JPH0382515A - 射出成形装置および射出成形方法 - 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） 本発明は射出成形装置および射出成形方法、特に可塑化
計量時のスクリュー後退速度を制御可能とする射出成形
装置および射出成形方法に関する。

（従来の技術） スクリュー式射出成形機のスクリュー後退速度を制御’
ｆＪｔ、、成形時における成形不良を防止する方法とし
て、例えば特開昭６１−１２１９２１号公報（以下、前
者という）および特開昭６３−１７００１５号公報（以
下、後者という）記載の技術が周知である。

前者の従来技術は、射出成形する際に可塑化計量時のス
クリュー後退速度を検出し、検出されたスクリュー後退
速度と目標の後退速度とを比較演算して、その偏差が解
消される方向にスクリューの回転を制御することにより
、スクリュー後退速度を常に一定に制御するというもの
である。

また、後者の従来技術は、射出成形する際に可塑化計量
時のスクリュー後退速度を検出し、検出されたスクリュ
ー後退速度と予め設定された目標値とを比較して、両者
の差が解消されるようにスクリュー背圧を制御すること
により、溶融樹脂の熱披歴および成形サイクルを常に同
一にしようとするものである。

すなわち、スクリュー後退速度を一定に制御することに
より、樹脂材料の粒子径や製造ロフトなどの微妙な条件
の相違によるスクリュー後退速度の変動をなくすことが
できる。これにより、計量時間が冷却時間以上の場合に
おいて、計量時間の変動に起因する１成形サイクル時間
全体の変動も抑えることができる。

また、成形サイクルが変動すると金型の加熱冷却サイク
ルが変動するが、この成形サイクルを一定にすることに
より、金型温度のバラツキを解消することができ、より
精密な成形を行うことが可能となる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前述した従来例のように、スクリュー回
転数や背圧を制御してこれらを変動させると、スクリュ
ーの圧縮計量部における剪断発熱量が変動し、粘度等の
材料物性にバラツキが生じて安定した精密成形を行うこ
とが困難になるという課題があった。

この発明は斯る課題を解決するためになされたもので、
その目的とするところは、材料供給部のスクリュー回転
数や樹脂圧あるいは材料供給量を制御することにより可
塑化計量時のスクリュー後退速度を一定とし、成形サイ
クルを安定化して精密成形の可能な射出成形装置および
射出成形方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明は、スクリュー回転
によって溶融した成形材料をスクリューの前方に移送し
、これを金型に加圧注入して成形を行う射出成形装置に
おいて、前記スクリューを少なくとも前部と後部の２つ
に分割し、分割した各部のスクリュー回転数を個別に設
定可能としたことを特徴とし、 また、前記分割したスクリューのうち後部の供給部スク
リューを軸方向にスライド可能に配置すると共に、供給
部の樹脂圧をスクリュー背圧とは独立に設定可能とした
ことを特徴とし、更に、前記供給部スクリューを軸方向
にスライド可能に配置すると共に、軸方向に沿いテーパ
状に形成し、材料供給量を可変自在としたことを特徴と
する。

更にまた、本発明は、可塑化計量時における実際のスク
リュー後退速度を検出し、この検出速度をフィードバッ
クして予め設定されたスクリューの５標後退速度に近づ
けるような制御を行う射出成形方法において、前記スク
リューを少なくとも前部と後部の２つに分割し、分割し
たスクリューのうち後部の供給部スクリューの回転速度
を可変自在に制御し、成形することを特徴とし、また、
前記供給部スクリューを軸方向にスライド可能に配置し
、供給部の樹脂圧を可変自在に制御して成形することを
特徴とし、 更に、前記供給部スクリューを軸方向にスライド可能に
配置すると共に、軸方向に沿いテーパ状に形成し、この
供給部スクリューをスライドさせることにより、材料供
給量を可変自在に制御して成形することを特徴とする。

（作用） 前記構成により、本発明は、スクリュー後退速度の変動
が樹脂等の成形材料の粒子径や製造ロフト等の微妙な条
件の相違による材料供給量の変化に起因していることに
着目し、例えばスクリューを前部・中部・後部等の複数
に分割してスクリュー回転数を個別に設定可能としてお
り、この分割したスクリューのうち材料供給部のスクリ
ュー回転数を可変自在としたり、また、分割したスクリ
ューのうち材料供給部のスクリューを軸方向にスライド
可能として樹脂圧を可変自在としたり、更に、前記の供
給部スクリューを軸方向に沿いテーパ状に形成し、これ
をスライドさせて材料供給量を可変自在とすることによ
り、スクリュー後退速度を一定に保つようにしたもので
ある。

