JP4808327B2 - アキュムレータのガス充填装置および射出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、ダイカストマシン、射出成形装置等の成形装置における成形材料の射出に必要なエネルギーを供給するのに用いられるアキュムレータに作動ガスを充填するアキュムレータのガス充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイカストマシンは、金型に対して設けられた射出装置のスリーブに溶融金属を供給し、プランジャを駆動することにより、金型のキャビティ内に溶融金属を充填することによってダイカスト製品を鋳造する。
上記の射出装置としては、たとえば、射出シリンダ、プランジャに連結され射出シリンダに内蔵されたピストン、射出シリンダを駆動する油圧回路等を備えたものが知られている。油圧回路には、溶融金属を金型に射出するために必要な油圧を供給するためのアキュムレータおよび金型に溶融金属を充填したのちに昇圧するのに必要な油圧を供給するためのアキュムレータが接続されたものが知られている。
射出装置に使用されるアキュムレータには、たとえば、窒素ガス等の作動ガスが圧縮充填される。アキュムレータへの作動ガスの圧縮充填は、たとえば、圧縮された作動ガスを収容するガスボンベをアキュムレータに直接接続し、ガスボンベからアキュムレータに作動ガスを供給することにより行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような方法では、ガスボンベに収容された作動ガスの圧力がアキュムレータに要求される充填圧力よりも高い必要がある。このため、要求される圧力の作動ガスを収容するガスボンベが入手できない場合には、アキュムレータに作動ガスを充填できないという不利益が存在した。
また、上記のような方法でアキュムレータに作動ガスを充填すると、アキュムレータの充填圧力とガスボンベの作動ガスの圧力が等しくなった後は、ガスボンベからアキュムレータへ作動ガスを送ることができない。このため、ガスボンベ内に作動ガスが残っているにもかかわらず、ガスボンベに作動ガスを再度充填して圧力を上昇させる必要があり、ガスボンベの使用効率が低いという不利益も存在した。
【０００４】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、成形装置の射出装置に使用されるアキュムレータにガスボンベから所望の圧力の作動ガスを簡易に圧縮充填することができ、加えて、ガスボンベの作動ガスを無駄なく使用することができるアキュムレータのガス充填装置およびこのガス充填装置を備えた射出装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のアキュムレータのガス充填装置は、成形装置の射出シリンダを駆動する液圧回路に接続され、成形材料の射出充填に必要な液圧を前記射出シリンダへ供給可能なアキュムレータへ必要な圧力の作動ガスを充填するアキュムレータのガス充填装置であって、ガス収容体に収容された作動ガスを前記液圧回路に液圧を供給する液圧源からの液圧を利用して当該ガス収容体内の作動ガスの圧力よりも昇圧し、前記アキュムレータに充填するガス充填手段を有する。
【０００６】
好適には、前記ガス充填手段は、前記ガス収容体と前記アキュムレータとを連通する配管に接続され、前記液圧回路に液圧を供給する液圧源からの液圧の供給を受けて、前記配管から流入する作動ガスを圧縮可能なピストンを内蔵するシリンダ装置と、前記配管とシリンダ装置との接続部を間にして、前記配管のアキュムレータ側およびガス収容体側にそれぞれ設けられ、前記ガス収容体から前記アキュムレータに向かう作動ガスの流入を許容し、前記ガス収容体への作動ガスの逆流を阻止する第１および第２のチェックバルブと、前記シリンダ装置への液圧の供給を制御し、前記アキュムレータ内の作動ガスの圧力が所望の圧力に到達するまで前記ピストンを往復動させる制御手段とを有する。
【０００７】
本発明の射出装置は、成形装置の金型に成形材料を射出する射出装置であって、射出シリンダと、前記射出シリンダを駆動する液圧回路と、前記液圧回路に必要な液圧を供給する液圧源と、成形材料の射出充填に必要な液圧を前記射出シリンダへ供給可能なアキュムレータと、ガス収容体に収容された作動ガスを前記液圧源からの液圧を利用して当該ガス収容体内の作動ガスの圧力よりも昇圧し、前記アキュムレータに充填するガス充填手段とを有する。
【０００８】
本発明では、たとえば、空あるいは圧力が低下したアキュムレータとガス収容体とを配管によって接続すると、ガス収容体に圧縮充填された作動ガスは、アキュムレータ内の圧力よりも高い場合には、自らの圧力によって、第１および第２のチェックバルブを通じてアキュムレータに自然に流入する。
アキュムレータ内の作動ガスの圧力とガス収容体内の作動ガスの圧力が等しくなると、ガス収容体からアキュムレータへの作動ガスの流入は停止する。
この状態から、液圧源から液圧をシリンダ装置に供給してピストンを駆動すると、アキュムレータと第２のチェックバルブの間に存在する作動ガスは圧縮され、圧力が上昇し、アキュムレータに充填される。圧力が上昇したアキュムレータ内の作動ガスは、第１のチェックバルブによって、ガス収容体側への逆流は阻止される。ピストンを往復動させる毎に昇圧された作動ガスがアキュムレータ内に充填される。
アキュムレータ内の作動ガスの圧力が所望の圧力に到達した後に、ピストンの往復動が停止され、アキュムレータへの作動ガスの圧縮充填が完了する。
【０００９】
【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。
図１は、本発明の一実施形態に係る射出装置の構成を示す図である。なお、本実施形態の射出装置は、ダイカストマシンの金型に対して設置され、金型内にアルミニウム合金等の溶融金属を射出する。
図１において、射出装置１は、射出シリンダ２と、油圧回路１１と、油圧源２１と、射出速度用アキュムレータ３１と、射出圧用アキュムレータ４１と、ガス充填装置５１とを備えている。なお、図１における符号５０は、ストップバルブである。
【００１０】
射出シリンダ２は、射出用ピストン３と、昇圧用ピストン４とを直列に内蔵している。
射出用ピストン３は、図示しないプランジャを駆動するためのピストンであり、プランジャロッドを介してプランジャに連結されている。プランジャは、図示しないスリーブに嵌合しており、このスリーブに供給された溶融金属を金型のキャビティ内に向けて押し出す。
昇圧用ピストン４は、金型のキャビティに溶融金属が充填され状態で、さらにプランジャを押圧するための力を射出用ピストン３の背後から与えるためのピストンである。
【００１１】
油圧源２１は、油圧回路１１に必要な油圧を供給する。この油圧源２１は、たとえば、油圧ポンプによって構成される。
【００１２】
