JP2005305551A

JP2005305551A - ダイカストマシンの射出制御用油圧制御装置

Info

Publication number: JP2005305551A
Application number: JP2005194712A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Kinoshita; 洋一木下; Kazumasa Nakagawa; 和雅中川; Nobutaka Kai; 信貴甲斐
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2005-11-04

Abstract

【課題】ダイカストマシンの射出用油圧制御装置における射出速度流量制御用サーボ弁の問題点を改良する。
【解決手段】射出速度流量制御用サーボ弁ユニット４７は、２個のサーボ弁６１、６２からなり、射出シリンダ装置１０の前部に２つの作動油排出管路１６を設けるとともに、２個のサーボ弁６１、６２を並列に配設し、それぞれの入口側に管路１６をそれぞれ接続し、出口側には中間ブロック６３を設けて合流する構成とすることとする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ダイカストマシンの射出制御用油圧制御装置に係り、特に射出制御用のサーボ弁の改良に関するものである。

一般に、ダイカストマシンの射出制御においては、先ず、射出スリーブに供給された溶湯を射出プランジャの低速前進により金型キャビティ内へに向けて充填を開始し、溶湯の先端が金型ゲートに達した圧力上昇時点で高速射出に切換え、充填完了後に増圧シリンダにより高圧で加圧することがおこなわれる。すなわち、図５に示すような射出・増圧二段シリンダ装置による射出制御用の油圧制御装置が用いられている。図において、射出シリンダ装置１０には、油圧源３０からの回路に合流される射出用アキュームレータ１３を備え、射出動作断続用のパイロットチェック弁１１を介して射出用油圧回路１４が接続されている。チェック弁１１は、開閉用電磁切換弁１２により開閉制御され、このチェック弁１１を開くことにより射出用アキュームレータ１３からの作動油が射出シリンダ装置１０に供給され射出プランジャ１９が前進するようになっている。また、チェック弁１１は、射出用アキュームレータ１３から射出シリンダ装置１０への作動油の流れが止まり、入口側と出口側との差圧がなくなった際に内部のスプリングで弁体が移動し、増圧動作時の作動油の逆流を防止するようになっている。

射出シリンダ装置１０には、ロッド側に接続された作動油排出経路１６に射出速度流量制御用のサーボ弁１７が配設されている。このサーボ弁１７は、高速応答型の大流量サーボ弁で構成され、そのスプールの開度を調整することによって射出シリンダ装置１０の前進時に作動油排出経路１６を絞り、射出ピストン１５に背圧を与えて射出プランジャ１９の前進速度が調整可能となっている。また、この背圧部圧力は圧力センサ３７によって検出される。

増圧シリンダ装置２０は、射出シリンダ装置１０の射出ピストン１５側に連結され、増圧制御弁装置２１を介して、増圧用アキュームレータ２３を備えた増圧用油圧回路２４が接続されている。増圧シリンダ装置２０は、増圧ピストン２５の前側の作動油排出経路を分岐し射出シリンダ装置１０の作動油排出経路１６に接続し、前述のサーボ弁１７を共有しており、射出シリンダ装置１０と増圧シリンダ装置２０とはサーボ弁１７により同期制御されるようになっている。なお、増圧側アキュームレータ２３には、油圧源３０からの経路に鋳造圧力制御弁３４が配設され、増圧アキュームレータ２３の背圧を調整し、増圧用油圧回路２４の最大圧力を制御することができる。

以上のような構成において、射出制御装置は所定のプログラムに基づいて各部を制御して、前述したような射出および増圧動作が実行される。すなわち、射出スリーブに溶湯が供給され、金型キャビティへ射出できる状態になったときに、射出指令が発進されると、切換弁１２が作動してチェック弁１１が開き、射出用アキュームレータ１３からの作動油を射出シリンダ装置１０に流入し、射出プランジャ１９を前進させる。この際、射出速度流量制御用のサーボ弁１７を絞って射出速度を低速に制御する。次に、溶湯が金型ゲートに達する位置まで射出プランジャ１９が前進したことを検出したとき、サーボ弁１７を開き高速射出に切換えて金型キャビティ内に溶湯を一気に充填する。そして、射出プランジャ１９の充填完了位置検出信号、あるいは、圧力センサ３７が充填完了の設定圧力に昇圧した検知信号、によって、増圧制御弁装置２１を開き、増圧用アキュームレータ２３からの鋳造圧力に調整された作動油を増圧シリンダ装置２０に供給し、増圧ピストン２５で射出ピストン１５の背圧部作動油を加圧することによって、射出プランジャ１９を介して金型キャビティ内に充填された溶湯へ高圧での加圧が行われる。
特開平１１−１５６５２４号

