JP5485903B2 - ダイカスト装置における射出シリンダの油圧回路 - Google Patents

Description

本発明は、ダイカスト装置のプランジャを進退させる射出シリンダのピストン動作を制御する油圧回路に関する。

一般にダイカスト装置では、溶湯の射出速度や射出圧力等が不適切であると成形製品に様々な欠陥が生じる。例えば、射出速度が遅い場合や射出圧力が低い場合には、金型キャビティ内への湯回りが悪くなり成形製品に欠陥が生じる。一方、射出速度が速い場合や射出圧力が高い場合には、キャビティ内への湯回りは良くなるが金型の合わせ面に溶湯が侵入して成形製品にバリが生じるようになる。

そこで、従来から、溶湯の射出速度や射出圧力等を制御するため、プランジャを進退させる射出シリンダＣに、図９に示すような油圧回路Ａ１又はＡ２を設け、溶湯の射出速度を制御するようにしている。

これらの油圧回路Ａ１又はＡ２は、油圧ポンプやアキュムレータ等の圧油源１から切替弁２を介して射出シリンダＣのピストン後室Ｒ１に圧油を流入させる流入回路３と、射出シリンダＣのピストン前室Ｒ２から流出する圧油を、切替弁２を介して油タンク４に戻す流出回路５とを有しており、図９(ａ)に示す所謂「イン(ＩＮ)絞り」の油圧回路Ａ１では、流入回路３におけるピストン後室Ｒ１と切替弁２との間に流量制御弁６が設けられている。このような流量制御弁６が設けられたイン絞りの油圧回路Ａ１では、ピストンＰの作動によってピストン前室Ｒ２から流出回路５を介して油タンク４に戻される圧油に抵抗がないため、ピストンＰやこれに接続されたピストンロッドＰｒ等の機械的可動部分の慣性力が大きく、最大限の圧力で溶湯をキャビティに押し込むことができる。このため、溶湯の射出速度制御回路としてイン絞りの油圧回路Ａ１を採用するダイカスト装置では、湯口が小さなイン絞り用の金型が装着されている。

一方、図９(ｂ)に示す所謂「アウト(ＯＵＴ)絞り」の油圧回路Ａ２では、流出回路５におけるピストン前室Ｒ２と切替弁２との間に流量制御弁７が設けられている。このような流量制御弁７が設けられたアウト絞りの油圧回路Ａ２では、ピストン前室Ｒ２から流出する圧油の流量を制御することにより、ピストンＰやピストンロッドＰｒ等の機械的可動部分の慣性力をも制御することができるので、溶湯の射出速度の調整が容易であるものの、流量制御弁７の流量を絞る際に生じる背圧によりピストンＰが抵抗を受け、溶湯をキャビティに押し込む圧力が低下する場合がある。このため、溶湯の射出速度制御回路としてアウト絞りの油圧回路Ａ２を採用するダイカスト装置では、湯口が大きなアウト絞り用の金型が装着されている。

このように、溶湯の射出速度を制御する射出シリンダの油圧回路に関し、イン絞りの油圧回路Ａ１とアウト絞りの油圧回路Ａ２とでは、その特性が大きく異なっており、それぞれの油圧回路には、その特性に応じた別個の金型が必要である。このため、例えば、射出シリンダの油圧回路としてイン絞りの油圧回路Ａ１を備えたダイカスト装置に、湯口が大きなアウト絞り用の金型を装着した場合、溶湯が高い圧力を持ったまま一気に金型のキャビティ内へと供給されるのでバリ吹きが生じるようになると云う問題があった。

これに対し、イン絞り用の金型及びアウト絞り用の金型の何れにも対応でき得るような射出シリンダの油圧回路として、図１０に示すように、ピストン後室Ｒ１への流入回路３に第１流量制御弁８を設けると共に、ピストン前室Ｒ２からの流出回路５に第２流量制御弁９を設け、前記第１流量制御弁８の開度に対応させて第２流量制御弁９の開度を制御する回路がある（例えば、特許文献１参照。）。

かかる油圧回路によれば、イン絞り用の金型を装着した場合には第１流量制御弁８の開度よりも第２流量制御弁９の開度を大きくするように制御し、逆に、アウト絞りの金型を装着した場合には第１流量制御弁８の開度よりも第２流量制御弁９の開度を絞るように制御する。
特開昭６０−３３８６３号公報

しかしながら、図１０に示す油圧回路では、第１流量制御弁８の開度に対応させて第２流量制御弁９の開度を制御するようにしているので、イン絞り及びアウト絞りそれぞれの油圧回路が有する特性を中途半端な形でしか再現することができず、また、このように２つの流量制御弁８及び９の開度を同時に制御して油圧回路全体の制御を行っているため、非常にデリケートな制御が要求される。更に、２つの流量制御弁８及び９の開度を同時に制御するこのような油圧回路では、ちょっとしたバランスの崩れで射出シリンダＣの動作が不安定になり、高品質な成形製品(ダイカスト製品)を得ることが困難であると云う問題があった。

それゆえに、本発明の主たる課題は、１つの回路でイン絞り及びアウト絞りを即座に切替可能に実現することができ、加えて、両方の特徴を備えたより高度な射出方法を実現でき、従来に増して高品質な成形製品を製造することのできるダイカスト装置における射出シリンダの油圧回路を提供することである。

