JPH1024421A - エアポンプ油圧発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型が開いている休止時間を利用し、油圧ピ
ストンに直結されたエアシリンダの低圧エアによって必
要最小限の作動油に油圧を発生させることにより、金型
可動部材を駆動するための電力消費量が小さく、作動油
の温度上昇による劣化がない、小型のエアポンプ油圧発
生装置を提供する。 【解決手段】 成形金型が開いている間に、エアソレノ
イドバルブ６によって低圧エアを大径エアシリンダ１に
送り込み、大径エアピストン２を最上昇点まで移動させ
る。エアソレノイドバルブ６を切り替えることにより、
大径エアピストン２を下降させ、小径油圧シリンダ３に
吸入された作動油を吐出側チェック弁８を介して油圧ソ
レノイドバルブ９に送る。金型の一部を構成する可動部
品を駆動可能になったとき、作動油を阻止している油圧
ソレノイドバルブ９を解除することにより、アクチュエ
ータ１０の駆動軸１３を駆動し、駆動軸に接続されてい
る金型の可動部品を移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機金型の
一部を構成する可動部材を駆動するアクチュエータの駆
動源となる油圧発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の油圧発生装置は、油圧ポンプを電
動モータで回転させて油圧タンク内にある作動油を吸い
込み、ポンプで加圧して金型の可動部材を駆動するシリ
ンダに送り込んで駆動軸を駆動させている。シリンダの
戻り側作動油はバルブを介し、タンクに戻るようになっ
ている。この射出成形機金型の可動部材を駆動する油圧
ポンプは、可動部材を駆動する時のみ回転させて常時働
かせる必要はないものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金型成
形の１サイクル毎にポンプを起動することは起動電流が
大きくなり、また、立ち上がりも遅れが生じ、好ましく
ない。そこで、ポンプを常時回転させ、リリーフ弁を使
用して圧力を保持したり、アンロード弁を利用して必要
時に高圧への切り替えを行ったりしている。ポンプを常
時回転させているため、タンク内に蓄えられてる作動油
の必要量は実際に可動部材を駆動するために必要な作動
油量の数倍から数十倍が必要となる。また、常時ポンプ
を回転させることから作動油に加えられるエネルギーを
吸収するためにオイルクーラも必要となる。

【０００４】金型は本来成形品を作るスペースであり、
可動部材が必要な場合、それを駆動するアクチュエータ
は可能な限り小さくする必要がある。したがってアクチ
ュエータを動かす作動油は、往復動を考慮しても一定量
（例えば５００ｃｃ）を超えないようにすることが要請
される。また、射出成形機の金型は開いて成形品を取り
出している間は、可動部材も静止しており、この間は作
動油圧は必要としない。本発明の課題は、金型が開いて
いる休止時間を利用し、油圧ピストンに直結されたエア
シリンダの低圧エアによって必要最小限の作動油に油圧
を発生させることにより、金型可動部材を駆動するため
の電力消費量が小さく、作動油の温度上昇による劣化が
ない、小型のエアポンプ油圧発生装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明によるエアポンプ油圧発生装置は、エアピスト
ンの駆動方向を切り替えるためのエア切替バルブが接続
された大径エアシリンダと、前記大径エアシリンダに併
設され、前記大径エアシリンダのエアピストンに油圧ピ
ストンが直結された小径油圧シリンダと、オイルタンク
と、前記オイルタンクのオイルを前記小径油圧シリンダ
内に吸入するための吸入側バルブと、前記小径油圧シリ
ンダ内のオイルを吐き出すための吐出側バルブと、可動
部品駆動用アクチュエータと、前記吐出側バルブおよび
前記オイルタンクに結合され、前記可動部品駆動用アク
チュエータの駆動軸の駆動方向を切り替えるための油圧
切替バルブとを含み、金型開き期間中に、前記エア切替
バルブより大径エアシリンダに低圧エアを加え、吸入側
バルブより小径油圧シリンダ内にオイルタンクのオイル
を充填して油圧ピストンを上昇させ、前記エア切替バル
ブの切り替えにより油圧ピストンを下降させて吐出側バ
ルブより作動油を、前記可動部品駆動用アクチュエータ
への作動油の送り込みを阻止している前記油圧切替バル
ブに送り込むことにより蓄圧し、金型の可動部品を駆動
するタイミングになったとき、前記油圧切替バルブを切
り替えることにより、前記可動部品駆動用アクチュエー
タを必要な方向に駆動し、作動油は前記油圧切替バルブ
を介して前記オイルタンクに戻すように構成されてい
る。

