KR20040095705A

KR20040095705A - 다이캐스트 머신의 사출 장치 및 주조 방법

Info

Publication number: KR20040095705A
Application number: KR1020040032120A
Authority: KR
Inventors: 도요시마도시아끼; 아베유우지; 요꼬야마히로시; 쯔지마꼬또
Original assignee: 도시바 기카이 가부시키가이샤
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2004-05-07
Publication date: 2004-11-15
Also published as: CN100389907C; KR100902965B1; DE102004023150B4; DE102004023150A1; CN1572392A; US7040377B2; JP2004330267A; US20050028961A1; JP4098151B2

Abstract

어큐뮬레이터측의 조정을 행하는 일 없이, 필요한 주조 압력을 얻을 수 있는 다이캐스트 머신의 사출 장치를 제공한다. 다이캐스트 머신의 사출 장치는 사출 플런저(64)에 연결된 사출용 피스톤(5)과, 사출용 피스톤(5)의 배후에 배치된 증압용 피스톤(6)을 내장하는 사출 실린더(2)와, 소정 압력의 작동 오일을 공급하는 어큐뮬레이터(20)와, 어큐뮬레이터(20)로부터의 작동 오일을 사출 실린더(2)로 공급하여 사출용 피스톤(5)을 구동한 후 증압용 피스톤(6)을 구동하는 유압 회로(40)와, 사출 실린더(2)의 사출용 피스톤(5)의 전방으로부터 배출되는 작동 오일의 유량을 제어함으로써 사출용 피스톤(5)의 사출 속도를 제어하는 제어 밸브(15)와, 제어 밸브(15)를 폐쇄하는 타이밍에 의해 사출용 피스톤(5)의 전방측 작동 오일의 압력을 제어하여, 주조 압력의 최종적인 값을 결정하는 제어 장치(30)를 갖는다.

Description

다이캐스트 머신의 사출 장치 및 주조 방법{EJECTING DEVICE AND MOLDING METHOD OF DIECAST MACHINE}

본 발명은, 다이캐스트 머신의 사출 장치 및 주조 방법에 관한 것이다.

다이캐스트 머신에서는, 사출 플런저에 의해 금형의 캐비티에 용탕을 사출함으로써 주조를 행한다. 주조품의 품질은, 용탕의 사출 속도나 주조 압력(사출 압력)에 큰 영향을 받는다. 이로 인해, 사출 플런저를 구동하는 사출 실린더의 이동 속도 (사출 속도) 및 가압 압력의 제어를 적절히 행할 필요가 있다. 즉, 주조 사이클 사이에 용탕의 충전 상황에 따라서 사출 속도 및 주조 압력(사출 압력)을 제어하여 가장 적합한 출사 동작을 실현하는 것이 행해지고 있다.

예를 들어, 사출을 개시한 후의 소정 구간에서는 사출 슬리브 내의 용탕이 공기를 끌어들이지 않도록 저속도의 사출 속도로 사출 플런저를 이동시킨다. 계속해서, 용탕의 선단부가 캐비티의 입구에 도달한 후에 용탕이 식어 고화되기 전에 용탕의 캐비티 내로의 충전을 완료시키기 위해, 사출 속도를 저속도로부터 고속으로 절환하여 고속도의 사출 속도로 사출 플런저를 이동시킨다. 용탕의 캐비티 내로의 충전 완료 후에는 주조 압력(사출 압력)을 급격하게 증가시켜, 캐비티 내의 용탕을 가압하면서 용탕을 응고시킨다.

그런데, 사출 장치가 금형의 캐비티로 금속 용탕을 사출 및 충전하여 주조 압력을 증가시킨 후에 최종적으로 출력하는 주조 압력은, 통상 어큐뮬레이터로부터 공급되는 작동 오일의 압력에 따라서 결정된다.

어큐뮬레이터는 피스톤을 내장하고 있고, 피스톤의 한 쪽측에 가스실이 형성된다. 가스실에, 예를 들어 질소 가스 등의 축압용 가스를 충전함으로써 축압된다. 예를 들어, 가스실로 작동 오일을 출입시킴으로써 가스실의 용적을 변경하여, 어큐뮬레이터에 축압된 압력을 조정할 수 있다.

한편, 주조 압력은 대상 제품(금형)에 따라 다르고, 또한 동일 금형이라도 주조 조건에 따라 다르다. 이로 인해, 금형의 교환 혹은 주조 조건을 변경하면 이에 따라서 어큐뮬레이터의 설정 압력을 조정할 필요가 있다.

