JP2005144859A

JP2005144859A - 射出成形装置及び射出成形装置における樹脂温度の制御方法

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Publication number: JP2005144859A
Application number: JP2003385492A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Amano; 剛裕天野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2023-11-14
Also published as: JP4103780B2

Abstract

【課題】射出成形装置において樹脂温度を制御する際に、高圧・高速の溶融樹脂により温度センサが破損等することを防止する。
【解決手段】可塑化機１０と、射出機２０と、可塑化機１０及び射出機２０を連結し流路３０ａを有する連結部３０と、射出機側２０の流路３０ａに設けられ、流路３０ａの開放及び閉鎖を切替制御可能な切替弁５２と、切替弁５２よりも可塑化機１０側の流路３０ａに設けられ、流路３０ａを任意の開度に可変制御可能な可変絞り弁５１と、切換弁５２よりも可塑化機１０側の流路３０ａ又は可塑化機１０内に設けられ、流路３０ａ又は可塑化機１０内の記溶融樹脂の温度を検出可能な温度センサ５３と、可塑化機１０における可塑化条件を操作可能な制御装置４０とを備えている。制御装置４０は、温度センサ５３の検出温度に基づいて少なくとも可変絞り弁５１による絞り開度を調節可能となされている。
【選択図】図１

Description

本発明は射出成形装置及び射出成形装置における樹脂温度の制御方法に関し、より詳しくは可塑化機と、射出機と、該可塑化機及び該射出機を連結する連結部とを備えた、いわゆるプリプラ式の射出成形装置及びその射出成形装置における樹脂温度の制御方法に関する。

熱可塑性樹脂の射出成形においては、射出機から金型内に射出、充填される溶融樹脂の温度をショット毎に一定に制御することが、成形品質を向上させる上で重要となる。溶融樹脂の温度が変化すると、その温度変化に応じて溶融樹脂の粘度や密度も大きく変化してしまい、金型内での成形状態（金型内への溶融樹脂の充填量等）に影響を与えるからである。

従来、樹脂温度を制御可能な射出成形装置として、先端にノズルをもつ加熱シリンダと、この加熱シリンダ内に回転可能かつ進退可能に配設された回転スクリュと、回転スクリュを回転させるための回転モータ及び回転スクリュを前進／後退させるための油圧作動バルブをもつ射出シリンダとを備えた、いわゆるインライン式の射出成形装置であって、前記ノズルの流路内に温度センサを配設したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、同じくインライン式の射出成形装置であって、回転スクリュのスクリュヘッド部分に温度センサを配設したものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平６−２４６７８６号公報特開平７−２１４６１３号公報

しかし、上記従来のインライン式の射出成形装置では、金型内への溶融樹脂の射出時、ノズル流路内やスクリュヘッド部分は高圧・高速の溶融樹脂に曝される。このため、ノズル流路内やスクリュヘッド部分に配設された温度センサが破損等する場合があり、温度センサの耐久性に問題があった。また、温度センサの取り付け部分（温度センサに接続された導線の取り出し部分）から高圧の溶融樹脂がシリンダ外に漏れ出るおそれもあった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、高圧・高速の溶融樹脂により温度センサが破損等することを効果的に防止することのできる射出成形装置及び射出成形装置における樹脂温度の制御方法を提供することを解決すべき技術課題とするものである。

上記課題を解決する本発明の射出成形装置は、樹脂材料を剪断熱により加熱しうる回転スクリュを有し、該樹脂材料を可塑化して溶融樹脂とする可塑化機と、前記可塑化機から供給された前記溶融樹脂を射出する射出機と、前記可塑化機と前記射出機とを連結し、該可塑化機から該射出機へ前記溶融樹脂を供給するための流路を有する連結部と、前記射出機側の前記流路に設けられた、該流路の開放及び閉鎖を切替制御可能な切替弁と、前記切替弁よりも前記可塑化機側の前記流路に設けられた、該流路を任意の開度に可変制御可能な可変絞り弁と、前記切換弁よりも前記可塑化機側の前記流路又は前記可塑化機内に設けられた、該流路又は該可塑化機内の前記溶融樹脂の温度を検出可能な温度センサと、前記可塑化機における可塑化条件を操作可能な制御装置とを備え、前記制御装置は、前記温度センサの検出温度に基づいて少なくとも前記可変絞り弁による絞り開度を調節可能となされていることを特徴とするものである。

