JP2006192722A - 型締装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 サブタンクを備える型締装置において、サブタンクに油補給手段を付設する必要がない型締装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 図に太線で示す第２の油路３４で、油室２９とサブタンク１６とを繋ぎ、第２の油路３４に安価な方向切換弁２２を介設した。
【効果】 圧抜きや低速型開きの際に、油室の油をメインタンクに戻すと、サブタンクの油が徐々に目減りする。本発明では、圧抜きや低速型開きの際に、油室の油をメインタンクに戻さずにサブタンクに戻すようにした。この結果、サブタンクの不都合な油面低下を防止することができ、油補給手段をサブタンクに付設する必要が無くなり、装置の簡略化が図れる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、型締シリンダに併設される補助シリンダ又はブースタラム、サブタンク及びプレフィル弁を備えた型締装置に関する。

例えば、直圧式型締装置では、大径の型締シリンダに高圧の作動油を供給する関係上、ピストンの移動速度をあまり高めることはできない。大容量の油圧ポンプを準備する必要があるからである。そのため、型締工程時間を短縮することが難しく、生産性向上の点で改善の余地がある。

型締工程時間を短縮する技術として、補助シリンダ又はブースタラム式型締装置が提案されてきた（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−２４００５４号公報（図１、段落番号［００２４］〜［００３１］）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図５は従来の技術の基本構成を説明する図であり、この型締装置１００は、型締シリンダ１０１のシリンダ本体１０２に、第１の油路１０３の一端を接続し、第１の油路１０３の他端にサブタンク１０４を接続すると共に、第１の油路１０３にプレフィル弁１０５を介設し、シリンダ本体１０２に型締ピストン１０６を収納し、型締ピストン１０６にブースタラム１０７を内蔵してなるブースタラム式型締装置である。

この型締装置１００では、可動金型１０８を固定金型１０９へ向かわせる型閉工程と、型合わせした金型１０８、１０９を型締めする型締工程と、型開きに備えて型締めを解除する圧抜工程と、固定金型１０９から可動金型１０８を低速で一定の距離だけ離す低速型開工程と、固定金型１０９から可動金型１０８を高速で大きく離す高速型開工程とを、この順で実施する。

型閉工程では、先ず電磁切換弁１１１を位置Ｂに置き、流量制御弁１１２を位置Ｃに置き、図示せぬ弁開閉手段でプレフィル弁１０５を開く。すると、アキュムレータ１１３内の圧油は、油路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を通って、ブースタラム１０７の前室（以下、第３油室１１４と言う。）に到り、型締ピストン１０６を前進（図右へ移動）させる。電磁切換弁１１１が位置Ｂにあるため、型締シリンダ１０１のヘッド側の油室（以下、第１油室１１５と言う。）は減圧状態になる。そこで、サブタンク１０４の油を第１油室１１５へ導くことで減圧状態を解消する。減圧（又は増圧）を解消するためにサブタンク１０４、第１の油路１０３及びプレフィル弁１０５を備えたと言える。

次の型締工程では、流量制御弁１１２は位置Ｃのままで、プレフィル弁１０５を閉じ、電磁切換弁１１１を位置Ａに切換える。すると、アキュムレータ１１３内の圧油は、油路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４を通って、第１油室１１５に到り、型締ピストン１０６を押し出し、型締めを行う。

射出工程が終わった後に実施する圧抜工程では、電磁切換弁１１１を位置Ａに置いたままで且つプレフィル弁１０５を閉じたままで、流量制御弁１１２を制御し、型締シリンダ１０１の第１油室１１５の圧力がほぼ０になるようにする。

低速型開工程では、電磁切換弁１１１を位置Ａに置いたままで且つプレフィル弁１０５を閉じたままで、流量制御弁１１２を制御し、一定の距離だけ型締ピストン１０６を後退させる。この間、第１油室１１５内の油の一部を油路Ｌ４、Ｌ２、Ｌ５によりメインタンク１１６に排出する。

高速型開工程では、電磁切換弁１１１を位置Ｂに切換え、プレフィル弁１０５を開き、流量制御弁１１２を位置Ａに切換える。すると、アキュムレータ１１３内の圧油は、油路Ｌ１、Ｌ６を通って、ロッド側の油室（第２油室１１７）に到り、型締ピストン１０６を後退させる。このとき、電磁切換弁１１１が閉じて、プレフィル弁１０５が開いているため、第１油室１１５内の油はサブタンク１０４に戻る。

