JPH0467930A - 射出成形における保圧制御方法および装置 - 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、射出成形における保圧制御方法および装置に
関し、特に、充填　保圧段階において、金型内の樹脂温
度変化に適応して、樹脂の圧力挙動を制御することによ
り、成形ショット間の成形品比容積の変動を解消するた
めの新規な改良に関する。

〔従来の技術〕

一般に、射出成形において、金型内で成形される成形品
の品質としては、重量、寸法、ヒゲ、ボイド、ソリなど
があげられる。これらの品質を特徴づける成形品の物性
値は比容積である。この成形品の比容積は、溶融樹脂が
、金型内に充填され、保圧冷却作用をうけて固化し、金
型から取り出されるまでの間に受ける温度、圧力履歴、
ならびに、冷却速度により決定づけられる。従って、繰
返し実行される射出成形サイクルにおける基本的な要求
としては、毎サイクル一定め品質が得られることがあげ
られる。

また、従来、例えば、特開昭６３−３９２６号および特
開昭６３−３９２７号に開示されているように、成形材
料の圧力−温度−比容積の関係を示す基礎物性データで
あるｐｖＴ特性データに基づいて、比容積を目標値にむ
かって制御する方法がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の射出成形における保圧制御方法および装置は、以
上のように構成されていたため、次のような課題が存在
していた。

まず、前者の従来例の場合、外気温度、運転条件の変化
などにより、金型温度、樹脂温度が変化すると、前述の
金型内の樹脂がうける熱履歴が、射出成形サイクル間で
変化し、これによって成形品比容積が変化し、毎サイク
ルの成形品品質にバラツキが現れることになる。したが
って、金型内の樹脂温度変化による成形品品質のバラツ
キを解消するには、温度変化による成形品比容積変化を
解消することが必要となる。従来、こうした課題に対し
て、金型内樹脂の温度変化に対して、成形品比容積変化
を解消するための基本的な概念および方法は明らかにさ
れていなかった。

また、後者の従来例の場合、これは、特定の試験条件で
得られたｐｖＴ特性データに基づく方法であり、金型内
の樹脂温度変化、圧力変化が、成形品比容積変化に及ぼ
す影響を原理的に明らかにして、制御を行う方法ではな
い。通常、射出成形において、金型内の樹脂は、金型壁
面からの熱伝導により急激な冷却作用を受け、熱的な平
衡状態にはなく、かつまた、金型内には溶融状態と固体
状態が混在している。これに対して、前記ｐｖＴ特性デ
ータでは、熱的に平衡した状態で採取されるため、実際
の金型内の圧カー温度−比容積埜動と、ｐｖＴ特性デー
タの間には、かなりの差異が生じることになる。さらに
、成形材料は、特に結晶性材料の場合、比容積が冷却速
度により受ける影響は無視できず、ｐｖＴ特性データ採
取時の冷却速度と、実際の射出成形時の金型中のそれと
は、かなり異なり、同じ圧力、温度でも、両者の比容積
には差異が生しることになる。また、前記ｐｖＴ特性デ
ータがよくあてはまるには、金型内の樹脂が殆ど溶融状
態にある保圧段階の初期に、溶融樹脂の金型内への注入
を遮断しなければならない。

この場合、早期に樹脂の注入の遮断を行うため、以後の
固化、収縮を補うため、金型内を比較的高圧にしておか
なければならなくなる。そうすると、高圧であることに
より、成形品の内部応力が高くなり、ソリなどの副作用
を及ぼす恐れがでてくる。

