JP2001225372A - 射出成形機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱シリンダにおけるヒータによる樹脂溶融
とせん断発熱による樹脂溶融との割合を安定させること
で樹脂の溶融状態を均一にすることのできる射出成形機
の制御方法を提供する。 【解決手段】 加熱シリンダ１０内に樹脂が充填されし
かもスクリュを回転させない状態にて、あらかじめヒー
タ１１により発生される熱量と加熱シリンダの温度との
対応関係を計測しておく。コントローラ１３は、スクリ
ュを回転させた状態にて温度センサ１２からの検出信号
を受けて、通電制御部１４によりヒータに与えられた電
流及び時間とに基づいてヒータにより発生される熱量を
算出すると共に、前記対応関係と算出された熱量とに基
づいて、実成形において検出された加熱シリンダ温度と
ヒータの発熱による温度上昇分との差又は割合をせん断
発熱による温度上昇分として算出して出力する。コント
ローラ１３は更に、出力された差又は割合を用いてヒー
タによる発熱とせん断発熱との割合が安定するように通
電制御部を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は射出成形機の制御方
法に関し、特に樹脂を加熱するためのヒータの制御方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機においては、加熱シリンダ内
で樹脂を溶融させ、この溶融樹脂を金型のキャビティ内
に射出して成形を行う。加熱シリンダの温度、溶融樹脂
の射出圧力や保圧等の制御の良し悪しは成型品の品質に
大きな影響を与える。このうち、特に加熱シリンダの温
度について言えば、内部の樹脂の溶融状態に影響を与え
る。

【０００３】射出成形機において樹脂を溶融する手段と
して次の２種類がある。

【０００４】Ａ．加熱シリンダの周囲に配設されたヒー
タに加えられる熱量による溶融。

【０００５】Ｂ．加熱シリンダ内に配置されたスクリュ
によって樹脂がせん断されることにより発生する、いわ
ゆるせん断発熱による溶融。

【０００６】通常の射出成形機では、上記の２つが合わ
さった状態で樹脂の溶融が行われており、それぞれの比
率が変わると樹脂の溶融状態も異なってくる。言い換え
れば、加熱シリンダ内の樹脂の溶融の割合は、Ａによる
溶融と、Ｂによる溶融の割合が時間によってばらつくこ
とが避けられない。これによって、樹脂の溶融状態がば
らつき、計量モータのトルク・計量時間等がばらついて
しまう。これらのばらつきは、成型品の品質がばらつく
原因となる。

【０００７】また、成型品の良否に関わる樹脂の劣化の
原因の１つとして、樹脂の溶融時に過大な発熱が生じる
ことによるものがある。その主要因として、せん断発熱
の過多があげられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】これまで、加熱シリン
ダの周囲に配設されたヒータの制御は以下のようにして
行われている。加熱シリンダには、その温度を検出する
ために熱電対等による温度センサが設置されている。そ
して、この温度センサからの検出信号に基づいてヒータ
への通電を制御するためのコントローラが備えられてい
る。コントローラは、ソリッドステートリレー（以下、
ＳＳＲと呼ぶ）のような通電制御手段を介してヒータへ
の通電を制御する。すなわち、加熱シリンダの温度を安
定に保つために、温度センサを用いて加熱シリンダの温
度を計測し、その結果から、ヒータに流す電流をコント
ロールしているＳＳＲをコントローラで制御し、温度を
制御するようにしている。

【０００９】しかし、温度センサからは現在の温度状態
及び温度の推移しか情報を得られない。このため、例え
ば温度が上昇した場合には、その温度上昇がヒータに加
えられた熱量によるものなのか、せん断発熱によるもの
なのか分からなかった。よって、樹脂の溶融状態の変化
による劣化がおこっても、それがせん断発熱の過多によ
るものなのか分からなかった。

【００１０】また、これまでは、加熱シリンダ内の樹脂
の溶融の割合、すなわちヒータに加えられた熱量による
溶融と、せん断発熱による溶融との割合の変化を知るこ
とはできなかった。

