JPH0413465A - ダイカストマシンの射出圧力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ダイカストマシンの射出圧力制御装置に係り
、金型キャビティへの溶湯充填完了時点における射出圧
力サージの除去に関する。

〔背景技術〕

従来より、ダイカストマシンにおいては、金型キャビテ
ィ内に金属溶湯を加圧注入することで所定形状の製品を
鋳造している。この際、成形性を向上するために金型内
圧を高める必要があり、金型内に溶湯を充填する射出行
程に続けて更に圧力を加える増圧行程が行われている。

また、射出行程の際には、溶湯の流動性に応じた射出速
度の調整が重要であり、射出当初は低速にして終了前を
高速にすることで溶湯注入が円滑かつ迅速に行われるよ
うにしている。

第４図には従来のダイカストマシンの射出圧力制御装置
が示されている。

図において、ダイカストマシン４０の金型装置４１には
、内部のキャビティ４２に連通ずる射出スリーブ４３が
配置され、その内部に給湯される溶湯４４は射出プラン
ジャ４５により射出されてキャビティ４２内に充填され
る。

プランジャ４５は射出用シリンダ４６によって射出駆動
されるとともに、シリンダ４６のヘッド側（キャビティ
４２と反対側）に連結された増圧用シリンダ４７によっ
て増圧駆動される。増圧用シリンダ４７の断面積は射出
用シリンダ４６の２．７倍とされ、同じ油圧であっても
２．７倍の増圧が行われる。

射出用シリンダ４６は射出用加圧回路５０により駆動さ
れる。射出用加圧回路５０は、アキュムレータ５１射出
速度制御弁５３およびチエツクバルブ５４を経て射出用
シリンダ４６に接続されている。射出速度制御弁５３は
、開度に応じて射出用加圧回路５０の加圧作動油の流通
量を加減し、射出行程における射出速度を低速射出速度
■、から高速射出速度ＶＨまで調整する。チエツクバル
ブ５４は、増圧行程における射出用シリンダ４６の圧力
上昇に伴って自動的に閉塞され、射出用加圧回路５０を
遮断する。

増圧用シリンダ４７は増圧用加圧回路５５により駆動さ
れる。増圧用加圧回路５５は、射出用加圧回路５０と同
じアキュムレータ５１から増圧側開閉弁５６を経て増圧
用シリンダ４７に接続されている。増圧側開閉弁５６は
通常閉鎖されているが、増圧制御回路５７により射出用
加圧回路５０の内圧が一定以上になった際に自動的に開
かれ、増圧用加圧回路５５を導通させる。

なお、射出用シリンダ４６を後退させる際には射出用加
圧回路５０に接続された射出側抜出し弁５８が開かれ、
増圧用シリンダ４７を後退させる際には増圧用加圧回路
５５に接続された増圧側抜出し弁５９が開かれ、各々か
ら排出された作動油は油圧源５２に戻される。

このような第４図のダイカストマシンにおいては、第５
図（ｂ）に示すように、射出用シリンダ４６をまず低速
射出速度ＶＬで駆動し、所定の時点Ｓ１からは高速射出
速度ＶＨで駆動する（射出行程）。

そして、第５図（ａ）に示すように、充填完了に伴って
射出圧力がＰｌに達した時点Ｓ２からは増圧用シリンダ
４７によりＰ２まで増圧する（増圧行程）。これにより
前述した低速ないし高速の射出行程および続く増圧行程
による迅速かつ確実な鋳造が実現される。

〔発明が解決しようとする課題］ ところで、前述した第４図のダイカストマシンにおいて
は、溶湯４４がキャビティ４２内に充分に充填された時
点Ｓ２で射出行程が完了する。ここで、キャビティ４２
内に充満した溶湯４４の背圧により、射出プランジャ４
５および射出用シリンダ４６が急停止されるが、射出用
シリンダ４６には高速射出速度Ｖ）Ｉに対応した多量の
作動油が高速で導入されており、この作動油が射出プラ
ンジャ４５によって停止された射出用シリンダ４６に衝
突することになる。

このため、射出用シリンダ４６ないし射出プランジャ４
には衝撃が加えられ、キャビティ４２内の圧力は急激に
上昇し、第５図（ａ）に示すような射出圧力サージ（充
填サージ）Ｈが生じる。充填サージＨが発生すると、キ
ャビティ４２に充填されたばかりの高温の溶湯４４が金
型４工の分割面などの隙間から漏れ出し、いわゆる初期
パリを発生する。初期パリが発生するとパリ取り作業等
の後処理が煩雑化するうえ、パリ発生か甚だしいと製品
不良となることがある。

