CN113770330A - 轻金属射出装置的防倒流装置及其防倒流方法 - Google Patents

Abstract

对于轻金属射出装置的防倒流装置，期望能够容易地维持且管理必要的密封性能。本发明的轻金属射出装置的防倒流装置以及轻金属射出装置的防倒流方法包括：阀，具有由耐蚀耐热钢所形成的阀体和由陶瓷所形成的阀座，通过阀体前进而落座于阀座，从而关闭连通熔融单元中与射出单元中的连通路，通过阀体后退而离开阀座，从而打开连通路；阀体驱动装置，使连接阀体的驱动体前后移动；位置传感器，检测驱动体至少已到达规定的前进极限位置的情况；以及阀体驱动控制装置，基于位置传感器的信号来控制阀体驱动装置。

Description

轻金属射出装置的防倒流装置及其防倒流方法

技术领域

本发明涉及一种轻金属射出装置的防倒流装置以及轻金属射出装置的防倒流方法，其将使未熔融的轻金属材料熔融至熔液中的熔融单元与将熔液射出至模具中的射出单元以连通路予以连接，在将熔融单元中的熔液供给至射出单元时打开连通路，在将射出单元中的熔液射出至模具时关闭连通路。

背景技术

轻金属射出成形机是通过将轻金属材料的熔液射出至模具中，在模具中使熔液冷却凝固来制造成形品。轻金属射出成形机包括轻金属射出装置与锁模装置。轻金属射出装置在将未熔融的轻金属材料熔融至熔液中后射出至模具中。锁模装置对所搭载的模具进行开闭并且对关闭的模具进行紧固。轻金属材料一般是指比重为4以下的金属。在实用上，尤其是铝与镁作为轻金属材料而有效。

轻金属射出装置包括熔融单元、射出单元、连接它们的连通路、以及开闭连通路的防倒流装置。熔融单元将未熔融的轻金属材料熔融至熔液中。射出单元将从熔融单元经由连通路而供给的熔液射出至模具中。连通路是熔液所通过的流路。防倒流装置在将熔融单元中的熔液供给至射出单元时打开连通路，在将射出单元中的熔液射出至模具时关闭连通路，以防止熔液倒流至熔融单元。

防倒流装置例如包括含有阀体与阀座的阀。阀一方面通过使阀体前进而落座于阀座从而关闭连通路，另一方面通过使阀体后退而离开阀座从而打开连通路。

专利文献1的轻金属射出成形机的射出装置包括对连通路进行开闭的防倒流装置。防倒流装置包括含有阀体与阀座的阀。阀座形成在连通路的熔融单元侧端部的开口的周围。阀体在熔融单元中前进而落座于阀座，在熔融单元中后退而离开阀座。

专利文献2的轻金属射出成形机的材料供给装置被配设在轻金属射出成形机的射出装置中。轻金属射出成形机的射出装置包括对连通路进行开闭的防倒流装置。防倒流装置包括含有阀体与阀座的阀。阀座形成在连通路的射出单元侧端部的开口的周围。阀体在射出单元中前进而落座于阀座，在射出单元中后退而离开阀座。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利6590425号

专利文献2：日本专利6624656号

发明内容

[发明所要解决的问题]

阀体落座于阀座时的密封性能是通过阀体与阀座彼此以面抵接而提高。例如，由耐蚀耐热钢所形成的阀体与阀座通过阀体按压阀座的规定压力，阀体以及阀座均发生弹性变形而彼此以面抵接。

但是，由耐蚀耐热钢所形成的阀体与阀座例如在暴露于铝的熔液中时，即便是耐蚀耐热钢，表面也会不均匀地熔损，从而即使在落座时发生弹性变形，有时也难以彼此以面抵接。

由陶瓷所形成的阀体与阀座例如即便暴露于铝的熔液中，表面也不会发生熔损。但是，一般而言，陶瓷是如下所述的材料，即，硬度比耐蚀耐热钢高，受到外力发生弹性变形的量比耐蚀耐热钢小，不会发生塑性变形而会造成脆性破坏。由陶瓷所形成的阀体与阀座无法期待通过弹性变形来彼此以面抵接，因此对于抵接的面要求高加工精度。进而，由陶瓷所形成的阀体与阀座若在彼此局部抵接的状态下利用大的压力将阀体按压至阀座，则有时会产生缺损或破裂。

因此，本发明有鉴于所述问题，目的在于提出一种轻金属射出装置的防倒流装置以及轻金属射出装置的防倒流方法，一方面，使由耐热耐蚀钢所形成的阀体落座于由高硬度的陶瓷所形成的阀座而使阀体弹性变形，由此，使阀体与阀座彼此以面接触而容易获得必要的密封性能，另一方面，能够容易地检测与高硬度且不会熔损的陶瓷相比会因熔损或者塑性变形等而逐渐消耗的阀体的更换时期，能够适时且容易地更换阀体，从而能够容易地维持且管理必要的密封性能。其他目的或本发明的优点将在后续的说明中阐述。

[解决问题的技术手段]

本发明的轻金属射出装置的防倒流装置将熔融单元与射出单元以连通路予以连接，所述熔融单元将未熔融的轻金属材料熔融至熔液中，所述射出单元将经计量的熔液射出至模具中，在将熔融单元中的熔液供给至射出单元时打开连通路，在将射出单元中的熔液射出至模具时关闭连通路，所述轻金属射出装置的防倒流装置包括：阀，具有由耐蚀耐热钢所形成的阀体和由陶瓷所形成的阀座，通过阀体前进而落座于阀座，从而关闭连通路，通过阀体后退而离开阀座，从而打开连通路；阀体驱动装置，使连接阀体的驱动体与阀体一起前后移动；位置传感器，检测驱动体至少已到达规定的前进极限位置的情况，输出表示所述已到达的信号；以及阀体驱动控制装置，分别连接阀体驱动装置以及位置传感器，基于位置传感器的信号来控制阀体驱动装置。

