JP3530730B2

JP3530730B2 - ダイカストマシンの射出制御方法及び装置

Info

Publication number: JP3530730B2
Application number: JP32594997A
Authority: JP
Inventors: 弘北村; 眞辻; 昇藤吉
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 2004-05-24
Anticipated expiration: 2017-11-27
Also published as: US5957192A; KR100523172B1; JPH11156524A; KR19990045564A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はダイカストマシンの
射出制御方法及び制御装置に関し、高品質のダイカスト
製品を製造するダイカストマシンの射出制御に利用でき
る。

【０００２】

【背景技術】従来より、ダイカスト成形品の品質は溶湯
を金型内に充填する際の射出速度や射出圧力に大きく影
響されることが知られている。特に、溶湯が凝固するま
での時間内に充分な加圧を行う必要があり、径の大きな
射出シリンダを利用した高充填射出力方式のダイカスト
マシンが知られている。しかしながら、このタイプのダ
イカストマシンでは、大きな充填射出力が得られるもの
の、射出シリンダの作動中に射出シリンダのメータアウ
ト側の背圧を調整するために安定性、再現性が困難であ
るという問題点があり、しかも、省エネルギー性に欠け
るという不都合もある。そのため、従来では、射出用と
昇圧用の二段式の駆動シリンダ装置を有するダイカスト
マシンが利用されている。

【０００３】一般に、二段式の駆動シリンダ装置を有す
るダイカストマシンにおいては、まず射出プランジャを
低速前進させ、溶湯の空気の巻き込み等を避けるように
して金型キャビティ内への溶湯の充填を開始する。溶湯
の先端が金型のゲート部に達して充填用の射出シリンダ
装置の圧力が上昇した時点からは、溶湯の温度低下を避
けるように射出プランジャを高速で前進させ、金型キャ
ビティに溶湯を急速に充填する。これらの射出動作に続
いて、金型内に溶湯が充満して射出シリンダ装置の圧力
が更に上昇するか、あるいは射出プランジャが充填完了
に相当する所定位置まで前進した時点で、昇圧シリンダ
装置により射出シリンダ装置に高い圧力を加え、射出プ
ランジャによる金型内の溶湯への加圧を増大する昇圧動
作が行われる。

【０００４】以下、従来の二段シリンダ式のダイカスト
マシンを具体的に説明する。図１０において、ダイカス
トマシンは、金型キャビティ91に充填すべき溶湯92を射
出スリーブ93内に供給し、充填用の射出シリンダ装置95
で射出プランジャ94を駆動して射出し、充填完了後に射
出シリンダ装置95の背面側の作動油を大径の昇圧シリン
ダ装置96で高圧に加圧し、射出シリンダ装置95を介して
金型キャビティ91に充填した溶湯92を昇圧するようにな
っている。図１１には、ダイカストマシンにおける射出
動作ないし昇圧動作における射出速度推移CV及び射出圧
力推移CPが示されている。この図において、射出シリン
ダ装置95の前進は、始めは低速VLで前進し、時点t1から
は一気に高速VHで充填し、充填完了に伴って溶湯92の充
填圧力を受けて制動され、時点t2で昇圧シリンダ96が作
動して昇圧され、金型キャビティ91内の溶湯92は圧力PH
に達するとともに、射出シリンダ95は更に前進して時点
t3で停止する。この位置が射出シリンダ装置95のストロ
ークエンドとなる。

【０００５】このようなダイカストマシンにおける射出
シリンダ装置95と昇圧シリンダ装置96との連係制御（射
出動作から昇圧動作への切換え）には、射出圧力変動を
検知して切換を行うシーケンスバルブ方式や、射出プラ
ンジャの前進位置を検知して切換を行うリミットスイッ
チ方式が採用されている。このうち、リミットスイッチ
方式では、次のような油圧回路が用いられる。図１２に
おいて、射出シリンダ装置95には、チェックバルブ111
及び射出速度調整弁112を介してアキュムレータ113に至
る射出側油圧回路114が接続されている。昇圧シリンダ
装置96には、電磁切換バルブ115で開閉されるパイロッ
ト操作の昇圧制御弁116を介してアキュムレータ113に至
る昇圧側油圧回路117が接続されている。

【０００６】電磁切換バルブ115は、射出側油圧回路114
の圧力が予め設定された昇圧開始圧力を超えた際に昇圧
制御弁116を開くように設定されている。従って、射出
速度調整弁112の操作により射出シリンダ装置95の前進
が開始されて射出が行われ、金型内への溶湯充填完了に
伴って充填圧力が増加し、所定の昇圧開始圧力に達した
時点で電磁切換バルブ115が作動して昇圧制御弁116を開
き、昇圧シリンダ装置96の前進が開始されて昇圧が行わ
れる。昇圧シリンダ装置96のメータアウト側にはパイロ
ットチェック弁97が接続され、このパイロットチェック
弁97は、昇圧動作前に開放されて昇圧シリンダ装置96の
背圧側の油圧抵抗を小さくするとともに、射出シリンダ
装置95の射出後退後に閉じる構成である。図１３には、
射出シリンダ装置95及び昇圧シリンダ装置96の周辺部分
が具体的に示されている。射出シリンダ装置95は、内部
に射出ピストン95Aを有し、その背面側に射出側油圧回
路114から供給される作動油の油圧により射出ピストン9
5Aが前進するようになっている。射出側油圧回路114か
らの作動油は射出速度調整弁112で流量調整され、これ
により射出ピストン95Aの前進と停止の切換えと前進速
度の調整とが行われる。

