JPH03254922A - 射出成形機の射出制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、射出成形機のシリンダ内部から成形金型のキ
ャビティ部に至るまでの間の溶融樹脂流路中の適宜個所
に閉止手段を設けた射出成形装置において、射出重量を
制御するための射出制御方法に関する。

（従来の技術） 成形条件、即ち成形時の温度、圧力など（但し外乱を含
む）が変化すると、成形品の品質も変化し射出重量等も
一定に保ち得ない、という問題があった。その対策とし
て、適応制御（アダプティブ制御とも称される）が種々
考案され、その−例は特開昭５６−８４９３２号公報に
見られる通りである。

一般に適応制御とは、外乱の結果あるいは与条件として
樹脂温度や圧力あるいは金型温度等が変化したことを検
出した場合、これら検出因子以外の制御可能な成形条件
（圧力、タイマ等）を制御因子として故意に変化させ、
成形品の品質を一定に保とうとする方法である。しかし
、そのためには各金型および各樹脂ごとに検出因子と成
形品品質との相関関係、並びに制御因子と成形品品質と
の間の相関関係を予め調査解析しておかねばならず、ど
の因子が検出因子となり他のどの因子が制御因子となる
かが一定していないこともあり、そのために多大な労力
と時間および多額の費用を必要とする。新種の金型や新
種樹脂の採用のつど調査解析をやり直さねばならない。

他方、射出成形過程が一般に溶融樹脂のＰ−ＶＴ（圧力
−比容積−温度）線図によって説明されるので、逆にＰ
ＶＴ線図から成形過程を制御しようとする提案、例えば
、Ｍｏｄｅｒｎ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ　Ｉｎｔｅｒ−ｎａ
ｔｉｏｎａｌ、　Ｏｃｔ、　１９８９　（ｐ、１１〜１
２）が見られる。

ところが、そのような制御は予めＰＶＴ線図が与えられ
ているか、又は前もってＰＶＴ線図を求めてからでなけ
れば実施できない。ＰＶＴ線図の算出には、試験施設に
おいて特別な計測装置を用い精密に測定を行う必要があ
る。

しかし、成る樹脂についてＰＶＴ線図を実験的に求める
ことが可能であるとしても、実際の成形現場では多種多
用な樹脂が使用され、その上に新規な樹脂も逐次採用さ
れてい（ことが多いから、全ての樹脂について実験的に
ＰＶＴ線図を用意することは多大な費用と時間を要し実
際的ではない。

更に、現場で実際に使用される機械での樹脂特性と、実
験的に求めたＰＶＴ特性とが必ずしも良く一致するとは
限らない。即ち実験装置では外部加熱のみであるが、現
場の機械では溶融過程においては、熱履歴と非常に強い
剪断応力とに起因して分子量分布が多少変化するから、
樹脂の溶融挙動を実験装置の場合と同一に扱えない場合
がある。

そのほか、実際の現場では廃材再利用の目的で再生樹脂
が混入されることもあり、更に新たに供給されるベレッ
ト状樹脂であっても製造ヨツト間やロフト内における品
質のバラツキを伴っているから、実験データをそのまま
現場に利用することは非常に難しい。

（発明が解決しようとする課題） 従って、本発明の目的は、現に使用中の樹脂につき成形
現場の射出成形機を用いて容易に測定でき、得られたデ
ータは直ちにその場で実際の成形過程の制御に利用でき
るよう創案された溶融樹脂のＰＶＴ特性検出方法による
ＰＶＴ関係式と、適切な計算式とに基づき、目的とする
射出重量を得るためのスクリューストロークを計算しつ
つ該射出成形機を制御する方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） そのため、本発明の射出成形機の射出制御方法は、 射出される溶融樹脂の温度、射出直前の樹脂圧力、その
時点におけるスクリュー位置および保圧の値を検出し、
これ等検出値により目標成形品重量に相当する射出スト
ロークを予め設定し、前記予め設定された射出ストロー
クをスクリューが移動した時点において金型キャビティ
への溶融樹脂供給を中断することを特徴とする。

前記の所定の計算式の一例は、 （Ｓ＋　−）　Ｓ＋＋　　ＳＨ＋　＝　Ｖ（Ｐｕｔ、Ｔ
Ｉ）　（ＧＳ＋＋’［１／Ｖ（ＰＩ１、Ｔ１）−　　１
／Ｖ（ＰＨｒ、ＴＩ）））　”’（１）（但し、Ｖ（Ｐ
ｚ、ＴＩ）は樹脂圧力ＰＨで樹脂温Ｔ、のときの溶融樹
脂比容積、同じく　Ｖ（ＰＨ１，ＴＩ）は樹脂圧力Ｐ４
３．で樹脂温度Ｔ１のときの溶融樹脂比容積） である。

