JPH021522Y2

JPH021522Y2 -

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Publication number: JPH021522Y2
Application number: JP1986072866U
Authority: JP
Priority date: 1986-05-14
Filing date: 1986-05-14
Publication date: 1990-01-16
Also published as: JPS62801U

Description

【考案の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉この考案は、射出用アクチユエータを迅速に立
ち上がらせるようにした射出成形機用流体制御装
置に関する。

〈従来の技術〉従来、一般に、可変ポンプの吐出圧力および流
量をパイロツト弁によりアクチユエータの負荷の
要求する圧力および流量に対応させるようにした
いわゆるパワーマツチ式の流体制御装置として
は、第４図に示すようなものがある（油空圧化設
計、第14巻第１号、昭和51年１月、日刊工業新聞
社、64頁）。この流体制御装置は、可変ポンプ１
０１と、パイロツト弁１０２と、そのパイロツト
弁１０２のバネ室１０２ａを中立時にパイロツト
ライン１０４を介してタンク１０３に通じるベン
ト路１０５ａを有するノーマルクローズド形の絞
り切換弁１０５を備えることにより、アクチユエ
ータ１０６を作動させない絞り切換弁１０５のノ
ーマル位置、つまり中立位置時にはパイロツト弁
１０２のバネ室１０２ａをタンク１０３に通じ
て、可変ポンプ１０１をアンロードするベントア
ンロード方式によつている。このため、従来のパ
ワーマツチ式の流体制御装置は、絞り切換弁１０
５を中立位置から切換位置に切換えた際に、アク
チユエータ１０６が応答するまでにメインライン
１０７およびパイロツトライン１０４に流体を完
全に満たして、それを圧縮するために必要とする
時間やアンロードさせる位置に静止しているパイ
ロツト弁１０２を動作状態に持つていくまでの時
間を必要とするために、無駄時間がどうしても生
じてアクチユエータ１０６の応答性が悪いという
欠点があつた。このように、アクチユエータ１０
６の応答性が悪いと射出成形機においては次のよ
うな重大な問題を生じる。すなわち、良い成形を
行なためには、金型のすみずみまで溶融樹脂を押
し込む必要があるが、射出用アクチユエータの応
答性が悪いと、溶融樹脂を迅速に金型内に押し込
むことができず、溶融樹脂が途中で部分的に冷え
て固まり、溶融樹脂を金型のすみずみまで押し込
むことができないという問題が生じる。このこと
は射出サイクルが秒単位であるため、応答性が僅
か0.1秒異なつても、成形品の品質に重大な影響
を与えることになる。

この考案は、上記従来の事情に鑑みて、射出用
アクチユエータの立ち上がり応答性が良い射出成
形機用流体制御装置を提供することを目的として
いる。

〈問題点を解決するための手段〉上記目的を達成するため、この考案の射出成形
機用流体制御装置は、第１図に例示するように、
射出用アクチユエータ５の作動方向のみを制御す
るポンプポート・ノーマルクローズド形の切換弁
３と可変ポンプ１とを接続するメインライン６に
絞り弁７を設け、この絞り弁７の前後から分岐し
たパイロツトライン８，９をパイロツト弁２のパ
イロツト室とバネ室とに接続し、このパイロツト
弁２で上記可変ポンプ１の吐出量制御部１６を、
上記メインライン６とタンクライン１２とに切換
連通すると共に、上記パイロツト弁２のバネ室に
連通する。上記パイロツトライン９に絞り１０を
設ける一方上記メインライン６の設定圧力を多段
階に設定するパイロツトリリーフ弁１８を上記パ
イロツト弁２のバネ室に接続したことを特徴とす
る。

〈作用〉そして、射出用アクチユエータ５を作動させな
い切換弁３のポンプポートを閉鎖したときにおい
て、メインラインおよびパイロツトラインの流体
が上記パイロツトリリーフ弁１８で設定される所
定の低圧に対応する圧力に予め圧縮されると共
に、パイロツト弁２はアンロードに対応する位置
でなくその低圧に対応する位置すなわち過渡的位
置におかれるから、上記切換弁３を切換えた際
に、上記パイロツト弁２が直ちに動作して射出用
アクチユエータ５は迅速に立ち上がらせられる。
また、パイロツト弁２のバネ室に、設定圧力を多
段階に設定するパイロツトリリーフ弁１８を接続
しているから、圧力の多段階制御がされる。ま
た、パイロツトライン９には絞り１０が設けられ
ているから、パイロツトライン９を流れる流量が
少なく、エネルギー損失が少なくなる。

