(57)【要約】【課題】背圧制御に油圧モータを採用し、射出シリンダへの圧油の圧送供給に双方向油圧ポンプを採用することによって、射出装置における無背圧力（０ＭＰａ）付近での背圧制御を可能とする。【解決手段】射出シリンダの前室側油圧路と後室側油圧路を油圧ポンプ回路により接続する。油圧ポンプ回路に電動サーボモータにより正逆回転する双方向油圧ポンプを設ける。前室側油圧路と後室側油圧路のタンク側の油圧路に逆止弁を設ける。電磁切換弁を設けて後室側油圧路と並設した排出油路に、電動サーボモータにより正逆回転する背圧制御用の油圧モータを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出シリンダの前室側油圧路と後室側油圧路の両方にわたり接続した油圧ポンプ回路と、その油圧ポンプ回路に設けた双方向油圧ポンプと、その双方向油圧ポンプを正逆回転する電動サーボモータと、前室側油圧路と後室側油圧路のタンク側の油圧路に設けた逆止弁と、電磁切換弁を設けて後室側油圧路と並設した排出油路と、その排出油路に設けた背圧制御用の油圧モータと、その油圧モータを正逆回転する電動サーボモータとからなることを特徴とする射出装置の油圧回路。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧回路において、樹脂の可塑化計量時に上記射出シリンダの後室側油圧路を上記排出油路に切換え、樹脂圧による上記射出ピストンの後退により上記射出シリンダから排出油路に排出された圧油を、電動サーボモータによる上記油圧モータの正逆回転により制御して、射出ピストンに対する背圧制御を行うことを特徴とする背圧制御方法。
【請求項３】
請求項２に記載の背圧制御において、上記射出ピストンの後退移動に同期して双方向油圧ポンプを上記電動サーボモータにより逆回転し、該射出ピストンに射出ピストン側の後退抵抗力に対応する油圧力を付与する流量の圧油を、上記射出シリンダの前室に供給することを特徴とする背圧制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、樹脂の可塑化計量時における射出ピストンの背圧制御を油圧モータにより行うことができる射出装置の油圧回路及び背圧制御方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出シリンダのピストンに加熱筒内の射出スクリュを連結し、その射出スクリュの回転により可塑化計量した樹脂を、油圧により射出ピストンを前進移動して金型に射出充填する油圧式射出装置では、可塑化計量時に樹脂圧により後退する射出ピストンの速度を、油圧による背圧力を射出ピストンに付与して制御しており、その制御をリリーフバルブにより行っている。
【特許文献１】特開平１−２８１９１３号公報
【特許文献２】特開平７−２７６４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の背圧制御では、リリーフバルブを全開に設定して排出される油に圧力が立たないようにして、油圧による背圧力を０設定しても、弁体がバネにより付勢されていることから、射出ピストンの後退力により加圧されるシリンダ後室の油に圧力が立ち、低圧ながら射出ピストンの背圧力として作用する。このためリリーフバルブのみによる背圧制御では無背圧（０ＭＰａ）付近での背圧制御が難しいとされ、無背圧用電磁切換弁や背圧制御用ロジック弁を併用している。
【０００４】
しかしながら、射出ピストンに作用する背圧力は油圧力以外にも、射出ピストン側の重量（ピストン＋スクリュ）とピストンリングの摩擦抵抗などによる後退抵抗力が機械的な背圧力として作用しており、これが無背圧付近での背圧制御を難しくしている一因ともなっている。
【０００５】
この発明は、上記事情から考えられたものであって、その目的は、背圧制御に油圧モータを採用し、また射出シリンダへの圧油の圧送供給に双方向油圧ポンプを採用することによって、無背圧力（０ＭＰａ）付近での背圧制御を可能とする射出装置の油圧回路と背圧制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的によるこの発明の油圧回路は、射出シリンダの前室側油圧路と後室側油圧路の両方にわたり接続した油圧ポンプ回路と、その油圧ポンプ回路に設けた双方向油圧ポンプと、その双方向油圧ポンプを正逆回転する電動サーボモータと、前室側油圧路と後室側油圧路のタンク側の油圧路に設けた逆止弁と、電磁切換弁を設けて後室側油圧路と並設した排出油路と、その排出油路に設けた背圧制御用の油圧モータと、その油圧モータを正逆回転する電動サーボモータとからなる、というものである。
【０００７】
