JP2916946B2 - 加圧鋳造における加圧ピン制御方法およびその装置 - Google Patents

加圧鋳造における加圧ピン制御方法およびその装置

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はダイカストマシン等の加圧鋳造装置に係り、
金型内に充填された溶湯に加圧ピンを押込み、スクイズ
効果を与える金型加圧ピンの制御方法及びその装置に関
する。
[従来の技術] 従来からダイカスト鋳造において行なわれていた加圧
ピンの制御は第6図に示すように射出スリーブ110内に
定量供給された溶湯102を射出シリンダ111に作用する圧
油により射出プランジャ112を前進させ(図中左行す
る)、金型101内に形成されたキャビティ106内に溶湯10
2を充填した後、キャビティ106内に充填された溶湯102
の冷却凝固進行中に加圧ピンシリンダ113により加圧ピ
ン100をキャビティ106内に溶湯102に押込み、組織を均
一化させるようになっている。
この加圧ピン100の制御方法としては、射出圧力セン
サ103によって溶湯102の充填完了に伴う射出シリンダ11
1の射出圧力を検出して、同検出信号により制御盤104内
のタイマをスタートさせ予め設定した時間Tのタイムア
ップで加圧ピン100の駆動を制御するソレノイドバルブ1
05を励磁させ、油圧源114から圧油を加圧ピンシリンダ1
13に作用させ凝固しつつある溶湯内に押し込むようにし
ている。
[発明が解決しようとする課題] このようなダイカストマシンにおいて、加圧ピン100
に特に要求される機能は、その溶湯102の凝固速度が極
めて早いことから加圧ピン100によるスクイズのタイミ
ングを最適時間とし、スクイズ効果を有効にすることで
ある。
すなわち、スクイズをかけるタイミングが早すぎても
遅すぎても有効なスクイズ効果は得られない。また凝固
時間が短いためにそのタイミンの許容範囲も極めて狭
い。
ところで従来技術による加圧ピン100を発進させるタ
イミングの設定は、ダイカストマシンの射出圧力センサ
103からの信号によるタイマ制御によってのみ行なわれ
ており、ダイカストマシンにおける金型101のキャビテ
ィ106内の溶湯102の凝固の進行状態は金型101の温度変
化の為に射出毎に変化しているにもかかわらずタイマの
設定時間Tは凝固の進行状態が一定であることを前提と
している為、加圧ピン100の押込み深さは一定にはなら
ない。
即ち凝固が速く進行していれば加圧ピン100は所定の
深さまで押込まれず途中で停止してしまい、又凝固が進
行していなければ加圧ピン100は所定の深さ以上に押込
まれるが、凝固が進行していない時点で加圧ピン100を
押込んでも塑性流動とはならず、加圧ピン100の押込み
によるスクイズ効果は得られない。
又加圧ピン100のストロークと加圧ピン100を発進させ
るタイミングの設定値との関係は複雑であり、設定は試
行錯誤によらなければならず、非常に時間がかかる。特
に、金型毎、鋳造条件毎にタイミングの設定を考える必
要があり、設定に非常に労力を要する。
本発明は上記した従来技術の課題を解決するためにな
されたもので、その目的とすることろは、先づ最初に加
圧ピン100を微速で溶湯102内に押込み、溶湯102の凝固
進行状態を検出し、溶湯102の凝固進行状態がスクイズ
効果が得られる凝固状態になったならば、加圧ピン100
を最適タイミングにて溶湯102に押込みスクイズ効果を
得るようにした加圧ピン100の制御方法およびその装置
を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 前述の目的を達成するために、本発明にあっては、加
圧鋳造における凝固進行中の鋳造製品に加圧ピンを押込
む加圧ピン制御装置において、 金型のキャビティに前記金型外側より貫通する加圧ピ
ンと、 前記加圧ピンを前後進する加圧ピンシリンダと、 前記加圧ピンシリンダに作用する圧油の量を制御する
電磁流量調整弁と、 前記電磁流量調整弁を介して前記加圧ピンシリンダと
油圧源の間に有り前記加圧ピンの作動方向を切換える電
磁切換弁と、 前記加圧ピンシリンダの押圧力を検出する押圧力検出
装置と、 予め加圧ピン押込み圧力値を設定する加圧力設定器
と、 前記加圧力設定器に設定した加圧ピン押込み圧力値と
前記押圧力検出装置の出力値とを比較して、両値が一致
したとき前記電磁流量調整弁を制御する信号を発する比
較手段と、 タイムアウト信号を発することにより前記電磁流量調
