(57)【要約】【課題】流量制御から圧力制御に移行し管路内の圧力を降下させる際に、配管内の圧力を速やかに低下させることのできる射出成形機の油圧供給システムを提供すること。【解決手段】本発明の油圧供給システム３０は、小流量動作のときに、主油圧ポンプ４１から吐出される作動油だけをアクチュエータに向けて流し、かつ、大流量動作のときに主油圧ポンプ４１及び副油圧ポンプ４３の双方から吐出される作動油を型締シリンダ１８に向けて流す主作動油回路と、小流量動作が選択されると、副油圧ポンプ４３から吐出される作動油を主作動油回路から迂回して貯油タンクに戻すバイパス回路５８と、逆回転する副油圧ポンプ４３が貯油タンクから作動油を吸い上げる、主作動油回路と独立する吸上回路７０と、を備える、ことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
小流量動作と、前記小流量動作よりも流量の大きい大流量動作と、の少なくとも２段階に切換えて射出成形機のアクチュエータに作動油を供給する油圧供給システムであって、
前記作動油を前記アクチュエータに向けて吐出するときに正回転し、圧力制御において配管内の圧力を降下させるときに逆回転する主油圧ポンプ及び副油圧ポンプと、
前記小流量動作のときに、前記主油圧ポンプから吐出される前記作動油だけを前記アクチュエータに向けて流し、かつ、前記大流量動作のときに前記主油圧ポンプ及び前記副油圧ポンプの双方から吐出される前記作動油を前記アクチュエータに向けて流す主作動油回路と、
前記小流量動作のときに、前記副油圧ポンプから吐出される前記作動油を前記主作動油回路から迂回して貯油タンクに戻すバイパス回路と、
逆回転する前記副油圧ポンプが前記貯油タンクから前記作動油を吸い上げる、前記主作動油回路と独立する吸上回路と、
を備える、ことを特徴とする油圧供給システム。
【請求項２】
前記主作動油回路は、
前記主油圧ポンプから吐出される前記作動油を前記アクチュエータに向けて流す主配管と、
前記副油圧ポンプから吐出される前記作動油を前記アクチュエータに向けて流し、前記主配管と合流する副配管と、
前記副配管と前記バイパス回路の間において前記作動油が流れる流路を切り替える方向切換弁と、を備え、
前記方向切換弁は、
前記小流量動作のときに前記副配管を流れる前記作動油を前記バイパス回路に流し、
前記大流量動作のときに前記副配管を流れる前記作動油をそのまま前記副配管に流す、
請求項１に記載の油圧供給システム。
【請求項３】
前記吸上回路は、
前記副油圧ポンプが正回転するときに、前記副油圧ポンプが吐出する前記作動油が前記貯油タンクに流れるのを阻止し、かつ、
前記副油圧ポンプが逆回転するときには、前記副配管により前記貯油タンクから吸い上げられる前記作動油が流れるのを許容する、ロジック弁を備える、
請求項２に記載の油圧供給システム。
【請求項４】
前記ロジック弁は、前記方向切換弁よりも流路抵抗が小さい、
請求項３に記載の油圧供給システム。
【請求項５】
前記主配管を流れる前記作動油の圧力を検知する圧力センサを備える、
請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の油圧供給システム。
【請求項６】
前記副配管は、
前記主配管との合流点と前記方向切換弁が設けられる位置との間に、前記主配管から流れる前記作動油が前記方向切換弁に流れるのを阻止する逆止弁を備える、
請求項２〜請求項５のいずれか一項に記載の油圧供給システム。
【請求項７】
前記主油圧ポンプ及び前記副油圧ポンプを可変速でかつ正回転又は逆回転させる駆動モータを備え、
前記主油圧ポンプ及び前記副油圧ポンプは、相互に連動して正回転又は逆回転する、
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の油圧供給システム。
【請求項８】
前記主油圧ポンプ及び前記副油圧ポンプが逆回転する前記圧力制御が、
前記小流量動作及び前記大流量動作のいずれにおいても行われる、
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の油圧供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機が備えるアクチュエータに作動油を供給する油圧供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形は、一対の金型を閉じる型締を行う型締工程、金型内のキャビティに溶融材料を射出する射出工程、射出された材料に所定の間だけ圧力を加え続ける保圧工程、射出された材料が固化した後に金型を開放する金型開放工程、金型に固着した成形品を突き出させる突き出し工程などを実施することにより行われる。また、このような射出成形を実施する射出成形機は、各工程を実施するための複数の油圧アクチュエータと、これらの油圧アクチュエータに作動油を供給するための油圧供給システムとを備えている。そして、油圧供給システムによって圧力制御又は流量制御を実行することにより、油圧アクチュエータに駆動力を発生させて各工程を実施する。
【０００３】
特許文献１は、油圧ポンプを駆動する駆動モータの回転数を可変制御して成形サイクルにおける各動作工程の制御を行うに際し、大流量の固定された吐出流量Ｑｍとこの大流量よりも小さい小流量の固定された吐出流量Ｑｓを設定可能な油圧ポンプを使用するとともに、予め、駆動モータの負荷状態に対する閾値による限度条件を設定する。特許文献１は、成形動作時に、所定の動作工程を、大流量の固定された吐出流量Ｑｍに設定して動作工程の制御を行うとともに、駆動モータの負荷状態を監視し、負荷状態が限度条件に達したなら小流量の固定された吐出流量Ｑｓに切換える。
【０００４】
特許文献１の制御方法によれば、駆動モータのオーバロードを回避しつつ、駆動モータに対する最適な閾値（限度条件）を設定することができる。したがって、駆動モータ、ひいては油圧ポンプに対して必要以上に無用な負担がかかり消費エネルギが大きくなるのを回避して最適な動作状態の設定が可能となる、とされる。
