JP3439152B2

JP3439152B2 - 射出装置及びその制御方法

Info

Publication number: JP3439152B2
Application number: JP12383199A
Authority: JP
Inventors: 芳幸今冨
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2003-08-25
Anticipated expiration: 2019-04-30
Also published as: JP2000313044A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出装置及びその
制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、射出成形機は射出装置を有し、該
射出装置の加熱シリンダ内にスクリューが回転自在に、
かつ、進退自在に配設され、該スクリューを駆動手段に
よって回転及び進退させることができるようになってい
る。そして、計量工程時に、加熱シリンダ内においてス
クリューを正方向に回転させながら後退させることによ
って、ホッパから落下した樹脂を溶融させてスクリュー
の溝に沿って前進させ、スクリューヘッドの前方に蓄
え、射出工程時に、スクリューを前進させることによっ
て、スクリューヘッドの前方に蓄えられた樹脂を射出ノ
ズルから射出するようにしている。

【０００３】そのために、前記スクリューにおいては、
後方から前方にかけて順に、ホッパから落下した樹脂が
供給される樹脂供給部、供給された樹脂を圧縮しながら
溶融させる圧縮部、及び溶融させられた樹脂を一定量ず
つ計量する計量部が形成される。なお、前記溝内の樹脂
は、前記樹脂供給部においてペレット状の形状を有し、
圧縮部において半溶融状態に置かれ、計量部において完
全に溶融させられて液状になる。

【０００４】ところで、前記スクリューの外周面及び加
熱シリンダの内周面の粗さが互いに等しいと、計量工程
時にスクリューを回転させても、溝内の樹脂は、スクリ
ューと一体的に回転させられ、前進しない。そこで、通
常は、加熱シリンダの内周面がスクリューの外周面より
粗くされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の射出装置においては、前記加熱シリンダの内周面が
粗くされるので、スクリューを前進させる際に、加熱シ
リンダの内周面の近傍の樹脂に大きな摩擦抵抗が加わっ
てしまう。しかも、スクリューの溝内の樹脂の溶融状態
は、樹脂供給部、圧縮部及び計量部を移動する間に変化
するので、前記樹脂に加わる摩擦抵抗も変化してしま
う。

【０００６】したがって、射出工程において、後方から
スクリューに加えられる射出力と、スクリューヘッドの
前端に加わる射出圧力とが対応せず、十分な射出圧力で
樹脂を射出することができないだけでなく、前記摩擦抵
抗の変化に伴って射出圧力にばらつきが生じてしまう。

【０００７】その結果、金型内の樹脂圧力、すなわち、
型内圧にもばらつきが生じ、成形品の品質を低下させて
しまう。

【０００８】本発明は、前記従来の射出装置の問題点を
解決して、射出工程において樹脂に加わる摩擦抵抗を小
さくすることができるとともに、成形品の品質を向上さ
せることができる射出装置及びその制御方法を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の射
出装置においては、加熱シリンダと、スクリュー本体の
外周にフライトが形成されたフライト部、及び該フライ
ト部の前端に配設されたスクリューヘッドを備え、前記
加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に
配設されたスクリューと、該スクリューを回転させるた
めの第１の駆動手段と、前記スクリューを進退させるた
めの第２の駆動手段と、射出工程において前記第２の駆
動手段を駆動して、スクリューを所定のスクリュー速度
で前進させるスクリュー前進手段と、前記射出工程の開
始から完了までの間において前記第１の駆動手段を駆動
して、前記フライトを見掛け上スクリュー速度より低い
フライト速度で前進させるフライト速度制御手段とを有
する。そして、前記スクリュー速度に対するフライト速
度の速度比は、１より小さく、かつ、樹脂の種類に対応
させて設定された最小値以上に設定される。

【００１０】本発明の他の射出装置においては、加熱シ
リンダと、スクリュー本体の外周にフライトが形成され
たフライト部、及び該フライト部の前端に配設されたス
クリューヘッドを備え、前記加熱シリンダ内において回
転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリューと、
該スクリューを回転させるための第１の駆動手段と、前
記スクリューを進退させるための第２の駆動手段と、射
出工程において前記第２の駆動手段を駆動して、スクリ
ューを所定のスクリュー速度で前進させるスクリュー前
進手段と、前記射出工程において前記第１の駆動手段を
駆動して、前記フライトを見掛け上スクリュー速度より
低いフライト速度で前進させるフライト速度制御手段と
を有する。そして、該フライト制御手段は、射出工程が
開始されてから所定の時間が経過するまでフライトを見
掛け上前記スクリュー速度より低いフライト速度で前進
させ、前記時間が経過すると、フライトを見掛け上前記
スクリュー速度と等しいフライト速度で前進させる。

【００１１】

【００１２】本発明の更に他の射出装置においては、さ
らに、前記スクリュー速度は多段で変更され、前記フラ
イト速度は前記スクリュー速度に対応させて多段で変更
される。

【００１３】本発明の更に他の射出装置においては、さ
らに、射出工程が開始される前の第１の段階で、前記ス
クリューを逆方向に回転させ、逆止リングを遮断位置に
置く遮断手段と、射出工程が開始される前の第２の段階
で、前記スクリューを逆方向に回転させ、前記フライト
部の樹脂圧力を低下させる樹脂圧力低下手段とを有す
る。

