JP2018153969A - 射出成形機の原料供給制御システム及び射出成形機の原料供給制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】原料の溶融不良を防止できると共に、原料が残存して滞留することによる原料の過加熱を抑制できること。
【解決手段】可塑化シリンダ１２内でメインスクリュー１３が回転することにより、可塑化シリンダ１２内に供給された原料を可塑化して貯留部２０に溶融状態で貯留させ射出する射出成形機１１の原料供給制御システム１０において、可塑化シリンダ１２内に原料を、その供給量を変更可能に供給する原料供給フィーダ１４と、可塑化シリンダ１２の貯留部２０に貯留される溶融状態の原料の圧力により後方へ移動するメインスクリュー１３の後退位置を検出する後退位置検出センサ１５と、この後退位置検出センサ１５にて検出されたメインスクリュー１３の後退位置に基づいて、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２内に供給される原料の供給量を変更させるよう原料供給フィーダ１４を制御する制御装置１６と、を有するものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、射出成形機の可塑化シリンダ内に原料を供給する射出成形機の原料供給制御システム及び射出成形機の原料供給制御方法に関する。

特許文献１及び２には、可塑化シリンダ内での原料の可塑化に伴い発生するガスを排出するためのガス抜き空隙を可塑化シリンダ内に常時形成しつつ、可塑化計量工程及び射出成形工程を実施する、ハングリー成形機能を備えた射出成形機が開示されている。

特開２０１１−８８３３２号公報 特開２００５−３１９８１３号公報

従来のハングリー成形機能を備えた射出成形機では、可塑化計量工程において、原料供給フィーダにより一定量の原料を可塑化シリンダ内に連続して供給（定量供給）する場合がある。また、可塑化計量工程では、原料の可塑化及び計量が進行すると可塑化シリンダ内でスクリューが後退し、このため、このスクリューの有効長（スクリューの軸方向長さのうちで原料の可塑化に供する長さ部分）が徐々に変化（減少）して、可塑化シリンダ内における原料の加熱時間が徐々に変化（短縮）してしまう。

このように可塑化シリンダ内で原料の加熱時間が徐々に短縮すると、この可塑化シリンダ内に連続して一定量供給される原料を可塑化することが十分にできなくなり、原料の溶融不良が引き起こされる場合がある。このため、可塑化計量工程の不安定さによる成形性の低下が引き起こされると同時に、可塑化シリンダ内でのガス抜き空隙の容積が十分に確保されなくなって、可塑化シリンダ内で発生したガスを機外へ確実に排出することが困難になる。この結果、このガスが、溶融状態の原料と共に成形型のキャビティ内に射出されることで、成形品に成形不良が発生する恐れがある。

また、可塑化シリンダ内に原料が連続して一定量供給されることで、可塑化計量工程の計量完了時には、可塑化シリンダ内に溶融不良の原料が多量に残存して滞留することになる。従って、その後に実施される射出成形工程及び次の可塑化計量工程において、可塑化シリンダ内に多量に残存して滞留した原料が加熱ヒータ等によって過加熱される場合がある。そして、この原料の過加熱により原料が熱分解等されて、成形品に外観不良等の不具合を引き起こす恐れがある。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、原料の溶融不良を防止できると共に、原料が残存して滞留することによる原料の過加熱を抑制できる射出成形機の原料供給制御システム及び射出成形機の原料供給制御方法を提供することにある。

本発明に係る射出成形機の原料供給制御システムは、可塑化シリンダ内でスクリューが回転することにより、前記可塑化シリンダ内に供給された原料を可塑化して、前記可塑化シリンダの前方の貯留部に溶融状態で貯留させ、射出する射出成形機の原料供給制御システムにおいて、前記可塑化シリンダ内に原料を、その供給量を変更可能に供給する原料供給手段と、前記可塑化シリンダの前記貯留部に貯留される溶融状態の原料の圧力により後方へ移動する前記スクリューの後退位置を検出する後退位置検出手段と、この後退位置検出手段にて検出された前記スクリューの後退位置に基づいて、前記原料供給手段から前記可塑化シリンダ内に供給される原料の供給量を変更させるよう前記原料供給手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とするものである。