ここに、可変絞り弁による絞り開度とは、可変絞りにより絞られた流路の開度を意味する。したがって、絞り開度を低くするほど、可変絞り弁の部分で流路が狭く（流路断面積が小さく）なり、この可変絞り弁の上流側で溶融樹脂の圧力を高くすることができ、逆に絞り開度を高くするほど、可変絞り弁の部分で流路が広く（流路断面積が大きく）なり、この可変絞り弁の上流側で溶融樹脂の圧力を低くすることができる。

本発明の射出成形装置は、好適な態様において、前記可変絞り弁よりも前記可塑化機側の前記流路又は前記可塑化機内に設けられた、該流路又は該可塑化機内の前記溶融樹脂の圧力を検出可能な圧力センサをさらに備え、前記制御装置は、該圧力センサの検出圧力に基づいて前記可変絞り弁の開閉速度を調節可能となされている。

好適な態様において、前記制御装置は、前記温度センサの検出温度に基づいて前記回転スクリュの回転速度を調節可能となされている。

好適な態様において、前記連結部は、前記可変絞り弁と前記切換弁との間の少なくとも一部が可撓性の管により構成されている。

上記課題を解決する本発明の射出成形装置における樹脂温度の制御方法は、樹脂材料を剪断熱により加熱しうる回転スクリュを有し、該樹脂材料を可塑化して溶融樹脂とする可塑化機と、該可塑化機から供給された前記溶融樹脂を射出する射出機と、前記可塑化機と前記射出機とを連結し、該可塑化機から該射出機へ前記溶融樹脂を供給するための流路を有する連結部と、前記射出機側の前記流路に設けられた、該流路の開放及び閉鎖を切替制御可能な切替弁と、前記切替弁よりも前記可塑化機側の前記流路に設けられた、該流路を任意の開度に可変制御可能な可変絞り弁と、前記切換弁よりも前記可塑化機側の前記流路又は該可塑化機内に設けられた、該流路又は該可塑化機内の前記溶融樹脂の温度を検出可能な温度センサと、前記可塑化機における可塑化条件を操作可能な制御装置とを備えた射出成形装置における樹脂温度の制御方法であって、前記制御装置を用いて、前記温度センサにより検出した検出温度に基づいて前記可変絞りによる絞り開度を調節して前記可塑化機における可塑化圧力を操作することにより、前記溶融樹脂の温度をフィードバック制御することを特徴とするものである。

好適な態様において、前記射出成形装置は、前記可変絞り弁よりも前記可塑化機側の前記流路又は前記可塑化機内に設けられた、該流路又は該可塑化機内の前記溶融樹脂の圧力を検出可能な圧力センサをさらに備え、前記制御装置を用いて、前記圧力センサにより検出した検出圧力に基づいて前記可変絞り弁の開閉速度を調節する。

好適な態様において、前記制御装置を用いて、前記温度センサの検出温度に基づいて前記回転スクリュの回転速度を調節する。

以下、本発明に係る射出成形装置及びその射出成形装置における樹脂温度の制御方法についての実施形態を具体的に説明する。

（実施形態１）
図１は本発明の一実施形態に係る射出成形装置の全体構成を簡略的に示す部分断面概要図である。この射出成形装置は、いわゆるプリプラ式の射出成形装置であって、樹脂材料を可塑化して溶融樹脂とする可塑化機１０と、可塑化機１０から供給された溶融樹脂を金型（図示せず）内に射出する射出機２０と、可塑化機１０及び射出機２０を連結する連結部３０と、可塑化機１０における可塑化条件を操作可能な制御装置４０とを主な構成要素として有している。