また、前記ｐｖＴ特性データを、射出成形機の制御装置
に記憶させる上では、１つの材料について、最低３つの
パラメータを要し、制御装置のメモリの記憶容量に対す
る負担が大きかった。以上の課題は全て金型内樹脂の温
度変化、圧力変化が、比容積変化に及ぼす影響を、原理
的に明らかにしていない事によるものである。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたも
ので、特に、金型内の樹脂温度変化、および圧力変化が
、成形品比容積に及ぼす影響を明らかにすると共に、成
形品比容積の成形サイクル間での変化を解消するための
基本的な概念及び方法を与え、比容積変化を解消するよ
うにした射出成形における保圧制御方法および装置を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による射出成形における保圧制御方法は、スクリ
ュ前部にためられた溶融樹脂をスクリュの前進により、
ノズル、金型内の樹脂流路を介してキャビティに注入す
る充填段階と、前記溶融樹脂か前記キャビティに充満し
た後、前記溶融樹脂が前記キャビティ内で冷却されるに
つれて固化、収縮するのをおぎなうため、前記スクリュ
を押圧して前記溶融樹脂を補給する保圧段階とからなる
充填保圧段階において、予め前記充填段階において、前
記金型の金型温度および前記樹脂流路の樹脂温度を計測
すると共に、前記充填段階において、前記樹脂温度から
計算によって保圧段階の任意時刻の金型内樹脂温度の目
標値からの変化を求め、前記金型内樹脂温度の変化によ
り生ずる金型内樹脂比容積変化を打ち消すために必要な
金型内樹脂圧力変化量を、前記溶融樹脂の材料の物性値
である熱膨張圧力あるいは熱膨張率と圧縮率と、前記金
型内樹脂温度の変化とから求め、前記金型内樹脂圧力変
化量が生ずるように、前記ノズル又は前記金型内の樹脂
流路の樹脂圧力を設定し制卸することにより、金型内樹
脂比容積の目標値からの変化を解消する方法である。

また、本発明による射出成形における保圧制御装置は、
スクリュにより押出された溶融樹脂を、ノズルを経て金
型の樹脂流路に充填するようにした射出成形における保
圧制御装置において、金型に設けられた金型温度センサ
と、前記溶融樹脂の温度を検出するための樹脂温度セン
サと、前記溶融樹脂の圧力を検出するための樹脂圧力セ
ンサと、前記樹脂温度センサおよび樹脂圧力センサから
の信号を入力するための制御装置と、前記制御装置に設
けられ前記金型内の金型内樹脂圧力変化量ならびに、そ
れが生ずるような前記溶融樹脂の樹脂圧力を求めるため
の演算処理部と、前記樹脂圧力センサに接続されたサー
ボ弁アンプと、前記樹脂圧力センサおよび前記演算処理
部に接続され前記溶融樹脂の樹脂圧力に対応する圧力指
令信号を前記サーボ弁アンプに出力するための保圧制御
部と、前記演算処理部に接続され成形材料の物性データ
を記憶するためのデータベース部と、前記演算処理部に
接続され前記金型内の金型内樹脂温度の目標値を記憶す
る樹脂温度データ格納エリアと、前記演算処理部および
保圧制御部に接続された設定器とを備えた構成である。

〔作　用〕

本発明による射出成形における保圧制御方法および装置
の原理ついて説明する。

一般に、樹脂の比容積Ｖ、温度Ｔ、圧力Ｐ、冷却速度Ｔ
の関係は、各りの微少な変化に着目すれば、次式で表さ
れる。

ここで、ｄＶ、ｄＴ、ｄＰ、ｄＴは、それぞれ、比容積
、温度、圧力、冷却速度の微少な変化量を示ｔ。また、
（ａＶ／２Ｔ）ｐ、−、＜ａＶ／２Ｐ）−、；　、（ａ
Ｖ／ａＴ）ｙ、ｐは、他の変数を固定したときの、比容
積■がＴ、Ｐ、Ｔによりうける変化率を示す偏微分係数
である。（１）式は、比容［Ｖが、温度、圧力、冷却速
度の変化に対応して、連続的に変化する場合に成立する
全微分表現である。（１）式の両辺を比容積■で割り、
各項の符号を操作すると、（２）式のように表される。

βは樹脂の圧縮率、γは樹脂の比容積の冷却速度依存度
を示すパラメータであり、β、に、γ共、樹脂固有の物
性値である。（２）式をβ、に、γを用いて表すと、（
３）式を得る。

の変化を、成形サイクル間の変化に近似的におきかえる
ことができる。すなわち、ｄＶ、ｄＰ、ｄＴを成形サイ
クル間ての変化△■、△Ｔｃ、△Ｐｃ△Ｔ、におきかえ
ると、次式のようになる。

△Ｖ 上式は、成形サイクル間の比容積変化＄−が、■ 成形サイクル間の温度変化△Ｔｏ、圧力変化△Ｐ、：、
冷却速度変化△Ｔ、と、樹脂の物性値であるにβ　γに
よりあられされることを意味する。

