JPH0516201A

JPH0516201A - 射出成形機

Info

Publication number: JPH0516201A
Application number: JP3192735A
Authority: JP
Inventors: Yoshiya Taniguchi; 吉哉谷口
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 1991-07-08
Filing date: 1991-07-08
Publication date: 1993-01-26
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JP2828801B2

Abstract

(57)【要約】【目的】充填圧力（負荷圧）制御を優先した射出・充
填（１次射出）と、射出速度制御を優先した射出・充填
（１次射出）とが、同一のマシンで選択的にとり得るこ
と。【構成】射出シリンダ５の前進用油室へ供給する油圧
を制御する負荷圧制御弁６を設け、１次射出行程を、負
荷圧にかかわりなく、位置に応じて設定された速度に基
づく流量制御弁３による速度制御によって射出・充填行
程を実行するか、もしくは速度にかかわりなく、位置に
応じて設定された設定負荷圧に基づく負荷圧制御弁６に
よる圧力制御によって実行するかを、選択可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出シリンダ（油圧シ
リンダ）を射出用アクチュエータとする射出成形機に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】該種油圧駆動式の射出成形機において
は、型締シリンダ（油圧シリンダ）によって型締を行な
い、この後の適宜射出タイミングで、射出シリンダ（油
圧シリンダ）によって溶融樹脂を型締された金型内の成
形空間（キャビティ）ヘ射出・充填するようにしてい
る。

【０００３】図３は、斯る従来の射出成形機の射出シリ
ンダ系統の油圧回路を示す図で、同図において、１は油
圧ポンプ、２は圧力制御弁（電磁比例リリーフ弁）、３
は流量制御弁、４は方向切替弁、５は射出シリンダ（油
圧シリンダ）である。上記射出シリンダ５のピストンロ
ッド５ａには、インラインスクリュータイプの射出成形
機においては図示していないが公知のように、加熱シリ
ンダ内に配設されたスクリューの根本部分が適宜連結手
段を介して連結されている。

【０００４】図３の構成において、型締完了後の所定秒
時をおいたタイミングで、前記方向切替弁４が中立位置
から左位置に切替えられて、前記油圧ポンプ１からの圧
油が射出シリンダ５の前進用油室に供給され、これによ
って、前記ピストンロッド５ａと共に図示せぬスクリュ
ーが一体となって前進し、溶融樹脂が同じく図示せぬ加
熱シリンダ先端のノズルから型締された金型間のキャビ
ティ（成形空間）に射出・充填される。そして、このス
クリュー前進による射出・充填行程（１次射出行程）に
よってキャビティ内に溶融樹脂を充填し終わると、公知
の保圧行程（２次射出行程）に切替えられて、スクリュ
ーの押圧力によってキャビティの溶融樹脂に所定の保圧
圧力をかけ、樹脂の冷却固化に伴う収縮等を補うように
される。

【０００５】ところで、上記した射出・充填行程（１次
射出行程）期間中は、従来、射出速度を重視することが
多く、このため、射出・充填行程期間は、スクリュー
（射出シリンダ５のピストンロッド５ａ）の前進位置
（ストローク）に応じて設定された設定速度に従うよう
に、射出速度を前記流量制御弁３によってコントロール
するようにしていた。また、前記保圧行程は圧力制御を
重視するため、公知の保圧切替え点以降は、時間による
圧力制御を前記圧力制御弁２によって行うようにしてい
る。

【０００６】図４は、図３の構成によって射出を行った
際の射出速度と負荷圧（射出シリンダ５の前進用油室の
圧力）との関係を示すグラフ図である。同図に示すよう
に、射出・充填行程期間においては速度制御を行ってい
るため、速度の実測データは同図の実線に示すように各
ゾーンＡ’，Ｂ’，Ｃ’毎に設定された設定速度値にほ
ぼ倣った特性カーブを示す。一方、このように射出・充
填行程期間においては速度を優先した制御を行っている
ため、換言するなら負荷圧にかかわりなく位置による速
度制御を行っているので、負荷圧を正確にはコントロー
ルできない。また、流量制御弁３の上流側圧力を下流側
圧力よりも相当大きくする（所謂差圧を大きくする）
と、充填途上中には負荷圧は射出・充填行程時の最適充
填圧を超えないが、キャビティ内に樹脂が行きわたった
（つまった）充填完了の手前からは負荷反力（樹脂圧
力）が高まるため、負荷圧は急速に大きくなって射出・
充填行程時の最適充填圧を上回ってしまうことが多い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術にお
いては、射出・充填行程（１次射出行程）時には速度を
優先した制御を行っているので、射出速度を重視する成
形品、換言するならレンズ、家電製品等のように寸法精
度や外観（ウエルドライン，フローマーク，シルバー
等）を重視する成形品の製造には好適である。

