JPH02178014A - 射出工程における圧力切り替え方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、射出成形機において射出工程における速度工
程、充填工程並びに保圧工程の切り替えを原料樹脂の充
填状態に合わせて行うことの出来る射出工程における圧
力切り替え方法及びその装置に関する。

（従来の技術とその問題点） 射出成形機の射出工程では、通常、速度工程、充填工程
並びに保圧工程の３段階の圧力制御が必要である。即ち
、金型内に溶融樹脂が充填完了される直前までの速度工
程の射出速度を設定値通りに確保するために必要なｒ射
出圧１、溶融樹脂を金型やキャビティの細部に至るまで
樹脂充填を完了させるためのｒ充填工程１時に作用させ
るｒ充填圧１、更にキャビティ内に充填完了された溶融
樹脂が溶融状態から固化する過程で収縮して密度変化し
て行くのを補うためのｒ保圧工程Ｊに作用させるｒ保圧
１の３段階の圧力制御が必要である。

従来はこの３段階の圧力制御を、（＾）射出工程から充
填工程への切り替えをスクリュー位置のセンシングによ
って行い、充填工程から保圧工程への切り替え並びに保
圧工程完了をタイマ設定で行うと言う方式や、（Ｂ）射
出工程から充填工程への切り替えをスクリュー位置のセ
ンシング番こよって行い、充填工程から保圧工程への切
り替え並び仁保圧工程完了を樹脂圧センサ（こよみ充填
圧の検出によって行うと言う方式や、（Ｃ）射出工程か
ら充填工程への切り替えをスクリュー位置のセンシング
によって行い、充填工程から保圧工程への切り替えをス
クリューの移動速度の検出によって行い、保圧工程完了
をタイマー設定で行うと言う方式などがあったが、いず
れも金型内での樹脂の状態変化に関係なく制御を成形機
主体で行っていたため成形品の品質がばらつくと言う問
題点があった。

（目　　的） 本発明はかかる従来例の問題点は鑑みてなされたもので
、その目的とする処は金型に充填される樹脂の状態変化
に即応して射出工程を進める事の出来る画期的な射出工
程における圧力切り替え方法及びその装置を提供するに
ある。

（問題点を解決するための手段） 本発明方法は、前記問題点を解決するために１Ｌ１にお
いて； ■樹脂（１０）の注入開始から樹脂充填完了直前の速度
工程と、前記樹脂充填完了直前から樹脂充填完了迄の充
填工程と、樹脂充填完了からゲートシール迄の保圧工程
とで構成される射出工程において、■原料樹脂（１０）
の充填速度が一旦設定速度に到達した後、充填完了につ
れて設定速度から低下（例えば設定速度の５０〜６０％
）し、且つ、樹脂（１０）射出時の負荷圧が上昇過程に
ある事を検出して速度工程から充填工程に切り替え、 ■次いで原料樹脂（１０）の充填速度が低下して低速に
なり、且つ負荷圧が充填設定圧に達した事を検出して充
填工程から保圧工程に切り替える。

と言う技術的手段を採用しており、［！１では；■第１
項の圧力切り替え方法の保圧工程において、スクリュー
（１）の前進速度が低速状態からほとんど停止状態にな
った事を検出してゲートシールと判断し、保圧工程を終
了する。

と言う技術的手段を採用しており、糺１では：Φ金型（
１２）内に樹脂（１０）を注入するための加熱筒（２）
並びにスクリュー（１）と、 ■スクリュー（１）を加熱筒（２）内で往復運動させる
駆動シリンダ（３）と、 ■スクリュー回転用の回転機（４）と、■駆動シリンダ
（３）に圧油を供給する油圧ポンプ（５）と、 ■スクリュー（１）の移動速度と位置とを検出するスク
リューセンサ（６）と、 ■駆動シリンダ（３）への圧油供給量を調節する流量調
整弁（２１）と、 ■圧油圧力を調節する圧力調整弁（））と、■油圧セン
サ（８）並びにスクリューセンサ（６）からの信号を受
けて流量調整弁（２１）並びに圧力Ｗ＠整弁（））とを
制御し、樹脂（１０）の注入開始から樹脂充填完了直前
の速度工程と、前記樹脂充填完了直前から樹脂充填完了
迄の充−填工程と、樹脂充填完了からゲートシール迄の
保圧工程とで構成される射出工程において、原料樹脂（
１０）の充填速度が設定速度にｖＩ３１！した後、設定
速度から低下（例えば設定値の５０〜６０％）し、且つ
、樹脂射出時の負荷圧が上昇過程にある事を検出して速
度工程から充填工程に切り替え、次いで原料樹脂（１０
）の充填速度が低下して低速になり、且つ負荷圧が充填
設定圧に達した事を検出して充填工程から保圧工程に切
り替えるＣ　Ｐ　Ｕ　（９）とで圧力切り替え装置を構
成する。

