JPS6033863A - 射出成形装置におけるピストン速度制御装置 - 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】 本発明はダイカストマシンや射出成形機等の射出成形装
置ｌｃオけるショットプランジャのプランジャチップを
前進させる射出シリンダのピストン速度を制御する装置
ｌこ関するものである。

一般ｌこダイカストマシン等の射出成形１こおいては、
金型におけるキャビティの形状、容積、金型の温度等ｌ
こ応じ、溶湯の射出速度、射出圧力等が不適当であると
キャビティ内へ鵬湯回りか悪く。

欠落が生じる場合や、射出成形品内の巣が発生する場合
、又１寸法精度や製品強度が低下する場合等１種々の弊
害が生じる。

こわらの弊害を防止する為、従来より、射出シリンダの
ピストン後室への作動油流入回路へ流量制御弁を設ける
メータイン回路、又はピストン前室からの作動油流出回
路ｌこ流量制御弁を設けるメータアラ；・回路等ｌこよ
り射出シリンダのピストン速度、即ち溶湯の射出速度制
御が行われている。

例えば、メータイン回路における基本回路１１第１図ｆ
こ示す如く、油圧ポンプやアキュムレータ等の油圧源１
１から切換弁１２を通り、流量制御弁１４を介して射出
シリンダ加のピストン後室２２１こ至る流入回路１６と
、射出シリンダ加のピストン前室ｎから切換弁１λを通
り油槽１５に戻る流出回路１７とを有し、流量制御弁１
４）こて前記ピストン後室ｎへの作動油の流入量を制御
すること暑こよりピストン２１の前進速度、即ち射出ス
リーブ列内のプランジャチップ四の前進速度を制御し、
以て溶湯の射出速度を定めるものである。

又、第２図１こ示す如く、射出シリンダ加のピストン前
室おからピストン後室２２１こ通じるランアランド回路
１８を構成するメータイン回路もある。

ところで１本発明の発明者らは、溶湯の射出速度、即ち
射出シリンダ加への作動油の流入量又は射出シリンダか
らの作動油の流出量を制御する従来の流量制御弁１４１
こ代るものとして、パルスモータ駆動１こよる高速応答
性を具えた流量制御弁３０を最近開発した。

この流量制御弁勿は、第３図１こ示Ｔ如く軸線方：＃ 軸線方向へ移動する弁スプール３４が設けられている。

更ｆこ弁スプール３４の後部ｌこは一体的ｔこナツト軸
３５が連続され、該ナツト軸あの内部軸心部ｆこねじ軸
部かボールねじａ’７＋こよって螺合さｎている。

このねじ軸３６は回転量を制御可能なパルスモータ４１
の回転軸ｆこカップリング３８をもって接続されること
ｌこより回転Ｔる。

尚、４５はナツト軸あの回転を防止するキーであり、ナ
ツト軸あの表面の一部１こは永久磁石４６ヲ固定し、こ
の永久磁石茹と対向ケーシング４７の一部には例えばゼ
ロクロスセンサと呼ばわる磁気作用ｌこよる位置検出器
４８を取付けている。該位置検出器４８は永久磁石茹の
移動に感応する近接スイッチで構成し、ナツト軸部や弁
スプールあの軸線方向の移動距離を正確基こ検知し、制
御装置Ｉこフィードバックできるようｌこしている。又
、弁スプール澗の零位置を永久磁石栃と位置検出器４８
との作用１こよって電気的Ｅこ検知し、制御装置を介し
てパルスモータ４１ヲその位置で正確に止めておくこと
ができるものであり、この位置検出器４８は精度が０．
０１％のものが用いられる。

この流量制御弁（資）はパルスモータ４１の回転に応じ
てボールねじ詔、ナツト軸３５ヲ介して弁スプール３４
が軸線方向へ前後進して弁の開閉と開度とを瞬時に調整
し作動油の流量制御を行う。

そして、この流量制御弁３Ｑは前述の様に軸線方向の端
面部に作動油流入口３１を、側面に作動油流出口＆ｔ　
ｆ　備えたシリンダ状のバルブボディお内で。

弁スプール３４をパルスモータ４１の作動により軸線方
向に駆動して流量制御を行うもので１作動、油１こよる
弁スプール３４の軸線方向推力を弁スプールあの開き量
及び移動速度の増加に応じて急激憂こ低下させることｔ
こより流量の高速切換に必要な駆動力を軽減させ、流量
制御弁（９）曇こよる作動油の流量高速切換性能を一層
向上させ、又、駆動力の軽減が行わｎている。

