔液。第5實(shí)施例下面，利用圖5對(duì)第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第5實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖5是示出第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第5實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的概略圖。主體80能夠在未圖示的主框架上沿柱塞10的長(zhǎng)度方向滑動(dòng)，且主體80上安裝有升壓保持裝置32和升壓保持用伺服馬達(dá)13。在主體80中裝配有外側(cè)楔子81和內(nèi)側(cè)楔子
82。在外側(cè)楔子81和內(nèi)側(cè)楔子82之間裝配有滾子84，從而外側(cè)楔子81和內(nèi)側(cè)楔子82能夠無(wú)摩擦地滑動(dòng)。此外，內(nèi)側(cè)楔子82與柱塞10連結(jié)。另外，內(nèi)側(cè)楔子82經(jīng)由處于壓縮狀態(tài)(壓縮力為f)的彈簧83與移動(dòng)部件85連接。移動(dòng)部件85與線性馬達(dá)47的可動(dòng)部連結(jié)，移動(dòng)部件85與外側(cè)楔子81以能夠沿圖面的上下方向滑動(dòng)自如的方式連結(jié)。當(dāng)柱塞10 受到的金屬壓力較小時(shí)，在主體80與外側(cè)楔子81之間形成有間隙。如果以這樣的狀態(tài)驅(qū)動(dòng)線性馬達(dá)47，則柱塞10、外側(cè)楔子81、內(nèi)側(cè)楔子82、彈簧
83、滾子84以及移動(dòng)部件85前進(jìn)，開(kāi)始注射填充工序。并且，當(dāng)注射壓力升高而切換至升壓保持工序時(shí)，彈簧85被壓縮，使得兩個(gè)外側(cè)楔子81擴(kuò)張。這樣，間隙消失，主體80和外側(cè)楔子81接觸。通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定外側(cè)楔子81和內(nèi)側(cè)楔子82之間的角度，使主體80和外側(cè)楔子81之間的摩擦力比柱塞10所受到的注射壓力大，從而使主體80和柱塞10等一體化(鎖定)。如果在該狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)升壓保持用馬達(dá)13以使升壓保持裝置32發(fā)揮作用，則能夠?qū)⑤^大的保持力施加至熔液。如上所述，根據(jù)第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)以下的有利效果。(1)由于利用注射壓力的上升來(lái)鎖定注射填充裝置，因此，能夠連續(xù)且穩(wěn)定地從注射填充工序過(guò)渡到升壓保持工序。(2)由于高速注射動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)源是伺服馬達(dá)，因此，無(wú)需大型的儲(chǔ)能器或氣瓶、液壓配管等，從而使得裝置簡(jiǎn)化，提高了可維護(hù)性。此外，不會(huì)產(chǎn)生因工作油高速流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力損失而導(dǎo)致的能量損耗，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)。(3)能夠通過(guò)伺服馬達(dá)進(jìn)行反饋控制，從而增加了設(shè)定運(yùn)轉(zhuǎn)條件的自由度和動(dòng)作控制的穩(wěn)定性。第1實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置能夠在利用壓鑄機(jī)來(lái)鑄造鋁制品的生產(chǎn)工廠中進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，能夠?qū)υO(shè)備的簡(jiǎn)化、生產(chǎn)率和可維護(hù)性的提高以及節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)做出貝獻(xiàn)。接下來(lái)，基于圖7 圖13對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置進(jìn)行說(shuō)明。下面，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第1實(shí)施例 第6 實(shí)施例詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。第1實(shí)施例首先，利用圖7對(duì)第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第1實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖7是示出第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第1實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和沖擊壓力防止裝置的概略圖。伺服馬達(dá)115經(jīng)由馬達(dá)聯(lián)軸器116與滾珠絲杠軸118連結(jié)。滾珠絲杠軸118以能夠旋轉(zhuǎn)但在軸向上被限制的狀態(tài)由內(nèi)置于軸承箱117的軸承支承。與滾珠絲杠軸118螺合的滾珠絲杠螺母119被固定于移動(dòng)部件114。此外，沖擊壓力防止裝置120被固定于移動(dòng)部件114，沖擊壓力防止裝置120的可動(dòng)部分通過(guò)柱塞聯(lián)軸器113與柱塞桿112結(jié)合。沖頭 111固定在柱塞桿112的末端而成為一體，由此構(gòu)成了柱塞110。由于軸承箱117相對(duì)于保持模具的固定型板被固定，因此，能夠?qū)⒆⑸淞鬟f到模具型腔內(nèi)的熔液。此外，移動(dòng)部件 114被未圖示的直線滑動(dòng)件支承成能夠滑動(dòng)自如。在此，滾珠絲杠等發(fā)揮用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的功能。沖擊壓力防止裝置120形成為液壓缸的形狀，其由作為主體部分的液壓缸主體 121、和作為可動(dòng)部分的活塞桿122以及活塞頭123構(gòu)成。處于壓縮狀態(tài)的沖擊緩沖彈簧 124內(nèi)置于液壓缸的活塞頭室，并對(duì)朝向后方(圖的右側(cè))推壓活塞頭123的力提供阻力。 此外，活塞桿室和活塞頭室經(jīng)由通氣裝置125與大氣連通，從而能夠使空氣出入而不會(huì)使灰塵進(jìn)入內(nèi)部。也可以將測(cè)力傳感器內(nèi)置于連接柱塞110和活塞桿122的聯(lián)軸器113內(nèi)， 從而能夠測(cè)量注射壓力。此外，也可以使液壓缸主體121與移動(dòng)部件114為一體。在此，將從注射填充工序切換至升壓保持工序的條件的切換壓力(熔液壓力)設(shè)為Pc，將沖頭的直徑設(shè)為Dp，則此時(shí)的切換力Fc為Fc= (π/4) -Dp20因此，對(duì)沖擊緩沖彈簧1 施加與Fc相等或比Fc稍大(例如1. 05 1. 1倍)的壓縮力(Fs)并將其內(nèi)置。 因此，沖擊緩沖彈簧1 在注射填充中途不會(huì)收縮。利用圖13對(duì)使用這樣的注射裝置進(jìn)行的注射填充工序和升壓保持工序進(jìn)行說(shuō)明。上面的圖是柱塞110的注射速度和沖頭111受到的注射壓力(熔液壓力，金屬壓力) 的時(shí)間軸曲線圖，此外，下面的圖是示出伺服馬達(dá)的轉(zhuǎn)速(馬達(dá)速度)和轉(zhuǎn)矩(馬達(dá)扭矩) 的時(shí)間軸曲線圖。首先，伺服馬達(dá)115開(kāi)始旋轉(zhuǎn)并達(dá)到低速注射速度。在此時(shí)進(jìn)行加速時(shí)，由于要對(duì)伺服馬達(dá)115的馬達(dá)軸、聯(lián)軸器116以及滾珠絲杠軸118等慣性力矩較大的旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)加速，因此需要較大的馬達(dá)扭矩。當(dāng)前進(jìn)預(yù)定的行程后，接下來(lái)要達(dá)到高速注射速度，由于需要在短時(shí)間內(nèi)加速至高速，因此此時(shí)的馬達(dá)扭矩也較大。在低速和高速注射期間，馬達(dá)轉(zhuǎn)速和注射速度之間存在比例關(guān)系。