JP2003154563A

JP2003154563A - 射出制御装置

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Publication number: JP2003154563A
Application number: JP2001359731A
Authority: JP
Inventors: Seigo Yoshino; 晴吾吉野
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2003-05-27
Anticipated expiration: 2021-11-26
Also published as: JP3848137B2

Abstract

(57)【要約】【課題】インラインスクリューにおいて、逆流防止装置
を使用することなく、熱硬化性の成形材料の射出量の精
度を高くし、かつ、安定化させることができるようにす
る。【解決手段】加熱シリンダ１１と、前端にスクリューヘ
ッド２７を備えたスクリュー１２と、該スクリュー１２
を回転させるための第１の駆動部と、前記スクリュー１
２を進退させるための第２の駆動部と、射出工程におい
て第１の駆動部を駆動して、計量工程時と同じ方向にス
クリュー１２を回転させるスクリュー回転制御処理手段
とを有する。射出工程において第１の駆動部が駆動さ
れ、計量工程時と同じ方向にスクリュー１２が回転させ
られるので、スクリュー１２の溝内を成形材料が後方に
流れようとするのを阻止することができる。射出工程に
おいて成形材料が逆流することがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出制御装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、射出成形機は射出装置を有し、該
射出装置の加熱シリンダ内にスクリューが回転自在に、
かつ、進退自在に配設され、該スクリューを駆動部によ
って回転させたり、進退させたりすることができるよう
になっている。そして、計量工程時に、スクリューを正
方向に回転させ、それに伴って後退させ、ホッパから加
熱シリンダ内に進入した成形材料としての樹脂を溶融さ
せてスクリューヘッドの前方に蓄え、射出工程時に、ス
クリューを前進させて射出ノズルから樹脂を射出するよ
うにしている。

【０００３】図２は従来の射出装置の要部を示す断面図
である。

【０００４】図において、１１は加熱シリンダであり、
該加熱シリンダ１１の前端（図において左端）に射出ノ
ズル１３が取り付けられる。前記加熱シリンダ１１内に
は、スクリュー１２が回転自在に、かつ、進退（図にお
いて左右方向に移動）自在に配設され、該スクリュー１
２を図示されない駆動部によって回転させたり、進退さ
せたりすることができるようになっている。そのため
に、前記スクリュー１２の後端（図において右端）は前
記駆動部と連結される。また、スクリュー１２は、フラ
イト部２１、及び該フライト部２１の前端に配設された
スクリューヘッド１０から成り、前記フライト部２１の
表面には、螺（ら）旋状のフライト２３が形成され、該
フライト２３に沿って溝２４が形成される。

【０００５】前記構成の射出装置において、計量工程時
に、前記駆動部を駆動してスクリュー１２を正方向に回
転させると、図示されないホッパ内のペレット状の樹脂
が加熱シリンダ１１内に進入し、溝２４内を前進（図に
おいて左方に移動）させられ、図示されないヒータによ
って溶融させられて、スクリューヘッド１０より前方
（図において左方）に蓄えられる。それに伴って、前記
スクリュー１２は後退（図において右方に移動）させら
れる。

【０００６】また、射出工程時に、前記駆動部を駆動し
てスクリュー１２を前進させると、前記スクリューヘッ
ド１０の前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズル１３から
射出され、図示されない金型装置のキャビティ空間に充
填（てん）される。

【０００７】ところで、射出工程時に、前記スクリュー
ヘッド１０の前方に蓄えられた樹脂が逆流しないよう
に、逆流防止装置が配設される。

【０００８】そのために、前記スクリューヘッド１０
は、前半部（図において左半部）に円錐（すい）形の形
状を有するヘッド本体部１７を、後半部（図において右
半部）に小径部１９を有する。そして、該小径部１９の
外周に環状の逆止リング２０が軸方向において移動自在
に配設され、小径部１９と逆止リング２０との間に樹脂
流路１８が形成される。また、前記フライト部２１の前
端に、前記逆止リング２０の後端と接離自在にシールリ
ング２２が配設される。そして、前記逆止リング２０及
びシールリング２２によって前記逆流防止装置が構成さ
れる。

