JP3368000B2 - 射出成形機 - Google Patents
射出成形機Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、横型のインラインスク
リュー式の射出成形機に係り、特に、加熱シリンダを初
期加熱した際に生じるシリンダの曲がり変形を考慮し
て、適正な時期にスクリューの回転開始を許可するよう
にした射出成形機に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】インラインスクリュー式の射出成形機
は、加熱シリンダを水平配置し、型開閉方向を同じく水
平方向とした横型のものが主流を占めている。このよう
な横型のインラインスクリュー式射出成形機において
は、成形運転の開始前に、加熱シリンダに巻装した複数
のバンドヒータによって加熱シリンダを加熱し、加熱シ
リンダの各部を設定温度まで昇温させるようになってい
るが、この初期加熱期間には加熱シリンダに曲がり変形
が発生する。 【０００３】初期加熱期間に加熱シリンダに曲がり変形
が発生する理由としては、 加熱シリンダに巻装されるバンドヒータは、シリン
ダの全周を満遍なく加熱するものではなく、締付具をも
つバンドヒータの非加熱部分が、通常はシリンダの下部
に位置する。このため、初期加熱過程ではシリンダの上
部の方が下部よりも早く昇温し、シリンダの上部と下部
とでは、温度差による熱膨張の不均衡が発生すること。 加熱シリンダの外側には、安全性の確保と熱放散の
防止を図るため、下方が開放されたカバーが設けられる
ことが多いが、カバーの存在によって、初期加熱過程で
は熱の対流によってシリンダの上部の方が下部よりも早
く昇温し、シリンダの上部と下部とでは、温度差による
熱膨張の不均衡が発生すること。 が挙げられる。 【０００４】上記した加熱シリンダの曲がり変形は、シ
リンダが十分に加熱され、シリンダ内部の熱伝導によっ
て上部と下部の温度が等しくなった時点で解消するが、
シリンダに曲がり変形が生じている状態でスクリュー回
転を開始させると、加熱シリンダの内周面にスクリュー
が接触して「かじり」を生じ、スクリューが破損する虞
がある。そこで従来は、加熱シリンダを加熱開始し、加
熱シリンダの先端側に設けた温度センサからの温度計測
値が設定温度に到達した時点から、安全を見込んだ所定
時間をタイマーでカウントアップさせ、所定時間が経過
した時点でスクリュー回転を開始させるようになってい
た。 【０００５】図６〜図８は、上記従来技術を示すもの
で、図６は射成形機の射出メカニズム系を示す要部断面
図である。図６において、１はヘッドストック（支持ブ
ロック）、２はヘッドストック１にその後端側を固定・
保持された加熱シリンダ、３は加熱シリンダ２の先端側
に螺合・保持されたノズル、４…は加熱シリンダ２およ
びノズル３の外周に巻装されたバンドヒータ、５は加熱
シリンダ２内に回転並びに前後進可能であるように配設
されたスクリュー、６はスクリュー５の後部側（加熱シ
リンダの後部側）に樹脂材料を投入するためのホッパー
である。また、２１は、加熱シリンダ２の先端側（例え
ば先端上部側）の温度を計測するために配設された温度
センサである。 【０００６】図７は、室温状態にある加熱シリンダ２を
バンドヒータ４によって加熱した際の（初期加熱した際
の）上記温度センサ２１による温度計測値を示すグラフ
である。同図に示すように、バンドヒータ４に通電開始
して加熱シリンダ２を加熱し始めると、加熱シリンダ２
（加熱シリンダ２の先端上部側）の温度は、設定温度Ｔ
0 に向かって上昇し始め、ｔ１時間後に設定温度Ｔ0 に
達し、以後は図示せぬシステムコントローラの温度制御
機能によって、設定温度Ｔ0 を維持するようにコントロ
ールされる。 【０００７】上記した初期加熱期間においては、前述し
た理由で加熱シリンダ２に曲がり変形が発生する。図８
は、初期加熱期間におけるノズル３の軸中心ＮC の垂直
方向の変位を示すグラフである。同図に示すように、加
熱シリンダ２の昇温過渡期には、加熱シリンダ２の上部
側の膨張が下部側に比べて大きいので、ノズル３の軸中
心ＮC は下側に変位し、時間の経過とともに加熱シリン
ダ２の上部と下部との温度差が少なくなり、やがて加熱
シリンダ２の上部と下部の温度が等しくなると、ノズル
３の軸中心ＮC は元の位置に戻る（加熱シリンダ２に曲
がり変形がなくなる）。 【０００８】ところで、加熱シリンダ２の先端上部側の
温度が設定温度Ｔ0 に達した時点、すなわち、加熱開始
してから前記ｔ１時間が経過した時点では、図８に示す
ように、ノズル３の軸中心ＮC の変位量は“０”まで回
復しておらず、この後所定の時間が経過した時点で、ノ
