JPH084915B2 - 射出成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はダイカストマシンやプラスチック用射出成形
機などの射出成形装置に関するものである。

〔従来の技術〕

ダイカストマシンなどの射出成形装置においては、溶
融物の射出速度が遅いと溶融物の温度低下が早まつて良
質の製品が得られないので、射出シリンダに対する油圧
回路として従来一般にランアランド回路が用いられる。

第２図は従来におけるダイカストマシンにおける射出
シリンダとそのランアランド油圧回路図であつて、これ
を同図に基いて説明すると、ピストンロツド１を有する
射出シリンダ２のヘツドエンド室2aは、パイロツトチエ
ツク弁３と可変絞り弁４とを備えた配管５によつてピス
トンアキユムレータ６と接続されており、また、射出シ
リンダ２のロツドエンド室2b側に接続された配管７と、
ヘツドエンド室2a側の配管５とは、チエツク弁８と可変
絞り弁９とを備えた配管10によつて接続されている。両
配管5,7は図示しない適宜の弁装置による切替手段を介
して油圧ポンプとタンクとに接続されている。11は制御
装置から発せられる射出開始信号で作動してパイロツト
チエツク弁３を開かせる電磁弁である。ピストンロツド
１に連結されたプランジヤのプランジヤチツプは、図示
しない射出スリーブに進退自在に嵌合されており、ピス
トンロツド１の前進（第２図中左方向への動き）により
射出スリーブ内の溶湯が金型キヤビテイ内へ射出されて
充填されるように構成されている。

このように構成されていることにより、ピストンアキ
ユムレータ６に圧油を供給して蓄え、射出開始の指令に
よつて電磁弁11のソレノイドが作動すると、パイロツト
圧が遮断されてパイロツトチエツク弁３が開き、可変絞
り弁４に設定された流量の圧油が射出シリンダ２のヘツ
ドエンド室2aへ供給されてピストンロツド１が前進す
る。このとき射出シリンダ２のロツドエンド室2b内にも
油圧ポンプにより圧油が蓄えられており、この圧油は、
可変絞り弁９に設定された流量で配管10内を流れて配管
５からの圧油と合流し、ヘツドエンド室2aに供給されて
ランアランド回路が形成される。そして、このときのピ
ストンロツド１の前進速度は両室2a,2bの受圧面積差に
よつて決まり、もし、両室2a,2bの受圧面積比が2:1であ
れば、ピストンロツド１の前進速度は、ロツドエンド室
2bの圧油をタンクへ戻す通常回路の場合の２倍になる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこのような従来におけるランアランド回
路による射出装置においては、射出速度が高速になる反
面、ピストンロツド１の推力すなわち射出シリンダ２の
出力が射出速度に反比例して小さくなり、所要の出力を
確保するためには、射出シリンダ２の径を大きくしなけ
ればならず、これに伴なつてアキユムレータ６の容量を
大きくしなければならないので、油の消費量が大きく多
大のエネルギーを要するという問題があつた。

また、小径の油圧シリンダと大径の油圧シリンダとを
同一軸芯上に連接して設け、最終加圧時に大径シリンダ
のピストンロツドで小径シリンダのピストンロツドを押
すようにしたいわゆるブースタ式の増圧シリンダを用い
ることも行なわれているが、油圧シリンダを２個必要と
するので構造が複雑になり、油の消費量が増大するとい
う問題があつた。

さらに、低圧のアキユムレータと高圧のアキユムレー
タとを設けて、射出の終期にアキユムレータを高圧に切
替えて増圧することも試みられているがアキユムレータ
を２基必要とするので、構造や油圧回路が複雑になると
いう問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

このような問題点を解決するために本発明に係る射出
成形装置は、ランアランド回路を備えた射出シリンダの
ヘッドエンド室に接続される圧油供給用のアキュムレー
タを、同一軸芯上に連設された小径シリンダとこの小径
シリンダの反出口側に設けられる大径シリンダとからな
る増圧型のピストンアキュムレータとし、その小径シリ
ンダ側の内室および大径シリンダ側の内室と射出シリン
ダのヘッドエンド室とを配管で接続し、これらの配管に
射出シリンダのヘッドエンド室側の圧力上昇によりラン
アランド回路を開放するとともに小径ピストンの下降を
許容しかつ大径ピストンのみの下降可能状態から大径ピ
ストンと小径ピストンとの同時下降可能状態へ切替える
切替弁の入口ポートを接続し、この切替弁の出口ポート
を、アキュムレータの小径シリンダ側の小径ピストン回
りの室のポートとタンクとの間の流路内に組み込まれて
いるパイロットチェック弁のパイロットポートに連結す
るとともに、射出シリンダのロッドエンド室側の回路内
に設けられヘッドエンド室側の圧力上昇に伴いランアラ
ンド回路を開放する開放弁のパイロットポートに連結し
たのである。

