JP2000263607A - 射出成形機および射出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂の安定的な均一可塑化と、安定制御を実
現する。 【解決手段】 充填シリンダ５１の作動により充填プラ
ンジャー４４を前進させて樹脂を射出ノズル４７から射
出する充填装置２６と、油圧モータ３０の作動により可
塑化スクリュ２９を回転させて樹脂を充填用加熱筒４３
の樹脂溜まり部４８に供給する可塑化装置２５と、押圧
駆動装置５７の作動により押し込みプランジャー５６を
移動させて樹脂溜まり部４８の樹脂を加圧減圧する溶融
樹脂加圧減圧装置２７とを具備し、射出工程での樹脂圧
力やサックバック工程での背圧等を４方向サーボ弁９０
で制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂材料を可
塑化した後に射出して、成形を行う射出成形機および射
出成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、合成樹脂材料（以下、樹
脂という）から構成される物品を安価に、かつ多量に得
る方法として、射出成形機を用いた射出成形が広く行わ
れている。従来、この種の射出成形機は、その射出装置
の構造により、一本のスクリュで可塑化と射出を行うイ
ンラインスクリュ式射出成形機と、可塑化と射出を別々
のプロセスで行うプリプラ式射出成形機とに大別されて
いる。

【０００３】図１５に、従来技術によるインラインスク
リュ式射出成形機の一例（特開平６−３３５９４号公
報）を示す。この図において、符号１は射出成形機であ
る。この射出成形機１は、ノズル２を有する加熱筒３内
に、先端のスクリュヘッド７に逆流防止弁４が設けられ
た射出スクリュ５を軸方向に移動自在、かつ軸線回りに
回転自在に挿入したものである。

【０００４】その射出スクリュ５には、該射出スクリュ
５による充填工程および保圧工程を制御する射出充填・
保圧手段８が付設されており、この射出充填・保圧手段
８は、射出スクリュ５を軸方向に移動させる射出シリン
ダ６と、射出スクリュ５を回転させる油圧モータ（図示
せず）と、射出シリンダ６内の油圧を検知する油圧セン
サー９と、該油圧センサー９の検知結果に基づいて射出
シリンダ６の駆動を制御する油圧電気制御手段１０とを
備えた構成とされている。

【０００５】そして、射出シリンダ６によって射出スク
リュ５の後退に背圧をかけながら射出スクリュ５を油圧
モータで回転させることにより、樹脂を可塑化して射出
スクリュ５とノズル２との間の溶融樹脂溜まり部Ｔ１に
計量して供給した後、射出スクリュ５を射出シリンダ６
で前進させて計量された樹脂をノズル２から射出できる
ようになっている。

【０００６】また、逆流防止弁４は、射出スクリュ５の
計量後退時に、弁座５ａからスクリュヘッド７側に離間
して樹脂溜まり部Ｔ１への樹脂の流動を自由にして、射
出スクリュ５の射出移動時に、弁座５ａに移動・密接し
て樹脂の逆流を防止する。そして、充填工程における樹
脂圧は、射出シリンダ６の油圧回路に設けられた圧力制
御弁（図示せず）によって制御される。

【０００７】一方、従来技術によるプリプラ式射出成形
機としては、図１６に示すようなものが提供されてい
る。この図に示す射出成形機１１には、合成樹脂を可塑
化および計量する可塑化計量機構１２と、該可塑化計量
機構１２から供給される合成樹脂を射出する射出機構１
３とが分離された状態で配設されている。

【０００８】可塑化計量機構１２は、可塑化部加熱筒１
４内に可塑化スクリュ１５を軸線回りに回転自在に挿入
したものであって、ここで可塑化、計量された樹脂は溶
融状態で供給路１６を通じて射出機構１３へ供給され
る。

【０００９】射出機構１３は、ノズル２３を有する充填
用加熱筒１７内を軸方向に移動自在に配置された充填プ
ランジャー１８と、該充填プランジャー１８を充填ラム
１９を介して軸方向に移動させる充填シリンダ２０と、
該充填シリンダ２０内の油圧を検知する油圧センサー２
１と、該油圧センサー２１の検知結果に基づいて充填ラ
ム１９の作動を制御する油圧電気制御手段２２とから概
略構成されており、充填プランジャー１８の前方には、
可塑化計量機構１２から供給される溶融樹脂を貯留する
溶融樹脂溜まり部Ｔ２が設けられている。

【００１０】上記の構成の射出成形機１１によれば、可
塑化計量工程において、可塑化計量機構１２の可塑化ス
クリュ１５が回転することにより、樹脂が可塑化および
計量され、供給路１６を通じて溶融樹脂として射出機構
１３の溶融樹脂溜まり部Ｔ２に貯留される。

【００１１】そして、射出工程において、射出機構１３
により溶融樹脂溜まり部Ｔ２の溶融樹脂がノズル２３か
ら射出される。即ち、油圧電気制御手段２２が、充填シ
リンダ２０内の油圧を制御することにより、充填ラム１
９を介して充填プランジャー１８を軸方向前方に移動さ
せる。これにより、溶融樹脂溜まり部Ｔ２の溶融樹脂の
樹脂圧が高まり、ノズル２３から射出される。

【００１２】しかしながら、上述したような従来の射出
成形機には、以下のような問題が存在する。インライン
スクリュ式の射出成形機１においては、射出充填・保圧
手段８の油圧電気制御手段１０が射出シリンダ６を介し
て、樹脂の充填工程と保圧工程の両方を制御していた。
また、射出スクリュ５を、サーボモータ等の電動駆動源
により駆動させる電動式の射出成形機においても、一系
統の電動機が充填工程と保圧工程の両方を制御してい
る。

【００１３】そのため、一つのアクチュエータで、充填
工程に係る速度制御モードと、保圧工程に係る圧力制御
モードとを切り換えることになるが、工程切換え、即ち
制御モード切換えを円滑に行うことは困難であり、結果
として、図１７に示すように、樹脂に加わる圧力が不連
続になってしまっていた。

【００１４】特に、充填工程と保圧工程の切換点である
保圧切換位置Ｓ１においては、切換えの際の衝撃によ
り、いわゆるサージ圧が発生して、樹脂圧が異常に高く
なっていた。これにより、金型内に充填される樹脂圧も
高くなり、成形品にバリが発生するという不具合があっ
た。

【００１５】一方、成形品にバリを発生させないため
に、保圧切換位置Ｓ１をＢ方向、即ち、充填時間を短く
する方向に調整移動したときには、上記とは逆にショー
トショットが発生したり、各種制御要素の動作の微妙な
変動によりサージ圧のレベルや輪郭が変化して、上記バ
リやショートショットが不規則に、かつ、混在する形で
発生して成形が安定しないという不具合があった。この
成形が不安定状態にあるときは、最適な成形条件を探し
出すのが非常に困難であり、また、適切な成形条件幅も
極めて狭いものとなり、成形作業に従事する者にとって
は、大きな手間となっていた。

【００１６】また、従来、インラインスクリュ式射出成
形機１における圧力制御は、射出スクリュ５の後端に設
けられた射出シリンダ６を介して行われているが、この
射出シリンダ６と溶融樹脂との間には、射出スクリュ５
を含めて種々の部材が介在するため、圧力制御を行って
もこれらの部材での圧力損失により、溶融樹脂に所望の
圧力が伝達されるとは限らず、このことが成形が安定し
て行われない状態（成型ばらつき）を生ずる一因となっ
ていた。

【００１７】また、樹脂の計量供給は、射出スクリュ５
の軸方向の移動により行われており、供給量はその移動
ストロークにより設定される。ところが、この移動スト
ロークの始点および終点は、機械的に位置決めされてい
ないので、若干の変動が生じ、結果として樹脂供給量に
変動が生じることになり、これも成形ばらつきの一因と
なっていた。