成形サイクル間の成形品比容積変化△Ｖは、このように
、温度変化△Ｔｏ、圧力変化△Ｐｃ、冷却速度変化△Ｔ
、により生ずると考えられるが、成形サイクル間での比
容積変化を解消するための△Ｖ 条件は、（４）式において左辺の−を０とおくことによ
り、次式で表される。

にΔＴｏ−β△ｐｅ−γ△Ｔｏ＝Ｏ（５）式ここで、温
度、冷却速度の変化に対して、圧力を制御することによ
り比容積変化を解消することを考える。この場合、比容
積変化を解消するための圧力変化△Ｐｃは（５）式より
、次式で表される。

△ＰＣ−−ムＴ　ｃ　−’　△Ｔｏ　　、−（６）式３
式％ 従って、温度変化△Ｔｃ、冷却速度変化△ＴＣに対応し
て、（６〉式で表される金型内の圧力変化△ＰＣを生じ
ることにより、成形サイクル間の成形品比容積変化が解
消できることになる。

ここで、−は、比容積一定の条件において、単β 位温度の上昇により引起こされる圧力変化を示す物性値
であり、熱膨張圧力と呼ぶ。つまり、保圧段階の任意時
刻において、（６）式を成立させるように、キャビティ
８内の圧力を制御することにより、成形サイクル闇の成
形品比容積変化を解消できることになる。実際の金型６
内では、固相と溶融層が混在しており、かつまた、固相
と溶融層の物性値には違いがあるはずである。この場合
、キャビティ８内の固相比率と、溶融相の比率をαＩ−
α（０≦α≦１ンとおくと、金型内の平均的な上式より
、固相、溶融層の混在状態における物は溶融層における
値を示す。

金型内樹脂温度Ｔ。は、成形品断面方向の平均温度とし
て次式で計算てきる。Ｊな、冷却速度ＴＣは、次式を微
分すればよい。

〔−α・く２に＋１）２・π２・ｔ／Ｓ２）・・（９）
式 ％式％） ・（１０）式 ここでＴ。（１）は、時刻ｔにおける金型内の樹脂温度
、Ｔ、は金型壁面の温度、Ｔ８は、時刻０における金型
内の樹脂温度（初期樹脂温度）、αは樹脂の熱拡散率、
Ｓは成形品断面方向の厚さを示す。初期樹脂温度Ｔ、−
および、金型壁面温度Ｔ、が成形サイクル間でＴ、’、
Ｔｗ’　　にそれぞれ変化したとき、任意時刻の金型内
の樹脂温度変化△Ｔ、は、次式で与えられる。

△Ｔｏ＝（Ｔ、−Ｔ、）△Ｔ、　＋　（Ｔｅ−Ｔ、）Δ
”　　　　、−（１１）式％式％ また、冷却速度の変化へＴ０は、次式で表される。

△ＴＲ−△Ｔ１１　・ △Ｔｏ＝　−Ｔ、　　　　　　・（１２）式％式％ 金型キャビティ（８）内の圧力Ｐｃは、金型温度Ｔ５、
初期樹脂温度Ｔ８およびノズル部樹脂圧力ＰＬの変化に
応じて変化する。このため、これらの変化の関係が、近
次的に次式で表されると仮定する。

△Ｐ　ｃ　”　ａ　・△ＴＲ＋ｂ・△Ｔｗ＋Ｃ・△ＰＬ
、、（１３）式ただし、△ＰＣ＝Ｐｃ’−ＰＣ，△ｐ、
＝ｐ、　−ｐ、であり、（１３）式は、ＴＲがＴ、゛に
、Ｔ、がＴｗ′に、ＰＬかＰＬ゛に、ＰｏがＰ。°に変
化するときの関係を示す。また、ａ、ｂ、ｃは樹脂の種
類、金型およびゲートの形状によって決まる値である。

（１３）式と、（６）式から、比容積変化を０とするた
めのノズル部樹脂圧力変化は次式で与えられる。

に△Ｔｏ　Ｌ・△Ｔ　ｃ　＝　ａ△ＴＲ十ｂ△Ｔり＋ｃ
・Δ九より、β　　β △ＰＬ−〔５△Ｔｏ−１Δ〒Ｃ−ａ△Ｔ、−ｂ−△Ｔ咥
／ｃ（１４）式％式％ 従って、あらかしめ、物性値である　β、　βノズル孔
３ａからキャビティ８までの圧力降下と、初期樹脂温度
変化△Ｔ３、金型温度変化△Ｔ、との関係を示すパラメ
ータａ、ｂ、ｃを設定しておき、運転中は、△Ｔｏ、△
Ｔｏ１△Ｔ３．△ＴＩｌを計測および計算にて求めるこ
とにより、保圧段階の任意時刻において、成形サイクル
間の比容積変化を解消するノズル部樹脂圧力変化量△Ｐ
Ｌを求めることができる。こうして、△ＰＬを（１４）
式に従って求め、保圧段階において制卸することにより
、成形サイクル間の成形品比容積変化を解消することが
できる。