請求項１に記載した発明は、
(a)ピストンロッドＰｒに連接されたプランジャ２６を進退させる複動式の射出シリンダＣのピストン後室Ｒ１に圧油源４６からの圧油を供給する第１圧油路３０と、
(b)前記射出シリンダＣのピストン前室Ｒ２から油タンク４８に圧油を戻す第２圧油路３２と、
(c)前記第１圧油路３０の圧油通流量を制御する第１流量制御弁３４と、
(d)前記第２圧油路３２の圧油通流量を制御する第２流量制御弁３６と、
(e)前記第２流量制御弁３６をバイパスするように前記第２圧油路３２に接続されたバイパス圧油路３８と、
(f)前記バイパス圧油路３８に取り付けられ、前記第１流量制御弁３４の単位時間当たりの圧油通流量よりも大なる単位時間当たりの圧油通流量を有するバイパス開閉弁４０と、
(g)前記第１流量制御弁３４、第２流量制御弁３６及びバイパス開閉弁４０の動作を制御する制御手段４４とで構成された射出シリンダの油圧回路であって、
(h)前記制御手段４４は、射出時において、
遅くとも前記ピストンロッドＰｒの前進開始迄に前記バイパス開閉弁４０を閉じると共に前記第１、第２流量制御弁３４，３６を開き、前記第２流量制御弁３６の単位時間当たりの圧油通流量が前記第１流量制御弁３４の単位時間当たりの圧油通流量よりも大きくなるように前記第２流量制御弁３６の開度を設定し、
(i)前記ピストンロッドＰｒが、キャビティ２２内でのサージ圧が所定の値を超えた位置Ｐ２まで前進した時点で、前記第２流量制御弁３６の単位時間当たりの圧油通流量が前記第１流量制御弁３４の単位時間当たりの圧油通流量よりも小さく且つ設定値に従うように前記第２流量制御弁３６の開度を絞る機能を備えることを特徴とする、
(j)ダイカスト装置１２における射出シリンダＣの油圧回路１０である。

本発明では、上記のように制御手段４４を構成したので、第１流量制御弁３４、第２流量制御弁３６及びバイパス開閉弁４０の動作を制御することにより、１台のマシンで当該油圧回路１０を即座にイン絞り又はアウト絞りに完全に切り替えることができる。
とりわけ、射出シリンダＣの射出動作開始から終了直前迄、パワーが大きく製品の湯回りがよいイン絞りで油圧回路１０を構成し、緻密な速度制御が必要な射出シリンダＣの射出動作終了直前から終了迄、速度調整が容易なアウト絞りで油圧回路１０を構成しているので、キャビティ２２内に溶湯がほぼ充填された状態の射出動作終了直前においてキャビティ２２内で型締力を越えるようなサージ圧が立ちすぎるのを防止することができ、移動・固定両金型の隙間に溶湯が差し込んで成形品周縁に発生するダイカスト成形品に特有のバリ立ちを解消でき、かつ、本装置では湯口が大きな固定金型は勿論、湯口が小さな固定金型も使用することができ、これにより溶湯の噴出速度を増してキャビティ２２全体に十分に溶湯が廻った製品欠けのない高品質のダイカスト成形製品を製造することができる。

請求の範囲第２項に記載した射出シリンダＣの油圧回路１０はその具体例で、
(k) 前記第１流量制御弁３４は、モータＭによって開度調整され、
(l) 前記バイパス開閉弁４０は、方向ロジック弁であって、前記圧油源４６からの圧油をパイロット信号として前記バイパス圧油路３８を開閉するものであり、
(m) 前記制御手段４４により、前記第１流量制御弁３４を開閉するように制御される第１方向切替弁３５と、
(n) 前記制御手段４４により、前記方向ロジック弁４０に前記パイロット信号として与えられる圧油の通流方向を切り替える第２方向切替弁４２とをさらに有することを特徴とする。

本発明によれば、１つの回路でイン絞り及びアウト絞りを即座に切替可能に実現することができ、加えて従来にない高品質な成形製品を製造することのできるダイカスト装置における射出シリンダの油圧回路を提供することができる。

本発明の油圧回路が適用されるダイカスト装置の要部を示した概略図である。 本発明の油圧回路の要部を示す回路図である。 本発明の油圧回路をイン絞りの回路とした場合の要部を示す回路図である。 イン絞りの場合におけるプランジャの動作を示す動作図である。 本発明の油圧回路によって作動するプランジャの状態を示す説明図である。 本発明の油圧回路をアウト絞りの回路とした場合の要部を示す回路図である。 アウト絞りの場合におけるプランジャの動作を示す動作図である。 イン＋アウト絞りの場合におけるプランジャの動作を示す動作図である。 従来の射出シリンダの油圧回路を示す回路図で、(a)はイン絞りのものを、(b)はアウト絞りのものを示す。 従来の射出シリンダの油圧回路の改良例を示す回路図である。

