JPH0445330B2

JPH0445330B2 -

Info

Publication number: JPH0445330B2
Application number: JP62316470A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Fukuda; Takeshi Sano; Masanobu Kurumachi; Kazuyuki Kajama; Koji Ueda; Tokuji Nakagawa; Naoki Takeuchi; Hiroaki Kondo
Original assignee: Kobe Steel Ltd; Takeda Chemical Industries Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd; Takeda Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 1987-12-14
Filing date: 1987-12-14
Publication date: 1992-07-24
Also published as: JPH01156019A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、加工物を圧縮成形する熱硬化性樹脂
成形用プレスに関する。

（従来の技術）油圧シリンダでスライドを移動させ、加工物を
圧縮成形する油圧プレスは周知である。この油圧
プレスは加工物の材質、形状に応じて種々の型式
のものがある。

自動車のフロントパネル、ボデイパネル等を、
熱硬化性のシート状材料であるSMC（Sheet
Molding Compound）で成形する場合、例えば、
特開昭60−15119号公報に記載の油圧プレスが用
いられていた。

この従来の油圧プレスは、ベースと、該ベース
に立設されたアプライトと、該アプライト上部に
設けられたクラウンと、該クラウンに設けられた
油圧シリンダと、該油圧シリンダのロツド下端に
支持され且つ前記アプライトに案内されて上下動
するスライドとを有し、前記ベース上面に下金型
を固定し、前記スライド下面に上金型を固定し、
上下金型間のキヤビテイ内で樹脂を圧縮成形する
ものであつた。

前記従来の油圧プレスにおいて、SMC材料を
圧縮成形するには、第７図に示す如く、油圧シリ
ンダを制御していた。即ち、スライドが上死点か
ら下降して型締めするまでの間t₁，t₂，t₃は、油
圧シリンダの速度を多段階に制御する速度制御が
採用され、材料が金型キヤビテイ内に充満した
後、圧縮成形が完了するまでの間t₄，t₅は、油圧
シリンダの加圧力を一定にする圧力制御が採用さ
れ、成形完了から型開きの間t₆，t₇は、再度速度
制御に切換えられていた。

前記速度制御から圧力制御への切換は、タイマ
ーのセツトアツプによつて行なわれていた。

一方、前記速度制御から圧力制御に切換えるの
を、加圧シリンダ内の圧力が所定圧に達した時に
行なうようにしたものも公知である（例えば、特
開昭62−95205号公報、特公昭59−23920号公報、
及び特公昭51−26943号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点）前記従来のタイマーによる制御切換では、次の
問題点があつた。

即ち、第７図に示すt₅の範囲で圧力制御を行な
い成果を上げるためには、金型内に樹脂（SMC）
が完全に充満している必要があるが、タイマーで
の制御切換えでは、金型内に樹脂が充満していよ
うが、いまいが、外的（タイマー）な制御のみ
で、圧力制御に切換えるため、十分な成果が得ら
れなかつた。

例えば、第７図に示すt₃，t₄の設定が短かかつ
た時、材料は型内に充満されないうちに圧力制御
を行なうため、型内樹脂には圧力がかからず、著
しい時にはシヨートシヨツトの発生又は欠けが発
生する等の問題が生じていた。

逆に、t₂，t₄の設定が長すぎると、樹脂は型内
に充満した後、加熱固化を始めており、一部は固
化が開始されているために、樹脂に対して圧力が
作用せず、成形品の強度も十分なものが得られな
いことがあつた。

一方、前記従来の、加圧シリンダ内の圧力を検
出して油圧シリンダの制御を速度制御から圧力制
御に切り換えるものにあつては、スライドの平衡
移動については、何等考慮されていないため、ス
ライドが傾斜した状態で、加工物を圧縮するおそ
れがあつた。スライドが傾斜した状態では、金型
の合わせ面に斜めの間隙が生じ、加工物がキヤビ
テイ内に充満するとき、その斜めの間隙からはみ
出し、正確な圧力検出が出来ず、切り換え時期が
バラつくという問題があつた。

そこで、前記特開昭60−15119号公報に記載の
スライド平衡制御のものと、特開昭62−95205号
公報等に記載の制御のものとを組み合わせること
が考えられる。