【０００９】したがって、前記射出工程時に、スクリュ
ー１２を前進させると、前記スクリューヘッド１０より
前方に蓄えられた樹脂は後方（図において右方）に移動
して逆流しようとするが、逆止リング２０が樹脂の圧力
によってスクリュー１２に対して相対的に後方に移動
し、前記逆止リング２０の後端がシールリング２２に当
接し、シールを行う。その結果、前記スクリューヘッド
１０より前方に蓄えられた樹脂が逆流するのを防止する
ことができる。

【００１０】一方、計量工程時に、溝２４内を前進させ
られる樹脂の圧力によって逆止リング２０がスクリュー
１２に対して相対的に前方に移動させられ、前記逆止リ
ング２０の前端がヘッド本体部１７の後端に当接する
が、ヘッド本体部１７の周囲の複数箇所には、軸方向に
延びる切欠２５が形成されているので、樹脂の移動は妨
げられない。

【００１１】したがって、射出される樹脂の量、すなわ
ち、射出量を高精度で、かつ、安定化させることができ
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の射出装置においては、成形材料として熱硬化性の樹
脂を使用する場合、前記逆流防止装置において樹脂に剪
（せん）断力、圧縮力等が加わり、樹脂が発熱して加熱
シリンダ内で硬化してしまう。

【００１３】本発明は、前記従来の射出装置の問題点を
解決して、インラインスクリューにおいて、逆流防止装
置を使用することなく、熱硬化性の成形材料の射出量の
精度を高くし、かつ、安定化させることができる射出制
御装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の射
出制御装置においては、加熱シリンダと、該加熱シリン
ダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設され、
前端にスクリューヘッドを備えたスクリューと、該スク
リューを回転させるための第１の駆動部と、前記スクリ
ューを進退させるための第２の駆動部と、射出工程にお
いて第１の駆動部を駆動して、計量工程時と同じ方向に
スクリューを回転させるスクリュー回転制御処理手段と
を有する。

【００１５】本発明の他の射出制御装置においては、加
熱シリンダと、該加熱シリンダ内において回転自在に、
かつ、進退自在に配設され、前端にスクリューヘッドを
備えたスクリューと、該スクリューを回転させるための
第１の駆動部と、前記スクリューを進退させるための第
２の駆動部と、保圧工程において第１の駆動部を駆動し
て、計量工程時と同じ方向にスクリューを回転させるス
クリュー回転制御処理手段とを有する。

【００１６】本発明の更に他の射出制御装置において
は、さらに、前記スクリュー回転制御処理手段は、保圧
工程において第１の駆動部を駆動して、計量工程時と同
じ方向にスクリューを回転させる。

【００１７】本発明の更に他の射出制御装置において
は、さらに、前記スクリューヘッドより前方の成形材料
の圧力を検出する圧力検出部を有する。

【００１８】そして、前記スクリュー回転制御処理手段
は、前記成形材料の圧力に基づいてスクリューを回転さ
せる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２０】図１は本発明の実施の形態における射出制
御装置を示す図、図３は本発明の実施の形態における射
出装置の要部を示す断面図である。

【００２１】図において、１１はシリンダ部材としての
加熱シリンダ、１２は該加熱シリンダ１１内において回
転自在に、かつ、進退自在に配設された射出部材として
のスクリュー、１３は前記加熱シリンダ１１の前端（図
において左端）に取り付けられた射出ノズル、１４は該
射出ノズル１３に形成されたノズル口、１５は前記加熱
シリンダ１１の後端（図において右端）の近傍の所定の
位置に形成された樹脂供給口、１６は該樹脂供給口１５
に取り付けられ、成形材料としての熱硬化性の樹脂を収
容し、加熱シリンダ１１内に供給するホッパである。