〔作用〕

本発明によれば、アキュムレータへ圧油を供給し、射
出準備状態とするとともに、アキュムレータ、射出シリ
ンダ間を弁閉状態として射出を開始すると、タンク内の
圧油は、油圧ポンプによって射出シリンダのヘッドエン
ド室へ送給され、ピストンロッドが前進して低速射出を
行なえる。この場合に、射出シリンダのロッドエンド室
内に蓄えられた圧油はヘッドエンド室へ戻って、ランア
ランド回路が形成されるので、このようなランアランド
回路を組込んでいない通常の回路のときの速度よりも速
い速度で射出を行なえる。たとえば射出シリンダの両室
での受圧面積比が2:1であれば約２倍の速度で射出を行
なえる。

また、射出の途中で、ピストンロッドの位置検出信号
等に基づき制御装置で高速切替用の切替弁を切替え、ア
キュムレータの大径シリンダを射出シリンダのヘッドエ
ンド室に接続すると、射出は低速から高速へと切替られ
る。

さらに、ピストンロッドが前進限に達し、射出シリン
ダのヘッドエンド室側の配管内の圧油の上昇に伴いラン
アランド回路開放用の開放弁を開き、またこれと同時に
切替弁によってアキュムレータの小径シリンダと射出シ
リンダのヘッドエンド室とを接続することにより、シリ
ンダの径差により増圧されて射出溶融物が加圧されるこ
とになる。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る射出成形装置の実施例を示す油
圧配管図であつて、実施例は本発明をダイカストマシン
に適用した例を示している。図において、射出シリンダ
21のヘツドエンド室21aとロツドエンド室21bとは、電磁
弁22を備えた配管23,24によつて油圧ポンプ25とタンク2
6とに接続されていて、配管23内には、チエツク弁27と
可変絞り弁28とが設けられており、また配管24内には、
タンク26へ開放する開放弁としてのパイロットチェック
弁29が設けられている。射出シリンダ21のピストンロツ
ド21cにカツプリングを介して連結されたプランジヤの
プランジヤチツプは図示しない射出スリーブに進退自在
に嵌合されており、射出スリーブは金型のキヤビテイに
連通する固定スリーブに着脱自在に嵌合される。配管23
と配管24とは、チエツク弁30と可変絞り弁31とを備えた
配管32で連結されており、ランアランド回路が形成され
ている。

そして、この射出シリンダ21には、全体を符号33で示
す増圧ブースタ型のピストンアキユムレータが付設され
ている。すなわち、ピストンアキユムレータ33は、互に
同一軸芯上にフランジ接合された小径シリンダ34と大径
シリンダ35とを備えており、その内径比は、図に符号a,
Aで示すように、ほゞ1:2に設定されている。小径シリン
ダ34のシリンダ36は、前記径ａを有する内孔36aと、大
径のばね孔36bとを備えており、フランジ37aを有する小
径ピストン37は、フランジ37aとピストン37bとをばね孔
36bと内孔36aとにそれぞれ嵌合させて進退自在に設けら
れている。そして、小径ピストン37は、ばね孔36b内に
介装された圧縮コイルばね38によつて上昇方向に付勢さ
れている。39,40は、内孔36aとばね孔36bとにそれぞれ
開口されたポートである。一方、大径シリンダ35のシリ
ンダ41頂部に設けられたポート41aには高圧N₂ガスが蓄
えられるガスタンク42が配管43によつて接続されてお
り、また前記径Ａを有するシリンダ41の内孔41bには、
大径ピストン44が進退自在に嵌合されている。45はシリ
ンダ41の下室41cに開口されたポートである。46はピス
トンアキユムレータ33の内室を形成する内孔36a、下室4
1cおよび小径ピストン37の動きを制御するばね孔36bと
へ圧油を供給する給油装置であつて、油圧ポンプ47と、
電磁弁48およびチエツク弁49を有する配管50を備えてお
り、配管50はポート45に接続されている。また、ポート
39,40に接続された配管51と配管50とは、チエツク弁52
を備えた配管53によつて接続されている。54はポート3
9,40間に位置して配管51上に設けられたパイロツトチエ
ツク弁である。このように構成されていることにより、
パイロツトチエツク弁54が開いている状態において油圧
ポンプ47が作動すると、タンク内の圧油はポート45,39,
40から内室を形成する下室41c,内孔36a,ばね孔36b内へ
供給される。

