JPH07223233A - 圧縮成形機及び圧縮成形機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コストをかけずに金型開閉速度の制御精度を
向上させ、速度の切換も指令値通りスムーズに行われる
ことを可能にする圧縮成形機及び圧縮成形機の制御方法
を提供しようとするものである。 【構成】 本発明は、金型の開閉を行うためのシリンダ
４５と、シリンダ４５に作動油を供給するアキュームレ
ータ４７と、アキュームレータ４７からのシリンダ４５
への作動油の流量を調節する流量調節手段１と、更に、
速度を検出するセンサ５とを備え、流量調節手段１が、
粗流量調節手段２と、微流量調節手段３とを具備した圧
縮成形機であり、又、粗流量調節手段２により所望の金
型開閉速度を得るように大まかに作動油の流量を調整す
る一方で、センサ５からの金型の現実の速度に基づい
て、正確に所望の金型開閉速度を得るように微流量調節
手段３により細かく流量を調節する制御方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱硬化性シート材料
（Ｓｈｅｅｔ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ：Ｓ
ＭＣ）を上下一対の金型間に挟むようにして圧縮成形を
行う圧縮成形機に係わり、特に前記一対の金型の高速開
閉及び金型密着直前の微速開閉をシリンダによって行う
圧縮成形機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の圧縮成形機３０の一例を図８に示
す。圧縮成形機は、フロアーに固定されたベッド３１
と、ベッドの四隅に立設されたアップライト３２と、こ
の４本のアップライト３２の上端部を連結固定するクラ
ウン３３とを有する。このクラウン３３の中央部には単
動式のメインシリンダ３４が、左右両側に複動式のサブ
シリンダ３７が取り付けられて昇降シリンダ４５が構成
されている。メインシリンダ３４及びサブシリンダ３７
のピストンロッド３５、３８はクラウン３３の下方に突
出し、これらのピストンロッド３５、３８の下端にスラ
イド３６が連結されている。このスライド３６は前記４
本のアップライト３２に案内され上下動自在とされてい
る。

【０００３】そして、上記スライド３６の下面に上金型
４１が、前記ベッド３１の上面に下金型４２が着脱自在
に取り付けられている。これら上下金型４１、４２は、
型締めされると両者の合わせ部にキャビティ４３が形成
されるように構成されている。又、前記ベッド３１の四
隅には、レベリングシリンダ３９が設けられ、このシリ
ンダ３９のピストンロッド４０の上端面は前記スライド
３６の下面に接離自在に当接する。

【０００４】このような従来の圧縮成形機３０の作動を
図９を参照しつつ説明する。図９は、スライド３６の時
間に対するストローク量を示しており、スライド３６の
１サイクルにおける圧力制御を示している。始めに、図
８に示すように、熱硬化性シート材料（Ｓｈｅｅｔ Ｍ
ｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ：ＳＭＣ）４４を下金
型４２に供給する。そして、上金型４１の取り付けられ
たスライド３６を低速→高速→低速と速度をコントロー
ルして下金型４２へと下降させる。スライド３６がレベ
リングシリンダ３９のピストンロッド４０に当接した時
点で、圧縮成形が始まる。加圧過程初期の上下金型４
１、４２密着直前は微速度制御されている。ここで、前
記スライド３６の下降時おける速度コントロールの低速
は、圧縮成形機３０のクラウン３３やレベリングシリン
ダ３９のピストンロッド４０へ過大な衝撃を与えないた
めに必要な速度過程であり、加圧過程初期の微速度制御
は、精度の良い成形品を得るために必要な速度過程であ
る。

【０００５】その後は、図９に現れている微なストロー
ク変化が示すように、スライド３６とレベリングシリン
ダ３９のピストンロッド４０が密着した状態で、スライ
ド３６の加圧力の調整を行いながら圧縮成形が進行して
いく。そして、圧縮成形完了後、スライド３６の加圧力
をレベリングシリンダ３９の圧力よりも下回るように減
圧してレベリングシリンダ３９の圧力によってスライド
３６を離型させ、スライド３６を低速→高速→低速と速
度をコントロールして上昇させる。ここでの前記スライ
ド３６の上昇時における速度コントロールの低速も、圧
縮成形した成形品や圧縮成形機３０のクラウン３３に過
大な衝撃を与えないために必要な速度過程である。