また、本発明に係る射出成形機の原料供給制御方法は、可塑化シリンダ内でスクリューが回転することにより、前記可塑化シリンダ内に供給された原料を可塑化して、前記可塑化シリンダの前方の貯留部に溶融状態で貯留させ、射出する射出成形機の原料供給制御方法において、前記可塑化シリンダの前記貯留部に所定量の原料を計量して貯留させる可塑化計量工程で、前記貯留部内に溶融状態で貯留された原料の圧力により後方へ移動する前記スクリューの後退位置を検出し、前記可塑化シリンダ内に供給される原料の供給量を前記スクリューの後退位置に基づいて変更して、原料を供給することを特徴とするものである。

本発明によれば、可塑化シリンダ内でスクリューが後方へ移動（後退）すると、スクリューの有効長が変化して、可塑化シリンダ内で原料が可塑化される加熱時間が変化する。従って、スクリューが後退したときのスクリューの後退位置に基づいて、可塑化シリンダ内に供給される原料の供給量を変更させることで、スクリューの有効長の変化による原料の溶融不良を防止できる。

また、可塑化シリンダの貯留部に所定量の原料を計量して貯留させる可塑化計量工程の計量終期に、可塑化シリンダ内に供給される原料の供給量をゼロとする超飢餓供給を実施することで、可塑化シリンダ内に残存して滞留する原料の残留量を可能な限り減少できる。この結果、可塑化シリンダ内に原料が残存して滞留することによる原料の過加熱を抑制できる。

本発明に係る射出成形機の原料供給制御システムの第１実施形態を示し、ベント孔を備えた可塑化シリンダを断面状態で表した構成図。 図１の射出成形機が行なう可塑化計量工程における原料の可塑化状況を説明する説明図。 可塑化シリンダに供給される原料供給量とメインスクリューの後退位置との関係を示し、（Ａ）は可変供給の場合を、（Ｂ）は定量供給の場合をそれぞれ示すグラフ。 本発明に係る射出成形機の原料供給制御システムの第２実施形態を示し、ベント孔を備えていない可塑化シリンダを断面状態で表した構成図。 図４の射出成形機が行なう可塑化計量工程における原料の可塑化状況を説明する説明図。 従来の射出成形機において、ベント孔を備えた可塑化シリンダ内に原料供給フィーダから一定量の原料を供給したときの原料の可塑化状況を説明する説明図。 従来の他の射出成形機において、ベント孔を備えていない可塑化シリンダ内に原料供給フィーダから一定量の原料を供給したときの原料の可塑化状況を説明する説明図。

以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
［Ａ］第１実施形態（図１〜図３）
図１は、本発明に係る射出成形機の原料供給制御システムの第１実施形態を示し、ベント孔を備えた可塑化シリンダを断面状態で表した構成図である。この図１に示す射出成形機の原料供給制御システム１０は、可塑化シリンダ１２及びメインスクリュー１３を備え、供給された原料を可塑化して貯留し射出する射出成形機１１と、この射出成形機１１の可塑化シリンダ１２内に原料を供給する原料供給手段としての原料供給フィーダ１４と、射出成形機１１のメインスクリュー１３の後退位置を検出する後退位置検出手段としての後退位置検出センサ１５と、原料供給フィーダ１４を制御する制御手段としての制御装置１６と、を有して構成される。

ここで、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２に供給される原料は、例えばポリカーボネート（ＰＣ）等の固体の熱可塑性樹脂であり、ペレット状や錠剤状、顆粒状に形成されている。

射出成形機１１は、筒形状の可塑化シリンダ１２内にメインスクリュー１３が配設され、このメインスクリュー１３がメイン駆動部１７により軸回りに回転駆動される。また、可塑化シリンダ１２には、後方側に、原料供給フィーダ１４からの原料を可塑化シリンダ１２内に供給するための原料供給口１８が設置され、前方側に、可塑化シリンダ１２内で可塑化されて溶融状態になった原料を貯留するための貯留部２０が設けられる。可塑化シリンダ１２の最先端には、貯留部２０に連通して射出ノズル２１が設置される。この射出ノズル２１は、所定の成形品形状を有する、図示しない成形型（例えば金型）のキャビティに連通可能に構成される。

可塑化シリンダ１２の外側には、加熱領域ＨＥに加熱用ヒータ（不図示）が、保温領域ＨＯに保温用ヒータ（不図示）がそれぞれ配置される。また、可塑化シリンダ１２には、軸方向中央位置にベント孔２２が形成されている。これにより、この可塑化シリンダ１２を備えた射出成形機１１がベント式射出成形機と称される。一方、メインスクリュー１３の外周には、ブレード２３がメインスクリュー１３の軸方向の略全長に亘って螺旋状に設けられると共に、メインスクリュー１３の軸方向中央位置に堰２４が設けられる。

