(57)【要約】【課題】ショット圧を増圧する際のスプールの切換時間を短縮して高速応答化を達成することにある。【解決手段】一次側ポート２８と二次側ポート３０とが形成されたスリーブ４４と、弁開状態と弁閉状態とを切り換えるスプール６０と、圧力室５４に供給される圧油の作用下に該スプール６０と一体的に変位するピストン５６と、第２ばね部材７６の弾発力の作用下に前記スプール６０内の中空部７０に沿って変位することにより、前記第１連通孔６６ａと第２連通孔６６ｂとの連通を遮断する弁体７４とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出シリンダとアキュムレータとの間に配設され、前記射出シリンダに供給される圧油を制御する制御弁であって、
前記アキュムレータに連通する一次側ポートと、前記射出シリンダに連通する二次側ポートとが形成されたスリーブと、
前記スリーブ内を摺動自在に変位するように設けられ、前記一次側ポートと前記二次側ポートとが連通する弁開状態と、前記一次側ポートと前記二次側ポートとの連通が遮断された弁閉状態とを切り換えるスプールと、
前記スプールの端部に係合し、圧力室に供給される圧油の作用下に該スプールと一体的に変位するピストンと、
前記スプール内の中空部に沿って変位することにより、前記一次側ポートと二次側ポートとの連通を遮断する弁体と、
前記弁体を一次側ポート側に向かって付勢する弾性部材と、
を備えることを特徴とする射出機用制御弁。
【請求項２】
請求項１記載の射出機用制御弁において、
前記スプールの内壁面には弁体が摺動変位するガイド孔が形成され、前記弁体が前記ガイド孔の変位終端位置に到達した際、該スプールに形成された第１連通孔と第２連通孔との連通状態が遮断されることを特徴とする射出機用制御弁。
【請求項３】
請求項１または２記載の射出機用制御弁において、
前記スリーブに形成された一次側ポートの内径は、前記一次側ポートと軸線方向に沿って反対側の端部の内径よりも小さく設定されることを特徴とする射出機用制御弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイカストマシン等の射出機に用いられる制御弁に関し、特に、溶湯のショット完了直前でショット圧力を増圧するときに高速応答化を可能にする射出機用制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ダイカストマシン等の射出機においては、金型のキャビティ内への溶湯の充填を行う際、溶湯のショット完了直前に射出ピストンによる射出速度が降下するため、鋳造製品に対する品質の悪影響を避けるためにショット圧力を増圧することが一般的に行われている。
【０００３】
例えば、特開昭６１−１９３７６３号公報には、射出ピストンと増圧ピストンとが組み込まれた射出シリンダを備え、前記射出ピストンの加圧側に逆止弁および射出速度制御弁を介して油圧源を接続し、さらに、前記油圧源と増圧ピストンとの間に増圧速度制御弁を配設する構成が開示されている。前記特開昭６１−１９３７６３号公報では、射出ピストンの速度を検出し、この速度検出値がキャビティ内への溶湯充填完了直前において所定値以下に低下した際、増圧速度制御弁を操作して増圧ピストンを作動させることにより、ショット圧力を増圧する方法が採用されている。
【０００４】
また、特開昭５６−１３１０６３号公報には、油圧によって作動することにより溶湯を加圧注入するショットシリンダと増圧用アキュムレータとの間に、増圧開始弁および増圧立上り速度設定弁を配設する構成が開示されている。前記特開昭５６−１３１０６３号公報では、各ショット時のショットシリンダ油圧を測定し、この油圧測定値を設定油圧値と比較しながらショット圧力が常に設定許容範囲となるようにコンピュータを用いて自動制御する方法が採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来技術に係る特開昭６１−１９３７６３号公報に開示された射出速度制御弁および増圧速度制御弁や、前記の従来技術に係る特開昭５６−１３１０６３号公報に開示された増圧立上り速度設定弁等のように大流量の圧油を制御する制御弁では、弁構造としてスプール弁が一般的に使用されている。
【０００６】
この場合、従来技術に係る制御弁では、大流量の圧油を制御するためにスプールの口径が大きくなり、前記スプールの開閉状態を切り換える切換時間が長いために高速応答化を達成することができないという不具合がある。
