JP2008290327A - Injection molding machine and injection molding method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an injection molding machine and method that save electric power consumption and attain energy conservation when a resin material is fused in an evacuated heating cylinder and injected into a cavity of a metallic mold. <P>SOLUTION: In an injection method in which a resin material is fused in an evacuated heating cylinder 4 and injected into a cavity of a metallic mold, a plurality of vacuum pumps P1, P2, P3 are arranged as a vacuum unit 19 for sucking air inside the heating cylinder 4. In the injection molding cycle, at least one of the vacuum pumps P1, P2, P3 is stopped or made to have a rated output or less. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、真空状態とした加熱筒内で樹脂材料を溶融状態として金型のキャビティに射出する射出成形装置および射出成形方法に関するものである。 The present invention relates to an injection molding apparatus and an injection molding method for injecting a resin material in a molten state into a mold cavity in a vacuum heating cylinder.

真空状態とした加熱筒内で樹脂材料を溶融状態として金型のキャビティに射出する射出成形装置および射出成形方法としては、特許文献１ないし特許文献３に記載されたものなどが知られている。しかしながら前記特許文献１ないし特許文献３に記載されたものは、いずれも１台の真空ポンプにより加熱筒内の真空化を行うものであった。そのため射出成形装置の大きさと真空ポンプの能力が一致していない場合があり、真空ポンプの能力の方が大きい場合は、消費電力に無駄が多かった。また大型の真空ポンプは、モータの起動時に大電流が流れるために設備にかかる負荷が大きくなるという問題やメンテナンス費用が高くなるという問題があった。更には加熱筒内とは別に材料貯留室も１台の真空ポンプで真空化する場合には、材料貯留室の真空化に時間がかかる問題や加熱筒内の真空度が一時的に低下する（低真空となる）恐れがあるという問題があった。 As an injection molding apparatus and an injection molding method for injecting a resin material in a molten state into a vacuum in a heating cylinder and injecting it into a mold cavity, those described in Patent Documents 1 to 3 are known. However, all of those described in Patent Document 1 to Patent Document 3 are used to evacuate the heating cylinder with a single vacuum pump. For this reason, the size of the injection molding device may not match the capacity of the vacuum pump. When the capacity of the vacuum pump is larger, power consumption is wasted. In addition, a large vacuum pump has a problem that a large current flows at the start of the motor, which increases the load on the equipment and increases the maintenance cost. Furthermore, when the material storage chamber is evacuated by a single vacuum pump separately from the inside of the heating cylinder, the problem of taking time to evacuate the material storage chamber and the degree of vacuum in the heating cylinder temporarily decrease ( There was a problem that there might be a low vacuum).

特開２００３−２３６８８５号公報（００３４、図６）JP 2003-236885 A (0034, FIG. 6) 特開平３−１８４８２２号公報（２頁右下欄、図１）Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-184822 (page 2, lower right column, FIG. 1) 特開２００３−３１１８０１号公報（００２７、図１）Japanese Patent Laid-Open No. 2003-311801 (0027, FIG. 1)

本発明では上記の問題を鑑みて、真空状態とした加熱筒内で樹脂材料を溶融状態として金型のキャビティに射出する際に、消費電力を節約し省エネルギー化を図ることができる射出成形装置および射出成形方法を提供することを目的とする。また大型の真空ポンプを使用することによる種々の問題を解決することのできる射出成形装置および射出成形方法を提供することを目的とする。更には加熱筒内に加えて材料貯留室等も真空化する場合に、真空化完了までの時間が長く必要となる問題や加熱筒内の真空度が一時的に低下する（低真空となる）問題を解決することができる射出成形装置および射出成形方法を提供することを目的とする。 In the present invention, in view of the above problems, an injection molding apparatus capable of saving power consumption and saving energy when injecting a resin material in a molten state into a mold cavity in a vacuum heating cylinder An object is to provide an injection molding method. It is another object of the present invention to provide an injection molding apparatus and an injection molding method capable of solving various problems caused by using a large vacuum pump. Furthermore, when the material storage chamber or the like is evacuated in addition to the inside of the heating cylinder, there is a problem that it takes a long time to complete the evacuation, and the degree of vacuum in the heating cylinder temporarily decreases (low vacuum). An object of the present invention is to provide an injection molding apparatus and an injection molding method capable of solving the problem.

本発明の請求項１に記載の射出成形装置は、真空状態とした加熱筒内で樹脂材料を溶融状態として金型のキャビティに射出する射出成形装置において、加熱筒内の気体を吸引する真空ユニットとして複数の真空ポンプを配設したことを特徴とする。 The injection molding apparatus according to claim 1 of the present invention is a vacuum unit that sucks the gas in the heating cylinder in the injection molding apparatus that injects the resin material into the mold cavity in a molten state in the vacuum heating cylinder. A plurality of vacuum pumps are provided.

