JPH02225020A - アキュムレータ射出の速度制御方法及びその方法を利用した射出成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は射出成形機やダイカストマシンにおいて、アキ
ュムレータによる射出を行うときの速度制御に係るもの
である。

〔従来の技術〕

プラスチックの射出成形において、薄肉成形品や複雑形
状成形品などでは、キャビティへの充填を素早く行うほ
ど寸法・重量精度の高いものが得られる。またアルミニ
ウムなどのダイカスト鋳造においては、溶融金属が凝固
するまでに素早く充填を完了させなければならない。そ
のような目的のために射出充填工程をアキュムレータ駆
動源ａｍによって行うのが普通である。アキュムレータ
射出により、射出速度は油圧ポンプ（２１）の吐出量だ
けで射出する場合より、約２〜３倍にアップして充填を
素早く行うことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしアキエムレータ射出のときの射出速度のバラツキ
ということになると、ショットごとのバラツキ率は油圧
ポンプだけの場合より、逆に悪くなることが多い。

アキュムレータ射出のとき、第６図に示すように射出速
度調整弁として、圧力補償付きフローコントロール弁（
２２）を使用した高級なオープン回路としても、射出時
に該フローコントロール弁（２２）を通過する瞬間流量
が大きいので、アキュムレータＣ２１１側の圧力も急激
に低下し、従来のスプリングによる減圧弁（２２ｂ）に
似た構成の圧力補償付きフローコントロール弁（２２）
では、その圧力補償作用が敏速に追従できずに応答遅れ
となり、結果的に射出速度バラツキとなって製品品質と
くに製品重量の安定性が悪くなる。

射出速度のバラツキを少なくするため、第７図に示すよ
うに、サーボ弁（２３）を使用して速度フィードバック
による高応答制御を目指しても、溶融樹脂や作動油など
の慣性のため、発振などの不具合が発生し、クローズド
制御のメリットが出てこない、またサーボ弁（２３）を
使用したクローズド制御回路では、使用する作動油はＮ
ＡＳ７ｉ以下にクリーン管理せねばならず、保守上にも
問題があった。

〔目　　　的〕

前述の目的を達成するため、本発明では、射出成形機や
ダイカストマシンでアキュムレータによって射出を行う
時、射出速度調整装置として、弁スプールの開度を弁内
部でフィードバック制御できる比例電磁弁方式の流量方
向制御弁を使用し、アキュムレータ圧力の変化を圧力セ
ンサで電気信号としてマイコン方式制御装置を介して流
量方向制御弁に入力することより、射出速度をクローズ
ド制御と同様の高応答、高精度、高安定度（バラツキ小
）を確保でき、且つ比例電磁弁方式のため作動油の清浄
管理に特別の考慮を払う必要もなく、極めて使い易く、
高精度のアキエムレータ射出速度を制御できる方法と該
方法を利用した射出成形機の提供を目的とするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明方法は上記問題点を解決するために請求項（１）
では； ■　射出工程でアキュムレータ（３）の圧油を使用する
射出成形において、 ■　比例電磁方式流量制御弁（６）を介してアキュムレ
ータ（３）と射出シリンダ（７）とを接続し、■　射出
工程におけるアキュムレータ（３）の元圧の低下に合わ
せて弁開度を拡開して行き、射出工程における圧油の弁
通過流量をほぼ一定に保持する。

；という技術的方法を採用しており、請求項（２）にお
いて、本発明の射出成形機においては、■　射出成形機
のスクリューまたはプランジャロッドなどの射出部材（
８）駆動用の射出シリンダ（７）と、 ■　射出工程で使用するためのアキュムレータ（３）と
、 ■　アキュムレータ（３）から射出シリンダ（７）への
圧油供給量を制御する比例電磁方式流量制御弁（６）と
、 ■　射出工程中のアキュムレータ（３）の元圧低下を検
出する圧力センサ（４）と、 ■　圧力センサ（４）からの信号に基づいて圧油の弁通
過流量が射出工程を通じてほぼ一定になるように比例電
磁方式流量制御弁（６）の弁開度を拡開するマイコン方
式制御装置（５）とで構成する。

；という技術的手段を採用している。

〔作　　用〕

射出を開始し、高速で射出シリンダ（７）のピストン（
７ｃ）が前進し始めると、アキュムレータ（３）の元圧
はこれに応じて降下して行く。そこで射出速度を一定に
保つには流量制御弁（６）の弁開度をアキュムレータ（
３）の元圧降下に比例して拡開して行くようにコントロ
ールする事により射出速度を一定に保つ。

〔実　施　例〕

本発明の実施例を図とともに説明する。

第１図、第２図、第３図においては（１）は油圧ポンプ
で、その吐出量口からの管路（ａ）はチエツク弁（２）
に接続されている。（３）はアキュムレータで、チエツ
ク弁（２）の出口側の管路（ｂｌに接続されている。

