JPS60108154A - 射出速度制御方法 - 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】 ］発明の技１）・ｉ分野］ 本発明はダイカストマシンや射出成形は哲の射出成形装
置におりる射出速度制御装置に関づるものである。

［従来技術］ 第１図は標準的なものとして考えられるダイカストマシ
ンの射出シリンダおよび射出速度制御装置の構成図であ
る。図において、射出シリンダ１のビス］〜ンロッド２
にはカップリング３を介して射出プランジ１７４が連結
され、この割出プランジ１／４の先端には射出スリーブ
５内を摺動するプランジャチップ６が固定されている。

ピストンロッドｉの移動によってプランジャーチップ６
が射出スリーブ５内で前進Ｊると、図示しない金型のキ
ャビティ内に容潟が創出されるようになっている。

まＩ〔、カップリング３にはストライカ７が連結されて
おり、このスＩ・ライカフによって複数のリミタ１〜ス
イツヂ８８〜８ｅを順次オン・オフするようになってい
る。リミットスイッチ８ａはピストンロッド２の後退限
位置に設けられ、リミットスイッチ８ｂは割出される溶
湯が図示していない金型のゲート部にさしかかる直前で
低速射出をざらに低速にする位置、リミットスイッチ８
Ｃは溶湯の一部が金型のゲート部を通り金型キャピテイ
内に若干入って低速射出から中高速射出へ切替える位置
、リミットスイッチ８ｄは溶湯が金型キャビティ内にか
なり入って中高速射出から高速射出へ１刀替える位１６
にそれぞれ設けられ、リミットスイッヂ８ｅはピストン
ロッド２の前進眼位１ｒＩに段【プられている。

一方、リミッ１へスイッチ８８〜８ｃの出力信号は信号
検出器９へ入力され、この信＠検出器９の出力信号は制
御信号発生器１０へ入力される。制御信号発生器１０に
おいでは、この人ツノ信号に基づいて射出プランジャ４
の射出ストロークが射出３８＋麿の変更点に達したかど
うかが検出される。射出ストロークが割出速度の変更点
に達した／、ｆらぼ、速度設定器１１にあらかじめ設定
され（いる１夕目ツ：射出速１隻に対応したアナ【コグ
信号が制ｉｌｌ信シ］光牛器１０から油圧駆動形のザー
ボバルブ゛１２に送出される。ザーボバルブ１２は電磁
切を４弁１３ａや液圧回路１３によって射出シリング１
に接続されており、入力され１ζｊアナログ信８に応じ
てイの開度が制御され、これによっ−Ｃ射出シリンク１
に導入Ｊる？ｌ！２ｆｆｉが調整され、割出シリンダ１
内のピストンロッド２に連結された射出プランジレ４の
移動速度が制御される。すなわち、割出速度はその変更
点毎に送出される制御信号によって目標速度に制御され
ることになる。

第２図はこのような制御によって変化する射出速度のパ
ターンの一例を示ッグラフである。横軸に射出プランシ
トのストロータ、縦軸に射出速度をとっである。ａ点は
射出プランジャ４が連結されたピストンロッド２が後退
限位置にある状態であり、このとさ、リミットスイッチ
８ａ〜８ｅは１べてＡンになっている。そして、射出プ
ランジ１／／′ｌが前進するｋしたがってリミットスイ
ッチ８８〜８ｄは順次オフになってゆく。ここで、まず
、ＩＩＪ出プランジ亀・４を目標速度Ｖ１に向って変化
させ、行程前半の低速域ではこの射出速度を保持して溶
湯を射出スリーブ内に充填しようとする。やがて、溶湯
が図示していない金型のゲート部にさしかかった直前の
＋）　）、’、ｊ　１”リミットスイッチ８ｂがオフに
なると、Ω」出速１其がいったんＶ２に落ち、溶湯°の
ガスの巻込みが仲力おさえられ、溶湯の一部が金型のキ
ャビティ内に少し入った状態の０点でリミットスイッチ
８Ｃがオフになると、次に、射出速度がＶ３に向（）て
変化し、溶湯が金型のキャビティ内にかなり入って、０
」出速度を非常に上げ−Ｃも溶湯中にガスの巻込みがほ
と／υどない状態に／ｊった点（１でリミットスイッチ
８ｄがオフになったら、割出速度は■に向って立上がり
、その後、■＋の１ｊｔｉ　３Ｍｊ射出速瓜を保って射
出が行な４っれる。そして、溶湯が金型のキトビディ内
に充分に充填されて割出プランジャ４の前進が止まれば
割出が完了づる。