本発明の請求項２に記載の射出成形装置は、請求項１において、加熱筒内と材料供給装置との間には区画可能な材料貯留室が設けられ、加熱筒内と前記材料貯留室が複数の真空ポンプに接続されることを特徴とする。 The injection molding apparatus according to claim 2 of the present invention is the injection molding apparatus according to claim 1, wherein a partitionable material storage chamber is provided between the heating cylinder and the material supply apparatus, and the heating cylinder and the material storage chamber are provided. It is connected to a plurality of vacuum pumps.

本発明の請求項３に記載の射出成形方法は、真空状態とした加熱筒内で樹脂材料を溶融状態として金型のキャビティに射出する射出方法において、加熱筒内の気体を吸引する真空ユニットとして複数の真空ポンプが配設され、射出成形サイクル中に、真空ポンプの少なくとも一つを停止または定格出力以下とすることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an injection molding method as a vacuum unit for sucking a gas in a heating cylinder in an injection method in which a resin material is molten and injected into a mold cavity in a vacuum heating cylinder. A plurality of vacuum pumps are provided, and at least one of the vacuum pumps is stopped or reduced to a rated output or less during an injection molding cycle.

本発明の請求項４に記載の射出成形方法は、真空状態とした加熱筒内で樹脂材料を溶融状態として金型のキャビティに射出する射出方法において、加熱筒内の気体を吸引する真空ユニットとして複数の真空ポンプが配設され、真空ユニットが取付けられる射出成形装置または成形される成形品により前記真空ポンプの少なくとも一つを停止させることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an injection molding method as a vacuum unit for sucking a gas in a heating cylinder in an injection method in which a resin material is melted and injected into a mold cavity in a vacuum heating cylinder. A plurality of vacuum pumps are provided, and at least one of the vacuum pumps is stopped by an injection molding apparatus to which a vacuum unit is attached or a molded product to be molded.

本発明の射出成形装置は、真空状態とした加熱筒内で樹脂材料を溶融状態として金型のキャビティに射出する射出成形装置において、加熱筒内の気体を吸引する真空ユニットとして複数の真空ポンプを配設したので、真空状態とした加熱筒内で樹脂材料を溶融状態として金型のキャビティに射出する際に、消費電力を節約し省エネルギー化を図ることができる。 An injection molding apparatus according to the present invention includes a plurality of vacuum pumps as vacuum units for sucking gas in a heating cylinder in an injection molding apparatus that injects a resin material into a mold cavity in a molten state in a vacuum heating cylinder. Since it is disposed, when the resin material is melted and injected into the mold cavity in the vacuum heating cylinder, power consumption can be saved and energy saving can be achieved.

本実施形態の複数の真空ポンプを配設した射出成形装置および射出成形方法について、図１ないし図５を参照して説明する。図１は、本実施形態の射出成形装置および真空ユニットの概略説明図である。図２は、本実施形態の射出成形方法において射出成形サイクル開始までの真空ユニットの制御を示すフローチャートである。図３は、本実施形態の射出成形方法において射出成形サイクル中の真空ユニットの制御を示すフローチャートである。図４は、射出成形サイクル中の真空度と真空ポンプの作動状況を示すグラフである。図５は、本実施形態の射出成形方法において材料貯留室に樹脂材料を供給する際の真空ユニットの制御を示すフローチャートである。 An injection molding apparatus and an injection molding method provided with a plurality of vacuum pumps according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic explanatory view of an injection molding apparatus and a vacuum unit of the present embodiment. FIG. 2 is a flowchart showing the control of the vacuum unit until the injection molding cycle starts in the injection molding method of the present embodiment. FIG. 3 is a flowchart showing the control of the vacuum unit during the injection molding cycle in the injection molding method of the present embodiment. FIG. 4 is a graph showing the degree of vacuum during the injection molding cycle and the operating state of the vacuum pump. FIG. 5 is a flowchart showing the control of the vacuum unit when the resin material is supplied to the material storage chamber in the injection molding method of the present embodiment.

射出成形装置１は、射出装置２と図示しない型締装置とからなり、型締装置に取付けられる金型のキャビティに前記射出装置２から溶融状態の樹脂を射出して成形品を成形する。射出装置２は、ヒータ３が取付けられた加熱筒４内に計量用モータ６によって回転駆動され、かつ図示しない射出用モータによって前後進駆動されるスクリュ５が配設されている。また本実施形態では加熱筒４の後方上部の樹脂投入口４ａから垂直方向に接続筒７が取付けられ、前記接続筒７には加熱筒４と平行方向にフィードスクリュ配設筒８が取付けられている。そして前記フィードスクリュ配設筒８内には、樹脂材料Ｍ（樹脂ペレット）の供給量を制御して加熱筒４内に供給するためのフィードスクリュ１０が供給用モータ９によって回転駆動自在に配設されている。 The injection molding device 1 includes an injection device 2 and a mold clamping device (not shown), and molds a molded product by injecting molten resin from the injection device 2 into a mold cavity attached to the mold clamping device. The injection device 2 is provided with a screw 5 that is rotationally driven by a metering motor 6 and driven forward and backward by an injection motor (not shown) in a heating cylinder 4 to which a heater 3 is attached. In the present embodiment, a connecting cylinder 7 is attached in the vertical direction from the resin inlet 4a at the rear upper part of the heating cylinder 4, and a feed screw arranging cylinder 8 is attached to the connecting cylinder 7 in a direction parallel to the heating cylinder 4. Yes. A feed screw 10 for controlling the supply amount of the resin material M (resin pellet) and supplying it into the heating cylinder 4 is rotatably arranged by the supply motor 9 in the feed screw arrangement cylinder 8. Has been.

