JPH077919U

JPH077919U - 射出成形装置

Info

Publication number: JPH077919U
Application number: JP3956893U
Authority: JP
Inventors: 陽一磯島
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1993-07-21
Filing date: 1993-07-21
Publication date: 1995-02-03
Anticipated expiration: 2008-07-21
Also published as: JP2602189Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】実際の充填位置をシリンダ内の材料圧から検出
し、充填不足や充填過大などの充填不良を防止する。【構成】押出機１の射出用圧力シリンダ２に圧力流体を
供給して射出スクリュー３をノズル４方向に所定圧力で
移動させ、ノズル４から溶融状態の成形材料を所定の射
出圧力で射出する射出成形装置である。演算部１３およ
び判定部１４で圧力センサ９により検出された成形材料
の実際の圧力値Ｐが基準圧力設定部に入力された基準圧
力値Ｐ₀に達したか否かを判定する。このときの射出ス
クリューの位置を位置センサ１５から取り込み、この位
置を充填開始の原点Ｌ₀として、射出量設定部に入力さ
れた射出スクリューの移動距離Ｌだけ動作させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、射出成形装置に関し、ゴム材料など各種の圧縮性成形材料の圧縮特性が原因で生じる充填過大や充填不良を未然に防止することができる射出成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

射出成形は、加熱溶融したプラスチックスあるいはゴムなどの成形材料を成形型のキャビティ内に射出充填し、冷却後成形品として取り出すことにより行われる。この種の射出成形機は、成形材料を加熱溶融する可塑化装置、成形材料を射出する射出装置、成形型を保持して開閉および締め付けを行う型締め装置、およびこれら各装置の作動を自動制御するための制御装置などで構成されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、成形材料となるゴム材料やプラスチック材料は圧縮特性を有しており、この圧縮特性は材料の種類（材質）や計量（重量計測）の条件などによって相違する。

【０００４】例えば、材料の重量を計測するにあたり、スクリュー背圧、スクリュー回転数、加熱シリンダの予熱温度などの諸条件は、この材料計測の段階で材料の脱気効果に影響を及ぼす。そのため、これらの諸条件によって材料に含まれる空気や水蒸気など圧縮特性を有するガス量が変動するため、材料全体の圧縮特性も変動することになる。

【０００５】かかる材料の圧縮特性の変動は射出量に影響し、射出スクリューが同じストローク量であっても圧縮特性が異なれば、実際に射出される成形材料の量が相違することになる。その結果、例えば、圧縮性が大きいと射出量が減少して充填不足が生じ、逆に圧縮性が小さいと射出量が増加して充填過大（バリ漏れ）が発生するという品質面での問題を有していた。

【０００６】しかしながら、従来の射出成形装置では、このような圧縮特性に関する異常を事前に検証することができず、成形品を得た後に、例えば成形品の外観検査や機能検査を行って初めて成形材料の異常に気づくというのが実情であった。そのため、不良品が多数発生してしまい、圧縮特性が相違しても常に設定された射出量を実現できる射出成形装置の開発が希求されていた。

【０００７】特にゴムなどのように圧縮特性が著しい材料では、射出スクリューが移動し始めると、まず加熱シリンダ内の材料圧が上昇したのち充填を開始するため、射出スクリューの移動開始からゴム材料の充填開始までのタイムラグが大きく、上述した問題が顕著に現れた。

【０００８】本考案は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、成形材料の圧縮特性に拘わらず設定された射出量を実現でき、もって充填過大や充填不足という不具合の発生を未然に防止することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案の射出成形装置は、押出機の射出スクリューをシリンダ内で移動させ、溶融状態の成形材料を射出する射出成形装置において、前記射出スクリューの移動位置を検出する位置センサと、前記シリンダ内の成形材料の圧力値を検出する圧力センサと、前記成形材料が前記シリンダから射出されるときの基準圧力値を入力する基準圧力設定部と、前記成形材料の射出量を前記射出スクリューの移動距離に換算して入力する射出量設定部と、前記圧力センサにより検出された成形材料の実際の圧力値が前記基準圧力設定部に入力された基準圧力値に達したか否かを判定する判定手段と、前記判定手段で実際の圧力値が基準圧力値に達したことが判定されたときの前記射出スクリューの位置を前記位置センサから取り込み、この位置を充填開始の原点として、前記射出量設定部に入力された射出スクリューの移動距離だけ動作させる演算手段とを有することを特徴としている。

