JPH0531779A - 射出成形機の射出装置および射出制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 射出装置で高圧低速射出と定圧高速射出とを
任意に設定でき、射出制御性を向上させて最適な射出条
件を設定できるようにする。 【構成】 油圧ポンプを定速回転の電動機により駆動さ
れる可変吐出型ポンプとするとともに、リリーフ弁を可
変リリーフ弁とする。成形材料の種類等によって定めら
れる前記スクリュウプランジャの射出速度から前記可変
吐出型ポンプの吐出量を設定するとともに当該設定吐出
量と前記電動機の容量との関係から最大吐出圧を算出し
て前記リリーフ弁をリリーフ圧を設定するコントローラ
を設け、ポンプ吐出量と最大吐出圧の範囲内でポンプ吐
出量と吐出圧を加減調整して射出駆動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は射出成形機の射出装置お
よび射出制御方法に係り、特に射出成形材料等の変更に
応じて高圧低速射出から低圧高速射出の広い範囲にわた
る射出を行わせるのに好適な射出成形機の射出装置とそ
の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機における一般的な射出装置
は、図３に示すように、射出シリンダ１に作動油圧を供
給する油圧ポンプ２を備えている。ポンプ２は電動機３
により駆動されるもので、通常、定吐出ポンプによって
構成される。ポンプ２から射出シリンダ１に至る油圧供
給路の途中には電磁開閉弁４および流量制御弁６が介装
され、この開閉弁４の開動作によって射出時にシリンダ
１に圧油を供給し、流量制御弁６によって圧油の量、す
なわち射出速度を管理しつつ、シリンダ１を駆動させ、
シリンダ１に連動するスクリュウプランジャに射出動作
を与える。また、ポンプ２の吐出圧、すなわち射出圧力
を管理するために、ポンプ２の吐出側の油圧供給路には
リリーフ弁５が設けられており、設定された管路圧以上
のときに圧力をタンク側に逃すようにしている。

【０００３】ところで、従来の射出成形機において、成
形材料の種類やゲート、成形品形状等によって、それぞ
れの成形品に必要な射出速度や射出圧力が決定される。
したがって、従来機では射出シリンダ１を駆動する速度
によって流量制御弁６の吐出量が設定され、必要吐出圧
によってリリーフ圧が設定される。そして吐出量とリリ
ーフ圧によって定められる最大容量によってポンプ駆動
用の電動機容量が定められていた。

【０００４】しかしながら、従来機のような諸元が定め
られてから製作される射出装置では、射出材料の変更や
キャビティ形状の変更などが発生すると、射出条件も変
更になり、時には射出装置自体の諸元すなわち最大吐出
圧力や最大吐出量も変更する必要がでてくることもあ
る。この射出条件対応に伴って射出装置を変更すること
の煩雑さを解消するため、図４に示すごとく、射出シリ
ンダ１Ａを受圧面積が異なるように構成されたタンデム
構造とし、個々のシリンダ室に対し油圧ポンプ２から分
岐管路を介して圧油を供給するようにした射出装置が提
案されている。この射出装置では分岐管路の各々に電磁
開閉弁４Ａ、４Ｂを介装し、開閉弁４Ａ、４Ｂの切換え
操作によって使用するシリンダ室を変更し、スクリュウ
プランジャを低圧高速あるいは高圧低速で駆動するよう
に切換え使用するのである。また、これと同種の射出装
置で射出シリンダをパラレル構造としたものも知られて
いる（特公昭６２−２７６５１号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
射出装置では、射出圧力と射出速度の関係は、図３に示
した単シリンダ構造のものでは同図（２）の特性線Ｘと
なり、また図４に示したタンデムシリンダ構造のもので
は同図（２）の特性線Ｙ、Ｚに示すように階段状の特性
となり、特性線の範囲内でしか圧力と速度を任意に設定
することができない欠点があった（図３（２）、図４
（２）のハッチング部分の設定ができない）。しかもタ
ンデム構造やパラレル構造の射出シリンダを採用すると
構造が複雑化してしまう問題もあった。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点に着目し、高
圧低速射出と定圧高速射出とを任意に設定でき、射出制
御性を向上させて最適な射出条件を設定できるようにし
た射出成形機の射出装置および制御方法を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る射出成形機の射出装置は、射出成形機
における射出シリンダの給油ポートに開閉弁を介して接
続される油圧ポンプと、当該油圧ポンプの給油路に介装
されたリリーフ弁とを備え、前記油圧ポンプからの給油
により射出シリンダのピストンを駆動してスクリュウプ
ランジャに射出動作を与える射出装置において、前記油
圧ポンプを定速回転の電動機により駆動される可変吐出
型ポンプとするとともに、前記リリーフ弁を可変リリー
フ弁として構成し、成形材料の種類等によって定められ
る前記スクリュウプランジャの射出速度から前記可変吐
出型ポンプの吐出量を設定するとともに当該設定吐出量
と前記電動機の容量との関係から最大吐出圧を算出して
前記リリーフ弁をリリーフ圧を設定するコントローラを
備えた構成としたものである。

