JP2011001979A - 油圧回路マニホールド及び射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧回路マニホールドの構成を改善して部品コスト、組立作業コスト、設計時間などを減少させるような油圧回路マニホールドおよび油圧装置を提供する。
【解決手段】油圧回路マニホールド１１は、単一又は複数の油圧アクチュエータを作動させる単数又は複数の切換弁を取付けた複数の油圧回路サブマニホールド１５、１６、１７と、油圧源からの配管に接続する接続口１４ａａと複数のサブマニホールドに作動圧油を供給する油圧供給流路と各サブマニホールドからの排出油を受け取る排出流路と該排出流路の下流端にタンクへの排出配管との接続口１４ｂｂを有する油圧回路ベースマニホールド１４とにより構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧駆動装置の油圧回路に関わり、油圧回路を複数の回路マニホールドで分担し、制御要素を取付けて積層し、工作・組立てを容易化した油圧回路マニホールド及びこれを備えた射出成形機の構成に関する。

従来の油圧制御回路における各制御要素の取付け構成は図４の斜視図に示したように、１枚の取付け用ボード１１４に圧油供給流路、回収タンクへの排出流路、アクチュエータへの出力と戻り流路等を穿孔し配管取付け口を設けたサブマニホールド１１５，１１６，１１７を配置し、該サブマニホールド１１５，１１６，１１７に電磁切換弁や圧力調整弁、流速調整用絞り弁等を取付け、油圧源からの供給配管１２１、回収タンクへの排出配管１２５、制御要素間の制御配管１２２，１２３，１２４，１２６，１２７，１２８等はホース配管とすることが通常に行われていた。制御要素が多数になると、要素間のホース配管は、配管要素が増え、配管の組立てが複雑になるのでコストが大きくなる。この複雑な配管を簡単安価にするため制御要素を取り付けるマニホールドの構成に関して種々提案がされている。

特許文献１によって提案された油圧マニホールドの例は、１つのマニホールドの上に制御要素体を積み重ねたものを複数設置して複数の油圧アクチュエータを駆動するようにし、単一の排出流路を介し油圧アクチュエータの排出油を排出するようにして共通のドレーン流路でドレーンを流出させるようにしている。この共通ドレーン構成により、各制御弁の排出流路の背圧が揃うので、圧力制御を正しく行うことができる。

また、特許文献２によって提案されたモジュール式流体制御装置によれば、制御要素を積上げた複数のマニホールドユニットを共通のプラットホーム上に整列し、内蔵する流路位置が合致するようにして隣接するマニホールドユニットをボルトにより締め付けて共通の油圧流路とドレーンが通じるようにした構成である。

また、特許文献３によって提案された油圧マニホールドによれば、内部にポンプポート、タンクポート、シリンダポートＡ、Ｂ等の流路を内蔵するマニホールドバルブを油圧回路の制御要素の間に積層設置することにより、制御要素間の配管ホースを不用とし、配管工数を低減させるものである。

実開昭５４−２２６９２号公報 特公昭５５−１７２４２号公報 特開２００５−１６５６４号公報

前記特許文献１によれば、一つの油圧回路マニホールドに圧力流路と、供給流路Ａ、Ｂと、排出流路を全て内蔵していることから、各流路が干渉することがないように流路設計することは容易でなく、また、特に多量の作動油が流入、流出する圧力流路と排出流路は大口径の流路が必要であり、一つの油圧回路マニホールドの狭い空間内で干渉し合わないように流路を設計することは、熟練設計者が経験と知見を用いて苦労して設計しなければならない。このような設計作業ができる設計者は数が限られていること、及び、設計所要時間が長期化するのはコスト上昇の原因となる。

また、一つの油圧回路マニホールド内で圧力流路と排出流路を層別して干渉を避けながら管路を配設する手段もあるが、油圧回路マニホールドの厚さが大きくなり、細い分岐流路が多い供給流路を加工するのに細径のドリルで深い流路加工を必要とするので加工が困難となる。更に多数の制御要素を設置し、且つ、供給流路Ａ、Ｂと、排出流路を全て内蔵できるようにレイアウトするためには、大きな容積の油圧回路マニホールドを用意しなければならないので、油圧回路マニホールドに配管用に使わない無駄な容積が多くなるため、油圧回路マニホールドの素材に過大な材料を必要とする。

