JPH05147092A - 射出成形機 - Google Patents

射出成形機

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JPH05147092A
JPH05147092A JP34204091A JP34204091A JPH05147092A JP H05147092 A JPH05147092 A JP H05147092A JP 34204091 A JP34204091 A JP 34204091A JP 34204091 A JP34204091 A JP 34204091A JP H05147092 A JPH05147092 A JP H05147092A
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screw
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Nobuyuki Nakamura
伸之 中村
Atsushi Koide
淳 小出
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Nissei Plastic Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多段式の油圧シリンダを含むスクリュ駆動機
構の小型化及び低コスト化を図るとともに、高精度かつ
安定した圧力制御を行う。 【構成】 多段式の油圧シリンダによってスクリュ3を
進退駆動するスクリュ駆動機構Eを備える。ピストン5
x、5yを内蔵し、ピストン本体の前方を前油室4x
f、4yf、後方を後油室4xr、4yrとするととも
に、スクリュ3の軸心に対して対称位置に配した一対の
外シリンダ部2xo、2yoと、各ピストン5x…の内
部に内油室6x、6yを設け、かつ外シリンダ部2xo
…の後端から油管7x、7yを通して内油室6x…に圧
油を供給可能に構成した一対の内シリンダ部2xi、2
yiと、前油室4xf…、後油室4xr…又は内油室6
x…の一又は二以上を選択して圧油を供給可能な油圧回
路8を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は多段式の油圧シリンダに
よりスクリュを進退駆動するスクリュ駆動機構を備えて
なる射出成形機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、多段式の油圧シリンダを備えた射
出成形機は、実開平2−146017号公報及び特公昭
59−15295号公報で知られている。
【0003】前者の射出成形機はスクリュの軸心に対し
て対称となる位置に並列に配置した対をなす単一油圧シ
リンダを、スクリュに複数対連結したものであり、ま
た、後者の射出成形機は段階的に径寸法の異なる数種の
ラムをその径寸法の大きな順に連続させ、このラムとシ
リンダにより構成した作用室を円筒状に形成するととも
に、各作用室にそれぞれ油の流入管を接続して方向制御
弁に導き、それぞれの作用室に同時に、或いは各作用室
に時間差を設けて油を圧入し、油圧シリンダを作動させ
るようにしたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の射出成
形機は次のような解決すべき課題が存在した。
【0005】まず、前者の場合は別体に構成した複数の
異なる単一油圧シリンダを組合わせるため、段数に応じ
て油圧シリンダの使用数量が増加し、著しい大型化を招
く難点がある。一方、後者の場合は見掛上一体的な油圧
シリンダとなるため、前者の場合に比べて幅方向の寸法
は小さくなるが、反面、スクリュを回転駆動する計量側
の駆動機構と油圧シリンダを前後に配さなければならな
いため、前後方向の寸法が大きくなるとともに、径寸法
も大きくなり、結局、小型化を図れない難点がある。し
かも、油圧シリンダにおけるシリンダ部の形状も複雑と
なるため、大幅なコストアップを招いてしまう。
【0006】ところで、通常、金型キャビティに樹脂を
充填する射出工程では、スクリュに対する速度制御を行
っており、速度の大きさは射出圧力の可変に基づいて制
御される。一方、金型キャビティ内に流入した樹脂は外
側(スキン層)ほど早く硬化が進行し、金型キャビティ
内における樹脂の流動状態は一定とはならない。このた
め、射出圧力の大きさは樹脂の流動状態に応じて変動す
ることになり、成形品質も大きく左右される。即ち、樹
脂の流動状態に応じて樹脂に対する残留応力が変化し、
反りや歪等の成形不良の発生原因となる。
【0007】しかし、従来の射出成形機では圧力変化が
ステップ状となる多段式の油圧シリンダを採用するた
め、高精度かつ安定な圧力制御を行うことができず、成
形品質を高めるにも限界があった。
【0008】本発明はこのような従来の技術に存在する
課題を解決したものであり、多段式の油圧シリンダを含