；という技術的手段を採用している。

（以下余白） （作　　用） ■前進停止位置のスクリュー（１）を回転させて原料供
給ホッパ（１６）から加熱筒（２）に供給された原料樹
脂（１０）を加熱混練し、加熱筒（２）の先端部分に送
り込む。

■原料樹脂（１０）の混練搬送に比例してスクリュー（
１）は次第に後退して行き最終的には後退停止位置に到
達する。

■加熱筒（２）の先端部に溶ＷＩＡ原料樹脂（１０）が
充填され、スクリュー（１）が後端停止位置に到達した
事をスクリューセンサ（６）からの信号でＣＰ　Ｕ　（
９）が確認してスクリュー回転を停止する。

０次の、サイクルでＣＰ　ＴＪ　（９）の射出指令によ
って駆動シリンダ（３）を作動させ、スクリュー（１）
を前方に押し出し、溶融原料樹脂（１０）の金型（１２
）キャビティ（１１）への注入を行う。

■この間流量調整弁（２１）と駆動シリンダ（３）とを
結ぶ圧油ラインには油圧センサ（８）が接続されていて
、キャビティ内の樹脂圧変動に応じた油圧変化を常時検
出し、これを油圧信号としてＣＰ　Ｕ　（９）に刻々入
力する。

■射出工程の第１段階である速度工程では、スクリュー
（１）の前進速度が次第に増加し、ある時間経過後に設
定速度に達する。この速度が速度工程の終了直前（溶融
原料樹脂（１０）のほぼ充填完了直前）才で続くが、充
填完了が近づくにつれてキャビティ内で発生する樹脂流
の抵抗増大のために、スクリュー（１）の前進速度が低
下する。

一方、油圧センサ（８）では検出される油圧は最初スク
リュー（１）の前進開始時に増加するが、ある程度増加
した処でスクリュー（１）が前進して行くと逆に減少し
、その状態が続いた後、充填完了が近付くにつれてキャ
ビティ内で発生する樹脂流の抵抗増大のために再度上昇
に転する。油圧が上昇に転じた時とスクリュー（１）の
前進速度の低下とはほぼ一致するものである。このスク
リュー（１）の前進速度のデータ並びに油圧ｙＲ’＃Ｊ
のデータは刻々Ｃ，ＰＵ（９）に入力されており、スク
リュー（１）による原料樹脂（１０）の実際の充填速度
が設定速度に到達後、例えば設定速度の５０〜６０％〈
第２図のＶ　■）に低下し、且つ、油圧センサ（８）か
らの油圧信号（射出時の負荷圧）が上昇過程にある事を
検出して速度工程の完了とＣＰ　Ｕ　（９）が判断し、
工程を速度工程から充填工程に切り替える。

■充填工程に入ると、スクリュー（１）前進速度は更に
低下し、約Ｉ　ｌ１１ｍ／５ｅｃ（第２図のＶ２）まで
低下する。

一方、油圧は更に上昇を続けた後充填設定圧に到達し、
この状態が保持されるが、前記両信号からスクリュー（
１）の実際の充填速度が例えば約１−ｍ７ｓｅｃの低速
になり、且つ負荷圧が充填設定圧に達した事をＣＰ　Ｕ
　（９）が検出して充填工程から保圧工程に切り替える
。

■保圧工程に切替わると同時にＣＰ　Ｕ　（９）の保圧
指令によって油圧を充填設定圧の例えば６０％にダウン
させ、この状態を保圧工程中保持する。この問スクリュ
ー（１）の前進速度は益々低下してゆくのであるが、最
終的には０．１−ｓ／ｓｅｃ以下の超低速（第２図のＶ
Ｓ）に低下し、ついには単位位置く例えば０゜０１ｍ−
単位）間隔では前進速度変化が零になる。この単位位置
間隔で前進速度が変化しない事を検出してゲートシール
と判断し、保圧工程を完了される。

