JPS63126716A - 射出成形機 - 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の計量制御装置に係り、特に射出成
形機の計量、すなわち射出後、スクリュー回転により原
料樹脂をホッパより加熱シリンダの前方に移送、混練し
、一定量を計量して次サイクルの射出の準備をするため
の計量工程における制御装置に関する。

〔従来の技術〕

射出成形品の品質のうち、最重要のものの一つに射出成
形品の重量の安定性が挙げられる。このためには射出成
形機で射出される原料樹脂が常に一定量であることが求
められるが、その前提条件として正確な計量（チャージ
）が必要となる。

従来、射出成形機では、第２図および第５図に示すよう
にホッパ９内の原料樹脂は加熱シリンダ１内に送り込ま
れ、ここで溶融しながらスクリュー２の先端にチャージ
される。このとき、環状のチェックリング７の前端面ば
、樹脂流に押されてスクリュー先端部２ａに当接した状
態となっているが、スクリュー先端部の外側面に設けら
れた通流溝２ｂにより、スクリュー先端部のチャージ室
８にチャージされる。射出工程では、スクリュー先端部
２ａが前進するとき、チェックリング７は前進せず、ス
クリュー前縁を構成するチェックシート８にチェックリ
ング７が当接し、溶融樹脂の逆流防止を図るようになっ
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の射出成形機では計量工程が完了し
てスクリュー２の回転を停止させてもスクリュー２が０
．５〜１．０ｍｍ程度徐々に後退する現象がある。この
現象は、第５図に示すスクリュー２の回転によって可塑
化混練さた原料樹脂がスクリュー２の前部側のチャージ
室８に送られるが、スクリュー２の回転を停止してもス
クリュー２の谷やチェックシート８の付近に溜まってい
る溶融樹脂の圧力Ｐ１がチャージ室８に送り込まれた樹
脂圧Ｐｔよりも多少高くなり、ＰＩ　＞Ｐ。

の関係にあると考えられる。

そのため、計量工程が完了し、スクリュー２の回転が停
止しても溶融樹脂がチャージ室８に送り込まれ、スクリ
ュー２が若干後退してＰＩ　＝Ｐ！になったときにスク
リュー２の後退が完全に停止する。

しかも、上記したスクリューの後退現象は、第３図に示
す油圧系統図において、計量工程完了の時点で４方向切
替弁３４を中立に戻し、スクリュー２の回転を停止させ
ると同時に射出シリンダ３５のヘッド側からタンクに連
通ずる油路を遮断してスクリュー２の後退を強制的に抑
止する方法もあるが、Ｐｌ　＞Ｐ２となったままである
のでチャージ室８の樹脂圧が更に止昇してノズル通路を
介して機外への流出を止めることができず、ドルーリン
グ（鼻たれ現象）を引き起こし、成形品不良の原因とな
る。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解消し、
計量完了後のスクリューの後退を防止し、ドルーリング
等の現象を回避させることによって品質の優れた成形品
を製造することができる射出成形機の計量制御装置を提
供することにある。

（発明が解決しようとする問題点〕 上記目的は、チャージ開始時点からチャージ完了時点ま
での計量ストロークＳの中で、チャージ完了直前　Ｕス
クリュー回転数と背圧を自動的に下げてゆく特別なスト
ローク区間Ｉ　（以下、計量制御ストローク区間という
）に入る時点を演算する手段と、前記計量制御ストロー
ク区間（１）に入ったときに少なくともノズル部の条件
と成形材料によって予め定められたチャージ室の背圧の
下げパターンを選択する手段と、該手段からの信号に基
づいてチャージ室の背圧を下げる手段と、を設けたこと
によって達成される。

〔作用〕

チャージ完了直前の計量制御ストローク区間（ｌ）には
いったときに、少なくともノズル部の条件と成形材料の
種類とによって予め定められている背圧の下げパターン
によりチャージ室の背圧を下げると、計量完了時にスク
リュー回転が停止した場合、チャージ室の樹脂圧（Ｐ２
）はチェックシートの後部の溶融樹脂圧（Ｐ、）とほぼ
等しくなり、ノズル通路への樹脂の流出が停止される。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明にかかる計量制御装置における処理の一
例を示す説明図である。

射出成形機では、計量の全ストロークＳは、通常３〜４
のストローク区間に分け、それぞれ計量可塑化が均一に
行なわれるようにスクリュー回転数Ｖと、第３図に示す
比例電磁リリーフ弁３９の作動によって発生させる背圧
ＢＰとを第１図に示すようにそれぞれＶ、、Ｖ、　、・
・・・・・Ｖ、、ＢＰ。

、ＢＰ、・・・・・・ＢＰ、を設定できるように構成さ
れている。

本発明において、計量ストローク中の最終ストローク区
間、第１図の実施例では５４区間に入った後、計量制御
区間Ｅに入る訳であるが、そのストロークｌを次のよう
な演算によって決定する。