【００１８】さらに、樹脂の可塑化時においては、射出
スクリュ５が可塑化が進むにつれて樹脂圧により後退す
る。そのため、可塑化開始時点と可塑化完了時点とで
は、樹脂が混練される射出スクリュ５の有効長さが異な
ることになり、溶融樹脂溜まり部Ｔ１に貯留される溶融
樹脂の溶融状態が一定にならずに温度勾配が発生してし
まい、成形ばらつきの一因となっていた。

【００１９】また、射出スクリュ５の先端に設けられた
逆流防止弁４は、該逆流防止弁４の前後の圧力差によっ
て移動する（開閉する）構造であるが、射出充填動作時
の射出スクリュ５の前進移動の際にも、スクリュヘッド
７に付着した状態で追従して移動することがあり、この
場合、逆流防止が解除されてしまい、溶融樹脂溜まり部
Ｔ１に貯留される樹脂圧および充填圧に変動が生じ、こ
れも成形ばらつきの一因になっていた。

【００２０】一方、プリプラ式射出成形機１１において
は、可塑化計量機構１２と射出機構１３とが分離されて
おり、また、充填プランジャー１８の先端に逆流防止弁
を必要としないため、上記インラインスクリュ式射出成
形機１における不具合の内、樹脂が混練される射出スク
リュ５の有効長さが異なること、射出充填動作時に逆流
防止が解除されてしまうことによるものは解消される。

【００２１】そして、充填プランジャー１８の直径を可
塑化スクリュ１５の直径と関係なく任意に設定できるの
で、例えば、小径に設定することで、中、小物超精密成
形に対応することが可能になっている。

【００２２】ところが、このプリプラ式射出成形機１１
においても、上記インラインスクリュ式射出成形機１の
不具合の内、制御モード切換えを円滑に行うことの困難
さ、油圧モータと溶融樹脂との間の圧力損失、樹脂供給
量の変動に起因するものについては、完全に解決するに
至っておらず、特に、制御モード切換え、即ち充填工程
から保圧工程への最適な切換制御については、プリプラ
式においてもインラインスクリュ式と同様に構造的に難
しいものであり、その解決策が強く望まれていた。

【００２３】そこで、本発明の出願人は、先に図１８に
示すプリプラ式射出成形機２４Ａを開発した（特願平９
−３３０７０４号）。この新しい射出成形機２４Ａは、
射出ノズル４７を有する充填用加熱筒４３に充填プラン
ジャー４４がその軸方向に移動自在に挿入されており、
油圧回路に方向切換弁５８とオープン制御の流量制御弁
５９及びタンク８３に排出される作動油の圧力をオープ
ン制御する電磁比例圧力制御弁（図示せず）が設けられ
た充填シリンダ５１の作動により充填プランジャー４４
を前進させて該充填プランジャー４４と射出ノズル４７
との間の樹脂溜まり部４８に導入された溶融樹脂を、射
出ノズル４７から射出する充填装置２６と、可塑化用加
熱筒２８にその軸線回りに回転自在に可塑化スクリュ２
９が挿入されており、油圧モータ３０の作動により可塑
化スクリュ２９を回転させて、樹脂を可塑化して充填用
加熱筒４３の樹脂溜まり部４８に溶融樹脂を供給する可
塑化装置２５と、押し込みプランジャー５６を有し、押
し込みシリンダ６１の作動により押し込みプランジャー
５６を移動させて充填用加熱筒４３の樹脂溜まり部４８
に導入された前記溶融樹脂を加圧減圧する溶融樹脂加圧
減圧装置２７と、充填シリンダ５１のストッパロッド５
３を当接させることにより充填プランジャー４４のスト
ロークを規制する、ハンドル５２Ｃ操作のストローク規
制手段５２とを具備し、充填装置２６の樹脂溜まり部４
８に導入された溶融樹脂を、溶融樹脂加圧減圧装置２７
により適時に圧力制御して、充填装置２６により射出す
ることができるようになっている。

【００２４】したがって、この射出成形機２４Ａによれ
ば、サージ圧が発生することはなく、滑らかな圧力切換
特性が得られるので、バリやショートショット等の成形
不良を解消することができると共に、成形品に応じてば
らつきのない最適な成形条件を設定することができる。
なお、充填プランジャー４４の射出速度は流量制御弁５
９によって制御し、また充填プランジャー４４の計量後
退時の背圧は、図示されていない前記電磁比例圧力制御
弁によって制御する。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の射出成
形機２４Ａには次のような課題があることが判明した。 （イ） 樹脂の供給（可塑化スクリュ２９回転）中にお
いて、充填プランジャー４４は、溶融樹脂溜まり部４８
に発生する樹脂圧力によって後退させられることになる
が（後退速度は制御されていない。）、この時、充填用
加熱筒４３の内径部と充填プランジャー４４の外径部の
間に形成される樹脂被膜の抵抗等によって、充填プラン
ジャー４４の後退がスムーズに行われない状態が発生す
る。最悪の場合には、充填プランジャー４４の後退が停
止してしまうことで溶融樹脂溜まり部４８に発生する樹
脂圧が急上昇し、所定の時間内に供給が完了しない不具
合が発生する（充填プランジャー４４が供給完了位置ま
で後退しきらない）。

【００２６】（ロ） 上記のように、充填プランジャー
４４の後退がスムーズに行われない場合には、背圧も安
定的に制御できない不具合が発生しやすい。

【００２７】（ハ） 充填速度制御は流量制御弁５９で
オープン制御されていることから、その制御安定性は作
動油温度の影響を受けること等、超精密成形を目指す上
で、必ずしも適切な制御方法であるとは言えない。成形
が難しく成れば成るほど、本制御方式での対応は困難に
なる。

【００２８】（ニ） 供給後の計量完了位置（サックバ
ック完了位置）をサイクル毎に一定にし、安定成形を実
現する目的でストローク規制手段５２を設けているが、
成形条件を変更する度にハンドル５２ｃを回してストロ
ーク量を調整しなければならず、煩わしい。又、ストロ
ーク規制手段５２を設けた分だけ機械長さ寸法が大きく
なってしまい、省スペース化が強く求められる中で問題
となる。

【００２９】本発明は、「樹脂の安定的な均一可塑化」
と「充填速度の繰り返し安定制御」を実現することがで
きる射出成形機および射出成形方法を提供することを目
的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、射出ノズルを有する充填
用加熱筒に充填プランジャーがその軸方向に移動自在に
挿入されており、充填シリンダの作動により充填プラン
ジャーを前進させて該充填プランジャーと前記射出ノズ
ルとの間の樹脂溜まり部に導入された溶融樹脂を、前記
射出ノズルから射出する充填装置と、可塑化用加熱筒に
その軸線回りに回転自在に可塑化スクリュが挿入されて
おり、回転駆動装置の作動により該可塑化スクリュを回
転させて、樹脂を可塑化して前記充填用加熱筒の樹脂溜
まり部に溶融樹脂を供給する可塑化装置と、押し込みプ
ランジャーを有し、押圧駆動装置の作動により該押し込
みプランジャーを移動させて前記充填用加熱筒の樹脂溜
まり部に導入された前記溶融樹脂を加圧減圧する溶融樹
脂加圧減圧装置とを具備し、前記充填装置の樹脂溜まり
部に、該樹脂溜まり部の樹脂圧を検出する圧力センサー
を設け、前記充填シリンダの油圧回路に４方向サーボ弁
を設け、前記圧力センサーと４方向サーボ弁に前記圧力
センサーの検出結果に基づいて前記４方向サーボ弁を制
御する制御装置を接続した構成とした。