また前記の予め計測ずみのＰＶＴ関係式は、好ましくは
、射出成形機のシリンダ内部から成形金型のキャビティ
部に至るまでの間の溶融樹脂流路中の適宜個所に閉止手
段を設けた射出成形機において、該閉止手段が閉じられ
ているとき上記射出成形機のシリンダ内部で非回転状態
にあるスクリューの第１停止位置と、そのとき該スクリ
ューを前進方向へ押圧している圧力（Ｐ）、とを検出す
る第１工程、次いで上記閉止手段を開けて所定重量（Ｇ
）の溶融樹脂を流出させたのち該閉止手段を閉める第２
工程、及びそのあと上記第１工程での押圧と同し圧力Ｃ
Ｐ）を上記スクリューにかけ該スクリューが前進を停止
したときの第２停止位置を検出する第３工程、を所定温
度（Ｔ）で行い、上記の第１− ０ 停止位置と第２停止位置との間のストローク距離から押
出樹脂容積を求め、これと上記の所定重量（Ｇ）とから
比容積（Ｖ）を計算して求めたものである。

比容積（Ｖ）は比重の逆数である。上記の圧力（Ｐ）と
温度（Ｔ）は、これらを各々数水準に変化させて圧力Ｃ
Ｐ）、比容積（ν）及び温度（Ｔ）の間の関係式を一挙
に求めてもよく、或いは温度（Ｔ）を一定に保ち、その
温度におけるＰＶＴ関係式を求めてもよい。即ち、上記
の第１工程において圧力（Ｐ）を数水準に変化させたの
ち第２工程を行い、次いでこれに対応して第３工程にお
いても同じく数水準に圧力（Ｐ）を変化させるならば、
その際に各水準ごとに得られる比容積（Ｖ）の値から一
定温度下における前記関係式を簡単かつ迅速に求めるこ
とができる。

真の比容積が必要なケース、つまり適用機種や溶融及び
成形条件等が大幅に変わる可能性のある場合、にはスク
リューが最先端位置に達したときその前方に残存してい
る溶融樹脂についても考慮せねばならない。例えば、上
記の閉止手段である閉止弁が射出成形機のノズル部に配
置され、且つスクリュー先端から閉止弁までの間の残存
容積が設計値として既知である場合において、該残存容
積をスクリューのストローク距離に換算し、その値を前
記の第１停止位置及び第２停止位置に加算して得られる
値を、比容積（Ｖ）の計算に用いればよい。

閉止弁が射出成形機のシリンダ内部に配置されてはいる
が、スクリュー先端から該閉止弁までの間の残存容積が
未知、という場合においては、定温度および一定圧力下
で、初期スクリュー位置を数段に変え、閉じた閉止弁へ
向けて該スクリューを押圧前進させたときのスクリュー
前進ストロークがゼロとなる点の初期スクリュー位置を
外挿法で求め、これを前記の第１停止位置及び第２停止
位置に加算して得た値を比容積（Ｖ）の計算に用いれば
よい。

（作用） 上記の計算式（１）は、第６図を参照するとき次の式（
２）　（３）　（２“）より導かれる：即ち金型キャビ
ティ（７）内へ充填される樹脂重量（Ｇ）は Ｇ　＝　Ｓ＋＋／Ｖ（ＰＩ１、Ｔ１）−　　５．４ｔ／
Ｖ（Ｐｕ＋、ＴＩ）　　、、・（２）で与えられる。目
標重量（Ｇ）を一定値にする射出ストローク（Ｓ、）は
： Ｓｔ　−５ｒ□−８□　　　　　　　　　　　・・・（
３）と定義され、従って式（２）は ａ　＝　Ｓｚ・［１／Ｖ（Ｐ＋、、Ｔ、）　−１／Ｖ（
ＰＨ＋、Ｔ、）］＋　（Ｓｚ−５ＩＩ＋）／Ｖ（Ｐｕ＋
、ＴＩ）　　　　・−・（２’）と変形できる。二〇式
（２゛）と式（３）とがら弐（１）が得られる。

式（１）を用いれば、（Ｇ）を一定とするための射出ス
トローク距離を算出できることになる。射出直前の圧力
（ｐ＋＋）が（ｐ、□）に、樹脂温度（ＴＩ）が（Ｔ２
）になった場合、スクリューの射出直前位置（Ｓ＋＋）
は（Ｓ＋□）となるが、これも検出可能であるから、（
Ｇ）を一定とするための射出ストローク距離（ｓ２）は
、式（１）中の（Ｐ＋＋、ＴＩ、ＳＩ＋＋）を（ＰＩ３
．７ｚ、５ｒ２）と置き換えることにより求めることが
できる。なお、保圧（ＰＨ＋）が（ｐｕｚ）に変更され
た場合も同様に式（１）により射出ストローク距離を求
められる。

本発明の制御方法において用いられる上記の弐（１）は
、ＰＶＴ関係式が前もって既知であることを前提として
いる。従って、ＰＶＴ関係式を確定する手順について以
下に説明する。

