JP2609557B2 - 射出成形装置における型開き時の射出製品突出し方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はダイカストマシン等の射出成形装置を用いる
鋳造品の製造方法に関するものであり、尚、詳しくは射
出成形装置の操作において、製品を取り出す為に可動金
型を後退させる型開き時の射出製品突出し方法に関する
ものである。

［従来の技術］ 一般に射出成形による鋳造品の製造は、第１図に示す
如き射出成形装置を用い、先ず射出スリーブ21内へ所定
量の溶融金属である溶湯を注ぎ、該溶湯をプランジャチ
ップ22をもって固定金型12と可動金型13とより成る金型
11の間に成形されたキャビティ15内に圧入し、キャビテ
ィ15へ充填された溶湯を冷却固化させて製品27を成形し
た後、可動金型13を可動盤17と共に後退させて型開きを
行ない、然る後、可動金型13より成形された製品27を取
り出し、金型11の清掃、離型剤塗布等を行なった後、可
動金型13と固定金型12とを合せる様に型締めし、再度キ
ャビティ15へ溶湯を圧入充填して、射出成形を繰り返
す。

ところで、上記射出成形における量産性を高める為
に、前記溶湯の圧入から次回圧入準備となる型締め迄の
サイクルタイムを短縮する工夫が種々試みられている。

このサイクルタイムの短縮としては、溶湯の冷却固化
工程であるチルタイムを短縮する為に、固定金型12、可
動金型13及びキャビティ15の形状等に工夫がなされ、
又、型開き、製品の取り出し、及び金型11の清掃、離型
剤塗布等の効率化が図られている。

［発明が解決しようとする問題点］ 前述の如くサイクルタイムの短縮としては、溶湯の冷
却期間であるチルタイムの時間短縮、及び型開き、清
掃、型締等の各工程における時間短縮が試みられている
も、チルタイムの時間短縮においては、余りチルタイム
を短くすると溶湯の冷却固化が不充分となり、可動金型
13からの製品を取り出す工程、更に取り出し後の冷却及
び加工工程において製品が変形する欠点があり、又、型
開きに際しては第２図に示す様に可動金型13の後退と共
にプランジャチップ22を前進させて射出スリーブ21内の
残り湯が凝固したビスケット29を射出スリーブ21から押
し出すも、このとき、ビスケット29が壊れ、内部の溶湯
が飛び散り、危険なだけでなく、飛散した溶湯が金型11
の合せ面に付着し、以後の鋳造を困難とする欠点があっ
た。

そして、多くの場合、金型11内のキャビティ15へ充填
され、製品27を形成する溶湯よりも厚肉部乃至は大きな
固まり部であるビスケット29を形成する残り湯の冷却に
長時間を要し、型開き時にビスケット29を壊さない様に
する為には、このビスケット29部の溶湯が固まり終るま
でチルタイムを長くする必要が有り、ひいてはサイクル
タイムを長くする結果となっていた。

本発明は、この様な欠点を排し、型開き時に内部が未
凝固のビスケット29を壊さずに型開きを行なう方法であ
り、ビスケット29の外周部が固化した時点で型開きを行
ない、チルタイムひいては鋳造のサイクルタイムを短く
し、量産性を高め得る型開き方法であること以下の通
り。

［問題を解決するための手段］ 射出成形において、溶湯をキャビティに射出し、金型
内の鋳造品を冷却する所要時間が経過した後、前記鋳造
品を取り出す為に金型を開くに際し、射出シリンダにお
ける射出圧力を検出し、この検出圧と設定された低圧の
設定圧とを比較し、検出圧が設定圧の上限設定値に達す
ると射出速度制御弁の開度を小さくし、設定圧の下限設
定値に達すると射出速度制御弁の開度を大きくし、以て
固定金型内のビスケットを突き出す射出シリンダの変
位、即ちプランジャチップの前進速度と、可動金型の後
退速度と、を等速としつつ、プランジャチップによるビ
スケットへの押圧力を低圧とする設定圧の上限設定値よ
りも小さく下限設定値よりも大きく維持することとす
る。

