(57)【要約】【課題】アキュムレータのガスの充填、放出作業を必要な鋳造圧力に応じて適切に、かつ、容易に実行することができるアキュムレータの管理装置を提供する。【解決手段】ピストンによって区画されるガス室１０ａと作動油室１０ｂとを有し、ガス室１０ａに充填された作動ガスの充填量に応じた圧力の作動油ＯＰを作動液室１０ｂからダイカストマシンの射出装置１１０へ供給するアキュムレータ１０のガス充填量を管理するアキュムレータの管理装置であって、射出装置１１０において必要な鋳造圧力を設定する鋳造圧力設定手段としての入力装置３、ガス室１０ａの圧力を検出する圧力検出器５、圧力検出器５によって検出される圧力に基づいて、ガス室１０ａの圧力を設定された鋳造圧力を達成するのに必要な圧力とするための作業を指示する指示手段としてのコントローラ２、表示装置４を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンによって区画されるガス室と作動液室とを有し、前記ガス室に充填された作動ガスの充填量に応じた液圧の作動液を前記作動液室からダイカストマシンの射出装置へ供給するアキュムレータのガス充填量を管理するアキュムレータの管理装置であって、
前記ダイカストマシンの射出装置において必要な鋳造圧力を設定する鋳造圧力設定手段と、
前記アキュムレータのガス室の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段によって検出される圧力に基づいて、当該ガス室の圧力を前記鋳造圧力設定手段によって設定された設定鋳造圧力を達成するのに必要な圧力とするための作業を指示する指示手段と
を有するアキュムレータの管理装置。
【請求項２】
前記指示手段は、前記圧力検出手段によって検出される圧力に基づいて、前記ガス室へのガスの充填および前記ガス室からのガスの放出の一方を指示し、前記圧力検出手段によって検出される圧力が必要な圧力に達したところで、作動ガスの充填または放出の停止を指示する
請求項１に記載のアキュムレータの管理装置。
【請求項３】
前記指示手段は、ガスの充填または放出の指示に先立って、前記アキュムレータの作動液室からの作動液の放出を指示する
請求項２に記載のアキュムレータの管理装置。
【請求項４】
ピストンによって区画されたガス室と作動液室とを有し、前記ガス室に充填された作動ガスの充填量に応じた液圧の作動液を前記作動液室からダイカストマシンの射出装置へ供給するアキュムレータのガス充填量を管理するアキュムレータの管理装置であって、
前記ダイカストマシンの射出装置において必要な鋳造圧力を設定する鋳造圧力設定手段と、
前記アキュムレータのガス室の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記ガス室へのガスの充填路を開閉する充填用制御弁と、
前記ガス室からのガスの放出路を開閉する放出用制御弁と、
前記圧力検出手段によって検出される圧力に基づいて、前記鋳造圧力設定手段によって設定された設定鋳造圧力を達成するのに必要な前記ガス室の圧力となるように、前記充填用制御弁および前記放出用制御弁を開閉する制御手段と
を有するアキュムレータの管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイカストマシンの射出装置に使用されるアキュムレータの管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカストマシンは、金型に対して設けられた射出装置のスリーブに溶融金属を供給し、金型のキャビティ内にこの溶融金属を射出、充填することによりダイカスト製品を鋳造する。
上記の射出装置は、たとえば、プランジャに連結される射出用ピストンおよび増圧用ピストンを内蔵するシリンダ、このシリンダを駆動するための油圧を供給するアキュムレータ等から構成される。
射出装置に使用されるアキュムレータは、たとえば、ピストンによって区画されるガス室と作動油室を有している。このガス室に窒素ガス等の作動ガスを充填し、作動ガスを圧縮することにより蓄圧し、作動油室から鋳造に必要な油圧を射出装置のシリンダへ供給する。
なお、アキュムレータへガスを充填する技術が、たとえば、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３０１５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、アキュムレータにより設定できる鋳造圧力は一定の範囲に制限される。この範囲は、ガス室に充填された作動ガスの充填量によって決まる。このため、現在の作動ガスの充填量では目標とする鋳造圧力が得られない場合には、アキュムレータから作動ガスを放出したり、アキュムレータへ作動ガスを充填する作業を行う必要がある。