従来から提案されている多数の溶融樹脂のＰＶＴ関係式
のうち、次の５ｐｅｎｃｅｒ　＆　Ｇｆ１ｍｏｒｅＯ式
はよく知られている。

（Ｐ＋ｘ’）（Ｖ−ω）　＝　Ｒ’Ｔ　　　　　・・−
（Ｆｌ）ここに（Ｐ）は溶融樹脂の圧力、（Ｖ）はその
比容積、（Ｔ）は同じく絶対温度、（π゛）と（ω）と
（Ｒ゛）は樹脂の種類に応じて決まる定数である。

二〇式（１）は、 Ｖ　＝　Ｒ’Ｔ　／　（Ｐ＋π’）　＋　（１）　　　
　・・・（Ｆ２）と変形でき、従って（Ｐ）を一定とし
くＴ）を変えるときは第１図に示すように（Ｖ）は（Ｔ
）の−次式として与えられる。

本発明のように実際の成形機を用いる場合、比容積νは
射出された樹脂容積Ｖ゛と射出された樹脂　３− ４ の重Ｍ　Ｇ（ｇｒ）との比である。具体的には圧力を一
定の（ｐｏ）とし、温度も一定の（’ｒｅ）としてスク
リューを第２図のようにストロークＳｃｍだけ前進させ
たときの樹脂容積（Ｖ’）ｃｄは ν３＝πＤ２／４×Ｓ ここにＤ　はスクリューの直径（ｃｍ）として求めるこ
とができる。

次に、圧力を一定値（ｐｏ）に保ち樹脂温度を変更すれ
ば式（Ｆ２）よりωの値が求められる。

ωの値が決まれば、一定樹脂温度のもとて圧力を、例え
ば値ｐを含む数水準に変化させ、該値ｐと上記の値ｐ。

のときの比容積を、各々ｍ　（Ｖｏ）とすれば次式（Ｆ
３）により上記の値π゛も決まる。

（ν。−ω）÷（Ｖ〜ω）　−（Ｒ’Ｔ／（ｐｏ＋π゛
））÷（Ｒ’Ｔ／（ｐ÷π’））　−（ｐ＋π“）÷（
ｐｏ＋π′）−（ｐｏ＋π゛４Δｐ）　÷　（ｐａ＋π
′）＝　１　＋　Δρ　÷　（ｐｏ＋π°）　　　　・
・・（Ｆ３）このように、値ω及び値π゛が求まれば上
記の式（１）又は式（２）に基づき値Ｒ′も求められる
。従って、その樹脂に関しては５ｐｅｎｃｅｒ　＆　Ｇ
ｊｌｍｏｒｅによるＰＶＴ関係弐が確定することになる
。別の樹脂についても必要に応じ上記の測定を実施すれ
ばよい。

以上は５ｐｅｎｃｅｒ　＆　Ｇｊｌｍｏｒｅ式に基づい
たＰＶＴ関係式の場合であるが、それ以外にも例えば、
実験計画法における実験的解析手段（多変数逐次近似法
）を用いることができる。

本発明方法のための事前の計測を実施する装置の概要は
以下の通りである。即ち第３図（イ）のように射出成形
機（１）のシリンダ（２）の内部に回転停止自在に内装
されたスクリュー（３）は、ノズル部（４）のコック型
閉止弁（５）を経て、金型（６）内のキャビティ（７）
へ溶融樹脂を供給（射出）する。

流体圧シリンダ（９）により開閉駆動される閉止弁（５
）はノズル部（４）の樹脂流路中の適宜部位に設けるこ
とができる。

一方、スクリュー回転駆動用のモータ（１０）を取付け
た基盤（１１）から延出しているピストンロッド（１２
）先端のピストン（１３）は、別の流体圧シリンダ（１
４）の内部にあって、管路り１５）からの圧力流体によ
り往復駆動される。基盤（１１）からは位置検出器（１
７）に摺接するバー（１６）も突設してあり、該基盤（
１１）に帯同し一体的に進退するスクリュー（３）の位
置、つまりストローク、は位置検出器（１７）により測
定される構成である。尚、番号（１８）は固形樹脂ペレ
ットを投入するホッパを示す。

第３図（ロ）に示すように、スクリュー（３）の円錐形
先端部（３ａ）と最終螺旋条（３ｂ）との間にはフラン
ジ形突起（１９）があり、これが環状ストッパ（２０）
に衝当すると、そのときスクリュー先端部（３ａ）と閉
止弁（５）との間のスペース（２１）に溶融樹脂が滞留
（残存）するので、厳密な比容積を算出するには該スペ
ースの容積を把握する必要がある。これが射出成形機設
計数値から既知でなければ、後記〈例２〉のようにすれ
ば測定可能である。突起（１９）がストッパ（２０）に
衝当する前に１回分の射出が終わるケースにおいても、
該スペースを加味したスクリューストローク距離を用い
ての計算が望ましい場合がある。

尚、上記突起（１９）とストッパ（２０）とは一種の逆
流防止弁（２２）を構成していて、射出時における金型
側からシリンダ側への溶融樹脂逆流を阻止している。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、射出前の樹脂圧力（ｐ＋
＋）、温度（Ｔ、）、射出中の保圧（ＰＨ１）等が変化
しても、成形品重量（Ｇ）を一定にするためのストロー
クとなるようスクリューの駆動は自動的に制御される。