當(dāng)柱塞110繼續(xù)前進(jìn)而使模具型腔內(nèi)大致將要被熔液充滿時(shí)，注射壓力(熔液壓力)開(kāi)始上升。并且，當(dāng)控制注射壓力使其上升至切換壓力(Pc)時(shí)，將伺服馬達(dá)115切換至扭矩控制(升壓工序)，并控制注射壓力使其進(jìn)一步上升。此后不久，由于超過(guò)Fs的壓縮力開(kāi)始作用于沖擊緩沖彈簧124，因此，使得沖擊緩沖彈簧IM開(kāi)始收縮。由此，即使柱塞的前進(jìn)速度大致變?yōu)?，滾珠絲杠軸118等旋轉(zhuǎn)體也能夠繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)與沖擊緩沖彈簧124收縮相對(duì)應(yīng)的量。因此，能夠確保旋轉(zhuǎn)體的減速時(shí)間和減速旋轉(zhuǎn)角度，因此能夠逐漸停止。如圖 13所示，在減速時(shí)間中，伺服馬達(dá)的轉(zhuǎn)速與注射速度(柱塞的速度)之間不成比例關(guān)系。由此，旋轉(zhuǎn)體的動(dòng)能被沖擊緩沖彈簧IM吸收。因此，模具型腔內(nèi)的熔液不會(huì)被過(guò)度壓縮，因而能夠防止沖擊壓力的產(chǎn)生，能夠避免毛刺的產(chǎn)生，而且還能夠防止沖擊力。在升壓工序中，沿著設(shè)定的升壓速度對(duì)馬達(dá)扭矩進(jìn)行上升控制。并且，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的保持壓力后，控制并保持恒定的扭矩。然后，在經(jīng)過(guò)設(shè)定的保持時(shí)間后，使保持力下降至 0，從而保持工序結(jié)束。然后，過(guò)渡到接下來(lái)的開(kāi)模工序。另外，在僅通過(guò)伺服馬達(dá)115的扭矩?zé)o法提高至必要的保持壓力的情況下，也可以在移動(dòng)部件114上附加保持壓力輔助裝置以進(jìn)行補(bǔ)充。下面，對(duì)第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第2 6實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，由于裝置的基本部分、作用以及控制方法中與第1實(shí)施例共同的部分較多，所以僅對(duì)不同的部分進(jìn)行說(shuō)明。第2實(shí)施例首先，利用圖8對(duì)第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第2實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖8是示出第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第2實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和沖擊壓力防止裝置的概略圖。沖擊壓力防止裝置120的液壓缸內(nèi)充滿了工作油，活塞桿室137通過(guò)配管與油箱 135連接。在活塞頭123的活塞頭室側(cè)安裝有突起物131，在突起物131的外側(cè)安裝有碟形彈簧132。碟形彈簧132被壓縮力Fs壓縮并內(nèi)置，活塞頭123被朝向液壓缸主體121的活塞桿室137側(cè)推壓。在滑動(dòng)部裝配有用于防止工作油泄漏的密封圈。流路133設(shè)置在突起物131、活塞頭123以及活塞桿122的內(nèi)部，將活塞頭室136與活塞桿室137連通。在流路 133的中途設(shè)置有小徑部的節(jié)流孔(才U 7 4 7 ) 134，從而使得工作油的流動(dòng)被收束(絞
6 Λ 易)。當(dāng)熔液壓力以Fs以上的力推壓柱塞110時(shí)，碟形彈簧132被進(jìn)一步壓縮，使得活塞頭室136內(nèi)的工作油通過(guò)流路133流入活塞桿室137。此時(shí)，工作油在通過(guò)流路133中途的節(jié)流孔134時(shí)被收束，從而在活塞頭室136側(cè)產(chǎn)生壓力，所述壓力與碟形彈簧132的力一起使得反作用力增大，從而能夠更有效地吸收沖擊。由于活塞桿室137的體積擴(kuò)展，因此工作油被從油箱135供給至活塞桿室137。此外，必須將液壓缸的行程設(shè)計(jì)為能夠吸收沖擊 (吸收動(dòng)能)的長(zhǎng)度以上。第3實(shí)施例
下面，利用圖9對(duì)第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第3實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖9是示出第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第3實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和沖擊壓力防止裝置的概略圖。沖擊壓力防止裝置120的液壓缸內(nèi)充滿了工作油，并且，活塞頭室144經(jīng)由外部流路與外部的儲(chǔ)能器側(cè)節(jié)流閥142、進(jìn)而與儲(chǔ)能器141連接成回路。此外，活塞桿室145也通過(guò)外部流路并經(jīng)由活塞桿側(cè)節(jié)流閥143與活塞頭室144側(cè)的流路連接。儲(chǔ)能器141的壓力是使工作油推壓活塞頭的力為Fs的壓力。若將液壓缸的內(nèi)徑設(shè)為Ds，將活塞桿的直徑設(shè)為Dr，將儲(chǔ)能器的壓力設(shè)為I^a，則能夠根據(jù)Fs = (π/4) · Dr2 · Psa計(jì)算出I3sa。當(dāng)柱塞被Fs以上的力推壓時(shí)，活塞向后方(圖的右側(cè))移動(dòng)，活塞頭室144的工作油向活塞桿室145和儲(chǔ)能器141流出。此時(shí)，由于工作油的流動(dòng)被儲(chǔ)能器側(cè)節(jié)流閥142 和活塞桿側(cè)節(jié)流閥143收束，因此液壓缸內(nèi)的壓力變?yōu)镮^sa以上，使得與活塞向后方移動(dòng)相對(duì)的反作用力增大。由于在活塞向后方移動(dòng)的期間吸收了沖擊，由此能夠更有效地吸收沖擊。這種情況下，也需要以能夠在活塞頭到達(dá)液壓缸端部之前吸收沖擊(吸收動(dòng)能)的方式來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)液壓缸的行程。第4實(shí)施例下面，利用圖10對(duì)第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第4實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖10是示出第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第4實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和沖擊壓力防止裝置的概略圖。沖擊壓力防止裝置120是活塞桿直徑相等的雙活塞桿式的液壓缸，柱塞相反側(cè)活塞桿室153和柱塞側(cè)活塞桿室154中充滿了工作油。柱塞相反側(cè)活塞桿室153和柱塞側(cè)活塞桿室巧4經(jīng)由單向閥152在外部被連接，從而形成下述回路工作油能夠從柱塞側(cè)活塞桿室154向柱塞相反側(cè)活塞桿室153流動(dòng)，卻無(wú)法反方向流動(dòng)。此外，泄壓閥151被與單向閥152并列地連接，從而形成下述回路工作油能夠在超過(guò)設(shè)定的壓力時(shí)從柱塞相反側(cè)活塞桿室153向柱塞側(cè)活塞桿室IM流動(dòng)，卻無(wú)法反方向流動(dòng)。因此，當(dāng)柱塞向后方(圖的右側(cè))移動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生泄壓閥151的設(shè)定壓力的阻礙，另一方面，當(dāng)柱塞向前方(圖的左側(cè))移動(dòng)時(shí)，能夠借助單向閥152的作用而沒(méi)有阻力地移動(dòng)。此外，若將泄壓閥的設(shè)定壓力設(shè)為I^b，則能夠根據(jù)Fs = (π/4) · (Ds2-Dr2) · Psb來(lái)?yè)Q算出I^sb。當(dāng)柱塞被Fs以上的力推壓時(shí)，活塞向后方(圖的右側(cè))移動(dòng)，柱塞相反側(cè)活塞桿室153的工作油向柱塞側(cè)活塞桿室巧4流出。