JP2017065016A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】成形品の品質を安定化できる、射出成形機の提供。【解決手段】金型装置内における成形材料の流動を検出する検出器と、前記検出器の検出結果に基づいて、前記金型装置内のキャビティ空間において前記成形材料を圧縮する圧縮動作の制御を行う制御装置とを備える、射出成形機。【選択図】図４

Description

本発明は、射出成形機に関する。

特許文献１に記載の射出成形機は、加熱シリンダ内のスクリュを前進させることにより、スクリュの先端側に蓄えられた溶融樹脂を金型内に射出する１次射出工程を行うと共に、１次射出工程の途中で金型内の樹脂に圧縮圧力を付与する圧縮工程を開始させる。この射出成形機は、スクリュの実測前進距離が予め定められた設定値になった時点で、圧縮工程を開始させる。

特開２００２−１１３７５３号公報

従来、圧縮工程以外の工程でのショット間の変動の影響が圧縮工程によって拡大され、成形品の品質の変動が大きくなることがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、成形品の品質を安定化できる、射出成形機の提供を主な目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
金型装置内における成形材料の流動を検出する検出器と、
前記検出器の検出結果に基づいて、前記金型装置内のキャビティ空間において前記成形材料を圧縮する圧縮動作の制御を行う制御装置とを備える、射出成形機が提供される。

本発明の一態様によれば、成形品の品質を安定化できる、射出成形機が提供される。

一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。 一実施形態による射出成形機の型締時の状態を示す図である。 一実施形態による射出成形機の圧縮動作開始前の金型装置内の状態を示す図である。 一実施形態による射出成形機の圧縮動作完了後の金型装置内の状態を示す図である。 変形例による射出成形機の型締時の状態を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。

図１は、一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。図２は、一実施形態による射出成形機の型締時の状態を示す図である。図１および図２において、便宜上、金型装置３０内の成形材料の流動経路を簡略化して示す。

射出成形機は、例えば図１および図２に示すように、フレームＦｒと、型締装置１０と、射出装置４０と、中間装置５０と、エジェクタ装置６０と、制御装置９０とを有する。尚、中間装置５０は、金型装置３０に含まれてもよく、射出成形機に含まれなくてもよい。

先ず、型締装置１０、中間装置５０、およびエジェクタ装置６０について説明する。型締装置１０などの説明では、型閉時の可動プラテン１３の移動方向（図１および図２中右方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１３の移動方向（図１および図２中左方向）を後方として説明する。

型締装置１０は、金型装置３０の型閉、型締、型開を行う。型締装置１０は、固定プラテン１２、可動プラテン１３、サポートプラテン１５、タイバー１６、トグル機構２０、型締モータ２１および運動変換機構２５を有する。

固定プラテン１２は、フレームＦｒに対し固定される。固定プラテン１２における可動プラテン１３との対向面に固定金型３２が取り付けられる。

可動プラテン１３は、フレームＦｒ上に敷設されるガイド（例えばガイドレール）１７に沿って移動自在とされ、固定プラテン１２に対し進退自在とされる。可動プラテン１３における固定プラテン１２との対向面に可動金型３３が中間装置５０を介して取り付けられる。

固定プラテン１２に対し可動プラテン１３を進退させることにより、型閉、型締、型開が行われる。固定金型３２と可動金型３３とで金型装置３０が構成される。

サポートプラテン１５は、固定プラテン１２と間隔をおいて連結され、フレームＦｒ上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、サポートプラテン１５は、フレームＦｒ上に敷設されるガイドに沿って移動自在とされてもよい。サポートプラテン１５のガイドは、可動プラテン１３のガイド１７と共通のものでもよい。

尚、本実施形態では、固定プラテン１２がフレームＦｒに対し固定され、サポートプラテン１５がフレームＦｒに対し型開閉方向に移動自在とされるが、サポートプラテン１５がフレームＦｒに対し固定され、固定プラテン１２がフレームＦｒに対し型開閉方向に移動自在とされてもよい。