【００３１】上記の手段では、可塑化装置により可塑化
された樹脂を樹脂流路から樹脂溜まり部へ導入すること
ができる。そして、この樹脂を充填シリンダの作動によ
り、充填プランジャーが射出ノズルから射出することが
できる。この射出工程において、樹脂流路に導入された
樹脂を溶融樹脂加圧減圧装置によって加圧および減圧す
ることにより、樹脂溜まり部の樹脂を加圧および減圧す
ることができる。また、樹脂の充填工程中は充填速度を
常時検出して、充填速度が予め設定された速度となるよ
うに４方向サーボ弁をフィードバック制御することがで
きる。また、樹脂の供給工程中は、樹脂圧を常時検出し
て、背圧が予め設定された圧力となるように４方向サー
ボ弁をフィードバック制御することができる。更に、樹
脂のサックバック工程中はサックバック（後退）速度を
常時検出して、後退速度が予め設定された速度となるよ
うに４方向サーボ弁をフィードバック制御することがで
きる。充填スクリュー回転完了後の計量完了位置、サッ
クバック完了位置、充填完了位置の少なくとも任意の１
以上の位置における、充填プランジャーの位置決め制御
を４方向サーボ弁で行うこも可能となる。

【００３２】請求項１記載の射出成形機において、充填
工程から保圧工程への切換条件を、充填プランジェー位
置、充填プランジェー位置と樹脂圧、充填時間、の３条
件から一つを選択できるように構成することが好ましい
（請求項２）。この構成では、充填工程から保圧工程へ
の切換条件を、３条件の中から成形や樹脂の種類等に最
も適合したものを選択する。

【００３３】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の射出成形機の供給工程において、圧力センサーから
検出される樹脂圧力が、設定された背圧に一致するよう
に充填プランジャーの後退動作を４方向サーボ弁によっ
て制御する構成とした。この手段では、充填用加熱筒の
内径部と充填プランジャーの外径部の間に形成された樹
脂被膜によって充填プランジャーの後退に大きい抵抗が
かかるようなことがあっても、背圧を正確かつ安定的に
制御することができる。

【００３４】請求項４記載の発明は、請求項１又は２記
載の射出成形機において、充填スクリュー回転完了後の
計量完了位置、サックバック完了位置、充填完了位置の
少なくとも任意の１以上の位置における、充填プランジ
ャーの位置決め制御を４方向サーボ弁で行う構成とし
た。この手段においてサックバック完了位置における、
充填プランジャーの位置決め制御を４方向サーボ弁で行
う場合は、従来のようなハンドル操作のストローク規制
手段が不要となる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の射出成形機および
射出成形方法の実施の形態を、図１ないし図１４を参照
して説明する。図２、図３および図４において、符号２
４は射出成形機であり、主要部の構成は図１８の射出成
形機２４Ａと同じである。すなわち、この射出成形機２
４は、機械の反操作側に配置されており、固体の樹脂を
可塑化して溶融する可塑化装置２５と、機械の操作盤
（図示せず）が配設された操作側に配置されており、可
塑化装置２５により可塑化された樹脂を図示しない金型
のキャビティに充填させる充填装置２６と、充填装置２
６の上に配置された溶融樹脂加圧減圧装置２７とを備え
ている。

【００３６】可塑化装置２５は、図示しないホッパから
内部に供給された樹脂を加熱する可塑化用加熱筒２８
と、該可塑化用加熱筒２８の内孔に、その軸線回りに回
転自在に挿入された可塑化スクリュ２９と、該可塑化ス
クリュ２９に回転駆動を与えるスクリュ回転用油圧モー
タ３０とから構成されている。そして、可塑化用加熱筒
２８の先端が溶融樹脂加圧減圧装置２７の加減圧用加熱
筒５５Ｂ（図２）の略中間部に、ボルト等により連結さ
れ、また、可塑化用加熱筒２８の後端は、台板４２Ａの
上に固定した保持台２５Ｂに、可塑化用加熱筒２８の軸
方向に移動可能に支持された加熱筒支持部材２５Ａに連
結されており、可塑化装置２５は全体として軸方向を水
平状態にし、かつ先端側を機械の操作側の位置に寄せ、
後端側を反操作側の位置に寄せて、平面視において充填
装置２６に対して斜めにして台板４２Ａの上に配置され
ている。

【００３７】油圧モータ３０は、加熱筒支持部材２５Ａ
に連結ロッドで一体的に結合された軸受箱２５Ｃに固定
されており、軸受箱２５Ｃに回転自在に支持されている
中間軸２５Ｄを介して可塑化スクリュ２９を回転させる
ようになっている。図５に示すように、可塑化スクリュ
２９の先端のスクリュヘッド３１には逆流防止機構３２
が設けられ、可塑化用加熱筒２８内のスクリュヘッド３
１の前方には、プランジャー孔５５（図１、図２）に開
口する連通孔３３が設けられている。

【００３８】逆流防止機構３２は、連通孔３３の樹脂が
可塑化スクリュ２９の基軸３４側へ逆流することを防止
するものであって、スクリュヘッド３１に形成された流
入溝３５と、スクリュヘッド３１および基軸３４の外径
よりも小径に形成された小径軸部３６と、逆流防止リン
グ３７とから構成されている。

【００３９】逆流防止リング３７は、小径軸部３６に、
基軸３４との間に隙間３８を隔てて装着されたものであ
って、その外周部は可塑化用加熱筒２８の中心軸方向に
移動自在に嵌合して、内周部は小径軸部３６との間に流
入路３９を形成するように、かつ近接する基軸３４の外
径よりも小径になるように設定されている。また、流入
溝３５は、連通孔３３と流入路３９とを連通するよう
に、基軸３４の軸線方向に沿って形成されており、図６
に示すように、スクリュヘッド３１の外周に、軸線回り
に適宜間隔をあけて複数配置されている。

【００４０】充填装置２６は、基台４０（図２）に固定
された一対の平行なレール４２に支持され、基台４０に
立設された固定盤４１に対して、離間、接近する方向に
移動する台板４２Ａの上に、本体部４２Ｂをボルト４２
Ｄ（図３）で該台板４２Ａ上に固定して配置されてお
り、ピストンロッドを固定盤４１に連結した油圧シリン
ダ２６Ａによって動かされて固定盤４１に対して進退移
動するように構成されている。

【００４１】さらに、充填装置２６は、中心軸が前記進
退方向に沿って水平に配設され、支持部材４２Ｃ（図
２）を介して台板４２Ａの前部に支持された、樹脂の溶
融状態を維持する充填用加熱筒４３と、図７に示すよう
に、充填用加熱筒４３の内孔に挿入され、該充填用加熱
筒４３の中心軸方向に移動自在な充填プランジャー（射
出部材）４４と、該充填プランジャー４４を上記中心軸
方向に移動させる射出用駆動装置４５とを備えている。

【００４２】充填用加熱筒４３の先端には、射出口４６
を有する射出ノズル４７が着脱自在に取り付けられてお
り、この射出ノズル４７の内孔および充填用加熱筒４３
の内孔の充填プランジャー４４の前方には、溶融状態の
樹脂が貯留される溶融樹脂溜まり部（樹脂溜まり部）４
８が形成されている。射出ノズル４７には、溶融樹脂溜
まり部４８に臨ませて、該溶融樹脂溜まり部４８の樹脂
圧を検出する圧力センサー４９が取り付けられている。

【００４３】また、充填用加熱筒４３には、加減圧用加
熱筒５５Ｂの導入路５５Ａの先端に連通するように形成
され、可塑化スクリュ２９により可塑化されて前記連通
孔３３を経て上記加減圧用加熱筒５５Ｂに供給された樹
脂を、上記溶融樹脂溜まり部４８に導入する導入孔４８
Ａが設けられており、この導入孔４８Ａは、その軸線が
充填用加熱筒４３の中心軸を含む鉛直面内に位置するよ
うに配設されている。上記導入孔４８Ａと上記導入路５
５Ａとにより、可塑化用加熱筒２８の連通孔３３を前記
溶融樹脂溜まり部４８に連通する樹脂流路を構成してい
る。

