JP2649266B2 - 射出装置の油圧回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、射出成形機等の射出装置の油圧回路に係
り、とくにキャビティ内の負荷圧に影響されない射出装
置の油圧回路に関する。

（従来の技術） 従来の射出装置とその油圧回路は、第５図に示すよう
に構成されている。まず、射出装置は、可動金型１と固
定金型２および両金型間に形成されるキャビティ３なら
びに溶融樹脂をキャビティ３内に注入するノズル４から
なり、ノズル４は、射出装置のバレル５の先端部に取付
けられている。バレル５の内部には、樹脂を混練・供給
するスクリュ６が回転かつ進退自在に嵌挿されている。
また、バレル５の後部には、原料樹脂投入用ホッパー７
が取付けられ、バレル５内部のスクリュ嵌挿孔と連通し
ている。さらに、スクリュ６の基端部は回転軸13内に挿
通・連結され、かつ、回転軸13は、ボールベアリング等
のベアリング12を介して、連結部材11に回転自在に支承
されている。また、回転軸13は、油圧モータ14により回
転駆動されるようになっている。連結部材11には複数の
射出ラム10が固設され、射出ラム10は、バレル５に取付
けられた射出シリンダ９内に摺動自在に嵌挿された射出
ピストン８にその一端を係合されている。射出ラム10を
移動させることより連結部材11が進退させられるととも
に、回転軸13に係止されたスクリュ６がスクリュ嵌挿孔
内で回転しつつ進退してバレル５内の樹脂を混練・溶融
しノズル４から溶融樹脂として樹脂注入口4aを経てキャ
ビティ３内に射出する。

また、油圧モータ14は、油圧モータ切換弁22を介して
油圧ポンプ21の吐出側に接続されている。さらに、射出
シリンダ９の内壁と射出ピストン８の端面との間に形成
される空間よりなる射出戻り側室16と射出側室17は、そ
れぞれ射出動作切換弁18および流量調整弁19を介して油
圧ポンプ21の吐出側に接続されている。また、油圧ポン
プ21の吐出側回路から分岐して電磁レリーフ弁20が配設
されていて、油圧ポンプ21の油圧が設定油圧を越えた場
合には、油はこの電磁レリーフ弁20を経由して油タンク
15にドレーンされるようになっている。

このようにして構成された従来の射出装置の油圧回路
では、ノズル４から金型のキャビティ３内に射出注入さ
れた成形品の冷却中にノズル４を固定金型２の溶融樹脂
注入口4aに接触させたままの状態で電磁レリーフ弁20の
設定油圧を、例えば140kg/cm²に上げる。すると、油圧
ポンプ21から吐出された油は、射出動作切換弁18に送ら
れず、油圧モータ切換弁22の励磁により、油圧モータ14
に導かれる。この導かれた油により油圧モータ14は回動
され、これに連結された回転軸13とスクリュ６が回転始
動される。そして、ホッパー７から樹脂原料を投入する
と、スクリュ６の回転とバレル温度昇温用ヒータ（図示
しない）により、投入された樹脂原料は溶融され、スク
リュ６により混練されながらバレル前方に移送され、バ
レル５前方に形成された室（先端室）内に蓄積される。
この蓄積された溶融樹脂の圧力によりスクリュ６室は、
徐々に後方に押し返されて行き、これにより計量動作が
始まる。必要量の溶融樹脂の蓄積が完了すると、これを
検出して油圧モータ切換弁22が非励磁状態となる。これ
によりスクリュ６の回転は停止し、スクリュ６の計量動
作が完了し、次の射出工程に入る。

