JPH1052747A - 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】 （修正有） 【課題】 一つの制御弁で、速度制御と圧力制御を容易
に行なえるダイカストマシンの射出制御方法・装置。 【解決手段】 ランアラウンド回路を有する射出シリン
ダを備え、スプールタイプの第１の制御弁によって、溶
湯が金型キャビティ内を充填完了するまでは、油圧源か
ら供給される作動油の射出シリンダへの流入量とランア
ラウンド回路から戻される作動油の射出シリンダへの流
入量の両方を同時に流量制御して射出シリンダのストロ
ークの速度制御を行ない、溶湯が金型キャビティ内を充
填完了する直前に、ランアラウンド回路に組み込まれた
急速切替えが可能な第２の制御弁を操作してランアラウ
ンド回路を閉止するとともに、射出シリンダのロッド側
室と油タンクへの通路を開放し、同時に第１の制御弁を
あらかじめ設定した開度に開いて、射出シリンダのヘッ
ド側圧力の増圧時間と保持圧の制御を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、射出シ
リンダとして使用される油圧シリンダを備えたダイカス
トマシンの射出制御方法および射出制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、たとえば、ダイカストマシン
の射出シリンダの油圧回路に、実公昭６１−４０９９６
号公報、特公平２−３４７０８号公報に記載されている
流量調整弁を組み込んで使用する方法が知られている。
この流量調整弁は、１個のコンパクトな弁で低速射出用
の流量調整弁と開閉弁および高速射出用の４つの弁を兼
ね備え、比較的小さな駆動力と弁開状態保持力により、
円滑な素早い動作を行ない得るものであり、それなりに
実用価値の高いものである。

【０００３】一方、従来より、ダイカストマシン等の射
出シリンダ装置には、油圧源からシリンダのヘッド側室
に供給する作動油の量を節約し、出来るだけ少ない作動
油でピストンを前進させるために、ロッド側室とヘッド
側室を結ぶランアラウンド回路を設け、前進動作時にロ
ッド側室から排出される作動油をヘッド側室へ戻し、ア
キュムレータや油圧ポンプ等の油圧源から送られてくる
作動油とともにピストンを前進させるようにしているこ
とが知られている。

【０００４】そして、従来は、前記流量調整弁をランア
ラウンド回路を有する射出シリンダの油圧回路内に組み
込んで用いる場合には、後述するメータイン回路か、あ
るいはメータアウト回路としていた。図８はメータイン
回路を簡略化して示したもので、１０１は射出シリン
ダ、１０２はピストン、１０３はピストン１０２と一体
化されたピストンロッド、１０４はヘッド側室、１０５
はロッド側室、１０６はロッド側室１０５とヘッド側室
１０４を結んだランアラウンド回路、１０７はピストン
後退時に閉じておくパイロットチェック弁、１０８は油
圧ポンプやアキュムレータ等の油圧源である。

【０００５】１０９は前記の実公昭６１−４０９９６号
公報等で公知の流量調整弁であり、油圧源１０８とヘッ
ド側室１０４との間に組み込まれている。この場合、シ
リンダ１０１の作動油導入側（ヘッド側室側）に流量調
整弁１０９を組み込んでいるので、メータイン回路と言
う。これに対して、図９はメータアウト回路を簡略化し
て示しており、油圧源１０８からヘッド側室１０４の間
には流量調整弁１０９はなく、ロッド側室１０５から出
たランアラウンド回路１０６中に流量調整弁１０９を設
けており、メータアウト回路という。

【０００６】しかしながら、図８に示すメータイン回路
では、高速前進時に流量調整弁９の弁開度を大きくして
いるのでピストン１０２の動きは安定するが、低速前進
時には流量調整弁１０９の開度を小さくする関係上、油
圧源１０８の直後の作動油量を絞ることになり、低速時
には作動油圧が非常に低くなる。その結果、応答性が悪
く、ピストン１０２の動きや速度が不安定となる。その
対策として、図１０に示すように、ランアラウンド回路
１０６に固定絞り弁１０９Ｓを入れることによって作動
油圧を上げることも出来るが、速度を上げようとする
と、固定絞り弁１０９Ｓの圧力損失が大きくなり、速度
を上げることが困難となる。

【０００７】一方、図９のメータアウト回路では、ヘッ
ド側室１０４へは油圧源１０８の作動油圧が直接作用す
るので、ヘッド側室１０４の作動油圧が油圧源１０８の
圧力とほぼ同じになり、ダイカストマシンの射出シリン
ダ装置では、たとえば１４０〜２１０ｋｇ／ｃｍ² のよ
うに非常に高くなる。その結果、射出充填時には非常に
高いサージ圧が発生し、バリやフラッシュ等が発生する
原因となる。

【０００８】そこで、本出願人は、特願平６−９３３３
３号の出願において、上記の課題を解決するために、ラ
ンアラウンド回路を有する油圧シリンダへの作動油の油
圧源からの流入量とランアラウンド回路からの流入量の
両方を流量調整弁で同時に制御して油圧シリンダの速度
を制御するようにした。図１１における流量調整弁１１
１は、この際に使用される流量調整弁１１１を示してお
り、その詳細は図１２に示したとおりである。

