(57)【要約】【課題】複数台の射出成形機及び駆動シリンダを備えた射出成形機システムにおいて、駆動エネルギー損失を低減してシステムの稼動効率を向上し、かつ良好なシステム周りの環境を維持し、故障等の発生が少なく信頼性、整備性を向上した射出成形機の水圧駆動装置を提供する。【解決手段】射出成形機を複数台設置し、該射出成形機毎に駆動シリンダ及び該駆動シリンダ用の電磁弁を設けてなる射出成形機の駆動装置において、前記駆動シリンダを前記作動流体として水を用いた水圧シリンダに構成するとともに可変速モータにより駆動される単一の水圧ポンプから作動流体通路を通して前記各電磁弁及び各水圧シリンダに作動流体を供給する水圧供給手段を備えてなることを特徴とする。【選択図】　　図１
2004009541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと該シリンダ内に往復動自在に嵌合されたピストンとを備えた駆動シリンダにより射出スクリューを往復動せしめるように構成された射出成形機を複数台設置し、該射出成形機毎に前記駆動シリンダ及び該駆動シリンダへの作動流体の供給、遮断を制御する電磁弁を設けてなる射出成形機の駆動装置において、前記駆動シリンダを前記作動流体として水を用いた水圧シリンダに構成するとともに可変速モータにより駆動される単一の水圧ポンプから作動流体通路を通して前記各電磁弁及び各水圧シリンダに作動流体を供給する水圧供給手段を備えてなることを特徴とする射出成形機の水圧駆動装置。
【請求項２】
前記作動流体通路に設けられたアキュムレータと、作動流体通路に連通される該アキュムレータ内あるいは前記作動流体通路の作動流体圧力を検出する圧力検出器と、該圧力検出器からの前記作動流体圧力の検出信号が入力され該作動流体圧力の検出値に基づき前記駆動シリンダのうちの水圧作動中の駆動シリンダにおける作動流体圧力が前記射出成形機の必要駆動圧力になるように前記電磁弁を選択的に開閉制御する制御装置とを備えてなることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の水圧駆動装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記作動流体圧力の検出値に基づき前記可変速モータの回転数を制御する手段を備えてなることを特徴とする請求項２記載の射出成形機の水圧駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機を複数台設置し、該射出成形機毎にこれの駆動シリンダ及び該駆動シリンダへの作動流体の供給、遮断を制御する電磁弁を設けてなる射出成形機の水圧駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３には、例えば特開２００１−１５０１２０号に開示されている射出成形機及びその駆動装置の従来の一例が示されている。
図において、０１０は射出成形機、０１８は該射出成形機０１０を往復駆動する駆動シリンダであり、計量モータによりスクリュー０１５が回転駆動され、ホッパ０１２から供給されるチップ０１３をシリンダ０１１の先端のノズル０１６に向けて送り出す。
該スクリュー０１５の回転数に対応して計量されたチップ０１３は、シリンダ０１１の中を移動する際にシリンダ０１１外周に設置されたヒータ０１７により加熱され溶融チップ（溶融体）になる。
【０００３】
他方、油圧源０２２からの加圧された作動油は逆止弁を通ってアキュムレータ０２１に送り込まれ貯留されている。０２４は方向切換流量調整弁、０２５はＡＣＣ切換弁で、配管０２７、０２８に対する流れ方向が前記方向切換流量調整弁０２４の左側矢印のように設定され、前記ＡＣＣ切換弁０２５がこれの左側矢印のように設定されて開かれると、前記アキュムレータ０２１に貯留されていた作動油が配管０２７、０２８を経て前記駆動シリンダ０１８の油室０１８ａに送り込まれる。
【０００４】
これにより、射出用のピストン０１８はノズル０１６の方向に押圧され、反対側の油室０１８ｂ内の作動油は配管０２８を経て容器に排出され、かかる過程での使用油を補うために、前記油圧源０２２によってアキュムレータ０２１に作動油が貯留される。