ところで、図４に示した従来の射出制御用の油圧制御装置においては、射出速度流量制御用のサーボ弁１７は、大容量の１個のサーボ弁からなり、大容量であるが故にサーボ弁からのリーク量が多くなるので、微少流量の制御が困難となり、また応答性も悪くなるという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題点を解決するために改良されたサーボ弁を配設したダイカストマシンの射出制御用油圧制御装置を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するため本発明に係るダイカストマシンの射出制御用油圧制御装置は、油圧源に合流する射出用アキュームレータを備え、電磁切換弁により開閉制御される射出動作断続用のパイロットチェック弁を介して射出用油圧回路が接続される射出シリンダ装置と、この射出シリンダ装置のロッド側に接続され射出動作時の作動油排出経路に配設される射出速度流量制御用サーボ弁ユニットと、前記射出シリンダ装置の射出ピストン側に連結され増圧用アキュームレータを備えた増圧用油圧回路が接続される増圧シリンダ装置と、を具備して所定のプログラムに基づいて射出および増圧が制御されるように成るダイカストマシンの射出制御用油圧制御装置において、前記射出速度流量制御用サーボ弁ユニットは、複数個のサーボ弁を並列に配置して成ることを特徴とするダイカストマシンの射出制御用油圧制御装置とする。さらに、前記射出速度流量制御用サーボ弁ユニットは、２個のサーボ弁からなり、前記射出シリンダ装置の前部側に２つの作動油排出管路を設けるとともに、前記２個のサーボ弁を並設し、このサーボ弁のそれぞれの入口側に前記管路をそれぞれ接続し、出口側には中間ブロックを設けて合流すると好適である。

以上述べたように、本発明に係るダイカストマシンの射出制御用油圧制御装置によれば、同油圧制御装置に用いられる射出速度流量制御用のサーボ弁ユニットは、複数個のサーボ弁を並列に配置し、２個の場合に背中合わせに取付け、射出シリンダ装置の前進時の作動油排出経路に形成した２つの管路にそれぞれ接続することにより、約半分の小流量の２個のサーボ弁に分配された制御流量となって、微少流量に対する応答性が改良され、かつ、リーク量も少なく押さえられる。しかも、サーボ弁前後の管路が同じ長さになり圧力損失を等しくできるので、同流量での同時制御することが可能となり、また、サーボ弁ユニットがコンパクトにできる。
したがって、従来装置における射出速度流量制御用のサーボ弁ユニットの問題点が改良されたダイカストマシンの射出制御用油圧制御装置を提供できる。

次に、本発明に係るダイカストマシンの射出制御用油圧制御装置の実施の形態について、図１ないし図４を参照しながら以下詳細に説明をする。なお、説明の便宜上、図５に示す従来の構成と同一の構成部分には同一参照番号を付し説明する。

図１において、本発明の係る油圧制御装置は、基本的には、従来装置（図５）の構成と同様のものであり、重複するが、繰り返し簡単に説明する。すなわち、射出シリンダ装置１０には、油圧源３０の回路に射出用アキューレータ１３を備え、開閉用電磁切換弁１２により開閉制御される射出動作断続用のパイロットチェック弁４１を介して射出用油圧回路１４が接続され、チェック弁４１を開くことにより射出用アキュームレータ１３から射出シリンダ装置１０に作動油が供給され、射出プランジャ１９が前進するようになっている。また、増圧動作時にはチェック弁４１により射出アキュームレータ１３から射出シリンダ装置１０への作動油の流れが泊り、かつ、作動油の逆流を防止するようになっている。このチェック弁４１の構造については詳細な説明を後述する。

さらに、射出シリンダ装置１０には、ロッド側の作動油排出回路１６に射出速度流量制御用のサーボ弁ユニット４７が配接され、スプール開度を調整することによって射出シリンダ装置１０の前進時に作動油排出経路１６を絞り、射出ピストン１５に背圧を与えて射出プランジャ１９の前進速度が調整可能となるとともに、背圧部圧力が圧力センサ３７により検出される。このサーボ弁ユニット４７の構造についても詳細な説明を後述する。

増圧シリンダ装置２０は、射出シリンダ装置１０の射出ピストン１５側に連結され、増圧制御弁装置２１を介して、増圧用アキュームレータ２３を備えた増圧用油圧回路２４が接続されている。増圧シリンダ装置２０は、増圧ピストン２５前側の作動油排出経路を分岐して射出シリンダ１０の作動油排出経路１６に接続し、上記サーボ弁ユニット４７を共有し、射出シリンダ装置１０と増圧シリンダ装置２０とはサーボ弁ユニット４７によって同期制御される。なお、増圧側アキュムレータ２３には、油圧源３０からの経路に鋳造圧力制御弁３４が配接され、増圧用アキュームレータ２３の背圧を調整し、増圧用油圧回路２４の最大圧力を制御することができる。

