(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の加圧ピンを有する加圧機構を具備するダイカスト装置において、各々の加圧ピンの動作を個別に制御することができ、かつ金型段取り時間の短縮が可能で簡素な加圧機構を備えるダイカスト装置を提供する。【解決手段】金型と、金型に形成されたキャビティ内に充填された溶湯を局所的に加圧する加圧機構とを具備するダイカスト装置であって、金型に内蔵され金型を構成する加圧部と、この加圧部に接続し金型から離間してダイカスト装置の機側に配置される加圧ピン制御装置とからなり、加圧部１５は、溶湯を加圧する複数の加圧ピン１４と、加圧ピン１４をキャビティに対して進退可能に保持するとともに、流体の供給および／又は排出により加圧ピン１４を進退方向に駆動する複数の加圧シリンダ１６と、加圧ピン１４および加圧シリンダ１６の対毎に設けられ、流体の供給および／又は排出を制御する複数の制御弁２４とを備えることを特徴とする。【選択図】図３
2007245223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型と、該金型に形成されたキャビティ内に充填された溶湯を局所的に加圧する加圧機構と、を具備するダイカスト装置であって、
前記加圧機構は、前記金型に内蔵され該金型を構成する加圧部と、該加圧部に接続し前記金型から離間して前記ダイカスト装置の機側に配置される加圧ピン制御装置とからなり、
前記加圧部は、前記溶湯を加圧する複数の加圧ピンと、
流体の供給および／又は排出により前記加圧ピンを進退方向に駆動する複数の加圧シリンダと、
前記加圧ピンおよび前記加圧シリンダの対毎に設けられ、前記加圧シリンダへの前記流体の供給および／又は排出を制御する複数の制御弁と、を備えることを特徴とするダイカスト装置。
【請求項２】
前記加圧部は、前記加圧ピン制御装置からの流体が包括的に供給される供給主流路と、該供給主流路から分岐して前記制御弁を介して前記加圧シリンダにそれぞれ接続する複数の供給枝流路と、を有する請求項１に記載のダイカスト装置。
【請求項３】
前記加圧部は、前記流体を前記加圧ピン制御装置へ包括的に排出する排出主流路と、該排出主流路から分岐して前記制御弁を介して複数の前記加圧シリンダにそれぞれ接続する複数の排出枝流路と、を有する請求項１又は２に記載のダイカスト装置。
【請求項４】
前記加圧部は、前記加圧ピン制御装置と前記制御弁とを電気的に接続する制御用配線を挿通するための挿通路を有し、
該挿通路は、複数の前記制御弁からの前記制御用配線をそれぞれ挿通する複数の枝挿通路と、
該枝挿通路とそれぞれ連通し、複数の前記制御弁からの前記制御用配線を包括して挿通する主挿通路とからなる請求項１〜３のいずれかに記載のダイカスト装置。
【請求項５】
前記制御弁は比例弁である請求項１〜４のいずれかに記載のダイカスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイカスト装置に係わり、特に金型キャビティ内の溶湯を局部加圧する加圧機構を具備したダイカスト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカストは薄肉物を大量に生産することが可能であるため、自動車部品の製造に広く使用されており、固定金型と可動金型との間のキャビティ内に溶湯を圧入充填することによりダイカスト素材を形成する。そしてこのダイカスト素材の品質の向上、特に溶湯の凝固により生じる引け巣を低減するために溶湯を局部的に加圧する加圧機構を設置する場合がある（例えば、特許文献１など）。
【０００３】
近年、ダイカスト製品の高機能化に伴い、素材形状の複雑化に起因する引け巣不良を抑制するために、キャビティ内の溶湯の複数箇所を加圧する加圧機構が望まれるようになり、複数の加圧ピンを有する多連シリンダが使用されるようになった。
【０００４】
しかし、これらの各加圧ピンを個別に作動させるためには、それぞれの加圧シリンダ毎に油圧の入りと戻りの一対の油圧配管を設け、これらの加圧シリンダとは離間した位置に配置されている加圧ピン制御装置の油圧回路に接続して個別に制御するようにしなければならない。このため、多連シリンダを用いる場合には、加圧ピン制御装置と多連シリンダとの間に加圧シリンダ個数の倍の本数の油圧配管の付設が必要となり、加圧機構が複雑化することでその製作費用が高騰したり、金型交換時の油圧配管段取りに長時間を要するなどという問題が生じている。