【０００９】この流量調整弁１１１は、図１２に示すよ
うに、弁スプール３１をバルブボディ（マニホールド２
９）の弁室３０内に摺動自在に設けた流量調整弁であっ
て、弁室３０の軸線方向の一端側に入口を設け、軸線と
直角方向に出口を設け、弁室３０を形成しているバルブ
ボディ（マニホールド２９）の内周面の出口部に環状の
流通穴３３、３４を設け、弁室３０の軸線方向の他端部
を弁室外と遮断した密封構造にし、弁室３０内に、弁ス
プール３１を軸線方向に前後進させることにより、弁ス
プール３１の先端部の外周面で前記出口部を環状流通穴
３３、３４を開いたり閉じたりするように弁スプール３
１の外周面を弁室内周面に密封させて設け、弁スプール
３１の中央部外周面には、弁スプール３１の外周面外側
に設けられている貫通穴３１ａに連通した状態で環状の
溝３２が形成されるとともに、弁スプール３１によっ
て、弁室３０を、入口がある第１室３０ａと入口がある
側とは反対側の第２室３０ｂとに分け、弁スプール３１
の外周面に近い内部で軸線方向に伸びている貫通穴３１
ａを設け、弁スプール３１の反入口側の第２室３０ｂ外
まで軸線方向に伸びた弁軸２８を弁スプール３１に取り
付け、弁軸２８の他端は、ボールねじ軸１７と螺合する
ボールナット１９と接合される。ボールねじ軸１７はそ
の外側に取り付けた歯車１８およびこれに噛合する歯車
１４を介して、たとえばサーボモータやパルスモータな
どのモータ６により回転駆動される。

【００１０】このように構成された流量調整弁１１１
は、運転停止時は弁スプール３１が図面左方の前進限に
位置し、マニホールド２９の流通穴（流入口）３３、３
４と第１室３０ａおよび弁スプール３１の溝３２とは遮
断されている。この状態で低速射出開始の指令が出て、
低速射出速度の指令がなされると、その指令がモータ６
に加わり、所定角度回転され、軸１３、歯車１４、歯車
１８を介して軸１７が回転駆動され、軸１７とボールナ
ット１９との間に設けられたボールねじ機構が働きボー
ルナット１９が後退する。ボールナット１９の後退とと
もにこれと一体化されたスプール３１が後退し、まず、
溝３２が、たとえば油圧ユニットの供給ラインと接続さ
れた流通穴（流入口）３４と連通した状態となり、流通
穴３４に導入されている１次側の作動油は溝３２を経由
して弁スプール３１の側端側の弁室３０側に流れ込み、
図示しない射出シリンダへ供給され、低速射出が開始さ
れる。このときの溝３２と流通穴３４との流通程度、す
なわち、作動油流量がスプール３１の後退量で制御され
る。これと同様に、高速射出指令が出たときには、スプ
ール３１がさらに大きく後退し、弁室３０とマニホール
ド２９内に設けられたもう一方の、たとえばランアラウ
ンド回路１０６と接続された流通穴（流入口）３３とが
連通する結果、作動油流量は一挙に拡大し、この大量の
作動油を供給された射出シリンダのピストンロッドは高
速移動し、高速射出が実施される。

【００１１】このように、この流量調整弁１１１は、１
個のコンパクトな弁で低速射出用の流量調整弁と開閉弁
および高速射出用の調整弁と開閉弁の４つの弁を同時に
兼ね備え、比較的小さな駆動力と弁開状態保持力によ
り、円滑な素早い動作を行ない得るものであり、それな
りに実用価値の高いものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな流量制御弁１１１では、油圧源から流入する作動油
の流量とランアラウンド回路からの戻りの作動油の流量
を同時に制御する必要があるため、バルブ構造が複雑と
なりイニシャルコストが増大するばかりでなく、流量調
整弁の量産に不適であるという問題があった。

