JPS62170318A - 射出成形装置 - 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】 （ａｌ技術分野 この発明は、樹脂材料をシリンダ内で溶融し、移動体の
動作によりノズルから金型内に射出して所望の形状に成
形する射出成形装置に関する。

（ｂ１発明の概要 この発明に係る射出成形装置は、射出成形製品の形状の
均一化を図るため、保圧工程中において移動体の位置を
検出し、予め設定した保圧位置に対する誤差に応じてそ
の後の保圧工程時に移り３体に作用させる圧力を制御す
ることによりひけやばり等の発生を防止するようにした
ものである。

（Ｃ１従来技術とその欠点 樹脂材料の成形加工に用いられる射出成形装置は、ノズ
ルを存するシリンダと、このシリンダの内部を移動する
移動体とによって構成されている。シリンダ内部のノズ
ルと移動体との間に樹脂材料を貯留するとともに溶融し
、移ｖＪ体をノズル方向に移動することによって樹脂材
料をノズルから金型内に射出する。材料を射出した後す
くに移動体を後方に移動してしまうと、まだ溶融状！患
にある材料が金型から逆流し、製品を所望する形状に形
成することができない。

このため従来は、射出工程終了後移動体に、ノズ小方向
の圧力を一定時間作用させ、所定の保圧位置に停止させ
ておく保圧工程を行い、材料の逆流を防止して所望の形
状を得るようにしていた。

しかしながら樹脂材料の状態や温度等の外部環境の変化
によって、射出工程後における材料の逆流方向の圧力は
、連続する射出成形作業中において変化し、移動体を設
定された保圧位置に保つために必要なノズル方向の圧力
も変化する。ところが従来の射出成形装置では、一旦入
力した保圧圧力を変更することができなかったため、材
料の逆流方向の圧力の変化に応じて保圧時の移動体の位
置が変化する場合があった。一方、金型内に射出する樹
脂材料の量は、計量工程特認ノズルと移動体との間に形
成される間隔すなわち、移動体の移動量である計量スト
ロークによって決定される。

この射出ストロークは射出成形作業開始前に保圧位置か
らの移動量として設定された値であるため、保圧位置が
変化すると射出する樹脂材料の量が増減する。このよう
に従来の射出成形装置では保圧位置の変動により射出す
る樹脂材料量が変化し金型内の全域に材料が行き渡らな
かったり、割れやクランクを発生し、成形不良が生じて
しまう欠点があった。

（ｄ）発明の目的 この発明の目的は上記従来の欠点に鑑み、樹脂材料の状
態や外部環境の変化によって生じる金型内の材料の圧力
の変動に対応して移動体に作用する保圧圧力を補正し、
保圧工程時に移動体を所定の保圧位置に正確に位置させ
、計量ストロークの変化を防止して射出される材料量を
均一にし、製品の成形不良を防止することができる射出
成形装置を提供することにある。

（ｅ１発明の構成および効果 この発明の射出成形装置は、保圧工程時における位置検
知手段の検出値の設定位置に対する誤差を求め、この誤
差の正負に応じて後の保圧工程時に移動体に作用させる
圧力を減増する圧力補正手段を設けたことを特徴とする
。

以上の構成によりこの発明によれば、保圧工程中におけ
る移動体の位置を位置検知手段により検出し、この検出
結果と設定された保圧位置との差に応じて後の保圧工程
時における保圧圧力を変更することができる。したがっ
て、材料の状態または外部環境の変化により金型内の材
料が有する逆流方向の圧力が変動した際にもこれに見合
うように保圧圧力を調整し、保圧工程中における移動体
の位置を保圧位置に一致させておくことができる。した
がって、計量ストロークが変化することがな（、製品の
成形不良を防止することができる。

（ｆ）実施例 ｉ）全体構造 第２図は、この発明の実施例である射出成形装置の要部
の正面断面図である。

一端にノズル３を形成したシリンダ１の内部には、スク
リュ２が矢印ＡまたはＢ方向に移動可能かつ、その方向
を軸として回転可能にして設けられている。スクリュ２
のノズル３側端部は円錐形状に形成され、他方の端部に
はプランジャ２ｂが形成されるとともに、油圧モータ６
の回転軸に固定されている。プランジャ２ｂば裕由圧シ
リンダ７内を矢印ＡまたはＢ方向に摺動可能にされてい
るシリンダーの外周部にはヒータＨＴＩ〜ＨＴ４が取り
付けられており、それぞれシリンダーを加熱する。また
、それぞれのヒータの間には熱電対ＳＣ１〜ＳＣ＊が設
けられており、シリンダーの温度を検出する。シリンダ
ーにはホッパ５が設けられている。このホッパ５はシリ
ンダーの内部と連通しており、ベレット状に形成された
樹脂材料を収納するとともに、シリンダーの内部に供給
する。ノズル３には固定側金型４ａが取り付けられてい
る。また、この固定側金型４ａに係合する可動側金型４
ｂが型締シリンダ８に取り付けられている。固定側金型
４ａおよび可動側金型４ｂは対向して設けられおり、可
動側金型４ｂは型締シリンダ８の動作により固定側金型
４ａに対し、矢印ＡまたはＢ方向に移動する。

