JPH04314505A - 型開閉制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機の型開閉制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、加熱シリンダ内で加熱され流動化
された成形材料を高圧で金型内に射出し、その中で冷却
し、固化又は硬化させ、次いで金型を開いて成形品を取
り出すようにした射出成形機においては、機台に型締装
置と射出装置が設置され、上記型締装置には、固定プラ
テンと可動プラテンが設けられていて、型締用シリンダ
がタイバーに沿って可動プラテンを往復動させると、固
定金型と可動金型が接離するようになっている。

【０００３】また、上記射出装置は、ホッパ内の樹脂を
加熱して射出するノズルを往復動自在に備えており、該
ノズルから金型内に溶融樹脂が注入される。そして、成
形品は排出口から機台の下方に落下排出される。上記型
締装置には、油圧シリンダや電動機によって発生させた
力をトグル継手というリンクの組合せによって増幅し、
大きな型締力を得ようとするトグル式型締装置と、型締
シリンダに供給した油によって直接型締力を発生させる
直圧式型締装置がある。

【０００４】該直圧式型締装置においては、成形効率を
向上させる必要性から高速で型開閉が行われるようにす
る必要があるが、型閉じを高速で行うと可動プラテン、
可動金型等の慣性力によって可動金型が固定金型に衝突
することがあり、また型開きを高速で行うと、上記と同
様の慣性力によって可動プラテンが型締シリンダ側に衝
突することがある。また、トグル式型締装置においては
、型締め位置の近くでは機構的に金型の速度が低下する
ようになっているが、直圧式型締装置のものにおいては
、油圧制御弁によって型締シリンダの速度制御が行われ
ている。

【０００５】したがって、上記のような衝突を防止する
ために、機械的なストッパが配設されている。ところが
、上記制御装置においては、型締シリンダの位置制御を
機械的なストッパで行っているため、慣性が大きい場合
には、金型、型締シリンダを破損することがある。また
、振動や騒音の原因にもなり型開閉速度を所定以上に高
めることはできない。

【０００６】そこで、油圧によって型開閉位置制御を行
う制御装置が提供されている。この油圧による制御には
、ポンプから一定圧力の油の供給を得て制御弁により制
御する方式と、ポンプの吐出量を変化させて直接制御す
る方式がある。図２は制御弁により制御する型開閉制御
装置を示す図である。図において、２１は型締シリンダ
であり、シリンダの中にピストン２２を摺動自在に配設
している。該ピストン２２の両側には、大径ロッド２３
及び小径ロッド２４が突出形成されていて、該大径ロッ
ド２３は図示しない可動プラテンを介して可動金型に連
結されている。

【０００７】上記ピストン２２は型締シリンダ２１の作
動によって往復動して型開閉、型締めを行う。そして、
上記ピストン２２の大径ロッド２３側には油室２６が形
成され、該油室２６には型開き時に油が供給される。ま
た、上記ピストン２２の小径ロッド２４側には型締め用
の油室２７が形成される。２８はソレノイドａ，ｂの作
動によって切換えが行われるとともに流量を比例制御す
る電磁比例流量制御弁であり、該電磁比例流量制御弁２
８の各ポートは、上記型締シリンダ２１内の油室２６，
　２７、可変容量ポンプ２９、油タンク３０に接続され
ている。そして、ソレノイドａが駆動されると第１位置
をとり、ソレノイドｂが駆動されると第２位置をとり、
しかも流量を比例制御することができる。なお、Ｎ位置
は中立位置である。

【０００８】第１位置においては、可変容量ポンプ２９
から吐出された油は型締シリンダ２１内の油室２７に供
給され、大径ロッド２３を介して可動プラテンを右方向
に移動させ、型閉じを行う。また、第２位置においては
、可変容量ポンプ２９から吐出された油は型締シリンダ
２１内の油室２６に供給され、大径ロッド２３を介して
可動プラテンを左方向に移動させ、型開きを行う。Ｎ位
置においては、スプールが中立状態に置かれ型締シリン
ダ２１は停止する。

【０００９】上記構成の型開閉制御装置においては、高
精度の位置制御を行うことが可能であるが、基本的には
弁制御と同じであり、動力の損失が大きい。これに対し
て、型締シリンダの両油室に選択的に油を供給する電磁
切換弁を設け、該電磁切換弁の一方の油室には可変容量
ポンプを、他方の油室には電磁比例流量制御弁を接続し
て、可変容量ポンプと電磁比例流量制御弁を制御するこ
とによって位置制御を行うものが提供されている。