【０００５】
また、特許文献２は、吐出容量を小吐出容量とその小吐出容量よりも大きな容量の大吐出容量との少なくとも２段階に切換可能な液圧ポンプ装置と、液圧ポンプ装置を可変速で駆動するモータと、を備える液圧制御システムを提案する。この液圧制御システムは、液圧ポンプ装置を大吐出容量で運転している状態で、検出圧力が、圧力制御時の目標圧力よりも低い予め定められた減速制御圧力よりも高くなったときに、モータの回転速度を徐々に低下させ、検出圧力が目標圧力を超えたときに、大吐出容量から小吐出容量に切り換える。なお、大吐出容量は本発明の大流量動作に対応し、小吐出容量が本発明の小流量動作に対応する。
【０００６】
特許文献２の液圧制御システムによれば、液圧ポンプ装置を大吐出容量で運転している流量制御から圧力制御に移行しても、液圧ポンプ装置を大吐出容量に制御したままであるから、流量制御から圧力制御への移行時に、瞬間的な圧力降下が生じなく、かつ、圧力制御時の圧力の立ち上がりを急峻にして、サイクルタイムを短縮でき、かつ、サージ圧を小さくすることができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２８５９７２号公報
【特許文献２】特許第５２２９０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば特許文献２に記載されるように、大吐出容量で運転している流量制御から圧力制御に移行し管路内の圧力を降下させる際には、液圧ポンプ装置をそれまでの正回転とは異なる逆回転をさせる。この逆回転は駆動モータを逆回転することにより行われる。特許文献２の油圧回路は、流量制御から圧力制御に切り換えて第１吐出ラインの圧力を低下させる工程において、まず圧力センサの検出圧力が目標圧力を超えると、コントローラのポンプ吐出容量切換演算部が、アンロード弁をアンロード状態に切り換えて、油圧ポンプ装置の吐出容量を大吐出容量から小吐出容量に切り換えるプロセスを行うものである。しかし、射出時にスクリュがシリンダ前端に到達した場合などのように、第１吐出ライン及び第２吐出ラインの圧力が急上昇してしまう場合がある。この場合においても上記のプロセスを行うため、圧力センサの応答時間、コントローラのポンプ吐出容量切換演算部からアンロード弁に切換動作を指令する処理時間、及びアンロード弁の切換動作応答時間により、第１吐出ライン及び第２吐出ラインの圧力の増大に対して遅れ時間が発生する。したがって、第１吐出ライン及び第２吐出ラインの圧力が目標圧力に対して大きなオーバーシュートが発生してしまうおそれがある。またこの遅れ時間は成形サイクルタイム短縮の支障となり生産性を向上できない場合がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載された技術は、第１吐出ライン及び第２吐出ラインとタンク側の分岐ラインとの間にアンロード弁が設けられており、かつ第１吐出ラインと第２吐出ラインの間にはチェック弁が設けられている。このため、この逆回転時には第２吐出ラインには第１吐出ラインから油は流入せず、タンクから油が逆流することになる。この場合、アンロード弁の絞り作用による流路抵抗が大きいために，第２吐出ライン及び第２固定型ポンプ内には油の吸い込み不良によるキャビテーションが発生する場合がある。ポンプを破損させるおそれがあるこのキャビテーションの発生を防止するには、駆動モータの逆回転速度を低くする必要があるが、この場合、第１吐出ラインの圧力低下速度が遅くなる。
【００１０】
以上より、本発明は、流量制御から圧力制御に移行し管路内の圧力を降下させる際に、配管内の圧力を速やかに低下させることのできる射出成形機の油圧供給システム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】
【００１１】
本発明の油圧供給システムは、小流量動作と、小流量動作よりも流量の大きい大流量動作と、の少なくとも２段階に切換えて射出成形機のアクチュエータに作動油を供給する。
本発明の油圧供給システムは、作動油をアクチュエータに向けて吐出するときに正回転し、圧力制御において配管内の圧力を降下させるときに逆回転する主油圧ポンプ及び副油圧ポンプと、小流量動作のときに、主油圧ポンプから吐出される作動油だけをアクチュエータに向けて流し、かつ、大流量動作のときに主油圧ポンプ及び副油圧ポンプの双方から吐出される作動油をアクチュエータに向けて流す主作動油回路と、小流量動作のときに、副油圧ポンプから吐出される作動油を主作動油回路から迂回して貯油タンクに戻すバイパス回路と、逆回転する副油圧ポンプが貯油タンクから作動油を吸い上げる、主作動油回路と独立する吸上回路と、を備える、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明における主作動油回路は、主油圧ポンプから吐出される作動油をアクチュエータに向けて流す主配管と、副油圧ポンプから吐出される作動油をアクチュエータに向けて流し、主配管と合流する副配管と、副配管とバイパス回路の間において作動油が流れる流路を切り替える方向切換弁と、を備える。
方向切換弁は、小流量動作のときに副配管を流れる作動油をバイパス回路に流し、大流量動作のときには副配管を流れる作動油をそのまま副配管に流す、ことができる。
【００１３】
本発明における吸上回路は、副油圧ポンプが正回転するときに、副油圧ポンプが吐出する作動油が貯油タンクに流れるのを阻止し、かつ、副油圧ポンプが逆回転するときには、副配管により貯油タンクから吸い上げられる作動油が流れるのを許容する、ロジック弁を備える、ことができる。
本発明におけるロジック弁は、その特性上、方向切換弁よりも流路抵抗が小さい、ことが重要である。
【００１４】
