JPH02248231A - 射出成形機の油圧回路 - 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〕 本発明は油圧方式射出成形機にお＆Ｊる油圧回路の改良
に係るものである。

〔従来の技術並びに本発明が 解決しようとする問題点］ 従来の中・小型射出成形機の油圧回路は通常単一の油圧
ポンプを使用し、１つの油圧ラインに作動用のシリンダ
を接続しているため、例えば型開きしなからエジェクト
するなどの複合動作を行うと互いに干渉し合って非常に
動作不安定になり、型締、射出、保圧他各工程が完了し
なければ次の動作を行えず、工程のハイサイクル化が妨
げられていた。

〔発明の目的〕

本発明はかかる従来例の問題点に鑑みてなされたもので
、その目的とする処は油圧回路の改良において中、小の
油圧方式射出成形機において従来にはみられない作動の
ハイサイクル化を達成出来た油圧回路を提供するにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は射出成形機において、型開とエジェクトどを同
時に行・う複合作動によるハイサイクル化を達成するた
めに、請求項（１）において；■　射出成形の工程の全
部乃至その大半を油圧作動にて実行される射出成形機に
おいて、■　型開閉シリンダ（２ｍを油圧ポンプ（１）
に接続し、■　開閉弁（６）を介して油圧ポンプ（１）
に接続され且つアキュムレータ（７）を有する油圧ライ
ンとエジェクトシリンダ（１’Ｊとを接続する。

；という技術的手段を採用しており、請求項（２）では
、原料樹脂のチャージ中に射出された金型内の樹脂を冷
却し、それに続く型開、エジェクトなどを順次行う事に
よってハイサイクル化を実現するために、 ■　射出成形工程の大半を油圧作動にて実行される射出
成形機において、 ■　型開閉シリンダｃ！０）とエジェクトシリンダ（１
匂とを油圧ラインに接続し、 ■　スクリュー０υを油圧ポンプ（１１から独立して回
転する別駆動源０７）に接続する。

；という技術的手段を採用している。

更に、請求項（３）では原料チャージ中に射出された金
型内の樹脂の冷却それに続く型開とエジムクトとを同時
に行うという最高速の作動を行わ・ｌるために、 ■　射出成形工程の大半を油圧作動にて実行される射出
成形機において、 ■　射出シリンダ０ωのヘッド側（１０ａ）を、開閉弁
（６）を介して油圧ポンプ（１）に接続され、且つアキ
ュムレータ（７）を有する油圧ラインに接続し、■　ス
クリューａυを油圧ポンプ（１１から独立して回転する
別駆動源に接続する。

■　型開閉シリンダ（２のを油圧ポンプ（１）に接続し
、■　開閉弁（６）を介して油圧ポンプ（１１に接続さ
れ汀つアキュムレータ（７）を有する油圧ラインとエジ
ェクトシリンダα鴫とを接続する。

；という技術的手段を採用している。

〔作　　　用〕

ハイサイクル化の方法としては第３図に示すように３通
りあり、第１が型開を行いながらキャビティ内の成形品
をエジェクトする場合であり、第２が樹脂をチャージし
ている間に型開し、続いて金型キャビティ内の成形品を
エジェクトする場合であり、第３が樹脂をチャージして
いる間に型開とエジェクトとを同時に行う場合である。

第１の場合は請求項（１）に記載されているよ・うに、
型開閉シリンダ０ωを油圧ポンプ（１）に接続すると共
に開閉弁（６）を介して油圧ポンプ（１）に接続され且
つアキュムレータ（７）を有する油圧ラインとエジェク
トシリンダ０傷とを接続しであるために、開閉弁（６）
を閉じる事によって油圧ポンプ（１１のラインとアキュ
ムレータ（７）を有するラインとが独立する事になり、
その結果型開閉シリンダＱノとエジェクトシリンダ０匂
とを同時に安定的に作動させる事が゛出来るものであり
、サイクル時間をその分だけ短縮出来る。