ｉｉ　）射出サイクル 以上の構成により、ホッパ５に収納された樹脂材料９は
シリンダーの内部に落下しようとする。

油圧モータ６が動作し、スクリュ２が回転するとシリン
ダ１内に落下した樹脂材料９はスクリュ２の溝を経由し
てノズル３側に移動する。このとき樹脂材料９はヒータ
ＨＴＩ〜Ｆ（Ｔ４により加熱されるとともに、シリンダ
１の内部において混練され内部発熱する。これらによる
温度上昇によって樹脂材料９は溶融状態でノズル３とス
クリュ２との間に導かれる。ノズル３とスクリュ２との
間の樹脂材料９の体積が増加するに従いスクリュ２は矢
印Ｂ方向に移動する。この動作は計量工程と呼ばれ、成
形する製品の重量および使用する樹脂材料によってスク
リュ２の矢印Ｂ方向の移動量である計量ストロークが異
なる。

スクリュ２が所定の計量ストローク位置まで移動すると
油圧モータ６の動作が停止するとともに、油圧シリンダ
７が動作される。これによりスクリュ２は矢印゛Ａ力方
向移動し、溶融した樹脂材料を固定側金型４ａと可動側
金型４ｂとの間に射出する射出工程が行われる。この後
樹脂材料は金型４ａ、４ｂの間で凝固した後型締シリン
ダ８の動作により可動側金型４ｂが矢印Ａ方向に移動し
て製品が取り出される。以上の動作を１サイクルとして
連続して繰り返され、順次成形を終了した製品が取り出
される。

以上の動作中におけるスクリュ２の移動量はスクリュ２
に固定されたラックギヤ１１と、これにかみ合う図外の
ピニオンギヤに同軸に設けられたロータリエンコーダ１
０とにより検出される。ラックギヤ１１およびロークリ
エンコーダ１ｏが、位置検知手段である。このロークリ
エンコーダｌＯはスクリュ２の移動量を、その矢印入方
向の死点位置からの絶対量として検出する。

ｉｉｉ　）計量ストローク 第３図は、上記射出成形装置の一部を構成するシリンダ
の要部の正面断面図である。

射出成形動作中にシリンダ１の内部においてスクリュ２
は同図中実線で示す保圧位置Ｄｈと二点鎖線２′で示す
計量ストローク位置Ｄｓとの間を往復する。この間の移
動量が計量ストロークＩ、である。スクリュ２は死点位
置であるストロークエンドＤａから計量ストローク位置
Ｄｓまで移動可能であるが、実際には成形不良を防止す
るため、保圧位置Ｄｈで一定時間停止される。また、計
量工程終了後射出工程前にノズル３から樹脂材料が外部
に露出することを防止するため、スクリュ２はメルトデ
ィコンプレス位置Ｄｃまで移動する。

この後スクリュ２は矢印入方向に移動し、ノズル３から
樹脂材料を射出する。計量ストロークＬは製品において
パリの発生やフローマークを除去するため射出工程をＤ
ｓ−ＤＩ、ＤＩ〜Ｄ２．Ｄ２〜Ｄ３．Ｄ３〜Ｄｈの４区
画に分割し、それぞれの区画においてスクリュ２に作用
する圧力およびスクリュ２の移動速度を変更するように
している■）油圧装置 第４図は、上記射出成形装置に用いられる油圧装置の回
路図である。

油圧装置中に圧油を循環する油圧ポンプ３２は電動モー
タ３３により駆動される。油圧ポンプ３２からの圧油は
、一方は流ＨＪＨ整用の絞り弁３５および流路変更用の
切換弁３７を介して油圧シリンダ７に導かれ、もう一方
では絞り弁３６を介して油圧モータ６に導かれる。油圧
モータ６および油圧シリンダ７の分岐点と油圧ポンプ３
２との間には圧力を調整するリリーフ弁３４が設けられ
ている。

