JPS62292251A - 金型ガス抜き装置における弁閉タイミング検知方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野１ 本発明は、ダイカストマシンなどの射出成形装置におい
て、金型用ガス抜き装置の弁閉タイミングを検知する方
法に関するものである。

［従来の技術］ 射出成形装置において、アルミニウム合金等の鋳造を行
う場合、鋳造物の品質向上を目的として、射出時に金型
キャビティ内の空気を排出するために、金型のガス排出
通路部に、エアベントバルブとも呼ぶ金型用ガス抜き装
置ないしはガス抜き弁が使用される。

第２図は、ダイカストマシンの射出時における射出速度
の変化状態の１例を示す線図であり、横軸に時間ｔ、縦
軸に射出速度Ｖをとっている。第２図中、ＶＬは射出前
半の低速射出速度、ｖＨは射出後半の高速射出速度を示
す。

第３図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）には、それぞれ、第２図
における射出スタート開始時のＡ点、射出途中において
低速射出から高速射出への切替わり時点であるＢ点、お
よび、射出終了時の０点における溶湯の状態を示す。

第３図（ａ）〜（Ｃ）において、１は固定盤、２は可動
盤、３は固定金型、４は可動金型、５は射出スリーブ、
６はマシンベース、７は射出プランジャ、８はプランジ
ャチップ、１４はエアベントバルブ、１６は溶湯、１７
は金型３，４のキャビティである。

また、エアベントバルブ１４は、例えば、特公昭６０−
２１８１７号公報等に示されていて、第４図に示すよう
な構造になっており、射出された溶湯の慣性力で閉じう
るようになっている。

第４図に示すように、固定金型３と可動金型４の突合わ
せ面には、金型キャビティ１７から金型外に通じるガス
排出路の途中に、金型キャビティ１７から進んで来る溶
湯により動かされてガス排出路を閉鎖しうるようにした
ガス抜き弁１４が設けられている。このガス抜き弁１４
の弁座を有するスプール１８は、固定金型３にブラケッ
）１９を介して取付けられたシリンダ２０のピストンロ
ッド２０ａに連結されており、スプール１８は固定金型
３と可動金型４の金型突合わせ面に形成された穴に嵌合
される。ガス抜き弁１４は金型キャビティ１７に通じる
ガス排出路２１に臨んでいる弁２２を有し、その弁棒２
２ａはスプール１８に摺動自在に取付けられていて、弁
棒２２ａには、スプール１８の天井部との間に取付けら
れた引張ばね２３により常時弁２２を閉じる方向への力
が与えられている。また、弁棒２２ａの途中の段付部２
２ｂには、スプール１８の横穴の中に取付けられている
ボール２９と圧縮ばね３０と調整ボルト３１などからな
る係止具２４が対向して配されている。そして、弁２２
が開いているときは、ボール２９が段付部２２ｂに押付
けられていて、弁２２が小さな力では締らないようにし
てあり、金型キャビティ１７から進んで来る溶湯が弁２
２の下面の弁頭部２２ｃに衝突し、弁２２に溶湯の慣性
力が作用すれば、弁２２が上方に押され、その時、ボー
ル２９は後退するようになっている。弁棒２２ａの上部
には、アーム３２が、スプール１８の壁を貫通した状態
で設けられており、係止具２４のボール２９が後退して
弁２２が閉じたときに、アーム３２の一部と接触して作
動しうる位置に位置センサ１５が配置されている。

位置センサ１５はスプール１４の一部に取付けられてい
る。なお、ガス排出路２１の途中と、スプール１８の弁
座部の直前位置との間には、紙面と直角な方向に迂回し
たガス排出用のバイパス通路３３が設けられている。ま
た、ブラケット１９の一部にはストッパ３４が取付けら
れており、スプール１８の上昇中に、アーム３２がスト
ッパ３４に当り、閉状態にある弁２２を開きうるように
なっている。

ガス抜き弁１４はスプール１８の壁面部に排気路２６を
有し、排気路２６は、射出途中において、金型キャビテ
ィ１７内のガスを排出できるように、図示していない真
空発生装置に連結されている。