むスクリュ駆動機構の小型化及び低コスト化を図れると
ともに、高精度かつ安定した圧力制御を行うことができ
る射出成形機の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は多段式の油圧シ
リンダ2x、2yによってスクリュ3を進退駆動するス
クリュ駆動機構Eを備えてなる射出成形機1を構成する
に際して、特に、前端5xf、5yfがスクリュ3側に
結合するピストン5x、5yを内蔵し、ピストン本体5
xu、5yuの前方を前油室4xf、4yf、後方を後
油室4xr、4yrとするとともに、スクリュ3の軸心
に対して対称位置に配した一対の外シリンダ部2xo、
2yoと、各ピストン5x、5yの内部に内油室6x、
6yを設け、かつ外シリンダ部2xo、2yoの後端2
xr、2yrから油管7x、7yを通して内油室6x、
6yに圧油を供給可能に構成した一対の内シリンダ部2
xi、2yiと、前油室4xf、4yf、後油室4x
r、4yr又は内油室6x、6yの一又は二以上を選択
して圧油を供給可能な油圧回路8を備えてなることを特
徴とする。
【0010】この場合、内油室6x…の受圧面積Si、
前油室4xf…の受圧面積Sf及び後油室4xr…の受
圧面積Srの大きさは、Si<Sf<Srの関係に構成
する。また、油圧回路8には圧力制御弁9m、9pによ
り戻り油の圧力を制御するメータアウト回路9を備え
る。
【0011】
【作用】本発明に係る射出成形機1は、各ピストン5
x、5yに設けた内シリンダ部2xi、2yiの内油室
6x、6yのみに圧油を供給すれば、各ピストン5x、
5yが前進するとともに、スクリュ3が前進し、このと
きのスクリュ3に対する出力の大きさFi〔kg〕は両
内油室6x、6yの受圧面積Si〔cm2〕と油圧回路
8の油圧Pi〔kg/cm2〕の積(Si×Pi)とな
る。
【0012】一方、各外シリンダ部2xo、2yoの後
油室4xr、4yrのみに圧油を供給すれば、各ピスト
ン5x、5yが前進するとともに、スクリュ3が前進
し、このときのスクリュ3に対する出力の大きさFrは
両後油室4xr、4yrの受圧面積Srと油圧回路8の
油圧Piの積(Sr×Pi)となる。
【0013】また、各外シリンダ部2xo、2yoの前
油室4xf、4yfに圧油を供給すれば、各ピストン5
x、5yを後退させる方向に加圧するため、スクリュ3
に対して出力Fnは負方向となり、その大きさは両前油
室4xf、4yfの受圧面積Sfと油圧回路8の油圧P
iの積(Sf×Pi)となる。
【0014】したがって、内油室6x…の受圧面積S
i、前油室4xf…の受圧面積Sf及び後油室4xr…
の受圧面積Srの大きさを、Si<Sf<Srの関係に
構成するとともに、油圧回路8の制御により、前油室4
xf…、後油室4xr…又は内油室6x…の一又は二以
上を選択して圧油を供給すれば、スクリュ3に対する出
力として、F1=Fi、F2=Fr−Fn、F3=Fi
+Fr−Fn、F4=Fr、F5=Fi+Frの五通り
の大きさ、換言すれば異なる五通りの射出圧力を選択で
きる。また、この際、メータアウト回路9を構成する圧
力制御弁9m、9pにより、戻り油の圧力を制御すれ
ば、選択した各出力(射出圧力)において背圧制御が可
能となり、メータイン圧力を一定にしても射出圧力に対
して連続した直線性制御を容易に行うことができる。
【0015】
【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。
【0016】まず、本発明に係る射出成形機の構成につ
いて、図1及び図2を参照して説明する。
【0017】図中、符号1は射出成形機であり、特に、
射出装置の一部を示す。11は加熱筒支持盤12により
後端が支持された加熱筒であり、スクリュ3を内蔵する
とともに、このスクリュ3の後端はスクリュ駆動機構E
に支持される。スクリュ駆動機構Eはシリンダユニット
13を備え、同ユニット13はスクリュ3の軸心に対し
て対称位置に配した一対の油圧シリンダ2x、2yと、
各油圧シリンダ2xと2yを連結する連結盤部14から
なり、シリンダユニット13と加熱筒支持盤12は複数
のタイバー15…によって連結する。
【0018】また、各油圧シリンダ2x、2yはピスト
ン5x、5yを内蔵する外シリンダ部2xo、2yoを
有する。これにより、各外シリンダ部2xo、2yoの
内部におけるピストン本体5xu、5yuの前方は前油
室4xf、4yfとなり、ピストン本体5xu、5yu
の後方は後油室4xr、4xrとなる。また、ピストン
5x、5yの内部には内油室6x、6yをそれぞれ形成
することにより、内シリンダ部2xi、2yiを構成す
る。そして、外シリンダ部2xo、2yoの後端2x
r、2yrにおける中央には外シリンダ部2xo、2y
oの軸心に沿って直線状の油管7x、7yを内部に突出
させ、その先端側はピストン5x、5yの後端を貫通し
て内油室6x、6yの内部に臨む。これにより、油管7
x、7yを通して内油室6x、6y内に圧油を供給可能