［作用］ 本発明においてはビスケットを固定金型から押し出す
に際し、該ビスケットを押し出すプランジャチップを前
進させる射出シリンダへの送油圧を検出し、この送油圧
が設定圧の上限設定値に達すると射出速度制御弁の開度
を小さくして前進速度を遅くし、以て可動金型の後退に
合わせて後退可能とされたビスケットへのプランジャチ
ップによる押圧力を低くし、設定した下限値に達すると
射出速度制御弁の開度を大きくしてプランジャチップの
前進速度を可動金型の後退速度に合せて前進させるもの
であり、可動金型の後退に合わせてビスケットを押圧し
てビスケットを後退させる際、設定した上限値を越えな
いように射出シリンダへの送油圧が上限設定値に達する
と射出速度制御弁の開度を小さくしている故、型開きに
際してプランジャチップと可動金型との間に挾まれたビ
スケットをプランジャチップにより押し潰すことなく固
定金型から押し出し得ることとなる。

従ってビスケットの内部の溶湯が未凝固であっても、
ビスケットの外周が冷却凝固し、勿論、キャビディ内の
製品が冷却凝固すれば型開きが可能となり、チルタイム
を短縮し得る。

［実施例］ 本発明の方法を実施する装置としては、例えば第１図
に示す様なダイカストマシンを用いる。

第１図において、11は固定金型12と可動金型13とから
なる金型、15は金型11のキャビティ、16は固定盤、17は
可動盤、18はリンクハウジング、19はトグル機構、20は
型締シリンダ、14はマシンベース、９はコラム、10はコ
ラムナット、21は射出スリーブ、22はプランジャチッ
プ、24は射出プランジャ、25は射出シリンダである。

この可動盤17即ち可動金型13の後退は、射出成形装置
においては、多くの場合、型締シリンダ20とトグル機構
19による金型11の型締めが行なわれており、該トグル機
構19により金型11の開閉を行なうと、第３図に示す様に
型開きシリンダの後退量に対して可動盤17の後退速度が
随時変化する故、可動盤17、即ち可動金型13の後退も、
その後退位置により後退速度が複雑な変化をすることと
なり、この可動金型13の後退と同調させて射出シリンダ
25、即ちプランジャチップ22の前進を行なわせることは
極めて困難とされていた。

更に、上記型開き時における射出プランジャ24の前進
速度は、溶湯をキャビティ15に充填する際の射出プラン
ジャ24の高速前進速度に比較して極めて低速度となり、
射出プランジャ24やプランジャチップ22の前進速度を可
動金型13の後退速度に同調させることは困難であった。

しかし、本件出願人が開発した第４図に示す如き射出
速度制御弁50を使用している場合は、別途に極低速用の
流量制御弁を用いることなく、単一の射出速度制御弁50
により速度制御が可能となった。

この射出速度制御弁50は、第４図に示す如き構造であ
り、該図に示す射出速度制御弁50において、52は軸線方
向からの作動油流入口53と、内周面部において軸線と直
角に設けた作動油流出用の環状溝54a、および作動油流
出口54とを有するバルブボティ、55はバルブボディ52中
を軸線方向へ移動し、外周面付近の内部に軸線方向の貫
通穴55aを有するスプール、56はスプール55の後部に一
体に設けられた軸、56aは軸57の後端側に一体に設けら
れているナット軸、57はナット軸56aの内部軸心部にボ
ールねじ58によって螺合されているねじ軸、59はねじ軸
57とパルスモータ51の軸とを連結するジョイント、60は
ナット軸56a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。

