JP2901010B2

JP2901010B2 - 射出成形機の運転方法

Info

Publication number: JP2901010B2
Application number: JP13476490A
Authority: JP
Inventors: 明横田
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1990-05-24
Filing date: 1990-05-24
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: JPH0428519A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は射出成形機の異常、特にそのシリンダ内部の
スクリューの溶融樹脂逆流防止装置の異常、を検出する
ことに係る射出成形機の運転方法に関する。

（従来の技術）射出成形機による合成樹脂材料の射出成形において
は、成形用の金型キャビティ内への溶融樹脂充填量を所
定値に制御することが重要である。シリンダ内で加熱さ
れるとともにスクリューの回転により可塑化され溶融状
態となった充填用の樹脂は先づスクリュー先端より前方
のシリンダ内空間に送られる。

次いでスクリューを回転させることなく規定位置まで
前進させることにより、この前進ストロークに相当する
所定量の溶融樹脂が金型キャビティ内に射出充填されて
いる。スクリューが規定位置まで前進し、所定量の溶融
樹脂が射出されると、スクリュー先端とシリンダのノズ
ル部との間のシリンダ内には溶融樹脂が残存し、この溶
融樹脂残量はクッション量と呼ばれている。したがっ
て、所定量の溶融樹脂が金型キャビティに充填されたか
否かを検出する目的で、スクリューを前進させた時の前
記クッション量を検出し射出成形機の制御要件とするこ
とが一般に行われている。

一方、スクリューの前進位置の設定により所定量の樹
脂を充填するためには、スクリュー先端に設けられてい
る溶融樹脂逆流防止装置の性能が重要なポイントの１つ
である。即ち、逆流防止装置が、例えば異物の混入噛込
みまたは偏摩耗等により正常な逆流防止動作をしない場
合には、スクリュー前進時に溶融樹脂がスクリュー先端
側からスクリューの螺旋条側へ逆流し所定射出量（充填
量）が前記クッション量により確実に検出できないのは
当然である。さらに、逆流防止装置が溶融樹脂の逆流を
許すような不完全な状態であれば、普通は逆流量も一定
であり得ないことから、スクリューの予め設定された前
進による射出量（充填量）を一定に保つことは到底不可
能である。

ところで、例えばクッション量の検出によって射出量
（充填量）の適正化を図る場合、このクッション量の変
動の許容巾は、量産当初の数ショット若しくは数十ショ
ットでの状況に基づいて決定されるのが一般である。し
かし、このような方式でクッション量の変動の許容巾が
決定されるのであれば、その時点では異物の混入噛込み
または偏摩耗等に起因しての逆流防止装置の動作不良が
生じているか否かについてまでは判定ができていないの
で、そのままの許容巾の状態が連続生産に入ってしまう
ことになる。

量産当初の数ショットを見るかぎりは安定した成形条
件であると認められても、その後の連続成形中に例えば
逆流防止装置に噛んでいた異物が外れてしまったり、或
は該装置における摩耗が進行したりすると、その時点に
至って異常が検出されることになる。しかも、保圧工程
中のスクリュー前進速度ないしは距離の大きさにより異
常が発見されるので発見が遅れがちとなり、警報等によ
りはじめて異常を認知したときには既に異常の度合が既
に相当に進行した状態となっているから装置を分解して
の保全状態、例えば正常品との交換、に長時間を要す
る。そして異常発見までの間に相当数の不良成形品が発
生している恐れも大であり、更に成形条件の再設定にも
時間をとるため、納期遅れや生産量減少の原因となるこ
ともあった。

更に特筆すべき点は、保圧中のスクリュー異常前進が
金型側での樹脂漏れに起因している可能性もあるが、従
来の方法では、この樹脂漏れと逆流防止装置の動作不良
との間の識別も困難である。もし異常原因が逆流防止装
置側にあると誤認した場合には、その修復のための無駄
な時間は一層長くなり、上記の問題はますます深刻なも
のとなる。

（発明が解決しようとする課題）従って本発明の目的は、逆流防止装置やスクリュー、
或はシリンダに異常があれば量産開始当初であっても容
易に発見することができ、量産中においても迅速正確に
異常を発見できるのは勿論のこと、その異常を金型側に
起因するものと識別して検出できる射出成形の運転方
法、を提供することにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成すべく、本発明の射出成形機の運転方
法は、全型ゲート部とノズル部との間に樹脂流動停止手
段が設けられている射出成形機を運転する方法におい
て、射出成形サイクル中の保圧工程終了後に、スクリュ
ーに対し前進方向の圧力を印加した状態のまま上記樹脂
流動停止手段により、金型へ向かう樹脂の流動を遮断す
る第１工程と、この流動遮断状態におけるスクリューの
前進移動状況を検出することによって射出成形機の異常
を検出する第２工程、とからなることを特徴とする。