更にいえば、大きな油圧回路マニホールドを加工するためには、大型の加工機を必要とするので、加工コストアップの要因になる。更に、既存の油圧装置を改造して機能を追加又は改善したいとき、当初組み付けられていた油圧回路マニホールドに替えて改めて配管孔を加工した新たな油圧回路マニホールドと交換する必要があり、この点でも部品コスト、交換作業コストなどの工事コストが大きくなる。

特許文献２のモジュール式流体制御装置のマニホールドユニットは、前者の一つの油圧回路マニホールド内の複雑で加工困難さを避けるために加工容易な複数のマニホールドユニットに分割して流路を合わせるように隣接ユニット同士をボルトで固定するようにしたものであるが、圧油流路の分割部が多く、圧油が分割部から洩れる恐れがある。

また、特許文献３の制御要素積層構造の油圧マニホールドは、１つの制御要素間の配管ホースは不用にできるが、この油圧マニホールドが複数の場合、圧油供給配管、ドレーン配管は各マニホールド毎に設ける必要があり、そのための配管工数は低減できない。

本発明は、油圧回路マニホールドの構成を改善して部品コスト、組立作業コスト、設計時間などを減少させるような油圧回路マニホールドおよび油圧装置を提供することを目的としている。

上記の課題に対し、本発明は以下の各手段により課題の解決を図る。
（１） 第１の手段の油圧回路マニホールドは、単一又は複数の油圧アクチュエータ
を作動させる単数又は複数の切換弁を取付けた複数の油圧回路サブマニホールドと、油圧源からの配管に接続する接続口と複数のサブマニホールドに作動圧油を供給する油圧供給流路と各サブマニホールドからの排出油を受け取る排出流路と該排出流路の下流端にタンクへの排出配管との接続口を有する油圧回路ベースマニホールドとにより構成されていることを特徴とする。

（２）第２の手段の油圧回路マニホールドは、上記第１の手段の油圧回路マニホールドのサブマニホールドに単数又は複数の切換弁及び油圧調整弁、絞り弁等の制御要素が取り付けられ、該制御要素への共通の油圧供給流路と供給流路接続口とタンクへの排出流路と該排出流路接続口と前記切換弁の前記アクチュエータへ繋がるポートＡ、Ｂからの流路とこれらの流路の各接続口、制御要素間の流路を有することを特徴とする。

（３）第３の手段の油圧回路マニホールドは、上記第１の手段の油圧回路マニホールドのベースマニホールドにおいて、前記油圧供給流路とタンクへの排出流路とは流路同士で連通することの無い直孔であり、該直孔から前記複数のサブマニホールドの取付け面まで油圧供給用分岐流路と各サブマニホールドからの排出油を受け取る排出用分岐流路とが空けられ、各分岐流路のサブマニホールド取付け接続部は油圧シール接続口となっていることを特徴とする。

（４）第４の手段の油圧回路マニホールドは、上記第３の手段の油圧回路マニホールドのベースマニホールドにおいて、前記油圧供給流路とタンクへの排出流路とは互いに平行な一対の直孔であり、前記サブマニホールドはこれらの平行な一対の直孔に沿って１列に配置されていることを特徴とする油圧回路マニホールド。
（５）第５の手段の射出成形機は、固定型盤または可動型盤に上記第１〜４の油圧回路マニホールドを固設したことを特徴とする。

請求項１〜４に係わる発明は、上記第１の手段の油圧回路マニホールドであり、従来の油圧配管の組み合わせ構成のような、油圧弁などの間を縫うように配置しなければならない蛸脚配管が不要となり、圧力油流路とタンクへの排出流路とが同じブロック内で干渉を避けることが容易となり、設計時間が少なくて済み、加工が容易であるので、コストを大幅に減少することができる。

また、蛸脚配管を配置する為には、油圧弁間等の配管スペース及び配管を油圧回路マニホールドに組み付け、固定する為に工具を使用する作業用スペースが、複雑且つ多くの箇所に必要となるが、本発明は前記の通り蛸脚配管が不要となる為、これらのスペースは統合でき広い空間を利用可能となる。これにより、油圧回路マニホールド周辺機器をコンパクト化することができ、当該油圧回路マニホールドを設置固定する設計の自由度を拡大する事ができる。更には配管接続箇所を削減できる事から、接続箇所の締め付け不良、かしめ不良などによる油漏れリスクを低減できると共に、配管接続工数の低減及びメンテナンス性の向上が可能となり、更には油漏れによる周辺の環境悪化を防止できる。

