(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出シリンダにより、金型キャビティに溶湯を射出充填させる際に、射出シリンダへの圧油の供給源を速度制御用油圧源から増圧制御用油圧源へ切換制御する射出増圧切換バルブあって、
長手方向に連続する空間が形成されたバルブ本体と、
該バルブ本体の、該空間の該長手方向に直交する位置に第１ポートが、該空間の該長手方向の一端に第２ポートが配置される第１圧力室と、
該バルブ本体の、該空間の該長手方向に摺動可能に配置され、該長手方向の一端に、該第２ポートに押圧させて該第２ポートを閉塞可能に形成される閉塞頂部と、他端に形成される大径部と、該閉塞頂部及び該大径部の中間部に形成される小径部と、該閉塞頂部及び該小径部間の開口部と該大径部端面の開口部とが連通される中空部と、を有する第１可動スプールと、
該第１可動スプールの該大径部側に、該空間の該長手方向に摺動可能に配置され、該第１可動スプールの該大径部と略同じ外径を有する第２可動スプールと、
該長手方向の一端側が、該第１可動スプールにより該第１圧力室と仕切られ、該長手方向の他端側も該第１可動スプールにより仕切られ、該バルブ本体の、該空間の該長手方向に直交する位置に、第３ポートが配置される第２圧力室と、
該長手方向の一端側が、該第１可動スプールにより該第２圧力室と仕切られ、該長手方向の他端側が、該第１可動スプールの該大径部により仕切られ、第１パイロットポートが配置される第３圧力室と、
該第１可動スプールの該大径部と該第２可動スプールとの間に形成され、該第１可動スプールの該中空部により該第１圧力室と連通される第４圧力室と、
該第２可動スプールにより該第４圧力室と仕切られ、第２パイロットポートが配置される第５圧力室と、
を有する射出増圧切換バルブ。
【請求項２】
前記第１可動スプールが前記第２ポートを閉塞させる位置よりも所定量、前記第２ポートから離間した連通開始位置に到達するまでは、前記第１可動スプールにより、前記第１圧力室と前記第２圧力室とが仕切られると共に、該連通開始位置を越えて、前記第１可動スプールが前記第２ポートに接近すると、前記第１可動スプールの前記小径部により、前記第１圧力室と前記第２圧力室との連通が開始され、前記第１可動スプールの前記閉塞頂部により、前記第２ポートを閉塞させた状態で、前記小径部による前記第１圧力室と前記第２圧力室との連通が最大開度となるように前記小径部が形成される、請求項１に記載の射出増圧切換バルブ。
【請求項３】
前記第１パイロットポートに圧油を供給させ、前記第３圧力室の圧力を上昇させて、前記第１可動スプール及び前記第２可動スプールを前記第２ポートから離間させて、前記第１圧力室において、前記第１ポート及び前記第２ポートを連通状態にさせると共に、前記第１圧力室と前記第２圧力室とを仕切られた状態とする速度制御開始工程と、
該速度制御開始工程により開放させた前記第２ポートから、前記速度制御用油圧源からの圧油を前記第１ポートを介して前記射出シリンダに供給させて、前記第２ポート側の圧力及び前記閉塞頂部の受圧面積に基づく第２ポート開放力が、前記第１可動スプールの前記中空部により前記第４圧力室に伝播される前記第１ポート側の圧力及び前記第１可動スプールの前記大径部の受圧面積に基づく第２ポート閉塞力よりも大きい間、前記第２ポートの開放状態が維持される速度制御工程と、
該第２ポート開放力が該第２ポート閉塞力よりも小さくなることにより、前記第１可動スプールの前記閉塞頂部が前記第２ポートを閉塞させると共に、前記第１可動スプールの前記小径部により、前記第１圧力室と前記第２圧力室とを連通させて、前記増圧制御用油圧源からの圧油を前記第３ポートから、前記第１ポートを介して前記射出シリンダに供給させる増圧切換工程と、
により、前記射出シリンダへの圧油の供給源を前記速度制御用油圧源から前記増圧制御用油圧源へ切換制御する、請求項１又は請求項２に記載の射出増圧切換バルブを使用する射出増圧切換方法。
【請求項４】
前記速度制御準備工程の完了後、前記第１可動スプールにより、前記第１圧力室と前記第２圧力室とが仕切られている状態の所定のタイミングにおいて、前記増圧制御用油圧源からの圧油を前記第３ポート側の管路へ開放させる、請求項３に記載の射出増圧切換方法。
【請求項５】
前記速度制御工程において、
流出側である前記第１ポート側の圧油圧力の上昇、又は、流入側である前記第２ポートの圧油の圧力低下、又は、その両方の現象発生に伴い、前記第２ポート開放力が前記第２ポート閉塞力と略同じ、又は、前記第２ポート開放力が前記第２ポート閉塞力よりも小さくなることにより、前記第１可動スプールが前記第２ポート側へ移動して、前記第２ポートの開度が維持される、又は、減少する第２ポート開度維持・減少状態と、
該第２ポート開度減少状態における該開度の低下に準じて、前記第２ポート側の圧油圧力が圧力損失で低下し、再び、前記第２ポート開放力が前記第２ポート閉塞力と略同じ、又は、前記第２ポート開放力が前記第２ポート閉塞力より大きくなり、前記第２ポートの該開度が維持される、又は、増加する第２ポート開度維持・増加状態と、
が、前記速度制御工程の進行に伴って繰り返されることにより、前記第２ポートを介して前記射出シリンダに供給される、前記速度制御用油圧源からの圧油量が漸次減少する、請求項３又は請求項４に記載の射出増圧切換方法。
【請求項６】
増圧工程が完了した後、前記第２パイロットポートに圧油を供給させて、前記第５圧力室の圧力を上昇させて、前記第２可動スプールにより、前記第１可動スプールを前記バルブ本体の前記第２ポート側に押圧させて、前記第２ポートを閉塞させる次サイクル準備工程を、更に有する請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の射出増圧切換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、速度制御用油圧源及び増圧制御用油圧源の２つの油圧源と、油圧式射出シリンダと、を備えるダイカストマシンにおいて、射出充填工程中及び増圧工程中の射出シリンダに供給させる圧油の供給源を、速度制御用油圧源から増圧制御用油圧源に切換制御する射出増圧切換バルブと、同バルブを使用する射出増圧切換方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
まず、図１を参照しながら、油圧式射出シリンダを備える、一般的なダイカストマシン及び同ダイカストマシンを使用するアルミニウム製品の鋳造方法を説明する。
【０００３】
ダイカストマシン１００は、金型装置１０１と、射出装置１０２とから構成されている。金型装置１０１には、対向する一対の固定プラテン１と可動プラテン２との間に、固定金型３と可動金型４とがそれぞれ取付けられている。固定金型３及び可動金型４は、それぞれが取り付けられた固定プラテン１及び可動プラテン２が、図示しない型開閉手段によって型閉じされることにより、その間に製品形状を含む金型キャビティ（空洞）５が形成される。また、固定プラテン１には、アルミニウム（ＡＬ）等の溶湯（高温で溶融状態）が供給（注湯）されるスリーブ６が、固定プラテン１の固定金型３側から、固定プラテン１を貫通させて突出されるように配置されている。そして、スリーブ６内は、固定金型３を貫通させて金型キャビティ５内に連通されている。
【０００４】
次に、射出装置１０２には、本体１３と、往復運動するピストン１２とを具備する油圧式の射出シリンダ１０が設けられている。ピストン１２は、図１において右端にピストンヘッドを具備し、その左端は、射出カップリング９によってプランジャロッド８と連結され、プランジャロッド８の左端にプランジャチップ７が取付けられている。プランジャチップ７は、スリーブ６の突出端側からスリーブ６内に嵌合されており、射出シリンダ１０のピストン１２を前進（図１の左側）させることにより、スリーブ６内に注湯された溶湯を金型キャビティ５内に射出充填させることができる。
【０００５】
図１においては、射出シリンダ１０が油圧式であるので、図示せぬ油圧供給源（油圧ポンプ、蓄圧器等）より、圧油を射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに供給させて、ピストン１２を前進させる。金型キャビティ５内に射出充填させた溶湯を凝固させた後、図示せぬ型開閉手段によって可動金型４を固定金型３から型開きさせて、図示しない製品取出手段等で、いずれかの金型（一般的には可動金型４側）に保持させたアルミニウム製品を金型装置１０１外へ搬送させることにより、アルミニウム製品が鋳造成形される。
【０００６】
ここで、射出充填工程、すなわち、後述する低速・高速射出工程における射出速度や、増圧工程における射出圧力、すなわち、金型キャビティ５内に射出充填させた溶湯に付与させる増圧力を、それぞれの工程において適切に設定し制御させることと、射出充填工程（速度制御）から増圧工程（増圧制御）への切換タイミングとが、良品を鋳造するために極めて重要である。一般的なアルミニウム製品の鋳造方法の、射出充填工程における射出速度と、増圧工程における射出圧力の関係とを、図２を用いて説明する。射出充填工程が開始される前の注湯工程において、図示せぬ注湯装置により溶湯がスリーブ６上面の開口部からスリーブ６内に注湯され射出開始状態となる。この時のプランジャチップ７の先端位置はＡである。（図２の上の図を参照）
【０００７】
この状態から、まず低速射出工程（ＳＬ）が行われる。この工程ではプランジャチップ７を安定した低速（ＶＬ）で前進させる制御が要求される。プランジャチップ７を高速で前進させたり、速度変動を伴う不安定な状態で前進させたりすると、スリーブ６の内部において溶湯を波立たせて、溶湯内に空気が巻き込まれ、巣等の品不良の要因となるためである。溶湯がスリーブ６内を満たし、更に、溶湯の湯面がゲート（金型キャビティ５内への溶湯流入口）近傍まで上昇されるＢ位置までプランジャチップ７を前進させると、図示しない射出ストロークセンサ等によりこれを検出させて、低速射出工程から高速射出工程に切り換えさせる。（図２の上から２番目の図を参照）
【０００８】
高速射出工程（Ｓｈ）では、プランジャチップ７の前進速度を一気に加速させ、高速（Ｖｈ）で金型キャビティ５内に溶湯を射出充填させる。これは、溶湯に対して温度が低い金型キャビティ５の表面に溶湯が接触すると急速に溶湯の凝固が進行するためであり、良品の鋳造のためには、できるだけ短時間で金型キャビティ５内への溶湯の射出充填を完了させることが望ましい。特に、アルミニウム製品が大型の場合、あるいは複雑な形状の場合、高速射出工程においてより高速での射出充填が求められる。
