JPH04182053A - 加圧鋳造における加圧ピン制御方法およびその装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はダイカストマシン等の加圧鋳造装置に係り、金
型内に充填された溶湯に加圧ピンを押込み、スクイズ効
果を与える金型加圧ピンの制御方法及びその装置に関す
る。

［従来の技術１ 従来からダイカスト鋳造において行なわれていた加圧ピ
ンの制御は第６図に示すように射出スリーブ１１０内に
定量供給された溶湯１０２を射出シリンダ１１１に作用
する圧油により射出プランジャ１１２を前進させ（図中
左行する）、金型１０１内に形成されたキャビティ１０
６内に温湯１０２を充填した後、キャビティ１０６内に
充填された溶湯１０２の冷却凝固進行中に加圧ピンシリ
ンダ１１３により加圧ピン１００をキャビティ１０６内
の溶湯１０２に押込み、組織を均一化させるようになっ
ている。

この加圧ピン１００の制御方法としては、射出圧力セン
サ１０３によって溶湯１０２の充填完了に伴う射出シリ
ンダ１１１の射出圧力を検出して、同検出信号により制
御盤１０４内のタイマをスタートさせ予め設定した時間
Ｔのタイムアツプで加圧ピン１００の駆動を制御するソ
レノイドバルブ１０５を励磁させ、油圧源１１４からの
圧油を加圧ピンシリンダ１１３に作用させ凝固しつつあ
る溶湯内に押し込むようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ このようなダイカストマシンにおいて、加圧ピン１００
に特に要求される機能は、その溶湯１０２の凝固速度が
極めて早いことから加圧ピン１００によるスクイズのタ
イミングを最適時間とし、スクイズ効果を有効にするこ
とである。

すなわち、スクイズをかけるタイミングが早すぎても遅
すぎても有効なスクイズ効果は得られない、また凝固時
間が短いためにそのタイミングの許容範囲も極めて狭い
。

ところで従来技術による加圧ピン１００を発進させるタ
イミングの設定は、ダイカストマシンの射出圧力センサ
１０３からの信号によるタイマ制御によってのみ行なわ
れており、ダイカストマシンにおける金型１０１のキャ
ビティ１０６内の温湯１０２の凝固の進行状態は金型１
０１の温度変化の為に射出毎に変化しているにもがかわ
らずタイマの設定時間Ｔは凝固の進行状態が一定である
ことを前提としている為、加圧ピンｌＯｏの押込み深さ
は一定にはならない。

即ち凝固が速く進行していれば加圧ピン１００は所定の
深さまで押込まれず途中で停止してしまい、又凝固が進
行していなければ加圧ピン１００は所定の深さ以上に押
込まれるが、凝固が進行していない時点で加圧ピン１０
０を押込んでも塑性流動とはならず、加圧ピン１００の
押込みによるスクイズ効果は得られない。

又加圧ピン１００のストロークと加圧ピン１００を発進
させるタイミングの設定値との関係は複雑であり、設定
は試行錯誤によらなければならず、非常に時間がかかる
。特に、金型毎、鋳造条件毎にタイミングの設定を考え
る必要があり、設定に非常に労力を要する。

本発明は上記した従来技術の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、先づ最初に加圧
ピン１００を微速で溶湯１０２内に押込み、溶湯１０２
の凝固進行状態を検出し、溶湯１０２の凝固進行状態が
スクイズ効果が得られる凝固状態になったならば、加圧
ピン１００を最適タイミングにて溶４１０２に押込みス
クイズ効果を得るようにした加圧ピン１００の制御方法
およびその装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前述の目的を達成するために、本発明にあっては、加圧
鋳造における凝固進行中の鋳造製品に加圧ピンを押込む
加圧ピン制御装置において。

