JPH0764002B2 - 射出成形機の計量方法 - Google Patents

射出成形機の計量方法

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JPH0764002B2
JPH0764002B2 JP2408473A JP40847390A JPH0764002B2 JP H0764002 B2 JPH0764002 B2 JP H0764002B2 JP 2408473 A JP2408473 A JP 2408473A JP 40847390 A JP40847390 A JP 40847390A JP H0764002 B2 JPH0764002 B2 JP H0764002B2
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screw
resin
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pressure
heating cylinder
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正樹 小川
智光 藤田
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株式会社新潟鉄工所
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    • B29C2045/5096Axially movable screw decompression of the moulding material by retraction or opposite rotation of the screw

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機において金
型のキャビティ内に射出する射出樹脂量を正確に計量す
るための射出成形機の計量方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の射出成形機においては、図7
(a)に示すように、加熱筒1内に挿入されたスクリュ
ー2を回転させ、溶融樹脂を加熱筒1の先端側に供給し
溶融樹脂の圧力でスクリュー2を後退させ、スクリュー
2が所定位置になったときにスクリュー2の回転を停止
して、スクリュー2を所定位置で停止するようにしてい
る。このとき、スクリューヘッド3とシートリング4と
の間に位置するリング状の逆流防止弁5は、溶融樹脂の
流動によりスクリューヘッド側に位置させられている。
【0003】そして、射出成形する際には、図7
(b),(c)に示すように、スクリュー2を加熱筒1の
先端側に押圧移動させて、加熱筒1の先端側の溶融樹脂
に圧力をかけ、図示しない金型のキャビティ内に溶融樹
脂を射出するようにしている。射出工程の初期において
は、図7(b)に示すように、逆流防止弁5はスクリュ
ーヘッド3の側からシートリング4側に移動し、図7
(c)に示すように、ある程度スクリュー2が移動した
ときに、逆流防止弁5はシートリング4に当接して溶融
樹脂の逆流を遮断して溶融樹脂に圧力を負荷するように
なる。ここで、図7(b)に示すように、射出工程初期
において、逆流防止弁5がシートリング4側に移動する
際に、加熱筒1の先端側にある溶融樹脂が逆流防止弁5
の後方に逆流するといった現象が起きる。ここで、逆流
防止弁5は加熱筒1の内径に対して隙間をもっており、
かつ、軸方向に拘束されていないので、射出工程初期に
おける逆流量が成形サイクル毎に一定にならず、金型に
射出される溶融樹脂量がばらつきがでて、この結果、成
形品の寸法や重量のばらつきが生ずる。
【0004】また、計量時のスクリュー2の停止位置の
精度を高め、溶融樹脂の計量精度を向上させる方法とし
ては、スクリュー2の回転を停止させる直前でスクリュ
ー2の回転速度を減速したり、スクリュー2の回転を停
止させる直前でスクリュー2に作用する背圧を0とした
り減圧させたり、機械式ストッパによりスクリュー2の
停止位置が一定になるようにしたもの等が知られてい
る。しかしながら、これらの方法は、スクリュー2が停
止したときに、逆流防止弁5はスクリューヘッド3側に
当接しており、射出工程初期において逆流防止弁5がシ
ートリング4側に移動して逆流が発生することに対して
なんら対策を採っておらず、溶融樹脂の逆流による成形
品の寸法や重量のばらつきを防止することはできない。
このばらつきを防止するために、特開平1−10801
8号公報に示されるように、加熱筒1の先端に形成され
