JP3847524B2 - ダイカスト装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対のダイカスト金型により画成されたキャビティ内に溶湯を射出してダイカスト製品を得るためのダイカスト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一対のダイカスト金型により画成されたキャビティ内に溶湯を射出してダイカスト製品を得る装置として、図５に示されるようなダイカスト装置９０が知られている。このダイカスト装置９０は一対のダイカスト金型１１，１１により画成されたキャビティ１２内に溶湯１３を射出するためのスリーブ１４を備えており、このスリーブ１４内には溶湯注入口１６からスリーブ１４内に供給された溶湯１３を前方へ押し出すための射出プランジャ１５が摺動自在に設けられている。
【０００３】
また、ダイカスト装置９０は射出シリンダ１７を備えており、この射出シリンダ１７内には、射出プランジャ１５にピストンロッド１８を介して連結されたピストン１９が摺動自在に収容されている。また、ダイカスト装置９０は射出シリンダ１７の後段に増圧シリンダ１７Ａを備えており、この増圧シリンダ１７Ａ内には、キャビティ１２内に充填された溶湯１３を加圧するためのピストン２０が摺動自在に収容されている。
【０００４】
このようなダイカスト装置９０で溶湯１３をキャビティ１２内に射出してダイカスト製品を得る場合は、先ず、射出シリンダ１７のヘッド側油室１９Ａに作動油を供給し、射出シリンダ１７のピストン１９および射出プランジャ１５を前進させて溶湯１３をスリーブ１４内からキャビティ１２に向けて射出する。このとき、溶湯１３は、図６に示されるように、始めは低速ＶＬで射出されるが、スリーブ１４内から射出された溶湯１３がキャビティ１２のゲート部２１に到達した後は高速ＶＨで射出される。
【０００５】
このようにしてスリーブ１４内から射出された溶湯１３がキャビティ１２内に充填され、射出プランジャ１５が充填完了位置まで前進すると、増圧シリンダ１７Ａのヘッド側油室２０Ａに高圧の作動油が供給される。これにより増圧シリンダ１７Ａのピストン２０が前進動作し、このピストン２０によってキャビティ１２内の溶湯１３が凝固状態になるまで加圧及び冷却される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のダイカスト装置では、スリーブ１４内の溶湯１３を始めは低速で射出し、溶湯１３がキャビティ１２のゲート部２１に達した後は溶湯の温度低下を避けるために溶湯１３を高速で射出してダイカスト製品を得ている。溶湯が溶融溶湯である場合には所望のダイカスト製品を得ることは可能であるが、溶湯が半凝固溶湯あるいはチクソ状態溶湯である場合には次のような問題が生じる。すなわち、従来のダイカスト装置では、溶湯が半凝固溶湯あるいはチクソ状態溶湯である場合には溶湯１３をキャビティ１２内に充填する際に大きな抵抗力が生じ、この抵抗力によって射出プランジャ１５を所定の速度で前進させることが困難となる。このため、ゲート部２１に達した溶湯１３をキャビティ１２内に充填するまでに時間がかかり、ダイカスト製品の品質を低下させる惧れがあった。なお、このような問題を解消するために、射出シリンダ１８の径を大きくしようとすると、射出装置側での必要な作動油量が従来のマシンに比して多くなる。例えば、射出圧力をほとんど必要としない低速射出のストローク領域でも、射出シリンダの径が大きくなった分だけ従来径のものに比べ油を多く供給しなければならない。さらに、射出シリンダの昇速特性、減速特性、昇圧特性が悪化し、高品質のダイカスト製品を得ることが困難となるばかりでなく、コスト面からも関連部品の大形化し、射出シリンダの大径化と射出プランジャの径も大きくなり、また周辺機器としての各種バルブの容量も大容量のものが必要となり、コストアップをもたらす。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、その目的は、溶湯がゲート部２１（図５参照）近傍にさしかかった段階でゲートの形状や溶湯の状態に起因して射出抵抗が増大し、これに対して十分な射出力を引き続き与えることが必要な場合にはいつでも増圧シリンダのピストンを起動させ得るようにするものであって、特に溶湯が半凝固あるいはチクソ状態である場合にも高品質のダイカスト製品を得ることのできるダイカスト装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するための本発明に係るダイカスト装置は、一対のダイカスト金型により画成されたキャビティ内に溶湯を射出するためのスリーブ、このスリーブ内に摺動自在に設けられた射出プランジャ、この射出プランジャにピストンロッドを介して連結された射出用ピストンを有する射出シリンダ、同射出シリンダのヘッド側油室へ作動油を供給する第１のアキュムレータおよび、前記射出用ピストンの反ロッド側にて前記射出シリンダに取付けられ、同射出シリンダ径より大きな径を有する増圧シリンダを備え、同増圧シリンダのピストンロッド端部は前記射出シリンダのヘッド側油室に臨むよう配置されてなるダイカスト装置において、
前記第１のアキュムレータと射出シリンダのヘッド側油室との間に設けられ前記第１のアキュムレータからの作動油を導くパイロットチェック弁と、
前記射出シリンダのロッド側油室と前記増圧シリンダのロッド側油室とが常時同圧となるように前記両ロッド側油室を連通する連通管路と、
同連通管路とタンクへの戻り管路との間に接続され射出動作中の射出プランジャの射出速度を制御する単一の流量制御弁と、を備え、
前記増圧シリンダのピストンストローク長さは、前記キャビティへの溶湯充填完了に相当するプランジャ位置よりも手前の増圧開始に相当する位置から充填完了に相当する位置までのプランジャストローク量を有し、
前記増圧シリンダのヘッド側油室に作動油を供給する第２のアキュムレータを備え、
この第２のアキュムレータから前記増圧シリンダのヘッド側油室への圧油の供給を制御する切換弁を設けるとともに、
溶湯がキャビティのゲート部に到達することで予め定められたストローク位置に射出プランジャが達したときに前記切換弁を作動せしめて前記第２のアキュムレータから前記増圧シリンダのヘッド側油室に作動油を供給することを特徴とする。
【０００９】
その場合、前記増圧シリンダのヘッド側油室への圧油の供給を制御する切換弁を設けて構成することができる。
またその場合、前記射出プランジャの射出動作中、射出抵抗が所定値を超えたとき前記切換弁を作動せしめて前記増圧シリンダのピストンを起動せしめるようにすることができる。
さらに、その場合、前記射出プランジャの射出動作中、予め定められたストローク位置に射出プランジャが達したとき前記切換弁を作動せしめるようにすることができる。
