JP2927923B2 - 射出成形機の樹脂漏れ検出方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は射出成形時における金型のスプルーブッシュ
と射出ノズルとのミスマッチによる樹脂漏れを的確に検
出する事の出来る射出成形機の樹脂漏れ検出方法とその
装置に関する。

（従来の技術とその問題点） 射出成形機による射出成形では、射出シリンダの後部
に樹脂ペレットを供給し、加熱シリンダ内の射出スクリ
ューを回転する事により、加熱シリンダ内の樹脂ペレッ
トは次第に溶融混練されて射出ノズルに向かって移動し
て行く。この間に金型の型閉が行なわれるが、各サイク
ルの型締完了後、加熱シリンダが金型側に移動して、射
出ノズルが固定金型のスプルーブッシュに当接し、次い
で加熱シリンダ内の射出スクリュが金型側に移動して加
熱シリンダの先端部分に溜った溶融樹脂を、スプリュー
ブッシュを介して金型キャビティ内に充填する。

この射出工程で重要なのは、第２図に示すように射出
ノズルと金型のスプルーブッシュのセンタが合致してお
り、且つ、スプルーブッシュの曲率より射出ノズル先端
部分の曲率が小さくて正確に射出ノズルの先端部分がス
プルーブッシュに嵌り込んでいる事である。このように
なっておれば注入された樹脂は、漏れる事なく金型キャ
ビティに充填されることになるが、第３図のようにスプ
ルーブッシュの曲率より射出ノズルの曲率の方が大きい
場合、又は、スプルーブッシュと射出ノズルのセンタが
不一致の場合にはスプルーブッシュと射出ノズルの先端
部分との間に隙間が発生し、樹脂を射出するとこの隙間
に射出された樹脂の一部が入り込んで面圧が上昇し、射
出樹脂圧力のかかる樹脂への面積が増大し、最終的に
は、上記隙間に入り込んだ樹脂圧力によって発生する力
が加熱シリンダをスプルーブッシュへ押し付ける力以上
となり、スプルーブッシュから射出ノズルを離間させ、
更にこの部分からの樹脂漏れを助長するという現象が起
こり、成形不良が発生し勝ちとなるばかりか、漏れた樹
脂のロスや射出ノズルの回りに付着した漏れ樹脂を清掃
する手間などの問題点があるばかりか甚だしくは溶融し
た高温樹脂が周囲に飛散するという危険が状態も起こり
得る。

（発明の目的） 本発明はかかる従来例の欠点に鑑みてなされたもので
その目的は、射出時に樹脂漏れが発生してわずかでも加
熱シリンダがバックした場合にこれを瞬時に検出して、
以後の射出作業に対して必要な処置をとる事が出来るよ
うにした射出成形機の樹脂漏れ検出方法とその装置を提
供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明の射出成形機の
樹脂漏れ検出方法は、 射出成形機（Ａ）の加熱シリンダ（10）を金型（１）
（２）に向けて前進させて、加熱シリンダ（10）の先端
の射出ノズル（25）を金型（１）（２）のスプルーブッ
シュ（９）に押圧し、 然る後、溶融樹脂の金型キャビティ（７）への射出充
填を行った時に射出ノズル（25）とスプルーブッシュ
（９）との間に発生した樹脂漏れ圧力によって加熱シリ
ンダ（10）が微小量後退した事を検出する。

という技術的手段を採用しており、請求項（２）にお
いて、上記目的を達成するために射出成形機の樹脂漏れ
検出装置では、 射出成形用の金型（１）（２）と、 金型（１）（２）に対して当接離間する射出ノズル
（25）を有する射出成形機（Ａ）の加熱シリンダ（10）
と、 加熱シリンダ（10）を金型（１）（２）に向けて当接
・離間させる駆動手段（111）と、 前記射出ノズル（25）が金型（１）（２）のスプルー
ブッシュ（９）に当接し、射出開始時点で射出ノズル
（25）と金型（１）（２）のスプルーブッシュ（９）と
の間に発生した樹脂漏れ力により加熱シリンダ（10）が
微小量後退する事を検出する検出手段（16）とで構成さ
れたものである。