【００１４】本発明の射出装置の制御方法においては、
計量工程において、第１の駆動手段を駆動してスクリュ
ーを正方向に回転させ、射出工程の開始から完了までの
間において、第２の駆動手段を駆動してスクリューを所
定のスクリュー速度で前進させ、かつ、前記第１の駆動
手段を駆動してフライトを見掛け上前記スクリュー速度
より低いフライト速度で前進させる。そして、前記スク
リュー速度に対するフライト速度の速度比は、１より小
さく、かつ、樹脂の種類に対応させて設定された最小値
以上に設定される。

【００１５】本発明の他の射出装置の制御方法において
は、計量工程において、第１の駆動手段を駆動してスク
リューを正方向に回転させ、射出工程において、第２の
駆動手段を駆動してスクリューを所定のスクリュー速度
で前進させ、かつ、前記第１の駆動手段を駆動してフラ
イトを見掛け上前記スクリュー速度より低いフライト速
度で前進させる。そして、射出工程が開始されてから所
定の時間が経過するまでフライトを見掛け上前記スクリ
ュー速度より低いフライト速度で前進させ、前記時間が
経過すると、フライトを見掛け上前記スクリュー速度と
等しいフライト速度で前進させる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１７】図１は本発明の第１の実施の形態における
射出装置の制御ブロック図、図２は本発明の第１の実施
の形態における射出装置の要部拡大図、図３は本発明の
第１の実施の形態における射出装置の概念図、図４は本
発明の第１の実施の形態における射出装置の動作を示す
タイムチャートである。

【００１８】図において、１１はシリンダ部材としての
加熱シリンダ、１２は該加熱シリンダ１１内に回転自在
に、かつ、進退自在に配設された射出部材としてのスク
リュー、１３は前記加熱シリンダ１１の前端（図２にお
ける左端）に形成された射出ノズル、１４は該射出ノズ
ル１３に形成されたノズル口、１５は前記加熱シリンダ
１１の後端（図２における右端）の近傍の所定位置に形
成された樹脂供給口、１６は該樹脂供給口１５に取り付
けられ、樹脂を収容するホッパである。

【００１９】前記スクリュー１２は、フライト部２１、
及び該フライト部２１の前端に配設されたスクリューヘ
ッド２７から成る。そして、前記フライト部２１は、ス
クリュー本体の外周に螺（ら）旋状に形成されたフライ
ト２３を備え、該フライト２３によって螺旋状の溝２４
が形成される。また、フライト部２１には、後方（図２
における右方）から前方（図２における左方）にかけて
順に、ホッパ１６から落下した樹脂が供給される樹脂供
給部Ｐ１、供給された樹脂を圧縮しながら溶融させる圧
縮部Ｐ２、及び溶融させられた樹脂を一定量ずつ計量す
る計量部Ｐ３が形成される。前記溝２４の底、すなわ
ち、溝底の外径は、樹脂供給部Ｐ１において比較的小さ
くされ、圧縮部Ｐ２において徐々に大きくされ、計量部
Ｐ３において比較的大きくされる。したがって、加熱シ
リンダ１１の内周面とスクリュー１２の外周面との間の
間隙（げき）は、前記樹脂供給部Ｐ１において比較的大
きくされ、圧縮部Ｐ２において徐々に小さくされ、計量
部Ｐ３において比較的小さくされる。

【００２０】計量工程時に前記スクリュー１２を正方向
に回転させながら後退させると、ホッパ１６から落下し
た樹脂が樹脂供給部Ｐ１に供給され、溝２４内を前進さ
せられ、スクリューヘッド２７の前方に蓄えられる。な
お、前記溝２４内の樹脂は、前記樹脂供給部Ｐ１におい
て図に示されるようにペレット状の形状を有し、圧縮部
Ｐ２において半溶融状態に置かれ、計量部Ｐ３において
完全に溶融させられて液状になる。

【００２１】射出工程時に、前記スクリュー１２を前進
させると、スクリューヘッド２７の前方に蓄えられた樹
脂は、射出ノズル１３から射出され、図示されない金型
のキャビティ空間に充填（てん）される。このとき、ス
クリューヘッド２７の前方に蓄えられた樹脂が逆流しな
いように、逆流防止装置が配設される。

【００２２】そのために、前記スクリューヘッド２７
は、前半部に円錐（すい）形のヘッド本体部２５を、後
半部に円柱部２６を有する。そして、該円柱部２６の外
周に環状の逆止リング２８が回動自在に配設され、前記
フライト部２１の前端に押金２９が固定される。

【００２３】また、前記逆止リング２８には、円周方向
における複数箇所に、軸方向に延びる穴２８ａが形成さ
れ、前端に所定の角度にわたって切欠２８ｂが形成され
る。そして、前記ヘッド本体部２５に係止突起２５ａが
形成され、該係止突起２５ａが前記切欠２８ｂ内に置か
れる。この場合、前記逆止リング２８はスクリュー１２
の回転に伴ってスクリューヘッド２７に対して所定の角
度θだけ回動させられ、それ以上の回動が規制される。