【０００７】昇圧シリンダ装置96は、内部に昇圧ピスト
ン96Aを有し、その背面側に昇圧側油圧回路117から供給
される作動油の油圧により昇圧ピストン96Aが前進し、
射出シリンダ装置95の中間部材95Bを介して射出ピスト
ン95Aを背面から加圧するようになっている。昇圧側油
圧回路117からの作動油は昇圧制御弁116で断続制御さ
れ、これにより昇圧ピストン96Aの前進と停止の切換え
が行われる。昇圧制御弁116の断続は電磁切換バルブ115
で行われる。電磁切換バルブ115は適宜な手段により充
填圧力に応じて切り替る電磁弁などが用いられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
な従来の二段式ダイカストマシンにおいては、半凝固状
態の溶湯等、高粘性の溶湯を射出する場合に射出速度が
安定せず、ダイカスト製品の品質が低下するという問題
点がある。その問題点を図１４に基づいて説明する。図
１４は、高粘性の溶湯を射出した場合の射出速度推移CV
及び射出圧力推移CPが示されている。

【０００９】この図において、溶湯の先端が金型のゲー
ト部入口付近に達するまで射出シリンダ装置の射出ピス
トンは設定速度0.7m/sで問題なく前進するが、ゲート部
入口付近以降は高射出力が必要なため、Ｓで示すストロ
ークにおいて、昇圧シリンダ装置で溶湯をキャビティ内
に充填した結果、大きなゲート抵抗の変化を受けること
になる。そのため、鋳造圧力はＰpで示す不規則な変化
が生じ、射出速度に設定速度にはないＶpに示す不適切
な射出速度の変化が生じることになる。この射出速度の
変化に伴って、ダイカスト製品の品質に影響を及ぼすこ
とになる。

【００１０】本発明の目的は、高粘性の溶湯を射出して
ダイカスト製品を製造する場合でも、射出シリンダ装置
の射出速度を安定させて高品質なダイカスト製品を得る
ことができるダイカストマシンの射出制御方法及び装置
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のダイカストマシ
ンの射出制御方法は、鋳造型に溶湯を射出する射出プラ
ンジャと、この射出プランジャを駆動するとともに射出
ピストンを有する射出シリンダ装置と、この射出シリン
ダ装置に供給される作動油を昇圧させるとともに昇圧ピ
ストンを有する昇圧シリンダ装置とを備え、前記射出ピ
ストンの速度及び位置を制御するための射出シリンダ用
流量制御弁を前記射出シリンダ装置に接続し、前記昇圧
シリンダ装置を作動する昇圧シリンダ制御弁と、前記昇
圧シリンダ装置から作動油を排出して背圧側の流体抵抗
を小さくする流路に設けられこの流路を開閉操作する開
閉弁とをそれぞれ前記昇圧シリンダ装置に接続したダイ
カストマシンの射出制御方法であって、前記昇圧シリン
ダ装置から排出される作動油の流量を制御する昇圧シリ
ンダ用流量制御弁を前記流路に設け、高粘性の溶湯を鋳
造型に充填する際に、前記開閉弁で前記流路を閉塞する
とともに、前記昇圧シリンダ用流量制御弁で前記流路を
閉塞した状態で、前記射出シリンダ用流量制御弁を駆動
して前記射出シリンダ装置を作動し、その後、前記昇圧
シリンダ制御弁と前記昇圧シリンダ用流量制御弁とをそ
れぞれ作動して前記昇圧シリンダ装置から作動油を流量
制御しながら前記流路を通じて排出して鋳造動作と昇圧
動作とを行うことを特徴とする。

【００１２】また、本発明のダイカストマシンの射出制
御装置は、鋳造型に溶湯を射出する射出プランジャと、
この射出プランジャを駆動するとともに射出ピストンを
有する射出シリンダ装置と、この射出シリンダ装置に供
給される作動油を昇圧させるとともに昇圧ピストンを有
する昇圧シリンダ装置と、前記射出ピストンの速度及び
位置を制御する射出シリンダ用流量制御弁と、前記昇圧
シリンダ装置を作動する昇圧シリンダ制御弁と、前記昇
圧シリンダ装置から作動油を排出して背圧側の流体抵抗
を小さくする流路に設けられこの流路を開閉する開閉弁
とを備えたダイカストマシンの射出制御装置であって、
前記流路を通じて前記昇圧シリンダ装置から排出される
作動油の流量を制御する昇圧シリンダ用流量制御弁を前
記流路に設け、前記開閉弁は、高粘性の溶湯を鋳造型に
充填する際に前記流路を閉塞し、前記昇圧シリンダ用流
量制御弁は、高粘性の溶湯を鋳造型に充填する際に、前
記射出シリンダ装置が作動している間は前記流路を閉塞
し、前記昇圧シリンダ制御弁が作動している時に、前記
昇圧シリンダ装置から作動油を流量制御しながら前記流
路を通じて排出することを特徴とする。

