JP4054231B2 - Control valve for injection machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイカストマシン等の射出機に用いられる制御弁に関し、特に、溶湯のショット完了直前でショット圧力を増圧するときに高速応答化を可能にする射出機用制御弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、ダイカストマシン等の射出機においては、金型のキャビティ内への溶湯の充填を行う際、溶湯のショット完了直前に射出ピストンによる射出速度が降下するため、鋳造製品に対する品質の悪影響を避けるためにショット圧力を増圧することが一般的に行われている。
【0003】
例えば、特開昭61−193763号公報には、射出ピストンと増圧ピストンとが組み込まれた射出シリンダを備え、前記射出ピストンの加圧側に逆止弁および射出速度制御弁を介して油圧源を接続し、さらに、前記油圧源と増圧ピストンとの間に増圧速度制御弁を配設する構成が開示されている。前記特開昭61−193763号公報では、射出ピストンの速度を検出し、この速度検出値がキャビティ内への溶湯充填完了直前において所定値以下に低下した際、増圧速度制御弁を操作して増圧ピストンを作動させることにより、ショット圧力を増圧する方法が採用されている。
【0004】
また、特開昭56−131063号公報には、油圧によって作動することにより溶湯を加圧注入するショットシリンダと増圧用アキュムレータとの間に、増圧開始弁および増圧立上り速度設定弁を配設する構成が開示されている。前記特開昭56−131063号公報では、各ショット時のショットシリンダ油圧を測定し、この油圧測定値を設定油圧値と比較しながらショット圧力が常に設定許容範囲となるようにコンピュータを用いて自動制御する方法が採用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来技術に係る特開昭61−193763号公報に開示された射出速度制御弁および増圧速度制御弁や、前記の従来技術に係る特開昭56−131063号公報に開示された増圧立上り速度設定弁等のように大流量の圧油を制御する制御弁では、弁構造としてスプール弁が一般的に使用されている。
【0006】
この場合、従来技術に係る制御弁では、大流量の圧油を制御するためにスプールの口径が大きくなり、前記スプールの開閉状態を切り換える切換時間が長いために高速応答化を達成することができないという不具合がある。
【0007】
本発明は、前記の不具合を考慮してなされたものであり、ショット圧を増圧する際のスプールの切換時間を実質的に短縮して高速応答化を可能とする射出機用制御弁を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、射出シリンダとアキュムレータとの間に配設され、前記射出シリンダに供給される圧油を制御する制御弁であって、
前記アキュムレータに連通する一次側ポートと、前記射出シリンダに連通する二次側ポートとが形成されたスリーブと、
前記スリーブ内を摺動自在に変位するように設けられ、前記一次側ポートと前記二次側ポートとが連通する弁開状態と、前記一次側ポートと前記二次側ポートとの連通が遮断された弁閉状態とを切り換えるスプールと、
前記スプールの端部に係合し、圧力室に供給される圧油の作用下に該スプールと一体的に変位するピストンと、
前記スプール内の中空部に沿って変位することにより、前記一次側ポートと二次側ポートとの連通を遮断する弁体と、
前記弁体を一次側ポート側に向かって付勢する弾性部材と、
を備えることを特徴とする。
【0009】
この場合、前記スプールの内壁面には弁体が摺動変位する際に該弁体を案内するガイド孔が形成されるとよい。前記弁体が前記ガイド孔の変位終端位置に到達した際、該スプールに形成された第1連通孔と第2連通孔との連通状態が確実に遮断されるからである。
【0010】
また、前記スリーブに形成された一次側ポートの内径を、前記一次側ポートと軸線方向に沿って反対側の端部の内径よりも小さく設定することにより、一次側ポートから供給されるアキュムレータ側の油圧と圧力室側の油圧とが同圧であっても、内径の相違による受圧面積差によってスプールを円滑に作動させることができるからである。
【0011】
本発明によれば、金型のキャビティに対するショットが完了して射出シリンダがストールすると、一次側ポートから二次側ポートへ向かう圧油の流量がなくなり、弾性部材の弾発力によって弁体が付勢され該弁体が一次側ポートに向かって変位する。従って、前記スプールが弁開状態から弁閉状態に切り換わる前にスプールの内壁面に沿って弁体が摺動変位し、前記弁体がスプールの中空部を閉止することによって二次側ポートから一次側ポートに向かって流入する圧力逃げ状態が回避される。
【0012】
従って、本発明では、スプールが弁開状態から弁閉状態へと切り換わる前に該スプールの中空部が弁体によって閉止されるため、ショット圧を増圧する際のスプールの切換時間を実質的に短縮して高速応答化を達成することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明に係る射出機用制御弁について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0014】
図1において参照数字10は、本発明の実施の形態に係る射出制御弁12が組み込まれたダイカストマシンの射出制御機構を示す。
【0015】