ｌ−α・５−ＢＰ４・・・・・・（１）α：係数 Ｓ：会計量ストローク（ｍｍ） ＢＰ、：最終ストローク区間における背圧（ｋｇ　／　
ｃｓｉ　） すなわち、計算制御ストローク区間ｌは、チャージしつ
つあるスクリューに制動を加えるストロークと考えられ
るが、全計量ストロークＳが大きくなればなる程、チャ
ージ室８に溜まる樹脂量が大きくなり、樹脂の粘弾性に
よって計量完了後スクリュー２を後退させる作用も大き
いと考えられ、Ｓはｌに比例するものとみられる。また
最終ストローク区間の設定背圧ＢＰ４が大きくなれば、
背圧の下げ量も大きくなるのでＢＰ、に比例するｌが必
要である。したがって上記の２点からストロークｌの演
算式を上記（１）式としている。

ここでαは（ｃｏｔ／ｋｇ）のディメンションをもった
常数であり、ＢＰ、を２０ｋｇ／−程度に設定してもＩ
ｔ　＆　Ｓ　ａ　とならないような小さい値に設定され
る。

本発明は、上記した全ストロークＳのうち、チャージ完
了直前の計量制御ストロークｌに入ったときに少なくと
もチャージ室の背圧を一定のパターンで下げるものであ
って、同時にスクリュー回転数も下げる。

計量制御ストローク区間ｌで背圧Ｂ　Ｐ　ａをどのよう
に下げるかは、ノズル孔部の樹脂の冷却によって決定す
る。すなわち、樹脂の種類、ノズル設定温度、ノズル穴
の寸法及び形状（ストレートまたは逆テーパ）によって
、ノズル孔部の樹脂の流動性が低くなり、ドルーリング
現象を起こさないようにする作用が異なるので、これは
操作員が例えば第１図に示すパターン■■・・・・・・
■から１つのパターンを選択し、手動で決定できるよう
にする。

スクリューの回転数は、計量時油圧モータを回転させる
油圧源からの送油量、すなわち、第３図に示す比例電磁
流量調整弁３３への信号電圧によって決まるが、計量制
御ストロークに入った時点で一定の低回転数ＶＸになる
ように設定しておく。

第２図は、本発明にかかる射出成形機の計量制御装置の
概略的構成図である。この計量制御装置は、射出成形機
のアクチュエータに連結バーを介してラック４及びピニ
オン５が設けられている。

このビニオン５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）６が設置され、これからの
出力は制御装置１０に入力されるようになっている。制
御装置はコンピュータ方式で演算処理装置ＣＰＵ、メモ
リー装置ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースＩＮ
、ＯＵＴの他にキーボードＫＢおよびアナログデジタル
変換器Ａ／Ｄが設けられている。

第２図において、位置検出器６でスクリューの現在位置
Ｓｘを電圧アナログ値で測定する。このアナログ信号は
Ａ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換され、インタフ
ェースＩＮより演算処理装置ＣＰＵに入力される。

キーボードＫＢには一般の成形条件が設定されるととも
に本発明において必要な下記のデジタル数値が入力され
る。

上記のデジタル数値とともに計量制御ストローク区間ｌ
に入ってから背圧ＢＰを下げてゆくパターン■、■、■
、■の中からキーを押す。実施例では上記のような入力
画面が出るようにプログラムが構成されており、必要な
箇所にデジタルに入力してゆく。

ここで、パターン■〜■のいずれかのパターンで背圧を
下げるかは次のようなプログラムが定められる。すなわ
ち、＋１１標準として、オペレータが何も設定しない場
合、自動的にパターン■を選択する。（２）樹脂がＰＥ
５ＰＰ、ＰＡ等の溶融時の粘度が低く、固化しに（い樹
脂の場合、あるいはノズル径が標準よりも大きい場合に
はオペレータがパターン■に修正できる。（３）上記（
２）と反対の場合、すなわちドルーリング現象が生じや
すい条件の場合、オペレータはパターン■又はパターン
■に修正できる。

また比例常数αおよび計量制御ストローク区間ｌにおけ
るスクリュー回転数■ｌはジムグラム作製時にメモリー
装置ＲＯＭに入力しておく。

第３図は、本発明の計量制御装置における油圧回路を示
す系統図である。第３図において、射出シリンダ３５お
よびスクリュー駆動用油圧モータ３６は比例電磁リリー
フ弁３２、比例電磁流量調整弁３３．４方向切替弁３４
を介して油圧源３１に接続され、また４方向切替弁３４
は、リリーフ弁３７．４方向切替弁３８を介して背圧設
定用の比例電磁リリーフ弁３９に接続されている。

