JP3597355B2 - 射出成形機の実計量完了位置の安定化方法および計量制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の計量制御に係り、特に射出成形機の射出後においてスクリュの回転により原料樹脂をホッパより加熱シリンダの前方に移送し、混練し、そして一定量を計量して次サイクルの射出の準備をするための計量工程の適正化を行う実計量完了位置の安定化方法および計量制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形において成形品の品質を決定するための重要な要件として、成形品の重量の安定化が挙げられる。このような重量の安定化は、射出成形機で射出される原料樹脂が常に一定量であることが求められ、その前提条件として正確な計量が必要となる
従来における射出成形機においては、ホッパ内の原料樹脂は、加熱シリンダ内に送り込まれ、ここで溶融されながらスクリュの先端部に滞留される。この時、前記スクリュの先端外周に装着された環状のチェックリングの前端面は、溶融樹脂流に押されてスクリュの先端部側に当接した状態となっているが、スクリュの先端部外側面に設けられた通流溝により、スクリュ先端部の滞留室内に流入される。
【０００３】
そして、射出工程においては、スクリュの先端部が前進するとき、チェックリングは前進せず、スクリュの前縁を構成するチェックシートにチェックリングが当接して、溶融樹脂の逆流を防止するように構成されている。
【０００４】
しかるに、この種の射出成形機において、計量工程が完了してスクリュの回転を停止させても、スクリュが徐々に後退する現象がある。この現象は、スクリュの回転によって可塑化混練された溶融樹脂が、スクリュの前部側の滞留室に送られた際に、スクリュの回転を停止してもスクリュの谷等に滞留している溶融樹脂の圧力Ｐ１ が、前記滞留室に送り込まれた樹脂圧力Ｐ２ よりも多少高く（Ｐ１ ＞Ｐ２ ）なる。このため、計量工程が完了し、スクリュの回転が停止しても、溶融樹脂が滞留室に送り込まれ、スクリュが若干後退してＰ１ ＝Ｐ２ になった時にスクリュの後退が完全に停止する。
【０００５】
しかも、このようなスクリュの後退現象においては、前述したようにＰ１＞Ｐ２の状態にあるので、滞留室の溶融樹脂圧Ｐ２がさらに上昇してノズル通路を介して機外への流出を止めることができず、ノズル部の先端からの樹脂漏れ現象であるドルーリングを引き起こし、成形品不良の原因となる。即ち、このドルーリングは、前記計量工程完了によりスクリュの回転が停止された時点における加熱バレル内の滞留室側の溶融樹脂圧Ｐ２と前記谷などのスクリュ部分に滞留している溶融樹脂の樹脂圧Ｐ１との樹脂圧の差に起因して生ずる。
【０００６】
このような従来の射出成形機における問題点を解消するため、加熱シリンダ内に回転可能でかつ進退可能にスクリュを配置し、このスクリュの溶融樹脂の滞留に伴う後退位置を検出する位置検出手段を設け、溶融樹脂の滞留開始時点から滞留完了時点までの計量ストロークの中で、滞留完了直前の計量制御ストローク区間に入ったときに、少なくともノズル部の条件と成形材料によって予め定められた滞留室の背圧の下げパターンを選択するパターン選択手段と、前記位置検出手段で計量制御ストローク区間に入ったことを検出すると、前記パターン選択手段からの信号に基づき滞留室の背圧を下げる手段とを設けた射出成形機の計量制御装置が提案されている（特公平４−７８０９０号公報）。
【０００７】
この提案に係る射出成形機の計量制御装置は、全計量ストロークのうち、滞留完了直前の計量制御ストロークに入ったときに、少なくとも滞留室の背圧を一定のパターンで下げるものであり、同時にスクリュ回転数も下げるように構成したものである。
【０００８】
この場合、前記最終の計量制御ストローク区間で背圧をどのように下げるかは、ノズル孔部の樹脂の冷却によって決定する。すなわち、樹脂の種類、ノズル設定温度、ノズル穴の寸法および形状（ストレートまたは逆テーパ）によって、ノズル孔部の樹脂の流動性が低くなり、樹脂漏れ（ドルーリング）を起こさないようにする作用が異なるので、これはオペレータが予め設定した各種のパターンから１つのパターンを選択し、手動で決定できるように構成したものである。
【０００９】
また、スクリュの回転数は、計量時に油圧モータを回転させる油圧源からの送油量によって決まるが、前記最終の計量制御ストローク区間に入った時点で、一定の低回転数になるように設定される。
【００１０】
一方、前記背圧を下げる方式に対して、溶融樹脂の計量を高精度に行うことができる射出成形機の計量制御方法として、樹脂を可塑化する工程終了近傍におけるスクリュの背圧ないし位置との変化を予め検出し、可塑化する工程終了近傍の基準スクリュ背圧ないし基準スクリュ位置とを求めて制御装置に設定し、これら基準スクリュ背圧ないし基準スクリュ位置に従って前記スクリュを後退させるよう構成することにより、オープンループ制御による樹脂の可塑化工程終了近傍のスクリュ背圧を検出し、検出したスクリュ背圧に基づいて、オープンループ制御時のスクリュ背圧に近似した不規則変動のない基準スクリュ背圧を求め、スクリュ背圧をこの基準スクリュ背圧となるように制御し、これによりスクリュの後退動作を安定させ、計量精度を向上させて、精密成形を行うことができるようにした射出成形機の計量制御方法が提案されている（特開平５−９２４６１号公報）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の射出成形機における計量制御においては、前者の最終の計量制御ストローク区間で背圧を下げるように構成したものにおいては、オペレータが予め設定した各種のパターンから１つのパターンを選択し、手動で決定するものであるから、制御操作が煩雑になると共に、計量完了時の加熱シリンダ内における樹脂圧や背圧、スクリュ回転数やスクリュ後退速度のバラツキの影響を受け、スクリュ停止位置が安定し難い難点がある。
【００１２】
また、後者の可塑化工程終了近傍にてスクリュを後退動作させる計量制御方法（サックバック方式）においては、前記スクリュの後退に際して射出シリンダへの圧油の供給切換えを伴うため、スクリュの後退完了時のスクリュ停止位置が安定し難い難点がある。
【００１３】
そこで、本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、加熱シリンダ内のスクリュを後退させて、金型に充填する原料樹脂を可塑化して計量する射出成形機の計量制御に際して、前記スクリュの計量開始位置と計量完了位置とをそれぞれ設定して、これらの設定したスクリュ位置に対応して、スクリュ回転速度とスクリュ背圧とをそれぞれ設定し、前記スクリュの移動を制御する射出シリンダに対して接続配置された油圧回路に設けた方向切換弁を中立位置に保持して、スクリュを回転しながら後退させて原料樹脂の可塑化・計量を行い、前記計量完了設定位置において前記スクリュの回転を停止して計量を完了し、ここで一旦、スクリュ背圧をゼロまたは計量時の設定背圧よりも低圧とすることによって、樹脂圧力によりさらにスクリュを後退させ、このスクリュの後退した位置において前記油圧回路におけるスクリュ背圧をブロックするか、またはスクリュ背圧を増大するよう制御することにより、実計量完了位置のバラツキを大幅に低減することができ、これにより射出成形のショット間における重量のバラツキを大幅に低減することができることを突き止めた。
【００１４】
