JP3474840B2 - 油圧シリンダの増圧装置 - Google Patents

油圧シリンダの増圧装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は油圧シリンダの増圧
装置に係り、特にダイカストマシンや射出成形機におけ
る中子駆動用シリンダに適用され、鋳込み・加圧時に作
動油が圧縮されて中子が押し戻される現象に対処するた
めの装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ダイカストマシンでは、固定金型に対し
て可動金型や中子を組み付けて製品形状に相当するキャ
ビティを構成しておき、射出シリンダで鋳造圧力を与え
た溶湯又は半溶融合金をランナーを通じてキャビティに
注入して鋳込む方法が採用されており、その加圧鋳造に
より比較的複雑な形状の鋳物製品でも高精度に製作する
ことができる。
【０００３】そして、前記の中子駆動用の油圧シリンダ
には、従来から図１０に示すような油圧回路が適用され
ている。同図において、201はシリンダチューブ、202は
ロッドカバー、203はヘッドカバー、204はピストン、20
5はロッドであり、ロッド側ポート206とヘッド側ポート
207への作動油の給排はメータイン回路208,209を介して
４ポート３位置切換え弁210によって行われるが、この
油圧シリンダ200は、ピストン・ロッド204,205に装着さ
れた中子211を前進／後退工程で金型の所定に形成され
た孔等に挿脱させるものであり、油圧シリンダ200のヘ
ッド側ポート207とメータイン回路209の間にはパイロッ
トチェック弁212が介在せしめられていると共にそのパ
イロット圧力はロッド側ポート206から入力されてい
る。
【０００４】この油圧シリンダ200と油圧回路の構成で
は、先ず、切換え弁210を図１０の設定状態とし、ヘッ
ド側ポート207から作動油を供給してピストン・ロッド2
04,205を後退限から前進させることで中子211を金型の
所定位置まで挿入するが、その挿入限まで達すると油圧
シリンダ200のヘッド側シリンダ室213が油圧ポンプ214
の定格圧となり、その平衡状態でピストン204が停止し
てパイロットチェック弁212が開状態から閉状態にな
る。これにより、油圧シリンダ200のヘッド側シリンダ
室213は密閉されてピストン・ロッド204,205がロックさ
れた状態になり、その後にキャビティ内へ溶湯が高圧
（鋳造圧力）で注入され、そのまま溶湯の固化を待って
鋳込みが完了する。
【０００５】鋳込みが完了すると、切換え弁210が逆の
給排位置に切換えられ、ロッド側ポート206から作動油
を供給してピストン・ロッド204,205を後退させるが、
その場合にはパイロットチェック弁212にパイロット圧
が作用して閉状態から開状態となり、ピストン・ロッド
204,205は中子211と共に元の後退限まで戻される。ま
た、その後にキャビティが開枠されて鋳込み製品が取り
出されることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
に中子211を挿入限まで押圧した状態でキャビティ内へ
溶湯が注入されると、その溶湯の鋳造圧力が中子211に
かかり、中子211には鋳造圧力×受圧面積に相当する力
ＦLが作用し、油圧シリンダ200のピストン・ロッド204,
205に大きな押し戻し負荷を発生させる。その場合、パ
イロットチェック弁212が閉状態であるためにピストン
・ロッド204,205のロック状態が維持されており、本来
的にはそのような押し戻し負荷が発生しても問題がない
のであるが、一般的にその負荷は油圧ポンプ214の定格
圧の数倍もある強力な反力であり、ヘッド側シリンダ室
213の作動油に非常に大きな圧力が発生することにな
る。具体的には、中子211に対する押し戻し負荷をＦL、
ピストン204の受圧面積をＡhとすると、作動油の圧力は
ＰLa＝ＦL／Ａhとなり、油圧ポンプ214の定格圧をＰpと
すれば、中子211を挿入限まで前進させてパイロットチ
ェック弁212が閉じた後にΔＰa＝ＰLa−Ｐpだけ昇圧さ
れることになる。
【０００７】一方、作動油は完全な非圧縮性流体ではな
く、極めて小さな圧縮率ではあるが、圧縮性を有してい
る。したがって、パイロットチェック弁212が閉じたと
きのヘッド側シリンダ室213の容積をＶa、作動油の圧縮
率をβとすると、作動油はΔＶ＝ΔＰa×Ｖa×βだけ圧
縮され、結果的に（ΔＶ／Ａh）分だけピストン・ロッ
ド204,205が押し戻される。
【０００８】この押し戻し量は、当然に前記の数式に係
る各要素の条件によって決まるが、実際には作動油の圧
縮率：βが小さいために、通常の油圧シリンダの工程長
に対しては殆ど無視できる程度の大きさである。しかし
ながら、最近ではダイカスト鋳物についても高い寸法精
度が求められており、自動車部品や電気機器部品等につ
いては二次加工を要しない製品が要求されることも多
く、前記の押し戻しによる寸法誤差は無視できない場合
もある。これに対して、予め前記誤差を考慮して金型等
を設計しておく対策もあるが、ダイカストマシンに適用
される油圧シリンダの仕様は一律ではなく、仕様変更等
がなされる場合も想定しなければならず、前記誤差が油
圧シリンダの条件によって変化することからみれば、そ
の対策は非現実的である。
【０００９】そこで、本発明は、作業用シリンダに対し
て合理的に設計された小型の増圧シリンダを増設し、そ
れを前進又は後退工程で適応的に制御することにより、
前記の問題点を解消できる装置を提供することを目的と
して創作された。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、作業用シ
リンダと、前記作業用シリンダのヘッド側シリンダ室に
増圧室を連通させた増圧シリンダと、前記作業用シリン
ダのヘッド側とロッド側の各ポートに対する作動油の供
給／排出を制御する切換え弁と、前記作業用シリンダの
ヘッド側ポートと前記切換え弁との接続回路（以下、
「ヘッド側給排回路」という）に介装せしめられ、前記
作業用シリンダのロッド側ポートと前記切換え弁の接続
回路（以下、「ロッド側給排回路」という）の圧力をパ
イロット圧力とした第１パイロットチェック弁とを具備
すると共に、前記ヘッド側給排回路における第１パイロ
ットチェック弁より切換え弁側の回路と前記増圧シリン
ダの駆動室側との接続回路中に、前記切換え弁を介して
ヘッド側給排回路に作動油を供給する油圧ポンプの定格
圧力で閉状態から開状態へ切換わるチェック弁付きシー
ケンス弁と、前記ロッド側給排回路の圧力をパイロット
圧力とした第２パイロットチェック弁とを順次直列に介
装した構成からなり、前記増圧シリンダの増圧比：Ｋ
を、Ｋ＞ＰLa／Ｐp（但し、Ｐpは油圧ポンプの定格圧
力、ＰLaは前記作業用シリンダのピストン・ロッド前進
工程でＰpとピストン・ロッドに作用する負荷とが平衡
状態になった後に発生する最大負荷の作用時におけるヘ
ッド側シリンダ室の圧力）とすると共に、前記増圧シリ
ンダの増圧室側の最大吐出容量：ΔＶを、ΔＶ＝（ＰLa
−Ｐp）×Ｖa×β（但し、Ｖaは前記平衡状態になる時
のヘッド側シリンダ室の容積、βは作動油の圧縮率）と
して設定したことを特徴とする油圧シリンダの増圧装置
