JPH06304975A - 射出成形機の射出制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御機構を簡略化し、変動する流動圧に十分
対応して確実で安定した制御状態を維持するとともに供
給油圧の損失圧力を少なくすること。 【構成】 サーボ流量制御弁の一次側圧力を射出シリン
ダの流動圧の最高圧力Ｐfmaxよりもプラスαの圧力値Ｐ
h に設定するために、圧力センサ16、流動最高圧力検出
器21、プラス圧力設定器22、演算機能アンプ23および出
力アンプ24を備える。また、ポンプを可変吐出量型と
し、ポンプの吐出量を調節するソレノイド弁を制御し
て、サーボ流量制御弁の一次側管路に供給されるポンプ
吐出量を、射出シリンダの射出速度の最高設定速度Ｆom
axにプラスαの速度値Ｆh に設定するため、多段速度設
定器30、最高設定速度検出器31、プラス速度設定器32、
演算機能アンプ23、出力アンプ24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、射出スクリュ駆動用供
給油圧の損失圧力を少なくした射出成形機の射出制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、射出成形機の射出速度制御におい
て、応答速度を上げて精密成形加工を行うために射出速
度を制御する流量制御弁にサーボ弁を使用している。こ
のサーボ弁の制御は、実際の射出速度を検出して制御す
るクローズドループを前提にしており、圧力制御弁をサ
ーボ流量制御弁とポンプとの間に設けるため、サーボ流
量制御弁の絞り効果によってサーボ流量制御弁の一次側
圧力が上昇するので、圧力制御弁として電磁リリーフ弁
の設定圧を回路最高圧力Ｐmax にする必要があった。

【０００３】しかし、図５の射出ストロークに対する流
動圧の特性曲線から明らかなように実際の流動圧Ｐf は
回路最高圧力Ｐmax よりかなり低く、この圧力差はエネ
ルギー損失となる。

【０００４】このため、射出スクリュの供給油圧の損失
圧力を少なくした射出成形機の構成が、特開昭６１−２
６６２１７号公報に開示されている。これによると、射
出中に射出シリンダ内で変化する流動圧を検出する圧力
センサと、所定のプラス圧力を付加するための電気信号
を出力するプラス圧力設定器とを備え、図６に示すよう
に射出シリンダの流動圧、すなわちサーボ流量制御弁の
二次側圧力を絶えず検知し、その二次圧力よりもプラス
αの圧力を電磁リリーフ弁の設定圧に制御している。

【０００５】しかしながら、この場合、短時間で１サイ
クルが終了する射出ストロークの流動圧を常時監視し、
さらにこの流動圧に所定の圧力値がプラスされた圧力に
電磁リリーフ弁の設定圧を制御することになるため、制
御機構部品が多くなり、コストの増加をもたらし、さら
にその保守管理の信頼性および故障時の対応が迅速に行
うことができないという問題点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような事情から、
本発明は制御機構を簡略化すると共に、耐えず変化する
射出工程中の流動圧に十分対応でき、確実でしかも安定
した制御状態を維持して射出スクリュ駆動用供給油圧の
損失圧力を少なくした射出成形機の射出制御装置を提供
することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、スクリュを駆動する射出シリンダおよび
駆動モータの各アクチュエータと、該アクチュエータの
いずれか一方の作動に切換える方向切換弁と、前記スク
リュを前進させるため、ポンプに接続された供給管路か
ら分岐して前記射出シリンダの供給口に接続される管路
に設けられたサーボ流量制御弁と、該サーボ流量制御弁
の一次側圧力を所定の圧力に設定する圧力制御弁と、成
形開始時に前記圧力制御弁の設定圧を予め所望の最高圧
に設定する手動圧力設定器と、を備える射出成形機の射
出制御装置において、射出中に前記射出シリンダ内で変
化する流動圧を検出する圧力センサと、この圧力センサ
から得られた射出工程の１サイクルにおける流動最高圧
を検出する流動最高圧力検出器と、所定のプラス圧力を
付加するためのプラス圧力設定器と、前記検出器とプラ
ス圧力設定器との出力を加算する演算機能アンプと、こ
の演算機能アンプからの出力を電流値に変換して前記圧
力制御弁に出力する出力アンプとを備え、前記圧力制御
弁の設定圧を最高流動圧に対して前記所定のプラス圧力
分だけ高い圧力値に制御したことを特徴としている。