符号の説明

１０…油圧回路
１２…ダイカスト装置
１４…固定ダイプレート
１６…移動ダイプレート
１８…固定金型
２０…移動金型
２２…キャビティ
２４…スリーブ
２６…プランジャ
２８…シリンダ本体
３０…第１圧油路
３２…第２圧油路
３３…第３圧油路
３４…第１流量制御弁
３５…第１方向切替弁
３６…第２流量制御弁
３７…弁開閉用配管
３８…バイパス圧油路
４０…バイパス開閉弁（方向ロジック弁）
４２…第２方向切替弁
４４…制御手段
４６…圧油源
４８…油タンク
５０…第１パイロット圧油路
５２…第２パイロット圧油路
５４…パイロット戻り圧油路
５６ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ…配線
１００…第３流量制御弁
１０２…第３方向切替弁
１０４…第４方向切替弁
１０６…ロジック弁
１０８…パイロット操作チェック弁
１１０…第３パイロット圧油路
１１２…パイロット戻り圧油路
１１４…パイロット配管
１１６…パイロット戻り圧油路
Ｃ…射出シリンダ
Ｐ…ピストン
Ｐｒ…ピストンロッド
Ｒ１…ピストン後室
Ｒ２…ピストン前室

以下、本発明を図示実施例に従って詳述する。図１は、本発明の油圧回路が適用されるダイカスト装置１２の要部を示した概略図である。また、図２は本発明の油圧回路１０の要部を示す回路図である。図１中、１４は固定ダイプレート、１６は移動ダイプレート、１８は固定金型、２０は移動金型、２２はキャビティをそれぞれ示す。

このうち固定ダイプレート１４には、上部に注湯口２４ａが設けられ、その内部がキャビティ２２に連通する筒状のスリーブ２４が装着されており、このスリーブ２４の内部にプランジャ２６が摺動自在に挿入されている。そして、このプランジャ２６には、これをスリーブ２４の内部で進退移動させる射出シリンダＣが接続されている。

射出シリンダＣは、密閉円筒状のシリンダ本体２８を有しており、このシリンダ本体２８の内部には、ピストンＰが軸方向へ摺動自在に収容されている。このため、該シリンダ本体２８の内部空間は、ピストン後室Ｒ１とピストン前室Ｒ２とに二分されている。また、ピストンＰのピストン前室Ｒ２側には、一端が該ピストンＰに連設され、他端がシリンダ本体２８の外部へと突出すると共にプランジャロッド２６ａを介してプランジャ２６に接続される長尺のピストンロッドＰｒが取り付けられている。

そして、射出シリンダＣには、図２に示すような油圧回路１０が接続されている。この油圧回路１０は、大略、第１圧油路３０、第２圧油路３２、第３圧油路３３、第１流量制御弁３４、第２流量制御弁３６、第３流量制御弁１００、バイパス圧油路３８、バイパス開閉弁（例えば、方向ロジック弁）４０、第１、第２、第３、第４方向切替弁３５、４２、１０２、１０４、ロジック弁１０６、パイロット操作チェック弁１０８及び制御手段４４並びにその他の配管系で構成されている。

第１圧油路３０は、一端が射出シリンダＣのピストン後室Ｒ１に連通接続されると共に、他端が油圧ポンプ７０から圧油が供給されるアキュムレータなどの圧油源４６に接続されることにより、ピストン後室Ｒ１に圧油を供給する流路である。この第１圧油路３０の途中には、第１流量制御弁３４が取り付けられており、さらに、第１流量制御弁３４よりも圧油源４６側には、ロジック弁１０６が取り付けられている。

第１流量制御弁３４は、第１圧油路３０を通流する圧油の流量を制御するためのもので、本実施例の油圧回路１０では、この第１流量制御弁３４として、パルスモータ或いはサーボモータ駆動により流路の全閉から全開までの弁開度を制御して所定の流量に即座に対応することができる高速応答性を備えた流量制御弁(いわゆる高速フローコントローラ)を使用している。図の実施例に示す第１流量制御弁３４の制御された弁開度における弁開閉は第１方向切替弁３５からの圧油供給・遮断と内蔵バネの弾発力のバランスによって行われる。なお、第１流量制御弁３４はこれに限られず、圧油通流量の制御が出来れば足り、後述する第２流量制御弁３６と同じく、第１流量制御弁３４に直動形高速リニアサーボ弁をパイロットステージに配置してメインスプールを駆動する、外部パイロット・外部ドレン形の大流量サーボ弁を使用し、制御手段４４によって直接開閉制御することも可能であるが、本実施例では、コストの面から高速フローコントローラを用いている。

第１方向切替弁３５は、圧油源４６から第１流量制御弁３４に至る弁開閉用配管３７に設置されており、制御手段４４によって開閉制御されるようになっている。

ロジック弁１０６は、第１圧油路３０を開閉するための弁で、第１圧油路３０の圧油源４６側が接続される第１ポート１０６ａ、第１ポート１０６ａを通過した圧油を射出シリンダＣへと流出させる第２ポート１０６ｂ、該第２ポート１０６ｂを開閉するポペット１０６ｃ及びパイロット接続ポート１０６ｄで構成されている。また、ケーシング内を摺動するポペット１０６ｃとパイロット接続ポート１０６ｄが設けられたケーシング側面との間には、ポペット１０６ｃを第２ポート１０６ｂの方向へ押圧する押圧部材１０６ｅ（本実施例では、バネ）が設けられている。