このとき、ガス室に充填された作動ガスの量を算出し、目標とする鋳造圧力を実現できるガス量となったかを確認しながら作動ガスの充填、放出作業を行うと非常に手間がかかる。このため、この作動ガスの充填、放出作業は大まかに行われている。
一方、作動ガスの充填、放出作業を大まかに行うと、ガスを充填しすぎたり、あるいは、放出しすぎることがあり、ダイカストマシンの設定したい鋳造圧力に対してガスの放出、充填作業を適正に行うことが難しい。
【０００４】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、その目的は、アキュムレータのガスの充填、放出作業を必要な鋳造圧力に応じて適切に、かつ、容易に実行することができるアキュムレータの管理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の観点は、ピストンによって区画されたガス室と作動液室とを有し、前記ガス室に充填されたガスの充填量に応じた液圧の作動液を前記作動液室からダイカストマシンの射出装置へ供給するアキュムレータのガス充填量を管理するアキュムレータの管理装置であって、前記ダイカストマシンの射出装置において必要な鋳造圧力を設定する鋳造圧力設定手段と、前記アキュムレータのガス室の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段によって検出される圧力に基づいて、前記ガス室の圧力を前記鋳造圧力設定手段によって設定された設定鋳造圧力を達成するのに必要な圧力とするための作業を指示する指示手段とを有する。
【０００６】
好適には、前記指示手段は、前記圧力検出手段によって検出される圧力に基づいて、前記ガス室へのガスの充填および前記ガス室からのガスの放出の一方を指示し、前記圧力検出手段によって検出される圧力が必要な圧力に達したところで、ガスの充填または放出の停止を指示する。
【０００７】
さらに好適には、前記指示手段は、ガスの充填または放出の指示に先立って、前記アキュムレータの作動液室からの作動液の放出を指示する。
【０００８】
本発明の第２の観点は、ピストンによって区画されたガス室と作動液室とを有し、前記ガス室に充填されたガスの充填量に応じた液圧の作動液を前記作動液室からダイカストマシンの射出装置へ供給するアキュムレータのガス充填量を管理するアキュムレータの管理装置であって、前記ダイカストマシンの射出装置において必要な鋳造圧力を設定する鋳造圧力設定手段と、前記アキュムレータのガス室の圧力を検出する圧力検出手段と、前記ガス室へのガスの充填路を開閉する充填用制御弁と、前記ガス室からのガスの放出路を開閉する放出用制御弁と、前記圧力検出手段によって検出される圧力に基づいて、前記鋳造圧力設定手段によって設定された設定鋳造圧力を達成するのに必要な前記ガス室の圧力となるように、前記充填用制御弁および前記放出用制御弁を開閉する制御手段とを有する。
【０００９】
本発明では、鋳造圧力設定手段によってダイカストマシンの射出装置に必要な鋳造圧力が設定されると、指示手段は、圧力検出手段が検出するアキュムレータのガス室の圧力に基づいて、ガス室を必要な圧力とするための作業を指示する。この指示にしたがって作業を行うと、必要な鋳造圧力となるようにアキュムレータの作動ガスの放出、充填作業が適正に行われる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アキュムレータの作動ガスの充填、放出作業を必要な鋳造圧力に応じて適切に、かつ、容易に実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
第１実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係るアキュムレータの管理装置が適用されたダイカストマシンの構成を示す図である。
図１において、本実施形態に係るアキュムレータの管理装置は、コントローラ２、このコントローラ２に接続された入力装置３、表示装置４、圧力検出器５等から構成される。
【００１２】
ダイカストマシン１００は、金型１００と、射出装置１１０とを有する。
金型１００は、移動金型１０１Ａと固定金型１０１Ｂとからなる。図示しない型締装置により型締された状態の移動金型１０１Ａと固定金型１０１Ｂとの間に形成されるキャビティ１０２内に、アルミニウム合金等の金属溶湯が射出、充填され、ダイカスト製品が成形される。
【００１３】