本发明的轻金属射出装置的防倒流方法将熔融单元与射出单元以连通路予以连接，所述熔融单元将未熔融的轻金属材料熔融至熔液中，所述射出单元将熔液射出至模具中，在将熔融单元中的熔液供给至射出单元时打开连通路，在将射出单元中的熔液射出至模具时关闭连通路，其中，通过由耐蚀耐热钢所形成的阀体前进，且阀体落座于由陶瓷所形成的阀座，从而关闭连通路，通过阀体后退而阀体离开阀座，从而打开连通路，利用位置传感器来检测连接阀体且通过阀体驱动装置而前后移动的驱动体已到达规定的前进极限位置的情况，由此，来检测前后方向的阀体的长度所消耗的消耗量已达到所容许的最大消耗量的情况。

[发明的效果]

本发明的轻金属射出装置的防倒流装置以及轻金属射出装置的防倒流方法能够容易地获得使阀体落座于阀座而密封时的必要的密封性能，并且能够适时地更换阀体，从而能够容易地维持且管理必要的密封性能。

附图说明

图1是表示搭载有本发明的防倒流装置的轻金属射出装置的概略图。

图2是表示搭载有本发明的防倒流装置的另一轻金属射出装置的概略图。

图3是表示搭载有本发明的防倒流装置的轻金属射出装置的概要的框图以及包括所述轻金属射出装置的轻金属射出成形机的概要的框图。

图4是表示本发明的防倒流装置的概略图。

图5是表示安装阀体的状态的概略图。

图6是表示阀体落座于阀座而关闭连通路的状态的概略图。

图7是表示阀体从阀座离开规定距离而打开连通路的状态的概略图。

图8是表示在所消耗的阀体落座之前已到达规定的前进极限位置的状态的概略图。

图9是表示阀体后退到退避位置的状态的概略图。

图10是表示本发明的防倒流装置的动作流程的流程图。

图11是表示本发明的防倒流装置的第一状态的概略图。

图12是表示本发明的防倒流装置的第二状态的概略图。

图13是表示本发明的防倒流装置的第三状态的概略图。

图14是表示本发明的防倒流装置的第四状态的概略图。

图15是表示本发明的防倒流装置的第五状态的概略图。

图16是表示本发明的防倒流装置的第六状态的概略图。

图17是表示本发明的防倒流装置的第七状态的概略图。

图18是表示本发明的防倒流装置的第八状态的概略图。

[符号的说明]

1：防倒流装置

20：阀

21：阀体

22：阀座

23：延长构件

30：阀体驱动装置

30a：活塞缸

31：驱动体

31a：活塞

32：本体固定构件

32a：贯穿孔

33：缸安装构件

33a：贯穿孔

34：连接构件

34a：贯穿孔

34b：引导孔

35：固定棒

36：阀体安装构件

40：位置传感器

41：第一位置传感器

42：第二位置传感器

43：第三位置传感器

43a：齿条

43b：小齿轮

50：阀体驱动控制装置

51：存储装置

60：压力传感器

70：熔液

100：轻金属射出成形机

110：锁模装置

120：轻金属射出装置

130：主控制装置

140：操作面板

150：显示装置

160：模具

161：模腔空间

170：未熔融的轻金属材料

180：成形品

190：冷凝塞

200：熔融单元

201：阀体插通孔

210：熔融炉

211：斗型的熔融炉

212：盖构件

213：熔融缸

220：材料供给装置

221：推料机

230：液面水平传感器

300：射出单元

310：射出缸

311：射出室

320：柱塞

330：射出喷嘴

400：连通路

401：连通路的熔融单元侧端部

402：连通路的射出单元侧端部

410：连结构件

G：规定距离

C1：相对于消耗量具有相关关系的距离

C2：相对于消耗量具有相关关系的距离

He：阀体的消耗量

Hef：所容许的阀体的最大消耗量

Hf：从前进极限位置直至后退极限位置为止的距离

Hs：为了使新的阀体初次落座于阀座而使驱动体从后退极限位置前进的距离

L：正在使用的阀体的长度

Ls：使用前的新的阀体的长度

Lf：从使用前的新的阀体的长度减去最大消耗量所得的长度

具体实施方式

使用图1至图11所示的实施方式的一例来说明本发明的轻金属射出装置的防倒流装置。图1是表示搭载有本发明的防倒流装置的轻金属射出装置的概略图。图2是表示搭载有本发明的防倒流装置的另一轻金属射出装置的概略图。图3是表示搭载有本发明的防倒流装置的轻金属射出装置的概要的框图以及包括所述轻金属射出装置的轻金属射出成形机的概要的框图。图4是表示本发明的防倒流装置的概略图。图5是表示安装阀体的状态的概略图。图6是表示阀体落座于阀座而关闭连通路的状态的概略图。图7是表示阀体从阀座离开规定距离而打开连通路的状态的概略图。图8是表示在所消耗的阀体落座之前已到达规定的前进极限位置的状态的概略图。图9是表示阀体后退到退避位置的状态的概略图。图10是表示本发明的防倒流装置的动作流程的流程图。图11是表示本发明的防倒流装置的第一状态的概略图。图12是表示本发明的防倒流装置的第二状态的概略图。图13是表示本发明的防倒流装置的第三状态的概略图。图14是表示本发明的防倒流装置的第四状态的概略图。图15是表示本发明的防倒流装置的第五状态的概略图。图16是表示本发明的防倒流装置的第六状态的概略图。图17是表示本发明的防倒流装置的第七状态的概略图。图18是表示本发明的防倒流装置的第八状态的概略图。

本发明的轻金属射出装置120的防倒流装置1如图1至图3所示，在配设在轻金属射出成形机100中的轻金属射出装置120中使用。

轻金属射出成形机100至少包括锁模装置110、轻金属射出装置120以及控制它们的主控制装置130。锁模装置110以及轻金属射出装置120分别包括各种驱动部以及各种传感器。主控制装置130连接于锁模装置110以及轻金属射出装置120，以对它们进行控制。而且，轻金属射出成形机100包括操作面板140与显示装置150。操作面板140以及显示装置150连接于主控制装置130。操作面板140是在进行轻金属射出成形机100的操作以及轻金属射出成形机100的各种设定的输入时使用。显示装置150显示轻金属射出成形机100的各种设定的显示以及各装置的状况。

