JPH0331571B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、射出成形機の作動工程を自動的に切
り換える工程切換制御装置に関するもので、特
に、射出工程における充てん工程から保圧工程へ
の切換時期を制御する工程切換制御装置に関する
ものである。

（従来の技術） 射出成形機は、シリンダ内に貯えられた溶融樹
脂を、スクリユあるいは射出プランジヤの前進に
よつてノズルから射出させ、金型のキヤビテイ内
に圧入するようにしたものである。その射出工程
は、溶融樹脂をキヤビテイ末端に到達するまで金
型キヤビテイ内に充てんする充てん工程と、その
後の冷却固化に伴う収縮を補うために溶融樹脂を
加圧状態で保持する保圧工程とからなつている。
その場合、充てん工程から保圧工程に切り換えて
保圧工程の動作を開始させる時期は、良質の成形
品を得るために重要な要素となる。例えば、保圧
工程の動作開始時期が早すぎると、金型キヤビテ
イ内に充てんされる樹脂量が不足することにな
り、得られる成形品が末端部の欠けたものとなつ
てしまう。逆に、保圧工程の動作開始時期が遅す
ぎると、射出圧力が過大となり、射出成形機や金
型に過負荷がかかることになる。したがつて、充
てん工程から保圧工程への切換時期は、正確に制
御されるようにする必要がある。特に、同一の成
形品を大量生産する場合、品質の安定した製品が
得られるようにするためには、繰り返される各シ
ヨツトごとに、保圧工程の動作開始時期が安定し
ていることが求められる。

従来は、このような充てん工程から保圧工程へ
の切換時期は、スクリユあるいは射出プランジヤ
の位置、その前進速度、射出用油圧シリンダ内の
油圧、若しくは金型キヤビテイ内の樹脂圧等によ
つて制御されるようになつていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような位置、速度、あるい
は圧力等は、金型キヤビテイへの溶融樹脂の充て
んに伴つて生ずる間接的変化値である。そのため
に、それらをパラメータとして保圧工程への切換
制御を行うものでは、種々の外乱を受けやすいと
いう問題がある。例えば、スクリユあるいは射出
プランジヤの位置や前進速度、射出用油圧シリン
ダ内の油圧等は、油圧装置の作動変動等によつて
ばらつきやすく、また、金型キヤビテイ内の樹脂
圧は、金型の温度変動等によつてばらつきやす
い。したがつて、これらをパラメータとする制御
装置では、充てん工程から保圧工程への切換時間
が各シヨツトごとに変化してしまうことがあり、
成形品の重量がばらついて、安定した良品の成形
が続行されなくなることも多い。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたも
のであつて、その目的は、金型キヤビテイに充て
んされた溶融樹脂量を直接制御パラメータとして
用いることができるようにし、それによつてシヨ
ツトが繰り返される場合にも、安定した良品成形
を継続させることができるようにすることであ
る。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明では、射出
成形機のノズルを通過する溶融樹脂の流速を流速
測定装置によつて測定し、その樹脂流速を時間積
分することにより、金型キヤビテイに充てんされ
た樹脂量を求めるようにしている。そして、その
充てん量を、あらかじめ設定された設定値と比較
し、それらが一致したとき、工程切換装置を作動
させて、射出成形機を充てん工程から保圧工程に
切り換えるようにしている。

（作用） このように構成することにより、金型キヤビテ
イ内への樹脂充てん量が一定量に達したときに保
圧工程に切り換えられるようになるので、射出成
形される溶融樹脂量は各シヨツトごとに一定とな
り、安定した良品成形を継続させることができる
ようになる。しかも、金型キヤビテイに実際に充
てんされた樹脂量をパラメータとして制御するの
で、その切換時期が外乱によつて影響を受けるこ
とはない。したがつて、射出成形機に厳密な作動
制御が求められるようなこともなくなる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

図中、第１図は本発明による工程切換制御装置
の一実施例を示すブロツク図である。

この図から明らかなように、この射出成形機１
はインラインスクリユ式射出成形機で、そのシリ
ンダ２内には、モータ等の駆動装置によつて回転
駆動され、射出用油圧シリンダによつて強制的に
前進させられるスクリユ３がはめ込まれている。
シリンダ２の前端にはノズル４が設けられてお
り、スクリユ３を前進させることによつて、シリ
ンダ２内のスクリユ３の前方に貯えられた溶融樹
脂５が、そのノズル４を通して金型６のキヤビテ
イ７内に射出されるようになつている。

