JPH0356826B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はガス抜き効果を向上させ、巣の発生の
少ない成形品の成形を可能にした射出成形装置に
おける型締射出制御装方法に関する。

〔従来技術〕

成形時においてキヤビテイ内に空気が残つてい
ると、これが成形品内に巣が生じ、その強度、品
質等を低下させるため、従来からガス抜き専用
のバルプを金型に設ける、金型にエアベント通
路を設ける、型締力を小さく設定しガスの逃げ
を容易にするなど種々のガス抜き方法が採用実施
されている。しかし、このような方法は以下のよ
うな欠点を有すると共にガス抜きに限界があり、
完全には巣の発生を防止し得なかつた。すなわ
ち、上記のバルブによるガス抜き方法は、バル
ブの取付け位置に制約があると共にその位置によ
りガス抜き効果が異なり、また専用のバルブと金
型にバルブ取付用孔を加工形成する必要がある。
次にのエアベント通路による方法は、通路自体
の大きさに限界があり、大きくし過ぎると溶融樹
脂が洩れ、逆に小さ過ぎるとガス抜き効果が低下
する。同様にの型締力による方法もガス抜き効
果が小さいばかりか、射出最終段で型締力を増す
必要があり、そのため射出最終段での高速性が要
求されるが、これを満足させるためには機構自体
が複雑化するという難点がある。

〔発明の概要〕

本発明は上述したような点に鑑みてなされたも
ので、射出成形装置を用いて射出成形する場合
に、射出最終段直前まで最終的な正規の型締を終
了することなく固定金型の移動金型に対面したパ
ーテイング面と移動金型の固定金型に対面したパ
ーテイング面との間の全周面に溶湯を通さない程
度のガス抜き用の間〓を形成させておき、前記射
出最終段直前までにキヤビテイ内の溶湯の流動作
用でキヤビテイ内の空気を略完全に排出した後、
射出プランジヤもしくはこれと同等の動きをする
部分の変位に対応した位置信号により型締ストロ
ークまたは型締力を制御して上記両金型を最終的
な正規の大きい型締力で型締めし、然る後、正規
の大きい射出力をキヤビテイ内の溶湯に作用させ
る最終射出動作を行なわせるようにしたことを特
徴とする射出成形装置における型締射出制御方法
を提供するものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図は本発明に係る型締射出制御方法を採用
した射出成形装置の一実施例を示す構成図であ
る。同図において、射出成形装置１自体は従来周
知のものと同様、４本のダイバー５の両端部にそ
れぞれ固定された２つの固定盤３Ａ，３Ｂ、一方
の固定盤３Ａに固定された固定金型４、ダイバー
５に摺動自在に保持された可動盤６、可動盤６の
前記固定金型４と対向する面に固定された移動金
型７、他方の固定盤３Ｂと可動盤６とを連結する
トツグル機構８、固定金型４に設けられた射出ス
リーブ９、射出スリーブ９内に供給された溶湯１
０を前記両金型４，７間に形成されたキヤビテイ
１１内に加圧充填する射出プランジヤ１６、射出
プランジヤ１６を前後進させるための射出シリン
ダ１２、射出成形時にトツグル機構８を伸長させ
て移動金型７の型締を行う型締シリンダ１３等に
よつて概ね構成されている。

前記射出シリンダ１２は、油圧ポンプやアキユ
ムレータからなる動力源１４より後述する流量制
御弁１５を介して供給される作動油によつて駆動
され、この射出シリンダ１２の作動量、すなわち
ピストンロツド１２ａや射出シリンダ１６の変位
はピストンロツド１２ａに取付けられたリニアス
ケール１８とこれに対応して配設された磁気ヘツ
ドなどからなる検出器１９によつて検出され、そ
の検出信号が位置設定器および比較器を内蔵した
型締部制御装置２０に送られる。同様に型締シリ
ンダ１３も油圧ポンプなどからなる動力源２１よ
り後述する流量制御弁２２を介して供給される作
動油によつて駆動され、この型締シリンダ１３の
変位はピストンロツド２３に取付けられたリニア
スケール２４とこれに対応して配設された磁気ヘ
ツドなどからなる検出器２５によつて検出され、
その検出信号が前記型締部制御装置２０に送られ
る。

