JP6983609B2 - 給湯装置及び成形機 - Google Patents

Description

本開示は、給湯装置及び成形機に関する。成形機は、例えば、ダイカストマシンである。

金型内に通じるスリーブに溶湯（溶融状態の金属材料）を供給する給湯装置として、ラドルによって保持炉の溶湯を汲み出し、その汲み出した溶湯をスリーブへ注ぐものが知られている（例えば特許文献１及び２）。ラドルは、保持炉の溶湯を汲み出す際に所定の角度で傾斜した状態とされ、これにより、１ショットに必要十分な量の溶湯が計量される。

特許文献１では、ラドルを保持するアームの途中にロードセルを設け、ロードセルの検出値に基づいて、ラドルによって汲み出した湯量、又はラドルによってスリーブに注いだ湯量を計測する技術が開示されている。特許文献２では、ラドルによって溶湯をスリーブに注いだ直後に視覚センサによって溶湯のラドルに対する付着状態を検出し、その検出結果に応じて射出速度の切換位置を変更する技術が開示されている。

特開平６−６２０号公報 特開２０１１−１４３４２５号公報

スリーブ内に供給される湯量が変化すると、例えば、スリーブ内を摺動するプランジャによって溶湯を金型内に押し出して射出するときに、溶湯が金型内のゲート等に到達するときのプランジャの位置が変化する。ひいては、例えば、プランジャの変速位置として設定されている位置と、実際に好適な変速位置とにずれが生じてしまう。従って、好適に湯量を計測できる給湯装置及び成形機が提供されることが望まれる。

本開示の一態様に係る給湯装置は、ラドルが取り付けられるラドル取付部、前記ラドル取付部を水平な回転軸回りに軸支しているアーム、及び当該アームを支持している基体を含んでおり、前記アームが前記ラドル取付部を前記基体に対して水平方向及び鉛直方向に移動させることが可能である装置本体と、前記装置本体の重量を計測するセンサと、を有している。

一例において、前記給湯装置は、前記装置本体の重量の少なくとも一部の重量と釣り合う重量のカウンターウェイトを更に有している。

一例において、前記給湯装置は、前記カウンターウェイトに着脱可能な調整ウェイトを更に有している。

一例において、前記給湯装置は、前記基体を鉛直方向にガイドする保持機構を更に有している。

一例において、保持機構は、鉛直方向に延びているガイド部を有しており、前記基体は、前記ガイド部に鉛直方向へガイドされる第１被ガイド部を有しており、前記カウンターウェイトは、前記第１被ガイド部に対して直列に配置されて前記ガイド部に鉛直方向へガイドされる第２被ガイド部を有している。

一例において、保持機構は、鉛直方向に延びている複数のガイド部と、前記複数のガイド部に支持されている上部部材と、を有しており、前記基体は、前記上部部材の下方にて前記複数のガイド部に鉛直方向へガイドされる被ガイド部を有しており、前記装置本体及び前記カウンターウェイトの互いに釣り合う重量は、前記上部部材を介して前記複数のガイド部に支持されている。

一例において、保持機構は、鉛直方向に延びている複数のガイド部を有しており、前記基体は、前記複数のガイド部に鉛直方向へガイドされる複数の被ガイド部を有しており、前記装置本体の重心は、前記アームをその駆動可能範囲内のいずれの位置に位置させても、平面視において前記複数のガイド部に囲まれる領域に収まっている。

一例において、前記給湯装置は、前記基体に対して下方から当接可能であり、鉛直方向の位置を調整可能なリリーフ部材を更に有している。

一例において、前記給湯装置は、容器から溶湯を汲み出した前記ラドルを前記容器内の溶湯の液面上で傾斜させて前記ラドル内の溶湯を前記容器に戻し、この際、前記センサの検出値に基づく前記ラドル内の溶湯の質量が所定の目標値になるように前記装置本体の動作を制御する湯切り制御部を更に有している。

一例において、前記給湯装置は、前記ラドルによって金型内に通じるスリーブ内へ溶湯を注ぎ、この際、前記センサの検出値に基づく前記ラドルから前記スリーブへ供給された溶湯の質量が所定の目標値になるように前記装置本体の動作を制御する注湯制御部を更に有している。

一例において、前記給湯装置は、成形サイクル中において、前記ラドル取付部が水平方向及び鉛直方向において停止しているときの前記センサの検出値に基づいて前記ラドル内の溶湯の質量を算出する湯量特定部を更に有している。

本開示の一態様に係る成形機は、金型内に通じるスリーブ内を摺動可能なプランジャを駆動する射出駆動部と、前記ラドルから前記スリーブ内へ溶湯を注ぐ上記給湯装置と、を有している。

一例において、前記成形機は、所定の射出条件に従って前記射出駆動部を制御する射出制御部と、成形サイクル毎に、前記センサの検出値に基づく前記スリーブに供給された溶湯の質量に応じて前記射出条件を変化させる条件変更部と、を更に有している。

上記の構成によれば、好適に湯量を計測できる。

本開示の第１実施形態に係る給湯装置を有するダイカストマシンの要部を示す模式図。 図２（ａ）は図１の給湯装置における湯量計測に係る構成を示す平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のIIｂ−IIｂ線における断面図。 図１のダイカストマシンの信号処理系の要部構成を示すブロック図。 図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は給湯装置の基本動作の一例を説明するための模式図、図４（ｄ）、図４（ｅ）及び図４（ｆ）は給湯装置の基本動作の他の例を説明するための模式図。 射出装置の基本動作の一例を説明する図。 図１のダイカストマシンの制御装置が実行する処理の手順の一例を示すフローチャート。 第２実施形態に係るダイカストマシンの信号処理系の要部構成を示すブロック図。 図７のダイカストマシンの制御装置が実行する処理の手順の一例を示すフローチャート。 第３実施形態に係るダイカストマシンの信号処理系の要部構成を示すブロック図。 図９のダイカストマシンの制御装置が実行する処理の手順の一例を示すフローチャート。

以下、図面を参照して本開示に係る実施形態について説明する。第２実施形態以降の説明では、先に説明された実施形態の構成と共通または類似する構成について、先に説明された実施形態の構成に付した符号を用い、また、図示や説明を省略することがある。なお、先に説明された実施形態の構成と対応（類似）する構成については、先に説明された実施形態の構成と異なる符号を付した場合においても、特に断りがない点は、先に説明された実施形態の構成と同様とされてよい。

＜第１実施形態＞
（ダイカストマシンの概略構成）
図１は、第１実施形態に係る給湯装置１を有するダイカストマシン１０１の要部を示す模式図である。なお、図１において、紙面上下方向は鉛直方向であり、紙面左右方向及び紙面貫通方向は水平方向である。

ダイカストマシン１０１は、金型１５１内に溶湯ＭＬ（溶融状態の金属材料）を射出し、その溶湯を金型１５１内で凝固させることにより、ダイカスト品（成形品）を製造するものである。金型１５１は、例えば、固定金型１５３及び移動金型１５５を含んでいる。

ダイカストマシン１０１は、溶湯の金型１５１への射出を含む基本動作を行うマシン本体１０３と、マシン本体１０３に隣接して配置され、溶湯を保持する保持炉１０５と、保持炉１０５の保持している溶湯をマシン本体１０３へ供給する給湯装置１と、これらの各装置の制御を行う制御装置１０２とを有している。

なお、保持炉１０５を除いてダイカストマシンを定義したり、保持炉１０５を含んで給湯装置を定義したりしてもよい。また、制御装置１０２は、給湯装置１に着目したときには、給湯装置１の制御装置として捉えられてよい。制御装置１０２と信号の入出力を行う構成要素（例えば、後述する入力部、表示部及び／又は各種のセンサ等）についても同様に、給湯装置１に着目したときには、給湯装置１の構成要素として捉えられてよい。

マシン本体１０３及び保持炉１０５の構成は、公知の種々の構成と同様とされてよく、その詳細な説明は省略する。これらの要部構成は、例えば、以下のとおりである。

マシン本体１０３は、金型１５１の開閉及び型締めを行う不図示の型締装置と、型締めされた金型１５１の内部に溶湯を射出する射出装置１０７と、ダイカスト品を固定金型１５３又は移動金型１５５から押し出す不図示の押出装置とを有している。

射出装置１０７は、例えば、金型１５１内に通じるスリーブ１０９と、スリーブ１０９内を摺動可能なプランジャ１１１と、プランジャ１１１を駆動する射出シリンダ１１３と、プランジャ１１１の位置を検出する位置センサ１１５とを有している。なお、スリーブ１０９及びプランジャ１１１（その一部又は全部）は消耗品として捉えることができるから、これらを除いて射出装置１０７が定義されてもよい。

スリーブ１０９は、例えば、円筒状に形成されており、固定金型１５３に水平に挿通されることにより、ゲート１５１ｇを介してキャビティ１５１ｃに連通している。キャビティ１５１ｃは、製品に対応する部分であり、ゲート１５１ｇは、その手前の断面積が絞られた部分である。スリーブ１０９の上面には、溶湯ＭＬをスリーブ１０９内に供給するために給湯口１０９ａが形成されている。