ズル３の軸中心ＮC の変位量は“０”となる。このた
め、システムコントローラは、温度センサ２１からの計
測情報によって加熱シリンダ２の先端上部側の温度が設
定温度Ｔ0 に達したことを検知すると、この時点から安
全性を見込んで予め設定されたｔC 時間が経過したこと
を確認した後、スクリュー５の回転を開始させるように
なっていた。したがって、加熱開始してから（ｔ１＋ｔ
C ）＝ｔT’ 時間が経過してから、始めてスクリュー５
の回転が許可されるため、加熱シリンダ２に曲がり変形
がなくなった時点（図８で（ｔ１＋ｔX ）時間が経過し
た時点）で即座にスクリュー５を回転させる場合に比し
て、加熱開始からスクリュー回転開始までの時間が長く
なるという問題があった。また、上記したｔC 時間をぎ
りぎりに短い値に設定すると、こんどは信頼性に欠ける
という問題を生じる。 【０００９】上記の点に鑑み、特公平５−２４８０９号
公報に開示された射出成形機においては、加熱シリンダ
の初期加熱時に、温度センサからの計測情報によりシリ
ンダの所定点が所定温度に達したこと、並びに、マイク
ロメータ等の変位量検出センサからの計測情報によりシ
リンダの変形がなくなったこと、の２つの条件を共に満
たした場合に、スクリューを回転開始させるようにして
いた。 【００１０】また、実公平５−９１４５号公報に開示さ
れた射出成形機においては、加熱シリンダの外側上部を
覆うカバーの存在を考慮し、２分割形状のバンドヒータ
の非加熱領域をシリンダの上部に位置させて、これによ
って加熱特性がシリンダの外周で出来るだけ一様になる
ようにし、加熱シリンダの曲がり変形量を可及的に低減
させるようにしていた。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】図６〜図８を用いて説
明した従来技術においては、前記したように、加熱シリ
ンダに曲がり変形がなくなったことを検知する手段がな
いため、シリンダの所定部位の温度が設定温度Ｔ0 に達
した後、スクリューを回転開始させる前に、安全性を見
込んだｔC 時間の待ちを設定することを余儀なくされ、
加熱開始からスクリュー回転開始までの時間が長くなる
という問題があった。 【００１２】また、前記特公平５−２４８０９号公報に
開示された従来技術においては、図６〜図８の従来技術
に較べて、加熱開始からスクリュー回転開始までの時間
を短くすることが可能ではあるが、加熱シリンダの垂直
方向の変位を検出するため変位量検出センサを必要と
し、この変位量検出センサは、マシンのベース部材から
支持部材を介して上方に突設して正確に位置決めしなけ
ればならず、組立性が悪く、且つコストアップを招くと
いう問題があった。さらに、ノズルタッチおよびノズル
バックのために加熱シリンダが前後に駆動されることを
考慮すると、変位量検出センサが位置ズレないし破損す
る虞があるものであった。 【００１３】また、前記実公平５−９１４５号公報に開
示された従来技術は、初期加熱時の加熱シリンダの曲が
り変形量自体を可及的に低減させるようにしたものであ
るが、２分割形状で且つ特別仕様のバンドヒータを必要
とし、加熱シリンダやカバーの形状が変わる毎にバンド
ヒータにおける非加熱領域の条件出しを行い、特別仕様
のバンドヒータを作製しなければならなかった。つま
り、汎用のバンドヒータを用いることができず、生産性
の点で問題のあるものであった。 【００１４】したがって、本発明の解決すべき技術的課
題は上述の従来技術のもつ問題点を解消することにあ
り、その目的とするところは、加熱シリンダに曲がり変
形がなくなったことを、簡易で安価な手段によって検出
可能とし、加熱シリンダに曲がり変形がなくなった時点
から直ちにスクリューを回転開始させ得るようにした射
出成形機を提供することにある。 【００１５】 【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、水平状態に配置された加熱シリンダと、
該加熱シリンダ内に回転並びに前後進可能であるように
配設されたスクリューと、加熱シリンダの外周に巻装さ
れた複数のバンドヒータとを備えた射出成形機におい
て、加熱シリンダの例えば先端側における、初期加熱期
間には熱的に非均衡で且つ軸心に対してほぼ対象な位置
に、第１の温度検出手段と第２の温度検出手段とをそれ
ぞれ配設し、バンドヒータによって加熱シリンダを加熱
開始した後、第１の温度検出手段による温度計測値と第
２の温度検出手段による温度計測値との差が、予め定め
られた許容範囲内に収まった時点で、マシンの統括制御
を司るシステムコントローラは、スクリューを回転開始
可能なタイミングに至ったと判定するように、構成され
