JP2706671B2 - 二次加圧鋳造装置 - Google Patents
二次加圧鋳造装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、金型のキャビティ内に加圧充填した溶湯に
二次加圧圧力を作用させる方式の二次加圧鋳造装置に関
するものである。 〔従来技術〕 金型のキャビティ内に溶湯を高圧で鋳込む加圧ダイカ
スト法は、アルミニウム合金の鋳造技術において最も量
産に適する方法として広く採用，実施されている。この
ダイカスト法では、製品の厚肉部分に鋳巣が生じ易く、
結晶組織が粗大化し、外厚肉部分の強度低下を来たすと
いう傾向がある。 この問題を解決するために、金型のキャビティ内に加
圧充填された溶湯に付加的な加圧力（二次加圧圧力）を
作用させて凝固に到らしめる二次加圧鋳造方法が提案さ
れた（例、特公昭48−7570号公報，特公昭49−36093号
公報）。 〔解決しようとする課題〕 ダイカスト法では、加圧した射出スリーブ内の溶湯を
極端に狭い射出通路を通じて噴射状に金型のキャビティ
内に注入，凝固させるため、凝固完了までの時間が非常
に短いという特徴がある。それ故、二次加圧を行うため
の時間的余裕は少なく、加圧開始タイミングを捉えるの
が難しい。このタイミングを誤ると、加圧効果が得られ
ないだけでなく、凝固開始後に二次加圧を行なった場
合、被加圧部に割れが生じることがある。 従来にあっては、射出スリーブ内の溶湯を加圧する射
出ラムの位置を位置センサー等によって検出し、その検
出信号をトリガー信号として二次加圧タイミングを設定
する手法が種々提案されている。ところが、この手法で
は位置検出センサーの性能，射出ラムの速度の変化，溶
湯量の変化等による検出精度の変動が大きく、二次加圧
を高い信頼性の下で実施することができなかった。 〔課題を解決するための手段および作用効果〕 本発明は前記した難点を克服した二次加圧鋳造装置の
改良に係り、射出スリーブ内の溶湯を射出ラムによって
金型のキャビティ内に加圧充填し、溶湯充填完了後に加
圧棒を溶湯中に圧入させて溶湯中に二次加圧力を作用さ
せる金型鋳造装置において、前記射出ラムを駆動する射
出油圧シリンダーは、アキュムレータから並列関係の低
速用弁と高速用弁を介してのみ圧油の供給を受け、前記
金型のキャビティ内の溶湯に二次圧力を作用させる加圧
棒駆動手段は、前記アキュムレータ内の圧油圧力を検出
しまたは該圧油圧力の変化を検出して動作する二次加圧
力制御手段によって制御され、前記低速用弁は、前記ア
キュムレータから前記射出用油圧シリンダーへの圧油供
給初期にて開放され、前記高速用弁は該圧油供給初期に
は閉塞されているが前記アキュムレータから前記射出用
圧油シリンダーへの圧油供給中期に開放され、前記二次
加圧力制御手段は、前記アキュムレータから前記射出用
油圧シリンダーへの圧油排出による該アキュムレータ内
の圧油圧力の低下後に、初期設定圧力に復帰する過程で
の任意の油圧圧力または該油圧圧力の変化を検出するよ
うに構成されたことを特徴とするものである。 本発明は、前記したように構成されているので、前記
射出スリーブ内の溶湯を前記射出ラムによって前記金型
のキャビティ内に加圧充填するに当り、前記低速用弁を
当初開放させることによって、アキュムレータ内の圧油
を前記射出用油圧シリンダーに徐々に導入して、前記射
出ラムを低速で前進させ、次に閉塞状態の前記高速用弁
を開放させることをによって、前記アキュムレータ内の
圧油を急速に前記射出用油圧シリンダーに供給して、前
記射出ラムを高速で前進させ、かつ溶湯充填完了後に金
型のキャビティ内に加圧棒を前進させて溶湯に二次加圧
圧力を作用させることにより、鋳造品の鋳巣発生を防
ぎ、強度、品質を向上させることができる。 また本発明においては、前記射出用油圧シリンダーに
接続されたアキュムレータ内の圧油圧力は、前記射出ラ
ムを高速で前進させるべく前記アキュムレータ内の初期
圧油エネルギーを放出して一旦圧力低下を生じてから、
溶湯充填が完了して前記射出ラムの前進が停止した後
に、前記アキュムレータ内の圧油圧力が初期設定圧力に
復帰するが、該アキュムレータ内の圧油圧力は、前記射
出ピストンを押圧する圧油の圧力変化に比べて急激に変
化せず、緩やかな圧力変化であり、この現象を利用し
て、このアキュムレータの圧油圧力の変化を検出し、該
圧油圧力が所定の設定値に達した時、または該圧油圧力
の変化値が所定の設定値に達した時に、前記二次加圧用
加圧棒を動作させて、前記金型のキャビティ内の溶湯に
二次加圧圧力を作用させることができるので、二次加圧
を適正に実施することができ、高品質の鋳造製品を得る
ことができる。 さらに本発明では、前記アキュムレータから排出され
る圧油でもってのみ前記射出用油圧シリンダーへ圧油を
供給させるので、圧油源の圧油供給特性を安定させかつ
所要の特性に容易に適合でき、前記射出ラムの前進特性
を前記金型のキャビティ内への溶湯充填特性に容易にか
つ適正に合致させることができ、高品質の金型鋳造を能
率良く適正に遂行することができるとともに、部品点数
を削除して装置を小型化でき、かつコストダウンを図る
ことができる。 〔実施例〕 以下、本発明を二次加圧鋳造法に適用した具体的事例
について説明する。 第１図は、二次加圧圧力を作用させることが可能なダ
イカスト装置10を、その二次加圧用油圧制御系106と共
に示している。ダイカスト装置10の基台12上には、複数
本の連結棒18によって相互に連結されるとともに間隔を
於いて相対向する固定プラテン14,16が不動に立設され
ている。また、固定プラテン14,16の間に位置して、連
結棒18によって案内され、基台12上を摺動変位する可動
プラテン20が配設されている。 そして、固定金型22は固定プラテン16に固定され、可
動金型24は保持体26を介して可動プラテン20に固定され
ている。可動金型24を貫通してキャビティＡに鑑み、鋳
造完了後の製品を可動金型24から離脱させるために用い
られる一対の押出しピン32は、摺動相対変位自在に可動