〈実施例〉以下、この考案を図示の実施例について詳細に
説明する。

この射出成形機用流体制御装置は、吐出量可変
ポンプ１と、該可変ポンプ１の吐出量を制御する
３ポート形絞り切換弁よりなるパイロツト弁２
と、クロズドセンター形切換弁３，４と、該切換
弁３により方向制御される射出用アクチユエータ
である両ロツド形油圧シリンダ５を備える。

上記可変ポンプ１と切換弁３，４のポンプポー
トＰ，Ｐとの間のメインライン６には、ノーマル
オープン形の絞り弁７を設置している。

一方、上記パイロツト弁２の両端のパイロツト
室とバネ室とには、夫々上記絞り弁７の前後をパ
イロツトライン８と９を介して接続している。上
記パイロツトライン９には、絞り１０を設置して
いる。また、上記パイロツト弁２のポートｌは、
パイロツトライン１１を介して上記パイロツトラ
イン８に接続すると共に、そのポートｍはパイロ
ツトライン１２を介してタンク１３に接続してい
る。一方、上記パイロツト弁２のポートｎは、上
記可変ポンプ１の斜板制御シリンダよりなる吐出
量制御部１６にパイロツトライン１７を介して接
続している。さらに上記パイロツト弁２のバネ室
には、中間に圧力を多段階に設定するパイロツト
リリーフ弁１８を設置したライン１９を介してタ
ンク２０に接続している。このパイロツトリリー
フ弁１８は、電磁比例形で瞬間的に設定圧力を変
えることができるようになつている。

一方、上記切換弁３のポンプポートＴは、タン
ク２１に接続すると共に、その負荷ポートＡ，Ｂ
は夫々ライン２５，２６を介して両ロツド形油圧
シリンダ５の各ポート２７，２８に接続してい
る。

一方、射出機３０は、上部にホツパー３１を有
する加熱筒３２内にスクリユ軸３３を進退並びに
回動自在に嵌め込んでいる。そして、図示しない
手段によりスクリユ軸３３を回転させて、ホツパ
ー３１内の樹脂３４を加熱筒３２内に吸入できる
ようになつている。上記スクリユ軸３３の一端に
は、上記油圧シリンダ５のロツド２９を連結する
一方、上記加熱筒３２の先端には成形型３５を配
置している。

上記構成の流体制御装置は次のように動作す
る。

今、この流体制御装置は、第１図に示す状態に
あつて、予め加熱筒３２内にはホツパー３１から
樹脂３４が吸入されており、かつパイロツトリリ
ーフ弁１８は低圧に設定されているとする。

このとき、可変ポンプ１からの吐出流体の一部
は、メインライン６および絞り弁７、パイロツト
ライン９、絞り１０、パイロツトライン１９を通
つて、パイロツトリリーフ弁１８よりタンク２０
に排出されている。したがつて、メインライン６
およびパイロツトライン９，１９の圧力は、パイ
ロツトリリーフ弁１８の設定圧力たる低圧に対応
した圧力になつている。すなわち、メインライン
６およびパイロツトライン９，１９の圧力は、油
圧シリンダ５を駆動しない切換弁３のノーマル状
態においても、予め所定の低圧に圧縮されてい
る。

一方、パイロツト弁２は、可変ポンプ１の吐出
量制御部１６を制御して、絞り弁７の前位の圧力
と絞り１０の後位の圧力の差を上記パイロツト弁
２のバネ室のバネ３８のバネ力に対応した一定値
にする。すなわち、たとえばパイロツト弁２のパ
イロツト室とバネ室との両圧力の差がバネ３８の
バネ力以上になると、パイロツト弁２は図中左側
のシンボル位置V₁に位置して、メインライン６
からの流体をそのポートｌ，ｎを介して、吐出量
制御部１６に供給して可変ポンプ１の吐出量を減
じて絞り弁７の前位の圧力を低める一方、たとえ
ばパイロツト弁２のパイロツト室とバネ室との両
圧力の差がバネ３８のバネ力以下になると、パイ
ロツト弁２は図中右側のシンボル位置V₂に位置
して、吐出量制御部１６からの流体をポートｎ，
ｍを介してタンク１３に排出して可変ポンプ１の
吐出量を増大せしめて絞り弁７の前位の圧力を高
めて、絞り弁７の前位の圧力と絞り１０の後位の
圧力の差圧を一定に保つようにする。

