JP2548956B2 - 精密コイニングの可能なトグル式プラスチック射出成形機用油圧システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トグル式射出成形機用油圧システムの改
良、より詳細には該成形機の可塑化射出装置を動作する
油圧部品をトグル式型締装置を制御する油圧部品から分
離可能にできるようにして、この成型機に、同時に型締
および注入制御ができかつ精密で繰り返し可能の位置お
よび速度のコイニング・ステップを備えたコイニング・
サイクルができるようにする油圧システムに関する。

〔従来の技術〕

先行技術においても、通常の射出成形サイクル及び簡
単なコイニングサイクルを行なうことのできる油圧作動
のトグル式プラスチック射出成形機が考案されている。
先行技術の成形機では、成形機の可塑化射出装置を作動
する油圧部品とトグル式型締装置を作動する油圧部品は
相互に関係付けられている。このような成形機では、両
サイクルの何れも厳密に逐次的な複数の動作段階で構成
されるため、通常の射出成形サイクル及び簡単なコイニ
ング・サイクルを行なうことができる。通常の射出成形
サイクルにおいては、基本的動作段階は型締、射出、開
型の各段階から成る。コイニング・サイクルでは、周知
のように、可変容積の型を使用する必要がある。簡単な
コイニング・サイクルは閉型、射出、コイニング、開型
の順に行なわれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

コイニング・サイクルにおいて、コイニング段階と射
出段階が精密かつ再現性良く制御され、またコイニング
動作中の速度と位置の制御を精密かつ再現性良く行ない
ながら金型の容積を変化させることができれば、高品質
の製品を製造できることが分かった。高品質の製品と
は、そのプラスチック材料中の応力が小さく、表面欠陥
が少なく、気泡が実質的に無くなっており、全体的強度
を向上させた製品である。

コイニング中に可変容積金型の可動金型部分が行なう
線状移動の量は、約1/32〜1/4インチ（約0.8〜6.4mm）
程度が普通である。このようにわずかな距離を一連の位
置に分割し、可動金型部分を１つの位置から次の位置へ
異なる制御速度で移動させて行くためには、トグル式プ
ラスッチク射出成形機の使用が必要となる。これは、後
述するように、トグル機構のクロスヘッドの位置を測定
することにより金型の位置を測定できるためであるが、
クロスヘッドは可動金型部分の行程に関して約10:1から
約20:1の比率で移動するのでこの目的を達成することが
できる。

先行技術の通常の油圧制御型トグル式プラスチック射
出成形機では、上述のような精密なコイニング・サイク
ルを行なうことはできない。従って、本発明の目的は通
常の逐次射出成形サイクルと簡単な逐次コイニング・サ
イクルを実施できる油圧制御システムを提供することに
ある。

更に、本発明の目的は前記油圧制御システムにおい
て、成形機の型締装置を制御する装置が成形機の射出装
置を制御する装置から分離され得、それによって射出と
型締とが互いに独立してかつ同時に、繰り返し可能の高
度の精密さをもって制御され得るものを提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段及び作用効果〕

本発明によると、従来のトグル式プラスチック射出成
形機用の改良形コンピュータ制御式油圧システムが提供
される。従来の成形機は射出装置と型締装置を含んで成
る形式のものである。油圧システムは、小容積の第１ポ
ンプと大容積の第２ポンプを含み、これらのポンプの取
入口が作動液タンクと接続されている。ポンプ吐出口は
圧力・流量制御マニホルドに接続されている。

圧力・流量制御マニホルドの出力ラインが射出制御マ
ニホルドに接続される。一方、射出制御マニホルドは、
射出装置の各種機器に接続されてそれらを作動する。

圧力・流量制御マニホルドの出力はさらに型締制御マ
ニホルドにも接続される。型締制御マニホルドはトグル
式型締装置のシリンダに接続されてこれを作動する。

圧力・流量制御マニホルドと型締制御マニホルドとの
間に分離マニホルドが挿入される。小容積の第３ポンプ
が、その取入口を作動液タンクに、吐出口を分離マニホ
ルドに接続して設けられる。分離マニホルド自体もタン
クに接続される。

分離マニホルドには非作動状態と作動状態があり、非
作動状態では分離マニホルドは圧力・流量制御マニホル
ドの出力を型締制御マニホルドに直接接続すると同時
に、第３ポンプからタンクへ作動液を再循環させる。ま
た分離マニホルドが非作動状態にある時には、射出装置
を制御する油圧部品と型締装置を制御する油圧部品とが
相互に連結され、成形機は通常の射出成形サイクルや簡
単なコイニング・サイクルのような逐次サイクルを実施
できるようになる。

分離マニホルドは、その作動状態において、型締マニ
ホルドを圧力・流量制御マニホルドの出力から遮断する
と共に、第３ポンプと型締制御マニホルドを接続する。
これにより、成形機の型締装置を制御する油圧部品が射
出装置を制御する油圧部品から分離される。その結果、
成形機は、型締および射出を個別的かつ同時に制御する
と共に、コイニング段階における可変容積金型の可動部
分の位置および速度を精密かつ再現性良く制御しなが
ら、コイニング・サイクルを実施することができる。

〔実 施 例〕

トグル式プラスチック射出成形機は、当該技術分野に
おいて周知である。トグル式プラスチック射出成形機の
一例を単純化して、全体的に参照符号１を付して示した
のが第１図である。このトグル式プラスチック成形機
は、型締装置Ａと射出装置Ｂの２つの主要構成要素から
成る。

1986年３月24日にアンソニー・ロクシイ（Anthony Lo
csei）名義で出願された「トグル射出成形用型締力モニ
タ」という名称の同時係属米国出願第842,954号に型締
装置の一例が記載されている。この同時係属出願の教示
内容を本明細書中にも引用加入する。

