JPH0152170B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、インラインスクリユ型の射出成形機
に係り、特に原料樹脂の計量のためのスクリユ回
転制御において、計量精度を上げるための制御機
構を備えたインラインスクリユ型射出成形機に関
するものである。

（従来技術） 従来から、射出成形機の一つとして、加熱シリ
ンダ内に嵌装されたスクリユを回転せしめて、所
定の樹脂材料を可塑化すると共に、該スクリユ自
体を軸方向に後退せしめ、該スクリユの前方空間
にかかる可塑化された樹脂材料を蓄積する一方、
該スクリユを射出ラムとして用い、その前進作動
によつて、該蓄積された樹脂材料が射出されるよ
うにしたインラインスクリユ型射出成形機が知ら
れている。ところで、このような射出成形機にお
ける射出樹脂の計量は、良好な製品を得る上にお
いて重要視されている。すなわち、樹脂計量精度
の良否は、製品の品質を大きく左右し、計量不足
が生じた場合にあつては、シヨートシヨツトやヒ
ケが生じ、また計量が多すぎた場合にあつては、
バリ等が生じ、不良品の発生原因となつている。

このため、従来から各種の計量機構が検討され
てきており、現実に、樹脂材料の種類の合わせて
予め設定された回転速度にてスクリユを回転せし
め、そしてその回転に伴つて軸方向に後退するス
クリユを、その後退限に設けたリミツトスイツチ
等にて検出して、かかるスクリユを回転駆動せし
める電動モータ或いは油圧モータを停止せしめる
ことにより、計量が完了する機構が、採用されて
いる。

また、同様に、リミツトスイツチを用いる方式
ではあるが、そのようなリミツトスイツチの二つ
を用い、その一つをスクリユ後退限に設ける一
方、他の一つをスクリユ後退限の手前に配して、
後者のリミツトスイツチが、スクリユに同期して
移動する作動部材に当接することによつて、作動
せしめられて、前記電動モータ若しくは油圧モー
タを減速せしめ、更に後退限のリミツトスイツチ
の作動により、該モータを完全に停止せしめるよ
うにした機構も考えられている。

（問題点） しかしながら、このように、電動モータ若しく
は油圧モータにて回転せしめられるスクリユは、
一般に数10〜数100rpmの回転速度で回転せしめ
られ、またスクリユ駆動用の歯車等の慣性が大き
いために、上記リミツトスイツチ等が駆動源のモ
ータを停止すべく作動しても、かかるモータは直
ちに停止することがなく、それ故スクリユ後退限
をリミツトスイツチ等で検出しても、モータはな
お回転を続けて、可塑化した樹脂材料をスクリユ
先端にある空間へ送り込み、結局スクリユは後退
限を超えた位置まで後退して停止することとな
る。しかも、この超過した位置は、駆動系統の慣
性や、加熱シリンダ内のスクリユの移動に対する
抵抗により変化し、常に一定位置に停止するとは
限らず、そのために計量の精度にばらつきが生
じ、不良品発生の原因となつているのである。

また、リミツトスイツチの二つを用いたスクリ
ユ回転停止機構にあつても、成程、計量完了の少
し手前でスクリユ回転速度を下げることにより、
スクリユの慣性を小さくしてから、スクリユの回
転を停止させることによつて、計量精度が期待さ
れるとはいえ、スクリユの回転速度が変化した場
合においては、後退限の少し手前に配置されるリ
ミツトスイツチの位置をそのままにしておくと、
上記と同様な慣性の影響を受けるところから、か
かるリミツトスイツチの位置を移動させる必要が
あり、この為に、リミツトスイツチの頻繁な移動
に基づく煩雑さに加えて、樹脂の射出操作が著し
く面倒なものとなる等の問題を内在している。

