JP3243298B2 - 射出制御方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出制御方法及び装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の射出装置としては、射出シリンダ
と可変吐出量ポンプとを組み合わせたものがある。射出
シリンダは、これの吸排口が配管及び切換弁を介して可
変吐出量ポンプの吐出口と接続されている。切換弁は、
射出シリンダ及び可変吐出量ポンプ間を連通する位置及
び遮断する位置のうちいずれか一方の位置に切換え可能
である。可変吐出量ポンプは、固定回転数のモータによ
って駆動されるようになっており、斜板式の場合、ポン
プの斜板角を変化させることにより吐出流量が変化でき
るように構成されている。射出シリンダのピストンに
は、スクリューが連結されている。スクリューは、加熱
シリンダにはめ合わされており、スクリュー回転モータ
によって回転駆動されることにより、加熱シリンダに供
給された樹脂材料を混練・溶融可能とされている。切換
弁を遮断位置から連通位置に切換えた状態で、可変吐出
量ポンプから吐出された油が切換弁を介して射出シリン
ダに供給されるようになっている。これによって、ポン
プの斜板角、すなわちポンプ吐出量に対応する射出速度
でスクリューが加熱シリンダのノズルから溶融樹脂を金
型に射出するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の射出装置には、溶融樹脂が十分に金型に充
てんされないことがあるという問題点がある。すなわ
ち、切換弁を遮断位置に位置させた状態では、エネルギ
ー消費のむだを省くため、可変吐出量ポンプの斜板角
は、０（吐出量０）付近に位置させられているのが一般
的であり、射出開始信号によって切換弁が遮断位置から
連通位置に切換えられた場合、可変吐出量ポンプの斜板
は０付近の角度位置から所定角度位置まで移動されるこ
とになり、これに対応して、可変吐出量ポンプの吐出量
も０付近から漸増していき、ある時間経過後に所定吐出
量になる。したがって、溶融樹脂の射出流量も射出開始
時の０付近から漸増していき、ある時間経過後に所定射
出流量になることになる。このため、射出流量が小さい
間にゲート部のような流路断面積が小さい（金型から熱
を奪われやすい）流路部分において（特に高粘度樹脂の
場合）樹脂詰まりが発生することがあり、溶融樹脂の充
てん不良が発生することになる。本発明はこのような課
題を解決することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、切換弁が遮断
位置に位置しており、これに射出開始信号が出力される
（射出工程開始）前の所定の時点で、可変吐出量ポンプ
の容量を変え始めるようにしておき、容量変更中に所定
のタイミングで切換弁に射出開始信号を出力し、容量変
更終了のタイミングと切換弁の切換えのタイミングとを
一致させることにより上記課題を解決する。すなわち本
発明の射出制御方法は、可変吐出量ポンプから吐出され
た油を切換弁を介して射出シリンダに供給することによ
り溶融樹脂の射出を行う射出制御方法であって、射出工
程前の所定の時点において可変吐出量ポンプの容量変更
部を最小容量位置から設定容量位置に向かって移動を開
始させ、容量変更部が設定容量位置に移動するのにタイ
ミングを合わせて切換弁を遮断位置から連通位置に切換
えることにより射出工程を開始させるようにしている。
また、上記方法を実施する装置は、可変吐出量ポンプ
（２０）から吐出された油を切換弁（２４）を介して射
出シリンダ（１０）に供給することにより、これのピス
トン（１２）を介してスクリュー（１４）を射出方向に
移動させ、加熱シリンダ（１６）のノズル（１８）から
溶融樹脂を射出するものであって、可変吐出量ポンプ
（２０）の容量変更部（２０ａ）を駆動する駆動装置
（３０）と、これを容量増大方向及び容量減少方向のい
ずれか一方に切換える容量制御用切換弁（３２）と、を
有しており、射出工程の直前の工程が終了する時点にお
いて可変吐出量ポンプ（２０）の容量変更部（２０ａ）
が最小容量位置に位置するとともに切換弁（２４）が可
変吐出量ポンプ（２０）及び射出シリンダ（１０）間を
連通させない遮断位置に位置するように制御されるもの
を対象にしており、射出工程開始前の所定の時点におい
て上記容量制御用切換弁（３２）を容量減少側位置から
容量増大側位置に切換える制御器（３４）と、上記可変
吐出量ポンプ（２０）の容量変更部（２０ａ）の実際の
位置を検知するセンサ（２８）と、射出工程時の容量変
更部（２０ａ）の位置を設定値（３９）として設定する
設定器（３６）と、設定値（３９）及び上記切換弁（２
４）の応答時間（ｔ）を入力して演算値（４１）を演算
する演算器（３８）と、これの演算値（４１）及びセン
サ（２８）からの測定値（４３）を比較し両値が一致し
たとき切換弁（２４）にこれの遮断位置から連通位置へ
の切換え指令用の射出開始信号（４５）を出力する比較
器（４０）と、を有している。なお、かっこ内の符号は
実施例の対応する部材を示す。

