JPH10146664A - ダイカストマシンの射出制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 昇圧動作の際に油圧に基づく適切なフィード
バック制御を行って、高速鋳造や低精度の金型でもバリ
のない高品質なダイカスト製品を生産できるダイカスト
マシンの射出制御方法および装置を提供すること。 【解決手段】 昇圧制御弁21を流量可変式とし、昇圧制
御部41に昇圧動作時の時間経過と圧力との対応をバリ臨
界曲線に応じた圧力制御設定曲線として設定しておき、
圧力センサ36、37で射出シリンダ装置10の昇圧動作時の
圧力を検出してフィードバックさせる。これにより、バ
リ臨界曲線に応じた昇圧動作の制御によりバリの発生を
未然に防止することができ、かつ圧力フィードバックに
より異なる鋳造型への対応も容易となり、簡単に高品質
のダイカスト製品の生産ができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はダイカストマシンの
射出制御方法および制御装置に関し、特にバリの発生が
ない高品質のダイカスト製品を生産するダイカストマシ
ンの射出制御に利用できる。

【０００２】

【背景技術】従来より、ダイカスト成形品の品質は溶湯
を金型内に充填する際の射出速度や射出圧力に大きく影
響されることが知られている。特に、溶湯が凝固するま
での時間内に充分な加圧を行う必要があり、射出用と昇
圧用の二段式の駆動シリンダ装置を有するダイカストマ
シンが利用されている。

【０００３】一般に、この種のダイカストマシンにおい
ては、まず射出プランジャを低速前進させ、溶湯の泡立
ち防止等を避けるようにして金型キャビティ内への溶湯
の充填を開始する。溶湯の先端が金型のゲート部に達し
て充填用の射出シリンダ装置の圧力が上昇した時点から
は、溶湯の温度低下を避けるように射出プランジャを高
速で前進させ、金型キャビティに溶湯を急速に充填す
る。

【０００４】これらの射出動作に続いて、金型内に溶湯
が充満して射出シリンダ装置の圧力が更に上昇するか、
あるいは射出プランジャが充填完了に相当する所定位置
まで前進した時点で、昇圧シリンダ装置により射出シリ
ンダ装置に高い圧力を加え、射出プランジャによる金型
内の溶湯への加圧力を増大する昇圧動作が行われる。

【０００５】以下、従来の二段シリンダ式のダイカスト
マシンを具体的に説明する。図７において、ダイカスト
マシン90は、金型キャビティ91に充填すべき溶湯92を射
出スリーブ93内に供給し、充填用の射出シリンダ装置95
で射出プランジャ94を駆動して射出し、充填完了後に射
出シリンダ装置95の背面側の作動油を大径の昇圧シリン
ダ装置96で高圧に加圧し、射出シリンダ装置95を介して
金型キャビティ91に充填した溶湯92を昇圧するようにな
っている。

【０００６】図８には、ダイカストマシン90における射
出動作ないし昇圧動作における射出速度推移CVおよび射
出圧力推移CPが示されている。この図において、射出シ
リンダ装置95の前進は、始めは低速VLで前進し、時点t1
からは一気に高速VHで充填し、充填完了に伴って溶湯92
の充填圧力を受けて制動され、時点t2で昇圧シリンダ96
が作動して昇圧され、金型キャビティ91内の溶湯92は圧
力PHに達するとともに、射出シリンダ95は更に前進して
時点t3で停止する。この位置が射出シリンダ装置95のス
トロークエンドとなる。

【０００７】このようなダイカストマシン90における射
出シリンダ装置95と昇圧シリンダ装置96との連係制御
（射出動作から昇圧動作への切換え）には、射出圧力変
動を検知して切換を行うシーケンスバルブ方式や、射出
プランジャの前進位置を検知して切換を行うリミットス
イッチ方式が採用されている。このうち、シーケンスバ
ルブ方式では、次のような油圧回路が用いられる。

【０００８】図９において、射出シリンダ装置95には、
チェックバルブ111および射出速度調整弁112を介してア
キュムレータ113に至る射出側油圧回路114が接続されて
いる。昇圧シリンダ装置96には、シーケンスバルブ115
で開閉されるパイロット操作の昇圧制御弁116を介して
アキュムレータ113に至る昇圧側油圧回路117が接続され
ている。

【０００９】シーケンスバルブ115は、射出側油圧回路1
14の圧力が予め設定された昇圧開始圧力を超えた際に昇
圧制御弁116を開くように設定されている。従って、射
出速度調整弁112の操作により射出シリンダ装置95の前
進が開始されて射出が行われ、金型内への溶湯充填完了
に伴って充填圧力が増加し、所定の昇圧開始圧力に達し
た時点でシーケンスバルブ115が作動して昇圧制御弁116
を開き、昇圧シリンダ装置96の前進が開始されて昇圧が
行われる。

