JP6452028B2 - 金型鋳造用のスクイズピン回路、及び油圧ユニット - Google Patents

Description

本発明は、金型のキャビティ内に充填された溶湯を部分的に加圧するスクイズピンを駆動させるためのスクイズピン回路、及びこれを包含する油圧ユニットに関する。

ダイカスト鋳造は、溶湯を金型のキャビティに高速射出して充填することにより行われる。充填時の温度は約６５０℃であるが、その後急冷し約１０秒後の取り出し温度は２５０℃となる。この急冷によって溶湯が凝固収縮することにより、ダイカスト製品内部には引け巣が発生する。引け巣の容積はダイカスト製品の厚みが厚いほど大きくなるため、これがダイカスト製品の内部品質に影響を及ぼす不良となる。

この不良をなくすため、キャビティ内の溶湯が凝固する直前にスクイズピンを溶湯に押し込んで局部的に加圧することにより引け巣の発生を防止することが行われている（特許文献１参照）。このとき、スクイズピンの動作は、スクイズピンが取り付けられたスクイズピンシリンダを油圧により動作させることにより行う。

一方、金型内部には、金型では形成できないダイカスト製品の外形部分を形成するための中子が配置されており、溶湯の凝固後、中子に油圧を印加する中子回路により金型から引き出される。この中子回路は通常、ダイカスト装置に初めから備えられているものである（特許文献２参照）。

よって、中子を必要とするダイカスト製品の引け巣を防止するためには、中子を動作させる中子回路のみならずスクイズピンを動作させる油圧系統が必要となり、ダイカスト装置の肥大化及びコスト高が問題となる。そこで、ダイカスト装置の簡略化及びコスト削減のため、中子回路をスクイズピンの動作用にも兼用させることが考えられる。

特開平９−２２５６１９号公報 特開２００１−２４６６５８号公報

しかし、上述のように中子回路を兼用させようとすると以下のような問題が発生する。
（１）ダイカスト装置に装備された中子回路は、サイクルアップのため中子を速く動かすように、大流量の油圧制御回路が装備されているが、この油圧制御回路は、スクイズピンのように引け巣の形成とともにゆっくり動かすための低流量の調整が困難である。
（２）スクイズピンは、溶湯が半凝固状態から凝固直前まで作動させるため負荷変動が大きい。これにより、低流量により駆動するスクイズピンの駆動量を設計どおりに保つことが困難である。
（３）ダイカスト装置の作動油はその温度変化により粘性が変化し、これによりスクイズピンシリンダの速度が変化して引け巣の形成に追従したスクイズピンの動作が困難となる。
本発明は、上記問題点に着目し、既存の中子回路を用いた場合でもスクイズピンの動作を良好に行うことが可能な金型鋳造用のスクイズピン回路、及びこれを包含する油圧ユニットを提供することを目的とする。

上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明に係る金型鋳造用のスクイズピン回路は、第１には、中子シリンダに対する油圧の方向を切り替える方向切替弁に取り付けられ、キャビティに充填された溶湯に対して部分的に加圧するスクイズピンを駆動させるためのスクイズピン回路であって、前記方向切替弁に接続され、前記スクイズピンを駆動させるスクイズピンシリンダと、前記方向切替弁と前記スクイズピンシリンダのヘッド側とを結ぶ油圧経路上に取り付けられ、圧力補償及び温度補償が可能な流量調整部と、を備えたことを特徴とする。

上記構成により、方向切替弁とスクイズピンシリンダとの間に圧力補償及び温度補償が可能な流量調整部を設けたので、スクイズピンが溶湯から受ける圧力（抗力）の変化、および作動油の温度変化に関わらず、スクイズピンの動作速度が低速でありながら一定の速度となる圧力をスクイズピンに印加することができる。したがって、既存の中子回路を用いて、引け巣の形成に伴って溶湯に局所的な圧力を印加するスクイズピンの動作を確実に行うことができる。

第２には、前記流量調整部は、前記油圧経路において前記方向切替弁に向かう方向の油圧を許容する逆止弁を有することを特徴とする。
上記構成により、スクイズピンを溶湯に進入させる場合よりも速い速度でスクイズピンを元の位置に戻すことができる。

第３には、前記流量調整部は、前記油圧経路における開度をデジタルで表示可能であることを特徴とする。
上記構成により、流量調整部における開度の再現性を高め、作業効率を向上させることができる。

第４には、前記油圧経路は、前記中子シリンダの一方側の油圧経路と並列に接続され、前記方向切替弁と前記スクイズピンシリンダのロッド側とを結ぶ油圧経路は、前記中子シリンダの他方側の油圧経路と並列に接続されていることを特徴とする。
上記構成により、中子シリンダとスクイズピンシリンダとの間で方向切替弁に対する付け替え作業を省略して作業負担を軽減することができる。

第５には、前記スクイズピンシリンダ及び前記流量調整部は、前記方向切替弁に対して複数並列に接続されていることを特徴とする。
上記構成により、複数のスクイズピンを同時に動作させることができる。

第６には、前記方向切替弁に油圧を供給する油圧源からの油圧を蓄えるとともにその油圧を前記流量調整部の一次側の油圧経路に供給するアキュムレータ回路を備えたことを特徴とする。
上記構成より、流量調整部が多数並列に接続されても各流量調整部に確実に油圧を供給して、スクイズピンを確実に動作させることができる。

また、本発明に係る油圧ユニットは、前述の金型鋳造用のスクイズピン回路を備えた油圧ユニットであって、前記流量調整部が取り付けられるとともに、前記流量調整部の一次側の油圧経路を備えたブロックを有し、前記ブロックには、前記一次側の油圧経路に接続するとともに前記ブロックを貫通するバスラインが設けられていることを特徴とする。

