JPH0747291B2 - 射出成形機のシリンダ油圧回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は射出成形機の往復動型シリンダを駆動する油圧
回路の改良に関する。

（従来の技術） プラスチックの射出成形は加熱熔融したプラスチック材
料を射出シリンダの圧力により金型の中へ射出して成形
するものであり、開閉（金型）、射出、保圧、計量の４
つの工程を１サイクルとして連続的に行なわれる。開閉
とは型締シリンダにより金型から固化したプラスチック
を取り出して、次の材料の受け入れ準備をする工程であ
り、射出工程では熔融した材料が射出シリンダの圧力に
よりこの金型の中へ射出される。保圧工程においては射
出されたプラスチックが加圧されながら冷却固化する。
また、計量工程ではスクリューの回転により加熱筒にホ
ッパー内のプラスチック材料を導き入れる。この際、可
塑化したプラスチックの圧力により射出シリンダが後退
するが、後退速度を制限するため射出シリンダに背圧を
作用させる。また、射出及び保圧工程では油圧ポンプを
駆動して射出シリンダに連続して油圧を作用させる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、射出工程では材料射出のため射出シリンダに
高圧油を大量に導入する必要があり、油圧ポンプを駆動
する電動機はこの負荷に耐える容量のものでなければな
らない。一方、保圧工程では金型内に充填されたプラス
チック材料の加圧状態を維持するため、電動機は加圧ト
ルクを連続的にかける必要があり、熱的耐久性の高いも
のが要求される。これらの対策として、アキュムレータ
と逆止弁を回路中に介装して加圧保持をアキュムレータ
の蓄圧力によって行うようにしたものがある。この場合
には計量工程でシリンダの後退速度を制限するのに必要
な背圧を確保するために、アキュムレータとタンクとの
間に計量工程時にのみ開く圧力制御弁を設ける必要があ
る。しかし、この圧力制御弁はシリンダの後退速度をコ
ントロールするものであり、構造が複雑で高価になると
いう問題があった。

本発明は、上記問題点を解決し、往復動型シリンダを効
率良く駆動できる油圧回路を提供することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、金型内部にプラスチック材料を射出して成形
する射出成形機に用いられる往復動型シリンダの油圧回
路において、油圧ポンプの吐出回路を往復動型シリンダ
の一方の油室と接続し、この吐出回路にアキュムレータ
を介装するとともに、前記シリンダの往復時に圧油の逆
流を阻止し、かつシリンダの往復時に逆流を許容する弁
装置を介装している。

（作用） シリンダの往動工程では油圧ポンプがシリンダに圧油を
供給すると同時にアキュムレータに蓄圧する。シリンダ
の保圧工程では弁装置によりアキュムレータに蓄えられ
た圧力が油圧ポンプ側へ逃げるのを阻止してシリンダの
加圧状態を維持する。シリンダの復動工程では弁装置に
より油圧ポンプに圧油が逆流し、逆流油により駆動され
るポンプの抵抗によって背圧を発生する。

（実施例） 第１図及び第２図に本発明の第１実施例を示す。

第１図において、１は射出シリンダ、２は油圧ボンプ、
３は油圧ポンプ２を駆動する電動機である。油圧ポンプ
２の吐出口P₁は射出シリンダ１のプランジャ1Aを射出側
に駆動する油室P₂に接続され、この回路上にソレノイド
に駆動される常開のノーリーク弁４とアキュムレータ５
とを直列に介装する。また、プランジャ1Aをはさんで油
室P₂と反対側に設けた油室P₃を油圧ポンプ２の吸込口P₄
接続する。油圧ポンプ２の吐出口P₁と吸込口P₄は逆転可
能であり、また油圧ポンプ２はドレーンポートP₅を介し
てアキュムレータ６に接続される。そして、このアキュ
ムレータ６を逆止弁７を介して吐出口P₁とノーリーク弁
４の間に接続し、また逆止弁８を介して吸込口P₄と油室
P₃との間に接続する。さらに一定以上の圧力下において
吸込口P₄からアキュムレータ６方向へ作動油を流通させ
るリリーフ弁９をこの逆止弁８と並列して設ける。以上
の構成はユニット化される。そして、油圧ポンプ２を駆
動する電動機３及びノーリーク弁４はユニット外のコン
トローラ10により制御される。

なお、射出シリンダ１は図示されないスクリュー、加熱
筒、ホッパーを前方（図中右方向）に備え、ホッパーか
ら供給された材料を加熱筒で熔融した後に、加熱筒の先
端のノズルから金型内に射出する。

