JP2002144391A - 射出成形機の制御方法 - Google Patents

射出成形機の制御方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクリュ後退中の樹脂への影響、特に密度分
布への影響をキャンセルすることのできる制御方法を提
供する。 【解決手段】 スクリュ２０の後退速度Ｖに対して、ス
クリュのフライトの位置が見掛け上移動しないスクリュ
の回転速度を同期率Ｓ＝１００％と定義する。スクリュ
の後退動作においてスクリュを回転させながら行うよう
にし、しかも該後退動作中のスクリュの回転速度Ｒを、 Ｒ＝｛後退速度Ｖ／フライトのピッチＰ｝ で表される回転速度Ｒに任意の同期率Ｓｘを乗算した値
で与える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は射出成形機の制御方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２を参照して、電動射出成形機につい
てその射出装置を中心に説明する。射出装置は、ボール
ネジ、ナットによりサーボモータの回転運動を直動運動
に変換して溶融樹脂の充填を行う。図２において、射出
用のサーボモータ１０の回転はボールネジ１１に伝えら
れる。ボールネジ１１の回転により前後進するナット１
２はプレッシャプレート１３に固定され、プレッシャプ
レート１３はフレーム（図示せず）に固定された複数の
ガイドバー１４上を移動自在に取り付けられている。プ
レッシャプレート１３の前後進運動は、ロードセル１
５、ベアリング１６、ドライブシャフト１７を介してス
クリュ２０に伝えられる。ドライブシャフト１７はま
た、スクリュ回転駆動用のサーボモータ１９によりタイ
ミングベルト１８を介して回転駆動される。
【０００３】スクリュ回転駆動用のサーボモータ１９の
駆動によって加熱シリンダ２１の中をスクリュ２０が回
転しながら後退することにより、加熱シリンダ２１の先
端に溶融樹脂が貯えられる。そして、射出用のサーボモ
ータ１０の駆動によってスクリュ２０を前進させること
により貯えられた溶融樹脂を金型内に充填し、加圧する
ことによって成形が行われる。この時樹脂を押す力がロ
ードセル１５により反力として検出され、ロードセルア
ンプ２２より増幅されてコントローラ２３に入力され
る。プレッシャプレート１３には、スクリュ２０の移動
量を検出するための位置検出器２４が取り付けられてお
り、この検出信号は増幅器２５により増幅されてコント
ローラ２３に入力される。コントローラ２３は、オペレ
ータの設定に応じて各々の工程に応じた電流（トルク）
指令をサーボアンプ２６、２７に出力し、サーボアンプ
２６、２７ではサーボモータ１０、１９の駆動電流を制
御してサーボモータ１０、１９の出力トルクを制御する
ようになっている。
【０００４】次に、図３を参照して、スクリュ２０につ
いて詳細に説明する。図３（ａ）において、スクリュ２
０は、供給部２０−１、圧縮部２０−２、計量部２０−
３、ヘッド部２０−４に分けられる。供給部２０−１
は、ホッパから供給される樹脂を固体のまま、あるいは
一部のみを溶かして前方に送るための部分であり、樹脂
はこの間に溶融点近くまで暖められる。このために、供
給部２０−１においては、通常、図３（ｂ）に示される
渦巻き体（通常、フライトと呼ばれている）を形成して
いる棒状体の径がほぼ一定である。
【０００５】圧縮部２０−２は、供給部２０−１から供
給されてきた樹脂の粒と粒との間には隙間があり、樹脂
が溶融することによってその体積は約半分に減少する。
この体積減少分を補うために、樹脂が通過できる空間を
減少させる。これは、圧縮部２０−２において渦巻き体
を形成している棒状体にテーパを設けて渦巻き体の溝を
浅くすることにより実現している。このことにより、溶
融樹脂を圧縮し、摩擦による発熱効果を高め、樹脂圧力
を上げて、空気／樹脂に含まれている水分、揮発分ガス
などをホッパ側に押し戻す働きをする。このことから明
らかなように、加熱シリンダ内の樹脂圧力は圧縮部２０
−２内が最も高くなる。
【０００６】計量部２０−３は、渦巻き体の溝の最も浅
い部分であり、この間では樹脂は大きな剪断力を加えら
れ、自己発熱を伴って均質な温度まで上げられる。そし
て、一定量の樹脂をノズル側へ送り出す作用をする。
【０００７】なお、計量部２０−３からノズル側への溶
融樹脂の送り出しは、ヘッド部２０−４における逆流防
止リング２０−５を通して行われる。逆流防止リング２
０−５は、計量工程においては図中の左寄りの位置にあ
り、この状態で計量部２０−３からノズル側への溶融樹
脂の送り出しが可能となる。計量工程が終了すると、逆
流防止リング２０−５は、圧力差により図中の右寄りの
位置に移動する。その結果、ノズル側から計量部２０−
３側への樹脂の戻りが阻止される。通常、ヘッド部２０
−４は、その根元側にねじを切って、スクリュ本体の棒
状体の先端にねじ込まれて構成されている。このため、
ヘッド部２０−４の根元側の径は、スクリュ本体の棒状
体の径に比べて小さい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、成形サイク
ル中にスクリュを後退させる場合があり、その要因とし
ては、次の３つが挙げられる。
【０００９】Ａ．樹脂の充填・保圧後に、圧力を抜く目
的からスクリュを後退させる場合 Ｂ．樹脂を計量する場合 Ｃ．樹脂計量後のスクリュ後退を行なう場合 上記Ａ、Ｂ、Ｃにおいて、従来はＡ、Ｃにおいてスクリ
ュを回転させることはない。
【００１０】図４に模式的に示すように、スクリュ２０
を後退させる時、フライトに樹脂が乗った状態であるた
め、樹脂も引きずられていっしよに後退する傾向があ
る。これにより加熱シリンダ２１内、特にスクリュ２０