上記構成により、油圧ユニットを複数用いることにより多数のスクイズピンを動作させることができるが、その際、バスライン同志を接続するのみでスクイズピン回路同志の接続が完了するので、スクイズピンの追加等の変更に迅速に対応することができる。なお、この場合、アキュムレータ回路は、いずれかの油圧ユニットのバスラインに接続すればよい。

第２には、前記スクイズピンが繰り出し前の位置にあることを示す信号、及び前記スクイズピンが繰り出し後の位置にあることを示す信号を出力するリミットスイッチと、前記ブロックに取り付けられ、前記リミットスイッチから出力される信号に基づいて前記スクイズピンの動作時間を計測する時間計測手段と、を有することを特徴とする。
上記構成により、スクイズピンが繰り出し始めてから繰り出しが終了するまでの時間を計測することができ、スクイズピンの動作を必要とするダイカスト製品の品質管理を容易に行なうことができる。

第３には、前記ブロックには、前記バスライン内の油圧を計測する圧力計測手段が取り付けられていることを特徴とする。
上記特徴により、スクイズピン動作時のバスライン内の油圧を計測することができ、圧力値が流量調整部の一次側に対して十分あるか否かを判断することができる。

第４には、前記ブロックは、前記スクイズピン回路が駆動させる前記スクイズピンが取り付けられた金型に取り付けられていることを特徴とする。
金型においては、同じダイカスト成形を繰り返すので、その金型に取り付けられたスクイズピンもダイカスト成形の際に同じ動作を繰り返すことになる。よって、上記構成において、流量調整部において一度その開度を設定すれば、その後の変更は不要である。したがって、さまざまな種類の金型に個別にブロックを取り付けることにより、金型の種類を切り替える際のスクイズピンの動作の調整作業を省略して効率的なダイカスト成形を行うことができる。

第５には、前記流量調整部が前記ブロックに複数取り付けられている場合において、前記ブロックは、縦長の状態で前記金型に取り付けられ、前記流量調整部は、前記縦長の方向に並ぶように前記ブロックに取り付けられていることを特徴とする。
上記構成により、ブロックを縦型とすることにより、省スペースで油圧ユニット（スクイズピン回路）を構築することができる。

本発明に係る金型鋳造用のスクイズピン回路によれば、方向切替弁とスクイズピンシリンダとの間に圧力補償及び温度補償が可能な流量調整部を設けたので、スクイズピンが溶湯から受ける圧力（抗力）の変化、および作動油の温度変化に関わらず、スクイズピンの動作速度が低速でありながら一定の速度となる圧力をスクイズピンに印加することができる。したがって、既存の中子回路を用いて、引け巣の形成に伴って溶湯に局所的な圧力を印加するスクイズピンの動作を確実に行うことができる。また、本発明に係る油圧ユニットによれば、油圧ユニットを複数用いることにより多数のスクイズピンを動作させることができるが、その際、バスライン同志を接続するのみでスクイズピン回路同志の接続が完了するので、スクイズピンの追加等の変更に迅速に対応することができる。

第１実施形態のスクイズピン回路の回路図である。 第１実施形態のスクイズピン回路の適用対象となる中子回路を示す回路図である。 流量調整部の開度と作動油の流量との関係を示す図である。 第２実施形態のスクイズピン回路の回路図である。 第３実施形態のスクイズピン回路の回路図である。 中子回路を形成する油圧ユニットの模式図である。 スクイズピン回路を形成するサンドサブを油圧ユニットに挟み込んだ場合の模式図である。 第４実施形態のスクイズピン回路（油圧ユニット）の回路図である。 第４実施形態のスクイズピン回路を構成するマニホールドの模式図である。 第４実施形態のスクイズピン回路を構成するマニホールド（増設時）の模式図である。 第４実施形態のスクイズピン回路を構成するマニホールドの変形例の模式図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

図２に、本実施形態のスクイズピン回路の適用対象となる中子回路を示す。図２に示すように、中子回路５０は、ダイカスト装置（不図示）に付属するものであり、油圧供給源５２、逆止弁５４、圧力調整弁５６、方向切替弁５８、中子シリンダ６４により構成されている。図示を省略するが、油圧供給源５２は、油圧ポンプ、油圧ポンプを回転させるモータ、作動油を蓄えたタンク（タンク８０）、タンクから作動油を取り込む油圧ポンプの取り込みホースの先端に取り付けられたフィルタ、油圧ポンプから供給された油圧をさらに上昇させるアキュムレータ等からなる。また油圧経路における油圧の上限を定めるリリーフ弁（不図示）も取り付けられている。逆止弁５４は、油圧供給源５２側に向かう油圧を禁止するものである。また、圧力調整弁５６は、方向切替弁５８に供給する油圧の調整を行うものである。

方向切替弁５８は、中子シリンダ６４に対する油圧の方向を切り替えるものである。方向切替弁５８は、ポート６０Ａ、ポート６０Ｂ、ポート６０Ｃ、ポート６０Ｄを有し、ポート６０Ａは、油圧供給源５２側に接続され、ポート６０Ｂは、タンク８０に接続されている。

方向切替弁５８は、ニュートラル状態では、ポート６０Ｃ及びポート６０Ｄをポート６０Ｂに並列に接続している。一方、ソレノイド６２Ａを駆動させることにより、ポート６０Ａとポート６０Ｃとを接続し、ポート６０Ｂとポート６０Ｄとを接続する。また、ソレノイド６２Ｂを駆動させることにより、ポート６０Ａとポート６０Ｄとを接続し、ポート６０Ｂとポート６０Ｃとを接続する。

中子シリンダ６４は、シリンダ本体６６と、シリンダ本体６６に収容され中子（不図示）に直結したロッド７０と、を有している。ロッド７０の先端はヘッド６８になっており、シリンダ本体６６内部をヘッド６８側の油圧空間７２とロッド７０側の油圧空間７４に仕切っている。ヘッド６８側の油圧空間７２は、油圧経路７６を通じて方向切替弁５８のポート６０Ｃに接続され、ロッド７０側の油圧空間７４は、油圧経路７８を通じて方向切替弁５８のポート６０Ｄに接続されている。