となる。
【0019】なお、内油室6x…の受圧面積Si、前油
室4xf…の受圧面積Sf及び後油室4xr…の受圧面
積Srの大きさは、Si<Sf<Srの関係となる。
【0020】一方、ピストン5x、5yにおけるピスト
ンロッド5xt、5ytは外シリンダ部2xo、2yo
の前端から外部に突出させ、ピストンロッド5xt、5
ytの先端5xf、5yfは可動ブロック16の両端に
結合する。可動ブロック16はその中心に複数のベアリ
ング17…によって回動自在に支持される回動ブロック
18を備え、回動ブロック18の先端中心にスクリュ3
の後端を結合する。また、連結盤部14にはオイルモー
タ19を取付け、同モータ19の回転シャフトはスプラ
イン機構20を介して回動ブロック16の後端に結合す
る。このような構成により、各部の合理的なレイアウト
が可能となり、特に、スクリュ駆動機構Eの小型コンパ
クト化を図れる。
【0021】よって、射出用駆動系を構成する油圧シリ
ンダ2x、2yを作動制御すれば、可動ブロック16、
回動ブロック18が進退し、スクリュ3を進退制御でき
るとともに、計量用駆動系を構成するオイルモータ19
を作動制御すれば、回動ブロック16が回転し、スクリ
ュ3を回転制御できる。
【0022】他方、8は油圧回路であり、各外シリンダ
部2xo、2yoにおける前油室4xfと4yf、後油
室4xrと4yr、各油管7xと7yはそれぞれ共通接
続することにより油圧回路8に接続する。油圧回路8
は、油圧ポンプ25、油タンク26、四ポート切換弁V
1、V2、V3、V4、リリーフ弁27、冷却器28、
メータアウト回路9を備え、図1に示すように配管接続
する。また、メータアウト回路9はメインリリーフ弁
(圧力制御弁)9m、パイロットリリーフ弁(電磁比例
圧力制御弁)9p、チャック弁9cを含む。
【0023】また、図5は単純化した制御系の一例を示
し、31は設定部、32は演算処理部である。このよう
な系により、設定部31で射出圧力Pを設定すれば、演
算処理部32は切換弁制御指令を出力して四ポート切換
弁V1、V2、V3、V4を切換制御するとともに、圧
力制御指令を出力してメータアウト回路9のパイロット
リリーフ弁9pを可変制御する。
【0024】次に、本発明に係る射出成形機1の全体的
な動作について説明する。
【0025】まず、油圧回路8により前油室4xf…、
後油室4xr…又は内油室6x…の一又は二以上を選択
して圧油を供給すれば、スクリュ3に対する出力Fとし
て、F1=Fi、F2=Fr−Fn、F3=Fi+Fr
−Fn、F4=Fr、F5=Fi+Frの五通りの大き
さを選択できる。この場合、出力の大きさFiは両内油
室6x、6yの受圧面積Siと油圧回路8の油圧Piの
積(Si×Pi)、Frは両後油室4xr、4yrの受
圧面積Srと油圧回路8の油圧Piの積(Sr×Pi)
である。また、出力の大きさFnは両前油室4xf、4
yfの受圧面積Sfと油圧回路8の油圧Piの積(Sf
×Pi)であり、負の方向に作用することを意味する。
【0026】一方、図3は各出力F1〜F5を選択する
に際して切換制御する四ポート切換弁V1、V2、V
3、V4の制御マトリクスであり、無印は中立位置を示
すとともに、○印は四ポート切換弁V1、V2、V3又
はV4を、図1において対応するシンボルa側又はシン
ボルb側に切換えることを意味する。一例として、出力
F1を選択する場合、四ポート切換弁V2はシンボルa
側に、四ポート切換弁V3はシンボルb側に、四ポート
切換弁V4はシンボルb側にそれぞれ切換制御する。そ
の他の出力モード、さらに、オイルモータ19の作動及
びスクリュ3の後退作動においても、図3に示す制御マ
トリクスに従って各ポート切換弁V1、V2、V3、V
4が同様に切換制御される。
【0027】他方、図4は縦軸を射出圧力P〔kg/c
2〕、横軸をスクリュ3に対する出力F〔kg〕とし
た特性図であり、射出圧力Pに対応する出力Fの大きさ
を示す。即ち、図3に示す制御マトリクスに従って各四
ポート切換弁V1、V2、V3、V4を切換制御すれ
ば、出力Fは図4に示すようにステップ状に変化するこ
とを表している。一例として、射出圧力P4を指定すれ
ば、出力F4を出力し、この際、図3におけるF4に対
応して四ポート切換弁V1、V4が切換制御される。な
お、射出圧力P4の大きさはF4/Ss(F4:Sr×
Pi,Ss:加熱筒断面積)となり、他の射出圧力P1
…とともに、予め設定部31において指定又は選択可能
に設定されてイる。
【0028】また、メータアウト回路9を構成するメイ
ンリリーフ弁9m及びパイロットリリーフ弁9pによ
り、戻り油の背圧制御を行えば、射出圧力に対して連続
した直線性制御を行うことができる。図4における直線
状に表した一次関数特性はこのような制御を行う場合で
ある。即ち、一例として、図4に示す射出圧力Pxを指
定すれば、まず、図5において、切換弁制御指令が出力
し、図3におけるF4に対応して四ポート切換弁V1、