【００４４】射出用駆動装置４５は、射出ノズル４７か
ら射出されて金型へ充填される樹脂の速度を制御する充
填速度制御手段を構成するものであって、充填ラム５０
を介して充填プランジャー４４を上記中心軸方向に移動
させる充填シリンダ５１と、図１に示すように、充填シ
リンダ５１の油圧回路に設けられた充填用４方向サーボ
弁９０とを備えている。

【００４５】なお、充填シリンダ５１の下部には、油圧
シリンダ２６Ａが取り付られている。また、図１に示す
ように、充填プランジャー４４には、該充填プランジャ
ー４４の位置を検出する充填用位置センサー６０が付設
されている。

【００４６】溶融樹脂加圧減圧装置２７は、プランジャ
ー孔５５およびその先端側を溶融樹脂溜まり部４８に連
絡する導入路５５Ａを有し、先端部を充填用加熱筒４３
にボルト等で取り外し可能に連結され、かつ充填用加熱
筒４３の上方に、後端側が上になるように傾斜して配置
されている加減圧用加熱筒５５Ｂと、加減圧用加熱筒５
５Ｂのプランジャー孔５５に、その軸方向に移動自在に
嵌合されている押し込みプランジャー（押圧部材）５６
と、円筒状の連絡部材を介して加減圧用加熱筒５５Ｂに
連結され、押し込みプランジャー５６を駆動する加圧減
圧用駆動装置５７（押圧駆動装置）とを備えた構成とさ
れている。

【００４７】加圧減圧用駆動装置５７は、射出ノズル４
７から射出される樹脂の圧力を制御する樹脂圧制御手段
を構成するものであって、押し込みプランジャー５６の
後端にピストンロッド６１Ａが連結されて該押し込みプ
ランジャー５６をその軸方向に進退移動させる押し込み
シリンダ６１と、該押し込みシリンダ６１の油圧回路に
設けられ、押し込みシリンダ６１に作動油を給油して押
し込みプランジャー５６の移動を制御する加圧減圧用４
方向サーボ弁６２とを備えている。

【００４８】上記押し込みシリンダ６１は、支持板６１
Ｂに設けたレール６１Ｃにより、軸方向に移動可能に支
持され、支持板６１Ｂは、充填シリンダ５１の上部に設
けた支軸５１Ｂに、充填シリンダ５１の軸線を含む鉛直
面内で回動するように支持されている。即ち、溶融樹脂
加圧減圧装置２７は、全体として押し込みプランジャー
５６の軸線が上記鉛直面内に位置するように配置されて
いる。

【００４９】また、図１に示すように、押し込みプラン
ジャー５６には、該押し込みプランジャー５６の位置を
検出する加圧減圧用位置センサー６３が付設されてお
り、加圧減圧用４方向サーボ弁６２は制御装置６６を介
して、圧力センサー４９の検出結果に基づいて押し込み
プランジャー５６を作動させる構成とされている。

【００５０】制御装置６６には、表示器６７、各種設定
値を入力する入力器６８、樹脂圧センサーアンプ６９、
充填用位置センサー６０、加圧減圧用位置センサー６
３、メモリ７０、充填用サーボ弁アンプ９１、加圧減圧
用サーボ弁アンプ７２、スクリュ回転用油圧モータ３
０、充填用４方向サーボ弁９０、および加圧減圧用４方
向サーボ弁６２と各種Ｉ／Ｆ、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａを介して
これらを制御するＣＰＵ７３と、該ＣＰＵ７３に制御さ
れて射出時間を測定する射出タイマー（図示せず）とが
設けられている。

【００５１】また、上記の充填用４方向サーボ弁９０お
よび加圧減圧用４方向サーボ弁６２は、油圧ポンプ（油
圧駆動源）６４と、該油圧ポンプから供給される油圧を
蓄圧するアキュムレータ６５から送り出された作動油の
流量および流路方向を制御して、充填シリンダ５１、押
し込みシリンダ６１を作動させる構成とされている。

【００５２】次に、上記の構成とされた射出成形機の作
用を以下に説明する。まず、予め入力器６８から、充填
異常圧Ｐ_NG、保圧切換樹脂圧Ｐ₁ 、保圧切換充填プラン
ジャー位置Ｓ₁ 、圧力充填切換樹脂圧Ｐ₀ 、圧力充填切
換充填プランジャー位置Ｓ₀ 、保圧パターン、充填動作
前のプランジャー孔５５の樹脂圧である第一の予圧Ｐ
_SET1および第二の予圧Ｐ_SET2等を設定入力して、入力Ｉ
／Ｆ８０、ＣＰＵ７３を介してメモリ７０へ記憶させて
おく。

【００５３】続いて、図８ないし図１２に示すフローチ
ャート図に従って説明する。図８に示すように、運転が
スタートすると図１に示すように、溶融樹脂加圧減圧装
置２７の押し込みプランジャー５６が連通孔３３を閉塞
する位置に移動すると共に、この位置に停止した状態が
保持される（ステップＳ１）。

【００５４】即ち、加圧減圧用位置センサー６３が検出
した押し込みプランジャー５６の位置信号を、押込プラ
ンジャ位置センサーＩ／Ｆ７４、入力Ｉ／Ｆ７５を介し
て受け取った制御装置６６のＣＰＵ７３は、予め入力器
６８により設定入力され、メモリ７０に記憶されている
閉塞位置の設定値と比較演算し、その演算結果をＤ／Ａ
コンバータ７６、加圧減圧用サーボ弁アンプ７２を介し
て、溶融樹脂加圧減圧装置２７の加圧減圧用駆動装置５
７の加圧減圧用４方向サーボ弁６２へ送出する。

【００５５】この結果、油圧ポンプ６４およびアキュム
レータ６５により給油された作動油が、４方向サーボ弁
６２を経て、押し込みシリンダ６１へ供給されることに
より、押し込みプランジャー５６がプランジャー孔５５
を移動して連通孔３３を閉塞する位置で停止する。

【００５６】そして、型締が完了すると（ステップＳ
２）、メモリ７０に記憶されている充填異常圧Ｐ_NGが設
定され（ステップＳ３）、射出動作が開始される（ステ
ップＳ４）ことにより充填工程に入る。このとき、射出
タイマーが射出時間のカウントを開始する。

【００５７】充填工程においては、充填装置２６の充填
プランジャー４４が射出用駆動装置４５により充填用加
熱筒４３の中心軸方向に前進移動する（ステップＳ
５）。即ち、ＣＰＵ７３からの信号がＤ／Ａコンバータ
７８と充填用サーボ弁アンプ９１を介して送出されて、
射出用駆動装置４５の充填用４方向サーボ弁９０のスプ
ールが指令電気信号により図１で下に動かされることに
より、油圧ポンプ６４からの、またはアキュムレータ６
５に蓄圧された作動油が充填シリンダ５１の後部ロッド
側に供給されて、充填プランジャー４４が上記方向に前
進移動する。これにより、図７に示すように、溶融樹脂
溜まり部４８の樹脂は、射出ノズル４７の射出口４６か
ら射出される。

【００５８】このときの充填速度、即ち充填プランジャ
ー４４の前進速度は、ＣＰＵ７３がメモリ７０に予め設
定されている設定値に基づき、Ｄ／Ａコンバータ７８、
充填用サーボ弁アンプ９１を介して充填用４方向サーボ
弁９０の開度を調節することにより制御される。ここ
で、本射出成形機２４においては、この充填工程で、押
し込みプランジャー５６を充填プランジャー４４とは独
立に動作させて圧力基準による充填を行う、いわゆる圧
力充填機能とこれを行わない機能とが選択される（ステ
ップＳ６）。