る。 【００１６】 【作用】バンドヒータに通電して加熱シリンダの加熱を
開始すると、加熱シリンダの上部が先ず設定温度まで昇
温し、次に加熱シリンダの下部が設定温度まで昇温す
る。加熱シリンダにおける初期加熱期間には熱的に非均
衡で且つ軸心に対してほぼ対象な位置、すなわち例え
ば、加熱シリンダの先端側の上部と下部とに対をなす第
１の温度検出手段と第２の温度検出手段とをそれぞれ配
設し、第１の温度検出手段によって加熱シリンダ先端側
の上部の温度を計測し、第２の温度検出手段によって加
熱シリンダ先端側の下部の温度を計測する。そして、第
１，第２の温度検出手段からの温度計測情報によって、
シリンダ先端側の上部温度と下部温度とが共に設定温度
まで昇温してほぼ等しくなったことが確認されると、こ
の時点では加熱シリンダに曲がり変形がなくなったと見
做せるので、システムコントローラはスクリューを回転
開始させるタイミングに至ったと判定する。 【００１７】 【実施例】以下、本発明の１実施例を図１〜図５によっ
て説明する。図１は、本実施例に係る横型のインライン
スクリュー式の射出成形機における射出メカニズム系を
示す説明図である。同図において、１はヘッドストック
（支持ブロック）、２はヘッドストック１にその後端側
を固定・保持された加熱シリンダ、３は加熱シリンダ２
の先端側に螺合・保持されたノズル、４…は加熱シリン
ダ２およびノズル３の外周に巻装されたバンドヒータ、
５は加熱シリンダ２内に回転並びに前後進可能であるよ
うに配設されたスクリュー、６はスクリュー５の後部側
（加熱シリンダの後部側）に樹脂材料を投入するための
ホッパーである。 【００１８】本実施例の上記バンドヒータ４は、図３に
示すように、加熱シリンダ２の外周に密着して巻き付け
られ、加熱シリンダ２の下部側において締付具４ａを用
いて固定される一般的な構成をとっており、バンドヒー
タ４における締付具４ａを設けた部位は、非加熱領域と
なっている。なお、図１では図示の都合上割愛してある
が、図３に示すように加熱シリンダ２に外側には、安全
性の確保と熱放散の防止を図るために、下方が開放され
たカバー７が設けられている。 【００１９】図１において、加熱シリンダ２の先端側の
上部と下部には、第１の温度センサ８と第２の温度セン
サ９とがそれぞれ配設されている。前記したようにバン
ドヒータ４の形状及び配置、並びにカバー７の存在によ
って、加熱シリンダ２の先端側の上部と下部とは、初期
加熱期間には熱的に非均衡で且つ軸心に対してほぼ対象
な位置関係にあり、図２に示すように斯様な位置関係
で、対をなす第１と第２の温度センサ８，９が設置され
ている。この第１と第２の温度センサ８，９からの計測
情報は、Ａ／Ｄ（アナログデジタル）コンバータを介し
て、マシン（射出成形機）全体の制御を司るマイクロコ
ンピュータを主体とするシステムコントローラ１２（以
下、シスコン１２と称す）へ送出される。 【００２０】図４は、室温状態にある加熱シリンダ２を
バンドヒータ４によって加熱した際の（初期加熱した際
の）、上記第１の温度センサ８と第２の温度センサ９と
による温度計測値を示すグラフであり、同図において、
Ａが第１の温度センサ８による温度計測値を示し、Ｂが
第２の温度センサ９による温度計測値を示している。図
４に示すように、バンドヒータ４に通電開始して加熱シ
リンダ２を加熱し始めると、加熱シリンダ２（加熱シリ
ンダ２の先端側）の温度は設定温度Ｔ0 に向かって上昇
し始める。この際、加熱シリンダ２の上部側の温度は下
部側の温度よりも前記した理由によって早く上昇し、温
度計測グラフ線Ａに示すように、加熱シリンダ２の先端
側上部はｔ１時間後に設定温度Ｔ0 に達し、このｔX 時
間後に、温度計測グラフ線Ｂに示すように、加熱シリン
ダ２の先端側下部も設定温度Ｔ0に達する。 【００２１】図５は、上記の初期加熱期間におけるノズ
ル３の軸中心ＮC の垂直方向の変位を示すグラフであ
る。同図に示し前述したように、加熱シリンダ２の昇温
過渡期には、加熱シリンダ２の上部側の膨張が下部側に
比べて大きいので、ノズル３の軸中心ＮC は下側に変位
し、時間の経過とともに加熱シリンダ２の上部と下部と
の温度差が少なくなり、やがて加熱シリンダ２の上部と
下部の温度が等しくなると、ノズル３の軸中心ＮC は元
の位置に戻る（加熱シリンダ２に曲がり変形がなくな
る）。つまり、加熱シリンダ２の先端側下部の温度が設
定温度Ｔ0 に達した時点では、図５に示すように、ノズ
ル３の軸中心ＮC の変位量は“０”まで回復している。 【００２２】ここで、前記したシスコン１２は、第１と
第２の温度センサ８，９からの温度計測情報をモニタリ
ングしており、加熱シリンダ２の先端側の上部と下部の