此時(shí)，在柱塞相反側(cè)活塞桿室153內(nèi)產(chǎn)生I^sb 的壓力從而產(chǎn)生反作用力，因此，能夠有效地防止沖擊壓力和緩和沖擊。第5實(shí)施例下面，利用圖11對(duì)第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第5實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖11是示出第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第5實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和沖擊壓力防止裝置的概略圖。作為沖擊壓力防止裝置120的液壓缸的活塞頭室162被工作油充滿，此外，在活塞桿室163內(nèi)進(jìn)入有空氣，空氣能夠經(jīng)由通氣裝置161而進(jìn)出活塞桿室163?；钊^室162 通過(guò)配管與沖擊壓力吸收用液壓缸167的活塞頭室、彈簧式儲(chǔ)能器164以及轉(zhuǎn)換閥165連接成回路。沖擊壓力吸收用液壓缸167的活塞桿與螺母支承件168和滾珠絲杠螺母169連接成一體，與滾珠絲杠螺母169螺合的滾珠絲杠軸170通過(guò)聯(lián)軸器171與伺服馬達(dá)172的馬達(dá)軸連結(jié)。轉(zhuǎn)換閥165與油箱166連接成回路，該轉(zhuǎn)換閥165平常被關(guān)閉，但在活塞頭室 162內(nèi)等的工作油因泄漏等而變少的情況下，電磁線圈被激勵(lì)而使轉(zhuǎn)換閥打開(kāi)，從而能夠?qū)⒂拖?66的工作油供給至活塞頭室162等。在注射工序開(kāi)始時(shí)，對(duì)伺服馬達(dá)172進(jìn)行扭矩控制，通過(guò)滾珠絲杠的作用將沖擊壓力吸收用液壓缸167的活塞頭室和活塞頭室162中產(chǎn)生的液壓調(diào)整為he。Psc是將液壓缸內(nèi)徑設(shè)為Ds、將壓力設(shè)為Psc時(shí)滿足公式Fs = ( π /4) -Ds2 -Psc 的壓力。此外，彈簧式儲(chǔ)能器164的彈力被設(shè)定成與內(nèi)部的活塞因壓力Psc而受到的力相平衡。當(dāng)注射壓力增大而使注射力達(dá)到Fs時(shí)，活塞頭123向后方(圖的右側(cè))移動(dòng)起來(lái)。 此時(shí)，通過(guò)使伺服馬達(dá)172—邊向后退方向旋轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行扭矩控制，來(lái)將活塞頭室162的壓力保持為Psc。在活塞頭123的起始移動(dòng)(動(dòng)t出)提前、沖擊壓力吸收用液壓缸167的活塞桿等的后退因活塞桿等的慣性而推遲的情況下，彈簧式儲(chǔ)能器164的活塞后退(圖的下側(cè))，從而使壓力大致維持為he。在活塞頭123移動(dòng)至液壓缸端部的期間，由于滾珠絲杠軸118(參照?qǐng)D7)等旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速逐漸減速至大致為0，因此在熔液中不會(huì)產(chǎn)生沖擊壓力。第6實(shí)施例下面，利用圖12對(duì)第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第6實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖12是示出第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的第6實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和沖擊壓力防止裝置的概略圖。與第5實(shí)施例相同，作為沖擊壓力防止裝置120的液壓缸的活塞頭室182被工作油充滿，此外，在活塞桿室183內(nèi)進(jìn)入有空氣，空氣能夠經(jīng)由通氣裝置181而進(jìn)出活塞桿室 183。活塞頭室182的配管路徑在中途分支，從而與彈簧式儲(chǔ)能器184、單向閥185、流量調(diào)整閥191以及壓力傳感器190連接成回路。流量調(diào)整閥191是能夠通過(guò)伺服馬達(dá)192的旋轉(zhuǎn)控制而使開(kāi)度在從閉合狀態(tài)至全開(kāi)狀態(tài)的范圍內(nèi)自由變化的結(jié)構(gòu)，其能夠調(diào)整從活塞頭室182流向油箱193的工作油的流量。單向閥185與泵186、油箱188、電動(dòng)馬達(dá)187以及泄壓閥189連接成回路，其能夠以適當(dāng)?shù)膲毫⒐ぷ饔凸┙o至活塞頭室182。此外，彈簧式儲(chǔ)能器184的彈力被設(shè)定成與內(nèi)部的活塞因壓力Psc而受到的力相平衡。在注射開(kāi)始時(shí)，通過(guò)泵186、電動(dòng)馬達(dá)187以及泄壓閥189的作用將活塞頭室182 內(nèi)的工作油的壓力保持為he。此外，由于單向閥185的作用，工作油不會(huì)從活塞頭室182 側(cè)向泵186的方向流動(dòng)。當(dāng)超過(guò)Fc的注射力作用于柱塞時(shí)，活塞頭室182內(nèi)的工作油的壓力上升，因此，利用壓力傳感器190檢測(cè)出該壓力，并調(diào)整流量調(diào)整閥191的開(kāi)度以使壓力不超過(guò)he，從而將工作油釋放至油箱193。當(dāng)存在流量調(diào)整閥191的響應(yīng)延遲時(shí)，彈簧式儲(chǔ)能器184的活塞運(yùn)動(dòng)，將壓力保持為大致Psc。通過(guò)這樣的作用，與第5實(shí)施例相同，不會(huì)在熔液中產(chǎn)生沖擊壓力。在以往的專利文獻(xiàn)4所述的機(jī)構(gòu)中，存在下述問(wèn)題由于安裝在比摩擦離合器靠柱塞側(cè)的滾珠絲杠軸的慣性力矩會(huì)傳遞到熔液，因此，依然殘留有沖擊壓力的原因。
此外，在以往的專利文獻(xiàn)5的方法中存在下述問(wèn)題在需要大容量伺服馬達(dá)的高速高壓用注射裝置中，由于伺服馬達(dá)的軸等旋轉(zhuǎn)體的慣性力矩增大，因此必須增大用于防止沖擊壓力的直澆道底窩，從而產(chǎn)生在一次鑄造中使用大量熔液這樣的浪費(fèi)。此外，如果在充填中途減速，則熔液前端在型腔內(nèi)飛濺而卷入空氣，從而存在在產(chǎn)品中產(chǎn)生空隙缺陷而形成次品的問(wèn)題。對(duì)此，根據(jù)第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)以下的有利效果。(1)即使是慣性較大的電動(dòng)式注射裝置，也能夠防止熔液充滿模具型腔內(nèi)的完全填滿時(shí)的沖擊壓力，因此能夠避免毛刺的產(chǎn)生和與此相伴隨的模具的損傷。(2)高速注射填充能夠持續(xù)至完全填滿或即將完全填滿之前，通過(guò)避免熔液前端 (湯先)的飛濺和縮短填充時(shí)間，使鑄件的品質(zhì)得以提高。(3)作為沖擊壓力的反作用力而在伺服馬達(dá)、滾珠絲杠、聯(lián)軸器以及軸承中產(chǎn)生的沖擊力得以緩和，從而能夠避免機(jī)械損傷和故障。第2實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置能夠在利用壓鑄機(jī)來(lái)鑄造鋁制品的生產(chǎn)工廠中進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，能夠?qū)﹁T件的品質(zhì)提高和鑄造設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)做出貢獻(xiàn)。接下來(lái)，基于圖14和圖15對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置進(jìn)行說(shuō)明。圖14是示出第3實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。由沖頭210a和柱塞桿210b構(gòu)成的柱塞210處于能夠在未圖示的套筒內(nèi)滑動(dòng)的狀態(tài)，且能夠通過(guò)前進(jìn)來(lái)將套筒內(nèi)的熔液注射填充至模具型腔內(nèi)。此時(shí)，沖頭210a的末端面從熔液受到金屬壓力(注射壓力)。柱塞桿210b與能夠通過(guò)直線導(dǎo)軌而滑動(dòng)自如的注射滑動(dòng)部件215連結(jié)。注射填充用滾珠絲杠螺母217安裝于注射滑動(dòng)部件215，注射滑動(dòng)部件215通過(guò)與注射填充用滾珠絲杠螺母217螺合的注射填充用滾珠絲杠軸216的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而前進(jìn)或后退。