【００１０】

【作用】

本考案の射出成形装置では、射出スクリューの移動開始と成形材料の充填開始とのタイムラグを補償するために、加熱シリンダ内の材料圧力を実際に検出し、射出開始と認定できる圧力に達したら、この時点の射出スクリューの移動位置を充填開始の原点として、この原点から所定の移動量だけ射出スクリューを移動させるようにしている。すなわち、成形型の注入口に押出機のノズルを押し当てて、この押出機の射出用圧力シリンダに圧力流体を供給して射出スクリューをノズル方向に所定圧力で移動させることにより正規の射出成形を行う。

【００１１】このとき、圧力センサによってシリンダ内の成形材料が所定の基準圧力値に達したか否かを監視し、この基準圧力値に達したときの射出スクリューの位置を位置センサで確認する。そして、この位置センサにより確認された射出スクリューの位置を充填開始の原点であると認識し、この原点から起算して所定の移動量だけ射出スクリューを移動させる。

【００１２】ゴムなどのような圧縮特性が著しい成形材料を射出成形する場合、射出スクリューが移動を開始した時点から、材料がノズルから射出されるまでの間にシリンダ内で材料が圧縮されることになる。この時間は、材料の圧縮特性の大小によって左右されることになるが、本考案では、成形材料の実際の圧力値を基準にして充填開始の原点としているため、成形材料の圧縮特性が相違しても充填量を所望の値にコントロールすることができる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。図１は本考案の一実施例に係る射出成形装置を示すブロック図、図２は同実施例の制御手順を説明するフローチャート、図３は同実施例の押出機における成形材料の圧縮特性を説明する断面図およびグラフである。

【００１４】本実施例の射出成形装置は、成形型、この成形型を開閉して締め付けるための型締め装置、成形材料を成形型に注入するための押出機３、この押出機３に供給する油圧と油流量とを制御する油圧装置６、成形材料を可塑化するための可塑化装置１１，１２、および、押出機３の動作を自動制御するための制御装置１０とから構成されている。なお、本考案における成形型、型締め装置、および可塑化装置は従来公知の構成で支障がないため、その詳細な図面は省略して構成の概要のみを説明する。

【００１５】成形型は、上型と下型とからなり、これら上下型が組み合わされることにより内部にキャビティが形成される。上型および下型は、それぞれ加熱盤および断熱盤を介してダイプレートに装着されており、いずれかのダイプレートが他のダイプレートに対して接近離反移動可能に構成されている。また、上型に形成された注入口に押出し機３のノズル４の先端を当接させるため、加熱盤、断熱盤およびダイプレートには、ノズル４を通すための貫通孔がそれぞれ形成されている。

【００１６】このように上下のダイプレートを接近離反移動可能に設けるとともに、このダイプレートに固定された成形型が射出圧力によって押し開かれないように当該成形型を締め付けておくのが型締め装置であり、例えば型締めシリンダ等により構成されている。

【００１７】押出し機３は、成形材料をノズル４から上型と下型との間に形成されたキャビティ内に注入するための装置であり、内部に射出スクリュー８が軸方向移動自在に挿入された加熱シリンダ１１を有している。この加熱シリンダ１１には、温度調節された加熱媒体を流すための流路１２が形成されており、射出スクリュー８の回転によって加熱シリンダ内部に導入される成形材料を加熱して成形材料の可塑化状態を維持する可塑化装置を構成している。

【００１８】一方、射出スクリュー８は、図示しないスクリュー駆動用油圧モータで回転しながら射出用圧力シリンダ７の進退移動によって加熱シリンダ１１内を移動する。この射出用圧力シリンダ７を駆動させる油圧装置６は、例えば、可変容量ポンプと、この可変容量ポンプから圧送される圧力流体の圧送方向を切り替えるための方向切替え弁と、圧力流体の圧力を所定圧に保つための電磁リリーフ弁とから構成することができる。

【００１９】射出用圧力シリンダ７のピストン２２の前後には方向切替え弁を介して油圧装置６から圧力流体が送られ、これにより射出スクリュー８を軸方向上下に駆動させるようになっている。また、油圧装置６と方向切替え弁との間には電磁リリーフ弁が装着されており、射出制御装置１０からの信号に基づいて（Ｄ／Ａ変換器等を介して）油圧装置６から送られる圧力流体の圧力が調節されるようになっている。

【００２０】図１において符号「１５」は位置センサであり、射出スクリュー８の軸方向の位置を検出して位置監視部１６に出力する。この位置監視部１６では射出成形の開始信号の入力にしたがって射出スクリュー８の位置情報を演算部１７に逐次出力する。

