JP2005337353A - Hydraulic cylinder device and injection molding unit of injection molding machine with usage of hydraulic cylinder device - Google Patents

Hydraulic cylinder device and injection molding unit of injection molding machine with usage of hydraulic cylinder device Download PDF

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JP2005337353A JP2004155903A JP2004155903A JP2005337353A JP 2005337353 A JP2005337353 A JP 2005337353A JP 2004155903 A JP2004155903 A JP 2004155903A JP 2004155903 A JP2004155903 A JP 2004155903A JP 2005337353 A JP2005337353 A JP 2005337353A
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hydraulic cylinder
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JP2004155903A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Kubota
浩司 久保田
Yoshito Yamamoto
義人 山本
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Ind Ltd
三菱重工業株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydraulic cylinder device capable of being easily controlled and capable of coping with a large capacity facility. <P>SOLUTION: A piston 14 is moved by a hydraulic pressure so as to follow the movement of a movement body side rod 24, and thereby large axial force is generated on a driving rod 15 jointed to the piston 14. When the piston 14 is moved in a speed higher than the movement speed of opening and closing valves 22 and 23, the opening and closing valves 22 and 23 are opened and the hydraulic pressure of an oil chamber of a cylinder 11 escapes through a working fluid passage provided on the piston. Therefore, the piston 14 always follows the opening and closing valves 22 and 23, in other words, the movement of the movement body side rod 24, and moves in the same speed with the movement body side rod 24. The driving rod 15 is driven with particularly large force in proportion to the force moving the movement body side rod, and the driving rod 15 is moved to follow the movement body side rod 24. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、特に大容量の油圧駆動手段として好適な油圧シリンダ装置およびその油圧シリンダ装置を使用した射出成形機の射出ユニットに関するものである。   The present invention relates to a hydraulic cylinder device particularly suitable as a large-capacity hydraulic drive unit and an injection unit of an injection molding machine using the hydraulic cylinder device.
射出スクリュを射出駆動するためのアクチュエータとして油圧シリンダを用いた射出成形装置が実用されている。上記油圧シリンダは、駆動力をバランスさせるために、射出シリンダの両側に対称平行に配設されかつ同時駆動される。(例えば、特許文献1参照)
溶融樹脂の射出工程では、まず、射出スクリュを回転しながら低速で後進させる。これにより、射出シリンダの中に送り込まれた樹脂材料が溶融可塑化されながらスクリュ先端に貯溜される。そして、樹脂貯溜量が一定量に達したとき、射出スクリュの回転を止め、ついで、射出スクリュを高速で前進させて、溶融樹脂を射出シリンダ先端のノズルから金型キャビティ内に射出する。
An injection molding apparatus using a hydraulic cylinder as an actuator for driving injection of an injection screw has been put into practical use. The hydraulic cylinders are arranged symmetrically in parallel on both sides of the injection cylinder and simultaneously driven in order to balance the driving force. (For example, see Patent Document 1)
In the molten resin injection process, first, the injection screw is moved backward at a low speed while rotating. As a result, the resin material fed into the injection cylinder is stored at the screw tip while being melt-plasticized. When the resin storage amount reaches a certain amount, the rotation of the injection screw is stopped, and then the injection screw is advanced at a high speed to inject the molten resin into the mold cavity from the nozzle at the tip of the injection cylinder.
以前の射出成形装置においては、射出スクリュの進退は一定速の低速溶融可塑化と一定速の高速射出の繰り返しで用が足りていた。しかし、現在では、射出成形品の薄肉化や射出高速化のために、射出速度の段階的な制御と型内圧制御が求められるようになっている。
樹脂の射出には大きな力を必要とするので、射出スクリュを駆動するには、径の大きな油圧シリンダを用いて、このシリンダに多量の作動油を急速に流す必要がある。射出の高速化には、大容量の油圧源と大容量の切換弁を必要とするので、作動油の重量によるイナーシャの影響等のために、制御の指示に対する油圧シリンダの応答が遅れることになる。したがって、射出工程における射出速度等の微妙な制御は難しく、また、制御のための周辺機能部品のコストが高くなる。
In the previous injection molding apparatus, the advance and retreat of the injection screw was sufficient by repeating low-speed melt plasticization at a constant speed and high-speed injection at a constant speed. However, at present, step-by-step control of injection speed and in-mold pressure control are required to reduce the thickness of injection-molded products and increase the injection speed.
Since a large force is required for the injection of the resin, in order to drive the injection screw, it is necessary to use a hydraulic cylinder having a large diameter and to rapidly flow a large amount of hydraulic oil into the cylinder. High-speed injection requires a large-capacity hydraulic power source and a large-capacity switching valve, so the response of the hydraulic cylinder to the control command will be delayed due to the influence of inertia due to the weight of hydraulic oil. . Therefore, delicate control of the injection speed and the like in the injection process is difficult, and the cost of peripheral functional parts for control becomes high.
そこで、近年では、精度の高い射出制御を実現するために、電動モータによって駆動されるボールねじ等を用いた機械的な射出スクリュ駆動手段等が導入されるようになってきた。しかし、ボールねじは荷重が制限され、しかも、このボールねじを多数設置した場合には、荷重分担の確実性が必要となる。また、ボールネジを用いた射出スクリュ駆動手段は、構造が複雑でコストも高くなる。
特公昭55−24986号公報
Therefore, in recent years, in order to realize highly accurate injection control, mechanical injection screw driving means using a ball screw or the like driven by an electric motor has been introduced. However, the load of the ball screw is limited, and when a large number of ball screws are installed, certainty of load sharing is required. Further, the injection screw driving means using the ball screw has a complicated structure and a high cost.
Japanese Patent Publication No.55-24986
上記のように、従来の油圧シリンダによる射出等の駆動装置は、射出成形品の薄肉化や射出高速化のための射出速度の微妙な制御が難しく、しかも、大容量の油圧射出駆動機構の制御手段はコストが高くなる。
一方、電動モータ駆動のボールねじ、またはボールねじナットを使用した機械的な射出駆動手段は、速度制御は容易であるものの、ボールねじが荷重に制限を受けるという欠点がある。また、大容量のボールねじは高価であり、しかも多数のボールねじを使用する場合は、構造が複雑となると共に、ボールねじ軸の同期回転やボールねじナットの荷重平均化のための制御手段が必要になるため、設備コストが嵩むことになる。
As described above, the conventional drive device such as injection by a hydraulic cylinder is difficult to delicately control the injection speed for thinning the injection molded product or increasing the injection speed, and also controls the large-capacity hydraulic injection drive mechanism. Means are expensive.
On the other hand, mechanical injection driving means using a ball screw driven by an electric motor or a ball screw nut is easy to control the speed, but has a drawback that the ball screw is limited by the load. In addition, large-capacity ball screws are expensive, and when a large number of ball screws are used, the structure becomes complicated, and control means for synchronous rotation of the ball screw shaft and load averaging of the ball screw nut are provided. Since it becomes necessary, the equipment cost increases.
本発明は、このような状況に鑑み、大容量の油圧シリンダと電動モータ駆動の機械的な駆動手段とを組み合わせた制御が容易で、大容量の設備にも対応可能な油圧シリンダ装置を提供することを目的としている。
また、本発明は、上記油圧シリンダ装置を使用して、回流する作動油量の減少、リリーフ油量の減少、および油圧運転のエネルギの節減を図るようにした射出成形機の射出ユニットを提供することを目的としている。
In view of such a situation, the present invention provides a hydraulic cylinder device that can be easily combined with a large-capacity hydraulic cylinder and a mechanical drive unit driven by an electric motor and can be used for large-capacity equipment. The purpose is that.
The present invention also provides an injection unit of an injection molding machine that uses the above hydraulic cylinder device to reduce the amount of circulating hydraulic oil, reduce the amount of relief oil, and reduce the energy of hydraulic operation. The purpose is that.
本発明に係る油圧シリンダ装置は、油圧シリンダと、前記油圧シリンダ内に摺動可能に設けられ、その一方および他方の側にそれぞれ形成された前記シリンダの第1および第2の油室を連通させる作動油通路を形成したピストンと、前記油圧シリンダの一方の側蓋に摺動可能に貫通され、前記ピストンに相対変位可能に結合された移動体側ロッドと、前記移動体側ロッドに設けられ、該移動体側ロッドと前記ピストンの相対変位によって前記作動油通路を開閉する開閉弁を前記ピストンとの間で構成する弁体と、前記油圧シリンダの他方の側蓋に摺動可能に貫通され、前記ピストンに固定結合された駆動ロッドと、
前記移動体側ロッドを進退移動させるアクチュエータと、前記第2の油室に作動油を供給し、前記作動油通路を介して前記作動油を還流させるように構成された油圧発生手段と、を備え、前記開閉弁は、前記弁体が前記一方の側蓋の方向に移動するときの速度よりも前記ピストンが同方向に移動する速度が大きい場合に、その速度差によって生じる前記相対変位によって開かれるように、かつ、前記油圧発生手段が停止された状態で前記弁体が前記他方の側蓋の方向に移動するときに開かれるように構成されていることを特徴としている。
The hydraulic cylinder device according to the present invention is provided to be slidable in the hydraulic cylinder and the first and second oil chambers of the cylinder formed on one side and the other side thereof, respectively. A piston formed with a hydraulic fluid passage, a movable body side rod that is slidably penetrated through one side lid of the hydraulic cylinder, and is coupled to the piston so as to be relatively displaceable, and provided on the movable body side rod. A valve body configured to open and close the hydraulic oil passage by relative displacement between the body side rod and the piston is formed between the piston and the other side lid of the hydraulic cylinder so as to be slidable, A fixedly coupled drive rod;
An actuator for moving the rod on the movable body forward and backward, and a hydraulic pressure generating means configured to supply hydraulic oil to the second oil chamber and to recirculate the hydraulic oil through the hydraulic oil passage, The on-off valve is opened by the relative displacement caused by the speed difference when the speed of the piston moving in the same direction is larger than the speed of the valve body moving in the direction of the one side cover. In addition, the valve body is configured to be opened when the valve body moves in the direction of the other side lid in a state where the hydraulic pressure generating means is stopped.
前記移動体側ロッドの径と駆動ロッドの径を等しく設定して、前記ピストンの両側の受圧面積を等しくすることが望ましい。また、前記開閉弁は、ポペット弁あるいはカップ弁で構成してもよい。   It is desirable that the diameter of the movable body side rod and the diameter of the drive rod are set to be equal so that the pressure receiving areas on both sides of the piston are equal. The on-off valve may be a poppet valve or a cup valve.
前記移動体側ロッドを進退移動させるアクチュエータは、回転駆動されるボールねじ軸と、該ボールねじ軸に螺合するボールねじナットとを備え、該ボールねじナットの直線運動を前記移動体側ロッドに伝達するように構成することができる。   The actuator for moving the moving body side rod forward and backward includes a ball screw shaft that is rotationally driven and a ball screw nut that is screwed to the ball screw shaft, and transmits linear motion of the ball screw nut to the moving body side rod. It can be constituted as follows.
前記油圧発生手段は、油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出された作動油を還流させる閉鎖配管回路と、を備えることができる。前記油圧ポンプは、前記一方の側蓋の方向に移動する前記弁体に対して前記ピストンを追従して移動させ得る流量の作動油を発生するように、前記アクチュエータと連携して運転される。   The hydraulic pressure generating means can include a hydraulic pump and a closed piping circuit that recirculates hydraulic oil discharged from the hydraulic pump. The hydraulic pump is operated in cooperation with the actuator so as to generate a flow amount of hydraulic oil that can move the piston following the valve body moving in the direction of the one side lid.
