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Title:
HYDRAULIC DEVICE FOR INJECTION MOLDING MACHINE AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/154027
Kind Code:
A1
Abstract:
A hydraulic device for an injection molding machine, which can control the back pressure of an injection cylinder to nearly zero, can drive the injection cylinder at high speed, can inject resin at high speed, and uses a reduced number of electric motors so that the hydraulic device is provided at a moderate price. In a metering step, a hydraulic motor (18) is driven by a second hydraulic pump (21) to rotate a screw (12). A first hydraulic pump (2) capable of rotating in both directions to discharge hydraulic oil in both directions is controlled so as to rotate in both directions based an output from a pressure sensor (9), and this enables the back pressure of the injection cylinder (1) to be controlled to a low pressure near zero. On the other hand, in an injecting step, a second switching valve (25) causes hydraulic oil from the second hydraulic pump (21) to merge into a first main line (5) of the first hydraulic pump (2) via a merging line (24) and a check valve (28) to drive the injection cylinder (1) at high speed.

Inventors:
MIYAGI JUNICHI (JP)
ISHIKAWA MASATAKA (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/054772
Publication Date:
December 23, 2009
Filing Date:
March 12, 2009
Export Citation:
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Assignee:
DAIKIN IND LTD (JP)
MIYAGI JUNICHI (JP)
ISHIKAWA MASATAKA (JP)
International Classes:
B29C45/48; B29C45/82
Domestic Patent References:
WO2007114339A12007-10-11
Foreign References:
JP2003021105A2003-01-24
JP2008030379A2008-02-14
JPS62183322A1987-08-11
JP2008038961A2008-02-21
JPH0957800A1997-03-04
JPH06134827A1994-05-17
JP2008073936A2008-04-03
JP2003278707A2003-10-02
Attorney, Agent or Firm:
TANAKA, Mitsuo et al. (JP)
Mitsuo Tanaka (JP)
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Claims:
 ハウジング(10)内を前室(13)と後室(14)とに仕切る射出ピストン(11)とスクリュー(12)を有する射出シリンダ(1)と、
 双方向に回転して双方向に吐出可能な第1油圧ポンプ(2)と、
 上記第1油圧ポンプ(2)を正逆に可変速に駆動する第1電動モータ(3)と、
 上記第1油圧ポンプ(2)に接続された第1メインライン(5)を、上記射出シリンダ(1)の前室(13)に接続された第1負荷ライン(6)、または、上記射出シリンダ(1)の後室(14)に接続された第2負荷ライン(7)に切換接続する第1切換弁(8)と、
 上記スクリュー(12)を駆動する油圧モータ(18)と、
 第2油圧ポンプ(21)と、
 上記第2油圧ポンプ(21)を駆動する第2電動モータ(22)と、
 上記第2油圧ポンプ(21)に接続された第2メインライン(23)を、上記第1メインライン(5)に合流する合流ライン(24)、または、上記油圧モータ(18)に接続された第3負荷ライン(26)に切換接続する第2切換弁(25)と、
 上記合流ライン(24)に、上記第2メインライン(23)から第1メインライン(5)への流れが順方向になるように、設けられたチェック弁(28)と、
 上記第1メインライン(5)の圧力を検出する圧力センサ(9)と
を備えたことを特徴とする射出成形機の油圧装置。
 請求項1に記載の射出成形機の油圧装置において、
 1つの圧力指令(Pi)、1つの流量指令(Qi)、および、上記圧力センサ(9)からの検出圧力を表す信号を受けて、上記圧力指令(Pi)および流量指令(Qi)に応じた圧力および流量を得るための操作量(Vq)を出力する圧力流量制御部(40)と、
 上記圧力流量制御部(40)から操作量(Vq)を受けて、上記操作量(Vq)が、予め定められた設定値以下であるときには、上記第1油圧ポンプ(2)が、操作量(Vq)に応じて連続的に流量が変化する作動油を吐出すると共に、上記第2油圧ポンプ(21)が作動油を吐出しないように、第1および第2分配操作量(Vq1およびVq2)を上記操作量(Vq)に基づいて作成して上記第1および第2電動モータ(3,22)に出力する一方、上記操作量(Vq)が、上記設定値を越えたときには、上記第1および第2油圧ポンプ(2,21)の吐出流量の合計流量が操作量(Vq)に応じて連続的に変化するように、上記第1および第2油圧ポンプ(2,21)が夫々作動油を吐出するように、第1および第2分配操作量(Vq1およびVq2)を上記操作量(Vq)に基づいて作成して上記第1および第2電動モータ(3,22)に出力する操作量分配部(50)と
を有する制御装置(30)を
備えることを特徴とする射出成形機の油圧装置。
 請求項2に記載の射出成形機の油圧装置において、
 上記制御装置(30)は、射出保圧工程および計量工程を識別するための識別信号(Di)を受け、
 上記制御装置(30)は、
 上記射出保圧工程および計量工程を識別する識別信号(Di)により切り換えられるスイッチ装置(60)を備え、
 上記スイッチ装置(60)は、
 射出保圧工程時には、上記操作量分配部(50)からの第1分配操作量(Vq1)および第2分配操作量(Vq2)を、夫々、第1速度信号(V1)および第2速度信号(V2)として上記第1電動モータ(3)および第2電動モータ(22)に出力する一方、
 計量工程時には、上記射出シリンダ(1)の背圧を制御するために、上記圧力指令(Pi)と上記検出圧力とに基づいて作成された圧力信号(Vp)を第1速度信号(V1)として上記第1電動モータ(3)に出力すると共に、上記圧力流量制御部(40)および操作量分配部(50)をバイパスした上記流量指令(Qi)を第2速度信号(V2)として上記第2電動モータ(22)に出力する
ことを特徴とする射出成形機の油圧装置。
 請求項3に記載の射出成形機の油圧装置において、
 上記制御装置(30)は、
 上記圧力流量制御部(40)と上記操作量分配部(50)と上記スイッチ装置(60)とを備えて上記第1電動モータ(3)を制御する第1コントローラ(31)と、
 上記第1コントローラ(31)から上記第2速度信号(V2)を受けて上記第2電動モータ(22)を制御する第2コントローラ(32)と
からなることを特徴とする射出成形機の油圧装置。
 請求項3または4に記載の射出成形機の油圧装置において、
 上記スイッチ装置(60)は、
 上記第1速度信号(V1)を出力端子から出力する第1スイッチ(61)と、
 上記第2速度信号(V2)を出力端子から出力する第2スイッチ(62)と
からなり、
 上記第1スイッチ(61)の第1入力端子には、上記操作量分配部(50)からの分配された第1分配操作量(Vq1)が入力される一方、上記第1スイッチ(61)の第2入力端子には、上記圧力指令(Pi)と上記検出圧力とに基づいて作成された上記圧力信号(Vp)が入力され、
 上記第2スイッチ(62)の第1入力端子には、上記操作量分配部(50)からの分配された第2分配操作量(Vq2)が入力される一方、上記第2スイッチ(62)の第2入力端子には、上記流量指令(Qi)が入力され、
 計量工程時には、上記識別信号(Di)により、上記第1スイッチ(61)の第2入力端子と出力端子とが接続されて、上記圧力指令(Pi)と上記検出圧力とに基づいて作成された上記圧力信号(Vp)が第1速度信号(V1)として上記第1電動モータ(3)に入力され、かつ、上記第2スイッチ(62)の第2入力端子と出力端子とが接続されて、上記流量指令(Qi)が、上記第2スイッチ(62)を介して、第2速度信号(V2)として上記第2電動モータ(22)に入力される
ことを特徴とする射出成形機の油圧装置。
 請求項1から4のいずれか1つに記載の射出成形機の油圧装置において、
 上記油圧モータ(18)は、双方向に回転可能な油圧モータ(18)であり、
 上記第2油圧ポンプ(21)は、双方向に回転して双方向に吐出可能なポンプである
ことを特徴とする射出成形機の油圧装置。
 請求項5に記載の射出成形機の油圧装置において、
 上記油圧モータ(18)は、双方向に回転可能な油圧モータ(18)であり、
 上記第2油圧ポンプ(21)は、双方向に回転して双方向に吐出可能なポンプである
ことを特徴とする射出成形機の油圧装置。
 射出保圧工程時には、双方向に回転して双方向に吐出可能な第1油圧ポンプ(2)からの作動油に、第2油圧ポンプ(21)からの作動油を、第2切換弁(25)およびチェック弁(28)を介して合流させて、この合流した作動油を、第1切換弁(8)を介して射出シリンダ(1)に供給し、
 計量工程時には、上記射出シリンダ(1)のスクリュー(12)を駆動する油圧モータ(18)に、上記第2油圧ポンプ(21)から作動油を、第2切換弁(25)を介して供給して上記スクリュー(12)を駆動すると共に、上記チェック弁(28)と上記第2油圧ポンプ(21)との間を上記第2切換弁(25)で遮断する一方、上記射出シリンダ(1)の背圧を、上記双方向に回転して双方向に吐出可能な第1油圧ポンプ(2)の回転を正逆回転制御して、零圧近くの低圧に制御する
ことを特徴とする射出成形機の油圧装置の制御方法。
Description:
射出成形機の油圧装置およびそ 制御方法