射出装置１１０は、スリーブ１１２、プランジャ１１３、射出シリンダ１２０、油圧回路１３０、アキュムレータ１０等から構成される。
スリーブ１１２は、キャビティ１０２に連通するように固体金型１０１Ｂの背面側に設けられている。このスリーブ１１２には、たとえば、ラドル１１５によって金属溶湯が供給され、スリーブ１１２に嵌合しているプランジャ１１３を前進させることにより、スリーブ１１２に供給された金属溶湯がキャビティ１０２に射出、充填される。
【００１４】
射出シリンダ１２０は、互いに連通し直径の異なる２つのシリンダ室１２１，１２３を有している。
小径側のシリンダ室１２１には、射出用ピストン１２２が内蔵されており、大径側のシリンダ室１２３には増圧用ピストン１２４が内蔵されている。
【００１５】
射出用ピストン１２２は、ピストンロッド１２５と連結され、ピストンロッド１２５はプランジャ１１３と連結されている。
増圧用ピストン１２４は、射出用ピストン１２２の背後に配置されている。
【００１６】
油圧回路１３０は、シリンダ室１２１とシリンダ室１２３とに接続されており、油圧源１３１、射出速度調整弁１３７、チェック弁１３６、増圧用チェック弁１３５等を有する。
【００１７】
射出速度調整弁１３７およびチェック弁１３６は、アキュムレータ１０とシリンダ室１２１とを結ぶ管路の中途に設けられている。
射出速度調整弁１３７は、ソレノイド１３８により駆動される電磁制御弁であり、エンコーダ１３９によって弁の開度が検出される。この射出速度調整弁１３７は、エンコーダ１３９の検出した弁の開度に基づいて、コントローラ２からの制御指令Ｓ２ｖによって制御される。射出速度調整弁１３７の制御により射出速度が制御される。
チェック弁１３６は、射出速度調整弁１３７側からシリンダ室１２１への作動油の流入を許容し、増圧用ピストン１２４を駆動したときに、増圧用ピストン１２４と射出用ピストン１２２との間の作動油がシリンダ室１２１から射出速度調整弁１３７側へ流出するのを阻止するために設けられている。
【００１８】
増圧用チェック弁１３５は、アキュムレータ１０とシリンダ室１２３とを結ぶ管路の中途に設けられている。この増圧用チェック弁１３５は、モータにより弁開度を調整可能にになっており、この増圧用チェック弁１３５を開くと、アキュムレータ１０から高圧の作動油がシリンダ室１２３に供給される。このときの作動油の油圧が鋳造圧力となる。
【００１９】
アキュムレータ１０は、ピストン１１を内蔵しており、このピストン１１によって区画されるガス室１０ａと作動油室１０ｂとを有する。ガス室１０ａと作動油室１０ｂは密閉されている。
ガス室１０ａには、たとえば、窒素ガス等の作動ガスＧが圧縮充填される。ガス室１０ａには、ガスボンベ８０を接続するための管路が接続あれており、この管路の中途には、手動開閉弁２１が設けられている。
作動ガスＧのガス室１０ａへの充填は、圧縮された高圧の作動ガスが収容されたガスボンベ８０をアキュムレータ１０のガス室１０ａと接続し、手動開閉弁２１を開くことにより行われる。
また、ガス室１０ａには、手動開閉弁２０が設けられており、この手動開閉弁２０を開くことにより、ガス室１０ａ内の作動ガスＧを放出することができる。
【００２０】
アキュムレータ１０の作動油室１０ｂには、作動油が充填される。作動油室１０ｂへの作動油の充填は、油圧源１３１によって行う。具体的には、射出速度調整弁１３７および増圧用チェック弁１３５を閉じた状態で、油圧源１３１から高圧の作動油を供給すると、アキュムレータ１０の作動油室１０ｂに作動油が充填される。これにより、ガス室１０ａに存在する作動ガスＧは圧縮され、これにより鋳造圧力に必要なエネルギーが蓄えられる。
作動油室１０ｂと射出シリンダ１２０とを結ぶ管路の中途には、手動開閉弁２２が設けられており、この手動開閉弁２２を開くと、作動油室１０ｂ内の作動油ＯＰを外部に放出することができる。
なお、本実施形態では、アキュムレータ１０の作動液として油を用いているが、他の液体を用いることも可能である。
【００２１】
圧力検出器５は、ガス室１０ａ内の圧力Ｐｎを検出し、検出信号５ｓをコントローラ２に出力する。
【００２２】
コントローラ２は、ダイカストマシン１１０を総合的に制御するとともに、入力装置３および表示装置４とともに本発明の鋳造圧力設定手段および指示手段の一実施態様を構成している。
コントローラ２は、マイクロプロセッサ、メモリ等のハードウエアと所要のソフトウエアとで構成される。
【００２３】
入力装置３は、各種データをコントローラ２に入力する。この入力装置３は、たとえば、キーボードやタッチパネル等で構成される。
表示装置４は、たとえば、液晶パネルやＣＲＴ等で構成され、コントローラ２からの各種データを表示する。
【００２４】
