JPH0356887B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、射出成形機の射出工程制御方法及び
装置に関するものである。

(ロ) 従来の技術 射出成形においては、金型内へ溶融材料を急速
に充てんする充てん工程から、材料の冷却・固化
に伴う収縮を補うために圧力を保持する保圧工程
への切換制御は、良好な成形品を得るための重要
な要素となつている。この充てん工程から保圧工
程への切換制御の方法として従来は次のようなも
のがある。すなわち、第１の方法はスクリユーが
所定の位置まで前進したときに切換える方法であ
り、第２の方法は射出プランジヤー油圧が所定値
になつたときに切換えを行う方法であり、第３の
方法は金型キヤビテイ内の樹脂圧力に応じて切換
える方法であり、また第４の方法はスクリユーの
前進速度による方法である。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 上記第１の方法では、充てん工程から保圧工程
へ切換える際のスクリユーの位置の設定が困難で
あり、この切換位置が適切に設定されていない場
合にはひけを発生したり保圧時間が必要以上に長
くなつたりするという問題がある。また、切換位
置の設定が適切に行われた場合であつても金型温
度、樹脂温度などの成形条件の変化により、切換
位置までスクリユーが前進しないいわゆるシヨー
トシヨツトといつた不具合が発生することがあ
る。

また、第２の方法のように射出プランジヤー油
圧を測定する方法、及び３の方法のように金型キ
ヤビテイ内の樹脂圧力を測定する方法の場合に
は、スクリユーの前進速度に応じて切換えるべき
設定圧力値が変化するため、スクリユー前進速度
を変えるごとに保圧工程への切換えるための設定
圧力値を選択し直す必要があるため非常に操作が
面倒である。

第４の方法であるスクリユーの前進速度に基づ
いて充てん工程から保圧工程への切換えを行う方
法の場合には、上記第１〜第３の方法の場合の欠
点を除去することができる。しかし、この第４の
方法にも、充てん工程中の射出プランジヤーの圧
力制限値によつてはいわゆるシヨートシヨツト、
オーバーバツク、外観不良などの不具合を発生す
ることがあるという問題がある。すなわち、スク
リユーの前進速度を制御している前進工程中の射
出プランジヤー油圧は上限が圧力制限値となるよ
うに制限されており、これに対応する樹脂圧力が
発生している。このため、スクリユーの前進速度
が所定値となつたことにより、充てん工程から保
圧工程への切換えを行つても、圧力制限値が高い
場合には瞬間的に過充てん（オーバーバツク）を
生じることがある。このような現象は粘度の低い
樹脂材料を用いる場合には非常に起こりやすくな
る。オーバーバツクを防止するためには充てん工
程中の圧力制限値を低く設定すればよいのである
が、この場合には逆に充てん力が不足し、充てん
速度が急速に低下して充てん完了前に保圧工程に
切換わるシヨートシヨツトを発生しやすくなる。
特に、ポリプロピレン、ナイロン、ポリアセター
ルなどの材料の場合には、これらは低粘度樹脂で
あり、しかも結晶性を有しているため、充てん工
程中に金型キヤビテイと接触する溶融樹脂の冷
却・固化が速くシヨートシヨツトを発生しやす
く、またシヨートシヨツトにはならない場合でも
成形品の表面にフローマークなどの欠陥を生じや
すい。本発明は、このような問題点を解決するこ
とを目的としている。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は、充てん工程から保圧工程への切換え
途中に充てん工程の一部である遷移工程を設け、
この遷移工程ではスクリユーの前進速度の低下に
応じて射出プランジヤーの圧力制限値を段階的に
低下させることより、上記問題点を解決する。

すなわち、本発明による射出成形機の射出工程
制御方法は、溶融材料の金型内への充てんのため
にスクリユーが所定位置S_tまで前進したとき射出
プランジヤー油圧を所定値まで低下させP₀→P_t1、
次いで遷移工程としてスクリユーの前進速度の低
下V_f→V_t1→V_t2に応じて射出プランジヤー油圧を
段階的に低下させP_t1→P_t2→P_t3、スクリユーの前
進速度が所定速度V_t3まで低下したとき射出プラ
ンジヤー油圧を所定どおり保持する保圧工程を開
始させることを要旨としている。