【００２４】一方、前記押金２９には、円周方向におけ
る複数箇所に、前記穴２８ａと対応させて軸方向に延び
る穴２９ａが形成される。したがって、逆止リング２８
がスクリューヘッド２７に対して回動させられると、前
記穴２８ａ、２９ａが選択的に連通させられる。そし
て、逆止リング２８は、前記スクリューヘッド２７の前
方とフライト部２１との間を連通する連通位置、及び前
記スクリューヘッド２７の前方とフライト部２１との間
を遮断する遮断位置を採る。

【００２５】ところで、前記加熱シリンダ１１の後端は
前方射出サポート３１に取り付けられ、該前方射出サポ
ート３１と所定の距離を置いて後方射出サポート３２が
配設される。そして、前記前方射出サポート３１と後方
射出サポート３２との間にガイドバー３３が架設され、
該ガイドバー３３に沿ってプレッシャプレート３４が進
退自在に配設される。なお、前記前方射出サポート３１
及び後方射出サポート３２は、図示されないボルトによ
って図示されないスライドベースに固定される。

【００２６】また、前記スクリュー１２の後端にドライ
ブシャフト３５が連結され、該ドライブシャフト３５
は、ベアリング３６、３７によってプレッシャプレート
３４に対して回転自在に支持される。そして、スクリュ
ー１２を回転させるために、第１の駆動手段としての計
量用モータ４１が配設され、該計量用モータ４１とドラ
イブシャフト３５との間に、プーリ４２、４３及びタイ
ミングベルト４４から成る第１の回転伝動手段が配設さ
れる。したがって、前記計量用モータ４１を駆動するこ
とによって、スクリュー１２を正方向又は逆方向に回転
させることができる。なお、前記第１の駆動手段とし
て、計量用モータ４１に代えて油圧モータを使用するこ
ともできるまた、前記プレッシャプレート３４より後方
（図３における右方）に、互いに螺合させられたボール
ねじ軸４５及びボールナット４６から成るボールねじ４
７が配設され、該ボールねじ４７によって回転運動を直
線運動に変換する運動方向変換手段が構成される。そし
て、前記ボールねじ軸４５はベアリング４８によって後
方射出サポート３２に対して回転自在に支持され、前記
ボールナット４６はプレート５１及びロードセル５２を
介してプレッシャプレート３４に固定される。さらに、
スクリュー１２を進退させるために、第２の駆動手段と
しての射出用モータ５３が配設され、該射出用モータ５
３とボールねじ軸４５との間に、プーリ５４、５５及び
タイミングベルト５６から成る第２の回転伝動手段が配
設される。したがって、前記射出用モータ５３を駆動
し、ボールねじ軸４５を回転させることによってボール
ナット４６を移動させ、スクリュー１２を前進又は後退
させることができる。なお、前記第２の駆動手段とし
て、射出用モータ５３に代えて射出シリンダを使用する
こともできる。

【００２７】この場合、スクリュー１２を前進させるの
に伴って、スクリューヘッド２７の前方に蓄えられた樹
脂による反力が発生させられ、前記プレッシャプレート
３４及びドライブシャフト３５を介して前記ロードセル
５２が押圧される。このとき、ロードセル５２の歪（ひ
ず）みが電気信号に変換され、該電気信号に基づいて、
前記スクリュー１２を後方から所定の圧力で押すための
射出力が算出される。

【００２８】そのために、ロードセル５２からの電気信
号は制御装置６２に送られ、該制御装置６２は、射出力
設定器６３によって設定された値と前記ロードセル５２
からの電気信号に基づいて前記射出力を算出し、電流指
令Ｉ_I、Ｉ_Mを発生させ、電流指令Ｉ_Iを射出用サーボ
アンプ６４に送って射出用モータ５３を駆動し、回転方
向切換信号ＳＧ及び電流指令Ｉ_Mを計量用サーボアンプ
６５に送って計量用モータ４１を駆動する。なお、前記
回転方向切換信号ＳＧは、図４に示されるように、正及
び負の値を採り、回転方向切換信号ＳＧが正の値を採る
とき、計量用モータ４１は正方向に駆動され、スクリュ
ー１２を正方向に回転させ、回転方向切換信号ＳＧが負
の値を採るとき、計量用モータ４１は逆方向に駆動さ
れ、スクリュー１２を逆方向に回転させる。

【００２９】前記構成の射出装置において、制御装置６
２内の図示されない連通手段は、タイミングｔ１で前記
計量用モータ４１を正方向に駆動してスクリュー１２を
時間τ１だけスクリュー回転数Ｎ１で正方向に回転させ
る。したがって、スクリュー１２に対して逆止リング２
８が角度θだけ回動させられることになり、逆止リング
２８は連通位置に置かれ、前記穴２８ａ、２９ａが連通
させられる。続いて、タイミングｔ２で計量工程が開始
され、制御装置６２内の図示されない計量手段は、前記
計量用モータ４１を正方向に駆動してスクリュー１２を
時間τ２だけスクリュー回転数Ｎ２で正方向に回転させ
るとともに、射出用モータ５３を駆動してスクリュー１
２を後退させて、計量を行う。この間、逆止リング２８
は連通位置に置かれ、前記穴２８ａ、２９ａが連通させ
られる。その結果、前記樹脂は、前記溝２４に沿って前
進し、その間に加熱シリンダ１１によって加熱され、溶
融させられた後、穴２８ａ、２９ａを通って前方に流
れ、スクリューヘッド２７の前方に蓄えられる。