△ 従って、運転前に、金型温度基準値（Ｔ、）、初△ 期樹脂温度基準値（Ｔ、）、ノズル部樹脂圧力基準値△ （ＰＬ）を設定しておく。次に、使用する成形材料に応
じて、熱拡散率（α）、熱膨張圧力（に／β）冷却速度
依存度〈γ／β）を設定しておく。但し、には樹脂の熱
膨張率、βは圧縮率、γは比容積の冷却速度依存度を示
す。また、材料、金型に応じて、金型内圧力とノズル部
樹脂圧力の間の圧力降下が初期樹脂温度（Ｔ８）からう
ける影響（ａ）、金型温度（Ｔ　、）からうける影響（
ｂ）、ノズル部樹脂圧力（ＰＬ）から受ける影響（ｅ）
を設定しておく。

次に、ゲート形状、成形材料に応じて、ゲートシール時
ｔＰＩ（ｔｙ）を設定しておく。金型に応じて、成形品
肉厚（Ｓ）を設定する。

以上の基で、次式により、予め固定された計算△ 時間（ｔｅｓｉ）まで、金型内樹脂温度基準値Ｔｃ（ｔ
）、△ 冷却速度基準値Ｔｃ（ｔ）を求める。但し、ｔは時刻ｅ
ｘｐ［ニーα１２に＋１）２・ｙｒ２−ｔ／Ｓ”］　　
　　　（＋１）式ｅＸｐ〔−α（２に＋１）２π２・［
／Ｓ２〕（１６）式但し、Ｎは、級数頂の計算回数で、
予め固定された値である。

また、Ｏ≦ｔ≦ｔｃ１であり、ｔは０から、△ｔ２△ｔ
、　　　　　、Ｌｓ’ｌまで予め同定されたきざみ巾△
ｔの整数倍の値とする。

−に記憶しておく。

次に、運転中は、充填段階にて、金型温度Ｔ、、ノズル
部流路又は金型内樹脂流路の任意の位１の樹脂温度Ｔ８
、および、保圧開始までの充填時開ｔｌｌ□を計測する
。金型内に樹脂が充満して保圧が開始されると同時に、
目標時刻Ｌｇ　　＝ｔ、、、＋ｔ”；ｔにを示す。

△Ｔｏ、冷却速度変化△Ｔｏを次式にて求める。

たたし、△Ｔ、＝Ｔ、−仝１．△Ｔ、＝Ｔ、−仝８でつ
てノズル部樹脂圧力変化ΔＰ、を求め、ＰＬ−△ ＰＬ＋△ＰＬをノズル部樹脂圧力目標値としてサーボ弁
アンプに出力する。

〔実施例〕

以下、図面と共に本発明による射出成形における保圧制
御方法および装置の好適な実施例について詳細に説明す
る。

第１図において、符号１で示されるものは、シリンダ２
およびスクリュ２Ａからなる射出成形機であり、このシ
リンダ２のスクリュ前部２ａに連通して前記スクリュ２
Ａには、ノズル孔３ａを有するノズル３が設けられてい
る。

前記ノズル３には、固定側金型４および可動側金型５か
らなる金型６が接合して設けられており、これらの各金
型４，５間には、固定側樹脂流路７に連通ずるキャビテ
ィ８が形成されている。

なお、この金型６に形成されたキャビティ８は、図面に
示されるように、流路６ａ、６ｂ、前記固定側樹脂流路
７及びノズル孔３ａに連通しており、後述の樹脂温度を
計測する場合は、これらによって形成される樹脂流路６
Ａの何れかで計測されるものである。

前記ノズル孔３ａには、樹脂圧力センサ９および樹脂温
度センサ１０が接続され、前記固定側金型４には第１金
型温度センサ１１が接続されると共に、前記可動側金型
５には第２金型温度センサ１２が接続されている。