パイロット接続ポート１０６ｄには、第１圧油路３０から分岐した第３パイロット圧油路１１０が接続されている。この第３パイロット圧油路１１０の途中には、後述する第３方向切替弁１０２が取り付けられており、この第３方向切替弁１０２が開の場合において、この第３パイロット圧油路１１０を介してパイロット接続ポート１０６ｄに圧油源４６の圧油(すなわちパイロット信号)が与えられることにより、第２ポート１０６ｂが閉塞されるようになっている。

第３方向切替弁１０２は、ロジック弁１０６にパイロット信号として与えられる圧油の通流方向を切り替えるための弁であり、二位置四方弁１０２ａと、前記二位置四方弁１０２ａを切替操作するソレノイド１０２ｂとで構成されている。

このうち、二位置四方弁１０２ａのＢポートはプラグなどで盲にされている。そして、第３方向切替弁１０２のソレノイド１０２ｂがオフの場合には、第３パイロット圧油路１１０を介してロジック弁１０６のパイロット接続ポート１０６ｄに圧油が供給されるようになっており、ソレノイド１０２ｂをオンにしたときには、第３パイロット圧油路１１０を介してロジック弁１０６のパイロット接続ポート１０６ｄに供給されていた圧油が、一端が二位置四方弁１０２ａのＴポートに接続され他端が第２圧油路３２に接続されたパイロット戻り圧油路１１２を経由して油タンク４８に戻されるようになっている。

第３圧油路３３は、一端が第１流量制御弁３４とロジック弁１０６との間の第１圧油路３０に連通接続されると共に、他端が圧油源４６に接続された流路である。この第３圧油路３３の途中には、第３流量制御弁１００が取り付けられており、さらに、第３流量制御弁１００よりも圧油源４６側には、パイロット操作チェック弁１０８が取り付けられている。

第３流量制御弁１００は、第３圧油路３３を通流する圧油の流量を制御するためのもので、本実施例では、この第３流量制御弁１００として、流路の全閉から全開までの弁開度を制御して所定の流量に対応することができる電磁比例弁が使用されている。

パイロット操作チェック弁１０８は、パイロット信号（圧油）が与えられていない状態では、普通のチェック弁として一方向にのみ流路を開き、パイロット信号が与えられている状態では、両方向の流路を閉塞する機能を有する弁であり、圧油源４６から射出シリンダＣに向けて圧油を通流させることができるように配設されている。

第４方向切替弁１０４は、圧油源４６からパイロット操作チェック弁１０８に至るパイロット配管１１４に設置され、二位置四方弁１０４ａと、前記二位置四方弁１０４ａを切替操作するソレノイド１０４ｂとで構成されており、制御手段４４によって開閉制御され、パイロット操作チェック弁１０８にパイロット信号として与えられる圧油の通流方向を切り替えるため弁である。

このうち、二位置四方弁１０４ａのＢポートはプラグなどで盲にされている。そして、第４方向切替弁１０４のソレノイド１０４ｂがオフの場合には、パイロット配管１１４を介してパイロット操作チェック弁１０８に圧油が供給されるようになっており、ソレノイド１０４ｂをオンにしたときには、パイロット操作チェック弁１０８に供給されていた圧油が、一端が二位置四方弁１０４ａのＴポートに接続され他端が第２圧油路３２に接続されたパイロット戻り圧油路１１６を経由して油タンク４８に戻されるようになっている。

第２圧油路３２は、一端が射出シリンダＣのピストン前室Ｒ２に連通接続されると共に、他端が油タンク４８に接続されることにより、ピストン前室Ｒ２内の圧油を油タンク４８へと戻す流路である。この第２圧油路３２の途中には、第２流量制御弁３６が取り付けられると共に、この第２流量制御弁３６をバイパスするバイパス圧油路３８が設けられている。

第２流量制御弁３６は、第２圧油路３２を通流する圧油の流量を制御するためのもので、本実施例の油圧回路１０では、この第２流量制御弁３６として、直動形高速リニアサーボ弁をパイロットステージに配置してメインスプールを駆動する、外部パイロット・外部ドレン形の大流量サーボ弁を使用している。

バイパス圧油路３８は、上述のように、第２圧油路３２に取り付けられた第２流量制御弁３６をバイパスするための流路で、その途中には、方向ロジック弁４０が取り付けられている。

方向ロジック弁４０は、バイパス圧油路３８を開閉するための弁で、バイパス圧油路３８の射出シリンダＣ側が接続される第１ポート４０ａ、第１ポート４０ａを通過した圧油を油タンク４８側のバイパス圧油路３８へと流出させる第２ポート４０ｂ、第２ポート４０ｂを開閉するポペット４０ｃ、パイロット接続ポート４０ｄ及び側面パイロット接続ポート４０ｅで構成されている。また、ケーシング内を摺動するポペット４０ｃの長手方向所定位置には周方向溝が設けられており、該周方向溝とケーシングの内壁との間に空間４０ｆが形成されている。この空間４０ｆには側面パイロット接続ポート４０ｅから圧油(パイロット信号)が供給されるようになっており、また、方向ロジック弁４０のこの空間４０ｆを含めたパイロット接続ポート４０ｄ側の内径Ｄ１が、空間４０ｆより第１ポート４０ａ及び第２ポート４０ｂ側の内径Ｄ２よりも大きくなるように形成されている。