어큐뮬레이터의 압력 조정 범위는, 가스실에 충전되어 있는 축압용 가스의 압력에 의존한다. 이로 인해, 변경된 주조 압력이 어큐뮬레이터의 압력 조정 범위 밖에 있는 경우에는, 가스실에 충전되어 있는 축압용 가스를 방출하거나 혹은 보충할 필요가 있다.

정확한 주조 압력을 얻기 위해서는, 가스실에 충전된 가스량을 산출할 필요가 있다. 가스실에 충전된 가스의 누설이 발생되면 주조 압력이 변동되기 때문에, 빈번히 가스량을 산출할 필요가 있었다.

이와 같이, 주조 압력의 변경에 의해 어큐뮬레이터의 압력의 조정 등을 행할 필요가 있어 작업에 시간을 필요로 하였다. 또한, 어큐뮬레이터의 압력 조정을 위해 질소 가스를 방출 및 보충할 필요가 있으므로, 비용이 비싸진다고 하는 불이익도 존재하였다.

본 발명의 목적은, 금형의 교환이나 주조 조건의 변경에 의해 사출 장치가 최종적으로 출력하는 주조 압력을 변경할 필요가 있는 경우라도, 어큐뮬레이터측의 조정을 행하는 일 없이 필요한 주조 압력을 얻을 수 있는 다이캐스트 머신의 사출 장치 및 주조 방법을 제공하는 데 있다.

도1은 본 발명의 실시 형태에 관한 다이캐스트 머신의 사출 장치의 구성을 도시하는 도면.

도2는 도1에 도시한 사출 장치에 있어서의 사출 속도 및 압력 변화의 일예를 나타내는 그래프.

도3은 도1에 도시한 사출 장치에 있어서의 주조 압력의 제어 방법을 설명하기 위한 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 사출 장치

2 : 사출 실린더

3, 4 : 실린더실

3a, 3b, 4a, 4b : 오일실

5 : 사출용 피스톤

6 : 증압용 피스톤

6a, 6b : 피스톤부

15 : 제어 밸브

20 : 어큐뮬레이터

20a : 가스실

21 : 피스톤

30 : 제어 장치

40 : 유압 회로

41 : 체크 밸브

42 : 로직 밸브

43 : 솔레노이드 밸브

50, 51 : 압력 검출기

61 : 이동 금형

62 : 고정 금형

63 : 사출 슬리브

63a : 공급구

64 : 사출 플런저

65 : 플런저 칩

68 : 피스톤 로드

본 발명의 다이캐스트 머신의 사출 장치는, 사출 플런저를 전진시켜 금형으로 형성된 캐비티에 금속 용탕을 사출 및 충전하고 상기 캐비티에 충전된 금속 용탕의 주조 압력을 상승시켜 주조하는 다이캐스트 머신의 사출 장치이며, 상기 사출 플런저에 연결된 사출용 피스톤과, 상기 사출용 피스톤의 배후에 배치된 증압용 피스톤을 내장하는 사출 실린더와, 소정 액압의 작동액을 공급하는 어큐뮬레이터와, 상기 어큐뮬레이터로부터의 작동액을 상기 사출 실린더로 공급하고 상기 사출용 피스톤을 구동한 후 상기 증압용 피스톤을 구동하는 액압 회로와, 상기 사출 실린더의 상기 사출용 피스톤의 전방측으로부터 배출되는 작동액의 유량을 제어함으로써 상기 사출용 피스톤의 속도를 제어하는 제어 밸브와, 상기 제어 밸브를 폐쇄하는 타이밍에 의해 상기 사출용 피스톤의 전방측 작동액의 액압을 제어하여 상기 주조 압력의 최종적인 값을 결정하는 제어 수단을 갖는다.

적합하게는, 본 발명의 다이캐스트 머신의 사출 장치는 상기 사출용 피스톤의 전방측 작동액의 압력을 검출하는 제1 압력 검출 수단과 상기 사출용 피스톤의 배후의 작동액의 압력을 검출하는 제2 압력 검출 수단을 갖고, 상기 제어 수단은 상기 제1 및 제2 압력 검출 수단이 검출하는 작동액의 압력을 기초로 하여 상기 밸브를 폐쇄하는 타이밍을 결정한다.

