JP3279447B2

JP3279447B2 - 射出成形機

Info

Publication number: JP3279447B2
Application number: JP980395A
Authority: JP
Inventors: 吉哉谷口; 正希小野
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd; RP Topla Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd; RP Topla Ltd
Priority date: 1995-01-25
Filing date: 1995-01-25
Publication date: 2002-04-30
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: JPH08197561A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金型のキャビティ内に
溶融樹脂を射出すると共に、キャビティ内の樹脂中に高
圧ガスを圧入する、中空射出成形の１種であるガス射出
成形が可能な射出成形機に関する。

【０００２】

【従来の技術】金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出
し、このキャビティ内の溶融樹脂が固化する前に、溶融
樹脂中に高圧の窒素ガス等の不活性ガスを圧入するガス
射出成形は、樹脂の内部から保圧圧力を樹脂に付与し、
樹脂の表面側をキャビティの内壁面に押し付けるので、
ヒケ等のない良品が成形でき、また、成形品（製品）重
量も軽減できる。

【０００３】このようなガス射出成形に関しては種々の
提案がなされており、例えば、特開昭６３−１３９７１
６号公報，特開平１−１２８８１４号公報，特公平３−
４７１７１号公報，特開平６−３１２４３１号公報等
に、ガス射出成形に関する技術が開示されている。

【０００４】ところで、例えば射出成形機として最も一
般的なインラインスクリュー式射出成形機において、ガ
ス射出成形のみが可能なガス射出成形専用のマシン（射
出成形機）とすると、保圧行程時におけるキャビティ内
の樹脂への圧力付与を、ノズル内に残存するクッション
樹脂を介する樹脂圧で行う、最も一般的な（通常の）保
圧手法がとれないので、マシンの汎用性が低くなる。

【０００５】そこで、ガス射出成形を行わせる場合、通
常の（保圧行程の圧力付与を樹脂圧で行う一般的な）マ
シンの近傍に高圧ガス供給装置を付設するか、もしく
は、マシンと離れた場所に設置された高圧ガスタンク等
の高圧ガス供給装置からの配管を導いて、これによって
通常のマシンを用いてガス射出成形を行わせるようにし
ていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の射出
成形機はマイクロコンピュータ（以下、マイコンと称
す）を内蔵しており、このマイコンがマシン（射出成形
機）全体の動作制御や表示制御などを司るようになって
いる。そして、マシンに設けられたカラーＣＲＴディス
プレイ等の表示装置に表示される各種運転条件設定画面
と対話式に、オペレータが運転条件を設定し、マイコン
はこの設定された運転条件値に基づいて自動連続成形運
転を実行させるようになっている。

【０００７】ところが従来、通常のマシンにおいては、
高圧ガス供給装置を用いたガス射出成形は、マシンとは
独立した外部機器を用いる特殊な射出成形モードである
という概念があり、このため高圧ガス供給装置の制御
は、高圧ガス供給装置側のコントローラに委ね、マシン
側のマイコンから高圧ガス供給装置側のコントローラへ
タイミング信号等を出力することで、上記コントローラ
がドライバ回路群を介して高圧ガス供給装置を制御する
ようにしていた。

【０００８】また、従来の高圧ガス供給装置の運転条件
（すなわち、保圧条件）の設定項目は、高圧ガスの圧力
値や圧入ガス量という単純な値であり、この設定は手動
で減圧弁（圧力制御弁）を調整することや、高圧ガス供
給装置側の制御盤で行うようにしていた。従って、射出
条件の設定に際し、１次射出条件の設定はマシンの表示
装置とキー入力装置を用いて行い、保圧条件の設定は高
圧ガス供給装置側で行う必要があるので、設定操作が煩
雑で時間が掛かり、また、１次射出条件と保圧条件とが
一目で把握できないという問題があった。

【０００９】さらにまた、ガス射出成形による保圧にお
いては、保圧行程期間中に樹脂中へ圧入する高圧ガスの
圧力値を正確にコントロールすることへの配慮が些程に
なされておらず、また、保圧行程の圧力設定を多段にで
きるような配慮もなされていなかった。