（作用） ホッパ（24）から供給した樹脂ペレットを、加熱シリ
ンダ（10）内で加熱すると共に射出スクリュー（13）を
回転する事により溶融混練し、徐々に加熱シリンダ（1
0）の先端内部に貯留する。溶融混練樹脂の貯留が一定
量となった時、射出スクリュ（13）を前方に押し出して
加熱シリンダ（10）の先端に溜った溶融混練樹脂を金型
キャビティ（７）内に射出する。射出が終了すると射出
スクリュ（13）が回転しながら後退し、設定された後退
位置で停止して次サイクルの射出開始の準備を完了す
る。

以上のような動作を繰り返して射出成形が行なわれる
のであるが、固定金型（１）のスプルーブッシュ（９）
と射出ノズル（25）との間でミスマッチが発生すると、
第３図のように射出ノズル（25）とスプルーブッシュ
（９）との間の間隙に溶融樹脂が押し込まれて射出樹脂
圧がかかる樹脂部の面積が増大し、隙間を拡大する方向
に作用する力が発生する。この場合、この溶融樹脂部に
発生する増大した力に負けて、射出工程の間ずっと加熱
シリンダー（10）及び射出ノズル（25）を金型のスプル
ーブッシュ（９）に押し付けている射出ノズルタッチシ
リンダ（11）のピストン（11a）がわずかに後退する。
この微小後退量を検出手段であるリニヤエンコーダ（1
6）で逸速く検出して、射出スクリュー（13）を後退さ
せ、射出動作を中止する。これにより、樹脂漏れや重大
な事故を引き起こす溶融樹脂の突出を防ぐ事が出来る。

（実施例） 以下、本発明を図示実施例に従って詳述する。第１図
は、本発明にかかる射出成形機の概略断面図で、（１）
は固定金型、（２）は移動金型で、それぞれ固定プレー
ト（３）、移動プレート（４）に装着されており、移動
プレート（４）は４本の水平タイバー（５）で往復摺動
自在に支持されており、背面のトグル機構（６）で固定
金型（１）に押圧されて型締されるようになっている。
固定金型（１）にはスプルー（9a）、ランナー（８）を
介してキャビティ（７）に連通するスプルーブッシュ
（９）が装着されており、このスプルーブッシュ（９）
の全面の形状は、第2,3図のように碗状となっており、
中心にスプルー（9a）が穿設されている。加熱シリンダ
（10）は架台（12）に固着され、射出ノズルタッチシリ
ンダ（11）はフレーム（13）に固着されているが、当該
シリンダ（11）のピストンロッド（11a）は架台（12）
に固着されており、架台（12）をフレーム（13）上のス
ライド面（13a）上を水平方向に往復移動できるように
なっている。これにより固定プレート（３）のスプルー
ブッシュ（９）に対して先端部分の射出ノズル（25）が
当接・離間するようになっている。加熱シリンダ（10）
内には、射出スクリュー（13）が駆動機構（14）にて回
転・往復自在となるように挿通されており、加熱シリン
ダ（10）の外周並びに射出ノズル（25）の周囲に加熱ヒ
ータ（15）が巻設されている。又、加熱シリンダ（10）
の後端には樹脂供給用のホッパ（24）が装着されてい
る。加熱シリンダ（10）にはリニヤエンコーダ（16）が
装着されており、加熱シリンダ（10）の移動量をデジタ
ル的にパルス出力し、パルス入力カウンタ（17）を介し
てCPU（18）にそのデータを入力するようになってい
る。CPU（18）にはRAM（19）が付設されており、CPU（1
8）との間で必要なデータのやり取りをするようになっ
ている。リニヤエンコーダ（16）は、第４図に示すよう
に加熱シリンダ（10）と共に働く架台（12）に水平に配
設された目盛り入りのスリット板（16a）と、スリット
板（16a）が嵌り込むＵ字状のフォトセンサ部（16b）と
で構成されており、フレーム（13）上に固定されたフォ
トセンサ部（16b）間を、加熱シリンダ（10）と共にス
リット板（16a）が水平移動する事により、スリット板
（16a）に刻まれた目盛りに合わせてパルスが出力され
るようになっている。本実施例ではスリット板（16a）
が0.5mm移動すると１パルスが出力されるようになって
おり、パルスの立ち上がり、立ち下がりで移動量を検出
するようになっているので、実際は0.25mm幅で移動量が
検出出来るようになっている。上記移動量の検出精度
は、例えば、加熱シリンダ（10）の水平移動をラック・
ピニオン装置（図示せず）を用い、スリット板（16a）
を円板状にする事によって、上記精度を10倍程度にアッ
プする事も出来る。射出ノズルタッチシリンダ（11）
は、復動式油圧シリンダで、ノズルタッチ・バック・バ
ルブ（20）を介して油圧ポンプ（22）に接続されてお
り、バルブ出力制御回路（21）を介してCPU（18）にて
コントロールされるようになっているノズルタッチ・バ
ックバルブ（20）のソレノイド（20a）がオンになると
加熱シリンダ（10）が前進し、ソレノイド（20b）がオ
ンになると加熱シリンダ（10）が後退する。又、CPU（1
8）にはCRT（26）、テンキー（23）が接続されており、
必要データの画像表示と必要データの手動入力が行える
ようになっている。