金型のキャビティに前記金型外側より貫通する加圧ピン
と、 前記加圧ピンを前後進する加圧ピンシリンダと、 前記加圧ピンシリンダに作用する圧油の量を制御する電
磁流量調整弁と、 前記電磁流量調整弁を介して前記加圧ピンシリンダと油
圧源の間に有り前記加圧ピンの作動方向を切換える電磁
切換弁と、 前記加圧ピンシリンダの押圧力を検出する押圧力検出装
置と、 予め設定した加圧ピン押込み圧力値を設定する加圧力設
定器と、 前記加圧力設定器に設定した加圧ピン押込み圧力値と前
記押圧力検出装置の出力値とを比較して、両値が一致し
たとき前記電磁流量調整弁を制御する信号を発する比較
手段と、 そのタイムアブ信号により前記電磁流量調整弁と前記電
磁切換弁を制御するタイマと、射出シリンダの射出圧力
を検出する射出圧力検出装置と、 予め設定した前記射出シリンダの射出圧力値を設定する
射出圧力設定器と、 前記射出圧力設定器に設定した射出圧力値と前記射出圧
力検出装置の出力値とを比較して、両値が一致したとき
前記タイマを作動させ信号を発する比較手段とを具備し
てなる加圧鋳造における加圧ピン制御装置を用い、 前記加圧ピンを前記鋳造製品に先づ微速で押込み、鋳造
製品の凝固状態を検出するとともに、その押込み力を計
測し、予め設定した押込み力と比較して前記予め設定し
た押込み力に達した時、前記加圧ピンを高速前進させる
ようにしたことを特徴とする加圧ピン制御方法を用いる
。

［作　用］ 溶湯のキャビティ内への充填が完了したら、先づ、加圧
ピンを微速度でキャビティ内の鋳造製品に押込むことに
よりスクイズ効果が得られる凝固状態になったか否かを
判断し、予め設定したスクイズ効果が得られる凝固状態
に適した押圧力となったとき、加圧ピンを高速度で鋳造
製品に押込み、スクイズ効果を得るようにしている。

［実施例］ 本発明の第１の実施例を第１図に基き説明する。

ｌは可動型５と固定型６がら成る金型で、両型５右よび
６が当接したとき、キャビティ２を形成するようになっ
ている。

固定型６には射出スリーブ３が取付けてあり、その先端
の開口部はゲート７を介してキャビティ２と連通してい
る。

射出スリーブ３には射出スリーブ３と同軸に配設された
射出シリンダ９に結合された射出プランジャ８が進退可
能に挿着されており、射出スリーブ３内に供給される温
湯を射出プランジャ８により、キャビティ２内へ注入す
るようになっている。

射出シリンダ９には射出圧力を検出する射出圧力設定器
ｆｌＩＯが設けである６金型１には金型キャビティ２に
充填され凝固進行中の溶湯（以下鋳造製品という）にス
クイズ効果を与えるための押圧ピン装置が設けてあり、
金型ｌの外部からキャビティ２内へ突出する加圧ピン１
１と、それに続くピストンロッド１４、及び加圧ピン１
１を進退させる加圧ピンシリンダ１２から構成されてい
る。

加圧ピンシリンダ１２は電磁切換弁２８により、その作
動方向が切換可能であり、電磁流量調整弁２７により加
圧速度を、調整するとともに。

押圧力検出装置１３により、その押圧力を検出するよう
になっている。

射出圧力検出装置ｌＯは比較器３ｏに結線されていて、
射出圧力検出装置１０が検出した値と予め射出圧力設定
器３１に設定した射出圧力Ｐ１を比較器３０が比較し、
両値が一致したとき信号ａが発信されタイマ３２を作動
させる。タイマ３２にはキャビティ２内へ充填された溶
湯が定圧力Ｐ１に達した後、加圧ピン１１が押込まれる
までの最適な時間Ｔが設定してあり、設定時間Ｔがタイ
ムアウトすると、タイムアウト信号すが電磁切換弁２８
ｉ５よび電磁流量調整弁２７に作用し、電磁切換弁２８
は右位置となり、油圧源からの圧油が電磁流量調整弁２
７を介して加圧ピンシリンダ１２へ作用する。

