JPH0453613B2

JPH0453613B2 -

Info

Publication number: JPH0453613B2
Application number: JP58203704A
Authority: JP
Inventors: Takashi Mihara
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1983-11-01
Filing date: 1983-11-01
Publication date: 1992-08-27
Also published as: JPS6099470A

Description

【発明の詳細な説明】［技術分野］本発明は、射出成形機やダイカスト機等の射出
シリンダの流量制御方法に関するものである。

［従来技術］第１図および第２図に従つて説明する。第１図
は従来のダイカスト機の射出シリンダの流量制御
機構を表している。

射出シリンダ１のロツド２にはカツプリング３
を介してプランジヤ４が連結され、スリーブ１６
内の溶融金属（以下、溶湯という）１９を固定型
１７と可動型１８で形成されるキヤビテイ２０内
に充填する。カツプリング３には、ストライカ５
が取付られ、ストライカ５はプランジヤ４と一体
的に移動する。６ａ〜６ｃはリミツトスイツチ
で、リミツトスイツチ６ａはプランジヤ４の戻り
限を、リミツトスイツチ６ｃは、前進限を示し、
リミツトスイツチ６ｂはプランジヤ４の前進途中
での速度変更を指令する。７は制御器で、射出指
令、リミツトスイツチ６ａ〜６ｃの信号を受け、
方向制御弁８もしくは９に指令を送る。方向制御
弁８もしくは９は、逆止弁１２もしくは１３の開
閉を制御しており、これにより、例えば、アキユ
ムレータ等の油圧源１４からの液量を、小流量制
御用の絞り弁１０もしくは大流量制御用の絞り弁
１１により流量調整し、油圧回路１５を通して射
出シリンダ１に導くことにより、プランジヤ４の
移動速度を調整している。このようにして、溶湯
１９のキヤビテイ２０内への充填が完了間際にな
ると、抵抗が増大するため、射出シリンダ１へ供
給される油圧は上昇し、リリーフ弁２２の設定圧
以上となり、これを作動させる。そうすると、油
圧パイロツト方式の方向制御弁２１が切換り、こ
れまでは第１図に示すごとく射出シリンダ１のロ
ツド側とヘツド側が通じていた状態の、いわゆる
ランアラウンド回路から、射出シリンダ１のロツ
ド側が方向制御弁２１、絞り弁２３を介してタン
クラインへ導かれる単動シリンダ回路になる。以
上の説明で明らかなように、ランアラウンド回路
から単動シリンダへの切換は、リリーフ弁２２の
設定圧で行つている。また、絞り弁２３を調整す
ることにより、射出シリンダ１のロツド側の作動
油の排出能力を可変可能となるため、溶湯１９を
キヤビテイ２０内へ充填する際の鋳込力の上昇時
間を調整出来る。

第２図は、第１図に示したダイカスト機の射出
シリンダ１の流量制御機構に基づいて溶湯の鋳込
を行つた例であり、第２図ａは横軸にストローク
St、縦軸に射出速度νをとつており、低速の射出
速度を同一にし、高速の射出速度を→→の
順で大きくしている。第２図ｂは横軸に時間ｔ、
縦軸に鋳込力Ｆをとつており、第２図ａに示した
速度状態〜に対応して鋳込力の上昇時間が
Δt1〜Δt3と変化している状態を示す。これは、
従来機では、第２図ａ，ｂに示すごとく、本来な
らば絞り弁２３によつて調整可能なはずの鋳込力
の上昇時間Δtが、溶湯１９をキヤビテイ２０内
へ充填完了する直前の射出速度によつて変化せし
められることを表している。その理由は、鋳込
力、すなわち、射出シリンダ１が溶湯１９に与え
る力の上昇時間をより短くするということは、射
出シリンダ１のヘツド側の作動油を如何に短時間
に圧縮するか、つまり、圧縮性流体である作動油
の圧縮量分だけ、如何に短時間に作動油を供給す
るかに掛つており、第２図に示したごとく充填完
了直前の射出速度が速いほど、作動油の供給量も
多いため、自ずと、鋳込力の上昇時間も短くなる
ためである。

以上、示した様に、従来機では、充填完了直前
の射出速度を調整すれば、鋳込力の上昇時間調整
用の絞り弁２３も再調整する必要があつた。

［本発明の目的及び構成］本発明は、以上に示した様な欠点を解決する為
に行つたもので、その目的は、キヤビテイへの溶
融物質の充填完了直前の射出速度にかかわらず、
鋳込力の上昇度合を早くし、上昇時間を均一化
し、より短くした所定の値になるように制御する
ことである。