またその場合、前記単一の流量制御弁は、第１のパイロットサーボ弁と同パイロットサーボ弁から与えられるパイロット圧油信号によってスプール位置が制御される単一の流量制御弁とから構成することができる。
その場合、前記射出プランジャの射出動作中、射出抵抗が所定値を超えたことを検知する手段として、前記射出シリンダのロッド側油室とヘッド側油室の圧力を検出する圧力センサを設け、同圧力センサの差圧に基づいて前記所定値を超えたか否かを判断するようにすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１ないし図４に基づいて説明する。なお、図５に示したものと同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係るダイカスト装置の射出シリンダ１７および増圧シリンダ１７Ａを駆動する油圧駆動回路の構成を示す図である。同図において、射出シリンダ１７は射出プランジャ１５にピストンロッド１８を介して連結された溶湯射出用のピストン１９を有しており、このピストン１９のヘッド側すなわち射出シリンダ１７のヘッド側油室１９Ａには、アキュムレータ２３から所定圧の作動油が作動油供給管路２４およびパイロットチェック弁２５を経て供給されるようになっている。
【００１２】
パイロットチェック弁２５は弁体２５１と、この弁体２５１に連結されたピストン２５２とを備えており、このピストン２５２のロッド側にパイロット圧油が油圧源から切換弁２６を経て供給されると、弁体２５１が開方向に移動するようになっている。また、パイロットチェック弁２５は弁体２５１を閉方向に付勢するスプリング２５３を有しており、パイロットチェック弁２５の入口側と出口側の差圧がなくなると、スプリング２５３のばね力で弁体２５１が閉方向に移動し、これにより射出シリンダ１７のヘッド側油室１９Ａに供給された作動油が溶湯の加圧時に逆流することを防止できるようになっている。
【００１３】
射出シリンダ１７の後段に設けられた増圧シリンダ１７Ａ内には溶湯加圧用のピストン２０が摺動可能に収容されており、このピストン２０のヘッド側すなわち増圧シリンダ１７Ａのヘッド側油室２０Ａには、アキュムレータ２７から所定圧の作動油が作動油供給管路２８および制御弁２９を経て供給されるようになっている。
【００１４】
制御弁２９は、図２に示すように、メインスプール２９１の位置（制御弁２９の開度）を検出する位置検出器３０を有しており、この位置検出器３０から出力された信号は、制御弁２９の開度を制御するパイロットサーボ弁３１に後述する制御装置５１を経由してフィードバックされるようになっている。
【００１５】
作動油供給管路２４，２８は、それぞれ逆止弁３２，３３および切換弁３５を介して作動油供給管路３４と連通している。この作動油供給管路３４は油圧ポンプ等の油圧源３６と連通しており、切換弁３５を図示の状態に切り換えると、油圧源３６からアキュムレータ２３，２７に所定圧（例えば150kg／cm２）の作動油が供給されるようになっている。
【００１６】
作動油供給管路３４は分岐管路３７および鋳造圧力制御弁３８を介してアキュムレータ２７の背面側と連通しており、このアキュムレータ２７には、鋳造圧力制御弁３８からアキュムレータ２７の背面側に供給された圧力（背圧）を検出する圧力センサ３９が設けられている。また、作動油供給管路３４は後退回路４０および作動油排出管路４２Ａを介して射出シリンダ１７のロッド側油室１９Ｂに連通しているとともに、後退回路４０および作動油排出管路４１を介して増圧シリンダ１７Ａのロッド側油室２０Ｂに連通している。
このように射出用のアキュムレータ２３とは別に、増圧用のアキュムレータ２７を設けることにより前記圧力センサ３９及び鋳造圧力制御弁３８を介してアキュムレータ２７の増圧シリンダ１７Ａへの作動油供給圧力をアキュムレータ２３とは別に設定することが可能である。なお、アキュムレータ２３、アキュムレータ２７はそれぞれ本発明における第１のアキュムレータ、第２のアキュムレータを構成している。
【００１７】
後退回路４０はロジック弁４０１と切換弁４０２とから構成され、切換弁４０２を図示の状態に切り換えてロジック弁４０１を開にすると、射出シリンダ１７のロッド側油室１９Ｂおよび増圧シリンダ１７Ａのロッド側油室２０Ｂに作動油が供給され、これにより射出シリンダ１７および増圧シリンダ１７Ａのピストン１９，２０が後退動作するようになっている。
【００１８】
作動油排出管路４１，４２はタンク４３に流量制御回路４４を介して連通しており、この流量制御回路４４は作動油排出管路４１，４２からタンク４３へ排出される作動油の流量を制御する流量制御弁４５と、この流量制御弁４５のスプール位置すなわち弁の開度を検出する位置検出器４６と、この位置検出器４６からの信号を増幅するサーボアンプ４７（図３参照）と、このサーボアンプ４７の出力に基づいて流量制御弁４５の開度を制御するパイロットサーボ弁４８とから構成されている。
【００１９】
図３において、増圧シリンダ１７Ａのロッド側油室２０Ｂに連通する管路４２と射出シリンダ１７のロッド側油室１９Ｂに連通する管路４２Ａとは連通しており、従って油室２０Ｂ，１９Ｂ内の圧力は、常時、同圧に保持されている。
【００２０】
また、流量制御弁４５はメータアウト側に、すなわち排出側管路４１と連通しており、従って、射出プランジャ１５の移動はこの流量制御弁４４への指令によって制御されるようになっている。なお、図１及び図２に示されるパイロットサーボ弁３１は制御装置５１からの増圧シリンダ１７Ａの作動指令に対するシャープな応答性が特に要求されるときに好適な例として示したが、本発明の趣旨からすれば、その代わりに２方向切換電磁弁を設け、アキュムレータ２７からの圧油の増圧シリンダ１７Ａのヘッド側油室２０Ａへの供給をオンオフするようにしてもよい。
【００２１】
また、増圧シリンダ１７Ａのストローク長さＳは、従来よりも長くしてある。これは充填完了よりも前に射出抵抗が大きくなり、射出シリンダ１７のヘッド側油室１９Ａに供給される油圧力のみでは対抗できない時に増圧シリンダ１７Ａのピストン２０を起動させ、このピストン２０を充填完了まで図の左方へ移動させるようにするために必要である。
【００２２】
制御装置５１は予め定められた動作プログラムに基づいて各弁類を所定の手順で操作して溶湯の射出、充填および加圧の各動作を実行させるものであり、既存のコンピュータシステムやプログラマブルコントローラより構成されることができる。
【００２３】