したがつて、切換弁３のノーマル位置において
は、上記絞り弁７の上流側と絞り１０の下流側と
の差圧を一定に保つべく、パイロツト弁２はシン
ボル位置V₁とV₂との過渡的状態、すなわち、ポ
ートｌとポートｎとの間が絞られて連通した状態
にあつて、可変ポンプ１からの吐出流体の一部を
上記ポートｌ，ｎを介して吐出量制御部１６に供
給して斜板（図示せず）を所定の角度だけ傾斜さ
せて、可変ポンプ１に所定量の流体を吐出させて
いる。つまり、パイロツト弁２は、可変ポンプ１
をアンロードさせるところのポートｌとｎとの間
を全開にさせるシンボル位置V₁に位置するので
はなくて、前述の如く、シンボル位置V₁からV₂
に移る過渡的状態にあつて、可変ポンプ１は一定
量の流体を吐出している。この一定量は小さな径
の絞り１０を通るものであるから、小量でエネル
ギー損失が少ない。

このとき、可変ポンプ１からの吐出流体は、絞
り１０を通つた後、パイロツトリリーフ弁１８と
吐出量制御部１６とに二分されて、夫々タンク２
０と４１に排出される。上記吐出流体は少量であ
り、かつその吐出圧力はパイロツトリリーフ弁１
８で設定される低圧である。このため、このとき
の圧力と流量の積で求められる動力損失は、固定
ポンプ制御方式や可変ポンプで高圧の流体を吐出
するものに比べて比較的小さい。

この状態で、パイロツトリリーフ弁１８を第１
整定圧力に対応する高圧に設定すると同時に、切
換弁３を左側のシンボル位置V₁に切換える。

そうすると、可変ポンプ１から吐出される流体
は、絞り弁７、切換弁３のポートＰ，Ａを介し
て、油圧シリンダ５のポート２７に供給されて、
そのロツド２９およびスクリユ軸３３は第１図中
右側に移動させられる。そして、樹脂３４は成形
型３５内に供給される。

このときの油圧シリンダ５の立ち上がり応答性
は、メインライン６、パイロツトライン８，９，
１７および１９の流体が前述の如く予め低圧に圧
縮されていることと、パイロツト弁２がシンボル
位置V₁とV₂との間の過渡的状態にあるために、
それが迅速にシンボル位置V₂に位置し得ること
と、絞り弁７が最初から開放していることとが相
俟つて良好である。つまり、この射出成形機用流
体制御装置の油圧シリンダ５は、切換弁３および
パイロツトリリーフ弁１８に信号を印加すると同
時に迅速に立ち上がる。したがつて、途中で樹脂
が冷えて固まることがなくて、成形型３５のすみ
ずみまで樹脂３４を押し込むことができる。これ
に対して、従来の流体制御装置は、切換えるべき
信号を印加してから無駄時間を経過してから立ち
上がる。これは、前述の如く油圧シリンダを作動
させるために、メインラインおよびパイロツトラ
インに流体を満たしてそれを圧縮しなければなら
ないことと、パイロツト弁がアンロード状態に対
応する位置から最大吐出量に対応する側に移動し
なければならないことによる。

また、この射出成形機用流体制御装置は切換弁
３が中立位置であつても、従来例の如きベントア
ンロードすることがないので、絞り弁７の下流側
にアクチユエータ４を接続してそれを作動でき
る。

前述の如き成形型３５内への樹脂の供給に伴つ
て、該スクリユ軸３３の前進に対する抵抗が大き
くなつて、油圧シリンダ５のピストンに作用させ
る充填圧力、すなわち、絞り弁７よりも後位の流
体圧力が第２図中時点T₁以前の曲線で示す如く
徐々に上昇する。

