JPS59191558A - 射出成形装置における型締射出制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はガス抜き効果を向上させ、巣の発生の少ない成
形品の成形を可能にした射出成形装置における型締制御
方法に関する。

〔従来技術〕

成形時においてキャビティ内に空気が残っていると、こ
れが成形品内に巣が生じ、その強度２品質等を低下させ
るため、従来から■ガス抜き専用のバルブを金型に設け
る、■金型にエアベント通路を設ける、■型締力を小さ
く設定しガスの逃げを容易にするなど種々のガス抜き方
法が採用実施されている。しかし、このような方法は以
下のような欠点を有すると共にガス抜きに限界があシ、
完全には巣の発生を防止し得なかった。すなわち・上記
■のバルブによるガス抜き方法は、バルブの取付は位置
に制約があると共にその位置によシガス抜き効果が異な
シ、また専用のバルブと金型にバルブ取付用孔を加工形
成する必要がある。次に■のエアベント通路による方法
は、通路自体の大きさに限界があシ、大きくし過ぎると
溶融樹脂が洩れ、逆に小さ過ぎるとガス抜き効果が低下
する。

同様に■の型締力による方法もガス抜き効果が小さいば
かシか、射出最終段で型締力を増す必要があシ、そのた
め射出＠終段での高速性が要求されるが、これ’を満足
させるためには機構自体が複雑化するという難点がある
。

〔発明の概要〕

本発明は上述したような点に鑑みてなされたもので、射
出プランジャも１−〈はこれと同等の動きをする部分の
変位に比例した位置信号によって型締ストロークまたは
型締力を制御することによシ、ガス抜き効果を向上させ
、巣の発生を防止するようにした射出成形装置における
型締制御方法を提供するものでちる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明に係る型締制御方法を採用した射出成形
装置の一実施例を示す構成図である。同図において、射
出成形装置１自体は従来周知のものと同様、４本のダイ
パー５の両端部にそれぞれ固定された２つの固定盤３Ａ
、３Ｂ、一方の固定盤３Ａに固定された固定金型４．ダ
イパー５に摺動自在に保持された可動盤６．可動盤６の
前記固定金型４と対向する面に固定された移動金型７．
他方の固定盤３Ｂと可動盤６とを連結するトラブル機構
８．固定金型４に設けられた射出スリーブ９゜射出スリ
ーブ９内に供給された溶湯１０を前記両金型４，７間に
形成されたキャビティ１１内に加圧充填する射出プラン
ジャ１６．射出プランジャ１６を前後進させるだめの射
出シリンダ１２．射出成形時にトラブル機構８を伸長さ
せて移動金型７の型締を行う型締シリンダ１３等によっ
て概ね構成されている。

前記射出シリンダ１２は、油圧ポンプやアキュムレータ
からなる動力源１４よシ後述する流量制御弁１５全介し
て供給される作動油によって駆動され、この射出シリン
ダ１２の作動量、すなわちピストンロッド１２．や射出
シリンダ１６の変位はピストンロッド１２ａに取付けら
れたリニアスケール１８とこれに対応して配設された磁
気ヘッドなどからなる検出器１９によって検出され、そ
の検出信号が位置設定器および比眩器を内蔵した型締部
制御装置２０に送られる。同様に型締シリンダ１３も油
圧ポンプなどからなる動力源２１よシ後述する流量制御
弁２２を介して供給される作動油によって駆動され、こ
の凰締シリンダ１３の変位はピストンロッド２３に取付
けられたリニアスケール２４とこれに対応して配設され
た磁気ヘッドなどからなる検出器２５によって検出され
、その検出信号が前記型締部制御装置２０に送られる。

前記流量制御弁１５の構造を第２図に基づいて詳述する
と、この制御弁１５は、スプール室３２と、ナラ）ｆｉ
３３’ｉｉ−有するシリンダ状のバルブボディ３１を備
えている。前記スプール室３２Ｆｉバルブボデイ３１の
軸線方向に摺動自在な弁スプール３４を内蔵し、軸線方
向に開口する作動油流入口３５によって前記動力源１４
に接続されると共に、軸線方向とほぼ直交する方向に開
口する作動油流出口３６によって前記射出シリンダ１２
に接続されている。前記弁スプール３４の後端面中央に
は前記ナツト室３３内に挿入位置されるナツト軸３７７
５に一体に連設てれてお〕、このナラ）　４ｔ１３７の
内部にねじ軸３８が多数個のボール３９を介して螺入連
結されている。前記ねじ軸３８は歯車４０を一体に備え
、この歯車４０はパルスモータ４１の出力軸４１ａに固
定されたビニオン４２に噛合されている。前記パルスモ
ータ４１　ｉｊ前記バルブボディ３１の外壁に固定され
ており、射出部制御装置５０（第１図参照）から送出さ
れるバイス信号によって駆動制御されるように構成され
ているＯしたがって、パルスモータ４１が駆動して出力
軸４１ａの回転がビニオン４２を介して歯車４０に伝達
されると、ボールねじの作用によりナツト軸３Ｔは前記
出力軸４１ａの回転に相応して軸線方向に前後進し、こ
れと一体に弁スプール３４がスプール室３２内を前後進
することによシ、作動油流入口３６の開度を変化させ、
射出シリンダ１２に供給される作動油を瞬時に制御する
。