더욱 적합하게는, 상기 증압용 피스톤은 상기 사출용 피스톤과 단면적이 동등한 제1 피스톤부와 이 제1 피스톤부보다도 직경이 큰 제2 피스톤부를 갖고 있고, 상기 사출 실린더는 상기 사출용 피스톤 및 상기 증압용 피스톤의 제1 피스톤부가 공통으로 미끄럼 이동 가능한 제1 실린더실과 상기 증압용 피스톤의 제2 피스톤부가 미끄럼 이동 가능한 제2 실린더실을 갖고 있고, 상기 제1 실린더실의 상기 사출용 피스톤과 상기 증압용 피스톤의 제1 피스톤부 사이에 작동액이 공급됨으로써 상기 사출용 피스톤이 구동되고, 상기 제2 실린더실의 상기 증압용 피스톤의 제2 피스톤부의 배후에 작동액이 공급됨으로써 상기 증압용 피스톤이 구동된다.

더욱 적합하게는, 상기 제1 실린더실의 상기 사출용 피스톤의 전방측과 상기 제2 실린더실의 상기 제2 피스톤부의 전방측과는 연통하고 있다.

본 발명의 주조 방법은, 사출 플런저를 전진시켜 금형으로 형성된 캐비티에 금속 용탕을 사출 및 충전하고 상기 캐비티에 충전된 금속 용탕의 주조 압력을 상승시켜 주조하는 주조 방법이며, 상기 사출 플런저를 구동하는 사출 실린더에 내장된 사출용 피스톤의 배후측으로 어큐뮬레이터로부터 소정 압력의 작동액을 공급하고, 상기 사출용 피스톤의 전방측으로부터 배출되는 작동액의 유량을 제어 밸브에 의해 제어함으로써 상기 사출용 피스톤의 속도를 제어하고, 상기 캐비티에 금속 용탕이 사출 및 충전된 곳에서 상기 사출 실린더의 상기 사출용 피스톤의 배후측에 내장된 증압용 피스톤을 구동하여 상기 주조 압력을 상승시키고, 상기 제어 밸브를 폐쇄하는 타이밍에 의해 상기 사출용 피스톤의 전방측 작동액의 압력을 제어하여 상기 주조 압력의 최종적인 값을 결정한다.

적합하게는, 본 발명의 주조 방법은 상기 사출용 피스톤의 전방측 작동액의 압력과 상기 사출용 피스톤의 배후측의 작동액의 압력을 검출하고, 상기 각 작동액의 압력을 기초로 하여 상기 제어 밸브를 폐쇄하는 타이밍을 결정한다.

본 발명에서는, 우선 어큐뮬레이터로부터 소정 압력의 작동액이 액압 회로를거쳐서 사출 실린더에 공급되어 사출용 피스톤이 구동된다. 사출용 피스톤의 전진에 의해 사출 실린더로부터 작동 오일이 배출되지만, 이 배출되는 작동 오일의 유량을 제어 밸브가 조정함으로써 사출용 피스톤의 속도 제어가 행해진다. 사출용 피스톤이 전진함으로써, 금형의 캐비티에는 금속 용탕이 사출 및 충전된다. 캐비티에 금속 용탕이 가득 차면, 사출용 피스톤은 급격하게 감속한다.

여기서 증압용 피스톤이 구동되어, 금형의 캐비티 내의 압력인 주조 압력이 상승한다. 또한, 사출용 피스톤의 전방측 작동 오일의 압력은, 사출용 피스톤의 감속 및 정지에 따라서 강하되어 간다. 또한, 사출용 피스톤의 배면측의 작동 오일의 압력은 상승한다.

한편 주조 압력은, 사출용 피스톤의 전방측 작동 오일의 압력과 사출용 피스톤의 배후측 작동 오일의 압력을 합성한 힘에 따라서 결정된다.

사출용 피스톤의 전방측 작동 오일의 압력이 강하 중에 제어 밸브를 폐쇄하면, 사출용 피스톤의 전방측 작동 오일의 압력이 제어 밸브를 폐쇄한 시점의 값으로 유지되어, 이 값에 의해 최종적인 주조 압력이 규정된다.

본 발명에서는 제어 밸브를 폐쇄하는 타이밍을 적절히 결정함으로써, 사출용 피스톤의 전방측 작동액의 압력을 제어하여 주조 압력의 최종적인 값을 결정한다. 이로 인해, 어큐뮬레이터측의 압력 조정이 필요없게 된다.

상술한 본 발명의 목적 및 특징, 다른 목적 및 특징은, 첨부 도면에 관련된 하기의 기술로부터 한층 명료해진다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 다이캐스트 머신의 사출 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도1에 도시한 사출 장치(1)는 사출 실린더(2)와, 어큐뮬레이터(20)와, 유압 회로(40)와, 제어 밸브(15)와, 제어 장치(30)와, 제1 및 제2 압력 검출기(50, 51)와, 사출 플런저(64)와, 사출 슬리브(63)를 갖는다.