【００２２】前記加熱シリンダ１１の外周の所定の箇所
（本実施の形態においては、前半部（図において左半
部）及び後半部（図において右半部））には、加熱シリ
ンダ１１を介して樹脂を加熱するためのヒータ６１、６
２が配設され、前記加熱シリンダ１１の所定の箇所（本
実施の形態においては、前端、中央及び後端）には、加
熱シリンダ１１の温度を検出することによって、樹脂の
温度を検出するための樹脂温度検出部としての温度セン
サ６３〜６５が配設される。

【００２３】前記スクリュー１２は、フライト部２１、
及び該フライト部２１の前端に配設されたスクリューヘ
ッド２７から成る。そして、前記フライト部２１は、ス
クリュー１２の本体、すなわち、スクリュー本体の外周
面に形成された螺旋状のフライト２３を備え、該フライ
ト２３によって螺旋状の溝２４が形成される。

【００２４】ところで、前記加熱シリンダ１１の後端は
前方射出サポート３１に取り付けられ、該前方射出サポ
ート３１と所定の距離を置いて後方射出サポート３２が
配設される。そして、前記前方射出サポート３１と後方
射出サポート３２との間にガイドバー３３が架設され、
該ガイドバー３３に沿ってプレッシャプレート３４が進
退（図において左右方向に移動）自在に配設される。な
お、前記前方射出サポート３１及び後方射出サポート３
２は、図示されないボルトによって図示されないスライ
ドベースに固定される。

【００２５】また、前記スクリュー１２の後端にドライ
ブシャフト３５が連結され、該ドライブシャフト３５
は、ベアリング３６、３７によってプレッシャプレート
３４に対して回転自在に支持される。そして、第１の駆
動部として電動の計量用モータ４１がプレッシャプレー
ト３４に取り付けられ、前記計量用モータ４１とドライ
ブシャフト３５との間に、プーリ４２、４３及びタイミ
ングベルト４４から成る第１の回転伝動部が配設される
ので、前記計量用モータ４１を駆動することによって、
スクリュー１２を正方向又は逆方向に回転させることが
できる。なお、本実施の形態においては、前記第１の駆
動部として電動のサーボモータから成る計量用モータ４
１を使用しているが、電動の計量用モータ４１に代えて
油圧のモータを使用することもできる。

【００２６】また、前記プレッシャプレート３４より後
方（図１において右方）に、互いに螺合させられたボー
ルねじ軸４５及びボールナット４６から成るボールねじ
４７が配設され、該ボールねじ４７によって、ボールね
じ軸４５の回転運動をボールナット４６の直進運動に変
換する運動方向変換部が構成され、ボールねじ軸４５に
よって第１の変換要素が、ボールナット４６によって第
２の変換要素が構成される。そして、前記ボールねじ軸
４５は、ベアリング４８によって後方射出サポート３２
に対して回転自在に支持され、前記ボールナット４６
は、プレート５１及びロードセル５２を介してプレッシ
ャプレート３４に固定される。さらに、第２の駆動部と
しての射出用モータ５３が配設され、該射出用モータ５
３とボールねじ軸４５との間に、プーリ５４、５５及び
タイミングベルト５６から成る第２の回転伝動部が配設
されるので、前記射出用モータ５３を駆動し、ボールね
じ軸４５を回転させることによって、ボールナット４６
及びプレッシャプレート３４を進退させ、スクリュー１
２を進退（図において左右方向に移動）させることがで
きる。なお、本実施の形態においては、前記第２の駆動
部として電動のサーボモータから成る射出用モータ５３
を使用しているが、該射出用モータ５３に代えて射出用
シリンダを使用することもできる。

【００２７】前記構成の射出制御装置において、計量工
程時に、制御部７１の図示されない計量処理手段は、計
量処理を行い、計量用モータ４１を駆動してスクリュー
１２を正方向に回転させると、ホッパ１６内のペレット
状の樹脂が加熱シリンダ１１内に進入し、溝２４内を前
進（図において左方に移動）させられ、ヒータ６１、６
２によって溶融させられて、スクリューヘッド２７より
前方（図において左方）に蓄えられる。それに伴って、
前記スクリュー１２は後退（図において右方に移動）さ
せられる。