整弁と前記電磁切換弁を制御するタイマと、 射出シリンダの射出圧力を検出する射出圧力検出装置
と、 予め前記射出シリンダの射出圧力値を設定する射出圧
力設定器と、 前記射出圧力設定器に設定した射出圧力値と前記射出
圧力検出装置の出力値とを比較して、両値が一致したと
き前記タイマを作動開始させる信号を発する比較手段と
を具備してなる加圧鋳造における加圧ピン制御装置を用
い、 前記加圧ピンを前記鋳造製品に先づ微速で押込み、鋳
造製品の凝固状態を検出するとともに、その押込み力を
計測し、予め設定した押込み力と比較して前記予め設定
した押込み力に達した時、前記加圧ピンを高速前進させ
るようにしたことを特徴とする加圧ピン制御方法を用い
る。
[作用] 溶湯のキャビティ内への充填が完了したら、先づ、加
圧ピンを微速度でキャビティ内の鋳造製品に押込むこと
によりスクイズ効果が得られる凝固状態になったか否か
を判断し、予め設定したスクイズ効果が得られる凝固状
態に適した押圧力となったとき、加圧ピンを高速度で鋳
造製品に押込み、スクイズ効果を得るようにしている。
[実施例] 本発明の第1の実施例を第1図に基き説明する。
1は可動型5と固定型6から成る金型で、両型5およ
び6が当接したとき、キャビティ2を形成するようにな
っている。
固定型6には射出スリーブ3が取付けてあり、その先
端の開口部はゲート7を介してキャビティ2と連通して
いる。
射出スリーブ3には射出スリーブ3と同軸に配設され
た射出シリンダ9に結合された射出プランジャ8が進退
可能に挿着されており、射出スリーブ3内に供給される
溶湯を射出プランジャ8により、キャビティ2内へ注入
するようになっている。
射出シリンダ9には射出圧力を検出する射出圧力検出
装置10が設けてある。金型1には金型キャビティ2に充
填され凝固進行中の溶湯(以下鋳造製品という)にスク
イズ効果を与えるための押圧ピン装置が設けてあり、金
型1の外部からキャビティ2内へ突出する加圧ピン11
と、それに続くピストンロッド14、及び加圧ピン11を進
退させる加圧ピンシリンダ12から構成されている。
加圧ピンシリンダ12は電磁切換弁28により、その作動
方向が切換可能であり、電磁流量調整弁27により加圧速
度を、調整するとともに、押圧力検出装置13により、そ
の押圧力を検出するようになっている。
射出圧力検出装置10は比較器30に結線されていて、射
出圧力検出装置10が検出した値と予め射出圧力設定器31
に設定した射出圧力P1を比較器30が比較し、両値が一致
したとき信号aが発信されタイマ32を作動させる。タイ
マ32にはキャビティ2内へ充填された溶湯が定圧力P1
達した後、加圧ピン11が押込まれるまでの最適な時間T
が設定してあり、設定時間Tがタイムアウトすると、タ
イムアウト信号bが電磁切換弁28および電磁流量調整弁
27に作用し、電磁切換弁28は右位置となり、油圧源から
の圧油が電磁流量調整弁27を介して加圧ピンシリンダ12
へ作用する。
電磁流量調整弁27はタイマ32からのタイムアウト信号
bにより、予め定められた速度設定器36に設定した加圧
速度で加圧ピン11が微速V1でキャビティ2内の鋳造製品
へ押込まれる圧油量を流すだけ開くよう設定されてい
る。
また、押圧検出装置13は比較器34に結線されていて、
押圧検出装置13が検出した値と、予め加圧力設定器35に
設定した加圧ピン押圧力Psとを比較器34が比較し、両値
が一致したとき信号cが発信され、速度設定器36を介し
て電磁流量調整弁27に作用し、電磁流量調整弁27を信号
cに見合った分だけ開き、加圧ピンシリンダ12の移動速
度、即ち加圧ピン11の速度設定器36に設定した押込速度
V2とするようになっている。
以上のように構成されており、次に第2図のフローチ
ャートにより作用、動作について説明すると、第1ステ
ップは射出圧力設定器31に設定圧力P1、加圧力設定器に
設定圧力Psおよびタイマ32に加圧ピン11がキャビティ2
内の鋳造製品に押込みを開始する最適時間Tを設定す
る。次いで、第2ステップでは射出サイクルのスタート
をする。
第3ステップでは油圧源から射出シリンダ9へ作用す
る圧油により、射出圧力は次第に上昇して行き、射出圧
力検出装置10が第3図(a)のグラフに示すような射出
圧力を検出し、この検出値が予め定めた射出圧力設定器
31の設定値P1になるまで比較器30が監視し続け、両値が
一致した時、比較器30は信号aを発信する。即ち第3ス