锁模装置110搭载有模具160。锁模装置110对模具160进行开闭，并且对关闭的模具160进行锁模。所谓锁模，是指将已关闭的模具160朝关闭的方向进一步紧固。在已关闭的模具160中形成模腔(cavity)空间161。

轻金属射出装置120将未熔融的轻金属材料170熔融至熔液70中并暂时贮存。进而，轻金属射出装置120将经计量的熔液70输出至模具160的模腔空间161中。模腔空间161中的熔液70经冷却凝固而成为成形品180。

成形品180是打开模具160而取出。成形品180会附着于打开的模具160，因此，例如通过利用配设于模具160的未图示的顶针(ejector pin)来顶起而从模具160取出。顶针是通过配设于锁模装置110的未图示的顶出装置而驱动。

主控制装置130例如在一次成形循环中，控制锁模装置110以及轻金属射出装置120，以依序实施闭模工序、锁模工序、计量工序、射出工序、冷却工序、开模工序以及顶出工序。主控制装置130适时地控制轻金属射出装置120，以将未熔融的轻金属材料170熔融至熔液70中并暂时贮存。另外，计量工序例如也可与除了射出工序以外的其他工序并行地实施。

闭模工序是关闭模具160的工序。锁模工序是对模具160进行锁模的工序。计量工序是对熔液70进行计量的工序。射出工序是将经计量的熔液70射出至模腔空间161中的工序。冷却工序是在模具160中对熔液70进行冷却而使其固化的工序。开模工序是打开模具160的工序。顶出工序是从打开的模具160顶起成形品180的工序。

而且，射出工序至少包含填充工序。填充工序是将熔液70填充至空的模腔空间161中的工序。而且，射出工序也可根据需要而包含在填充工序之后实施的保压工序。保压工序是如下所述的工序，即，即使在填充工序后也以规定的保持压力来继续填充动作，直至模腔空间161的挡闸部分的熔液固化为止或者生成冷凝塞(cold plug)190为止。冷凝塞190是后述的射出喷嘴330的前端部中的熔液70固化而成的部分。

自此开始详细说明轻金属射出装置120。轻金属射出装置120如图1以及图2所示，包括熔融单元200、射出单元300、连通路400以及防倒流装置1。

熔融单元200包括熔融炉210与材料供给装置220。而且，熔融单元200可包括液面水平传感器230，所述液面水平传感器230对暂时贮存在熔融炉210中的熔液70的液面的高度方向的位置(以下称作液面水平)进行检测。

熔融炉210将从材料供给装置220供给的未熔融的轻金属材料170以未图示的加热器进行加热而熔融至熔液，并且一边对熔液进行加热一边暂时贮存。熔融炉210例如也可如图1所示，为斗(bucket)型的熔融炉211。斗型的熔融炉211的上部开口部可被盖构件212覆盖。熔融炉210例如也可如图2所示，为横长的熔融缸213。加热器例如被卷绕在熔融炉210的外周。另外，熔融单元200中表示熔融炉210中以及熔融缸213的缸孔中。

材料供给装置220将未熔融的轻金属材料170供给至熔融炉210中。主控制装置130控制材料供给装置220，以使液面水平传感器230所检测的熔融炉210中的熔液70的液面水平成为规定的液面水平。

材料供给装置220也可构成为，如图1所示，若熔融单元200为斗型的熔融炉211，则从在覆盖斗型的熔融炉211的上部开口部的盖构件212的一部分所形成的材料投入口，将未熔融的轻金属材料170的块以推料机(pusher)221等搬运并供给至斗型的熔融炉211中。而且，材料供给装置220也可构成为，如图2所示，若熔融单元200为横长的熔融缸213，则从在熔融缸213的后端面所形成的缸孔的开口部将形成为圆柱形状的未熔融的轻金属材料170以推料机221推入供给至缸孔中。而且，材料供给装置220也可构成为，若熔融单元200为横长的熔融缸213，则从在熔融缸213的后部朝向上方形成的未图示的材料投入口将未熔融的轻金属材料170的块供给至缸孔中。

射出单元300包括射出缸310、柱塞320、未图示的射出驱动装置以及射出喷嘴330。

射出缸310收容从熔融单元200供给至缸孔中的熔液70，一边通过卷绕在外周的未图示的加热器来进行加热一边暂时贮存熔液70。

柱塞320可前后滑动地收容在射出缸310的缸孔中。熔液70被供给至射出缸310的缸孔中且形成在柱塞320的前端面的前方的射出室311。熔液70是根据柱塞320后退的位置来计量。熔液70是通过柱塞320前进而通过射出喷嘴330射出至模具160中。另外，射出单元300中表示射出室311中。

射出驱动装置与柱塞320的后端部连接，前后驱动柱塞320。射出驱动装置由主控制装置130予以控制。

射出喷嘴330被安装在射出缸310的前端面。射出喷嘴330形成有射出孔，所述射出孔用于在抵接于模具160时，连通模具160中与射出单元300中。射出喷嘴330通过卷绕在外周的未图示的加热器来对射出孔中的熔液70进行加热。

连通路400例如形成在连结熔融单元200与射出单元300的连结构件410中。连通路400连通熔融单元200中与射出单元300中。连通路400的熔融单元侧端部401在熔融单元200中开口。连通路400的射出单元侧端部402在射出单元300中开口。连结构件410通过卷绕的未图示的加热器来对连通路400中的熔液70进行加热。

防倒流装置1例如如图1所示，在将熔融单元200的中的熔液70供给至射出单元300中时打开连通路400，例如如图2所示，在将射出单元300中的熔液70输出至模具160时关闭连通路400，以防止熔液70倒流至熔融单元200中。

自此开始详细说明本发明特有的结构。

本发明的轻金属射出装置120的防倒流装置1如图3至图9所示，包括阀20、阀体驱动装置30、位置传感器40以及阀体驱动控制装置50。

阀20包含阀体21与阀座22。

阀体21是由耐蚀耐热钢所形成。阀体21例如为棒形状。阀体21的后端部连接于阀体驱动装置30。阀体21如后述那样，可简单更换地设置。

阀座22是由陶瓷所形成。阀座22形成在连通路400的熔融单元侧端部401的开口的周围。而且，阀座22也可设在连通路400的中途。而且，阀座22也可形成在连通路400的射出单元侧端部402的开口的周围。