ここで、ソレノイド６２Ａが駆動すると、ヘッド６８側に油圧が供給されてヘッド６８がロッド７０側に押しやられ、ロッド７０が中子（不図示）を金型（キャビティ）側に押し込むことになる。このとき、ロッド７０側の油圧空間７４に充填されている作動油は、シリンダ本体６６から押し出され、油圧経路７８及び方向切替弁５８を経由してタンク８０に戻される。

逆に、ソレノイド６２Ｂが駆動すると、ロッド７０側に油圧が供給されてロッド７０がヘッド６８側に引っ張られ、中子（不図示）を金型（凝固した溶湯）から引き出すことになる。このとき、ヘッド６８側の油圧空間７２に充填されている作動油はシリンダ本体６６から押し出され、油圧経路７６及び方向切替弁５８を経由してタンク８０に戻される。

さらに、方向切替弁５８がニュートラルの状態になると、油圧経路７６及び油圧経路７８は方向切替弁５８において合流し、タンク８０に接続する。よって、中子シリンダ６４の油圧空間７２または油圧空間７４（最後に油圧が印加された方）に導入された作動油は油圧から解放されてタンク８０に戻される。

図１に、第１実施形態のスクイズピン回路を示す。第１実施形態のスクイズピン回路１０は、中子回路５０中の中子シリンダ６４を取り除き、スクイズピンシリンダ１２及び流量調整部２４を方向切替弁５８に取り付けたものである。

本実施形態のスクイズピン回路１０は、中子シリンダ６４に対する油圧の方向を切り替える方向切替弁５８に取り付けられ、金型のキャビティに充填された溶湯に対して部分的に加圧するスクイズピン（不図示）を駆動させるためのスクイズピン回路１０である。そして、前記方向切替弁５８に接続され、前記スクイズピンを駆動させるスクイズピンシリンダ１２と、前記方向切替弁５８と前記スクイズピンシリンダ１２のヘッド１６側とを結ぶ油圧経路３２上に取り付けられ、圧力補償及び温度補償が可能な流量調整部２４と、を備えたことが特徴となっている。

スクイズピンシリンダ１２は、シリンダ本体１４と、シリンダ本体１４に収容されたロッド１８により構成されている。ロッド１８の一方の端部にはヘッド１６が取り付けられ、ロッド１８の他方の端部はスクイズピン（不図示）に直結している。ヘッド１６は、シリンダ本体１４内部をヘッド１６側の油圧空間２０とロッド１８側の油圧空間２２に分離している。ヘッド１６側の油圧空間２０は油圧経路３２により方向切替弁５８のポート６０Ｃに接続され、ロッド１８側の油圧空間２２は油圧経路３４により方向切替弁５８のポート６０Ｄに接続されている。また、油圧経路３２には、流量調整部２４が介装されている。

流量調整部２４は、ヘッド１６側の油圧空間２０に供給する油圧をスクイズピンが必要とする動作速度に対応する圧力に調整するものである。流量調整部２４は、圧力補償弁２６、流量調整弁２８（温度補償オリフィスを含む）、逆止弁３０を有する。圧力補償弁２６及び流量調整弁２８は油圧経路３２において直列に、且つ圧力補償弁２６が方向切替弁５８側、流量調整弁２８がスクイズピンシリンダ１２側となるように接続されている。逆止弁３０は、圧力補償弁２６と流量調整弁２８による直列の油圧経路と並列に接続されている。

圧力補償弁２６は、圧力補償弁２６と流量調整弁２８との間の油圧と、流量調整弁２８とスクイズピンシリンダ１２との間の油圧との差圧の変化に対応して油圧経路３２における自身のオリフィスの開度を調整することにより、差圧が一定となるように調整するものである。流量調整弁２８は、油圧経路３２における自身のオリフィスの開度を調整することによりヘッド１６側の油圧空間２０に供給する油圧の調整を行う部分であるが、流量係数の影響が少ない薄刃のオリフィスとなっている。よって、作動油の温度変化に伴う粘性の変化の影響を受けずに一定流量の作動油を温度変化によらず流通させる温度補償オリフィスとなっている。逆止弁３０は、方向切替弁５８からスクイズピンシリンダ１２に向かう油圧を禁止して作動油の流通を阻止するとともに、その逆の油圧を許容して作動油を流通させるものである。

本実施形態において、ソレノイド６２Ａを駆動させると、逆止弁５４が作動油の流通を阻止する一方、流量調整部２４は、前述の差圧を一定にした状態でヘッド１６側の油圧空間２０に油圧を供給する。これにより、スクイズピンは溶湯に対して一定の差圧（スクイズピンの溶湯に対する圧力と溶湯のスクイズピンに対する抗力との差分）を維持した状態で溶湯内にゆっくりとした速度で進入していく。また、このとき、ロッド１８側の油圧空間２２に充填された作動油はシリンダ本体１４から押し出され、油圧経路３４、方向切替弁５８を介してタンク８０に戻される。

また、ソレノイド６２Ｂを駆動させると、ロッド１８側の油圧空間２２に油圧が供給される。このとき、逆止弁３０は方向切替弁５８側に向かう油圧を許容するので、ヘッド１６側の油圧空間２０に充填された作動油がシリンダ本体１４から押し出され、逆止弁５４及び方向切替弁５８を介してタンク８０に戻される。このとき、スクイズピンは凝固後の溶湯から引き抜かれるが、逆止弁５４の開度は圧力補償弁２６及び流量調整弁２８の開度よりも大きく設計されており、その速度は、溶湯へ進入時の速度よりも速くなる。