また、一つの油圧回路マニホールド内に圧力流路と排出流路を層別して干渉を避けながら管路を配設する必要が無く、油圧回路マニホールドの構成が簡単になるので、マニホールドの厚さ、重量が少なく加工時の取り扱いが容易となる。また、当初の油圧回路に新しく油圧機能品を増設したいとき、ベースマニホールドに機能品、又は機能品を取り付けたサブマニホールドを結合するだけで必要な油圧回路を追加することが可能である。また、当初の油圧回路の機能を変更・改修したいときには、既に組み付いている油圧サブマニホールドを取り外して、別回路となる油圧サブマニホールドに交換する事で、容易に油圧回路の変更・改修が可能である。

請求項５に係わる発明は、上記第５の手段の油圧回路マニホールドを型盤に直接取付けた射出成形機であり、油圧制御部の構造が簡単になり、また、前記の通り油圧回路マニホールド設置用スペースを小さくできる事から、機器を取付可能なスペースを持つ箇所が少ない固定型盤への当該油圧回路マニホールドの設置も容易となり、コスト低減に約立つ効果がある。固定型盤への取付が容易となる事により、油圧回路マニホールドに加わる振動が少なくでき、油圧弁などの機器に負担を抑制できるので該機器の寿命を延ばす事が出来る。

また本発明の油圧回路マニホールドは油圧装置のコンパクト化が図れることから、可動型盤に取り付ける場合には、可動物体の必要スペースが狭く出来るため、機械全体のコンパクト化に有効である。更にはコンパクト化に伴い、軽量化が図れる為、可動型盤全体の重量の軽量化に繋がり、可動型盤の動作応答性向上、動作駆動力低減、および該動作駆動力低減による省エネが可能である。

本発明の実施形態に関わる油圧制御回路図である。 図１の油圧回路図に基づいた本発明の油圧マニホールドを用いた油圧制御要素の配置斜視図である。 図１の油圧回路図に基づいた本発明の油圧マニホールドを射出成形機の型盤に取付け、反作業側から見た斜視図である。 図１の油圧回路図に基づいた従来のサブマニホールドを用いた制御要素の配置斜視図である。

以下、この発明の実施の形態につき図を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１の油圧制御回路図と図２の油圧制御要素の配置斜視図により油圧回路マニホールド１１の構成を説明する。油圧回路マニホールド１１は、複数の油圧回路サブマニホールド１５，１６，１７と油圧回路ベースマニホールド１４とにより構成されている。

サブマニホールド１５，１６，１７の上面には、それぞれ複数の油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）２１，２２，２３，２４を作動させる電磁切換弁２６，２７，２８，２９が取り付けられ、サブマニホールド１５，１６，１７の側面にはそれぞれ油圧調整用の減圧弁４１，４２，４３と、調整された油圧を視検する圧力計５１，５２，５３と各油圧シリンダ２１，２２，２３の作動速度を調整する逆止弁を備えた絞り弁３３，３４，３５，３６等が取付られている。油圧回路マニホールド１２は油圧回路マニホールド１１に対して油圧アクチュエータへの接続口を対称に配置したものである。

また、サブマニホールド１５，１６，１７には上記の電磁切換弁２６，２７，２８，２９と油圧調整用の減圧弁４１，４２，４３と、調整された油圧を視検する圧力計５１，５２，５３と絞り弁３３，３４，３５，３６等へのそれぞれの共通の油圧供給流路１５ａ、１６ａ、１７ａと供給流路接続口１５ｃａ、１６ｄａ、１７ｅａとタンクへの排出流路１５ｂ、１６ｂ、１７ｂとベースマニホールドの排出流路との接続口１５ｆｂ、１６ｇｂ、１７ｈｂと、切換弁の前記アクチュエータ２１，２２，２３、２４へ繋がるポートＡ、Ｂの各接続口２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂを有する。

油圧回路ベースマニホールド１４は、油圧ポンプ（圧力源）８からの油圧供給配管６１に接続する接続口１４ ａ ａを有し、複数のサブマニホールド１５，１６，１７に作動圧油を供給する分岐流路１４ｃ、１４ｄ、１４eとこれらの分岐流路と連通する共通の油圧供給流路１４ａが空けられている。また、各サブマニホールド１５，１６，１７からの排出油を受け取る分岐流路１４ｆ、１４ｇ、１４ｈとこれらの分岐流路と連通する共通の排出流路１４ｂが空けられ、タンクへの作動油排出配管６２との接続口１４ｂｂを有している。分岐流路１４ｃ、１４ｄ、１４e、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈの流路端部は各サブマニホールド１５，１６，１７の接続口１５ｃａ、１６ｄａ、１７ｅａ、１５ｆｂ、１６ｇｂ、１７ｈｂと接合する接続口１４ｃａ、１４ｄａ、１４eａ、１４ｆｂ、１４ｇｂ、１４ｈｂとなっている。