【０００９】
そして、金型キャビティ５内が溶湯で完全に満たされる直前になると、金型キャビティ５内の各部位に充填された溶湯の冷却凝固の進行に伴い、溶湯の流動性が低下し、金型キャビティ５内への溶湯の充填抵抗が急激に上昇する。そのため、射出圧力（射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈの圧力）が急激に上昇し、これに呼応するように射出速度が急速に低下する。そして、プランジャチップ７がＣ位置に達し、金型キャビティ５内が溶湯で完全に満たされる（ＶＰ切換位置等と呼称する）と、次の増圧工程に切り換えさせる。（図２の上から３番目の図を参照）この切り換えは、射出圧力が急激に上昇する際の所定の射出圧力（設定切換圧力）を予め設定させ、射出圧力を圧力センサ等で検出させて、設定切換圧力への到達を持って切り換えさせる形態や、金型キャビティ５内が溶湯で満たされるピストン１２の位置（設定切換位置）を予め設定させ、ピストン１２の位置を図示しない射出ストロークセンサ等により検出させて、設定切換位置への到達を持って切り換えさせる形態や、その両方の形態を適宜組み合わせた形態等がある。
【００１０】
増圧工程では、金型キャビティ５内の溶湯圧力を上昇させる（昇圧）タイミングが早すぎると、金型の合わせ面からバリ吹きが発生する。また、遅すぎると、金型キャビティ５内の溶湯の冷却凝固が進行し、射出充填中に溶湯内に巻き込まれた、金型キャビティ５内のガス等により形成された空間（巣）を効果的に押し潰して、同空間内のガスを溶湯外排出させることが困難になり、アルミニウム製品に巣が発生する。そのため、プランジャチップ７が、適切な昇圧位置に到達したタイミングで、且つ、適切な昇圧時間（速度）で射出圧力を上昇させる必要がある。そして、射出圧力が設定された増圧圧力（Ｐ）に到達すると、一定の時間、射出圧力を保持させる制御を行わせる。この間、射出圧力（増圧圧力Ｐ）を付与させた状態で、溶湯内に形成された空間（巣）を押し潰すと共に、溶湯が凝固により収縮する分、金型キャビティ５内に溶湯を補充填させる（押湯）ためのプランジャチップ７の前進が継続される。（図２の下の図を参照）
【００１１】
ここで、プランジャチップ７の前進動作を好適に制御するためには、まず射出充填工程中には、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈへの所定圧での多量の圧油供給が、次に、増圧工程中には、同じく射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈへの、該所定圧より高圧での少量の圧油供給が必要とされる。何故なら、金型キャビティ５内が溶湯で満たされるまでの射出充填工程（低速・高速射出工程）中、プランジャチップ７の所定の前進速度を実現するために必要な、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈの容量の増加率に準じた多量の圧油供給が必要となるからである。
【００１２】
次に、金型キャビティ５内が溶湯で満たされた後の増圧工程においては、金型キャビティ５内の溶湯の凝固収縮量を補う溶湯量を補充填させるだけ、プランジャチップ７を前進させれば良く、そのために多量の圧油を供給させる必要がない。一方、プランジャチップ７を介して所定の増圧力を溶湯へ短時間で、且つ、溶油の凝固収縮に連動させて付与させたり、溶湯の充填抵抗に抗して、溶湯内の巣を効果的に押し潰したりするために、射出充填工程に必要な該所定圧より高圧での圧油供給が必要になるからである。
【００１３】
このような背景を鑑み、射出シリンダ１０へ圧油を供給させる様々な油圧回路が公知である。例えば、図示はしていないが、圧油の供給源として１つの蓄圧器（アキュムレータ）と、差動油圧回路（ランアラウンド回路）と、を備える差動方式がある。具体的には、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈへの所定圧での多量の圧油供給を必要とする射出充填工程においては、射出シリンダ１０のピストン１２の前進動作に伴って同ロッド室１０Ｒから排出される圧油を、蓄圧器から射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに供給される圧油と合流させて圧油の供給量を増加させる差動油圧回路を形成させる。そして、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈへの、該所定圧より高圧での少量の圧油供給を必要とする増圧工程への切換制御時は、この差動油圧回路を解除させ、蓄圧器から射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに圧油を供給させると共に、同ロッド室１０Ｒから圧油をタンクラインに排出させる方式である。記載した構成の符号は図１に準じているが、後述する特許文献１の図９を参照すると理解が容易である。
【００１４】
また、図示はしていないが、圧油の供給源として１つの蓄圧器（アキュムレータ）と、ブーストシリンダ（増圧シリンダ）と、を備えるブースト方式がある。これは、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈ側に、射出シリンダ１０のピストン径よりもさらに大径のピストンを有するブーストシリンダが連結された射出シリンダを使用する方式であって、射出充填工程においては、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈ側に蓄圧器から所定圧の圧油を供給させ、増圧工程においては、ブーストシリンダのヘッド室側に、同じ蓄圧器から所定圧の圧油を供給させて、両シリンダのピストン径の差分だけ、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈ側に保持された圧油の圧力を上昇させて、該所定圧より高圧の保持圧力を得る方式である。こちらも、記載した構成の符号は図１に準じているが、後述する特許文献１の図１０を参照すると理解が容易である。
【００１５】
一方、図３に示すように、圧油の供給源として２つの蓄圧器を備える２段油圧源方式がある。この２段油圧源方式は、所定圧での多量の圧湯供給を目的とした速度制御用油圧源１４と、該所定圧より高圧での少量の圧油供給を目的とした増圧制御用油圧源１５とを備え、それぞれの圧油供給源が遮断開放切換弁１８、１９を介して射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに圧油を供給可能に油圧回路が構成されており、射出充填工程及び増圧工程のそれぞれにおいて、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに供給させるべき、異なる仕様の圧油を、異なる供給源から供給させることができるため、油圧回路が複雑になることなく、プランジャチップ７の前進動作を好適に制御することができるとされている。
【００１６】
速度制御用油圧源１４及び増圧制御用油圧源１５は、本体内を摺動可能な仕切りによりガス室と油室とに分割させた構成のピストンアキュムレータ等の蓄圧器が採用される。同ガス室に不活性ガスを所望する圧力でチャージさせておくことにより、遮断開放切換弁１８、１９を開放させて、同油室内の圧油を管路に排出させて、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに所望する圧力の圧油を供給させることができる。また、圧油排出後は、図示しない管路により、油圧源２２からの圧油を、必要に応じて増圧ブースタ等が配置された蓄圧用増圧回路を介して同油室内に供給させることにより、再び、同油室内に圧油を蓄える（蓄圧させる）ことができる。所定圧での多量の圧湯供給を目的とした速度制御用油圧源１４は、同油室からの圧油排出量が多いため、圧油排出時の同ガス室の容積増加（油室の容積減少）が、該所定圧より高圧での少量の圧油供給を目的とした増圧制御用油圧源１５に対して著しく、同ガス室のガス圧力の低下も著しいため、例えば、同ガス室側にガスボトル１７等を接続させ、同油室からの圧油排出中の、同ガス室のガス圧力の低下を抑制させても良い。
【００１７】
油圧源２２は、一般的には電動モータで駆動される油圧ポンプが採用され、油圧源２２により、速度制御用油圧源１４や増圧制御用油圧源１５への圧油の供給（蓄圧）や、射出シリンダ１０のロッド室１０Ｒへの圧油の供給（ピストン１２の後退動作）が行われる。
【００１８】
尚、図３に示す油圧回路図においては、図２と同じ構成について同じ符号を付与しているため、図３にのみ記載されている構成について説明する。射出シリンダ１０のピストン１２には、ピストン１２の位置をリアルタイムで検出できる射出ストロークセンサ２６が配置されている。先に説明したように、射出充填工程における低速射出工程から高速射出工程への切換位置の設定や、ＶＰ切換位置等の、射出充填工程から増圧工程への切換位置の設定等に使用される。そして、射出シリンダ１０のロッド室１０Ｒ側の管路には、流量制御弁１６が配置されている。この流量制御弁１６は、サーボモータやパイロット油圧等の駆動源により弁内の可動部（スプール）を移動させて、ロッド室１０Ｒ側の管路を油圧源２２側かタンク２４側に切り換えると共に、それぞれの管路に切り換えた状態でその開度を調整して、圧油の流量を制御可能なサーボバルブである。本油圧回路においては、この流量制御弁１６を、射出充填工程の低速・高速射出工程における、ロッド室１０Ｒからタンク２４側へ排出させる圧油量の流量制御、すなわち、低速・高速射出工程におけるピストン１２の前進速度の制御時や、増圧工程完了後に、ロッド室１０Ｒ側の管路を油圧源２２側に切り換えさせての、射出シリンダ１０のピストン１２の後退動作時に使用する。
【００１９】