【００３０】このようにして、タイミングｔ３で計量工
程が完了すると、制御装置６２内の図示されない遮断手
段は、タイミングｔ４で前記計量用モータ４１を逆方向
に駆動してスクリュー１２を時間τ３だけスクリュー回
転数Ｎ３で逆方向に回転させる。したがって、スクリュ
ー１２に対して逆止リング２８が角度θだけ回動させら
れることになり、逆止リング２８は遮断位置に置かれ、
前記穴２８ａ、２９ａが遮断される。

【００３１】続いて、タイミングｔ５で射出工程が開始
され、制御装置６２内の図示されない射出手段及びスク
リュー前進手段は、射出用モータ５３を駆動してスクリ
ュー１２を所定のスクリュー速度Ｖｓで前進させ、前記
スクリューヘッド２７の前方に蓄えられた樹脂を射出ノ
ズル１３から射出する。このとき、スクリューヘッド２
７の前方に蓄えられた樹脂の一部は、逆流して後方に移
動しようとするが、前記穴２８ａ、２９ａが遮断されて
いるので、スクリューヘッド２７の前方の樹脂がフライ
ト部２１に逆流するのを防止することができる。

【００３２】したがって、射出工程時における樹脂の充
填量を安定させることができ、成形品の品質を向上させ
ることができる。また、射出工程時のフライト部２１に
おける樹脂を安定させることができるので、計量工程時
に計量を安定して行うことができ、樹脂の熱履歴を安定
させることができ、さらに、樹脂の温度を安定させるこ
とができる。

【００３３】そして、前記制御装置６２は、スクリュー
速度設定器６６によってあらかじめ設定されたスクリュ
ー速度Ｖｓの速度パターンに基づいて速度制御を行い、
位置検出器７１によって検出されたスクリュー位置が所
定の位置になると、速度制御から圧力制御に切り換え、
前記射出力に基づいて保圧制御を行い、タイミングｔ６
で射出工程を完了する。

【００３４】なお、本実施の形態においては、前記スク
リュー１２を時間τ１だけ正方向に回転させた後、計量
工程が開始されるまでにわずかな時間を置くようにして
いるが、前記スクリュー１２を時間τ１だけ正回転させ
た後、直ちに計量工程を開始することもできる。また、
計量工程が完了した後、射出工程が開始されるまでにわ
ずかな時間を置くようにしているが、計量工程が完了し
た後、直ちにスクリュー１２を逆方向に回転させること
もできる。さらに、前記スクリュー１２を時間τ３だけ
逆方向に回転させた後、射出工程が開始されるまでにわ
ずかな時間を置くようにしているが、前記スクリュー１
２を時間τ３だけ逆方向に回転させた後、直ちに射出工
程を開始することもできる。また、射出工程を開始する
前にサックバックを行うこともできる。

【００３５】ところで、前記スクリュー１２の外周面及
び加熱シリンダ１１の内周面の粗さが互いに等しいと、
計量工程時にスクリュー１２を回転させても、溝２４内
の樹脂は、スクリュー１２と一体的に回転させられ、前
進しない。そこで、通常は、加熱シリンダ１１の内周面
がスクリュー１２の外周面より粗くされる。

【００３６】ところが、前記加熱シリンダ１１の内周面
が粗くされると、スクリュー１２を前進させる際に、加
熱シリンダ１１の内周面の近傍の樹脂に大きな摩擦抵抗
が加わってしまう。しかも、溝２４内の樹脂の溶融状態
は、樹脂供給部Ｐ１、圧縮部Ｐ２及び計量部Ｐ３を移動
する間に変化するので、前記樹脂に加わる摩擦抵抗も変
化してしまう。

【００３７】そこで、射出工程において、射出用モータ
５３を駆動してスクリュー１２を前進させる際に、計量
用モータ４１を駆動してスクリュー１２を逆方向に回転
させることによって、加熱シリンダ１１に対してフライ
ト２３が見掛け上前進する速度、すなわち、フライト速
度Ｖｆをスクリュー速度Ｖｓより低くするようにしてい
る。

【００３８】すなわち、前記スクリュー速度Ｖｓに対す
るフライト速度Ｖｆの速度比をγ γ＝Ｖｆ／Ｖｓとしたとき、 γ＜１にする。この場合、見掛け上フライト速度Ｖｆが低くさ
れるので、樹脂はスクリュー１２の外周面上を滑って加
熱シリンダ１１の内周面上で停滞することになる。した
がって、加熱シリンダ１１の内周面の近傍の樹脂に加わ
る摩擦抵抗を小さくすることができる。

