JPH0228721B2 - Shashutsuyuatsusochiniokerukafukaboshisochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は可変吐出量ポンプを備えた射出油圧
装置における過負荷防止装置に関するものであ
る。

定吐出量ポンプを使用した従来の油圧回路で
は、ポンプ能力を負荷の最大値、即ち最大使用圧
力・流量に設定する必要があり、このため最大負
荷以下で使用する時は、余分の流量、圧力は損失
エネルギーとなる。

そこで可変吐出量ポンプを使用して、負荷に必
要な圧力、流量のみを油圧ポンプより供給する
と、損失エネルギーは極小に抑えられ、エネルギ
ーが節約できる。

一般にポンプ駆動用モータの選定は、 モータ出力（KW）＝Ｐ（Kg／
cm²）×Ｑ（ｌ／min）／612×η 但しＰ…油圧力 Ｑ…流量 η…効率 なる関係式に使用油圧力、流量を代入して、使用
モータのモータの出力を求め、その定格のモータ
を使用するようにしている。

しかしながら、射出成形機の１成形サイクルに
おいて定格出力までの能力を必要とするのは、第
４図に示す電力消費図から明らかなように、射出
工程と計量工程のみである。これは第５図の圧力
と流量の関係図から、射出工程と計量工程ではＰ
×Qmaxのエネルギーを必要とするのに対して、
他の工程では、大流量を必要とする時は圧力は必
要としないQmax×P₁の状態、或は反対に
Q₁Pmaxの状態にあつて、消費電力が小さくて済
むからである。

そこで本発明者は、圧力と流量との関係から、
計量工程における定格出力を低減することができ
れば、従来の選定された定格出力のモータよりも
低出力のモータを採用することができ、これによ
り設備動力の大幅な節減を図ることができると考
え、これに付き研究を重ねた結果、この発明を見
出したのである。

したがつて、この発明の目的は、従来の定格出
力のモータよりも低出力のモータを使用しても、
計量工程時に過負荷とはならない射出油圧装置の
負荷防止装置を提供することにある。

上記目的によるこの発明の特徴は、比例流量制
御弁を介して可変吐出量ポンプからの圧油を、ス
クリユ駆動用のオイルモータおよび射出成形機の
他のアクチユエータに供給する主油圧回路と、主
油圧回路の可変吐出量ポンプ側と可変吐出ポンプ
のコントロールシリンダとに接続され、かつ比例
圧力設定弁により上記可変吐出量ポンプの吐出量
を制御する比例圧力制御弁を備えた油圧回路から
なる射出油圧装置において、計量工程に際し上記
オイルモータの回転数に基いて上記比例流量制御
弁の流量を設定する流量設定器と、その流量に対
して可変吐出量ポンプのモータが許容できる最高
圧力を演算する演算部と、その演算部により求め
られた可変吐出量ポンプの最高圧力を、上記比例
圧力設定弁に設定する圧力設定部とを具備するこ
とにある。

以下この発明を流量マツチング型の射出油圧装
置を例として詳説する。

スクリユ駆動用のオイルモータ１と、モータ２
により駆動される可変吐出量ポンプ３は、切換弁
４及び比例流量制御弁５を配設した主油圧回路に
より接続されている。

この主油圧回路の可変吐出量ポンプ３側に接続
した油圧回路には、比例圧力制御弁６と比例圧力
設定弁７とが設けられている。上記比例圧力制御
弁６の入力側ポートは可変吐出量ポンプ３のコン
トロールシリンダ３ａに接続され、また出力側ポ
ートは左右の油圧回路及びタンクに接続されてお
り、これにより左右の回路圧の差により上記可変
吐出量ポンプ３の吐出量を制御する省エネルギー
型の流量マツチング回路を構成している。

８は流量設定器で、上記オイルモータ１の回転
数を設定するとともに、その回転数に基いて上記
比例流量制御弁の流量を設定する。

９は設定された流量に対して上記モータ２が許
容し得る最高圧力を演算する演算部で、演算によ
り求められた可変吐出量ポンプ３の最高圧力を圧
力設定部１０に伝達し、更に圧力設定部１０から
上記比例圧力設定弁７に電気的に指令が発信され
るようになつている。