前記流量制御弁１５の構造を第２図に基づいて
詳述すると、この制御弁１５は、スプール室３２
と、ナツト室３３を有するシリンダ状のバルブボ
デイ３１を備えている。前記スプール室３２はバ
ルブボデイ３１の軸線方向に摺動自在な弁スプー
ル３４を内蔵し、軸線方向に開口する作動油流入
口３５によつて前記動力源１４に接続されると共
に、軸線方向とほぼ直交する方向に開口する作動
油流出口３６によつて前記射出シリンダ１２に接
続されている。前記弁スプール３４の後端面中央
には前記ナツト室３３内に挿入位置されるナツト
軸３７が一体に連設されており、このナツト軸３
７の内部にねじ軸３８が多数個のボール３９を介
して螺入連結されている。前記ねじ軸３８は歯車
４０を一体に備え、この歯車４０はパルスモータ
４１の出力軸４１ａに固定されたピニオン４２に
噛合されている。前記パルスモータ４１は前記バ
ルブボデイ３１の外壁に固定されており、射出部
制御装置５０（第１図参照）から送出されるパイ
ス信号によつて駆動制御されるように構成されて
いる。したがつて、パルスモータ４１が駆動して
出力軸４１ａの回転がピニオン４２を介して歯車
４０に伝達されると、ボールねじの作用によりナ
ツト軸３７は前記出力軸４１ａの回転に相応して
軸線方向に前後進し、これと一体に弁スプール３
４がスプール室３２内を前後進することにより、
作動油流入口３６の開度を変化させ、射出シリン
ダ１２に供給される作動油を瞬時に制御する。

なお、ナツト軸３７の表面の一部には永久磁石
５１を固定し、この永久磁石５１と対向してバル
ブボデイ３１の一部には、例えばゼロクロスセン
サと呼ばれる磁気作用による位置検出器５２を取
付けている。位置検出器５２は永久磁石５１の移
動に感応する近接スイツチで構成され、ナツト軸
３７や弁スプール３４の軸線方向の移動距離をこ
こで正確に検知して射出部制御装置５０にフイー
ドバツクできるようにしている。また、弁スプー
ル３４の零位置を永久磁石５１と位置検出器５２
の作用によつて電気的に検知して、制御装置５０
を介してパルスモータ４１をその位置に正確に止
めておくことができるようにしている。この位置
検出器５２としては本実施例において精度が0.01
mmのものを使用した。なお、第２図中５３，５
４，５５はベアリング、５６はＯリングである。

このように構成からなる流量制御弁１５を用い
ると、弁スプール３４が開き指令を受けて開き始
めるまでの時間遅れを最大２ｍsec以下に押える
ことができ、流量の高速切換えが可能である。な
お、流量制御弁１５が作動して射出シリンダ１２
のピストンロツドの速度が変わり始めるまでに10
〜50ｍsec程度の時間遅れが生じるが、この遅れ
は作動油の慣性、粘性、圧縮性等に基づいて発生
するものであつて、完全にはなくし得ないもので
ある。したがつて、射出速度変更に際しては、こ
れらの時間遅れを考慮して指令を発し、速度制御
する必要がある。

なお、第１図に示した型締シリンダ１３用の流
量制御弁２２も前述した制御弁１５と同一である
ため、この説明を省略するが、この流量制御弁２
２は前記型締部制御装置２０より送出されるパル
ス信号によつて駆動し、型締シリンダ１３への作
動油を高速度で切換えるように構成されている。