射１］１完了位買はｆ点である。その後、Ｑｉｌ出され
Ｉこ溶湯が凝固し、滲入ＩＩ　Ｌ、たら、図示していな
−い１動金型の型間速Ｉ哀にｌ＋Ｑ＋じてｑ１出ブラン
シト４も幾分前進１−る。イして、割出プランシト４の
前進１ｉＩＶ！でリミッ！・スイッチ８ｅがオフになれ
ば、割出プランジャ４を後退さける。勿論、ｎＦＪ出途
中にＪ３いＣ１射出速度の変更点をざらに多く設りると
、その分だ１ノ多数のりミツ１−スイッチが必要と＜Ｊ
゛る。

また、多数のりミツ１〜スイツチを段（）るか４〕りに
７グネスケールを用いて連続的にストＬＩ−り位置を検
出することもできる。

しかしながら、このような従来のものでは、ス。

トロー９の位（６個号を発生するため検出手段として多
数のリミットスイッチを配列したり、マグネスケールを
段（プたりする必要があるため、装置が高価になり、ま
た各変更点の設定が難しく、面倒−Ｃあり、したかっ−
（、現場で作業者に喜ばれないという欠点があった。

また、射出速度や速度変化のパターンなどをいろいろ変
えるのが面倒であるという欠点があった。

［発明の目的および構成］ 本発明はこのＪζうな従来の欠点を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、１）！Ｔ単
な速度指令手段や適宜選択し得る射出速度変更のパター
ンを用いて、射出開始後の低速立上り作動面に、ある稈
瓜パターン化した射出速度の制御が簡便にできるＪ、う
な射出速度制御方法を提供Ｊることにある。

本発明はこのような目的を達成するために、低速域にお
いて、低速割出速度と、射出速度制御方法にあらかじめ
入力しておいた２個以上の低速立上りパターンのうらか
らいずれか１個を選んだ低速立トリパターンを指令して
制御り−るようにしたものである。

［実施例］ 以下、本光明を実施例に塁ついて詳■［に説明りる。

第３図は木光明の一実施例を適用した削出速度制御装置
の構成図、第４図はでの流量制御バルブの断面構造図、
第５図は射出速度のパターンを示づクラ７である。図に
＋３いて、第１．２図と同一部分には同符号をイリして
、その説明は省略りる。

第３図に＋３いて、ストライカ７に（，１、マグネスク
ール７ａがＪＲ付参りらねでいる。７１Ｊｌｉ　Ｖ４１
気ヘッドであり、マグネスクール７ａの移動どｌ１ｉｋ
気ヘンドアｂの作用で射出プランシト４の移動位置は刻
々演韓器３４に入力される。

１４は低速削出速度段定器、１５は低速０・１出速瓜Ｖ
、から高速射Ｕ」速度■への切替位置”Ｃを設定Ｊ“る
ための１！′！ｌ速射出速速射出御替位「１′設定器で
ａする。。

し／ｊがっ゛Ｃ，第５図に＋３　Ｌ−Ｊる貞イは切替位
置Ｃど低速射出速度Ｖ１で定められる。な＋３、マグネ
スケール７ａと磁気ヘッド７１）を用いないで、スＩ〜
ライカフと高速への切「指令用のリミットスイッチ８Ｇ
を用いた場合は、リミットスイッチ８ｃが高速射出速度
■への切首位置Ｃ設定器となる。