他には、流量制御弁１６及び油圧源２２の間に逆止弁２３が配置されている。また、増圧制御用油圧源１５の遮断開放切換弁１９と、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈとの間の管路には絞り弁２１が配置されている。この絞り弁２１は、先に説明したように、適切な昇圧時間（速度）で射出圧力を上昇させるために配置され、手動や自動で絞り量を予め調節可能な絞り弁が採用される。また、速度制御用油圧源１４及び増圧制御用油圧源１５から、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに圧油を供給させる管路は、途中で分岐されてタンク２４側に管路接続され、そのタンク２４側管路に射出シリンダ後退バルブ２０が配置されている。この射出シリンダ後退バルブ２０は、通常は遮断されているが、増圧工程完了後、同バルブを開放させると共に、流量制御弁１６を油圧源２２側の管路に切り換えさせ、油圧源２２から、射出シリンダ１０のロッド室１０Ｒに圧油を供給させて、射出シリンダ１０のピストン１２を後退させる。以上が、図３に示す２段油圧源方式の油圧回路の主要な構成であって、本願発明を説明するのに不要と思われる構成や管路については、説明や図示を割愛している。
【００２０】
ここで、図３に示すような、２段油圧源方式の油圧回路において、射出充填工程から増圧工程への切り換えを行う方法を説明する。まず、増圧制御用油圧源１５の遮断開放切換弁１９が遮断されている状態において、速度制御用油圧源１４の遮断開放切換弁１８を開放させて、速度制御用油圧源１４に蓄圧された圧湯を、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに供給させて、射出充填工程を開始させる。射出充填工程の低速・高速射出工程それぞれの射出速度（ピストン１２の前進速度）は、射出シリンダ１０のロッド室１０Ｒ側の管路に配置された流量制御弁１６をタンク２４側の管路に切り換えると共に、同流量制御弁１６により、タンク２４へ排出させる圧油の流量制御により制御される。
【００２１】
射出充填工程の高速射出工程の終盤において、予め設定したＶＰ切換位置が検出されると増圧工程に切り換えられる。具体的には、速度制御用油圧源１４の遮断開放切換弁１８を遮断させると共に、増圧制御用油圧源１５の遮断開放切換弁１９を開放させて、増圧制御用油圧源１５に蓄圧された圧油を、絞り弁２１を介して、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに供給させる。図３の油圧回路図においては、射出シリンダ１０のピストン１２の位置を射出ストロークセンサ２６により検出させて、ピストン１２の設定切換位置への到達を検出させて増圧工程に切り換えられる形態とする。尚、この時、射出シリンダ１０のロッド室１０Ｒ側の流量制御弁１６は、直前の高速射出工程におけるタンク２４側への開度（射出速度が高速なので開度は大）を維持させるか、絞り弁２１による昇圧時間（速度）の設定をより有効にするため全開状態（最大開度）にさせて、ロッド室１０Ｒからの圧油の排出抵抗を最小限にすることが好ましい。
【００２２】
増圧制御用油圧源１５に蓄圧される圧油の圧力（同ガス室にチャージさせる不活性ガスの圧力）、と、絞り弁２１の絞り量（開度）は、上記の状態において、所望する昇圧時間（速度）で所望する射出圧力（増圧力）に到達した後、その増圧力が維持されるように予め調整・設定されている。そのため、予め設定した時間、同増圧力の溶湯への付与を継続させた後、増圧制御用油圧源１５の遮断開放切換弁１９を遮断させて、増圧工程を完了させる。
【００２３】
しかしながら、図３に示すような、２段油圧源方式の油圧回路における、上記のような、射出充填工程から増圧工程への切換方法（射出増圧切換方法）には、次のような問題があった。
【００２４】
それは、２つの油圧源を２つの遮断開放切換弁で切り換えさせることに起因する。まず、ＶＰ切換位置への到達を検出した射出ストロークセンサ２６からの位置信号に基づき、速度制御用油圧源１４の遮断開放切換弁１８へ遮断信号を発信させ、遮断開放切換弁１８を遮断させた後、増圧制御用油圧源１５の遮断開放切換弁１９へ開放信号を発信させ、遮断開放切換弁１９を開放させる制御、すなわち、２つの弁を連動制御させる必要がある。各信号の通信速度によっては、これら２つの弁の連動制御が所望する時間内に完了せず、増圧力の溶湯への付与が遅れる（圧力伝播遅れ）ため、試験鋳造等で、これら信号の遅れやそれぞれの弁の動作時間を確認して、これら２つの弁の連動制御が所望する時間内に完了するように、各弁の作動信号を発信させるピストン１２の位置を予め設定させて、各弁を前倒しで作動させる必要があった。
【００２５】
次に、速度制御用油圧源１４の遮断開放切換弁１８は、多量の圧油の遮断開放を行わせるため、また、増圧制御用油圧源１５の遮断開放切換弁１９は、高い圧力の圧油の遮断開放を行わせるため、これら遮断開放切換弁はいずれも比較的大型の弁にならざるを得ない。そのため、これら２つの弁を接近させて、且つ、射出シリンダ１０の近傍に配置させることが難しい。そのため、これら２つの弁は、それぞれの油圧源近傍に配置されることが一般的であり、その結果、これら遮断開放切換弁から、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈまでの管路が長くなる。特に、増圧制御用油圧源１５の遮断開放切換弁１９が開放制御されてから、増圧制御用油圧源１５からの圧油及び同圧油圧力が、遮断開放切換弁１９以降の管路と絞り弁２１とを介して、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに供給・伝播されて、その増圧力が、プランジャチップ７（ピストン１２）を介して金型キャビティ５内の溶湯に付与される際、この管路長さが増圧力の圧力伝播遅れを生じさせるという問題があった。
【００２６】
このような問題を鑑み、出願人は、軸方向の端部に１つ、側面に２つ、合計３つのポートを有するバルブ本体内に、軸方向に摺動可能な中空の可動スリーブと、同可動スリーブを軸方向に摺動させるパイロット圧力部とを配置させた射出成形制御装置（特許文献１／図１）を考案し、この射出成形制御装置１つで、射出シリンダへの圧油の供給源を速度制御用油圧源から増圧制御用油圧源へ切換制御する射出増圧切換バルブとして採用することを提案している（特許文献１の第３の実施形態／図４）。
【００２７】
特許文献１の射出成形制御装置（射出増圧切換バルブ）は、常時開放状態の、軸方向の端部のＰポート１０２（第１ポート）に対する、バルブボディ１０１（バルブ本体）の側面のＡポート１０３及びＢポート１０４（第２及び第３ポート）との連通及び遮断を、中空の可動スプール１１１（第１可動スプール）の軸方向の摺動により切換制御させるものである。具体的には、可動スプール１１１の側面に２つの通路１１２、１１３が開口されており、可動スプール１１１を軸方向に摺動させて、Ａポート１０３と通路１１２とが連通する位置において、Ｂポート１０４と通路１１３とを連通させず、逆に、Ｂポート１０４と通路１１３とが連通する位置において、Ａポート１０３と通路１１２とを連通させないように、バルブボディ１０１の両ポートと可動スプール１１１の両通路とが構成されている。尚、ここで挙げた構成に続いて括弧書きした構成は、後述する本発明に係る実施例１の、射出増圧切換バルブの構成であって、特許文献１の射出成形制御装置の各構成に相当する構成である。特許文献１の射出成形制御装置と本発明に係る実施例１の射出増圧切換バルブとの比較を容易にするために挙げたものであって、相当する構成が他方の構成に対して同じ構成であること、あるいは、同じ機能を有していることを示唆すものではない。
【００２８】
可動スプール１１１の軸方向の摺動は、１つのパイロット制御バルブ２００により制御される。具体的には、パイロット圧力部の第１パイロット圧力室１０５に圧油を供給させれば、Ｐポート１０２とＡポート１０３とが連通され（Ｂポート１０４は遮断）、第２パイロット圧力１０６に圧油を供給させると、Ｐポート１０２とＢポート１０４とが連通される（Ａポート１０３は遮断）。
【００２９】
特許文献１の第３の実施形態においては、射出成形制御装置３８の各ポートは、Ｐポート１０２及び油圧シリンダ３１の第１油圧室Ｈ３、Ａポート１０３及びＡＣＣ３１、Ｂポート１０４及びＡＣＣ３２、がそれぞれ管路接続されている。
【００３０】
この形態においては、ＶＰ切換位置への到達を検出した射出ストロークセンサ２６からの位置信号に基づき、１つのパイロット制御バルブ２００を制御して、１つの射出成形制御装置で、射出シリンダへの圧油の供給源を速度制御用油圧源から増圧制御用油圧源へ切換制御させる。そのため、図３の油圧回路図に示すような、２つの弁を連動制御させる形態に対して、各弁の信号遅れ分や動作時間を鑑みた、各弁の作動信号を発信させるピストン１２の位置を予め設定させて、各弁を前倒しで作動させる必要はない。また、射出充填工程（射出速度制御）中、Ｂポート１０４が遮断されているため、予め、ＡＣＣ３２から蓄圧された圧油を管路に開放させて、絞り弁２１を含む、Ｂポート１０４に接続される管路内に圧油を供給させると共に、同圧油に増圧圧力を伝播させておくことができる。そのため、Ｂポート１０４の開放と同時に、Ｐポート１０２以降の管路に圧油及び増圧圧力を供給・伝播させることができるため、２つの弁を連動制御させる形態に対して、増圧力を伝播させる必要のある管路を短縮させることができ、増圧力の溶湯への圧力伝播遅れを抑制させることができる。
【００３１】
上記のように、特許文献１の射出成形制御装置の、同文献の第３の実施形態のような、２段油圧源方式の油圧回路への射出増圧切換バルブとしての採用は、同射出成形制御装置駆動用のパイロット制御バルブを作動させるための、ＶＰ切換点の設定に問題が無ければ、射出充填工程（射出速度制御）から増圧工程（射出圧力制御）への切換制御を好適に行うことができ、アルミニウム製品の品質向上に大きく貢献するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特開２００７−２９００４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
しかしながら、出願人は、特許文献１の射出成形制御装置を、２段油圧源方式の油圧回路の射出増圧切換バルブとして採用する場合の課題を見出した。それは、大型ダイカストマシンの射出増圧切換バルブとして採用する場合の課題である。
【００３４】
まず１つは、制御対象アクチュエータである、射出シリンダ１０の大型化に伴う、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに供給させる圧油量の増加である。特許文献１の射出成形制御装置では、射出充填工程において、バルブボディ１０１側面のＡポート１０３と可動スプール１１１側面の通路１１２とを連通させることにより、油圧源ＡＣＣ３１からの圧油を射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに供給させることができる。