図３は、図２に示した射出シリンダ１７および増圧シリンダ１７Ａの内部構成を簡略化して示すと共に、各シリンダ１７，１７Ａと上記制御装置５１および流量制御回路４４との関係をブロック線図で示すものであり、主として各シリンダ内のピストンが前進動作するときの説明用として示す。同図において、射出シリンダ１７および増圧シリンダ１７Ａ内にあるピストン１９，２０のヘッド側油室１９Ａ，２０Ａには、それぞれアキュムレータ２３，２７からの圧油が導入されるようになっている。また、射出シリンダ１７および増圧シリンダ１７Ａのロッド側油室１９Ｂ，２０Ｂは外部の管路４２，４２Ａにより連通されており、これらは合流して管路４１を介して流量制御弁４５と接続されている。また、圧力センサ４９，５０は前記油室１９Ａ，１９Ｂ内の圧力をそれぞれ電気信号に変換し、制御装置５１のＩ／Ｏユニット５１Ａを経て装置内部に取り込まれる。同様に、射出プランジャ１５の前進または後退の移動位置は位置センサとしてのエンコーダ５５によって電気信号に変換され、Ｉ／Ｏユニット５１Ａに取り込まれるようになっている。点線で囲まれたサーボユニット１００は、Ｉ／Ｏユニット５１Ａ中に設置されたサーボアンプ４７を機能的に明示すべく示したものであり、Ｉ／Ｏユニットの中では図示しないサーボアンプモジュール、Ｄ／Ａ変換部、Ａ／Ｄ変換部等として形成されているものである。すなわち、流量制御弁４５の位置を検出する位置検出器４６からの信号をサーボアンプ４７で増幅し、前記Ｉ／Ｏユニット５１Ａの出力とサーボアンプ４７の出力との差をパイロットサーボ弁４８へ与える。なお、前述したパイロットサーボ弁４８および３１は、それぞれ本発明における第１および第２のパイロットサーボ弁を構成する。
【００２４】
図３の左方に設けられた制御装置５１は、大別して、前記Ｉ／Ｏユニット５１Ａ、中央演算処理部（ＣＰＵ）５１Ｂ、ならびにメモリＭを形成しているプログラムメモリ部５１Ｃ、データメモリ部５１Ｄと、これらを結ぶバスライン５１Ｅとから構成されている。データメモリ部５１Ｄには、エンコーダ５５から与えられる射出プランジャ１５の現在位置を表わすデータがレジスタ１０１として形成され、さらに流量制御回路４４内の位置検出器４６の出力として与えられる流量制御弁４５の位置データがレジスタ１０２として形成されている。同様にして、圧力センサ４９，５０からの信号から与えられる油室１９Ａ，１９Ｂの圧力値がそれぞれレジスタ１０３，１０４として形成されている。
【００２５】
プログラムメモリ部５１Ｃ内には射出シリンダ１７のピストン１９の動作に関する一連の指令プログラムがメモリ１０５に格納され、同じく増圧シリンダ１７Ａのピストン２０の動作に関する一連の指令プログラムがメモリ１０６に格納されている。１０７は圧力センサ４９，５０からの信号出力を監視すると共にその差圧が予め定めたパラメータ値を超えたとき増圧シリンダ１７Ａへのアキュムレータ２７からの圧油を導入するよう指令を与える一連の監視プログラムを格納するメモリである。
【００２６】
このような構成において、溶湯注入口１６（図５参照）からスリーブ１４内に溶湯１３が供給され、制御装置５１からの信号により切換弁２６が図示の状態から切り替わり、パイロット式チェック弁２５がピストン２５２のロッド側に作用するパイロット圧によって開になると、アキュムレータ２３に貯えられている作動油が射出シリンダ１７のヘッド側油室１９Ａに供給される。これにより射出シリンダ１７のピストン１９および射出プランジャ１５が前進動作し、この射出プランジャ１５の前進動作によってスリーブ１４内の溶湯１３がダイカスト金型１１，１１により画成されたキャビティ１２内に射出される。
【００２７】
このとき、制御装置５１は流量制御弁４５の開度を絞っておき、溶湯１３の射出速度ＣＶを低速に制御するが、スリーブ１４内から射出された溶湯１３がキャビティ１２のゲート部２１に到達したことを射出プランジャ１５に設けられた位置検出器５５からの信号により検知すると、圧力センサ４９で検出されたＰＲと圧力センサ５０で検出された圧力ＰＨとの圧力差ΔＰ（＝ＰＲ−ＰＨ）に基づいて流量制御弁４５の開度をパイロットサーボ弁４８で制御するとともに、パイロットサーボ弁３１を操作して制御弁２９を開にし、アキュムレータ２７に貯えられている作動油を増圧シリンダ１７Ａのヘッド側油室２０Ａに供給する。ここで、射出シリンダ１７のピストン１９と増圧シリンダ１７Ａのピストン２０の面積比が１：２であり、溶湯の射出時に射出プランジャ１５に作用する溶湯の抵抗力がピストン１９の背面部相当で１００kg／cm２であるとすると、ピストン２０の背面部相当では５０kg／cm２となり、半分の値となる。例えば充填加速する差圧が射出シリンダ１７のピストン２０で８０kg／cm２の差圧が必要であるとすると、増圧シリンダ１７Ａのピストン２０では４０kg／cm２の差圧で溶湯を充填加速できることを意味する。これを式で表すと、
射出側ピストン （100＋80）＝180kg／cm２ ＞ アキュムレータ150kg／cm２
増圧側ピストン （50＋40）＝90kg／cm２ ＜ アキュムレータ150kg／cm２となり、溶湯を高速で射出するときの増圧シリンダ１７Ａのピストン背面に作用する圧力（90kg／cm２）は射出シリンダ１７のピストン背面に作用する圧力（180kg／cm２）に比べると低く余裕がある。これは溶湯が半凝固溶湯である場合、射出シリンダ１７のピストン１９では高速射出は無理であるが、増圧シリンダ１７Ａのピストン２０では溶湯の高速射出が可能であることを示している。その場合、図４に示すように、低速射出の途中において、ゲート位置まで溶湯が達すると、射出プランジャ１５に作用する射出抵抗が急激に大きくなる。これに抗するため、増圧シリンダ１７Ａのピストン２０を起動させて、図２に示すように増圧シリンダ１７Ａへの流量制御回路４４の設定に対応した速度で射出プランジャ１５を射出動作中、射出プランジャ１５への溶湯反力が急に変化、たとえば射出プランジャ１５への溶湯反力が急に大きくなると、射出プランジャ１５はその反力により減速させられようとして、その速度が低下する。そして、射出プランジャ１５の移動速度が溶湯反力すなわち射出抵抗により低下すると、連通している管路４２，４２Ａ及び油室１９Ｂ，２０Ｂ内の作動油は瞬間的に流量制御弁４５への流れをストップさせられる。これにより、それまでの射出プランジャ１５の射出速度の設定値に対応した流量制御弁４５の開度の状態では、射出シリンダ１７のロッド側油室１９Ｂおよび増圧シリンダ１７Ａのロッド側油室２０Ｂはタンク圧に近い圧力となる。その結果、増圧シリンダ１７Ａのヘッド側油室２０Ａとロッド側油室２０Ｂとの圧力差が大きくなり、射出プランジャ１５を急に大きくなった射出抵抗より大きな力で前進させることが可能となる。
【００２８】
