JP4359244B2 - 型締装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転前に実施する油の昇温操作（以下、ウオーミングアップと言う）を容易にした型締装置に関する。

油圧式射出成形機では、油の管理が重要になる。特に油は温度により粘度が変化するため、ウオーミングアップが不可欠となる。このウオーミングアップは、ヒータ又は油圧ポンプで行うことができる。

油路にヒータを介在させ、油温を監視しながらヒータ出力を制御し、油温を適温にすることは容易である。
また、油圧ポンプを運転すると、ポンプの羽根が油と接触し、摩擦熱を発生する。同時に、油路を流れる油が管の内壁と接触して摩擦熱を発生する。したがって、油圧ポンプを運転することで摩擦熱を発生し、油が暖めることができる。

ところで、射出成形機の構成要素である型締装置には、ブースタラム式型締装置や補助シリンダ式型締装置のように、メインタンクとは別にサブタンクを備えるものがある。サブタンクはメインタンクよりも重要度が小さいため、従来は、殆ど温度管理がなされていなかった。しかし、シリンダの速度や力に影響があるため、サブタンクも温度管理をすることが望まれ、サブタンクの温度管理技術がいくつか提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−１０６９７号公報（図１）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図３は従来の技術の基本原理を説明する油圧回路図であり、メインタンク１０１内の油１０２は、油圧ポンプ１０３で汲み上げ加圧し、電磁切換弁１０４の左室→電磁切換弁１０５の右室→型締シリンダ１０６の前進用油室１０７の順で送る。

そして、電磁切換弁１０８をｂ位置に切り換える。これで、プレフィル弁１０９が開く。すると、前進用油室１０７内の油はサブタンク１１１に流れ込む。サブタンク１１１から溢れた油はドレーン管１１２からメインタンク１０１へ排出される。
このように、運転前にメイン回路の油をサブタンク１１１に迂回させることで、サブタンク１１１内の油を暖めることができる。

ウオーミングアップの際に、前室用油室１０７に高圧の油が供給されるため、型締ピストン１１３は前進する。型開状態でウオーミングアップをする場合、型締ピストン１１３の前進を阻む前進ロック装置を準備する必要があり、型締装置が複雑になり好ましくない。

そこで、型締状態にしてウオーミングアップすることが考えられるが、ウオーミングアップ前に型締操作を実施し、ウオーミングアップ後に型開操作を行う必要があり、ウオーミングアップに伴う操作が複雑になり、好ましくない。さらに、非型締状態で誤ってウオーミングアップを開始することは危険であるため、型締検知がウオーミングアップの開始条件となり、制御的にも複雑になる。

