JP4582807B2 - 射出成形機の作動油の気泡除去器及び作動油タンク - Google Patents

Description

この発明は、油圧回路からタンクに戻される作動油中の気泡を遠心力により除去する射出成形機の作動油の気泡除去器と、その気泡除去器を備えた作動油タンクに関するものである。

射出成形機の油圧回路は、図５に例示するような構成からなり、最低部のタンク１００に貯められた作動油は、ポンプ１０１により吸い上げられて回路中の制御バルブの切換操作により、ノズルタッチシリンダ１０２、射出シリンダ１０３、オイルモータ１０４、図示しない型締シリンダや突出シリンダのそれぞれに圧送（実線矢印）される。また各シリンダやオイルモータから排出された油（点線矢印）はタンク１００戻される。

作動油の気泡は、回路を流動する過程において発生するものであるが、これまでは使用される作動油の油量が多いことから、気泡の除去はタンク内での自然脱泡で十分であった。しかし、型締や突出の駆動源を電動モータとするハイブリッド化や作業効率の向上などから使用油量が少さくなり、それに応じてタンク容量が小さくなると、作動油のタンクに貯められる時間が短くなって、自然脱泡が不十分なままポンプに吸い上げられて油圧回路に圧送される。気泡を含んだ作動油がポンプにより圧縮されると騒音が生じ、また油圧制御のばらつきの要因となる。このためタンク容量が小さくなっても、作動油の気泡を効率よく除去できる手段が望まれている。

オイルが含有する気泡を旋回流を利用して除去する手段として、中央軸に直交する断面が円形で、その断面がオイルの流動方向に向かうにしたがって縮径し、両端が閉じられた円錐台形の旋回流室と、その旋回流室の中心に設置した気泡除去管とからなる気泡除去装置がある。
特開平３−１２３６０５号公報 特開平５−２９６０１８号公報

上記気泡除去装置では、気泡を含有するオイルをポンプにより旋回流室の接線方向に流入し、旋回流室内でオイルの流れを激しい旋回流にして、気泡を多量に含有するオイルと、気泡を低濃度で含有するオイルとを比重差により分離している。比重差から旋回流中心軸部に集まった気泡を多量に含有するオイルは、気泡除去管の孔から気泡除去管内を通して、管上端又は下端から還流オイルが貯められているオイルパン内に吸引又は落下により流出して除去され、還流オイルと共に再びポンプにより旋回流室に送り込まれる。一方、気泡含有量が少ないオイルは旋回流室の孔から流出する、という仕組みを必要とする。

このような仕組みの気泡除去装置を、油圧回路の作動油タンクに採用して戻り油の気泡の除去を行うには、タンクの構造変更と旋回流発生用のポンプ及びポンプ回路が必要となる。また分離後の気泡を多量に含有する作動油を戻り油と共に再びポンプにより旋回流室に送り込むことになるので、戻り油の気泡含有量が増し、使用油量の少ない小容量の作動油タンクでは、気泡の除去効率の点からも採用し難い課題を有する。

この発明の目的は、作動油タンクに還流して来る戻り油の流れをポンプを用いずに旋回流となすことによって、これまでの作動油タンクでも構造を変えることなく遠心力による気泡の分離が効率よく行え、またタンク内への設置も簡単で大きなスペースを要せず、容量が小さな作動油タンクでも気泡の分離除去が十分に行え得る新たな気泡除去器と、その気泡除去器を備えた作動油タンクを提供することにある。

上記目的によるこの発明の気泡除去器は、下部を除く管体周囲に多数の流出孔を有する外管の中心に、中央部から下部の管体周囲に多数の流出孔を有する小径の内管を設置して管体間を流路に形成し、流通口を外管の管体下端部に設けた気液分離管と、前記外管よりも大径の円筒形であって、上端を天板で塞ぐと共に、該天板の中央部に前記気液分離管用の挿入穴を有した本体とを有し、該本体の内部を上室と下室とに区画する床板は、その円周縁の一部分が前記本体の内面と離隔していて、ここを前記上室と下室とが連通する開口部と成し、前記流通口が該開口部と隣接する位置となる向きに、前記本体の上室に前記気液分離管の下端部を挿入すると共に、該流通口と開口部との間を仕切片により仕切り遮断して前記上室を前記流路と連通した旋回流路に形成し、前記下室に戻り油の流入口を設けてなる、というものである。

