JPH10272659A - 射出成形機の射出制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 射出・充填行程終期の充填圧が安定して充填
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、保圧行程初期に入ってから保圧設定値に落着くま
での時間が安定し、以って良好な品質の成形品を製造可
能とすること。 【構成】 流量制御弁の下流側に圧力制御弁を設ける。
そして、１次射出行程区間を第１の射出・充填行程区間
とこれに続く第２の射出行程区間とに分け、第１の射出
・充填行程区間においては負荷圧にかかわりなく、位置
に応じて設定された速度に基づく流量制御弁による速度
制御によって射出・充填行程を実行し、第２の射出・充
填区間においては速度にかかわりなく、位置に応じて設
定された好適充填圧に基づく圧力制御弁による圧力制御
によって射出・充填行程を実行し、かつ、第１の射出・
充填行程区間では速度の多段制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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、ジェッティング等を防止し金型形
状に合わせた良好な射出・充填を行うために射出速度を
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５
ａ）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設
定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、図４に示すように、
充填中には流量制御弁３の上流側圧力（１次側圧力）を
下流側圧力（２次側圧力）よりも相当大きくしても（所
謂差圧を大きくしても）、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。すなわ
ち、射出・充填行程期間においては速度を優先した制御
を行っているので、負荷圧を正確にはコントロールでき
ない制御手法となっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した図４の従来技
術においては、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、成形
品品質に重大な影響を与える射出・充填行程終期および
保圧行程初期の充填圧が安定せず、成形品密度がバラツ
キ易いという問題があった。特に、チャージ量や樹脂温
等が変化すると充填圧変動が生じ易く、この傾向は顕著
となった。

【０００８】さらに、上述した図４の従来技術において
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するという問題があった。こ
れは高速射出を行なうため前記した流量制御弁３の上流
側と下流側との差圧を大きく設定すればする程顕著であ
った。また、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】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・充填行程終期の充填圧
が安定して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、保圧行程初期に入ってから保圧設
定値に落着くまでの時間が安定し、良好な品質の成形品
が製造可能な射出成形機の射出制御方法を提供すること
にある。

【００１０】

【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、流量制御弁を介して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
流量制御弁と前記射出シリンダとの間の油路に圧力制御
弁を設けて、射出行程初期から保圧切替え点までの区間
を第１の射出・充填行程区間とこれに続く第２の射出・
充填区間とに分け、前記第１の射出・充填行程区間にお
いては負荷圧にかかわりなく、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速度に基づく
前記流量制御弁による速度制御によって射出・充填行程
を実行し、前記第２の射出・充填区間においては速度に
かかわりなく、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好適充填圧に基づく前記圧力
制御弁による圧力制御によって射出・充填行程を実行
し、かつ、前記第１の射出・充填行程区間では速度の多
段制御を行うようにされる。

【００１１】前記のように本発明では、流量制御弁と射
出シリンダとの間の油路、すなわち流量制御弁の下流側
（２次側）の油路には、射出シリンダへ供給される油圧
（負荷圧）をコントロールするための電磁比例リリーフ
弁よりなる圧力制御弁が設けられる。そして、射出行程
初期から保圧切替え点までの区間、換言するなら１次射
出行程区間たる射出・充填行程区間を、第１の射出・充
填行程区間とこれに続く第２の射出・充填区間とに分
け、第１の射出・充填行程区間においては負荷圧にかか
わりなく、射出シリンダのピストンロッドの前進位置に
応じて設定された速度に基づく流量制御弁による速度制
御によって射出・充填行程を実行する。これによって、
第１の射出・充填行程区間においては正確な射出速度コ
ントロールがなされ、金型形状（製品形状）に応じた良
好な溶融樹脂の充填速度コントロールが達成でき、ジェ
ッティング等の発生が確実に抑止される。さらに、この
第１の射出・充填行程区間では、射出速度の多段制御が
行われ、金型形状（製品形状）や樹脂材料などに合わせ
た多段速度制御によって、良品成形に大いに寄与する良
好な溶融樹脂の充填速度コントロールが実現できる。

【００１２】一方、第２の射出・充填区間においては速
度にかかわりなく、前記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好適充填圧に基づく圧力制御
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、第２の射出・充填区間においては、射出
シリンダへ供給される油圧（負荷圧）が、設定された最
適充填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、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）が最適
充填圧を超えることがないようにされる。よって、射出
・充填行程終期充填圧が安定すると共に、保圧行程初期
に入ってから保圧設定値に落着くまでの時間が安定し、
また、負荷圧が最適充填圧を超えることがないので、総
じて、成形品密度が安定して、バリ、ソリ等の発生も可
及的に抑止でき、成形品品質が向上する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の１実施形態を図１
および図２によって説明する。図１は本実施形態に係る
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。