【０００８】また、他の発明では、上記発明と異なる構
成として、ポンプを可変吐出量型とし、このポンプの斜
板の偏位量を調節するソレノイド弁と、前記射出シリン
ダの射出速度を多段階に設定する多段速度設定器と、成
形開始時に前記可変吐出量ポンプの吐出量を予め所望の
最高値に設定するため前記吐出量に比例した流量速度を
手動で設定する速度設定器とを備えており、さらに、射
出中に前記多段速度設定器で設定された射出速度の最大
値を検出する最高設定速度検出器と、所定のプラス速度
を付加するためのプラス速度設定器と、前記速度検出器
とプラス速度設定器との出力を加算する演算機能アンプ
と、この演算機能アンプからの出力を電流値に変換して
前記ソレノイド弁に出力する出力アンプとを備え、前記
可変吐出量ポンプの吐出速度を前記最高設定速度検出器
の設定速度に対して前記所定のプラス速度分だけ高い速
度に制御したことを特徴とことを特徴としている。

【０００９】

【作用】このような構成により、請求項１の発明では、
圧力センサから検出される射出シリンダの流動圧の最高
値を流動最高圧力検出器で検知し、演算機能を持つアン
プにてその流動最高圧力にプラスα（２０〜３０kgf/cm
2 ）になる出力を圧力制御弁に与えて、実際に変化する
流動圧の最高値をサーボ流量制御弁の一次側管路に接続
される圧力制御弁の設定圧に設定して制御する。

【００１０】このため、回路最高圧力とこの設定圧との
差分が射出工程における各１サイクルごとに省エネルギ
ー成分となるので、サーボ流量制御弁の一次側圧力を回
路の最高圧力に設定することによるエネルギーの損失を
解消できる。

【００１１】また、請求項２の発明では、可変吐出量ポ
ンプを使用するサーボ回路において、ポンプの吐出量
（もしくはこれに比例する吐出速度）を制御するため、
多段速度設定器の設定値に対応する射出シリンダの実際
の射出速度を検出し、その最高射出速度を最高設定速度
検出器の設定速度として出力し、これにその設定値の１
０〜１５％の速度をプラスして演算機能アンプから出力
し、これを電流値に変換する出力アンプの出力によっ
て、可変ポンプの斜板の偏位量を調節するソレノイド弁
を制御する。

【００１２】これにより、成形開始時に手動の速度設定
器により定められたサーボ流量制御弁の一次側管路にお
ける最大流量または最大速度に対して演算機能アンプか
らの設定速度の差分に見合う流量だけ、可変ポンプの吐
出量を削減することができ、エネルギーの損失を抑える
ことができる。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１４】図１において、１は射出装置であり、射出
スクリュ２を前進・後退動させる複数の射出シリンダ３
を備え、かつ、加熱筒（図示略）内で溶融された樹脂を
油圧モータ４の駆動により射出スクリュ２を回転させて
混練させた後、金型内に溶融樹脂を充填させるようにな
っている。

【００１５】射出シリンダ３と油圧モータ４の各アクチ
ュエータを駆動させる油圧回路には作動媒体としての油
液が定吐出量のポンプ５により供給される。本実施例の
油圧回路では、ポンプ５の出口側の管路を分岐させ、各
々の管路６，７にカートリッジ弁８，９を設けている。
このカートリッジ弁８，９はポンプ５からの圧油を射出
シリンダ３に通じる管路１０，または油圧モータ４に通
じる管路１１へ各々選択するためのものであり、カート
リッジ弁８，９の各弁を開閉するために４ポート３位置
の電磁パイロット方向切換弁１２が設けられている。

【００１６】管路１０と射出シリンダ３の入口側管路１
３との間には、流量を絞って射出速度を制御するサーボ
流量制御弁１４が設けられており、このサーボ流量制御
弁１４の一次側管路、すなわち管路１０の側路には比例
電磁式リリーフ弁である圧力制御弁１５が設けられてい
る。この電磁圧力制御弁１５は、サーボ流量制御弁１４
の一次側圧力が所定の設定圧に達すると圧油をタンクＴ
へ戻すようになっている。この設定圧は後述するように
本発明の射出制御装置の電気回路により制御される。