従って、本発明の目的は、実計量完了位置の精度を向上することができると共に、成形品の重量の安定化を達成し、ノズル部の先端における溶融樹脂への空気の混入や樹脂漏れ等を解消し、常に計量工程の適正化を行うことができる射出成形機の実計量完了位置の安定化方法および計量制御装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る射出成形機の実計量完了位置の安定化方法は、加熱バレル内のスクリュに対しその回転を与えるスクリュ回転駆動手段を結合すると共に、当該スクリュの軸方向移動を制御する射出シリンダを結合し、前記スクリュを回転させながら金型に充填する原料樹脂を前記加熱バレル内のスクリュ部分で可塑化溶融し、前記加熱バレル先端部に当該スクリュの回転に伴い形成される滞留室へ所定量の溶融樹脂を前記スクリュ部分から導いて計量する射出成形機の計量制御方法において、前記スクリュの軸方向に関する計量開始位置、前記駆動モータの回転を停止させるための計量完了位置及び前記スクリュの後退を停止させるための前記計量完了位置よりもさらに所定量後退した位置をそれぞれ設定し、当該設定位置に前記スクリュが達したことを検出する位置設定検出手段と、前記射出シリンダに対し方向切換弁を介して圧油の供給制御を行う油圧回路を接続配置すると共に、前記スクリュの計量工程時に圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路の一部に、それが作動されたときに、前記射出シリンダからタンクへの管路を遮断する背圧ブロック用切換弁と、この背圧ブロック用切換弁が作動していないときに前記戻り管路に発生させる背圧を制御するための背圧制御用比例弁を前記背圧ブロック用切換弁よりも下流側に設けた油路を分岐接続し、前記スクリュが前記設定された計量開始位置から計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記油圧回路に設けた前記方向切換弁を中立位置に保持することで、圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路を前記分岐接続された油路に限定することで、スクリュ背圧の制御を可能とし、前記設定された計量開始位置から前記スクリュを回転させ、このスクリュが後退移動し、計量完了位置に達したときは前記回転駆動手段の駆動を停止してスクリュ回転を停止すると共に前記背圧制御用比例弁を操作して、前記戻り管路に発生させるスクリュ背圧をゼロまたは、計量時の背圧よりも低く、さらに滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力よりも低くなるように設定し、この背圧を発生させた状態で、計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記スクリュを滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力により後退させ、前記スクリュが計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達したら、前記背圧ブロック用切換弁を作動させることで背圧をブロックするか、または、前記背圧ブロック用切換弁を作動させずに前記背圧制御用比例弁を操作してスクリュ背圧を増大するように指令する制御器を設けて前記スクリュの後退を停止させることを構成上の特徴とする。
【００１６】
また、本発明において、前記射出成形機の実計量完了位置の安定化方法を実施するための計量制御装置は、加熱バレル内のスクリュに対しその回転を与えるスクリュ回転駆動手段を結合すると共に、当該スクリュの軸方向移動を制御する射出シリンダを結合し、前記スクリュを回転させながら金型に充填する原料樹脂を前記加熱バレル内のスクリュ部分で可塑化溶融し、前記加熱バレル先端部に当該スクリュの回転に伴い形成される滞留室へ所定量の溶融樹脂を前記スクリュ部分から導いて計量する射出成形機の計量制御装置において、前記スクリュの軸方向に関する計量開始位置、前記駆動モータの回転を停止させるための計量完了位置及び前記スクリュの後退を停止させるための前記計量完了位置よりもさらに所定量後退した位置をそれぞれ設定し、当該設定位置に前記スクリュが達したことを検出する位置設定検出手段と、前記射出シリンダに対し方向切換弁を介して圧油の供給制御を行う油圧回路を接続配置すると共に、前記スクリュの計量工程時に圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路の一部に、それが作動されたときに、前記射出シリンダからタンクへの管路を遮断する背圧ブロック用切換弁と、この背圧ブロック用切換弁が作動していないときに前記戻り管路に発生させる背圧を制御するための背圧制御用比例弁を前記背圧ブロック用切換弁よりも下流側に設けた油路を分岐接続し、前記スクリュが前記設定された計量開始位置から計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記油圧回路に設けた前記方向切換弁を中立位置に保持することで、圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路を前記分岐接続された油路に限定することで、スクリュ背圧の制御を可能とし、前記設定された計量開始位置から前記スクリュを回転させ、このスクリュが後退移動し、計量完了位置に達したときは前記回転駆動手段の駆動を停止してスクリュ回転を停止すると共に前記背圧制御用比例弁を操作して、前記戻り管路に発生させるスクリュ背圧をゼロまたは、計量時の背圧よりも低く、さらに滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力よりも低くなるように設定し、この背圧を発生させた状態で、計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記スクリュを滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力により後退させ、前記スクリュが計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達したら、前記背圧ブロック用切換弁を作動させることで背圧をブロックするか、または、前記背圧ブロック用切換弁を作動させずに前記背圧制御用比例弁を操作してスクリュ背圧を増大するように指令する制御器を設けて前記スクリュの後退を停止させることを構成上の特徴とする。
その場合、前記第２の制御弁は背圧ブロック用切換弁と背圧制御用比例弁とで構成され、前記スクリュが前記所定量後退した位置において前記背圧ブロック用切換弁を操作して前記射出シリンダの油室と前記背圧制御用比例弁との連通を遮断するよう構成することができる。
【００１７】
【実施例】
次に、本発明に係る射出成形機の実計量完了位置の安定化方法の実施例につき、この方法を実施する計量制御装置との関係において、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る実計量完了位置の安定化方法を実施する射出成形機の制御装置の概略構成を示すものである。しかるに、図１において、参照符号１０は加熱バレルを示し、この加熱バレル１０の内部に溶融樹脂の計量と射出とを行う射出スクリュ１２が挿通配置されている。
【００１９】
このスクリュ１２の先端部側における加熱バレル１０のノズル部１０ａは、金型１４のキャビティ１６と連通するノズルタッチ部１４ａに当接するよう対向配置される。また、前記スクリュ１２の他端部は、ピストン部１２ａが設けられて射出シリンダ１８内に挿通配置されると共に、さらに前記スクリュ１２の延長軸部１２ｂにスクリュ回転用油圧モータ２０が結合されている。
【００２０】
また、前記スクリュ１２に対し、その移動位置を検出するためのスクリュ位置検出器２２が設けられている。
【００２１】
一方、前記射出シリンダ１８に対しては、方向切換弁２４を介して射出動作を行うための圧油を供給する、それぞれ油圧源２６とタンク２８とに連通接続された油圧回路３０が設けられている。また、前記油圧回路３０の一部（射出動作時に圧油が供給される射出シリンダ１８のＢポート側）には、背圧ブロック用切換弁３２と背圧制御用比例弁３４とをそれぞれ介して、タンク２８へ連通接続される分岐油路３５が設けられている。
【００２２】
そして、前記スクリュ位置検出器２２により検出される位置検出信号は、位置設定器３６に設定された位置設定値と比較器３８により比較され、背圧ブロックまたは背圧制御を行う場合をそれぞれ判別する。そして、背圧ブロックを行う場合には、信号切換器４０により制御器４２を付勢して、前記背圧ブロック用切換弁３２を操作するように構成する。また、背圧制御を行う場合には、信号切換器４０により制御器４４を付勢して、前記背圧制御用比例弁３４を操作するように構成する。
