JP2006192573A - 電動射出成形機の液圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】密閉された圧力流体貯留容器を使用することによって、該圧力流体貯留容器に貯留された圧力流体がコンタミによって汚染されることがなく、また、圧力流体のミストが放出されることがないので、環境を汚染してしまうことがないようにする。
【解決手段】電動射出成形機の一部のアクチュエータを駆動する液圧駆動装置１０であって、両方向に回転可能なモータ１１と、該モータ１１によって作動させられ、圧力流体を両方向に吐出可能なポンプと、前記圧力流体を貯留する密閉された圧力流体貯留容器とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動射出成形機の液圧駆動装置に関するものである。

従来、射出成形機のような成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され、溶融させられた樹脂を高圧で射出して金型装置のキャビティに充填（てん）し、該キャビティ内において樹脂を冷却し、固化させることによって成形品を成形するようにしている。そのために、前記成形機は、加熱シリンダ、該加熱シリンダ内において回転し、樹脂を溶融して計量するスクリュ、該スクリュを回転及び前後進させるためのスクリュ駆動装置等を備える射出ユニットを有し、該射出ユニットを前進させて、型締装置によって型閉された金型装置の固定金型に前記加熱シリンダのノズルをタッチさせ、樹脂を射出して金型装置のキャビティに充填するようになっている。

そして、前記射出ユニットを前後進させるために油圧シリンダ装置が配設され、該油圧シリンダ装置は、サーボモータ等の電動モータと、該電動モータによって駆動される油圧ポンプとを有する油圧駆動装置から供給される油圧によって作動させられる（例えば、特許文献１参照。）。

この場合、電動モータが作動して回転軸が回転すると、油圧ポンプの作動軸が回転させられて、油圧ポンプが作動し、圧油を吐出する。そして、該圧油は、管路を介して成形機の射出ユニットにおける油圧シリンダ装置に供給され、該油圧シリンダ装置を作動させて射出ユニットの前後進を行うようになっている。
特開２００２−１１３７５７号公報

しかしながら、前記従来の成形機の油圧駆動装置においては、余剰の油を貯留するタンクが大気に開放された開放式タンクになっているので、大気中に浮遊する塵埃（じんあい）、水分等の汚染物質、すなわち、コンタミがタンクに収容されている油中に進入してしまう。そのため、油が短期間で劣化してしまう。また、タンクに収容されている油の油面が変動した場合には、オイルミストが発生してタンク外に放出されるので、環境を汚染してしまうことがある。

本発明は、前記従来の成形機の油圧駆動装置の問題点を解決して、密閉された圧力流体貯留容器を使用することによって、該圧力流体貯留容器に貯留された圧力流体がコンタミによって汚染されることがなく、また、圧力流体のミストが放出されることがないので、環境を汚染してしまうことがない電動射出成形機の液圧駆動装置を提供することを目的とする。

そのために、本発明の電動射出成形機の液圧駆動装置においては、電動射出成形機の一部のアクチュエータを駆動する液圧駆動装置であって、両方向に回転可能なモータと、該モータによって作動させられ、圧力流体を両方向に吐出可能なポンプと、前記圧力流体を貯留する密閉された圧力流体貯留容器とを有する。

本発明の他の電動射出成形機の液圧駆動装置においては、さらに、前記圧力流体貯留容器は前記圧力流体の量の変動を吸収する変動吸収部材を備える。

本発明の更に他の電動射出成形機の液圧駆動装置においては、さらに、前記圧力流体貯留容器は少なくとも一部が伸縮可能な部材から成る。

本発明によれば、電動射出成形機の液圧駆動装置においては、密閉された圧力流体貯留容器を使用するようになっている。そのため、該圧力流体貯留容器に貯留された圧力流体がコンタミによって汚染されることがなく、また、圧力流体のミストが放出されることがないので、環境を汚染してしまうことがない。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明における液圧駆動装置は、押出成形装置、ラミネータ、トランスファー成形装置、ダイキャストマシーン、ＩＪ封止プレス等の各種の成形機に適用することができるものであるが、本実施の形態においては、説明の都合上、射出成形機に適用した場合について説明する。

図２は本発明の実施の形態における射出成形機の型締装置の概略図である。

図に示されるように、電動射出成形機としての射出成形機は、射出装置５０と、該射出装置５０と対向して配設された型締装置８０とを有する。なお、該型締装置８０には、可動金型８１及び固定金型８３から成る金型装置が取り付けられる。

射出装置５０は、加熱シリンダ９８を備え、加熱シリンダ９８には原料ホッパ９９が配設される。また、加熱シリンダ９８内には、スクリュ５３が進退自在かつ回転自在に配設される。スクリュ５３の後端は、支持部材５４によって回転自在に支持される。支持部材５４には、サーボモータ等の計量モータ５５が駆動部として取り付けられ、計量モータ５５の回転が、計量モータ５５の出力軸６１に取り付けられたタイミングベルト５６を介して、被駆動部のスクリュ５３に伝達されるようになっている。計量モータ５５の出力軸６１の後端には、回転検出器６２が直結している。回転検出器６２は、計量モータ５５の回転数又は回転量を認識し、スクリュ５３の駆動状況を示すスクリュ５３の回転速度を検出する。

