JPH0465212A - 射出成形機の射出制御方法およびその装置 - 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、シャットオフノズルや逆流防止弁付スクリュ
ヘッドを有するスクリュなどを備えた射出成形機におい
て、射出動作時の溶融樹脂の逆流を防止して、安定した
良品成形を実現可能な射出制御方法およびその装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来、この種の射出制御装置としては、以下に記載する
（１）および（２）のものがある。

（１）第５図に示すように、ノズル孔閉鎖装置３１によ
りノズル孔を予め閉じ、計量完了後に、スクリュ３２を
前進してシリンダ前部の蓄積された材料に一次的に所要
圧力を加えることにより、逆流防止弁３０を閉じ、そこ
に生じた逆流かもはや射出に何らの影響を与えぬ位置に
スクリュ３２が達したとき、その位置をタイマーにより
検出して射出工程の基準点とし、ノズル孔を開いて以後
射出スピード、射出圧力などを段階的に制御して、金型
への材料の充填を確実なものとするもの（特公昭６２−
１０８１５号公報第２頁左欄参照）。

（２）第５図に示した従来例と同様の射出成形機を用い
、ノズル孔を予め閉じ、計量完了後に、スクリュの回転
と後退により、所定量の材料をシリンダ前部に計量した
のち、スクリュを前進して、逆流防止弁が完全に閉じる
圧力を与え、その後、圧力を除いて停止させ、さらに所
要時間経過後のスクリュ位置を基準点として、型締め後
、ノズル孔を開いてスクリュを前進し、材料に射出圧力
を加えて金型への注入を行なう。そして前進に伴うスク
リュの位置の変化は電気的あるいは機械的に検出し、そ
のスクリュ位置が予め定めた二次射出圧力切換位置また
は停止位置などに達したとき自動的にスクリュの制御が
行なわれるもの（特公昭６２−２００１０号公報第２頁
左欄参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の（１）および（２）の技術は、逆流防止
弁が閉じたかどうかの確認を行なっていないので、逆流
防止弁がすでに閉じているのにスクリュに所定の圧力を
加えておくという時間的なロスが生じる。また逆流防止
弁の割れや摩耗による異常に起因して溶融樹脂の逆流が
顕著な場合に、一定時間所定の圧力を加えると、スクリ
ュの前進速度が低下しない分、スクリュはより前方へ前
進するので、射出を開始すると、射出ストロークよりも
スクリュが前進して前進限位置よりも越えるという問題
点がある。

本発明は、上記従来の技術の有する問題点に鑑みてなさ
れたものであり、逆流防止弁の閉弁を検出した直後に射
出工程を行なうことにより、時間的ロスの発生が阻止さ
れるとともに、射出中にスクリュが前進限位置よりも越
えない、射出成形機の射出制御方法およびその装置を提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の射出成形機の射出制
御方法は、ノズル孔を開閉可能なシャットオフノズルと
、逆流防止弁を有するスクリュを備えた射出成形機を使
用し、前記ノズル孔を閉鎖した状態で可塑化動作を行な
った後、スクリュを前進させることにより、スクリュ前
方の溶融樹脂に圧力を加え、ついで、ノズル孔を開いた
後、スクリュを前進させることにより、射出工程を行な
う射出成形方法において、 射出開始前における前記スクリュの前進により逆流防止
弁が閉弁する直後のスクリュの速度を予め設定しておき
、射出開始前における前記スクリュの前進を一定圧力で
行ない、射出開始前におけるスクリュの前進速度を検出
し、該前進速度の検出値が一度設定値を超え、その後低
下して設定値に一致したとき、スクリュを停止させて該
停止位置を射出開始基準位置とし、該射出開始基準位置
からのスクリュの移動位置により、射出工程における射
出圧力および射出速度を制御することを特徴とする。