電磁流量調整弁２７はタイマ３２からのタイムアウト信
号すにより、予め定められた速度設定器３６に設定した
加圧速度で加圧ピン１１が微速ｖＩでキャビティ２内の
鋳造製品へ押込まれる圧油量を流すだけ開くよう設定さ
れている。

また、押圧検出装置１３は比較器３４に結線されていて
、押圧検出装置１３が検出した値と、予め加圧力設定器
３５に設定した加圧ピン押圧力Ｐｓとを比較器３４が比
較し、両値が一致したとき信号Ｃが発信され、速度設定
器３６を介して電磁流量調整弁２７に作用し、電磁流量
調整弁２７を信号Ｃに見合った分だけ開き、加圧ピンシ
リンダ１２の移動速度、即ち加圧ピン１１の速度設定器
３６に設定した押込速度Ｖ２とするようになっている。

以上のように構成されており、次に第２図のフローチャ
ートにより作用、動作について説明すると、第１ステツ
プは射出圧力設定器３１に設定圧力Ｐ　＋　、加圧力設
定器に設定圧力Ｐ８およびタイマ３２に加圧ピン１工が
キャビティ２内の鋳造製品に押込みを開始する最適時間
Ｔを設定する１次いで、第２ステツプでは射出サイクル
のスタートをする。

第３ステツプでは油圧源から射出シリンダ９へ作用する
圧油により、射出圧力は次第に上昇して行き、射出圧力
検出装置１０が第３図（ａ）のグラフに示すような射出
圧力を検出し、この検出値が予め定めた射出圧力設定器
３１の設定値Ｐ、になるまで比較器３０が監視し続け、
両値が一致した時、比較器３０は信号ａを発信する。即
ち第３ステツプの比較判定はＹｅｓとなって信号ａによ
り第４ステツプのタイマ３２が作動開始をする。

第５ステツプではタイマ３２が予め定められた加圧ピン
１１の押込最適時間Ｔとなるまで時間をカウントしつづ
け、予め定められた時間Ｔに達すると、即ち、第５ステ
ツプの判定の結果Ｙｅｓとなると、信号すが発信され、
第６ステツプ、第７ステツプにあるように電磁切換弁２
８のソレノイドが励磁されるとともに、電磁流量調整弁
２７を加圧ピン１１がキャビティ２内の鋳造製品のｔｉ
ｉ固進行進行状態出するための微速度■、で移動するた
めの開き度とし、第３図（ｂ）に示すように加圧ピン１
１を微速度Ｖ、で凝固しつつあるキャビティ２内の鋳造
製品に押込む、第８ステツプでは比較器３４が予め加圧
力設定器３５に設定したキャビティ２内の鋳造製品がス
クイズ効果を得るに適した凝固状態である加圧ピン押圧
力Ｐｓと押圧力検出装置１３が検出する第３図（ｃ）に
示すグラフのような圧力値とを比較し、両値が一致した
ならば、即ち、第８ステツプの判定でＹｅｓとなったな
らば比較器３４から信号Ｃが発信され、第９ステツプに
示すように加圧ピン１１がスクイズ効果を与える高速度
Ｖ２で移動するよう、速度設定器３６に設定した速度■
２で電磁流量調整弁２７が作動する。

従って、加圧ピン速度は第３図（ｂ）のように最初はキ
ャビティ２内の鋳造製品の凝固進行状況を検査するため
、微速度ｖ１で移動し、スクイズ効果が得られる凝固状
態、即ち予め定めた加圧ピン押圧力Ｐ３となったならば
、高速度ｖ２で加圧ピン１１を移動させるようになって
いる。そして第１０ステツプで、電磁切換弁２８のソレ
ノイドが無励磁となり加圧ピン１１は後退する。