前記各センサ９，１０．１１および１２の出力は、増巾
器９ａ、１０ａ、ｌｌａおよび１２ａを介し、制御装置
１３めＡ／Ｄ変換器９ｂ、１０ｂ１１ｂおよび１２ｂに
接続線９ｃ、１０ｃ、ｌｌｃおよび１２ｃを介して接続
されている。

前記制御装置１３に設けられた演算処理部１４には、前
記各Ａ／Ｄ変換器１０ｂ、ｌｌｂおよび１２ｃからのデ
ジタル信号１０ｂＡ、１１ｂＡおよび１２ｃＡが入力さ
れ、前記Ａ／Ｄ変換器９ｂからのデジタル信号９ｂＡは
、前記演算処理部１４とは別に設けられた保圧制御部１
５に入力されている。

前記保圧制御部１５からの充填保圧切換信号１５ａは前
記演算処理部１４に入力され、この演算処理部１４から
のノズル部樹脂圧力変化皿△ＰＬ信号１４ａおよびゲー
トシール時開ｔｇ信号１４ｂは前記保圧制御部１５に入
力されている。

前記演算処理部１４からの基準金型内樹脂温度△ データＣＴｃ（ｔ）：ｔ＝ｏ〜ｔｃａｌ）、：ｌ信号１
４ｃは、樹脂温度データ格納エリア１６に入力され、こ
の樹脂温度データ格納エリア１６からの目標時刻のは前
記演算処理部１４に入力されている。

前記演算処理部１４には、データ（α　熱拡散率に／β
・熱膨張圧力、γ／β　冷却速度依存度、七ｇ　ゲート
シール時間ａ、ｂ、ｃ）１７ａがデータベース部１７か
ら入力され、同時に、設定器１８からの第２設定値１８
ａ（成形材料銘柄、成形材料銘柄、成形品肉厚Ｓ、金型
温度基準値△　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　△Ｔ１、ノズル部樹脂温度基準値Ｔ
、）が入力されている。

前記設定器１８からの第１設定値１８ｂ（ノズ△ ル部樹脂圧力基準値Ｐ１、保圧切換ノズル圧力Ｐ：、射
出保圧時ｒＷＩｔ＋ｕ）は前記演算処理部１４に入力さ
れ、前記演算処理部１４および保圧制御部１５には、シ
ーケンス制御部１つからの射出開始信号１９ａが入力さ
れていると共に、前記保圧制御部１５からの保圧終了信
号１５Ａは前記シーケンス制御部１９に入力されている
。

前記増巾器９ａを経たノズル部樹脂圧カフィードバック
信号９ａＡは、制御信号２０ａをサーボバルブ２１に印
加するためのサーボ弁アンプ２２に入力されており、前
記保圧制御部１５からの圧力指令信号（ＰＬ）　］、　
５　ｂはサーボ弁アンプ２２に入力され、この保圧制御
部１５ｃがちの樹脂補給遮断信号１５ｃは外部に出力さ
れている。

前記サーボバルブ２２は、前記射出成形機１の油圧室１
ａおよび油圧源２３に接続されている。

本発明による射出成形における保圧制御方法および装置
は、前述したように構成されており、以下に、その動作
について説明する。

まず、運転前の設定および演算操作を第３図を用いて説
明する。

使用する成形材料銘柄を設定する（第１ステップ：３０
〉。そうすると、成形材料に応じた熱拡散率α、及び熱
膨張圧力（に／β）及び冷却速度依存度（γ／β）がデ
ータベース部１７よりアクセスされる（第２ステツプ、
３１）。また、設定器Ｉ８によりゲート形状、寸法（第
３ステツプ＝３２）および成形品の肉厚Ｓを設定する（
第４ステツプ＝３３）。さらに、運転条件として、金型
温度基準値（Ｔ、）（第５ステツプ ３４）、ノズル部樹 △ 脂温度基準値（Ｔ、ｌ）（第６ステツプ：３５）、△ ノズル部樹脂圧力基準値（Ｐ、、）（第７ステツプ３６
）を設定する。その後、成形材料、ゲート形△ 状、寸法、及び金型温度基準値（Ｔｗ）　、ノズル部／
＼ 樹脂温度基準値（Ｔ８）に応じたゲートシール時間（ｔ
ｙ）が、データベース部１７よりアクセスされる（第８
ステツプ・３７）。ただし、このゲートシール時間（ｔ
９）は、保圧開始を０１１．として、保圧段階のいつ、
ゲートシールするかを示す時刻である。次に、ゲート形
状、寸法と、成形材料に応じた前述の（１３）式のパラ
メータ（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）がデータベース
部１７よりアクセスされる（第９ステツプ、３８ン。以
上の、設定値は全て設定器１８を用いて行われる。