タイバー１６は、固定プラテン１２とサポートプラテン１５とを間隔をおいて連結する。タイバー１６は、複数本用いられてよい。各タイバー１６は、型開閉方向に平行とされ、型締力に応じて伸びる。少なくとも１本のタイバー１６には型締力検出器１８が設けられる。型締力検出器１８は、歪みゲージ式であってよく、タイバー１６の歪みを検出することによって型締力を検出する。

尚、型締力検出器１８は、歪みゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよく、その取り付け位置もタイバー１６に限定されない。

トグル機構２０は、可動プラテン１３とサポートプラテン１５との間に配設される。トグル機構２０は、クロスヘッド２０ａ、複数のリンク２０ｂ、２０ｃなどで構成される。一方のリンク２０ｂは可動プラテン１３に揺動自在に取り付けられ、他方のリンク２０ｃはサポートプラテン１５に揺動自在に取り付けられる。これらのリンク２０ｂ、２０ｃは、ピンなどで屈伸自在に連結される。クロスヘッド２０ａを進退させることにより、複数のリンク２０ｂ、２０ｃが屈伸され、サポートプラテン１５に対し可動プラテン１３が進退される。

型締モータ２１は、サポートプラテン１５に取り付けられ、クロスヘッド２０ａを進退させることにより、可動プラテン１３を進退させる。型締モータ２１とクロスヘッド２０ａとの間には、型締モータ２１の回転運動を直線運動に変換してクロスヘッド２０ａに伝達する運動変換機構２５が設けられる。運動変換機構２５は例えばボールねじ機構で構成される。クロスヘッド２０ａの位置や速度は、例えば型締モータ２１のエンコーダ２１ａなどにより検出される。

型締装置１０の動作は、制御装置９０によって制御される。制御装置９０は、型閉工程、型締工程、型開工程などを制御する。

型閉工程では、型締モータ２１を駆動して可動プラテン１３を前進させることにより、可動金型３３を固定金型３２に接触させる。可動金型３３側に圧縮部材３６が配されており、圧縮部材３６は金型装置３０内において進退自在とされている。

型締工程では、型締モータ２１をさらに駆動させることで型締力を生じさせる。型締時に可動金型３３側に配される圧縮部材３６と固定金型３２との間にキャビティ空間３４が形成され、キャビティ空間３４に液状の成形材料が充填される。キャビティ空間３４において成形材料は、圧縮部材３６によって圧縮される。キャビティ空間３４内の成形材料は、固化され、成形品となる。

型開工程では、型締モータ２１を駆動して可動プラテン１３を後退させることにより、可動金型３３を固定金型３２から離間させる。

尚、本実施形態の型締装置１０は、駆動源として、型締モータ２１を有するが、型締モータ２１の代わりに、油圧シリンダを有してもよい。また、型締装置１０は、型開閉用にリニアモータを有し、型締用に電磁石を有してもよい。

中間装置５０は、可動金型３３と可動プラテン１３との間に配設される。中間装置５０は、例えば、ブロック５１を有する。ブロック５１の内部空間５２に圧縮部材３６の後端部が挿入される。

エジェクタ装置６０は、型開後に、金型装置３０から成形品を突き出す。エジェクタ装置６０は、例えばエジェクタモータ６１、運動変換機構６２、エジェクタロッド６３を有する。

エジェクタモータ６１は、可動プラテン１３の後面に取り付けられる。エジェクタモータ６１はエンコーダ６１ａを有する。エンコーダ６１ａは、そのエジェクタモータ６１の出力軸の回転角を検出し、その回転角を示す信号を制御装置９０に出力する。

運動変換機構６２は、エジェクタモータ６１の回転運動をエジェクタロッド６３の直線運動に変換する。運動変換機構６２は、例えばボールねじ機構などで構成される。

エジェクタロッド６３は、可動プラテン１３の貫通穴において進退自在とされる。エジェクタロッド６３の前端部は、エジェクタプレート６４の後端面と接触する。

エジェクタプレート６４は、ブロック５１の内部空間５２において進退自在とされる。エジェクタプレート６４の前端面は、圧縮部材３６の後端部と接触する。

エジェクタモータ６１を駆動してエジェクタロッド６３を前進させることにより、圧縮部材３６が前進する。また、エジェクタモータ６１を駆動してエジェクタロッド６３を後退させることにより、圧縮部材３６が後退する。