また、本発明の射出成形機の射出制御装置は、ノズル孔
を開閉可能なシャットオフノズルと、逆流防止弁を有す
るスクリュを備え、前記ノズル孔を閉鎖した状態で可塑
化駆動装置により可塑化動作が行なわれた後、射出駆動
装置によりスクリュが前進されることにより、スクリュ
前方の溶融樹脂に圧力を加え、ついて、ノズル孔を開い
た後、射出駆動装置によりスクリュが前進されることに
より、射出工程か行なわれる射出成形機において、 射出開始前においてスクリュを前進させるための一定圧
力が設定される圧力設定器と、射出開始前におけるスク
リュの前記前進により逆流防止弁が閉弁する直後のスク
リュの速度を予め設定するための速度設定器とを備え、 前記射出駆動装置は射出開始前においてスクリュを、前
記圧力設定器に設定された一定圧力で前進させるもので
あり、 射出開始前におけるスクリュの前進速度を検出するため
の速度検出器と、 射出工程におけるスクリュの移動位置を検出するための
位置検出器と、 前記速度検出器による検出値が一度前記速度設定器の設
定値を超え、その後低下して速度設定器の設定値に一致
したとき、スクリュを停止させるための指令を前記射出
駆動装置に出力し、また前記位置検出器から検出値を入
力し、スクリュが停止した射出開始基準位置からのスク
リュの移動位置により射出工程における射出圧力および
射出速度を制御するための指令を射出駆動装置に出力す
るコントローラとを備えたことを特徴とする。

〔作　　　用〕

射出成形に際し、先ず、ノズル孔を閉鎖した状態で可塑
化動作を行なう。このとき、スクリュ可塑化時の樹脂圧
により逆流防止弁が開かれ、溶融樹脂は前方へ流れてス
クリュ前方に貯留される。

ついで、スクリュを一定圧力で前進させてスクリュ前方
の溶融樹脂を加圧する。この間、スクリュの前進速度は
増速され、その検出値は経験により求めた設定値を一度
超える。スクリュ前方の前記溶融樹脂の圧力増加により
逆流防止弁が後方へ押戻されて閉弁される。該閉弁の瞬
間からスクリュの前進速度は減速され、その検出値が低
下して前記経験により求めた設定値に一致したとき、す
なわち逆流防止弁の閉弁直後にスクリュを停止させる。

ノズル孔を開き、このスクリュの停止位置を基準位置と
して射出工程を行なうか、この際、スクリュの停止位置
すなわち射出開始基準位置からのスクリュの移動位置に
より、射出圧力および射出速度を制御する。

また、前記逆流防止弁の異常により溶融樹脂の逆流が顕
著な場合には、スクリュの前進速度は低下しないので、
検出値か設定値に一致せず、その後の射出工程は行なわ
れない。

〔実　施　例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

先ず、本発明に係る射出成形機の構成について、第１図
を参照して説明する。

加熱シリンダ１は、その先端にシャットオフノズル３を
備え、後部位にはホッパ４を備えている。前記シャット
オフノズル３は、ノズル孔を開閉可能なシャットオフ弁
２を有している。前記加熱シリンダ１内にはスクリュ６
が挿入されておリ、該スクリュ６は、バックフローリン
グタイプのスクリュヘッドを備え、すなわちリングであ
る公知の逆流防止弁５を備えている。また、前記スクリ
ュ６の後端部は、スプライン溝が形成されたスプライン
軸７およびボールねじ軸８を備えている。このスプライ
ン軸７には、第１プーリ１０を−・体的に備えるスプラ
インナツト９がスプライン結合され、該スプラインナツ
ト９はスプライン軸７と一体的に回転する。

符号１１は可塑化用の第１サーボモータを示しており、
この第１サーボモータ１１は第１回転速度検出器１２を
備え、その出力軸には第２プーリ１３が固着されており
、該第２プーリ１３と、第１１−リ１０とに第１ベルト
１４が張設されている。前記第１サーボモータ１１は後
述する第１ドライバアンプ１５により駆動制御されるも
のであり、これらの構成により、第１サーボモータ１１
を起動すると、第１サーボモータ１１の出力軸の回転は
、第２ブーＩＪ１３、第１ベルト１４、第１１−リ１０
およびスプラインナツト９を介してスクリュ６に伝動さ
れてスクリュ６が回転し、該スクリュ６の回転により可
塑化動作が行なわれる。

上記説明から明らかなように、スプライン軸フ、スプラ
インナツト９、第１プーリ１０、第１サーボモータ１１
、第２１−リ１３、第１ベルト１４および第１ドライバ
アンプ１５により可塑化駆動装置Ａが構成されている。