また、上記方法を実施する本発明による射出成
形機の射出工程制御装置は、スクリユーの前進速
度を検出する速度検出器２０と、スクリユーの位
置を検出する位置検出器２０と、遷移工程を開始
するスクリユー位置を設定する切換位置設定器３
２と、射出プランジヤー油圧の圧力制限値切換の
ためのスクリユー速度を設定する切換速度設定器
３４，３６と、保圧工程を開始するスクリユー前
進速度を設定する保圧切換速度設定器３８と、位
置検出器によつて検出される実際のスクリユー位
置が切換位置設定器によつて設定された設定値に
達したとき射出プランジヤー油圧を制御する射出
回路の圧力制限値を又はこれに加えて流量設定値
を切換える信号を出力する位置比較器２４と、速
度検出器によつて検出されるスクリユーの実際の
前進速度が切換速度設定器によつて設定された各
設定値に達したとき射出プランジヤー油圧を制御
する油圧回路の圧力制限値を又はこれに加えて流
量設定値を順次切換える信号を出力する速度比較
器２８，２９と、速度検出器によつて検出される
スクリユーの実際の前進速度が保圧切換速度設定
器によつて設定された設定値に達したとき保圧工
程を開始させる保圧切換器３０と、を有してい
る。なお、かつこ内の符号は後述の実施例の対応
する符号を示す。

(ホ) 作用 充てん工程中、スクリユーが切換位置設定器に
よつて設定された設定位置に達すると遷移工程が
開始され、油圧回路の圧力制限値がそれまでより
も低い値に切換えられる。これにより、スクリユ
ーの前進速度が切換速度設定器によつて設定され
た最初の設定値まで低下すると、更に圧力制限値
が低下させられる。これをくり返すことによりス
クリユーの前進速度が低下するにしたがつて、こ
れに対応して低下する圧力制限値が指令される。
こうしてスクリユーの前進速度が保圧切換速度設
定器によつて設定された値まで低下すると、保圧
工程の開始が指令され、遷移工程が終了すること
になる。遷移工程中はスクリユーの速度及び圧力
制限値が共に低下していき、遷移工程終了時、す
なわち保圧工程開始時には圧力制限値は所望の低
い値となつているため、低粘度樹脂を用いた場合
であつてもオーバーパツクを発生することはな
い。なお、遷移工程中、圧力制限値だけでなく、
流量設定値も同時に切換えることもできる。

(ヘ) 実施例 第１図に本発明の実施例を示す。金型１０のキ
ヤビテイ１２へ射出シリンダ１４から溶融材料を
射出可能である。射出シリンダ１４内にはスクリ
ユー１６が設けられており、スクリユー１６は射
出プランジヤー１８と一体に移動するように連結
されている。射出プランジヤー１８は油室１９に
作用する油圧により前進する。射出プランジヤー
１８の位置及び移動速度（すなわち、スクリユー
１６の位置及び移動速度）は位置・速度検出器２
０によつて検出可能である。位置・速度検出器２
０によつて検出された信号は位置変換器２２によ
つて位置信号に変換され、位置比較器２４に入力
され、また位置・速度検出器２０からの信号は速
度変換器２６によつて速度信号に変換され、速度
比較器２８、速度比較器２９、及び保圧切換器３
０に入力される。位置比較器２４には切換位置設
定器３２からの信号が入力される。また、速度比
較器２８及び２９にはそれぞれ切換速度設定器３
４及び３６からの信号が入力される。保圧切換器
３０には保圧切換速度設定器３８からの信号が入
力される。位置比較器２４、速度比較器２８、速
度比較器２９、及び保圧切換器３０からの出力信
号は油圧回路制御器４０に入力される。油圧回路
制御器４０には制限圧力設定器４２からの設定信
号が入力される。射出プランジヤー１８に作用す
る油室１９の油圧は、油圧源４４の吐出圧を圧力
制御弁４６によつて制御したものが流量制御弁４
８によつて制御されて供給される。