【００１３】また、前述した本出願人の既出願である特
願平６−９３３３３号の出願においては、速度制御方法
と速度制御装置を提示しているが、速度のみを制御対象
としており、圧力制御については言及していない。しか
も、圧力制御はロッド圧制御としており、かつ、充填完
了の前後で速度制御から圧力制御へ切り替える際、速度
制御と圧力制御の手段を分けており制御対象が異なって
いるので、制御にタイムラグが生じたりして円滑に制御
の変更を行なうことが困難であり、制御が複雑で難し
い。また、流量制御弁１１１でランアラウンド回路１０
６の流量も絞るロッド圧制御を行なうため、シリンダの
ピストン面積とロッド径の断面積との比を２：１とした
場合、５０％の出力時はロッド圧が充填完了前の圧力よ
り低下しないため、ロッド圧の降下時間を制御できない
ので、射出力の増圧時間の調整ができないという難点が
ある。また、充填完了検出手段として、射出プランジャ
や射出シリンダ１０１のピストンロッド１０３位置信
号、あるいは射出シリンダ１０１のヘッド側室１０４の
圧力信号を使用する方法が既に周知であり実用化されて
いるが、位置信号を採用したとき給湯精度が悪い場合、
設定位置と実際の完了位置とのずれが大きくなるという
問題があり、ヘッド側室の圧力信号を用いた場合には、
ダイカストマシンは高速射出のためサージ圧が発生し、
圧力検出器を破損させる例が多いという問題があった。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明においては、第１の発明においては、
ランアラウンド回路を有する射出シリンダを備え、該射
出シリンダのヘッド側に接続されボールねじを介してサ
ーボモータで駆動するスプールタイプの第１の制御弁に
よって該射出シリンダへ供給する作動油の流量を制御す
るダイカストマシンの射出制御方法であって、溶湯が金
型キャビティ内を充填完了するまでは、油圧源から供給
される作動油の該射出シリンダへの流入量と該ランアラ
ウンド回路から戻される作動油の該射出シリンダへの流
入量の両方を同時に流量制御して該射出シリンダのスト
ロークの速度制御を行ない、溶湯が金型キャビティ内を
充填完了する直前に、該ランアラウンド回路に組み込ま
れた急速切替えが可能な第２の制御弁を操作して該ラン
アラウンド回路を閉止するとともに、該射出シリンダの
ロッド側室と油タンクへの通路を開放し、同時に前記第
１の制御弁をあらかじめ設定した開度に調整して、該射
出シリンダのヘッド側圧力の増圧時間制御を行ない、充
填完了すると充填完了検知手段からの信号により開度を
変えてヘッド圧を保持する圧力制御を行なうようにし
た。また、第２の発明では、第１の発明における充填完
了検出信号として、射出シリンダの位置信号、射出シリ
ンダのヘッド側圧力信号、射出シリンダの速度信号、射
出シリンダの加速度信号、該位置信号または該速度信号
の演算値、のいずれかを使用するようにした。さらに、
第３の発明では、ダイカストマシンの射出制御装置は、
ランアラウンド回路を有する射出シリンダと、該射出シ
リンダに接続され油圧源を含む油圧ユニットにより作動
油を供給され蓄圧されたアキュムレータと、該射出シリ
ンダのヘッド側に接続されボールねじを介して角度検出
器付きのサーボモータで駆動するスプールタイプの第１
の制御弁と、該ランアラウンド回路を急速に開放し前記
油圧ユニットの油タンクへ作動油を逃がす第２の制御弁
と、該射出シリンダのヘッド圧を保持する絞りを設けた
ブリードオフ回路と、該射出シリンダの充填完了検出器
を備え、該射出シリンダの射出プランジャは、位置検出
器ならびに速度・加速度検出器を備えるとともに、該射
出シリンダのヘッド側およびロッド側の両方か、あるい
はヘッド側のみに設置された圧力検出器を備え、上記各
々の検出器で検知した、角度信号、位置信号、速度信
号、加速度信号、圧力信号、充填完了信号の各々を受信
してあらかじめ設定された射出プログラムに基づいて操
作信号を前記サーボモータへ発信する制御装置を具備し
た構成とした。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明においては、ランアラウン
ド回路を有する射出シリンダを備え、該射出シリンダの
ヘッド側に接続されボールねじを介してサーボモータで
駆動するスプールタイプの第１の制御弁によって該射出
シリンダへ供給する作動油の流量を制御するダイカスト
マシンの射出制御方法であって、溶湯が金型キャビティ
内を充填完了するまでは、油圧源から供給される作動油
の該射出シリンダへの流入量と該ランアラウンド回路か
ら戻される作動油の該射出シリンダへの流入量の両方を
同時に流量制御して該射出シリンダのストロークの速度
制御を行ない、溶湯が金型キャビティ内を充填完了する
直前に、該ランアラウンド回路に組み込まれた急速切替
えが可能な第２の制御弁を操作して該ランアラウンド回
路を閉止するとともに、該射出シリンダのロッド側室と
油タンクへの通路を開放し、同時に前記第１の制御弁を
あらかじめ設定した開度に開いて、該射出シリンダのヘ
ッド側圧力の増圧時間と保持圧を保つ圧力制御を行なう
ようにしたため、第１の制御弁で速度制御ばかりでなく
圧力制御も行なうことが可能になる。したがって、制御
性のよいサーボモータ駆動の第１の制御弁のみで、速度
・圧力を制御するので、リアルタイム・フィードバック
制御が可能となる。

【００１６】また、溶湯が金型キャビティ内を充填完了
する直前に、ランアラウンド回路を閉じるとともに、ロ
ッド側室の作動油を油タンクへ開放することで、圧力制
御を行なう前にロッド側室圧力とヘッド側室圧力を一旦
下降させ、充填完了後にヘッド側室圧力の上昇を制御す
るので、ハーフ出力時の増圧時間も調整できる。