射出工程に入るためには、まず、射出動作切換弁18を
励磁してａ室側に切換えるとポンプ21から吐出された圧
油は流量調整弁19の射出動作切換弁18を経て射出シリン
ダ９の射出側室17内に導入される。なお、この際、流量
調整弁19の電流指示値を制御することにより、油量を自
由に調整できるようになっている。一方、この際、射出
戻り側室16内の油は、射出動作切換弁18のドレーンポー
トを経てタンク15内にドレーンされる。そのため、射出
ピストン８が左進動作をし、これに伴ってスクリュ６も
左進して、バレル５の前部の室（先端室）に貯えられて
いた溶融樹脂は金型1,2間に形成されたキャビティ３内
に射出され、成形品を射出成形することになる。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来のこのような射出装置とその油圧回路に
あっては、前述したようにして射出成形した場合、充填
工程中における射出シリンダ９の射出側室17内の圧力変
動波形と金型のキャビティ３内の圧力変動波形は、第６
図に示すようになる。この第６図に示した例は、充填速
度を比較的速くする必要がある製品の場合である。すな
わち、この例では、射出ピストン８の射出中は、射出シ
リンダ９の射出側室17にかかる圧力は移動圧となり、か
つ、キャビティ圧力に追従して高くなる傾向を示す。し
かも、第６図“イ”と“ロ”点に示すように、これらの
圧力のピーク値が形成され、これが射出成形品の欠陥を
生む不良原因につながっていた。さらに、この傾向は、
キャビティ圧力に射出ラム圧が直接影響される油圧回路
構成をとる場合に顕著となる。すなわち、従来の油圧回
路では、射出戻り側室16の油が直接タンク15にドレーン
するように構成されているので、射出ラム10の動作が停
止した時に、初めて射出側室17の圧力（ラム圧）が上昇
し、キャビティ圧力に打ち勝って充填動作を進めようと
する。しかし、従来の油圧回路の場合には、先に述べた
ように、キャビティ圧力が高くならないと、このラム圧
も高くならない相関関係から、充填工程中におけるラム
圧にバラツキを生じ、また、キャビティ圧力が高くなっ
てからラム圧がそれに伴って高くなるまでのタイミング
のズレから未充填状態が生じ、これが射出成形品に悪影
響を与え、不良品発生の原因となっていた。

本発明は、射出シリンダの射出戻り側室にも射出工程
中所定の圧力が作用するように油圧回路を構成して、射
出ピストンが負荷圧（キャビティ圧力）に関係なく円滑
な射出・充填が行なえるような射出装置の油圧回路を提
供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、金型に形成された溶融樹脂注入口に接続さ
れるバレルと、バレル内に進退かつ回転自在に嵌挿され
その回転により樹脂を溶融しバレル内の先端室に蓄積さ
れた溶融樹脂を前進動作により金型内に注入するスクリ
ュと、スクリュを回転駆動する油圧モータと、スクリュ
を進退させる射出ラムと、射出ラムの射出ピストンを嵌
挿した射出シリンダと、射出シリンダの射出側室に連通
する油圧回路の切換えによりポンプの吐出側に連通しか
つ射出シリンダの射出戻り側室に連通するよう配設され
た第１方向切換弁とからなる射出装置の油圧回路におい
て、第１方向切換弁のタンクポートあるいは射出戻り側
室と第１方向切換弁のタンクポートとの間に第２方向切
換弁を接続し、第２方向切換弁の非励磁時にタンクポー
トが第２方向切換弁のタンクポートに連通し、また、第
２方向切換弁の励磁時に第２方向切換弁のタンクポート
がレリーフ弁を経由してタンクに連通するように構成し
たことを特徴とする。

（作 用） 上記のように構成された射出装置の油圧回路におい
て、射出動作開始と同時または射出動作がある程度進ん
だ位置で第２方向切換弁を励磁すると、射出シリンダの
射出戻り側室からの戻り油は、この第２方向切換弁を経
由して流れ、さらにレリーフ弁の設定圧に制御されつつ
ドレーンされる。この際、レリーフ弁の設定圧に対して
射出側室内の圧力も上昇し、その結果、射出ラムは所定
のラム圧を保って前進することになる。そして、射出ピ
ストンが所定のラム圧で左進動作をし、これに伴ってス
クリュも左進し、バレルの先端室に貯えられていた溶融
樹脂はバレル先端のノズルから金型に形成された溶融樹
脂注入口を経て金型のキャビティ内に射出される。