【０００８】また、本発明に係る射出制御方法は、射出
成形機における射出シリンダの給油ポートに開閉弁を介
して接続される油圧ポンプと、当該油圧ポンプの給油路
に介装されたリリーフ弁とを備え、前記油圧ポンプから
の給油により射出シリンダのピストンを駆動してスクリ
ュウプランジャに射出動作を与える射出制御方法におい
て、前記油圧ポンプを定速回転の電動機により駆動可能
とした可変吐出型ポンプとするとともに、前記リリーフ
弁は設定圧を可変とし、前記スクリュウプランジャの設
定射出速度から算出されるポンプ吐出量と前記電動機の
容量との関係から最大吐出圧を算出し、これらポンプ吐
出量と最大吐出圧の範囲内でポンプ吐出量と吐出圧を加
減調整して射出駆動させる構成としたものである。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、射出装置におけるスクリュ
ウプランジャの射出動作は定速回転の電動機によって駆
動される可変吐出型油圧ポンプによって供給されるが、
成形材料等、成形品形状等の決定によって射出速度が設
定されると、これに基づいてポンプ吐出量が決定でき、
ポンプの吐出量調整手段により設定される。一方、ポン
プを駆動する電動機の定格容量は一定であり、これはポ
ンプ吐出量と吐出圧力の積に比例するので、最大吐出圧
が電動機の容量とポンプ吐出量の関係により確定でき
る。したがって、この最大吐出圧に対応するようにリリ
ーフ弁の設定圧をコントローラにより調整することによ
り、最大射出圧力も自動設定することができるのであ
る。

【００１０】上記構成において、射出速度は可変吐出型
ポンプの吐出量を加減することにより任意に設定でき、
射出圧力はリリーフ圧力を最大設定圧の範囲内で加減調
整することにより任意に設定することができる。したが
って、通常は電動機の最大定格容量にて最大吐出量が得
られるポンプが選択されるが、リリーフ圧力を任意に調
整することができるので、ポンプ容量が電動機容量以上
の油圧ポンプを選択できることになる。この結果、定速
回転電動機を採用しつつ、高圧低速射出から低圧高速射
出の範囲にわたってリニアに変化する射出制御が可能と
なり、いわゆる無段階射出制御ができることになり、制
御性が大幅に向上するのである。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明に係る射出成形機の射出装置
および射出制御方法の具体的実施例を図面を参照して詳
細に説明する。

【００１２】図１は実施例に係る射出成形機の射出装置
の構成図である。この図に示すように、当該射出装置は
金型１０のゲート１２に接続されるノズル１４が設けら
れた加熱シリンダ１６を備え、このシリンダ１６内にス
クリュウプランジャ１８を内蔵している。加熱シリンダ
１６には材料の供給ホッパ２０が取付けられており、こ
のホッパ２０からの材料はその自重によって加熱シリン
ダ１６に落下し、スクリュウプランジャ１８の回転によ
り混練されつつシリンダ１６の先端部に送られるように
なっている。スクリュウプランジャ１８を回転駆動する
ために、その後端部にはスクリュウ回転駆動部２２が取
付けられている。加熱シリンダ１６の先端部に溶融材料
が充填されることによりスクリュウプランジャ１８は材
料の反力によって後方に移動し、図示しないリミットス
イッチ等によって後退移動量が規制され、スクリュウプ
ランジャ１８の回転を停止することによって計量を行う
ようにしている。