第１実施形態に係るスクイズピン回路１０によれば、方向切替弁５８とスクイズピンシリンダ１２との間に圧力補償及び温度補償が可能な流量調整部２４を設けたので、スクイズピンが溶湯から受ける圧力（抗力）の変化、および作動油の温度変化に関わらず、スクイズピンの動作速度が低速でありながら一定の速度となる圧力をスクイズピンに印加することができる。したがって、既存の中子回路５０を用いて、引け巣の形成に伴って溶湯に局所的な圧力を印加するスクイズピンの動作を確実に行うことができる。また、逆止弁５４を備えているので、スクイズピンを溶湯に進入させる場合よりも速い速度でスクイズピンを元の位置に戻すことができる。

図３に、流量調整部の開度と作動油の流量との関係を示す。本願発明者はスクイズピンの動作と本実施形態の流量調整部２４による作動油の流量との関係について検討した。スクイズピンシリンダ１２（ヘッド１６）の直径を１００ｍｍとし、これを２秒で２０ｍｍ（スクイズピンの移動量）移動させる場合、ヘッド１６側の油圧空間２０に導入する作動油の流量は４．８ｌ／ｍｉｎとなる。

従来の中子回路５０においても作動油の流量を調整するための弁（不図示）が取り付けられているが、中子はサイクルアップのため速く動かす必要があり、そのため最大流量が１２０ｌ／ｍｉｎ程度に設計されている。このような弁を用いて４．８ｌ／ｍｉｎとなる開度に調整しようとしても、わずかな開度の変化によりその流量が大きく変化するため調整が困難である。さらに、上述の弁は圧力補償や温度補償を行う構成ではないので、調整は極めて困難となる。

一方、図３に示すように、本実施形態の流量調整部２４は、その最大流量を３０ｌ／ｍｉｎに設計することが可能であり、４．８ｌ／ｍｉｎの流量となる開度に設定しても、その流量を示す曲線の傾きは緩やかである。よって、本実施形態の流量調整部２４を介してスクイズピンシリンダ１２に油圧を印加することにより、溶湯における引け巣の発生に応じてゆっくりとスクイズピンを溶湯に進入させることにより、引け巣を効果的に抑制することができる。さらに流量調整部２４は圧力補償及び温度補償が可能なので、溶湯からの圧力変化及び作動油の温度変化に関わらず安定的にスクイズピンを動作させることができる。

図４に、第２実施形態のスクイズピン回路を示す。第２実施形態のスクイズピン回路１０Ａは、中子回路５０にスクイズピンシリンダ１２及び流量調整部２４を取り付ける点では第１実施形態と共通するが、中子シリンダ６４を包含する油圧経路７６，７８と、スクイズピン回路１０Ａが並列となるように取り付けられている点で相違する。

本実施形態のみならず他の実施形態においても、同じ方向切替弁５８に接続された中子シリンダ６４とスクイズピンシリンダ１２を同時に使用することはない。そこで、油圧経路３２，３４、油圧経路７６，７８には、それぞれ開閉バルブ８２，８４を設けられている。そして、スクイズピンシリンダ１２を使用するときは、油圧経路３２，３４の開閉バルブ８２を開放して油圧経路７６，７８の開閉バルブ８４を閉止し、中子シリンダ６４を使用するときは油圧経路７６，７８の開閉バルブ８４を開放して油圧経路３２，３４の開閉バルブ８２を閉止すればよい。上記構成により、中子シリンダ６４とスクイズピンシリンダ１２との間で方向切替弁５８に対する付け替え作業を省略して作業負担を軽減することができる。

図５に、第３実施形態のスクイズピン回路を示す。第３実施形態のスクイズピン回路１０Ｂは、方向切替弁５８に複数並列に接続されたものになっている。本実施形態では、中子シリンダ６４を取り付けるためのポート８６も設けられ、第２実施形態と同様に中子シリンダ６４とスクイズピンシリンダ１２を別々に使用することができる。従来、一つの方向切替弁に複数のシリンダを取り付けて使用した場合、負荷抵抗の大きなシリンダの動作が遅くなり、負荷抵抗の小さなシリンダが動作してから負荷抵抗の大きなシリンダが動作する現象が生じていた。しかし、流量調整部２４は、油圧供給源５２側の油圧とスクイズピンシリンダ１２側の油圧との差圧を維持するので、図５に示すように、スクイズピンシリンダ１２を複数並列に接続したとしても、各流量調整部２４において個別に差圧を維持してスクイズピンを同時に動かすことができる。

図６に、中子回路を形成する油圧ユニットの模式図を、図７に、スクイズピン回路を形成するサンドサブを油圧ユニットに挟み込んだ場合の模式図を示す。
図６に示すように、中子回路５０（中子シリンダ６４を除く）は、下から順に、中子回路５０を構成する油圧経路７６，７８の大部分をブロック状にまとめたマニホールド８８（油圧ユニット）と、圧力調整弁５６とこれに付属するものをブロック状にまとめた圧力調整ユニット９０（油圧ユニット）と、方向切替弁５８及びソレノイド６２Ａ，６２Ｂをブロック状にまとめた方向切替ユニット９２（油圧ユニット）による３段構造を有している。

マニホールド８８には、貫通ボルト９４に螺合する雌ネジ部８８ａが形成されている。圧力調整ユニット９０、方向切替ユニット９２には、貫通ボルト９４が挿通する挿通孔９０ａ，９２ａが形成されている。マニホールド８８、圧力調整ユニット９０、方向切替ユニット９２は、雌ネジ部８８ａ、挿通孔９０ａ、挿通孔９２ａが連通するように積み上げられている。そして、貫通ボルト９４を挿通孔９２ａから導入して雌ネジ部８８ａに捻じ込むことで、マニホールド８８、圧力調整ユニット９０、方向切替ユニット９２を共締めした状態ですべての油圧ユニットが一体となるように固定される。なお、図６（図７）においては、各ユニット等を接続する油圧配管を省略している。

