WO2004111465A1

WO2004111465A1 - 成形機及び成形方法

Info

Publication number: WO2004111465A1
Application number: PCT/JP2004/008102
Authority: WO
Inventors: Akihisa Kobayashi; Shinji Terada
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries, Ltd.
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2004-12-23
Also published as: KR100716049B1; US20070110841A1; TWI235705B; CN1806126A; KR20060021883A; JPWO2004111465A1; TW200427566A; CN100346079C; DE112004001037T5

Abstract

　油圧供給源に加わる負荷を低くすることができ、消費エネルギーを少なくすることができる成形機及び成形方法を提供することを目的とする。油が供給されることによって駆動されるアクチュエータと、該アクチュエータに油を供給するための油路に配設されたアキュムレータと、前記アクチュエータを駆動するための駆動圧を検出する駆動圧検出部と、前記アキュムレータのチャージ圧を検出するチャージ圧検出部と、検出された検出チャージ圧、及び検出された検出駆動圧に基づいて前記チャージ圧を設定するチャージ圧設定処理手段とを有する。この場合、検出チャージ圧及び検出駆動圧に基づいて前記チャージ圧が設定されるので、無用に高いチャージ圧の油がアキュムレータに蓄えられることがなくなる。したがって、油圧供給源に加わる負荷がその分低くなり、消費エネルギーを少なくすることができる。

Description

明細書

成形機及び成形方法

技術分野

[0001] 本発明は、成形機及び成形方法に関するものである。

背景技術

[0002] 従来、油圧回路によって作動させられる駆動装置を備えた成形機、例えば、射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた樹脂を、高圧で射出して金型装置のキヤビティ空間に充填（てん）し、該キヤビティ空間内において冷却して固化させることによって成形品を得るようにしている。

[0003] そのために、前記射出成形機は型締装置及び射出装置を有し、前記型締装置は、固定プラテン及び可動プラテンを備え、型締シリンダを駆動し、可動プラテンを進退させることによって金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行う。

[0004] 一方、前記射出装置は、ホッパから供給された樹脂を加熱して溶融させる加熱シリンダ、及び溶融させられた樹脂を射出する射出ノズルを備え、前記加熱シリンダ内にスクリューが回転自在に、かつ、進退自在に配設される。そして、射出シリンダを駆動し、前記スクリューを前進させると、射出ノズルから樹脂が射出され、前記キヤビティ空間に充填される。

[0005] ところで、前記型締シリンダ、射出シリンダ等のァクチユエータを駆動するために油圧回路が配設され、該油圧回路において、油圧供給源としての油圧ポンプを作動させることによって吐出された油をァクチユエ一タの油室に供給するようになっている。ところ力ァクチユエータを駆動するために大量の油を油室に供給する必要がある場合、前記油圧ポンプから吐出された油の量では不足する。そこで、前記油圧回路にアキュムレータを配設し、該アキュムレータに所定の圧力、すなわち、チャージ圧の油を充填して蓄え、前記ァクチユエータを駆動するときに、アキュムレータに蓄えた油を油室に供給するようにしている。

[0006] そのために、前記油圧回路に、チャージ圧を検出するチャージ圧センサ、該チヤージ圧センサによって検出されたチャージ圧、すなわち、検出チャージ圧に基づいてォンロード位置及びアンロード位置を採るロジック弁、該ロジック弁を切り換えるためのオンロード切換弁等が配設され、前記検出チャージ圧が、あらかじめ設定された下限値より低くなると、オンロード切換弁によってロジック弁を切り換えてオンロード位置に置き、油圧ポンプから吐出された油をアキュムレータに蓄え、前記検出チャージ圧が、あらかじめ設定された上限値より高くなると、オンロード切換弁によってロジック弁を切り換えてアンロード位置に置き、油圧ポンプから吐出された油をドレーンさせるようにしている（例えば、特許文献 1参照。）。

特許文献 1：特開平 5 - 92462号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] し力、しながら、前記従来のアキュムレータにおいては、前記下限値及び上限値が固定されているので、ァクチユエータが低圧で駆動される場合、無用に高いチャージ圧の油がアキュムレータに蓄えられることになり、油圧ポンプに加わる負荷がその分高くなり、消費エネルギーが多くなつてしまう。