本発明に係る油圧シリンダ装置は、油圧シリンダと、前記油圧シリンダ内に摺動可能に設けられ、その一方および他方の側にそれぞれ形成された前記シリンダの第1および第2の油室を連通させる作動油通路を形成したピストンと、
前記油圧シリンダの一方の側蓋に摺動可能に貫通され、前記ピストンに相対変位可能に結合された移動体側ロッドと、前記移動体側ロッドに設けられ、該移動体側ロッドと前記ピストンの相対変位によって前記作動油通路を開閉する第1および第2の開閉弁を前記ピストンとの間でそれぞれ構成する第1および第2の弁体と、前記油圧シリンダの他方の側蓋に摺動可能に貫通され、前記ピストンに固定結合された駆動ロッドと、前記移動体側ロッドを進退移動させるアクチュエータと、前記第1および第2の油室に選択的に作動油を供給し、前記作動油通路を介して前記作動油を還流させるように構成された油圧発生手段と、を備え、前記第1の開閉弁は、前記第1の弁体が前記一方の側蓋の方向に移動するときの速度よりも前記ピストンが同方向に移動する速度が大きい場合に、その速度差によって生じる前記相対変位によって開かれるように構成され、前記第2の開閉弁は、前記第2の弁体が前記他方の側蓋の方向に移動するときの速度よりも前記ピストンが同方向に移動する速度が大きい場合に、その速度差によって生じる前記相対変位によって開かれるように構成されている、ことを特徴としている。
The hydraulic cylinder device according to the present invention is provided to be slidable in the hydraulic cylinder and the first and second oil chambers of the cylinder formed on one side and the other side thereof, respectively. A piston having a hydraulic oil passage;
A movable body side rod that is slidably penetrated through one side lid of the hydraulic cylinder and is coupled to the piston so as to be relatively displaceable, and provided on the movable body side rod. By the relative displacement of the movable body side rod and the piston, First and second on-off valves that open and close the hydraulic oil passage are slidably passed through the first and second valve bodies that respectively constitute the piston and the other side cover of the hydraulic cylinder. , A drive rod fixedly coupled to the piston, an actuator for moving the rod on the movable body forward and backward, and hydraulic oil is selectively supplied to the first and second oil chambers, and the hydraulic oil is passed through the hydraulic oil passage. Hydraulic pressure generating means configured to recirculate the hydraulic oil, and the first on-off valve has a higher speed than the speed at which the first valve body moves in the direction of the one side lid. But When the moving speed in the direction is large, the second opening / closing valve is configured to be opened by the relative displacement caused by the speed difference, and the second valve body moves in the direction of the other side lid. When the speed at which the piston moves in the same direction is larger than the speed at which the piston is moved, the piston is opened by the relative displacement caused by the speed difference.
前記移動体側ロッドの径と駆動ロッドの径を等しく設定して、前記ピストンの両側の受圧面積を等しくすることが望ましい。前記第1および第2の開閉弁はポペット弁で構成することができる。また、前記第1および第2の開閉弁の一方をカップ弁で構成し、他方をカップ弁もしくはポペット弁で構成しても良い。   It is desirable that the diameter of the movable body side rod and the diameter of the drive rod are set to be equal so that the pressure receiving areas on both sides of the piston are equal. The first and second on-off valves can be constituted by poppet valves. One of the first and second on-off valves may be a cup valve, and the other may be a cup valve or a poppet valve.
前記移動体側ロッドを進退移動させるアクチュエータは、回転駆動されるボールねじ軸と、該ボールねじ軸に螺合するボールねじナットとを備え、該ボールねじナットの直線運動を前記移動体側ロッドに伝達するように構成することができる。   The actuator for moving the moving body side rod forward and backward includes a ball screw shaft that is rotationally driven and a ball screw nut that is screwed to the ball screw shaft, and transmits linear motion of the ball screw nut to the moving body side rod. It can be constituted as follows.
実施の形態において、前記油圧発生手段は、油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出された作動油を還流させる閉鎖配管回路と、を備え、前記油圧ポンプは、前記弁体に対して前記ピストンを追従して移動させ得る流量の作動油を発生するように前記アクチュエータと連携して運転される。   In an embodiment, the hydraulic pressure generating means includes a hydraulic pump and a closed piping circuit that recirculates hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, and the hydraulic pump follows the piston with respect to the valve body. And is operated in cooperation with the actuator so as to generate a flow amount of hydraulic oil that can be moved.
本発明に係る射出成形機の射出ユニットは、射出シリンダに対して平行対称に設けられた一対の油圧シリンダ装置を備え、これらの油圧シリンダ装置により溶融樹脂射出のための射出スクリュを前後進させるように構成された射出成形機の射出ユニットであって、前記一対の油圧シリンダ装置は、油圧シリンダと、前記油圧シリンダ内に摺動可能に設けられ、その一方および他方の側にそれぞれ形成された前記シリンダの第1および第2の油室を連通させる作動油通路を形成したピストンと、前記油圧シリンダの一方の側蓋に摺動可能に貫通され、前記ピストンに相対変位可能に結合された移動体側ロッドと、前記移動体側ロッドに設けられ、該移動体側ロッドと前記ピストンの相対変位によって前記作動油通路を開閉する開閉弁を前記ピストンとの間で構成する弁体と、前記油圧シリンダの他方の側蓋に摺動可能に貫通され、前記ピストンに固定結合された駆動ロッドと、前記移動体側ロッドを進退移動させるアクチュエータと、前記第2の油室に作動油を供給し、前記作動油通路を介して前記作動油を還流させるように構成された油圧発生手段と、を備える。前記開閉弁は、前記弁体が前記一方の側蓋の方向に移動するときの速度よりも前記ピストンが同方向に移動する速度が大きい場合に、その速度差によって生じる前記相対変位によって開かれるように、かつ、前記油圧発生手段が停止された状態で前記弁体が前記他方の側蓋の方向に移動するときに開かれるように構成される。   An injection unit of an injection molding machine according to the present invention includes a pair of hydraulic cylinder devices provided in parallel symmetry with respect to an injection cylinder, and an injection screw for injecting molten resin is moved forward and backward by these hydraulic cylinder devices. An injection unit of an injection molding machine configured as described above, wherein the pair of hydraulic cylinder devices are provided in a hydraulic cylinder and slidably in the hydraulic cylinder, and are formed on one side and the other side thereof, respectively. A piston formed with a hydraulic oil passage for communicating the first and second oil chambers of the cylinder, and a movable body side that is slidably penetrated through one side lid of the hydraulic cylinder and is coupled to the piston so as to be relatively displaceable. A rod, and an opening / closing valve provided on the movable body side rod for opening and closing the hydraulic fluid passage by relative displacement between the movable body side rod and the piston. A drive body that is slidably passed through the other side lid of the hydraulic cylinder and fixedly coupled to the piston, an actuator that moves the movable body side rod forward and backward, and Hydraulic pressure generating means configured to supply hydraulic oil to the second oil chamber and to recirculate the hydraulic oil through the hydraulic oil passage. The on-off valve is opened by the relative displacement caused by the speed difference when the speed of the piston moving in the same direction is larger than the speed of the valve body moving in the direction of the one side cover. In addition, the valve body is configured to be opened when the valve body moves in the direction of the other side lid in a state where the hydraulic pressure generating means is stopped.
また、本発明に係る射出成形機の射出ユニットは、射出シリンダに対して平行対称に設けられた一対の油圧シリンダ装置を備え、これらの油圧シリンダ装置により溶融樹脂射出のための射出スクリュを前後進させるように構成された射出成形機の射出ユニットであって、前記第1の油圧シリンダ装置が通常の油圧シリンダ装置の構造を有し、前記第2の油圧シリンダ装置が、油圧シリンダと、前記油圧シリンダ内に摺動可能に設けられ、その一方および他方の側にそれぞれ形成された前記シリンダの第1および第2の油室を連通させる作動油通路を形成したピストンと、前記油圧シリンダの一方の側蓋に摺動可能に貫通され、前記ピストンに相対変位可能に結合された移動体側ロッドと、前記移動体側ロッドに設けられ、該移動体側ロッドと前記ピストンの相対変位によって前記作動油通路を開閉する第1および第2の開閉弁を前記ピストンとの間でそれぞれ構成する第1および第2の弁体と、前記油圧シリンダの他方の側蓋に摺動可能に貫通され、前記ピストンに固定結合された駆動ロッドと、前記移動体側ロッドを進退移動させるアクチュエータと、前記第1および第2の油室に選択的に作動油を供給し、前記作動油通路を介して前記作動油を還流させるように構成された油圧発生手段と、を備える。前記第1の開閉弁は、前記第1の弁体が前記一方の側蓋の方向に移動するときの速度よりも前記ピストンが同方向に移動する速度が大きい場合に、その速度差によって生じる前記相対変位によって開かれるように構成され、前記第2の開閉弁は、前記第2の弁体が前記他方の側蓋の方向に移動するときの速度よりも前記ピストンが同方向に移動する速度が大きい場合に、その速度差によって生じる前記相対変位によって開かれるように構成される。   The injection unit of the injection molding machine according to the present invention includes a pair of hydraulic cylinder devices provided in parallel symmetry with respect to the injection cylinder, and these hydraulic cylinder devices move the injection screw for molten resin injection back and forth. An injection unit of an injection molding machine configured to cause the first hydraulic cylinder device to have a structure of a normal hydraulic cylinder device, the second hydraulic cylinder device including a hydraulic cylinder, and the hydraulic pressure A piston that is slidably provided in the cylinder, and that is formed on one and the other side of the cylinder and that has a hydraulic oil passage that communicates the first and second oil chambers of the cylinder; and one of the hydraulic cylinders A movable body side rod that is slidably penetrated through the side lid and is coupled to the piston so as to be relatively displaceable; and provided on the movable body side rod; 1st and 2nd valve bodies which constitute the 1st and 2nd on-off valve which opens and closes the operation oil passage by relative displacement of the piston between the piston, respectively, and the other side lid of the hydraulic cylinder A driving rod that is slidably penetrated and fixedly coupled to the piston, an actuator that moves the moving body side rod forward and backward, and hydraulic oil is selectively supplied to the first and second oil chambers, and the operation is performed. Oil pressure generating means configured to recirculate the hydraulic oil through an oil passage. The first on-off valve is caused by a difference in speed when the speed at which the piston moves in the same direction is higher than the speed at which the first valve body moves in the direction of the one side lid. The second on-off valve is configured to be opened by relative displacement, and the speed at which the piston moves in the same direction is higher than the speed at which the second valve body moves in the direction of the other side lid. When large, it is configured to be opened by the relative displacement caused by the speed difference.
本発明に係る油圧シリンダ装置によれば、移動体側ロッドの移動に追従してピストンが油圧で移動するので、ピストンに結合された駆動ロッドが大きな軸力を持つことができる。また、開閉弁の移動速度よりも大きな速度でピストンが移動した場合に、該開閉弁が開かれてピストンに設けられた作動油通路を介してシリンダの油室の油圧が抜けて、上記軸力が失われることになるので、ピストンは常に開閉弁つまり移動体側ロッドの移動に追随して、移動体側ロッドと同じ速度で移動することになる。したがって、移動体側ロッドを移動させる力に比して格段に大きな力で駆動ロッドを駆動することができ、しかも、駆動ロッドを移動体側ロッドに追従させて移動させることができる。このように、本発明の油圧シリンダ装置は、速度制御の可能な倍力直線追従移動手段としての機能を有する。   According to the hydraulic cylinder device according to the present invention, the piston moves hydraulically following the movement of the movable body side rod, so that the drive rod coupled to the piston can have a large axial force. Further, when the piston moves at a speed greater than the moving speed of the on-off valve, the on-off valve is opened and the hydraulic pressure in the oil chamber of the cylinder is released through the hydraulic oil passage provided in the piston, so that the axial force Therefore, the piston always follows the movement of the on-off valve, that is, the moving body side rod, and moves at the same speed as the moving body side rod. Therefore, the drive rod can be driven with a force that is much greater than the force that moves the moving body side rod, and the driving rod can be moved following the moving body side rod. Thus, the hydraulic cylinder device of the present invention has a function as a boosted linear follow-up moving means capable of speed control.