この射出油圧装置では、通常比例圧力設定弁７
に定格出力χに対応する圧力P₂（第２図参照）が
設定されており、主油圧回路の回路圧が圧力P₂
より低い場合には、比例圧力制御弁６がスプリン
グ６ａにより第１図に示すポジシヨンとなり、可
変吐出量ポンプ３のコントロールシリンダ３ａ内
の油が、比例圧力制御弁６からタンクに逃出し、
可変吐出量ポンプ３の吐出量が増して、主油圧回
路の回路圧が増大する。

また回路圧が比例圧力設定弁７に設定された圧
力以上になると、比例圧力設定弁７よりタンクに
油が吐出され、それにより比例圧力制御弁６の左
右の圧力バランスが崩れ、左側の圧力が高くなる
ことから、比例圧力制御弁６は左側ポジシヨンと
なつて、可変吐出量ポンプ３のコントロールシリ
ンダ３ａに圧油が供給され、可変吐出量ポンプの
斜板が立つので可変吐出量ポンプ３からの吐出量
は圧力P₂を補償するだけの低流量となる。この
ようにして負荷が必要とする流量だけが供給され
る。また流量は図面では省略した流量設定器から
の信号に応じて比例流量制御弁５に所定の信号
（０〜Q₂）が与えられて制御されることから、可
変吐出量ポンプ３は瞬間的に最大吐出する。しか
し吐出された油量の全てがアクチユエータに送ら
れないために回路圧が上昇し、比例圧力設定弁７
の設定値P₂を超えると、比例圧力設定弁７が作
動してタンクへ油を逃出し、比例圧力制御弁６の
右方の圧力が低下する。これにより比例圧力制御
弁６は左側ポジシヨンの方へ移動することにな
り、コントロールシリンダ３ａに油が入つて斜板
を立てるため、可変吐出量ポンプ３の吐出量は比
例流量制御弁５の設定流量＋α（圧力補償分）の
低吐出量となつて、射出、突出しなどの各アクチ
ユエータは、不図示の流量設定器に設定された流
量に応じた速度に制御されることになる。

その後アクチユエータがストロークエンドに達
すると、アクチユエータにはそれ以上の油が供給
されなくなるため、同様に回路圧が上昇して比例
圧力設定弁７より油がタンクへ逃出する。このた
め比例圧力制御弁６の圧力バランスが崩れてポジ
シヨンが更に左側となり、それに伴なつてコント
ロールシリンダ３ａへの油の流量が増し、可変吐
出量ポンプ３の斜板を更に起立させるので、可変
吐出量ポンプ３の吐出量はP₂を補償するだけの
ごく僅かな吐出量となる。

そして計量工程でオイルモータ１を回転駆動す
る場合には、設定されたモータ回転数に応じた流
量指令信号が、上記流量設定器８より比例流量制
御弁５に発信されると同時に、演算部９によりＰ
＝χ／Ｑ（α：圧力補償分の流量）なる演算がなさ れ、その設定流量に応じた圧力Ｐが求められる。
更にこの圧力Ｐは圧力設定部１０より上記比例圧
力設定弁７に設定され、上記と同様に可変吐出量
ポンプ３の吐出量が制御される。

この結果、第２図に示す流量と圧力の関係から
計量工程では定馬力制御に切換えられ、Q₂×P₂
＝χに等しい流量と力の関係（Qmax×P₁〜Q₁
×P₁maxの間の任意のＱ×Ｐ）に制御される。
このことは、そこに使用されたモータ２の定格出
力以上の流量が必要となつた場合、圧力を下げて
PQ積が定格出力χとなるようにして過負荷を防
止しながら大流量が得られると云うことである。

したがつて、高速回転・低トルクで行われる低
粘度樹脂の成形時は、定格出力Q₂以上の大流量
（圧力は低くなる）にて高速回転しても過負荷と
ならず、また低速回転・高トルクで行われる高粘
度樹脂の成形時は、定格出力P₂以上の大圧力で
成形を行つても過負荷となるようなことがない。

即ち、低粘度樹脂で高速回転・低トルクによる
計量を行なう場合には、流量設定器８には定格の
最大吐出量Q₂よりQmaxが設定され、その設定値
より演算部９にて流量Qmaxと圧力補償用の流量
を可変吐出量ポンプ３が吐出してもモータが過負
荷とならない圧力P₁が求められて、圧力設定部
１０を介して比例圧力設定弁７に設定される。