[0008] 本発明は、前記従来のアキュムレータの問題点を解決して、油圧供給源に加わる負荷を低くすることができ、消費エネルギーを少なくすることができる成形機及び成形方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0009] そのために、本発明の成形機においては、油が供給されることによって駆動されるァクチユエータと、該ァクチユエ一タに油を供給するための油路に配設されたアキュムレータと、前記ァクチユエータを駆動するための駆動圧を検出する駆動圧検出部と、前記アキュムレータのチャージ圧を検出するチャージ圧検出部と、検出された検出チャージ圧、及び検出された検出駆動圧に基づいて前記チャージ圧を設定するチヤージ圧設定処理手段とを有する。

発明の効果

[0010] 本発明によれば、成形機においては、油が供給されることによって駆動されるァクチュエータと、該ァクチユエ一タに油を供給するための油路に配設されたアキュムレータと、前記ァクチユエータを駆動するための駆動圧を検出する駆動圧検出部と、前記アキュムレータのチャージ圧を検出するチャージ圧検出部と、検出された検出チヤージ圧、及び検出された検出駆動圧に基づいて前記チャージ圧を設定するチヤ一ジ圧設定処理手段とを有する。

[0011] この場合、検出チャージ圧及び検出駆動圧に基づいて前記チャージ圧が設定されるので、無用に高いチャージ圧の油がアキュムレータに蓄えられることがなくなる。したがって、油圧供給源に加わる負荷がその分低くなり、消費エネルギーを少なくすること力 sできる。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]本発明の実施の形態における油圧回路の制御装置を示すブロック図である。

[図 2]本発明の実施の形態における油圧回路を示す図である。

[図 3]本発明の実施の形態におけるアキュムレータの動作を示すタイムチャートである符号の説明

[0013] 11 射出シリンダ

19 駆動圧センサ

31 制御部

35 アキュムレータ

36 チャージ圧センサ

L-3 油路

発明を実施するための最良の形態

[0014] 以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、駆動装置としての射出成形機の射出装置に配設されたァクチユエータとしての射出シリンダについて説明する力ァクチユエータとして、型締シリンダ、ェジヱクタ装置においてェジヱクタピンを進退させるためのェジヱクタシリンダ、射出装置を固定金型に対して進退させるための可塑化移動装置に使用される可塑化移動シリンダ等を使用したり、駆動装置としての機械装置のァクチユエータとして油圧シリンダ等を使用したりすることができる。 [0015] 図 1は本発明の実施の形態における油圧回路の制御装置を示すブロック図、図 2 は本発明の実施の形態における油圧回路を示す図、図 3は本発明の実施の形態におけるアキュムレータの動作を示すタイムチャートである。

[0016] 図 2において、 11は射出シリンダであり、該射出シリンダ 11を駆動することによって、射出工程において、図示されない加熱シリンダ内に配設されたスクリューを進退させ、成形材料としての樹脂を射出したり、サックバックを行ったりすることができる。そのために、前記射出シリンダ 11は、シリンダ本体 12、該シリンダ本体 12内において進退（図 2におレ、て左右方向に移動）させられるピストン 13、及び該ピストン 13から前方（図 2において左方）に突出させて形成されたピストンロッド 14を備え、該ピストン口ッド 14と前記スクリューとが連結される。そして、前記シリンダ本体 12内におけるピストンヘッド側に第 1室としての油室 15が、ピストンロッド 14側に第 2室としての油室 16が形成され、油室 15に油を供給し、油室 16の油をドレーンすることによって前記ピストン 13を前進（図 2において左方向に移動）させ、スクリューを前進させることができ、油室 16に油を供給し、油室 15の油をドレーンすることによって前記ピスト

ン 13を後退（図 2において右方向に移動）させ、スクリューを後退させることができる。

[0017] 前記射出シリンダ 11には、ピストン 13の位置を検出するための位置検出器 18、及び油室 15に供給される油の圧力、すなわち、駆動圧 DPを検出するための駆動圧検出部としての駆動圧センサ 19が配設され、該駆動圧センサ 19によって検出された駆動圧 DPを表す検出駆動圧 DPSが制御部 31に送られる。ところで、射出シリンダ 1 1に油を供給するための油供給源として油圧ポンプ 21が配設され、該油圧ポンプ 21 を作動させるために、駆動源としてのモータ（M) 22が油圧ポンプ 21と連結される。そして、前記モータ 22を駆動すると、油圧ポンプ 21が作動させられ、油タンク 23内の油が吸引され、該油は、油路 L一 1に吐出され、油路 L一 2、逆流防止弁 24及び油路 L _3を介してサーボ弁 25に供給される。