前記ピストン０１８が油室０１８ａ内の作動油によって押圧されることにより、シリンダ０１１の先端部にある溶融チップ０１３が金型内に射出される。尚、０２９は油圧源切換弁である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示されるような、油圧駆動の射出成形機においては、１台の射出成形機０１０及び駆動シリンダ０１８毎に油圧源０２２を含む１セットの油圧供給システムを装備している。
このため、複数台の射出成形機０１０及び駆動シリンダ０１８を設置する際には、これに対応する複数セットの油圧供給システムを装備することを要し、装置の設置スペースが増大するとともに、機器数が多くなり装置コストが高くなる。
また、かかる油圧駆動射出成形機にあっては、射出成形機のホッパ０１２からシリンダ０１１内にチップ０１３を充填している間も、油圧源０２２を含む油圧システムを、駆動シリンダ０１８の油圧を所要油圧に常時保持して運転する必要があることから、射出成形機システムの稼働率が低くならざるを得ない。
【０００６】
かかる問題点に対処する手段の１つとして、特開平８−３３２６５９号の発明が提案されている。
かかる発明においては、複数台の射出成形機及び駆動シリンダ毎に電磁切換弁を設け、モータにより駆動される油圧ポンプを備えた１セットの油圧システムからの作動油路を前記各電磁切換弁に接続し、該作動油路には油圧脈動低減用のアキュムレータを設けている。
そして、かかる発明においては、前記アキュムレータ内の圧力を検出する圧力センサを設けて、この圧力検出値が該圧力センサ自体に設定された下限圧力以下のときには油圧源側電磁弁により油圧源の作動油をアキュムレータに送り込んで該作動油路の圧力を上げ、前記圧力検出値が該圧力センサ自体に設定された上限圧力を超えるときには油圧源側電磁弁により油圧源の作動油をアキュムレータに送り込んで該作動油路の圧力を上げるように構成されている。
【０００７】
しかしながら、かかる発明においては、作動流体が油（油圧）であるため（図３の射出成形機駆動シリンダも同様）、油漏れを生じた際の整備が煩雑で、整備性が良好でなく、またオイルミストで周囲を汚し易く、環境面でも課題がある。
また、かかる発明にあっては、アキュムレータ及び作動油路の圧力を検出しこの検出信号により油圧源側の作動を制御して、アキュムレータ及び作動油路の圧力を常時許容上限圧力と下限圧力との間の許容圧力に維持せしめているにとどまり、複数台の射出成形機及び駆動シリンダ毎に電磁切換弁を適切なタイミングで個別に開閉制御する手段は備えておらず、従って、前記各射出成形機は前記圧力センサとアキュムレータと油圧源側電磁弁とにより調整された作動圧力で常時運転されることとなる。
【０００８】
このため、かかる従来技術にあっては、複数台の射出成形機のうちの一部がホッパのチップをシリンダ内に充填し、実質的に駆動動力が不要な機械があるにも拘わらず、油圧供給系から複数台の射出成形機の全てに必要作動圧力で常時作動油が供給されこととなるため、油圧供給系に無駄な動力が付与されることとなり、エネルギー損失が大きくなって、装置の効率が低い。
また、前記のように、チップをシリンダ内に充填中の射出成形機の駆動シリンダにも前記作動圧力の作動油が常時供給されるため、作動油の漏れ等の作動油系の不具合が発生し易く、システムの信頼性及び整備性にも課題がある。
【０００９】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、複数台の射出成形機及び駆動シリンダを備えた射出成形機システムにおいて、駆動エネルギー損失を低減してシステムの稼動効率を向上し、かつ良好なシステム周りの環境を維持し、故障等の発生が少なく信頼性、整備性を向上した射出成形機の水圧駆動装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、請求項１記載の発明として、シリンダと該シリンダ内に往復動自在に嵌合されたピストンとを備えた駆動シリンダにより射出スクリューを往復動せしめるように構成された射出成形機を複数台設置し、該射出成形機毎に前記駆動シリンダ及び該駆動シリンダへの作動流体の供給、遮断を制御する電磁弁を設けてなる射出成形機の駆動装置において、前記駆動シリンダを前記作動流体として水を用いた水圧シリンダに構成するとともに可変速モータにより駆動される単一の水圧ポンプから作動流体通路を通して前記各電磁弁及び各水圧シリンダに作動流体を供給する水圧供給手段を備えてなることを特徴とする射出成形機の水圧駆動装置を提案する。