これに対し、初期パリの発生を防止するために、アキュ
ムレータ５１における充填圧力を低く設定し、射出用シ
リンダ４６に供給される圧力を下げ、これによりキャビ
ティ４２の内圧を下けて漏れ出しを防止する試みがなさ
れている。

しかし、射出用シリンダ４Ｇの射出速度は供給圧力に依
存し、特に５ｍ／ｓという高速が要求される高速射出速
度ＶＨを実現するためにはアキュムレータ５１の充填圧
力を低くすることは難しい。また、アキュムレータ５１
の充填圧力を低（すと、充填完了に伴う射出用加圧回路
５０の圧力上昇か小さくなるため、射出行程から増圧行
程への移行が円滑に行えなくなる。

このように、アキュムレータ１０の充填圧力を下げると
様々な問題が避けられないとともに、充填圧力を高く設
定すると前述のような充填サージＨおよび初期パリの問
題が避けられず、これらの相反する問題を解決する適切
な手段が望まれていた。

本発明の目的は、充填圧力を下げることなく充填サージ
Ｈを解消できるとともに、射出行程から増圧行程への移
行を円滑に行えるダイカストマシンの射出圧力制御装置
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、金型キャビティに溶湯を射出するための射出
用シリンダと、前記射出用シリンダに連結された増圧用
シリンダと、定圧手段を有する油圧源から射出速度制御
弁を経て前記射出用シリンダに接続された射出用加圧回
路と、前記油圧源から増圧側開閉弁を経て前記増圧用シ
リンダに接続された増圧用加圧回路とを設けるとともに
、外部操作により開閉されて前記射出用加圧回路を遮断
可能な射出側開閉弁と、前記金型キャビティへの溶湯充
填完了を検出する充填完了検出手段と、前記充填完了検
出手段で充填完了を検出した際に前記射出側開閉弁を閉
じるとともに、続いて前記増圧側開閉弁を開く制御手段
とを設けてダイカストマシンの射出圧力制御装置を構成
したものである。

〔作用〕

本発明においては、制御手段で充填完了検出手段を監視
し、充填完了を検出した際に射出側開閉弁を即座に閉じ
ることにより、射出完了以降の射出側油圧が遮断され、
射出側シリンダの停止に続く圧力上昇が回避される。従
って、油圧源の充填圧力を下げることなく充填サージを
解消することか可能となる。ここで、充填完了検出時に
射出側を遮断してしまうと、充填完了に続く射出側の圧
力上昇を利用していた従来の装置では増圧行程へ移行で
きなくなる。しかし、本発明においては、制御装置によ
り射出側の遮断に続いて増圧側開閉弁を開くことにより
増圧行程への移行が円滑に行われ、これらにより前記目
的が達成される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図には本発明に係るダイカストマシンの射出圧力制
御装置が示されている。

図において、ダイカストマシン１０の金型装置１１には
、内部のキャビティ１２に連通ずる射出スリーブＩ３が
配置され、その内部に給湯される溶湯１４は射出プラン
ジャ１５により射出されてキャビティ１２内に充填され
る。

プランジャ１５は射出用シリンダ１６によって射出駆動
されるとともに、シリンダ１６のヘッド側（キャビティ
１２と反対側）に連結された増圧用シリンダ１７によっ
て増圧駆動される。増圧用シリンダ１７の断面積は射出
用シリンダ１６の２．７倍とされ、同じ油圧によっても
２．７倍の増圧が行われる。

射出用シリンダ１６は射出用加圧回路２０により駆動さ
れる。射出用加圧回路２０は、アキュムレータ２１から
射出速度制御弁２３および射出側開閉弁２４を経て射出
用シリンダ１６に接続されている。

射出速度制御弁２３は、開度に応して射出用加圧回路２
０の加圧作動油の流通量を加減し、射出行程における射
出速度を低速射出速度Ｖ、から高速射出速度ＶＨまで調
整する。

射出側開閉弁２４は、内部にスプール２４Ａか挿入され
たシリンダ２４Ｂを有し、シリンダ２４Ｂの両端にはそ
れぞれパイロットピストン２４Ｃ，２４Ｄが配置されて
いる。各ピストン２４Ｃ，２４Ｄには、ソレノイドバル
ブ２４Ｅを介してアキュムレータ２１からの油圧が交互
に供給され、スプール２４Ａは油圧を供給された側のピ
ストン２４Ｃ，２４０により反対側向きに移動される。