（解決手段） ここにおいて、本発明は、かかる従来の問題を
解決するために為されたものであつて、その要旨
とするところは、(a)射出成形機の加熱シリンダ内
に嵌装されたスクリユを回転駆動せしめる駆動手
段と、(b)該駆動手段による回転駆動に従つて軸方
向に後退する前記スクリユの位置を検出して、対
応するスクリユ位置信号を出力するスクリユ位置
検出手段と、(c)射出量に基づいて、スクリユ後退
限を予め設定するスクリユ後退限設定手段と、(d)
前記スクリユの回転速度に関係なく、所定の減速
スロープを予め設定する減速スロープ設定手段
と、(e)前記スクリユの回転速度から、前記スクリ
ユ後退限設定手段により設定されたスクリユ後退
限及び前記減速スロープ設定手段により設定され
た減速スロープに従つてスクリユ後退限手前の減
速開始位置を演算する一方、前記スクリユ位置信
号の入力に基づいて、該スクリユが該減速開始位
置に到達したときに、前記減速スロープに基づく
制御信号を出力する制御装置と、(f)該制御装置か
らの制御信号に従つて前記駆動手段の駆動動力を
調整し、前記スクリユの回転速度を前記減速スロ
ープに合致するように減速せしめる減速手段とを
含むように、インラインスクリユ型射出成形機を
構成したことにある。

また、かかる本発明において、駆動手段として
は一般に油圧モータが用いられ、その場合におい
て、減速手段は所定の油圧源から該油圧モータに
供給される圧油量を調整する電磁フローコントロ
ール弁であることが望ましい。さらに、駆動手段
としては、サーボモータの如き電動モータを用い
ることも可能であるが、その場合にあつては、前
記減速手段を前記制御装置内に設けた構造と為
し、該制御装置からの信号によつて直接にスクリ
ユの回転速度を減速スロープに合致するように減
速せしめるようにすることも可能である。

さらに、本発明において、スクリユの回転速度
を減速するための減速開始位置を演算すべく、制
御装置に入力されるスクリユ回転速度としては、
一般に、スクリユ回転速度設定手段にて予め設定
されるスクリユ回転速度が用いられたり、或いは
また駆動手段によるスクリユ回転速度を検出す
る、スクリユ回転速度検出手段から出力されたス
クリユ回転速度信号が用いられることとなる。

（作用・効果） このような、本発明に従うインラインスクリユ
型射出成形機にあつては、制御装置により、予め
設定された減速スロープとスクリユ後退限（樹脂
計量位置）から、スクリユ回転速度に基づいて、
スクリユの減速開始位置を演算し、そしてこの得
られた減速開始位置にスクリユが到達した時に、
該減速スロープに基づく制御信号を出力して、ス
クリユを回転駆動せしめる駆動手段の駆動動力を
調整し、以てスクリユの回転速度を該減速スロー
プに合致するように減速せしめるものであつて、
従来の如く、リミツトスイツチ等の作動によつて
スクリユの回転速度の減速及至は停止を行わしめ
るものでないところから、スクリユの回転速度を
変化しても、リミツトスイツチ等の位置を移動さ
せる必要が全くなく、それ故リミツトスイツチの
移動の煩雑さや射出装置の面倒さ等の問題を惹起
することは全く無く、正確に樹脂計量位置（後退
限）において、スクリユの回転を停止せしめるこ
とができることとなり、これによつて樹脂計量精
度が向上せしめられ、そしてそれによつて次シヨ
ツトでの射出量が正確となり、成形品精度が効果
的に向上せしめられ得るのである。

（実施例） 以下、本発明を、更に具体的に明らかにするた
めに、本発明の実施例を図面に基づいて、詳細に
説明することとする。

先ず、第１図は、本発明に従うインラインスク
リユ型射出成形機の、油圧回路を含む説明図であ
つて、そこにおいて、２は従来と同様な加熱シリ
ンダであり、この加熱シリンダ２内に所定のスク
リユ４が嵌装され、かかる加熱シリンダ２の後端
側に設けられた樹脂供給口６から供給される所定
の樹脂材料が、かかるスクリユの回転によつて前
方に送り出されると共に、加熱圧縮せしめられ
て、可塑化され、該スクリユ４の前方空間８に蓄
積されるようになつている。また、この空間８内
に所定量蓄積された樹脂材料は、射出ラムとして
のスクリユ４の前進作動によつて射出され、固定
盤１０と可動盤１２に取り付けられて型締めされ
た金型１４内の製品キヤビテイに導かれるように
なつている。