【００３５】
従って、必要な圧油の供給量を確保できるＡポート１０３の開口形状及び開口面積に対して、可動スプール１１１側面の通路１１２の開口形状及び開口面積を一致させる必要がある。すなわち、互いに平行に配置された、バルブボディ１０１のＡポート１０３（開口）と、可動スプール１１１の通路１１２（開口）と、を同一形状及び同一面積として、スライド移動により、これら開口を完全に一致させると最大開放状態（最大開度）となり、完全にずらすと閉塞状態（開度ゼロ）となるように構成されている。
【００３６】
従って、Ａポート１０３を円形開口とすれば、可動スプール１１１の通路１１２も、同一直径の円形開口となり、Ａポート１０３の最大開放状態（最大開度）から閉塞状態（開度ゼロ）に到るまでに必要な、可動スプール１１１の長手方向の摺動距離は、これら円形開口の直径＋α（アルファ）となる。すなわち、射出シリンダ１０が大型化すれば、射出充填工程の高速射出工程において、射出シリンダ１０のサイズ（ピストン直径）及び所望する射出速度に準じて、多量の圧油を射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに供給させるため、これら円形開口の直径も大きくなり、Ａポート１０３の最大開放状態（最大開度）から閉塞状態（開度ゼロ）に到るまでに必要な、可動スプール１１１の長手方向の摺動距離も増加する。その結果、Ａポート１０３を閉塞させる際の制御応答性が悪化するという問題が生じる。このＡポート１０３を閉塞させる際の制御応答性の悪化は、増圧力の溶湯への圧力伝播遅れを発生させる要因となる。
【００３７】
次は、射出充填毎のＶＰ切換位置のバラツキの影響である。先に、金型キャビティ５内が溶湯で完全に満たされる点をＶＰ切換位置と説明した。補足すると、理想的なＶＰ切換位置とは、金型キャビティ５内が溶湯で完全に満たされ、且つ、同溶湯に、バリ吹きを伴うような高いサージ圧力ではない所定の圧力が生じた状態のプランジャチップ７の前進位置である。この前進位置は、射出ストロークセンサ２６により検出させることが一般的であるが、ＶＰ切換位置の設定・定義においては、プランジャチップ７の前進位置だけでなく、金型キャビティ５内の溶湯圧力（射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈの圧油の圧力）も加味して、設定・定義されることもある。
【００３８】
仮に、ＶＰ切換位置を、上記のような、プランジャチップ７／ピストン１２の前進位置とすると、予め設定したＶＰ切換位置が、理想的な位置よりも手前過ぎれば、金型キャビティ５内を溶湯が満たす前に射出圧力制御に切り換えられてしまう。そのため、設定された射出圧力（増圧力）の結果生じる射出速度が、高速射出工程における設定射出速度よりも遅くなる場合は、溶湯の充填速度が不足し、凝固収縮分の溶湯を、その凝固収縮（容積減少）に連動させて金型キャビティ５内に好適に補充（押湯）させることができず、アルミニウム製品にヒケや鋳込巣等の鋳造不良が発生する。また、設定された射出圧力（増圧力）の結果生じる射出速度が、高速射出工程における設定射出速度よりも速くなる場合は、射出速度が更に増速されてバリ吹きを発生させてしまう。
【００３９】
逆に、ＶＰ切換位置が理想的な位置を行き過ぎていれば、金型キャビティ５内の溶湯の冷却凝固が進行し、射出充填中に溶湯内に形成された空間（巣）を効果的に押し潰して、同空間内のガスを溶湯外排出させることが困難になり、アルミニウム製品に巣が発生する。
【００４０】
そのため、ＶＰ切換位置を好適に設定することが重要である。具体的には、ゲート部を含む金型キャビティの容積、及び、スリーブ６へ給湯させる溶湯量から、金型キャビティ５内が溶湯で満たされるプランジャチップ７／ピストン１２の前進位置等を机上で求めて仮のＶＰ切換位置とし、これに基づき試験鋳造を行い、良品を鋳造可能な範囲で、設定するＶＰ切換位置を含む諸鋳造条件を求めることが一般的である。しかしながら、理想的なＶＰ切換点は鋳造サイクル毎で一定ではない。その要因は、保持炉からスリーブ６内に供給（給湯）させる溶湯の温度変化や、金型の温度調節状況等様々であるが、最も大きな要因は、保持炉からスリーブ６内に給湯させる溶湯の量（給湯量）のバラツキである。
【００４１】
給湯装置に取り付けたラドル等の給湯用容器で、保持炉から溶湯を汲み出し、それをスリーブの給湯口からスリーブ内に給湯させる形態においては、保持炉側の溶湯の湯面が波立つことに起因する、給湯装置による汲み取り時の湯面検知位置の差異や、機械的動作誤差、あるいは、給湯動作後、ラドル内面に付着するアルミカスの有無や、付着するアルミカスの量の差異により、給湯量に鋳造サイクル毎にバラツキが生じる。このような給湯量のバラツキは、鋳造後の後工程で除去される分留子（ビスケット／スリーブ６内でプランジャチップ７に押圧される部位）の型開閉方向の厚みの差異で吸収させることが一般的である。すなわち、給湯量が所望する量である場合の理想的なＶＰ切換位置１に対して、給湯量が少ない場合の理想的なＶＰ切換位置２は、理想的なＶＰ切換位置１よりプランジャチップ７を前進させた位置（図２のＣ位置よりも左側）となる。また、給湯量が多い場合の理想的なＶＰ切換位置３は、理想的なＶＰ切換位置１までプランジャチップ７が前進していない位置（図２のＣ位置よりも右側）となる。
【００４２】
中小型ダイカストマシンの場合、大型ダイカストマシンに対して、鋳造成形するアルミニウム製品の重量や、増圧力を伝播させるべき金型キャビティ容積も小さく、給湯量も少ない。そのため、設定させるＶＰ切換位置と理想的なＶＰ切換位置との差異（分留子／ビスケットの型開閉方向の厚みの差異）がアルミニウム製品の品質に及ぼす影響が小さく、良品を鋳造成形することが可能であった。
【００４３】
しかしながら、大型ダイカストマシンの場合、中小型ダイカストマシンに対して、鋳造成形するアルミニウム製品の重量や、増圧力を伝播させるべき金型キャビティ容積が大きく、給湯量も多い。そのため、設定させるＶＰ切換位置と理想的なＶＰ切換位置との差異（分留子／ビスケットの型開閉方向の厚みの差異）が中小型ダイカストマシンより大きくなり、アルミニウム製品の品質に及ぼす影響も大きくならざるを得ない。そのため、ＶＰ切換位置の設定精度や、給湯量のバラツキによっては、良品率が低下するという問題がある。
【００４４】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたもので、具体的には、射出シリンダにより、金型キャビティに溶湯を射出充填させる際に、大型ダイカストマシン等で、速度制御油圧源から射出シリンダに供給させる圧油量が多量であっても、速度制御油圧源と接続されるポートを閉塞させる際の制御応答性の悪化を抑制することができ、ＶＰ切換位置の設定精度や給湯量のバラツキに寄らず、射出シリンダへの圧油の供給源を速度制御用油圧源から増圧制御用油圧源へ切換制御する射出増圧切換バルブ及び射出増圧切換方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００４５】
本発明の上記目的は、射出シリンダにより、金型キャビティに溶湯を射出充填させる際に、射出シリンダへの圧油の供給源を速度制御用油圧源から増圧制御用油圧源へ切換制御する射出増圧切換バルブあって、
長手方向に連続する空間が形成されたバルブ本体と、
該バルブ本体の、該空間の該長手方向に直交する位置に第１ポートが、該空間の該長手方向の一端に第２ポートが配置される第１圧力室と、
該バルブ本体の、該空間の該長手方向に摺動可能に配置され、該長手方向の一端に、該第２ポートに押圧させて該第２ポートを閉塞可能に形成される閉塞頂部と、他端に形成される大径部と、該閉塞頂部及び該大径部の中間部に形成される小径部と、該閉塞頂部及び該小径部間の開口部と該大径部端面の開口部とが連通される中空部と、を有する第１可動スプールと、
該第１可動スプールの該大径部側に、該空間の該長手方向に摺動可能に配置され、該第１可動スプールの該大径部と略同じ外径を有する第２可動スプールと、
該長手方向の一端側が、該第１可動スプールにより該第１圧力室と仕切られ、該長手方向の他端側も該第１可動スプールにより仕切られ、該バルブ本体の、該空間の該長手方向に直交する位置に、第３ポートが配置される第２圧力室と、
該長手方向の一端側が、該第１可動スプールにより該第２圧力室と仕切られ、該長手方向の他端側が、該第１可動スプールの該大径部により仕切られ、第１パイロットポートが配置される第３圧力室と、
該第１可動スプールの該大径部と該第２可動スプールとの間に形成され、該第１可動スプールの該中空部により該第１圧力室と連通される第４圧力室と、
該第２可動スプールにより該第４圧力室と仕切られ、第２パイロットポートが配置される第５圧力室と、
を有する射出増圧切換バルブによって達成される。
【００４６】
そして、本発明に係る射出増圧切換バルブは、前記第１可動スプールが前記第２ポートを閉塞させる位置よりも所定量、前記第２ポートから離間した連通開始位置に到達するまでは、前記第１可動スプールにより、前記第１圧力室と前記第２圧力室とが仕切られると共に、該連通開始位置を越えて、前記第１可動スプールが前記第２ポートに接近すると、前記第１可動スプールの前記小径部により、前記第１圧力室と前記第２圧力室との連通が開始され、前記第１可動スプールの前記閉塞頂部により、前記第２ポートを閉塞させた状態で、前記小径部による前記第１圧力室と前記第２圧力室との連通が最大開度となるように前記小径部が形成されることが好ましい。
【００４７】
また、本発明の上記目的は、本発明に係る射出増圧切換バルブを使用する射出増圧切換方法であって、
前記第１パイロットポートに圧油を供給させ、前記第３圧力室の圧力を上昇させて、前記第１可動スプール及び前記第２可動スプールを前記第２ポートから離間させて、前記第１圧力室において、前記第１ポート及び前記第２ポートを連通状態にさせると共に、前記第１圧力室と前記第２圧力室とを仕切られた状態とする速度制御開始工程と、