射出成形機１１の可塑化計量工程において、原料供給フィーダ１４から原料供給口１８を経て可塑化シリンダ１２内に供給された原料は、メイン駆動部１７によりメインスクリュー１３が軸回りに回転すると、このメインスクリュー１３のブレード２３の作用で前方へ移送される。原料は、上述のように可塑化シリンダ１２内を移送される間に、主に加熱領域ＨＥの加熱用ヒータにより加熱されて可塑化され、溶融状態となる。

この溶融状態の原料は、堰２４を通過し、保温領域ＨＯの保温用ヒータにより保温され、溶融状態に保持された状態で前方へ移送されて、貯留部２０に貯留される。貯留部２０内に所定量の原料が溶融状態で貯留された段階で、可塑化計量工程が完了する。上述の可塑化計量工程では、可塑化シリンダ１２の貯留部２０に貯留される溶融状態の原料の圧力によって、メインスクリュー１３は、図２（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように漸次後方へ移動（後退）する。

また、可塑化計量工程では、可塑化シリンダ１２内での原料の可塑化に伴いガス（蒸気を含む）が発生する。本実施形態の射出成形機１１は、可塑化シリンダ１２内で発生するガスを排出するためのガス抜き空隙Ｓ１、Ｓ２を可塑化シリンダ１２内に常時形成しつつ、可塑化シリンダ１２内で原料を可塑化して溶融状態で貯留部２０に貯留し、射出するハングリー成形機能を備えた射出成形機として構成される。このハングリー成形は、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２内に供給される原料の供給量を、可塑化シリンダ１２内で原料が満杯にならず、ガス抜き空隙Ｓ１、Ｓ２が形成されるように抑制した飢餓供給状態とすることで実現される。

可塑化シリンダ１２の加熱領域ＨＥにて発生したガスは、この可塑化シリンダ１２の加熱領域ＨＥに形成されるガス抜き空隙Ｓ１を通り、原料供給口１８を経て原料供給フィーダ１４から射出成形機１１外へ排出される。また、可塑化シリンダ１２の保温領域ＨＯにて発生したガスは、この可塑化シリンダ１２の保温領域ＨＯに形成されるガス抜き空隙Ｓ２を通り、ベント孔２２から射出成形機１１外へ排出される。このように射出成形機１１外へのガスの排出によって、ガスが射出成形工程（後述）において溶融状態の原料と共に成形型のキャビティ内へ導入されることが防止されて、成形品の成形不良（シルバーストリークやボイドなど）の発生が回避される。

また、射出成形機１１の射出成形工程では、可塑化計量工程におけるメインスクリュー１３の計量完了位置からメイン駆動部１７がメインスクリュー１３を前進させることで、貯留部２０内に貯留された溶融状態の原料を、成形型のキャビティ内へ射出する。この射出成形機１１の射出成形工程においては、メインスクリュー１３の回転が停止状態にあり、可塑化シリンダ１２内には、保温領域ＨＯ及び加熱領域ＨＥに原料が残存して滞留した状態になっている。

図１に示す原料供給フィーダ１４は、フィーダシリンダ３０内にフィーダスクリュー３１が配設され、このフィーダスクリュー３１がフィーダ駆動部３２により軸回りに回転駆動されて構成される。フィーダシリンダ３２は、後端部に原料投入用のホッパ３３が、前端部に供給筒３４がそれぞれ設置され、供給筒３４が可塑化シリンダ１２の原料供給口１８に接続される。フィーダ駆動部３２の駆動によりフィーダスクリュー３１が回転することで、ホッパ３３からフィードシリンダ３０内に投入された原料が前方へ移送されて、供給筒３４から原料供給口１８を経て可塑化シリンダ１２内へ供給される。この原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２内への原料の供給量は、フィーダ駆動部３２がフィーダスクリュー３１の回転数を変化させることで変更可能に構成される。

図１に示す後退位置検出センサ１５は、メインスクリュー１３の後退位置を検出する。つまり、射出成形機１１の可塑化計量工程において可塑化シリンダ１２の貯留部２０に貯留される溶融状態の原料の圧力により、メインスクリュー１３が図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように漸次後方へ移動（後退）する。このメインスクリュー１３の最前進位置（図２（Ａ））に対して後退した後退位置を後退位置検出センサ１５が検出する。この後退位置検出センサ１５による検出値は、スクリュー後退位置信号として制御装置１６へ送信される。