この射出制御機構10は、射出ピストン14および増圧ピストン16がそれぞれ一体的に組み込まれた射出シリンダ18を有し、前記射出ピストン14は、ピストンロッド20を介して図示しない金型のキャビティに連通する射出スリーブ内に設けられた図示しない射出ヘッドに連結されている。
【0016】
前記射出制御機構10は、ガスボンベ22が付設されたアキュムレータ(ACC)24を有し、前記アキュムレータ24は、第1通路26を介して射出制御弁12の一次側ポート28に連通するように接続されている。前記射出制御弁12の二次側ポート30は、第2通路32を介して前記射出ピストン14が収装された加圧室34に連通するように接続されている。
【0017】
なお、前記第1通路26にはポンプ36およびタンク38が接続され、また、アキュムレータ24と増圧ピストン16との間には分岐通路を介して切換弁40が配設されている。
【0018】
前記射出制御弁12は、図2に示されるように、ブロック体42の凹部内に嵌着されたスリーブ44と、前記ブロック体42のねじ孔に螺入される複数のボルト46を介して前記スリーブ44の一端部に液密に連結される第1カバー部材48および第2カバー部材50とを含む。前記第1および第2カバー部材48、50の内部には、図示しないポートを介して圧油供給源52(図1参照)から圧油が供給される圧力室54が設けられ、前記圧力室54内には、前記圧油による油圧と共にピストン56を付勢する第1ばね部材58が配設される。
【0019】
前記スリーブ44には、第1通路26に連通する一次側ポート28および第2通路32に連通する二次側ポート30が形成され、該スリーブ44の内壁面に沿って軸線方向に摺動変位することにより一次側ポート28および二次側ポート30の連通状態と非連通状態とを切り換えるスプール60が配設される。この場合、前記スリーブ44の一次側ポート28の内径(φ1)は、該スリーブ44の反対側の端部の内径(φ2)と比較して小さく形成されている(φ1<φ2)。
【0020】
前記スプール60の一端部には、スリーブ44の内壁面に形成された着座部62に着座することにより一次側ポート28と二次側ポート30とを非連通状態とする弁部64と(図3参照)、一次側ポート28および二次側ポート30とをそれぞれ連通させる第1連通孔66aおよび第2連通孔66bとが設けられる。
【0021】
前記スリーブ44の端部側には、該スリーブ44の内壁面に沿って摺動自在なピストン56が配設され、前記ピストン56には前記スプール60の端面に係合するフランジ部68が形成される。この場合、圧力室54内に供給される圧油と第1ばね部材58との押圧力によって前記ピストン56が一次側ポート28側に向かって付勢され、スプール60の端面に係合するフランジ部68を介してスプール60の弁部64が着座部62に着座して弁閉状態となる。
【0022】
前記スプール60の内部には第1連通孔66aおよび第2連通孔66bにそれぞれ連通する中空部70が形成され、前記中空部70にはスプール60の内壁面に形成されたガイド孔72に沿って変位する弁体74が配設される。前記弁体74とピストン56との間には第2ばね部材(弾性部材)76が配設され、前記第2ばね部材76の弾発力によって弁体74が一次側ポート28側に向かって付勢されている。
【0023】
従って、前記弁体74が第2ばね部材76の弾発力によってガイド孔72の終端位置(変位終端位置)72aに到達すると、該弁体74がスプール60の中空部70を閉止して該スプール60に形成された第1連通孔66aと第2連通孔66bとの連通状態が遮断される(図2参照)。前記弁体74にはスプール60の第2連通孔66bに連通する第3連通孔78が形成され、前記弁体74の端部は、ピストン56によって閉塞される。
【0024】
本発明の実施の形態に係る射出制御弁12が組み込まれた射出制御機構10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【0025】
図2に示されるように、圧力室54に供給される圧油の作用下に、スプール60の弁部64をスリーブ44の着座部62に着座させて一次側ポート28が閉止された弁閉状態とする。
【0026】
すなわち、圧油供給源52を付勢して圧力室54の内部に圧油を供給し、前記圧力室54に供給された圧油および第1ばね部材58の押圧力によってピストン56を一次側ポート28に向かって押圧する。その際、前記ピストン56のフランジ部68とスプール60の端面とが係合しているため、スプール60、弁体74およびピストン56が一体的に一次側ポート28に向かって変位する。この結果、スプール60の弁部64がスリーブ44の着座部62に着座して一次側ポート28が閉止されることにより、アキュムレータ24から二次側ポート30へ向かう圧油の供給が遮断される。
【0027】
なお、前述したように、前記スリーブ44の一次側ポート28の内径(φ1)は、該スリーブ44の反対側の端部の内径(φ2)と比較して小さく形成されているため(φ1<φ2)、アキュムレータ24から供給される油圧と圧力室54内に供給される油圧とが同圧であっても、前記内径の受圧面積差によってスプール60が一次側ポート28に向かって変位するように設定されている。
【0028】
次に、図3に示されるように、スプール60をピストン56側に向かって変位させて弁開状態とし、一次側ポート28と二次側ポート30とを連通させて、圧油を射出シリンダ18の加圧室34に供給する。
【0029】
すなわち、図示しない排出手段を介して圧力室54内に供給された圧油をタンク38内に排出して圧力室54内の油圧を減少させることにより、アキュムレータ24から供給される圧油の押圧力によってスプール60、弁体74およびピストン56が一体的に図2中の右側に向かって変位する。