【０００５】
また、加圧ピン制御装置には、油圧ポンプを始め、各加圧シリンダの動作を制御する制御弁やそれらに連通する油圧回路と、各制御弁を個別に制御するコントローラなどを収容しなければならない。このため加圧ピン制御装置が大型化するという問題があった。  
【特許文献１】特許第３０４１１９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の加圧ピンを有する加圧機構を具備するダイカスト装置において、各々の加圧ピンの動作を個別に制御することができ、かつ金型段取り時間の短縮が可能で簡素な加圧機構を備えるダイカスト装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のダイカスト装置は、金型と、この金型に形成されたキャビティ内に充填された溶湯を局所的に加圧する加圧機構と、を具備するダイカスト装置であって、加圧機構は、金型に内蔵されこの金型を構成する加圧部と、加圧部に接続し金型から離間してダイカスト装置の機側に配置される加圧ピン制御装置とからなり、加圧部は、溶湯を加圧する複数の加圧ピンと、流体の供給および／又は排出により加圧ピンを進退方向に駆動する複数の加圧シリンダと、加圧ピンおよび加圧シリンダの対毎に設けられ、加圧シリンダへの油圧油などの流体の供給および／又は排出を制御する複数の制御弁と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明のダイカスト装置において、加圧部は、加圧ピン制御装置からの流体が包括的に供給される供給主流路と、この供給主流路から分岐して制御弁を介して加圧シリンダにそれぞれ接続する複数の供給枝流路と、を有することが望ましい。
【０００９】
また、本発明のダイカスト装置において、加圧部は、前記流体を加圧ピン制御装置へ包括的に排出する排出主流路と、この排出主流路から分岐して制御弁を介して加圧シリンダにそれぞれ接続する複数の排出枝流路と、を有することが望ましい。
【００１０】
また、本発明のダイカスト装置において、加圧部は、加圧ピン制御装置と制御弁とを電気的に接続する制御用配線を挿通するための挿通路を有し、この挿通路は、複数の制御弁からの制御用配線をそれぞれ挿通する複数の枝挿通路と、この枝挿通路とそれぞれ連通し、複数の制御弁からの制御用配線を包括して挿通する主挿通路とからなることができる。
【００１１】
本発明のダイカスト装置において、制御弁は比例弁であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のダイカスト装置は、金型に形成されたキャビティ内に充填された溶湯を局所的に加圧する加圧機構を備え、金型に内蔵され金型を構成する加圧部に複数の加圧ピンを各々個別に駆動する複数の加圧シリンダと、それぞれの加圧シリンダの動作を制御する複数の制御弁を備えている。このため、各加圧ピンの加圧タイミングや加圧速度を加圧シリンダ毎に個別に制御することができる。すなわち、複数の加圧シリンダをそれぞれ個別に制御することで、それぞれの加圧部分に適切なタイミングで適切な荷重や変位の局部加圧を付加して加圧の安定化を図ることができる。この結果、引け巣不良の発生を抑制してダイカスト部材の内部品質を大幅に向上することができる。
【００１３】
このように制御弁などの加圧制御系を加圧シリンダ近傍に集約することにより、ダイカスト装置の機側に配置されている加圧ピン制御装置は、制御弁などの加圧制御系を除く電気的な制御コントローラと油圧ポンプのみの構成とすることができる。それゆえ加圧ピン制御装置を簡素で小型のものとすることができる。
【００１４】
また、従来は加圧制御系統毎に一対の油圧配管が必要であった。しかし、本発明によれば、各制御弁を介して加圧シリンダに連通する油圧油の枝流路と各枝流路に連通する主流路（入り側及び／又は戻り側）を加圧部内に構成することで、加圧ピン制御装置と金型との間をより少ない油圧ホースで接続することができる。また、それぞれの制御弁を制御する複数の制御用配線を包括して制御用ケーブルとすれば、より少ない制御用ケーブルで加圧ピン制御装置と金型との間を接続することができる。従って油圧配管を削減することができるとともに、金型交換時の油圧配管の着脱などの段取り時間を大幅に短縮することができる。
【００１５】
