JPS63188025A - 射出成形機の射出速度制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融樹脂を金型のキャビティ内に充填する射
出成形機において、充填工程中の溶融樹脂の射出速度を
制御する方法に関する。

〔従来の技術〕

特公昭５７−５９０６０号公報に示すように、回転駆動
されるスクリューを射出シリンダで往復動自在として溶
融樹脂をノズルより射出することで金型のキャビディ内
に充填する射出成形機が知られている。

かかる射出成形機においては溶融樹脂を金型のキャビテ
ィ内に充填する射出速度をスクリューの位置に応じて制
御する必要がある。

このような射出速度を制御する方法としては、例えば特
開昭５９−６４３３７号公報に示すものが知られている
。

つまり、第３図に示すように、スクリューａの位置を検
出する位置検出器すと、射出シリンダＣの伸長室ｄに供
給する流量を制御する流量制御弁ｅと、スクリュー位置
に対するスクリュー速度を設定した設定器ｆとを備え、
位置検出器すで検出したスクリュー位置に応じて流量制
御弁ｅに制御信号を出力して設定器ｆで設定したスクリ
ュー速度になるように伸長室ｄへ供給する流量を制御す
るようにした装置であり、この装置によればスクリュー
位置に応じてノズルｇより金型りのキャビティ内に充填
する溶融樹脂の速度、すなわち射出速度を多段階に制御
することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

かかる射出速度の制御方法は、スクリューの移動速度、
つまり射出シリンダの伸長速度を制御することで射出速
度を制御するものであると共に、溶融樹脂は圧縮性を有
するから、スクリューの移動速度と射出速度とが異なる
ことがあり、スクリューの移動速度を精度良く制御して
も射出速度の精度が悪いものとなって予じめ設定したス
クリュー位置における射出速度となるように制御できな
いことがある。

すなわち、例えばノズルｇより金型りのキャビティ内に
溶融樹脂を充填している充填工程中にスクリューａが溶
融樹脂を押圧している時にはスクリューａ先端のハウジ
ング１内部ｊの溶融樹脂圧力は上昇している。この状態
にてスクリューａを停止したとしても前述のハウジング
ｉ内部ｊの圧縮された溶融樹脂はその圧力が金型り内の
負荷圧力に相当する圧力に減少する迄はノズルｇより金
型りに流出することになり、射出速度がゼロになるまで
は応答遅れがある。

また、スクリューａの速度が切換っな状態より急加速し
て射出速度を急加速する場合には、スクリュー速度に見
合うだけの射出速度が得られるまでには前述のハウジン
グｉ内部ｊの溶融樹脂圧力が上昇しなければならず、そ
の溶Ｅ’ｌ　４０１脂の圧力上昇時間分だけ応答遅れが
生じる。

具体的には、第４図に示すような形状の急激変化が２ケ
所ある脱晶イを射出成形する際には金型キャビティ内へ
の溶融樹脂流入の乱れによリフモリ・ウェルド等の表面
不良が生じるため、射出速度パターンを第５図に示すよ
うにスクリュー位ｉＺＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄに応じて射出速度
をｖ　、■２．ｖ３．ｖ４と４段階に制御すると共に、
前述の表面不良発生を防止するためにｖ、ｖ３を低速に
設定し、ｖ　　、ｖ　　をフロ−マークが生じないよう
に高速に設定している。

このように射出速度を制御するにはスクリュー位置Ａ、
Ｂ、Ｃ，Ｄを検出したら流量制御弁を制御して射出シリ
ンダの伸長速度を変化してスクリュー速度を第６図破線
で示すように制御するが、前述の応答遅れによってスク
リュー速度と実線で示す射出速度とは立ち上り、立ち下
りの変化部で異なる。

この応答遅れがあるためにスクリュー速度を急激に切換
えても射出速度は■　→■２及び■３→■４に徐々に切
換わることになり製品イにフローマークロが発生すると
共に、立ち下り時には■　→■３と変化するが射出速度
が高速の場合には前述のハウジングｉ内部ｊの溶融樹脂
圧力が高いので、スクリュー速度を急激に低下しても溶
融樹脂圧力が金型内の負荷圧力となるまでは射出速度が
速くなって徐々にＶ２→■３に切換るので脱晶イにウェ
ルド・クモリハが生じてしまう、これを防止するために
Ｖ２→Ｖ３の切換えスクリュー位ｚＢより手前のスクリ
ュー位置でスクリュー速度を切換えるとフローマークロ
が生じてしまう。