以上の説明した従来の技術には次に述べる問題がある。
低速型開工程で、少量ではあるが第１油室１１５内の油をメインタンク１１６へ戻す。そのため、サブタンク１０４の油が目減りする。そこで、油補給管１２１、油補給弁１２２及び油面計１２３を備えて、サブタンク１０４に油を補給する必要がある。この結果、型締装置１００のコストアップを招く。

また、流量制御弁１１２はコントローラ１２４により微妙な流量制御を実施するため、通常の切換弁に比較して高価であり、型締装置１００のコストアップの要因になる。
型締装置のコストアップを抑えるには、油補給管１２１、油補給弁１２２及び油面計１２３が不要であり、高価な流量制御弁１１２が不要である技術が求められる。

本発明は、サブタンクを備える型締装置において、サブタンクに油補給手段を付設する必要がなく、高価な流量制御弁を必要としない型締装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、方向切換弁を有する型締昇圧用油路から高圧油が供給されることで型締めを行う型締シリンダに、併設される補助シリンダ又はブースタラムを備え、前記型締シリンダの油室に、第１の油路を介してサブタンクを接続し、この第１の油路に、油路を開閉するプレフィル弁を介在させ、前記補助シリンダ又はブースタラムを用いて型締シリンダの型締ピストンを移動させるときに前記プレフィル弁を開いて前記サブタンクから前記油室へ又は油室からサブタンクへ油の移動を許可するようにした型締装置において、
この型締装置は、前記プレフィル弁を閉じた状態で前記補助シリンダ又はブースタラムを用いて型締ピストンを低速で後退させる低速型開きの際に、前記油室の油を前記サブタンクへ移動させることができるように、前記油室とサブタンクとを第２の油路で連結したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、型締昇圧用油路のうち方向切換弁から型締シリンダの油室までを機側昇圧油路と呼ぶときに、この機側昇圧油路は第２の油路の一部を構成し、方向切換弁を介してサブタンクへ油を移動させる得るようにしたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、補助シリンダ又はブースタラムの後退側油路に、メータアウト回路を組み込んだことを特徴とする。

圧抜きや低速型開きの際に、油室の油をメインタンクに戻すと、サブタンクの油が徐々に目減りするので、本発明では圧抜きや低速型開きの際に、油室の油をメインタンクへ戻さないようにした。
そのために請求項１に係る発明では、油室とサブタンクとを第２の油路で連結し、プレフィル弁を閉じた状態で補助シリンダ又はブースタラムを用いて型締ピストンを低速で後退させる低速型開きの際に、油室の油をサブタンクへ移動させることができるようにした。

すなわち、本発明では、圧抜きや低速型開きの際に、油室の油をメインタンクに戻さずにサブタンクに戻すようにした。この結果、サブタンクの不都合な油面低下を防止することができ、油補給手段をサブタンクに付設する必要が無くなり、装置の簡略化が図れる。

請求項２に係る発明では、型締／圧抜きを切換え制御する方向切換弁は、型締昇圧用油路の一部を第２の油路で兼ねさせることで、型締／圧抜きを切換え制御する方向切換弁は、第２の油路に介設することができた。
第２の油路はサブタンクに繋がっているため、このような第２の油路に設ける弁は、安価な切換弁で済ませることができる。高価な流量制御弁を使用する場合に比べて、安価な方向切換弁を使用する場合は、型締装置のコストダウンを容易に図ることができる。

請求項３に係る発明では、補助シリンダ又はブースタラムの後退側油路に、メータアウト回路を組み込んだので、型締ピストンを容易に超低速で後退させることができる。
メータアウト回路をオン、オフすることで、超低速型開と通常の低速型開とを実現することができ、精密な型開が可能となり、高品質の成形品を得ることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る型締装置の原理図であり、型締装置１０は、型締シリンダ１１を構成するシリンダ本体１２及び型締ピストン１３と、この型締ピストン１３の先端に固定した可動盤１４（固定盤は省略した。）と、この可動盤１４を高速で移動するために備えた補助シリンダ１５、１５と、シリンダ本体１２に付設したサブタンク１６と、このサブタンク１６内の油をシリンダ本体１２に出し入れするために設けた第１の油路１７と、この第１の油路１７を開閉するために第１の油路に介在させたプレフィル弁１８と、メインタンク１９の油を吸い込んで高圧化する油圧ポンプ２１と、この油圧ポンプ２１から型締シリンダ１１及びサブタンク１６へ延ばした油路Ｌ１〜Ｌ７と、シリンダ本体１２に向かう油路Ｌ５の入り口に配置した４ポート方向切換弁２２（以下、方向切換弁２２と記す。）と、この方向切換弁２２を作動させるために配置した４ポート電磁切換弁２３（以下、パイロット電磁切換弁２３と記す。）と、補助シリンダ１５、１５に向かう油路Ｌ７に介設した４ポート電磁切換弁２４（以下、補助用電磁切換弁２４と記す。）と、プレフィル弁１８を駆動するために設けた２ポート電磁切換弁２５（以下、プレフィル用電磁切換弁２５と記す。）と、からなる補助シリンダ式型締装置である。