図１に示す制御装置１６は、可塑化計量工程において、メインスクリュー１３を回転駆動させるメイン駆動部１７からのスクリュー回転駆動信号、及び後退位置検出センサ１５から送信されたスクリュー後退位置信号に基づいて、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２内に供給される原料の供給量を、段階的にまたは連続的に変更させるように原料供給フィーダ１４のフィーダ駆動部３２を制御して、原料の可塑化シリンダ１２への可変供給を実施する。

つまり、可塑化計量工程では、原料の可塑化が進行するにつれて、可塑化シリンダ１２の貯留部２０内に貯留される溶融状態の原料が増大すると、この貯留部２０内の溶融状態の原料の圧力によってメインスクリュー１３が徐々に後退する。これにより、メインスクリュー１３のスクリュー有効長Ｌ（メインスクリュー１３の軸方向長さのうちで原料の可塑化に供する長さ部分）が漸次変化（減少）し、可塑化シリンダ１２内で原料が可塑化される加熱時間が徐々に変化（短縮）する。

このとき、図３（Ｂ）に示すように、可塑化計量工程の開始（メインスクリュー１３の後退位置０）から計量完了時（メインスクリュー１３の後退位置Ｂ）まで、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２内に一定量（例えば一定量Ｙ）の原料が連続して供給されると、可塑化シリンダ１２内での原料の溶融不良と、可塑化シリンダ１２内に原料が残存して滞留することによる原料の過加熱とが引き起こされてしまう。

即ち、図６に示すように、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２内に一定量の原料が連続して供給される場合、メインスクリュー１３が最前進位置（図６（Ａ））にあるときには、メインスクリュー１３のスクリュー有効長Ｌが十分に確保されて、原料の加熱時間も十分に確保される。このため、可塑化シリンダ１２の加熱領域ＨＥで原料は安定して可塑化されて溶融状態になり、この溶融状態の原料は、メインスクリュー１３の堰２４を通過して保温領域ＨＯへ移送され、貯留部２０内に貯留される。従って、この場合には、メインスクリュー１３の隣接するブレード２３間の溝内で原料が占める割合が増加しないので、可塑化シリンダ１２の加熱領域ＨＥ、保温領域ＨＯにそれぞれ形成されるガス抜き空隙Ｓ１、Ｓ２は十分な容積に保持される。そして、これらのガス抜き空隙Ｓ１、Ｓ２を通って、可塑化シリンダ１２内で発生したガスが射出成形機１１外へ排出される。

しかしながら、計量が進むに従ってメインスクリュー１３が後退途中位置（例えば図６（Ｂ））に至ると、メインスクリュー１３のスクリュー有効長Ｌが減少して原料の加熱時間が短縮する。このため、可塑化シリンダ１２内の原料が可塑化され難くなって、メインスクリュー１３の堰２４を通って保温領域ＨＯへ移送される溶融状態の原料が減少し、メインスクリュー１３の隣接するブレード２３間の溝内で原料が占める割合が増加する。従って、可塑化シリンダ１２の加熱領域ＨＥ、保温領域ＨＯにそれぞれ形成されるガス抜き空隙Ｓ１、Ｓ２のうち、特にガス抜き空隙Ｓ１の容積が減少して、このガス抜き空隙Ｓ１を通して、可塑化シリンダ１２内で発生したガスが排出され難くなる。

メインスクリュー１３が最後退位置（図６（Ｃ））に至ると、メインスクリュー１３のスクリュー有効長Ｌが最も減少して原料の加熱時間が最も短縮し、原料は、可塑化シリンダ１２の加熱領域ＨＥ内で可塑化不良（溶融不良）を引き起こす。この可塑化不良が成形性低下の一因になる。更に、上記可塑化不良によって、メインスクリュー１３の堰２４を通って保温領域ＨＯへ移送される溶融状態の原料が更に減少して、メインスクリュー１３の隣接するブレード２３間の溝内で原料が占める割合が最も高くなる。このメインスクリュー１３の溝内に占める原料の割合が高くなることで、可塑化シリンダ１２の加熱領域ＨＥ、保温領域ＨＯにそれぞれ形成されるガス抜き空隙Ｓ１、Ｓ２のうち、ガス抜き空隙Ｓ１の容積が極めて減少して、可塑化シリンダ１２内で発生したガスは、ガス抜き空隙Ｓ１を経て原料供給フィーダ１４から射出成形機１１外へ排出され難くなる。