エジェクタ装置６０は、圧縮部材３６の駆動装置として機能する。圧縮部材３６は、（１）金型装置３０内の成形材料の圧縮、（２）金型装置３０からの成形品の突き出しの両方に用いられる。

次に、射出装置４０について説明する。射出装置４０の説明では、型締装置１０の説明と異なり、充填時のスクリュ４３の移動方向（図１および図２中左方向）を前方とし、計量時のスクリュ４３の移動方向（図１および図２中右方向）を後方として説明する。

射出装置４０は、フレームＦｒに対し進退自在なスライドベースＳｂに設置され、金型装置３０に対し進退自在とされる。射出装置４０は、金型装置３０にタッチされ、金型装置３０内に成形材料を充填する。

射出装置４０は、例えばシリンダ４１、ノズル４２、スクリュ４３、計量モータ４５、射出モータ４６、および圧力検出器４７を有する。

シリンダ４１は、供給口４１ａから内部に供給された成形材料を加熱する。供給口４１ａはシリンダ４１の後部に形成される。シリンダ４１の外周には、ヒータなどの加熱源が設けられる。

ノズル４２は、シリンダ４１の前端部に設けられ、金型装置３０に対し押し付けられる。

スクリュ４３は、シリンダ４１内において回転自在に且つ進退自在に配設される。

計量モータ４５は、スクリュ４３を回転させることにより、スクリュ４３の螺旋状の溝に沿って成形材料を前方に送る。成形材料は、前方に送られながら、シリンダ４１からの熱によって徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ４３の前方に送られシリンダ４１の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ４３が後退させられる。

射出モータ４６は、スクリュ４３を進退させる。射出モータ４６は、スクリュ４３を前進させることにより、スクリュ４３の前方に蓄積された液状の成形材料をシリンダ４１から射出し金型装置３０内に充填させる。その後、射出モータ４６は、スクリュ４３を前方に押し、金型装置３０内の成形材料に圧力をかける。不足分の成形材料が補充できる。射出モータ４６とスクリュ４３との間には、射出モータ４６の回転運動をスクリュ４３の直線運動に変換する運動変換機構が設けられる。

圧力検出器４７は、例えば射出モータ４６とスクリュ４３との間に配設され、スクリュ４３が成形材料から受ける圧力、スクリュ４３に対する背圧などを検出する。スクリュ４３が成形材料から受ける圧力は、スクリュ４３から成形材料に作用する圧力に対応する。

射出装置４０の動作は、制御装置９０によって制御される。制御装置９０は、充填工程、保圧工程、計量工程などを制御する。

充填工程では、射出モータ４６を駆動してスクリュ４３を設定速度で前進させ、スクリュ４３の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置３０内に充填させる。スクリュ４３の位置や速度は、例えば射出モータ４６のエンコーダ４６ａにより検出される。スクリュ４３の位置が所定位置に達すると、充填工程から保圧工程への切替（所謂、Ｖ／Ｐ切替）が行われる。スクリュ４３の設定速度は、スクリュ４３の位置や時間などに応じて変更されてよい。

尚、充填工程においてスクリュ４３の位置が所定位置に達した後、その所定位置にスクリュ４３を一時停止させ、その後にＶ／Ｐ切替が行われてもよい。Ｖ／Ｐ切替の直前において、スクリュ４３の停止の代わりに、スクリュ４３の微速前進または微速後退が行われてもよい。停止、微速前進、微速後退のいずれが行われる場合も、成形材料は主に残圧等で流動されるので、成形材料のピーク圧が低減でき、バリの発生などが抑制できる。

