特開 2020-51826 局部加圧シリンダのストローク計測装置およびそのストローク計測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-51826(P2020-51826A)

(43)【公開日】2020年4月2日

(54)【発明の名称】局部加圧シリンダのストローク計測装置およびそのストローク計測方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 13/00 20060101AFI20200306BHJP

   B22D 17/22 20060101ALI20200306BHJP

   B22D 17/32 20060101ALI20200306BHJP

   F15B 15/14 20060101ALI20200306BHJP

【ＦＩ】

   G01B13/00

   B22D17/22 E

   B22D17/32 J

   F15B15/14 335A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2018-179794(P2018-179794)

(22)【出願日】2018年9月26日

(71)【出願人】

【識別番号】510095651

【氏名又は名称】株式会社ダイレクト２１

(71)【出願人】

【識別番号】516107929

【氏名又は名称】株式会社サンフィールド

(74)【代理人】

【識別番号】100091306

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 友一

(74)【代理人】

【識別番号】100174609

【弁理士】

【氏名又は名称】関 博

(72)【発明者】

【氏名】岩本 典裕

(72)【発明者】

【氏名】長澤 理

(72)【発明者】

【氏名】谷口 圭司

(72)【発明者】

【氏名】菊地 慎吾

(72)【発明者】

【氏名】増田 博信

【テーマコード（参考）】

2F066

3H081

【Ｆターム（参考）】

2F066AA02

2F066CC26

2F066DD03

2F066DD06

2F066FF33

3H081AA03

3H081BB02

3H081CC10

3H081CC24

3H081CC25

3H081CC29

3H081GG06

3H081GG10

3H081HH04

(57)【要約】      （修正有）

【課題】局部加圧シリンダのストローク量を正確に計測すること。
【解決手段】局部加圧シリンダ１０から出てくる油量に基づき前記局部加圧シリンダのピストン１４のストローク量を計測する装置および方法である。排出油量を計測するシリンダ本体２８のピストン３０に逆止弁３８及びオリフィス（絞り弁）３９を一体で設け、ガスの混じった油を毎ショットまたは定期的にドレンによりソレノイドバルブ４４を介してタンク２４に戻すようにした。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

局部加圧シリンダから出てくる油量に基づき前記局部加圧シリンダのピストンのストローク量を計測する装置において、局部加圧シリンダの作動油の排出経路に排出油量を計測するシリンダ本体を設け、この計測シリンダ本体のピストンに逆止弁とオリフィス（絞り弁）を一体に設け、前記局部加圧シリンダの排出経路側から分岐する経路にソレノイドバルブを介してドレン抜きを設けたことを特徴とするストローク検出装置。

【請求項2】

局部加圧シリンダから出てくる油量に基づき前記局部加圧シリンダのピストンのストローク量を計測する装置において、局部加圧シリンダの作動油の排出経路に排出油量を計測するシリンダ本体を設け、この計測シリンダ本体をバイパスする経路に逆止弁及びオリフィス（絞り弁）を設け、前記局部加圧シリンダの排出経路側から分岐する経路にソレノイドバルブを介してドレン抜きを設けたことを特徴とするストローク検出装置。

【請求項3】

局部加圧シリンダから出てくる油量に基づき前記局部加圧シリンダのピストンのストローク量を計測する装置において、局部加圧シリンダの作動油の排出経路に排出油量を計測するシリンダ本体を設け、この計測シリンダ本体のピストンにオリフィス（絞り弁）を一体に設け、前記局部加圧シリンダの排出経路側から分岐する経路にソレノイドバルブを介してドレン抜きを設けたことを特徴とするストローク検出装置。

【請求項4】

局部加圧シリンダから出てくる油量に基づき前記局部加圧シリンダのピストンのストローク量を計測する方法において、排出油量を計測するシリンダ本体のピストンに逆止弁及びオリフィス（絞り弁）を一体で設け、ガスの混じった油を毎ショットまたは定期的にドレンによりソレノイドバルブを介してタンクに戻すようにしたことを特徴とするストローク計測方法。

【請求項5】

局部加圧シリンダから出てくる油量に基づき前記局部加圧シリンダのピストンのストローク量を計測する方法において、排出油量を計測するシリンダ本体をバイパスする経路中に逆止弁及びオリフィス（絞り弁）を設け、ガスの混じった油を毎ショットまたは定期的にドレンによりソレノイドバルブを介してタンクに戻すようにしたことを特徴とするストローク計測方法。