【００２８】続いて、射出工程時に前記スクリュー１２
を前進させると、スクリューヘッド２７の前方に蓄えら
れた樹脂は、射出ノズル１３から射出され、図示されな
い金型装置のキャビティ空間に充填される。

【００２９】ところで、本実施の形態においては、逆流
防止装置が配設されておらず、スクリューヘッド２７よ
り前方と溝２４とが連通させられているので、射出工程
時に前記スクリュー１２を前進させたときに、スクリュ
ーヘッド２７より前方の樹脂が逆流すると、一定量の樹
脂をキャビティ空間に充填することができないだけでな
く、所定のクッション量を設定しておいても、保圧力を
保持することができない。

【００３０】そこで、射出ノズル１３に圧力検出部とし
ての圧力センサ６６が射出ノズル１３内の樹脂に臨ませ
て配設され、射出ノズル１３内の樹脂の圧力を検出し、
検出信号を制御部７１に送るようになっている。また、
スクリューヘッド２７より前方の樹脂が逆流することが
ないようにするための射出ノズル１３内の樹脂の圧力が
あらかじめ算出され、射出用の設定値、すなわち、第１
の設定値として設定器７２に設定される。そして、保圧
力を保持するための射出ノズル１３内の樹脂の圧力があ
らかじめ算出され、保圧用の設定値、すなわち、第２の
設定値として設定器７２に設定される。さらに、前記設
定器７２には、射出工程においてスクリュー１２を前進
させるときの速度、すなわち、スクリュー速度のパター
ンがスクリュー１２の位置、すなわち、スクリュー位置
に対応させて設定され、保圧工程においてスクリュー１
２にトルクを加え、保圧力を発生させるための保圧力の
パターンが時間に対応させて設定される。

【００３１】また、図示されない位置検出部としての位
置センサによってスクリュー位置が検出され、検出信号
が制御部７１に送られる。

【００３２】そして、射出工程において、制御部７１の
図示されない射出処理手段は、射出処理を行い、前記ス
クリュー位置を読み込み、前記設定器７２からスクリュ
ー位置に対応するスクリュー速度を読み出し、該スクリ
ュー速度を指令値として射出用モータ５３を駆動し、ス
クリュー１２を前進させる。このようにして、射出ノズ
ル１３から樹脂が射出される。

【００３３】また、制御部７１の図示されない第１のト
ルク制御処理手段は、第１のトルク制御処理を行い、前
記スクリュー１２が前進させられている間、設定器７２
から第１の設定値を読み出すとともに、圧力センサ６６
によって検出された射出ノズル１３内の樹脂の圧力を読
み込み、検出された圧力に基づいてフィードバック制御
によって計量用モータ４１を正方向に駆動する。したが
って、スクリュー１２が計量工程時と同じ方向、すなわ
ち、正方向に回転させられるので、溝２４内を樹脂が後
方に流れようとするのを阻止することができる。その結
果、射出ノズル１３内の樹脂の圧力が第１の設定値にな
り、スクリューヘッド２７より前方の樹脂が逆流するこ
とがなくなる。

【００３４】続いて、前記スクリュー位置に基づいて、
スクリュー１２が射出工程から保圧工程に切り替わる位
置、すなわち、射出・保圧切替位置に到達したことが分
かると、制御部７１の図示されない保圧処理手段は、速
度制御からトルク制御に切り替えて保圧処理を行い、設
定器７２から時間に対応する保圧力を読み出し、該保圧
力を指令値として射出用モータ５３を駆動し、スクリュ
ー１２にトルクを加える。このようにして、キャビティ
空間内の樹脂に保圧力が加えられる。

