JP3629524B2 - ハイブリット射出成形機およびその制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリュウを回転方向に駆動する可塑化用には電動機が、そして少なくともスクリュウを軸方向に駆動する射出用には油圧ピストン・シリンダユニットが適用されている、いわゆるハイブリット射出成形機およびその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機は、周知のように、スクリュウを回転方向に駆動する可塑化用のモータ、スクリュウを軸方向に駆動する射出用のモータ、金型を型締めあるいは型開き方向に駆動する型締用のモータ、成形品を突き出すエジェクタ用のモータ、射出ユニットを金型タッチ方向あるいは離間方向に駆動するモータ等を備えている。そして、可塑化用のモータが回転電動機で、他のモータが油圧ピストン・シリンダユニットから構成されている射出成形機は、ハイブリット射出成形機として従来周知である。また、可塑化用のモータが回転油圧モータであり、他のモータが油圧ピストン・シリンダユニットから構成されている射出成形機は、全油圧式射出成形機として同様に従来周知である。
【０００３】
上記のようなハイブリット射出成形機の油圧ピストン・シリンダユニットに圧力油を供給する油圧ポンプには、可変吐出量ポンプが適用され、また定吐出量ポンプも適用されている。そして、可変吐出量ポンプが適用されているときは、その可変吐出量ポンプの吐出量により油圧ピストン・シリンダユニットに供給する圧力油の流量、圧力が制御され、定吐出量ポンプが適用されているときは、油圧回路に流量制御弁、圧力制御弁等を別に設けて必要な流量、圧力になるように制御されている。
また、可塑化用の電動機は、インバータアンプにより回転速度、電力等が制御されている。また、全油圧式射出成形機の場合も、油圧モータおよび油圧ピストン・シリンダユニットに圧力油を供給する油圧ポンプには、可変吐出量ポンプ、あるいは定吐出量ポンプが同様に適用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ハイブリット射出成形機の可塑化用には回転電動機が適用され、
この電動機はインバータアンプにより制御されているので、所定の速度で可塑化でき、また型締装置、エジェクタ等の油圧ピストン・シリンダユニットには制御された圧力油が供給されるので、所定の力で型締めも成形品の取り出しもできる。特に、可塑化用の回転電動機はインバータアンプにより制御されているので、省エネ成形ができるという、ハイブリット射出成形機特有の利点が認められる。
【０００５】
しかしながら、ハイブリット射出成形機は、全油圧式射出成形機に比較してコスト高になることがある。すなわち、全油圧式射出成形機によっても、可変吐出量ポンプにより、あるいは定吐出量ポンプのときは制御弁により吐出量、圧力等が制御されるので、支障無く成形できるが、可変吐出量ポンプは比較的高価であり、また定吐出量ポンプは安価であるが、流量、圧力等の制御弁を必要とし全体として高価になっている。ところで、従来のハイブリット射出成形機は、機能上は格別に問題がないので、この高価な油圧系をそのまま踏襲して、可塑化用の回転電動機の制御用のみにインバータアンプが設けられているので、高価になっている。
本発明は、上記したような従来の経緯に鑑みてなされたもので、ハイブリット射出成形機の利点をさらに活かした、ハイブリット射出成形機すなわち安価なハイブリット射出成形機およびその制御方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