【０００８】しかしながら、射出・充填行程期間中には
負荷圧を正確にはコントロールできないので負荷圧が安
定せず、従って成形品密度がバラツキ易く、充填圧力
（負荷圧）を重視する成形品、換言するならＣＤ、薄肉
製品等のように重量精度や変形（ソリ等）防止を重視す
る製品には適さないという問題があった。また、射出・
充填行程（１次射出行程）時に速度を優先した制御を行
っているので、保圧切替え点近傍では負荷圧が最適充填
圧を大きく上回る傾向があり、充填圧が過剰となって成
形品にバリが発生し易く、且つ、キャビティ内のゲート
に近い部分の密度が過剰となるためソリも発生し易く、
斯様なバリ、ソリ等による成形品不良が発生し易いとい
う問題もあった。さらに、保圧切替え点近傍では負荷圧
が最適充填圧を大きく上回っているため、保圧行程に入
ってから負荷圧が保圧設定値に落着くまでの時間Ｔ₂ が
比較的大きく且つ安定しないため、この点でも薄肉成形
品の品質に悪影響を与えるという問題があった。

【０００９】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、重量精度や変形（ソリ等）防
止を重視する成形品のための充填圧力（負荷圧）制御を
優先した射出・充填（１次射出）と、寸法精度や外観を
重視する成形品のための射出速度制御を優先した射出・
充填（１次射出）とが、同一のマシンで選択的にとり得
る射出成形機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、油圧ポンプもしくはアキュームレータか
らの圧油を、流量制御弁を介して射出シリンダに供給し
て射出を行う射出成形機において、流量制御弁と射出シ
リンダとの間の油路に負荷圧制御弁を設け、キャビティ
内に溶融樹脂を射出・充填する１次射出行程を、負荷圧
にかかわりなく、射出シリンダのピストンロッドの前進
位置に応じて設定された速度に基づく流量制御弁による
速度制御によって射出・充填行程を実行するか、もしく
は速度にかかわりなく、射出シリンダのピストンロッド
の前進位置に応じて設定された設定負荷圧に基づく負荷
圧制御弁による圧力制御によって実行するかを、選択可
能であるように構成される。

【００１１】

【作用】射出シリンダの前進用油室に供給する油圧をコ
ントロールする電磁比例リリーフ弁よりなる負荷圧制御
弁を設け、充填圧力（負荷圧）を重視する成形品を製造
する際には流量制御弁を開放状態にして、１次射出行程
（射出・充填行程）を、負荷圧制御弁によって、速度に
かかわりなく、油圧シリンダのピストンロッドの前進位
置に応じて設定された各設定負荷圧に基づく圧力制御に
よって実行する。これによって、１次射出行程区間にお
いては、射出シリンダへ供給される油圧（負荷圧）が、
設定された負荷圧に一致するような圧力制御に基づく射
出・充填が行われ、射出速度は負荷圧に依存する形で間
接的にコントロールされる。この結果、１次射出行程
（射出・充填行程）中における射出速度の正確な制御は
行えないが、負荷圧は設定負荷圧にほぼ倣う形で１次射
出行程（射出・充填行程）の全区間中、常時良好なもの
に安定し、従って充填圧が安定して（金型内樹脂圧が安
定して）成形品密度のバラツキがなくなって製品重量精
度が向上し、且つソリ等の変形の発生も可及的に抑止可
能となる。すなわち、薄肉製品等を高品質で歩留まり良
く製造可能となる。また、キャビティ内に樹脂が行きわ
たった（つまった）充填完了の手前から負荷反力（樹脂
圧力）が高まっても、射出シリンダへ供給される油圧
（負荷圧）が設定負荷圧を超えることがなく（過剰充填
圧となることがなく）、さらに保圧行程に入ってから保
圧設定値に落着くまでの時間も安定するので、バリやソ
リの発生もなく、総じて、成形品密度が安定して薄肉成
形品等の品質が向上する。