【００５９】〈圧力充填機能を使用しない場合〉（Ｂ） 射出タイマーがカウントを開始すると同時に、充填プラ
ンジャー４４が前進し、射出タイマーがカウントアップ
して、射出工程が完了するまでの間「充填プランジャー
４４の現在位置」と「発生樹脂圧」および「充填開始か
らの経過時間」（図示せず）を常時モニタリングし入力
Ｉ／Ｆ８１等を介して制御装置６６のＣＰＵ７３に読み
込まれる（ステップＳ７）。また、溶融樹脂溜まり部４
８の樹脂圧も、圧力センサ−４９により常時検出されて
おり、検出結果は樹脂圧センサーアンプ６９、Ａ／Ｄコ
ンバータ７９を介して、ＣＰＵ７３に読み込まれる（ス
テップＳ８）。

【００６０】充填工程中において検出された樹脂圧が、
充填異常圧Ｐ_NGと比較され（ステップＳ９）、「発生樹
脂圧Ｐ」≧「充填異常圧設定Ｐ_NG」となった場合、直ち
に「押し込みプランジャーによる保圧制御」工程に移行
する（Ｃ）。また、検出された樹脂圧が、充填異常圧Ｐ
_NGに到らない限り、ステップＳ１０において保圧切換条
件が、「充填プランジャー位置」のみで行う場合と、
「充填プランジャー位置および樹脂圧」で行う場合と、
「充填時間」のみで行う場合とのいずれに選択されてい
るかを判断され、その判断結果に応じた手順を経て保圧
工程に切り換えられる。

【００６１】「保圧切換条件を充填プランジャー位置の
みで行う場合」検出された充填プランジャー４４の位置
と予め設定された保圧切換充填プランジャー位置Ｓ₁ と
を比較して（ステップＳ１１）、検出された位置が保圧
切換充填プランジャー位置Ｓ₁ に到っていないときはス
テップＳ７へ戻り、到ったときには直ちに保圧工程に切
り換えられる（Ｃ）。

【００６２】「保圧切換条件を充填プランジャー位置お
よび樹脂圧で行う場合」検出された樹脂圧と予め設定さ
れた保圧切換樹脂圧Ｐ₁ とを比較して（ステップＳ１
２）、検出された樹脂圧が保圧切換樹脂圧Ｐ₁ に到らな
いときはステップＳ７へ戻り、到ったときにはステップ
Ｓ１１へ移って、検出された充填プランジャー４４の位
置と予め設定された保圧切換充填プランジャー位置Ｓ₁
との比較を行う。ステップＳ１１では、前述のように、
検出された充填プランジャー４４の位置と予め設定され
た保圧切換充填プランジャー位置Ｓ₁ とを比較し、検出
された位置が保圧切換充填プランジャー位置Ｓ₁ に到っ
ていないときはステップＳ７へ戻り、到ったときには直
ちに保圧工程に切り換えられる（Ｃ）。

【００６３】「保圧切換条件を充填時間で行う場合」経
過時間と予め設定された時間の設定値Ｔ₁ とを比較して
（ステップＳ１２Ａ）、経過時間が設定値Ｔ₁ に到らな
いときはステップＳ７へ戻り、到ったときには直ちに保
圧工程に切り換えられる（Ｃ）。

【００６４】〈圧力充填機能を使用する場合〉（Ａ） 図１０に示すように、上記と同様にステップＳ１３，Ｓ
１４において、充填プランジャー４４の位置と樹脂圧お
よび充填開始からの経過時間が常時検出され、ＣＰＵ７
３に読み込まれた後、検出された樹脂圧が予め設定され
た充填異常圧Ｐ _NGと比較され（ステップＳ１５）、「発
生樹脂圧Ｐ」≧「充填異常圧設定Ｐ_NG」となった場合、
直ちに「押し込みプランジャーによる保圧制御」工程に
移行する（Ｃ）。

【００６５】また、検出された樹脂圧が、充填異常圧Ｐ
_NGに到らない限り、圧力充填切換条件が、充填プランジ
ャー位置で行う場合と、樹脂圧で行う場合とのいずれに
選択されているかを判断され（ステップＳ１６）、その
選択結果に応じた手順を経て、圧力充填に切り換えられ
る。

【００６６】「圧力充填切換条件を樹脂圧で行う場合」
検出された樹脂圧と予め設定された圧力充填切換樹脂圧
Ｐ₀ とを比較して（ステップＳ１７）、検出された樹脂
圧が圧力充填切換樹脂圧Ｐ₀ に到らないときはステップ
１３へ戻り、充填工程中に発生する樹脂圧Ｐが、「発生
樹脂圧Ｐ」≧「切換設定圧Ｐ₀ 」の関係を満足した時点
で、この切換設定圧Ｐ₀ を押し込みプランジャー５６で
保持制御した状態（ステップＳ１８）で充填プランジャ
ー４４による充填を継続する（圧力基準の充填を行
う。）。更に充填が進み、設定された保圧切換条件を満
足した時点で保圧制御に移行する。

【００６７】即ち、検出された樹脂圧が圧力充填切換樹
脂圧Ｐ₀ を超えたときには、上記加圧減圧用４方向サー
ボ弁６２を作動させることにより、加圧減圧用駆動装置
５７を駆動させ、プランジャー孔５５を移動する押し込
みプランジャー５６を溶融樹脂溜まり部４８に対して離
間させる。

【００６８】これにより、プランジャー孔５５の圧力が
減少し、このプランジャー孔５５に連通する溶融樹脂溜
まり部４８の樹脂圧も減少することになり、押し込みプ
ランジャー５６の移動を制御することで溶融樹脂溜まり
部４８の樹脂圧をフィードバック制御して設定値に保持
することができる。そして、この状態で充填プランジャ
ー４４による充填を継続しながら、ステップＳ１０へ移
り、前記のようにして、保圧切換条件を満足した時点で
保圧工程に切り換えられる。

【００６９】「圧力充填切換条件を充填プランジャー位
置で行う場合」検出された充填プランジャー４４の位置
と予め設定された圧力充填切換充填プランジャー位置Ｓ
₀ とを比較して（ステップＳ１９）、検出された位置Ｓ
が「現在位置Ｓ」≦「切換位置Ｓ₁ 」の関係を満足した
時点で、発生している樹脂反抗圧Ｐ’を検出し（ステッ
プＳ２０）、この圧力を押し込みプランジャー５６で制
御保持した状態（ステップＳ２１）で充填プランジャー
４４による充填を継続する（圧力基準の充填を行
う。）。そして、この状態で充填プランジャー４４によ
る充填を継続しながら、ステップＳ１０へ移り、保圧切
換条件を満足した時点で保圧工程に切り換えられる。

【００７０】図１１に示すように、保圧工程に移行する
と、予め設定された保圧パターンになるように、ＣＰＵ
７３の制御に基づいて加圧減圧用駆動装置５７が押し込
みプランジャー５６を駆動させて（ステップＳ２２）、
保圧制御を行う。

【００７１】押し込みプランジャー５６で保圧制御を行
っている間に、充填プランジャー４４は充填ラム（ピス
トン）５０が前進限位置で位置決め制御されている（ス
テップＳ２３）。この時、押し込みプランジャー５６の
保圧制御動作によって、充填プランジャー４４が後退側
に移動することがないよう、押し込みシリンダ６１及び
充填シリンダー５１の諸元（推力等）が決定されてい
る。そして、設定された保圧パターンを辿って保圧制御
が完了すると、射出タイマーが設定時間の計時を完了し
て射出動作が完了する（ステップＳ２４）。

【００７２】続いて、加圧減圧用４方向サーボ弁６２を
制御することにより、押し込みプランジャー５６を後退
（図１中、上方へ）移動させて圧抜きを行う（ステップ
Ｓ２４Ａ）。このとき、押し込みシリンダ６１に供給さ
れていた作動油は、タンク８２へ開放される。これによ
り、プランジャー孔５５は減圧され、樹脂流路を介して
溶融樹脂溜まり部４８の樹脂圧も減圧される。