リリーフ弁３４は油圧ポンプ３２から流出する圧油の一
部をドレーンに導くことにより油圧装置中の圧力を調整
する。絞り弁３５および３６はそれぞれソレノイドＳＬ
５およびＳＬＩの駆動により、油圧シリンダ７および油
圧モータ６方向に流れる圧油の流量を調整する。切換弁
３７は４ボートの方向制御弁であり、ソレノイドＳＬ３
．ＳＬ４の駆動により油圧シリンダ７における圧油の流
入方向および流出方向を変更する。油圧モータ６の回転
軸はスクリュ２に固定さており、油圧シリンダ７内には
スクリュ２のプランジャ２ｂが摺動可能にして配されて
いる。

■）制御部 第５図は、上記射出成形装置の制御部のプロソり図であ
る。

ＣＰＵ４１にはインターフェイス■１０４を介し、操作
パネル４４からデータ信号が入力されるとともに制御信
号が出力される。

またＣＰＵ４１には油圧モータ６側の油圧計０ＰＧＩお
よび油量計０ＳＧＬ油圧シリンダ７側の油圧計０ＰＧ２
および油量計０３Ｇ２の検出出力がアナログデジタル変
換器Ａ／Ｄ　１を介してインターフェイスｌ１０１から
人力され、油圧モータ６側のソレノイドＳＬＩおよび油
圧シリンダ７側のソレノイドＳＬ３〜ＳＬ５の制御信号
がドライバＤＰＩおよびＤＲ２に出力される。この制御
信号によりドライバＤＰＩからソレノイドＳＬＩに駆動
信号が出力され、絞り弁３６を通過する圧油の流量が制
御される。

ドライバＤＲ２からはソレノイドＳＬ３およびＳＬ４に
駆動信号が出力され、切換弁３７が動作する。またドラ
イバＤＲ２から駆動信号がソレノイドＳＬ５に出力され
ると絞り弁３５が動作し、油圧シリンダ７方向への圧油
の流量が制御されるスクリュ２の移動量を検出するロー
タリエンコーダ１０からはインターフェイスｌ１０２を
介して移動量の検出信号が入力される。

また、インターフェイスｌ１０３を介して熱電対ＳＣＩ
〜ＳＣ４の温度検出信号がアナログデジタル変換器Ａ／
Ｄ２を介して入力されるとともに、ヒータＨＴＩ〜ＨＴ
４の制御信号がドライバＤＲ３に出力される。

第６図は、上記制御部の一部を構成するｃｐｕに接続さ
れたＲＯＭの要部の構成を示す図であるＲＯＭ４２には
一つの樹脂材料毎に特定される単位重量当たりのスクリ
ュ２の移動量Ｐｕ、ヒータＨＴＩ〜ＨＴ４の制御温度が
複数の樹脂材料のそれぞれについて記憶されている。こ
れらのデータは、製品の成形状態を左右し、樹脂材料毎
に異なる。

第７図は、上記制御部の一部を構成するＣＰＵに接続さ
れたＲＡＭのメモリマツプの一部であるＲＡＭ４３のメ
モリエリアＭ１〜Ｍ３には、計量ストローク位置Ｄｓか
ら第１区画位ｇＤ１までの距離Ｌ１、圧力Ｐ１および速
度Ｓ１がそれぞれ記憶されている。メモリエリアＭ４〜
Ｍ６からＭｌｏ−Ｍ１２までについても同様にそれぞれ
の区画位置におけるデータが記憶される。メモリエリア
Ｍ１３〜Ｍ１５のそれぞれには保圧工程における圧力Ｐ
ｈ、時間Ｔｈおよび許容範囲ｋが記憶される。

以上のデータはオペレータにより操作パネル４４からイ
ンターフェイスｌ１０４を介して入力される。

ｖｉ）動作説明 第１図（Ａ）〜（Ｃ）は、上記射出成形装置の動作を示
すフローチャートである。

ア、計量工程 射出成形作業時には、まずステップｎｌ（以下“ステッ
プｎｉ″を単に“ｎｉ”という。）において電動モータ
３３がオンされる。次いでｎ２で操作パネル４４の操作
によりデータが入力される。このとき、使用する樹脂の
材料種が選択されるとともに製品型ｆｉＧが入力される
。ｎ３においてＲＯＭ４２から選択された材料の単位重
量当たりの移動ｉＰｕが読み出され、ｎ４で製品重量Ｇ
と移動量Ｐｕとから計量ストロークＬが算出されるこの
後ｎ５でソレノイドＳＬＩの制御信号がＣＰＵ４１から
ドライバＤＰＩに出力され、油圧ポンプ３２から油圧モ
ータ６に圧油が流入する。これによって油圧モータ６は
スクリュ２を回転させる。この動作はｎ６でロークリエ
ンコーダ１０がスクリュ２の計量ストロークＬ分の動作
の終了を検出した際、すなわち、スクリュ２が計量スト
ローク位置Ｄｓに達するまで継続される。

