JPS612520A - 射出成形機用流体制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、射出用アクチュエータを迅速に立ち上がら
せるようにした射出成形機用流体制御装置に関する。

〈従来の技術〉 、従来、一般に、可変ポンプの吐出圧力および流量をパ
イロット弁によりアクチュエータの負荷の要求する圧力
および流量に対応させるようにしたいわゆるパワーマツ
チ式の流体制御装置と１しては、第４図に示すようなも
のがある（油空圧化設計、第１４巻第１号、昭和５１年
１月１日刊工業新聞社、６４頁）′。　この流体制御装
置は、可変ポンプ１０１と、パイロット弁１０２と、そ
のパイロット弁１０２のバネ室１０２ａを中立時にパイ
ロットライン１０４を介してタンク１０３に通じるベン
ト路１０５ａを有するノーマルクローズド形の絞り切換
弁１０５を備えることにより、アクチュエータ１０６を
作動させない絞り切換弁１０５のノーマル位置、つまり
中立位置時にはパイロット弁１０　’２のバネ室１０２
ａをタンク１０３に通じて、可変ポンプ１０１をアンロ
ードするペントアンロード方式によっている。このため
、従来のパワーマツチ式の流体制御装置→よ、絞り切換
弁１０５を中立位置から切換位置に切換えた際に、アク
チュエータ１０６が応答するまでにメインライン１０７
およびパイロットライン１０４に流体を完全に満たして
、それを圧縮するために必要とする時間やアンロードさ
せる位置に静止しているパイロット弁＋０２を動作状態
に持っていくまでの時間を必要とするために、無駄時間
がどうしても生じてアクチュエータ１０６の応答性が悪
いという欠点があった。このように、アクチュエータ１
０６の応答性が悪いと射出成形機においては次のような
重大な問題を生じる。すなわち、良い成形を行なうため
には、金型のすみずみまで溶融樹脂を押し込む必要があ
るが、アクチユエータの応答性が悪いと、溶融樹脂を迅
速に金型内に押し込むことができず、溶融樹脂が途中で
部分的に冷えて固まり、溶融樹脂を金型のすみずみまで
押し込むことができないという問題が生じる。このこと
は射出サイクルが秒単位であるため、応答性が僅か０゜
１秒置なっても、成形品の品質に重大な影響を与えるこ
とになる。

この発明は、上記従来の事情に鑑みて、射出用アクチュ
エータの立′ち上がり応答性が良い射出成形機用流体制
御装置を提供することを目的としている。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明の射出成形機用流体
制御装置は、第１図に例示するように、射出用アクチュ
エータ５の作動方向のみを制御するポンプボート・ノー
マルクローズド形の切換弁３と可変ポンプ１とを接続す
るイインライン６に絞り弁７を設け、この絞り弁７の前
後から分岐したパイロットライン８．９を流量制御用パ
イロット弁２ａのパイロット室とバネ室とに夫々接続し
、さらに、圧力制御用パイロット弁２ｂのパイロット室
に上記絞り弁７の前位をパイロットライン８を介して接
続する一方、上記圧力制御用パイロット弁２ｂのバネ室
に上記絞り弁７の前位を、絞り５５を有するパイロット
ライン５６により接続すると共に、上記メインライン６
の設定圧力を多段階に設定するためのパイロットリリー
フ弁１８を上記圧力制御用パイロット弁２ｈのバネ室に
接続して、上記圧力制御用パイロット弁２ｂと流量制御
用パイロット弁２ａの切換作動により、上記可変ポンプ
ｌの吐出量制御部１６を上記メインライン６とタンクラ
イン１２とに切換接続するようにしたことを特徴とする
。

〈作用〉 そして、射出用アクチュエータ５を作動させない切換弁
５のポンプボートを閉鎖したときにおいて、メインライ
ンおよびパイロットラインの流体が上記パイロットリリ
ーフ弁１８で設定される所定の低圧に対応する圧力に予
め圧縮されると共に、圧力制御用パイロット弁２ｂはア
ンロードに対応する位置でなく、その低圧に対応する位
置すなわ゛ち過渡的位置におかれ、かつ流量制御用パイ
ロット弁２ａは最大吐出側に位置しているから、上記切
換弁３を切換えた際に、上記圧力制御用パイロット弁２
ｂおよび流量制御用パイロット弁２ａが直ちに動作して
、射出用アクチュエータ５は迅速に立ち上がらせられる
。また、圧力制御用パイロット弁２ｂのバネ室に、設定
圧力を多段階に設定するパイロットリリーフ弁１８を接
続しているから、圧力の多段階制御がなされる。