【０００７】
本発明は、前記の不具合を考慮してなされたものであり、ショット圧を増圧する際のスプールの切換時間を実質的に短縮して高速応答化を可能とする射出機用制御弁を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、射出シリンダとアキュムレータとの間に配設され、前記射出シリンダに供給される圧油を制御する制御弁であって、
前記アキュムレータに連通する一次側ポートと、前記射出シリンダに連通する二次側ポートとが形成されたスリーブと、
前記スリーブ内を摺動自在に変位するように設けられ、前記一次側ポートと前記二次側ポートとが連通する弁開状態と、前記一次側ポートと前記二次側ポートとの連通が遮断された弁閉状態とを切り換えるスプールと、
前記スプールの端部に係合し、圧力室に供給される圧油の作用下に該スプールと一体的に変位するピストンと、
前記スプール内の中空部に沿って変位することにより、前記一次側ポートと二次側ポートとの連通を遮断する弁体と、
前記弁体を一次側ポート側に向かって付勢する弾性部材と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
この場合、前記スプールの内壁面には弁体が摺動変位する際に該弁体を案内するガイド孔が形成されるとよい。前記弁体が前記ガイド孔の変位終端位置に到達した際、該スプールに形成された第１連通孔と第２連通孔との連通状態が確実に遮断されるからである。
【００１０】
また、前記スリーブに形成された一次側ポートの内径を、前記一次側ポートと軸線方向に沿って反対側の端部の内径よりも小さく設定することにより、一次側ポートから供給されるアキュムレータ側の油圧と圧力室側の油圧とが同圧であっても、内径の相違による受圧面積差によってスプールを円滑に作動させることができるからである。
【００１１】
本発明によれば、金型のキャビティに対するショットが完了して射出シリンダがストールすると、一次側ポートから二次側ポートへ向かう圧油の流量がなくなり、弾性部材の弾発力によって弁体が付勢され該弁体が一次側ポートに向かって変位する。従って、前記スプールが弁開状態から弁閉状態に切り換わる前にスプールの内壁面に沿って弁体が摺動変位し、前記弁体がスプールの中空部を閉止することによって二次側ポートから一次側ポートに向かって流入する圧力逃げ状態が回避される。
【００１２】
従って、本発明では、スプールが弁開状態から弁閉状態へと切り換わる前に該スプールの中空部が弁体によって閉止されるため、ショット圧を増圧する際のスプールの切換時間を実質的に短縮して高速応答化を達成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る射出機用制御弁について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１４】
図１において参照数字１０は、本発明の実施の形態に係る射出制御弁１２が組み込まれたダイカストマシンの射出制御機構を示す。
【００１５】
この射出制御機構１０は、射出ピストン１４および増圧ピストン１６がそれぞれ一体的に組み込まれた射出シリンダ１８を有し、前記射出ピストン１４は、ピストンロッド２０を介して図示しない金型のキャビティに連通する射出スリーブ内に設けられた図示しない射出ヘッドに連結されている。
【００１６】
前記射出制御機構１０は、ガスボンベ２２が付設されたアキュムレータ（ＡＣＣ）２４を有し、前記アキュムレータ２４は、第１通路２６を介して射出制御弁１２の一次側ポート２８に連通するように接続されている。前記射出制御弁１２の二次側ポート３０は、第２通路３２を介して前記射出ピストン１４が収装された加圧室３４に連通するように接続されている。
【００１７】
なお、前記第１通路２６にはポンプ３６およびタンク３８が接続され、また、アキュムレータ２４と増圧ピストン１６との間には分岐通路を介して切換弁４０が配設されている。
【００１８】
前記射出制御弁１２は、図２に示されるように、ブロック体４２の凹部内に嵌着されたスリーブ４４と、前記ブロック体４２のねじ孔に螺入される複数のボルト４６を介して前記スリーブ４４の一端部に液密に連結される第１カバー部材４８および第２カバー部材５０とを含む。前記第１および第２カバー部材４８、５０の内部には、図示しないポートを介して圧油供給源５２（図１参照）から圧油が供給される圧力室５４が設けられ、前記圧力室５４内には、前記圧油による油圧と共にピストン５６を付勢する第１ばね部材５８が配設される。