【００１０】図３は可変容量ポンプと電磁比例流量制御
弁を制御する型開閉制御装置を示す図である。図におい
て、３１は型締シリンダであり、シリンダの中にピスト
ン３２を摺動自在に配設している。該ピストン３２の両
側には、大径ロッド３３及び小径ロッド３４が突出形成
されていて、該大径ロッド３３は図示しない可動プラテ
ンを介して可動金型に連結されている。

【００１１】上記ピストン３２は型締シリンダ３１の作
動によって往復動して型開閉、型締めを行う。そして、
上記ピストン３２の小径ロッド３４の端面部分には油室
３５が形成され、該油室３５には可動プラテンを固定プ
ラテン側に移動させる型閉じ時に油が供給される。また
、上記ピストン３２の大径ロッド３３側には、油室３６
が形成されるとともに該油室３６には型開き時に油が供
給される。

【００１２】さらに、上記ピストン３２の小径ロッド３
４側であるピストン３２の端面部分には型締め用の油室
３７が形成される。３８はソレノイドａ，ｂの作動によ
って切換えが行われる電磁切換弁であり、該電磁切換弁
３８の各ポートは、上記型締シリンダ３１内の油室３５
，３６、可変容量ポンプ３９、電磁切換弁４５及び電磁
比例流量制御弁４０に接続されている。そして、ソレノ
イドａが駆動されると第１位置をとり、ソレノイドｂが
駆動されると第２位置をとる。なお、Ｎ位置は中立位置
である。第１位置においては、可変容量ポンプ３９から
吐出された油は型締シリンダ３１内の油室３５に供給さ
れ、大径ロッド３３を介して可動プラテンを右方向に移
動させ、型閉じを行う。また、第２位置においては、可
変容量ポンプ３９から吐出された油は型締シリンダ３１
内の油室３６に供給され、大径ロッド３３を介して可動
プラテンを左方向に移動させ、型開きを行う。Ｎ位置に
おいては、スプールが中立状態に置かれ型締シリンダ３
１は停止する。

【００１３】３９は指令された信号によって斜板の傾転
角が変わり、吐出量が上記信号に比例して変更される可
変容量ポンプである。また、４０はソレノイドａによっ
て電気的に制御され、電気信号によって流量が比例制御
される電磁比例流量制御弁である。該電磁比例流量制御
弁４０はメータアウト回路を構成し、該電磁比例流量制
御弁４０を制御することによって型締シリンダ３１内の
油室３５，３６から排出される油量を絞り、型締シリン
ダ３１のピストン３２に制動作用を与える。

【００１４】４１はソレノイドａの作動によって第１位
置と第２位置をとる電磁切換弁である。第１位置におい
ては、電磁比例流量制御弁４０と油タンク４４が連通さ
れ、第２位置においては、油路４２と電磁比例流量制御
弁４０間を油路４３が連絡する。上記電磁切換弁４５は
、ソレノイドａの作動によって第１位置と第２位置をと
る。電磁切換弁４５は型開き時及び型閉じ時には第１位
置をとり、型締め用の油室３７はパイロットチェック付
プレフィル弁４７を通じて油タンク４９との間で油の吸
入、吐出を行う。型締め時には電磁切換弁４５は第２位
置をとり、電磁切換弁３８を通じて型締め用の油室３７
に油が供給される。

【００１５】上記電磁切換弁３８，４１，４５は、ソレ
ノイドａ，ｂによって切り換えられるだけのものであっ
て、通過抵抗が小さい構造となっている。上記構成の油
圧回路において、ピストン３２が移動すると、移動スト
ロークを変位センサ５１が検出し、該変位センサ５１か
らの変位指令信号が制御装置５２に送られ、該制御装置
５２からの制御信号によって可変容量ポンプ３９及び電
磁比例流量制御弁４０が制御される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の型開閉制御装置においては、可変容量ポンプ３９と
電磁比例流量制御弁４０の動作をマッチングする必要が
あり、可変容量ポンプ３９及び電磁比例流量制御弁４０
のいずれの装置にも高い精度が要求される。したがって
、上記型開閉制御装置を高精度の位置制御に使用するこ
とはできない。

