JPH02248230A - 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け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］ 油圧方式射出成形機で、作動の精密化のためには、サー
ボ弁によるクローズド制御回路が通常採用される。しか
しサーボ弁は作動油中のゴミや異物の影響を受けること
があるので、作動油を清浄に管理しなければならず、小
規模の成形業者では保守管理し難いという問題があった
。これに対して、比例電磁方式弁を使用すれば、作動油
の清浄管理に特別に気を使う必要はないが、作動の精密
化にはある限界があり、最近のように精密作動の安定性
、再現性をシビアに要求されると、性能不足となりつつ
ある。また比例電磁方式弁はクローズド制御回路化する
ことがサーボ弁より困難で、無理に実施しても不安定と
なりがちであった。

〔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油圧方式
射出成形機における従来にはみられない作動の精密化を
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ける作動の精密化を達成するた
めに； ■　射出シリンダＱＱ）に装着され、射出シリンダαφ
内の圧油の圧力をセンシングしている圧力センサ（２６
）と、 ■　射出シリンダａΦに接続され、射出シリンダαωへ
の圧油の供給量や射出シリンダ０［Ｉｌからの圧油の排
出量を制御する比例電磁方式の方向流量制御弁（９）と
、 ■　射出成形用のスクリューを回転させるサーボモータ
ａηと、 ■　射出・チャージ工程におけるサーボモータ０ηを制
御すると共に射出・チャージ工程における射出シリンダ
αΦ内の油圧データが入力されたマイコン方式制御装置
（２４）と、 ■　マイコン方式制御装置（２４）からの油圧データと
圧力センサ（２６）からのデータとを比較してマイコン
方式制御装置（２４）の油圧データに追従するように方
向流量弁に対して制御信号を出す比較器（２２）とで射
出成形機の油圧回路を構成する。

；という技術的手段を採用している。

〔作　　用］ さて、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
）を通って射出シリンダ００）のへンド側（１０ａ）に
供給される圧油の星はマイコン方式制御袋ｆｆ（２４）
にキーボードから前もって入力された設定値通りに方向
流量制御弁（９）の弁開度が調節される。

更に、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、マイコン方式制
御装置（２４）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。

チャージ工程では、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［０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
０の前方にチャージし、その反作用でスクリュー０［９
はピストン体（１０ｃ）　とともに後退するのであるが
、比例電磁弁方式の方向流量制御弁を通過して圧油を貯
油槽に戻す際の抵抗値すなわち背圧がマイコン方式制御
袋ｆｆ　（２４）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。こ
れにより設定値に合致した樹脂のチャージが可能となる
。

〔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、射出成形の工程ごとに、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（１）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１−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
）となり、管路（ｂｌにアキヱムレータ（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ポートに接続されている。該方向流量
制御弁（９）のＡボートからの管路（Ｃ１は射出シリン
ダ００）のヘッド側（ｌｏａ）と、シャトル弁０υのボ
ー）　（ｌｌａ）を介してノズルタッチ用方向制御弁０
乃のＰボートに接続されている。方向流量制御弁（９）
のＢポートからの管路（ｄｌはサックバック用方向制御
弁ＯＪのＰボートと、エジェクト用方向制御弁（１４）
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ポートからの管路（ｇｌは射出シリンダ
０１のロッド側（１０ｂ）に接続されており、Ｂボート
がらの管路（Ｃ）に接続されている。

分岐点（５）からの別の管路（ｅｌはシャトル弁（ＩＩ
）のボー　１−　（ｌｌｂ）に接続されており、分岐点
（５）からの第３の管路（ｆ）は型開閉用方向制御弁０
５）のＰボートに接続されている。

射出シリンダＱＯＩのピストン体（１０ｃ）は射出シリ
ンダ００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（ＩＯＣ）の後部に固着された電動Ｊａ（ＡＣザーポ
モータ）αη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０ωの前方に移送し、その反作用でスクリュ
ーα旧よピストントン体（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ａ３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（Ｃ１から圧油が射出シ
リンダ００のヘッド側（１０ａ）に供給されて、ピスト
ン体（１０ｅ）がスクリューαＱ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０旧よ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＠で作動される
。エジェクトシリンダａ旧土成形完了した成形品を突き
出すためのもので、エジェクト用方向制御弁０４）で作
動される。型開閉シリンダ（２ｍは型開閉用方向制御弁
０ω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ポートの切替を行う。

