(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダの両端を塞ぐエンドプレートから一対のロッドを常時突出させる両ロッド形油圧シリンダを対象とするとともに、前記ロッドを囲う筒体及びこの筒体の一端を塞ぐ底とからなる安全カバーを準備し、両ロッド形油圧シリンダの一方のロッドを囲うように、シリンダの一端に前記安全カバーを取付け、この安全カバーの前記底の中央に外気に通じるオリフィス孔を開け、このオリフィス孔はオリフィス孔の開口面積を可変にするシャッタ板で塞ぎ、前記ロッドが安全カバー内を前進又は後退するときに安全カバー内空気をオリフィス孔から排出又は吸引させることで補助的に制動を掛けることができるようにしたことを特徴とする油圧シリンダの補助的制動機構。
【請求項２】
前記シャッタ板は、前記底にピンで回転可能に止め、シャッタ開閉シリンダで回転させるようにすると共に、オリフィス孔を通過する空気でシャッタ板が前記底から離れることを防ぐために円弧状のシャッタガイドに嵌合させたことを特徴とする請求項１記載の油圧シリンダの補助的制動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧シリンダの制動技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開平７−２７６４４８号公報「射出成形機」の図１に示されるとおり、樹脂の射出成形機には、スクリュー３（符号は公報記載のものを引用する。）の前進を射出シリンダ４で実施し、型締め機の移動金型９の往復移動を型締シリンダ１０で実施するごとくに、多数の油圧シリンダが考えられる。
前記型締シリンダ１０の油圧回路は、上記公報に記載されていないが、例えば次に説明するものが採用されていると考える。
【０００３】
図６は従来の油圧シリンダの油圧回路の一例を示す図であり、油圧ポンプ１０１で発生した圧油を供給側流量制御弁１０２を含む油路１０３介して油圧シリンダ１０４の後室１０５へ送り、油圧シリンダ１０４の前室１０６の油を吐出側流量制御弁１０７を含む油路１０８を介してタンク１０９へ戻す回路を示す。なお、図はピストン１１０を前進させるときの油圧回路を原理的に示したに過ぎず、ピストン１１０を後退させるときには高圧油を前室１０６に送る、すなわち油路を切換える必要があり、そのために切換バルブを介在させる。しかし、説明を簡単にするために切換バルブは省略した。
【０００４】
ところで、油圧シリンダ１０４が型締シリンダであれば、低速で始動し、「高速」で移動させ、再び低速で型締めする如くに、ピストンの移動速度を１サイクル内で切換えることが一般に実施されている。「高速」は作業時間を短縮するためのものである。
そのためには、図の制御装置１１１で、次の▲１▼〜▲３▼のいづれかの制御を実行する。
▲１▼油圧ポンプ１０１から一定圧の油を送りつつ、供給側流量制御弁１０２で供給油量を調節する。
▲２▼油圧ポンプ１０１から一定圧の油を送りつつ、吐出側流量制御弁１０７で戻り油量を調節する。
▲３▼油圧ポンプ１０１を流量可変ポンプ（例えばアキシャルピストンポンプ）とし、流量を調節する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図７はピストン移動速度を示すタイムチャートであり、横軸を時間（又は移動距離）、縦軸をピストン移動速度とすれば、始動後に加速し、高速でピストン移動の主たる領域をカバーし、停止前に減速する様子を示す。
例１は最高速度がＶ１であり、例２は最高速度が前記Ｖ１の数倍のＶ２であり、型締め作業時間の長短は生産時間の長短に直結するため、生産性を高めるには例２を採用すべきである。
【０００６】
しかし、例２では所定の時間内（又は移動距離内）に高速Ｖ２まで加速し、所定の時間内（又は移動距離内）に高速Ｖ２からゼロまで減速しなければならないので、前記図６において、ピストン１１０に作用する加速度若しくは減速度が飛躍的に大きくなり、これを流量制御弁１０２若しくは１０７又は油圧ポンプ（流量可変ポンプ）１０１の制御だけで達成しようとすると高度な制御技術が不可欠となり、高価な制御装置１１１が必要となり、このことが例えば樹脂の射出成形機の製造コストを高める要因となる。
そこで、本発明の目的は高速シリンダにおいて、制御装置の負担を軽減してより簡易的な制御装置を採用することができる様にすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１は、シリンダの両端を塞ぐエンドプレートから一対のロッドを常時突出させる両ロッド形油圧シリンダを対象とするとともに、ロッドを囲う筒体及びこの筒体の一端を塞ぐ底とからなる安全カバーを準備し、両ロッド形油圧シリンダの一方のロッドを囲うように、シリンダの一端に安全カバーを取付け、この安全カバーの前記底の中央に外気に通じるオリフィス孔を開け、このオリフィス孔はオリフィス孔の開口面積を可変にするシャッタ板で塞ぎ、ロッドが安全カバー内を前進又は後退するときに安全カバー内空気をオリフィス孔から排出又は吸引させることで補助的に制動を掛けることができるようにしたことを特徴とする。