前記ボールねじ軸８にはホールナツト１６が螺合されて
いる。２段円柱状の回転部材１７はその大径部が前記ボ
ールナツト１６に固着され、回転部材１７の小径部には
第３ブー９１８が固着されている。

符号１９は射出用の第２サーボモータを示しており、こ
の第２サーボモータ１９は第２回転速度検出器２０を備
え、その出力軸には第４プーリ２１が固着されており、
該第４プーリ２１と前記第３プーリ１８とに・：算２ベ
ルト２２が張設されている。前記第２サーボモータ１９
は後述する第２ドライバアンプ２３により駆動制御され
るものであり、これらの構成により、第２サーボモータ
１９を起動すると、該第２サーボモータ１９の出力軸の
回転は、第４プーリ２１、第２ベルト２２、第３プーリ
１８および回転部材１７を介してポールナツト１６に伝
動されてポールナツト１６が回転し、該ポールナツト１
６の回転に伴なってスクリュ６が前進し、射出動作が行
なわれる。前記第２回転速度検出器２０は、第２サーボ
モータ１９の回転速度を検出することにより、スクリュ
６の前進速度を検出するものである。上記説明から明ら
かなように、ボールねじ軸８、ポールナツト１６、回転
部材１７、第３プーリ１８、第２サーボモータ１９、第
４１−リ２１、第２ベルト２２および第２ドライバアン
プ２３により射出駆動装置Ｂが構成されている。

圧力設定器２４には、射出開始前においてスクリュ６を
前進させるための一定圧力が設定されてあり、スクリュ
６の前記前進は、後述するコントローラ２６からの指令
に基いて射出駆動装置ｉＢにより前記一定圧力で行なわ
れる。

速度設定器２５には、経験により求められた、射出開始
前においてスクリュ６の前記前進により逆流防止弁５が
閉弁する直後のスクリュ６の速度が予め設定されている
。

位置検出器２８は、射出時におけるスクリュ６の移動位
置を検出するものであって、その検出値は後述するコン
トローラ２６に入力される。

コントローラ２６は前記第１ドライバアンプ１５および
第２ドライバアンプ２３を制御するものであって、この
コントローラ２６には、可塑化動作時のスクリュ６の回
転速度が設定されているとともに、射出時におけるスク
リュ６の第１移動量および第２移動量も設定されている
。また、前記コントローラ２６は、第２回転速度検出器
２０の検出値が一度速度設定器２５の設定値を超え、そ
の後低下して速度設定器２５の設定値に一致したことが
第２ドライバアンプ２３により検出されると、その旨を
入力し、スクリュ６を停止させるための指令を前記第２
ドライバアンプ２３に出力し、また前記位置検出器２８
より検出したスクリュ６の移動位置を入力することによ
り、スフリユ６が停止した射出開始基準位置からのスク
リュ６の移動位置により射出工程における射出圧力およ
び射出速度を制御する。タイマー２７には、射出開始前
において、スクリュ６の前進時からの所定時間が予め設
定されている。

次に、本実施例の動作について説明する。

ホッパ４に所望のベレット材料を予め供給しておくとと
もに、シャットオフ弁２によりシャットオフノズル３の
ノズル孔を閉鎖しておく。

コントローラ２６からの指令により第１ドライバアンプ
１５は、第１サーボモータ１１を駆動制御することで、
スクリュ６はコントローラ２６に設定された回転速度で
回転する。すると、ホッパ４内の前記ベレット材料は可
塑化されて溶融樹脂としてスクリュ６前方に移送され、
該溶融樹脂の圧力によりスクリュ６は後方へ押圧される
。この間、第２図に示すように、上流側溶融樹脂りの圧
力Ｐ。は下流側溶融樹脂Ｃの圧力Ｐ１よりも大きいので
、逆流防止弁５が開かれ、また、下流側溶融樹脂Ｃの圧
力（可塑化背圧）に対抗し、しかもスクリュ６が後退し
ないよう、射出用の第２サーボモータ１９をコントロー
ラ２６の背圧指令にしたがって、第２ドライバアンプ２
３を介して駆動することによって、ホールナツト１６に
適当なトルクを与え、スクリュ６を前方へ押圧しておく
。