油圧回路１１は、油圧源２１からの作動油を射出シリンダ２に供給し、射出用ピストン３および昇圧用ピストン４を駆動させるための回路である。この油圧回路１１は、油圧源２１と射出シリンダ２との間に、ソレノイドバルブ１２、チェックバルブ１３，１４および開閉弁１５，１６等を備えている。
ソレノイドバルブ１２は、射出シリンダ２への作動油の供給、遮断等を制御する。
【００１３】
チェックバルブ１３，１４は、ソレノイドバルブ１２側への作動油の逆流を阻止するバルブである。
開閉弁１５，１６は、射出シリンダ２の射出用ピストン３側および昇圧用ピストン４側へ作動油を供給する配管を開閉するバルブである。
【００１４】
射出速度用アキュムレータ３１は、ピストン３２ａを内蔵するシリンダ装置３２に接続されている。シリンダ装置３２は、射出シリンダ２の射出用ピストン３側に配管によって接続されている。
この射出速度用アキュムレータ３１は、たとえば、窒素ガスからなる作動ガスが圧縮充填されており、溶融金属を金型内に射出する際に、圧縮充填された作動ガスをシリンダ装置３２に出力する。これにより、シリンダ装置３２に内蔵されたピストン３２ａが駆動され、このピストン３２ａによってシリンダ装置３２にある作動油が射出シリンダ２に向けて押し出され、射出用ピストン３が駆動される。
なお、射出速度用アキュムレータ３１から供給された圧力によってシリンダ装置３２の上端側から下端側に向けて移動したピストン３２ａは、射出が完了したのちに、油圧源２１からの油圧によって射出速度用アキュムレータ３１の圧力に抗してシリンダ装置３２の上端側に戻される。
【００１５】
射出圧用アキュムレータ４１は、ピストン４２ａを内蔵するシリンダ装置４２に接続されている。シリンダ装置４２は、射出シリンダ２の昇圧用ピストン４側に配管によって接続されている。
この射出圧用アキュムレータ４１は、たとえば、窒素ガスからなる作動ガスが圧縮充填されており、溶融金属が充填された金型内の圧力をさらに上昇させる際に、作動ガスをシリンダ装置４２に供給する。これにより、シリンダ装置４２内のピストン４２ａが駆動され、ピストン４２ａによってシリンダ装置３２にある作動油が射出シリンダ２に向けて押し出され、昇圧用ピストン４が駆動される。
なお、射出圧用アキュムレータ４１から供給された圧力によってシリンダ装置４２の上端側から下端側に向けて移動したピストン４２ａは、射出が完了した後に、油圧源２１からの油圧によって射出圧用アキュムレータ４１の圧力に抗してシリンダ装置４２の上端側に戻される。
【００１６】
ガス充填装置５１は、作動ガスを収容するガスボンベ８０と射出速度用アキュムレータ３１および射出圧用アキュムレータ４１とを連通する配管５２と、配管５２に接続された昇圧シリンダ装置５３と、制御部７０とを有する。
【００１７】
配管５２は、一端側がガスボンベ８０と接続可能となっており、分岐した他端側は、射出速度用アキュムレータ３１および射出圧用アキュムレータ４１とそれぞれ接続可能になっている。
この配管５２の両端部には、それぞれストップバルブ５０が設けられている。
また、配管５２の分岐していない部分には、２つのチェックバルブ５４および５５が設けられている。
【００１８】
チェックバルブ５４および５５は、配管５２がガスボンベ８０、射出速度用アキュムレータ３１または射出圧用アキュムレータ４１と接続された状態において、ガスボンベ８０から射出速度用アキュムレータ３１または射出圧用アキュムレータ４１に向かう作動ガスの流入を許容し、ガスボンベ８０への作動ガスの逆流を阻止する。
【００１９】
配管５２のチェックバルブ５４とストップバルブ５０との間には、プレッシャスイッチ６２，６３が接続されている。
プレッシャスイッチ６２，６３は、制御部７０と接続されており、配管５２内の圧力が予め設定された圧力になったことを検出し、検出信号６２ｓ，６３ｓを制御部７０に出力する。
具体的には、プレッシャスイッチ６２は配管５２内の圧力が射出速度用アキュムレータ３１に必要な圧力に達したことを検出し、プレッシャスイッチ６３は配管５２内の圧力が射出力用アキュムレータ４１に必要な圧力に達したことを検出する。
【００２０】
昇圧シリンダ装置５３は、一端が配管５２のチェックバルブ５４および５５の間に接続され、他端が配管６９によって油圧源２１と接続されている。この昇圧シリンダ装置５３は、ピストン５３ａを内蔵している。
ピストン５３ａは、油圧源２１から供給される油圧によって駆動される。
【００２１】
配管６９には、流量調整バルブ６５およびソレノイドバルブ６６が設けられている。
流量調整バルブ６５は、配管６９を通じて昇圧シリンダ装置５３に供給される作動油の流量を調整し、昇圧シリンダ装置５３内のピストン５３ａの移動（上昇）速度を調整する。
ソレノイドバルブ６６は、制御部７０に接続されており、配管６９を通じて昇圧シリンダ装置５３に供給される作動油の供給、遮断を行うバルブである。このソレノイドバルブ６６は、制御部７０によってソレノイドがオン、オフされる。
【００２２】
ソレノイドバルブ６６と昇圧シリンダ装置５３の間の配管６９には、プレッシャスイッチ６０，６１が接続されている。
プレッシャスイッチ６０，６１は、制御部７０に接続されており、配管６９内の圧力が予め設定された圧力になったことを検出し、検出信号６０ｓ，６１ｓを出力する。
具体的には、プレッシャスイッチ６０は配管６９内の下限圧力を検出し、プレッシャスイッチ６１は配管６９内の上限圧力を検出する。
【００２３】
制御部７０は、プレッシャスイッチ６０，６１，６２，６３の検出信号が入力され、これらの検出信号に基づいて、ソレノイドバルブ６６の制御を行う。なお、具体的な処理手順については後述する。
また、制御部７０には、たとえば、図２に示す操作盤９０が接続されている。
操作盤９０は、射出速度用アキュムレータ３１と射出力用アキュムレータ４１のいずれに作動ガスを充填するかを選択するスイッチＳＷ１、作動ガスの充填を開始するスイッチＳＷ２、作動ガスの充填を停止させるスイッチＳＷ３等を備えている。制御部７０は、これらスイッチＳＷ１〜ＳＷ３からの信号に応じて、ソレノイドバルブ６６の制御を行う。
【００２４】
次に、上記構成の射出装置１における射出圧用アキュムレータ４１への窒素ガスの圧縮充填動作の一例について図２〜図４を参照して説明する。なお、射出速度用アキュムレータ３１への圧縮充填動作は、射出圧用アキュムレータ４１と同様であるので省略する。
【００２５】
まず、上記した操作盤９０のスイッチＳＷ１を操作して、射出圧用アキュムレータ４１にガスを充填するように選択する。
さらに、作動ガスが充填されておらず空の状態にあるアキュムレータ４１と配管５２とを、図３に示すように接続し、さらに、ガスボンベ８０と配管５２とを接続する。
次いで、ガスボンベ８０の近傍および射出圧用アキュムレータ４１の近傍の各ストップバルブ５０を開く。
【００２６】
上記の各ストップバルブ５０を開くと、ガスボンベ８０と射出圧用アキュムレータ４１とは配管５２を通じて連通する。これにより、ガスボンベ８０に圧縮充填された作動ガスが、配管５２を通じてアキュムレータ４１に自然に流入する。