【０００６】すなわち、本発明は、大径エアシリンダと
そのロッドに直結された小径油圧ピストンを持ち、金型
開き期間中にエアシリンダに低圧（例えば５kgf/cm² ）
のエア圧を付加し直結した油圧ピストンに口径比に相当
する高圧油圧を発生させ、油圧切替バルブでアクチュエ
ータに送られる作動油をブロックして油圧を蓄圧する。
金型が閉じ金型内可動部材を駆動するタイミングでソレ
ノイドバルブを切り替えれば、油圧ピストンシリンダ内
の高圧油圧は流れ出して可動部品駆動用アクチュエータ
を駆動、または元の位置に戻す毎に油圧ピストン内の油
は減少する。しかし、前述のようにピストンシリンダの
ケーシング容量が５００ｃｃもあれば１サイクル期間中
に前記金型が開いた間に発生させた高圧油圧を使いきっ
てしまうことは有り得ない。成形が終了し、金型が開
き、全ての可動部品用アクチュエータが原点に戻ったな
らば、大径エアシリンダの戻り側（エアピストンの上昇
側）にエア圧をかけ、それに直結され、ある程度前進し
た油圧ピストンを引き戻す。そのシリンダと油圧ピスト
ン間に油圧作動油を吸い込み、吸い込みを終了したとき
エアシリンダのエアピストンを下降させるように圧力を
かけ油圧を発生させる。通常、射出成形機においては、
金型が開いて製品を取り出す時間は最短でも２秒程度か
かる。５kgf/cm² のエアシリンダで増圧して１４０kgf/
cm² の油圧を得ようとすると、例えば、Φ２５０エアシ
リンダであれば、Φ４７の油圧ピストンを駆動すればよ
いことになる。Φ４７油圧ピストンで５００ｃｃの容量
を得るにはストロークは３００ｍｍあれば十分である。
Φ２５０のエアシリンダを３００ｍｍ動かして油圧作動
油を吸い込み、そのストロークエンドでエアの作動方向
を切り替えて油圧ピストンに油圧を発生させるまでの時
間は２秒あれば十分である。すなわち、上記エアポンプ
油圧発生装置は、通常射出成形機で現実的に十分機能し
得ることが判る。また、可動部品駆動用アクチュエータ
が駆動または戻る際のリターン側作動油は、油圧シリン
ダに吸入される油がタンクに全量戻り常に一定量が往復
しているので、（アクチュエータ容量）＋αの１リット
ルもあれば十分である。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、作動油量を少なくすること
ができ必要最少限の作動油で油圧を発生させることがで
き油圧装置を小型にすることができる。また、油圧ポン
プを電動モータで作動させるのではなく、エアシリンダ
で作動させるので、金型可動部材を駆動するための電力
消費量は少なくなる。さらに、常時油圧ポンプを駆動し
ないので、作動油の劣化につながる作動油温度の上昇が
なく、オイルクーラは不要となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳しく説明する。図１は、本発明によるエア
ポンプ油圧発生装置の実施の形態を示す概略図である。
大径エアシリンダ１の下部には小径油圧シリンダ３が設
けられている。大径エアピストン２は大径エアシリンダ
１内を上下動するようになっており、大径エアシリンダ
１の上部に設置されている第１ポート１ａと下部に設置
されている第２ポート１ｂに配管１５および１６がそれ
ぞれ接続されている。配管１５および１６はエアソレノ
イドバルブ６を介して低圧エアを供給する低圧エア供給
源（図示してない）に接続されている。

【０００９】エアソレノイドバルブ６は、電磁動作によ
ってエアの断続および配管１５および１６と低圧エア供
給源側からの配管との間の切り替え接続を行う。大径エ
アシリンダ１の大径エアピストン２は、上記エアソレノ
イドバルブ６が断続，切り替え接続されることにより駆
動される。大径エアピストン２は、小径油圧シリンダ３
内の小径油圧ピストン４とロッド１１によって直結され
ている。したがって、大径エアピストン２が上下動すれ
ば、それにしたがって小径油圧ピストン４も上下動す
る。