成形条件を確定するための条件出しの段階では、（Ｐｚ
）、（Ｔ１）、（Ｐ　ｏ　Ｉ）は種々の水準に試行的に
変化させられるが、その場合にも目標重量値（Ｇ）を入
力すれば自動的に適切なストロークに制御され、条件出
し作業も効率的に遂行できる。又、連続量産成形中に外
乱としての外気温変化や油温変化があり、そのため（Ｐ
＋＋）、（Ｔ１）、（Ｐ旧）が変化したとしてもスクリ
ューストロークは目標重量値（Ｇ）を得るべく自動的に
補正されるから、安定した品質のものを量産できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

　７− エ８ く第１実施例〉 第７図に示した第１実施例では、射出前の樹脂圧力（ｐ
＋＋）、温度（Ｔ１）、射出中の保圧（ＰＨ１）が予め
設定され制御装置（２３）へ与えられている。制御装置
（２３）は、これらのデータに基づき射出成形機のスク
リュー前後進駆動用の圧油管路（１５）の圧力制御弁（
２４）や絞り弁（３０）の開度調整およびシリンダ温度
の調整を行う。

射出直前のスクリュー位置（Ｓ＋＋）は、スクリューに
連動したポテンショメータ又はエンコーダ等からなるス
クリュー位置検出器（１７）によって検出され制御装置
（２３）を経て演算装置（２８）へ入力されるが、（Ｐ
　ｒ　１）、（Ｔ、）及び（ＰＨ１）は制御装置から演
算装置へ供給される。成形品の重量（Ｇ）は外部入力装
置（２９）から演算装置へ秤量実測値または目標値とし
て入力される。

演算装置（２８）では、上記の式（１）に従い目標値と
しての値（Ｓ＋）、従って目標値としての射出終了時点
スクリュー位置（ＳＫＩ）を算出し、比較器（３１）を
介して制御装置へ伝送する。

閉止弁（５）が開けられると射出が始まり、スクリュー
の前進に伴って金型キャビティ内へ溶融樹脂が充填され
る。その際、検出器（１７）により刻々検出され送られ
てくる実際のスクリュー位置のデータは、比較器（３１
）において上記目標値（Ｓ）Ｉ＋）と比較され、両者が
一致したとき閉止弁（５）を閉める指令信号が制御装置
（２３）から液弁へ与えられる。

これにより液弁が閉められ、射出１回分のための金型へ
の樹脂供給が終了する。

〈第２実施例〉 第８図に示した第２実施例では、上記のＰＶＴ特性が当
該射出成形機を用いて求められたものである場合に、該
機がそのために備えている各検出器を本発明における制
御装置への入力データ発信器として利用する構成である
。即ち、射出前及び射出中のスクリュー位置（Ｓ＋＋）
等は、第１実施例同様に制御装置（２３）を介して演算
装置（２８）へ入力されるが、シリンダ押圧力検出器（
２６）やシリンダ温度検出器（２２）からの各データは
直接的に演算装置（２８）へ入力される。しかじ式（１
）に基づいての計算や制御は第１実施例と同様に行われ
る。

なお、以上の実施例は溶融樹脂流路中に設けられる閉止
手段が、射出成形機のノズル部に設けられた閉止弁であ
るものについて説明した。閉止手段が、同じく溶融樹脂
流路における成形金型中のキャビティ部に至る間に設け
られたシャットオフ弁である場合にも前記閉止弁の場合
と同じ作用・効果が得られることはいうまでもない。

以下の説明は、ＰＶＴ特性計測の詳細を示す例１乃至例
３についてのものである。

〈例１〉 第４図は例１が適用される油圧式の射出成形機を示し、
先ずホッパ（１８）から投入された樹脂材料はスクリュ
ー（３）の回転により溶融混練されつつ前方へ送られる
。しかし、このときノズル部（４）の閉止弁（５）は閉
じであるから、スクリュー先端側へ送られた溶融樹脂圧
力により該スクリューは、予め設定された初期位置まで
後方（右方）へ後退する。後退中及び後退後の位置は検
出器（１７）により測定検出される。

スクリューの初期位置が検出され、検出信号路（ＣＩ）
を経て制御装置（２３）へ入力されると、第１工程に入
る。即ち、該制御装置は指令信号路（Ｃ２）を通じて所
定圧力値を電磁リリーフ弁（２４）に指示し、圧油源（
２５）からの油圧が管路（１５）を経て油圧シリンダ（
１４）へ供給される。これによりスクリューは前進させ
られて、その先端側の溶融樹脂を圧縮し、被圧縮溶融樹
脂からの反力と油圧シリンダ（１４）による押圧力が均
衡する点で該スクリュー（３）はその位置に停止し且つ
回転も停止させられる。スクリュー先端部の逆流防止弁
（２２）は、液弁と閉止弁（５）との間の樹脂圧を所定
値にまで高め、且つ該僅に維持する作用をなす。