また、可塑化計量工程の開始から計量完了時までの間、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２内に一定量の原料が連続して供給されると、可塑化計量工程の計量完了時に、可塑化シリンダ１２の加熱領域ＨＥに残存して滞留する原料が増加する。これにより、この多量の原料が加熱領域ＨＥの加熱用ヒータにより過大に加熱されて熱分解等を引き起こす恐れもある。

これに対し、本実施形態では、図１及び図２に示すように、可塑化計量工程において、後退位置検出センサ１５が、メインスクリュー１３の最前進位置に対する後退位置を検出し、制御装置１６は、メインスクリュー１３の最前進位置に対する後退位置の変化によるメインスクリュー１３のスクリュー有効長Ｌの変化（減少）に基づいて、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２内に供給される原料の供給量を段階的または連続的に変更（減少）させるよう、原料供給フィーダ１４のフィーダ駆動部３２を制御している。

例えば、図３（Ａ）に示すように、制御装置１６は、可塑化計量工程の開始（メインスクリュー１３の後退位置０）からメインスクリュー１３の任意の第１後退位置Ａ１までは、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２内に第１段設定量Ｘ１の原料を例えば連続して供給させる。また、制御装置１６は、メインスクリュー１３の第１後退位置Ａ１から任意の第２後退位置Ａ２までは、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２内に第２段設定量Ｘ２（Ｘ２＜Ｘ１）の原料を例えば連続して供給させる。更に、制御装置１６は、メインスクリュー１３の第２後退位置Ａ２から計量完了位置（メインスクリュー１３の第３後退位置Ａ３）までは、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２内に供給される原料をゼロ（超飢餓供給）に制御している。

なお、この図３（Ａ）に示す制御は一例であり、可塑化計量工程の開始（メインスクリュー１３の後退位置０）からメインスクリュー１３の第２後退位置Ａ２までに、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２内への原料供給量を、２回以上の複数回段階的に順次減少させて、または連続的に漸次減少させてそれぞれ制御してもよい。

制御装置１６が図３（Ａ）に示す原料供給制御を実行する場合、図１及び図２に示すように、制御装置１６は、可塑化計量工程の開始時（即ち、図２（Ａ）に示すようにメインスクリュー１３が最前進位置にあるとき）には、メイン駆動部１７からのスクリュー回転駆動信号に基づいて、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２内に第１段設定量Ｘ１（図３（Ａ））の原料を供給させるように、原料供給フィーダ１４のフィーダ駆動部３２を制御する。上記第１段設定量Ｘ１の原料供給量は、メインスクリュー１３の最前進位置から第１後退位置Ａ１までにおいてメインスクリュー１３の有効長Ｌが変化（減少）しても、この範囲のスクリュー有効長Ｌの変化に相関して変化する原料加熱時間で、原料が十分に可塑化されて溶融状態になり得る原料供給量である。

従って、例えば図２（Ａ）に示すように、可塑化シリンダ１２の加熱領域ＨＥで原料は安定して可塑化されて溶融状態になり、この溶融状態の原料は、メインスクリュー１３の堰２４を通過して保温領域ＨＯへ移送され、貯留部２０内に貯留される。このため、メインスクリュー１３の隣接するブレード２３間の溝内で原料が占める割合が増加しないので、可塑化シリンダ１２の加熱領域ＨＥ、保温領域ＨＯにそれぞれ形成されるガス抜き空隙Ｓ１、Ｓ２は十分な容積に保持される。この結果、原料の可塑化に伴い発生したガスは、可塑化シリンダ１２の加熱領域ＨＥでは、ガス抜き空隙Ｓ１を通り原料供給口１８を経て原料供給フィーダ１４から射出成形機１１外へ良好に排出される。また、可塑化シリンダ１２の保温領域ＨＯに発生した上記ガスは、ガス抜き空隙Ｓ２を通り可塑化シリンダ１２のベント孔２２を経て射出成形機１１外へ排出される。