１６は低速射出＼′ｌ上りパターン指令器で、射出開始
時に、射出速度が０からスター１〜して低速射出速度Ｖ
Ｉに達するまでの低速射出立上りパターンを、第５図に
おいて実線で示すような比較的に急ｉｚｋな立上り状態
のパターン■にするが、あるいは、２点鎖線で示ＪＪ、
うな比較的にゆるやかな立上り状態のパターン１１にす
るかを適宜選択して指令するものである。したがって、
射出スタートして第５図にお（）る点イに到るまでのカ
ーブの軌跡は、前記点イにｄ、Ｎノるり酋位置Ｃと低速
射出速度ｖ１と、選択指令した低速射出立上りパターン
とで定められる。勿論、この低速射出立上りパターンは
２個１に限定されるもの′ｃｌユなく、３個以上設【ノ
て＋３いても良い。ただし、あまり多く設（）でも、装
置が複雑になるだ【プで、互いにかなり変わった立上り
状態も得られないので、実際は、２〜３個のパターンに
するのが実用的である。

１７は高速射出速度段定器であり、これにＪ、り高速射
出速度■か定められる。なお、＋１（速射用速度から高
速射出速度へのΔ′ｌ上り状態は、一般的に急な稈、金
型内の溶場の流れ状態が食く、良い射出製品ができるこ
とが多いとされているので゛、ここでは、後記するパル
スモータ２０の最大回φΔ速ｌ哀が１６に指令されるよ
うにしておき、８速割出速度立上りパターンは変えない
ことにしである。したがって、前記Ｊ１°、１イどｉｊ
！＋速射出辿１哀■が定、１．４むぽ、高速ｑ］出速痕
に達した点「１１は自ずと定Ｊ［る。勿論、この高速割
出迷１哀立上りパターンを、釘１Ｆ）図に；１、すよう
に、点イで（ま速度がなめ＋５か；こ−ｌニー、　’ｒ
１１−　”Ｊる増加速度１４性をどり、点【」では速度
が＜Ｊ−めらかに一定にＪＪ　ｌうつ（減加速度特性を
どり、かつ、（゛さるた（ノ早く畠速剣出速度＼／社こ
到達さＵうるパターンにしたい場合は、時間旬に１−５
を出しＣ制御ｊ」る９゜畠速割出柊端イ」近の点ハでは
、り′５５図に実わ；（で示づＪ：°）な更にｑ１出速
麿を上げるように指示づるパターン］■か、あるいは、
２点ｉｆｆ線で示−Ｊｉ、うに射出速度を下げるパター
ンＩＶか、または、従来のように、一点用わｉＨ（ｒ示
ずように射出速度を変化させないパターンＶを３式択η
るようにしである。

１８は射出ストＩ」−りが前記点イに達してがら速１哀
変更パターンのり（１点である前記点ハに到達するＪ：
での時間下を、例えば５０〜８０ｍ５ｅｃから選んで、
あらかじめ設定して＋３＜ためのタイマである。なお、
点ハに到るまでの時間Ｔは、点０から泪時するようにし
ても良い。場合によっては、スト１：］−＊りＱで点ハ
を指示Ｊ−るようにすることもでさる。いずｒしにしく
し、点ハに達したら、射出速１ｑ増減パターンを１ｉＩ
たいときは、パターン■かパターン１ｖにＪ、っ（０・
ｊ出速度を制御するように指令し、射出速度不変パター
ンを１ｇだいとぎは、パターンＶによっ−（、−（のま
ま同じ速度を保つように指令する。