【００３９】ところが、フライト速度Ｖｆが樹脂の種類
によって決まる限界値を超えて低くされると、スクリュ
ー１２が前進するのに対し樹脂は前記加熱シリンダ１１
の内周面上でほぼ停止した状態になる。この場合、前述
されたように、射出工程時に逆止リング２８は遮断位置
に置かれ、前記穴２８ａ、２９ａが遮断された状態に置
かれるので、樹脂がフライト部２１側に流れ込むことは
ない。したがって、前記樹脂供給部Ｐ１から計量部Ｐ３
にかけて、特に、フライト部２１の前端の近傍において
樹脂圧力が低下してしまう。その結果、計量工程時に計
量を安定して行うことができず、成形品にボイド、シル
バーストリーク等が発生し、成形品の品質を低下させて
しまう。

【００４０】そこで、樹脂の種類に対応させて設定され
た速度比γの最小値をγ_MINとすると、 γ_MIN≦γ にされる。したがって、速度比γは、１より小さく最小
値γ_MIN以上、例えば、０．１〜０．９の範囲に設定さ
れる。

【００４１】そして、フライト速度設定器６８は、この
ようにあらかじめ設定された速度比γに基づいてフライ
ト速度Ｖｆの速度パターンを設定し、該速度パターンを
速度指令値として制御装置６２に送る。該制御装置６２
の図示されないフライト速度制御手段は、前記フライト
速度設定器６８から送られた速度指令値に基づいてフラ
イト速度制御を行う。そのために、前記フライト速度制
御手段内の回転数算出手段は、前記スクリュー速度Ｖｓ
及びフライト速度Ｖｆに基づいてスクリュー回転数Ｎｆ
を算出し、該スクリュー回転数Ｎｆに基づいて電流指令
Ｉ_Fを発生させ、該電流指令Ｉ_Fを計量用サーボアンプ
６５に送って計量用モータ４１を駆動する。その結果、
前記スクリュー１２はスクリュー回転数Ｎｆで回転させ
られる。

【００４２】また、スクリュー速度Ｖｓをスクリュー位
置に対応させて多段で変更する場合、各スクリュー位置
Ｓ_i（ｉ＝１、２、…）において設定されるスクリュー
速度をＶｓ_i（ｉ＝１、２、…）とすると、スクリュー
速度Ｖｓ_iに対応させてフライト速度Ｖｆ_i（ｉ＝１、
２、…）も多段で変更され、Ｖｆ_i＝γ・Ｖｓ_i に設定される。同様に、スクリュー速度Ｖｓを一定にし
たり、ランプ関数、指数関数等の関数で変更させたりす
る場合も、スクリュー速度Ｖｓ_iに対応させてフライト
速度Ｖｆ_iを変更することができる。

【００４３】なお、記憶手段としてのメモリ６７に、前
記フライト速度Ｖｆの速度パターンを格納し、該速度パ
ターンを読み出してフライト速度制御を行うこともでき
る。また、フライト速度設定器６８に代えて、スクリュ
ー回転数設定器を配設し、該スクリュー回転数設定器に
よって設定されたスクリュー回転数を制御装置６２に送
るようにしてもよい。

【００４４】次に、前記最小値γ_MINについて説明す
る。

【００４５】図５は本発明の第１の実施の形態における
速度比と摩擦抵抗との第１の関係図、図６は本発明の第
１の実施の形態における速度比と樹脂圧力との第１の関
係図、図７は本発明の第１の実施の形態における速度比
と摩擦抵抗との第２の関係図、図８は本発明の第１の実
施の形態における速度比と樹脂圧力との第２の関係図で
ある。なお、図５及び７において、横軸に速度比γを、
縦軸に加熱シリンダ１１（図２）の内周面の近傍の樹脂
に加わる摩擦抵抗をＦを採ってある。また、図６及び８
において、横軸に速度比γを、縦軸にフライト部２１の
前端の近傍における樹脂圧力Ｐｆを採ってある。

【００４６】例えば、ポリメチルメタクリル酸メチル樹
脂（メタクリル樹脂）のように、粘度の高い樹脂を使用
して成形を行う場合、図５及び６に示されるように、速
度比γが０．２≦γ＜１の範囲では、フライト速度Ｖｆが低くなるほど、摩擦抵
抗Ｆは小さくなり、樹脂圧力Ｐｆは低くなる。また、速
度比γが０≦γ＜０．２の範囲では、フライト速度Ｖｆを低くしても摩擦抵抗Ｆ
はほとんど変化しないが、樹脂圧力Ｐｆは低くなり、負
の値を採る。

【００４７】また、例えば、ポリアミド樹脂のように、
粘度の低い樹脂を使用して成形を行う場合、図７及び８
に示されるように、速度比γが０．５≦γ＜１の範囲では、フライト速度Ｖｆが低くなるほど、摩擦抵
抗Ｆは小さくなり、樹脂圧力Ｐｆは低くなる。また、速
度比γが０≦γ＜０．５の範囲では、フライト速度Ｖｆを低くしても摩擦抵抗Ｆ
はほとんど変化しないが、樹脂圧力Ｐｆは低くなり、負
の値を採る。

【００４８】そこで、前記ポリメチルメタクリル酸メチ
ル樹脂のように、粘度の高い樹脂を使用して成形を行う
場合、速度比γを０．１〜０．３、好ましくは約０・２
にし、ポリアミド樹脂のように、粘度の低い樹脂を使用
して成形を行う場合、速度比γを０．４〜０．６、好ま
しくは約０・５に設定すると、フライト部２１の樹脂圧
力Ｐｆを負圧にすることなく、摩擦抵抗Ｆを最も小さく
することができる。