次に第２図を参照しながら作用を説明する。

開閉工程においては油圧ポンプ２は駆動されず、ノーリ
ーク弁４はOFF状態で開いている。射出工程に至る油圧
ポンプ２が作動して射出シリンダ１の油室P₂に高圧の作
動油が送り込まれ、同時にアキュムレータ５に蓄圧す
る。油室P₂に送り込まれた作動油はプランジャ1Aを射出
側（図中右側）へ押し出し、これにより加熱筒内の熔融
したプラスチック材料を金型の中に射出する。このプラ
ンジャ1Aの変位に伴って油室P₃の作動油が油圧ポンプ２
の吸込口P₄に流入する。射出後の保圧工程においてはコ
ントローラ10を通じてノーリーク弁４がONに切り換えら
れて閉じ、射出シリンダ１はアキュムレータ５に蓄圧さ
れた圧力によりプランジャ1Aを射出側へ押圧保持する。
この時、油室P₃側への圧油のリークにより油圧が少しず
つ低下するため、ある時点においてコントローラ10を介
して電動機３が作動し、油圧ポンプ２を駆動すると同時
にノーリーク弁４を開いてアキュムレータ５に再び蓄圧
する。アキュムレータ５が十分に蓄圧されたところでノ
ーリーク弁４を閉じ、電動機３の運転を止める。この蓄
圧作業は保圧工程中のアキュムレータ５の圧力低下に応
じて随時行なわれるため、プランジャ1Aを押圧する油室
P₂の圧力は常に一定以上に保たれ、電動機３の運転も短
時間で良く継続運転の必要はない。次に、計量工程に移
るとノーリーク弁４が開き、油室P₂とアキュムレータ５
の圧力により作動油は油圧ポンプ２を回転させながら逆
流していく。この時、図示されないスクリューの回転に
よりプラスチック材料を加熱筒に供給して可塑化する。
可塑化したプラスチック材料の圧力ｆによりシリンダ１
が後退するが、この背圧として油室P₂内に前記油圧ポン
プ２の抵抗による圧力が立ち、シリンダ１はゆっくりと
押し戻される。そのため、アキュムレータ５内の圧力が
第２図のように僅かに上昇し、油圧ポンプ２の吐出口P₁
から吸込口P₄へと作動油が逆流する。これにより、油圧
回路は最初の開閉工程の状態に戻り、次のサイクルが繰
り返される。

また、試運転等の目的でプラスチック材料を供給せずに
射出シリンダ１を駆動する場合には、計量工程において
外力ｆが作用しないため、油室P₂の圧力を解放した後に
油室P₃の圧力でプランジャ1Aを後退させる必要がある。
この時、一定以上の圧力で開くリリーフ弁９はアキュム
レータ６に油室P₃側の圧力が逃げるのを防止してプラン
ジャ1Aの後退を助ける一方、油室P₃に高圧が作用した時
にはリリーフ弁９がプランジャ1Aの急激な後退を防止す
ると共に、アキュムレータ６に蓄圧する。なお、アキュ
ムレータ６は閉回路であるこの油圧回路において内部リ
ークや温度変化等に伴う油量の変化を補う働きをする。

第３図及び第４図は本発明の第２実施例であり、第１図
の破線に囲まれた部分の構成を第３図のように変え、ア
キュムレータ５の手前のノーリーク弁４の代わりにパイ
ロット付逆止弁11を設けている。この逆止弁11は通常は
油圧ポンプ２から射出シリンダ１方向への油通のみを許
容し、計量工程において逆方向の油通を許容するように
構成されている。また、第５図及び第６図に示す本発明
の第３実施例はアキュムレータ５の上流に逆止弁12設
け、これらと並列にノーリーク弁４を設けている。これ
らの第２、第３実施例ではアキュムレータ５を第２図と
同様の作動に導くための弁操作が、それぞれ第４図及び
第６図のように単純化される。

第７図及び第８図は本発明の第４実施例である。ここで
は、アキュムレータ５の上流に逆止弁12を、下流にノー
リーク弁４を直列に設けるとともに、これらと並列に別
のノーリーク弁13を設けている。この実施例では計量時
に第８図に示すようにノーリーク弁４を閉じ、ノーリー
ク弁13を開くことにより、アキュムレータ５の圧力を解
放せずに、次のサイクルに利用することができる。