射出装置５０は更に、スクリュ５３と平行にねじ軸５７を回転自在に備える。ねじ軸５７の後端は、サーボモータ等の射出モータ５９の出力軸６３に取り付けられたタイミングベルト５８を介して、射出モータ５９に連結されている。したがって、射出モータ５９によってねじ軸５７を回転させることができる。ねじ軸５７の前端は支持部材５４に固定されたナット６０と螺合させられる。したがって、駆動部たる射出モータ５９を駆動し、タイミングベルト５８を介して駆動伝達部たるねじ軸を回転させると、支持部材５４は前後進可能となり、その結果、被駆動部のスクリュ５３を前後進させることができる。射出モータ５９の出力軸６３の後端には、位置検出器６４が直結している。位置検出器６４は、射出モータ５９の回転数又は回転量を認識し、スクリュ５３の駆動状況を示すスクリュ５３の位置を検出する。

次に、前記構成の射出装置５０の動作について説明する。

まず、計量工程においては、計量モータ５５を駆動してスクリュ５３を回転させ、該スクリュ５３を所定の位置まで後退（図における右方に移動）させる。このとき、原料ホッパ９９から供給された原料樹脂は、加熱シリンダ９８内において加熱され、溶融させられ、スクリュ５３の後退に伴って該スクリュ５３の前方に溜（た）められる。

次に、射出工程においては、加熱シリンダ９８の先端のノズルを固定金型８３に押し付け、射出モータ５９を駆動して、支持部材５４を前進（図における左方に移動）させる。これにより、スクリュ５３が前進させられるので、該スクリュ５３の前方に溜められた樹脂はノズルから射出され、固定金型８３と可動金型８１との間に形成されたキャビティ内に充填される。

次に、前記型締装置８０について説明する。

該型締装置８０は、可動金型支持装置としての可動プラテン８２と、固定金型支持装置としての固定プラテン８４と、型締用シリンダ装置８６とを有する。そして、前記固定プラテン８４とアクチュエータとしての型締用シリンダ装置８６とは、複数、例えば、四本のタイバー８５によって連結され、可動プラテン８２は前記タイバー８５に沿って前進又は後退するように配設される。なお、前記固定プラテン８４及び型締用シリンダ装置８６は、ボルト等の固定部材によってフレームに固定されている。また、前記可動プラテン８２及び固定プラテン８４には、互いに対向するように可動金型８１及び固定金型８３が、それぞれ、取り付けられる。

そして、前記型締用シリンダ装置８６内には、直線的に移動可能な型締用ピストン８７が配設されている。該型締用ピストン８７は、圧力流体が流れる管路としての圧油管路９０及び圧油管路９１を介して、前記型締用シリンダ装置８６内に供給される圧力流体としての圧油によって、前記型締用シリンダ装置８６内を前進又は後退させられる。そして、前記型締用ピストン８７の前端（図における右端）には、可動プラテン８２が接続されている。そのため、前記型締用ピストン８７が型締用シリンダ装置８６内を前進又は後退することによって、可動プラテン８２が前進又は後退させられる。

これにより、可動金型８１が固定金型８３に対して移動し、型閉、型締及び型開が行われる。すなわち、前記型締用ピストン８７を前進 (図における右方に移動）させると、可動プラテン８２及び可動金型８１が前進させられ、型閉及び型締が行われる。また、前記型締用ピストン８７を後退 (図における左方に移動）させると、可動プラテン８２及び可動金型８１が後退させられ、型開が行われる。

なお、前記可動プラテン８２には、位置検出器８８が接続されている。該位置検出器８８によって、前記可動プラテン８２及び可動金型８１の位置が検出される。また、前記型締用ピストン８７の内部には、後述されるエジェクタ装置４０に供給される圧力流体が流れる管路としての圧油管路８９が形成されている。前記エジェクタ装置４０は、図においては省略されているが、可動プラテン８２の背面（図における左面）に配設されている。

次に、本実施の形態における液圧駆動装置の構成について詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態における液圧駆動装置の部分断面図、図３は本発明の実施の形態におけるバルブブロックの断面図であり図１のＡ矢視断面図、図４は本発明の実施の形態におけるポートプレートの断面図である。

図１において、１０は本実施の形態における液圧駆動装置であり、駆動源である両方向に回転可能なモータとしてのモータ１１、及び、被駆動部材である圧力流体を両方向に吐出可能なポンプとしての液圧ポンプ２０を有する。ここで、前記モータ１１は、例えば、サーボモータのような可変速モータであり、ハウジング１２と、該ハウジング１２の前端壁１２ａ及び後端壁１２ｂに軸受けとしてのベアリング１６ａ及びベアリング１６ｂを介して回転可能に取り付けられた回転軸としての中空軸１３を有する。また、該中空軸１３の外周にはロータ１４が取り付けられ、前記ハウジング１２の内壁にはステータ１５が取り付けられている。そのため、前記モータ１１が作動すると、前記中空軸１３に取り付けられたロータ１４が、前記ハウジング１２に取り付けられたステータ１５に対して、電磁気的な力によって回転させられることにより、前記中空軸１３が回転する。