開閉弁が1つ設けられた構成によれば、ピストンを上記とは逆の方向に移動させる場合、油圧発生手段を停止した状態で移動体側ロッドを上記とは逆の方向に移動させればよい。この場合、ピストンは移動体側ロッドに押されて移動されることになる。
例えば、射出成形装置の射出工程では、射出時に強大な力を必要とし、射出スクリュを回転しながら樹脂の可塑化送りをするときは弱い力(射出の約1/10)で充分である。したがって、このような力配分を必要とする設備に本発明の油圧シリンダ装置を適用すれば、動力エネルギの節約を図ることできる。
開閉弁が2つ設けられた構成によれば、ピストンを双方向に追随させ、かつ、双方向の軸力を増幅することができる。
According to the configuration in which one on-off valve is provided, when the piston is moved in the direction opposite to the above, the movable body side rod may be moved in the direction opposite to the above while the hydraulic pressure generating means is stopped. . In this case, the piston is moved by being pushed by the movable body side rod.
For example, in the injection process of the injection molding apparatus, a strong force is required at the time of injection, and a weak force (about 1/10 of the injection) is sufficient when plasticizing the resin while rotating the injection screw. Therefore, if the hydraulic cylinder device of the present invention is applied to facilities that require such force distribution, power energy can be saved.
According to the configuration in which two on-off valves are provided, the piston can follow in both directions and the bidirectional axial force can be amplified.
開閉弁としては、ポペット弁やカップ弁を用いることができる。ポペット弁は、弁座とのシールが容易である。一方、カップ弁は、自動調心機能を持たせる必要があるものの、シール長さが長いので作動油量が大きい場合に適合している。
油圧発生手段は、作動油を還流させる閉鎖配管回路を備えるので、前記移動体側ロッドの径と駆動ロッドの径を等しく設定して、ピストンの両側の受圧面積を等しくすることにより、小容量のリザーブタンクを設けるだけで対応することができる。したがって、運転コストが低減される。
A poppet valve or a cup valve can be used as the on-off valve. The poppet valve is easy to seal with the valve seat. On the other hand, the cup valve needs to have a self-aligning function, but is suitable when the amount of hydraulic oil is large because the seal length is long.
Since the hydraulic pressure generating means has a closed piping circuit for returning the working oil, the diameter of the moving body side rod and the diameter of the drive rod are set to be equal, and the pressure receiving areas on both sides of the piston are made equal, thereby reducing the reserve of a small capacity. This can be done simply by providing a tank. Therefore, the operation cost is reduced.
前述した油圧シリンダ装置を射出シリンダに対して平行対称に設けた本発明に係る射出成形機の射出ユニットによれば、射出スクリュを高精度で速度制御することが可能となり、また、高圧作動油の浪費が抑制され、かつ油圧駆動エネルギが低減されるという効果が得られる。
また、前述した油圧シリンダ装置を1つ使用した本発明に係る射出成形機の射出ユニットによれば、上記射出ユニットの効果に加えて、製造コストを低減できるという効果が得られる。
According to the injection unit of the injection molding machine according to the present invention in which the hydraulic cylinder device described above is provided in parallel symmetry with respect to the injection cylinder, it is possible to control the speed of the injection screw with high accuracy, It is possible to obtain an effect that waste is suppressed and hydraulic drive energy is reduced.
Further, according to the injection unit of the injection molding machine according to the present invention using one hydraulic cylinder device as described above, the effect of reducing the manufacturing cost can be obtained in addition to the effect of the injection unit.
(第1の実施形態)
図1は、本発明に係る油圧シリンダ装置の第1の実施形態を示す側面断面図である。
この図1に示す油圧シリンダ装置10の油圧シリンダ11は、シリンダ本体11aと、このシリンダ本体11aの一端側(駆動ロッド側)に固設されたシリンダ側蓋12と、シリンダ本体11aの他端側(操作ロッド側)に固設されたシリンダ側蓋13とによってシリンダ室を形成している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a side cross-sectional view showing a first embodiment of a hydraulic cylinder device according to the present invention.
The hydraulic cylinder 11 of the hydraulic cylinder device 10 shown in FIG. 1 includes a cylinder body 11a, a cylinder-side lid 12 fixed to one end side (drive rod side) of the cylinder body 11a, and the other end side of the cylinder body 11a. A cylinder chamber is formed by a cylinder side lid 13 fixed on the (operating rod side).
ピストン14は、油圧シリンダ11内を摺動する。シリンダ側蓋12には、駆動ロッド15が摺動可能に貫通している。この駆動ロッド15は、一端がピストン14に結合されるとともに、他端が作用体(被駆動体)16に結合されている。なお、符号17は、シリンダ側蓋12における駆動ロッド15の摺動部に施されたシールリングを、また、符号21は、ピストン14の摺動部に施されたシールリングをそれぞれ示している。   The piston 14 slides in the hydraulic cylinder 11. A drive rod 15 is slidably passed through the cylinder-side lid 12. One end of the drive rod 15 is coupled to the piston 14, and the other end is coupled to the acting body (driven body) 16. Reference numeral 17 denotes a seal ring applied to the sliding portion of the drive rod 15 in the cylinder side lid 12, and reference numeral 21 denotes a seal ring applied to the sliding portion of the piston 14.
ピストン14には、ポペット形弁体23の弁座を有する弁座板22が固設され、この弁座板22とピストン14の凹部とによって弁体23を収容する中空室部が形成されている。
シリンダ側蓋13には、ピストン14を中心として上記駆動ロッド15と反対の方向に延びる筒状の移動体側ロッド24が摺動可能に貫通している。移動体側ロッド24は、駆動ロッド15と同じ外径を有し、その一端部は上記弁体23に設けられた雄ねじ24aに螺合している。したがって、移動体側ロッド24が図示の位置まで左行しているときには、弁体23が上記弁座板22の弁座に当接し、また、移動体側ロッド24が図示の位置から右行するに伴って弁体23が上記弁座板22の弁座から離されることになる。
このように、弁体23は上記弁座板22の弁座とともに開閉弁(ポペット弁)を構成している。符号18は、シリンダ側蓋13における移動体側ロッド24の摺動部に施されたシールリングを示している。
A valve seat plate 22 having a valve seat of a poppet type valve element 23 is fixed to the piston 14, and a hollow chamber portion for accommodating the valve element 23 is formed by the valve seat plate 22 and a concave portion of the piston 14. .
A cylindrical moving body side rod 24 extending in a direction opposite to the drive rod 15 around the piston 14 passes through the cylinder side lid 13 so as to be slidable. The movable body side rod 24 has the same outer diameter as the drive rod 15, and one end thereof is screwed into a male screw 24 a provided on the valve body 23. Therefore, when the moving body side rod 24 moves leftward to the position shown in the figure, the valve body 23 comes into contact with the valve seat of the valve seat plate 22, and as the moving body side rod 24 moves rightward from the position shown in the figure. Thus, the valve body 23 is separated from the valve seat of the valve seat plate 22.
Thus, the valve body 23 constitutes an open / close valve (poppet valve) together with the valve seat of the valve seat plate 22. Reference numeral 18 denotes a seal ring applied to the sliding portion of the movable body side rod 24 in the cylinder side lid 13.
弁体23は小軸23aを備え、この小軸23aを駆動ロッド15の端部15aの軸心上に設けられた穴に嵌合することによって該駆動ロッド15の軸心に位置合わせされている。弁体23の側面23bと駆動ロッド15の端部15bとの隙間が上記開閉弁の開弁時の隙間に対応することになる。上記弁体23の小軸23aには、油抜き孔23cが形成されている。   The valve body 23 includes a small shaft 23a, and the small shaft 23a is aligned with the shaft center of the drive rod 15 by fitting the small shaft 23a into a hole provided on the shaft center of the end 15a of the drive rod 15. . The gap between the side surface 23b of the valve body 23 and the end 15b of the drive rod 15 corresponds to the gap when the on-off valve is opened. An oil drain hole 23 c is formed in the small shaft 23 a of the valve body 23.
シリンダ11の外側に位置した移動体側ロッド24の他端部は、ボールねじ軸25に螺合したボールねじナット26に結合されている。ボールねじ軸25は、シリンダ側蓋13に取付けられたボールねじ支台27にボールベアリング28を介して支持されている。したがって、このボールねじ軸25は、回転自在で、かつ、軸方向の動きが拘束されている。このボールねじ軸25は、大歯車31と小歯車33を介してサーボモータ32により駆動される。   The other end of the movable body side rod 24 positioned outside the cylinder 11 is coupled to a ball screw nut 26 that is screwed onto the ball screw shaft 25. The ball screw shaft 25 is supported on a ball screw abutment 27 attached to the cylinder side lid 13 via a ball bearing 28. Therefore, the ball screw shaft 25 is freely rotatable and is restrained from moving in the axial direction. The ball screw shaft 25 is driven by a servo motor 32 via a large gear 31 and a small gear 33.
油圧ポンプ36は、サーボモータ37で駆動される。この油圧ポンプ36から吐出される高圧の作動油は、油圧配管および管継ぎ手35を経て油圧シリンダ11の駆動ロッド15側のシリンダ室に送られる。駆動ロッド15と移動体側ロッド24は同じ外径を有するので、ピストン14の両側の受圧面積は同じである。したがって、理論的には油圧系統に満たされた作動油の量は一定であるが、温度変化による膨張、漏れ等による油圧配管内の不足油量を補うためにリザーブタンク39が備えられている。符号40は油圧計を、また、符号38は逆止弁をそれぞれ示している。   The hydraulic pump 36 is driven by a servo motor 37. The high-pressure hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 36 is sent to the cylinder chamber on the drive rod 15 side of the hydraulic cylinder 11 through the hydraulic piping and the pipe joint 35. Since the drive rod 15 and the moving body side rod 24 have the same outer diameter, the pressure receiving areas on both sides of the piston 14 are the same. Accordingly, the amount of hydraulic oil filled in the hydraulic system is theoretically constant, but a reserve tank 39 is provided to compensate for the shortage of oil in the hydraulic piping due to expansion, leakage, etc. due to temperature changes. Reference numeral 40 indicates a hydraulic pressure gauge, and reference numeral 38 indicates a check valve.
油圧ポンプを駆動するサーボモータ37と、ボールねじ軸25を駆動するサーボモータ32は比例同調運転される。すなわち、ピストン14が油圧で駆動されているときに、油圧ポンプ36の吐出油に基づくピストン14の移動速度がボールねじ軸25で駆動されるボールねじナット26の移動速度と一致するように、つまり、ピストン14がボールねじナット26に追随して移動するように、両サーボモータ32、37が比例同調運転される。   The servo motor 37 that drives the hydraulic pump and the servo motor 32 that drives the ball screw shaft 25 are operated in proportional tuning. That is, when the piston 14 is driven hydraulically, the moving speed of the piston 14 based on the oil discharged from the hydraulic pump 36 matches the moving speed of the ball screw nut 26 driven by the ball screw shaft 25, that is, The servo motors 32 and 37 are proportionally tuned so that the piston 14 moves following the ball screw nut 26.
次に、この油圧シリンダ装置10の作用を説明する。
サーボモータ37によって油圧ポンプ36を駆動すると、該油圧ポンプ36から吐出された作動油が実線矢印で示した方向に送られる。このとき、弁座板22の弁座と弁体23との間に隙間が形成されていると、つまり、上記開閉弁が開かれていると、作動油が通路14aを介してピスン14を通り抜けることから、該ピストン14に油圧が作用しない。
Next, the operation of the hydraulic cylinder device 10 will be described.
When the hydraulic pump 36 is driven by the servo motor 37, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 36 is sent in the direction indicated by the solid line arrow. At this time, if a gap is formed between the valve seat of the valve seat plate 22 and the valve body 23, that is, if the on-off valve is opened, the hydraulic oil passes through the piston 14 via the passage 14a. Therefore, hydraulic pressure does not act on the piston 14.