次に、以上の設定値、ならびにデータベース部１７から
アクセスされたデータに基づいて、次式より、金型内樹
脂温度基準値Ｔ。（１）、冷却速度基準値Ｔ　Ｃ＋　ｌ
　＋が演算処理部１４で計算される（第１０ステツプ、
３つ）。

〔−α・（２に＋１）２・π２・ｔ／Ｓ２〕（１９）式 〔−α・（２に＋１）２・π２・ｔ／Ｓ２〕・（２ｏ）
式但し、Ｎは予め固定された級数のくり返し数である。

また、ｔは、きざみ巾を△ｔとしたとき、その整数倍を
とり、計算時間ｊ　ｅ　ｍ　＋までの値をとる。すなわ
ちｔ＝０．△ｔ　２△ｔ ｊ　ｅａｌ＋ここに、△１，１．．．は予め固定された
値である。以上計算した値は、樹脂温度データ格納エリ
ア１６に記憶させておく（第１１ステツプ・４０）、　
次に、運転中の動作を第２図、第４図を用いて説明する
。シーケンス制御部１９が射出開始信号１９ａを制御装
置１３に出方すると（第１２ステツプ・５ｏ）、スクリ
ュ２Ａが前進を開始すると共に、演算処理部１４は充填
時間ｊ　（＋＋１の計時を開始すると（第１３ステンブ
・５１）共に、時々刻々のノズル部樹脂温度Ｔｌｌ□、
（第１４ステップ：　５２）、固定側金型温度Ｔ　Ｍ　
Ｎ　ｌ　ｆ　ｔ　＋、可動側金型温度Ｔ　Ｗ　Ｍ　２１
　ｔ　ｌを計測および記憶する（第１５ステツプ　５３
）。これと共に、保圧制御部１５は、ノズル部樹脂圧力
Ｐ、、□、を計測しく第１６ステツプ：　５５）、設定
器■８を介して予め設定されている保圧切換圧力Ｐ：に
達したか否かを判定しつづける（第１７ステツプ：５６
）。ノズル部樹脂圧力Ｐい１．１が保圧切換圧力Ｐ：に
達するまで、以上の動作をつづけ、Ｐ　Ｌｌ’１ｔｌｌ
がＰ：に達すると、その時点までの充填時間計時値ｔ　
ＩＩＩＭを充填時間確定値ｔ　Ｉｌｌ　　とするく第１
８ステップ：５７）。次に、それまで計測して記憶して
きたノズル部樹脂温度Ｔ、い１、固定側及び可動側金型
温度Ｔ　ｗｘｚｔ＋、　Ｔｗｗ２＋ｔ＋　（但し、ｔ１
０〜ｔ、１１）から、計算用ノズル部樹脂温度Ｔ８、計
算用の固定側および可動側金型温度ＴｗＴｖ２を算出す
る（第１９ステップ：５８）。ここに、算出方法として
は、例えば時刻Ｏ〜ｔ−、、、ｙ平均値、最大値、さら
にはｔ２，１時刻の値などがあげられる。これらのどれ
を用いるかは任意である。次に、固定側と可動側の金型
温度の平均値をＴユニ　（Ｔ　、１　＋　Ｔ　、２）／
２として求める（第２０ステンブ　５す）。

次に、予め設定されたゲートシール時刻（ｔｇ）と、充
填時開ｊ　、　、、とから、目標時刻ｔｙ＊ｊｙ＋ｊ＋
ｚを求める（第２１ステ・ツブ、６０）。

目標時刻とは、金型内樹脂温度変化及び冷却速度変化を
、基準値と運転中の値とで比較するための時刻である。

次に目標時刻ｔｇ＊における金型内樹脂温度の基準値Ｔ
Ｃ＝ＴＣ（ｔｆ　）　、及び冷却速度基準値Ｔ。−Ｔ、
（ｔｙ）を、樹脂温度データ格納エリア１６に記憶され
たデータより求める。尚、これから、次式により、時刻
ｔｙ　　における金型内樹脂温度の基準値からの変化△
Ｔｏ及び冷却速度変化△Ｔ、を次式にて求める（第２１
ステ・ツブ６０）、。