に係る。
【００１１】この発明によれば、前記作業用シリンダの
ピストン・ロッド前進工程で油圧ポンプの定格圧力とピ
ストン・ロッドに作用する負荷とが平衡状態になると、
第１パイロットチェック弁が開状態から閉状態となり、
チェック弁付きシーケンス弁と第２パイロットチェック
弁が閉状態から開状態となって増圧シリンダが自動的に
発進する。増圧シリンダの増圧比：Ｋは、Ｋ＞ＰLa／Ｐ
pの条件によって、前記平衡状態後にピストン・ロッド
に作用する押し戻し最大負荷を超える前進力をピストン
・ロッドに与える値に設定されており、且つその増圧室
側の最大吐出容量：ΔＶは、ΔＶ＝（ＰLa−Ｐp）×Ｖa
×βの条件によって、ヘッド側シリンダ室の作動油の圧
縮量を補償する値に設定されている。ここに、（ＰLa−
Ｐp）となっているのは、作動油は予めＰpによって圧縮
されているため、必要となる補償量は、昇圧分に相当す
る（ＰLa−Ｐp）に対応した圧縮量だけだからである。
したがって、前記平衡状態の後に、ヘッド側シリンダ室
には前記圧縮量相当分だけ作動油が供給されて、同シリ
ンダ室の圧力が自動的にＰLaより大きくなるように昇圧
されるため、作動油の圧縮によってピストン・ロッドが
押し戻されることはなく、所要位置でピストン・ロッド
がロックされる。また、この発明では、作業用シリンダ
と増圧シリンダの給排制御は単一の切換え弁で行うこと
ができる。
【００１２】尚、前記の増圧装置は作業用シリンダがピ
ストン・ロッド前進工程で負荷を受ける場合に係るもの
であるが、後退工程で発生する最大負荷に対抗する場合
には、増圧シリンダの増圧室を作業用シリンダのロッド
側シリンダ室に連通させ、他の油圧回路の配置及び増圧
シリンダに係る条件をヘッド側とロッド側で逆にすれば
よい。
【００１３】第２の発明は、作業用シリンダと、前記作
業用シリンダのヘッド側シリンダ室に増圧室を連通させ
た増圧シリンダと、前記作業用シリンダのヘッド側とロ
ッド側の各ポートに対する作動油の供給／排出を制御す
る切換え弁と、ヘッド側給排回路に介装せしめられ、ロ
ッド側給排回路の圧力をパイロット圧力としたパイロッ
トチェック弁と、前記作業用シリンダのヘッド側シリン
ダ室の圧力を検出する圧力センサと、前記作業用シリン
ダのピストン・ロッド前進工程で前記圧力センサの検出
信号を用いて前記増圧シリンダの駆動室側への作動油の
給排を制御する増圧制御手段とを具備した構成からな
り、前記増圧シリンダの増圧比：Ｋを、Ｋ＞ＰLa／Ｐp
（但し、Ｐpは油圧ポンプの定格圧力、ＰLaは前記作業
用シリンダのピストン・ロッド前進工程でＰpとピスト
ン・ロッドに作用する負荷とが平衡状態になった後に発
生する最大負荷の作用時におけるヘッド側シリンダ室の
圧力）とすると共に、前記増圧シリンダの増圧室側の最
大吐出容量：ΔＶを、ΔＶ≧（ＰLa−Ｐp）×Ｖa×β
（但し、Ｖaは前記平衡状態になる時のヘッド側シリン
ダ室の容積、βは作動油の圧縮率）として設定し、前記
増圧制御手段は、圧力センサの検出信号レベルをＳs、
前記Ｐpに対応する出力信号レベルをＳp、前記ＰLaに対
応する出力信号レベルをＳrとして、Ｓr＞Ｓs≧Ｓpの状
態では前記増圧シリンダの駆動室側へ作動油を供給し、
Ｓs＞Ｓrの状態では前記増圧シリンダの駆動室側から作
動油を排出させることを特徴とする油圧シリンダの増圧
装置に係る。
【００１４】この発明では、第１の発明のようにチェッ
ク弁付きシーケンス弁を用いずに、ヘッド側シリンダ室
の圧力を圧力センサで検出し、その検出圧力ＰsがＰLa
＞Ｐs≧Ｐpであれば増圧シリンダによって作業用シリン
ダのヘッド側シリンダ室を加圧し、Ｐs＞ＰLaであれば
減圧させる。即ち、作業用シリンダのヘッド側シリンダ
室の圧力がＰp以上になるとその圧力を自動的に昇圧さ
せてＰLaに保つようにしている。ヘッド側シリンダ室の
圧力を実際に計測しながら適応制御がなされるため、増
圧シリンダの増圧比：Ｋの条件は第１の発明と同様であ
るが、増圧室側の最大吐出容量：ΔＶは固定的に設定す
る必要はなく、[（ＰLa−Ｐp）×Ｖa×β]以上に設定し
ておけばよい。即ち、この発明の場合、作業用シリンダ
と増圧シリンダの給排制御を個別に実行しなければなら
ないが、ΔＶ＞（ＰLa−Ｐp）×Ｖa×βとした場合にあ
っては、作業用シリンダ側の幅広い仕様範囲に対して共
通仕様の増圧シリンダで対応できるという利点がある。
【００１５】尚、ピストン・ロッド後退工程で発生する
最大負荷に対抗する場合には、増圧シリンダの増圧室を
作業用シリンダのロッド側シリンダ室に連通させると共
に圧力センサでロッド側シリンダ室の圧力を計測するよ
うにし、パイロットチェック弁をヘッド側とロッド側で
逆に設けるようにすればよい。
【００１６】第３の発明は、作業用シリンダと、前記作
業用シリンダのヘッド側シリンダ室に増圧室を連通させ
た増圧シリンダと、前記作業用シリンダのヘッド側とロ
ッド側の各ポートに対する作動油の供給／排出を制御す
る切換え弁と、ヘッド側給排回路に介装せしめられ、ロ
ッド側給排回路の圧力をパイロット圧力としたパイロッ
トチェック弁と、前記作業用シリンダのピストン・ロッ
ド前進工程において油圧ポンプの定格圧力と前記作業用
シリンダのピストン・ロッドに作用する負荷とが平衡状
態となる際のピストン・ロッドの位置が既知であり、ピ
ストン・ロッドがその位置へ到達したときにそれを検出
する位置検出手段と、前記作業用シリンダのピストン・
ロッド前進工程における前記位置検出手段による検出信
号に基づいて、前記増圧シリンダの駆動室側への作動油
の供給を開始する増圧制御手段とを具備した構成からな
り、前記増圧シリンダの増圧比：Ｋを、Ｋ＞ＰLa／Ｐp
（但し、Ｐpは油圧ポンプの定格圧力、ＰLaは前記位置
検出手段による前記検出後に発生する最大負荷の作用時
のヘッド側シリンダ室の圧力）とすると共に、前記増圧
シリンダの増圧室側の最大吐出容量：ΔＶを、ΔＶ＝
（ＰLa−Ｐp）×Ｖa×β（但し、Ｖaは前記位置検出手
段による前記検出時でのヘッド側シリンダ室の容積、β
は作動油の圧縮率）として設定したことを特徴とする油
圧シリンダの増圧装置に係る。
【００１７】この発明は、第２の発明が圧力センサを用
いているのに対し、作業用シリンダのピストン・ロッド
が所定位置へ到達したときにそれを検出する位置検出手
段を用いている。一般に、油圧シリンダに増圧装置を適
用する場合において、作業用シリンダ側で増圧が必要と
なるピストン・ロッドの位置は経験的に既知であること
が多く、位置検出情報に基づいて増圧シリンダの駆動開
始を行わせることも可能である。ここに、位置検出手段
としては、リミットスイッチを用いる手段や、磁気セン
サやインダクタンスセンサを利用する手段等の各種公知
技術を適用できる。但し、この場合には増圧シリンダの
駆動開始のタイミングを検出するだけであるため、増圧
シリンダの条件は第１の発明の場合と同様になる。
【００１８】尚、ピストン・ロッド後退工程で発生する
最大負荷に対抗する場合には、増圧シリンダの増圧室を
作業用シリンダのロッド側シリンダ室に連通させ、パイ
ロットチェック弁をヘッド側とロッド側で逆に設ける。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の「油圧シリンダの
増圧装置」に係る各実施形態を、図１から図９を用いて