力お、ナツト軸３７の表面の一部には永久磁石５１を固
定し、この永久磁石５１と対向してノ（ルプボデイ３１
の一部には、例えばゼロクロスセンサと呼ばれる磁気作
用による位置検出器５２を取付けている。位置検出器５
２は永久磁石５１の移動に感応する近接スイッチで構成
され、ナツト軸３７や弁スプール３４の軸線方向の移動
距離をここで正確に検知して射出部制御装置５０にフィ
ードバックできるようにしている。また、弁スプール３
４の零位置を永久磁石５１と位置検出器５２の作用によ
って電気的に検知し２て、制御装置５０を介してパルス
モータ４１をその位置に正確に止めておくことができる
ようにしている。この位置検出器５２としては本実施例
において精度が０．０１態のものを使用した。なお、第
２図中５３．５４゜５５Ｆｉベアリング、５６は０リン
グである。

このよう力構成からなる流量制御弁１５を用いると、弁
スプール３４が開き指令を受けて開き始めるまでの時間
遅れを最大１ｍ５ｅＣ以下に押えることができ、流量の
高速切換えが可能である。なお、流量制御弁１５が作動
して射出シリンダ１２のピストンロッドの速度が変わシ
始めるまでに１０〜５０ｍＢｅｃ程度の時間遅れが生じ
るが、この遅れは作動油の慣性、粘性、圧縮性等に基づ
いて発生するものであって、完全にはなくし得ないもの
である。したがって、射出速度変更に際しては、これら
の時間遅れを考慮して指令を発し、速度制御する必要が
ある。

なお、第１図に示した型締シリンダ１３用の流量制御弁
２２も前述した制御弁１５と同一であるため、その説明
を省略・するが、この流量制御弁２２゜は前記型締部制
御装置２０よシ送出されるパルス信号によって駆動し、
型締シリンダ１３への作動油を高速度で切換えるように
構成されている。

次に上記構成からなる射出成形装置の型締動作について
説明する。

第１図に示した状態、すなわち流量制御弁２２や型締シ
リンダ１３を駆動【７て移動金型７が固定金型４と僅か
な間隙Ｉ！！ｔ−保って対向する如くトラブル機構８を
最終伸長位置直近まで伸長させ、その状態で流量制御弁
２２をいったん閉じる。この状態において、射出スリー
ブ９内に溶湯１０を注ぎ、射出シリンダ１２に動力源１
４からの作動油を流量制御弁１５を介して送シ込み、射
出プランジャ１６によシ前記射出スリーブ９内の溶湯１
０をキャビティ１１内に射出する。この時、キャビティ
１１内の空気は金型４，７間の間隙δから外部に押し出
される。そして、キャビティ１１内に溶湯１０が第３図
に示すように８〜９割程度まで充填されると、型締部制
御装置２０よシパルス信号を流量制御弁２２のパルスモ
ータ４１に送出シて該モータ４１を駆動する。すると、
流量制御弁２２よシ作動油が型締シリンダ１３に再び供
給されて、そのピストンロッド２３を右方に移動させ、
トラブル機構８を第１図仮想線で示すように完全に伸長
させる。この結果、移動金型７は固定金型４に大きな型
締力で圧接されて前記間隙δ’ｆ−０とし、さらに溶湯
１０がキャビティ１１内に充填すれる。この時キャビテ
ィ１１内に残っていた空気をガスベント通路によって外
部に排出すれば、さらにガス抜き効果が向上する。前記
間隙δはガス排出さｈ１溶湯１０が湿田しない値、例え
ばアルミ（Ａｔ）の場合０．０５〜０．１端程度に設定
される。

また、溶湯１０がキャビティ１１内の定位置に達した際
、間隙δを０にするための射出シリンダ１２と型締シリ
ンダ１３の動きを制御する方法としては３つの方法、す
なわち（：）射出プランジャ１６の動きに同調して型締
シリンダ１３を動作させる方法、（１１）射出プランジ
ャ１６の動きに同調せず型締シリンダ１３を瞬時に動か
す方法、（由）射出プランジャ１６の動きを一旦停止さ
せ、瞬時に型締シリンダ１３を動作させて型締を完了さ
せ、その後再び射出プランジャ１６を動作させる方法が
考えられるが、必要に応じてこれらを射出成形条件に応
じて選択すればよい。