【００４９】このように、加熱シリンダ１１の内周面の
近傍の樹脂に加わる摩擦抵抗Ｆを小さくすることができ
るので、射出工程において、後方からスクリュー１２に
加えられる射出力と、スクリューヘッド２７の前端に加
わる射出圧力とを対応させることができ、十分な射出圧
力を発生させることができる。

【００５０】また、たとえ、溝２４内の樹脂の溶融状態
が、樹脂供給部Ｐ１、圧縮部Ｐ２及び計量部Ｐ３を移動
する間に変化しても、前記樹脂に加わる摩擦抵抗を一定
にすることができるので、射出圧力を安定させることが
できる。そして、型内圧を安定させることができるの
で、成形品の品質を向上させることができる。

【００５１】また、射出工程中はスクリュー１２が常に
逆方向に回転させられるので、逆止リング２８は、常に
遮断位置側にバイアスが加えられた状態に置かれる。し
たがって、射出工程中に逆止リング２８に外力が加わっ
て逆止リング２８が連通位置に置かれることがなくなる
ので、樹脂が逆流するのを防止することができる。その
結果、計量を安定して行うことができるので、成形品の
品質を向上させることができる。

【００５２】そして、十分な射出圧力を発生させること
ができるので、射出力をその分小さくすることができ
る。したがって、射出装置を小型化することができるだ
けでなく、射出装置のコストを低くすることができる。
また、摩擦抵抗が小さくなるので、樹脂が受ける剪（せ
ん）断熱が少なくなり、樹脂焼けが発生するのを防止す
ることができる。

【００５３】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。

【００５４】図９は本発明の第２の実施の形態における
射出装置の動作を示すタイムチャートである。

【００５５】この場合、図に示されるように、タイミン
グｔ１１で第１の駆動手段としての計量用モータ４１
（図１）を正方向に駆動してスクリュー１２（図２）を
時間τ１だけスクリュー回転数Ｎ１で正方向に回転させ
る。続いて、タイミングｔ１２で計量工程が開始され、
制御装置６２内の図示されない計量手段は、前記計量用
モータ４１を正方向に駆動してスクリュー１２を時間τ
２だけスクリュー回転数Ｎ２で正回転させるとともに、
第２の駆動手段としての射出用モータ５３を駆動してス
クリュー１２を後退させる。

【００５６】そして、タイミングｔ１３で計量工程が完
了すると、制御装置６２内の図示されない遮断手段は、
タイミングｔ１４で前記計量用モータ４１を逆方向に駆
動してスクリュー１２を時間τ４だけスクリュー回転数
Ｎ３で逆方向に回転させる。続いて、タイミングｔ１５
で射出工程が開始され、制御装置６２内の図示されない
射出手段及びスクリュー前進手段は、射出用モータ５３
を駆動してスクリュー１２を前進させるとともに、計量
用モータ４１を逆方向に駆動してスクリュー１２をスク
リュー回転数Ｎｆで逆方向に回転させる。そして、タイ
ミングｔ１６で射出工程を完了する。

【００５７】この場合、時間τ４は、前記第１の実施の
形態における時間τ３（図４）より長くされる。そし
て、前記遮断手段は、前記時間τ４の第１の段階で、逆
止リング２８を遮断位置に置き、制御装置６２内の図示
されない樹脂圧力低下手段は、前記時間τ４の第２の段
階で、前記フライト部２１の前端の近傍における樹脂圧
力Ｐｆを所定値だけ低下させる。したがって、射出工程
が開始される前に、樹脂に加わる摩擦抵抗を小さくする
ことができるので、射出工程中における射出圧力のばら
つきを小さくすることができる。

【００５８】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。

【００５９】図１０は本発明の第３の実施の形態におけ
る射出装置の動作を示すタイムチャートである。

【００６０】この場合、図に示されるように、タイミン
グｔ２１で第１の駆動手段としての計量用モータ４１
（図１）を正方向に駆動してスクリュー１２（図２）を
時間τ１だけスクリュー回転数Ｎ１で正方向に回転させ
る。続いて、タイミングｔ２２で計量工程が開始され、
制御装置６２内の図示されない計量手段は、前記計量用
モータ４１を正方向に駆動してスクリュー１２を時間τ
２だけスクリュー回転数Ｎ２で正回転させるとともに、
第２の駆動手段としての射出用モータ５３を駆動してス
クリュー１２を後退させる。

【００６１】そして、タイミングｔ２３で計量工程が完
了すると、制御装置６２内の図示されない遮断手段は、
タイミングｔ２４で前記計量用モータ４１を逆方向に駆
動してスクリュー１２を時間τ３だけスクリュー回転数
Ｎ３で逆方向に回転させる。続いて、タイミングｔ２５
で射出工程を開始し、制御装置６２内の図示されない射
出手段及びスクリュー前進手段は、射出用モータ５３を
駆動してスクリュー１２を前進させるとともに、計量用
モータ４１を逆方向に駆動してスクリュー１２を時間τ
５だけスクリュー回転数Ｎｆで逆方向に回転させる。次
に、タイミングｔ２６で計量用モータ４１を停止させ、
フライト２３を前記スクリュー速度Ｖｓと等しいフライ
ト速度Ｖｆで前進させる。そして、タイミングｔ２７で
射出工程を完了する。