このとき、ガスボンベ８０の作動ガスは、配管５２に接続されたシリンダ５３内にも流入する。これにより、シリンダ５３のピストン５３ａは矢印Ａ2 の向きに押圧され、シリンダ５３の下降限に移動する。
【００２７】
ガスボンベ８０の圧力は、作動ガスの流出にしたがって下降する、一方、射出圧用アキュムレータ４１内および昇圧シリンダ装置５３内の圧力は、作動ガスの流出にしたがって上昇する。
ガスボンベ８０の圧力と、射出圧用アキュムレータ４１内および昇圧シリンダ装置５３内の圧力とが等しくなると、ガスボンベ８０から射出圧用アキュムレータ４１への作動ガスの自然流入は終了する。
【００２８】
この状態に達したのち、油圧源２１の油圧ポンプを運転状態にする。なお、配管６９に設けられたストップバルブ５０は開いておく。
さらに、操作盤９０のスイッチＳＷ２を操作し、作動ガスの充填を開始する。
【００２９】
油圧源２１は、所定の油圧の作動油が配管６９を通じてソレノイドバルブ６６に供給される。
ソレノイドバルブ６６は、操作盤９０のスイッチＳＷ２の操作にしたがって、制御部７０からソレノイドを励磁する電力が、供給される。これにより、配管６９を通じて供給された作動油は、ソレノイドバルブ６６を通過して昇圧シリンダ装置５３に供給される。
【００３０】
昇圧シリンダ装置５３に作動油が供給されると、図４に示すように、昇圧シリンダ装置５３内のピストン５３ａは矢印Ａ1 の向きに移動（上昇）し、昇圧シリンダ装置５３内に流入している作動ガスを圧縮する。
なお、ピストン５３ａによって圧力が上昇する作動ガスは、チェックバルブ５５によってガスボンベ８０側への逆流が阻止されている。
【００３１】
昇圧シリンダ装置５３のピストン５３ａが矢印Ａ1 の向きに上昇していくにしたがって、配管５２内の作動ガスの圧力は上昇し、このピストン５３ａが昇圧シリンダ装置５３の上昇限まで移動する。
ピストン５３ａが昇圧シリンダ装置５３の上昇限に移動すると、ソレノイドバルブ６６を通じて昇圧シリンダ装置５３に供給される作動油の油圧は、油圧源２１で発生される油圧に略等しくなる。プレッシャスイッチ６０は、ソレノイドバルブ６６を通じて昇圧シリンダ装置５３に供給される作動油の油圧が油圧源２１で発生される油圧に略等しくなるとオンし、検出信号６０ｓを制御部７０に出力する。なお、配管６９とプレッシャスイッチ６０との間のストップバルブ５０は開かれている。
【００３２】
制御部７０は、プレッシャスイッチ６０がオンすることによって検出信号６０ｓが入力されると、ソレノイドバルブ６６のソレノイドへの電力供給を遮断する。これによって、ソレノイドバルブ６６から昇圧シリンダ装置５３への作動油の供給が遮断され、昇圧シリンダ装置５３内の作動油はソレノイドバルブ６６に接続されたタンクに排出される。
昇圧シリンダ装置５３内の作動油の排出にしたがって、昇圧シリンダ装置５３内のピストン５３ａは、図に示すように、矢印Ａ2 の向きに下降する。昇圧シリンダ装置５３内のピストン５３ａが矢印Ａ2 の向きに下降するにしたがって、昇圧シリンダ装置５３内に作動ガスが再び流入し、配管５２のチェックバルブ５４および５５の間の作動ガスの圧力は低下する。一方、射出圧用アキュムレータ４１内の作動ガスの圧力は、チェックバルブ５４によって作動ガスの逆流が阻止されているので、低下することはない。
【００３３】
昇圧シリンダ装置５３内のピストン５３ａが昇圧シリンダ装置５３の下降限まで移動すると、ソレノイドバルブ６６と昇圧シリンダ装置５３の間の作動油の油圧は最低となる。
プレッシャスイッチ６１は、ソレノイドバルブ６６と昇圧シリンダ装置５３の間の作動油の油圧が最低になるとオンし、検出信号６１ｓを制御部７０に出力する。なお、配管６９とプレッシャスイッチ６１との間のストップバルブ５０は開かれている。
【００３４】
制御部７０は、プレッシャスイッチ６１がオンすることによって検出信号６１ｓが入力されると、ソレノイドバルブ６６のソレノイドへの電力の供給を再開する。これによって、ソレノイドバルブ６６から昇圧シリンダ装置５３への作動油の供給が再開され、ピストン５３ａが上昇する。
【００３５】
上記のように、ピストン５３ａの上昇、下降を繰り返し行うことにより、射出圧用アキュムレータ４１内の作動ガスの圧力は、ピストン５３ａの上昇毎に上昇する。
配管５２のチェックバルブ５４の上流側に接続されたプレッシャスイッチ６３は、射出圧用アキュムレータ４１内の作動ガスの圧力が所定の圧力に到達するとオンし、検出信号６３ｓを制御部７０に出力する。
なお、射出速度用アキュムレータ３１に作動ガスを充填した際に、射出速度用アキュムレータ３１内の作動ガスの圧力が所定の圧力に到達すると、プレッシャスイッチ６２がオンし、検出信号６２ｓを制御部７０に出力する。
【００３６】
制御部７０は、プレッシャスイッチ６３がオンすることによって検出信号６３ｓが入力されると、ソレノイドバルブ６６への電力供給を遮断し、昇圧シリンダ装置５３の駆動を停止させる。
【００３７】
なお、ガスボンベ８０内の作動ガスを、昇圧シリンダ装置５３によって圧縮しながら、射出圧用アキュムレータ４１に移しかえる際に、ガスボンベ８０から供給する作動ガスが不足しないように、複数のガスボンベ８０を連結しておく。
【００３８】
【実施例】
次に、窒素ガスを収容するガスボンベ８０から射出圧用アキュムレータ４１に実際に窒素ガスの圧縮充填を行った場合について説明する。
アキュムレータ４１の容積Ｖａを２５０ｌ（リットル）、このアキュムレータ４１に接続されたシリンダ装置４２の容積Ｖｃを５０ｌ（リットル）、アキュムレータ４１とシリンダ装置４２とを接続する配管の容積Ｖｐを１０ｌ（リットル）のものを使用した。したがって、シリンダ装置４２は５０ｌ（リットル）の作動油を射出シリンダ２に供給する。
【００３９】
また、アキュムレータ４１に接続されたシリンダ装置４２から射出シリンダ２に供給すべき作動油の油圧Ｐｃを１３５(kgf/cm2 )とした。
さらに、未使用のガスボンベ８０には、窒素ガスが９０(kgf/cm2 )の圧力で、５０ｌ（リットル）充填されており、ガスボンベ８０内の圧力が４０(kgf/cm2 )となるまで使用した。
また、昇圧用の昇圧シリンダ装置５３は、容積が１０ｌ（リットル）のものを使用した。
【００４０】
ここで、射出圧用アキュムレータ４１に充填すべき窒素ガスの充填圧力Ｐは、圧力×容積が一定であることから、次式（１）の関係が成り立つ。
【００４１】
Ｐ×（Ｖａ＋Ｖｃ＋Ｖｐ）＝Ｐｃ×（Ｖａ＋Ｖｐ） …（１）
【００４２】
したがって、Ｐ＝Ｐｃ×（Ｖａ＋Ｖｐ）／Ｖ0 ＝９１．５(kgf/cm2 )となる。
充填圧力Ｐが上記の値の場合に、アキュムレータ４１に充填するのに必要な窒素ガスの量Ｖ0 （大気圧換算）は、次式（２）のようになる。なお、Ｎｌは大気圧換算した場合の量を示す。
【００４３】
Ｖ0 ＝９１．５×３１０＝２８３６５Ｎｌ …（２）
【００４４】
したがって、ガスボンベ８０の必要な本数Ｂは、次式（３）によって求められる。
【００４５】