【００７３】また、充填シリンダ５１においても、充填
用４方向サーボ弁９０のスプールが指令電気信号により
図１で上に動かされることにより、ヘッド側に供給され
ていた作動油がタンク８３へ開放されて圧抜きが行わ
れ、充填プランジャー位置保持が解除される（ステップ
Ｓ２５）。

【００７４】圧抜きが完了した後、加圧減圧用駆動装置
５７の駆動により、押し込みプランジャー５６が、図１
３に示すように、連通孔３３のプランジャー孔５５（樹
脂流路）に連通する開口を開放する位置に移動して（ス
テップＳ２６）、この原点とされる位置に停止した状態
が保持される。この押し込みプランジャー５６の移動に
伴い、溶融樹脂溜まり部４８に高い圧力が発生しないよ
うに、充填プランジャー４４が後退し樹脂圧力が予め設
定された圧力を維持すべく充填用４方向サーボ弁９０が
作動する。

【００７５】そして、可塑化装置２５の作動により、樹
脂が可塑化されて計量が開始される。即ち、ＣＰＵ７３
からの信号が出力Ｉ／Ｆ７７を介して送出されてスクリ
ュ回転用油圧モータ３０が作動し、可塑化スクリュ２９
が回転する（ステップＳ２７）。可塑化スクリュ２９の
回転による樹脂への剪断と可塑化用加熱筒２８からの加
熱により、樹脂は可塑化され溶融した状態で連通孔３３
からプランジャー孔５５へ導入される。

【００７６】このとき、可塑化スクリュ２９の基軸３４
側は、連通孔３３側に対して樹脂圧が高いため、逆流防
止機構３２の逆流防止リング３７が前方（図５中左側）
に移動してスクリュヘッド３１に当接し、逆流防止リン
グ３７と基軸３４との間に〓間３８を形成する。これに
より、可塑化された樹脂は、隙間３８、流入路３９、流
入〓３５を順次経由して連通孔３３へ到ることができ
る。

【００７７】一方、押し込みプランジャー５６による保
圧制御工程で、プランジャー孔５５（樹脂流路）および
連通孔３３の樹脂圧が高くなった場合、樹脂圧により逆
流防止リング３７が後方（図５中右側）に移動して基軸
３４に当接する。逆流防止リング３７の内周部は、基軸
３４の外径よりも小径に形成されているので、連通孔３
３から流入溝３５、流入路３９を順次経た樹脂が、基軸
３４側へ逆流することを防止できる。

【００７８】プランジャー孔５５へ導入された樹脂は、
導入路５５Ａおよび導入孔４８Ａ（樹脂流路）を経て溶
融状態で溶融樹脂溜まり部４８に貯留される。この溶融
樹脂溜まり部４８の樹脂圧により、充填プランジャー４
４は後退する。この力は、充填用４方向サーボ弁９０に
よって積極的に制御（積極的に背圧を制御）されること
になる（ステップＳ２８）。樹脂供給が進み、充填プラ
ンジャー４４の現在位置が供給完了位置と等しくなった
（供給完了位置を検知した）時点で、スクリュ回転と背
圧制御は共に停止し、充填プランジャー４４は充填用４
方向サーボ弁９０によって位置決め制御される。

【００７９】そして、溶融樹脂溜まり部４８への樹脂供
給が進み、充填用位置センサ−６０により充填プランジ
ャー４４が予め入力器６８により設定された供給完了位
置に到達したことを検知すると（ステップＳ２９）、ス
クリュ回転用油圧モータ３０を介して可塑化スクリュ２
９が回転を停止する（ステップＳ３０）と共に、背圧制
御が停止して（ステップＳ３１）、計量が完了する。
（Ｄ）

【００８０】溶融樹脂の供給が完了すると、直ちに充填
用４方向サーボ弁９０によってサックバック動作を行い
充填プランジャー４４を強制的に後退させる（ステップ
Ｓ３２）。この後退動作は予め設定された位置を検知し
た時点で停止し、その場で位置決め制御される。（サッ
クバック動作完了） 即ち、ＣＰＵ７３からの信号がＤ／Ａコンバータ７８、
充填用サーボ弁アンプ９１を介して送出されて、射出用
駆動装置４５の充填用４方向サーボ弁９０のスプールが
図１で上に動かされることにより、作動油が充填シリン
ダ５１の前部ロッド側に供給されて、充填プランジャー
４４が制御速度で後退移動する。

【００８１】そして、充填用位置センサー６０により、
充填プランジャー４４が予め入力器６８により設定した
サックバック完了位置に到達したことを検知すると（ス
テップＳ３３）、充填プランジャー４４の後退が停止さ
れてサックバックが完了する。

【００８２】サックバック（計量）が完了すると、加圧
減圧用駆動装置５７の駆動により、押し込みプランジャ
ー５６がプランジャー孔５５を溶融樹脂溜まり部４８に
接近する方向（図１中下側）に前進して（ステップＳ３
４）、連通孔３３のプランジャー孔５５への開口を閉塞
する予め設定した所定の位置まで移動する（ステップＳ
３５）。

【００８３】この移動の際、プランジャー孔５５の樹脂
圧が高まり、連通孔３３においても樹脂圧が高くなる
が、上記逆流防止機構３２により、溶融樹脂の逆流が阻
止される。この連通孔３３の閉塞は、加圧減圧用位置セ
ンサー６３によって検出される。連通孔３３の閉塞後、
押し込みプランジャー５６が、さらに前進移動して（ス
テップＳ３６）、プランジャー孔５５を介して溶融樹脂
溜まり部４８の樹脂圧を高める。

【００８４】そして、圧力センサー４９が、溶融樹脂溜
まり部４８の樹脂圧を、第一の予圧Ｐ_SET1に到ったこと
を検出したときに（ステップＳ３７）、押し込みプラン
ジャー５６は、その位置に停止すると共に、その位置を
保持するように制御される（ステップＳ３８）。このと
き、溶融樹脂溜まり部４８の溶融樹脂は、その樹脂圧が
高まることで密度が一定になり、溶融状態が均一にな
る。

【００８５】一方、射出口が射出時にのみ開放されるシ
ャットオフノズル型の射出ノズルにおいては、溶融樹脂
溜まり部４８の樹脂圧が高くても、ノズルから樹脂が漏
れることはないが、本実施の形態の射出成形機２４にお
いては、常時射出口が開放しているオープンノズル型の
射出ノズルを使用しているので、充填前の樹脂圧が第一
の予圧Ｐ_SET1のままに保持された状態では射出ノズル４
７の射出口４６から樹脂漏れが発生してしまう。そこ
で、この充填前保持圧を減圧する機能が選択的に設定可
能となっている（ステップＳ３９）。

【００８６】この機能を選択すると、まず、加圧減圧用
駆動装置５７の駆動により、押し込みプランジャー５６
がプランジャー孔５５を溶融樹脂溜まり部４８に対して
離間する方向（図１中上側）に後退移動する（ステップ
Ｓ４０）。

【００８７】これにより、プランジャー孔５５、導入路
５５Ａ、導入孔４８Ａを介して溶融樹脂溜まり部４８の
樹脂圧が減圧され、圧力センサー４９の検出結果が第一
の予圧Ｐ_SET1より低圧の第二の予圧Ｐ_SET2に到ったとき
に（ステップＳ４１）、押し込みプランジャー５６が後
退移動を停止すると共に、その位置を保持するように制
御される（ステップＳ４２）。かくして、射出ノズル４
７の射出口４６から樹脂漏れが発生しない樹脂圧に予圧
されて、充填工程への待機状態となる。