１９は、高速口・ｊ出線端部の射出速度変更パターン指
令器であり、貞ハから前記パターン■をとるか、パター
ンＩＶをどるか等の選択をし、指令するものである。

射出時にパリが多少ふいてもさしつかえないが緻密で巣
のない射出製品を得たいどきは、パターン■を選択し、
栄が多少あっても良いが、０・Ｉ　＋Ｉ　＋＋；ｉにパ
リがふかり゛、パリ取りなどの後行程を１ｊないたくな
いような射出製品を１！またいとき（よ、パターン１ｖ
を選択づる。パターン■の場合は、最終ｓ１°説におけ
る最大射出速度Ｖ５は、例えば、高に七銅出速度■の２
割増になるＪ、うにあらかじめ定めＣＪ３さ、パターン
Ｉｖの場合は、最終点にお【）る減速後の射出速度Ｖ６
Ｉよ、例えば、高速割出速度ｖ４の２分の１になるよう
にあｌうかしめ定めてＪ３＜。勿論、これらの増減比は
、常に一定になるように設定してｄ３くこともできるし
、適宜調整できるようにしでおくこともできる。高速割
出速磨Ｖ今に対りるこれら速度変更パターン■、ＩＶの
剣山終了時点での速１扶変化率を指令した場合は、大イ
ホにａ３いて、速１良増減パターン■、ＩＶも自ずと決
まることが多いので、高速射出終端部の割出速度変更パ
ターン指令：（）；１９の代りに、剣山終了時点の速瓜
変化捧″指令’Ａ：１を用いることもできる。

低速射出速度設定器１４、高速割出速度への切すｉ位置
設定２；置５、低速用出立上りパターン指令；（に１６
、高速θ・Ｊ出速痕段定器１７、高速射出終端部にお【
プる割出速度変更用タイマ１８、および、高速射出終端
部の射出速度変更パターン指令器１９からの電気信号は
、演算器３４に入力される。

演算器３４は、これらの入力される信号と磁気ヘッド７
１〕から人力される信号とに基づいて、所定の点で所定
の射出速度が得られるような速度制御を行なうための信
号を、適宜制御パルス発生器３５に出力し、制御パルス
発生器３５は、その信号に基づいて、割出プランジャ４
をあらかじめ設定された目標法バＬに制御するためのパ
ルス信号を適宜出力づ゛る。このパルス信号は、目標と
する射出速度までの速瓜差および時間によってそのパル
ス数およびパルス周期が決められる。そして、パルスモ
ータ２０は入力パルスの、数に比例した回転量だけ、か
つ、周＋ｉ１Ｊに逆比例した早さで回転ターる。

この回転によって流量制御バルブ２１の開度が変化し、
開度に応じて射出プランジャの移動速度、すなわち射出
速度が制御される。なお、前記各設定器１４．１５．１
７および指令器１Ｇ、１９等は制御盤等に設りられてい
る。

流量制御バルブ２１は第４図に示ずＪζうに（１４成さ
れており、バルブボディ２２には、軸線方向からの作動
油流入口２３と、軸線と歯角方向へのｆ１動油流出環状
満部２４ａと作動油流出１１２　／Ｉが形成され、その
内部に軸線方向へ移動Ｊるスプール２５が収容されてい
る。スプール２５には軸お１１方向の貫通穴２５ａが形
成され、スプール２５〕の後部にはナラ１〜軸２６が一
体に形成され、このノーット軸２６の内部軸心部にはボ
ールねじ２８を介してねじ軸２７が螺合されており、こ
のねじ軸２７はジ」イン１〜２９によってパルス七−夕
２０の軸と連結されている。

なお、３０はシーツ１〜軸２６の回転を区１１し軸ノ”
Ｊ向への移動をガイドするギー、３１はナラ１〜軸２Ｇ
に設【ノられた永久１社石、３２は対向ゲージング、３
３は対向ケーシング３２に設置ノられた永久磁石３１ど
対向する位置検出器である。

パルスモータ２０が回転すると、この回転に応じてスプ
ール２５が軸線方向に前後進して、バルブの開閉と開度
の調整を瞬時に行ない流量を制御する。すなわち、この
流ｍ制御バルブ２１は、軸線方向端面部に作動油流入口
２３を備え、側面に作動油流出口２４・を（ｉ＾えたシ
リンダ状のバルブボディ２２内でスプール２５をパルス
モータ２０の作用で軸線方向にＩＳＩｇ動じて流量制御
するものであり、作動油ににるスプール２５の軸線方向
ＪＩＩ）〕をスプール２５の開き聞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ている。このため、流量制
御バルブ２１による流量の高速切換え性能は非常に向上
し、駆動力を軽減する。