또, 사출 실린더(2)는 본 발명의 사출 실린더, 어큐뮬레이터(20)는 본 발명의 어큐뮬레이터, 유압 회로(40)는 본 발명의 액압 회로, 제어 밸브(15)는 본 발명의 제어 밸브, 제어 장치(30)는 본 발명의 제어 수단, 압력 검출기(50)는 본 발명의 제1 압력 검출 수단, 압력 검출기(51)는 본 발명의 제2의 압력 검출 수단의 각각 일실시 태양이다.

사출 슬리브(63)는 단면이 원통형인 내열 금속 부재로 형성되어 있고, 고정 금형(62)에 설치되어 있어 이 사출 슬리브(63)의 공급구(63a)를 통해 알루미늄 합금 등의 금속 용탕(ML)이 공급된다.

고정 금형(62)은, 도시하지 않은 형 체결 장치의 베이스 상에 고정된 고정 다이 플레이트로 보유 지지된다. 이동 금형(61)은, 도시하지 않은 형 체결 장치의 베이스 상을 이동 가능한 이동 다이 플레이트로 보유 지지된다. 예를 들어, 토글 기구 등에 의해 이동 다이 플레이트(61)가 고정 다이 플레이트(62)를 향해 소정의 힘으로 가압됨으로써, 고정 금형(62)과 이동 금형(61)이 형 체결된다. 형 체결된 이동 금형(61)과 고정 금형(62)의 사이에는 캐비티(C)가 형성되고, 이 캐비티(C)와 사출 슬리브(63)는 연통하고 있다.

사출 플런저(64)는 플런저 칩(65)과 플런저 로드(66)로 이루어지고, 플런저 칩(65)은 사출 슬리브(63)의 내주에 끼워 맞추어져 있다. 플런저 로드(66)는, 사출 실린더(2)에 내장된 피스톤 로드(68)에 커플링(67)에 의해 연결되어 있다.

사출 플런저(64)는 화살표로 나타내는 전진 방향 A1로 전진함으로써, 사출 슬리브(63)에 공급된 금속 용탕(ML)을 캐비티(C)를 향해 사출 및 충전한다.

사출 실린더(2)는, 제1 실린더실(3)과 제2 실린더실(4)을 갖는다. 또, 제1 실린더실(3)은 본 발명의 제1 실린더실의 일실시 태양이고, 제2 실린더실(4)은 본 발명의 제2 실린더실의 일실시 태양이다.

제1 실린더실(3)과 제2 실린더실(4)은 서로 연통하고 있다. 제1 실린더실(3)의 직경은 제2 실린더실(4)의 직경보다도 작다.

제1 실린더실(3)에는 사출용 피스톤(5)이 미끄럼 이동 가능하게 끼움 삽입되어 있고, 제2 실린더실(4)에는 증압용 피스톤(6)이 끼움 삽입되어 있다.

사출용 피스톤(5)은 피스톤 로드(68)와 연결되어 있다.

증압용 피스톤(6)은, 사출용 피스톤(5)과 단면적이 동등한 제1 피스톤부(6a)와 제1 피스톤부(6a)보다도 직경이 큰 제2의 피스톤부(6b)를 갖고 있다. 또, 제1 피스톤부(6a)와 제2 피스톤부(6b)는 원주형을 갖고 있다.

증압용 피스톤(6)의 제1 피스톤부(6a)는 제1 실린더실(3)의 내주에 끼워 맞추어져 있고, 제1 피스톤부(6b)는 제2 실린더실(4)에 끼워 맞추어져 있다.

사출 실린더(2)는 제1 실린더실(3)의 사출용 피스톤(5)의 전방측 및 배면측에 각각 제1 및 제2 오일실(3a 및 3b)을 갖고, 제2 실린더실(4)의 증압용피스톤(6)의 제2 피스톤부(4b)의 전방측 및 배면측에 각각 제1 및 제2 오일실(4a 및 4b)을 갖는다.

제1 오일실(3a)에는 관로(PLa)를 거쳐서 제어 밸브(15)가 접속되어 있다. 관로(PLa)는 관로(PLb)에 의해 제1 오일실(4a)과 연통하고 있다. 즉, 사출용 피스톤(5)의 전방측 오일실(3a)과 증압용 피스톤(6)의 제2 피스톤부(4b)의 전방측 오일실(4a)은 연통하고 있다. 이로부터, 오일실(3a)의 작동 오일의 압력과 오일실(4a)의 작동 오일의 압력은 동등해진다.