射出成形サイクルを検討すると、可塑化工程と、型締工程あるいは成形品突き出し工程は、一部重複することがあるにしても、可塑化工程と射出工程は同じスクリュウで実施されるので重複することはない。そこで可塑化工程に使用したインバータアンプあるいはサーボアンプを、少なくとも射出工程時には他の目的に使用することができる。そこで、本発明は、可塑化用の電動機の制御用のインバータアンプまたはサーボアンプで油圧ポンプ駆動用の電動機も制御するように構成する。すなわち、本発明は、上記目的を達成するために、スクリュウを回転方向に駆動する可塑化用の電動機と、少なくとも前記スクリュウを軸方向に駆動する射出用の油圧ピストン・シリンダユニットとを備え、前記可塑化用の電動機がインバータアンプまたはサーボアンプにより制御されるようになっているハイブリット射出成形機であって、前記油圧ピストン・シリンダユニットに圧力油を供給するポンプには、定吐出量ポンプが適用されていると共に、該定吐出量ポンプを駆動する電動機も前記インバータアンプまたはサーボアンプにより制御されるように構成される。請求項２記載の発明は、スクリュウを回転方向に駆動する可塑化用には電動機が、そして少なくとも前記スクリュウを軸方向に駆動する射出用には油圧ピストン・シリンダユニットが適用されているハイブリット射出成形機の制御方法であって、可塑化工程時には、前記電動機をインバータアンプまたはサーボアンプで制御し、射出工程時には、前記油圧ピストン・シリンダユニットに圧力油を供給する油圧ポンプ駆動用の電動機を前記インバータアンプまたはサーボアンプで制御するように構成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図１により本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態に係わる射出成形機も、従来の成形機と同様に、射出ユニット１、金型装置１０、型締装置１５等から構成されている。射出ユニット１は、周知のようにシリンダ２と、このシリンダ２内で回転方向と軸方向とに駆動自在に設けられているスクリュウ３と、射出用の第１の油圧ピストン・シリンダユニット５を備えている。そして、この射出ユニット１に関連して、第２の油圧ピストン・シリンダユニット８が設けられ、この第２の油圧ピストン・シリンダユニット８により射出ユニット１は、ノズルタッチ方向と離間する方向とに駆動される。
【０００８】
射出ユニット１のスクリュウ軸４は、シリンダ２から図１において右方に出ている。そして、このスクリュウ軸４と、可塑化用の第１の回転電動機６との間に、周知の動力伝達機構７が設けられている。したがって、スクリュウ軸４は、可塑化工程時には回転電動機６により回転方向に駆動される。また、第１の油圧ピストン・シリンダユニット５も、周知のようにシリンダとピストンとから構成され、そのピストンロッドがスクリュウ軸４に機械的に結合されている。したがって、シリンダのピストンヘッド側に圧力油を供給すると、スクリュウ３は射出方向に駆動されることになる。
【０００９】
スクリュウ３を回転方向に駆動する第１の回転電動機６は、インバータアンプ５０とラインａで接続され、またインバータアンプ５０と成形機コントローラ５１はラインｂで接続されている。インバータアンプ５０は、成形機コントローラ５１からの制御信号に基づいて第１の回転電動機６の回転速度、出力等を制御し、また後述するポンプ駆動用の第２の回転電動機２１も制御するようになっている。
【００１０】
金型装置１０は、固定金型、可動金型、エジェクタ装置等から構成されているが、これらは従来周知であるので、図１には詳しくは示されていない。また、型締装置１５も従来周知であるので、トグル機構が模式的に示されている。エジェクタ装置には、エジェクタピンを駆動するための第３の油圧ピストン・シリンダユニット１１が設けられ、また型締装置１５にはトグル機構を駆動するための第４の油圧ピストン・シリンダユニット１６が設けられている。そして、これらの第１〜４の油圧ピストン・シリンダユニット５、８、１１および１６には、以下に述べる油圧ポンプから、制御弁、電磁方向切換弁等を介して圧力油が給排されるようになっている。
【００１１】
油圧ポンプは、本実施の形態では安価な定吐出量ポンプ２０が適用されている。そして、この定吐出量ポンプ２０は、第２の回転電動機２１で駆動されるようになっている。第２の回転電動機２１とインバータアンプ５０とは信号ラインｃで接続され、この第２の回転電動機２１も回転速度、出力等が共通のインバータアンプ５０で制御される。