すなわち、管路４２Ａと４２が管路４１を介してメータアウト側の流量制御弁４５に連通しているので、増圧シリンダ１７Ａのピストン２０が動作中に射出抵抗の急激な変化が射出プランジャ１５を介して生じても瞬間的に増圧シリンダ１７Ａのヘッド側油室２０Ａとロッド側油室２０Ｂとの圧力差が大きくなって射出抵抗の急激な増大により射出プランジャ１５が減速または停止されるのを阻止するように作用するのである。すなわち、図２に示すように、管路４２，４２Ａが連通していることによって、射出動作の途上で急な射出・充填抵抗変化があっても、それに抗するように増圧シリンダ１７Ａのヘッド側油室２０Ａとロッド側油室２０Ｂとの間に大きな差圧が発生し、その結果として射出充填時の抵抗変化を上回る力で射出プランジャ１５を前進させるようになっている。
【００２９】
特に、このような急激な射出抵抗の変化に対し、射出シリンダ１７のロッド側油室１９Ｂと増圧シリンダ１７Ａのロッド側油室２０Ｂとが同圧となるよう連通されているので、射出プランジャ１５の振動、管路４２，４２Ａ等でのサージ圧の発生を防止し、射出プランジャ１５をスムーズに前進させるのである。
【００３０】
したがって、上述した実施形態では溶湯がキャビティのゲート部近傍に到達した段階でゲートの形状や溶湯の状態に起因した射出抵抗が急激に増大しても溶湯をキャビティ内にスムーズに射出充填することができ、溶湯が半凝固溶湯あるいはチクソ状態溶湯である場合でも高品質のダイカスト製品を得ることができる。
【００３１】
また、上述した実施形態では射出プランジャ１５に作用する射出抵抗を圧力センサ４９で検出されたＰＲと圧力センサ５０で検出された圧力ＰＨとの圧力差ΔＰから検出するため、射出プランジャ１５に作用する射出抵抗及びその変化を正確に検知でき、増圧シリンダ１７Ａを作動させるタイミングを正確に定めることができる。
【００３２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が実施可能である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によるダイカスト装置は、一対のダイカスト金型により画成されたキャビティ内に溶湯を射出するためのスリーブ、このスリーブ内に摺動自在に設けられた射出プランジャ、この射出プランジャにピストンロッドを介して連結された射出用ピストンを有する射出シリンダ、同射出シリンダのヘッド側油室へ作動油を供給する第１のアキュムレータおよび、前記射出用ピストンの反ロッド側にて前記射出シリンダに取付けられ、同射出シリンダ径より大きな径を有する増圧シリンダを備え、同増圧シリンダのピストンロッド端部は前記射出シリンダのヘッド側油室に臨むよう配置されてなるダイカスト装置において、
前記第１のアキュムレータと射出シリンダのヘッド側油室との間に設けられ前記第１のアキュムレータからの作動油を導くパイロットチェック弁と、
前記射出シリンダのロッド側油室と前記増圧シリンダのロッド側油室とが常時同圧となるように前記両ロッド側油室を連通する連通管路と、
同連通管路とタンクへの戻り管路との間に接続され射出動作中の射出プランジャの射出速度を制御する単一の流量制御弁と、を備え、
前記増圧シリンダのピストンストローク長さは、前記キャビティへの溶湯充填完了に相当するプランジャ位置よりも手前の増圧開始に相当する位置から充填完了に相当する位置までのプランジャストローク量を有し、
前記増圧シリンダのヘッド側油室に作動油を供給する第２のアキュムレータを備え、
この第２のアキュムレータから前記増圧シリンダのヘッド側油室への圧油の供給を制御する切換弁を設けるとともに、
溶湯がキャビティのゲート部に到達することで予め定められたストローク位置に射出プランジャが達したときに前記切換弁を作動せしめて前記第２のアキュムレータから前記増圧シリンダのヘッド側油室に作動油を供給するよう構成されているので、増圧シリンダの作動中に射出抵抗が急激に大きくなった場合、連通管路により常時連通している射出シリンダのロッド側油室および増圧シリンダのロッド側油室は瞬時に、タンク圧に近い圧力となる。その結果、増圧シリンダのヘッド側油室とロッド側油室との圧力差が大きくなり、射出プランジャを急に大きくなった射出抵抗よりさらに大きな力で前進させることが可能となる。したがって、前記連通管路を介して、射出プランジャを流量制御弁で指令した速度で忠実に前進させることができ、溶湯が半凝固溶湯あるいはチクソ状態溶湯である場合でも高品質のダイカスト製品を得ることができるとともに、射出プランジャの振動およびサージ圧の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るダイカスト装置の射出部の構成を示す図である。
【図２】図１に示す射出シリンダと増圧シリンダの内部を示す断面図である。
【図３】図１に示す制御装置の構成を示す図である。
【図４】図１に示すダイカスト装置において溶湯が半凝固溶湯である場合の溶湯の射出速度と射出プランジャに作用する射出抵抗力の変化を示す線図である。
【図５】従来のダイカスト装置の概略構成を示す図である。
【図６】従来のダイカスト装置における溶湯の射出速度と射出プランジャに作用する射出抵抗力の変化を示す線図である。
【符号の説明】
１１ ダイカスト金型
１２ キャビティ
１３ 溶湯
１４ スリーブ
１５ 射出プランジャ
１７ 射出シリンダ
１７Ａ 増圧シリンダ
１８ ピストンロッド
１９，２０ ピストン
１９Ａ，２０Ａ ヘッド側油室
１９Ｂ，２０Ｂ ロッド側油室
４９，５０ 圧力センサ
５１ 制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対のダイカスト金型により画成されたキャビティ内に溶湯を射出してダイカスト製品を得るためのダイカスト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一対のダイカスト金型により画成されたキャビティ内に溶湯を射出してダイカスト製品を得る装置として、図５に示されるようなダイカスト装置９０が知られている。このダイカスト装置９０は一対のダイカスト金型１１，１１により画成されたキャビティ１２内に溶湯１３を射出するためのスリーブ１４を備えており、このスリーブ１４内には溶湯注入口１６からスリーブ１４内に供給された溶湯１３を前方へ押し出すための射出プランジャ１５が摺動自在に設けられている。
【０００３】
また、ダイカスト装置９０は射出シリンダ１７を備えており、この射出シリンダ１７内には、射出プランジャ１５にピストンロッド１８を介して連結されたピストン１９が摺動自在に収容されている。また、ダイカスト装置９０は射出シリンダ１７の後段に増圧シリンダ１７Ａを備えており、この増圧シリンダ１７Ａ内には、キャビティ１２内に充填された溶湯１３を加圧するためのピストン２０が摺動自在に収容されている。
【０００４】