プランジャ１１１は、スリーブ１０９に嵌合するプランジャチップ１１１ａと、プランジャチップ１１１ａに固定され、スリーブ１０９から延出するプランジャロッド１１１ｂとを有している。スリーブ１０９内に供給された溶湯は、プランジャチップ１１１ａがキャビティ１５１ｃ側へ前進することにより、キャビティ１５１ｃ内へ射出、充填される。

射出シリンダ１１３は、液圧シリンダにより構成されており、シリンダ部１１３ａと、シリンダ部１１３ａ内を摺動する不図示のピストンと、当該ピストンに固定され、シリンダ部１１３ａから延出するピストンロッド１１３ｂとを有している。

ピストンロッド１１３ｂは、カップリング（符号省略）を介してプランジャロッド１１１ｂに連結されている。シリンダ部１１３ａの内部は、不図示のピストンにより２つのシリンダ室に区画されている。そして、２つのシリンダ室に選択的に作動液（例えば油）が供給されることにより、不図示のピストンが移動し、ひいては、プランジャ１１１が駆動される。

位置センサ１１５は、例えば、ピストンロッド１１３ｂに設けられたスケール部１１６とともに、リニアスケール（リニアエンコーダ）を構成している。そして、位置センサ１１５は、位置センサ１１５とスケール部１１６との相対移動量に比例したパルス数の信号、又は、当該パルス数に基づく位置を出力する。リニアスケールは、磁気式であってもよいし、光学式であってもよい。

不図示の型締装置によって金型１５１が型締めされると、給湯装置１によって給湯口１０９ａに溶湯が注がれる。これにより、図１に示すような状態となる。この状態で、射出シリンダ１１３によってプランジャ１１１が金型１５１側へ駆動されることにより、溶湯が金型１５１内に射出される。このような動作は、ダイカストマシン１０１の制御装置１０２がマシン本体１０３及び給湯装置１を制御することによって実現される。

保持炉１０５は、溶湯を貯留している容器の一例である。保持炉１０５の上方は開放されており、溶湯を汲み出し可能になっている。保持炉１０５は、溶湯を所定の温度に維持する保温の機能のみを有するもの（狭義の保温炉）であってもよいし、金属材料を溶解する機能を有するもの（溶解炉を兼ねるもの）であってもよい。湯面の高さは一定に保たれてもよいし、保たれなくてもよい。

（給湯装置の全体構成）
給湯装置１は、給湯に係る基本動作を行う装置本体２と、装置本体２の荷重を計測するための構成（図２参照）とを有している。

装置本体２は、ラドル３を有しており、矢印Ｌｍで示すように、ラドル３によって保持炉１０５の溶湯を汲み出し、ラドル３を給湯口１０９ａ上に移動させ、ラドル３を傾斜させることによって給湯口１０９ａに溶湯を注ぐ。この動作の際、給湯装置１は、装置本体２の荷重を計測する。これにより、ラドル３によって汲み出された湯量が装置本体２の荷重ごと計測されることになる。なお、ラドル３は消耗品と捉えることができるから、ラドル３を除いて装置本体２（又は給湯装置１）が定義されてもよい

以下では、装置本体２の構成及び装置本体２の荷重を計測するための構成を順に説明する。

（装置本体の構成）
装置本体２の構成は、後述する荷重計測に関わる部分を除いては、公知の種々の構成と同様とされてよい。装置本体２の要部構成は、例えば、以下のとおりである。

装置本体２は、例えば、先端にラドル３を保持したアーム５と、アーム５の根元を支持している支持部７とを有している。

ラドル３は、例えば、溶湯を収容する容器本体３ａと、スリーブ１０９への注湯を好適化するための注湯口３ｂとを有している。容器本体３ａは、上方が開放されており、底面及び側面は、例えば、外側に膨らむ曲面状とされている。注湯口３ｂは、例えば、上方が開放された概略半円筒状であり、容器本体３ａの縁部から容器本体３ａの外周側へ突出している。ラドル３は、例えば、注湯口３ｂ側において、アーム５の先端に取り付けられている。

アーム５は、ラドル３（別の観点では後述するラドル取付部６）を鉛直方向及び水平方向に移動させることが可能に、かつラドル３（ラドル取付部６）を水平な回転軸回りに傾斜（別の観点では回転）させることが可能に構成されている。なお、図１では、図示の都合上、アーム５が移動する水平方向がスリーブ１０９と平行になっているが、実際には、通常、アーム５が移動する水平方向はスリーブ１０９に対して傾斜している。また、本開示において、回転軸又は旋回軸等という場合、当該軸は、回転中心を示す概念的な（断面積を有しない）軸と捉えられてもよいし、軸状部材と捉えられてもよい。

アーム５は、例えば、根元側から先端側へ順に連結された第１アーム部材９及び第２アーム部材１１と、第２アーム部材１１の先端に設けられているラドル取付部６とを有している。第１アーム部材９及び第２アーム部材１１は、例えば、長尺状の剛体部材である。第１アーム部材９は、その根元が支持部７に対して、水平な第１旋回軸Ａ１回りに回転可能に連結されている。第２アーム部材１１は、その根元が第１アーム部材９の先端に対して、水平な第２旋回軸Ａ２回りに回転可能に連結されている。ラドル取付部６は、例えば、第２アーム部材１１の先端に対して、水平な回転軸回りに回転可能に取り付けられている。ラドル取付部６は、例えば、水平な軸状部材であり、ラドル３が適宜な方法により固定される。

アーム５は、適宜な構成によって、第１旋回軸Ａ１回りの回転及び第２旋回軸Ａ２回りの回転のための駆動力が付与されたり、両回転の連動が制御されたりしてよい。図１の例では、駆動力の付与及び両回転の連動は、リンク機構によって実現されている。具体的には、アーム５は、アーム部材（９、１１）に連結された３つのリンク部材（１３、１５及び１７）を有している。これらは、例えば、長尺の剛体部材である。

第１リンク部材１３は、一端が支持部７及び第１アーム部材９に対して第１旋回軸Ａ１回りに回転可能に連結されている。第２リンク部材１５は、一端が第１リンク部材１３の他端（第１旋回軸Ａ１側とは反対側の端部）に対して水平な第３旋回軸Ａ３回りに回転可能に連結されるとともに、他端が第２アーム部材１１の中途部分（第２旋回軸Ａ２とラドル取付部６との間）に対して、水平な第４旋回軸Ａ４回りに回転可能に連結されている。第３リンク部材１７は、一端が支持部７に対して水平な第５旋回軸Ａ５回りに回転可能に連結されるとともに、他端が第２リンク部材１５の中途部分（第３旋回軸Ａ３と第４旋回軸Ａ４との間）に対して、水平な第５旋回軸Ａ６回りに回転可能に連結されている。

このような構成において、矢印ｙ１で示す方向へ第３リンク部材１７を第５旋回軸Ａ５回りに回転させると、矢印Ｌｍで示すように、ラドル３は、保持炉１０５の溶湯内の位置から給湯口１０９ａ上へ、旋回軸（Ａ１〜Ａ６）の相対位置によって決定される一定の経路において移動する。また、矢印ｙ１とは逆方向へ第３リンク部材１７を第５旋回軸Ａ５回りに回転させると、アーム５の先端は、上記と同一の経路を上記とは逆方向へ移動する。

支持部７には、第３リンク部材１７が矢印ｙ１とは反対側へ回転されたときに、第３リンク部材１７に当接して第３リンク部材１７のそれ以上の回転を規制するストッパ２５が設けられている。また、支持部７には、第３リンク部材１７が矢印ｙ１で示す方向へ回転されたときに、第３リンク部材１７に当接して第３リンク部材１７のそれ以上の回転を規制するストッパ２７が設けられている。このようにして、アーム５の移動範囲は規制されている。なお、このようなストッパは、必ずしも設けられている必要はない。

支持部７は、例えば、基体８と、基体８に保持され、アーム５を駆動する（第３リンク部材１７を第５旋回軸Ａ５回りに回転させる）駆動力を生じるアーム電動機１９と、基体８に保持され、ラドル３（ラドル取付部６）を水平な回転軸回りに回転させる駆動力を生じるラドル電動機２１とを有している。ラドル電動機２１の駆動力は、アーム５に設けられた伝達機構２３によってラドル取付部６に伝達される。

基体８は、例えば、筐体状又はフレーム状の部材であり、基本的には（後述する湯量の計測のための微小な変動を除き）、成形サイクル中に移動しないように適宜に設置されている。アーム５（具体的には第１アーム部材９、第１リンク部材１３及び第３リンク部材１７）は、適宜な軸支部材、減衰機構及び／又は電動機（１９、２１）等を介して基体８に連結され、支持されている。

アーム電動機１９及びラドル電動機２１は、例えば、回転式のものであり、特に図示しないが、界磁及び電機子の一方を構成するステータと、界磁及び電機子の他方を構成するロータとを有している。電動機は、直流電動機であってもよいし、交流電動機であってもよい。