圧力制御弁４６及び流量制御弁４８は油圧回路
制御器４０からの指令信号に基づいて設定状態が
変化する。

次にこの実施例の作用について説明する。射出
プランジヤー１８に油圧を作用する油室１９に油
圧が供給され、スクリユー１６が前進することに
より金型１０のキヤビテイ１２内に溶融樹脂の充
てんが行われる。このとき油室１９に作用する油
圧は圧力制御弁４６によつて制御され、第２図に
示すように油圧値はP₀となつている。すなわち、
圧力制御弁４６は油圧回路制御器４０からの指令
信号に基づいて油室１９の油圧をP₀に制限して
いる。この状態でスクリユー１６は速度V_fで前
進する（スクリユー１６の速度は第２図に破線で
示す）。スクリユー１６の移動は位置・速度検出
器２０によつて検出されており、位置・速度検出
器２０からの信号は位置変換器２２によつて位置
信号に変換されて位置比較器２４へ入力されてい
る。スクリユー１６があらかじめ設定された位置
まで達すると、すなわち位置比較器２４に入力さ
れる位置変換器２２の位置信号が切換位置設定器
３２によつてあらかじめ設定された値に一致する
と、位置比較器２４は油圧回路制御器４０に信号
を出力し、遷移工程を開始させる（第２図のSt
点）。位置比較器２４からの信号が入力されると
油圧回路制御器４０はそれまでP₀に設定してあ
つた圧力制御弁４６の圧力制限値をP_t1に変更す
る。このP_t1はそれまで設定されていたP₀の値よ
りも小さい値であり、制限圧力設定器４２によつ
てあらかじめ設定されている。なお、これと同時
に必要に応じて流量制御弁４８の開度設定値も変
更させることが可能である（これについては、以
下の圧力制限値の切換の場合についても同様であ
る）。

上記のようにして圧力制限値がP_t1に低下した
ことによりスクリユー１６の前進速度は第２図に
示すように徐々に低下する。スクリユー１６の速
度は位置・速度検出器２０からの信号を速度変換
器２６によつて速度信号に変換することにより測
定されており、速度信号は速度比較器２８に入力
されている。速度比較器２８にはあらかじめ切換
速度設定器３４によつて設定速度値V_t1が設定さ
れており、速度比較器２８ではこのV_t1と速度変
換器２６から入力される速度信号との比較が行わ
れている。速度変換器２６から速度比較器２８へ
入力される速度信号がV_t1まで低下すると、速度
比較器２８は油圧回路制御器４０へ信号を出力
し、圧力制御弁４６の圧力制限値をP_t2に切換え
るように油圧回路制御器４０を作動させる。この
P_t2の値もあらかじめ制限限圧力設定器４２によ
つて設定されており、この値はP_t1よりも小さい
値である。

圧力制限値がP_t2に低下すると、スクリユー１
６の速度は更に低下していく。スクリユー１６の
速度が切換速度設定器３６によつて設定された速
度設定値V_t2まで低下すると、速度比較器２９が
油圧回路制御器４０に信号を出力し、圧力制限値
をP_t3に切換えさせる。このP_t3の値はこの圧力が
油室１９に作用したときの樹脂圧力が金型１０に
そのまま作用してもオーバーパツクを生じない圧
力に設定されている。

こうしてスクリユー１６の速度は更に低下を続
け、保圧切換速度設定器３８によつて設定される
V_t3まで低下すると、、保圧切換器３０は遷移工程
から保圧工程への切換を指令する信号を油圧回路
制御器４０に出力する。保圧工程においては、図
示してないタイマーによる設定時間T₁，T₂及び
T₃の間、順次圧力制御弁４６の設定値が第２図
に示すようにP_h1，P_h2及びP_h3へと移行される。