【０００６】ところで、上述のようにスライド３６の昇
降速度は、成形の１サイクル中、金型開閉のための低速
→高速→低速の速度制御と、加圧過程初期の微速度制御
と様々にコントロールされている。特に、成形サイクル
の始めと終わりの昇降速度は、圧縮成形機の１サイクル
時間を短縮するために高速化が望まれており、圧縮成形
機やそれによって成形される圧縮成形品に過大な衝撃を
与えないようにスライド３６の昇降速度の高速化を図る
には低速から高速へ、高速から低速への速度の移行が指
令値通りスムーズに行われることが要求される。更に、
加圧過程初期の微速度制御は、精度の良い成形品を得る
ために、正確な速度制御が必要となる。

【０００７】このようなスライド３６の速度制御を行う
従来の圧縮成形機の流量調節手段４８を図１０により説
明する。スライド３６の昇降は、メインシリンダ３４及
びサブシリンダ３７で構成されている昇降シリンダ４５
によって行なわれ、その昇降速度のコントロールは、昇
降シリンダ４５のうちの一部又は全部に送られる作動油
の流量をコントロールすることによって行われる。

【０００８】図１０において、４６は油圧ポンプ、４７
はアキュームレータ、４８は電磁比例バルブ（流量調節
手段）、４９は電磁比例バルブ４８に所望流量を指令す
る指令手段、５０、５１、５２、５３は切換弁、５４は
リリーフ弁である。切換弁５３は、昇降シリンダ４５の
メインシリンダ３４及びサブシリンダ３７のどちらに作
動油を供給するかの選択をするものである。リリーフ弁
５４は装置の許容圧力値を越えそうな場合に作動油を逃
がすために設けられている。

【０００９】続いて、従来の圧縮成形機の流量調節手段
４８の作動を説明する。最初に、切換弁５０、５１をそ
れぞれａ、ｂポジションにして、アキュームレータ４７
に作動油を貯めておく。そして、スライド３６を低速→
高速→低速と速度を変化させて下降（昇降）させる場合
は、切換弁５１、５２をそれぞれａ、ａ（ｂ）ポジショ
ンにして、アキュームレータ４７に貯められていた大容
量の作動油を昇降シリンダ４５へ放出する。この時は、
所望流量を指令する指令手段４９によって電磁比例バル
ブ４８を調節して、スライド３６の速度を低速→高速→
低速と制御する。スライド３６を低速のみで下降（昇
降）させる場合は、上記の状態で電磁比例バルブ４８に
より流量を調節してスライド３６を低速に調節するか、
又は、切換弁５０をｂポジションにして、油圧ポンプ４
６の出力作動油によって低速に調節することもある。

【００１０】上記のように従来の圧縮成形機は、アキュ
ームレータ４７に作動油を貯めておくによって、スライ
ド３６を高速で昇降させるための大容量の作動油を昇降
シリンダ４５に供給することを可能している。そして、
電磁比例バルブ４８によって作動油の流量を調節するこ
とによってスライド３６の高速、低速の速度制御を可能
としている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電磁比
例バルブ４８は指令手段４９の指令値に対しての制御精
度が悪く、例えば、図２（ａ）に示すように制御目標流
量をスライド速度が低速から高速へと徐々に増加するよ
うに一点鎖線の如く指令しているのに対して、電磁比例
バルブ４８から実際に出力される流量は実線に示す通
り、始めは立ち上がりが緩やかなために制御目標流量値
に達せず、後から急激に増加して制御目標流量値を越し
てしまう。このように、制御精度が悪いため必要な制御
速度を正確に確保することが困難である。又、電磁比例
バルブはアキュームレータと比べ、応答性が低いので、
速度切換にショックやオーバシュート、アンダーシュー
トが発生し速度の切換が指令値通りスムーズに行われな
いという問題を有している。

