JP2912115B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、射出成形機においては、加熱シリ
ンダ内にスクリューが回転自在にかつ進退自在に設けら
れ、計量工程において前記スクリューを回転させながら
後退させて溶融した樹脂を加熱シリンダの前端部に蓄
え、充填（じゅうてん）工程においてスクリューを前進
させて射出ノズルから溶融した樹脂を射出し、金型のキ
ャビティ内に充填するようになっている。

【０００３】一方、前記金型は固定金型及び可動金型か
ら成り、型開閉装置によって可動金型を進退させ、固定
金型に接離させることができる。したがって、可動金型
を固定金型に接触させて型閉じを行い、可動金型を固定
金型に圧接させて型締めを行った後キャビティ内に樹脂
が充填され、該樹脂が冷却されて成形品となる。そし
て、可動金型を固定金型から離して型開きを行い、成形
品を取り出すことができる。

【０００４】図２は従来の射出成形機の概略図、図３は
従来の射出成形機における圧力指令値及び速度設定の波
形図である。図３の（ａ）は圧力指令値の波形図、
（ｂ）は速度設定の波形図である。図２において、１は
成形材料としての樹脂を溶融する加熱シリンダ、２は該
加熱シリンダ１の先端部に取り付けられた射出ノズル、
３は前記加熱シリンダ１内に進退自在にかつ回転自在に
設けられたスクリュー、４は固定金型、５は該固定金型
４に対して接離自在に配設された可動金型、６はスプル
ー、７はランナ、８はゲート、９は前記固定金型４と可
動金型５の間に形成されたキャビティである。前記可動
金型５は図示しない型開閉装置によって進退させられ
る。

【０００５】また、１１は前記加熱シリンダ１の後方に
取り付けられ、樹脂を投入するためのホッパ、１２は前
記スクリュー３の後端に設けられ、スクリュー３を進退
させる射出シリンダである。該射出シリンダ１２内には
ピストン１４が摺動（しゅうどう）自在に配設され、油
室１５に油を供給することによって前記スクリュー３を
前進させることができる。そして、前記油室１５から油
をドレーンし、図示しない回転手段によって背圧を加え
ながらスクリュー３を回転させてスクリュー３を後退さ
せることができる。

【０００６】また、２０は前記油室１５に対して油を給
排するための切換弁、２１は油室１５に供給する油の圧
力を調整するための減圧弁、２２は油を吐出するポン
プ、２３はスクリュー位置を検出するリニアセンサなど
の位置検出器である。なお、Ａはキャビティ９内のゲー
ト８の近傍の点、Ｂはキャビティ９内のゲート８から離
れた遠方の点である。

【０００７】次に、前記構成の射出成形機の動作につい
て説明する。まず、計量（可塑化）工程において、スク
リュー３を加熱シリンダ１内で回転させながら後退させ
ると、前記ホッパ１１内の樹脂はスクリュー３の溝内を
前進し、加熱シリンダ１に設けられた図示しないヒータ
によって加熱され溶融させられ、加熱シリンダ１の前端
部に蓄えられる。

【０００８】その間、型開閉装置によって可動金型５を
固定金型４に接触させて型閉じを行い、可動金型５を固
定金型４に圧接させて型締めを行う。次に、充填工程に
おいて、射出ノズル２を固定金型４に接触させ、射出シ
リンダ１２の油室１５に油を供給してスクリュー３を加
熱シリンダ１内で前進させると、加熱シリンダ１内の前
端部に蓄えられていた樹脂は、前記射出ノズル２から射
出され、スプルー６、ランナ７及びゲート８を通ってキ
ャビティ９内に充填される。

【０００９】続いて、保圧工程において、射出ノズル２
を固定金型４に接触させたままとし、また、スクリュー
３を前進位置に置き樹脂圧を制御し、キャビティ９内の
樹脂の収縮を補う。その後、冷却工程において、キャビ
ティ９内の樹脂が冷却されて成形品となる。そして、型
開閉装置によって可動金型５を固定金型４から離して型
開きを行い、前記成形品を取り出す。