ここで、射出用加圧回路２ｏはシリンダ２４Ｂ内壁およ
びスプール２４Ａ周面に形成された溝状のポート２４Ｆ
、　２４Ｇを通過するように接続され、射出側開閉弁２
４はソレノイドバルブ２４Ｅを操作してスプール２４Ａ
を移動させることで射出用加圧回路２０を導通または遮
断する。

増圧用シリンダ１７は増圧用加圧回路２５により駆動さ
れる。増圧用加圧回路２５は、射出用加圧回路２０と同
じアキュムレータ２１から増圧側開閉弁２６を経て増圧
用シリンダ１７に接続されている。

増圧側開閉弁２６は通常閉鎖されているが、増圧制御回
路２７を介して供給されるアキュムレータ２１からの油
圧により開放可能である。増圧制御回路２７の途中には
ソレノイドバルブ２７Ａが設置され、このソレノイドバ
ルブ２７Ａを操作することで増圧用加圧回路２５を導通
または遮断する。

なお、射出用シリンダ１６を後退させる際には射出用加
圧回路２０に接続された射出側抜出し弁２８が開かれ、
増圧用シリンダ１７を後退させる際には増圧用加圧回路
２５に接続された増圧側抜出し弁２９が開かれ、各々か
ら排出された作動油は油圧源２２に戻される。

前述した各加圧回路２０．２５のソレノイドバルブ２４
Ｅ、　２７Ａは共に制御手段３０に接続されている。

制御手段３０は、充填完了検出手段３１を備え、この検
出手段３１で金型キャビティ１２への溶湯１４の充填完
了を検出した時点でソレノイドバルブ２４Ｂを開くとと
もに、当該検出手段３１により起動されるタイマー３２
を備え、このタイマー３２で所定時間Ｔがカウントされ
た時点でソレノイドバルブ２７Ａを開く。

充填完了検出手段３１は、射出用シリンダ１６のピスト
ンロッド１６Ａの周面に移動方向に沿って繰り返される
磁性および非磁性の縞模様からなる磁気スケール３３と
、磁気スケール３３の近傍に固定されてピストンロッド
１６Ａの通過量に応じたパルス信号を出力する磁気セン
サ３４と、磁気センサ３４から出力されるパルス信号を
カウントするカウンタ３５とにより構成され、カウンタ
３５は試験動作等により装置毎に予め設定されたカウン
ト数に達したら充填完了信号を出力する。

なお、タイマー３２のカウント時間Ｔは、射出行程にお
いてキャビティ１２内に充填された溶湯１４が増圧行程
において金型１１の分割面から漏れ出さない程度に凝固
する温度まで低下する時間となるように予め設定されて
いる。

このような本実施例においては、第２図に示すような手
順により、低速および高速の射出行程に続いて高圧によ
る増圧行程が順次実行される。

すなわち、成形開始に伴って、射出速度制御弁２３が低
速に設定されるとともに、制御手段３０でソレノイドバ
ルブ２４Ｂを開くことで射出側開閉弁２４が開かれ、射
出用加圧回路２０からの油圧により射出用シリンダ１６
が低速射出速度ＶＬで移動されて低速射出が行われる（
第２図の処理ＴＩ）。所定時間の経過後、射出速度制御
弁２３が高速に切り換えられ、射出用加圧回路２０から
の油圧により射出用シリンダ１６が高速射出速度Ｖ）Ｉ
で移動されて高速射出が行われる（第２図の処理Ｔ２）
。

ここで、射出用シリンダ１６の移動距離は充填完了検出
手段３１で監視され（第２図の処理Ｔ３）、充填完了が
検出されると制御手段３０により射出側開閉弁２４が即
座に閉鎖され、射出用加圧回路２０から射出用シリンダ
１６への油圧供給が遮断される（第２図の処理Ｔ４）。

これにより、射出行程が終了し、キャビティ１２内は溶
湯１４が充分に充填された状態とされる。

一方、制御手段３０においては、充填完了の検出に伴っ
て起動されたタイマー３２が所定時間のカウントを行い
（第２図の処理Ｔ５）、カウント終了に伴って制御手段
３０でソレノイドバルブ２７Ａを開くことで増圧側開閉
弁２６が開かれ、増圧用加圧回路２５からの油圧により
増圧用シリンダ１７が移動されて増圧が行われる（第２
図の処理Ｔ６）。この状態で所定時間維持することで増
圧行程が終了し、キャビティ１２内の溶湯１４は充分に
加圧されて成形が完了する。