【００８８】本実施の形態の射出成形機および射出成形
方法によれば、充填プランジャー４４による充填動作中
に溶融樹脂加圧減圧装置２７が溶融樹脂への圧力制御を
開始して、そのまま保圧工程での圧力制御を行うため、
例えば、圧力充填切換を圧力充填切換充填プランジャー
位置Ｓ₀ で行い、このときの樹脂圧Ｐ’を維持しながら
保圧切換充填プランジャー位置Ｓ₁ で保圧切換を行った
ときには、図１４に示すように、保圧切換位置でサージ
圧が発生することはなく、滑らかな圧力切換特性が得ら
れる。

【００８９】また、サージ圧が発生しないので、圧力充
填切換充填プランジャー位置Ｓ₀ から保圧切換充填プラ
ンジャー位置Ｓ₁ へ到る間に、充填速度が急速に落下す
ることになり、バリの発生を防止することができると共
に、圧力充填機能を選択した場合、充填工程中のどのタ
イミングでも保圧制御を行えるため、成形品に応じて最
適な成形条件を設定することができる。

【００９０】この圧力充填切換においては、切換条件と
して樹脂圧または充填プランジャー位置を任意に選択す
ることができ、保圧切換においても、切換条件として充
填プランジャー位置のみか、充填プランジャー位置と樹
脂圧か、充填時間かを任意に選択することができるた
め、成形品に応じて多様な制御方法を選択してバリやシ
ョートショット等の成形不良を解消することができる。
一方、圧力基準の充填制御を行う必要が無い場合は、圧
力充填機能を選択するステップＳ６で不使用を選択する
ことで対応可能であり、成形条件幅を広く設定すること
が可能である。

【００９１】さらに、充填時における圧力基準の樹脂圧
制御は、溶融樹脂溜まり部４８に設けた圧力センサー４
９によって直接検出される樹脂圧を加圧減圧用４方向サ
ーボ弁６２にフィードバックして行われるため、応答性
に優れた安定した状態になり、繰り返し精度の高い安定
成形が可能となる。そして、保圧制御時においても、従
来のように、射出シリンダに設けられた油圧センサーを
用いた圧力制御機構に比べると、極めて高精度の圧力制
御性能を得ることができる。

【００９２】加えて、射出前に押し込みプランジャー５
６によりプランジャー孔５５等を介して溶融樹脂溜まり
部４８の樹脂を第一の予圧Ｐ_SET1に加圧する工程を設け
てあるので、溶融樹脂の溶融状態がより均一化され、安
定した成形を維持することができる。

【００９３】また、オープンノズル型の射出ノズルを使
用する射出成形機においては、上記第一の予圧Ｐ_SET1の
樹脂圧のままでは、射出ノズル４７の射出口４６から樹
脂漏れが発生するが、第一の予圧Ｐ_SET1より低圧の第二
の予圧Ｐ_SET2に減圧する工程を選択することにより、こ
の樹脂漏れの発生を防止することができる。

【００９４】一方、押し込みプランジャー５６が連通孔
３３の開口を閉塞する構成なので、充填時の樹脂反抗圧
によりプランジャー孔５５の後端側の樹脂圧が高まって
も、溶融樹脂が連通孔３３を通って可塑化スクリュ２９
へ逆流することを防止できる。また、この押し込みプラ
ンジャー５６が連通孔３３を閉塞する移動途中で樹脂が
連通孔３３から逆流した場合においても、逆流防止機構
３２により基軸３４側へ逆流することを防止できる。

【００９５】さらに、充填用加熱筒４３の中心軸を含む
鉛直面内において、充填装置２６の上方に溶融樹脂加圧
減圧装置２７が配設され、可塑化装置２５がこれらの装
置に対して機械の反操作側に配設されるため、操作側の
空間が占有されることなく、コンパクトな装置を構成す
ることができる。

【００９６】なお、上記実施の形態において、スクリュ
回転用油圧モータ３０および加圧減圧用駆動装置５７の
いずれもが油圧ポンプ６４等の油圧駆動源により作動す
る構成としたが、これらの内少なくとも一つが油圧ポン
プにより他がサーボモータ等の電動駆動源により作動す
る構成としてもよく、この場合、騒音の小さい成形を実
現することができる。

【００９７】さらに、駆動装置３０，５７が上記電動駆
動源により作動する構成であってもよく、この場合、一
層、高精度の成形を実現することができる。この電動駆
動源を使用する場合には、押し込みプランジャー５６の
軸線方向の移動のために、ネジとナットにより回転運動
を直線運動に変換する従来周知の運動変換機構が採用さ
れる。

【００９８】また、シャットオフノズルを使用する場合
においては、第二の予圧に減圧することは必要ではない
が、成形を安定させるために第二の予圧を設定して、こ
の圧力に減圧しても何ら問題はない。また、可塑化装置
２５は、保持台２５Ｂにより可塑化部加熱筒２８の軸方
向に移動自在に支持されているので、可塑化部加熱筒２
８の溶融樹脂加圧減圧装置２７の加減圧用加熱筒５５Ｂ
に対する着脱が容易であり、加減圧用加熱筒５５Ｂと可
塑化部加熱筒２８との連結を解いて装置全体を後退させ
ることにより、加減圧用加熱筒５５Ｂの内孔を開放させ
て、内孔の点検、清掃を容易に行うことができる。

【００９９】また、溶融樹脂加圧減圧装置２７は、充填
装置２６の上に、充填用加熱筒４３の中心線を含む鉛直
面内で回動自在に、かつ押し込みプランジャー５６の軸
方向に進退自在に支持されているので、溶融樹脂加圧減
圧装置２７の充填装置２６への着脱が容易であり、加減
圧用加熱筒５５Ｂの充填用加熱筒４３に対する連結を解
いて、装置全体を後退させて上に回転させると、該加減
圧用加熱筒５５Ｂのプランジャー孔５５が開放されるの
で、その点検、清掃等を容易に行うことができる。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば次の効果が期待できる。 （ａ） 樹脂の可塑化工程において、充填用加熱筒の内
径部と充填プランジャーの外径部の間に形成される樹脂
被膜の抵抗等によって、充填プランジャーの後退がスム
ーズに行われない状態が発生しても、本発明では背圧を
４方向サーボ弁で制御していることからこれを解決する
ことが可能である。最悪の場合、図１８の射出成形機で
は充填プランジャーの後退が停止してしまうことで溶融
樹脂溜まり部に発生する樹脂圧が急上昇し、所定の時間
内に供給が完了しない不具合が発生することがあるが、
このような場合において、本発明では、設定された背圧
を維持すべく、４方向サーボ弁によって充填プランジャ
ーを強制的に後退させ、上記不具合の発生を防止するこ
とができる。従って、図１８の射出成形機に比べ、背圧
をより繰り返し精度良く安定的にコントロールすること
ができることから、安定成形が可能となる。

【０１０１】（ｂ） 樹脂の充填速度制御を４方向サー
ボ弁のクローズドループ制御で行うことができるので、
充填速度を繰り返し精度良く安定的にコントロールでき
るようになり、精度な成形への対応が可能となる。

【０１０２】（ｃ） 計量完了後のサックバック工程に
おいても、充填プランジャーの後退速度を４方向サーボ
弁のクローズドループ制御を行うことによって、作動油
温度に影響されない安定したコントロールが可能とな
り、樹脂の可塑化状態のさらなる安定化が図れる。

【０１０３】（ｄ） スクリュ回転終了後の計量完了位
置とサックバック完了位置の各々において、充填プラン
ジャーの位置決め制御を４方向サーボ弁で行うことによ
り、図１８の射出成形機でのストローク規制手段（装
置）が不要となると同時にそのストローク規制手段が取
り付けられていた分だけ機械を短くすることができ、省
スペース化が可能となる。

【０１０４】請求項１記載の射出成形機において、充填
工程から保圧工程への切換条件を、充填プランジェー位
置、充填プランジェー位置と樹脂圧、充填時間、の３条
件から一つを選択できる構成とした場合は、充填工程か
ら保圧工程への切換条件を、３条件の中から成形や樹脂
の種類等に応じ選択してバリやショートショット等の成
形不良を解消することができる。