【００１０】小径油圧シリンダ３の下部に通じるポート
２２に吸入側チェック弁５が接続されており、この吸入
側チェック弁５はオイルタンク７内の作動油に開口して
いる。同じく小径油圧シリンダ３の下部に通じる他のポ
ート２１に吐出側チェック弁８が接続されており、この
吐出側チェック弁８は高圧配管１７を介して油圧ソレノ
イドバルブ９に連結されている。油圧ソレノイドバルブ
９には戻り作動油をオイルタンク７に戻すためのゴムホ
ース１８が接続されている。油圧ソレノイドバルブ９に
接続されているゴムホース１９および２０は、可動部品
駆動用アクチュエータ１０の両端のポート２３および２
４に接続されている。

【００１１】油圧ソレノイドバルブ９は、電磁動作によ
って作動油の断続および高圧配管１７およびゴムホース
１８とゴムホース１９および２０との間の切り替え接続
を行う。可動部品駆動用アクチュエータ１０には油圧ソ
レノイドバルブ９からの作動油が注入され、図示しない
可動部品に接続されている駆動軸１３を左右に駆動す
る。

【００１２】図２，図３は、図１の動作状態を説明する
ための図である。図２（ａ）の状態１は、小径油圧シリ
ンダ３へ作動油を充填する行程を説明するためのもの
で、この行程は金型が開いているときに行われる。図示
しないエア供給源よりエアソレノイドバルブ６，配管１
６を介して大径エアシリンダ１の下部のポート１ｂに低
圧のエアを供給する。大径エアピストン２は上昇を開始
し、大径エアピストン２に直結されている小径油圧ピス
トン４も上昇する。大径エアシリンダ１内の大径エアピ
ストン２の上側のエアは配管１５，エアソレノイドバル
ブ６を通って排出される。小径油圧ピストン４の上昇に
伴い、小径油圧ピストン４の下側のシリンダ内に吸入側
チェック弁５を介してオイルタンク７より作動油が吸入
される。

【００１３】大径エアピストン２が最大上昇点まで達す
ると（図２（ｂ）の状態２）、エアソレノイドバルブ６
が状態２に示すように切り替えられる。そのため、低圧
のエアは配管１５に送られ、大径エアピストン２は下降
を開始する。これに伴って小径油圧ピストン４も下降を
開始するが、吸入側チェック弁５は閉じているため小径
油圧ピストン４に吸入された作動油は吐出側チェック弁
８を通り、高圧配管１７に送られる。しかしながら、油
圧ソレノイドバルブ９は油の流れを断としているため、
小径油圧ピストン４は少し下降して停止する。小径油圧
ピストン４の面積に対する大径エアピストン２の面積の
比率分だけ、エアが増圧されて小径油圧シリンダ３内に
圧力が蓄圧される。

【００１４】金型が閉じ金型内可動部品を駆動するタイ
ミングになると、油圧ソレノイドバルブ９の断が解除さ
れて、高圧配管１７の作動油は油圧ソレノイドバルブ９
を通ってゴムホース１９に送り出されポート２３より可
動部品駆動側アクチュエータ１０に供給される。そのた
め、停止していた大径エアピストン２と小径油圧ピスト
ン４は下降を開始し、可動部品が接続されている駆動軸
１３が右方向に移動を開始する（図３（ｃ）の状態
３）。この間、作動油に加えられている圧力は保持され
る。可動部品駆動側アクチュエータ１０内のピストンの
右側シリンダ室にある戻り作動油は、ゴムホース２０，
油圧ソレノイドバルブ９，ゴムホース１８を通ってオイ
ルタンク７内に返される。

【００１５】駆動軸１３を所定位置まで駆動させた後、
油圧ソレノイドバルブ９を切替えることにより、小径油
圧シリンダ３内に蓄圧された油圧によって可動部品駆動
側アクチュエータ１０のピストンを元の位置に復帰させ
ることができる。大径エアピストン２と小径油圧ピスト
ン４は、さらに下降を続け、最下降点に達し、成形も１
サイクルを終了する（図３（ｄ）の状態４）。この状態
４で金型が開き、状態１に戻る。この間、小径油圧シリ
ンダ３内から流出した同量の作動油がオイルタンク７に
戻ることになる。