また、前記モータ１１の前端壁１２ａには、可変速手段を備える前記液圧ポンプ２０が取り付けられている。すなわち、前記モータ１１と液圧ポンプ２０とが組み合わされている。該液圧ポンプ２０は、いわゆる、可変容量形式の斜板式アキシャルプランジャポンプ（ピストンポンプ）であり、取り付け板２２、ハウジング２３、ポンプヘッドブロック２４、弁板としてのポートプレート２７、及び、前記ポンプヘッドブロック２４に取り付けられたバルブブロック２８を有し、前記取り付け板２２が前記モータ１１の前端壁１２ａに取り付けられている。また、前記液圧ポンプ２０は、前記取り付け板２２及びポンプヘッドブロック２４に軸受けとしてのベアリング２２ａ及びベアリング２４ｃを介して回転可能に取り付けられた回転可能な作動軸２１を有する。該作動軸２１には、前記モータ１１の中空軸１３の回転が伝達されるようになっている。

そして、前記作動軸２１の前端（図１における右端）近傍外周にはスプラインが形成され、嵌（かん）合孔（こう）に雌スプラインが形成されたシリンダブロックとしてのピストンケーシング３１が、スプライン結合によって取り付けられている。この場合、前記ピストンケーシング３１は、作動軸２１に対して軸方向に移動不能に、かつ、回転方向に拘束された状態で取り付けられているので、作動軸２１とともに回転する。なお、前記ピストンケーシング３１は、作動軸２１に対して軸方向に移動不能に、かつ、回転方向に拘束された状態で取り付けられるのであれば、スプライン結合以外の結合方法によって取り付けられてもよく、例えば、キーとキー溝とによる結合であってもよいし、溶接であってもよいし、ねじ止めであってもよい。また、軸をカップリングによって連結させてもよい。そして、前記ピストンケーシング３１内には複数のシリンダ３２が形成され、各シリンダ３２内には、ピストン３３がその軸方向に移動可能に挿入されている。なお、図１に示される例においては、上下に二つのシリンダ３２が示されているが、該シリンダ３２の数はいくつであってもよい。

また、前記ハウジング２３内には、スライド板としての斜板３４が傾斜した状態で取り付けられている。該斜板３４は、回転不能であるが、傾斜角度を調整することができるようになっている。なお、斜板３４に形成された挿入孔３４ａには作動軸２１が挿入されているが、挿入孔３４ａの内径は作動軸２１の外径よりも十分に大きく形成されている。そして、前記ピストン３３に取り付けられたピストンロッド３３ａの根本端部が前記斜板３４の前面（図１における右面）上を摺（しゅう）動しながら移動するようになっている。これにより、前記ピストンケーシング３１が回転すると、シリンダ３２内のピストン３３も回転し、ピストンロッド３３ａの根本端部が斜板３４の傾斜した前面上を摺動しながら回転するので、前記ピストン３３がシリンダ３２内を軸方向に移動する。図１に示される例において、上側のシリンダ３２は、ピストン３３が上死点に位置し、シリンダ３２内の容積が最大となっていて、また、下側のシリンダ３２は、ピストン３３が下死点に位置し、シリンダ３２内の容積が最小となっている。

このように、作動軸２１によってピストンケーシング３１が回転させられることによって、シリンダ３２の容積変化を引き起こし、圧油の吸入及び吐出のポンプ作用を行うようになっている。この場合、ピストン３３が下死点から上死点に至るまでの吸入行程においては、圧油がポートプレート２７の後述されるポート２７ａから行程容量だけシリンダ３２内に流入する。また、ピストン３３が上死点から下死点に至るまでの吐出行程においては、圧油がシリンダ３２からポート２７ａへ強制的に吐出される。各ピストン３３は、ピストンケーシング３１が一回転する毎に吸入及び吐出の一行程を行うので、作動軸２１によってピストンケーシング３１を連続して回転させることによって、圧油の吸入及び吐出を連続的に行うことができる。

なお、前記ピストン３３の行程容量は前記斜板３４の傾斜角度に依存するので、前記斜板３４の傾斜角度を変更することによって、各シリンダ３２から吐出される圧油の量としての吐出流量を変更することができる。すなわち、前記斜板３４の傾斜角度を小さくする（図１において垂直に近くする）と行程が短くなり吐出流量が少なくなる。また、前記斜板３４の傾斜角度を大きくすると行程が長くなり吐出流量が多くなる。

そして、前記ポンプヘッドブロック２４には、圧力流体としての圧油を貯留するための密閉された圧力流体貯留容器としての油タンク２５が取り付けられている。この場合、該油タンク２５が密閉構造となっているので、内部に貯留された圧油は大気に触れることがない。なお、２６は、油タンク２５内の圧力を一定圧力に保ち、圧力流体の量の変動を吸収する変動吸収部材としてのエアブリーザである。該エアブリーザ２６は、浮遊するピストンによって内部容積が伸縮自在なシリンダ状の部材であってもよいし、伸縮自在なゴム等の弾性体から成る空気袋状の部材であってもよい。また、油タンク２５としてブラダ（ｂｌａｄｄｅｒ）を用いても、油タンク２５内の圧力を一定圧力に保つことができる。