詳細に説明する。但し、以下の各実施形態においては、
従来技術で示したようなダイカストマシンにおける中子
駆動用の作業用シリンダに適用される増圧装置を対象と
して説明する。
【００２０】[実施形態１]この実施形態に係る作業用シ
リンダと増圧装置の構成は図１に示される。同図におい
て、1は作業用シリンダ、2aは増圧シリンダである。作
業用シリンダ1について、11はシリンダチューブ、12は
ロッドカバー、13はヘッドカバー、14はピストン、15は
ロッドであり、ロッド側ポート16とヘッド側ポート17へ
の作動油の給排がメータイン回路18,19を介して４ポー
ト３位置切換え弁20によって行われる点、及びヘッド側
ポート17とメータイン回路19の間にはパイロットチェッ
ク弁21が介在せしめられていると共にそのパイロット圧
力がロッド側ポート16側から入力されている点は、従来
技術（図１０）で示した油圧シリンダとその油圧回路の
構成と同様である。
【００２１】この実施形態は、増圧シリンダ2aがその増
圧室31側を作業用シリンダ1のヘッド側シリンダ室22に
連通させており、その駆動室32側がパイロットチェック
弁33とチェック弁付きシーケンス弁34を介在させた油圧
回路によって作業用シリンダ1のヘッド側給排回路23に
おけるパイロットチェック弁21とメータイン回路19の間
に接続されている点に特徴がある。ここに、前記のパイ
ロットチェック弁33のパイロット圧力は、パイロットチ
ェック弁21と同様に、作業用シリンダ1のロッド側給排
回路24側からとってあり、前記チェック弁付きシーケン
ス弁34は油圧ポンプ25の定格圧力Ｐpで閉状態から開状
態へ切換わるように設定されている。また、この実施形
態の増圧シリンダ2aでは、作業用シリンダ1のヘッド側
シリンダ室22への連通路を増圧室31として、プランジャ
ロッド35が前記増圧室31側に内嵌・摺動するようになっ
ており、中間室36がロッド側給排回路24側に接続された
構成になっている。もっとも、増圧シリンダ2aの構成は
これに限定されるものではなく、プランジャロッド35側
が小径ピストンとロッドの結合体として大径ピストン側
に連結されたような構造であってもよく、要は増圧機能
を発揮するシリンダであればよい。
【００２２】以上の構成において、図１のように作業用
シリンダ1のピストン・ロッド14,15と増圧シリンダ2aの
プランジャロッド35が後退限にある状態で、切換え弁20
を切換位置20aに設定して作動油の給排を行うと、パイ
ロットチェック弁21が開状態となって図２に示すように
ピストン・ロッド14,15が中子41と共に前進する。ここ
で、その前進工程においてはピストン・ロッド14,15に
殆ど負荷がかかっておらず、チェック弁付きシーケンス
弁34は閉状態のままであり、増圧シリンダ2aの駆動室32
側は加圧されない。
【００２３】そして、ロッド15が中子41を更に前進させ
てゆくと、金型（図示せず）側で設定されている所定位
置に達し、中子41はそのフランジ部等が金型側の面と当
接してそれ以上に前進させることができなくなり、キャ
ビティに対して中子41の先端側が所要分だけ挿入された
状態で停止する。即ち、通例のダイカストマシンの場合
であれば、その状態で中子41のセットが完了し、キャビ
ティに対する溶湯の注入が開始されることになる。
【００２４】しかし、この実施形態では、中子41が前記
のようにセットされた段階で、油圧ポンプ25の定格圧力
Ｐpによる前進力Ｆhと中子41から受けるピストン・ロッ
ド14,15の負荷が平衡状態となり、図３に示すように、
作業用シリンダ1のヘッド側シリンダ室22とヘッド側給
排路23の圧力が油圧ポンプ25の定格圧力Ｐpになると共
に、パイロットチェック弁21が開状態から閉状態とな
る。
【００２５】すると、前記の平衡状態に至った段階で、
チェック弁付きシーケンス弁34の一次側が油圧ポンプ25
の定格圧力Ｐpまで昇圧し、同シーケンス弁34が閉状態
から開状態へ切換わる共にパイロットチェック弁33も開
状態となり、増圧シリンダ2aの駆動室32側が前記定格圧
力Ｐpとなる。したがって、その段階で増圧シリンダ2a
が発進せしめられるが、増圧シリンダ2aは、その増圧比
をＫに、また増圧室31側のプランジャロッド35が後退限
から前進限まで移動したときの最大吐出容量をΔＶに設
定して設計されており、その発進によって増圧室31側か
ら作業用シリンダ1のヘッド側シリンダ室22へΔＶ分だ
け作動油を供給すると共に、同シリンダ室22の圧力をＰ
pからＫ・Ｐpに昇圧させる。尚、増圧シリンダ2aの前進
駆動時には、その中間室36の作動油はドレイン側への接
続状態にあるロッド側給排回路24へ排出される。
【００２６】そして、この実施形態の増圧装置が適用さ
れているダイカストマシンでは、前記の増圧シリンダ2a
の発進動作が完了した後に溶湯の注入が開始され、キャ
ビティ内に充填される。ところで、中子41はキャビティ
内の高熱半溶融状態の溶湯に挿入された状態になるが、
その溶湯は鋳造圧力に対応した高圧で注入・充填される
ため、中子41には（鋳造圧力×中子41の受圧面積）に相
当する押し戻し力ＦLが作用する。そして、一般的に、
この押し戻し力ＦLは、油圧ポンプ25の定格圧力Ｐpによ
るピストン14の駆動力の数倍にも相当するものである。
【００２７】ここで、作業用シリンダ1に対して増圧シ
リンダ2aが増設されていない場合（即ち、図１０の構成
とした場合）を仮定し、作業用シリンダ1のヘッド側シ
リンダ室22が油圧ポンプ25の定格圧力Ｐpのままである
とする。その場合、前記の押し戻し力ＦLに対して、作
業用シリンダ1のヘッド側シリンダ室22はパイロットチ
ェック弁21が閉状態になったために密閉されており、作
動油の圧力がＰpから昇圧して平衡するのであるが、作
動油は微小ではあっても圧縮性を有している。この作動
油の圧縮率は、油の種類によって多少異なるが、２０〜
８０℃において約３〜９×１０-5（cm2/kgf）程度であ
り、一般の油圧シリンダにおいては作動油を非圧縮性流
体として取り扱ってもよいが、前記のように押し戻し力
ＦLが強力であり、中子41の圧入量が製品の高い寸法精
度を直接保証するような場合においては、作動油の圧縮
性を無視できなくなることが少なくない。
【００２８】具体的には、前記の平衡状態になった後に
おけるヘッド側シリンダ室22の作動油の昇圧分ΔＰaは
（ＰLa−Ｐp）[但し、ＰLaは押し戻し力ＦLの圧力換算
値]となり、その昇圧による作動油の圧縮量ΔＶは、Δ
Ｖ＝ΔＰa×Ｖa×β［但し、Ｖaは前記の平衡状態にな
った時点でのヘッド側シリンダ室22の容積、βは作動油
の圧縮率］で与えられるが、例えば、ピストン14の受圧
面積Ａhを７８.５（cm2）[直径；１０cm相当]、平衡状
態となったときの後退限からの工程長Ｗaを６.４（c
m）、油圧ポンプ25の定格圧力Ｐpを７０（kg／cm2）、
前記の押し戻し力ＦLを２.２×１０4（kg）＝[Ｐp×４
×Ａh]、作動油の圧縮率βを３.３３×１０-5（cm2/kg
f）とすれば、ΔＶ＝｛（ＦL／Ａh）−Ｐp｝×（Ａh×
Ｗa）×β＝３.５（cm3）となり、ピストン・ロッド14,
15はΔＷa＝ΔＶ／Ａh＝０.０４５（cm）だけ押し戻さ
れてしまうことになる。この値は油圧シリンダ1の工程