 この発明は、射出成形機の油圧装置およ その制御方法に関する。

 従来、射出成形機の油圧装置としては、 量工程時に、射出シリンダのスクリューを クリュー用の第1サーボ電動モータで駆動す ると共に、双方向に回転して双方向に吐出可 能な背圧制御用の油圧ポンプを第2サーボ電 モータで正逆回転制御するようにしたもの ある(特開2008-30379号公報)。そして、この射 成形機の油圧装置では、射出保圧工程時に 、射出保圧用の油圧ポンプを第3サーボ電動 ータで駆動して、射出シリンダに作動油を 給するようにしている。

 この従来の射出成形機の油圧装置は、計 工程時に、双方向に回転して双方向に吐出 能な背圧制御用の油圧ポンプを第2サーボ電 動モータで正逆回転制御しているから、射出 シリンダの背圧を零圧(0Mpa)近くに制御できる と言う利点がある。

 しかしながら、上記従来の射出成形機の 圧装置では、射出工程時に、射出保圧用の 圧ポンプのみからの作動油を射出シリンダ 供給しているため、射出シリンダを高速で 動できなくて、樹脂の高速射出ができない いう問題がある。

 また、上記従来の射出成形機の油圧装置 は、スクリュー用の第1サーボ電動モータと 、背圧制御用の油圧ポンプのための第2サー 電動モータと、射出保圧用の油圧ポンプの めの第3サーボ電動モータとの計3台のサーボ 電動モータが必要であるため、非常に高価に なると言う問題がある。

そこで、この発明の課題は、射出シリンダ の背圧を零圧(0Mpa)近くに制御できる上に、射 出シリンダを高速で駆動できて、樹脂の高速 射出ができ、かつ、電動モータの数が少なく て安価な射出成形機の油圧装置を提供するこ とにある。

 上記課題を解決するため、この発明の射出 形機の油圧装置は、
 ハウジング内を前室と後室とに仕切る射出 ストンとスクリューを有する射出シリンダ 、
 双方向に回転して双方向に吐出可能な第1油 圧ポンプと、
 上記第1油圧ポンプを正逆に可変速に駆動す る第1電動モータと、
 上記第1油圧ポンプに接続された第1メイン インを、上記射出シリンダの前室に接続さ た第1負荷ライン、または、上記射出シリン の後室に接続された第2負荷ラインに切換接 続する第1切換弁と、
 上記スクリューを駆動する油圧モータと、
 第2油圧ポンプと、
 上記第2油圧ポンプを駆動する第2電動モー と、
 上記第2油圧ポンプに接続された第2メイン インを、上記第1メインラインに合流する合 ライン、または、上記油圧モータに接続さ た第3負荷ラインに切換接続する第2切換弁 、
 上記合流ラインに、上記第2メインラインか ら第1メインラインへの流れが順方向になる うに、設けられたチェック弁と、
 上記第1メインラインの圧力を検出する圧力 センサと
を備えたことを特徴としている。