以上の動作における射出圧力線図は第３図（ａ）のよう
になり、射出速度線図は第３図（ｂ）のようになる。第
３図（ｂ）に示すように、射出行程の間の射出速度は時
点Ｓ１において低速射出速度ＶＬから高速射出速度ＶＨ
へと変化する。そして、第３図（ａ）に示すように、高
速射出により射出圧力は上昇するが、制御手段３０およ
び射出側開閉弁２４により充填完了時に射出側の油圧が
即座に遮断されるため充填サージ等の発生は防止され、
最大でも圧力Ｐ３に抑えられる。また、制御手段３０に
より射出行程が終了する時点Ｓ２の後は所定時間Ｔだけ
圧力Ｐ３の状態で維持され、時点Ｓ３において増圧側開
閉弁２６が開かれて圧力Ｐ２による増圧行程が行われる
。

このような本実施例によれば、次に示すような効果があ
る。

すなわち、制御手段３０、充填完了検知手段３１および
射出側遮断弁２４により、充填完了時に射出側の油圧を
即座に遮断することで、アキュムレータ２１の充填圧力
を下げることなく充填サージを解消することができる。

このため、充填サージに伴うキャビティ１２内の溶湯１
４の漏れ出し等を未然に防止でき、製品不良あるいはパ
リ取り等の煩雑な後処理を解消することができる。

また、制御手段３０により射出側の遮断に続いて増圧側
開閉弁２６を開閉操作することができ、従来の装置のよ
うに射出側の圧力上昇が無くても増圧行程への移行を円
滑に行うことができる。特に、射出側の遮断から増圧側
の作動の間に時間Ｔの遅れを持たせたため、キャビティ
１２内に充填された溶湯１４は適当に冷却凝固されて増
圧を受けても漏れ出し等を生じることがなく、充分な増
圧による確実な鋳造を行うことができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
以下に示すような変形をも含むものである。

すなわち、射出用加圧回路２０における射出速度制御弁
２３や射出用開閉弁２４の構造や方式は任意であり、実
施にあたって適宜選択すればよい。

また、射出用加圧回路２０の途中には、適宜逆止用のチ
エツクバルブ等を射出側開閉弁２４と射出用シリンダ１
６との間に設置してもよい。

さらに、増圧用加圧回路２５における増圧側開閉弁２６
や増圧制御回路２７の構造や方式は任意であり、実施に
あたって適宜選択すればよい。

一方、射出用開閉弁２４および増圧側開閉弁２６の開閉
制御を行う制御手段３０の構成も実施にあたって適宜選
択すればよい。ここで、射出側の遮断と略同時に増圧側
を作動させてもよく、このような場合にはタイマー２３
は省略してもよい。

また、充填完了検出手段３２の構成も任意であり、磁気
式に限らず光学式あるいは機械的な接触検知式等であっ
てもよい。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば、充填検知手段に
よる充填完了検知に伴って制御手段で射出側開閉弁を即
座に遮断することで充填サージを確実に解消することが
でき、充填圧力を下げる必要がないため充分な高速射出
および増圧を行うことができるとともに、制御手段で増
圧側開閉弁を作動させることで射出行程から増圧行程へ
の移行を円滑に行うことができる。

１０・・・ダイカストマシン、１２・・・金型キャビテ
ィ、１４・・・溶湯、１６・・・射出用シリンダ、１７
・・・増圧用シリンダ、２４・・・射出側開閉弁、２６
・・・増圧側開閉弁、３０・・・制御装置、３２・・・
充填完了検出手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金型キャビティに溶湯を射出するための射出用シ
   リンダと、前記射出用シリンダに連結された増圧用シリ
   ンダと、定圧手段を有する油圧源から射出速度制御弁を
   経て前記射出用シリンダに接続された射出用加圧回路と
   、前記油圧源から増圧側開閉弁を経て前記増圧用シリン
   ダに接続された増圧用加圧回路とを備えたダイカストマ
   シンにおける射出圧力制御装置であって、 外部操作により開閉されて前記射出用加圧回路を遮断可
   能な射出側開閉弁と、 前記金型キャビティへの溶湯充填完了を検出する充填完
   了検出手段と、 前記充填完了検出手段で充填完了を検出した際に前記射
   出側開閉弁を閉じるとともに、続いて前記増圧側開閉弁
   を開く制御手段とを備えたことを特徴とするダイカスト
   マシンの射出圧力制御装置。