本発明における油圧供給システムは、主配管を流れる作動油の圧力を検知する圧力センサを備える、ことが好ましい。
【００１５】
本発明における副配管は、主配管との合流点と方向切換弁が設けられる位置との間に、主配管から流れる作動油が方向切換弁に流れるのを阻止する逆止弁を備える、ことができる。
【００１６】
本発明における油圧供給システムは、主油圧ポンプ及び副油圧ポンプを可変速でかつ正回転又は逆回転させる駆動モータを備え、主油圧ポンプ及び副油圧ポンプは、相互に連動して正回転又は逆回転する、ことができる。
【００１７】
本発明における油圧供給システムは、主油圧ポンプ及び副油圧ポンプが逆回転する圧力制御を、小流量動作及び大流量動作のいずれにおいても行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の油圧システムは、逆回転する副油圧ポンプが貯油タンクから作動油を吸い上げる吸上回路を、小流量動作のときに副油圧ポンプから吐出される作動油を主作動油回路から迂回して貯油タンクに戻すバイパス回路とは独立して備える。したがって、本発明によれば、流量制御から圧力制御に移行する際に、駆動モータを正回転から逆回転に切り替えた際のキャビテーションの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る射出成形機の型締装置の概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態における型締装置の油圧供給システムの構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態における型締装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態の油圧供給システムが大流量動作により作動油を供給するのを示すブロック図である。
【図５】本実施形態の油圧供給システムが小流量動作により作動油を供給するのを示すブロック図である。
【図６】本実施形態の油圧供給システムが圧力制御するのを示すブロック図である。
【図７】本実施形態による充填工程から保圧工程に移行する過程の動作を示す線図である。
【図８】比較例による充填工程から保圧工程に移行する過程の動作を示す線図である。
【図９】本発明者らによる駆動モータの逆回転の回転速度に関する試算を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について、射出成形機の型締装置１を例にして説明する。
本実施形態の型締装置１は、例えば充填工程から保圧工程に移行する過程で、流量制御から圧力制御に移行する際に、可変速可能な駆動モータとしてのサーボモータ４５の回転を正回転から逆回転に速やかに切り替えることのできる油圧供給システム３０を備える。以下、型締装置１の構成及び動作の順に説明する。
【００２１】
［型締装置１の構成］
図１に示すように、本実施形態の型締装置１は、所望の形状の成形品を得るための一対の固定金型１４及び可動金型１５と、固定金型１４と可動金型１５との間に形成されるキャビティに射出材料である溶融樹脂を射出する射出シリンダ１９と、型締めのための駆動力を発生させる型締シリンダ１８と、型締シリンダ１８に作動油を供給する油圧供給システム３０と、各種構成を制御するコントローラ８０と、を備える。
【００２２】
型締装置１は、図１に示すように、ベースフレーム１１の一端側の上面に、固定金型１４を保持する固定ダイプレート１２が固設されている。
ベースフレーム１１の他端側の上面には、固定ダイプレート１２に対向して、可動金型１５を保持する移動ダイプレート１３が進退移動可能に設けられる。ベースフレーム１１の上には、ガイドレール２６が敷設されており、このガイドレール２６にガイドされたリニアベアリング２７が、スライド台２８を介して移動ダイプレート１３を支持している。なお、リニアベアリング２７の代わりに摺動板を使用して、スライド台２８を介して移動ダイプレート１３を支持してもよい。
【００２３】
固定ダイプレート１２にはストロークが小さくかつ断面積の大きな油圧アクチュエータである型締シリンダ１８が、その四隅に設けられている。なお、型締シリンダ１８は、移動ダイプレート１３に設けることもできる。型締シリンダ１８の中を摺動するラム１６はその一側面にそれぞれタイバー１７の一端が接続され、このタイバー１７は対向する移動ダイプレート１３が型閉のため近づくと、移動ダイプレート１３に開けられた４個の挿通孔を貫通する。
型締シリンダ１８には、後述する主配管５１が接続されており、この主配管５１は、型締シリンダ１８の型締側室１８１、型開側室１８２へ油を供給する。
【００２４】
移動ダイプレート１３の移動方向に平行に設置されるボールねじ軸２５により移動ダイプレート１３の移動手段が構成される。ボールねじ軸２５は、固定ダイプレート１２に保持された軸受箱２０とベースフレーム１１に保持された軸受箱２１とによって回転可能に、かつ軸方向を拘束して支えられ、サーボモータ２２により動力伝達ギア２３、２４を介して駆動される。ボールねじ軸２５は、回転数、回転速度がコントローラ８０によりサーボモータ２２を介して制御される。
各タイバー１７の他端は、それぞれ等ピッチの複数のリング状の平行溝（又は螺旋状のねじ溝）が形成されている。移動ダイプレート１３の背面には、各タイバー１７のリング状の平行溝と噛合するハーフナット２９が設けられている。
【００２５】
以上の型締装置１は、固定金型１４と可動金型１５とが開いた状態から、図１に示すように、固定金型１４と可動金型１５が閉じた状態となるまで、サーボモータ２２で駆動されるボールねじ軸２５の回転によって移動ダイプレート１３が移動する。移動ダイプレート１３は固定金型１４と可動金型１５の互いの対向面が当接すると停止するようになっている。
【００２６】