【０１０５】請求項３記載の発明によれば、供給工程に
おいて背圧を正確にかつ安定的に制御し、成形を良好に
行うことができる。

【０１０６】請求項４記載の発明によれば、サックバッ
ク完了時の充填プランジャーの位置決め制御に従来のよ
うなハンドル操作のストローク規制手段が不要となり、
操作性と作業性が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態における制御系統を示す
ブロック図である。

【図２】 本発明の実施の形態を示す図であって、充填
装置の上方に溶融樹脂加圧減圧装置が配設された正面図
である。

【図３】 本発明の実施の形態を示す平面図である。

【図４】 本発明の実施の形態を示す左側面図である。

【図５】 本発明の実施の形態を示す図であって、可塑
化スクリュの先端に逆流防止機構が設けられた断面図で
ある。

【図６】 図５における左側面図である。

【図７】 本発明の実施の形態を示す図であって、加減
圧用加熱筒と充填用加熱筒の要部の拡大図である。

【図８】 本発明の射出成形方法の実施の形態を示すフ
ローチャート図である。

【図９】 本発明の射出成形方法の実施の形態を示すフ
ローチャート図である。

【図１０】 本発明の射出成形方法の実施の形態を示す
フローチャート図である。

【図１１】 本発明の射出成形方法の実施の形態を示す
フローチャート図である。

【図１２】 本発明の射出成形方法の実施の形態を示す
フローチャート図である。

【図１３】 本発明の実施の形態の作用を示す図であっ
て、押し込みプランジャーが連通孔を開放し、充填プラ
ンジャーがサックバック完了している概略構成図であ
る。

【図１４】 本発明の射出成形方法を実施した場合の射
出工程の一例を示す図である。

【図１５】 従来技術によるインラインスクリュ式射出
成形機の一例を示す概略構成図である。

【図１６】 従来技術によるプリプラ式射出成形機の一
例を示す概略構成図である。

【図１７】 従来技術による射出成形機の射出工程を示
す図である。

【図１８】 本発明の出願人が開発した新しい射出成形
機のブロック図である。

【符号の説明】

２４ 射出成形機 ２５ 可塑
化装置 ２６ 充填装置 ２７ 溶融
樹脂加圧減圧装置 ２９ 可塑化スクリュ ４３ 充填
用加熱筒 ４４ 充填プランジャー ４７ 射出
ノズル ４８ 溶融樹脂溜まり部 ４９ 圧力
センサー ５１ 充填シリンダ ５６ 押し
込みプランジャー ５７ 加圧減圧用駆動装置 ６６ 制御
装置 ９０ ４方向サーボ弁 Ｐ_SET1 第
一の予圧 Ｐ_SET2 第二の予圧

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年４月１２日（１９９９．４．１
２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】また、従来、インラインスクリュ式射出成
形機１における圧力制御は、射出スクリュ５の後端に設
けられた射出シリンダ６を介して行われているが、この
射出シリンダ６と溶融樹脂との間には、射出スクリュ５
を含めて種々の部材が介在するため、圧力制御を行って
もこれらの部材での圧力損失により、溶融樹脂に所望の
圧力が伝達されるとは限らず、このことが成形が安定し
て行われない状態（成形ばらつき）を生ずる一因となっ
ていた。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】ところが、このプリプラ式射出成形機１１
においても、上記インラインスクリュ式射出成形機１の
不具合の内、制御モード切換えを円滑に行うことの困難
さ、射出シリンダと溶融樹脂との間の圧力損失、樹脂供
給量の変動に起因するものについては、完全に解決する
に至っておらず、特に、制御モード切換え、即ち充填工
程から保圧工程への最適な切換制御については、プリプ
ラ式においてもインラインスクリュ式と同様に構造的に
難しいものであり、その解決策が強く望まれていた。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】請求項１記載の射出成形機において、充填
工程から保圧工程への切換条件を、充填プランジャー位
置、充填プランジャー位置と樹脂圧、充填時間、の３条
件から一つを選択できるように構成することが好ましい
（請求項２）。この構成では、充填工程から保圧工程へ
の切換条件を、３条件の中から成形や樹脂の種類等に最
も適合したものを選択する。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７６】このとき、可塑化スクリュ２９の基軸３４
側は、連通孔３３側に対して樹脂圧が高いため、逆流防
止機構３２の逆流防止リング３７が前方（図５中左側）
に移動してスクリュヘッド３１に当接し、逆流防止リン
グ３７と基軸３４との間に隙間３８を形成する。これに
より、可塑化された樹脂は、隙間３８、流入路３９、流
入溝３５を順次経由して連通孔３３へ到ることができ
る。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１０４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１０４】請求項１記載の射出成形機において、充填
工程から保圧工程への切換条件を、充填プランジャー位
置、充填プランジャー位置と樹脂圧、充填時間、の３条
件から一つを選択できる構成とした場合は、充填工程か
ら保圧工程への切換条件を、３条件の中から成形や樹脂
の種類等に応じ選択してバリやショートショット等の成
形不良を解消することができる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

フロントページの続き (72)発明者 寺山 正志 新潟県新潟市岡山1300番地 株式会社新潟 鉄工所新潟精機工場内 (72)発明者 嶋田 喜一 新潟県新潟市岡山1300番地 株式会社新潟 鉄工所新潟精機工場内 (72)発明者 吉沢 行雄 新潟県新潟市岡山1300番地 ニイガタ・テ クニカ株式会社内 Ｆターム(参考） 4F206 AM33 AP031 AR032 JA07 JD05 JF01 JF12 JF23 JL02 JM01 JN04 JP13 JP17 JQ32 JT01 JT25

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出ノズルを有する充填用加熱筒に充填
   プランジャーがその軸方向に移動自在に挿入されてお
   り、充填シリンダの作動により充填プランジャーを前進
   させて該充填プランジャーと前記射出ノズルとの間の樹
   脂溜まり部に導入された溶融樹脂を、前記射出ノズルか
   ら射出する充填装置と、 可塑化用加熱筒にその軸線回りに回転自在に可塑化スク
   リュが挿入されており、 回転駆動装置の作動により該可塑化スクリュを回転させ
   て、樹脂を可塑化して前記充填用加熱筒の樹脂溜まり部
   に溶融樹脂を供給する可塑化装置と、 押し込みプランジャーを有し、押圧駆動装置の作動によ
   り該押し込みプランジャーを移動させて前記充填用加熱
   筒の樹脂溜まり部に導入された前記溶融樹脂を加圧減圧
   する溶融樹脂加圧減圧装置とを具備し、 前記充填装置の樹脂溜まり部に、該樹脂溜まり部の樹脂
   圧を検出する圧力センサーが設けられ、 前記充填シリンダの油圧回路に４方向サーボ弁が設けら
   れ、 前記圧力センサーと４方向サーボ弁に前記圧力センサー
   の検出結果に基づいて前記４方向サーボ弁を制御する制
   御装置が接続されたことを特徴とする射出成形機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の射出成形機において、 充填工程から保圧工程への切換条件が、充填プランジェ
   ー位置、充填プランジェー位置と樹脂圧、充填時間、の
   ３条件から一つを選択できるようになっていることを特
   徴とする射出成形機。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の射出成形機の供給
   工程において、 圧力センサーから検出される樹脂圧力が、設定された背
   圧に一致するように充填プランジャーの後退動作を４方
   向サーボ弁によって制御することを特徴とする射出成形
   方法。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載の射出成形機におい
   て、 充填スクリュー回転完了後の計量完了位置、サックバッ
   ク完了位置、充填完了位置の少なくとも任意の１以上の
   位置における、充填プランジャーの位置決め制御を４方
   向サーボ弁で行うことを特徴とする射出成形方法。