【００１０】図１０には、射出シリンダ装置95および昇
圧シリンダ装置96の周辺部分が具体的に示されている。
射出シリンダ装置95は、内部に射出ピストン95Aを有
し、その背面側に射出側油圧回路114から供給される作
動油の油圧により射出ピストン95Aが前進するようにな
っている。射出側油圧回路114からの作動油は射出速度
調整弁112で流量調整され、これにより射出ピストン95A
の前進と停止の切換えと前進速度の調整とが行われる。

【００１１】昇圧シリンダ装置96は、内部に昇圧ピスト
ン96Aを有し、その背面側に昇圧側油圧回路117から供給
される作動油の油圧により昇圧ピストン96Aが前進し、
射出シリンダ装置95の中間部材95Bを介して射出ピスト
ン95Aを背面から加圧するようになっている。昇圧側油
圧回路117からの作動油は昇圧制御弁116で断続制御さ
れ、これにより昇圧ピストン96Aの前進と停止の切換え
が行われる。昇圧制御弁116の断続はシーケンスバルブ1
15で行われる。シーケンスバルブ115は適宜な手段によ
り充填圧力に応じて切り替る電磁弁などが用いられる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
な従来の二段式ダイカストマシンにおいては、昇圧シリ
ンダ装置で射出シリンダ装置を昇圧する昇圧動作の際、
昇圧シリンダ装置に与えられる作動油の流量は可変制御
されず一定である。これは、昇圧シリンダ装置への作動
油は昇圧制御弁で断続され、この昇圧制御弁としては従
来オンオフ2位置切換え式の定流量弁が用いられている
ためである。

【００１３】このような昇圧シリンダ装置への作動油供
給が定流量であることから、鋳造圧力の昇圧特性は図８
に示したような射出圧力推移CPとなり、その上昇カーブ
は最大圧力PHに近づくにつれて徐々に傾きが緩くなる二
次曲線となる。これは、金型内での溶湯の凝固に伴って
射出プランジャが抵抗を受けるようになり、昇圧が鈍く
なるためである。具体的には、鋳造圧力Ｐは、経過時間
ｔと係数ａとの積の平方根に比例する。

【００１４】これに対し、昇圧動作においてはバリ臨界
昇圧曲線が知られている。バリは、金型において昇圧時
などに過大な圧力が加わると、金型の分割面から溶湯が
漏れ出して発生する。但し、バリ臨界昇圧曲線以下の圧
力であればバリは生じない。このバリ臨界曲線は、鋳造
圧力Ｐが、経過時間ｔの二乗と係数ａとの積に比例する
曲線CXとして与えられる（図８参照）。バリ臨界曲線CX
がこのような二次曲線になるのは、昇圧の所期段階では
金型内の溶湯が凝固しておらず、溶湯の流動性が高くて
分割面からの漏れ出しを生じやすく、高い圧力がかけら
れないのに対し、時間の経過により溶湯が凝固し出すと
分割面への漏れ出しが生じにくく、高圧をかけてもバリ
が生じない、ということによる。

【００１５】従って、従来のように昇圧シリンダ装置へ
の作動油供給が定流量であるダイカストマシンでは、鋳
造圧力の昇圧特性をバリ臨界曲線に近づけることができ
ず、このために高速鋳造を行う場合や分割面精度が低い
金型を使用する場合など、バリが多発し、高品質のダイ
カスト製品を生産することができないという問題が生じ
ていた。

【００１６】本発明の目的は、昇圧動作の際に油圧に基
づく適切なフィードバック制御を行って、高速鋳造や低
精度の金型でもバリのない高品質なダイカスト製品を生
産できるダイカストマシンの射出制御方法および装置を
提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の方法は、鋳造型
に溶湯を射出する射出プランジャと、前記射出プランジ
ャを駆動する射出シリンダ装置と、前記射出シリンダ装
置に与える油圧を昇圧させる昇圧シリンダ装置とを有す
る昇圧方式のダイカストマシンの射出制御方法であっ
て、前記昇圧シリンダ装置への作動油の流量を制御する
メインスプールを有しかつ逆止弁機能を有する流量制御
弁と、前記射出シリンダ装置の圧力を検出する圧力検出
手段と、所定のプログラムに基づいて動作しかつ前記圧
力検出手段で検出される圧力を参照して前記流量制御弁
のメインスプールを定量的に制御する昇圧制御装置とを
用い、前記昇圧シリンダ装置による昇圧動作の間の鋳造
圧力と昇圧時間との関係を前記鋳造型にバリが生じない
所定の臨界曲線に沿った任意の曲線に従って設定してお
き、前記昇圧動作の間に前記圧力検出手段で検出される
圧力が前記任意の曲線に従うように前記メインスプール
を全開から最終開度までの間の任意の開度に制御するこ
とを特徴とする。