ノズル４には、その前後に離れた２点Ａ，Ｂ
に、それぞれ圧力センサ８ａ，８ｂが取り付けら
れている。その圧力センサ８ａ，８ｂは、ノズル
４内の樹脂通路９に面するようにして、ノズル４
に埋設されており、それによつて、その樹脂通路
９の２点Ａ，Ｂにおける樹脂圧Pa，Pbを検出す
ることができるようにされている。圧力センサ８
ａ，８ｂは、それぞれ増幅器１０ａ，１０ｂを介
して差圧演算器１１に接続されており、その差圧
演算器１１によつて、２点Ａ，Ｂ間の差圧ΔPが
算出されるようになつている。

差圧演算器１１には、流速演算器１２が接続さ
れている。その流速演算器１２には、樹脂特性値
設定器１３に設定された特性値信号が入力される
ようになつている。この樹脂特性値設定器１３
は、使用樹脂５の溶融状態における粘度、密度等
の特性値をあらかじめ設定しておくものである。
流速演算器１２は、これら差圧ΔPと樹脂特性値
とに基づいて、所定の計算式に従い、そのときの
樹脂通路９内の溶融樹脂５の流速、すなわち単位
時間当たりの流量あるいは重量を算出するものと
されている。

こうして、この実施例では、これら圧力センサ
８ａ，８ｂ、差圧演算器１１、流速演算器１２、
及び樹脂特性値設定器１３によつて、ノズル４を
通過する溶融樹脂５の流速を測定する流速測定装
置１４が構成されている。

流速演算器１２の出力信号は、充てん量演算器
１５に入力されるようになつている。この充てん
量演算器１５は時間積分器であつて、流速測定装
置１４によつて測定された樹脂流速を時間積分す
ることにより、ノズル４を通過した樹脂量、すな
わち金型キヤビテイ７に充てんされた樹脂量を算
出するようにされている。この充てん量演算器１
５の出力信号は、比較器１６に入力されるように
なつている。そして、その比較器１６において、
保圧切換量設定器１７に設定された設定値と比較
され、両者が一致した時点で比較器１６から信号
が出力されるようになつている。保圧切換量設定
器１７は、使用金型６のキヤビテイ７の容積に応
じて決定される保圧切換量、すなわち、溶融樹脂
５がキヤビテイ７の末端にまで到達するのに必要
な樹脂充てん量を、あらかじめ設定しておくよう
にしたものである。

比較器１６から出力された信号は、工程切換装
置１８に入力されるようになつている。この工程
切換装置１８は、その信号の入力を受けて、射出
成形機１を充てん工程から保圧工程に切り換える
ように作動するものである。

次に、このように構成された工程切換制御装置
の作用について説明する。

射出成形機１の射出工程においては、まず、ス
クリユ３が強制的に前進させられる。それによつ
て、シリンダ２内の溶融樹脂５が、ノズル４内の
樹脂通路９を通して金型６のキヤビテイ７に注入
される。そのとき、樹脂通路９内の所定の２点
Ａ，Ｂにおける樹脂圧Pa，Pbは、Pa＜Pbとな
る。そして、その樹脂圧Pa，Pbが圧力センサ８
ａ，８ｂによつて検出され、その差圧ΔP＝Pb−
Paが差圧演算器１１によつて算出される。この
差圧ΔPは、射出成形機１に設定されたスクリユ
３の速度パターンに従つて、充てん工程中、刻々
と変化する。

流速演算器１２においては、こうして算出され
た差圧ΔPと、樹脂特性値設定器１３に設定され
た使用樹脂５の特性値とに基づいて、そのときの
樹脂通路９内の樹脂流速が演算される。次いで、
その流速が、充てん量演算器１５において時間積
分される。こうして、充てん量演算器１５によ
り、充てん工程の開始時点からその瞬間までに樹
脂通路９を通過した溶融樹脂５の体積あるいは重
量、すなわち金型キヤビテイ７への樹脂５の充て
ん量が算出される。

そして、この刻々と増加する樹脂充てん量と、
あらかじめ保圧切換量設定器１７に設定された設
定値とが、比較器１６により比較され、充てん量
が所定の保圧切換量に達したとき、比較器１６か
ら信号が出力される。その結果、工程切換装置１
８が作動して、射出成形機１が充てん工程から保
圧工程に切り換えられる。