【００１７】また、サーボ流量制御弁１４の二次側管
路、すなわち管路１３に圧力センサ１６が取り付けられ
ており、この圧力センサ１３は射出前進中の射出シリン
ダ３内の流動圧を検出する。

【００１８】射出スクリュ２を後退させるための油圧回
路として、ポンプ５の出口側で分岐した管路１７と射出
スクリュ２の前進中には射出シリンダ３からの圧油の出
口側管路となる管路１８との間に、４ポート２位置電磁
切換弁１９を設けており、この電磁切換弁１９の通電時
には、管路１７からの圧油を管路１８から射出シリンダ
３へ供給して射出スクリュ２を後退させるようになって
いる。

【００１９】さらに、本発明の実施例では、圧力制御弁
１５の設定圧を制御するために、図２に示す電気系統ブ
ロックで構成される電気回路が設けられている。この電
気回路は、圧力センサ１６、手動圧力設定器２０、流動
最高圧力検出器２１、プラス圧力設定器２２、演算機能
アンプ２３、および出力アンプ２４を備えている。

【００２０】圧力センサ１６は射出シリンダ前進中の流
動圧Ｐf を検出し、次段に設けた流動最高圧力検出器２
１は、この圧力センサ１６の信号を入力して、その流動
最高圧力Ｐf max を検出する。プラス圧力設定器２２
は、流動最高圧力Ｐf max の約１０〜１５％に相当する
プラス圧力α、例えば２０kgf/cm2 の付加圧力を与える
ものであり、演算機能アンプ２３は、流動最高圧力検出
器２１とプラス圧力設定器２２の各出力を入力して（Ｐ
f max ＋α）の設定圧力Ｐh を出力する。また、出力ア
ンプ２４は（Ｐf max ＋α）の圧力信号を電流値に換算
して比例電磁式リリーフ弁１５に出力する。

【００２１】一方、手動圧力設定器２０は、従来の装置
に設けられていたものであるが、ここでは、成形開始時
に、出力アンプ２４を介して比例電磁リリーフ弁１５の
圧力を所定の回路最高圧力Ｐmax に保持し、成形品が常
に安定した良品となるまでこの状態を続行する。

【００２２】本発明では、成形状態が安定した時点で、
流動最高圧力検出器２１および演算機能アンプ２３を起
動させ、回路圧力を自動演算して、次の射出サイクルか
ら圧力センサ１６から得られたサーボ流量制御弁１４の
一次側の回路最高圧力を（Ｐf max ＋α）の圧力に設定
し、これを出力アンプ２４を介して比例電磁式リリーフ
弁１５に与える。

【００２３】この結果、流動圧Ｐf に対する圧力損失
は、手動圧力設定器２０による回路最高圧力Ｐmax から
設定圧力Ｐh ＝（Ｐf max ＋α）を差し引いた部分だ
け、少なくなり、油圧回路の省エネ効果が達成される。

【００２４】次に、本発明の第２実施例を図３および図
４を用いて説明する。図３において、図１と相違する構
成は、ポンプ５０が可変吐出量型のものであり、射出シ
リンダ３内の流動圧を検出する圧力センサをなくしたこ
とであり、図４の電気回路では、射出シリンダの射出速
度を多段階に設定するための多段速度設定器３０と、実
際に射出中の射出シリンダの１サイクルにおける最高設
定速度を検出する最高設定速度検出器３１を備え、さら
に図２と同様な構成として、手動流量（速度）設定器４
０、プラス速度設定器３２、演算機能アンプ２３、およ
び出力アンプ２４を備えている。

【００２５】また、この可変ポンプ５０の吐出量を制御
するためにサーボ回路が設けられており、このサーボ回
路は、サーボ弁５１とばね付勢された電磁式比例ソレノ
イド弁５２を有し、ソレノイド弁５２に供給されるパイ
ロット油圧により可変吐出量ポンプの斜板の偏位量を調
節している。可変ポンプの吐出量（速度）は、上記電気
回路により、実際の設定速度プラスαに自動設定され、
エネルギー損失を小さくする。可変ポンプにおける吐出
量（速度）の自動設定は、射出速度設定の最大値を検出
し、演算機能を持つアンプ２３にてその設定最大値＋α
になるようにする。αは設定最大値の約１０〜１５％で
ある。