なお、２７は逆止弁、２８はパイロット逆止弁、２９は型締シリンダ１１の油室、３１はプレフィル弁１８を駆動するためのシリンダ、３２はプレフィル弁１８を駆動するためのピストン、３３はリターンスプリングである。

以上の構成からなる補助シリンダ式型締装置１０の作用を、次に説明する。なお、可動盤１４を前進させる型閉工程と、型合わせした金型を型締めする型締工程の説明は、従来の技術の項で詳しく説明したので省略し、射出工程の後の圧抜工程、低速型開工程及び高速型開工程を説明する。

射出工程の終了時点では、方向切換弁２２はＢ位置にあり、パイロット電磁切換弁２３はＢ位置にあり、補助用電磁切換弁２４は閉位置（図の位置）にあり、プレフィル用電磁切換弁２５は閉位置（図の位置）にある。
すなわち、プレフィル弁１８は閉じ、油圧ポンプ２１で発生した調圧済みの高圧油が油路Ｌ１、Ｌ２、方向切替弁２２、油路Ｌ５、Ｌ６を介して油室２９に作用している。

次の圧抜工程では、補助用電磁切換弁２４及びプレフィル用電磁切換弁２５は閉位置のままで、パイロット電磁切換弁２３をＡ位置にする。すると、高圧油がパイロット油路ＰＬ１を通じてパイロット逆止弁２８に作用し、パイロット逆止弁２８を開く。同時に高圧油がパイロット油路ＰＬ２を通じて方向切換弁２２に作用して、方向切換弁２２をＡ位置にする。

図２は本発明に係る圧抜工程及び低速型開工程の説明図であり、圧抜工程では、油室２９は、太線で示す油路Ｌ５、油路Ｌ６、方向切換弁２２、油路Ｌ８を通じてサブタンク１７に連通し、油室２９の圧力は短時間でほぼ０になる。太線で示した油路Ｌ６、Ｌ５、Ｌ８を「第２の油路３４」と呼ぶことにする。
次の低速型開工程では、補助用電磁切換弁２４だけをＢ位置に切り換える。すると、補助シリンダ１５、１５が後退し、低速で可動盤１４並びに型締ピストン１３を後退（図左へ移動）させる。型締ピストン１３の後退量に比例して、油室２９内の油は太線で示す第２の油路３４を通じてサブタンク１７へ移動する。

図３は本発明に係る高速型開工程の説明図であり、高速型開工程では、補助用電磁切換弁２４はＢ位置に保ったままで、パイロット電磁切換弁２３を図のごとく閉位置にするとともに、プレフィル用電磁切換弁２５を開にする。
パイロット電磁切換弁２３を閉位置にしたので、パイロット逆止弁２８は、逆止弁の作用を発揮し、第２の油路３４を閉じる。
その代わりに、太線で示したように油圧ポンプ２１で発生した高圧油はシリンダ３１に到り、ピストン３２をリターンスプリング３３に抗して前進させ、プレフィル弁１８を開ける。これで、油室２９とサブタンク１６は第１の油路１７を介して連通する。

補助シリンダ１５、１５にも太線で示すように高圧油が後退側に作用するため、可動盤１４並びに型締ピストン１３に図左への力が加わり、型締ピストン１３の押出し作用で油室２９内の油はサブタンク１６に流入する。そのため、可動盤１４並びに型締ピストン１３は高速で型開き側へ移動する。サブタンク１６からオーバーフローした油はドレーン管３５を通じてメインタンク１９に到る。

したがって、サブタンク１６には次の型閉工程に備えて十分な量の油を確保することができる。そのため、サブタンク１６に油の目減り分を補うための油補給手段を設ける必要はない。

また、図１において、油圧ポンプ２１からシリンダ本体１２に到る油路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ５及びＬ６は、型締昇圧用油路であると言える。この型締昇圧用油路のうち、方向切換弁２２から型締シリンダ１１の油室２９までの油路Ｌ５、Ｌ６を、機側昇圧油路３６と呼ぶときに、この機側昇圧油路３６は、図２に示すとおり、第２の油路３４の一部を構成し、方向切換弁２２を介してサブタンク１７へ油を移動させる得るようにしたことを特徴とする。