次にピストンアキユムレータ33から射出シリンダ21へ
の圧油供給回路および切替回路について説明する。前記
配管51の一端は射出シリンダ21のヘツドエンド室21aへ
の配管23に接続されており、また、配管51の他端はタン
ク26に開放されている。配管51のポート40への分岐点と
タンク26との間には、パイロツトチエツク弁55と、可変
絞り弁56と、リリーフ弁57とが設けられており、また配
管51の給油装置46への分岐点と射出シリンダ21との間に
は、パイロツトチエツク弁58と可変絞り弁59とが設けら
れている。60はポンプ25に配管61で接続された給油用の
電磁弁であつて、パイロツト圧配管62によつて前記パイ
ロツトチエツク弁54に接続されており、制御装置からの
信号で電磁弁60が開くことによりパイロツト圧がパイロ
ツトチエツク弁54に印加されて開き、ポート40へ給油さ
れるように構成されている。また、63は配管61と64とで
ポンプ25に接続された高速切替用の電磁弁であつて、パ
イロツト圧配管65によつて前記パイロツトチエツク弁58
に接続されており、制御装置からの高速切替信号で電磁
弁63が開くことによりパイロツト圧がパイロツトチエツ
ク弁58に印加されて開き、ピストンアキユムレータ33か
らの圧油が射出シリンダ21のヘツドエンド室21aへ送給
されるように構成されている。さらに、配管51の可変絞
り弁59近傍と、前記パイロツトチェック弁29とは、この
パイロツトチェック弁29を作動させてランアランド回路
を開放するとともに後述するパイロツトチェック弁55を
作動させてアキュムレータ33の小径ピストン37を大径ピ
ストン44と同時に下降し得るようにするための高速切替
用の切替弁となるシーケンス弁66を有するパイロット圧
配管67で連結されており、またこのパイロット圧配管67
から分岐されたパイロット圧配管68は前記パイロットチ
ェック弁55に接続されている。

こうすることにより、前記射出シリンダ21のヘッドエ
ンド室21a側の配管51内の圧油上昇に伴い切替弁として
のシーケンス弁66が開かれると、このシーケンス弁66の
出口ポートからパイロット圧がロッドエンド室21b側の
開放弁であるとパイロットチェック弁29のパイロットポ
ート、さらに配管51側を開放するためのパイロットチェ
ック弁55のパイロットポートに印加され、ランアランド
回路を構成する配管32がタンク26へそれぞれ開放される
とともに、前記ピストンアキュムレータ33側でのばね孔
36b内が、ポート40とパイロットチェック弁55等を介し
てタンク26に開放されるように構成されている。ここ
で、このばね孔36b内がタンク26に開放されると、小径
ピストン37が下降可能となり、大径ピストン44に押され
て下降し始めることになる。

以上のように構成された射出成形装置の動作を説明す
る。油圧ポンプ25を始動させた状態で、射出開始に先立
ち、給油装置46の油圧ポンプ47を始動し電磁弁48を開く
と、後述するように前サイクルの最後で給油用電磁弁60
を開いてパイロットチェック弁54を開いているので、タ
ンク内の圧油は、配管50,53,51とポート45,39,40を経て
ピストンアキユムレータ33の内室（下室41c,内孔36a）
とばね孔36bとに供給され、大径ピストン44と小径ピス
トン37とは上昇限まで上昇する。このとき、パイロット
チェック弁54が開き、パイロットチェック弁55,58が閉
じているので、給油に支障がない。なお、大径ピストン
44と小径ピストン37が上昇限まで上昇したら、給油用の
電磁弁60を閉じてパイロットチェック弁54を閉じてお
く。こうして準備したのち、図示しない射出スリーブに
溶湯を給油し、電磁弁22を配管23側に切替えると、タン
ク26内の圧油は、射出シリンダ21のヘッドエンド室21a
に供給され、ピストンロッド21cを前進させる。このと
き、前回の射出サイクルにおけるピストンロッド21cの
後退時に送油されていた圧油が、ヘッドエンド室21b内
にあり、前進するピストンロッド21cの前進によってこ
の圧油が圧縮されるので、パイロットチェック弁29が閉
じていることにより、この圧油は配管32を経て配管23内
に導かれ、ヘッドエンド室21aへ送給中の圧油と合流す
ることになる。すなわち、ランアランド回路が形成され
る。ピストンロツド21cの前進によりプランジヤチツプ
が射出スリーブ内の溶湯を押して射出初期の低速射出が
行なわれるが、ランアランド回路を設けたことにより、
両室21a,21bの面積比に応じて射出速度が増速されるこ
とは前述した通りである。