【００１６】以上の説明から明らかなように、アクチュ
エータ容積と油圧シリンダ容積を合わせた分の油が必要
であるが、この容積は５００ｃｃあれば十分である。実
施例としてエアシリンダの直径Φを１６０ｍｍ，ストロ
ークを１５０ｍｍとし、油圧シリンダの直径Φを３０ｍ
ｍとして組合せることにより、実用的に直径Φを２０ｍ
ｍ，ストロークを２０ｍｍとしたアクチュエータを６
本、供給エア圧５kgf/cm² によって作動油圧１４０kgf/
cm² を得て駆動することができた。なお、アクチュエー
タ容量が小さいとき、状態１で作動油を吸入する際、大
径エアピストンがストロークエンドに達する前にリミッ
トスイッチで位置を検出し、エアソレノイドバルブ６を
切り替えれば、エアシリンダにおけるエアのスペース
（エアピストンの上側のエアシリンダ室）が大きくな
る。この容積はアキュムレータとして作動し、つぎにア
クチュエータが高速で作動する必要が生じたとき（アク
チュエータが小さいものは往々にして高速動作が要求さ
れる）圧縮したアキュムレータ内のエアが膨張してアク
チュエータを高速で作動させることができる。

【００１７】

【発明の効果】以上、説明したように本発明は、金型開
き期間中に、エア切替バルブより大径エアシリンダに低
圧エアを加え、吸入側バルブより小径油圧シリンダ内に
オイルタンクのオイルを充填して油圧ピストンを上昇さ
せ、エア切替バルブの切り替えにより油圧ピストンを下
降させて吐出側バルブより作動油を、可動部品駆動用ア
クチュエータへの作動油の送り込みを阻止している油圧
切替バルブに送り込むことにより蓄圧し、金型の可動部
品を駆動するタイミングになったとき、油圧切替バルブ
を切り替えることにより、可動部品駆動用アクチュエー
タを必要な方向に駆動し、作動油は油圧切替バルブを介
してオイルタンクに戻すように構成されている。したが
って、射出成形機の金型開き期間中に、低圧のエア圧で
作動油が高圧に蓄圧され、少ない作動油で、可動部品駆
動用アクチュエータを駆動できる。 例えば、いずれの
工場にも置いてある５kgf/cm² のエア圧供給源を用いて
１４０kgf/cm² の油圧の作動油を作り、アクチュエータ
を駆動できる。金型内で作動油の必要量のみ昇圧するた
め油圧装置を小型にでき、また、常時作動させる構成で
はないので、作動油の温度上昇もなく作動油の劣化がな
いという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるエアポンプ油圧発生装置の実施の
形態を示す概略図である。

【図２】図１の動作状態を説明するための図で、状態１
および２を示している。

【図３】図１の動作状態を説明するための図で、状態３
および４を示している。

【符号の説明】

１…大径エアシリンダ ２…大径エアピストン ３…小径油圧シリンダ ４…小径油圧ピストン ５…吸入側チェック弁 ６…エアソレノイドバルブ ７…オイルタンク ８…吐出側チェック弁 ９…油圧ソレノイドバルブ １０…可動部品駆動用アクチュエータ １１…ロッド １２…オイル １３…駆動軸 １５，１６…配管 １７…高圧配管 １８，１９，２０…ゴムホース ２１…入力ポート ２２…出力ポート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアピストンの駆動方向を切り替えるた
   めのエア切替バルブが接続された大径エアシリンダと、 前記大径エアシリンダに併設され、前記大径エアシリン
   ダのエアピストンに油圧ピストンが直結された小径油圧
   シリンダと、 オイルタンクと、 前記オイルタンクのオイルを前記小径油圧シリンダ内に
   吸入するための吸入側バルブと、 前記小径油圧シリンダ内のオイルを吐き出すための吐出
   側バルブと、 可動部品駆動用アクチュエータと、 前記吐出側バルブおよび前記オイルタンクに結合され、
   前記可動部品駆動用アクチュエータの駆動軸の駆動方向
   を切り替えるための油圧切替バルブとを含み、 金型開き期間中に、前記エア切替バルブより大径エアシ
   リンダに低圧エアを加え、吸入側バルブより小径油圧シ
   リンダ内にオイルタンクのオイルを充填して油圧ピスト
   ンを上昇させ、 前記エア切替バルブの切り替えにより油圧ピストンを下
   降させて吐出側バルブより作動油を、前記可動部品駆動
   用アクチュエータへの作動油の送り込みを阻止している
   前記油圧切替バルブに送り込むことにより蓄圧し、 金型の可動部品を駆動するタイミングになったとき、前
   記油圧切替バルブを切り替えることにより、前記可動部
   品駆動用アクチュエータを必要な方向に駆動し、作動油
   は前記油圧切替バルブを介して前記オイルタンクに戻す
   ことを特徴とするエアポンプ油圧発生装置。
2. 【請求項２】 前記エア切替バルブはエアソレノイドバ
   ルブであり、前記油圧切替バルブは油圧ソレノイドバル
   ブである請求項１記載のエアポンプ油圧発生装置。