こうして停止したスクリューの第１停止位置は位置検出
器（Ｉ７）で検出され、そのときのシリンダ（１４）に
よる押圧力は圧力検出器（２６）で検出され、更に溶融
樹脂温度はスクリュー先端部の温度検出器（２７）によ
って検出され、各信号はそれぞれ検出信号路（Ｃ３）　
（Ｃ４，）　（Ｃ５）を通じてＰＶＴ演算装置（２８）
へ伝送される。

１ ２２ 次いで第２工程、即ち、スクリューの回転は停止したま
ま閉止弁（５）を開けることにより、該スクリューを前
進させ適宜量の溶融樹脂を押出す。

この押出し量は適宜の外部秤量器で秤量し、その重量値
は外部入力装置（２９）から上記演算装置（２８）へ信
号路（Ｃ６）を経て入力する。

そのあと第３工程として、上記と同じ所定圧力値を再び
スクリュー（３）に印加し、該スクリューを更に少し前
進させる。そして、樹脂圧と平衡して停止したスクリュ
ーの第２停止位置が上記検出器（エフ）で再び検出され
る。このデータは上記演算装置（２８）へ信号路（Ｃ３
）を通じ入力され、１回分の測定は終了する。これによ
り、第２停止位置と第１停止位置との間隔、つまり押出
し樹脂重量に相当した容積（スクリューストローク距離
に比例）、を該樹脂重量で割り算して、そのときの温度
及び圧力のもとての定量的（つまり真の）比容積が求め
られるのである。

上記の各操作を、数水準のスクリュー押圧力と数水準の
樹脂温度とについて反復実施し、前述の諸計算式による
演算を上記演算装置（２８）に行わせれば、当該種類の
樹脂についてはＰＶＴ関係式が確定することになる。

なお、樹脂温度の変更には、射出成形機の運転条件の如
何、例えばスクリューの回転数レベル、温度及び圧力の
レベル、樹脂の種類等々、によっても左右されるが、概
ねシリンダ設定温度を変えればよいことが多い。

第４図中の番号（Ｃ７）は演算装置（２８）と制御装置
（２３）との間の信号伝送路である。

〈例２〉 例１ではスクリュー先端部の残存樹脂容積を度外視した
が、その第１及び第２停止位置はいずれもスクリュー最
先端から閉止弁に至るまでのスペースに存在する溶融樹
脂をも圧縮した結果のデータであることに注意を要する
。即ち、射出成形機の機種や寸法が異なり残存容積に大
差がある場合等には、例１の結果をそのまま適用できな
いし、敢えて適用すれば無視できない大きさの誤差を伴
うことになりかねない。

その対策として例２では、残存容積による補正を加えた
スクリュー「排除容積」を用いることとし、その代わり
比容積の算出は容易化しようとするものである。即ち、
補正後の「排除容積」の「比」が、基準圧力（Ｐｏ）に
おける比容積（ＶＯ）が求まっていて温度一定（Ｔｏ）
かつ押出重量も一定（Ｇｏ）の場合には、既述の「比容
積」の「比」として用いることができ、それによって圧
力をＰ。からＰＩに変更したときの比容積値を得られる
ことに着眼したものである。従って、残存容積による補
正は多少面倒であっても正確な比容積は却って簡単に算
出できる、というメリットがある。

先ず、上記残存容積が機械の設計データから既知であり
、それをスクリューストロークに換算した値（Ｓｏ）も
与えられている場合には、圧力（ｐｃ）のときの第１停
止位置と第２停止位置との差（ストローク）をＳｏ＋Ｓ
う。−８，。とし、圧力Ｐ＋のときの同差をＳ。＋Ｓ、
、、ｌ−８ＴＩとすれば比容積Ｖにつき次の弐（Ｆ４）
　（Ｆ４“）が得られる（汎。、３１１１１は実測スト
ローク）：Ｖ（Ｐｏ、Ｔｏ）−π／４．Ｄ”、ＳＴＯ／
Ｇｏ　、、、（Ｆ４）ｖ（Ｉ’ｄ、Ｔｏ）　　−π／４
・Ｄ’Ｓｒ＋／Ｇｏ　　＝・（Ｆ４’）、°、　　Ｖ［
Ｐ＋、Ｔｏ）　　／　　Ｖ（Ｐａ、Ｔｏ）　　＝　ＳＴ
Ｉ／５ＴＯ＝　　（Ｓｏ＋ＳＩＩ＋）　　／　　（Ｓｏ
＋Ｓ、Ｉｏ）　　−・（Ｆ５）本発明者は、これから Ｖ［Ｐ＋、Ｔｏ）　／　■（Ｐ、）、Ｔｏ）　＝　ｆ（
Ｐ／ＰＧ）−−−（Ｆ６）と−硫化した関数を求めるこ
とが可能である、との想定のもとに種々検討した結果、 ｆ（Ｐ／Ｐｏ）　＝　ｅｘｐ　（ａＣＪ下７ｒ−１）　
　）　　−−−（Ｆ７）但しａ″は温度により定まる定
数、′Ｐ”は上式（Ｆ６）等においてＰ＋等で記した任
意の樹脂圧力、Ｐｏは基準圧力、 という実験式によって精度よく近似できることを見いだ
した。従って、”Ｐ”値を種々変化させて”ａ”値を求
めておけば、Ｐｖ（Ｔ一定）関係を容易に把握でき、上
記のように補正後のストローク値に基づき種々の圧力に
おける比容積を簡単に求めることができる。