ピストンロツド21cが所定位置まで前進すると、リミ
ツトスイツチや磁気スケール等によりその位置が検出さ
れて信号が発せられ、高速切替用としての電磁弁63が開
くことによりパイロツトチエツク弁58は、油圧ポンプ25
からのパイロツト圧が印加されて開く。この結果、ポー
ト45と配管23とが連通し、かつガスタンク42内の高圧N₂
ガスが大径シリンダ41の内孔41bに送入されることによ
り、大径ピストン44が下降し、内室としての下室41c内
の圧油は、ポート45、配管53,51,23を経て射出シリンダ
21aに供給される。この結果低速射出から高速射出に切
替えられるが、ランアランド回路は引続き使用される。
なお、高速射出中、小径ピストン37が圧縮コイルばね38
によつて上昇方向へ付勢されており、またばね孔36b内
の圧油が排出を規制されているので、小径ピストン37は
下降することなく静止している。

そして、ピストンロッド21cがほゞ前進限に達する
と、配管51内の油圧が上昇することによりパイロット圧
配管67内に設けた高速切替用のシーケンス弁66がその入
口ポート側の圧力によって開き、これによって得られる
出口ポート側のパイロット圧によりパイロットチェック
弁29,55が開くので、ランアランド回路が開放されてロ
ッドエンド室21b内の圧油がタンク26に排出されるとと
もに、ばね室36b内の圧油もポート40とパイロットチェ
ック弁55等を経てタンク26に排出される。したがって、
ばね室36b内の圧油が「０」となり、大径ピストン44が
下降すると、小径ピストン37もこれに伴なわれて同量だ
け下降する。この結果、小径シリンダ34の内孔36a内の
圧油が、ポート39と配管51,23を経て射出シリンダ21の
ヘッドエンド室21aに供給される。

この場合、内孔41bと内孔36aとの面積比A/aにしたが
って、ヘッドエンド室21aへの圧油が増圧され、金型キ
ャビティ内の溶湯が加圧されることになる。

換言すれば、上述した構成によれば、切替弁であるシ
ーケンス弁66によって作動されるパイロットチェック弁
55の閉作用により小径ピストン37が下降し得ないように
している状態を、その途中でこのパイロットチェック弁
55を開いて開放するので、最初は大径シリンダ35側の下
室41c内の圧油のみが射出シリンダ21のヘッドエンド室2
1aに移動し得たのが、途中で小径シリンダ34側でのばね
孔36b内の圧力がなくなって、小径ピストン37が下降し
始めることにより、その内室である内孔36a内の高圧の
圧油が射出シリンダ21のヘッドエンド室21aに移動する
ようになる。

ここで、この実施例のように、小径ピストン37の直径
ａが大径ピストン44の直径Ａの1/2であれば、両ピスト
ンの面積は1:4になるので、小径シリンダ34による圧力
は大径シリンダ35による圧力の４倍となり、充分にブー
スト（増圧）される。なお、その時は、小径シリンダ34
による圧力は、大径シリンダ35による圧力よりも当然に
高いので、チェック弁52は閉じ、小径シリンダ34からの
圧力のみがヘッドエンド室21aに作用することになるも
のである。

射出完了後は、電磁弁22が配管24側に切替えられてロ
ツドエンド室21bへ圧油が送入されながらピストンロツ
ド21cが後退するとともに制御装置からの指令で電磁弁6
0が開き、パイロツトチエツク弁54が開いてポート40か
らの給油を可能にする。