【００１０】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、マシン（射出成形機）側にお
いて、高圧ガス供給装置の運転条件の設定や制御を一括
して行い得、操作性や監視性に優れた、オペレータにと
って使い勝手のよいガス射出成形が可能な射出成形機を
提供することにある。また、本発明の他の目的とすると
ころは、ガス射出成形モードによる保圧行程において
も、保圧ガス圧値が正確にコントロールでき、さらに成
形品形状や材質に応じた保圧ガス圧値の多段設定が可能
で、以って、より一層の良品成形が可能な射出成形機を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の代表的な１つの発明では、金型のキャビティ内
に溶融樹脂を射出すると共に、キャビティ内の樹脂中に
高圧ガスを圧入するガス射出成形が可能な射出成形機に
おいて、ガス射出成形モードによる成形運転が指示され
た際には、射出成形機全体の制御を司るマイコンが、設
定されたガス射出成形条件値に基づいて高圧ガス供給装
置を制御し、さらに、射出成形機に備えられた表示装置
の所定表示画面上において、樹脂圧による保圧を行う通
常射出成形モードと、ガス圧による保圧を行う前記ガス
射出成形モードとが、切り替え選択可能とされ、通常射
出成形モードが指定された際には、射出条件設定画面中
の保圧行程の圧力値設定欄が保圧樹脂圧設定欄として、
また、ガス射出成形モードが指定された際には、射出条
件設定画面中の保圧行程の圧力値設定欄が保圧ガス圧設
定欄として、自動的に切り替え表示されるように、構成
される。

【００１２】

【作用】射出成形機に内蔵されたマイコンは、成形運転
条件設定記憶部，成形プロセス制御部，表示処理部等を
もち、成形プロセス制御部は、成形運転条件設定記憶部
に格納された運転条件値に基づき、ドライバ群を介して
各種駆動源を制御する。ここで、成形運転条件設定記憶
部は、ガス圧による保圧を行うガス射出成形モードの運
転条件記憶部（ガス制御条件設定記憶部）をもち、ガス
射出成形モードによる成形運転が指示された際には、マ
イコンは、設定されたガス射出成形条件値に基づいて、
ドライバ群中の高圧ガス供給装置の駆動源（例えば、ガ
ス昇圧用の電動サーボモータ等）を駆動制御する。すな
わち、本発明においては、マシン（射出成形機）全体の
制御を司るマイコンは、ガス射出成形モード時に使用す
る高圧ガス供給装置を、独立制御される外付け装置では
なく、自身が直接コントロール下におくマシンと一体の
装置と見做してこれを制御する。

【００１３】また本発明においては、マシンと一体の表
示装置の所定表示画面上において、樹脂圧による保圧を
行う通常射出成形モードと、ガス圧による保圧を行うガ
ス射出成形モードとが、オペレータによって切り替え選
択できるようにされている。そして、通常射出成形モー
ドが指定された際には、射出条件設定画面中の保圧行程
の圧力値設定欄が保圧樹脂圧設定欄として、また、ガス
射出成形モードが指定された際には、射出条件設定画面
中の保圧行程の圧力値設定欄が保圧ガス圧設定欄とし
て、自動的に切り替え表示される。したがって、通常射
出成形モードの運転条件の設定と、ガス射出成形モード
の運転条件の設定とが、略同一の射出条件設定画面にお
いて行い得るので、通常射出成形モード時の保圧条件の
設定と同様に、射出条件設定画面上で１次射出条件を参
照しつつ、オペレータは容易・確実にガス射出成形モー
ド時のガス圧による保圧条件を設定でき、極めて使い勝
手のよいものとなる。

【００１４】また本発明においては、高圧ガス供給装置
は、電動サーボモータの駆動力によって、ガスを設定圧
力値まで昇圧するガス圧昇圧機構を具備しており、ガス
射出成形モードが選択された際には、少なくとも樹脂中
へのガス圧入行程時には、電動サーボモータを圧力フィ
ードバック制御するようになっている。したがって、ガ
ス射出成形モード時のガス圧による保圧制御が、製品
（成形品）種別に応じた最適の多段制御できめ細かく、
精緻・確実に行い得、以って良品成形に大いに貢献する
こととなる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の詳細を図示した実施例によっ
て説明する。図１は、本発明の１実施例に係る射出成形
機の制御系統の簡略化したブロック図である。同図にお
いて、１は後記する高圧ガス供給装置を含めてマシン
（射出成形機）全体の動作制御や表示制御等々を司るマ
イコン（マイクロコンピュータ）、２はマシンの各部に
備えられた多数のセンサで構成されるセンサ群、３はマ
シンの各部に配設された多数の駆動源を駆動制御するた
めの多数のドライバ回路で構成されたドライバ群、４は
マシンの前面部に配設されたキー入力装置、５はキー入
力装置４に隣接して配設された例えばカラーＣＲＴディ
スプレイ，カラーＬＣＤ等よりなる表示装置である。