又、ハイサイクルの第２は型開閉シリンダＱＯ１とエジ
ェクトシリンダ０１とを油圧ラインに接続すると共にス
クリュー０Φを油圧ポンプ（１１から独立して回転する
別駆動源０ηに接続しであるので、型開及びエジェクト
作業を油圧ラインで行い、スクリューＯｅの回転動作を
これとは別の駆動源Ｑ７１で行う事が出来、その結果ス
クリュー回転動作による原料チャージ中に型開及びエジ
ェクト作業を順次行う事が出来、チャージの後に型開と
エジェクトとを順次行わねばならない従来方式に比べて
格段のハイサイクル化が可能になった。

更に、請求項（３）においで、スクリュー０υを油圧ポ
ンプ（１）から独立して回転する別駆動源０７）に接続
し、且つ型開閉シリンダ（２ψを油圧ポンプ（１１に接
続すると共に開閉弁（６）を介して油圧ポンプ（１）に
接続され且つアキュムレータ（７）を有する油圧ライン
とエジェクトシリンダ０９１とを接続しであるので、開
閉弁（６）を閉じる事によってスクリュー回転動作は油
圧ポンプとは別個の駆動源０１にて行われ、型開閉シリ
ンダ（２Ｑの動作は油圧ポンプ（１，１のラインにて行
われ、エジェクトシリンダａ１は開閉弁（６）を閉じる
事によって油圧ボンブラインと切り離されてアキュムレ
ータ（力を有する油圧ラインにて作動する事になり、そ
の結果上記３つの動作が同時に行なえるようになり、よ
り一層のハイサイクル化が実現出来たものである。

〔実施例〕

本発明の実施例を図とともに説明する。第１図で（１）
は電動機（２）で駆動される可変吐出量ポンプで、ポン
プ制御装置（３）により、斜板角度調整用シリンダ（４
）を介して、射出成形の工程ごどに、必要なポンプ圧力
、吐出量を設定して圧油を送出する。該圧力、吐出量の
設定値はマイコン方式の制御装置（２４）の設定値で設
定する。また可変吐出量ポンプ（］）から出た管路（ａ
）において、負荷が発生してもポンプ制御装置（３）に
より負荷子αの圧油を自動的に吐出するように調整する
。

分岐点（５）から電磁開閉弁（６）を介して、管路（ｂ
ｌとなり、管路（ｂ）にアキュムレータ（７）、圧力セ
ンサ（８）が取り付けられ、比例電磁弁方式の方向流量
制御弁（９）のＰボー１−に接続されている。該方向流
量制御弁（９）のＡボートからの管路（Ｃ）は射出シリ
ンダａ０のヘッド側（１０ａ）と、シャトル弁ＱＯのボ
ート（ｌｌａ）を介してノズルタッチ用方向制御弁０２
１のＰボー１−に接続されている。方向流量制御弁（９
）のＢボー１−からの管路（ｄ）はサックバック用方向
制御弁Ｑ３１のＰボートと、エジェクト用方向制御弁Ｑ
４）のＰボートに接続されている。サックバック用方向
制御弁（１３）のＡボートからの管路（ｇ）は射出シリ
ンダ０ωのロンド側（１０ｂ）に接続されており、Ｂボ
ートからの管路（Ｃ）に接続されている。

分岐点（５）からの別の管路ｆｅ）はシャトル弁０υの
ボート（ｌｌｂ）に接続されており、分岐点（５）から
の第３の管路（ｆｌは型開閉用方向制御弁（ｌｓｉのＰ
ボートに接続されている。