長からみれば極めて小さい値であるが、鋳物製品におい
て二次加工を要しないような高い寸法精度が求められて
いる場合には、無視できないことがある。
【００２９】ここで、この実施形態の増圧装置に説明を
戻すと、前記のように、増圧シリンダ2aは増圧比がＫ
に、増圧室31側の最大吐出容量がΔＶに設定されている
が、 ：Ｋ＞ＰLa／Ｐp 及び ：ΔＶ＝ΔＰa×Ｖa×β
の各条件を満たすように設計されている。即ち、増圧
シリンダ2aの増圧比Ｋは、Ｋ＝（ピストン37の受圧面
積）／（プランジャロッド35の受圧面積）に相当する
が、それが（ＰLa／Ｐp）より大きく設計されており、
[（プランジャロッド35の受圧面積）×最大工程長]が
（ΔＰa×Ｖa×β）と等しくなるように設計されてい
る。
【００３０】したがって、キャビティ内の溶湯に与えら
れている鋳造圧力により中子41からの負荷が大きくなっ
て押し戻し力ＦLが生じても、その段階では、増圧シリ
ンダ2aに与えた前記条件に基づいて作業用シリンダ1
のヘッド側シリンダ室22の圧力がＰLaより大きくなって
おり、また押し戻し力ＦLが作用してヘッド側シリンダ
室22に生じる昇圧分に対応した作動油の圧縮量は、前記
条件によって補償されているため、ピストン・ロッド
14,15の後退を防止できる。その結果、キャビティ内で
溶湯が固化して得られる鋳物製品には作動油の圧縮に起
因する誤差が発生せず、高い寸法精度での製品が得られ
ることになる。
【００３１】また、増圧シリンダ2aの最大吐出容量ΔＶ
は、前記の事例であっても３.５（cm3）と極めて小さい
容量で足り、作業用シリンダ1のヘッドカバー13側に超
小型のシリンダとして増設するだけでよく、更にはヘッ
ドカバー13やシリンダチューブ11の肉厚内に埋設するこ
とも可能である。
【００３２】前記の鋳込み工程が完了した後、キャビテ
ィは開枠されて作業用シリンダ1のピストン・ロッド14,
15が後退せしめられるが、その状態は図４に示される。
この状態では、切換え弁20が上記とは逆の切換位置20c
に設定されてピストン・ロッド14,15が後退するが、パ
イロットチェック弁21,33はロッド側給排回路24の圧力
をパイロット圧としているために前記切換えによって閉
状態から開状態となり、作業用シリンダ1のヘッド側シ
リンダ室22と増圧シリンダ2aの駆動室32の作動油はそれ
ぞれドレイン側へ排出され、増圧シリンダ2aの中間室36
にはロッド側給排回路24から作動油が供給されてそのピ
ストン37とプランジャロッド35は後退限まで戻される。
したがって、作業用シリンダ1と増圧シリンダ2aは初期
状態（図１の状態）へ復帰し、次の鋳込み工程の実行に
備えて待機することになる。
【００３３】[実施形態２]この実施形態に係る作業用シ
リンダと増圧装置の構成は図５に示され、同図は実施形
態１における図３に相当する状態に係るものである。図
５を図３と比較すると明らかなように、この実施形態に
おける作業用シリンダ1とその駆動用の油圧回路の構
成、及び増圧シリンダ2a’がその増圧室31’を作業用シ
リンダ1のヘッド側シリンダ室22に連通させて付設され
ている点は、実施形態１の場合と同様である。したがっ
て、図５において図３と同一符号で示される要素は同一
のものであり、また増圧シリンダ2a’とその構成要素に
関しては「’」を付してあるが、これは、機能的には同
様であるが、そのサイズや容量において異なる値をとり
得ることを意味する。
【００３４】この実施形態では、実施形態１の場合のよ
うに増圧シリンダ2a’を作業用シリンダ1と同一の油圧
回路で制御せず、独立した油圧回路を別に設けて制御す
るようにしている。そのために、実施形態１で油圧回路
要素とされていたパイロットチェック弁33とチェック弁
付きシーケンス弁34は存在せず、その代わりに、ヘッド
側シリンダ室22の圧力を検出する圧力センサ50と、増圧
シリンダ2a’の駆動室32’に対する作動油の給排の切換
えを実行する４ポート３位置切換え弁42と、駆動室32’
と切換え弁42との間に設けられたパイロットチェック弁
43及びメータイン回路44,45と、圧力センサ50が出力す
る検出信号（Ｓs）に基づいて切換え弁42の切換位置42a
〜42cを自動制御する切換え制御部46が設けられている
点に特徴がある。尚、前記のパイロットチェック弁43の
主回路は増圧シリンダ2a’の駆動室32’と一方のメータ
イン回路44に接続され、そのパイロット入力は他方のメ
ータイン回路45に接続されており、切換え弁42によって
パイロットチェック弁43を介した給排制御が実行される
ようになっている。また、切換え制御部46には、予め油
圧ポンプの定格圧Ｐpと中子41が受ける最大負荷ＦLに対
応した信号レベル値に相当するＳpとＳrが記憶せしめら
れており、内蔵した比較器46a,46bによって圧力センサ5
0の検出信号Ｓsのレベルと前記の各レベル値Ｓp,Ｓrと
を比較し、その比較結果に基づいて切換え弁42の制御を
実行するようになっている。
【００３５】以上の構成において、作業用シリンダ1の
前進工程では、増圧シリンダ2a’のピストン37’とプラ
ンジャロッド35’が後退限にある状態から、切換え弁42
は中立位置42bに設定したまま、切換え弁20が切換位置2
0aに設定される。作業用シリンダ1の前進工程の継続に
より、油圧ポンプ25の定格圧力Ｐpによるピストン・ロ
ッド14,15の前進力Ｆhと中子41から受ける負荷とが平衡
すると（中子41が金型の所定位置に挿入された段階での
平衡状態）、パイロットチェック弁21が開状態から閉状
態になり、ピストン・ロッド14,15の前進は一旦停止す
る。そして、その状態では、ヘッド側シリンダ室22の圧
力がＰpとなるため、圧力センサ50の信号Ｓsがレベル値
Ｓpとなって切換え制御部46の比較器46aがその検出信号
を出力し、切換え制御部46は切換え弁42を中立位置42b
から増圧位置42cへ切換える。
【００３６】これにより、パイロットチェック弁43が開
状態となって増圧シリンダ2a’の駆動室32’側へ作動油
が供給され、そのピストン・ロッド35’,37’が前進せ
しめられるが、この実施形態に係る増圧シリンダ2a’
は、実施形態１の場合と同様に、その増圧比ＫがＫ＞Ｐ
La／Ｐpの条件を満たし、また、その最大吐出量ΔＶに
ついては、ΔＶ＞（ＰLa−Ｐp）×Ｖa×βの条件を満た
すように設計されている。但し、ＰLaとＶaとβの定義
は実施形態１の場合と同様である。したがって、前記の
ように金型の所定位置まで中子41を挿入して作業用シリ
ンダ1のピストン・ロッド14,15が停止した状態で、その
ヘッド側シリンダ室22には増圧シリンダ2a’の増圧室3
1’から作動油が供給されて、同シリンダ室22の圧力が
高められる。
【００３７】ところで、この実施形態に係る増圧シリン
ダ2a’は、増圧比：Ｋに関しては、実施形態１の場合と
同様にＫ＞ＰLa／Ｐpであるが、最大吐出量ΔＶについ
ては、実施形態１の場合がΔＶ＝（ＰLa−Ｐp）×Ｖa×
βであったのに対してΔＶ＞（ＰLa−Ｐp）×Ｖa×βと
されている。この条件によれば、増圧シリンダ2a’の発
進によって、作業用シリンダ1のヘッド側シリンダ室22
をＰLaより大きな圧力に昇圧できることはよいが、ΔＶ
＞（ＰLa−Ｐp）×Ｖa×βになっているため、後述の鋳