上記残存容積が機械の設計データからは不明の場合には
、次の要領でスクリューストロークに換算した値（ＳＯ
）を実験的に直接求めることができる。

５ ６ 即ち、溶融樹脂が圧縮される量（圧縮に要するストロー
ク）ΔＳは第５図のように圧縮前の容積Ｓ１に比例する
から、一定圧力Ｐ、においてＳ、を数段に変更し一次関
数グラフを描き図上で外挿すれば値（ＳＯ）は簡単に求
められる。

この例２において温度が一定値（Ｔ（１）でない場合に
は、上述の式（２）にも示したように圧力Ｐ。のときの
比容積Ｖ（Ｐｏ、Ｔ）が温度の一次式（例えば、αＴ＋
β）で近似できることから、式（Ｆ６）及び式（Ｆ７）
は次のように変形して利用すればよいことも本発明者は
見いだした： Ｖ（Ｐ、Ｔ）　＝　Ｖ（Ｐｏ、Ｔ）・ｅｘｐ（ａｍ・（
ＪＰ／Ｐｏ−１））・・・（Ｆ８） ａ（、）　　、　　ｂＴ　　十　ｃ　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　−（Ｆ９）；、　　Ｖ（Ｐ、Ｔ
）　　＝（αＴ＋β）　・ｅｘｐ　　（ａ　（Ｔ）　・
（７丁１７１丁Ｍ−１））・・・（ＦＩＯ） 即ち、”ａ”値も温度の一次式で近似できることを見い
だしたのである。その結果、この例２によれば”α”、
β”１ｌｂ１＋、Ｃ”の４種の定数を求めることにより
ＰＶＴ関係式を一義的に確定できることになる。

尚、式（Ｆ２）及び（Ｆ９）については、射出成形機の
運転条件次第では押出された樹脂の実測温度がシリンダ
温度とよく一致せず後者をもって前者の代用値とできな
い場合がある。そのような場合には式（ＰＩＯ）の中の
式（Ｆ２）　（Ｆ９）に対応する項に、Ｖ　（Ｐｏ、Ｔ
）−α１７Ｈ＋α″Ｔ１’１−１４・・、→α″Ｔ＋β
ａ　（Ｔ）　　−ｂ’　ＴＩＩ＋ｂ″Ｔｌｌ′−’　＋
−−−＋ｂｌＩＴ＋ｃを代入、つまり多項式近似を採用
することにより実機に適合した修正が可能で、やはりシ
リンダ温度を樹脂温度の代用値とできる。従って、手作
業による温度計測が不要のため結果的には測定精度と作
業効率が向上し好都合である。

〈例３〉 上記の第１工程、つまり射出前に閉止弁が閉じられてい
る状態、においでスクリュー（３）により溶融樹脂に加
えられている圧力を、Ｐｏ、Ｐ＋、Ｐｚ・・・Ｐｎと変
化させ、これら圧力におけるスクリューの第１停止位置
ＳＲｏ、ＳＢ、、ＳＩｌ□・・・ＳＲ，、を測定する。

次いで、第２工程として、正規の実運転圧に戻し閉止弁
を開け、１回の射出（ワンショット）を行う。そのあと
再度閉止弁を閉め、第３工程として再びスクリューに油
圧をかけ樹脂圧を第１工程と同じくＰ。＋ＰＩ＋Ｐ２・
・・Ｆ７と変化させ、そのとき第２停止位置ＳＦＯ＋５
ＦｉＳＦ２・・’ＳＦｎを測定する。以上の各工程の間
の温度はＩＩＴｏｌｌとする。