通常はガス体を封入するためのゴム袋を内蔵したブラダ
型のものを使用する。（４）はアキュムレータ管路（ｂ
）に装着され、元圧を刻々に測定する油圧センサで、そ
の電気出力は信号線（ｋｌを介してマイコン方式制御装
置（５）に入力されている。管路（ｂ）は比例ｉｔ磁方
式の流量制御弁（６）のＰポートに接続されている。こ
の流量制御弁（６）は、 ■　比例電磁方式の制御弁であるが、その内部は第２図
に示すようにサーボ弁にイ以た構成となっている。ポー
トＰ−＋Ａ、Ｂ−Ｔ間の通過流量を調整するスプール（
６ｆ）は、内蔵された比較増幅器（６ａ）からの正負の
出力線（ホ）、（ｎ）を介して、それぞれトルクモータ
（６ｂ）　（６ｃ）によって前進・後退を行い、マイコ
ン方式制御装置（５）からの電気信号線（１）を介して
入力される流量設定電気信号通りに高応答で作動して通
過流量を高精度に調整できる。

■　また差動トランス（６ｄ）を内蔵しており、スプー
ル前進・後退の動き（弁開度）に比例した、正または負
の電気出力を、電気信号入力端子（６ｅ）にフィードバ
ックしており、弁（６）自身で流量フィードバック機能
をもっている。

■　しかもサーボ弁の欠点である作動油中のゴミや異物
の影響を受けることが少なく、通常のＮＡＳＩＯ級程度
の作動油が使用可能となり、保守管理し易いという特長
を持っている。

流量制御弁（６）の出口Ａボートからは、射出シリンダ
（７）のヘッド側（７ａ）に管路（Ｃ１によって接続さ
れる。射出シリンダ（７）のロッド側（７ｂ）からは、
圧油は管路（ｄ）を介してタンクに戻される。射出シリ
ンダ（７）のピストン（７ｃ）の前方には、スクリュー
またはプランジャーロッドなどの射出部材（８）が装着
されている。

射出以外の工程では、油圧ポンプ（１）からの圧油でそ
れぞれの作動を行うと同時に、次の射出開始までにアキ
ュムレータ（３）に圧油を保充するチャージ作動も行う
。圧力センサ（４）からの圧力信号がマイコン方式制御
装置（５）の設定器（５ａ）がらの設定圧力値（Ｐｏ）
　　に等しくなった点でチャージを終える。

射出工程に入り、アキュムレータ（３）からの圧油が流
量制御弁（６）のポー）Ｐ−＋Ａの流路により射出シリ
ンダ（７）に流入し、射出ピストン（７ｃ）が前進を始
めると、アキュムレータ元圧は第４図の曲線（α）のよ
うに降下してゆく。従って射出シリンダ（７）の射出速
度も設定値（ｖｏ）通りに維持できずに曲線（α′）の
ように降下してゆ（。

第５図は比例電磁方式の流量制御弁（６）の弁開度ｄｍ
対弁通過流Ｉ　Ｑ（１／ｍｉＱの特性図であるが、一般
に油圧弁の通過流量Ｑは公知のように、ここにＱ　：通
過流量 Ａ　：弁開口部面積 γ　：使用作動油の比重 Ｐ、；弁入口圧力 Ｐｚ　：弁出口圧力 △Ｐ＝ＰＩ　Ｐｇ：弁差圧 Ｃ：流量計数 である。

ここで、本発明に使用する流量制御弁（６）の場合は、
スプール弁構造で、Ａτｄ（ｄは弁開度Ｕ）であるので
、式ｆｉｌは、 Ｃ：比例常数 となる。また差圧△Ｐは略弁入口圧Ｐ、に比例するので
、 となる。

従って、射出が始まって、アキュムレータ（３）の元圧
すなわち制御弁（６）の入口圧（ＰＩ）が刻々と降下し
てゆくので、第５図の特性線（Ｘｌは（ｙｌまで下がり
、弁通過流量は（Ｑ、）であるべきものが（Ｃ２）　　
まで低下してしまう。

そこで、本発明ではこれを元の（Ｑ、）まで持ち上げる
ために、特性線（Ｖ）に従って弁開度（ｄｌ）を（ｄ２
）　　まで大きくしてやる。

すなわち、アキュムレータ（３）の元圧（Ｐｌ）を圧力
センサ（４）で刻々と測定し、電気信号線（ｋｌを介し
て、マイコン方式制御装置（５）に入力する。

制御装置（５）では式（３）によって入力（Ｐｌ）が小
さくなった分だけ弁開度（ｄｌを大きくするようにする
。すなわち６１７丁が一定になるように演算する。弁開
度（ｄ）を信号線Ｃ１）　　を介して流量制御弁（６）
に、入力してやり、通過流量（Ｑ）が低下しないように
保持する。このようにして第４図のようにアキュムレー
タ（３）の元圧が（α）のように下がっても、射出速度
は設定値通り（ＶＯ）　（即ち（β）で示すライン）に
保つことができる。