【００１６】前記マイコン１は、可塑化・計量動作，射
出動作（１次射出及び保圧動作），型開閉動作，エジェ
クト動作等の成形行程全体の制御や、実測データの演算
・格納処理、あるいは前記表示装置５の出力画像の表示
制御処理等々の各種処理を実行する。このマイコン１
は、実際には各種Ｉ／Ｏインターフェイス，ＲＯＭ，Ｒ
ＡＭ，ＣＰＵ（ＭＰＵ）等を具備したもので構成され、
予め作成された各種プログラムにより各種処理を実行す
るも、本実施例においては、成形運転条件設定記憶部１
１，成形プロセス制御部１２，実測値記憶部１３，表示
処理部１４等を備えたものとして、以下の説明を行な
う。

【００１７】前記成形運転条件設定記憶部１１には、キ
ー入力装置４等によって入力されたマシンの運転制御に
必要な総べての各種運転条件値が、書き替え可能な形で
記憶されている。この運転条件としては、例えば、可塑
化・計量行程制御条件，サックバック制御条件，射出行
程（１次射出行程及び保圧行程）制御条件，各部のヒー
タ制御条件，型閉じ（型締め）行程制御条件，型開き行
程制御条件，エジェクト行程制御条件等々が挙げられ
る。ここで、本実施例のマシンにおいては、射出行程の
モードとして、樹脂圧による保圧を行う通常射出成形モ
ードとガス圧による保圧を行うガス射出成形モードとが
設けられており、射出行程制御条件中の保圧行程制御条
件には、通常射出成形モードの際の保圧行程制御条件
（樹脂圧による保圧制御条件）と、ガス射出成形モード
の際の保圧行程制御条件（ガス圧による保圧制御条件）
とがあり、各々が成形運転条件設定記憶部１１の所定記
憶領域に個別に格納されるようになっている。なお図１
において、１１ａは成形運転条件設定記憶部１１中のガ
ス制御条件設定記憶部で、上記したガス射出成形モード
の際の保圧行程制御条件（ガス圧による保圧制御条件）
が書き替え可能な形で記憶される。

【００１８】前記成形プロセス制御部１２は、自動連続
成形運転時には、予め作成された成形プロセス制御プロ
グラムと、成形運転条件設定記憶部１１に格納された運
転条件設定値とに基づき、マシンの各部に配設された前
記センサ群２（位置センサ，圧力センサ，温度センサ等
々）からの計測情報をリアルタイムで取り込む実測値記
憶部１４からのデータ及び自身に内蔵されたクロックか
らの計時情報を参照しつつ、前記ドライバ群３（モータ
ドライバ，油圧制御弁ドライバ，空圧制御弁ドライバ，
ヒータドライバ等々）を介して対応する駆動源を駆動制
御し、一連の成形行程（成形サイクル）を繰返し実行さ
せる。なお図１において、１２ａは成形プロセス制御部
１２中のガス供給装置制御部で、ガス射出成形モードに
よる成形運転が指示された際には、後記する高圧ガス供
給装置の駆動源（電動サーボモータや電磁制御弁）をド
ライバ群３を介して制御する。また、本実施例において
は、ガス射出成形モードによる成形運転が指示された際
には、後記する高圧ガス供給装置中の電動サーボモータ
は、少なくとも樹脂中へのガス圧入時には、圧力フィー
ドバック制御で駆動されるようになっており、このため
前記ドライバ群３中には、高圧ガス供給装置中の電動サ
ーボモータをフィードバック制御するための、ガス昇圧
モータ用サーボアンプ回路３ａが設けられている。

【００１９】前記実測値記憶部１３には、成形運転時に
おける予め設定された各種モニタ項目の総べての実測デ
ータが、連続する所定回数のショットにわたってリアル
タイムで取り込まれる。取り込まれるモニタ項目として
は、時間監視項目，位置監視項目，回転数監視項
目，速度監視項目，圧力監視項目，温度監視項
目，電力監視項目等が挙げられる。またこの他に、ガ
ス射出モード運転時には、ガス射出モード専用のモニタ
項目として、（ａ）ガス充填速度，（ｂ）充填ガス圧，
（ｃ）ガス充填量，（ｄ）ガス充填時間等が設けられて
いる。（ａ）ガス充填速度と（ｃ）ガス充填量の実測デ
ータは、電動サーボモータ３２のエンコーダでサーボモ
ータの回転量を実測し、これに基づき適宜演算を施すこ
とによってなされる。

【００２０】なお図１において、１３ａは実測値記憶部
１３中の実測ガス制御条件記憶部で、ガス射出成形モー
ドによる成形運転時には、上記した（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ）等のモニタ項目の実測値を取り込んで記
憶するようになっている。なおまた、本実施例において
は、マイコン１中の図示せぬ良／不良判定部が、実測値
記憶部１３に取り込まれた各種実測値と予め定められた
許容範囲データとを対照して、各ショットの成形品が良
品であるか、不良品であるかを判定するようになってい
る。