そして、パルスモータ51の回転に応じてスプール55が
軸線方向に前後進し、バルブの開閉と開度の調整を瞬時
に行い、以て流量制御を行なうものである。この射出速
度制御弁50は、前記した様に、軸線方向端面部に作動油
流入口53を備え、環状溝である側面作動油流出部54aを
備えたシリンダ状のバルブボディ52内で、スプール55を
パルスモータ51の作用によっ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55の軸線方向
推力をスプール55の開き量及び移動速度の増加に応じて
急激に変化させ、スプール55が小開度位置から大開度位
置へ移動し始めるときは、弁開き方向の推力が作用して
弁を開き易くし、スプール55が大開度位置まで移動して
来た時は、弁閉じ方向への推力が作用して弁が素早く停
止し得る様にすることにより流量の高速切換に必要な駆
動力を軽減させ、又、切替時間も極めて短いものにし、
射出速度制御弁50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様にしたものである。

この射出速度制御弁50では、射出速度制御装置44に内
臓される制御パルス発生器からの制御パルス列により、
パルスモータ51の回転量即ち回転角度によりスプール55
の開き量が決って、射出シリンダ25への流量が制御され
るし、又、パルスモータ51の前記回転の際の回転速度の
大小によって流量の変化率即ち速度の状態が決る。

尚、この様な構造と作用とを持たせた射出速度制御弁
50では、速度変更の指令を受けて実際にスプール55が開
き始めるまでの時間を最大１ミリ秒以下に押さえること
ができる様になり、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、又、弁開閉などの作動性や操
作精度も極めて良くなっている。尚、ナット軸56aの表
面の一部には永久磁石61を固定し、この永久磁石61と対
向ケーシング62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63を取付けている。
この位置検出器63は永久磁石61の移動に感応する近接ス
イッチで構成し、ナット軸56aやスプール55の軸線方向
の移動距離をここで正確に検知して、制御装置にフィー
ドバックすることができる。又、スプール55の零位置を
永久磁石61と位置検出器63の作用によって電気的に検知
して、本図に図示されていない制御パルス発生器により
駆動されるパルスモータ51を制御してその位置に正確に
止めておくことができる様にすることもできる。

尚、位置検出器63としては、精度0.01ミリのものを用
いることができる。従って、この様な射出速度制御弁50
を用いることにより溶湯をキャビティ15に充填する時の
射出速度の制御は勿論、可動金型13の後退に合せた低速
での正確なプランジャチップ22の前進をも制御し得るの
である。

勿論、この射出速度制御弁50と同様な流量制御弁48を
型締回路内にも用いることができる。即ち、第１図にお
いて、20はリンクハウジング18に取付けたトグル機構駆
動用の型締シリンダ、47は型締型開用の切替弁、48は型
締型開速度を制御し得る流量制御弁である。

そして本実施例は、上記流量制御弁を射出速度制御弁
50として使用すると共に、第５図に示す様に射出シリン
ダ25への送油圧を極低圧とすべく油圧検出に基く制御を
行なう方法である。

この実施例では、射出シリンダ25における射出圧力を
射出圧力検出器45にて検出し、人為的に設定される押圧
力設定器46の設定低圧力と比較し、射出速度制御弁50を
制御し、可動金型13の後退速度がプランジャチップ22の
前進速度に比べて遅くなると可動金型13からの抵抗力が
ビスケット29を介してプランジャチップ22の前進を阻害
し、射出シリンダ25の油圧が上昇して押圧力設定器46の
設定低圧力の上限設定値に達すると、射出速度制御弁50
の開度を小さくするようにし、プランジャチップ22の前
進を減速させて所定の圧力以上の圧力がビスケット29に
加わらないようにするものである。

又、可動金型13の後退速度がプランジャチップ22の前
進速度よりも速ければ、ビスケット29から受けるプラン
ジャチップ22の前進抵抗が小さくなる故、射出シリンダ
25の油圧が低くなり、送油圧が下限設定値に達したとき
は射出速度制御弁50の開度を大きくして可動金型13の後
退速度に追従するようにプランジャチップ22の前進速度
を速くし、ビスケット29に設定低圧力の上限設定値と下
限設定値との間の圧力を加えるようにしてプランジャチ
ップ22の前進速度を可動金型13の後退速度に同調させて
前進させる様にするものであり、設定低圧力に上限設定
値と下限設定値とを設け、送油圧が上限設定値に達する
と射出速度制御弁50の開度を小さくしてプランジャチッ
プ22の前進速度を遅くし、又、送油圧が下限設定値に達
すると射出速度制御弁50の開度を大きくしてプランジャ
チップ22の前進速度を速くするようにし、以て上限設定
値と下限設定値との間の一定の押圧力の範囲で可動金型
13の後退速度ひいてはビスケット29の後退速度に追従さ
せてプランジャチップ22を前進させる様に射出プランジ
ャ24の前進速度を可動金型13の後退速度に同調させるこ
ととしている。