該速度制御開始工程により開放させた前記第２ポートから、前記速度制御用油圧源からの圧油を前記第１ポートを介して前記射出シリンダに供給させて、前記第２ポート側の圧力及び前記閉塞頂部の受圧面積に基づく第２ポート開放力が、前記第１可動スプールの前記中空部により前記第４圧力室に伝播される前記第１ポート側の圧力及び前記第１可動スプールの前記大径部の受圧面積に基づく第２ポート閉塞力よりも大きい間、前記第２ポートの開放状態が維持される速度制御工程と、
該第２ポート開放力が該第２ポート閉塞力よりも小さくなることにより、前記第１可動スプールの前記閉塞頂部が前記第２ポートを閉塞させると共に、前記第１可動スプールの前記小径部により、前記第１圧力室と前記第２圧力室とを連通させて、前記増圧制御用油圧源からの圧油を前記第３ポートから、前記第１ポートを介して前記射出シリンダに供給させる増圧切換工程と、
により、前記射出シリンダへの圧油の供給源を前記速度制御用油圧源から前記増圧制御用油圧源へ切換制御する射出増圧切換方法によって達成される。
【００４８】
また、本発明に係る射出増圧切換方法は、前記速度制御準備工程の完了後、前記第１可動スプールにより、前記第１圧力室と前記第２圧力室とが仕切られている状態の所定のタイミングにおいて、前記増圧制御用油圧源からの圧油を前記第３ポート側の管路へ開放させることが好ましい。
【００４９】
更に、本発明に係る射出増圧切換方法は、前記速度制御工程において、
流出側である前記第１ポート側の圧油圧力の上昇、又は、流入側である前記第２ポートの圧油の圧力低下、又は、その両方の現象発生に伴い、前記第２ポート開放力が前記第２ポート閉塞力と略同じ、又は、前記第２ポート開放力が前記第２ポート閉塞力よりも小さくなることにより、前記第１可動スプールが前記第２ポート側へ移動して、前記第２ポートの開度が維持される、又は、減少する第２ポート開度維持・減少状態と、
該第２ポート開度減少状態における該開度の低下に準じて、前記第２ポート側の圧油圧力が圧力損失で低下し、再び、前記第２ポート開放力が前記第２ポート閉塞力と略同じ、又は、前記第２ポート開放力が前記第２ポート閉塞力より大きくなり、前記第２ポートの該開度が維持される、又は、増加する第２ポート開度維持・増加状態と、
が、前記速度制御工程の進行に伴って繰り返されることにより、前記第２ポートを介して前記射出シリンダに供給される、前記速度制御用油圧源からの圧油量が漸次減少する射出増圧切換方法であっても良い。
【００５０】
一方、本発明に係る射出増圧切換方法は、増圧工程が完了した後、前記第２パイロットポートに圧油を供給させて、前記第５圧力室の圧力を上昇させて、前記第２可動スプールにより、前記第１可動スプールを前記バルブ本体の前記第２ポート側に押圧させて、前記第２ポートを閉塞させる次サイクル準備工程を、更に有していても良い。
【発明の効果】
【００５１】
本発明に係る射出増圧切換バルブは、射出シリンダにより、金型キャビティに溶湯を射出充填させる際に、射出シリンダへの圧油の供給源を速度制御用油圧源から増圧制御用油圧源へ切換制御する射出増圧切換バルブあって、
長手方向に連続する空間が形成されたバルブ本体と、
該バルブ本体の、該空間の該長手方向に直交する位置に第１ポートが、該空間の該長手方向の一端に第２ポートが配置される第１圧力室と、
該バルブ本体の、該空間の該長手方向に摺動可能に配置され、該長手方向の一端に、該第２ポートに押圧させて該第２ポートを閉塞可能に形成される閉塞頂部と、他端に形成される大径部と、該閉塞頂部及び該大径部の中間部に形成される小径部と、該閉塞頂部及び該小径部間の開口部と該大径部端面の開口部とが連通される中空部と、を有する第１可動スプールと、
該第１可動スプールの該大径部側に、該空間の該長手方向に摺動可能に配置され、該第１可動スプールの該大径部と略同じ外径を有する第２可動スプールと、
該長手方向の一端側が、該第１可動スプールにより該第１圧力室と仕切られ、該長手方向の他端側も該第１可動スプールにより仕切られ、該バルブ本体の、該空間の該長手方向に直交する位置に、第３ポートが配置される第２圧力室と、
該長手方向の一端側が、該第１可動スプールにより該第２圧力室と仕切られ、該長手方向の他端側が、該第１可動スプールの該大径部により仕切られ、第１パイロットポートが配置される第３圧力室と、
該第１可動スプールの該大径部と該第２可動スプールとの間に形成され、該第１可動スプールの該中空部により該第１圧力室と連通される第４圧力室と、
該第２可動スプールにより該第４圧力室と仕切られ、第２パイロットポートが配置される第５圧力室と、
を有するため、後述する射出増圧切換方法を行うことができる。
【００５２】
また、本発明に係る射出増圧切換バルブを使用する、本発明に係る射出増圧切換方法は、前記第１パイロットポートに圧油を供給させ、前記第３圧力室の圧力を上昇させて、前記第１可動スプール及び前記第２可動スプールを前記第２ポートから離間させて、前記第１圧力室において、前記第１ポート及び前記第２ポートを連通状態にさせると共に、前記第１圧力室と前記第２圧力室とを仕切られた状態とする速度制御開始工程と、
該速度制御開始工程により開放させた前記第２ポートから、前記速度制御用油圧源からの圧油を前記第１ポートを介して前記射出シリンダに供給させて、前記第２ポート側の圧力及び前記閉塞頂部の受圧面積に基づく第２ポート開放力が、前記第１可動スプールの前記中空部により前記第４圧力室に伝播される前記第１ポート側の圧力及び前記第１可動スプールの前記大径部の受圧面積に基づく第２ポート閉塞力よりも大きい間、前記第２ポートの開放状態が維持される速度制御工程と、
該第２ポート開放力が該第２ポート閉塞力よりも小さくなることにより、前記第１可動スプールの前記閉塞頂部が前記第２ポートを閉塞させると共に、前記第１可動スプールの前記小径部により、前記第１圧力室と前記第２圧力室とを連通させて、前記増圧制御用油圧源からの圧油を前記第３ポートから、前記第１ポートを介して前記射出シリンダに供給させる増圧切換工程と、
により、前記射出シリンダへの圧油の供給源を前記速度制御用油圧源から前記増圧制御用油圧源へ切換制御するため、射出シリンダにより、金型キャビティに溶湯を射出充填させる際に、大型ダイカストマシン等で、速度制御油圧源から射出シリンダに供給させる圧油量が多量であっても、速度制御油圧源と接続されるポートを閉塞させる際の制御応答性の悪化を抑制することができ、ＶＰ切換位置の設定精度や給湯量のバラツキに寄らず、射出シリンダへの圧油の供給源を速度制御用油圧源から増圧制御用油圧源へ切換制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】一般的なダイカストマシンの射出装置及び金型装置を示す概略断面図（側面）である。
【図２】一般的なダイカストマシンの射出充填工程におけるプランジャチップの位置、溶湯の状態、射出速度、射出圧力の関係を示す図及びグラフである。
【図３】一般的なダイカストマシンの射出装置の従来の２段油圧源方式の油圧回路図である。
【図４】本発明の実施例１に係る射出増圧切換バルブの概略断面図である。
【図５】本発明の実施例１に係る射出増圧切換バルブを、２段油圧源方式の油圧回路に採用した油圧回路図である。
【図６】本発明の実施例１に係る射出増圧切換バルブによる射出増圧切換方法を説明する概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００５５】
図４乃至図６を参照しながら本発明の実施例１に係る射出増圧切換バルブ及び射出増圧切換方法を説明する。
【００５６】
まず、図４を参照しながら、本発明の実施例１に係る射出増圧切換バルブ３０の構成について説明する。バルブ本体３１には長手方向（図４の上下方向）に連続する空間３２が形成されており、同空間３２は、長手方向の一端（図４の上方）側から他端（図４の下方）側に向かって、順番に５つの圧力室に分割されている。長手方向の一端側の第１圧力室３２ａには、バルブ本体３１の、空間３２の長手方向に直交する位置に第１ポート４１が、空間３２の長手方向の一端に第２ポート４２が配置されている。
【００５７】
そして、バルブ本体３１の、空間３２の長手方向に摺動可能に第１可動スプール５１が配置されている。第１可動スプール５１の長手方向の一端には、第２ポート４２に押圧させて同ポートを閉塞可能な閉塞頂部５１ａが形成され、他端には大径部５１ｃが形成されている。更に、第１可動スプール５１の閉塞頂部５１ａ及び大径部５１ｃの中間部には小径部５１ｂが形成されると共に、閉塞頂部５１ａ及び小径部５１ｂ間の開口部と大径部５１ｃ端面の開口部とが連通される中空部５１ｄが形成されている。
【００５８】
また、第１可動スプール５１の大径部５１ｃ側に、空間３２の長手方向に摺動可能に第第２可動スプール５２が配置されている。第２可動スプール５２の外径は、第１可動スプール５１の大径部５１ｃの外径と略同じである。
【００５９】
第１圧力室３２ａに連続する第２圧力室３２ｂは、長手方向の一端側が第１可動スプール５１により第１圧力室３２ａと仕切られ、長手方向の他端側も第１可動スプール５１により次の圧力室（第３圧力室３２ｃ）と仕切られることにより形成される。そして、第２圧力室３２ｂの、空間３２の長手方向に直交する位置に、第３ポート４３が配置されている。
【００６０】
次に、第２圧力室３２ｂに連続する第３圧力室３２ｃは、長手方向の一端側が第１可動スプール５１により第２圧力室３２ｂと仕切られ、長手方向の他端側が、第１可動スプール５１の大径部５１ｃにより次の圧力室（第４圧力室３２ｄ）と仕切られることにより形成される。そして、第３圧力室３２ｃには第１パイロットポート６１が配置されている。
【００６１】
更に、第１可動スプール５１の大径部５１ｃと第２可動スプール５２との間に第４圧力室３２ｄが形成されている。この第４圧力室３２ｄは、第１可動スプール５１の中空部５１ｄにより第１圧力室３２ａと常時連通されている。
【００６２】
最後に、長手方向の他端側の第５圧力室３２ｅは、第２可動スプール５２により第４圧力室３２ｄと仕切られ、第２パイロットポート６２が配置されている。
【００６３】
ここで、第１可動スプール５１及び第２可動スプール５２の、長手方向に直交する断面形状は円形状であり、これら２つのスプールが摺動する、バルブ本体３１の被摺動面も対応する円形状に加工され、これら２つのスプールの摺動面に配置された、図示しないＯ（オー）リング等のシール部材により、これら２つのスプールのバルブ本体３１の長手方向の摺動と各圧力室のシール性とが確保されているものとする。また、図４において、第１可動スプール５１及び第２可動スプール５２の長手方向の他端側の突出部は、後述する速度制御開始工程において、これら２つのスプールを長手方向の他端（図４の下方）側に押圧させた状態においても、第４圧力室３２ｄ及び第５圧力室３２ｅの圧油供給空間を確保するための突出部である。同突出部は、同突出部により、それぞれの圧力室内を分割させるものではなく、図示しない切欠部が円周方向に複数形成されており、第４圧力室３２ｄ及び第５圧力室３２ｅに圧油が供給された場合に、それぞれの圧力室の受圧面全体に圧油圧力が伝播されるように構成されている。