可塑化機１０は、加熱シリンダ１１と、この加熱シリンダ１１の外周面に配設され、該加熱シリンダ１１内の樹脂材料を加熱しうる複数のヒータ１２と、加熱シリンダ１１内に回転可能に配設され、樹脂材料を剪断熱により加熱しうる回転スクリュ１３と、回転スクリュ１３を回転駆動させる回転駆動手段としてのスクリュ用サーボモータ１４とを備えている。

加熱シリンダ１１は、加熱シリンダ１１内の溶融樹脂を前記連結部３０に向けて排出するための排出口１１ａを先端に有するとともに、供給口１１ｂを基端側上面に有している。そして、樹脂材料（固体ペレット）を加熱シリンダ１１内に供給するためのホッパ１５が前記供給口１１ｂに取り付けられている。

なお、回転スクリュ１３を回転駆動させる前記回転駆動手段としては、サーボモータに限られず、電動機や油圧モータ等でもよい。

射出機２０は、シリンダ部２１と、このシリンダ部２１内に進退可能に配設された射出プランジャ部２２と、射出プランジャ部２２を進退駆動させる駆動手段としての油圧シリンダ機構２３と、シリンダ部２１の先端に連結されたノズル部２４とを備えている。

なお、射出プランジャ部２２を進退駆動させる駆動手段としては、油圧シリンダ機構に限られず、モータ、ボールねじやエアシリンダ等でもよい。

また、ノズル部２４は略Ｔ字状の通路を有し、この通路は、シリンダ部２１の先端開口に通じるとともに水平方向に延びて該ノズル部２４を水平方向に貫通する水平通路２４ａと、この水平通路２４ａの中間部から下方に垂直に延びて下方に開口する垂直通路２４ｂと、この垂直通路２４ｂの先端開口としての射出口２４ｃとを有している。このため、シリンダ部２１からノズル部２４内へ水平方向に射出された溶融樹脂は、水平通路２４ａ及び垂直通路２４ｂを介して垂直方向に流れて射出口２４ｃに至り、金型の上方から金型内に下向きの垂直方向に射出、充填されるようになっている。

また、この射出機２０から金型内への溶融樹脂の射出時には、連結部３０を介する射出機２０から可塑化機１０側への溶融樹脂の逆流を阻止すべく、後述する切替弁により前記連結部３０の流路（後述する）は閉鎖状態とされる。

連結部３０は、可塑化機１０の先端に結合された可変絞り機構部３１と、射出機２０のノズル部２４に結合された開閉切替機構部３２と、可変絞り機構部３１及び開閉切替機構部３２を連結する可撓性の管よりなる連結ホース（ゴム又は樹脂製ホース）３３とから構成されており、これら可変絞り機構部３１内、連結ホース３３内及び開閉切替機構部３２内に、可塑化機１０から射出機２０へ溶融樹脂を供給するための流路３０ａが設けられている。

そして、上記流路３０ａには、可変絞り機構部３１の部分で、絞り弁用サーボモータ５１ａにより該流路３０ａを任意の開度に可変制御可能な可変絞り弁５１が設けられている。また、流路３０ａには、開閉切替機構部３２の部分で、自己の開弁及び閉弁動作により該流路３０ａの開放及び閉鎖を切替制御可能な切替弁５２が設けられている。

なお、可変絞り弁を駆動させる駆動手段としては、サーボモータに限られず、電動機や油圧モータ等でもよい。

さらに、この流路３０ａには、可変絞り機構部３１の部分で可変絞り弁３１ａよりも可塑化機１０側に、該流路３０ａ内の溶融樹脂の温度を検出可能な温度センサ５３が設けられている。なお、温度センサ５３としては、流路３０ａ内の溶融樹脂の温度を検出可能なものであれば特に限定されず、熱電対等とすることができる。

