(57)【要約】【課題】  型締シリンダヘッド側近傍にアキュムレータを配設して、このアキュムレータを型締工程のみに使用することにより、油圧系の圧力損失を少なくしてエネルギ効率を向上させるとともにサイクルタイム短縮を可能とした型締方法を提供する。【解決手段】  固定金型を保持する固定盤に対して可動金型を保持する可動盤を型締シリンダで往復動させ、型締と型開を行う型締方法において、型締開始時には油圧ポンプからの圧油で型締動作を行い、両金型が接触する前後からは両金型の接触検出手段からの検出信号で作動する切換弁により、型締シリンダのヘッド側近傍に配設したアキュムレータからの圧油と油圧ポンプからの圧油により型締工程を行い、切換弁によりアキュムレータからの圧油が該油圧ポンプ側へ逆流することなく型締を完了させることとした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型を保持する固定盤に対して可動金型を保持する可動盤を型締シリンダで往復動させ、型締と型開を行う型締方法において、
型締開始時には油圧ポンプからの圧油で型締動作を行い、
前記両金型が接触する前後からは該両金型の接触検出手段からの検出信号で作動する切換弁により、該型締シリンダのヘッド側近傍に配設したアキュムレータからの圧油と前記油圧ポンプからの圧油により型締工程を行い、
前記切換弁により前記アキュムレータからの圧油が該油圧ポンプ側へ逆流することなく型締を完了させる
ことを特徴とする型締方法。
【請求項２】
前記検出手段からの検出信号が、前記型締シリンダが所定の位置を通過し、且つ、前記型締シリンダのヘッド側圧力が所定の値を超えた時点で発せられることを特徴とする請求項１に記載の型締方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイカストマシンや射出成形機に用いられている型締装置の型締方法、特に大型機の型締時間短縮を目的とする型締方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大型（２０００トンクラス）のダイカストマシンにおいては、既設機械の生産効率の向上を図る目的で、機械を改造することが多くなってきている。これは、大型機においては、試し打ちや不良品の発生等を考慮すると、成形サイクルタイムの僅かな向上により総合的な生産効率の飛躍的な向上が図れるためである。
【０００３】
機械側でサイクルタイムを向上できる対象の一つとして、型締時間の短縮がある。この型締時間の短縮技術としては、型締シリンダの型締力をアシストする目的でブースタシリンダ（増圧機構）を採用する方法やアキュムレータを型締油圧回路の手前に設置して型締工程と型開工程に高圧・大油量の作動油を供給する方法が用いられている。また、このブースタシリンダやアキュムレータ等のアクチュエータを油圧回路上でどこに設置するかにより、アクチュエータの大きさや油圧系の圧損等が異なるため、それぞれの目的に応じて設置場所を設定している。
【０００４】
ダイカストマシンや射出成形機の型締装置は、固定盤に対して可動盤を往復動させる型締シリンダを有し、この型締シリンダのピストンの両側に設けられているシリンダ室に対して作動油の供給・排出を切り換えることにより型締と型開きを行う。
【０００５】
前述のアクチュエータを型締動作と型開動作の両方に機能させようとすると型締油圧回路の入口側（図５の１６０）に設置する必要があり、型締シリンダ１０１から遠い位置に設置することになる（図５を参照のこと）。
一方、パワーを要する型締動作のみに機能させると、型締シリンダのすぐ近くに設置することが可能となる。この違いは油圧回路構成や油圧の圧力損失の大きさに深く係わる重要な検討事項である。
【０００６】
次に、型締油圧回路の油圧源として油圧ポンプが採用されている。この油圧ポンプの吐出圧としては、１７０キロと２１０キロが多く採用されており、最近では２１０キロ仕様のポンプが多く使用されている。
これらの油圧ポンプを使用して、ブースタシリンダで増圧する場合は、一般的に２倍程度に増圧するため、３４０キロ、４２０キロの圧力となり、配管・バルブ等の圧力仕様が厳しくなり、耐圧性等を考慮すると４２０キロでは問題があった。
【０００７】