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１に加えて、前記作動流体通路に設けられたアキュムレータと、作動流体通路に連通される該アキュムレータ内あるいは前記作動流体通路の作動流体圧力を検出する圧力検出器と、該圧力検出器からの前記作動流体圧力の検出信号が入力され該作動流体圧力の検出値に基づき前記駆動シリンダのうちの水圧作動中の駆動シリンダにおける作動流体圧力が前記射出成形機の必要駆動圧力になるように前記電磁弁を選択的に開閉制御する制御装置とを備えてなる。
【００１２】
そして、好ましくは請求項２に加えて、請求項３記載のように、前記制御装置は、前記作動流体圧力の検出値に基づき前記可変速モータの回転数を制御する手段を備えるのがよい。
【００１３】
かかる発明によれば、射出成形機システムにおいて、該システムの作動流体として無公害で投棄性の良好な水を用いた水圧駆動システムを備えたので、従来の油圧による駆動システムのように、オイルミストの飛散や油漏れが生じた際における機器周辺の汚染等の問題がなく、環境衛生面において好適なシステムが得られる。
また、水圧漏れが生じた場合にも、水は投棄性が良好であり周辺の汚染がないので修理や整備が簡単にでき、従来の油圧駆動システムに比べて整備性が向上する。
【００１４】
また、射出成形機の駆動シリンダへの作動流体通路にアキュムレータを設け、圧力検出器により該アキュムレータあるいは前記作動流体通路の作動流体圧力を検出し、制御装置において該作動流体圧力の検出値に基づき前記駆動シリンダの作動流体圧力が前記射出成形機の必要駆動圧力になるように駆動シリンダの電磁弁を開閉制御して、水圧作動中の駆動シリンダにおける作動流体圧力を射出成形機の必要駆動圧力に制御するので、射出成形機のホッパから射出シリンダ内にチップを充填していて水圧作動を必要としない不作動の射出成形機用駆動シリンダの電磁弁を閉として前記不作動の射出成形機用駆動シリンダへの作動流体の供給を遮断することにより、アキュムレータ内を含む作動流体通路の圧力を射出成形機の必要駆動圧力に常時保持しつつ、不作動の射出成形機用駆動シリンダの無駄な作動を回避し、複数の射出成形機のうち射出作動中の射出成形機つまり駆動シリンダによる流体作動を行っている射出成形機を所要の流体作動期間のみ作動させて間歇的に運転することが可能となる。
【００１５】
従って、かかる発明によれば、作動流体通路の圧力を射出成形機の必要駆動圧力に常時保持しつつ、不作動の射出成形機用駆動シリンダへの作動流体の供給を遮断し射出作動中の射出成形機の駆動シリンダにのみ作動流体を供給することにより、複数台の射出成形機のうち、射出作動中の射出成形機のみの間歇運転を行うことができ、水圧ポンプを含む油圧供給系に無駄な動力が付与されることがなくなり、射出成形機の駆動エネルギー損失が低減され、油圧供給系の駆動動力を低減できて射出成形システムの効率を向上することができる。
【００１６】
また、前記のように、不作動の射出成形機用駆動シリンダへの作動流体の供給を遮断して射出作動中の射出成形機のみの間歇運転を行うことが可能となるので、作動流体（水）の漏れ等の不具合が発生することが少なくなり、射出成形システムの信頼性及び整備性が向上する。
【００１７】
さらに請求項３のように構成すれば、作動流体圧力の検出値に基づき水圧ポンプ駆動用の可変速モータの回転数を制御することにより、該可変速モータの回転数制御と前記アキュムレータによる作動流体圧力の補償作用との共働により、前記射出作動中の射出成形機のみの間歇運転に伴う作動流体供給量の調整を高い応答性で以って高精度で行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１９】
図１は本発明の実施例に係る射出成形機の水圧駆動装置の全体構成図、図２は制御ブロック図である。
【００２０】
本発明の実施例に係る射出成形機の水圧駆動装置の全体構成を示す図１において、２は可変速モータ、１は該可変速モータ２に直結駆動される水圧ポンプである。９は複数個の水圧シリンダで、各水圧シリンダ９の出力ロッド９２には射出成形機０１０（図３参照）が連結されている。９３は該水圧シリンダ９のシリンダ、９１は該シリンダ９３内に往復摺動自在に嵌合されたピストンで、前記シリンダ内は該ピストン９１により２つの水室９４、９５により区画されている。