次に本実施例の作用に付いて説明する。ホッパ（24）
に樹脂ペレットを供給し、加熱シリンダ（10）を加熱し
つつ射出スクリュー（13）を回転し、加熱シリンダ（1
0）の後部に装着したホッパ（24）からの樹脂ペレット
を順次加熱溶融すると共に混練し、徐々に射出ノズル
（25）側に送り込み、加熱シリンダ（10）の先端内部に
貯留する。溶融混練樹脂の貯留に伴って射出スクリュ
（13）は徐々に後退する。一方、この間に金型（１）
（２）側では型締めが完了しており、射出受け入れ状態
が整っている。続いて、CPU（18）からの信号にて射出
ノズルタッチ・バック・バルブ（20）が作動して射出ノ
ズルタッチシリンダ（11）の前進側油圧室（11c）に圧
油が供給され、シリンダ（11）が加熱シリンダ（10）を
固定金型（１）側に移動させるように働き、最終的に第
２図に示すように射出ノズル（25）が正確にスプルーブ
ッシュに接続する。然る後、駆動シリンダ（23）が作動
して射出スクリュ（13）を前方に押し出し、加熱シリン
ダ（10）の先端に溜った溶融混練樹脂を射出ノズル（2
5）から押し出し、スプルーブッシュを通して金型キャ
ビティ（７）内に射出する。射出が終了するとCPU（1
8）からの指令により、射出ノズルタッチ・バック・バ
ルブ（20）がノズルバック側に切替わり、射出ノズル
（25）が後退してスプルーブッシュから離間する。加熱
シリンダ（10）が後退位置で停止すると再度樹脂が加熱
シリンダ（10）に供給されて樹脂ペレットの溶融混練が
再開され、次のショットに備える。この間の加熱シリン
ダ（10）の前進・後退の移動量は総てリニヤエンコーダ
（16）からパルス信号となってパルスカウンタにて加減
算され、CPU（18）に取り込まれる。又、トグル機構
（６）の動き、その他は総てCPU（18）の指令に基づい
て制御される。

以上のような動作を繰り返して射出成形が行なわれる
のであるが、前記射出成形作業が円滑に行なわれるため
には射出ノズル（25）とスプルーブッシュの接触面の曲
率が適性である事、射出ノズル（25）とスプルーブッシ
ュのセンタラインが合致している事などの条件が要求さ
れ、通常は事前に正確な調整が行なわれて両者のミスマ
ッチが発生しないように心がけているものであるが、何
等かの原因によりミスマッチが発生し、第３図のように
射出ノズル（25）とスプルーブッシュとの間に溶融樹脂
が押し込まれて隙間を拡大する方向に作用した場合、こ
の拡大した間隙の溶融樹脂に加わる樹脂圧によって発生
する力が射出ノズル（25）をスプルーブッシュ（９）に
押し付けている力より大きくなるため射出ノズルタッチ
シリンダ（11）がわずかに後退する。この後退量はリニ
ヤエンコーダ（16）にてその最低単位でパルス出力され
て加熱シリンダ（10）の異常な後退が発生した事を検出
してCPU（18）に知らせ、CPU（18）はこの信号入力を受
けて直ちに警報を発すると同時に駆動シリンダ（23）を
逆方向に作動させて射出スクリュ（13）を後退させ、射
出動作を中止する。これにより、樹脂漏れや重大な事故
を引き起こす溶融樹脂の突出を防ぐ事が出来る。この
後、ミスマッチの原因を調査し、ミスマッチをなくなる
ように再調整した後、改めて射出作業を再開する。