【００２３】
次に、前記構成からなる射出成形機の制御装置による本発明に係る計量制御について、図２の（ａ）〜（ｅ）に示す動作特性を併せ参照しながら説明する。
【００２４】
まず、スクリュ１２を回転駆動するスクリュ回転用油圧モータ１８の制御器（図示せず）に対して、図２の（ａ）に示すように、計量工程における計量開始位置から計量完了位置までのスクリュ回転速度が設定される。また、背圧制御比例弁３４に対しても、図２の（ｃ）に示すように、前記計量工程における計量開始位置から計量完了位置および計量完了後の後退位置までのスクリュ背圧が設定される。なお、これらのスクリュ回転速度設定値およびスクリュ背圧設定値は、金型や成形品、使用樹脂によって異なるものである。また、前記スクリュ背圧設定値における計量完了後の後退位置までのスクリュ背圧は、０に設定することもできる。
【００２５】
そこで、今、射出が完了してスクリュ１２が前進限にあるとすると、直ちに計量制御が開始される。すなわち、計量工程の開始に伴い、方向制御弁２４は、図示する中立位置に保持され、適宜ホッパから供給される樹脂原料の可塑化工程の進行に伴って、スクリュ１２が後退する。この場合におけるスクリュ１２の後退位置は、スクリュ位置検出器２２によって検出され、この検出されたスクリュ位置信号に基づいて、前記スクリュ回転速度およびスクリュ背圧が、それぞれ前記設定値に制御される。そして、前記スクリュ１２が、計量完了設定位置に達すると、スクリュの回転は停止される。
【００２６】
このような計量工程（可塑化工程）において実測される実スクリュ回転速度および実スクリュ背圧ＢＰは、それぞれ図２の（ｂ）および（ｄ）に示すような特性曲線となる。すなわち、スクリュ１２の計量完了設定位置（スクリュ１２の回転停止）から実スクリュ回転速度と実スクリュ背圧は、低下していく。また、この場合において実測される加熱バレル１０の滞留室に滞留される溶融樹脂の実樹脂圧Ｐｒ は、図２の（ｅ）に示すような特性曲線となる。
【００２７】
従って、本発明においては、前記実樹脂圧Ｐｒ の特性曲線に基づいて、その樹脂圧Ｐｒ がスクリュ１２の計量完了設定位置（スクリュ１２の回転停止）から計量完了後の後退設定位置との間の位置において、加熱バレル１０の滞留室に滞留した溶融樹脂が、ノズル部１０ａの先端より樹脂漏れを生じない樹脂圧点Ｐｒ０以下となることが確認された。
【００２８】
しかるに、前記スクリュ１２が移動する計量完了設定位置から計量完了後の後退設定位置との間において、信号切換器４０により制御器４２を付勢して、前記背圧ブロック用切換弁３２を操作して、前記スクリュ背圧をブロックするか、またはスクリュ背圧を増大させることにより、スクリュの後退を停止させて、常に適正な溶融樹脂の一定量を計量して次サイクルの射出のための計量工程の適正化を達成することができる。
【００２９】
そこで、本発明においては、前述したスクリュ１２の計量完了設定位置（スクリュ１２の回転停止）に基づく計量完了後の後退位置を設定し、前記スクリュ１２がこの計量完了後の後退設定位置に達した際に、前記信号切換器４０により制御器４２を付勢して、前記背圧ブロック用切換弁３２を操作して、前記スクリュ背圧をブロックするように構成する。
【００３０】
また、代案として、前記スクリュ１２が前記計量完了後の後退設定位置に達した際に、前記信号切換器４０により制御器４４を付勢して、前記背圧制御用比例弁３４を操作して、前記スクリュ背圧を増大するように構成する。
【００３１】
このようにして、本発明によれば、比較的簡単な構成により、スクリュ１２の計量完了位置からその後の適正な後退位置において、スクリュの後退を停止させて、適正な溶融樹脂の一定量を計量することができると共に、溶融樹脂のノズル部の先端よりの樹脂漏れ（ドルーリング）の発生を確実に防止することができる。
【００３２】
従って、前述した本発明の安定化方法による射出成形機による連続するショット後のそれぞれ実計量完了位置と、従来の装置による実計量完了位置との測定値を比較したところ、図３に示すような結果が得られた。すなわち、従来装置によれば、計量完了位置に対して、実計量完了位置のバラツキ幅が０．４０ｍｍであるのに対し、本発明による計量完了後の後退位置に対して、実計量完了位置のバラツキ幅は、０．０３ｍｍと大幅に低減することができ、各射出成形ショット間の溶融樹脂の重量バラツキを、大幅に改善できることが確認された。
なお、上述の説明において、スクリュ位置検出器２２、位置設定器３６は本発明における位置設定検出手段を構成し、比較器３８、信号切換器４０、制御器４２、４４は本発明における制御器を構成している。さらに、方向切換弁２４は本発明における第１の制御弁を、背圧ブロック用切換弁３２及び背圧制御用比例弁３４は本発明における第２の制御弁を構成している。さらにまた、計量完了後の後退位置あるいは後退設定位置は、本発明における計量完了位置よりもさらに所定量後退した位置を構成している。
【００３３】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る射出成形機の実計量完了位置の安定化方法は、加熱バレル内のスクリュに対しその回転を与えるスクリュ回転駆動手段を結合すると共に、当該スクリュの軸方向移動を制御する射出シリンダを結合し、前記スクリュを回転させながら金型に充填する原料樹脂を前記加熱バレル内のスクリュ部分で可塑化溶融し、前記加熱バレル先端部に当該スクリュの回転に伴い形成される滞留室へ所定量の溶融樹脂を前記スクリュ部分から導いて計量する射出成形機の計量制御方法において、前記スクリュの軸方向に関する計量開始位置、前記駆動モータの回転を停止させるための計量完了位置及び前記スクリュの後退を停止させるための前記計量完了位置よりもさらに所定量後退した位置をそれぞれ設定し、当該設定位置に前記スクリュが達したことを検出する位置設定検出手段と、前記射出シリンダに対し方向切換弁を介して圧油の供給制御を行う油圧回路を接続配置すると共に、前記スクリュの計量工程時に圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路の一部に、それが作動されたときに、前記射出シリンダからタンクへの管路を遮断する背圧ブロック用切換弁と、この背圧ブロック用切換弁が作動していないときに前記戻り管路に発生させる背圧を制御するための背圧制御用比例弁を前記背圧ブロック用切換弁よりも下流側に設けた油路を分岐接続し、前記スクリュが前記設定された計量開始位置から計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記油圧回路に設けた前記方向切換弁を中立位置に保持することで、圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路を前記分岐接続された油路に限定することで、スクリュ背圧の制御を可能とし、前記設定された計量開始位置から前記スクリュを回転させ、このスクリュが後退移動し、計量完了位置に達したときは前記回転駆動手段の駆動を停止してスクリュ回転を停止すると共に前記背圧制御用比例弁を操作して、前記戻り管路に発生させるスクリュ背圧をゼロまたは、計量時の背圧よりも低く、さらに滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力よりも低くなるように設定し、この背圧を発生させた状態で、計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記スクリュを滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力により後退させ、前記スクリュが計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達したら、前記背圧ブロック用切換弁を作動させることで背圧をブロックするか、または、前記背圧ブロック用切換弁を作動させずに前記背圧制御用比例弁を操作してスクリュ背圧を増大するように指令する制御器を設けて前記スクリュの後退を停止させることにより、実計量完了位置のバラツキを大幅に低減することができ、これにより射出成形のショット間における重量のバラツキを大幅に低減することができると共に、実計量完了位置の精度を向上し、成形品の重量の安定化を達成することができる。