〔実施例〕

（第１実施例） 以下、本発明の第１実施例を第１図と第２図について
説明する。本発明の第１実施例の射出装置とその油圧回
路は、第１図に示すように構成されている。まず、射出
装置は、可動金型１と固定金型２および両金型間に形成
されるキャビティ３ならびに溶融樹脂をキャビティ３内
に注入するノズル４からなり、ノズル４は、射出装置の
バレル５の先端部に取付けられている。バレル５の内部
には、樹脂を混練・供給するスクリュ６が回転かつ進退
自在に嵌挿されている。また、バレル５の後部には、原
料樹脂投入用ホッパー７が取付けられ、バレル５内部の
スクリュ嵌挿孔と連通している。さらに、スクリュ６の
基端部は回転軸13内に挿通・連結され、かつ、回転軸13
は、ボールベアリング等のベアリング12を介して、連結
部材11に回転自在に支承されている。また、回転軸13
は、油圧モータ14により回動されるようになっている。
連結部材11には射出ラム10が固設され、射出ラム10は、
バレル５に取付けられた射出シリンダ９内に摺動自在に
嵌挿された射出ピストン８にその一端を係合されてい
る。この射出ラム10を移動させることにより連結部材11
が進退させられるとともに、回転軸13に係止されたスク
リュ６が回転しつつ進退してバレル５内の樹脂を混練・
溶融してノズル４から溶融樹脂を金型に形成された溶融
樹脂注入口4aを経てキャビティ３内に射出する。

また、油圧モータ14は、油圧モータ切換弁22を介して
油圧ポンプ21の吐出側に接続されている。射出シリンダ
９の内壁と射出ピストン８の端面との間に形成される空
間よりなる射出戻り側室16と射出側室17は、それぞれ射
出動作切換弁18（第１方向切換弁）および流量調整弁19
を介して油圧ポンプ21の吐出側に接続されている。ま
た、油圧ポンプ21の吐出側回路から分岐して電磁レリー
フ弁20が配設されていて、油圧ポンプ21の油圧が設定油
圧を越えた場合には、油はこの電磁レリーフ弁20を経由
して油タンク15にドレーンされるようになっている。さ
らに、射出動作切換弁18のタンクポート管路には切換弁
25（第２方向切換弁）を接続し、この切換弁25の非作動
時にこのタンクポートが切換弁25のタンクポートに連通
するようにする。また、切換弁25の作動時には、射出動
作切換弁18のタンクポートは切換弁25を経由し、かつ２
本に分岐する。分岐した一方の管路は、チェック弁23に
より油の流通を阻止されてタンク15に接続され、また分
岐した他方の管路は、レリーフ弁24に接続され、そこか
らタンク15に通じるようになっている。

このようにして構成された本発明の実施例の射出装置
の油圧回路では、ノズル４から金型のキャビティ３内に
射出注入された成形品の冷却中にノズル４を固定金型２
の溶融樹脂注入口に接触させたままの状態で電磁レリー
フ弁20の設定油圧を、例えば140kg/cm²に上げる。する
と、油圧ポンプ21から吐出された油は、射出動作切換弁
18に送られずに、油圧モータ切換弁22の励磁により、油
圧モータ14に導かれる。この導かれた油により油圧モー
タ14は回動され、これに連結された回転軸13とスクリュ
６が回転始動される。そして、ホッパー７から樹脂原料
を投入すると、スクリュ６の回転とバレル温度昇温用ヒ
ータ（図示しない）により、投入された樹脂原料は溶融
され、スクリュ６により混練されながらバレル前方に移
送され、バレル５前方に形成された室（先端室）内に蓄
積される。この蓄積された溶融樹脂の圧力によりスクリ
ュ６は、徐々に後方に押し返されて行き、これにより計
量動作が始まる。必要量の溶融樹脂の蓄積が完了する
と、これを検出して油圧モータ切換弁22が非励磁状態と
なる。これによりスクリュ６の回転は停止し、スクリュ
６の計量動作を完了し、次の射出工程に入る。

射出工程に入るためには、まず、射出動作切換弁18を
励磁してａ室側に切換えるとポンプ21から吐出された圧
油は流量調整弁19と射出動作切換弁18を経て射出シリン
ダ９の射出側室17内に導入される。なお、この際、流量
調整弁19の電流指示値を制御することにより、油量を自
由に調整できるようになっている。一方、射出動作開始
と同時または射出動作がある程度進んだ位置で切換弁25
を励磁する。すると、射出シリンダ９の射出戻り側室16
からの戻り油は、切換弁25を経由して流れ、さらにレリ
ーフ弁24の設定圧により制御されてタンク15内にドレー
ンされる。この際、レリーフ弁24の設定圧に対して、射
出側室17内の圧力も上昇し、その結果、射出ラム10は所
定のラム圧を保って前進することになる。そのためラム
圧はキャビティ３内の圧力に左右されることがなくな
り、第２図に示すようなピークのない滑らかなラム圧変
動波形となり、かつキャビティ圧力変動に追従しない圧
力変動波形となる。したがって、射出ピストン８が所定
のラム圧を保って左進動作をし、これに伴ってスクリュ
６も左進して、バレル５の前部の室（先端室）に貯えら
れていた溶融樹脂は金型1,2間に形成されたキャビティ
３内に樹脂注入口4aを経て射出され、不良のない成形品
を形成することができるようになる。