射出シリンダ０（６のピストン体（１０ｃ）は射出シリ
ンダＱｌを貫通して前後進摺動自在に設置されている。

スクリューＯｅは該ピストン体（１０ｃ）に対して一体
的に前後進し且つ回転自在に装着されており、ピストン
体（１０ｃ）の後部に固着された電動機（ＡＣサーボモ
ータ）卸によって回転駆動され、ホッパ（図示せず）か
ら供給されるプラスチック樹脂を溶融混練しながらスク
リュー０［９の前方に移送し、その反作用でスクリュー
Ｏｅはピストントン体（１０ｃ）と共に後退してチャー
ジ作用を行う。そしてチャージ工程の最後に、サックバ
ック用方向制御弁α湧のＡボートからの圧油でピストン
体（１０ｃ）を少し後退させるサックバックを行う。次
サイクルの射出工程では管路ｉｃ＞から圧油が射出シリ
ンダ０［＋１のヘッド側（１０ａ）に供給されて、ピス
トン体（ｌｏｃ）がスクリューＱ６）を押圧し、スクリ
ュー先端にチャージされた溶融樹脂を金型キャビティ内
に射出する。

ノズルタッチシリンダα旧ま射出装置〃全体を前進後退
させるもので、ノズルタッチ用方向制御弁０コで作動さ
れる。エジェクトシリンダ０罎は成形完了した成形品を
突き出ずためのもので、エジェクト用方向制御弁αａで
作動される。型開閉シリンダＣ！ωは型開閉用方向制御
弁Ｑ５１で作動されるが、型締は安全ドア（図示せず）
によって安全ドア弁（２１）が復元状態の時しか作動し
ない。

比例電磁弁方式の方向流量制御弁（９）について詳述す
る。この方向流量制御弁（９）は、■　比例電磁弁方式
で作動されるものであるが、サーボ弁に似た機能を持っ
ており、そのスプールはトルクモータ（９ａ）、（９ｂ
）に印加される電気信号通りに高応答で正負に作動され
、制御弁（９）内を通過する圧油の流星及び圧力を制御
する。

スプールが最終端まで作動すれば、従来の方向切替弁と
同様にＡ、Ｂボートの切替を行う。

■　制御弁（９）内部には差動トランス（９ｃ）が設置
されていて、スプールの開度に比例した電気出力を電気
信号入力端子（２５）にフィードバックしており、弁自
身で流星フィードバックを行う機能を持っている。従っ
て従来のサーボ弁の場合のように、射出部材に装着した
位置センサから電気信号を入力してやる必要がなく、射
出速度やチャージ時の背圧に対するフィードバック制御
を行うことができる。

■　しかもサーボ弁の欠点である作動油ゴミや異物の影
響を受けることが少なく、保守管理し易い。

という特長をもっている。

上述の方向流量制御弁（９）に対する比較器（２２）の
入力端子（２３）には、射出圧力・流量設定信号がマイ
コン制御装置（２４）の入力装置から信号線（ｋ）を介
して入力され、入力増幅機（２２）の出力端子（２５）
から制御弁（９）内部のアンプ（９ｄ）を介して、方向
流量制御弁（９）のスプールを作動させるトルクモータ
（９ａ）　（９ｂ）に接続されている。また圧力フィー
ドバック機能のために、射出シリンダ０ωのヘッド側に
装着した圧力センサ（２６）からの電気信号線（０）が
比較器（２２）の入力端子（２７）に接続されている。

ポンプ用電動機（２）及びスクリュー駆動用電動機の電
源（Ｊ、Ｖ、Ｗをまとめた入力側に、三相電力計（２８
）が設置してあり、入力電源Ｒ，Ｓ、Ｔから成形機に流
入する刻々の電力を測定し、その測定値はマイコン方式
制御盤（２４）に信号線（ｎ）を介して入力される。又
、アキュムレータ（７）の射出工程における元圧低下の
状態を刻々センシングしている圧力センサ（８）の信号
は、信号線（１’ｌを通してマイコン方式制御装置（２
４）に入力している。一方マイコン方式制御装置（２４
）からはＡＣサーボモータ０ηを制御するための信号線
（ｍ）、並びにポンプ制御装置（３）を制御するための
信号線（７りがそれぞれ出ている。