〈実施例〉 以下、この発明を図示の実施例について詳細に説明する
。

この射出成形機用流体制御装置は、吐出量可変ポンプ１
と、該可変ポンプｌの吐出量および吐出圧力を制御する
パイロット弁２と、クロズドセンター形切換弁３，４と
、該切換弁３により方向制御される射出用アクチュエー
タである両ロッド形の油圧シリンダ５を備える。

上記可変ポンプｌと切換弁３．４のポンプポートＰ、Ｐ
との間のメインライン６には、ノーマルオープン形の絞
り弁７を設置している。

上記パイロット弁２は、流量、圧力制御を正確に行なう
ために３ポート絞り切換弁よりなる流量制御用パイロッ
ト弁２ａと圧力制御用パイロット弁２ｂとの組み合わせ
により構成している。

上記流量制御用パイロット弁２ａの両端のパイロット室
とバネ室とには、夫々絞り弁７の前後の圧力をパイロッ
トライン８と９とを介して伝えている。また、上記流量
制御用パイロット弁２ａのパイロット室およびボートＬ
ならびに上記圧力制御用パイロット室２ｂのパイロット
室およびボート克には上記パイロットライン８を介して
絞り弁７の前位の圧力を伝えている。上記圧力制御用パ
イロット弁２ｂのバネ室には、中間に絞り５５を設置し
たライン５６を介して上記パイロットライン８を接続し
ている。また、上記圧力制御用パイロット弁２ｂのボー
トｎはパイロットライン１７を介して可変ポンプ１の吐
出量制御部１６に接続すると共に、該圧力制御用パイロ
ット弁２ｂのボートｍは流量制御用パイロット弁２ａの
ボートｎに接続し、さらに流量制御用パイロット弁２ａ
のボートｍとタンク１３とをパイロットライン１２を介
して接続している。

一方、上記圧力制御用パイロット弁２ｂのバネ室にはパ
イロットリリーフ弁１８を接続している。

このパイロットリリーフ弁１８は、低圧側リリーフ弁１
８ａと高圧側リリーフ弁１８ｂとノーマルオープン形２
位置電磁切換弁１８ｃとからなる。

上記リリーフ弁１８ａと１８ｂとの各−次ポートはパイ
ロットライン６１を介して互いに接続している。また、
上記リリーフ弁１８ａの二次ボートを、中間に上記切換
弁１８ｃを設置したライン６２を介してタンク６３に接
続している。また上記ライン６１は、パイロットライン
６６を介して上記圧力制御用パイロット弁２ｂのバネ室
に接続している。

したがって、このパイロットリリーフ弁１８は、第１図
に示す状態において、リリーフ弁１８ａの２次ポートが
切換弁１８ｃ’を介してタンク６゛３に連通しているの
で、リリーフ弁１８ａで設定される低圧側に圧力設定さ
れる一方、上記切換弁１８ｃのソレノイド７０に電流を
通電してそれを切換えると、リリーフ弁１８ａの２次ポ
ートとタンク６３との連通が断たれるのでリリーフ弁１
８ｂで設定される高圧側に圧力設定される。すなわち、
このパイロットリリーフ弁１８は、その設定圧力を多段
に、すなわち高圧または低圧に設定できる。