注射填充用滾珠絲杠軸216通過(guò)注射填充用軸承219和緊固螺母220以在軸向上被限制但能夠旋轉(zhuǎn)自如的狀態(tài)被安裝于軸承保持部件218。注射填充用滾珠絲杠軸 216與注射填充制動(dòng)器221 (移動(dòng)抑制機(jī)構(gòu))的旋轉(zhuǎn)部連結(jié)，進(jìn)而經(jīng)由聯(lián)軸器222與注射填充用伺服馬達(dá)212的旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)。因此，當(dāng)使注射填充用伺服馬達(dá)212旋轉(zhuǎn)時(shí)，能夠使注射滑動(dòng)部件215和柱塞210前進(jìn)或后退。注射填充制動(dòng)器221是電磁式，當(dāng)接通電流時(shí)，制動(dòng)力發(fā)揮作用，從而能夠抑制注射填充用滾珠絲杠軸216的旋轉(zhuǎn)。為了實(shí)現(xiàn)高速注射，優(yōu)選使注射填充用滾珠絲杠的導(dǎo)程較大。主部件214經(jīng)由直線導(dǎo)軌223以能夠滑動(dòng)的方式安裝于基座框架211。所述注射滑動(dòng)部件215經(jīng)由直線導(dǎo)軌以能夠滑動(dòng)的方式安裝于主部件214，并且，軸承保持部件218 被一體地固定于主部件214。在軸承保持部件218安裝有注射填充用伺服馬達(dá)212、注射填充制動(dòng)器221以及注射填充用軸承219。雖然未圖示，但基座框架211與保持模具的固定盤連接成一體，因此，能夠通過(guò)使柱塞210前進(jìn)(圖的左方向)來(lái)將金屬壓力施加至模具型腔內(nèi)的熔液。此外，圖14上側(cè)的除柱塞210之外的部分是注射填充裝置。圖14的下側(cè)部分是升壓保持裝置。升壓保持部件238與基座框架211結(jié)合，且升壓保持部件238安裝有升壓用伺服馬達(dá)230、保持制動(dòng)器232、減速器233以及升壓保持用軸承235。升壓用伺服馬達(dá)230的旋轉(zhuǎn)軸經(jīng)由聯(lián)軸器231與保持制動(dòng)器232的旋轉(zhuǎn)部分連結(jié)，進(jìn)而與減速器233的旋轉(zhuǎn)軸和滾珠絲杠軸236連結(jié)。滾珠絲杠軸236被升壓保持用軸
19承235和軸承緊固螺母234支承成在軸向上被限制但能夠旋轉(zhuǎn)自如。在與滾珠絲杠軸236 螺合的滾珠絲杠螺母237上安裝有螺母支承件239，螺母支承件239經(jīng)由鍵M2以能夠沿軸向進(jìn)行動(dòng)作但在旋轉(zhuǎn)方向上被限制的狀態(tài)收納于升壓保持滑動(dòng)部件Ml中。此外，彈簧 240以壓縮狀態(tài)被安裝在螺母支承件239與升壓保持滑動(dòng)部件241之間。彈簧240可以為螺旋彈簧或碟形彈簧。升壓保持滑動(dòng)部件Ml固定在主部件214的下側(cè)，并且經(jīng)由直線導(dǎo)軌以滑動(dòng)自如的方式安裝于基座框架211。這種情況下，升壓用滾珠絲杠的直線前進(jìn)部為滾珠絲杠螺母237。此外，對(duì)于升壓用滾珠絲杠，由于需要發(fā)揮較大的力(前進(jìn)力)，因此導(dǎo)程不宜太大。下面，利用圖15對(duì)通過(guò)這樣的注射裝置進(jìn)行的注射填充工序、升壓保持工序以及其控制方法進(jìn)行說(shuō)明。圖15是示出第3實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的、在各工序中的注射速度、壓力以及控制方法等的曲線圖。當(dāng)熔液被熔液供給裝置注入套筒內(nèi)后，立即開(kāi)始注射填充工序。首先，使注射填充用伺服馬達(dá)212低速旋轉(zhuǎn)以進(jìn)行低速注射。然后，當(dāng)柱塞210前進(jìn)設(shè)定的距離從而使套筒內(nèi)的熔液的上表面上升至模具澆口附近時(shí)，一口氣對(duì)注射填充用伺服馬達(dá)212的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行加速以進(jìn)行高速注射。在模具型腔內(nèi)被熔液大致充滿時(shí)，為了防止完全填滿時(shí)的沖擊(沖擊壓力)的產(chǎn)生而開(kāi)始降低注射速度。當(dāng)模具型腔內(nèi)即將被完全填滿時(shí)，注射壓力開(kāi)始急劇上升，因此，當(dāng)注射壓力的測(cè)量值達(dá)到切換壓力時(shí)，切換至升壓保持工序。注射壓力可以根據(jù)模具內(nèi)的熔液的壓力進(jìn)行測(cè)量，此外，也可以將測(cè)力傳感器安裝于柱塞210等來(lái)進(jìn)行測(cè)量。在注射填充工序中，注射填充用伺服馬達(dá)212進(jìn)行速度控制，此外，升壓用伺服馬達(dá)230進(jìn)行位置保持控制以使其靜止不動(dòng)。通過(guò)對(duì)升壓用伺服馬達(dá)230進(jìn)行位置保持控制， 能夠經(jīng)由升壓保持裝置將注射填充中的注射壓力傳遞至注射填充裝置和柱塞210。在從注射填充工序切換至升壓保持工序后，使注射填充制動(dòng)器221工作(ON)以限制注射填充用滾珠絲杠軸216的旋轉(zhuǎn)。這是為了防止下述情況注射填充用滾珠絲杠軸216 因升壓時(shí)的較高的熔液壓力而向相反方向旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致柱塞210后退。此外，在注射填充制動(dòng)器221工作后，使注射填充用伺服馬達(dá)212處于伺服解除(休止?fàn)顟B(tài))。此外，在從注射填充工序切換至升壓保持工序后，升壓用伺服馬達(dá)230沿著設(shè)定的升壓速度進(jìn)行扭矩的上升控制。此時(shí)，當(dāng)注射壓力(熔液壓力)上升而使得升壓用滾珠絲杠的前進(jìn)力超過(guò)彈簧240安裝時(shí)的收縮力時(shí)，彈簧240進(jìn)一步收縮。然后，當(dāng)注射壓力達(dá)到設(shè)定的保持壓力后，保持制動(dòng)器232工作。當(dāng)保持制動(dòng)器232發(fā)揮作用時(shí)，即便使升壓用伺服馬達(dá)230成為伺服解除狀態(tài)，滾珠絲杠軸236的旋轉(zhuǎn)也被抑制，保持壓力得以維持。在保持中，雖然柱塞210會(huì)稍微前進(jìn)與模具型腔內(nèi)的熔液凝固收縮相對(duì)應(yīng)的量，但由于彈簧240 收縮著的部分伸展，因此，盡管注射壓力稍微下降，仍能夠大致維持設(shè)定壓力。這樣，升壓用伺服馬達(dá)230能夠在保持制動(dòng)器232工作后成為伺服解除的狀態(tài)，并且升壓時(shí)間通常在1秒以下，因此能夠使用伺服馬達(dá)所具有的最大瞬間扭矩(額定扭矩的 250%左右)。因此，能夠采用容量較小的伺服馬達(dá)，使制作成本降低。另一方面，由于在專利文獻(xiàn)2的機(jī)構(gòu)中沒(méi)有安裝制動(dòng)器，因此，必須在升壓保持工序的較長(zhǎng)時(shí)間中使伺服馬達(dá)連續(xù)輸出扭矩，無(wú)法使用最大瞬間扭矩。因此，必須使用能夠利用額定扭矩進(jìn)行升壓、保持的大容量伺服馬達(dá)。
此外，由于減速器233也能夠使用減速比較小的減速器，因此，即使不使慣性較大的伺服馬達(dá)旋轉(zhuǎn)至高速也能夠提高滾珠絲杠軸236的轉(zhuǎn)速，從而能夠以較短的時(shí)間進(jìn)行升壓。當(dāng)經(jīng)過(guò)設(shè)定的保持時(shí)間后，升壓保持工序結(jié)束，解除(OFF)注射填充制動(dòng)器221和保持制動(dòng)器232的工作，過(guò)渡到接下來(lái)的開(kāi)模、頂出工序，以進(jìn)行一連串的鑄造工序。在以往的專利文獻(xiàn)1和2的注射裝置中，為了通過(guò)升壓保持用(增壓用)的伺服馬達(dá)的動(dòng)作來(lái)以固定的保持時(shí)間進(jìn)行升壓保持工序中的壓力保持，必須使伺服馬達(dá)以幾乎靜止的狀態(tài)連續(xù)輸出較大的扭矩。此外，為了連續(xù)輸出較大的扭矩，需要連續(xù)流過(guò)較大的電流，因此，伺服馬達(dá)會(huì)發(fā)熱，為了避免這個(gè)情況，必須裝備容量較大的伺服馬達(dá)或安裝較大的冷卻風(fēng)扇。對(duì)此，根據(jù)第3實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)以下的有利效果。