上記の構成からなる射出制御装置において、従来装置と同様に射出および増圧動作が実行される。すなわち、射出スリーブに溶湯が供給され、金型キャビティへ射出できる状態になったときに、射出指令が発信されると、切換弁１２が作動してチェック弁４１が開き、射出アキュームレータ１３からの作動油を射出シリンダ装置１０に流入し、射出プランジャ１９を前進させる。この際、射出速度流量制御用のサーボ弁ユニット４７を絞って射出速度を低速に制御する。次に、溶湯が金型ゲートに達する位置まで射出プランジャ１９が前進したことを検出したとき、サーボ弁ユニット４７を開いて高速射出に切換えて金型キャビティ内へ溶湯を一気に充填する。そして、射出プランジャ１９の充填完了位置検出信号、あるいは、圧力センサ３７が充填完了の設定圧力に昇圧した検知信号、により、増圧制御弁装置２１を開き、増圧用アキュームレータ２３からの鋳造圧力に調整された作動油を増圧シリンダ装置２０に供給し、増圧ピストン２５で射出ピストン１５の背圧部作動油を加圧することにより、射出プランジャ１９を介して金型キャビティ内に充填された溶湯へ高圧での加圧が行われる。

そこで、上記発明に係る油圧制御装置に用いられる射出動作断続用のパイロットチェック弁４１について詳述する。図２において、弁体４２に嵌入されたスリーブ４３内には、スリーブ４３内の中間部に形成したシート４４に接離することによってチェック弁４１の入口側５８と出口側５９との間を開口・閉止するチェックスプール４５を摺動可能に嵌装する。チェックスプール４５の背部側に隣接してピストン室５１を設け、このピストン室５１にパイロット操作圧油の給排により進退するパイロットピストン４９を摺動可能に嵌装する。このパイロットピストン４９のロッド５０がチェックスプール４５の背部に向けてピストン室５１の仕切り面を貫通し、チェックスプール４５の背部に形成した穴４６の底部にロッド５０の先端を当接する。また、チェックスプール４５の背部に形成した穴４６の底部とピストン室５１の仕切り面との間にスプリング４８を配接する。さらに、チェックスプール４５の先端部を小径ロッド５２に形成して延伸し、スリーブ４３の先端に取着したガイド５４の穴５５に摺動自在に挿通する。この穴５５はガイド５４の裏側において連通する管路５６をタンク５７へ接続する。この管路５６は大気開放するように接続しても良い。

このように構成されたパイロットチェック弁４１の上記射出制御装置における作用について説明をすると、射出開始前では、切換弁１２は図１の場合の左位置にあり、ピストン室５１に導入されるパイロット操作圧油がパイロットピストン４９を図において右方向に前進し、先端のロッド５０を介してチェックスプール４５をシート４４に押接する力により、射出動作断続用のパイロットチェック弁４１が閉止して、射出用アキュームレータ１３から射出シリンダ装置１０への射出用油圧回路１４を遮断している。そこで、射出指令により射出する際には、切換弁１２が作動して図１の右位置に切り換えられ、ピストン室５１に導入されるパイロット操作圧油がパイロットピストン４９を図において左方向に後退し、ロッド５０先端をチェックスプール４５背部への押接から開離し、チェックスプール４５は入口側５２から流入する圧油の力によって、チェックスプール４５がスプリング４８の力に打勝って後退し、チェック弁を開口することにより、射出用アキュームレータ１３からの作動油が射出用油圧回路１４を通って射出シリンダ装置１０に流入し、射出プランジャ１９を前進させる。射出充填完了して増圧動作が始まると射出シリンダ装置１０側からの背圧力が上昇し始め、チェックスプール４５の前後の面積差により背圧側の押圧力が勝ったタイミングでチェックスプール４５をシート４４に押接しチェック弁４１が確実に閉じられ、射出用油圧回路１４を完全に遮断するとともに、増圧シリンダ装置２０の増圧動作時における射出シリンダ装置１０からの作動油の逆流を防止する。しかも、チェックスプール４５の摺動は、チェックスプール４５の背部側の外周と先端部に延伸した小径ロッド５２とにより両側でガイドされており、かつ、ガイド５４の穴５５をタンク５７（あるいは大気開放）への管路５６に接続しているので、安定した動作が可能となる。

