JPH066319B2 - 射出成形機におけるスクリュのストローク制御方法 - Google Patents

射出成形機におけるスクリュのストローク制御方法

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JPH066319B2
JPH066319B2 JP2332778A JP33277890A JPH066319B2 JP H066319 B2 JPH066319 B2 JP H066319B2 JP 2332778 A JP2332778 A JP 2332778A JP 33277890 A JP33277890 A JP 33277890A JP H066319 B2 JPH066319 B2 JP H066319B2
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screw
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pressure
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澄夫 佐藤
正樹 小川
智光 藤田
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株式会社新潟鐵工所
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    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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    • B29C45/50Axially movable screw
    • B29C45/52Non-return devices

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、インラインスクリュタイプの射出成形機にお
けるスクリュの射出ストローク制御方法に関する。

〔従来の技術〕

射出成形機として、第1図と第2図に示すように、射出
ノズル1とホッパ2を備えた加熱筒3内に、回転装置4
によって周方向に回転させられ、また移動装置5により
軸方向に移動させられるスクリュ6を挿入するととも
に、該スクリュ6の先端部に、樹脂の逆流防止機構7を
設け、またスクリュ6に該スクリュ6の位置を検出する
エンコーダ等の位置検出機構8を付設したものが知られ
ている。なお、逆流防止機構7は、スクリュ6に設けら
れた溝6aに可動リング(バックフローリング)9を遊
嵌し、スクリュ6が第2図(ハ)のように射出ノズル1に
向って前進するときは可動リング9が溝6aの後壁6b
に当接して樹脂のホッパ2側へ戻りを阻止し、またスク
リュ6が第2図(イ)のようにホッパ側に後退する際は、
溝6aの前壁6cに形成された隙間6dからの樹脂の射
出ノズル1側への流通を自由にする。位置検出機構8に
はエンコーダの他にポテンションメータやストロークセ
ンサ、リミットスイッチ、近接スイッチ等も用いられ
る。また、逆流防止機構7は図のものの他にボールチェ
ック式のものなどいろいろある。

上記の射出成形機は、スクリュ6の回転で樹脂を溶融さ
せて加熱筒3の前部に上記逆流防止機構7を通過させて
送りながらその樹脂圧でスクリュ6をホッパ2側に後退
させ、位置検出機構8により検出されるスクリュ6の後
退ストロークにより樹脂の必要な射出量を計量した後、
スクリュ6を前進させて上記で計量した樹脂を金型10
内に射出する。

そして、第5図のように、上記射出工程における充填工
程中の何段かの速度切換位置S1〜S4と、保圧切換位置
5の基準点を、樹脂の射出量を計量し終ったスクリュ
6の後退位置を射出ストローク原点S0に設定し、スク
リュ6のストローク制御を上記の原点S0を基準にして
行っている。

また、上記の他に、移動装置(油圧シリンダ)5に圧力
センサを設け、計量時にスクリュ6にかけられる背圧程
度の低い圧力スクリュ6を前進させて予備射出を行い、
その際圧力が一定圧力以上に高くなったことを上記圧力
センサで検出して以後その位置を射出ストロークの原点
として射出を行う方法も提案されている(特開昭60−
76321号公報)。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の射出成形機においては、第2図(イ)のようにスク
リュ6が後退して所定量の樹脂を計量し終ってから、同
図(ハ)のようにスクリュ6が前進して樹脂を射出ノズル
1から金型10内に射出をはじめるまでの間に、同図
(ロ)のように計量樹脂がホッパ2側に僅かではあるが逆
流する。

計量完了時にスクリュ先端部に計量された樹脂量を
1、スクリュ6の前進開始から逆流防止機構7の閉鎖
時までに逆流する樹脂量をJ2、逆流防止機構7の閉鎖
時点におけるスクリュ先端部の樹脂量をJ3とすると、
次の(1)式が成立し、樹脂量J3はJ1より逆流樹脂量J2
分だけ少なくなる。

3=J1−J2 …… (1) 上記で逆流樹脂量J2が常に一定であれば、樹脂量J3
一定となるが、逆流防止機構7の可動リング9は、スク
リュ6の軸方向に移動自在とされていて、逆流防止機構
7の閉鎖ストロークをその都度変化させるため、逆流
樹脂量J2が射出工程ごとに変化する。

このため、前記前者のように、樹脂を計量し終ったスク
リュ6の後退位置を射出ストロークの原点S0として設
定し、スクリュ6のストローク制御を上記の原点S0
基準にして行うと、逆流防止機構7の閉鎖位置の変化に
起因して、金型10内に射出される樹脂量が一定になら
ず、成形品の寸法変動、重量変動、物性への影響等が生
じ、精密成形を安定して行う上で大きな障害となってい
た。

また、後者の方法は、理論上、逆流防止機構7の閉鎖位
置を正確に検出することができるように思われるが、実
際には次の理由で閉鎖位置を正確に検出することができ
ない。