しかし、前記従来技術には、これら各制御をど
の様に組み合わせ、具体的な構成をどの様に得る
のかまでは開示されていない。

即ち、各制御は、互いに影響を及ぼし合うもの
であるから、それら相互の影響を如何に少なくし
た制御系を得るかは、きわめて困難な課題であつ
た。

そこで、本発明は、スライドの平衡制御を行
い、且つ、加工物が正確にキヤビテイ内に充満し
たことを正確に検出するようにして、高品質の成
形を行えるようにした熱硬化性樹脂成形用プレス
を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）前記目的を達成るるため、本発明は次の手段を
講じた。即ち、本発明の特徴とするところは、下
金型を取り付けるベツドと、上金型を取り付ける
上下動自在なスライドと、該スライドを下方移動
させる加圧シリンダと、前記ベースの４隅に設け
られて前記スライド下面に着脱自在に当接するレ
ベリングシリンダと、前記加圧シリンダに作動油
を供給するサーボポンプと、前記レベリングシリ
ンダに作動油を供給する油圧ポンプと、前記サー
ボポンプと加圧シリンダ間の油圧回路に介在され
た圧力制御弁と、前記油圧ポンプとレベリングシ
リンダ間の油圧回路に介在されたサーボ弁と、前
記加圧シリンダ内の圧力を検出する圧力検出手段
と、前記スライドの平衡度を維持すべく前記サー
ボ弁を制御し、且つ、前記圧力検出手段の検出値
が所定値になつたとき、前記加圧シリンダの制御
を、サーボポンプによる速度制御から、圧力制御
弁による圧力制御に切り換える制御手段とを具備
した点にある。

（作用）本発明によれば、型開きされた金型キヤビテイ
内に加工物を充填し、加圧シリンダでスライドを
下降させて金型を型締めし、且つ、レベリングシ
リンダで金型の平衡制御をしつつ、加圧すること
により加工物を圧縮成形する。

前記型締めまでの加圧シリンダの移動は、速度
制御され、加圧時は、圧力制御される。前記速
度制御は、サーボポンプの吐出量を制御手段によ
り制御することにより行われる。前記圧力制御
は、サーボポンプの吐出量を一定として圧力制御
弁を制御手段により制御することにより行われ
る。前記レベリングシリンダの平衡制御は、前記
サーボポンプとは別の油圧ポンプから供給される
作動油を、サーボ弁を介して制御手段により制御
することにより行われる。

従つて、速度制御、圧力制御、平衡制御の相互
影響が小さくなり、高精度の制御が行える。

前記加圧シリンダの速度制御から圧力制御への
切替は、圧力検出手段により加圧シリンダ内圧を
検出し、この検出値が予め設定した設定圧と一致
したときに行う。この設定値は、キヤビテイ内に
加工物が充満した時点の圧力とされ、この設定値
は予め実験等で求められている。

本発明によれば、スライドが平衡制御されてい
るので、キヤビテイ内の材料が均一な流動パタン
を描いてキヤビテイ内に充満する。従つて、金型
内に設置した圧力検出手段による圧力検出が均一
になり、バラつくことがなく、速度制御から圧力
制御の切替が高精度に行える。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。

第２図に示すものは、SMC用の油圧プレスで
あり、フロアーに固定されたベツド１と、ベツド
１の四隅に立設されたアツプライト２と、この４
本のアツプライト２の上端部を連結固定するクラ
ウン３とを有する。前記クラウン３の中央部には
単動式のメインシリンダ４が取付けられ、メイン
シリンダ４のピストンロツド５はクラウン３の下
方に突出し、該ピストンロツド５の下端にスライ
ド６が連結されている。このスライド６は前記４
本のアツプライト２に案内され上下動自在とされ
ている。また、前記クラウン３の左右両側に複動
式のサブシリンダ７が設けられ、このサブシリン
ダ７のピストンロツド８がスライド６に連結され
ている。前記メインシリンダ４及びサブシリンダ
７が、本発明の加圧シリンダを構成している。

前記ベツド１の四隅には、レベリングシリンダ
９が設けられ、このシリンダ９のピストンロツド
１０の上端面は前記スライド６の下面に接離自在
に当接する。

前記スライド６の下面に上金型１１が着脱自在
に取付けられ、また前記ベツド１の上面に下金型
１２が着脱自在に取付けられている。

前記上・下金型１１，１２は、型締めされると
両者の合せ部にキヤビテイ１３が形成されるよう
構成され、下金型１２には、キヤビテイ１３内の
圧力を検出する型圧センサ１４が内蔵されてい
る。

前記ベツド１の側面にロータリエンコーダ１５
が取付けられ、このエンコーダ１５の入力軸に取
付けられたスプロケツト１６と、前記クラウン３
の側面に回動自在に取付けられたスプロケツト１
７との間に、チエン１８が巻掛けられ、このチエ
ン１８の両端部はスライド６に取付けられたブラ
ケツト１９に係止されている。しかして、前記エ
ンコーダ１５はスライド６の位置及び移動速度を
検出する。