次に、本発明に係る上記油圧制御装置に配接される射出速度流量制御用のサーボ弁ユニット４７について、サーボ弁ユニット４７は複数個のサーボ弁を並列に配置して構成するものとする。以下、図１に示すように、サーボ弁ユニット４７が２個のサーボ弁６１、６２によって配設された場合について説明する。なお、３個以上のサーボ弁とすることも可能である。そこで、サーボ弁ユニット４７取付状態を図３および図４によって説明すると、図において、射出シリンダ装置１０の前部側にサーボ弁ユニット４７を取付けた状態を示し、射出シリンダ装置１０の前進時の作動油排出経路１６を２つの管路で形成し、それぞれの管路１６に接続するサーボ弁６１、６２を背中合わせにして射出シリンダ装置１０のフランジ部に取着する。サーボ弁６１、６２からの出口側管路は中間ブロック６３を介して合流してタンクへ接続する。

このように構成されたサーボ弁ユニット４７は、上記ダイカストマシンの射出制御用油圧制御装置において射出プランジャ１９を前進させる射出シリンダ装置１０の射出速度流量制御用として機能する。すなわち、射出初期段階ではサーボ弁ユニット４７を絞って射出速度を低速に制御し、次に、溶湯が金型ゲートに達する位置まで射出プランジャ１９が前進したとき、サーボ弁ユニット４７を開き高速射出に切換え射出充填する。この際に、サーボ弁ユニット４７は従来装置における大流量の１個のサーボ弁に代えて、２個のサーボ弁６１、６２で構成することによりそれぞれ約半分の小流量の制御流量となり、微少流量に対する応答性が改良され、かつ、リーク量も少なく抑えられる。しかも、従来の１個のサーボ弁に代えて約半分の同じ流量の２個のサーボ弁６１、６２を並設するに際して、図３および図４に示すような取付けを行なうことになり、サーボ弁前後の管路長さを同じようにして圧力損失を等しくすることができるので、同流量に同時制御することが可能となる。また、サーボ弁ユニット４７がコンパクトになる。

本発明に係るダイカストマシンの射出制御用油圧制御装置の実施の形態を示す回路図である。図１の装置における射出動作断続用のパイロットチェック弁の構造を示す断面図である。図１の装置における射出動作断続用のサーボ弁ユニットの取付け状態を示す正面図である。図３のＡ−Ａ断面図である。従来のダイカストマシンの射出制御用油圧制御装置を示す回路図である。

符号の説明

１０射出シリンダ装置
１１射出動作断続用のパイロットチェック弁
１２開閉用電磁切換弁
１３射出アキュームレータ
１４射出用油圧回路
１５射出ピストン
１６作動油排出経路
１７サーボ弁
１９射出プランジャ
２０増圧シリンダ装置
２１増圧制御弁装置
２３増圧用アキューレータ
２４増圧用油圧回路
２５増圧ピストン
３０油圧源
３４鋳造圧力制御弁
３７圧力センサ
４１射出動作断続用のパイロットチェック弁
４２弁体
４３スリーブ
４４シート
４５チェックスプール
４７射出速度流量制御用のサーボ弁ユニット
４８スプリング
４９パイロットピストン
５０ロッド
５１ピストン室
５２小径ロッド
５４ガイド
５５穴
５６管路
５７タンク
６１サーボ弁
６２サーボ弁
６３中間ブロック

Claims

油圧源に合流する射出用アキュームレータを備え、電磁切換弁により開閉制御される射出動作断続用のパイロットチェック弁を介して射出用油圧回路が接続される射出シリンダ装置と、
この射出シリンダ装置のロッド側に接続され射出動作時の作動油排出経路に配設される射出速度流量制御用サーボ弁ユニットと、
前記射出シリンダ装置の射出ピストン側に連結され増圧用アキュームレータを備えた増圧用油圧回路が接続される増圧シリンダ装置と、
を具備して所定のプログラムに基づいて射出および増圧が制御されるように成るダイカストマシンの射出制御用油圧制御装置において、
前記射出速度流量制御用サーボ弁ユニットは、複数個のサーボ弁を並列に配置して成ることを特徴とするダイカストマシンの射出制御用油圧制御装置。
前記射出速度流量制御用サーボ弁ユニットは、
２個のサーボ弁からなり、
前記射出シリンダ装置の前部側に２つの作動油排出管路を設けるとともに、
前記２個のサーボ弁を並設し、
このサーボ弁のそれぞれの入口側に前記管路をそれぞれ接続し、
出口側には中間ブロックを設けて合流することを特徴とする請求項１記載のダイカストマシンの射出制御用油圧制御装置。