その後計量が進行して、メインスクリュー１３が図３（Ａ）に示す第１後退位置Ａ１に後退したときに、図１に示す制御装置１６は、このとき後退位置検出センサ１５から送信されたスクリュー後退位置信号に基づいて、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２内に第２段設定量Ｘ２の原料を供給させるように、原料供給フィーダ１４のフィーダ駆動部３２を制御する。この第２段設定量Ｘ２の原料供給量は、メインスクリュー１３の第１段後退位置Ａ１から第２段後退位置Ａ２までにおいてメインスクリュー１３のスクリュー有効長Ｌが更に変化（減少）しても、この範囲のスクリュー有効長Ｌの変化に相関して変化する原料加熱時間で、原料が十分に可塑化されて溶融状態になり得る原料供給量である。

従って、この場合も、例えば図２（Ｂ）に示すように、可塑化シリンダ１２の加熱領域ＨＥで原料は安定して可塑化されて溶融状態になり、この溶融状態の原料は、メインスクリュー１３の堰２４を通過して保温領域ＨＯへ移送され、貯留部２０内に貯留される。

このため、メインスクリュー１３の隣接するブレード２３間の溝内で原料が占める割合が増加しないので、可塑化シリンダ１２の加熱領域ＨＥ、保温領域ＨＯにそれぞれ形成されるガス抜き空隙Ｓ１、Ｓ２は十分な容積に保持される。この結果、原料の可塑化に伴い発生したガスは、可塑化シリンダ１２の加熱領域ＨＥでは、ガス抜き空隙Ｓ１を通り原料供給口１８を経て原料供給フィーダ１４から射出成形機１１外へ良好に排出される。また、可塑化シリンダ１２の保温領域ＨＯに発生した上記ガスは、ガス抜き空隙Ｓ２を通り可塑化シリンダ１２のベント孔２２を経て射出成形機１１外へ排出される。

可塑化計量工程の計量終期においては、図３（Ａ）に示す計量完了位置（メインスクリュー１３の第３後退位置Ａ３）の手前の第２後退位置Ａ２にメインスクリュー１３が後退したとき、図１に示す制御装置１６は、このときに後退位置検出センサ１５から送信されたスクリュー後退位置信号に基づいて、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２内に供給される原料供給量をゼロとして、超飢餓供給を実施する。メインスクリュー１３の第２後退位置Ａ２から第３後退位置Ａ３（計量完了位置）までの間で、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２内への原料の供給が停止されることで、例えば図２（Ｃ）に示すように、可塑化計量工程の計量完了時に可塑化シリンダ１２内に残存して滞留する原料の残留量を可能な限り減少させることが可能になる。

可塑化計量工程の終了後、メインスクリュー１３がメイン駆動部１７により前進されて可塑化シリンダ１２の貯留部２０内の溶融状態の原料を成形型のキャビティ内へ射出する射出成形工程が実施される。そして、その後再び、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２内に原料が供給されて可塑化計量工程が実施される。上述のように可塑化計量工程の計量完了時に可塑化シリンダ１２内に残存して滞留する原料の残留量が減少することで、その後の射出成形工程及び次の可塑化計量工程において、可塑化シリンダ１２における加熱領域ＨＥの加熱用ヒータ及び保温領域ＨＯの保温用ヒータによって、残存して滞留した多量の原料が過加熱されることが抑制される。

以上のように構成されたことから、本第１実施形態によれば、次の効果（１）及び（２）を奏する。
（１）図１及び図２に示すように、可塑化計量工程において可塑化シリンダ１２内でメインスクリュー１３が後方へ移動（後退）すると、このメインスクリュー１３のスクリュー有効長Ｌが変化（減少）して、可塑化シリンダ１２内で原料が可塑化される加熱時間が変化（短縮）する。従って、制御装置１６は、メインスクリュー１３が後退したときに後退位置検出センサ１５により検出されたメインスクリュー１３の後退位置に基づいて、つまりメインスクリュー１３のスクリュー有効長Ｌに基づいて、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ１２内に供給される原料の供給量を変更（減少）させる。

これにより、可塑化シリンダ１２内には、可塑化されて溶融状態になり得る量の原料が供給されることになるので、メインスクリュー１３のスクリュー有効長Ｌの変化による原料の溶融不良を防止できる。この結果、可塑化計量工程の不安定さによる成形性の低下を防止できる。更に、原料の溶融不良の防止によって、可塑化シリンダ１２内にガス抜き空隙Ｓ１、Ｓ２が良好に確保されて、可塑化シリンダ１２内で発生したガスをガス抜き空隙Ｓ１から原料供給フィーダ１４を経て射出成形機１１外へ、ガス抜き空隙Ｓ２からベント孔２２を経て射出成形機１１外へ良好に排出させることができる。このため、ガスの混入による成形品の成形不良を回避できる。