ここに前記の異常は、主として射出成形機のスクリュ
ー螺旋条と前記樹脂流動停止手段との間に配置された逆
流防止弁の作動不良である。

そして第２工程においてチェックされるスクリューの
前進移動状況はスクリュー前進速度、所定時間内におけ
るスクリューの移動距離もしくは移動後の位置である。
更に、これら前進速度、移動距離もしくは移動後の位置
が予め設定された値を超える場合に、当該射出成形機の
制御機構から警報信号を発信させることが望ましい。

前記の樹脂流動停止手段は、射出成形機のノズル部に
設けられたノズル閉塞弁もしくは金型ゲート部に設けら
れたシャットオフ弁であれば好都合である。

本発明の好適な実施態様においては、第１工程の前
に、前記樹脂流動停止手段開放状態において保圧工程終
了後のスクリュー前進移動状況を検出する準備工程を行
い、該準備工程において検出されるスクリュー前進移動
状況を、前記の第２工程における前進移動状況と比較し
て射出成形機の異常が検出される。

（作用）本発明方法においては保圧工程終了後に、樹脂流動停
止手段により樹脂流動を停止して検査を行うから、スク
リューに所定圧を印加するだけで逆流防止装置の異常な
ど、金型側に起因しない異常を簡単かつ短時間で検査で
きる。即ち、ノズル先端側の樹脂流路が完全に遮断され
ているにも拘らず、スクリューが停止せず微速ながらも
前進を続けるのは逆流防止装置の異常などのためノズル
先端側からシリンダ内側、即ちスクリューの螺旋条側へ
向かっての樹脂逆流を生じていることを示している。そ
の原因としては逆流防止装置への異物噛込み等の作動不
良、該装置の偏摩耗のほかスクリュー摩耗などによる螺
旋条外周囲面とシリンダ内周面との間のクリアランス増
大、等々が考えられる。累計運転時間の長さから見て、
上記部位での摩耗に起因していないと考えられれば逆流
防止装置の作動不良が異常原因であると判定できる。他
方、この検査で異常を認めないときは当該異常が金型側
にあると判定できる。つまり、金型側に漏れ等があり、
保圧中のスクリュー異常前進が金型キャビティ内への樹
脂流入によるものであったと判断できる。

尚、上記第１及び第２工程を行う前の準備工程として
樹脂流動停止手段の開放状態でのスクリュー前進移動状
況を把握しておき、前記の第２工程における前進移動状
況と比較すれば異常の程度を一層定量的かつ正確に検出
できる。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、樹脂流動停止手段によ
り金型へ向かう樹脂の流動を遮断した後にスクリューが
移動する程度による逆流防止装置の異常などを検出する
ものであるから、金型キャビティの状態に影響を受けず
機械側のみにおいて発生した異常であるか否かを判定で
きる。又、保圧時には樹脂の移動が殆どないからスクリ
ュー先端の樹脂圧力は定常状態と考えてよく、樹脂流動
停止手段の樹脂流動を遮断した後の保圧工程が所定時間
のあいだ維持されたとしてもスクリュー先端の樹脂圧力
変化は殆ど無視し得る。即ち、樹脂の圧縮性を無視し得
る程度の圧力変化であるから、樹脂流動停止手段の樹脂
流動遮断時点を基準点として、その後所定時間内のスク
リューの移動状況を判定すればよいため時間的損失なく
逆流防止装置の異常などを検出することができる。

又、この検出工程は量産中のみには限らず量産前の成
形条件出し時にも適用できるから、万一逆流防止装置の
異常などがあっても早期発見が可能である。このように
量産移行前の事前確認を確実に行えるから量産中におけ
る良品歩留りも確実に向上する。

（実施例）次に本発明方法の一実施例を図面により説明すると第
１図は該方法を行うための装置の概略を示し、図中番号
（１）はキャビティ（２）を備えた金型であり、該金型
（１）へは射出成形機（Ｓ）のスクリュー（３）を収容
したシリンダ（４）の先端部、つまりノズル部（５）の
樹脂流路から金型（１）のスプル、ランナ及びゲート部
（６）を経て溶融樹脂が充填される。

ノズル部（５）に配置した樹脂流動停止手段としての
コック形の閉止弁（７）は駆動装置、例えば油圧シリン
ダ（８）で開閉される。逆流防止弁（９）はスクリュー
（３）の先端部に設けてあり、その詳細は後記の通りで
ある。