オリフィス孔を備えた安全カバーで、ピストンロッドに制動を掛ける。従って、制御装置側での制動制御の負担が軽減できる。
そして、オリフィス孔を絞ると制動が強まり、開けると制動が弱まる。従って、オリフィス孔の開口面積を可変とすることで、制動性能を調節することができ、使い勝手が向上する。
【０００８】
加えて、請求項１は、シリンダから突出し、且つ進退する一方のロッドを安全カバーで囲うことで、安全性を高める。補助的制動機構と安全カバーとを兼用することにより、装置コストの上昇を抑えることができる。
【０００９】
請求項２では、シャッタ板は、底にピンで回転可能に止め、シャッタ開閉シリンダで回転させるようにすると共に、オリフィス孔を通過する空気でシャッタ板が底から離れることを防ぐために円弧状のシャッタガイドに嵌合させたことを特徴とする。
円弧状のシャッタガイドでシャッタ板を常時ガイドさせることができ、オリフィス孔を通過する空気の作用を受けても、シャッタ板が底から離れないようにすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る射出成形機の型締め装置の原理図（一般に、射出ノズル１５を右に、油圧シリンダ２０を左に記載するが、本例では左右を逆にした。）であり、この型締め装置１０は、固定金型１１を支える固定盤１２と、可動金型１３を支える可動盤１４と、この可動盤１４を高圧力で押出す主油圧シリンダ２０と、前記可動盤１４を高速で移動する副油圧シリンダ３０，３０とからなり、油圧シリンダ２０，３０，３０の一端（図右端）に本発明の補助的制動機構４０・・・（・・・は複数個を示す。以下同様。）を備えたことを特徴とする。なお、１５は射出ノズル、１６はキャビティ、１７・・・はタイロッド、１８はブラケットである。
【００１１】
図２は本発明に係る補助的制動機構を備えた主油圧シリンダの側面図である。なお、主油圧シリンダ２０と副油圧シリンダ３０，３０（図１参照）は、径に差はあるが基本的な構造及び補助的制動機構４０を一端に備えていることは同じであるから、ここでは主油圧シリンダ２０について説明し、副油圧シリンダ３０，３０についての説明は省略する。
【００１２】
主油圧シリンダ２０は、シリンダ２１の両端を塞ぐエンドプレート２２，２３からロッド２４，２５を突出した両ロッド形油圧シリンダであり、一方のエンドプレート２３に補助的制動機構４０を取付けたものである。
この補助的制動機構４０は、底４１を有する筒体４２と、底４１に開けたオリフィス孔４３と、必要に応じてこのオリフィス孔４３を塞ぐシャッタ機構５０と、からなる。４４はフランジ、４５・・・は取付ボルトである。
【００１３】
図３は図２の３矢視図であり、シャッタ機構５０は、オリフィス孔４３を塞ぐシャッタ板５１と、このシャッタ板５１を底４１に回転可能に止めるピン５２と、シャッタ板５１をピン５２を中心に回転させるシャッタ開閉シリンダ５３と、シャッタガイド５４とからなる。
このシャッタガイド５４は図面手前へシャッタ板５１が移動することを阻止する部材である。図ではオリフィス孔４３は全開状態にある。
【００１４】
図４は本発明に係るシャッタ機構の作用図であり、シャッタ開閉シリンダ５３の押し動作により、シャッタ板５１が矢印▲４▼のごとく回転してオリフィス孔４３を完全に閉じたことを示す。
従って、このシャッタ機構５０によれば、シャッタ開閉シリンダ５３のストロークを調整することにより、オリフィス孔４３の開口面積を自在に調整することができる。シャッタ開閉シリンダ５３は、ボールスクリューを内蔵した電動式シリンダであれば、簡単にストロークの調整が可能である。しかし、ステッピングシリンダなど、他の形式のシリンダであってもよい。若しくは、ピニオン・ラックでシャッタ板５１を開閉させること、シャッタ板５１を直線的にスライドさせてオリフィス孔４３を開閉するゲート形式にしてもよく、要はオリフィス孔４３の開口面積を調整することができれば、シャッタ機構の構成、構造は実施例に限るものではない。
【００１５】
以上に述べた補助的制動機構の作用を次に説明する。
図５は本発明の補助的制動機構の作用図であり、ロッド２５が矢印▲５▼のごとく移動するときの制動作用を説明する。
ロッド２５が実線で示した位置にあるときの筒体内の圧力をＰ１、容積をＶ１とし、ロッド２５が想像線で示した位置にあるときの筒体内の圧力をＰ２、容積をＶ２とする。
【００１６】
そして、オリフィス孔４３がシャッタ板５１で完全に閉じられているとする。とすれば、ボイルの法則により、Ｐ１×Ｖ１＝Ｐ２×Ｖ２の等式が成立し、Ｖ１＞Ｖ２であるから、Ｐ１＜Ｐ２となり、ロッド２５の先端面２６に作用する圧力が増大し、結果として、ロッド２５に制動力が作用する。
【００１７】