また、スクリユ４は、油圧モータ１６にて回転
駆動せしめられるようになつており、更にこのス
クリユ４には、それを射出ラムとして機能させる
ために、前進作動させる射出シリンダ１８が取り
付けられている。この射出シリンダ１８は、油圧
モータ１６によるスクリユ４の回転を許容しつ
つ、該スクリユ４をその軸方向に移動せしめ得る
ように取り付けられており、これによつてかかる
スクリユ４の射出動作を行わしめる一方、スクリ
ユ４の後退に対する抵抗として作動し、所定の背
圧が前記空所に蓄積される樹脂材料に対して掛け
られ得るようになつている。そして、かかるスク
リユ４の軸方向の位置を知るために、かかるスク
リユ４には、更にラツクとピニオンからなる公知
のスクリユ位置検出器２０が設けられ、かかるス
クリユ４の位置を検出して、対応するスクリユ位
置信号を出力するようになつている。

なお、図示はしないが、かかるスクリユ４に
は、必要に応じてスクリユの回転速度乃至は回転
数を検出して、スクリユ回転速度（回転数）を出
力するタコ・ジエネレータ等のスクリユ回転速度
（回転数）検出器が設けられることとなる。

そして、油圧源たるポンプ２２から吐出された
圧油が、電磁フローコントロール弁２４を通じ
て、３位置４方向切換弁２６に導かれ、この３位
置４方向切換弁２６のソレノイドの励磁作動によ
つて、かかるポンプ２２からの圧油が、油圧モー
タ１６に、或いは射出シリンダ１８に供給せしめ
られ、以てかかる油圧モータ１６を回転駆動せし
め、或いはスクリユ４を前進作動（射出）せしめ
る。なお、電磁リリーフ弁２８は、３位置４方向
切換弁２６がソレノイドの励磁作動にてａ位置を
採つた時に射出圧力を制御し、一方ｂ位置を採つ
た時には、スクリユ後退の射出シリンダ１８のｃ
室の所謂背圧を制御するようになつている。

そして、マイクロコンピユータ等の演算機能を
有する制御装置３０が、前記スクリユ位置検出器
２０及び電磁フローコントロール弁２４に電気的
に接続され、かかるスクリユ位置検出器２０から
出力されるスクリユ位置信号が入力せしめられる
ようになつており、またこの制御装置３０から出
力される制御信号が電磁フローコントロール弁２
４に導かれ、この電磁フローコントロール弁２４
を通過する圧油量を制御して、３位置４方向切換
弁を介して、油圧モータ１６に導かれる圧油量、
ひいてはその回転速度（回転数）を制御し得るよ
うになつている。

第２図には、かかる制御装置３０による制御シ
ステムの一例がブロツク図として示されている。
そこにおいて、制御装置３０には、スクリユ位置
検出器２０にて検出されたスクリユ位置に対応す
るスクリユ位置信号が入力せしめられる一方、ス
クリユ回転速度設定器３２にて、樹脂材料に応じ
て予め決定されたスクリユ回転速度が入力され、
またスクリユ後退限設定器３４にて、射出量から
予め決定されるスクリユ後退限位置が入力され、
更に減速スロープ設定器３６にて、予め定められ
た減速スロープが入力されることとなる。なお、
この減速スロープは、成形機の大きさ、つまりス
クリユ系の慣性に固有のものであり、半固定とさ
れることとなる。