【００６４】
図４は、図示しない外部パイロット管路から第１パイロットポート６１に圧油を供給させ、第３圧力室３２ｃの圧力を上昇させて、第１可動スプール５１の大径部５１ｃの一端側の面に押圧力を作用させて、第１可動スプール５１を長手方向の他端側に移動・押圧させた状態を示している（速度制御開始工程）。第１可動スプール５１の移動・押圧に伴い、第２可動スプール５２も長手方向の他端側に移動・押圧されている。この状態において、第２ポート４２は開放状態であり、第１圧力室３２ａ内の管路開放部３３において、第２ポート４２と第１ポート４１とが、最大開度Ｋａで連通されている。また、第１圧力室３２ａと第４圧力室３２ｄとが中空部５１ｄで常時連通されているため、射出シリンダ１０のピストン１２を前進させる際に、圧油の流出側となる第１ポート４１側の圧油圧力は、第１可動スプール５１の中空部５１ｄにより第４圧力室３２ｄ内の圧油に常時伝播される。
【００６５】
このような射出増圧切換バルブ３０を、図３を参照しながら説明した２段油圧源方式の油圧回路に採用した油圧回路図を図５に示す。図５において、図３と同じ構成については図３と同じ符号を付し、それぞれの構成の説明は割愛する。
【００６６】
図５に示すように、射出増圧切換バルブ３０は、射出シリンダ１０と、２つの油圧源である速度制御用油圧源１４及び増圧制御用油圧源１５との間の管路に配置されている。射出増圧切換バルブ３０の各ポートは、第１ポート４１及び射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈ、第２ポート４２及び速度制御用油圧源１４、第３ポート４３及び増圧制御用油圧源１５の遮断開放切換弁１９、がそれぞれ管路接続されている。また、射出増圧切換バルブ３０の採用により、速度制御用油圧源１４の遮断開放切換弁１８が不要になり、射出増圧切換バルブ３０の第２ポート４２と速度制御用油圧源１４の油室とが直接管路接続されている点が、図３の油圧回路図との差異である。
【００６７】
次に、図６も参照しながら、本発明の実施例１に係る射出増圧切換方法について説明する。図５において、速度制御用油圧源１４及び増圧制御用油圧源１５への蓄圧が完了している。速度制御用油圧源１４に蓄圧された圧油は、射出増圧切換バルブ３０の第２ポート４２が、図６（ｇ）に示す状態（次サイクル準備工程）で閉塞されているため、射出増圧切換バルブ３０で遮断され、増圧制御用油圧源１５に蓄圧された圧油は遮断開放切換弁１９で遮断され、且つ、射出シリンダ１０のピストン１２の射出充填開始位置への後退が完了している。射出シリンダ後退バルブ２０は遮断状態であり、流量制御弁１６は、射出充填工程の低速射出工程における射出速度制御のために、管路がタンク２４側に切り換えられると共に、射出充填工程の低速射出工程において必要とされる開度に調整されている。
【００６８】
また、射出増圧切換バルブ３０の第１ポート４１及び第３ポート４３に接続された管路は、射出シリンダ１０のピストン１２の射出充填開始位置への後退時の、射出シリンダ後退バルブ２０の開放により、タンク２４側の管路への圧油排出が行われており、同管路内の圧油に高い圧力は発生していない。この状態において、図６（ｇ）に示す状態の射出増圧切換バルブ３０の第２パイロットポート６２への、図示しない外部パイロット管路からの圧油供給を停止させた後、図６（ａ）に示すように、図示しない外部パイロット管路から第１パイロットポート６１に圧油を供給させ、第３圧力室３２ｃの圧力を上昇させて、第１可動スプール５１の大径部５１ｃの長手方向の一端（図６の上方）側の面に押圧力を作用させて、第１可動スプール５１を、第２可動スプール５２と共に、長手方向の他端（図６の下方）側に移動・押圧させる（速度制御開始工程）。尚、説明を簡単にするため、以後、バルブ本体３１の長手方向を図６における上下方向、長手方向の一端側を図６の上方側、長手方向の他端側を図６の下方側として説明する。
【００６９】
速度制御開始工程により、第１圧力室３２ａ内の管路開放部３３において、第２ポート４２と第１ポート４１とが、最大開度Ｋａで連通される。先に説明したように、第１可動スプール５１の閉塞頂部５１ａの上下方向に直交する断面形状は円形状であり、第２ポート４２も、この閉塞頂部５１ａの端面形状に準じた円形状であるため、実際の管路開放部３３の開放形状は、圧油の流動方向に直交する、幅がＫａのリング状開口である。
【００７０】
一方、特許文献１の射出成形制御装置においては、同特許文献１の図１及び図４に示すように、油圧源ＡＣＣ３１からの、必要な圧油の供給量を確保できるＡポート１０３の開口形状及び開口面積に対して、可動スプール１１１側面の通路１１２の開口形状及び開口面積を一致させる必要がある。そのため、先に説明したように、射出シリンダ１０が大型化すれば、Ａポート１０３を閉塞させる際の制御応答性が悪化する。
【００７１】
これに対して、本実施例の射出増圧切換バルブ３０においては、バルブ本体３１の上方側端部に配置された第２ポート４２（開口）に対して、第１可動スプール５１を下方側、言い換えれば、開口が形成された面に直交する方向に移動させることで、圧油の流動方向に直交する幅のリング状開口を形成させることができる。すなわち、速度制御用油圧源１４に接続される第２ポート４２に必要な開口形状は円形開口であり、第２ポート４２に必要な開口面積は、リング状開口の開口外径（第２ポート４２の開口径）と、開放時の圧油の流動方向に直交する幅（図６（ａ）においてはＫａ）により決定される。
【００７２】
従って、最大開放状態（最大開度）を確保するために必要な、第１可動スプール５１の下方側への摺動距離が可能な限り少なくなるように、リング状開口の開口外径を可能な限り大きく確保することにより、第２ポート４２を閉塞させる際の制御応答性の悪化を抑制することができる。尚、本実施例の射出増圧切換バルブ３０においては、第２ポート４２が、バルブ本体３１の上方側端部に配置されると共に、バルブ本体３１内を摺動させる第１可動スプール５１自体に通路等の開口を配置させる必要がないため、特許文献１の射出成形制御装置のＡポート１０３に対して、第２ポート４２の開口径を大きく確保することが容易である。
【００７３】
本発明の実施例１に係る射出増圧切換バルブ３０は、このような構成により、大型ダイカストマシン等で、速度制御油圧源１４から射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに供給させる圧油量が多量であっても、速度制御油圧源１４と接続される第２ポート４２を閉塞させる際の制御応答性の悪化を抑制することができる。一方、第２圧力室３２ｂは、第１可動スプール５１の小径部５１ｂを含んで第１圧力室３２ａと仕切られている。
【００７４】
速度制御準備工程により開放させた第２ポート４２から、速度制御用油圧源１４からの圧油を管路開放部３３及び第１ポート４１を介して射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに供給させて、速度制御工程が開始される。圧油及び圧油圧力は第２ポート４２から管路開放部３３を介して第１ポート４１に一気に流動・伝播する。この時、管路開放部３３において圧油の流動断面積が減少するため、圧油の流速が上昇し圧力損失Δ（デルタ）Ｐが発生する。その結果、流入側の第２ポート４２の圧油圧力Ｐｖに対して、流出側の第１ポート４１の圧油圧力がＰｖ’まで低下する（Ｐｖ＞Ｐｖ’）。また、第１ポート４１側の圧油圧力Ｐｖ’は、第１可動スプール５１の中空部５１ｄを介して第４圧力室３２ｄ内の圧油に伝播する。
【００７５】
ここで、第１可動スプール５１の閉塞頂部５１ａの上下方向に直交する面積、すなわち、第２ポート４２から流入される圧油の圧油圧力Ｐｖにより、第１可動スプール５１を下方側に押圧（開放）させる押圧力の受圧面積を受圧面積Ｓｏ（エスオー）、そして、第１可動スプール５１の大径部５１ｃの下方側の面積、すなわち、第１可動スプール５１の中空部５１ｄを介して第４圧力室３２ｄに伝播する圧油圧力Ｐｖ’により、第１可動スプール５１を上方側に押圧（閉塞）させる押圧力の受圧面積を受圧面積Ｓｃ（エスシー）、とする。また、第１可動スプール５１を下方側に押圧させて、第２ポート４２を開放させる力を第２ポート開放力Ｆｏ（エフオー）、逆に、第１可動スプール５１を上方側に押圧させて、第２ポート４２を閉塞させる力を第２ポート閉塞力Ｆｃ（エフシー）とすると、これら第２ポート開放力Ｆｏ及び第２ポート閉塞力Ｆｃは以下のように表される。
第２ポート開放力：Ｆｏ＝Ｐｖ×Ｓｏ
第２ポート閉塞力：Ｆｃ＝Ｐｖ’×Ｓｃ
（ただし、Ｐｖ≧Ｐｖ’、Ｓｏ＜Ｓｃ）
尚、図６においては、圧油の流動を実線矢印、パイロット圧力や圧力の伝播等、直接、射出シリンダ１０を駆動させるものではない油圧の流動・作用方向を点線矢印、そして、第１可動スプール５１や第２可動スプール５２に作用する、第２ポート開放力Ｆｏや第２ポート閉塞力Ｆｃを白抜き矢印で表記している。
【００７６】
第１可動スプール５１の閉塞頂部５１ａの受圧面積Ｓｏと、同じく大径部５１ｃの受圧面積Ｓｃとの関係が、Ｓｏ＜Ｓｃであっても、図６（ａ）に示す、速度制御開始工程においては、管路開放部３３における圧損ΔＰが大きく、流入側（第２ポート４２）の圧油圧力Ｐｖの方が、流出側（第１ポート４１）の圧油圧力Ｐｖ’よりも十分に大きいため、Ｐｖ≫Ｐｖ’の関係が成立する。そのため、速度制御用油圧源１４の開放後、第１パイロットポート６１への圧油供給を停止させても、第２ポート４２の開放状態が維持される。また、第２ポート開放力Ｆｏ及び第２ポート閉塞力Ｆｃの関係が、Ｆｏ＞Ｆｃである間、第２ポート４２の開放状態が維持される（速度制御工程）。
【００７７】