金型24を貫通する一対のリターンピン30を有する押出し
板28に固定されており、該押出し板28は、そのピストン
ロッド35の先端が可動ブラテン20に固定されて該可動プ
ラテン20に対して相対的に動く押出し用油圧シリンダー
34の基板に連なる押し棒36によって、可動金型24に対し
て相対的に製品離脱方向へ動かされるようになってい
る。 また、固定プラテン14に可動プラテン駆動用油圧シリ
ンダー38が固定され、そのピストンに一端が固定され、
クロスメンバー41に他端が固定された押し棒40によって
可動プラテン20が動かされるようになっている。 さらに、固定プラテン16に支持棒90でもって射出用油
圧シリンダー52が固定され、その射出ピストン58に連な
る射出ラム88が、固定プラテン16を貫通して固定金型22
の通湯路に連通する射出スリーブ42に摺動変位自在に嵌
合しており、注油口44を通じて射出スリーブ42内に溶湯
を供給した後、射出ピストン58の作動で射出ラム88が前
進方向へ動くと、射出スリーブ42内の溶湯が通湯路を通
じてキャビティＡ内に押し込まれるようになっている。 一方、可動金型24には、一対の保持棒46を介して二次
加圧用油圧シリンダー48が支持されており、二次加圧用
油圧シリンダー48のピストンに連なる加圧棒50が押出し
板28および可動金型24を摺動変位自在に貫通してキャビ
ティＡ内に進入し得るように構成されている。 射出用油圧シリンダー52は、射出ピストン58が嵌挿さ
れた小径室54、および増圧ピストン62が嵌装された大径
室56を有している。増圧ピストン62は小径室54に嵌合す
るロッド68を一体に有しており、逆止弁72を収蔵する弁
室64および該弁室64に連通してロッド68を貫通する油路
70が形成されている（第２図）。逆止弁72は円錐面を有
する頭部74と軸部76とよりなる傘状部片であって（第３
図）、同じく弁室64に収蔵されたコイルばね80によって
射出ピストン58とは逆側（図２において右側）へ付勢さ
れている。弁室64の開口66は、該開口66の周辺部に逆止
弁72の頭部74が押し付けられたときに閉塞される。逆止
弁72の軸部76には頭部74に近いその外周面から先端部へ
抜ける油路78が形成されており、弁室64の開口66→油路
78→油路70なる圧油の流れが得られるようになってい
る。 射出用油圧シリンダー52の内室（小径室54,大径室5
6）の一部を、弁室64の開口66に臨むＢ室、ロッド68の
基部周囲であって増圧ピストン62とシリンダー壁とで画
成されるＣ室およびロッド68と射出ピストン58とが離れ
るときに生ずるＤ室として把握するのが以後の説明のた
め便利である。射出用油圧シリンダー52の壁部には、Ｃ
室に連通して逃し弁86が付され、Ｂ室内の圧力を検出す
る圧力センサー84の検出信号によって逃し弁86が開成さ
れるようになっている。 また、射出ピストン58と一体のロッド60の変位量を検
出する位置センサ82が所定位置に配設され、その位置信
号によって開成される高速用弁102がアキュムレータ92
とＢ室とを連通する油路96,98のうち油路96に介装され
るとともに、油路96と並列に設けた油路94に低速用弁10
0が介装されている。 二次加圧油圧シリンダー48の油圧制御系106は、射出
用油圧シリンダー52の作動圧を油路104を通じて取出
し、これを指針として動作する。すなわち、射出用油圧
シリンダー52の作動圧がシーケンスバルブ110に導かれ
ると、付勢ばね力を利用してその起動圧を調整すること
が可能な該シーケンスバルブ110が動作し、油圧ポンプ1
08から吐出された圧油が油路112,切換弁114,流量調節弁
116,加圧棒前進用油路118を通じて二次加圧用油圧シリ
ンダー48に導かれ、加圧棒50が動作してキャビティＡ内
に進入するように、油圧制御系106の主要部が構成され
ている。なお、切換弁114は、給油路98を通じて射出用
油圧シリンダー52のＢ室に圧油が供給されると同時に図
示の状態から切換えられる。 このような構成において、注湯口44を通じて射出スリ
ーブ42内に溶湯（例，アルミニウム合金）を注入した
後、射出用油圧シリンダー52の作動によって射出ラム88
を前進させると、射出スリーブ42内の溶湯がキャビティ
Ａ内に加圧充填される。そしてキャビティＡ内の充填が
完了した後、所定のタイミングで加圧棒50がキャビティ
Ａ内の溶湯中に押し込まれ、溶湯に対して二次加圧圧力
が印加される。 以下、射出用油圧シリンダー52および油圧制御系106
の動作について説明する。 射出開始前：射出開始前における射出用油圧シリン
ダー52の状態が第２図に示されている。低速用弁100,高
速用弁102はいずれも閉成されている。射出ピストン58,
増圧ピストン62は最後退位置にあり、増圧ピストン62内
の逆止弁72がコイルばね80で付勢されて弁室64の開口66
を閉塞している。 射出開始（低速射出）：低速用弁100を開成する
と、既に待機状態にあるアキュムレータ92の吐出油が油
路94,98を経てＢ室へ送られ、Ｂ室内の油圧が上昇して
逆止弁72がコイルばね80の付勢力に抗して動かされ、Ｂ
室→逆止弁72の軸部76に形成された油路78→増圧ピスト
ン62のロッド68に形成された油路70なる経路が導通状態
になり、射出ピストン58とロッド68の間に圧油（圧力P
11）が供給される。その頭頂面に作用する油圧（P11）
によって射出ピストン58が低速（次段階における高速前
進と対比した低速：第６図における曲線I1参照）で前進
し、射出ピストン58とロッド68の間にＤ室が形成される
（第４図）。この間、アキュムレータ92の吐出作動圧
は、そのエネルギー放出により初期設定圧PA1から漸次
低下する（第６図において曲線IA参照）。 高速射出：射出ピストン58が所定長だけ前進すると
（それ故，射出ラム88が所定長だけ前進すると）、射出
ピストン58と一体のロッド60との接触関係で位置センサ
82が動き、その検出信号によって高速用弁102が開成さ
れ、Ｂ室およびＤ室に対するアキュムレータ92の作動油