前記クラウン３上にオイルタンク２０が載置さ
れ、該オイルタンク２０と前記メインシリンダ４
は満油弁２１を介して接続されている。更に、メ
インシリンダ４とサブシリンダ７は、油圧配管２
２，２３，２４を介して加圧シリンダ用油圧ユニ
ツト２５に接続されている。油圧配管２２，２３
には圧力検出手段２２ａ，２３ａが介在されてい
る。また前記レベリングシリンダ９は油圧配管２
６を介してレベリング油圧ユニツト２７に接続さ
れている。

前記加圧シリンダ用油圧ユニツト２５、レベリ
ング油圧ユニツト２７、型圧センサ１４、ロータ
リエンコーダ１５及び圧力検出手段２２ａ，２３
ａは、互いに制御手段２８に電気的に接続されて
いる。

尚、２９は、金型搬出入台である。

第３図に示すものは、前記加圧シリンダ用油圧
ユニツト２５内の油圧回路図である。

同図において、３０はオイルタンクであり、
M₁，M₂は油圧ポンプ駆動用第１及び第２モータ
である。第１モータM₁は２台の速度制御用第１
及び第２サーボポンプP₁，P₂を駆動し、第２モ
ータM₂は、第３及び第４油圧ポンプP₃，P₄とサ
ーボ用油圧ポンプP₅とを駆動している。

第１乃至第４ポンプP₁〜P₄の吐出口は第１〜
４油圧ライン３１，３２，３３，３４に夫々接続
されている。第１〜４油圧ライン３１，３２，３
３，３４は第５油圧ライン３５に集合され、第５
油圧ライン３５は第６及び第７油圧ライン３６，
３７に分岐している。第６油圧ライン３６は、メ
インシリンダ４に接続された前記油圧配管２２
と、サブシリンダ７のヘツド側に接続された前記
油圧配管２３とに分岐している。前記第７油圧ラ
イン３７は、サブシリンダ７のロツド側に接続さ
れた前記油圧配管２４に接続されている。サーボ
用油圧ポンプP₅の吐出口に接続されたパイロツ
ト油圧配管３８は、図中、点線で示されている。

前記第１〜４油圧ライン３１，３２，３３，３
４には夫々、遠隔操作リリーフ弁３９，４０，４
１，４２が介在され、各リリーフ弁３９，４０，
４１，４２はドレンライン４３に接続されてい
る。ドレンライン４３には冷却器４４が介在され
ている。

前記第６油圧ライン３６には第１〜３オン・オ
フ弁４５，４６，４７が介在されている。第１オ
ン・オフ弁４５は、第６油圧ライン３６を開閉自
在とする。第２オン・オフ弁４６は第６油圧ライ
ン３６をオイルタンク３０に開放する。第３オ
ン・オフ弁４７は、メインシリンダ用配管２２を
開閉自在とする。これら各オンオフ弁４５，４
６，４７はパイロツト油圧配管３８の油圧によつ
て操作される。この操作は前記制御手段２８から
の指令により行なわれる。

前記第１オンオフ弁４５と第３オンオフ弁４７
間の第６油圧ライン３６に圧力制御弁４８が介在
されている。この圧力制御弁４８は、前記制御手
段２８からの指令により、その設定圧を無段階も
しくは有段階に変更自在とされている。

前記第７油圧ライン３７にも第４〜６オンオフ
弁４９，５０，５１が介在されている。これらの
各オンオフ弁４９，５０，５１も前記制御手段２
８からの指令によつて開閉操作される。

前記満油弁２１にはチエツク弁５２が内蔵さ
れ、このチエツク弁５２はパイロツト油圧配管３
８の油圧によつてON−OFF操作される。この操
作も前記制御手段２８の指令によつて行なわれ
る。

第４図は、レベリング油圧ユニツト２７の油圧
回路図であり、オイルタンク５３の作動油は、油
圧ポンプP₆、第８油圧ライン５４を通つてレベ
リングシリンダ９に接続された前記油圧配管２６
に接続されている。この第８油圧ライン５４にサ
ーボ弁５５が介在され、該サーボ弁５５は、前記
制御手段２８からの指令によつて作動する。この
サーボ弁５５は、各レベリングシリンダ９に対応
して４ケ設けられている。