【００１３】この構成の本発明では、高粘性の溶湯を鋳
造型に充填してダイカスト製品を製造するため、予め、
開閉弁で流路を閉塞しておく。さらに、昇圧シリンダ用
流量制御弁で流路を閉じた状態にしておき、その状態
で、射出シリンダ用流量制御弁を駆動して射出シリンダ
装置を作動させる。すると、射出プランジャで鋳造型に
高粘性の溶湯が射出されて鋳造動作が行われる。射出プ
ランジャが鋳造型へ溶湯の充填を開始するゲート位置に
達した時に昇圧シリンダ装置を昇圧シリンダ制御弁で作
動させるとともに、昇圧シリンダ用流量制御弁を作動し
て前記流路を通じて前記昇圧シリンダ装置から速度制御
しながら作動油を排出させる。さらに、射出プランジャ
が前進して鋳造型に溶湯を充填完了する位置に達したな
ら、昇圧シリンダ用流量制御弁より余裕を持った大きな
開度に高応答で開き、流量制御する。すると、昇圧シリ
ンダ装置により、鋳造動作と昇圧動作とが行われ、昇圧
シリンダ装置で高粘性の溶湯をキャビティ内に充填した
結果、大きなゲート抵抗の変化を受けることになって
も、流路を通じて前記昇圧シリンダ装置から速度制御さ
れながら作動油が排出されるから、設定速度にはない不
適切な射出速度の変化が生じることがなくなり、鋳造圧
力も適正値となって、ダイカスト製品の品質が低下する
ことがない。

【００１４】これに対して、高粘性でない通常の溶湯を
鋳造型に充填してダイカスト製品を製造するには、予
め、開閉弁で流路を開放しておく。この状態は、通常使
用されるダイカストマシンと同じ構成である。この状態
で、通常通り、射出シリンダ装置及び昇圧シリンダ装置
で鋳造動作及び昇圧動作を行うが、流路は開放されてい
るため、昇圧シリンダの背圧側の流体抵抗が小さくな
り、射出シリンダ装置が適正に作動する。

【００１５】ここで、本発明では、前記射出シリンダ装
置により前記射出ピストンを前進させて射出動作を開始
し、かつ、前記射出シリンダ装置の作動油排出経路に設
置された高応答電気油圧サーボ弁を用いた背圧制御弁で
前記射出シリンダ装置の背圧を制御して前記射出ピスト
ンの前進位置及び速度をフィードバック制御し、前記昇
圧シリンダ装置により前記昇圧ピストンを前進させて昇
圧動作を開始し、かつ、前記昇圧シリンダ装置の作動油
排出経路に設置された高応答電気油圧サーボ弁を用いた
背圧制御弁で前記昇圧シリンダ装置の背圧を制御して前
記昇圧ピストンの前進位置及び速度をフィードバック制
御した構成としてもよい。この構成では、射出動作にお
いて、射出シリンダ装置の前進状態並びに昇圧シリンダ
装置の前進状態を適正に制御できるから、高品質のダイ
カスト製品の製造に有効である。

【００１６】さらに、前記射出シリンダ装置のシリンダ
ストローク（S1）に対する前記昇圧シリンダ装置のシリ
ンダストローク（S2）の比（S2/S1）を従来の１／４よ
り大きく形成した構成でもよい。この構成では、昇圧シ
リンダ装置のシリンダストロークが従来より長くとるこ
とができるため、高粘性の溶湯を鋳造型に充填する場合
に有利な射出充填力を確保することができる。また、前
記開閉弁と前記昇圧シリンダ用流量制御弁とを１個の高
応答電気油圧サーボ弁から構成してもよい。この構成で
は、複数の機能を有する弁を１個から構成したから、部
品点数の減少が図れる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。本実施形態は、既存のダイカスト
マシンの制御方式を改めることで実施されるものであ
り、ダイカストマシンの主要部分である金型、射出プラ
ンジャ等は既存のもの（例えば前述のダイカストマシン
の構成）を適宜採用すればよいため、説明を省略する。
そして、以下には既存のものと異なる部分である射出シ
リンダ装置、昇圧シリンダ装置、これらに作動油を供給
する油圧回路についての説明を行う。

【００１８】図１は本実施形態を示す回路図であり、図
２は、本実施形態のシリンダ装置を示す断面図である。
図１において、射出シリンダ装置10には、射出動作断続
用のパイロット式チェックバルブ11を介して射出側アキ
ュムレータ13に至る射出側油圧回路14が接続されてい
る。チェックバルブ11は開閉用電磁切換弁12により開閉
制御され、この切換弁12を操作することでチェックバル
ブ11が開き、射出側アキュムレータ13からの作動油が射
出シリンダ装置10に供給され、射出ピストン15が前進す
るようになっている。チェックバルブ11は、射出側アキ
ュムレータ13から射出シリンダ装置10への作動油の流れ
が止り、入口側及び出口側の差圧が無くなった際に内部
のスプリングで弁体が移動し、昇圧動作時の作動油の逆
流を防止するようになっている。