本発明は、型締操作を行わないで、ウオーミングアップを行うことができる型締装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、メインタンク、油圧ポンプを用いて油を供給することで型締めを行う型締シリンダに、併設される補助シリンダ又はブースタラムを備え、
前記型締シリンダの油室に、プレフィル用油路を介してサブタンクを接続し、このプレフィル用油路にプレフィル弁を介在させ、
前記油圧ポンプから延ばした共用油路を介して、前記型締シリンダを作動させる油を前記型締シリンダへ供給し、前記補助シリンダ又はブースタラムを作動させる油を前記補助シリンダ又はブースタラムに供給すると共に、前記プレフィル弁を開閉させる油を前記プレフィル弁に供給できるようにし、
前記補助シリンダ又はブースタラムを用いて型締シリンダの型締ピストンを移動させるときに前記プレフィル弁を開いて前記サブタンクから前記油室へ又は油室からサブタンクへ油の移動を許可するようにした型締装置において、
前記共用油路から、この共用油路より小径の昇温用油路を分岐し、この昇温用油路にオンオフ弁を介設し、昇温用油路の先端を前記サブタンクに接続し、このサブタンクに余剰の油をメインタンクへ戻すオーバーフロー管を付設し、
前記型締シリンダ及び補助シリンダ又はブースタラムを停止もしくは静止させる制御を行い、前記プレフィル弁を閉じる制御を行い、前記油圧ポンプを運転し且つ前記オンオフ弁を開く制御を行う昇温制御部を備え、
前記油圧ポンプ、前記共用油路の一部、前記昇温用油路の全部、前記サブタンク、前記オーバーフロー管及び前記メインタンクの順で油を循環させることで、油を暖めることができるように構成したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、メインタンク、油圧ポンプを用いて油を供給することで型締めを行う型締シリンダに、併設される補助シリンダ又はブースタラムを備え、
前記型締シリンダの油室に、プレフィル用油路を介してサブタンクを接続し、このプレフィル用油路にプレフィル弁を介在させ、
前記油圧ポンプから延ばした共用油路を介して、前記型締シリンダを作動させる油を前記型締シリンダへ供給し、前記補助シリンダ又はブースタラムを作動させる油を前記補助シリンダ又はブースタラムに供給すると共に、前記プレフィル弁を開閉させる油を前記プレフィル弁に供給できるようにし、
このプレフィル弁は、前記共用油路から分岐したプレフィル弁制御用油路の油圧で開閉制御するようにし、
前記補助シリンダ又はブースタラムを用いて型締シリンダの型締ピストンを移動させるときに前記プレフィル弁を開いて前記サブタンクから前記油室へ又は油室からサブタンクへ油の移動を許可するようにした型締装置において、
前記プレフィル弁制御用油路から、前記共用油路より小径の昇温用油路を分岐し、この昇温用油路の先端を前記サブタンクに接続し、このサブタンクに余剰の油をメインタンクへ戻すオーバーフロー管を付設し、
前記型締シリンダ及び補助シリンダ又はブースタラムを停止もしくは静止させる制御を行い、前記プレフィル弁を閉じる制御を行い、前記油圧ポンプを運転し且つ前記昇温用油路に油を供給する制御を行う昇温制御部を備え、
前記油圧ポンプ、前記共用油路の一部、前記プレフィル弁制御用油路の一部、前記昇温用油路の全部、前記サブタンク、前記オーバーフロー管及び前記メインタンクの順で油を循環させることで、油を暖めることができるように構成したことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、油圧ポンプ、油路の一部、昇温用油路の全部、サブタンク、オーバーフロー管及びメインタンクの順で油を循環させることで、油を暖めることができるように構成し、昇温制御部で型締シリンダ及び補助シリンダ又はブースタラムを停止もしくは静止させる制御を行い、プレフィル弁を閉じる制御を行い、油圧ポンプを運転し且つ昇温用油路に油を供給する制御を行う。

この制御により、型締シリンダ、補助シリンダ又はブースタラムを停止又は静止させ、プレフィル弁を閉じた状態で、油を昇温用油路などへ循環し、昇温させる。
この昇温の際、型締ピストンが移動することもない。したがって、型締ピストンの移動を規制するロック装置を設ける必要はない。

加えて、請求項１に係る発明では、昇温用油路を小径にしたので、油の流速を上げることができ、摩擦熱の発生を促すことができるため、昇温時間を短縮することができる。

請求項２に係る発明では、油圧ポンプ、油路の一部、プレフィル弁制御用油路の一部、昇温用油路の全部、サブタンク、オーバーフロー管及びメインタンクの順で油を循環させることで、油を暖めることができるように構成し、昇温制御部で型締シリンダ及び補助シリンダ又はブースタラムを停止もしくは静止させる制御を行い、プレフィル弁を閉じる制御を行い、油圧ポンプを運転し且つ前記昇温用油路に油を供給する制御を行うようにした。

この制御により、型締シリンダ、補助シリンダ又はブースタラムを停止又は静止させ、プレフィル弁を閉じた状態で、油を昇温用油路などへ循環し、昇温させる。
この昇温の際、型締ピストンが移動することもない。したがって、型締ピストンの移動を規制するロック装置を設ける必要はない。

さらには、昇温用油路を、プレフィル弁制御用油路から分岐したので、共用油路から分岐した場合に比較して配管の短縮化が図れる。併せて、プレフィル弁制御用油路に設ける電磁切換弁を利用して、プレフィル弁制御用油路と昇温用油路とに油供給／停止を制御することができ、弁の数を減らすことが可能となる。
したがって、本発明によれば、弁の個数の低減と昇温用油路の短縮とが図れ、型締装置のコストダウンと油路の簡略化とが可能となる。