ここで、前記ポートプレート２７には、図４に示されるように、複数（図４に示される例においては四つ）のポート２７ａが形成されている。該ポート２７ａは、回転する前記シリンダ３２と選択的に連通し、該シリンダ３２内に圧油体を吸い込む吸入ポート又はシリンダ３２から圧油を吐出する吐出ポートとして機能する。なお、モータ１１の回転が正逆反転すると、吸入ポート及び吐出ポートは逆転する。すなわち、モータ１１の回転を反転させることによって、液圧ポンプ２０は圧力流体を両方向に吐出することができる。さらに、前記ポートプレート２７の中心部には、ポンプヘッドブロック２４の突起部２４ｂに嵌合する嵌合孔２７ｂが形成されている。

また、前記ポンプヘッドブロック２４には、図３に示されるように、油タンク２５と連通するタンク連通孔２４ａ、並びに、前記ポートプレート２７のポート２７ａと連通する第１のポート連通流路２４ｅ及び第２のポート連通流路２４ｆが形成されている。前記タンク連通孔２４ａは、図１及び３における上下二ヶ所において油タンク２５と連通し、リークした分の圧油の吸入及び排出を行うようになっている。なお、２４ｄは液圧ポンプ２０の作動軸２１の先端を収容する収容凹部であり、内周壁にベアリング２４ｃが取り付けられている。

さらに、前記バルブブロック２８には、図３に示されるように、前記ポンプヘッドブロック２４の第１のポート連通流路２４ｅ及び第２のポート連通流路２４ｆに各々の一端が接続された第１の通路２８ａ及び第２の通路２８ｂが形成されている。なお、前記第１の通路２８ａ及び第２の通路２８ｂの他端（図３における下端）は、液圧シリンダ装置の一方の圧力室及び他方の圧力室に連通する図示されない二本の圧油管路に、それぞれ、接続されている。そして、前記第１の通路２８ａ及び第２の通路２８ｂは、接続通路２８ｃによって接続され、該接続通路２８ｃの途中には、パイロット操作逆止弁としての第１の逆止弁５１及び第２の逆止弁５２が配設されている。なお、前記第１の逆止弁５１及び第２の逆止弁５２は、所定のパイロット圧によって作動して接続通路２８ｃを開放させる圧力センサとしての図示されないピストン部材を内部に備えている。また、接続通路２８ｃにおける前記第１の逆止弁５１と第２の逆止弁５２との間の位置には、一端が前記油タンク２５と連通するドレイン通路２８ｄの他端が接続されている。なお、前記第１の逆止弁５１にパイロット圧を付与する第１のパイロット流路２８ｅの他端は第１の通路２８ａに接続され、前記第２の逆止弁５２にパイロット圧を付与する第２のパイロット流路２８ｆの他端は第２の通路２８ｂに接続されている。

ここで、前記接続通路２８ｃ、第１の逆止弁５１、第２の逆止弁５２及びドレイン通路２８ｄは、圧力の保持を選択する切り換え手段として機能し、また、液圧シリンダ装置の一方の圧力室と他方の圧力室との容積差、すなわち、断面積の差に起因する圧油の過不足を調整するためのドレイン回路を形成している。例えば、ピストンロッド等の存在によって一方の圧力室の断面積が他方の圧力室より小さいものとする。そして、前記一方の圧力室に圧油を供給してピストンを移動させると、前記他方の圧力室からは圧油が排出される。この場合、前記一方の圧力室の断面積が他方の圧力室より小さいので、前記他方の圧力室から排出される圧油の量は、前記一方の圧力室に供給される圧油の量よりも多くなる。また、液圧ポンプ２０から前記一方の圧力室への圧油の供給が続くと、前記一方の圧力室と連通する第１の通路２８ａ内の圧油の圧力が上昇し、第１のパイロット流路２８ｅを介して第１の逆止弁５１に付与されるパイロット圧が上昇する。その結果、第１の逆止弁５１が作動して接続通路２８ｃを開放するので、前記他方の圧力室から排出された圧油は、第２の通路２８ｂから接続通路２８ｃに流入し、第１の逆止弁５１を通過し、ドレイン通路２８ｄを介して油タンク２５に流入する。このようにして、圧油の過不足を調整することができる。

なお、ここでは、前記液圧ポンプ２０が可変容量形式の斜板式アキシャルプランジャポンプであって、ピストンケーシング３１が回転し、斜板３４が固定の形式のものである場合について説明したが、ピストンケーシング３１が固定で、斜板３４が回転する形式のものであってもよい。また、前記液圧ポンプ２０は、可変容量形式の斜軸式アキシャルプランジャポンプであってもよい。さらに、前記液圧ポンプ２０は、作動軸２１の回転速度に応じて吐出量が変化するものであることが望ましいが、斜板固定の固定容量式であり、回転数によって流量を変動させるものであってもよいし、いかなる種類のものであってもよい。