ベースマニホールド１４の油圧供給流路１４ａとタンク９への排出流路１４ｂは流路同士で連通することの無い直孔からなり、分岐流路１４ｃ、１４ｄ、１４e、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈはサブマニホールド１５，１６，１７の取付け面に垂直に空けられ、各分岐流路のサブマニホールド取付け面への開口部は油圧シールが可能な接続口１４ｃａ、１４ｄａ、１４eａ、１４ｆｂ、１４ｇｂ、１４ｈｂ、１５ｃａ、１６ｄａ、１７ｅａ、１５ｆｂ、１６ｇｂ、１７ｈｂとなっている。
このとき加工の容易化、およびシール性の確実化の為、前記分岐流路１４ｃ、１４ｄ、１４e、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈはサブマニホールド１５，１６，１７の取付け面に垂直に空けて、前記接続口１４ｃａ、１４ｄａ、１４eａ、１４ｆｂ、１４ｇｂ、１４ｈｂを真円形状とする事が好ましい。

ベースマニホールド１４を加工を容易にするためには、油圧供給流路１４ａとタンク９への排出流路１４ｂは互いに平行な一対の直孔であることが望ましく、このときは、サブマニホールド１５，１６，１７は、図２の斜視図に示すように、ベースマニホールド１４の平行な一対の直孔１４ａ、１４ｂに沿って１列に配置することとなる。

油圧回路マニホールド１１は以上に説明したように、従来の油圧配管の組み合わせ構成（図４に示す従来の制御要素を組み付けたサブマニホールド１１５，１１６，１１７を配置し、それぞれのサブマニホールド１１５，１１６，１１７を油圧供給配管１２１と回収油排出配管１２５に連結した図）のような蛸脚配管が不要となり、圧油供給流路１４ａとタンク９への排出流路１４ｂとが同じベースマニホールド１４のブロック内で干渉を避けて配置することが容易となり、設計時間は少なくて済み、加工が容易となるので、コストを大幅に減少することが可能となる。

また、油圧回路マニホールド１１の構成が簡単になるので、マニホールド１１の厚さが薄く、重量が少なくなるので、加工時の取り扱いが容易となる。また、既存の油圧回路に新しく油圧制御用の機能品を増設したいとき、ベースマニホールド１４の油圧供給流路１４ａ、排出流路１４ｂから分岐する分岐流路を空け、この分岐流路に接続するように、油圧制御機能品、又は油圧制御機能品を取り付けたサブマニホールドを結合するだけで必要な油圧回路を追加することが可能である。ベースマニホールド１４には油圧供給流路、排出流路、及びそれらの流路から分岐する分岐流路のみを設ける事が最も好ましい。

図３は、射出成形機の型締装置の固定側型盤２に油圧マニホールド１１を取付け、可動側型盤３に油圧マニホールド１１と対称な構成の油圧マニホールド１２を取付けた斜視図である。図において、固定側型盤２に固定側金型４、可動側型盤３に可動側金型５が取付けられる。６はタイバーであり、固定側型盤２に設けられた型締めシリンダ２ａ内で作動する図示しない油圧ラムに油圧が作動することより型締めが行われる。

油圧マニホールド１１への油圧は固定した油圧供給配管６１により供給され、油圧マニホールド１１から排出される作動油は固定した作動油排出配管６２によりタンク９へ回収される。可動側型盤３へ取付けられた油圧マニホールド１２への油圧は可撓性の油圧供給配管８５により供給され、油圧マニホールド１２から排出される作動油は可撓性の作動油排出配管８６によりタンク９へ回収される。

電磁切換弁２６のポートＡからサブマニホールド１５へ通じる流路は接続口２６ａにおいて配管６３に結合され、配管６３は油圧シリンダ２１に繋がり油圧シリンダ２１を駆動する。電磁切換弁２６のポートＢからサブマニホールド１５へ通じる流路は接続口２６ｂにおいて配管６４に結合され、配管６４は油圧シリンダ２１に繋がり油圧シリンダ２１を前記と反対方向に駆動する。