この場合、スクリュー前方側のシリンダ断面積が”八”
である射出成形機から”ｎ”回にわたり重量”Ｇ″の樹
脂が射出されたと見なすことができ、従って次の式が成
り立つ： Ｇ／八　−（Ｓｏ＋５ｉｏ）／Ｖ（Ｐｏ、Ｔｏ）−（Ｓ
Ｏ＋５ＦＯ）／Ｖ（ＰＧ、Ｔｏ）−（Ｓｏ＋Ｓｎ＋）／
Ｖ（Ｐ＋、Ｔｏ）−（Ｓｏ＋Ｓｒ＋）／Ｖ（Ｐ＋、Ｔｏ
）−（ｓｏ＋５Ｂｎ）／ｖ（ｐｎ、Ｔｏ）−（Ｓｏ＋ｓ
Ｆ＋＋）／ν（Ｐ、、、Ｔｏ）Ｇ／Ａ　＝　　（ＳＢｆ
ｉ−５Ｆ、）／Ｖ（Ｐｆｉ、Ｔｏ）　　−ΔＳ、／Ｖ（
Ｐ、、　Ｔｏ）・・・（Ｆｉｌ） 一方、上記の弐（Ｆ６）　（Ｆ７）より、Ｖ　（Ｐ、、
、Ｔｏ）／Ｖ　（Ｐｏ、Ｔｏ）−ΔＳＯ／　　Δ５ｆｉ −ｅｘｐ　（ａ（−ｆＰ’；７下、−１）　）・・・（
Ｆ１２） 式（Ｆｌｌ）　（Ｆ１２）より、 Ａ／Ｇ　＝　（１／ΔＳｏ）　・ｅｘｐ　（ａ（７１暦
／Ｐｏ−１）　）　・Ｖ　（Ｐ＋＋、　Ｔｏ）・・・（
Ｆ１３） となり、この式（Ｆ１３）は温度Ｔ。におけるＰＶ関係
式である。そして成形品の重量″Ｇ”を計測して入力す
れば、これらの式は上記演算装置（２８）により計算さ
れる。温度を数水準に変化させれば、同様にしてＰＶＴ
関係式を確定できることになる。

温度が同一条件下では、例えば（Ｆｌｌ）第１項式％式
％） （１４） とすれば直接成形品の目標重量Ｇを用いずともΔＳ０の
値をもって代用することもできる。

この例３によれば、実成形品に対し悪影響を及ぼす恐れ
なく成形ワンショットの期間中に、樹脂圧力と成形品重
量との関係、つまり樹脂圧力とスクリューストローク（
第１・第２停止位置間の距離）との関係が求められる。

これまでに述べたＰＶＴ関係式の演算は、機械９ ０ に備えつげられた演算装置によって演算されることに限
定されるものではなく、温度や圧力が変った場合の充填
すべき所定のストロークは別途計算し、所定ストローク
のみを機械へ入力するものとしても温度または圧力の変
化に対応することが可能なことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の技術的背景の一つを示すグラフ、第２
図は本発明方法の前提としてのＰＶＴ測定におけるスク
リュー作動状態の模式図、第３図（イ）は同じく該測定
用装置全体の概略説明図、同図（ロ）はその要部詳細図
、第４図は該測定例１における装置のブロック図、第５
図は溶融樹脂圧縮過程を示すグラフ、第６図は本発明に
係る制御方法におけるスクリュー作動状態の模式図、第
７図は本発明第１実施例を示す制御系統図、第８図は同
じく第２実施例を示す制御系統図、である。 （５）・・・閉止弁、　　　　（６）・・・成形金型、
（７）−−、キャビティ、　　（８）、・・ゲート部、
（１０）・・・スクリュー回転駆動用のモータ、〈１４
）・・・スクリュー前進駆動用のシリンダ、（１７）・
・・スクリュー位置検出器、（２３）　、−、制御装置
、り２４）・・・電磁弁、（２５・・・圧油源、 （２６・・・スクリュー押圧力検出器、（２７・・・樹
脂温度検出器、 （２８・・・演算装置、（２９）・・・外部入力装置、
（３０・・・絞り弁、　り３１）・・・比較器。 （１）・・・射出成形機、　　（２）・・・シリンダ、
（３）・・・スクリュー　　　（４）・・・ノズル部、
１ ２ 手続 ネ甫　正　書（自発） 平成　２年　４月ンク日 １、事件の表示 ２、発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係 住　所（居所） 氏　名（名称） ４、代理人 住　　　所 大阪市西区新町１丁目４番２１号 大索ビル４階　電話０６　（５３６）　６６７１■特願
平１−５３９９０号 射出成形機の射出制御方法