次に上記構成からなる射出成形装置の型締射出
動作について説明する。

第１図に示した状態、すなわち流量制御弁２２
や型締シリンダ１３を駆動して移動金型７が固定
金型４と僅かな間〓δを保つて対向する如く最終
的な正規の型締を終了することなくトツクル機構
８を最終伸長位置直近まで伸長させ、その状態で
流量制御弁２２をいつたん閉じる。この状態にお
いて、射出スリーブ９内に溶湯１０を注ぎ、射出
シリンダ１２に動力源１４からの作動油を流量制
御弁１５を介して送り込み、射出プランジヤ１６
により前記射出スリーブ９内の溶湯１０をキヤビ
テイ１１内に射出する。この時、キヤビテイ１１
内の空気は金型４，７間の間〓δから外部に押し
出される。そして、キヤビテイ１１内に溶湯１０
が第３図に示すように８〜９割程度まで充填され
ると、型締部制御装置２０よりパルス信号を流量
制御弁２２のパルスモータ４１に送出して該モー
タ４１を駆動する。すると、流量制御弁２２から
作動油が型締シリンダ１３に再ぶ供給されて、そ
のピストンロツド２３を右方に移動させ、トツグ
ル機構８を第１図仮想線で示すように完全に伸長
させる。この結果、移動金型７は固定金型４に例
えば数100〜数1000トンのように最終的に正規の
大きな型締力で圧接されて前記間〓δを０とし、
さらに溶湯１０がキヤビテイ１１内に充填され
る。この時キヤビテイ１１内に残つていた空気を
ガスベント通路によつて外部に排出すれば、さら
にガス抜き効果が向上する。前記間〓δはガス排
出され、溶湯１０が溢出しない値、例えばアルミ
（Al）の場合0.05〜0.1mm丁度に設定される。

また、溶湯１０がシヤビテイ１１内の定位置に
達した際、間〓δを０にするための射出シリンダ
１２と型締シリンダ１３の動きを制御する方法と
しては３つの方法、すなわち()射出プランジヤ
１６の動きに同調して型締シリンダ１３を動作さ
せる方法、()射出プランジヤ１６の動きに同調
せず型締シリンダ１３を瞬時に動かす方法、()
射出プランジヤ１６の動きを一旦停止させ、瞬時
に型締シリンダ１３を動作させて型締を完了さ
せ、その後再び射出プランジヤ１６を動作させる
方法が考えられるが、必要に応じてこれらを射出
成形条件に応じて選択すればよい。 すなわち、
本発明による型締射出制御方法は、射出成形装置
を用いて射出成形する場合に、射出最終段直前ま
で最終的な正規の型締を終了することなく固定金
型４の移動金型に対面したパーテイング面と移動
金型７の固定金型に対面したパーテイング面との
間の全周面に溶湯を通さない程度のガス抜き用の
間〓δを形成させておき、前記射出最終段直前ま
でにキヤビテイ内の溶湯の流動作用でキヤビテイ
１１内の空気を略完全に排出した後、射出プラン
ジヤ１６もしくはこれと同等の動きをする部分の
変位に対応した位置信号により型締ストロークま
たは型締力を制御して上記両金型４，７を最終的
な正規の大きい型締力で型締めし、然る後、正規
の大きい射出力をキヤビテイ内の溶湯に作用させ
る最終射出動作を行なわせるようにしたものであ
る。

ここで、上記３つの方法を更に詳述すると、先
ず()の方法においては、射出シリンダ１２のピ
ストンロツド１２ａが伸長して第１図左方に移動
すると、これと一体にリニアスケール１８も移動
するため、該スケール１８に刻まれた位置信号が
検出器１９によつて検出され、この検出信号を型
締部制御装置２０に入力する。そして、この検出
信号が型締部制御装置２０に予め設定された値と
一致すると、これと検出装置２５から入力された
距離信号とを或る比例係数をもつて比較し、その
比較結果に基づいて制御信号を流量制御弁２２の
パルスモータ４１に送出し、その制御信号に応じ
た流量制御弁２２の開度と開き速度をもつて流量
制御弁２２を開く。すると、流量制御弁２２から
作動油が型締シリンダ１３に供給されて該シリン
ダ１３を作動させ、トツグル機構８を最終伸長位
置に伸長させる。この結果、移動金型７は固定金
型４に圧縮され、間〓δを０にするだけでなく、
溶湯１０の射出最終段における最終的な正規の型
締状態を得ることができる。

次に、()の方法は()とほぼ同じ動作ではあ
るが、検出器１９からの信号により予め設定され
た位置を検出すると、流量制御弁２２がただちに
素早く全開し、型締シリンダ１３が射出シリンダ
１２とは無関係に作動して最高速度で型締を行う
ものである。

一方、()の方法は()とほぼ同じ動作ではあ
るが、射出プランジヤ１６の前後動作を途中で一
旦停止またはこれと同等な程度に減速した状態で
型締動作の完了を待ち、その後再び射出動作を行
わせるものである。

