JP2649111B2 - 射出成形機の射出ユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、射出成形機のインラ
インスクリュ式射出ユニットに関する。

【０００２】

【従来技術】射出成形機において射出ユニットは機枠上
で型締めユニットと対向して配置される。射出ユニット
がインラインスクリュ式である場合、大略でエクスルー
ダーベースにフロントプレートとリアプレートが対向し
て平行に固定され、これらを結合したタイロッドにプッ
シャープレートが前後方向へ摺動可能に装着され、か
つ、フロントプレートにシリンダアセンブリが取付けら
れると共に、プッシャープレートに射出機構が連結され
た構造となっている。

【０００３】そして、シリンダアセンブリはバレルとそ
の内部に嵌挿されたスクリュを備え、バレルは先端にノ
ズルが取り付けられると共にその基部がフロントプレー
トに固定され、スクリュは基部がプッシャプレートに取
付けられている。また、上記のエクストルーダーベース
はノズルタッチ機構を介して機枠と結合され、型締めユ
ニットのステイショナリプラテンに対し前後に移動可能
とされている。

【０００４】射出工程時には、ノズルタッチ機構によっ
て射出ユニットが前進され、シリンダアセンブリ先端の
ノズルが所定のタッチ圧力で型締めユニット側の金型に
当接された状態とされる。ついで、スクリュが計量モー
タで回転されて樹脂の混練・溶融と計量が行われた後、
射出用モータとボールねじなどによる射出機構が作動し
てプッシャープレートを前進させる。これによってスク
リュが前進して上記の溶融樹脂を金型内部のキャビティ
に所定の速度、圧力で射出する。なお、混練・溶融、計
量時には溶融樹脂圧を一定に維持するために背圧を付与
することが必要である。また、射出後に所定時間の保圧
期間が設定される。

【０００５】上記の射出工程の各段階を正確に行うに
は、ノズルタッチ圧力、射出圧力、保圧および背圧の検
出が必要である。しかし、従来、射出圧力、保圧および
背圧は、スクリュの基部とこれを装着しているプッシャ
ープレートとの間に配置したロードセルによって、ま
た、ノズルタッチ圧力はノズルタッチ機構中に配置した
別の検出器によってそれぞれ検出するなど、射出工程に
おいて必要となる圧力の検出に複数個の検出器を用いて
いる。なお、上記のロードセルはスクリュの基部とプッ
シャープレート間に配置されているのでノズルタッチ圧
力を検出することができない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、一つの検
出器によって、射出圧力、保圧、背圧、およびノズルタ
ッチ圧力の検出ができるインラインスクリュ式射出ユニ
ットの提供を課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】インラインスクリュ式射
出ユニットとする。フロントプレートにバレルを、バレ
ル軸線方向の荷重を検出する検出器を介して取り付け
る。検出器と射出成形機が備えた制御装置を、検出器の
出力を制御装置が利用可能なように接続する。

【０００８】

【作用】検出器はバレル軸線方向の荷重をバレルとフロ
ントプレート間の変位として検出する。バレル軸線方向
の荷重は、射出圧力、保圧、背圧およびノズルタッチ圧
力によって変動する。

【０００９】

【実施例】図１は、射出成形機におけるインラインスク
リュ式射出ユニット１を示し、型締めユニット２と対向
して配置されている。射出ユニット１はエクストルーダ
ーベース３、フロントプレート４、リアプレート５、プ
ッシャープレート６およびシリンダアセンブリ７を備え
る。符号８はホッパー、符号９はノズルタッチ機構であ
る。エクストルーダーベース３は平板に構成された一体
の枠状部材で射出成形機の機枠１０に設けたレール１１
上を前後に移動可能とされている。フロントプレート
４、リアプレート５は基部がエクストルーダーベース３
上に固定され、また、タイバー１２で結合されている。

【００１０】シリンダアセンブリ７は先端にノズル１３
を備えたバレル１４とその内部に嵌挿されたスクリュ１
５を備える。符号１６はバンドヒーターで、バレル１４
の外周に巻き付けられている。バレル１４は基部がフロ
ントプレート４に前後方向へ摺動可能に挿通されると共
に、基部に設けたフランジ１７をフロントプレート４の
前面に、ロードセル１８を介して固定することにより取
付けられている。ロードセル１８は円盤形をした通常の
ものであり、バレル１４の軸方向の荷重による歪みをス
トレインゲージで検出する検出器である。