前記制御装置４０は、メインコントローラ４１と絞りコントローラ４２とを備えている。メインコントローラ４１には、温度センサ５３から検出信号が入力されるようになっている。このメインコントローラ４１は、溶融樹脂の目標温度と温度センサ５３の検出温度（現在温度）とを比較し、両者の差に応じて、可変絞り弁５１による絞り開度を適切な値にすべく、絞りコントローラ４２に対して絞り開度指令を出力する。この目標温度と検出温度との差に基づく絞り開度指令は、試行実験の結果に基づいて決定されるものであり、目標温度及び検出温度間の差と絞り開度の適切な値との関係を示すデータが実験データと共にメインコントローラ４１に予め記憶されている。

そして、絞りコントローラ４２は、メインコントローラ４１からの絞り開度指令に応じて、可変絞り弁５１による絞り開度が適切な値になるように制御する。具体的には、絞り弁用サーボモータ５１ａの回転角を検知しながら、可変絞り弁５１による絞り開度が適切な値になるようにその回転角を調整する。なお、絞り弁用サーボモータ５１ａの回転角は可変絞り弁５１による絞り開度と対応している。

また、メインコントローラ４１は、溶融樹脂の目標温度と温度センサ５３の検出温度との差に応じて、回転スクリュ１３の回転速度を適切な値にすべく、スクリュ用サーボモータ１４に対して回転速度指令を出力する。この目標温度と検出温度との差に基づく回転速度指令も、絞り開度指令と同様、試行実験に基づいて決定されるものであり、目標温度及び検出温度間の差とスクリュ回転速度の適切な値との関係を示すデータが実験データと共にメインコントローラ４１に予め記憶されている。メインコントローラ４１から回転速度指令を受けたスクリュ用サーボモータ１４は、その指令に応じて回転スクリュ１３を適切な回転速度で回転させる。

次に、この射出成形装置の動作を説明するとともに、この射出成形装置における樹脂温度の制御方法について説明する。

切替弁５２の開弁作動により流路３０ａが開放された状態で、スクリュ用サーボモータ１４を作動させて回転スクリュ１３を回転させ、ホッパ１５から加熱シリンダ１１の後端部へ樹脂材料を供給する。樹脂材料は、加熱シリンダ１１中を前方へ移送されつつヒータ１２からの加熱及び回転スクリュ１３の回転による剪断熱を受けて溶融する。溶融樹脂は、排出口１１ａから順次通路３０ａに向けて押し出され、この通路３０ａを介して射出機２０のシリンダ部２１内へ供給される。その後、切替弁５２の閉弁作動により流路３０ａを閉鎖して溶融樹脂が可塑化機１０側へ逆流することを阻止した状態で、油圧シリンダ機構２３を作動させて射出プランジャ２２を前進させ、シリンダ部２１内の溶融樹脂をノズル部２４の射出口２４ｃから図示しない金型内へ射出、充填する。なお、切替弁５２を閉弁して射出機２０から溶融樹脂を金型内へ射出、充填している間は、可塑化機１０内では回転スクリュ１３の回転が停止されている。また、流路３０ａ内には数ショット分の溶融樹脂が詰まっており、切換弁５２の開閉作動により、射出機２０側の溶融樹脂から順に１ショット分ずつ射出機２０のシリンダ部２１内に供給される。

このような射出成形を連続して行う過程において、金型内に射出、充填される溶融樹脂の温度がショット毎に異なるものになると、前述のとおり成形品質を一定に保つことができない。

そこで、この射出成形装置では、流路３０ａの可変絞り機構部３１内を通過する溶融樹脂の温度を温度センサ５３で検出する。そして、制御装置４０が、溶融樹脂の温度が適切な温度となるように、検出温度に基づいて可塑化機１０における可塑化条件、具体的には可塑化圧力（加熱シリンダ１１内の溶融樹脂圧力）及び回転スクリュ１３の回転速度を操作する。これにより、溶融樹脂の温度をリアルタイムでフィードバック制御することができる。