このような型締装置Ａの一例を簡略化して示したのが
第２図である。型締装置は水平のフレーム２を含み、そ
の上に固定プラテン乃至ノズルプラテン３、締付プラテ
ン乃至後方プラテン４、可動プラテン５の３つのプラテ
ンが装着されている。１対の金型部分（半型）6,7が固
定プラテン３と可動プラテン５にそれぞれ装着されてい
る。固定プラテン３と後方プラテン４は、４本のタイバ
ーで接続されており、図ではその内の２本が符号８及び
９で示されている。タイバー（8,9）は可動プラテン５
を滑り嵌め式に貫通しており、結果的に可動プラテン５
の案内の役割を果している。

タイバー（8,9）は固定プラテン３に対してタイバー
ナット10で連結されている。４本のタイバー（8,9）の
後方プラテン４を通過して伸長する部分が、図示のよう
にねじ切りされている。後方プラテン４の外表面側で、
各タイバーに調整用ナット及びスプロケット11が設けら
れている。４本のタイバー（8,9）の各スプロケット11
と金型高さ調整用モータ13の歯車（不図示）の周囲にエ
ンドレス・チェーン12を巡らせている。調整用モータ13
は必要に応じて油圧式としても良い。チェーン12が調整
用モータ13を４本全部のタイバーと連結しているため、
金型の高さ（ひいては型締力）を設定する際に、モータ
13を用いて全部のタイバーを同時に調整することができ
る。また動作中にも、調整用モータ13を用いて金型の高
さ調整を行なうことができる。金型やタイバーの温度に
より機械寸法に影響が出て、動作中に金型の高さや型締
力に変化が生じる場合があるためである。

参照符号14で全体的に示したトグルシステムが、可動
プラテン５を後方プラテン４と連結している。トグルシ
ステム14は、油圧締付けシリンダ15により駆動され、そ
のピストンロッド16がトグルクロスヘッド17を往復運動
させる。

トグル連動機構は、中央両側に三点リンク18と２種類
の二点リンク19,20をそれぞれ備える対称形リンクシス
テムから成る。第１連結用二点リンク19は何れも軸ピン
21においてクロスヘッド17に連結されており、軸ピン22
において隣接する三点リンク18に揺動自在に連結されて
いる。第２の細長い二転リンク20は、それぞれ隣接する
三点リンク18に対して軸ピン23において、また尖塔状部
材24（可動プラテン５に装着）に対して軸ピン25におい
て揺動自在に連結されている。最後に各三点リンク18が
後方プラテン４に取付けた尖塔状部材27に対して軸ピン
26において揺動自在に連結されている。同様の構成のト
グル連動機構を、成形機全体で複数個配設して同一のク
ロスヘッドに連結しても良い。

各プラテン3,4,5は成形機のフレーム２上に支持され
ているが、フレーム２の上表面に１対の平行路（不図
示）が長手方向に設けられており、可動プラテン５はそ
の上に支持されて往復運動する。固定プラテン３は符号
28においてフレーム２にキイー締めするのが望ましい。
後方プラテン４はフレーム２上に可動自在に装着されて
おり、締付調整の際にフレーム沿いに移動することがで
きる。

第２図においては、可動プラテン５とクロスヘッド17
の最も前進した位置を実線で示す一方、後退位置も破線
5a,17aでそれぞれ示している。可動プラテン５を最も伸
長させた位置、すなわち締付位置にした時、各軸ピン23
がそれぞれの軸ピン25,26と一直線上に並ぶことが分か
る。

第１図の射出装置Ｂのような射出装置の一例が米国特
許第3,797,808号に開示されている。この特許の教示内
容も本明細書中に引用加入する。射出装置Ｂの一例を第
３図に示す。第３図では金型部分6,7と共に固定プラテ
ン３と可動プラテン５が図示されている。金型部分6,7
は閉塞位置で示されており、この時、可動プラテン５は
最も伸長した位置、すなわち締付位置にある。金型部分
6,7を閉塞した時に金型キャビティ28が形成される。

固定金型部分６は固定プラテン３を介して金型キャビ
ティ28とテーパ孔30とを連通させるゲート兼ランナー29
を備える。固定プラテン３のテーパ孔30の内部に、固定
金型部分６のゲート兼ランナーと連通するノズル31が配
設される。ノズル31は円筒形のバレル32に取付けられて
おり、バレルはその一端部にバレル32の内部とノズル31
を連通する通路33を備えている。必要であれば、通路33
と関連して閉止弁（不図示）を設け、所定時のみバレル
32の内部と金型キャビティ28を連通させることもでき
る。最後に、バレル32に可塑化した材料を装填するホッ
パ34が設けられている。

バレル32の内部にスクリュー35が滑動自在及び回転自
在に配設されている。スクリュー35は螺旋状に設けたね
じ山36を１つまたはそれ以上備え、それによってバレル
32内部の成形材料を通路33に移送する。スクリュー35の
通路33から遠い方の端部が、シリンダ38内部に配設され
たピストン37を支持している。ピストン37とシリンダ38
がスクリュー35を後退位置（第３図左側）と伸長位置
（第３図右側）との間で往復運動させる。スクリュー35
を伸長位置へ移動するように加圧作動液をシリンダ38内
に導入すると、スクリュー35がバレル32内部の可塑化材
料を金型キャビティ28内に射出する。

歯車39がスクリュー35に対してキー止めその他の方法
で回転しないように取付けられており、適当なモータ41
で駆動される駆動ピニオン40と噛み合わされている。モ
ータ41は電気モータでも良いが、油圧モータが望まし
い。このようにして、モータ41の働きによりスクリュー
35を回転することができる。さらに一連の円形溝42と環
状リッジ43をスクリュー35に交互に形成し、線形位置検
出器45に取付けた歯車44と噛み合わされている。スクリ
ュー35の軸位置を位置検出器45が検出し、それに比例し
た電気信号（46）を送る。

