JP2004160890A - 縦型射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】双方向油圧ポンプを使用した新規な縦型射出成形機の開発。
【解決手段】固定金型（１ａ）装着用の固定盤（１）と、固定盤（１）の直上に昇降自在に配設された移動金型（２ａ）装着用の移動盤（２）と、固定盤（１）にスライド可能に挿通され、前記移動盤（２）が取り付けられているタイバー（３）と、前記タイバー（３）を介して移動盤（２）を昇降させて型開閉及び型締動作を行わせる型締機構（Ｋ）とで構成された縦型射出成形機（Ａ）であって、前記型締機構（Ｋ）が、移動盤（２）の昇降動作を行わせる双方向油圧ポンプ（４）と、前記双方向油圧ポンプ（４）に接続され、双方向油圧ポンプ（４）から吐出された往・復動作方向の圧油により移動盤（２）を昇降させる昇降型締シリンダ（５）と、双方向油圧ポンプ（４）の圧油の吐出方向制御を行うモータ（６）と、双方向油圧ポンプ（４）と昇降型締シリンダ（５）とを接続する油圧配管系（Ｈ）とで構成されたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は大型締力を実現することができるにもかかわらず配管系が簡素でしかも装置高さを抑制することができる縦型射出成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機には縦型と横型とがあるが、インサート成形では縦型射出成形機が使用されることが多い。このような用途に用いられる従来の縦型射出成形機にあっては、その型締機構として、（ａ）モータとネジ機構にて駆動される公知のトグル機構（特開２０００−２７１９７９号公報）や、（ｂ）通常の油圧ポンプを使用した直動式油圧シリンダによる型締機構が使用されている。
【０００３】
縦型射出成形機にあっては、作業者の作業高さ（換言すれば、作業者が作業しやすい高さ）との関係から固定金型が装着される固定盤の位置が概ね決まっているため、前者のようなトグル機構を採用したものにあっては、型締力の大きな大型のトグル機構を採用することができなかった。（換言すれば、前述のように作業高さが決まっているため、大型締力が必要であるために大型のトグル機構を採用しようとした場合、縦型射出成形機の設置場所にピットを振り込んで該機の下部を収納するというような工夫が必要であった。）
【０００４】
更にトグル機構の場合では、使用される多種類の金型はそれぞれ異なる金型厚さがあり、型締時に設定された型締圧を発揮させるために金型交換の都度微妙な型厚調整を毎回行わねばならず、しかも、金型寸法（厚さ）の違いによる型締力の実測値の補正も行わねばならず、金型交換作業に手間取るという問題があった。
【０００５】
一方、従来の油圧ポンプを用いた直動式昇降型締シリンダを用いたものでは、型締力に合わせて直動式昇降型締シリンダの直径を大きくしていけばよいので、前述のようなトグル機構のように機高の問題は解消されるが、このような油圧ポンプと直動式昇降型締シリンダを用いた型締機構では油圧装置や油圧配管が非常に複雑であり、それ故駆動ロスが大きいという欠点があった。
【０００６】
【特開２０００−２７１９７９号公報】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかるモータとネジ機構を駆動源とした従来のトグル式型締機構の縦型射出成形機や従来の油圧ポンプを駆動源とし直動式油圧シリンダを型締機構とした縦型射出成形機が抱えていた諸問題を一挙に解決することができるような型締機構を装備した新規な縦型射出成形機を開発することをその課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