ブースタシリンダを採用した型締装置として、特許文献１（特開平８−２３８５５８号）公報がある。本公報には、構造を複雑化することなく、増圧ラム装置が型締動作時に加えて型開動作時にも有効に作用し、型締動作時と型開動作時とで増圧作用を生じ、油圧源よりの供給油量を増加させることなく型締動作時間と型開動作時間とを共に短縮してマシンサイクルタイムを短縮し、稼動率を向上させうる型締用油圧装置が開示されている（図４参照のこと）。
本公報に記載された技術は、ブースタシリンダ（増圧機構）１４０により作動油の圧力を上げることで型締シリンダを小径にし、必要とする型締力を確保するとともに必要油量を少なくしてサイクルタイムを短縮する技術である。
【０００８】
しかしながら、本技術においては、型締動作と型開動作の両方に増圧機構を適用する構成となっているため、増圧機構付きアキュムレータを型締シリンダの近くに設置できない。従って、切換バルブ等が必要になり、配管長さも長くなるため、圧力損失が大きくなる。また、一般的な増圧機構においては、２倍程度の増圧を行っているので、作動油圧は非常に高くなり、各種バルブや配管の耐圧性に問題が生じる恐れがある。油圧ポンプとして比較的低圧、例えば、１７０キロのポンプを使用している場合は作動油圧としては３４０キロとなり、上記の問題はあまり心配はないが、２１０キロの油圧ポンプを使用する場合には作動油圧は４２０キロとなり、耐圧性に問題が生じる可能性がある。
【０００９】
【特許文献１】特開平８−２３８５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の型締用油圧装置は、型締動作と型開動作の両方の動作にアキュムレータを利用していた。このため、このアキュムレータは型締用油圧装置の入口に配置せざるを得なかった。この構成を採用すると、アキュムレータの設置場所が型締シリンダから遠く離れた位置にならざるを得なかった。また、型締用油圧装置内には各種の弁があり、アキュムレータからの大油量の作動油が型締シリンダに流れる時に大きな圧力損失を生じていた。更に、アキュムレータの設置場所が型締シリンダから遠く離れた位置にあるため、この圧力損失に相当分だけアキュムレータの圧力を余分に高くする必要があった。このため、油圧ポンプの負担が大きくなり、エネルギ損失は大きな値となっていた。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、増圧機構（ブースタシリンダ）を使用しないで、型締シリンダヘッド側近傍にアキュムレータを配設して、このアキュムレータを型締工程のみに使用することにより、油圧系の圧力損失を少なくしたエネルギ効率を向上させるとともにサイクルタイム短縮を可能とした型締方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の問題を解決するため、第１の発明では、固定金型を保持する固定盤に対して可動金型を保持する可動盤を型締シリンダで往復動させ、型締と型開を行う型締方法において、型締開始時には油圧ポンプからの圧油で型締動作を行い、両金型が接触する前後からは両金型の接触検出手段からの検出信号で作動する切換弁により、型締シリンダのヘッド側近傍に配設したアキュムレータからの圧油と油圧ポンプからの圧油により型締工程を行い、切換弁によりアキュムレータからの圧油が該油圧ポンプ側へ逆流することなく型締を完了させることとした。
更に、第１の発明を主体とする第２の発明では、前記検出手段からの検出信号が型締シリンダが所定の位置を通過し、且つ、型締シリンダのヘッド側圧力が所定の値を超えた時点で発せられるようにした。
【発明の効果】
【００１３】
サイクルタイムの短縮（例えば２秒）の効果は生産性の大幅な向上（例えば１５％）に繋がる。即ち、鋳造開始時には金型温度を通常運転時の値に上げるため（安定運転状態を確立するため）、捨て打ち（溶湯の持つ熱量で金型を所定の温度にする）を行う。サイクルタイムが長いと金型冷却時間が長くなるために、１サイクル当りの金型温度の昇温率が低くなり、捨て打ちの回数と所要時間が大幅に悪化する。更に、生産運転中の不良率を一定と仮定しても、サイクルタイムが短ければ生産効率が向上する。これらを総合すると、型締時間２秒の短縮が１５％の生産効率のアップに相当する。