【０００５】

【作用】あらかじめ可変吐出量ポンプの射出時の容量変
更部の位置の設定値と切換弁の応答時間（時間遅れ）と
から、射出開始信号を出力すべき容量変更部の位置（位
置演算値）が演算されている。射出工程開始前の所定の
時点で、可変吐出量ポンプの容量を変え始める。容量変
更部の実際の位置はセンサによって測定されており、容
量変更部の測定値が演算値と比較され、２つの値が一致
したとき射出開始信号が切換弁に出力される。切換弁は
応答時間だけ遅れて切換え動作を開始するが、可変吐出
量ポンプの容量変更部の所定位置への変更終了のタイミ
ングと切換弁の切換えタイミングとが一致するように設
定されているので、切換弁の切換えと同時に可変吐出量
ポンプから所定流量が射出シリンダに供給され始め、こ
れに伴ってスクリューは所定の射出速度で射出を開始す
る。これにより、溶融樹脂の射出流量が最初から所定の
大きさのものとされ、金型内における樹脂詰まりが防止
される。

【０００６】

【実施例】図１に本発明の実施例を示す。射出シリンダ
１０には、ピストン１２がはめ合わされている。これに
より射出シリンダ１０のシリンダ室は、図中上側の射出
側室１０ａと、図中下側の戻り側室１０ｂとに区画され
ている。射出シリンダ１０には、加熱シリンダ１６が接
続されている。ピストン１２には、スクリユー１４が連
結されている。スクリユー１４は、加熱シリンダ１６に
はめ合わされている。加熱シリンダ１６の図中下端部に
はノズル１８が形成されている。加熱シリンダ１６及び
スクリユー１４間のすきまには溶融樹脂が充てんされて
いる。スクリュー１４を図中下方に押し下げることによ
り、ノズル１８から溶融樹脂を図示してない金型キャビ
ティに射出可能である。なお、図１は、スクリユー１４
が後述する計量動作を完了した状態（上昇限位置に位置
しており射出動作可能な状態）が示されている。射出シ
リンダ１０の射出側室１０ａは、配管４２及び切換弁２
４を介して可変吐出量ポンプ２０と接続されている。配
管４２にはリリーフ弁２６も設けられている。可変吐出
量ポンプ２０は、これの軸がモータ２２と連結されてい
る。可変吐出量ポンプ２０が、モータ２２によって駆動
されている状態で、切換弁２４を図示の遮断位置とは反
対側のシンボル位置（連通位置）に切換えることによ
り、可変吐出量ポンプ２０から吐出された油を配管４２
及び切換弁２４を通って射出シリンダ１０の射出側室１
０ａに供給可能である。これによりピストン１２は、ス
クリユー１４に上述の射出動作を行わせることが可能で
ある。可変吐出量ポンプ２０の斜板（容量変更部）２０
ａには、これの斜板角（位置）検出用のセンサ２８が取
り付けられている。センサ２８は、ロータリエンコーダ
であり、検出した回転角（容量変更部の位置）を測定値
４３として後述する比較器４０に出力可能である。ま
た、可変吐出量ポンプ２０には、斜板２０ａを駆動する
油圧シリンダ３０が設けられている。油圧シリンダ３０
のピストンは斜板２０ａと連結されている。上述の配管
４２の切換弁２４が設けられている位置よりも図中下側
の位置から分岐して分岐配管４４が設けられている。分
岐配管４４には容量制御用切換弁３２が設けられてい
る。なお、図１は、容量制御用切換弁３２が容量減少側
位置に切換えられた状態が示されている。容量制御用切
換弁３２には、制御器３４が電気的に接続されている。
制御器３４は、射出工程前の所定のタイミングで容量制
御用切換弁３２に、容量増大側位置及び容量側位置のい
ずれか一方の位置を指令する指令信号を出力可能であ
る。これにより、容量制御用切換弁３２が指令された切
換え位置に切換えられ、可変吐出量ポンプ２０から吐出
された油が配管４２・４４、及び容量制御用切換弁３２
を通って油圧シリンダ３０に供給され、これのピストン
が斜板角（容量）増大方向及び斜板角（容量）減少方向
のいずれか一方の方向に駆動されるようになっている。
図示してない射出制御装置の制御盤には、設定器３６、
演算器３８、及び比較器４０が設けられている。設定器
３６には、ポンプの設定値３９を設定可能である。演算
器３８は、設定値３９、切換弁２４の応答時間ｔなどに
基づいて、切換弁２４に信号を出力すべき斜板角を演算
可能である。すなわち、演算器３８は、図２に示すよう
に、可変吐出量ポンプ２０の設定値３９よりも切換弁応
答時間ｔを見込んだ小さい角度を演算値４１として演算
し、これを比較器４０に出力可能である。比較器４０
は、演算器３８からの演算値４１とセンサ２８からの測
定値４３とを比較しており、２つの値が一致したとき切
換弁２４に射出開始信号４５を出力可能である。これに
より、測定値４３が設定値３９と一致するたタイミング
に合わせて切換弁２４が切り換えられるようになってい
る。