【００１３】上記計量後にスクリュウプランジャ１８を
前進させて射出を行わせるが、この射出動作のために、
射出シリンダ２４が設けられている。この実施例では射
出シリンダ２４はスクリュウプランジャ１８と平行に設
置され、そのロッド２６をスクリュウ回転駆動部２２の
取付けプレート２８に連結し、もってスクリュウプラン
ジャ１８を軸方向に駆動可能としている。射出シリンダ
２４の内部には前記ロッド２６に連結されたピストン３
０が摺動可能に装着されており、これにより区画される
シリンダ室３２Ａ、３２Ｂの一方３２Ｂに作動油を供給
することにより射出動作を与えるようにしている。

【００１４】このような構成において、前記射出シリン
ダ２４を駆動するためにシリンダ室３２Ｂには定速回転
電動機３４によって駆動される油圧ポンプ３６から作動
油が供給されるようになっている。この油圧ポンプ３６
は吐出量を可変吐出型のピストンポンプとして構成され
ている。

【００１５】また、前記可変吐出型油圧ポンプ３６から
射出シリンダ２４に至る油圧供給管路３８の途中には電
磁開閉弁４０が介装されており、射出時にポンプ３６と
射出側シリンダ室３２Ｂとを接続連通し、加熱シリンダ
に材料を充填する場合にはポンプ３６とシリンダ室３２
Ｂとの接続を断つようにしている。

【００１６】更に、前記油圧ポンプ３６と開閉弁４０と
の間の油圧供給管路３８から分岐しタンク４２に至る分
岐管路４４が設けられ、これにはリリーフ弁４６が介装
されている。このリリーフ弁４６は管路圧力が所定値以
上に達した時に作動しポンプ圧をタンク４２に戻し、射
出圧力を設定可能としている。この実施例では当該リリ
ーフ弁４６は設定圧力が可変構造とされ、射出圧力を任
意に設定できるようにしている。

【００１７】また、上述した可変吐出型油圧ポンプ３６
と可変リリーフ弁４６の設定値を各々調整することがで
きるように、当該射出装置にはコントローラ４８が設け
られている。このコントローラ４８では前述したように
成形材料の種類、ゲートサイズ、製品形状等の諸元によ
り射出速度ｖが設定されるが、この射出速度ｖに対応し
てポンプ３６からの必要吐出量Ｑを求め、また電動機３
４の定格出力から射出圧力の最大値を算出し、これらの
演結果に基づいてポンプ３６およびリリーフ弁４６に対
し設定出力するようにしている。すなわち、スクリュウ
プランジャ１８の射出速度ｖが設定されると、射出シリ
ンダ２４のシリンダ室３２Ｂにおけるピストン３０の受
圧面積Ａが既知であるので、必要吐出量Ｑは次式により
算出される。

【００１８】

【数１】Ｑ＝Ａｖ

【００１９】したがって、この吐出量Ｑとなるようにコ
ントローラ４８がポンプ３６に対し設定出力するものと
している。

【００２０】また、電動機３４の出力Ｎ（ｋｗ）は吐出
圧力ｐと吐出量Ｑの積に比例することが知られており、
次式が成立する。但しαは定数である。

【００２１】

【数２】Ｎ＝αｐＱ

【００２２】そこで、吐出圧力ｐは既知の定格出力Ｎと
前記算出された吐出量Ｑから容易に演算して求めること
ができる。この演算結果はコントローラ４８から可変リ
リーフ弁４６に出力され、そのリリーフ圧がｐとなるよ
うに設定されるのである。この設定圧力ｐは電動機３４
の容量内での最大値となる。

【００２３】このようにして可変吐出型ポンプ３６の吐
出量Ｑが算出され、これから可変リリーフ弁４６のリリ
ーフ圧力ｐがコントローラ４８により設定され、射出条
件が設定されることになる。この場合、上記１式と２式
から、次式が成立する。

【００２４】

【数３】ｐｖ＝Ｎ／αＡ＝ｃｏｎｓｔ．

【００２５】したがって、この射出装置による吐出圧力
ｐと射出速度ｖの関係は図２（１）のような特性線Ａを
示す。しかし、吐出圧力ｐは実用的にはポンプ能力が１
４０〜２１０Kg/cm²となっているので、実際は最大吐出
圧力の上限値が１４０〜２１０Kg/cm²とされた図２
（２）に示される特性線Ｂのようになる。なお、吐出圧
力と射出圧力とは比例する。