すなわち、本発明による型締制御方法は、射出最終段直
前まで固定金型４と移動金型７との間にガス抜き用の間
隙δを設けておき、これによってキャビティ１１内の空
気をほぼ完全に排出した後両金型４，７のパーティング
面を圧接して型締し、しかる後最終射出工程を行うよう
にしたものである。

ここで、上記３つの方法を更に詳述すると、先ず（１）
の方法においては、射出シリンダ１２のピストンロッド
１２ａが伸長して第１図左方に移動すると、これと一体
にリニアスケール１８も移動するため、該スケール１Ｂ
に刻まれた位置信号が検出器１９によって検出され、こ
の検出信号を型締部制御装置２０に入力する。そして、
この検出信号が型締部制御装置２０に予め設定された値
と一致すると、これと検出装置２５から入力された距離
信号とを成る比例係数をもって比較し、その比較結果に
基づいて制御信号を流量制御弁２２のパルスモータ４１
に送出し、その制御信号に応じた流量制御弁２２の開度
と開き速度をもって流量制御弁２２を開く。すると、流
量制御弁２２がら作動油が型締シリンダ１３に供給され
て該シリンダ１３を作動させ、トラブル機構８を最終伸
長位置に伸長させる。この結果、移動金型７は固定金型
４に圧接でれ、間隙δを０にし、溶湯１０の射出最終段
における型締状態を得ることができる。

次に、（１１）の方法は（１）とほぼ同じ動作ではある
が、検出器１９からの信号によシ予め設定された位置を
検出すると、流量制御弁２２がただちに素早く全開し、
型締シリンダ１３が射出シリンダ１２とは無関係に作動
して最高速度で型締を行うものである。

一部、（ｌｉｉ　）の方法は（１１）とほぼ同じ動作で
はあるが、射出プラノン５ジヤ１６の前後動作を途中で
一旦停止またはこれと同等な程度に減速した状態で型締
動作の完了を待ち、その後再び射出動作を行わせるもの
である。

なお、以上３つの方法による型締動作はいずれも第１図
の太線で示す制御系ラインを以って行われるものである
が、これに限らず破線で示すように検出器１９による位
置信号を射出部制御装置５０に送シ、この射出部制御装
置５０からの信号を型締部制御装置２０に送っても上述
したと同等の制御を行うことが可能である。

すなわち、射出シリンダ１２を制御するために射出部制
御装置５０で制御パターンを設定するのであるが、この
制御パターンにある比例係数を持って型締部制御装置２
０を作動させるものである。

なお、以上の説明は射出および型締シリンダ１２゜１３
を共に在来のシリンダを用いたが、第４図に示す如くパ
ルス信号によって高精度に位置決めし得るパルスシリン
ダ６０を使用すればさらに確実な作動が可能となシ、そ
の効果も増大するものである。

ここで、パルスシリンダ６０の＃４成等を概略説明する
と、６１はシリンダ本体、６２はピストンロッドで、シ
リンダ本体６１内に挿入された挿入端には該シリンダ本
体６１内を２つの室６３Ａ９６３Ｂに仕切るピストン６
４が一体に設けられている。前記ピストン６４の内部に
は前記室６３Ｂに連通ずるスプール室６５と、このスプ
ール室６５に連通しピストンロッド６２の内部途中まで
延在するねじ収納用孔７５が形成され、また該ピスト７
６４０両側面外周寄シにはそれぞれ一端が前記室６３Ａ
　、　６３Ｂに開口し、他端がスプール室６５に開口す
る２つの通路６７．６８と、一端がスプール室６５に開
口し、他端がねじ収納用孔７５の最奥部に開口する通路
６９が形成されている。そして、前記室６３Ａは油圧ポ
ンプなどの動力源７０に接続され常時作動油の供給を受
けている。

前記シリンダ本体６１の室６３Ｂ側外端面にはパルスモ
ータ７１が固定されておシ、その出力軸７２の先端部は
ねじ体をなして前記室６３Ｂよシスプール室６５および
ねじ収納用孔７５に挿入されている。また、出力軸７２
の内部には一端が該軸７２の先端面に開口し、他端がシ
リンダ本体６１内に設けられた軸孔Ｔ６に開口する通路
７７が形成されておシ、この通路７７は前記軸孔７６お
よびシリンダ本体６１内に設けられた通路７８を介して
オイルタンクＴ９に接続されている。前記出力軸Ｔ２の
ねじ部には外周に環状溝８０を有して前記スプール室６
５内に軸方向移動可能に位置される弁スプール８１７ｂ
Ｘ螺合されている。なお、８２はベアリング、８３はパ
ツキンである。

