JPH02151361A - 射出成形装置用油圧シリンダの速度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ダイカストマシン、射出成形機等の射出成形
装置に用いられる射出シリンダ、型締シリンダ等の油圧
シリンダの速度制御方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、ダイカストマシン等の射出成形装置では、射
出シリンダ、金型の型締シリンダとして油圧シリンダが
用いられている。この油圧シリンダでは、速度制御油圧
回路によってピストンの前進速度が制御されているのが
一般的である。

従来のダイカストマシンの射出シリンダの速度制御油圧
回路を第８図に示す、この第８図において、射出シリン
ダ５０のピストン５１にはピストンロンド５２を介して
プランジャ５３が連結され、このプランジャ５３は内部
に溶湯が貯えられたスリーブ５４内で往復動自在とされ
ている。このピストン５１がロッド側に前進するとプラ
ンジャ５３も同方向に移動してスリーブ５４内の溶湯は
スリーブ５４と連通した金型５６のキャビティ５５内に
射出される。

前記射出シリンダ５０のヘッド側の第１シリンダ室５０
Ａには第１配管６１が、射出シリンダ５０のロッド側の
第２シリンダ室５０Ｂには第２配管６２がそれぞれ接続
され、これらの第１．２配管６１．６２は油圧源６３、
タンク６４と連通された方向切換弁６５と接続され、こ
の方向切換弁６５の切換操作によって前記ピストン５１
が前進後退するようになっている。

ところで、射出シリンダ５０のピストン５１を前進させ
て溶湯の射出操作を行うに際し、スリーブ５４内に貯え
られた溶湯に空気が巻き込まれなようにするためにピス
トン５１を前進開始から所定位置まで低速で前進させ、
さらに、キャビティ５５内の溶湯を冷やさないようにす
るために前記所定位置から前進終了までピストン５１を
高速で前進させる必要がある。

このため、従来には、射出シリンダ５０の第１シリンダ
室５０Ａに送られる油の量を制御する方法として、第８
図に示されるメータイン制御がある。第８図において、
前記第１配管６１には電磁比例流量調整弁７０が配置さ
れ、この流量調整弁７０は制御手段７１によりその開度
が制御されるようになっている。即ち、前記制御手段７
１は、射出開始に際して方向切換弁６５が切り換えられ
ると、流量調整弁７０を全閉から所定開度開かせ、これ
により第１シリンダ室５０Ａに少量の油が送られ、ピス
トン５１は第１の位置検知センサ８１で検知されている
前進開始位置から低速（速度Ｖ、）で前進する。その後
、ピストン５１が前記所定位置に達したなら、その位置
を第２の位置検知センサ８２が検知して制御手段７１に
信号を送り、この信号を受けて制御手段７１は、流量調
整弁７０にその開度を前記所定開度より大きくさせる信
号を送り、これにより流量調整弁７０から多量の油が第
１シリンダ室５０Ａに送られてピストン５１は前進終了
位置まで高速（速度ＶＺ）で前進する。

また、従来には、ピストンの前進速度を制御する方法と
してメータアウト制御がある。このメータアウト制御は
、射出シリンダのロッド側の第２シリンダ室に流量調整
弁を接続し、この流！ｉ調整弁の開度をピストンの前進
に伴って大きくするものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前述の従来例のうち、第８図に示されるメー
タイン制御によって射出シリンダ５０への供油量を制御
するものにあっては、速度Ｖ、の低速域から速度Ｖ！の
高速域に変わる場合、第９図に示されるように速度変動
が大きく安定した射出操作が行えないという問題点があ
る。さらに、射出シリンダ５０内には油に混在した空気
が多少なりとも残っており、射出開始で油圧が前記流量
調整弁７０を通して射出シリンダ５０に供給される場合
、第９図の通り、ジャンピングＪが発生してスムースな
ピストン５１の発進が不可能であるという問題点もある
。

また、メータアウト制御の場合にあっては、ピストンの
前進が第２シリンダ室内の残圧によって妨げられ、ピス
トン５１の発進時のスピードがスムースに制御できない
という問題点がある。

ここに、本発明の目的は、スタート時のピストンの発進
がスムースに行えるとともにピストンの高速域において
速度変動が少ない射出成形装置用油圧シリンダの速度制
御方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の油圧シリンダの速度制御方法は、低速域でピス
トンを前進させる時はメータイン制御し、高速域でピス
トンを前進させる時はメータアウト制御するものである
。