【００６２】この場合、スクリュー１２の前進を開始す
る際の静摩擦、及び開始した直後の動摩擦による摩擦抵
抗が大きいのに対して、前進を開始してから所定の時間
が経過した後の動摩擦による摩擦抵抗は小さいので、ス
クリュー１２の前進の初期の段階における摩擦抵抗を小
さくすることができれば、その後は、スクリュー１２を
逆方向に回転させなくても、射出圧力のばらつきを小さ
くすることができる。したがって、計量用モータ４１を
駆動する時間が短くなるので、射出装置を運転するため
のコストを低くすることができる。

【００６３】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。

【００６４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、射出装置においては、加熱シリンダと、スクリュ
ー本体の外周にフライトが形成されたフライト部、及び
該フライト部の前端に配設されたスクリューヘッドを備
え、前記加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進
退自在に配設されたスクリューと、該スクリューを回転
させるための第１の駆動手段と、前記スクリューを進退
させるための第２の駆動手段と、射出工程において前記
第２の駆動手段を駆動して、スクリューを所定のスクリ
ュー速度で前進させるスクリュー前進手段と、前記射出
工程の開始から完了までの間において前記第１の駆動手
段を駆動して、前記フライトを見掛け上スクリュー速度
より低いフライト速度で前進させるフライト速度制御手
段とを有する。そして、前記スクリュー速度に対するフ
ライト速度の速度比は、１より小さく、かつ、樹脂の種
類に対応させて設定された最小値以上に設定される。

【００６５】この場合、加熱シリンダの内周面の近傍の
樹脂に加わる摩擦抵抗を小さくすることができるので、
射出工程において、後方からスクリューに加えられる射
出力と、スクリューヘッドの前端に加わる射出圧力とを
対応させることができ、十分な射出圧力を発生させるこ
とができる。

【００６６】また、フライトによって形成される溝内の
樹脂の溶融状態が、フライト部を移動する間に変化して
も、前記樹脂に加わる摩擦抵抗を一定にすることができ
るので、射出圧力を安定させることができる。そして、
型内圧を安定させることができるので、成形品の品質を
向上させることができる。

【００６７】しかも、十分な射出圧力を発生させること
ができるので、射出力をその分小さくすることができ
る。したがって、射出装置を小型化することができるだ
けでなく、射出装置のコストを低くすることができる。
また、摩擦抵抗が小さくなるので、樹脂が受ける剪断熱
が少なくなり、樹脂焼けが発生するのを防止することが
できる。また、前記スクリュー速度に対するフライト速
度の速度比は、１より小さく、かつ、樹脂の種類に対応
させて設定された最小値以上に設定されるので、フライ
ト部の樹脂圧力を負圧にすることなく、加熱シリンダの
内周面の近傍の樹脂に加わる摩擦抵抗を小さくすること
ができる。

【００６８】本発明の他の射出装置においては、加熱シ
リンダと、スクリュー本体の外周にフライトが形成され
たフライト部、及び該フライト部の前端に配設されたス
クリューヘッドを備え、前記加熱シリンダ内において回
転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリューと、
該スクリューを回転させるための第１の駆動手段と、前
記スクリューを進退させるための第２の駆動手段と、射
出工程において前記第２の駆動手段を駆動して、スクリ
ューを所定のスクリュー速度で前進させるスクリュー前
進手段と、前記射出工程において前記第１の駆動手段を
駆動して、前記フライトを見掛け上スクリュー速度より
低いフライト速度で前進させるフライト速度制御手段と
を有する。そして、該フライト制御手段は、射出工程が
開始されてから所定の時間が経過するまでフライトを見
掛け上前記スクリュー速度より低いフライト速度で前進
させ、前記時間が経過すると、フライトを見掛け上前記
スクリュー速度と等しいフライト速度で前進させる。

【００６９】この場合、スクリューの前進を開始する際
の静摩擦、及び開始した直後の動摩擦による摩擦抵抗は
大きいのに対して、前進を開始してから所定の時間が経
過した後の動摩擦による摩擦抵抗は小さいので、スクリ
ューの前進の初期の段階における摩擦抵抗を小さくする
ことができれば、その後は、スクリューを逆方向に回転
させなくても、射出圧力のばらつきを小さくすることが
できる。したがって、第１の駆動手段を駆動する時間が
短くなるので、射出装置を運転するためのコストを低く
することができる。

【００７０】

【００７１】

【００７２】

【００７３】本発明の更に他の射出装置においては、さ
らに、射出工程が開始される前の第１の段階で、前記ス
クリューを逆方向に回転させ、逆止リングを遮断位置に
置く遮断手段と、射出工程が開始される前の第２の段階
で、前記スクリューを逆方向に回転させ、前記フライト
部の樹脂圧力を低下させる樹脂圧力低下手段とを有す
る。

【００７４】この場合、射出工程が開始される前に、樹
脂に加わる摩擦抵抗を小さくすることができるので、射
出工程中における射出圧力のばらつきを小さくすること
ができる。