第３図（ａ）に示すような射出スタート時、エアベント
バルブ１４は閉の状態になっていて、真空引きしない状
態になっている。第３図（ｂ）に示すように、金型キャ
ビティ１７内に溶湯１６がさしかかった時点で、エアベ
ントバルブ１４は開の状態になり、真空引きが開始され
る。エアベントバルブ１４は真空装置に連結されており
、金型キャビティ１７内のエアが排出される。第３図（
ｃ）に示すように、金型キャビティ１７内に溶ｓ１６が
充填された時点で、エアベントバルブ１４は溶湯１６の
慣性力の作用により閉の状態になる。

このエアベントバルブ動作で、開から閉へのタイミング
は、射出スタート信号発信時からの時間を管理値として
検知し、管理されている。

すなわち、エアベントバルブ１４の閉じる時点を検知す
ることによって、射出した溶湯の量が丁度所望の量であ
ったか否かを検知する。今、エアベントバルブ１４が溶
湯の慣性力で閉じるのが、所望の時点より早すぎれば、
射出する溶湯の量が多すぎて、無駄であるばかりでなく
、射出中に低速射出から高速射出に切替わったとき、溶
湯１６が、第３図（ｂ）に示したよりも多い量、すでに
キャビティ１７の中に入り込んでいるということになる
ので、高速射出への切替えタイミングが遅すぎて、湯温
低下、湯回り不可などによる不良射出成形品の発生など
という不都合が生じることになる。逆に、エアベントバ
ルブ１４が閉じるのが遅すぎれば、射出する溶湯の量が
少なすぎたということなので、その時は、低速射出から
高速射出へ切替わったとき、溶湯１６はまだキャビティ
１７に入っておらず、射出スリーブ５内の溶湯の先端部
は高速射出に切替わってゲートからキャビティ１７内に
初めて入るとき、かなりの乱流となり、この時、ガスを
巻込むことになり、溶湯の中に気泡が入り、巣のある射
出成形品ができるという不都合が生じることになる。し
たがって、エアベントバルブ１４が閉じるタイミングが
丁度良いか否か、ある所望の範囲内に入っているか否か
を検知することは意義があることである。勿論、エアベ
ントバルブの閉じるタイミングが所望の範囲外であれば
、それに応じて、次回に射出する溶湯の供給量を変えれ
ば良い。

［発明が解決しようとする問題点１ 従来法によるように、射出スタート信号発信時からの時
間を管理値とした場合、射出シリンダの低速射出スター
ト開始時間のばらつき、低速速度のばらつきによる影響
のため、管理値にばらつきが生じる。エアベントバルブ
作動位置を管理する場合、できるだけ外部の影響を削除
しうる管理値を採用する必要がある。

本発明では、従来の管理値に対して、射出シリンダの低
速射出スタート開始時間のばらつき、低速速度のばらつ
きの影響を削除することを目的としている。

［問題点を解決するための手段および作用］上記の問題
点を解決し、目的を達成するために、外部の影響を受け
にくい管理値を採用することにした。

そのために１本発明においては、金型キャビティに連通
しているガス排出路を開いている弁が射出中に動かされ
てガス排出路を閉じうるようにし、かつ、弁閉状態にな
ったことを検知する弁閉検知器を弁の弁棒側に設けた金
型用ガス抜き装置を金型のガス排出路に配して射出を行
い、前記弁の弁閉タイミングを検知するとき、低速射出
から高速射出への切換信号の発信点を基点として計測す
るようにし、前記高速射出への切換信号の発信時から弁
閉時までの時間、もしくは、切換信号の発信時から弁閉
時までの射出シリンダストロークによって検知するよう
にした。

そして、低速射出から高速射出への切換信号の発信点を
基点として検知した弁閉タイミングの早遅の状態により
、射出時の給湯量の多少を判断し、次回の射出時におけ
る給湯量を所望の量に調整しうるようにした。

［実施例］ 第１図にダイカストマシンにおける測定例を示す。

第１図において、ｌは固定盤、２は可動盤、３は固定金
型、４は可動金型、５は射出スリーブ。

６はマシンベース、７は射出プランジャ、８はプランジ
ャチップ、９は射出シリンダ、ｌＯは射出シリンダ９の
ピストンロッド９＆および射出プランジャ７と一体に取
付けであるマグネットスケール、１１はマグネットスケ
ールｌＯの位置を検知するスケールセンサ、１２はタイ
マおよび演算機能を有するコントローラ、１３はコント
ローラ１２に指令値を入力するオペレータコンソール、
１４は、例えば、第４図に示したような構造のエアベン
トバルブ、１５はエアベントバルブ１４が閉じたことを
検知する弁閉検知器である。