４方向切替弁３８の５ＯＬｃｔは通常、非通電であり、
計量工程開始時に方向切替弁３４の５ＯＬｃ、とともに
通電されると、比例電磁リリーフ弁３９によって計量工
程の間の背圧を制御する。

次に第４図は、計量制御のフローシートである。

まずキーボードＫＢを用いて、各スト、ローフにおける
スクリュー回転数、背圧と計量制御ストロークに入った
ときの背圧の下げパターンを設定しくステップ１０１）
、次に計量制御ストローク（１）を演算する（ステップ
１０２）。最終ストロークＳ、の設定が計量制御ストロ
ークｌよりも大きいか否かを判別しくステップ１０３）
、最終ストロークＳ４が計量制御ストロークｌよりも小
さいときは、警報が出され、最終ストロークＳ。

を長くするか又はＢ　Ｐ　ａを小さくして再度設定する
。

最終ストロークＳ４が計量制御ストロークｌよりも大き
いときは計量準備完了となり（ステップ１０４）、射出
後計量工程に入る（ステップ１０５）、計量工程で４方
向切替弁３４のＳ　ＯＬ　Ｃ＋および４方向切替弁３８
の５ＯＬｃ、がＯＮとなり、チャージ第１ゾーン（ステ
ップ１０６）、次いでチャージ第２ゾーン（ステップ１
０７）に入る。このように各チャージゾーンを経て、最
終チャージゾーンになったか否かを判別しくステップ１
０８）、最終チャージゾーンに入ったことを確認したら
、第２図に示す位置検出器６からの入力ＳｘがＳ−Ｚに
よも大きくなったか否かを判別（ステップ１０９）Ｌな
がら、最終チャージ工程に進めてゆく。

Ｓｘ≧Ｓ−Ａ’の場合、計量制御ストロークｌに入った
ことになるので、スクリュー回転数をＶｌに落とし、か
つ予め設定しである背圧パターンを■〜■のいずれから
に従って背圧を落としてゆく（ステップ１１０）。

パターン■は標準パターンを示す、計量制御ストローク
区間ｌの間に背圧をＢ　Ｐ　ａがらＯに下がるように計
算して、一定のストローク量進んだときの背圧の減量骨
を決める。パターン■は、パターン■よりも背圧の減量
骨を大きく、パターン■はパターン■よりも背圧の減量
骨を小さく、パターン■の場合、パターン■よりも更に
背°圧の減量骨が小さくされている。

５ｘ＝Ｓとなり、チャージ最終ゾーンが完了したか否か
を判別（ステップ１１１）　、チャージ最終ゾーンが終
了すると全計量工程が完了し、４方向切替弁３４の５Ｏ
Ｌｃ、と４方向切替弁３８の５ＯＬｃ、がＯＦＦ、すな
わち中立に戻して油圧シリンダ５の後退をロックする（
ステップ１１２）。

以上の実施例においては、計量制御ストローク区間ｌを
決定する演算式を ！＝α・５−ＢＰｎ としたが、もっと一般的に １÷α・　Ｓ−・ＢＰ４’ （ｍ、ｎは正数） としてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、計量工程完了後のストロ
ークの後退現象を回避し、正確なチャージ量を確保する
ことによって精密な射出成形を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の射出成形機の計量制御装置における処
理の一例を示す説明図、第２図は本発明の射出成形機の
計量制御装置の概略的構成図、第３図は本発明にかかる
油圧制御系統図、第４図は本発明の処理の一例を示すフ
ローチャート、第５図は射出成形機のスクリュ一部の概
略的断面図である。 １・・・・・・加熱シリンダ、２・・・・・・スクリュ
ー、３・・・・・・射出シリンダ、４・・・・・・ラッ
ク、５・・・・・・ピニオン。 ６・・・・・・位置検出器、７・・・・・・チェックリ
ング、８・・・・・・チャージ室、９・・・・・・チェ
ックシート、３１・・曲・油圧源、３２・・・・・・比
例電磁リリーフ弁、３３・・・・・・比例電磁流１ｉＰ
Ｊ整弁、３４・・・・・・方向切替弁、３５・・・・・
・射出シリンダ、３６・・・・・・スクリュー駆動用油
圧モータ、３７・・・・・・リリーフ弁、３８・・・・
・・４方向切替弁、３９・・・・・・比例電磁リリーフ
弁（背圧設定用）。 第　１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. チャージ開始時点からチャージ完了時点までの計量スト
   ロークの中で、チャージ完了直前の計量制御ストローク
   区間（ｌ）に入る時点を演算する手段と、前記計量制御
   ストローク区間（ｌ）に入つたときに少なくともノズル
   部の条件と成形材料によつて予め定められたチャージ室
   の背圧の下げパターンを選択する手段と、該手段からの
   信号に基づいてチャージ室の背圧を下げる手段と、を設
   けたことを特徴とする射出成形機の計量制御装置。