この為に、本発明では、射出速度を制御する流
量制御弁に、キヤビテイへの充填加圧用の弁開度
を具備させて、射出速度如何に関わらず、充填加
圧力の上昇時間の均一化をはかると共に、この弁
開度を調整することにより、その上昇時間を所定
値に制御可能にした。そして、本発明では、キ
ヤビテイ内へ成形材料が充填され終り射出速度が
低下し始める射出工程の終り直前で、キヤビテイ
内へ成形材料を充填加圧するための弁開度を前記
流量制御弁に指令し、この充填加圧するための弁
開度として、射出工程後半の種々調整し設定可能
な高速射出速度を得るための高速用弁開度よりも
大きな前記流量制御弁が取り得る最大の弁開度を
含む一定の弁開度を、高速射出時の指令弁開度と
は関係なく常に指令して流量を制御し、充填加圧
力上昇度合を高速射出速度の大きさに関係なく常
に早い一定の上昇度合にするようにした。なお、
本発明では、前述の充填加圧用の弁開度まで流量
制御弁を開閉するタイミングとして、射出速度が
減速特性になつたことを検知して、それを用いる
ようにした。

［実施例］第３図は本発明をダイカスト機の射出回路に適
用した例であり、第１図と同一の構造、機能を有
すものは番号を同じくし、その説明を省略する。

プランジヤ４と一体的に移動するストライカ５
上には、磁化部と非磁化部を交互に等間隔で配置
して目盛とした、いわゆる磁気スケール２１が取
り付けられている。

この目盛を磁気検出器２７で検出して、パルス
状信号として形成し、それをストローク検出器２
８で計数して、プランジヤ４のストローク位置St
を得ている。速度検出器２９は、このストローク
位置Stを時間微分して、プランジヤ４の速度信号
νに変え、加速度検出器３０はこの速度信号νを
時間微分して加速度信号αに変換している。判断
器３１は、速度信号νが一定の速度閾値ν₀以上に
なつた時、加速度信号αを受けて、それが負の値
となつたか否かを判断している。

ここで速度閾値ν₀を設けたのは、キヤビテイ２
０内に充填する高速射出速度領域外で加速度が負
になつた場合を除外する為であり、一般的にダイ
カスト機の場合、低速の射出速度は1m／sec以
下、高速の射出速度は1.5m／sec以上であるた
め、この速度閾値ν₀は１〜1.5m／secに固定設定
しても差し支えない。無論、速度閾値ν₀を可変と
しても、若干面倒だが、全く問題ない。

２５はストローク設定器で、射出速度を変更し
たいプランジヤ４のストローク位置を入力設定出
来、ストローク検出器２８からのストローク信号
と設定されているストローク位置が一致した時、
一致信号を出力する。開度制御器２４はこの一致
信号を受け、あらかじめ開度設定器２６に設定さ
れている弁開度まで、パルスモータ３２によつて
駆動される流量制御弁３３を調整する。この時、
開度設定器２６には各射出速度に対応した弁開度
に加えて、キヤビテイへ溶湯を充填加圧する為の
弁開度を具備しており、これは前述の判断器３１
の信号を開度制御器２４が受けて、同様に流量制
御弁３３を調整する様にしている。ここで、パル
スモータ３２駆動型であるデジタル直動型の流量
制御弁３３を用いているのは、高応答性を確保す
るためで、従来型の流量制御弁では応答遅れによ
り適用出来なかつたが、本流量制御弁３３では、
1msec単位での制御が可能となつたからである。

第４図は、本発明を実施するのに適したデジタ
ル直動型の流量制御弁３３を示すものである。

第４図に示す流量制御弁３３において、３４は
軸線方向からの作動油流入口３５と軸線と直角方
向への作動油流出口３６とを有するバルブボデ
イ、３７はバルブボデイ３４中を軸線方向へ移動
するスプール、３８はスプール３７の後部に一体
に設けられたナツト軸、３９はナツト軸３８の内
部軸心部にボールねじ４０によつて螺合されてい
るねじ軸、４１はねじ軸３９とパルスモータ３２
の軸とを連結するジヨイント、４２はナツト軸３
８の回転を阻止し軸方向への移動をガイドするキ
ーである。