またこの発明の油圧回路による背圧制御は、樹脂の可塑化計量時に上記射出シリンダの後室側油圧路を上記排出油路に切換え、樹脂圧による上記射出ピストンの後退により上記射出シリンダから排出油路に排出された圧油を、電動サーボモータによる油圧モータの正逆回転により制御して、射出ピストンに対する背圧制御を行うというものであり、また上記射出ピストンの後退移動に同期して双方向油圧ポンプを電動サーボモータにより逆回転し、該射出ピストンに射出ピストン側の後退抵抗力に対応する油圧力を付与する流量の圧油を、上記射出シリンダの前室に供給する、というものである。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成では、リリーフバルブに代えて排出油路に油圧モータを設けるだけでよいので、排出油路の構成が特に複雑となるようなことがなく、その油圧モータの回転方向及び回転速度を電動サーボモータにより制御して背圧制御ができるので、射出ピストンの後退速度に対応した背圧制御を容易に行い得る。また油圧モータの正回転により射出シリンダの後室の油に圧力が立たないように、油の排出を後退速度に合わせて行えるので、無背圧力付近での背圧制御も容易に行えるようになる。
【０００９】
また射出シリンダの前室側油圧路と後室側油圧路の両方を、双方向油圧ポンプを設けた油圧ポンプ回路に接続し、その双方向油圧ポンプの回転方向及び回転速度を電動サーボモータにより制御して、射出シリンダの前室と後室の両方にタンクの圧油を圧送供給できるように構成したので、前室側油圧路と後室側油圧路を交互に切換える切換弁が不要となる。また双方向油圧ポンプでは、射出ピストンの前進移動時に前室の油をタンクからの圧油と共に後室に圧送供給ができ、これにより使用油量が低減するのでタンクの小型化を図ることができる。
【００１０】
さらに双方向油圧ポンプでは、射出ピストンの後退移動時にタンクの圧油を射出シリンダの前室に圧送供給できるので、これにより樹脂圧で後退移動する射出ピストンを前室の油圧力により加圧して、後退抵抗力による機械的な背圧力を除くことができ、上記油圧モータによる背圧制御と相俟って無背圧力（０ＭＰａ）付近での背圧制御が容易に行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図中１は射出装置の射出シリンダで、射出ピストン２を回転かつ進退自在に備え、その射出ピストン２のヘッド２ａによりシリンダ内が前室１ａと後室１ｂとに区画されている。射出ピストン２の先端には図では省略したが加熱筒内の射出スクリュが連結してある。３は電動（ＡＣ）サーボモータによる計量用モータで、駆動軸を射出ピストン内に挿入して、該射出ピストン２と共に図示しない射出スクリュを回転駆動できるようにしてある。
【００１２】
１０は油圧回路で、前室１ａとタンク１１とにわたり設けた前室側油圧路１２と、後室１ｂとタンク１１とにわたり設けた後室側油圧路１３と、その前室側油圧路１２と後室側油圧路１３の両方にわたり接続した油圧ポンプ回路１４と、電磁切換弁１５を設けて後室側油圧路１３と並設した排出油路１６とからなる。
【００１３】
上記油圧ポンプ回路１４には、電動（ＡＣ）サーボモータ１７により正逆回転する双方向油圧ポンプ１８が設けてある。この油圧ポンプ回路１４の接続により、前室側油圧路１２と後室側油圧路１３では、双方向油圧ポンプ１８の回転によるタンク１１からの圧油の吸込みが、回転方向によりタンク側油路１２ａ，１３ａとが入れ替わって、圧油が油圧ポンプ回路１４を経由するようになる。またタンク側油路１２ａ，１３ａにはパイロット逆止弁１９，２０が設けてあリ、タンク側油路１２ａの逆止弁２０はタンク側油路１３ａの回路圧により、また逆止弁１９はタンク側油路１２ａの回路圧により開弁するようにしてある。
【００１４】
上記排出油路１６には、電動（ＡＣ）サーボモータ２１を駆動源として正逆回転する背圧制御用の油圧モータ２２が設けてある。この油圧モータ２２の回転方向により後室１ｂから排出油路１６に排出された圧油を制御して、可塑化計量時の樹脂圧により後退する上記射出ピストン２に背圧制御が行えるようにしてある。また前室側油圧路１２及び後室側油圧路１３と排出油路１６のそれぞれには回路圧を検出するセンサー２３，２４，２５が取付けてある。
【００１５】
上記構成の油圧回路１０では、図１に示すように、電磁切換弁１５により後室１ｂと排出油路１６とを遮断し、後室１ｂを後室側油圧路１３と接続して電動サーボモータ１７により双方向油圧ポンプ１８を正回転（矢印方向）すると、油圧ポンプ回路１４の前室側油圧路１２側が負圧となって逆止弁２０が開弁し、タンク１１の圧油がタンク側油路１２ａに吸い上げられる。圧油は実線矢印に示すように、油圧ポンプ回路１４から後室側油圧路１３を通って後室１ｂに圧送される。それにより射出ピストン２は前進移動を開始して、図示しない射出スクリュ先端の加熱筒内に可塑化計量した樹脂の金型への射出充填を開始する。