従来は、高圧油をメインタンクへ排出していたため、油室を高圧からほぼ０になるまで慎重に流量を制御しながら圧抜きする必要があり、そのためには高価な流量制御弁が不可欠であった。
この点、本発明ではプレフィル弁１８に係る第１の油路１７とは別に、第２の油路３４を設け、この第２の油路３４とサブタンク１６とで適度な抵抗を発生させることができるため、安価な方向切換弁２２であっても圧抜きが可能となった。

次に、ブースタラム式型締装置について説明する。
図４は図１の変更実施例に係る型締装置の原理図である。大部分は図１と共通であるため、共通する要素には図１と同じ符号を付すことで、詳しい説明は省略する。
変更点を主体に説明すると、型締装置１０Ｂは、型締ピストン１３に小径のブースタラム４１を挿入し、このブースタラム４１を通じて圧油を送り、型締ピストン１３を前進させること特徴とする。

また、ブースタラム４１へブースタラム用電磁切換弁２４Ｂで圧油を供給するか否かを制御するようにし、このブースタ用電磁切換弁２４ＢのＴポートに、絞り部４２を備えた２ポート電磁切換弁４３を配置したことを特徴とする。絞り部４２はシリンダ本体１２よりメインタンク１９側に配置したため、メータアウト回路を構成する。したがって、この電磁切換弁４３を、メータアウト回路内蔵電磁切換弁４３と呼ぶことにする。

以上の構成からなるブースタラム型射出装置１０Ｂの作用を次に説明する。なお、この変更例ではメータアウト回路内蔵電磁切換弁４３の採用により、低速型開工程を、超低速型開工程と通常の低速型開工程とに細分化することができる。
したがって、以下、射出工程の後の圧抜工程、超低速型開工程、低速型開工程及び高速型開工程を説明する。

射出工程の終了時点では、方向切換弁２２はＢ位置にあり、パイロット電磁切換弁２３はＢ位置にあり、ブースタ用電磁切換弁２４Ｂは閉位置（図の位置）にあり、メータアウト回路内蔵電磁切換弁４３は閉位置（図の位置）にあり、プレフィル用電磁切換弁２５は閉位置（図の位置）にある。
すなわち、プレフィル弁１８は閉じ、油圧ポンプ２１で発生した調圧済みの高圧油が油路Ｌ１、Ｌ２、方向切替弁２２、油路Ｌ５、Ｌ６を介して油室２９に作用している。

次の圧抜工程では、ブースタ用電磁切換弁２４Ｂ、プレフィル用電磁切換弁２５及びメータアウト回路内蔵電磁切換弁４３は閉位置のままで、パイロット電磁切換弁２３をＡ位置にする。すると、高圧油がパイロット油路ＰＬ１を通じてパイロット逆止弁２８に作用し、パイロット逆止弁２８を開く。同時に高圧油がパイロット油路ＰＬ２を通じて方向切換弁２２に作用して、方向切換弁２２をＡ位置にする。

この結果、油室２９は、太線で示す第２の油路３４を通じてサブタンク１７に連通し、油室２９の圧力は短時間でほぼ０になる。

次の超低速型開工程では、ブースタ用電磁切換弁２４ＢだけをＢ位置に切換える。すると、油圧ポンプ２１で発生した高圧油は油路Ｌ１、Ｌ９を通じて、シリンダ本体１２内のロッド側油室４５並びにラム外油室４６（型締ピストン１３内で且つブースタラム４１外に形成された油室４６）に到る。同時に、ブースタ用電磁切換弁２４ＢがＢ位置になったため、油路Ｌ７はメータアウト回路内蔵電磁切換弁４３を介してメインタンク１９に連通する。
これで、型締ピストン１３は図左へ移動し始める。この移動は絞り部４２での絞り作用が大きいほど低速になる。そこで、絞り部４２を十分に絞ることで、容易に超低速型締工程を実施することができる。

続く通常の低速型開工程では、メータアウト回路内蔵電磁切換弁４３だけを開く。すると、油路Ｌ７における油の流量が増加し、超低速よりは早い速度（通常の低速）で型締ピストン１３は図左へ移動する。

