JP2004122136A - ダイカストマシンの射出装置および射出制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化、省スペース化され、単一のピストンを備えた射出シリンダと単一のアキュムレータとを有するダイカストマシンの射出装置を提供する。
【解決手段】射出プランジャ５に連結された射出用ピストン３を内蔵する射出シリンダ２と、シリンダ８２と、シリンダ８２に移動可能に内蔵されたピストン８３とを有し、ピストン８３の一方側にガス室ＧＣＨが形成され、ピストン８３の他方側に互いに分離された第１および第２の作動油室ＣＨ１，ＣＨ２が形成され、ガス室ＧＣＨへの圧縮ガスの供給により、第１および第２の作動油室ＣＨ１，ＣＨ２から圧縮ガスＧの圧力に応じた液圧の作動液を射出シリンダ２に供給するアキュムレータ８０と、作動油室ＣＨ１，ＣＨ２から射出シリンダ２へ供給される作動液のうち、第２の作動油室ＣＨ２から供給される作動液の外部への解放によって射出プランジャ５の射出圧力を上昇させる増圧回路５０とを有する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイカストマシンの射出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイカストマシンでは、射出プランジャにより金型のキャビティに溶湯を射出することにより鋳造を行う。鋳造品の品質は、溶湯の射出速度や射出圧力に大きな影響を受ける。このため、ダイカストマシンの射出工程は、たとえば、低速の射出速度で射出を開始し、高速の射出速度に切り換えて射出を行う射出工程と、キャビティに金属溶湯が充填されたところで射出圧力を増加させる増圧工程とからなる。
射出工程および増圧工程を行う射出装置は、たとえば、射出プランジャを駆動する射出シリンダ装置と、この射出シリンダ装置に油圧を供給するアキュムレータと、アキュムレータから射出シリンダ装置に供給される油圧を制御する油圧回路等を備えている。
上記の射出装置として、小型化、省スペース等の観点から、単一のピストンを備えた射出シリンダ装置と、単一のアキュムレータとを有する射出装置が提案されている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−９０２０１号公報
【特許文献２】
特開２００１−２５８５７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の特許文献１および２に開示されたアキュムレータは、大径部と小径部を備えた凸形のピストンと、このピストンを摺動可能に内蔵する凸形のシリンダとを有している。このアキュムレータでは、増圧するときには、凸形のピストンの小径部を凸形のシリンダの小径部に嵌合させる必要がある。このため、射出工程から増圧工程へ切り換えるときには、アキュムレータのピストンの位置が適切な位置（凸形のピストンの小径部を凸形のシリンダの小径部が嵌合する位置）に到達している必要がある。すなわち、射出工程から増圧工程へ切り換えるためには、アキュムレータのピストンの位置を常に管理しておく必要があり、油圧回路が複雑になる等の不利益が存在する。
【０００５】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、その目的は、小型化、省スペース化され、単一のピストンを備えた射出シリンダと単一のアキュムレータとを有するダイカストマシンの射出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のダイカストマシンの射出装置は、射出プランジャを前進させて金型に形成されたキャビティに溶湯を射出、充填するダイカストマシンの射出装置であって、前記射出プランジャに連結された射出用ピストンを内蔵する射出シリンダと、シリンダと、前記シリンダに移動可能に内蔵されたピストンとを有し、前記シリンダと前記ピストンとの一方側にガス室が形成され、前記ピストンの他方側に互いに分離された第１および第２の作動液室が形成され、前記ガス室への圧縮ガスの供給により、前記第１および第２の作動液室から前記圧縮ガスの圧力に応じた液圧の作動液を前記射出シリンダに供給するアキュムレータと、前記第１および第２の作動液室から前記射出シリンダへ供給される作動液のうち、前記第２の作動液室から供給される作動液の外部への解放によって前記射出プランジャの射出圧力を上昇させる増圧回路とを有する。