たノズル部にシャットオフバルブを設けてノズル部を閉
塞状態にしておき、射出工程の直前にスクリュー2を前
進させて加熱筒1内の溶融樹脂を余圧することにより、
射出工程の直前に逆流防止弁5をシートリング4に密着
当接するようにした方法が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
1−108018号公報に記載された方法は、溶融樹脂
を余圧するためにノズル部を閉塞するシャットオフバル
ブを設けるようにしているので、シャットオフバルブの
ないいわゆるオープンノズルにおいては溶融樹脂を余圧
することができないといった欠点がある。本発明は、オ
ープンノズルにおいても適用することができるととも
に、射出開始前に逆流防止弁を閉塞状態にして射出工程
初期における逆流を防止することができ、成形品の重量
や寸法のばらつきを防止することができる射出成形機の
計量方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、スクリューを
回転させながら加熱筒の先端側に溶融樹脂を供給し、前
記スクリューを所定位置で停止させる樹脂供給工程と、
前記加熱筒の先端に形成されたノズル口を樹脂が射出さ
れた金型の樹脂注入口に当接した状態で、前記樹脂供給
工程により停止した前記スクリューに前記ノズル口方向
に所定圧力をかけて、前記スクリューを前進させるカウ
ンタプレス工程と、前記カウンタプレス工程において付
与した圧力を解除し、前記スクリュー先端側の溶融樹脂
圧力の圧抜き工程とを備えたことを特徴とする。
【0007】
【作用】樹脂供給工程により加熱筒の先端に供給された
溶融樹脂に、カウンタプレス工程によりノズル口に向け
て所定圧力がかけられる。このカウンタプレス工程は、
加熱筒のノズル口が、樹脂が射出された金型の樹脂注入
口に当接した状態で行われるので、ノズル口にシャット
オフバルブ等のバルブを設けなくても、金型内に射出さ
れた樹脂により閉塞状態が保たれ、溶融樹脂に余圧をか
けることができる。このカウンタプレス工程中に、加熱
筒の先端に供給された溶融樹脂は後方に逆流し、逆流防
止弁が移動して閉塞状態となる。この後、圧抜き工程に
より、溶融樹脂の残圧が除去され、金型の樹脂注入口か
らノズル口を外したときに、ノズル口から樹脂が漏れる
現象いわゆる鼻たれ現象が予防される。このように、本
発明によれば、カウンタプレス工程により逆流防止弁を
閉塞状態にした後に、通常の射出成形を行うことによっ
て、従来、射出工程初期に発生していた溶融樹脂の逆流
が防止され、成形品の重量や寸法のばらつきが防止され
る。
【0008】
【実施例】以下に、図面を参照して、本発明の一実施例
について説明する。先ず、本発明の方法を実施する装置
について説明すると、図2、図3に示すように、前端に
ノズル10が形成された加熱筒11が設けられている。
加熱筒11の後端からスクリュー12が進退自在にかつ
回転自在に挿入されている。スクリュー12の後端に
は、油圧駆動のモータ13が取り付けられており、この
モータ13によりスクリュー12に回転を与えるように
なっている。さらに、モータ13の後端には、射出シリ
ンダ14が設けられており、この射出シリンダ14によ
りスクリュー12を前進・後退させるようにしている。
モータ13及び射出シリンダ14には油圧駆動装置15
が接続されており、モータ13及び射出シリンダ14に
供給する油圧が制御されるようになっている。また、加
熱筒11の後端には、射出材料をスクリュー12側に供
給するホッパ16が取り付けられている。
【0009】前記スクリュー12の後端にはL字状をし
たラック部材17が取り付けられており、このラック部
材17にはエンコーダ(位置検出器)18のピニオンが
回転自在に噛合し、このエンコーダ18は、制御装置1
9の位置センサ入力回路40に接続されている。また、
前記射出シリンダ14には、この射出シリンダ14がス
クリュー12に負荷する圧力、いわゆる背圧を検出する
ための圧力センサ(図示略)が取り付けられており、こ
の圧力センサは制御装置19の圧力センサ入力回路41
に接続されている。この制御装置19は、射出成形機の
種々の操業データを入力するための設定装置42と、こ
の設定装置42に入力された圧力値と前記圧力センサ入
力回路の出力とを比較してラッチ指令信号を出力する比
較回路43と、前記位置センサ入力回路41及び比較回
路43からの信号を記憶する記憶装置44と、この記憶
装置44の出力信号と前記設定装置42に入力された変
速点、計量完了点などの位置信号の設定値とから変更点
信号(後述)を算出する演算装置45と、この変更点信
号と設定装置42に入力されたスクリュー駆動圧力、速