【００１６】
前室１ａでは射出ピストン２の前進移動により圧油が加圧されるので、圧油は点線矢印に示すように前室側油圧路１２に流出し、さらに双方向油圧ポンプ１８の回転によりタンク１１からの圧油と合流して、後室側油圧路１３から後室１ｂに圧送される。これによりタンク１１から後室１ｂへ圧送供給する圧油の油量が、前室１ａから流入する分だけ少なく済むようになる。
【００１７】
次に、射出装置における作業工程が樹脂の射出充填工程から可塑化計量に移行すると、電動サーボモータ１７による双方向油圧ポンプ１８の正回転が停止し、図２に示すように、後室１ｂの油圧路が電磁切換弁１５により後室側油圧路１３から排出油路１６に切り換わってのち、上記計量用モータ３が始動して射出ピストン２を図示しない先端の射出スクリュと共に回転し、加熱筒内における樹脂の可塑化計量を開始する。
【００１８】
射出ピストン２はスクリュ回転により加熱筒の先端部内に送られて計量される樹脂の圧力により、後室１ｂの圧油を排出しながら後退する。また射出ピストン２の後退に伴い拡張される前室１ａは負圧となるので、タンク側油路１２ａの逆止弁２０が開弁し、タンク１１の油圧が前室１ａに前室側油圧路１２を経て吸引供給される。
【００１９】
射出ピストン２の後退移動により後室１ｂから排出された圧油は、排出油路１６に設けた油圧モータ２２を通過してタンク１１に戻る。この際、油圧モータ２２は排出油路１６の圧油により回転し、電動サーボモータ２１へ動力を与える。この動力は電動サーボモータ２１の回生電力となって消費され、消費エネルギーは反流抵抗にて熱に変換される。
【００２０】
油圧モータ２２を電動サーボモータ２１により正回転（排出方向）すると、排出油路１６からタンク１１への油の排出が、該油圧モータにより積極的に行われて、流量が射出ピストンの加圧のみによる場合よりも増加し、後室１ｂにおける油に圧力が立ち難くなる。また排出流量は油圧モータ２２の回転速度により異なるので、電動サーボモータ２１による油圧モータ２２の回転制御をもって、射出ピストン２の後退速度に対応した背圧制御が可能となる。
【００２１】
また上記双方向油圧ポンプ１８を、上記計量用モータ３と油圧モータ２２の正回転始動に同期して、電動サーボモータ１７により逆回転始動すると、実線矢印に示すように、タンク１１の圧油がタンク側油路１３ａから油圧ポンプ回路１４に吸い上げられて、前室側油圧路１２から前室１ａに加圧供給され、前室１ａの油に圧力が立つ。これにより樹脂圧で後退移動する射出ピストン２に、さらに油圧力が加わる。
【００２２】
この油圧力が上記後退抵抗力に対する圧力として射出ピストン２に付与されることから、射出ピストン側の後退抵抗力による余計な背圧力がなくなり、上記油圧モータ２２による排出油路１６の積極的な油の排出とによって、背圧力０〜２ＭＰａ範囲の背圧制御をも容易となる。この結果、液晶ポリマー等の低粘度樹脂の射出成形を無背圧力（０ＭＰａ）付近での背圧制御により高精度に行い得るようになる。
【００２３】
また油圧モータ２２を逆回転すると、圧油の流れを阻止するように動作して、排出油路１６の流量が減少し、後室１ｂに油圧力が立って射出ピストン２の背圧力となる。この背圧力が設定値に達して油圧力が油圧モータ２２に掛かると、電動サーボモータ２１はブレーキとして動作して背圧力をその設定値に保つようになる。
【００２４】
上記背圧制御は、図３に示すように、排出油路１６の回路圧をセンサー２５により検出し、また回転速度検出器２６により電動サーボモータ２１の回転速度を検出して、その検出値と設定値との対比から油圧モータ２２の軸トルクを電動サーボモータ２１により制御して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明に係わる射出装置の射出開始時の油圧回路図である。
【図２】同じく背圧制御時の油圧回路図である。
【図３】背圧制御図である。
【符号の説明】
【００２６】
１      射出シリンダ
１ａ    前室
１ｂ    後室
２      射出プランジャ
３      計量用モータ
１０      油圧回路
１１      タンク
１２      後室側油圧路
１３      前室側油圧路
１３ａ    タンク側油路
１４      油圧ポンプ回路
１４ａ    タンク側油路
１５      電磁切換弁
１６      排出油路
１７      電動サーボモータ
１８      双方向油圧ポンプ
１９，２０    パイロット逆止弁
２１      電動サーボモータ
２２      背圧制御用の油圧モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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