若为阀座22形成在熔融单元200中的情况下，则在熔融单元200形成有将阀体21从熔融单元200外插通其中的阀体插通孔201。阀体插通孔201例如形成在覆盖斗型的熔融炉211的上部开口部的盖构件212。而且，阀体插通孔201例如形成于熔融缸213。此时，阀体插通孔201形成为，在将阀体从熔融单元200外插通至其中时，阀体21的前端面面向阀座22。

阀体21的后端部从主体部露出至熔融单元200的外部。阀体21的后端部连接于阀体驱动装置30。阀体21通过阀体驱动装置30而前后移动。阀体21前进而落座于阀座22，由此来关闭连通路400。落座的阀体21从阀座22后退规定距离，由此来打开连通路400。规定距离G例如为10mm至30mm，优选的是可为20mm。此时，阀体插通孔201与阀体21之间也可利用密封构件来密封。

而且，阀体21也可在后端部连接延长构件23，经由延长构件23而连接至阀体驱动装置30。延长构件23可形成为比阀体21的外径大且比阀体插通孔201的内径小。延长构件23的至少一部分可在阀体21前后移动而开闭连通路400时配置在阀体插通孔201中。若延长构件23与阀体插通孔201之间的间隙小，则能够防止空气从熔融单元200外进入。此时，阀体插通孔201与延长构件23之间也可利用密封构件而密封。

而且，在更换阀体21时，通过阀体21与阀体插通孔201之间的间隙比阀体插通孔201与延长构件23之间的间隙大，从而能够将熔液70或者固化的熔液70所附着的阀体21容易地从阀体插通孔201抽出。另外，也可不使用延长构件23，而如图1以及图2所示，使阀体21的后部的外径形成为比阀体21的前部的外径大。此时，阀体插通孔201与阀体21的后部之间也可利用密封构件来密封。

阀体驱动装置30例如使连接阀体21的驱动体31与阀体21一起前后移动。阀体驱动装置30例如为流体式的活塞缸30a。此时，驱动体31为活塞31a。在活塞31a的杆的前端部连接阀体21的后端部。流体例如为油或空气等。活塞缸30a采用活塞31a的可移动距离比驱动体31从后述的前进极限位置前后移动至后退极限位置时的移动距离大的活塞缸。另外，阀体驱动装置30也可为利用马达的电动式。

例如，阀体驱动装置30包括液压式的活塞缸30a、未图示的液压泵、未图示的储液罐以及未图示的换向阀。换向阀例如为四向四通三位电磁阀。四向四通三位电磁阀在A接口连接活塞缸30a的活塞头侧油室，在B接口连接活塞杆侧油室，在P接口连接液压泵，在T接口连接储液罐。

四向四通三位电磁阀在连接A接口和P接口且连接B接口和T接口的第一切换位置、关闭所有接口的第二切换位置、与连接B接口和P接口且连接A接口和T接口的第三切换位置之间切换。

第一切换位置是在使阀体21前进至抵接于阀座22为止时、以及将阀体21以规定压力按压至阀座22时所切换的位置。第二切换位置是在保持阀体21以规定压力按压阀座22的状态时切换。第三切换位置是在使阀体21相对于阀座22而后退时切换。

阀体驱动装置30也可为下述结构，即，包括：多个阀体驱动装置30、30；以及连接构件34，将多个阀体驱动装置30、30各自的驱动体31、驱动体31连接至阀体21，在连接构件34的中央安装有阀体21，在连接构件34的中央的周围安装有多个驱动体31、31。换言之，如下所述。阀体驱动装置30例如包括多个活塞缸30a、30a、本体固定构件32、缸安装构件33、连接构件34以及多个固定棒35、35。多个活塞缸30a、30a是同步地驱动。本体固定构件32被安装于熔融单元200。本体固定构件32可移动地穿过阀体21，并且在与熔融单元200的阀体插通孔201相连的位置形成有贯穿孔32a。若熔融单元200是使盖构件212罩住的斗型的熔融炉211，则盖构件212也可为本体固定构件32。当盖构件212为本体固定构件32时，形成于盖构件212的阀体插通孔201成为形成于本体固定构件32的贯穿孔32a。缸安装构件33安装有多个活塞缸30a、30a各自的后端部。连接构件34分别连接多个活塞31a、31a的杆的前端部，在本体固定构件32与缸安装构件33之间移动。多个固定棒35、35将缸安装构件33固定于本体固定构件32。多个固定棒35、35也可分别可滑动地插通形成于连接构件34的多个引导孔34b、34b，以引导连接构件34的前后方向的移动。此时，驱动体31包含多个活塞31a、31a与连接构件34。阀体21或安装有阀体21的延长构件23连接于驱动体31的连接构件34。而且，延长构件23也可包含在驱动体31中。而且，阀体21中的未消耗的部分也可包含在驱动体31中。

进而，连接构件34也可形成有贯穿孔34a，所述贯穿孔34a用于在阀体21的更换时，使阀体21或安装有阀体21的延长构件23穿过。在阀体21的后端部或延长构件23的后端部，可安装有阀体安装构件36。通过将阀体21或安装有阀体21的延长构件23穿过连接构件34的贯穿孔34a中，在阀体安装构件36抵接于连接构件34的状态下将阀体安装构件36安装于连接构件34，由此，将阀体21或安装有阀体21的延长构件23安装于连接构件34。此时，连接构件34的贯穿孔34a由阀体安装构件36从缸安装构件33侧堵塞至少一部分。另外，阀体安装构件36与延长构件23也可一体地形成。

缸安装构件33可形成有贯穿孔33a，所述贯穿孔33a是在阀体21的更换时，使阀体21或安装有阀体21的延长构件23穿过且使阀体安装构件36穿过。此时，驱动体31包含活塞31a、31a、连接构件34以及阀体安装构件36。另外，延长构件23也可包含在驱动体31中。

连接构件34将多个活塞31a、31a的杆的前端部分别安装在贯穿孔34a的周围。缸安装构件33将多个活塞缸30a、30a的后端部分别安装在贯穿孔33a的周围。例如多个活塞缸30a、30a可将沿着阀体21的轴心延伸的轴作为中心而呈线对称或点对称地配置。