またこの発明の作動油タンクは、上記気泡除去器を、タンク内の戻り油の還流口に上記本体の下室の流入口を連結してタンク内に立設し、作動油のタンク内における液面の高さを、上記気液分離管の上端が液面より突出して上記内管から気体が液面上に放出される高さに制限してなる、というものである。

上記構成では、管体周囲に多数の流出孔を有する外管と内管とによる二重管の気液分離管と、その気液分離管を天板に挿入した本体とから気泡除去器を構成し、その本体の内部に区間形成した上室を気液分離管の下端部の挿入により旋回流路に形成したことにより、作動油タンクに流下する戻り油の勢いだけでも旋回流が生じ、遠心力による気泡の分離が内管により行えるので、ポンプなどの旋回流を発生するための特別な手段が不要となる。

また旋回流路の形成も、流通口を設けた気液分離管の下端部を床板により区画した本体内の上室に挿入して、流通口を上室片側の開口部に隣接し、その流通口と開口部の境を仕切片により遮断するだけで簡単に形成でき、仕切片により旋回流が気液分離管の流路へと導かれるので、戻り油の勢いで旋回流が気液分離管の上方へと生じて、遠心力と比重の差とによる気泡の分離を内管により効率よく行うことができる。

また作動油タンクでは、気泡除去器をタンク内に立設して、作動油の液面上に気液分離管の上端を突出するだけでよく、これにより気泡が内管からタンク内空間に気体となって放出されるので、小容積の作動油タンクでも戻り油からの気泡の分離除去が効率よく行うことができる。

図中１は気液分離管で、所要長さ（例えば３６５ｍｍ）の外管１１の中心に、該外管の管径（例えば８０ｍｍ）よりも小径（例えば２２ｍｍ）の内管１２を設置して管体間を流路１３に形成した二重管からなる。外管１１の上下部を除く管体周囲には作動油の多数の流出孔１４，１４が長手方向に並列に穿設してあり、管体下端部には側壁の一部を切開して形成した流通口１５と、流通口片縁の切片よる仕切片１６とが設けてある。

また内管１２の中央部から下端部までの管体周囲には、気泡が管内に流出する多数の流出孔１７，１７が長手方向に並列に穿設してある。この流出孔１７は上記外管１１の流出孔１４の孔径（例えば１４ｍｍ）よりも小径（例えば３ｍｍ）の孔からなる。

２は上記外管１１よりも大径の円筒形（例えば直径１２５ｍｍ、高さ１０５ｍｍ）の本体で、上端を塞ぐ天板２１の中央部に上記気液分離管１の挿入穴２２を有する。また内部は片側を切欠した床板２３により開口部２４を片側に有する上室２５と下室２６とに区画されており、下端を塞ぐ下室２６の底板２７に流入口２８が設けてある。なお、図では省略するが、流入口２８は下室２６の側面に設けてももい。

上記本体２の上室２５には、天板２１に挿入（例えば５０ｍｍ）した上記気液分離管１の下端部が、流通口１５を開口部２４に隣接して位置し、その流通口１５と開口部２４の境を上記仕切片１６により遮断して、上室２５を上記流路１３と連通した戻り油の旋回流路に形成してある。

上記床板２３による本体内の上下室の区画は、予め気液分離管１の下端に床板２３を当接して外管１１と内管１２とを溶接し、その床板２３を付けた状態で気液分離管１を本体２の内側から天板２１の挿入穴２２に挿入して行うことができる。床板２３の当接は仕切片１６を床板２３の切欠縁２３′に重ねて行い、上記流通口片縁の仕切片１６が天板２１に接するところまで挿入したのち、その位置で外管１１を天板２１に溶接し、床板２３を本体２の周壁に溶接する。これにより床板２３による上室２５と下室２６の区画及び開口部２４の形成と、仕切片１６による流通口１５と開口部２４との境の遮断とが行われる。床板２３の溶接後に連結口２８を設けた底板２７を本体下端に当接して溶接する。