このうち、パイロット接続ポート４０ｄには、第１圧油路３０から分岐した第１パイロット圧油路５０が接続されており、後述する第２方向切替弁４２が開の場合において、この第１パイロット圧油路５０を介してパイロット接続ポート４０ｄに圧油源４６の圧油(すなわちパイロット信号)が与えられることにより、第２ポート４０ｂが閉塞されるようになっている。

また、側面パイロット接続ポート４０ｅには、第１パイロット圧油路５０から分岐した第２パイロット圧油路５２が接続されている。パイロット接続ポート４０ｄにパイロット信号が与えられていない状態(第２方向切替弁４２が閉状態)において、この第２パイロット圧油路５２を介して側面パイロット接続ポート４０ｅに圧油源４６の圧油が与えられることにより、内径Ｄ１が内径Ｄ２よりも大であることから、第２ポート４０ｂを閉塞していたポペット４０ｃを即座にパイロット接続ポート４０ｄ側へと後退させて当該第２ポート４０ｂが瞬時に開放される。

そして、パイロット接続ポート４０ｄに接続された第１パイロット圧油路５０の途中(より具体的には第２パイロット圧油路５２の分岐位置よりも方向ロジック弁４０側)には、第２方向切替弁４２が取り付けられている。

第２方向切替弁４２は、方向ロジック弁４０にパイロット信号として与えられる圧油の通流方向を切り替えるための弁であり、二位置四方弁４２ａと、前記二位置四方弁４２ａを切替操作するソレノイド４２ｂとで構成されている。

このうち、二位置四方弁４２ａのＢポートはプラグなどで盲にされている。そして、第２方向切替弁４２のソレノイド４２ｂがオフの場合には、第１パイロット圧油路５０を介して方向ロジック弁４０のパイロット接続ポート４０ｄに圧油が供給されるようになっており、ソレノイド４２ｂをオンにしたときには、第１パイロット圧油路５０を介して方向ロジック弁４０のパイロット接続ポート４０ｄに供給されていた圧油が、一端が二位置四方弁４２ａのＴポートに接続され他端が第２圧油路３２に接続されたパイロット戻り圧油路５４を経由して油タンク４８に戻されるようになっている。

制御手段４４は、射出シリンダＣが所定の動作を行うように、第１流量制御弁３４、第２流量制御弁３６及び第１、２方向切替弁３５、４２などの動作を制御するものであり、シーケンサ４４ａ、操作部４４ｂ及び表示部４４ｃを有する。

シーケンサ４４ａは、配線５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ、５６ｅ、５６ｆ及び５６ｇのそれぞれに接続された第１流量制御弁３４、第２流量制御弁３６、第１方向切替弁３５、第２方向切替弁４２、第３流量制御弁１００、第３方向切替弁１０２及び第４方向切替弁１０４などに対して、所定のプログラムに基づいた命令信号（例えばパルス信号など）を発信して、射出シリンダＣの動作を制御するものである。また、操作部４４ｂは、射出シリンダＣの起動や停止を行うスイッチやシーケンサ４４ａのプログラムを変更するためのキーボードやタッチパネルなどが配置されたものであり、表示部４４ｃは、シーケンサ４４ａによる射出シリンダＣの制御状況などを表示するものである。

そして、以上のように構成された油圧回路１０には、射出シリンダＣのピストンＰの公知の復帰回路(図示せず)が一体として設けられており、ピストンＰの復帰時には圧油が油圧ポンプ７０からピストン前室Ｒ２に供給されるとともに、ピストン後室Ｒ１内の圧油が油タンク４８に戻される。

次に、上述した油圧回路１０を有する射出シリンダＣの制御方法について、「イン絞り」の場合、「アウト絞り」の場合、及び「イン＋アウト絞り」の場合について順に説明する。

（「イン絞り」の場合）
まず初めに、射出シリンダＣのピストンＰがピストン後室Ｒ１側に寄ったスタート位置にある状態で、制御手段４４は、図３に示すように、第１方向切替弁３５を開（ソレノイド３５ｂをオフ）に、第２方向切替弁４２を閉（ソレノイド４２ｂをオン）に、第３方向切替弁１０２を開（ソレノイド１０２ｂをオフ）に、そして、第４方向切替弁１０４を開（ソレノイド１０４ｂをオフ）にしている。また、第２流量制御弁３６は、制御手段４４によって全閉状態にされている。図４において、「イン絞り」の場合におけるプランジャ２６の動作を示すと共に、図５において、動作図のＰ０〜Ｐ３に対応するプランジャ２６の位置を示す。

この状態において、第１方向切替弁３５が開かれていることにより、弁開閉用配管３７を通った圧油は、内蔵バネに抗して第１流量制御弁３４の弁体３４ａを移動させて第１流量制御弁３４の制御手段４４による所定の制御開度を限度として第１流量制御弁３４における第１圧油路３０が開かれている。

また、第２方向切替弁４２が閉じられていることにより、第１パイロット圧油路５０の圧油は油タンク４８に抜け、同時に第１圧油路３０から第２パイロット圧油路５２を通った圧油が側面パイロット接続ポート４０ｅから方向ロジック弁４０の空間４０ｆに入る。このとき、内径Ｄ１は内径Ｄ２よりも大であることから、ポペット４０ｃはパイロット接続ポート４０ｄ側へと移動し、この結果、第１ポート４０ａと第２ポート４０ｂとの間の流路が開かれ、これによってバイパス圧油路３８が開となる。