また、上記のように制御弁と各加圧シリンダとそれらを連通する油圧油の流路とを極めてコンパクトに一体的に形成したので、加圧シリンダの金型への設置自由度を向上させることができる。これにより、素材形状の複雑化に起因するダイカスト製品の引け巣不良の発生を抑制あるいは撲滅することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な一実施の形態について図１〜４を参照しながら詳しく説明する。
【００１７】
図２は本発明のダイカスト装置の一例を示す要部構成図である。ダイカスト装置１は、固定金型１１と可動金型１２とを備え、この固定金型１１と可動金型１２との対向面にキャビティ１３が形成されている。このキャビティ１３には図示しない射出シリンダによって溶湯Ｍが圧入充填され、凝固することで所望のダイカスト素材を得ることができる。
【００１８】
ダイカスト装置１は、このキャビティ１３内に充填された溶湯Ｍを局所的に加圧する加圧機構２を具備している。加圧機構２は金型１２に内蔵され金型１２の一部を構成する加圧部１５と、この加圧部１５に接続し金型から離間してダイカスト装置１の機側に配置される加圧ピン制御装置１７とからなる。
【００１９】
加圧部１５には、溶湯Ｍを局部的に加圧するための複数の加圧ピン１４と、この加圧ピン１４をキャビティ１３に対して進退可能に保持するとともに、加圧ピン１４を進退方向に駆動する複数の加圧シリンダ１６とを備えている。
【００２０】
加圧シリンダ１６の作動は、加圧ピン制御装置１７によって制御される。加圧ピン制御装置１７は油圧を発生する油圧ポンプＰと、各加圧シリンダ１６の作動のタイミング、作動方向あるいは作動速度などを制御するコントローラＣとから構成されている。
【００２１】
加圧ピン制御装置１７と加圧部１５とは、一対の油圧ホース１８ａ（入り側）、１８ｂ（戻り側）と、１本の制御用ケーブル１９とで接続されており、各油圧ホース１８と制御用ケーブル１９は加圧部１５に固着された接続部２０、１９ｃと着脱自在に接続されている。
【００２２】
本実施の形態では複数の加圧シリンダ１６、１６・・が一体的に構成されている加圧部１５を有するダイカスト装置を例に説明する。
【００２３】
複数個の加圧シリンダを有する加圧部１５は、図３に示すように、複数の加圧シリンダ１６と、これらの加圧シリンダ１６を支持する第１マニホールド２０と、加圧シリンダ１１６を収容してこの第１マニホールド２０に積層されている第２マニホールド２１とで一体的に構成されている。
【００２４】
図１に示すように各加圧シリンダ１６は、内周壁を加圧ピン１４が摺動する胴部２２と、加圧ピン１４を収容し胴部２２を密閉する蓋部２３とからなっている。蓋部２３には、後述する制御弁（電磁式圧力調整弁）２４が埋設されている。そして、この制御弁２４を介して加圧ピン１４を挿入側に押圧する油圧油の供給流路２５ａ（入り側）が形成されている。また、胴部２２には、油圧油の排出流路２５ｂ（戻り側）が蓋部２３を貫通して形成されている。
【００２５】
蓋部２３には、位置センサ２６が加圧ピン１４の軸心と同軸に摺動自在に固設されており、加圧ピン１４の移動量を検知するようになっている。
【００２６】
複数個の加圧シリンダ１６、１６・・は、第１マニホールド２０に所望の間隔で形成された支持穴２７、２７・・に嵌着して一体的に支持されている。
【００２７】
第２マニホールド２１は、加圧シリンダ１６、１６・・を収容して第１マニホールド２０に積層するように配置され、第１マニホールド２０の上面と第２マニホールド２１の下面とが密着するように一体的に固定されている。
【００２８】
第２マニホールド２１には、加圧シリンダ１６、１６・・を駆動する油圧油（流体）の流路２８と、位置センサ２６の検出信号をコントローラＣ又はモニターに送信する信号線３０とコントローラＣの制御信号を制御弁２４に伝達する制御用配線３１とを挿通する挿通路２９とが三次元的に配置されている（図３では、第２マニホールド２１の紙面側から紙背側に向かって流路２８ａ、２８ｂ、挿通路２９の順に配置されている。）。
【００２９】
油圧油の流路２８は各加圧シリンダ１６を並列に接続するように形成されており、油圧油の入り側である流路２８ａは油圧接続部２０ａおよび油圧ホース１８ａを介して加圧ピン制御装置１７の油圧ポンプＰに連通する主流路２８１ａ（供給主流路）と、主流路２８１ａから分岐して各加圧シリンダ１６に連通する枝流路２８２ａ（供給枝流路）とからなっている。そして、枝流路２８２ａは加圧シリンダ１６の蓋部２３に形成された流路２５ａに連通している。
【００３０】