パルスモータ３２の回転に応じてスプール３７
が軸線方向に前後進して、バルブの開閉と開度の
調整を瞬時に行い、流量制御を行う。この流量制
御弁２３は、前記したように、軸線方向端面部に
作動油流入口３５を備え、側面に作動油流出口３
６を備えたシリンダ状のバルブボデイ３４内で、
スプール３７をパルスモータ３２の作用によつて
軸線方向に駆動して流量制御を行うもので、作動
油によるスプール３７の軸線方向推力をスプール
３７の開き量及び移動速度の増加に応じて急激に
低下させることにより流量の高速切換えに必要な
駆動力を軽減させ、流量制御弁３３による流量の
高速切換え性能の一層の向上及び駆動力の軽減を
行えるようにしたものである。

この流量制御弁３３では、制御パルス発生器で
ある開度制御器２４からの制御パルス列により、
パルスモータ３２の回転量、すなわち、回転角度
によりスプール３７の開き量が決まつて、射出シ
リンダ１への流量が制御されるし、また、パルス
モータ３２の前記回転の際の回転速度の大小によ
つて流量の変化率、すなわち、速度の立上り状態
が決まる。

なお、このような構造と作用とをもたした流量
制御弁３３では、速度変更の指令を受けて実際に
スプール３７が開き始めるまでの時間を最大１ミ
リ秒以下に押えることができるようになり、従来
の通常の流量制御バルブに比べて、応答性が極め
て良く、また、弁開閉などの作動性や操作精度も
極めて良くなつた。

なお、ナツト軸３８の表面の一部には永久磁石
４３を固定し、この永久磁石４３と対向するケー
シング４４の一部には、例えばゼロクロスセンサ
と呼ばれる磁気作用による位置検出器４５を取付
けている。位置検出器４５は永久磁石４３の移動
に感応する近接スイツチで構成し、ナツト軸３８
やスプール３７の軸線方向の移動距離をここで正
確に検知して、制御装置にフイードバツクするこ
とができる。また、スプール３７の零位置を永久
磁石４３と位置検出器４５の作用によつて電気的
に検知して、開度制御器２４を介して、パルスモ
ータ３２をその位置に正確に止めておくことがで
きるようにすることもできる。なお、位置検出器
４５としては、精度0.01ミリのものを用いること
ができる。

本実施例では、このようなパルスモータ３２に
よつて駆動される流量制御弁３３を用いているの
で、イナーシヤが小さくなつて応答性が良くな
り、制御が確実、かつ容易に行える。また、スプ
ールスラスト力の増大も抑えることができる。

第５図は、第３図に示した射出回路で、弁開度
VO［第５図ａ］、パルスＰ［第５図ｂ］、射出速度
ν［第５図ｃ］、加速度α［第５図ｄ］、充填加圧力
Ｆ［第５図ｅ］等を制御した例である。横軸は、
いずれも、プランジヤ４のストロークStであり、
縦軸は、第５図ａがバルブ開度VO、第５図ｂが
パルスＰ、第５図ｃが射出速度ν、第５図ｄが加
速度α、第５図ｅが充填加圧力Ｆである。

第５図ｃに示すように、例としては、射出速度
νをν１〜ν３の３段に切替えており、低速度ν
２を低速度ν１に対して減速しているのは、キヤ
ビテイ２０内の入口部、すなわち、ゲートを溶湯
１９が通過する際の流れ速度を押えるためであ
る。ν３はキヤビテイ２０内へ溶湯１９を充填す
るための高速度であり、図中に示すごとく、〜
の様に高速ν３を変化させると、前述した様
に、従来は、充填加圧力Ｆの上昇時間Δtは変化
していたが、本発明では、第５図ａに示すよう
に、速度ν１〜ν３に対する開度VO１〜VO３
に加えて、充填加圧の為に別個に独立して開度
VO４を設けているため、高速射出時にプランジ
ヤがほぼ行きついて射出速度が落ちかけたとき、
流量制御弁３３の弁開度をただちに、かつ、可及
的すみやかに大きくし、射出シリンダ１に多量の
流量を供給することによつて射出シリンダ１に油
圧を急速に作用させうることができ、その時、高
速ν３如何にかかわらず、常に一定の開度、すな
わち、作動流体を圧縮するための流量の確保を均
一化させることができるため、上昇時間Δtを変
化させることなく、常に、第３図に示した絞り弁
２３の調整により制御させることができる。

また、弁開度VO３からVO４へ移行する時期
は、第３図に示した制御回路に従うと、第５図ｄ
に示すごとく、加速度αが負、すなわち、速度ν
が落ちはじめた点を検知して行つている。

なお、射出速度が減速特性になつたことを検知
する場合は、このように加速度αが負になつたこ
とを検知して行うこともできるが、速度が減速し
始めて所定の減速特性値に到達したことを検知し
て行うこともできる。ここで、その検知は、速度
νが一定の速度閾値ν₀以上になつてからという制
限を設けているため、ν１→ν２に減速した時の
加速度が負になる点を検知することはない。