図示しない制御装置は、作用体16の位置、移動速度を制御するためのプログラムを内蔵している。この制御プログラムに従ってサーボモータ32が作動され、それによってボールねじ軸25が回転して移動体側ロッド24が矢印Aの方向に引張されると、弁体23が図における左方向に移動して開閉弁が閉じられる。
これに伴って、シリンダ1の右側の油室内に油圧が発生するので、該ピストン14が左方向に移動する。このとき、ピストン14が行き過ぎると、開閉弁が開かれてシリンダの右側の油室と左側の油室の油圧がバランスするので、ピストン14を動かす力が無くなる。このようにして、ピストン14は、行き過ぎが抑制されながら、弁体23が取付けられた移動体側ロッド24に追随して移動する。
ピストン14には、作用体16の負荷に比例した油圧が発生する。したがって、ボールねじ軸25、ボールねじナット26(移動体)はピストン14の移動速度の制御を担当し、油圧シリンダ11、油圧ピストン14は作用体16による負荷を担うことになる。
A control device (not shown) incorporates a program for controlling the position and moving speed of the action body 16. When the servo motor 32 is operated in accordance with this control program, and the ball screw shaft 25 is thereby rotated and the movable body side rod 24 is pulled in the direction of the arrow A, the valve body 23 is moved in the left direction in the figure to open and close the valve. Is closed.
Accordingly, hydraulic pressure is generated in the oil chamber on the right side of the cylinder 1, so that the piston 14 moves to the left. At this time, if the piston 14 goes too far, the on-off valve is opened and the hydraulic pressure in the oil chamber on the right side of the cylinder and the oil chamber on the left side of the cylinder are balanced. In this way, the piston 14 moves following the moving body side rod 24 to which the valve body 23 is attached while overshoot is suppressed.
The piston 14 generates a hydraulic pressure proportional to the load of the action body 16. Therefore, the ball screw shaft 25 and the ball screw nut 26 (moving body) are responsible for controlling the moving speed of the piston 14, and the hydraulic cylinder 11 and the hydraulic piston 14 are responsible for the load by the action body 16.
ピストン14を逆方向に移動させたいときは、油圧ポンプ36を停止して作動油の回流を止める一方、サーボモータ32を逆回転してボールねじナット26を矢印A方向とは逆の方向に送る。これにより、移動体側ロッド24の一端に設けられた弁体23の側面23bが駆動側ロッド15の端面15bに当接するので、該駆動側ロッド15が右方向(破線で示した矢印方向)に押されて作用体16を移動させることになる。このとき、油圧シリンダ11の右方の油室内の作動油は、弁座板22の弁座と弁体23の間の隙間を素通りするので、油圧によるピストン14の押し力は発生しない。   When it is desired to move the piston 14 in the reverse direction, the hydraulic pump 36 is stopped to stop the circulation of the hydraulic oil, while the servo motor 32 is rotated in the reverse direction to send the ball screw nut 26 in the direction opposite to the arrow A direction. . As a result, the side surface 23b of the valve body 23 provided at one end of the movable body side rod 24 abuts on the end surface 15b of the drive side rod 15, so that the drive side rod 15 is pushed rightward (in the direction of the arrow indicated by the broken line). As a result, the action body 16 is moved. At this time, the hydraulic oil in the oil chamber on the right side of the hydraulic cylinder 11 passes through the gap between the valve seat of the valve seat plate 22 and the valve body 23, so that the pushing force of the piston 14 by hydraulic pressure is not generated.
この第1の実施の形態に係る油圧シリンダ装置10は、このように作用するので、例えば、射出成形装置の射出スクリュを駆動する油圧駆動手段として好適である。なぜなら、射出成形装置の射出工程では、射出時に強大な力を必要とし、射出スクリュを回転しながら樹脂の可塑化送りをするときは弱い力(射出の約1/10)で充分であるからである。したがって、上記油圧シリンダ装置10は、このような力配分を必要とする設備に用いる駆動手段として最適である。   Since the hydraulic cylinder device 10 according to the first embodiment operates in this manner, it is suitable, for example, as hydraulic drive means for driving an injection screw of an injection molding device. This is because the injection process of the injection molding apparatus requires a large force at the time of injection, and a weak force (about 1/10 of the injection) is sufficient when plasticizing the resin while rotating the injection screw. is there. Therefore, the hydraulic cylinder device 10 is optimal as a driving means used for facilities that require such force distribution.
(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態に係る油圧シリンダ装置20の要部を示す側面断面図である。この図2において、図1に示す構成要素と共通する要素には、同一の参照符号を付してある。以下においては、この共通要素についての説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a side sectional view showing a main part of the hydraulic cylinder device 20 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, elements that are the same as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals. In the following, description of this common element is omitted.
図2において、移動体側ロッド45は、ピストン41に近い位置に細径部45aを有し、この細径部45aの先端に球面座44がボルト47によって取付けられている。この球面座44には、その球面に合致する窪み、つまり、該球面の曲率と同じ曲率の窪みを有するカップ形弁体43が傾斜自在に係合している。弁体43がピストン41の弁座41aと当接すると、シリンダ11の左右の油室に通じる作動油通路が閉じられる。このとき、球面座44の球面と弁体43の窪みの接触による自動調心作用により弁体43のエッジの全周が弁座41aに接することになるので、上記作動油通路を確実に締め切ることができる。   In FIG. 2, the moving body side rod 45 has a small diameter portion 45 a at a position close to the piston 41, and a spherical seat 44 is attached to the tip of the small diameter portion 45 a by a bolt 47. A cup-shaped valve body 43 having a depression matching the spherical surface, that is, a depression having the same curvature as that of the spherical surface, is engaged with the spherical seat 44 so as to be tiltable. When the valve body 43 comes into contact with the valve seat 41 a of the piston 41, the hydraulic oil passage leading to the left and right oil chambers of the cylinder 11 is closed. At this time, the entire circumference of the edge of the valve element 43 comes into contact with the valve seat 41a by the self-aligning action by the contact between the spherical surface of the spherical element 44 and the recess of the valve element 43, so that the hydraulic oil passage is securely closed. Can do.
図2において、上半分の弁体43は開動作状態にあり、また、下半分の弁体43は閉動作状態にある。ピストン41は、弁体43の取付けの都合で、ピストン41の本体と駆動ロッド46の取付け部42とに分割されている。取付け部42は、油の通路42aが形成され、また、この取付け部42には駆動ロッド46のねじ部46aが螺着されている。   In FIG. 2, the upper half valve element 43 is in an open operation state, and the lower half valve element 43 is in a close operation state. The piston 41 is divided into a main body of the piston 41 and a mounting portion 42 of the drive rod 46 for the convenience of mounting the valve body 43. The attachment portion 42 is formed with an oil passage 42 a, and a screw portion 46 a of a drive rod 46 is screwed to the attachment portion 42.
この第2の実施形態に係る油圧シリンダ装置20は、弁体43と弁座41aとで構成される開閉弁(カップ弁)、およびその構造に係わる周辺の要素以外は前記第1の実施形態に係る油圧シリンダ装置10と同一であり、また、基本的作用において、第1の実施形態に係る油圧シリンダ装置10と共通している。   The hydraulic cylinder device 20 according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment except for an on-off valve (cup valve) constituted by a valve body 43 and a valve seat 41a and peripheral elements related to the structure. The hydraulic cylinder device 10 is the same as the hydraulic cylinder device 10 according to the first embodiment.
弁体43と弁座41aとで構成されたカップ弁としての開閉弁を備えるこの第2の実施形態に係る油圧シリンダ装置20は、該開閉弁が開いたときの通路面積が大きいので、ピストン41を移動体側ロッド45と弁体43に即座に追随させたい場合、また、油圧を使用しないでピストン41を逆方向移動させたい場合に特に有効である。   Since the hydraulic cylinder device 20 according to the second embodiment having an on-off valve as a cup valve constituted by the valve body 43 and the valve seat 41a has a large passage area when the on-off valve is opened, the piston 41 Is particularly effective when it is desired to immediately follow the moving body side rod 45 and the valve body 43, or when it is desired to move the piston 41 in the reverse direction without using hydraulic pressure.
(第3の実施形態)
図3は、本発明の第3の実施形態に係る油圧シリンダ装置30を示す側面断面図である。この油圧シリンダ装置30が第1の実施形態の油圧シリンダ装置10と異なる点は、ピストン14の中心部の貫通孔を外側と内側から交番に開閉可能な一対のポペット形弁体52、53が移動体側ロッド54の先端に設けられていることである。上記弁体52で構成される開閉弁と上記弁体53で構成される開閉弁の内の1つが塞がれたとき、塞がれた側のピストンの側面に油圧が作用する。ピストン14は、弁体52、53の開閉動作によってその両側の油圧がバランスされながら移動し、これにより、移動体に追随して作用体16が駆動される。そして、ピストンの油圧作用側を切り換えることにより、押し引き両側方向の移動が実現される。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a side sectional view showing a hydraulic cylinder device 30 according to a third embodiment of the present invention. The hydraulic cylinder device 30 is different from the hydraulic cylinder device 10 of the first embodiment in that a pair of poppet type valve bodies 52 and 53 that can alternately open and close the through hole in the center of the piston 14 from the outside and the inside move. This is provided at the tip of the body side rod 54. When one of the on-off valve constituted by the valve body 52 and the on-off valve constituted by the valve body 53 is closed, hydraulic pressure acts on the side surface of the closed piston. The piston 14 moves while the hydraulic pressures on both sides thereof are balanced by the opening and closing operations of the valve bodies 52 and 53, and thereby the action body 16 is driven following the moving body. And the movement of the both sides of pushing and pulling is implement | achieved by switching the hydraulic action side of a piston.
図3に示すように、この油圧シリンダ装置30は、ピストン14に付設された弁座板51と、この弁座板51の貫通孔51aの外側縁部の弁座と内側縁部の弁座に交番に当接させるべく移動体側ロッド54の先端部に設けた上記ポペット形弁体52、53と、油圧回路に設けた切換弁56と、を備えた構成を有する。この構成以外の構成は、第1の実施形態に係る油圧シリンダ装置10の構成と同様であるので、それについての説明を省略する。なお、図3においては、第1の実施形態の油圧シリンダ装置10の構成要素と共通する要素に同一の参照符号を付してある。   As shown in FIG. 3, the hydraulic cylinder device 30 includes a valve seat plate 51 attached to the piston 14, a valve seat on the outer edge portion of the through hole 51 a of the valve seat plate 51, and a valve seat on the inner edge portion. The poppet type valve bodies 52 and 53 provided at the distal end portion of the movable body side rod 54 so as to contact the alternating body and the switching valve 56 provided in the hydraulic circuit are provided. Since the configuration other than this configuration is the same as the configuration of the hydraulic cylinder device 10 according to the first embodiment, a description thereof will be omitted. In FIG. 3, the same reference numerals are assigned to elements common to the constituent elements of the hydraulic cylinder device 10 of the first embodiment.
図3において、前記第1の実施形態の移動体側ロッド24に対応する移動体側ロッド54は、ピストン14に近い位置に細径部54aを有し、この細径部54aに相対向する上記弁体52、53を備える弁部材が嵌合されかつナット55により固定されている。上述したように、ピストン14に付設された弁座板51の貫通孔51aの外側と内側の縁部は、それぞれ上記弁体52と弁体53の弁座を構成している。   In FIG. 3, the moving body side rod 54 corresponding to the moving body side rod 24 of the first embodiment has a small diameter portion 54a at a position close to the piston 14, and the valve body opposed to the small diameter portion 54a. A valve member having 52 and 53 is fitted and fixed by a nut 55. As described above, the outer and inner edges of the through hole 51a of the valve seat plate 51 attached to the piston 14 constitute the valve seats of the valve body 52 and the valve body 53, respectively.