【００１０】ところで、前記充填工程における制御は図
３に示すように行われる。すなわち、時点ｔ_a において
スクリュー３が速度設定Ｖを値Ｖ₁ として前進を開始
し、時点ｔ_b において前記位置検出器２３が所定のスク
リュー位置を検出すると、スクリュー３は速度設定Ｖを
値Ｖ₂ に切り換える。そして、この時、速度制御から圧
力制御に切り換えられる。一方、圧力指令値Ｐは減圧弁
２１によって時点ｔ_a からｔ_C まで一定の値Ｐ₁ になる
ように制御される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の射出成形機においては、樹脂をキャビティ９内に充
填した時における型内圧（樹脂圧）の分布の傾きが大き
く、ゲート８の近傍の点Ａの型内圧が高いのに対し、ゲ
ート８から離れた遠方の点Ｂの型内圧が低くなってしま
う。したがって、ゲート８の近傍にばりが、ゲート８の
遠方にひけが発生してしまう。

【００１２】図４は図２のＸ−Ｘ断面図、図５は従来の
射出成形機における油室の油の圧力の波形図、図６は従
来の射出成形機における点Ａの型内圧の波形図、図７は
従来の射出成形機における点Ｂの型内圧の波形図であ
る。図４において、６はスプルー、７はランナ、８はゲ
ート、９はキャビティ、３０は従来の射出成形機によっ
て成形された成形品、３１はゲート８の近傍に発生した
ばり、３２はゲート８の遠方に発生したひけである。

【００１３】前述したような速度制御及び圧力制御が行
われると、射出シリンダ１２（図２）の油室１５の油の
圧力が図５に示すように変化し、該圧力によってスクリ
ュー３が前進させられ、射出ノズル２から樹脂が射出さ
れる。射出された樹脂は、スプルー６、ランナ７及びゲ
ート８を通ってキャビティ９内に充填されるが、図６及
び７に示すようにゲート８の近傍の点Ａの型内圧Ｐ_Aが
高いのに対し、ゲート８から離れた遠方の点Ｂの型内圧
Ｐ_B が低くなってしまう。すなわち、点Ａにおける型内
圧Ｐ_A の最高値をＰ_AMAXとし、点Ｂにおける型内圧Ｐ_B
の最高値をＰ_BMAXとすると、 Ｐ_AMAX＞Ｐ_BMAX となる。

【００１４】そして、最高値Ｐ_AMAXと最高値Ｐ_BMAXの差
ΔＰ_ABが大きい分だけ前記ばり３１及びひけ３２が大き
くなってしまう。また、成形品３０を取り出した時にお
ける残留応力の傾きも大きく、そりが発生してしまう。
本発明は、前記従来の射出成形機の問題点を解決して、
成形品にばり、ひけ及びそりが発生することのない射出
成形機を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の射
出成形機においては、加熱シリンダと、該加熱シリンダ
内に回転自在にかつ進退自在に配設されたスクリュー
と、該スクリューを前進させるための駆動手段と、該駆
動手段によってスクリューを前進させる間に速度制御及
び圧力制御を行う制御手段とを有する。

【００１６】そして、該制御手段は、前記速度制御から
圧力制御への切換えを行った後、該圧力制御において圧
力指令値の上昇及び下降を複数回繰り返す。

【００１７】

【作用】本発明によれば、前記のように射出成形機にお
いては、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内に回転自在
にかつ進退自在に配設されたスクリューと、該スクリュ
ーを前進させるための駆動手段と、該駆動手段によって
スクリューを前進させる間に速度制御及び圧力制御を行
う制御手段とを有する。

【００１８】そして、該制御手段は、前記速度制御から
圧力制御への切換えを行った後、該圧力制御において圧
力指令値の上昇及び下降を複数回繰り返す。この場合、
スクリューが前進させられる間に速度制御及び圧力制御
が行われる。そして、速度制御から圧力制御への切換え
が行われた後、圧力制御において圧力指令値の上昇及び
下降が複数回繰り返される。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す射
出成形機における型内圧の説明図、図８は本発明の実施
例を示す射出成形機における圧力指令値及び速度設定の
波形図である。図８の（ａ）は圧力指令値の波形図、
（ｂ）は速度設定の波形図である。なお、射出成形機の
構造は従来のものと同じであるので、図２を援用して説
明する。