また、後述する、流入側（第２ポート４２）及び流出側（第１ポート４１）の圧油圧力バランスに追従する、速度制御工程における第１可動スプール５１の上下方向の摺動に制約が生じないように、速度制御開始工程後は、第２ポート４２の開度が出来るだけ大きい所定のタイミングで、第１パイロットポート６１に接続されるパイロット圧油管路を、パイロット圧油供給側管路からタンク２４側管路に切り換えさせることが好ましい。この切り換えによって、第１可動スプール５１が上方側へ移動・押圧される際の、第３圧力室３２ｃ（第１パイロットポート６１）からの圧油の排出抵抗や、第１可動スプール５１が下方側へ移動・押圧される際の、第１パイロットポート６１から第３圧力室３２ｃへの圧油の吸引抵抗が減少し、第１可動スプール５１の上下方向の自由な摺動が可能になる。
【００７８】
射出充填工程（速度制御工程）が進行し、速度制御用油圧源１４からの圧油の開放が継続される。その過程で、低速射出工程から高速射出工程に切り換えられて、射出シリンダ１０のロッド室１０Ｒ側の流量制御弁１６の開度が大きく制御され、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに供給される圧油量が急速に上昇する。この流動する圧油量の急激な上昇により、流入側（第２ポート４２）の圧油圧力Ｐｖが圧力開放当初より低下する、あるいは、金型キャビティ５内への溶湯の充填が進行し、プランジャチップ７の前進位置がＶＰ切換点に接近して、金型キャビティ５内の溶湯圧力が急激に上昇することにより、流出側（第１ポート４１）の圧油圧力Ｐｖ’が圧力開放当初より上昇する、あるいは、その両方の現象の発生に伴い、管路開放部３３を流動する圧油の圧損ΔＰに依らず、流入側（第２ポート４２）の圧油圧力Ｐｖ及び流出側（第１ポート４１）の圧油圧力Ｐｖ’の差異が漸次減少する。
【００７９】
このような、管路開放部３３を流動する圧油の圧損ΔＰに依らないＰｖ及びＰｖ’の差異の減少によって、先に説明した第２ポート開放力Ｆｏ及び第２ポート閉塞力Ｆｃの速度制御工程の開始時の関係（Ｆｏ＞Ｆｃ）が、Ｆｏ≒Ｆｃを経てＦｏ＜Ｆｃへと逆転すると、第１可動スプール５１が上方側への移動を開始して、管路開放部３３の開度がＫｂまで低下する（Ｋａ＞Ｋｂ）（第２ポート開度維持・減少状態）。これを図６（ｂ）に示す。また、この状態においても、第２圧力室３２ｂは、第１可動スプール５１の小径部５１ｂを含んで第１圧力室３２ａと、第１可動スプール５１により仕切られた状態が維持されている。
【００８０】
すると、第２ポート４２から管路開放部３３を介した第１ポート４１への圧油の流動が継続されているため、管路開放部３３における圧損ΔＰが再び増加し、流入側（第２ポート４２）の圧油圧力Ｐｖ及び流出側（第１ポート４１）の圧油圧力Ｐｖ’の差異が再び増加するため、第２ポート開放力Ｆｏ及び第２ポート閉塞力Ｆｃの関係が、Ｆｏ＜ＦｃからＦｏ≒Ｆｃを経て、再びＦｏ＞Ｆｃへと逆転し、第１可動スプール５１が下方側に移動を開始して、管路開放部３３の開度がＫｃまで増加する（Ｋｂ＜Ｋｃ）（第２ポート開度維持・増加状態）。これを図６（ｃ）に示す。また、この状態においても、第１可動スプール５１により、第２圧力室３２ｂは、第１可動スプール５１の小径部５１ｂを含んで第１圧力室３２ａと仕切られた状態が維持されている。
【００８１】
射出充填工程（速度制御工程）が進行し、高速射出工程に切り換えられた後、プランジャチップ７の前進位置がＶＰ切換位置に更に接近するに連れて、金型キャビティ５内の溶湯圧力の急激な上昇が継続し、管路開放部３３の圧損ΔＰに依らず、流出側（第１ポート４１）の圧油圧力Ｐｖ’の上昇も継続する。そのため、上記のＰｖ及びＰｖ’の差異が更に減少し、第２ポート開放力Ｆｏ及び第２ポート閉塞力Ｆｃの大小関係は、これらＰｖ及びＰｖ’の差異の増減に追従して上下方向に摺動する、第１可動スプール５１の長手方向の位置、すなわち、第２ポート４２の管路開放部３３の開度増減に伴う、圧損ΔＰの増減にほぼ連動するようになる。その結果、第１可動スプール５１は、流入側（第２ポート４２）及び流出側（第１ポート４１）の圧油圧力バランスに追従しながら、第２ポート４２の管路開放部３３の開度を増減させる。
【００８２】
そして、最終的には、第２ポート開放力Ｆｏ及び第２ポート閉塞力Ｆｃの関係がＦｏ＜Ｆｃへと移行し、第１可動スプール５１の閉塞頂部５１ａが第２ポート４２を閉塞させる。言い換えれば、速度制御開始工程の後、速度制御工程において、速度制御用油圧源１４の圧油を開放させた後、第２ポート開度維持・減少状態と第２ポート開度維持・増加状態とが、速度制御工程の進行に伴って繰り返されることにより、第２ポート４２を介して射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに供給される、速度制御用油圧源１４からの圧油量が漸次減少するように制御される。
【００８３】
これに対して、図３の油圧回路図に示すような、２つの弁を連動制御させる形態においては、ＶＰ切換位置等の、速度制御工程から増圧工程への切り換えは、その切換タイミングにおいて、それぞれの圧油の供給源からの圧油の供給を、遮断開放切換弁１８、１９により遮断・開放させることにより行われる。そのため、高速射出工程への切換時と略同量の圧油の供給が、その切換タイミング直前まで継続されるため、増圧工程への切り換え直後に、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに大きなサージ圧力が発生し、これが金型キャビティ５内の溶湯に付与されて、バリ吹きが発生し易くなる。しかしながら、本実施例の射出増圧切換方法においては、同切換タイミングに近づくに連れて、速度制御用油圧源からの圧油の供給量が、漸次減少するように制御されるため、そのようなサージ圧力が発生し難い。
【００８４】
また、図６（ａ）から図６（ｃ）に示すように、速度制御工程が開始された後、流入側（第２ポート４２）及び流出側（第１ポート４１）の圧油圧力バランスに追従する、第１可動スプール５１の上下方向の摺動が始まっても、第１可動スプール５１により、第２圧力室３２ｂは、第１可動スプール５１の小径部５１ｂを含んで第１圧力室３２ａと仕切られた状態が維持されている。そのため、後述する増圧工程における、速度制御用油圧源１４から増圧制御用油圧源１５への圧油の供給源の切り換えに備えて、図６（ａ）から図６（ｃ）に示す状態、すなわち、第１可動スプール５１により、第１圧力室３２ａと第２圧力室３２ｂとが仕切られている状態の所定のタイミングにおいて、増圧制御用油圧源１５の遮断開放切換弁１９を開放させて、増圧制御用油圧源１５からの圧油を第３ポート４３側の管路へ開放させても良い。
【００８５】
第３ポート４３に、増圧制御用油圧源１５からの圧油及び圧油圧力（増圧圧力）が供給・伝播された場合、第１可動スプール５１の小径部５１ｂの上下方向の上方側及び下方側の面にその増圧圧力が作用するが、それぞれの面の受圧面積が略等しくなるように小径部５１ｂが構成されていれば、それぞれの受圧面に作用する増圧圧力は相殺され、第１可動スプール５１の上下方向の摺動に影響を及ぼす虞はない。更に、増圧制御用油圧源１５の遮断開放切換弁１９を開放させるタイミングは、先に説明したように、第１可動スプール５１により、第１圧力室３２ａと第２圧力室３２ｂとが仕切られている状態の所定のタイミングにおいて行われれば良く、理想的なＶＰ切換位置や、予め設定するＶＰ切換位置に一致させる必要は全く無い。
【００８６】
ここで、図６（ｄ）に示すように、第１可動スプール５１が上方側に移動（第２ポート４２に接近）して、管路開放部３３における第２ポートの開度がＫｄまで低下した状態（Ｋｄ＜Ｋｂ）が、第１可動スプール５１により、第２圧力室３２ｂが、第１可動スプール５１の小径部５１ｂを含んで第１圧力室３２ａと仕切られた状態が維持される、第１可動スプール５１の上方側の限界位置とする（連通開始位置）。そして、図６（ｄ）に示す状態、すなわち、第１可動スプール５１が連通開始位置にある状態から、図６（ｅ）に示すように、更に、管路開放部３３における第２ポートの開度がＫｅ（Ｋｄ＞Ｋｅ）に低下する位置まで、第１可動スプール５１が第２ポート４２に接近したとする。このように、第１可動スプール５１が第２ポート４２を閉塞させる位置よりも所定量、第２ポート４２から離間した連通開始位置に到達するまでは、第１可動スプール５１により、第１圧力室３２ａと第２圧力室３２ｂとが仕切られると共に、連通開始位置を越えて、第１可動スプール５１が第２ポート４２に接近すると、第１可動スプール５１の小径部５１ｂにより、第１圧力室３２ａと第２圧力室３２ｂとの連通が開始されるように小径部５１ｂが構成されることが好ましい。
【００８７】
このように、第１可動スプール５１の小径部５１ｂを構成させると、予め、新たに圧油の流入口となる第３ポート４３を介して、第２圧力室３２ｂ内に、増圧制御用油圧源１５からの圧油及び圧油圧力（増圧圧力Ｐｐ／ピーピー）を供給・伝播させておくことによって、図６（ｅ）に示すように、速度制御工程の終盤の、第２ポート４２が完全に閉塞されていない段階から、第１可動スプール５１の小径部５１ｂを介して、圧損ΔＰ’分減圧された増圧圧力Ｐｐ’を、第１圧力室３２ａの流出口である第１ポート４１側に伝播させることができる。そして、第１圧力室３２ａの第１ポート４１側に伝播された増圧圧力Ｐｐ’は、第１可動スプール５１の中空部５１ｄにより第４圧力室３２ｄ内の圧油にも伝播される。すると、第１可動スプール５１の閉塞頂部５１ａの受圧面積Ｓｏよりも大きな、第１可動スプール５１の大径部５１ｃの下方側の受圧面積Ｓｃに作用する圧油圧力が、Ｐｖ’からＰｐ’（Ｐｐ’＞Ｐｖ＞Ｐｖ’）へと増加するため、第２ポート閉塞力Ｆｃ（Ｆｃ＝Ｐｐ’×Ｓｃ）が第２ポート開放力Ｆｏ（Ｆｏ＝Ｐｖ×Ｓｏ）より確実に大きなものとなる。そのため、第１可動スプール５１の第２ポート４２への接近を促進させて、図６（ｆ）に示すように、第１可動スプール５１の閉塞頂部５１ａによる第２ポート４２の閉塞が確実に行われ、増圧切換工程が完了する。
【００８８】
また、図６（ｆ）に示すように、第１可動スプール５１により第２ポート４２を完全に閉塞させた状態で、小径部５１ｂによる第１圧力室３２ａと第２圧力室３２ｂとの連通が最大開度になるように小径部５１ｂを形成させれば、第１可動スプール５１の閉塞頂部５１ａにより第２ポート４２を完全に閉塞させた瞬間から、第３ポート４３を介して第２圧力室３２ｂに既に供給されている、増圧制御用油圧源１５からの圧油及び圧油圧力を射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに供給・伝播させて、増圧工程へと移行させることができる。
【００８９】