詳しくは、温度センサ５３から検出信号が入力されたメインコントローラ４１は、溶融樹脂の目標温度と温度センサ５３の検出温度とを比較するとともに、予め記憶された実験データ等を基に、その検出温度に応じた絞り開度指令を決定し、それを絞りコントローラ４２に出力する。この指令を受けた絞りコントローラ４２は、絞り弁用サーボモータ５ａの回転角を調節して、可変絞り弁５１による絞り開度を適切なものに調節する。

例えば、温度センサ５３の検出温度が目標温度よりも低い場合は、可塑化機１０内における可塑化圧力を高くするべく、可変絞り弁５１の絞り開度を低くする（可変絞り弁５１を絞って流路３０ａの開度を低くする）必要がある。このため、メインコントローラ４１は、目標温度と検出温度との差に応じた量で可変絞り弁５１が絞られるように（差が大きいほど絞り量が多くなって絞り開度が低くなるように）、絞り開度が所定量低くなるような絞り開度指令を絞りコントローラ４２に出力する。そして、絞りコントローラ４２は、その指令に基づいて可変絞り弁５１による絞り開度を調節して低下させる。こうして可変絞り弁５１の絞り開度が低くされれば、可変絞り弁５１の上流側において溶融樹脂圧力が高くなるので、可塑化機１０内における可塑化圧力も高くなって、剪断発熱量の増大により溶融樹脂の温度を上昇させることができる。

一方、温度センサ５３の検出温度が目標温度よりも高い場合は、可塑化機１０内における可塑化圧力を低くするべく、可変絞り弁５１の絞り開度を高くする（可変絞り弁５１を開いて流路３０ａの開度を高くする）必要がある。このため、メインコントローラ４１は、目標温度と検出温度との差に応じた量で可変絞り弁５１が開かれるように（差が大きいほど開き量が多くなって絞り開度が高くなるように）、絞り開度が所定量高くなるような絞り開度指令を絞りコントローラ４２に出力する。そして、絞りコントローラ４２は、その指令に基づいて絞り弁用サーボモータ５１ａの回転角を調節して可変絞り弁５１による絞り開度を上昇させる。こうして可変絞り弁５１の絞り開度が高くされれば、可変絞り弁５１よりも上流側の溶融樹脂圧力が低くなるので、可塑化機１０内における可塑化圧力も低くなって、剪断発熱量の減少により溶融樹脂の温度を低下させることができる。

また、温度センサ５３から検出信号が入力されたメインコントローラ４１は、溶融樹脂の目標温度と温度センサ５３の検出温度とを比較するとともに、予め記憶された実験データ等を基に、その検出温度に応じた回転速度指令を決定し、それをスクリュ用サーボモータ１４に出力する。この指令を受けたスクリュ用サーボモータ１４は、その指令に応じて、スクリュ用サーボモータ１４の回転速度を調節して、回転スクリュ１３を適切な回転速度で回転させる。すなわち、制御装置４０のメインコントローラ４１により、検出温度が目標温度よりも低い場合は回転スクリュ１３の回転速度が増大されて溶融樹脂の温度が上昇し、検出温度が目標温度よりも高い場合は回転スクリュ１３の回転速度が減少されて溶融樹脂の温度が低下するように、回転スクリュ１３の回転速度が制御される。

こうして溶融樹脂の温度を温度センサ５３で随時検出することにより、溶融樹脂の温度をリアルタイムでフィードバック制御することができる。したがって、溶融樹脂の温度がショット毎に異なることを抑制して、成形品質を向上させることが可能となる。

そして、この射出成形装置では、射出機２０からの射出圧力を遮断する切換弁５２よりも可塑化機１０側に温度センサ５３を設置していることから、高速、高圧の溶融樹脂により温度センサ５３が破損等されるおそれがなく、温度センサ５３の耐久性向上に寄与しうる。