「請求項１」に記載の縦型射出成形機（Ａ）は「固定金型（１ａ）装着用の固定盤（１）と、固定盤（１）の直上に昇降自在に配設された移動金型（２ａ）装着用の移動盤（２）と、固定盤（１）にスライド可能に挿通され、前記移動盤（２）が取り付けられているタイバー（３）と、前記タイバー（３）を介して移動盤（２）を昇降させて型開閉及び型締動作を行わせる型締機構（Ｋ）とで構成された縦型射出成形機（Ａ）であって、前記型締機構（Ｋ）が、移動盤（２）の昇降動作を行わせる双方向油圧ポンプ（４）と、前記双方向油圧ポンプ（４）に接続され、双方向油圧ポンプ（４）から吐出された往・復動作方向の圧油により移動盤（２）を昇降させる昇降型締シリンダ（５）と、双方向油圧ポンプ（４）の圧油の吐出方向制御を行うモータ（６）と、双方向油圧ポンプ（４）と昇降型締シリンダ（５）とを接続する油圧配管系（Ｈ）とで構成された」ことを特徴とする。
【０００９】
これによれば双方向油圧ポンプ（４）を使用しているので、双方向油圧ポンプ（４）の回転方向を変えるだけで圧油の吐出方向を切り替えることができ、昇降型締シリンダ（５）と双方向油圧ポンプ（４）とを接続する油圧配管系（Ｈ）を著しく簡素にすることができた。そして、型締機構（Ｋ）の駆動部として直動式の昇降型締シリンダ（５）を採用しているので、要求される型締力に合わせてその直径を設定するだけで足り、大型締力を必要とする場合であっても機高を高くする必要がない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示実施例に従って詳述する。本発明の縦型射出成形機（Ａ）の正面図は図１に示す通りで、縦型射出成形機（Ａ）の固定盤（１）はフレーム（１３）上に水平に設置されており、その上面に固定金型（１ａ）が設置されている。固定盤（１）の上方には移動盤（２）が昇降可能に配置されており、その下面に移動金型（２ａ）が取着されている。前記固定盤（１）の四隅（或いは２辺又は３辺）にはタイバー（３）が垂直にてスライド可能に挿通されており、その上端には前記移動盤（２）が装着されている。
【００１１】
また、前記タイバー（３）の下端には昇降型締シリンダ取付盤（１４）が設置されており、該昇降型締シリンダ取付盤（１４）上に昇降型締シリンダ（５）のピストンロッド（５ｂ）の先端部分が固定され、前記昇降型締シリンダ（５）のシリンダ部（５ａ）の上端部分が前記固定盤（１）［或いはフレーム（１３）］に取着されている。
【００１２】
移動金型（２ａ）と固定金型（１ａ）とで構成される金型（Ｄ）には所定形状のキャビティ（Ｃ）が形成されており、その側方には計量樹脂を前記キャビティ（Ｃ）に充填するための公知の構造を有する射出シリンダ部（１５）が金型（Ｄ）に対して接離可能に設置されている。
【００１３】
前記昇降型締シリンダ（５）は必要とされる型締力に合わせて選定されたものが装着されるようになっており、その構造は図２に示すように本実施例では早送り機構が組み込まれている。大略、シリンダ部（５ａ）、前記シリンダ部（５ａ）に対して油密状態にて挿脱方向に挿入されているピストンロッド（５ｂ）、前記ピストンロッド（５ｂ）に穿設された早送りシリンダ孔（５ｃ）及び前記早送りシリンダ孔（５ｃ）に油密状態にて挿脱方向に挿入された早送り用給排管（５ｄ）とで構成され、昇降型締シリンダ取付盤（１４）に取り付けられたピストンロッド（５ｂ）の太径部（５ｂ１）とシリンダ上端部（５ａ１）との間の空間が型締作動室（５Ｘ）であり、シリンダ部（５ａ）の作動側端部とピストンロッド（５ｂ）の細径部（５ｂ２）との間の空間が型開作動室（５Ｙ）であり、早送りシリンダ孔（５ｃ）の孔底と早送り用給排管（５ｄ）の先端との間の空間が型閉時のピストンロッド（５ｂ）を早送りするための早送り作動室（５Ｚ）である。これら型締作動室（５Ｘ）、型開作動室（５Ｙ）及び早送り作動室（５Ｚ）の各接続ポートは後述する油圧配管系（Ｈ）を介して双方向油圧ポンプ（４）に接続されている。