そして、本発明においては、可塑化計量時の実際のスク
リュー後退速度をセンサーにより検出し、検出された実
際のスクリュー後退速度と予め設定された目標速度との
偏差を演算し、この偏差が解消されるように前記材料供
給部のスクリュー回転数や樹脂圧あるいは材料供給量を
制御して材料のバラツキによる供給量の変動を抑え、ス
クリュー後退速度を一定に保つようにしている。

（実施例） 以下、図面に基づき本発明の好ましい実施例を説明する
。

第１図には射出成形装置における射出ユニット（可塑化
計量部）の概略構成が示されている。

同図において、スクリューシリンダｌはケーシング１３
を介して射出シリンダ３と一体的に結合されており、ス
クリューシリンダ１内には溶融した成形材料を前方に移
送するスクリュー２が装入されている。また、射出シリ
ンダ３内の射出ピストン４は、油圧により軸方向に移動
可能に配置されていて、スクリュー回転駆動モータ５に
連結されている。前記スクリュー回転駆動モータ５ば、
図示しない油圧源からサーボ弁等を介して供給される油
圧に応じて回転できるようになっている。

成形の際には、前記スクリュー２の回転によって溶融し
た樹脂がスクリュー２の前方に移送され、このスクリュ
ー前方に溜った溶融樹脂圧によってスクリュー２が後退
し、射出成形が行われる。

ここで本発明においては、前記スクリュー２を少なくと
も前部と後部の２つに分割し、分割した各部のスクリュ
ー回転数を個別に設定可能としていることを特徴として
いる。

すなわち、本実施例において、第１図に示されるように
、スクリュー２は溶融材料の圧縮・計量を行う圧縮・計
量部スクリュー２ａと材料供給を行う供給部スクリュー
２ｂとの２つに分割されている。

圧縮・計量部スクリュー２ａは、前部が径大で後部が径
小に形成されており、供給部スクリュー２ｂは、その中
心部に中空円筒部１５が形成されていて、圧縮・計量部
スクリュー２ａはこの中空円筒部１５を通して射出ピス
トン４に連結されている。また、前記供給部スクリュー
２ｂの後部と射出ピストン４の前部には、その回転軸が
スクリュー軸と一致する歯車１６と歯車１８がそれぞれ
形成されている。前記、供給部スクリュー２ｂ側の歯車
１６は、ケーシング１３内に配置された回転速度変換器
１４および中間歯車１７ａ、１７ｂを介して射出ピスト
ン４側の歯車１８と噛合している。このため、前記圧縮
・計量部スクリュー２ａはスクリュー回転駆動モータ５
により直接駆動され、また供給部スクリュー２ｂは前記
中間歯車１７ａ、　１７ｂ等を介して間接的に駆動され
る。すなわち、各スクリュー２ａ、２ｂの回転数は独立
に制御することが可能となっている。

以上により、例えばスクリューシリンダｌ内における剪
断発熱量の多い圧縮・計量部では、圧縮・計量部スクリ
ュー２ａの回転速度を小さく設定しつつ、供給部スクリ
ュー２ｂの回転速度を大きく設定すること等が可能とな
り、成形材料の性状等に合わせて種々の回転速度の組合
せが可能となる。

なお、本実施例においては、スクリュー２を前部と後部
の２つに分割した場合について説明したが、これに限ら
ず、例えばスクリュー２を前部・中部・後部等の複数に
分割し、これらの回転数を個別に設定することも可能で
ある。

また、本発明においては、可塑化計量時における実際の
スクリュー後退速度を検出し、この検出速度をフィード
バックして予め設定されたスクリューの目標後退速度に
近づけるような制御を行う射出成形方法において、前記
スクリューを少なくとも前部と後部の２つに分割し、分
割したスクリューのうち後部の供給部スクリューの回転
速度を可変自在に制御し、成形することを特徴としてい
る。

第２図に示されるように、前記射出ピストン４には、こ
れと一体に軸方向に移動するラック６が設けられており
、このラック６にはビニオン７が噛合すれていて、該ピ
ニオン７には圧縮・計量部スクリュー２ａの後退速度検
出用センサー８が設けられている。