位置传感器40输出表示驱动体31已至少到达规定的前进极限位置的信号。位置传感器40检测驱动体31已至少到达规定的前进极限位置的情况，并输出表示所述已到达的信号。例如，位置传感器40是如下所述的传感器，即，以接触或非接触的方式来检测构成活塞31a的活塞头或活塞杆已到达规定位置的情况，并输出表示活塞31a已到达规定位置的信号。

例如，接触式的位置传感器包括：接触棒，被安装于驱动体31，与驱动体31一起前后移动；以及接触式的开关元件，被安装在活塞缸30a的外部的规定位置。接触式的位置传感器是通过移动到规定位置的接触棒接触至接触式的开关元件，来检测驱动体已到达规定位置的情况。

例如非接触的位置传感器包括：磁铁，内置于活塞31a的活塞头；以及磁力传感器或者磁力式的开关，被安装在活塞缸30a外周的规定位置。非接触式的位置传感器是通过磁力传感器或者磁力式的开关感应到移动至规定位置的磁铁，来检测驱动体31已到达规定位置的情况。

位置传感器40可包括前侧位置传感器，所述前侧位置传感器在驱动体31到达规定的前进极限位置时，输出表示驱动体31已到达规定的前进极限位置的信号。而且，位置传感器40除了前侧位置传感器，也可包括后侧位置传感器，所述后侧位置传感器在驱动体31到达规定的后退极限位置时，输出表示驱动体31已到达规定的后退极限位置的信号。

而且，位置传感器40也可采用逐次检测驱动体31的位置信息，并逐次输出表示位置信息的信号的传感器。此时，后述的阀体驱动控制装置50预先设定驱动体31的规定的前进极限位置以及驱动体31的规定的后退极限位置，根据位置传感器40所输出的位置信息来检测驱动体31已到达规定的前进极限位置或规定的后退极限位置的情况。

例如，位置传感器40包含：未图示的旋转编码器；齿条43a，被安装于活塞31a的杆，与活塞31a的杆一起相对于旋转编码器而前后移动；以及小齿轮43b，咬合于齿条的齿，且被安装于旋转编码器的旋转轴。

阀体驱动控制装置50连接于阀体驱动装置30以及位置传感器40，基于从位置传感器40输出的信号来控制阀体驱动装置30。阀体驱动控制装置50包括存储装置51。存储装置51可读出地记录阀体驱动控制装置所执行的本发明的防倒流装置的程序。而且，存储装置51可读出地记录阀体驱动控制装置50控制阀体驱动装置30时所需的各种设定值。而且，存储装置51也可根据需要而记录从连接于阀体驱动控制装置50的各种传感器输出的检测值。

而且，阀体驱动控制装置50连接于主控制装置130。阀体驱动控制装置50基于从主控制装置130输出的信号来控制阀体驱动装置30。阀体驱动控制装置50配合轻金属射出装置120的动作来控制阀体驱动装置30，在将熔融单元200中的熔液70供给至射出单元300中时打开连通路400，在将射出单元300中的熔液70射出至模具160时关闭连通路400，以防止熔液70倒流至熔融单元200中。另外，阀体驱动控制装置50也可包含在主控制装置130中。

本发明的轻金属射出装置120的防倒流装置1也可包括压力传感器60，所述压力传感器60检测落座的阀体21推压阀座22的压力，并输出表示压力的信号。此时，阀体驱动控制装置50连接压力传感器60，基于压力传感器60的信号来控制阀体驱动装置30。阀体驱动控制装置50例如在压力传感器60的信号表示了规定的压力时，控制阀体驱动装置30以维持所述规定的压力。规定的压力是在阀体21落座于阀座22时，耐蚀耐热钢制的阀体21发生弹性变形，从而阀体21与阀座22彼此以面接触而关闭连通路400时的压力。而且，规定的压力是克服欲在连通路400中倒流的熔液70的压力的压力。压力传感器60例如也可为安装在阀体21与阀体安装构件36之间、阀体21与延长构件23之间、或者延长构件23与阀体安装构件36之间等可对赋予至阀体21的压力进行检测的场所的测力传感器。而且，压力传感器60例如也可检测活塞缸30a的活塞头侧油室中的压力。

本发明的轻金属射出装置120的防倒流装置1以及本发明的轻金属射出装置120的防倒流方法如图10所示的动作流程的概要图以及图11的第一状态P1至图18的第八状态P8所示的概略图那样，能够容易地检测因熔损或者塑性变形等而逐渐消耗的耐蚀耐热钢制的阀体21的更换时期，进而能够适时且容易地更换阀体21以容易地维持且管理必要的密封性能。另外，所谓阀体21的消耗，是指阀体21的长度变短。所谓阀体21的长度，是指阀体21相对于阀体21前后移动的方向的长度。

例如，防倒流装置1包括至少一个第一位置传感器41、至少一个第二位置传感器42、至少一个第三位置传感器43以及至少一个压力传感器60。第一位置传感器41是前述的前侧位置传感器。第二位置传感器42是前述的后侧位置传感器。第三位置传感器43是如前述那样逐次检测驱动体31的位置信息的位置传感器，此处是在下述时使用，即，以每次阀体21落座时的驱动体31的位置作为基准，使驱动体31后退，以使阀体21从阀座22后退规定距离G。而且，阀体21在此处抵接于阀座22后，在以规定的压力被按压至阀座22的状态而落座。

驱动体31的规定的前进极限位置如图11至图18所示，是基于所容许的阀体21的最大消耗量Hef(以下称作最大消耗量Hef)而决定。此处，阀体21的消耗量He、消耗量Hef是指从使用前的新的阀体21的长度Ls减去使用后的阀体21的长度L、长度Lf所得的长度。阀体21的长度L、长度Ls、长度Lf是阀体21移动的前后方向上的长度。阀体21的长度L在反复进行连通路400的开闭的期间会消耗而逐渐变短。阀体21落座于阀座22时的驱动体31的位置在反复进行连通路400的开闭的期间逐渐朝前方位移。例如，驱动体31的规定的前进极限位置是使驱动体31前进，从而使从使用前的新的阀体21的长度Ls减去最大消耗量Hef所得的长度Lf的阀体21落座于阀座22时的驱动体31的位置。例如当阀体21的外径为25mm以上且35mm以下、阀座22的外径为30mm以上且40mm以下、且连通路400的内径为10mm以上且15mm以下时，所容许的阀体21的消耗量可为30mm以下。优选的是，例如当阀体21的外径为28mm以上且33mm以下、阀座22的外径为32mm以上且38mm以下、且连通路400的内径为11mm以上且14mm以下时，所容许的阀体21的消耗量可为20mm以下。更优选的是，例如当阀体21的外径为30mm、阀座22的外径为34mm且连通路400的内径为12mm时，所容许的阀体21的消耗量可为17mm以下。