【００２１】押出機３の加熱シリンダ１１には、圧力センサ９が設けられており、加熱シリンダ１１内の成形材料の圧力を検出して、この情報を圧力監視部５に出力する。圧力監視部５では圧力センサ９により検出された成形材料の圧力を比較部１３に出力する。この圧力センサ９は、ノズル４の近傍、すなわち加熱シリンダ１１の先端に設けておくことが好ましい。これは、加熱シリンダ内における成形材料の圧縮挙動を観察すると、射出スクリュー８が作動して充填を開始するまでの間においては、図３に示すように射出スクリュー８の先端近傍から材料圧力が上昇し始め、充填を開始するときに加熱シリンダ１１内の材料圧力が均等になるからである。

【００２２】基準圧力設定部１には、図３に示す充填開始時における加熱シリンダ１１内の材料圧力、すなわち基準圧力Ｐ₀を予め入力しておき、この値を比較部１３に逐次出力する。また、射出量設定部２には、成形材料や成形品に応じた射出量を予め設定しておき、この値を逐次演算部１７に出力する。ただし、本実施例における射出量設定部２には、それぞれの設定射出量を成形材料や加熱シリンダ容積に応じた射出スクリューの移動距離Ｌに換算して入力する。

【００２３】本実施例に係る制御装置１０には、圧力センサ９により検出された成形材料の実際の圧力値Ｐが、基準圧力設定部１に入力された基準圧力値Ｐ₀に達したか否かを比較して判定する比較部１３および判定部１４が設けられており、これら比較部１３と判定部１４が本考案の判定手段を構成する。

【００２４】比較部１３では、圧力監視部５を介して圧力センサ９から逐次入力される実際の圧力値Ｐと、基準圧力設定部１から逐次入力される基準圧力値Ｐ₀とを比較し、実際の圧力値Ｐが基準圧力値Ｐ₀に達したら、その旨の信号を判定部１４に出力する。なお、本実施例では比較部１３と判定部１４とを別構成としているが、これを一つの要素で構成してもよい。

【００２５】また、制御装置１０には演算部１７が設けられており、実際の圧力値Ｐが基準圧力値Ｐ₀に達したことが判定部１４で判定された場合、この瞬間の射出スクリュー８の位置を位置センサ１５から取り込む。そして、この射出スクリュー位置を充填開始の原点Ｌ₀と認識し、同時に射出量設定部２に入力された射出スクリューの移動距離情報を取り込む。

【００２６】射出量設定部２に入力されている射出スクリューの移動距離情報Ｌは、実際に充填を開始してからの移動距離であることから、実際の充填開始位置さえ判明すれば射出量は適正化されるはずである。本実施例では、かかる見地に基づいて、演算部１７で認識された充填開始の原点Ｌ₀を、射出量設定部２に入力されている射出スクリューの移動距離の原点とする。すなわち、位置監視部１６を介して取り込まれた射出スクリューの位置情報Ｌ₀に射出量設定部２に入力されている移動距離Ｌを加算して射出スクリューの停止位置を求める。

【００２７】開始／停止位置出力部１８は、射出成形の開始信号を油圧装置６に出力する以外に、演算部１７にて演算された射出スクリューの停止位置情報を油圧装置６に出力する。

【００２８】次に作用を説明する。本実施例に係る制御装置１０の基準圧力設定部１に、まず、標準的な成形材料を用いた場合の充填開始時における加熱シリンダ１１内の材料圧力、すなわち基準圧力Ｐ₀を入力しておく（ステップ１）。また、射出量設定部２には、成形材料や成形品の品目に応じた射出スクリュー８の移動距離Ｌを入力しておく（ステップ１）。

【００２９】次いで、加熱シリンダ１１内に成形材料Ｍを供給して射出成形を開始し（ステップ２）、同時に、位置センサ１５からの位置情報を位置監視部１６に取り込み、この位置監視部１６から演算部１７へ逐次この情報を出力する（ステップ３）。また、圧力センサ９からの圧力情報を圧力監視部５に取り込み、この圧力監視部５から比較部１３へ逐次この情報を出力する（ステップ４）。このとき、射出スクリュー８と加熱シリンダ１１内の成形材料Ｍは、図３に「Ａ」で示す状態となっており、圧縮される前の状態である。

【００３０】射出スクリュー８の移動が進行する間に、比較部１３で、圧力センサ９から取り込まれた実際の圧力Ｐと基準圧力設定部１に入力されている基準圧力Ｐ₀とを逐次比較する（ステップ５）。実際の圧力Ｐが基準圧力Ｐ₀に達するまでの間は、射出スクリュー８と加熱シリンダ１１内の成形材料Ｍは、図３に「Ｂ」で示す状態となっており、徐々に圧縮されてはいくものの、ノズル４から吐出される前の状態である。

