(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アキュムレータのガス圧力を作動油を介して射出シリンダに伝達し、この伝達による前記射出シリンダの駆動で鋳造圧力を得るようにした射出装置のガス圧力調整方法であって、
前記アキュムレータのピストンの上昇時の下限位置と上限位置の各ガス圧力を測定し、該測定データから前記アキュムレータの圧力ドロップ率を算出し、この圧力ドロップ率を、予め設計値として求められる前記アキュムレータのピストンの下限位置と上限位置の各ガス体積の比として求めた体積ドロップ率と比較して前記圧力ドロップ率が前記体積ドロップ率と同等かあるいは大きい場合は正常と判定すると共に小さい場合は異常と判定し、この異常判定のとき前記アキュムレータにガスを追加充填するようにしたことを特徴とする射出装置のガス圧力調整方法。
【請求項２】
請求項１に記載の射出装置のガス圧力調整方法であって、
前記体積ドロップ率を０．９に設定したことを特徴とする射出装置のガス圧力調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アキュムレータのガス圧力を作動油を介して射出シリンダに伝達し、この伝達による前記射出シリンダの駆動で鋳造圧力を得るようにした射出装置のガス圧力調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この射出装置は、窒素ガスを充填したアキュムレータと、射出シリンダと、このアキュムレータと射出シリンダとを連結して作動油を輸送する油路とを備えて大略構成されている。
【０００３】
このとき射出シリンダは、通常ピストン増圧式射出シリンダが用いられており、前記油路に設けたバルブの開度及び切替により、例えば図３に示す射出速度制御の基本パターンに従って駆動制御される。
【０００４】
すなわち射出シリンダは、その射出ロッドが図３の射出ロッド速度曲線Ａに従って射出の初期は低速ａ1 で前進し、スリーブ内の溶湯が湯口に到達後は増圧シリンダに切替えて高速ａ2 で前進するように制御される。このとき得られる射出圧力は、低速ａ1 で得られる低圧部分ｂ1 と、高速ａ2 で得られる高圧部分ｂ2 とからなる射出圧力曲線Ｂ1 で表すことができる。またこのとき得られる射出圧力ｐ，及び鋳造圧力Ｐは、下式により得られる。
【０００５】
ｐ＝（Ｄh／Ｄt）2×Ｐacc
Ｐ＝（Ｄz／Ｄt）2×Ｐacc
（但し、Ｄh：射出シリンダ径，Ｄz：増圧シリンダ径，Ｄt：射出ロッドのチップ径，Ｐacc：アキュムレータのガス圧力）
ところでアキュムレータで蓄圧しても、アキュムレータ内のガスの自然漏洩によりガス圧力Ｐacc が低下するので、従来の射出装置では、鋳造圧力Ｐを測定し、この鋳造圧力Ｐからガス圧力Ｐacc を求めてアキュムレータに充填する作動油量を決定し、この作動油の充填により所定の鋳造圧力Ｐが得られるようにアキュムレータのガス圧力Ｐacc を調整している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の射出装置のガス圧力調整方法では、アキュムレータ内のガス量に関係なく行はれるので、ガス量が少ない場合、スタート時点のガス圧力Ｐacc を、作動油の充填により例え射出圧力曲線Ｂ1 が得られるガス圧力Ｐacc と同一に設定したとしても得られる射出圧力は、射出圧力曲線Ｂ1 よりも低圧力の射出圧力曲線Ｂ2 となり（図３参照）、所望の鋳造圧力Ｐが得られない。このため鋳造に当たっては正規の圧力が製品に加わらずブロホール等の内部欠陥を有する不良品の発生が多くなる、と言う課題を有している。
【０００７】