本実施例では、スリット板（16a）の最低単位後退量
（例えば0.25mm）をカウンタ（17）で読み取った後、第
６図のフローチャートの比較工程で、直ちに後退量が比
較設定値より大きいと判断して樹脂漏れ警報を発し、機
械を停止させているため、スリット板（16a）やフォト
センサ部（16b）という極めて簡単且つ安価なリニヤエ
ンコーダで済む。というのは、第８図に示すように、射
出の都度、金型キャビティにかかる射出圧力のために金
型の中央部分が例えば約0.1mm程度膨らむという歪が起
こる。このため射出ノズル（25）もその程度は後退する
がこれは通常成形の正常な範囲である。しかし、第３図
のように例えばスプルーブッシュ（９）の曲率が射出ノ
ズル（25）の先端部分の曲率より小さい場合には、両者
の隙間の断面積（Ｓ）は、ノズル径の断面積の10倍以上
に大きくなる事も珍しくはないので、断面積（Ｓ）にか
かる樹脂圧力によって射出ノズル（25）は0.25〜0.5mm
もの後退となる。この差の大きい現実から上述のような
簡単且つ安価なリニヤエンコーダ検出ですむという点も
本発明の有用な特徴である。勿論、ニリヤエンコーダ
（16）の読み取り精度を上げた場合はカウンタ（17）の
計算値は大きくなるが、この場合でも設定値を適当に大
きくして正常・異常の判断を行う事が出来る。

（本発明の効果） 本発明の射出成形機の樹脂漏れ検出方法は、射出成形
機の加熱シリンダを金型に向けて前進させて、加熱シリ
ンダの先端の射出ノズルを金型のスプルーブッシュに押
圧し、然る後、溶融樹脂の金型キャビティへの射出充填
を行った時に射出ノズルとスプルーブッシュとの間に発
生した樹脂漏れ力によって加熱シリンダが後退した事を
検出するので、射出中に発生した樹脂漏れを即座に検出
出来て樹脂漏れに起因する溶融樹脂の突出事故などを未
然に防ぐ事が出来るという利点がある。

又、本発明にかかる射出成形機は、射出成形用の金型
と、金型に対して当接離間する射出ノズルを有する射出
成形機の加熱シリンダと、加熱シリンダを金型に向けて
当接・離間させる駆動手段と、前記射出ノズルが金型の
スプルーブッシュに当接し、射出開始時点で射出ノズル
と金型のスプルーブッシュとの間に発生した樹脂漏れ力
により加熱シリンダが後退する事を検出する検出手段と
で構成されているので、射出中に発生した樹脂漏れを即
座に検出という本発明方法を実施する事が出来るもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図…本発明の射出成形機の概略縦断面とそのノズル
タッチ部分のブロック回路図 第２図…正常な場合のスプルーブッシュと射出ノズルと
の関係を示す断面図 第３図…正常でない場合のスプルーブッシュと射出ノズ
ルとの関係を示す断面図 第４図…本発明に使用する検出手段の一実施例の斜視図 第５図…本発明の射出成形工程中ノズルタッチ部分のフ
ローチャート 第６図…本発明の射出成形工程中、射出部分のフローチ
ャート 第７図…本発明の射出成形工程中、ノズルバック部分の
フローチャート 第８図…射出時に射出ノズルが後退する後退量の説明図 （Ａ）……射出成形機、（１）……固定金型 （２）……移動金型、（７）……金型キャビティ （９）……スプルーブッシュ、（10）……加熱シリンダ （11）……駆動手段、（16）……検出手段 （25）……射出ノズル

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】射出成形機の加熱シリンダを金型に向けて
   前進させて、加熱シリンダの先端の射出ノズルを金型の
   スプルーブッシュに押圧接続し、然る後、溶融樹脂の金
   型キャビティへの射出充填を行った時に射出ノズルとス
   プルーブッシュとの間に発生した樹脂漏れ力によって加
   熱シリンダが微小量後退した事を検出する事を特徴とす
   る射出成形機の樹脂漏れ検出方法。
2. 【請求項２】射出成形用の金型と、金型に対して当接離
   間する射出ノズルを有する射出成形機の加熱シリンダ
   と、加熱シリンダを金型に向けて当接・離間させる駆動
   手段と、前記射出ノズルが金型のスプルーブッシュに当
   接し、射出開始時点で射出ノズルと金型のスプルーブッ
   シュとの間に発生した樹脂漏れ力により加熱シリンダが
   後退する事を検出する検出手段とで構成された事を特徴
   とする射出成形機の樹脂漏れ検出装置。