温度が共に設定温度Ｔ0 まで上昇することによって、第
１の温度センサ８による温度計測値と第２の温度センサ
９による温度計測値とがほぼ等しくなったことを認知す
ると、シスコン１２は、スクリュー５を回転開始させて
もよいタイミングに至ったと判定する。そして、加熱シ
リンダ２の加熱完了後に自動成形運転を開始させること
が、オペレータによって予め指示されている場合には、
シスコン１２は、第１と第２の温度センサ８，９からの
温度計測値がほぼ等しくなった時点（両温度センサ８，
９による温度計測値の差が、予め定められた許容範囲内
に収まった時点）で、スクリュー５を回転開始させ、こ
れによって、ホッパー６からスクリュー５の後部側に投
入された樹脂材料を、混練・可塑化・計量する所謂チャ
ージ動作を行わせる。 【００２３】したがって、加熱シリンダ２を加熱開始し
た時点から、加熱シリンダ２の先端側上部が設定温度Ｔ
0 に達するまでの前記したｔ１時間と、加熱シリンダ２
の先端側上部が設定温度Ｔ0 に達してから、加熱シリン
ダ２の先端側下部が設定温度Ｔ0 に達するまでの前記し
たｔX 時間との、トータル時間ｔT ＝（ｔ１＋ｔX ）後
にスクリュー５を回転開始させるので、前記した図６〜
図８の従来例よりも、加熱シリンダ２を加熱開始してか
らスクリュー５を回転開始させるまでの時間を短くする
ことができる。また、加熱シリンダ２に曲がり変形がな
くなったことを認知してからスクリュー５を回転開始さ
せので、「かじり」等が生じる虞は全くない。しかも、
比較的安価で、組立作業性のよい（加熱シリンダ２に直
接取り付けることができるので）、熱電対等の温度セン
サを用いているので、コストアップを招来することな
く、量産性に富むものとなる。 【００２４】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、加熱シリ
ンダに曲がり変形がなくなったことを、簡易で安価な手
段によって検出可能とし、加熱シリンダに曲がり変形が
なくなった時点から直ちにスクリューを回転開始させ得
るようにできる射出成形機を安価に提供でき、その産業
的価値は大きい。
リュー式の射出成形機に係り、特に、加熱シリンダを初
期加熱した際に生じるシリンダの曲がり変形を考慮し
て、適正な時期にスクリューの回転開始を許可するよう
にした射出成形機に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】インラインスクリュー式の射出成形機
は、加熱シリンダを水平配置し、型開閉方向を同じく水
平方向とした横型のものが主流を占めている。このよう
な横型のインラインスクリュー式射出成形機において
は、成形運転の開始前に、加熱シリンダに巻装した複数
のバンドヒータによって加熱シリンダを加熱し、加熱シ
リンダの各部を設定温度まで昇温させるようになってい
るが、この初期加熱期間には加熱シリンダに曲がり変形
が発生する。 【０００３】初期加熱期間に加熱シリンダに曲がり変形
が発生する理由としては、 加熱シリンダに巻装されるバンドヒータは、シリン
ダの全周を満遍なく加熱するものではなく、締付具をも
つバンドヒータの非加熱部分が、通常はシリンダの下部
に位置する。このため、初期加熱過程ではシリンダの上
部の方が下部よりも早く昇温し、シリンダの上部と下部
とでは、温度差による熱膨張の不均衡が発生すること。 加熱シリンダの外側には、安全性の確保と熱放散の
防止を図るため、下方が開放されたカバーが設けられる
ことが多いが、カバーの存在によって、初期加熱過程で
は熱の対流によってシリンダの上部の方が下部よりも早
く昇温し、シリンダの上部と下部とでは、温度差による
熱膨張の不均衡が発生すること。 が挙げられる。 【０００４】上記した加熱シリンダの曲がり変形は、シ
リンダが十分に加熱され、シリンダ内部の熱伝導によっ
て上部と下部の温度が等しくなった時点で解消するが、
シリンダに曲がり変形が生じている状態でスクリュー回
転を開始させると、加熱シリンダの内周面にスクリュー
が接触して「かじり」を生じ、スクリューが破損する虞
がある。そこで従来は、加熱シリンダを加熱開始し、加
熱シリンダの先端側に設けた温度センサからの温度計測
値が設定温度に到達した時点から、安全を見込んだ所定
時間をタイマーでカウントアップさせ、所定時間が経過
した時点でスクリュー回転を開始させるようになってい
た。 【０００５】図６〜図８は、上記従来技術を示すもの
で、図６は射成形機の射出メカニズム系を示す要部断面
図である。図６において、１はヘッドストック（支持ブ
ロック）、２はヘッドストック１にその後端側を固定・
保持された加熱シリンダ、３は加熱シリンダ２の先端側