そして、前記モータ１１の中空軸１３の前端（図１における右端）には、該中空軸１３の内部に挿入される接続軸としての雌スプライン中空軸１７のフランジ１７ａが取り付けられる。ここで、前記雌スプライン中空軸１７は、作動軸２１と中空軸１３とを連結する交換可能な係合手段として機能するものであり、中心に孔（あな）を有するドーナツ状のフランジ１７ａの一面に両端が開放され、中空軸１３より短い円筒部１７ｂの前端を取り付けた形状を有する。該円筒部１７ｂは、外径が中空軸１３の内径より小さく、内径が前記フランジ１７ａの孔の内径とほぼ等しい。また、前記円筒部１７ｂの内面には、軸方向に延在するスプラインが形成されている。そして、前記雌スプライン中空軸１７は、円筒部１７ｂのフランジ１７ａと反対側の端部を、中空軸１３内に該中空軸１３の前端側から後端側に向けて挿入し、前記フランジ１７ａの面を中空軸１３の前端面に固定することによって、前記中空軸１３に取り付けられている。

この場合、前記中空軸１３の前端近傍の外周にベアリング１６ａが取り付けられているので、後述されるスプライン係合部はベアリング１６ａの円周方向内側に位置することになり、スプライン係合部とベアリング１６ａとの間の距離が短くなる。そのため、作動軸２１に偏芯（しん）荷重が生じた場合でも、ベアリング１６ａにかかるモーメントを小さくすることができる。

また、前記雌スプライン中空軸１７内には、液圧ポンプ２０から後方（図１における左方）に突出する該液圧ポンプ２０の作動軸２１が挿入される。ここで、該作動軸２１の外周には軸方向に延在するスプラインが形成されている。そして、前記作動軸２１のスプラインは、前記雌スプライン中空軸１７の円筒部１７ｂの内面に形成されたスプラインと係合する。すなわち、前記作動軸２１と雌スプライン中空軸１７とは、相互にスプライン接続されている。この場合、前記作動軸２１及び雌スプライン中空軸１７の円筒部１７ｂは、互いのスプラインが咬（か）み合うことによって係合されて係合部としてのスプライン係合部を構成する。そのため、前記作動軸２１及び雌スプライン中空軸１７が軸方向に互いに移動可能であり、モータ１１と液圧ポンプ２０が取り外ししやすい構造が実現される。また、前記作動軸２１及び雌スプライン中空軸１７は、回転方向には互いに拘束された状態となり、雌スプライン中空軸１７の回転が作動軸２１に伝達されるので、モータ１１が作動すると液圧ポンプ２０が駆動される。これにより、モータ１１が作動して中空軸１３が回転すると、前記作動軸２１が回転させられて液圧ポンプ２０が作動して、圧油を吐出する。

このような作動軸２１と雌スプライン中空軸１７との接続構造によって、モータ１１の中空軸１３と液圧ポンプ２０の作動軸２１とが接続されるので、モータ１１と液圧ポンプ２０との接続及び切り離しを容易に行うことができる。すなわち、液圧駆動装置１０の分解及び組み立てを短時間で容易に行うことが可能となる。さらに、モータ１１の中空軸１３の内部に液圧ポンプ２０の作動軸２１が挿入された状態で接続されるので、前記モータ１１の後端から液圧ポンプ２０の前端までの距離を短くすることができ、液圧駆動装置１０全体の長さが短くなり、液圧駆動装置１０を小型化することができる。

また、該雌スプライン中空軸１７は、中空軸１３等のモータ１１の構成部材、及び、作動軸２１等の液圧ポンプ２０の構成部材よりも、強度が低くなるよう製作されている。すなわち、前記雌スプライン中空軸１７の破壊強度は、中空軸１３等のモータ１１の構成部材、及び、作動軸２１等の液圧ポンプ２０の構成部材よりも低くなっている。そのため、前記雌スプライン中空軸１７は、液圧駆動装置１０における安全装置として機能し、何らかの原因でモータ１１又は液圧ポンプ２０が大きな負荷を受けた場合には、該負荷によって破壊される。これにより、モータ１１及び液圧ポンプ２０の構成部材の破壊を防止することができる。また、前記接続構造によって、モータ１１と液圧ポンプ２０との接続及び切り離しを容易に行うことができるので、雌スプライン中空軸１７が破壊された場合でも、新規の雌スプライン中空軸１７に容易に交換することができる。

ここでは、モータ１１の回転軸が中空軸１３であって、該中空軸１３の内部に液圧ポンプ２０の作動軸２１が挿入される場合について説明したが、液圧ポンプ２０の作動軸２１が中空であって、該中空の作動軸２１の内部にモータ１１の回転軸が挿入されるようにしてもよい。この場合、前記雌スプライン中空軸１７と同様の構成の部材を前記作動軸２１に取り付けることによって、前述された接続構造と同様の接続構造を実現することができる。すなわち、本実施の形態においては、スプライン係合部の少なくとも一部が、前記モータ１１又は液圧ポンプ２０のいずれか一方とオーバラップしていればよい。

さらに、作動軸２１と雌スプライン中空軸１７の円筒部１７ｂとがスプライン接続する部分の構造をボールスプライン構造とすることもできる。この場合、予圧を付与することによって、スプライン接続する部分のバックラッシュを低減することができる。また、モータ１１の中空軸１３に直接、スプラインを形成してもよい。