（２）可塑化シリンダ１２の貯留部２０に所定量の原料を計量して貯留させる可塑化計量工程の計量終期に、可塑化シリンダ１２内に供給される原料の供給をゼロとする超飢餓供給を実施することで、可塑化シリンダ１２内に残存して滞留する原料の残留量を可能な限り減少できる。この結果、可塑化シリンダ１２の貯留部２０に溶融状態で貯留した原料を成形型へ射出する射出成形工程とその後に実施される次の可塑化計量工程において、可塑化シリンダ１２内に原料が残存して滞留することによって、加熱用ヒータ及び保温用ヒータにより原料が過加熱されることを抑制できる。

［Ｂ］第２実施形態（図４、図５）
図４は、本発明に係る射出成形機の原料供給制御システムの第２実施形態を示し、ベント孔を備えていない可塑化シリンダを断面状態で表した構成図である。この第２実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第２実施形態の射出成形機の原料供給制御システム４０が前記第１実施形態と異なる点は、射出成形機４１が、可塑化シリンダ４２にベント孔を備えず、メインスクリュー４３に堰を備えないノンベント式の射出成形機として構成された点である。

更に、この射出成形機４１は、可塑化計量工程において可塑化シリンダ４２内で発生するガスを排出するためのガス抜き空隙Ｓ１のみを可塑化シリンダ４２内に常時形成しつつ、原料を可塑化するハングリー成形機能を有する射出成形機である。また、可塑化シリンダ４２の外側には、略全長に亘って加熱領域ＨＥが設けられ、この加熱領域ＨＥに加熱用ヒータが配置されている。

この射出成形機４１においても、図５に示すように、可塑化計量工程において原料の可塑化が進行すると、メインスクリュー４３が後退してメインスクリュー４３のスクリュー有効長Ｌが漸次変化（減少）するため、原料の加熱時間が徐々に変化（短縮）する。このとき、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ４２内に供給される原料の供給量が、図３（Ｂ）に示すように変化せず一定量（例えば一定量Ｙ）であると、メインスクリュー４３の後退途中位置（図７（Ｂ））及び最後退位置（図７（Ｃ））において原料の加熱時間が不充分となることで、原料が可塑化され難くなって、溶融不良が引き起こされる。

この場合には、メインスクリュー４３の隣接するブレード２３間の溝内に占める原料の割合が増加して、ガス抜き空隙Ｓ１の容積が減少し、可塑化シリンダ４２内で発生したガスがガス抜き空隙Ｓ１を通して原料供給フィーダ１４から射出成形機４１外へ排出され難くなってしまう。更に、可塑化計量工程の計量完了時に可塑化シリンダ４２内に残存して滞留する原料の残留量が増加することで、この多量の原料が加熱用ヒータにより過加熱されてしまう。

これに対し、本第２実施形態においても、図４に示す制御装置１６は、後退位置検出センサ１５が検出したメインスクリュー４３の最前進位置に対する後退位置の変化によるメインスクリュー４３のスクリュー有効長Ｌの変化（減少）に基づいて、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ４２内に供給される原料の供給量を、例えば図３（Ａ）に示すように段階的に順次減少させるよう変更、または連続的に漸次減少させるように変更すべく、原料供給フィーダ１４のフィーダ駆動部３２を制御する。

このように、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ４２内への原料の供給量がメインスクリュー４３のスクリュー有効長Ｌの変化（減少）に基づいて変更されることで、可塑化シリンダ４２内に供給される原料は、メインスクリュー４３のスクリュー有効長Ｌの変化に相関して変化する原料の加熱時間で、十分に可塑化されて溶融状態になり得る供給量となる。このため、図５（Ａ）に示すようにメインスクリュー４３が最前進位置にある場合にも、図５（Ｂ）に示すようにメインスクリュー４３が後退途中位置にある場合にも、可塑化シリンダ４３内に供給された原料は、安定して可塑化されて溶融状態になり、この溶融状態の原料は貯留部２０に貯留される。