【０００７】
好適には、前記射出用ピストンの前進によって前記射出シリンダから排出される作動液の流量の調整により、射出速度を制御する射出制御回路をさらに有する。
【０００８】
本発明のダイカストマシンの射出制御方法は、射出プランジャを前進させて金型に形成されたキャビティに溶湯を射出、充填するダイカストマシンの射出制御方法であって、前記射出プランジャに連結された射出用ピストンを内蔵する射出シリンダの駆動に、シリンダと、前記シリンダに移動可能に内蔵されたピストンとを有し、前記ピストンの一方側に圧縮ガスが供給されるガス室が形成され、前記ピストンの他方側に互いに分離された第１および第２の作動液室が形成されるアキュムレータを用い、前記アキュムレータの前記第１および第２の作動液室から前記圧縮ガスの圧力に応じた液圧の作動液を前記射出シリンダへ供給することにより、前記キャビティへの溶湯の射出を行い、前記第１および第２の作動液室から前記射出シリンダへ供給される作動液のうち、前記第２の作動液室から供給される作動液の外部への解放によって前記射出プランジャの射出圧力を上昇させる。
【０００９】
本発明では、アキュムレータの第１および第２の作動液室から射出シリンダに作動液が供給されると、射出用ピストンが前進し、射出プランジャによって溶湯がキャビティに射出される。増圧回路によって第２の作動液室から射出シリンダに供給される作動液を外部に放出すると、第２の作動液室の作動液は解放され、これにより、第１の作動液室の作動液の液圧が上昇する。この結果、射出シリンダに供給される作動液の液圧が上昇し、射出プランジャの射出圧力が上昇する。
すなわち、本発明では、互いに分離された第１および第２の作動液室から作動液を射出シリンダに供給して溶湯の射出を行い、第２の作動液室から射出シリンダに供給される作動液を増圧回路によって解放させることにより、射出圧力を上昇させる。このため、アキュムレータの動作状態にかかわらず、増圧回路側で任意に射出圧力の増圧切換を行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
第１の実施形態
図１は、本発明のダイカストマシンの射出装置の構成を示す図である。
射出装置１は、射出プランジャ５と、スリーブ８と、射出シリンダ２と、アキュムレータ８０と、射出制御回路２０と、増圧回路５０とを有する。
【００１１】
図１において、ダイカストマシンの金型１０１，１０２は内部にキャビティ１０３を有し、このキャビティ１０３に連通するようにスリーブ８が接続されている。
射出プランジャ５は、スリーブ８に嵌合するプランジャチップ６と、このプランジャチップ６に連結されたプランジャロッド７とを有する。
この射出プランジャ５は、スリーブ８に供給された溶湯ＭＬをキャビティ１０３に射出、充填する。
【００１２】
射出シリンダ２は、射出用ピストン３を内蔵している。この射出用ピストン３は、ピストンロッド４を介してプランジャロッド７に連結されている。
射出シリンダ２には、射出用ピストン３（射出プランジャ５）の位置を検出するための位置検出器ＰＳが設けられている。
【００１３】
図２はアキュムレータ８０の構造を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線方向の断面図、（ｃ）は（ａ）における矢印Ｂの方向から見た底面図である。
アキュムレータ８０は、ガスアキュムレータ９０と、このガスアキュムレータ９０と接続管９２によって接続されたピストンアキュムレータ８１とを有する。
【００１４】
ガスアキュムレータ９０は、たとえば、窒素ガス等のガスＧが圧縮充填される。ガスＧの圧力は、ガスアキュムレータ９０内に収容される作動油３００の量の調整によって調整される。
【００１５】
ピストンアキュムレータ８１は、シリンダ８２と、このシリンダ８２の内部に移動可能に内蔵されたピストン８３とを有する。
