JPS63265615A - 射出成形機の成形制御方法 - 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
制御する装置に関する。

〔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ティ内
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装置としては、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４図に示すように、スクリューａの位５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
るようにした装置てあり、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装置は、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ウ−ａ先端のハウ
ジングｉ内部ｊの溶融樹脂圧力は上昇している。この状
態にてスクリュウ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の速度が切換った状態より急加速し
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
の溶融樹脂の圧力上昇時間分だけ応答遅れが生しる。

具体的には、第５図に示すような形状の急激変化が２ケ
所ある製品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６図に示すよ
うにスクリュー位２１Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄに応じて射出速度
をＶ　１．　Ｖｔ　、　Ｖ３　、　Ｖ４　ト４段階ニ制
御　ｔ　ルと共に、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、をフローマー
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ｉＡ、
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スクリュー速度を急激に切換え
ても射出速度はＶ　＋　−Ｖ　＊及びｖ３→ｖ４に徐々
に切換わることになり製品イにフローマークロか発生す
ると共に、立ち下り時にはｖ２→ｖ３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
も溶融樹脂圧力か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→ｖ３に切換るので製品イに
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２１Ｂ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動によ
る慣性によってピーク値ｖＩが生じ、又溶融樹脂流出が
続くためバリニが生じる。

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装置を提供するこ
とを目的とする。

〔開通点を解決するための手段及び作用〕予じめ定めた
スクリュー位置となるとノズル４の開口面積を予じめ定
めた値として溶融樹脂の流通抵抗を変化させるようにす
ると共に、そのスクリュー位置よりも若干手前のスクリ
ュー位置となると射出シリンダへの供給油量を制御する
ようにしたものであり、これにより射出速度を精度良く
、しかも応答遅れなく迅速に制御てきる。

（実施例） 第１図に示すように、筒状のハウジングｌ内にスクリュ
ー２か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
合していると共に、伸長室１１内には図示しない切換弁
を介して油圧源１２の圧油が供給され、かつその流量は
流量制御弁１３で制御て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、ロウド１６を介してノズルバルブ
駆動機構、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てノズルバ
ルブ１４の開度を変更でき、それによって、ノズル４の
開口面積を増減して射出速度を制御するようにしである
。

つまり、ノズルバルブ１４の開度か大きいとノズル４を
流通する溶融樹脂の流通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流通抵
抗か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。

前記ピストン杆８にはラック杆１８か連結され、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か設けられてラック位置検出器
２１を構成している。

そして、射出速度はコントローラ３０によって制御され
る。

前記コントローラ３０はスクリュー位置設定器３１とノ
ズルバルブ開度設定器３２と位を比較器３３及び流量制
御弁流量演算器３４、流量制御弁流量記憶器３５、ｆＩ
ｔ量制御弁流量切換位置演算器３６、流量制御弁流量切
換位ご記憶器３７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てき
ると共にノズルパル開度設定器３２には複数の射出速度
に見合うノズルバルブ開度を前記設定したスクリュー位
ｔに対応して任意に設定できる。

次に射出速度の制御について説明する。

射出成形開始の信号によって油圧モータ９を駆動してス
クリュー２を回転駆動すると同時に図示しない切換弁を
切換えて流量制御弁１３より伸長室１１に圧油を供給し
てスクリュー２をＩｉｊ進させることで、ノズル４より
溶融樹脂を金型５のキャビティ６内に射出する。

つまり、スクリュー２か射出開始位置より移動するが、
その時のノズルバルブ１４の開度をノズルバルブ開度設
定器３２の第１設定開度ｖ１とし、流量制御弁流量をそ
の第１設定開度ｖ１に基づいて流量制御弁流量演算器３
４で演算して流量制御弁流量記憶器３５に記憶し、かつ
ｆｉ、量制御弁１３の制御部に送って第１制御流量ｇＩ
　（Ｖｌ）とする。

これにより、溶融樹脂は第１設定開度Ｖ、と第１制御流
５ｔｇ＋　　（ｖ＋　）に見合う射出速度で金型５のキ
ャビティ６内に射出される。

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Ｓｎとスクリュー位置設定器３１で設定した第
１スクリュー位２ｉｓ　＋とを位置比較器３３で比較し
、両者が一致したらノズルバルブ開度設定器３２に読み
出し信号を発して、そのノズルバルブ開度設定器３２に
予じめ設定した前記第１スクリュー位２１　ｓ　＋に対
応する第２設定開度ｖ２を比例ソレノイド１７に制御電
流として供給してノズルバルブ１４の開度な増減制御し
て第２設定開度ｖ２とする。

以下同様にして第２スクリュー位置Ｓ２となったら第３
設定開度ｖ３とし、第３スクリュー位２！　Ｓ　ｘとな
ったら射出工程より保圧工程とする。この状態は第２図
に示すようなって複数の工程を有するようになる。