また前記フィードスクリュ配設筒８の後方上部には、樹脂投入口８ａが設けられ、該樹脂投入口８ａから垂直方向に供給筒１１が設けられている。供給筒１１は、図示しない材料供給装置から送られる樹脂材料Ｍを一時的に貯留する部分であって、前記加熱筒４内と前記材料供給装置との間に区画可能な材料貯留室１２が設けられている。そして更に具体的には供給筒１１は、ガラス製の筒であり、上から順に筒部１１ａ，１１ｂ、１１ｃの順に配設されている。そして筒部１１ａと筒部１１ｂの間には、エアシリンダ１３によって開閉作動する上部シャッタ１５が配設されている。また筒部１１ｂと筒部１１ｃの間には、エアシリンダ１４によって開閉作動する下部シャッタ１６が配設されている。従ってその間の筒部１１ｂの内部に材料貯留室１２が形成されている。そして上部シャッタ１５の上方における筒部１１ａの側方と下部シャッタ１６の下方における筒部１１ｃの側方とには、樹脂材料Ｍの量を検出する反射型光電センサ１７，１８がそれぞれ配設されている。そして前記加熱筒４、接続筒７、フィードスクリュ配設筒８、供給筒１１の各筒部１１ａ，１１ｂ，１１ｃの各シャッタ１５，１６部分等は内部空間が真空化されるようシール構造となっている。またスクリュ５やフィードスクリュ１０の軸部後部側についてもシール構造となっている。 Further, a resin charging port 8a is provided at the upper rear portion of the feed screw arranging cylinder 8, and a supply tube 11 is provided in a vertical direction from the resin charging port 8a. The supply cylinder 11 is a part for temporarily storing a resin material M sent from a material supply apparatus (not shown), and a material storage chamber 12 that can be partitioned between the heating cylinder 4 and the material supply apparatus is provided. It has been. More specifically, the supply cylinder 11 is a glass cylinder, and is arranged in the order of the cylinder portions 11a, 11b, and 11c from the top. An upper shutter 15 that is opened and closed by the air cylinder 13 is disposed between the cylinder part 11a and the cylinder part 11b. A lower shutter 16 that is opened and closed by an air cylinder 14 is disposed between the cylinder part 11b and the cylinder part 11c. Therefore, the material storage chamber 12 is formed in the inside of the cylinder part 11b in the meantime. Reflective photoelectric sensors 17 and 18 for detecting the amount of the resin material M are disposed on the side of the cylinder portion 11a above the upper shutter 15 and on the side of the cylinder portion 11c below the lower shutter 16, respectively. ing. The heating cylinder 4, the connecting cylinder 7, the feed screw arranging cylinder 8, the shutter portions 15 and 16 of the cylinder portions 11a, 11b and 11c of the supply cylinder 11 have a sealing structure so that the internal space is evacuated. ing. Also, the shaft 5 rear portion side of the screw 5 and the feed screw 10 has a seal structure.

真空ユニット１９には、回転翼型の油回転ポンプ（排気速度２３０リットル（５０Ｈｚ）〜２８０リットル（６０Ｈｚ）／ｍｉｎ、モータ出力０．４ｋＷの真空ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３が３台並列状態に配設されている。本発明において真空ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、ドライルーツ型ポンプ等の他の真空ポンプを用いてもよく、排気速度および到達真空度についても所望の真空度を実現することが可能なように適宜選択される。またメインとなる真空ポンプのみ排気速度の大きなものを使用し、他は排気速度の小さい小型真空ポンプとしてもよく、荒引きポンプと高真空ポンプの組合せとしてもよい。また真空ポンプは並列状態に設置されることが望ましいが直列状態に配設されるものを排除しない。更にはインバータ電源により制御作動される真空ポンプであってもよい。 The vacuum unit 19 includes three rotary blade type oil rotary pumps (evacuation speed 230 liters (50 Hz) to 280 liters (60 Hz) / min, vacuum pumps P1, P2, and P3 having a motor output of 0.4 kW arranged in parallel. In the present invention, the vacuum pumps P1, P2, and P3 may be other vacuum pumps such as a dry roots pump, and can achieve a desired degree of vacuum in terms of exhaust speed and ultimate degree of vacuum. The main vacuum pump only uses a pump with a high pumping speed, and the others may be a small vacuum pump with a low pumping speed, or a combination of a roughing pump and a high vacuum pump. Also, it is desirable to install the vacuum pumps in parallel, but it does not exclude those that are arranged in series. It may be a vacuum pump.