【００３５】
また、本発明における射出成形機の計量制御装置は、加熱バレル内のスクリュに対しその回転を与えるスクリュ回転駆動手段を結合すると共に、当該スクリュの軸方向移動を制御する射出シリンダを結合し、前記スクリュを回転させながら金型に充填する原料樹脂を前記加熱バレル内のスクリュ部分で可塑化溶融し、前記加熱バレル先端部に当該スクリュの回転に伴い形成される滞留室へ所定量の溶融樹脂を前記スクリュ部分から導いて計量する射出成形機の計量制御装置において、前記スクリュの軸方向に関する計量開始位置、前記駆動モータの回転を停止させるための計量完了位置及び前記スクリュの後退を停止させるための前記計量完了位置よりもさらに所定量後退した位置をそれぞれ設定し、当該設定位置に前記スクリュが達したことを検出する位置設定検出手段と、前記射出シリンダに対し方向切換弁を介して圧油の供給制御を行う油圧回路を接続配置すると共に、前記スクリュの計量工程時に圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路の一部に、それが作動されたときに、前記射出シリンダからタンクへの管路を遮断する背圧ブロック用切換弁と、この背圧ブロック用切換弁が作動していないときに前記戻り管路に発生させる背圧を制御するための背圧制御用比例弁を前記背圧ブロック用切換弁よりも下流側に設けた油路を分岐接続し、前記スクリュが前記設定された計量開始位置から計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記油圧回路に設けた前記方向切換弁を中立位置に保持することで、圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路を前記分岐接続された油路に限定することで、スクリュ背圧の制御を可能とし、前記設定された計量開始位置から前記スクリュを回転させ、このスクリュが後退移動し、計量完了位置に達したときは前記回転駆動手段の駆動を停止してスクリュ回転を停止すると共に前記背圧制御用比例弁を操作して、前記戻り管路に発生させるスクリュ背圧をゼロまたは、計量時の背圧よりも低く、さらに滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力よりも低くなるように設定し、この背圧を発生させた状態で、計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記スクリュを滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力により後退させ、前記スクリュが計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達したら、前記背圧ブロック用切換弁を作動させることで背圧をブロックするか、または、前記背圧ブロック用切換弁を作動させずに前記背圧制御用比例弁を操作してスクリュ背圧を増大するように指令する制御器を設けて前記スクリュの後退を停止させる構成とすることにより、比較的簡単な構成において、ノズル部の先端における溶融樹脂への空気の混入や樹脂漏れ等を解消し、計量完了位置の停止精度を著しく向上することができる等の利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実計量完了位置の安定化方法の一実施例を示す射出成形機の制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る実計量完了位置の安定化方法によって得られる射出成形機の計量時におけるスクリュ特性を示すものであって、（ａ）はスクリュ回転速度設定値の波形図、（ｂ）は実スクリュ回転速度の波形図、（ｃ）はスクリュ背圧設定値の波形図、（ｄ）は実スクリュ背圧の波形図、（ｅ）は加熱シリンダ内における実樹脂圧の波形図である。
【図３】本発明に係る実計量完了位置の安定化方法と従来の計量制御装置とにおける実計量完了位置の安定化特性をそれぞれ比較して示す波形図である。
【符号の説明】
１０ 加熱バレル
１０ａ ノズル部
１２ 射出スクリュ
１２ａ ピストン部
１２ｂ 延長軸部
１４ 金型
１４ａ ノズルタッチ部
１６ キャビティ
１８ 射出シリンダ
２０ スクリュ回転用油圧モータ
２２ スクリュ位置検出器
２４ 方向切換弁
２６ 油圧源
２８ タンク
３０ 油圧回路
３２ 背圧ブロック用切換弁
３４ 背圧制御用比例弁
３５ 分岐油路
３６ 位置設定器
３８ 比較器
４０ 信号切換器
４２、４４ 制御器
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の計量制御に係り、特に射出成形機の射出後においてスクリュの回転により原料樹脂をホッパより加熱シリンダの前方に移送し、混練し、そして一定量を計量して次サイクルの射出の準備をするための計量工程の適正化を行う実計量完了位置の安定化方法および計量制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形において成形品の品質を決定するための重要な要件として、成形品の重量の安定化が挙げられる。このような重量の安定化は、射出成形機で射出される原料樹脂が常に一定量であることが求められ、その前提条件として正確な計量が必要となる
従来における射出成形機においては、ホッパ内の原料樹脂は、加熱シリンダ内に送り込まれ、ここで溶融されながらスクリュの先端部に滞留される。この時、前記スクリュの先端外周に装着された環状のチェックリングの前端面は、溶融樹脂流に押されてスクリュの先端部側に当接した状態となっているが、スクリュの先端部外側面に設けられた通流溝により、スクリュ先端部の滞留室内に流入される。
【０００３】
そして、射出工程においては、スクリュの先端部が前進するとき、チェックリングは前進せず、スクリュの前縁を構成するチェックシートにチェックリングが当接して、溶融樹脂の逆流を防止するように構成されている。
【０００４】
しかるに、この種の射出成形機において、計量工程が完了してスクリュの回転を停止させても、スクリュが徐々に後退する現象がある。この現象は、スクリュの回転によって可塑化混練された溶融樹脂が、スクリュの前部側の滞留室に送られた際に、スクリュの回転を停止してもスクリュの谷等に滞留している溶融樹脂の圧力Ｐ１ が、前記滞留室に送り込まれた樹脂圧力Ｐ２ よりも多少高く（Ｐ１ ＞Ｐ２ ）なる。このため、計量工程が完了し、スクリュの回転が停止しても、溶融樹脂が滞留室に送り込まれ、スクリュが若干後退してＰ１ ＝Ｐ２ になった時にスクリュの後退が完全に停止する。
【０００５】
しかも、このようなスクリュの後退現象においては、前述したようにＰ１＞Ｐ２の状態にあるので、滞留室の溶融樹脂圧Ｐ２がさらに上昇してノズル通路を介して機外への流出を止めることができず、ノズル部の先端からの樹脂漏れ現象であるドルーリングを引き起こし、成形品不良の原因となる。即ち、このドルーリングは、前記計量工程完了によりスクリュの回転が停止された時点における加熱バレル内の滞留室側の溶融樹脂圧Ｐ２と前記谷などのスクリュ部分に滞留している溶融樹脂の樹脂圧Ｐ１との樹脂圧の差に起因して生ずる。
【０００６】
このような従来の射出成形機における問題点を解消するため、加熱シリンダ内に回転可能でかつ進退可能にスクリュを配置し、このスクリュの溶融樹脂の滞留に伴う後退位置を検出する位置検出手段を設け、溶融樹脂の滞留開始時点から滞留完了時点までの計量ストロークの中で、滞留完了直前の計量制御ストローク区間に入ったときに、少なくともノズル部の条件と成形材料によって予め定められた滞留室の背圧の下げパターンを選択するパターン選択手段と、前記位置検出手段で計量制御ストローク区間に入ったことを検出すると、前記パターン選択手段からの信号に基づき滞留室の背圧を下げる手段とを設けた射出成形機の計量制御装置が提案されている（特公平４−７８０９０号公報）。
【０００７】