なお、本実施例は本発明をダイカストマシンに適用し
た例を示したが、プラスチツク用の射出成形機等にも同
様に実施することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、射出シリンダへ
の送油回路としてランアランド回路を備えた射出成形装
置において、射出シリンダのヘッドエンド室に接続され
る圧油供給用のアキュムレータを、同一軸芯上に連設さ
れた小径シリンダとこの小径シリンダの反出口側に設け
られる大径シリンダとからなる増圧型のピストンアキュ
ムレータとし、その小径シリンダ側の内室および大径シ
リンダ側の内室と射出シリンダのヘッドエンド室とを配
管で接続し、これらの配管に射出シリンダのヘッドエン
ド室側の圧力上昇によりランアランド回路を開放すると
ともに小径ピストンの下降を許容しかつ大径ピストンの
みの下降可能状態から大径ピストンと小径ピストンの同
時下降可能状態へ切替える切替弁の入口ポートを接続
し、この切替弁の出口ポートを、アキュムレータの小径
シリンダ側の小径ピストン回りの室のポートとタンクと
の間の流路内に組み込まれているパイロットチェック弁
のパイロットポートに連結するとともに、射出シリンダ
のロッドエンド室側の回路内に設けられヘッドエンド室
側の圧力上昇に伴いランアランド回路を開放する開放弁
のパイロットポートに連結したので、簡単な構成である
にもかかわらず、以下に列挙する種々優れた効果を奏す
る。

すなわち、本発明によれば、ランアランド回路の採用
による射出速度の高速化が図れることはもとより、増圧
型ピストンアキュムレータの小径シリンダと大径シリン
ダとの切替えにより、射出シリンダの径を大きくするこ
となく、射出圧力を自由に変圧したり増圧したりするこ
とができる。これにより、本発明によれば、射出成形装
置全体を小型でコンパクトに構成することができる。

また、本発明によれば、ピストンアキュムレータの容
量を小さくすることができるとともに、射出力の制御も
容易に行なえ、射出成形装置としての装置性能を向上さ
せることができるという利点を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る射出成形装置の実施例を示す油圧
配管図、第２図は従来における射出成形装置の油圧配管
図である。 21……射出シリンダ、21a……ヘツドエンド室、21b……
ロツドエンド室、21c……ピストンロツド、22……電磁
弁、23,24,32……配管、25……油圧ポンプ、26……タン
ク、29,55,58……パイロツトチエツク弁、33……ピスト
ンアキユムレータ、34……小径シリンダ、35……大径シ
リンダ、36a……内孔、36b……ばね孔、37……小径ピス
トン、38……圧縮コイルばね、39,40,45……ポート、41
b,41c……内孔、44……大径ピストン、46……給油装
置、51,53……配管、60,63……電磁弁、61,64……配
管、62,65,67,68……パイロット圧配管、66……シーケ
ンス弁（切替手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】射出シリンダ（21）のピストンロッド（21
   c）を前進させるために、ヘッドエンド室（21a）に圧油
   を供給するアキュムレータ（33）と、前記ヘッドエンド
   室（21a）にロッドエンド室（21b）内の圧油を圧縮して
   供給するランアランド回路（32）とを備えた射出成形装
   置において、 前記アキュムレータ（33）を、小径ピストン（37）を有
   する小径シリンダ（34）とこの小径シリンダ（34）の反
   出口側において大径ピストン（44）を有する大径シリン
   ダ（35）とを同一軸芯上に連接してなる増圧型ピストン
   アキュムレータとし、このアキュムレータ（33）の小径
   シリンダ（34）側の内室（36a）および大径シリンダ（3
   5）側の内室（41c）と前記射出シリンダ（21）のヘッド
   エンド室（21a）とを配管（51,53,23）で接続し、この
   配管（51,53,23）に前記ヘッドエンド室（21a）側の圧
   力上昇によりランアランド回路（32）を開放するととも
   に小径ピストン（37）の下降を許容し大径ピストン（4
   4）のみの下降可能状態から大径ピストン（44）と小径
   ピストン（37）との同時下降可能状態へ切替える切替弁
   （66）の入口ポートを接続し、この切替弁（66）の出口
   ポートを、前記アキュムレータ（33）の小径シリンダ
   （34）側の小径ピストン（37）回りの室（36b）のポー
   ト（40）とタンク（26）との間の流路内に組み込まれて
   いるパイロットチェック弁（55）のパイロットポートに
   連結するとともに、前記射出シリンダ（21）のロッドエ
   ンド室（21b）側の回路内に設けられヘッドエンド室（2
   1a）側の圧力上昇に伴いランアランド回路（32）を開放
   する開放弁（29）のパイロットポートに連結したことを
   特徴とする射出成形装置。