この移動ダイプレート１３の停止位置でハーフナット２９が作動してハーフナット２９の内側のリング状の平行溝がタイバー１７の先端部のリング状の平行溝と係合してタイバー１７とハーフナット２９とが結合する。その後、型締シリンダ１８の型締側室１８１を昇圧して型締めする。このようにして型締めを行った後に、射出シリンダ１９から固定金型１４と可動金型１５とで形成されるキャビティ内に溶融樹脂を射出して成形品を成形する。
【００２７】
［油圧供給システム３０］
油圧供給システム３０は、図２に示すように、型締シリンダ１８に向けて作動油を吐出する油圧源４０と、油圧源４０に連なり、油圧源４０から吐出される作動油を型締シリンダ１８に届ける作動油回路５０と、を備える。
油圧供給システム３０における油圧源４０及び作動油回路５０の動作は、コントローラ８０により制御される。
【００２８】
［油圧源４０］
油圧源４０は、サーボモータ４５と、サーボモータ４５の回転速度及び回転方向を検出するエンコーダ４７と、サーボモータ４５の回転駆動により駆動して作動油を吐出する主油圧ポンプ４１及び副油圧ポンプ４３と、を備える。
油圧供給システム３０は、主油圧ポンプ４１と副油圧ポンプ４３の双方から吐出される作動油を型締シリンダ１８に供給する大流量動作と、主油圧ポンプ４１から吐出される作動油を型締シリンダ１８に供給する小流量動作の、２段階に切り替えて運転できる。
【００２９】
サーボモータ４５は、回転角度をエンコーダ４７が検出しており、検出された回転角度をコントローラ８０に出力する。コントローラ８０は、サーボモータ４５の回転数Ｎの指令値に対応するパルス信号を生成しサーボモータ４５に出力してサーボモータ４５を回転数Ｎで回転駆動させる。コントローラ８０には、サーボモータ４５のエンコーダで検出された回転角度が継続して入力されており、コントローラ８０は、当該回転角度に基づいてフィードバック補正をしながら回転数Ｎが得られるようにサーボモータ４５を制御する。
【００３０】
ここで、サーボモータ４５は、サーボ機構において位置、速度等を制御する用途に使用可能なモータであるかぎり、その種類は任意であり、ＡＣサーボモータ、ＤＣサーボモータ、ステッピングモータなどを適用できる。また構造についても、例えば、ステータ構造は分布巻き型でも集中巻き型でもどちらでもよいし、ロータ構造は表面磁石貼付型（ＳＰＭ）モータでも、内部磁石埋込型（ＩＰＭ）モータのどちらでもよい。
【００３１】
主油圧ポンプ４１と副油圧ポンプ４３は、いずれも固定容量型のポンプであり、例えば双方の容量が同じであれば、大流量動作は小流量動作の２倍の流量の作動油を型締シリンダ１８に供給できる。ただし、主油圧ポンプ４１と副油圧ポンプ４３の容量は異なっていてもよい。
【００３２】
［作動油回路５０］
作動油回路５０は、油圧源４０から吐出される作動油を流量制御による型締シリンダ１８に供給する給油動作を担う。この基本的な動作は、主油圧ポンプ４１からの作動油だけを型締シリンダ１８に供給する小流量動作と、主油圧ポンプ４１と副油圧ポンプ４３双方からの作動油を型締シリンダ１８に供給する大流量動作と、を含んでいる。
作動油回路５０は、流量制御による給油動作のほかに、圧力制御動作を備える。この圧力制御動作は、作動油回路５０が備える圧力センサ５５の検出値が目標圧力に達すると、サーボモータ４５をそれまでの正回転から逆回転に切り替えて圧力を下げる動作である。この動作は、圧抜動作と称される。
作動油回路５０は、以上の給油動作と圧抜動作を実現するために、以下の構成を備えている。
【００３３】
作動油回路５０は、図２に示すように、主油圧ポンプ４１から吐出される作動油を型締シリンダ１８に向けて流す主配管５１と、副油圧ポンプ４３から吐出される作動油を型締シリンダ１８に向けて流す副配管５３と、を備える。副配管５３はその下流端である合流点ＪＰにおいて主配管５１に合流し、副配管５３を流れる作動油は、主配管５１との合流点ＪＰよりも下流においては主配管５１を通って型締シリンダ１８に向けて供給される。なお、作動油回路５０において、上流及び下流は、主油圧ポンプ４１及び副油圧ポンプ４３を正回転させたときに作動油が流れる向きを基準にしており、主油圧ポンプ４１及び副油圧ポンプ４３が最も上流に位置することになる。また、主配管５１と副配管５３を含む回路が、本発明の主作動油回路を構成する。
【００３４】
作動油回路５０は、主配管５１を流れる作動油の圧力を検出する圧力センサ５５を備える。主配管５１は主油圧ポンプ４１と圧力センサ５５の間に流路抵抗となる弁、その他の機器類を有していないので、圧力センサ５５は主油圧ポンプ４１から吐出される作動油の圧力を高い精度で検出できる。
【００３５】
作動油回路５０は、副配管５３に逆止弁５７を備えている。逆止弁５７は、逆止弁５７を基準にして上流から下流に向けて流れる作動油を通過させるが、その逆の作動油の通過を阻止する。逆止弁５７は、小流量動作のときに、主油圧ポンプ４１から吐出される高圧の作動油が副配管５３を通って上流の副油圧ポンプ４３に負荷されるのを阻止する。逆止弁５７は、副配管５３と主配管５１の合流点ＪＰと方向切換弁６０との間に設けられる。
【００３６】
作動油回路５０は、副配管５３と並行にバイパス回路５８を備えている。
バイパス回路５８は、小流量動作のときに副油圧ポンプ４３から吐出される作動油を、主配管５１と副配管５３を含む主作動油回路を迂回して、貯油タンク１００Ｂに戻すのに用いられる。バイパス回路５８は、方向切換弁６０に接続される循環経路をなしているが、作動油を貯油タンク１００Ｂに流す排出管５９を備えている。なお、図２において、貯油タンク１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃを区別しているが、実際にはそれぞれが連通しており、相互に作動油が流通する。
【００３７】
作動油回路５０は、副配管５３に方向切換弁６０を備えている。方向切換弁６０は、逆止弁５７よりも上流側に設けられている。