一方、第２設定開度ｖ２、第３設定開度ｖ３は流量制御
弁流量演算器３４で演算して流量制御弁流量記憶器３５
に第２、第３制御流量ｇ２（Ｖ＊　）、ｇ：＋　　（Ｖ
ｊ　）として記憶される。

他方、スクリュー位置設定器３１に設定された第１、第
２、第３スクリユー位置Ｓ、。

Ｓ、、Ｓユは流量制御弁流量切換位置病［！３６に送ら
れて前記ノズルバルブ開度設定器３２よりの指令によっ
て、そのノズルバルブ１４の開度切換位ｉ（第１、第２
、第３スクリュー位置Ｓｓ　、Ｓｓ　−Ｓ３）よりノズ
ルバルブ１４の一工程と次工程の開度設定値差に比例し
た値だけ手前の第１、第２、第３ｙＬ量制御弁流量切換
位置ｆｌ　（Ｓｔ　）、ｆｔ　　（Ｓｔ　）。

ｆ３　（Ｓ３）を演算処理、つまり流量制御弁切換位置
ｆｎ＜ｓ＞＝　Ｓ、　−１ｋ　（Ｖ、、、−Ｖｎ）　１
の演算処理が行なわれ、その第１、第２、第３流量制御
弁流量切換位置ｆ＋（Ｓｌ）、ｆｔ（Ｓａ）、ｆ３　（
Ｓユ）は流量制御弁ｆＩＬ量切換位ｌ記憶器３７に記憶
される。

そして、この第１．ｆｆ１２、第３流量制御弁流蟻切換
位置ｆ＋　　（Ｓｔ　）、ｆｔ　　（Ｓｔ　）、ｆ３（
Ｓ３）は位置比較量３３で実スクリュー位置Ｓ、、と比
較され、両者が一致すると流量制御弁流量記憶器３５に
読み出し信号を出力して流量制御弁１３の流量を第２、
第３制御流量ｇ２（ｖｔ　）、　ｇ３　　（Ｖｊ　）と
する、この状態は第３図のようになり、複数工程より成
る。

以上の様に、所定のスクリュー位ごとなるとノズルバル
ブ１４の開度を変更してノズル４の開口面積を制御する
とともに射出シリンダ７の伸長室１１内への供給流量を
制御してスクリュー２の移動速度を制御するので、射出
速度を制御することがてきる。

なお、流量制御弁を用いずに可変性出量型ポンプを設け
、その吐出量を制御するようにしても良い。

（発明の効果） ノズル４の開口面積を直接増減制御してノズル４を流通
する溶融樹脂の抵抗を変化することによって射出速度を
制御するので、溶融樹脂の圧縮性の影響をうけずに射出
速度を精度良く制御できる。

また、射出シリンダ７の伸長室１１への供給油量はノズ
ル４の開口面積に応じた量に制御さ不 れるので省エメルギーとなる。

また、射出シリンダ７の伸長室１１への供給油量はノズ
ル４の開口面積の一制御よりも手前のスクリュー位置に
おいて制御されるので、ある工程のノズル開口面積より
次工程のノズル開口面積が大きい場合には、供給油量は
早めに多くなるため射出シリンダ７の伸長室１１内油圧
も事前に上昇し、スクリュー先端の溶融樹脂圧も事前に
上昇する。このために溶融樹脂圧か上昇しつつ、ノズル
開口面積が大きく開かれるのでノズルからの溶融樹脂の
噴出速度も急加速されることとなり高応答制御が可能と
なる。

又逆に次工程のノズル開口面積が小さい場合には供給油
量は早めに少なくなるため射出シリンダ７に伸長室１１
内油圧も事前に低下し、スクリュー先端の溶融樹脂圧も
事前に低下する。

このため溶融樹脂圧が低下しつつノズル開口面積が小さ
く閉じられるのでノズルからの溶融樹脂の噴出速度も急
減速されることとなり同様に高応答制御が可能となる。

したがって、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制御できる。

【図面の簡単な説明】

国 第１ｖは本発明は実施例の説明図、第２、第３図はノズ
ルバルブ開度、流量制御弁流量を示す図表、第４図は従
来例の説明図、第５図、第６図は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 (2)

【特許請求の範囲】
1. （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より溶射樹脂を金型５のキャビティ６内に充填する
   射出成形機において、予じめ定めたスクリュー位置とな
   るとノズル４の開口面積を予じめ定めた値として溶融樹
   脂の流通抵抗を変化させるようにすると共に、そのスク
   リュー位置よりも若干手前のスクリュー位置となるとス
   クリュー２を移動する射出シリンダ７の伸長室１１への
   供給油量を予じめ定めた値に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。
2. （２）前記供給油量を制御するスクリュー位置を、ノズ
   ル４の開口面積を制御するスクリュー位置よりも、段階
   的に制御されるノズル４の開口面積の設定値差に比例し
   た値だけ手前の位置としたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の射出成形機の射出速度制御方法。