JP4385193B2 - 射出成形機における射出成形方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出装置の加熱筒内の先端部に溶融樹脂を供給して計量し、この計量された溶融樹脂を射出部材によって金型内に射出して成形品を得る射出成形機における射出成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出装置の加熱筒内にその軸方向に移動自在にかつ周方向に回転自在に挿入した射出スクリュを有し、該射出スクリュを回転させながら加熱筒の基端側から加熱筒内に導入される樹脂材料を可塑化し、加熱筒内の先端側に溶融樹脂を供給して計量し、該計量樹脂を前記射出スクリュを前進させて型締装置により型締めされた金型内に射出するようにした射出成形機において、射出工程で、前記射出スクリュを背圧を付加しながら回転させて溶融樹脂の供給動作を所定時間だけ行い、この供給動作により溶融樹脂の金型への充填を行い、前記供給動作の終了後に射出スクリュの前進による射出動作を行って充填工程および保圧工程を行うようにした射出成形方法が知られている。
【０００３】
しかし、前記射出成形機における射出成形方法は、大型厚肉成形品の射出成形において金型の成形キャビティの容積に対して射出量を補うために採用されたものであるが、射出動作と供給動作とを一組として行う方法であるので、供給動作による溶融樹脂の充填速度を多様に選択することができず、供給動作によって充填された成形品の表面の仕上り具合が良好でない等の問題があった。
そのため、金型内の樹脂通路および成形キャビティの断面積に合わせて、射出スクリュの回転数を変えることにより充填速度を複数に制御しながら、金型への溶融樹脂の充填を行うフローモールド成形方法や、１つの成形品に対して溶融樹脂の計量動作と射出スクリュの前進による射出動作を伴う射出成形を複数回繰り返す射出成形方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２１０６８５号公報
【特許文献２】
特開２０００−３４３５７１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記提案のフローモールド成形方法では、前記充填動作のみによって金型への溶融樹脂の充填が行われるために、成形サイクル時間が長くなる上に、成形品の表面を改善するには自ずと限界があり、また、前記計量動作と射出動作を繰り返す射出成形方法では、１つの成形品に対して、射出スクリュがその計量完了位置と最前進端位置との間の射出ストロークを複数回往復動するため、やはり成形サイクル時間が長くなる問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、厚肉部分、薄肉部分、表面が重視される部分等を含む成形品を、転写性を向上して表面の仕上げ精度を良好にし、かつ能率良く射出成形することができる射出成形機における射出成形方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、請求項１に係る射出成形機における射出成形方法は、射出装置の加熱筒内の先端部に溶融樹脂を供給して計量し、この計量された溶融樹脂を射出部材によって金型内に射出して成形品を得る射出成形機における射出成形方法において、前記射出工程において、射出部材の射出ストローク内における目標位置への前進による溶融樹脂の金型への射出動作と、前記目標位置から射出部材の後退位置まで射出部材に背圧を付加した状態で加熱筒内の先端部に溶融樹脂を供給しながら金型へ充填する供給動作とを複数回繰り返し、その後に射出部材の前進による最終射出動作を経て保圧工程における保圧動作を行うようにしてなり、前記複数回の目標位置と後退位置は金型への充填を完了する射出完了位置に向けて次第に前進した位置であると共に、前記後退位置はその直前の前記目標位置よりも計量完了位置側に後退した位置であることを特徴としている。
【０００８】
請求項２に係る射出成形機における射出成形方法は、請求項１に記載の射出成形方法において、前記供給動作を、射出部材が前記目標位置に前進した時に開始し、設定時間が経過しまたは射出部材が設定距離だけ後退した前記後退位置の時に終了し、供給動作を終了すると同時に次の射出動作を開始することを特徴としている。
【０００９】
請求項３に係る射出成形機における射出成形方法は、請求項１または２に記載の射出成形方法において、前記保圧工程後に、最終段の保圧よりも高い圧力で射出部材に背圧を付加した状態で加熱筒内への溶融樹脂の計量を開始することを特徴としている。
【００１０】
請求項４に係る射出成形機における射出成形方法は、請求項１〜３のいずれかに記載の射出成形方法において、前記射出成形機は、前記加熱筒内に射出部材としての射出スクリュが加熱筒の軸方向に移動自在にかつ周方向に回転自在に挿入されたインラインスクリュ式射出成形機からなり、供給動作を、加熱筒の基端側に導入される樹脂を前記射出スクリュの回転で可塑化することにより行うことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る射出成形機における射出成形方法について説明する。
先ず、本発明を実施する電動射出成形機の一例を図１を参照して説明する。図１において、１は型締装置２と射出装置３とを機台４上に備えた電動式射出成形機である。前記型締装置２は、固定盤５と、該固定盤５に取り付けた複数本のタイバー６に支持されている可動盤７を有し、トグル機構等の型締機構８によって可動盤７を固定盤５に対して進退移動させることにより、固定盤５と可動盤７に固定された金型Ｋ（固定金型Ｋ１、可動金型Ｋ２）を型開閉、型締めするようになっている。
【００１２】
前記射出装置３は、スライドベース９に固定されて機台４に支持されたフロントプレート１０と、これにガイドロッド１１で連結されると共にスライドベース９に固定されたリヤプレート１２と、前記フロントプレート１０に固定された加熱筒１３と、該加熱筒１３の内部に軸方向に移動自在にかつ周方向に回転自在に挿入された射出スクリュ（射出部材）１４と、フロントプレート１０とリヤプレート１２との間で前記ガイドロッド１１に支持されると共に、前記射出スクリュ１４の基端部を回転自在に支持しているプッシャプレート１５と、前記リヤプレート１２に回転自在に支持され前記プッシャプレート１５に固定されたナット１６に螺合されたねじ軸１７と、リヤプレート１２に固定され、伝動機構１８を介して前記ねじ軸１７を回転させて前記射出スクリュ１４を軸方向に移動させる射出用電動サーボモータ（射出軸用サーボモータ）１９と、前記プッシャプレート１５に固定され、伝動機構２０を介して前記射出スクリュ１４を回転させるスクリュ回転用電動サーボモータ（スクリュ軸用サーボモータ）２１とを備えている。
【００１３】
前記ねじ軸１７とナット１６は、射出軸用サーボモータ１９の回転運動を直線運動に変換して射出スクリュ１４の軸方向にプッシャプレート１５を移動させるねじ機構２２を構成している。
そして、前記スクリュ軸用サーボモータ２１を回転させることにより、加熱筒１３の基端部に設けたホッパ１３ａから加熱筒１３内に導入される樹脂材料が可塑化されて、加熱筒１３の先端部の樹脂溜まり部１３ｂに溶融樹脂が供給されて計量され、また、射出軸用サーボモータ１９を回転させることにより、前記ねじ機構２２を介してプッシャプレート１５が移動され、前記樹脂溜まり部１３ｂに計量される溶融樹脂に対し後退移動する射出スクリュ１４を介して背圧が付加され、また、計量された溶融樹脂が射出スクリュ１４の前進移動によって加熱筒１３の射出ノズル１３ｃから金型Ｋの成形キャビティＡに射出されるようになっている。