【００１９】射出シリンダ装置10には、射出ピストン15
の前側の作動油を排出する作動油排出経路16が接続さ
れ、この作動油排出経路16には射出シリンダ用流量制御
弁17が接続されている。射出シリンダ用流量制御弁17
は、高速応答型の大流量サーボ弁で構成され、その開度
を調整することで射出シリンダ装置11の前進時に作動油
排出経路16を絞り、射出ピストン15に背圧を与えて前進
速度並びに前進位置を調整できるようになっている。

【００２０】射出シリンダ装置10には射出シリンダ装置
10に供給される作動油を昇圧させる昇圧シリンダ装置20
が設けられている。射出シリンダ装置10のシリンダスト
ローク（S1）に対する昇圧シリンダ装置20のシリンダス
トローク（S2）の比（S2/S1）は１／４より大きく形成
されている。昇圧シリンダ装置20には、昇圧シリンダ装
置20に送られる作動油の流量を制御する昇圧シリンダ制
御弁21を備えた昇圧時間制御回路22が接続され、この昇
圧時間制御回路22は昇圧側アキュムレータ23に至る昇圧
側油圧回路24と接続されている。

【００２１】昇圧時間制御回路22は、前記昇圧シリンダ
制御弁21と、この昇圧シリンダ制御弁21を操作する電磁
方向切換弁25とを備えた構成である。昇圧シリンダ制御
弁21は、図示しないメインスプールの一端に逆止弁機能
付き流量制御２方弁を備えるとともに、その他端にスト
ローク可変（流量制御可能）なねじ及びエンコーダ付き
ギャドモータを備えた構成である。これにより、昇圧シ
リンダ制御弁21は、逆止弁、2方弁としての機能に加
え、流量制御弁としの機能をも併せ持つものとなってい
る。

【００２２】即ち、昇圧動作の前の射出動作の際には、
電磁方向切換弁25を操作して昇圧シリンダ制御弁21を閉
じた状態にしておけば、昇圧側アキュムレータ23からの
作動油は昇圧シリンダ装置20には供給されないととも
に、昇圧シリンダ装置20からの逆流を防止する。一方、
昇圧動作の際には、電磁方向切換弁25を操作して昇圧シ
リンダ制御弁21を開き、かつメインスプールの開度位置
を任意に調整することで、昇圧側アキュムレータ23から
の作動油が昇圧シリンダ装置20に供給されて昇圧シリン
ダ装置20の昇圧ピストン26が前進することになる。

【００２３】射出側アキュムレータ13及び昇圧側アキュ
ムレータ23には、それぞれ油圧源からの作動油供給経路
31が接続され、各々に高圧の作動油が供給されている。
この作動油供給経路31の途中には電磁式のアキュムレー
タ充填切換弁32が設置され、各アキュムレータ13、23へ
の作動油供給が断続されるようになっている。昇圧側ア
キュムレータ23には、その背面側に作動油供給経路31か
らの分岐経路33が接続され、その途中には電磁式の鋳造
圧力制御弁34が設置されている。この鋳造圧力制御弁34
により油圧源からの作動油を送込んで昇圧側アキュムレ
ータ23の背圧を高めることで、昇圧側油圧回路24の最大
油圧が高くなり、昇圧シリンダ装置20に加えられる最大
鋳造圧力が高められる。逆に、鋳造圧力制御弁34により
作動油を排出して昇圧側アキュムレータ23の背圧を下げ
ることで、昇圧側油圧回路24の最大油圧が低くなり、昇
圧シリンダ装置20に加えられる最大鋳造圧力が緩和され
る。

【００２４】射出シリンダ装置10には、射出プランジャ
151の前進位置を検出するエンコーダ152が設置され、射
出動作の際のストローク位置を直接的に検出できるよう
になっている。これらの各センサからの信号を受け、か
つ、各弁類の操作を制御するために、図示しない制御装
置が設けられている。この制御装置は、既存のコンピュ
ータシステムやプログラマブルコントローラ等を中心に
構成され、予め設定された動作プログラムに基づいて各
弁類を所定の手順で操作し、射出動作ないし昇圧動作を
実行させるものである。

【００２５】図２に示される通り、昇圧シリンダ装置20
には、そのメータアウト側から作動油を排出するための
メイン流路40の一端が接続され、このメイン流路40の他
端には昇圧シリンダ装置20から作動油を排出して背圧側
の流体抵抗を小さくする第１流路41と、この第１流路41
と並列に配置された第２流路42とが接続されている。こ
れらの流路40〜42から作動油排出経路が構成される。第
１流路41は、高粘性でない通常の溶湯を鋳造型に射出し
てダイカスト製品を製造する際に用いられるもので、そ
の途中には流路を開閉する開閉弁43が設けられている。
この開閉弁43は、操作弁44（図１参照）からの信号で開
閉操作されるパイロットチェック弁であり、高粘性の溶
湯を鋳造型に充填してダイカスト製品を製造する際に
は、第１流路41を閉塞操作し、高粘性でない通常の溶湯
を鋳造型に充填してダイカスト製品を製造する際には第
１流路41を開放操作するものである。