また、第３方向切替弁１０２が開かれていることにより、圧油源４６からの圧油は第３パイロット圧油路１１０を通ってロジック弁１０６のパイロット接続ポート１０６ｄに供給され、ロジック弁１０６の第２ポート１０６ｂが閉塞されることにより、第１圧油路３０が閉じられている。

さらに、第４方向切替弁１０４が開かれていることにより、圧油源４６からの圧油はパイロット配管１１４を通ってパイロット操作チェック弁１０８に供給され、第３圧油路３３は、パイロット操作チェック弁１０８によって閉じられる。このように、圧油源４６から射出シリンダＣへの圧油の供給路３０、３３がすべて閉じられていることから、射出シリンダＣへの圧油の供給は停止されている。

この状態で、最初に、制御手段４４は、第４方向切替弁１０４のソレノイド１０４ｂをオンにして、第４方向切替弁１０４を閉じる。すると、パイロット操作チェック弁１０８に供給されていた圧油は油タンク４８に戻され、パイロット操作チェック弁１０８は、圧油源４６から射出シリンダＣに向かう圧油の流れに対して第３圧油路３３を開く。すると、圧油源４６の圧油は、パイロット操作チェック弁１０８から第３流量制御弁１００を通過して第１圧油路３０に至り、さらに、設定開度で開となっている第１流量制御弁３４を通過した後、射出シリンダＣのピストン後室Ｒ１に導入される。

パイロット操作チェック弁１０８が開いた後、制御手段４４は、第３流量制御弁１００において単位時間当たりに通流させることのできる圧油量（以下、単に「圧油通流量」と記載する。）が徐々に大きくなるように第３流量制御弁１００を制御する。第３流量制御弁１００の圧油通流量が徐々に大きくなるにつれて、圧油の射出シリンダＣへの流入速度も徐々に速くなり、射出シリンダＣの射出速度も徐々に速くなる（図４におけるＡ部分）。

第３流量制御弁１００の圧油通流量が大きくなり、射出シリンダＣが所定の射出速度に達すると、制御手段４４は、第３方向切替弁１０２のソレノイド１０２ｂをオンにして、第３方向切替弁１０２を閉じる。すると、ロジック弁１０６のパイロット接続ポート１０６ｄに供給されていた圧油がパイロット戻り圧油路１１２を経由して油タンク４８に戻され、ロジック弁１０６のポペット１０６ｃが第１ポート１０６ａを介して圧油から押圧力を受けてパイロット接続ポート１０６ｄ側へ移動することにより、第２ポート１０６ｂが開放される。

ロジック弁１０６の第２ポート１０６ｂが開放されると、圧油源４６からの圧油は、第１圧油路３０（その途中のロジック弁１０６および第１流量制御弁３４）を通って一気に射出シリンダＣに導入されることから、圧油の射出シリンダＣへの流入速度も予め設定された第１流量制御弁３４の設定開度に対応する圧油通流量まで一気に増加し、これに伴い、射出速度も一気に速くなる（図４におけるＢ部分）。

ピストン後室Ｒ１への圧油の供給がなされると、ピストン前室Ｒ２に溜まっていた圧油が予め開放されている方向ロジック弁４０の第１ポート４０ａ及び第２ポート４０ｂを経由してタイムラグなしに油タンク４８へと抜けるので、高速で溶湯の射出充填が行なわれる。

続いて、プランジャ２６が図５に示すプランジャ停止位置Ｐ１に達すると、射出シリンダＣのピストン後室Ｒ１に連設された(図示しない)増圧シリンダが作動を開始し、プランジャ２６を図５に示す射出充填終了位置Ｐ０まで前進させ、キャビティ２２内の溶湯に圧力を加え(押湯効果)、溶湯の冷却凝固を図る。

そして、溶湯の凝固が完了すると、制御手段４４によって第２方向切替弁４２のソレノイド４２ｂがオンされると共に、図示しない復帰回路系に切り替えられることにより、ピストン前室Ｒ２に圧油が供給され、ピストン後室Ｒ１に供給された圧油が油タンク４８へと戻される。これにより射出シリンダＣのピストンＰがスタート位置へと戻され、射出シリンダＣの１サイクルの動作が完了する。

以上のように、第２方向切替弁４２を閉じることにより、イン絞りの油圧回路１０が構成される。なお、射出シリンダＣのピストンＰがスタート位置にある場合、プランジャ２６の先端は、図５に示すように、スリーブ２４内にて最も後退したＰ３の位置に配置されるようになる。

（「アウト絞り」の場合）
まず始めに、射出シリンダＣのピストンＰがピストン後室Ｒ１側に寄ったスタート位置にある状態で、制御手段４４は、図６に示すように、第１方向切替弁３５を開（ソレノイド３５ｂをオフ）に、第２方向切替弁４２を開（ソレノイド４２ｂをオフ）に、第３方向切替弁１０２を開（ソレノイド１０２ｂをオフ）に、そして、第４方向切替弁１０４を開（ソレノイド１０４ｂをオフ）にしている。図７において、「アウト絞り」の場合におけるプランジャ２６の動作を示す。