なお、前記射出軸用サーボモータ１９にはエンコーダ（スクリュ位置検出器）１９ａが設けられ、また、前記スクリュ軸用サーボモータ２１にはエンコーダ（スクリュ回転速度検出器）２１ａが設けられ、さらに、プッシャープレート１５には射出スクリュ１４に作用する押圧力（荷重）を検出するロードセル１５ａが設けられている。
【００１４】
また、図１において、２３は、前記電動式射出成形機１を制御する制御装置である。該制御装置２３は、前記電動射出成形機１の全体の動作を制御するコントローラ２４と、各種操作スイッチ２５ａを有し、前記コントローラ２４に各種の指示項目を入力する機械操作パネル２５と、コントローラ２４から出力される各種データの表示や各種の設定数値を入力する表示器２６と、サーボアンプを有し、前記コントローラ２４からの動作指令にもとづいて動作して前記射出軸用サーボモータ１９を作動させると共に、前記エンコーダ１９ａで検出されるスクリュ位置信号ｐと前記ロードセル１５ａで検出される荷重信号ｋとを前記コントローラ２４に供給する射出軸用制御駆動装置２７と、サーボアンプを有し、前記コントローラ２４からの動作指令にもとづいて動作して前記スクリュ軸用サーボモータ２１を作動させると共に、前記エンコーダ２１ａで検出されるスクリュ回転速度信号ｆを前記コントローラ２４に供給するスクリュ軸用制御駆動装置２８とを備えている。
【００１５】
なお、前記射出軸用制御駆動装置２７は、前記エンコーダ１９ａで検出されるスクリュ位置信号ｐとロードセル１５ａで検出される荷重信号ｋにもとづいて、射出軸用サーボモータ１９の回転量（回転位置）と回転力（駆動トルク）、すなわち、射出スクリュ１４の前後進位置、射出速度および射出圧、背圧をフィードバック制御するようになっている。また、前記スクリュ軸用制御駆動装置２８は、前記エンコーダ２１ａで検出されるスクリュ回転速度信号ｆにもとづいて、前記スクリュ軸用サーボモータ２１の回転速度、すなわち射出スクリュ１４の回転速度をフィードバック制御するようになっている。
【００１６】
前記表示器２６は、タッチパネル式表示器からなり、前記射出スクリュ１４の前後進の移動速度を設定する速度設定器２６ａと、射出スクリュ１４に作用する射出圧、背圧を設定する圧力設定器２６ｂと、射出スクリュ１４の溶融樹脂の計量完了時における後退端位置（計量完了位置）Ｐｏ（図４参照）から溶融樹脂の金型Ｋへの充填が完了する最前進端位置（射出完了位置）Ｐｅまでの射出ストロークＬｏ内において、射出スクリュ１４が繰り返して前進する際の各前進端位置（各目標位置）Ｐ１，Ｐ２，・・・Ｐｎ（図４参照）や、射出スクリュ１４の射出速度の変速位置等を設定する射出位置設定器２６ｃ、前記射出スクリュ１４が前進を繰り返す回数ｎを設定する回数設定器２６ｄと、前記射出スクリュ１４の回転速度を設定する回転速度設定器２６ｅ、射出スクリュ１４の回転動作時間ｔや保圧工程時間Ｔを設定する時間設定器２６ｆ、射出スクリュ１４の回転による供給動作と射出スクリュ１４の前進による射出動作とを複数回繰り返して行う特定成形動作態様による成形を実施するか否かを選択する切換スイッチ２６ｇおよびその他の設定器を備えている。
【００１７】
前記コントローラ２４は、前記電動射出成形機１の全体の動作を制御するシーケンスプログラムや前記表示器２６における前記各設定器２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆで設定された設定値等（電動射出成形機１の成形条件）を記憶するメモリ２４ａと、タイマ機能（計時手段）２４ｂを有すると共に、前記メモリ２４ａに記憶されている設定値や前記ロードセル１５ａ、エンコーダ１９ａ，２１ａの検出値にもとづいて、所要の演算処理等を行って電動射出成形機１を動作させるための種々の制御データを作成し、該制御データを前記射出軸用制御駆動装置２７とスクリュ軸用制御駆動装置２８に出力すると共に、前記表示器２６に所要の表示項目を出力する制御部２４ｃとを備えている。
【００１８】
次に、前記構成の電動射出成形機１による射出成形方法について、図２〜図４をも参照して説明する。
前記電動射出成形機１による成形作業を開始するに先立ち、成形しようとする成形品（金型キャビティＡ）の形状を検討して、前記射出スクリュ１４が前記加熱筒１３内の樹脂溜まり部１３ｂへの溶融樹脂の計量によって後退した計量完了位置から前進して溶融樹脂の金型Ｋへ充填が完了する最前進端位置Ｐｅ（実際の成形作業では、加熱筒１３内に若干溶融樹脂を残して射出動作を終了させるので、該最前進端位置Ｐｅは、射出スクリュ１４の加熱筒１３内での前進移動可能な最前端位置の手前の位置となっている）までの射出ストロークＬｏのうちの、前記特定成形動作態様による成形を実施する区間、例えば、成形品の薄肉部分、表面が重視される部分、その他の部分等の溶融樹脂が充填される種々の領域等に対応させて、前記射出スクリュ１４が前進を複数回繰り返す際の各前進端位置Ｐ１，Ｐ２，・・・Ｐｎとその繰り返し回数ｎを定めておく。
【００１９】
そして、予め、前記表示器２６の切換スイッチ２６ｇによって前記特定成形動作態様による成形を実施する否かのいずれかを選択しておく。また、表示器２６の位置設定器２６ｃと回数設定器２６ｄに、前記射出スクリュ１４の各前進端位置Ｐ１，Ｐ２，・・・Ｐｎと前記前進を繰り返す回数ｎをそれぞれ入力、設定すると共に、前記速度設定器２６ａ、圧力設定器２６ｂ、前記回転速度設定器２６ｅ、時間設定器２６ｆにそれぞれ所定の数値を設定入力する。これらの設定、入力された数値は前記コントローラ２４の制御部２４ｃを介して前記メモリ２４ａに記憶されると共に選択された所要のものが表示器２６に表示される。その後に、前記機械操作パネル２５の操作スイッチ２５ａを操作して電動射出成形機１による成形動作を開始させる。
【００２０】
前記成形動作が開始されると、前記制御装置２３のコントローラ２４のメモリ２４ａに記憶されているシーケンスプログラムに従って成形動作が実行され、コントローラ２４の指令によりスクリュ軸用制御駆動装置２８と射出軸用制御駆動装置２７を介して前記スクリュ軸用サーボモータ２１と射出軸用サーボモータ１９がそれぞれ回転されて、伝動機構２０、１８を介して射出スクリュ１４とねじ軸１７がそれぞれ回転される。前記射出スクリュ１４の回転によってホッパ１３ａから加熱筒１３内に導入された樹脂材料が可塑化して溶融され、加熱筒１３の樹脂溜まり部１３ｂに供給される供給動作が行われる。このとき、該樹脂溜まり部１３ｂに供給される溶融樹脂の樹脂で押圧されて後退される射出スクリュ１４に、前記ねじ軸１７の回転でねじ機構２２を介して移動されるプッシャープレート１５によって押圧力を加えることにより、前記樹脂溜まり部１３ｂ内の溶融樹脂に前記圧力設定器２６ｂで設定された所定の背圧が付加される。
【００２１】
前記射出スクリュ１４がその後退端の計量完了位置Ｐｏに到達して溶融樹脂の計量が完了したことが前記エンコーダ１９ａで確認されると、所定のタイミングの後に、図２に示すように、前記射出軸用サーボモータ１９の回転で射出スクリュ１４が前進移動されて、前記樹脂溜まり部１３ｂに計量されていた溶融樹脂を金型Ｋの成形キャビティＡに充填する射出動作が行われる（ステップＳ１）。該射出動作によって射出スクリュ１４が前進して前記位置設定器２６ｃで設定された第１の前進端位置（第１目標位置）Ｐ１に到達すると（ステップＳ２）、前記射出軸用サーボモータ１９による射出スクリュ１４の軸方向への押圧力を解放して前記樹脂溜まり部１３ｂ内の溶融樹脂の樹脂圧を低下させる圧抜きが行われた（ステップＳ３）後に、前記特定成形動作態様による成形を実施するか否かが表示器２６の切換スイッチ２６ｇの切換状態から判断され（ステップＳ４）、前記特定成形動作態様による成形を実施しない場合には、前記第１目標位置Ｐ１は最終回の前進端位置（最終目標位置）Ｐｎと見なされて、前記射出軸用サーボモータ１９の回転により樹脂溜まり部１３ｂの溶融樹脂に所定の背圧が付加された状態で、射出スクリュ１４が回転されて前記供給動作が行われる（ステップＳ５）。この供給動作によって加熱筒１３内で可塑化された溶融樹脂が樹脂溜まり部１３ｂを通して金型Ｋの成形キャビティＡに充填される。
