JPH0155979B2 - - Google Patents

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JPH0155979B2
JPH0155979B2 JP59056160A JP5616084A JPH0155979B2 JP H0155979 B2 JPH0155979 B2 JP H0155979B2 JP 59056160 A JP59056160 A JP 59056160A JP 5616084 A JP5616084 A JP 5616084A JP H0155979 B2 JPH0155979 B2 JP H0155979B2
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screw
resin
pressure
retraction
hydraulic
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Kyoshi Hashimoto
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Ube Industries Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/47Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using screws
    • B29C45/50Axially movable screw
    • B29C45/5008Drive means therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/47Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using screws
    • B29C45/50Axially movable screw
    • B29C45/5008Drive means therefor
    • B29C2045/5068Drive means therefor mechanical drive means in series with hydraulic drive means for axially movable screw

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はプラスチツク射出成形機において可塑
化される樹脂温度や溶融、混練状態などを安定さ
せるために可塑化条件を制御する可塑化制御方法
に関するものである。
〔従来技術〕
プラスチツク用射出成形機はスクリユ式とプラ
ンジヤ式とに大別されており、このうちスクリユ
式射出成形機の油圧配管は従来第1図に示すよう
に構成されている。図において先端部にノズル1
を有する加熱筒2内には、スクリユ3が回転かつ
往復動自在に設けられており、スクリユ3は油圧
モータ4の摺動自在な回転軸と同心状に直結され
ている。また、加熱筒2には一対の射出シリンダ
5,6の外筒が一体的に固定されており、これら
両方の射出シリンダ5,6に共用されるコ字状の
ピストンロツド7には、前記スクリユ3がスラス
トベアリング8を介して回転自在に軸支されてい
る。両シリンダ5,6のヘツドエンド側ポート
9,10には、切換弁11を備えた油圧配管12
が接続されており、また両シリンダ5,6のロツ
ドエンド側ポート13,14には、切換弁15と
リリーフ弁16とを備えた油圧配管17が接続さ
れている。さらに油圧モータ4には、切換弁18
を備えた油圧配管19が接続されており、この油
圧配管19と前記油圧配管12,17とは合流さ
れて流量制御弁20とリリーフ弁21とを備えた
油圧配管22により油圧ポンプ23と油圧タンク
24とに接続されている。なお図示しないが、ス
クリユ3の基部近傍には、これと加熱筒2との間
へ樹脂を供給するホツパが設けられており、ま
た、加熱筒2の外周部には内部の樹脂を加熱する
ヒータが設けられている。
このように構成された射出成形機において、ピ
ストンロツド7が筒内へ後退してスクリユ3が前
進した状態でホツパからスクリユ3の基部へ樹脂
を供給し、切換弁11,15,18の切換により
油圧モータ4を回転させてポート9,10,1
3,14をいずれも油圧タンク24側へ切換える
ると、加熱により溶融した樹脂は、スクリユ3の
回転により混練され可塑化されながら加熱筒2の
前部へ送られるとともに、スクリユ3は樹脂の圧
力により徐々に後退する。所要の装入量に応じた
ストロークだけスクリユ3が後退すると、リミツ
トスイツチが作動してスクリユ3の回転と後退と
が停止し、加熱筒2の先端部には可塑化された材