本実施形態のスクイズピン回路１０（スクイズピンシリンダ１２を除く）等もサンドサブ９６（油圧ユニット）としてブロック状に形成することができる。図７に示すように、サンドサブ９６は、２つの流量調整部２４と、スクイズピン回路１０等を構成する油圧経路３２，３４がブロック状に一塊となるように形成されている。ここで、２つの流量調整部２４は第３実施形態のように方向切替弁５８に並列に接続するものであるとする。

図７に示すように、サンドサブ９６をマニホールド８８と圧力調整ユニット９０との間に配置する。その際、サンドサブ９６には挿通孔９０ａ等に連通する挿通孔９６ａを形成しておく。そして、貫通ボルト９４より長めに設計された貫通ボルト９８を挿通孔９２ａから導入して雌ネジ部８８ａに捻じ込むことにより、マニホールド８８、サンドサブ９６、圧力調整ユニット９０、方向切替ユニット９２を共締めした状態ですべての油圧ユニットが一体となるように固定することができる。

このように、既存設備（中子回路５０を構成する油圧ユニット）において、サンドサブ９６を挟み込むことで容易に安定流量のスクイズピン回路１０等を構成することができる。なお、流量調整部２４の開度は、付属するハンドル２４ａを回転させる（流量調整弁２８を動作させる）ことにより調整するが、図７に示すように、開度をデジタル表示（図３のグラフの横軸）することが望ましい。これにより、流量調整部２４における開度の再現性を高め、作業効率を向上させることができる。また、上述のように、スクイズピン回路１０等の取り付け前の中子回路５０においては、１２０ｌ／ｍｉｎ付近の流量で作動油を使用するところ、流量調整部２４では４．８ｌ／ｍｉｎ付近の流量で作動油を使用するため圧力損失が大きい。よって、２つの流量調整部２４においてその開度を互いに異なる値に設定することも可能である。

上記実施形態では、ダイカスト鋳造の際に用いるスクイズピンを前提に説明してきたが、重力鋳造、低圧鋳造等の金型を用いた他の鋳造の際に用いるスクイズピンにも適用できる。

図８に、第４実施形態のスクイズピン回路（油圧ユニット）の回路図を示す。第４実施形態のスクイズピン回路１０Ｃ（油圧ユニット）は、一つの方向切替弁５８に流量調整部２４（２４Ａ〜２４Ｄ）及びスクイズピンシリンダ１２（１２Ａ〜１２Ｄ）からなる油圧回路が並列に複数（本実施形態では４つ）接続している点で第３実施形態のスクイズピン回路１０Ｂに類似するが、さらに、アキュムレータ回路１００が取り付けられている点で相違する。

アキュムレータ回路１００は、アキュムレータ１０２、方向切替弁１１０、逆止弁１１４、開閉弁１１６等により構成されている。アキュムレータ回路１１０を通過する油圧経路１１８は、油圧源１２０と方向切替弁５８を接続する油圧経路１２２から分岐して開閉弁１１６、逆止弁１１４、方向切替弁１１０と続き、流量調整部２４の一次側に接続している。また、アキュムレータ１０２は、油圧経路１１８の逆止弁１１４と方向切替弁１１０との間となる位置に取り付けられている。

アキュムレータ１０２は、その内部が隔壁１０４により仕切られたタンクであり、アキュムレータ１０２の油圧経路１１８側の内部空間１０６に作動油が蓄積し、その反対側の内部空間１０８にガスが充填している。油圧経路１１８の油圧がアキュムレータ１０２内のガス圧よりも大きい場合には、油圧経路１１８内の作動油がアキュムレータ１０２内に押し出され、隔壁１０４に油圧を印加して変形させてガスを圧縮する。また、逆の場合は、隔壁１０４に印加されたガス圧によりアキュムレータ１０２内の作動油が押し出され、油圧経路１１８に対してガス圧由来の油圧を印加する。

方向切替弁１１０は、方向切替弁５８に連動して動作する開閉弁となっている。方向切替弁１１０は、通常、油圧経路１１８を遮断しているが、方向切替弁５８のソレノイド６２Ａが動作するのに連動して方向切替弁１１０のソレノイド１１２が動作して油圧経路１１２を開放する。逆止弁１１４は、アキュムレータ１０２から押し出される作動油が油圧源１２０側に逆流するのを防止する。

上記構成において、スクイズピンの動作前は、方向切替弁５８は油圧経路１２２の流量調整部２４側（油圧経路１３６）への油圧を遮断し、方向切替弁１１０は油圧経路１１８を遮断している。また、開閉弁１１６が解放されている限り、油圧源１２０からの油圧（ガス圧）がアキュムレータ１０２に蓄積されている。そしてソレノイド６２Ａ、及びソレノイド１１２を動作させると、方向切替弁５８が油圧経路１２２の流量調整部２４側（油圧回路１３６）への油圧を開放し、方向切替弁１１０が油圧経路１１８を開放する。よって、流量調整部２４の一次側（油圧経路１２８Ａ〜１２８Ｄ）には、油圧源１２０からの油圧とアキュムレータ１０２からの油圧が足し合わさった油圧が印加される。

本実施形態のように、一つの方向切替弁５８、すなわち一つの油圧源１２０に流量調整部２４（２４Ａ〜２４Ｄ）が並列に複数接続される場合には、油圧源１２０からの油圧が分散して個々の流量調整部２４の一次側に印加される油圧が低下し、スクイズピンの動作速度が低下する。しかし、図８に示すように、流量調整部２４の一次側にアキュムレータ回路１００を接続することで、流量調整部２４に対して十分な油圧を供給でき、スクイズピンを確実に動作せることができる。