そこで、この発明は、アキュムレータ内のガス体積を適正体積に維持しながら所望の鋳造圧力を得ることができる射出装置のガス圧力調整方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するために、請求項１の発明は、アキュムレータのガス圧力を作動油を介して射出シリンダに伝達し、この伝達による前記射出シリンダの駆動で鋳造圧力を得るようにした射出装置のガス圧力調整方法であって、前記アキュムレータのピストンの上昇時の下限位置と上限位置の各ガス圧力を測定し、該測定データから前記アキュムレータの圧力ドロップ率を算出し、この圧力ドロップ率を、予め設計値として求められる前記アキュムレータのピストンの下限位置と上限位置の各ガス体積の比として求めた体積ドロップ率と比較して前記圧力ドロップ率が前記体積ドロップ率と同等かあるいは大きい場合は正常と判定すると共に小さい場合は異常と判定し、この異常判定のとき前記アキュムレータにガスを追加充填するようにしたことを特徴としている。
【０００９】
このため請求項１の発明では、アキュムレータの圧力ドロップ率Ｋp は、アキュムレータのピストンの上昇時の下限位置と上限位置の各ガス圧力をそれぞれＰ1 とＰ2 とすると下式により求められ、
Ｋp ＝Ｐ1 ／Ｐ2
アキュムレータの体積ドロップ率Ｋv は、アキュムレータ内の構造に依存する因子で予め設計値として求められるものであり、ピストンが下限位置及び上限位置にあるときの各ガス体積をそれぞれＶ1 及びＶ2 とし、ピストンが下限位置から上限位置に移動したときに減少するガス体積をΔＶとすると下式により求められる。
【００１０】
Ｋv ＝Ｖ2 ／Ｖ1 ，Ｖ2 ＝Ｖ1 −ΔＶ
そしてＫp ≧Ｋv のとき正常と判定すると共に、Ｋp ＜Ｋv のとき異常と判定し、この異常判定のときはアキュムレータにガスを追加充填する。このガスの追加充填によりアキュムレータ内の適正ガス体積を維持することができる。
【００１１】
また請求項２の発明は、請求項１に記載の射出装置のガス圧力調整方法であって、前記体積ドロップ率を０．９に設定したことを特徴としている。
【００１２】
このため請求項２の発明では、圧力ドロップ率Ｋp ≧０．９ のとき正常と判定すると共に、Ｋp ＜０．９ のとき異常と判定し、この異常判定のときはアキュムレータにガスを追加充填する。体積ドロップ率Ｋv を０．９に設定することにより射出圧力を一定にすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態としてのガス圧力調整方法を適用した射出装置１の概略説明図である。この射出装置１は、従来と同様に窒素ガス等のガスＧを充填したアキュムレータ２と、射出シリンダ３と、このアキュムレータ２と射出シリンダ３とを連結して作動油を輸送する油路４とを備えて大略構成されており、アキュムレータ２のガス圧力を作動油を介して射出シリンダ３に伝達し、この伝達による射出シリンダ３の駆動で鋳造圧力を得るように構成されている。
【００１５】
アキュムレータ２は、圧力調整室２１と、ピストン５が上下動するピストン室２２とが連通孔２３を介して連通して構成されており、圧力調整室２１に作動油Ｌ1 を充填することによりガスＧを圧縮して昇圧し、圧力調整室２１から作動油Ｌ1 を排出することによりガスＧを膨張させて減圧することができるようになっている。
【００１６】
射出シリンダ３は、ヘッド側に増圧シリンダ６を設けて、そのピストンの面積比によって増圧できるようにしたピストン増圧式射出シリンダで構成されている。
【００１７】
また油路４は、アキュムレータ２のピストン室２２と射出シリンダ３とを連結するシリンダ駆動油路４１と、アキュムレータ２の圧力調整室２１と油タンク４ｂとを連結する圧力調整油路４２とから構成されている。圧力調整油路４２には圧力計７が付設されており、この圧力計７でアキュムレータ２内のガスＧのガス圧力Ｐacc を作動油Ｌ1 を介して測定できるようになっている。実際にはこの油路４は、他に射出速度制御弁，増圧立上げ時間調整弁，ソレノイドバルブ，パイロットチェックバルブ等が適当に配置されて従来と同様に構成されている。なお図中符号８はソレノイドバルブ、符号４ａ，４ｃ，４ｄ，４ｅは油タンク、符号Ｔ1 〜Ｔ9 は調整バルブを示す。
【００１８】
このように構成された射出装置１は、従来と同様に図３に示す射出速度制御の基本パターンに従って駆動制御される。
【００１９】