そして各真空ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３からの管路２０ａ，２０ｂ，２０ｃには、真空ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３の停止時にポンプ側から加熱筒４内への気体の逆流を防止する逆止弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃが配設されている。そして管路２０ａ，２０ｂ，２０ｃは前記逆止弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃの加熱筒４側で管路２２に合流している。そして管路２２には、管路２２の開閉弁とリーク弁を兼ねる電磁切換弁２４が配設され、大気開放時に使用されるフィルタ２３への管路へ切換え可能となっている。そして管路２２は、加熱筒４側において分岐され、材料貯留室１２に連通する管路２５と、フィードスクリュ配設筒８内および接続筒７内を介して加熱筒４内に連通する管路２６とに分岐している。そして材料貯留室１２に連通する管路２５には電磁開閉弁２７が配設され、加熱筒４内に連通される管路２６には加熱筒４内の真空度を測定するための真空計２８が配設されている。また制御装置２９は、射出成形装置１の各種制御を行うコントローラであって、真空ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３の各モータ、真空計２８、および各弁等にも接続されている。なお実際は真空ユニット１９側にも制御装置が別個に設けられ、射出成形装置１の制御装置と信号を交換する形を取っている。 A check valve 21a for preventing the backflow of gas from the pump side into the heating cylinder 4 when the vacuum pumps P1, P2, P3 are stopped is provided in the pipelines 20a, 20b, 20c from the vacuum pumps P1, P2, P3. , 21b, 21c are arranged. The pipes 20a, 20b, and 20c join the pipe 22 on the heating cylinder 4 side of the check valves 21a, 21b, and 21c. The conduit 22 is provided with an electromagnetic switching valve 24 that doubles as an on-off valve and a leak valve for the conduit 22 and can be switched to a conduit to the filter 23 used when the atmosphere is released. The pipe 22 is branched on the heating cylinder 4 side and communicates with the pipe 25 that communicates with the material storage chamber 12 and the pipe 4 that communicates with the inside of the heating cylinder 4 through the feed screw-arranged cylinder 8 and the connection cylinder 7. Branches to 26. An electromagnetic on-off valve 27 is disposed in the pipe line 25 communicating with the material storage chamber 12, and a vacuum gauge 28 for measuring the degree of vacuum in the heating cylinder 4 is provided in the pipe line 26 communicating with the heating cylinder 4. Is arranged. The control device 29 is a controller that performs various controls of the injection molding device 1, and is also connected to the motors of the vacuum pumps P1, P2, and P3, the vacuum gauge 28, the valves, and the like. Actually, a separate control device is also provided on the vacuum unit 19 side, and a signal is exchanged with the control device of the injection molding device 1.

次に本実施形態の真空ユニット１９が設けられた射出成形装置１の制御方法について図２ないし図５を参照して説明する。最初に射出成形サイクル中に使用する真空ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３の台数を決定する制御について説明する。図２に示されるように制御装置２９からの指令信号により真空ポンプＰ１をＯＮにして作動させ（ｓ１）、次に制御装置２９の監視タイマＴ１をスタートさせる（ｓ２）。そして監視タイマＴ１がタイムアップするまで（ｓ４）に、真空計２８の値が一定値以下となってＰＳ−１がＯＮになる（ｓ３）かどうかを監視する。そして監視タイマＴ１がタイムアップするまでに、前記ＰＳ−１がＯＮになった場合（ｓ３）、制御装置２９は、真空ポンプＰ１だけで必要な真空度に到達したとして、真空ポンプＰ１のみを使用し樹脂材料Ｍの供給を開始して（ｓ５）射出成形サイクルに移行する。なお本実施形態でＰＳ−１がＯＮになる真空度は、ゲージ圧で−９９ｋＰａ（絶対圧で２．３３ｋＰａ）となっている。 Next, a control method of the injection molding apparatus 1 provided with the vacuum unit 19 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, control for determining the number of vacuum pumps P1, P2, P3 used during the injection molding cycle will be described. As shown in FIG. 2, the vacuum pump P1 is turned on and operated by a command signal from the control device 29 (s1), and then the monitoring timer T1 of the control device 29 is started (s2). Until the monitoring timer T1 expires (s4), it is monitored whether the value of the vacuum gauge 28 is equal to or less than a predetermined value and PS-1 is turned on (s3). If the PS-1 is turned on before the monitoring timer T1 expires (s3), the control device 29 uses only the vacuum pump P1, assuming that the required vacuum degree is reached only by the vacuum pump P1. Then, the supply of the resin material M is started (s5) and the process proceeds to the injection molding cycle. In this embodiment, the degree of vacuum at which PS-1 is turned on is -99 kPa in gauge pressure (2.33 kPa in absolute pressure).