（第２実施例） 以下、本発明の第２実施例を第３図について説明す
る。この実施例の基本構成と動作は第１実施例のものと
同じである。そのため同じ部分については同一部品番号
を用いその構成と動作の説明を省略してある。ここで
は、第１実施例のものと異なる部分について説明する。

この第２実施例のものの油圧回路では、射出シリンダ
９の射出戻り側室16に直接連通する回路中に切換弁25
（第２方向切換弁）を設ける。この切換弁25が非励磁時
には、射出戻り側室16からの油はこの切換弁25を経由し
てタンク15にドレーンするようにする。一方、切換弁25
の励磁時には、射出戻り側室16からの油は切換弁25を経
由して後、分岐し、一方の分岐管路は、そこからの油が
チェック弁23に阻止されるようにしてタンク15に接続
し、また、他方の分岐管路はレリーフ弁24を経由してタ
ンク15に通じるようになっている。

このような構成により、射出動作開始と同時または射
出動作がある程度進んだ位置で切換弁25を励磁する。す
ると、射出シリンダ９の射出戻り室16からの戻り油は、
切換弁25を経由して流れ、さらにレリーフ弁24の設定圧
により制御されてタンク15内にドレーンされる。この
際、レリーフ弁24の設定圧に対応して、射出側室17内の
圧力も上昇し、その結果、射出ラム10は所定のラム圧を
保って前進することになる。そのためラム圧はキャビテ
ィ３内の圧力に左右されることがなくなる。したがっ
て、射出ピストン８が所定のラム圧で左進動作をし、こ
れに伴ってスクリュ６も左進して、バレル５の前部の室
（先端室）内に貯えられていた溶融樹脂は金型1,2間に
形成されたキャビティ３内に射出され、不良のない成形
品を形成することができるようになる。

（第３実施例） 以下、本発明の第３実施例を第４図について説明す
る。この実施例の基本構成・動作は第１実施例のものと
同じであるが予め射出戻り側室に別途設けたポンプで油
圧をかけておく点が第１及び第２実施例と異なる。その
ため同じ部分については同一部品番号を用いその構成と
動作の説明を省略してある。ここでは、第１実施例のも
のと異なる部分について説明する。

この第３実施例のものの油圧回路では、射出シリンダ
９の射出戻り側室16と射出動作切換弁18（第１方向切換
弁）のタンクポートとの間に切換弁25（第２方向切換
弁）を設ける。そして、この切換弁25の非励磁時には、
射出戻り側室16からの油は切換弁25を経由してタンク15
にドレーンされる。一方、切換弁25が励磁された時に
は、射出戻り側室16から油は切換弁25を経由してポンプ
26に通じるように回路を構成する。そして、このポンプ
26の吐出側回路からは管路が分岐し、この分岐路には、
レリーフ弁27が設けられていて、このレリーフ弁27を経
由した油は、タンク15にドレーンされるようになってい
る。