【００１１】スクリュ１５は基部がプッシャープレート
６のスクリュスリーブ１９に固定されている。スクリュ
スリーブ１９は計量プーリ２０を備えると共に、プッシ
ャープレート６に回動可能に軸支され、プッシャープレ
ート６上に設ける計量用サーボモータ２１で上記の計量
プーリ２０を介し駆動される。プッシャープレート６は
射出機構によって前後に移動される。射出機構はボール
ねじ２４とこれに螺合し、プッシャープレート６の後面
に固定されたボールナット２５などからなり、ボールね
じ２４はリアプラテン５に軸支され、射出用プーリ２２
を介して射出用サーボモータ２３で駆動される。

【００１２】ノズルタッチ機構９は、ノズルタッチ用サ
ーボモータ２６とこれに駆動されるボールねじ２７およ
び機枠１０に固定したボールナット２８を備え、ボール
ねじ２７はエクストルーダーベース３の前部を貫通した
後、これとスプリング２９を介して結合されている。

【００１３】上記の計量用サーボモータ２１、射出用サ
ーボモータ２３およびノズルタッチ用サーボモータ２６
は射出成形機が備えた制御装置３０に接続され、この装
置３０の制御のもとに作動する。なお、制御装置は射出
成形機全体の作動を制御するもので入出力装置、中央演
算部（ＣＰＵ）、メモリー、レジスタおよび表示部を備
えた通常のものである。メモリーには制御プログラムの
他に加工プログラムが記憶され、また、中央演算部は入
出力装置を通じてロードセル１８の検出値を読むことが
できる。中央演算部は制御プログラムや加工プログラム
によって、設定されたパラメーターや入力されているデ
ータおよび上記のロードセル１８を含む複数個所に設置
されたセンサーなどからの検出値や信号に基づき各種の
指令を発する。各サーボモータへの指令はサーボ回路に
伝達され、各サーボモータはサーボ回路により駆動され
る。

【００１４】射出成形機が稼働されるときには、射出圧
力、保圧、背圧およびノズルタッチ圧力があらかじめ設
定され（Ｆｓ，Ｆｋ，Ｆｈ，Ｆｎ）、その他の必要なデ
ータと共に制御装置３０に入力されＲＡＭなどに記憶さ
れる。

【００１５】そして、射出成形サイクルは、概略で次の
作動となる。

【００１６】射出ユニット２側で型締めが完了した状態
において、制御装置３０によってノズルタッチ用サーボ
モータ２６が駆動され、ボールねじ２５でエクストルー
ダーベース３を型締めユニット２側に引き寄せるのでシ
リンダアセンブリ７の先端におけるノズル１３が型締め
ユニット２側の金型に当接され、さらにスプリング２９
が圧縮されてノズルタッチの状態とされる。

【００１７】ノズルタッチ圧力は、バレル１４の基部と
フロントプレート４間のロードセル１８に伝達され、歪
み（前後方向で約０．０５ｍｍ程度）として検出され
る。ロードセル１８によるこの検出値Ｆは制御装置３０
が読取り、あらかじめ設定されたノズルタッチ圧力Ｆｎ
と比較する。そして、これを超過したところでノズルタ
ッチ用サーボモータ２６によるボールねじ２７の駆動が
停止され、図示していないブレーキ装置が作動する。以
後、スプリング２９によってノズルタッチ圧がほぼ一定
に維持される。

【００１８】ロードセル１８の検出値Ｆが設定値Ｆｎに
達していることが確認されると、ロードセル１８の現在
の検出値Ｆを実測値レジスタに記憶させて実測ノズルタ
ッチ圧力（Ｆｎａ）とする。射出用サーボモータ２３が
駆動されて、ボールねじ２４、ボールナット２５を介し
てプッシャプレート６を射出完了位置まで駆動する。こ
れによってバレル内部の溶融樹脂が金型内に射出され
る。このときの射出圧力はロードセル１８からみてノズ
ルタッチ圧力と逆方向の圧力となり、実際の射出圧力
（Ｆｓａ）は実測ノズルタッチ圧力（Ｆｎａ）からの減
少分として検出される〔Ｆｓａ＝Ｆ−（Ｆｎａ）〕。な
お、検出値Ｆは射出過程時に制御装置３０によって読み
取られたものである。