【請求項6】

局部加圧シリンダから出てくる油量に基づき前記局部加圧シリンダのピストンのストローク量を計測する方法において、排出油量を計測するシリンダ本体のピストンにオリフィス（絞り弁）を一体で設け、ガスの混じった油を毎ショットまたは定期的にドレンによりソレノイドバルブを介してタンクに戻すようにしたことを特徴とするストローク計測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は鋳造装置の局部加圧シリンダのストロークを正確に計測することのできるストローク検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ダイカスト鋳造における鋳造製品の引け巣対策として局部加圧シリンダによるものが知られている。これは溶湯が鋳込まれて、ほぼ凝固する直前に細いピンを金型内に挿入し、このピンが押しのけた容積分で引け巣を補うようにしたものである。これは局部加圧ダイカスト法（スクイズピン）としてよく利用されている。局部加圧シリンダのストロークは、溶湯が固まる直前に押してバランスさせ凝固させることが重要となる。ストロークが長いほど押しのけ容積は多くなり、動作可能ストロークを目いっぱい活用することが必要となる。シリンダの構造上のストロークエンド以上は動作しないのでエンド直前で凝固とバランスして停止するのが最良であるが、微妙な計測制御が必須である。また、押し込み時のスクイズピン圧力は、通常の鋳込み圧力（メタル圧）で５０〜８０ＭＰａに対して、１５０〜３００ＭＰａと高圧で押し込むことになる。これは固まりかけている半凝固状態の溶湯を押し潰すためである。また、連続鋳造していくと、金型やマシンの作動油の温度は上がり、また、金型内の冷却や離型剤などで局部加圧シリンダのストロークが不安定な状態となっていた。

【0003】

従来もストロークを検出する方法として、金型に取り付けられている局部加圧シリンダに位置検出センサを直に付けたものが知られている。しかし、これはダイカストの金型は高温で振動も多いので位置検出センサの寿命が短いという欠点がある。また、特許文献１に示すように、局部加圧シリンダから出てくる油量を精密流量計で測定するものも知られている。しかし、精密流量計にはリークがあり計測誤差になるという問題の他、作動油温度によりリーク量も変化するという欠点もある。さらに、局部加圧シリンダから出てくる油量を計測シリンダに受け、この位置を計測するものもある。しかし、作動油の気泡率（エアーの圧縮）や圧縮によるゴムホースなどの膨張による誤差を生じるという欠点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０９−２２５６１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、上記従来の問題点に着目し、局部加圧シリンダのストローク量を正確に計測することを目的とする

【課題を解決するための手段】

【0006】

局部加圧シリンダから出てくる油量を計測シリンダにて受け、この位置を計測するが、この油圧回路において、計測シリンダ内のピストンに逆止弁を直接内蔵させ、かつ、加圧シリンダから計測シリンダまでの油圧回路から累積してガスを毎ショットまたは定期的にドレーンポートからソレノイドバルブを介して定期的に排出するようにした。

【0007】

具体的には、本発明に係るストローク検出装置は、局部加圧シリンダから出てくる油量に基づき前記局部加圧シリンダのピストンのストローク量を計測する装置において、局部加圧シリンダの作動油の排出経路に排出油量を計測するシリンダ本体を設け、この計測シリンダ本体のピストンに逆止弁とオリフィス（絞り弁）を一体に設け、前記局部加圧シリンダの排出経路側から分岐する経路にソレノイドバルブを介してドレン抜きを設けたものである。もっとも上記例では逆止弁とオリフィス（絞り弁）を一体に設けているが、これはオリフィス単独でもよい。

【0008】

また、局部加圧シリンダから出てくる油量に基づき前記局部加圧シリンダのピストンのストローク量を計測する装置において、局部加圧シリンダの作動油の排出経路に排出油量を計測するシリンダ本体を設け、この計測シリンダ本体をバイパスする経路に逆止弁を設け、前記局部加圧シリンダの排出経路側から分岐する経路にソレノイドバルブを介してドレン抜きを設けたことを特徴としている。

【0009】

更に、本発明に係るストローク計測方法は、局部加圧シリンダから出てくる油量に基づき前記局部加圧シリンダのピストンのストローク量を計測する方法において、排出油量を計測するシリンダ本体のピストンに逆止弁を一体で設け、ガスの混じった油を毎ショットまたは定期的にドレンによりソレノイドバルブを介してタンクに戻すようにした。

【0010】

また、局部加圧シリンダから出てくる油量に基づき前記局部加圧シリンダのピストンのストローク量を計測する方法において、排出油量を計測するシリンダ本体をバイパスする経路中に逆止弁を設け、ガスの混じった油を毎ショットまたは定期的にドレンによりソレノイドバルブを介してタンクに戻すようにしたことを特徴としている。

【0011】

これにより計測に利用する作動油に含まれる気泡を毎回あるいは定期的に排除動作することができ、排除効果は累積的に高まり、気泡が含まれない状態を維持できる。局部加圧シリンダと計測シリンダ間は、ゴムでなく鋼管ホースを利用する。