この提案に係る射出成形機の計量制御装置は、全計量ストロークのうち、滞留完了直前の計量制御ストロークに入ったときに、少なくとも滞留室の背圧を一定のパターンで下げるものであり、同時にスクリュ回転数も下げるように構成したものである。
【０００８】
この場合、前記最終の計量制御ストローク区間で背圧をどのように下げるかは、ノズル孔部の樹脂の冷却によって決定する。すなわち、樹脂の種類、ノズル設定温度、ノズル穴の寸法および形状（ストレートまたは逆テーパ）によって、ノズル孔部の樹脂の流動性が低くなり、樹脂漏れ（ドルーリング）を起こさないようにする作用が異なるので、これはオペレータが予め設定した各種のパターンから１つのパターンを選択し、手動で決定できるように構成したものである。
【０００９】
また、スクリュの回転数は、計量時に油圧モータを回転させる油圧源からの送油量によって決まるが、前記最終の計量制御ストローク区間に入った時点で、一定の低回転数になるように設定される。
【００１０】
一方、前記背圧を下げる方式に対して、溶融樹脂の計量を高精度に行うことができる射出成形機の計量制御方法として、樹脂を可塑化する工程終了近傍におけるスクリュの背圧ないし位置との変化を予め検出し、可塑化する工程終了近傍の基準スクリュ背圧ないし基準スクリュ位置とを求めて制御装置に設定し、これら基準スクリュ背圧ないし基準スクリュ位置に従って前記スクリュを後退させるよう構成することにより、オープンループ制御による樹脂の可塑化工程終了近傍のスクリュ背圧を検出し、検出したスクリュ背圧に基づいて、オープンループ制御時のスクリュ背圧に近似した不規則変動のない基準スクリュ背圧を求め、スクリュ背圧をこの基準スクリュ背圧となるように制御し、これによりスクリュの後退動作を安定させ、計量精度を向上させて、精密成形を行うことができるようにした射出成形機の計量制御方法が提案されている（特開平５−９２４６１号公報）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の射出成形機における計量制御においては、前者の最終の計量制御ストローク区間で背圧を下げるように構成したものにおいては、オペレータが予め設定した各種のパターンから１つのパターンを選択し、手動で決定するものであるから、制御操作が煩雑になると共に、計量完了時の加熱シリンダ内における樹脂圧や背圧、スクリュ回転数やスクリュ後退速度のバラツキの影響を受け、スクリュ停止位置が安定し難い難点がある。
【００１２】
また、後者の可塑化工程終了近傍にてスクリュを後退動作させる計量制御方法（サックバック方式）においては、前記スクリュの後退に際して射出シリンダへの圧油の供給切換えを伴うため、スクリュの後退完了時のスクリュ停止位置が安定し難い難点がある。
【００１３】
そこで、本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、加熱シリンダ内のスクリュを後退させて、金型に充填する原料樹脂を可塑化して計量する射出成形機の計量制御に際して、前記スクリュの計量開始位置と計量完了位置とをそれぞれ設定して、これらの設定したスクリュ位置に対応して、スクリュ回転速度とスクリュ背圧とをそれぞれ設定し、前記スクリュの移動を制御する射出シリンダに対して接続配置された油圧回路に設けた方向切換弁を中立位置に保持して、スクリュを回転しながら後退させて原料樹脂の可塑化・計量を行い、前記計量完了設定位置において前記スクリュの回転を停止して計量を完了し、ここで一旦、スクリュ背圧をゼロまたは計量時の設定背圧よりも低圧とすることによって、樹脂圧力によりさらにスクリュを後退させ、このスクリュの後退した位置において前記油圧回路におけるスクリュ背圧をブロックするか、またはスクリュ背圧を増大するよう制御することにより、実計量完了位置のバラツキを大幅に低減することができ、これにより射出成形のショット間における重量のバラツキを大幅に低減することができることを突き止めた。
【００１４】
従って、本発明の目的は、実計量完了位置の精度を向上することができると共に、成形品の重量の安定化を達成し、ノズル部の先端における溶融樹脂への空気の混入や樹脂漏れ等を解消し、常に計量工程の適正化を行うことができる射出成形機の実計量完了位置の安定化方法および計量制御装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る射出成形機の実計量完了位置の安定化方法は、加熱バレル内のスクリュに対しその回転を与えるスクリュ回転駆動手段を結合すると共に、当該スクリュの軸方向移動を制御する射出シリンダを結合し、前記スクリュを回転させながら金型に充填する原料樹脂を前記加熱バレル内のスクリュ部分で可塑化溶融し、前記加熱バレル先端部に当該スクリュの回転に伴い形成される滞留室へ所定量の溶融樹脂を前記スクリュ部分から導いて計量する射出成形機の計量制御方法において、前記スクリュの軸方向に関する計量開始位置、前記駆動モータの回転を停止させるための計量完了位置及び前記スクリュの後退を停止させるための前記計量完了位置よりもさらに所定量後退した位置をそれぞれ設定し、当該設定位置に前記スクリュが達したことを検出する位置設定検出手段と、前記射出シリンダに対し方向切換弁を介して圧油の供給制御を行う油圧回路を接続配置すると共に、前記スクリュの計量工程時に圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路の一部に、それが作動されたときに、前記射出シリンダからタンクへの管路を遮断する背圧ブロック用切換弁と、この背圧ブロック用切換弁が作動していないときに前記戻り管路に発生させる背圧を制御するための背圧制御用比例弁を前記背圧ブロック用切換弁よりも下流側に設けた油路を分岐接続し、前記スクリュが前記設定された計量開始位置から計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記油圧回路に設けた前記方向切換弁を中立位置に保持することで、圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路を前記分岐接続された油路に限定することで、スクリュ背圧の制御を可能とし、前記設定された計量開始位置から前記スクリュを回転させ、このスクリュが後退移動し、計量完了位置に達したときは前記回転駆動手段の駆動を停止してスクリュ回転を停止すると共に前記背圧制御用比例弁を操作して、前記戻り管路に発生させるスクリュ背圧をゼロまたは、計量時の背圧よりも低く、さらに滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力よりも低くなるように設定し、この背圧を発生させた状態で、計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記スクリュを滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力により後退させ、前記スクリュが計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達したら、前記背圧ブロック用切換弁を作動させることで背圧をブロックするか、または、前記背圧ブロック用切換弁を作動させずに前記背圧制御用比例弁を操作してスクリュ背圧を増大するように指令する制御器を設けて前記スクリュの後退を停止させることを構成上の特徴とする。
【００１６】