【００１２】一方、射出速度を重視する成形品を製造す
る際には、負荷圧制御弁の上限規制値を最大に設定し
て、１次射出行程（射出・充填行程）を、流量制御弁に
よって、負荷圧にかかわりなく、油圧シリンダのピスト
ンロッドの前進位置に応じて設定された各設定速度に基
づく速度制御によって実行する。これによって、１次射
出行程区間においては、射出シリンダのピストンロッド
の前進速度が、設定された射出速度に一致するような速
度制御に基づく射出・充填が行われる。この結果、１次
射出行程（射出・充填行程）中における負荷圧の正確な
制御は行えないが、射出速度は設定速度にほぼ倣う形で
１次射出行程（射出・充填行程）の全区間中、常時良好
なものに安定し、従って最後まで射出速度が安定して
（金型内での溶融樹脂の流動挙動が安定して）、寸法精
度が安定し、且つ、ウェルドラインやフローマーク等の
外観不良の発生も可及的に抑止可能となる。すなわち、
家電製品等の寸法精度と外観とを重視する成形品を歩留
まり良く製造可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の１実施例を図１および図２に
よって説明する。図１は本実施例に係る射出成形機の射
出シリンダ系統の油圧回路を示す説明図であり、図２は
射出・充填行程時の負荷圧（射出シリンダ５の前進用油
室の圧力）と射出速度との関係を示すグラフ図である。

【００１４】図１において、１，２，３，４，５，５ａ
は、前記図３の構成とそれぞれ均等な油圧ポンプ，圧力
制御弁（電磁比例リリーフ弁），流量制御弁，方向切替
弁，射出シリンダ（油圧シリンダ），ピストンロッドで
あり、６は、流量制御弁３と射出シリンダ５の前進用油
室との間の油路（流量制御弁３から見た下流側の油路）
に設置された電磁比例リリーフ弁よりなる負荷圧制御弁
であり、また、７は、ピストンロッド５ａの位置を検出
する射出ストローク検出センサ（例えばエンコーダ）で
ある。

【００１５】上記した電磁制御弁群２，３，４，６は、
マシン全体の制御を司る図示せぬマイクロコンピュータ
（マイコン）によって、それぞれ適宜ドライバ回路を介
して独立してコントロールされるようになっており、マ
イコンの指令に応じて、流量制御弁３よる速度（速度に
対応する流量）や圧力制御弁２，６による油圧上限規制
値を可変設定できるようになっており、また、方向切替
弁４の切替え位置が選択できるようになっている。な
お、前記射出ストローク検出センサ７による計測データ
は、上記したマイコンに取り込まれ射出ストローク（位
置）が認知されるようになっている。

【００１６】ここで、本実施例においては、負荷圧制御
弁６が、流量制御弁３よりも下流側の油路で射出シリン
ダ５の前進用油室と直結する形で付加・設置されている
ので、流量制御弁３による速度を優先した射出・充填制
御を行わない時には、圧力制御弁２を最大圧力、流量制
御弁３を最大流量に設定することにより、負荷圧制御弁
６で可変設定される油圧上限規制値に従った油圧（負荷
圧）を優先した射出・充填（１次射出）制御を行うこと
が可能になっている。また、負荷圧制御弁６による圧力
を優先した射出・充填制御を行わない時には、負荷圧制
御弁６を最大圧力に設定することにより、流量制御弁３
で可変制御される流量値に従った射出速度を優先した射
出・充填（１次射出）制御を行うことが可能になってい
る。次に、上記構成に基づく１次射出（射出・充填）動
作を説明する。