料が一時蓄えられる。次に前回サイクルの成形品
が金型から取出されて金型が閉じられると、切換
弁11,15が切換られてポート13,14へ送
油され、スクリユ3が前進することにより加熱筒
先端部に蓄えられた樹脂が加圧されて金型キヤビ
テイ内へ射出される。射出された樹脂が金型内で
冷却されている間に次回サイクルの前記可塑化計
量工程が行なわれる。
以上のような射出動作のうち、スクリユ3の回
転、後退による樹脂の可塑化、計量工程において
は、スクリユ背圧と呼ばれる射出シリンダ5,6
のポート13,14側圧力が適正でなかつたり変
動したりすると、混練状態が不安定になつて成形
品の品質に大きく影響するので、従来一般にスク
リユ3の回転数を制御したり、切換弁15の切換
でポート13,14へ送油してリリーフ弁16の
調節でスクリユ背圧を制御したり、さらにこれら
両方の制御を同時に行なつたりして可塑化工程内
での可塑化条件を変化させる種々のプログラム制
御方法が提案されている。
しかしながら、スクリユ背圧はスクリユ3の後
退を妨げるように作用するものであつて、スクリ
ユ背圧を制御することでスクリユ3の後退速度を
制御している訳であるから、この点において従来
のスクリユ背圧制御には問題点が多かつた。すな
わち、スクリユ3が後退するときの抵抗(以下、
後退抵抗という)は、油圧シリンダ5,6内の背
圧だけではなく、スクリユ3と加熱筒2との摩擦
抵抗や、スクリユ溝内の樹脂と加熱筒2との摩擦
抵抗、油圧シリンダ5,6のパツキン抵抗、油圧
モータの回転軸摺動抵抗などがあつて、これらが
スクリユ3の後退が妨げているので、これに抵抗
するための溶融樹脂圧が必要になり、スクリユ背
圧を制御してもその通りに溶融樹脂圧が追従して
くれない。この結果スクリユ3の後退抵抗が制御
できず、スクリユ3の後退が脈動したり、後退速
度が局部的に低下したりするばかりでなく、樹脂
の種類によつてはスクリユ3が後退せずに停止し
てしまうことがあつて、汎用スクリユで各種の成
形条件や樹脂の種類に対応した後退抵抗を制御す
ることが困難であつた。またスクリユ背圧の調整
によつてスクリユ後退速度を間接的に制御するも
のであるから調整がむつかしく、さらにスクリユ
背圧を制御しても、作動油の圧縮性や油圧配管系
の圧力による容積変化で油圧配管系の遅れ時間が
発生して溶融樹脂圧が直ちに追従しないという欠
点があつた。
〔発明の概要〕
本発明は以上のような点に鑑みなされたもの
で、加熱筒内でのスクリユの回転、後退による樹
脂送り動作によつてスクリユ前方に蓄えられる溶
融樹脂圧を検出するとともに、前記スクリユの回
転駆動手段に加わる負荷を検出し、これら両検出
信号を演算装置で演算し、この演算装置からの演
算信号でスクリユ後退駆動手段を駆動すること
で、スクリユを、前記溶融樹脂圧とスクリユの後
退抵抗力とに左右されない所要の後退速度で、直
接後退動作させることにより、溶融樹脂圧を所定
の圧力に広範囲でしかも迅速に安定させることが
可能で、これにより樹脂を混練して可塑化、計量
しながらスクリユ前方に送り込んで蓄えることが
でき、その結果として成形品の品質向上を達成す
ることが可能となる射出成形機の可塑化制御方法
を提供するものである。以下、本発明の実施例を
図面に基いて詳細に説明する。
〔実施例〕
第2図は本発明に係る可塑化制御方法を説明す
るために示す射出成形機の油圧回路図である。図
において、先端部にノズル31を有する加熱筒3
2内には、スクリユ33が回転かつ往復動自在に
設けられており、スクリユ33は油圧モータ34
の進退自在な回転軸と同心状に直結されている。
また、加熱筒32には、一対の射出シリンダ3
5,36の外筒が一体的に固定されており、これ
ら両方の射出シリンダ35,36に共用されるコ
字状のピストンロツド37には、前記スクリユ3
3がスラストベアリング38を介して回転自在に
軸支されている。射出シリンダ35,36のヘツ
ドエンド側ポート39,40と、ロツドエンド側
ポート41,42とには、それぞれ図示しない切
換弁を備えた油圧配管が接続されており、切換弁
の切換でポート39,40側へ送油することによ
りノズル31から溶融樹脂が射出されるように構
成されている。さらに油圧モータ34には、切換
弁43を備えた油圧配管44が接続されており、
この油圧配管44は、方向制御弁45とリリーフ
弁46とを介して油圧ポンプ47と油圧タンク4
8とに接続されている。
前記ピストンロツド37に固定されためねじ部
材49には、スクリユ後退駆動手段として可変の
トルクモータ50と直結のねじ軸51が螺合され
ており、トルクモータ50を回転させることによ
りねじ作用でピストンロツド37を介してスクリ
ユ33が強制的に直接進退動作されるように構成
されている。52はトルクモータ50に接続され
てその回転速度すなわちスクリユ33の進退速度