また、本発明において、前記射出成形機の実計量完了位置の安定化方法を実施するための計量制御装置は、加熱バレル内のスクリュに対しその回転を与えるスクリュ回転駆動手段を結合すると共に、当該スクリュの軸方向移動を制御する射出シリンダを結合し、前記スクリュを回転させながら金型に充填する原料樹脂を前記加熱バレル内のスクリュ部分で可塑化溶融し、前記加熱バレル先端部に当該スクリュの回転に伴い形成される滞留室へ所定量の溶融樹脂を前記スクリュ部分から導いて計量する射出成形機の計量制御装置において、前記スクリュの軸方向に関する計量開始位置、前記駆動モータの回転を停止させるための計量完了位置及び前記スクリュの後退を停止させるための前記計量完了位置よりもさらに所定量後退した位置をそれぞれ設定し、当該設定位置に前記スクリュが達したことを検出する位置設定検出手段と、前記射出シリンダに対し方向切換弁を介して圧油の供給制御を行う油圧回路を接続配置すると共に、前記スクリュの計量工程時に圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路の一部に、それが作動されたときに、前記射出シリンダからタンクへの管路を遮断する背圧ブロック用切換弁と、この背圧ブロック用切換弁が作動していないときに前記戻り管路に発生させる背圧を制御するための背圧制御用比例弁を前記背圧ブロック用切換弁よりも下流側に設けた油路を分岐接続し、前記スクリュが前記設定された計量開始位置から計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記油圧回路に設けた前記方向切換弁を中立位置に保持することで、圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路を前記分岐接続された油路に限定することで、スクリュ背圧の制御を可能とし、前記設定された計量開始位置から前記スクリュを回転させ、このスクリュが後退移動し、計量完了位置に達したときは前記回転駆動手段の駆動を停止してスクリュ回転を停止すると共に前記背圧制御用比例弁を操作して、前記戻り管路に発生させるスクリュ背圧をゼロまたは、計量時の背圧よりも低く、さらに滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力よりも低くなるように設定し、この背圧を発生させた状態で、計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記スクリュを滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力により後退させ、前記スクリュが計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達したら、前記背圧ブロック用切換弁を作動させることで背圧をブロックするか、または、前記背圧ブロック用切換弁を作動させずに前記背圧制御用比例弁を操作してスクリュ背圧を増大するように指令する制御器を設けて前記スクリュの後退を停止させることを構成上の特徴とする。
その場合、前記第２の制御弁は背圧ブロック用切換弁と背圧制御用比例弁とで構成され、前記スクリュが前記所定量後退した位置において前記背圧ブロック用切換弁を操作して前記射出シリンダの油室と前記背圧制御用比例弁との連通を遮断するよう構成することができる。
【００１７】
【実施例】
次に、本発明に係る射出成形機の実計量完了位置の安定化方法の実施例につき、この方法を実施する計量制御装置との関係において、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る実計量完了位置の安定化方法を実施する射出成形機の制御装置の概略構成を示すものである。しかるに、図１において、参照符号１０は加熱バレルを示し、この加熱バレル１０の内部に溶融樹脂の計量と射出とを行う射出スクリュ１２が挿通配置されている。
【００１９】
このスクリュ１２の先端部側における加熱バレル１０のノズル部１０ａは、金型１４のキャビティ１６と連通するノズルタッチ部１４ａに当接するよう対向配置される。また、前記スクリュ１２の他端部は、ピストン部１２ａが設けられて射出シリンダ１８内に挿通配置されると共に、さらに前記スクリュ１２の延長軸部１２ｂにスクリュ回転用油圧モータ２０が結合されている。
【００２０】
また、前記スクリュ１２に対し、その移動位置を検出するためのスクリュ位置検出器２２が設けられている。
【００２１】
一方、前記射出シリンダ１８に対しては、方向切換弁２４を介して射出動作を行うための圧油を供給する、それぞれ油圧源２６とタンク２８とに連通接続された油圧回路３０が設けられている。また、前記油圧回路３０の一部（射出動作時に圧油が供給される射出シリンダ１８のＢポート側）には、背圧ブロック用切換弁３２と背圧制御用比例弁３４とをそれぞれ介して、タンク２８へ連通接続される分岐油路３５が設けられている。
【００２２】
そして、前記スクリュ位置検出器２２により検出される位置検出信号は、位置設定器３６に設定された位置設定値と比較器３８により比較され、背圧ブロックまたは背圧制御を行う場合をそれぞれ判別する。そして、背圧ブロックを行う場合には、信号切換器４０により制御器４２を付勢して、前記背圧ブロック用切換弁３２を操作するように構成する。また、背圧制御を行う場合には、信号切換器４０により制御器４４を付勢して、前記背圧制御用比例弁３４を操作するように構成する。
【００２３】
次に、前記構成からなる射出成形機の制御装置による本発明に係る計量制御について、図２の（ａ）〜（ｅ）に示す動作特性を併せ参照しながら説明する。
【００２４】
まず、スクリュ１２を回転駆動するスクリュ回転用油圧モータ１８の制御器（図示せず）に対して、図２の（ａ）に示すように、計量工程における計量開始位置から計量完了位置までのスクリュ回転速度が設定される。また、背圧制御比例弁３４に対しても、図２の（ｃ）に示すように、前記計量工程における計量開始位置から計量完了位置および計量完了後の後退位置までのスクリュ背圧が設定される。なお、これらのスクリュ回転速度設定値およびスクリュ背圧設定値は、金型や成形品、使用樹脂によって異なるものである。また、前記スクリュ背圧設定値における計量完了後の後退位置までのスクリュ背圧は、０に設定することもできる。
【００２５】
そこで、今、射出が完了してスクリュ１２が前進限にあるとすると、直ちに計量制御が開始される。すなわち、計量工程の開始に伴い、方向制御弁２４は、図示する中立位置に保持され、適宜ホッパから供給される樹脂原料の可塑化工程の進行に伴って、スクリュ１２が後退する。この場合におけるスクリュ１２の後退位置は、スクリュ位置検出器２２によって検出され、この検出されたスクリュ位置信号に基づいて、前記スクリュ回転速度およびスクリュ背圧が、それぞれ前記設定値に制御される。そして、前記スクリュ１２が、計量完了設定位置に達すると、スクリュの回転は停止される。
【００２６】
このような計量工程（可塑化工程）において実測される実スクリュ回転速度および実スクリュ背圧ＢＰは、それぞれ図２の（ｂ）および（ｄ）に示すような特性曲線となる。すなわち、スクリュ１２の計量完了設定位置（スクリュ１２の回転停止）から実スクリュ回転速度と実スクリュ背圧は、低下していく。また、この場合において実測される加熱バレル１０の滞留室に滞留される溶融樹脂の実樹脂圧Ｐｒ は、図２の（ｅ）に示すような特性曲線となる。
【００２７】
従って、本発明においては、前記実樹脂圧Ｐｒ の特性曲線に基づいて、その樹脂圧Ｐｒ がスクリュ１２の計量完了設定位置（スクリュ１２の回転停止）から計量完了後の後退設定位置との間の位置において、加熱バレル１０の滞留室に滞留した溶融樹脂が、ノズル部１０ａの先端より樹脂漏れを生じない樹脂圧点Ｐｒ０以下となることが確認された。
【００２８】
しかるに、前記スクリュ１２が移動する計量完了設定位置から計量完了後の後退設定位置との間において、信号切換器４０により制御器４２を付勢して、前記背圧ブロック用切換弁３２を操作して、前記スクリュ背圧をブロックするか、またはスクリュ背圧を増大させることにより、スクリュの後退を停止させて、常に適正な溶融樹脂の一定量を計量して次サイクルの射出のための計量工程の適正化を達成することができる。
【００２９】
そこで、本発明においては、前述したスクリュ１２の計量完了設定位置（スクリュ１２の回転停止）に基づく計量完了後の後退位置を設定し、前記スクリュ１２がこの計量完了後の後退設定位置に達した際に、前記信号切換器４０により制御器４２を付勢して、前記背圧ブロック用切換弁３２を操作して、前記スクリュ背圧をブロックするように構成する。
【００３０】
また、代案として、前記スクリュ１２が前記計量完了後の後退設定位置に達した際に、前記信号切換器４０により制御器４４を付勢して、前記背圧制御用比例弁３４を操作して、前記スクリュ背圧を増大するように構成する。
【００３１】