このようなダイカスト装置９０で溶湯１３をキャビティ１２内に射出してダイカスト製品を得る場合は、先ず、射出シリンダ１７のヘッド側油室１９Ａに作動油を供給し、射出シリンダ１７のピストン１９および射出プランジャ１５を前進させて溶湯１３をスリーブ１４内からキャビティ１２に向けて射出する。このとき、溶湯１３は、図６に示されるように、始めは低速ＶＬで射出されるが、スリーブ１４内から射出された溶湯１３がキャビティ１２のゲート部２１に到達した後は高速ＶＨで射出される。
【０００５】
このようにしてスリーブ１４内から射出された溶湯１３がキャビティ１２内に充填され、射出プランジャ１５が充填完了位置まで前進すると、増圧シリンダ１７Ａのヘッド側油室２０Ａに高圧の作動油が供給される。これにより増圧シリンダ１７Ａのピストン２０が前進動作し、このピストン２０によってキャビティ１２内の溶湯１３が凝固状態になるまで加圧及び冷却される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のダイカスト装置では、スリーブ１４内の溶湯１３を始めは低速で射出し、溶湯１３がキャビティ１２のゲート部２１に達した後は溶湯の温度低下を避けるために溶湯１３を高速で射出してダイカスト製品を得ている。溶湯が溶融溶湯である場合には所望のダイカスト製品を得ることは可能であるが、溶湯が半凝固溶湯あるいはチクソ状態溶湯である場合には次のような問題が生じる。すなわち、従来のダイカスト装置では、溶湯が半凝固溶湯あるいはチクソ状態溶湯である場合には溶湯１３をキャビティ１２内に充填する際に大きな抵抗力が生じ、この抵抗力によって射出プランジャ１５を所定の速度で前進させることが困難となる。このため、ゲート部２１に達した溶湯１３をキャビティ１２内に充填するまでに時間がかかり、ダイカスト製品の品質を低下させる惧れがあった。なお、このような問題を解消するために、射出シリンダ１８の径を大きくしようとすると、射出装置側での必要な作動油量が従来のマシンに比して多くなる。例えば、射出圧力をほとんど必要としない低速射出のストローク領域でも、射出シリンダの径が大きくなった分だけ従来径のものに比べ油を多く供給しなければならない。さらに、射出シリンダの昇速特性、減速特性、昇圧特性が悪化し、高品質のダイカスト製品を得ることが困難となるばかりでなく、コスト面からも関連部品の大形化し、射出シリンダの大径化と射出プランジャの径も大きくなり、また周辺機器としての各種バルブの容量も大容量のものが必要となり、コストアップをもたらす。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、その目的は、溶湯がゲート部２１（図５参照）近傍にさしかかった段階でゲートの形状や溶湯の状態に起因して射出抵抗が増大し、これに対して十分な射出力を引き続き与えることが必要な場合にはいつでも増圧シリンダのピストンを起動させ得るようにするものであって、特に溶湯が半凝固あるいはチクソ状態である場合にも高品質のダイカスト製品を得ることのできるダイカスト装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するための本発明に係るダイカスト装置は、一対のダイカスト金型により画成されたキャビティ内に溶湯を射出するためのスリーブ、このスリーブ内に摺動自在に設けられた射出プランジャ、この射出プランジャにピストンロッドを介して連結された射出用ピストンを有する射出シリンダ、同射出シリンダのヘッド側油室へ作動油を供給する第１のアキュムレータおよび、前記射出用ピストンの反ロッド側にて前記射出シリンダに取付けられ、同射出シリンダ径より大きな径を有する増圧シリンダを備え、同増圧シリンダのピストンロッド端部は前記射出シリンダのヘッド側油室に臨むよう配置されてなるダイカスト装置において、
前記第１のアキュムレータと射出シリンダのヘッド側油室との間に設けられ前記第１のアキュムレータからの作動油を導くパイロットチェック弁と、
前記射出シリンダのロッド側油室と前記増圧シリンダのロッド側油室とが常時同圧となるように前記両ロッド側油室を連通する連通管路と、
同連通管路とタンクへの戻り管路との間に接続され射出動作中の射出プランジャの射出速度を制御する単一の流量制御弁と、を備え、
前記増圧シリンダのピストンストローク長さは、前記キャビティへの溶湯充填完了に相当するプランジャ位置よりも手前の増圧開始に相当する位置から充填完了に相当する位置までのプランジャストローク量を有し、
前記増圧シリンダのヘッド側油室に作動油を供給する第２のアキュムレータを備え、
この第２のアキュムレータから前記増圧シリンダのヘッド側油室への圧油の供給を制御する切換弁を設けるとともに、
溶湯がキャビティのゲート部に到達することで予め定められたストローク位置に射出プランジャが達したときに前記切換弁を作動せしめて前記第２のアキュムレータから前記増圧シリンダのヘッド側油室に作動油を供給することを特徴とする。
【０００９】
その場合、前記増圧シリンダのヘッド側油室への圧油の供給を制御する切換弁を設けて構成することができる。
またその場合、前記射出プランジャの射出動作中、射出抵抗が所定値を超えたとき前記切換弁を作動せしめて前記増圧シリンダのピストンを起動せしめるようにすることができる。
さらに、その場合、前記射出プランジャの射出動作中、予め定められたストローク位置に射出プランジャが達したとき前記切換弁を作動せしめるようにすることができる。
またその場合、前記単一の流量制御弁は、第１のパイロットサーボ弁と同パイロットサーボ弁から与えられるパイロット圧油信号によってスプール位置が制御される単一の流量制御弁とから構成することができる。
その場合、前記射出プランジャの射出動作中、射出抵抗が所定値を超えたことを検知する手段として、前記射出シリンダのロッド側油室とヘッド側油室の圧力を検出する圧力センサを設け、同圧力センサの差圧に基づいて前記所定値を超えたか否かを判断するようにすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１ないし図４に基づいて説明する。なお、図５に示したものと同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係るダイカスト装置の射出シリンダ１７および増圧シリンダ１７Ａを駆動する油圧駆動回路の構成を示す図である。同図において、射出シリンダ１７は射出プランジャ１５にピストンロッド１８を介して連結された溶湯射出用のピストン１９を有しており、このピストン１９のヘッド側すなわち射出シリンダ１７のヘッド側油室１９Ａには、アキュムレータ２３から所定圧の作動油が作動油供給管路２４およびパイロットチェック弁２５を経て供給されるようになっている。
【００１２】