【００７５】

【００７６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における射出装置の
制御ブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態における射出装置の
要部拡大図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態における射出装置の
概念図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態における射出装置の
動作を示すタイムチャートである。

【図５】本発明の第１の実施の形態における速度比と摩
擦抵抗との第１の関係図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態における速度比と樹
脂圧力との第１の関係図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態における速度比と摩
擦抵抗との第２の関係図である。

【図８】本発明の第１の実施の形態における速度比と樹
脂圧力との第２の関係図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態における射出装置の
動作を示すタイムチャートである。

【図１０】本発明の第３の実施の形態における射出装置
の動作を示すタイムチャートである。

【符号の説明】１１加熱シリンダ１２スクリュー２１フライト部２３フライト２７スクリューヘッド２８逆止リング４１計量用モータ５３射出用モータ６２制御装置Ｐｆ樹脂圧力 γ 速度比

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−276448（ＪＰ，Ａ) 特開平10−71630（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−236617（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−288727（ＪＰ，Ａ) 特開平10−16015（ＪＰ，Ａ) 特開平９−29794（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/77 B29C 45/50

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）加熱シリンダと、（ｂ）スクリュー本体の外周にフライトが形成されたフ
ライト部、及び該フライト部の前端に配設されたスクリ
ューヘッドを備え、前記加熱シリンダ内において回転自
在に、かつ、進退自在に配設されたスクリューと、（ｃ）該スクリューを回転させるための第１の駆動手段
と、（ｄ）前記スクリューを進退させるための第２の駆動手
段と、（ｅ）射出工程において前記第２の駆動手段を駆動し
て、スクリューを所定のスクリュー速度で前進させるス
クリュー前進手段と、（ｆ）前記射出工程の開始から完了までの間において前
記第１の駆動手段を駆動して、前記フライトを見掛け上
スクリュー速度より低いフライト速度で前進させるフラ
イト速度制御手段とを有するとともに、（ｇ）前記スクリュー速度に対するフライト速度の速度
比は、１より小さく、かつ、樹脂の種類に対応させて設
定された最小値以上に設定されることを特徴とする射出
装置。
【請求項２】（ａ）加熱シリンダと、（ｂ）スクリュー本体の外周にフライトが形成されたフ
ライト部、及び該フライト部の前端に配設されたスクリ
ューヘッドを備え、前記加熱シリンダ内において回転自
在に、かつ、進退自在に配設されたスクリューと、（ｃ）該スクリューを回転させるための第１の駆動手段
と、（ｄ）前記スクリューを進退させるための第２の駆動手
段と、（ｅ）射出工程において前記第２の駆動手段を駆動し
て、スクリューを所定のスクリュー速度で前進させるス
クリュー前進手段と、（ｆ）前記射出工程において前記第１の駆動手段を駆動
して、前記フライトを見掛け上スクリュー速度より低い
フライト速度で前進させるフライト速度制御手段とを有
するとともに、（ｇ）該フライト制御手段は、射出工程が開始されてか
ら所定の時間が経過するまでフライトを見掛け上前記ス
クリュー速度より低いフライト速度で前進させ、前記時
間が経過すると、フライトを見掛け上前記スクリュー速
度と等しいフライト速度で前進させることを特徴とする
射出装置。
【請求項３】（ａ）前記スクリュー速度は多段で変更
され、（ｂ）前記フライト速度は前記スクリュー速度に対応さ
せて多段で変更される請求項１又は２に記載の射出装
置。
【請求項４】（ａ）射出工程が開始される前の第１の
段階で、前記スクリューを逆方向に回転させ、逆止リン
グを遮断位置に置く遮断手段と、（ｂ）射出工程が開始される前の第２の段階で、前記ス
クリューを逆方向に回転させ、前記フライト部の樹脂圧
力を低下させる樹脂圧力低下手段とを有する請求項１又
は２に記載の射出装置。
【請求項５】（ａ）計量工程において、第１の駆動手
段を駆動してスクリューを正方向に回転させ、（ｂ）射出工程の開始から完了までの間において、第２
の駆動手段を駆動してスクリューを所定のスクリュー速
度で前進させ、かつ、前記第１の駆動手段を駆動してフ
ライトを見掛け上前記スクリュー速度より低いフライト
速度で前進させるとともに、（ｃ）前記スクリュー速度に対するフライト速度の速度
比は、１より小さく、かつ、樹脂の種類に対応させて設
定された最小値以上に設定されることを特徴とする射出
装置の制御方法。
【請求項６】（ａ）計量工程において、第１の駆動手
段を駆動してスクリューを正方向に回転させ、（ｂ）射出工程において、第２の駆動手段を駆動してス
クリューを所定のスクリュー速度で前進させ、かつ、前
記第１の駆動手段を駆動してフライトを見掛け上前記ス
クリュー速度より低いフライト速度で前進させるととも
に、（ｃ）射出工程が開始されてから所定の時間が経過する
までフライトを見掛け上前記スクリュー速度より低いフ
ライト速度で前進させ、前記時間が経過すると、フライ
トを見掛け上前記スクリュー速度と等しいフライト速度
で前進させることを特徴とする射出装置の制御方法。