アキュムレータ回路１００は、油圧源１２０以外の他の油圧源により油圧を蓄えることも可能である。この場合、アキュムレータ回路１００内の油圧が、油圧源１２０の油圧よりも大きい場合には、アキュムレータ回路１００からの油圧が油圧経路１３６を逆流する虞がある。この場合、油圧経路１３６には逆止弁５５を取り付けて、油圧の逆流を防止することができる。

スクイズピンを動作させるスクイズピンシリンダ１２（１２Ａ〜１２Ｄ）には、リミットスイッチが取り付けられている。リミットスイッチ１２４Ａ，１２４Ｂは、スクイズピンに直結するロッド１８のヘッド１６に取り付けた磁石（不図示）が、リミットスイッチ１２４Ａ，１２４Ｂに対向する位置にきたときにその磁力を検知し、検知信号を出力するものである。リミットスイッチ１２４Ａは、スクイズピンを繰り出す前のヘッド１６の初期位置に対向する位置に取り付けられ、リミットスイッチ１２４Ｂは、スクイズピンを繰り出した後のヘッド１６の繰出位置に対向する位置に取り付けられている。

スクイズピン回路１０Ｃにおいて、スクイズピンの動作前はリミットスイッチ１２４Ａから検知信号が出力され、リミットスイッチ１２４Ｂからは検知信号は出力されない状態である。そして、スクイズピンを動作させる（油圧源１２０、及びアキュムレータ１０２から油圧を流量調整部２４に供給する）とリミットスイッチ１２４Ａからの検知信号の出力が停止してしばらくしてからリミットスイッチ１２４Ｂからの検知信号が出力される。また、リミットスイッチ１２４Ａの検出位置とリミットスイッチ１２４Ｂの検出位置との間の距離（スクイズピンの繰出し量とほぼ同じ）は既知とすることができる。よって、各スクイズピンの繰出し時間及び繰り出し速度を、リミットスイッチ１２４Ａからの検知信号の出力が停止した時刻と、リミットスイッチ１２４Ｂからの出力信号が出力した時刻との差分を用いて算出することができる。また、流量調整部２４において流量を調整することにより、スクイズピンの繰り出し速度の調整が可能である。したがって、ダイカスト製品を製造する金型において互いに異なる位置に取り付けたスクイズピンごとに適正な繰り出し時間、及び繰り出し速度をモニターしつつ調整可能となるので、ダイカスト製品の品質管理をより高精度に行うことができる。なお、リミットスイッチ１２４Ａ，１２４Ｂからの検知信号は、後述の時間計測手段１２５（図９）に出力される。またリミットスイッチ１２４Ａ，１２４Ｂは、全てのスクイズピンシリンダ１２に取り付ける必要はない。

図８は、アキュムレータ回路１００を備えたスクイズピン回路１０Ｃであるが、同時にスクイズピン回路１０Ｃを備えた油圧ユニットを示している。油圧ユニットは、マニホールド１２６（ブロック）を有し、マニホールド１２６に４つの流量調整部２４Ａ〜２４Ｄが取り付けられている。マニホールド１２６は、図７に示すサンドサブ９６やマニホールド８８のように油圧経路の一部をブロック内に形成したものである。

マニホールド１２６は、流量調整部２４Ａ〜２４Ｄの一次側（油圧の上流側であって、油圧源１２０、またはアキュムレータ回路１００からの油圧を受ける側）に接続する油圧経路１２８Ａ〜１２８Ｄ、流量調整部２４Ａ〜２４Ｄの二次側（油圧の下流側であって、スクイズピンシリンダ１２に油圧を供給する側）に接続する油圧経路１３０Ａ〜１３０Ｄ、マニホールド１２６を貫通する油圧経路１３２（バスライン）を有する。油圧経路１２８Ａ〜１２８Ｄのうち、油圧経路１２８Ａは、マニホールド１２６表面に達している。そして油圧経路１３２は、油圧経路１２８Ａに交差（接続）し、油圧経路１２８Ｂ〜１２８Ｄに接続している。

油圧経路１３０Ａ〜１３０Ｄのマニホールド１２６表面の開口部となる位置には、ポート１３４Ａ〜１３４Ｄが配置される。油圧経路１２８Ａのマニホールド１２６表面の開口部となる位置には、ポート１３４Ｘが配置されている。また油圧経路１３２のマニホールド１２６表面の開口部（油圧経路１３２の両端）となる位置には、ポート１３４Ｙ，１３４Ｚが配置される。ポート１３４Ａ〜１３４Ｄ、１３４Ｘ〜１３４Ｚは、油圧経路（油圧用の配管）が接続されたときのみ作動油の流路を開放するカプラ構造により構築することもできる。

マニホールド１２６において、ポート１３４Ａ〜１３４Ｄは、スクイズピンシリンダ１２Ａ〜１２Ｄのヘッド１６側に接続する油圧経路３２Ａ〜３２Ｄに接続されている。また、ポート１３４Ｘは、方向切替弁５８に接続する油圧経路１３６に接続され、ポート１３４Ｙは、方向切替弁１１０が接続された油圧経路１１８に接続され、ポート１３４Ｚは、他の油圧経路に接続されることなく閉止している。また、マニホールド１２６には、油圧経路１３２（バスライン）内の圧力を計測する圧力計測手段１３３（図９参照）が取り付けられている。

図９に、第４実施形態のスクイズピン回路を構成するマニホールドの模式図を示す。図９に示すように、マニホールド１２６には、その長辺方向の側面に４つの流量調整部２４Ａ〜２４Ｄが取り付けられている。また、マニホールド１２６の短辺方向の側面の一方にポート１３４Ｘ，ポート１３４Ｙが取り付けられ、他方にポート１３４Ｚが取り付けられている。また、マニホールド１２６には脚１３８が取り付けられ、マニホールド１２６が脚１３８により所定の高さに支持されている。そして、マニホールド１２６の下面（上面でもよい）には、ポート１３４Ａ〜１３４Ｄが取り付けられている。

