JPS639523A - 射出圧縮成形方法及び装置 - 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適用される射出圧縮成形方法及び
その装置に関するものである。

（従来の技術） 金型の型締装置が油圧シリンダで構成される射出成形機
において、従来の射出圧縮成形では、最初に型締圧力を
低圧にして金型接合面を閉じておき射出を開始する。

金型キャビティ内に充填される樹脂圧力により、前記接
合面が型開きしてガス抜けを促進させると同時に、低い
射出圧力での充填を可能とする。次に、射出開始と同時
に作動するタイマーのタイムアウト後、型締圧力を高圧
として前記型開き状態の金型を接合面が閉じるまで圧縮
し、金型キャビティ内の溶融樹脂を加圧して、溶融樹脂
の冷却に伴う収縮を補償する。

以下、その構成及び作用について詳述する。

第４図は従来の射出圧縮装置の概略を示すシステム図で
ある。金型１にはスプルー２、キャビティ３、ゲート４
が形成されている。

金型１は接合面５より可動側と画定側に分けられており
、その可動側は可動盤６に固定され、固定側は固定盤７
に固定されている。可動盤６は型締シリンダー８に嵌合
して摺動する型締ラム９に締結固定されている。

従って、型締ラム９の動きにより金型１の可動側が動き
接合面５を境にして図の左右方向に金型開閉がなされる
構造となっている。射出開始に先立って、方向切換弁１
０のソレノイドａが励磁されて、ポンプ１）の油量が型
締シリンダ８の図示左方に供給され型締ラム９が右方へ
移動し、金型１を比例電磁圧力弁１２で設定された低圧
力で型締する。次にシーケンサ１３の指令により、スク
リュー１６が左方へと移動し、予めスクリュシリンダ１
４の中で加熱し可塑化されている溶融樹脂がノズル１５
を経て金型１内へ射出される。射出に伴うキャビティ３
内に充填された樹脂圧により、型締力に優って型開きす
る。

その後、射出完了位置の信号又は射出時間のタイムアウ
トによりシーケンサ１３は比例電磁圧力弁１２への指令
値を変更し、圧縮工程用の高圧の型締圧に切換える。

ここで、射出時における金型の型開量は、樹脂の充填量
と充填圧力の変動により変動する。

また、この型開量は圧縮工程におけるキャビティ内に存
在する溶融樹脂の圧縮代となり、この圧縮代により加圧
量の値が決まる。従って、型開量の変動はキャビティ内
の保圧の変動を生じ、キャビティ内樹脂の冷却における
収縮量の補償に変動を生ずる。

従来の射出圧縮成形では、一般にこの型開量を一定に維
持することが困難で、そのため成形品の寸法精度の不良
を生ずるという問題点があった。そこで、型開量を一定
にしようとして、殿械的ストッパを金型に設ける方法も
採られているが、その公金型の構造が複雑となり高価に
なること、及び圧縮成形可能な金型や成形品の種類が限
定されてしまうという問題点もあった。

（発明が解決しようとする問題点） このように、従来の射出圧縮成形にあっては、射出時に
おける金型の型開量を適正な値に保持し難（、寸法精度
の点で優れた成形品を得難いとう問題点があり、これを
改善せんとして金型に機械的なストッパを設けることも
なされているが、構造が複雑化し金型自体が高価となる
ばかりでなく圧縮成形が可能となる対象の範囲が制限さ
れてしまうという問題点を有していた。

本発明は、かかる問題点を解決すべく開発されたもので
、閉ループ制御により型開量を一定に維持するようにし
た制御方法とそのための装置を提供しようとするもので
ある。

（問題点を解決するための手段及び作用）このため、本
発明は射出圧縮成形方法として低圧の下で型閉して射出
を開始し、充填圧力により型開を生じさせるようにして
、充填後高圧で型締する射出圧縮成形方法において、射
出工程の際に型開量が一定値を保持するように型締圧力
を閉ループ制御することを、また同方法を実施するため
に使用する装置として低圧の下で型閉して射出を開始し
、充填圧力により型開を生じさせるようにして、充填後
高圧で型締する射出圧縮成形装置において、射出工程の
際の型開量を検出する型開量検出器と予め型開量を設定
する型開量設定器とを具え、検出型開量と設定型開量の
偏差に基づき型開量が一定になるように型締圧力を調整
する閉ループ制御装置を有することをそれぞれ構成とし
、これを上記問題点の解決手段とするものである。

即′ち本発明にあっては前記装置を用い、射出開始後、
型開量を型開量検出器で検知して、これを型開量設定器
に予め設定された値と比較し、型が開き始めたとき、そ
の設定値になる様に閉ループ制御で型締圧力を制御して
型開量を一定とするものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