【００２６】次に、本実施例の装置における射出スクリ
ュの前進動作中の射出制御について説明する。

【００２７】油圧回路の定吐出量ポンプ５から供給され
る油圧は、ポンプ５が駆動されると供給管路を通ってカ
ートリッジ弁８，９の一次側に供給される。このカート
リッジ弁８，９はパイロット方向切換弁１２によって、
その中立位置でポンプ５からの管路１７のパイロット圧
で弁を押圧して油の供給をカットしている。ここで、ま
ず、切換弁１２が通電されてオフセット位置ａになる
と、カートリッジ弁９から圧油を管路１１へ供給して油
圧モータ４を駆動させる。

【００２８】次に、オフセット位置ｂになると、カート
リッジ弁８から油が抜けてサーボ流量制御弁１４の一次
側に圧油が供給される。

【００２９】したがって、切換弁１２のｂ位置でサーボ
流量制御弁１４に圧油が供給されるとともに、射出シリ
ンダの入口側管路１３で流量が絞られて射出ストローク
中あらかじめ設定された射出速度で、射出スクリュ２を
前進させることになる。このとき、実際の射出シリンダ
３内の流動圧は、図７に示す圧力曲線Ｐf のようになっ
ている。

【００３０】また、サーボ流量制御弁１４によって、射
出速度を制御しているので、ポンプ吐出量は射出速度の
調整速度範囲内に対応する流量よりも大きくしなければ
ならない（一般には回路最高圧力Ｐmax ）。

【００３１】しかし、本実施例における圧力制御弁１５
の設定圧Ｐh は、圧力センサ１６により検出される射出
シリンダ３内の流動圧Ｐf の流動最高圧力Ｐf max に、
プラスαの圧力値を付加したものとされており（図７参
照）、サーボ流量制御弁１４の一次側への圧油の供給
は、この圧力制御弁１５の設定圧まで供給可能である。

【００３２】すなわち、サーボ流量制御弁１４の二次側
圧力としての射出シリンダ３の流動圧の最高値よりも、
プラスα（約２０〜３０kgf/cm2 ）だけ、サーボ流量制
御弁１４の一次側圧力を高くすることができる。

【００３３】また、可変吐出量ポンプ５０を用いる第２
実施例においては、従来、図８で示すようにサーボ流量
制御弁１４の一次側の流量はポンプ５０の最大流量（速
度）Ｆmax に設定されるが、実際の設定速度（流量）Ｆ
o は最大流量よりかなり低い。

【００３４】このため、図９に示すように、サーボ流量
制御弁１４の二次側速度である射出設定速度の最大値Ｆ
o max に対して一次側の設定速度Ｆh を（Ｆo max ＋
α）に定めることにより、ポンプ５０の吐出量を最適に
して、エネルギー損失を極力少なくすることができる。
ここで、αはＦo max の１０〜１５％の値である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば、定吐出量ポンプを用いる油圧回路で
は、サーボ流量制御弁の一次側圧力を、圧力制御弁の最
高設定圧でなく、射出シリンダの流動圧の最高圧力より
もプラスαの圧力値に設定しており、このため、耐えず
変化する射出工程中の流動圧に対応して射出サイクル毎
に自動設定された回路圧力でスクリュを前進させること
ができ、しかも、制御機構を簡略化すると共に、確実で
安定した制御状態を維持して供給油圧の損失圧力を少な
くすることができる。

【００３６】また、可変吐出量ポンプを用いる油圧回路
では、ポンプの吐出量を調節するソレノイド弁を制御し
て、サーボ流量制御弁の一次側管路に供給されるポンプ
吐出量を、射出シリンダの射出速度の最高設定速度にプ
ラスαの速度値に設定することにより、ポンプからの余
分な吐き出し流量を削減してエネルギーの損失を少なく
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る射出成形機の射出制御装置に使用
する第１実施例の油圧回路図である。