図８に示すように、ポート１３４Ｘから導入される油圧は油圧経路１３２及び油圧経路１２８Ａ〜１２８Ｄを経由して流量調整部２４Ａ〜２４Ｄの一次側に供給され、同様にポート１３４Ｙから導入される油圧は油圧経路１３２及び油圧経路２４Ａ〜２４Ｄを経由して流量調整部２４Ａ〜２４Ｄの一次側に供給される。すなわち、流量調整部２４Ａ〜２４Ｄには、それぞれポート１３４Ｘ由来の油圧とポート１３４Ｙ由来の油圧が同時に供給されることになり、流量調整部２４Ａ〜２４Ｄに対する油圧不足を解消することができる。

マニホールド１２６において、油圧経路１３２は、油圧経路１２８Ａ〜１２８Ｄを並列に接続するとともに、マニホールド１２６を貫通するバスラインとなっている。さらに、油圧経路１３２は、その両端がポート１３４Ｙ、ポート１３４Ｚとしてマニホールド１２６の外部にある他の油圧経路と接続可能な状態となっている。よって、マニホールド１２６が複数ある場合には、バスライン同志を直列に接続するだけで（図１０参照）、各マニホールド１２６に取り付けたスクイズピン回路１０Ｃを動作させることができ、取り換え作業を容易に行なうことができる。

図９に示すように、マニホールド１２６には、時間計測手段１２５を取り付けることができる。時間計測手段１２５は、リミットスイッチ１２４Ａ，１２４Ｂから出力される検知信号に基づいてスクイズピン（ロッド１８）の動作時間を計測・表示するものである。すなわち、リミットスイッチ１２４Ａからの検知信号がオフとなった（ロッド１８がスクイズピン側に動き出した）ときから計時し始め、リミットスイッチ１２４Ｂからの検知信号がオンになったときまでの時間を計測して表示するものである。図９においては、スクイズピンシリンダ１２Ａ（図８）に取り付けられたリミットスイッチ１２４Ａ，１２４Ｂに接続した時間計測手段１２５のみ取り付けているが、スクイズピンシリンダ１２Ｂ〜１２Ｄ（図８）に取り付けられたリミットスイッチ１２４Ａ，１２４Ｂにそれぞれ接続した時間計測手段もマニホールド１２６に取り付けることができる。

マニホールド１２６には、圧力計測手段１３３が取り付けられている。圧力計測手段１３３は、油圧経路１３２（バスライン）の油圧を計測するものである。流量調整弁２８は、前述のように、流量調整弁２８の一次側（油圧源１２０側）と流量調整弁２８の二次側（スクイズピンシリンダ１２側）の圧力差を補償するように動作するものである。しかし、スクイズピン（ロッド１８）の動作時における油圧経路１３２内の油圧が一定値（例えば１Ｍｐａ）以下になった場合には、圧力差の補償が困難になり、流量を大きく設定した流量調整弁２８に油圧が集中し、他の流量調整弁２８に油圧が届かなくなる。このように、圧力計測手段１３３により一次側の圧力低下が確認できる場合は、後述のようにマニホールド１２６にアキュムレータ回路１００を取り付けて圧力低下を防止することができる。なお、スクイズピンの動作後において、油圧経路１３２（バスライン）内の圧力は、油圧源１２０またはアキュムレータ回路１００の油圧とほぼ同様の圧力値にまで上昇する。

図１０に、第４実施形態のスクイズピン回路を構成するマニホールド（増設時）の模式図を示す。図１０に示すように、マニホールド１２６Ａに、アキュムレータ回路１００を取り付けて一体とすることが可能である。この場合、油圧経路１１８はアキュムレータ回路１００内で終端する。そして、油圧経路１２８Ａを、マニホールド１２６Ａのアキュムレータ回路１００形成部分を通過させ、ポート１３４Ｘを、その外部に配置することができる。

また、図１０に示すように、マニホールド１２６Ａのポート１３４Ｚと、新たに用意したマニホールド１２６Ｂのポート１３４Ｙ（ポート１３４Ｘやポート１３４Ｚでもよい）と、を油圧経路１４０により接続することができる。ここで、マニホールド１２６Ｂのポート１３４Ｘ、ポート１３４Ｚ（不図示）は他の油圧経路に接続することなく閉止している。これにより、８個のスクイズピンシリンダ１２を動作させることができる。また、図７に示すサンドサブ９６にも前述同様にバスラインを設け、このバスラインとマニホールド１２６（１２６Ａ，１２６Ｂ）のバスラインを接続するようにしてもよい。

図１１に、第４実施形態のスクイズピン回路を構成するマニホールドの変形例の模式図を示す。図１１に示すように、流量調整部２４は、縦の方向に並ぶようにマニホールド１２６に取り付けられている。そして、マニホールド１２６は矩形形状であり、流量調整部２４が並ぶ方向を長手方向とするように形成され、マニホールド１２６が適用対象となるスクイズピンを取り付けた金型１４２に対してマニホールド１２６を長手方向となる縦の方向から取り付けることができる。この場合、図１１に示すように、流量調整部２４の開度を表す表示、時間計測手段１２５の時間を表す表示、圧力計測手段１３３の圧力を表す表示がそれぞれ水平を向くように、マニホールド１２６に、流量調整部２４、時間計測手段１２５、圧力計測手段１３３を取り付けることができる。また、図１１においては、図９、図１０に示すマニホールド１２６の脚１３８をマニホールド１２６の長手方向の一方に取り付けて、マニホールド１２６を縦の方向から金型１４２に対して取り付けている。