次に第４図により、本発明の第２の実施例を説明する。

説明に当たり、前記実施例と同一部材は同一番号を付し
、前記実施例と″変わった部分についてのみ新たに番号
を付し、説明をする。

本実施例は第１図の実施例の電磁流量調整弁２７に変え
て、手動流量調整弁４０とノーリークタイプの方向切換
弁４１を並列に配置した構成であり、射出サイクルに当
たり、予め、手動流量調整弁４０をキャビティ２内の充
填材料の凝固進行状況を知るための微速度ｖ１となるよ
う設定しておき、次いで、射出シリンダ９によりキャビ
ティ２内へ溶湯を充填する。

射出シリンダ９の射出圧力が射出圧力設定器３１に設定
した設定圧力Ｐ１に達すると、比較器３０が信号ａを発
信し、タイマ３２を作動させ、タイマ３２のカウントア
ウト信号すにより電磁切換弁２８を励させ、同切換弁２
８を右位置とし、油圧源３３からの圧油を手動流量調整
弁４０を介して加圧ピンシリンダ１２へ作用させると、
加圧ピンシリンダ１２は手動流量調整弁４０により微速
度ｖ１で移動する。

その後、加圧ピンシリンダ１２はなお前進し、押圧力検
出装置１３が、予め加圧力設定器３５に設定した加圧ピ
ン押圧力Ｐ３になると、比較器３４が信号Ｃを発信し、
方向切換弁４１が励磁され、図中左位置となって、今迄
手動流量調整弁４０の細く開かれた流路に流れていた圧
油は、大容量の圧油が流れることの出来る方向切換弁４
１を介して加圧ピンシリンダ１２へ作用するので加圧ピ
ン１１は高速で移動することになり、キャビティ２内の
鋳造製品にスクイズ効果を与える。

また、第５図により、更に第３の実施例を説明する。

説明に当たり、前記第１の実施例と同一部材は同一番号
を付し、前記第１の実施例と変わった部分についてのみ
新たに番号を付し、説明をする。

本実施例は第１の実施例の加圧ピン１１とピストンロッ
ド１４との間に加圧ピン１１を振動させる為の超音波振
動器１５を取付け、高周波電源１６で駆動するようにし
た構成であり、射出シリンダ９の射出圧力が射出圧力設
定器３１に設定した設定圧力Ｐ、に達すると、比較器３
０が信号ａを発信し、タイマ３２を作動させ、タイマ３
２のカウントアウト信号すにより高周波電源１６を起動
し、超音波振動器１５を駆動させ、超音波振動を加圧ピ
ン１１に付与する。

超音波振動を加圧ピン１１に付与することにより、加圧
ピン１１からキャビティ２に至る押込み穴の壁面の摩擦
力を減じ、有効に加圧ピン１１を押込むことが可能とな
る。なお、超音波振動器１５は例えば圧電セラミックス
等の圧電素子を使用することができる。

またこれと同時に電磁切換弁２８を励磁させ、同切換弁
２８を右位置とし油圧源３３からの圧油を電磁流量調整
弁２７を介して加圧ピンシリンダ１２へ作用させると、
加圧ピンシリンダ１２は電磁流量調整弁２７により微速
度ｖＩで移動する。

その後、加圧ピンシリンダ１２はなお前進し、押圧力検
出装置１３が、予め加圧力設定器３５に設定した加圧ピ
ン押圧力Ｐ、になると、比較器３４が信号Ｃを発信し、
加圧ピン１１がスクイズ効果を与える高速度ｖ２で移動
するよう、電磁流量調整弁２７が作動し、大容量の圧油
が加圧ピンシリンダ１２へ作用するので、加圧ピン１１
は高　　−速で移動することになり、キャビティ２内の
鋳造製品にスクイズ効果を与える。

その後射出サイクルが終了すると電磁切換弁２８のソレ
ノイドが無励磁となり加圧ピンは後退し、超音波振動器
１５の駆動も停止する。

［発明の効果］ 本発明は以上の構成および作用を有するもので、溶湯の
凝固進行状態を加圧ピンを賦圧して。

最適の凝固進行状態を検出し、その最適の加圧ピン押込
みのタイミングに加圧ピンを押込むようにしたので、ス
クイズ効果を有効にするとともに鋳造品質を安定させる
ことができる。