具体的には、本発明の油圧シリンダの速度制御方法は、
油が油圧源から第１配管を通ってヘッド側のシリンダ室
に供給されるとともにロッド側のシリンダ室内の油が第
２配管を通って排出されることによりピストンが前進す
る油圧シリンダのピストンを前進開始から所定位置まで
低速で前進させる速度及びこの所定位置から前進終了ま
で高速で前進させる速度を制御する方法であって、ピス
トンを低速で前進させる時は、前記第２配管に設けられ
た第２流量調整弁を所定開度開いて所定量の油が排出さ
れる状態で前記第１配管に設けられた第１流量調整弁を
全閉から徐々に所定開度まで開き、ピストンを高速で前
進させる時は、第２流Ｉｌｌ整弁を前記所定開度から全
開にすることを特徴とするものである。

また、本発明では、ピストンを低速で前進させる時は、
前記第２流量調整弁を全開にしかつ第２配管に第２流量
富周整弁と並列に配置された絞り弁またはオリフィスに
より所定量の油が排出される状態で前記第１流量調整弁
を全閉から徐々に所定開度まで開き、ピストンを高速で
前進させる時＋、：１：　、。

第２流量２整弁の開度を全閉から所定開度まで開くよう
にしたものとしてもよい。

さらに、本発明では、前記油圧シリンダを射出シリンダ
、金型の型締シリンダに用いる。

〔作用〕

このような構成の本発明では、油圧源から第１流Ｉ調整
弁を通して油をヘッド側のシリンダ室に供給するとピス
トンが前進し、ロッド側のシリンダ室内の油は所定開度
開いた第２流量調整弁、または、絞り弁もしくはオリフ
ィスを通って排出される。この際、前記第２流量調整弁
等は、ロッド側のシリンダ室内に残留する空気によるピ
ストンのジャンピングを押さえるブレーキ効果として作
用し、また、第１流量調整弁は全閉から徐々に開かれる
のでピストンはショックレススタートする。

従って、ピストンは低速でスムースに前進することにな
る。

次に、ピストンの前進速度は所定位置において低速域か
ら高速域に移行するが、この高速域では、第２ｆＬ量調
整弁を設定した所定開度に開いてメータアウト制御し、
過負荷変動に対して速度変動を安定させる。

〔実施例〕 以下に本発明の実施例を第１図から第７図に基づいて説
明する。ここで、各実施例中、同一または同様構成部分
は同一符号を付し、説明を省略もしくは簡略にする。

】ユＬ叉」Ｌ匠 第１図にはダイカストマシンの射出シリンダの速度制御
油圧回路の概略構成が示されている。

この図において、射出シリンダ１０は、シリンダケース
１及びピストン２を備え、このピストン２のピストン口
・ンド３にはプランジャ４が連結されている。このプラ
ンジャ４は内部に溶湯が貯えられたスリーブ５内で往復
動自在とされ、このスリーブ５の内部は金型のキャビテ
ィ６と連通されている。これにより、ピストン２がロッ
ド方向（図中右方向）に前進すると、プランジ中４も同
方向に移動され、スリーブ５内の溶湯が金型７のキャビ
ティ６内に射出される。

前記射出シリンダＩＯのヘッド側の第１シリンダ室ＩＡ
には第１配管１１が、射出シリンダ１のロッド側の第２
シリンダ室ＩＢには第２配管１２がそれぞれ接続され、
これらの第１，２配管１１ｌ２は油圧源１３、タンク１
４と連通された方向切換弁１５と接続されている。この
方向切換弁１５は、第１シリンダ室ＩＡに油を送る位置
１５Ａ１第２シリンダ室ＩＢに油を送る位置１５Ｂ及び
第１．２シリンダ室ＩＡ、ＩＢのいずれにも油を送らな
い中立位１１５Ｃの３位置で切り換え可能となっている
。

前記第１配管１１には第１流量調整弁２１が、第２配管
１２には第２流量調整弁２２がそれぞれ配置され、これ
らの流量制御弁２１．２２は、制御手段２３からの信号
を受けて励磁電流に比例して閉度が調整されるようにな
ワている。また、第１配管１１には、第１シリンダ室Ｉ
Ａから方向切換弁１５へのみ油の流れを許容する逆止弁
２４が第１流量調整弁２１と並列に配置されている。第
２配管１２には、方向切換弁１５から第２シリンダ室Ｉ
Ａへのみ油の流れを許容する逆止弁２５が第２流Ｉｔ１
１整弁２２と並列に配置されている。

前記ピストンロッド３と平行に第１及び第２の位置検知
センサ２６，２７が配置され、このうち第１の位置検知
センサ２６は、前記ピストン２が前進開始位置にあるこ
とを検知し、かつ、その検知信号を制御手段２３に送る
ものであり、第２の位置検知センサ２７は、ピストン２
が低速前進から高速前進に切り換わる所定位置を検知し
、かつ、その切換信号を制御手段２３に送るものである
。