保圧工程では、射出モータ４６を駆動してスクリュ４３を設定圧力で前方に押し、金型装置３０内の成形材料に圧力をかける。不足分の成形材料が補充できる。成形材料の圧力は、例えば圧力検出器４７により検出される。保圧工程では金型装置３０内の成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティ空間３４の入口が固化した成形材料で塞がれる。この状態はゲートシールと呼ばれ、キャビティ空間３４からの成形材料の逆流が防止される。保圧工程後、冷却工程が開始される。冷却工程では、キャビティ空間３４内の成形材料の固化が行われる。成形サイクルの短縮のため、冷却工程中に計量工程が行われてよい。

計量工程では、計量モータ４５を駆動してスクリュ４３を設定回転数で回転させ、スクリュ４３の螺旋状の溝に沿って成形材料を前方に送る。これに伴い、成形材料が徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ４３の前方に送られシリンダ４１の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ４３が後退させられる。スクリュ４３の回転数は、例えば計量モータ４５のエンコーダ４５ａにより検出される。

計量工程では、スクリュ４３の急激な後退を制限すべく、射出モータ４６を駆動してスクリュ４３に対して設定背圧を加えてよい。スクリュ４３に対する背圧は、例えば圧力検出器４７により検出される。スクリュ４３が所定位置まで後退し、スクリュ４３の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が終了する。

制御装置９０は、図１や図２に示すようにＣＰＵ（Central Processing Unit）９１と、メモリなどの記憶媒体９２とを有する。制御装置９０は、記憶媒体９２に記憶されたプログラムをＣＰＵ９１に実行させることにより、型締装置１０、射出装置４０、エジェクタ装置６０などを制御する。

図３は、一実施形態による射出成形機の圧縮動作開始前の金型装置内の状態を示す図である。図３において矢印方向は成形材料の流動方向を示す。図４は、一実施形態による射出成形機の圧縮動作完了後の金型装置内の状態を示す図である。図４において矢印方向は圧縮部材３６による圧縮方向を示す。

制御装置９０は、キャビティ空間３４において成形材料Ｍを圧縮する圧縮動作（以下、単に「圧縮動作」とも呼ぶ）の制御を行う。圧縮動作は、例えば圧縮部材３６を前進させることで行われる。

圧縮動作の開始は、図３および図４に示すように、充填工程の途中で行われてよく、成形材料の流動先端が流動経路の終点に到達する前に行われてよい。また、圧縮動作の完了は、充填工程の完了と略同時であってよく、成形材料の流動先端が流動経路の終点に到達する時と略同時であってよい。

尚、圧縮動作の開始のタイミングは、特に限定されない。例えば圧縮動作の開始は、保圧工程の開始後に行われてもよい。同様に、圧縮動作の完了のタイミングは、特に限定されない。例えば、圧縮動作の完了は、成形材料の流動先端が流動経路の終点に到達する前でもよいし、成形材料の流動先端が流動経路の終点に到達した後でもよい。

圧縮動作の制御には、金型装置３０内における成形材料Ｍの流動を検出する検出器３７が用いられる。尚、検出器３７の数は、図３および図４では１つであるが、複数でもよい。複数の検出器３７が、成形材料Ｍの流動経路に沿って間隔をおいて設けられていてもよい。

検出器３７は、成形材料Ｍの所定位置への到達を検出する。例えば、検出器３７は、成形材料の流動先端の所定位置への到達を検出する。尚、検出器３７は、所定位置（例えばキャビティ空間３４）への所定量の成形材料の到達を検出してもよい。

検出器３７としては、例えば温度センサまたは圧力センサが用いられる。検出器３７として、温度センサおよび圧力センサの両方が用いられてもよい。

温度センサの設置位置またはその近傍に成形材料Ｍが到達すると、成形材料Ｍは金型装置３０よりも高温であるため、温度センサの測定値が上昇する。温度センサの測定値の上昇から、成形材料Ｍの所定位置への到達が検出できる。例えば、温度センサの測定値が設定値を超えたときに、温度センサの設置位置またはその近傍に成形材料Ｍが到達したとされる。或いは、温度センサの測定値の時間微分値が設定値を超えたときに、温度センサの設置位置またはその近傍に成形材料Ｍが到達したとされる。