この流量制御バルブ２１では、制御パルス発生器３５か
らの制御パルスにより、パルスモータ２０の回転ｆｆ１
ｔな４つら回転角度が決まり、この回転角度によりスプ
ール２５の開き量が決まり、この聞き吊ににつＣ射出シ
リンダ１への流量が制御される。また、パルスモータ２
０の回転速度の大小によって流ｍの変化率すなわら射出
速度の立上り状態が決まる。

このような描造の流量制御バルブ２１では２．３！ｊ２
度変更指令を受（プてから実際にスプール２５が聞き始
めるまでの時間を最大１ミリ秒以−トに１−ることが可
能であり、通常の流量制御バルブに比し゛（応答性が極
めて良くなり、バルブ開開などの作動１１や操作精度も
良くなる。

また、位置検出器３３は永久磁石３１の移動に感応する
近接スイッチを構成づるので、ナツト軸２６やスプール
２５の移動距離を検知して制ｉｌ＋　８％置にフィード
バックすることができる７、にた、スプール２５の零位
置をこの近接スイッチで検７．１１　Ｌ制御パルス発生
器３５を介してパルス−し−ク２０をその位置に正確に
止めることもτ゛ぎる。

この実施例では、このような４１４造のパルスＵ−り駆
動形の流量制御バルブを用いているのく・、イナーシャ
が′」八さくなって応益↑１が良りくふり、制御が確実
かつ容易に行なえる。また、スプールスンスト力の増大
も押えることができる。

次に本実施例の動作を第５図を参照しく゛説明り−る。

まず、射出をｆ）なう前には、あらかじめ低速射出速度
設定器１　／Ｉ’（＝　４＋、（速田出速瓜Ｖ＋を適宜
設定し、１）速田出速度へのり台位首設定器１５で低速
射出から高速削出への切昌位置Ｃを適宜設定し、低速射
出立上りパターン指令器１６で低速射出立上りパターン
■、■のうらのどちらかのパターンを選択指令し、畠速
用出速度設定器１７で高速射出速ＩσＶ４．を設定し、
高速射出終端部にお（プる射出′ａ瓜変変更タイマ１８
で１０ｉ速射出への切替わりの点イから射出速度変更の
点ハに到るまでに要する時間Ｔを設定し、ｉ？！ｉ迷射
出終端部の射出速度変更パターン指令器１９で速１哀増
減パターン■、Ｉｖ、速瓜不変バクーンＶのうｌ）のい
ずれか一つのパターンを選択指令して、１３り。

制御パルス発生：！：’ｊ　３５に起動信号（図示せず
）が入力されると、前記指令情報に応じて剣山速度を所
定のパターンでＶｌに１讐させるためのパルス出力かパ
ルスモータ２０に送出される。これによって、流量υｊ
御バルブ２１が所定の速度で所定量聞ぎ、削出プランシ
ト４はＶｌに対応り−る速度まで増速した後、その速度
を保持して移動−４６゜やがて、点イに）ヱ−すると、
ストロークＣの時点で検出信号によって制御パルス発生
器３５は演Ｃ１２’＋　、”３　／１に記録された情報
に応じて射出速度を所定のパターンでｖ４に、に賛させ
るためのパルス出ツノをパルスモータ２０に送出する。