【００２６】第２流路42には昇圧シリンダ用流量制御弁
45が設けられている。この昇圧シリンダ用流量制御弁45
は、第２流路42を通じて昇圧シリンダ装置20から排出さ
れる作動油の流量を制御する高応答電気油圧サーボ弁で
あり、射出シリンダ装置10の先端にあるエンコーダ152
が射出プランジャ151の前進位置を検出して射出プラン
ジャ151を所定速度となるようにフィードバック制御す
る。

【００２７】本実施形態では、図３に示される通り、開
閉弁43と昇圧シリンダ用流量制御弁45とを１個の高応答
電気油圧サーボ弁450から構成してもよい。この場合、
高応答電気油圧サーボ弁450は開閉弁43と昇圧シリンダ
用流量制御弁45との双方の機能を有するものであり、昇
圧シリンダ用流量制御弁45と基本構造は同じである。サ
ーボ弁450の流量は昇圧シリンダ制御弁21より大きい。
サーボ弁450は第１流路41に設けられるものであり、図
３では、第２流路42は設けられていない。また、昇圧シ
リンダ用流量制御弁45を高応答電気油圧比例流量制御弁
から構成してもよい。

【００２８】図１に示される通り、作動油排出経路16に
は図示しない射出ピストン後退回路に一端が接続した分
岐路161の他端が接続され、この分岐路161にはパイロッ
トチェック弁162が配置されている。このパイロットチ
ェック弁162が開放操作されることにより、射出ピスト
ン15は後退する。メイン流路40には図示しない昇圧ピス
トン後退回路に一端が接続した分岐路401の他端が接続
され、この分岐路401にはパイロットチェック弁402が配
置されている。このパイロットチェック弁402が開放操
作されることにより、昇圧ピストン26は後退する。

【００２９】次に、本発明のダイカストマシンの射出制
御方法の一実施形態について、図４から図９に基づいて
説明する。図４は、射出ないし昇圧動作を示すグラフで
あり、このグラフで示す射出速度推移Cv及び射出圧力推
移Cpになるように射出シリンダ装置10及び昇圧シリンダ
装置20を制御する。まず、高粘性の溶湯を鋳造型に充填
してダイカスト製品を製造するため、予め、開閉弁43で
第１流路41を閉塞しておく。また、昇圧シリンダ用流量
制御弁45で第２流路42を閉じた状態にし、さらに、射出
シリンダ用流量制御弁17を所定開度に絞って設定する。

【００３０】その状態で、チェックバルブ11を開いて射
出側アキュムレータ13からの作動油を射出シリンダ装置
10に供給し、射出プランジャ151を前進させる。する
と、射出プランジャ151で鋳造型に高粘性の溶湯が射出
されて鋳造動作が開始される。射出シリンダ用流量制御
弁17の開度を調整することにより、射出ピストン15をTa
(0)からTbまでの区間射出速度CvがVbとなるまで加速し
て前進させ、TbからTcまでの区間射出速度Cvを等速度Vb
で前進させ、TcからTdまでの区間射出速度CvがVdとなる
まで減速で前進させるように制御する。

【００３１】射出ピストン15の射出速度CvがVdの速度ま
で減速して射出プランジャ 151 が射出スリーブ内の溶湯
を鋳造型のキャビティ付近まで送る位置まで達したな
ら、図５に示される通り、開閉用電磁切換弁12でチェッ
クバルブ11を閉じて射出動作を停止するとともに、射出
プランジャ151の背圧制動を完全に解除する。さらに、
昇圧シリンダ用流量制御弁45をプログラム設定通りに速
度・位置制御するとともに、電磁方向切換弁25で昇圧シ
リンダ制御弁21を所定開度となるよう開放操作して昇圧
ピストン26の速度及び位置を昇圧シリンダ用流量制御弁
45でフィードバック制御する。ここで、射出シリンダ用
流量制御弁17は、昇圧ピストン26の速度より大きくなる
ように、射出ピストン15の速度をオープンループで制御
する。

【００３２】すると、昇圧側アキュムレータ23からの作
動油が昇圧シリンダ装置20に供給され、射出ピストン15
の背面から射出プランジャ151への加圧を行う。この
際、昇圧シリンダ用流量制御弁45の開度を絞り、かつ途
中で開度を変化させることにより、第２流路42を通じて
昇圧シリンダ装置20から作動油の一部を排出させる。こ
の昇圧シリンダ装置20の昇圧ピストン26が前進すること
により、鋳造動作と昇圧動作とが行われるが、第２流路
42を通じて昇圧シリンダ装置20から作動油が流量制御さ
れながら排出されるから、図４に示される通り、射出ピ
ストン15は設定速度のままTeまで前進する。