高速型開工程では、メータアウト回路内蔵電磁切換弁４３は開いたままで、且つブースタ用電磁切換弁２４ＢはＢ位置に保ったままで、パイロット電磁切換弁２３を閉位置（図の位置）に切り換え、プレフィル用電磁切換弁２５を開位置に切り換える。
パイロット電磁切換弁２３を閉位置にしたので、パイロット逆止弁２８は、逆止弁の作用を発揮し、第２の油路３４を閉じる。
その代わりに、油圧ポンプ２１で発生した高圧油はシリンダ３１に到り、ピストン３２をリターンスプリング３３に抗して前進させ、プレフィル弁１８を開ける。これで、油室２９とサブタンク１６は第１の油路１７を介して連通する。

型締ピストン１３には図左向きの圧力が作用したままであるため、型締ピストン１３の押出し作用で油室２９内の油はサブタンク１６に流入する。そのため、可動盤１４並びに型締ピストン１３は高速で型開き側へ移動する。サブタンク１６からオーバーフローした油はドレーン管３５を通じてメインタンク１９に到る。

したがって、サブタンク１６には次の型閉工程に備えて十分な量の油を確保することができる。そのため、サブタンク１６に油の目減り分を補うための油補給手段を設ける必要はない。

なお、上記の通常の低速型開工程は、方向切換弁２２を閉位置、パイロット電磁切換弁２３を閉位置、ブースタ用電磁切換弁２４ＢをＢ位置、プレフィル用電磁切換弁２５を開位置、メータアウト回路内蔵電磁切換弁４３を閉位置にすることでも実施可能である。このような弁操作を「第２の弁操作」と呼ぶことにする。メータアウト回路内蔵電磁切換弁４３を介する流量はゼロになるが、プレフィル用電磁切換弁２５を介する流量が確保できるからである。

上記第２の弁操作からは、メータアウト回路内蔵電磁切換弁４３を開くだけで、低速型開工程から高速型開工程へ移行させることができる。したがって、低速型開工程における弁操作は適宜変更することができる。

従って本発明によれば、低速型開工程において、超低速型開制御、通常の低速型開制御、更には第２の弁操作、の各制御を、任意のタイミングで切り換えることで、多段階による低速型開制御を実現でき、安価な構成で汎用性の高い制御を行うことができる。
また、本発明における低速型開工程とは、型開初期に限らず、型開工程に含まれる任意の低速型開制御を含む概念であり、例えば、型開工程を終了させる際の減速制御に適用することができる。

尚、メータアウト回路は一例を示したものであり、構造は適宜変更可能である。
また、図１の補助シリンダ式型締装置に、図４で説明したメータアウト回路内蔵電磁切換弁４３を付設することは差し支えない。

本発明は、補助シリンダ式又はブースタラム式型締装置に好適である。

本発明に係る型締装置の原理図である。 本発明に係る圧抜工程及び低速型開工程の説明図である。 本発明に係る高速型開工程の説明図である。 図１の変更実施例に係る型締装置の原理図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。

符号の説明

１０…補助シリンダ式型締装置、１０Ｂ…ブースタラム式型締装置、１１…型締シリンダ、１３…型締ピストン、１５…補助シリンダ、１６…サブタンク、１７…第１の油路、１８…プレフィル弁、１９…メインタンク、２２…方向切換弁、２９…型締シリンダの油室、３４…第２の油路、３６…機側昇圧油路、４１…ブースタラム、４３…メータアウト回路内蔵電磁切換弁、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６…型締昇圧用油路を構成する油路。

Claims (3)

1. 方向切換弁を有する型締昇圧用油路から高圧油が供給されることで型締めを行う型締シリンダに、併設される補助シリンダ又はブースタラムを備え、
   前記型締シリンダの油室に、第１の油路を介してサブタンクを接続し、この第１の油路に、油路を開閉するプレフィル弁を介在させ、
   前記補助シリンダ又はブースタラムを用いて型締シリンダの型締ピストンを移動させるときに前記プレフィル弁を開いて前記サブタンクから前記油室へ又は油室からサブタンクへ油の移動を許可するようにした型締装置において、
   この型締装置は、前記プレフィル弁を閉じた状態で前記補助シリンダ又はブースタラムを用いて型締ピストンを低速で後退させる低速型開きの際に、前記油室の油を前記サブタンクへ移動させることができるように、前記油室とサブタンクとを第２の油路で連結したことを特徴とする型締装置。
2. 前記型締昇圧用油路のうち前記方向切換弁から型締シリンダの油室までを機側昇圧油路と呼ぶときに、この機側昇圧油路は前記第２の油路の一部を構成し、前記方向切換弁を介してサブタンクへ油を移動させる得るようにしたことを特徴とする請求項１記載の型締装置。
3. 前記補助シリンダ又はブースタラムの後退側油路に、メータアウト回路を組み込んだことを特徴とする請求項１記載の型締装置。

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