【００１７】〈圧力（負荷圧）制御を優先した１次射出
動作〉圧力（負荷圧）制御を優先した１次射出を行う際
には、少なくとも１次射出期間中は、前記したマイコン
によって、圧力制御弁２は最大圧力、流量制御弁３は最
大流量に設定される。

【００１８】いま、型締完了後の所定秒時をおいたタイ
ミングで、前記方向切替弁４が中立位置から左位置に切
替えられて、前記油圧ポンプ１からの圧油が射出シリン
ダ５の前進用油室に供給され、これによって、前記ピス
トンロッド５ａと共に図示せぬスクリューが一体となっ
て前進し、溶融樹脂が同じく図示せぬ加熱シリンダ先端
のノズルから型締された金型間のキャビティ（成形空
間）に射出・充填され始める。この射出・充填行程（１
次射出行程）時には、図２に示すように射出・充填区間
（射出ストローク）を任意に分割した各ゾーンＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄごとで予め設定された設定負荷圧と、前記射出ス
トローク検出センサ７による前進位置検出情報とに基づ
き、前記したマイコンの指令で負荷圧制御弁６による上
限規制値が可変制御され、これによって負荷圧（射出圧
力たる充填圧）を制御することによる射出・充填行程が
実行される。すなわち、図２に示すように射出・充填行
程（１次射出行程）区間では、射出速度にかかわりな
く、設定負荷圧にほぼ倣うような圧力制御によって射出
・充填行程を実行させ、これにより射出・充填行程（１
次射出行程）中には、負荷圧を設定負荷圧に一致させて
安定した充填圧を維持するようになっている。なお、設
定された負荷圧に一致するような圧力制御に基づく射出
・充填を行うと、射出速度は負荷圧に依存する形で間接
的にコントロールされる。よって、設定負荷圧を任意の
特性線に設定することによって、正確ではないが或る程
度所望の射出速度カーブを得ることができる。

【００１９】そして、前記ピストンロッド５ａが射出・
充填行程区間の終端位置に至ったこと（保圧切替え点に
至ったこと）が、前記射出ストローク検出センサ７によ
って検知されると、前記マイコンは、時間による圧力制
御を行う保圧行程に入り、負荷圧制御弁６の上限制限値
を保圧設定値に制御して所定時間の保圧行程が実行され
る。この際、保圧切替え点での負荷圧は各ショット毎で
常に、射出・充填行程区間の終端位置の設定負荷圧にほ
ぼ一致した値で一定しているので、保圧行程に入ってか
ら負荷圧が保圧設定値に落着くまでの時間Ｔ₁ は、従来
に比して安定し且つ短いものとなる。

【００２０】このように、射出・充填（１次射出）行程
を負荷圧優先制御で行うと、射出・充填行程中の充填圧
が安定して、且つ充填完了に近づいても充填圧が適正値
を超えることがなく、また、保圧行程に入ってから保圧
設定値に落着くまでの時間が安定する。従って、成形品
密度が安定し、ソリ、バリのない良好な成形品を製造す
ることが可能となり、以って、重量精度や変形（ソリ
等）防止を重視する薄肉製品等を、高品質で歩留まり良
く製造可能となる。また、１次射出行程（射出・充填行
程）とこれに続く２次射出行程（保圧行程）を共に圧力
制御で行っているので（１次射出行程終端の負荷圧が一
定しているので）、１次射出行程から２次射出行程への
切替え点の設定にさほど厳密な値を必要とせず、１次射
出行程から２次射出行程への切替え点の設定が至って簡
単・容易となる。

【００２１】〈射出速度制御を優先した１次射出動作〉
射出速度制御を優先した１次射出を行う際には、１次射
出期間中は、前記したマイコンによって負荷圧制御弁２
の上限値は最大圧力に設定され、この間負荷圧制御弁２
は管路の破損を防止する単なる安全弁としてのみ機能す
るようにされる。

