JPS6218233A - 射出成形機の保圧制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は射出成形機に係り、特にそれの保圧制御装置に
関するものである。

〔発明の背景〕

近年、成形品の寸法ならびに表面精度の向上、成形歪や
クラックの発生防止などのために、充填工程における射
出速度ならびに保圧工程における圧力を複数段階状に変
化させて、射出成形を行なうシステムが採用されている
。

ところで従来のこの種の制御は、射出速度ならびに保圧
の制御が完全な閉ループ制御で行なわれていたため、制
御要因が多いことから制御プログラムが非常に複雑でコ
スト高を招き、また射出工程（充填工程と保圧工程とか
らなる）での修正の応答が早いことから、過度の修正を
行なう場合があり、制御の安定性に問題がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前述した従来技術の欠点を解消し、制
御が安定しており、しかも安価な射出成形機の保圧制御
装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

前述の目的を達成するため、本発明は、溶融。

可塑化した合成樹脂を金型内に充填するために前記金型
に対して前後進可能な例えばスクリュなどからなる充填
部材と、保圧工程中の少なくとも最も高い保圧を調整す
ることのできる保圧調整手段と、保圧工程の最終時点に
おける前記充填部材の適正な停止ゾーンを規定するクッ
ション幅を成形品に応じて設定することのできるクッシ
ョン幅設定手段と、保圧工程の最終時点における充填部
材の停止位置を検出する例えばポテンショメータ。

エンコーダ等の位置検出器と、前記クッション幅設定手
段によって設定されたクッション幅信号と前記位置検出
器からの停止位置信号とを比較演算する例えば中央演算
処理ユニットなどの比較手段とを備える。

前記比較手段による比較の結果、前記充填部材の停止位
置がクッション幅の下限値より小さい場合、すなわち現
ショットの保圧が最適値よりも窩過ぎる場合、前記保圧
調整手段によってのショットの最高保圧値を段階的に低
くし、一方、充填部材の停止位置がクッション幅の上限
値より大きい場合、すなわち現ショットの保圧が最適値
よりも低く過ぎる場合、前記保圧調整手段によって以降
のショットの最高保圧を段階的に高くして、充填部材の
停止位置がクッション幅内に納まるように制御すること
を特徴とするものである。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図とともに説明する。第１
図は、この実施例に係るインラインスクリュ方式射出成
形機における保圧制御装置の機能ブロック図である。

ホッパ（図示せず）から供給されたベレット状の合成樹
脂材料１ば、スクリュ２０回転によって混線、可塑化さ
れ前進で金型内（図示せず）に射出される。このスクリ
ュ２は油圧シリンダ３内のアクチェータ４に連結され、
油槽５内の油が油圧ポンプ６によって前記シリンダ３の
後室に供給されることＫより、スクリュ２が前進するよ
うになっている。この油圧回路中に速度制御＃用比例電
磁弁７と圧力制御用比例電磁弁８とが設けられ、この両
電磁弁７，８は制御部９の出力ボート１０を介して中央
演算処理ユニット（ＣＰＵ）１１に接続されている。

前記アクチェータ４には連結バー１２を介してラックギ
ア１３が取付けられ、それに噛合するビニオン１４が設
けられている。このビニオン１４と同期して回転する位
置検出器（ポテンショメータ、エンコーダ等）１５が設
置ｕされ、これからの出力は入力ボート１６を介して中
央演算処理ユニット１１に入力されるようになっている
。従って前記ラックギア１３．　ビニオン１４ならびに
位置検出器（ポテンショメータ、エンコータ等）１５に
より、射出工程におけるスクリュ２の先端部停止位置を
検出するスクリュ先端位置検出器を構成しており、位置
検出器１５からの停止位置信号が制御部９に入力される
ようになっている。

