JPH0792061B2 - 射出成形機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数の比例電磁式圧力流量制御形可変ポンプを
用いた射出成形機の制御装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、射出成形機において、射出充填工程等のような
速度制御領域ではアクチュエータに対し大流量の圧油供
給を必要とし、他方、保圧工程等の圧力制御領域では流
量をほとんど必要としない等流量に関し所定の制御幅が
存在する。したがって、吐出流量を必要に応じて可変で
きる可変吐出量ポンプを用いれば射出成形機の制御を行
うことができる。

ところで、可変吐出量ポンプを単体で使用する場合、大
型射出成形機になると、これに伴って大型ポンプも必要
になる。しかし、大型ポンプは一般に最適容量の入手が
困難であり、また、価格、応答性、騒音等も小型ポンプ
に比べて著しく不利となる問題がある。

そこで、従来は特開昭60−245806号公報に開示されるよ
うな複数の小形吐出量ポンプによって構成した合流回路
で制御を行っていた。この合流回路によれば、第１可変
ポンプに接続したポンプラインに、上流側より順次第１
チェック弁と絞り弁を設け、第１可変ポンプの吐出量制
御部を上記ポンプラインまたはタンクに切換接続して吐
出流量を制御する第１制御装置のバネ室に、絞りを介し
て上記ポンプラインを接続するとともに、パイロットリ
リーフ弁を接続する一方、第１制御装置のパイロット室
に上記ポンプラインを接続して第１制御装置を作動さ
せ、圧力制御時における第１可変ポンプの吐出圧力を制
御し、さらに、第１チェック弁と絞り弁との間の上記ポ
ンプラインに、中間に第２チェック弁を有する第二のポ
ンプラインを介して第２可変ポンプを接続し、上記第２
可変ポンプの吐出量制御部を第二のポンプラインまたは
タンクに切換え接続して吐出流量を制御する第２制御装
置のバネ室を絞りを介して第二のポンプラインに接続す
るとともに、切換弁によってパイロットリリーフ弁の前
位またはタンクに切換接続可能になす一方、上記第２制
御装置のパイロット室に第二のポンプラインを接続して
構成される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述した合流回路を用いた従来の制御装置は次
のような問題点がある。

第一に、流量制御は比例流量弁及び比例圧力弁に制御信
号を付与し、比例流量弁前後の差圧が一定となるように
第１及び第２制御装置を用いて制御を行い、また、圧力
制御は切換弁を切換えることにより、他方のポンプをア
ンロードし、一方のポンプのみによって制御を行う。と
ころで、射出工程では速度制御領域の次に連続して圧力
制御領域へ移行するが、この領域の切換えを従来は切換
弁で行っていたため、当該切換弁による圧力ショックを
生じ、安定な制御を行うことができないとともに、不良
品発生の要因となっていた。

第二に、コントローラからの制御信号は流量制御信号、
圧力制御信号、切換弁への切換制御信号が必要となり、
制御系が複雑化し、故障しやすいとともに、切換弁が必
要となる等コストアップを招く問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述した従来の技術に存在する諸問題を解決し
た射出成形機における制御装置の提供を目的とするもの
で、以下に示す制御装置（１）によって達成される。

即ち、本発明に係る制御装置（１）は合流回路（２）
と、この合流回路（２）に制御信号を付与するコントロ
ーラ（３）からなる。合流回路（２）は制御信号により
斜板角度が可変して吐出流量および吐出圧力を制御する
複数の比例電磁式圧力流量制御形可変ポンプ（４）、
（５）の吐出側を逆止弁（６）、（７）を介して接続す
る構成を採用する。また、コントローラ（３）は、アク
チュエータ（８）への圧油供給が一定流量以上になる速
度制御領域では全ポンプ（４）及び（５）に対して流量
制御する制御信号を付与し、かつ一定流量未満になる圧
力制御領域では一のポンプ（４）に流量制御する制御信
号を付与するとともに、他のポンプ（５）に流量を零に
する制御信号を付与するようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

次に、本発明の作用を説明する。

本発明に係る制御装置（１）はアクチュエータ（８）へ
の圧油供給が一定流量以上になる制御領域、つまり高速
型閉工程、高速型開工程、射出充填工程のような大流量
を必要とする速度制御領域においてはコントローラ
（３）から全ポンプ（４）と（５）に対し流量制御する
制御信号を付与する。よって、制御信号が付与される各
ポンプ（４）、（５）の斜板角度が変更して比例電磁式
圧力流量制御形可変ポンプ（４）と（５）にそれぞれ所
定流量が設定され、ポンプ（４）と（５）の各流量を加
えた必要な流量がアクチュエータ（８）へ供給される。