【００１７】また、本発明では、充填完了検出手段とし
て、加速度信号（実際には減速信号）を採用した場合、
給湯精度の影響による不具合や圧力検出器の破損事故等
が解消される。

【００１８】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例の詳細に
ついて説明する。図１〜図７は、本発明の実施例に係
り、図１は射出制御装置の制御構成図、図２は射出制御
装置の油圧回路図、図３は第１の制御弁の縦断面図、図
４は第２の制御弁の縦断面図、図５は他の実施例を示す
射出制御装置の油圧回路図、図６は射出成形時の射出条
件波形の比較図、図７は射出制御方法のフローシートで
ある。なお、図８〜図１２は従来技術例を示したもの
で、図８は第１実施例の油圧回路図、図９は第２実施例
の油圧回路図、図１０は第３実施例の油圧回路図、図１
１は第４実施例の油圧回路図、図１２は従来の流量調整
弁の１実施例を示す縦断面図である。

【００１９】図１に示すように、本発明のダイカストマ
シンの射出装置４００は、射出シリンダ２００のヘッド
側に油圧源より供給され蓄圧された作動油のアキュムレ
ータ２４０と接続された作動油供給回路２９０に、サー
ボモータ２１０ａで駆動され詳細構造を図３に示す第１
の制御弁２１０を配設するとともに、射出シリンダ２０
０と第１の制御弁２１０との間に、絞り２３０を介して
油タンク２８０へ通じるブリードオフ回路２７０が設け
られる。一方、射出シリンダ２００のロッド側には、作
動油供給回路２９０に接続されるランアラウンド回路２
６０が設けられるとともに、その途中にランアラウンド
回路２６０の作動油を油タンク２８０へ戻す第２の制御
弁２２０が配設される。そして、第１制御弁２１０のサ
ーボモータ２１０ａや第２制御弁２２０や射出シリンダ
２００のヘッド側室およびロッド側室に設置された圧力
検出器２０２、２０４や射出シリンダ２００のピストン
ロッド２００ａに取り付けられた位置検出器（または速
度・加速度検出器）２００ｂと接続され、各種検出信号
を入出力する制御装置２５０が設けられる。

【００２０】図２の油圧回路３００は、本発明の方法を
実施するための射出装置の油圧回路の１実施例を示し、
図１で説明した各機器のほかに、油圧源３００ａ、制御
弁３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、
３７０や逆止弁３８０等が組み込まれている（符号３２
０、３３０、３５０はカートリッジ弁、符号３１０、３
４０、３６０、３７０は方向切替弁である）。

【００２１】図３に示すものは、第１制御弁２１０の１
実施例を示し、大別して駆動部１１０と流量制御部１３
０から構成される。駆動部１１０においては、１１４は
回転量検知装置（角度検出器）を備えたサーボモータで
あり、フレーム１１５に取り付けたサーボモータ１１４
の出力軸は、カップリング１１６を介してボールねじ軸
１１７の一端部と連結される。このボールねじ軸１１７
にはボールねじ軸１１７の回転によって前後進するボー
ルナット１１８が螺合されており、ボールナット１１８
の縁端部フランジは後述する流量調整部１３０のスプー
ル１３６と連結ロッド１２０を介して接続され、ボール
ナット１１８とスプール１３６は一体的に前後進するよ
う構成される。駆動方式は上述のサーボモータやパルス
モータによる回転をボールねじ機構（ボールねじ軸１１
７およびボールナット１１８）による往復動変換に限ら
ず、油圧シリンダによって直接にスプール１３６を前後
進させる往復動機構としてもよい。

【００２２】流量調整部１３０においては、図３に示す
ように、後端側にフランジ１３４を固設した円筒状のマ
ニホールド１３２内に穿設された空洞部からなる弁室１
３８（具体的には、前方弁室１３８ａと後方弁室１３８
ｂで構成される）を前後進自在にスプール１３６が配設
されており、スプール１３６の前進位置では、作動油流
入口１５０から入った作動油はスプール１３６に阻まれ
て流路を遮断され、一方、スプール１３６の後退位置で
は、作動油流入口１５０と作動油排出口１６０とが連通
され（図３の状態）、作動油流量はスプール１３６の後
退移動により前方弁室１３８ａに形成された間隙量によ
って制御される。すなわち、スプール１３６の後退量を
少なくすると作動油流量は小さく、後退量を大にすると
作動油流量も大になり、かつ、スプール後退量と作動油
流量とは直線比例に近似した、ある一定の関係にあるの
で、任意に作動油流量を制御できる。

【００２３】スプール１３６には、前方弁室１３８ａと
後方弁室１３８ｂとを連通するパイロット通路１３６ａ
が設けられるとともに、中心部にスプール１３６を貫通
し、かつ、前方弁室側が後方弁室側より大径の段付透孔
１４２が軸方向に穿設され、段付透孔１４２の大径およ
び小径にそれぞれ一致する大径部と小径部を有し該小径
部が該後方弁室の背後のマニホールド１３２に接続する
フランジ１３４に設けたねじ穴１３４ｃに締結された段
付ロッド１４０を前後進するスプール１３６と摺動自在
に配設した。段付ロッド１４０は、大径部が中間部にオ
イルシールのためのパッキン１４４を収納したピストン
１４０ａであり、小径部１４０ｂは同一直径の棒状形状
をしており、内部にねじ穴１３４ｃに接続する空気抜き
穴１３４ｂと連通する空気抜き穴１４０ｃが軸方向に穿
設される。