スクリュ２が計量ストローク位置Ｄｓに達すると０７で
ソレノイドＳＬＩがオフされる。これによって油圧モー
タ６への圧油の供給が停止され、スクリュ２が停止する
。

さらにｎ９．ｎｌＯでソレノイドＳＬ５およびＳＬ３が
オンされ、油圧ポンプ３２から圧油が油圧シリンダ７に
流入する。ソレノイドＳＬ３をオンすることにより圧油
は切換弁３７からシリンダ７内のプランジャ２ｂの前方
に流入する。これによってスクリュ２は矢印Ｂ方向に移
動する。ｎ１１においてスクリュ２がメルトディコンプ
レス位１ｆＤｃに達するとｎ１２に進み、ソレノイドＳ
Ｌ３をオフしてスクリュ２の動作を停止する。以上のｎ
１〜ｍ１２の動作が射出成形作業における計量工程であ
る。

イ、射出工程 この後ｎ１３およびｎ１４で型締シリンダ８が駆動され
、固定側金型４ａと可動側金型４ｂが一定圧力下で型締
される。ｎ１５ではカウンタｉの内容が１にされる。こ
のカウンタｉは射出工程における各区画を計数する。次
いでｎ１６でソレノイドＳＬ４をオンし、圧油を切換弁
３７から油圧シリンダ７のプランジャ２ｂの後方に導く
。このときｎ１７で油圧計０ＰＧ２の読みがメモリエリ
アＭ２に記憶した圧力Ｐ１になるようにリリーフ弁３４
を制御し、ｎｌ　８で流量計０５Ｇ２の読みがメモリエ
リアＭ３に記憶した速度Ｓ１に対応した値になるようソ
レノイドＳＬ５を制御する。さらにｎ１９でスクリュ２
の位置が次の区画位置に達したか否かを判別し、スクリ
ュ２が次の区画位置に達していない場合にはｎ１７に戻
る。このようにしてスクリュ２が次の区画位置に達する
まで圧力および速度が設定値に一敗するようリリーフ弁
３４および絞り弁３５を制御する。

ｎ１９においてスクリュ２が次の区画位置に達するとｎ
２０でカウンタｉの内容を１加算し、ｎ２１に進む。ｎ
２１においてカウンタｉの内容が３よりも大きいか否か
を判別する。ｎ２１においてカウンタｉの内容が３以下
である場合にはｎ１７に戻り、それぞれの区画に応じた
圧力および速度をＲＡＭ４３が読み出し、リリーフ弁３
４および絞り弁３５を制御する。ｎ２１においてカウン
タｉの内容が３よりも大きくなったときにはｎ２２に進
む。以上のｎ１５〜ｎ、　２１の動作が射出成形作業に
おける射出工程である。

つ、保圧工程 射出工程が終了するとスクリュ２は保圧位置Ｄｈに達し
ており、ｎ２２で保圧圧力ｐｈに制御され、ｎ２３でタ
イマＴがオンされる。次いでｎ２４でスクリュ２の位置
がＲＡＭ４３のメモリエリアＭ１５に記憶された許容範
囲に内にあるか否かが判別される。保圧位置Ｄｈは射出
成形装置毎に特定されており、この保圧位置Ｄｈから±
にの範囲にスクリュ２が位置しているか否かが判別され
る。ｎ２４においてスクリュ２が許容範囲の下限を下回
っているときにはｎ２５でカウンタＣｍの値を１加算し
、反対に許容範囲の上限を上回っている場合にはｎ２６
でカウンタＣｐの内容を１加算し、それぞれｎ２７に進
む。ｎ２４においてスクリュ２が許容範囲内にある場合
には直接ｎ２７に進む。

ｎ２７ではカウンタＣｍまたはカウンタＣｐの値が設定
値Ｎに達したか否かが判別される。ｎ２７においていず
れかのカウンタの内容が設定値Ｎに達した場合にはｎ２
８に進み、設定値Ｎに達したカウンタが上限のカウンタ
ｅｐであるが否がか判別される。カウンタＣｐの内容が
設定値Ｎに達した場合にはｎ２９．ｎ３０に進み、保圧
圧力Ｐｈを１減算するとともにカウンタＣｐの内容を０
にする。このｎ２４〜ｎ３２が、この発明の保圧補正手
段に相当する。