【００２２】そして、この際も同様に型締完了後の所定
秒時をおいたタイミングで、前記方向切替弁４が中立位
置から左位置に切替えられて、前記油圧ポンプ１からの
圧油が射出シリンダ５の前進用油室に供給され、これに
よって、前記ピストンロッド５ａと共に図示せぬスクリ
ューが一体となって前進し、溶融樹脂が同じく図示せぬ
加熱シリンダ先端のノズルから型締された金型間のキャ
ビティ（成形空間）に射出・充填され始める。この射出
・充填行程（１次射出行程）時には、前記図４に示すよ
うに射出・充填区間（射出ストローク）を任意に分割し
た例えばゾーンＡ’，Ｂ’，Ｃ’ごとで予め設定された
設定速度と、前記射出ストローク検出センサ７による前
進位置検出情報とに基づき、前記したマイコンの指令で
流量制御弁３による流量規制値が可変制御され、これに
よって射出速度を制御することによる射出・充填行程が
実行される。すなわち、図４に示すように射出・充填行
程（１次射出行程）区間では、負荷圧にかかわりなく、
設定射出速度にほぼ倣うような速度制御によって射出・
充填行程を実行させ、これにより射出・充填行程（１次
射出行程）中には最後まで、射出速度を設定速度に一致
させて安定した射出速度を維持するようになっている。

【００２３】この後、前記ピストンロッド５ａが射出・
充填行程区間の終端位置に至ったこと（保圧切替え点に
至ったこと）が、前記射出ストローク検出センサ７によ
って検知されると、同様に前記マイコンは、時間による
圧力制御を行う保圧行程に入り、負荷圧制御弁６の上限
制限値を保圧設定値に制御して所定時間の保圧行程が実
行される。

【００２４】このように、射出・充填（１次射出）行程
を速度優先制御で行うと、射出速度は設定速度にほぼ倣
う形で１次射出行程（射出・充填行程）の全区間中、常
時良好なものに安定し、従って最後まで射出速度が安定
する。このため、金型内での溶融樹脂の流動挙動が安定
して、以って寸法精度が安定し、且つ、ウェルドライン
やフローマーク等の外観不良の発生も可及的に抑止可能
となる。すなわち、家電製品等の寸法精度と外観とを重
視する成形品を歩留まり良く製造可能できる。

【００２５】なお、上記した実施例においては、射出用
の圧油供給源として油圧ポンプを用いているが、これを
射出専用の圧油供給源としてのアキュームレータに代替
可能であること当業者には自明である。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、重量精度
や変形（ソリ等）防止を重視する成形品のための充填圧
力（負荷圧）制御を優先した射出・充填（１次射出）
と、寸法精度や外観を重視する成形品のための射出速度
制御を優先した射出・充填（１次射出）とが、同一のマ
シンで選択的にとり得るので、１台のマシンで汎用性の
高い成形を行うことが可能となり、その産業的価値は多
大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る射出成形機の射出シリ
ンダ系統の油圧回路を示す説明図である。

【図２】本発明の１実施例による充填圧力（負荷圧）制
御を優先した場合の１次射出行程時の負荷圧と射出速度
を示すグラフ図である。

【図３】従来例に係る射出成形機の射出シリンダ系統の
油圧回路を示す説明図である。

【図４】従来の射出・充填行程時の射出速度と負荷圧を
示すグラフ図である。

【符号の説明】

１油圧ポンプ２圧力制御弁３流量制御弁４方向切替弁５射出シリンダ５ａピストンロッド６負荷圧制御弁７射出ストローク検出センサ

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】油圧ポンプもしくはアキュームレータか
らの圧油を、流量制御弁を介して射出シリンダに供給し
て射出を行う射出成形機において、前記流量制御弁と前記射出シリンダとの間の油路に負荷
圧制御弁を設け、キャビティ内に溶融樹脂を射出・充填
する１次射出行程を、負荷圧にかかわりなく、前記射出
シリンダのピストンロッドの前進位置に応じて設定され
た速度に基づく前記流量制御弁による速度制御によって
射出・充填行程を実行するか、もしくは速度にかかわり
なく、前記射出シリンダのピストンロッドの前進位置に
応じて設定された設定負荷圧に基づく前記負荷圧制御弁
による圧力制御によって実行するかを、選択可能とされ
たことを特徴とする射出成形機。