テップの比較判定はYesとなって信号aにより第4ステ
ップのタイマ32が作動開始をする。
第5ステップではタイマ32が予め定められた加圧ピン
11の押込最適時間Tとなるまで時間をカウントしつづ
け、予め定められた時間Tに達すると、即ち、第5ステ
ップの判定の結果Yesとなると、信号bが発信され、第
6ステップ,第7ステップにあるように電磁切換弁28の
ソレノイドが励磁されるとともに、電磁流量調整弁27を
加圧ピン11がキャビティ2内の鋳造製品の凝固進行状態
を検出するための微速度V1で移動するための開き度と
し、第3図(b)に示すように加圧ピン11を微速度V1
凝固しつつあるキャビティ2内の鋳造製品に押込む。第
8ステップでは比較器34が予め加圧力設定器35に設定し
たキャビティ2内の鋳造製品がスクイズ効果を得るに適
した凝固状態である加圧ピン押圧力Psと押圧力検出装置
13が検出する第3図(c)に示すグラフのような圧力値
とを比較し、両値が一致したならば、即ち、第8ステッ
プの判定でYesとなったならば比較器34から信号cが発
信され、第9ステップに示すように加圧ピン11がスクイ
ズ効果を与える高速度V2で移動するよう、速度設定器36
に設定した速度V2で電磁流量調整弁27が作動する。
従って、加圧ピン速度は第3図(b)のように最初は
キャビティ2内の鋳造製品の凝固進行状況を検査するた
め、微速度V1で移動し、スクイズ効果が得られる凝固状
態、即ち予め定め加圧ピン押圧力Psとなったならば、高
速度V2で加圧ピン11を移動させるようになっている。そ
して第10ステップで、電磁切換弁28のソレノイドが無励
磁となり加圧ピン11は後退する。
次に第4図により、本発明の第2の実施例を説明す
る。
説明に当たり、前記実施例と同一材料は同一番号を付
し、前記実施例と変わった部分についてのみ新たに番号
を付し、説明をする。
本実施例は第1図の実施例の電磁流量調整弁27に変え
て、手動流量調整弁40とノーリークタイプの方向切換弁
41を並列に配置した構成であり、射出サイクルに当た
り、予め、手動流量調整弁40をキャビティ2内の充填材
料の凝固進行状況を知るための微速度V1となるよう設定
しておき、次いで、射出シリンダ9によりキャビティ2
内へ溶湯を充填する。
射出シリンダ9の射出圧力が射出圧力設定器31に設定
した設定圧力P1に達すると、比較器30が信号aを発信
し、タイマ32を作動させ、タイマ32のカウントアウト信
号bにより電磁切換弁28を励させ、同切換弁28を右位置
とし、油圧源33からの圧油を手動流量調整弁40を介して
加圧ピンシリンダ12へ作用させると、加圧ピンシリンダ
12は手動流量調整弁40により微速度V1で移動する。
その後、加圧ピンシリンダ12はなお前進し、押圧力検
出装置13が、予め加圧力設定器35に設定した加圧ピン押
圧力Psになると、比較器34が信号cを発信し、方向切換
弁41が励磁され、図中左位置となって、今迄手動流量調
整弁40の細く開かれた流路に流れていた圧油は、大容量
の圧油が流れることの出来る方向切換弁41を介して加圧
ピンシリンダ12へ作用するので加圧ピン11は高速で移動
することになり、キャビティ2内の鋳造製品にスクイズ
効果を与える。
また、第5図により、更に第3の実施例を説明する。
説明に当たり、前記第1の実施例と同一部材は同一番
号を付し、前記第1の実施例と変わった部分についての
み新たに番号を付し、説明をする。
本実施例は第1の実施例の加圧ピン11とピストンロッ
ド14との間に加圧ピン11を振動させる為の超音波振動器
15を取付け、高周波電源16で駆動するようにした構成で
あり、射出シリンダ9の射出圧力が射出圧力設定器31に
設定した設定圧力P1に達すると、比較器30が信号aを発
信し、タイマ32を作動させ、タイマ32のカウントアウト
信号bにより高周波電源16を起動し、超音波振動器15を
駆動させ、超音波振動を加圧ピン11に付与する。
超音波振動を加圧ピン11に付与することにより、加圧
ピン11からキャビティ2に至る押込み穴の壁面の摩擦力
を減じ、有効に加圧ピン11を押込むことが可能となる。
なお、超音波振動器15は例えば圧電セラミックス等の圧
電素子を使用することができる。
またこれと同時に電磁切換弁28を励磁させ、同切換弁
28を右位置とし油圧源33からの圧油を電磁流量調整弁27
を介して加圧ピンシリンダ12へ作用させると、加圧ピン
シリンダ12は電磁流量調整弁27により微速度V1で移動す
る。
その後、加圧ピンシリンダ12はなお前進し、押圧力検