供給量が増し、Ｂ室およびＤ室内の圧力が急上昇（曲線
I2,圧力P12,時点T2）、射出ピストン58は高速で前進す
る。この間、アキュムレータ92の作動圧は曲線IAに比し
て大きな勾配で低下し（曲線IIA）、溶湯充填完了時点
（T2）における作動圧（PA2）を最低値として、その後
上昇を始める（作動圧の復帰開始）。 増圧段階：溶湯充填完了後、Ｂ室およびＤ室内の油
圧は急速に上昇するはずであるが、キャビティA,通油路
および射出スリーブ42内の溶湯が凝固収縮を始めて射出
ラム88および射出ピストン58がなおも前進する（前進は
僅少である）とともに、油圧上昇の遅れもあるため、当
初緩やかに上昇する（曲線I3,圧力P12）。Ｂ室内の圧力
（P12,D室内の圧力と等しい）がPXにまで上昇すると
（時点T3），該圧力（PX）が設定圧として圧力センサ84
によって検出され、その検出信号によって逃がし弁86が
開成される。 Ｃ室内の圧油は開成された逃がし弁86を通じて外部へ
放出され、増圧ピストン62が前進開始する。その結果、
Ｄ室内の圧力はＢ室内の圧力（アキュムレータ92の作動
圧と等しい）よりも大きくなり、逆止弁72が弁室64の開
口66に押し付けられて該開口66を閉塞し、Ｂ室とＤ室間
の連通が遮断された状態で増圧ピストン62が前進し（第
５図）、Ｄ室内の圧力は急速に上昇する（曲線I4,圧力P
13）。 時点T3以降のＤ室内の圧力（P13）の立上り速度はＢ
室内の圧力（P23）の立上り速度に比して十分大きく
（曲線I4,I5参照）、この間においても射出ピストン58,
増圧ビストン62は僅かに前進する。 Ｂ室内の圧力（P23）は時点（T4）で復帰過程にある
アキュムレータ92の作動圧と一致し、以後Ｂ室内の圧力
（P23）はアキュムレータ92の作動圧と等しく（曲線
I6）、アキュムレータ92の作動圧は時点（T5）で初期設
定圧（PA1）に復帰する。 アキュムレータ92の作動圧が圧力（PA1）から圧力（P
A2）まで低下した後、復帰することは前述したが、増圧
開始点（T3）以降アキュムレータ92の作動圧と等しいＢ
室内圧力（P23）の変化が安定する時点（T4）から時点
（T5）の間（曲線I6参照）における任意の圧力PY（予め
選択した圧力）をＢ室において検出することによって、
キャビティＡに対する溶湯充填完了後の速やかなる二次
加圧開始タイミングを知ることができる。 二次加圧開始:B室内の圧力（アキュムレータ92の作
動圧）は油路104によって油圧制御系106におけるシーケ
ンスバルブ110に導かれており、Ｂ室内の圧力が該定圧P
Y（ただし、PA2≦PY＜PA1）に達したとき、シーケンス
バルブ110が開成される。その結果、切換弁114が第１図
図示の状態から変位した状態でシーケンスバルブ110,油
路112,切換弁114,流量調製弁116加圧棒前進用油路118を
通じて二次加圧用油圧シリンダー48の高圧室に油圧ポン
プ108の吐出油が送られ、加圧棒50が前進してキャビテ
ィＡを充たす溶湯内に押込まれ、凝固が完了していない
該溶湯に二次加圧圧力が印加せしめられる。 二次加圧圧力は、キャビティＡ内の溶湯が凝固し終る
まで印加され、その後切換弁114の切換えによって加圧
棒後退用通路120を通じて二次加圧用油圧シリンダー48
に圧油が供給され、加圧棒50が後退せしめられる。 本実施例の特徴点を次に列挙する。 射出ピストン58を駆動するためのアキュムレータ92
の作動圧が、低速用弁100を開成した後に次第に低下
し、高速用弁102を開成した後により大きな速度で低下
を続け、溶湯充填が完了した時点（T2）で復帰開始する
現象を利用しており、アキュムレータ92の作動圧が復帰
開始する時点（T2）から復帰完了する時点（T5）までの
間で、特にＢ室内圧力（P23）とアキュムレータ92の作
動圧が一致する時点（T4）から時点（T5）までの間にお
けるアキュムレータ92の作動圧（PY:B室内で検出でき
る）を捉えることにより変動の少ない高精度のタイミン
グでシーケンスバルブ110を開成され二次加圧を開始す
ることができる。 溶湯充填完了時点（T2）からＢ室内圧力（P23）と
アキュムレータ92の作動圧が一致する時点（T4）までの
間におけるアキュムレータ92の作動圧をＢ室ではなくア
キュムレータ92で検出するならば、時点（T4）から時点
（T5）までの間におけるアキュムレータ92の作動圧
（PY）を検出する場合に比して溶湯充填完了後、より早
いタイミングで二次加圧開始の起動点を捉えることがで
きる。それ故、溶湯圧変化を直接捉え得るＢ室内にてア
キュムレータ92作動圧変化を捉えることはできないもの
の、時点（T2）から時点（T4）に到る間のアキュムレー
タ92の作動圧を二次加圧開始の起動圧として利用するこ
とも可能である。 アキュムレータ92の作動圧は比較的緩やかに復帰す
るため、圧力（PY）で起動するように設定されたシーケ
ンスバルブ110の起動時点の変動が少なく、溶湯充填完
了後、常に予定された正しいタイミングで二次加圧を行
うことができる。 シーケンスバルブ110の起動は、Ｂ室の油圧を直接
導くことによって行われるため、Ｂ室内の圧力を圧力検
出器によって検出し、該検出信号に基づいてソレノイド
弁を起動させて二次加圧用油圧シリンダーを作動させる
場合に比して時間遅れが少なく、二次加圧タイミングを
正しく設定することができる。 アキュムレータ92に対する圧油供給弁の弁開度をあ
らかじめ調整しておくことによって、一旦低下した後の
アキュムレータ92の作動圧の復帰速度を調整，変化させ
ることが可能であり、該圧油供給弁の調整によって作動
圧（PY）を検出する時点が簡単に変化し、二次加圧タイ
ミングを容易に調整することができる。二次加圧用油圧シリンダー48に対する圧油供給速度
は、流量調整弁116の弁開度を調整することによって選
択，変更することができ、それ故鋳造品の材質，形状，
寸法等に適した速度で加圧棒50を前進させ、適正な二次
加圧を行うことができる。 本実施例では、復帰過程におけるアキュムレータ92