なお、以上３つの方法による型締動作はいずれ
も第１図の実線で示す制御系ラインを以つて行わ
れるものであるが、これに限らず破線で示すよう
に検出器１９による位置信号を射出部制御装置５
０に送り、この射出部制御装置５０からの信号を
型締部制御装置２０に送つても上述したと同等の
制御を行うことが可能である。

すなわち、射出シリンダ１２を制御するために
射出部制御装置５０で制御パターンを設定するの
であるが、この制御パターンにある比例係数を持
つて型締部制御装置２０を作動させるものであ
る。

なお、以上の説明は射出および型締シリンダ１
２，１３を共に存来のシリンダを用いたが、第４
図に示す如くパルス信号によつて高精度に位置決
めし得るパルスシリンダ６０を使用すればさらに
確実な作動が可能となり、その効果も増大するも
のである。

ここで、パルスシリンダ６０の構成等を概略説
明すると、６１はシリンダ本体、６２はピストン
ロツドで、シリンダ本体６１内に挿入された挿入
端には該シリンダ本体６１内を２つの室６３Ａ，
６３Ｂに仕切るピストン６４が一体に設けられて
いる。前記ピストン６４の内部には前記室６３Ｂ
に連通するスプール室６５と、このスプール室６
５に連通しピストンロツド６２の内部途中まで延
在するねじ収納用孔７５が形成され、また該ピス
トン６４の両側面外周寄りにはそれぞれ一端が前
記室６３Ａ，６３Ｂに開口し、他端がスプール室
６５に開口する２つの通路６７，６８と、一端が
スプール室６５に開口し、他端がねじ収納用孔７
５の最奥部に開口する通路６９が形成されてい
る。そして、前記室６３Ａは油圧ポンプなどの動
源力７０に接続され常時作動油の供給を受けてい
る。

前記シリンダ本体６１の室６３Ｂ側外端面には
パルスモータ７１が固定されており、その出力軸
７２の先端部はねじ体をなして前記室６３Ｂより
スプール室６５およびねじ収納用孔７５に挿入さ
れている。また、出力軸７２の内部には一端が該
軸７２の先端面に開口し、他端がシリンダ本体６
１内に設けられた軸孔７６に開口する通路７７が
形成されており、この通路７７は前記軸孔７６お
よびシリンダ本体６１内に設けられた通路７８を
介してオイルタンク７９に接続されている。前記
出力軸７２のねじ部には外周に環状溝８０を有し
て前記スプール室６５内に軸方向移動可能に位置
される弁スプール８１が螺合されている。なお、
８２はベアリング、８３はバツキンである。

このような構成からなるパルスシリンダ６０に
おいて、パルスモータ制御装置８５よりパルス信
号をパルスモータ７１に送出してこれを駆動する
と、出力軸７２が回転して弁スプール８１を軸線
方向に移動させ、ピストン６４を前後進させる。
すなわち、今、例えばパルスモータ７１が正転し
て弁スプール８１を左方に移動させ、スプール室
６５の左側内壁に当節したとすると、通路６７と
通路６８とが弁スプール８１の環状溝８０を介し
て連通し、室６３Ａと室６３Ｂを連通させる。こ
のため、室６３Ａ内に供給される作動油の一部は
通路６７−環状溝８０−通路６８を通つて室６３
Ｂに導かれ、ビストン６４の受圧面積差により、
ピストン６４に作用する力は室６３Ｂ内の方が室
６３Ａ内の方より大きくなる。この結果ピストン
６４は左方に移動してピストンロツド６２を前進
させる。この前進動作は出力軸７２の回転に伴い
弁スプール８１が出力軸７２の先端部方向に移動
して停止するまで、すなわちパルスモータ７１が
回転し続けている間行われる。

一方、パルスモータ７１を逆回転させて弁スプ
ール８１を右方に移動させると、前記通路６７と
通路６８の連通を弁スプール８１によつて断つと
同時に、通路６８と通路６９とを環状溝８０を介
して連通させる。したがつて、室６３Ｂ内の作動
油は通路６８−環状溝８０−通路６９−軸孔７６
−通路７８を通つてオイルタンク７９へと戻さ
れ、室６３Ｂ内の圧力を低下させる。この結果、
室６３Ａ内の圧力が再び室６３Ｂより高くなりピ
ストン６４を右方へ押圧移動させる。