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　射出成形機の制御方法において、 射出される溶融樹脂の温度、射出直前の樹脂圧力、その
   時点におけるスクリュー位置および保圧の値を検出し、
   これ等検出値により目標成形品重量に相当する射出スト
   ロークを予め設定し、 前記予め設定された射出ストロークをスクリューが移動
   した時点において金型キャビティへの溶融樹脂供給を中
   断することを特徴とする射出成形機の射出制御方法。 ２　成形品の目標重量（Ｇ）、射出される溶融樹脂の温
   度（Ｔ＿１）、射出直前の樹脂圧力（Ｐ＿Ｉ＿１）及び
   射出中の保圧（Ｐ＿Ｈ＿１）について与えらえた各値と
   、検出された射出前スクリュー位置（Ｓ＿Ｉ＿１）の値
   とを演算装置へ入力し、射出後保圧中のスクリュー位置
   （Ｓ＿Ｈ＿１）を、所定の計算式と、当該樹脂につき予
   め計測ずみのＰＶＴ関係式とに基づいて計算し、該計算
   により得られるストローク（Ｓ＿Ｉ＿１−Ｓ＿Ｈ＿１）
   を該スクリューが移動した時点において金型キャビティ
   への溶融樹脂供給を中断することを特徴とする請求項１
   に記載の射出成形機の射出制御方法。 ３　前記の所定の計算式が、 Ｓ＿Ｉ＿１−Ｓ＿Ｈ＿１＝Ｖ（Ｐ＿Ｈ＿１、Ｔ＿１）｛
   Ｇ−Ｓ＿Ｉ＿１・［１／Ｖ（Ｐ＿Ｉ＿１、Ｔ＿１）−１
   ／Ｖ（Ｐ＿Ｈ＿１、Ｔ＿１）］｝・・・（１）（但し、
   Ｖ（Ｐ＿Ｉ＿１、Ｔ＿１）は樹脂圧力Ｐ＿Ｉ＿１で樹脂
   温度Ｔ＿１のときの溶融樹脂比容積、同じくＶ（Ｐ＿Ｈ
   ＿１、Ｔ＿１）は樹脂圧力Ｐ＿Ｈ＿１で樹脂温度Ｔ＿１
   のときの溶融樹脂比容積） である請求項２に記載の射出成形機の射出制御方法。 ４　前記の所定の計算式が、 所定の射出直前の樹脂圧力（Ｐ＿Ｉ＿０）および射出中
   の保圧（Ｐ＿Ｈ＿０＝Ｐ＿Ｉ＿０）のときＧ＝Ａ（Ｓ＿
   Ｂ＿０−Ｓ＿Ｆ＿０）／Ｖ（Ｐ＿Ｉ＿０、Ｔ＿１）・・
   ・（Ｆ１４）の関係式を利用し、成形品の目標重量Ｇの
   代用として（Ｓ＿Ｂ＿０−Ｓ＿Ｆ＿０）の値を入力する
   ことを特徴とする請求項３に記載の射出成形機の射出制
   御方法。 ５　前記の予め計測ずみのＰＶＴ関係式が、射出成形機
   のシリンダ内部から成形金型のキャビティ部に至るまで
   の間の溶融樹脂流路中の適宜個所に閉止手段を設けた射
   出成形機において、該閉止手段が閉じられているとき上
   記射出成形機のシリンダ内部で非回転状態にあるスクリ
   ューの第１停止位置と、そのとき該スクリューを前進方
   向へ押圧している圧力（Ｐ）、とを検出する第１工程、
   次いで上記閉止手段を開けて所定重量（Ｇ）の溶融樹脂
   を流出させたのち該閉止手段を閉める第２工程、及びそ
   のあと上記第１工程での押圧と同じ圧力（Ｐ）を上記ス
   クリューにかけ該スクリューが前進を停止したときの第
   ２停止位置を検出する第３工程、を所定温度（Ｔ）で行
   い、上記の第１停止位置と第２停止位置との間のストロ
   ーク距離から押出樹脂容積を求め、これと上記の所定重
   量（Ｇ）とから比容積（Ｖ）を計算して求めたものであ
   る請求項２ないし４のいずれかに記載の射出成形機の射
   出制御方法。 ６　前記の閉止手段が射出成形機のノズル部に設けた閉
   止弁である請求項１ないし５のいずれかに記載の射出成
   形機の射出制御方法。 ７　前記の閉止手段が成形金型中のキャビティ部に至る
   溶融樹脂流路中に設けられたシャットオフ弁である請求
   項１ないし５のいずれかに記載の射出成形機の射出制御
   方法。 ８　前記の圧力（Ｐ）と温度（Ｔ）を数水準に変化させ
   て該圧力（Ｐ）、前記比容積（Ｖ）及び温度（Ｔ）の間
   の関係式を求める請求項５に記載の射出成形機の射出制
   御方法。 ９　前記の第１工程において圧力（Ｐ）を数水準に変化
   させたのち、第２工程を実施したあと、これに対応して
   第３工程においても同じく数水準に該圧力（Ｐ）を変化
   させると共に、その際に各水準ごとに得られる前記比容
   積（Ｖ）の値から一定温度下における前記関係式を求め
   る請求項５に記載の射出成形機の射出制御方法。 １０　前記の閉止手段が射出成形機のノズル部に配置さ
   れた閉止弁であり、且つスクリュー先端から該閉止弁ま
   での間の残存容積が設計値として既知である場合におい
   て、該残存容積をスクリューのストローク距離に換算し
   、その値を前記の第１停止位置及び第２停止位置に加算
   して得られる値を、前記比容積（Ｖ）の計算において用
   いる請求項５に記載の射出成形機の射出制御方法。 １１　前記の閉止手段が射出成形機のノズル部に配置さ
   れた閉止弁であり、且つスクリュー先端から該閉止弁ま
   での間の残存容積が未知である場合において、一定温度
   および一定圧力下で前記スクリューを閉じた閉止弁へ向
   けて押圧前進させる場合の初期スクリュー位置を数段に
   変え、そのときのスクリュー前進ストロークがゼロとな
   る点の初期スクリュー位置を外挿法で求め、これを前記
   の第１停止位置及び第２停止位置に加算して得られる値
   を、前記の比容積（Ｖ）の計算において用いる請求項５
   に記載の射出成形機の射出制御方法。