前記センサー８の出力は増幅器９を通して比較演算器１
０に入力され、また、スクリュー後退速度設定器１１に
は目標とする圧縮・計量部スクリュー２ａの後退速度が
予め設定されていて、このスクリュー後退速度設定器１
１からの出力も比較演算器ｌＯに入力される。前記比較
演算器１０でスクリュー２ａの実際の後退速度と目標後
退速度とが比較演算され、その差に応じた信号に基づき
変速器コントローラ１２を介して前記回転速度変換器１
４が制御される。これにより、中間歯車１７ａ、　１７
ｂを介して供給部スクリュー２ｂの回転速度が可変自在
に制御される。

すなわち、比較演算器１０における演算の結果、センサ
ー８の出力が目標設定値よりも小さければ、供給部スク
リュー２ｂの回転速度を大きくするような制御を行い、
反対に、センサー日の出力が目標設定値よりも大きけれ
ば、供給部スクリュー２ｂの回転速度を小さくするよう
な制御が行われる。このようにして、センサー８の出力
と目標設定値との偏差が解消される。

本実施例によれば、樹脂材料の性状等に応じて供給部ス
クリュー２ｂの回転速度は変動しても、圧縮・計量部ス
クリュー２ａの後退速度は常に一定に保持される。この
ため、各サイクルの可塑化計量時間は一定となり、成形
サイクルも一定となって成形条件が安定化し、高精度な
成形を行うことができる。

次に、本発明においては、分割したスクリュー２ａ、２
ｂのうち後部の供給部スクリュー２ｂを軸方向にスライ
ド可能に配置すると共に、供給部の樹脂圧をスクリュー
背圧とは独立に設定可能とし、また、この樹脂圧を可変
自在に制御して成形することを特徴とする。

なお、前述した実施例と同−又は相当する部材には、同
一の符号を付してその説明を省略する。

すなわち、第３図において、本実施例では、供給部スク
リュー２ｂを軸方向スライド可能に配置したものであり
、前述した実施例と同様に、スクリュー２は圧縮・計量
部スクリュー２ａと供給部スクリュー２ｂとに分割され
ていて、圧縮・計量部スクリュー２ａは射出ピストン４
により軸方向移動可能とされ、かつスクリュー回転駆動
モータ５により回転可能に配置されている。

前記供給部スクリュー２ｂは、後部にその回転軸がスク
リュー軸と一致する歯車１６が形成され、更にその後方
には、ケーシング１３内に形成された射出シリンダ２３
内の射出ピストン２４が一体的に連結されている。前記
歯車１６は、回転速度変換器１４および中間歯車１７ａ
、　１７ｂを介して射出ピストン４側の歯車１８と噛合
されている。このため、供給部スクリュー２ｂは射出シ
リンダ２３内のピストン２４により軸方向移動可能とさ
れ、かつスクリュー回転駆動モータ５により回転可能と
されている。

本実施例によれば、供給部スクリュー２ｂの回転数を可
変自在に制御することができるばかりでなく、圧縮・計
量部スクリュー２ａの背圧とは無関係に軸方向スライド
が可能となっているため、供給部の樹脂圧を可変自在に
制御することができる。

このため、圧縮・計量部スクリュー２ａの入口で材料密
度等を均一にすることができ、安定した計量が可能とな
る。

第４図にはその制御構成ブロック図が示されている。

すなわち、比較演算器１０における比較演算の結果、セ
ンサー日の出力が目標値として設定された設定値よりも
小さければ、供給部スクリュー２ｂによる加圧力を増加
させ、反対にセンサー出力が設定値よりも大きければ、
供給部スクリュ２ｂによる加圧力を減少させる信号を、
変速器コントローラ１２を介して回転速度変換器１４に
送出する。このようにして、センサー出力と設定値との
偏差が解消される。

更に、本発明においては、供給部スクリュー２ｂを軸方
向にスライド可能に配置すると共に、輪方向に沿いテー
バ状に形成し、この供給部スクリュー２ｂをスライドさ
せることにより材料供給量を可変自在に制御して成形す
ることを特徴とする。

すなわち、この実施例では、前述した第３図における供
給部スクリュー２ｂを軸方向に沿いテーバ状に形成した
ものである。

第５図において、供給部スクリュー２ｂは前端が径小で
、後端側に近づくに従い径大のテーバ状に形成されてい
る。このため、この供給部スクリュー２ｂを輪方向に移
動させれば、スクリュー自身の溝深さが送り位置により
異なり、材料供給量を可変自在とすることができる。延
いては、圧縮比も可変自在となり、成形材料に応じてこ
の圧縮比を最適な値に設定することができる。