本発明の第一実施例を第１図に示す。ここでは、従来と
の相違点を中心に説明する。

まず、その構成を機能と共に述べると、所望の型開量δ
ｓ９ｔを設定する型開量設定器２０に予め設定された前
記型開量δｓｅｔと金型１に配設された型開量検出器３
３により検出された実値である型開量δとを比較器２１
で比較し、その偏差ｅ、　（−δ５ｅｔ−６）を型開量
制御器２２に出力する。

同型開量制御器２２は入力される偏差ｅ、を比例・積分
・微分制御し、同制御器２２の出力は切換スイッチング
回路２３を経て増幅器２４へと送られる。増幅器２４の
出力はサーボ弁２８を制御する。

なお、２９はアキュムレータ、３０はアキュムレータ２
９からポンプ１）への逆流を防ぐ逆止弁、３１はアキュ
ムレータ２９の蓄圧圧力を設定するリリーフ弁である。

一方、以上の制御回路とは別に、射出開始時の低圧型締
圧力Ｐ　Ｌｓａｔ及び圧縮工程の型締圧力Ｐ　ＨｓｅＬ
を設定する圧力設定器２５を設けると共に型締圧力Ｐを
検出する圧力検出器３２を型締シリンダ８の型締側油路
に設け、実際に検出された型締圧力Ｐと前記予め設定さ
れた射出開始時の低型締圧力及び圧縮工程における型締
圧力Ｐ　ＬｓａＬＰ　ＫｓａＬは比較器２６で比較され
偏差ｅ２を出力する。

この偏差ｅｐは圧力制御器２７で比例・積分、・微分制
御され、その出力が前記回路中の切換スイッチング回路
２３に入力されるようになっている。

以上の構成において、その制御動作を第２図に示した制
御曲線図を参照しつつ説明すると、まず、射出工程に入
る前に金型１の型閉動作を行ない、このときの型締圧力
は射出開始圧力である低型締圧力Ｐ　Ｌｓ＋ｅｔに昇圧
する。この低型締圧力Ｐ　Ｌｓｅｔは従来における低圧
の型締圧力より更に低い圧力を選ぶが、ゲージ圧をＯＫ
ｇｆ／ｃＪ即ち大気圧に等しくすると、型締ラム９のピ
ストンリング部におけるリークやりノブパツキンのクー
ロン摩擦により、後述する型開量一定制御において動作
遅れを生ずるため、このような問題の生じない最低圧力
値１〜５Ｋｇｆ／ｃｕｔ　（ゲージ圧）とする。圧力制
御器２７の作用により型締圧力Ｐは低型締圧力Ｐ　Ｌｓ
ｓＬになるように閉ループ制御される。なお、このとき
切換スイッチング回路２３は型締圧力制御回路側の接点
２３ｂに切換っている。

射出工程に入り、射出が開始されると、シーケンサ１３
は切換スイッチング回路２３の接点を型締圧力制御回路
側の接点２３ｂから型開量制御回路側の接点２３ａに切
換える。射出開始によりキャビティ３内の圧力が上昇す
ると、型締圧力が低圧なので金型が開き始める。ここで
、型開量δが検出されはじめると、δとδｓｅｔを比較
し、その偏差ｅＪ　　を型開側ｆ１ｕ器２２により、ｅ
Ｊ　　が零、すなわち型開量が予め、設定されている型
開量δｓｅｔになる様に切換スイッチング回路２３を経
て、サーボ弁２８の開度を制御して型線圧力を閉ループ
制御により調整する。

制御Ｉ■中の型締圧力の実行波形は、第２図の射出工程
の一点鎖線で示される。射出完了位置信号又は射出時間
タイマのタイムアウト信号により、シーケンサ１３から
圧縮工程の切換信号が圧力設定器２５と切換スイッチン
グ回路２３へ出力される。これにより圧力設定器２５の
出力は高圧型締圧力Ｐ　ＨｓｅＬ、となり、同時に切換
スイッチング回路２３の接点は型開量制御回路側の接点
２３ａから型締圧力制御回路側の接点２３ｂに切換えら
れる。圧縮工程では、圧力制御器２７の出力によりサー
ボ弁２８を調節して型締圧力がＰ　ＨｓｅＬになる様に
閉ループ制御を行なう。

このとき、第２図に示すように型締圧力は高圧型締圧力
Ｐ　Ｍｓｅｔで一定となり、これにより型閉めが始まり
、型開量０すなわち型が閉じるまで圧縮される。

なお、上記実施例では金型１に型開量検出器３３を設け
るようにしているが、これに代えて型締ラム９に位置検
出器（図示せず）を取り付け、型閉じ位置からの相対距
離を求め、これを「型開量」として上記実施例と同一の
成形を行なってもよい。

第３図に本発明の他の実施例を示す。本実施例では上記
実施例に対し、キャビティ３の圧力（型内圧）Ｐ、を検
出する型内圧検出器３４を取り付け、同型内圧Ｐ、から
型開量δを一定にするのに必要な型締圧力Ｐの変化量を
求め、これを実現するためのサーボ弁指令値の補正量を
計算して出力するフィードフォワード補償器３５及び型
開量制御器２２の出力と前記フィードフォワード補償器
３５の出力を加算する加算器３６を追加したものである
。