【００２１】前記表示処理部１４は、キー入力装置４に
よるオペレータが所望するモードの表示画像の呼び出し
指令によって、予め作成された表示画像作成・制御プロ
グラムに基づき、指定された表示モードの表示画像デー
タを作成する。すなわち、オペレータによる所定の表示
画像の呼び出し指令が到来すると、表示処理部１４は、
必要に応じ適宜記憶部に格納された情報から当該表示モ
ード画像の表示に用いるためのデータを抽出して表示形
態に対応した形に変換処理したりして、指定された表示
モード用の画像データを作成し、これを前記表示装置５
の表示画面上に表示させる。

【００２２】続いて、本実施例のマシン（射出成形機）
に付設される高圧ガス供給装置について説明する。図２
は、本実施例による高圧ガス供給装置の概要を示す説明
図である。同図において、２１は空気の取り入れ口、２
２はフィルタ、２３はミストセパレータ、２４，２５は
減圧弁、２６は窒素ガス発生器（窒素ガス生成器）、２
７は流量計、２８は絞り弁、２９，３０は逆止弁、３１
はガス昇圧機構、３２は電動サーボモータ、３３，３
４，３５は圧力計、３６，３７はエアで制御される切り
替え制御弁、３８，３９は電磁制御弁、４０は固定金型
と可動金型とで構成される成形用金型、４１は成形用の
空間を形作るキャビティである。

【００２３】取り入れ口２１より取り入れられた空気
は、フィルタ２２により塵を除去され、ミストセパレー
タ２３によって水分や油分を除去された後、減圧弁２４
を介して窒素ガス発生器２６に供給される。また、ミス
トセパレータ２３からは、減圧弁２５を介して電磁制御
弁３８，３９にも空気が供給される。窒素ガス発生器２
６では、公知のフィルタ法または吸着法によって、大気
から酸素を除去し、窒素ガスを生成して出力する。な
お、取り入れ口１より取り入れられる大気の圧力は５ｋ
ｇｆ／ｃｍ² 程度で、本実施例においては、窒素ガス発
生器２６から出される窒素ガスの圧力は３ｋｇｆ／ｃｍ
² 程度となるようにされている。

【００２４】窒素ガス発生器２６から出力された窒素ガ
スは、流量計２７，絞り弁２８，逆止弁２９を介して、
後でその詳細を説明するガス昇圧機構３１に供給され、
電動サーボモータ３２で駆動制御されるガス昇圧機構３
１によって、キャビティ４１内の樹脂中に圧入する設定
圧力まで昇圧される（圧縮される）。ガス昇圧機構３１
から出力される高圧窒素ガスは、電磁制御弁３８からの
エアによって制御される切り替え制御弁３６を介して、
キャビティ４１内の図示せぬ樹脂中に圧入（注入）され
る。また、成形品が固化した後の排ガスのタイミングに
至ると、切り替え制御弁３６は閉じられ、電磁制御弁３
９からのエアによって制御される切り替え制御弁３７を
通して、窒素ガスが大気中等へ放出される。なお本実施
例では、成形用金型４０から樹脂内に高圧窒素ガスを圧
入するようにしているが、高圧窒素ガスの圧入個所は、
射出メカニズムのノズル等であっても差し支えない。

【００２５】次に、ガス昇圧機構３１の詳細について説
明する。本実施例では、ガス昇圧機構３１は、２つの第
１のガス圧縮シリンダ４２と、１つの第２のガス圧縮シ
リンダ４３とを含むものとなっており、窒素ガス発生器
２６からの窒素ガスは逆止弁２９を介して、対となった
第１のガス圧縮シリンダ４２の圧縮用室４２ａへ導入さ
れるようになっている。また、第１のガス圧縮シリンダ
４２で昇圧（圧縮）された窒素ガスは、逆止弁３０を介
して第２のガス圧縮シリンダ４３の圧縮用室４３ａへ導
入され、第２のガス圧縮シリンダ４３によってさらに昇
圧（圧縮）されるようになっている。

【００２６】図２に示すように、電動サーボモータ３２
の出力軸にはプーリ４４が固着されており、このプーリ
４４とプーリ付きナット体４５との間には、タイミング
ベルト４６が掛け渡されており、電動サーボモータ３２
の回転によってプーリ付きナット体４５が回転駆動され
るようになっている。プーリ付きナット体４５は回転可
能であるも軸方向には変位不能であるように保持されて
おり、このプーリ付きナット体４５にボールネジ４７が
螺合されており、プーリ付きナット体４５の回転でボー
ルネジ４７が軸方向に移動するようになっている。つま
り、公知のボールネジ機構で、電動サーボモータ３２の
回転を直線運動に変換する回転→直線運動変換メカニズ
ムが構成されている。