造圧力に基づいて中子41が受ける最大負荷ＦLによる作
動油の圧縮量を超えて増圧シリンダ2a’からヘッド側シ
リンダ室22へ作動油が供給されてしまう。即ち、[（ＰL
a−Ｐp）×Ｖa×β]の容量分だけ補償して、作業用シリ
ンダ1のヘッド側シリンダ室22の圧力をＰLaより大きく
すれば足りるにも拘わらず、｛ΔＶ−[（ＰLa−Ｐp）×
Ｖa×β]｝に相当する余分な作動油がヘッド側シリンダ
室22に送り込まれ、同シリンダ室22を過剰に高圧にして
しまうことになる。そして、その場合には、シール部材
等に破損を招く恐れがあり、頻繁に油漏れ事故が発生す
る等の不具合も生じかねない。
【００３８】そこで、この実施形態では、切換え制御部
46が、比較器46a,46bの比較結果を監視しながら、圧力
センサ50の検出信号ＳsのレベルがＳr＞Ｓs≧Ｓpの範囲
にあれば前記のように切換え弁42を増圧位置42c側に設
定し、Ｓr＝Ｓsでは中立位置42bに設定し、Ｓs＞Ｓrに
なれば圧抜き位置42a側に設定するという制御シーケン
スを実行し、それによって作業用シリンダ1のヘッド側
シリンダ室22の圧力をＰLaに保つようにしている。尚、
前記の制御段階で、増圧シリンダ2a’の中間室36’はド
レイン側への接続状態にある作業用シリンダ11のロッド
側給排回路24に接続されていることは、実施形態１の場
合と同様である。
【００３９】その結果、キャビティに中子41をセットし
た状態でキャビティ内に溶湯が注入され、その鋳造圧力
により中子41からの負荷が大きくなって押し戻し力ＦL
が作用しても、実施形態１の場合と同様に、予め作業用
シリンダ1のヘッド側シリンダ室22の圧力がＰLaより大
きくなっており、また押し戻し力ＦLが作用してヘッド
側シリンダ室22に生じる昇圧分に対応した作動油の圧縮
量が補償されているため、ピストン・ロッド14,15の後
退を防止できる。
【００４０】尚、鋳込み工程が完了した後、キャビティ
は開枠されて作業用シリンダ1のピストン・ロッド14,15
が後退せしめられるが、その場合には、作業用シリンダ
1側の切換え弁20が切換位置20cに、増圧シリンダ2a’側
の切換え弁42が圧抜き位置42aにそれぞれ切換え設定さ
れ、各パイロットチェック弁21,43が閉状態から開状態
となって、作業用シリンダ1のピストン・ロッド14,15が
後退限まで戻されると共に、増圧シリンダ2a’のピスト
ン37’とプランジャロッド35’も後退限まで戻って初期
状態に復帰する。
【００４１】ところで、この実施形態によれば、上記の
ように増圧シリンダ2a’の設計に際して、増圧比Ｋに関
しては実施形態１と同様であるが、最大吐出量ΔＶにつ
いてはΔＶ＞（ＰLa−Ｐp）×Ｖa×βとしておけばよ
い。これは、増圧シリンダ2a’の仕様について自由度を
持たせられることを意味する。即ち、実施形態１ではΔ
Ｖ＝（ＰLa−Ｐp）×Ｖa×βの条件を満たしていなけれ
ばならず、圧縮率βが同一の作動油を用いる場合にあっ
ては、[（ＰLa−Ｐp）×Ｖa]が同一である作業用シリン
ダにしか適用できないが、この実施形態ではΔＶ＞（Ｐ
La−Ｐp）×Ｖa×βとして設計しておけば、[（ＰLa−
Ｐp）×Ｖa]がそれよりも大きい値をもつ作業用シリン
ダにも適用できる。換言すれば、圧力センサ50を用いた
適応的制御を行うようにしたことにより、一つの仕様で
設計された増圧シリンダ2a’を幅広い設計仕様の作業用
シリンダに適用でき、増圧シリンダ2a’の規格化を図る
ことが可能になる。
【００４２】[実施形態３]この実施形態の要部に係る構
成は図６及び図７に示される。各図において、作業用シ
リンダ1及び増圧シリンダ2aの構造は上記の実施形態１
の場合と同様であり、また全体を図示していないが、そ
の制御用油圧回路の基本的構成は上記の実施形態２の場
合と同様である。したがって、増圧シリンダ2aは、その
増圧比ＫがＫ＞ＰLa／Ｐpの条件を満たすように、また
プランジャロッド35が後退限から前進限まで移動したと
きの最大吐出容量をΔＶ＝（ＰLa−Ｐp）×Ｖa×βとし
て設計されている。
【００４３】この実施形態の特徴は、ダイカストマシン
において、中子41の挿入工程でのセット位置（油圧ポン
プ25の定格圧力Ｐpによる前進力Ｆhと中子41から受ける
ピストン・ロッド14,15の負荷とが平衡状態となるとき
のピストン・ロッド14,15の位置）は予め知られている
ため、その既知位置を検出するための位置検出手段51,5
2を設けた点、及びその位置検出手段51,52の検出信号に
基づいて増圧シリンダ2aを発進させるための切換え制御
部53,53’を設けている点にある。
【００４４】ここに、図６に示す装置の構成では、作業
用シリンダ1のピストン14の背面側にヘッドカバー13を
貫通して後方へ伸びた棒54を連設すると共に、その棒54
の後端部に駒55を取り付けておき、一方、ヘッドカバー
13の後方にはリミットスイッチ51が固設されており（図
ではヘッドカバー13の背面に取り付けられたブラケット
等に固定されている）、作業用シリンダ1のピストン・
ロッド14,15が移動して駒55がリミットスイッチ51をＯ
Ｎ／ＯＦＦするようになっている。そして、リミットス
イッチ51と駒55の相対的位置関係は、リミットスイッチ
51が駒55によって切換わるときのピストン・ロッド14,1
5の位置が前記の中子41のセット位置に対応するように
調整されている。
【００４５】したがって、リミットスイッチ51の切換わ
り信号Ｓsに基づいて切換え制御部53が切換え弁42（図
示せず）を増圧位置42cに切換え、後退限にある増圧シ
リンダ2aのピストン・ロッドを前進させるようにすれ
ば、実施形態１の場合と同様の効果が得られる。
【００４６】次に、図７に示す装置の構成では、内蔵し
た励振コイルと検出コイルの誘導係数の変化を出力信号
として検出するインダクタンスセンサ52が作業用シリン
ダ1のヘッドカバー13を貫通させてピストン・ロッド14,
15に穿設した孔56内に内挿されており、ピストン・ロッ
ド14,15の移動によって変化するインダクタンスセンサ5
2の出力信号Ｓsに基づいてピストン・ロッド14,15の位
置を検出するようになっている。尚、このようなインダ
クタンスセンサ52としては、例えば、特願平11−138128
号に開示されているような技術が適用できる。
【００４７】したがって、中子41のセット位置に対応す
るピストン・ロッド14,15の位置におけるインダクタン
スセンサ52の出力レベルを予め切換え制御部53’に記憶
させておき、インダクタンスセンサ52の出力信号Ｓsが
前記レベルになった時点で、切換え制御部53’が切換え
弁42（図示せず）を増圧位置42cに切換えて後退限にあ
る増圧シリンダ2aのピストンとプランジャロッド35を前
進させるようにすれば、実施形態１の場合と同様の効果
が得られる。
【００４８】これらの位置検出手段51,52を用いた制御
方式では、実施形態２の場合のように一つの仕様で設計
された増圧シリンダを幅広い設計仕様の作業用シリンダ
に適用することができないが、汎用されている既存のセ
ンサを利用して装置を簡単に構成できるという利点があ
る。尚、位置検出手段としては、前記２種以外にも、作
業用シリンダ1のピストン・ロッド14,15の作動速度が一
定であれば、タイマーを用いて後退限から平衡状態に至