【００１８】このようにすれば、昇圧動作の際に、昇圧
シリンダ装置への作動油供給流量がオンオフではなく可
変流量にでき、バリ臨界曲線に応じた昇圧動作の制御に
よりバリの発生を未然に防止することができ、これによ
り高品質のダイカスト製品の生産ができるようになる。
そして、流量を制御するためのメインスプールの開度制
御は、バリ臨海曲線に応じた鋳造圧力と昇圧時間との関
係（昇圧制御設定曲線）に基づいて経過時間に応じた目
標圧力値となるように、圧力検出手段で検出された射出
シリンダ内の圧力を参照しつつ調整するようにすること
で、昇圧動作の際に油圧に基づく適切なフィードバック
制御を行って、所期の昇圧制御設定曲線に対して応答速
度および精度を高めることができる。すなわち、前述の
鋳造圧力と昇圧時間との関係に応じて時間軸に沿った単
純な開度制御（単なる開度位置のフィードバック制御
等）を行った場合には、鋳造製品が型替えされると、射
出ピストンの前進限位置が変わり、昇圧シリンダ内の作
動油の体積が変わるために、その圧縮性（作動油は基本
的に非圧縮性でも、流動時に空気が巻き込まれる等によ
り圧縮性を示す）により目標となる昇圧制御設定曲線と
制御結果にずれが生じる可能性がある。しかし、本発明
では、圧力フィードバックにより、射出シリンダ内の圧
力が時間経過に応じた目標圧力値になっているかを実際
に確認しながら昇圧制御を行うことで、型替え等があっ
ても所期の昇圧制御設定曲線に対応した昇圧動作を確実
に実行することができる。さらに、制御指令と制御対象
がともに圧力となり、フィードバック制御の際の演算処
理等を簡略化することができ、高速制御を実現すること
ができる。

【００１９】本発明の装置は、鋳造型に溶湯を射出する
射出プランジャと、前記射出プランジャを駆動する射出
シリンダ装置と、前記射出シリンダ装置に与える油圧を
昇圧させる昇圧シリンダ装置とを有する昇圧方式のダイ
カストマシンの射出制御装置であって、前記射出シリン
ダ装置の作動油排出側の背圧を制御して前記射出プラン
ジャの位置フィードバック制御を行う射出制御手段と、
前記昇圧シリンダ装置に加えられる作動油の油圧を予め
設定された鋳造圧力の最高到達圧力に対応する圧力に定
量的に制御する鋳造圧力調整手段と、前記鋳造圧力調整
手段により制御されかつ前記昇圧シリンダ装置への作動
油の流量を制御するメインスプールを有しかつ逆止弁機
能を有する流量制御弁と、前記射出シリンダ装置の圧力
を検出する圧力検出手段と、所定のプログラムに基づい
て動作し、前記昇圧シリンダ装置による昇圧動作の間の
鋳造圧力と昇圧時間との関係を前記鋳造型にバリが生じ
ない所定の臨界曲線に沿った任意の曲線に従って設定さ
れており、前記昇圧動作の間に前記圧力検出手段で検出
される圧力が前記任意の曲線に従うように前記メインス
プールを全開から最終開度までの間の任意の開度に制御
する昇圧制御装置と、を備えたことを特徴とする。この
ようにすれば、前述した圧力フィードバックによる昇圧
動作時の作動油供給の可変化を実現する装置が得られ、
高品質のダイカスト製品が製造できる。

【００２０】この装置において、前記昇圧制御手段は、
メインスプールを開閉するパイロットサーボ弁を有し、
前記メインスプールの開度を検出する前記位置検出器の
出力は前記パイロットサーボ弁の入力にフィードバック
する2段式のサーボ弁機構とされていることが望まし
い。このようにすれば、サーボ機構としての安定性を高
めることができ、前述の流量可変式の昇圧制御の際に、
応答速度および精度の向上に有効である。