度などの設定値とから油圧制御出力回路46を介して前
記油圧駆動装置15に制御信号を出力する制御回路47
とを備えている。
【0010】図3には加熱筒11のノズル10が金型に
当接された状態が示されている。スクリュー12の先端
にはスクリューヘッド24が形成されており、スクリュ
ーヘッド24に対向する端部には、シートリング23が
取り付けられている。このシートリング23とスクリュ
ーヘッド24との間にはリング状の逆流防止弁22が加
熱筒11の内周面に対して摺動自在に挿入されている。
そして、逆流防止弁22は、樹脂供給時にはスクリュー
ヘッド24側に位置し、射出時にはシートリング23側
に位置して溶融樹脂の逆流を防止するようになってい
る。また、加熱筒11の先端に形成されたノズル10
は、固定盤25に形成された貫通孔26を挿入され、ノ
ズル10の先端に形成されたノズル口27を金型28の
樹脂注入口29に当接して溶融樹脂を金型28のキャビ
ティ内に射出するようになっている。図中、30は射出
によって形成された成形品を示す。次に、図1〜図3を
参照して、本実施例における計量動作について説明す
る。
【0011】(1)樹脂の供給(図1(a)参照)スク
リュー12が回転すると、可塑化された樹脂は、スクリ
ュー12からスクリューヘッド24と逆流防止弁22と
の間隙を通って加熱筒11の先端側に供給され、この先
端部内の樹脂圧力P0とシリンダ14の背圧がつり合っ
た状態でスクリュー12は回転しながら後退する。この
とき、逆流防止弁22は、溶融樹脂の加熱筒11の先端
部への流動によりスクリューヘッド24側に当接してい
る。 (2)供給停止(図1(b)参照)前記設定装置42に
より設定された計量停止位置と、エンコーダ18により
計測されたスクリュー位置とが一致した時に演算装置4
5より制御信号が制御回路47に送られ、油圧駆動装置
15が作動してスクリュー12の回転が停止され、スク
リュー12の後退動作も停止する。この停止位置をS0
とする。このとき、前記従来例と同様に、逆流防止弁2
2は、スクリューヘッド24側に当接したいわゆるオー
プン状態になっている。
【0012】(3)カウンタプレス(図1(c)参照)
上記供給停止の後に、射出シリンダ14を駆動して、一
定圧力P1によりスクリュー12を前進させる。このと
き、ノズル10のノズル口27は金型28の樹脂注入口
29に当接した状態であり、直前に射出した成形品が固
化状態にあるので、ノズル口27は閉塞状態にあり、射
出シリンダ14による上記圧力P1で、加熱筒11の先
端側に貯留された溶融樹脂に圧力が付与される。この結
果、加熱筒11の先端側の溶融樹脂にかかる圧力によ
り、溶融樹脂がスクリューヘッド24側からシートリン
グ23側に逆流することになり、この樹脂の逆流流動と
スクリュー12の前進により、逆流防止弁22は、相対
的に図中右側に移動して、シートリング23に当接し閉
塞状態になる。このように逆流防止弁22が閉塞状態に
なるまでスクリュー12は前進して、カウンタプレスに
よる圧力P1と、加熱筒11の先端側の溶融樹脂の圧力
がつり合った状態でスクリュー12が停止する。このと
きのスクリュー12の位置をS1とし、上述したスクリ
ュー12の位置S0からの前進量をΔl1とする。なお、
このカウンタプレス動作は供給停止直後から型開き直前
までの間であればいつ行っても良い。
【0013】(4)圧抜き(図1(d)参照)カウンタ
プレスによりスクリュー12が停止した後に、射出シリ
ンダ14による圧力付与を解除する。すなわち、加熱筒
11内の樹脂圧力P1を、後述する鼻たれが起きないよ
うな比較的小さい圧力値であるP2以下とする。ここ
で、上記カウンタプレス中に逆流防止弁22がシートリ
ング23に当接して閉塞状態が維持されているので、加
熱筒11の先端側の樹脂圧力と、射出シリンダ14の圧
力とがつり合った状態のままでカウンタプレスによる圧
力が解除される。この圧力解除によりスクリュー12は
若干後退して停止し、計量が完了する。このときのスク
リュー12の位置をS2とし、スクリュー12の位置S1
からの後退量をΔl2とし、前記したスクリュー12の位
置S0からの前進量をΔl3とする。なお、カウンタプレ
スによる圧力を解除するようにしているので、加熱筒1
1の先端側の溶融樹脂の残圧が除去され、ノズル10を
金型28の注入口29から離したときに、ノズル10の
ノズル口27から溶融樹脂が漏れるいわゆる鼻たれ現象
をなくすことができる。
【0014】(5)射出工程 金型28を開いて直前に射出して固化した成形品を取り
出し、金型28を閉じる。そして、射出シリンダ14に
より加熱筒11の先端側に貯留された溶融樹脂に圧力を