【００２２】
前記供給動作が前記時間設定器２６ｆに設定された最終の設定時間ｔｎだけ行われたか否かを前記制御部２４ｃの時計機能２４ｂの計時によって判断され（ステップＳ６）、前記供給動作が設定時間ｔｎだけ行われていないときは、前記位置設定器２６ｃで設定したスクリュ後退位置Ｐｎａまで射出スクリュ１４が樹脂圧で後退移動したか否かが判断されて（ステップＳ７）、該スクリュ後退位置Ｐｎａまで後退しないときはステップＳ５の戻って前記供給動作が継続される。これにより、前記供給動作が設定時間ｔｎまたはスクリュ後退位置Ｐｎａに到達した条件のうちのいずれか早い方の条件が満たされたときに、射出スクリュ１４の回転による供給動作が停止され、直ちに、射出軸用サーボモータ１９が回転されて射出スクリュ１４が設定時間ｔｎの終了時またはスクリュ後退位置Ｐｎａから最前進端位置Ｐｅまで前進移動され、前記樹脂溜まり部１３ｂ内の溶融樹脂の金型Ｋ内への最終射出（通常の射出動作）が設定射出速度、設定射出圧で行われ、それに続く通常の保圧（保圧動作）が多段階の設定圧のもとに、設定された保圧時間Ｔだけ行われる（ステップＳ８）。
前記保圧動作が終了した後には、前記ステップＳ３におけると同様な射出スクリュ１４の圧抜き動作が行われる（ステップＳ９）と共に、加熱筒１３の樹脂溜まり部１３ｂへの溶融樹脂の供給動作による計量が行われて（ステップＳ１０）、次の成形サイクルを開始する準備がなされて射出成形作業の１サイクルが終了する。
【００２３】
なお、前記最終射出と保圧の終了後に、前記ステップＳ９における圧抜き動作を行わずに、前記保圧の最終段に、直ちに前記ステップＳ１０における供給動作による計量を開始し、その場合に、前記射出スクリュ１４を前進方向に押圧して加熱筒１３の樹脂溜まり部１３ｂの溶融樹脂に付加する背圧を最終段の圧力よりも高く設定することにより、次の成形サイクルの計量における溶融樹脂の背圧が先に金型Ｋに充填された溶融樹脂の最終段の保圧を兼ねることができ、成形サイクル時間の短縮を図ることができ、特に、保圧を比較的低い値に設定して良品を成形する場合に効果的である。
【００２４】
前記ステップＳ４において、前記特定成形動作態様による成形を実施する場合には、ステップＳ１１に進み、前記ステップＳ５〜ステップＳ７における動作と同様に、前記射出軸用サーボモータ１９の回転により樹脂溜まり部１３ｂの溶融樹脂に背圧が付加された状態で、射出スクリュ１４が回転されて前記供給動作が行われて金型Ｋへ溶融樹脂が充填される（ステップＳ１１）。そして、前記供給動作が前記時間設定器２６ｆに設定された第１の設定時間ｔ１だけ行われたか否かを前記制御部２４ｃの時計機能２４ｂの計時によって判断され（ステップＳ１２）、前記供給動作が第１の設定時間ｔ１だけ行われていないときは、前記位置設定器２６ｃで設定した第１のスクリュ後退位置Ｐ１ａまで射出スクリュ１４が後退移動したか否かが判断されて（ステップＳ１３）、該スクリュ後退位置Ｐ１ａまで後退しないときは、ステップＳ１１に戻って前記供給動作が継続され、これにより、前記供給動作が第１の設定時間ｔ１または第１のスクリュ後退位置Ｐ１ａに到達した条件のうちのいずれか早い方の条件が満たされたとき、前記射出スクリュ１４の前進動作（前記射出動作）の繰り返し回数が前記回数設定器２６ｄに設定した繰り返し回数ｎに到達したか否かが判断される（ステップＳ１４）。
【００２５】
前記ステップＳ１４で射出スクリュ１４の前進動作の繰り返し回数が前記回数設定器２６ｄに設定した繰り返し回数ｎに到達していれば、前記射出軸用サーボモータ１９の回転により射出スクリュ１４を前進させて前記樹脂溜まり部１３ｂ内の溶融樹脂を金型Ｋへ充填する射出動作が行われ（ステップＳ１５）、この射出動作で前進された射出スクリュ１４が前記位置設定器２６ｃに設定された最終回の前進端位置（最終目標位置）Ｐｎに到達したか否かが判断され（ステップＳ１６）、到達していないときは前記射出動作が継続され、到達したときは、すなわち、最終目標位置Ｐｎに達するまで前記射出動作が行われた後に、前記ステップＳ３におけると同様に、前記射出軸用サーボモータ１９による射出スクリュ１４の軸方向への押圧力を解放して前記樹脂溜まり部１３ｂ内の溶融樹脂の樹脂圧を低下させる圧抜きが行われてから（ステップＳ１７）、前記ステップＳ５に戻って前記ステップＳ１０までの動作が行われる。
【００２６】
前記ステップ１４で射出スクリュ１４の前進動作の繰り返し回数が前記回数設定器２６ｄに設定した繰り返し回数ｎに到達していないときは、射出スクリュ１４を前進させて前記樹脂溜まり部１３ｂ内の溶融樹脂を金型Ｋへ充填する射出動作が行われる（ステップＳ１８）。この射出動作によって、射出スクリュ１４が前記位置設定器２６ｃに設定された第２の（次の）前進端位置（第２目標位置）Ｐ２に到達したか否かが判断され（ステップＳ１９）、到達していないときは前記射出動作が継続され、到達したときは、すなわち、射出スクリュー１４が第２目標位置Ｐ２に達するまで前記射出動作が継続された後に、前記ステップＳ３，Ｓ９，Ｓ１７におけると同様な圧抜き動作が行われてから（ステップＳ２０）、前記ステップＳ１１に戻される。そして、前記ステップＳ１１〜ステップＳ２０までの動作は、射出スクリュ１４の前進動作の繰り返し回数が前記回数設定器２６ｄに設定された回数ｎに到達するまで繰り返して行われる。
なお、前記において、前記供給動作において動作する射出スクリュ１４の回転速度、スクリュ後退位置Ｐ１ａ，Ｐ２ａ，・・・Ｐｎａ、スクリュ回転時間ｔ１，ｔ２，・・・ｔｎは、成形品の形状等を勘案して経験により定め、または成形作業の試行によって良質の成形品が得られるように適切に設定することができる。
【００２７】
前記射出成形機における射出成形方法によれば、射出装置３の加熱筒１３内の先端部の樹脂溜まり部１３ｂに溶融樹脂を供給して計量し、この計量された溶融樹脂を射出スクリュ１４によって金型Ｋの成形キャビティＡ内に充填する射出工程において、前記射出スクリュ１４の射出ストロークＬｏ内における各前進端位置（各目標位置）Ｐ１，Ｐ２，・・・Ｐｎへ射出スクリュ１４を前進させて加熱筒１３の樹脂溜まり部１３ｂの溶融樹脂を金型Ｋへ充填する射出動作と、射出スクリュ１４に背圧を付加した状態で該射出スクリュ１４を回転させて加熱筒１３の樹脂溜まり部１３ｂに溶融樹脂を供給しながら金型Ｋ内に充填する供給動作とを複数回繰り返した後に、射出スクリュ１４を射出ストロークＬｏにおける最前進端位置Ｐｅへ前進させて最終射出動作を経て保圧工程における保圧動作を行うようにしたので、成形品の薄肉部分、表面が重視される部分等に相当する比較的高速充填を必要とする射出ストロークＬｏ内の区間では、射出動作により溶融樹脂を金型Ｋに充填し、また、肉厚部分、その他の部分に相当する射出ストロークＬｏ内の区間では、供給動作により溶融樹脂を金型Ｋに充填して射出量を補いながら成形することができ、外観を良好に仕上げた成形品を確実に得ることができると共に、射出成形機の射出容量の仕様を超える容量を有する成形品であっても、能率良く、容易に成形することができ、成形サイクル時間の短縮を図ることができる。
【００２８】