前記制御手段２３は、第１の位置検知センサ２６によっ
てピストン２が前進開始位置にあることを検知されてい
る状態で、第１流量調整弁２１を第２図（Ｂ）の通り、
全閉から所定開度Ｆｌ＋へ、第２流量調整弁２２を第２
図（Ｃ）の実線の通り、全閉から所定開度Ｆｔ＋へそれ
ぞれ徐々に制御して、第２図（Ａ）の通り、ピストン２
を速度Ｖ、の低速で前進させ、さらに、ピストン２が前
進して第２の位置検知センサ２７から切換信号Ｐを受け
たら、第１流量調整弁２１を第２図（Ｂ）の通り、所定
開度Ｆ１１から全開Ｆ１ｇへ、第２流量訓整弁２２を第
２図（Ｃ）の実線の通り、所定開度Ｆｉｌから開度Ｆ。

へそれぞれ徐々に制御して、第２図（Ａ）の通り、ピス
トン２を速度ｖｔの高速で前進させるように構成されて
いる。

次に、ピストン２の前進速度を制御する方法について、
第３図のフローチャートに基づいて説明する。

ピストン２が前進開始位置にある状態で射出を開始する
。つまり、制御手段２３によって第２流量調整弁２２の
開度を所定開度ＦｚＩにし、その後、方向切換弁１５を
位置１５Ａに切り換えて第１流Ｎ　ｔＮ整弁２１に油を
送り、さらに、制御手段２３によって第１流Ｉｌｌ整弁
２１を全閉から所定開度Ｆ１１に徐々に開かせる。する
と、ピストン２は速度ｖｌの低速で前進し、この前進に
伴ってプランジャも移動され、スリーブ５内の溶湯がキ
ャビティ６内にゆっくりと射出される。ピストン２が前
進して所定位置に達したなら、制御手段２３は第２の位
置検知センサ２７から切換信号を受け、第２流量！ｉｆ
整弁２２を所定開度Ｆ’ｔ＋から開度Ｆｚｘへ徐々に制
御し、さらに、第１流ｆｌ調整弁２１を所定開度Ｆｌ＋
から全開ＦＩｇへ徐々に制御する。すると、ピストン２
はストロークエンドまで速度Ｖ、の高速で前進し、スリ
ーブ５内に残った溶湯がキャビティ６内に速やかに射出
される。

射出操作が終了したなら、方向切換弁１５によって油圧
源１３を閉じ、第１及び第２流量ｍ整弁２１．２２の開
度を全閉とする。その後、方向切換弁１５を位置１５Ｂ
に切り換え第２配管１２内に油を送る。すると、油は逆
止弁２５を通って第２シリンダ室ＩＢ内に送られてピス
トン２が後退し、第１シリンダ室ＩＡ内の油は逆止弁２
４を通ってタンク１４に戻される。これにより射出サイ
クルが終了する。

このような第１実施例によれば、ピストン２の前進に際
し、ロンド側の第２シリンダ室ＩＢ内の油を所定開度開
いた状態で第１流量調整弁２１を全閉から所定開度Ｆ、
開かせるメータイン制御をするので、第１．２シリンダ
室ＩＡ、ＩＢ内に残留する空気に原因するピストン２の
ジャンピングを押さえることができてピストン２をスム
ースに発進させることができる。また、ピストン２の前
進速度は所定位置において低速の速度Ｖ、から高速の速
度ｖ２に移行するが、この高速域では、第２流量調整弁
２２を設定した所定開度Ｆ！ｌから開度Ｆ２ｚへ徐々に
開かれるメータアウト制御をするので、過負荷変動に対
して速度変動を安定させることができる。

一第」し実」Ｅ倒− 次に、本発明の第２実施例について第４図及び第５図に
基づいて説明する。

第２実施例はピストン２の低速前進に際し、前記第２流
量調整弁２２を全閉とし、第２シリンダ室ＩＢ内の油を
絞り弁またはオリフィスを通してタンク１４に戻すよう
にしたもので、他の構成は前記第１実施例と同様である
。

即ち、第４図において、前記第２配管１２には第２流量
調整弁２２及び逆止弁２４と並列に固定絞り弁３０がそ
れぞれ配置されている。なお、第２実施例では、この固
定絞り弁３０に代えてオリフィスを用いてもよい。