【００２４】図４は、第２制御弁２２０の１実施例を示
したものであり、上半分はスプール２２０ｂが右側方向
へ移動した状態（ランアラウンド回路が開通した状態）
を示し、下半分はスプール２２０ｂが左側方向へ移動し
た状態（ランアラウンド回路が閉止した状態）を示して
いる。第２制御弁２２０は、両側に射出シリンダ２００
のロッド側作動油通路出口Ｌとヘッド側通路出口Ｈを備
えた空洞部を有するボディ２２０ａ内に軸方向進退動自
在なスプール２２０ｂを収納しており、スプール２２０
ａは常時圧縮コイルばね２２０ｃにより図の左側方向
（前進限方向）に付勢される。一方、油圧源３００ａよ
り供給された作動油を、制御弁３７０およびチェックバ
ルブ３５２を経由して第２制御弁２２０の左方の給油室
２２０ｄへ導入することにより、前記圧縮コイルばね２
２０ｃの付勢力およびスプール２２０ｂの右側端面に負
荷される油圧力との和である左方向力に打ち克ってスプ
ール２２０ｂを右側方向（後退限方向）に移動させる。
スプール２２０ｂが右側方向にあるときは、ロッド側作
動油通路出口Ｌとヘッド側通路出口Ｈとが連通し、スプ
ール２２０ｂが左側方向にあるときは、スプール２２０
ｂの右方の大径分がヘッド側通路出口Ｈを塞ぎ、ランア
ラウンド回路が遮断される。符号３５１はカートリッジ
カバー、符号２２０ｆはプラグである。なお、給油室２
２０ｄとカートリッジバルブ３５０の間にオリフィス絞
り２２０ｅを含む回路を設けて、スプール２２０ｂの左
方移動の前進限におけるボディ２２０ａへの衝突の衝撃
を緩和する対策を構じた。

【００２５】ボディ２２０ａの左側下方には、カートリ
ッジバルブ３５０が配設される。カートリッジバルブ３
５０は、ボディ３５０ａ内にポペット３５０ｂを上下方
向に進退動自在に配設され、通常は、電磁弁３７０を励
磁して油圧源３００ａからの作動油をボディ３５０ａ内
に導き、ポペット３５０ｂを上方へ押圧することによ
り、給油室２２０ｄの作動油を閉止している。そして、
ランアラウンド回路を遮断状態から連通状態に復帰させ
たい場合は、電磁弁３７０を消磁して、カートリッジバ
ルブ３５０のボディ３５０ａ内のポペット３５０ｂを下
方へ下げて、供給室２２０ｄ作動油をタンク側作動油通
路出口Ｔより排出し、スプール２２０ｂを右方へ移動さ
せる。

【００２６】以上のように構成された第１制御弁２１０
や第２制御弁２２０を備えた油圧回路を有する射出装置
におけるダイカストマシンの射出制御方法の作動につい
て、以下に説明する。図７は、本発明の射出制御方法の
フローチャートを示しており、左半分は前半の速度制御
であり、右半分は後半の圧力制御を行なう。まず、図４
において、制御弁３７０の左方のソレノイドＳＯＬａを
励磁し、油圧源３００ａから作動油をカートリッジバル
ブ３５０と給油室２２０ｄへ供給し、スプール２２０ｂ
を右方へ移動することによって図５に示すランアラウン
ド回路２６０を連通状態としたうえ、当初全閉状態に保
持されていた図３の第１制御弁（スプール１３６が左方
前進限位置にある）２１０に、あらかじめ設定したプロ
グラムに基づいて開度指令を与え、低速射出指令や高速
射出指令の程度に応じて開度指令を出してサーボモータ
１１４に所要角度の回転指令を与えて、スプール１３６
が所定の位置まで後退移動する。このとき、ピストン１
４０ａ後部の空気は空気抜き穴１４０ｃおよび空気抜き
穴１３４ｂを経由して補充される（逆に、スプール１３
６が前進するときピストン１４０ａ後部の空気は空気抜
き穴１４０ｃおよび空気抜き穴１３４ｂを経由して大気
開放される）。スプール１３６の移動に伴って、流量調
整部１３０の流入口１５０と排出口１６０が連通し、作
動油は所定の開度に応じた流量で第１制御弁２１０を流
れ、たとえば射出シリンダ２００のヘッド側室へ作動油
を供給する。射出速度に変更を与えるときには、その速
度に応じた開度に合わせてスプール１３６を所定の位置
に移動する。このようにして、射出シリンダ２００のピ
ストンロッド２００ａを前進させる。

