JPH0516197A - 射出成形機の射出制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 射出・充填行程の負荷圧（充填圧）が安定し
て成形品密度のバラツキを可及的に低減でき、以って、
薄肉製品等のように重量精度や変形（ソリ等）防止を重
視する製品の製造に用いて好適な射出制御方法を提供す
ること。 【構成】 射出シリンダの前進用油室へ供給する油圧を
制御する負荷圧制御弁を設け、１次射出行程を、射出シ
リンダのピストンロッドの前進位置に応じて設定された
設定負荷圧に基づく負荷圧制御弁による圧力制御によっ
て実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出シリンダ（油圧シ
リンダ）を射出用アクチュエータとする射出成形機の射
出制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】該種油圧駆動式の射出成形機において
は、型締シリンダ（油圧シリンダ）によって型締を行な
い、この後の適宜射出タイミングで、射出シリンダ（油
圧シリンダ）によって溶融樹脂を型締された金型内の成
形空間（キャビティ）ヘ射出・充填するようにしてい
る。

【０００３】図４は、斯る従来の射出成形機の射出シリ
ンダ系統の油圧回路を示す図で、同図において、１は油
圧ポンプ、２は圧力制御弁（電磁比例リリーフ弁）、３
は流量制御弁、４は方向切替弁、５は射出シリンダ（油
圧シリンダ）である。上記射出シリンダ５のピストンロ
ッド５ａには、インラインスクリュータイプの射出成形
機においては図示していないが公知のように、加熱シリ
ンダ内に配設されたスクリューの根本部分が適宜連結手
段を介して連結されている。

【０００４】図４の構成において、型締完了後の所定秒
時をおいたタイミングで、前記方向切替弁４が中立位置
から左位置に切替えられて、前記油圧ポンプ１からの圧
油が射出シリンダ５の前進用油室に供給され、これによ
って、前記ピストンロッド５ａと共に図示せぬスクリュ
ーが一体となって前進し、溶融樹脂が同じく図示せぬ加
熱シリンダ先端のノズルから型締された金型間のキャビ
ティ（成形空間）に射出・充填される。そして、このス
クリュー前進による射出・充填行程（１次射出行程）に
よってキャビティ内に溶融樹脂を充填し終わると、公知
の保圧行程（２次射出行程）に切替えられて、スクリュ
ーの押圧力によってキャビティの溶融樹脂に所定の保圧
圧力をかけ、樹脂の冷却固化に伴う収縮等を補うように
される。

【０００５】ところで、上記した射出・充填行程（１次
射出行程）期間中は、従来、射出速度を重視することが
多く、このため、射出・充填行程期間は、スクリュー
（射出シリンダ５のピストンロッド５ａ）の前進位置
（ストローク）に応じて設定された設定速度に従うよう
に、射出速度を前記流量制御弁３によってコントロール
するようにしていた。また、前記保圧行程は圧力制御を
重視するため、公知の保圧切替え点以降は、時間による
圧力制御を前記圧力制御弁２によって行うようにしてい
る。

【０００６】図５は、図４の構成によって射出を行った
際の射出速度と負荷圧（射出シリンダ５の前進用油室の
圧力）との関係を示すグラフ図である。同図に示すよう
に、射出・充填行程期間においては速度制御を行ってい
るため、速度の実測データは同図の実線に示すように各
ゾーンＡ’，Ｂ’，Ｃ’毎に設定された設定速度値にほ
ぼ倣った特性カーブを示す。一方、このように射出・充
填行程期間においては速度を優先した制御を行っている
ため、換言するなら負荷圧にかかわりなく位置による速
度制御を行っているので、負荷圧を正確にはコントロー
ルできない。また、流量制御弁３の上流側圧力を下流側
圧力よりも相当大きくしても（所謂差圧を大きくして
も）、充填中には負荷圧は射出・充填行程時の最適充填
圧を超えないが、キャビティ内に樹脂が行きわたった
（つまった）充填完了の手前からは負荷反力（樹脂圧
力）が高まるため、負荷圧は急速に大きくなって射出・
充填行程時の最適充填圧を上回ってしまうことが多い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術にお
いては、射出・充填行程（１次射出行程）時には速度を
優先した制御を行っているので、射出速度を重視する成
形品、換言するならレンズ、家電製品等のように寸法精
度や外観（ウエルドライン、シルバー等）を重視する成
形品の製造には好適である。しかしながら、射出・充填
行程期間中には負荷圧を正確にはコントロールできない
ので負荷圧が安定せず、従って成形品密度がバラツキ易
く、充填圧力（負荷圧）を重視する成形品、換言するな
らＣＤ、薄肉製品等のように重量精度や変形（ソリ等）
防止を重視する製品には適さないという問題があった。