一方、油圧シリンダ５に対する速度制御時すなわち流量
制御時においては、上記パイロットリリーフ弁１８は設
定圧力となっていないので、圧力制御用パイロット弁２
ｂは、パイロット室とバネ室の両座力が同一になってシ
ンボル位置■、に位置している。そして、流量制御用パ
イロット弁２ａはノンポル位置■１に位置したり、シン
ボル位置■、に位置したりして、可変ポンプ１の吐出量
制御部１６に対する流体を制御して、絞り弁７の前後の
差圧を一定に保持する。また、樹脂３４の充填が完了し
て油圧シリンダ５が停止している圧力制御時には、絞り
弁７には流体が流れず、絞り弁７の前後の圧力が同じと
なるので、流量制御用パイロット弁２ａは、シンボル位
置Ｖ、に位置している。そして、圧力制御用パイロット
弁２ｂはシンボル位置Ｖ１やＶ、に位置して、可変ポン
プ１の吐出量を制御して、メインライン６の圧力を一定
の圧力に保持する。

一方、上記切換弁３の負荷ボートＡ、Ｂは夫々ライン２
５．２６を介して両ロッド形油圧シリンダ５の各ボート
２７．２８に接続している。

一方、射出機３０は、上部にホッパー３１を有する加熱
筒３２内にスクリュ軸３３を進退並びに回動自在に嵌め
込んでいる。そして、図示しない手段によりスクリュ軸
３３を回動させて、ホッパー３１内の樹脂３４を加熱筒
３２内に吸入できるようになっている。上記スクリュ軸
３３の一端には、上記油圧シリンダ５のロッド２９を連
結する一方、上記加熱筒３２の先端には成形型３５を配
置している。

上記構成の射出成形機用流体制御装置は次のように動作
する。

今、この流体制御装置は、第１図に示す状態にあって、
予め加熱筒３２内にはホッパー３１から樹脂３４が吸入
されており、かつ第１図に示す状態にあるパイロットリ
リーフ弁１８ａによって低圧に圧力設定されているとす
る。

このとき、可変ポンプ１からの吐出流体の一部は、メイ
ンライン６および絞り弁７、パイロットライン８、絞り
５５、パイロットライン６６を通−で、パイロットリリ
ーフ弁１８ａよりタンク６３に排出されている。したが
って、メインライン６およびパイロットライン８，９．
６６の圧力は、パイロットリリーフ弁１８ａの設定圧力
たる低圧に対応した圧力になっている。すなわち、メイ
ンライン６およびパイロットライン８，９．６６の圧力
は、油圧ンリンダ５を駆動しない切換弁３のノーマル状
態においても、予め所定の低圧に圧縮されている。

一方、圧力制御用パイロット弁２ｂは、可変ポンプｌの
吐出量制御部１６を制御して、絞り弁５５の前位の圧力
と絞り５５の後位の圧力の差を上記圧力制御用パイロッ
ト弁２ｂのバネ室のバネ３８のバネ力に対応した一定値
にする。すなわち、たとえば圧力制御用パイロット弁２
ｂのパイロット室とバネ室との両圧力の差がバネ３８の
バネ力以上になると、圧力制御用パイロット弁２ｂは図
中左側のシンボル位置Ｖ□に位置して、メインライン６
からの流体をそのボートｌ、ｎを介して、吐出量制御部
１６に供給して可変ポンプｌの吐出量を減じて絞り５５
の前位の圧力を低める一方、たとえば圧力制御用パイロ
ット弁２ｂのパイロット室とバネ室との両圧力の差がバ
ネ３８のバネ力以下になると、圧力制御用パイロット弁
２ｂは図中右側のシンボル位置■、に位置して、吐出、
量制御部１６からの流体をボートｎ、　ｍおよび流量制
御用パイロット弁２ａを介してタンク１３に排出して可
変ポンプ１の吐出量を増大せしめて絞り５５の前位の圧
力を高めて、絞り５５前後の差圧を一定に保つようにす
る。

したがって、切換弁３のノーマル位置においては、上記
絞り５５の前後の差圧を一定に保つべく、圧力制御用パ
イロット弁２ｂはシンボル位置■１とＶ、との過渡的状
態、すなわち、ポート克とボートｎとの間が絞られて連
通した状態にあって、可変ポンプｌからの吐出流体の一
部を上記ボート１、ｎを介して吐出量制御部１６に供給
して斜板（図示せず）を所定の角度だけ傾斜させて、可
変ポンプｌに所定量の流体を吐出させている。一つまり
、圧力制御用パイロット弁２１］は、可変ポンプｌをア
ンロードさせるところのボート兇とｎとの間を全開にさ
せるシンボル位置■、に位置するのではなくて、前述の
如く、シンボル位置Ｖ、から■、に移る過渡的状態にあ
って、一定の流体を吐出している。