【００２０】図１において、７はランナ、８はゲート、
９はキャビティである。この場合、駆動手段としての射
出シリンダ１２の油室１５に油を供給すると、スクリュ
ー３が前進させられ、射出ノズル２から樹脂が射出され
る。その後、樹脂はスプルー６、ランナ７及びゲート８
を通ってキャビティ９内に充填されるが、ゲート８の近
傍の点Ａの型内圧Ｐ_a を従来の型内圧Ｐ_A （図６参照）
より低くし、ゲート８から離れた遠方の点Ｂの型内圧Ｐ
_b を従来の型内圧Ｐ_B （図７参照）より高くする。

【００２１】すなわち、従来の射出成形機の点Ａにおけ
る型内圧Ｐ_A の最高値をＰ_AMAXとし、点Ｂにおける型内
圧Ｐ_B の最高値をＰ_BMAXとし、本発明の射出成形機の点
Ａにおける型内圧Ｐ_a の最高値をＰ_amaxとし、点Ｂにお
ける型内圧Ｐ_b の最高値をＰ _bmaxとすると、 Ｐ_AMAX＞Ｐ_amax Ｐ_BMAX＜Ｐ_bmax になるように図示しない制御装置において減圧弁２１の
圧力指令値Ｐが設定され、型内圧Ｐ_a ，Ｐ_b の分布の傾
きが小さくされる。

【００２２】図８に示すように、時点ｔ_a において速度
設定Ｖを値Ｖ₁ にしてスクリュー３の前進を開始し、時
点ｔ_b において前記位置検出器２３が所定のスクリュー
位置を検出すると、速度設定Ｖを値Ｖ₂ に切り換える。
そして、このとき、制御手段によって速度制御から圧力
制御に切り換えられ、時点ｔ_a からｔ_b までの間は減圧
弁２１の圧力指令値Ｐが一定の値Ｐ₁ に設定されるのに
対し、時点ｔ_b からｔ_c までの間は減圧弁２１の圧力指
令値Ｐは最小値Ｐ₂ 及び最大値Ｐ₃ を複数回繰り返すス
テップ波形に設定される。なお、時点ｔ_a からｔ_c まで
の制御は、従来の技術と同様に充填工程において行わ
れ、充填工程が完了すると保圧工程が開始される。

【００２３】本実施例においてステップ波形の周波数を
２〜２０〔Ｈｚ〕に設定しているが、樹脂及び金型の種
類によって最適な周波数が異なるため、任意に設定され
る。また、時点ｔ_C 及び圧力設定値Ｐの各値Ｐ₁ ，
Ｐ₂ ，Ｐ₃ も同様に任意に設定することができる。な
お、本実施例において速度制御から圧力制御への切換え
は、位置検出器２３が所定のスクリュー位置を検出する
ことによって行っているが、時間又は油室１５の油の圧
力を検出することによって行うこともできる。

【００２４】また、前記圧力指令値Ｐのステップ波形に
代えて他の波形を使用することもできる。図９は本発明
の実施例における圧力指令値の他の波形を示す図、図１
０は本発明の実施例における圧力指令値の更に他の波形
を示す図である。図９の場合、圧力指令値Ｐの波形は三
角波で構成され、図１０の場合、圧力指令値Ｐの波形は
図８のステップ波形の各切換点の圧力変化を滑らかにし
てもので構成される。

【００２５】さらに、時点ｔ_b からｔ_C までの波形の周
波数を一定の値としてもよいが、時点ｔ_b からｔ_C まで
の初期はキャビティ９内の樹脂の粘度が低いため周波数
を高く設定し、後期はキャビティ９内の樹脂の粘度が高
いため周波数を低く設定するとよい。次に、射出シリン
ダ１２（図２参照）の油室１５の油の圧力、点Ａ（図
１）の型内圧Ｐ_a 及び点Ｂの型内圧Ｐ_b の変化について
説明する。

【００２６】図１１は本発明の実施例における油室の油
の圧力の波形図、図１２は本発明の実施例における点Ａ
の型内圧の波形図、図１３は本発明の実施例における点
Ｂの型内圧の波形図である。前述したような速度制御及
び圧力制御が行われると、射出シリンダ１２（図２参
照）の油室１５の油の圧力が図１１に示すように変化
し、該圧力によってスクリュー３が前進させられ、射出
ノズル２から樹脂が射出される。