また、いわゆるプリプラ式の射出成形装置において、回転スクリュ１３にかける背圧を調節することにより可塑化機１０における可塑化圧力を操作する場合は、以下に示すような不都合がある。すなわち、回転スクリュ１３にかける背圧を高めて可塑化圧力を高くした場合、可塑化機１０と射出機２０とを連結する連結部３０において、その高圧の影響により、連結部３０自身が破損したり連結部３０の両端結合部等で樹脂漏れが発生したりするおそれがある。特に、樹脂製又はゴム製のホースを連結部３０の一部に採用した場合は、上記高圧の影響を受け易い。

この点、本実施形態の射出成形装置では、連結部３０の可塑化機１０側、すなわち可塑化機１０の先端に結合された可変絞り機構部３１の部分に可変絞り弁５１を配設し、この可変絞り弁５１による絞り開度を調節することにより可塑化圧力を操作するようにしている。このため、可塑化機１０における可塑化圧力を高くした場合であっても、可変絞り弁５１の下流側には高圧樹脂の影響が及ばない。したがって、連結部３０において、高圧樹脂の影響により連結ホース３３が破損したり樹脂漏れが発生したりするおそれもない。

ここに、射出機２０からの射出圧力が作用しない箇所に温度センサ５３を設置すれば、射出圧力により温度センサ５３が破損する等の不都合を解消することができるので、温度センサ５３の設置位置は、切替弁５２よりも可塑化機１０側の流路３０ａ及び可塑化機１０内であって溶融樹脂の在る所とすることができる。ただし、溶融樹脂の温度をより良好に制御するという観点からは、なるべく可塑化機１０側に近い所や可塑化機１０内、具体的には可塑化機１０内であってその前方部若しくは排出口１１ａの近傍や、前記可変絞り機構部３１内であって可変絞り弁５１の近傍（可変絞り弁５１の上流箇所又は下流箇所）に温度センサ５３を設置することが好ましい。可塑化機１０内や可塑化機１０近傍の流路３０ａ内に温度センサ５３を設置すれば、可塑化機１０内で可塑化された直後の溶融樹脂温度を検出することができるので、より正確な樹脂温度制御が可能となる。これに対し、可塑化機１０から離れた所、例えば前記切替弁５２の近傍に温度センサ５３を設けた場合は、この部分に在る溶融樹脂は、数ショット分前に可塑化機１０内で可塑化されたものであり、可塑化条件以外の外部因子による影響を受けて温度変化している場合もあるため、この溶融樹脂の検出温度に基づいて可塑化機１０における可塑化条件を操作しても、良好に温度制御できない場合もある。

また、この実施形態では、温度センサ５３の検出温度に基づいて、可変絞り弁５１の絞り開度調整による可塑化圧力と、回転スクリュ１３の回転速度とを操作する例について説明したが、これに限定されるものではなく、検出温度に基づく回転スクリュ１３の回転速度操作は必須のものではない。一方、検出温度に基づいてヒータ１２による加熱温度を操作することも可能である。すなわち、メインコントローラ４１が、溶融樹脂の目標温度と温度センサ５３の検出温度との差に応じて、ヒータ１２による加熱温度が適切な値になるように、ヒータ１２に対して電流制御を行うようにしてもよい。

（実施形態２）
図２に示す本実施形態に係る射出成形装置は、制御装置４０が記憶演算部４３を有することと、温度センサ５３の設置個所を変更したこと以外は、前記実施形態１と同様の構成である。

すなわち、この射出成形装置では、可変絞り機構部３１内であって可変絞り弁５１の下流側に温度センサ５３が設置されているとともに、この温度センサ５３からの検出信号が入力される記憶演算部４３を制御装置４０が備えている。

この射出成形装置では、上記記憶演算部４３が、温度センサ５３からの検出温度を記憶するとともに、記憶された検出温度から例えばある時間内の平均検出温度を求め、この平均検出温度をメインコントローラ４１に出力する。そして、メインコントローラ４１は、この平均検出温度と目標温度とを比較して前記絞り開度指令を決定し、それを絞りコントローラ４２に出力する。こうすれば、瞬間的な樹脂温度変化によるランダム振動等の影響により、樹脂温度制御が不安定になることを防止することができ、より安定した樹脂温度制御が可能となる。