【０００８】また、上述した従来技術においては、保圧
切替え点近傍では負荷圧が最適充填圧を大きく上回るた
め、充填圧が過剰となって成形品にバリが発生し易く、
また、キャビティ内のゲートに近い部分の密度が過剰と
なるためソリも発生し易く、斯様なバリ、ソリ等による
成形品不良が発生し易いという問題もあった。さらに、
保圧切替え点近傍では負荷圧が最適充填圧を大きく上回
っているため、保圧行程に入ってから負荷圧が保圧設定
値に落着くまでの時間Ｔ₂ が比較的大きく且つ安定しな
いため、この点でも成形品品質に悪影響を与えるという
問題があった。

【０００９】さらにはまた、上述した従来技術において
は、速度制御行程（射出・充填行程）から圧力制御行程
（保圧行程）への切替え位置（保圧切替え点）が、成形
品密度に大きな影響を与える非常に重要なファクターと
なっており、その設定位置の割り出しが煩雑で熟練を要
するという問題もあった。

【００１０】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、射出・充填行程の負荷圧（充
填圧）が安定して成形品密度のバラツキを可及的に低減
でき、以って、薄肉製品等のように重量精度や変形（ソ
リ等）防止を重視する製品の製造に用いて好適な射出成
形機の射出制御方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、油圧ポンプもしくはアキュームレータか
らの圧油を射出シリンダに供給して射出を行う射出成形
機の射出制御方法において、前記射出シリンダの前進用
油室に直結されて該前進用油室へ供給する油圧を制御す
る負荷圧制御弁を設け、キャビティ内に溶融樹脂を射出
・充填する１次射出行程を、前記射出シリンダのピスト
ンロッドの前進位置に応じて設定された設定負荷圧に基
づく前記負荷圧制御弁による圧力制御によって実行する
ようにされる。

【００１２】

【作用】射出シリンダの前進用油室に供給する油圧をコ
ントロールする電磁比例リリーフ弁よりなる負荷圧制御
弁を設け、１次射出行程（射出・充填行程）は、この負
荷圧制御弁によって、速度にかかわりなく、油圧シリン
ダのピストンロッドの前進位置に応じて設定された各設
定負荷圧に基づく負荷圧制御弁による圧力制御によって
射出・充填行程を実行する。これによって、射出・充填
行程区間においては、射出シリンダへ供給される油圧
（負荷圧）が、設定された負荷圧に一致するような圧力
制御に基づく射出・充填が行われ、射出速度は負荷圧に
依存する形で間接的にコントロールされる。この結果、
１次射出行程（射出・充填行程）中における射出速度の
正確な制御は行えないが、負荷圧は設定負荷圧にほぼ倣
う形で１次射出行程（射出・充填行程）の全区間中、常
時良好なものに安定し、従って充填圧が安定して（金型
内樹脂圧が安定して）成形品密度のバラツキがなくなっ
て製品重量精度が向上し、且つソリ等の変形の発生も可
及的に抑止可能となる。すなわち、薄肉製品等を高品質
で歩留まり良く製造可能となる。また、キャビティ内に
樹脂が行きわたった（つまった）充填完了の手前から負
荷反力（樹脂圧力）が高まっても、射出シリンダへ供給
される油圧（負荷圧）が設定負荷圧を超えることがなく
（過剰充填圧となることがなく）、さらに保圧行程に入
ってから保圧設定値に落着くまでの時間も安定するの
で、バリやソリの発生もなく、総じて、成形品密度が安
定して成形品品質が向上する。さらに、１次射出行程
（射出・充填行程）とこれに続く２次射出行程（保圧行
程）を共に圧力制御で行っているので（１次射出行程終
端の負荷圧が一定しているので）、１次射出行程から２
次射出行程への切替え点の設定にさほど厳密な値を必要
とせず、１次射出行程から２次射出行程への切替え点の
設定が至って簡単・容易となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の１実施例を図１および図２に
よって説明する。図１は本実施例に係る射出成形機の射
出シリンダ系統の油圧回路を示す説明図であり、図２は
射出・充填行程並びに保圧行程時の負荷圧（射出シリン
ダ５の前進用油室の圧力）と射出速度との関係を示すグ
ラフ図である。