【００３３】さらに、図６に示される通り、昇圧シリン
ダ制御弁21の開度を調整して昇圧シリンダ装置20に送ら
れる作動油をメータイン制御し、しかも、射出シリンダ
用流量制御弁17及び昇圧シリンダ用流量制御弁45をそれ
ぞれ昇圧シリンダ制御弁21の開度より余裕をもった開度
（図５の状態より開度を大きくする）に調整して射出シ
リンダ装置10及び昇圧シリンダ装置20をメータアウト制
御する。これにより、射出ピストン15は前進を停止する
が、昇圧シリンダ装置20によって射出圧力推移CpはPeの
値になるまで急激に上昇する。昇圧側アキュムレータ23
の圧力は予めプログラムされた必要な鋳造圧力相当に自
動調整されているため、昇圧完了圧力は、毎サイクル安
定した圧力に制御される。

【００３４】本実施形態では、図４に示す射出速度推移
Cv及び射出圧力推移Cpに従って射出シリンダ装置10及び
昇圧シリンダ装置20を制御するものに限定されるもので
はなく、例えば、図７のグラフに示される射出速度推移
Cv及び射出圧力推移Cpになるように射出シリンダ装置10
及び昇圧シリンダ装置20を制御するものでもよい。図７
では、P1〜P6の区間を射出シリンダ用流量制御弁17で射
出速度推移Cpを制御し、P6〜P10の区間を昇圧シリンダ
用流量制御弁45で射出速度推移Cvを制御するが、昇圧シ
リンダ用流量制御弁45での射出速度推移Cvの制御は多段
的にされている。昇圧シリンダ用流量制御弁45で射出速
度推移Cvの制御が終了した直後に射出圧力推移Cpが急激
に上昇する。これにより、実際の射出速度推移Cv及び射
出圧力推移Cpは図８で示されるグラフの値となり、射出
速度推移Cvの波形が乱れることがない。

【００３５】また、本実施形態の高粘性でない通常の溶
湯を射出してダイカスト製品を製造する方法について、
図９に基づいて説明する。図９において、予め、開閉弁
43で第１流路41を開放し、昇圧シリンダ用流量制御弁45
で第２流路42を閉じた状態にしておく。この状態は、通
常使用されるダイカストマシンと同じ構成である。この
状態で、通常通り、射出シリンダ装置10及び昇圧シリン
ダ装置20で鋳造動作及び昇圧動作を行うが、第１流路41
は開放されているため、昇圧シリンダ装置20の背圧側の
流体抵抗が小さくなり、昇圧シリンダ装置が適正に作動
する。

【００３６】従って、本実施形態では、鋳造型に溶湯を
射出する射出プランジャ151と、この射出プランジャ151
を駆動するとともに射出ピストン15を有する射出シリン
ダ装置10と、この射出シリンダ装置10に供給される作動
油を昇圧させるとともに昇圧ピストン26を有する昇圧シ
リンダ装置20とを備え、射出ピストン15の速度及び位置
を制御するための射出シリンダ用流量制御弁17を射出シ
リンダ装置10に接続し、昇圧シリンダ装置20を作動する
昇圧シリンダ制御弁21と、昇圧シリンダ装置20から作動
油を排出して背圧側の流体抵抗を小さくする第１流路41
に設けられこの第１流路41を開閉操作する開閉弁43とを
それぞれ昇圧シリンダ装置20に接続し、第１流路41と並
列に配置された第２流路42を通じて昇圧シリンダ装置20
から排出される作動油の流量を制御する昇圧シリンダ用
流量制御弁45を第２流路42に設け、高粘性の溶湯を鋳造
型に充填する際に、開閉弁43で第１流路41を閉塞すると
ともに、昇圧シリンダ用流量制御弁45で第２流路42を閉
塞した状態で、射出シリンダ用流量制御弁17を駆動し、
その後、昇圧シリンダ用流量制御弁45を作動して第２流
路42を通じて昇圧シリンダ装置20からプログラム設定通
りに速度位置制御しながら作動油を排出して鋳造動作と
昇圧動作とを行う構成であるから、昇圧シリンダ装置20
で高粘性の溶湯をキャビティ内に充填した結果、大きな
ゲート抵抗の変化を受けることになっても、第２流路42
を通じて昇圧シリンダ装置20から作動油が排出されるか
ら、設定速度にはない不適切な射出速度の変化が生じる
ことがなくなり、鋳造圧力も適正値となって、ダイカス
ト製品の品質が低下することがない。