【００１６】
図２（ｂ）から分かるように、シリンダ８２は円筒状の部材からなる。
ピストン８３は有底の筒状部材からなり、外周がシリンダ８２の内周に嵌合している。
シリンダ８２の上側には、上側閉塞部材８７が設けられており、シリンダ８２の上端はこの上側閉塞部材８７によって閉塞されている。この上側閉塞部材８７の中心部には、接続管９２が接続されるガスＧの流路８７ａが形成されている。
【００１７】
シリンダ８２の下側には、円柱状の嵌合部材８４がシリンダ８２の中心部に配置されている。この嵌合部材８４は、下側閉塞部材８５を介して保持部材８６によりシリンダ８２の下端に保持されている。
嵌合部材８４は、常にピストン８３の内周８３ａに嵌合している。嵌合部材８４は、中心部に作動油のための流路８４ａが形成されている。
【００１８】
下側閉塞部材８５は、環状の部材からなり、嵌合部材８４を保持するとともに、シリンダ８２と嵌合部材８４との間を閉塞している。この下側閉塞部材８５には、作動油のための流路８５ａが形成されている。
【００１９】
上記構成のピストンアキュムレータ８１では、ピストン８３と上側閉塞部材８７との間にガス室ＧＣＨが形成される。このガス室ＧＣＨには、上側閉塞部材８７に形成された流路８７ａを通じて、圧縮されたガスＧが供給される。
一方、ピストン８３の内周８３ａと嵌合部材８４の上端面との間には、作動油室ＣＨ１が形成され、ピストン８３の下端面８３ｂとシリンダ８２の内周と嵌合部材８４の外周と下側閉塞部材８５との間には、作動油室ＣＨ２が形成される。これら作動油室ＣＨ１と作動油室ＣＨ２とは、互いに分離されている。作動油室ＣＨ１および作動油室ＣＨ２には、作動油が充填される。
【００２０】
図３に示すように、ガス室ＧＣＨへの圧縮されたガスＧの供給によりピストン８３が駆動されると、作動油室ＣＨ１の作動油は排出口ＯＰ１から排出され、作動油室ＣＨ２の作動油は排出口ＯＰ２から排出される。
なお、図１に示すように、排出口ＯＰ１は、管路ｐｌ１によって射出シリンダ２に接続されており、排出口ＯＰ２は管路ｐｌ２によって射出シリンダ２に接続されている。
【００２１】
図１において、アキュムレータ８０の作動油室ＣＨ１は、管路ｐｌ１によって射出シリンダ２に接続されている。また、作動油室ＣＨ２は、ロジックバルブ５１を介して管路ｐｌ２によって射出シリンダ２に接続されている。
【００２２】
増圧回路５０は、ロジックバルブ５１と、ソレノイドバルブ５２と、ロジックバルブ５５と、可変絞り５６と、ソレノイドバルブ５７とを有する。
【００２３】
ロジックバルブ５１は、ソレノイドバルブ５２のオン／オフにより管路ｐｌ２を開閉する。ソレノイドバルブ５２には、油圧源ＨＳとタンクＴＫが接続されている。
【００２４】
ロジックバルブ５５は、可変絞り５６を介してソレノイドバルブ５７に接続されている。このロジックバルブ５５は、ソレノイドバルブ５７のオン／オフにより、ロジックバルブ５１の上流で管路ｐｌ２から分岐した管路ｐｌ３を開閉する。また、ロジックバルブ５５は、可変絞り５６の絞り量に応じて、弁開度が調整される。
ソレノイドバルブ５７は、油圧源ＨＳとタンクＴＫに接続されている。
【００２５】
射出制御回路２０は、ロジックバルブ２１と、サーボバルブ２２とを有する。
ロジックバルブ２１は、射出シリンダ２の出力側（ピストンロッド４側）に接続された作動油の管路ｐｌ５を開閉する。このロジックバルブ２１は、サーボバルブ２２の流量調整に応じて、管路ｐｌ５からタンクＴＫに排出される作動油の量を調整し、射出用ピストン３の速度を制御する。すなわち、射出制御回路２０は、射出シリンダ２からタンクＴＫに排出される作動油の流量を調整することにより、射出速度を制御する。
【００２６】
図１において、管路ｐｌ１およびｐｌ２の双方に接続された管路ｐｌ４は、ロジックバルブ３１に接続されている。
このロジックバルブ３１には、ソレノイドバルブ３２，３３が接続されている。ソレノイドバルブ３２，３３には、それぞれ油圧源ＨＳおよびタンクＴＫが接続されている。
【００２７】