一方、アクチュエータ（８）への圧油供給が一定流量未
満になる制御領域、つまり保圧工程等のように圧力に影
響されるが流量にはほとんど影響されない圧力制御領域
ではコントローラ（３）から一のポンプ（４）にのみに
流量制御する制御信号を付与し、他のポンプ（５）には
流量を零にする制御信号を付与する。よって、一のポン
プ（４）の流量によってのみ制御が行われる。

このように、合流回路（２）の吐出流量制御及びポンプ
切換はコントローラ（３）からの電気的制御信号によっ
て行うことができる。

〔実 施 例〕

以下には本発明に係る好適な実施例を図面に基づき詳細
に説明する。第１図は本発明に係る制御装置の油圧回路
図、第２図は同装置の機能を説明するポンプの分担特性
図である。

まず、第１図を参照して本装置（１）の構成について説
明する。

合流回路（２）は二台の比例電磁式圧力流量制御形可変
ポンプ（以下、ポンプと記す）（４）と（５）を備え
る。各ポンプ（４）、（５）はコントローラ（３）から
の制御信号（流量、圧力指令信号）によって斜板角度が
可変し、これによって吐出流量及び吐出圧力を制御する
もので、例えば油研工業株式会社製“EH制御型可変ピス
トンポンプ”を利用できる。また、各ポンプ（４）、
（５）はそれぞれモータ（4a）、（5a）によって駆動せ
しめられる。

一方、ポンプ（４）、（５）の吸込口はオイルタンク
（11）、（12）にそれぞれ接続するとともに、吐出口は
それぞれ逆止弁（６）、（７）に接続する。また、逆止
弁（６）、（７）の流出側は合流するように接続し、型
締シリンダ、射出シリンダ、突出しシリンダ、オイルモ
ータ、ノズル移動シリンダ等の各種アクチュエータ
（８）に接続する。なお、逆止弁（６）、（７）によっ
て一のポンプから他のポンプへ圧油が逆流するのを阻止
し、各ポンプ間の干渉を防止している。

また、ポンプ（４）、（５）にはコントローラ（３）を
接続し、斜板角度を可変せしめる前記制御信号を付与す
る。コントローラ（３）には圧力設定及び流量設定を行
う各種設定器（15）…を備える。また、コントローラ
（３）はアクチュエータ（８）への圧油供給が一定流量
以上になる制御領域、例えば高速型閉工程、高速型開工
程、射出充填工程において双方のポンプ（４）と（５）
に対して流量制御する制御信号を付与する機能と、一定
流量未満になる制御領域では一方のポンプ（４）に流量
制御する制御信号を付与するとともに、他方のポンプ
（５）に流量を零にする制御信号を付与する機能をも
つ。

このようなコントローラ（３）の機能について第２図を
参照して説明する。今、一定流量値を同図中（S1）とす
ると、（S1）未満、つまり（０）〜（S1）の間はポンプ
（４）にのみ制御信号が付与され、所定の流量制御が行
われる。この場合、前述したようにポンプ（５）の流量
は零である。一方、流量が（S1）以上になり、（S1）〜
（S2）の間におけるポンプ（４）の流量は最大流量を維
持し、また、ポンプ（５）の流量は所定の流量に制御さ
れる。よって、アクチュエータ（８）にはポンプ（４）
の最大流量とポンプ（５）の任意流量が合流した流量が
供給される。なお、ポンプの分担方式において、（０）
〜（S1）の間はポンプ（４）が流量制御を行い、（S1）
に達したなら最大流量値が設定されているポンプ（５）
を作動させ、同時にポンプ（４）を零にして再びポンプ
（４）の流量を上げていく制御を行うこともできる。こ
の場合、可変する制御信号はポンプ（４）へ付与するの
みでよく、ポンプ（５）は可変せずに単にON−OFF切換
えするのみでよい。これに対し、先に説明した分担方式
は各ポンプ（４）、（５）双方に可変する制御信号を付
与する必要がある。

次に、射出成形機における実際の成形工程である射出工
程を例にとってさらに具体的に説明する。

射出工程では計量工程によってスクリュ前方に蓄積され
た材料をスクリュを前進移動させることによって金型キ
ャビティへ射出充填する。この際、スクリュは射出シリ
ンダへの圧油供給によって前進する射出ラムとともに移
動する。この射出工程において、特に材料がキャビティ
内に充満するまでの射出充填工程においてはスクリュは
速度制御、つまり供給される圧油の流量制御により前進
し、キャビティの充満後は保圧工程へ移行して材料の冷
却収縮を補うために所定時間所定圧力を印加するように
制御する。