圧力センサの設置位置に成形材料Ｍが到達すると、成形材料Ｍの圧力が圧力センサに作用するため、圧力センサの測定値が上昇する。圧力センサの測定値の上昇から、成形材料Ｍの所定位置への到達が検出できる。例えば、圧力センサの測定値が設定値を超えたときに、圧力センサの設置位置に成形材料Ｍが到達したとされる。或いは、圧力センサの測定値の時間微分値が設定値を超えたときに、圧力センサの設置位置に成形材料Ｍが到達したとされる。

尚、検出器３７としては、圧縮動作を行う部材に作用する圧力を検出する圧力センサ６６、圧縮動作を行う部材の位置を検出する位置センサ６５なども使用可能である。成形材料Ｍがキャビティ空間３４に到達すると、圧縮動作を行う部材が押圧されるためである。圧縮動作を行う部材としては、例えば圧縮部材３６、エジェクタロッド６３、エジェクタプレート６４などが挙げられる。

尚、本実施形態では、圧縮動作を行う部材が突き出し用の部材を兼ねるが、圧縮動作を行う部材と突き出し用の部材とが別々に設けられてもよい。この場合、検出器３７としては、突き出し用の部材に作用する圧力を検出する圧力センサ、突き出し用の部材の位置を検出する位置センサも使用可能である。成形材料Ｍがキャビティ空間３４に到達すると、突き出し用の部材が押圧されるためである。

制御装置９０は、検出器３７の検出結果に基づいて、圧縮動作の制御を行う。金型装置３０内における成形材料の充填状況に応じて圧縮動作を調整することで、圧縮工程以外の工程（例えば計量工程、充填工程）での変動を吸収できる。よって、成形品の品質を安定化できる。

制御装置９０は、検出器３７の検出結果に基づいて、例えば圧縮動作の開始を行う。金型装置３０内における成形材料の充填状況に応じて圧縮動作の開始を行うタイミングを調整することで、圧縮工程以外の工程での変動を吸収できる。

例えば、圧縮動作の開始は、制御装置９０が検出器３７の検出結果に基づき成形材料Ｍの所定位置への到達を検出し、その到達時からの経過時間が予め設定される圧縮動作開始時間に達した時に行われてよい。成形材料Ｍの所定位置への到達タイミングの変動が吸収でき、ピーク圧の変動が抑制できる。圧縮動作開始時間が、特許請求の範囲に記載の設定時間に対応する。

また、圧縮動作の開始は、制御装置９０が検出器３７の検出結果に基づき成形材料Ｍの流動先端位置を検出し、その検出位置が予め設定される圧縮動作開始位置に達した時に行われてもよい。成形材料Ｍの流動先端位置の検出は、例えば成形材料Ｍの所定位置への到達時からの経過時間を計測することで行われてもよい。経過時間が進むほど、成形材料Ｍの流動先端位置が流動経路の終点に近づく。

また、圧縮動作の開始は、充填工程の開始から、成形材料Ｍの所定位置への到達までに要した所要時間に応じたタイミングで行われてもよい。例えば、上記所要時間が長いほど、成形材料の流動が遅いので、充填工程の開始から遅いタイミングで圧縮動作の開始が行われる。

尚、検出器３７は、図３および図４では、キャビティ空間３４の入口よりも上流側に配設されるが、キャビティ空間３４の入口よりも下流側に設けられてもよい。この場合、上記圧縮動作開始時間はゼロでもよい。また、検出器３７はキャビティ空間３４の入口の両側に配設されてもよい。

制御装置９０は、圧縮動作の開始後、圧縮動作の位置制御を行ってもよい。この位置制御では、圧縮動作を行う部材の位置を制御する。圧縮動作を行う部材の位置が設定位置になるように、制御装置９０による制御が行われる。その制御は、フィードバック制御、フィードフォワード制御のいずれでもよい。圧縮動作を行う部材としては、例えば圧縮部材３６、エジェクタロッド６３、エジェクタプレート６４などが挙げられる。