【００１７】また、上記型締シリンダ３１のリターン油
路に電磁比例流量制御弁４０を設け、背圧を発生してい
るが、この場合必要以上に背圧を発生させてしまうため
、効率が低下してしまう。本発明は、上記従来の型開閉
制御装置の問題点を解決して、可変容量ポンプ、電磁比
例流量制御弁等の機器の特性を制御的に補償することに
よって高精度の位置制御を行うことができるだけでなく
、必要以上にリターン油路の背圧を高くしてしまうこと
のない型開閉制御装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の型
開閉制御装置においては、可動金型を配設した可動プラ
テンにロッドが連結され、ピストンの両側に型開き用の
油室及び型閉じ、型締め用の油室を形成した型締シリン
ダと、上記両油室に選択的に接続される可変容量ポンプ
と、上記両油室に選択的に接続され、リターン油を排出
するための電磁比例リリーフ弁を有している。

【００１９】また、可動プラテンの加速度を検出する手
段と、上記加速度に基づいて、減速に必要な背圧指令信
号を発生する手段を有しており、該背圧指令信号によっ
て上記電磁比例リリーフ弁の開度を調節するようになっ
ている。

【００２０】

【作用】本発明によれば、上記のように可動金型を配設
した可動プラテンにロッドが連結され、ピストンの両側
に型開き用の油室及び型閉じ、型締め用の油室を形成し
た型締シリンダと、上記両油室に選択的に接続される可
変容量ポンプと、上記両油室に選択的に接続され、リタ
ーン油を排出するための電磁比例リリーフ弁を有してい
る。したがって、該電磁比例リリーフ弁の開度を調節す
ることによってピストンを制動することができる。

【００２１】また、可動プラテンの加速度を検出する手
段と、上記加速度に基づいて、減速に必要な背圧指令信
号を発生する手段を有しており、該背圧指令信号によっ
て上記電磁比例リリーフ弁の開度を調節するようになっ
ている。したがって、減速時の加速度に対応する背圧が
常時ピストンに与えられる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の型開閉制御装置
のブロック図である。図において、１は可変容量ポンプ
であり、指令された信号によって斜板の傾転角が変わり
、吐出量が信号に比例して変更される。２は型締シリン
ダであり、該型締シリンダ２は、シリンダの中にピスト
ン３を摺動自在に配設している。該ピストン３の両側に
はロッド４，５が突出形成されていて、該ロッド５は可
動プラテン６を介して可動金型に連結されている。

【００２３】上記ピストン３は、型締シリンダ２の作動
によって往復動して型開閉、型締めを行う。そして、上
記ピストン３のロッド４側には油室７が形成され、該油
室７には型閉じ時及び型締め時に油が供給される。また
、上記ピストン３のロッド５側には油室８が形成され、
型開き時に油が供給される。電磁比例リリーフ弁１０は
ソレノイドａによって作動し、電気信号によって流量が
比例制御され、型締シリンダ２内の油室８（又は油室７
）から排出される油量を絞り、型締シリンダ２のピスト
ン３に制動作用を与える。

【００２４】上記型締シリンダ２のピストン３には位置
検出器１２が接続されていて、上記ピストン３が移動す
ると、移動ストロークを位置検出器１２が検出し、変位
信号ｘｌ　を減算器１３に出力する。また、型締シリン
ダ２のピストン３には（図においては可動プラテン６を
介して）加速度検出器１４が接続されていて、上記ピス
トン３が移動すると、加速度が検出される。

【００２５】ここで、上記型締シリンダ２のロッド５側
の油室８から吐出される油量を制御することによっての
み減速を行うとすると、加速度ｄ２　ｘｌ　／ｄｔ２　
（減速度−ｄ２　ｘｌ　／ｄｔ２　）と背圧Ｐ２　の関
係は次式で表される。 　　−Ｍ・ｄ２　ｘｌ　／ｄｔ２　＝Ａ２　・Ｐ２　−
Ｆｃ　　　　　　　　　　　……　　（１）Ａ２　：油
室８の受圧面積 Ｍ　　：可動プラテン６の質量 Ｆｃ：型締シリンダ２の摩擦力 上記式（１）において、可動プラテン６の質量Ｍ及び型
締シリンダ２の摩擦力Ｆｃは定数と考えられるので、減
速に必要な背圧Ｐ２　は次式のとおりとなる。

【００２６】 　　Ｐ２ｒｅｆ＝−（Ｍ／Ａ２　）・ｄ２　ｘｌ　／ｄ
ｔ２　−Ｆｃ　／Ａ２　……　　（２）したがって、上
記加速度検出器１４によって加速度ｄ２　ｘｌ　／ｄｔ
２　を求め、該加速度ｄ２　ｘｌ　／ｄｔ２　から式（
２）によって減速に必要な背圧指令信号Ｐ２ｒｅｆを求
めることができる。そのため、上記加速度検出器１４に
ゲイン２１が接続され、加速度ｄ２　ｘｌ　／ｄｔ２　
にＭ／Ａ２　が乗じられる。上記ゲイン２１の出力は加
算器２２に送られ、そこでゲイン２３から送られたＦｃ
　／Ａ２　の信号が加算され、減算器２４に送られる。