このとき、可変ポンプｌからの吐出流体は、低圧側パイ
ロットリリーフ弁１８ａと吐出量制御部１６とに二分さ
れて、夫々タンク６３．４１に排出される。上記吐出流
体は少量であり、かつその吐出圧力はパイロットリリー
フ弁１８ａで設定される低圧である。このため、このと
きの圧力の流量の積で求められる動力損失は、固定ポン
プ制御方式や可変ポンプで高圧の流体を吐出するものに
比べて比較的小さい。

この状態で切換弁１８ｃを切換えて、低圧側パイロット
リリーフ弁１８ａの２次側を閉鎖し、パイロットリリー
フ弁１８ｂによりを第１整定圧力に対応する高圧に設定
すると同時に、切換弁３を左側のシンボル位置に切換え
る。

そうすると、可変ポンプ１から吐出される流体は、絞り
弁７、切換弁３を介して、浦圧シリンダ５、のボート２
７に供給されて、そのロッド２９およびスクリュ軸３３
は第１図中右側に移動させられる。そして、樹脂３４は
成形型３５内に供給される。

このときの油圧シリンダ５の立ち上がり応答性は、メイ
ンライン６、パイロットライン８．９゜１７および６６
．６１の流体が前述の如く予め低圧に圧縮されているこ
とと、圧力制御用パイロット弁２ｂがシンボル位置ｖ１
とＶ、との間の過渡的状態にあるために、それが迅速に
シンボル位置Ｖ。

に位置し得ることと、絞り弁７を流れる流体がないため
流量制御用パイロット弁２ａのパイロット室とバネ室の
圧力が等しくなって流量制御用パイロット弁２ａがシン
ボル位置Ｖ２に位置していることと、絞り弁７が最初か
ら開放していることとが相俟って良好である。つまり、
この射出成形機用流体制御装置の油圧シリンダ５は、切
換弁３および切換弁１８ｃに信号を印加すると同時に迅
速に立ち上がる。これに対して、従来の流体制御装置は
、切換えるべき信号を印加してから無駄時間を経過して
から立ち上がる。これは、前述の如く油圧シリンダを作
動させるために、メインラインおよびパイロットライン
に流体を満たしてそれを圧縮しなければならないことと
、パイロット弁がアンロード状態に対応する位置から最
大吐出量に対応する側に移動しなければならないことに
よる。

また、この流体制御装置は切換弁３が中立位置であって
も、従来例の如きベントアンロードすることがないので
、絞り弁７の下流側にアクチュエータ４を接続してそれ
を作動できる。

前述の如き成形型３５内への樹脂の供給に伴って、該ス
クリュ軸３３の前進に対する抵抗が大きくなって、油圧
シリンダ５のピストンに作用させる充填圧力、すなわち
、絞り弁７よりも後位の流体圧力が第２図中時点Ｔ、以
前の曲線で示す如く徐々に上昇する。

このとき、流量制御用パイロット弁２ａが動作していて
、上記充填圧力の上昇にかかわらず、絞り弁７の前後の
差圧を一定に保って、流体制御つまり油圧シリンダ５の
正確な速度制御を行っている。。すなわち、充填圧力が
上昇して、絞り弁７の前後の差圧が所定の圧力以下にな
ると、その前後の圧力が夫々伝えられる流量制御用パイ
ロット弁２ａのパイロット室とバネ室との圧力差が？く
ネ室のバネ３９のバネ力以下になって、流量制御用パイ
ロット弁２ａはシンボル位置Ｖ、に位置する。

そして、可変ポンプ１の吐出量制御部１６を、パイロッ
トライン１７、パイロット弁２ａ、２ｂを介してタンク
１３に連通して、可変ポンプ１の図示しない斜板を最大
吐出側に傾斜させて、吐出量を増大させ、絞り弁７の前
後の差圧を増大させる。