従って、メインスクリュー４３の隣接するブレード２３間の溝内で原料が占める割合が増加しないので、可塑化シリンダ４２内に形成されるガス抜き空隙Ｓ１が十分な容積に保持されて、可塑化シリンダ４２内で発生するガスは、ガス抜き空隙Ｓ１を経て原料供給フィーダ１４から射出成形機４１外へ良好に排出される。

更に、可塑化計量工程の終期においては、計量完了時のメインスクリュー４３の後退位置Ａ３（図３（Ａ））の手前の後退位置Ａ２で、原料供給フィーダ１４から可塑化シリンダ４２内への原料の供給が停止されることで超飢餓供給となる。これにより、図５（Ｃ）に示すように、可塑化計量工程の計量完了時に可塑化シリンダ４２内に残存して滞留する原料の残留量が可能な限り減少する。このため、その後に実施される射出成形工程、及びこれに続く次の可塑化計量工程において、多量の原料が可塑化シリンダ４２内に残存して滞留したことによる原料の過加熱が抑制される。

以上のように構成されたことから、本第２実施形態においても、前記第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様に、メインスクリュー４３の後退位置の変化に相関して変化するメインスクリュー４３のスクリュー有効長Ｌの変化による原料の溶融不良を防止できる。この結果、可塑化計量工程の不安定さによる成形性の低下を防止できる。更に、原料の溶融不良の防止によって、可塑化シリンダ４２内のガス抜き空隙Ｓ１の容積が十分に確保されて、可塑化シリンダ４２内で発生したガスを射出成形機４１外へ良好に排出でき、成形品の成形不良を回避できる。更に、可塑化計量工程の終期に超飢餓供給が実施されることで、可塑化シリンダ４２内に残存して滞留する原料の残留量を減少できる。この結果、射出成形工程及びその後に実施される次の可塑化計量工程において加熱ヒータによる原料の過加熱を抑制できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、第１及び第２実施形態では、射出成形機１１、４１がハングリー成形機能を備えた射出成形機の場合を述べたが、可塑化シリンダ１２、４２内にガス抜き空隙Ｓ１、Ｓ２を形成しない通常の射出成形機に本発明を適用してもよい。

１０…原料供給制御システム、１１…射出成形機、１２…可塑化シリンダ、１３…メインスクリュー、１４…原料供給フィーダ（原料供給手段）、１５…後退位置検出センサ（後退位置検出手段）、１６…制御装置（制御手段）、２０…貯留部、３２…フィーダ駆動部、４０…原料供給制御システム、４１…射出成形機、４２…可塑化シリンダ、４３…メインスクリュー、Ｌ…スクリュー有効長、Ｓ１、Ｓ２…ガス抜き空隙。

Claims (3)

1. 可塑化シリンダ内でスクリューが回転することにより、前記可塑化シリンダ内に供給された原料を可塑化して、前記可塑化シリンダの前方の貯留部に溶融状態で貯留させ、射出する射出成形機の原料供給制御システムにおいて、
   前記可塑化シリンダ内に原料を、その供給量を変更可能に供給する原料供給手段と、
   前記可塑化シリンダの前記貯留部に貯留される溶融状態の原料の圧力により後方へ移動する前記スクリューの後退位置を検出する後退位置検出手段と、
   この後退位置検出手段にて検出された前記スクリューの後退位置に基づいて、前記原料供給手段から前記可塑化シリンダ内に供給される原料の供給量を変更させるよう前記原料供給手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする射出成形機の原料供給制御システム。
2. 前記射出成形機は、可塑化シリンダ内での原料の可塑化に伴い発生するガスを排出するためのガス抜き用空隙を前記可塑化シリンダ内に常時形成しつつ、前記可塑化シリンダ内で原料を可塑化して溶融状態で貯留部に貯留し、射出するハングリー成形機能を備えた射出成形機であることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の原料供給制御システム。
3. 可塑化シリンダ内でスクリューが回転することにより、前記可塑化シリンダ内に供給された原料を可塑化して、前記可塑化シリンダの前方の貯留部に溶融状態で貯留させ、射出する射出成形機の原料供給制御方法において、
   前記可塑化シリンダの前記貯留部に所定量の原料を計量して貯留させる可塑化計量工程で、前記貯留部内に溶融状態で貯留された原料の圧力により後方へ移動する前記スクリューの後退位置を検出し、前記可塑化シリンダ内に供給される原料の供給量を前記スクリューの後退位置に基づいて変更して、原料を供給することを特徴とする射出成形機の原料供給制御方法。

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