【００３７】しかも、開閉弁43で第１流路41を開放する
とともに、昇圧シリンダ用流量制御弁45で第２流路42を
閉塞した状態にすれば、この状態は、通常使用されるダ
イカストマシンと同じ構成であるから、通常通り、射出
シリンダ装置及び昇圧シリンダ装置で鋳造動作及び昇圧
動作を行うことにより、ダイカスト製品を製造すること
ができる。さらに、本実施形態では、射出シリンダ装置
10により射出ピストン15を前進させて射出動作を開始
し、かつ、射出シリンダ装置10の作動油排出経路16に設
置された射出シリンダ用流量制御弁17として高応答電気
油圧サーボ弁を用いた背圧制御弁で射出シリンダ装置10
の背圧を制御して射出ピストン15の前進位置及び速度を
フィードバック制御し、昇圧シリンダ装置20により昇圧
ピストン26を前進させて昇圧動作を開始し、かつ、昇圧
シリンダ装置20の作動油排出経路40〜42に設置された昇
圧シリンダ用流量制御弁45として高応答電気油圧サーボ
弁を用いた背圧制御弁で昇圧シリンダ装置20の背圧を制
御して昇圧ピストン26の前進位置及び速度をフィードバ
ック制御した構成としたから、射出並びに昇圧動作にお
いて、射出シリンダ装置10の前進状態並びに昇圧シリン
ダ装置20の前進状態を適正に制御できるので、高品質の
ダイカスト製品の製造に有効である。さらにまた、昇圧
シリンダ用流量制御弁45を高応答電気油圧比例流量制御
弁から構成しても、前述と同様の効果を奏することがで
きる。

【００３８】また、射出シリンダ装置10のシリンダスト
ローク（S1）に対する昇圧シリンダ装置20のシリンダス
トローク（S2）の比（S2/S1）を従来の１／４より大き
く形成したから、昇圧シリンダ装置20のシリンダストロ
ークが従来より長くとることができるため、高粘性の溶
湯を鋳造型に充填する場合に有利な射出充填力を確保す
ることができる。さらに、図３に示される通り、開閉弁
43と昇圧シリンダ用流量制御弁45とを１個の高応答電気
油圧サーボ弁から構成すれば、ダイカストマシンの部品
点数の減少が図れる。

【００３９】また、昇圧シリンダ制御弁21をメインスプ
ールが逆止弁機能付2方弁を構成しつつ、電磁方向切換
弁としたため、前述の昇圧制御を簡単な構成で確実に行
うことができる。さらに、射出シリンダ用流量制御弁17
により、射出動作においても、射出シリンダ装置10の前
進状態を背圧で可変制御できるとともに、昇圧動作へ移
行した際には射出シリンダ装置10の背圧制御を解除して
昇圧を有効に行うことができ、高品質のダイカスト製品
の製造に有効である。

【００４０】また、射出側アキュムレータ13と昇圧側ア
キュムレータ23とを別にしたため、射出動作と昇圧動作
の圧力設定を個別に行うことができる。そして、鋳造圧
力制御弁34により昇圧側アキュムレータの圧力を調整す
るようにしたため、昇圧動作による最大圧力の任意調整
を簡単かつ確実に行うことができる。

【００４１】なお、本発明は前述した実施形態に限定さ
れるものではなく、以下に示すような変形等も本発明に
含まれるものである。即ち、射出側アキュムレータ13と
昇圧側アキュムレータ23とを別個に設けるのではなく、
共用としてもよい。また、射出シリンダ用流量制御弁17
で射出ピストン15の速度及び位置を制御するため、前記
実施形態では、メータアウト制御としたが、本発明で
は、メータイン制御としてもよい。さらに、昇圧シリン
ダ用流量制御弁45や射出シリンダ用流量制御弁17等の構
成各部の形状、寸法、材質等は実施にあたって適宜選択
すればよい。例えば、射出シリンダ装置10のシリンダス
トローク（S1）に対する昇圧シリンダ装置20のシリンダ
ストローク（S2）の比（S2/S1）を従来と同じ１／４以
下に形成してもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
高粘性の溶湯を射出してダイカスト製品を製造する場合
でも、射出シリンダ装置の射出速度を安定させて高品質
なダイカスト製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のダイカストマシンの射出制御装置の一
実施形態を示す回路図。