驱动体31的规定的后退极限位置例如是阀体驱动装置30能够使驱动体31最为后退的位置。

阀体驱动控制装置50与第一位置传感器41、第二位置传感器42、第三位置传感器43以及压力传感器60连接，基于这些传感器41、42、43、60的信号来控制阀体驱动装置30。阀体驱动控制装置50的存储装置51例如将打开连通路400时所落座的阀体21从阀座22后退的规定距离G与落座时阀体21推压阀座22的规定的压力值预先记录为设定值。

首先，作为准备，防倒流装置1如下述那样运行。

如图5所示，在阀体21的安装或者更换阀体21之前，使驱动体31后退至后退极限位置(S1)。阀体驱动控制装置50控制阀体驱动装置30来使驱动体31后退，直至第二位置传感器42检测到驱动体31已后退至后退极限位置为止。

如图5所示，将阀体21安装至已后退至后退极限位置的驱动体31(S2)。使被安装至驱动体31的更换前的阀体21、或者新安装的阀体21配置在熔融单元200中的熔液70的液面之上的退避位置，以免浸在熔融单元200中的熔液70中。

如图6所示，使安装有阀体21的驱动体31前进，而使阀体21抵接于阀座22后，进一步将阀体21以规定的压力按压至阀座22(S3)。通过以规定的压力来使阀体21落座于阀座22，从而关闭连通路400(S4)。阀体驱动控制装置50控制阀体驱动装置30来使驱动体31前进，直至压力传感器检测到阀体21以规定的压力落座于阀座22为止。

如图7所示，使安装有阀体21的驱动体31后退规定距离G(S5)。通过使阀体21从阀座22后退规定距离G，从而打开连通路400(S6)。阀体驱动控制装置50控制阀体驱动装置30基于第三位置传感器43的位置信息来使驱动体31后退规定距离G。

接下来，防倒流装置1配合轻金属射出装置120的动作，如下述那样运行。

如图6所示，在将射出单元中的熔液射出至模具中时关闭连通路，以防止熔液倒流至熔融单元中(S7至S9)，如图7所示，在将熔融单元中的熔液供给至射出单元中时，打开连通路(S10、S6)，重复此操作。另外，在打开连通路的期间，阀体从阀座离开规定距离。而且，在关闭连通路的期间，阀体以规定的压力来按压阀座。

例如，主控制装置130将表示计量工序已完成的信号以及表示射出工序已完成的信号输出至阀体驱动控制装置50。

例如，阀体驱动控制装置50在计量工序完成后，控制阀体驱动装置30来使驱动体31前进，直至压力传感器60检测到阀体21已以规定的压力落座于阀座22为止。再接着，阀体驱动控制装置50基于压力传感器60所检测的压力值来控制阀体驱动装置30，以维持阀体21以规定的压力落座于阀座22的状态。完成关闭连通路400的工序。

例如，阀体驱动控制装置50在射出工序完成后，控制阀体驱动装置30基于第三位置传感器43的位置信息来使驱动体31后退规定距离G，使阀体21从阀座22后退规定距离G。完成打开连通路400的工序。

阀体驱动控制装置50将表示打开连通路400的工序已完成的信号以及表示关闭连通路400的工序已完成的信号输出至主控制装置130。主控制装置130在关闭连通路400的工序完成后，使射出工序开始。主控制装置130在打开连通路400的工序完成后，使计量工序开始。

如图8所示，阀体21在反复进行连通路400的开闭的期间逐渐消耗而变短。当在阀体21抵接于阀座22之前或者阀体21以规定的压力按压阀座22之前，便检测到驱动体31已到达规定的前进极限位置时(S8)，使轻金属射出装置120以及轻金属射出成形机100停止(S11)。进而，如图10所示，使阀体21后退至退避位置(S12)。而且，进而可在例如轻金属射出成形机100的显示装置150上显示敦促更换阀体21的警报(S13)。另外，阀体21的退避位置例如是使驱动体31后退至后退极限位置为止时的阀体21的位置。而且，后退至退避位置的阀体21可配置在熔融单元200中的熔液70的液面之上，以免浸在熔液70中。

例如，阀体驱动控制装置50在计量工序完成后，在控制阀体驱动装置30来使驱动体31前进，直至压力传感器60检测到阀体21以规定的压力落座于阀座22为止的期间，若第一位置传感器41检测到驱动体31已到达前进极限位置，则对主控制装置130输出告知阀体21的更换的信号，并控制阀体驱动装置30来使驱动体31后退，直至第二位置传感器42检测到驱动体31已后退至后退极限位置为止。

主控制装置130接收告知阀体21的更换的信号，使轻金属射出成形机100以及轻金属射出装置120停止。此时，对于各种加热器、锁模装置110以及材料供给装置220等一部分装置，也能够根据需要来停止。而且，主控制装置130接收告知阀体21的更换的信号，并控制轻金属射出成形机100的显示装置150，以使其进行告知阀体21的更换的显示。而且，主控制装置130也可接收告知阀体21的更换的信号，并控制未图示的警报灯，以使其点亮表示警报的灯。

而且，阀体驱动控制装置50也可在开闭连通路400时每次、或者以多次开闭而一次的频率，基于第三位置传感器的位置信息来运算以距离表示的阀体21的消耗量He、或者相对于阀体21的消耗量He具有相关关系的距离，并在存储装置51中按照时间序列、每个成形循环或者每发(shoot)而予以存储，进而按照时间序列、每个成形循环或者每发而以数值或者图表的形式显示于轻金属射出成形机100的显示装置150等。由此，阀体21的更换时期的预测成为可能。

