JP2900839B2 - 射出成形機等の油圧回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特性の異なる複数の油
圧アクチュエータを備えた射出成形機等の油圧回路に関
する。

【０００２】

【従来の技術】油圧シリンダや油圧モータ等の油圧アク
チュエータの速度制御方式として次の制御方式がある。 リリーフ制御 流量マッチ制御 圧力マッチ制御

【０００３】のリリーフ制御方式は、油圧ポンプを常
時フル運転し、余剰作動油と圧力をリリーフ弁から逃が
す制御方式であり、図３（Ａ）のように、必要動力に対
し作動油の流量と圧力の損失が大きくて効率が悪く電力
消費量が多い。このため射出成形機では使用されていな
い。しかし、作動油の温度を所定温度に上昇させる時に
有効である。

【０００４】の流量マッチ制御方式は、電力の消費量
を抑えるために、アキュムレータで作動油の必要流量を
得て速度制御するもので、図３（Ｂ）のように、必要動
力に対し圧力の損失が大きい。

【０００５】の圧力マッチ制御方式は、必要圧力より
僅かに大きいポンプ吐出圧力で速度制御するものであっ
て、図３（Ｃ）のように、必要動力に対し流量の損失が
大きい。

【０００６】油圧ポンプが持つ圧力の能力に対し必要圧
力の割合が大きい運転は、流量マッチ制御が有利であ
り、また流量の能力に対し必要流量の割合が大きい運転
は、圧力マッチ制御が有利である。一般的な射出成形機
の各工程を流量マッチと圧力マッチの制御方式に分ける
と、通常、図４のようになる。この図から分るように、
必要動力は動作工程毎に異なるから、消費電力を抑える
ためには、流量マッチ制御と圧力マッチ制御を動作工程
に合わせて自由に選択できることが好ましい。なお、図
４の射出工程ではアキュムレータによりポンプ吐出量を
越える流量を得ている。

【０００７】流量マッチ制御と圧力マッチ制御を動作工
程に合わせて選択可能とするために、従来の射出成形機
の油圧回路は図５の構成となっている。すなわち、油圧
ポンプ１に電磁切換弁２を介して複数のアクチュエータ
（図示せず）を接続した主管路３に、作動油の圧力を低
下させる減圧弁４と、該減圧弁４を通った作動油の流量
を制御する電磁比例流量制御弁５が設けられ、上記油圧
ポンプ１と減圧弁４間の主管路３からの分岐された分岐
管路６にアキュムレータ７が接続されている。油圧ポン
プ１は電動機８によって駆動される。

【０００８】減圧弁４と流量制御弁５間の主管路３に接
続されたベントライン１０と、流量制御弁５の２次側
（下流側）ポートに接続された主管路３の圧力フィード
バックライン１１の間に圧力補償弁１２が設けられてい
る。また減圧弁４の上流側の主管路３から分岐された管
路１３には、パイロットフローコントロールバルブ２０
を介して電磁比例パイロットリリーフ弁１４によって作
動圧を遠隔操作されるリリーフ弁１５が設けられ、分岐
管路６にはパイロットチェック弁１６が設けられてい
る。パイロットチェック弁１６は、電磁弁１７のソレノ
イドが消磁されている場合に、主管路３からアキュムレ
ータ７への作動油の流れを自由にしてその逆の流れを阻
止し、電磁弁１７が励磁されている場合に作動油の両方
向流れを自由にする。

【０００９】また、油圧ポンプ１とチェック弁１８間の
主管路３から分岐されたリリーフ管路１９にリリーフ弁
２１が設けられている。このリリーフ弁２１は、リリー
フ弁２１のベントライン２２に設けられた電磁弁２３の
ソレノイドが消磁されてそのベントライン２２を閉じて
いる場合に、他の電磁弁２４が励磁されるとポンプ圧を
負荷運転状態とし、電磁弁２４が消磁されるとポンプ圧
を無負荷運転状態とする。リリーフ弁２１のベントライ
ン２２には、電磁弁２３の他に圧力マッチ差圧弁２５が
設けられている。ベントライン２２は、流量制御弁５と
電磁切換弁２間の主管路３に接続されている。符号２６
は油タンク、２７はアキュムレータ７に付設された圧力
センサである。