このようにして、本発明によれば、比較的簡単な構成により、スクリュ１２の計量完了位置からその後の適正な後退位置において、スクリュの後退を停止させて、適正な溶融樹脂の一定量を計量することができると共に、溶融樹脂のノズル部の先端よりの樹脂漏れ（ドルーリング）の発生を確実に防止することができる。
【００３２】
従って、前述した本発明の安定化方法による射出成形機による連続するショット後のそれぞれ実計量完了位置と、従来の装置による実計量完了位置との測定値を比較したところ、図３に示すような結果が得られた。すなわち、従来装置によれば、計量完了位置に対して、実計量完了位置のバラツキ幅が０．４０ｍｍであるのに対し、本発明による計量完了後の後退位置に対して、実計量完了位置のバラツキ幅は、０．０３ｍｍと大幅に低減することができ、各射出成形ショット間の溶融樹脂の重量バラツキを、大幅に改善できることが確認された。
なお、上述の説明において、スクリュ位置検出器２２、位置設定器３６は本発明における位置設定検出手段を構成し、比較器３８、信号切換器４０、制御器４２、４４は本発明における制御器を構成している。さらに、方向切換弁２４は本発明における第１の制御弁を、背圧ブロック用切換弁３２及び背圧制御用比例弁３４は本発明における第２の制御弁を構成している。さらにまた、計量完了後の後退位置あるいは後退設定位置は、本発明における計量完了位置よりもさらに所定量後退した位置を構成している。
【００３３】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る射出成形機の実計量完了位置の安定化方法は、加熱バレル内のスクリュに対しその回転を与えるスクリュ回転駆動手段を結合すると共に、当該スクリュの軸方向移動を制御する射出シリンダを結合し、前記スクリュを回転させながら金型に充填する原料樹脂を前記加熱バレル内のスクリュ部分で可塑化溶融し、前記加熱バレル先端部に当該スクリュの回転に伴い形成される滞留室へ所定量の溶融樹脂を前記スクリュ部分から導いて計量する射出成形機の計量制御方法において、前記スクリュの軸方向に関する計量開始位置、前記駆動モータの回転を停止させるための計量完了位置及び前記スクリュの後退を停止させるための前記計量完了位置よりもさらに所定量後退した位置をそれぞれ設定し、当該設定位置に前記スクリュが達したことを検出する位置設定検出手段と、前記射出シリンダに対し方向切換弁を介して圧油の供給制御を行う油圧回路を接続配置すると共に、前記スクリュの計量工程時に圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路の一部に、それが作動されたときに、前記射出シリンダからタンクへの管路を遮断する背圧ブロック用切換弁と、この背圧ブロック用切換弁が作動していないときに前記戻り管路に発生させる背圧を制御するための背圧制御用比例弁を前記背圧ブロック用切換弁よりも下流側に設けた油路を分岐接続し、前記スクリュが前記設定された計量開始位置から計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記油圧回路に設けた前記方向切換弁を中立位置に保持することで、圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路を前記分岐接続された油路に限定することで、スクリュ背圧の制御を可能とし、前記設定された計量開始位置から前記スクリュを回転させ、このスクリュが後退移動し、計量完了位置に達したときは前記回転駆動手段の駆動を停止してスクリュ回転を停止すると共に前記背圧制御用比例弁を操作して、前記戻り管路に発生させるスクリュ背圧をゼロまたは、計量時の背圧よりも低く、さらに滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力よりも低くなるように設定し、この背圧を発生させた状態で、計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記スクリュを滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力により後退させ、前記スクリュが計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達したら、前記背圧ブロック用切換弁を作動させることで背圧をブロックするか、または、前記背圧ブロック用切換弁を作動させずに前記背圧制御用比例弁を操作してスクリュ背圧を増大するように指令する制御器を設けて前記スクリュの後退を停止させることにより、実計量完了位置のバラツキを大幅に低減することができ、これにより射出成形のショット間における重量のバラツキを大幅に低減することができると共に、実計量完了位置の精度を向上し、成形品の重量の安定化を達成することができる。
【００３５】
また、本発明における射出成形機の計量制御装置は、加熱バレル内のスクリュに対しその回転を与えるスクリュ回転駆動手段を結合すると共に、当該スクリュの軸方向移動を制御する射出シリンダを結合し、前記スクリュを回転させながら金型に充填する原料樹脂を前記加熱バレル内のスクリュ部分で可塑化溶融し、前記加熱バレル先端部に当該スクリュの回転に伴い形成される滞留室へ所定量の溶融樹脂を前記スクリュ部分から導いて計量する射出成形機の計量制御装置において、前記スクリュの軸方向に関する計量開始位置、前記駆動モータの回転を停止させるための計量完了位置及び前記スクリュの後退を停止させるための前記計量完了位置よりもさらに所定量後退した位置をそれぞれ設定し、当該設定位置に前記スクリュが達したことを検出する位置設定検出手段と、前記射出シリンダに対し方向切換弁を介して圧油の供給制御を行う油圧回路を接続配置すると共に、前記スクリュの計量工程時に圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路の一部に、それが作動されたときに、前記射出シリンダからタンクへの管路を遮断する背圧ブロック用切換弁と、この背圧ブロック用切換弁が作動していないときに前記戻り管路に発生させる背圧を制御するための背圧制御用比例弁を前記背圧ブロック用切換弁よりも下流側に設けた油路を分岐接続し、前記スクリュが前記設定された計量開始位置から計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記油圧回路に設けた前記方向切換弁を中立位置に保持することで、圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路を前記分岐接続された油路に限定することで、スクリュ背圧の制御を可能とし、前記設定された計量開始位置から前記スクリュを回転させ、このスクリュが後退移動し、計量完了位置に達したときは前記回転駆動手段の駆動を停止してスクリュ回転を停止すると共に前記背圧制御用比例弁を操作して、前記戻り管路に発生させるスクリュ背圧をゼロまたは、計量時の背圧よりも低く、さらに滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力よりも低くなるように設定し、この背圧を発生させた状態で、計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記スクリュを滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力により後退させ、前記スクリュが計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達したら、前記背圧ブロック用切換弁を作動させることで背圧をブロックするか、または、前記背圧ブロック用切換弁を作動させずに前記背圧制御用比例弁を操作してスクリュ背圧を増大するように指令する制御器を設けて前記スクリュの後退を停止させる構成とすることにより、比較的簡単な構成において、ノズル部の先端における溶融樹脂への空気の混入や樹脂漏れ等を解消し、計量完了位置の停止精度を著しく向上することができる等の利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実計量完了位置の安定化方法の一実施例を示す射出成形機の制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る実計量完了位置の安定化方法によって得られる射出成形機の計量時におけるスクリュ特性を示すものであって、（ａ）はスクリュ回転速度設定値の波形図、（ｂ）は実スクリュ回転速度の波形図、（ｃ）はスクリュ背圧設定値の波形図、（ｄ）は実スクリュ背圧の波形図、（ｅ）は加熱シリンダ内における実樹脂圧の波形図である。