次に、前記構成の液圧駆動装置１０を前記射出成形機に適用した例について詳細に説明する。なお、前記液圧駆動装置１０は、支持部材５４を前進又は後退させるためにも適用することができ、また、可動金型８１又は固定金型８３のコアの一部を駆動するための液圧シリンダ装置に圧油を供給するためにも適用することができ、さらに、いかなる液圧シリンダ装置に圧油を供給するためにも適用することができるものであるが、ここでは、説明の都合上、前記液圧駆動装置１０を型締装置８０における型締用シリンダ装置８６及びエジェクタ装置４０のアクチュエータとしてのエジェクタ用シリンダ装置４５に圧油を供給するために適用した場合について説明する。

図５は本発明の実施の形態における型締装置の部分断面図である。

図５に示される例において、前記油タンク２５は、液圧ポンプ２０におけるモータ１１と反対側の端部に接続されているが、前記液圧ポンプ２０のどの部分に接続されていてもよい。

そして、前記液圧駆動装置１０は、前述されたように、全体の長さが短く、小型化されているので、油タンク２５とともに、型締用シリンダ装置８６上に配設されている。なお、前記液圧駆動装置１０は、全体の長さが短く、小型化されているので、いかなる場所に配設することもできるが、圧油を供給する液圧シリンダ装置にできるだけ近接した位置に配設されることが望ましい。

ここで、前記型締用シリンダ装置８６内に位置する型締用ピストン８７の外周には、フランジ８７ａが一体的に形成され、該フランジ８７ａの前後に型締用シリンダ装置８６の前進用圧力室８６ａ及び後退用圧力室８６ｂが形成されている。そして、前記型締用ピストン８７は、型締用シリンダ装置８６の前進用圧力室８６ａ及び後退用圧力室８６ｂに供給される圧油によって、前記型締用シリンダ装置８６内を前進又は後退させられる。

また、エジェクタ装置４０が可動プラテン８２の背面（図５における左面）に配設されている。この場合、エジェクタ用シリンダ装置４５は、前記可動プラテン８２の背面と型締用ピストン８７の前端（図５における右端）との間に介在し、可動プラテン８２の背面と型締用ピストン８７の前端とに、それぞれ、接続されている。また、エジェクタ用シリンダ装置４５内には、直線的に移動可能なエジェクタ用ピストン４６ａが配設されている。該エジェクタ用ピストン４６ａは、前記エジェクタ用シリンダ装置４５内の圧力室４５ａ及び圧力室４５ｂに供給される圧油によって、前記エジェクタ用シリンダ装置４５内を前進又は後退させられる。そして、エジェクタ用ピストン４６ａに接続されたエジェクタ用ピストンロッド４６は、先端が可動プラテン８２の背面に形成された空洞内に突出し、該空洞内においてクロスヘッド４２に接続されている。そのため、前記エジェクタ用ピストン４６ａを前進又は後退させることによって、前記クロスヘッド４２を前進又は後退させることができる。

そして、該クロスヘッド４２には、エジェクタロッド４１の根本部が取り付けられている。さらに、前記エジェクタロッド４１の先端部には、図示されないエジェクタピンが取り付けられ、エジェクタロッド４１が前進すると、前記エジェクタピンが前進して、可動金型８１内部のキャビティに突出し、成形品をエジェクトするようになっている。なお、前記クロスヘッド４２は、可動プラテン８２の背面に形成された空洞内に取り付けられたガイドバー４３に沿って前進又は後退する。

次に、前記構成の液圧駆動装置１０の動作について説明する。

図６は本発明の実施の形態における液圧駆動装置と液圧シリンダ装置との接続状態を示す図である。

ここでは、図６に示されるように、液圧駆動装置１０が、エジェクタ用シリンダ装置４５を駆動するための第１の液圧駆動装置１０−１、及び、型締用シリンダ装置８６を駆動するための第２の液圧駆動装置１０−２から成る場合について説明する。この場合、前記第１の液圧駆動装置１０−１はモータとしての第１のモータ１１−１及びポンプとしての第１の液圧ポンプ２０−１を有し、第２の液圧駆動装置１０−２はモータとしての第２のモータ１１−２及びポンプとしての第２の液圧ポンプ２０−２を有する。しかし、油タンク２５は共通であり、同一の油タンク２５に第１の液圧ポンプ２０−１及び第２の液圧ポンプ２０−２が接続されている。

そして、第１の液圧ポンプ２０−１は、圧力流体管路としての圧油管路８９及び圧油管路９２を介して、エジェクタ用シリンダ装置４５内の圧力室４５ａ及び圧力室４５ｂに圧力流体としての圧油を供給し、エジェクタ用ピストン４６ａを前進又は後退させる。また、第２の液圧ポンプ２０−２は、圧油管路９０及び圧油管路９１を介して、型締用シリンダ装置８６内の前進用圧力室８６ａ及び後退用圧力室８６ｂに圧油を供給し、型締用ピストン８７を前進又は後退させる。