【００１２】
定吐出量ポンプ２０の吐出管２２には、流量制御弁２３、圧力制御弁２４、リリーフ弁２５等からなる制御弁２６が介装されている。そして、この制御弁２６で制御された圧力油が供給される吐出管路２２’には並列的にポートブロックタイプの第１、２の電磁方向切換弁３１、３２、オープンセンタタイプの第３の電磁方向切換弁３３およびポートブロックタイプの第４の電磁方向切換弁３４が接続さている。第１の電磁方向切換弁３１のポートＡ、Ｂと、第１の油圧ピストン・シリンダユニット５のシリンダは、第１、２の管路４０、４１で配管され、ポートＣには管路４２が接続され、この管路４２に可塑化時にスクリュウ３に背圧を与える比例電磁式リリーフ弁３６が設けられている。
【００１３】
第２の電磁方向切換弁３２のポートＡ、Ｂと、第２の油圧ピストン・シリンダユニット８のシリンダは、第１、２の管路４３、４４で結ばれ、ポートＣにはタンクＴに連なっている管路が接続されている。第３の電磁方向切換弁３３のポートＡ、Ｂと、第３の油圧ピストン・シリンダユニット１１のシリンダは、第１、２の管路４５、４６で結合され、ポートＣにはタンクＴに連なっている管路が接続されている。そして、第４の電磁方向切換弁３４のポートＡ、Ｂと、第４の油圧ピストン・シリンダユニット１６のシリンダは、第１、２の管路４７、４８で配管されている。この第１、２の管路４７、４８には、カムで操作される方向切換弁３５も介装されている。ポートＣには、同様にタンクＴに連なっている管路が接続されている。
【００１４】
次に、上記実施の形態の作用について説明する。射出工程を終わって、冷却固化を待ち、可塑化工程に入っているときから説明する。このときは、成形機コントローラ５１からの制御信号により第４の油圧ピストン・シリンダユニット１６のシリンダヘッド側には第１の管路４７から圧力油が供給されて、金型はトグル機構により型締めされている。第３の油圧ピストン・シリンダユニット１１のシリンダロッド側には、第２の管路４６から圧力油が供給されて、エジェクタピンは退避している。そして、射出用の第１の油圧ピストン・シリンダユニット５のシリンダヘッドおよびシリンダロッド側にそれぞれ接続されている第１、２の管路４０、４１は、図１に示されているように、比例電磁式リリーフ弁３６が介装されている管路４２に接続されている。
【００１５】
今は可塑化工程時であるから、成形機コントローラ５１からインバータアンプ５０に可塑化指令が出力されている。第１の回転電動機６は、インバータアンプ５０により制御されて所定の回転速度で回転する。したがって、スクリュウ３は動力伝達機構７を介して所定の回転速度で回転方向に駆動されて、樹脂材料は可塑化される。可塑化が進むに連れてスクリュウ３は、樹脂圧力により後退する。すなわち、第１の油圧ピストン・シリンダユニット５のピストンは、図１において右方向へ移動する。シリンダヘッド側の容積は、シリンダロッド側の容積よりロッド分だけ大きいので、ピストンが右方向へ移動すると、両容積の差の油量は、比例電磁式リリーフ弁３６を介してタンクＴへ排出される。これによりスクリュウ３に背圧が与えられる。
【００１６】
上記のように、可塑化工程中には、定吐出量ポンプ２０を駆動している第２の回転電動機２１は、インバータアンプ５０により制御はされていない。しかしながら、このときは第１〜４の油圧ピストン・シリンダユニット５、８、１１、１６には、格別に圧力油は供給されていないので、問題はない。可塑化が終わり、射出工程に入る前に、同様に成形機コントローラ５１からの制御信号により第４の電磁方向切換弁３４は切り替わり、金型は開かれる。また、第３の電磁方向切換弁３３も切り替わり、エジェクタピンが突き出て成形品が取り出される。この型開き工程中にも可塑化しているときは、第２の回転電動機２１は制御されないが、本実施の形態によると、圧力制御弁２４あるいはリリーフ弁２５が設けられているので、必要以上の圧力油はこれらの弁２４、２５からタンクＴへ排出されるので、問題はない。