以上第１図の本発明の油圧回路構成を、第２図の従来の
油圧回路構成と比較すると、本発明は下記のような構造
を持っている。（第２図では第１図と同じ機能を持つ部
品は同じ番号とした。）■　差動トランス（９ｃ）によ
り弁開度をマイナークロズド制御できる比例電磁方式の
方向流量制御弁（９）と、射出シリンダｕ０のヘッド側
（１０ａ）に装着した圧力センサ（２６）とにより、サ
ーボ弁と同じように射出圧力、及びチャージ時の背圧は
、フィードバック制御を行い、また射出速度については
、射出位置センサーは使用しないが、はぼフィードバッ
ク制御に近い制御を行う。

■　従来回路では、ポンプ（１）の吐出口からの管路（
Ｘ）が、すべてのシリンダのための方向制御弁のＰボー
トに接続されていたが、本発明では、分岐点５から３本
の管路に分かれ、射出・エジーエクトシリンダには管路
（ｂ）、ノズルタッチシリンダには管路ｆＯ）、型開閉
シリンダには管路（【）が接続されており、またスクリ
ューαｅの回転駆動は従来の油圧モータ（５３）に代え
て、ＡＣサーボモータａｎによって油圧回路に関係なく
行われる。

これらにより、後述する複合動作が行われ、サイクル短
縮となる。

■　ポンプ用電動機（２）及びスクリュー駆動用電動機
Ｏｎの電源入力側に電力測定装置（２８）を設置し、刻
々の負荷電力を測定できるようにしである。

■　油圧回路及び電動機（２）の全作動系を制御するマ
イコン方式制御装置（２４）は、計数能力も持っており
、出力回路は方向流量制御弁（６）に至る信号線（ト）
）、可変吐出量ポンプ＜１）の制御装置（３）に至る信
号線（１）、チャージ用のＡＣサーボモータａηに至る
信号線（＠を有している。また入力回路としては、射出
シリンダａ［Ｉｌの圧力センサ（２６）からの信号線（
ロ）、アキュムレータ用圧力センサ（８）からの信号線
（Ｐ）を備えている二以上のように構成した本発明の作
用を、第３図に従って述べる。

■型締工程 可変吐出油ポンプ（１）が負荷に必要な油圧・油量を測
定通りに型開閉シリンダＱφに与える。このときは電磁
開閉弁（６）及び方向流量制御弁（９）は全閉虻して、
可変吐出量ポンプ（１）だけで型締を行う。

■射出工程 前のサイクルでチャージされた溶融樹脂をキャビティに
充填する射出速度工程では、方向流量制御弁（９）はＰ
→Ａ、１３→Ｔに切替えられ、アキュムレータ（７）か
らの圧油を、入力端子（２３）からの射出速度設定値と
、差動１−ランス（９Ｃ）による制御弁（９）自身の流
量フィードバック作用によってセミクローズドに制御さ
れる。このとき電磁開閉弁（６）は開にして、アキュ１
、レータ（７）の圧力が吐出によって落ちるのを圧カセ
ンザ（８）で測定し、マイコン方式制御装置（２４）及
びポンプ制御装置（３）を介して可変吐出量ポンプ（１
）の吐出星を増やして、アキュムレータ（７）へ圧油を
補充する。

キャビティに充填された溶融樹脂に充填圧力をかけ、保
圧に移行してゆく保圧工程では、方向流量制御弁（９）
はＰ−＋への状態のまま圧力制御となり、入力端子（２
３）からの充填・保圧設定値と、圧力センサ（２６）か
らの実測値が等しくなるようにクローズド制御を行う。