従って、この流量制御弁（９）では制御装置からの指令
信号醗こより、パルスモータ４１の回転量、即ち回転角
度により弁スプール３４の開き量が決まり。

射出シリンダ２０への作動油の流量が制御され、又パル
スモータ４１の回転速度の緩急１こより流量制御弁（資
）の開度変化の加減特性が決まり１作動、油流量の変化
率、即ち、射出シリンダ２０１こおける射出速度の立上
り状態が決まる。そしてこの様な構造と作用を有する流
量制御弁３ｏは射出速度変更の指命を受けて弁スプール
３４が開き始めるまでの時間遅ｎＪニー１−．’）秒以
下に押えることができ、通常の流量制御弁に比較し、応
答性が極めて良好であり。

又、弁開閉等の作動性や操作精度が極めて高くなった。

この様Ｅこ極めて高速且つ正確に作動油の制御がより溶
湯の射出速度を一層正確に制御し得ることとなり、第番
図蚤こ実線に示す如く溶湯の射出速度の変化を細か（制
御し得ることとなった。

この様な高速応答性を有する流量制御弁３０にて制御さ
れる溶湯の射出速度は、前半を低速射出速度区間Ｔ１　
とし、射出スリーブ内に充填した溶湯を低速射出速度Ｖ
ｌでキャビティへ押出す区間であり、該低速射出区間Ｔ
１　の初期賞は徐々１こ低速射出速度ｖ１へ増速するこ
と基こより射出スリーブ内に充填した溶湯が射出スリー
ブの溶湯注入口から射出スリーブ外へ逆流噴出すること
を防止する。そして、低速射出区間Ｔ１　の終期Ｔ６１
こおい入口 では射出速度Ｖｌ　ｆ一度減速し、キャビティにこ溶湯
が到達したとき、狭い間隙である湯道から比較的広い空
間であるキャビティ内へ溶湯が噴出し。

キャビティ内のガス（空気）と溶湯とが８−→−混脅す
ることを防止し、製品中Ｅこ巣を発生させる虞ｎを無＜
”ｒ。

入口 そして、溶湯がキャビティ△１こ到達し、溶湯がキャビ
ティに僅かに流入した後はキャビティ充填区間Ｔ２　と
して高速射出速度ｖ２で一気Ｉこ又は段階的１こ増速し
、溶湯をキャビティ内に充填させ、製品の欠落及び寸法
精度の低下を防止する。尚、充填区間Ｔ２　の射出完了
時ｉＱ　）こおいて、キャビティは溶湯で充満され、射
出速度が一気に零となり。

この時のシリンダ圧ｌこより溶湯はキャビティの隅々ま
で完全１こ充填される。そしてキャビティの大きさ又は
形状に応じて最終射出速度ｖ３　を高速射出速度■２　
よりも低く押え、以て射出完了時ｉｏの衝撃圧を小さく
して、射出成形品が薄物である場合等憂こは前記シリン
ダ圧５こより金型の合せ面ｌこ溶湯が流れ込むことによ
る製品のパリ吹きを防止することがある。

ところで、上記溶湯の全射出時間は一般に数秒と短く、
特に射出速度を変化させる立上り時間及び立下り時間は
百分の数秒乃至百分の数十秒と極めて短いものである。

従って、射出速度の増速又は減速は極めて応答が早く、
且つ、正確な速度制御が要求されることＥこなる。

しかるに、前述のメータイン回路を用いて溶湯の射出速
度を制御すると第４図に破線に示す如く也 立下り８１　、８２　１こおいて時間連木が生ずる特性
を現わす場合がある。

これは、ピストン２１．シリンダロッド託等の機械的可
動部分及び作動油の運動エネルギーｆこよる慣性が大き
く、又、前述の如く立下り時間８１．８２が極めて短い
為に減速が所定通り行われない久Ａ′？０ があり、射出成形品の品質を低下させるもの豐る。

本発明はこの様な欠点を排し、ピストン２１．シリンダ
ロッド拠ひいてはプランジャチップ四の高速移動中の急
減速か可能であり、応答性の高い流量制御弁（資）と相
俟って瞬時に加速及び減速を行い高品質の射出成形品を
製造する為のピストン速度制御装置である。