また、第２流量制御弁３６の圧油通流量が第１流量制御弁３４の圧油通流量よりも小さくなるように、第２流量制御弁３６の開度が制御手段４４によって予め設定されている。

この状態において、第１方向切替弁３５が開かれていることにより、「イン絞り」の場合と同様、所定の制御開度を限度として、第１流量制御弁３４における第１圧油路３０が開かれている。

また、第２方向切替弁４２が開かれていることにより、パイロット信号となる圧油が方向ロジック弁４０のパイロット接続ポート４０ｄに与えられ、ポペット４０ｃが移動することにより方向ロジック弁４０が即座に閉操作されてバイパス圧油路３８が閉じられている。

また、第３方向切替弁１０２が開かれ、第４方向切替弁１０４が開かれていることにより、「イン絞り」の場合と同様、第１圧油路３０はロジック弁１０６によって閉じられ、第３圧油路３３はパイロット操作チェック弁１０８によって閉じられている。このように、圧油源４６から射出シリンダＣへの圧油の供給路３０、３３がすべて閉じられており、射出シリンダＣへの圧油の供給は停止されている。

この状態で、最初に、制御手段４４は、第４方向切替弁１０４のソレノイド１０４ｂをオンにして、第４方向切替弁１０４を閉じる。すると、「イン絞り」の場合と同様に、パイロット操作チェック弁１０８に供給されていた圧油は油タンク４８に戻され、パイロット操作チェック弁１０８は、圧油源４６から射出シリンダＣに向かう圧油の流れに対して第３圧油路３３を開く。すると、圧油源４６の圧油は、パイロット操作チェック弁１０８から第３流量制御弁１００を通過して第１圧油路３０に至り、さらに、第１流量制御弁３４を通過した後、射出シリンダＣのピストン後室Ｒ１に導入される。

パイロット操作チェック弁１０８が開いた後、制御手段４４は、第３流量制御弁１００の圧油通流量が徐々に大きくなるように第３流量制御弁１００の開度を制御する。そして、第３流量制御弁１００の開度が徐々に大きくなるにつれて、圧油の射出シリンダＣへの流入速度も徐々に速くなり、射出シリンダＣの射出速度も徐々に速くなる（図７におけるＡ部分）。

第３流量制御弁１００の圧油通流量が大きくなり、射出シリンダＣが所定の射出速度に達すると、制御手段４４は、第３方向切替弁１０２のソレノイド１０２ｂをオンにして、第３方向切替弁１０２を閉にする。すると、ロジック弁１０６のパイロット接続ポート１０６ｄに供給されていた圧油がパイロット戻り圧油路１１２を経由して油タンク４８に戻され、ロジック弁１０６のポペット１０６ｃが第１ポート１０６ａを介して圧油から押圧力を受けてパイロット接続ポート１０６ｄ側へ移動することにより、第２ポート１０６ｂが開放される。

ロジック弁１０６の第２ポート１０６ｂが開放されると、圧油源４６からの圧油は、第１圧油路３０（その途中のロジック弁１０６および第１流量制御弁３４）を通って一気に射出シリンダＣに導入される。

このとき、第２流量制御弁３６の開度（図７における「設定開度１」）は、第２流量制御弁３６の圧油通流量が第１流量制御弁３４の圧油通流量よりも小さくなるように予め設定されていることから、圧油の射出シリンダＣへの流入速度も予め設定された第２流量制御弁３６の設定開度に対応する速度まで一気に速くなり、これに伴い、射出シリンダＣの射出速度も一気に速くなる（図７におけるＢ部分）。

続いて、プランジャ２６が図５におけるＰ２の位置に達すると、制御手段４４が第２流量制御弁３６の開度を予め設定した開度（図７における「設定開度２」）まで急激に絞り、射出シリンダＣへの圧油の流入速度を急激に低下させる（図７におけるＣ部分）。

ここで、位置Ｐ２は、射出充填終了直前であって、そのまま慣性力が大きな高速の状態でプランジャ２６を作動させてキャビティ２２内に溶湯を射出充填すると、製品にバリ立ちが生じるようになる臨界位置である。この位置Ｐ２は、例えば、製品のバリ立ちの状態とプランジャ２６の減速位置とを対比することによって決定することが出来るし、圧力計などでサージ圧を検出することによって決定することも出来る。

その後、プランジャ２６が図５に示すプランジャ停止位置Ｐ１に達すると、図示しない増圧シリンダが作動を開始して溶湯の冷却凝固を行い、その後、射出シリンダＣのピストンＰがスタート位置へと戻されて射出シリンダＣの１サイクルの動作が完了するのは、「イン絞り」の場合と同様である。

以上のように、第２方向切替弁４２を開にすることにより、アウト絞りの油圧回路１０が構成される。

したがって、この油圧回路１０によれば、１つの回路でイン絞り及びアウト絞りを即座に切替可能に実現することができ、高品質な成形製品を製造することのできるダイカスト装置における射出シリンダの油圧回路を提供することができる。