제어 밸브(15)는 관로(PLa)를 거쳐서 사출 실린더(2)의 오일실(3a)로부터 배출되는 작동 오일의 유량을 조정함으로써, 사출용 피스톤(5)의 속도(사출 속도)를 제어한다. 제어 밸브(15)는 제어 장치(30)로부터의 지령 신호(15s)에 따라서, 사출 실린더(2)의 오일실(3a)로부터 배출되는 작동 오일의 유량을 조정한다.

어큐뮬레이터(20)는 관로(PLc)를 거쳐서 사출 실린더(2)의 오일실(3b)에 접속되어 있다. 이 어큐뮬레이터(20)는 피스톤(21)을 내장하고 있고, 피스톤(21)에 의해 구획되는 가스실(20a)을 구비하고 있다. 가스실(20a)에 질소 가스 등의 가스(G)를 고압으로 충전함으로써 어큐뮬레이터(20)는 축압된다.

또 가스실(20a)에 오일 등의 액체를 공급함으로써, 가스실(20a)의 용적을 조정하여 축적되는 압력을 조정할 수 있다.

유압 회로(40)는, 체크 밸브(역지 밸브)(41)와 로직 밸브(42)와 솔레노이드 밸브(43)를 갖는다.

체크 밸브(41)는, 어큐뮬레이터(20)와 사출 실린더(2)의 오일실(3b)을 접속하는 관로(PLc)의 중도에 설치되어 있다. 체크 밸브(41)는 어큐뮬레이터(20)로부터 사출 실린더(2)의 오일실(3b)을 향하는 작동 오일의 흐름을 허용하여, 사출 실린더(2)의 오일실(3b)로부터 어큐뮬레이터(20)를 향하는 작동 오일의 흐름을 저지한다.

로직 밸브(42)는 어큐뮬레이터(20)와 사출 실린더(2)의 증압용 피스톤(6)의 배면측의 오일실(4b)을 접속하는 관로(PLd)의 중도에 설치되어 있다. 로직 밸브(42)는 솔레노이드 밸브(43)에 의해 관로(PLd)를 개폐한다.

솔레노이드 밸브(43)는, 제어 장치(30)로부터 지령(43s)을 받아 로직 밸브(42)의 개폐를 행한다.

제1 압력 검출기(50)는 관로(PLa)에 접속되어 있고, 오일실(3a)의 작동 오일의 압력을 검출한다. 이 압력을 로드측 압력(PR)이라 한다.

제2 압력 검출기(51)는 관로(PLc)에 접속되어 있고, 오일실(3b)의 작동 오일의 압력을 검출한다. 이 압력을 헤드측 압력(PH)이라 한다.

로드측 압력(PR)과 헤드측 압력(PH)의 합성에 의해, 캐비티(C) 내의 금속 용탕(ML)에 발생하는 주조 압력이 결정된다.

제어 장치(30)는 위치 검출기(70)가 검출한 사출 플런저(64)의 위치 신호(70s), 압력 검출기(50)가 검출한 로드측 압력(PR), 압력 검출기(51)가 검출한 헤드측 압력(PH)을 입력하고, 이들 신호를 기초로 하여 사출 실린더(2)의 속도 제어 및 압력 제어를 행한다. 제어 장치(30)는, 예를 들어 컴퓨터를 이용하여 구성되어 있다. 또, 구체적인 제어 방법에 대해서는 후술한다.

다음에, 사출 장치(1)를 이용한 주조 방법의 일예에 대해 도2 및 도3을 참조하여 설명한다.

(a) 우선, 이동 금형(61)과 고정 금형(62)을 형 체결하여 캐비티(C)를 형성한다.

(b) 계속해서, 사출구(63a)로부터 사출 슬리브(63) 내로 소정량의 금속 용탕(ML)을 공급한다. 또 이 상태에 있어서는, 사출 플런저(64)는 사출구(63a)로부터 우측의 소정 위치까지 후퇴하고 있다. 어큐뮬레이터(20)로부터는, 체크 밸브(41)를 통해 오일실(3b)로 소정 압력의 작동 오일을 공급하고 있지만, 제어 밸브(15)는 폐쇄된 상태에 있다.

(c) 사출 슬리브(63)로 소정량의 금속 용탕(ML)이 공급된 후, 제어 장치(30)는 제어 밸브(15)를 개방하여 도2에 도시한 바와 같이 사출 속도(V)가 저속(VL)이 되도록 사출 플런저(64)를 구동한다.