【００１４】図１において、１，２，３，４，５，５ａ
は、前記図４の構成とそれぞれ均等な油圧ポンプ，圧力
制御弁（電磁比例リリーフ弁），流量制御弁，方向切替
弁，射出シリンダ（油圧シリンダ），ピストンロッドで
あり、６は、流量制御弁３と射出シリンダ５の前進用油
室との間の油路（流量制御弁３から見た下流側の油路）
に設置された電磁比例リリーフ弁よりなる負荷圧制御弁
であり、また、７は、ピストンロッド５ａの位置を検出
する射出ストローク検出センサ（例えばエンコーダ）で
ある。

【００１５】上記した電磁制御弁群２，３，４，６は、
マシン全体の制御を司る図示せぬマイクロコンピュータ
（マイコン）によって、それぞれ適宜ドライバ回路を介
して独立してコントロールされるようになっており、マ
イコンの指令に応じて、流量制御弁３よる速度（速度に
対応する流量）や圧力制御弁２，６による油圧上限規制
値を可変設定できるようになっており、また、方向切替
弁４の切替え位置が選択できるようになっている。な
お、前記射出ストローク検出センサ７による計測データ
は、上記したマイコンに取り込まれ射出ストローク（位
置）が認知されるようになっている。

【００１６】ここで、本実施例においては、負荷圧制御
弁６が、流量制御弁３よりも下流側の油路で射出シリン
ダ５の前進用油室と直結する形で付加・設置されている
ので、流量制御弁３による速度を優先した射出・充填制
御を行わないない時には、圧力制御弁２を最大圧力、流
量制御弁３を最大流量に設定することにより、負荷圧制
御弁６で可変設定される油圧上限規制値に従った油圧
（負荷圧）を優先した射出・充填（１次射出）制御を行
うことが可能になっている。そして、以下に述べる圧力
制御による射出・充填動作時には、前記したマイコンに
よって、圧力制御弁２は最大圧力、流量制御弁３は最大
流量に設定される。

【００１７】上記した構成において、型締完了後の所定
秒時をおいたタイミングで、前記方向切替弁４が中立位
置から左位置に切替えられて、前記油圧ポンプ１からの
圧油が射出シリンダ５の前進用油室に供給され、これに
よって、前記ピストンロッド５ａと共に図示せぬスクリ
ューが一体となって前進し、溶融樹脂が同じく図示せぬ
加熱シリンダ先端のノズルから型締された金型間のキャ
ビティ（成形空間）に射出・充填され始める。この射出
・充填行程（１次射出行程）時には、図２に示すように
射出・充填区間（射出ストローク）を任意に分割した各
ゾーンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄごとで予め設定された設定負荷圧
と、前記射出ストローク検出センサ７による前進位置検
出情報とに基づき、前記したマイコンの指令で負荷圧制
御弁６による上限規制値が可変制御され、これによって
負荷圧（射出圧力たる充填圧）を制御することによる射
出・充填行程が実行される。すなわち、図２に示すよう
に射出・充填行程（１次射出行程）区間では、射出速度
にかかわりなく、設定負荷圧にほぼ倣うような圧力制御
によって射出・充填行程を実行させ、これにより射出・
充填行程（１次射出行程）中には、負荷圧を設定負荷圧
に一致させて安定した充填圧を維持するようになってい
る。なお、設定された負荷圧に一致するような圧力制御
に基づく射出・充填を行うと、射出速度は負荷圧に依存
する形で間接的にコントロールされる。よって、設定負
荷圧を任意の特性線に設定することによって、正確では
ないが或る程度所望の射出速度カーブを得ることができ
る。