【００１２】その結果、圧縮成形機の一部や圧縮成形品
に過大な衝撃を与えてしまい、１サイクルの時間は短縮
できても精度の良い成形が安定して行われないという問
題が生じる。そこで、電磁比例バルブ４８の代わりにサ
ーボバルブを使用することが考えられるが、スライド３
６を高速で昇降させる程の大容量用のサーボバルブは高
価であり、これを使用すると圧縮成形機全体としてのコ
ストを高くするという問題がある。

【００１３】本発明は、上記問題に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、コストをかけずに金型開
閉速度の制御精度を向上させ、速度の切換も指令値通り
スムーズに行われることを可能にする圧縮成形機及び圧
縮成形機の制御方法を提供しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明の圧縮成形機は、金型の開閉を行うためのシ
リンダと、該シリンダに作動油を供給するアキュームレ
ータと、該アキュームレータからの前記シリンダへの作
動油の流量を調節する流量調節手段とを備えた圧縮成形
機において、前記金型の現実の位置又は速度を検出する
センサを設け、前記流量調節手段が、所望の金型開閉速
度を大まかに調整する粗流量調節手段と、前記センサの
検出値に基づいて正確に所望の金型開閉速度を得るよう
に流量を調整する微流量調節手段とを備えているもので
ある。

【００１５】又、本発明の圧縮成形機の制御方法は、金
型の開閉を行うためのシリンダに供給されるアキューム
レータからの作動油の流量を調節することにより金型の
開閉速度を制御する圧縮成形機の制御方法において、所
望の金型開閉速度を得るように大まかに作動油の流量を
調整する一方で、前記金型の現実の位置又は速度に基づ
いて、正確に所望の金型開閉速度を得るように細かく流
量を調節するものである。

【００１６】

【作用】上記手段によると、金型開閉速度を変える為に
作動油の流量値を変化させる場合に、流量値変化の指令
に対して、粗流量調節手段では対応しきれない部分の流
量を微流量調節手段がセンサの検出値に基づいて正確に
所望の金型開閉速度を得るように細かく調節するので、
大容量用のサーボバルブ等の高価な部品を使用せずとも
必要な制御速度を正確に確保することができ、応答性も
良くなる。それにより、流量調節手段全体の金型開閉速
度の制御精度が向上し、速度の切換も指令値通りスムー
ズに行われて速度切換時のショックやオーバシュート、
アンダーシュートの発生が無くなる。

【００１７】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。図１は、本発明の圧縮成形機における金
型を開閉するスライド３６の速度制御を行う流量調節手
段１を示す図である。図１において、図１０に示す従来
のものと異なるところは、速度センサ５が設けられ、流
量調節手段１が粗流量調節手段２と、微流量調節手段３
とを備えている点である。尚、図１０に示す従来のもの
と同様の働きをするものには同一の符号を付してその説
明を省略する。

【００１８】図１において、流量調節手段１は、粗流量
調節手段２である電磁比例バルブ２と、微流量調節手段
３である小容量のサーボバルブ３と、微流量指令手段４
と、指令手段４９とで構成されている。電磁比例バルブ
２は、従来通り作動油の所望流量を指令する指令手段４
９によって制御されて流量を大まかに調整する。小容量
のサーボバルブ３は、微流量指令手段４によって制御さ
れて正確に所望の流量を得るように微調整を行う。微流
量指令手段４は、スライド３６の実際の速度を速度セン
サ５によって測定して、その速度値に応じて所望の速度
を得るに必要な作動油の微流量指令を小容量のサーボバ
ルブ３にする。

【００１９】例えば、電磁比例バルブ２によって大まか
に調整されて出力された流量が、制御目標流量値より少
なく、スライド３６の速度が所望値よりおそいことを速
度センサ５が検知した場合、微流量指令手段４が、サー
ボバルブ３をｂポジションにして所望の流量を得るに必
要な微流量を供給するように指令する。逆に、電磁比例
バルブ２によって大まかに調整されて出力された流量
が、制御目標流量値より多く、スライド３６の速度が所
望値より速いことを速度センサ５が検知した場合、微流
量指令手段４が、サーボバルブ３をａポジションにして
所望の流量となるために必要な微流量を放出するように
指令する。