圧縮動作を行う部材の位置は、位置センサ６５により検出される。位置センサ６５は、固定側の部材（例えば図１および図２では中間装置５０のブロック５１）に取り付けられるが、可動側の部材に取り付けられてもよい。尚、位置センサ６５として、エジェクタモータ６１のエンコーダ６１ａが用いられてもよい。

制御装置９０は、圧縮動作の開始後、検出器３７の検出結果に基づいて、圧縮動作の位置制御を行ってもよい。成形材料Ｍの充填状況に応じて、圧縮動作を行う部材の設定位置を変更できる。

例えば、圧縮動作を行う部材の設定位置は、検出器３７の検出結果に基づき検出される成形材料Ｍの所定位置への到達時からの経過時間に応じて変更されてもよく、その経過時間に応じた速さで変更されてもよい。

また、圧縮動作を行う部材の設定位置は、検出器３７の検出結果に基づき検出される成形材料Ｍの流動先端位置に応じて変更されてもよく、その流動先端位置に応じた速さで変更されてもよい。

また、圧縮動作を行う部材の設定位置は、充填工程の開始から、成形材料Ｍの所定位置への到達までに要した所要時間に応じた速さで変更されてもよい。例えば、上記所要時間が長いほど、成形材料Ｍの流動が遅いので、圧縮動作を行う部材の設定位置を変更する速さが遅くてよい。

制御装置９０は、圧縮動作の開始後、圧縮動作の圧力制御を行ってもよい。この圧力制御では、圧縮動作を行う部材に作用する圧力を制御する。圧縮動作を行う部材に作用する圧力は、キャビティ空間３４内の成形材料Ｍに作用する圧力に対応する。そのため、圧縮動作の圧力制御では、キャビティ空間３４内の成形材料Ｍに作用する圧力を制御することで、圧縮動作を行う部材に作用する圧力を制御してもよい。圧縮動作を行う部材に作用する圧力が設定圧力になるように、制御装置９０による制御が行われる。その制御は、フィードバック制御、フィードフォワード制御のいずれでもよい。

圧縮動作を行う部材に作用する圧力は、圧力センサ６６により検出される。圧力センサ６６は、可動側の部材（例えば図１および図２では圧縮部材３６）に取り付けられるが、固定側の部材（例えば固定金型３２）に取り付けられてもよい。また、圧力センサ６６は、エジェクタ装置６０の構成部材の歪みや中間装置５０の構成部材の歪みを検出することにより、圧縮動作を行う部材に作用する圧力を検出してもよい。

制御装置９０は、圧縮動作の開始後、検出器３７の検出結果に基づいて、圧縮動作の圧力制御を行ってもよい。成形材料Ｍの充填状況に応じて、圧縮動作を行う部材に作用する圧力を変更でき、成形材料に作用する圧力を変更できる。

例えば、圧縮動作を行う部材の設定圧力は、検出器３７の検出結果に基づき検出される成形材料Ｍの所定位置への到達時からの経過時間に応じて変更されてもよく、その経過時間に応じた速さで変更されてもよい。

また、圧縮動作を行う部材の設定圧力は、検出器３７の検出結果に基づき検出される成形材料Ｍの流動先端位置に応じて変更されてもよく、その流動先端位置に応じた速さで変更されてもよい。

また、圧縮動作を行う部材の設定圧力は、充填工程の開始から、成形材料Ｍの所定位置への到達までに要した所要時間に応じた速さで変更されてもよい。例えば、上記所要時間が長いほど、成形材料の流動が遅いので、圧縮動作を行う部材の設定圧力を変更する速さが遅くてよい。

制御装置は、圧縮動作の途中で位置制御と圧力制御との切り替えを行ってよい。位置制御から圧力制御への切り替えが行われてもよいし、圧力制御から位置制御への切り替えが行われてもよい。