【００１４】
双方向油圧ポンプ（４）は回転方向を切り替えることで圧油の吐出方向を切り替えることができるものである。双方向油圧ポンプ（４）に接続されたモータ（６）の回転方向を切り替えることで双方向油圧ポンプ（４）の回転方向が切り替わる。また、モータ（６）をサーボモータとすることで、回転数制御やトルク制御を行うことで双方向油圧ポンプ（４）から吐出される油圧の吐出量や吐出圧力を自在に制御することができる。
【００１５】
油圧配管系（Ｈ）は、圧油タンク（７）、流量補正機構（１２）、方向制御弁（９）、プレフィル弁（１０）、圧力センサ（１１）及びこれらを介して昇降型締シリンダ（５）と双方向油圧ポンプ（４）とを繋ぐ配管類（ｈ１）（Ｈ２）…によって構成されている。
【００１６】
流量補正機構（１２）は後述するように、昇降型締シリンダ（５）の作動時において、昇降型締シリンダ（５）に圧送・供給される圧油の量と、前記供給された圧油により作動するピストンロッド（５ｂ）の動きに合わせて昇降型締シリンダ（５）から排出される圧油の量との差を過不足なく調整して双方向油圧ポンプ（４）に圧油を供給し、余剰分は圧油タンク（７）に返戻し、不足分は圧油タンク（７）から吸引するための装置である。
【００１７】
方向制御弁（９）は、ピストンロッド（５ｂ）の早送り型閉動作と高圧型締動作及び型開動作とを切り替えるためのもので、互いに逆の動作をさせる一対のソレノイド（９ａ）（９ｂ）により早送り型開状態（９Ｘ）、型開返油状態（９Ｙ）及び高圧型締状態（９Ｚ）に切り替わるようになっている。
【００１８】
プレフィル弁（１０）は、一方向弁部（１０ａ）にパイロット配管（ｈ１）が接続されており、常時、圧油タンク（７）方向への圧油の流れを阻止しているが、パイロット配管（ｈ１）からの圧力を受けた時のみ圧油タンク（７）に圧油を返戻することができる。
【００１９】
昇降型締シリンダ（５）のシリンダ上端部（５ａ１）とプレフィル弁（１０）との間の配管（ｈ１）に圧力センサ（１１）が設置されており、昇降型締シリンダ（５）の型締作動室（５Ｘ）内の内圧を常時監視し、圧力データをサーボモータ（６）に送りサーボ制御を行うようにしている。
【００２０】
次に、本発明装置（Ａ）の動作について概略を説明すると、前述のようにシリンダ部（５ａ）がフレーム（１３）に固定され、ピストンロッド（５ｂ）が昇降型締シリンダ取付盤（１４）に固定されているので、昇降型締シリンダ（５）が収縮して移動金型（２ａ）が最上位置で停止した型開き状態からピストンロッド（５ｂ）がシリンダ部（５ａ）から突出方向に移動して昇降型締シリンダ（５）が伸長すると、ピストンロッド（５ｂ）の下方への突出と共に昇降型締シリンダ取付盤（１４）が下降し、タイバー（３）を介して移動盤（２）が移動金型（２ａ）と共に下降し型閉が行われる。固定金型（１ａ）のパーティング面に移動金型（２ａ）のパーティング面が接触するとモータ（６）がトルク制御に切り替わり所定の圧力で型締を行う。この状態で射出シリンダ部（１５）のノズル（１５ａ）が金型（Ｄ）に押圧され、続いて金型キャビティ（Ｃ）内に計量樹脂が充填される。然る後、保圧・冷却工程を経て再びピストンロッド（５ｂ）が没入方向に移動して昇降型締シリンダ（５）が収縮し、昇降型締シリンダ取付盤（１４）が上昇し、タイバー（３）を介して移動盤（２）が移動金型（２ａ）と共に上昇し型開が行われる。成形品は固定金型（１ａ）側に残留しており、エジェクタ（２０）により突き出され回収される。
【００２１】