次に、上記構成のアキュムレータの管理装置における処理手順の一例について、図２に示すフローチャートを参照して説明する。
コントローラ２は、ダイカストマシン１００における鋳造圧力の変更が生じると、アキュムレータ１０の作動油を全て放出するように、ダイカストマシン１００のオペレータに対して指示する（ステップＳ１）。この指示は、たとえば、表示装置４に指示内容を表示する等の方法により行われる。また、図示しないスピーカを通じて音声により指示することもできる。
【００２５】
この状態においてアキュムレータ１０は、図３（ａ）に示すように、作動油室１０ｂに作動油が充填されており、ガス室１０ａの作動ガスＧは作動油室１０ｂの作動油ＯＰの存在により圧縮されている。したがって、作動ガスＧの圧力は、作動油室１０ｂの作動油ＯＰの量に応じて変動する。
したがって、ガス室１０ａにおける作動ガスＧの正確な充填量を算出するために、作動油室１０ｂの作動油ＯＰを全て放出する。
【００２６】
オペレータは、コントローラ２からアキュムレータ１０の作動油ＯＰを全て放出する指示があると、上記した手動開閉弁２２を開くことにより、アキュムレータ１０の作動油ＯＰを全て放出し、図３（ｂ）に示す状態とする。
コントローラ２は、アキュムレータ１０の作動油ＯＰの放出が完了したかを確認する（ステップＳ２）。オペレータは、たとえば、入力装置３によって作動油ＯＰの放出が完了したことをコントローラ２に知らせる。
【００２７】
コントローラ２では、作動油ＯＰの放出完了を確認すると、圧力検出器５の検出した圧力Ｐｎの取り込みを開始する（ステップＳ３）。この圧力Ｐｎは、図３（ｂ）に示す状態のアキュムレータ１０のガス室１０ａ内の圧力である。
【００２８】
次いで、コントローラ２は、オペレータに対して表示装置４等を通じて、ダイカストマシン１００において必要な鋳造圧力Ｐｃの設定を指示する（ステップＳ４）。この鋳造圧力は、成形すべきダイカスト製品の仕様などから決定される。
コントローラ２は、オペレータにより入力装置３等を通じて鋳造圧力Ｐｃが入力されたかを確認する（ステップＳ５）。
【００２９】
次いで、コントローラ２は、設定された鋳造圧力Ｐｃを達成するのに必要なガス室１０ａ内の圧力Ｐｓを算出する（ステップＳ６）。すなわち、ダイカストマシン１００において設定された鋳造圧力Ｐｃを出力するためには、アキュムレータ１０において鋳造圧力Ｐｃに応じた圧力を蓄圧する必要がある。アキュムレータ１０の作動ガスＧの量が少なすぎると、鋳造圧力Ｐｃを出力することができない。また、作動ガスＧの量が多すぎると増圧用チェック弁１３５の開度を調整しても必要な鋳造圧力Ｐｃよりも高い圧力の作動油が射出シリンダ１２０に供給されてしまう。
このため、鋳造圧力Ｐｃを出力できる範囲の圧力Ｐｓを算出し、この圧力Ｐｓとなるようにガス室１０ａの作動ガスＧの充填量を調整する必要がある。
【００３０】
設定された鋳造圧力Ｐｃを達成するのに必要なガス室１０ａ内の圧力Ｐｓは、次式（１）により算出される。なお、プランジャ１１３のチップ断面積をＡｐ、増圧用ピストン１２４の断面積をＡｒとする。
【００３１】
Ｐｓ＝Ｐｃ×Ａｐ／Ａｒ  …（１）
【００３２】
次いで、コントローラ２は、圧力検出器５により検出された現在のガス室１０ａ内の圧力Ｐｎと、算出した必要圧力Ｐｓとを比較する（ステップＳ７）。
両者を比較した結果、ガス室１０ａ内の圧力Ｐｎが必要な圧力Ｐｓよりも小さい場合には、ガス室１０ａ内へ作動ガスＧをさらに充填するように表示装置４等を通じて指示する（ステップＳ８）。ガス室１０ａ内の圧力Ｐｎが必要な圧力Ｐｓ以上の場合には、ガス室１０ａ内の作動ガスＧを放出するように表示装置４等を通じて指示する（ステップＳ１２）。
【００３３】
ガス室１０ａ内へ作動ガスＧをさらに充填する指示があった場合には、オペレータは、ガスボンベ８０とアキュムレータ１０との間に設けられた手動開閉弁２１を開き、作動ガスＧをアキュムレータ１０のガス室１０ａに充填する。
コントローラ２では、圧力Ｐｎを監視しており、作動ガスＧの充填が開始されると、圧力Ｐｎが上昇するので、この圧力Ｐｎが必要な圧力Ｐｓに略到達したかを判断する（ステップＳ９）。
コントローラ２は、圧力Ｐｎが必要な圧力Ｐｓに略到達したと判断した場合には、表示装置４等を通じてオペレータに作動ガスＧの充填の停止を指示する（ステップＳ１０）。  オペレータは、作動ガスＧの充填の停止指示があると、手動開閉弁２１を閉じる。
コントローラ２は、作動ガスＧの充填の停止を確認すると（ステップＳ１１）、処理を終了する。
【００３４】
ガス室１０ａから作動ガスＧを放出する指示があった場合には、オペレータは、手動開閉弁２２を開き、アキュムレータ１０のガス室１０ａの作動ガスＧを外部に放出する。