【００１９】
前記スリーブ４４には、第１通路２６に連通する一次側ポート２８および第２通路３２に連通する二次側ポート３０が形成され、該スリーブ４４の内壁面に沿って軸線方向に摺動変位することにより一次側ポート２８および二次側ポート３０の連通状態と非連通状態とを切り換えるスプール６０が配設される。この場合、前記スリーブ４４の一次側ポート２８の内径（φ１）は、該スリーブ４４の反対側の端部の内径（φ２）と比較して小さく形成されている（φ１＜φ２）。
【００２０】
前記スプール６０の一端部には、スリーブ４４の内壁面に形成された着座部６２に着座することにより一次側ポート２８と二次側ポート３０とを非連通状態とする弁部６４と（図３参照）、一次側ポート２８および二次側ポート３０とをそれぞれ連通させる第１連通孔６６ａおよび第２連通孔６６ｂとが設けられる。
【００２１】
前記スリーブ４４の端部側には、該スリーブ４４の内壁面に沿って摺動自在なピストン５６が配設され、前記ピストン５６には前記スプール６０の端面に係合するフランジ部６８が形成される。この場合、圧力室５４内に供給される圧油と第１ばね部材５８との押圧力によって前記ピストン５６が一次側ポート２８側に向かって付勢され、スプール６０の端面に係合するフランジ部６８を介してスプール６０の弁部６４が着座部６２に着座して弁閉状態となる。
【００２２】
前記スプール６０の内部には第１連通孔６６ａおよび第２連通孔６６ｂにそれぞれ連通する中空部７０が形成され、前記中空部７０にはスプール６０の内壁面に形成されたガイド孔７２に沿って変位する弁体７４が配設される。前記弁体７４とピストン５６との間には第２ばね部材（弾性部材）７６が配設され、前記第２ばね部材７６の弾発力によって弁体７４が一次側ポート２８側に向かって付勢されている。
【００２３】
従って、前記弁体７４が第２ばね部材７６の弾発力によってガイド孔７２の終端位置（変位終端位置）７２ａに到達すると、該弁体７４がスプール６０の中空部７０を閉止して該スプール６０に形成された第１連通孔６６ａと第２連通孔６６ｂとの連通状態が遮断される（図２参照）。前記弁体７４にはスプール６０の第２連通孔６６ｂに連通する第３連通孔７８が形成され、前記弁体７４の端部は、ピストン５６によって閉塞される。
【００２４】
本発明の実施の形態に係る射出制御弁１２が組み込まれた射出制御機構１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００２５】
図２に示されるように、圧力室５４に供給される圧油の作用下に、スプール６０の弁部６４をスリーブ４４の着座部６２に着座させて一次側ポート２８が閉止された弁閉状態とする。
【００２６】
すなわち、圧油供給源５２を付勢して圧力室５４の内部に圧油を供給し、前記圧力室５４に供給された圧油および第１ばね部材５８の押圧力によってピストン５６を一次側ポート２８に向かって押圧する。その際、前記ピストン５６のフランジ部６８とスプール６０の端面とが係合しているため、スプール６０、弁体７４およびピストン５６が一体的に一次側ポート２８に向かって変位する。この結果、スプール６０の弁部６４がスリーブ４４の着座部６２に着座して一次側ポート２８が閉止されることにより、アキュムレータ２４から二次側ポート３０へ向かう圧油の供給が遮断される。
【００２７】
なお、前述したように、前記スリーブ４４の一次側ポート２８の内径（φ１）は、該スリーブ４４の反対側の端部の内径（φ２）と比較して小さく形成されているため（φ１＜φ２）、アキュムレータ２４から供給される油圧と圧力室５４内に供給される油圧とが同圧であっても、前記内径の受圧面積差によってスプール６０が一次側ポート２８に向かって変位するように設定されている。
【００２８】
次に、図３に示されるように、スプール６０をピストン５６側に向かって変位させて弁開状態とし、一次側ポート２８と二次側ポート３０とを連通させて、圧油を射出シリンダ１８の加圧室３４に供給する。
【００２９】
すなわち、図示しない排出手段を介して圧力室５４内に供給された圧油をタンク３８内に排出して圧力室５４内の油圧を減少させることにより、アキュムレータ２４から供給される圧油の押圧力によってスプール６０、弁体７４およびピストン５６が一体的に図２中の右側に向かって変位する。
【００３０】