ここで、前記エジェクタ用ピストン４６ａは、エジェクタピンを前進させて、可動金型８１内部のキャビティから成形品をエジェクトするためのものであるので、大きな駆動力を必要としないのに対し、前記型締用ピストン８７は、重量物である可動プラテン８２及び可動金型８１を前進又は後退させて、型閉、型締及び型開を行わせるものであるので、大きな駆動力を必要とする。そのため、第２の液圧ポンプ２０−２の作動軸２１を高速で回転させて多量の圧油を型締用シリンダ装置８６内の前進用圧力室８６ａ及び後退用圧力室８６ｂに供給することができるように、第２のモータ１１−２は、大きな出力を発生することができる大型のものとなっている。これにより、第２のモータ１１−２が第１のモータ１１−１よりも全長が長く大型なので、第２の液圧駆動装置１０−２全体も、第１の液圧駆動装置１０−１全体より、全長が長く大型となっている。

しかし、本実施の形態において、油タンク２５は、共通であり、第２の液圧ポンプ２０−２に接続される部分が、第１の液圧ポンプ２０−１に接続される部分よりも小型化された変形タンクが用いられている。そのため、油タンク２５までを含めて考慮すると、第２の液圧駆動装置１０−２と第１の液圧駆動装置１０−１とは等しい全長になるように、つまり、駆動部ユニットが全体としてコンパクトになっている。この場合、前記油タンク２５の容量は、第１の液圧ポンプ２０−１と第２の液圧ポンプ２０−２とに独立したものを、それぞれ、接続する場合と比較して、小さくなってしまう。しかし、後述されるように、エジェクタ用シリンダ装置４５を駆動するタイミングと型締用シリンダ装置８６を駆動するタイミングとが一致していないので、第１の液圧ポンプ２０−１が作動して圧油を供給するタイミングと第２の液圧ポンプ２０−２が作動して圧油を供給するタイミングも一致していない。そのため、第１の液圧ポンプ２０−１と第２の液圧ポンプ２０−２とが油タンク２５に収容された圧油を同時に大量に吸引することがないので、各々の液圧駆動装置１０−１、液圧駆動装置１０−２毎に油タンクを設けるより、前記油タンク２５の容量を小さくすることができる。

まず、可動プラテン８２及び可動金型８１を前進させて型閉を行う場合、第２のモータ１１−２を駆動させるために該第２のモータ１１−２のステータ１５のコイルに電流を供給すると、ロータ１４が正方向に回転し、該ロータ１４に取り付けられた中空軸１３が回転する。すると、該回転が中空軸１３の前端に取り付けられた雌スプライン中空軸１７に伝達される。そして、該雌スプライン中空軸１７の回転は、円筒部１７ｂとスプライン接続している作動軸２１によって、第２の液圧ポンプ２０−２に伝達される。すると、該第２の液圧ポンプ２０−２が駆動されて圧油を吐出する。前記第２の液圧ポンプ２０−２から吐出された圧油は、圧油管路９０を介して、型締用シリンダ装置８６内の前進用圧力室８６ａに供給される。これにより、型締用ピストン８７が前進するので、可動プラテン８２が前進させられ、可動金型８１及び固定金型８３から成る金型装置の型閉及び型締が行われる。このとき、同時に後退用圧力室８６ｂの圧油は、圧油管路９１を介して、前記第２の液圧ポンプ２０−２へ戻される。

続いて、前述された射出工程が行われ、固定金型８３と可動金型８１との間に形成されたキャビティ内に樹脂が充填される。そして、成形が終了すると、ロータ１４が逆方向へ回転し、前記第２の液圧ポンプ２０−２から吐出された圧油を圧油管路９１を介して、型締用シリンダ装置８６内の後退用圧力室８６ｂに供給する。これにより、型締用ピストン８７が後退するので、可動プラテン８２が後退させられ、可動金型８１及び固定金型８３から成る金型装置の型開が行われる。

続いて、第１のモータ１１−１を駆動させるために該第１のモータ１１−１のステータ１５のコイルに電流を供給すると、ロータ１４が正方向に回転し、該ロータ１４に取り付けられた中空軸１３が回転する。そして、第１の液圧ポンプ２０−１が駆動されて圧油を吐出する。前記第１の液圧ポンプ２０−１から吐出された圧油は、圧油管路８９を介して、エジェクタ用シリンダ装置４５内の圧力室４５ｂに供給される。これにより、エジェクタ用ピストン４６ａが前進するので、クロスヘッド４２及びエジェクタロッド４１が前進させられ、エジェクタピンが前進して、可動金型８１内部のキャビティに突出し、成形品をエジェクトする。

本実施の形態においては、液圧駆動装置１０が、エジェクタ用シリンダ装置４５を駆動するための第１の液圧駆動装置１０−１、及び、型締用シリンダ装置８６を駆動するための第２の液圧駆動装置１０−２から成り、油タンク２５が共通となっている。この場合、エジェクタ用シリンダ装置４５を駆動するタイミングと型締用シリンダ装置８６を駆動するタイミングとが一致していないので、第１の液圧ポンプ２０−１と第２の液圧ポンプ２０−２とが油タンク２５に収容された圧油を同時に吸引することがないので、前記油タンク２５の容量を小さくすることができる。そのため、型締用シリンダ装置８６を駆動するための第２の液圧駆動装置１０−２が、エジェクタ用シリンダ装置４５を駆動するための第１の液圧駆動装置１０−１より、全長が長く大型であっても、油タンク２５までを含めて考慮すると、液圧駆動装置１０が大型化されることがない。

