JP4018350B2 - 金属射出成形機の油圧回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属射出成形機の油圧回路に関するものであり、詳しくは金属射出成形機の射出ラムの油圧回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、金属射出成形機において溶融した金属材料(溶湯)を金型に射出すると、射出工程中に溶湯が急速に冷却して、充填が不十分となり不良品が発生することがある。そこで、一般に金属射出成形機では、アキュムレータを使用して射出ラムの速度を1m/s〜5m/s、あるいは、さらに高速にして成形する方法が採用されている。
【0003】
上記成形方法の油圧回路の動作について説明する。
【0004】
まず、図4に示す第1の従来例について説明する。
【0005】
図4に示すように、射出ラム1による射出工程に先立って管路Bに接続された電磁弁6を遮断位置にする。これにより、油圧ポンプ4からの圧油が射出用アキュムレータ8に送られる。
【0006】
次に射出工程において、電磁弁6をイ位置にすると、管路Cに接続された流量調整弁11で設定された油量の圧油が管路Dを介して射出ラム1の前部室1bに送られ、射出ピストン2に連結されたスクリュ18は加熱筒19内の溶湯を金型22内に高速で射出充填する。
【0007】
次いで、射出の最終工程において、後部室1a側の管路Eに分岐して設けられた圧力制御弁16を、電磁弁14を励磁して作動させて停止力を発生させる。
【0008】
射出工程後、油圧源23に接続された電磁弁26を励磁し、この電磁弁26に管路Fを介して接続された流量調整弁24を作動させ、更に後部室1a側の管路Eに分岐して設けられた圧力制御弁16を、電磁弁14を励磁し圧力調整弁17により制御して作動させる。
【0009】
これにより、油圧源23より供給された圧油は、流量調整弁24と圧力調整弁16により油量と圧力が制御され、管路Eを介して射出ラム1の後部室1aに供給される。同時に前部室1bの圧油は、管路Dから分岐された管路Hに接続された電磁弁25を励磁させることにより油タンクに戻り、射出ピストン2は後退する。
【0010】
次に図5に示す第2の従来例について説明する。
【0011】
本従来例は、第1の従来例の管路Eに分岐して設けられた圧力制御弁16等を電磁弁15と圧力制御弁16´に代えて、射出工程の最終工程で、電磁弁15を励磁して圧力制御弁16´により慣性力を制御している。また、射出工程後、電磁弁15を励磁し圧力調整弁16´を作動させる。これにより、油圧源23より供給された圧油は、流量調整弁24と圧力制御弁16´により油量と圧力が制御され、管路Eを介して射出ラム1の後部室1aに供給される。その他の構成は、第1の従来例と同様であるので説明を省略する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の油圧回路では、溶湯を金型に高速で射出すると、射出の最終工程で射出ピストンの慣性力によって、溶湯にサージ圧力が発生して金型が若干開き、成形品にバリが発生し、後工程でバリを除去しなければならないという問題があった。また、前記慣性力によって、激しい衝撃力が発生したり、金型などの寿命が短くなるという問題があった。なお、射出の最終工程で速度切り替え指令を発して、射出ピストンの速度を急激に低速にしょうとしても、慣性力によって低速にすることができず、同様な問題が発生する。このように、射出の最終工程での慣性力は、機械の強度および成形品の品質に大きく影響する。また、射出ラムの後部室側に制御弁を設置して急激に低速にしようとする油圧回路とした場合には、後部室側に異常な高圧力が発生して射出装置の動作に著しく影響を及ぼす等の問題があった。
【0013】
本発明は、上述した従来の技術の有する問題点を解決するためになされたものであって、射出ピストンのブレーキ制動時に発生する圧力を押さえると共に慣性力を最小限として、金型などの寿命を向上すると共にバリの発生を低減することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明による金属射出成形機の油圧回路は、射出ラムの前部室に一端が接続され圧油を供給してスクリュを前進させる第1の管路と、後部室に一端が接続され圧油を供給してスクリュを後退させる第2の管路を有しており、加圧手段を有するブレーキ圧力調整弁の一端を第1の管路に、他端を第2の管路に接続し、第2の管路に分岐して油タンクに連通する流量調整弁を接続して、ブレーキ圧力調整弁を射出ラムの前部室側の圧力と加圧手段により任意に設定された圧力との合計による発生圧力と後部室側の発生圧力の圧力差で作動する。
【0015】
射出充填の最終工程で、前記流量調整弁は閉または閉に近い状態となり、後部室側の排出油を遮断するように作動し、前記ブレーキ圧力調整弁は、前記流量調整弁が作動する際に後部室側の発生圧力を制御するように動作する。これによって射出ピストンは慣性力と発生するブレーキ圧が制御されて制動状態となるので、サージ圧の発生もなく常に安定した動作を行なう。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