射出ストロークと射出速度は、射出シリンダ９に取付け
られているマグネットスケールｌＯの信号を、スケール
センサ１１によりコントローラ１２に取込み、内部で演
算処理し、連続的に求める０時間については、コントロ
ーラ１２の内部に内蔵された基準クロックにより計測さ
れる。

高速射出切換信号は、コントローラ１２で演算処理され
たストローク値がオペレータコンソール１３より入力さ
れた高速射出切換位置の値になった時に発せられる。エ
アベントバルブ１４が閉じたという作動信号は、エアベ
ントバルブ１４に取付けられているセンサ１５により検
知し、このセンサ１５がＯＮになり、コントローラ１２
に取り入れらる。そして、高速射出切換信号の発信から
弁閉確認信号が入るまでの時間と、その間の射出ストロ
ークを求める。

今、この測定例において、射出条件を、低速射出速度Ｖ
Ｌ、高速射出速度ｖＨ，高速切換位置ＳＬとした場合の
本発明の方法について説明する。

まず、管理値を高速切換信号の発信時からエアベントバ
ルブ作動時までの時間にした場合について説明する。第
５図および第６図は、コントローう１２より、時間ｔを
横軸にし、射出速度Ｖを縦軸にして出力したものである
。第５図において、実線は基準値で、破線は基準値に対
して射出シリンダ動作開始のみがΔを遅れた場合のもの
である。勿論、実線で示した基準値においても、射出ス
タート開始指令が発信されてから、実際に射出シリンダ
９のピストンロッド９ａが低速スタートするまでのおく
れは若干ある。従来法では、管理値はｔ□からｔｌに変
化するのに対して、本発明による方法では、管理値ｔＨ
Ｏ＝ｔＨ１となり、射出シリンダ動作開始タイミングに
よる影響を受けない。

第６図において、実線は基準値で、破線は基準値に対し
て低速射出速度のみがＶＬからＶＬＩに変化した場合の
ものである。低速射出速度ＶＬが大きくなれば、その分
だけ高速切換までの時間が短くなる。従来法では、管理
値は、ｔＯからｔｌに変化するのに対して、本発明によ
る方法では、ｔＨＯ＝ｔＨ２となり、低速射出速度変化
による影響を受けない。

次に、管理値を高速切換信号の発信時からエアベン）　
／＜ルブ作ａ時までの射出シリンダストローク、射出シ
リンダ動作開始からエアベントバルブ作動時までの射出
シリンダストローク、とした場合について説明する。

第７図は、コントローラ１２より、時間ｔを横軸にし、
射出シリンダストロークＳｔを縦軸として出力したもの
である。第７図において、実線は基準値で、破線は基準
値に対して射出シリンダ低速射出開始のみがΔを遅れた
場合のものである。

射出シリンダストロークカウント開始位置および高速切
換信号発信時の射出シリンダストロークカウント開始位
置ＳＬは一定のため、射出シリンダ動作開始が変化して
も、管理値ｓＨ，ｓは常に一定となる。

第８図において、実線は基準値で、破線は基準値に対し
て低速射出速度のみがＶＬからＶＬ２に変化した場合の
ものである。射出シリンダストローク開始位置および高
速切換信号発信時の射出シリンダストロークカウント開
始位置ＳＬは一定のため、低速射出速度が変化しても、
管理値５ＨｅＳは常に一定となる。

このようにして得られた正確な管理値により、正確な弁
閉タイミングを検知することができる。

したがって、この検知した弁閉タイミングを、あらかじ
めオペレータコンソール１３に入力しておいた時間ｔま
たは射出ストロークＳｔによる所望の弁閉タイミングの
設定値と比較し、ないしは、所望の設定値の範囲内にあ
るか否かを比較し、その良否によって、次回の射出をそ
のままの溶湯量で行うか、または、射出する溶湯量を変
えるような指示を与える。