前記水圧ポンプ１の吐出口は作動水主管（作動流体管）６に接続され、作動水主管は複数の作動水管１０に分岐されている。
【００２１】
８は前記各作動水管１０に設けられて前記水圧シリンダ９への作動流体の供給、遮断を制御する電磁弁である。該電磁弁８の入口ポートは前記作動水管１０に接続され出口ポートは前記水圧シリンダ９の２つの水室９４、９５に接続されている。
即ち、かかる実施例においては、可変速モータ２に駆動される単一の水圧ポンプ１から送出される作動水により、複数台の射出成形機に夫々設けられた水圧シリンダ９を駆動するように構成されている。
【００２２】
３は前記作動水主管６に設けられたアキュムレータで、前記作動水主管６に連通される水圧室３３と背圧管５に連通される背圧室３２とをダイヤフラム３１にて区画して構成される。３ａは前記水圧室３３と作動水主管６との間を連通あるいは遮断するアキュムレータ弁、４は前記背圧室３２と背圧管５との間を連通あるいは遮断する背圧弁である。
【００２３】
１１は前記アキュムレータ３の水圧室３３内（あるいは作動水主管６内でもよい）の作動水圧力を検出する圧力検出器、１３は前記水圧シリンダ９における出力ロッド９２の変位を検出する射出成形機作動検出器、７は後述する制御操作を行う制御装置であり、前記圧力検出器１１からの作動水圧力の検出信号及び射出成形機作動検出器１３からの出力ロッド９２の変位つまり射出成形機のスクリュー０１５（図３参照）の変位は前記制御装置７に入力される。
そして該制御装置７においては、前記作動水圧力の検出信号及び射出成形機への出力ロッド９２の変位の検出信号に基づき後述するような制御操作を行い、その出力信号を前記各電磁弁８及び可変速モータ２に出力する。
【００２４】
次に、図２に基づき、かかる構成からなる射出成形機の水圧駆動装置の動作について説明する。
前記圧力検出器１１からの作動水圧力の検出信号は制御装置７の圧力比較部７１に入力される。７２はシリンダ作動圧力設定部で、前記射出成形機の必要駆動圧力つまり該射出成形機を適正に作動させる為に要する水圧シリンダ９の圧力が設定されている。該シリンダ作動圧力設定部に設定されている必要駆動圧力の設定値は前記圧力比較部７１に入力される。
【００２５】
該圧力比較部７１においては、前記作動水圧力の検出値と水圧シリンダ９の必要駆動圧力の設定値とを比較しその比較結果つまり圧力偏差の算出値を遮断シリンダ選定部７３に入力する。
一方、該遮断シリンダ選定部７３には前記射出成形機作動検出器１３から水圧シリンダ９の出力ロッド９２変位つまり射出成形機の作動状況検知信号が入力されている。
該遮断シリンダ選定部７３においては、前記各水圧シリンダ９の出力ロッド９２の変位検出信号に基づき、各水圧シリンダ９の前記変位が当該射出成形機の作動位置にあるか不作動位置にあるか、すなわち該射出成形機が射出シリンダ内にチップを充填している状態にあるか否かを判定し、不作動位置にある水圧シリンダ９を選出する。
【００２６】
ここで、この実施例のように、単一の水圧ポンプ１から複数の水圧シリンダ９に作動水を供給するシステムにおいては、作動している複数の水圧シリンダ９のうち、水圧ポンプ１の吐出流量を変化させない状態で、電磁弁８を閉じて１個または複数個の水圧シリンダ９への作動水の供給を遮断すると、アキュムレータ３の水圧室３３内及び作動水主管６内の圧力、即ち作動している水圧シリンダ９側の作動水圧力が上昇する。
そこで、前記遮断シリンダ選定部７３においては、前記圧力偏差の算出値に基づき該圧力偏差をゼロ（０）にして前記各水圧シリンダ９の作動水圧力を前記必要駆動圧力に上昇させる為に要する電磁弁８の遮断数つまり前記水圧シリンダ９への作動水供給の遮断数を算出する。
【００２７】
そして、該遮断シリンダ選定部７３においては、前記判定により選出された不作動位置にある水圧シリンダ９のうちから、前記のようにして算出された遮断数の水圧シリンダ９を選出し、当該水圧シリンダ９の電磁弁８を閉じて作動水の供給を遮断する。
これにより、前記アキュムレータ３の水圧室３３内及び作動水主管６内の作動水圧力が前記必要駆動圧力まで上昇して、前記アキュムレータ３の補償作用により作動している水圧シリンダ９側の作動水圧力が前記必要駆動圧力に保持される。