(1)由于升壓用伺服馬達(dá)在保持時(shí)間中不需要連續(xù)輸出較大的扭矩，因此無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)流過(guò)電流，能夠進(jìn)行節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)，并且伺服馬達(dá)也不會(huì)發(fā)熱。(2)由于只要使升壓用伺服馬達(dá)瞬間輸出較大的扭矩即可，因此能夠使用較小容量的伺服馬達(dá)。(3)即使在為了輸出較大的扭矩而使用了減速器的情況下，由于能夠減小減速比， 因此也無(wú)需使慣性力矩較大的伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)至高速，從而能夠以較短的時(shí)間進(jìn)行升壓。第3實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置能夠在利用壓鑄機(jī)來(lái)鑄造鋁制品的生產(chǎn)工廠中進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，能夠?qū)﹄妱?dòng)注射裝置的低成本化和節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)做出貢獻(xiàn)。接下來(lái)，基于圖16 圖22對(duì)本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置進(jìn)行說(shuō)明。圖16是示出第4實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。由沖頭310a和柱塞桿310b構(gòu)成的柱塞310處于能夠在未圖示的套筒內(nèi)滑動(dòng)的狀態(tài)，且能夠通過(guò)前進(jìn)來(lái)將套筒內(nèi)的熔液注射填充至模具型腔內(nèi)。此時(shí)，沖頭310a的末端面從熔液受到金屬壓力(注射壓力)。柱塞桿310b與柱塞部件312—體地連接。柱塞部件 312與沖擊壓力防止液壓缸316 (環(huán)狀液壓缸)的移動(dòng)部分接合，此外，柱塞部件312與高速移動(dòng)部件314通過(guò)夾裝鍵而以能夠滑動(dòng)但旋轉(zhuǎn)動(dòng)作被限制的狀態(tài)連結(jié)。鎖定螺母330 (移動(dòng)抑制機(jī)構(gòu))經(jīng)由鎖定螺母軸承331以能夠旋轉(zhuǎn)自如且在軸向上被限制的狀態(tài)安裝于高速移動(dòng)部件314。摩擦盤315固定在鎖定螺母330的高速移動(dòng)部件314側(cè)，并構(gòu)成鎖定螺母 330的一部分。當(dāng)對(duì)沖擊壓力防止液壓缸316的油室的工作油施加壓力時(shí)，柱塞部件312與高速移動(dòng)部件314抵接，從而在柱塞部件312與摩擦盤315之間形成固定距離的間隙313。在高速移動(dòng)部件314的兩側(cè)安裝有兩組緩沖液壓缸318。緩沖液壓缸移動(dòng)部件321 經(jīng)由花鍵319或鍵以能夠滑動(dòng)但旋轉(zhuǎn)被限制的狀態(tài)安裝于緩沖液壓缸318。注射填充滾珠絲杠螺母320通過(guò)螺栓與緩沖液壓缸移動(dòng)部件321緊固成一體。與注射填充滾珠絲杠螺母 320螺合的注射填充滾珠絲杠軸322經(jīng)由注射填充軸承323以能夠旋轉(zhuǎn)自如且在軸向上被限制的狀態(tài)安裝和支承于后部支承部件340。并且，注射填充滾珠絲杠軸322通過(guò)聯(lián)軸器 324與注射填充用伺服馬達(dá)325的旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)。在此說(shuō)明的注射填充裝置由注射填充滾珠絲杠和注射填充用伺服馬達(dá)325等構(gòu)成，但是也可以使用線性馬達(dá)。
與鎖定螺母330螺合的梯形絲杠332被鍵333a和卡圈33 固定于加壓部件333。 與升壓滾珠絲杠螺母336 —體的升壓螺母支承件335經(jīng)由鍵以能夠滑動(dòng)但旋轉(zhuǎn)被限制的狀態(tài)安裝于加壓部件333的內(nèi)部，且其被處于壓縮狀態(tài)的彈簧334(碟形彈簧或螺旋彈簧)向一側(cè)(圖的右方向)推壓。與升壓滾珠絲杠螺母336螺合的升壓滾珠絲杠軸337通過(guò)升壓軸承338以能夠旋轉(zhuǎn)自如且在軸向上被限制的狀態(tài)支承于后部支承部件340。并且，升壓滾珠絲杠軸337經(jīng)由減速器341、制動(dòng)器342以及升壓聯(lián)軸器343與升壓用伺服馬達(dá)344的旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)。減速器341、制動(dòng)器342以及升壓伺服馬達(dá)344的不旋轉(zhuǎn)的部分被固定于后部支承部件340。優(yōu)選使升壓滾珠絲杠為旋轉(zhuǎn)摩擦阻力較小的滾珠絲杠，但是在大載荷作用的大型機(jī)械的情況下，也可以使用梯形絲杠等。此外，通過(guò)加裝減速器341，即使是較小轉(zhuǎn)矩的升壓伺服馬達(dá)344，也能夠?qū)⑤^大的轉(zhuǎn)矩傳遞至升壓滾珠絲杠軸337。因此，有時(shí)也可以不設(shè)置減速器；341。圖17是從旁邊觀察模具周圍和注射裝置的圖(省略了注射填充滾珠絲杠等)，其示出了熔液被注入注射套筒355內(nèi)的、注射填充工序近前的狀態(tài)。安裝于固定型板350的定模352和安裝于可動(dòng)型板351的動(dòng)模353被未圖示的合模裝置施加有合模力，在這些定模352和動(dòng)模353之間形成了作為鑄件形狀的空間的型腔。注射套筒355安裝于固定型板 350和定模352，并與型腔連通。因此，當(dāng)使柱塞310前進(jìn)(圖的左方向)時(shí)，能夠?qū)⑷垡禾畛渲列颓粌?nèi)。后部支承部件340與下部支承框架346和上部支承框架347 —體化，并與固定型板350連結(jié)。因此，能夠擋住并支承柱塞310在注射填充和升壓保持中從熔液受到的壓力。高速移動(dòng)部件314和加壓部件333分別被高速部件用直線導(dǎo)軌349和加壓部件用直線導(dǎo)軌348以能夠沿前后方向順暢地滑動(dòng)且在上下方向和橫向被限制的狀態(tài)支承在下部支承框架346上。圖18是從圖17的箭頭A方向觀察到的圖。高速移動(dòng)部件314被兩組高速移動(dòng)部件用直線導(dǎo)軌349支承。此外，在高速移動(dòng)部件314的兩側(cè)經(jīng)由緩沖液壓缸支承有注射填充滾珠絲杠軸322等。圖19示出了經(jīng)由配管或軟管與2組緩沖液壓缸318的油室連接成回路的液壓裝置。在對(duì)轉(zhuǎn)換閥361進(jìn)行了勵(lì)磁的狀態(tài)下，將適當(dāng)壓力的工作油從液壓源供給至緩沖液壓缸318的油室，在將緩沖液壓缸移動(dòng)部件321推壓至液壓缸端部的狀態(tài)下，對(duì)轉(zhuǎn)換閥361進(jìn)行消磁，以封入壓力。此外，液壓回路在中途分支，經(jīng)由設(shè)定為預(yù)定壓力的泄壓閥360與油箱362連接。因此，雖然高速注射部件314在熔液完全填滿模具型腔內(nèi)的瞬間急劇減速，但是工作油從泄壓閥360流向油箱，由此移動(dòng)部件321能夠在緩沖液壓缸318內(nèi)向前方行進(jìn) (移動(dòng))。因此，對(duì)于注射填充滾珠絲杠、軸承323以及聯(lián)軸器324，因急劇減速而作用的沖擊力得以緩和，因此不會(huì)使它們產(chǎn)生損傷。此外，需要將能夠克服高速注射填充中的熔液壓力以使緩沖液壓缸移動(dòng)部件321在高速注射填充中不會(huì)前進(jìn)(移動(dòng))的適當(dāng)壓力封入緩沖液壓缸318的油室內(nèi)。圖20示出了與沖擊壓力防止液壓缸316 (環(huán)狀液壓缸)的油室連接成回路的液壓裝置。從沖擊壓力防止液壓缸316開(kāi)始的回路在中途分支成三個(gè)回路，分別與彈簧式儲(chǔ)能器364連接、經(jīng)由轉(zhuǎn)換閥365與油箱366連接、以及與沖擊壓力吸收用液壓缸367連接。彈簧式儲(chǔ)能器364是為了使從沖擊壓力防止液壓缸316流出的工作油臨時(shí)退避以避免回路內(nèi)的壓力急劇上升的部件。為了將工作油適當(dāng)補(bǔ)充至回路內(nèi)而設(shè)置了油箱366和轉(zhuǎn)換閥365。 此外，沖擊壓力吸收用液壓缸367的活塞桿與螺母支承件368和液壓用滾珠絲杠螺母369 連接成一體。