【００２７】上記ボールネジ４７には、第２のガス圧縮
シリンダ４３のピストン体４３ｂが必要に応じ適宜連結
機構を介して連結されていると共に、連結部材４８，４
９を介して第１のガス圧縮シリンダ４２のピストン体４
２ｂが連結されている。従って、電動サーボモータ３２
が第１の方向に回転して、ボールネジ４７が図２の矢印
Ａ方向に駆動されると、第１のガス圧縮シリンダ４２の
圧縮用室４２ａ内の窒素ガスは、ピストン体４２ｂによ
って圧縮されて昇圧され、第２のガス圧縮シリンダ４３
の圧縮用室４３ａ内へ逆止弁３０を介して導入される。
本実施例では、第１のガス圧縮シリンダ４２によって、
窒素ガスの圧力を３ｋｇｆ／ｃｍ² 程度から３０ｋｇｆ
／ｃｍ² 程度まで昇圧させるように、構成されている。

【００２８】また、電動サーボモータ３２が第２の方向
に回転して、ボールネジ４７が図２の矢印Ｂ方向に駆動
されると、第１のガス圧縮シリンダ４２から第２のガス
圧縮シリンダ４３の圧縮用室４３ａ内へ導入された窒素
ガスは、ピストン体４３ｂによって圧縮されて、さらに
昇圧されるようになっている。本実施例においては、キ
ャビティ２１内の溶融樹脂中には、１００ｋｇｆ／ｃｍ
² 〜２７０ｋｇｆ／ｃｍ² の範囲の高圧窒素ガスを圧入
することを想定しており、設定値に応じて第２のガス圧
縮シリンダ４３によって窒素ガスが昇圧されるようにな
っている。

【００２９】ここで、圧縮前の圧縮用室４３ａ内のガス
圧の正確な値は、前記圧力計３５で検知可能であり、ま
た、圧縮ストロークは、電動サーボモータ３２に付設し
た図示せぬエンコーダによって常時検知可能であるの
で、ガス射出成形モードによる成形運転時には、これら
の検知情報を取り込んだ前記マイコン１（前記成形プロ
セス制御部１２のガス供給装置制御部１２ａ）は、オペ
レータが設定したガス射出成形モードの保圧設定条件
（本実施例では、時間軸に沿って多段に設定可能とされ
たガス圧力値）に基づき、第２のガス圧縮シリンダ４３
による昇圧動作時には、前記ガス昇圧モータ用サーボア
ンプ回路３ａを介して電動サーボモータ３２を圧力フィ
ードバック制御する。つまり本実施例では、第２のガス
圧縮シリンダ４３の圧縮動作前には、圧縮用室４３ａ内
のガス圧と、ピストン体４３ｂの位置情報（電動サーボ
モータ３２のエンコーダ情報）に基づく圧縮用室４３ａ
の容量とによって、前記成形プロセス制御部１２のガス
供給装置制御部１２ａは、設定されたガス圧を得るに必
要な圧縮ストロークを算出して、この算出値に基づきガ
ス昇圧モータ用サーボアンプ回路３ａを介して電動サー
ボモータ３２を駆動制御する。この際、電動サーボモー
タ３２は、設定ガス圧値から算出される出力トルクと対
応する駆動電流値をフィードバック制御（電流値フィー
ドバック制御）されるようになっており、これによって
圧力フィードバック制御が達成される。

【００３０】なお、本実施例では、樹脂中へ圧入する高
圧窒素ガスのガス量の正確な計量は行わず、成形条件の
初期設定時に与えられるキャビティ容積値と、樹脂中へ
圧入開始する際のガス圧設定値とに基づき、圧縮前の圧
縮用室４３ａの容積（ピストン体４３ｂの位置）を、マ
イコン１が予め余裕をもって決定するようにしている。
そして、樹脂中へのガス圧入時には、設定されたガス圧
と実測ガス圧値（ここでは、実測ガス圧値と対応する実
測駆動電流値）とが一致するように、電流値フィードバ
ック制御によってサーボモータ３２を駆動するようにし
ている。こうする所以は、そもそも樹脂中へのガス圧入
は、スクリュー等によってクッション樹脂を介して保圧
圧力をかける動作に代替するものであり、圧力制御が最
も優先すべき制御項目であるという観点によるものであ
る。このような制御を行っても、樹脂中へ圧入される高
圧窒素ガスの量は、略安定することが実験によって確認
された。