第５図は上記パルスシリンダ６０を使用した場
合の実施例を示すもので、ａは型締シリンダにパ
ルスシリンダ６０を用い、射出シリンダ１２は第
１図と同一構成とした例、ｂは射出シリンダと型
締シリンダを共にパルスシリンダ６０で構成した
例をそれぞれ示す。この他、射出シリンダのみを
パルスシリンダで構成してもよいことは勿論であ
る。

また、本発明は型締ストロークまたは型締力を
制御する位置をあらわす信号を得る場合に、第１
図実施例においては検出装置１９，２５等による
位置信号を用い、第５図実施例においてはパルス
シリンダ６０へのパルス信号を用いた場合につい
て説明したが、これに限らず、例えばポテンシヨ
メータの抵抗値変化、超音波の変化等を用いるこ
とも可能である。勿論、射出シリンダ１２や型締
シリンダ１３の位置検出装置としては、前述した
リニアスケール１８，２４と磁気ヘツドからなる
検出器１９，２５を用いる代りに、歪波などを用
いた他の位置検出装置を用いることも可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明に係る射出成形装置に
おける型締射出制御方法は、射出成形装置を用い
て射出成形する場合に、射出最終段直前まで最終
的な正規の型締を終了することなく固定金型の移
動金型に対面したパーテイング面と移動金型と固
定金型に対面したパーテイング面との間の全周面
に溶湯を通さない程度のガス抜き用の間〓を形成
させておき、前記射出最終段直前までにキヤビテ
イ内の溶湯を流動作用でキヤビテイ内の空気を略
完全に排出した後、射出プランジヤもしくはこれ
と同等の動きをする部分の変位に対応した位置信
号により型締ストロークまたは型締力を制御して
上記両金型を最終的な正規の大きい型締力で型締
めし、然る後、正規の大きい射出力をキヤビテイ
内の溶湯に作用させる最終射出動作を行なわせる
ようにしたので、ガス抜き効果が向上し、成形品
の強度、品質等を向上させることができる。

また、本発明では、キヤビテイの全外周面から
ガス抜きを行えるようにしたので、キヤビテイ内
の溶湯の最終充填部が、射出製品の形状や微妙に
変化する射出条件の違いによつて何処になろうと
も、ガスを充分に抜くことができる。

また、単に型締ストロークもしくは型締力を制
御することによりガス抜に部を金型パーテイング
面に設けているので、専用のガス抜きパルブ等を
必ずしも用いる必要がなく、成形作業が容易かつ
迅速であるばかりか、高速射出だ可能で、金型自
体も在来金型をそのまま使用できるので製品形状
による制約を受けることがないなどその効果は非
常に大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る型締射出制御方法を採用
した射出成形装置の一実施例を示す構成図、第２
図は流量制御弁の断面図、第３図は型締動作を説
明するための図、第４図はパルスシリンダの断面
図、第５図ａ，ｂはそれぞれパルスシリンダを用
いた他の実施例を示す概略構成図である。 １……射出成形装置、４……固定金型、７……
移動金型、８……トツグル機構、１１……シヤビ
テイ、１２……射出シリンダ、１３……型締シリ
ンダ、１５，２２……流量制御弁、１６……射出
プランジヤ、１９，２５……検出器、４１，７１
……パルスモータ、６０……パルスシリンダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 射出成形装置を用いて射出整形する場合に、
   射出最終段直前まで最終的な正規の型締を終了す
   ることなく固定金型の移動金型に対面したパーテ
   イング面と移動金型の固定金型に対面したパーテ
   イング面との間の前周面に溶湯を通さない程度の
   ガス抜き用の間〓を形成させておき、前記射出最
   終段直前までにキヤビテイ内の溶湯の流動作用で
   キヤビテイ内の空気を略完全に排出した後、射出
   プランジヤもしくはこれと同等の動きをする部分
   の変位に対応した位置信号により型締ストローク
   または型締力を制御して上記両金型を最終的な正
   規の大きい型締力で型締めし、然る後、正規の大
   きい射出力をキヤビテイ内の溶湯に作用させる最
   終射出動作を行なわせるようにしたことを特徴と
   する射出成形装置における型締射出制御方法。