【０００７】次に、この実施例の作用を説明する。あら
かじめ設定器３６には、可変吐出量ポンプ２０の斜板角
の設定値３９が設定されている。演算器３８には、設定
器３６からの設定値３９のほかに切換弁２４の応答時間
ｔも入力されており、演算器３８は、これらのデータを
基に斜板角の演算値４１（切換弁２４に射出開始信号を
出力すべき斜板角）を演算し、これを比較器４０に出力
している。切換弁２４、及び容量制御用切換弁３２は、
それぞれ図示の遮断位置、及び容量減少側位置に切換え
られている。したがって可変吐出量ポンプ２０の斜板２
０ａは、最小斜板角位置に位置しており、可変吐出量ポ
ンプ２０は最小吐出量（ほぼ０）を吐出している。ま
た、スクリュー１４は、図示してない回転モータによっ
て駆動される計量工程によって、図示の計量完了位置に
位置しており、加熱シリンダ１６の樹脂貯留部１６ａに
は所定量の溶融樹脂が貯留されている。この状態で、図
示してない射出装置駆動装置によって駆動されることに
より、加熱シリンダ１６を含む射出装置が射出位置に移
動し、図示してない金型にノズル１８が押し付けられて
射出準備が整う。続いて射出工程が行われるが、これよ
りも少し前の所定の時点で、制御器３４から容量制御用
切換弁３２に容量増大側位置を指令する信号が出力され
る。これにより、容量制御用切換弁３２が図示の容量減
少側位置から容量増大側位置に切換えられ、可変吐出量
ポンプ２０から油が配管４２・４４及び容量制御用切換
弁３２を通って油圧シリンダ３０の図中右側の油室に供
給され、可変吐出量ポンプ２０の斜板２０ａが斜板角増
大方向に移動を開始する（図２中ａ点から右上りの線に
沿って斜板角が増大し始める）。これに応じて可変吐出
量ポンプ２０の吐出量が増大していくが、この時点で
は、切換弁２４は図示の遮断位置に位置したままであ
る。したがって、吐出された余分な油は、むだな流量と
してリリーフ弁２６を通ってタンク４６に戻される。な
お、制御器３４から容量制御用切換弁３２に指令信号を
出力するタイミングを適切なものに設定することによ
り、上記のようなむだな流量を少なくすることが可能で
ある。センサ２８は、斜板２０ａの斜板角を検知してお
り、これを測定値４３として比較器４０に出力してい
る。比較器４０は、これと上述の演算値４１とを比較し
ており、２つの値４１・４３が一致したとき、すなわ
ち、可変吐出量ポンプ２０の斜板２０ａが演算値４１ま
で移動した瞬間に射出開始信号４５を切換弁２４に出力
する。切換弁２４は応答時間ｔだけ遅れて図１に示す遮
断位置から連通位置に切換えられる。これと同時に可変
吐出量ポンプ２０の斜板２０ａが設定値３９の位置に移
動し終る。これにより、可変吐出量ポンプ２０から設定
流量の油が射出シリンダ１０の射出側室１０ａに供給さ
れ、ピストン１２を介してスクリュー１４が駆動され、
所定の速度で図中下向きに移動し始める。すなわち、ノ
ズル１８から溶融樹脂が一定の射出流量（設定射出流
量）で図示してない金型キャビティに射出され始めるこ
とになり、射出の開始時点から設定射出流量で射出する
ことができるので、樹脂詰まりが防止される。本発明に
よって樹脂詰まりが防止できることを、図２に基づいて
従来と比較しながら説明する。従来の構成においては、
ポンプ斜板角０付近の最小角（ａ点の角度）において射
出開始信号５１が出力され、ポンプ斜板角が最小角ａか
ら設定値３９まで移動する間、ポンプ吐出量が０付近か
ら徐々に設定吐出量まで増大していくのに対応して金型
キャビティに射出される溶融樹脂の射出流量も０付近か
ら設定射出流量に徐々に増大していく。すなわち、射出
工程の開始とともに溶融樹脂が小さい射出流量で射出さ
れ始めるので、この状態のときに金型のゲート部などに
おいて溶融樹脂の温度が低下して粘度が高くなり、金型
内において樹脂詰まりが発生しやすい。これに対して、
本発明においては、射出工程開始前に可変吐出量ポンプ
２０の斜板角が最小角ａから設定値３９に向かって移動
を始め、移動途中の演算値４１と一致した位置において
比較器４０から切換弁２４に射出開始信号４５が出力さ
れ、斜板角が設定値３９になるのとタイミングを合わせ
て、切換弁２４が遮断位置から連通位置に切換えられる
（射出工程が開始される）。したがって、可変吐出量ポ
ンプ２０から一定流量が射出シリンダ１０の射出側室１
０ａに供給されることになり、これに対応してノズル１
８から溶融樹脂が一定の射出流量で金型キャビティに射
出されることになる。すなわち、射出の開始時点から設
定射出流量の溶融樹脂が供給されるので、樹脂詰まりが
防止できることになる。なお、射出終了後は、制御器３
４からの指令信号により、容量制御用切換弁３２が図示
の容量減少側位置に切換えられて、可変吐出量ポンプ２
０は再び最小流量を吐出するようになり、切換弁２４も
図示の遮断位置に切換えられて、次の射出工程が準備さ
れる。すなわち、図示してない回転モータによってスク
リュー１４が回転駆動され、樹脂材料のフィード、溶融
・混練・計量が順次行われ、最終的にスクリュー１４が
図１に示す計量完了位置に位置することにより、次の射
出準備が整う。