他方、スクリュー（３）のための駆動系統は同図右半
部に示す通り、該スクリュー（３）を前後進させる油圧
シリンダ（11）と該スクリュー（３）を回転させる油圧
モータ（12）を備えている。圧油源（14）からの圧油は
電磁フローコン（流量調節弁）（15）と電磁リリーフ弁
（16）を介して上記油圧シリンダ（11）へ供給される。

スクリュー（３）のベッドにはスクリュー位置センサ
（17）が配置され、これげ検出した位置信号は、その他
のリミットスイッチやタイマー等からの信号と共に制御
装置（18）へ入力され、電磁フローコン（15）、電磁リ
リーフ弁（16）、更にはノズル閉塞弁（７）用の油圧シ
リンダ（８）等への指令信号が該制御装置（18）から発
せられる。

本発明方法を実施するための電子回路は上記制御装置
（18）に設けられており、その要部は第２図に示す通り
である。即ち、スイッチ（20）は保圧完了後にノズル閉
塞弁（５）を閉じた際にONされ、これにより、スクリュ
ー前進速度の検出値（V_A）は、基準値設定器（21）から
の基準値（V_S）と共に比較器（22）へ入力される。V_A≧
V_Sのときには、比較器（22）から信号（V_W）が出力され
る。

第３図に示されるように、スクリュー（３）先端部の
逆流防止装置としての逆流防止弁（９）は、円錐形先端
部（3a）と最終螺旋条（3b）の先のフランジ形突起（3
c）との間に、その間隔よりもやや短い長さのスリーブ
状弁体（10）がスクリュー本体との相対的摺動を自在に
套嵌された構成である。該弁体（10）の外周面は、シリ
ンダ（４）の内周面と密接しており、その摺接部を溶融
樹脂が流通することは溶融樹脂が極めて高粘度のため不
可能な状態である。従って、溶融樹脂は上記弁体（10）
の内周面とスクリュー本体外周面との間の比較的大きな
クリアランス（3d）を流れることになる。

以上に記した通りの構成の装置について本発明方法を
実施する手順は次の通りである。

先ず、射出成形サイクル中の保圧工程は第３図（イ）
に示すように、ノズル閉塞弁（７）を開放した状態のも
とにスクリュー（３）に対し前進方向、つまり矢印
（Ｈ）方向、の押圧力を印加することによって行われ
る。この弁体（10）の図上右側端面は突起（3c）の左側
端面に接当して溶融樹脂の逆流を防止している。この状
態を所定期間のあいだ保って保圧工程が終了すれば、ス
クリュー（３）に対し前進方向の圧力を印加した状態の
まま上記樹脂流動停止手段としてのノズル閉塞弁（７）
を、第３図（ロ）に示すように閉止することにより、金
型（１）へ向かう溶融樹脂の流動を遮断する第１工程を
行う。この第１工程において、電磁フローコン（15）と
電磁リリーフ弁（16）は保圧設定値に制御されたままの
状態を所定時間にわたり維持する。即ち、ノズル閉塞弁
（７）が閉じられたままで射出シリンダ（11）には圧油
が供給されているので、スクリュー（３）は前方へ向け
押圧された状態を保つ。このとき逆流防止弁（９）が正
常に機能していれば、スクリュー（３）は殆ど前進しな
い。しかし該ノズル閉塞弁（７）が正常に機能していな
ければスクリュー（３）は相当程度前進する筈である。
この両状態の何れであるかを判定するのが次の第２工程
である。

即ち、上記のような流動遮断状態におけるスクリュー
（３）の前進移動状況を第１〜２図に示した構成の装置
により検出し、射出成形機の「異常」を検出する第２工
程を行う。この場合の「異常」は、逆流防止弁（９）の
作動不良により溶融樹脂が矢印（Ｇ）方向へ逆流し、ノ
ズル閉塞弁（７）が閉じてあるにも拘らず、スクリュー
（３）が矢印（Ｈ）方向へ微速ながらも前進する、とい
う現象となって現れる。具体的には、保圧終了後のノズ
ル閉塞弁（７）の閉止時点よりスクリュー（３）の前進
速度（V_A）を検出し、この検出値が所定の設定基準値
（V_S）を超えた場合に異常信号を発すれば、逆流防止弁
（９）が正常に動作しているか否かを検知することがで
きる。スクリュー（３）の前進速度（V_A）の検出には、
スクリュー位置センサ（17）からの位置信号を時間で微
分すればよい。しかし該センサ（17）が、スクリュー
（３）の移動に伴いパルス信号を発生する方式のもので
あれば、所定時間内のパルス信号数をもってスクリュー
速度の代用値とすることもできる。

第２工程において検出されるべきスクリュー（３）の
前進移動状況が、上例のようにスクリュー（３）の前進
速度（V_A）であってもよく、或は所定時間内におけるス
クリュー（３）の移動距離もしくは移動後の位置であっ
てもよい。