[0018] 該サーボ弁 25は、第 1の位置 A、第 2の位置 B及び第 3の位置 Nを採り、制御部 31 力のソレノイド信号 SG1に基づいてソレノイド（S〇L) 32を駆動することによって、第 1一第 3の位置 A、 B、 Nに置かれ、かつ、油の流量を調整する。そして、サーボ弁 25 が第 1の位置 Aに置かれると、油路 L-3と油路 L-4とが連通させられ、油路 L-5と油タンク 23とが連通させられ、サーボ弁 25が第 2の位置 Bに置かれると、油路 L一 3と油路 L一 5とが連通させられ、油路 L一 4と油タンク 23とが連通させられ、サーボ弁 25が第 3の位置 Nに置かれると、油路 L一 4、 L一 5と油タンク 23とが連通させられる。

[0019] したがって、制御部 31の図示されない射出処理手段は、射出処理を行い、ソレノィド 32にソレノイド信号 SG1を送ると、サーボ弁 25は第 1の位置 Aに置かれ、油路 L一 3 と油路 L—4と力 S連通させられ、油路 L-5と油タンク 23とが連通させられる。その結果、油室 15に油が供給され、油室 16の油がドレーンされ、前記ピストン 13が前進させられ、スクリューが前進させられて、樹脂が射出される。なお、ソレノイド信号 SG1の値を変化させることによって、サーボ弁 25のバルブ開度が変更され、スクリューの移動速度、すなわち、スクリュー速度を変更することができる。また、制御部 31の図示されないサックバック処理手段は、サックバック処理を行レ、、ソレノイド信号 SG1をオフにすると、サーボ弁 25は第 2の位置 Bに置かれ、油路 L一 3と油路 L一 5とが連通させられ、油路 L-4と油タンク 23とが連通させられる。その結果、油室 16に油が供給され、油室 15の油がドレーンされ、前記ピストン 13が後退させられ、スクリューが後退させられて、サックバックが行われる。

[0020] ところで、前記射出シリンダ 11を駆動することによってスクリューを前進させるためには、大量の油を油室 15に供給する必要があり、前記油圧ポンプ 21から吐出された油の量では不足する。そこで、油路 L一 3に、アキュムレータ 35を配設し、該アキュムレータ 35に所定のチャージ圧 CPの油を充填して蓄え、前記射出シリンダ 11を駆動するときに、アキュムレータ 35に蓄えた油を油室 15に供給するようにしている。

[0021] そのために、前記油路 L一 3に、チャージ圧 CPを検出するチャージ圧検出部としてのチャージ圧センサ 36が配設され、該チャージ圧センサ 36によって検出されたチヤージ圧 CPを表す検出チャージ圧 CPSが制御部 31に送られる。また、油路 L一 1、 L- 2の接続点から分岐させて形成された油路 L一 8に、アキュムレータ 35に蓄えられる油を調整する充填油調整装置としてのロジック弁 37が接続される。該ロジック弁 37は、オンロード位置〇及びアンロード位置 Uを採り、オンロード位置 Oにおいて、油路 L_8 、 L一 9間が遮断され、アンロード位置 Uにおいて、油路 L一 8と油路 L一 9及び油タンク 23とが連通させられる。 [0022] また、油路 L-3における逆流防止弁 24とアキュムレータ 35及びチャージ圧センサ 3 6との間から油路 M— 1が分岐させられ、該油路 M— 1に信号油圧発生装置としてのォンロード切換弁 38が接続される。そして、チャージ圧 CPがパイロット油圧としてオン口ード切換弁 38に送られる。該オンロード切換弁 38は、第 1の位置 A及び第 2の位置 B を採り、制御部 31からのソレノイド信号 SG2に基づいてソレノイド（SOU 39を駆動することによって、第 1、第 2の位置 A、 Bに置かれ、前記パイロット油圧を受け、油路 M— 2を介して前記パイロット油圧を信号油圧としてロジック弁 37に選択的に送る。そして、ソレノイド 39が第 1の位置 Aに置かれると、油路 M— 1と油路 M— 2とが連通させられ、ソレノイド 39が第 2の位置 Bに置かれると、油路 M— 2と油路 M— 3及び油タンク 23とが連通させられる。