そして、かかる制御装置３０としてのマイクロ
コンピユータにおいては、かかる予め設定された
スクリユ回転速度、減速スロープ及びスクリユ後
退限に基づいて、該スクリユ回転速度から、かか
る減速スロープに従つて、スクリユ後退部の手前
の減速開始位置が演算される。そして、この演算
された減速開始位置に、スクリユ４が前記スクリ
ユ位置信号の入力によつて到達したことが認めら
れると、かかる制御装置３０から上記所定の減速
スロープに基づく制御信号が出力され、これが信
号変換器３８に入力されて変換された後、その変
換信号が減速手段としての電磁フローコントロー
ル弁２４に入力せしめられて、この電磁フローコ
ントロール弁２４の開度を制御して、油圧モータ
１６に供給されるポンプ２２からの圧油量（駆動
動力）を調整し、前記スクリユ４の回転速度を前
記減速スロープに合致するように減速せしめるの
である。

すなわち、このような制御システムによつて成
形機を作動せしめる場合にあつては、先ずスクリ
ユ回転速度設定器３２から所定のスクリユ回転速
度が、またスクリユ後退限設定器３４からは所定
のスクリユ後退限位置が、更に減速スロープ設定
器３６から所定の減速スロープが、それぞれ入力
されると、第３図に示される如きスクリユ回転速
度とスクリユストロークの関係のグラフが描かれ
得るところから、スクリユ回転速度から、所定の
減速スロープに従つて、スクリユ後退限（樹脂計
量位置）からの減速開始位置Ｓ点（或いはS′点）
が容易に演算され得るのである。

なお、これのような手法に対して、減速開始位
置を予め設定する方法が考えられるが、これでは
スクリユ回転速度設定を変えると、減速スロープ
が変化してしまうところから、最適減速スロープ
を求めるには、スクリユの回転撰度設定を変える
毎に、減速開始位置設定も変更しなければなら
ず、操作が面倒となるのである。

しかるに、本発明に従えば、前述の如く、減速
スロープを固定した形として（成形機の大きさ等
に応じて適宜に変化させるが、スクリユ回転速度
の変化に対しては変えない）、スクリユの回転速
度に対応して、減速開始位置Ｓ点或いはS′点を求
めればよいものであるところから、その作業は著
しく簡単となるのである。

そして、このようにして、制御装置３０におい
ては、減速開始位置Ｓ点が求められる一方、３位
置４方向切換弁２６の切換作動によつて、ポンプ
２２からの圧油が、油圧モータ１６に供給され、
それによつてスクリユ４は設定されたスクリユ回
転速度にて回転駆動せしめられる。このスクリユ
４の回転駆動によつて可塑化された樹脂は、加熱
シリンダ２内の前方空間８に蓄積され、それにつ
れてスクリユ４は制御された背圧のもとに後退、
換言すれば第１図において右方向に移動せしめら
れる。このスクリユ４の後退位置は、スクリユ位
置検出器２０からの対応するスクリユ位置信号の
入力によつて把握され、かかるスクリユ４が減速
開始位置（Ｓ点）に達したことが検知されると、
制御装置３０から前記減速スロープに基づく制御
信号が出力され、そしてこの制御信号によつて、
前述の如く油圧モータ１６に供給される圧油量が
電磁フローコントロール弁２４にて調整され、以
てスクリユ４の回転速度が該減速スロープに合致
するように減速せしめられ、そしてスクリユ後退
限（樹脂計量位置）において、スクリユの回転は
完全に停止せしめられることとなるのである。

このように、かかる構成に従えば、スクリユ４
の回転速度が変化しても、それに対応する減速開
始位置Ｓ点、S′点…が自動的に求められ、そして
この減速開始位置Ｓ点或いはS′点などに基づい
て、油圧モータ１６の減速が行われるものである
ところから、従来からリミツトスイツチを二つ設
けた場合にも問題となつていた、スクリユの回転
の慣性に基づくところの計量誤差、或いはリミツ
トスイツチ位置設定の煩雑さ等の問題は、悉く解
消せしめられることとなると共に、極めて正確
に、スクリユ４の後退ストロークをその後退限で
停止させことができ、これにより樹脂計量精度が
著しく向上され得たのである。そして、このよう
な樹脂計量精度の向上によつて、次シヨツトでの
射出量が正確となり、成形品の精度も著しく向上
し得たのである。