前記射出スクリュ１４の回転により加熱筒１３の樹脂溜まり部１３ｂに溶融樹脂を供給しながら金型Ｋに充填する供給動作を、射出スクリュ１４が射出ストロークＬｏ内における各目標位置Ｐ１，Ｐ２，・・・Ｐｎに前進した時に開始し、各設定時間ｔ１，ｔ２，・・・ｔｎが経過しまたは射出スクリュ１４が各スクリュ後退位置Ｐ１ａ，Ｐ２ａ，・・・Ｐｎａまで後退した時に終了し、前記供給動作を終了すると同時に射出スクリュ１４の前進による射出動作を開始するようにしたので、射出ストロークＬｏ内における複数の目標位置Ｐ１，Ｐ２，・・・Ｐｎに対応して射出動作と供給動作が的確に繰り返して行われ、金型Ｋの成形キャビティＡに溶融樹脂を忠実に充填することができる。
【００２９】
また、前記最終射出後の保圧工程では、保圧力を任意に複数段に設定できるが、その終段の保圧力よりも高い圧力で射出スクリュ１４に背圧を付加した状態で加熱筒１３の樹脂溜まり部１３ｂへの溶融樹脂の計量動作を行い、加熱筒１３の樹脂溜まり部１３ｂ内への射出スクリュ１４の回転による溶融樹脂の計量を開始する場合には、次の成形サイクルにおける計量時の溶融樹脂に対する背圧が先に金型Ｋに充填された溶融樹脂の最終段の保圧を兼ねることができ、成形サイクル時間の一層の短縮を図ることができる。
なお、前記においては、射出スクリュ１４による射出動作時の各目標位置Ｐ１，Ｐ２，・・・Ｐｎを、射出ストロークＬｏの前進側に射出動作の繰り返し順に進めた位置になるように位置設定器２６ｅに設定した場合を例に挙げて説明した。
【００３０】
なお、前記実施の形態は、前記加熱筒１３内に挿入した射出スクリュ１４を、射出軸用サーボモータ１９の回転をねじ軸１７にナット１６を螺合させたねじ機構２２を介して直線運動に変換して前後進させ、射出スクリュ１４の移動位置を射出軸用サーボモータ１９のエンコーダ１９ａで検出して射出スクリュ１４の動作を制御するようにした電動式射出成形機１において本発明の射出成形方法を実施する場合の例であるが、本発明は、これに限らず、射出スクリュ１４を油圧シリンダで前後進させ、射出スクリュ１４の移動位置を位置センサで直接検出して射出スクリュ１４の動作を制御するようにした油圧式射出成形機において実施することもできる。
【００３１】
また、前記実施の形態は、本発明の射出成形方法をインラインスクリュ式射出成形機において実施する場合の例であるが、本発明は、これに限らず、充填シリンダ内に充填プランジャ（射出部材）が前後進自在に挿入された充填装置と、可塑化加熱筒内に可塑化スクリュを回転自在に挿入された可塑化装置とを備え、可塑化装置の可塑化スクリュを回転させて樹脂材料を可塑化して溶融樹脂を充填シリンダの先端の樹脂溜まり部に供給し、該充填シリンダ内に溶融樹脂を計量し、該計量した溶融樹脂を充填プランジャの前進により金型内へ充填するようにしたプリプラ式射出成形機において実施するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の優れた効果を奏する。
請求項１に係る射出成形機における射出成形方法によれば、射出装置による射出工程において、射出部材の射出ストローク内における目標位置への前進による溶融樹脂の金型への射出動作と、前記目標位置から射出部材の後退位置まで射出部材に背圧を付加した状態で加熱筒内の先端部に溶融樹脂を供給しながら金型へ充填する供給動作とを複数回繰り返し、その後に射出部材の前進による最終射出動作を経て保圧工程における保圧動作を行うようにし、前記複数回の目標位置と後退位置は金型への充填を完了する射出完了位置に向けて次第に前進した位置であると共に、前記後退位置はその直前の前記目標位置よりも計量完了位置側に後退した位置であるようにしたので、成形品の薄肉部分、表面が重視される部分等に相当する比較的高速充填を必要とする射出ストロークの区間では射出動作により溶融樹脂を充填し、また、肉厚部分、その他の部分に相当する射出ストロークの区間では供給動作により溶融樹脂を金型へ充填して射出量を補いながら成形することができ、外観を良好に仕上げた成形品を確実に得ることができると共に、射出成形機の射出容量の仕様を超える容量を有する成形品であっても、能率良く、容易に成形することができ、成形サイクル時間の短縮を図ることができる。
【００３３】
請求項２に係る射出成形機における射出成形方法によれば、供給動作を、射出部材が前記目標位置に前進した時に開始し、設定時間が経過しまたは射出部材が設定距離だけ後退した前記後退位置の時に終了し、供給動作を終了すると同時に次の射出動作を開始するようにしたので、射出部材の射出ストロークの複数に区分されたストローク区分に対応して射出動作と供給動作が的確に繰り返して行われ、金型の成形キャビティに溶融樹脂を忠実に充填することができる。
【００３４】
請求項３に係る射出成形機における射出成形方法によれば、前記保圧工程後に最終段の保圧よりも高い圧力で射出部材に背圧を付加した状態で加熱筒内への溶融樹脂の計量を開始するようにしたので、次の成形サイクルにおける計量時の溶融樹脂に対する背圧が先に金型に充填された溶融樹脂の最終段の保圧を兼ねることができ、成形サイクル時間の一層の短縮を図ることができる。
【００３５】
請求項４に係る射出成形機における射出成形方法によれば、射出成形機は、加熱筒内に射出部材としての射出スクリュが加熱筒の軸方向に移動自在にかつ周方向に回転自在に挿入されたインラインスクリュ式射出成形機からなり、供給動作を、加熱筒の基端側に導入される樹脂を前記射出スクリュの回転で可塑化することにより行うようにしたので、射出ストローク内で射出動作と供給動作を複数回繰り返して行って良質の成形品を得る射出成形方法をインラインスクリュ式射出成形機において容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る射出成形機における射出成形方法を実施する射出成形機の一例を示す系統図である。
【図２】 同じく作用を説明するフロー図である。
【図３】 同じく作用の要部を説明するフロー図である。
【図４】 本発明に係る射出成形機における射出成形方法の一実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 電動射出成形機
３ 射出装置
１３ 加熱筒
１３ｂ 樹脂溜まり部
１４ 射出スクリュ（射出部材）
１９ 射出用電動サーボモータ（射出軸用サーボモータ）
１９ａ エンコーダ（スクリュ位置検出器）
２１ スクリュ回転用電動サーボモータ（スクリュ軸用サーボモータ）
２１ａ エンコーダ（回転速度検出器）
２３ 制御装置
２４ コントローラ
２４ａ メモリ
２４ｂ 時計機能（計時手段）
２６ 表示器
２６ａ 速度設定器
２６ｃ 位置設定器
２６ｄ 区分数設定器
２６ｅ 回転速度設定器
２６ｆ 時間設定器
２６ｇ 切換スイッチ
２７ 射出軸用制御駆動装置
２８ スクリュ軸用制御駆動装置
Ａ 成形キャビティ
Ｋ 金型
Ｐ１，Ｐ２，Ｐｎ 射出スクリュの各前進端位置（各目標位置）
Ｐｅ 射出スクリュの最前進端位置（射出完了位置）
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出装置の加熱筒内の先端部に溶融樹脂を供給して計量し、この計量された溶融樹脂を射出部材によって金型内に射出して成形品を得る射出成形機における射出成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出装置の加熱筒内にその軸方向に移動自在にかつ周方向に回転自在に挿入した射出スクリュを有し、該射出スクリュを回転させながら加熱筒の基端側から加熱筒内に導入される樹脂材料を可塑化し、加熱筒内の先端側に溶融樹脂を供給して計量し、該計量樹脂を前記射出スクリュを前進させて型締装置により型締めされた金型内に射出するようにした射出成形機において、射出工程で、前記射出スクリュを背圧を付加しながら回転させて溶融樹脂の供給動作を所定時間だけ行い、この供給動作により溶融樹脂の金型への充填を行い、前記供給動作の終了後に射出スクリュの前進による射出動作を行って充填工程および保圧工程を行うようにした射出成形方法が知られている。