【図２】図１の油圧回路と連動する、本発明の射出制御
装置の電気回路ブロック図である。

【図３】本発明の第２実施例を示す油圧回路図である。

【図４】図３の油圧回路と連動する、本発明の射出制御
装置の電気回路ブロック図である。

【図５】従来の射出成形機での射出工程における流動圧
Ｐf と回路最高圧力Ｐmax との関係を示す射出ストロー
ク対圧力の特性曲線図である。

【図６】従来例の射出制御装置における射出ストローク
対圧力の特性曲線図である。

【図７】本発明に係る射出制御装置における第１実施例
の射出ストローク対圧力の特性曲線図である。

【図８】可変吐出量ポンプを用いたときの従来の射出ス
トローク対速度（流量）の特性曲線図である。

【図９】本発明の第２実施例における射出ストローク対
速度（流量）特性曲線図である。

【符号の説明】

１ 射出装置 ２ スクリュ ３ 射出シリンダ ４ 油圧モータ ５ ポンプ 12 方向切換弁 14 サーボ流量制御弁 15 圧力制御弁 16 圧力センサ 20 手動圧力設定器 21 流動最高圧力検出器 22 プラス圧力設定器 23 演算機能アンプ 24 出力アンプ 30 多段速度設定器 31 最高設定速度検出器 32 プラス速度設定器 40 手動流量（速度）設定器 50 可変吐出量ポンプ 52 ソレノイド弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スクリュを駆動する射出シリンダおよび駆
   動モータの各アクチュエータと、 該アクチュエータのいずれか一方の作動に切換える方向
   切換弁と、 前記スクリュを前進させるため、ポンプに接続された供
   給管路から分岐して前記射出シリンダの供給口に接続さ
   れる管路に設けられたサーボ流量制御弁と、 該サーボ流量制御弁の一次側圧力を所定の圧力に設定す
   る圧力制御弁と、 成形開始時に前記圧力制御弁の設定圧を予め所望の最高
   圧に設定する手動圧力設定器と、を備える射出成形機の
   射出制御装置において、 射出中に前記射出シリンダ内で変化する流動圧を検出す
   る圧力センサと、この圧力センサから得られた射出工程
   の１サイクルにおける流動最高圧を検出する流動最高圧
   力検出器と、所定のプラス圧力を付加するためのプラス
   圧力設定器と、前記圧力検出器とプラス圧力設定器との
   出力を加算する演算機能アンプと、この演算機能アンプ
   からの出力を電流値に変換して前記圧力制御弁に出力す
   る出力アンプとを備え、 前記圧力制御弁の設定圧を最高流動圧に対して前記所定
   のプラス圧力分だけ高い圧力値に制御したことを特徴と
   する射出制御装置。
2. 【請求項２】スクリュを駆動する射出シリンダおよび駆
   動モータの各アクチュエータと、 該アクチュエータのいずれか一方の作動に切換える方向
   切換弁と、 前記スクリュを前進させるため、可変吐出量ポンプに接
   続された供給管路から分岐して前記射出シリンダの供給
   口に接続される管路に設けられたサーボ流量制御弁と、 前記可変吐出量ポンプの斜板の偏位量を調節するソレノ
   イド弁と、 前記サーボ流量制御弁の一次側圧力を所定の圧力に設定
   する圧力制御弁と、 前記射出シリンダの射出速度を多段階に設定する多段速
   度設定器と、 成形開始時に前記可変吐出量ポンプの吐出量を予め所望
   の最高値に設定するため前記吐出量に比例した流量速度
   を手動で設定する速度設定器と、を備える射出成形機の
   射出制御装置において、 射出中に前記多段速度設定器で設定された射出速度の最
   大値を検出する最高設定速度検出器と、 所定のプラス速度を付加するためのプラス速度設定器
   と、前記速度検出器とプラス速度設定器との出力を加算
   する演算機能アンプと、この演算機能アンプからの出力
   を電流値に変換して前記ソレノイド弁に出力する出力ア
   ンプとを備え、 前記可変吐出量ポンプの吐出速度を前記最高設定速度検
   出器の設定速度に対して前記所定のプラス速度分だけ高
   い速度に制御したことを特徴とする射出制御装置。