つまり、上記のように第１可動スプール５１の小径部５１ｂを構成させると、図６（ｅ）に示す速度制御工程の終盤から、第４圧力室３２ｄ内の圧油に増圧圧力Ｐｐ’を伝播させ、第２ポート閉塞力Ｆｃを増加させて、第１可動スプール５１の第２ポート４２への接近を促進させる。そして、速度制御工程の終盤における、流入側（第２ポート４２）及び流出側（第１ポート４１）の圧油圧力バランスに追従する、第１可動スプール５１の上下方向の微少な摺動を抑制して、図６（ｆ）に示す増圧切換工程（第１可動スプール５１による第２ポート４２の閉塞）を短時間で完了させることができる。
【００９０】
また、増圧切換工程後の第１圧力室３２ａと第２圧力室３２ｂとの、第１可動スプール５１の小径部５１ｂによる連通開度が最大であるため、増圧切換工程における増圧力の伝播遅れを発生させることなく、プランジャチップ７により、金型キャビティ５内の溶湯に、所望する増圧力を付与させることができる。
【００９１】
更に、図６（ｅ）に示す速度制御工程の終盤から、図６（ｆ）に示す増圧切換工程を短時間で完了させても、その短時間の切換時間内において、第２ポート４３から第１ポート４１への圧油の流動量の減少と、第３ポート４３から第１ポート４１への圧油の流動量の増加とが、１つの可動部分の単一方向への運動、すなわち、第１可動スプール５１の第２ポート４２への接近により行われるため、これら圧油の供給源の切り換えが結果的に連動して行われ、スムーズな切り換えが可能である。
【００９２】
そして、射出増圧切換バルブ３０への、外部からのパイロット圧油の供給や、射出増圧切換バルブ３０自体の電気的制御を行わずとも、速度制御用油圧源１４に接続される第２ポート４２側と、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに接続される第１ポート４１側との圧油の圧力バランスのみによって、純機械的に第１可動スプール５１を上下方向に摺動させる構成により、これまで説明したような、速度制御工程から増圧完了工程に到る切換制御が行われる点も、本発明の射出増圧切換バルブ及び本バルブを採用する射出増圧切換方法の大きな特徴の１つである。
【００９３】
この特徴により、本発明の射出増圧切換バルブ及び本バルブを採用する射出増圧切換方法においては、一般的には、ＶＰ切換位置等の切換タイミングの電気制御上の設定により切り換えられる、射出充填工程（速度制御工程）から増圧工程への２つの油圧源の切換タイミングを、ＶＰ切換位置等の切換タイミングの設定精度に依らずとも好適に切り換えが行われる。そのため、ＶＰ切換位置の設定精度や、給湯量が多く、そのバラツキの影響が大きい、大型ダイカストマシンにおける給湯量のバラツキに依らず、射出充填工程中の射出シリンダに供給させる圧油の供給源を、速度制御用油圧源から増圧制御用油圧源に好適に切換制御することができる。尚、図５に示すように、油圧回路上、速度制御用油圧源から増圧制御用油圧源に切換制御を行う際、電気的制御が必要な制御弁（制御バルブ）は当然ながら存在する（例えば、遮断開放切換弁１９）。しかしながら、これまで説明したように、本実施例に係る射出増圧切換方法において、厳密に、あるいは、好適に、予め設定したＶＰ切換位置等の射出充填工程（速度制御工程）から増圧工程への切換タイミングに基づいて制御する必要のある制御弁は無い。
【００９４】
増圧工程中は、増圧制御用油圧源１５からの圧油及び圧油圧力は、射出増圧切換バルブ３０の第３ポート４３から、第１可動スプール５１の小径部５１ｂ及び第１ポート４１を介して、射出シリンダ１０のヘッド室１０Ｈに供給される。先に説明したように、多量の圧湯を供給させる必要がない一方、高圧力の圧油供給が必要なため、図６（ｆ）において、第２ポート開放力Ｆｏ（Ｆｏ＝Ｐｖ×Ｓｏ）よりも、第２ポート閉塞力Ｆｃ（Ｆｃ＝Ｐｐ’×Ｓｃ）の方が大きい、Ｆｏ＜Ｆｃの関係が維持される。そのため、第２ポート４２が閉塞状態で、第３ポート４３及び第１ポート４１間が最大開度で連通される状態が維持される。
【００９５】
増圧工程の完了後、冷却工程を経てアルミニウム製品の鋳造成形が完了する。ここで、次の鋳造サイクルのために、圧油の２つの供給源である、速度制御用油圧源１４及び増圧制御用油圧源１５への蓄圧を開始する必要がある。特に、同油室内に多量の圧油を供給させて蓄圧を行わせる速度制御用油圧源１４への蓄圧には時間を要する。そこで、速度制御用油圧源１４と射出増圧切換バルブ３０の第２ポート４２との間の管路に合流する、油圧源２２からの図示しない管路により、増圧工程の完了直後から速度制御用油圧源１４への蓄圧を開始させることが好ましい。すなわち、第２ポート４２側の管路の圧油に、速度制御用油圧源１４への蓄圧のために、圧油圧力Ｐｖを生じさせても、第２ポート４２が閉塞された状態が維持される必要がある。
【００９６】
一方、次の鋳造サイクルのために、図５において、射出シリンダ後退バルブ２０をタンク２４側に開放させて、射出シリンダ１０のピストン１２を後退させて、射出充填開始位置へ後退させる必要がある。このピストン１２の後退動作中は、射出増圧切換バルブ３０の第１ポート４１と第３ポート４３との連通状態、すなわち、同バルブの第２ポート４２側の圧油圧力に依らず、第２ポート４２が第１可動スプール５１により閉塞され、且つ、第１ポート４１と第３ポート４３との間の連通状態が維持され、第１ポート４１側及び第３ポート４３側の管路は、射出シリンダ後退バルブ２０を介してタンク２４側へ開放された状態（圧油圧力がほぼゼロ）が維持されなければならない。一般的には、増圧工程完了後、前者の速度制御用油圧源１４への蓄圧が先に行われ、アルミニウム製品の取り出しや、金型キャビティ５の内面への離型剤塗布等が完了するタイミングに合わせて、後者の射出シリンダ１０の射出充填開始位置への後退動作が行われる。
【００９７】
ここで、増圧工程が図６（ｆ）に示す状態で完了したとする。増圧制御用油圧源１５の遮断開放切換弁１９を遮断させても、射出シリンダ後退バルブ２０を開放しなければ、射出増圧切換バルブ３０の第３ポート４３側の管路の圧油圧力は、ほぼ増圧完了時の圧油圧力Ｐｐが維持される。そのため、図６（ｆ）に示す状態において、速度制御用油圧源１４への蓄圧（圧油圧力Ｐｖ）を開始させて、蓄圧完了時に、射出増圧切換バルブ３０の第２ポート４２側に圧油圧力Ｐｖが作用する状態になったとしても、Ｆｏ＜Ｆｃの関係が維持され、速度制御用油圧源１４への蓄圧状態が維持される。
【００９８】
しかしながら、速度制御用油圧源１４への蓄圧が完了した後、射出シリンダ１０のピストン１２を後退させるために、射出シリンダ後退バルブ２０を開放すれば、先に説明したように、射出増圧切換バルブ３０の第３ポート４３側の管路の圧油圧力はほぼゼロになるため、第１圧力室３２ａを介して第４圧力室３２ｄ内の圧油に伝播する圧油圧力もほぼゼロとなるため、Ｆｏ＜Ｆｃの関係が逆転し、Ｆｏ＞Ｆｃとなり速度制御用油圧源１４の蓄圧状態を維持させることができなくなる。
【００９９】
そこで、図６（ｇ）に示すように、図示しない外部パイロット管路から第２パイロットポート６２に圧油を供給させ、第５圧力室３２ｅの圧力を上昇させて、第２可動スプール５２の下方側の面に押圧力を作用させて、第１可動スプール５１を、第２可動スプール５２と共に、上方側に、第２ポート閉塞力Ｆｃ’で移動・押圧させる次サイクル準備工程を行わせることが好ましい。図６（ｆ）に示す状態から、図６（ｇ）に示す状態になるまで、第２可動スプール５２を上方側に移動させるために必要な圧油量はごく少量である。そのため、油圧源２２により、速度制御用油圧源１４への蓄圧を開始させる前に、同油圧源２２からの圧油を第２パイロットポート６２に圧油を供給させて、第２ポート閉塞力Ｆｃ’を発生させた後、第２パイロットポート６２と、速度制御用油圧源１４とに、同時に圧油を供給させれば良い。
【０１００】
速度制御用油圧源１４への蓄圧時、油圧源２２からの圧油を、図示しない増圧回路（増圧ブースター等）により、圧油圧力をＰｖまで上昇させて蓄圧が行われるように油圧回路が構成されていれば、同増圧回路で圧力をＰｖまで上昇させた圧油を、パイロットポート６２に供給させれば、第２ポート閉塞力Ｆｃ’をＦｃ’＝Ｐｖ×Ｓｃとすることができるので、Ｆｏ＜Ｆｃ’の関係を維持することができる。また、速度制御用油圧源１４への蓄圧を完了させた後も圧油を第２パイロットポート６２への圧油を継続させれば良い。この第２パイロットポート６２への圧油供給の継続により発生させる第２ポート閉塞力Ｆｃ’は、第１圧力室３２ａ（第４圧力室３２ｄ）及び第２圧力室３２ｂ内のいずれの圧油圧力にも影響を及ぼすことはない。そのため、第２ポート４２が第１可動スプール５１により閉塞され、且つ、第１ポート４１と第３ポート４３との間の連通状態が維持され、第３ポート４３側の管路は、射出シリンダ後退バルブ２０を介してタンク２４側へ開放された状態が維持されるので、速度制御用油圧源１４が蓄圧状態であっても、射出シリンダ１０のピストン１２の後退動作を問題なく行うことができる。尚、増圧制御用油圧源１５への蓄圧時は、図示しない管路により、油圧源２２からの圧油を、必要に応じて増圧ブースタ等が配置された蓄圧用増圧回路を介して、増圧制御用油圧源１５及び遮断開放切換弁１９間の管路に供給させれば、射出増圧切換バルブ３０の第３ポート４３側の管路に影響を与えることはない。
【０１０１】
上記の実施の形態は本発明の例であり、本発明は、これら実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
５  金型キャビティ
１０  射出シリンダ
１０Ｈ  ヘッド室
１０Ｒ  ロッド室
１４  速度制御用油圧源
１５  増圧制御用油圧源
３０  射出増圧切換バルブ
３１  バルブ本体
３２  空間
３２ａ  第１圧力室
３２ｂ  第２圧力室
３２ｃ  第３圧力室
３２ｄ  第４圧力室
３２ｅ  第５圧力室
４１  第１ポート
４２  第２ポート
４３  第３ポート
５１  第１可動スプール
５１ａ  閉塞頂部
５１ｂ  小径部
５１ｃ  大径部
５１ｄ  中空部
５２  第２可動スプール
６１  第１パイロットポート
６２  第２パイロットポート
Ｆｏ（エフオー）  第２ポート開放力
Ｆｃ（エフシー）  第２ポート閉塞力
Ｆｃ’            第２ポート閉塞力（第２可動スプール）
Ｓｏ（エスオー）  受圧面積（閉塞頂部側）
Ｓｃ（エスシー）  受圧面積（大径部側）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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