■保圧工程完了後は、通常の原料チャージと型開、エジ
ェクト並びに型締めとを行い、１サイクルが完了する。

（実　施　例） 以下、本発明を図示実施例に従って詳述する。

第１図は本発明の概略構成図面で、金型（１２）は固定
金型（１３）と可動金１１（１４）とで構成されており
、固定金型（１３）側に加熱筒（２）の先端が圧接され
ている。固定金型（１３）と可動金型（１４）の押圧接
触面には、成形品用のキャビティ（１１）が凹設されて
おり、前記加熱筒（２）の先端とキャビティ（１１）と
がゲート（１５）によって連通している。加熱１！Ｉ（
２）内にはスクリュー（１）が回転自在且つ往復自在に
配設されており、スクリュー（１）の後端にはスクリュ
ー（１）を加熱筒（２）内で往復運動させる駆動シリン
ダ（３）と、スクリュー（１）を回転させるための回転
機（４）とが設置されている０回転機（４）は本実施例
では油圧モータが使用される事になっているが勿論これ
に限られず、電動モータその他回転運動が可能であるも
のは総て使用出来るものである。又、加熱筒（２）の後
端には原料供給ホッパ（１６）がセットされている。前
記駆動シリンダ（３）鎧は圧油を供給する油圧ポンプ（
５）が接続されており、油圧ポンプ（５）はモータ駆動
されている。油圧ポンプ（５）と駆動シリンダ（３）と
の間Ｇこは流量調整弁（２１）が設置されており、更番
こ流量調整弁（２１）に並列・こ圧力調整弁（））が設
置されていて駆動シリンダ（３）の圧油の流量と圧力と
を調整している。前記スクリュー（１）にはスクリュー
（１）の移動速度と位置とを検出するスクリューセンサ
（６）が設置されており、スクリュー（１）の刻々の位
置を検知し、これによりＣＰ　Ｕ　（９）でスクリュー
（１）の移動速度も演算している。スクリューセンサ（
６）は、本実施例ではラック（１））とピニョン（１８
）並びにボリューム（１９）の組み合わせによるいわゆ
るポテンショメータ（２０）が用いられているが、勿論
これに限られずスクリュー（１）の位置と速度を検知す
る事が出来るものであればどのようなものでも良い、又
、駆動シリンダ（３）へ圧油を供給する油圧ラインには
油圧センサ（８）が設置されており、スクリュー（１）
から受ける駆動シリンダ（３）の油圧を刻々検出してい
る。更に、これらスクリューセンサ（６）からの信号並
びに油圧センサ（８）の信号を受けて流量調整弁（２１
）並びに圧力調整弁（））とを制御するためのＣ２０（
９）が成形機に設置されており、これらで射出工程にお
！する３段階の圧力／流量の切り替えを行っているもの
である。

次ぎに本発明における操作について説明する。

射出完了によりスクリュー（１）は前進停止位置に位置
している。この位置から樹脂チャージ工程に入ると回転
機（４）によってスクリュー（１）を回転させ、原料供
給ホッパ（１６）から加熱筒（２）に原料樹脂（１０）
が供給される。供給された原料樹脂（１０）はスクリュ
ー（１）の回転に伴って加熱混線されつつ加熱筒（２）
先端部分に送り込まれるのであるが原料樹脂（１０）の
混線搬送に比例してスクリュー（１）は次第に後退して
行き最終的には後退停止位置に到達する。加熱筒（２）
先端部に溶融原料樹脂（１０）が充填され、スクリュー
（１）が後端停止位置に到達した事をスクリューセンサ
（６）からの信号でＣＰ　Ｕ　（９）が確認してスクリ
ュー回転を停止させる。

次サイクルの射出工程に入ると、駆動シリンダ（３）を
作動させてスクリュー（１）を前方（二押し出し、溶融
原料樹脂（１０）の金型（１２）キャビティ（１１）へ
の注入を行う、このｍ圧力調整弁（ア）仁は設定値射出
圧力が指令され、流量調整弁（２１）には設定射出速度
が指令される。一方、油圧センサ（８）からはキャビテ
ィ内の樹脂圧力変動に応じた油圧変化を常時検出し、こ
れを油圧信号としてＣＰ　Ｕ　（９）に刻々入力してい
る。

さて、射出成形機の射出工程における油圧変動とスクリ
ュー（１）の前進速度との関係は第２図のとおりである
。以下、射出工程を、■速度工程、■充填工程、■保圧
工程に分け、順次説明する。