かくして成形品の表面品質および重量のバラツキなく精
密安定な射出が行われる。この保圧工程でもアキュムレ
ータ（７）への圧油の補充が行われる。

■チャージ工程 ＡＣサーボモータ０ηにより制御装置（２４）からの命
令通りスクリュー０［９を回転駆動し、プラスチック樹
脂を溶融混練しながらスクリュー０［９の前方にチャー
ジし、その反作用でスクリューａ１９はピストン体（１
０ｃ）とともに後退する。比例電磁弁方式の方向流量制
御弁（９）はＰ−＋Ｂ、Ａ→Ｔに切替えられるが、Ａ−
＋Ｔ通過の際の抵抗値すなわち背圧は、その設定値と圧
力センサ（２６）による実測値とが等しくなるようにク
ローズド制御される。従来の背圧制御はレリーフ弁（５
２）によってオープン制御されるだけであった。

またチャージ工程の最後に、サックバック用方向制御弁
α濠はＰ−＋八となり、Ａボートからの圧油でピストン
体（１０ｃ）を少し後退させるが、このときの速度は差
動トランス（９Ｃ）による制御弁（９）自身の流量フィ
ー１′バツク作用によって、セミクローズドに制御され
、正確なサックバック量が確保される。この保圧、サッ
クパック工程でも電磁開閉弁（６）は開いており、アキ
ュムレータ（７）への圧油の補充が行われる。

■型開きしながらのエジェクト、チャージなど複合動作
について。

第２図のような従来回路では型開き完了してからエジェ
クトしないと型開閉、エジェクトのシリンダを単一の油
圧源で作動させることになり、双方の作動が不確実にな
ってしまう、第１図に示す本発明の回路では、型開閉は
ポンプで行い、エジェクトは、方向流量制御弁（９）を
Ｐ−→Ｂに切替えアキュムレータ（７）から管路（ｂｌ
、　（ｄｉを介して行うことが出来るので、油圧による
型開きと、アキュムレータによるエジェクト動作とを重
畳させて複合動作させる事が可能となる。

また、チラーを使用するなどして成形品の冷却時間を短
くすると、早く冷却完了型開きできるが、第２図のよう
な従来回路ではチャージのためのスクリュー駆動を油圧
子−タで行っていたので、チャージ完了まで待たねばな
らなかった。第１図に示す本発明の回路ではスクリュー
駆動は油圧回路に関係ないＡＣサーボモータａηで行う
ので型開きしながら、チャージという複合動作も自由に
行なえる。

以上述べた複合動作を第３図に従ってまとめてみると、
同図（ｂ）のようにチャージの後に行われる型開とエジ
ェクト動作を同時に行って工程短縮を図る場合、同図（
Ｃ１のようにチャージ中に型開とエジェクトとを順次行
って工程の短縮を図る場合、更に同図（ｄｉに示すよう
にチャージ中に型開とエジェクトとを同時に行う場合な
どがあり、この場合が最も速いサイクルとなる。

更に、スクリューを油圧ポンプから独立して回転する別
駆動源に接続しであるので、射出しながらチャージする
こともできるものであり、例えば大型成形品で、スクリ
ュー径×スクリューストロークによって規定されるチャ
ージ量では射出量不足の場合、油圧で射出しながら、電
動機０ηでチャージする、いわゆる回転射出を行うこと
ができる。これは複合動作による性能アップである。

以上本発明による作動系は、ポンプ（１）からの油圧管
路、アキュムレータ（７）からの油圧管路、電動機によ
るスクリュー回転駆動と、独立した３系列があるので上
記のような複合動作が行なえるのである。

■負荷電力測定による計算制御について。

本発明では、油圧負荷の入力である電動機（２）と、チ
ャージ用ＡＣサーボモータαηの入力ＬＪ。

ｖ、Ｗ線をまとめた電源Ｒ，Ｓ、Ｔに電力針（２８）を
装備して、射出成形の全工程にわたって綜合負荷電力を
測定し、信号線（ｎ）を介してマイコン方式制御装置（
２４）に入力させている。その測定結果の一例が第３図
であるが、この電力変動曲線から１サイクルの平均電力
Ｗを演算して、Ｗに対する山、谷が平均するようにアキ
ュムレータ（７）に補充する電力に和尚するＷ８を調節
する。