アーム電動機１９は、ステータを含む電動機本体が基体８に固定され、ロータに固定された出力軸の回転が第３リンク部材１７に伝達される。この回転の伝達は、アーム電動機１９の出力軸が第３リンク部材１７に固定されることにより直接的になされてもよいし、アーム電動機１９の出力軸と第３リンク部材１７との間に減衰機構が設けられることなどにより間接的になされてもよい。アーム電動機１９は、開ループで制御されてもよいし、サーボモータとして閉ループで制御されてもよい。

ラドル電動機２１は、ステータを含む電動機本体が基体８に固定され、ロータに固定された出力軸の回転が伝達機構２３に伝達され、ひいては、ラドル３に伝達される。ラドル電動機２１は、例えば、サーボモータとして閉ループで制御される。

伝達機構２３は、例えば、符号は省略するが、第１アーム部材９に設けられた巻掛け伝達機構と、第２アーム部材１１に設けられた巻掛け伝達機構とを含んで構成されている。巻掛け伝達機構は、例えば、プーリ及びタイミングベルトを含む構成、又はスプロケット及びチェーン（スプロケットから離れた部分をベルトにすることもできる。）を含む構成である。

上記の他、特に図示しないが、装置本体２は、保持炉１０５の湯面を検出するセンサ、及び／又はラドル（ラドル取付部６）の傾斜角θ（回転角）を検出するセンサを有していてもよい。傾斜角θを検出するセンサは、ラドル電動機２１のエンコーダであってもよい。

（装置本体の荷重計測に係る構成）
図２（ａ）は、装置本体２の荷重計測に係る構成を示す平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のIIｂ−IIｂ線における断面図である。

給湯装置１は、基体８を保持している保持機構３１と、装置本体２の鉛直方向の荷重を計測するロードセル３３と、装置本体２の下方への荷重を軽減するカウンターウェイト機構３５とを有している。

保持機構３１は、基体８の鉛直方向の移動を許容するように基体８を保持しており、ロードセル３３は、基体８の下方に位置している。これにより、装置本体２の下方への荷重（重量）が基体８を介してロードセル３３に加えられ、装置本体２ごとラドル３内の溶湯の質量が計測される。カウンターウェイト機構３５は、装置本体２の重量の少なくとも一部と釣り合ってロードセル３３に加えられる荷重を低減するカウンターウェイト３７を有している。これにより、例えば、ロードセル３３に加えられる荷重のうち変動分（例えばラドル３内の溶湯の質量）の比率を大きくすることができる。

（保持機構）
保持機構３１は、例えば、工場の床面等（別の観点ではマシン本体１０３の固定部分）に対して直接に又は間接に固定されるベース３９と、ベース３９に立設されている複数（図示の例では４つ）のガイドバー４１と、複数のガイドバー４１の上端に固定されている上部板４３と、ベース３９に取り付けられているリリーフボルト４５とを有している。

ガイドバー４１は、例えば、基体８を鉛直方向にガイドすることに寄与する。別の観点では、ガイドバー４１は、例えば、基体８の水平方向の移動及び種々の方向への傾斜（回転）を規制することに寄与する。ベース３９は、例えば、ガイドバー４１の設置に寄与する。上部板４３は、例えば、複数のガイドバー４１を互いに固定して保持機構３１の構造強度を向上させることに寄与しているとともに、カウンターウェイト機構３５の設置場所を構成することに寄与している。リリーフボルト４５は、例えば、基体８が所定位置まで下降したときに下方から当接してロードセル３３に過剰な荷重が加えられるおそれを低減することに寄与している。

ベース３９、ガイドバー４１、上部板４３及びリリーフボルト４５の材料は、金属等の適宜なものとされてよい。また、ベース３９、ガイドバー４１、上部板４３及びリリーフボルト４５それぞれは、一体的に形成された一の部材によって構成されていてもよいし、複数の部材が組み合わされて構成されていてもよい。これらの部材の形状及び固定方法も適宜に設定されてよい。以下では、一例について述べる。

ベース３９は、例えば、鉛直方向に面する板状であってもよいし、骨組み構造状の部材であってもよい。ベース３９には、例えば、ガイドバー４１の下端が嵌合される貫通孔（符号省略）が形成されている。ベース３９は、例えば、適宜な下部構造物を介して工場の床面等に固定されている。

ガイドバー４１は、例えば、横断面が円形で直線状に延びる軸状部材であり、鉛直方向を軸方向として配置されている。４つのガイドバー４１は、例えば、平面視において矩形の頂点を構成するように配置されている。ガイドバー４１は、特に符号を付さないが、下端側にフランジと、フランジから更に下方に突出する下端とを有しており（フランジを設けずに下端の径を小さくしてもよい。）、下端がベース３９の貫通孔に挿通されている。そして、ベース３９の貫通孔及びその下方のワッシャに挿通されたボルトが上記の下端に形成された雌ねじ部に螺合されることによって、ガイドバー４１は、ベース３９に固定されている。

上部板４３は、例えば、概略板状に構成されており、鉛直方向に面するように配置されている。上部板４３の平面形状は適宜に設定されてよいが、例えば、ガイドバー４１が４隅に位置する矩形である。なお、上部板４３に変えて、骨組み構造状の部材を設けたりしてもよい。上部板４３とガイドバー４１との固定方法は、例えば、ガイドバー４１とベース３９との固定方法と同様である。ただし、上部板４３は、フランジが設けられるのではなく、下端の径が小さくされている。

リリーフボルト４５は、例えば、ベース３９に設けられた雌ねじ部（符号省略）に下方から螺合されている。換言すれば、リリーフボルト４５は、上下方向の位置を調整可能にベース３９に取り付けられている。リリーフボルト４５の上端は、ベース３９から上方へ突出しており、基体８の下面に当接する部分となっている。

（ロードセル）
ロードセル３３の構成は、公知の種々のものとされてよく、例えば、歪ゲージ式である。その他、ロードセル３３は、ばね式、圧電式、磁歪式、静電容量式又はジャイロ式であってもよい。ロードセル３３は、例えば、鉛直方向を計測方向としてベース３９の上面に固定されており、基体８が上方から当接している。なお、上記とは逆に、基体８にロードセル３３を固定し、ベース３９を下方からロードセル３３に当接させて装置本体２の下方への荷重を計測することも可能である

（装置本体２における荷重計測に関わる構成）
基体８は、ガイドバー４１に鉛直方向にガイドされる被ガイド部８ａを有している。被ガイド部８ａは、例えば、ガイドバー４１が挿通される貫通孔（符号省略）を有しており、これにより、鉛直方向の移動が許容されるとともに、水平方向の移動が規制される。

被ガイド部８ａは、例えば、４本のガイドバー４１に対応して設けられているとともに、各ガイドバー４１に対して２つ設けられており、合計で８つ設けられている。各ガイドバー４１に対して２つ以上の被ガイド部８ａが設けられることによって、例えば、基体８の鉛直方向に対する傾斜が抑制されやすくなっている。もちろん、被ガイド部８ａは、それ単体で鉛直方向に対する傾斜が十分に規制されてもよいし、各ガイドバー４１に対して１つのみ設けられてもよい。

被ガイド部８ａは、例えば、ボールブシュによって構成されている。すなわち、符号及び／又は図示を省略するが、被ガイド部８ａは、筒状部と、筒状部の内部において転がることが可能に設けられた複数のボールとを有している。これにより、被ガイド部８ａとガイドバー４１との間の摺動抵抗が低減され、基体８の鉛直方向の荷重の計測の精度が向上する。

基体８は、ロードセル３３に当接する当接部材８ｂを有している。当接部材８ｂは、例えば、ロードセル３３側へ突出する凸部を有する形状である。これにより、基体８の荷重をロードセル３３の所定範囲に集中的に付与して、荷重の検出精度を向上させることができる。ただし、ロードセル３３の構成によっては、このような当接部材８ｂ（凸部）は不要である。

（カウンターウェイト機構）
カウンターウェイト機構３５は、上記のようにカウンターウェイト３７を有しており、また、カウンターウェイト３７の荷重と基体８（装置本体２）の荷重とを釣り合わせる釣り合い機構４６と、カウンターウェイト３７の重量を調整する調整片４７とを有している。

カウンターウェイト機構３５の各部は、保持機構３１の各部と同様に、その材料は金属等の適宜なものとされてよいし、一の部材から構成されてもよいし、複数の部材から構成されてもよいし、具体的な形状及び固定方法等も適宜に設定されてよい。以下では、一例について述べる。

カウンターウェイト３７は、例えば、基体８の上方に位置している。すなわち、平面視において、カウンターウェイト３７の少なくとも一部は、基体８の少なくとも一部と重なっている。図示の例では、カウンターウェイト３７は、基体８の全体に対して重なっている。

カウンターウェイト３７は、例えば、概略、装置本体２及びラドル３の質量若しくは装置本体２の質量に比較して、当該質量と同等の質量又は当該質量よりも若干小さい質量を有している。なお、この質量の基準となるラドル３は、例えば、装置本体２に現に取り付けられているもの、又は装置本体２が取付対象としている種々の大きさのラドル３のうち任意のもの、若しくは前記種々の大きさのラドル３のうち平均的なものとされてよい。

カウンターウェイト３７の形状は、例えば、概略、平面視において４本のガイドバー４１が４隅に位置する直方体状とされている。カウンターウェイト３７は、平面視において上部板４３よりも広くてもよいし、同等でもよいし、狭くてもよく、図示の例では広くなっている。