パイロットチェック弁２５は弁体２５１と、この弁体２５１に連結されたピストン２５２とを備えており、このピストン２５２のロッド側にパイロット圧油が油圧源から切換弁２６を経て供給されると、弁体２５１が開方向に移動するようになっている。また、パイロットチェック弁２５は弁体２５１を閉方向に付勢するスプリング２５３を有しており、パイロットチェック弁２５の入口側と出口側の差圧がなくなると、スプリング２５３のばね力で弁体２５１が閉方向に移動し、これにより射出シリンダ１７のヘッド側油室１９Ａに供給された作動油が溶湯の加圧時に逆流することを防止できるようになっている。
【００１３】
射出シリンダ１７の後段に設けられた増圧シリンダ１７Ａ内には溶湯加圧用のピストン２０が摺動可能に収容されており、このピストン２０のヘッド側すなわち増圧シリンダ１７Ａのヘッド側油室２０Ａには、アキュムレータ２７から所定圧の作動油が作動油供給管路２８および制御弁２９を経て供給されるようになっている。
【００１４】
制御弁２９は、図２に示すように、メインスプール２９１の位置（制御弁２９の開度）を検出する位置検出器３０を有しており、この位置検出器３０から出力された信号は、制御弁２９の開度を制御するパイロットサーボ弁３１に後述する制御装置５１を経由してフィードバックされるようになっている。
【００１５】
作動油供給管路２４，２８は、それぞれ逆止弁３２，３３および切換弁３５を介して作動油供給管路３４と連通している。この作動油供給管路３４は油圧ポンプ等の油圧源３６と連通しており、切換弁３５を図示の状態に切り換えると、油圧源３６からアキュムレータ２３，２７に所定圧（例えば150kg／cm２）の作動油が供給されるようになっている。
【００１６】
作動油供給管路３４は分岐管路３７および鋳造圧力制御弁３８を介してアキュムレータ２７の背面側と連通しており、このアキュムレータ２７には、鋳造圧力制御弁３８からアキュムレータ２７の背面側に供給された圧力（背圧）を検出する圧力センサ３９が設けられている。また、作動油供給管路３４は後退回路４０および作動油排出管路４２Ａを介して射出シリンダ１７のロッド側油室１９Ｂに連通しているとともに、後退回路４０および作動油排出管路４１を介して増圧シリンダ１７Ａのロッド側油室２０Ｂに連通している。
このように射出用のアキュムレータ２３とは別に、増圧用のアキュムレータ２７を設けることにより前記圧力センサ３９及び鋳造圧力制御弁３８を介してアキュムレータ２７の増圧シリンダ１７Ａへの作動油供給圧力をアキュムレータ２３とは別に設定することが可能である。なお、アキュムレータ２３、アキュムレータ２７はそれぞれ本発明における第１のアキュムレータ、第２のアキュムレータを構成している。
【００１７】
後退回路４０はロジック弁４０１と切換弁４０２とから構成され、切換弁４０２を図示の状態に切り換えてロジック弁４０１を開にすると、射出シリンダ１７のロッド側油室１９Ｂおよび増圧シリンダ１７Ａのロッド側油室２０Ｂに作動油が供給され、これにより射出シリンダ１７および増圧シリンダ１７Ａのピストン１９，２０が後退動作するようになっている。
【００１８】
作動油排出管路４１，４２はタンク４３に流量制御回路４４を介して連通しており、この流量制御回路４４は作動油排出管路４１，４２からタンク４３へ排出される作動油の流量を制御する流量制御弁４５と、この流量制御弁４５のスプール位置すなわち弁の開度を検出する位置検出器４６と、この位置検出器４６からの信号を増幅するサーボアンプ４７（図３参照）と、このサーボアンプ４７の出力に基づいて流量制御弁４５の開度を制御するパイロットサーボ弁４８とから構成されている。
【００１９】
図３において、増圧シリンダ１７Ａのロッド側油室２０Ｂに連通する管路４２と射出シリンダ１７のロッド側油室１９Ｂに連通する管路４２Ａとは連通しており、従って油室２０Ｂ，１９Ｂ内の圧力は、常時、同圧に保持されている。
【００２０】
また、流量制御弁４５はメータアウト側に、すなわち排出側管路４１と連通しており、従って、射出プランジャ１５の移動はこの流量制御弁４４への指令によって制御されるようになっている。なお、図１及び図２に示されるパイロットサーボ弁３１は制御装置５１からの増圧シリンダ１７Ａの作動指令に対するシャープな応答性が特に要求されるときに好適な例として示したが、本発明の趣旨からすれば、その代わりに２方向切換電磁弁を設け、アキュムレータ２７からの圧油の増圧シリンダ１７Ａのヘッド側油室２０Ａへの供給をオンオフするようにしてもよい。
【００２１】
また、増圧シリンダ１７Ａのストローク長さＳは、従来よりも長くしてある。これは充填完了よりも前に射出抵抗が大きくなり、射出シリンダ１７のヘッド側油室１９Ａに供給される油圧力のみでは対抗できない時に増圧シリンダ１７Ａのピストン２０を起動させ、このピストン２０を充填完了まで図の左方へ移動させるようにするために必要である。
【００２２】
制御装置５１は予め定められた動作プログラムに基づいて各弁類を所定の手順で操作して溶湯の射出、充填および加圧の各動作を実行させるものであり、既存のコンピュータシステムやプログラマブルコントローラより構成されることができる。
【００２３】
図３は、図２に示した射出シリンダ１７および増圧シリンダ１７Ａの内部構成を簡略化して示すと共に、各シリンダ１７，１７Ａと上記制御装置５１および流量制御回路４４との関係をブロック線図で示すものであり、主として各シリンダ内のピストンが前進動作するときの説明用として示す。同図において、射出シリンダ１７および増圧シリンダ１７Ａ内にあるピストン１９，２０のヘッド側油室１９Ａ，２０Ａには、それぞれアキュムレータ２３，２７からの圧油が導入されるようになっている。また、射出シリンダ１７および増圧シリンダ１７Ａのロッド側油室１９Ｂ，２０Ｂは外部の管路４２，４２Ａにより連通されており、これらは合流して管路４１を介して流量制御弁４５と接続されている。また、圧力センサ４９，５０は前記油室１９Ａ，１９Ｂ内の圧力をそれぞれ電気信号に変換し、制御装置５１のＩ／Ｏユニット５１Ａを経て装置内部に取り込まれる。同様に、射出プランジャ１５の前進または後退の移動位置は位置センサとしてのエンコーダ５５によって電気信号に変換され、Ｉ／Ｏユニット５１Ａに取り込まれるようになっている。点線で囲まれたサーボユニット１００は、Ｉ／Ｏユニット５１Ａ中に設置されたサーボアンプ４７を機能的に明示すべく示したものであり、Ｉ／Ｏユニットの中では図示しないサーボアンプモジュール、Ｄ／Ａ変換部、Ａ／Ｄ変換部等として形成されているものである。すなわち、流量制御弁４５の位置を検出する位置検出器４６からの信号をサーボアンプ４７で増幅し、前記Ｉ／Ｏユニット５１Ａの出力とサーボアンプ４７の出力との差をパイロットサーボ弁４８へ与える。なお、前述したパイロットサーボ弁４８および３１は、それぞれ本発明における第１および第２のパイロットサーボ弁を構成する。
【００２４】