の作動圧（PY）を捉え、これをトリガー信号としてシー
ケンスバルブ110を起動させたが、溶湯充填完了時点（T
2）（下限作動圧（PA2））を基準とし、ディレータイマ
ー等によって一定時間後にシーケンスバルブ110を開成
させるようにしても良い。 次に、第７図に示した変形例に係る油圧制御系106Aに
ついて説明する。図中、第１図図示のものと同一機器類
には同一の符号を付している。 油圧制御系106Aでは、先の実施例におけるシーケンス
バルブ110,切換弁114,流量調節弁116の他に、油圧ポン
プ108と切換弁114の間のストップバルブ122および流量
調節弁116と二次加圧用油圧シリンダー48の間の減圧弁1
24を使用している。 油圧制御系106Aによれば、アキュムレータ92の吐出油
が射出用油圧シリンダー52に導入されると同時に切換弁
114が図示の状態から切換えられ、油圧ポンプ108からの
圧油はシーケンスバルブ110の入口ポートで待機状態と
なり、シーケンスバルブ110が開成されると、該待機状
態にある圧油が迅速に流量調節弁116,減圧弁124を経て
二次加圧用油圧シリンダー48に導かれる。 加圧棒50の前進速度は、流量調節弁116の調節によっ
てこれを適正値に選択，変更することができ、二次加圧
圧力は、減圧弁124の調節によってこれを適正値に選
択，変更することができる。
二次加圧圧力を作用させる方式の二次加圧鋳造装置に関
するものである。 〔従来技術〕 金型のキャビティ内に溶湯を高圧で鋳込む加圧ダイカ
スト法は、アルミニウム合金の鋳造技術において最も量
産に適する方法として広く採用，実施されている。この
ダイカスト法では、製品の厚肉部分に鋳巣が生じ易く、
結晶組織が粗大化し、外厚肉部分の強度低下を来たすと
いう傾向がある。 この問題を解決するために、金型のキャビティ内に加
圧充填された溶湯に付加的な加圧力（二次加圧圧力）を
作用させて凝固に到らしめる二次加圧鋳造方法が提案さ
れた（例、特公昭48−7570号公報，特公昭49−36093号
公報）。 〔解決しようとする課題〕 ダイカスト法では、加圧した射出スリーブ内の溶湯を
極端に狭い射出通路を通じて噴射状に金型のキャビティ
内に注入，凝固させるため、凝固完了までの時間が非常
に短いという特徴がある。それ故、二次加圧を行うため
の時間的余裕は少なく、加圧開始タイミングを捉えるの
が難しい。このタイミングを誤ると、加圧効果が得られ
ないだけでなく、凝固開始後に二次加圧を行なった場
合、被加圧部に割れが生じることがある。 従来にあっては、射出スリーブ内の溶湯を加圧する射
出ラムの位置を位置センサー等によって検出し、その検
出信号をトリガー信号として二次加圧タイミングを設定
する手法が種々提案されている。ところが、この手法で
は位置検出センサーの性能，射出ラムの速度の変化，溶
湯量の変化等による検出精度の変動が大きく、二次加圧
を高い信頼性の下で実施することができなかった。 〔課題を解決するための手段および作用効果〕 本発明は前記した難点を克服した二次加圧鋳造装置の
改良に係り、射出スリーブ内の溶湯を射出ラムによって
金型のキャビティ内に加圧充填し、溶湯充填完了後に加
圧棒を溶湯中に圧入させて溶湯中に二次加圧力を作用さ
せる金型鋳造装置において、前記射出ラムを駆動する射
出油圧シリンダーは、アキュムレータから並列関係の低
速用弁と高速用弁を介してのみ圧油の供給を受け、前記
金型のキャビティ内の溶湯に二次圧力を作用させる加圧
棒駆動手段は、前記アキュムレータ内の圧油圧力を検出
しまたは該圧油圧力の変化を検出して動作する二次加圧
力制御手段によって制御され、前記低速用弁は、前記ア
キュムレータから前記射出用油圧シリンダーへの圧油供
給初期にて開放され、前記高速用弁は該圧油供給初期に
は閉塞されているが前記アキュムレータから前記射出用
圧油シリンダーへの圧油供給中期に開放され、前記二次
加圧力制御手段は、前記アキュムレータから前記射出用
油圧シリンダーへの圧油排出による該アキュムレータ内
の圧油圧力の低下後に、初期設定圧力に復帰する過程で
の任意の油圧圧力または該油圧圧力の変化を検出するよ
うに構成されたことを特徴とするものである。 本発明は、前記したように構成されているので、前記
射出スリーブ内の溶湯を前記射出ラムによって前記金型
のキャビティ内に加圧充填するに当り、前記低速用弁を
当初開放させることによって、アキュムレータ内の圧油
を前記射出用油圧シリンダーに徐々に導入して、前記射
出ラムを低速で前進させ、次に閉塞状態の前記高速用弁
を開放させることをによって、前記アキュムレータ内の
圧油を急速に前記射出用油圧シリンダーに供給して、前
記射出ラムを高速で前進させ、かつ溶湯充填完了後に金
型のキャビティ内に加圧棒を前進させて溶湯に二次加圧
圧力を作用させることにより、鋳造品の鋳巣発生を防
ぎ、強度、品質を向上させることができる。 また本発明においては、前記射出用油圧シリンダーに
接続されたアキュムレータ内の圧油圧力は、前記射出ラ
ムを高速で前進させるべく前記アキュムレータ内の初期
圧油エネルギーを放出して一旦圧力低下を生じてから、
溶湯充填が完了して前記射出ラムの前進が停止した後
に、前記アキュムレータ内の圧油圧力が初期設定圧力に
復帰するが、該アキュムレータ内の圧油圧力は、前記射
出ピストンを押圧する圧油の圧力変化に比べて急激に変
化せず、緩やかな圧力変化であり、この現象を利用し
て、このアキュムレータの圧油圧力の変化を検出し、該
圧油圧力が所定の設定値に達した時、または該圧油圧力
の変化値が所定の設定値に達した時に、前記二次加圧用
加圧棒を動作させて、前記金型のキャビティ内の溶湯に
二次加圧圧力を作用させることができるので、二次加圧
を適正に実施することができ、高品質の鋳造製品を得る
ことができる。 さらに本発明では、前記アキュムレータから排出され
る圧油でもってのみ前記射出用油圧シリンダーへ圧油を
供給させるので、圧油源の圧油供給特性を安定させかつ
所要の特性に容易に適合でき、前記射出ラムの前進特性
を前記金型のキャビティ内への溶湯充填特性に容易にか