射出装置Ｂの動作は、次のように説明できる。可塑化
されるべきプラスチック成形材料をホッパ34に入れ、モ
ータ41によってスクリュー35を回転させる。そうする
と、スクリュー35が可塑化されるべき材料に対して機械
的作用を及ぼして材料を加熱するため、材料は柔軟にな
り流動性をもつようになる。それと同時にスクリュー35
がバレル32内部の材料を通路33に向かって移送する。バ
レル32を一定高温に維持してバレル内の可塑化材料の熱
損失を防止するために、当該技術分野で周知の通り、バ
レル32の外側に帯状ヒータ32aを配設して良い。可塑化
材料がバレル32内を前進するに従ってスクリュー32の前
方に蓄積されるため、溶融材料の蓄積量の増加と共にス
クリュー35が後退位置に向かって移動されて行く。スク
リュー35がその後退位置に向かって所定距離、すなわち
金型キャビティ28を充填できるだけの溶融可塑化材料の
量に相当する距離だけ移動すると、スクリュー35の回転
を停止し、シリンダ38内に液圧を導入してスクリュー35
をその伸長位置（すなわち第３図右側）に変位させる。
それによって、可塑化材料が押圧されて通路33、ノズル
31、金型通路29を通って金型キャビティ28内に入る。金
型キャビティ28に入った材料が冷却した後、一方の金型
部分を除去する。それと同時に、次の可塑化サイクルが
開始される。

次に、従来のトグル式プラスチック成形機を動作する
ために使用する油圧システムを簡略化して示した第４図
を参照する。この油圧システムは、作動液用のタンク47
を含む。該システムは、小容量の第１ポンプ49と大容量
の第２ポンプ48を備え、どちらのポンプも原動機または
モータ50で駆動される。各ポンプ48,49の取入口はそれ
ぞれライン51と52によりタンク47に接続されており、吐
出口はライン53と54により圧力・流量制御マニホルド55
に接続されている。圧力・流量制御マニホルドは、該マ
ニホルドの出力ライン56において作動液の圧力と流量を
制御する弁を複数個備えている。圧力・流量制御マニホ
ルド55は従来形式のものであり、弁の構成も本発明を構
成するものではなく、当該技術分野で周知の適当な形成
とすることができる。圧力・流量制御マニホルド55はタ
ンク47への戻りライン57も備えている。

圧力・流量制御マニホルド55の出力ライン56がライン
58により射出制御マニホルド59に接続されている。射出
制御マニホルド59は複数の弁を含み、油圧モータ41とシ
リンダ38を制御する（第３図も参照のこと）。この目的
で射出制御マニホルド59はライン60と61により油圧モー
タ41に接続されている。同様に、シリンダ38に対しても
ライン62と63により接続されている。この場合も、適当
な弁装置を用いてモータ41とシリンダ38の制御を行なう
ことができ、射出制御マニホルド59の弁装置の性質その
ものは本発明を構成するものではない。射出制御マニホ
ルド59は、タンク47にもライン64により接続されてい
る。

射出制御マニホルド59は、さらに方向制御弁66に対し
てもライン65において接続される。方向制御弁66は、ソ
レノイド67,68で作動される。方向制御弁66は、シリン
ダ・ピストン装置69にライン70と71により接続されてお
り、またタンク47にもライン72により接続されている。
シリンダ・ピストン装置69の目的は、トグル式プラスチ
ック成形機１が作動していない時に、該成形機の型締装
置Ａと射出装置Ｂを相互に近付けたり遠去けたりするよ
うに変位させることにより、ノズル31の点検を行なえる
ようにすることにある（第３図参照）。従ってソレノイ
ド68が作動されると、作動液がライン65からライン71を
通ってピストン・シリンダ装置69が射出装置Ｂと型締装
置Ａを相互に遠去けるように移動させる方へ流れるよう
に、方向制御弁66が変位する。同様に、ソレノイド67が
作動された場合、方向制御弁66は、作動液がライン65か
らライン70を通って流れるように変位し、それによって
ピストン・シリンダ装置69が射出装置Ｂと型締装置Ａを
相互に近付くように移動させる。第４図に示されている
ように、方向制御弁66が通常の中心位置にある時は、ピ
ストン・シリンダ装置69の両側がライン70,71,72によっ
てタンク47と接続されている。

圧力・流量制御マニホルド55の出力ライン56は、さら
にライン73により型締制御マニホルド74にも接続されて
いる。型締制御マニホルド74は、トグル式プラスチック
成形機１の型締装置Ａのシリンダ15、ひいてはそれに取
付けられているクロスヘッド17、可動プラテン５、およ
び可動金型部分７の移動を制御するのに適当な弁装置を
含む（第２図も参照のこと）。このために、型締制御マ
ニホルド74はライン75と76によりシリンダ15に接続され
ており、またタンク47にもライン77により接続されてい
る。

型締制御マニホルドの一例を概略的に示したのが第５
図である。ここでも同様の部品には同様の参照符号を付
した。第５図の実施態様では、型締制御マニホルド74が
比例方向制御弁78を含んでおり、この比例方向制御弁78
はソレノイド79,80で作動される。第５図から明らかな
ように、ソレノイド79を付勢すると圧力・流量制御マニ
ホルド55の出力ライン56から作動液がライン73とライン
76を介してシリンダ15の右側（第５図で見て）に導入さ
れ、シリンダ15の左側がタンク47と接続される。これに
よって、ピストンロッド16とクロスヘッド17が第５図左
側へ変位し、可動プラテン５と可動金型部分７が金型閉
塞位置へ向かって変位される。ソレノイド80を付勢した
場合は、圧力・流量制御マニホルド55の出力ライン56か
ら出た作動液がライン73とライン75を介してシリンダ15
の左側（第５図で見て）に流れ、シリンダ15の右側がタ
ンク47と接続される位置に比例方向制御弁78が変位され
る。これによってピストンロッド16とクロスヘッド17が
第５図右側へ変位する結果、可動プラテン５と可動金型
部分７を開放位置に向かって変位させる。比例方向制御
弁78を用いることにより、可動金型部分７を閉塞位置に
向かって高速に移動させ、閉塞位置に近付くに従って移
動速度を低減することができる。