これにより可変吐出量ポンプ３はモータ定格以
上の吐出量Qmaxなる吐出をすることになるが、
比例圧力設定弁７の設定圧力が低く設定されてい
るため、回路圧はP₁に抑えられアクチユエータ
の負荷が増大して回路圧が比例圧力設定弁７の設
定圧P₁を超えると、比例圧力設定弁７よりタン
クへ油が逃出され、比例圧力制御弁６が左側ポジ
シヨンとなつてコントロールシリンダ３ａに油が
流入し、吐出量を減じるためにモータは過負荷と
なるようなことがない。

逆に高粘度樹脂で低速回転・高トルクによる計
算を行なうときには、流量設定器８へ小流量Q₁
を設定することにより比例圧力設定弁７には定格
より大きな圧力Pmaxを設定しても、同様に過負
荷となることなく、モータ定格以上の圧力が得ら
れるのである。

また射出工程ではQ₃×P₃となつて、消費電力
は第３図に示すように定格出力χを超え、過負荷
状態となるが、その時間は短く、モータは短時間
であれば定格出力に対して倍以上の過負荷がかか
つても耐えられるように設計されているため、過
負荷によりその機能を失うことがない。

更にまた設定ミスやヒータの断線により、高速
回転・高トルク指令が出されたとしても定馬力制
御により、圧力または流量が下がるので、圧力不
定、つまりトルク不足となつてスクリユは回転で
きなくなるが過負荷は防止される。

その際の不具合はサイクルタイマーや、回転計
により容易に検知でき、その異常信号によつて警
報を出したり、運転を停止したりできる。

なお、実施例中の油圧回路は、流量マツチング
型の回路であるが、この回路は流量・圧力マツチ
ツング型の回路であつてもよく、その場合、比例
流量制御弁５に設定される流量と、可変吐出量ポ
ンプ３の吐出量が等しくなるので、回路効率を更
に高めることができ、特に圧力ロスを減じるので
好適である。

この発明は上述のように、可変吐出量ポンプの
吐出量を比例圧力設定弁と比例圧力制御弁とによ
り制御する油圧回路を、比例流量制御弁を有する
主油圧回路と、上記可変吐出量ポンプとにわたり
備えた射出油圧装置において、上記比例流量制御
弁の流量を設定されたオイルモータの回転数に基
いて設定するとともに、その流量に対して可変吐
出量ポンプのモータが許容できる最高圧力を演算
し、その演算により求められた可変吐出量ポンプ
の最高圧力を上記比例圧力設定弁に設定すること
によつて、計量工程時の過負荷を防止してなるこ
とから、可変吐出量ポンプを従来よりも1/2〜1/3
の低定格出力のモータにより駆動することができ
る。また低定格出力の使用により工場の設備動力
の有効利用を図ることができ、節減された電力を
他の動力に使用することが可能となる。更にまた
モータが小型となるのでコストの低減や装置の小
型化をも図ることができる。このため電力消費量
や機械設置スペースに制限を受け易い小規模工場
にとつてきわめて有益なものとなるなどの特長を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る射出油圧装置の過負荷
防止装置の回路図、第２図はこの発明における圧
力と流量の関係図、第３図は同じく電力消費図、
第４図は従来の定格出力モータによる電力消費
図、第５図は同じく圧力と流量の関係図である。 １……スクリユ駆動用のオイルモータ、２……
可変吐出量ポンプ、３……可変吐出量ポンプ、３
ａ……コントロールシリンダ、５……比例流量制
御弁、６……比例圧力制御弁、７……比例圧力設
定弁、８……流量設定器、９……演算部、１０…
…圧力設定部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 比例流量制御弁を介して可変吐出量ポンプか
   らの圧油を、スクリユ駆動用のオイルモータおよ
   び射出成形機の他のアクチユエータに供給する主
   油圧回路と、その主油圧回路の可変吐出量ポンプ
   側と可変吐出ポンプのコントロールシリンダとに
   接続され、かつ比例圧力設定弁により上記可変吐
   出量ポンプの吐出量を制御する比例圧力制御弁を
   備えた油圧回路からなる射出油圧装置において、 計量工程に際し上記オイルモータの回転数に基
   いて上記比例流量制御弁の流量を設定する流量設
   定器と、その流量に対して可変吐出量ポンプのモ
   ータが許容できる最高圧力を演算する演算部と、
   その演算部により求められた可変吐出量ポンプの
   最高圧力を、上記比例圧力設定弁に設定する圧力
   設定部とを具備することを特徴とする射出装置に
   おける過負荷防止装置。