【００３５】また、保圧工程において、制御部７１の図
示されない第２のトルク制御処理手段は、第２のトルク
制御処理を行い、設定器７２から第２の設定値を読み出
すとともに、圧力センサ６６によって検出された射出ノ
ズル１３内の樹脂の圧力を読み込み、検出された圧力に
基づいてフィードバック制御によって計量用モータ４１
を正方向に駆動する。したがって、スクリュー１２が正
方向に回転させられ、射出ノズル１３内の樹脂の圧力が
第２の設定値になるので、溝２４内を樹脂が後方に流れ
ようとするのを阻止することができる。その結果、保圧
力を保持することができる。なお、前記第１、第２のト
ルク制御処理手段によってスクリュー回転処理手段が構
成され、第１、第２のトルク制御処理によってスクリュ
ー回転処理が構成される。

【００３６】また、インラインスクリューにおいて、逆
流防止装置を使用することなく、熱硬化性の樹脂の射出
量の精度を高くし、かつ、安定化させることができる。

【００３７】本実施の形態において、前記圧力センサ６
６は射出ノズル１３に配設されるようになっているが、
前記スクリューヘッド２７より前方の樹脂の圧力を検出
するものであればよいので、圧力センサを加熱シリンダ
１１の前端部（図において左端部）に配設することもで
きる。

【００３８】また、本実施の形態においては、成形材料
として熱硬化性の樹脂を使用するようになっているが、
熱可塑性の樹脂を使用することもできる。

【００３９】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。

【００４０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、射出制御装置においては、加熱シリンダと、該加
熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配
設され、前端にスクリューヘッドを備えたスクリュー
と、該スクリューを回転させるための第１の駆動部と、
前記スクリューを進退させるための第２の駆動部と、射
出工程において第１の駆動部を駆動して、計量工程時と
同じ方向にスクリューを回転させるスクリュー回転制御
処理手段とを有する。

【００４１】この場合、射出工程において第１の駆動部
が駆動され、計量工程時と同じ方向にスクリューが回転
させられるので、スクリューの溝内を成形材料が後方に
流れようとするのを阻止することができる。したがっ
て、射出工程において、スクリューヘッドより前方の成
形材料が逆流することがない。また、保圧工程において
保圧力を保持することができる。

【００４２】そして、インラインスクリューにおいて、
逆流防止装置を使用することなく、熱硬化性の成形材料
の射出量の精度を高くし、かつ、安定化させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における射出制御装置を示
す図である。

【図２】射出装置の要部を示す断面図である。

【図３】本発明の実施の形態における射出装置の要部を
示す断面図である。

【符号の説明】

１１加熱シリンダ１２スクリュー２７スクリューヘッド４１計量用モータ５３射出用モータ６６圧力センサ７１制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）加熱シリンダと、（ｂ）該加熱シ
リンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設さ
れ、前端にスクリューヘッドを備えたスクリューと、
（ｃ）該スクリューを回転させるための第１の駆動部
と、（ｄ）前記スクリューを進退させるための第２の駆
動部と、（ｅ）射出工程において第１の駆動部を駆動し
て、計量工程時と同じ方向にスクリューを回転させるス
クリュー回転制御処理手段とを有することを特徴とする
射出制御装置。
【請求項２】（ａ）加熱シリンダと、（ｂ）該加熱シ
リンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設さ
れ、前端にスクリューヘッドを備えたスクリューと、
（ｃ）該スクリューを回転させるための第１の駆動部
と、（ｄ）前記スクリューを進退させるための第２の駆
動部と、（ｅ）保圧工程において第１の駆動部を駆動し
て、計量工程時と同じ方向にスクリューを回転させるス
クリュー回転制御処理手段とを有することを特徴とする
射出制御装置。
【請求項３】前記スクリュー回転制御処理手段は、保
圧工程において第１の駆動部を駆動して、計量工程時と
同じ方向にスクリューを回転させる請求項１に記載の射
出制御装置。
【請求項４】（ａ）前記スクリューヘッドより前方の
成形材料の圧力を検出する圧力検出部を有するととも
に、（ｂ）前記スクリュー回転制御処理手段は、前記成
形材料の圧力に基づいてスクリューを回転させる請求項
１〜３に記載の射出制御装置。