図３の左方に設けられた制御装置５１は、大別して、前記Ｉ／Ｏユニット５１Ａ、中央演算処理部（ＣＰＵ）５１Ｂ、ならびにメモリＭを形成しているプログラムメモリ部５１Ｃ、データメモリ部５１Ｄと、これらを結ぶバスライン５１Ｅとから構成されている。データメモリ部５１Ｄには、エンコーダ５５から与えられる射出プランジャ１５の現在位置を表わすデータがレジスタ１０１として形成され、さらに流量制御回路４４内の位置検出器４６の出力として与えられる流量制御弁４５の位置データがレジスタ１０２として形成されている。同様にして、圧力センサ４９，５０からの信号から与えられる油室１９Ａ，１９Ｂの圧力値がそれぞれレジスタ１０３，１０４として形成されている。
【００２５】
プログラムメモリ部５１Ｃ内には射出シリンダ１７のピストン１９の動作に関する一連の指令プログラムがメモリ１０５に格納され、同じく増圧シリンダ１７Ａのピストン２０の動作に関する一連の指令プログラムがメモリ１０６に格納されている。１０７は圧力センサ４９，５０からの信号出力を監視すると共にその差圧が予め定めたパラメータ値を超えたとき増圧シリンダ１７Ａへのアキュムレータ２７からの圧油を導入するよう指令を与える一連の監視プログラムを格納するメモリである。
【００２６】
このような構成において、溶湯注入口１６（図５参照）からスリーブ１４内に溶湯１３が供給され、制御装置５１からの信号により切換弁２６が図示の状態から切り替わり、パイロット式チェック弁２５がピストン２５２のロッド側に作用するパイロット圧によって開になると、アキュムレータ２３に貯えられている作動油が射出シリンダ１７のヘッド側油室１９Ａに供給される。これにより射出シリンダ１７のピストン１９および射出プランジャ１５が前進動作し、この射出プランジャ１５の前進動作によってスリーブ１４内の溶湯１３がダイカスト金型１１，１１により画成されたキャビティ１２内に射出される。
【００２７】
このとき、制御装置５１は流量制御弁４５の開度を絞っておき、溶湯１３の射出速度ＣＶを低速に制御するが、スリーブ１４内から射出された溶湯１３がキャビティ１２のゲート部２１に到達したことを射出プランジャ１５に設けられた位置検出器５５からの信号により検知すると、圧力センサ４９で検出されたＰＲと圧力センサ５０で検出された圧力ＰＨとの圧力差ΔＰ（＝ＰＲ−ＰＨ）に基づいて流量制御弁４５の開度をパイロットサーボ弁４８で制御するとともに、パイロットサーボ弁３１を操作して制御弁２９を開にし、アキュムレータ２７に貯えられている作動油を増圧シリンダ１７Ａのヘッド側油室２０Ａに供給する。ここで、射出シリンダ１７のピストン１９と増圧シリンダ１７Ａのピストン２０の面積比が１：２であり、溶湯の射出時に射出プランジャ１５に作用する溶湯の抵抗力がピストン１９の背面部相当で１００kg／cm２であるとすると、ピストン２０の背面部相当では５０kg／cm２となり、半分の値となる。例えば充填加速する差圧が射出シリンダ１７のピストン２０で８０kg／cm２の差圧が必要であるとすると、増圧シリンダ１７Ａのピストン２０では４０kg／cm２の差圧で溶湯を充填加速できることを意味する。これを式で表すと、
射出側ピストン （100＋80）＝180kg／cm２ ＞ アキュムレータ150kg／cm２
増圧側ピストン （50＋40）＝90kg／cm２ ＜ アキュムレータ150kg／cm２となり、溶湯を高速で射出するときの増圧シリンダ１７Ａのピストン背面に作用する圧力（90kg／cm２）は射出シリンダ１７のピストン背面に作用する圧力（180kg／cm２）に比べると低く余裕がある。これは溶湯が半凝固溶湯である場合、射出シリンダ１７のピストン１９では高速射出は無理であるが、増圧シリンダ１７Ａのピストン２０では溶湯の高速射出が可能であることを示している。その場合、図４に示すように、低速射出の途中において、ゲート位置まで溶湯が達すると、射出プランジャ１５に作用する射出抵抗が急激に大きくなる。これに抗するため、増圧シリンダ１７Ａのピストン２０を起動させて、図２に示すように増圧シリンダ１７Ａへの流量制御回路４４の設定に対応した速度で射出プランジャ１５を射出動作中、射出プランジャ１５への溶湯反力が急に変化、たとえば射出プランジャ１５への溶湯反力が急に大きくなると、射出プランジャ１５はその反力により減速させられようとして、その速度が低下する。そして、射出プランジャ１５の移動速度が溶湯反力すなわち射出抵抗により低下すると、連通している管路４２，４２Ａ及び油室１９Ｂ，２０Ｂ内の作動油は瞬間的に流量制御弁４５への流れをストップさせられる。これにより、それまでの射出プランジャ１５の射出速度の設定値に対応した流量制御弁４５の開度の状態では、射出シリンダ１７のロッド側油室１９Ｂおよび増圧シリンダ１７Ａのロッド側油室２０Ｂはタンク圧に近い圧力となる。その結果、増圧シリンダ１７Ａのヘッド側油室２０Ａとロッド側油室２０Ｂとの圧力差が大きくなり、射出プランジャ１５を急に大きくなった射出抵抗より大きな力で前進させることが可能となる。
【００２８】
すなわち、管路４２Ａと４２が管路４１を介してメータアウト側の流量制御弁４５に連通しているので、増圧シリンダ１７Ａのピストン２０が動作中に射出抵抗の急激な変化が射出プランジャ１５を介して生じても瞬間的に増圧シリンダ１７Ａのヘッド側油室２０Ａとロッド側油室２０Ｂとの圧力差が大きくなって射出抵抗の急激な増大により射出プランジャ１５が減速または停止されるのを阻止するように作用するのである。すなわち、図２に示すように、管路４２，４２Ａが連通していることによって、射出動作の途上で急な射出・充填抵抗変化があっても、それに抗するように増圧シリンダ１７Ａのヘッド側油室２０Ａとロッド側油室２０Ｂとの間に大きな差圧が発生し、その結果として射出充填時の抵抗変化を上回る力で射出プランジャ１５を前進させるようになっている。
【００２９】
特に、このような急激な射出抵抗の変化に対し、射出シリンダ１７のロッド側油室１９Ｂと増圧シリンダ１７Ａのロッド側油室２０Ｂとが同圧となるよう連通されているので、射出プランジャ１５の振動、管路４２，４２Ａ等でのサージ圧の発生を防止し、射出プランジャ１５をスムーズに前進させるのである。
【００３０】
したがって、上述した実施形態では溶湯がキャビティのゲート部近傍に到達した段階でゲートの形状や溶湯の状態に起因した射出抵抗が急激に増大しても溶湯をキャビティ内にスムーズに射出充填することができ、溶湯が半凝固溶湯あるいはチクソ状態溶湯である場合でも高品質のダイカスト製品を得ることができる。
【００３１】
また、上述した実施形態では射出プランジャ１５に作用する射出抵抗を圧力センサ４９で検出されたＰＲと圧力センサ５０で検出された圧力ＰＨとの圧力差ΔＰから検出するため、射出プランジャ１５に作用する射出抵抗及びその変化を正確に検知でき、増圧シリンダ１７Ａを作動させるタイミングを正確に定めることができる。