当業者には理解されるように、第４図と第５図に関し
て説明した油圧システムは基本的なものにすぎない。上
記以外の目的や動作のために、上記以外のマニホルドを
油圧システムに含ませることもできる。例えば、成形機
１の型締装置Ａを覆う保護扉や覆いが開いてしまった時
に可動プラテン５の移動を阻止するべく動作するゲート
弁セーフティマニホルドを設けることができる。また、
当該技術分野で周知のように、成形品突出し手段を動作
するマニホルドを油圧システムに含ませても良い。金型
と関連してコア変位手段を制御するマニホルドも必要に
応じて含ませることができる。これらの要素は全て当該
技術分野で周知であり、本発明の構成部分ではないため
添付図面に示していない。

圧力・流量制御マニホルド55、射出制御マニホルド5
9、型締制御マニホルド74および方向制御弁66を含む各
種弁を作動するための制御システムを設ける必要のある
ことが理解されよう。制御システムは何れか適当な形式
のもので良いが、今日では適当なソフトウェアを備えた
コンピュータ制御システムを使用するのが一般的であ
る。このようなコンピュータ制御システムを第４図では
符号81で概略的に示している。このようなコンピュータ
制御システムは当該技術分野で周知であり、その性質そ
のものが本発明の範囲を構成するものではないため、コ
ンピュータ制御システムが圧力・流量制御マニホルド5
5、射出制御マニホルド59、及び型締制御マニホルド74
の弁を制御する出力信号を出すと説明するだけで足りる
であろう。これらの出力信号を図ではそれぞれ破線矢印
82,83,84で概略的に示している。それ以外の出力信号8
5,86は方向制御弁66のソレノイド67,68をそれぞれ制御
する。

コンピュータ制御システム81は、成形機１の各種部品
からも入力データを受信する。例えば、前出の米国特許
第3,797,808号に記載されているように、第３図に示す
ような成形機１の射出装置Ｂに、溶融温度を検出して出
力信号88を出す温度検出器87を設けることができる。出
力信号46を発する線形位置検出器45については既に述べ
た。出力信号90を発する圧力検出器89によってシリンダ
38内の背圧を監視することができる。さらに、出力信号
92を発する回転速度計91によってモータ41の速度を検出
することができる。コンピュータ制御システム81は、以
上のようなデータ源からの入力データを用いて成形機１
の射出動作の制御および最適化を行なう。第２図を参照
すると、位置検出器が符号93で出力信号94と共に概略的
に示されている。出力信号94は、コンピュータに対し
て、ある時点のクロスヘッド17の位置情報を与える。

第４図と第５図のトグル式プラスチック成形機１に関
して図示、説明した油圧システムでも、成形機１が通常
の射出成形動作を行なうには十分である。通常の射出成
形動作とは次の３つの基本部分または段階から成る：
（１）金型の閉塞と型締め、（２）金型キャビティへの
可塑化材料の注入、（３）開型。これら３つの段階は厳
密に逐次的に行なわれるため、全ての段階において同じ
ポンプ48,49と圧力・流量制御マニホルド55の出力を用
いることができる。

可変容積金型を用いる従来のコイニング動作では、成
形機１が次の基本段階を行なう：（１）閉型、（２）金
型キャビティへの可塑化材料の注入、（３）コイニン
グ、（４）開型。

第４図と第５図に関連して記載した油圧システムで
は、型締制御マニホルド74が、注入の間、可動プラテン
５と可動金型部分７を閉型位置に維持することができな
いため、上記のような通常のコイニング動作を実施する
ことはできない。第５図から明らかなように、比例方向
制御弁78が通常の中央位置にある時、シリンダ15の両側
へつながるライン75,76が両方共タンク47に接続されて
いるためである。

第４図の油圧システムの型締制御マニホルド74を第６
図に示したように変更すると、上述のような簡単なコイ
ニング動作を行なうことができる。第６図の型締制御マ
ニホルド74aは、中央遮断型比例方向制御弁95を備える
点で第５図の型締制御マニホルド74と異なる。中央遮断
型比例方向制御弁95は、ソレノイド96,97によって作動
される。第６図から明らかなように、ソレノイド96を付
勢すると、中央遮断型比例方向制御弁95が変位して圧力
・流量制御マニホルド55の出力ライン56とライン73から
送られる作動液がライン76を介してシリンダ15の右側端
部（第６図で見て）に入る。この結果、ピストンロッド
16、クロスヘッド17、及びそれに取付けた可動プラテン
５と可動金型部分７（不図示）が第６図左側の閉型位置
に向かって変位する。シリンダ15の左側（第６図で見
て）はライン75を介してライン77とタンク47に接続され
る。ソレノイド97を付勢すると、圧力・流量制御マニホ
ルド55の出力ライン56から出る作動液がライン73,75を
介してシリンダ15の左側（第６図で見て）に入り、ピス
トンロッド16、クロスヘッド17、及びそれに取付けた可
動プラテン５と可動金型部分７（不図示）を後退位置、
すなわち開型位置に向かって移動させるように中央遮断
型比例方向制御弁95が変位する。それと同時に、シリン
ダ15の右側（第６図で見て）はライン76,77を介してタ
ンク47に接続される。中央遮断型比例方向制御弁95がそ
の中央非作動位置にある時は、第６図に示すようにライ
ン75,76,73,77が遮断されることが理解されよう。これ
によって、中央遮断型比例方向制御弁95はクロスヘッド
17とそれに取付けた可動プラテン５および可動金型部分
７を、射出動作中に当初の閉型位置も含めて所望の位置
に維持することができる。上で概説した簡単なコイニン
グ動作の各段階は厳密に逐次的であるため、全段階を同
一のポンプ48,49と圧力・流量制御マニホルド55によっ
て実施することができる。

上でも述べたように、高品質の製品が要求される場合
は、可変容積金型の可動金型部分の速度と位置を精密か
つ再現性良く制御して射出とコイニングを行なうことに
より、最高品質の製品を獲得できることが判明した。こ
れを概略的に示したのが第７図である。