제어 밸브(15)를 개방하면 사출 실린더(2)의 오일실(3a)로부터 작동 오일이 배출되므로, 체크 밸브(41)를 통해 오일실(3b)로 작동 오일이 공급되어 사출용 피스톤(5)이 전진한다. 사출용 피스톤(5)은 제어 밸브(15)의 개방도에 따른 속도로 전진한다.

사출용 피스톤(5)이 저속(VL)으로 전진하고 있을 때, 사출용 피스톤(5)의 오일실(3a)측의 면적은 오일실(3b)측의 면적보다도 작으므로, 도2에 도시한 바와 같이 로드측 압력(PR)은 헤드측 압력(PH)보다도 크다.

(d) 계속해서 제어 장치(30)는, 사출 플런저(64)가 소정의 속도 절환 위치에도달하였다고 판단되면 제어 밸브(15)의 개방도를 넓혀, 사출 속도(V)를 고속(VH)으로 절환한다. 이 속도 절환 위치는, 금속 용탕의 선단부가 금형의 게이트에 대략 도달할 때의 사출 플런저(64)의 위치이다.

사출 속도(V)를 고속(VH)으로 절환하면, 급속히 금속 용탕(ML)이 캐비티(C) 내에 사출 및 충전된다. 캐비티(C) 내가 금속 용탕(ML)으로 채워지면, 도2에 도시한 바와 같이 사출 속도(V)는 급속히 저하하여 사출 플런저(64)는 정지한다.

이에 따라서 주조 압력(Pc)이 상승한다. 주조 압력(Pc)은 캐비티(C) 내의 금속 용탕(ML)에 작용하는 압력이다.

(e) 제어 장치(30)는, 사출 플런저(64)가 정지하여 소정의 증압 개시 위치에 도달하였다고 판단하면 로직 밸브(42)를 개방하는 지령을 솔레노이드 밸브(43)에 부여하여 증압을 개시시킨다.

로직 밸브(42)가 개방되면, 어큐뮬레이터(20)로부터 관로(PLd)를 통해 오일실(4b)로 고압의 작동 오일이 공급된다. 이에 의해, 주조 압력(Pc)은 급격히 상승한다. 이 때, 제어 밸브(15)는 개방된 상태에 있다.

제어 밸브(15)를 계속해서 개방해 두면, 도2에 도시한 바와 같이 로드측 압력(PR)은 최종적으로는 대기압이 된다.

헤드측 압력(PH)은, 증압의 개시에 의해 급격히 상승한다. 도2에 도시한 헤드측 압력(PH)의 최대치(PHMAX)는, 어큐뮬레이터(20)에 축압된 압력(Pz)에 대응하고 있다.

따라서, 제어 밸브(15)를 마지막까지 개방한 경우에는, 최종적인 주조압력(Pc)은 어큐뮬레이터(20)에 축압된 압력(Pz)으로 결정된다.

본 실시 형태에서는, 주조 압력(Pc)이 어큐뮬레이터(20)에 축압된 압력(Pz)으로 규정되는 최대치가 되기 전에, 제어 밸브(15)를 적절한 타이밍으로 폐쇄함으로써 로드측 압력(PR)을 원하는 값이 되도록 제어하여, 로드측 압력(PR)과 헤드측 압력(PH)의 합성인 주조 압력(Pc)의 최종적인 값을 조정한다.

즉, 로드측 압력(PR)이 하강 중에 제어 밸브(15)를 폐쇄하면, 로드측 압력(PR)은 제어 밸브(15)를 폐쇄한 시점의 값으로 유지된다. 이 로드측 압력(PR)과 헤드측 압력(PH)의 합성이 주조 압력(Pc)의 최종적인 값이 된다.

이로부터, 제어 장치(30)는 제어 밸브(15)를 폐쇄하는 타이밍에 따라 사출용 피스톤(5)의 전방측 작동 오일의 압력을 제어하여, 주조 압력(Pc)의 최종적인 값을 결정한다.

여기서 주조 압력(Pc)과, 로드측 압력(PR)과, 헤드측 압력(PH)과의 사이의 관계에 대해 설명한다.

플런저 칩(65)의 면적을 Ac, 사출용 피스톤(5)의 오일실(3b)측의 면적을 AH, 피스톤 로드(68)의 단면적을 AR, 증압용 피스톤(6)의 제2 피스톤부(6b)의 면적을 Az라 한다.

주조 압력(Pc)이 최종적인 값에 도달하였을 때의 등식을 증압용 피스톤(6) 및 사출용 피스톤(5)에 대해 생각하면, 다음 수학식 1, 수학식 2가 된다.