【００２７】射出された樹脂は、スプルー６、ランナ７
及びゲート８を通ってキャビティ９内に充填されるが、
時点ｔ_a からｔ_b までにおいて射出シリンダ１２の油室
１５の油の圧力は次第に上昇し、時点ｔ_b からｔ_C まで
において前記圧力は減圧弁２１の応答性や油の粘性に対
応する振幅を有する波形で変化する。この時、型内圧Ｐ
_a ，Ｐ_b は、図１２及び１３に示すように樹脂の粘性に
よって応答はかなり鈍くなる。

【００２８】そして、ゲート８の近傍の点Ａの型内圧Ｐ
_a は従来の型内圧Ｐ_A （図６参照）より低くすることが
でき、ゲート８から離れた遠方の点Ｂの型内圧Ｐ_b は従
来の型内圧Ｐ_B （図７参照）より高くすることができ
る。したがって、最高値Ｐ_amaxと最高値Ｐ_bmaxの差ΔＰ
_abを従来の射出成形機における最高値Ｐ_AMAXと最高値Ｐ
_BMAXの差ΔＰ_ABと比較すると、 ΔＰ_ab＜ΔＰ_AB となり、ゲート８の近傍にばり３１（図４参照）が、ゲ
ート８の遠方にひけ３２が発生するのを防止することが
できる。また、成形品３０を取り出した時における残留
応力の傾きが小さく、そりが発生するのを防止すること
ができる。

【００２９】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形すること
が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもの
ではない。

【００３０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、射出成形機においては、加熱シリンダと、該加熱
シリンダ内に回転自在にかつ進退自在に配設されたスク
リューと、該スクリューを前進させるための駆動手段
と、該駆動手段によってスクリューを前進させる間に速
度制御及び圧力制御を行う制御手段とを有する。

【００３１】そして、該制御手段は、前記速度制御から
圧力制御への切換えを行った後、該圧力制御において圧
力指令値の上昇及び下降を複数回繰り返す。この場合、
スクリューが前進させられる間に、速度制御から圧力制
御への切換えが行われるとともに、圧力制御において圧
力指令値の上昇及び下降が複数回繰り返される。したが
って、ゲートの近傍の型内圧を比較的低くすることがで
き、ゲートから離れた遠方の型内圧を比較的高くするこ
とができるので、ゲートの近傍にばりが、ゲートの遠方
にひけが発生するのを防止することができる。また、成
形品を取り出したときの残留応力の傾きを小さくするこ
とができるので、そりが発生するのを防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す射出成形機における型内
圧の説明図である。

【図２】従来の射出成形機の概略図である。

【図３】従来の射出成形機における圧力指令値及び速度
設定の波形図である。

【図４】図２のＸ−Ｘ断面図である。

【図５】従来の射出成形機における油室の油の圧力の波
形図である。

【図６】従来の射出成形機における点Ａの型内圧の波形
図である。

【図７】従来の射出成形機における点Ｂの型内圧の波形
図である。

【図８】本発明の実施例を示す射出成形機における圧力
指令値及び速度設定の波形図である。

【図９】本発明の実施例における圧力指令値の他の波形
を示す図である。

【図１０】本発明の実施例における圧力指令値の更に他
の波形を示す図である。

【図１１】本発明の実施例における油室の油の圧力の波
形図である。

【図１２】本発明の実施例における点Ａの型内圧の波形
図である。

【図１３】本発明の実施例における点Ｂの型内圧の波形
図である。

【符号の説明】

１ 加熱シリンダ ３ スクリュー １２ 射出シリンダ Ｐ 圧力指令値

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 45/46 - 45/50 B29C 45/56 - 45/57 B29C 45/76 - 45/77

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）加熱シリンダと、 （ｂ）該加熱シリンダ内に回転自在にかつ進退自在に配
   設されたスクリューと、 （ｃ）該スクリューを前進させるための駆動手段と、 （ｄ）該駆動手段によってスクリューを前進させる間に
   速度制御及び圧力制御を行う制御手段とを有するととも
   に、 （ｅ）該制御手段は、前記速度制御から圧力制御への切
   換えを行った後、該圧力制御において圧力指令値の上昇
   及び下降を複数回繰り返すことを特徴とする射出成形
   機。