與滾珠絲杠螺母369螺合的滾珠絲杠軸370經(jīng)由聯(lián)軸器371與液壓用伺服馬達(dá)372的旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)，并且被未圖示的軸承支承。因此，通過(guò)控制液壓用伺服馬達(dá)372的旋轉(zhuǎn)量和扭矩，能夠控制活塞桿的位置和工作油的壓力。由此，能夠以適當(dāng)?shù)膲毫┙o、保持沖擊壓力防止液壓缸316的油室內(nèi)的工作油，并能夠以適當(dāng)?shù)乃俣群蛪毫⑵涑槌觥Ｒ虼耍?在熔液完全填滿型腔內(nèi)之后，能夠以低速使柱塞部件312與摩擦盤315平穩(wěn)抵接，并在此后將壓力釋放掉。通過(guò)釋放壓力，柱塞部件312與摩擦盤315之間產(chǎn)生的垂直阻力增大，因此摩擦力也增大，從而能夠更加可靠地抑制鎖定螺母330的旋轉(zhuǎn)。這是因?yàn)橛剐D(zhuǎn)停止的摩擦力超過(guò)了欲通過(guò)梯形絲杠332的導(dǎo)程的作用而使鎖定螺母330旋轉(zhuǎn)的力。通過(guò)使柱塞部件312與摩擦盤315平穩(wěn)抵接，也能夠抑制此時(shí)所產(chǎn)生的沖擊壓力。圖21是示出與沖擊壓力防止液壓缸316的油室連接成回路的液壓裝置的其他例子的圖。從沖擊壓力防止液壓缸316開(kāi)始的回路分支成三個(gè)回路，分別與彈簧式儲(chǔ)能器384 連接、經(jīng)由單向閥385與泵386連接、以及經(jīng)由流量調(diào)整閥391與油箱393連接。泵386通過(guò)電動(dòng)馬達(dá)387而驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從而將工作油從油箱388吸上來(lái)，并通過(guò)泄壓閥389將適當(dāng)壓力的工作油供給至沖擊壓力防止液壓缸316。流量調(diào)整閥391能夠通過(guò)伺服馬達(dá)392的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作而將閥開(kāi)度從0連續(xù)且短時(shí)間地自由調(diào)整至全開(kāi)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)下述內(nèi)容一邊反饋壓力傳感器390的測(cè)量值等以適當(dāng)?shù)乜刂茐毫Γ贿吺箾_擊壓力防止液壓缸316的油室的工作油落至油箱393，從而使柱塞部件312與摩擦盤315平穩(wěn)抵接，并在此后將壓力釋放掉。另外，在第4實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置中，關(guān)于升壓保持裝置，以通過(guò)伺服馬達(dá)和滾珠絲杠來(lái)產(chǎn)生保持力的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明，但是也可以利用液壓缸來(lái)產(chǎn)生保持力?？墒牵ㄟ^(guò)伺服馬達(dá)的扭矩控制來(lái)調(diào)整升壓速度等，在動(dòng)作的穩(wěn)定性等方面更為優(yōu)異。下面，利用圖22對(duì)通過(guò)這樣的注射裝置進(jìn)行的注射填充工序、升壓保持工序以及其控制方法進(jìn)行說(shuō)明。圖22是表示在注射填充工序和升壓保持工序中的各裝置的速度、壓力以及狀態(tài)的曲線圖。首先，對(duì)注射填充工序開(kāi)始前的注射裝置的狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。將工作油從液壓源363 供給至緩沖液壓缸318的油室，使緩沖液壓缸移動(dòng)部件321移動(dòng)至液壓缸端部，并保持適當(dāng)?shù)膲毫?。此外，?duì)沖擊壓力防止液壓缸316(環(huán)狀液壓缸)施加適當(dāng)?shù)膲毫Α⒃搲毫υO(shè)置成與從注射填充工序切換至升壓工序的熔液壓力相當(dāng)，或比其稍高。將制動(dòng)器342設(shè)為解除(OFF)。合模工序結(jié)束后，當(dāng)熔液被熔液供給裝置注入注射套筒內(nèi)后，立即開(kāi)始注射填充工序。首先，使注射填充用伺服馬達(dá)325低速旋轉(zhuǎn)以進(jìn)行低速注射。然后，當(dāng)柱塞310前進(jìn)設(shè)定的距離從而使套筒內(nèi)的熔液的上表面上升至模具澆口附近時(shí)，一口氣對(duì)注射填充用伺服馬達(dá)325的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行加速以進(jìn)行高速注射。此時(shí)，由于注射填充滾珠絲杠軸322和聯(lián)軸器324的旋轉(zhuǎn)慣性，因此存在用于將速度提升至高速的加速區(qū)域(加速時(shí)間)。在注射填充工序中，升壓用伺服馬達(dá)344進(jìn)行位置保持控制，以使加壓部件333等不移動(dòng)。當(dāng)模具型腔內(nèi)幾乎被熔液充滿時(shí)，柱塞310從熔液受到的壓力升高，當(dāng)達(dá)到切換壓力時(shí)，切換至升壓工序。該切換壓力可以通過(guò)將測(cè)力傳感器等裝入柱塞310或柱塞部件312來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，或者，也可以將沖擊壓力防止液壓缸316的壓力設(shè)定成與切換壓力相當(dāng)，并通過(guò)位置傳感器、 彈簧式儲(chǔ)能器364的移動(dòng)或壓力來(lái)檢測(cè)移動(dòng)部分移動(dòng)的瞬間。當(dāng)切換至升壓工序時(shí)，使注射填充用伺服馬達(dá)325產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)方向反向的轉(zhuǎn)矩以停止旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，由于工作油經(jīng)由泄壓閥360從緩沖液壓缸318的油室落入油箱362，因此， 緩沖液壓缸移動(dòng)部件321能夠前進(jìn)。由此，由于在緩沖液壓缸318內(nèi)沒(méi)有產(chǎn)生較大的壓力， 因此在注射填充滾珠絲杠軸322、軸承323以及聯(lián)軸器324中不會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊，不會(huì)發(fā)生破損。此外，由于注射填充滾珠絲杠軸322等旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能不會(huì)沖擊性地作用于柱塞310，因此能夠防止因沖擊壓力導(dǎo)致的毛刺的產(chǎn)生。并且，當(dāng)注射填充滾珠絲杠軸322等停止旋轉(zhuǎn)時(shí)，使注射填充用伺服馬達(dá)325停止并處于解除狀態(tài)。在切換至升壓工序后，并且同時(shí)，為了使熔液中不因高速移動(dòng)部件314等的速度慣性而產(chǎn)生沖擊壓力，使液壓用伺服馬達(dá)372和沖擊壓力吸收用液壓缸367、或流量調(diào)整閥 391適當(dāng)進(jìn)行動(dòng)作，以適當(dāng)?shù)膲毫退俣瘸槌鰶_擊壓力防止液壓缸316的油室內(nèi)的工作油。 并且，使柱塞部件312和摩擦盤315低速且無(wú)沖擊地抵接。這樣，通過(guò)來(lái)自柱塞310的熔液壓力而使摩擦力作用于接觸面，因此，鎖定螺母330的旋轉(zhuǎn)停止，鎖定螺母330與梯形絲杠 332的相對(duì)動(dòng)作得以抑制并鎖定。當(dāng)處于該狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)升壓用伺服馬達(dá)344，通過(guò)扭矩控制使加壓部件333、梯形絲杠332以及柱塞部件312前進(jìn)，從而提高溶液的壓力以進(jìn)行升壓。升壓速度能夠通過(guò)扭矩控制來(lái)自由調(diào)整。此時(shí)，彈簧334被推壓力壓縮。然后，當(dāng)溶液的壓力達(dá)到所希望的保持壓力時(shí)，使制動(dòng)器342進(jìn)行動(dòng)作，停止升壓滾珠絲杠軸337的旋轉(zhuǎn)，使升壓用伺服馬達(dá)344 處于解除狀態(tài)并停止，以削減電力消耗。在保持工序中，通過(guò)彈簧334的壓縮力來(lái)維持從柱塞310朝向熔液的推壓力，但是由于柱塞310會(huì)前進(jìn)與熔液凝固收縮相對(duì)應(yīng)的量，因此，保持壓力會(huì)稍微下降。