（実施形態３）
図３に示す本実施形態に係る射出成形装置では、可変絞り機構部３１内であって可変絞り弁５１の上流側に圧力センサ５４が設置されるとともに、この圧力センサ５４からの検出信号が絞りコントローラ４２に入力されるように構成されている。

そして、メインコントローラ４１は、記憶演算部４３から入力された平均検出温度と溶融樹脂の目標温度とを比較し、両者の差に応じて、可塑化機１０における可塑化圧力を適切な値にすべく、絞りコントローラ４２に対して圧力指令を出力する。この目標温度と平均検出温度との差に基づく圧力指令は、試行実験の結果に基づいて決定されるものであり、目標温度及び平均検出温度間の差と可塑化圧力の適切な値との関係を示すデータが実験データと共にメインコントローラ４１に予め記憶されている。

そして、絞りコントローラ４２は、メインコントローラ４１からの圧力指令に応じて、可変絞り弁５１の開閉速度を調節し、可塑化機１０内の圧力がメインコントローラ４１から指令された圧力となるように制御する。具体的には、絞りコントローラ４２は、圧力センサ５４の検出圧力（現在圧力）とメインコントローラ４１から指令された圧力（指令圧力）とを比較し、その差に応じて可変絞り弁５１の開閉速度を決めるとともに、その開閉速度指令を絞り弁用サーボモータ５１ａに出力して、可変絞り弁５１の開閉速度を調節する。

例えば、圧力センサ５４の検出圧力が指令圧力よりも低い場合に、可塑化機１０内における可塑化圧力を高くするべく、可変絞り弁５１の絞り開度を低くして流路３０ａを絞る際に、指令圧力と検出圧力との差に応じた速さ（差が大きいほど速い閉鎖速度）で可変絞り弁５１が絞られるように、可変絞り弁５１の開閉速度（閉鎖速度）を決める。そして、圧力センサ５４の検出圧力が前記指令圧力に達したら、開閉速度（閉鎖速度）を零とする指令を絞り弁用サーボモータ５１ａに出力して、可変絞り弁５１の閉鎖（絞り）を止める。一方、圧力センサ５４の検出圧力が指令圧力よりも高い場合に、可塑化機１０内における可塑化圧力を低くするべく、可変絞り弁５１の絞り開度を高くして流路３０ａを開く際に、指令圧力と検出圧力との差に応じた速さ（差が大きいほど速い開放速度）で可変絞り弁５１が開かれるように、可変絞り弁５１の開閉速度（開放速度）を決める。そして、圧力センサ５４の検出圧力が前記指令圧力に達したら、開閉速度（開放速度）を零とする指令を絞り弁用サーボモータ５１ａに出力して、可変絞り弁５１の開放を止める。こうして、可塑化機１０における可塑化圧力が適切な圧力となるように、可変絞り弁５１による絞り開度を調節する。

このように、本実施形態では、指令圧力と検出圧力との差に応じた速さで可変絞り弁５１を開閉させる（圧力差を可変絞り弁５１の開閉速度と比例させる）ようにしたので、樹脂粘度のバラツキに関係なく可塑化圧力を制御することができ、したがって樹脂温度をより良好に制御することが可能となる。

その他の構成及び作用効果は前記実施形態２と基本的には同様である。

なお、前述の実施形態では、可塑化機１０に対して１つの射出機２０を連結する例について説明したが、これに限られず、１つの可塑化機１０に対して複数個の射出機２０を連結するようにしてもよい。この場合、前記連結部３０は、可塑化機１０の先端に結合された前記可変絞り機構部３１と、この可変絞り機構部３１にそれぞれ一端が結合された複数個の連結ホース３３と、各連結ホース３３の他端にそれぞれが結合されるとともに複数個の射出機２０にそれぞれが結合された複数個の前記開閉切換機構部３２とからなる構成とすることができる。