【0030】
この場合、一次側ポート28を通過した圧油は、スプール60の第1連通孔66aを通じて中空部70内に導入され、第2ばね部材76の弾発力に打ち勝って弁体74をピストン56側に向かって変位させる。この結果、スプール60の中空部70内に導入された圧油は、スプール60の第2連通孔66b、二次側ポート30および第2通路32を通じて射出シリンダ18の加圧室34に供給され、射出ピストン14を変位させることにより、図示しない金型のキャビティ内に溶湯が供給される。
【0031】
ショットが完了して射出シリンダ18の射出ピストン14がストールすると、一次側ポート28から二次側ポート30へ向かう圧油の流量がなくなり、換言すると一次側ポート28と二次側ポート30との油圧が略同圧となるため、第2ばね部材76の弾発力によって弁体74が付勢され該弁体74が一次側ポート28に向かって変位する。この場合、スプール60はピストン56側に変位した弁開状態にあり、前記スプール60の内部に設けられた弁体74のみが第2ばね部材76の弾発力によって変位する。前記弁体74が変位してスプール60のガイド孔72の終端位置72aに到達することにより、該スプール60の内部に形成された中空部70が該弁体74によって閉止され、一次側ポート28と二次側ポート30との連通状態が遮断される(図4参照)。
【0032】
この結果、スプール60を弁開状態から弁閉状態へと切り換えることがなく、射出シリンダ18の加圧室34に供給され所望の油圧に加圧された圧油が一次側ポート28側へ流入する圧力逃げを前記弁体74によって阻止することができる。
【0033】
続いて、圧油供給源52を付勢して圧力室54に圧油を供給することにより、スプール60、弁体74およびピストン56が一体的に一次側ポート28に向かって変位することにより、前記スプール60によって一次側ポート28が閉止された弁閉状態に復帰する(図2参照)。
【0034】
本実施の形態に係る射出制御弁12では、スプール60の内壁面に形成されたガイド孔72に沿って摺動変位する弁体74を設け、前記弁体74によって二次側ポート30から一次側ポート28に向かって流入する圧力逃げ状態を回避している。
【0035】
従って、本実施の形態に係る射出制御弁12では、スプール60が弁開状態から弁閉状態へと切り換わる前に該スプール60の中空部70が弁体74によって閉止されるため、ショット圧を増圧する際のスプール60の切換時間を実質的に短縮して高速応答化を達成することができる。この結果、高速ショット後の保全工程へ短時間で切り換えることができる。
【0036】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【0037】
すなわち、弾性部材の弾発力によって付勢される弁体をスプールの中空部内に設け、スプールが弁開状態から弁閉状態へと切り換わる前、該スプールの中空部が前記弁体によって閉止されるため、ショット圧を増圧する際のスプールの切換時間を実質的に短縮して高速応答化を達成することができる。この結果、高速ショット後の保全工程へ短時間で切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る射出制御弁が組み込まれた射出制御機構のブロック構造図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る射出制御弁を構成するスプールの弁閉状態を示す縦断面図である。
【図3】図2の状態からスプールが変位して一次側ポートと二次側ポートとが連通して弁開状態を示す縦断面図である。
【図4】図3の状態から弁体が変位してスプールの中空部が閉止された状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
10…射出制御機構 12…射出制御弁
28…一次側ポート 30…二次側ポート
44…スリーブ 54…圧力室
56…ピストン 58、76…ばね部材
60…スプール 66a、66b、78…連通孔
70…中空部 72…ガイド孔
72a…終端位置 74…弁体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control valve used for an injection machine such as a die casting machine, and more particularly to a control valve for an injection machine that enables high-speed response when increasing the shot pressure immediately before completion of a shot of molten metal.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an injection machine such as a die-casting machine, when filling a molten metal into a mold cavity, the injection speed of the injection piston drops immediately before the completion of the shot of the molten metal. Therefore, it is common practice to increase the shot pressure.