このような構成からなるパルスシリンダ６０において、
パルスモータ制御装置８５よシハルス信号ヲハルスモー
タ７１に送出してこれを駆動すると、出力軸７２が回転
して弁スプール８１を軸線方向に移動させ、ピストン６
４を前後進させる。

すなわち、今、例えばパルスモータ７１が正転して弁ス
プール８１を左方に移動させ、スプール室６５の左側内
壁に轟接したとすると、通路６Ｔと通路６８とが弁スプ
ール８１の環状溝８０を介して連通し、室６３Ａと室６
３Ｂを連通させる。このため、室６３Ａ内に供給される
作動油の一部は通路６Ｔ−環状溝８〇−通路６Ｂを通っ
て室６３Ｂに導かれ、ピストン６４の受圧面積差によシ
、ヒストン６４に作用する力は室６３Ｂ内の方が室６３
Ａ内の方よシ大きくなる。この結果ピストン６４は左方
に移動してピストンロッド６２を前進させる。この前進
動作は出力軸７２０回転に伴い弁スプール８１が出力軸
７２の先端部方向に移動して停止するまで、すなわちパ
ルスモータ７１が回転し続けている間貸われる。

一方、パルスモータ７１を逆回転させて弁スプール８１
を右方に移動させると、前記通路６７と通路６８の連通
を弁スプール８１によって断つと同時に、通路６８と通
路６９とを環状溝８０を介して連通させる。したがって
、室６３Ｂ内の作動油は通路６８−環状溝８〇−通路６
９−軸孔７６−通路７８を通ってオイルタンク７９７＼
と戻され、室６３Ｂ内の圧力を低下させる。この結果、
室６３Ａ内の圧力が再び室６３Ｂよシ高くなシピストン
６４を右方へ押圧移動式せる。

第５図は上記パルスシリンダ６０を使用した場合の実施
例を示すもので、負）は凰締シリンダにパルスシリンダ
６０を用い、射出シリンダ１２は第１図と同一構成とし
た例、（ｂ）は射出シリンダと型締シリンダを共にパル
スシリンダ６０で構成した例をそれぞれ示す。この他、
射出シリンダのみをパルスシリンダで構成してもよいこ
とは勿論でおる。

また、本発明は型締ストロークまたは型締力を制御する
位置をあられす信号を得る場合に、第１図実施例におい
ては検出装置１９．２５等による位置信号を用い、第５
図実施例においてはノ（ルスシリンダ６０へのパルス信
号を用いた場合について説明したが、これに限らず、例
えばポテンショメータの抵抗値変化、超音波の変化等を
用いることも可能である。勿論、射出シリンダ１２や型
締シリンダ１３の位置検出装置としては、前述したリニ
アスケール１８．２４と磁気ヘッドからなる検出器１９
．２５を用いる代）に、歪波などを用いた他の位置検出
装置を用いることも可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明に係る射出成形装置における型
締制御方法は、射出プランジャもしくはこれと同等の動
きをする部分の変位に比例した位置信号によシ型締スト
ロークまたは型締力を制御するようにしたので、ガス抜
き効果が向上し、瑯形品の強度、品質等を向上させるこ
とができる。

また、単に型締ストロークもしくは型締力を制御するこ
とによりガス抜き部を金型パーティング面に設けている
ので、専用のガス抜きバルブ等を必ずしも用いる必要が
か＜、成形作業が容易かつ迅速であるばかシか、高速射
出が可能で、金型自体も在来金型をそのまま使用できる
ので製品形状による制約を受けることがないなどその効
果は非常に犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る型締制御方法を採用した射出成形
装置の一実施例を示す構成図、第２図は流量制御弁の断
面図、第３図は型締動作を説明するだめの図、第４図は
パルスシリンダの断面図、第５図（ａ）　、　（ｂ）は
それぞれパルスシリンダを用いた他の実施例を示す概略
構成図である。 １・・・・射出成形装置、４・・・・固定金型、７・・
・・移動金型、８・命・・トラブル機構、１１１１・１
・キャピテイ、１２＠・・・射出シリンダ、１３・拳・
・型締シリンダ、１５．２２−・・・流量制御弁、１ε
・・・・射出プランジャ、１９．２５−・・・検出器、
４１．７１・・・−パルスモータ、６０・−・６　ハル
スジリンダ。 特許出願人　宇部興産株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 射出成形装置において、射出プランジャもしくはこれと
   同等の動きをする部分の変位に比例した位置信号てよフ
   型締ストロークまたは型締力を制御するようにしたこと
   を特徴とする射出成形装置における型締制御方法。