【００１９】射出過程が終了すると保圧過程に移行し、
保圧の射出圧力と同様にロードセルから見てノズルタッ
チ圧力と逆方向の圧力であるから、実際の保圧力（Ｆｈ
ａ）は実測ノズルタッチ圧力（Ｆｎａ）からの減少分と
して検出される〔Ｆｈａ＝Ｆ−（Ｆｎａ）〕。検出値Ｆ
は保圧過程時に制御装置３０によって読み取られたもの
である。所定時間の経過にともない保圧が終了すると、
計量過程となる。

【００２０】計量用サーボモータに２１によってスクリ
ュ１５が駆動回転され、ホッパー８から樹脂が取り込ま
れて混練・溶融され、バレル先端部の樹脂溜まりに蓄積
される。この時、スクリュ１５は送り込みの反力で後退
するが、ペレット状の樹脂を適切に混練・溶融するには
適当な内部圧力が必要なので、射出用サーボモータ２３
が低いトルクで正方向（スクリュを押出す方向）に駆動
され、スクリュ１５の後退を適度に抑制し、背圧を付与
する。背圧はロードセル１８からみて、やはり、ノズル
タッチ圧力と逆の圧力となる。したがって、実際の背圧
（Ｆｈａ）も実測ノズルタッチ圧力（Ｆｎａ）からの減
少分として検出される〔Ｆｎａ＝Ｆ−（Ｆｎａ）〕。検
出値Ｆは計量過程時に制御装置３０によって読み取られ
たものである。

【００２１】計量が終了すると射出ユニット１側のサイ
クルが完了するので、型締めユニット２の側において引
き続き型開き過程とエジェクト過程が行われる。

【００２２】なお、実際上、一回の射出サイクルごとに
スプルーブレイクを行う射出では、当初から自動運転と
され、型開きの前にノズルタッチが解除され、射出成形
のサイクルは型閉じの後にノズルタッチを行うことから
開始される。これとは別にスプルーブレイクを行わずに
当初のノズルタッチ後、連続してサイクルが繰り返され
る射出サイクルでは当初のノズルタッチの後に自動運転
とされ、次回の射出サイクルは型閉じから開始される。

【００２３】したがって、ロードセル１８の検出値Ｆを
制御装置３０へフィードバックし、制御装置３０がその
値を射出時、保圧時、計量時あるいはノズルタッチ時の
それぞれの過程における値であることの判断と組み合わ
せて利用することによって、一個のロードセル１８の検
出値Ｆで射出圧力、保圧、背圧およびノズルタッチ圧力
を設定値となるように制御することができる。なお、ノ
ズルタッチを解除した状態での射出圧力（Ｆｓａ）、背
圧（Ｆｈａ）は実測ノズルタッチ圧力（Ｆｎａ）を０と
して算出することとなる。

【００２４】以上は実施例である。ロードセル１８はバ
レル１４とフロントプレート４との間にバレル１４の軸
方向変位を検出できるように配置すれば良く、図示のよ
うにフロントプレートの正面に正面から取付けた構造に
なるとは限らない。ロードセル１８は、一般に荷重によ
る変位を検出する他の検出器であっても良い。ノズルタ
ッチ用サーボモータ２６はギアドモータのこともある。
この場合、制御装置３０はギアドモータの駆動、停止だ
けを指令する。射出圧力、保圧、背圧、ノズルタッチ圧
力をＣＲＴ画面などに表示して、各圧力の付与状況の良
否を視覚的に判断できるようにすることもある。

【００２５】

【発明の効果】一つの検出器で射出圧力、保圧、背圧お
よびノズルタッチ圧力を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による射出ユニットの概略をしめす正面
図。

【符号の説明】

１ 射出ユニット ２ 型締めユニ
ット ３ エクスルーダーベース ９ ノズルタッ
チ機構 １３ ノズル １４ バレル １５ スクリュ １８ ロードセ
ル ２１ 計量用モータ ２３ 射出用モ
ータ ２６ ノズルタッチ用モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小嶋 邦夫 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社 商品開発研 究所 内 (56)参考文献 特開 平２−16023（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−51715（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インラインスクリュ式射出ユニットであ
   って、フロントプレートにバレルを、バレル軸線方向の
   荷重を検出する検出器を介して取り付け、この検出器と
   射出成形機が備えた制御装置を、検出器の出力を制御装
   置が利用可能に接続してあることを特徴とした射出成形
   機の射出ユニット。