また、両金型の接触検出手段からの検出信号により作動する切換弁の採用により、アキュムレータからの圧油を投入する時にアキュムレータから油圧ポンプ側に作動油が逆流することがないため、油圧回路系のショックも少なく、且、型締昇圧時間も短縮できる。
更に、上記の切換弁の採用により、油圧回路がコンパクトになること及びアキュムレータ
投入タイミングを第２の発明のようにすることにより型締用アキュムレータを小型化できる。従って、このアキュムレータを型締シリンダの近傍に設置することが可能となり、油圧系の圧力損失が少なくなり、エネルギ効率の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に基づいて、本発明に使用する油圧装置の構成と型締方法の動作手順について説明する。
最初に、構成について説明する。油圧装置１００の回路の構成要件として主なものは、図１に示すように型締シリンダ１０１、油圧ポンプ１０２、切換弁Ａ（３位置切換弁）１０３、切換弁Ｂ１０４、切換弁Ｃ１０５、特殊切換弁１０６、アキュムレータ（ＡＣＣ）１０７等である。
次に、前述した切換弁１０６（以降は、特殊切換弁とも言う）について、図２に基づいて説明する。
下側のピストン１２３はチェックバルブであり、ＡＣＣ１０７側から油圧ポンプ１０２側へ逆流するのを防止するためのものである。
後述する両金型接触検出手段からの検出信号によりパイロット弁１２１に圧油が作用して、パイロット弁１２１を右側に押してＡＣＣ１０７から型締シリンダ１０１側に流れるようにシール部Ｑを開放するとともに、油圧ポンプ１０２と繋がっているポートＰを閉塞させる。この動作により、ＡＣＣ１０７からの圧油は型締シリンダ１０１側に流れるが、チェック弁１２３により油圧ポンプ１０２側には流れない。
油圧ポンプ１０２からの圧油ラインはそのまま作用しているので、チェック弁１２３手前の作動油の圧力が上昇する。この圧力が所定の値に達すると、バネＢ１２５を圧縮して油圧ポンプ１０２からの作動油も型締シリンダに流れることになる。
【００１５】
図示しない型締完了検出手段（ＬＳ、圧力ＳＷ等）からの型締完了検出信号により、パイロットラインの圧油が遮断されてバネＡ１２４の力によりピストンＡは左側に移動して元の状態に復帰する。この動作により、ＡＣＣラインから型締シリンダ１０１のヘッド側へ流入する作動油が遮断される。
この切換弁１０６は特殊なバルブ（市販品ではない）であり、仮に、この特殊切換弁１０６を使用しないで汎用（市販品）のバルブで同じ機能を果たすように構成すると５ケの汎用弁が必要となる。このＡＣＣ１０７は型締シリンダ１０１の直ぐそばに設置するのが作動油の圧力損失面より有利である。この特殊切換弁１０６により、省スペースとなり、ＡＣＣ１０７を型締シリンダ１０１の直ぐそばに設置することが可能となる。
【００１６】
ＡＣＣ１０７を型締シリンダの近傍に設置するためには、型締シリンダ１０１のヘッド側にスペース的な余裕がないので、極力小型・小容量化することが不可欠である。この目的を達成するためにＡＣＣ１０７の作動タイミングを決定する必要がある。本願発明においては、金型が接触した時点から型締シリンダ１０１の押し込み力（ヘッド側圧力）が急に上昇し、型締時間の短縮には、この時点からの高圧の作動油の多量投入を行うことが効果的であることに着目してなされたものである。このため、型締シリンダ１０１の位置が所定の位置（金型タッチ点付近）に達したこと及び型締シリンダ１０１のヘッド側油圧が所定の値を超えたことを検出して、特殊切換弁１０６を作動させるようにした。これにより、上述のＡＣＣ１０７が効果的に機能して、ＡＣＣ１０７が小容量化できるとともに、所定の型締時間の短縮が可能となる。更に、ＡＣＣ１０７の小型化により、このＡＣＣ１０７を型締シリンダ１０１のヘッド側付近に図３に示すように設置することが可能となる。
【００１７】
次に、型締・型開動作について説明する。
（１）型締開始指令により圧油は油圧ポンプ１０２から図中左側位置に移動された切換弁Ａ１０３及び右側位置へ移動された特殊切換弁１０６を経由して型締シリンダ１０１のヘッド側に流入し、型締を開始する。
（２）金型タッチが接触する前後の所定の位置に設けられた両金型の接触検出手段（ＬＳ、ストロークセンサ、圧力スイッチ、タイマー信号等）からの検出信号を受けて、左側位置へ移動された切換弁Ｃ１０５を経由したパイロット油圧により特殊切換弁１０６が左側の位置に切り換わり、ＡＣＣ１０７の圧油が型締シリンダ１０１に流入する。