第６図には本実施例の制御構成ブロック図が示されてい
る。

同図において、比較演算器１０における比較演算の結果
はサーボパルプコントローラ１９に入力され、該コント
ローラ１９からの制御信号によりサーボバルブ２０を介
して射出ピストン２４が移動制御される。

すなわち、第７図（ａ）（ロ）（Ｃ）に示されるように
、スクリュー後退速度と目標値とが一致している第７図
（ａ）の状態から、比較演算の結果、センサー８の出力
が目標値として設定された設定値よりも小さければ、第
７図（Ｃ）のように、ホッパの下部にスクリュー溝の深
い部分がくるように供給部スクリュー２ｂをスライドさ
せ、反対にセンサー出力が設定値より大きければ、第７
図（ロ）のように、ホッパ下部にスクリュー溝の浅い部
分がくるように供給部スクリュー２ｂをスライドさせる
。このようにして、センサー出力と設定値との偏差が解
消される。

（発明の効果） この発明は以上説明した通り、スクリュウを前部と後部
等の複数に分割して各スクリュウの回転数を可変自在と
したり、軸方向にスライド可能とすること等により、ま
た、可塑化計量時の実際のスクリュー後退速度を検出し
、この検出速度と目標後退速度との偏差を演算し、この
偏差が解消されるように材料供給部のスクリュー回転数
や樹脂圧あるいは材料供給量を制御することにより、計
量時間が一定となって成形サイクルが安定化し、より精
密な成形を行うことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は射出成形装置における射出ユニットの概略構成
を示す図、第２図はその制御構成を示すブロック図、第
３図は他の実施例における射出ユニットの概略構成を示
す図、第４図はその制御構成を示すブロック図、第５図
は更に他の実施例における射出ユニットの概略構成を示
す図、第６図はその制御構成を示すブロック図、第７図
（ａ）（ロ）（Ｃ）は第６図の制御動作に基づく供給部
スクリューの動作状態を示す図である。 ２・・・スクリュー ２ａ・・・圧縮・計量部スクリュー ２ｂ・・・供給部スクリュー ３．２３・・・射出シリンダ ４．２４・・・射出ピストン ５・・・スクリュー回転駆動モータ ８・・・センサー １０・・・比較演算器 １１・・・スクリュー後退速度設定器 １２・・・変速器コントローラ １４・・・回転速度変換器 １６．１８　　・・・歯車　　１７ａ、１７ｂ　・・・
中間歯車１９・・・サーボパルプコントローラ ２０・・・サーボバルプ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）スクリュー回転によって溶融した成形材料をスク
   リューの前方に移送し、これを金型に加圧注入して成形
   を行う射出成形装置において、前記スクリューを少なく
   とも前部と後部の２つに分割し、分割した各部のスクリ
   ュー回転数を個別に設定可能としたことを特徴とする射
   出成形装置。
2. （２）請求項１記載の装置において、 前記分割したスクリューのうち後部の供給部スクリュー
   を軸方向にスライド可能に配置すると共に、供給部の樹
   脂圧をスクリュー背圧とは独立に設定可能としたことを
   特徴とする射出成形装置。
3. （３）請求項１〜２記載の装置において、 前記供給部スクリューを軸方向にスライド可能に配置す
   ると共に、軸方向に沿いテーパ状に形成し、材料供給量
   を可変自在としたことを特徴とする射出成形装置。
4. （４）可塑化計量時における実際のスクリュー後退速度
   を検出し、この検出速度をフィードバックして予め設定
   されたスクリューの目標後退速度に近づけるような制御
   を行う射出成形方法において、前記スクリューを少なく
   とも前部と後部の２つに分割し、分割したスクリューの
   うち後部の供給部スクリューの回転速度を可変自在に制
   御し、成形することを特徴とする射出成形方法。
5. （５）請求項４記載の射出成形方法において、前記供給
   部スクリューを軸方向にスライド可能に配置し、供給部
   の樹脂圧を可変自在に制御して成形することを特徴とす
   る射出成形方法。
6. （６）請求項４〜５記載の射出成形方法において、前記
   供給部スクリューを軸方向に沿いテーパ状に形成し、こ
   の供給部スクリューをスライドさせることにより、材料
   供給量を可変自在に制御して成形することを特徴とする
   射出成形方法。