このとき、パイロツト弁２が動作していて、上
記充填圧力の上昇にかかわらず、絞り弁７の前後
の差圧を一定に保つて、流量制御つまり油圧シリ
ンダ５の正確な速度制御を行つている。すなわ
ち、充填圧力が上昇して、絞り弁７の前後の差圧
が所定の圧力以下になると、その前後の圧力が
夫々伝えられるパイロツト弁２のパイロツト室と
バネ室との圧力差がバネ室のバネ３８のバネ力以
下になつて、パイロツト弁２はシンボル位置V₂
に位置する。そして、可変ポンプ１の吐出量制御
部１６を、パイロツトライン１７、パイロツト弁
２のポートｎ，ｍを介してタンク１３に連通し
て、可変ポンプ１の図示しない斜板を最大吐出側
に傾斜させて、吐出量を増大させ、絞り弁７の前
後の差圧を増大させる。一方、もし絞り弁７の後
位の圧力が下降して、その絞り弁７の前後の差圧
が所定の圧力以上になると、パイロツト弁２のパ
イロツト室とバネ室の圧力差が、そのバネ室のバ
ネ３８のバネ力以上になつて、パイロツト弁２は
シンボル位置V₁に位置する。そして、可変ポン
プ１の吐出量制御部１６を、パイロツトライン１
７、パイロツト弁２のポートｎ，ｌ、パイロツト
ライン１１および８を介してメインライン６に連
通して、可変ポンプ１の斜板を非吐出側に傾斜さ
せて、吐出量を減少させ、絞り弁７の前後の差圧
を減少する。要約すると、パイロツト弁２は、絞
り弁７の前後の差圧に応じて、シンボル位置V₁
に位置したり、シンボル位置V₂に位置したりし
て、可変ポンプ１の吐出量を制御して、該絞り弁
７の前後の差圧を一定に保持する。

この流体制御時において、可変ポンプ１の吐出
量制御のために、その吐出量制御部１６以外に流
体を流していないから、つまり、直接タンクに戻
す流体が存在しないから、パワーマツチ制御を行
つている上に、さらに動力損失が少なくなつてい
る。

次に、スクリユ軸３３の前進により、成形型３
５内への樹脂３４の充填が完了すると、射出機３
０は射出状態から油圧シリンダ５が作動しない整
定状態に移行する。そして充填圧力は、第２図中
時点T₁より右側の曲線で示すように急速に上昇
して、時点T₂より右側の曲線で示す第１整定圧
力P₁となる。つまり、この射出成形機用流体制
御装置は、流量制御状態から可変ポンプ１の吐出
量が極く少量である圧力制御状態に移行する。

上記第１整定圧力P₁は、パイロツトリリーフ
弁１８の前記設定圧力により定まつている。すな
わち、パイロツトリリーフ弁１８は、その一次ポ
ート側の流体圧力をその設定圧力に保つので、パ
イロツト弁２のバネ室もその設定圧力に保持され
る。したがつて、パイロツト弁２は、この圧力制
御状態のもとで、そのパイロツト室とバネ室の差
圧がそのバネ室のバネ力に対応する如く、つま
り、充填圧力を第１整定圧力P₁に保つようにシ
ンボル位置V₁に位置したり、シンボル位置V₂に
位置したりして、可変ポンプ１の吐出量制御部を
制御している。定常的には、パイロツト弁２は、
シンボル位置V₁に位置して、可変ポンプ１の吐
出量を極く少量な状態に制御している。このと
き、吐出量制御部１６からのドレーンは、ドレー
ンライン４０を介して、タンク４１に導かれる。
なお、上記パイロツト室とバネ室との差圧は、可
変ポンプ１からパイロツトリリーフ弁１８へ流れ
る流体が絞り弁７および絞り１０を通るために生
じる。

第２図中時点T₁からT₂の間の曲線は、流量制
御状態から圧力制御状態に移行する過渡時を示
し、曲線中の４４はサージ圧すなわち圧力オーバ
シユートを示している。

上記第１整定圧力P₁のもとで所定時間経過し
て第２図中時点T₂に達すると、パイロツトリリ
ーフ弁１８に通電している電流値を減少させて、
その設定圧力を低くして、充填圧力を第２整定圧
力P₂すなわち保圧する。このように、設定圧力
を低くして、第２整定圧力にするのは、高い圧力
で樹脂を加圧していると、バリが生じるからであ
る。