【００２１】また、本発明の装置において、前記圧力検
出手段は、前記射出シリンダ装置のヘッド側とロッド側
との各々に設置された圧力検出器と、前記各圧力検出器
の出力の何れか片方を選択または両方を演算して出力す
る圧力検出アンプとを備えていることを特徴とするダイ
カストマシンの射出制御装置。このようにすれば、例え
ばヘッド側とロッド側との差圧から鋳造型に加えられて
いる実際の圧力値をより正確に検出することもでき、前
述の流量可変式の昇圧制御の実現に有効である。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。本実施形態は、既存のダイカスト
マシンの制御方式を改めることで実施されるものであ
り、ダイカストマシンの主要部分である金型、射出プラ
ンジャ等は既存のもの（例えば前述のダイカストマシン
90の構成）を適宜採用すればよいため、説明を省略す
る。そして、以下には既存のものと異なる部分である射
出シリンダ装置、昇圧シリンダ装置、これらに作動油を
供給する油圧回路についての説明を行う。

【００２３】図１において、射出シリンダ装置10には、
射出動作断続用のパイロット式チェックバルブ11を介し
て射出側アキュムレータ13に至る射出側油圧回路14が接
続されている。チェックバルブ11は開閉用電磁切換弁12
により開閉制御され、この切換弁12を操作することでチ
ェックバルブ11が開き、射出側アキュムレータ13からの
作動油が射出シリンダ装置10に供給され、射出ピストン
15が前進するようになっている。チェックバルブ11は、
射出側アキュムレータ13から射出シリンダ装置10への作
動油の流れが止り、入口側および出口側の差圧が無くな
った際に内部のスプリングで弁体が移動し、昇圧動作時
の作動油の逆流を防止するようになっている。

【００２４】射出シリンダ装置11には、射出ピストン15
の前側の作動油を排出する作動油排出経路16が接続さ
れ、この作動油排出経路16には射出速度制御用流量制御
弁17が接続されている。射出速度制御用流量制御弁17
は、高速応答型の大流量サーボ弁で構成され、その開度
を調整することで射出シリンダ装置11の前進時に作動油
排出経路16を絞り、射出ピストン15に背圧を与えて前進
速度を調整できるようになっている。

【００２５】昇圧シリンダ装置20には、パイロットサー
ボ弁22で開度制御される昇圧時間制御用の昇圧制御弁21
を介して昇圧側アキュムレータ23に至る昇圧側油圧回路
24が接続され、パイロットサーボ弁22を操作することで
昇圧制御弁21が開かれ、昇圧側アキュムレータ23からの
作動油が昇圧シリンダ装置20に供給され、昇圧ピストン
25が前進するようになっている。

【００２６】図２にも示すように、昇圧制御弁21は、高
速応答型のパイロットサーボ弁22を副サーボ弁とし、メ
インスプール211を主サーボ弁とする電気油圧2段サーボ
弁を構成する。メインスプール211は、一端が逆止弁機
能付流量制御2方弁212を形成するとともに他端に位置検
出器213を備えている。この位置検出器213により開度位
置をフィードバックしてパイロットサーボ弁22を制御す
ることで、昇圧制御弁21は任意の開度に調整できるよう
になっている。

【００２７】これらにより、昇圧制御弁21は、逆止弁、
2方弁としての機能に加え、流量制御弁としの機能をも
併せ持つものとなっている。すなわち、昇圧動作の前の
射出動作の際には、パイロットサーボ弁22を操作して昇
圧制御弁21を閉じた状態にしておけば、昇圧側アキュム
レータ23からの作動油は昇圧シリンダ装置20には供給さ
れないとともに、昇圧シリンダ装置20からの逆流を防止
する。一方、昇圧動作の際には、パイロットサーボ弁22
を操作して昇圧制御弁21を開き、かつメインスプール21
2の開度位置を任意に調整することで、昇圧側アキュム
レータ23からの作動油が昇圧シリンダ装置20に供給され
るとともに、昇圧シリンダ装置20への作動油の流量を任
意に調整できることになる。

【００２８】図１に戻って、射出側アキュムレータ13お
よび昇圧側アキュムレータ23には、それぞれ油圧源から
の作動油供給経路31が接続され、各々に高圧の作動油が
供給されている。この作動油供給経路31の途中には電磁
式のアキュムレータ充填切換弁32が設置され、各アキュ
ムレータ13、23への作動油供給が断続されるようになっ
ている。昇圧側アキュムレータ23には、その背面側に作
動油供給経路31からの分岐経路33が接続され、その途中
には電磁式の鋳造圧力制御弁34が設置されている。