加えて、請求項２に係る発明では、昇温用油路を小径にしたので、油の流速を上げることができ、摩擦熱の発生を促すことができるため、昇温時間を短縮することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る型締装置の原理図であり、型締装置１０は、型締シリンダ１１を構成するシリンダ本体１２及び型締ピストン１３と、この型締ピストン１３の先端に固定した可動盤１４（固定盤は省略した。）と、この可動盤１４を高速で移動するために備えた補助シリンダ１５、１５と、シリンダ本体１２に付設したサブタンク１６と、このサブタンク１６内の油をシリンダ本体１２に出し入れするために設けたプレフィル用油路１７と、このプレフィル用油路１７を開閉するためにプレフィル用油路１７に介在させたプレフィル弁１８と、メインタンク１９の油を吸い込んで高圧化する油圧ポンプ２１と、次に述べる油路群、弁類及び制御部とからなる補助シリンダ式型締装置である。

油路群は、ポンプ入り口油路Ｌ１、油圧ポンプ２１から各部へ油圧を送る共用油路Ｌ２、この共用油路Ｌ２から分岐しシリンダ本体１２に到る型締昇圧用油路Ｌ３、共用油路Ｌ２から分岐し補助シリンダ１５、１５に到る油路Ｌ４、共用油路Ｌ２から分岐しサブタンク１６に到る昇温用油路Ｌ５、サブタンク１６に付属したオーバーフロー管Ｌ６及び共用油路Ｌ２から分岐しプレフィル弁１８に到るプレフィル弁制御用油路Ｌ７からなる。
なお、共用油路Ｌ２は、油路Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ７を分岐させ得る共用油路であり、図で左右に延びる油路（ポンプ２１の吐出油路を含む。）を指す。

型締昇圧用油路Ｌ３にはオンオフ弁２２を介設し、油路Ｌ４には４ポート電磁切換弁２３を介設し、昇温用油路Ｌ５にはオンオフ弁２４を介設し、プレフィル弁制御用油路Ｌ７には２ポート電磁切換弁２５を介設する。
そして、これらの弁２２、２３、２４、２５は、型締装置１０に備える制御部２６に内蔵した昇温制御部２７で制御する。（１）〜（５）は制御信号線を意味する。

なお、２９は型締シリンダ１１の油室、３１はプレフィル弁１８を駆動するためのシリンダ、３２はプレフィル弁１８を駆動するためのピストン、３３はリターンスプリング、３４は逆止弁、３５は油路の面積を減少させるレジューサ、３６は油温計である。
レジューサ３５を境にして、油路Ｌ５は共用油路Ｌ２より十分に小径にすることができる。

以上の構成からなる型締装置１０の作用を次に述べる。
作用は、ウオーミングアップ工程、型閉工程、型締工程を説明し、圧抜工程、型開工程は説明を省略する。

ウオーミングアップ工程では、昇温制御部２７により、オンオフ弁２２を閉位置（図の位置）、電磁切換弁２３を中立位置（図の位置）、電磁切換弁２５を閉位置（図の位置）にし、昇温用油路Ｌ５のオンオフ弁２４を開位置（図の位置）に制御し、油圧ポンプ２１を始動する。

すると、メインタンク１９の油は太線で示す油路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ５を通ってサブタンク１６に到り、サブタンク１６を満たし、余剰分がオーバーフロー管Ｌ６を通ってメインタンク１９に戻る。油温計３６で検出した油温が所定の値に達するまで、油の循環を継続する。

油は１本の昇温用油路Ｌ５に集中して流れるため、油路の内壁と油との摩擦作用で、油温が効果的に上昇する。
好ましくは、共用油路Ｌ２より小径にすることにより、昇温用油路Ｌ５における油の流速が増大する。摩擦熱は流速に比例して増大すると考えられるから、適温に到達するまでの時間をより短縮することができ、速やかに通常運転に切換可能となる。

そして、本発明のウオーミングアップ工程では、型締ピストン１３の位置は任意であり、ウオーミングアップ中に型締ピストン１３が移動することもない。したがって、型締ピストン１３の移動を規制するロック装置を設ける必要はない。

次の型閉工程では、オンオフ弁２２は閉じたままで、電磁切換弁２３をＡ位置に切り換え、オンオフ弁２４を閉位置に切り換え、電磁切換弁２５を開く。すると、プレフィル弁１８が開き、補助シリンダ１５、１５が前進動作を開始する。この結果、型締ピストン１３は図右へ前進移動し始める。サブタンク１６内の油が、プレフィル用油路１７を通じて油室２９に到るため型締ピストン１３の移動は円滑になり、高速移動が可能となる。