【００３２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が実施可能である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によるダイカスト装置は、一対のダイカスト金型により画成されたキャビティ内に溶湯を射出するためのスリーブ、このスリーブ内に摺動自在に設けられた射出プランジャ、この射出プランジャにピストンロッドを介して連結された射出用ピストンを有する射出シリンダ、同射出シリンダのヘッド側油室へ作動油を供給する第１のアキュムレータおよび、前記射出用ピストンの反ロッド側にて前記射出シリンダに取付けられ、同射出シリンダ径より大きな径を有する増圧シリンダを備え、同増圧シリンダのピストンロッド端部は前記射出シリンダのヘッド側油室に臨むよう配置されてなるダイカスト装置において、
前記第１のアキュムレータと射出シリンダのヘッド側油室との間に設けられ前記第１のアキュムレータからの作動油を導くパイロットチェック弁と、
前記射出シリンダのロッド側油室と前記増圧シリンダのロッド側油室とが常時同圧となるように前記両ロッド側油室を連通する連通管路と、
同連通管路とタンクへの戻り管路との間に接続され射出動作中の射出プランジャの射出速度を制御する単一の流量制御弁と、を備え、
前記増圧シリンダのピストンストローク長さは、前記キャビティへの溶湯充填完了に相当するプランジャ位置よりも手前の増圧開始に相当する位置から充填完了に相当する位置までのプランジャストローク量を有し、
前記増圧シリンダのヘッド側油室に作動油を供給する第２のアキュムレータを備え、
この第２のアキュムレータから前記増圧シリンダのヘッド側油室への圧油の供給を制御する切換弁を設けるとともに、
溶湯がキャビティのゲート部に到達することで予め定められたストローク位置に射出プランジャが達したときに前記切換弁を作動せしめて前記第２のアキュムレータから前記増圧シリンダのヘッド側油室に作動油を供給するよう構成されているので、増圧シリンダの作動中に射出抵抗が急激に大きくなった場合、連通管路により常時連通している射出シリンダのロッド側油室および増圧シリンダのロッド側油室は瞬時に、タンク圧に近い圧力となる。その結果、増圧シリンダのヘッド側油室とロッド側油室との圧力差が大きくなり、射出プランジャを急に大きくなった射出抵抗よりさらに大きな力で前進させることが可能となる。したがって、前記連通管路を介して、射出プランジャを流量制御弁で指令した速度で忠実に前進させることができ、溶湯が半凝固溶湯あるいはチクソ状態溶湯である場合でも高品質のダイカスト製品を得ることができるとともに、射出プランジャの振動およびサージ圧の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るダイカスト装置の射出部の構成を示す図である。
【図２】図１に示す射出シリンダと増圧シリンダの内部を示す断面図である。
【図３】図１に示す制御装置の構成を示す図である。
【図４】図１に示すダイカスト装置において溶湯が半凝固溶湯である場合の溶湯の射出速度と射出プランジャに作用する射出抵抗力の変化を示す線図である。
【図５】従来のダイカスト装置の概略構成を示す図である。
【図６】従来のダイカスト装置における溶湯の射出速度と射出プランジャに作用する射出抵抗力の変化を示す線図である。
【符号の説明】
１１ ダイカスト金型
１２ キャビティ
１３ 溶湯
１４ スリーブ
１５ 射出プランジャ
１７ 射出シリンダ
１７Ａ 増圧シリンダ
１８ ピストンロッド
１９，２０ ピストン
１９Ａ，２０Ａ ヘッド側油室
１９Ｂ，２０Ｂ ロッド側油室
４９，５０ 圧力センサ
５１ 制御装置
Claims (6)
- 一対のダイカスト金型により画成されたキャビティ内に溶湯を射出するためのスリーブ、このスリーブ内に摺動自在に設けられた射出プランジャ、この射出プランジャにピストンロッドを介して連結された射出用ピストンを有する射出シリンダ、同射出シリンダのヘッド側油室へ作動油を供給する第１のアキュムレータおよび、前記射出用ピストンの反ロッド側にて前記射出シリンダに取付けられ、同射出シリンダ径より大きな径を有する増圧シリンダを備え、同増圧シリンダのピストンロッド端部は前記射出シリンダのヘッド側油室に臨むよう配置されてなるダイカスト装置において、
前記第１のアキュムレータと射出シリンダのヘッド側油室との間に設けられ前記第１のアキュムレータからの作動油を導くパイロットチェック弁と、
前記射出シリンダのロッド側油室と前記増圧シリンダのロッド側油室とが常時同圧となるように前記両ロッド側油室を連通する連通管路と、
同連通管路とタンクへの戻り管路との間に接続され射出動作中の射出プランジャの射出速度を制御する単一の流量制御弁と、を備え、
前記増圧シリンダのピストンストローク長さは、前記キャビティへの溶湯充填完了に相当するプランジャ位置よりも手前の増圧開始に相当する位置から充填完了に相当する位置までのプランジャストローク量を有し、
前記増圧シリンダのヘッド側油室に作動油を供給する第２のアキュムレータを備え、
この第２のアキュムレータから前記増圧シリンダのヘッド側油室への圧油の供給を制御する切換弁を設けるとともに、
溶湯がキャビティのゲート部に到達することで予め定められたストローク位置に射出プランジャが達したときに前記切換弁を作動せしめて前記第２のアキュムレータから前記増圧シリンダのヘッド側油室に作動油を供給することを特徴とするダイカスト装置。 - 前記増圧シリンダのヘッド側油室への圧油の供給を制御する切換弁を設けたことを特徴とする請求項１に記載されたダイカスト装置。
- 前記射出プランジャの射出動作中、射出抵抗が所定値を超えたとき前記切換弁を作動せしめて前記増圧シリンダのピストンを起動せしめるようにしたことを特徴とする請求項２に記載されたダイカスト装置。
- 前記射出プランジャの射出動作中、予め定められたストローク位置に射出プランジャが達したとき前記切換弁を作動せしめるようにしたことを特徴とする請求項２に記載されたダイカスト装置。
- 前記単一の流量制御弁は、第１のパイロットサーボ弁と同パイロットサーボ弁から与えられるパイロット圧油信号によってスプール位置が制御される単一の流量制御弁とから構成することを特徴とする請求項１に記載されたダイカスト装置。
- 前記射出プランジャの射出動作中、射出抵抗が所定値を超えたことを検知する手段として、前記射出シリンダのロッド側油室とヘッド側油室の圧力を検出する圧力センサを設け、同圧力センサの差圧に基づいて前記所定値を超えたか否かを判断するようにしたことを特徴とする請求項３に記載されたダイカスト装置。
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