【００２７】本発明に使用される第１制御弁２１０で
は、このようなスプール１３６が前進限の全閉位置以外
の開いた状態に、停電や何らかの駆動部１１０の故障に
起因して駆動力が０となった場合には、パイロット通路
１３６ａによる作動油の連通により、前方弁室１３８ａ
と後方弁室１３８ｂの圧力が等しく、かつ、スプール１
３６に穿設した段付透孔１４２の存在により前方弁室１
３８ａの受圧面積は後方弁室１３８ｂの受圧面積より小
さいので、スプール１３６の前進力が後退力に勝り、ス
プール１３６は自動的に前進限位置へ移動し、第１制御
弁２１０は全閉状態となる。したがって、従来この流量
調整弁の前後に配設していた開閉弁を省略することが可
能になる。

【００２８】射出前進中、位置検出器２００ｂに前記の
設定プログラムで与えた設定位置で第１制御弁２１０の
開度を随時変更し、速度を変更する。ピストンロッド２
００ａが充填完了近くに近づいたとき、第１制御弁２１
０の開度を絞り、ピストンロッド２００ａを減速させ
る。そして、位置検出器２００ｂに与えた充填完了の直
前の位置で制御弁３７０をニュートラル状態（中立状
態）に戻し、カートリッジバルブ３５０を開いて給油室
２２０ｄの作動油を油タンク２８０へ戻すことによって
スプール２２０ｂを左方へ移動し、ランアラウンド回路
を閉止する。このようにして、射出充填が完了し、速度
制御を終え、圧力制御へ移る。なお、充填完了検出の信
号は、射出シリンダの位置信号、射出シリンダのヘッド
側圧力信号、射出シリンダの速度信号、射出シリンダの
加速度信号、該位置信号または該速度信号の演算値のい
ずれかを使用する。

【００２９】充填完了の後の圧力制御では、あらかじめ
設定したプログラムにより第１制御弁の開度を調整し、
増圧時間制御を行なった後、弁開度を調整し、射出シリ
ンダ２００の圧力を所定の圧力に設定し、制御装置２５
０内のタイマで設定された加圧時間が経過して射出が完
了する。射出が完了したのち、金型キャビティ内の溶湯
の冷却固化を待って金型を開き、成形品を取り出す。図
７に示した全工程は、リアルタイム・フィードバック制
御を実施したもので、リアルタイム制御が不要の場合に
は、図７記載の注１の部分を省略してもよい。

【００３０】図６は、射出成形時の射出条件波形の比較
図であり、図６（ａ）は本発明例、図６（ｂ）は従来例
を示す。本発明では、溶湯が金型キャビティを充填完了
する直前に、ランアラウンド回路２６０を閉じるととも
に、射出シリンダ２００のロッド室の作動油をタンク２
８０へ開放するので、圧力制御を行なう前に、図６
（ａ）に示すように、ロッド圧（ロッド側室内作動油圧
力）とヘッド圧（ヘッド側室内作動油圧力）を一旦、常
圧に落として、充填完了後あらためてヘッド圧を０から
上昇する制御を行なうため、シリンダのピストン断面積
とロッド断面積の比が２：１の場合における５０％射出
の出力のときでも、増圧時間の調整制御が可能となる。
これに対して、図６（ｂ）の従来例では、ヘッド圧が充
填完了後に一旦低下しないから、５０％射出出力時の増
圧時間の調整が困難である。

【００３１】以上説明したように、本発明の方法によれ
ば、単一のスプールを備えた単一の簡単な構造の流量調
整弁１００で、油圧ユニットの油圧源１０８から流入す
る作動油とランアラウンド回路１０６からの戻り作動油
を同時に安定して流量制御できるとともに、緊急時に自
動閉止するから、運転操作性と信頼性が向上する。ま
た、増圧後の保持圧を調整するため、絞り２３０を設け
たブリードオフ回路２７０を設けているため、第１制御
弁２１０で速度制御ばかりでなく、圧力制御も行なうこ
とが可能になる。したがって、制御性のよいサーボモー
タ駆動の第１制御弁２１０のみで、速度・圧力を制御す
るので、リアルタイム・フィードバック制御が可能とな
る。

【００３２】また、溶湯が金型キャビティ内を充填完了
する直前に、ランアラウンド回路を閉じるとともに、ロ
ッド側からタンクへの道を開いてロッド側室の作動油を
油タンクへ開放することで、圧力制御を行なう前にロッ
ド側室圧力とヘッド側室圧力を一旦下降させ、充填完了
後にヘッド側室圧力の上昇を制御するので、５０パーセ
ント出力時の増圧時間の調整が確保される。

【００３３】また、本発明では、充填完了検出手段とし
て、加速度信号（実際には減速信号）を採用した場合、
給湯精度の影響による不具合や圧力検出器の破損事故等
が解消される。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、簡
便容易に油圧源作動油とランアラウンド回路の戻り作動
油を同時に、安全確実に流量制御出来るばかりでなく、
サーボモータ駆動の第１制御弁のみで速度制御と圧力制
御を行なうことができる。したがって、運転操作性と運
転信頼性を高めることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る射出制御装置の制御構成
図である。