つ適正に合致させることができ、高品質の金型鋳造を能
率良く適正に遂行することができるとともに、部品点数
を削除して装置を小型化でき、かつコストダウンを図る
ことができる。 〔実施例〕 以下、本発明を二次加圧鋳造法に適用した具体的事例
について説明する。 第１図は、二次加圧圧力を作用させることが可能なダ
イカスト装置10を、その二次加圧用油圧制御系106と共
に示している。ダイカスト装置10の基台12上には、複数
本の連結棒18によって相互に連結されるとともに間隔を
於いて相対向する固定プラテン14,16が不動に立設され
ている。また、固定プラテン14,16の間に位置して、連
結棒18によって案内され、基台12上を摺動変位する可動
プラテン20が配設されている。 そして、固定金型22は固定プラテン16に固定され、可
動金型24は保持体26を介して可動プラテン20に固定され
ている。可動金型24を貫通してキャビティＡに鑑み、鋳
造完了後の製品を可動金型24から離脱させるために用い
られる一対の押出しピン32は、摺動相対変位自在に可動
金型24を貫通する一対のリターンピン30を有する押出し
板28に固定されており、該押出し板28は、そのピストン
ロッド35の先端が可動ブラテン20に固定されて該可動プ
ラテン20に対して相対的に動く押出し用油圧シリンダー
34の基板に連なる押し棒36によって、可動金型24に対し
て相対的に製品離脱方向へ動かされるようになってい
る。 また、固定プラテン14に可動プラテン駆動用油圧シリ
ンダー38が固定され、そのピストンに一端が固定され、
クロスメンバー41に他端が固定された押し棒40によって
可動プラテン20が動かされるようになっている。 さらに、固定プラテン16に支持棒90でもって射出用油
圧シリンダー52が固定され、その射出ピストン58に連な
る射出ラム88が、固定プラテン16を貫通して固定金型22
の通湯路に連通する射出スリーブ42に摺動変位自在に嵌
合しており、注油口44を通じて射出スリーブ42内に溶湯
を供給した後、射出ピストン58の作動で射出ラム88が前
進方向へ動くと、射出スリーブ42内の溶湯が通湯路を通
じてキャビティＡ内に押し込まれるようになっている。 一方、可動金型24には、一対の保持棒46を介して二次
加圧用油圧シリンダー48が支持されており、二次加圧用
油圧シリンダー48のピストンに連なる加圧棒50が押出し
板28および可動金型24を摺動変位自在に貫通してキャビ
ティＡ内に進入し得るように構成されている。 射出用油圧シリンダー52は、射出ピストン58が嵌挿さ
れた小径室54、および増圧ピストン62が嵌装された大径
室56を有している。増圧ピストン62は小径室54に嵌合す
るロッド68を一体に有しており、逆止弁72を収蔵する弁
室64および該弁室64に連通してロッド68を貫通する油路
70が形成されている（第２図）。逆止弁72は円錐面を有
する頭部74と軸部76とよりなる傘状部片であって（第３
図）、同じく弁室64に収蔵されたコイルばね80によって
射出ピストン58とは逆側（図２において右側）へ付勢さ
れている。弁室64の開口66は、該開口66の周辺部に逆止
弁72の頭部74が押し付けられたときに閉塞される。逆止
弁72の軸部76には頭部74に近いその外周面から先端部へ
抜ける油路78が形成されており、弁室64の開口66→油路
78→油路70なる圧油の流れが得られるようになってい
る。 射出用油圧シリンダー52の内室（小径室54,大径室5
6）の一部を、弁室64の開口66に臨むＢ室、ロッド68の
基部周囲であって増圧ピストン62とシリンダー壁とで画
成されるＣ室およびロッド68と射出ピストン58とが離れ
るときに生ずるＤ室として把握するのが以後の説明のた
め便利である。射出用油圧シリンダー52の壁部には、Ｃ
室に連通して逃し弁86が付され、Ｂ室内の圧力を検出す
る圧力センサー84の検出信号によって逃し弁86が開成さ
れるようになっている。 また、射出ピストン58と一体のロッド60の変位量を検
出する位置センサ82が所定位置に配設され、その位置信
号によって開成される高速用弁102がアキュムレータ92
とＢ室とを連通する油路96,98のうち油路96に介装され
るとともに、油路96と並列に設けた油路94に低速用弁10
0が介装されている。 二次加圧油圧シリンダー48の油圧制御系106は、射出
用油圧シリンダー52の作動圧を油路104を通じて取出
し、これを指針として動作する。すなわち、射出用油圧
シリンダー52の作動圧がシーケンスバルブ110に導かれ
ると、付勢ばね力を利用してその起動圧を調整すること
が可能な該シーケンスバルブ110が動作し、油圧ポンプ1
08から吐出された圧油が油路112,切換弁114,流量調節弁
116,加圧棒前進用油路118を通じて二次加圧用油圧シリ
ンダー48に導かれ、加圧棒50が動作してキャビティＡ内
に進入するように、油圧制御系106の主要部が構成され
ている。なお、切換弁114は、給油路98を通じて射出用
油圧シリンダー52のＢ室に圧油が供給されると同時に図
示の状態から切換えられる。 このような構成において、注湯口44を通じて射出スリ
ーブ42内に溶湯（例，アルミニウム合金）を注入した
後、射出用油圧シリンダー52の作動によって射出ラム88
を前進させると、射出スリーブ42内の溶湯がキャビティ
Ａ内に加圧充填される。そしてキャビティＡ内の充填が
完了した後、所定のタイミングで加圧棒50がキャビティ
Ａ内の溶湯中に押し込まれ、溶湯に対して二次加圧圧力
が印加される。 以下、射出用油圧シリンダー52および油圧制御系106
の動作について説明する。 射出開始前：射出開始前における射出用油圧シリン
ダー52の状態が第２図に示されている。低速用弁100,高
速用弁102はいずれも閉成されている。射出ピストン58,
増圧ピストン62は最後退位置にあり、増圧ピストン62内
の逆止弁72がコイルばね80で付勢されて弁室64の開口66
を閉塞している。 射出開始（低速射出）：低速用弁100を開成する