【００２９】この鋳造圧力制御弁34により油圧源からの
作動油を送込んで昇圧側アキュムレータ23の背圧を高め
ることで、昇圧側油圧回路24の最大油圧が高くなり、昇
圧シリンダ装置20に加えられる最大鋳造圧力が高められ
る。逆に、鋳造圧力制御弁34により作動油を排出して昇
圧側アキュムレータ23の背圧を下げることで、昇圧側油
圧回路24の最大油圧が低くなり、昇圧シリンダ装置20に
加えられる最大鋳造圧力が緩和される。

【００３０】昇圧側アキュムレータ23には、背面側の圧
力を検出する圧力センサ35が設置され、前述の鋳造圧力
調整の際に昇圧側アキュムレータ23の背圧値を参照でき
るようになっている。射出シリンダ装置10には、その鋳
造圧力を検出するために、ヘッド側の昇圧を検出する圧
力センサ36と、ロッド側の背圧を検出する圧力センサ37
とが設置され、各々により前述の鋳造圧力調整の際に射
出圧力値を直接的に参照できるようになっている。例え
ば、ヘッド側とロッド側との差圧から鋳造型に加えられ
ている実際の圧力値をより正確に検出することができ
る。なお、実際には、射出ピストン15の直径D1と射出プ
ランジャ151の直径D2との比率に応じて、鋳造型に与え
られる射出圧力PRは検出圧力PSに(D1/D2)の二乗を乗じ
た値となる。

【００３１】射出シリンダ装置10には、射出プランジャ
151の前進位置を検出するエンコーダ152が設置され、射
出動作の際のストローク位置を直接的に検出できるよう
になっている。

【００３２】これらの各センサからの信号を受け、かつ
各弁類の操作を制御するために、制御装置40が設けられ
ている。この制御装置40は、既存のコンピュータシステ
ムやプログラマブルコントローラ等を中心に構成され、
予め設定された動作プログラムに基づいて各弁類を所定
の手順で操作し、射出動作ないし昇圧動作を実行させる
ものである。

【００３３】制御装置40は、所定のプログラムに基づい
て各部を制御し、所期の射出動作ないし昇圧動作を実行
させるものであり、昇圧制御弁21を制御して昇圧シリン
ダ装置20に昇圧動作を行わせるための制御回路を備えて
いる。図４において、制御装置40は、昇圧制御部41、サ
ーボアンプ42、圧力検出アンプ43、位置フィードバック
アンプ44を備えている。

【００３４】昇圧制御部41は、予め設定されたプログラ
ムに基づいて動作し、予め設定された昇圧制御設定曲線
に従って、昇圧動作の際にその経過時間に応じた圧力指
令値を出力する。サーボアンプ42は、昇圧制御部41の出
力に従ってパイロットサーボ弁22を操作し、メインスプ
ール212の開度を調整する。圧力検出アンプ43は、各圧
力センサ36、37からの出力を処理し、サーボアンプ42の
入力側に昇圧フィードバック信号45を出力する。この
際、圧力検出アンプ43は、圧力センサ36、37の何れかの
出力を選択して出力するか、あるいは各々の出力を合成
演算して出力することができる。位置フィードバックア
ンプ44は、位置検出器213で検出されたメインスプール2
11の開度位置（昇圧制御弁21の開度）を処理し、サーボ
アンプ42の出力側にマイナフィードバック信号46を出力
する。

【００３５】制御装置40において、昇圧動作を実行する
際には、昇圧制御部41から時間経過に応じた圧力指令値
が出力され、サーボアンプ42はこの圧力指令値に従って
パイロットサーボ弁22を介してメインスプール211の開
度を操作する。メインスプール211の開度に応じて所定
流量の作動油が昇圧シリンダ装置20内に送り込まれ、昇
圧動作が行われ、これにより射出シリンダ装置10内の圧
力も上昇する。この圧力は各圧力センサ36、37で検出さ
れ、圧力検出アンプ43を経て昇圧フィードバック信号45
としてサーボアンプ42の入力側に帰還される。この圧力
フィードバック経路により、昇圧制御部41からの経過時
間に応じた圧力指令値に対応した昇圧制御が行われ、昇
圧制御設定曲線に従った昇圧動作の応答性および精度の
向上がなされている。ここで、メインスプール211の開
度は、位置検出器213、位置フィードバックアンプ44を
経てマイナフィードバック信号46としてサーボアンプ42
の出力（パイロットサーボ弁22の入力）に帰還され、こ
のマイナフィードバック経路によりメインスプール211
の開度制御の応答性および精度の向上がなされている。