なお、充填完了後に保圧をかける前にスクリュー速度を
減速しても、スクリューａにかかるモータ等の荷重によ
る慣性によってピーク値Ｖ′　が生じパリ二が生じる。

又従来は金型圧力を検出しノズル速度を■１からｖ２に
一定切換するよう、スクリューの押出圧を制御していた
がスクリューの押出圧をＰ　からＰ２に切換えてまでに
時間がかかると共に樹脂圧はさらに非圧縮のためタイム
ラグがあり、Ｐ　　　Ｐ２およびＶ　１．　Ｖ　２の切
換えが遅れていた。

そこで、本発明は射出速度の立ち上り、立ち下りの変化
部において射出速度を応答遅れなく迅速に切換えできる
ようにした射出成形機の射出速度制御方法を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕予じめ設定し
たスクリュー位置となったら子しめ設定した射出速度と
なるべくノズルの開口面積を制御すると同時にノズルの
前後の差圧を一定とすべくスクリューの押力を制御する
ようにして、射出速度の立ち上り、立ち下り時に応答遅
れなく高精度で制御できると共に、金型内の負荷変動が
あっても設定した速度で射出できるようにしたものであ
る。

〔実　施　例〕

第１図に示すように、筒状のハウジングｌ内にスクリ、
Ｌ−２が摺動及び回転自在に挿入されてホッパー３内の
樹脂を溶融してノズル４より金型５のキャビティ６内に
充填するようにしであると共に、スクリュー２は射出シ
リンダ７のピストン杆８に連結され、そのピストン杆８
には油圧モータ９で回転される駆動軸１０がスプライン
嵌合して入ると共に、伸長Ｍ１１内に図示しない切換弁
を介して油圧源１２の圧油が供給され、かつその圧力は
圧力制御弁１３で制御できるようにしである。

前記ノズル４には、その開口面積を制御する流量制御機
構、例えば、ノズルバルブ１４が設けられ、該ノズルバ
ルブ１４はレバー１５、ロッド１６を介してノズルバル
ブ駆動ａｍ、例えば比例ソレノイド１７に連結し、比例
ソレノイド１７に供給する電流を制御することでノズル
バルブ１４の開度を変更でき、それによってノズル４の
開口面精を制御するようにしである。

前記ピストン杆８にはラック杆１８が連結され、このラ
ック杆１８に噛合するピニオン１９にポテンションメー
タなどの回転センサ２０が設けられてラック位置検出器
２１を棺成していると共に、前記ノズルバルブ１４の出
口側には溶融した樹脂の圧力を検出する樹脂圧検出器２
２が設けである。

そして、射出速度はコントローラ３０によってｒｒＩＩ
郡される。

前記コントローラ３０はスクリュー位置設定器３１と射
出速度設定器３２と位置比教器３３と差圧演算回路３４
と圧力設定器３５とを備え、スクリュー位置設定器３１
には射出速度を切換えるスクリュー位置を任意に設定で
きると共に、射出速度設定器３２には複数の射出速度を
前記設定したスクリュー位置に対応して任意に設定でき
、差圧演算回路３４は樹脂圧検出器２２の検出値と圧力
設定器３５よりの出力信号とによってノズルバルブ１４
前後の差圧を演算し、その差圧が設定差圧となるように
圧力設定器３５に信号を出力するものであり、これによ
りノズルバルブ１４前後の差圧が常時一定に制御される
。

次に射出速度の制御動作を説明する。

圧力制御弁１３の設定圧力を一定として射出シリンダ７
の伸長室１１に一定圧力の圧油を供給することでピスト
ン杆８を伸長してスクリュー２を前進させ、ハウジング
１のスクリュー２の先端側の内部ｌａ内に溶融樹脂を圧
縮してノズル４より金型５のキャビティ６内に充填する
。

なお、スクリ５．−２は油圧モータ９で回転駆動される
。

この時、伸長室１１内の圧力は一定であるから内部ｌａ
内の溶融樹脂の圧縮圧力も一定となり、射出速度はノズ
ルバルブ１４の開度によって決定され、その開度が大き
いと射出速度が速く、開度が小さいと射出速度が遅くな
る。

つまり、ノズルバルブ１４の開度が大きいとノズル４を
流通する溶融樹脂の抵抗が小さいからスクリュー２は速
く移動して射出速度が速くなり、ノズルバルブ１４の開
度が小さいとノズル４を流通する溶融樹脂の抵抗が大き
くなってスクリュー２は速く移動できずに射出速度が遅
くなる。

そして、スクリュー位置検出器２１で検出した実スクリ
ュー位置とスクリュー位置設定器３１で設定したスクリ
ュー位置とを位置比較器３３で比較し、両者が一致した
ら射出速度設定器３２に読み出し信号を発して、その射
出速度設定器３２に予じめ設定した前記スクリュー位置
に対応する射出速度となるように比例ソレノイド１７に
制御電流を供給してノズルバルブ１４の開度を増減制御
する。

つまり、実スクリュー速度が設定した射出速度よりも速
い場合にはノズルバルブ１４の開度を大きくし、遅い場
合にはノズルバルブエ４の開度を小さくするし目標の速
度に設定出来るようにしている。