例えば、制御装置９０は、圧縮動作を行う工程（以下、「圧縮工程」と呼ぶ）において、位置制御、圧力制御、位置制御をこの順で行う。

制御装置９０が圧縮工程の最初に位置制御を行うことにより、圧縮部材３６が設定位置まで確実に前進し、圧縮部材３６の前面が成形材料Ｍを押し広げることができる。尚、圧縮工程の開始時には、キャビティ空間３４内の成形材料Ｍの圧力が不安定である。最初に位置制御を行うことにより、成形品の品質が安定化する。

制御装置９０が圧縮工程の途中で圧力制御を行うことにより、キャビティ空間３４の壁面に成形材料Ｍが十分に押し付けられ、転写性が向上する。また、成形材料Ｍの圧力が安定化するため、成形材料Ｍの密度が安定化する。

制御装置９０が圧縮工程の最後に位置制御を行うことにより、キャビティ空間３４の最終的な大きさや形状が安定化し、成形品の大きさや形状が安定化する。最後に圧縮部材３６を前進させることにより、キャビティ空間３４が成形材料Ｍで満たされ、成形材料Ｍの充填が完了させられる。充填工程の後、保圧工程や冷却工程が行われる。

圧縮工程の完了後、保圧工程や冷却工程においてキャビティ空間３４の大きさが変わらないように、位置制御が引き続き行われてもよい。この位置制御では、圧縮部材３６の移動が禁止される。この位置制御は、型開工程の開始まで行われてもよい。

尚、本実施形態の圧縮工程では、位置制御、圧力制御、および位置制御がこの順で行われるが、切り替えの回数や順序は特に限定されない。例えば、切り替えの回数は１回でもよく、位置制御および圧力制御のみがこの順で行われてもよいし、圧力制御および位置制御のみをこの順で行われてもよい。また、切り替えの回数は、３回以上でもよい。

制御装置９０は、検出器３７の検出結果に基づき、圧縮動作の制御を位置制御と圧力制御との間で切り替えてもよい。成形材料Ｍの充填状況に応じて、切り替えのタイミングを変更できる。

圧縮動作の制御方式の切り替えは、例えば制御装置９０が検出器３７の検出結果に基づき成形材料Ｍの所定位置への到達を検出し、その到達時からの経過時間が予め設定される切替時間に達した時に行われてよい。

また、圧縮動作の制御方式の切り替えは、制御装置９０が検出器３７の検出結果に基づき成形材料Ｍの流動先端位置を検出し、その検出位置が予め設定される切替位置に達した時に行われてもよい。

制御装置９０は、充填工程の途中でスクリュ４３の前進速度を低下させた後に、検出器３７の検出結果に基づく圧縮動作の制御を行ってもよい。スクリュ４３の前進速度が低下させられた後、成形材料は主に残圧等によって流動される。そのため、スクリュ４３の位置から金型装置３０内における成形材料の充填状況の把握が困難である。従って、検出器３７によって金型装置３０内における成形材料の充填状況を把握する効果が顕著に得られる。

以上、射出成形機の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

例えば、上記実施形態の圧縮部材３６は、（１）金型装置３０内の成形材料の圧縮、（２）金型装置３０からの成形品の突き出しの両方に用いられるが、（１）圧縮のみに用いられ（２）突き出しには用いられなくてもよい。この場合、突き出し用の部材が、圧縮部材３６とは別に金型装置３０内に配設される。

突き出し用の部材と、圧縮部材３６とが別々に設けられる場合、エジェクタ装置６０は、突き出し用の部材、および圧縮部材３６をそれぞれ独立に駆動させる駆動装置として機能してもよいし、突き出し用の部材のみを駆動させる駆動装置として機能してもよい。後者の場合、圧縮部材３６を駆動させる駆動装置が別途設けられる。例えば中間装置５０としての油圧シリンダが、圧縮部材３６を駆動させる駆動装置として用いられる。

上記実施形態の圧縮部材３６は、可動金型３３側に配設されるが、固定金型３２側に配設されてもよい。この場合、中間装置５０は固定金型３２と固定プラテン１２との間に配設されてよい。尚、圧縮部材３６は、可動金型３３と、固定金型３２の両側にそれぞれ配設されてもよい。