 上記構成によれば、計量工程時に、第2切 換弁によって、第2油圧ポンプの第2メインラ ンを、油圧モータの第3負荷ラインに接続し て、油圧モータを駆動して、スクリューを回 転駆動すると共に、上記第2切換弁によって 第2メインラインと合流ラインとの間を遮断 る一方、第1メインラインの圧力を検出する 圧力センサの出力に基づいて、双方向に回転 して双方向に吐出可能な第1油圧ポンプを双 向に回転制御することによって、第1メイン イン、第1切換弁、第2負荷ラインを介して 射出シリンダの後室の圧力、つまり、背圧 零圧(0Mpa)近くの低圧に制御することができ 。

 一方、射出工程時には、上記第2切換弁に よって、第2油圧ポンプの第2メインラインを 流ラインに接続して、第2油圧ポンプからの 作動油を合流ラインおよびチェック弁を介し て、第1油圧ポンプの第1メインラインに合流 せて、第1切換弁を介して射出シリンダに供 給して、射出シリンダを高速で駆動して、樹 脂を高速で射出することができる。

 さらに、この発明の射出シリンダの油圧 置は、電動モータは、第1電動モータおよび 第2電動モータの2つの電動モータしか必要で くて、電動モータの必要数が少なくて、製 コストが安くなる。

 しかも、この発明の射出シリンダの油圧 置によれば、上記第1および第2油圧ポンプ 回転速度を制御すればよいので、制御が簡 になる。

 1実施形態は、
 1つの圧力指令、1つの流量指令、および、 記圧力センサからの検出圧力を表す信号を けて、上記圧力指令および流量指令に応じ 圧力および流量を得るための操作量を出力 る圧力流量制御部と、
 上記圧力流量制御部から操作量を受けて、 記操作量が、予め定められた設定値以下で るときには、上記第1油圧ポンプが、操作量 に応じて連続的に流量が変化する作動油を吐 出すると共に、上記第2油圧ポンプが作動油 吐出しないように、第1および第2分配操作量 を上記操作量に基づいて作成して上記第1お び第2電動モータに出力する一方、上記操作 が、上記設定値を越えたときには、上記第1 および第2油圧ポンプの吐出流量の合計流量 操作量に応じて連続的に変化するように、 記第1および第2油圧ポンプが夫々作動油を吐 出するように、第1および第2分配操作量を上 操作量に基づいて作成して上記第1および第 2電動モータに出力する操作量分配部と
を有する制御装置を
備える。

 上記実施形態によれば、上記圧力流量制 部は、1つの圧力指令、1つの流量指令、お び、上記圧力センサからの検出圧力を表す 号を受けて、上記圧力指令および流量指令 応じた圧力および流量を得るための操作量 上記操作量分配部に出力する。

 上記操作量分配部は、上記操作量が、予 定められた設定値以下であるときには、上 第1油圧ポンプが上記操作量に応じて連続的 に変化する流量の作動油を吐出すると共に、 上記第2油圧ポンプが作動油を吐出しないよ に、第1および第2分配操作量を上記操作量に 基づいて作成して、上記第1および第2電動モ タに夫々出力する一方、上記操作量が、上 設定値を越えたときには、上記第1および第 2油圧ポンプの吐出流量の合計流量が操作量 応じて連続的に変化するように、上記第1お び第2油圧ポンプが作動油を吐出するように 、第1および第2分配操作量を上記操作量に基 いて作成して上記第1および第2電動モータ 夫々出力する。

 このように、この実施形態によれば、指 は、1つの圧力指令と1つの流量指令との2つ 指令のみでよいので、従来に比べて、制御 簡単になる。

 従来例においては、スクリュー用の第1サ ーボ電動モータの速度指令と、射出シリンダ の背圧制御用の第2サーボ電動モータの圧力 令と、射出保圧制御用の第3サーボ電動モー の圧力指令および流量指令との4個の指令が 必要であったのである。

 また、この実施形態によれば、第1油圧ポ ンプからの吐出流量と第2油圧ポンプからの 出流量とを合流させると共に、操作量分配 で操作量を分配して作成した第1および第2分 配操作量によって、第1および第2油圧ポンプ 制御するので、単独運転と合流運転との切 替え時に、ショックが生じなくて、単独運 と合流運転との間の移行を滑らかにするこ ができる。

 また、この実施形態によれば、圧力流量 御部の後段に操作量分配部を設けているの 、圧力流量制御部により、流量が予め定め れた設定値以下に減少した状態になったと に、第2油圧ポンプの動作が停止するから、 省エネルギーを達成することができる。

 1実施形態では、
 上記制御装置は、射出保圧工程および計量 程を識別するための識別信号を受け、
 上記制御装置は、
 上記射出保圧工程および計量工程を識別す 識別信号により切り換えられるスイッチ装 を備え、
 上記スイッチ装置は、
 射出保圧工程時には、上記操作量分配部か の第1分配操作量および第2分配操作量を、 々、第1速度信号および第2速度信号として上 記第1電動モータおよび第2電動モータに出力 る一方、
 計量工程時には、上記射出シリンダの背圧 制御するために、上記圧力指令と上記検出 力とに基づいて作成された圧力信号を第1速 度信号として上記第1電動モータに出力する 共に、上記圧力流量制御部および操作量分 部をバイパスした上記流量指令を第2速度信 として上記第2電動モータに出力する。

 上記実施形態によれば、上記スイッチ装 は識別信号によって切り換えられて、射出 圧工程時には、上記操作量分配部からの第1 分配操作量および第2分配操作量を、夫々、 1速度信号および第2速度信号として、第1電 モータおよび第2電動モータに出力する。一 、計量工程時には、上記射出シリンダの背 を制御するために、上記スイッチ装置は、 記圧力指令と上記検出圧力とに基づいて作 された圧力信号を、第1速度信号として上記 第1電動モータに出力すると共に、上記圧力 量制御部および操作量分配部をバイパスし 上記流量指令を第2速度信号として上記第2電 動モータに出力する。

 このように、上記識別信号によって、上 スイッチ装置が切り換えられて、射出保圧 程時において、第1および第2分配操作量を 1および第2速度信号として出力する一方、計 量工程時において、上記圧力信号および流量 指令を第1速度信号および第2速度信号として 力するから、制御および構造が簡単、安価 なる。

 1実施形態では、
 上記制御装置は、
 上記圧力流量制御部と上記操作量分配部と 記スイッチ装置とを備えて上記第1電動モー タを制御する第1コントローラと、
 上記第1コントローラから上記第2速度信号 受けて上記第2電動モータを制御する第2コン トローラと
からなる。