【図２】前記実施形態のシリンダ装置を示す断面図。

【図３】本発明のダイカストマシンの射出制御装置の他
の実施形態を示す回路図。

【図４】本発明のダイカストマシンの射出制御方法の一
実施形態の射出ないし昇圧動作を示すグラフ。

【図５】前記射出制御装置の実施形態で高粘性の溶湯を
鋳造型に充填する際に、昇圧動作を行う場合の回路図。

【図６】前記射出制御装置の実施形態を示すもので図５
で示す工程の後の昇圧動作を行う場合の回路図。

【図７】本発明のダイカストマシンの射出制御方法の異
なる実施形態の射出ないし昇圧動作を示すグラフ。

【図８】図７で示すグラフに基づいて射出及び昇圧動作
を行った場合の射出速度及び射出圧力の実験値を示すグ
ラフ。

【図９】前記射出制御装置の実施形態で高粘性でない通
常の溶湯を鋳造型に充填する際に、昇圧動作を行う場合
の回路図。

【図１０】従来のダイカストマシンの基本構成を示す断
面図。

【図１１】従来のダイカストマシンの射出ないし昇圧動
作を示すグラフ。

【図１２】従来のダイカストマシンの油圧回路を示す回
路図。

【図１３】従来のシリンダ装置を示す断面図。

【図１４】従来のダイカストマシンで高粘性の溶湯を射
出した場合の問題点を説明するための射出ないし昇圧動
作を示すグラフ。

【符号の説明】

10 射出シリンダ装置 15 射出ピストン 16,40〜42 作動油排出経路 17 射出シリンダ用流量制御弁 20 昇圧シリンダ装置 21 昇圧シリンダ制御弁 26 昇圧ピストン 41 第１流路 42 第２流路 43 開閉弁 45 昇圧シリンダ用流量制御弁 151 射出プランジャ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平10−146664（ＪＰ，Ａ) 特開平９−323150（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−199564（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−4365（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−99470（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 17/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳造型に溶湯を射出する射出プランジャ
と、この射出プランジャを駆動するとともに射出ピスト
ンを有する射出シリンダ装置と、この射出シリンダ装置
に供給される作動油を昇圧させるとともに昇圧ピストン
を有する昇圧シリンダ装置とを備え、前記射出ピストン
の速度及び位置を制御するための射出シリンダ用流量制
御弁を前記射出シリンダ装置に接続し、前記昇圧シリン
ダ装置を作動する昇圧シリンダ制御弁と、前記昇圧シリ
ンダ装置から作動油を排出して背圧側の流体抵抗を小さ
くする流路に設けられこの流路を開閉操作する開閉弁と
をそれぞれ前記昇圧シリンダ装置に接続したダイカスト
マシンの射出制御方法であって、前記昇圧シリンダ装置から排出される作動油の流量を制
御する昇圧シリンダ用流量制御弁を前記流路に設け、高粘性の溶湯を鋳造型に充填する際に、前記開閉弁で前
記流路を閉塞するとともに、前記昇圧シリンダ用流量制
御弁で前記流路を閉塞した状態で、前記射出シリンダ用
流量制御弁を駆動して前記射出シリンダ装置を作動し、
その後、前記昇圧シリンダ制御弁と前記昇圧シリンダ用
流量制御弁とをそれぞれ作動して前記昇圧シリンダ装置
から作動油を流量制御しながら前記流路を通じて排出し
て鋳造動作と昇圧動作とを行うことを特徴とするダイカ
ストマシンの射出制御方法。
【請求項２】請求項１に記載したダイカストマシンの射
出制御方法において、前記射出シリンダ装置により前記
射出ピストンを前進させて射出動作を開始し、かつ、前
記射出シリンダ装置の作動油排出経路に設置された高応
答電気油圧サーボ弁を用いた背圧制御弁で前記射出シリ
ンダ装置の背圧を制御して前記射出ピストンの前進位置
及び速度をフィードバック制御し、前記昇圧シリンダ装
置により前記昇圧ピストンを前進させて昇圧動作を開始
し、かつ、前記昇圧シリンダ装置の作動油排出経路に設
置された高応答電気油圧サーボ弁を用いた背圧制御弁で
前記昇圧シリンダ装置の背圧を制御して前記昇圧ピスト
ンの前進位置及び速度をフィードバック制御したことを
特徴とするダイカストマシンの射出制御方法。
【請求項３】請求項１又は２に記載したダイカストマシ
ンの射出制御方法において、前記射出シリンダ装置のシ
リンダストローク（S1）に対する前記昇圧シリンダ装置
のシリンダストローク（S2）の比（S2/S1）を１／４よ
り大きく形成したことを特徴とするダイカストマシンの
射出制御方法。
【請求項４】鋳造型に溶湯を射出する射出プランジャ
と、この射出プランジャを駆動するとともに射出ピスト
ンを有する射出シリンダ装置と、この射出シリンダ装置
に供給される作動油を昇圧させるとともに昇圧ピストン
を有する昇圧シリンダ装置と、前記射出ピストンの速度
及び位置を制御する射出シリンダ用流量制御弁と、前記
昇圧シリンダ装置を作動する昇圧シリンダ制御弁と、前
記昇圧シリンダ装置から作動油を排出して背圧側の流体
抵抗を小さくする流路に設けられこの流路を開閉する開
閉弁とを備えたダイカストマシンの射出制御装置であっ
て、前記流路を通じて前記昇圧シリンダ装置から排出される
作動油の流量を制御する昇圧シリンダ用流量制御弁を前
記流路に設け、前記開閉弁は、高粘性の溶湯を鋳造型に充填する際に前
記流路を閉塞し、前記昇圧シリンダ用流量制御弁は、高
粘性の溶湯を鋳造型に充填する際に、前記射出シリンダ
装置が作動している間は前記流路を閉塞し、前記昇圧シ
リンダ制御弁が作動している時に、前記昇圧シリンダ装
置から作動油を流量制御しながら前記流路を通じて排出
することを特徴とするダイカストマシンの射出制御装
置。
【請求項５】請求項４に記載したダイカストマシンの射
出制御装置において、前記開閉弁と前記昇圧シリンダ用
流量制御弁とを１個の高応答電気油圧サーボ弁から構成
したことを特徴とするダイカストマシンの射出制御装
置。