[0003]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-193663 has an injection cylinder in which an injection piston and a pressure increasing piston are incorporated, and a hydraulic pressure source is provided on the pressure side of the injection piston via a check valve and an injection speed control valve. Further, there is disclosed a configuration in which a pressure increasing speed control valve is disposed between the hydraulic pressure source and the pressure increasing piston. In JP-A-61-193663, the speed of an injection piston is detected, and when the speed detection value falls below a predetermined value just before the molten metal is filled into the cavity, the pressure increase speed control valve is operated. A method is employed in which the shot pressure is increased by operating the pressure increasing piston.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-133103 discloses a pressure increase start valve and a pressure increase rise speed setting valve between a shot cylinder that pressurizes molten metal by hydraulic pressure and a pressure increase accumulator. The structure to perform is disclosed. In Japanese Patent Laid-Open No. 56-133103, the shot cylinder oil pressure at each shot is measured, and the measured pressure value is compared with the set oil pressure value so that the shot pressure is always within the setting allowable range. The control method is adopted.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the injection speed control valve and the pressure-increasing speed control valve disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-193663 related to the above-mentioned prior art, and the Japanese Patent Laid-Open No. 56-131063 related to the above-mentioned prior art are disclosed. A spool valve is generally used as a valve structure in a control valve that controls a large amount of pressure oil, such as a pressure increase rise speed setting valve.
[0006]
In this case, in the control valve according to the prior art, the diameter of the spool becomes large in order to control a large amount of pressure oil, and the switching time for switching the open / close state of the spool is long, so that high speed response cannot be achieved. There is a problem that.
[0007]
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and provides an injection machine control valve that can shorten the spool switching time when increasing the shot pressure and can achieve high-speed response. For the purpose.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is a control valve that is disposed between an injection cylinder and an accumulator and controls pressure oil supplied to the injection cylinder,
A sleeve formed with a primary port communicating with the accumulator and a secondary port communicating with the injection cylinder;
Provided to be slidably displaced in the sleeve, the valve open state in which the primary side port and the secondary port communicate with each other, and the communication between the primary side port and the secondary side port are blocked. A spool that switches between closed valve states,
A piston that engages with an end of the spool and is displaced integrally with the spool under the action of pressure oil supplied to the pressure chamber;
A valve body that blocks communication between the primary port and the secondary port by displacing along the hollow portion in the spool;
An elastic member for urging the valve body toward the primary port side;
It is characterized by providing.
[0009]
In this case, a guide hole for guiding the valve body when the valve body is slidably displaced may be formed on the inner wall surface of the spool. This is because when the valve body reaches the displacement end position of the guide hole, the communication state between the first communication hole and the second communication hole formed in the spool is reliably blocked.
[0010]
Further, by setting the inner diameter of the primary port formed in the sleeve to be smaller than the inner diameter of the end on the opposite side along the axial direction of the primary port, the accumulator side supplied from the primary port This is because even if the hydraulic pressure and the hydraulic pressure on the pressure chamber side are the same pressure, the spool can be operated smoothly due to the pressure receiving area difference due to the difference in the inner diameter.
[0011]
According to the present invention, when the shot to the cavity of the mold is completed and the injection cylinder is stalled, there is no flow of pressure oil from the primary side port to the secondary side port, and the valve body is attached by the elastic force of the elastic member. The valve body is displaced toward the primary port. Therefore, before the spool is switched from the valve open state to the valve closed state, the valve body slides and displaces along the inner wall surface of the spool, and the valve body closes the hollow portion of the spool so that A pressure relief state flowing toward the primary port is avoided.