図１において、射出シリンダ２の出力側（ピストンロッド４側）に接続された作動油の管路ｐｌ６には、チェックバルブＣＶを介して、可変絞り７１が接続されている。この可変絞り７１には、ソレノイドバルブ７２が接続されている。ソレノイドバルブ７２には、タンクＴＫおよび油圧源ＨＳが接続されている。
【００２８】
可変絞り７１には、チェックバルブＣＶを介して、管路ｐｌ１，ｐｌ２が接続されている。
また、ガスアキュムレータ９０には、チャックバルブＣＶを介してソレノイドバルブ１５０が接続されている。ソレノイドバルブ１５０には、油圧源ＨＳとタンクＴＫが接続されている。ソレノイドバルブ１５０のオン／オフにより、ガスアキュムレータ９０内の圧力が調整される。
【００２９】
次に、上記構成の射出装置１の動作の一例について説明する。
射出工程
射出開始前において、ロジックバルブ５１は開いており、アキュムレータ８０の作動油室ＣＨ１および作動油室ＣＨ２の作動油が管路ｐｌ１，ｐｌ２を通じて射出シリンダ２に流入可能な状態となっているものとする。
この状態で、サーボバルブ２２が作動することにより、ロジックバルブ２１が開くと、射出シリンダ２内の作動油がロジックバルブ２１に接続されたタンクＴＫに流出する。この作動油の流出量がロジックバルブ２１により制御されることにより、射出プランジャ５の速度制御が行われる。
射出工程では、ガス室ＧＣＨに供給された圧縮ガスＧの圧力は、作動油室ＣＨ１，ＣＨ２の双方の作動油に作用する。
【００３０】
増圧工程
射出プランジャ５が所定の位置に前進し、キャビティ１０３に溶湯が充填されたところで、射出圧力の増圧が行われる。
射出圧力の増圧は、ソレノイドバルブ５２をオンさせてロジックバルブ５１を閉じるとともに、ソレノイドバルブ５７をオンさせてロジックバルブ５５を開く。
これにより、作動油室ＣＨ２の作動油は、管路ｐｌ２を通じてロジックバルブ５５に接続されたタンクＴＫに放出され、射出プランジャ５の射出圧力が上昇する。
【００３１】
作動油室ＣＨ２の作動油がタンクＴＫに放出されると、ガス室ＧＣＨに供給された圧縮ガスＧの圧力は、作動油室ＣＨ１の作動油のみに作用する。このため、作動油室ＣＨ１の作動油の圧力が上昇し、射出プランジャ５の射出圧力が上昇する。
【００３２】
このように、本実施形態では、アキュムレータ８０におけるピストン８３がいずれの位置にあったとしても、ロジックバルブ５１を閉じるとともに、ロジックバルブ５５を開いて作動油室ＣＨ２の作動油をタンクＴＫに解放することにより、射出圧力を上昇させることができる。
【００３３】
また、可変絞り５６を調整することにより、射出圧力の調整が可能となる。すなわち、可変絞り５６を調整することにより、作動油室ＣＨ２の作動液のタンクＴＫへの解放流量を調整することができ、射出圧力（の変化の割り合い）を制御することができる。
【００３４】
非常停止時
たとえば、射出工程あるいは増圧工程中に、非常停止信号が発生した場合には、通常は励磁しているソレノイドバルブ３２が非励磁となる。ソレノイドバルブ３２が非励磁となると、ロジックバルブ３１が開き、作動油室ＣＨ１，作動油室ＣＨ２内にある作動油が強制的にタンクＴＫに放出される。ピストン８３が下降限界まで移動し、ピストンアキュムレータ８１の作動油室ＣＨ１および作動油室ＣＨ２内に圧力を残さないことにより、安全を確保する。
【００３５】
射出準備
射出を行う前には、まず、ソレノイドバルブ３２を励磁し、ロジックバルブ３１を閉じる。射出シリンダ２に設けた位置検出器ＰＳによって射出用ピストン３が射出後退限位置にあるかどうかを確認する。射出用ピストン３が射出後退限位置にない場合には、ソレノイドバルブ７２を励磁することにより、射出用ピストン３を射出後退限位置に移動させる。
次いで、ソレノイドバルブ３３を励磁し、かつ、ソレノイドバルブ３２を非励磁にし、管路ｐｌ１，ｐｌ２を通じて作動油室ＣＨ１，ＣＨ２に作動油を供給し、ピストン８３を上昇させる。
【００３６】
管路ｐｌ１の圧力ｐ１が油圧源ＨＳの圧力と一致し、かつ、ガスアキュムレータ９０内の圧力ｐ２が一定時間の間変動しない場合には、ピストン８３が上昇限位置に達したと判断する。
ピストン８３が上昇限位置に達したと判断したところで、ソレノイドバルブ３２を励磁し、ソレノイドバルブ３３を非励磁にし、ロジックバルブ３１を閉じる。