【００２０】このような流量調節手段１の流量値制御方
法の一例を図２（ａ）により説明する。図２（ａ）中の
一点鎖線はスライド速度を低速から高速へ徐々に移行す
る場合の速度に対する制御目標流量値を示しており、流
量調節手段１の粗流量調節手段２である電磁比例バルブ
２への制御指令を一点鎖線に示す指令値によって制御す
るようにした例である。この場合の粗流量調節手段２で
ある電磁比例バルブ２の制御指令に対する対応は実線で
示すような曲線になるので、電磁比例バルブ２の制御指
令に対して対応しきれない斜線部分の流量を微流量調節
手段３である小容量のサーボバルブ３により調整する。

【００２１】具体的には、一点鎖線より下側の鎖線部分
は、制御目標流量値に満たない場合であるので、サーボ
バルブ３をｂポジションにして所望の流量を得るに必要
な微流量を供給し、一点鎖線より上側の鎖線部分は、制
御目標流量値より過剰な場合であるので、サーボバルブ
３をａポジションにして所望の流量となるために必要な
微流量を放出して調整する。

【００２２】図２（ｂ）は、流量調節手段１の粗流量調
節手段２である電磁比例バルブ２への制御指令を一点鎖
線に示す指令値よりも少な目に制御した例で、サーボバ
ルブ３のポジションの切換が図２（ａ）の場合に比べ少
ないだけ制御がし易くなる。

【００２３】ところで、上記のように流量値制御を所望
の金型開閉速度を得るように大まかに作動油の流量を調
整する一方で、前記金型の現実の位置又は速度に基づい
て、正確に所望の金型開閉速度を得るように細かく流量
を調節するという方法で圧縮成形機を制御するならば、
大まかに作動油の流量を調整する手段は、電磁比例バル
ブ２に限られるものではない。

【００２４】従って、本発明の圧縮成形機は図３に示す
ように流量調節手段１の粗流量調節手段２が切換弁６と
絞り弁７とで構成されているものでもよいし、図４に示
すように切換弁６と固定オリフィス８とで構成されてい
るものでもよい。又、図６に示すように切換弁９と複数
の絞り弁１０、１１とで構成されているものでもよい。

【００２５】図３及び図４に示す実施例は、粗流量調節
手段２である絞り弁７、又は、固定オリフィス８で、図
５に示す実線のように、作動油の流量を大まかに一定値
に調整し、粗流量調節手段２である絞り弁７、又は、固
定オリフィス８によって、制御目標流量値（図中一点鎖
線）に達しきれない斜線部分の流量を微流量調節手段３
である小容量のサーボバルブ３により調整するようにし
た例である。この場合、切換弁６は、絞り弁７、又は、
固定オリフィス８からの昇降シリンダへの作動油の供給
をＯＮ・ＯＦＦするために設けられており、粗流量調節
手段２の制御はこの切換弁６の切換をするだけでよく容
易になる。

【００２６】図６に示す実施例は、切換弁９が、絞り弁
１０からの作動油を通過させるａポジションと、作動油
の通過を全く遮断するｂポジションと、絞り弁１１から
の作動油を通過させるｃポジションとを有している。絞
り弁１１の開度は絞り弁１０の開度よりも大きく通過流
量が増加するようになっており、切換弁９が、ａポジシ
ョンからｃポジションに切り換わると昇降シリンダに供
給される作動油の供給量が段階的に増加するようになっ
ている。従って、粗流量調節手段２である絞り弁１０、
１１で、図７に示す実線のように、作動油の流量を段階
的に増加させて大まかに調整し、粗流量調節手段２であ
る絞り弁１０、１１によって、制御目標流量値（図中一
点鎖線）に達しきれない斜線部分の流量を微流量調節手
段３である小容量のサーボバルブ３により調整するよう
にした例である。この場合も粗流量調節手段２の制御は
切換弁９のポジションの切換をするだけでよく容易にな
る。