又差圧を一定にしておきノズルバルブ１４を切り換える
ことによりｖｌから■２に容易にタイムラグがなく切換
えることが出来る。

以上の様に、ノズルバルブ１４の開度を変更することで
射出速度を制御するので立ち上り、立ち下りの変化部に
おいて応答遅れが極めて小さくなり、迅速に射出速度を
低下したり、増加したりすることができるので、製品に
フローマ。

−クやクモリ・ウェルドが生じることが防止できると共
に、スクリューノズル１４を閉じれば溶融樹脂が金型５
のキャビティ６内に流れなくなるので保圧をかける時に
ピーク値が発生したり、パリが生じたりるすることがな
い。

また、ノズルバルブ１４の開度が変更すると射出シリン
ダ７の伸長室１１内の圧油力が一定であれば出口側の樹
脂圧が変化してノズルバルブ１４前後の差圧が変る。

この樹脂圧の変化は樹脂圧検出器２２で検出されて差圧
演算回路３４に送られノズルバルブ１４前後の差圧を演
算し、かつその差圧が設定差圧となるように圧力設定器
３５に信号を出力して圧力制御弁１３の制御部１３ａに
制御信号を送って設定圧力を変更し、射出シリンダ７の
伸長室１１内の油圧力を変えてスクリュー２の押力を変
更して内部１ａの樹脂圧を変更してノズルバルブ１４の
出口側の樹脂圧を制御し、その前後の差圧を設定差圧に
維持する。

例えば、射出速度を早くするためにノズルバルブ１４の
開度を大きくすると出口側の樹脂圧が高くなり、その前
後の差圧が小さくなるので、圧力制御弁１３の設定圧力
を低くしスクリュー２の押力を減少して入口側の樹脂圧
を低下しノズルバルブ１４の前後の差圧を設定差圧とす
ると共に、射出速度を遅くするためにノズルバルブ１４
の開度を小さくすると出口側の樹脂圧が低くなり、その
前後の差圧が大きくなるので圧力制御弁１３の設定圧力
を高くしてスクリュー２の押力を増加して入口側の樹脂
圧を高くし、ノズルバルブ１４の前後の差圧を設定差圧
とする。

このように、ノズルバルブ１４の前後の差圧を一定とし
てノズルバルブ１４の開度を変更することで射出速度、
つまりノズルバルブ１４を流通ずる単位時間当り流量を
制御するので、射出速度をより精度良く制御できると共
に、金型５のキャビティ６内に溶融樹脂が充填されるに
つれてキャビティ６内の樹脂圧が高くなってノズルバル
ブ１４の前後差圧が変化するが、この場合にも前後の差
圧を一定に制御できて溶融樹脂を設定した射出速度で射
出できる。また溶融樹脂の圧力を変動させることがない
からｖｌから■２への速度の切換えはすみやかに出来る
。

また、第２図に示すように、ノズルバルブ１４の入口側
に樹脂圧検出器２３を設け、この樹脂圧検出器２３の検
出した入口側の樹脂圧と樹脂圧検出器２２で検出した出
口側の樹脂圧とを差圧演算回路３４に送って差圧を演算
し、その差圧を比較演算回路３６で設定器３７の設定差
圧と比較演算し、その演算結果を圧力設定器３５に送っ
て圧力制御弁１３の制御部１３ａに制御信号を出力して
、設定圧力を変更するようにしても良い。

なお、圧力制御弁１３の代りに流量制御弁を設けたり、
油圧源１２を可変吐出ｌ型の油圧ポンプとし、その流量
、吐出量を制御するようにしてスクリュー２の押力を制
御しても良い。

〔発明の効果〕

ノズル４の開口面績を制御することで射出速度を制御す
るので、射出速度の立ち上り、立ち下り変化部において
射出速度を応答遅れなく迅速に切換えでき、しかもノズ
ル４の前後の差圧を一定に維持すべくスクリュー２の押
力を制御するからより精度良く制御できると共に、金型
のキャビティ内に充填される負荷が変動しても設定した
射出速度とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の異なる実施例を示す説明図
、第３図は従来例の説明図、第４図。 第５図はその不具合説明図である。 ２はスクリュー、４はノズル、５は金型、６はキャビテ
ィ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スクリュー２を回転及び往復動させることでノズル４よ
   り溶融樹脂を金型５のキャビティ６内に充填する射出成
   形機において、予じめ設定したスクリュー位置となると
   予じめ設定した射出速度となるようにノズル４の開口面
   積を制御すると同時にそのノズル４の前後の差圧が予じ
   め設定した設定差圧となるようにスクリュー２の押力を
   制御するようにしたことを特徴とする射出成形機の射出
   速度制御方法。