【０００３】
しかし、前記射出成形機における射出成形方法は、大型厚肉成形品の射出成形において金型の成形キャビティの容積に対して射出量を補うために採用されたものであるが、射出動作と供給動作とを一組として行う方法であるので、供給動作による溶融樹脂の充填速度を多様に選択することができず、供給動作によって充填された成形品の表面の仕上り具合が良好でない等の問題があった。
そのため、金型内の樹脂通路および成形キャビティの断面積に合わせて、射出スクリュの回転数を変えることにより充填速度を複数に制御しながら、金型への溶融樹脂の充填を行うフローモールド成形方法や、１つの成形品に対して溶融樹脂の計量動作と射出スクリュの前進による射出動作を伴う射出成形を複数回繰り返す射出成形方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２１０６８５号公報
【特許文献２】
特開２０００−３４３５７１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記提案のフローモールド成形方法では、前記充填動作のみによって金型への溶融樹脂の充填が行われるために、成形サイクル時間が長くなる上に、成形品の表面を改善するには自ずと限界があり、また、前記計量動作と射出動作を繰り返す射出成形方法では、１つの成形品に対して、射出スクリュがその計量完了位置と最前進端位置との間の射出ストロークを複数回往復動するため、やはり成形サイクル時間が長くなる問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、厚肉部分、薄肉部分、表面が重視される部分等を含む成形品を、転写性を向上して表面の仕上げ精度を良好にし、かつ能率良く射出成形することができる射出成形機における射出成形方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、請求項１に係る射出成形機における射出成形方法は、射出装置の加熱筒内の先端部に溶融樹脂を供給して計量し、この計量された溶融樹脂を射出部材によって金型内に射出して成形品を得る射出成形機における射出成形方法において、前記射出工程において、射出部材の射出ストローク内における目標位置への前進による溶融樹脂の金型への射出動作と、前記目標位置から射出部材の後退位置まで射出部材に背圧を付加した状態で加熱筒内の先端部に溶融樹脂を供給しながら金型へ充填する供給動作とを複数回繰り返し、その後に射出部材の前進による最終射出動作を経て保圧工程における保圧動作を行うようにしてなり、前記複数回の目標位置と後退位置は金型への充填を完了する射出完了位置に向けて次第に前進した位置であると共に、前記後退位置はその直前の前記目標位置よりも計量完了位置側に後退した位置であることを特徴としている。
【０００８】
請求項２に係る射出成形機における射出成形方法は、請求項１に記載の射出成形方法において、前記供給動作を、射出部材が前記目標位置に前進した時に開始し、設定時間が経過しまたは射出部材が設定距離だけ後退した前記後退位置の時に終了し、供給動作を終了すると同時に次の射出動作を開始することを特徴としている。
【０００９】
請求項３に係る射出成形機における射出成形方法は、請求項１または２に記載の射出成形方法において、前記保圧工程後に、最終段の保圧よりも高い圧力で射出部材に背圧を付加した状態で加熱筒内への溶融樹脂の計量を開始することを特徴としている。
【００１０】
請求項４に係る射出成形機における射出成形方法は、請求項１〜３のいずれかに記載の射出成形方法において、前記射出成形機は、前記加熱筒内に射出部材としての射出スクリュが加熱筒の軸方向に移動自在にかつ周方向に回転自在に挿入されたインラインスクリュ式射出成形機からなり、供給動作を、加熱筒の基端側に導入される樹脂を前記射出スクリュの回転で可塑化することにより行うことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る射出成形機における射出成形方法について説明する。
先ず、本発明を実施する電動射出成形機の一例を図１を参照して説明する。図１において、１は型締装置２と射出装置３とを機台４上に備えた電動式射出成形機である。前記型締装置２は、固定盤５と、該固定盤５に取り付けた複数本のタイバー６に支持されている可動盤７を有し、トグル機構等の型締機構８によって可動盤７を固定盤５に対して進退移動させることにより、固定盤５と可動盤７に固定された金型Ｋ（固定金型Ｋ１、可動金型Ｋ２）を型開閉、型締めするようになっている。
【００１２】
前記射出装置３は、スライドベース９に固定されて機台４に支持されたフロントプレート１０と、これにガイドロッド１１で連結されると共にスライドベース９に固定されたリヤプレート１２と、前記フロントプレート１０に固定された加熱筒１３と、該加熱筒１３の内部に軸方向に移動自在にかつ周方向に回転自在に挿入された射出スクリュ（射出部材）１４と、フロントプレート１０とリヤプレート１２との間で前記ガイドロッド１１に支持されると共に、前記射出スクリュ１４の基端部を回転自在に支持しているプッシャプレート１５と、前記リヤプレート１２に回転自在に支持され前記プッシャプレート１５に固定されたナット１６に螺合されたねじ軸１７と、リヤプレート１２に固定され、伝動機構１８を介して前記ねじ軸１７を回転させて前記射出スクリュ１４を軸方向に移動させる射出用電動サーボモータ（射出軸用サーボモータ）１９と、前記プッシャプレート１５に固定され、伝動機構２０を介して前記射出スクリュ１４を回転させるスクリュ回転用電動サーボモータ（スクリュ軸用サーボモータ）２１とを備えている。
【００１３】
前記ねじ軸１７とナット１６は、射出軸用サーボモータ１９の回転運動を直線運動に変換して射出スクリュ１４の軸方向にプッシャプレート１５を移動させるねじ機構２２を構成している。
そして、前記スクリュ軸用サーボモータ２１を回転させることにより、加熱筒１３の基端部に設けたホッパ１３ａから加熱筒１３内に導入される樹脂材料が可塑化されて、加熱筒１３の先端部の樹脂溜まり部１３ｂに溶融樹脂が供給されて計量され、また、射出軸用サーボモータ１９を回転させることにより、前記ねじ機構２２を介してプッシャプレート１５が移動され、前記樹脂溜まり部１３ｂに計量される溶融樹脂に対し後退移動する射出スクリュ１４を介して背圧が付加され、また、計量された溶融樹脂が射出スクリュ１４の前進移動によって加熱筒１３の射出ノズル１３ｃから金型Ｋの成形キャビティＡに射出されるようになっている。
なお、前記射出軸用サーボモータ１９にはエンコーダ（スクリュ位置検出器）１９ａが設けられ、また、前記スクリュ軸用サーボモータ２１にはエンコーダ（スクリュ回転速度検出器）２１ａが設けられ、さらに、プッシャープレート１５には射出スクリュ１４に作用する押圧力（荷重）を検出するロードセル１５ａが設けられている。
【００１４】
また、図１において、２３は、前記電動式射出成形機１を制御する制御装置である。該制御装置２３は、前記電動射出成形機１の全体の動作を制御するコントローラ２４と、各種操作スイッチ２５ａを有し、前記コントローラ２４に各種の指示項目を入力する機械操作パネル２５と、コントローラ２４から出力される各種データの表示や各種の設定数値を入力する表示器２６と、サーボアンプを有し、前記コントローラ２４からの動作指令にもとづいて動作して前記射出軸用サーボモータ１９を作動させると共に、前記エンコーダ１９ａで検出されるスクリュ位置信号ｐと前記ロードセル１５ａで検出される荷重信号ｋとを前記コントローラ２４に供給する射出軸用制御駆動装置２７と、サーボアンプを有し、前記コントローラ２４からの動作指令にもとづいて動作して前記スクリュ軸用サーボモータ２１を作動させると共に、前記エンコーダ２１ａで検出されるスクリュ回転速度信号ｆを前記コントローラ２４に供給するスクリュ軸用制御駆動装置２８とを備えている。