 上記実施形態によれば、上記第2コントロ ーラは、第1コントローラから第2速度信号を けて第2電動モータを制御するので、第2コ トローラの構造が簡単、安価になる。

 上記制御装置は、第1コントローラと第2 ントローラとからなるので、第1コントロー と第2コントローラとを別体として、夫々、 1つの単位ユニットとすることで、修理、交 、取り扱いが容易になる。

 尤も、第1コントローラと第2コントロー とを一体不可分にすることも可能である。

 1実施形態では、
 上記スイッチ装置は、
 上記第1速度信号を出力端子から出力する第 1スイッチと、
 上記第2速度信号を出力端子から出力する第 2スイッチと
からなり、
 上記第1スイッチの第1入力端子には、上記 作量分配部からの分配された第1分配操作量 入力される一方、上記第1スイッチの第2入 端子には、上記圧力指令と上記検出圧力と 基づいて作成された上記圧力信号が入力さ 、
 上記第2スイッチの第1入力端子には、上記 作量分配部からの分配された第2分配操作量 入力される一方、上記第2スイッチの第2入 端子には、上記流量指令が入力され、
 計量工程時には、上記識別信号により、上 第1スイッチの第2入力端子と出力端子とが 続されて、上記圧力指令と上記検出圧力と 基づいて作成された上記圧力信号が第1速度 号として上記第1電動モータに入力され、か つ、上記第2スイッチの第2入力端子と出力端 とが接続されて、上記流量指令が、上記第2 スイッチを介して、第2速度信号として上記 2電動モータに入力される。

 上記実施形態によれば、計量工程時に、 記識別信号により、上記第1スイッチの第2 力端子と出力端子とが接続されるので、上 圧力指令と上記検出圧力とに基づいて作成 れた上記圧力信号を、第1速度信号として第1 電動モータに入力でき、かつ、上記第2スイ チの第2入力端子と出力端子とが接続される で、上記流量指令を、上記第2スイッチを介 して、上記圧力流量制御部および操作量分配 部をバイパスして、第2速度信号として第2電 モータに入力することができる。

 1実施形態では、
 上記油圧モータは、双方向に回転可能な油 モータであり、
 上記第2油圧ポンプは、双方向に回転して双 方向に吐出可能なポンプである。

 この発明の射出成形機の油圧装置の制御方 は、
 射出保圧工程時には、双方向に回転して双 向に吐出可能な第1油圧ポンプからの作動油 に、第2油圧ポンプからの作動油を、第2切換 およびチェック弁を介して合流させて、こ 合流した作動油を第1切換弁を介して射出シ リンダに供給し、
 計量工程時には、上記射出シリンダのスク ューを駆動する油圧モータに、上記第2油圧 ポンプから作動油を、第2切換弁を介して供 して上記スクリューを駆動すると共に、上 チェック弁と上記第2油圧ポンプとの間を上 第2切換弁で遮断する一方、上記射出シリン ダの背圧を、上記双方向に回転して双方向に 吐出可能な第1油圧ポンプの回転を正逆回転 御して、零圧近くの低圧に制御できること 特徴としている。

 この発明によれば、射出シリンダの背圧 零圧近くに制御できる上に、射出シリンダ 高速で駆動できて、樹脂の高速射出ができ かつ、電動モータの数を少なくして、簡単 安価な射出シリンダの油圧装置を提供する とができる。

図1は、この発明の1実施の形態の射出 形機の油圧装置の射出保圧工程時を示す回 図である。 図2は、上記実施の形態の射出成形機の 油圧装置の計量工程時を示す回路図である。 図3は、上記実施の形態の射出成形機の 油圧装置の制御装置のブロック図である。 図4は、操作量と第1分配操作量との関 を示すグラフである。 図5は、操作量と第2分配操作量との関 を示すグラフである。 図6は、流量指令と流量との間の流量特 性を示す図である。 図7は、圧力と流量との間の圧力流量特 性を示す図である。 図8は、図7の拡大図である。

 以下、この発明を図示の実施の形態によ 詳細に説明する。

 図1に示すように、射出シリンダ1は、ハ ジング10内に射出ピストン11とスクリュー12 備える。上記射出ピストン11は、ハウジング 10内を前室13と後室14とを仕切る。

 上記ハウジング10には、射出口15とホッパ ー16とを設け、このホッパー16からハウジン 10内に樹脂材料であるペレットを投入できる ようにしている。

 一方、双方向に回転して双方向に吐出可 な固定容量形油圧ポンプからなる第1油圧ポ ンプ2を、例えばサーボ電動モータからなる 1電動モータ3により正逆可変速で駆動するよ うにしている。

 上記第1油圧ポンプ2に第1メインライン5を 接続し、この第1メインライン5に第1切換弁8 接続している。この第1切換弁8は第1メイン イン5を第1負荷ライン6または第2負荷ライン7 に切換接続する。上記第1負荷ライン6は射出 ストン11の前室13に連通し、第2負荷ライン7 射出シリンダ1の後室14に連通している。な 、4は、タンクである。

 上記第1メインライン5には、圧力センサ9 接続している。この圧力センサ9は、第1メ ンライン5の検出圧力を表す信号を第1コント ローラ31に出力する。

 上記第1コントローラ31は、1つの圧力指令 Piと、1つの流量指令Qiと、射出保圧工程か計 工程かを識別するための識別信号Diと、上 圧力センサ9からの検出圧力を表す信号を受 て、第1電動モータ3の回転速度および回転 向を可変速に制御する。上記識別信号Diは、 2値信号で、例えば、「ハイ(High)」で射出保 工程を表し、「ロー(Low)」で計量工程を表す 。

 第2油圧ポンプ21を、例えばサーボ電動モ タからなる第2電動モータ22により駆動する うにしている。なお、第2油圧ポンプ21およ 第2電動モータ22は、一方向のみの回転をす ものであってもよい。