以下、たとえばインサート成形の場合を例にとって前記動作について詳述する。型開き状態で、固定金型（１ａ）の所定位置にインサート部品を設置し、この状態でサーボモータ（６）を作動させて型閉を行う。型開き状態は移動金型（２ａ）が最上位置で停止している状態であり、ピストンロッド（５ｂ）が没入した昇降型締シリンダ（５）の収縮状態である。
【００２２】
この状態からサーボモータ（６）が正転すると双方向油圧ポンプ（４）の型閉側ポート（４ａ）から流量補正機構（１２）を通って方向制御弁（９）に至る。方向制御弁（９）ではソレノイド（９ａ）が作動して早送り型開状態（９Ｘ）となっており、圧油は配管（ｈ３）を通って早送り用給排管（５ｄ）に至り、早送りシリンダ孔（５ｃ）内に圧入される。
【００２３】
この早送りシリンダ孔（５ｃ）は狭い空間であるから少量の圧油の供給でピストンロッド（５ｂ）が高速移動（突出）することになる。このピストンロッド（５ｂ）の高速移動（突出）により型締作動室（５Ｘ）が拡大するので、この拡大に合わせてプレフィル弁（１０）を介して圧油タンク（７）から圧油が吸引・供給されることになる。この時プレフィル弁（１０）を通過する圧油の流れ方向はプレフィル弁（１０）の一方向弁部（１０ａ）に対して順方向であるから、プレフィル弁（１０）を介して圧油タンク（７）から型締作動室（５Ｘ）に至る配管（ｈ４）を通って圧油が供給されることになる。
【００２４】
同時に、ピストンロッド（５ｂ）の突出動作に伴って型開作動室（５Ｙ）が縮小することになるが、型開作動室（５Ｙ）内の圧油は流量補正機構（１２）を介して圧油タンク（７）に返戻される。ここで、早送り作動室（５Ｚ）に供給される圧油と型開作動室（５Ｙ）から押し出される圧油の量が異なるが（この場合は早送り作動室（５Ｚ）に供給される圧油より型開作動室（５Ｙ）から押し出される圧油の量の方が大きい。）、この場合は流量補正機構（１２）によって双方向油圧ポンプ（４）から吐出されるだけ量の圧油が双方向油圧ポンプ（４）に供給され、余剰の圧油は流量補正機構（１２）を通って油圧タンク（７）に返戻され、需給バランスがとられるようになっている。このようにして高速型閉が行われる。
【００２５】
移動金型（２ａ）のパーティング面が固定金型（１ａ）のパーティング面の直前（あるいは接触した時点）に至るとこれをセンシングして型閉が終了し型締に移る。型締では切り替え信号により方向切替弁（９）のソレノイド（９ｂ）が作動して方向切替弁（９）を早送り型開状態（９Ｘ）から型締状態（９Ｚ）に切り替え、圧油の供給方向を早送り作動室（５Ｚ）から型締作動室（５Ｘ）に切り替える。型締工程に至ると移動金型（２ａ）のパーティング面が固定金型（１ａ）のパーティング面に押圧されて圧油の供給は殆んど０となるためモータ（６）は圧力制御に切り替えられる。このような型締状態となった後、前述のように射出シリンダ部（１５）のノズル（１５ａ）が金型（Ｄ）のゲート（図示せず）に接続・押圧され、計量樹脂がキャビティ（Ｃ）内に射出充填されることになる。そして、保圧・冷却工程が終了した後、型開が行われる。
【００２６】
型開工程に切り替わると、モータ（６）を逆転させて双方向吐出ポンプ（４）の吐出方向を反転させ、型開側ポート（４ｂ）から圧油を吐出させる。これと同時に方向切替弁（９）の両ソレノイド（９ａ）（９ｂ）が作動して「或いは作動せず」、方向切替弁（９）を型開返油状態（９Ｙ）に切り替える。双方向吐出ポンプ（４）の型開側ポート（４ｂ）から吐出された圧油は、流量補正機構（１２）を通って昇降型締シリンダ（５）の型開作動室（５Ｙ）に圧入され、型開作動室（５Ｙ）が拡張してピストンロッド（５ｂ）がシリンダ部（５ａ）内に没入していく。ピストンロッド（５ｂ）のシリンダ部（５ａ）内への没入速度に合わせてピストンロッド（５ｂ）に固定されている昇降型締シリンダ取付盤（１４）が上昇し、これと共にタイバー（３）を介して移動金型（２ａ）装着されている移動盤（２）が上昇し型開が行われる。この時、モータ（６）がサーボモータであれば回転数制御を行うことにより双方向油圧ポンプ（４）の吐出量を制御することができ、型開速度をコントロールすることができる。