【図２】本発明の実施例に係る射出制御装置の油圧回路
図である。

【図３】本発明の実施例に係る第１制御弁の縦断面図で
ある。

【図４】本発明の実施例に係る第２制御弁の縦断面図で
ある。

【図５】本発明の他の実施例を示す射出制御装置の油圧
回路図である。

【図６】本発明の実施例に係る射出成形時の射出条件波
形の比較図である。

【図７】本発明の実施例に係る射出制御方法のフローシ
ートである。

【図８】従来の実施例に係る油圧回路図である。

【図９】従来の実施例に係る油圧回路図である。

【図１０】従来の実施例に係る油圧回路図である。

【図１１】従来の実施例に係る油圧回路図である。

【図１２】従来の流量調整弁の１実施例を示す縦断面図
である。

【符号の説明】

１ 流量調整弁 ２ 駆動部 ３ 流量調整部 ６ モータ １３ 軸 １４ 歯車 １７ ボールねじ軸 １８ 歯車 １９ ボールナット ２８ 弁軸 ２９ マニホールド ３０ 弁室 ３０ａ 第１室 ３０ｂ 第２室 ３１ スプール ３１ａ 貫通穴 ３２ 溝 ３３、３４ 流通穴（流入口） ３９ 排出口 １００ 流量調整弁（流量制御弁） １０１ 射出シリンダ １０２ ピストン １０３ ピストンロッド １０４ ヘッド側室 １０５ ロッド側室 １０６ ランアラウンド回路 １０７ パイロットチェック弁 １０８ 油圧源 １０９ 流量調整弁 １０９Ｓ 固定絞り弁 １１０ 駆動部 １１１ 流量調整弁 １１４、 サーボモータ（パルスモータ） １１４Ａ 油圧シリンダ １１５、１１５Ａ フレーム １１６ カップリング １１６Ａ 連結板 １１７ ボールねじ軸 １１７ａ 軸受 １１８ ボールナット １２０ 連結ロッド １３０ 流量調整部 １３２ マニホールド １３４ フランジ １３４ａ ガイドブッシュ １３４ｂ 空気抜き穴 １３４ｃ ねじ穴 １３６ スプール １３６ａ パイロット通路 １３８ 弁室 １３８ａ 前方弁室 １３８ｂ 後方弁室 １４０ 段付ロッド １４０ａ ピストン １４０ｂ 小径部 １４０ｃ 空気抜き穴 １４２ 段付透孔 １４４ パッキン １４６ パッキン １５０ 流入口 １６０ 排出口 ２００ 射出シリンダ ２００ａ ピストンロッド ２００ｂ 位置検出器（または速度・加速度検出器） ２０２ 圧力検出器 ２０４ 圧力検出器 ２１０ 第１制御弁 ２１０ａ サーボモータ ２２０ 第２制御弁 ２３０ 絞り ２４０ アキュムレータ ２５０ 制御装置 ２６０ ランアラウンド回路 ２７０ ブリードオフ回路 ２８０ 油タンク ２９０ 作動油供給回路 ３００ａ 油圧源 ３１０ 電磁弁 ３２０ カートリッジバルブ ３３０ カートリッジバルブ ３４０ 電磁弁 ３５０ カートリッジ弁（カートリッジバルブ） ３６０ 電磁弁 ３７０ 電磁弁 ３８０ 逆止弁 ４００ 射出装置