（「イン＋アウト絞り」の場合）
「イン＋アウト絞り」は、溶湯の射出充填の開始位置Ｐ３から終了直前の位置Ｐ２までを「イン絞り」で行い、終了直前の位置Ｐ２からプランジャ停止位置Ｐ１までを「アウト絞り」とする方法である。図８において、「イン＋アウト絞り」の場合におけるプランジャ２６の動作を示す。

すなわち、まず初めに、第２流量制御弁３６の圧油通流量が第１流量制御弁３４の圧油通流量よりも大きくなるように第２流量制御弁３６の開度を設定するとともに（図８における「設定開度１」）、第２方向切替弁４２のソレノイド４２ｂをオフにして第２方向切替弁４２を開くことにより、方向ロジック弁４０がバイパス圧油路３８を閉じた状態にする（つまり、各方向切替弁３５、４２、１０２、１０４の状態は、図６と同じになる）。

その後、第４方向切替弁１０４を閉じ、第３流量制御弁１００の開度を徐々に大きくすることにより、射出シリンダＣの射出速度が徐々に速くなる（図８のＡ部分）。所定の射出速度に達すると、第３方向切替弁１０２を閉じることにより、第１流量制御弁３４の設定開度に対応する圧油通流量の圧油が射出シリンダＣに流入し（すなわち、「イン絞り」）、ピストンＰがピストン前室Ｒ２側へと高速で前進する（図８のＢ部分）。このとき、ピストン前室Ｒ２に溜まった圧油は、第２圧油路３２、及び第１流量制御弁３４の圧油通流量よりも大きな圧油通流量に設定された第２流量制御弁３６を経由して抵抗なく油タンク４８へと戻される。

続いて、プランジャ２６が図５におけるＰ２の位置に達すると、制御手段４４が、第２流量制御弁３６の開度を第２流量制御弁３６の圧油通流量が第１流量制御弁３４の圧油通流量よりも小さくなるように予め設定した開度（図８における「設定開度２」）まで急激に絞り、射出シリンダＣへの圧油の流入速度を急激に低下させる（アウト絞り）。そして、プランジャ２６が図５に示すＰ１のプランジャ停止位置に到達するまで射出シリンダＣをこのアウト絞りの油圧回路１０で低速にて作動させる（図８におけるＣ部分）。

上述した、「イン＋アウト絞り」によれば、射出シリンダＣの射出動作開始時には、パワーが大きく製品の湯回りがよいイン絞りで油圧回路１０を構成し、緻密な速度制御が必要な射出シリンダＣの射出動作終了直前には、速度調整が容易なアウト絞りで油圧回路１０を構成しているので、キャビティ２２内でサージ圧が立ちすぎるのを防止することができ、バリ立ちなどがなく、かつ、湯口が小さな金型を使用することにより溶湯の噴出速度を増して、製品全体に十分に溶湯が廻った製品欠けのない高品質の成形製品を製造することができる。

したがって、前記「所定の位置」とは、キャビティ２２内でサージ圧を検出しておき、該サージ圧が所定の値を超えた位置ということになる。サージ圧が高まる位置が予め分かっている場合は、位置制御とすることも可能である。

Claims (2)

1. ピストンロッドに連接されたプランジャを進退させる複動式の射出シリンダのピストン後室に圧油源からの圧油を供給する第１圧油路と、
   前記射出シリンダのピストン前室から油タンクに圧油を戻す第２圧油路と、
   前記第１圧油路の圧油通流量を制御する第１流量制御弁と、
   前記第２圧油路の圧油通流量を制御する第２流量制御弁と、
   前記第２流量制御弁をバイパスするように前記第２圧油路に接続されたバイパス圧油路と、
   前記バイパス圧油路に取り付けられ、前記第１流量制御弁の単位時間当たりの圧油通流量よりも大なる単位時間当たりの圧油通流量を有するバイパス開閉弁と、
   前記第１流量制御弁、第２流量制御弁及びバイパス開閉弁の動作を制御する制御手段とで構成された射出シリンダの油圧回路であって、
   前記制御手段は、射出時において、
   遅くとも前記ピストンロッドの前進開始迄に前記バイパス開閉弁を閉じると共に前記第１、第２流量制御弁を開き、前記第２流量制御弁の単位時間当たりの圧油通流量が前記第１流量制御弁の単位時間当たりの圧油通流量よりも大きくなるように前記第２流量制御弁の開度を設定し、
   前記ピストンロッドが、キャビティ内でのサージ圧が所定の値を超えた位置まで前進した時点で、前記第２流量制御弁の単位時間当たりの圧油通流量が前記第１流量制御弁の単位時間当たりの圧油通流量よりも小さく且つ設定値に従うように前記第２流量制御弁の開度を絞る機能を備えることを特徴とするダイカスト装置における射出シリンダの油圧回路。
2. 前記第１流量制御弁は、モータによって開度調整され、
   前記バイパス開閉弁は、方向ロジック弁であって、前記圧油源からの圧油をパイロット信号として前記バイパス圧油路を開閉するものであり、
   前記制御手段により、前記第１流量制御弁を開閉するように制御される第１方向切替弁と、
   前記制御手段により、前記方向ロジック弁に前記パイロット信号として与えられる圧油の通流方向を切り替える第２方向切替弁とをさらに有することを特徴とする請求項１に記載のダイカスト装置における射出シリンダの油圧回路。

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