以距离所示的阀体21的消耗量He例如能够以将阀体21安装至驱动体31后初次使阀体21落座于阀座22时的驱动体31的位置、与在此以后使阀体21落座于阀座22时的驱动体31的位置之间的距离来表示。

相对于消耗量He具有相关关系的距离C1(以下称作距离C1)例如能够以驱动体31的规定的前进极限位置、与使阀体21落座于阀座22时的驱动体31的位置之间的距离来表示。而且，相对于消耗量He具有相关关系的距离C2(以下称作距离C2)例如能够以驱动体31的规定的前进极限位置、与使已落座的阀体21从阀座22后退规定距离G时的驱动体31的位置之间的距离来表示。距离C1、距离C2相对于阀体21的消耗量He具有相关关系，随着阀体21的消耗量He变大而变小。另外，距离C2是将距离C1加上规定距离G所得的距离。

进而，使用图11至图18来详细说明。图11至图18是表示本发明的防倒流装置1的动作的概略图。图11至图18是按照附图编号的顺序而以时间序列来表示防倒流装置1的动作。图11至图18是按照附图编号的顺序而以时间序列来表示防倒流装置1的第一状态P1至第八状态P8。驱动体31的位置是活塞31a的活塞头的位置、活塞31a的杆前端部的位置、连接构件34的位置或阀体安装构件36的位置等。另外，存储装置51可预先存储后述的第七状态P7时的驱动体31的规定的前进极限位置。

图11的第一状态P1表示使驱动体31后退至退避位置后安装了新的阀体21的状态。此时的退避位置为后退极限位置。第三位置传感器43也可将驱动体31到达后退极限位置的状态作为原点，将驱动体31的位置检测作为从原点计起的距离。

图12的第二状态P2表示从第一状态P1使驱动体31前进，使新的阀体21初次落座于阀座22的状态。驱动体31从后退极限位置前进了距离Hs。可将第二状态P2时的驱动体31的位置存储至存储装置51中。距离C1是以第二状态P2时的驱动体31的位置、与后述的第七状态P7时的驱动体31的规定的前进极限位置之间的距离来表示。

图13的第三状态P3表示从第二状态P2使驱动体31后退了规定距离G的状态。距离C2是以第三状态P3时的驱动体31的位置、与后述的第七状态P7时的驱动体31的规定的前进极限位置之间的距离来表示。

图14的第四状态P4表示多次反复连通路400的开闭后，使驱动体31前进而使阀体21落座于阀座22的状态。阀体21的消耗量He是以第二状态P2时的驱动体31的位置与第四状态P4时的驱动体31的位置之间的距离来表示。距离C1是以第四状态P4时的驱动体31的位置、与后述的第七状态P7时的驱动体31的规定的前进极限位置之间的距离来表示。

图15的第五状态P5表示从第四状态P4使驱动体31后退了规定距离G的状态。距离C2是以第五状态P5时的驱动体31的位置、与后述的第七状态P7时的驱动体31的规定的前进极限位置之间的距离来表示。

图16的第六状态P6表示进一步多次反复连通路400的开闭后，从阀体21落座于阀座22的状态使驱动体31后退了规定距离G的状态(P6)。距离C2是以第六状态P6时的驱动体31的位置、与后述的第七状态P7时的驱动体31的规定的前进极限位置之间的距离来表示。

图17的第七状态P7表示从第六状态P6使驱动体31前进的中途，驱动体31已到达前进极限位置的状态。最大消耗量Hef是以第二状态P2时的驱动体31的位置、与第七状态P7时的驱动体31的位置之间的距离来表示。另外，距离C1为零。

图18的第八状态P8表示从第七状态P7使驱动体31后退至退避位置的状态。此时的退避位置为后退极限位置。驱动体31从前进极限位置后退了距离Hf直至后退极限位置为止。

最大消耗量Hef也能够以从像第七状态P7至第八状态P8那样驱动体31后退的距离Hf，减去像第一状态P1至第二状态P2那样驱动体31前进的距离Hs所得的距离来表示。而且，最大消耗量Hef也能够以从像第一状态P1时那样使用前的新的阀体21的长度Ls，减去像第七状态P7或第八状态P8时那样在反复连通路400的开闭的过程中驱动体31在前进中途便已到达规定的前进极限位置时的阀体21的长度Lf所得的距离来表示。

为了抑制消耗，例如在轻金属射出装置120停止运转时，阀体21可后退至熔融单元200中的熔液70的液面之上的退避位置，以免浸在熔液70中。阀体21的退避位置例如是使驱动体31后退至后退极限位置为止时的阀体21的位置。所谓轻金属射出装置120停止运转的状态，例如是指启动轻金属射出装置120而利用加热器来将轻金属射出装置120的各部或其一部分加热至规定的温度为止时、在利用加热器来对轻金属射出装置120的各部或其一部分进行保温的状态下暂时停止轻金属射出装置120的运转时、或者停止设在轻金属射出装置120的各部的所有加热器时等。

例如，主控制装置130将表示轻金属射出装置120自此开始停止运转的信号或者表示轻金属射出装置120已停止了运转的信号输出至阀体驱动控制装置50。阀体驱动控制装置50接收表示轻金属射出装置120自此开始停止运转的信号或者表示轻金属射出装置120已停止了运转的信号，控制阀体驱动装置30来使驱动体31后退，直至第二位置传感器42检测到驱动体31已后退至后退极限位置为止。

在轻金属射出装置120停止运转之前，例如只要主控制装置130预先控制材料供给装置220，以减少将未熔融的轻金属材料170供给至熔融炉210的量等，便能够降低轻金属射出装置120停止运转时的熔融单元200中的熔液70的液面的高度。若熔融单元200中的熔液70的液面的高度下降，则能够降低阀体21的退避位置。此时，在使阀体21后退至退避位置时，也可将安装于阀体21的延长构件23的至少一部分配置于熔融单元200的阀体插通孔201中。

另外，从上朝下使阀体前进而使阀体21落座于阀座22的结构无须事先排出轻金属射出装置120中的熔液70便能够容易地更换阀体21。

实施方式可参照为了说明发明的原理和其实用性的应用而选择的。所述记述来进行各种改良。发明的范围是由随附的权利要求来定义。

Claims (17)

