JP3895511B2 - 射出成形機の型締装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の型締装置に関し、特に金型をわずかに開いた状態で射出を行う機能を有する射出成形機の型締装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の型締制御方法は、例えば、特許第２７８９２９５号に開示されている。図３を参照して、上記特許に開示された型締制御方法を実現する従来の型締装置は、図示しないフレームに固定され、固定金型１１が取り付けられた固定プラテン１２と、可動金型１３が取り付けられた可動プラテン１４と、可動プラテン１４の移動を案内する複数本のタイバー１５と、型締シリンダ１６と、ピストン１７と、ピストン１７を間にして型締シリンダ１６に形成される型閉用油圧室１８及び型開用油圧室１９と、型開、型閉の切換え機能を有するサーボバルブ２０と、型締シリンダ１６からの戻り作動油を回収するタンク２１と、油圧供給源２２と、型開量の検出手段として固定プラテン１２と可動プラテン１４との間のプラテン間距離を検出する距離センサ（図示せず）とを備えている。２３はアキュムレータ、２４が逆止弁である。
【０００３】
ピストン１７は、リアプラテン２５に固定された型締シリンダ１６中に配設されており、このピストン１７には可動プラテン１４が連結されている。可動プラテン１４は、ピストン１７の運動に伴ってタイバー１５上をスライド可能に構成されている。可動プラテン１４は、サーボバルブ２０の切換え動作により、型閉用油圧室１８内に作動油を注入すると共に型開用油圧室１９内から作動油を排出することにより型閉方向（図３中、右方向）に移動する。一方、型開用油圧室１９内に作動油を注入すると共に型閉用油圧室１８内から作動油を排出することにより型開方向（図３中、左方向）に移動する。
【０００４】
すなわち、型閉動作においては、サーボバルブ２０は油圧供給源２２からの作動油を型閉用油圧室１８に供給する一方、型開用油圧室１９からの作動油をタンク２１に戻す回路を形成する（図３のＰ１部分が右側に移動）。一方、型開動作においては、サーボバルブ２０は油圧供給源２２からの作動油を型開用油圧室１９に供給し、型閉用油圧室１８からの作動油をタンク２１に戻す回路を形成する（図３のＰ２部分が左側に移動）。
【０００５】
この型締装置は、距離センサの検出値に加え、射出圧等の射出成形における種々の測定値に基づいて型開量を所定の目標値に維持するようにサーボバルブ２０を作動させるフィードバック制御を行っている。なお、金型をわずかに開いた状態で射出を行う機能については、上記特許公報に開示されているので説明は省略する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示した例をも含め、従来のこの種の型締装置においては、サーボバルブ２０を使い、型閉用油圧室１８への作動油流量と型開用油圧室１９への作動油流量を制御することで型締力を発生させている。ここで、可動プラテン１４が所望の位置にある状態では、型閉用油圧室１８内の油圧と型開用油圧室１９内と油圧とがバランスした状態にあり、この状態ではサーボバルブ２０においてはそのスプールが不感帯にある。
【０００７】
図４はサーボバルブ２０の一般的な特性を示しており、不感帯を間にして型開方向（図４中、左側の領域）と型閉方向（図４中、右側の領域）とに分かれている。このような特性のもとで、スプールが不感帯にある時に、外乱、例えば射出圧の変動があると、サーボバルブ２０はこれを補正するように動作しようとする。例えば、外乱によって型開量が大きくなり、これを補正するためにサーボバルブ２０はピストン１７を型閉方向に移動させようとするが、図４から明らかなように、スプールが不感帯から実際に制御可能な型閉方向の領域に変化するまでにはある時間を要する。これは、サーボバルブ２０に応答遅れが生じることを意味する。そして、このような応答遅れは可動プラテン位置制御の応答遅れであり、特に金型をわずかに開いて、すなわちプラテン間距離をある値に維持した状態で射出を行う場合には成型品がオーバパックとなる問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、サーボバルブにおけるスプールの不感帯に起因する応答遅れを改善することのできる応答性に優れた射出成形機の型締装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による型締装置は、型締シリンダ内のピストンを間にして形成された型開用油圧室、型閉用油圧室にそれぞれ、型開、型閉の切換え機能を有するサーボバルブを通して油圧供給源からの作動油を出し