■　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
身で流量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（、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
古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（ｋｌ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０φ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Ｕ。

■、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（ｎｌ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（ｐ）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０１を制御するための信号線
（ｍ）、並びにポンプ制御装置（３）を制御するだめの
信号線（１）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００）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の
フィードバック制御を行う。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ｆｌ）の吐出口からの管路（
Ｘｌ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・エジェ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（ｅ）、型開閉シ
リンダには管路（ｆ）が接続されており、またスクリュ
ー０［９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０７）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
０η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（ｋｌ
、可変吐出量ポンプ（１）の制御装置（３）に至る信号
線（β）、チャージ用のＡＣザーボモータ０７）に至る
信号線（ｍ）を有している。また入力回路としては、射
出シリンダ（１ωの圧力センサ（２６）からの信号線（
０）、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。

以上のように構成した本発明の作用を、第３図の射出成
形の工程ごとに負荷電力を測定した事例図について述べ
る。

■型締工程 可変吐出量ポンプ（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（２ω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）は全閉にして
、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、Ｂ→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
、差動トランス（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、アキュムレ
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
）の吐出量を増やして、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→Ａの状態のまま圧力制御となり、入力端子（２３
）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０１により制御装置（２４）からの命
令通りスクリューＱｌを回転駆動し、プラスチック樹脂
を溶融混練しなからスクリ１−（１ωの前方にチャージ
し、その反作用でスクリュー０［９はピストン体（１０
ｅ）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（５２）
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
圓はＰ−＋Ａ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
ドバック作用によって、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。

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α力との入力Ｕ■、Ｗ線をま
とめた電源Ｒ，Ｓ、Ｔに電力計（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）に補充する電力に相当するＷ８を調節するようにな
っている。

〔効　　　果〕

本発明の射出成形機は、射出シリンダに装着され、射出
シリンダ内の圧油の圧力をセンシングしている圧カセン
ザと射出シリンダに接続され、７射出シリンダへの圧油
の供給量や射出シリンダからの圧油の排出量を制御する
比例電磁方式の方向流量弁と、射出成形用のスクリュー
を回転させるサーボモータと、射出・チャージ工程にお
けるサーボモータを制御すると共に射出・チャージ工程
における射出シリンダ内の油圧データ“が入力されたマ
イコン方式制御装置と、マイコン方式制御装置からの油
圧データと圧カセンザからのデータとを比較してマイコ
ン方式制御装置の油圧データに追従するように方向流量
弁に対して制御信号を出す比較器とで構成されているの
で、射出・保圧工程並びにチャージ工程における背圧を
常時圧カセンザにて実測して樹脂の状態を実際に知る事
が出来、これをマイコン方式制御装置に記憶された標準
的なデータと比較する事により前記標準状態からの実際
の樹脂状態の解離度を正確に把握して方向流量制御弁な
らびにサーボモータを制御して射出・保圧並びににチャ
ージ工程の背圧をマイコン方式制御装置に記憶されてい
る標準的なデータに合うように制御する事が出来るもの
であり、その結果、再現性の高い作動の精密化を達成し
得たものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の油圧回路図、 第２図は従来例の油圧回路図、 第３図は本発明における電力負荷と工程との関係を示す
グラフ。 （９）・・・方向流量制御弁、 ０η・・・サーボモータ、 （２６）・・・圧力センサ。 ａＯ・・・射出シリンダ、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）射出シリンダに装着され、射出シリンダ内の圧油
   の圧力をセンシングしている圧力センサと射出シリンダ
   に接続され、射出シリンダへの圧油の供給量や射出シリ
   ンダからの圧油の排出量を制御する比例電磁方式の方向
   流量弁と、射出成形用のスクリューを回転させるサーボ
   モータと、射出・チャージ工程におけるサーボモータを
   制御すると共に射出・チャージ工程における射出シリン
   ダ内の油圧データが入力されたマイコン方式制御装置と
   、マイコン方式制御装置からの油圧データと圧力センサ
   からのデータとを比較してマイコン方式制御装置の油圧
   データに追従するように方向流量弁に対して制御信号を
   出す比較器とで構成された事を特徴とする射出成形機の
   油圧回路。