【００２７】
前述のピストンロッド（５ｂ）の没入と共に型締作動室（５Ｘ）と早送り作動室（５Ｚ）が押し縮められ、型締作動室（５Ｘ）及び早送り作動室（５Ｚ）内に充填されていた圧油が押し出される。型締作動室（５Ｘ）内の圧油は型締ポート（５Ｘ１）から配管（ｈ５）を通って排出される。また、早送り作動室（５Ｚ）内の圧油も同時に押し出され、配管（ｈ３）を通って排出されるが、このとき方向制御弁（９）は、両ソレノイド（９ａ）（９ｂ）が作動して［或いは作動せず］、型開返油状態（９Ｙ）となっており、型締作動室（５Ｘ）及び早送り作動室（５Ｚ）から押し出された圧油は型開返油状態（９Ｙ）となっている方向制御弁（９）で合流して流量補正機構（１２）内に流入し、流入した圧油の一部「型開作動室（５Ｙ）に向けて吐出される圧油量に等しい量」は双方向油圧ポンプ（４）に供給され、残りは余剰圧油として油圧タンク（７）に返戻される。そして移動盤（２）が最上位置に達した処で型開が終了する。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、型締機構の昇降型締シリンダが直動式であるから、昇降型締シリンダの高さを高くすることなく直径を大きくするだけで型締力を拡大させることができ、高型締力を有する縦型射出成形機であっても、その機高を高くしなくてもよいという利点がある。更に、昇降型締シリンダを作動させるための駆動源として双方向油圧ポンプを採用することにより、配管系が非常に簡便のものとなり駆動時のエネルギーロスが著しく小さくなった。更に、前述のように昇降型締シリンダを直動式にしたので、トグル機構において不可欠であった型厚調整機構や、型締力の実測補正などが不要となり、型締機構および型締作業の簡素化を実現することができた。なお、モータをサーボモータとすることで、双方向油圧ポンプの吐出量の制御やトルク制御が簡単に行えるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる縦型射出成形機の正面図
【図２】本発明にかかる配管系回路図
【符号の説明】
（Ａ） 縦型射出成形機
（Ｋ） 型締機構
（Ｈ） 油圧配管系
（１） 固定盤
（１ａ） 固定金型
（２） 移動盤
（２ａ） 移動金型
（３） タイバー
（４） 双方向油圧ポンプ
（５） 昇降型締シリンダ
（６） モータ

Claims (2)

1. 固定金型装着用の固定盤と、固定盤の直上にて昇降自在に配設された移動金型装着用の移動盤と、固定盤にスライド可能に挿通され、前記移動盤が取り付けられているタイバーと、前記タイバーを介して移動盤を昇降させて型開閉及び型締動作を行わせる型締機構とで構成された縦型射出成形機において、
   前記型締機構が、
   （ａ）移動盤の昇降動作を行わせるために圧油を双方向に吐出する双方向油圧ポンプと、
   （ｂ）前記双方向油圧ポンプに接続され、双方向油圧ポンプから吐出された往・復動作方向の圧油により移動盤を昇降させる昇降型締シリンダと、
   （ｃ）双方向油圧ポンプの圧油の吐出方向制御を行うモータと、
   （ｄ）双方向油圧ポンプと昇降型締シリンダとを接続する油圧配管系とで構成されたことを特徴とする縦型射出成形機。
2. 前記モータがサーボモータであることを特徴とする請求項１に記載の縦型射出成形機。

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