Pz × Az ＝ PH × AH + PR × (Az - AH)

Pc × Ac ＝ PH × AH + PR × (AH - AR)

수학식 1의 좌측은, 증압용 피스톤(6)의 제2 피스톤부(6)의 배면에 어큐뮬레이터(20)로부터 작용하는 힘이고, 우측의 제1항은 증압용 피스톤(6)의 제1 피스톤부(6a)에 작용하는 힘이고, 제2항은 증압용 피스톤(6O)의 제2 피스톤부(6b)의 전방측에 관로(PLb)를 통해 피드백되는 로드측 압력(PR)에 의한 힘이다.

수학식 2의 좌측은, 주조 압력에 의해 플런저 칩(65)에 작용하는 힘이고, 우측의 제1항은 사출용 피스톤(5)의 오일실(3b)측에 작용하는 힘이고, 제2항은 사출용 피스톤(5)의 오일실(3a)측에 작용하는 힘이다.

수학식 1과 수학식 2로부터, 주조 압력(Pc)은 다음 수학식 3에 의해 나타낸다.

Pc ＝ {Pz × Az + PR × (Az - AR)}/Ac

수학식 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, Pz × Az와 (Az - AH)는 일정하므로, 로드측 압력(PR)을 원하는 값으로 조정하면 주조 압력(Pc)을 원하는 값으로 제어할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 압력 검출기(50, 51)를 이용하여 로드측 압력(PR)과 헤드측 압력(PH)을 실제로 검출한다. 이로 인해, 제어 장치(30)에 있어서 검출된 로드측 압력(PR)과 헤드측 압력(PH)을 이용하여 상기 수학식 2로부터 주조 압력(Pc)을 차례로 산출하고, 산출된 주조 압력(Pc)이 원하는 값에 도달하였는지 여부를 판단하여 원하는 값에 도달하였다고 판단된 시점에서 제어 밸브(15)를 폐쇄한다. 그 결과, 주조 압력(Pc)의 최종적인 값을 정확하게 조정하는 것이 가능해진다. 즉, 제어 장치(30)는 제1 및 제2 압력 검출기(50, 51)가 검출하는 압력을 기초로 하여, 제어 밸브(15)를 폐쇄하는 타이밍을 결정한다.

예를 들어, 도3에 도시한 바와 같이 어큐뮬레이터(20)에 축압된 압력(Pz)으로 결정되는 주조 압력(Pc)의 최종적인 값을 PcA라 하였을 때, 주조 압력(Pc)의 최종적인 값을 PcB와 같이 변경할 때에는 로드측 압력(PR)이 PRB로 유지되는 타이밍으로 제어 밸브(15)를 폐쇄한다.

사출용 피스톤(5)의 전방측 오일실(3a)과 증압용 피스톤(6)의 제2 피스톤부(4b)의 전방측 오일실(4a)을 연통시키고 있는 이유에 대해 설명한다.

오일실(3a)과 오일실(4a)을 연통시키고 있지 않은 경우에는, 주조 압력(Pc)의 최종적인 값은 다음 수학식 4에 의해 나타낸다.

Pc ＝ {Pz × Az - PR × (AH - AR)}/Ac

수학식 3과 수학식 4를 비교하면, 수학식 3의 PR ×(Az - AR)항의 (Az - AR)의 값은, 수학식 4의 PR × (AH - AR)항의 (AH - AR)의 값보다도 크다. 이로부터, 상술한 본 실시의 형태와 같이 오일실(3a)과 오일실(4a)을 연통시키면, 주조 압력(Pc)의 최종적인 값의 조정 범위가 확대되어, 주조 압력(Pc)의 조정의 분해 능력을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않는다.

상술한 실시 형태에서는, 작동액으로서 작동 오일의 경우에 대해 설명하였지만 오일 이외의 다른 액체를 이용하는 것도 가능하다.

또한, 상술한 실시 형태에서는 압력 검출기(50, 51)가 검출하는 압력을 기초로 하여 제어 밸브(15)를 폐쇄하는 타이밍을 결정하는 구성으로 하였지만, 압력 검출기(51)가 검출하는 헤드측 압력(PH) 대신에 어큐뮬레이터(20)에 축압된 압력(Pz)을 검출하고, 검출한 로드측 압력(PR)과 어큐뮬레이터(20)에 축압된 압력(Pz)을 이용하여 주조 압력을 조정하는 것도 가능하다.