また、第２実施例において、制御手段２３は、第１の位
置検知センサ２６によってピストン２が前進開始位置に
あることを検知されている状態で、第１流Ｊ［整弁２１
の開度を第２図（Ｂ）の通り、全閉から所定開度Ｆ、へ
制御し、第２流量調整弁２２の開度を第２図（Ｃ）の点
線の通り、全開のままにして、第２図（Ａ）の通り、ピ
ストン２を速度ｖ１の低速で前進させ、さらに、ピスト
ン２が前進して第２の位置検知センサ２７から切換信号
Ｐを受けたら、第１流量調整弁２１を第２図（Ｂ）の通
り、所定開度Ｆ、から全開Ｆ’＋ｚへ、第２流量調整弁
２２を第２図（Ｃ）の点線の通り、全閉から開度Ｆ重□
へそれぞれ徐々に制御して、第２図（Ａ）の通り、ピス
トン２を速度ｖ２の高速で前進させるように構成されて
いる。

次に、ピストン２の前進速度を制御する方法について、
第５図のフローチャートに基づいて説明する。

ピストン２が前進開始位置にある状態で射出を開始する
。つまり、方向切換弁１５を位置１５Ａに切り換えて第
１流量調整弁２１に油圧源１３から油を送り、制御手段
２３によって、第１流量調整弁２１を全閉から所定開度
Ｆ、に徐々に開かせる。すると、油圧′ａ１３からの油
が第１流量調整弁２１を通って第１シリンダ室ＩＡに送
られてピストン２は前進し、これに伴って第２シリンダ
室ＩＢ内の油は固定絞り３０を通ってタンク１５に戻さ
れる。この際、ピストン２は速度ｖｌの低速で前進し、
この前進に伴ってプランジ中も移動され、スリーブ５内
の溶湯がキャビティ６内にゆっ（りと射出される。ピス
トン２が前進して所定位置に達したなら、制御手段２３
は第２の位置検知センサ２７から切換信号を受け、第２
流量調整弁２２の開度を全閉から開度Ｆｔｔへ徐々に制
御し、さらに、第１流量調整弁２１の開度を所定開度Ｆ
１１から全開Ｆ１１へ徐々に制御する。すると、ピスト
ン２は前進終了位置まで速度Ｖよの高速で前進し、スリ
ーブ５内に残ったｔ会場がキャビティ６内に速やかに射
出される。

射出操作が終了したなら、方向切換弁１５によって油圧
源１３を閉じ、第１及び第２流量調整弁２１．２２の開
度を全閉とし、その後、前記第１実施例と同様にピスト
ン２を後退させる。これにより射出サイクルが終了する
。

このような第２実施例によれば、ピストン２の前進に際
し、固定絞り３０によって第２シリンダ室ＩＢ内の油を
少量ずつ戻せる状態で第１流量調整弁２１の開度を全閉
から所定開度Ｆｉｔにするメータイン制御をするので、
前記第１実施例と同様にピストン２をスムースに発進さ
せること等の効果を奏することができる。

見立ＩＬ皇 次に、本発明の第３実施例について、第６図及び第７図
に基づいて説明する。

第３実施例は、ピストン２が低速域から高速域に変わる
際に制御手段に送る切換信号を第１流量調整弁２１の開
度を検出することにより検知するようにしたものであり
、他の構成は前記第１実施例と同様である。

即ち、第６図において、第１流量調整弁２１には切換制
御手段４０が接続され、この切換制御手段４０は、第１
流量調整弁２１の励磁電流を例えばメータリレーで検出
することにより当該流量調整弁２１の開度が全閉から所
定開度Ｃ＋＋に達したことを検出し、この構出信号を切
換信号として前記制御手段２３に送るものである。なお
、第３実施例においては、第１流量調整弁２１の開度を
検出する方法として、前述のように第１流量調整弁２１
の励磁電流を検出するものに限定されず、第１流量調整
弁２１のスプールの変位を差動トランス等の位置検出手
段で検出するものでもよい。

前記制御手段２３は、第７図の通り、第１流量調整弁２
１の開度を全閉から徐々に大きくし、かつ、第２流量稠
整弁２２を所定開度Ｃ！ｌとしてピストン２を速度をＯ
からｖｌの低速で前進させ、さらに、第１流量調整弁２
１の開度が所定開度Ｃ１に達して前記切換制御手段４０
から切換信号Ｐを受けたら、第１流量調整弁２１を所定
開度ＣＩ　１から全開ＣＩ！へ、第２流量調整弁２２を
開度ＣａｔからＣ１へ制御して、ピストン２を速度ｖ１
からＶ、の高速で前進させるように構成されている。