第２図と第７図を参照して、金型（6,7）が可変容積
金型であると仮定すると、シリンダ15を従来の方法で作
動することにより、可動プラテンが可変容積金型の可動
金型部分７を開型位置から、可動金型部分７が固定金型
部分６に接触するだけの金型接触位置まで移動させる。
可動金型部分７がこの金型接触位置から最終位置まで至
るまでの間の可動金型部分７の速度と位置を十分に制御
する必要がある。第７図には、位置１から位置４までを
示している。位置１と最終位置との間に中間位置を２つ
設けるのがほとんどの成形動作に関して適当であるとい
う知見を得たが、必要であればそれ以外の中間位置を設
けることもできる。

可変容積金型の可動金型部分７が、金型接触位置から
位置１までは制御速度１で変位される。可動金型部分７
を制御速度１で移動させることにより、可動金型部分７
を非常に高い精度と再現性を以って位置１に到達させる
ことが可能になる。位置１が、コイニングが行なわれる
距離を決定することになるため、非常に重要な要素であ
ることは理解されよう。

可動金型部分７を位置１で停止して、可塑化材料を金
型キャビティに注入し始める。位置１に達したことを位
置検出器93（第２図参照）が検出し、位置検出器93の出
力信号によって成形機のコンピュータ制御システムが射
出を開始させる。

コイニング動作を開始するためには、成形機のコンピ
ュータ制御システムに注入開始からの所定の一時停止時
間をプログラムしておき、一時停止時間が経過すると、
コンピュータ制御システムがコイニングを開始するよう
にする。別の設定値に達した時にコイニング動作を開始
するようにしても良い。例えば、一方の金型部分に配設
されて出力信号99を出す圧力検出器（図示せず）の検出
する金型キャビティ28内部の圧力が所定値に達した時
に、コイニングを開始するようにできる。また、圧力検
出器89（第３図参照）の検出する射出シリンダ38内部の
圧力が所定値に達した時に、コイニングを開始するよう
にしても良い。同様に線形位置検出器45（第３図参照）
の検出するスクリュー35が所定位置に達した時に、コイ
ニングを開始するようにもできる。

コイニング開始点としてどのような設定値を用いて
も、すなわち圧力検出器98からの信号を用いるか、圧力
検出器89からの信号を用いるか、位置検出器45からの信
号を用いるかに拘わらず、射出の開始点から所定の一時
停止時間内にその信号が発生しなければ、一時停止時間
の経過が優先してコイニング動作を開始することにな
る。コイニング段階の開始と同時に、可動金型部分７が
制御速度２で位置２まで変位され、位置２から位置３ま
で制御速度３で、位置３から位置４（最終位置）まで制
御速度４で変位される。

当業者には理解されるように、位置１〜４および速度
１〜４はコンピュータ制御システムにおいて適宜にプロ
グラムされるだろう。これらの位置および速度の設定値
は、製造する製品の性質や可塑化材料の性質によって変
化するものである。当業者であれば、一連の簡単な実験
を行なうことにより、速度および位置の最適設定値を容
易に設定することができる。

第７図に示したように速度および位置を制御して射出
およびコイニング動作を実現し得るトグル式プラスチッ
ク成形機用の油圧システムを第８図に示す。この図から
分かるように、大部分は第４図の油圧システムと同じで
あるため、同様の部品には同様の参照符号を付した。第
１及び第２ポンプ49,48、ポンプのモータ50、圧力・流
量制御マニホルド55、射出制御マニホルド59、方向制御
弁66は第４図のものと変わっていない。型締制御マニホ
ルド74aは、第６図に関連して図示、説明した形式のも
のである。

第７図に概略的に示した段階は、通常の射出成形サイ
クルや簡単な射出成形およびコイニング・サイクルに関
して概説した段階とは異なり、厳密に逐次的に行なう段
階ではないため、トグル式プラスチック成形機１の型締
装置Ａと射出装置Ｂを同時に制御および作動する必要が
あるという問題が生じる。このために分離マニホルド10
0が設けられている。圧力・流量制御マニホルド55の出
力ライン56からのライン73が分離マニホルド100に接続
されている。分離マニホルド100は、ライン101により型
締制御マニホルド74aに接続されている。さらに小容量
の第３ポンプ102も設けられている。第３ポンプ102の取
入口がライン103によりタンク47に接続されている。第
３ポンプ102の吐出口はライン104により分離マニホルド
100に接続されている。分離マニホルド100はライン105
によってタンク47に接続されている。分離マニホルド10
0はコンピュータ制御システム81からの信号によって作
動されるが、図ではこれらの信号を破線矢印106で表わ
している。

次に第８図と第９図を参照する。第９図は成形機１の
型締装置Ａのシリンダ15を、型締制御マニホルド74a、
分離マニホルド100、小容量の第３ポンプ102およびタン
ク47と共に示している。上述のように、シリンダ15と型
締制御マニホルド74aは、第６図に関連して図示、説明
したものと同じである。分離マニホルド100は全体とし
て参照符号107,108,109で示す３つの弁装置から成る。
弁装置107の作動はソレノイド110によって行なう。弁装
置107は、通常の非作動位置にある時は、圧力・流量制
御マニホルド55の出力ライン56からライン73を弁装置10
8を介してライン101から型締制御マニホルド74aに接続
する。弁装置108は逆止弁を含む。弁装置107は、作動位
置においてはライン73を遮断し、分離マニホルド100を
圧力・流量制御マニホルド55の出力ライン56から分断す
る。弁装置109はソレノイド111によって作動される。弁
装置109は、通常の非作動位置にある時は、小容量の第
３ポンプ102をライン105を介してタンク47に戻り接続す
る。作動位置においては、第３ポンプ102を逆止弁装置1
08とライン101を介して型締制御マニホルド74aに接続す
る。弁装置107と109がコンピュータ制御システム81から
の信号によって制御されることは理解されよう。弁装置
109は積量制限安全装置の役割も果しており、積量が定
格値を越えた場合、第３ポンプ102を自動的にタンク47
と接続する。