【００１５】
なお、前記射出軸用制御駆動装置２７は、前記エンコーダ１９ａで検出されるスクリュ位置信号ｐとロードセル１５ａで検出される荷重信号ｋにもとづいて、射出軸用サーボモータ１９の回転量（回転位置）と回転力（駆動トルク）、すなわち、射出スクリュ１４の前後進位置、射出速度および射出圧、背圧をフィードバック制御するようになっている。また、前記スクリュ軸用制御駆動装置２８は、前記エンコーダ２１ａで検出されるスクリュ回転速度信号ｆにもとづいて、前記スクリュ軸用サーボモータ２１の回転速度、すなわち射出スクリュ１４の回転速度をフィードバック制御するようになっている。
【００１６】
前記表示器２６は、タッチパネル式表示器からなり、前記射出スクリュ１４の前後進の移動速度を設定する速度設定器２６ａと、射出スクリュ１４に作用する射出圧、背圧を設定する圧力設定器２６ｂと、射出スクリュ１４の溶融樹脂の計量完了時における後退端位置（計量完了位置）Ｐｏ（図４参照）から溶融樹脂の金型Ｋへの充填が完了する最前進端位置（射出完了位置）Ｐｅまでの射出ストロークＬｏ内において、射出スクリュ１４が繰り返して前進する際の各前進端位置（各目標位置）Ｐ１，Ｐ２，・・・Ｐｎ（図４参照）や、射出スクリュ１４の射出速度の変速位置等を設定する射出位置設定器２６ｃ、前記射出スクリュ１４が前進を繰り返す回数ｎを設定する回数設定器２６ｄと、前記射出スクリュ１４の回転速度を設定する回転速度設定器２６ｅ、射出スクリュ１４の回転動作時間ｔや保圧工程時間Ｔを設定する時間設定器２６ｆ、射出スクリュ１４の回転による供給動作と射出スクリュ１４の前進による射出動作とを複数回繰り返して行う特定成形動作態様による成形を実施するか否かを選択する切換スイッチ２６ｇおよびその他の設定器を備えている。
【００１７】
前記コントローラ２４は、前記電動射出成形機１の全体の動作を制御するシーケンスプログラムや前記表示器２６における前記各設定器２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆで設定された設定値等（電動射出成形機１の成形条件）を記憶するメモリ２４ａと、タイマ機能（計時手段）２４ｂを有すると共に、前記メモリ２４ａに記憶されている設定値や前記ロードセル１５ａ、エンコーダ１９ａ，２１ａの検出値にもとづいて、所要の演算処理等を行って電動射出成形機１を動作させるための種々の制御データを作成し、該制御データを前記射出軸用制御駆動装置２７とスクリュ軸用制御駆動装置２８に出力すると共に、前記表示器２６に所要の表示項目を出力する制御部２４ｃとを備えている。
【００１８】
次に、前記構成の電動射出成形機１による射出成形方法について、図２〜図４をも参照して説明する。
前記電動射出成形機１による成形作業を開始するに先立ち、成形しようとする成形品（金型キャビティＡ）の形状を検討して、前記射出スクリュ１４が前記加熱筒１３内の樹脂溜まり部１３ｂへの溶融樹脂の計量によって後退した計量完了位置から前進して溶融樹脂の金型Ｋへ充填が完了する最前進端位置Ｐｅ（実際の成形作業では、加熱筒１３内に若干溶融樹脂を残して射出動作を終了させるので、該最前進端位置Ｐｅは、射出スクリュ１４の加熱筒１３内での前進移動可能な最前端位置の手前の位置となっている）までの射出ストロークＬｏのうちの、前記特定成形動作態様による成形を実施する区間、例えば、成形品の薄肉部分、表面が重視される部分、その他の部分等の溶融樹脂が充填される種々の領域等に対応させて、前記射出スクリュ１４が前進を複数回繰り返す際の各前進端位置Ｐ１，Ｐ２，・・・Ｐｎとその繰り返し回数ｎを定めておく。
【００１９】
そして、予め、前記表示器２６の切換スイッチ２６ｇによって前記特定成形動作態様による成形を実施する否かのいずれかを選択しておく。また、表示器２６の位置設定器２６ｃと回数設定器２６ｄに、前記射出スクリュ１４の各前進端位置Ｐ１，Ｐ２，・・・Ｐｎと前記前進を繰り返す回数ｎをそれぞれ入力、設定すると共に、前記速度設定器２６ａ、圧力設定器２６ｂ、前記回転速度設定器２６ｅ、時間設定器２６ｆにそれぞれ所定の数値を設定入力する。これらの設定、入力された数値は前記コントローラ２４の制御部２４ｃを介して前記メモリ２４ａに記憶されると共に選択された所要のものが表示器２６に表示される。その後に、前記機械操作パネル２５の操作スイッチ２５ａを操作して電動射出成形機１による成形動作を開始させる。
【００２０】
前記成形動作が開始されると、前記制御装置２３のコントローラ２４のメモリ２４ａに記憶されているシーケンスプログラムに従って成形動作が実行され、コントローラ２４の指令によりスクリュ軸用制御駆動装置２８と射出軸用制御駆動装置２７を介して前記スクリュ軸用サーボモータ２１と射出軸用サーボモータ１９がそれぞれ回転されて、伝動機構２０、１８を介して射出スクリュ１４とねじ軸１７がそれぞれ回転される。前記射出スクリュ１４の回転によってホッパ１３ａから加熱筒１３内に導入された樹脂材料が可塑化して溶融され、加熱筒１３の樹脂溜まり部１３ｂに供給される供給動作が行われる。このとき、該樹脂溜まり部１３ｂに供給される溶融樹脂の樹脂で押圧されて後退される射出スクリュ１４に、前記ねじ軸１７の回転でねじ機構２２を介して移動されるプッシャープレート１５によって押圧力を加えることにより、前記樹脂溜まり部１３ｂ内の溶融樹脂に前記圧力設定器２６ｂで設定された所定の背圧が付加される。
【００２１】
前記射出スクリュ１４がその後退端の計量完了位置Ｐｏに到達して溶融樹脂の計量が完了したことが前記エンコーダ１９ａで確認されると、所定のタイミングの後に、図２に示すように、前記射出軸用サーボモータ１９の回転で射出スクリュ１４が前進移動されて、前記樹脂溜まり部１３ｂに計量されていた溶融樹脂を金型Ｋの成形キャビティＡに充填する射出動作が行われる（ステップＳ１）。該射出動作によって射出スクリュ１４が前進して前記位置設定器２６ｃで設定された第１の前進端位置（第１目標位置）Ｐ１に到達すると（ステップＳ２）、前記射出軸用サーボモータ１９による射出スクリュ１４の軸方向への押圧力を解放して前記樹脂溜まり部１３ｂ内の溶融樹脂の樹脂圧を低下させる圧抜きが行われた（ステップＳ３）後に、前記特定成形動作態様による成形を実施するか否かが表示器２６の切換スイッチ２６ｇの切換状態から判断され（ステップＳ４）、前記特定成形動作態様による成形を実施しない場合には、前記第１目標位置Ｐ１は最終回の前進端位置（最終目標位置）Ｐｎと見なされて、前記射出軸用サーボモータ１９の回転により樹脂溜まり部１３ｂの溶融樹脂に所定の背圧が付加された状態で、射出スクリュ１４が回転されて前記供給動作が行われる（ステップＳ５）。この供給動作によって加熱筒１３内で可塑化された溶融樹脂が樹脂溜まり部１３ｂを通して金型Ｋの成形キャビティＡに充填される。
【００２２】
前記供給動作が前記時間設定器２６ｆに設定された最終の設定時間ｔｎだけ行われたか否かを前記制御部２４ｃの時計機能２４ｂの計時によって判断され（ステップＳ６）、前記供給動作が設定時間ｔｎだけ行われていないときは、前記位置設定器２６ｃで設定したスクリュ後退位置Ｐｎａまで射出スクリュ１４が樹脂圧で後退移動したか否かが判断されて（ステップＳ７）、該スクリュ後退位置Ｐｎａまで後退しないときはステップＳ５の戻って前記供給動作が継続される。これにより、前記供給動作が設定時間ｔｎまたはスクリュ後退位置Ｐｎａに到達した条件のうちのいずれか早い方の条件が満たされたときに、射出スクリュ１４の回転による供給動作が停止され、直ちに、射出軸用サーボモータ１９が回転されて射出スクリュ１４が設定時間ｔｎの終了時またはスクリュ後退位置Ｐｎａから最前進端位置Ｐｅまで前進移動され、前記樹脂溜まり部１３ｂ内の溶融樹脂の金型Ｋ内への最終射出（通常の射出動作）が設定射出速度、設定射出圧で行われ、それに続く通常の保圧（保圧動作）が多段階の設定圧のもとに、設定された保圧時間Ｔだけ行われる（ステップＳ８）。