かけて、金型28のキャビティ内に射出する。この際、
エンコーダ18によりスクリュー12の現在位置を計測
しながら、この計測値と設定装置42により設定された
変速点値とを比較し、所定の射出ストロークにおいて油
圧制御部15に制御信号を発して射出速度等の変更が行
われる。ここで、射出ストロークの原点として上記スク
リューの位置S1又は位置S2のどちらを採用してもよ
い。
【0015】次に、図4に示すように射出速度を制御し
て射出成形を行う場合について、図5及び図6に示すフ
ローチャートを参照して説明する。図5のフローチャー
トは射出工程の前段階の処理を示すものである。ステッ
プ1(図中ではST1と記載する。以下同様である。)
では、射出ストロークの現在値Spが設定値S0となった
か否かを判別する。SpがS0でないときは、ステップ2
に進み、スクリュー12を回転させる。これらのステッ
プ1及びステップ2においては、スクリュー12を回転
させて後退している状態であり、Spが設定値S0になっ
たらスクリュー12の回転が止められ、スクリュー12
の後退動が停止される樹脂供給工程を示すものである。
ステップ2の結果、射出ストローク現在値がSp=S0
なったら、ステップ3に進む。このステップ3では、射
出シリンダの圧力の現在値Ppがカウンタプレス完了圧
1となったか否かを、比較回路43において判別す
る。PpがP1より小さいときはステップ4に進みカウン
タプレスを継続する。これらステップ3及びステップ4
は、スクリュー12を前進させ加熱筒11の先端部に貯
留された溶融樹脂に所定の圧力P1をかけるカウンタプ
レス工程を示すものである。
【0016】樹脂圧力がPp≧P1となったらステップ5
に進む。このステップ5では、Pp=P1となったときのス
クリュー12の射出ストロークの現在値SpをS1として
記憶装置44に記憶し、ステップ6に進む。ステップ6
では、射出シリンダに対する油圧が解放され、その際の
射出シリンダの圧力の現在値PpがP2になったか否かを
判別する。そして、P pがP2でないときには、ステップ
7に進み、射出圧の解除を継続する。これらのステップ
6及びステップ7は、射出シリンダ14により溶融樹脂
にかけた圧力P1を解除する圧抜き工程を示すものであ
る。
【0017】Pp≦P2となったときには、ステップ8に
進む。このステップ8ではPp=P2となったときの射出
ストロークの現在値SpをS2として記憶装置44に記憶
し、ステップ9に進む。ステップ9では、射出ストロー
クの射出原点を上記S1とするか上記S2とするかを予め
指定されたデータに基づいて判別する。S1を射出原点
とする場合はステップ10に進み、S2を射出原点とす
る場合はステップ11に進む。ステップ10では、S0
からS1を引いて、カウンタプレス工程により前進した
前進量Δl1を求め、このΔl1を、予め定められた図4に
示す射出速度の変更点S21,S22,S23,S24,S25
ら引いて補正し、補正後の変更点HS21,HS22,HS
23,HS24,HS25を求める。また、ステップ11で
は、S0からS2を引いて、前進した前進量Δl3を求め、
このΔl3を予め定められた図4に示す射出速度の変更点
21,S22,S23,S24,S25から引いて補正し補正後
の変更点HS21,HS22,HS23,HS24,HS25を求
める。次に、図6に基づいて、射出工程の説明をする。
以下の射出工程では、樹脂供給工程終了後の前記スクリ
ューの停止位置S 0 と前記カウンタプレス工程終了後の
前記スクリューの停止位置S 1 又は前記圧抜き工程終了
後の前記スクリューの停止位置S 2 との位置のずれを補
正した補正後の変更点HS 21 ,HS 22 ,HS 23 ,H
24 ,HS 25 により射出工程がなされるので、上記工程
間におけるスクリューの移動に伴う誤差の発生を防止で
きる。 すなわち、ステップ20では射出ストロークの現
在値Spが補正後の変更点HS21より大きいか否かが判
定される。HS21<Spのときはステップ21に進み、
ステップ21において射出速度がV1となるように、上
記油圧制御部15に制御信号が発せられ、スクリュー1
2の前進速度が制御される。HS21=Spとなったとき
には、ステップ22に進む。
【0018】ステップ22では射出ストロークの現在値
pが補正後の変更点HS22より大きいか否かが判定さ
れる。HS22<Spのときはステップ23に進み、ステ
ップ23において射出速度がV2となるように、上記油
圧制御部15に制御信号が発せられ、スクリュー12の
前進速度が制御される。HS22=Spとなったときに
は、ステップ24に進む。ステップ24では射出ストロ