【００１０】上記の油圧回路においてアキュムレータ７
を働かせて流量マッチ制御を行う時は、電磁弁１７を励
磁するとともに、電磁弁２３を消磁する。また電磁弁２
４はアキュムレータ７に付設された圧力センサの信号に
より予め設定された下限値よりも圧力が低くなったとき
励磁され、同じく予め設定された上限値より高くなると
消磁される。これにより、油圧ポンプ１から吐出された
作動油は予め設定された上下限値の範囲内の圧力となっ
てアキュムレータ７に蓄えられる。アキュムレータ７を
使用しない場合は、電磁弁１７を消磁しておく。アキュ
ムレータ７または油圧ポンプ１から減圧弁４に送られて
きた作動油は、アクチュエータの負荷圧に圧力補償弁１
２の設定圧を加算した圧力まで減圧弁４で減圧され、流
量制御弁５により流量を制御されてアクチュエータに供
給され、そのアクチュエータを作動させる。

【００１１】また、圧力マッチ制御を行う時は、電磁弁
１７を消磁するとともに、電磁弁２３，２４を励磁す
る。これにより、リリーフ弁２１は、アクチュエータの
負荷圧に圧力マッチ差圧弁２５の設定圧を加算した圧力
でリリーフ管路１９を開き、油圧ポンプ１のポンプ圧を
上記の加算圧力に制御する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の油圧回路の
構成では、電磁弁２３と圧力マッチ差圧弁２５が必要で
その分構造が複雑になる。また、射出成形機の場合、圧
力補償弁１２が制御する流量制御弁５の弁差圧（圧力補
償弁１２の設定圧）は、流量マッチ制御と圧力マッチ制
御共、６〜８ｋｇｆ／ｃｍ² 必要である上、上記従来の
油圧回路の構成で圧力マッチ制御する場合この弁差圧
に、減圧弁４を安定して作動させるために１０ｋｇｆ／
ｃｍ²、圧力マ ッチ差圧として多少の余裕をみて更に２
ｋｇｆ／ｃｍ²を上積みし、合計２０ｋｇｆ／ｃｍ²の圧
力差が最低限必要となるため、本来圧力マッチ専用に構
成された油圧回路での圧力マッチ制御であれば、図６の
（Ａ）のように、［必要流量］×｛［必要圧力］＋６〜
８ｋｇｆ／ｃｍ² ｝でよい動力が、図６（Ｂ）のよう
に、［必要流量］×｛［必要圧力］＋２０ｋｇｆ／ｃｍ
²｝に増大し、損失動力が増加する不満がある。

【００１３】本発明は、構造が簡単で、しかも効率良く
運転して電力消費量を少なくすることができる射出成形
機等の油圧回路を提供することを目的とする。

【００１４】本発明の他の目的は、運転の動作工程に対
応して、制御方式を、流量マッチ制御、圧力マッチ制
御、及びリリーフ制御に切り換えることができる射出成
形機等の油圧回路を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、油圧ポンプにアクチュエータを接続し
た主管路に、作動油の圧力を低下させる減圧弁と、該減
圧弁を通った作動油の流量を制御する流量制御弁が設け
られ、上記油圧ポンプと減圧弁間の主管路から分岐され
た分岐管路にアキュムレータが接続された射出成形機等
の油圧回路において、上記減圧弁を三方減圧弁とし、該
三方減圧弁の２次側ポートと流量制御弁の１次側ポート
間の主管路と上記アキュムレータとを開閉弁を備えた連
絡管路によって接続するとともに、上記三方減圧弁の１
次側第１ポートに接続され主管路のベントラインと、上
記流量制御弁の２次側ポートに接続された主管路の圧力
フィートバックラインとの間に、上記ベントラインの作
動油圧力が、アクチュエータの負荷圧に設定圧を加えた
値となるように上記三方減圧弁のスプールを制御する圧
力補償弁を設け、上記三方減圧弁の１次側第２ポートに
油タンクを連絡した構成とした。ベントラインに該ベン
トラインの作動油圧力の上限を設定する電磁比例圧力制
御弁を接続した構成とした。