[0012]
Therefore, in the present invention, since the hollow portion of the spool is closed by the valve body before the spool is switched from the valve open state to the valve closed state, the spool switching time when the shot pressure is increased is substantially reduced. It can be shortened to achieve high speed response.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the control valve for an injection machine according to the present invention will be described below and described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0014]
In FIG. 1,
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
A
[0018]
As shown in FIG. 2, the
[0019]
The
[0020]
At one end portion of the
[0021]
A
[0022]
A
[0023]
Accordingly, when the
[0024]
The
[0025]
As shown in FIG. 2, under the action of the pressure oil supplied to the
[0026]
That is, the pressure
[0027]
As described above, the inner diameter (φ1) of the
[0028]
Next, as shown in FIG. 3, the
[0029]
That is, the pressure oil supplied from the
[0030]
In this case, the pressure oil that has passed through the
[0031]
When the shot is completed and the
[0032]
As a result, the pressure oil supplied to the pressurizing
[0033]
Subsequently, by energizing the pressure
[0034]
In the
[0035]
Therefore, in the
[0036]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
[0037]
That is, a valve body that is urged by the elastic force of the elastic member is provided in the hollow portion of the spool, and the hollow portion of the spool is closed by the valve body before the spool switches from the valve open state to the valve closed state. Therefore, it is possible to achieve a high-speed response by substantially shortening the switching time of the spool when increasing the shot pressure. As a result, the maintenance process after the high-speed shot can be switched in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block structure diagram of an injection control mechanism in which an injection control valve according to an embodiment of the present invention is incorporated.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a valve closed state of a spool constituting the injection control valve according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a valve open state in which the spool is displaced from the state of FIG. 2 and the primary side port and the secondary side port communicate with each other.
4 is a longitudinal sectional view showing a state in which the valve body is displaced from the state of FIG. 3 and the hollow portion of the spool is closed. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記アキュムレータに連通する一次側ポートと、前記射出シリンダに連通する二次側ポートとが形成されたスリーブと、
前記スリーブ内を摺動自在に変位するように設けられ、前記一次側ポートと前記二次側ポートとが連通する弁開状態と、前記一次側ポートと前記二次側ポートとの連通が遮断された弁閉状態とを切り換えるスプールと、
前記スプールの端部に係合し、圧力室に供給される圧油の作用下に該スプールと一体的に変位するピストンと、
前記スプール内の中空部に沿って変位することにより、前記一次側ポートと二次側ポートとの連通を遮断する弁体と、
前記弁体を一次側ポート側に向かって付勢する弾性部材と、
を備えることを特徴とする射出機用制御弁。A control valve disposed between an injection cylinder and an accumulator and controlling pressure oil supplied to the injection cylinder;
A sleeve formed with a primary port communicating with the accumulator and a secondary port communicating with the injection cylinder;
Provided to be slidably displaced in the sleeve, the valve open state in which the primary side port and the secondary port communicate with each other, and the communication between the primary side port and the secondary side port are blocked. A spool that switches between closed valve states,
A piston that engages with an end of the spool and is displaced integrally with the spool under the action of pressure oil supplied to the pressure chamber;
A valve body that blocks communication between the primary port and the secondary port by displacing along the hollow portion in the spool;
An elastic member for urging the valve body toward the primary port side;
A control valve for an injection machine comprising:
前記スプールの内壁面には弁体が摺動変位するガイド孔が形成され、前記弁体が前記ガイド孔の変位終端位置に到達した際、該スプールに形成された第1連通孔と第2連通孔との連通状態が遮断されることを特徴とする射出機用制御弁。The control valve for an injection machine according to claim 1,
A guide hole is formed on the inner wall surface of the spool to slide and displace the valve body. When the valve body reaches the displacement end position of the guide hole, the first communication hole and the second communication hole formed in the spool are formed. A control valve for an injection machine, wherein a communication state with a hole is cut off.
前記スリーブに形成された一次側ポートの内径は、前記一次側ポートと軸線方向に沿って反対側の端部の内径よりも小さく設定されることを特徴とする射出機用制御弁。In the control valve for an injection machine according to claim 1 or 2,
The control valve for an injection machine, wherein an inner diameter of a primary port formed in the sleeve is set smaller than an inner diameter of an end portion on the opposite side along the axial direction of the primary port.
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