この保圧にするとき、上記パイロツト弁２は、
上記吐出量制御部１６に対する流体のみを制御す
る小さなものであり、かつパイロツトリリーフ弁
１８も僅かなパイロツト流体を制御するものであ
るので、過渡時に第２図中破線４７で示すような
圧力アンダシユートは生じることはない。したが
つて、成形品にひけやかけ等の悪い影響を与える
ことはない。

上記第２整定圧力P₂に対する圧力制御は、上
記第１整定圧力の場合と同様にして、パイロツト
弁２により行われる。すなわち、パイロツト弁２
は、そのパイロツト室の圧力と、パイロツトリリ
ーフ弁１８の設定圧力たるバネ室の圧力の差がバ
ネ３８のバネ力に対応するように作動して、充填
圧力を第２整定圧力P₂に保つ。

また、この射出成形機用流体制御装置の絞り弁
７の２次側からみての圧力オーバライト特性は、
パイロツト弁２が流体力の影響の少ない小さなも
のであるので、第３図中曲線５１で示す如く、良
い特性を有する。すなわち、従来の如きリリーフ
弁と圧力補償弁とによるところの第３図中の破線
５２で示す圧力オーバライト特性よりも、この流
体制御装置の圧力オーバライト特性は、コーナ部
分５１ａの特性を生かすことができる。したがつ
て、この流体制御装置は、表示馬力つまりコーナ
点５１ｂの馬力が大きくなり、その結果、射出機
のサイクルを高負荷時でも早くとれて、能率が向
上する等の利点を有する。

〈考案の効果〉以上より明らかなように、この考案によれば、
切換弁のポンプポートの閉鎖時に、メインライン
およびパイロツトラインの流体をパイロツトリリ
ーフ弁で設定される所定の低圧に対応する圧力に
圧縮し、かつパイロツト弁をアンロード位置に対
応する位置でなく過渡的な位置におくので、応答
性を早くして、射出用アクチユエータを迅速に立
ち上がらせることができ、したがつて、途中で樹
脂が冷えて固まることがなくて、成形型のすみず
みまで樹脂を押し込むことができる。また、パイ
ロツト弁のバネ室に設定圧力を多段階に設定する
パイロツトリリーフ弁を接続したので、圧力の多
段階制御ができる。また、ポンプポート・ノーマ
ルクローズド形の切換弁と絞り弁を別体にしたの
で、絞り弁の下流側に複数のアクチユエータを接
続し、一つのアクチユエータに対する切換弁のポ
ンプポートを閉鎖しても、他のアクチユエータを
作動することができる。また、この考案によれ
ば、無駄な予剰流体がなく、パイロツト弁を小さ
な弁で構成できて、圧力アンダシユートがないと
共に圧力オーバライト特性がよく、したがつて、
パワーマツチ制御の動力効率をさらに向上せしめ
ることができる。また、パイロツトラインに絞り
を設けているから、この制御を行うためにパイロ
ツトラインを流れる流量が少なくなり、したがつ
て、エネルギー損失が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の回路図、第２図
は上記実施例の時間−充填圧力特性図、第３図は
上記実施例の圧力オーバライト特性図、第４図は
従来例の回路図である。１……可変ポンプ、２……パイロツト弁、５…
…射出用アクチユエータ、６……メインライン、
７……絞り弁、１８……パイロツトリリーフ弁。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

射出用アクチユエータ５の作動方向のみを制御
するポンプポート・ノーマルクローズド形の切換
弁３と可変ポンプ１とを接続するメインライン６
に絞り弁７を設け、この絞り弁７の前後から分岐
したパイロツトライン８，９をパイロツト弁２の
パイロツト室とバネ室とに接続し、このパイロツ
ト弁２で上記可変ポンプ１の吐出量制御部１６
を、上記メインライン６とタンクライン１２とに
切換連通すると共に、上記パイロツト弁２のバネ
室に連通する上記パイロツトライン９に絞り１０
を設ける一方、上記メインライン６の設定圧力を
多段階に設定するパイロツトリリーフ弁１８を上
記パイロツト弁２のバネ室に接続したことを特徴
とする射出成形機用流体制御装置。