その作用について述べると、型内圧Ｐ、とキャビティ３
の投影面積Ａを掛けたものが次式（１）に示す金型１を
開こうとするシ≠’ｙＦとなる。

Ｆ　＝　Ｐ、　Ｘ　Ａ　　−−−−−−−−−−−−（
１）式（１）より型開きしない様に保持する型締圧力Ｐ
Ｃは次式（２）となる。

（ＡＣ−・−一一一−−−−型締シリンダ内面積）ここ
で、型開量が一定に保持されている状態で、型内圧Ｐ、
が上昇したとする。第１図に示した上記実施例では、型
内圧Ｐ、の上昇により型開量δが増加して偏差ｅ、が生
ずる。この偏差ｅ、により型開量制御器２２の出力が変
化して、偏差ｅ、を零にするように制御されている。し
かるに、この場合には型内圧Ｐ１の急激な上昇に対して
応答遅れの生ずる虞れがある。

第３図に示す本実施例では、フィードフォワード補償器
３５は型内圧Ｐ、の変化を受けて式（１）、（２）から
型締圧力ＰＣの変化量を求め、これよりサーボ弁２８へ
の指令値の補正量を計算して出力する。この補正量は加
算器３６により型開量制御器２２の出力に加算され、サ
ーボ弁２８への指令値が変化して、型内圧Ｐ、の変化に
対応する。実際には金型１の構造、樹脂の粘度等の影響
を受けて、金型ｌを開こうとする力Ｆの実値は弐（１）
の値と僅かなずれが生じるので、フィードフォワード補
償器３５の指令値では型開量δは設定された型開量δｓ
、Ｌにならず偏差が生じることになる。

ただし、この偏差は、フィードフォワード補償器３５が
ない場合と比較すると、約１０％以下と小さな値となる
ので、型開量制御器２２の制御動作によって速い応答で
整定される。

従って、この方法は先の実施例と比較すると、型内圧の
急激な変化に対する型開量制御の応答性及び安定性が良
いという効果を奏することになる。

（発明の効果） 定した値に一致させ保持するように型締圧力を閉ループ
制御するので、キャビティ内の溶融樹脂の圧縮代が安定
し、これによりキャビティの保圧が安定化する。

このため、収縮量の補償が常に一定になるので、成形品
の寸法精度の安定性も向上する。更に本発明によれば、
型開量を設定するための機械的ストッパーを持たない金
型でも安定した型開量を実現できるので、射出圧縮成形
が適用できる金型の範囲が大巾に拡大できるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第一実施例を示す射出圧縮成形の概
略システム図、第２図は同制御曲線図、第３図は本発明
の他の実施例を示す射出圧縮成形の概略システム図、第
４図は従来の射出圧縮成形の概略システム図である。 図の主要部分の説明 ２０−・−型開量設定器 ２１−比較器 ２２−・−型開量制御器 ２３−　　切換スイッチング回路 ２ｔ−一一一増幅器 ２８−毎一ボ弁 ３３−・−型開量検出器 特　許　出　願　人三菱重工業株式会社手続主甫正書（
方式） 昭和６１年７月３五日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 ■、事件の表示 特願昭６１−１５３８０２号 ２、発明の名称 射出圧縮成形方法及び装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　東京都千代田区丸の内二丁目５番１号名　称　
（６２０）　　三菱重工業株式会社４、代理人 住　所　東京都千代田区丸の内二丁目５番１号三菱重工
業株式会社内 氏　名　（６１２４）弁理士　坂　間　　　暁　外２名
５、復代理人 ７、補正の対象 明細書全文 手続補正書 昭和６１年９月３０日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 特願昭６１−１５３８０２号 ２、発明の名称 射出圧縮成形方法及び装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　東京都千代田区丸の内二丁目５番１号名　称　
（６２０）　　三菱重工業株式会社４、代理人 住　所　東京都千代田区丸の内二丁目５番１号三菱重工
業株式会社内 氏　名　（６１２４）弁理士　坂　間　　暁　外２名５
、復代理人 （１）図面の第３図及び第４図を別紙の通り補正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）低圧の下で型閉して射出を開始し、充填圧力によ
   り型開を生じさせるようにして、充填後高圧で型締する
   射出圧縮成形方法において、射出工程の際に型開量が一
   定値を保持するように型締圧力を閉ループ制御すること
   を特徴とする射出圧縮成形方法。
2. （２）低圧の下で型閉して射出を開始し、充填圧力によ
   り型開を生じさせるようにして、充填後高圧で型締する
   射出圧縮成形装置において、射出工程の際の型開量を検
   出する型開量検出器と予め型開量を設定する型開量設定
   器とを具え、検出型開量と設定型開量の偏差に基づき型
   開量が一定になるように型締圧力を調整する閉ループ制
   御装置を有することを特徴とする射出圧縮成形装置。