すなわちアキュムレータ２のガス圧力Ｐacc によりピストン５が上限位置（図１の実線位置）から下限位置（図１の破線位置）に移行することによってガス圧力Ｐacc が作動油Ｌ2 を介して射出シリンダ３に伝達され、これにより射出シリンダ３は、その射出ロッド９が図３の射出ロッド速度曲線Ａに従って射出の初期は低速ａ1 で前進し、スリーブ１０内の溶湯が湯口に到達後は増圧シリンダ６に切替えて高速ａ2 で前進するように制御される。このとき得られる射出圧力ｐは、低速ａ1 で得られる低圧部分ｂ1 と、高速ａ2 で得られる高圧部分ｂ2 とからなる射出圧力曲線Ｂ1 で表すことができる。またこのとき得られる射出圧力ｐ，及び鋳造圧力Ｐは、下式により得られる。
【００２０】
ｐ＝（Ｄh／Ｄt）2×Ｐacc
Ｐ＝（Ｄz／Ｄt）2×Ｐacc
（但し、Ｄh：射出シリンダ径，Ｄz：増圧シリンダ径，Ｄt：射出ロッドのチップ径）
このときの射出装置１のガス圧力調整方法は次のようにして行う。
【００２１】
このガス圧力調整方法は、アキュムレータ２のピストン５の上昇時の下限位置と上限位置の各ガス圧力を測定し、該測定データからアキュムレータ２の圧力ドロップ率を算出し、この圧力ドロップ率を、予め設計値として求められるアキュムレータ２のピストン５の下限位置と上限位置の各ガス体積の比として求めた体積ドロップ率と比較して前記圧力ドロップ率が前記体積ドロップ率と同等かあるいは大きい場合は正常と判定すると共に小さい場合は異常と判定し、この異常判定のときアキュムレータ２にガスＧを追加充填するようにしておこなう。
【００２２】
アキュムレータ２の圧力ドロップ率Ｋp は、ピストン５の上昇時の下限位置（図１の破線位置）と上限位置（図１の実線位置）の各ガス圧力をそれぞれＰ1 とＰ2 とすると下式により求められる。
【００２３】
Ｋp ＝Ｐ1 ／Ｐ2
ピストン５は、鋳造工程の一サイクルが終了すると下限位置（図１の破線位置）に位置しており、次サイクルの開始時点で調整バルブＴ1 の解放によりピストン室２２に作動油Ｌ2 が充填されて上限位置（図１の実線位置）に位置する。このピストン５の下限及び上限位置における各圧力を圧力計７で測定してガス圧力Ｐ1 及びＰ2 を測定することができる。射出シリンダ３は、鋳造工程の一サイクルが終了すると調整バルブＴ8 及びＴ9 が解放されて内部の作動油が排出されてシリンダロッドを元位置に復帰させる。
【００２４】
またアキュムレータ２の体積ドロップ率Ｋv は、アキュムレータ２内の構造に依存する因子で予め設計値として求められるものであり、ピストン５が下限位置及び上限位置にあるときの各ガス体積をそれぞれＶ1 及びＶ2 とし、ピストン５が下限位置から上限位置に移動したときに減少するガス体積をΔＶとすると下式により求められる。
【００２５】
Ｋv ＝Ｖ2 ／Ｖ1 ，Ｖ2 ＝Ｖ1 −ΔＶ
ガス体積Ｖ1 は、図２（ａ）に示すようにピストン５が下限位置で、かつ作動油Ｌ1 が圧力調整室２１に充填されていない状態でのアキュムレータ２内に充填されているガスＧの体積を示し、ガス体積Ｖ2 は、図２（ｂ）に示すようにピストン５がピストン室２２に充填された作動油Ｌ2 によって押し上げられて上限位置に位置しており、かつ作動油Ｌ1 が圧力調整室２１に充填されていない状態でのアキュムレータ２内に充填されているガスＧの体積を示す。またΔＶは、図２（ｂ）に示すように作動油Ｌ1 が圧力調整室２１に充填されていない状態でのピストン５が下限位置から上限位置に移動したときに減少するガス体積を示している。
【００２６】
そして射出時は、図２（ｃ）に示すようにピストン５が上限位置に位置している状態で圧力調整室２１に作動油Ｌ1 を充填してガスＧを圧縮してガス圧力Ｐacc を昇圧して使用される。射出を開始するとピストン５はガス圧力Ｐacc により下降して、このガス圧力Ｐacc を射出シリンダ３に伝達することができる。これにより射出シリンダ３は、従来と同様に油路４に設けたバルブの開度及び切替により、図３に示す射出速度制御の基本パターンに従って駆動制御される。このときガス圧力Ｐacc は、ピストン５の下降に従って小さくなる。
【００２７】