移動体側ロッド54は、先端に小軸54bを備えている。小軸54bは、駆動ロッド15の端部中心に形成された穴に嵌合され、これによって弁体52、53の軸心が駆動ロッド15の軸心、つまり、シリンダ11の軸心に合わせられる。上記小軸54bには、点線で示す油抜き孔が形成されている。
この実施の形態では、対向する一対のポペット形弁体52、53を備えているが、これらの一方、または、双方をカップ形弁体に置き換えても同じ機能を得ることができる。もちろん、その場合には、カップ形弁体に対応する弁座が設けられる。
The moving body side rod 54 has a small shaft 54b at the tip. The small shaft 54 b is fitted into a hole formed at the center of the end of the drive rod 15, so that the axis of the valve bodies 52 and 53 is aligned with the axis of the drive rod 15, that is, the axis of the cylinder 11. . The small shaft 54b is formed with an oil drain hole indicated by a dotted line.
In this embodiment, a pair of opposed poppet type valve bodies 52 and 53 are provided, but the same function can be obtained even if one or both of them are replaced with a cup type valve body. Of course, in that case, a valve seat corresponding to the cup-shaped valve body is provided.
油圧ポンプ36から吐出される高圧の作動油は、電磁切換弁56、油圧配管および管継ぎ手35を経て、油圧シリンダ11の左右の油室のいずれか一方に送られる。
駆動ロッド15と移動体側ロッド54は同じ外径を有するので、ピストン14の左右の受圧面積は同じである。したがって、理論的には油圧系統に満たされた作動油の量は一定であるが、この実施の形態においても、温度変化による膨張、漏れ等による油圧配管内の不足油量を補うためにリザーブタンク39が備えられている。符号40は油圧計を、また、符号38は逆止弁をそれぞれ示している。
The high-pressure hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 36 is sent to one of the left and right oil chambers of the hydraulic cylinder 11 through the electromagnetic switching valve 56, the hydraulic piping and the pipe joint 35.
Since the drive rod 15 and the moving body side rod 54 have the same outer diameter, the left and right pressure receiving areas of the piston 14 are the same. Therefore, theoretically, the amount of hydraulic oil filled in the hydraulic system is constant, but in this embodiment as well, a reserve tank is used to compensate for the shortage of oil in the hydraulic piping due to expansion, leakage, etc. due to temperature changes. 39 is provided. Reference numeral 40 indicates a hydraulic pressure gauge, and reference numeral 38 indicates a check valve.
以下、この油圧シリンダ装置30の作用を説明する。
切換弁56が図3の切換え位置に作動されている場合、作動油が実線矢印の方向に送られる。このとき、弁座板51の弁座と弁体53との間に隙間があると、作動油がその隙間を通り抜けることから、ピストン14に油圧が作用しない。
Hereinafter, the operation of the hydraulic cylinder device 30 will be described.
When the switching valve 56 is operated to the switching position in FIG. 3, hydraulic oil is sent in the direction of the solid line arrow. At this time, if there is a gap between the valve seat of the valve seat plate 51 and the valve body 53, the hydraulic oil does not act on the piston 14 because the hydraulic oil passes through the gap.
上記制御装置は、作用体16の位置、移動速度を制御するためのプログラムを内蔵している。この制御プログラムに従ってサーボモータ32が作動され、それによってボールねじ軸25が回転して移動体側ロッド24が矢印Aの方向に引張されると、弁体53が図における左方向に移動して弁座に当接する。つまり、弁体53を備える第1の開閉弁(ポペット弁)が閉じられる。
この結果、ピストン14の右側の油室内に油圧が発生して、該ピストン14が左方向に移動する。このとき、ピストン14が行き過ぎると上記第1の開閉弁が開かれてシリンダの右側の油室と左側の油室の油圧がバランスするので、ピストン14を動かす力が無くなる。このようにして、ピストン14は、行き過ぎが抑制されながら、移動体側ロッド24に追随して移動する。
ピストン14には、作用体16の負荷に比例した油圧が発生する。したがって、ボールねじ軸25、ボールねじナット26を含む移動体は、ピストン14の移動速度の制御を担当し、油圧シリンダ11、油圧ピストン14は作用体16による負荷を担うことになる。
The control device incorporates a program for controlling the position and moving speed of the action body 16. When the servo motor 32 is operated in accordance with this control program, and the ball screw shaft 25 is thereby rotated and the movable body side rod 24 is pulled in the direction of arrow A, the valve body 53 moves in the left direction in the figure and the valve seat. Abut. That is, the first opening / closing valve (poppet valve) including the valve body 53 is closed.
As a result, hydraulic pressure is generated in the oil chamber on the right side of the piston 14, and the piston 14 moves to the left. At this time, if the piston 14 goes too far, the first on-off valve is opened and the hydraulic pressure in the right and left oil chambers of the cylinder is balanced, so that the force to move the piston 14 is lost. In this way, the piston 14 moves following the moving body side rod 24 while overshoot is suppressed.
The piston 14 generates a hydraulic pressure proportional to the load of the action body 16. Accordingly, the moving body including the ball screw shaft 25 and the ball screw nut 26 is in charge of controlling the moving speed of the piston 14, and the hydraulic cylinder 11 and the hydraulic piston 14 are responsible for the load by the action body 16.
次に、上記制御装置によって切換弁56が図3の位置とは異なる側の位置に切り換えられると、作動油が破線矢印の方向に送られる。このとき、弁座板51の弁座と弁体52との間に隙間があると、作動油がその隙間を通り抜けることから、ピストン14に油圧が作用しない。
サーボモータ32が逆回転されると、ボールねじ軸25も逆回転するので、移動体側ロッド54が破線矢印Bの方向に移動される。これにより、弁体52が右方向に移動されるので、この弁体52が弁座に当接する。つまり、弁体52を弁要素とする第2の開閉弁(ポペット弁)が閉じられる。
この結果、ピストン14の左側の油室内に油圧が発生して、該ピストン14は右方向に移動するが、ピストン14が行き過ぎると上記第2の開閉弁が開かれてシリンダの右側の油室と左側の油室の油圧がバランスするので、ピストン14を動かす力は無くなる。このようにして、ピストン14は、弁体52の開閉作用で移動体ロッド54に追随して右方向移動動作をする。
Next, when the switching valve 56 is switched to a position on the side different from the position of FIG. 3 by the control device, the hydraulic oil is sent in the direction of the broken arrow. At this time, if there is a gap between the valve seat of the valve seat plate 51 and the valve body 52, the hydraulic oil does not act on the piston 14 because the hydraulic oil passes through the gap.
When the servo motor 32 is rotated in the reverse direction, the ball screw shaft 25 is also rotated in the reverse direction, so that the moving body side rod 54 is moved in the direction of the broken line arrow B. Thereby, since the valve body 52 is moved rightward, this valve body 52 contacts the valve seat. That is, the second on-off valve (poppet valve) having the valve body 52 as a valve element is closed.
As a result, hydraulic pressure is generated in the oil chamber on the left side of the piston 14 and the piston 14 moves in the right direction. However, if the piston 14 goes too far, the second on-off valve is opened and the oil chamber on the right side of the cylinder is opened. Since the oil pressure in the left oil chamber is balanced, the force to move the piston 14 is lost. In this way, the piston 14 moves in the right direction following the moving body rod 54 by the opening and closing action of the valve body 52.
この第3の実施の形態においても、油圧ポンプ36を駆動するサーボモータ37と、ボールねじ軸25を駆動するサーボモータ32は比例同調運転される。すなわち、ピストン14が油圧で駆動されているときに、油圧ポンプ36の吐出油に基づくピストン14の移動速度がボールねじ軸25で駆動されるボールねじナット26の移動速度と一致するように、つまり、ピストン14がボールねじナット26に追随して移動するように、両サーボモータ32、37が比例同調運転される。   Also in the third embodiment, the servo motor 37 that drives the hydraulic pump 36 and the servo motor 32 that drives the ball screw shaft 25 are operated in proportional tuning. That is, when the piston 14 is driven hydraulically, the moving speed of the piston 14 based on the oil discharged from the hydraulic pump 36 matches the moving speed of the ball screw nut 26 driven by the ball screw shaft 25, that is, The servo motors 32 and 37 are proportionally tuned so that the piston 14 moves following the ball screw nut 26.
この第3の実施形態に係る油圧シリンダ装置30は、移動体ロッド54の僅かな移動力(図における左方向移動力および右方向移動力双方)を、強大な油圧力に変換することができるので、作用体16を移動体ロッド54と同じ距離だけ同じ速度で移動させることが可能である。   The hydraulic cylinder device 30 according to the third embodiment can convert a slight moving force (both the leftward moving force and the rightward moving force in the figure) of the moving rod 54 into a great oil pressure. It is possible to move the action body 16 at the same speed by the same distance as the moving body rod 54.
(第4の実施形態)
図4は、本発明の第4の実施形態に係る射出成形機の射出ユニットの断面図および油圧系統ブロック図である。また、図6は、上記射出ユニット1の射出工程における射出スクリュのストロークに対する射出速度、油圧ポンプ吐出流量および油圧を示す特性曲線図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view and a hydraulic system block diagram of an injection unit of an injection molding machine according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 6 is a characteristic curve diagram showing the injection speed, hydraulic pump discharge flow rate and hydraulic pressure with respect to the stroke of the injection screw in the injection process of the injection unit 1.
図4に示す射出ユニット1には、図1に示した油圧シリンダ装置10または図2に示した油圧シリンダ装置20が用いられている。
射出ユニット1は、射出シリンダ2、該シリンダ2に回転かつ進退可能に挿入された射出スクリュ3、射出シリンダ2を固設支持する固定台4および固定台4に対して近接離反する摺動台5と、を備えている。
摺動台5には、射出スクリュ3を回転可能に支持しかつ該射出スクリュ3の軸方向移動を規制する軸受が内蔵され、また、射出スクリュ駆動モータ6が取付けられている。
The injection unit 1 shown in FIG. 4 uses the hydraulic cylinder device 10 shown in FIG. 1 or the hydraulic cylinder device 20 shown in FIG.
The injection unit 1 includes an injection cylinder 2, an injection screw 3 that is inserted into the cylinder 2 so as to be rotatable and movable back and forth, a fixed base 4 that fixes and supports the injection cylinder 2, and a sliding base 5 that is close to and away from the fixed base 4. And.
The sliding table 5 incorporates a bearing that rotatably supports the injection screw 3 and restricts the axial movement of the injection screw 3, and an injection screw drive motor 6 is attached.
固定台4の両側、つまり、射出シリンダ2を中心する対称位置には、油圧シリンダ装置10(20)がそれぞれ該射出シリンダ2に平行する形態で固定配設されている(括弧内は、図2の油圧シリンダ装置20に係る参照番号である)。前述したように、油圧シリンダ装置10(20)は、サーボモータ32によって駆動されるボールねじ軸25と、このボールねじ軸25に螺合するボールねじナット26によって移動体側ロッド24(45)を駆動するように構成されている。なお、油圧シリンダ装置10(20)のシリンダ11は固定台4に一体形成しても良い。   On both sides of the fixed base 4, that is, symmetrical positions around the injection cylinder 2, the hydraulic cylinder device 10 (20) is fixedly arranged in a form parallel to the injection cylinder 2 (in parentheses are shown in FIG. 2). No. of the hydraulic cylinder device 20). As described above, the hydraulic cylinder device 10 (20) drives the moving body side rod 24 (45) by the ball screw shaft 25 driven by the servo motor 32 and the ball screw nut 26 screwed to the ball screw shaft 25. Is configured to do. The cylinder 11 of the hydraulic cylinder device 10 (20) may be formed integrally with the fixed base 4.