このような構成により、射出動作開始と同時または射
出動作がある程度進んだ位置で、切換弁25を励磁する
と、射出シリンダ９の射出戻り側室17内にポンプ26から
の圧油がレリーフ弁27により制御された圧力でもって作
用し予め油圧がかけられる。ここで、レリーフ弁27の設
定圧は、スクリュ側が受ける負荷圧近くでもよいが、好
ましくはその圧力よりわずかに高い圧力に設定する。そ
して、射出ラム10は射出シリンダ９の射出戻り側室16と
射出側室17間の圧力差により左進し、充填動作を続行す
る。このように制御された圧力でもって射出ラム10が動
作するので、ラム圧はキャビティ圧力に左右されずに充
填動作が行われ、欠陥のない成形品を得ることができる
ようになる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、射出シリンダの射出戻り側室にも射
出工程中所定の圧力が作用するように構成したので、射
出ピストンはキャビティ圧力の影響を受けずに円滑に左
進して、溶融樹脂の射出・充填を行うことができ、欠陥
のない成形品を成形することが可能となる。また、油圧
回路の構成も射出動作切換弁のタンクポートあるいは射
出戻り側室に連通する回路中に切換弁を接続し、切換弁
の励磁時に射出戻り側室から油は切換弁を経由した後、
分岐し、一方の分岐管路からの油はチェック弁により阻
止され、また、他方の分岐管路からの油はレリーフ弁を
経由してタンクに通じるようにしたので、簡単な油圧回
路構成により射出ピストンが所定のラム圧を保って円滑
に左進して所期の目的を達するようになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は本発明の第１実
施例の射出装置の油圧回路図、第２図は本発明の実施例
の射出装置の充填工程および保圧工程における射出シリ
ンダの射出側室の圧力（ラム圧）変動波形ならびにキャ
ビティ圧力変動波形図、第３図は本発明の第２実施例の
射出装置の油圧回路図、第４図は本発明の第３実施例の
射出装置の油圧回路図、第５図は従来の射出装置の油圧
回路図、第６図は従来の射出装置の充填工程および保圧
工程における射出シリンダの射出側室の圧力変動波形な
らびにキャビティ圧力変動波形図、を示す。 １……可動金型、２……固定金型、３……キャビティ、
４……ノズル、4a……溶融樹脂注入口、５……バレル、
６……スクリュ、７……ホッパー、８……射出ピスト
ン、９……射出シリンダ、10……射出ラム、11……連結
部材、13……回転軸、14……油圧モータ、15……油タン
ク、16……射出戻り側室、17……射出側室、18……射出
動作切換弁（第１方向切換弁）、19……流量調整弁、20
……電磁レリーフ弁、21……油圧ポンプ、22……油圧モ
ータ切換弁、23……チェック弁、24……レリーフ弁、25
……切換弁（第２方向切換弁）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−9615（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−242027（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−182129（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−166512（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−25524（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭61−34371（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型に形成された溶融樹脂注入口に接続さ
   れるバレルと、該バレル内に進退かつ回転自在に嵌挿さ
   れその回転により樹脂を溶融し前記バレル内の先端室に
   蓄積された溶融樹脂を前進動作により金型内に注入する
   スクリュと、該スクリュの回転駆動手段と、前記スクリ
   ュを進退させる射出ラムと、該射出ラムの射出ピストン
   を嵌挿した射出シリンダと、該射出シリンダの射出側室
   に連通する油圧回路の切換えによりポンプの吐出側に連
   通しかつ該射出シリンダの射出戻り側室に連通するよう
   配設された第１方向切換弁とからなる射出装置の油圧回
   路において、前記第１方向切換弁のタンクポートあるい
   は前記射出戻り側室と前記第１方向切換弁のタンクポー
   トとの間に第２方向切換弁を接続し、該第２方向切換弁
   の非励磁時に前記第１方向切換弁のタンクポートが前記
   第２方向切換弁のタンクポートに連通し、また、前記第
   ２方向切換弁の励磁時に前記第２方向切換弁のタンクポ
   ートがレリーフ弁を経由してタンクに連通するようにし
   たことを特徴とする射出装置の油圧回路。
2. 【請求項２】金型に形成された溶融樹脂注入口に接続さ
   れるバレルと、該バレル内に進退かつ回転自在に嵌挿さ
   れその回転により樹脂を溶融し前記バレル内の先端室に
   蓄積された溶融樹脂を前進動作により金型内に注入する
   スクリュと、該スクリュの回転駆動手段と、前記スクリ
   ュを進退させる射出ラムと、該射出ラムの射出ピストン
   を嵌挿した射出シリンダと、該射出シリンダの射出側室
   に連通する油圧回路の切換えによりポンプの吐出側に連
   通しかつ該射出シリンダの射出戻り側室に連通するよう
   配設された第１方向切換弁とからなる射出装置の油圧回
   路において、前記射出シリンダの射出戻り側室と前記第
   １方向切換弁のタンクポートとの間に第２方向切換弁を
   接続し、該第２方向切換弁の非励磁時に前記射出戻り側
   室が前記第２方向切換弁を経由してタンクに連通し、ま
   た、前記第２方向切換弁の励磁時に前記射出戻り側室が
   前記第２方向切換弁を経由してポンプに連通することに
   より予め前記射出戻り側室に油圧をかけるようにしたこ
   とを特徴とする射出装置の油圧回路。