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【手続補正書】

【提出日】平成８年１０月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】しかしながら、図８に示すメータイン回路
では、高速前進時に流量調整弁１０９の弁開度を大きく
しているのでピストン１０２の動きは安定するが、低速
前進時には流量調整弁１０９の開度を小さくする関係
上、油圧源１０８の直後の作動油量を絞ることになり、
低速時には作動油圧が非常に低くなる。その結果、応答
性が悪く、ピストン１０２の動きや速度が不安定とな
る。その対策として、図１０に示すように、ランアラウ
ンド回路１０６に固定絞り弁１０９Ｓを入れることによ
って作動油圧を上げることも出来るが、速度を上げよう
とすると、固定絞り弁１０９Ｓの圧力損失が大きくな
り、速度を上げることが困難となる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】この流量調整弁１１１は、図１２に示すよ
うに、弁スプール３１をバルブボディ（マニホールド２
９）の弁室３０内に摺動自在に設けた流量調整弁であっ
て、弁室３０の軸線方向の一端側に出口を設け、軸線と
直角方向に入口を設け、弁室３０を形成しているバルブ
ボディ（マニホールド２９）の内周面の入口部に環状の
流通穴３３、３４を設け、弁室３０の軸線方向の他端部
を弁室外と遮断した密封構造にし、弁室３０内に、弁ス
プール３１を軸線方向に前後進させることにより、弁ス
プール３１の先端部の外周面で前記入口部を環状流通穴
３３、３４を開いたり閉じたりするように弁スプール３
１の外周面を弁室内周面に密封させて設け、弁スプール
３１の中央部外周面には、弁スプール３１の外周面外側
に設けられている貫通穴３１ａに連通した状態で環状の
溝３２が形成されるとともに、弁スプール３１によっ
て、弁室３０を、出口がある第１室３０ａと出口がある
側とは反対側の第２室３０ｂとに分け、弁スプール３１
の外周面に近い内部で軸線方向に伸びている貫通穴３１
ａを設け、弁スプール３１の反出口側の第２室３０ｂ外
まで軸線方向に伸びた弁軸２８を弁スプール３１に取り
付け、弁軸２８の他端は、ボールねじ軸１７と螺合する
ボールナット１９と接合される。ボールねじ軸１７はそ
の外側に取り付けた歯車１８およびこれに噛合する歯車
１４を介して、たとえばサーボモータやパルスモータな
どのモータ６により回転駆動される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】このように構成された流量調整弁１１１
は、運転停止時は弁スプール３１が図面左方の前進限に
位置し、マニホールド２９の流通穴（流入口）３３、３
４と第１室３０ａおよび弁スプール３１の溝３２とは遮
断されている。この状態で射出開始の指令が出て、射出
速度の指令がなされると、その指令がモータ６に加わ
り、所定角度回転され、軸１３、歯車１４、歯車１８を
介して軸１７が回転駆動され、軸１７とボールナット１
９との間に設けられたボールねじ機構が働きボールナッ
ト１９が後退する。ボールナット１９の後退とともにこ
れと一体化されたスプール３１が後退し、溝３２が、た
とえば油圧ユニットの供給ラインと接続された流通穴
（流入口）３４と連通した状態となり、流通穴３４に導
入されている１次側の作動油は溝３２を経由して弁スプ
ール３１の側端側の弁室３０側に流れ込み、図示しない
射出シリンダへ供給され、また、弁室３０とマニホール
ド２９内に設けられたもう一方の、たとえばランアラウ
ンド回路１０６と接続された流通穴（流入口）３３とが
連通する結果、射出が開始される。このときの溝３２と
流通穴３４との流通程度、すなわち、スプール３１の後
退量で作動油流量が制御される。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ランアラウンド回路を有する射出シリン
   ダを備え、該射出シリンダのヘッド側に接続されボール
   ねじを介してサーボモータで駆動するスプールタイプの
   第１の制御弁によって該射出シリンダへ供給する作動油
   の流量を制御するダイカストマシンの射出制御方法であ
   って、 溶湯が金型キャビティ内を充填完了するまでは、油圧源
   から供給される作動油の該射出シリンダへの流入量と該
   ランアラウンド回路から戻される作動油の該射出シリン
   ダへの流入量の両方を同時に流量制御して該射出シリン
   ダのストロークの速度制御を行ない、 溶湯が金型キャビティ内を充填完了する直前に、該ラン
   アラウンド回路に組み込まれた急速切替えが可能な第２
   の制御弁を操作して該ランアラウンド回路を閉止すると
   ともに、該射出シリンダのロッド側室と油タンクへの通
   路を開放し、 同時に前記第１の制御弁をあらかじめ設定した開度に調
   整して、該射出シリンダのヘッド側圧力の増圧時間制御
   を行ない、充填完了すると充填完了検知手段からの信号
   により開度を変えてヘッド圧を保持する圧力制御を行な
   うダイカストマシンの射出制御方法。
2. 【請求項２】 充填完了検出信号として、射出シリンダ
   の位置信号、射出シリンダのヘッド側圧力信号、射出シ
   リンダの速度信号、射出シリンダの加速度信号、該位置
   信号または該速度信号の演算値、のいずれかを使用した
   請求項１記載のダイカストマシンの射出制御方法。
3. 【請求項３】 ランアラウンド回路を有する射出シリン
   ダと、該射出シリンダに接続され油圧源を含む油圧ユニ
   ットにより作動油を供給され蓄圧されたアキュムレータ
   と、該射出シリンダのヘッド側に接続されボールねじを
   介して角度検出器付きのサーボモータで駆動するスプー
   ルタイプの第１の制御弁と、該ランアラウンド回路を急
   速に開放し前記油圧ユニットの油タンクへ作動油を逃が
   す第２の制御弁と、該射出シリンダのヘッド圧を保持す
   る絞りを設けたブリードオフ回路と、該射出シリンダの
   充填完了検出器を備え、 該射出シリンダの射出プランジャは、位置検出器ならび
   に速度・加速度検出器を備えるとともに、該射出シリン
   ダのヘッド側およびロッド側の両方か、あるいはヘッド
   側のみに設置された圧力検出器を備え、 上記各々の検出器で検知した、角度信号、位置信号、速
   度信号、加速度信号、圧力信号、充填完了信号の各々を
   受信してあらかじめ設定された射出プログラムに基づい
   て操作信号を前記サーボモータへ発信する制御装置を具
   備したダイカストマシンの射出制御装置。