(a) 計量完了時におけるスクリュ先端側の樹脂圧力
(=油圧シリンダ5の圧力)は一定ではなく、射出工程
ごとに変化するので、逆流防止機構7の閉鎖位置での圧
力は一定とはならない。

(b) 逆流防止機構7の閉鎖ストロークが依然としてそ
の都度変化するため、この点でも閉鎖位置での圧力は一
定とならない。

(c) 射出時の樹脂圧力は、樹脂の粘度や温度、スクリ
ュの前進速度等の影響で大きく変化するため、粘度や前
進速度等を完全に一定にしない限り、閉鎖位置での圧力
を一定にすることは難しい。

(d) 射出開始時に可動リング9が後壁6bに当接する
と圧力が所定の値に瞬間的に高まるのであれば、上記
(a),(b),(c)の障害を最小に抑えることが期待できる
が、圧力は逆流防止機構7の閉鎖の前後に関係なく、上
記(a)〜(c)で述べた諸条件等によって定まる勾配(上昇
率)をその都度変えて一次直線的に上昇する。なお、こ
の点は、ゼロコンマ何秒という1秒にも満たない短時間
のできごととは言え、可動リング9は徐々に移動して後
壁6bに当接することを考えれば首肯できるところであ
る。

したがって、上記(a)〜(c)の障害をのり越えることはで
きない。

本発明は、逆流防止機構の閉鎖位置の変化に関係無く、
金型内への射出樹脂量を一定にして精密成形を安定して
行うことができる射出成形機におけるスクリュのストロ
ーク制御方法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〕

上記の目的を達成するために、本発明は、樹脂の射出時
に後壁に当接して樹脂の逆流を止める可動部材が先端部
に設けられたスクリュを、射出ノズルとホッパが設けら
れた加熱筒内で回転させながら樹脂圧でホッパ側に後退
させることにより樹脂を溶融させて射出ノズル側に計量
した後、スクリュを前進させて計量樹脂を射出ノズルか
ら金型内に射出させる射出成形機において、樹脂の射出
開始時に可動部材と後壁の間をホッパ側に逆流する樹脂
圧力を可動部材のホッパ側に配設した樹脂圧力センサで
直接検出し、上昇中の樹脂圧力が下降に変わった変曲点
をスクリュの射出ストロークの原点としてこれを基準に
スクリュのストローク制御を行う構成とした。

〔作用〕

射出が開始されると、可動部材と後壁の間をホッパ側に
逆流する樹脂圧力は徐々に上昇し、後壁に対する可動部
材の当接によって急激に下降する。可動部材のホッパ側
に配設された樹脂圧力センサで樹脂圧力を検出し、上昇
中の圧力が下降に変わった変曲点をスクリュの射出スト
ロークの原点とする。

上記の変曲点は逆流防止機構の閉鎖位置を常に正確に示
すので、金型内への射出樹脂量を一定にして精密成形を
安定して行うことができる。

〔実施例〕

本発明の適用対象となる射出成形機の基本構造は従来の
射出成形機と同一である。本発明においては、射出成形
機の加熱筒3に樹脂圧力センサ11を取り付け、この樹
脂圧力センサ11により逆流防止機構7の閉鎖位置を検
出する。樹脂圧力センサ11は、スクリュ6の計量スト
ローク位置(後退位置)における可動リング(可動部
材)9のホッパ2側に設けられる。

後退して樹脂を計量したスクリュ6が前進を開始すると
(開始点は第3図のA参照)、樹脂圧力センサ11の部
分の樹脂圧力が逆流防止機構7を逆流する樹脂によって
第3図のように徐々に高まり、その後降下する。実験に
よると、樹脂圧力が上昇し終って下降に移る変曲点(第
3図のB)が逆流防止機構7の閉鎖に一致することが分
かった。

本発明は、樹脂圧力センサ11で上記の変曲点を知るこ
とによって逆流防止機構7の閉鎖を検出し、これに基づ
いてスクリュの射出ストロークを制御する。

すなわち、圧力センサ11によって検出された樹脂圧P
aは圧力センサ入力回路12に入力される。この樹脂圧
Paは圧力センサ入力回路12から記憶装置13と比較
回路14に出力され、記憶装置13は樹脂圧Paを記憶
しタイミングを遅らせて前回の樹脂圧Pbとして比較回
路14に出力する。比較回路14は、圧力センサ入力回
路12から出力された現在の樹脂圧Paと記憶装置13
から出力された前回の樹脂圧Pbとを比較し、上昇(P
a>Pb)から下降に移行して現在の樹脂圧Paが前回
の樹脂圧Pbよりも小さくなった(Pa<Pb)場合
に、記憶装置15にラッチ指令を出す。前述のように、
(pa>Pb)から(Pa<Pb)になった時が、変曲
点B、つまり逆流防止機構7の閉鎖点である。