これにＪζつで、流吊制υ１１バルブ２１が所定の速度
で所定量聞き、Ｑ＝Ｉ出Ｖランジャ４はｖ４に対応する
速度まで増速ηる。そして、点イを通過づる時点から一
定時間Ｔ（例えば５０〜８０ミリ秒）Ｆｌ過した時ｆス
で制御パルス発生器３５からパルス出力がパルスモータ
２０に）Σ出され、これにｊ；つで同様に流量制９１１
パルＪ２１がｌ？ｔｌぎｑ］出速度は所定のパターンで
Ｖｓ　Ｊ：で急）鉋）こ上背するか、＞ｌ：　ｉこは所
定のパターンで■６まで減速するか、あるいは、■のま
まで変化しない。なお、射出終了後、型開動作に応じて
割出プランジＩＩ／Ｉが前進し、射出プランジャ４が前
進限ｊ、でｔｌさつけば、制御パルス発生器３５からパ
ルスモータ２Ｉ）ｌ、−諦＃；　六４＋　７％　ハＩＩ
／’　７　Ｊ４’、　ｈ　１６　存出六ｌ’１．　、、
　ｔｌ＋　（７４制ね１１バルブ２１は２速（閉じると
ともに、通常の油圧ポンプ作動によつＣ−削出ブランジ
ャ４を後退させる。

このように、７．２．１２される製品の品質によって各
設定；ど）１４．１５．１７や指令器１６．１９等から
信号が送られるようになっている。

このような制御方法によると、射出プランジャ４　ｉｌ
ｊよびピストンロツド２の移動行程中の位置検出手段と
しては丙申なもので良く、かりにリミツ１−スイッチを
用いる場合でも、後退限りミツ１〜スイツチ、前進限り
ミツ１〜スイツチのほかには、低）山から高速への切７
・１位置に設定されたリミットスイッチを１個たり用い
れば良く、高速域での変速魚のタイミングは１１′ｂ速
への切替点からの一定時間経過によって得、でいるため
、位置検出用のりミツ１〜スイツチを多数並べなくても
Ｊ、い。また、一定時間を得るためのタイマ手段は簡単
に構成できるので、制御装置全体を低価格にできる。

［発明の効果］ このように本発明に係る射出速度制御方法によると、低
速射出行程の射出の立上りパターンをあらかじめ’ｒｔ
　ｎｆｄ以上決めておいたパターンのうちから一つを適
宜選択して指令し、射出量り（１１１，′Ｉ点から一定
時間経過後に所定の低速射出速度にイｆるようにしたの
で、射出製品の形状や金型の状態に応じ低速の立上り状
態を容易に選択して、射出量１′［を行うことができる
。このように、制御の選定を極めて簡単に行うことがで
き、希望するＱ・Ｉ　＋Ｉ＋条１′！に大体適合した低
速立上り時の射出制御を１１Ｉることができるので、現
場的であり、良好なｑ］出製品を容易に得やり−くなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の割出速度制御Ｉ装置の４７．ｉ成図、第
２図はその射出速度パターンの一例を承りグラフ第３図
は本発明の一実施例を適用した射出速度制御装置の４Ｍ
成図、第４図はその則出速１哀制御装も“′ｔに用いる
流ｆｆｉ制陣バルブの一実施例を示Ｊ断面（１１Ｓ造図
、第５図はその割出速瓜パターンの一実施例を示ずグラ
フである。 １・・・射出シリンダ、２・・・ピストンロンド、７ａ
・・・マグネスケール、７ｂ・・・磁気ヘッド、４・・
・射出プランジャ、１３・・・液圧回路、１４・・・低
速射出速疫設定器、１５・・・＾速射用速度への切替位
＠設定器、１６・・・低速射出ｒｔ上りパターン指令器
、１７・・・高速射出速度設定器、１８・・・高速射出
終端部における射出速度変更用タイマ、１９・・・高速
射出終端部の射出速度変更パターン指令器、２０・・・
パルス上−夕、２１・・・流＾）制御バルブ、３４・・
・演算器、３５・・・制御パルス発生器。 特許出願人　宇部［ｌＮ！産株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流ｆｆ１ｌ！ｉ制御弁を作動さＬで射出シリンダによる
   射出速度を制御する射出速度制御方法において、低３ｇ
   ！域にａ３ける低速射出速度と、射出速度制御装置ｉ′
   １にあらかじめ入力しておいた２個以上の低速立上りパ
   ターンのうちからいずれか１個を道ｌυだ低速立上りパ
   ターンを指令して制御するようにし１．：ＱＪ出速度制
   御方法。