コントローラ２では、圧力Ｐｎを監視しており、作動ガスＧの放出が開始されると、圧力Ｐｎが下降するので、この圧力Ｐｎが必要な圧力Ｐｓに略到達したかを判断する（ステップＳ１３）。
コントローラ２は、圧力Ｐｎが必要な圧力Ｐｓに略到達したと判断した場合には、表示装置４等を通じてオペレータに作動ガスＧの放出停止を指示する（ステップＳ１４）。
オペレータは、作動ガスＧの放出停止の指示があると、手動開閉弁２０を閉じる。
コントローラ２は、作動ガスＧの放出の停止を確認すると（ステップＳ１５）、処理を終了する。
【００３５】
アキュムレータ１０からの作動ガスＧの放出またはアキュムレータ１０への作動ガスＧの充填は、図３（ｃ）に示すように、アキュムレータ１０から作動油ＯＰを放出した状態で行われる。
したがって、ダイカストマシン１００の射出シリンダ１２０へ高圧の作動油を供給するためには、アキュムレータ１０を蓄圧状態にする必要がある。このため、油圧源１３１からアキュムレータ１０の作動油室１０ｂへ作動油ＯＰを供給し、図３（ｄ）に示す状態とする。
これにより、ダイカストマシン１００によって鋳造が可能な状態となる。
【００３６】
以上のように、本実施形態によれば、アキュムレータ１０のガス室１０ａの圧力と必要な鋳造圧力Ｐｃとをコントローラ２に与え、コントローラ２がこれらの情報を基にアキュムレータ１０の作動ガスＧの量を常時管理する構成としたので、ダイカストマシン１００のオペレータは、鋳造条件の変更に伴って必要となるアキュムレータ１０の作動ガスＧの充填、放出作業をコントローラ２からの指示にしたがって行うだけでよい。したがって、アキュムレータ１０の作動ガスＧの充填、放出作業が容易化、迅速化されるとともに、正確な鋳造圧力Ｐｃを得ることが可能となる。
【００３７】
第２実施形態
図４は、本発明の他の実施形態に係るアキュムレータの管理装置が適用されたダイカストマシンの構成を示す図である。
本実施形態は、第１の実施形態の手動開閉弁２０，２１，２２をそれぞれ制御弁２０Ａ，２１Ａ，２２Ａに変更し、これらの制御弁２０Ａ，２１Ａ，２２Ａをコントローラ２によって制御する構成としている。その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００３８】
本実施形態に係るコントローラ２は、圧力検出器５の検出する圧力Ｐｎを常時監視し、この圧力Ｐｎと、入力装置３等によって入力設定される鋳造圧力Ｐｃとに基づいて、アキュムレータ１０の作動ガスＧの量を管理する。
具体的には、コントローラ２は、制御弁２２Ａに対して制御指令Ｓ２ｃを出力することにより、制御弁２２Ａを開閉し、作動油室１０ｂ内の作動油ＯＰの放出を自動化することができる。
また、コントローラ２は、制御弁２０Ａに対して制御指令Ｓ２ａを出力することにより、制御弁２０Ａを開閉し、ガス室１０ａ内の作動ガスＧの放出作業を自動化することができる。
さらに、コントローラ２は、制御弁２１Ａに対して制御指令Ｓ２ｂを出力することにより、制御弁２１Ａを開閉し、ガス室１０ａへの作動ガスＧの充填作業を自動化することができる。
上記構成により、作動ガスＧの放出、充填作業を自動化することが可能となる。
【００３９】
本発明は、上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では、単一のアキュムレータを用いた場合について説明したが、たとえば、射出用と増圧用とで異なるアキュムレータを用いる場合等にも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係るアキュムレータの管理装置が適用されたダイカストマシンの構成を示す図である。
【図２】アキュムレータの管理装置における処理手順を示すフローチャートである。
【図３】作動ガスＧの充填、放出作業における各段階でのアキュムレータの状態を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るアキュムレータの管理装置が適用されたダイカストマシンの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
２…コントローラ
３…入力装置
４…表示装置
１０…アキュムレータ
１０ａ…ガス室
１０ｂ…作動油室
２０，２１，２２…手動開閉弁
２０Ａ，２１Ａ，２２Ａ…制御弁
１００…ダイカストマシン
１０１…金型
１１０…射出装置
【図１】
2005169432.tif 000003
【図２】
2005169432.tif 000004
【図３】
2005169432.tif 000005
【図４】
2005169432.tif 000006