また前記入力ボート１６には、クッション＠Ｃ（第２図
参照）を設定するための例えばポテンショメータなどの
クッション幅設定器１７が接続されている。周知のよう
に金型内における合成樹脂材料の配向性や成形品の内部
残留歪などを少なくするために充填工程後に引き、続い
て保圧工程が設けられている訳であるが、この保圧工程
において金型内の合成樹脂材料に加わる圧力を適正に規
制するために、クッション幅（クッション量）が予め前
記クッション幅設定器１７により設定される。

このクッション幅は、例えば成形する合成樹脂の種類、
成形品の形状や大きさ、成形品の精密度合ならびにフィ
ラーの有無などの要因によって任意に設定されるもので
、クッション幅は外部から任意に設定、調整が可能にな
っている。

なおこの実施例ではクッション幅がポテンショメータに
よって入力設定されるようになっているが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、例えば成形機の制御パネ
ル（図示せず）に設けられているテンキーなどてよって
、クッション幅が数値入力できるような構成にすること
もできる。

図中の１８はデジタルスイッチで、入力ボート１９を介
して中央演算処理ユニツ）１１に接続され、また中央演
算処理ユニット１１はメモリ２０との間で信号の授受が
なされるよってなっており、毎ショットのスクリュ停止
位置をメモリ１９に記憶し、適正に設定されたクッショ
ン幅をはずれたショットが連続して発生した回数が、デ
ジタルスイッチ１８で設定した回数と一致した場合に保
圧調整することもできる。

第２図は、充填工専ならびに保圧工程中における充填速
度と充填圧の変化の一例を、時間経過にともなうスクリ
ュ先端位置との関係を示すパターン図である。

図中のＡは充填工程の領域、Ｂは保圧工程の領域を示し
ている。この射出成形例の場合、充填工程中に第１充填
速度ｖ＋　１第２充填速度看、第３充填速度Ｖ、ならび
に第４充填速度Ｖ４の４段階に変化するようになってお
り、その間の充填圧Ｐ、は一定に保持されている。

図に示すように時間的て保圧切替時点りの少し手前で第
３充填速度Ｖ！からの第４充填速度ｖ４に切り替わり、
保圧工程中は第４充填速度Ｖ、に保持されている。

なお、この実施例では第４充ツ速度Ｖ、を低速としたが
、本発明はこれに限定されるものではなく、任意に設定
可能である。

一方、保圧切替時点りから射出完了時点Ｅまでの保圧工
程中は、第１保圧Ｐ２．第２保圧Ｐ、ならびに第３保圧
Ｐ４の３段階に分けて保圧が徐々に下げられるようＫな
っている。保圧工程中に充填圧を一定に保つよりも、こ
の実施例のように複数段に分けて徐々に下げる方が成形
品に歪が残らないという特徴がある。

同図に示すようにクッション幅Ｃは射出完了時点りの若
干手前（例えば２　ｍ　）にクッション＠Ｃの下限値Ｆ
が、またそれよりさらに若干手前（例えば３　ｖｍ　）
にクッション幅Ｃの下限ｆ［Ｇが予め設定されている。

従ってこの例の場合、クッション１嗅Ｃは３ｆｌとなる
。

第３図ならびに第４図は本発明の実施例に係る保圧装置
の制御動作を示す説明図で、第３図は適正クッション量
に満たない場合の射出保圧の例を、第４図は適正クッシ
ョン量をオーバした場合の射出保圧の例をそれぞれ示し
ている。

第３図において（ａ）ならびに（ｂ）は、保圧制御完了
前の保圧パターン図ならびにスクリュ停止位置とクッシ
ョン幅との位置関係を示す図である。また同図（ｃ）な
らびに（ｄ）は、保圧制御完了後の保圧パターン図なら
びにスクリュ停止位置とクッション幅との位置関係を示
す図である。

保圧制御完了前は第３図（ａ）に示すように最高保圧で
ある第１保圧Ｐ、を５０に＃ｆ／−としたため、保圧工
程の最終時点におけるスクリュ２の先端停止位置が同図
（ｂ）に示すように、クッション幅Ｃの上限値Ｇよりも
大きい。すなわち、スクリュ２の先端停止位置が、上限
値Ｇよりも若干手前側である。