次に、この射出ユニット1の油圧系統を説明する。制御装置147には、射出ユニット1を制御するプログラムが内蔵されている。インバータ48は、制御装置147の制御プログラムに基づく指示に従った電力をACモータ37aに供給して、該ACモータ37aの回転を制御する。油圧ポンプ36はこのACモータ37aによって駆動される。なお、インバータ48とACモータ37aの組合せに代えて、サーボモータを用いても良い。
符号58は油圧ポンプ36の過負荷を防止するためのリリーフ弁を、符号57は2方向電磁開閉弁を、また、符号40は油圧を検出する油圧計をそれぞれ示している。
上記一対の油圧シリンダ装置10(20)におけるシリンダ11の右方および左方の油室には、それぞれ油圧配管71および72が結合されている。また、配管72には、逆止弁38を介してリザーブタンク39が分岐接続されている。
Next, the hydraulic system of the injection unit 1 will be described. The control device 147 contains a program for controlling the injection unit 1. The inverter 48 supplies electric power according to an instruction based on the control program of the control device 147 to the AC motor 37a, and controls the rotation of the AC motor 37a. The hydraulic pump 36 is driven by this AC motor 37a. A servo motor may be used instead of the combination of the inverter 48 and the AC motor 37a.
Reference numeral 58 denotes a relief valve for preventing overload of the hydraulic pump 36, reference numeral 57 denotes a two-way electromagnetic on-off valve, and reference numeral 40 denotes a hydraulic gauge for detecting hydraulic pressure.
Hydraulic pipes 71 and 72 are coupled to the right and left oil chambers of the cylinder 11 in the pair of hydraulic cylinder devices 10 (20), respectively. A reserve tank 39 is branchedly connected to the pipe 72 via a check valve 38.
次に、この射出ユニット1を用いた樹脂射出工程について説明する。
射出スクリュ3の射出前進時には、射出スクリュ3が略一定速度に制御される。そして、溶融樹脂が図示しない金型のキャビティに充満されてから樹脂の流動性が失われるまでの間は、該キャビティ内の圧力制御(型内圧制御)が実行される。それ以後、樹脂が固化するまでは圧力保持が行われて、射出の前進方向の制御が終了する。
Next, a resin injection process using this injection unit 1 will be described.
When the injection screw 3 advances, the injection screw 3 is controlled at a substantially constant speed. Then, pressure control in the cavity (internal pressure control) is performed after the molten resin is filled in the cavity of the mold (not shown) until the fluidity of the resin is lost. Thereafter, the pressure is maintained until the resin is solidified, and the control of the forward direction of injection is completed.
図6は、充填工程とそれに続く保圧工程における、射出スクリュ3の射出ストロークSに対する射出速度V、油圧ポンプの吐出流量Fおよび油圧Pの変化をそれぞれ例示した特性曲線図である。
充填工程では、サーボモータ32を所定回転速度で回転させて、弁体23(43)を指定された速度で移動させる。このとき、弁体23(43)にピストン14(41)を追随させるため、該ピストン14(41)の移動速度が弁体(23または43)の移動速度より少し速められるように作動油の供給量、つまり、油圧ポンプ36の回転速度が制御される。なお、ピストン14(41)に作用する作動油の余剰分は弁体23(43)を通過することになる。
一方、保圧制御時には、弁体23(43)にサーボモータ32の回転トルクを加えた状態で、型内圧が保持されるように油圧ポンプ36を回転させて圧力制御を行う。
FIG. 6 is a characteristic curve diagram illustrating the changes in the injection speed V, the discharge flow rate F of the hydraulic pump, and the hydraulic pressure P with respect to the injection stroke S of the injection screw 3 in the filling step and the subsequent pressure holding step.
In the filling step, the servo motor 32 is rotated at a predetermined rotational speed, and the valve body 23 (43) is moved at a designated speed. At this time, in order to make the piston 14 (41) follow the valve body 23 (43), supply of hydraulic oil so that the moving speed of the piston 14 (41) is slightly faster than the moving speed of the valve body (23 or 43). The amount, that is, the rotational speed of the hydraulic pump 36 is controlled. In addition, the excess of the hydraulic fluid which acts on piston 14 (41) will pass the valve body 23 (43).
On the other hand, during the pressure holding control, the pressure control is performed by rotating the hydraulic pump 36 so that the in-mold pressure is maintained in a state in which the rotational torque of the servo motor 32 is applied to the valve body 23 (43).
射出スクリュ3が後退する樹脂可塑化貯溜時には、油圧ポンプ36を停止する。そして、移動体側ロッド24(45)の端部を駆動ロッド15(46)の端部に当接させて、移動体側ロッド24(45)により直接駆動ロッド15(46)を後進させる。このとき、移動体側ロッド24(45)に備えられている弁体23(弁体43)は開いた状態にあるので、シリンダ11の左右の油室の作動油は自由に流通し、その結果、ピストン14(41)には油圧力が作用しない。
なお、各油圧シリンダ装置10(20)のサーボモータ32相互は、電気的に、もしくはそれら間に巻掛けた図示しないチエンまたは歯付きベルト等によって機械的に同期運転される。
The hydraulic pump 36 is stopped at the time of resin plasticization storage in which the injection screw 3 moves backward. Then, the end of the moving body side rod 24 (45) is brought into contact with the end of the driving rod 15 (46), and the driving rod 15 (46) is moved backward directly by the moving body side rod 24 (45). At this time, since the valve body 23 (valve body 43) provided in the movable body side rod 24 (45) is in an open state, the hydraulic oil in the left and right oil chambers of the cylinder 11 freely circulates. No oil pressure acts on the piston 14 (41).
The servo motors 32 of the hydraulic cylinder devices 10 (20) are operated synchronously electrically or mechanically by a chain or a toothed belt (not shown) wound between them.
(第5の実施形態)
図5は、本発明の第5の実施形態に係る射出成形機用射出ユニットの断面図および油圧系統ブロック図である。
図5に示す射出ユニット50には、図3に示した油圧シリンダ装置30が用いられている。
射出ユニット50は、射出シリンダ2、該シリンダ2に回転かつ進退可能に挿入された射出スクリュ3、射出シリンダ2を固設支持する固定台4および固定台4に対して近接離反する摺動台5と、を備えている。
摺動台5には、射出スクリュ3を回転可能に支持しかつ該射出スクリュ3の軸方向移動を規制する軸受が内蔵され、また、射出スクリュ駆動モータ6が取付けられている。
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view and a hydraulic system block diagram of an injection unit for an injection molding machine according to a fifth embodiment of the present invention.
The injection unit 50 shown in FIG. 5 uses the hydraulic cylinder device 30 shown in FIG.
The injection unit 50 includes an injection cylinder 2, an injection screw 3 that is inserted into the cylinder 2 so as to be rotatable and movable back and forth, a fixed base 4 that fixes and supports the injection cylinder 2, and a sliding base 5 that is close to and away from the fixed base 4. And.
The sliding table 5 incorporates a bearing that rotatably supports the injection screw 3 and restricts the axial movement of the injection screw 3, and an injection screw drive motor 6 is attached.
固定台4の両側、つまり、射出シリンダ2を中心する対称位置には、それぞれ上記油圧シリンダ装置30と油圧シリンダ装置64が該射出シリンダ2に平行する形態で固定配設されている。
前述したように、油圧シリンダ装置30は、サーボモータ32によって駆動されるボールねじ軸25と、このボールねじ軸25に螺合するボールねじナット26によって移動体側ロッドを駆動するように構成されている。
一方、油圧シリンダ装置64は、シリンダ本体11a'、シリンダ側蓋66およびシリンダ側蓋12を有する油圧シリンダ11'と、ピストン65とを備えた一般的な構造を有している。
The hydraulic cylinder device 30 and the hydraulic cylinder device 64 are fixedly disposed in both sides of the fixed base 4, that is, symmetrical positions around the injection cylinder 2 so as to be parallel to the injection cylinder 2.
As described above, the hydraulic cylinder device 30 is configured to drive the moving body side rod by the ball screw shaft 25 driven by the servo motor 32 and the ball screw nut 26 screwed to the ball screw shaft 25. .
On the other hand, the hydraulic cylinder device 64 has a general structure including a cylinder body 11 a ′, a hydraulic cylinder 11 ′ having a cylinder side lid 66 and a cylinder side lid 12, and a piston 65.
次に、この射出ユニット1の油圧系統を説明する。制御装置60には、射出ユニット50を制御するプログラムが内蔵されている。インバータ48は、制御装置147の制御プログラムに基づく指示に従った電力をACモータ37aに供給して、該ACモータ37aの回転を制御する。油圧ポンプ36はこのACモータ37aによって駆動される。
上記油圧シリンダ装置30、64におけるシリンダ11、11'の右方および左方の油室には、それぞれ油圧配管71および72が結合されている。
符号58は油圧ポンプ36の過負荷を防止するためのリリーフ弁を、符号61は油圧ポンプ36と配管71、72間に介在された4方向電磁開閉弁を、符号40は油圧を検出する油圧計を、また、符号63は配管71に接続された電磁リリーフ弁をそれぞれ示している。
Next, the hydraulic system of the injection unit 1 will be described. The control device 60 contains a program for controlling the injection unit 50. The inverter 48 supplies electric power according to an instruction based on the control program of the control device 147 to the AC motor 37a, and controls the rotation of the AC motor 37a. The hydraulic pump 36 is driven by this AC motor 37a.
Hydraulic pipes 71 and 72 are coupled to the right and left oil chambers of the cylinders 11 and 11 ′ in the hydraulic cylinder devices 30 and 64, respectively.
Reference numeral 58 denotes a relief valve for preventing overload of the hydraulic pump 36, reference numeral 61 denotes a four-way electromagnetic opening / closing valve interposed between the hydraulic pump 36 and the pipes 71 and 72, and reference numeral 40 denotes a hydraulic meter for detecting the hydraulic pressure. Reference numeral 63 denotes an electromagnetic relief valve connected to the pipe 71.
各油圧シリンダ装置30、64は、油圧配管71、72によって上記のように結合されているので、油圧シリンダ装置30のシリンダ11における左右の油室の油圧は、油圧シリンダ装置64のシリンダ11'における左右の油室の油圧とそれぞれ等しくなる。
したがって、油圧シリンダ装置30のピストン14が移動体側ロッド54(図3参照)に追従して移動する場合、油圧シリンダ装置64のピストン65がピストン14と同じ力で同方向に作動し、その結果、摺動台5、つまり、スクリュ3が円滑に進退される。
Since the hydraulic cylinder devices 30 and 64 are coupled by the hydraulic pipes 71 and 72 as described above, the hydraulic pressures in the left and right oil chambers in the cylinder 11 of the hydraulic cylinder device 30 are in the cylinder 11 ′ of the hydraulic cylinder device 64. It becomes equal to the oil pressure in the left and right oil chambers.
Therefore, when the piston 14 of the hydraulic cylinder device 30 moves following the moving body side rod 54 (see FIG. 3), the piston 65 of the hydraulic cylinder device 64 operates in the same direction with the same force as the piston 14, and as a result, The slide 5, that is, the screw 3 is smoothly advanced and retracted.
上記油圧シリンダ装置30においては、射出の全工程に亙って、移動体側ロッド54の移動にピストン14が追従するように油圧ポンプ36の回転速度が制御される。なお、油圧ポンプ36には、油圧シリンダ装置10,64の双方を作動できる容量のものが使用される。   In the hydraulic cylinder device 30, the rotational speed of the hydraulic pump 36 is controlled so that the piston 14 follows the movement of the moving body side rod 54 over the entire injection process. A hydraulic pump having a capacity capable of operating both the hydraulic cylinder devices 10 and 64 is used.
次に、この射出ユニット50を用いた樹脂射出工程について説明する。
射出スクリュ3の射出前進時には、射出スクリュ3が略一定速度に制御される。そして、溶融樹脂が図示しない金型のキャビティに充満されてから樹脂の流動性が失われるまでの間は、該キャビティ内の圧力制御(型内圧制御)が実行される。それ以後、樹脂が固化するまでは圧力保持が行われて、射出の前進方向の制御が終了する。
Next, a resin injection process using this injection unit 50 will be described.
When the injection screw 3 advances, the injection screw 3 is controlled at a substantially constant speed. Then, pressure control in the cavity (internal pressure control) is performed after the molten resin is filled in the cavity of the mold (not shown) until the fluidity of the resin is lost. Thereafter, the pressure is maintained until the resin is solidified, and the control of the forward direction of injection is completed.