(実施例1)
図1に示すように、金属射出成形機の射出ラム1には、射出ピストン2が前後可能に設けられている。この射出ピストン2の後部には後部室1a、前部には前部室1bが形成され、この前後室1a,1bは同面積とされている。射出ピストン2は、加熱筒19の内部に設けられているスクリュ18に連結され、スクリュ18を前進して、その先端部に蓄えられた溶湯21を金型22内に射出する。
【0017】
まず、射出ラムの油圧回路について説明する。
【0018】
油圧タンク3内の作動油をサクションフィルタ3aを介して吸い込み圧油として吐出する油圧ポンプ4の吐出側は、管路Aを介してチェック弁5に接続されている。管路Aには圧力調整弁10が取り付けられている。
【0019】
前記チェック弁5は管路Bを介して連通位置にあるイ位置、ロ位置および遮断位置を有する電磁弁6に接続されている。管路Bにはチェック弁5から順次、圧力スイッチ7a、射出用アキュムレータ8、安全弁9が取り付けられている。
【0020】
前記電磁弁6は管路Cを介して流量調整弁11に接続され、この流量調整弁11は管路Dを介して射出ラム1の前部室1bに接続されている。
【0021】
射出ラム1の後部室1aは管路Eを介して流量調整弁24に接続され、この流量調整弁24は管路Fを介して電磁弁26に接続され、この電磁弁26は管路Gを介して油圧源23に接続されている。
【0022】
前記管路Dから分岐された管路Hにはブレーキ圧力調整弁13のスプール室の一端が接続され、前記管路Eから分岐された管路Iには前記スプール室の他端が接続されている。前記管路Hから分岐された管路Jには電磁弁25が接続され、この電磁弁25は油タンクに接続されている。
【0023】
前記管路Eから分岐された管路Kには設定器30で遠隔設定することができる電磁制御方式の流量調整弁12が接続され、この流量調整弁12は油圧タンクに接続されている。前記管路Kから分岐された管路Lには、ブレーキ圧力調整弁13のスプールの一端側に設けられスプールの前後進で開閉する油室13aが接続され、この油室13aは油タンクに接続されている。
【0024】
前記ブレーキ圧力調整弁13は、スプールの他端側を加圧する加圧手段であるネジ13bを有し、射出ラム1の前部室1b側の圧力と前記ネジ13bにより任意に設定された圧力との合計による発生圧力と、後部室1a側の発生圧力を比較して作動する。
【0025】
図1において一点鎖線で囲んだ部分は、ブレーキ回路用油圧回路であり、このブレーキ回路用油圧回路をブロック化してブレーキ回路用ブロック20とすると、前記射出ラム1、ブレーキ圧力調整弁13、回路D,Eなどとの接続にゴム配管を使用せずに、フランジ、金属継手などを使用することができるので、ブレーキ回路用油圧回路の高圧化を図ることができる。
【0026】
次に、上述した射出ラムの油圧回路の動作について説明する。
【0027】
射出ラム1による射出工程に先立って管路Bに接続された電磁弁6を遮断位置にする。これにより、油圧ポンプ4からの圧油が射出用アキュムレータ8に送られ、圧力スイッチ7aの設定圧力で蓄圧される。
【0028】
次に射出工程において、管路Bに接続された電磁弁6をイ位置にすると、流量調整弁11で設定された油量の圧油が射出ラム1の前部室1bに送られ、射出ピストン2は高速(1m/s〜5m/s)で前進する。その際、前記ブレーキ圧力制御弁13は管路Hによって閉じる方向にパイロット圧が作用される。
【0029】
射出の最終工程において、射出ピストン2の慣性力を最小限にするため管路Kに接続された流量調整弁12の油量をゼロまたはゼロに近い状態に変更する。これにより、ドレン管路となる管路E内の圧力は上昇し、射出ピストン2の速度にブレーキがかかる。
【0030】
管路Eの圧力が上昇すると、ブレーキ圧力調整弁13が、射出ラム1の後部室1a側の発生圧力が前部室1b側の合計圧力より勝った時点で開くことにより、圧油が管路Lから油室13aを経て油タンクに流れ、ブレーキ時に発生する異常圧力を制圧する。
【0031】
次に、図示しない制御装置に装備されたタイマが満了すると管路Bに接続された電磁弁6はロ位置になり、ドレン管路となる管路Cの圧油は油タンク3に戻る。管路D内の圧油が油タンク3に戻ると、流量調整弁11とブレーキ圧力調整弁13は閉じて次の工程に備える。なお、射出工程後の射出ピストン2の後退動作は、従来の技術で述べた動作と同様なので説明を省略する。
(実施例2)
本実施例では、図2に示すように、第1の実施例のブレーキ圧力調整弁13の加圧手段としてのネジ13bを、圧力調整弁13cに代えている。また、射出ピストン2に位置検出器31を取り付け、管路DおよびEにそれぞれプレッシャスィッチ7b,7cを取り付けている。前記位置検出器31、プレッシャスイッチ7b,7cの信号は、比較器27に入力され、演算処理器28を経て設定器29に入力される。その他の構成は、第1の実施例と同様なので説明を省略する。