るまでの時間を計測し、その時間が経過した時点で増圧
シリンダ2aを発進させるような方式も採用できる。
【００４９】[実施形態４]上記の実施形態１〜３が作業
用シリンダ1のピストン・ロッド14,15の前進工程におい
て増圧シリンダ2a,2a’を発進させて作動油の圧縮によ
るピストン・ロッド14,15の後退を補償するものである
のに対し、この実施形態は、ピストン・ロッド14,15の
後退工程で強力な引き戻し力が発生する場合に同様の機
能を発揮させるものである。例えば、ダイカストマシン
では作業用シリンダ1の配置条件に制約を受けて、金型
に対する中子の挿入・セットをピストン・ロッド14,15
の後退工程で実行させなければならないような場合があ
るが、そのような場合に対応した増圧装置を提供するも
のである。
【００５０】この実施形態に係る作業用シリンダと増圧
装置の構成は図８及び図９に示される。先ず、図８の装
置は、ピストン・ロッド14,15の後退工程において、上
記の実施形態１の装置と同様の原理でピストン・ロッド
14,15の強力な引き戻し力ＦL’による作動油の圧縮に基
づくピストン・ロッド14,15の戻りを補償するものであ
る。したがって、図８と図１の構成を比較すれば明らか
なように、この実施形態では増圧シリンダ2bがその増圧
室31b側を作業用シリンダ1のロッド側シリンダ室61に連
通させており、それに対応して油圧回路要素であるパイ
ロットチェック弁21,33とチェック弁付きシーケンス弁3
4もヘッド側とロッド側とで実施形態１の場合と逆の関
係となるように設けられている。
【００５１】この実施形態においても、ピストン・ロッ
ド14,15の後退工程においてロッド側シリンダ室61で実
施形態１と同様の状態が生じ、油圧ポンプ25の定格圧力
Ｐpによる後退力Ｆh’と中子41から受けるピストン・ロ
ッド14,15の負荷（引き戻し方向）が平衡状態となって
パイロットチェック弁21が閉じた後に、チェック弁付き
シーケンス弁34が開状態となって増圧シリンダ2bを発進
させて中子41の挿入・セットを完了させる。その後、キ
ャビティに対する溶湯の注入によって鋳造圧力に基づい
た強力な負荷ＦL’（引き戻し方向）がピストン・ロッ
ド14,15に作用するが、増圧シリンダ2bの増圧比：Ｋを
Ｋ＞ＰLb／Ｐp（ＰLbは負荷ＦL’の作用時におけるロッ
ド側シリンダ室61の圧力）とし、増圧シリンダ2の増圧
室側の最大吐出容量：ΔＶをΔＶ＝（ＰLb−Ｐp）×Ｖb
×β（Ｖbは前記平衡状態になった時のロッド側シリン
ダ室61の容積）としておけば、前記の作動油の圧縮量を
補償してピストン・ロッド14,15が引き戻されてしまう
ことを防止できる。
【００５２】次に、図９の装置は、ピストン・ロッド1
4,15の後退工程において、上記の実施形態２の装置と同
様の原理でピストン・ロッド14,15の強力な引き戻し力
ＦL’による作動油の圧縮に基づくピストン・ロッド14,
15の戻りを補償するものである。したがって、図９と図
５の構成を比較すれば明らかなように、この実施形態で
は増圧シリンダ2b’がその増圧室31b’側を作業用シリ
ンダ1のロッド側シリンダ室62に連通させており、それ
に対応して圧力センサ50と切換え制御部46及び油圧回路
要素であるパイロットチェック弁21,43とメータイン回
路(18,19),(44,45)と切換え弁20,42もヘッド側とロッド
側とで実施形態２の場合と逆の関係となるように設けら
れている。
【００５３】そして、動作原理に関しても、ピストン・
ロッド14,15の後退工程で増圧シリンダ2b’の発進を行
わせる点で異なるだけであり、増圧シリンダ2b’の増圧
比Ｋや増圧室31b’側の最大吐出容量：ΔＶに係る条件
は、油圧ポンプ25の定格圧Ｐpと負荷とが平衡状態とな
るピストン・ロッド14,15の位置に基づいて決定される
ことになるが、基本的な作動手順と機能については、ヘ
ッド側とロッド側とで実施形態２の場合と逆になるだけ
である。
【００５４】また、実施形態３の装置（図６と図７）に
ついても、増圧シリンダ2aの増圧室側を作業用シリンダ
1のロッド側シリンダ室に連通させておき、油圧回路要
素等をヘッド側とロッド側とで逆の関係で構成するよう
にすれば、ピストン・ロッド14,15の後退工程で位置検
出手段51,52によって平衡状態となる既知位置を検出し
た時点で増圧シリンダを発進させることができ、中子41
の挿入・セット後の溶湯の鋳造圧力に基づくロッド側シ
リンダ室の作動油の圧縮量を補償した同シリンダ室の昇
圧が可能になる。
【００５５】前記のように、この実施形態は、実施形態
１〜３の装置と同様の機能をピストン・ロッド14,15の
後退工程で実行させるものであるが、中子41の挿入・セ
ット後の鋳造圧力による作動油の圧縮に係る問題点だけ
でなく、中子41の引き抜き時や金型の剥離時に発生する
大きな負荷に対しても有効である。即ち、中子41を引抜
き時等の初期段階では固化した鋳物との剥離に大きな力
が必要となり、油圧ポンプ25の定格圧がそれに対応でき
ないときには、より大型の油圧シリンダを適用せざるを
得ない。即ち、剥離の際の僅かな工程分だけに大きな引
抜力を供給すれば足りるにも拘わらず、大型の油圧シリ
ンダを適用することになり、ダイカストマシンに余分な
スペースを確保しなければならないという問題がある。
その問題に対して、この実施形態の装置によれば、前記
の剥離時にのみ増圧シリンダ2b,2b’を発進させて強力
な力を供給するような構成にすることも容易であり、増
圧シリンダ2b,2b’が極めて小型であることと併せて、
前記の問題点を合理的に解消できる。
【００５６】
【発明の効果】本発明の油圧シリンダの増圧装置は、以
上の構成を有していることにより、次のような効果を奏
する。請求項１の発明は、作業用シリンダのピストン・
ロッドの前進工程において、ロッドにかかる負荷と油圧
ポンプの定格圧力による前進力とが平衡してピストン・
ロッドをロックした状態から、ロッドにかかる負荷が増
大してヘッド側シリンダ室の作動油が圧縮することによ
りピストン・ロッドが後退してしまうという問題につい
て、前記平衡状態から増圧シリンダを自動発進させてそ
の圧縮量を補償することを可能にし、ダイカストマシン
や射出成形機における中子圧入用の油圧シリンダに適用
することにより、誤差の生じない高い寸法精度での鋳物
製品の製造を実現する。また、作業用シリンダに付設す
る増圧シリンダの増圧室側の最大吐出容量は前記圧縮量
に相当するものであれば足り、極めて小型のシリンダで
構成できることから、増圧シリンダの付設のためのスペ
ースは殆ど要さず、作業用シリンダのヘッドやシリンダ
チューブに埋設することも可能である。請求項３の発明
は、作業用シリンダのヘッド側シリンダ室の圧力を圧力
センサで検出しながら、増圧シリンダの発進とヘッド側
シリンダ室を所要圧力に保つ制御を実行することによ
り、請求項１の発明と同様の効果を実現する。特に、こ
の発明では、増圧シリンダの増圧室側の最大吐出容量を
個別の作業用シリンダの仕様に対応させる必要がなく、
増圧シリンダをΔＶ＞ΔＰa×Ｖa×βの条件下に規格化
しておいて、各種作業用シリンダに適用することを可能
にする。請求項５の発明は、公知技術であるリミットス
イッチやインダクタンスセンサ等を用いたピストン・ロ