マニホールド１２６を取り付ける金型１４２は、固定金型でも可動金型でもよい。金型１４２においては、同じダイカスト成形を繰り返すので、その金型１４２に取り付けられたスクイズピンもダイカスト成形の際に同じ動作を繰り返すことになる。よって、流量調整部２４Ａ〜２４Ｄにおいて一度その開度を設定すれば、その後の変更は原則不要である。したがって、さまざまな種類の金型に個別にマニホールド１２６を取り付けることにより、金型の種類を切り替える際のスクイズピンの動作の調整作業を省略して効率的なダイカスト成形を行うことができる。また、マニホールド１２６を流量調整部２４が並ぶ縦の方向を長手方向として形成し、金型１４２に対して長手方向となる縦の方向から取り付けることにより、省スペースで油圧ユニット（スクイズピン回路１０Ｃ）を構築することができる。もちろん、図９、図１０に示すマニホールド１２６も、同様の形態で金型１４２に取り付け可能である。

１０………スクイズピン回路、１２………スクイズピンシリンダ、１４………シリンダ本体、１６………ヘッド、１８………ロッド、２０………油圧空間、２２………油圧空間、２４………流量調整部、２４ａ………ハンドル、２６………圧力補償弁、２８………流量調整弁、３０………逆止弁、３２………油圧経路、３４………油圧経路、５０………中子回路、５２………油圧供給源、５４………逆止弁、５６………圧力調整弁、５８………方向切替弁、６０Ａ〜６０Ｄ………ポート、６２Ａ，６２Ｂ………ソレノイド、６４………中子シリンダ、６６………シリンダ本体、６８………ヘッド、７０………ロッド、７２………油圧空間、７４………油圧空間、７６………油圧経路、７８………油圧経路、８０………タンク、８２………開閉バルブ、８４………開閉バルブ、８６………ポート、８８………マニホールド、８８ａ………雌ネジ部、９０………圧力調整ユニット、９０ａ………挿通孔、９２………方向切替ユニット、９２ａ………挿通孔、９４………貫通ボルト、９６………サンドサブ、９６ａ………挿通孔、９８………貫通ボルト、１００………アキュムレータ回路、１０２………アキュムレータ、１０４………隔壁、１０６………内部空間、１０８………内部空間、１１０………方向切替弁、１１２………ソレノイド、１１４………逆止弁、１１６………開閉弁、１１８………油圧経路、１２０………油圧源、１２２………油圧経路、１２４Ａ，１２４Ｂ………リミットスイッチ、１２６………マニホールド、１２８Ａ〜１２８Ｄ………油圧回路、１３０Ａ〜１３０Ｄ………油圧回路、１３２………油圧経路、１３４Ａ〜１３４Ｄ，１３４Ｘ〜１３４Ｚ………ポート、１３６………油圧経路、１３８………脚、１４０………油圧経路。

Claims (11)

1. 中子シリンダに対する油圧の方向を切り替える方向切替弁に取り付けられ、キャビティに充填された溶湯に対して部分的に加圧するスクイズピンを駆動させるためのスクイズピン回路であって、
   前記方向切替弁に接続され、前記スクイズピンを駆動させるスクイズピンシリンダと、
   前記方向切替弁と前記スクイズピンシリンダのヘッド側とを結ぶ油圧経路上に取り付けられ、圧力補償及び温度補償が可能な流量調整部と、を備えたことを特徴とする金型鋳造用のスクイズピン回路。
2. 前記流量調整部は、
   前記油圧経路において前記方向切替弁に向かう方向の油圧を許容する逆止弁を有することを特徴とする請求項１に記載の金型鋳造用のスクイズピン回路。
3. 前記流量調整部は、
   前記油圧経路における開度をデジタルで表示可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の金型鋳造用のスクイズピン回路。
4. 前記油圧経路は、前記中子シリンダの一方側の油圧経路と並列に接続され、前記方向切替弁と前記スクイズピンシリンダのロッド側とを結ぶ油圧経路は、前記中子シリンダの他方側の油圧経路と並列に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の金型鋳造用のスクイズピン回路。
5. 前記スクイズピンシリンダ及び前記流量調整部は、前記方向切替弁に対して複数並列に接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の金型鋳造用のスクイズピン回路。
6. 前記方向切替弁に油圧を供給する油圧源からの油圧を蓄えるとともにその油圧を前記流量調整部の一次側の油圧経路に供給するアキュムレータ回路を備えたことを特徴とする請求項５に記載の金型鋳造用のスクイズピン回路。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の金型鋳造用のスクイズピン回路を備えた油圧ユニットであって、
   前記流量調整部が取り付けられるとともに、前記流量調整部の一次側の油圧経路を備えたブロックを有し、
   前記ブロックには、
   前記一次側の油圧経路に接続するとともに前記ブロックを貫通するバスラインが設けられていることを特徴とする油圧ユニット。
8. 前記スクイズピンが繰り出し前の位置にあることを示す信号、及び前記スクイズピンが繰り出し後の位置にあることを示す信号を出力するリミットスイッチと、
   前記ブロックに取り付けられ、前記リミットスイッチから出力される信号に基づいて前記スクイズピンの動作時間を計測する時間計測手段と、を有することを特徴とする請求項７に記載の油圧ユニット。
9. 前記ブロックには、前記バスライン内の油圧を計測する圧力計測手段が取り付けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の油圧ユニット。
10. 前記ブロックは、前記スクイズピン回路が駆動させる前記スクイズピンが取り付けられた金型に取り付けられていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の油圧ユニット。
11. 複数の前記流量調整部は、一方向に並んで前記ブロックに取り付けられ、
    前記ブロックは矩形形状であり、前記流量調整部が並ぶ方向が長手方向となるように形成されるとともに、
    その長手方向の一方に脚を取り付けており、
    前記長手方向から前記脚を介して前記ブロックを前記金型に取り付けることを特徴とする請求項１０に記載の油圧ユニット。

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