に螺合・保持されたノズル、４…は加熱シリンダ２およ
びノズル３の外周に巻装されたバンドヒータ、５は加熱
シリンダ２内に回転並びに前後進可能であるように配設
されたスクリュー、６はスクリュー５の後部側（加熱シ
リンダの後部側）に樹脂材料を投入するためのホッパー
である。また、２１は、加熱シリンダ２の先端側（例え
ば先端上部側）の温度を計測するために配設された温度
センサである。 【０００６】図７は、室温状態にある加熱シリンダ２を
バンドヒータ４によって加熱した際の（初期加熱した際
の）上記温度センサ２１による温度計測値を示すグラフ
である。同図に示すように、バンドヒータ４に通電開始
して加熱シリンダ２を加熱し始めると、加熱シリンダ２
（加熱シリンダ２の先端上部側）の温度は、設定温度Ｔ
0 に向かって上昇し始め、ｔ１時間後に設定温度Ｔ0 に
達し、以後は図示せぬシステムコントローラの温度制御
機能によって、設定温度Ｔ0 を維持するようにコントロ
ールされる。 【０００７】上記した初期加熱期間においては、前述し
た理由で加熱シリンダ２に曲がり変形が発生する。図８
は、初期加熱期間におけるノズル３の軸中心ＮC の垂直
方向の変位を示すグラフである。同図に示すように、加
熱シリンダ２の昇温過渡期には、加熱シリンダ２の上部
側の膨張が下部側に比べて大きいので、ノズル３の軸中
心ＮC は下側に変位し、時間の経過とともに加熱シリン
ダ２の上部と下部との温度差が少なくなり、やがて加熱
シリンダ２の上部と下部の温度が等しくなると、ノズル
３の軸中心ＮC は元の位置に戻る（加熱シリンダ２に曲
がり変形がなくなる）。 【０００８】ところで、加熱シリンダ２の先端上部側の
温度が設定温度Ｔ0 に達した時点、すなわち、加熱開始
してから前記ｔ１時間が経過した時点では、図８に示す
ように、ノズル３の軸中心ＮC の変位量は“０”まで回
復しておらず、この後所定の時間が経過した時点で、ノ
ズル３の軸中心ＮC の変位量は“０”となる。このた
め、システムコントローラは、温度センサ２１からの計
測情報によって加熱シリンダ２の先端上部側の温度が設
定温度Ｔ0 に達したことを検知すると、この時点から安
全性を見込んで予め設定されたｔC 時間が経過したこと
を確認した後、スクリュー５の回転を開始させるように
なっていた。したがって、加熱開始してから（ｔ１＋ｔ
C ）＝ｔT’ 時間が経過してから、始めてスクリュー５
の回転が許可されるため、加熱シリンダ２に曲がり変形
がなくなった時点（図８で（ｔ１＋ｔX ）時間が経過し
た時点）で即座にスクリュー５を回転させる場合に比し
て、加熱開始からスクリュー回転開始までの時間が長く
なるという問題があった。また、上記したｔC 時間をぎ
りぎりに短い値に設定すると、こんどは信頼性に欠ける
という問題を生じる。 【０００９】上記の点に鑑み、特公平５−２４８０９号
公報に開示された射出成形機においては、加熱シリンダ
の初期加熱時に、温度センサからの計測情報によりシリ
ンダの所定点が所定温度に達したこと、並びに、マイク
ロメータ等の変位量検出センサからの計測情報によりシ
リンダの変形がなくなったこと、の２つの条件を共に満
たした場合に、スクリューを回転開始させるようにして
いた。 【００１０】また、実公平５−９１４５号公報に開示さ
れた射出成形機においては、加熱シリンダの外側上部を
覆うカバーの存在を考慮し、２分割形状のバンドヒータ
の非加熱領域をシリンダの上部に位置させて、これによ
って加熱特性がシリンダの外周で出来るだけ一様になる
ようにし、加熱シリンダの曲がり変形量を可及的に低減
させるようにしていた。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】図６〜図８を用いて説
明した従来技術においては、前記したように、加熱シリ
ンダに曲がり変形がなくなったことを検知する手段がな
いため、シリンダの所定部位の温度が設定温度Ｔ0 に達
した後、スクリューを回転開始させる前に、安全性を見
込んだｔC 時間の待ちを設定することを余儀なくされ、
加熱開始からスクリュー回転開始までの時間が長くなる
という問題があった。 【００１２】また、前記特公平５−２４８０９号公報に
開示された従来技術においては、図６〜図８の従来技術
に較べて、加熱開始からスクリュー回転開始までの時間
を短くすることが可能ではあるが、加熱シリンダの垂直
方向の変位を検出するため変位量検出センサを必要と
し、この変位量検出センサは、マシンのベース部材から
支持部材を介して上方に突設して正確に位置決めしなけ
ればならず、組立性が悪く、且つコストアップを招くと
いう問題があった。さらに、ノズルタッチおよびノズル
バックのために加熱シリンダが前後に駆動されることを