なお、上例の構造にあつては、電磁フローコン
トロール弁２４により、油圧モータ１６に対する
供給圧油量を調整することにより、スクリユ後退
時に、スクリユ後退限度手前にて、その回転速度
乃至は回転数を制御装置３０の制御指令によつて
低下せしめているが、これに代えて或いはこれと
共に、射出シリンダ１８による前記背圧を増加せ
しめて、スクリユ後退時のブレーキ作用を行わせ
ることも可能である。この意味において、背圧を
制御する電磁リリーフ弁２８を、制御装置３０の
制御下に置くことが望ましく、またポンプ２２の
作動制御や、３位置４方向切換弁２６の作動制御
も、該制御装置３０にて行わしめるようにするこ
とは、射出成形機の全体的な操作制御の上におい
て望ましいことである。

また、上例にあつては、スクリユ４の回転速度
が、スクリユの回転速度設定器３２にて予め設定
された値として制御装置３０に入力されるように
なつているが、これに代えて或いはこれと共に、
第２図に示されるように、実際のスクリユ４の回
転速度をスクリユ回転速度検出器４０にて検出し
て、そのスクリユ回転速度信号に基づいて、制御
装置３０において減速開始位置を演算するように
しても何等差し支えないのである。

さらに、前述したように、本発明にあつては、
スクリユ４の回転駆動を油圧モータ１６にて行う
場合のみに限られるものではなく、サーボモータ
等の電動モータにてスクリユの回転駆動を行わし
める駆動機構に対しても有利に適用され得るもの
である。

その他、一々例示はしないが、本発明は、その
趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々なる変形さ
れた形態において実施され得るものであり、本発
明が、そのような変形された実施形態のものをも
含むものであること、言うまでもないところであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従うインラインスクリユ型
射出成形機の一例を示す系統図であり、第２図は
そこにおいて用いられる制御システムのブロツク
図であり、第３図はスクリユ回転速度設定値とス
クリユストロークとの関係を示すグラフである。 ２：加熱シリンダ、４：スクリユ、１６：油圧
モータ、１８：射出シリンダ、２０：スクリユ位
置検出器、２２：ポンプ、２４：電磁フローコン
トロール弁、２６：３位置４方向切換弁、２８：
電磁リリーフ弁、３０：制御装置、３２：スクリ
ユ回転速度設定器、３４：スクリユ後退限設定
器、３６：減速スロープ設定器、３８：信号変換
器、４０：スクリユ回転速度検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 射出成形機の加熱シリンダ内に嵌装されたス
   クリユを回転駆動せしめる駆動手段と、 該駆動手段による回転駆動に従つて軸方向に後
   退する前記スクリユの位置を検出して、対応する
   スクリユ位置信号を出力するスクリユ位置検出手
   段と、 射出量に基づいて、スクリユ後退限を予め設定
   するスクリユ後退限設定手段と、 前記スクリユの回転速度に関係なく、所定の減
   速スロープを予め設定する減速スロープ設定手段
   と、 前記スクリユの回転速度から、前記スクリユ後
   退限設定手段により設定されたスクリユ後退限及
   び前記減速スロープ設定手段により設定された減
   速スロープに従つてスクリユ後退限手前の減速開
   始位置を演算する一方、前記スクリユ位置信号の
   入力に基づいて、該スクリユが該減速開始位置に
   到達したときに前記減速スロープに基づく制御信
   号を出力する制御装置と、 該制御装置からの制御信号に従つて前記駆動手
   段の駆動動力を調整し、前記スクリユの回転速度
   を前記減速スロープに合致するように減速せしめ
   る減速手段とを、 含むことを特徴とするインラインスクリユ型射出
   成形機。 ２ 前記制御装置が、スクリユ回転速度設定手段
   にて予め設定されたスクリユ回転速度に基づい
   て、前記減速開始位置を演算するものである特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の射出成形機。 ３ 前記制御装置が、前記駆動手段によるスクリ
   ユの回転速度を検出するスクリユ回転速度検出手
   段から出力されたスクリユ回転速度信号に基づい
   て、前記減速開始位置を演算するものである特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の射出成形機。