と、既に待機状態にあるアキュムレータ92の吐出油が油
路94,98を経てＢ室へ送られ、Ｂ室内の油圧が上昇して
逆止弁72がコイルばね80の付勢力に抗して動かされ、Ｂ
室→逆止弁72の軸部76に形成された油路78→増圧ピスト
ン62のロッド68に形成された油路70なる経路が導通状態
になり、射出ピストン58とロッド68の間に圧油（圧力P
11）が供給される。その頭頂面に作用する油圧（P11）
によって射出ピストン58が低速（次段階における高速前
進と対比した低速：第６図における曲線I1参照）で前進
し、射出ピストン58とロッド68の間にＤ室が形成される
（第４図）。この間、アキュムレータ92の吐出作動圧
は、そのエネルギー放出により初期設定圧PA1から漸次
低下する（第６図において曲線IA参照）。 高速射出：射出ピストン58が所定長だけ前進すると
（それ故，射出ラム88が所定長だけ前進すると）、射出
ピストン58と一体のロッド60との接触関係で位置センサ
82が動き、その検出信号によって高速用弁102が開成さ
れ、Ｂ室およびＤ室に対するアキュムレータ92の作動油
供給量が増し、Ｂ室およびＤ室内の圧力が急上昇（曲線
I2,圧力P12,時点T2）、射出ピストン58は高速で前進す
る。この間、アキュムレータ92の作動圧は曲線IAに比し
て大きな勾配で低下し（曲線IIA）、溶湯充填完了時点
（T2）における作動圧（PA2）を最低値として、その後
上昇を始める（作動圧の復帰開始）。 増圧段階：溶湯充填完了後、Ｂ室およびＤ室内の油
圧は急速に上昇するはずであるが、キャビティA,通油路
および射出スリーブ42内の溶湯が凝固収縮を始めて射出
ラム88および射出ピストン58がなおも前進する（前進は
僅少である）とともに、油圧上昇の遅れもあるため、当
初緩やかに上昇する（曲線I3,圧力P12）。Ｂ室内の圧力
（P12,D室内の圧力と等しい）がPXにまで上昇すると
（時点T3），該圧力（PX）が設定圧として圧力センサ84
によって検出され、その検出信号によって逃がし弁86が
開成される。 Ｃ室内の圧油は開成された逃がし弁86を通じて外部へ
放出され、増圧ピストン62が前進開始する。その結果、
Ｄ室内の圧力はＢ室内の圧力（アキュムレータ92の作動
圧と等しい）よりも大きくなり、逆止弁72が弁室64の開
口66に押し付けられて該開口66を閉塞し、Ｂ室とＤ室間
の連通が遮断された状態で増圧ピストン62が前進し（第
５図）、Ｄ室内の圧力は急速に上昇する（曲線I4,圧力P
13）。 時点T3以降のＤ室内の圧力（P13）の立上り速度はＢ
室内の圧力（P23）の立上り速度に比して十分大きく
（曲線I4,I5参照）、この間においても射出ピストン58,
増圧ビストン62は僅かに前進する。 Ｂ室内の圧力（P23）は時点（T4）で復帰過程にある
アキュムレータ92の作動圧と一致し、以後Ｂ室内の圧力
（P23）はアキュムレータ92の作動圧と等しく（曲線
I6）、アキュムレータ92の作動圧は時点（T5）で初期設
定圧（PA1）に復帰する。 アキュムレータ92の作動圧が圧力（PA1）から圧力（P
A2）まで低下した後、復帰することは前述したが、増圧
開始点（T3）以降アキュムレータ92の作動圧と等しいＢ
室内圧力（P23）の変化が安定する時点（T4）から時点
（T5）の間（曲線I6参照）における任意の圧力PY（予め
選択した圧力）をＢ室において検出することによって、
キャビティＡに対する溶湯充填完了後の速やかなる二次
加圧開始タイミングを知ることができる。 二次加圧開始:B室内の圧力（アキュムレータ92の作
動圧）は油路104によって油圧制御系106におけるシーケ
ンスバルブ110に導かれており、Ｂ室内の圧力が該定圧P
Y（ただし、PA2≦PY＜PA1）に達したとき、シーケンス
バルブ110が開成される。その結果、切換弁114が第１図
図示の状態から変位した状態でシーケンスバルブ110,油
路112,切換弁114,流量調製弁116加圧棒前進用油路118を
通じて二次加圧用油圧シリンダー48の高圧室に油圧ポン
プ108の吐出油が送られ、加圧棒50が前進してキャビテ
ィＡを充たす溶湯内に押込まれ、凝固が完了していない
該溶湯に二次加圧圧力が印加せしめられる。 二次加圧圧力は、キャビティＡ内の溶湯が凝固し終る
まで印加され、その後切換弁114の切換えによって加圧
棒後退用通路120を通じて二次加圧用油圧シリンダー48
に圧油が供給され、加圧棒50が後退せしめられる。 本実施例の特徴点を次に列挙する。 射出ピストン58を駆動するためのアキュムレータ92
の作動圧が、低速用弁100を開成した後に次第に低下
し、高速用弁102を開成した後により大きな速度で低下
を続け、溶湯充填が完了した時点（T2）で復帰開始する
現象を利用しており、アキュムレータ92の作動圧が復帰
開始する時点（T2）から復帰完了する時点（T5）までの
間で、特にＢ室内圧力（P23）とアキュムレータ92の作
動圧が一致する時点（T4）から時点（T5）までの間にお
けるアキュムレータ92の作動圧（PY:B室内で検出でき
る）を捉えることにより変動の少ない高精度のタイミン
グでシーケンスバルブ110を開成され二次加圧を開始す
ることができる。 溶湯充填完了時点（T2）からＢ室内圧力（P23）と
アキュムレータ92の作動圧が一致する時点（T4）までの
間におけるアキュムレータ92の作動圧をＢ室ではなくア
キュムレータ92で検出するならば、時点（T4）から時点
（T5）までの間におけるアキュムレータ92の作動圧
（PY）を検出する場合に比して溶湯充填完了後、より早
いタイミングで二次加圧開始の起動点を捉えることがで
きる。それ故、溶湯圧変化を直接捉え得るＢ室内にてア
キュムレータ92作動圧変化を捉えることはできないもの
の、時点（T2）から時点（T4）に到る間のアキュムレー
タ92の作動圧を二次加圧開始の起動圧として利用するこ
とも可能である。 アキュムレータ92の作動圧は比較的緩やかに復帰す
るため、圧力（PY）で起動するように設定されたシーケ
ンスバルブ110の起動時点の変動が少なく、溶湯充填完