一方、位置検出機構8の検出信号Sは、位置センサ入力
回路16に入力される。位置センサ入力回路16は、ス
クリュ6の位置信号Sを記憶装置15と速度切換制御装
置17に出力する。記憶装置15は比較回路14からラ
ッチ指令を受けると、位置センサ入力回路16から出力
されたその時のスクリュ6の位置Saを記憶し、そのス
クリュ位置Saを演算装置18に出力する。

演算装置18は、変曲点Bにおけるスクリュ位置Saが
入力されると、設定装置19の射出ストローク原点S0
から上記スクリュ位置Saを減じてその差dを算出し、
その結果に基づいて(S1−d),(S2−d),(S3
−d),(S4−d),(S5−d)を演算し、速度切換
位置S1〜S4と保圧切換位置S5をそれぞれSd1〜Sd
5に修正して速度切換制御装置17に出力する。

速度切換制御装置17は、第4図に示すように、位置セ
ンサ入力回路16と演算装置18の出力信号S,Sd1
〜Sd5から、まず、スクリュ6の現在位置Sが速度切
換位置Sd1に達していないかどうかを判断し(ステッ
プSt1)、スクリュ6が速度切換位置Sd1に達する
まで、射出速度V1でスクリュ6が移動するように、油
圧制御出力回路20を介して油圧駆動装置21に信号を
出力し、移動装置5を作動させる。スクリュ6が速度切
換位置Sd1になると(ステップSt2のYES)、射
出速度V2に切り換える。以下同様に、速度切換位置S
2で射出速度V3(ステップSt3のYES)、切換位
置Sd3で射出速度V4(ステップSt4のYES)、切
換位置Sd4で射出速度V5(ステップSt5のYES)
にそれぞれ切り換え、スクリュSが切換位置Sd5に達
したところで(ステップSt5のNO)圧力工程(保圧
工程)に入る(ステップSt6)。

なお、上記は計量完了設定値>原点の場合であるが、場
合によっては、計量完了設定値<原点の場合もあり、こ
の時は各設定値に偏差dをたすことになる。

このように圧力が上昇から下降に変わった変曲点、つま
り、逆流防止機構7の閉鎖時点をスクリュ6の射出スト
ローク原点とし、樹脂の射出量を計量し終ったスクリュ
6の後退位置を射出ストロークの原点S0とした、例え
ば第5図の射出工程における充填工程中の速度切換位置
1〜S4と、保圧切換位置S5を上記の原点を基準に修
正し、スクリュ6のストローク制御を行う。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る射出成形機における
スクリュのストローク制御方法は、樹脂の射出時に後壁
に当接して樹脂の逆流を止める可動部材が先端部に設け
られたスクリュを、射出ノズルとホッパが設けられた加
熱筒内で回転させながら樹脂圧ホッパ側に後退させるこ
とにより樹脂を溶融させて射出ノズル側に計量した後、
スクリュを前進させて計量樹脂を射出ノズルから金型内
に射出させる射出成形機において、樹脂の射出開始時に
可動部材と後壁の間をホッパ側に逆流する樹脂圧力を可
動部材のホッパ側に配設した樹脂圧力センサで直接検出
し、上昇中の樹脂圧力が下降に変わった変曲点をスクリ
ュの射出ストロークの原点としてこれを基準にスクリュ
のストローク制御の行う構成とされているので、逆流防
止機構の閉鎖位置が射出工程のたびに変化して樹脂の逆
流量が定まらなくても、それに影響されることなく金型
内への射出樹脂量を一定にして、寸法や重量等の精度が
高く、また物性の安定した製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明が適用されるインラインスクリュタイプ
の射出成形機の一例を示す断面図、第2図(イ)、(ロ)、
(ハ)は逆流防止機構の動きを示す断面略図、第3図はス
クリュの射出ストローク開始直後における樹脂圧力の変
化図、第4図は本発明のフロー図である。第5図は射出
工程におけるスクリュのストローク制御の一例を示す図
面である。 1…射出ノズル 2…ホッパ 3…加熱筒 6…スクリュ 7…逆流防止機構 10…金型 11…樹脂圧力センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】樹脂の射出時に後壁(6b)に当接して樹脂の
    逆流を止める可動部材(9)が先端部に設けられたスクリ
    ュ(6)を、射出ノズル(1)とホッパ(2)が設けられた加熱
    筒(3)内で回転させながら樹脂圧でホッパ(2)側に後退さ
    せることにより樹脂を溶融させて射出ノズル(1)側に計
    量した後、スクリュ(6)を前進させて計量樹脂を射出ノ
    ズル(1)から金型(10)内に射出させる射出成形機におい
    て、樹脂の射出開始時に可動部材(9)と後壁(6b)の間を
    ホッパ(2)側に逆流する樹脂圧力を可動部材(9)のホッパ
    (2)側に配設した樹脂圧力センサ(11)で直接検出し、上
    昇中の樹脂圧力が下降に変わった変曲点をスクリュ(6)
    の射出ストロークの原点としてこれを基準にスクリュ
    (6)のストローク制御を行うことを特徴とする射出成形
    機におけるスクリュのストローク制御方法。
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