またＰＳ−１がＯＮにならない（ｓ３）うちに、監視タイマＴ１がタイムアップした場合（ｓ４）、制御装置２９は、電磁切換弁２４を切換えて、加熱筒４内を一旦大気開放する（ｓ６）。そして再び前記電磁切換弁２４を切換え、管路２２を介して真空ポンプユニット１９と加熱筒４内を接続した上で真空ポンプＰ２を作動させ（ｓ７）、監視タイマＴ２をスタートさせる（ｓ８）。この際に真空ポンプＰ１は作動し続けている。そして監視タイマＴ２がタイムアップする（ｓ１０）までに、真空計２８の値が一定値以下となってＰＳ−１がＯＮになるかどうか（ｓ９）を監視する。そして監視タイマＴ２がタイムアップするまでに、前記ＰＳ−１がＯＮになった場合（ｓ９）、制御装置２９は、真空ポンプＰ１，Ｐ２の作動によって必要な真空度に到達したとして、真空ポンプＰ１，Ｐ２のみを使用し、樹脂材料Ｍの供給を開始して（ｓ５）射出成形サイクルに移行する。 If PS-1 is not turned on (s3) and the monitoring timer T1 expires (s4), the control device 29 switches the electromagnetic switching valve 24 to temporarily release the inside of the heating cylinder 4 to the atmosphere (s6). ). Then, the electromagnetic switching valve 24 is switched again, the vacuum pump unit 19 and the inside of the heating cylinder 4 are connected via the conduit 22, the vacuum pump P2 is operated (s7), and the monitoring timer T2 is started (s8). At this time, the vacuum pump P1 continues to operate. Then, until the monitoring timer T2 expires (s10), it is monitored whether the value of the vacuum gauge 28 becomes equal to or less than a predetermined value and PS-1 is turned on (s9). If the PS-1 is turned on before the monitoring timer T2 expires (s9), the controller 29 determines that the required vacuum degree has been reached by the operation of the vacuum pumps P1 and P2, and the vacuum pump P1. , P2 only, and supply of the resin material M is started (s5), and the process proceeds to the injection molding cycle.

更にＰＳ−１がＯＮにならない（ｓ９）うちに、監視タイマＴ２がタイムアップした場合（ｓ１０）は、電磁切換弁２４を切換えて加熱筒４内を再度大気開放する（ｓ１１）。そして再び前記電磁切換弁２４を切換え、管路２２を介して真空ポンプユニット１９と加熱筒４内を接続した上で真空ポンプＰ３を作動させ（ｓ１２）、監視タイマＴ３をスタートさせる（ｓ１３）。この際に真空ポンプＰ１，Ｐ２は作動し続けている。そして監視タイマＴ３がタイムアップする（ｓ１５）までに、真空計２８の値が一定値以下となってＰＳ−１がＯＮになるかどうか（ｓ１４）を監視する。そして監視タイマＴ３がタイムアップする（ｓ１５）までに、前記ＰＳ−１がＯＮになった場合（ｓ１４）、制御装置２９は、真空ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３により必要な真空度に到達したとして、真空ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３を使用して樹脂材料Ｍの供給を開始し（ｓ５）射出成形サイクルに移行する。また更にＰＳ−１がＯＮにならない（ｓ１４）うちに、監視タイマＴ３がタイムアップした場合（ｓ１５）、制御装置２９は、真空ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３、真空計２８のいずれかが不調、または加熱筒４を含む部分のシール部分からのリーク等が疑われるから真空ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３を停止する（ｓ１６）。 If PS-1 is not turned on (s9) and the monitoring timer T2 is up (s10), the electromagnetic switching valve 24 is switched to open the heating cylinder 4 to the atmosphere again (s11). Then, the electromagnetic switching valve 24 is switched again, the vacuum pump unit 19 and the inside of the heating cylinder 4 are connected via the conduit 22, the vacuum pump P3 is operated (s12), and the monitoring timer T3 is started (s13). At this time, the vacuum pumps P1 and P2 continue to operate. Then, until the monitoring timer T3 expires (s15), it is monitored whether the value of the vacuum gauge 28 is equal to or less than a predetermined value and PS-1 is turned on (s14). When the PS-1 is turned on by the time when the monitoring timer T3 expires (s15) (s14), the control device 29 assumes that the required vacuum degree is reached by the vacuum pumps P1, P2, P3. The supply of the resin material M is started using the vacuum pumps P1, P2, P3 (s5), and the process proceeds to the injection molding cycle. Further, when the monitoring timer T3 is timed out before PS-1 is not turned on (s14), the control device 29 indicates that one of the vacuum pumps P1, P2, P3 and the vacuum gauge 28 is malfunctioning, or The vacuum pumps P1, P2, P3 are stopped (s16) because leakage from the seal portion including the heating cylinder 4 is suspected.