ークの現在値Spが補正後の変更点HS23より大きいか
否かが判定される。HS23<Spのときはステップ25
に進み、ステップ25において射出速度がV3となるよ
うに、上記油圧制御部15に制御信号が発せられ、スク
リュー21の前進速度が制御される。HS23=Spとな
ったときには、ステップ26に進む。ステップ26では
射出ストロークの現在値Spが補正後の変更点HS24
り大きいか否かが判定される。HS24<Spのときはス
テップ27に進み、ステップ27において射出速度がV
4となるように、上記油圧制御部15に制御信号が発せ
られ、スクリュー12の前進速度が制御される。HS24
=Spとなったときには、ステップ28に進む。ステッ
プ28では射出ストロークの現在値Spが補正後の変更
点HS25より大きいか否かが判定される。HS25<Sp
のときはステップ29に進み、ステップ29において射
出速度がV5となるように、上記油圧制御部15に制御
信号が発せられ、スクリュー12の前進速度が制御され
る。HS25=Spとなったときには、ステップ30に進
む。ステップ30では保圧工程に入り、図4に示すよう
に、時間Tの経過に従って射出圧力を制御する。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の射出成形
機の計量方法では、スクリューを回転させながら前記加
熱筒の先端側に溶融樹脂を供給し、前記スクリューを所
定位置で停止させる樹脂供給工程と、前記加熱筒の先端
に形成されたノズル口を樹脂が射出された金型の樹脂注
入口に当接した状態で、前記樹脂供給工程により停止し
た前記スクリューに前記ノズル口方向に所定圧力をかけ
て、前記スクリューを前進させるカウンタプレス工程
と、前記カウンタプレス工程において付与した圧力を解
除し、前記スクリュー先端側の溶融樹脂圧力の圧抜き工
程とを備えているので、シャットオフバルブ等のノズル
閉塞機構を有していないいわゆるオープンノズルにおい
ても射出開始前に溶融樹脂を余圧して逆流防止弁を閉塞
状態にすることができ、射出開始初期に溶融樹脂がスク
リュー後方に逆流することがなくなり、この逆流量のば
らつきに起因する成形品の重量や寸法のばらつきをなく
すことができる。しかも、樹脂供給工程終了後のスクリ
ューの停止位置とカウンタプレス工程終了後の前記スク
リューの停止位置又は圧抜き工程終了後のスクリューの
停止位置とからスクリューの位置の補正値を求め、前記
スクリューのストロークについて予め設定された変更点
を前記補正値により補正するようにしたので、前記各工
程間におけるスクリューの移動に伴う誤差の発生を防止
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の工程を示す図である。
【図2】本発明に用いる射出成形機の構成を示す図であ
る。
【図3】図2の部分拡大図である。
【図4】充填工程と保圧工程とのプログラムを示す図で
ある。
【図5】計量工程のフローチャートである。
【図6】射出工程のフローチャートである。
【図7】従来の射出工程を示す図である。
【符号の説明】
11 加熱筒 12 スクリュー 22 逆流防止弁 27 ノズル口 29 樹脂注入口

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱筒内にスクリューが回転自在かつ進
    退自在に挿入され、このスクリューの先端部に逆流防止
    弁が取り付けられた射出成形機において、前記スクリュ
    ーを回転させながら前記加熱筒の先端側に溶融樹脂を供
    給し、前記スクリューを所定位置で停止させる樹脂供給
    工程と、前記加熱筒の先端に形成されたノズル口を樹脂
    が射出された金型の樹脂注入口に当接した状態で、前記
    樹脂供給工程により停止した前記スクリューに前記ノズ
    ル口方向に所定圧力をかけて、前記スクリューを前進さ
    せるカウンタプレス工程と、前記カウンタプレス工程に
    おいて付与した圧力を解除し、前記スクリュー先端側の
    溶融樹脂圧力の圧抜き工程とを備え、前記樹脂供給工程
    終了後の前記スクリューの停止位置と前記カウンタプレ
    ス工程終了後の前記スクリューの停止位置又は前記圧抜
    き工程終了後の前記スクリューの停止位置とからスクリ
    ューの位置の補正値を求め、前記スクリューのストロー
    クについて予め設定された変更点を前記補正値により補
    正するようにしたことを特徴とする射出成形機の計量方
    法。
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