そして、例えば型締め力1650tの射出成形装置におい
ては、通常溶湯の射出圧力が数十ｔ乃至百ｔであるのに
対し、押圧力設定器46による設定圧力を5tの如く極めて
小さくすることによりプランジャチップ22の前進速度を
可動金型13の後退速度に同調させつつ、プランジャチッ
プ22によるビスケット29への押圧を最大5t等と極めて小
さくし、以てビスケット29を押し潰すことなく射出スリ
ーブ21から押し出すことが可能となる。

従って、前述の様な射出速度制御弁50を用いて射出プ
ランジャ24を前進させ、その際、前述の如く可動金型13
の後退に合せた前進速度とする様に射出速度制御弁50に
て微量の圧油を射出シリンダ25へ送油しつつ送油圧を極
低圧とする故、ビスケット29は可動金型13とプランジャ
チップ22とによって強圧されることがなく、ビスケット
29の内部が未凝固であっても、ビスケット29の外周部が
ある程度凝固していれば、ビスケット29を押し潰すこと
なくビスケット29を固定金型12に取付けた射出スリーブ
21より押し出すことができる。

［発明の効果］ 本発明は、前述の如く、型開きに際してビスケットを
押し出す為のプランジャチップの前進を可動金型の後退
と同調させて極低圧で前進させることとした射出成形装
置における型開き時の射出製品突出し方法である故、金
型の型開きに際してビスケットを押し潰す虞れが無く、
ビスケットの内部が未凝固状態であっても、ビスケット
の外周が冷却凝固し、従って、キャビティに充填された
製品部分の溶湯もその外周が充分凝固した時点で金型の
型開きを行なうことができ、射出成形におけるチルタイ
ム、ひいてはサイクルタイムの短縮を可能とし、製品の
量産性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は射出成形装置の概要を示す図にして、第２図は
可動金型を多少後退させた図、第３図は型開きシリンダ
の後退量と可動金型の後退速度との関係を示す図にして
第４図は射出速度制御弁の一例を示す図、第５図は制御
回路例を示すブロック図である。 11＝金型、12＝固定金型、13＝可動金型、15＝キャビテ
ィ、16＝固定盤、17＝可動盤、18＝リンクハウジング、
19＝トグル機構、20＝型締シリンダ、21＝射出スリー
ブ、22＝プランジャチップ、24＝射出プランジャ、25＝
射出シリンダ、27＝製品、29＝ビスケット、43＝比較演
算器、44＝射出速度制御装置、45＝射出圧力検出器、46
＝押圧力設定器、48＝流量制御弁、50＝射出速度制御
弁。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】射出成形において、溶湯をキャビティに射
   出し、金型内の鋳造品を冷却する所要時間が経過した
   後、前記鋳造品を取り出す為に金型を開くに際し、出射
   シリンダにおける射出圧力を検出し、この検出圧と設定
   された低圧の設定圧とを比較し、検出圧が設定圧の上限
   設定値に達すると射出速度制御弁の開度を小さくし、検
   出圧が設定圧の下限設定値に達すると射出速度制御弁の
   開度を大きくし、以て固定金型内のビスケットを突き出
   すプランジャチップの前進速度と可動金型の後退速度と
   を等速とし、且つ、プランジャチップによるビスケット
   への押圧力を設定圧の上限設定値よりも小さく下限設定
   値よりも大きく維持することを特徴とする射出成形装置
   における型開き時の射出製品突出し方法。