以上、第８図と第９図の実施態様について詳細に説明
して来たが、次にその動作について述べる。第８図と第
９図の実施態様は、型締め、射出、開型の逐次段階から
成る簡単な射出成形に使用することができる。これに使
用する場合、分離マニホルド100の弁装置107と109はサ
イクル全体を通じて作動されないままとなる。その結
果、圧力・流量制御マニホルド55の出力ライン56から出
るライン73が弁装置107,108によって型締制御マニホル
ド74aへとつながるライン101に接続される。それと同時
に、分離マニホルドの弁装置109が小容量の第３ポンプ1
02に対してタンク47への再循環のみを行なわせる。つま
り分離マニホルド100と第３ポンプ102が存在しないのと
同じ結果となり、この場合の油圧システムは第４図に示
したシステムと変わりはない。

コンピュータ制御システム81が圧力・流量制御マニホ
ルド55に対して適当な信号82を送り、信号84を介して中
央遮断式比例方向制御弁95のソレノイド96を付勢してシ
リンダ15に金型部分6,7の閉塞、締付けを行なわせる。
弁95が比例方向制御弁であるため、可動金型部分７を開
型位置から高速に移動させた後、閉型時に速度を落とす
ことによりサイクル時間を短縮することができる。その
後、コンピュータ制御システム81が圧力・流量制御マニ
ホルド55と射出制御マニホルド59に対して適当な信号を
送って射出段階を行なわせる。最後に、コンピュータ制
御システム81は圧力・流量制御マニホルド55と型締制御
マニホルド74aに適当な信号を送って開型を行なう。

第８図と第９図の実施態様は、可変容積金型を用いて
閉型、射出、コイニング、開型の各段階から成る簡単な
従来のコイニングサイクルを実施するのに使用すること
もできる。この場合も、分離マニホルド100の弁装置107
と109は作動されないままとなる。コンピュータ制御シ
ステム81が圧力・流量制御マニホルド55と型締制御マニ
ホルド74aに適当な信号を送って閉型させる。その後コ
ンピュータ制御システム81は、圧力・流量制御マニホル
ド55と射出制御マニホルド59に適当な信号を送って射出
段階を行なわせる。この時点で、型締制御マニホルド74
aと圧力・流量制御マニホルド55がコンピュータ制御シ
ステム81から適当な信号を受信してコイニング段階に入
る。型締制御マニホルド74aと圧力・流量制御マニホル
ド55にコンピュータ制御システム81から別の信号が送ら
れて開型動作が行なわれる。

第７図に概略的に示したコイニングサイクルの実施時
には、分離マニホルド100の弁装置107と109が当初は作
動されないままとなり、可変容積金型の可動金型部分７
が、コンピュータ制御システム81から圧力・流量制御マ
ニホルド55と型締制御マニホルド74aに送られる適当な
信号によって金型接触位置まで移動される。金型接触位
置に達したことを線形位置検出器93（第２図参照）が検
出すると、コンピュータ制御システム81からの信号が分
離マニホルドの弁装置107,109を作動する。その結果、
型締制御マニホルド74aと圧力・流量制御マニホルド55
の出力ライン56との接続関係が無くなり、型締制御マニ
ホルド74aは小容量の第３ポンプ102に接続される。こう
して成形機１の型締装置Ａのシリンダが型締制御マニホ
ルド74aと第３ポンプ102によって制御される一方、射出
装置Ｂは射出制御マニホルド59と圧力・流量制御マニホ
ルド55とポンプ48,49によって制御されるようになる。
この時点で、可動金型部分７はコンピュータ制御システ
ム81からの信号84の作用と比例方向制御弁95とによって
制御速度１で位置１まで高精度に変位される（線形位置
検出器94で検出）。可動金型部分７が位置１にある時、
コンピュータ制御システム81は圧力・流量制御マニホル
ド55と射出制御マニホルド59に信号を送って射出段階を
開始する。同時に、コンピュータ制御システム81が射出
開始からの所定の一時停止時間を計時し始める。コンピ
ュータ制御システム81は、金型キャビティ28内部の圧力
検出器98またはシリンダ38内部の圧力検出器89から送ら
れる信号、あるいは使用する設定値によっては線形位置
検出器45から送られる信号を受信すると同時に、コイニ
ングを開始する。射出開始から所定の一時停止時間が経
過する前に、選択した設定値からの信号が生じなかった
場合、コンピュータ制御システム81は一時停止時間の満
了と同時にコイニングを開始する。コイニングが開始さ
れると、第１及び第２ポンプ49,48、圧力・流量制御マ
ニホルド55、射出制御マニホルド59による射出が完了ま
で継続される。コイニング動作中に、可動金型部分７
は、予めプログラムされた制御速度２、速度３、速度４
で位置２と位置３を通って位置４（最終位置）まで変化
される。この動作はポンプ102、分離マニホルド100、型
締制御マニホルド74aによって達成される。位置2,3,4は
線形位置検出器98によって検出される。速度2,3,4はコ
ンピュータ制御システム81からの信号84と比例方向制御
弁95とによって制御される。

コイニング完了後、可動金型部分７が型締装置Ａによ
って開型位置まで後退させられる。通常は分離マニホル
ド100の作動が停止され、各ポンプ48と49、圧力・流量
制御マニホルド55、型締制御マニホルド74aによって開
型が行なわれる。必要に応じて、第３ポンプ102、分離
マニホルド100、型締制御マニホルド74aによって可動金
型部分７の後退動作を行なうこともできる。

以上の説明から明らかなように、第８図と第９図の実
施態様は、射出段階を制御するのと同時に、コイニング
動作における金型接触位置からの可動金型部分７の位置
と速度も高精度にかつ再現性良く制御する。換言する
と、補助的な第３ポンプ102と分離マニホルド100を設け
ることによって、油圧システムは、金型部分の移動と射
出動作を同時に、しかもコイニング段階の位置および速
度制御を非常に高精度に行ないながら制御することが可
能になっている。