ッドの位置検出手段を適用して増圧シリンダの発進動作
を行わせるようにし、請求項１の発明と同様の効果を実
現する。請求項２、請求項４及び請求項６の発明は、作
業用シリンダの後退工程において請求項１、請求項３及
び請求項５の発明と同様の機能・効果が得られるように
すると共に、中子の引き抜きや金型の剥離の際にも有効
な装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る作業用シリンダと増圧装置の
構成を示すシリンダの模式的構成図と油圧回路図であ
る。
【図２】実施形態１において、ピストン・ロッドの前進
状態を説明するためのシリンダの模式的構成図と油圧回
路図である。
【図３】実施形態１において、増圧シリンダの発進・駆
動状態を説明するためのシリンダの模式的構成図と油圧
回路図である。
【図４】実施形態１において、ピストン・ロッドの後退
状態を説明するためのシリンダの模式的構成図と油圧回
路図である。
【図５】実施形態２に係る作業用シリンダと増圧装置の
構成を示すシリンダの模式的構成図と油圧回路図であ
る。
【図６】実施形態３に係る作業用シリンダと増圧装置
（ピストン・ロッドの位置検出手段としてリミットスイ
ッチ方式を適用した場合）の構成（但し、作動油供給源
側の油圧回路の一部を省略）を示す図である。
【図７】実施形態３に係る作業用シリンダと増圧装置
（ピストン・ロッドの位置検出手段としてインダクタン
スセンサ方式を適用した場合）の構成（但し、作動油供
給源側の油圧回路の一部を省略）を示す図である。
【図８】実施形態４（ピストン・ロッドの後退工程で実
施形態１と同様の機能を実現する構成）に係る作業用シ
リンダと増圧装置の構成を示すシリンダの模式的構成図
と油圧回路図である。
【図９】実施形態４（ピストン・ロッドの後退工程で実
施形態２と同様の機能を実現する構成）に係る作業用シ
リンダと増圧装置の構成を示すシリンダの模式的構成図
と油圧回路図である。
【図１０】従来技術に係る中子圧入用シリンダの模式的
構成とその油圧回路を示す図である。
【符号の説明】
1…作業用シリンダ、2a,2a’,2b,2b’…増圧シリンダ、
11…シリンダチューブ、12…ロッドカバー、13…ヘッド
カバー、14…ピストン、15…ロッド、16,17…ポート、1
8,19…メータイン回路、20…４ポート３位置切換え弁、
20a,20b,20c…切換位置、21…パイロットチェック弁、2
2…ヘッド側シリンダ室、23…ヘッド側給排回路、24…
ロッド側給排回路、25…油圧ポンプ、31,31’,31b,31
b’…増圧室、32,32’…駆動室、33…パイロットチェッ
ク弁、34…チェック弁付きシーケンス弁、35,35’…プ
ランジャロッド、36,36’…中間室、37’…ピストン、4
1…中子、42…４ポート３位置切換え弁、42a…圧抜き位
置、42b…中立位置、42c…増圧位置、43…パイロットチ
ェック弁、44,45…メータイン回路、46…切換え制御
部、46a,46b…比較器、50…圧力センサ、51…リミット
スイッチ、52…インダクタンスセンサ、53,53’…切換
え制御部、54…棒、55…駒、56…孔、61,62…ロッド側
シリンダ室、200…油圧シリンダ、201…シリンダチュー
ブ、202…ロッドカバー、203…ヘッドカバー、204…ピ
ストン、205…ロッド、206,207…ポート、208,209…メ
ータイン回路、210…４ポート３位置切換え弁、211…中
子、212…パイロットチェック弁、213…ヘッド側シリン
ダ室、214…油圧ポンプ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−35871（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−19383（ＪＰ，Ｂ２) 特許2662256（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F15B 3/00 F15B 7/00 F15B 11/00 - 11/22 B22D 17/32 B22C 9/10

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 作業用シリンダと、前記作業用シリンダ
    のヘッド側シリンダ室に増圧室を連通させた増圧シリン
    ダと、前記作業用シリンダのヘッド側とロッド側の各ポ
    ートに対する作動油の供給／排出を制御する切換え弁
    と、前記作業用シリンダのヘッド側ポートと前記切換え
    弁との接続回路（以下、「ヘッド側給排回路」という）
    に介装せしめられ、前記作業用シリンダのロッド側ポー
    トと前記切換え弁の接続回路（以下、「ロッド側給排回
    路」という）の圧力をパイロット圧力とした第１パイロ
    ットチェック弁とを具備すると共に、前記ヘッド側給排
    回路における第１パイロットチェック弁より切換え弁側
    の回路と前記増圧シリンダの駆動室側との接続回路中
    に、前記切換え弁を介してヘッド側給排回路に作動油を
    供給する油圧ポンプの定格圧力で閉状態から開状態へ切
    換わるチェック弁付きシーケンス弁と、前記ロッド側給
    排回路の圧力をパイロット圧力とした第２パイロットチ
    ェック弁とを順次直列に介装した構成からなり、前記増
    圧シリンダの増圧比：Ｋを、Ｋ＞ＰLa／Ｐp（但し、Ｐp
    は油圧ポンプの定格圧力、ＰLaは前記作業用シリンダの
    ピストン・ロッド前進工程でＰpとピストン・ロッドに
    作用する負荷とが平衡状態になった後に発生する最大負
    荷の作用時におけるヘッド側シリンダ室の圧力）とする
    と共に、前記増圧シリンダの増圧室側の最大吐出容量：
    ΔＶを、ΔＶ＝（ＰLa−Ｐp）×Ｖa×β（但し、Ｖaは
    前記平衡状態になる時のヘッド側シリンダ室の容積、β
    は作動油の圧縮率）として設定したことを特徴とする油
    圧シリンダの増圧装置。
  2. 【請求項２】 作業用シリンダと、前記作業用シリンダ
    のロッド側シリンダ室に増圧室を連通させた増圧シリン
    ダと、前記作業用シリンダのヘッド側とロッド側の各ポ
    ートに対する作動油の供給／排出を制御する切換え弁
    と、ロッド側給排回路に介装せしめられ、ヘッド側給排
    回路の圧力をパイロット圧力とした第１パイロットチェ
    ック弁とを具備すると共に、前記ロッド側給排回路にお
    ける第１パイロットチェック弁より切換え弁側の回路と
    前記増圧シリンダの駆動室側との接続回路中に、前記切
    換え弁を介してロッド側給排回路に作動油を供給する油
    圧ポンプの定格圧力で閉状態から開状態へ切換わるチェ
    ック弁付きシーケンス弁と、前記ヘッド側給排回路の圧
    力をパイロット圧力とした第２パイロットチェック弁と
    を順次直列に介装した構成からなり、前記増圧シリンダ
    の増圧比：Ｋを、Ｋ＞ＰLb／Ｐp（但し、Ｐpは油圧ポン
    プの定格圧力、ＰLbは前記作業用シリンダのピストン・
    ロッド後退工程でＰpとピストン・ロッドに作用する負
    荷とが平衡状態になった後に発生する最大負荷の作用時