を制御する制御回路であつて、演算装置53を備
えており、制御回路52は、加熱筒32先端側で
スクリユ33とノズル31との間に蓄えられる溶
融樹脂圧力を検出するセンサ54と、油圧モータ
34の負荷圧力を検出するセンサ55とを介して
加熱筒32先端部と油圧配管44とにそれぞれ接
続されている。
以上のように構成された射出成形機の成形動作
と可塑化制御方法について説明する。ピストンロ
ツド37がシリンダ35,36内へ後退してスク
リユ33が前進した状態で、射出シリンダ35,
36から排油したのち、ホツパからスクリユ33
の基部へ樹脂を供給し、切換弁43を切換えて油
圧モータ34へ送油すると、加熱により溶融した
樹脂がスクリユ33の回転により混練され可塑化
されながら加熱筒32の前部であるスクリユ33
とノズル31との間へ送り込まれるので、この箇
所の樹脂圧力が上昇する。この圧力をセンサ54
が検出してその信号が演算装置53へ送られると
ともに、油圧モータ34の負荷圧力をセンサ55
が検出してその信号が演算装置53へ送られるの
で、これら両信号により演算がなされてトルクモ
ータ50の回転数が制御される。すなわち、上述
したセンサ54で溶融樹脂圧を検出し、その検出
値がほとんどゼロに近い状態を維持できるように
制御することで、樹脂の送り込みを適切かつ確実
に行なえるようにするとともに、センサ55によ
る油圧モータ34での負荷状態を検出し、これに
応じてトルクモータ50の回転数つまりスクリユ
33の後退速度を、前述した溶融樹脂圧による条
件を加味して制御することで、樹脂の適切な可塑
化処理を行なえるようにするものである。これよ
つてトルクモータ50が回転すると、ねじ軸51
が回転してそのねじ作用によりピストンロツド3
7を介してスクリユ33が後退する。所要の装入
量に応じたストロークだけスクリユ33が後退す
ると、リミツトスイツチが作動してスクリユ33
の回転と後退とが停止し、加熱筒32の先端部に
は可塑化された材料が一時蓄えられる。次に前回
サイクルの成形品を金型から取出して金型を閉じ
たのち、トルクモータ52による駆動系の回転伝
達を断ち、射出シリンダ35,36のポート3
9,40へ送油すると、加熱筒32先端部に蓄え
られた樹脂が加圧されたノズル31から金型キヤ
ビテイ内へ射出される。射出された樹脂が金型内
で冷却されている間に次回サイクルの前記可塑化
計量工程が行なわれる。
以上のような成形動作のうち、スクリユ33の
後退についてさらに詳しく説明する。第3図およ
び第4図はそれぞれ縦軸にスクリユ前方に蓄えら
れた溶融樹脂の圧力をとり横軸にスクリユ背圧に
よるスクリユ後退抵抗力をとつて示す関係線図で
あつて、第3図は従来の成形機の場合を示し、第
4図は本発明に係る成形機の場合を示している。
また第5図および第6図はそれぞれ縦軸にスクリ
ユ溝内の樹脂圧力をとり横軸に加熱筒内でのスク
リユの位置をとつて示す関係線図であつて第5図
は従来の成形機の場合を示し、第6図は本発明に
係る成形機の場合を示している。第3図、第4図
において明らかなように、従来はスクリユ背圧に
よるスクリユ後退抵抗力の調節範囲が樹脂圧力
P1の点から始まるが、これに対しスクリユ33
の後退駆動力を溶融樹脂圧力と油圧モータの負荷
圧力との検出によつて制御した本発明の場合に
は、調節範囲がゼロから始まるように拡大される
ので、従来の可塑化制御でスクリユ後退速度の脈
動、抵下、停止を起こしていた樹脂に対しても安
定した可塑化が達成される。また、これを可塑化
工程中におけるスクリユ溝内の樹脂圧力の変化で
見ると、第5図、第6図に示すようになる。各図
において向つて右側がスクリユのホツパ側であ
り、左側がスクリユの先端側である。また、第5
図において、曲線L1はスクリユ背圧のある場合、
曲線L2はスクリユ背圧のない場合、第6図にお
いて曲線L3はスクリユ背圧のある場合、曲線L4
はスクリユ背圧がなくスクリユを直接後退駆動す
る力のない場合、曲線L5はスクリユ背圧がなく
スクリユを直接後退駆動する力のある場合の曲線
である。すなわち、ホツパから供給された材料
は、スクリユ溝内の樹脂圧力に打ち勝つてスクリ
ユ前方へ移送されなければならず、図においてホ
ツパ側から樹脂の立上り位置が遠くかつ樹脂圧力
が小さいほど樹脂の移送が容易であるが、図から
明らかなように、第6図に示す本発明の場合にお
いては、スクリユを直接後退駆動することによ
り、曲線L5となり、第5図に示す従来のものよ
りも、樹脂の移送が容易になる。すなわち、前述
したスクリユ後退速度の脈動、低下、停止等はい
ずれもフイードゾーンで樹脂に作用する推進力が
弱いことで起きるものであるから、曲線L5を得
ることによつてこれが解決される。
また、射出成形機はスクリユの回転が連続的で
なく、回転、停止の繰返しであつて、スクリユの