の先端における樹脂の容量・密度分布の均一化が阻害さ
れる。これは、成形品の重量の不均一化につながる。
【００１１】本発明の課題は、スクリュ後退中の樹脂へ
の影響、特に密度分布への影響をキャンセルすることの
できる制御方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明による射出成形機
の制御方法は、スクリュの後退速度Ｖに対して、スクリ
ュのフライトの位置が見掛け上移動しないスクリュの回
転速度を同期率Ｓ＝１００％と定義し、スクリュの後退
動作においてスクリュを回転させながら行うようにし、
しかも該後退動作中のスクリュの回転速度Ｒを、Ｒ＝
｛後退速度Ｖ／フライトのピッチＰ｝で表される回転速
度Ｒに任意の同期率Ｓｘを乗算した値で与えるようにし
たことを特徴とする。
【００１３】本制御方法においては、前記同期率１００
％未満では、スクリュの後退速度Ｖに対してスクリュを
ゆっくり回転させることで加熱シリンダ内の樹脂をスク
リュのフライトで後方に引きずる傾向を与え、前記同期
率１００％より大では、スクリュの後退速度Ｖに対して
スクリュを速く回転させることで加熱シリンダ内の樹脂
をスクリュの前方に送る傾向を与えることになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明の実施の
形態について説明する。本発明は、図２、図３で説明し
たような射出成形機に適用される。
【００１５】本形態では、計量工程あるいは射出工程終
了後にスクリュを回転させながら後退動作を行うように
される。特に、スクリュの後退速度Ｖに対して、スクリ
ュのフライトの位置が見掛け上移動しない回転速度を同
期率Ｓ＝１００％と定義する。この同期率は０％から任
意の値％を設定可能で、１００％を境に次のような目的
を持つ。
【００１６】同期率１００％未満：図１（ａ）に示すよ
うに、樹脂をスクリュの後退動作によって少しでも後ろ
に引きずって持ってきたいときに、この設定を行なう。
【００１７】同期率１００％より大：図１（ｂ）に示す
ように、樹脂を前に送り込む「計量」の意味を持つよう
になる。ただし、従来のような圧力一定化制御が行なわ
れるのとは異なり、圧力には関係なく一定速度でのスク
リュ後退において、一定回転速度での計量が行なわれ
る。この動作により、スクリュの後退動作中に疎となり
易い部分の発生を防ぐ。
【００１８】例えば、スクリュのフライトの間隔（図３
のピッチＰ）が２０［ｍｍ］の場合、１回転で２０［ｍ
ｍ］だけフライトが移動することになる。このとき、２
０［ｍｍ／ｓｅｃ］の速度でスクリュが後退するなら、
１［ｓｅｃ］間に１回転すればスクリュのフライトは、
みかけ上、一定位置にいることになる（ただし、回転方
向はスクリュのネジ回転方向に左右される）。
【００１９】これを式にすれば、下式のようになる。
【００２０】回転速度Ｒ［ｒｐｍ］＝｛後退速度Ｖ［ｍ
ｍ／ｓｅｃ］／フライトのピッチＰ［ｍｍ］｝×６０ そして、この式より求まる回転速度Ｒに同期率Ｓを乗算
すれば、目的の樹脂状態をスクリュの後退動作中にコン
トロールすることが可能となる。
【００２１】なお、本発明は電動射出成形機に限らず、
油圧式射出成形機にも適用可能である。この場合、射出
用のサーボモータ１０に代えて、油圧ピストン機構が用
いられることは言うまでもない。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、スクリュを後退させる
時点において、それを任意の回転速度で回転させること
で、加熱シリンダ内、特にスクリュの先端部の樹脂密度
分布を積極的にコントロールすることができるようにな
り、成形品の重量のばらつきを抑制することができるよ
うになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明するために加熱シリ
ンダ内のスクリュと樹脂との関係を説明するための模式
図である。
【図２】電動射出成形機の構成を射出装置を中心に示し
た図である。
【図３】射出成形機のスクリュの一例を説明するための
図である。
【図４】加熱シリンダ内のスクリュと樹脂との関係を説
明するための模式図である。
【符号の説明】
１１ ボールネジ １２ ナット １３ プレッシャプレート １４ ガイドバー １５ ロードセル １６ ベアリング １７ ドライブシャフト １８ タイミングベルト ２０ スクリュ ２１ 加熱シリンダ ２４ 位置検出器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スクリュの後退速度Ｖに対して、スクリ
    ュのフライトの位置が見掛け上移動しないスクリュの回
    転速度を同期率Ｓ＝１００％と定義し、 スクリュの後退動作においてスクリュを回転させながら
    行うようにし、 しかも該後退動作中のスクリュの回転速度Ｒを、 Ｒ＝｛後退速度Ｖ／フライトのピッチＰ｝ で表される回転速度Ｒに任意の同期率Ｓｘを乗算した値
    で与えるようにしたことを特徴とする射出成形機の制御
    方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の制御方法において、 前記同期率１００％未満では、スクリュの後退速度Ｖに
    対してスクリュをゆっくり回転させることで加熱シリン
    ダ内の樹脂をスクリュのフライトで後方に引きずる傾向
    を与え、 前記同期率１００％より大では、スクリュの後退速度Ｖ
    に対してスクリュを速く回転させることで加熱シリンダ
    内の樹脂をスクリュの前方に送る傾向を与えることを特
    徴とする射出成形機の制御方法。
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