第５図に示すものは、前記構成の油圧プレスの
動作フロー図であり、第１図に示すものはその動
作線図である。

これらの図面において、STEP1は、スライド
６が上死点位置にあるスタート時点を示す。この
状態において、下金型１２のキヤビテイ１３に
SMC材料５６が充填される。次にSTEP2は、
スライド６が高速で下降する状態を示している。
この時、第３図の油圧回路図において、第１〜４
ポンプP₁，P₂，P₃，P₄からの作動油が、第１〜
４油圧ライン３１，３２，３３，３４及び第５油
圧ライン３５を通り、更に、第６油圧ライン３６
からメインシリンダ４及びサブシリンダ７の油圧
配管２２，２３を通つて、メインシリンダ４及び
サブシリンダ７に供給される。この時、第１，
３，５，６の各オンオフ弁４５，４７，５０，５
１は開き、第２及び第４オンオフ弁４６，４９は
閉じられている。この時、サブシリンダ７のロツ
ド側油は第５オンオフ弁５０を通つてタンク３０
に戻される。

STEP3は、スライド６の中速下降状態を示し、
速度制御サーボポンプP₁，P₂の吐出量を制御手
段２８により制御することにより、スライド６の
下降速度を中速にする。このSTEP2からSTEP3
への切換えは、ロータリエンコーダ１５によるス
ライド６の位置検出に基づき行なわれる。

STEP4は速度制御とレベリング制御が同時に
行なわれる。即ち、ロータリエンコーダ１５によ
るスライド６の位置検出に基づき、STEP3から
STEP4に切換えられ、この時、スライド６の下
面は、レベリングシリンダ９のロツド１０上端面
にソフトタツチする。その後、スライド６はレベ
リングシリンダ９のロツド１０を押圧しながら下
降する。このレベリングシリンダ９は、４本とも
同じレベルになるよう各サーボ弁５５が制御さ
れ、スライド６の水平度が高精度に維持される。

このSTEP4において、速度制御サーボポンプ
P₁，P₂が制御され、スライド６の下降速度は多
段階に制御される。このSTEP4の終りにおいて
上金型１１と下金型１２の型締めが終り、キヤビ
テイ１３内のSMC材料５６がキヤビテイ１３内
に充満する。

キヤビテイ１３内にSMC材料５６が充満する
と、メインシリンダ４及びサブシリンダ７の内圧
は、第６図に示す如く、ピーク値を示す。この油
圧力変化は圧力検出手段２２ａ，２３ａによつて
検知される。この検出値と予じめ設定された設定
値とが一致すると、前記速度制御から次の圧力制
御に切換えられる。この制御切換がSTEP5で示
されている。

STEP6は、圧力制御とレベリング制御とを同
時に行っている状態を示す。

即ち、油圧ポンプからの吐出量を一定とし、圧
力制御弁４８によつて油圧回路の圧力を制御す
る。

この圧力制御は、キヤビテイ１３内のSMC材
料５６の状態変化を型圧センサ１４で検知し、該
状態変化に対応して多段階（無段階も含む）に加
圧力を制御する。この制御指令は制御手段２８に
より行なわれる。

前記多段階圧力制御は、キヤビテイ１３内の
SMC材料５６の時間の経過による状態変化が予
じめ判つている場合は、予じめ定めた時間毎に、
予じめ定めた設定圧に、多段に制御することによ
つても達成される。

前記圧力制御において、レベリングシリンダ９
は、メインシリンダ４やサブシリンダ７の圧力変
化に対応して制御され、スライド６を水平維持す
る。

しかして、圧縮成形が完了すると、圧抜き工程
を介してスライド６を少し上昇させ、インモール
ドコートが行なわれる。この工程はSTEP7で示
されている。このSTEP7は、サーボ弁５５によ
り速度制御が行なわれる。このスライド上昇に際
しては、第２，３，５オンオフ弁４６，４７，５
０が閉じられ、第１，４，６オンオフ弁４５，４
９，５１が開かれる。しかして、作動油は第５油
圧ライン３５から第６及び７油圧ライン３６，３
７を通つて、サブシリンダ７のシリンダ側及びロ
ツド側に供給され、サブシリンダ７はフリー状態
になる。メインシリンダ４の油は、チエツク弁５
２をパイロツト圧で操作することにより満油弁２
１を介してオイルタンク２０に流入可能とされ
る。