続く型締工程では、電磁切換弁２３を中立位置に切り換え、オンオフ弁２４は閉位置のままとし、電磁切換弁２５を閉位置に切り換える。そして、オンオフ弁２２を開く。
すると、プレフィル弁１８は閉じ、高圧油は共用油路Ｌ２、型締昇圧用油路Ｌ３を通じて油室２９に作用し、型締ピストン１３を型締方向（図では右へ）へ押し、型締状態になる。

次に、本発明の別実施例を説明する。
図２は図１の別実施例図であり、図１と共通部分は符号を流用して、構造の説明を省略する。この型締装置１０Ｂは、共用油路Ｌ２からプレフィル弁制御用油路Ｌ７を分岐してこのプレフィル弁制御用油路Ｌ７の先端をシリンダ３１に接続すると共に、プレフィル弁制御用油路Ｌ７に４ポート電磁切換弁２５Ｂを介設し、この電磁切換弁２５ＢのＡポートから昇温用油路Ｌ５を延ばし、この昇温用油路Ｌ５の先端をサブタンク１６に接続したことを構造上の特徴とする。

ウオーミングアップ工程では、昇温制御部２７により、オンオフ弁２２を閉位置（図の位置）、電磁切換弁２３を中立位置（図の位置）、電磁切換弁２５ＢをＡ位置に切り換えて、油圧ポンプ２１を始動する。

すると、メインタンク１９の油は太線で示す油路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ７の前半部、Ｌ５を通ってサブタンク１６に到り、サブタンク１６を満たし、余剰分がオーバーフロー管Ｌ６を通ってメインタンク１９に戻る。油温計３６で検出した油温が所定の値に達するまで、油の循環を継続する。

油は１本の昇温用油路Ｌ５に集中して流れるため、油路の内壁と油との摩擦作用で、油温が効率よく上昇する。
図中、３５は管径を絞るレジューサであり、このレジューサ３５により共用油路Ｌ２より昇温油路Ｌ５を小径にすることができる。共用油路Ｌ２より小径にすることにより、昇温用油路Ｌ５における油の流速が増大する。摩擦熱は流速に比例して増大すると考えられるから、適温に到達するまでの時間をより短縮することができ、速やかに通常運転に切換可能となる。

レジューサ３５に換えて、想像線で示すレジューサ３７を介設することにより、プレフィル弁制御用油路Ｌ７を共用油路Ｌ２より小径にすることもできる。プレフィル弁制御用油路Ｌ７は一般に小径であっても差し支えないからである。レジューサ３５とレジューサ３７の両方を設けることも差し支えない。
したがって、共用油路Ｌ２より、昇温用油路Ｌ５を小径にするには、レジューサ３５、３７の一方若しくは両方を設ければよい。

そして、本発明のウオーミングアップ工程では、型締ピストン１３の位置は任意であり、ウオーミングアップ中に型締ピストン１３が移動することもない。したがって、型締ピストン１３の移動を規制するロック装置を設ける必要はない。

次の型閉工程では、オンオフ弁２２は閉じたままで、電磁切換弁２３をＡ位置に切り換え、電磁切換弁２５ＢをＢ位置に切り換える。すると、プレフィル弁１８が開き、補助シリンダ１５、１５が前進動作を開始する。この結果、型締ピストン１３は図右へ前進移動し始める。サブタンク１６内の油が、プレフィル用油路１７を通じて油室２９に到るため型締ピストン１３の移動は円滑になり、高速移動が可能となる。

続く型締工程では、電磁切換弁２３を中立位置に切り換え、電磁切換弁２５を中立位置（図の位置）に切り換える。そして、オンオフ弁２２を開く。
すると、プレフィル弁１８は閉じ、高圧油は共用油路Ｌ２、型締昇圧用油路Ｌ３を通じて油室２９に作用し、型締ピストン１３を型締方向（図では右へ）へ押し、型締状態になる。

図１ではオンオフ弁２４と電磁切換弁２５を必要としたが、図２では２個の弁を、１個の電磁切換弁２５Ｂで済ませることができる。弁の個数を減らしたことで、コストダウンを図ることができる。
併せて、図２ではプレフィル弁制御用油路Ｌ７の前半部分に昇温用油路Ｌ５を繋いだため、昇温用油路Ｌ５を短縮化することができる。
したがって、図２の別実施例では、弁の個数の低減と昇温用油路Ｌ５の短縮とが図れ、型締装置１０Ｂのコストダウンと油路の簡略化とが可能となる。