射出スクリュ3の速度制御と保圧制御は、第4の実施形態の場合と同様であるので、図6の特性曲線図をその制御に適用することができる。
充填工程では、サーボモータ32を所定回転速度で回転させて、弁体52、53を指定された速度で移動させる。このとき、弁体52、53にピストン14を追随させるため、該ピストン14の移動速度が弁体52、53の移動速度より少し速められるように作動油の供給量、つまり、油圧ポンプ36の回転速度が制御される。なお、ピストン14に作用する作動油の余剰分は弁体52を備える開閉弁もしくは弁体53を備える開閉弁を通過することになる。
一方、型内圧制御時および圧力保持の時は、弁体52、53にサーボモータ32の回転トルクを加えた状態で、型内圧を保持するように油圧ポンプ36が回転制御される。
Since the speed control and pressure holding control of the injection screw 3 are the same as in the case of the fourth embodiment, the characteristic curve diagram of FIG. 6 can be applied to the control.
In the filling step, the servo motor 32 is rotated at a predetermined rotational speed, and the valve bodies 52 and 53 are moved at a designated speed. At this time, in order to cause the pistons 14 to follow the valve bodies 52 and 53, the amount of hydraulic oil supplied, that is, the rotation of the hydraulic pump 36, so that the moving speed of the piston 14 is slightly faster than the moving speed of the valve bodies 52 and 53. Speed is controlled. The surplus hydraulic fluid acting on the piston 14 passes through the on-off valve provided with the valve body 52 or the on-off valve provided with the valve body 53.
On the other hand, at the time of controlling the mold internal pressure and maintaining the pressure, the hydraulic pump 36 is rotationally controlled so as to maintain the mold internal pressure with the rotational torque of the servo motor 32 applied to the valve bodies 52 and 53.
射出スクリュ3が後退する樹脂可塑化貯溜時には、油圧シリンダ装置30、64に射出スクリュ3を後退させる油圧が発生するように4方向電磁切換弁61が切換えるとともに、油圧調整用の電磁リリーフ弁63によって油圧配管71側に背圧を掛ける。そして、サーボモータ32を逆方向に低速で回転させるとともに、弁体52、53の移動速度に見合った低速で油圧ポンプ36を回してピストン14を弁体52,53の移動、つまり移動体側ロッド54の移動に追随させる。   At the time of resin plasticization storage in which the injection screw 3 moves backward, the four-way electromagnetic switching valve 61 is switched so as to generate hydraulic pressure for moving the injection screw 3 backward in the hydraulic cylinder devices 30, 64, and an electromagnetic relief valve 63 for adjusting hydraulic pressure is used. Back pressure is applied to the hydraulic piping 71 side. The servo motor 32 is rotated in the reverse direction at a low speed, and the hydraulic pump 36 is rotated at a low speed corresponding to the moving speed of the valve bodies 52 and 53 to move the piston 14 to move the valve bodies 52 and 53, that is, the moving body side rod 54. Follow the movement.
油圧シリンダ装置30、64には、常に等圧かつ等方向の油圧が作用する。したがって、油圧シリンダ装置30のピストン14と油圧シリンダ装置64のピストン65には、方向および大きさが等しい油圧力が作用し、その結果、摺動台5を介して射出スクリュ3がバランス良く前後進される。   The hydraulic cylinder devices 30 and 64 are always subjected to equal and equal hydraulic pressures. Therefore, hydraulic pressures having the same direction and size act on the piston 14 of the hydraulic cylinder device 30 and the piston 65 of the hydraulic cylinder device 64. As a result, the injection screw 3 moves forward and backward in a well-balanced manner via the slide base 5. Is done.
この第5の実施形態に係る射出ユニット50によれば、射出スクリュ3の速度を制御するためのボールねじ機構を有した油圧シリンダ装置として油圧シリンダ装置30を1つ設ければよいので、コストを低減することができる。また、樹脂可塑化貯溜時における射出スクリュ3の回転に伴って該射出スクリュ3の後進力が大きくなると、ピストン14、65に引き力が作用することになるが、その場合でも、油圧配管71に背圧を掛けているので、油圧シリンダ装置30を適当な正圧を掛けた状態で正常に制御することができる。   According to the injection unit 50 according to the fifth embodiment, it is only necessary to provide one hydraulic cylinder device 30 as a hydraulic cylinder device having a ball screw mechanism for controlling the speed of the injection screw 3. Can be reduced. Further, if the backward force of the injection screw 3 increases with the rotation of the injection screw 3 at the time of resin plasticization storage, a pulling force acts on the pistons 14 and 65. Since the back pressure is applied, the hydraulic cylinder device 30 can be normally controlled in a state where an appropriate positive pressure is applied.
本発明の第1の実施形態に係る油圧シリンダ装置の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the hydraulic cylinder apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る油圧シリンダ装置の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the hydraulic cylinder apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る油圧シリンダ装置の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the hydraulic cylinder apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図1または図2の油圧シリンダ装置を備えた本発明に係る射出ユニットの実施の形態を示す断面図および油圧系統ブロック図である。It is sectional drawing and hydraulic system block diagram which show embodiment of the injection unit which concerns on this invention provided with the hydraulic cylinder apparatus of FIG. 1 or FIG. 図3の油圧シリンダ装置を備えた本発明に懸かる射出ユニットの他の実施の形態を示す断面図および油圧系統ブロック図である。It is sectional drawing and hydraulic system block diagram which show other embodiment of the injection unit concerning the present invention provided with the hydraulic cylinder device of FIG. 図4および図5の射出ユニットの射出工程における射出スクリュのストロークに対する射出速度、油圧ポンプ吐出流量、および油圧の変化を例示した特性曲線図である。FIG. 6 is a characteristic curve diagram illustrating the change in injection speed, hydraulic pump discharge flow rate, and hydraulic pressure with respect to the stroke of the injection screw in the injection process of the injection unit in FIGS. 4 and 5.
符号の説明Explanation of symbols
1 射出ユニット
2 射出シリンダ
3 射出スクリュ
4 固定台
5 摺動台
10 油圧シリンダ装置
11,11' 油圧シリンダ
12 シリンダ側蓋
13 シリンダ側蓋
14 ピストン
15 駆動ロッド
16 作用体(被駆動体)
22 弁座板
23 弁体
24 移動体側ロッド
25 ボールねじ軸
26 ボールねじナット
32 サーボモータ
36 油圧ポンプ
41 ピストン
42 ピストン継手
43 弁体
45 移動体側ロッド
46 駆動ロッド
147 制御装置
48 インバータ
50 射出ユニット
51 弁座板
52 弁体(外側)
53 弁体(内側)
54 移動体側ロッド
56 切換弁
57 2方向切換弁
58 リリーフ弁
60 制御装置
61 4方向切換弁
63 油圧調整リリーフ弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Injection unit 2 Injection cylinder 3 Injection screw 4 Fixed base 5 Slide base 10 Hydraulic cylinder apparatus 11, 11 'Hydraulic cylinder 12 Cylinder side cover 13 Cylinder side cover 14 Piston 15 Driving rod 16 Acting body (driven body)
22 Valve seat plate 23 Valve body 24 Moving body side rod 25 Ball screw shaft 26 Ball screw nut 32 Servo motor 36 Hydraulic pump 41 Piston 42 Piston joint 43 Valve body 45 Moving body side rod 46 Drive rod 147 Controller 48 Inverter 50 Injection unit 51 Valve Seat plate 52 Valve body (outside)
53 Valve body (inside)
54 Moving body side rod 56 Switching valve 57 Two-way switching valve 58 Relief valve 60 Control device 61 Four-way switching valve 63 Hydraulic pressure adjusting relief valve

Claims (14)

  1. 油圧シリンダと、
    前記油圧シリンダ内に摺動可能に設けられ、その一方および他方の側にそれぞれ形成された前記シリンダの第1および第2の油室を連通させる作動油通路を形成したピストンと、
    前記油圧シリンダの一方の側蓋に摺動可能に貫通され、前記ピストンに相対変位可能に結合された移動体側ロッドと、
    前記移動体側ロッドに設けられ、該移動体側ロッドと前記ピストンの相対変位によって前記作動油通路を開閉する開閉弁を前記ピストンとの間で構成する弁体と、
    前記油圧シリンダの他方の側蓋に摺動可能に貫通され、前記ピストンに固定結合された駆動ロッドと、
    前記移動体側ロッドを進退移動させるアクチュエータと、
    前記第2の油室に作動油を供給し、前記作動油通路を介して前記作動油を還流させるように構成された油圧発生手段と、を備え、
    前記開閉弁は、前記弁体が前記一方の側蓋の方向に移動するときの速度よりも前記ピストンが同方向に移動する速度が大きい場合に、その速度差によって生じる前記相対変位によって開かれるように、かつ、前記油圧発生手段が停止された状態で前記弁体が前記他方の側蓋の方向に移動するときに開かれるように構成されていることを特徴とする油圧シリンダ装置。
    A hydraulic cylinder;
    A piston that is slidably provided in the hydraulic cylinder, and that forms a hydraulic oil passage that communicates the first and second oil chambers of the cylinder formed on one and the other of the cylinder;
    A movable body side rod that is slidably passed through one side lid of the hydraulic cylinder and is coupled to the piston so as to be relatively displaceable;
    A valve body provided on the movable body side rod, and configured to open and close the hydraulic oil passage by relative displacement between the movable body side rod and the piston, and the piston,
    A drive rod slidably pierced through the other side lid of the hydraulic cylinder and fixedly coupled to the piston;
    An actuator for moving the rod on the movable body forward and backward, and
    Hydraulic pressure generating means configured to supply hydraulic oil to the second oil chamber and recirculate the hydraulic oil through the hydraulic oil passage;
    The on-off valve is opened by the relative displacement caused by the speed difference when the speed of the piston moving in the same direction is larger than the speed of the valve body moving in the direction of the one side cover. In addition, the hydraulic cylinder device is configured to be opened when the valve body moves toward the other side lid in a state where the hydraulic pressure generating means is stopped.
  2. 前記移動体側ロッドの径と駆動ロッドの径を等しく設定して、前記ピストンの両側の受圧面積を等しくしたことを特徴とする請求項1に記載の油圧シリンダ装置。   2. The hydraulic cylinder device according to claim 1, wherein the diameter of the movable body side rod and the diameter of the drive rod are set to be equal to each other so that pressure receiving areas on both sides of the piston are made equal.
  3. 前記開閉弁がポペット弁であることを特徴とする請求項1または2に記載の油圧シリンダ装置。   The hydraulic cylinder device according to claim 1 or 2, wherein the on-off valve is a poppet valve.
  4. 前記開閉弁がカップ弁であることを特徴とする請求項1または2に記載の油圧シリンダ装置。   The hydraulic cylinder device according to claim 1 or 2, wherein the on-off valve is a cup valve.
  5. 前記移動体側ロッドを進退移動させるアクチュエータは、回転駆動されるボールねじ軸と、該ボールねじ軸に螺合するボールねじナットとを備え、該ボールねじナットの直線運動を前記移動体側ロッドに伝達するように構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の油圧シリンダ装置。   The actuator for moving the moving body side rod forward and backward includes a ball screw shaft that is rotationally driven and a ball screw nut that is screwed to the ball screw shaft, and transmits linear motion of the ball screw nut to the moving body side rod. The hydraulic cylinder device according to claim 1, wherein the hydraulic cylinder device is configured as described above.