【００１６】

【作用】流量マッチ制御を行う場合は、開閉弁で連絡管
路を閉じる。アキュムレータ又は油圧ポンプから三方減
圧弁に送られきた作動油は、アクチュエータの負荷圧に
圧力補償弁で設定された設定圧を加えた圧力になるよう
に三方減圧弁で減圧され、また流量制御弁で流量を制御
されてアクチュエータに供給される。圧力マッチ制御の
場合は、開閉弁を開く。作動油は連絡管路を通って流量
制御弁に流れ、アクチュエータに供給される。この際、
圧力補償弁は、ベントラインの作動油圧力が、アクチュ
エータの負荷圧に設定圧を加えた圧力となるように三方
減圧弁のスプールを制御する。この結果、作動油は流量
を制御されるとともに圧力マッチ制御時の圧力差は圧力
補償弁によって制御されることとなり、従来の圧力マッ
チ差圧弁等が不要となる。また従来のような圧力差の上
積みが不要となり、それだけ効率が良くなる。

【００１７】開閉弁を開き、流量制御弁の２次側のすべ
てのアクチュエータの主管路を閉じた場合は、連絡管路
を流れた作動油が三方減圧弁の２次側ポートから１次側
第２ポートを通って油タンクに循環するようになり、作
動油の温度が迅速に上昇する。

【００１８】ベントラインに電磁比例圧力制御弁を接続
した構成とした場合は、ベントラインの作動油圧力の上
限を簡単に制御できるようになる。

【００１９】

【実施例】図１は本発明に係る射出成形機等の油圧回路
の一実施例を示す。なお、図５と同一の部材等には同一
の符号を付してその詳しい説明を省略する。符号３１は
三方減圧弁である。三方減圧弁３１は、１次側（上流
側）のＰポートを主管路３に接続し、また１次側のＴポ
ートを油タンク２６に作動油を戻す戻し管路３２に接続
するとともに、２次側のＡポートを電磁比例流量制御弁
５の１次側のＰポートに接続された主管路３に接続して
設けられている。

【００２０】また、三方減圧弁３１の１次側の主管路３
から分岐されたベントライン３３と、圧力フィードバッ
クライン１１との間には圧力補償弁３４が設けられてい
る。ベントライン３３は、三方減圧弁３１のスプール３
１ａの一端に連絡され、スプール３１ａの他端には、三
方減圧弁３１の２次側の主管路３から分岐されたパイロ
ット管路３１ｂが連絡されるとともに、バイアススプリ
ング３１ｃが設けられている。

【００２１】ベントライン３３には、パイロットフロー
コントロールバルブ３５が設けられ、また電磁比例圧力
制御弁３６が接続されている。パイロットフローコント
ロールバルブ３５は、ベントライン３３に必要な流量を
確保するためのものであり、また電磁比例圧力制御弁３
６は、ベントライン３３の作動油圧力の上限を遠隔設定
するためのものである。

【００２２】符号３７は連絡管路である。連絡管路３７
は、三方減圧弁３１と流量制御弁５間の主管路３に分岐
管路６を接続しており、電磁開閉弁３８を有する。リリ
ーフ管路１９にはリリーフ弁３９が設けられている。圧
力センサ２７には予め所要の上限、下限圧力が設定され
ており、アキュムレータ７の作動油圧力がその下限設定
圧力以下のときは、電磁弁４０が励磁されてリリーフ弁
３９が制御状態となってオンロード状態となり、またア
キュムレータ７の圧力が上限設定圧力よりも高い圧力と
なると、電磁弁４０が消磁されてリリーフ弁３９が無制
御状態となり、アンロード状態となるように構成されて
いる。

【００２３】次に上記の構成とされた本発明に係る射出
成形機等の油圧回路の作用を説明する。流量マッチ制御
の時は、電磁開閉弁３８を励磁して連絡管路３７を閉状
態に保つ。油圧ポンプ１から吐出された作動油はチェッ
ク弁１８を通って三方減圧弁３１のＰポートとアキュム
レータ７に流れる。アキュムレータ７の作動油圧力が圧
力センサ２７の下限設定圧以下の場合、電磁弁４０の励
磁によってリリーフ弁３９が制御状態となっているの
で、圧力センサ２７上限圧力の出力信号によって電磁弁
４０が消磁するまでアキュムレータ７の圧力は上昇す
る。