■速度工程・・・スクリュー（１）の前進速度は次第に
増加しである時間経過後に設定速度に達する。この速度
が速度工程の終了直前（溶融原料樹脂（１０）のほぼ充
填完了直前）まで続くが充填充填完了が近づくにつれて
キャビティ内で発生する樹脂流の抵抗増大のために、ス
クリュー（１）の前進速度が低下する。

一方、油圧センサ（８）で検出される油圧は最初スクリ
ュー（１）の前進開始時に増加するが、ある程度増加し
た処でスクリュー（１）の前進と共に逆に減少し、その
状態が続いた後充填完了が近づくにつれてキャビティ内
で発生する樹脂流の抵抗増大のために再度上昇に転する
。油圧が上昇に転じた時とスクリュー（１）の前進速度
の低下とはほぼ一致するものである。このスクリュー（
１）の前進速度のデータは前記スクリューセンサ（６）
によって刻々ＣＰ　Ｕ　（９）に入力されており、同時
に油圧も前記油圧センサ（８）によって油圧変動のデー
タが刻々ＣＰ　Ｕ　（９）に入力されている。ＣＰＵ（
９）では、スクリュー（１）による原料樹脂（１０）の
実際の充填速度が設定速度に到達後、例えば設定速度の
５０〜６０％（第２図のＶ　＋　）に低下し、且つ、油
圧センサ（８）からの油圧信号（射出時の負荷圧）が上
昇過程にある事を検出して速度工程の完了を検知し、工
程を速度工程から充填工程に切り替える。

■充填工程・・・充填工程では、スクリュー（１）前進
速度は更に低下し、約１　ａｓ／５ｅｅ（第２図のＶｔ
）まで低下する。

一方、油圧は更に上昇を続けた後充填設定圧に到達し、
この状態が保持される。

ＣＰ　Ｕ　（９）では前記両信号からスクリ、：Ｌ−（
１）の実際の充填速度が例えば約１　ｍｓ＋／ｓｅｃの
低速になり、且つ負荷圧が充填設定圧は達した事を検知
して充填工程から保圧工程に切り替える。

■保圧工程・・・保圧工程に切り替えると同時にＣＰ　
Ｕ　（９）の保圧指令によって圧力調整弁（７）の電磁
コイルにかかる電圧が下がって圧力調整弁（ア）による
油圧低下がなされて充填設定圧の例えば６０％のダウン
があり、この状態が保圧工程完了後される。この間スク
リュー（１）の前進速度は益々低下し、最終的には０．
１＋ｓｍ／ｓｅｃ以下の超低速（第２図のＶＳ）に低下
し、ついには単位位置（０，０１ｍ５単位）間隔では前
進速度変化が零番こなり、この単位位置間隔での前進速
度が変化しない事を検出して、ゲートシールと判断して
保圧工程を完了する。

保圧工程完了後は、通常の原料チャージと型開、エジェ
クト並びに型締めとを行い、１サイクルが完了する。

（効　果） 本発明方法では叙上のように、樹脂の注入開始から樹脂
充填完了直前の速度工程と、前記樹脂充填完了直前から
樹脂充填完了迄の充填工程と、樹脂充填完了からゲート
シール迄の保圧工程とで構成される射出工程において、
原料樹脂の充填速度が設定速度に到達した後設定速度か
ら低下（例えば設定値の５０〜６０％）し、且つ、樹脂
射出時の負荷圧が上昇過程にある事を検出して速度工程
から充填工程に切り替え、次いで原料樹脂の充填速度が
低下して低速になり、且つ負荷圧が充填設定圧に達した
事を検出して充填工程から保圧工程に切り替えるので、
金型内での溶融原料樹脂の状態位即応して射出工程を制
御出来る事になり、その結果従来例のように原料樹脂の
状態に関係なく単にスクリューの位置や圧力乃至タイマ
設定で射出制御するものとは違って原料樹脂の可塑化や
射出工程でのバラツキに左右される事がなく、極めて安
定した成形品が得られると言う利点がある。

更に第２項において、スクリューの前進速度が低速状態
からほとんど停止状態になった事を検出してゲートシー
ルと判断し、保圧工程を終了するので、ゲートシール状
態もリアルタイムに正確に検出する事が出来てゲートシ
ール後直ちに原料チャージに移る事が出来、従来のよう
なタイマ設定の場合に比べてロスタイムがなく、その結
果サイクルアップが可能となって省エネルギも実現する
事が出来るものである。その他、成形条件の設定箇所も
少なくなるものである。