Ｂ＝２８３６５／（９０−４０）×５０≒１１．３（本） …（３）
【００４６】
したがって、互いに連通する６本組のガスボンベ８０を２セット使用し、合計１２本のガスボンベ８０を使用した。
【００４７】
６本組のガスボンベ８０の１セット目を配管５２に接続し、射出圧用アキュムレータ４１に窒素ガスを自然流入させると、自然流入が終了したときのガスボンベ８０、射出用アキュムレータ４１および昇圧シリンダ装置５３内の窒素ガスの圧力Ｐ1 は、次式（４）によって求まる。
【００４８】
９０(kgf/cm2 )×６（本）×５０（ｌ（リットル））＝Ｐ1 ×（３１０＋６（本）×５０） …（４）
【００４９】
したがって、圧力Ｐ1 は４４．３(kgf/cm2 )となる。また、射出用アキュムレータ４１に充填された窒素ガスの量Ｖ1 は、４４．３×３１０＝１３７３３Ｎｌである。
窒素ガスの圧力が圧力Ｐ1 に到達したのち、６本組のガスボンベ８０の２セット目を配管５２に接続し直し、窒素ガスの射出用アキュムレータ４１への自然流入をさらにおこなった。
【００５０】
２セット目のガスボンベ８０によって、窒素ガスを射出用アキュムレータ４１へ自然流入させた際に、自然流入が終了したときの圧力Ｐ2 は、次式（５）によって求まる。
【００５１】
４４．３×３１０＋９０×６×５０＝Ｐ2 ×（３１０＋６×５０）…（５）
【００５２】
したがって、圧力Ｐ2 は６６．８(kgf/cm2 )となる。また、射出用アキュムレータ４１に充填された窒素ガスの量Ｖ2 は、６６．８×３１０＝２０７０８Ｎｌである。
【００５３】
この状態から、射出用アキュムレータ４１内の窒素ガスの圧力が、上記した充填圧力Ｐになるように、昇圧シリンダ装置５３を駆動する。
以下に示す表１は、自然流入が終了した後に、昇圧シリンダ装置５３のピストン５３ａの上昇、下降を繰り返し行ったときの、窒素ガスの充填流量、窒素ガスの充填圧力およびガスボンベ８０内の窒素ガスの圧力の変化を示している。
【００５４】
【表１】
【００５５】
表１に示す充填流量は、ピストン５３ａが上昇する前の充填流量に昇圧シリンダ装置５３の容積（１０ｌ（リットル））と充填圧力（アキュムレータ内の圧力）との積を加算したものである。
表１から分かるように、射出圧用アキュムレータ４１への窒素ガスの充填流量および充填圧量は、ピストン５３ａの上昇毎に増加するのが分かる。
一方、ガスボンベ８０内の窒素ガスの圧力は、ピストン５３ａが上昇する毎に、下降していく。
昇圧シリンダ装置５３のピストン５３ａを約１５回、上昇、下降させることにより、アキュムレータ４１内の窒素ガスの圧力を充填圧力Ｐにすることができる。
【００５６】
以上のように、本実施形態によれば、表１からも分かるように、ガスボンベ８０内の窒素ガスの圧力がアキュムレータ４１内の窒素ガスの圧力よりも十分に低くなったとしても、ガスボンベ８０からアキュムレータ４１へ窒素ガスを移しかえることが可能である。このため、ガスボンベ８０内の圧力がアキュムレータ４１に必要な圧力よりも低い場合であっても、アキュムレータ４１へのガス充填が可能になる。また、アキュムレータ４１内の圧力調整を任意に行うことができる。さらに。ガスボンベ８０内の窒素ガスを無駄なく使用することができる。
また、本実施形態によれば、ガスボンベ８０およびアキュムレータ４１とガス充填装置５１とを接続し、操作盤９０を操作するだけで、所望の圧力の作動ガスをアキュムレータ４１に充填することができ、ガス充填作業が非常に容易である。
【００５７】
なお、上述した実施形態では、成形装置としてダイカストマシンの場合について説明したが、本発明は、たとえば、プラスチック等の成形材料を射出する射出成形装置の射出装置に適用することが可能である。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、成形装置の射出装置に使用されるアキュムレータにガスボンベから所望の圧力の作動ガスを簡易に圧縮充填することができる。
本発明によれば、ガスボンベの作動ガスを無駄なく使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る射出装置の構成を示す図である。
【図２】制御部７０に接続される操作盤の一例を示す図である。
【図３】射出装置１における射出圧用アキュムレータ４１への窒素ガスの圧縮充填動作を説明するための図である。
【図４】図３に続く窒素ガスの圧縮充填動作を説明するための図である。
【図５】図４に続く窒素ガスの圧縮充填動作を説明するための図である。
【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…昇圧用ピストン
３１…射出速度用アキュムレータ
３２…シリンダ装置
４１…射出圧用アキュムレータ
４２…シリンダ装置
５１…ガス充填装置
５２…配管
５３…シリンダ装置
５３…ピストン
５４，５５…チェックバルブ
６０，６１，６２，６３…プレッシャスイッチ
６６…ソレノイドバルブ
７０…制御部
８０…ガスボンベ
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、ダイカストマシン、射出成形装置等の成形装置における成形材料の射出に必要なエネルギーを供給するのに用いられるアキュムレータに作動ガスを充填するアキュムレータのガス充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイカストマシンは、金型に対して設けられた射出装置のスリーブに溶融金属を供給し、プランジャを駆動することにより、金型のキャビティ内に溶融金属を充填することによってダイカスト製品を鋳造する。
上記の射出装置としては、たとえば、射出シリンダ、プランジャに連結され射出シリンダに内蔵されたピストン、射出シリンダを駆動する油圧回路等を備えたものが知られている。油圧回路には、溶融金属を金型に射出するために必要な油圧を供給するためのアキュムレータおよび金型に溶融金属を充填したのちに昇圧するのに必要な油圧を供給するためのアキュムレータが接続されたものが知られている。
射出装置に使用されるアキュムレータには、たとえば、窒素ガス等の作動ガスが圧縮充填される。アキュムレータへの作動ガスの圧縮充填は、たとえば、圧縮された作動ガスを収容するガスボンベをアキュムレータに直接接続し、ガスボンベからアキュムレータに作動ガスを供給することにより行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような方法では、ガスボンベに収容された作動ガスの圧力がアキュムレータに要求される充填圧力よりも高い必要がある。このため、要求される圧力の作動ガスを収容するガスボンベが入手できない場合には、アキュムレータに作動ガスを充填できないという不利益が存在した。
また、上記のような方法でアキュムレータに作動ガスを充填すると、アキュムレータの充填圧力とガスボンベの作動ガスの圧力が等しくなった後は、ガスボンベからアキュムレータへ作動ガスを送ることができない。このため、ガスボンベ内に作動ガスが残っているにもかかわらず、ガスボンベに作動ガスを再度充填して圧力を上昇させる必要があり、ガスボンベの使用効率が低いという不利益も存在した。