カウンターウェイト３７は、ガイドバー４１に鉛直方向にガイドされる被ガイド部３７ａを有している。従って、カウンターウェイト３７は、基体８と同様に、水平方向の移動が規制され、鉛直方向の移動のみが許容されている。別の観点では、ガイドバー４１は、基体８のガイドとカウンターウェイト３７のガイドとに兼用されている。

被ガイド部３７ａは、例えば、基体８の被ガイド部８ａと同様に、４本のガイドバー４１に対応して設けられているとともに、各ガイドバー４１に対して２つ設けられており、合計で８つ設けられている。もちろん、被ガイド部３７ａは、各ガイドバー４１に対して１つのみ設けられてもよい。また、被ガイド部３７ａは、例えば、基体８の被ガイド部８ａと同様に、ボールブシュによって構成されている。ボールブシュについては既に述べたとおりである。

釣り合い機構４６は、例えば、いわゆる滑車装置（より詳細には定滑車装置）のような構成とされている。具体的には、例えば、釣り合い機構４６は、基体８とカウンターウェイト３７とを連結している可撓性の長尺部材４９と、長尺部材４９が掛けられている回転体５１と、回転体５１を水平な回転軸回りに回転可能に軸支している軸支部５３とを有している。

回転体５１及び長尺部材４９の具体的な構成は適宜なものとされてよい。例えば、これらは、プーリ及びワイヤーであってもよいし、プーリ及びベルトであってもよいし、スプロケット及びチェーンであってもよい。ベルトは、プーリとしての歯車に係合する歯付ベルトであってもよいし、平ベルト又はＶベルトのように係合を生じない（摩擦のみでプーリを回転させる）ものであってもよい。

長尺部材４９は、基体８及びカウンターウェイト３７の適宜な位置に対して固定されてよい。例えば、長尺部材４９は、平面視において装置本体２の重心位置（ラドル３の質量を考慮してもよいし、考慮しなくてもよい。以下、同様。アーム５の姿勢の影響については後述。）となる位置において、基体８の上面に固定されている。同様に、長尺部材４９は、平面視においてカウンターウェイト３７の重心位置となる位置において、カウンターウェイト３７の上面に固定されている。これにより、長尺部材４９の張力によって装置本体２及びカウンターウェイト３７を傾斜させるモーメントが生じるおそれが低減される。

なお、図示の例では、装置本体２の重心の平面視における位置は、基体８の平面視における図形重心（密度分布が平面視において一様であると仮定したときの重心。以下、同様。）の位置から、矩形の一の頂点側へずれている。また、カウンターウェイト３７の重心の平面視における位置は、カウンターウェイト３７の平面視における図形重心の位置に概ね一致している。

回転体５１の外周面のうち径方向かつ水平方向の一方側部分は、基体８における長尺部材４９が固定される位置の直上に位置している。また、回転体５１の外周面のうち径方向かつ水平方向の他方側部分は、カウンターウェイト３７における長尺部材４９が固定される位置の直上に位置している。換言すれば、そのような位置関係になるように、回転体５１の直径及び向きが設定されている。これにより、長尺部材４９の両側部分は、回転体５１の外周面から鉛直方向に垂下されている。

軸支部５３は、例えば、上部板４３上に配置され、上部板４３に固定されている。軸支部５３は、特に図示しないが、転がり軸受（例えば玉軸受若しくはコロ軸受け）又はすべり軸受等の適宜な軸受を含んで構成されてよい。

軸支部５３及び回転体５１が上部板４３上に位置していることから、上部板４３には、長尺部材４９のうち回転体５１からカウンターウェイト３７へ延びる部分が挿通される貫通孔（符号省略）と、長尺部材４９のうち回転体５１から基体８へ延びる部分が挿通される貫通孔（符号省略）とが形成されている。また、カウンターウェイト３７には、長尺部材４９のうち回転体５１から基体８へ延びる部分が挿通される貫通孔（符号省略）も形成されている。

調整片４７は、例えば、カウンターウェイト３７に比較して小さい質量を有している。例えば、１つの調整片４７の質量は、ラドル３の質量よりも小さい。調整片４７は、カウンターウェイト３７に対して着脱可能とされている。調整片４７のカウンターウェイト３７に対する着脱方法及び着脱可能な数等は適宜に設定されてよい。例えば、図示の例では、調整片４７及びカウンターウェイト３７に挿通されるピン５５によって着脱がなされている。ピン５５の長さに対して調整片４７の厚さと積層数との積がある程度の差で小さい限り、調整片４７をカウンターウェイト３７に対して取り付けることができる。

（装置本体の重心位置）
装置本体２の重心位置は、アーム５の駆動位置（姿勢）が変化することによって変化（移動）する。上述した長尺部材４９の基体８に対する固定位置となる装置本体２の重心位置は、アームがいずれの位置に位置している状態のものであってもよい。例えば、長尺部材４９の固定位置とされる重心位置は、ロードセル３３によって装置本体２の荷重を計測するときの位置（後述）にアームが位置している状態のものであってもよいし、給湯装置１が稼働していないときにアームが待機すべき位置にアームが位置している状態のものであってもよい。

また、例えば、アーム５をその駆動可能範囲内のいずれの位置に位置させても、装置本体２の重心は、平面視において複数（３以上）のガイドバー４１に囲まれる領域に収まる。逆に言えば、そのようにガイドバー４１の配置位置が設定されている。なお、既に述べたように、アーム５の駆動可能範囲は、本実施形態では、ストッパ２５及び２７によって規定されている。

（信号処理系の構成）
図３は、ダイカストマシン１０１の信号処理系の要部構成を示すブロック図である。

制御装置１０２は、ダイカストマシン１０１の各部からの信号を受信し、その受信した信号に基づく制御信号をダイカストマシン１０１の各部へ出力する。制御装置１０２に信号を出力するのは、例えば、オペレータの操作を受け付ける入力部５７、ロードセル３３及び位置センサ１１５である。制御装置１０２が制御信号を出力するのは、例えば、アーム電動機１９（直接にはアームモータドライバ５９）、ラドル電動機２１（直接にはラドルモータドライバ６１）、射出シリンダ１１３における作動液の給排を制御する液圧回路６３、及びオペレータに種々の情報を表示する表示部６５である。

入力部５７及び表示部６５は、適宜な構成とされてよく、例えば、両者は少なくとも一部がタッチパネルによって共に構成されている。入力部５７からは、例えば、鋳造条件に係る種々の情報が入力されたり、ダイカストマシン１０１に対して稼働又は所定の動作を指示する操作がなされたりする。

鋳造条件に係る情報は、例えば、設定湯量Ｄ１を規定する情報を含む。設定湯量Ｄ１は、１ショットにおいてラドル３によって汲み出すべき溶湯の質量（湯量の目標値）である。なお、入力される情報は、設定湯量Ｄ１そのものであってもよいし、設定湯量Ｄ１の算出に必要な情報（例えばキャビティ１５１ｃの容積及びビスケット厚等）であってもよい。

また、鋳造条件に係る情報は、例えば、設定位置Ｄ２を規定する情報を含む。設定位置Ｄ２は、プランジャ１１１によってスリーブ１０９内の溶湯を押し出すときに、プランジャ１１１が変速すべき位置（後述）である。

制御装置１０２は、特に図示しないが、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び外部記憶装置を有したコンピュータによって構成されており、ＣＰＵがＲＯＭ及び／又は外部記憶装置に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、種々の機能部（６７、６９、７１、７３、７５、７７、７９及び８１）が構築される。これらの機能部の動作については、後にダイカストマシン１０１の動作の説明と併せて説明する。

（給湯装置の基本的な動作）
以上の構成を有するダイカストマシン１０１において、給湯装置１は、例えば、以下のように動作する。なお、本実施形態では、装置本体２の荷重の計測を除いて、給湯装置１の動作は、従来の給湯装置の動作と同様とされてよい。

図４（ａ）〜図４（ｃ）は、ラドル３によって溶湯を汲み出す動作の第１の例を示す模式図である。

図４（ａ）に示すように、まず、制御装置１０２（湯汲み制御部７３）は、アーム電動機１９の駆動によってラドル３を保持炉１０５内の溶湯の液面上に位置させるとともに、ラドル電動機２１の駆動によってラドル３を所定の傾斜角θ１で傾斜させる。

次に、図４（ｂ）に示すように、制御装置１０２（湯汲み制御部７３）は、傾斜角θ１を維持しつつ、アーム電動機１９の駆動によってラドル３を下降させ、ラドル３を溶湯内に沈める。これにより、ラドル３内に溶湯が汲み入れられる。

次に、図４（ｃ）に示すように、制御装置１０２（湯切り制御部７５）は、傾斜角θ１を維持しつつ、アーム電動機１９の駆動によってラドル３を上昇させ、ラドル３を溶湯から引き上げる。これにより、傾斜角θ１に応じた湯量で溶湯が汲み出される。