 上記第2油圧ポンプ21に第2メインライン23 接続し、この第2メインライン23に第2切換弁 25を接続している。この第2切換弁25は、第2メ インライン23を、第1メインライン5に接続さ た合流ライン24、または、第3負荷ライン26に 切換接続する。上記合流ライン24には、第2メ インライン23から第1メインライン5への流れ 順方向となるチェック弁28を設けて、第1メ ンライン5から第2メインライン23への逆流が じないようにしている。上記第3負荷ライン 26には、計量用の油圧モータ18を接続し、こ 油圧モータ18により射出シリンダ1のスクリ ー12を回転駆動するようにしている。なお、 計量用の油圧モータ18は、一方向のみの回転 するものであってもよい。

 一方、上記第2電動モータ22を、第2コント ローラ32により駆動するようにしている。上 第2コントローラ32は、第1コントローラ31か 第2速度信号V2を受ける。

 上記第1コントローラ31と第2コントローラ 32とは、制御装置30を構成する。

 図3に示すように、上記制御装置30の第1コ ントローラ31は、圧力流量制御部40、操作量 配部50、スイッチ装置60および第1ドライバ71 備えている。また、上記第2コントローラ32 、第2ドライバ72を備えている。

 上記第1コントローラ31の圧力流量制御部4 0は、加合わせ点42と圧力制御演算部43と速度 ミッタ45を有する。

 上記加合わせ点42は、圧力指令Piから圧力 センサ9からの検出圧力を減算して得られた 号を、圧力制御演算部43に出力する。

 上記圧力制御演算部43は、加合わせ点42か らの信号を受けて、例えば、PID(比例積分微 )制御演算を行って、得られた圧力信号Vpを 度リミッタ45に出力する。尤も、上記圧力制 御演算部43は、PI(比例積分)制御演算等の他の 公知の圧力制御演算を行うようにしてもよい 。

 上記速度リミッタ45は、圧力制御演算部43 からの圧力信号Vpと、流量指令Qiとを受けて 圧力信号Vpに対して、流量指令Qiに応じた値 越えないように制限をかけて、操作量Vqを 力する。

 すなわち、上記速度リミッタ45は、下記の ルゴリズムによって、圧力信号Vpから操作量 Vqを得る。
  Vp ≦ Qi  →  Vq = Vp
  Qi < Vp  →  Vq = Qi

 このように、圧力制御演算部43からの圧 信号Vpに対して、流量指令Qiに応じた値を越 ないように制限をかけて、操作量Vqを得て るので、簡単な演算で、圧力および流量の 御ができる。詳しく言うと、圧力信号Vp≦流 量指令Qiのときは、操作量Vq = 圧力信号Vpと って、圧力制御がされる一方、流量指令Qi&l t;圧力信号Vpときには、操作量Vq = 流量指令Q iとなって、自動的に流量制御される。

 一方、上記操作量分配部50は、下記のアル リズムで、上記操作量Vqを第1分配操作量Vq1 第2分配操作量Vq2とに分配する。
  Vq   ≦ Vmax1 → Vq1 = Vq, Vq2 = 0
  Vmax1 < Vq   → Vq1 = Vmax1,  Vq2 = Vq  - Vmax1

 すなわち、上記操作量分配部50は、操作 Vqが、予め定められた設定値、例えば、第1 動モータ3の最高速度Vmax1以下であるときに 、図4に示すように、その操作量Vqを第1分配 作量Vq1として出力すると共に、図5に示すよ うに、零である第2分配操作量Vq2を出力する 一方、上記操作量Vqが、上記設定値Vmax1を越 たときには、図4に示すように、その最高速 Vmax1を第1分配操作量Vq1として出力すると共に 、図5および6に示すように、上記操作量Vqか 上記設定値Vmax1を減算して得られた値(Vq - V max1)を第2分配操作量Vq2として出力する。

 なお、図4において、Vq1maxは、第1分配操 量Vq1の最大値を表し、図5において、Vq2maxは 第2分配操作量Vq2の最大値を表す。

 このように、上記操作量分配部50は、操 量Vqが第1電動モータ3の最高速度Vmax1以下で るときは、つまり、図6で流量指令Qiが最大 量の40%以下のときは、上記操作量Vqを第1分 操作量Vq1とし、第2分配操作量Vq2を零として 後記するように、第1電動モータ3のみを第1 度信号V1としての第1分配操作量Vq1(V1 = Vq =  Vq1)で駆動し、第2電動モータ22を第2速度信 V2としての第2分配操作量Vq2(V2 =Vq2 = 0)で停 して、省エネルギーを達成する。

 なお、ここで、第1電動モータ3の最高回 速度Vmax1と第2電動モータ22の最高回転速度Vma x2との比が、4:6であり、第1油圧ポンプ2およ 第2油圧ポンプ21の吐き出し容量Vccが同一で るとしているため、単独運転と合流運転と 切り替えは、Vmax1×Vcc:Vmax2×Vcc=4:6で分割され 最大合流流量の40%の流量指令Qiの箇所で行 れるとしている。尤も、単独運転と合流運 との切り替えは、40%に限らず、それぞれの 圧ポンプの容量、モータの最高回転数に応 て、50%、60%等、任意の%で行ってもよい。

 なお、図6~8において、流量指令、流量、 力とも、最高値に対する%で表示し、破線は 、第1油圧ポンプ2の流量を表し、一点鎖線は 第2油圧ポンプ21の流量を表し、実線は第1お よび第2油圧ポンプ2および21の合計流量を表 。

 一方、上記操作量分配部50は、上記操作 Vqが第1電動モータ3の最高速度Vmax1を越える 、つまり、図6で操作量相当の流量指令が最 合流流量の40%を越えているときは、第1分配 操作量Vq1を最大値Vq1max、つまり、最高速度Vma x1として、第1電動モータ3を、最高速度Vmax1で 駆動すると共に、第2電動モータ22を、第2分 操作量Vq2(Vq2 = Vq - Vmax1)で駆動する。

 このように、上記操作量分配部50は、操 量Vqが第1モータ12の最高速度Vmax1以下の場合 、第1分配操作量Vq1(Vq1=Vq)で駆動する一方、 作量Vqが第1電動モータ3の最高速度Vmax1を越 ると、第1電動モータ3を、最高速度Vmax1で駆 動すると共に、第2電動モータ22を、第2第2分 操作量Vq2(Vq2 = Vq - Vmax1)で駆動するから、 第1油圧ポンプ2からのみ作動油を吐出させて る単独運転から、第1および第2油圧ポンプ2 よび21からの作動油を合流させる合流運転 の移行を、図6に示すように、滑らかにして ショックがでないようにすることができる