【発明の効果】

【0012】

局部加圧シリンダのストロークを正確に計測することができる。
局部加圧シリンダのストローク計測センサがないシリンダの位置を計測することができる。
耐久性のある局部加圧シリンダのストローク計測ができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施例に係るストローク検出装置の油圧系統図である。

【図2】第２実施例に係るストローク検出装置の油圧系統図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に本発明に係るストローク検出装置の実施例を、図面を参照して、詳細に説明する。なお、以下の説明は実施例に過ぎず、本発明の技術的思想を共通にする変形例を含むものとする。

【0015】

図１には、ストローク検出装置を局部加圧シリンダの排出油系統に設けた例を示す。まず、局部加圧シリンダ１０は、シリンダ本体１２と内蔵するピストン１４とを有し、ピストン１４と一体にされたピストンロッド１６をシリンダ本体１２から突出させ、図示しない鋳造装置のキャビティに当該ピストンロッド１６を出入りさせるように取り付けられる。局部加圧シリンダ１０のピストンロッド１６はキャビティに鋳込まれた溶湯が、ほぼ凝固する直前にキャビティ内に挿入し、このピストンロッド１６が押しのけた容積分で引け巣を補うようにしている。このため、シリンダヘッド側の供給する給油路には、ポンプ１８、方向切替バルブ２０、絞り弁２２を介して、作動油が供給され、シリンダロッド側の作動油が前記方向切替バルブ２０を経由して、タンク２４に戻るようになっている。

【0016】

この局部加圧シリンダ１０の排油系統には、局部加圧シリンダ１０の押し込みストロークを計測するために、局部加圧シリンダ１０の作動油出口と前記方向切替バルブ２０との間に、ストローク検出装置２６が配置され、局部加圧シリンダ１０のシリンダロッド側の部屋から排出した作動油の油量を計測するようにしている。

【0017】

ストローク検出装置２６は、シリンダピストン構造によって構成され、これはシリンダ本体２８とこの内部を摺動できるピストン３０から構成されている。シリンダ本体２８のピストン３０で区画された一方の部屋は、局部加圧シリンダ１０の作動油出口と接続され、他方の部屋は方向切替バルブ２０と接続されている。これによって、局部加圧シリンダ１０から出た作動油は、その出た分だけストローク検出装置２６に入り込み、ピストン３０が動かされる。ピストン３０にはピストンロッド３２が一体的に設けられ、これはシリンダ本体２８の一方の端部から突出してリニア型のポテンショメータ３４に連結されている。ピストンロッド３２の作動開始点はシリンダ本体２８の一端部側（図１において左端）とされ、このとき局部加圧シリンダ１０のピストン１４の加圧開始点（図１において上端）に一致している。したがって、局部加圧シリンダ１０の加圧動作の開始位置にあるとき、ストローク検出装置２６のピストン３０は作動開始点に位置して、局部加圧シリンダ１０による加圧動作とともに、ストローク検出装置２６のピストン３０は作動油が注入により移動し、比例移動するものとなる。

【0018】

リニア型ポテンショメータ３４はピストンロッド３２と平行に配置され、ピストンロッド３２とともに移動し、その移動距離を求める。したがって、ピストンロッド３２の動きはリニア型ポテンショメータ３４の出力として表れる。また、ピストンロッド３２の作動開始点には、リミットスイッチ３６が配置されている。このリミットスイッチ３６はピストンロッド３２が作動開始点、すなわちピストン３０がシリンダ本体２８の左端に位置したときにスイッチが投入されるようになっており、これによりストローク検出開始位置が検出される。

【0019】

このようなストローク検出装置２６において、そのピストン３０には、当該ピストン３０よって仕切られる部屋同士を連通する貫通孔が設けられ、この貫通孔に逆止弁３８及びオリフィス（絞り弁）３９が取り付けられている。この逆止弁３８は局部加圧シリンダ１０の作動油の入る部屋から方向切替バルブ２０側の部屋に押し出される作動油の通流を阻止し、逆方向への通流を許容する一方向弁とされる。これにより、局部加圧シリンダ１０が加圧動作をなすときの作動油の全量がストローク検出装置２６により検出され、ストローク検出装置２６が原点位置すなわち作動開始点に戻るとき、あるいは局部加圧シリンダ１０が作動開始点に戻るときに、作動油漏れなど何らかの原因で局部加圧シリンダ１０からストローク検出装置２６までの油量が足りないときにポンプ１８を通じて補給するようになっている。オリフィス（絞り弁）３９は逆止弁３８の流量を規制する。また逆止弁３８のクラッキング圧力（ばね力）が弱いとピストンが止まった状態で逆止弁を流れてしまうので、流量を絞ることで解決できるようになっている。このオリフィス（絞り弁）３９は可変絞りでよく、あるいは必要に応じて固定絞りにしてもよい。