一方、もし絞り弁７の後位の圧力が下降して、その絞り
弁７の前後の差圧が所定の圧力以上になると、流量制御
用パイロット弁２ａのパイロット室とバネ室の圧力差が
、そのバネ室のバネ３９のバネ力以上になって、流量制
御用パイロット弁２ａはシンボル位置Ｖ１に位置する。

そして、可変ポンプ１の吐出量制御部１６を、パイロッ
トライン１７、シンボル位置ｖ２に位置している圧力制
御用パイロット弁２ｂ１パイロツトライン８を介してメ
インライン６に連通して、可変ポンプＩの斜板を非吐出
側に傾斜させて、吐出量を減少させ、絞り弁７の前後の
差圧を減少する。要約すると、流量制御用パイロット弁
２ａは、絞り弁７の前後の差圧に応じて、シンボル位置
Ｖ冒こ位置したり、シンボル位置Ｖ、に位置したりして
、可変ポンプｌの吐出量を制御して、該絞り弁７の前後
の差圧を一定に保持する。

この流体制御時において、可変ポンプｌの吐出この流体
制御時において、可変ポンプｌの吐出量制御のために、
その吐出量制御部１６以外に流体を流していないから、
つまり、直接タンクに戻す流体が存在しないから、パワ
ーマツチ制御を行っている上に、さらに動力損失が少な
くなっている。

次に、スクリュ軸３３の前進により、成形型３５内への
樹脂３４の充填が完了すると、射出機３゜は射出状態か
ら油圧シリンダ５が作動しない整定状態に移行する。そ
して充填圧力は、第２図中時点Ｔ１より右側の曲線で示
すように急速に上昇して、時点Ｔ、より右側の曲線で示
す第１整定圧カＰｌとなる。つまり、この流体制御装置
は、流量制御状態から可変ポンプｌの吐出量が極く少量
である圧力制御状態に移行する。この圧力制御状態に移
行する過渡時に、流量制御用パイロット弁２ａが動作し
て流量制御を行なうので、第３図中実線で示すように、
圧力オーバライド特性が破線で示すものよりも良くなり
、コーナ点５１ｂの馬力が大きくなり、射出機のサイク
ルを高負荷時でも早くとれて能率が向上する。

上記第１整定圧力Ｐ、は、圧力制御部用パイロットリリ
ーフ弁１８ｂの前記設定圧力により定まっている。すな
わち、圧力制御用パイロットリリーフ弁１８ｂは、その
−次ポート側の流体圧力をその設定圧力に保つので、圧
力制御用パイロット弁２ｂのバネ室もその設定圧力に保
持される。したがって、圧力制御用パイロット弁２ｂは
、この圧力制御状態のもとで、そのパイロット室とバネ
室の差圧がそのバネ室のバネ力に対応する如く、つまり
、充填圧力を第１−整定圧力Ｐ、に保っようにシンボル
位置Ｖ、に位置したり、シンボル位置Ｖ２に位置したり
して、可変ポンプｌの吐出量制御部１６を制御している
。定常的には、圧力制御用パイロット弁２ｂは、シンボ
ル位置ｖ１に位置して、可変ポンプｌの吐出量を極く少
量な状態に制御している。このとき、吐出量制御部１６
からのドレーンは、ドレーンライン４０を介して、タン
ク４１に導かれる。なお、上記パイロット室とバネ室と
の差圧は、可変ポンプ１からパイロットリリーフ弁１８
へ流れる流体が絞り５５を通るために生じ第２図中時点
Ｔ１からＴ、の間の曲線は、流量制御状態から圧力制御
状態に移行する過渡時をボし、曲線中の４４はサージ圧
すなわち圧力オーバシュートを示している。

上記第１整定圧力Ｐ、のちとで所定時間経過して第２図
中時点Ｔ、に達すると、切換弁１８ｃを切り換えて、低
圧側パイロットリリーフ弁１８ａの作動により設定圧力
を低くして、充填圧力を第２整定圧力Ｐ、すなわち保圧
にする。このように、設定圧力を低くして、第２整定圧
力にするのは、高い圧力で樹脂を加圧していると、パリ
が生じるからである。