 また、上記操作量分配部50は、上述の如 、簡単な演算で、第1および第2分配操作量Vq1 およびVq2を得ることができる。

 一方、上記スイッチ装置60は、第1スイッ 61と第2スイッチ62とからなる。

 上記第1スイッチ61の第1入力端子61aには、 操作量分配部50からの第1分配操作量Vq1を入力 すると共に、第2入力端子61bには、圧力制御 算部43からの圧力信号Vpを入力する。上記第1 スイッチ61の出力端子61cには、第1ドライバ71 接続している。

 また、上記第2スイッチ62の第1入力端子62a には、操作量分配部50からの第2分配操作量Vq2 を入力すると共に、第2入力端子62bには、流 指令Qiを入力する。上記第2スイッチ62の出力 端子62cには、第2コントローラ32の第2ドライ 72を接続している。

 上記第1ドライバ71は、第1電動モータ3を 動し、エンコーダ81から第1電動モータ3の回 速度を表す信号を受ける。同様に、上記第2 ドライバ72は、第2電動モータ22を駆動し、エ コーダ82から第2電動モータ22の回転速度を す信号を受ける。

 上記構成の射出成形機の油圧装置は、次 ように動作する。

 今、この射出成形機の油圧装置は、図2に 示す計量工程を行うとする。

 このとき、図2に示すように、第1切換弁8 シンボル位置S1に位置して、第1メインライ 5を第2負荷ライン7に接続して、双方向に回 して双方向に吐出可能な第1油圧ポンプ2を 出シリンダ1の後室14に接続する。一方、第2 換弁8はシンボル位置S12に位置して、第2メ ンライン23を第3負荷ライン26に接続して、第 2油圧ポンプ21を計量用の油圧モータ18に接続 ると共に、第2メインライン23と合流ライン2 4との間を遮断する。

 また、この計量工程時には、図2および3 示す識別信号Diは、「ロー(Low)」であって、 の識別信号Diによって、図3に示すスイッチ 置60の第1スイッチ61の第2入力端子61bは出力 子61cに接続されると共に、第2スイッチ62の 2入力端子62bは出力端子62cに接続される。

 この状態で、1つの流量指令Qiは、制御装 30の第1コントローラ31の圧力流量制御部40と 、操作量分配部50とをバイパスして、スイッ 装置60の第2スイッチ62の第2入力端子62bおよ 出力端子62cを経由して、第2ドライバ72に入 されて、上記流量指令Qiに応じた速度で、 2電動モータ22を駆動して、第2油圧ポンプ21 ら計量用の油圧モータ18に作動油を供給して 、上記流量指令Qiに応じた速度で、油圧モー 18を介してスクリュー12を駆動する。

 上記1つの流量指令Qiのスイッチ装置60へ 入力と同時に、1つの圧力指令Piは、制御装 30の第1コントローラ31の圧力流量制御部40の 合わせ点42に入力される。そして、この加 わせ点42で、上記圧力指令Piから、圧力セン 9からの検出圧力が減算されて、得られた信 号が、加合わせ点42から圧力制御演算部43に 力される。

 上記圧力制御演算部43では、加合わせ点42 からの信号を受けて、PID(比例積分微分)制御 算を行って、圧力信号Vpを生成する。この 力信号Vpは、第1スイッチ61の第2入力端子61b よび出力端子61cを経由して、第1ドライバ71 入力されて、第1電動モータ3を正逆双方向に 駆動して、双方向に回転して双方向に吐出可 能な第1油圧ポンプ2に双方向に駆動して、吐 圧力を制御して、射出シリンダ1の後室14の 力、つまり、背圧を制御する。

 このとき、双方向に回転して双方向に吐 可能な第1油圧ポンプ2を、第1電動モータ3で 正逆双方向に駆動して、第1油圧ポンプ2をポ プまたはモータとして動作させているので 射出シリンダ1の後室14の背圧を0MPa近傍の極 めて低圧に制御することができる。

 次に、図1に示す射出保圧工程を行うとす る。

 このとき、図1に示すように、第1切換弁8 シンボル位置S1に位置して、第1メインライ 5を第2負荷ライン7に接続して、第1油圧ポン プ2を射出シリンダ1の後室14に接続する。ま 、上記第2切換弁8はシンボル位置S11に位置し て、第2メインライン23を合流ライン24に接続 て、第2油圧ポンプ21を第1メインライン5に 続する。これにより、第2油圧ポンプ21から 吐出作動油は、合流ライン24およびチェック 弁28を介して、第1油圧ポンプ2からの吐出作 油に合流可能になる。

 また、この射出保圧工程時には、図1およ び3に示す識別信号Diは、「ハイ(High)」であっ て、この識別信号Diによって、図3に示すスイ ッチ装置60の第1スイッチ61の第1入力端子61aは 出力端子61cに接続されると共に、第2スイッ 62の第1入力端子62aは出力端子62cに接続され 。

 この状態で、1つの圧力指令Piは、制御装 30の第1コントローラ31の圧力流量制御部40の 加合わせ点42に入力される。そして、この加 わせ点42で、上記圧力指令Piから、圧力セン サ9からの検出圧力が減算されて、得られた 号が、加合わせ点42から圧力制御演算部43に 力される。

 上記圧力制御演算部43では、加合わせ点42 からの信号を受けて、PID(比例積分微分)制御 算を行って、圧力信号Vpを生成する。この 力信号Vpは、速度リミッタ45に入力される。

 上記速度リミッタ45では、圧力制御演算 43からの圧力信号Vpに対して、流量指令Qiに じた値を越えないように制限をかけて、操 量Vqを得て、この操作量Vqは操作量分配部50 入力される。これにより、圧力信号Vp≦流量 指令Qiのときは、操作量Vq = 圧力信号Vpとし 、圧力制御がされる一方、流量指令Qi<圧 信号Vpときには、操作量Vq = 流量指令Qiと て、自動的に流量制御がされるようになる