了後、常に予定された正しいタイミングで二次加圧を行
うことができる。 シーケンスバルブ110の起動は、Ｂ室の油圧を直接
導くことによって行われるため、Ｂ室内の圧力を圧力検
出器によって検出し、該検出信号に基づいてソレノイド
弁を起動させて二次加圧用油圧シリンダーを作動させる
場合に比して時間遅れが少なく、二次加圧タイミングを
正しく設定することができる。 アキュムレータ92に対する圧油供給弁の弁開度をあ
らかじめ調整しておくことによって、一旦低下した後の
アキュムレータ92の作動圧の復帰速度を調整，変化させ
ることが可能であり、該圧油供給弁の調整によって作動
圧（PY）を検出する時点が簡単に変化し、二次加圧タイ
ミングを容易に調整することができる。二次加圧用油圧シリンダー48に対する圧油供給速度
は、流量調整弁116の弁開度を調整することによって選
択，変更することができ、それ故鋳造品の材質，形状，
寸法等に適した速度で加圧棒50を前進させ、適正な二次
加圧を行うことができる。 本実施例では、復帰過程におけるアキュムレータ92
の作動圧（PY）を捉え、これをトリガー信号としてシー
ケンスバルブ110を起動させたが、溶湯充填完了時点（T
2）（下限作動圧（PA2））を基準とし、ディレータイマ
ー等によって一定時間後にシーケンスバルブ110を開成
させるようにしても良い。 次に、第７図に示した変形例に係る油圧制御系106Aに
ついて説明する。図中、第１図図示のものと同一機器類
には同一の符号を付している。 油圧制御系106Aでは、先の実施例におけるシーケンス
バルブ110,切換弁114,流量調節弁116の他に、油圧ポン
プ108と切換弁114の間のストップバルブ122および流量
調節弁116と二次加圧用油圧シリンダー48の間の減圧弁1
24を使用している。 油圧制御系106Aによれば、アキュムレータ92の吐出油
が射出用油圧シリンダー52に導入されると同時に切換弁
114が図示の状態から切換えられ、油圧ポンプ108からの
圧油はシーケンスバルブ110の入口ポートで待機状態と
なり、シーケンスバルブ110が開成されると、該待機状
態にある圧油が迅速に流量調節弁116,減圧弁124を経て
二次加圧用油圧シリンダー48に導かれる。 加圧棒50の前進速度は、流量調節弁116の調節によっ
てこれを適正値に選択，変更することができ、二次加圧
圧力は、減圧弁124の調節によってこれを適正値に選
択，変更することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る二次加圧鋳造装置の一実施例を示
す一部欠截概略図、第２図はその作動油圧回路を含む要
部拡大説明図、第３図は第２図に示された逆止弁の斜視
図、第４図、第５図はそれぞれ前記二次加圧鋳造装置の
動作態様を示す第２図と同様な図、第６図は前記二次加
圧鋳造装置における射出用油圧シリンダー内の油圧変化
およびアキユムレータの作動圧変化を示すグラフ、第７
図は前記二次加圧鋳造装置の油圧制御系を一部変更した
油圧制御系を示す図である。 10……ダイカスト装置、12……基台、14,16……固定プ
ラテン、18……連結棒、20……可動プラテン、22……固
定金型、24……可動金型、26……保持体、28……押出し
板、30……リターンピン、32……押出しピン、34……押
出し用油圧シリンダー、36……押し棒、38……可動プラ
テン駆動用油圧シリンダー、40……押し棒、42……射出
スリーブ、44……注湯口、46……保持棒、48……二次加
圧用油圧シリンダー、50……加圧棒、52……射出用油圧
シリンダー、54……小径部、56……大径部、58……射出
ピストン、60……ロッド、62……増圧ピストン、64……
弁室、66……開口、68……ロッド、70……油路、72……
逆止弁、74……頭部、76……軸部、78……油路、80……
コイルばね、82……位置センサ、84……圧力センサ、86
……逃がし弁、88……射出ラム、90……支持棒、92……
アキュムレータ、94,96,98……油路、100……低速用
弁、102……高速用弁、104……油路、106……油圧制御
径、108……油圧ポンプ、110……シーケンスバルブ、11
2……油路、114……切換弁、116……流量調節弁、118…
…加圧棒前進用油路、120……加圧棒後退用通路、122…
…ストップバルブ、124……減圧弁。
す一部欠截概略図、第２図はその作動油圧回路を含む要
部拡大説明図、第３図は第２図に示された逆止弁の斜視
図、第４図、第５図はそれぞれ前記二次加圧鋳造装置の
動作態様を示す第２図と同様な図、第６図は前記二次加
圧鋳造装置における射出用油圧シリンダー内の油圧変化
およびアキユムレータの作動圧変化を示すグラフ、第７
図は前記二次加圧鋳造装置の油圧制御系を一部変更した
油圧制御系を示す図である。 10……ダイカスト装置、12……基台、14,16……固定プ
ラテン、18……連結棒、20……可動プラテン、22……固
定金型、24……可動金型、26……保持体、28……押出し
板、30……リターンピン、32……押出しピン、34……押
出し用油圧シリンダー、36……押し棒、38……可動プラ
テン駆動用油圧シリンダー、40……押し棒、42……射出
スリーブ、44……注湯口、46……保持棒、48……二次加
圧用油圧シリンダー、50……加圧棒、52……射出用油圧
シリンダー、54……小径部、56……大径部、58……射出
ピストン、60……ロッド、62……増圧ピストン、64……
弁室、66……開口、68……ロッド、70……油路、72……
逆止弁、74……頭部、76……軸部、78……油路、80……
コイルばね、82……位置センサ、84……圧力センサ、86
……逃がし弁、88……射出ラム、90……支持棒、92……
アキュムレータ、94,96,98……油路、100……低速用
弁、102……高速用弁、104……油路、106……油圧制御
径、108……油圧ポンプ、110……シーケンスバルブ、11
2……油路、114……切換弁、116……流量調節弁、118…