この場合、一次側ポート２８を通過した圧油は、スプール６０の第１連通孔６６ａを通じて中空部７０内に導入され、第２ばね部材７６の弾発力に打ち勝って弁体７４をピストン５６側に向かって変位させる。この結果、スプール６０の中空部７０内に導入された圧油は、スプール６０の第２連通孔６６ｂ、二次側ポート３０および第２通路３２を通じて射出シリンダ１８の加圧室３４に供給され、射出ピストン１４を変位させることにより、図示しない金型のキャビティ内に溶湯が供給される。
【００３１】
ショットが完了して射出シリンダ１８の射出ピストン１４がストールすると、一次側ポート２８から二次側ポート３０へ向かう圧油の流量がなくなり、換言すると一次側ポート２８と二次側ポート３０との油圧が略同圧となるため、第２ばね部材７６の弾発力によって弁体７４が付勢され該弁体７４が一次側ポート２８に向かって変位する。この場合、スプール６０はピストン５６側に変位した弁開状態にあり、前記スプール６０の内部に設けられた弁体７４のみが第２ばね部材７６の弾発力によって変位する。前記弁体７４が変位してスプール６０のガイド孔７２の終端位置７２ａに到達することにより、該スプール６０の内部に形成された中空部７０が該弁体７４によって閉止され、一次側ポート２８と二次側ポート３０との連通状態が遮断される（図４参照）。
【００３２】
この結果、スプール６０を弁開状態から弁閉状態へと切り換えることがなく、射出シリンダ１８の加圧室３４に供給され所望の油圧に加圧された圧油が一次側ポート２８側へ流入する圧力逃げを前記弁体７４によって阻止することができる。
【００３３】
続いて、圧油供給源５２を付勢して圧力室５４に圧油を供給することにより、スプール６０、弁体７４およびピストン５６が一体的に一次側ポート２８に向かって変位することにより、前記スプール６０によって一次側ポート２８が閉止された弁閉状態に復帰する（図２参照）。
【００３４】
本実施の形態に係る射出制御弁１２では、スプール６０の内壁面に形成されたガイド孔７２に沿って摺動変位する弁体７４を設け、前記弁体７４によって二次側ポート３０から一次側ポート２８に向かって流入する圧力逃げ状態を回避している。
【００３５】
従って、本実施の形態に係る射出制御弁１２では、スプール６０が弁開状態から弁閉状態へと切り換わる前に該スプール６０の中空部７０が弁体７４によって閉止されるため、ショット圧を増圧する際のスプール６０の切換時間を実質的に短縮して高速応答化を達成することができる。この結果、高速ショット後の保全工程へ短時間で切り換えることができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００３７】
すなわち、弾性部材の弾発力によって付勢される弁体をスプールの中空部内に設け、スプールが弁開状態から弁閉状態へと切り換わる前、該スプールの中空部が前記弁体によって閉止されるため、ショット圧を増圧する際のスプールの切換時間を実質的に短縮して高速応答化を達成することができる。この結果、高速ショット後の保全工程へ短時間で切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る射出制御弁が組み込まれた射出制御機構のブロック構造図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る射出制御弁を構成するスプールの弁閉状態を示す縦断面図である。
【図３】図２の状態からスプールが変位して一次側ポートと二次側ポートとが連通して弁開状態を示す縦断面図である。
【図４】図３の状態から弁体が変位してスプールの中空部が閉止された状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０…射出制御機構　　　　　　　　　　　１２…射出制御弁
２８…一次側ポート　　　　　　　　　　　３０…二次側ポート
４４…スリーブ　　　　　　　　　　　　　５４…圧力室
５６…ピストン　　　　　　　　　　　　　５８、７６…ばね部材
６０…スプール　　　　　　　　　　　　　６６ａ、６６ｂ、７８…連通孔
７０…中空部　　　　　　　　　　　　　　７２…ガイド孔
７２ａ…終端位置　　　　　　　　　　　　７４…弁体
【図１】
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【図２】
2004076806.tif 000004
【図３】
2004076806.tif 000005
【図４】
2004076806.tif 000006