入れすることにより型開閉を行い、しかも金型をわずかに開いた状態で射出を行う機能を有する射出成形機の型締装置において、前記型閉に切換えられている状態であって前記金型をわずかに開いている状態にて前記型開用油圧室側に所定圧を加える油圧発生手段を備え、前記油圧発生手段は、前記サーボバルブにおける前記型開用油圧室に接続されるべきポートと前記型開用油圧室との間に接続され、前記型閉の場合には前記型開用油圧室からの作動油を前記サーボバルブを経由してタンクに戻す回路を形成し、前記型開の場合には前記油圧供給源からの作動油を前記サーボバルブを経由して前記型開用油圧室に供給する回路を形成するための第１のバルブと、前記型開用油圧室と前記油圧供給源の出力側との間に接続され、前記型閉に切換えられている時に前記油圧供給源からの作動油を前記型開用油圧室に供給するように切換えられる第２のバルブと、前記型開用油圧室と前記第２のバルブとの間に接続され、前記第２のバルブからの油圧を所定圧にするための第３のバルブとを含むことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、本発明の実施の形態による射出成形機の型締装置について説明する。図１において、図３と同じ部分については同一番号を付して詳細な説明は省略する。本形態による型締装置は、サーボバルブ２０が型閉方向に切換えられている状態において型開用油圧室１９側に所定圧を加える油圧発生回路１０を備えることにより、サーボバルブ２０におけるスプールが型閉用油圧室１８に圧を立てる位置にあるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
油圧発生回路１０は、第１〜第３のバルブ１〜３で構成される。第１のバルブ１はロジック弁であり、サーボバルブ２０における型開用油圧室１９に接続されるべきポート（Ｐ１部分とＰ２部分とで２個存在する）と型開用油圧室１９との間に接続されている。第１のバルブ１は、型閉の場合には型開用油圧室１９側の圧力が一定値を越えると開となって型開用油圧室１９からの作動油をサーボバルブ２０のＰ１部分を経由してタンク２１に戻す回路を形成する。第１のバルブ１はまた、型開の場合には油圧供給源２２からの作動油をサーボバルブ２０のＰ２部分を経由して型開用油圧室１９に供給する回路を形成する。このような切換えは、図１の第１のバルブ１に破線で示されたパイロット部の作用により自動的に行われる。すなわち、第１のバルブ１は、型開用油圧室１９側からの油圧が大きくなると、作動油を型開用油圧室１９側からサーボバルブ２０側に流し、サーボバルブ２０側からの油圧が大きくなると、作動油をサーボバルブ２０側から型開用油圧室１９側に流すように動作する。
【００１４】
第２のバルブ２は電磁切換弁であり、型開用油圧室１９と油圧供給源２２の出力側との間に接続され、型閉に切換えられている時に油圧供給源２２からの作動油を型開用油圧室１９に供給するように切換えられる。以下ではこれをオン状態と呼ぶ。
【００１５】
第３のバルブ３は減圧弁であり、型開用油圧室１９と第２のバルブ２との間に接続され、第２のバルブ２からの油圧を所定圧にするためのものである。第２、第３のバルブ２、３により、型閉に切換えられている状態においては、オン状態の第２のバルブ２の作用により型開用油圧室１９には所定圧が作用しているが、この状態での型開用油圧室１９からの作動油の排出は、型開用油圧室１９側の圧力が一定値を越えることで第１のバルブ１が開となって作動油をタンク２１側に戻す。
【００１６】
この型締装置においては、サーボバルブ２０を使い、型閉用油圧室１８への作動油流量と型開用油圧室１９への作動油流量を制御することで型締力を発生させている。ここで、本形態においては、型閉方向で型締力を発生して可動プラテン１４を所望の位置においている状態では、第２のバルブ２をオンとすることにより、あらかじめ型開用油圧室１９に圧を立てることにより、図２に示されるように、サーボバルブ２０におけるスプールが不感帯ではなく型閉用油圧室１８に圧を立てる位置Ｓ１にあるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
このようにすると、型開用油圧室１９には固定圧が作用している状態となり、型閉用油圧室１８に対する油圧のみで型締力を制御していることになる。この場合、例えば外乱（主に射出圧）によって型開量が大きくなると、これを補正するためにサーボバルブ２０はピストン１７を型閉方向に移動させようとする。この場合、図２から明らかなように、スプールが位置Ｓ１から位置Ｓ２に変化するのに要する時間は、図４で説明した時間に比べてはるかに短くなる。これは、サーボバルブ２０の応答性が改善されたことを意味する。このような特徴は、特に金型をわずかに開いて、すなわちプラテン間距離をある値に維持した状態で射出を行う場合に有効であり、外乱によって成型品がオーバパックとなる問題点を解消できる。