【００１１】そこで、本発明の課題は、加熱シリンダに
おけるヒータによる樹脂溶融とせん断発熱による樹脂溶
融との割合を安定させることで樹脂の溶融状態を均一に
することのできる射出成形機の制御方法を提供すること
にある。

【００１２】本発明の他の課題は、せん断発熱量の推移
を知ることのできる射出成形機の制御方法を提供するこ
とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明による射出成形機
の制御方法は、加熱シリンダの周囲にヒータが配設され
ると共に、温度センサが設置され、前記温度センサから
の検出信号を受けて前記ヒータへの通電を通電制御手段
を介して制御するコントローラを備えた射出成形機にお
いて、加熱シリンダ内に樹脂が充填されしかもスクリュ
を回転させない状態にて、前記ヒータにより発生される
熱量と前記加熱シリンダの温度との対応関係をあらかじ
め計測しておき、前記コントローラは、前記スクリュを
回転させた状態にて前記温度センサからの検出信号を受
けて、前記通電制御手段により前記ヒータに与えられた
電流及び時間とに基づいて前記ヒータにより発生される
熱量を算出すると共に、前記対応関係と算出された熱量
とに基づいて、実成形において検出された加熱シリンダ
温度とヒータの発熱による温度上昇分との差又は割合を
せん断発熱による温度上昇分として算出して出力するこ
とを特徴とする。

【００１４】前記コントローラはまた、前記出力された
差又は割合を用いて前記ヒータによる発熱とせん断発熱
との割合が安定するように前記通電制御手段を制御する
ことを特徴とする。

【００１５】前記通電制御手段はソリッドステートリレ
ーで実現することができる。

【００１６】また、前記算出された差又は割合は成型品
の品質情報として記録あるいは表示されるのが好まし
い。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明の実施の
形態について説明する。図１において、加熱シリンダ１
０の周囲にはヒータ１１が配設されている。図１ではヒ
ータ１１は象徴的に１個のみ示しているが、実際には加
熱シリンダ１０の軸方向に間隔をおいて複数箇所に設置
される。ヒータ１１には、その温度を加熱シリンダ１０
の温度として検出するために熱電対等による温度センサ
１２が設置されている。そして、温度センサ１２からの
検出信号及び後述する情報に基づいてヒータ１１への通
電を制御するためのコントローラ１３が備えられてい
る。コントローラ１３は、ＳＳＲによる通電制御部１４
を介してヒータ１１への通電を制御する。

【００１８】本発明による制御方法は以下のようにして
実行される。

【００１９】（１）あらかじめ、せん断発熱させない場
合、すなわち加熱シリンダ１０内に樹脂を充填ししかも
スクリュを回転させない場合における、ヒータ１１によ
り発生される熱量（ヒータに流れる電流値と通電時間と
により算出される）とヒータ１１における温度上昇、す
なわち加熱シリンダ１０の温度上昇（温度センサ１２の
検出値）との対応関係を求めておく。この対応関係はコ
ントローラ１３におけるメモリに保存される。図２は、
上記の対応関係の一例を示す。

【００２０】（２）実際の成形動作に入ると、コントロ
ーラ１３は温度センサ１２による検出温度をサンプリン
グして記憶すると共に、ヒータ１１に流される電流とそ
の時間とによりヒータ１１で発生される熱量を上記サン
プリング周期で算出して記憶するする。

【００２１】（３）コントローラ１３は更に、上記
（１）、（２）で得られた情報、すなわち前記対応関係
と算出された熱量とに基づいて、実際の成形において検
出された加熱シリンダ温度とヒータ１１の発熱による温
度上昇分との差又は割合をせん断発熱による温度上昇分
として算出して出力する。これは、プリンタにより記録
したり、ディスプレイにて表示することができる。

【００２２】図３には、実際の加熱シリンダ１０の温度
上昇（せん断発熱よる上昇分を含む）とヒータ１１の発
熱量との関係の一例を示す。ここで、図３に示されたあ
るヒータ発熱量での加熱シリンダ温度と、図２に示され
た上記あるヒータ発熱量での加熱シリンダ温度との差又
は割合が、せん断発熱によるものであることは明らかで
ある。