方向切換弁６０は、小流量動作のときに、副油圧ポンプ４３から吐出される作動油をバイパス回路５８に向けて流す。また、方向切換弁６０は、大流量動作のときには、副油圧ポンプ４３から吐出され副配管５３を流れてきた作動油をそのまま副配管５３の下流に向けて流す。なお、図２は、小流量動作における方向切換弁６０を示している。
【００３８】
方向切換弁６０は、弁体６１と、弁体６１を移動させる電磁ソレノイド６７と、を備える。
弁体６１は、小流量動作のときに副配管５３と接続される第一弁体６３と、大流量動作のときに副配管５３と接続される第二弁体６４と、を備える。
【００３９】
弁体６１は、例えば、電磁ソレノイド６７に通電されないオフの状態において、図２及び図４に示すように、第一弁体６３が副配管５３と接続されることで、副配管５３は第一弁体６３を介してバイパス回路５８と接続される。このとき、弁体６１は小流量動作に対応する。
また、弁体６１は、例えば、電磁ソレノイド６７に通電されるオンの状態において、図５に示すように、第二弁体６４が副配管５３と接続されることで、副配管５３は第二弁体６４を介して通貫される。このとき、弁体６１は大流量動作に対応する。
弁体６１は、流路切換のための流路が複雑に構成されていることから、第一弁体６３及び第二弁体６４を通過する作動油の流路抵抗が、後述するロジック弁７３に比べて大きい。
【００４０】
電磁ソレノイド６７は、コントローラ８０からの指示に応じて、弁体６１を小流量動作に対応する位置と大流量動作に対応する位置を選択的に移動させる。
【００４１】
次に、作動油回路５０は吸上回路７０を備える。
吸上回路７０は、油圧供給システム３０が圧力制御を行う際に、逆回転する副油圧ポンプ４３が貯油タンク１００Ｃから作動油を吸い上げる専用の回路である。吸上回路７０は、副油圧ポンプ４３に接続される副配管５３から方向切換弁６０よりも上流側で分岐し、貯油タンク１００Ｃまで延びる。
【００４２】
吸上回路７０は、ロジック弁７３と、ロジック弁７３と副配管５３を接続する接続管７１と、ロジック弁７３と貯油タンク１００Ｃを接続する吸込管７９と、接続管７１とロジック弁７３を接続する給油管７２と、を備える。
ロジック弁７３は、弁箱７４と、弁箱７４の内部に設けられる弁体７５と、弁体７５に図中の下向きに弾性力を付与する弾性体７６と、を備える。弁箱７４は、弁体７５を境にして、弾性体７６が設けられる側の第一弁室７７と、第一弁室７７と反対側の第二弁室７８と、を有している。
【００４３】
接続管７１は副配管５３と弁箱７４の第一弁室７７とを接続し、給油管７２は接続管７１と弁箱７４の第二弁室７８とを接続する。吸込管７９は、貯油タンク１００Ｃと弁箱７４の第一弁室７７とを接続する。
【００４４】
ロジック弁７３は、弾性体７６に上向きの外力が加わり縮むと、図４及び図５に示すように弁体７５が接続管７１を閉じる位置まで変位すると、作動油が流れない閉の状態をなす。
一方、ロジック弁７３は、弾性体７６に上向きの外力が加わらなければ、図６に示すように弁体７５は接続管７１から下向きに離れるので、作動油が流れる開の状態をなす。
【００４５】
副油圧ポンプ４３が正回転すると、副油圧ポンプ４３から吐出された作動油は、副配管５３及び接続管７１を順に通って第一弁室７７に流れるのに加えて、副配管５３、接続管７１及び給油管７２をこの順に通って第二弁室７８に流れる。副油圧ポンプ４３が正回転して作動油を吐出している間は、貯油タンク１００Ｃへ向かって流動しようとする作動油が、僅かな期間、第一弁室７７への流路抵抗による圧力損失によって接続管７１内の圧力に対し第一弁室７７内の圧力を低下させる。この低下した第一弁室７７内の圧力と、流入が少なくほぼ静圧状態で接続管７１内圧力と殆ど差のない第二弁室７８内の圧力の差によって、瞬時に第二弁室７８に到った作動油が弁体７５を弾性体７６に対抗して上向きに押すので、図４及び図５に示すように、ロジック弁７３は閉じられる。したがって、副油圧ポンプ４３から吐出される作動油は、吸上回路７０を通過することなく、副配管５３を下流に向けて流れる。
【００４６】
副油圧ポンプ４３が逆回転すると、接続管７１及び給油管７２内の圧力が低下するため、弁体７５は弾性体７６の図中下向きの復元力と、副油圧ポンプ４３により貯油タンク１００Ｃから吸い上げられた作動油は吸込管７９を通って第一弁室７７に流れ、この作動油の圧力により弁体７５は押し下げられるので、ロジック弁７３は開かれる。よって、作動油は、接続管７１及び副配管５３をこの順に通って副油圧ポンプ４３に達し、貯油タンク１００Ａに吐出される。
【００４７】
［コントローラ８０］
次に、コントローラ８０について図３を参照して説明する。
コントローラ８０は、制御設定値を入力する入力部８１と、サーボモータ４５、方向切換弁６０などへの制御指令を生成する制御部８３と、制御部８３により生成された制御指令を出力する指令出力部８５と、制御指令を生成するのに必要な各種データが記憶されている記憶部８７と、を備える。
【００４８】
制御部８３は、サーボモータ４５の正回転又は逆回転の指令、正回転又は逆回転における回転速度の指令を生成する。制御部８３が圧力センサ５５の検出圧力を継続的に取得する。
また、制御部８３は、方向切換弁６０の動作指令を生成する。つまり、制御部８３は、電磁ソレノイド６７に通電されないオフの状態の指令又は電磁ソレノイド６７に通電するオンの状態の指令を選択的に生成する。
以上の制御指令は、指令出力部８５から各機器に向けて送られる。
【００４９】
記憶部８７は、流量制御と圧力制御のいずれで運転されるかを選択する閾値である目標圧力に関するデータ、この目標圧力よりも低い減速制御圧力に関するデータなどを記憶する。
制御部８３は、圧力センサ５５の検出圧力と目標圧力に関するデータの比較、圧力センサ５５の検出圧力と減速制御圧力に関するデータの比較を継続的に行う。
【００５０】
［油圧供給システム３０の動作］