[0023] したがって、制御部 31の図示されない圧力調整処理手段は、圧力調整処理を行い、チャージ圧センサ 36から検出チャージ圧 CPSを読み込み、該検出チャージ圧 CP Sに基づいてロジック弁 37を作動させ、チャージ圧 CPを調整する。そのために、前記圧力調整処理手段は、前記検出チャージ圧 CPSがあらかじめ設定された第 1の設定値としての下限値 CPLより低いかどうかを判断し、検出チャージ圧 CPSが下限値 CP Lより低い場合、ソレノイド信号 SG2をオンにし、ソレノイド 39を駆動する。

[0024] その結果、オンロード切換弁 38が第 1の位置 Aに置かれ、油路 M— 1と油路 M— 2とが連通させられ、ロジック弁 37に信号油圧が供給される。また、ロジック弁 37がオン口ード位置 Oに置かれ、油路 L一 8、 L一 9間が遮断されるので、油路 L一 1に吐出された油は、逆流防止弁 24を介して油路 L一 3に送られ、アキュムレータ 35に蓄えられる。これに伴って、チャージ圧 CPは徐々に高くなり、前記検出チャージ圧 CPSが高くなるが、前記圧力調整処理手段は、検出チャージ圧 CPSが下限値 CPL以上になってもソレノイド信号 SG2をオンにしたままにする。

[0025] 続いて、前記圧力調整処理手段は、前記検出チャージ圧 CPSがあらかじめ設定された第 2の設定値としての上限値 CPHより高いかどうかを判断し、検出チャージ圧 C PSが上限値 CPHより高い場合、ソレノイド信号 SG2をオフにし、ソレノイド 39の駆動を停止させる。このようにして、下限値 CPLと上限値 CPHとの間にヒステリシス領域が設定される。 [0026] その結果、オンロード切換弁 38が第 2の位置 Bに置かれ、油路 M - 2と油路 M - 3及び油タンク 23とが連通させられ、ロジック弁 37に信号油圧が供給されなくなる。その結果、ロジック弁 37がアンロード位置 Uに置かれ、油路 L一 8、 L一 9間が連通させられるので、油路 L一 1に吐出された油は、油路 L一 8、ロジック弁 37及び油路 L一 9を介してドレーンされる。これに伴って、油路 L一 2内の油圧が低くなる力逆流防止弁 24は油路 L一 3内の油が油路 L一 2側に流れるのを阻止するので、チャージ圧 CPは一定にされる。

[0027] このようにして、チャージ圧 CPは、前記検出チャージ圧 CPS並びに上限値 CPH及び下限値 CPLに基づいて調整され、上限値 CPHの値に維持される。そして、所定のタイミングで、前記射出処理手段は、ソレノイド 32にソレノイド信号 SG1を送り、サーボ弁 25を第 1の位置 Aに置き、油路 L一 3と油路 L一 4とを連通させ、油路 L一 5と油タンク 23とを連通させる。その結果、油室 15に油が供給され、油室 16の油がドレーンされ、前記ピストン 13が前進させられ、スクリューが前進させられて、樹脂が射出される

[0028] このとき、アキュムレータ 35内の油は油路 L一 3、サーボ弁 25及び油路 L一 4を介して油室 15に送られる力これに伴って、チャージ圧 CPは低くなる。

[0029] ところで、前記下限値 CPL及び上限値 CPHが固定されている場合、射出シリンダ 1 1が低圧で駆動されると、無用に高いチャージ圧 CPの油がアキュムレータ 35に蓄えられることになり、油圧ポンプ 21に加わる負荷がその分高くなり、消費エネルギーが多くなつてしまう。

[0030] そこで、本実施の形態においては、下限値 CPL及び上限値 CPHを可変とし、必要となる最適な圧力をチャージ圧 CPとしてアキュムレータ 35に蓄えるようにしている。

[0031] そのために、制御部 31の図示されないチャージ圧設定処理手段は、チャージ圧設定処理を行い、あらかじめ設定された成形条件に従って射出成形機を作動させ、射出成形を数回行い、この間、検出駆動圧 DPS及び検出チャージ圧 CPSを読み込み、検出駆動圧 DPS及び検出チャージ圧 CPSの検出結果に基づいて、下限値 CPL 及び上限値 CPHを設定する。

[0032] そのために、前記チャージ圧設定処理手段の実績値取得処理手段は、実績値取得処理を行い、検出駆動圧 DPSの最大値を表す最大検出駆動圧 DPmax、及び検出チャージ圧 CPSの最小値を表す最小検出チャージ圧 CPminを取得する。続レ、て、前記チャージ圧設定処理手段の油圧判定処理手段は、油圧判定処理を行い、前記最小検出チャージ圧 CPmin及び最大検出駆動圧 DPmaxを読み込み、最小検出チャージ圧 CPminと最大検出駆動圧 DPmaxとの差圧 Δ P