考慮すると、変位量検出センサが位置ズレないし破損す
る虞があるものであった。 【００１３】また、前記実公平５−９１４５号公報に開
示された従来技術は、初期加熱時の加熱シリンダの曲が
り変形量自体を可及的に低減させるようにしたものであ
るが、２分割形状で且つ特別仕様のバンドヒータを必要
とし、加熱シリンダやカバーの形状が変わる毎にバンド
ヒータにおける非加熱領域の条件出しを行い、特別仕様
のバンドヒータを作製しなければならなかった。つま
り、汎用のバンドヒータを用いることができず、生産性
の点で問題のあるものであった。 【００１４】したがって、本発明の解決すべき技術的課
題は上述の従来技術のもつ問題点を解消することにあ
り、その目的とするところは、加熱シリンダに曲がり変
形がなくなったことを、簡易で安価な手段によって検出
可能とし、加熱シリンダに曲がり変形がなくなった時点
から直ちにスクリューを回転開始させ得るようにした射
出成形機を提供することにある。 【００１５】 【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、水平状態に配置された加熱シリンダと、
該加熱シリンダ内に回転並びに前後進可能であるように
配設されたスクリューと、加熱シリンダの外周に巻装さ
れた複数のバンドヒータとを備えた射出成形機におい
て、加熱シリンダの例えば先端側における、初期加熱期
間には熱的に非均衡で且つ軸心に対してほぼ対象な位置
に、第１の温度検出手段と第２の温度検出手段とをそれ
ぞれ配設し、バンドヒータによって加熱シリンダを加熱
開始した後、第１の温度検出手段による温度計測値と第
２の温度検出手段による温度計測値との差が、予め定め
られた許容範囲内に収まった時点で、マシンの統括制御
を司るシステムコントローラは、スクリューを回転開始
可能なタイミングに至ったと判定するように、構成され
る。 【００１６】 【作用】バンドヒータに通電して加熱シリンダの加熱を
開始すると、加熱シリンダの上部が先ず設定温度まで昇
温し、次に加熱シリンダの下部が設定温度まで昇温す
る。加熱シリンダにおける初期加熱期間には熱的に非均
衡で且つ軸心に対してほぼ対象な位置、すなわち例え
ば、加熱シリンダの先端側の上部と下部とに対をなす第
１の温度検出手段と第２の温度検出手段とをそれぞれ配
設し、第１の温度検出手段によって加熱シリンダ先端側
の上部の温度を計測し、第２の温度検出手段によって加
熱シリンダ先端側の下部の温度を計測する。そして、第
１，第２の温度検出手段からの温度計測情報によって、
シリンダ先端側の上部温度と下部温度とが共に設定温度
まで昇温してほぼ等しくなったことが確認されると、こ
の時点では加熱シリンダに曲がり変形がなくなったと見
做せるので、システムコントローラはスクリューを回転
開始させるタイミングに至ったと判定する。 【００１７】 【実施例】以下、本発明の１実施例を図１〜図５によっ
て説明する。図１は、本実施例に係る横型のインライン
スクリュー式の射出成形機における射出メカニズム系を
示す説明図である。同図において、１はヘッドストック
（支持ブロック）、２はヘッドストック１にその後端側
を固定・保持された加熱シリンダ、３は加熱シリンダ２
の先端側に螺合・保持されたノズル、４…は加熱シリン
ダ２およびノズル３の外周に巻装されたバンドヒータ、
５は加熱シリンダ２内に回転並びに前後進可能であるよ
うに配設されたスクリュー、６はスクリュー５の後部側
（加熱シリンダの後部側）に樹脂材料を投入するための
ホッパーである。 【００１８】本実施例の上記バンドヒータ４は、図３に
示すように、加熱シリンダ２の外周に密着して巻き付け
られ、加熱シリンダ２の下部側において締付具４ａを用
いて固定される一般的な構成をとっており、バンドヒー
タ４における締付具４ａを設けた部位は、非加熱領域と
なっている。なお、図１では図示の都合上割愛してある
が、図３に示すように加熱シリンダ２に外側には、安全
性の確保と熱放散の防止を図るために、下方が開放され
たカバー７が設けられている。 【００１９】図１において、加熱シリンダ２の先端側の
上部と下部には、第１の温度センサ８と第２の温度セン
サ９とがそれぞれ配設されている。前記したようにバン
ドヒータ４の形状及び配置、並びにカバー７の存在によ
って、加熱シリンダ２の先端側の上部と下部とは、初期
加熱期間には熱的に非均衡で且つ軸心に対してほぼ対象
な位置関係にあり、図２に示すように斯様な位置関係
で、対をなす第１と第２の温度センサ８，９が設置され
ている。この第１と第２の温度センサ８，９からの計測
情報は、Ａ／Ｄ（アナログデジタル）コンバータを介し
て、マシン（射出成形機）全体の制御を司るマイクロコ