出装置13が、予め加圧力設定器35に設定した加圧ピン押
圧力Psになると、比較器34が信号cを発信し、加圧ピン
11がスクイズ効果を与える高速度V2で移動するよう、電
磁流量調整弁27が作動し、大容量の圧油が加圧ピンシリ
ンダ12へ作用するので、加圧ピン11は高速で移動するこ
とになり、キャビティ2内の鋳造製品にスクイズ効果を
与える。
その後射出サイクルが終了すると電磁切換弁28のソレ
ノイドが無励磁となり加圧ピンは後退し、超音波振動器
15の駆動も停止する。
[発明の効果] 本発明は以上の構成および作用を有するもので、溶湯
の凝固進行状態を加圧ピンを試圧して、最適の凝固進行
状態を検出し、その最適の加圧ピン押込みのタイミング
に加圧ピンを押込むようにしたので、スクイズ効果を有
効にするとともに鋳造品質を安定させることができる。
また金型毎、鋳造条件毎等の変化に対しても任意の管
理下のもとでスクイズ効果を迅速に発揮させることがで
きる。
さらに、加圧検出装置により加圧ピンの圧力を検出し
ていることから、鋳造品質と検出値との比較評価が容易
となり、より一層スクイズ効果の安定化を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例に係る装置構成を示す制
御ブロック図、第2図は本発明の装置の動作順序を示す
フローチャート、第3図は本発明の装置の動作説明図で
(a)は時間と射出圧力の関係を示すグラフ、(b)は
加圧ピン速度と時間の関係を示すグラフ、(c)は加圧
ピン圧力と時間の関係を示すグラフ、第4図は本発明の
第2の実施例に係る装置構成を示す制御ブロック図、第
5図は本発明の第3図の実施例に係る装置構成を示す制
御ブロック図、第6図は従来の装置構成を示す制御ブロ
ック図である。 1……金型、2……キャビティ、10……射出圧力検出装
置、11……加圧ピン、12……加圧ピンシリンダ、13……
押圧力検出装置、27……電磁流量調整弁、28……電磁切
換弁、40……手動流量調整弁、41……方向切換弁。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加圧鋳造における凝固進行中の鋳造製品に
    加圧ピンを押込む加圧鋳造方法において、 前記加圧ピンを先ず前記鋳造製品に微速で押込み、前記
    押込み力を計測し、前記計測値と予め設定したスクイズ
    効果に適した押込み力とを比較して前記計測値が前記予
    め設定した押込み力に達した時、前記加圧ピンを高速前
    進させるようにしたことを特徴とする加圧鋳造における
    加圧ピン制御方法。
  2. 【請求項2】加圧鋳造における凝固進行中の鋳造製品に
    加圧ピンを押込む加圧ピン制御装置において、 金型のキャビティに前記金型外側より貫通する加圧ピン
    と、 前記加圧ピンを前後進する加圧ピンシリンダと、 前記加圧ピンシリンダに作用する圧油の量を制御する電
    磁流量調整弁と、 前記電磁流量調整弁を介して前記加圧ピンシリンダと油
    圧源の間に有り前記加圧ピンの作動方向を切換える電磁
    切換弁と、 前記加圧ピンシリンダの押圧力を検出する押圧力検出装
    置と、 予め加圧ピン押込み圧力値を設定する加圧力設定器と、 前記加圧力設定器に設定した加圧ピン押込み圧力値と前
    記押圧力検出装置の出力値とを比較して、両値が一致し
    たとき前記電磁流量調整弁を制御する信号を発する比較
    手段と、 タイムアウト信号を発することにより前記電磁流量調整
    弁と前記電磁切換弁を制御するタイマと、 射出シリンダの射出圧力を検出する射出圧力検出装置
    と、 予め前記射出シリンダの射出圧力値を設定する射出圧力
    設定器と、 前記射出圧力設定器に設定した射出圧力値と前記射出圧
    力検出装置の出力値とを比較して、両値が一致したとき
    前記タイマを作動開始させる信号を発する比較手段と、 を具備してなる加圧鋳造における加圧ピン制御装置。
  3. 【請求項3】電磁流量調整弁に代えて手動流量調整弁と
    方向切換弁を並列に設けたことを特徴とする請求項2記
    載の加圧鋳造における加圧ピン制御装置。
  4. 【請求項4】加圧ピンの後端部に超音波振動手段を設け
    たことを特徴とする請求項2記載の加圧鋳造における加
    圧ピン制御装置。
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