【００３１】続いて、上述した高圧ガス供給装置によ
る、ガス射出成形モード運転時の動作について説明す
る。１ショット成形サイクルにおける窒素ガスの圧縮動
作前には、切り替え制御弁３６，３７は閉位置をとって
おり、この状態で、窒素ガス発生器２６から窒素ガス
が、逆止弁２９等を介して第１のガス圧縮シリンダ４２
の圧縮用室４２ａ内に導入される。圧縮用室４２ａ内に
所定量の窒素ガスが貯えられた時点で、サーボモータ３
２が駆動されてボールネジ４７が図２の矢印Ａ方向に移
動し、これによって第１のガス圧縮シリンダ４２のピス
トン体４２ｂも矢印Ａ方向に移動して、圧縮用室４２ａ
内の窒素ガスが圧縮・昇圧されて、昇圧された窒素ガス
は逆止弁３０を介して、第２のガス圧縮シリンダ４３の
圧縮用室４３ａ内に導入される。

【００３２】次に、サーボモータ３２が先とは逆方向
に、前記したように電流値フィードバック制御で駆動さ
れ、ボールネジ４７が図２の矢印Ｂ方向に移動する。こ
れによって第２のガス圧縮シリンダ４３のピストン体４
３ｂが矢印Ｂ方向に、所定圧縮ストロークだけ移動し、
第２のガス圧縮シリンダ４３の圧縮用室４３ａ内の窒素
ガスが、圧入開始時の設定圧力値まで高められる。そし
て、キャビティ４１内に溶融樹脂が所定量だけ射出され
たタイミングで、電磁制御弁３８により切り替え制御弁
３６が開放され、キャビティ４１内の溶融樹脂中に所定
設定圧力の高圧窒素ガスが圧入される。

【００３３】切り替え制御弁３６が開放された後も、サ
ーボモータ３２は電流値フィードバック制御で駆動され
続けており、例えば、ガス圧入行程中のガス圧設定値が
一定値であるならば、圧力が一定値を維持するように
（つまり、これと対応する駆動電流値（トルク値）が一
定となるように）、ピストン体４３ｂを図２の矢印Ｂ方
向に少しづつ移動させて、電流値を監視しながら電流値
フィードバック制御を行う。

【００３４】また、樹脂中へのガス圧入行程のガス圧力
条件が多段設定されていれば、同様に、ガス圧入行程中
の設定条件に従ってガス圧力を可変制御する。例えば、
図３のようなガス圧設定条件である場合には、ガス圧入
開始時から所定秒時ｔ１後には、さらにガス圧をＰ１か
らＰ２まで高めるように、ピストン体４３ｂを図２の矢
印Ｂ方向に移動させつつ、圧力Ｐ２と対応する駆動電流
値（トルク値）となるように、サーボモータ３２による
電流値を監視しながらの電流値フィードバック制御が行
われる。また、ガス圧入開始時から所定秒時ｔ２後に
は、ガス圧をＰ２からＰ３まで下げるように、ピストン
体４３ｂを図２の矢印Ａ方向に移動させつつ、圧力Ｐ３
と対応する駆動電流値（トルク値）となるように、サー
ボモータ３２による電流値を監視しながらの電流値フィ
ードバック制御が行われる。なお図３において、１点鎖
線は圧力計３５によるガス圧力の実測値を示している。

【００３５】この後、キャビティ４１内の樹脂が固化し
た時点で、ピストン体４３ｂを図２の矢印Ａ方向に急速
に駆動して圧縮用室４３ａ内を減圧し、樹脂中や管路中
の高圧窒素ガスを圧縮用室４３ａ内に回収する。然る
後、電磁制御弁３８により切り替え制御弁３６を閉じ、
次に、電磁制御弁３９により切り替え制御弁３７を短時
間だけ開放させて、大気圧よりもなお相当に高圧である
樹脂中の窒素ガスや短い管路中の窒素ガスを放出する。
以上の動作で、１ショット成形サイクルにおける高圧ガ
ス供給装置の動作が終了する。

【００３６】以上のように本実施例の高圧ガス供給装置
によれば、窒素ガスを２段階に昇圧するので、容易に必
要とする高圧を得ることができると共に、ガス昇圧機構
をコンパクトで安価なものになし得る。よって、個々の
射出成形機にガス昇圧機構を付設しても、スペースファ
クターがよくなり、工場内のレイアウトもスッキリした
ものとなる。また、可変容量式のガス圧縮シリンダによ
って、必要充分な分量の高圧ガスを１ショット毎に得る
ことができるので、高圧ガスは小容量で済み、法的な規
制も少なくなって管理・運用が簡易となる。

【００３７】また、昇圧の駆動源として電動サーボモー
タを用いているので、圧力フィードバック制御が容易に
行え、ガス圧入行程のガス圧力を、設定条件に従ったも
のにフィードバック制御できるので、ガス圧による保圧
制御が精緻に行え、良品成形に大いに寄与する。