본 발명에 따르면, 어큐뮬레이터측의 조정을 행하는 일 없이 필요한 주조 압력을 얻을 수 있다. 이 결과, 어큐뮬레이터로부터의 가스의 방출이나 어큐뮬레이터로의 가스의 보충을 할 필요가 없어져, 다이캐스트 머신의 사출 장치의 비용을 저감할 수 있다.

Claims

사출 플런저를 전진시켜 금형으로 형성된 캐비티에 금속 용탕을 사출 및 충전하고, 상기 캐비티에 충전된 금속 용탕의 주조 압력을 상승시켜 주조하는 다이캐스트 머신의 사출 장치이며,

상기 사출 플런저에 연결된 사출용 피스톤과, 상기 사출용 피스톤의 배후에 배치된 증압용 피스톤을 내장하는 사출 실린더와,

소정 압력의 작동액을 공급하는 어큐뮬레이터와,

상기 어큐뮬레이터로부터의 작동액을 상기 사출 실린더로 공급하여 상기 사출용 피스톤을 구동한 후 상기 증압용 피스톤을 구동하는 액압 회로와,

상기 사출 실린더의 상기 사출용 피스톤의 전방으로부터 배출되는 작동액의 유량을 제어함으로써 상기 사출용 피스톤의 속도를 제어하는 제어 밸브와,

상기 제어 밸브를 폐쇄하는 타이밍에 의해, 상기 사출용 피스톤의 전방측 작동액의 압력을 제어하여 상기 주조 압력의 최종적인 값을 결정하는 제어 수단을 갖는 다이캐스트 머신의 사출 장치.
제1항에 있어서, 상기 사출용 피스톤의 전방측 작동액의 압력을 검출하는 제1 압력 검출 수단과,

상기 사출용 피스톤의 배후의 작동액의 압력을 검출하는 제2 압력 검출 수단을 갖고,

상기 제어 수단은 상기 제1 및 제2 압력 검출 수단이 검출하는 작동액의 압력을 기초로 하여, 상기 제어 밸브를 폐쇄하는 타이밍을 결정하는 다이캐스트 머신의 사출 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 증압용 피스톤은 상기 사출용 피스톤과 단면적이 동등한 제1 피스톤부와 이 제1 피스톤부보다도 직경이 큰 제2 피스톤부를 갖고 있고,

상기 사출 실린더는, 상기 사출용 피스톤 및 상기 증압용 피스톤의 제1 피스톤부가 공통으로 미끄럼 이동 가능한 제1 실린더실과 상기 증압용 피스톤의 제2 피스톤부가 미끄럼 이동 가능한 제2 실린더실을 갖고 있고,

상기 제1 실린더실의 상기 사출용 피스톤과 상기 증압용 피스톤의 제1 피스톤부와의 사이에 작동액이 공급됨으로써 상기 사출용 피스톤이 구동되고,

상기 제2 실린더실의 상기 증압용 피스톤의 제2 피스톤부의 배후에 작동액이 공급됨으로써 상기 증압용 피스톤이 구동되는 다이캐스트 머신의 사출 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 실린더실의 상기 사출용 피스톤의 전방측과 상기 제2 실린더실의 상기 제2 피스톤부의 전방측은 연통하고 있는 다이캐스트 머신의 사출 장치.
사출 플런저를 전진시켜 금형으로 형성된 캐비티에 금속 용탕을 사출 및 충전하고, 상기 캐비티에 충전된 금속 용탕의 주조 압력을 상승시켜 주조하는 주조 방법이며,

상기 사출 플런저를 구동하는 사출 실린더에 내장된 사출용 피스톤의 배후로 어큐뮬레이터로부터 소정 압력의 작동액을 공급하고,

상기 사출용 피스톤의 전방측으로부터 배출되는 작동액의 유량을 제어 밸브에 의해 제어함으로써 상기 사출용 피스톤의 속도를 제어하고,

상기 캐비티에 금속 용탕이 사출 및 충전된 곳에서, 상기 사출 실린더의 상기 사출용 피스톤의 배후에 내장된 증압용 피스톤을 구동하여 상기 주조 압력을 상승시키고,

상기 제어 밸브를 폐쇄하는 타이밍에 의해, 상기 사출용 피스톤의 전방측 작동액의 압력을 제어하여 상기 주조 압력의 최종적인 값을 결정하는 주조 방법.
제5항에 있어서, 상기 사출용 피스톤의 전방측 작동액의 압력과 상기 사출용 피스톤의 배후의 작동액의 압력을 검출하고,

상기 각 작동액의 압력을 기초로 하여, 상기 제어 밸브를 폐쇄하는 타이밍을 결정하는 주조 방법.