所定時間経過後、コントローラ２６からの指令により第
１ドライバアンプ１５および第２ドライバアンプ２３は
、第１サーボモータ１１および第２サーボモータ１９を
停止させ、可塑化動作が終了する。

ついで、コントローラ２６は第２トライバアンプ２３に
指令を出力することにより、第２ドライバアンプ２３は
、圧力設定器２４に設定された一定圧力でスクリュ６が
前進するよう第２サーボモータ１９を駆動制御する。

この間、スクリュ６の前進速度は増速され、スクリュ６
前方の溶融樹脂に圧力が加わるため、第３図に示すよう
に、下流側溶融樹脂Ｃの圧力Ｐ１°は上流側溶融樹脂り
の圧力Ｐ。′よりも大きくなるので、前記下流側溶融樹
脂Ｃは逆流防止弁５を後方へ押戻すことになり、逆流防
止弁５は閉弁される。

また、スクリュ６の前進速度は第２回転速度検出器２０
により検出され、またスクリュ６の前進後タイマー２７
に設定された所定時間経過後、つまりスクリュ２６の前
進速度の検出値が速度設定器２５の設定値を超えた後、
前記検出値と速度設定器２５の設定値とが第２ドライバ
アンプ２３により比較される。

前記閉弁の瞬間からスクリュ６の前進速度は減速するの
で、前記検出値と前記設定値が一致し、このとき、第２
ドライバアンプ２３はコントローラ２６にその旨を出力
する。すると、コントローラ２６は、第２サーボモータ
１９を停止させるための指令を第２ドライバアンプ２３
に出力することにより、スクリュ６は停止し、射出開始
基準位置に保持される。

次に、シャットオフノズル３のノズル孔を開き、コント
ローラ２６は第２ドライバアンプ２３に射出開始指令を
出力することにより、スクリュ６は前記第１移動量だけ
高速で前進した後、前記第２移動量まで低速で前進し、
すなわち射出工程における射出速度の切換および保圧へ
の切換が自動的に制御される。

また、射出開始前において、逆流防止弁５の異常により
溶融樹脂の逆流か顕著な場合には、スクリュ６の前進速
度は低下しないので、前記検出値か前記設定値に一致せ
ず、その後の射出工程は行なわれない。

本実施例によれば、射出前に逆流防止弁５を閉した状態
で射出を開始し、射出速度を射出開始基準位置からのス
クリュ６の移動位置により制御することで、射出開始後
、溶融樹脂の逆流が発生せず、安定した成形を行なうこ
とができる。また、万が−、スクリュ６が射出ストロー
ク位置まで前進したら警報を発生させるなどの方法を用
いると、射出中に、スクリュ６が前進限位置より越える
ことか確実に防止される。

上記実施例において、バックフローリングタイプのスク
リュヘッドを備えたスクリュ６を示したが、これに限ら
ず、第４図に示すように、逆流防止弁５′がチエツクポ
ールであるポールチエツクタイプのスクリュ６”を使用
してもよい。

また、オイルモータを含む可塑化駆動装置や、流体圧源
、流体圧シリンダおよび流量調節弁などを含む射出駆動
装置を使用してもよい。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したとおり構成されているので、以
下に記載するような効果を奏する。