【０００８】なお、上記実施例の説明においては、斜板
式ピストン形の可変吐出量ポンプ２２を用いるものとし
たが、別の形式のもの、たとえば斜軸式ピストン形、ベ
ーン形などの可変吐出量ポンプを用いることができる。
また、上記実施例の説明においては、容量変更部２０ａ
を駆動する駆動装置として油圧シリンダ３０を用いるも
のとしたが、容量変更部２０ａの軸を回動させる回転形
アクチュエータを用いることもできる。

【０００９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば溶
融樹脂の射出開始後、直ちに所定の射出流量とすること
ができるので、樹脂詰まりによる不良品の発生を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の射出制御装置を示す図である。

【図２】本発明の射出開始信号を出力するタイミング
を、従来のものと比較して示す図である。

【符号の説明】

１０ 射出シリンダ １２ ピストン １４ スクリュー １６ 加熱シリンダ １８ ノズル ２０ 可変吐出量ポンプ ２０ａ 斜板（容量変更部） ２４ 切換弁 ２８ センサ ３０ 油圧シリンダ（駆動装置） ３２ 容量制御用切換弁 ３４ 制御器 ３６ 設定器 ３８ 演算器 ４０ 比較器 ４５ 射出開始信号

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変吐出量ポンプから吐出された油を切
   換弁を介して射出シリンダに供給することにより溶融樹
   脂の射出を行う射出制御方法であって、射出工程前の所
   定の時点において可変吐出量ポンプの容量変更部を最小
   容量位置から設定容量位置に向かって移動を開始させ、
   容量変更部が設定容量位置に移動するのにタイミングを
   合わせて切換弁を遮断位置から連通位置に切換えること
   により射出工程を開始させる射出制御方法。
2. 【請求項２】 可変吐出量ポンプ（２０）から吐出され
   た油を切換弁（２４）を介して射出シリンダ（１０）に
   供給することにより、これのピストン（１２）を介して
   スクリュー（１４）を射出方向に移動させ、加熱シリン
   ダ（１６）のノズル（１８）から溶融樹脂を射出するも
   のであって、可変吐出量ポンプ（２０）の容量変更部
   （２０ａ）を駆動する駆動装置（３０）と、これを容量
   増大方向及び容量減少方向のいずれか一方に切換える容
   量制御用切換弁（３２）と、を有しており、射出工程の
   直前の工程が終了する時点において可変吐出量ポンプ
   （２０）の容量変更部（２０ａ）が最小容量位置に位置
   するとともに切換弁（２４）が可変吐出量ポンプ（２
   ０）及び射出シリンダ（１０）間を連通させない遮断位
   置に位置するように制御される射出制御装置において、 射出工程開始前の所定の時点において上記容量制御用切
   換弁（３２）を容量減少側位置から容量増大側位置に切
   換える制御器（３４）と、上記可変吐出量ポンプ（２
   ０）の容量変更部（２０ａ）の実際の位置を測定するセ
   ンサ（２８）と、射出工程時の容量変更部（２０ａ）の
   位置を設定値（３９）として設定する設定器（３６）
   と、設定値（３９）及び上記切換弁（２４）の応答時間
   （ｔ）を入力して演算値（４１）を演算する演算器（３
   ８）と、これの演算値（４１）及びセンサ（２８）から
   の測定値（４３）を比較し両値が一致したとき切換弁
   （２４）にこれの遮断位置から連通位置への切換え指令
   用の射出開始信号（４５）を出力する比較器（４０）
   と、を有することを特徴とする射出制御装置。