本発明の実施形態１に係る射出成形装置の全体構成を簡略的に示す部分断面概要図である。本発明の実施形態２に係る射出成形装置の全体構成を簡略的に示す部分断面概要図である。本発明の実施形態３に係る射出成形装置の全体構成を簡略的に示す部分断面概要図である。

符号の説明

１０…可塑化機２０…射出機
３０…連結部１３…回転スクリュ
３０ａ…流路４０…制御装置
５１…可変絞り弁５２…切換弁
５３…温度センサ５４…圧力センサ

Claims

樹脂材料を剪断熱により加熱しうる回転スクリュを有し、該樹脂材料を可塑化して溶融樹脂とする可塑化機と、
前記可塑化機から供給された前記溶融樹脂を射出する射出機と、
前記可塑化機と前記射出機とを連結し、該可塑化機から該射出機へ前記溶融樹脂を供給するための流路を有する連結部と、
前記射出機側の前記流路に設けられた、該流路の開放及び閉鎖を切替制御可能な切替弁と、
前記切替弁よりも前記可塑化機側の前記流路に設けられた、該流路を任意の開度に可変制御可能な可変絞り弁と、
前記切換弁よりも前記可塑化機側の前記流路又は前記可塑化機内に設けられた、該流路又は該可塑化機内の前記溶融樹脂の温度を検出可能な温度センサと、
前記可塑化機における可塑化条件を操作可能な制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記温度センサの検出温度に基づいて少なくとも前記可変絞り弁による絞り開度を調節可能となされていることを特徴とする射出成形装置。
前記可変絞り弁よりも前記可塑化機側の前記流路又は前記可塑化機内に設けられた、該流路又は該可塑化機内の前記溶融樹脂の圧力を検出可能な圧力センサをさらに備え、前記制御装置は、該圧力センサの検出圧力に基づいて前記可変絞り弁の開閉速度を調節可能となされていることを特徴とする請求項１記載の射出成形装置。
前記制御装置は、前記温度センサの検出温度に基づいて前記回転スクリュの回転速度を調節可能となされていることを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形装置。
樹脂材料を剪断熱により加熱しうる回転スクリュを有し、該樹脂材料を可塑化して溶融樹脂とする可塑化機と、該可塑化機から供給された前記溶融樹脂を射出する射出機と、前記可塑化機と前記射出機とを連結し、該可塑化機から該射出機へ前記溶融樹脂を供給するための流路を有する連結部と、前記射出機側の前記流路に設けられた、該流路の開放及び閉鎖を切替制御可能な切替弁と、前記切替弁よりも前記可塑化機側の前記流路に設けられた、該流路を任意の開度に可変制御可能な可変絞り弁と、前記切換弁よりも前記可塑化機側の前記流路又は該可塑化機内に設けられた、該流路又は該可塑化機内の前記溶融樹脂の温度を検出可能な温度センサと、前記可塑化機における可塑化条件を操作可能な制御装置とを備えた射出成形装置における樹脂温度の制御方法であって、
前記制御装置を用いて、前記温度センサにより検出した検出温度に基づいて前記可変絞りによる絞り開度を調節して前記可塑化機における可塑化圧力を操作することにより、前記溶融樹脂の温度をフィードバック制御することを特徴とする射出成形装置における樹脂温度の制御方法。
前記射出成形装置は、前記可変絞り弁よりも前記可塑化機側の前記流路又は前記可塑化機内に設けられた、該流路又は該可塑化機内の前記溶融樹脂の圧力を検出可能な圧力センサをさらに備え、
前記制御装置を用いて、前記圧力センサにより検出した検出圧力に基づいて前記可変絞り弁の開閉速度を調節することを特徴とする請求項４記載の射出成形装置における樹脂温度の制御方法。
前記制御装置を用いて、前記温度センサの検出温度に基づいて前記回転スクリュの回転速度を調節することを特徴とする請求項４又は５記載の射出成形装置における樹脂温度の制御方法。