また、油圧油の戻り側である流路２８ｂは油圧接続部２０ｂおよび油圧ホース１８ｂを介して加圧ピン制御装置１７のドレン（図示せず）に連通する主流路２８１ｂ（排出主流路）と、主流路２８１ｂから分岐して各加圧シリンダ１６に連通する枝流路２８２ｂ（排出枝流路）とからなっている。そして、枝流路２８２ｂは加圧シリンダ１６の蓋部２３に形成された流路２５ｂに連通している。
【００３１】
挿通路２９もまた同様に主挿通路２９１と枝挿通路２９２とからなり、各加圧シリンダ１６の信号線３０と制御用配線３１とは枝挿通路２９２と主挿通路２９１とを介して信号線接続部１９ｃに接続されている。
【００３２】
本実施の形態において、制御弁２４は、図４に示す電磁式圧力調整弁である。電磁式圧力調整弁２４は比例弁であり、フィードバック制御の油圧制御装置用リニアソレノイド弁である。
【００３３】
図４において、ケース４１の内部には、樹脂材料で形成されたボビン４３の周りに卷線されたコイル４４を内蔵している。ケース４１の一端にはコイル４４と電気的に接続され、コイル４４に電流を流すためのターミナル５６を一体成形した樹脂製のコネクタ４２がケース４１に固定されている。
【００３４】
ボビン４３の内部には、ターミナル５６側に鍔付き円筒形状のヨーク４６が内蔵されている。ヨーク４６はボビン４３よりの突出部がテーパ状をなし、中心に貫通孔を有して両端に軸受４９と軸受５９が配設され、シャフト４８が圧入一体化されたプランジャ４５を軸方向に摺動自在に保持している。
【００３５】
プランジャ４５は、ヨーク４６と対向する面にヨーク４６の外周と相似形をしたテーパ状の窪みを有した円板形状をなし、上下面に連通する複数個の貫通孔を有している。ケース４１の他端には、カバー５０が配設されてケース４１の内外を封止するとともに、プランジャ４５の軸方向の移動を規制している。
【００３６】
フロントヨーク４６のケース４１に対向する面には、円筒形状のスリーブ５２がケース４１のスカート薄肉部でかしめられて一体化している。スリーブ５２内には、円筒形状のスプール５１が摺動自在に内蔵されてシャフト４８と当接している。また、シャフト４８と対向する端部にはスプリング５３が設置され、スプール５１をシャフト４８側へ付勢している。スプリング５３は一端がスプール５１に当接し他端がストッパ５４に当接している。
【００３７】
次に、上記の構成を有する電磁式圧力調整弁２４の作用について説明する。
【００３８】
電磁式圧力調整弁２４は、デューティ制御により、プランジャ４５、シャフト４８およびスプール５１の軸方向の移動量をリニアに制御できるリニアソレノイド弁である。
【００３９】
例えば、この電磁式圧力調整弁２４は、デューティ比が０〜１０％では、図４の状態であり、デューティ比が４０〜６０％の時にはスプール５１はその全ストロークの内半分のストロークを移動し、デューティ比が９０〜１００％の時にはデューティ比がその全ストロークを移動するようになっている。
【００４０】
つまり、デューティ比が１０〜４０％の時にはスプール５１はデューティ比に応じてリニアに移動して加圧シリンダへの流体の供給量をリニアに制御することができる。また、デューティ比が６０〜９０％の時にもスプール５１はデューティ比に応じてリニアに移動し、加圧シリンダからの流体の排出量をリニアに制御することができる。
【００４１】
上記のように設定されている電磁式圧力調整弁２４では、非通電の場合には図４の状態であるからポートＰｃとポートＰｉは連通しないので、加圧ピンは後退位置に保持されている。
【００４２】
次に、図示しない電源よりターミナル５６を介してコイル４４に電流が流されると、プランジャ４５とヨーク４７との対向する面間に発生する電磁吸引力によりプランジャ４５は軸方向に吸引され、スプリング５３の付勢力に抗して下方に移動する。この時、デューティ比が１０〜４０％の時には、スプールの溝５１ａを介してポートＰｃとポートＰｉとが連通し、流路２５ａと流路２５ａ´とが連通するので加圧ピンは油圧油によって押圧されて前進する。このとき、デューティ比を調整することにより、加圧ピンの移動量や移動速度を制御することができる。
【００４３】
また、デューティ比が６０〜１００％の場合には、ポートＰｃとポートＰｉとは非連通となり、ポートＰｉとポートＰｆとがスプールの溝５１ｂを介して連通するので流路２５ａ´と流路２５ｂとが連通して加圧ピンは後退する。
【００４４】
なお、加圧シリンダ１６へ送られた油圧油の一部は、パイロットポート６６に作用し、所謂フィードバック圧となり電磁吸引力とスプリング付勢力とのバランスで出力油圧を所望の圧力に保つ。
【００４５】