【００２７】一方、油室８内の油圧は圧力検出器２５に
よって検出され、微分器２６を経て上記減算器２４に送
られる。上記減算器２４においては、加算器２２から送
られた背圧指令信号Ｐ２ｒｅｆに対して、圧力検出器２
５によって検出された背圧Ｐ２　の微分値がフィードバ
ックされ、その偏差が求められる。このフィードバック
は、配管容積と慣性に基づく振動を抑制するために行わ
れる。

【００２８】そして、上記偏差はソレノイド駆動アンプ
２８を介して上記電磁比例リリーフ弁１０のソレノイド
ａに送られ、電磁比例リリーフ弁１０の開度が調節され
て背圧Ｐ２　が所望の値に制御される。このように制御
することによって、必要最小限の背圧Ｐ２　が発生する
ようになるので、高精度で、応答の速い制御を行うこと
ができる。

【００２９】一方、射出成形機本体の制御装置から速度
指令信号ｄｘｌｒｅｆ／ｄｔが積分器３０に出力され、
積分された後で位置指令信号ｘｌｒｅｆとなる。そして
、減算器１３において上記位置指令信号ｘｌｒｅｆと実
際の可動プラテン６の位置すなわちピストン３の変位信
号ｘｌ　との偏差が求められ、この偏差がゲイン３１に
送られて比例ゲインが掛けられ、その後ソレノイド駆動
アンプ３２によって増幅され、該ソレノイド駆動アンプ
３２の出力電流によって上記可変容量ポンプ１が制御さ
れる。

【００３０】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形すること
が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するもの
ではない。

【００３１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、可動金型を配設した可動プラテンにロッドが連結
され、ピストンの両側に型開き用の油室及び型閉じ、型
締め用の油室を形成した型締シリンダと、上記両油室に
選択的に接続される可変容量ポンプと、上記両油室に選
択的に接続され、リターン油を排出するための電磁比例
リリーフ弁を有している。したがって、該電磁比例リリ
ーフ弁の開度を調節することによってピストンを制動す
ることができる。

【００３２】また、可動プラテンの加速度を検出する手
段と、上記加速度に基づいて、減速に必要な背圧指令信
号を発生する手段を有しており、該背圧指令信号によっ
て上記電磁比例リリーフ弁の開度を調節するようになっ
ている。したがって、減速時の加速度に対応する背圧が
常時ピストンに与えられるので、必要以上に背圧を与え
ることがなくなる。

【００３３】また、リターン油路に弁を配設しない場合
に比べると、確実に減速力を発生することができるので
、位置精度が向上するとともに、ピストンの高速移動も
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の型開閉制御装置のブロック図である。

【図２】制御弁により制御する型開閉制御装置を示す図
である。

【図３】可変容量ポンプと電磁比例流量制御弁を制御す
る型開閉制御装置を示す図である。

【符号の説明】

１　　　　　　可変容量ポンプ ２　　　　　　型締シリンダ ３　　　　　　ピストン ４，５　　ロッド ６　　　　　　可動プラテン ７，８　　油室 １０　　　　電磁比例リリーフ弁 １２　　　　位置検出器 １３，２４　　　　減算器 １４　　　　加速度検出器 ２１，２３，３１　　　　ゲイン ２２　　　　加算器 ２５　　　　圧力検出器 ２６　　　　微分器 ２８，３２　　　　ソレノイド駆動アンプ３０　　　　
積分器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　（ａ）可動金型を配設した可動プラテ
   ンにロッドが連結され、ピストンの両側に型開き用の油
   室及び型閉じ、型締め用の油室を形成した型締シリンダ
   と、（ｂ）上記両油室に選択的に接続される可変容量ポ
   ンプと、（ｃ）上記両油室に選択的に接続され、リター
   ン油を排出するための電磁比例リリーフ弁と、（ｄ）可
   動プラテンの加速度を検出する手段と、（ｅ）上記加速
   度に基づいて、減速に必要な背圧指令信号を発生する手
   段と、（ｆ）該背圧指令信号によって上記電磁比例リリ
   ーフ弁の開度を調節する手段を有することを特徴とする
   型開閉制御装置。