…加圧棒前進用油路、120……加圧棒後退用通路、122…
…ストップバルブ、124……減圧弁。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 藤戸 麦郷
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式
会社本田技術研究所内
(72)発明者 菊地 幸輔
埼玉県和光市本町22番30号 株式会社帝
産インダストリーズ内
(56)参考文献 特開 平１−40158（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−183954（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．射出スリーブ内の溶湯を射出ラムによって金型のキ
ャビティ内に加圧充填し、溶湯充填完了後に加圧棒を溶
湯中に圧入させて溶湯中に二次加圧力を作用させる金型
鋳造装置において、 前記射出ラムを駆動する射出油圧シリンダーは、アキュ
ムレータから並列関係の低速用弁と高速用弁を介しての
み圧油の供給を受け、前記金型のキャビティ内の溶湯に
二次圧力を作用させる加圧棒駆動手段は、前記アキュム
レータ内の圧油圧力を検出しまたは該圧油圧力の変化を
検出して動作する二次加圧力制御手段によって制御さ
れ、 前記低速用弁は、前記アキュムレータから前記射出用油
圧シリンダーへの圧油供給初期にて開放され、前記高速
用弁は該圧油供給初期には閉塞されているが前記アキュ
ムレータから前記射出用圧油シリンダーへの圧油供給中
期に開放され、 前記二次加圧力制御手段は、前記アキュムレータから前
記射出用油圧シリンダーへの圧油排出による該アキュム
レータ内の圧油圧力の低下後に、初期設定圧力に復帰す
る過程での任意の油圧圧力または該油圧圧力の変化を検
出するように構成されたことを特徴とする二次加圧鋳造
装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62196493A JP2706671B2 (ja) | 1987-08-07 | 1987-08-07 | 二次加圧鋳造装置 |
| EP88305295A EP0295831B1 (en) | 1987-06-13 | 1988-06-10 | Hydraulic control method for implements |
| US07/205,252 US4884621A (en) | 1987-06-13 | 1988-06-10 | Hydraulic control method for implements |
| DE8888305295T DE3879285T2 (de) | 1987-06-13 | 1988-06-10 | Hydraulisches kontrollverfahren fuer werkzeuge. |
| CA000569330A CA1292171C (en) | 1987-06-13 | 1988-06-13 | Hydraulic control method for implements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62196493A JP2706671B2 (ja) | 1987-08-07 | 1987-08-07 | 二次加圧鋳造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6440157A JPS6440157A (en) | 1989-02-10 |
| JP2706671B2 true JP2706671B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=16358689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62196493A Expired - Lifetime JP2706671B2 (ja) | 1987-06-13 | 1987-08-07 | 二次加圧鋳造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2706671B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103629172B (zh) * | 2012-08-27 | 2018-04-13 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于液压控制的浇注单元的液压控制线路 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114295000B (zh) * | 2021-11-24 | 2023-12-15 | 北京航天发射技术研究所 | 一种可快速回收的高可靠性支撑液压***及支撑方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2794016B2 (ja) * | 1987-06-13 | 1998-09-03 | 本田技研工業株式会社 | 金型鋳造の二次加圧鋳造方法 |
-
1987
- 1987-08-07 JP JP62196493A patent/JP2706671B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| CN103629172B (zh) * | 2012-08-27 | 2018-04-13 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于液压控制的浇注单元的液压控制线路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6440157A (en) | 1989-02-10 |
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