また金型毎、鋳造条件毎等の変化に対しても任意の管理
下のもとてスクイズ効果を迅速に発揮させることができ
る。

さらに、加圧検出装置により加圧ピンの圧力を検出して
いることから、鋳造品質と検出値との比較評価が容易と
なり、より一層スクイズ効果の安定化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る装置構成を示す制
御ブロック図、第２図は本発明の装置の動作順序を示す
フローチャート、第３図は本発明の装置の動作説明図で
（ａ）は時間と射出圧力の関係を示すグラフ、（ｂ）は
加圧ピン速度と時間の関係を示すグラフ、（Ｃ）は加圧
ピン圧力と時間の関係を示すグラフ、第４図は本発明の
第２の実施例に係る装置構成を示す制御ブロック図、第
５図は本発明の第３図の実施例に係る装置構成を示す制
御ブロック図、第６図は従来の装置構成を示す制御ブロ
ック図である。 ■・・・金型、２・・・キャビティ、１０・・・射出圧
力検出装置、１１・・・加圧ピン、１２−加圧ピンシリ
ンダ、１３−・−押圧力構出装置、２７−１に磁流量！
１５１弁、２８−・・電磁切換弁、４０・・・手動流量
調整弁、４１−・・方向切換弁。 特許出願人　　東芝機械株式会社 察　１　図 吋Ｘ　−一令 第３図 第４図　ｊｌＪ　　ＪＴ 第　５　π

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）加圧鋳造における凝固進行中の鋳造製品に加圧ピ
   ンを押込む加圧鋳造方法において、 前記加圧ピンを先づ前記鋳造製品に微速で押込み、前記
   押込み力を計測し、前記計測値と予め設定したスクイズ
   効果に適した押込み力と比較して前記計測値が前記予め
   設定した押込み力に達した時、前記加圧ピンを高速前進
   させるようにしたことを特徴とする加圧鋳造における加
   圧ピン制御方法。 １２）加圧鋳造における凝固進行中の鋳造製品に加圧ピ
   ンを押込む加圧ピン制御装置において、 金型のキャビティに前記金型外側より貫通する加圧ピン
   と、 前記加圧ピンを前後進する加圧ピンシリンダ前記加圧ピ
   ンシリンダに作用する圧油の量を制御する電磁流量調整
   弁と、 前記電磁流量調整弁を介して前記加圧ピンシリンダと油
   圧源の間にあり前記加圧ピンの作動方向を切換える電磁
   切換弁と、 前記加圧ピンシリンダの押圧力を検出する押圧力検出装
   置と、 予め設定した加圧ピン押込み圧力値を設定する加圧力設
   定器と、 前記加圧力設定器に設定した加圧ピン押込み圧力値と前
   記押圧力検出装置の出力値とを比較して、両値が一致し
   たとき前記電磁流量調整弁を制御する信号を発する比較
   手段と、 そのタイムアプ信号により前記電磁流量調整弁と前記電
   磁切換弁を制御するタイマと、 射出シリンダの射出圧力を検出する射出圧力検出装置と
   、 予め設定した前記射出シリンダの射出圧力値を設定する
   射出圧力設定器と、 前記射出圧力設定器に設定した射出圧力値と前記射出圧
   力検出装置の出力値とを比較して、両値が一致したとき
   前記タイマを作動させ信号を発する比較手段とを具備し
   てなる加圧鋳造における加圧ピン制御装置。 （３）電磁流量調整弁に代えて手動流量調整弁と方向切
   換弁を並列に設けたことを特徴とする請求項２記載の加
   圧鋳造における加圧ピン制御装置。 （４）加圧ピンの後端部に超音波振動手段を設けたこと
   を特徴とする請求項２記載の加圧鋳造における加圧ピン
   制御装置。