オリフィス孔４３を開けると、上記法則は成立しなくなり、開口面積が大きくなるほど、制動作用が小さくなる。すなわち、開口面積を調整することにより、制動性能をコントロールすることができる。
【００１８】
また、ロッド２５を矢印▲６▼の通りに移動すると、小さなＶ２が大きなＶ１に変化するため、高圧のＰ２が低圧のＰ１に変化する。この結果、ロッド２５の先端面２６に吸引作用が働き、ロッド２５に制動力が作用する。
【００１９】
説明を簡単にするために上記説明では時間的変化を考慮していないが、ロッド２５の速度が大きいほど上記制動作用は顕著となる。従って、射出成形作業の高速化に伴なって、型締め装置の操作速度を大幅に高めるときに、本発明がより有効となる。
【００２０】
本発明者らは、筒体４２の長さを５１０ｍｍ、筒体４２の内径を２６０ｍｍ、オリフィス孔４３の径を１００ｍｍ、ロッド２５の径を２２４ｍｍ、ロッド２５の最高移動速度を１０００ｍｍ／ｓｅｃとして、実験したところ充分な制動作用が確認できた。
【００２１】
油圧シリンダの補助的制動機構４０は、筒体４２とオリフィス孔４３とからなる極めて単純な構成物であるから、この機構４０だけではロッド２５の速度制御をすることはできない。油圧シリンダ２０，３０，３０を主に油圧制御によって速度制御するが、そのときに本発明の機構４０で補助的に制動を掛けることにより、油圧制御の負担が軽くなり、油圧制御装置による速度制御が格段に容易になる。
【００２２】
尚、本発明は片ロッド形油圧シリンダで済む箇所に、敢えて両ロッド形油圧シリンダを採用したため余分の一方のロッド２５に安全カバーを被せる必要がある。しかし、筒体４２が安全カバーを兼ねるので、わざわざ安全カバーを準備する必要は無い。
【００２３】
また、図１において油圧シリンダ２０，３０，３０の全てに本発明の補助的制動機構４０・・・を取付けたが、油圧シリンダ２０のみ又は油圧シリンダ３０，３０にのみ補助的制動機構４０を取付けてもよい。
【００２４】
また、本発明の油圧シリンダの補助的制動機構４０は、射出成形機の型締め装置の油圧シリンダに好適であるが、射出成形機の他の油圧シリンダ若しくは一般の産業機械での油圧シリンダに適用することは差支えない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、シリンダの両端を塞ぐエンドプレートから一対のロッドを常時突出させる両ロッド形油圧シリンダを対象とするとともに、ロッドを囲う筒体及びこの筒体の一端を塞ぐ底とからなる安全カバーを準備し、両ロッド形油圧シリンダの一方のロッドを囲うように、シリンダの一端に安全カバーを取付け、この安全カバーの前記底の中央に外気に通じるオリフィス孔を開け、このオリフィス孔はオリフィス孔の開口面積を可変にするシャッタ板で塞ぎ、ロッドが安全カバー内を前進又は後退するときに安全カバー内空気をオリフィス孔から排出又は吸引させることで補助的に制動を掛けることができるようにしたことを特徴とする。
極めて簡単な構成でありながら補助的に制動を掛けることができ、制御装置側での制動制御の負担が軽減できる。
【００２６】
加えて、請求項１は、シリンダから突出し、且つ進退する一方のロッドを安全カバーで囲うことで、安全性を高める。補助的制動機構と安全カバーとを兼用することにより、装置コストの上昇を抑えることができる。
そして、オリフィス孔を絞ると制動が強まり、開けると制動が弱まる。従って、オリフィス孔の開口面積を可変とすることで、制動性能を調節することができ、使い勝手が向上する。
【００２７】
請求項２では、シャッタ板は、底にピンで回転可能に止め、シャッタ開閉シリンダで回転させるようにすると共に、オリフィス孔を通過する空気でシャッタ板が底から離れることを防ぐために円弧状のシャッタガイドに嵌合させたことを特徴とする。
円弧状のシャッタガイドでシャッタ板を常時ガイドさせることができ、オリフィス孔を通過する空気の作用を受けても、シャッタ板が底から離れないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る射出成形機の型締め装置の原理図
【図２】本発明に係る補助的制動機構を備えた油圧シリンダの側面図
【図３】図２の３矢視図
【図４】本発明に係るシャッタ機構の作用図
【図５】本発明の補助的制動機構の作用図
【図６】従来の油圧シリンダの油圧回路の一例を示す図
【図７】ピストン移動速度を示すタイムチャート
【符号の説明】
２０…両ロッド形油圧シリンダ（主油圧シリンダ）、２１…シリンダ、２５…一方のロッド（ロッド）、３０…両ロッド形油圧シリンダ（副油圧シリンダ）、４０…補助的制動機構、４１…筒体の底、４２…有底筒体（筒体）、４３…オリフィス孔、５０…シャッタ機構、５１…シャッタ板、５３…シャッタ開閉シリンダ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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