〔効　　　果〕

本発明は請求項（１１において、射出成形の工程の全部
乃至その大半を油圧作動にて実行される射出成形機にお
いて、型開閉シリンダを油圧ポンプに接続すると共に開
閉弁を介して油圧ポンプに接続され且つアキュムレータ
を有する油圧ラインとエジェクトシリンダとを接続しで
あるので、開閉弁を閉じる事によって油圧ポンプのライ
ンとアキュムレータを有するラインとが独立する事にな
り、その結果型開閉シリンダとエジェクトシリンダとを
同時に安定的に作動させる事が出来るものであり、サイ
クル時間をその分だけ短縮出来るという利点がある。

又、請求項（２）において、射出成形工程の大半を油圧
作動にて実行される射出成形機において、型開閉シリン
ダとエジェクトシリンダとを油圧ラインに接続すると共
にスクリューを油圧ポンプから独立して回転する別駆動
源に接続しであるので、型開及びエジェクト作業を油圧
ラインで行い、スクリューの回転動作をこれとは別の駆
動源で行う事が出来、その結果スクリュー回転動作によ
る原料チャージ中に型開及びエジェクト作業を順次行う
事が出来、チャージの後に型開とエジェクトとを順次行
わねばならなかった従来方式に比べて格段のハイサイク
ル化が可能になった。

更に、請求項（３）において、スフ’）、−ｘ、’Ｊω
を油圧ポンプ（１）から独立して回転する別駆動源０η
に接続し、且つ型開閉シリンダＣＨＩを油圧ポンプ（１
）に接続すると共に開閉弁（６）を介し一ζ油圧ポンプ
（１）に接続され且つアキュムレータ（７）を有する油
圧ラインとエジェクトシリンダα傷とを接続しであるの
で、開閉弁（６）を閉じる事によってスクリュー回転動
作は油圧ポンプとは別個の駆動源αηにて行われ、型開
閉シリンダ（２１の動作は油圧ポンプ（１）のラインに
て行われ、エジェクトシリンダ０旧よ開閉弁（６）を閉
じる事によって油圧ポンプラインと切り離されてアキュ
ムレータ（７）を有する油圧ラインにて作動する事にな
り、その結果上記３つの動作が同時に行なえるようにな
り、より一層のハイサイクル化が実現出来たものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明の油圧回路図、 第２図・・・従来例の油圧回路図、 第３図・・・従来の射出成形時の１サイクル工程と本発
明の第１〜３実施例の１サイクル工程の比較図。 ＴＩ）・・・油圧ポンプ、　　　　（６）・・・開閉弁
、（７）・・・アキュムレータ、　　０ω・・・射出シ
リンダ、（１０ａ）・・・射出シリンダのヘッド側、Ｏ
６）・・・スクリュー　　　　　ｏＤ・・・別駆動源、
０傷・・・エジェクトシリンダ、Ｑの・・・型開閉シリ
ンダ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）射出成形の工程の全部乃至その大半を油圧作動に
   て実行される射出成形機において、型開閉シリンダを油
   圧ポンプに接続すると共に開閉弁を介して油圧ポンプに
   接続され且つアキュムレータを有する油圧ラインとエジ
   ェクトシリンダとを接続して成る事を特徴とする射出成
   形機の油圧回路。
2. （２）射出成形工程の大半を油圧作動にて実行される射
   出成形機において、型開閉シリンダとエジェクトシリン
   ダとを油圧ラインに接続すると共にスクリューを油圧ポ
   ンプから独立して回転する別駆動源に接続して成る事を
   特徴とする射出成形機の油圧回路。
3. （３）射出成形工程の大半を油圧作動にて実行される射
   出成形機において、スクリューを油圧ポンプから独立し
   て回転する別駆動源に接続し、且つ型開閉シリンダを油
   圧ポンプに接続すると共に開閉弁を介して油圧ポンプに
   接続され且つアキュムレータを有する油圧ラインとエジ
   ェクトシリンダとを接続して成る事を特徴とする射出成
   形機の油圧回路。