  6. 前記油圧発生手段は、油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出された作動油を還流させる閉鎖配管回路と、を備え、
    前記油圧ポンプは、前記一方の側蓋の方向に移動する前記弁体に対して前記ピストンを追従して移動させ得る流量の作動油を発生するように、前記アクチュエータと連携して運転されることを特徴とする1〜5のいずれかに記載の油圧シリンダ装置。
    The hydraulic pressure generating means includes a hydraulic pump, and a closed piping circuit for recirculating the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump,
    The hydraulic pump is operated in cooperation with the actuator so as to generate a flow amount of hydraulic oil that can move the piston following the valve body moving in the direction of the one side lid. The hydraulic cylinder device according to any one of 1 to 5, wherein
  7. 油圧シリンダと、
    前記油圧シリンダ内に摺動可能に設けられ、その一方および他方の側にそれぞれ形成された前記シリンダの第1および第2の油室を連通させる作動油通路を形成したピストンと、
    前記油圧シリンダの一方の側蓋に摺動可能に貫通され、前記ピストンに相対変位可能に結合された移動体側ロッドと、
    前記移動体側ロッドに設けられ、該移動体側ロッドと前記ピストンの相対変位によって前記作動油通路を開閉する第1および第2の開閉弁を前記ピストンとの間でそれぞれ構成する第1および第2の弁体と、
    前記油圧シリンダの他方の側蓋に摺動可能に貫通され、前記ピストンに固定結合された駆動ロッドと、
    前記移動体側ロッドを進退移動させるアクチュエータと、
    前記第1および第2の油室に選択的に作動油を供給し、前記作動油通路を介して前記作動油を還流させるように構成された油圧発生手段と、を備え、
    前記第1の開閉弁は、前記第1の弁体が前記一方の側蓋の方向に移動するときの速度よりも前記ピストンが同方向に移動する速度が大きい場合に、その速度差によって生じる前記相対変位によって開かれるように構成され、
    前記第2の開閉弁は、前記第2の弁体が前記他方の側蓋の方向に移動するときの速度よりも前記ピストンが同方向に移動する速度が大きい場合に、その速度差によって生じる前記相対変位によって開かれるように構成されている、
    ことを特徴とする油圧シリンダ装置。
    A hydraulic cylinder;
    A piston that is slidably provided in the hydraulic cylinder, and that forms a hydraulic oil passage that communicates the first and second oil chambers of the cylinder formed on one and the other of the cylinder;
    A movable body side rod that is slidably passed through one side lid of the hydraulic cylinder and is coupled to the piston so as to be relatively displaceable;
    First and second opening and closing valves provided on the moving body side rod and configured to open and close the hydraulic fluid passage by relative displacement between the moving body side rod and the piston are respectively configured between the piston and the piston. The disc,
    A drive rod slidably pierced through the other side lid of the hydraulic cylinder and fixedly coupled to the piston;
    An actuator for moving the rod on the movable body forward and backward, and
    Hydraulic pressure generating means configured to selectively supply hydraulic oil to the first and second oil chambers and to recirculate the hydraulic oil through the hydraulic oil passage;
    The first on-off valve is caused by a difference in speed when the speed at which the piston moves in the same direction is higher than the speed at which the first valve body moves in the direction of the one side lid. Configured to be opened by relative displacement,
    The second on-off valve is caused by a difference in speed when the speed at which the piston moves in the same direction is higher than the speed at which the second valve body moves in the direction of the other side lid. Configured to be opened by relative displacement,
    A hydraulic cylinder device characterized by that.
  8. 前記移動体側ロッドの径と駆動ロッドの径を等しく設定して、前記ピストンの両側の受圧面積を等しくしたことを特徴とする請求項7に記載の油圧シリンダ装置。   8. The hydraulic cylinder device according to claim 7, wherein the diameter of the movable body side rod and the diameter of the drive rod are set to be equal so that the pressure receiving areas on both sides of the piston are equal.
  9. 前記第1および第2の開閉弁がポペット弁であることを特徴とする請求項7または8に記載の油圧シリンダ装置。   The hydraulic cylinder device according to claim 7 or 8, wherein the first and second on-off valves are poppet valves.
  10. 前記第1および第2の開閉弁の一方がカップ弁であり、他方がカップ弁もしくはポペット弁であることを特徴とする請求項7または8に記載の油圧シリンダ装置。   9. The hydraulic cylinder device according to claim 7, wherein one of the first and second on-off valves is a cup valve, and the other is a cup valve or a poppet valve.
  11. 前記移動体側ロッドを進退移動させるアクチュエータは、回転駆動されるボールねじ軸と、該ボールねじ軸に螺合するボールねじナットとを備え、該ボールねじナットの直線運動を前記移動体側ロッドに伝達するように構成されていることを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の油圧シリンダ装置。   The actuator for moving the moving body side rod forward and backward includes a ball screw shaft that is rotationally driven and a ball screw nut that is screwed to the ball screw shaft, and transmits linear motion of the ball screw nut to the moving body side rod. The hydraulic cylinder device according to any one of claims 7 to 10, wherein the hydraulic cylinder device is configured as described above.
  12. 前記油圧発生手段は、油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出された作動油を還流させる閉鎖配管回路と、を備え、
    前記油圧ポンプは、前記弁体に対して前記ピストンを追従して移動させ得る流量の作動油を発生するように前記アクチュエータと連携して運転されることを特徴とする7〜11のいずれかに記載の油圧シリンダ装置。
    The hydraulic pressure generating means includes a hydraulic pump, and a closed piping circuit for recirculating the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump,
    The hydraulic pump is operated in cooperation with the actuator so as to generate hydraulic oil at a flow rate that can move the piston to follow the piston with respect to the valve body. The hydraulic cylinder device described.
  13. 射出シリンダに対して平行対称に設けられた一対の油圧シリンダ装置を備え、これらの油圧シリンダ装置により溶融樹脂射出のための射出スクリュを前後進させるように構成された射出成形機の射出ユニットであって、前記一対の油圧シリンダ装置が、
    油圧シリンダと、
    前記油圧シリンダ内に摺動可能に設けられ、その一方および他方の側にそれぞれ形成された前記シリンダの第1および第2の油室を連通させる作動油通路を形成したピストンと、
    前記油圧シリンダの一方の側蓋に摺動可能に貫通され、前記ピストンに相対変位可能に結合された移動体側ロッドと、
    前記移動体側ロッドに設けられ、該移動体側ロッドと前記ピストンの相対変位によって前記作動油通路を開閉する開閉弁を前記ピストンとの間で構成する弁体と、
    前記油圧シリンダの他方の側蓋に摺動可能に貫通され、前記ピストンに固定結合された駆動ロッドと、
    前記移動体側ロッドを進退移動させるアクチュエータと、
    前記第2の油室に作動油を供給し、前記作動油通路を介して前記作動油を還流させるように構成された油圧発生手段と、を備え、
    前記開閉弁は、前記弁体が前記一方の側蓋の方向に移動するときの速度よりも前記ピストンが同方向に移動する速度が大きい場合に、その速度差によって生じる前記相対変位によって開かれるように、かつ、前記油圧発生手段が停止された状態で前記弁体が前記他方の側蓋の方向に移動するときに開かれるように構成されている
    ことを特徴とする射出成形機の射出ユニット。
    An injection unit of an injection molding machine comprising a pair of hydraulic cylinder devices provided in parallel to the injection cylinder and configured to move the injection screw for molten resin injection back and forth by these hydraulic cylinder devices. The pair of hydraulic cylinder devices are
    A hydraulic cylinder;
    A piston that is slidably provided in the hydraulic cylinder, and that forms a hydraulic oil passage that communicates the first and second oil chambers of the cylinder formed on one and the other of the cylinder;
    A movable body side rod that is slidably passed through one side lid of the hydraulic cylinder and is coupled to the piston so as to be relatively displaceable;
    A valve body provided on the movable body side rod, and configured to open and close the hydraulic oil passage by relative displacement between the movable body side rod and the piston, and the piston,
    A drive rod slidably pierced through the other side lid of the hydraulic cylinder and fixedly coupled to the piston;
    An actuator for moving the rod on the movable body forward and backward, and
    Hydraulic pressure generating means configured to supply hydraulic oil to the second oil chamber and recirculate the hydraulic oil through the hydraulic oil passage;
    The on-off valve is opened by the relative displacement caused by the speed difference when the speed of the piston moving in the same direction is larger than the speed of the valve body moving in the direction of the one side cover. In addition, the injection unit of the injection molding machine is configured to be opened when the valve body moves in the direction of the other side lid in a state where the hydraulic pressure generating means is stopped.
  14. 射出シリンダに対して平行対称に設けられた一対の油圧シリンダ装置を備え、これらの油圧シリンダ装置により溶融樹脂射出のための射出スクリュを前後進させるように構成された射出成形機の射出ユニットであって、
    前記第1の油圧シリンダ装置が通常の油圧シリンダ装置の構造を有し、前記第2の油圧シリンダ装置が、
    油圧シリンダと、
    前記油圧シリンダ内に摺動可能に設けられ、その一方および他方の側にそれぞれ形成された前記シリンダの第1および第2の油室を連通させる作動油通路を形成したピストンと、
    前記油圧シリンダの一方の側蓋に摺動可能に貫通され、前記ピストンに相対変位可能に結合された移動体側ロッドと、
    前記移動体側ロッドに設けられ、該移動体側ロッドと前記ピストンの相対変位によって前記作動油通路を開閉する第1および第2の開閉弁を前記ピストンとの間でそれぞれ構成する第1および第2の弁体と、
    前記油圧シリンダの他方の側蓋に摺動可能に貫通され、前記ピストンに固定結合された駆動ロッドと、
    前記移動体側ロッドを進退移動させるアクチュエータと、
    前記第1および第2の油室に選択的に作動油を供給し、前記作動油通路を介して前記作動油を還流させるように構成された油圧発生手段と、を備え、
    前記第1の開閉弁は、前記第1の弁体が前記一方の側蓋の方向に移動するときの速度よりも前記ピストンが同方向に移動する速度が大きい場合に、その速度差によって生じる前記相対変位によって開かれるように構成され、
    前記第2の開閉弁は、前記第2の弁体が前記他方の側蓋の方向に移動するときの速度よりも前記ピストンが同方向に移動する速度が大きい場合に、その速度差によって生じる前記相対変位によって開かれるように構成されている、
    ことを特徴とする射出成形機の射出ユニット。
    An injection unit of an injection molding machine comprising a pair of hydraulic cylinder devices provided in parallel to the injection cylinder and configured to move the injection screw for molten resin injection back and forth by these hydraulic cylinder devices. And
    The first hydraulic cylinder device has a structure of a normal hydraulic cylinder device, and the second hydraulic cylinder device includes:
    A hydraulic cylinder;
    A piston that is slidably provided in the hydraulic cylinder, and that forms a hydraulic oil passage that communicates the first and second oil chambers of the cylinder formed on one and the other of the cylinder;
    A movable body side rod that is slidably passed through one side lid of the hydraulic cylinder and is coupled to the piston so as to be relatively displaceable;
    First and second opening and closing valves provided on the moving body side rod and configured to open and close the hydraulic fluid passage by relative displacement between the moving body side rod and the piston are respectively configured between the piston and the piston. The disc,
    A drive rod slidably pierced through the other side lid of the hydraulic cylinder and fixedly coupled to the piston;
    An actuator for moving the rod on the movable body forward and backward, and
    Hydraulic pressure generating means configured to selectively supply hydraulic oil to the first and second oil chambers and to recirculate the hydraulic oil through the hydraulic oil passage;
    The first on-off valve is caused by a difference in speed when the speed at which the piston moves in the same direction is higher than the speed at which the first valve body moves in the direction of the one side lid. Configured to be opened by relative displacement,
    The second on-off valve is caused by a difference in speed when the speed at which the piston moves in the same direction is higher than the speed at which the second valve body moves in the direction of the other side lid. Configured to be opened by relative displacement,
    An injection unit for an injection molding machine.
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JP2007283387A (en) * 2006-04-19 2007-11-01 Ube Machinery Corporation Ltd Hybrid injection apparatus excellent in controllability
JP2008073708A (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Ube Machinery Corporation Ltd Hybrid high speed injection apparatus having excellent controllability, and controlling method therefor
CN109291385A (en) * 2018-10-16 2019-02-01 太原理工大学 A kind of injection molding machine hybrid drive system

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