又、第３項において、金型内に樹脂を注入するための加
熱筒並びにスクリューと、スクリューを加熱筒内で往復
運動させる駆動シリンダと、スクリュー回転用の回転機
と、駆動シリンダに圧油を供給する油圧ポンプと、スク
リューの移動速度と位置とを検出するスクリューセンサ
と、駆動シリンダへの圧油供給量を調節する流量ｔｌｌ
ｖｉ弁と、圧油圧力を調節する圧力調整弁と、油圧セン
サ並びにスクリューセンサからの信号を受けて流量調整
弁並びに圧力調整弁とを制御し、樹脂の注入開始から樹
脂充填完了直前の速度工程と、前記樹脂充填完了直前か
ら樹脂充填完了迄の充填工程と、樹脂充填完了からゲー
トシール迄の保圧工程とで構成される射出工程において
、原料樹脂の充填速度が設定速度に到達した後設定速度
から低下（例えば設定値の５０〜６０％）し、且つ、樹
脂射出時の負荷圧が上昇過程にある事を検出して速度工
程から充填工程に切り譬え、次いで原料樹脂の充填速度
が低下して低速になり、且つ負荷圧が充填設定圧に達し
た事を検出して充填工程から保圧工程に切り替えるＣＰ
Ｕとで射出成形機の圧力切り替え装置を構成したので、
溶融原料樹脂の実際の充填状態に即応した射出制御を実
現できたものである。

第２図・・・本発明における射出速度実験値と射出圧力
実験値の関係を示すグラフ。

（１）・・・スクリュー　　（２）・・・加熱筒（３）
・・・駆動シリンダ　（４）・・・回転機（５）・・・
油圧ポンプ　　　（６）・・・スクリューセンサ（７）
・・・圧力調整弁　　（８）・・・油圧センサ（９）・
・・ＣＰ　Ｕ　　　　　　（１Ｇ）・・・原料樹脂（１
１）・・・キュビティ　　（１２）・・・金型（１３）
・・・固定金型　　　（１４）・・・可動金型（１５）
・・・ゲート　　　　（１６）・・・原料、供給ホッパ
（１７）・・・ラック　　　　（１８）・・・ピニョン
（１９）・・・ボリューム　　（２０）・・・ポテンシ
ョメータ（２１）・・・流量調整弁

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明の概略ブロック図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂の注入開始から樹脂充填完了直前の速度工程
   と、前記樹脂充填完了直前から樹脂充填完了迄の充填工
   程と、樹脂充填完了からゲートシール迄の保圧工程とで
   構成される射出工程において、原料樹脂の充填速度が設
   定速度に到達した後設定速度から低下し、且つ、樹脂射
   出時の負荷圧が上昇過程にある事を検出して速度工程か
   ら充填工程に切り替え、次いで原料樹脂の充填速度が低
   下して低速になり、且つ負荷圧が充填設定圧に達した事
   を検出して充填工程から保圧工程に切り替える事を特徴
   とする射出工程における圧力切り替え方法。
2. （２）第１項の圧力切り替え方法の保圧工程において、
   スクリューの前進速度が低速状態からほとんど停止状態
   になった事を検出してゲートシールと判断し、保圧工程
   を終了する事を特徴とする射出工程における圧力切り替
   え方法。
3. （３）金型内に樹脂を注入するための加熱筒並びにスク
   リューと、スクリューを加熱筒内で往復運動させる駆動
   シリンダと、スクリュー回転用の回転機と、駆動シリン
   ダに圧油を供給する油圧ポンプと、スクリューの移動速
   度と位置とを検出するスクリューセンサと、駆動シリン
   ダへの圧油供給量を調節する流量調整弁と、圧油圧力を
   調節する圧力調整弁と、油圧センサ並びにスクリューセ
   ンサからの信号を受けて流量調整弁並びに圧力調整弁と
   を制御し、樹脂の注入開始から樹脂充填完了直前の速度
   工程と、前記樹脂充填完了直前から樹脂充填完了迄の充
   填工程と、樹脂充填完了からゲートシール迄の保圧工程
   とで構成される射出工程において、原料樹脂の充填速度
   が設定速度に到達した後設定速度から低下し、且つ、樹
   脂射出時の負荷圧が上昇過程にある事を検出して速度工
   程から充填工程に切り替え、次いで原料樹脂の充填速度
   が低下して低速になり、且つ負荷圧が充填設定圧に達し
   た事を検出して充填工程から保圧工程に切り替えるＣＰ
   Ｕとで構成した事を特徴とする射出成形機の圧力切り替
   え装置。