前記保圧動作が終了した後には、前記ステップＳ３におけると同様な射出スクリュ１４の圧抜き動作が行われる（ステップＳ９）と共に、加熱筒１３の樹脂溜まり部１３ｂへの溶融樹脂の供給動作による計量が行われて（ステップＳ１０）、次の成形サイクルを開始する準備がなされて射出成形作業の１サイクルが終了する。
【００２３】
なお、前記最終射出と保圧の終了後に、前記ステップＳ９における圧抜き動作を行わずに、前記保圧の最終段に、直ちに前記ステップＳ１０における供給動作による計量を開始し、その場合に、前記射出スクリュ１４を前進方向に押圧して加熱筒１３の樹脂溜まり部１３ｂの溶融樹脂に付加する背圧を最終段の圧力よりも高く設定することにより、次の成形サイクルの計量における溶融樹脂の背圧が先に金型Ｋに充填された溶融樹脂の最終段の保圧を兼ねることができ、成形サイクル時間の短縮を図ることができ、特に、保圧を比較的低い値に設定して良品を成形する場合に効果的である。
【００２４】
前記ステップＳ４において、前記特定成形動作態様による成形を実施する場合には、ステップＳ１１に進み、前記ステップＳ５〜ステップＳ７における動作と同様に、前記射出軸用サーボモータ１９の回転により樹脂溜まり部１３ｂの溶融樹脂に背圧が付加された状態で、射出スクリュ１４が回転されて前記供給動作が行われて金型Ｋへ溶融樹脂が充填される（ステップＳ１１）。そして、前記供給動作が前記時間設定器２６ｆに設定された第１の設定時間ｔ１だけ行われたか否かを前記制御部２４ｃの時計機能２４ｂの計時によって判断され（ステップＳ１２）、前記供給動作が第１の設定時間ｔ１だけ行われていないときは、前記位置設定器２６ｃで設定した第１のスクリュ後退位置Ｐ１ａまで射出スクリュ１４が後退移動したか否かが判断されて（ステップＳ１３）、該スクリュ後退位置Ｐ１ａまで後退しないときは、ステップＳ１１に戻って前記供給動作が継続され、これにより、前記供給動作が第１の設定時間ｔ１または第１のスクリュ後退位置Ｐ１ａに到達した条件のうちのいずれか早い方の条件が満たされたとき、前記射出スクリュ１４の前進動作（前記射出動作）の繰り返し回数が前記回数設定器２６ｄに設定した繰り返し回数ｎに到達したか否かが判断される（ステップＳ１４）。
【００２５】
前記ステップＳ１４で射出スクリュ１４の前進動作の繰り返し回数が前記回数設定器２６ｄに設定した繰り返し回数ｎに到達していれば、前記射出軸用サーボモータ１９の回転により射出スクリュ１４を前進させて前記樹脂溜まり部１３ｂ内の溶融樹脂を金型Ｋへ充填する射出動作が行われ（ステップＳ１５）、この射出動作で前進された射出スクリュ１４が前記位置設定器２６ｃに設定された最終回の前進端位置（最終目標位置）Ｐｎに到達したか否かが判断され（ステップＳ１６）、到達していないときは前記射出動作が継続され、到達したときは、すなわち、最終目標位置Ｐｎに達するまで前記射出動作が行われた後に、前記ステップＳ３におけると同様に、前記射出軸用サーボモータ１９による射出スクリュ１４の軸方向への押圧力を解放して前記樹脂溜まり部１３ｂ内の溶融樹脂の樹脂圧を低下させる圧抜きが行われてから（ステップＳ１７）、前記ステップＳ５に戻って前記ステップＳ１０までの動作が行われる。
【００２６】
前記ステップ１４で射出スクリュ１４の前進動作の繰り返し回数が前記回数設定器２６ｄに設定した繰り返し回数ｎに到達していないときは、射出スクリュ１４を前進させて前記樹脂溜まり部１３ｂ内の溶融樹脂を金型Ｋへ充填する射出動作が行われる（ステップＳ１８）。この射出動作によって、射出スクリュ１４が前記位置設定器２６ｃに設定された第２の（次の）前進端位置（第２目標位置）Ｐ２に到達したか否かが判断され（ステップＳ１９）、到達していないときは前記射出動作が継続され、到達したときは、すなわち、射出スクリュー１４が第２目標位置Ｐ２に達するまで前記射出動作が継続された後に、前記ステップＳ３，Ｓ９，Ｓ１７におけると同様な圧抜き動作が行われてから（ステップＳ２０）、前記ステップＳ１１に戻される。そして、前記ステップＳ１１〜ステップＳ２０までの動作は、射出スクリュ１４の前進動作の繰り返し回数が前記回数設定器２６ｄに設定された回数ｎに到達するまで繰り返して行われる。
なお、前記において、前記供給動作において動作する射出スクリュ１４の回転速度、スクリュ後退位置Ｐ１ａ，Ｐ２ａ，・・・Ｐｎａ、スクリュ回転時間ｔ１，ｔ２，・・・ｔｎは、成形品の形状等を勘案して経験により定め、または成形作業の試行によって良質の成形品が得られるように適切に設定することができる。
【００２７】
前記射出成形機における射出成形方法によれば、射出装置３の加熱筒１３内の先端部の樹脂溜まり部１３ｂに溶融樹脂を供給して計量し、この計量された溶融樹脂を射出スクリュ１４によって金型Ｋの成形キャビティＡ内に充填する射出工程において、前記射出スクリュ１４の射出ストロークＬｏ内における各前進端位置（各目標位置）Ｐ１，Ｐ２，・・・Ｐｎへ射出スクリュ１４を前進させて加熱筒１３の樹脂溜まり部１３ｂの溶融樹脂を金型Ｋへ充填する射出動作と、射出スクリュ１４に背圧を付加した状態で該射出スクリュ１４を回転させて加熱筒１３の樹脂溜まり部１３ｂに溶融樹脂を供給しながら金型Ｋ内に充填する供給動作とを複数回繰り返した後に、射出スクリュ１４を射出ストロークＬｏにおける最前進端位置Ｐｅへ前進させて最終射出動作を経て保圧工程における保圧動作を行うようにしたので、成形品の薄肉部分、表面が重視される部分等に相当する比較的高速充填を必要とする射出ストロークＬｏ内の区間では、射出動作により溶融樹脂を金型Ｋに充填し、また、肉厚部分、その他の部分に相当する射出ストロークＬｏ内の区間では、供給動作により溶融樹脂を金型Ｋに充填して射出量を補いながら成形することができ、外観を良好に仕上げた成形品を確実に得ることができると共に、射出成形機の射出容量の仕様を超える容量を有する成形品であっても、能率良く、容易に成形することができ、成形サイクル時間の短縮を図ることができる。
【００２８】
前記射出スクリュ１４の回転により加熱筒１３の樹脂溜まり部１３ｂに溶融樹脂を供給しながら金型Ｋに充填する供給動作を、射出スクリュ１４が射出ストロークＬｏ内における各目標位置Ｐ１，Ｐ２，・・・Ｐｎに前進した時に開始し、各設定時間ｔ１，ｔ２，・・・ｔｎが経過しまたは射出スクリュ１４が各スクリュ後退位置Ｐ１ａ，Ｐ２ａ，・・・Ｐｎａまで後退した時に終了し、前記供給動作を終了すると同時に射出スクリュ１４の前進による射出動作を開始するようにしたので、射出ストロークＬｏ内における複数の目標位置Ｐ１，Ｐ２，・・・Ｐｎに対応して射出動作と供給動作が的確に繰り返して行われ、金型Ｋの成形キャビティＡに溶融樹脂を忠実に充填することができる。
【００２９】
また、前記最終射出後の保圧工程では、保圧力を任意に複数段に設定できるが、その終段の保圧力よりも高い圧力で射出スクリュ１４に背圧を付加した状態で加熱筒１３の樹脂溜まり部１３ｂへの溶融樹脂の計量動作を行い、加熱筒１３の樹脂溜まり部１３ｂ内への射出スクリュ１４の回転による溶融樹脂の計量を開始する場合には、次の成形サイクルにおける計量時の溶融樹脂に対する背圧が先に金型Ｋに充填された溶融樹脂の最終段の保圧を兼ねることができ、成形サイクル時間の一層の短縮を図ることができる。