 上記操作量分配部50は、上記操作量Vqと、設 定値としての第1モータ3の最高速度Vmax1とに づいて、下記の速度分配アルゴリズムで、 1および第2分配操作量Vq1,Vq2を作成する。
  Vq   ≦ Vmax1 → Vq1 = Vq, Vq2 = 0
  Vmax1 < Vq   → Vq1 = Vmax1,  Vq2 = Vq  - Vmax1

 すなわち、上記操作量分配部50は、操作 Vqが、予め定められた設定値、例えば、第1 動モータ3の最高速度Vmax1以下であるときに 、図4に示すように、その操作量Vqを第1分配 作量Vq1として出力すると共に、図5に示すよ うに、零である第2分配操作量Vq2を出力する 一方、上記操作量Vqが、上記設定値Vmax1を越 たときには、図4に示すように、その最高速 Vmax1を第1分配操作量Vq1として出力すると共に 、図5および6に示すように、上記操作量Vqか 上記設定値Vmax1を減算して得られた値(Vq - V max1)を第2分配操作量Vq2として出力する。

 このように、上記操作量分配部50は、操 量Vqが第1電動モータ3の最高速度Vmax1以下で るときは、図4および5に示すように、第1分 操作量Vq1および第2分配操作量Vq2を得る。つ り、図6で、操作量Vqに相当する流量指令が 1および第2油圧ポンプ2,21の吐出作動油の合 後の最大流量の40%以下のときは、上記操作 Vqを第1分配操作量Vq1とし、第2分配操作量Vq2 を零として、第1電動モータ3のみを第1速度信 号V1としての第1分配操作量Vq1(V1 = Vq = Vq1) 、第1スイッチ61の第1入力端子61a、出力端子6 1cおよび第1ドライバ71を介して駆動し、一方 第2電動モータ22を第2速度信号V2としての第2 分配操作量Vq2( V2 = Vq2 = 0 )で停止して、 エネルギーを達成する。

 また、上記操作量分配部50は、図4および5 に示すように、上記操作量Vqが第1電動モータ 3の最高速度Vmax1を越えると、つまり、図6で 量指令Qiが合流後の最大流量の40%を越えてい るときは、第1分配操作量Vq1を最高速度Vmax1と する一方、第2分配操作量Vq2を、Vq2 = Vq - Vm ax1 とする。そして、この最高速度Vmax1であ 第1速度信号V1としての第1分配操作量Vq1で、 1電動モータ3は、第1スイッチ61の第1入力端 61a、出力端子61cおよび第1ドライバ71を介し 駆動される。その結果、第1電動モータ3は 高速度Vmax1で駆動される。一方、第2電動モ タ22は、第2速度信号V2としての第2分配操作 Vq2( Vq2 = Vq - Vmax1 )で、第2スイッチ62の第 1入力端子62a、出力端子62cおよび第2ドライバ7 2を介して駆動される。その結果、第2電動モ タ22は、第2速度信号V2としての第2分配操作 Vq2( Vq2 = Vq -Vmax1 )で駆動される。

 したがって、射出シリンダ1には、第1油 ポンプ2からの作動油に、第2油圧ポンプ21か の作動油が合流ライン24およびチェック弁28 を介して合流して、第1油圧ポンプ2からの作 油と第2油圧ポンプ21からの作動油とが射出 リンダ1に供給されて、射出シリンダ1を高 で駆動することができて、樹脂を高速で射 することができる。

 さらに、上記操作量分配部50は、操作量Vq が第1電動モータ3の最高速度Vmax1以下の場合 、第1電動モータ3のみを第1速度信号V1として の第1分配操作量Vq1で駆動する一方、操作量Vq が第1電動モータ3の最高速度Vmax1を越えると 第1電動モータ3を、第1速度信号V1としての第 1分配操作量Vq1である最高速度Vmax1で駆動する と共に、第2電動モータ22を、第2速度信号V2と しての第2分配操作量Vq2(Vq2 = Vq - Vmax1)で駆 するから、第1油圧ポンプ2からのみ作動油 吐出させている単独運転から、第1および第2 油圧ポンプ2および21からの作動油を合流させ る合流運転への移行を、図6に示すように、 らかにして、ショックがでないようにする とができる。

 さらにまた、この射出成形機の油圧装置 は、圧力流量制御部40の後段に操作量分配 50を設けて、圧力流量制御部40からの操作量V qを分配して、第1速度信号V1としての第1分配 作量Vq1、および、第2速度信号V2としての第2 分配操作量Vq2を作成し、この第1分配操作量Vq 1、および、第2分配操作量Vq2をスイッチ装置6 0の第1および第2スイッチ61および62を介して 第1および第2ドライバ71,72に入力しているか 、図7の要部拡大図である図8から分かるよ に、第2電動モータ22の回転速度が徐々に低 して、第2油圧ポンプ21の吐出流量が、合流 の最大流量の90%から徐々に低下して、圧力 最大圧力の96%で吐出流量は零になる。一方 第1電動モータ3は、圧力が最大圧力の96%にな るまでは一定回転速度で回転して、第1油圧 ンプ2の吐出流量は合流後の最大流量の40%で 定であるが、圧力が最大圧力の96%を越える 、第1電動モータ3の回転速度が徐々に低下 て、第1油圧ポンプ2の吐出流量が合流後の最 大流量の40%から徐々に低下して、圧力が最大 圧力の100%で吐出流量は零になる。

 このように、圧力流量制御部40の後段に けられた操作量分配部50が上記圧力流量制御 部40からの操作量Vqを分配して、第1速度信号V 1、第2速度信号V2としての第1および第2分配操 作量Vq1,Vq2を作成するから、図示しないカッ オフ特性部で、図7に示すカットオフ特性(最 大圧力に近づくにつれて、制御流量を徐々に 小さくする特性)を付与した場合、図7の拡大 である図8から分かるように、96%以上の高圧 で流量が減少した状態になったときに、第2 圧ポンプ21の動作が停止するから、つまり、 第2油圧ポンプ21の吐出量を、圧力が96~100%の 囲で、零とするから、省エネルギーを達成 ることができる。

 もし、仮に、流量指令Qiを、圧力流量制 部40の前段で分配すると、第1油圧ポンプ2お び第2油圧ポンプ21の両方を圧力が100%直前に なるまで駆動することになって、省エネルギ ーを達成することができなくなるのである。