【０００４】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、成形装置の射出装置に使用されるアキュムレータにガスボンベから所望の圧力の作動ガスを簡易に圧縮充填することができ、加えて、ガスボンベの作動ガスを無駄なく使用することができるアキュムレータのガス充填装置およびこのガス充填装置を備えた射出装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のアキュムレータのガス充填装置は、成形装置の射出シリンダを駆動する液圧回路に接続され、成形材料の射出充填に必要な液圧を前記射出シリンダへ供給可能なアキュムレータへ必要な圧力の作動ガスを充填するアキュムレータのガス充填装置であって、ガス収容体に収容された作動ガスを前記液圧回路に液圧を供給する液圧源からの液圧を利用して当該ガス収容体内の作動ガスの圧力よりも昇圧し、前記アキュムレータに充填するガス充填手段を有する。
【０００６】
好適には、前記ガス充填手段は、前記ガス収容体と前記アキュムレータとを連通する配管に接続され、前記液圧回路に液圧を供給する液圧源からの液圧の供給を受けて、前記配管から流入する作動ガスを圧縮可能なピストンを内蔵するシリンダ装置と、前記配管とシリンダ装置との接続部を間にして、前記配管のアキュムレータ側およびガス収容体側にそれぞれ設けられ、前記ガス収容体から前記アキュムレータに向かう作動ガスの流入を許容し、前記ガス収容体への作動ガスの逆流を阻止する第１および第２のチェックバルブと、前記シリンダ装置への液圧の供給を制御し、前記アキュムレータ内の作動ガスの圧力が所望の圧力に到達するまで前記ピストンを往復動させる制御手段とを有する。
【０００７】
本発明の射出装置は、成形装置の金型に成形材料を射出する射出装置であって、射出シリンダと、前記射出シリンダを駆動する液圧回路と、前記液圧回路に必要な液圧を供給する液圧源と、成形材料の射出充填に必要な液圧を前記射出シリンダへ供給可能なアキュムレータと、ガス収容体に収容された作動ガスを前記液圧源からの液圧を利用して当該ガス収容体内の作動ガスの圧力よりも昇圧し、前記アキュムレータに充填するガス充填手段とを有する。
【０００８】
本発明では、たとえば、空あるいは圧力が低下したアキュムレータとガス収容体とを配管によって接続すると、ガス収容体に圧縮充填された作動ガスは、アキュムレータ内の圧力よりも高い場合には、自らの圧力によって、第１および第２のチェックバルブを通じてアキュムレータに自然に流入する。
アキュムレータ内の作動ガスの圧力とガス収容体内の作動ガスの圧力が等しくなると、ガス収容体からアキュムレータへの作動ガスの流入は停止する。
この状態から、液圧源から液圧をシリンダ装置に供給してピストンを駆動すると、アキュムレータと第２のチェックバルブの間に存在する作動ガスは圧縮され、圧力が上昇し、アキュムレータに充填される。圧力が上昇したアキュムレータ内の作動ガスは、第１のチェックバルブによって、ガス収容体側への逆流は阻止される。ピストンを往復動させる毎に昇圧された作動ガスがアキュムレータ内に充填される。
アキュムレータ内の作動ガスの圧力が所望の圧力に到達した後に、ピストンの往復動が停止され、アキュムレータへの作動ガスの圧縮充填が完了する。
【０００９】
【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。
図１は、本発明の一実施形態に係る射出装置の構成を示す図である。なお、本実施形態の射出装置は、ダイカストマシンの金型に対して設置され、金型内にアルミニウム合金等の溶融金属を射出する。
図１において、射出装置１は、射出シリンダ２と、油圧回路１１と、油圧源２１と、射出速度用アキュムレータ３１と、射出圧用アキュムレータ４１と、ガス充填装置５１とを備えている。なお、図１における符号５０は、ストップバルブである。
【００１０】
射出シリンダ２は、射出用ピストン３と、昇圧用ピストン４とを直列に内蔵している。
射出用ピストン３は、図示しないプランジャを駆動するためのピストンであり、プランジャロッドを介してプランジャに連結されている。プランジャは、図示しないスリーブに嵌合しており、このスリーブに供給された溶融金属を金型のキャビティ内に向けて押し出す。
昇圧用ピストン４は、金型のキャビティに溶融金属が充填され状態で、さらにプランジャを押圧するための力を射出用ピストン３の背後から与えるためのピストンである。
【００１１】
油圧源２１は、油圧回路１１に必要な油圧を供給する。この油圧源２１は、たとえば、油圧ポンプによって構成される。
【００１２】
油圧回路１１は、油圧源２１からの作動油を射出シリンダ２に供給し、射出用ピストン３および昇圧用ピストン４を駆動させるための回路である。この油圧回路１１は、油圧源２１と射出シリンダ２との間に、ソレノイドバルブ１２、チェックバルブ１３，１４および開閉弁１５，１６等を備えている。
ソレノイドバルブ１２は、射出シリンダ２への作動油の供給、遮断等を制御する。
【００１３】
チェックバルブ１３，１４は、ソレノイドバルブ１２側への作動油の逆流を阻止するバルブである。
開閉弁１５，１６は、射出シリンダ２の射出用ピストン３側および昇圧用ピストン４側へ作動油を供給する配管を開閉するバルブである。
【００１４】
射出速度用アキュムレータ３１は、ピストン３２ａを内蔵するシリンダ装置３２に接続されている。シリンダ装置３２は、射出シリンダ２の射出用ピストン３側に配管によって接続されている。
この射出速度用アキュムレータ３１は、たとえば、窒素ガスからなる作動ガスが圧縮充填されており、溶融金属を金型内に射出する際に、圧縮充填された作動ガスをシリンダ装置３２に出力する。これにより、シリンダ装置３２に内蔵されたピストン３２ａが駆動され、このピストン３２ａによってシリンダ装置３２にある作動油が射出シリンダ２に向けて押し出され、射出用ピストン３が駆動される。
なお、射出速度用アキュムレータ３１から供給された圧力によってシリンダ装置３２の上端側から下端側に向けて移動したピストン３２ａは、射出が完了したのちに、油圧源２１からの油圧によって射出速度用アキュムレータ３１の圧力に抗してシリンダ装置３２の上端側に戻される。
【００１５】
射出圧用アキュムレータ４１は、ピストン４２ａを内蔵するシリンダ装置４２に接続されている。シリンダ装置４２は、射出シリンダ２の昇圧用ピストン４側に配管によって接続されている。
この射出圧用アキュムレータ４１は、たとえば、窒素ガスからなる作動ガスが圧縮充填されており、溶融金属が充填された金型内の圧力をさらに上昇させる際に、作動ガスをシリンダ装置４２に供給する。これにより、シリンダ装置４２内のピストン４２ａが駆動され、ピストン４２ａによってシリンダ装置３２にある作動油が射出シリンダ２に向けて押し出され、昇圧用ピストン４が駆動される。