【００３６】制御装置40が射出ないし昇圧の動作を行う
手順は次の通りである。射出スリーブに溶湯が供給さ
れ、金型に対して射出できる状態になったならば、チェ
ックバルブ11を開いて射出側アキュムレータ13からの作
動油を射出シリンダ装置10に供給し、射出プランジャ15
1を前進させる。この際、射出速度制御用流量制御弁17
は絞っておき、射出速度を低速にしておく。

【００３７】次に、溶湯が金型ゲートに達する位置まで
射出プランジャ151が前進したら、射出速度制御用流量
制御弁17を開き、射出を高速に切換え、金型内に溶湯を
一気に充填する。そして、溶湯が金型内に充満する位置
まで射出プランジャ151が前進したら、チェックバルブ1
1を閉じて射出動作を停止するとともに、昇圧動作に備
えて射出速度制御用流量制御弁17を開放し、射出プラン
ジャ151の背圧制動を完全に解除する。

【００３８】ここで、パイロットサーボ弁22を操作し、
昇圧制御弁21を所定開度に開き、昇圧用アキュムレータ
23からの作動油を昇圧シリンダ装置20に供給し、射出ピ
ストン15の背面から射出プランジャ151への加圧を行
う。この際、昇圧制御設定曲線に従って、現在の圧力フ
ィードバック信号45を参照しつつ、昇圧制御弁21の開度
を絞り、かつ途中で開度を変化させることにより、昇圧
途中段階での圧力および最大圧力に達する時間を制御
し、予め計測等により設定しておいたバリ臨界曲線に漸
近した昇圧カーブを描くようにする。なお、昇圧制御部
41において、制御昇圧制御設定曲線は次のように設定さ
れる。

【００３９】図５において、昇圧カーブCP1は既存のダ
イカストマシンでも得られる徐々に緩くなる昇圧カーブ
である。一方、昇圧制御弁21の開度を絞ると、昇圧カー
ブCP2のように圧力上昇の傾きが緩やかになり、最大圧
力PHに達する時間も長くなる。そして、更に昇圧制御弁
21の開度を絞ると、昇圧カーブCP3のように圧力上昇は
後ほど急速になり、時間t4に最大圧力PHに達するように
なる。この昇圧カーブCP3は、前述した図８のバリ臨界
曲線CXと類似の曲線となる。

【００４０】このように選択された制御昇圧制御設定曲
線は、昇圧動作の経過時間Δｔ毎の圧力増分ΔＰとして
データ化され、昇圧制御部41に設定され、稼働時に昇圧
動作の開始からの時間経過に応じて現在とるべき圧力値
として出力される。データ化にあたっては、昇圧すべき
作動油の体積（前進限位置の体積等）をＶ、作動油の圧
縮率をβ、昇圧動作時に昇圧シリンダ装置20に供給され
る作動油の流量をＱとすると、ΔＰ／Δｔ＝Ｑ／Ｖβと
なるように設定される。このΔＰは、その総和ΣΔＰ
が、昇圧開始圧力（充填完了圧力）Ｐｏと昇圧完了圧力
ＰＨとの差に相当するものとなっている。

【００４１】このような設定を採用するのは、次のよう
な理由に基づくものである。すなわち、射出シリンダ装
置10や昇圧シリンダ装置20に供給される作動油は、僅か
ながら圧縮性を有している。このため、各シリンダ装置
10、20においては、作動油の供給量が同じでも、圧力に
応じて射出ピストン15の進出位置がずれてくる。例え
ば、図４において、射出シリンダ装置10の前進限位置に
おけるヘッド側作動油の体積がＶの状態で、この作動油
が圧縮率βだったとすると、ΔＶ＝Ｖ（１−β）分のず
れを生じる。鋳造型が変更されると前進限位置が変化
し、前進限位置における射出シリンダ装置10内の作動油
の体積も変化するため、このずれも変動することにな
る。従って、射出シリンダ装置10の位置あるいは供給作
動油量だけで昇圧制御（例えばメインスプール211の開
度指令だけでの制御）を行うと、鋳造型の変更等にその
まま対応できず、鋳造型毎に制御指令の変更が必要にな
る。これに対し、圧縮率および体積を考慮した関係式で
圧力指令を設定しておけば、鋳造型の変更の際には前進
限での体積等を入力する等するだけで作動油の圧縮ずれ
にも対応でき、対応が簡単であり、かつ精度のよい制御
が確保できるということである。

【００４２】なお、制御装置40の学習機能により、前回
の昇圧動作の際に圧力センサ36、37から実際の射出圧力
を調べ、想定していた射出圧力との偏差をとって昇圧制
御設定曲線の圧力目標値を補正できるようになってい
る。これらの制御目標データの処理や学習機能による補
正は、既存のソフトウェア技術により適宜実現すること
ができるものである。