上記実施形態では、キャビティ空間における成形材料の圧縮動作に、エジェクタ装置６０が用いられるが、型締装置１０が用いられてもよい。後者の場合、中間装置５０は無くてもよく、金型装置３０の代わりに、図５に示す金型装置３０Ａが用いられてもよい。

金型装置３０Ａは、固定金型３２Ａと、可動金型３３Ａとを有する。固定金型３２Ａは固定プラテン１２に取り付けられ、可動金型３３Ａは図１などに示す中間装置５０を介さずに可動プラテン１３に取り付けられる。

可動金型３３Ａは、図５に示すように、金型本体部３３Ａａと、枠状部３３Ａｂと、バネ部３３Ａｃとを有する。金型本体部３３Ａａは、可動プラテン１３に取り付けられる。枠状部３３Ａｂは、金型本体部３３Ａａの凸部を囲み、バネ部３３Ａｃを介して金型本体部３３Ａａと連結される。

型締装置１０は、可動プラテン１３を前進させることにより、枠状部３３Ａｂを固定金型３２Ａに押し付け、バネ部３３Ａｃを縮ませる。金型本体部３３Ａａが所定位置まで前進させられ、金型本体部３３Ａａと固定金型３２Ａとの間にキャビティ空間３４Ａが形成される。次いで、型締装置１０が、可動プラテン１３をさらに前進させることにより、キャビティ空間３４Ａにおける成形材料を圧縮できる。

尚、図５では、金型本体部３３Ａａと枠状部３３Ａｂとバネ部３３Ａｃとが可動金型３３Ａに備えられるが、可動金型３３Ａの代わりに固定金型３２Ａに備えられてもよい。また、図５では金型本体部３３Ａａと枠状部３３Ａｂとを連結する連結部として、バネが用いられるが、シリンダなどが用いられてもよい。また、可動金型３３Ａおよび固定金型３２Ａの一方に凸部が設けられ、可動金型３３Ａおよび固定金型３２Ａの他方に凹部が設けられ、凸部が凹部に挿入され、凸部の頂面と凹部の底面との間にキャビティ空間が形成されてもよい。

上記実施形態の射出装置４０は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式でもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。可塑化シリンダ内にはスクリュが回転自在にまたは回転自在に且つ進退自在に配設され、射出シリンダ内にはプランジャが進退自在に配設される。

３０ 金型装置
３２ 固定金型
３３ 可動金型
３４ キャビティ空間
３６ 圧縮部材
３７ 検出器
４０ 射出装置
４１ シリンダ
４２ ノズル
４３ スクリュ
５０ 中間装置
６０ エジェクタ装置
９０ 制御装置

Claims (8)

1. 金型装置内における成形材料の流動を検出する検出器と、
   前記検出器の検出結果に基づいて、前記金型装置内のキャビティ空間において前記成形材料を圧縮する圧縮動作の制御を行う制御装置とを備える、射出成形機。
2. 前記制御装置は、前記検出器の検出結果に基づいて、前記圧縮動作を開始する、請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記制御装置は、前記検出器の検出結果に基づいて前記成形材料の所定位置への到達を検出する、請求項１または２に記載の射出成形機。
4. 前記制御装置は、前記検出器の検出に基づいて前記成形材料の流動先端の所定位置への到達を検出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形機。
5. 前記制御装置は、前記到達の検出からの経過時間が設定時間に達した時に、前記圧縮動作を開始する、請求項３または４に記載の射出成形機。
6. 前記制御装置は、前記検出器の検出結果に基づいて、前記圧縮動作を行う部材の位置を制御する位置制御を行う、請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出成形機。
7. 前記制御装置は、前記検出器の検出結果に基づいて、前記圧縮動作を行う部材に作用する圧力を制御する圧力制御を行う、請求項１〜６のいずれか１項に記載の射出成形機。
8. 前記制御装置は、前記検出器の検出結果に基づいて、前記圧縮動作の位置制御と、前記圧縮動作の圧力制御との切り替えを行う、請求項１〜７のいずれか１項に記載の射出成形機。

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