次に射出成形サイクル中における真空ユニット１９による加熱筒４内の真空制御について説明する。なお図２に示される射出成形サイクル開始までの真空ユニットの制御において、真空ポンプＰ１，Ｐ２の２台を使用することになった例により説明する。図３、図４に示されるように、制御装置２９からの指令信号により真空ポンプＰ１，Ｐ２を同時に作動させ加熱筒４内の真空度を上げ、加熱筒内の真空度を計測する真空計２８の値ＰＳが、ＳＶ（本実施形態では−９９ｋＰａ（絶対圧で２．３３ｋＰａ））と同じかそれ以上高い真空度となったら（ｓ１）、制御装置２９からの信号により真空ポンプＰ２をＯＦＦにする（ｓ２）。また依然として真空計の値ＰＳが、ＳＶより小さい場合は、真空ポンプＰ１，Ｐ２の作動を継続する。そして真空ポンプＰ２をＯＦＦしてから、真空計２８の値がＳＶに一定のヒステリシスα（本実施形態では２ｋＰａ）を減じたＳＶ−α（−９７ｋＰａ（絶対圧で４．３３ｋＰａ））より低い真空度となったら（ｓ３）再び、制御装置２９からの信号によって真空ポンプＰ２を作動させる（ｓ４）。そして再び真空計２８の値ＰＳがＳＶと同じかそれ以上高い真空度となったら（ｓ１）、真空ポンプＰ２をＯＦＦにする（ｓ２）ことを繰り返す。そして射出成形サイクルが完了されるまで前記制御を繰り返すことにより、一定以上の真空度であれば真空ポンプＰ２を停止することができ、最小の消費電力で成形を行うことができる。なお本発明において使用する真空ポンプは、３台以上であってもよく、停止させる真空ポンプも少なくとも１台以上であればよい。更に一定以上の真空度となったら真空ポンプの少なくとも一つをインバータを用いて定格出力以下となるよう電圧値または電流値を制御するか、或いは所定の比率で定格出力以下としてアイドリング運転状態とし、真空ポンプを停止せずに消費電力を低減するようにしてもよい。 Next, the vacuum control in the heating cylinder 4 by the vacuum unit 19 during the injection molding cycle will be described. An example in which two vacuum pumps P1 and P2 are used in the control of the vacuum unit until the start of the injection molding cycle shown in FIG. 2 will be described. As shown in FIGS. 3 and 4, a vacuum gauge 28 that simultaneously operates the vacuum pumps P <b> 1 and P <b> 2 according to a command signal from the control device 29 to increase the degree of vacuum in the heating cylinder 4 and measures the degree of vacuum in the heating cylinder. When the value PS is equal to or higher than SV (-99 kPa (2.33 kPa in absolute pressure)) in this embodiment (s1), the vacuum pump P2 is turned off by a signal from the control device 29. (S2). If the value PS of the vacuum gauge is still smaller than SV, the operation of the vacuum pumps P1 and P2 is continued. Then, after the vacuum pump P2 is turned off, the vacuum gauge 28 has a vacuum lower than SV-α (−97 kPa (4.33 kPa in absolute pressure)) obtained by subtracting a constant hysteresis α (in this embodiment, 2 kPa) to SV. When the time is reached (s3), the vacuum pump P2 is actuated again by a signal from the control device 29 (s4). When the value PS of the vacuum gauge 28 becomes the same as or higher than SV (s1) again, the vacuum pump P2 is turned off (s2) repeatedly. Then, by repeating the control until the injection molding cycle is completed, the vacuum pump P2 can be stopped if the degree of vacuum is a certain level or more, and molding can be performed with minimum power consumption. Note that three or more vacuum pumps may be used in the present invention, and at least one vacuum pump may be stopped. Furthermore, when the degree of vacuum is above a certain level, the voltage value or current value is controlled so that at least one of the vacuum pumps is below the rated output using an inverter, or the idling operation state is set to the rated output below at a predetermined ratio, You may make it reduce power consumption, without stopping a vacuum pump.

次に真空ユニット１９による材料貯留室１２内の真空制御について説明する。図５に示されるように、反射型光電センサ１８によりフィードスクリュ配設筒８へ送られる樹脂材料Ｍが減少したことが検出されると、制御装置２９からの信号によりエアシリンダ１４が作動されて下部シャッタ１６が開放され、材料貯留室１２の樹脂材料Ｍがフィードスクリュ供給筒８内へ送られる。タイマによりエアシリンダ１４により下部シャッタ１６が閉鎖される（ｓ１）のと前後して電磁開閉弁２７が閉鎖される（ｓ２）。そして制御装置２９からの信号によりエアシリンダ１３が作動されて上部シャッタ１５が開放され、上部シャッタ１５に上方の筒部１１ａ内に形成される非真空材料貯留室３０に一定量貯留されていた樹脂材料Ｍが材料貯留室１２内へ送られる。なお実際は上部シャッタ１５を開放する前に材料貯留室１２へは図示しないリーク弁を開いて大気開放がなされる。 Next, vacuum control in the material storage chamber 12 by the vacuum unit 19 will be described. As shown in FIG. 5, when it is detected by the reflective photoelectric sensor 18 that the resin material M sent to the feed screw-arranged cylinder 8 has decreased, the air cylinder 14 is actuated by a signal from the control device 29. The lower shutter 16 is opened, and the resin material M in the material storage chamber 12 is sent into the feed screw supply cylinder 8. The electromagnetic on-off valve 27 is closed (s2) before and after the lower shutter 16 is closed by the air cylinder 14 by the timer (s1). Then, the air cylinder 13 is actuated by a signal from the control device 29, the upper shutter 15 is opened, and a certain amount of resin is stored in the non-vacuum material storage chamber 30 formed in the upper cylindrical portion 11a on the upper shutter 15. The material M is sent into the material storage chamber 12. Actually, before opening the upper shutter 15, the material storage chamber 12 is opened to the atmosphere by opening a leak valve (not shown).