この結果、第２図に示すように遷移工程では、
スクリユー１６の速度が次第に低下し、同時に圧
力制限値もこれに応じて段階的に低下する。これ
により、保圧工程が開始されるときには圧力制限
値はP_t3となつており、これはオーバーパツクを
生じない値である。従つて、充てん時における圧
力制限値P₀は所望の高い値を選択しても、保圧
工程開始時には低いP_t3となつているため、十分
な充てん力を得ることができ、しかも上述のよう
にオーバーパツクを生じることがない。また、ス
クリユー１６の速度も遷移工程中に次第に低下す
るため、保圧工程開始時にスクリユー１６の有す
る運動エネルギーは小さくなつており、この運動
エネルギーによる瞬間的オーバーパツクも防止さ
れる。また、また、充てん工程の一部である遷移
工程中に、充てん速度が円滑に変化するため、フ
ローマークの発生などが防止され、成形品の外観
も向上する。なお、この実施例では、位置・速度
検出器２０によつて位置検出器及び速度検出器を
兼ねるようにしたが、これらはそれぞれ別々に設
けても差し支えない。

(ト) 発明の効果 以上説明してきたように、本発明によると、充
てん工程と保圧工程との間にスクリユー速度及び
圧力制限値の両方を低下させる遷移工程を設けた
ので、充てん工程における射出プランジヤー油圧
の圧力制限値の影響によつてオーバーパツク、シ
ヨートシヨツト、外観不良などの不具合が発生す
ることが防止されるという効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例を示す図、第２図
は本発明による各工程におけるスクリユーの速度
及び圧力制限値の変化を示す図である。 １０…金型、１２…キヤビテイ、１４…射出シ
リンダ、１６…スクリユー、１８…射出プランジ
ヤー、１９…油室、２０…位置・速度検出器、２
２…位置変換器、２４…位置比較器、２６…速度
変換器、２８，２９…速度比較器、３０…保圧切
換器、３２…切換位置設定器、３４…切換速度設
定器、３６…切換速度設定器、３８…保圧切換速
度設定器、４０…油圧回路制御器、４２…制限圧
力設定器、４４…油圧源、４６…圧力制御弁、４
８…流量制御弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融材料の金型内への充てんのためにスクリ
   ユーが所定位置まで前進したとき射出プランジヤ
   ー油圧を所定値まで低下させ、次いで遷移工程と
   してスクリユーの前進速度の低下に応じて射出プ
   ランジヤー油圧を段階的に低下させ、スクリユー
   の前進速度が所定速度まで低下したとき射出プラ
   ンジヤー油圧を所定どおり保持する保圧工程を開
   始させることを特徴とする射出成形機の射出工程
   制御方法。 ２ スクリユーの前進速度を検出する速度検出器
   と、スクリユーの位置を検出する位置検出器と、
   遷移工程を開始するスクリユー位置を設定する切
   換位置設定器と、射出プランジヤー油圧の圧力制
   限値切換のためのスクリユー速度を設定する切換
   速度設定器と、保圧工程を開始するスクリユー前
   進速度を設定する保圧切換速度設定器と、位置検
   出器によつて検出される実際のスクリユー位置が
   切換位置設定器によつて設定された設定値に達し
   たとき射出プランジヤー油圧を制御する油圧回路
   の圧力制限値を又はこれに加えて流量設定値を切
   換える信号を出力する位置比較器と、速度検出器
   によつて検出されるスクリユーの実際の前進速度
   が切換速度設定器によつて設定された各設定値に
   達したとき射出プランジヤー油圧を制御する油圧
   回路の圧力制限値を又はこれに加えて流量設定値
   を順次切換える信号を出力する速度比較器と、速
   度検出器によつて検出されるスクリユーの実際の
   前進速度が保圧切換速度設定器によつて設定され
   た設定値に達したとき保圧工程を開始させる保圧
   切換器と、を有する射出成形機の射出工程制御装
   置。