なお、射出圧用アキュムレータ４１から供給された圧力によってシリンダ装置４２の上端側から下端側に向けて移動したピストン４２ａは、射出が完了した後に、油圧源２１からの油圧によって射出圧用アキュムレータ４１の圧力に抗してシリンダ装置４２の上端側に戻される。
【００１６】
ガス充填装置５１は、作動ガスを収容するガスボンベ８０と射出速度用アキュムレータ３１および射出圧用アキュムレータ４１とを連通する配管５２と、配管５２に接続された昇圧シリンダ装置５３と、制御部７０とを有する。
【００１７】
配管５２は、一端側がガスボンベ８０と接続可能となっており、分岐した他端側は、射出速度用アキュムレータ３１および射出圧用アキュムレータ４１とそれぞれ接続可能になっている。
この配管５２の両端部には、それぞれストップバルブ５０が設けられている。
また、配管５２の分岐していない部分には、２つのチェックバルブ５４および５５が設けられている。
【００１８】
チェックバルブ５４および５５は、配管５２がガスボンベ８０、射出速度用アキュムレータ３１または射出圧用アキュムレータ４１と接続された状態において、ガスボンベ８０から射出速度用アキュムレータ３１または射出圧用アキュムレータ４１に向かう作動ガスの流入を許容し、ガスボンベ８０への作動ガスの逆流を阻止する。
【００１９】
配管５２のチェックバルブ５４とストップバルブ５０との間には、プレッシャスイッチ６２，６３が接続されている。
プレッシャスイッチ６２，６３は、制御部７０と接続されており、配管５２内の圧力が予め設定された圧力になったことを検出し、検出信号６２ｓ，６３ｓを制御部７０に出力する。
具体的には、プレッシャスイッチ６２は配管５２内の圧力が射出速度用アキュムレータ３１に必要な圧力に達したことを検出し、プレッシャスイッチ６３は配管５２内の圧力が射出力用アキュムレータ４１に必要な圧力に達したことを検出する。
【００２０】
昇圧シリンダ装置５３は、一端が配管５２のチェックバルブ５４および５５の間に接続され、他端が配管６９によって油圧源２１と接続されている。この昇圧シリンダ装置５３は、ピストン５３ａを内蔵している。
ピストン５３ａは、油圧源２１から供給される油圧によって駆動される。
【００２１】
配管６９には、流量調整バルブ６５およびソレノイドバルブ６６が設けられている。
流量調整バルブ６５は、配管６９を通じて昇圧シリンダ装置５３に供給される作動油の流量を調整し、昇圧シリンダ装置５３内のピストン５３ａの移動（上昇）速度を調整する。
ソレノイドバルブ６６は、制御部７０に接続されており、配管６９を通じて昇圧シリンダ装置５３に供給される作動油の供給、遮断を行うバルブである。このソレノイドバルブ６６は、制御部７０によってソレノイドがオン、オフされる。
【００２２】
ソレノイドバルブ６６と昇圧シリンダ装置５３の間の配管６９には、プレッシャスイッチ６０，６１が接続されている。
プレッシャスイッチ６０，６１は、制御部７０に接続されており、配管６９内の圧力が予め設定された圧力になったことを検出し、検出信号６０ｓ，６１ｓを出力する。
具体的には、プレッシャスイッチ６０は配管６９内の下限圧力を検出し、プレッシャスイッチ６１は配管６９内の上限圧力を検出する。
【００２３】
制御部７０は、プレッシャスイッチ６０，６１，６２，６３の検出信号が入力され、これらの検出信号に基づいて、ソレノイドバルブ６６の制御を行う。なお、具体的な処理手順については後述する。
また、制御部７０には、たとえば、図２に示す操作盤９０が接続されている。
操作盤９０は、射出速度用アキュムレータ３１と射出力用アキュムレータ４１のいずれに作動ガスを充填するかを選択するスイッチＳＷ１、作動ガスの充填を開始するスイッチＳＷ２、作動ガスの充填を停止させるスイッチＳＷ３等を備えている。制御部７０は、これらスイッチＳＷ１〜ＳＷ３からの信号に応じて、ソレノイドバルブ６６の制御を行う。
【００２４】
次に、上記構成の射出装置１における射出圧用アキュムレータ４１への窒素ガスの圧縮充填動作の一例について図２〜図４を参照して説明する。なお、射出速度用アキュムレータ３１への圧縮充填動作は、射出圧用アキュムレータ４１と同様であるので省略する。
【００２５】
まず、上記した操作盤９０のスイッチＳＷ１を操作して、射出圧用アキュムレータ４１にガスを充填するように選択する。
さらに、作動ガスが充填されておらず空の状態にあるアキュムレータ４１と配管５２とを、図３に示すように接続し、さらに、ガスボンベ８０と配管５２とを接続する。
次いで、ガスボンベ８０の近傍および射出圧用アキュムレータ４１の近傍の各ストップバルブ５０を開く。
【００２６】
上記の各ストップバルブ５０を開くと、ガスボンベ８０と射出圧用アキュムレータ４１とは配管５２を通じて連通する。これにより、ガスボンベ８０に圧縮充填された作動ガスが、配管５２を通じてアキュムレータ４１に自然に流入する。
このとき、ガスボンベ８０の作動ガスは、配管５２に接続されたシリンダ５３内にも流入する。これにより、シリンダ５３のピストン５３ａは矢印Ａ2 の向きに押圧され、シリンダ５３の下降限に移動する。
【００２７】
ガスボンベ８０の圧力は、作動ガスの流出にしたがって下降する、一方、射出圧用アキュムレータ４１内および昇圧シリンダ装置５３内の圧力は、作動ガスの流出にしたがって上昇する。
ガスボンベ８０の圧力と、射出圧用アキュムレータ４１内および昇圧シリンダ装置５３内の圧力とが等しくなると、ガスボンベ８０から射出圧用アキュムレータ４１への作動ガスの自然流入は終了する。
【００２８】
この状態に達したのち、油圧源２１の油圧ポンプを運転状態にする。なお、配管６９に設けられたストップバルブ５０は開いておく。
さらに、操作盤９０のスイッチＳＷ２を操作し、作動ガスの充填を開始する。
【００２９】
油圧源２１は、所定の油圧の作動油が配管６９を通じてソレノイドバルブ６６に供給される。
ソレノイドバルブ６６は、操作盤９０のスイッチＳＷ２の操作にしたがって、制御部７０からソレノイドを励磁する電力が、供給される。これにより、配管６９を通じて供給された作動油は、ソレノイドバルブ６６を通過して昇圧シリンダ装置５３に供給される。
【００３０】
昇圧シリンダ装置５３に作動油が供給されると、図４に示すように、昇圧シリンダ装置５３内のピストン５３ａは矢印Ａ1 の向きに移動（上昇）し、昇圧シリンダ装置５３内に流入している作動ガスを圧縮する。
なお、ピストン５３ａによって圧力が上昇する作動ガスは、チェックバルブ５５によってガスボンベ８０側への逆流が阻止されている。
【００３１】
昇圧シリンダ装置５３のピストン５３ａが矢印Ａ1 の向きに上昇していくにしたがって、配管５２内の作動ガスの圧力は上昇し、このピストン５３ａが昇圧シリンダ装置５３の上昇限まで移動する。