第９図及び第10図は本発明の第５実施例で、射出成形機
の型締シリンダ１′に適用した例である。ここではアキ
ュムレータ５に常開のノーリーク弁14を備えるととも
に、吐出回路に介装する弁装置としてノーリーク弁４と
並列に逆止弁15を設ける。これらのノーリーク弁４と14
及び油圧ポンプ２を駆動する電動機３はいずれもコント
ローラ10に制御される。なお、16はシリンダ圧力（油室
P₂の圧力）を検出してコントローラ10に入力する圧力セ
ンサ、17はプランジャ1Aのストローク位置を検出してコ
ントローラ10に入力するストロークセンサである。この
型締シリンダ１′は型閉、型締、型開、取出、の４工程
を１サイクルとして作動する。型閉工程は型締シリンダ
１′のプランジャ1Aを前方へ駆動して金型を閉じる工程
であり、コントローラ10がノーリーク弁14を閉じ、油圧
ポンプ２のからの圧油が逆止弁15及びノーリーク弁４を
通じてシリンダ１′の油室P₂に供給される。これによ
り、プランジャ1Aが前方に押し出され油室P₂が拡大す
る。この時、アキュムレータ５はノーリーク弁14により
吐出口P₁から油室P₂に至る吐出回路から遮断されている
ため、アキュムレータ５に蓄えられた高圧が圧力の下回
る吐出回路に逃げる恐れはない。型閉工程が完了して油
室P₂の容積拡大が止まると供給される圧油により油室P₂
の圧力が急上昇するが、これを圧力センサ16の出力によ
り検出し、同時にストロークセンサ17によりシリンダス
トロークを検出してこれに基づきコントローラ10はノー
リーク弁４を閉じ、同時にノーリーク弁14を開くととも
に電動機３の運転を停止する。このようにして、型締工
程では油室P₂にアキュムレータ５に蓄圧された圧力が作
用し、作動油のリークなどによる圧力低下時にのみコン
トローラ10が電動機３を運転して油圧ポンプ２を駆動
し、油室P₂及びアキュムレータ５に圧油を供給する。な
お、この圧油供給は逆止弁15を介して行なわれるためノ
ーリーク弁４の操作は不要で閉じたままである。次の型
開工程ではノーリーク弁14を閉じ、ノーリーク弁４を開
くとともに、電動機３を介して油圧ポンプ２を逆転させ
る。これに伴い作動油は型閉工程と逆方向に流れ、プラ
ンジャ1Aが後退する。プランジャ1Aが所定の後退位置に
至ると、コントローラ10により電動機３が停止され、そ
のままの状態で取出工程に移行して金型から固化したプ
ラスチックが取り出される。なお、型開工程から次の型
締工程までの間はノーリーク弁14がアキュムレータ５を
吐出回路から遮断してアキュムレータ５の高圧を次の型
締工程まで維持する。これは１サイクル毎にアキュムレ
ータ５の圧力解放と蓄圧を繰り返す前記の第１実施例に
比べて油圧ポンプ２の駆動期間が短縮されることを意味
し、したがって油圧ポンプ２や電動機３を更に小型化す
ることができる。

以上において第１〜第４実施例は射出シリンダを対象と
したもので、第５実施例は型締シリンダに適用したもの
である。

（発明の効果） 以上のように、本発明は油圧ポンプとシリンダとの間に
アキュムレータと回路を断続する弁装置を備えたため、
シリンダの往動工程でアキュムレータに蓄えられた油圧
を利用することができ、また復動工程で逆流する作動油
に対する油圧ポンプの回転抵抗でシリンダ速度を適切に
コントロールできる。したがって、運転コストを節約で
きるとともに、電動機の負荷時間が短いため、容量一杯
の負荷をかけてもオーバーロードの心配が少なく、その
分電動機を小型化することができる一方、圧力制御機構
の省略による回路構成の簡素化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す油圧回路図、第２図
は同回路の作動情況を示すタイミングチャート、第３図
は第２実施例を示す要部の油圧回路図、第４図は同じく
タイミングチャート、第５図は第３実施例を示す要部の
油圧回路図、第６図は同じくタイミングチャート、第７
図は第４実施例を示す油圧回路図、第８図は同じくタイ
ミングチャート、第９図は第５実施例を示す油圧回路
図、第10図は同じくタイミングチャートである。 １……射出シリンダ、２……油圧ポンプ、4,14……ノー
リーク弁、5,16……アキュムレータ、10……コントロー
ラ、15……逆止弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型内部にプラスチック材料を射出して成
   形する射出成形機に用いられる往復動型シリンダの油圧
   回路において、油圧ポンプの吐出回路を往復動型シリン
   ダの一方の油室と接続し、この吐出回路にアキュムレー
   タを介装するとともに、前記シリンダの往復時に圧油の
   逆流を阻止し、かつシリンダの往復時に逆流を許容する
   弁装置を介装したことを特徴とする射出成形機のシリン
   ダ油圧回路。