非回転時にもスクリユ内の樹脂には熱エネルギが
加えられて温度が上がり、その分だけ粘度が下が
るので、可塑化開始時には油圧モータ34の負荷
圧力が低くなつている。一方、スクリユ回転中は
常にホツパから新しい樹脂が供給されるので、ス
クリユ内の樹脂温度が低下しその分だけ粘度が上
がるのに対して、スクリユ回転とともにスクリユ
前部に溶融樹脂を移送しながらスクリユ自体が後
退するので、油圧モータ34の負荷圧力が一時期
増加したのち減少することが多い。そして油圧モ
ータ34が低い負荷圧力で回転するときには、溶
融樹脂に与える機械エネルギが少なくなる。これ
をカバーするためにスクリユの後退速度を低くす
ればスクリユ溝を通過する樹脂の温度も低くなり
油圧モータ34の負荷圧力が高いときよりも時間
をかけてスクリユを通過することになる。すなわ
ち、スクリユ負荷圧力×スクリユ通過時間=樹脂
に与える機械エネルギとなる。そこで本実施例に
おいてはスクリユの負荷圧力を検知して単位体積
当りのエネルギが一定になるようにスクリユの後
退速度を演算により決定するようにしたので、可
塑化された樹脂材料の温度、分散状態のバラツキ
が少なくなる。またスクリユの後退速度を制御す
ると同時にスクリユの回転数プログラム制御を組
合せれば、さらに成形条件の幅を広げることがで
きる。
〔発明の効果〕
以上の説明により明らかなように、本発明によ
れば、射出成形機の可塑化制御装置において、加
熱筒内でのスクリユの回転、後退による樹脂送り
動作によつてスクリユ前方に蓄えられる溶融樹脂
圧を検出するとともに、前記スクリユの回転駆動
手段に加わる負荷を検出し、これら両検出信号を
演算装置で演算し、この演算装置からの演算信号
でスクリユ後退駆動手段を駆動することで、スク
リユを、前記溶融樹脂圧とスクリユの後退抵抗力
とに左右されない所要の後退速度で、直接後退動
作させるようにしたので、スクリユの回転による
樹脂の可塑化計量工程におけるスクリユの後退力
をゼロから後退抵抗力とバランスする最大値まで
の広範囲内でその値を任意に選定することがで
き、スクリユの前方に蓄えられる樹脂を所定の圧
力に安定させることができてスクリユが脈動した
り、減速または停止したりすることがないので、
成形品の品質が著しく向上するとともに、一種の
スクリユで多種の樹脂に対応することができ、装
置の汎用性が向上する。特に、本発明によれば、
上述した溶融樹脂圧に加えてスクリユの回転駆動
手段である油圧モータへの負荷圧力をも検出し、
これらをバランスさせてスクリユ後退駆動手段を
駆動制御しているため、スクリユの後退速度を、
樹脂の混練による可塑化、計量処理を適切かつ確
実に行なえるように制御し得るという利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の射出成形機の油圧回路図、第2
図ないし第6図は本発明に係る射出成形機の可塑
化制御装置の実施例を示し、第2図はこれを実施
した射出成形機の油圧回路図を含む概要構成図、
第3図と第4図とはそれぞれ従来の射出成形機と
本発明を実施した射出成形機におけるスクリユ後
退抵抗力と樹脂圧力との関係線図、第5図と第6
図とはそれぞれ従来の射出成形機と本発明を実施
した射出成形機におけるスクリユ位置とスクリユ
溝内樹脂圧力との関係線図である。 33……スクリユ、34……油圧モータ、3
5,36……射出シリンダ、37……ピストンロ
ツド、49……めねじ部材、50……トルクモー
タ、51……ねじ軸、52……制御回路、53…
…演算装置、54,55……センサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 加熱筒内でのスクリユの樹脂送り動作によつ
    て該スクリユ前方に蓄えられる溶融樹脂圧を検出
    するとともに、前記スクリユの回転駆動手段に加
    わる負荷を検出し、これら両検出信号を演算装置
    で演算し、この演算装置からの演算信号でスクリ
    ユ後退駆動手段を駆動することにより、前記スク
    リユを、前記溶融樹脂圧とスクリユの後退抵抗力
    とに左右されない後退速度で、直接後退させるこ
    とを特徴とする射出成形機の可塑化制御方法。
JP59056160A 1984-03-26 1984-03-26 射出成形機の可塑化制御方法 Granted JPS60199623A (ja)

Priority Applications (2)

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JPS60199623A JPS60199623A (ja) 1985-10-09
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