この本発明の実施例は第５図、第６図憂こ示す如くピス
トン後室２２への流入回路１６へ第１流量制御弁３０を
設けると共暑こピストン前室からの流出回路１７Ｅこも
第２流量制御弁５０’Ｅ−設け、該第２流量制御弁釦の
開度を第１流量制御弁（９）の開度に対応させて変化さ
せることにより溶湯の射出速度を制御する射出成形装置
のピストン速度制御装置である。

この様１こ流出回路１７１こ第２流量制御弁５０を設け
ることは１本発明者が射出速度の成品の品質との関係を
詳しく測定調査した結果減速時の時間遅れが高品質の維
持を困難とすることを発見し、この時間遅れは前述の如
（機械的可動部分及び作動油の慣性が大きく、シリンダ
ロッド１６の負荷等の外力、摺動部の摩擦力１作動油の
排出抵抗Ｉこよるピストン２１のシリンダ前面部に加わ
る流体圧力等Ｅこ間で可能とＴる為である。

即ち、第１図に示したメータイン回路の要部のみを第１
図の如く示Ｔと、流量制御弁１４１こで単位時間Ｅこお
ける作動油の流入量が制限さｎ、この作動油のピストン
後室四への流入量に応じてピストン２１及びシリンダロ
ッド２６．ひいてはプランジャチップ四が前進する。

このさき、プランジャ２９＋こよりキャビティＩこ射出
される溶湯等の抵抗）こよりシリンダロッド託に負荷Ｆ
ｌ　が加わり、又ピストン２１等の摺動部の摩擦力Ｆ２
及びピストン２１が前進することに伴いピストン前室２
３の作動油を排出する為コこ作動油からピストン２１が
受ける反力Ｆ３が生じこれらの力（Ｆｌ、Ｆ２．Ｆ３）
がピストン２１の前進を阻害する。

しかし、溶湯等の抵抗による負荷Ｆｌは射出速度の増速
時齋こは大きな負荷となっても射出速度を減速する場合
１ｃは大きな負荷となり得す、摺動部の摩擦力Ｆ２も極
めて小さく、又、ピストン２１が作動油から受ける反力
Ｆ３　も通常は小さな値である。この為、可動部分及び
作動油の慣性が打消されるのｌこ時間を要し、第４図破
線の如く立下り８１．８２　即ち、射出速度の減速時Ｉ
こ時間遅れが生じ。

射出成形品の品質低下を生じさせる。

又、ランアランド回路１８を有するメータイン回路であ
る第２図の要部のみを示す第８図においてもシリンダロ
ッド薦に加わる負荷Ｐｉ　摺動部の磨擦力Ｆ２　及び作
動油がピストン前基因からピストン後室２２へ移動する
際ｌこピストン２１が作動油から受ける反力ＩＰ３は前
記第７図１こ示した基本的メータイン回路の場合と同様
ｌこ小さく、射出速度の減速時ｌこ時間遅れが生じる。

尚、ラン了ランド回路１８’ｉ−有Ｔるシリンダ加では
ピストン後面Ｕの面積がピストン前面あの面積ｌこピス
トンロッド届の断面積そ加えた面積に等しい故、ピスト
ン後面２４にはピストンロッドあの断。

面積に作動油の圧力Ｐ２を乗じた力か加わりピストンロ
ッド２６を前進させ、この前進距離ｌこピストンロッド
の断面積を乗じた容積ｆこ等しい量の作動９ 油が流量制御弁力を通じピストン後室ｎに供給されてい
る。

この様ｌこ従来のメータイン回路では急激な減速に対し
時間遅れが生じる故１本発明ｆこおいてはピストン前室
おからの流出回路に第２流量制御弁聞を設け、ピストン
２１の前進に伴いピストン前室器から排出さｎる作動油
の流出１こ抵抗を与え、ピストン２１が作動油から受け
る反力Ｆｒ５　を適宜大きくし、減速時の制動として利
用すること奢こより急減速を可能とした。

本発明は上記の如くピストン後室２２への流入回路１６
へ第１流量制御弁３ｏを設けると共ｌこ、第ｌ流量制御
弁３０の開閉Ｅこ連動する第２流量制御弁５０をピスト
ン前室２３からの流出回路１７１こ設ける射出速度の制
御装置であり、流入回路１６ｆこ紀１流量制御弁３０を
設ける故、該流量制御弁３０１ごてピストン後室２２へ
の作動油の流入蓋が制御されると共ｔこ、高速射出速度
ｖ２で射出する充填区間Ｔ２のピストン後室における油
圧Ｐ２も第１１図に示す如く油圧源１１１こｉ６ける油
圧ＰＩよりも低くなる。