【００２７】

【発明の効果】上記のような本発明の圧縮成形機、及
び、圧縮成形機の制御方法は、金型開閉速度を変える為
に作動油の流量値を変化させる場合に、流量値変化の指
令に対して、粗流量調節手段では応答しきれない部分の
流量を微流量調節手段がセンサの検出値に基づいて正確
に所望の金型開閉速度を得るように細かく調節すること
により、大容量用のサーボバルブ等の高価な部品を使用
せずとも必要な制御速度を正確に確保することを可能に
し、応答性を良くする。そのため、流量調節手段全体の
金型開閉速度の制御精度が向上し、速度の切換も指令値
通りスムーズに行われるようになり、速度切換時のショ
ックやオーバシュート、アンダーシュートの発生が無く
なる。

【００２８】その結果、圧縮成形機の一部や圧縮成形品
に過大な衝撃を与えることなく、１サイクルの時間を短
縮して精度の良い成形を安定して行うことが可能な圧縮
成形機を実現する。又、大容量用のサーボバルブ等の高
価な部品を使用していないので、装置全体としてコスト
が高くならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧縮成形機における流量調節手段を示
す図である。

【図２】スライド速度と制御目標流量の関係を示す図で
ある。

【図３】本発明の圧縮成形機における他の流量調節手段
を示す図である。

【図４】本発明の圧縮成形機における他の流量調節手段
を示す図である。

【図５】スライド速度に対する制御目標流量を示す図で
ある。

【図６】本発明の圧縮成形機における他の流量調節手段
を示す図である。

【図７】スライド速度に対する制御目標流量を示す図で
ある。

【図８】圧縮成形機を示す図である。

【図９】図８に示す圧縮成形機のスライドのストローク
制御を示したグラフである。

【図１０】従来の圧縮成形機における流量調節手段を示
す図である。

【符号の説明】

１ 流量調節手段 ２ 電磁比例バルブ（粗流量調節手段） ３ 小容量サーボバルブ（微流量調節手段） ４ 微流量指令手段 ５ 速度センサ ３６ スライド（上金型保持部材） ４５ 昇降シリンダ ４７ アキュームレータ ４９ 流量指令手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂材料を挟んで圧縮成形する金型の開
   閉を行うためのシリンダと、該シリンダに作動油を供給
   するアキュームレータと、該アキュームレータからの前
   記シリンダへの作動油の流量を調節する流量調節手段と
   を備えた圧縮成形機において、前記金型の現実の位置又
   は速度を検出するセンサを設け、前記流量調節手段が、
   所望の金型開閉速度を大まかに調整する粗流量調節手段
   と、前記センサの検出値に基づいて正確に所望の金型開
   閉速度を得るように流量を調整する微流量調節手段とを
   備えていることを特徴とする圧縮成形機。
2. 【請求項２】 請求項１の圧縮成形機において、前記粗
   流量調節手段が、電磁比例バルブであり、前記微流量調
   節手段がサーボバルブであることを特徴とする圧縮成形
   機。
3. 【請求項３】 請求項１の圧縮成形機において、前記粗
   流量調節手段が切換弁及び絞り弁、又は、切換弁及び固
   定オリフィスとで構成されていることを特徴とする圧縮
   成形機。
4. 【請求項４】 請求項１の圧縮成形機において、前記粗
   流量調節手段が切換弁と複数の絞り弁とで構成されてい
   ることを特徴とする圧縮成形機。
5. 【請求項５】 樹脂材料を挟んで圧縮成形する金型の開
   閉を行うためのシリンダに供給されるアキュームレータ
   からの作動油の流量を調節することにより金型の開閉速
   度を制御する圧縮成形機の制御方法において、所望の金
   型開閉速度を得るように大まかに作動油の流量を調整す
   る一方で、前記金型の現実の位置又は速度に基づいて、
   正確に所望の金型開閉速度を得るように細かく流量を調
   節することを特徴とする圧縮成形機の制御方法。