    におけるロッド側シリンダ室の圧力）とすると共に、前
    記増圧シリンダの増圧室側の最大吐出容量：ΔＶを、Δ
    Ｖ＝（ＰLb−Ｐp）×Ｖb×β（但し、Ｖbは前記平衡状
    態になる時のロッド側シリンダ室の容積、βは作動油の
    圧縮率）として設定したことを特徴とする油圧シリンダ
    の増圧装置。
  3. 【請求項３】 作業用シリンダと、前記作業用シリンダ
    のヘッド側シリンダ室に増圧室を連通させた増圧シリン
    ダと、前記作業用シリンダのヘッド側とロッド側の各ポ
    ートに対する作動油の供給／排出を制御する切換え弁
    と、ヘッド側給排回路に介装せしめられ、ロッド側給排
    回路の圧力をパイロット圧力としたパイロットチェック
    弁と、前記作業用シリンダのヘッド側シリンダ室の圧力
    を検出する圧力センサと、前記作業用シリンダのピスト
    ン・ロッド前進工程で前記圧力センサの検出信号を用い
    て前記増圧シリンダの駆動室側への作動油の給排を制御
    する増圧制御手段とを具備した構成からなり、前記増圧
    シリンダの増圧比：Ｋを、Ｋ＞ＰLa／Ｐp（但し、Ｐpは
    油圧ポンプの定格圧力、ＰLaは前記作業用シリンダのピ
    ストン・ロッド前進工程でＰpとピストン・ロッドに作
    用する負荷とが平衡状態になった後に発生する最大負荷
    の作用時におけるヘッド側シリンダ室の圧力）とすると
    共に、前記増圧シリンダの増圧室側の最大吐出容量：Δ
    Ｖを、ΔＶ≧（ＰLa−Ｐp）×Ｖa×β（但し、Ｖaは前
    記平衡状態になる時のヘッド側シリンダ室の容積、βは
    作動油の圧縮率）として設定し、前記増圧制御手段は、
    圧力センサの検出信号レベルをＳs、前記Ｐpに対応する
    出力信号レベルをＳp、前記ＰLaに対応する出力信号レ
    ベルをＳrとして、Ｓr＞Ｓs≧Ｓpの状態では前記増圧シ
    リンダの駆動室側へ作動油を供給し、Ｓs＞Ｓrの状態で
    は前記増圧シリンダの駆動室側から作動油を排出させる
    ことを特徴とする油圧シリンダの増圧装置。
  4. 【請求項４】 作業用シリンダと、前記作業用シリンダ
    のロッド側シリンダ室に増圧室を連通させた増圧シリン
    ダと、前記作業用シリンダのヘッド側とロッド側の各ポ
    ートに対する作動油の供給／排出を制御する切換え弁
    と、ロッド側給排回路に介装せしめられ、ヘッド側給排
    回路の圧力をパイロット圧力としたパイロットチェック
    弁と、前記作業用シリンダのロッド側シリンダ室の圧力
    を検出する圧力センサと、前記作業用シリンダのピスト
    ン・ロッド後退工程で前記圧力センサの検出信号を用い
    て前記増圧シリンダの駆動室側への作動油の給排を制御
    する増圧制御手段とを具備した構成からなり、前記増圧
    シリンダの増圧比：Ｋを、Ｋ＞ＰLb／Ｐp（但し、Ｐpは
    油圧ポンプの定格圧力、ＰLbは前記作業用シリンダのピ
    ストン・ロッド後退工程でＰpとピストン・ロッドに作
    用する負荷とが平衡状態になった後に発生する最大負荷
    の作用時におけるロッド側シリンダ室の圧力）とすると
    共に、前記増圧シリンダの増圧室側の最大吐出容量：Δ
    Ｖを、ΔＶ≧（ＰLb−Ｐp）×Ｖb×β（但し、Ｖbは前
    記平衡状態になる時のロッド側シリンダ室の容積、βは
    作動油の圧縮率）として設定し、前記増圧制御手段は、
    圧力センサの検出信号レベルをＳs、前記Ｐpに対応する
    出力信号をＳp、前記ＰLbに対応する出力信号レベルを
    Ｓrとして、Ｓr＞Ｓs≧Ｓpの状態では前記増圧シリンダ
    の駆動室側へ作動油を供給し、Ｓs＞Ｓrの状態では前記
    増圧シリンダの駆動室側から作動油を排出させることを
    特徴とする油圧シリンダの増圧装置。
  5. 【請求項５】 作業用シリンダと、前記作業用シリンダ
    のヘッド側シリンダ室に増圧室を連通させた増圧シリン
    ダと、前記作業用シリンダのヘッド側とロッド側の各ポ
    ートに対する作動油の供給／排出を制御する切換え弁
    と、ヘッド側給排回路に介装せしめられ、ロッド側給排
    回路の圧力をパイロット圧力としたパイロットチェック
    弁と、前記作業用シリンダのピストン・ロッド前進工程
    において油圧ポンプの定格圧力と前記作業用シリンダの
    ピストン・ロッドに作用する負荷とが平衡状態となる際
    のピストン・ロッドの位置が既知であり、ピストン・ロ
    ッドがその位置へ到達したときにそれを検出する位置検
    出手段と、前記作業用シリンダのピストン・ロッド前進
    工程における前記位置検出手段による検出信号に基づい
    て、前記増圧シリンダの駆動室側への作動油の供給を開
    始する増圧制御手段とを具備した構成からなり、前記増
    圧シリンダの増圧比：Ｋを、Ｋ＞ＰLa／Ｐp（但し、Ｐp
    は油圧ポンプの定格圧力、ＰLaは前記位置検出手段によ
    る前記検出後に発生する最大負荷の作用時のヘッド側シ
    リンダ室の圧力）とすると共に、前記増圧シリンダの増
    圧室側の最大吐出容量：ΔＶを、ΔＶ＝（ＰLa−Ｐp）
    ×Ｖa×β（但し、Ｖaは前記位置検出手段による前記検
    出時でのヘッド側シリンダ室の容積、βは作動油の圧縮
    率）として設定したことを特徴とする油圧シリンダの増
    圧装置。
  6. 【請求項６】 作業用シリンダと、前記作業用シリンダ
    のロッド側シリンダ室に増圧室を連通させた増圧シリン
    ダと、前記作業用シリンダのヘッド側とロッド側の各ポ
    ートに対する作動油の供給／排出を制御する切換え弁
    と、ロッド側給排回路に介装せしめられ、ヘッド側給排
    回路の圧力をパイロット圧力としたパイロットチェック
    弁と、前記作業用シリンダのピストン・ロッド後退工程
    において油圧ポンプの定格圧力と前記作業用シリンダの
    ピストン・ロッドに作用する負荷とが平衡状態となる際
    のピストン・ロッドの位置が既知であり、ピストン・ロ
    ッドがその位置へ到達したときにそれを検出する位置検
    出手段と、前記作業用シリンダのピストン・ロッド後退
    工程における前記位置検出手段による検出信号に基づい
    て、前記増圧シリンダの駆動室側への作動油の供給を開
    始する増圧制御手段とを具備した構成からなり、前記増
    圧シリンダの増圧比：Ｋを、Ｋ＞ＰLb／Ｐp（但し、Ｐp
    は油圧ポンプの定格圧力、ＰLbは前記位置検出手段によ
    る前記検出後に発生する最大負荷の作用時におけるロッ
    ド側シリンダ室の圧力）とすると共に、前記増圧シリン
    ダの増圧室側の最大吐出容量：ΔＶを、ΔＶ＝（ＰLb−
    Ｐp）×Ｖb×β（但し、ＶbはＶaは前記位置検出手段に
    よる前記検出時でのロッド側シリンダ室の容積、βは作
    動油の圧縮率）として設定したことを特徴とする油圧シ
    リンダの増圧装置。
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