そして、レベリングシリンダ９のサーボ弁５５
を介してレベリングシリンダ９を上昇させること
により、スライド６が上昇される。

このスライド６の上昇に際しても、レベリング
シリンダ９は制御され、水平状態を維持してスラ
イド６を上昇させる。

このスライド６の上昇速度及び位置は、ロータ
リエンコーダ１５によつて検出され、速度制御に
フイードバツクされる。

インモールドコートが完了すると、再度スライ
ド６が下降し、所定位置に達すると速度制御から
圧力制御に切換えられる。この切換えも圧力検出
手段２２ａ，２３ａの圧力検出に基づき行なわれ
る。この工程がSTEP8で示されている。

STEP8において、前記STEP6と同様に多段階
の圧力制御が行なわれ、インモールドコートも含
めた圧縮成形が完了する。その後、圧抜きを行つ
た後、スライド６を元の上死点まで上昇させる。
この上昇工程はSTEP9以後に示されており、こ
のSTEP9以後は速度制御とされている。この
STEP9以後におけるスライド上昇に際しては、
第１，３，５オンオフ弁４５，４７，５０が閉じ
られ、第２，４，６オンオフ弁４６，４９，５１
が開かれる。しかして、作動油は第５油圧ライン
３５から第７油圧ライン３７を通つて、サブシリ
ンダ７のシリンダヘツド側の油は、第６油圧ライ
ン３６の第２オンオフ弁４６を通つてタンク３０
に戻され、メインシリンダ４の油は、チエツク弁
５２をパイロツト圧で操作することにより、満油
弁２１を介してオイルタンク２０に戻される。

しかして、油圧プレスの全工程が完了する。

尚、本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、例えばメインシリンダまたはサブシリン
ダのいずれか一方の油圧変化を検出して制御を切
換えるようにしてもよく、また、型内の材料の状
態変化をメインシリンダの油圧力の変化で検出し
て、加圧力を多段階に制御することも可能であ
る。また、スライドの位置検出をエンコーダで行
なつたが、リミツトスイツチ等で行なつてもよ
い。また、圧力制御弁は、複数個の設定圧の異な
る制御弁を多数用いて、多段階制御するものであ
つてもよい。

（発明の効果）本発明によれば、レベリングシリンダでスライ
ドの平行を維持し、加工物が金型の合せ面の間隙
よりはみ出さないようにし、そして、加圧シリン
ダ内の圧力を検出するように構成しているので、
加工物のキヤビテイ内充満および充満圧力の検出
が正確になるので、速度制御から圧力制御への切
換えが適切となり、以後の圧力制御において、プ
レス加圧力が加工物に十分に作用し、成形品の強
度、寸法精度及びひすび等を改善することができ
る。更に、本発明によれば、加圧シリンダとレ
ベリングシリンダの作動油供給が、サーボポンプ
と油圧ポンプとにより個別に行われること、及
び、加圧シリンダの速度制御と圧力制御が、サー
ボポンプと圧力制御弁により、また、レベリング
シリンダの平衡制御がサーボ弁により各々個別に
行われるので、相互の影響が小さくなり、高精度
の制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多段階圧力制御の実施例を示
すプレス動作線図、第２図は本発明の実施例を示
す油圧プレスの一部断面正面図、第３図はメイン
シリンダの油圧回路図、第４図はレベリングシリ
ンダの油圧回路図、第５図は本発明の実施例の油
圧プレスの動作フロー図、第６図はシリンダ内圧
力を示すグラフ、第７図は従来の圧力一定の圧力
制御を示すグラフである。４……メインシリンダ、６……スライド、７…
…サブシリンダ、１１……上金型、１２……下金
型、１３……キヤビテイ、２２ａ，２３ａ……圧
力検出手段、２８……制御手段、４８……圧力制
御弁、P₁，P₂……速度制御ポンプ。

Claims

【特許請求の範囲】１下金型を取り付けるベツドと、上金型を取り付ける上下動自在なスライドと、該スライドを下方移動させる加圧シリンダと、前記ベースの４隅に設けられて前記スライド下
面に着脱自在に当接するレベリングシリンダと、前記加圧シリンダに作動油を供給するサーボポ
ンプと、前記レベリングシリンダに作動油を供給する油
圧ポンプと、前記サーボポンプと加圧シリンダ間の油圧回路
に介在された圧力制御弁と、前記油圧ポンプとレベリングシリンダ間の油圧
回路に介在されたサーボ弁と、前記加圧シリンダ内の圧力を検出する圧力検出
手段と、前記スライドの平衡度を維持すべく前記サーボ
弁を制御し、且つ、前記圧力検出手段の検出値が
所定値になつたとき、前記加圧シリンダの制御
を、サーボポンプによる速度制御から、圧力制御
弁による圧力制御に切り換える制御手段とを具備
したことを特徴とする熱硬化性樹脂成形用プレ
ス。