【００４３】このような本実施形態によれば、昇圧制御
弁21および制御装置40により、昇圧動作の際に、昇圧シ
リンダ装置20への作動油供給流量がオンオフではなく可
変流量にでき、バリ臨界曲線CXに応じた昇圧動作の制御
によりバリの発生を未然に防止することができ、これに
より高品質のダイカスト製品の生産ができるようにな
る。

【００４４】特に、昇圧制御の際には、圧力センサ36、3
7および圧力検出アンプ43により実際の昇圧圧力を参照
しつつ、昇圧制御部41に設定された昇圧制御設定曲線に
よる圧力目標値に基づいて、圧力によるフィードバック
制御を行うことができるため、型替え等があっても所期
の昇圧制御設定曲線に対応した昇圧動作を確実に実行す
ることができる。さらに、制御指令と制御対象がともに
圧力となり、フィードバック制御の際の演算処理等を簡
略化することができ、高速制御を実現することができ
る。

【００４５】そして、メインスプール211を開閉するパ
イロットサーボ弁22を設け、メインスプール211の開度
を検出する位置検出器213の出力をパイロットサーボ弁2
2の入力（サーボアンプ42の出力）にフィードバックす
る2段式のサーボ弁機構としたため、サーボ機構として
の安定性を高めることができ、前述の流量可変式の昇圧
制御の際に、応答速度および精度の向上に有効である。

【００４６】また、射出シリンダ装置10のヘッド側とロ
ッド側との各々に設置された圧力センサ36、37と、各々
の出力の何れか片方を選択または両方を演算して出力す
る圧力検出アンプ43とを設けたため、実際の射出シリン
ダ内の圧力値をより正確に検出することができ、前述の
流量可変式の昇圧制御の実現に有効である。

【００４７】さらに、昇圧制御弁21をメインスプール21
1が逆止弁機能付2方弁を構成しつつ、位置制御器213に
よるサーボ制御可能なものとしたため、前述の昇圧制御
を簡単な構成で確実に行うことができる。また、射出速
度制御用流量制御弁17により、射出動作においても、射
出シリンダ装置10の前進状態を背圧で可変制御できると
ともに、昇圧動作へ移行した際には射出シリンダ装置10
の背圧制御を解除して昇圧を有効に行うことができ、高
品質のダイカスト製品の生産に有効である。さらに、制
御装置40において、所定経過時間毎に昇圧同左の作動油
流量を簡単、確実、正確に制御することができ、前述の
流量可変式の昇圧制御の実現に有効である。

【００４８】また、射出側アキュムレータ13と昇圧側ア
キュムレータ23とを別にしたため、射出動作と昇圧動作
の圧力設定を個別に行うことができる。そして、鋳造圧
力制御弁34により昇圧側アキュムレータの背圧を調整す
るようにしたため、昇圧動作による最大圧力の任意調整
を簡単かつ確実に行うことができる。

【００４９】なお、本発明は前述した実施形態に限定さ
れるものではなく、以下に示すような変形等も本発明に
含まれるものである。すなわち、射出側アキュムレータ
13と昇圧側アキュムレータ23とを別個に設けるのではな
く、共用としてもよい。また、アキュムレータ充填切換
弁32、各部の圧力センサ35、36、エンコーダ152等は適宜
別の構成により代替し、あるいは必要に応じて省略して
もよい。さらに、昇圧制御弁21や射出速度制御用流量制
御弁17等の構成各部の形状、寸法、材質等は実施にあた
って適宜選択すればよい。

【００５０】さらに、昇圧制御弁21においては、与えら
れた指令開度に応じてサーボ動作するように適宜構成す
ればよく、例えば、図６のように、メインスプール211
の開度調整の駆動源として交流または直流のサーボモー
タ2111を用い、位置検出器213としてロータリー式のエ
ンコーダ2131を用い、ローカルな位置フィードバックル
ープを形成すればよい。

【００５１】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
昇圧動作の際に昇圧シリンダ装置への作動油供給流量が
オンオフではなく可変流量にでき、昇圧動作の際に油圧
に基づく適切なフィードバック制御を行って、バリ臨界
曲線に応じた昇圧動作の制御によりバリの発生を未然に
防止することができ、これにより高品質のダイカスト製
品の生産ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す回路図。