【００２４】三方減圧弁３１のＰポートに流れた作動油
の圧力は、ベントライン３３を介してスプール３１ａの
図１で右側の端部に作用し、スプール３１ａを左に押す
ので、ＰポートにＡポートが連通することになり、作動
油はＰポートからＡポートに流れ、流量制御弁５で流量
を制御されてアクチュエータに供給される。

【００２５】この際、アクチュエータの負荷圧は、圧力
フィートバックライン１１を介して圧力補償弁３４に作
用する。圧力補償弁３４は、アクチュエータの負荷圧＋
（プラス）流量制御弁５の弁差圧（圧力補償弁３４の設
定圧）となるようにベントライン３３の圧力を制御す
る。三方減圧弁３１のＰ→Ａ流れの開度はベントライン
３３の圧力によって制御される。なお、電磁比例圧力制
御弁３６は、上記の（負荷圧＋弁差圧）より高く設定さ
れている。

【００２６】上記において、アクチュエータの負荷圧が
変動しても、圧力補償弁３４の作用によりベントライン
３３の圧力も追従して変動する。その結果、流量制御弁
５の弁差圧は一定に保たれるので、アクチュエータの動
作速度は負荷圧の変動にかかわらず一定となる。なお、
一般的に圧力補償弁３４の設定圧よりもバイアススプリ
ング３１ｃの設定圧の方が低いので、流量制御中は負荷
圧が急激に変動しない限り、三方減圧弁３１のスプール
３１ａがＡ→Ｔ流れの位置に動くことはない。

【００２７】圧力制御中に圧力を降下させる制御を行う
場合、電磁比例圧力制御弁３６の指令値を下げると、ベ
ントライン３３の圧力が低下する。ベントライン３３の
圧力低下でスプール３１ａがバイアススプリング３３ｃ
により図１で右に押し動かされると、ＡポートにＴポー
トが連通することになり、アクチュエータ側の圧力が油
タンク２６に開放される。このため、二つのポートしか
持たない普通の減圧弁よりも圧力を迅速に降下させるこ
とができる。

【００２８】外乱等によって、パイロット管路３１ｂの
圧力が下がると、Ｐ→Ａ流れの開度が大きくなる方向
（図１で左方向）にスプール３１ａが移動し、逆に圧力
が上がると、Ｐ→Ａ流れの開度が小さくなり、その後Ａ
→Ｔ流れとなる方向にスプール３１ａが移動する。

【００２９】圧力マッチ制御の時は、電磁開閉弁３８を
消磁して連絡管路３７を開き、また電磁弁４０を励磁状
態に保つ。油圧ポンプ１から吐出された作動油は、連絡
管路３７を通り、流量制御弁５で流量を制御されてアク
チュエータに供給される。この際、三方減圧弁３１のス
プール３１ａの左側にはパイロット管路３１ｂを介して
ポンプ圧が、右側には圧力補償弁３４により設定された
圧力がそれぞれ作用する。圧力補償弁３４にはアクチュ
エータの負荷圧が圧力フィードバックライン１１を介し
て作用しており、ベントライン３３の圧力は、アクチュ
エータ負荷圧に圧力補償弁３４に組み込まれたばね力相
当（設定圧）を加算した値となっている。結局、圧力補
償弁３４は、ベントライン３３の圧力を制御することに
より、ポンプ圧がベントライン３３の圧力となるように
スプール３１ａのＡ→Ｔ流れの開度を制御する。

【００３０】リリーフ制御の時は、圧力マッチ制御の状
態ですべてのアクチュエータの各電磁切換弁２を閉じ
る。連絡管路３７を通って三方減圧弁３１のＡポートに
達した作動油は、スプール３１ａの左側に作用するポン
プ圧とスプール３１ａの右側に作用するベントライン３
３の電磁比例圧力制御弁３６に設定された圧力とが釣り
合う圧力でＡポートからＴポートに通過し、戻し管路３
２を通って油タンク２に逃げる。作動油は上記の負荷に
よって温度を上昇させる。