【００２６】このようなことから、実施例に係る定速回
転電動機３４を用いた射出装置では、射出速度ｖを設定
することにより、最大吐出圧力ｐが自動設定されること
になり、したがって、高速低圧射出から低速高圧射出の
範囲にわたってリニアに射出制御され、そのときの射出
条件に見合う射出を行わせることができる。この結果、
射出条件の変更によりポンプ能力やリリーフ圧が異なる
射出装置の諸元に変更するような煩雑な作業が不要とな
る。また、タンデム構造の射出シリンダ構造による調整
できない制御領域が発生するというような不都合もな
い。このため、精緻な射出制御が可能となるのである。

【００２７】また、上記構成において、ｐｖ＝一定であ
るので、吐出圧力ｐすなわち射出圧力を管理対象とした
制御ができ、射出圧力主体の射出制御が可能となる。ま
た、油圧ポンプ３６は電動機３４の能力に合致する容量
のものが選定されるのが一般的であるが、射出圧力の管
理によりポンプ能力を電動機３４の容量以上のものが採
用できる。換言すれば電動機３４の容量が小さくてもそ
れ以上の射出能力をもたせることができるのである。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
油圧ポンプを定速回転の電動機により駆動される可変吐
出型ポンプとするとともに、前記リリーフ弁を可変リリ
ーフ弁として構成し、成形材料の種類等によって定めら
れる前記スクリュウプランジャの射出速度から前記可変
吐出型ポンプの吐出量を設定するとともに当該設定吐出
量と前記電動機の容量との関係から最大吐出圧を算出し
て前記リリーフ弁をリリーフ圧を設定するコントローラ
を備え、ポンプ吐出量と最大吐出圧の範囲内でポンプ吐
出量と吐出圧を加減調整して射出駆動させるように構成
したので、高圧低速射出と定圧高速射出とを任意に設定
でき、射出制御性を向上させて最適な射出条件を設定で
きる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る射出装置の全体構成図である。

【図２】同装置による射出圧力と射出速度の特性を示す
線図である。

【図３】従来の一般的な射出装置の構成図とその特性線
図である。

【図４】他の従来例に係る射出装置の構成図とその特性
線図である。

【符号の説明】

１０ 金型 １２ ゲート １４ ノズル １６ 加熱シリンダ １８ スクリュウプランジャ ２２ スクリュウ回転駆動部 ２４ 射出シリンダ ３４ 定速回転電動機 ３６ 可変吐出型油圧ポンプ ４０ 電磁開閉弁 ４６ 可変リリーフ弁 ４８ コントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形機における射出シリンダの給油
   ポートに開閉弁を介して接続される油圧ポンプと、当該
   油圧ポンプの給油路に介装されたリリーフ弁とを備え、
   前記油圧ポンプからの給油により射出シリンダのピスト
   ンを駆動してスクリュウプランジャに射出動作を与える
   射出装置において、前記油圧ポンプを定速回転の電動機
   により駆動される可変吐出型ポンプとするとともに、前
   記リリーフ弁を可変リリーフ弁として構成し、成形材料
   の種類等によって定められる前記スクリュウプランジャ
   の射出速度から前記可変吐出型ポンプの吐出量を設定す
   るとともに当該設定吐出量と前記電動機の容量との関係
   から最大吐出圧を算出して前記リリーフ弁をリリーフ圧
   を設定するコントローラを備えたことを特徴とする射出
   成形機の射出装置。
2. 【請求項２】 射出成形機における射出シリンダの給油
   ポートに開閉弁を介して接続される油圧ポンプと、当該
   油圧ポンプの給油路に介装されたリリーフ弁とを備え、
   前記油圧ポンプからの給油により射出シリンダのピスト
   ンを駆動してスクリュウプランジャに射出動作を与える
   射出制御方法において、前記油圧ポンプを定速回転の電
   動機により駆動可能とした可変吐出型ポンプとするとと
   もに、前記リリーフ弁は設定圧を可変とし、前記スクリ
   ュウプランジャの設定射出速度から算出されるポンプ吐
   出量と前記電動機の容量との関係から最大吐出圧を算出
   し、これらポンプ吐出量と最大吐出圧の範囲内でポンプ
   吐出量と吐出圧を加減調整して射出駆動させることを特
   徴とする射出成形機の射出制御方法。