そして、該液圧駆動装置１０は、全体の長さが短く、小型化されているので、油タンク２５とともに、型締用シリンダ装置８６上に配設されている。すなわち、成形機のアクチュエータ近傍に配設されている。そのため、第１の液圧ポンプ２０−１及び第２の液圧ポンプ２０−２とエジェクタ用シリンダ装置４５及び型締用シリンダ装置８６とがそれぞれ近接し、圧力流体管路としての圧油管路８９、圧油管路９０、圧油管路９１及び圧油管路９２の長さを短くすることができる。これにより、圧力流体管路における圧油の圧力損失を低くすることができ、液圧駆動装置１０のエネルギー消費量を低減することができる。また、前記圧力流体管路における圧油漏れの可能性を減少させることができる。さらに、前記圧力流体管路にアキュームレータやバルブが接続されていないので、前記アキュームレータやバルブの接続部における圧油漏れの可能性がない。

さらに、前記圧力流体管路の長さが短く、かつ、アキュームレータやバルブが接続されていないので、応答性が高く、制御性が良好となる。すなわち、液圧駆動装置１０としての第１の液圧駆動装置１０−１及び第２の液圧駆動装置１０−２の駆動を開始してから、液圧シリンダ装置としてのエジェクタ用シリンダ装置４５及び型締用シリンダ装置８６の駆動が開始されるまでの遅れ時間が短く、液圧シリンダ装置の駆動を高い精度で制御することができる。そのため、液圧シリンダ装置を駆動させるときだけ液圧駆動装置１０を駆動すればよいので、液圧駆動装置１０のエネルギー消費量を低減することができ、かつ、液圧駆動装置１０の発生する騒音を低減することができる。

このように、本実施の形態においては、油タンク２５が密閉構造となっているので、内部に貯留された圧油は大気に触れることがない。そのため、該大気中に浮遊する塵埃、水分等の汚染物質、すなわち、コンタミが油タンク２５に貯留されている油中に進入してしまうことがないので、圧油がコンタミによって汚染されることがない。したがって、圧油が短期間で劣化することがなく、また、液圧シリンダ装置としてのエジェクタ用シリンダ装置４５及び型締用シリンダ装置８６がコンタミによって作動不良を起こすこともない。また、オイルミストが油タンク２５外に放出されることがないので、周囲の環境を汚染することがない。

さらに、油タンク２５がエアブリーザ２６を備えるので、油タンク２５内の圧力を一定圧力に保ち、圧力流体の量の変動を吸収することができる。そして、前記油タンク２５内の圧力を一定圧力に保つことによって、キャビテーションや気泡の発生を防止することができる。

また、本液圧駆動装置を射出装置を前後進させてノズルの先端を金型へタッチさせる可塑化移動装置の駆動部として用いてもよい。通常、電動射出成形機においては、ブレーキ付きモータが駆動部として使用されるが、本願発明の液圧駆動装置を用いると、ノズルタッチを繰り返しても、ブレーキ摩耗の発生を防ぐことができるので、生産性を向上させることができる。

また、本液圧駆動装置をスクリュを前後進させて樹脂を金型内へ充填させる射出装置の駆動部として用いてもよい。この場合、液圧駆動装置の配置を自由にできるため、射出装置をコンパクトにすることができる。また、通常の油圧式射出成形機とは異なり、一つの射出装置に一つの駆動部を配置するため、複雑な配管構造をする必要がない。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の実施の形態における液圧駆動装置の部分断面図である。 本発明の実施の形態における射出成形機の型締装置の概略図である。 本発明の実施の形態におけるバルブブロックの断面図であり図１のＡ矢視断面図である。 本発明の実施の形態におけるポートプレートの断面図である。 本発明の実施の形態における型締装置の部分断面図である。 本発明の実施の形態における液圧駆動装置と液圧シリンダ装置との接続状態を示す図である。

符号の説明

１０ 液圧駆動装置
１０−１ 第１の液圧駆動装置
１０−２ 第２の液圧駆動装置
１１ モータ
１１−１ 第１のモータ
１１−２ 第２のモータ
２０ 液圧ポンプ
２０−１ 第１の液圧ポンプ
２０−２ 第２の液圧ポンプ
２５ 油タンク
２６ エアブリーザ
４５ エジェクタ用シリンダ装置
８６ 型締用シリンダ装置

Claims (3)

1. （ａ）電動射出成形機の一部のアクチュエータを駆動する液圧駆動装置であって、
   （ｂ）両方向に回転可能なモータと、
   （ｃ）該モータによって作動させられ、圧力流体を両方向に吐出可能なポンプと、
   （ｄ）前記圧力流体を貯留する密閉された圧力流体貯留容器とを有することを特徴とする電動射出成形機の液圧駆動装置。
2. 前記圧力流体貯留容器は前記圧力流体の量の変動を吸収する変動吸収部材を備える請求項１に記載の電動射出成形機の液圧駆動装置。
3. 前記圧力流体貯留容器は少なくとも一部が伸縮可能な部材から成る請求項１又２に記載の電動射出成形機の液圧駆動装置。

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