射出装置１は、以降ピストン５の上昇及び下降を繰り返すことにより溶湯を連続して射出することができる。このときガス圧力Ｐacc は、ピストン５の上昇時の下限位置と上限位置の各ガス圧力Ｐ1 とＰ2 （図１参照）を測定することにより圧力ドロップ率Ｋp （＝Ｐ1 ／Ｐ2 ）を求め、この圧力ドロップ率Ｋp を体積ドロップ率Ｋv と比較して、圧力ドロップ率Ｋp が体積ドロップ率Ｋv と同等かあるいは大きい場合は正常と判定して作動油Ｌ1 の増減により調整すると共に、小さい場合は異常と判定してアキュムレータ２にガスＧを追加充填して調整する。
【００２８】
このガスＧの追加充填によりアキュムレータ２内のガス体積を適正体積に維持することができる。ガスＧの追加充填は、作動油Ｌ1 を適宜量排出して行う。
【００２９】
具体的にはアキュムレータ２は、ピストン５が上限位置に位置している射出開始時のガス圧力Ｐ2 を従来と同様に５０〜１３５ｋg／ｃｍ2 に設定して使用される。
【００３０】
また体積ドロップ率Ｋv は、好ましくは０．９に設定する。このとき圧力ドロップ率Ｋp ≧０．９ のとき正常と判定すると共に、Ｋp ＜０．９ のとき異常と判定し、この異常判定のときはアキュムレータ２にガスＧを追加充填する。このように体積ドロップ率Ｋv を０．９に設定することにより射出圧力を一定にすることができる。このため高品質の鋳造製品を安定して製造することができる。
【００３１】
このときの体積ドロップ率Ｋv ＝０．９は経験値である。
【００３２】
このようなガス圧力調整方法を適用した射出装置１は、アキュムレータ２内のガス体積を適正体積に維持しながら所望の鋳造圧力Ｐを安定して得ることができる。すなわち射出装置１は、図３に示す射出速度制御の基本パターンである射出ロッド速度曲線Ａ及び射出圧力曲線Ｂ1 に従って駆動制御され、これにより得られる所望の射出圧力ｐ及び鋳造圧力Ｐにより高品質の鋳造品を製造することができる。
【００３３】
またこのガス圧力調整方法は、圧力ドロップ率Ｋp を、射出時に測定するのではなく、アキュムレータ２のピストン５の上昇時に測定するので、射出前にガス圧力Ｐacc をチェックすることができ、これにより不良品の発生を未然に防止することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１の発明によれば、アキュムレータのピストンの上昇時のガス圧力を測定して求めた圧力ドロップ率を、予め設計値として求められる体積ドロップ率と比較して、前記圧力ドロップ率が前記体積ドロップ率と同等かあるいは大きい場合は正常と判定すると共に、小さい場合は異常と判定し、この異常判定のときアキュムレータにガスを追加充填するようにしたので、アキュムレータ内の適正ガス体積を維持しながら所望の鋳造圧力を安定して得ることができ、ひいては高品質の鋳造製品を製造することができる。
【００３５】
またこの圧力ドロップ率は、射出時に測定するのではなく、アキュムレータのピストンの上昇時に測定するので、射出前にガス圧力をチェックすることができ、これにより不良品の発生を未然に防止することができる。
【００３６】
また請求項２の発明によれば、体積ドロップ率を０．９に設定して、圧力ドロップ率＜０．９ のとき異常と判定してアキュムレータにガスを追加充填するようにしたので、射出圧力を一定にして高品質の鋳造製品を安定して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのガス圧力調整方法を適用した射出装置の概略説明図である。
【図２】図１の射出装置に適用したアキュムレータで、（ａ），（ｂ），（ｃ）はその作動説明図である。
【図３】射出装置の射出ロッド速度及び射出圧力の変化を示すオッシログラフである。
【符号の説明】
１  射出装置
２  アキュムレータ
３  射出シリンダ
５  ピストン
Ｇ  ガス
Ｌ2   作動油
【図１】
0003853505.tif 000002
【図２】
0003853505.tif 000003
【図３】
0003853505.tif 000004