（３）図示しない型締完了検出手段（ＬＳ）により、型締完了信号を発して切換バルブＡ１０３を左側位置から中立位置に戻す。
（４）射出を行う。
【００１８】
（５）金型冷却完了信号（タイマー等）を受けて、型開き動作に入る。
（６）金型冷却完了信号により、切換弁Ａが右側の位置に切り換わり、油圧ポンプからの圧油が型締シリンダ１０１のロッド側に流入して型開きを行う。
（７）図示しない型開限検出手段（ＬＳ）により、型締シリンダが型開限に達したことを検出して、型開完了信号を発する。
（８）型開完了信号を受けて、切換弁Ａ１０３が中立位置に戻る。
（９）以上の工程で、型締・射出・冷却・型開動作が完了する。
（１０）実際の成形サイクルには型開き後の製品取り出し工程等が行われる。
（１１）なお、ＡＣＣへの圧油の充填は主として、冷却工程の油圧ポンプが無負荷状態になる時を利用して行なうため、成形サイクルタイムへの影響はない。
【実施例１】
【００１９】
型締力２０００トンのトグル式ダイカストマシンでサイクルタイムの短縮効果を確認した。図５に示す従来の型締用油圧装置の諸元は以下のとおりである。型締シリンダのピストン径／ロッド径は２３５／１７０ｍｍ、ストロークは１３６０ｍｍ、型締・型開兼用のＡＣＣの容量は２１０Ｋ（キロ）＊１８０Ｌ（リットル）、油圧源である油圧ポンプは２１０Ｋｇｆ／ｃｍ２＊３０８Ｌ／分である。
一方、本願発明の型締用油圧装置は図１に示すように、従来の型締用油圧装置に型締シリンダ１０１近くにＡＣＣ１０７を追設しており、このＡＣＣ１０７は２１０キロ＊３０Ｌである。
上記の装置を使用して、型締の所要時間及び型開きの所要時間を測定した。測定結果は下記のとおりである。
図１による成形（本願発明による型締方法）では、型締所要時間が５秒、型開所要時間が４．５秒となり、合計９．５秒となった。
図５による成形（従来技術による型締方法）では、型締所要時間が７秒、型開所要時間が４．５秒となり、合計１１．５秒となった。
本実施例においては、アキュムレータ１０７は３０リッターのものを型締シリンダ１０１のそばに型締シリンダ１０１と平行にブロック（マニホールド）１３０に取り付けることができた（図３を参照のこと）。
また、アキュムレータ１０７を大きくすることにより、サイクルタイムの更なる短縮は可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
２０００トンクラスのダイカストマシンにおいては、従来技術により製作された図５に示すような油圧装置を備えた既設機械の生産効率向上を図る目的で改造することが多くなってきている。このような場合には、本願発明を採用すれば、少ない費用で大きな効果（生産効率の１５％向上）が得られる。即ち、従来の装置を殆ど改造することなく、アキュムレータと特殊切換弁を油圧回路に追加するだけで、大きな生産効率の向上が図れる為、産業上の利用価値は高い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本願発明に係る型締装置用油圧回路図である。
【図２】本願発明に係る図１に示される特殊切換弁の断面図である。
【図３】本願発明に係る型締シリンダのヘッド側近傍にアキュムレータを設置した構成の説明図である。
【図４】ブースタシリンダを使用した従来技術の油圧装置回路図の一例である。
【図５】ブースタシリンダを使用しない従来技術の型締装置用の油圧回路図の一例である。
【符号の説明】
【００２２】
１００  油圧装置
１０１  型締シリンダ
１０２  油圧ポンプ（油圧源）
１０３  ３位置切換弁（切換弁Ａ）
１０４  切換弁Ｂ
１０５  切換弁Ｃ
１０６  特殊切換弁（切換弁Ｄ）
１０７  アキュムレータ（ＡＣＣ）
１２１  パイロット弁
１２２  ピストンＡ
１２３  ピストンＢ
１２４  バネＡ
１２５  バネＢ
１３０  ブロック（マニホールド）
１４０  ブースタシリンダ（増圧機構）
１５０  アキュムレータ
１６０  型締油圧回路の入口側
Ｐ  ポート
Ｑ  シール部
【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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