図４（ｄ）〜図４（ｆ）は、ラドル３によって溶湯を汲み出す動作の第２の例を示す模式図である。

特に図示しないが、制御装置１０２（湯汲み制御部７３）は、アーム電動機１９の駆動によってラドル３を保持炉１０５内の溶湯の液面上に位置させる。ただし、図４（ａ）とは異なり、ラドル３は、例えば、傾斜されない。なお、ラドル３は、傾斜角θ１よりも小さい角度で傾斜されてもよいが、以下では、傾斜されない場合を例にとる。

次に、図４（ｄ）に示すように、制御装置１０２（湯汲み制御部７３）は、ラドル３が傾斜されていない状態を維持しつつ、アーム電動機１９の駆動によってラドル３を下降させ、ラドル３を溶湯内に沈める。これにより、ラドル３内に溶湯が汲み入れられる。

次に、図４（ｅ）に示すように、制御装置１０２（湯切り制御部７５）は、ラドル３が傾斜されていない状態を維持しつつ、アーム電動機１９の駆動によってラドル３を上昇させ、ラドル３を溶湯から引き上げる。

次に、図４（ｆ）に示すように、制御装置１０２（湯切り制御部７５）は、ラドル３を保持炉１０５上に位置させた状態で、ラドル電動機２１の駆動によってラドル３を傾斜角θ１で傾斜させる。これにより、余剰な溶湯がラドル３から保持炉１０５に戻され、傾斜角θ１に応じた湯量で溶湯が汲み出される。

第１の例及び第２の例のいずれにおいても、その後、図１に示すように、制御装置１０２（注湯制御部７７）は、アーム電動機１９の駆動によってラドル３をスリーブ１０９の給湯口１０９ａ上に移動させ、さらにラドル電動機２１に駆動によって容器本体３ａが注湯口３ｂに対して上方へ移動する方向へラドル３を傾斜させる。これにより、溶湯が給湯口１０９ａに注がれる。

また、第１の例及び第２の例のいずれにおいても、傾斜角θ１は、図３を参照して説明した設定湯量Ｄ１に基づいて設定される。そして、制御装置１０２は、例えば、ラドル電動機２１のエンコーダ又はその他のセンサに基づいて、ラドル３が傾斜角θ１で傾斜するようにフィードバック制御を行う。

なお、以下では、図４（ｂ）又は図４（ｄ）を中心とした動作を湯汲みといい、図４（ｃ）又は図４（ｆ）を中心とした動作を湯切りということがある。

（射出装置の基本的な動作）
図５は、射出装置１０７の基本的な動作の一例を説明する図である。この図において、横軸は経過時間ｔを示している。縦軸は、射出速度（プランジャ１１１の速度）Ｖ、または射出圧力（例えばプランジャ１１１が溶湯に付与する圧力）Ｐを示している。線Ｌｎ１は、射出速度の経時変化を示している。線Ｌｎ２は、射出圧力の経時変化を示している。

給湯装置１によりスリーブ１０９内に溶湯が供給されると、制御装置１０２（射出制御部７９）は、射出シリンダ１１３の駆動によりプランジャ１１１の前進を開始し（ｔ０）、例えば、低速射出を行う（ｔ０〜ｔ１）。低速射出では、プランジャ１１１は、比較的低速の速度Ｖ_Ｌで前進する。なお、プランジャ１１１が速度Ｖ_Ｌで前進するときの射出圧力は、比較的低圧の圧力Ｐ_Ｌである。

プランジャ１１１が所定の高速切換位置に到達すると（ｔ１）、射出制御部７９は、プランジャ１１１の速度を比較的低速の速度Ｖ_Ｌから比較的高速の速度Ｖ_Ｈに切り換える。これにより、高速射出（ｔ１〜ｔ２）が開始される。なお、プランジャ１１１が速度Ｖ_Ｈで前進するときの射出圧力は、圧力Ｐ_Ｌよりも高圧の圧力Ｐ_Ｈである。

プランジャ１１１が所定の減速開始位置に到達すると（ｔ２）、射出制御部７９は、プランジャ１１１の減速を開始する。そして、射出速度は、速度Ｖ_Ｈから急激に減速される。一方、溶湯はキャビティ１５１ｃに概ね充填されており、プランジャ１１１により押圧されている溶湯は逃げ場を失うから、射出圧力は圧力Ｐ_Ｈから急激に上昇する。

プランジャ１１１が所定の増圧開始位置に到達すると（ｔ３）、射出制御部７９は、速度制御から圧力制御に切り換えて、増圧を開始する。増圧の過程で、射出速度は更に遅くなりつつ、射出圧力は上昇する。さらには、プランジャ１１１は停止し、射出圧力は鋳造圧力（終圧）Ｐ_ｍａｘになり、溶湯の充填は完了する（ｔ４）。その後、射出制御部７９は、射出圧力を鋳造圧力Ｐ_ｍａｘに維持する。

上記の高速切換位置、減速開始位置及び増圧開始位置は、それぞれ、図３を参照して説明した入力部５７によって設定される設定位置Ｄ２の一例である。また、速度Ｖ_Ｌ、速度Ｖ_Ｈ、鋳造圧力Ｐ_ｍａｘ等も入力部５７によって設定される。

射出制御部７９は、例えば、位置センサ１１５の検出値に基づいて、プランジャ１１１が各種の設定位置Ｄ２に到達したことを検知し、変速を行うことができる。また、射出制御部７９は、例えば、位置センサ１１５の検出値に基づく速度に基づいて、プランジャ１１１の速度のフィードバック制御を行うことができる。なお、各種の設定位置Ｄ２及び目標速度に基づいて、時々刻々のプランジャ１１１の目標位置を予め算出しておき、時々刻々に目標位置を更新して位置フィードバック制御を継続することによって、実質的に速度フィードバック制御と、各種の設定位置Ｄ２における変速とがなされてもよい。

また、上記は、あくまで射出装置１０７の動作の一例であって、適宜に変更されてよい。例えば、減速制御が行われずに、キャビティ１５１ｃに充填された溶湯から受ける力によって減速がなされてもよいし、射出速度又は射出圧力に基づいて増圧が開始されてもよい。また、例えば、上記の変速とは異なる態様の変速がなされてもよい。

（湯量計測及びこれに基づく動作の概要）
本実施形態では、制御装置１０２（事前計測部６７）は、湯汲み前（例えば図４（ａ））においてロードセル３３によって装置本体２の下方への荷重を計測する（以下、この計測を事前計測ということがある。）。次に、制御装置１０２（湯量特定部６９）は、湯切り後から注湯前までにロードセル３３によって装置本体２の下方への荷重を計測する（以下、この計測を湯量計測ということがある。）。そして、湯量特定部６９は、両者の差を算出する。この差は、実際にラドル３によって汲み出された湯量とみなすことができる。

理想的には、ラドル３によって汲み出された湯量は、傾斜角θ１で決定され、一定である。ただし、実際には、ラドル３の傾斜角に誤差が生じたり、溶湯がラドル３からこぼれたりすることなどによって、ばらつきが生じる。しかし、上記のような計測によって、実際の湯量を正確に把握することができる。

そして、制御装置１０２（条件変更部７１）は、上記の湯量の計測結果に基づいて、射出条件（例えば設定位置Ｄ２）を変更する。例えば、条件変更部７１は、計測された湯量が設定湯量Ｄ１よりも少なければ、その差分に応じて、高速切換位置、減速切換位置及び／又は増圧開始位置等の各種の設定位置Ｄ２を前方にずらすように補正する。逆に、計測された湯量が設定湯量Ｄ１よりも多ければ、その差分に応じて、上記の各種の設定位置Ｄ２を後方にずらすように補正する。これにより、適切に射出がなされる。

（事前計測の時期）
事前計測は、ラドル３が空の状態であればよく、前回のサイクルの注湯後から今回のサイクルでラドル３を溶湯に沈める前までの適宜な時期に行われてよい。また、事前計測は、そのような時期のうち、例えば、アーム５が停止されている時期に行われてよい。この場合、例えば、アーム５の運動がロードセル３３の検出値に影響を及ぼすおそれが低減される。一般的な給湯動作において、ラドル３が空の状態でアーム５が停止する時期として、例えば、注湯直後又は湯汲み直前（ラドルを保持炉１０５の液面上に移動させた直後）を挙げることができる。そのような時期を事前計測のための停止時期として利用することにより、事前計測のためにサイクルタイムが長くなるおそれを低減できる。ただし、事前計測のために、上記の停止時期における停止時間を通常よりも長くしたり、新たな停止時期（位置）を追加したりしてもよい。

（湯量計測の時期）
本実施形態における湯量計測は、湯切り後から注湯前までの適宜な時期に行われてよい。また、湯量計測は、そのような時期のうち、例えば、アーム５が停止されている時期に行われてよい。この場合、例えば、事前計測と同様に、アーム５の運動がロードセル３３の検出値に影響を及ぼすおそれが低減される。一般的な給湯動作において、湯切り後から注湯前までにアーム５が停止する時期として、例えば、湯切り直後又は注湯直前を挙げることができる。そのような時期を湯量計測のための停止時期として利用することにより、湯量計測のためにサイクルタイムが長くなるおそれを低減できる。また、注湯直前であれば、湯切り後から注湯直前までにこぼれた溶湯の影響を加味して湯量を計測することができる。ただし、湯量計測のために、上記の停止時期における停止時間を通常よりも長くしたり、新たな停止時期（位置）を追加したりしてもよい。