【００１８】
なお、上記のような応答性の改善は、図３において述べたフィードバック制御により、型締力を発生して可動プラテン１４を所望の位置に位置制御している状態で重要なことであり、型開方向については必要無い。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、特に金型をわずかに開いて射出を行う制御の場合に、可動プラテンの位置制御の応答性が改善され、外乱に起因する成型品のオーバパックの問題点を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による射出成形機の型締装置の要部を示す図である。
【図２】図１に示された型締装置におけるサーボバルブの特性を説明するための図である。
【図３】従来例による射出成形機の型締装置の要部を示す図である。
【図４】図３に示された型締装置におけるサーボバルブの特性を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 第１のバルブ（ロジック弁）
２ 第２のバルブ（電磁切換弁）
３ 第３のバルブ（減圧弁）
１０ 油圧発生回路
１１ 固定金型
１２ 固定プラテン
１３ 可動金型
１４ 可動プラテン
１５ タイバー
１６ 型締シリンダ
１７ ピストン
１８ 型閉用油圧室
１９ 型開用油圧室
２０ サーボバルブ
２１ タンク
２２ 油圧供給源
２３ アキュムレータ
２４ 逆止弁
２５ リアプラテン
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の型締装置に関し、特に金型をわずかに開いた状態で射出を行う機能を有する射出成形機の型締装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の型締制御方法は、例えば、特許第２７８９２９５号に開示されている。図３を参照して、上記特許に開示された型締制御方法を実現する従来の型締装置は、図示しないフレームに固定され、固定金型１１が取り付けられた固定プラテン１２と、可動金型１３が取り付けられた可動プラテン１４と、可動プラテン１４の移動を案内する複数本のタイバー１５と、型締シリンダ１６と、ピストン１７と、ピストン１７を間にして型締シリンダ１６に形成される型閉用油圧室１８及び型開用油圧室１９と、型開、型閉の切換え機能を有するサーボバルブ２０と、型締シリンダ１６からの戻り作動油を回収するタンク２１と、油圧供給源２２と、型開量の検出手段として固定プラテン１２と可動プラテン１４との間のプラテン間距離を検出する距離センサ（図示せず）とを備えている。２３はアキュムレータ、２４が逆止弁である。
【０００３】
ピストン１７は、リアプラテン２５に固定された型締シリンダ１６中に配設されており、このピストン１７には可動プラテン１４が連結されている。可動プラテン１４は、ピストン１７の運動に伴ってタイバー１５上をスライド可能に構成されている。可動プラテン１４は、サーボバルブ２０の切換え動作により、型閉用油圧室１８内に作動油を注入すると共に型開用油圧室１９内から作動油を排出することにより型閉方向（図３中、右方向）に移動する。一方、型開用油圧室１９内に作動油を注入すると共に型閉用油圧室１８内から作動油を排出することにより型開方向（図３中、左方向）に移動する。
【０００４】
すなわち、型閉動作においては、サーボバルブ２０は油圧供給源２２からの作動油を型閉用油圧室１８に供給する一方、型開用油圧室１９からの作動油をタンク２１に戻す回路を形成する（図３のＰ１部分が右側に移動）。一方、型開動作においては、サーボバルブ２０は油圧供給源２２からの作動油を型開用油圧室１９に供給し、型閉用油圧室１８からの作動油をタンク２１に戻す回路を形成する（図３のＰ２部分が左側に移動）。
【０００５】
この型締装置は、距離センサの検出値に加え、射出圧等の射出成形における種々の測定値に基づいて型開量を所定の目標値に維持するようにサーボバルブ２０を作動させるフィードバック制御を行っている。なお、金型をわずかに開いた状態で射出を行う機能については、上記特許公報に開示されているので説明は省略する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示した例をも含め、従来のこの種の型締装置においては、サーボバルブ２０を使い、型閉用油圧室１８への作動油流量と型開用油圧室１９への作動油流量を制御することで型締力を発生させている。ここで、可動プラテン１４が所望の位置にある状態では、型閉用油圧室１８内の油圧と型開用油圧室１９内と油圧とがバランスした状態にあり、この状態ではサーボバルブ２０においてはそのスプールが不感帯にある。