Δ Ρ = CPmin— DPmax

を算出し、該差圧 Δ Pが成形品ごと決定されるあらかじめ設定された基準圧ひより大きいかどうかを判断し、チャージ圧 CPと駆動圧 DPとの圧力関係を判断する。

[0033] 前記差圧 Δ Ρが基準圧ひより大きい場合は、チャージ圧 CPが無用に高いことが分かるので、前記チャージ圧設定処理手段の設定圧変更処理手段は、設定圧変更処理を行い、差圧 Δ Ρと基準圧ひとが等しくなるように、前記上限値 CPHを設定する。続いて、前記設定圧変更処理手段は、射出工程が開始される前、すなわち、サーボ弁 25が第 1の位置 Aに置かれ、油室 15に油が供給される前の検出チャージ圧 CPS と上限値 CPHとが等しくなるように、油圧ポンプ 21の吐出能力及びアキュムレータ 3 5の容量によって決定される圧力勾（こう）配、並びに成形条件を考慮して、下限値 C PLを算出し、設定する。

[0034] このように、チャージ圧 CPが無用に高い分だけ上限値 CPHが低くされ、それに伴つて、下限値 CPLが低くされるので、図 3に示されるように、チャージ圧 CPを線 L2で示される従来の値より、線 L1で示される値にすること力 Sできる。なお、図 3において、線 L3は駆動圧 DPの値を示す。

[0035] したがって、無用に高いチャージ圧 CPの油がアキュムレータ 35に蓄えられることがなくなるので、油圧ポンプ 21に加わる負荷がその分低くなり、消費エネルギーを少なくすることができる。なお、射出シリンダ 11、アキュムレータ 35、駆動圧センサ 19、チヤージ圧センサ 36、前記チャージ圧設定処理手段等によって油圧制御装置が構成される。

[0036] また、前記上限値 CPH及び下限値下限値 CPLは、一つの成形サイクノレにおいて複数設定することができる。

[0037] なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなぐ本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

産業上の利用可能性

油圧回路によって作動させられる駆動装置を備えた射出成形機に適用される。

Claims

請求の範囲

[1] (a)油が供給されることによって駆動されるァクチユエータと、

(b)該ァクチユエ一タに油を供給するための油路に配設されたアキュムレータと、

(c)前記ァクチユエータを駆動するための駆動圧を検出する駆動圧検出部と、

(d)前記アキュムレータのチャージ圧を検出するチャージ圧検出部と、

(e)検出された検出チャージ圧、及び検出された検出駆動圧に基づいて前記チヤ一ジ圧を設定するチャージ圧設定処理手段とを有することを特徴とする成形機。

[2] 前記チャージ圧設定処理手段は、検出チャージ圧の最小検出チャージ圧、及び検出駆動圧の最大検出駆動圧に基づいて前記チャージ圧を設定する請求項 1に記載の成形機。

[3] 前記チャージ圧設定処理手段は、前記最小検出チャージ圧と最大検出駆動圧との差圧に基づいて前記チャージ圧の上限値を設定する請求項 2に記載の成形機。

[4] 前記チャージ圧設定処理手段は、前記上限値に基づいてチャージ圧の下限値を設定する請求項 3に記載の成形機。

[5] 前記検出チャージ圧並びに上限値及び下限値に基づいて、前記チャージ圧を調整する圧力調整処理手段を有する請求項 4に記載の成形機。

[6] (a)ァクチユエータを駆動するための駆動圧を検出し、

(b)前記ァクチユエ一タに油を供給するための油路に配設されたアキュムレータのチヤージ圧を検出し、

(c)検出された検出チャージ圧、及び検出された検出駆動圧に基づいて前記チヤ一ジ圧を設定することを特徴とする成形方法。

[7] 前記検出チャージ圧の最小検出チャージ圧、及び検出駆動圧の最大検出駆動圧に基づいて前記チャージ圧を設定する請求項 6に記載の成形方法。

[8] 前記最小検出チャージ圧と最大検出駆動圧との差圧に基づいて前記チャージ圧の上限値を設定する請求項 7に記載の成形方法。

[9] 前記上限値に基づいてチャージ圧の下限値を設定する請求項 8に記載の成形方法。

[10] 検出チャージ圧並びに上限値及び下限値に基づいて、前記チャージ圧を調整する請求項 9に記載の成形方法。