【００１７】
射出工程に入ると、成形機コントローラ５１からインバータアンプ５０に射出指令が出力される。第２の回転電動機２１は、インバータアンプ５０により制御されて、定吐出量ポンプ２０が所定の回転速度で駆動され、所定の油量を吐出するようになる。同様に成形機コントローラ５１からの信号により第４の電磁方向切換弁３４は切り替わり、金型は閉じられる。第３の電磁方向切換弁３３も切り替わり、エジェクタピンは退避する。また、第２の電磁方向切換弁３２も切り替わり射出ユニット１のノズルが金型にタッチする。そうして、第１の電磁方向切換弁３１も切り替わり、所定圧力の所定流量の圧力油が、第１の電磁方向切換弁３１のポートＢから第１の管路４０を通って、射出用の第１の油圧ピストン・シリンダユニット５のピストンヘッド側に供給される。したがって、スクリュウ３は所定速度で軸方向に駆動されて、可塑化された溶融樹脂は型締めされた金型へ所定圧力で射出される。以下、同様にして可塑化、射出する。
【００１８】
なお、上記の図に示されている実施の形態によると、流量制御弁２３が設けられているが、本実施の形態によると定吐出量ポンプ２０を駆動する第２の回転電動機２１もインバータアンプ５０で制御されるので、流量制御弁２３は無くても実施できることは明らかである。また、インバータアンプ５０に代えてサーボアンプでも同様に実施できることも明らかである。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、スクリュウを回転方向に駆動する可塑化用の電動機はインバータアンプまたはサーボアンプにより制御されるので、省エネ成形ができる。また、少なくともスクリュウを軸方向に駆動する射出用の油圧ピストン・シリンダユニットに圧力油を供給するポンプには、定吐出量ポンプが適用されているので、安価である。さらには、定吐出量ポンプを駆動する電動機も同一のインバータアンプまたはサーボアンプにより制御されるようになっているので、インバータアンプまたはサーボアンプが有効に利用され、全体として安価なハイブリット射出成形機およびその制御方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 射出ユニット
３ スクリュウ
５ 射出用の第１の油圧ピストン・シリンダユニット
６ 可塑化用の第１の回転電動機
２０ 定吐出量ポンプ
２１ ポンプ駆動用の第２の回転電動機
５０ インバータアンプ

Claims (2)

1. スクリュウ（３）を回転方向に駆動する可塑化用の電動機（６）と、少なくとも前記スクリュウ（３）を軸方向に駆動する射出用の油圧ピストン・シリンダユニット（５）とを備え、前記可塑化用の電動機（６）がインバータアンプまたはサーボアンプ（５０）により制御されるようになっているハイブリット射出成形機であって、
   前記油圧ピストン・シリンダユニット（５）に圧力油を供給するポンプには、定吐出量ポンプ（２０）が適用されていると共に、該定吐出量ポンプ（２０）を駆動する電動機（２１）も前記インバータアンプまたはサーボアンプ（５０）により制御されるようになっていることを特徴とするハイブリット射出成形機。
2. スクリュウ（３）を回転方向に駆動する可塑化用には電動機（６）が、そして少なくとも前記スクリュウ（３）を軸方向に駆動する射出用には油圧ピストン・シリンダユニット（５）が適用されているハイブリット射出成形機の制御方法であって、
   可塑化工程時には、前記電動機（６）をインバータアンプまたはサーボアンプ（５０）で制御し、射出工程時には、前記油圧ピストン・シリンダユニット（５）に圧力油を供給する油圧ポンプ駆動用の電動機（２１）を前記インバータアンプまたはサーボアンプ（５０）で制御することを特徴とするハイブリット射出成形機の制御方法。

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