【００３８】次に、本実施例による射出（１次射出及び
保圧）条件の設定動作について説明する。図４は、オペ
レータが前記キー入力装置４上の所定キーを操作するこ
とによって、前記表示装置５上に呼び出した射出条件の
設定画面を示している。この図４の射出条件の設定画面
は、樹脂圧による保圧を行う通常射出成形モードの際の
設定画面であり、後述する「補助設定」ウィンドウ画面
で射出モードとして通常射出成形モードが予め選択され
ている際に、射出条件の設定画面として呼び出し・表示
されるようになっている。

【００３９】図４において、５１は１次射出条件設定欄
で、任意の切り替え段数と切り替え位置（スクリューの
前進ストローク位置）とによって、１次射出行程の速度
（射出速度）を多段設定可能としており、切り替え位置
設定欄５１ａや速度設定欄５１ｂ等へオペレータによっ
て入力された数値データは、１次射出行程制御条件とし
て前記成形運転条件設定記憶部１１に格納される。ま
た、５２は保圧条件設定欄で、任意の切り替え段数と切
り替え時間とによって、保圧行程の圧力を多段設定可能
としており、保圧樹脂圧設定欄５２ａや圧力切り替え時
間設定欄５２ｂ等へオペレータによって入力された数値
データは、同様に保圧射出行程制御条件として前記成形
運転条件設定記憶部１１に格納される。なお、図４の射
出条件設定画面（及び後記する図６の射出条件設定画
面）においては、画面上のファンクションキー領域を指
定することにより、所定のウィンドウ画面が呼び出し可
能となっており、図４においては「調整」ウィンドウ画
面５３が呼び出し・表示された状態を示している。

【００４０】図５は、図４の通常射出成形モードの射出
条件設定画面の表示状態で、「補助設定」ウィンドウ画
面５４を呼び出した状態を示している。この「補助設
定」ウィンドウ画面５４においては、各種の補助設定が
可能とされており、樹脂圧による保圧を行う通常射出成
形モードとガス圧による保圧を行うガス射出成形モード
とを選択できる、射出モード選択欄５４ａが設けられて
いる。すなわち、本実施例においては、「補助設定」ウ
ィンドウ画面５４を呼び出し、射出モード選択欄５４ａ
において射出モードの種別を選択するだけで、通常射出
成形モードもしくはガス射出成形モードによる成形運転
を行う旨が、自動的に前記マイコン１に認知・設定され
るようになっている。

【００４１】図６は、ガス射出成形モードを選択した
後、オペレータが表示装置５上に呼び出した射出条件設
定画面を示している。図６の設定画面における１次射出
条件設定欄５１は、図４の通常射出成形モードのものと
全く同一である。また、図６の設定画面における保圧条
件設定欄５２も、図４の通常射出成形モードのものと略
似通っており、保圧樹脂圧設定欄５２ａが保圧ガス圧設
定欄５２ａ’となっていることのみが異なっている。そ
して、このガス射出成形モードの射出条件設定画面にお
いて、保圧条件設定欄５２で入力・設定した保圧条件は
（ガス圧による保圧制御条件）は、前記成形運転条件設
定記憶部１１（ガス制御条件設定記憶部１１ａ）に格納
される。

【００４２】すなわち、本実施例においては、通常射出
成形モードが指定された際には、射出条件設定画面中の
保圧行程の圧力値設定欄が保圧樹脂圧設定欄５２ａとし
て、また、ガス射出成形モードが指定された際には、射
出条件設定画面中の保圧行程の圧力値設定欄が保圧ガス
圧設定欄５２ａ’として、自動的に切り替え表示され
る。したがって、通常射出成形モードの運転条件の設定
と、ガス射出成形モードの運転条件の設定とが、略同一
の射出条件設定画面において行い得るので、通常射出成
形モード時の保圧条件の設定と同様に、射出条件設定画
面上で１次射出条件を参照しつつ、オペレータは容易・
確実にガス射出成形モード時のガス圧による保圧条件を
設定できることとなる。

【００４３】以上本発明を図示した実施例によって説明
したが、当業者には本発明の精神を逸脱しない範囲で種
々の変形が可能であることは言うまでもなく、例えば、
射出条件設定画面の表示形態等は必要に応じ適宜変更可
能である。また、前記したように、マイコン１中の図示
せぬ良／不良判定部が、実測値記憶部１３に取り込まれ
た各種実測値と予め定められた許容範囲データとを対照
して、各ショットの成形品が良品であるか不良品である
かを判定する処理において、ガス射出成形モード時に
は、樹脂中への圧入ガス圧の実測値等々の実測ガス制御
条件値を用いて、良／不良の判定処理を行うことも可能
で、こうすることにより、通常射出成形モードの保圧行
程と略同様なモニタリング処理（良／不良の判定処理）
を行うことも可能となる。