1.一种轻金属射出装置的防倒流装置，其将熔融单元与射出单元以连通路予以连接，所述熔融单元将未熔融的轻金属材料熔融至熔液中，所述射出单元将经计量的所述熔液射出至模具中，

在将所述熔融单元中的所述熔液供给至所述射出单元时打开所述连通路，

在将所述射出单元中的所述熔液射出至所述模具时关闭所述连通路，

所述轻金属射出装置的防倒流装置包括：

阀，具有由耐蚀耐热钢所形成的阀体和由陶瓷所形成的阀座，通过所述阀体前进而落座于所述阀座，从而关闭所述连通路，通过所述阀体后退而离开所述阀座，从而打开所述连通路；

阀体驱动装置，使连接所述阀体的驱动体与所述阀体一起前后移动；

位置传感器，检测所述驱动体至少已到达规定的前进极限位置的情况，输出表示所述已到达的信号；以及

阀体驱动控制装置，分别连接所述阀体驱动装置以及所述位置传感器，基于所述位置传感器的所述信号来控制所述阀体驱动装置。

2.根据权利要求1所述的轻金属射出装置的防倒流装置，其中

所述阀座形成在所述连通路的熔融单元侧端部的开口的周围，

所述阀体在所述熔融单元中前后移动。

3.根据权利要求2所述的轻金属射出装置的防倒流装置，其中

所述阀体驱动控制装置在所述位置传感器检测到所述驱动体已前进至所述前进极限位置时、或者在所述轻金属射出装置已停止运转时，控制所述阀体驱动装置，以使所述阀体后退至比所述熔融单元中的所述熔液的液面高的退避位置。

4.根据权利要求1所述的轻金属射出装置的防倒流装置，其中

所述位置传感器逐次检测前后移动的所述驱动体的位置信息，并逐次输出表示所述位置信息的信号。

5.根据权利要求4所述的轻金属射出装置的防倒流装置，其中

所述阀体驱动控制装置在通过使所述阀座与所述阀体分离而打开所述连通路时，控制所述阀体驱动装置，以使已落座的所述阀体从所述阀座后退规定的后退距离。

6.根据权利要求4所述的轻金属射出装置的防倒流装置，其中

所述阀体驱动控制装置基于表示所述位置传感器的所述位置信息的信号，来运算表示前后方向的所述阀体的长度所消耗的消耗量的距离、或相对于所述消耗量具有相关关系的距离。

7.根据权利要求6所述的轻金属射出装置的防倒流装置，其中

所述阀体驱动控制装置运算将所述阀体安装至所述驱动体后初次使所述阀体落座于所述阀座时的所述驱动体的位置、与在此以后使所述阀体落座于所述阀座时的所述驱动体的位置之间的距离，以作为表示所述消耗量的距离。

8.根据权利要求6所述的轻金属射出装置的防倒流装置，其中

所述阀体驱动控制装置运算所述驱动体的所述规定的前进极限位置、与使所述阀体落座于所述阀座时或者使已落座的所述阀体从所述阀座后退规定的后退距离时的所述驱动体的位置之间的距离，以作为相对于所述消耗量具有相关关系的距离。

9.根据权利要求1所述的轻金属射出装置的防倒流装置，其中

所述阀体驱动控制装置在所述阀体落座于所述阀座而关闭所述连通路时，控制所述阀体驱动装置，以使得当所述阀体抵接于所述阀座后，所述阀体的前端发生弹性变形，从而所述阀体以所述阀体与所述阀座能够彼此以面抵接的规定压力来推压所述阀座。

10.根据权利要求9所述的轻金属射出装置的防倒流装置，包括：

压力传感器，检测所落座的所述阀体推压所述阀座的压力，并输出表示所述压力的信号，

所述阀体驱动控制装置连接所述压力传感器，基于所述压力传感器的所述信号来控制所述阀体驱动装置。

11.根据权利要求1所述的轻金属射出装置的防倒流装置，包括：

多个所述阀体驱动装置；以及

连接构件，将所述多个阀体驱动装置各自的驱动体连接至所述阀体，

所述连接构件在中央安装有所述阀体，在所述中央的周围安装有多个所述驱动体。

12.根据权利要求1所述的轻金属射出装置的防倒流装置，其中

所述轻金属材料为铝。

13.一种轻金属射出装置的防倒流方法，其将熔融单元与射出单元以连通路予以连接，所述熔融单元将未熔融的轻金属材料熔融至熔液中，所述射出单元将所述熔液射出至模具中，

在将所述熔融单元中的所述熔液供给至所述射出单元时打开所述连通路，

在将所述射出单元中的所述熔液射出至所述模具时关闭所述连通路，其中

通过由耐蚀耐热钢所形成的阀体前进，且所述阀体落座于由陶瓷所形成的阀座，从而关闭所述连通路，

通过所述阀体后退而所述阀体离开所述阀座，从而打开所述连通路，

利用位置传感器来检测连接所述阀体且通过阀体驱动装置而前后移动的驱动体已到达规定的前进极限位置的情况，由此，来检测前后方向的所述阀体的长度所消耗的消耗量已达到所容许的最大消耗量的情况。

14.根据权利要求13所述的轻金属射出装置的防倒流方法，其中

对表示前后方向的所述阀体的长度所消耗的消耗量的距离、或相对于所述消耗量具有相关关系的距离进行检测。

15.根据权利要求14所述的轻金属射出装置的防倒流方法，其中

运算将所述阀体安装至所述驱动体后初次使所述阀体落座于所述阀座时的所述驱动体的位置、与在此以后使所述阀体落座于所述阀座时的所述驱动体的位置之间的距离，以检测所述消耗量。

16.根据权利要求14所述的轻金属射出装置的防倒流方法，其中

运算所述规定的前进极限位置、与使所述阀体落座于所述阀座时或者使已落座的所述阀体从所述阀座后退规定距离时的所述驱动体的位置之间的距离，以检测相对于所述消耗量具有相关关系的距离。

17.根据权利要求13所述的轻金属射出装置的防倒流方法，其中

所述轻金属材料为铝。

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