【図２】前記実施形態のシリンダ装置を示す断面図。

【図３】前記シリンダ装置の要部を示す拡大断面図。

【図４】前記実施形態の制御系を示すブロック図。

【図５】前記実施形態の射出ないし昇圧動作を示すグラ
フ。

【図６】前記実施形態の変形を示すブロック図。

【図７】従来のダイカストマシンの基本構成を示す断面
図。

【図８】従来のダイカストマシンの射出ないし昇圧動作
を示すグラフ。

【図９】従来のダイカストマシンの油圧回路を示す回路
図。

【図１０】従来のシリンダ装置を示す断面図。

【符号の説明】

10 射出シリンダ装置 13 射出側アキュムレータ 15 射出ピストン 151 射出プランジャ 16 作動油排出経路 17 射出速度制御用流量制御弁 21 昇圧制御弁 211 メインスプール 212 逆止弁機能付2方弁 213 位置検出器 23 昇圧側アキュムレータ 34 鋳造圧力制御弁 36、37 圧力検出器である圧力センサ 40 昇圧制御装置である制御装置 41 昇圧制御部 42 サーボアンプ 43 圧力検出アンプ 44 サーボアンプ 45 圧力フィードバック信号 46 開度のマイナフィードバック信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｃ 45/53 Ｂ２９Ｃ 45/53

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳造型に溶湯を射出する射出プランジャ
   と、前記射出プランジャを駆動する射出シリンダ装置
   と、前記射出シリンダ装置に与える油圧を昇圧させる昇
   圧シリンダ装置とを有する昇圧方式のダイカストマシン
   の射出制御方法であって、 前記昇圧シリンダ装置への作動油の流量を制御するメイ
   ンスプールを有しかつ逆止弁機能を有する流量制御弁
   と、前記射出シリンダ装置の圧力を検出する圧力検出手
   段と、所定のプログラムに基づいて動作しかつ前記圧力
   検出手段で検出される圧力を参照して前記流量制御弁の
   メインスプールを定量的に制御する昇圧制御装置とを用
   い、 前記昇圧シリンダ装置による昇圧動作の間の鋳造圧力と
   昇圧時間との関係を前記鋳造型にバリが生じない所定の
   臨界曲線に沿った任意の曲線に従って設定しておき、前
   記昇圧動作の間に前記圧力検出手段で検出される圧力が
   前記任意の曲線に従うように前記メインスプールを全開
   から最終開度までの間の任意の開度に制御することを特
   徴とするダイカストマシンの射出制御方法。
2. 【請求項２】 鋳造型に溶湯を射出する射出プランジャ
   と、前記射出プランジャを駆動する射出シリンダ装置
   と、前記射出シリンダ装置に与える油圧を昇圧させる昇
   圧シリンダ装置とを有する昇圧方式のダイカストマシン
   の射出制御装置であって、 前記射出シリンダ装置の作動油排出側の背圧を制御して
   前記射出プランジャの位置フィードバック制御を行う射
   出制御手段と、 前記昇圧シリンダ装置に加えられる作動油の油圧を予め
   設定された鋳造圧力の最高到達圧力に対応する圧力に定
   量的に制御する鋳造圧力調整手段と、 前記鋳造圧力調整手段により制御されかつ前記昇圧シリ
   ンダ装置への作動油の流量を制御するメインスプールを
   有しかつ逆止弁機能を有する流量制御弁と、 前記射出シリンダ装置の圧力を検出する圧力検出手段
   と、 所定のプログラムに基づいて動作し、前記昇圧シリンダ
   装置による昇圧動作の間の鋳造圧力と昇圧時間との関係
   を前記鋳造型にバリが生じない所定の臨界曲線に沿った
   任意の曲線に従って設定されており、前記昇圧動作の間
   に前記圧力検出手段で検出される圧力が前記任意の曲線
   に従うように前記メインスプールを全開から最終開度ま
   での間の任意の開度に制御する昇圧制御装置と、を備え
   たことを特徴とするダイカストマシンの射出制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載したダイカストマシンの
   射出制御装置において、前記昇圧制御手段は、メインス
   プールを開閉するパイロットサーボ弁を有し、前記メイ
   ンスプールの開度を検出する前記位置検出器の出力は前
   記パイロットサーボ弁の入力にフィードバックする2段
   式のサーボ弁機構とされていることを特徴とするダイカ
   ストマシンの射出制御装置。
4. 【請求項４】 請求項２または請求項３に記載したダイ
   カストマシンの射出制御装置において、前記圧力検出手
   段は、前記射出シリンダ装置のヘッド側とロッド側との
   各々に設置された圧力検出器と、前記各圧力検出器の出
   力の何れか片方を選択または両方を演算して出力する圧
   力検出アンプとを備えていることを特徴とするダイカス
   トマシンの射出制御装置。