【００３１】このように、本発明の射出成形機等の油圧
回路においては、流量マッチ制御及び圧力マッチ制御の
いずれの場合も、図２に示すように、圧力差は圧力補償
弁３４の設定圧（一般的な射出成形機の場合６〜８ｋｇ
ｆ／ｃｍ² ）でよいことになり、図６（Ｂ）のような圧
力の上積みが不要となる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る射出
成形機等の油圧回路は、油圧ポンプにアクチュエータを
接続した主管路に、作動油の圧力を低下させる減圧弁
と、該減圧弁を通った作動油の流量を制御する流量制御
弁が設けられ、上記油圧ポンプと減圧弁間の主管路から
分岐された分岐管路にアキュムレータが接続された射出
成形機等の油圧回路において、上記減圧弁は三方減圧弁
とされ、該三方減圧弁の２次側ポートと流量制御弁の１
次側ポート間の主管路と上記アキュムレータとが開閉弁
を備えた連絡管路によって接続されるとともに、上記三
方減圧弁の１次側第１ポートに接続され主管路のベント
ラインと、上記流量制御弁の２次側ポートに接続された
主管路の圧力フィートバックラインとの間に、上記ベン
トラインの作動油圧力が、アクチュエータの負荷圧に設
定圧を加えた値となるように上記三方減圧弁のスプール
を制御する圧力補償弁が設けられ、上記三方減圧弁の１
次側第２ポートに油タンクが連絡された構成とされてい
るので、次の効果がある。

【００３３】（１） 圧力マッチ制御に専用的に用いる
従来の圧力マッチ差圧弁のような要素が不要で、その分
構造が簡単になる。

【００３４】（２） 流量マッチ制御の際も、圧力差は
圧力補償弁の設定圧でよく、圧力の上積みを全く必要と
しないので、効率良く運転して動力消費量を少なくする
ことができる。

【００３５】（３） 運転の動力工程に対応して、制御
方式を、流量マッチ制御、圧力マッチ制御、リリーフ制
御に自由に、かつ簡単に切り換えることができる。

【００３６】（４） アクチュエータ側の圧力を迅速に
低下させることができ、アキュムレータの圧抜きも簡単
にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る射出成形機等の油圧回路の一実
施例を示すブロック図である。

【図２】 圧力差の一例を示す図である。

【図３】 制御方式の説明図である。

【図４】 射出成形機の各動作工程の制御方式を示す図
である。

【図５】 従来の射出成形機の油圧回路を示すブロック
図である。

【図６】 図５の油圧回路の圧力差の例を示す図であ
る。

【符号の説明】 １ 油圧ポンプ ３ 主管路 ５ 流量制御弁 ６ 分岐管路 ７ アキュムレータ １１ 圧力フィートバックライン ３１ 三方減圧弁 ３１ａ スプール ３２ 戻し管路 ３３ ベントライン ３４ 圧力補償弁 ３５ パイロットフローコントロールバルブ ３６ 電磁比例圧力制御弁 ３７ 連絡管路 ３８ 電磁開閉弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/84 B22D 17/32 F15B 11/02 - 11/05 F15B 11/08 - 11/15 F15B 21/14

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプにアクチュエータを接続した
   主管路に、作動油の圧力を低下させる減圧弁と、該減圧
   弁を通った作動油の流量を制御する流量制御弁が設けら
   れ、上記油圧ポンプと減圧弁間の主管路から分岐された
   分岐管路にアキュムレータが接続された射出成形機等の
   油圧回路において、上記減圧弁は三方減圧弁とされ、該
   三方減圧弁の２次側ポートと流量制御弁の１次側ポート
   間の主管路と上記アキュムレータとが開閉弁を備えた連
   絡管路によって接続されるとともに、上記三方減圧弁の
   １次側第１ポートに接続され主管路のベントラインと、
   上記流量制御弁の２次側ポートに接続された主管路の圧
   力フィートバックラインとの間に、上記ベントラインの
   作動油圧力が、アクチュエータの負荷圧に設定圧を加え
   た値となるように上記三方減圧弁のスプールを制御する
   圧力補償弁が設けられ、上記三方減圧弁の１次側第２ポ
   ートに油タンクが連絡されたことを特徴とする射出成形
   機等の油圧回路。
2. 【請求項２】 ベントラインに該ベントラインの作動油
   圧力の上限を設定する電磁比例圧力制御弁が接続された
   ことを特徴とする請求項１記載の射出成形機等の油圧回
   路。