【００４４】

【発明の効果】叙上のように本発明によれば、マシン
（射出成形機）側において、高圧ガス供給装置の運転条
件の設定や制御を一括して行い得、操作性や監視性に優
れた、オペレータにとって使い勝手のよい、ガス射出成
形が可能な射出成形機が提供できる。また、ガス射出成
形モードによる保圧行程においても、保圧ガス圧値が正
確にコントロールでき、さらに成形品形状や材質に応じ
た保圧ガス圧値の多段設定が可能で、以って、より一層
の良品成形が可能となる。また、モニタリングにより、
万一の不良品の場合の原因追及も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る射出成形機の制御系統
の簡略化したブロック図である。

【図２】本発明の１実施例に係る射出成形機の高圧ガス
供給装置の概要を示す説明図である。

【図３】本発明の１実施例に係る射出成形機による、ガ
ス射出成形モード時における多段設定されたガス圧設定
値の１例を示す説明図である。

【図４】本発明の１実施例に係る射出成形機における、
通常射出成形モードによる射出条件設定画面の１例を示
す説明図である。

【図５】本発明の１実施例に係る射出成形機における、
射出モード種別が選択可能なウィンドウ画面の１例を示
す説明図である。

【図６】本発明の１実施例に係る射出成形機における、
ガス射出成形モードによる射出条件設定画面の１例を示
す説明図である。

【符号の説明】

１マイコン（マイクロコンピュータ）２センサ群３ドライバ群３ａガス昇圧モータ用サーボアンプ回路４キー入力装置５表示装置１１成形運転条件設定記憶部１１ａガス制御条件設定記憶部１２成形プロセス制御部１２ａガス供給装置制御部１３実測値記憶部１３ａ実測ガス制御条件記憶部１４表示処理部２１空気の取り入れ口２２フィルタ２３ミストセパレータ２４，２５減圧弁２６窒素ガス発生器（窒素ガス生成器）２７流量計２８絞り弁２９，３０逆止弁３１ガス昇圧機構３２電動サーボモータ３３，３４，３５圧力計３６，３７切り替え制御弁３８，３９電磁制御弁４０成形用金型４１キャビティ４２第１のガス圧縮シリンダ４３第２のガス圧縮シリンダ４４プーリ４５プーリ付きナット体４６タイミングベルト４７ボールネジ５１１次射出条件設定欄５２保圧条件設定欄５２ａ保圧樹脂圧設定欄５２ａ’ 保圧ガス圧設定欄５４「補助設定」ウィンドウ画面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−141216（ＪＰ，Ａ) 特開平６−312431（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/84

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出す
ると共に、キャビティ内の樹脂中に高圧ガスを圧入する
ガス射出成形が可能な射出成形機において、射出成形機全体の制御を司るマイクロコンピュータは、
その成形運転条件設定記憶部にガス射出成形時の運転条
件記憶領域をもち、ガス射出成形モードによる成形運転
が指示された際には、前記マイクロコンピュータは、設
定されたガス射出成形条件値に基づいて、高圧ガス供給
装置を制御し、さらに、前記射出成形機に備えられた表示装置の所定表
示画面上において、樹脂圧による保圧を行う通常射出成
形モードと、ガス圧による保圧を行う前記ガス射出成形
モードとが、切り替え選択可能とされ、前記通常射出成
形モードが指定された際には、射出条件設定画面中の保
圧行程の圧力値設定欄が保圧樹脂圧設定欄として、ま
た、前記ガス射出成形モードが指定された際には、射出
条件設定画面中の保圧行程の圧力値設定欄が保圧ガス圧
設定欄として、自動的に切り替え表示されることを特徴
とする射出成形機。
【請求項２】金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出す
ると共に、キャビティ内の樹脂中に高圧ガスを圧入する
ガス射出成形が可能な射出成形機において、射出成形機全体の制御を司るマイクロコンピュータは、
その成形運転条件設定記憶部にガス射出成形時の運転条
件記憶領域をもち、ガス射出成形モードによる成形運転
が指示された際には、前記マイクロコンピュータは、設
定されたガス射出成形条件値に基づいて、高圧ガス供給
装置を制御し、さらに、前記マイクロコンピュータは、通常射出成形モ
ードの場合と同様に、ガス射出成形モードの場合には、
ガス充填速度，充填ガス圧，ガス充填量，ガス充填時間
の各実測ガス制御条件値をそれぞれモニタ項目に含め
て、成形品の良／不良判別を行うことを特徴とする射出
成形機。