図４は、射出成形機の作動油タンク３を示すもので、タンク底板３１に還流口３２が給出口３３と共に上向きに設けてあり、その還流口３２に上記気泡除去器が本体２の下室２６の連結口２８を嵌合してタンク内に立設してある。また作動油４のタンク内における液面Ｌの高さは、液面Ｌとタンク天井３４との空間３５に、上記気液分離管１の上端が液面Ｌより突出して、上記内管１２から分離した気体が空間３５に放出される高さに制限してある。放出された気体はタンク３の上隅部に穿設した排気穴３６から外部に自然排気される。

上記構成の作動油タンク３では、シリンダやオイルモータなどから排出されたのち管路を流下して戻された油が還流口３２から気泡除去器に流入する。気泡除去器では本体２の下室２６と上室２５が開口部２４により連通し、さらに上室２５と気泡分離管１の内部の流路１３が流通口１５により連通しているので、下室２６の戻り油は上室２５を経て流路１３に勢いよく流入し、外管１１の流出孔１４からタンク内へと流出してゆく。

この流動過程において、上室２５が本体２と外管１１の円周壁を内外壁とする旋回流路に形成されていることから、戻り油はその内外壁に沿って旋回するように流れる。この旋回流の勢いは流下してくる戻り油の流量に比例するが、上室２５の先の流路１３の平断面が円形であることによって、旋回流は流路１３の上方へと移りゆく。戻り油が旋回しながら流れると遠心力が生じ、比重の差から気泡が旋回中心の内管１２側に寄せ集められて、旋回流の外側になるほど気泡が減少する。

内管１２には小径の流出孔１７，１７が下端部から上方の管体周囲に穿設してあるので、寄せ集められ気泡は流出孔１７，１７から内管１２の管内に流入して戻り油から分離され、さらに管内を気体となって上昇し、内管１２の上端の開口から液面Ｌ上のタンク内空間３５に放出される。この分離除去は旋回流が解消されるまで生じ、これにより気泡の分離除去が効率良く行われる。また脱泡された戻り油は遠心力により外管１１の流通孔１４，１４からタンク内に流出し、気泡を殆ど含まない作動油４としてタンク内には貯えられる。これにより使用油量の減少から小容量のタンクであっても気泡の分離除去を効率よく行えるようになる。

この発明に係わる作動油の気泡除去器の縦断正面図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 同じく本体を縦断して示す気泡除去器の正面図である。 この発明に係わる作動油タンクの縦断正面図である。 射出成形機の油圧回路図である。

符号の説明

１ 気液分離管
２ 円筒形の本体
３ 作動油タンク
４ 作動油
１１ 外管
１２ 内管
１３ 流路
１４ 作動油の流出孔
１５ 流通口
１６ 仕切片
１７ 気泡の流出孔
２１ 天板
２３ 床板
２４ 開口部
２５ 上室
２６ 下室
２７ 底板
２８ 連結口
３１ タンク底板
３２ 還流口

Claims (2)

1. 下部を除く管体周囲に多数の流出孔を有する外管の中心に、中央部から下部の管体周囲に多数の流出孔を有する小径の内管を設置して管体間を流路に形成し、流通口を外管の管体下端部に設けた気液分離管と、前記外管よりも大径の円筒形であって、上端を天板で塞ぐと共に、該天板の中央部に前記気液分離管用の挿入穴を有した本体とを有し、
   該本体の内部を上室と下室とに区画する床板は、その円周縁の一部分が前記本体の内面と離隔していて、ここを前記上室と下室とが連通する開口部と成し、
   前記流通口が該開口部と隣接する位置となる向きに、前記本体の上室に前記気液分離管の下端部を挿入すると共に、該流通口と開口部との間を仕切片により仕切り遮断して前記上室を前記流路と連通した旋回流路に形成し、
   前記下室に戻り油の流入口を設けてなる
   ことを特徴とする射出成形機の作動油の気泡除去器。
2. 上記請求項１記載の気泡除去器を、タンク内の戻り油の還流口に前記本体の下室の流入口を連結してタンク内に立設させ、作動油のタンク内における液面の高さを、前記気液分離管の上端が液面より突出して前記内管から気体が液面上に放出される高さに制限してなることを特徴とする射出成形機の作動油タンク。

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