また、本実施形態における湯量計測は、例えば、湯切り中（ラドル３内の溶湯が減少している期間）に行うことも可能である。例えば、制御装置１０２（湯量特定部６９）は、湯切り中に計測されている湯量の変化から、最終的な湯量を予測する。この場合、例えば、湯切りが終わった直後にラドル３を移動させて注湯を開始することができる。また、湯切りが、図４（ｆ）に示すようなラドル３を傾斜させるものであれば、ラドル３の鉛直方向及び水平方向の移動はなされていないから、その影響が湯量の計測値から除外される。

（フローチャート）
図６は、以上の動作を実現するために制御装置１０２が実行する処理の手順の一例を示すフローチャートである。この処理は、毎サイクル実行される

ステップＳＴ１では、制御装置１０２（湯汲み制御部７３）は、ラドル３を保持炉１０５内の湯面上に移動させるようにアーム電動機１９を制御する（例えば図４（ａ）参照）。また、制御装置１０２は、ラドル３を傾斜角θ１で傾斜（図４（ａ））させるように、又はラドル３を水平にするようにラドル電動機２１を制御する。

ステップＳＴ２では、制御装置１０２（事前計測部６７）は、ロードセル３３によって装置本体２の下方への荷重を計測する（事前計測を行う。）。既に述べたように、事前計測は、ラドル３が空であれば、適宜な時期に行われてよいが、ここでは、湯汲み直前に行われる場合を例にとっている。

ステップＳＴ３では、制御装置１０２（異常検知部８１）は、ステップＳＴ２で計測された装置本体２の下方への荷重が、所定の許容範囲内にあるか否か判定する。すなわち、制御装置１０２は、異常の有無の判定を行う。この判定により、例えば、ラドル３に許容量以上の溶湯が付着しているか否かが検出される。そして、制御装置１０２は、肯定判定の場合は、ステップＳＴ５へ進み、否定判定の場合は、ステップＳＴ４へ進む。

上記の許容範囲は、例えば、成形サイクルが開始される前の適宜な時期に、ラドル３が空の状態で、装置本体２の下方への荷重がロードセル３３によって計測され、その計測値に基づいて設定される。この許容範囲を設定するための計測の時期は、例えば、ラドル３を交換した時期、又はラドル３を洗浄した時期である。また、当該計測のときのアーム５の駆動位置は、例えば、事前計測のときのアーム５の駆動位置と同様とされてよい。また、許容範囲を設定するための計測は、オペレータの入力部５７に対する指示によってなされてもよいし、制御装置１０２が自動的に行ってもよい。計測値と許容範囲との相対関係（差）は、オペレータが設定してもよいし、制御装置１０２が自動的に設定してもよい。

ステップＳＴ４では、制御装置１０２（異常検知部８１）は、例えば、異常時処理として、異常の発生をオペレータに報知するための処理を行う。より具体的には、例えば、制御装置１０２は、異常の発生を表示部６５に表示させる。

ステップＳＴ４の後、制御装置１０２は、例えば、ステップＳＴ５〜ＳＴ１１をスキップして処理を終了する。さらには、制御装置１０２は、サイクルの繰り返しを停止する。なお、このようなスキップ又はサイクルの停止も異常時処理の一種である。なお、制御装置１０２は、ステップＳＴ３で異常が検出されても、異常を報知するに留めて、サイクルを継続してもよい。

ステップＳＴ５では、制御装置１０２（湯汲み制御部７３）は、ラドル３を下降させるようにアーム電動機１９を制御して、湯汲みを行う（図４（ｂ）又は図４（ｄ））。

ステップＳＴ６では、制御装置１０２（湯切り制御部７５）は、ラドル３を上昇させるようにアーム電動機１９を制御する（図４（ｃ）又は図４（ｅ））。また、図４（ｆ）の例の場合においては、湯切り制御部７５は、ラドル３を所定の傾斜角θ１で傾斜させるようにラドル電動機２１を制御する。これにより、湯切りが行われる。

ステップＳＴ７では、制御装置１０２（注湯制御部７７）は、ラドル３をスリーブ１０９の給湯口１０９ａ上へ移動させるようにアーム電動機１９を制御する。

ステップＳＴ８では、制御装置１０２（湯量特定部６９）は、ロードセル３３によって装置本体２の下方への荷重を計測し、その荷重から事前計測（ステップＳＴ２）で計測した荷重を減算してラドル３内の湯量を特定する。既に述べたように、湯量計測は、本実施形態では、湯切り後から注湯前までの適宜な時期に行われてよいが、ここでは、注湯直前に行われる場合を例にとっている。

ステップＳＴ９では、制御装置１０２（条件変更部７１）は、ステップＳＴ８で特定された湯量に基づいて、各種の設定位置Ｄ２を補正する。なお、計測された湯量と設定湯量Ｄ１との差が許容範囲内であれば、当然に補正は行われなくてよい。

ステップＳＴ１０では、制御装置１０２（注湯制御部７７）は、ラドル３を傾斜させてラドル３内の溶湯をスリーブ１０９内へ注ぐようにラドル電動機２１を制御する。なお、ステップＳＴ９及びＳＴ１０は、いずれが先に行われてもよいし、並行に行われてもよい。

ステップＳＴ１１では、制御装置１０２（射出制御部７９）は、ステップＳＴ９において補正された設定位置Ｄ２に基づいて、液圧回路６３を制御し、射出を行う。

以上のとおり、本実施形態に係る給湯装置１は、装置本体２と、ロードセル３３とを有している。装置本体２は、ラドル３が取り付けられるラドル取付部６、ラドル取付部６を水平な回転軸回りに軸支しているアーム５、及びアーム５を支持している基体８を含んでいる。アーム５は、ラドル取付部６を基体８に対して水平方向及び鉛直方向に移動させることが可能である。ロードセル３３は、装置本体２の鉛直方向の荷重を計測する。

従って、装置本体２の荷重を計測することによって、実際にラドル３に汲み出された湯量を計測することができる。また、例えば、装置本体２の荷重を計測することから、アーム５にロードセル３３を設ける必要はない。アーム５は、保持炉１０５上へ移動するなど、溶湯に近づく部位であるから、そのような部位にロードセル３３を設ける場合に比較して、ロードセル３３の熱からの保護が容易である。また、例えば、装置本体２自体の構成は、従来と同様とすることができる。その結果、例えば、汎用性が向上し、また、既存の設備への適用も容易化される。

また、本実施形態では、給湯装置１は、装置本体２の下方への荷重の少なくとも一部と釣り合う荷重を生じるカウンターウェイト３７を更に有している。

従って、ロードセル３３は、装置本体２の質量とカウンターウェイト３７の質量との差分を検出するだけでよい。その結果、例えば、ロードセル３３が検出する質量に占める溶湯の質量の割合が大きくなる。ひいては、湯量の検出精度が向上する。例えば、実際に汲み出された湯量をグラム単位で特定することも容易化される。また、例えば、ロードセル３３は、高い荷重に耐えられるもの、及び／又は高い荷重を計測できるものに限定されなくなる。

また、本実施形態では、給湯装置１は、カウンターウェイト３７に着脱可能な調整ウェイト（調整片４７）を更に有している。

従って、例えば、ラドル３が交換されたとき、及び／又は装置本体２に付属品が取り付けられたときなどにおいても適切に装置本体２の荷重とカウンターウェイト３７の荷重とを釣り合わせることができる。

また、本実施形態では、給湯装置１は、基体８を鉛直方向にガイドする保持機構３１を更に有している。

従って、例えば、板状又は梁状の固定部材に装置本体２を固定して、その固定部材の撓みを歪ゲージで計測する態様、又は支持構造物と基体８との間に弾性部材若しくは可撓性部材を介在させて基体８の移動を許容した態様（これらの態様も本開示に係る技術に含まれる）に比較して、基体８の水平方向における移動及び／又は種々の方向への傾斜を確実に規制しつつ、その一方で、ロードセル３３による荷重の計測に必要な鉛直方向における移動を確実に許容することができる。すなわち、基体８の不要な移動がラドル３の位置に誤差を生じるおそれを低減しつつ、装置本体２の質量による鉛直方向の荷重を適切にロードセル３３に加えて正確に湯量を測定することができる。

また、本実施形態では、保持機構３１は、鉛直方向に延びているガイド部（ガイドバー４１）を有している。基体８は、ガイドバー４１に鉛直方向へガイドされる被ガイド部８ａを有している。カウンターウェイト３７は、被ガイド部８ａに対して直列に配置されてガイドバー４１に鉛直方向へガイドされる被ガイド部３７ａを有している。

従って、保持機構３１は、上記のように基体８の保持に寄与して種々の効果を奏するだけでなく、カウンターウェイト３７の水平方向における位置規制等にも利用される。カウンターウェイト３７の水平方向の移動が規制されない態様（当該態様も本開示に係る技術に含まれる。）に比較して、例えば、不要な振動がカウンターウェイト３７からラドル３に伝わるおそれが低減される。ひいては、例えば、溶湯がこぼれてしまうおそれが低減される。また、ガイドバー４１に直列に被ガイド部８ａ及び被ガイド部３７ａが案内されているということは、基体８及びカウンターウェイト３７は鉛直方向に互いに重なるように配置されることになる。従って、例えば、基体８とカウンターウェイト３７とが水平方向に並ぶように配置されている態様（このような態様も本開示に係る技術に含まれる）に比較して、水平方向において小型化される。