【0020】

また、局部加圧シリンダ１０の排出油出口とストローク検出装置２６に至る経路にはタンク２４に至る分岐経路４０を設け、この分岐経路４０に逆止弁４２とソレノイドバルブ４４を介在させている。この分岐経路４０はドレン抜きの作用をなし、ストローク検出装置２６のピストンロッド３２がリミットスイッチ３６を押さない時、経路中の作動油中のガスが混入しているとみて、リミットスイッチ３６が入るまで毎ショットごと、もしくは定期的にソレノイドバルブ４４を作動させて、ガス抜きを行うようにしている。

【0021】

このようなストローク検出装置２６では、局部加圧シリンダ１０による加圧作業を開始すると、図１において、ピストン１４は押し下がり、その加圧に使用された作動油の全量はストローク検出装置２６の一方の部屋に入り、そのピストン３０を方向切替バルブ２０側に押し付ける。このときピストン３０に設けられた逆止弁３８は遮蔽状態にあり、したがってピストン３０の移動量は局部加圧シリンダ１０の移動量に比例する。ピストン３０にはポテンショメータ３４が連結されているので、ポテンショメータ３４を読み取れば局部加圧シリンダ１０の作動ピストン１４の移動量を正確に読み取ることができる。

【0022】

そして、方向切替バルブ２０が切り替わることにより、局部加圧シリンダ１０の戻り動作に入り、ポンプ１８の圧力はストローク検出装置２６のピストン３０に加わり、局部加圧シリンダ１０で加圧に利用された作動油の全量が押し戻される。その押戻し油量はストローク検出装置２６のピストン３０を原点位置まで移動させ、局部加圧シリンダ１０のピストン１４を原点位置まで押し戻す。停止位置はリミットスイッチ３６により検知され、ポンプ１８が停止して終了する。

【0023】

ここで、ストローク検出装置２６のピストン３０には逆止弁３８を設けているので、局部加圧シリンダ１０のピストン排出経路からストローク検出装置２６までの油量が油漏れなどを原因として少なくなっている場合、この逆止弁３８を通じて補充され、ストローク検出装置２６のピストン３０や局部加圧シリンダ１０のピストン１４の原点位置復帰が図られる。

【0024】

また、逆に、局部加圧シリンダ１０のピストン排出経路からストローク検出装置２６までの油量が内部ガスの膨張などにより増大した場合、分岐経路４０に設けたソレノイドバルブ４４をショット毎あるいは定期的に開け、ストローク検出装置２６のピストン３０や局部加圧シリンダ１０のピストン１４の原点位置復帰が図られる。

【0025】

このようにストローク検出装置２６のピストン３０に逆止弁３８及びオリフィス（絞り弁）３９を設け、また局部加圧シリンダ１０のピストン排出経路からストローク検出装置２６までの間に分岐経路４０を設け、計量すべき作動油の量を常に正確に保っているので、本実施例ではストローク検出が正確に行われ、正しい局部加圧シリンダ１０のストロークを計測することができる。計測データはカラー液晶タッチパネルにアナログとデジタルで表示し、データも残せる。

【0026】

上記例では、ピストン３０に逆止弁３８及びオリフィス（絞り弁）３９を設けた例を示しているが、これはオリフィス（絞り弁）３９の単独でも実現できる。
次に、図２には第２実施例を示す。第１実施例はピストン３０に逆止弁３８を設けたが、この第２実施例はシリンダ本体２８にバイパス経路４６を設け、このバイパス経路４６中に逆止弁３８Ａ及びオリフィス（絞り弁）３９Ａを設けている点が異なる。このようにしても先の第１実施例と同様に効果が得られる。即ち、局部加圧シリンダ１０のピストン排出経路からストローク検出装置２６までの油量が油漏れなどを原因として少なくなっている場合、この逆止弁３８Ａを通じて補充され、ストローク検出装置２６のピストン３０や局部加圧シリンダ１０のピストン１４の原点位置復帰が図られるのである。

【符号の説明】

【0027】

１０……局部加圧シリンダ、１２……シリンダ本体、１４……ピストン、１６……ピストンロッド、１８……ポンプ、２０……方向切替バルブ、２２……絞り弁、２４……タンク、２６……ストローク検出装置、２８……シリンダ本体、３０……ピストン、３２……ピストンロッド、３４……ポテンショメータ、３６……リミットスイッチ、３８……逆止弁、３９……オリフィス（絞り弁）、４０……分岐経路、４２……逆止弁、４４……ソレノイドバルブ、４６……バイパス経路。

【図1】

【図2】