このように本発明のダイカスト装置には加圧ピン１４を作動させるために、油圧ポンプＰ→油圧ホース１８ａ→油圧接続部２０ａ→供給主流路２８１ａ→供給枝流路２８２ａ→流路２５ａ→加圧シリンダ１６→流路２５ｂ→排出枝流路２８２ｂ→排出主流路２８１ｂ→油圧接続部２０ｂ→油圧ホース１８ｂ→ドレイン（図示せず）→油圧ポンプＰの油圧回路が形成されているわけである。
【００４６】
また、各加圧シリンダ１６の信号線３０と制御用配線３１とは枝挿通路２９２と主挿通路２９１とを介して信号線接続部１９ｃに接続され、信号線接続部１９ｃにはコントローラＣに接続する制御用ケーブル１９が着脱自在に接続されている。コントローラＣは各加圧ピンが所定の動作を実行するように予め設定されたプログラムにより適宜各電磁式圧力調整弁２４のデューティ比を制御する。このとき、各加圧ピンの変位信号を参照して加圧ピンの動作を補正するようにしてもよい。
【００４７】
各加圧シリンダの電磁式圧力調整弁２４は、上記のようにデューティ比に対応する量だけシャフト４８を軸方向に移動することで、各々の加圧ピンを所定の方向へ適切な速度で所定の量だけ駆動することができる。
【００４８】
以上のように、本実施形態のダイカスト装置によれば、複数の加圧ピンの加圧動作をそれぞれ個別に制御することができる。そして、加圧ピン制御装置１７と加圧部１５とを接続する油圧ホース１８は入り側１８ａと戻り側１８ｂの２本のみでよく、また、複数本の制御用配線を束ねた制御用ケーブル１９は１本でよい。従って、鋳造部材が変更となる金型段取りでは、油圧ホース１８ａ、１８ｂを油圧接続部２０ａ、２０ｂと着脱するだけでよく、また、制御用ケーブル１９を接続部１９ｃで着脱するだけ金型段取りを完了することができ、段取り時間を大幅に短縮することができる。
【００４９】
さらに、加圧ピン制御装置１７には、油圧ポンプＰと、コントローラＣのみを収容すればよいので、加圧ピン制御装置を極めて簡素なものにでき、その製造コストも大幅に低減することが可能である。
【００５０】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更することができる。例えば、上記の実施の形態では、電磁式圧力調整弁２４を加圧シリンダ１６の蓋部２３に埋設するようにしたが、電磁式圧力調整弁２４は、加圧シリンダ１６に近接して配置されていれば必ずしも埋設する必要はない。図５には電磁式圧力調整弁２４を加圧シリンダ１６の胴部２２に付設した形態を示す。電磁式圧力調整弁２４を簡単なマニホールド６０を介して胴部２２に付設することで、加圧シリンダ１６´への油圧油流路２５´の形成が容易になり、多連シリンダの製造コストを低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明のダイカスト装置は、複雑な形状の鋳造部材のダイカスト装置として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の好適な実施形態における加圧シリンダを説明する部分断面図である。
【図２】実施形態のダイカスト装置の主要構成を説明する説明図である。
【図３】加圧部の油圧回路と制御用配線の挿通路を示す図２Ｓ部拡大説明図である。
【図４】電磁式圧力調整弁を説明する断面図である。
【図５】電磁式圧力調整弁を備える加圧シリンダの他の形態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１：ダイカスト装置  ２：加圧機構  １３：キャビティ  １４：加圧ピン  １５：加圧部  １６：加圧シリンダ  １７：加圧ピン制御装置  １８：油圧ホース  １９：制御用ケーブル  ２０：第１マニホールド  ２１：第２マニホールド  ２４：電磁弁（電磁式圧力調整弁）  ２６：位置センサ  ２８：油圧油流路    ２９：挿通路  ３０：信号線  ３１：制御用配線  ４１：ケース  ４２：コネクタ  ４３：ボビン  ４４：コイル  ４５：プランジャ  ４６：ヨーク  ４８：シャフト  ５１：スプール  ５２：スリーブ  ５３：スプリング  ５４：ストッパ  ５６：ターミナル
Ｍ：溶湯  Ｃ：コントローラ  Ｐ：ポンプ
【図１】
2007245223.tif 000003
【図２】
2007245223.tif 000004
【図３】
2007245223.tif 000005
【図４】
2007245223.tif 000006
【図５】
2007245223.tif 000007