次に、ピストン２の前進速度を制御する方法について説
明する。

ピストン２が前進開始位置にある状態で、制御手段２３
によって第２流Ｉ＃Ａ整弁２２の開度を所定開度Ｃ！ｌ
にし、その後、方向切換弁１５を位置１５Ａに切り換え
て第１流量調整弁２１に油を送り、さらに、制御手段２
３によって第１流量調整弁２１を全閉から徐々に開かせ
る。すると、ピストン２は低速で前進し、このピストン
２の前進によって前記各実施例と同様に射出操作が行わ
れる。

第１流量調整弁２１の開度が所定開度Ｃ１になりピスト
ン２の前進速度が速度ｖ１となったら、切換制御手段４
０から切換信号Ｐが制御手段２３に送られる。この切換
信号Ｐを受けて制御手段２３は第２流を調整弁２２の開
度を所定開度Ｃ２１から開度Ｃ１へ制御し、さらに、第
１流量調整弁２１を所定開度Ｃ＋＋から全開Ｃ＋Ｚへ制
御する。すると、ピストン２は前進終了位置まで高速で
前進する。

その後、前記各実施例と同様に方向切換弁１５を切り換
えてピストン２を後退させる。

このような第３実施例によれば、前記各実施例と同様の
効果を奏することができる。

なお、本発明で速度が制御される射出シリンダは、前記
各実施例のようにダイカストマシンに適用するものの他
、合成樹脂の射出成形機にも適用するものも含まれる。

また、本発明で通用される油圧シリンダは前記各実施例
のような射出シリンダに限定されるものではなく、金型
の型締シリンダも含まれる。

〔発明の効果〕

前述のような本発明によれば、スタート時のピストンの
発進がスムースに行えるとともにピストンの高速域にお
いて速度変動が少ないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を実施するための速度制御
油圧回路の概略構成図、第２図は第１及び第２実施例に
おいてピストンの前進ストロークと射出速度、第１流量
調整弁の開度、第２流量調整弁の開度との関係を示す図
、第３図は第１実施例を説明するためのフローチャート
、第４図は本発明の第２実施例を実施するための速度制
御油圧回路の概略構成図、第５図は第２実施例を説明す
るためのフローチャート、第６図は本発明の第３実施例
を実施するための速度制御油圧回路の概略構成図、第７
図は第３実施例において射出速度と第１流量調整弁の開
度、第２流量調整弁の開度との関係を示す図、第８図は
従来例を実施するための速度制御油圧回路の概略構成図
、第９図は従来例においてピストンの前進ストロークと
射出速度との関係を示す図である。 ｌ・・・シリンダケース、２・・・ピストン、３・・・
ピストンロッド、４・・・プランジャ、６・・・キャビ
ティ、１０・・・射出シリンダ、１１・・・第１配管、
１２・・・第２配管、１３・・・油圧源、１５・・・方
向切換弁、２１・・・第１流量調整弁、２２・・・第２
流量調整弁、２３・・・制御手段、３０・・・固定絞り
弁。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）油が油圧源から第１配管を通ってヘッド側のシリ
   ンダ室に供給されるとともにロッド側のシリンダ室内の
   油が第２配管を通って排出されることによりピストンが
   前進する射出成形装置用油圧シリンダのピストンを前進
   開始から所定位置まで低速で前進させる速度及びこの所
   定位置から前進終了まで高速で前進させる速度を制御す
   る方法であって、ピストンを低速で前進させる時は、前
   記第２配管に設けられた第２流量調整弁を所定開度開い
   て所定量の油が排出される状態で前記第１配管に設けら
   れた第１流量調整弁を全閉から徐々に所定開度まで開き
   、ピストンを高速で前進させる時は、第２流量調整弁を
   前記所定開度から全開にすることを特徴とする射出成形
   装置用油圧シリンダの速度制御方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、ピストンを低速
   で前進させる時は、前記第２流量調整弁を全閉にし、か
   つ、第２配管に第２流量調整弁と並列に配置された絞り
   弁またはオリフィスにより所定量の油が排出される状態
   で前記第１流量調整弁を全閉から徐々に所定開度まで開
   き、ピストンを高速で前進させる時は、第２流量調整弁
   の開度を全閉から所定開度まで開くようにすることを特
   徴とする射出成形装置用油圧シリンダの速度制御方法。
3. （３）特許請求の範囲第１項または第２項において、前
   記油圧シリンダは射出シリンダであることを特徴とする
   射出成形装置用油圧シリンダの速度制御方法。
4. （４）特許請求の範囲第１項または第２項において、前
   記油圧シリンダは金型の型締シリンダであることを特徴
   とする射出成形装置用油圧シリンダの速度制御方法。