このようにして、射出成形機１は、金型キヤビ
テイ７内にその末端に到達するまでの溶融樹脂量
が充てんされた時点で、保圧工程に切り換えら
れ、保圧工程の動作が開始されるようになる。し
たがつて、金型キヤビテイ７には、常に所定量の
溶融樹脂５が充てんされることになり、繰り返し
てシヨツトを行う場合には、一定重量の成形品が
安定して得られるようになる。しかも、何らかの
原因で可塑化計量値等が変動したとしても、充て
んされる樹脂量は一定であるので、安定した良品
成形が継続される。

第２図は、本発明による工程切換制御装置の他
の実施例を示すブロツク図である。この実施例に
おいて、第１図の実施例と同様の部分には同一の
符号が付されている。

この実施例では、射出成形機１のノズル４の外
周に非接触形流量計２０が取り付けられている。
この流量計２０は、ノズル４内の樹脂通路９を通
過する溶融樹脂５の単位時間当たりの流量、すな
わち流速を、電磁的に、あるいは超音波等によつ
て検出するものである。したがつて、この実施例
では、この非接触形流量計２０によつて、ノズル
４を通過する溶融樹脂５の流速を測定する流速測
定装置１４が構成されている。

この流量計２０の出力信号は、第１図の実施例
と同様の充てん量演算器１５に入力されるように
なつている。この充てん量演算器１５において
は、必要に応じて樹脂特性値設定器１３に設定さ
れた樹脂特性値、例えば使用樹脂５の溶融状態に
おける密度を加味しながら、樹脂流速を時間積分
することによつて、金型キヤビテイ７に充てんさ
れた樹脂量が算出される。そして、その樹脂充て
ん量が、比較器１６において、保圧切換量設定器
１７に設定された設定値と比較され、両者が一致
した時点で発される比較器１６からの信号によ
り、工程切換装置１８が作動される。

こうして、金型キヤビテイ７に充てんされた樹
脂量が所定値に達したところで、射出成形機１が
充てん工程から保圧工程に切り換えられる。した
がつて、この実施例によつても、第１図の実施例
と同様の作用効果を得ることができる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、充てん工程中にノズルを通過する溶融樹脂量
を測定し、その樹脂量があらかじめ設定された保
圧切換量に合致した時点で、射出成形機を充てん
工程から保圧工程に切り換えるようにしているの
で、成形作業の各シヨツトにおいて、金型キヤビ
テイに充てんされ、射出成形される溶融樹脂の体
積ないしは重量が一定となる。したがつて、安定
した良品成形を継続して行うことが可能となる。
また、可塑化計量値の変動等が発生しても、金型
キヤビテイに充てんされる樹脂量は一定に保持さ
れるので、射出成形機に厳密な作動制御が求めら
れることもなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による工程切換制御装置の一
実施例を示すブロツク図、第２図は、本発明によ
る工程切換制御装置の他の実施例を示すブロツク
図である。 １…射出成形機、４…ノズル、５…溶融樹脂、
６…金型、７…キヤビテイ、８ａ，８ｂ…圧力セ
ンサ、９…ノズルの樹脂通路、１１…差圧演算
器、１２…流速演算器、１３…樹脂特性値設定
器、１４…流速測定装置、１５…充てん量演算
器、１６…比較器、１７…保圧切換量設定器、１
８…工程切換装置、２０…非接触形流量計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 射出成形機の射出工程中の充てん工程におい
   てそのノズルを通過する溶融樹脂の流速を測定す
   る流速測定装置と、 その流速測定装置によつて測定された樹脂流速
   を時間積分することにより、金型のキヤビテイ内
   に充てんされた樹脂充てん量を演算する充てん量
   演算器と、 その充てん量演算器によつて得られた充てん量
   と、保圧切換量設定器にあらかじめ設定された値
   とを比較して、両者が一致したとき信号を出力す
   る比較器と、 その比較器からの出力信号によつて作動し、前
   記射出成形機を充てん工程から保圧工程に切り換
   える工程切換装置と、 を備えてなる、射出成形機における工程切換制御
   装置。 ２ 前記流速測定装置が、 前記ノズルの樹脂通路の、前後に離れた２点に
   設けられた２個の圧力センサと、 それらの圧力センサによつて検出された２点の
   樹脂圧の差圧を演算する差圧演算器と、 その差圧と、樹脂特性値設定器にあらかじめ設
   定された特性値とによつて、そのときの樹脂流速
   を演算する流速演算器と、 により構成されている、特許請求の範囲第１項記
   載の工程切換制御装置。 ３ 前記流速測定装置が、 前記ノズルの外周に設けられた非接触形流量計
   によつて構成されている、 特許請求の範囲第１項記載の工程切換制御装
   置。