ｎ２８でカウンタＣｐの内容が設定値Ｎに達したのでな
ければカウンタＣｍの内容が設定値Ｎに達したとし、ｎ
３１．ｎ３２で保圧圧力Ｐｈの内容を１加算するととも
にカウンタＣｍの内容を０にする。この後ｎ３３に進み
タイマＴが保圧時間Ｔｈに達するとｎ５に進み、これま
での動作が操り返し行われる。ｎ２７においてカウンタ
ＣｍまたはカウンタＣｐのいずれも設定値Ｎに達してい
ない場合には直接ｎ３３に進む。

射出工程を終了した時点で材料は金型内で冷却を受ける
。これにより材料は硬化し、保圧工程および冷却工程終
了後金型が開かれて製品がとり出され、ｎ５に戻る。

ｖｉｉ）実施例の効果 以上のように保圧工程においてメモリエリアＭ１３に記
憶された保圧圧力ＰｈをメモリエリアＭ１４に記憶した
保圧時間Ｔｈの間維持する。また、予め許容範囲ｋを設
定しておくとともに保圧工程中におけるスクリュ２の位
置を検出し、スクリュ２の位置が下限を下回る場合また
は上限を上回る場合にはそれぞれカウンタＣｍまたはカ
ウンタＣｐの内容を１加算し、これらのカウンタのうち
いずれかの内容が設定値Ｎを上回った際に保圧圧力ｐｈ
の内容を増減する。このようにすることによって連続す
る射出成形作業中における樹脂材料の状態や温度変化に
起因する成形不良の発生を防止するよう保圧工程中の圧
力を補正することができる。

さらに、樹脂材料毎の単位重量当たりのスクリュ２の移
動量Ｐｕを記憶しておき、入力された材料種に応じた移
動量Ｐｕを読み出し、入力された製品重量Ｇを用いて射
出ストロークＬを求めることができる。したがって、射
出成形作業開始時にオペレータによる煩雑な算出作業を
省略することができる。また、保圧工程におけるスクリ
ュ２の停止位置と保圧位置Ｄｈとの誤差を検出し、保圧
圧力Ｐｈを自己補正することにより、射出ストロークＬ
を調整して製品の成形状態を良好に保つことができる。

ｖｉｉ　）他の様態 単位重量当たりのスクリュ２の移動量Ｐｕは、シリンダ
の内径によって変化する。したがって、ＲＯＭ４２に複
数種のシリンダ径に対応した移動量Ｐｕを複数記憶して
おき、プログラマブルコントローラを用いて使用するデ
ータを変更可能にしておけば、機種の変更や装置の交換
等によっても同一の制御装置を使用することができる。

また、ＲＡＭ４３をバッテリによりバンクアップしてお
くことにより記憶内容を保持し、次回に同一の樹脂材料
が選択された際に前回のデータを用いて樹脂成形作業を
行うようにし、入力作業をさらに簡略化することができ
る。加えて、入力作業の簡略化および自己補正機能を活
用して、複数の成形装置を単一の制御部によって集中制
御することも可能であり、また電話回線を利用して射出
成形装置の運転状態をモニタおよび制御し、遠隔操作す
ることも可能である。

本実施例は移動体としてスクリュを用いたが、プランジ
ャ等を使用した他の射出成形装置でも同様に実施するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｃ）はこの発明の実施例である射出成
形装置の動作を示すフローチャート、第２図は同射出成
形装置の要部の正面断面図であり装置の内部構造を示し
ている。第３図は同射出成形装置のシリンダの要部の断
面図であり、スクリュの射出ストロークを示している。 第４図は同射出成形装置に用いられる油圧装置の回路図
である。第５図は同射出成形装置の制御部のブロック図
である。第６図は同制御部が有するＲＯＭ内の要部構成
図、第７図は同制御部のＲＡＭのメモリマツプである。 １−シリンダ、２−スクリュ（移動体）、３−ノズル、
　４ａ、４ｂ−金型。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ノズルを有するシリンダとシリンダ内を移動する
   移動体と、この移動体の位置を検出する位置検知手段と
   を備え、移動体による材料の射出終了後、予め設定した
   設定位置で予め設定した設定時間移動体を停止する保圧
   工程を行う射出成形装置において、 保圧工程時における位置検知手段の検出値の前記設定位
   置に対する誤差を求め、この誤差の正負に応じて後の保
   圧工程時に移動体に作用させる圧力を減増する圧力補正
   手段を設けてなる射出成形装置。