る（第２２ステツプ　６１）。以上と、次式より、金型
的樹脂の比容積変化を０にするノズル部樹脂圧力変化△
ＰＬを求める（第２３ステツプ・６２）。

△ＰＬ−〔３△Ｔｃ　Ｌ△↑ｃ　　ａ’△Ｔ、、−ｂ・
△Ｔ−〕／ｃ　　−（２３）式３式％ 演算処理部１４は、以上、計算した△ＰＬを、保圧制御
部１５に出力し、これをうけて保圧制御部１５は、ノズ
ル部樹脂圧力目標値Ｐ。−０１＋ＡＰＬを求め（第２４
ステツプ・６３）、圧力指令信号１５ｂとしてサーボ弁
アンプ２２に出力する（第２５ステツプ・６４）。これ
とともに、保圧制御部１５は保圧開始をＯｓｅｅとして
、保圧時間の計時をスタートしく第２６ステツプ・６５
）、保圧時間がゲートシール時間ｔｇに達すると（第２
７ステツプ：６６ｍ保圧制御部１５はシャ・・ノドオフ
ノズル（図示せず）のシャット等を目的として、樹脂補
給遮断信号１５ｃを出力する（第２８ステノ１．６７）
。また、充填時開ｔ、１．と保圧時間の和が、予め設定
した射出保圧時間ｔ、ＩＭに達すると（第２９ステツプ
　６８）、保圧制御部１５は、シーケンス制御部１９に
保圧終了信号１５Ａを出力すると共に、サーボ弁アンプ
２２への圧力指令信号１５ｂを○ＦＦにし、保圧段階を
終了する（第３０ステツプ＝６９）。