同様に、電磁切換弁２７のポートＡからサブマニホールド１５へ通じる流路は接続口２７ａにおいて配管６５に結合され、配管６５は油圧シリンダ２２に繋がり油圧シリンダ２２を駆動する。電磁切換弁２７のポートＢからサブマニホールド１５へ通じる流路は接続口２７ｂにおいて配管６６に結合され、配管６６は油圧シリンダ２２に繋がり油圧シリンダ２２を前記と反対方向に駆動する。

同様に、電磁切換弁２８のポートＡからの流路はサブマニホールド１６の流路、接続口２８ａ、配管６７を経て油圧シリンダ２３に繋がり油圧シリンダ２３を駆動し、電磁切換弁２８のポートＢからの流路はサブマニホールド１６の流路、接続口２８ｂ、配管６８を経て油圧シリンダ２３に繋がり油圧シリンダ２３を前記と反対方向に駆動する。

同様に、電磁切換弁２９のポートＡからの流路はサブマニホールド１７の流路、接続口２９ａ、配管６９を経て油圧シリンダ２４に繋がり油圧シリンダ２４を駆動し、電磁切換弁２９のポートＢからの流路はサブマニホールド１７の流路、接続口２９ｂ、配管７１を経て油圧シリンダ２４に繋がり油圧シリンダ２４を前記と反対方向に駆動する。

上記の油圧シリンダ２１，２２，２３，２４は金型内の成形品エジェクター、樹脂通路ゲート、中子等の駆動に使用される。

射出成形機の型締機構の固定側型盤２に油圧マニホールド１１を取付け、可動側型盤３に油圧マニホールド１１と対称な構成の油圧マニホールド１２を取付けた構成は、油圧制御部の構造が簡単になり、金型を取り換える場合でもサブマニホールドと金型間の配管を付け替えるだけで制御操作が可能となるので、コスト低減と金型交換作業の時間短縮に約立つ効果がある。

２ 固定側型盤
３ 可動側型盤
４ 固定側金型
５ 可動側金型
１１ 油圧回路マニホールド（固定側）
１２ 油圧回路マニホールド（可動側）
１４ ベースマニホールド
１４ａ 油圧供給流路
１４ｂ 排出流路
１５、１６、１７ サブマニホールド
２１、２２、２３、２４ 油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
２６、２７、２８、２９ 電磁切換弁
６１、８５ 油圧供給配管
６２、８６ 作動油排出配管

Claims (5)

1. 単一又は複数の油圧アクチュエータに圧油を供給し排出側に切換えて作動させる単数又は複数の切換弁を取付けた複数の油圧回路サブマニホールドと、
   油圧源からの配管に接続する接続口と複数のサブマニホールドに作動圧油を供給する油圧供給流路と各サブマニホールドからの排出油を受け取る排出流路と該排出流路の下流端にタンクへの排出配管との接続口を有する油圧回路ベースマニホールドとにより構成されていることを特徴とする油圧回路マニホールド。
2. 請求項１に記載する油圧回路マニホールドにおいて、
   前記サブマニホールドには単数又は複数の切換弁及び油圧調整弁、絞り弁等の制御要素が取り付けられ、該制御要素への共通の油圧供給流路と供給流路接続口とタンクへの排出流路と該排出流路接続口と前記切換弁の前記アクチュエータへ繋がるポートＡ、Ｂからの流路とこれらの流路の各接続口、制御要素間の流路を有することを特徴とする油圧回路マニホールド。
3. 請求項１または請求項２に記載する油圧回路マニホールドにおいて、
   前記ベースマニホールドの前記油圧供給流路とタンクへの前記排出流路とは流路同士で連通することの無い直孔であり、該直孔から前記複数のサブマニホールドの取付け面まで、油圧供給用分岐流路と各サブマニホールドからの排出油を受け取る排出用分岐流路とが空けられ、各分岐流路のサブマニホールド取付け接続部は油圧シール接続口となっていることを特徴とする油圧回路マニホールド。
4. 請求項３に記載する油圧回路マニホールドにおいて、
   前記ベースマニホールドの前記油圧供給流路とタンクへの前記排出流路とは互いに平行な一対の直孔であり、前記サブマニホールドはこれらの平行な一対の直孔に沿って１列に配置されていることを特徴とする油圧回路マニホールド。
5. 固定型盤または可動型盤に請求項１〜４のいずれか１項に記載する油圧回路マニホールドを固設したことを特徴とする射出成形機。

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