次に、図４〜図６を参照して油圧供給システム３０の動作を説明する。なお、図４は小流量動作を行っている油圧供給システム３０を示し、図５は大流量動作を行っている油圧供給システム３０を示す。小流量動作及び大流量動作はいずれも流量制御に該当する。一方、図６は圧力制御を行っている油圧供給システム３０を示す。図４〜図６において、太線で示される配管は、作動油が流れていることを示し、白抜きの矢印は作動油の流れる向きを示している。以下、小流量動作、大流量動作及び圧力制御の順に説明する。
【００５１】
［小流量動作（図４，流量制御）］
油圧供給システム３０は、コントローラ８０からの小流量動作を行うことの指示を受けると、方向切換弁６０の第一弁体６３が副配管５３と接続するように電磁ソレノイド６７が駆動する。
サーボモータ４５は、コントローラ８０からの指示に基づいて所定の回転数Ｎで回転し、サーボモータ４５に接続される主油圧ポンプ４１と副油圧ポンプ４３が正回転する。主油圧ポンプ４１と副油圧ポンプ４３は、機械的に連結されており、相互に連動して回転する。
【００５２】
主油圧ポンプ４１の正回転により貯油タンク１００Ａから吸い上げられた作動油は、主油圧ポンプ４１から吐出された後に、主配管５１を型締シリンダ１８に向けて流れる。
【００５３】
副油圧ポンプ４３の正回転により、貯油タンク１００Ａから吸い上げられた作動油は副油圧ポンプ４３から吐出された後に副配管５３を流れて方向切換弁６０に到る。したがって、作動油は、第一弁体６３を通ってバイパス回路５８に流れ、排出管５９を通って貯油タンク１００Ｂに排出される。排出管５９よりも下流側は第一弁体６３を介して副配管５３に接続されるが、これよりも下流には逆止弁５７があるので、副配管５３に流れ込むことはない。
【００５４】
以上の通りであり、主油圧ポンプ４１と副油圧ポンプ４３はともに運転されるが、小流量動作においては、方向切換弁６０を制御することにより、主油圧ポンプ４１から吐出される作動油だけが型締シリンダ１８に供給される。
【００５５】
吸上回路７０は、副油圧ポンプ４３が正回転しているので、副油圧ポンプ４３から吐出された作動油が第二弁室７８に到って弁体７５を弾性体７６に対抗して上向きに押すので、ロジック弁７３は閉じている。したがって、副油圧ポンプ４３から吐出される作動油は、吸上回路７０を通過することなく、副配管５３を下流に向けて流れる。
【００５６】
小流量動作において、副油圧ポンプ４３から吐出される作動油が方向切換弁６０を通って流路抵抗の小さい貯油タンク１００Ｂに戻り、主油圧ポンプ４１から吐出される作動油のみを主配管５１に流す。これにより、小流量動作を行う過程で高圧となる対象を主油圧ポンプ４１だけに限定できるので、小流量動作時のサーボモータ４５の負荷トルクを低減させ、サーボモータ４５のサイズを小さくできる利点がある。
【００５７】
［大流量動作（図５，流量制御）］
油圧供給システム３０は、コントローラ８０からの大流量動作を行うことの指示を受けると、方向切換弁６０の第二弁体６４が副配管５３と接続するように電磁ソレノイド６７が駆動する。
サーボモータ４５は、コントローラ８０からの指示に基づいて所定の回転数Ｎで回転し、サーボモータ４５に接続される二連の主油圧ポンプ４１と副油圧ポンプ４３が正回転する。
【００５８】
主油圧ポンプ４１の正回転により、貯油タンク１００Ａから吸い上げられた作動油は主油圧ポンプ４１から吐出された後に、主配管５１を型締シリンダ１８に向けて流れる。これは、小流量動作と同じである。
【００５９】
副油圧ポンプ４３の正回転により、貯油タンク１００Ａから吸い上げられた作動油は主油圧ポンプ４１から吐出された後に副配管５３を流れ、方向切換弁６０に到る。方向切換弁６０は、第二弁体６４が副配管５３と接続されているので、方向切換弁６０に至った作動油は、第二弁体６４を通ってそのまま副配管５３を下流に向けて流れる。
【００６０】
以上の通りであり、大流量動作においては、主油圧ポンプ４１と副油圧ポンプ４３はともに運転されるとともに、主油圧ポンプ４１から吐出される作動油と副油圧ポンプ４３から吐出される作動油が型締シリンダ１８に供給される。
吸上回路７０の動作については、小流量動作と同じであるから記載を省略する。
【００６１】
［圧力制御（図６，圧抜制御）］
油圧供給システム３０は、コントローラ８０からの圧力制御動作を行うことの指示を受けると、方向切換弁６０の第二弁体６４が副配管５３と接続していたとすれば、第一弁体６３が副配管５３と接続するように電磁ソレノイド６７を駆動させることができる。ただし、油圧供給システム３０は、圧力制御動作を行うことの指示を受けたときに方向切換弁６０の第二弁体６４が副配管５３と接続していたとしても、第二弁体６４と副配管５３との接続をそのまま維持できる。
サーボモータ４５は、コントローラ８０からの指示に基づいて所定の回転数Ｎで逆回転し、サーボモータ４５に接続される二連の主油圧ポンプ４１と副油圧ポンプ４３が逆回転する。
【００６２】
主油圧ポンプ４１が逆回転すると主配管５１に存在する作動油が抜き取られ、主油圧ポンプ４１から貯油タンク１００Ａに向けて吐出される。
【００６３】
副油圧ポンプ４３が逆回転すると、副配管５３に存在する作動油が抜き取られる。
ただし、油圧供給システム３０は、吸上回路７０を介して貯油タンク１００Ｃの作動油を吸い上げる。つまり、図６に示すように、副配管５３は、方向切換弁６０を介して貯油タンク１００Ｂに通じているのに加えて、吸上回路７０を介して貯油タンク１００Ｃに通じている。方向切換弁６０と吸上回路７０のロジック弁７３を比べると、方向切換弁６０の流路抵抗が大きい。したがって、副油圧ポンプ４３が逆回転すると、吸上回路７０のロジック弁７３を介して貯油タンク１００Ｃの作動油が吸い上げられる。
【００６４】
弾性体７６の図中下向きの復元力とともに、貯油タンク１００Ｃから吸い上げられた作動油が、図６に示すように、第一弁室７７に到って弁体７５を弾性体７６に対抗して下向きに押し下げるので、ロジック弁７３は開く。したがって、貯油タンク１００Ｃの作動油は、吸上回路７０を通過した後に副油圧ポンプ４３から貯油タンク１００Ａに吐出される。