さらに、前述の保圧制御の状態をグラフで示すと、第２
図の通りであり、図中、実線は成形運転中の任意のショ
ットの波形、破線は基準となる波形に対応している。

また、図中における■〜■は下記の内容を示しており、 ■　目標時刻ｔ４　＝　ｔ＋ｚ＋　ｊ　ｇにおける金型
内圧力Ｐｃｘ（ｔ＋ｚ＋ｔｌｊ）　　ｐｃ＝ｐｃＮ（ｔ
ｇ）■　目標時刻ｔｙ　＝　ｔ−＋＋＋＋　ｔ、　　に
おける基準となる金型内圧力Ｐｃｘ（ｔ　、、、＋　ｔ
ｇ）ｐｏ−〇。ｓ　（ｔ　ｇ″） ■　目標時刻’ｇ　”’　＋−＋＋＋＋　ｊ　ｑにおけ
る金型内樹脂温度Ｔ　、：ｓＤ＋　１１＋　Ｌ　！？）
Ｔ　ｃ−Ｔ　ｃ、＜ｔ２　　） ■　目標時刻ｔｌ？　＝　ｔ　、、、＋　ｔ−ｇにおけ
る基準となる金型内樹脂温度ＴｃＪｔ、ｚ＋＋ｔｆ）乞
−仁。（ｔｙ”） 従って、 △Ｐｃ＝Ｐｏ−曾。圧力変化 △Ｔ、＝Ｔ、−仝。温度変化である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、金型温度、初期樹脂温度の変化により
生ずる金型内樹脂温度変化がもたらす金型内樹脂比容積
変化を解消するよう、金型内圧力が変化するため、成形
の立上げ時や中断時、また、朝夕の気温変化、春夏秋冬
の季節変化によりもたらされる成形品寸法、重量などの
バラツキを解消することができる。従って、スクラップ
の減少、高生産性につながることになり、精密安定成形
が行える効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４Ｂ図迄は、本発明による射出成形におけ
る保圧制御方法および装置を示すためのもので、第１図
は１部所面を含むブロック図、第２図は金型内の圧力お
よび樹脂温度を示す波形図第３図は運転前の設定および
演算処理を示すフロー図、第４Ａ図および第４Ｂ図は運
転中の計測、演算および制御の状態を示すフロー図であ
る。 ２ａはスクリュ前部、２Ａはスクリュ、３はノズル、６
は金型、６Ａは樹脂流路、８はキャビティ、９は樹脂圧
力センサ、１０は樹脂温度センサ、１１．１２は金型温
度センサ、１３は制御装置、１４は演算処理部、１５は
保圧制御部、１５ｂは圧力指令信号、１６は樹脂温度デ
ータ格納エリア、１７はデータベース部、１８は設定器
である。 特許出願人　株式会社日本製鋼所 代　　理　　人　　曾　　我　　　道　　照手続補正書 平成３年２月８日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スクリュ前部（２ａ）にためられた溶融樹脂をス
   クリュ（２Ａ）の前進により、ノズル（３）、金型（６
   ）内の樹脂流路（６Ａ）を介してキャビティ（８）に注
   入する充填段階と、前記溶融樹脂が前記キヤビティ（８
   ）に充満した後、前記溶融樹脂が前記キャビティ（８）
   内で冷却されるにつれて固化、収縮するのをおぎなうた
   め、前記スクリュ（２Ａ）を押圧して前記溶融樹脂を補
   給する保圧段階とからなる充填保圧段階において、 予め前記充填段階において、前記金型（６）の金型温度
   および前記樹脂流路（６Ａ）の樹脂温度を計測すると共
   に、前記充填段階において、前記樹脂温度から計算によ
   って保圧段階の任意時刻の金型内樹脂温度の目標値から
   の変化を求め、前記金型内樹脂温度の変化により生ずる
   金型内樹脂比容積変化を打ち消すために必要な金型内樹
   脂圧力変化量を、前記溶融樹脂の材料の物性値である熱
   膨張圧力あるいは熱膨張率と圧縮率と、前記金型内樹脂
   温度の変化とから求め、前記金型内樹脂圧力変化量が生
   ずるように、前記ノズル（３）又は前記金型内の樹脂流
   路（６Ａ）の樹脂圧力を設定し制御することにより、金
   型内樹脂比容積の目標値からの変化を解消することを特
   徴とする射出成形における保圧制御方法。
2. （２）スクリュ（２Ａ）により押出された溶融樹脂を、
   ノズル（３）を経て金型（６）の樹脂流路（６Ａ）に充
   填するようにした射出成形における保圧制御装置におい
   て、金型に設けられた金型温度センサ（１１、１２）と
   、前記溶融樹脂の温度を検出するための樹脂温度センサ
   （１０）と、前記溶融樹脂の圧力を検出するための樹脂
   圧力センサ（９）と、前記樹脂温度センサ（１０）、金
   型温度センサ（１１、１２）および樹脂圧力センサ（９
   ）からの信号を入力するための制御装置（１３）と、前
   記制御装置（１３）に設けられ前記金型（６）内の金型
   内樹脂圧力変化量が生ずるような前記溶融樹脂の樹脂圧
   力を求めるための演算処理部（１４）と、前記樹脂圧力
   センサ（９）に接続されたサーボ弁アンプ（２２）と、
   前記樹脂圧力センサ（９）および前記演算処理部（１４
   ）に接続され前記溶融樹脂の樹脂圧力に対応する圧力指
   令信号（１５ｂ）を前記サーボ弁アンプ（２２）に出力
   するための保圧制御部（１５）と、前記演算処理部（１
   ４）に接続され成形材料の物性値を記憶するためのデー
   タベース部（１７）と、前記演算処理部（１４）に接続
   され前記金型（６）内の金型内樹脂温度の目標値を記憶
   する樹脂温度データ格納エリア（１６）と、前記演算処
   理部（１４）および保圧制御部（１５）に接続された設
   定器（１８）とを備え、前記溶融樹脂を充填する充填段
   階において、前記金型（６）の金型温度および前記溶融
   樹脂の樹脂温度の計測値から保圧段階の任意時刻の金型
   （６）内の樹脂温度の目標値からの変化を求め、前記デ
   ータベース部（１７）に記憶された成形材料の熱膨張圧
   力あるいは熱膨張率と圧縮率とから前記変化により生ず
   る金型内樹脂比容積変化を打消すために必要な金型内樹
   脂圧力変化量を求め、該圧力変化量が生ずるように前記
   ノズル（３）又は前記金型（６）内の樹脂流路（６Ａ）
   の樹脂圧力を設定し制御するようにしたことを特徴とす
   る射出成形における保圧制御装置。