次にタイマによりエアシリンダ１３により上部シャッタ１５が閉鎖される（ｓ３）と、電磁開閉弁２７が再び開放される（ｓ４）が、その後真空計２８の値が、ＰＳ＜ＳＶ−αとなると、制御装置２９から信号が送られ真空ポンプＰ２が作動される（ｓ６）。そして真空度がＰＳ≧ＳＶとなる（ｓ７）と真空ポンプＰ２がＯＦＦとされ（ｓ８）、材料貯留室１２が完全に真空化される。そして前記制御を射出成形サイクル中繰り返す。なお材料貯留室１２の容積を大きくし樹脂材料Ｍをフィードスクリュ配設筒８へ一定量づつ供給する場合は、管路２６にも電磁開閉弁を設け、前記電磁開閉弁を閉にした状態で、複数台の真空ポンプにより材料貯留室１２内の真空化を図り、加熱筒４内の真空度の防止と材料貯留室１２の高速真空化を図るようにしてもよい。 Next, when the upper shutter 15 is closed by the air cylinder 13 by the timer (s3), the electromagnetic on-off valve 27 is opened again (s4), and then the value of the vacuum gauge 28 becomes PS <SV-α. A signal is sent from the control device 29 to activate the vacuum pump P2 (s6). When the degree of vacuum becomes PS ≧ SV (s7), the vacuum pump P2 is turned off (s8), and the material storage chamber 12 is completely evacuated. The above control is repeated during the injection molding cycle. In the case where the volume of the material storage chamber 12 is increased and the resin material M is supplied to the feed screw-arranged cylinder 8 in a fixed amount, an electromagnetic opening / closing valve is also provided in the pipe 26 and the electromagnetic opening / closing valve is closed. The material storage chamber 12 may be evacuated by a plurality of vacuum pumps to prevent the degree of vacuum in the heating cylinder 4 and to speed up the material storage chamber 12 at a high speed.

そしてフィードスクリュ配設筒８に送られた樹脂材料Ｍは、制御装置２９の制御により供給用モータ９の回転が制御され、加熱筒４内の後部のフィードゾーンにおいて飢餓状態（樹脂材料Ｍが常に一定以下に供給された状態）を保つよう供給される。そして加熱筒４内に送られた樹脂材料Ｍはヒータ３の熱により溶融されスクリュ５の回転駆動および後方移動とともに前方へ送られるが、加熱筒４内が真空状態（上記のように絶対真空ではない）となっている上に、樹脂材料Ｍが飢餓状態となっているので発生したガスが良好に除去される。そして計量された溶融樹脂は、図示しない射出用モータによりスクリュ５が前進駆動されることにより、金型のキャビティ内に射出充填され、冷却固化されて成形品となる。 Then, the resin material M sent to the feed screw-arranged cylinder 8 is controlled by the control device 29 so that the rotation of the motor 9 for supply is controlled. The state of being supplied below a certain level) is supplied. The resin material M sent into the heating cylinder 4 is melted by the heat of the heater 3 and sent forward with the rotational drive and backward movement of the screw 5, but the inside of the heating cylinder 4 is in a vacuum state (in the absolute vacuum as described above, In addition, since the resin material M is in a starved state, the generated gas is well removed. The measured molten resin is injected and filled into the cavity of the mold when the screw 5 is driven forward by an injection motor (not shown), and is cooled and solidified to form a molded product.

本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。真空ユニット１９は、取外しおよび取付けが簡単な構成となっているので、他の射出成形装置との組合せでも使用することができる。例えば型締力が３５００ＫＮの射出成形装置では真空ポンプ３台を作動させ、そのうち２台は常時定格出力で作動させていた場合であっても、４００ＫＮの射出成形装置に真空ポンプユニットを取付けた際は、１台または２台の真空ポンプを完全に停止させた状態として使用することが可能であり、消費電力の節約に繋がる。また同じ射出成形装置であっても、成形品の容積や樹脂の種類により、材料貯留室の開閉頻度や必要とされる真空度が変更された場合でも、前記同様に真空ポンプの作動台数を変更することも可能である。更に同じ射出成形装置であっても、シール部材の劣化等により、真空度の上がりが悪くなった場合でも、真空ポンプの作動台数を増加させることにより対応ができる。更には２台以上の射出成形機に対して一基の真空ユニット１９を取付け、２台のうちいずれかの射出成形機の作動開始時、材料貯留室への樹脂材料の供給時、および加熱筒内の真空度が低下してきたときの少なくとも1つの場合において、定格出力以下で運転または停止されていた真空ポンプを定格出力で作動させるようにしてもよい。そして本発明では小型または比較的小型の真空ポンプを用いるので、モータの起動時に大電流が流れるために設備にかかる負荷が大きくなるという問題やメンテナンス費用が高くなるという問題を解決することができる。更に本発明は、回転するスクリュを有する可塑化装置にて樹脂材料を溶融状態とし、溶融樹脂をプランジャを用いて金型のキャビティに射出するプリプラ式射出装置を備えた射出成形装置にも適用することができる。 The present invention is not enumerated one by one, but is not limited to that of the above-described embodiment, and it goes without saying that those skilled in the art also apply modifications made in accordance with the spirit of the present invention. is there. Since the vacuum unit 19 has a simple structure for removal and installation, it can be used in combination with other injection molding apparatuses. For example, in an injection molding machine with a mold clamping force of 3500KN, three vacuum pumps are operated, and two of them are always operated at the rated output. Can be used in a state where one or two vacuum pumps are completely stopped, leading to power saving. Even with the same injection molding device, the number of vacuum pumps can be changed in the same way as described above, even when the frequency of opening and closing the material storage chamber and the required vacuum level are changed depending on the volume of the molded product and the type of resin. It is also possible to do. Further, even if the same injection molding apparatus is used, even when the degree of vacuum increases due to deterioration of the seal member or the like, it is possible to cope with the problem by increasing the number of operating vacuum pumps. Furthermore, one vacuum unit 19 is attached to two or more injection molding machines, when one of the two injection molding machines starts operation, when a resin material is supplied to the material storage chamber, and a heating cylinder In at least one of the cases where the degree of vacuum has decreased, a vacuum pump that has been operated or stopped at or below the rated output may be operated at the rated output. Since a small or relatively small vacuum pump is used in the present invention, it is possible to solve the problem that a large current flows when the motor is started and the load on the equipment increases and the maintenance cost increases. Furthermore, the present invention is also applied to an injection molding apparatus provided with a pre-plastic injection device that melts a resin material in a plasticizing device having a rotating screw and injects the molten resin into a mold cavity using a plunger. be able to.