本発明は、その精神から逸脱することなくいろいろな
変更を加えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来形式のトグル式プラスチック射出成形機を
概略的に示す側面図、 第２図は第１図の成形機のトグル式型締装置を簡略化し
て示す部分側面図、 第３図は第１図の成形機の射出装置の一例を簡略化して
示す部分断面側面図、 第４図は第１図の成形機用の従来の油圧システムを簡略
化して示す概略構成図、 第５図は第４図の油圧システムで使用される先行技術の
型締制御マニホルドの一例を簡略化して示す構成図、 第６図は第４図の油圧システムで使用し得る別つの形式
の型締制御マニホルドを簡略化して示す概略構成図、 第７図は本発明の精密コイニング・サイクルを示す工程
図、 第８図は第７図の精密コイニング・サイクルを実施し得
る本発明の油圧システムを簡略化して示す概略構成図、 第９図は第８図の型締制御マニホルドと分離マニホルド
を簡略化して示す概略構成図である。 １はトグル式プラスチック射出成形機、３は固定プラテ
ン、４は後方プラテン、５は可動プラテン、６は固定金
型部分、７は可動金型部分、14はトグルシステム、15は
油圧締付シリンダ、17はトグルクロスヘッド、18は三点
リンク、19,20は二点リンク、31はノズル、32はバレ
ル、35はスクリュー、45は線形位置検出器、47は作動液
タンク、48は第２ポンプ、49は第１ポンプ、66は方向制
御弁、67,68,79,80,96,97,110,111はソレノイド、78,95
は比例方向制御弁、Ａは型締装置、Ｂは射出装置。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧作動式射出装置（Ｂ）と油圧作動式ト
   グル式型締装置（Ａ）を有するトグル式プラスチック射
   出成形機用の油圧システムであって、 前記油圧システムは、油圧流のためのタンク（47）、小
   容量の第１ポンプ（49）および大容量の第２ポンプ（4
   8）、これらのポンプはいずれも取入口（52,51）および
   吐出口（54,53）を有しており、前記取入口（52,51）は
   前記タンク（47）に接続されており、前記第１および第
   ２のポンプ（49,48）の吐出口（54,53）からの油圧流の
   圧力流量を制御するための圧力流量制御マニホルド手段
   （55）、前記第１および第２のポンプ（49,48）からの
   前記制御された油圧流によって前記の油圧作動式射出装
   置（Ｂ）を作動するための射出制御マニホルド手段（5
   9）、並びに簡単な射出成形およびコイニング動作時に
   前記射出装置（Ｂ）および型締装置（Ａ）を逐次作動す
   るため前記第１および第２のポンプ（49,48）からの前
   記制御された油圧流によって前記の油圧作動式の型締装
   置（Ａ）を作動させるための型締制御マニホルド手段
   （74）とを有するものにおいて、 取入口（103）および取出口（104）を備えた小容量の第
   ３のポンプ（102）、前記第３のポンプ（102）の前記取
   入口（103）は前記タンク（47）に連絡されており、及
   び前記の型締制御マニホルド手段（74）を前記圧力流量
   マニホルド手段（55）の前記制御された油圧流から分離
   しそして前記第３のポンプ（102）の前記吐出口（104）
   を前記型締制御マニホルド手段（74）に接続させる分離
   マニホルド手段（100）、を更に有することによって前
   記射出装置（Ｂ）と前記型締装置（Ａ）とは、前記型締
   装置（Ａ）による正確で繰り返し可能な速度および位置
   制御での精密なコイニング動作中でも相互に独立してか
   つ同時的に作動されることができることを特徴とする油
   圧作動式射出装置と油圧作動式トグル式型締装置を有す
   るトグル式プラスチック射出成形機用の油圧システム。
2. 【請求項２】前記型締装置（Ａ）は、固定プラテン
   （３）とその上に配置された固定金型部分（６）、可動
   プラテン（５）とその上に配置された可動金型部分
   （７）、および前記可動プラテン（５）と可動金型部分
   （７）とを開型位置と最終成型の閉鎖かつ締付位置間に
   移動させる油圧シリンダ作動のトグル機構（14）とを含
   み、前記金型部分（6,7）は閉じた時に金型キャビティ
   （28）を画定し、前記固定金型部分（６）は前記キャビ
   ティ（28）から前記固定プラテン（３）内の開口（30）
   に至る通路（29）を有し、前記射出装置はノズル（31）
   の一端で終わるバレル（32）を有し、前記ノズル（31）
   は前記固定金型（６）内の前記通路（29）へ連絡可能で
   あり、前記バレル（32）上に配置されたホッパ（34）、
   前記ホッパ（34）内のプラスチック材料の供給部、前記
   バレル（32）内を回転可能であると共に軸方向に移動可
   能のスクリュー（35）、前記スクリュー（35）を作動す
   るように連結されていて前記スクリュー（35）を回転さ
   せることによって前記プラスチック材料を可塑化すると
   共に装填量の材料を前記ノズル（31）の近くに蓄積させ
   る原動機（41）、前記スクリュー（35）を軸方向に変化
   して前記装填量を前記固定金型部（６）内の前記通路
   （29）から前記金型キャビティ（28）内へ注入させる油
   圧シリンダ（38）、前記油圧システムは前記油圧流体の
   タンク（47）を含んでおり、前記小容量の第１ポンプ
   （49）および前記大容量の第２ポンプ（48）はそれぞれ
   前記取入口（52,51）および前記吐出口（54,53）を有
   し、前記圧力流量制御マニホルド手段（55）は一つの出
   口（56）を有しており、前記第１および第２のポンプ
   （49,48）の前記取入口（52,51）は前記タンク（47）に
   接続されており、前記第１および第２ポンプ（49,48）
   の前記吐出口（54,53）は前記圧力流量制御マニホルド
   手段（55）に接続されており、前記圧力流量制御マニホ
   ルド手段（55）はその出口（56）における油圧流の圧力
   および流量を制御しており、前記圧力流量制御マニホル