【００６５】
ここで、吸上回路７０を設けていないものとすると、副油圧ポンプ４３の逆回転に伴って、方向切換弁６０を介して貯油タンク１００Ａの作動油が吸い上げられることになる。しかし、方向切換弁６０は流路抵抗が大きいので、副配管５３と副油圧ポンプ４３内にキャビテーションが発生し、これらが破損するおそれがある。
【００６６】
これに対して、油圧供給システム３０は、主配管５１と副配管５３を含む主作動油回路とは独立する吸上回路７０を介して貯油タンク１００Ｃの作動油を吸い上げるので、副油圧ポンプ４３が逆回転した場合でも、副配管５３と副油圧ポンプ４３内の圧力が負圧になることはなくキャビテーションの発生を防止できる。また、副配管５３と貯油タンク１００Ｃを連通する流路の開閉動作は、副配管５３内の油圧変化を駆動源としている。よって、特に副油圧ポンプ４３の逆回転時のロジック弁７３の開動作は、副配管５３内の減圧に遅れることなく動作するので、副配管５３内が負圧になる前にロジック弁７３を開いて貯油タンク１００Ｃの作動油を副配管５３に流入させてキャビテーションの発生を防止することができる。
なお、吸上回路７０を設けていない油圧供給システムを、以下、比較システムということがある。
【００６７】
以上の通りであり、圧力制御動作において、主油圧ポンプ４１の逆回転により主配管５１から作動油を抜き取ることで、主配管５１における作動油の圧力を制御する。また、圧力制御動作において、副油圧ポンプ４３が逆回転すると、副油圧ポンプ４３と吸上回路７０と貯油タンク１００Ａ，Ｂの間を循環する。
【００６８】
［油圧供給システム３０の動作例］
次に、油圧供給システム３０の動作について、射出成形機が充填工程から保圧工程に移行する過程を例にして説明する。なお、図７は本実施形態の油圧供給システム３０による移行過程を示し、図８は比較システムによる移行過程を示している。
【００６９】
射出成形機が充填工程を行うときには、コントローラ８０からの指示により、方向切換弁６０は第二弁体６４が副配管５３と接続され、副油圧ポンプ４３から吐出される作動油は、副配管５３をそのまま通って、主配管５１に合流する。主油圧ポンプ４１からも作動油が主配管５１に吐出されるので、図７（ｂ）に示すように、主油圧ポンプ４１と副油圧ポンプ４３を合わせた大供給流量により充填工程が行われる。このとき、サーボモータ４５の回転速度を制御して、充填工程時において、主油圧ポンプ４１と副油圧ポンプ４３のそれぞれの吐出流量が、図７の（ｄ）に示すように、大流量とされる。
【００７０】
溶融樹脂の充填が終了して保圧工程に移行すると、圧力センサ５５の検出圧力は、図７（ａ）に示すように、徐々に、上昇する。
【００７１】
次に、図７（ａ）に示すように、圧力センサ５５の検出圧力が、圧力制御時の目標圧力（保圧工程での目標圧力）よりも低い減速制御圧力を超えると、コントローラ８０は、図７（ｃ）、（ｄ）に示すように、サーボモータ４５の回転速度を徐々に低下させて、主油圧ポンプ４１と副油圧ポンプ４３からの作動油の吐出流量を徐々に減少させる。
【００７２】
また、圧力センサ５５が目標圧力を検知した後は、図７（ｃ）に示すように、コントローラ８０は、サーボモータ４５の回転速度を下げていき、それまでの正回転から逆回転に回転の向きを変えて圧抜動作をする。図７（ｄ）に示すように、主油圧ポンプ４１と副油圧ポンプ４３のそれぞれの吐出流量は下がり、逆回転に回転の向きが切り替わると、マイナスの吐出流量、つまり吸い上げに移行する。
【００７３】
サーボモータ４５の逆回転に伴って主油圧ポンプ４１が逆回転することにより、主配管５１の作動油が主油圧ポンプ４１を通って貯油タンク１００Ａに到る。したがって、主配管５１の作動油の圧力が下がる。
副油圧ポンプ４３も逆回転するので、吸上回路７０を介して貯油タンク１００Ｃの作動油が吸い上げられ、副油圧ポンプ４３を通って貯油タンク１００Ａに到る。
【００７４】
次に、比較システムについて図８を参照して説明する。
基本的な挙動は、図７に示した本実施形態と同じであるが、サーボモータ４５が逆回転する前に、主油圧ポンプ４１と副油圧ポンプ４３の動作が大流量動作から小流量動作に移行する。この理由は前述したとおりである。
【００７５】
また、大流量動作から小流量動作に切り換えるには、方向切換弁６０を動作させる必要があるので、図８（ｂ）に破線で示すように、現実には大流量動作から小流量動作への切換えは、圧力センサ５５の応答時間、コントローラ８０から方向切換弁６０に切換動作を指令する処理時間、及び方向切換弁６０の応答時間の分だけ、主配管５１内の圧力増大に対して遅れる。さらに、副配管５３内が負圧となってキャビテーションが発生しないように、副配管５３内の圧力降下速度を緩やかにするために逆回転速度を低速にする必要がある。
【００７６】
ここで、ロジック弁７３の流路抵抗が方向切換弁６０よりも小さい。そして、本実施形態の油圧供給システム３０はロジック弁７３を介して圧抜動作を行うのに対して、比較システムは方向切換弁６０を介して圧抜動作を行う。
したがって、図７（ｃ）と図８（ｃ）を比較すれば判るように、油圧供給システム３０は比較システムに比べ、油圧供給システム３０はキャビテーション発生を防止できることによりサーボモータ４５の逆回転を高速で行うことができるので、圧抜きを迅速に行うことができる。これにより、図７（ａ）と図８（ａ）に示すように、油圧供給システム３０は比較システムに比べて、目標圧力に対するオーバーシュートを小さく抑えることができるので、目標圧力まで戻る時間が短い。
【００７７】
［効  果］
以下、本実施形態の油圧供給システム３０による効果を説明する。
はじめに、油圧供給システム３０は、小流量動作のときに副油圧ポンプから吐出される作動油を主作動油回路から迂回して貯油タンクに戻すバイパス回路と独立する吸上回路７０を介して、圧抜動作を行う。したがって、サーボモータ４５を逆回転に切り換える際のャビテーションの発生を防止することができる。