【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圧力制御弁で
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、本実施形態においては、圧力制御
弁６が、流量制御弁３と射出シリンダ５の前進用油室と
の間の油路に付加・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・充填制御を行っていない時
には、流量制御弁３を所定弁開度の開放状態に設定する
ことにより、圧力制御弁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・充填制御
を行うことが可能になっている。一方、圧力制御弁６に
よる油圧（負荷圧）を優先した射出・充填制御行ってい
ない時には、圧力制御弁６に設定された油圧上限規制値
を超えない限りは、流量制御弁３の流量に依存する速度
を優先した射出・充填制御行うことが可能になってい
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
開始から前記ピストンロッド５ａが保圧切替え点の所定
量手前の位置に至るまでは（射出・充填行程区間の第１
の射出・充填行程区間では）、前記圧力制御弁６の上限
規制値は速度制御に影響を与えない程度の大きな値に設
定されており、前記射出ストローク検出センサ７による
位置検出情報と位置に応じて設定された設定射出速度値
とに基づき、前記マイコンが流量制御弁３をコントロー
ルして、射出速度を優先させた射出・充填行程を実行さ
せる。すなわち、図２に示すように上記第１の射出・充
填行程区間では、負荷圧にかかわりなく、設定された速
度に基づく流量制御弁３による速度制御によって射出・
充填行程を実行し、これにより射出速度を安定させ、金
型形状（製品形状）に応じた良好な溶融樹脂の充填速度
コントロールを達成し、ジェッティング等の発生を確実
に抑止するようになされる。また、この第１の射出・充
填行程区間では、射出速度の多段制御も可能となってお
り、このように射出速度の多段制御を行うようになせ
ば、金型形状（製品形状）や樹脂材料などに合わせた多
段速度制御によって、良品成形に大いに寄与する良好な
溶融樹脂の充填速度コントロールが実現できる。

【００１８】次に、射出・充填行程（１次射出行程）が
進行し、ピストンロッド５ａが前記第１の射出・充填行
程区間の終端位置に至ったこと（第２の射出・充填行程
区間の始端位置に至ったこと）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、前記したマイコン
の指令で圧力制御弁６による上限規制値は最適充填圧と
等しい値に切替え設定されると共に、前記流量制御弁３
による流量制御は中止されて流量制御弁３は一定の流量
を流す開放状態におかれる。そして、第１の射出・充填
行程区間に続く第２の射出・充填行程区間では、前記射
出ストローク検出センサ７による位置検出情報と位置に
応じて設定された設定圧力値とに基づき、前記マイコン
が圧力制御弁６をコントロールして、負荷圧（射出圧力
たる充填圧）を優先させた射出・充填行程を実行させ
る。すなわち、図２に示すように上記第２の射出・充填
行程区間では、射出速度にかかわりなく、上限規制値が
最適充填圧に設定された圧力制御弁６による負荷圧制御
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）の終期には負荷圧が最適充填
圧を超えることがなく、負荷圧を最適充填圧に一致させ
て安定した充填圧を維持するようになっている。なお、
斯様な負荷圧優先制御を行うため、保圧切替え点の手前
では、負荷圧に引っ張られた形で射出速度は若干ダウン
する。

【００１９】そして、前記ピストンロッド５ａが前記第
２の射出・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
よる圧力制御を圧力制御弁６によって行う保圧行程に入
り、圧力制御弁６の上限制限値を保圧設定値にして所定
時間の保圧行程が実行される。この際、保圧切替え点で
の負荷圧が最適充填圧に一定しているので、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。

【００２０】以上のように本実施形態においては、第１
の射出・充填行程区間においては正確な射出速度コント
ロールがなされ、金型形状（製品形状）に応じた良好な
溶融樹脂の充填速度コントロールが達成でき、ジェッテ
ィング等の発生が確実に抑止される。また、第２の射出
・充填行程区間においては負荷圧を優先させてコントロ
ールしているので、射出・充填行程終期の充填圧が安定
して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、保圧行程初期に入ってから保圧設定値に
落着くまでの時間が安定し、総じて、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
能となる。

【００２１】なお、上記した実施形態においては、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
とは、当業者には明らかである。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、保圧切替
え点までの射出・充填行程を、第１の射出・充填行程区
間と第２の射出・充填行程区間に分け、第１の射出・充
填行程区間では速度制御によって射出・充填を行い、こ
れに引き続く第２の射出・充填行程区間では設定された
好適充填圧に基づく圧力制御を行うようにしたものであ
るので、ジェッティング等を防止した金型形状に合わせ
た良好な射出を行うことが可能となり、また、射出・充
填行程終期の充填圧が安定して、充填完了に近付いても
充填圧が適正値を超えることなく、かつ、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して、こ
れにより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できる。さらに、第１の射出・
充填行程区間では、速度の多段制御を行うようにしてい
るので、金型形状（製品形状）や樹脂材料などに合わせ
た多段速度制御によって、良品成形に大いに寄与する良
好な溶融樹脂の充填速度コントロールが実現できる。ま
た、本発明では、保圧切替え点までの射出・充填行程に
おいては、速度制御区間（第１の射出・充填行程区間）
並びに圧力制御区間（第２の射出・充填行程区間）の双
方を、射出シリンダのピストンロッドの位置に応じて設
定された設定値に基づくように制御するので、保圧切替
え点の位置を常に一定なものに維持することができて、
射出の充填量をばらつきなく安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態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実施形態による射出・充填行程並び
に保圧行程時の射出速度と負荷圧との関係を示すグラフ
図である。

【図３】本発明の他の実施形態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
速度と負荷圧との関係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 圧力制御弁 ７ 射出ストローク検出センサ ８ アキュームレータ

Claims (1)

【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、流量制御弁を介して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、 前記流量制御弁と前記射出シリンダとの間の油路に圧力
   制御弁を設けて、射出行程初期から保圧切替え点までの
   区間を第１の射出・充填行程区間とこれに続く第２の射
   出・充填行程区間とに分け、前記第１の射出・充填行程
   区間においては負荷圧にかかわりなく、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速度
   に基づく前記流量制御弁による速度制御によって射出・
   充填行程を実行し、前記第２の射出・充填区間において
   は速度にかかわりなく、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好適充填圧に基づく
   前記圧力制御弁による圧力制御によって射出・充填行程
   を実行するようにし、かつ、前記第１の射出・充填行程
   区間では速度の多段制御を行う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。