雖然將升壓用伺服馬達(dá)344的前進(jìn)驅(qū)動(dòng)解釋成發(fā)生在柱塞部件312和摩擦盤315 抵接之后，但是，在希望進(jìn)一步加快升壓速度的情況下，也可以在抵接前開(kāi)始前進(jìn)動(dòng)作。此外，即使不安裝彈簧334和制動(dòng)器342，只要在保持工序中使升壓用伺服馬達(dá) 344持續(xù)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，也能夠維持保持壓力。當(dāng)經(jīng)過(guò)設(shè)定的保持時(shí)間后，保持工序結(jié)束，解除(OFF)制動(dòng)器342的工作，卸下保持壓力。然后，進(jìn)行接下來(lái)的開(kāi)模工序，并驅(qū)動(dòng)注射填充用伺服馬達(dá)325或升壓用伺服馬達(dá) 344，進(jìn)行頂出工序。當(dāng)將鑄件從模具取出后，一連串的鑄造工序結(jié)束，并開(kāi)始下一次的鑄造工序。如上所述，根據(jù)第4實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)以下的有利效果。(1)由于不需要較大的液壓箱或注射用液壓缸，因此能夠使液壓回路和注射裝置整體簡(jiǎn)化。(2)由于能夠通過(guò)電氣控制來(lái)對(duì)注射填充工序進(jìn)行速度控制，因此，動(dòng)作穩(wěn)定，并且增加了設(shè)定運(yùn)轉(zhuǎn)條件的自由度。(3)能夠防止沖擊壓力，從而能夠防止在鑄件中產(chǎn)生毛刺。(4)注射填充裝置不會(huì)因沖擊壓力的反作用力所導(dǎo)致的沖擊而破損。第4實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置能夠在利用壓鑄機(jī)來(lái)鑄造鋁制品的生產(chǎn)工廠中進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，能夠?qū)﹁T件品質(zhì)的提高、注射裝置的簡(jiǎn)化以及節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)做出貢獻(xiàn)。上述第1 第4實(shí)施方式是本發(fā)明的例子，但是本發(fā)明并不被該實(shí)施方式限定，僅通過(guò)權(quán)利要求中記載的事項(xiàng)進(jìn)行限定，也可以實(shí)施上述以外的實(shí)施方式。在上述第1 第4實(shí)施方式所涉及的壓鑄機(jī)的注射裝置中，優(yōu)選使注射填充用滾珠絲杠為具有較大導(dǎo)程角的滾珠絲杠，此外，優(yōu)選使升壓用滾珠絲杠為具有較小導(dǎo)程角的滾珠絲杠。這是因?yàn)榕c樹(shù)脂成型用的注射裝置不同，在壓鑄機(jī)的注射裝置中，例如圖6、圖 13、圖15以及圖22所示，要求在注射填充時(shí)的較高的高速注射能力和溶液充滿型腔內(nèi)時(shí)的較高的升壓保持能力。標(biāo)號(hào)說(shuō)明10、110、210、310 柱塞；12、212、325 注射填充用伺服馬達(dá)；13、230、344 升壓 (保持)用伺服馬達(dá)；16、216、322 注射填充用滾珠絲杠軸；17、217、320 注射填充用滾珠絲杠螺母；25、49、63、315 摩擦盤；27,236,337 升壓保持用滾珠絲杠軸；28,237,336 升壓保持用滾珠絲杠螺母；120 沖擊壓力防止裝置(液壓缸)；1 沖擊緩沖彈簧；221 注射填充制動(dòng)器；232 保持制動(dòng)器；313 間隙；316 沖擊壓力防止液壓缸(環(huán)狀液壓缸)；318 緩沖液壓缸。
權(quán)利要求
1.一種壓鑄機(jī)的注射裝置，其通過(guò)使柱塞前進(jìn)來(lái)將套筒內(nèi)的熔液注射填充至模具內(nèi)， 所述壓鑄機(jī)的注射裝置的特征在于，所述壓鑄機(jī)的注射裝置具備注射填充裝置，其通過(guò)馬達(dá)使所述柱塞以低速和高速前進(jìn)； 升壓保持裝置，其經(jīng)由所述柱塞對(duì)熔液施加壓力；以及移動(dòng)抑制機(jī)構(gòu)，其在對(duì)所述熔液施加壓力的期間抑制所述柱塞和所述升壓保持裝置的移動(dòng)部之間的相對(duì)移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于，所述移動(dòng)抑制機(jī)構(gòu)為下述這樣的鎖定機(jī)構(gòu)當(dāng)所述柱塞從熔液受到的壓力為設(shè)定壓力以上時(shí)，利用從熔液受到的壓力來(lái)抑制所述柱塞和所述升壓保持裝置的移動(dòng)部之間的相對(duì)動(dòng)作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于， 所述注射填充裝置被伺服馬達(dá)和絲杠驅(qū)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于， 所述注射填充裝置被線性馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于， 所述升壓保持裝置被伺服馬達(dá)和絲杠驅(qū)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中的任一項(xiàng)所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于，所述鎖定機(jī)構(gòu)通過(guò)柱塞從熔液受到的壓力，利用摩擦力來(lái)抑制絲杠螺母的旋轉(zhuǎn)，由此抑制所述柱塞和所述升壓保持裝置的移動(dòng)部之間的相對(duì)動(dòng)作。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中的任一項(xiàng)所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于， 所述設(shè)定壓力通過(guò)彈簧的彈力來(lái)進(jìn)行設(shè)定。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至6中的任一項(xiàng)所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于， 所述設(shè)定壓力通過(guò)工作油的壓力來(lái)進(jìn)行設(shè)定。
9.一種壓鑄機(jī)的注射裝置，其通過(guò)使柱塞前進(jìn)來(lái)將套筒內(nèi)的熔液注射填充至模具內(nèi)， 所述壓鑄機(jī)的注射裝置的特征在于，所述壓鑄機(jī)的注射裝置具備 伺服馬達(dá)；運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，其將所述伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)；以及沖擊壓力防止裝置，其連接在所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的直線運(yùn)動(dòng)部分與所述柱塞之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于，彈簧內(nèi)置于所述沖擊壓力防止裝置，利用彈簧的彈性變形來(lái)防止沖擊壓力。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于，所述沖擊壓力防止裝置由液壓缸構(gòu)成，所述液壓缸的活塞桿與柱塞連結(jié)，將所述液壓缸內(nèi)的活塞頭室和活塞桿室連通的流路設(shè)置于活塞頭和活塞桿的內(nèi)部，在所述流路的中途形成有節(jié)流孔，在活塞頭室具有處于壓縮狀態(tài)的彈簧。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于，所述沖擊壓力防止裝置由液壓缸構(gòu)成，所述液壓缸的活塞桿與柱塞連結(jié)，與所述液壓缸內(nèi)的活塞頭室和活塞桿室連通的流路通過(guò)外部流路而在中途相交，進(jìn)而與儲(chǔ)能器連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于，所述沖擊壓力防止裝置由直徑相等的雙活塞桿式的液壓缸構(gòu)成，所述液壓缸的一側(cè)的活塞桿與柱塞連結(jié)，與所述液壓缸內(nèi)的柱塞側(cè)活塞桿室和柱塞相反側(cè)活塞桿室連通的流路經(jīng)由并列連接的單向閥和泄壓閥連接成回路，當(dāng)活塞頭向柱塞側(cè)移動(dòng)時(shí)，柱塞側(cè)活塞桿室的工作油能夠經(jīng)由單向閥無(wú)阻力地流向柱塞相反側(cè)活塞桿室，此外，當(dāng)活塞頭向與柱塞相反的一側(cè)移動(dòng)時(shí)，柱塞相反側(cè)活塞桿室的工作油經(jīng)由泄壓閥在受到阻力的同時(shí)流向柱塞相反側(cè)活塞桿室。