〔効　　果〕

本発明方法は請求項（１）に示すように、射出工程でア
キュムレータの圧油を使用する射出成形において、比例
電磁方式流量制御弁を介してアキュムレータと射出シリ
ンダとを接続し、射出工程におけるアキュムレータの元
圧の低下に合わせて弁開度を拡開して行き、射出工程に
おける圧油の弁通過流量をほぼ一定に保持するようにな
っているので、射出を開始し、高速で射出シリンダのピ
ストンが前進するにつれアキュムレータ元圧が低下した
としても元圧低下がコントロールされた弁開度の拡開に
よって補われ、その結果従来問題とされていたアキュム
レータ使用による射出速度のバラツキがなくなり、高速
度成形が高精度、高安定度で行う事が出来、又、射出シ
リンダの圧油供給の制御を比例電磁方式流量制御弁にて
行っているので、作動油の清浄管理に特別の考慮を払う
必要もなく、極めて使い易く、高精度のアキュムレータ
射出速度を制御できるという利点がある。又、請求項（
２）において射出成形機のスクリューまたはプランジャ
ロッドなどの射出部材駆動用の射出シリンダと射出工程
で使用するためのアキュムレータと、アキュムレータか
ら射出シリンダへの圧油供給量を制御する比例電磁方式
流量制御弁と射出工程中のアキュムレータの元圧低下を
検出する圧力センサと、圧力センサからの信号に基づい
て圧油の弁通過流量が射出工程を通じてほぼ一定になる
ように比例電磁方式流量制御弁の弁開度を拡開するマイ
コン方式制御装置とで速度制御型アキュムレータ射出方
式の射出成形機を構成しているので、請求項（１）に記
載の射出方法を実施する事が出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明の油圧制御回路図 第２図・・・本発明に使用した流量制御弁の詳細回路図
第３図・・・本発明のブロック回路図 第４図・・・射出工程における射出ストローク（Ｘ軸）
とアキュムレータ圧力並びに射出速度（ｙ軸）との関係
を示す特性グラフ 第５図・・・射出工程における流量制御弁の弁拡開度（
Ｘ軸）と圧油の弁通過流量（ｙ軸）との関係を示すグラ
フ 第６図（ａ）・・・圧力補償付きフローコントロール弁
を使用した従来の油圧制御回路図 第６図（ｂｌ・・・第６図（ａ）に対するブロック回路
図第７図（ａｌ・・・サーボ弁を使用した従来の油圧制
御回路図第７図（ｂ）・・・第７図（ａ）のブロック回
路図（１）・・・油圧ポンプ　　　　　（２）・・・チ
エツク弁（３）・・・アキュムレータ　　　（４）・・
・圧力センサ（５）・・・マイコン方式制御装置　（５
ａ）・・・設定器（６）・・・流量制御弁　　　　　（
６ａ）・・・比較増幅器（６ｂ）　（６ｃ）・・・トル
クモータ　（６ｄ）・・・差動トランス（６ｅ）・・・
電気信号入力端子　（６ｆ）・・・スプール（７）・・
・射出シリンダ　　　　（７ａ）・・・ヘッド側（７ｂ
）・・・ロッド側（７ｃ　）・・・ピストン（８）・・
・射出部材 （ａｌ　Ｃｂ）　（Ｃ）　（ｄ）　・・・管路　　　　
　（ｋ　／　）　・・・電気信号線（ｌＩ＋）　（ｎｌ
・・・電気出力線 特許出願人　　　東洋機械金属株式会社Ｔ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）射出工程でアキュムレータの圧油を使用する射出
   成形において、比例電磁方式流量制御弁を介してアキュ
   ムレータと射出シリンダとを接続し、射出工程における
   アキュムレータの元圧の低下に合わせて弁開度を拡開し
   て行き、射出工程における圧油の弁通過流量をほぼ一定
   に保持する事を特徴とするアキュムレータ射出の速度制
   御方法。
2. （２）射出成形機のスクリューまたはプランジャロッド
   などの射出部材駆動用の射出シリンダと、射出工程で使
   用するためのアキュムレータと、アキュムレータから射
   出シリンダへの圧油供給量を制御する比例電磁方式流量
   制御弁と、射出工程中のアキュムレータの元圧低下を検
   出する圧力センサと、圧力センサからの信号に基づいて
   圧油の弁通過流量が射出工程を通じてほぼ一定になるよ
   うに比例電磁方式流量制御弁の弁開度を拡開するマイコ
   ン方式制御装置とで構成された事を特徴とする速度制御
   型とアキュムレータ射出方式の射出成形機。