尚、本発明は、ブースタラム式型締装置に適用することができる。

本発明は、サブタンクを備える型締装置の油昇温技術に好適である。

本発明に係る型締装置の原理図である。 図１の別実施例図である。 従来の技術の基本原理を説明する油圧回路図である。

符号の説明

１０、１０Ｂ…型締装置、１１…型締シリンダ、１３…型締ピストン、１５…補助シリンダ、１６…サブタンク、１７…プレフィル用油路、１８…プレフィル弁、１９…メインタンク、２４…オンオフ弁、２７…油温制御部、２９…型締シリンダの油室、Ｌ２…油路（共用油路）、Ｌ３…型締昇圧用油路、Ｌ５…昇温用油路、Ｌ６…オーバーフロー管、Ｌ７…プレフィル弁制御用油路。

Claims (2)

1. メインタンク、油圧ポンプを用いて油を供給することで型締めを行う型締シリンダに、併設される補助シリンダ又はブースタラムを備え、
   前記型締シリンダの油室に、プレフィル用油路を介してサブタンクを接続し、このプレフィル用油路にプレフィル弁を介在させ、
   前記油圧ポンプから延ばした共用油路を介して、前記型締シリンダを作動させる油を前記型締シリンダへ供給し、前記補助シリンダ又はブースタラムを作動させる油を前記補助シリンダ又はブースタラムに供給すると共に、前記プレフィル弁を開閉させる油を前記プレフィル弁に供給できるようにし、
   前記補助シリンダ又はブースタラムを用いて型締シリンダの型締ピストンを移動させるときに前記プレフィル弁を開いて前記サブタンクから前記油室へ又は油室からサブタンクへ油の移動を許可するようにした型締装置において、
   前記共用油路から、この共用油路より小径の昇温用油路を分岐し、この昇温用油路にオンオフ弁を介設し、昇温用油路の先端を前記サブタンクに接続し、このサブタンクに余剰の油をメインタンクへ戻すオーバーフロー管を付設し、
   前記型締シリンダ及び補助シリンダ又はブースタラムを停止もしくは静止させる制御を行い、前記プレフィル弁を閉じる制御を行い、前記油圧ポンプを運転し且つ前記オンオフ弁を開く制御を行う昇温制御部を備え、
   前記油圧ポンプ、前記共用油路の一部、前記昇温用油路の全部、前記サブタンク、前記オーバーフロー管及び前記メインタンクの順で油を循環させることで、油を暖めることができるように構成したことを特徴とする型締装置。
2. メインタンク、油圧ポンプを用いて油を供給することで型締めを行う型締シリンダに、併設される補助シリンダ又はブースタラムを備え、
   前記型締シリンダの油室に、プレフィル用油路を介してサブタンクを接続し、このプレフィル用油路にプレフィル弁を介在させ、
   前記油圧ポンプから延ばした共用油路を介して、前記型締シリンダを作動させる油を前記型締シリンダへ供給し、前記補助シリンダ又はブースタラムを作動させる油を前記補助シリンダ又はブースタラムに供給すると共に、前記プレフィル弁を開閉させる油を前記プレフィル弁に供給できるようにし、
   このプレフィル弁は、前記共用油路から分岐したプレフィル弁制御用油路の油圧で開閉制御するようにし、
   前記補助シリンダ又はブースタラムを用いて型締シリンダの型締ピストンを移動させるときに前記プレフィル弁を開いて前記サブタンクから前記油室へ又は油室からサブタンクへ油の移動を許可するようにした型締装置において、
   前記プレフィル弁制御用油路から、前記共用油路より小径の昇温用油路を分岐し、この昇温用油路の先端を前記サブタンクに接続し、このサブタンクに余剰の油をメインタンクへ戻すオーバーフロー管を付設し、
   前記型締シリンダ及び補助シリンダ又はブースタラムを停止もしくは静止させる制御を行い、前記プレフィル弁を閉じる制御を行い、前記油圧ポンプを運転し且つ前記昇温用油路に油を供給する制御を行う昇温制御部を備え、
   前記油圧ポンプ、前記共用油路の一部、前記プレフィル弁制御用油路の一部、前記昇温用油路の全部、前記サブタンク、前記オーバーフロー管及び前記メインタンクの順で油を循環させることで、油を暖めることができるように構成したことを特徴とする型締装置。

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