ところで、射出充填工程における速度制御領域では射出
速度が成形品質に対して大きな影響を及ぼす。例えば、
ポリエチレンのように急速に固化しやすい材料を用いた
成形品やコンパクトディスク、光ディスクのように薄肉
成形品の成形には大きな射出率（＝スクリュ断面積×射
出速度）（単位時間にノズルから射出される材料の最大
容積）、つまり大流量が必要となるが、圧力制御領域へ
移行すると、流量はほとんど不要となる。

したがって、速度制御領域から圧力制御領域への切換え
がスムースに行われないと、その点で圧力ショック（オ
ーバシュート等）が発生し、成形品は過充填、バリ等の
不良品となる。

本発明では大流量が必要となる速度制御領域では速度設
定値に対してコントローラ（３）内で演算を行いこれに
基づく制御信号をポンプ（４）、（５）へ付与し、スク
リュを高速前進させる。そして、キャビティ内が充満し
た後はコントローラ（３）からポンプ（４）にのみ所定
の圧力を保持する制御信号を出力してポンプ（４）によ
る圧力制御を行う。他のポンプ（５）は流量が零となる
信号を付与して停止状態にする。このように速度制御領
域から圧力制御領域への切換えは制御信号の変更のみに
よって行われるため切換点でショックが生じることはな
い。

射出工程を例にとって説明したが、他の工程でも同様に
制御が行われ、例えば、一定流量以上となる制御領域と
して前述した高速型閉、高速型開がある。また、一定流
量未満となる制御領域として突出し工程、ノズル移動工
程、オイルモータの作動等が存在する。

なお、第３図には他の実施例を示す。同図は他の実施例
に係るポンプの分担特性図である。この実施例は、一般
に、射出成形機の射出動作、型開閉動作、突出し動作等
に際し、特に低速（低流量）領域において、微妙な調整
を必要とすることが多いことに鑑み、特性の異なる二台
のポンプ（４）と（５）を利用して、低速領域における
分解能を向上させたものであり、微妙な調整を行うこと
ができる。また、必要により高速（大流量）領域にも同
様に適用し、高速領域での分解能を上げることもでき
る。

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く、例えばポンプ
の数量は二台の場合を例示したが三台以上の場合であっ
てもよい。また、各ポンプは同一であってもよいし、容
量等が異なってもよい。さらに、全ポンプに対して流量
制御を行う場合それぞれのポンプは同一比率分担又は所
定の比率分担で制御してもよい。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る射出成形機の制御装置は比例
電磁式圧力流量制御形可変ポンプによって合流回路を構
成し、コントローラによりアクチュエータへの圧油供給
が一定流量以上になる速度制御領域では全ポンプに対し
て流量制御する制御信号を付与し、かつ一定流量未満に
なる圧力制御領域では一のポンプに流量制御する制御信
号を付与するとともに、他のポンプに流量を零にする制
御信号を付与するようにしたため、次のような効果を得
る。

ポンプの切換えは電気的制御信号のみの制御によっ
て行うため、速度制御領域から圧力制御領域への移行が
スムースとなり、切換弁を用いた場合に発生する圧力シ
ョック（オーバシュート等）は全く生じない。したがっ
て、制御の安定化、さらには不良品の発生防止を図るこ
とができる。

制御系統の簡略化、切換弁等の構成部品の大幅削減
を達成することができ、制御の容易化、コストダウン、
信頼性向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図：本発明に係る制御装置の油圧回路図、 第２図：同装置の機能を説明するポンプの分担特性図、 第３図：他の実施例に係る同装置の機能を説明するポン
プの分担特性図。 尚図面中、 （１）：制御装置、（２）：合流回路 （３）：コントローラ （４），（５）：比例電磁式圧力流量制御形可変ポンプ （６），（７）：逆止弁、（８）：アクチュエータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制御信号により斜板角度が可変して吐出流
   量および吐出圧力を制御する複数の比例電磁式圧力流量
   制御形可変ポンプの吐出側を逆止弁を介して接続してな
   る合流回路と、アクチュエータへの圧油供給が一定流量
   以上になる速度制御領域では全ポンプに対して流量制御
   する制御信号を付与し、かつ一定流量未満になる圧力制
   御領域では一のポンプに流量制御する制御信号を付与す
   るとともに、他のポンプに流量を零にする制御信号を付
   与するコントローラとを備えてなる射出成形機の制御装
   置。