本実施形態の射出成形装置および真空ユニットの概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the injection molding apparatus and vacuum unit of this embodiment. 本実施形態の射出成形方法において射出成形サイクル開始までの真空ユニットの制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of the vacuum unit until the injection molding cycle start in the injection molding method of this embodiment. 本実施形態の射出成形方法において射出成形サイクル中の真空ユニットの制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of the vacuum unit in an injection molding cycle in the injection molding method of this embodiment. 射出成形サイクル中の真空度と真空ポンプの作動状況を示すグラフである。It is a graph which shows the operating condition of the vacuum degree in an injection molding cycle, and a vacuum pump. 本実施形態の射出成形方法において材料貯留室に樹脂材料を供給する際の真空ユニットの制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of the vacuum unit at the time of supplying the resin material to a material storage chamber in the injection molding method of this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ 射出成形装置
２ 射出装置
４ 加熱筒
５ スクリュ
１１ 供給筒
１２ 材料貯留室
１９ 真空ユニット
２８ 真空計
２９ 制御装置
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 真空ポンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Injection molding apparatus 2 Injection apparatus 4 Heating cylinder 5 Screw 11 Supply cylinder 12 Material storage chamber 19 Vacuum unit 28 Vacuum gauge 29 Controller P1, P2, P3 Vacuum pump

Claims (4)

真空状態とした加熱筒内で樹脂材料を溶融状態として金型のキャビティに射出する射出成形装置において、
前記加熱筒内の気体を吸引する真空ユニットとして複数の真空ポンプを配設したことを特徴とする射出成形装置。 In an injection molding apparatus for injecting a resin material into a mold cavity in a molten state in a vacuum heating cylinder,
An injection molding apparatus comprising a plurality of vacuum pumps as a vacuum unit for sucking the gas in the heating cylinder. 前記加熱筒内と材料供給装置との間には区画可能な材料貯留室が設けられ、前記加熱筒内と前記材料貯留室が前記複数の真空ポンプに接続されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。 2. A partitionable material storage chamber is provided between the heating cylinder and the material supply device, and the heating cylinder and the material storage chamber are connected to the plurality of vacuum pumps. The injection molding apparatus described in 1. 真空状態とした加熱筒内で樹脂材料を溶融状態として金型のキャビティに射出する射出方法において、
前記加熱筒内の気体を吸引する真空ユニットとして複数の真空ポンプが配設され、射出成形サイクル中に、前記真空ポンプの少なくとも一つを停止または定格出力以下とすることを特徴とする射出成形方法。 In the injection method of injecting the resin material into the mold cavity in a molten state in a vacuum heating cylinder,
A plurality of vacuum pumps are arranged as a vacuum unit for sucking the gas in the heating cylinder, and at least one of the vacuum pumps is stopped or set to a rated output or less during an injection molding cycle. . 真空状態とした加熱筒内で樹脂材料を溶融状態として金型のキャビティに射出する射出方法において、
前記加熱筒内の気体を吸引する真空ユニットとして複数の真空ポンプが配設され、前記真空ユニットが取付けられる射出成形装置または成形される成形品により前記真空ポンプの少なくとも一つを停止させることを特徴とする射出成形方法。 In the injection method of injecting the resin material into the mold cavity in a molten state in a vacuum heating cylinder,
A plurality of vacuum pumps are arranged as vacuum units for sucking the gas in the heating cylinder, and at least one of the vacuum pumps is stopped by an injection molding apparatus to which the vacuum unit is attached or a molded product to be molded. An injection molding method.

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