ピストン５３ａが昇圧シリンダ装置５３の上昇限に移動すると、ソレノイドバルブ６６を通じて昇圧シリンダ装置５３に供給される作動油の油圧は、油圧源２１で発生される油圧に略等しくなる。プレッシャスイッチ６０は、ソレノイドバルブ６６を通じて昇圧シリンダ装置５３に供給される作動油の油圧が油圧源２１で発生される油圧に略等しくなるとオンし、検出信号６０ｓを制御部７０に出力する。なお、配管６９とプレッシャスイッチ６０との間のストップバルブ５０は開かれている。
【００３２】
制御部７０は、プレッシャスイッチ６０がオンすることによって検出信号６０ｓが入力されると、ソレノイドバルブ６６のソレノイドへの電力供給を遮断する。これによって、ソレノイドバルブ６６から昇圧シリンダ装置５３への作動油の供給が遮断され、昇圧シリンダ装置５３内の作動油はソレノイドバルブ６６に接続されたタンクに排出される。
昇圧シリンダ装置５３内の作動油の排出にしたがって、昇圧シリンダ装置５３内のピストン５３ａは、図に示すように、矢印Ａ2 の向きに下降する。昇圧シリンダ装置５３内のピストン５３ａが矢印Ａ2 の向きに下降するにしたがって、昇圧シリンダ装置５３内に作動ガスが再び流入し、配管５２のチェックバルブ５４および５５の間の作動ガスの圧力は低下する。一方、射出圧用アキュムレータ４１内の作動ガスの圧力は、チェックバルブ５４によって作動ガスの逆流が阻止されているので、低下することはない。
【００３３】
昇圧シリンダ装置５３内のピストン５３ａが昇圧シリンダ装置５３の下降限まで移動すると、ソレノイドバルブ６６と昇圧シリンダ装置５３の間の作動油の油圧は最低となる。
プレッシャスイッチ６１は、ソレノイドバルブ６６と昇圧シリンダ装置５３の間の作動油の油圧が最低になるとオンし、検出信号６１ｓを制御部７０に出力する。なお、配管６９とプレッシャスイッチ６１との間のストップバルブ５０は開かれている。
【００３４】
制御部７０は、プレッシャスイッチ６１がオンすることによって検出信号６１ｓが入力されると、ソレノイドバルブ６６のソレノイドへの電力の供給を再開する。これによって、ソレノイドバルブ６６から昇圧シリンダ装置５３への作動油の供給が再開され、ピストン５３ａが上昇する。
【００３５】
上記のように、ピストン５３ａの上昇、下降を繰り返し行うことにより、射出圧用アキュムレータ４１内の作動ガスの圧力は、ピストン５３ａの上昇毎に上昇する。
配管５２のチェックバルブ５４の上流側に接続されたプレッシャスイッチ６３は、射出圧用アキュムレータ４１内の作動ガスの圧力が所定の圧力に到達するとオンし、検出信号６３ｓを制御部７０に出力する。
なお、射出速度用アキュムレータ３１に作動ガスを充填した際に、射出速度用アキュムレータ３１内の作動ガスの圧力が所定の圧力に到達すると、プレッシャスイッチ６２がオンし、検出信号６２ｓを制御部７０に出力する。
【００３６】
制御部７０は、プレッシャスイッチ６３がオンすることによって検出信号６３ｓが入力されると、ソレノイドバルブ６６への電力供給を遮断し、昇圧シリンダ装置５３の駆動を停止させる。
【００３７】
なお、ガスボンベ８０内の作動ガスを、昇圧シリンダ装置５３によって圧縮しながら、射出圧用アキュムレータ４１に移しかえる際に、ガスボンベ８０から供給する作動ガスが不足しないように、複数のガスボンベ８０を連結しておく。
【００３８】
【実施例】
次に、窒素ガスを収容するガスボンベ８０から射出圧用アキュムレータ４１に実際に窒素ガスの圧縮充填を行った場合について説明する。
アキュムレータ４１の容積Ｖａを２５０ｌ（リットル）、このアキュムレータ４１に接続されたシリンダ装置４２の容積Ｖｃを５０ｌ（リットル）、アキュムレータ４１とシリンダ装置４２とを接続する配管の容積Ｖｐを１０ｌ（リットル）のものを使用した。したがって、シリンダ装置４２は５０ｌ（リットル）の作動油を射出シリンダ２に供給する。
【００３９】
また、アキュムレータ４１に接続されたシリンダ装置４２から射出シリンダ２に供給すべき作動油の油圧Ｐｃを１３５(kgf/cm2 )とした。
さらに、未使用のガスボンベ８０には、窒素ガスが９０(kgf/cm2 )の圧力で、５０ｌ（リットル）充填されており、ガスボンベ８０内の圧力が４０(kgf/cm2 )となるまで使用した。
また、昇圧用の昇圧シリンダ装置５３は、容積が１０ｌ（リットル）のものを使用した。
【００４０】
ここで、射出圧用アキュムレータ４１に充填すべき窒素ガスの充填圧力Ｐは、圧力×容積が一定であることから、次式（１）の関係が成り立つ。
【００４１】
Ｐ×（Ｖａ＋Ｖｃ＋Ｖｐ）＝Ｐｃ×（Ｖａ＋Ｖｐ） …（１）
【００４２】
したがって、Ｐ＝Ｐｃ×（Ｖａ＋Ｖｐ）／Ｖ0 ＝９１．５(kgf/cm2 )となる。
充填圧力Ｐが上記の値の場合に、アキュムレータ４１に充填するのに必要な窒素ガスの量Ｖ0 （大気圧換算）は、次式（２）のようになる。なお、Ｎｌは大気圧換算した場合の量を示す。
【００４３】
Ｖ0 ＝９１．５×３１０＝２８３６５Ｎｌ …（２）
【００４４】
したがって、ガスボンベ８０の必要な本数Ｂは、次式（３）によって求められる。
【００４５】
Ｂ＝２８３６５／（９０−４０）×５０≒１１．３（本） …（３）
【００４６】
したがって、互いに連通する６本組のガスボンベ８０を２セット使用し、合計１２本のガスボンベ８０を使用した。
【００４７】
６本組のガスボンベ８０の１セット目を配管５２に接続し、射出圧用アキュムレータ４１に窒素ガスを自然流入させると、自然流入が終了したときのガスボンベ８０、射出用アキュムレータ４１および昇圧シリンダ装置５３内の窒素ガスの圧力Ｐ1 は、次式（４）によって求まる。
【００４８】
９０(kgf/cm2 )×６（本）×５０（ｌ（リットル））＝Ｐ1 ×（３１０＋６（本）×５０） …（４）
【００４９】
したがって、圧力Ｐ1 は４４．３(kgf/cm2 )となる。また、射出用アキュムレータ４１に充填された窒素ガスの量Ｖ1 は、４４．３×３１０＝１３７３３Ｎｌである。
窒素ガスの圧力が圧力Ｐ1 に到達したのち、６本組のガスボンベ８０の２セット目を配管５２に接続し直し、窒素ガスの射出用アキュムレータ４１への自然流入をさらにおこなった。
【００５０】
２セット目のガスボンベ８０によって、窒素ガスを射出用アキュムレータ４１へ自然流入させた際に、自然流入が終了したときの圧力Ｐ2 は、次式（５）によって求まる。
【００５１】
４４．３×３１０＋９０×６×５０＝Ｐ2 ×（３１０＋６×５０）…（５）
【００５２】
したがって、圧力Ｐ2 は６６．８(kgf/cm2 )となる。また、射出用アキュムレータ４１に充填された窒素ガスの量Ｖ2 は、６６．８×３１０＝２０７０８Ｎｌである。
【００５３】
この状態から、射出用アキュムレータ４１内の窒素ガスの圧力が、上記した充填圧力Ｐになるように、昇圧シリンダ装置５３を駆動する。
以下に示す表１は、自然流入が終了した後に、昇圧シリンダ装置５３のピストン５３ａの上昇、下降を繰り返し行ったときの、窒素ガスの充填流量、窒素ガスの充填圧力およびガスボンベ８０内の窒素ガスの圧力の変化を示している。
【００５４】
【表１】
表１に示す充填流量は、ピストン５３ａが上昇する前の充填流量に昇圧シリンダ装置５３の容積（１０ｌ（リットル））と充填圧力（アキュムレータ内の圧力）との積を加算したものである。