ンピュータを主体とするシステムコントローラ１２（以
下、シスコン１２と称す）へ送出される。 【００２０】図４は、室温状態にある加熱シリンダ２を
バンドヒータ４によって加熱した際の（初期加熱した際
の）、上記第１の温度センサ８と第２の温度センサ９と
による温度計測値を示すグラフであり、同図において、
Ａが第１の温度センサ８による温度計測値を示し、Ｂが
第２の温度センサ９による温度計測値を示している。図
４に示すように、バンドヒータ４に通電開始して加熱シ
リンダ２を加熱し始めると、加熱シリンダ２（加熱シリ
ンダ２の先端側）の温度は設定温度Ｔ0 に向かって上昇
し始める。この際、加熱シリンダ２の上部側の温度は下
部側の温度よりも前記した理由によって早く上昇し、温
度計測グラフ線Ａに示すように、加熱シリンダ２の先端
側上部はｔ１時間後に設定温度Ｔ0 に達し、このｔX 時
間後に、温度計測グラフ線Ｂに示すように、加熱シリン
ダ２の先端側下部も設定温度Ｔ0に達する。 【００２１】図５は、上記の初期加熱期間におけるノズ
ル３の軸中心ＮC の垂直方向の変位を示すグラフであ
る。同図に示し前述したように、加熱シリンダ２の昇温
過渡期には、加熱シリンダ２の上部側の膨張が下部側に
比べて大きいので、ノズル３の軸中心ＮC は下側に変位
し、時間の経過とともに加熱シリンダ２の上部と下部と
の温度差が少なくなり、やがて加熱シリンダ２の上部と
下部の温度が等しくなると、ノズル３の軸中心ＮC は元
の位置に戻る（加熱シリンダ２に曲がり変形がなくな
る）。つまり、加熱シリンダ２の先端側下部の温度が設
定温度Ｔ0 に達した時点では、図５に示すように、ノズ
ル３の軸中心ＮC の変位量は“０”まで回復している。 【００２２】ここで、前記したシスコン１２は、第１と
第２の温度センサ８，９からの温度計測情報をモニタリ
ングしており、加熱シリンダ２の先端側の上部と下部の
温度が共に設定温度Ｔ0 まで上昇することによって、第
１の温度センサ８による温度計測値と第２の温度センサ
９による温度計測値とがほぼ等しくなったことを認知す
ると、シスコン１２は、スクリュー５を回転開始させて
もよいタイミングに至ったと判定する。そして、加熱シ
リンダ２の加熱完了後に自動成形運転を開始させること
が、オペレータによって予め指示されている場合には、
シスコン１２は、第１と第２の温度センサ８，９からの
温度計測値がほぼ等しくなった時点（両温度センサ８，
９による温度計測値の差が、予め定められた許容範囲内
に収まった時点）で、スクリュー５を回転開始させ、こ
れによって、ホッパー６からスクリュー５の後部側に投
入された樹脂材料を、混練・可塑化・計量する所謂チャ
ージ動作を行わせる。 【００２３】したがって、加熱シリンダ２を加熱開始し
た時点から、加熱シリンダ２の先端側上部が設定温度Ｔ
0 に達するまでの前記したｔ１時間と、加熱シリンダ２
の先端側上部が設定温度Ｔ0 に達してから、加熱シリン
ダ２の先端側下部が設定温度Ｔ0 に達するまでの前記し
たｔX 時間との、トータル時間ｔT ＝（ｔ１＋ｔX ）後
にスクリュー５を回転開始させるので、前記した図６〜
図８の従来例よりも、加熱シリンダ２を加熱開始してか
らスクリュー５を回転開始させるまでの時間を短くする
ことができる。また、加熱シリンダ２に曲がり変形がな
くなったことを認知してからスクリュー５を回転開始さ
せので、「かじり」等が生じる虞は全くない。しかも、
比較的安価で、組立作業性のよい（加熱シリンダ２に直
接取り付けることができるので）、熱電対等の温度セン
サを用いているので、コストアップを招来することな
く、量産性に富むものとなる。 【００２４】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、加熱シリ
ンダに曲がり変形がなくなったことを、簡易で安価な手
段によって検出可能とし、加熱シリンダに曲がり変形が
なくなった時点から直ちにスクリューを回転開始させ得
るようにできる射出成形機を安価に提供でき、その産業
的価値は大きい。
【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射出メカ
ニズム系などを示す説明図である。 【図２】本発明の１実施例による第１と第２の温度セン
サの配置関係を示す説明図である。 【図３】本発明の１実施例によるバンドヒータの巻装状
態などを示す説明図である。 【図４】本発明の１実施例によるシリンダ初期加熱時の
第１と第２の温度センサの温度計測値をグラフ化して示
す説明図である。 【図５】シリンダ初期加熱時のノズルセンターの垂直方
向変位をグラフ化して示す説明図である。 【図６】従来技術による射出成形機の射出メカニズム系