以上の例では、加速度が負になる点、すなわ
ち、速度が減じ始めた点を検知する際に、一定の
速度ν₀以上という制限を設けたが、一定のプラン
ジヤ４のストロークを経た後、ないしは、射出開
始より一定の時間を経た後に行わせても、同様の
効果が期待できる。

さらに、本実施例では、開度VO４を一定とし
て扱い、充填加圧時間Δtの調整は、絞り弁２３
の調整にのみ依存させたが、逆に、絞り弁２３を
一定とし、開度VO４を変化させて、充填加圧時
間Δtを調整してもよい。ただし、絞り弁２３が、
射出シリンダ１の排出流量を制御するメータアウ
ト型絞りに対し、開度VO４を調整するのは、射
出シリンダ１への流入流量を制御するメータイン
型絞りであるので、その効果には、射出完了時な
どに発生しようとする異常圧力のピーク値のあら
われ方等に、若干の差異がある。

［本発明の効果］以上示した様に本発明によれば、特許請求の範
囲に記載したような構成にしたので、つぎに示す
ような効果が得られる。

(1) 充填完了直前の高速射出速度にかかわらず、
充填加圧開度を別個に流量制御弁に設けて流量
を制御するようにしたため、充填加圧時間が安
定する。

(2) 高速射出速度が減速特性になつたことを検知
し、高応答性の流量制御弁で弁開度設定を行え
ば、応答遅れが生じない。

(3) 減速特性を検知するのに、速度、ストロー
ク、時間等の制限を設けておけば、射出途中で
減速することがあつても、前記充填加圧開度に
ならないように制御できる。

したがつて、前記(1)，(2)に記載したこととあ
いまつて、制御の安全性を高くすることができ
る。

(4) 射出充填工程の終りで、弁開度をすみやかに
さらに大きくすることにより、作動油をいつき
に増やした状態になるので、充填加圧力をより
極めて短時間で可及的すみやかに所望の圧力値
まで大きくすることができる。そして、その結
果、射出した溶湯がまだ充分に冷却凝固してし
まわない前に、充分な押湯作用を溶湯に素早く
作用させることができ、より緻密で機械的強度
を高めた良品質のダイカスト製品を確実容易に
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置に類した
従来の装置の１例を示す油圧回路図、第２図は第
１図の装置における制御状態を示すもので、第２
図ａはストローク−射出速度線図、第２図ｂは時
間−鋳込力線図、第３図は本発明を実施するため
の装置の１実施例を示す油圧回路図、第４図は本
発明の実施に適した流量制御弁の１実施例を示す
縦断面図、第５図は本発明における制御状態を示
すもので、第５図ａはストローク−バルブ開度線
図、第５図ｂはストローク−パルス線図、第５図
ｃはストローク−射出速度線図、第５図ｄはスト
ローク−加速度線図、第５図ｅはストローク−充
填加圧力線図である。１……射出シリンダ、４……プランジヤ、５…
…ストライカ、１４……油圧源、１６……スリー
ブ、１９……溶湯、２０……キヤビテイ、２１…
…磁気スケール、２３……絞り弁、２４……開度
制御器、２５……ストローク設定器、２６……開
度設定器、２７……磁気検出器、２８……ストロ
ーク検出器、２９……速度検出器、３０……加速
度検出器、３１……判別器、３２……パルスモー
タ、３３……流量制御弁。

Claims

【特許請求の範囲】１射出シリンダに供給される流量ないしは射出
シリンダから排出される流量を調整する流量制御
弁を用いて該射出シリンダの射出速度を多段に変
更させる流量制御方法において、この流量制御弁
に各射出速度に対応する弁開度を指令するのに加
えて、キヤビテイ内へ成形材料が充填され終り射出速
度が低下し始める射出工程の終り直前で、キヤビ
テイ内へ成形材料を充填加圧するための弁開度を
前記流量制御弁に指令し、この充填加圧するための弁開度として、射出工
程後半の種々調整し設定可能な高速射出速度を得
るための高速用弁開度よりも大きな前記流量制御
弁が取り得る最大の弁開度を含む一定の弁開度
を、高速射出時の指令弁開度とは関係なく常に指
令して流量を制御し、充填加圧力上昇度合を高速
射出速度の大きさに関係なく常に早い一定の上昇
度合にするようにしたことを特徴とする射出シリ
ンダの流量制御方法。