【００３１】さらに射出スクリュー８が前進すると、加熱シリンダ１１内の成形材料の圧力Ｐは上昇し始める。実際の圧力Ｐが基準圧力Ｐ₀に達したら、比較部１３からその旨の信号を判定部１４に出力する。判定部１４では、この比較部１３からの信号によって実際に充填が開始されたことを認識し（ステップ６）、続けて実際の圧力Ｐが基準圧力Ｐ₀に達した旨の信号を演算部１７に出力する。このとき、射出スクリュー８と加熱シリンダ１１内の成形材料は、図３に「Ｃ」で示す状態となっており、ノズル４の流体抵抗に抗して充填を開始する状態である。

【００３２】演算部１７では、位置監視部１６を介して位置センサ１５から射出スクリュー８の位置情報Ｌ₀を取り込む（ステップ７）と同時に、射出量設定部２から射出スクリュー８の移動距離Ｌを取り込む（ステップ８）。そして、ステップ７で認識した位置情報Ｌ₀にステップ８の位置情報Ｌを加算することにより射出スクリュー８の停止位置（＝Ｌ₀＋Ｌ）を計算して求め（ステップ９）、この結果を開始／停止位置出力部１８に出力し、さらに開始／停止位置出力部１８から油圧装置６へ出力する（ステップ１０）。

【００３３】なお、以上説明した実施例は、本考案の理解を容易にするために記載されたものであって、本考案を限定するために記載されたものではない。したがって、上述した実施例に開示された各要素は、本考案の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

【００３４】

【考案の効果】

本考案の射出成形装置は、押出機から実際に充填が開始される時点をシリンダ内の材料圧力により認識し、この時点を原点として射出スクリューの停止位置を求めるようにしているので、成形材料の圧縮特性に拘わらず所定の射出量を充填することができる。その結果、充填過大や充填不足などの不具合を解消することができ、多数の不良成形品の発生を未然に防止することができる。

【提出日】平成６年３月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】

射出成形は、加熱溶融したプラスチックスあるいはゴムなどの成形材料を成形型のキャビティ内に射出充填し、架橋完了後成形品として取り出すことにより行われる。この種の射出成形機は、成形材料を加熱溶融する可塑化装置、成形材料を射出する射出装置、成形型を保持して開閉および締め付けを行う型締め装置、およびこれら各装置の作動を自動制御するための制御装置などで構成されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る射出成形装置を示すブ
ロック図である。

【図２】同実施例における処理手順を示すフローチャー
トである。

【図３】同実施例の押出機における成形材料の圧縮特性
を説明する断面図およびグラフである。

【符号の説明】

１…基準圧力設定部２…射出量設定部３…押出機４…ノズル５…圧力監視部６…油圧装置７…射出用圧力シリンダ８…射出スクリュー９…圧力センサ１０…制御装置１１…加熱シリンダ１２…流路１３…比較部（判定手段）１４…判定部（判定手段）１５…位置センサ１６…位置監視部１７…演算部（演算手段）１８…開始／停止位置出力部（演算手段）２２…ピストンＭ…成形材料Ｐ…成形材料の圧力値Ｐ₀…基準圧力値Ｌ…射出スクリューの移動距離Ｌ₀…充填開始の原点

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【手続補正書】

【提出日】平成６年３月２８日

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】押出機（３）の射出スクリュー（８）をシ
リンダ（１１）内で移動させ、溶融状態の成形材料
（Ｍ）を射出する射出成形装置において、前記射出スクリューの移動位置を検出する位置センサ
（１５）と、前記シリンダ内の成形材料の圧力値（Ｐ）を検出する圧
力センサ（９）と、前記成形材料が前記シリンダから射出されるときの基準
圧力値（Ｐ₀）を入力する基準圧力設定部（１）と、前記成形材料の射出量を前記射出スクリューの移動距離
（Ｌ）に換算して入力する射出量設定部（２）と、前記圧力センサにより検出された成形材料の実際の圧力
値（Ｐ）が前記基準圧力設定部に入力された基準圧力値
（Ｐ₀）に達したか否かを判定する判定手段（１３，１
４）と、前記判定手段で実際の圧力値（Ｐ）が基準圧力値
（Ｐ₀）に達したことが判定されたときの前記射出スク
リューの位置を前記位置センサから取り込み、この位置
を充填開始の原点（Ｌ₀）として、前記射出量設定部に
入力された射出スクリューの移動距離（Ｌ）だけ動作さ
せる演算手段（１７，１８）とを有することを特徴とす
る射出成形装置。