また、本実施形態では、保持機構３１は、複数のガイドバー４１に支持されている上部部材（上部板４３）を有している。基体８は、複数のガイドバー４１に鉛直方向へガイドされる被ガイド部８ａを有している。装置本体２及びカウンターウェイト３７の互いに釣り合う荷重は上部板４３によって支持されている。

従って、基体８をガイドする複数のガイドバー４１は、装置本体２及びカウンターウェイト３７を吊り下げるための柱に兼用されることになる。従って、例えば、給湯装置１全体の小型化が図られる。

また、本実施形態では、装置本体２の重心は、アーム５を駆動可能範囲内のいずれの位置に位置させても、平面視において複数のガイドバー４１部に囲まれる領域に収まっている。

従って、基体８が傾斜するおそれが低減される。ひいては、装置本体２の荷重を適切にロードセル３３に加えて、実際に汲み出された湯量を正確に計測することができる。

また、本実施形態では、基体８に対して下方から当接可能であり、鉛直方向の位置を調整可能なリリーフ部材（リリーフボルト４５）を更に有している。

従って、ロードセル３３に過剰な荷重が加えられるおそれを低減できる。鉛直方向の位置を調整可能であることから、例えば、ラドル３及び／又はロードセル３３の交換にも柔軟に対応することができる。

＜第２実施形態＞
図７は、第２実施形態に係るダイカストマシン２０１の信号処理系の要部構成を示すブロック図であり、第１実施形態の図３に相当する。

ダイカストマシン２０１の構造的な構成は、第１実施形態のダイカストマシン１０１と同様である。図１及び図２は、第２実施形態のダイカストマシン２０１の要部構成を示していると捉えられてよい。

第１実施形態では、溶湯を汲み出すときの計量は、ラドルの傾斜角θを湯量に応じた傾斜角θ１にすることによって行われた。そして、ロードセル３３の検出値に基づく湯量に応じて設定位置Ｄ２が変更された。これに対して、本実施形態では、ロードセル３３の検出値に基づいて溶湯の計量を行う。また、設定位置Ｄ２の変更は行われない。具体的には、以下のとおりである。

本実施形態の溶湯の計量（湯切り）では、図４（ｄ）〜図４（ｆ）を参照して説明した例のように、湯汲みの後に湯面上でラドル３を傾斜させ、ラドル３内の溶湯を保持炉１０５に戻していく。このとき、制御装置１０２（湯量特定部６９）は、ロードセル３３の検出値に基づいてラドル３内の湯量を特定する。そして、制御装置１０２（湯切り制御部７５）は、その特定した湯量に基づいて、ラドル３内の湯量（別の観点ではラドル３の傾斜角又は保持炉１０５に戻す湯量）のフィードバック制御を行う。

図７では、第１実施形態の図３とは異なり、湯量特定部６９から湯切り制御部７５に湯量の情報が入力されることが示されている。また、図３とは異なり、条件変更部７１は設けられていない。射出制御部７９は、例えば、条件変更部７１からの情報ではなく、入力部５７によって設定された条件（当初の設定位置Ｄ２等）に基づいて射出を行う。

図８は、制御装置１０２が実行する処理の手順の一例を示すフローチャートであり、第１実施形態の図６に相当する。

ステップＳＴ１〜ＳＴ５は、第１実施形態と同様である。ただし、既述のように、本実施形態では、保持炉１０５の溶湯の湯面上において、ラドル３は、水平、又は比較的小さい角度で傾斜した状態とされる。

ステップＳＴ２１では、制御装置１０２（湯切り制御部７５）は、図４（ｆ）に示されているように、保持炉１０５の溶湯の湯面上において、ラドル３を傾斜させる動作を開始するようにラドル電動機２１を制御する。すなわち、湯切りが開始される。なお、湯切りの間、ラドル３の鉛直方向及び水平方向の位置は例えば一定である。

ステップＳＴ２２では、制御装置１０２（湯量特定部６９）は、図６のステップＳＴ８と同様に、ロードセル３３によって装置本体２の下方への荷重を計測し、その荷重から事前計測（ステップＳＴ２）で計測した荷重を減算してラドル３内の湯量を特定する。

ステップＳＴ２３では、制御装置１０２（湯切り制御部７５）は、ステップＳＴ２２で特定した実際の湯量が設定湯量Ｄ１に到達したか否か判定する。そして、制御装置１０２は、否定判定の場合は、ステップＳＴ２２に戻って湯切りを継続し、肯定判定の場合は、ステップＳＴ２４に進んで湯切りを終了する。

湯切りを継続するときは、例えば、制御装置１０２は、ラドル３の傾斜角を徐々に大きくする。これにより、ラドル３から保持炉１０５へ溶湯が流れる状態が維持される。また、湯切りを完了するときは、例えば、制御装置１０２は、上記のラドル３の傾斜角を徐々に大きくする動作を停止する。これにより、それ以上、溶湯がラドル３から流れ出ることが停止される。ラドル３を傾斜させる動作の停止ではなく、ラドル３の傾斜を小さくする動作（水平にする動作を含む）が行われてもよい。

なお、以上のステップＳＴ２１〜ＳＴ２４の動作は、リアルタイムで計測される湯量に基づいて湯切りを行うことについて、簡素な例を示したもの、又は概念的に示したものであり、実際の制御は種々のものとされてよい。例えば、計測された湯量と設定湯量Ｄ１との差を偏差としてラドル３の傾斜角のＰＩＤ制御が行われてもよい。また、例えば、湯切りを行っている最中にリアルタイムに計測される湯量の変化から、実際の湯量が設定湯量Ｄ１に到達する時期を予測し、その予測時期に湯切りを終了する適宜な制御がなされてもよい。ラドル３から溶湯を保持炉１０５に戻す際に、慣性によって実際の質量よりも荷重が軽くなる影響が加味されてもよい。

ステップＳＴ７、ＳＴ１０及びＳＴ１１は、第１実施形態と同様である。ただし、ステップＳＴ１１の射出は、既に述べたように、当初の設定位置Ｄ２等に基づいて行われる。

＜第３実施形態＞
図９は、ダイカストマシン３０１の信号処理系の要部構成を示すブロック図であり、第１実施形態の図３に相当する。

第３実施形態に係るダイカストマシン３０１の構造的な構成は、第１実施形態のダイカストマシン１０１と同様である。図１及び図２は、第３実施形態のダイカストマシン３０１の要部構成を示していると捉えられてよい。

第２実施形態では、ロードセル３３の検出値に基づいて、ラドル３によって汲み出す溶湯を計量した。これに対して、第３実施形態では、ラドル３によってスリーブ１０９へ注ぐ溶湯を計量する。具体的には、以下のとおりである。

本実施形態において、溶湯を汲み出すときの計量は、例えば、第１実施形態と同様に、ラドル３の傾斜角の制御によって行われる。その後、ラドル３をスリーブ１０９上で傾斜させて注湯を行うときに、制御装置１０２（湯量特定部６９）は、ロードセル３３の検出値に基づいてラドル３内から流れ出た湯量を特定する。そして、制御装置１０２（注湯制御部７７）は、その特定した湯量が設定湯量Ｄ１に到達したときに注湯を終了する。

図９では、第１実施形態の図３又は第２実施形態の図６とは異なり、湯量特定部６９から注湯制御部７７に湯量の情報が入力されることが示されている。また、第２実施形態の図６と同様に、条件変更部７１は設けられていない。射出制御部７９は、条件変更部７１からの情報ではなく、例えば、入力部５７によって設定された条件（当初の設定位置Ｄ２等）に基づいて射出を行う。

図１０は、制御装置１０２が実行する処理の手順の一例を示すフローチャートであり、第１実施形態の図６に相当する。

ステップＳＴ１〜ＳＴ７は、第１実施形態と同様である。ただし、ステップＳＴ５及びＳＴ６の溶湯の汲み出しにおける計量においては、湯量のばらつきが生じても実際に汲み出された湯量が設定湯量Ｄ１を下回らないように、設定湯量Ｄ１よりも若干多い湯量で計量される。

ステップＳＴ３１では、制御装置１０２（注湯制御部７７）は、スリーブ１０９上にてラドル３を傾斜させてラドル３からスリーブ１０９へ溶湯を注ぐ動作を開始するようにラドル電動機２１を制御する。なお、注湯の間、ラドル３の鉛直方向及び水平方向の位置は例えば一定である。

ステップＳＴ３２では、制御装置１０２（湯量特定部６９）は、ロードセル３３の検出値に基づいて、ラドル３からスリーブ１０９へ注いだ湯量を特定する。具体的には、例えば、湯量特定部６９は、湯切り後から注湯前までの適宜な時期（例えば注湯直前）に装置本体２の下方への荷重を計測しておく。そして、湯量特定部６９は、ステップＳＴ３２で装置本体２の下方への荷重を計測し、これを注湯前の荷重から減算する。