他方、シリンダ加の速度制御Ｅこおいて前述のメータイ
ン回路と並び従来力）ら多用されているメータアウト回
路では第９図、第１０図−こ示す如くピストン後室２２
ｉこは油圧源１１の圧力Ｐ１　を直接ｌこ加え。

ピストン前室２３から排出される油量を制御することに
よりピストン２１の前進速度を制御する故、第ｇＬか・
・ β図ｔこ示Ｔ如く低速射出速度区間Ｔｌ　鉢高速射出速
度で射出する充填区間Ｔ２１こおいてもピストン後室２
２１こあける油圧は油圧源１１の油圧Ｐｉ　ｔこ等しく
なる。この為射出完了時χＯＩこおける衝撃圧力Ｆ３が
加わると短時間ではあっても大きな異常高圧′Ｉ−５か
生じること１こなる。

この様なメータアウト回路１こ対し１本発明Ｉこ係る回
路を有する装置では、前述の・如く充填区間Ｔ２１こお
けるピストン後室２２の油圧Ｐ２ノは油圧源Ｐｌよりも
５低い故、衝撃圧力Ｐ３か加わった場合であっても異常
高圧のピーク値は低く油圧回路系に悪影響を与える虞れ
が無い利点を有Ｔる。

尚１本発明Ｅこ用いる＄１流量制御弁加と第２流量制御
弁団と開度変化を等しくする場合には第２流量制御弁５
０は第ｌ流量制御弁（資）と同一サイズ１こしで同一構
造の高速応答性を具えた流量制御弁を用いれば極めて正
確ｌこ射出速度を制御し得る。

要するに本発明は射出成形装置の射出シリンダ等のピス
トン速度制御装置ｔこおいて、ピストン後室への流入油
路に第１流量制御弁を設けると共Ｉこ。

ピストン前室からの流出油路中に第２流量制御弁を設け
、且つ、前記第１流量制御弁の開度ｌこ対応させて第２
流量制御弁の開度を変化させる装置を設けた射出成形装
置のピストン速度制御装置である。

この様Ｅこ本願発明は高速応答性を有Ｔる流量制御弁３
０を用い、流出回路１７における作動油の通過抵抗をも
第２流量制御弁５０１ごて適宜増大させて射出シリンダ
加のピストン２１が作動油から受ける反力ＩＦ５８大き
くした故、射出速度の急激な加速減速が可能となり、短
い射出時間内ｆこ３ける射出速度の変化を正確ｆこ制御
し１品質の高い射出成形品を得ることができ、又、射出
完了時における衝撃圧力のピーク圧を低く押えることに
より油圧回路への影悪影響も防止し得る等種々の利点を
有するピストン速度制御装置である。

【図面の簡単な説明】

４１図はメータイン回路を示Ｔ図、第２図はライアラン
ド回路を有Ｔるメータイン回路を示す図、第３図は本発
明１こ用いる流量制御弁の１例を示Ｔ図、第４ｒｉＡは
射出速度の変化を示す図１こして。 第５図及び第６図は本発明ｌこ係る制御装置の油圧回路
の要部を示す図、第γ図、第８図はメータイン回路の要
部を示す図、第９図、第１０図はメータアウト回路の要
部を示す図１Ｍ１１図は本発明ｆこおけるシリンダ内油
圧を示す図Ｉこして、第１２図はメタアウト回路におけ
るシリンダ内油圧を示す図である。 １１＝油圧源、１２＝切換弁、１４＝制御弁。 １６＝流入回路、１７＝流出回路、１８＝ランアランド
回路、＆ミ絞４−争、　２０に射出シリンダ、２１＝ピ
ストン、２２−ピストン後室、２３＝ビス）７６室、２
６＝シリンダロツドｓ　’ｚｓ＝射ｔＢスリーブ、２９
＝プランジヤチツプ、３０−第１流量制御弁、５Ｑ＝第
２流量制御弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 射出成形装置の射出シリンダ等のピストン速度制御装置
   ｌこおいて、ピストン後室への流入回路ｔＣ第１流量制
   御弁を設けると共ｌこ、ピストン前室からの流出回路中
   ｌこ第２流量制御弁を設け、且つ。 前記第１流量制御弁の開度ｆこ対応させて第２流量制御
   弁の開度を変化させる制御装置を設けた射出成形装置の
   ピストン速度制御装置。