 上記実施の形態の射出シリンダの油圧装 は、電動モータは、第1電動モータ3および 2電動モータ22の2つの電動モータしか必要で くて、電動モータの必要数が少なくて、安 であると言う利点を有する。

 しかも、この実施の形態の射出シリンダ 油圧装置によれば、第1および第2油圧ポン 2,21の2つのみの油圧ポンプを制御すればよい ので、制御が簡単になる。

 また、上記実施の形態の射出シリンダの 圧装置によれば、指令は、1つの圧力指令Pi 1つの流量指令Qiとの2つの指令のみでよいの で、4個の指令が必要であった従来例に比べ 、制御が簡単になる。従来例においては、 クリュー用の第1サーボ電動モータの速度指 と、射出シリンダの背圧制御用の第2サーボ 電動モータの圧力指令と、射出保圧制御用の 第3サーボ電動モータの圧力指令および流量 令との4個の指令が必要であったのである。

 また、上記実施の形態の射出シリンダの 圧装置によれば、2値信号である識別信号Di よって、スイッチ装置60の第1スイッチ61お び第2スイッチ62が切り換えられて、射出保 工程時において、第1および第2分配操作量Vq1 ,Vq2を第1および第2速度信号V1,V2として出力す 一方、計量工程時において、上記圧力信号V pおよび流量指令Qiを第1速度信号V1および第2 度信号V2として出力されるから、制御および 構造が簡単、安価になる。

 上記実施の形態の射出シリンダの油圧装 によれば、第2コントローラ32は、第1コント ローラ31から第2速度信号V2を受けて第2電動モ ータ22を制御するので、第2コントローラ32の 造が簡単、安価になる。

 さらに、上記実施の形態の射出シリンダ 油圧装置によれば、制御装置30が第1コント ーラ31と第2コントローラ32とからなるので 第1コントローラ31と第2コントローラ32とを 体として、夫々、1つの単位ユニットとする とができて、修理、交換、取り扱いが容易 なる。

 また、上記実施の形態の射出シリンダの 圧装置によれば、計量工程時に、識別信号D iにより、第1スイッチ61の第2入力端子61bと出 端子61cとが接続されるので、圧力指令Piと 力センサ9の検出圧力とに基づいて作成され 圧力信号Vpを、第1速度信号V1として第1電動 ータ3に入力でき、かつ、第2スイッチ62の第 2入力端子62bと出力端子62cとが接続されるの 、流量指令Qiを、第2スイッチ62を介して、圧 力流量制御部40および操作量分配部50をバイ スして、第2速度信号V2として第2電動モータ2 2に入力することができる。

 また、上記実施の形態の射出成形機の油 装置の制御方法によれば、射出シリンダ1の 背圧を零圧近くの低圧に制御できる上に、射 出シリンダ1を高速で駆動できて、樹脂の高 射出ができ、かつ、電動モータ3,22の数を2つ と少なくすることができる。

 上記実施の形態の射出成形機の油圧装置 は、第1油圧ポンプ2および第2油圧ポンプ21 用いたが、さらに、第3油圧ポンプ、第4油圧 ポンプ等を用いて、これらの第3油圧ポンプ よび第4油圧ポンプ等の吐出作動油を、夫々 チェック弁を介して第1メインライン5に合 させてもよい。

 また、上記実施の形態の射出成形機の油 装置では、第2油圧ポンプ21および計量用の 圧モータ18は、双方向に回転して双方向に 動油を排出することが可能であったが、こ らは、一方向のみに回転して、一方向のみ 作動油を排出するものであってもよい。

 また、上記実施の形態の射出成形機の油圧 置では、操作量分配部50は、操作量Vq、予め 定めた設定値としての第1電動モータ3の最高 度Vmax1に基づいて、
  Vq   ≦ Vmax1 → Vq1 = Vq, Vq2 = 0
  Vmax1 < Vq   → Vq1 = Vmax1,  Vq2 = Vq  - Vmax1 
という速度分配アルゴリズムで、第1および 2速度信号V1,V2としての第1および第2分配操作 量Vq1,Vq2を作成したが、上記設定値は、第1電 モータ3の最高回転速度Vmax1よりも小さな値 してもよい。

 また、操作量分配部50の速度分配アルゴ ズムは、上述の例に限らず、要は、上記操 量Vqが、予め定められた設定値以下であると きには、第1油圧ポンプ2が、操作量Vqに応じ 連続的に流量が変化する作動油を吐出する 共に、第2油圧ポンプ21が作動油を吐出しな ように、第1および第2速度信号V1,V2としての 1および第2分配操作量Vq1,Vq2を操作量Vqに基 いて作成し、上記操作量Vqが、上記設定値を 越えたときには、上記第1および第2油圧ポン 2,21が、合計流量が操作量Vqに応じて連続的 変化するように、夫々作動油を吐出するよ に、第1および第2分配操作量Vq1,Vq2を上記操 量Vqに基づいて作成するものならば、上記 例に限らず、多くの屈曲点を有する折れ線 曲線等で特性を表すことができるもので有 ても良い。

 また、上記実施の形態の射出成形機の油 装置の圧力流量制御部40、信号分配部50、ス イッチ装置60は、ソフトウエアで構成しても く、あるいは、ディジタル回路で構成して よく、あるいは、アナログ回路で構成して よい。

 また、圧力センサとして、第1電動モータ 3の駆動電流を検出して、間接的に第1メイン イン5の圧力を検出する電流センサを用いて もよい。

符号の説明

 1 射出シリンダ
 2 第1油圧ポンプ
 3 第1電動モータ
 5 第1メインライン
 6 第1負荷ライン
 7 第2負荷ライン
 8 第1切換弁
 9 圧力センサ
 10 ハウジング
 11 射出ピストン
 12 スクリュー
 13 前室
 14 後室
 18 油圧モータ
 21 第2油圧ポンプ
 22 第2電動モータ
 23 第2メインライン
 24 合流ライン
 26 第3負荷ライン
 28 チェック弁
 30 制御装置
 31 第1コントローラ
 32 第2コントローラ
 40 圧力流量制御部
 42 加合わせ点
 43 圧力制御演算部
 45 速度リミッタ
 50 操作量分配部
 60 スイッチ装置
 61 第1スイッチ
 62 第2スイッチ