従って、かかる不作動射出成形機用水圧シリンダ９への作動水の供給遮断により、水圧ポンプ１を一定の吐出流量で作動させた状態で、作動射出成形機用水圧シリンダ９側の作動水圧力を前記必要駆動圧力まで上昇させ、該必要駆動圧力に保持することが可能となる。
【００２８】
７４はモータ制御部で、前記圧力比較部７１からの圧力偏差の算出値及び前記遮断シリンダ選定部７３における作動水遮断水圧シリンダ９の選定結果が入力される。
そして、該モータ制御部７４においては、遮断シリンダ選定部７３にて選定された水圧シリンダ９の作動水遮断により、前記アキュムレータ３の水圧室３３内及び作動水主管６内の作動水圧力即ち作動中の水圧シリンダ９側の作動水圧力が前記必要駆動圧力を超えたときには前記可変速モータ２の回転数を減少させる。
これにより、前記水圧ポンプ１の吐出量が減少し、前記作動水圧力は前記必要駆動圧力まで低下せしめられ、該必要駆動圧力に保持される。
【００２９】
また、前記モータ制御部においては、遮断シリンダ選定部７３にて選定された水圧シリンダ９の作動水遮断により、前記アキュムレータ３の水圧室３３内及び作動水主管６内の作動水圧力即ち作動中の水圧シリンダ９側の作動水圧力が前記必要駆動圧力を下回るときには前記可変速モータ２の回転数を増大させる。
これにより、前記水圧ポンプ１の吐出量が増大し、前記作動水圧力は前記必要駆動圧力まで上昇せしめられ、該必要駆動圧力に保持される。
【００３０】
このように、前記圧力比較部７１からの圧力偏差に基づき水圧ポンプ１駆動用の可変速モータ２の回転数を制御することにより、該可変速モータ２の回転数制御と前記アキュムレータ３による作動水圧力の補償作用との共働により、前記射出作動中の射出成形機のみの間歇運転に伴う作動水供給量の調整を高い応答性で以って高精度で行うことができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上記載の如く本発明によれば、射出成形機システムの作動流体として無公害で投棄性の良好な水を用いた水圧駆動システムを備えたので、従来の油圧による駆動システムのように、オイルミストの飛散や油漏れが生じた際における機器周辺の汚染等の問題がなく、環境衛生面において好適なシステムが得られる。
また、水圧漏れが生じた場合にも、水は投棄性が良好であり周辺の汚染がないので修理や整備が簡単にでき、従来の油圧駆動システムに比べて整備性が向上する。
【００３２】
また、作動流体通路の圧力を射出成形機の必要駆動圧力に常時保持しつつ、不作動の射出成形機用駆動シリンダへの作動流体の供給を遮断し射出作動中の射出成形機の駆動シリンダにのみ作動流体を供給することにより、複数台の射出成形機のうち、射出作動中の射出成形機のみの間歇運転を行うことができ、水圧ポンプを含む油圧供給系に無駄な動力が付与されることがなくなり、射出成形機の駆動エネルギー損失が低減され、油圧供給系の駆動動力を低減できて射出成形システムの効率を向上することができる。
【００３３】
また、前記のように、不作動の射出成形機用駆動シリンダへの作動流体の供給を遮断して射出作動中の射出成形機のみの間歇運転を行うことが可能となるので、作動流体（水）の漏れ等の不具合が発生することが少なくなり、射出成形システムの信頼性及び整備性が向上する。
【００３４】
さらに請求項３のように構成すれば、作動流体圧力の検出値に基づき水圧ポンプ駆動用の可変速モータの回転数を制御することにより、該可変速モータの回転数制御と前記アキュムレータによる作動流体圧力の補償作用との共働により、前記射出作動中の射出成形機のみの間歇運転に伴う作動流体供給量の調整を高い応答性で以って高精度で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る射出成形機の水圧駆動装置の全体構成図、図２は制御ブロック図である。
【図２】前記実施例における制御ブロック図である。
【図３】射出成形機及びその駆動装置の構成図である。
【符号の説明】
０１０　射出成形機
１　　水圧ポンプ
２　　可変速モータ
３　　アキュムレータ
６　　作動水主管
７　　制御装置
８　　電磁弁
９　　水圧シリンダ
１０　　作動水管
１１　　圧力検出器
１３　　射出成形機作動検出器
【図１】
2004009541.tif 000003
【図２】
2004009541.tif 000004
【図３】
2004009541.tif 000005