ステップＳＴ３３では、制御装置１０２（注湯制御部７７）は、ステップＳＴ３２で特定した湯量が設定湯量Ｄ１に到達したか否か判定する。そして、制御装置１０２は、否定判定の場合は、ステップＳＴ３２に戻って注湯を継続し、肯定判定の場合は、ステップＳＴ３４に進んで注湯を終了する。

注湯を継続するときは、例えば、制御装置１０２は、ラドル３の傾斜角を徐々に大きくする。これにより、ラドル３からスリーブ１０９へ溶湯が流れる状態が維持される。また、湯切りを完了するときは、例えば、制御装置１０２は、上記のラドル３の傾斜角を徐々に大きくする動作を停止する。これにより、それ以上、溶湯がラドル３から流れ出ることが停止される。ラドル３を傾斜させる動作の停止ではなく、ラドル３の傾斜を小さくする動作（水平にする動作を含む）が行われてもよい。

なお、以上のステップＳＴ３１〜ＳＴ３４の動作は、リアルタイムで計測される湯量に基づいて注湯を行うことについて、簡素な例を示したもの、又は概念的に示したものであり、実際の制御は種々のものとされてよい。例えば、計測された湯量と設定湯量Ｄ１との差を偏差としてラドル３の傾斜角のＰＩＤ制御が行われてもよい。また、例えば、注湯を行っている最中にリアルタイムに計測される湯量の変化から、実際の湯量が設定湯量Ｄ１に到達する時期を予測し、その予測時期に注湯を終了する適宜な制御がなされてもよい。ラドル３から溶湯をスリーブ１０９に注ぐ際に、慣性によって実際の質量よりも荷重が軽くなる影響が加味されてもよい。

ステップＳＴ１１は、第２実施形態と同様である。すなわち、既に述べたように、当初の設定位置Ｄ２等に基づいて射出が行われる。

なお、以上に第１〜第３実施形態において、ダイカストマシン１０１、２０１又は３０１は、成形機の一例である。ロードセル３３は、センサの一例である。調整片４７は、調整ウェイトの一例である。ガイドバー４１は、ガイド部の一例である。被ガイド部８ａは、第１被ガイド部の一例である。被ガイド部３７ａは、第２被ガイド部の一例である。上部板４３は、上部部材の一例である。リリーフボルト４５は、リリーフ部材の一例である。保持炉１０５は容器の一例である。射出シリンダ１１３は射出駆動部の一例である。

本開示は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

給湯装置を備えた成形機は、例示したものに限定されない。例えば、成形機又は射出装置は、液圧機器によって駆動される液圧式（油圧式）のものに限定されず、電動式のものであってもよいし、電動式と液圧式とを組み合わせたハイブリッド式のものであってもよい。また、例えば、成形機は、横型締めに限定されず、縦型締めであってもよい。給湯装置は、成形機のスリーブへ溶湯を供給するものに限定されない。例えば、給湯装置は、半凝固金属を形成する装置に設けられるものであってもよい。

カウンターウェイトは、設けられなくてもよい。近年、ロードセルの検出精度は向上している。例えば、直線性が０．０２％ＲＯ（Rated Output）程度、繰り返し性が０．０１％ＲＯ程度のロードセルを入手可能である。また、一方で、給湯装置には、小型なものも存在する（例えば数十ｋｇ程度）。従って、カウンターウェイトを設けなくても、条件によっては、十分な精度で湯量を計測することができる。

給湯装置の装置本体は、カウンターウェイトによって浮き上がってもよい。そして、装置本体の上方への荷重がロードセルによって検出されてもよい。また、溶湯の汲み出しによって、装置本体の荷重は、上方へのものから下方へのものへ変化してもよい。

基体を介して装置本体２の荷重を直接に計測するのではなく、カウンターウェイトの鉛直方向における荷重が計測されることにより、間接的に装置本体２の荷重が計測されてもよい。その他、基体８を吊り下げる長尺部材の張力によって装置本体２の荷重が計測されたりしてもよい。

基体とカウンターウェイトとが互いに上下に配置される場合において、実施形態とは逆に、基体の下にカウンターウェイトが位置してもよい。

第１及び第２実施形態では、サイクル中の事前計測（ステップＳＴ２）において計測した装置本体の荷重に対する装置本体の荷重の増分から湯量を特定した。ただし、サイクル前に計測した、ラドルが空の状態の装置本体の荷重に対する増分によって湯量が特定されてもよい。

第２実施形態のように装置本体の荷重の計測に基づいて湯切りを行う場合において、荷重の計測は、湯切りにおいてリアルタイムで（別の観点では継続的に）行われなくてもよい。例えば、ラドルを溶湯から引き上げた後、装置本体の荷重を１回だけ計測して湯量を特定し、その特定した湯量と設定湯量との差に応じた角度で傾斜角を増加させてもよい。同様に、第３実施形態のように装置本体の荷重の計測に基づいて注湯を行う場合において、装置本体の荷重を１回だけ計測して湯量を特定し、その特定した湯量と設定湯量との差に応じた角度で注湯のときの傾斜角を設定してもよい。

第１〜第３実施形態は、適宜に組み合わされてよい。例えば、第２実施形態のように装置本体の荷重の計測に基づいて正確に湯切りを行いつつも、湯切り後の適宜な時期に計測された湯量に基づいて第１実施形態のように射出条件を変えてもよい。

１…給湯装置、２…装置本体、３…ラドル、５…アーム、６…ラドル取付部、８…基体、３３…ロードセル（センサ）。

Claims (13)

1. ラドルが取り付けられるラドル取付部、前記ラドル取付部を水平な回転軸回りに軸支しているアーム、及び当該アームを支持している基体を含んでおり、前記アームが前記ラドル取付部を前記基体に対して水平方向及び鉛直方向に移動させることが可能である装置本体と、
   前記装置本体の重量を計測するセンサと、
   を有している給湯装置。
2. 前記装置本体の重量の少なくとも一部の重量と釣り合う重量のカウンターウェイトを更に有している
   請求項１に記載の給湯装置。
3. 前記カウンターウェイトに着脱可能な調整ウェイトを更に有している
   請求項２に記載の給湯装置。
4. 前記基体を鉛直方向にガイドする保持機構を更に有している
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯装置。
5. 保持機構は、鉛直方向に延びているガイド部を有しており、
   前記基体は、前記ガイド部に鉛直方向へガイドされる第１被ガイド部を有しており、
   前記カウンターウェイトは、前記第１被ガイド部に対して直列に配置されて前記ガイド部に鉛直方向へガイドされる第２被ガイド部を有している
   請求項２又は３を引用する請求項４に記載の給湯装置。
6. 保持機構は、
   鉛直方向に延びている複数のガイド部と、
   前記複数のガイド部に支持されている上部部材と、を有しており、
   前記基体は、前記上部部材の下方にて前記複数のガイド部に鉛直方向へガイドされる被ガイド部を有しており、
   前記装置本体及び前記カウンターウェイトの互いに釣り合う重量は、前記上部部材を介して前記複数のガイド部に支持されている
   請求項２若しくは３を引用する請求項４、又は請求項５に記載の給湯装置。
7. 保持機構は、鉛直方向に延びている複数のガイド部を有しており、
   前記基体は、前記複数のガイド部に鉛直方向へガイドされる複数の被ガイド部を有しており、
   前記装置本体の重心は、前記アームをその駆動可能範囲内のいずれの位置に位置させても、平面視において前記複数のガイド部に囲まれる領域に収まっている
   請求項４〜６のいずれか１項に記載の給湯装置。
8. 前記基体に対して下方から当接可能であり、鉛直方向の位置を調整可能なリリーフ部材を更に有している
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の給湯装置。
9. 容器から溶湯を汲み出した前記ラドルを前記容器内の溶湯の液面上で傾斜させて前記ラドル内の溶湯を前記容器に戻し、この際、前記センサの検出値に基づく前記ラドル内の溶湯の質量が所定の目標値になるように前記装置本体の動作を制御する湯切り制御部を更に有している
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の給湯装置。
10. 前記ラドルによって金型内に通じるスリーブ内へ溶湯を注ぎ、この際、前記センサの検出値に基づく前記ラドルから前記スリーブへ供給された溶湯の質量が所定の目標値になるように前記装置本体の動作を制御する注湯制御部を更に有している
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の給湯装置。
11. 成形サイクル中において、前記ラドル取付部が水平方向及び鉛直方向において停止しているときの前記センサの検出値に基づいて前記ラドル内の溶湯の質量を算出する湯量特定部を更に有している
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の給湯装置。
12. 金型内に通じるスリーブ内を摺動可能なプランジャを駆動する射出駆動部と、
    前記ラドルから前記スリーブ内へ溶湯を注ぐ請求項１〜１１のいずれか１項に記載の給湯装置と、
    を有している成形機。
13. 所定の射出条件に従って前記射出駆動部を制御する射出制御部と、
    成形サイクル毎に、前記センサの検出値に基づく前記スリーブに供給された溶湯の質量に応じて前記射出条件を変化させる条件変更部と、
    を更に有している請求項１２に記載の成形機。

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