【００１８】そして、前記ピストンロッド５ａが射出・
充填行程区間の終端位置に至ったこと（保圧切替え点に
至ったこと）が、前記射出ストローク検出センサ７によ
って認知されると、前記マイコンは、時間による圧力制
御を行う保圧行程に入り、負荷圧制御弁６の上限制限値
を保圧設定値に制御して所定時間の保圧行程が実行され
る。この際、保圧切替え点での負荷圧は各ショット毎で
常に、射出・充填行程区間の終端位置の設定負荷圧にほ
ぼ一致した値で一定しているので、保圧行程に入ってか
ら負荷圧が保圧設定値に落着くまでの時間Ｔ₁ は、従来
に比して安定し且つ短いものとなる。

【００１９】以上のように本実施例においては、射出・
充填行程を負荷圧優先制御で行っているので、射出・充
填行程中の充填圧が安定して、且つ充填完了に近づいて
も充填圧が適正値を超えることがなく、また、保圧行程
に入ってから保圧設定値に落着くまでの時間が安定す
る。従って、成形品密度が安定し、ソリ、バリのない良
好な成形品を製造することが可能となり、以って、重量
精度や変形（ソリ等）防止を重視する薄肉製品等を、高
品質で歩留まり良く製造可能となる。また、１次射出行
程（射出・充填行程）とこれに続く２次射出行程（保圧
行程）を共に圧力制御で行っているので（１次射出行程
終端の負荷圧が一定しているので）、１次射出行程から
２次射出行程への切替え点の設定にさほど厳密な値を必
要とせず、１次射出行程から２次射出行程への切替え点
の設定が至って簡単・容易となる。

【００２０】なお、上記した実施例においては、射出用
の圧油供給源として油圧ポンプを用いているが、これを
図３に示すように、射出専用の圧油供給源としての高速
射出に適したアキュームレータ８に代替可能であること
勿論で、このような射出専用の油圧回路を設けた構成と
しても良い。ここで、図３において、９は切替え弁であ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、射出・充
填行程の負荷圧（充填圧）が安定して成形品密度のバラ
ツキを可及的に低減でき、以って、薄肉製品等のように
重量精度や変形（ソリ等）防止を重視する製品の製造に
用いて好適な射出成形機の射出制御方法が提供でき、そ
の価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る射出成形機の射出シリ
ンダ系統の油圧回路を示す説明図である。

【図２】本発明の１実施例による射出・充填行程並びに
保圧行程時の負荷圧と射出速度を示すグラフ図である。

【図３】本発明の他の実施例に係る射出成形機の射出シ
リンダ系統の油圧回路を示す説明図である。

【図４】従来例に係る射出成形機の射出シリンダ系統の
油圧回路を示す説明図である。

【図５】従来の射出・充填行程並びに保圧行程時の射出
速度と負荷圧を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１ 油圧ポンプ ２ 圧力制御弁 ３ 流量制御弁 ４ 方向切替弁 ５ 射出シリンダ ５ａ ピストンロッド ６ 負荷圧制御弁 ７ 射出ストローク検出センサ ８ アキュームレータ ９ 切替え弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプもしくはアキュームレータか
   らの圧油を射出シリンダに供給して射出を行う射出成形
   機の射出制御方法において、 前記射出シリンダの前進用油室に直結されて該前進用油
   室へ供給する油圧を制御する負荷圧制御弁を設け、キャ
   ビティ内に溶融樹脂を射出・充填する１次射出行程を、
   前記射出シリンダのピストンロッドの前進位置に応じて
   設定された設定負荷圧に基づく前記負荷圧制御弁による
   圧力制御によって実行するようにしたことを特徴とする
   射出成形機の射出制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載において、前記１次射出行
   程中の設定負荷圧を各ゾーンごとに分けて多段設定する
   ようにしたことを特徴とする射出成形機の射出制御方
   法。