表１から分かるように、射出圧用アキュムレータ４１への窒素ガスの充填流量および充填圧量は、ピストン５３ａの上昇毎に増加するのが分かる。
一方、ガスボンベ８０内の窒素ガスの圧力は、ピストン５３ａが上昇する毎に、下降していく。
昇圧シリンダ装置５３のピストン５３ａを約１５回、上昇、下降させることにより、アキュムレータ４１内の窒素ガスの圧力を充填圧力Ｐにすることができる。
【００５６】
以上のように、本実施形態によれば、表１からも分かるように、ガスボンベ８０内の窒素ガスの圧力がアキュムレータ４１内の窒素ガスの圧力よりも十分に低くなったとしても、ガスボンベ８０からアキュムレータ４１へ窒素ガスを移しかえることが可能である。このため、ガスボンベ８０内の圧力がアキュムレータ４１に必要な圧力よりも低い場合であっても、アキュムレータ４１へのガス充填が可能になる。また、アキュムレータ４１内の圧力調整を任意に行うことができる。さらに。ガスボンベ８０内の窒素ガスを無駄なく使用することができる。
また、本実施形態によれば、ガスボンベ８０およびアキュムレータ４１とガス充填装置５１とを接続し、操作盤９０を操作するだけで、所望の圧力の作動ガスをアキュムレータ４１に充填することができ、ガス充填作業が非常に容易である。
【００５７】
なお、上述した実施形態では、成形装置としてダイカストマシンの場合について説明したが、本発明は、たとえば、プラスチック等の成形材料を射出する射出成形装置の射出装置に適用することが可能である。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、成形装置の射出装置に使用されるアキュムレータにガスボンベから所望の圧力の作動ガスを簡易に圧縮充填することができる。
本発明によれば、ガスボンベの作動ガスを無駄なく使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る射出装置の構成を示す図である。
【図２】制御部７０に接続される操作盤の一例を示す図である。
【図３】射出装置１における射出圧用アキュムレータ４１への窒素ガスの圧縮充填動作を説明するための図である。
【図４】図３に続く窒素ガスの圧縮充填動作を説明するための図である。
【図５】図４に続く窒素ガスの圧縮充填動作を説明するための図である。
【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…昇圧用ピストン
３１…射出速度用アキュムレータ
３２…シリンダ装置
４１…射出圧用アキュムレータ
４２…シリンダ装置
５１…ガス充填装置
５２…配管
５３…シリンダ装置
５３…ピストン
５４，５５…チェックバルブ
６０，６１，６２，６３…プレッシャスイッチ
６６…ソレノイドバルブ
７０…制御部
８０…ガスボンベ
Claims (2)
- 成形装置の、プランジャに連結された射出用ピストンと、前記プランジャを押圧するための力を前記射出用ピストンの背後から与える昇圧用ピストンとを有する射出シリンダを駆動する液圧回路に接続され、成形材料の射出充填に必要な液圧を、前記射出用ピストンの背後へ供給可能な射出速度用アキュムレータおよび前記昇圧用ピストンの背後へ供給可能な射出圧用アキュムレータへ、必要な圧力の作動ガスを充填するアキュムレータのガス充填装置であって、
第１端がガスボンベに接続可能であり、第２端が分岐して、前記射出速度用アキュムレータと前記射出圧用アキュムレータとに接続された第１配管と、
ピストンを内蔵し、当該ピストンによって隔てられた気室と液室とを有し、前記気室が前記第１配管の分岐していない部分に接続されたシリンダ装置と、
前記液圧回路に液圧を供給する液圧源と前記液室とを連通する第２配管と、
前記第１配管の分岐した部分それぞれに設けられた第１および第２のストップバルブと、
前記第１配管と前記シリンダ装置との接続部を間にして、前記第１配管の分岐していない部分の前記第１端側および前記第２端側にそれぞれ設けられ、前記第１端側から前記第２端側に向かう作動ガスの流れを許容し、その逆方向の流れを阻止する第１および第２のチェックバルブと、
前記第２配管に設けられ、前記液室に対して前記液圧源又はタンクを選択的に接続可能なソレノイドバルブと、
前記第１配管の前記第１および第２のチェックバルブよりも前記第２端側に接続された、それぞれ予め設定された圧力を検出する第１および第２プレッシャスイッチと、
前記液圧源から前記液室へ液圧を供給して前記ピストンを前記気室側へ移動させ前記気室の作動ガスを圧縮する動作と、前記液室から前記タンクへ圧抜きして前記ピストンを前記液室側へ移動させ前記気室に作動ガスを流入させる動作とを、前記第１又は第２のプレッシャスイッチが予め設定された圧力を検出するまで繰り返すように、前記ソレノイドバルブを制御する制御手段と
を有するアキュムレータのガス充填装置。 - 成形装置の金型に成形材料を射出する射出装置であって、
プランジャに連結された射出用ピストンと、前記プランジャを押圧するための力を前記射出用ピストンの背後から与える昇圧用ピストンとを有する射出シリンダと、
前記射出シリンダを駆動する液圧回路と、
前記液圧回路に必要な液圧を供給する液圧源と、
成形材料の射出充填に必要な液圧を、前記射出用ピストンの背後へ供給可能な射出速度用アキュムレータおよび前記昇圧用ピストンの背後へ供給可能な射出圧用アキュムレータと、
第１端がガスボンベに接続可能であり、第２端が分岐して、前記射出速度用アキュムレータと前記射出圧用アキュムレータとに接続された第１配管と、
ピストンを内蔵し、当該ピストンによって隔てられた気室と液室とを有し、前記気室が前記第１配管の分岐していない部分に接続されたシリンダ装置と、
前記液圧源と前記液室とを連通する第２配管と、
前記第１配管の分岐した部分それぞれに設けられた第１および第２のストップバルブと、
前記第１配管と前記シリンダ装置との接続部を間にして、前記第１配管の分岐していない部分の前記第１端側および前記第２端側にそれぞれ設けられ、前記第１端側から前記第２端側に向かう作動ガスの流れを許容し、その逆方向の流れを阻止する第１および第２のチェックバルブと、
前記第２配管に設けられ、前記液室に対して前記液圧源又はタンクを選択的に接続可能なソレノイドバルブと、
前記第１配管の前記第１および第２のチェックバルブよりも前記第２端側に接続された、それぞれ予め設定された圧力を検出する第１および第２プレッシャスイッチと、
前記液圧源から前記液室へ液圧を供給して前記ピストンを前記気室側へ移動させ前記気室の作動ガスを圧縮する動作と、前記液室から前記タンクへ圧抜きして前記ピストンを前記液室側へ移動させ前記気室に作動ガスを流入させる動作とを、前記第１又は第２のプレッシャスイッチが予め設定された圧力を検出するまで繰り返すように、前記ソレノイドバルブを制御する制御手段と
を有する射出装置。
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