【００７８】
具体的には、吸上回路７０のロジック弁７３と方向切換弁６０を比べると、ロジック弁７３の流路抵抗が相当程度に小さいので、副油圧ポンプ４３が逆回転すると、作動油は方向切換弁６０の側ではなくロジック弁７３の側から吸い上げられ、貯油タンク１００Ｃに戻される。ロジック弁７３の流路抵抗は小さいので、副油圧ポンプ４３にキャビテーションが生じない。
ここで、比較システムだと、副油圧ポンプ４３が逆回転すれば、副配管５３、第一弁体６３及びバイパス回路５８を介して貯油タンク１００Ｂから作動油を吸い上げることになる。ところが、方向切換弁６０の流路抵抗が大きいために、副油圧ポンプ４３にキャビテーションが生じて、破損するおそれがある。
【００７９】
次に、圧抜動作に用いられる吸上回路７０のロジック弁７３の流路抵抗、つまり圧力損失が小さいために、吸い上げ時に副配管５３内の圧力が負圧になるのを防止できキャビテーションの発生を危惧することなく逆回転するサーボモータ４５の回転速度を高速にできる。したがって、本実施形態によれば、圧抜動作を迅速に済ませることができる。
これに対して、比較システムだと、方向切換弁６０の流路抵抗が大きいために、吸い上げ時に副配管５３内の圧力が負圧になりやすいため、キャビテーションの発生を防止するために逆回転するサーボモータ４５の回転速度は低速に留まる。
【００８０】
本発明者によるサーボモータ４５の回転速度の試算結果を図９に示す。
図９に示すように、ロジック弁７３は最大の逆回転速度が３０００ｒｐｍであっても、圧力降下特性がポンプの吸込み許容抵抗を満足しているのに対して、方向切換弁６０はより低い逆回転速度でなければ、これを満足できない。
【００８１】
さらに、逆回転する副油圧ポンプ４３に吸上回路７０を設けることにより、油圧供給システム３０が小流量動作と大流量動作のいずれの場合でも、サーボモータ４５を逆回転させて圧抜動作を行うことができる。つまり、方向切換弁６０の第一弁体６３と第二弁体６４のいずれが副配管５３に接続されていても、ロジック弁７３の流路抵抗が方向切換弁６０よりも小さいので、吸上回路７０を介して作動油を無理なく吸い上げることができる。
【００８２】
以上に対して、比較システムだと、サーボモータ４５を逆回転させると、副油圧ポンプ４３が破損するおそれがある。したがって、この場合には、方向切換弁６０が大流量動作から小流量動作に確実に切換えられた後に、サーボモータ４５を低速で逆回転させる必要がある。
【００８３】
次に、油圧供給システム３０は、圧力センサ５５が主配管５１であって主油圧ポンプ４１の二次側に設けられており、主油圧ポンプ４１と圧力センサ５５の間には弁の類が存在しないので、圧力センサ５５で検出する圧力と主油圧ポンプ４１の吐出圧力はほぼ一致する。したがって、油圧供給システム３０は、正常に圧力制御を行うことができる。
【００８４】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
例えば、本実施形態では、副油圧ポンプ４３の逆回転動作は、コントローラ８０からの指示に基づいて行ったが、本発明はこれに限定されない。例えば、主配管５１内の圧力と貯油タンク１００Ａ内の圧力の差圧による、主配管５１から貯油タンク１００Ａに向かう逆流によって、主油圧ポンプ４１に引き起こされる逆回転を利用して主油圧ポンプ４１に連結された副油圧ポンプ４３を逆回転させてもよい。
また、大流量動作と小流量動作の切り換えの例として、充填工程と保圧工程を説明したが、本発明は、射出成形に適用される任意の工程における大流量動作と小流量動作の切り換えに適用できる。
【００８５】
また、射出成形機において本発明の油圧供給システムが適用される部位は任意であり、型締装置以外の部分の油圧アクチュエータに適用できる。
さらに、以上で示した型締装置１の構成はあくまで一例にすぎず、型締装置１が備えていない要素を含んでもよく、また、型締装置１が備えている要素を省いてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１      型締装置
１２    固定ダイプレート
１３    移動ダイプレート
１４    固定金型
１５    可動金型
１７    タイバー
１８    型締シリンダ
１９    射出シリンダ
３０    油圧供給システム
４０    油圧源
４１    主油圧ポンプ
４３    副油圧ポンプ
４５    サーボモータ
４７    エンコーダ
５０    作動油回路
５１    主配管
５３    副配管
５５    圧力センサ
５７    逆止弁
５８    バイパス回路
５９    排出管
６０    方向切換弁
６１    弁体
６３    第一弁体
６４    第二弁体
６７    電磁ソレノイド
７０    吸上回路
７１    接続管
７２    給油管
７３    ロジック弁
７４    弁箱
７５    弁体
７６    弾性体
７７    第一弁室
７８    第二弁室
７９    吸込管
８０    コントローラ
８１    入力部
８３    制御部
８５    指令出力部
８７    記憶部
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ  貯油タンク
【図１】
2018161812.tif 000003
【図２】
2018161812.tif 000004
【図３】
2018161812.tif 000005
【図４】
2018161812.tif 000006
【図５】
2018161812.tif 000007
【図６】
2018161812.tif 000008
【図７】
2018161812.tif 000009
【図８】
2018161812.tif 000010
【図９】
2018161812.tif 000011