【０００７】
図４はサーボバルブ２０の一般的な特性を示しており、不感帯を間にして型開方向（図４中、左側の領域）と型閉方向（図４中、右側の領域）とに分かれている。このような特性のもとで、スプールが不感帯にある時に、外乱、例えば射出圧の変動があると、サーボバルブ２０はこれを補正するように動作しようとする。例えば、外乱によって型開量が大きくなり、これを補正するためにサーボバルブ２０はピストン１７を型閉方向に移動させようとするが、図４から明らかなように、スプールが不感帯から実際に制御可能な型閉方向の領域に変化するまでにはある時間を要する。これは、サーボバルブ２０に応答遅れが生じることを意味する。そして、このような応答遅れは可動プラテン位置制御の応答遅れであり、特に金型をわずかに開いて、すなわちプラテン間距離をある値に維持した状態で射出を行う場合には成型品がオーバパックとなる問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、サーボバルブにおけるスプールの不感帯に起因する応答遅れを改善することのできる応答性に優れた射出成形機の型締装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による型締装置は、型締シリンダ内のピストンを間にして形成された型開用油圧室、型閉用油圧室にそれぞれ、型開、型閉の切換え機能を有するサーボバルブを通して油圧供給源からの作動油を出し入れすることにより型開閉を行い、しかも金型をわずかに開いた状態で射出を行う機能を有する射出成形機の型締装置において、前記型閉に切換えられている状態であって前記金型をわずかに開いている状態にて前記型開用油圧室側に所定圧を加える油圧発生手段を備え、前記油圧発生手段は、前記サーボバルブにおける前記型開用油圧室に接続されるべきポートと前記型開用油圧室との間に接続され、前記型閉の場合には前記型開用油圧室からの作動油を前記サーボバルブを経由してタンクに戻す回路を形成し、前記型開の場合には前記油圧供給源からの作動油を前記サーボバルブを経由して前記型開用油圧室に供給する回路を形成するための第１のバルブと、前記型開用油圧室と前記油圧供給源の出力側との間に接続され、前記型閉に切換えられている時に前記油圧供給源からの作動油を前記型開用油圧室に供給するように切換えられる第２のバルブと、前記型開用油圧室と前記第２のバルブとの間に接続され、前記第２のバルブからの油圧を所定圧にするための第３のバルブとを含むことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、本発明の実施の形態による射出成形機の型締装置について説明する。図１において、図３と同じ部分については同一番号を付して詳細な説明は省略する。本形態による型締装置は、サーボバルブ２０が型閉方向に切換えられている状態において型開用油圧室１９側に所定圧を加える油圧発生回路１０を備えることにより、サーボバルブ２０におけるスプールが型閉用油圧室１８に圧を立てる位置にあるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
油圧発生回路１０は、第１〜第３のバルブ１〜３で構成される。第１のバルブ１はロジック弁であり、サーボバルブ２０における型開用油圧室１９に接続されるべきポート（Ｐ１部分とＰ２部分とで２個存在する）と型開用油圧室１９との間に接続されている。第１のバルブ１は、型閉の場合には型開用油圧室１９側の圧力が一定値を越えると開となって型開用油圧室１９からの作動油をサーボバルブ２０のＰ１部分を経由してタンク２１に戻す回路を形成する。第１のバルブ１はまた、型開の場合には油圧供給源２２からの作動油をサーボバルブ２０のＰ２部分を経由して型開用油圧室１９に供給する回路を形成する。このような切換えは、図１の第１のバルブ１に破線で示されたパイロット部の作用により自動的に行われる。すなわち、第１のバルブ１は、型開用油圧室１９側からの油圧が大きくなると、作動油を型開用油圧室１９側からサーボバルブ２０側に流し、サーボバルブ２０側からの油圧が大きくなると、作動油をサーボバルブ２０側から型開用油圧室１９側に流すように動作する。
【００１４】
第２のバルブ２は電磁切換弁であり、型開用油圧室１９と油圧供給源２２の出力側との間に接続され、型閉に切換えられている時に油圧供給源２２からの作動油を型開用油圧室１９に供給するように切換えられる。以下ではこれをオン状態と呼ぶ。
【００１５】