を示す説明図である。 【図７】従来技術によるシリンダ初期加熱時の温度セン
サの温度計測値をグラフ化して示す説明図である。 【図８】シリンダ初期加熱時のノズルセンターの垂直方
向変位をグラフ化して示す説明図である。 【符号の説明】 １ ヘッドストック（支持ブロック） ２ 加熱シリンダ ３ ノズル ４ バンドヒータ ４ａ 締付具 ５ スクリュー ６ ホッパー ７ カバー ８ 第１の温度センサ ９ 第２の温度センサ １０，１１ Ａ／Ｄ（アナログデジタル）コンバータ １２ システムコントローラ
ニズム系などを示す説明図である。 【図２】本発明の１実施例による第１と第２の温度セン
サの配置関係を示す説明図である。 【図３】本発明の１実施例によるバンドヒータの巻装状
態などを示す説明図である。 【図４】本発明の１実施例によるシリンダ初期加熱時の
第１と第２の温度センサの温度計測値をグラフ化して示
す説明図である。 【図５】シリンダ初期加熱時のノズルセンターの垂直方
向変位をグラフ化して示す説明図である。 【図６】従来技術による射出成形機の射出メカニズム系
を示す説明図である。 【図７】従来技術によるシリンダ初期加熱時の温度セン
サの温度計測値をグラフ化して示す説明図である。 【図８】シリンダ初期加熱時のノズルセンターの垂直方
向変位をグラフ化して示す説明図である。 【符号の説明】 １ ヘッドストック（支持ブロック） ２ 加熱シリンダ ３ ノズル ４ バンドヒータ ４ａ 締付具 ５ スクリュー ６ ホッパー ７ カバー ８ 第１の温度センサ ９ 第２の温度センサ １０，１１ Ａ／Ｄ（アナログデジタル）コンバータ １２ システムコントローラ
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B29C 45/74
B29C 45/50
B29C 45/78
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 水平状態に配置された加熱シリンダと、
該加熱シリンダ内に回転並びに前後進可能であるように
配設されたスクリューと、上記加熱シリンダの外周に巻
装された複数のバンドヒータとを備えた射出成形機にお
いて、 上記加熱シリンダにおける、初期加熱期間には熱的に非
均衡で且つ軸心に対してほぼ対象な位置に、第１の温度
検出手段と第２の温度検出手段とをそれぞれ配設し、上
記バンドヒータによって上記加熱シリンダを加熱開始し
た後、上記第１の温度検出手段による温度計測値と第２
の温度検出手段による温度計測値との差が、予め定めら
れた許容範囲内に収まった時点で、上記スクリューを回
転開始可能なタイミングに至ったと判定するようにした
ことを特徴とする射出成形機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20953293A JP3368000B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 射出成形機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20953293A JP3368000B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 射出成形機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0760814A JPH0760814A (ja) | 1995-03-07 |
| JP3368000B2 true JP3368000B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=16574358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20953293A Expired - Fee Related JP3368000B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 射出成形機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3368000B2 (ja) |
-
1993
- 1993-08-24 JP JP20953293A patent/JP3368000B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0760814A (ja) | 1995-03-07 |
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