V4が切換制御される。一方、演算処理部32は図4に
示す一次関数特性に従って、メータアウト回路9におけ
る戻り油の背圧Poを演算する。この場合、背圧Poは
Po={(Pi×Sr)−(P4×Ss)}/Sfで求
められるため、対応する圧力制御指令をパイロットリリ
ーフ弁9pに付与し、同リリーフ弁9Pを可変制御す
る。これにより、スクリュ3に対する出力の大きさはF
xとなる。このように、選択した各出力F(射出率)に
おいて背圧制御を併用すれば、射出圧力Pに対する連続
した直線性制御を容易に行うことができる。
【0029】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、本発明におけるスクリュとは樹脂を射出可能な
プランジャ等の各種射出部材を含む概念である。その
他、細部の構成、形状等において、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で任意に変更できる。
【0030】
【発明の効果】このように、本発明に係る射出成形機
は、前端がスクリュ側に結合するピストンを内蔵し、ピ
ストン本体の前方を前油室、後方を後油室とするととも
に、スクリュの軸心に対して対称位置に配した一対の外
シリンダ部と、各ピストンの内部に内油室を設け、かつ
外シリンダ部の後端から油管を通して内油室に圧油を供
給可能に構成した一対の内シリンダ部と、前油室、後油
室又は内油室の一又は二以上を選択して圧油を供給可能
な油圧回路を備えるため、多段式の油圧シリンダを含む
スクリュ駆動機構の小型化及び低コスト化を図れるとと
もに、高精度かつ安定した圧力制御を行うことができる
という顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る射出成形機の平面方向からみた一
部断面を含む部分構成図、
【図2】同射出成形機の側面方向からみた部分構成図、
【図3】出力に対する四ポート切換弁の制御マトリクス
図、
【図4】射出圧力に対する出力の関係を示す特性図、
【図5】同射出成形機における制御系の一例を示すブロ
ック系統図、
【符号の説明】
1 射出成形機 2x… 油圧シリンダ 2xo… 外シリンダ部 2xi… 内シリンダ部 2xr… 外シリンダ部の後端 3 スクリュ 4xf… 前油室 4xr… 後油室 5x… ピストン 5xf… ピストンの前端 5xu… ピストン本体 6x… 内油室 7x… 油管 8 油圧回路 E スクリュ駆動機構 9 メータアウト回路 9m 圧力制御弁(メインリリーフ弁) 9p 圧力制御弁(パイロットリリーフ弁)
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年8月26日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】他方、図4は縦軸を射出圧力P〔kg/c
〕、横軸をスクリュ3に対する出力F〔kg〕とし
た特性図であり、射出圧力Pに対応する出力Fの大きさ
を示す。即ち、図3に示す制御マトリクスに従って各四
ポート切換弁V1、V2、V3、V4を切換制御すれ
ば、出力Fは図4に示すようにステップ状に変化するこ
とを表している。一例として、射出圧力P4を指定すれ
ば、出力F4を出力し、この際、図3におけるF4に対
応して四ポート切換弁V1、V4が切換制御される。な
お、射出圧力P4の大きさはF4/Ss(F4:Sr×
Pi,Ss:加熱筒断面積)となり、他の射出圧力P1
…とともに、予め設定部31において指定又は選択可能
に設定されている。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多段式の油圧シリンダによってスクリュ
    を進退駆動するスクリュ駆動機構を備えてなる射出成形
    機において、前端がスクリュ側に結合するピストンを内
    蔵し、ピストン本体の前方を前油室、後方を後油室とす
    るとともに、スクリュの軸心に対して対称位置に配した
    一対の外シリンダ部と、各ピストンの内部に内油室を設
    け、かつ外シリンダ部の後端から油管を通して内油室に
    圧油を供給可能に構成した一対の内シリンダ部と、前油
    室、後油室又は内油室の一又は二以上を選択して圧油を
    供給可能な油圧回路を備えてなることを特徴とする射出
    成形機。
  2. 【請求項2】 内油室の受圧面積、前油室の受圧面積及
    び後油室の受圧面積の大きさは、内油室の受圧面積<前
    油室の受圧面積<後油室の受圧面積の関係に構成するこ
    とを特徴とする請求項1記載の射出成形機。
  3. 【請求項3】 油圧回路には圧力制御弁により戻り油の
    圧力を制御するメータアウト回路を備えることを特徴と
    する請求項1記載の射出成形機。
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