第３のバルブ３は減圧弁であり、型開用油圧室１９と第２のバルブ２との間に接続され、第２のバルブ２からの油圧を所定圧にするためのものである。第２、第３のバルブ２、３により、型閉に切換えられている状態においては、オン状態の第２のバルブ２の作用により型開用油圧室１９には所定圧が作用しているが、この状態での型開用油圧室１９からの作動油の排出は、型開用油圧室１９側の圧力が一定値を越えることで第１のバルブ１が開となって作動油をタンク２１側に戻す。
【００１６】
この型締装置においては、サーボバルブ２０を使い、型閉用油圧室１８への作動油流量と型開用油圧室１９への作動油流量を制御することで型締力を発生させている。ここで、本形態においては、型閉方向で型締力を発生して可動プラテン１４を所望の位置においている状態では、第２のバルブ２をオンとすることにより、あらかじめ型開用油圧室１９に圧を立てることにより、図２に示されるように、サーボバルブ２０におけるスプールが不感帯ではなく型閉用油圧室１８に圧を立てる位置Ｓ１にあるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
このようにすると、型開用油圧室１９には固定圧が作用している状態となり、型閉用油圧室１８に対する油圧のみで型締力を制御していることになる。この場合、例えば外乱（主に射出圧）によって型開量が大きくなると、これを補正するためにサーボバルブ２０はピストン１７を型閉方向に移動させようとする。この場合、図２から明らかなように、スプールが位置Ｓ１から位置Ｓ２に変化するのに要する時間は、図４で説明した時間に比べてはるかに短くなる。これは、サーボバルブ２０の応答性が改善されたことを意味する。このような特徴は、特に金型をわずかに開いて、すなわちプラテン間距離をある値に維持した状態で射出を行う場合に有効であり、外乱によって成型品がオーバパックとなる問題点を解消できる。
【００１８】
なお、上記のような応答性の改善は、図３において述べたフィードバック制御により、型締力を発生して可動プラテン１４を所望の位置に位置制御している状態で重要なことであり、型開方向については必要無い。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、特に金型をわずかに開いて射出を行う制御の場合に、可動プラテンの位置制御の応答性が改善され、外乱に起因する成型品のオーバパックの問題点を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による射出成形機の型締装置の要部を示す図である。
【図２】図１に示された型締装置におけるサーボバルブの特性を説明するための図である。
【図３】従来例による射出成形機の型締装置の要部を示す図である。
【図４】図３に示された型締装置におけるサーボバルブの特性を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 第１のバルブ（ロジック弁）
２ 第２のバルブ（電磁切換弁）
３ 第３のバルブ（減圧弁）
１０ 油圧発生回路
１１ 固定金型
１２ 固定プラテン
１３ 可動金型
１４ 可動プラテン
１５ タイバー
１６ 型締シリンダ
１７ ピストン
１８ 型閉用油圧室
１９ 型開用油圧室
２０ サーボバルブ
２１ タンク
２２ 油圧供給源
２３ アキュムレータ
２４ 逆止弁
２５ リアプラテン
Claims (1)
- 型締シリンダ内のピストンを間にして形成された型開用油圧室、型閉用油圧室にそれぞれ、型開、型閉の切換え機能を有するサーボバルブを通して油圧供給源からの作動油を出し入れすることにより型開閉を行い、しかも金型をわずかに開いた状態で射出を行う機能を有する射出成形機の型締装置において、
前記型閉に切換えられている状態であって前記金型をわずかに開いている状態にて前記型開用油圧室側に所定圧を加える油圧発生手段を備え、
前記油圧発生手段は、前記サーボバルブにおける前記型開用油圧室に接続されるべきポートと前記型開用油圧室との間に接続され、前記型閉の場合には前記型開用油圧室からの作動油を前記サーボバルブを経由してタンクに戻す回路を形成し、前記型開の場合には前記油圧供給源からの作動油を前記サーボバルブを経由して前記型開用油圧室に供給する回路を形成するための第１のバルブと、前記型開用油圧室と前記油圧供給源の出力側との間に接続され、前記型閉に切換えられている時に前記油圧供給源からの作動油を前記型開用油圧室に供給するように切換えられる第２のバルブと、前記型開用油圧室と前記第２のバルブとの間に接続され、前記第２のバルブからの油圧を所定圧にするための第３のバルブとを含むことを特徴とする射出成形機の型締装置。
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