このスクリュ２の先端停止位置は、前述したようにラッ
クギア１３．ビニオン１４ならびてエンコーダ１５から
構成される装置 れ、その検出信号が中央演算処理ユニット１１に入力さ
れる。

一方、射出成形しようとする成形品に応じてクッション
幅Ｃが予め決められ、それがクッション幅設定器１７に
よって制御部９のメモリ２０に入力されている。このク
ッション幅信号と前述の停止位置センサからの停止位置
信号とが中央演算処理“ユニット１１で比較演算される
。第３図（ｂ）の場合はスクリュ２の先端停止位置が設
定されたクッション幅Ｃの上限値Ｇよりも大きいと判断
されるから、次のショットでは第１保圧Ｐｌを１段階（
ｘｋｇｆ／ｆｆｌ）上げて５　１　１Ｖｆ／ｃｊにする
制御信号が出力ボート１０を介して圧力制御用比例電磁
弁８に入力される。

そして次のショットでは前述の制御信号により第１保圧
Ｐ，が第３図（ｃ）に示すように、５１ｋｌｉｌｆ／ｆ
ｆｌに変更されて射出保圧がなされる。その結果、同図
（ｄ）に示す如くスクリュ２の先端停止位置がクツンヨ
ン１ｌｌＩＣ内に入ったことが、停止位置センサからの
検出信号とクッション幅信号との比較演算によって確認
され、その後のショットでは第１保圧Ｐ、が５１ｋｇｆ
／−にホールドされて射出成形が繰り返して行なわれる
。

第４図（ａ）　、　（ｃ）ならびに（ｂ）　、　（ｄ）
は、保圧制御完了前の保圧パターン図ならびにスクリュ
停止位置とクッション幅との位置関係を示す図である。

また同図（ｅ）ならびに（ｆ）は、保圧制御完了後の保
圧パターン図ならびにスクリュ停止位置とクッション１
隔との位置関係を示す図である。

この例の保圧パターンは、保圧切替点りまでは一定の充
填圧Ｐ、が保持され、保圧切替点りを通過すると、第１
保圧Ｐ、は極端に下げられ、次に昇圧されてｇｇ２保圧
Ｐｊが最高保圧となり、第３保圧Ｐ４ならびに第４保圧
Ｐ、で保圧状態が段階的に下げられるようなパターンに
なっている。

まず第４図（ａ）に示すように最高保圧である第２保圧
Ｐ、が５Ｏｋ＆ｆ／ｄで行なわれ、そのときのクッショ
ン＠Ｃに対するスクリュ２の先端停止位置を見ると同図
（ｂ）に示すように、クッション幅Ｃの下限値Ｆを大幅
に超えている。このスクリュ２の先端停止位置とクッシ
ョン幅Ｃの比較演算は前例と同様に制御部９の中央演算
処理ユニット１１でなされ、その結果、スクリュ２の先
端停止位置が設定されたクッション幅Ｃの下限値Ｆより
も小さいと判断されるから、次のショットでは第２保圧
Ｐ。

を１段階（１ゆｆ／ｄ）下げて４９　ｋｇｆ／ａｌにす
る制御信号が出力ボート１０を介して圧力制御用比例電
磁弁８に入力される。

そして次のショットではこの制御信号により第２保圧Ｐ
、が第４図（ｃ）に示すように、４９に９ｆ／ｃｄに変
更されて射出保圧がなされる。その結果同図（ｄ）に示
すようにスクリュ２の先端停止位置がクッション＠Ｃの
下限値Ｆに近づくが、またクッション幅Ｃ内に入ってい
ない。このような状態を中央演算処理ユニット１１で判
断すると、次のショットでは第２保圧Ｐ、をさらに１段
階（１に９ｆ／ｄ）下げて４Ｂ’に９ｆ／ｃｄにする制
御信号が出力される。