【0032】
上記構成により、設定値に対する射出速度、発生圧力および位置検出器31により得られた射出ピストン2の停止位置を比較演算することにより、最適の状態にブレーキ圧力調整弁13が作動するように圧力制御弁13cの補正制御を行う。
【0033】
本実施例によれば、射出ラム1に組み込まれている射出ピストン2の前後室1a,1bの面積が異なる場合においても、圧力制御弁13cの設定値を変えることにより組み込むことが可能となる。
(実施例3)
本実施例は、図3に示すように、第1および第2の実施例における管路Cに接続された流量調整弁11、管路Aに接続された圧力調整弁10および管路Bに接続された安全弁9を、電磁制御方式として設定器30で遠隔設定することができるようにしたものである。その他の構成は、第1の実施例と同様なので説明を省略する。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、射出ラムの後室側の管路に速度制御用流量調整弁とブレーキ圧力調整弁を設けているので、射出の最終工程で射出ピストンの高速前進に対して速度制御用流量調整弁により瞬時にブレーキをかけ、発生するサージ゛圧をブレーキ圧力調整弁で制御して射出ピストンの慣性力を最小限にし、衝撃力、衝撃音を低減して、金型などの寿命を向上すると共に、バリの発生を低減することができる。また、制御される速度、圧力の変化と射出ピストンの停止位置の比較演算を行い補正することにより、停止位置(残量)を一定とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の油圧回路図である。
【図2】本発明の第2の実施例の油圧回路図である。
【図3】本発明の第3の実施例の油圧回路図である。
【図4】従来の油圧回路図である。
【図5】従来の他の油圧回路図である。
【符号の説明】
1 射出ラム
1a 後部室
1b 前部室
2 射出ピストン
3 油タンク
3a サクションフィルタ
4 油圧ポンプ
5 チェック弁
6、14、15、25、26 電磁弁
7a、7b,7c 圧力スイッチ
8 アキュムレータ
9 安全弁
10、17 圧力調整弁
11、12、24 流量調整弁
13 ブレーキ圧力調整弁
13a 油室
13b ネジ(加圧手段)
13c 圧力制御弁(加圧手段)
16、16´ 圧力制御弁
18 スクリュ
19 加熱筒
20 ブレーキ回路用ブロック
21 溶湯
22 金型
23 油圧源
27 比較器
28 演算処理器
29、30 設定器
31 位置検出器
Claims (6)
- 射出ラム(1)の前部室(1b)に一端が接続され圧油を供給してスクリュ(18)を前進させる第1の管路(D)と、後部室(1a)に一端が接続され圧油を供給してスクリュ(18)を後退させる第2の管路(E)を有する金属射出成形機の油圧回路において、
加圧手段(13b、13c)を有するブレーキ圧力調整弁(13)の一端を第1の管路(D)に、他端を第2の管路(E)に接続し、第2の管路(E)に分岐して油タンクに連通する流量調整弁(12)を接続し、前記ブレーキ圧力調整弁(13)を射出ラム(1)の前部室(1b)側の圧力と加圧手段(13b、13c)により任意に設定された圧力との合計による発生圧力と後部室(1a)側の発生圧力の圧力差で作動して第2の管路(E)の圧油を制御し、射出充填の最終工程で、前記流量調整弁(12)は閉または閉に近い状態となり前記後部室(1a)側の排出油を遮断するように作動するとともに、前記ブレーキ圧力調整弁(13)が前記流量調整弁(12)が作動する際に前記後部室(1a)側の発生圧力を制御するように動作することを特徴とする金属射出成形機の油圧回路。 - 前記加圧手段がネジ(13b)であることを特徴とする請求項1記載の金属射出成形機の油圧回路。
- 前記加圧手段が圧力制御弁(13c)であることを特徴とする請求項1記載の金属射出成形機の油圧回路。
- 前記圧力制御弁(13c)は、スクリュ(18)の位置を検出する位置検出器(31)および第1と第2の管路(D,E)にそれぞれ取り付けられているプレッシャスィッチ(7b,7c)の信号を比較演算処理して得られた信号により制御されることを特徴とする請求項3記載の金属射出成形機の油圧回路。
- 前記第1の管路(D)に設けられ射出ラム(1)の前部室(1b)への油量を調整する流量調整弁(11)および第2の管路(E)に分岐して接続されている流量調整弁(12)を電磁制御方式として設定器(30)で遠隔設定可能としたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の金属射出成形機の油圧回路。
- 前記流量調整弁(11)の上流側に設けられた油圧ポンプ(4)および射出用アキュムレータ(8)の吐出圧を制御する圧力調整弁(10)または安全弁(9)を電磁制御方式として設定器(30)で遠隔設定可能としたことを特徴とする請求項5記載の金属射出成形機の油圧回路。
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