これにより、射出動作の開始準備が完了する。
【００３７】
本実施形態に係るダイカストマシンの射出装置１によれば、アキュムレータ８０を互いに分離された作動油室ＣＨ１，ＣＨ２をもつものとし、作動油室ＣＨ２の作動油をタンクＴＫに解放することにより、増圧を行うことができる。このため、射出装置１は部品点数が削減され、かつ非常にコンパクトとなり、低コスト化される。
【００３８】
また、射出シリンダ２のヘッド側の作動油の流量を調整することにより、射出速度を制御する構成としたので、射出を開始したときに射出プランジャの急激な前進が発生しにくい。また、アキュムレータ８０は、ピストン８３の上側に作動油ではなくガスＧが作用し、油圧サージが発生しないので、射出時に製品にバリが発生しにくい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、小型化、省スペース化され、単一のピストンを備えた射出シリンダと単一のアキュムレータとを有するダイカストマシンの射出装置が提供される。
また、本発明によれば、アキュムレータの状態にかかわらず、射出工程から増圧工程への切り換えを確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの射出装置の構成を示す図である。
【図２】アキュムレータの構成を示す断面図である。
【図３】アキュムレータの動作を示す断面図である。
【符号の説明】
１…射出装置
２…射出シリンダ
３…射出用ピストン
４…ピストンロッド
５…射出プランジャ
６…プランジャチップ
７…プランジャロッド
８…スリーブ
２０…射出制御回路
５０…増圧回路
８０…アキュムレータ

Claims (4)

1. 射出プランジャを前進させて金型に形成されたキャビティに溶湯を射出、充填するダイカストマシンの射出装置であって、
   前記射出プランジャに連結された射出用ピストンを内蔵する射出シリンダと、
   シリンダと、前記シリンダに移動可能に内蔵されたピストンとを有し、前記ピストンの一方側にガス室が形成され、前記ピストンの他方側に互いに分離された第１および第２の作動液室が形成され、前記ガス室への圧縮ガスの供給により、前記第１および第２の作動液室から前記圧縮ガスの圧力に応じた液圧の作動液を前記射出シリンダに供給するアキュムレータと、
   前記第１および第２の作動液室から前記射出シリンダへ供給される作動液のうち、前記第２の作動液室から供給される作動液の外部への解放によって前記射出プランジャの射出圧力を上昇させる増圧回路と
   を有するダイカストマシンの射出装置。
2. 前記射出用ピストンの前進によって前記射出シリンダから排出される作動液の流量の調整により、前記射出プランジャの射出速度を制御する射出制御回路をさらに有する
   請求項１に記載のダイカストマシンの射出装置。
3. 前記増圧回路は、前記第２の作動液室の作動液の外部への解放流量の調整により前記射出圧力を制御する圧力制御回路をさらに有する
   請求項１または２に記載のダイカストマシンの射出装置。
4. 射出プランジャを前進させて金型に形成されたキャビティに溶湯を射出、充填するダイカストマシンの射出制御方法であって、
   前記射出プランジャに連結された射出用ピストンを内蔵する射出シリンダの駆動に、シリンダと、前記シリンダに移動可能に内蔵されたピストンとを有し、前記ピストンの一方側に圧縮ガスが供給されるガス室が形成され、前記ピストンの他方側に互いに分離された第１および第２の作動液室が形成されるアキュムレータを用い、
   前記アキュムレータの前記第１および第２の作動液室から前記圧縮ガスの圧力に応じた液圧の作動液を前記射出シリンダへ供給することにより、前記キャビティへの溶湯の射出を行い、
   前記第１および第２の作動液室から前記射出シリンダへ供給される作動液のうち、前記第２の作動液室から供給される作動液の外部への解放によって前記射出プランジャの射出圧力を上昇させる
   ダイカストマシンの射出制御方法。

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