【００２３】このようにして、上記の対応関係からせん
断発熱分を知ることができ、その推移を知ることもでき
る。これは、樹脂の溶融状態を左右しているせん断発熱
とヒータ１１の発熱との割合の変化の推移が分かること
を意味する。せん断発熱分の推移は、コントローラ１３
から成型品の品質情報の１つとして出力される。

【００２４】（４）一方、コントローラ１３は、せん断
発熱とヒータ１１の発熱との割合を示す情報に基づい
て、これらの割合が安定するように通電制御部１４を制
御、すなわちヒータ１１に流す電流を調整する。

【００２５】本形態によれば、加熱シリンダ１０の温度
とヒータ１１に流す電流を調整している通電制御部１４
の出力とにより、加熱シリンダ１０の温度上昇における
せん断発熱の割合がわかる。よって、コントローラ１３
の出力により、せん断発熱の推移がわかり、樹脂の溶融
状態の推移を知ることができると共に、成型品の品質情
報として出力することができる。勿論、上記（１）〜
（３）におけるヒータ１１の温度設定条件は同じであ
る。

【００２６】なお、コントローラ１３は、射出成形機本
体を制御するために備えられている制御装置で実現する
こともできるし、この制御装置とは別に専用に備えられ
ても良い。また、本発明は、油圧式、電動式のいずれの
タイプの射出成形機にも適用できることは言うまでも無
い。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、加熱シリンダにおける
ヒータによる樹脂溶融とせん断発熱による樹脂溶融との
割合を安定させることができるので樹脂の溶融状態を均
一にすることができ、もって成型品の品質のばらつきを
無くすことができる。また、せん断発熱の推移もロギン
グデータとして知ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による制御方法を実施するための構成を
示したブロック図である。

【図２】スクリュを回転させずヒータのみの発熱で樹脂
の溶融を行った場合のヒータ発熱量と加熱シリンダ温度
との関係を示した図である。

【図３】スクリュを回転させてせん断発熱とヒータの発
熱で樹脂の溶融を行った場合のヒータ発熱量と加熱シリ
ンダ温度との関係を示した図である。

【符号の説明】

１０ 加熱シリンダ １１ ヒータ １２ 温度センサ １３ コントローラ １４ 通電制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F206 AK09 AP051 AQ03 AR061 JA07 JD01 JL02 JM01 JM04 JN03 JN11 JN43 JP13 JP17 JP22 JQ46

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱シリンダの周囲にヒータが配設され
   ると共に、温度センサが設置され、前記温度センサから
   の検出信号を受けて前記ヒータへの通電を通電制御手段
   を介して制御するコントローラを備えた射出成形機にお
   いて、 加熱シリンダ内に樹脂が充填されしかもスクリュを回転
   させない状態にて、前記ヒータにより発生される熱量と
   前記加熱シリンダの温度との対応関係をあらかじめ計測
   しておき、 前記コントローラは、前記スクリュを回転させた状態に
   て前記温度センサからの検出信号を受けて、前記通電制
   御手段により前記ヒータに与えられた電流及び時間とに
   基づいて前記ヒータにより発生される熱量を算出すると
   共に、前記対応関係と算出された熱量とに基づいて、実
   成形において検出された加熱シリンダ温度とヒータの発
   熱による温度上昇分との差又は割合をせん断発熱による
   温度上昇分として算出して出力することを特徴とする射
   出成形機の制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の射出成形機の制御方法に
   おいて、前記コントローラは更に、前記出力された差又
   は割合を用いて前記ヒータによる発熱とせん断発熱との
   割合が安定するように前記通電制御手段を制御すること
   を特徴とする射出成形機の制御方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の射出成形機の制御方法に
   おいて、前記通電制御手段はソリッドステートリレーで
   あることを特徴とする射出成形機の制御方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の射出成
   形機の制御方法において、前記算出された差又は割合を
   成型品の品質情報として記録あるいは表示することを特
   徴とする射出成形機の制御方法。