ただし、次回の射出溶湯量を変えるように指示する場合
は、時間または射出シリンダストロークによって検知し
た弁閉タイミングが、設定しておいた所望の弁閉タイミ
ングないしは設定しておいた所望の範囲の弁閉タイミン
グの平均値的タイミングとどれだけの量違うかを検知し
、この数値的な量の大小により、次回の射出溶湯量をど
れだけ増減させたら良いかを指示するようにすることが
できる、勿論、これら弁閉タイミングを示す時間または
射出シリンダストロークによる設定値と検出値の表示、
および、その設定値と検出値の差の表示、さらには、そ
の差によって演算して得られた次回に必要な所望の射出
溶湯量の表示を、表示盤等にディジタル表示することも
できるし、演算して得られた確正な次回の射出溶湯量を
自動給湯装置の操作装置に指示して、次回の射出溶湯量
を自動的に変えうるようにすることもできる。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明方法では、いずれの管理値に
おいても、外部からの影響である射出シリンダの低速射
出スタートによる動作開始のばらつき、低速射出速度の
ばらつきの影響を削除できる。その結果、管理値の外部
の影響によるばらつきを削除することができ、次の効果
が得られる。

（１）外部の要因により射出シリンダ動作タイミングが
ばらついても管理値に影響しない。

（２）外部の要因により射出シリンダ速度が不安定にな
った場合でも管理値に影響しない。

（３）管理値を時間だけでなく射出ストロークとしてい
るため、感覚的にわかりやすい。

（０従来の方法において影響の大きい要素を削除してい
るため、エアベントバルブ作動自体のばらつきをとらえ
ることができる。

そして、このようにして得られた正確な弁閉タイミング
が、所望の範囲内であれば、射出した溶湯量が適正であ
ったことを知り、もし、弁閉タイミングが所望の範囲よ
り外に出て、早すぎたり遅すぎたりした場合は、射出し
た溶湯の量が多すぎたり、逆に、少なすぎたりしたとい
うことであるので、湯回り不良や巣の発生のない射出成
形品を得るために、溶湯の量を次回の射出時から、ただ
ちに所望の範囲内におさめうるように制御することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための装置の１実施例
を示す概略図、第２図はダイカストマシンにおける射出
速度の変化状態を示す時間−射出速度線図、第３図（ａ
）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、第２図の線図のＡ、
Ｂ、Ｃ点における溶湯の状態を示す縦断面図、第４図は
本発明の１実施例としても使用する従来公知の金型用ガ
ス抜き弁装置の１例を示す縦断面図、第５〜８図は本発
明の方法によるものと従来方法によるものとの弁閉タイ
ミングの管理値の違いを説明するための線図であり、第
５図および第６図は時間−射出速度線図、第７図および
第８図は時間−射出ストローク線図である。 ３・・・固定金型、　　　　　４・・・可動金型、５・
・・射出スリーブ、　　　７・・・射出プランジャ、９
・・・射出シリンダ、 １０・・・マグネットスケール、 １１・・・スケールセンサ、　　１２・・・コントロー
ラ、１３・・・オペレータコンソール、 １４・・・金型用のガス抜き弁（エアベントバルブ）、
１５・・・弁閉検知器、　　　　１６・・・溶湯、１７
・・・金型キャビティ、　２１・・・ガス抜き溝、２２
・・・弁。 特許出願人　　宇部興産株式会社 〉冨噛’！Ａ＠

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金型キャビティに連通しているガス排出路を開い
   ている弁が射出中に動かされてガス排出路を閉じうるよ
   うにし、かつ、弁閉状態になったことを検知する弁閉検
   知器を弁の弁棒側に設けた金型用ガス抜き装置を金型の
   ガス排出路に配して射出を行い、前記弁の弁閉タイミン
   グを検知するとき、低速射出から高速射出への切換信号
   の発信点を基点として計測するようにした金型用ガス抜
   き装置における弁閉タイミング検知方法。
2. （２）低速射出から高速射出への切換信号の発信点を基
   点として弁閉タイミングを検知するとき、前記高速射出
   への切換信号の発信時から弁閉時までの時間、もしくは
   、切換信号の発信時から弁閉時までの射出シリンダスト
   ロークによって検知するようにした特許請求の範囲第１
   項記載の金型用ガス抜き装置における弁閉タイミング検
   知方法。
3. （３）低速射出から高速射出への切換信号の発信点を基
   点として検知した弁閉タイミングの早遅の状態により、
   射出時の給湯量の多少を判断し、次回の射出時における
   給湯量を所望の量に調整しうるようにした特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の金型ガス抜き装置における
   弁閉タイミング検知方法。