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于，所述沖擊壓力防止裝置由液壓缸構(gòu)成，所述液壓缸的活塞桿與柱塞連結(jié)，所述液壓缸內(nèi)的活塞頭室與沖擊壓力吸收用液壓缸的活塞頭室連接成回路，所述沖擊壓力吸收用液壓缸的活塞桿能夠通過(guò)伺服馬達(dá)和滾珠絲杠而進(jìn)行前進(jìn)或后退運(yùn)動(dòng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于，所述沖擊壓力防止裝置由液壓缸構(gòu)成，所述液壓缸的活塞桿與柱塞連結(jié)，所述液壓缸內(nèi)的活塞頭室經(jīng)由能夠連續(xù)調(diào)整流量的流量調(diào)整閥與油箱連接成回路。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于，所述升壓保持裝置具備伺服馬達(dá)；滾珠絲杠，其將所述伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)；壓縮彈簧，其將所述滾珠絲杠的直線前進(jìn)部的前進(jìn)力傳遞至所述柱塞；以及制動(dòng)器，其安裝在所述伺服馬達(dá)與所述滾珠絲杠之間，能夠?qū)L珠絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行抑制， 所述注射填充裝置具備將所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的滾珠絲杠， 所述移動(dòng)抑制機(jī)構(gòu)是制動(dòng)器，該制動(dòng)器安裝在所述注射填充裝置的馬達(dá)和所述注射填充裝置的滾珠絲杠之間，并能夠?qū)L珠絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行抑制，在所述升壓保持工序中，一邊通過(guò)所述伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作來(lái)壓縮所述壓縮彈簧，一邊進(jìn)行熔液壓力的升壓，在升壓后，使所述制動(dòng)器進(jìn)行動(dòng)作來(lái)抑制滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由此，能夠利用彈簧的壓縮力來(lái)保持熔液壓力。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于，在所述升壓保持裝置的制動(dòng)器與所述升壓保持裝置的滾珠絲杠之間安裝有減速器。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于， 所述壓鑄機(jī)的注射裝置還具備柱塞部件，其與所述柱塞結(jié)合成一體；和高速移動(dòng)部件，其經(jīng)由沖擊壓力防止液壓缸與所述柱塞部件連結(jié)， 所述移動(dòng)抑制機(jī)構(gòu)是鎖定螺母，該鎖定螺母經(jīng)由軸承安裝于所述高速移動(dòng)部件，并且與梯形絲杠螺合，通過(guò)所述柱塞所受到的壓力，所述鎖定螺母與所述柱塞部件抵接，從而限制該鎖定螺母與所述梯形絲杠的相對(duì)動(dòng)作，所述注射填充裝置的移動(dòng)部分經(jīng)由緩沖液壓缸與所述高速移動(dòng)部件連接， 所述升壓保持裝置構(gòu)成為推壓所述梯形絲杠從而經(jīng)由所述鎖定螺母和所述柱塞部件將保持力從所述柱塞施加至熔液。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于，所述注射填充裝置具備注射填充用伺服馬達(dá)和注射填充用滾珠絲杠，所述注射填充用滾珠絲杠的螺母部分與所述緩沖液壓缸的移動(dòng)部分是一體的。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于，所述升壓保持裝置具備升壓用伺服馬達(dá)和升壓用滾珠絲杠。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于，所述升壓保持裝置具備壓縮彈簧，其將所述升壓用滾珠絲杠的螺母部分的前進(jìn)力傳遞至所述梯形絲杠；和制動(dòng)器，其安裝在所述升壓用伺服馬達(dá)與所述升壓用滾珠絲杠之間， 并能夠抑制升壓用滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在升壓保持工序中，一邊通過(guò)所述升壓用伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作來(lái)壓縮所述壓縮彈簧， 一邊進(jìn)行熔液壓力的升壓，在升壓后，使所述制動(dòng)器進(jìn)行動(dòng)作來(lái)抑制所述升壓用滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由此，能夠利用所述壓縮彈簧的壓縮力來(lái)保持熔液壓力。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于，利用連接于回路的泄壓閥對(duì)所述緩沖液壓缸的油室的工作油進(jìn)行控制，以使其不上升至預(yù)定的壓力以上。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于，所述沖擊壓力防止液壓缸的油室與沖擊壓力吸收用液壓缸連接成回路，所述沖擊壓力吸收用液壓缸的活塞桿通過(guò)液壓用滾珠絲杠和液壓用伺服馬達(dá)來(lái)進(jìn)行移動(dòng)動(dòng)作，從而能夠控制所述沖擊壓力防止液壓缸的移動(dòng)部分的位置和壓力。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的壓鑄機(jī)的注射裝置，其特征在于，所述沖擊壓力防止液壓缸的油室與流量調(diào)整閥連接成回路，從而能夠利用所述流量調(diào)整閥來(lái)控制所述沖擊壓力防止液壓缸的移動(dòng)部分的位置和壓力。
25.—種壓鑄機(jī)的注射裝置的控制方法，其是使權(quán)利要求1或2所述的壓鑄機(jī)的注射裝置進(jìn)行動(dòng)作的控制方法，所述壓鑄機(jī)的注射裝置的控制方法的特征在于，在進(jìn)行低速前進(jìn)和高速前進(jìn)的注射填充工序中，注射填充裝置進(jìn)行速度控制，并且，升壓保持裝置進(jìn)行位置保持控制，在所述柱塞從熔液受到的壓力達(dá)到切換壓力之后的升壓保持工序中，注射填充裝置進(jìn)行壓力控制或位置保持控制，升壓保持裝置進(jìn)行壓力控制。
26.—種壓鑄機(jī)的注射裝置的控制方法，其特征在于，在權(quán)利要求16或17所述的壓鑄機(jī)的注射裝置中，在熔液壓力升壓后，使所述制動(dòng)器進(jìn)行動(dòng)作，然后使所述伺服馬達(dá)處于解除狀態(tài)。
27.—種壓鑄機(jī)的注射裝置的控制方法，其特征在于，在權(quán)利要求18所述的壓鑄機(jī)的注射裝置中，在從注射填充工序切換至升壓工序后，調(diào)整所述沖擊壓力防止液壓缸的油室的壓力，對(duì)所述柱塞部件與鎖定液壓缸的抵接速度進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓鑄機(jī)的注射裝置及其控制方法，其能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的簡(jiǎn)化和鑄件的品質(zhì)提高。所述壓鑄機(jī)的注射裝置通過(guò)使柱塞前進(jìn)來(lái)將套筒內(nèi)的熔液注射填充至模具內(nèi)，所述壓鑄機(jī)的注射裝置具備注射填充裝置，其通過(guò)馬達(dá)使柱塞以低速和高速前進(jìn)；升壓保持裝置，其經(jīng)由柱塞對(duì)熔液施加壓力；以及移動(dòng)抑制機(jī)構(gòu)，其在對(duì)熔液施加壓力的期間抑制柱塞和升壓保持裝置的移動(dòng)部之間的相對(duì)移動(dòng)。
文檔編號(hào)B22D17/32GK102378656SQ201080015369
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者內(nèi)田正志, 平泉一城, 武田倫治, 紙昌弘 申請(qǐng)人:宇部興產(chǎn)機(jī)械株式會(huì)社