なお、前記においては、射出スクリュ１４による射出動作時の各目標位置Ｐ１，Ｐ２，・・・Ｐｎを、射出ストロークＬｏの前進側に射出動作の繰り返し順に進めた位置になるように位置設定器２６ｅに設定した場合を例に挙げて説明した。
【００３０】
なお、前記実施の形態は、前記加熱筒１３内に挿入した射出スクリュ１４を、射出軸用サーボモータ１９の回転をねじ軸１７にナット１６を螺合させたねじ機構２２を介して直線運動に変換して前後進させ、射出スクリュ１４の移動位置を射出軸用サーボモータ１９のエンコーダ１９ａで検出して射出スクリュ１４の動作を制御するようにした電動式射出成形機１において本発明の射出成形方法を実施する場合の例であるが、本発明は、これに限らず、射出スクリュ１４を油圧シリンダで前後進させ、射出スクリュ１４の移動位置を位置センサで直接検出して射出スクリュ１４の動作を制御するようにした油圧式射出成形機において実施することもできる。
【００３１】
また、前記実施の形態は、本発明の射出成形方法をインラインスクリュ式射出成形機において実施する場合の例であるが、本発明は、これに限らず、充填シリンダ内に充填プランジャ（射出部材）が前後進自在に挿入された充填装置と、可塑化加熱筒内に可塑化スクリュを回転自在に挿入された可塑化装置とを備え、可塑化装置の可塑化スクリュを回転させて樹脂材料を可塑化して溶融樹脂を充填シリンダの先端の樹脂溜まり部に供給し、該充填シリンダ内に溶融樹脂を計量し、該計量した溶融樹脂を充填プランジャの前進により金型内へ充填するようにしたプリプラ式射出成形機において実施するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の優れた効果を奏する。
請求項１に係る射出成形機における射出成形方法によれば、射出装置による射出工程において、射出部材の射出ストローク内における目標位置への前進による溶融樹脂の金型への射出動作と、前記目標位置から射出部材の後退位置まで射出部材に背圧を付加した状態で加熱筒内の先端部に溶融樹脂を供給しながら金型へ充填する供給動作とを複数回繰り返し、その後に射出部材の前進による最終射出動作を経て保圧工程における保圧動作を行うようにし、前記複数回の目標位置と後退位置は金型への充填を完了する射出完了位置に向けて次第に前進した位置であると共に、前記後退位置はその直前の前記目標位置よりも計量完了位置側に後退した位置であるようにしたので、成形品の薄肉部分、表面が重視される部分等に相当する比較的高速充填を必要とする射出ストロークの区間では射出動作により溶融樹脂を充填し、また、肉厚部分、その他の部分に相当する射出ストロークの区間では供給動作により溶融樹脂を金型へ充填して射出量を補いながら成形することができ、外観を良好に仕上げた成形品を確実に得ることができると共に、射出成形機の射出容量の仕様を超える容量を有する成形品であっても、能率良く、容易に成形することができ、成形サイクル時間の短縮を図ることができる。
【００３３】
請求項２に係る射出成形機における射出成形方法によれば、供給動作を、射出部材が前記目標位置に前進した時に開始し、設定時間が経過しまたは射出部材が設定距離だけ後退した前記後退位置の時に終了し、供給動作を終了すると同時に次の射出動作を開始するようにしたので、射出部材の射出ストロークの複数に区分されたストローク区分に対応して射出動作と供給動作が的確に繰り返して行われ、金型の成形キャビティに溶融樹脂を忠実に充填することができる。
【００３４】
請求項３に係る射出成形機における射出成形方法によれば、前記保圧工程後に最終段の保圧よりも高い圧力で射出部材に背圧を付加した状態で加熱筒内への溶融樹脂の計量を開始するようにしたので、次の成形サイクルにおける計量時の溶融樹脂に対する背圧が先に金型に充填された溶融樹脂の最終段の保圧を兼ねることができ、成形サイクル時間の一層の短縮を図ることができる。
【００３５】
請求項４に係る射出成形機における射出成形方法によれば、射出成形機は、加熱筒内に射出部材としての射出スクリュが加熱筒の軸方向に移動自在にかつ周方向に回転自在に挿入されたインラインスクリュ式射出成形機からなり、供給動作を、加熱筒の基端側に導入される樹脂を前記射出スクリュの回転で可塑化することにより行うようにしたので、射出ストローク内で射出動作と供給動作を複数回繰り返して行って良質の成形品を得る射出成形方法をインラインスクリュ式射出成形機において容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る射出成形機における射出成形方法を実施する射出成形機の一例を示す系統図である。
【図２】 同じく作用を説明するフロー図である。
【図３】 同じく作用の要部を説明するフロー図である。
【図４】 本発明に係る射出成形機における射出成形方法の一実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 電動射出成形機
３ 射出装置
１３ 加熱筒
１３ｂ 樹脂溜まり部
１４ 射出スクリュ（射出部材）
１９ 射出用電動サーボモータ（射出軸用サーボモータ）
１９ａ エンコーダ（スクリュ位置検出器）
２１ スクリュ回転用電動サーボモータ（スクリュ軸用サーボモータ）
２１ａ エンコーダ（回転速度検出器）
２３ 制御装置
２４ コントローラ
２４ａ メモリ
２４ｂ 時計機能（計時手段）
２６ 表示器
２６ａ 速度設定器
２６ｃ 位置設定器
２６ｄ 区分数設定器
２６ｅ 回転速度設定器
２６ｆ 時間設定器
２６ｇ 切換スイッチ
２７ 射出軸用制御駆動装置
２８ スクリュ軸用制御駆動装置
Ａ 成形キャビティ
Ｋ 金型
Ｐ１，Ｐ２，Ｐｎ 射出スクリュの各前進端位置（各目標位置）
Ｐｅ 射出スクリュの最前進端位置（射出完了位置）
Claims (4)
- 射出装置の加熱筒内の先端部に溶融樹脂を供給して計量し、この計量された溶融樹脂を射出部材によって金型内に射出して成形品を得る射出成形機における射出成形方法において、
前記射出工程において、射出部材の射出ストローク内における目標位置への前進による溶融樹脂の金型への射出動作と、
前記目標位置から射出部材の後退位置まで射出部材に背圧を付加した状態で加熱筒内の先端部に溶融樹脂を供給しながら金型へ充填する供給動作とを複数回繰り返し、
その後に射出部材の前進による最終射出動作を経て保圧工程における保圧動作を行うようにしてなり、
前記複数回の目標位置と後退位置は金型への充填を完了する射出完了位置に向けて次第に前進した位置であると共に、前記後退位置はその直前の前記目標位置よりも計量完了位置側に後退した位置であることを特徴とする射出成形機における射出成形方法。 - 前記供給動作を、射出部材が前記目標位置に前進した時に開始し、設定時間が経過しまたは射出部材が設定距離だけ後退した前記後退位置の時に終了し、供給動作を終了すると同時に次の射出動作を開始することを特徴とする請求項１に記載の射出成形機における射出成形方法。
- 前記保圧工程後に、最終段の保圧よりも高い圧力で射出部材に背圧を付加した状態で加熱筒内への溶融樹脂の計量を開始することを特徴とする請求項１または２に記載の射出成形機における射出成形方法。
- 前記射出成形機は、前記加熱筒内に射出部材としての射出スクリュが加熱筒の軸方向に移動自在にかつ周方向に回転自在に挿入されたインラインスクリュ式射出成形機からなり、前記供給動作を、加熱筒の基端側に導入される樹脂を前記射出スクリュの回転で可塑化することにより行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の射出成形機における射出成形方法。
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