この保圧にするとき、上記パイロット弁２ａ。

２ｂは上記吐出量制御部１６に対する流体のみを制御す
る小さなものであり、かつパイロットリリーフ弁１８ａ
、１８ｂも僅かなパイロット流体を制御するものである
ので、過渡時に第２図中破線４７で示すような圧力アン
ダシュートは生じることはない。したがって、成形品に
ひげやかけ等の悪い影響を与えることはない。

上記第２整定圧力Ｐ、に対する圧力制御は、上記第１整
定圧力の場合と同様にして、圧力制御用パイロット弁２
ｂにより行われる。すなわち、圧力制御用パイロット弁
２ｂは、そのパイロット室の圧力とパイロットリリーフ
弁１８ａの設定圧たるバネ室の圧力の差がバネ３８のバ
ネ力に対応するように作動して、充填圧力を第２整定圧
力Ｐ。

に保つ。

上記実施例では、パイロットリリーフ弁１８は２個のパ
イロットリリーフ弁１８ａ、１８ｂを組み合わせて構成
したが、図示しない１個の電磁パイロットリリーフ弁を
用いてもよい。

〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明によれば、切換弁の
ポンプポートの閉鎖時に、メインラインおよびパイロッ
トラインの流体をパイロットリリーフ弁で設定される所
定の低圧に対応する圧力に圧縮し、かつ圧力制御用パイ
ロット弁をアンロード位置に対応する位置でなく過渡的
な位置におくので、応答性を早くして、射出用アクチュ
エータを迅速に立ち上がらせることができ、したがって
、途中で樹脂が冷えて固まることがなくて、成形型のす
みずみまで樹脂を押し込むことができる。また、圧力制
御用パイロット弁のバネ室に設定圧力を多段階に設定す
るパイロットリリーフ弁を接続したので、圧力の多段階
制御ができる。また、ポンプポート・ノーマルクローズ
ド形の切換弁と絞り弁を別体にしたので、絞り弁の下流
側に複数のアクチュエータを接続し、一つのアクチュエ
ータに対する切換弁のポンプポートを閉鎖しても、他の
アクチュエータを作動することができる。また、この発
明によれば、圧力制御用パイロット弁と流量制御用パイ
ロット弁を用いるので、圧力オーバライド特性が良く、
省動力制御の効率をさ１らに向上でき、また、そのパイ
ロット弁を小さな弁で構成できて、圧力アンダシュート
を小さくでき、したがって、成形樹脂のひけやかけをな
くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例の回路図、第２図は上記実
施例の時間−充填圧力特性図、第３図は上記実施例の圧
力オーバライト特性図、第４図は従来例の回路図である
。 ■　・可変ポンプ、　　　　２・・・パイロット弁、２
ａ　・・流量制御用パイロット弁、 ２ｂ　圧力制御用パイロット弁、 ５・・アクチュエータ、　　６・・・メインライン、７
　絞り弁、　　　１８・・パイロットリリーフ弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）射出用アクチュエータ（５）の作動方向のみを制
   御するポンプポート・ノーマルクローズド形の切換弁（
   ３）と可変ポンプ（１）とを接続するメインライン（６
   ）に絞り弁（７）を設け、この絞り弁（７）の前後から
   分岐したパイロットライン（８）、（９）を流量制御用
   パイロット弁（２ａ）のパイロット室とバネ室とに夫々
   接続し、さらに、圧力制御用パイロット弁（２ｂ）のパ
   イロット室に上記絞り弁（７）の前位をパイロットライ
   ン（８）を介して接続する一方、上記圧力制御用パイロ
   ット弁（２ｂ）のバネ室に上記絞り弁（７）の前位を、
   絞り（５５）を有するパイロットライン（５６）により
   接続すると共に、上記メインライン（６）の設定圧力を
   多段階に設定するためのパイロットリリーフ弁（１８）
   を上記圧力制御用パイロット弁（２ｂ）のバネ室に接続
   して、上記圧力制御用パイロット弁（２ｂ）と流量制御
   用パイロット弁（２ａ）の切換作動により、上記可変ポ
   ンプ（１）の吐出量制御部（１６）を上記メインライン
   （６）とタンクライン（１２）とに切換接続するように
   したことを特徴とする射出成形機用流体制御装置。