   ド手段の出口（56）は前記射出制御マニホルド手段（5
   9）に接続されており、前記射出制御マニホルド手段（5
   9）は前記射出装置用の油圧シリンダ（38）に接続され
   ていて前記スクリュー（35）の軸方向位置を制御してお
   り、前記型締制御マニホルド手段（74）は前記型締装置
   （Ａ）の油圧シリンダ（15）に接続されていて前記トグ
   ル機構並びに可動プラテン（５）および可動金型部分
   （７）とを移動し、 一つの分離マニホルド手段（100）、前記圧力流量制御
   マニホルド手段（55）の前記出口（56）は前記分離マニ
   ホルド手段（100）に接続されており、前記分離マニホ
   ルド手段（100）は前記型締制御マニホルド手段（74）
   に接続された出口（101）を有しており、前記小容量の
   第３のポンプ（102）は前記タンク（47）に接続された
   前記取入口（103）と前記分離マニホルド手段（100）に
   接続された前記吐出口（104）を有しており、前記分離
   マニホルド手段（100）は前記タンク（47）への接続（1
   05）を有しており、前記分離マニホルド手段（100）は
   通常状態の時それは前記圧力流量制御マニホルド手段
   （55）の前記出口（56）を前記型締制御マニホルド手段
   （74）におよび前記第３のポンプ出口（104）を前記タ
   ンク（47）に接続し、前記分離マニホルド手段（100）
   は作動状態の時、それは前記型締制御マニホルド手段
   （74）を前記圧力流量制御マニホルド手段の出口（56）
   から分離しそして前記第３のポンプ（102）の前記吐出
   口（104）を前記型締制御マニホルド（74）に接続し、
   並びに前記圧力流量制御マニホルド手段（55）と前記射
   出制御マニホルド手段（59）と前記型締制御マニホルド
   手段（74）および前記分離制御マニホルド手段（100）
   とを制御する制御システム（81）を有し、それによって
   前記の分離マニホルド手段（100）のその通常状態にお
   いて前記射出装置（Ｂ）および型締装置（Ａ）は簡単な
   通常の射出成型およびコイニング動作のために、前記第
   １および第２のポンプ（49,48）、圧力流量制御マニホ
   ルド手段（55）および前記射出制御マニホルド手段（5
   9）並びに前記第１および第２のポンプ（49,48）、圧力
   流量マニホルド手段（55）および前記型締制御マニホル
   ド手段によってそれぞれ逐次的に作動され、また前記分
   離マニホルド手段（100）が作動状態の時、前記射出装
   置（Ｂ）および前記型締装置（Ａ）は、前記第１および
   第２のポンプ（49,48）、および圧力流量制御マニホル
   ド手段（55）および前記射出制御マニホルド手段（59）
   並びに前記第３のポンプ（102）および前記型締制御マ
   ニホルド手段（74）によってそれぞれ精密コイニング作
   動のために独立的にかつ同時的に制御されることを特徴
   とする、請求項１記載の油圧システム。
3. 【請求項３】前記型締制御マニホルド（74）はソレノイ
   ド制御のセンタブロック型の比例制御弁（95）からなる
   ことを特徴とする請求項２記載の油圧システム。
4. 【請求項４】前記分離マニホルド手段（100）は三個の
   弁装置（107,108,109）を含み、第１の弁装置（108）は
   チェック弁を含み、第２の弁装置（107）はソレノイド
   作動弁を含み、前記第２の弁装置（107）は非作動の時
   前記圧力流量制御マニホルド手段（55）の前記出口（5
   6）からの油圧流を前記第１弁装置（108）を通して前記
   型締制御マニホルド手段（74）へ向わせ、前記第２の弁
   装置（107）はソレノイドによって作動された時前記圧
   力流量制御マニホルド手段（55）からの前記型締制御マ
   ニホルド手段（74）への油圧流をブロックし、前記第３
   の弁装置（109）はソレノイド作動の弁からなり、前記
   第３の弁装置（109）はソレノイドによって作動された
   時前記第３のポンプ（102）の前記吐出口（104）からの
   油圧流を前記第１の弁装置（108）を通じて前記型締制
   御マニホルド手段（74）へと向わせ、前記第２および第
   ３の弁装置（107,109）の前記各ソレノイドは前記制御
   システム（81）によって同時に作動可能であることを特
   徴とする請求項２記載の油圧システム。
5. 【請求項５】前記制御システム（81）は、前記圧力流量
   制御マニホルド手段（55）、前記射出制御マニホルド手
   段（59）、前記型締制御手段（74）および前記分離マニ
   ホルド手段（100）に接続された出力（82,83,84,106）
   を有することを特徴とする請求項２記載の油圧システ
   ム。
6. 【請求項６】前記分離マニホルド手段（100）は三個の
   弁装置（107,108,109）を有し、第１の弁装置（108）は
   ソレノイド作動弁を含み、前記第２の弁装置（107）は
   前記圧力流量マニホルド手段（55）の前記出口（56）か
   ら前記第１の弁装置（108）を通じて前記型締制御マニ
   ホルド手段（74）前記型締制御マニホルド手段（55）へ
   油圧流を向わせ、前記第２の弁装置（107）はそのソレ
   ノイドで作動された時、前記圧力流量制御マニホルド手
   段の出口（56）から前記型締制御マニホルド手段の出口
   （74）への油圧流をブロックし、前記第３の弁装置（10
   9）はソレノイド作動弁からなり、前記第３の弁装置（1
   09）は非作動の時前記第３のポンプ（102）の出口（10
   4）から前記タンク（47）へと油圧流を戻し、前記第３
   の弁装置（109）はそのソレノイドで作動された時は前
   記第３のポンプ（102）の前記吐出口（104）から前記第
   １の弁装置（108）を通じて前記型締制御マニホルド手
   段（74）へ油圧流を向わせ、前記第２および第３の弁装
   置（107,109）の前記各ソレノイドは前記制御システム
   （81）によって同時に作動可能であることを特徴とする
   請求項３記載の油圧システム。