【図３】本発明に係る実計量完了位置の安定化方法と従来の計量制御装置とにおける実計量完了位置の安定化特性をそれぞれ比較して示す波形図である。
【符号の説明】
１０ 加熱バレル
１０ａ ノズル部
１２ 射出スクリュ
１２ａ ピストン部
１２ｂ 延長軸部
１４ 金型
１４ａ ノズルタッチ部
１６ キャビティ
１８ 射出シリンダ
２０ スクリュ回転用油圧モータ
２２ スクリュ位置検出器
２４ 方向切換弁
２６ 油圧源
２８ タンク
３０ 油圧回路
３２ 背圧ブロック用切換弁
３４ 背圧制御用比例弁
３５ 分岐油路
３６ 位置設定器
３８ 比較器
４０ 信号切換器
４２、４４ 制御器
Claims (3)
- 加熱バレル内のスクリュに対しその回転を与えるスクリュ回転駆動手段を結合すると共に、当該スクリュの軸方向移動を制御する射出シリンダを結合し、前記スクリュを回転させながら金型に充填する原料樹脂を前記加熱バレル内のスクリュ部分で可塑化溶融し、前記加熱バレル先端部に当該スクリュの回転に伴い形成される滞留室へ所定量の溶融樹脂を前記スクリュ部分から導いて計量する射出成形機の計量制御方法において、
前記スクリュの軸方向に関する計量開始位置、前記駆動モータの回転を停止させるための計量完了位置及び前記スクリュの後退を停止させるための前記計量完了位置よりもさらに所定量後退した位置をそれぞれ設定し、当該設定位置に前記スクリュが達したことを検出する位置設定検出手段と、
前記射出シリンダに対し方向切換弁を介して圧油の供給制御を行う油圧回路を接続配置すると共に、
前記スクリュの計量工程時に圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路の一部に、
それが作動されたときに、前記射出シリンダからタンクへの管路を遮断する背圧ブロック用切換弁と、
この背圧ブロック用切換弁が作動していないときに前記戻り管路に発生させる背圧を制御するための背圧制御用比例弁を前記背圧ブロック用切換弁よりも下流側に設けた油路を分岐接続し、
前記スクリュが前記設定された計量開始位置から計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記油圧回路に設けた前記方向切換弁を中立位置に保持することで、圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路を前記分岐接続された油路に限定することで、スクリュ背圧の制御を可能とし、
前記設定された計量開始位置から前記スクリュを回転させ、このスクリュが後退移動し、計量完了位置に達したときは前記回転駆動手段の駆動を停止してスクリュ回転を停止すると共に前記背圧制御用比例弁を操作して、前記戻り管路に発生させるスクリュ背圧をゼロまたは、
計量時の背圧よりも低く、さらに滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力よりも低くなるように設定し、
この背圧を発生させた状態で、計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記スクリュを滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力により後退させ、
前記スクリュが計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達したら、前記背圧ブロック用切換弁を作動させることで背圧をブロックするか、
または、前記背圧ブロック用切換弁を作動させずに前記背圧制御用比例弁を操作してスクリュ背圧を増大するように指令する制御器を設けて前記スクリュの後退を停止させることを特徴とする実計量完了位置の安定化方法。 - 加熱バレル内のスクリュに対しその回転を与えるスクリュ回転駆動手段を結合すると共に、当該スクリュの軸方向移動を制御する射出シリンダを結合し、前記スクリュを回転させながら金型に充填する原料樹脂を前記加熱バレル内のスクリュ部分で可塑化溶融し、前記加熱バレル先端部に当該スクリュの回転に伴い形成される滞留室へ所定量の溶融樹脂を前記スクリュ部分から導いて計量する射出成形機の計量制御装置において、
前記スクリュの軸方向に関する計量開始位置、前記駆動モータの回転を停止させるための計量完了位置及び前記スクリュの後退を停止させるための前記計量完了位置よりもさらに所定量後退した位置をそれぞれ設定し、当該設定位置に前記スクリュが達したことを検出する位置設定検出手段と、
前記射出シリンダに対し方向切換弁を介して圧油の供給制御を行う油圧回路を接続配置すると共に、
前記スクリュの計量工程時に圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路 の一部に、
それが作動されたときに、前記射出シリンダからタンクへの管路を遮断する背圧ブロック用切換弁と、
この背圧ブロック用切換弁が作動していないときに前記戻り管路に発生させる背圧を制御するための背圧制御用比例弁を前記背圧ブロック用切換弁よりも下流側に設けた油路を分岐接続し、
前記スクリュが前記設定された計量開始位置から計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記油圧回路に設けた前記方向切換弁を中立位置に保持することで、圧油が前記射出シリンダからタンクへ排出される戻り管路を前記分岐接続された油路に限定することで、スクリュ背圧の制御を可能とし、
前記設定された計量開始位置から前記スクリュを回転させ、このスクリュが後退移動し、計量完了位置に達したときは前記回転駆動手段の駆動を停止してスクリュ回転を停止すると共に前記背圧制御用比例弁を操作して、前記戻り管路に発生させるスクリュ背圧をゼロまたは、
計量時の背圧よりも低く、さらに滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力よりも低くなるように設定し、
この背圧を発生させた状態で、計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達するまでの間、前記スクリュを滞留室に滞留した溶融樹脂の圧力により後退させ、
前記スクリュが計量完了位置よりも更に所定量後退した位置に達したら、前記背圧ブロック用切換弁を作動させることで背圧をブロックするか、
または、前記背圧ブロック用切換弁を作動させずに前記背圧制御用比例弁を操作してスクリュ背圧を増大するように指令する制御器を設けて前記スクリュの後退を停止させることを特徴とする射出成形機の計量制御装置。 - 請求項２において、前記第２の制御弁は背圧ブロック用切換弁と背圧制御用比例弁とで構成され、前記スクリュが前記所定量後退した位置において前記背圧ブロック用切換弁を操作して前記射出シリンダの油室と前記背圧制御用比例弁との連通を遮断することを特徴とする射出成形機の計量制御装置。
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP28591197A JP3597355B2 (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 射出成形機の実計量完了位置の安定化方法および計量制御装置 |
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-
1997
- 1997-10-17 JP JP28591197A patent/JP3597355B2/ja not_active Expired - Fee Related
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