即ち、上例では保圧工程の終了を所定時間の経過によ
り決めているが、保圧によりスクリュー（３）が所定位
置に達したことを保圧工程の終了時点とする運転方式の
場合には、ノズル閉塞弁（７）を閉じてから所定時間を
経過した後の、シリンダ最先端からのスクリュー位置
が、ある値（予め設定された値）より短い場合に異常信
号を発するようにしてもよい。

前記の樹脂流動停止手段が、上例のように射出成形機
（Ｓ）のノズル部（５）に設けたノズル閉塞弁（７）で
あっても、或は金型ゲート部（６）に設けたシャットオ
フ弁であってもよいことは当然である。

本発明の更に好ましい実施態様にあっては、前記第１
工程の前に、前記樹脂流動停止手段開放状態において保
圧工程終了後のスクリュー前進移動状況を検出する準備
工程を行い、該準備工程において検出されるスクリュー
前進移動状況を、前記の第２工程における前進移動状況
と比較するという手順をとる。

尚、第３図（ハ）は上記のような異常有無の検査後に
次回ショットのための樹脂可塑化計量が行われる状態を
参考のために示すものである。スクリュー（３）は閉塞
弁（７）が閉じられたまま回転される。溶融した樹脂が
シリンダ先端部の空間（4a）へ押し込まれるに伴い、そ
の圧によってスクリュー（３）は矢印（Ｋ）の如くに後
退し、その際弁体（10）の図上左端面は円錐形のスクリ
ュー先端部の右端面へ接当しているが、円周方向に適宜
間隔で刻設した放射状の溝（3e）を通って溶融樹脂はシ
リンダ先端側へ向い流動可能である。計量が終わりスク
リュー後端部へ押圧力を加えると、弁体の姿勢は第３図
（イ）のようになり、次回ショットが可能な逆流防止状
態を現出する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用される射出成形機の制御系統模式
図、第２図は本発明方法を実施するための電子回路の要
部を示す回路図、第３図（イ）は本発明方法実施の際の
保圧工程中の状態を示した要部断面図、同図（ロ）は保
圧完了後にノズル閉塞弁を閉じ逆流防止弁検査中の要部
断面図、同図（ハ）は該検査後に次回ショットのための
樹脂可塑化計量中の状態を示す要部断面図、である。（Ｓ）……射出成形機、（１）……金型、（３）……ス
クリュー、（５）……ノズル部、（６）……ゲート部、
（７）……ノズル閉塞弁、（８）……閉塞弁用の油圧シ
リンダ、（９）……逆流防止弁、（11）……スクリュー
前後進駆動用の油圧シリンダ、（18）……制御装置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】全型ゲート部とノズル部との間に樹脂流動
停止手段が設けられている射出成形機を運転する方法に
おいて、（１）射出成形サイクル中の保圧工程終了後に、スクリ
ューに対し前進方向の圧力を印加した状態のまま前記樹
脂流動停止手段により、金型へ向かう樹脂の流動を遮断
する第１工程、と（２）この流動遮断状態におけるスクリューの前進移動
状況を検出することによって射出成形機の異常を検出す
る第２工程、とからなることを特徴とする射出成形機の運転方法。
【請求項２】前記の異常が、射出成形機のスクリュー螺
旋条と前記樹脂流動停止手段との間に配置された逆流防
止装置の作動不良である請求項１に記載の射出成形機の
運転方法。
【請求項３】前記の第２工程におけるスクリューの前進
移動状況が、スクリュー前進速度である請求項１又は２
に記載の射出成形機の運転方法。
【請求項４】前記の第２工程におけるスクリューの前進
移動状況が、所定時間内におけるスクリューの移動距離
もしくは移動後の位置である請求項１又は２に記載の射
出成形機の運転方法。
【請求項５】前記の前進速度、移動距離もしくは移動後
の位置が予め設定された値を超える場合に、当該射出成
形機の制御機構から警報信号を発信させる請求項３又は
４に記載の射出成形機の運転方法。
【請求項６】前記の樹脂流動停止手段が、射出成形機の
ノズル部に設けられたノズル閉塞弁もしくは金型ゲート
部に設けられたシャットオフ弁である請求項１から５ま
での何れかに記載の射出成形機の運転方法。
【請求項７】前記第１工程の前に、前記樹脂流動停止手
段の開放状態において保圧工程終了後のスクリュー前進
移動状況を検出する準備工程を行い、該準備工程におい
て検出されるスクリュー前進移動状況を、前記の第２工
程における前進移動状況と比較して射出成形機の異常を
検出する請求項１に記載の射出成形機の運転方法。