そして次のショットではこの制御信号により第２保圧Ｐ
、が第４図（ｅ）に示すように、４８ｋｐｆ／ｄに変更
されて射出保圧がなされる。その結果同図（ｆ）に示す
如く、スクリュ２の先端停止位置がクッション幅Ｃ内に
入ったことが、停止位置センサからの検出信号とクッシ
ョン幅信号との比較演算によって確認され、その後のシ
ョットでは第２保圧Ｐ。

が４８１Ｖｆ／ａＩにホールドされて射出成形が繰り返
して行なわれる。

射出成形の保圧工程において、通常、最高保圧は保圧工
程に入って比較的平いうちに、換言すれば金型内に充填
された合成樹脂がまだ硬質していない柔らかい時点て設
定されている。従って本発明のように最高保圧を調整す
ることにより、スクリュなどの充填部材の停止位置、換
言すれば金型内の樹脂への圧力の掛は具合を有効にコン
トロールすることができる。これに対して保圧の調整を
最高保圧後の例えば第３保圧、第４保圧で行なうと、金
型内の合成樹脂が半ば硬化しているため保圧調整の効果
がほとんど現われず得策でない。

〔発明の効果〕

本発明は前述のような構成になっており、保圧の制御効
果は１〜２ショット程度遅れるが、制御が安定しており
、しかも安価な制御装置が得られ、成形品の寸法精度が
向上し、ヒケ、ボイドなどの外観不良も少なくなり、成
形の歩留りを改善することができる。

【図面の簡単な説明】

図はすべて本発明の詳細な説明するだめのもので、第１
図は実施例に係るスクリュ式射出成形機における保圧制
御装置の機能ブロック図、第２図は射出成形工程ておけ
る充填速度と充填圧の変化の一例を示すパターン図、第
３図ならびに第４図は保圧制御完了前、後の保圧パター
ン図ならびにスクリュ停止位置とクッション幅の位置関
係を示す図である。 ２・・・・・・スクリュ、８・・・・・・圧力制御用比
例電磁弁、９・・・・・・制御部、１０・・・・・・出
力ボート、１１・・・・・・中央演算処理ユニット、１
３・・・・・・ラックギア、１４・・・・・・ビニオン
、１５・・・・・・工／コーダ、１６・・・・・・入力
ポート、１７・・・・・・クッション幅設定器、２０・
・・・・・メモリ、Ｃ・・・・・・クッション幅、Ｆ゛
゛・・・クッション１嘔上限値、Ｇ・・・・・・クッシ
ョン幅上限値。 第２図 （Ｇ）　　　　　　　　　　　　　（ｂ）（Ｃ）　　　
　　　　　　　　　　　（ｄ）第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶融、可塑化した合成樹脂を金型内に充填するために前
   記金型に対して前後進可能な充填部材と、保圧工程中の
   少なくとも最も高い保圧を調整することのできる保圧調
   整手段と、保圧工程の最終時点における前記充填部材の
   適正な停止ゾーンを規定するクッション幅を成形品に応
   じて設定することのできるクッション幅設定手段と、保
   圧工程の最終時点における充填部材の停止位置を検出す
   る位置検出器と、前記クッション幅設定手段によつて設
   定されたクッション幅信号と前記位置検出器からの停止
   位置信号とを比較する比較手段とを備え、その比較手段
   による比較の結果、充填部材の停止位置がクッション幅
   の下限値より小さい場合は前記保圧調整手段によつて以
   降のショットの最高保圧値を低くし、一方、充填部材の
   停止位値がクッション幅の上限値より大きい場合は保圧
   調整手段によつて以降のショットの最高保圧値を高くす
   るように調整して、充填部材の停止位置がクッション幅
   内に納まるように制御されることを特徴とする射出成形
   機の保圧制御装置。