請求項１に記載の発明においては、射出開始前において
逆流防止弁の閉弁の検出直後に、射出工程を行なうもの
なので、時間的ロスが発生しない。また、逆流防止弁の
異常などで溶融樹脂の逆流が顕著な場合には、スクリュ
の前進速度は低下しないので、前記異常を発見できると
ともに、射出が開始されず、射出時に、スクリュが前進
限位置より越えることもないす 請求項２に記載の発明においては、上記射出制御方法を
容易にかつ確実に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る射出成形機の全体構成図、第２図
は第１図に示した射出成形機にょる可塑化終了後におけ
るスクリュヘッドの断面図および加熱シリンダ内の圧力
分布を示すグラフ、第３図は第１図に示した射出成形機
による射出開始直前におけるスクリュヘッドの断面図お
よび加熱シリンダ内の圧力分布を示すグラフ、第４図は
スクリュヘッドの他の例の断面図、第５図は従来技術を
示し、射出成形機の要部断面図である。 １・・・加熱シリンダ、　　２・・・シャットオフ弁、
３・−シャットオフノズル、４・軸ホッパ、５．５’−
一逆流防止弁、６．６’−・・スクリュ、７−スプライ
ン軸、　　８・軸ボールねし軸。 ９・−スプラインナツト、１〇−第１プーリ、１１−・
第１サーボモータ、 １２−・第１回転速度検出器、１３−・第２プーリ、１
４−・第１ベルトＪ１５−・・第１ドライバアンプ、１
６−・ポールナツト、１フ一回転部材、１８・−第３プ
ーリ、　　１９−・第２サーボモータ、２０−・・第２
回転速度検出器、２　ｊ−・・第４プーリ、２２−・第
２ベルト、２３−・・第２ドライバアンプ、２４・−圧
力設定器、　２５−・・速度設定器、２６−・・コント
ローラ、２　’ｒ−・タイマー２８−・・位置検出器、 Ａ・−可塑化駆動装置、 Ｃ・・・下流側溶融樹脂、 Ｂ・−射出駆動装置、 Ｄ・−上流側溶融樹脂。 カＱｅ、シリンタ゛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ノズル孔を開閉可能なシャットオフノズル（３）と
   、逆流防止弁（５）を有するスクリュ（６）を備えた射
   出成形機を使用し、前記ノズル孔を閉鎖した状態で可塑
   化動作を行なった後、スクリュ（６）を前進させること
   により、スクリュ（６）前方の溶融樹脂に圧力を加え、
   ついで、ノズル孔を開いた後、スクリュ（６）を前進さ
   せることにより、射出工程を行なう射出成形方法におい
   て、 射出開始前における前記スクリュ（６）の前進により逆
   流防止弁（５）が閉弁する直後のスクリュ（６）の速度
   を予め設定しておき、射出開始前におけるスクリュ（６
   ）の前進を一定圧力で行ない、射出開始前におけるスク
   リュ（６）の前進速度を検出し、該前進速度の検出値が
   一度設定値を超え、その後低下して設定値に一致したと
   き、スクリュ（６）を停止させて該停止位置を射出開始
   基準位置とし、該射出開始基準位置からのスクリュ（６
   ）の移動位置により、射出工程における射出圧力および
   射出速度を制御することを特徴とする射出成形機の射出
   制御方法。 ２、ノズル孔を開閉可能なシャットオフノズル（３）と
   、逆流防止弁（５）を有するスクリュ（６）を備え、前
   記ノズル孔を閉鎖した状態で可塑化駆動装置（Ａ）によ
   り可塑化動作が行なわれた後、射出駆動装置（Ｂ）によ
   りスクリュ（６）が前進されることにより、スクリュ（
   ６）前方の溶融樹脂に圧力を加え、ついで、ノズル孔を
   開いた後、射出駆動装置（Ｂ）によりスクリュ（６）が
   前進されることにより、射出工程が行なわれる射出成形
   機において、 射出開始前においてスクリュ（６）を前進させるための
   一定圧力が設定される圧力設定器（２４）と、射出開始
   前におけるスクリュ（６）の前記前進により逆流防止弁
   （５）が閉弁する直後のスクリュ（６）の速度を予め設
   定するための速度設定器（２５）とを備え、前記射出駆
   動装置（Ｂ）は射出開始前においてスクリュ（６）を、
   前記圧力設定器（２４）に設定された一定圧力で前進さ
   せるものであり、射出開始前におけるスクリュ（６）の
   前進速度を検出するための速度検出器（２０）と、 射出工程におけるスクリュ（６）の移動位置を検出する
   ための位置検出器（２８）と、 前記速度検出器（２０）による検出値が一度前記速度設
   定器（２５）の設定値を超え、その後低下して速度設定
   器（２５）の設定値に一致したとき、スクリュ（６）を
   停止させるための指令を前記射出駆動装置（Ｂ）に出力
   し、また前記位置検出器（２８）から検出値を入力し、
   スクリュ（６）が停止した射出開始基準位置からのスク
   リュ（６）の移動位置により射出工程における射出圧力
   および射出速度を制御するための指令を射出駆動装置（
   Ｂ）に出力するコントローラ（２６）とを備えたことを
   特徴とする射出成形機の射出制御装置。