JPS6317020A - 射出成形機における保圧制御方法 - 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、射出成形機の制御方法に関するもので、特に
、その保圧工程における保圧圧力の大きさを制御する方
法に関するものである。

（従来の技術） 射出成形機は、シリンダ内に貯えられた溶融樹脂を、射
出スクリュの前進によってノズルから射出させ、金型の
キャビティ内に圧入するようにしたものである。金型キ
ャビティ内に充填された溶融樹脂は、その状態で冷却固
化することによって成形品となる。その場合、樹脂は冷
却固化に伴って収縮するので、その収縮分を補う必要が
ある。そこで、射出スクリュは、溶融樹脂が金型キャビ
ティの末端に到達するまで充填される充填工程の後も、
所定の時間、保圧を加えるために前進方向に押圧される
ようになつ１　ている。

この保圧工程は、成形品の品質を決定する重要な要素と
なるので、保圧圧力の大きさは、樹脂の冷却固化状態に
応じて適切な大きさに制御される必要がある。

このように保圧圧力を制御する場合、従来は、タイマを
用い、保圧工程に切り換えられた後、設定時間が経過し
たときに、保圧圧力の大きさを変更するようにしていた
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このようなタイマを用いた保圧制御方法
では、きめ細かく制御しようとすると、多数のタイマを
設けることが必要となり、高価なものとなるばかでなく
、その時間設定等の作業も煩雑となってしまう、そのた
めに、通常は、２〜３段程度の圧力制御しかできないも
のとなっている。

また、樹脂の固化収縮状態は、冷却時間によって一義的
に決定されるものではなく、金型温度や外気温、あるい
は充填時の溶融樹脂温度等によって異なるものとなる。

そのために、保圧工程に切り換えられた後の経過時間に
よって保圧圧力を制御するようにしたものでは、キャビ
ティ内の樹脂の冷却収縮が進行した後に溶融樹脂が充填
されて、成形品にひけや反りが生じたり、樹脂が収縮す
る前に過大な保圧が加えられて過充填状態となり、成形
品にばりが生じたりする恐れがある。このような成形品
の変形やばりの発生は、精密成形を行う上での大きな問
題となる。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、金型キャビティ内の樹脂の冷却固化状
態に応じて保圧圧力がきめ細かく制御されるようにする
ことである。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明では、保圧工程中、
射出スクリュの移力量を検出して、その移動量に応じて
保圧圧力を逐次制御するようにしている。

（作用） このような方法とすることにより、金型キャビティ内の
樹脂の冷却固化が進行して樹脂が収縮すると、その収縮
量に応じて射出スクリュが移動するので、そのときのス
クリュ移動量によって樹脂の冷却固化状態が把握される
ことになる。したがって、そのスクリュ移動量に応じて
保圧圧力を制御することにより、その保圧圧力は、金型
キャビティ内の樹脂の冷却固化の進行に伴って正しく制
御されるようになる。

そして、保圧圧力を切り換えるスクリュ位置間隔を細か
く設定することにより、きめの細かい保圧圧力の制御が
可能となる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

図中、第１図は、本発明による保圧制御方法を実施する
ための制御装置の一例を示すブロック図である。

この図から明らかなように、射出成形機のシリンダ１内
には１回転機（図示せず）によって回転駆動され、射出
用油圧シリンダ２によって前進駆動される射出スクリュ
３が挿入されている。シリンダｌの前端には射出ノズル
４が設けられており、スクリュ３の前進によって、シリ
ンダｌ内に貯えられた溶融樹脂がそのノズル４を通して
射出され、型締め装置（図示せず）によって型締めされ
た金型５のキャビティ６内に充填されるようになってい
る。

射出用油圧シリンダ２は、油圧源７から供給される油圧
によって作動されるようになっている。その油圧の大き
さは、電磁比例式圧力制御弁８によって充填工程及び保
圧工程においてシーケンシャルに制御されるようになっ
ている。

射出用油圧シリンダ２のピストン２ａとスクリュ３とを
結ぶスクリュ駆動軸９には、その駆動軸９の移動量、す
なわちスクリュ３の位置を検出し得るエンコーダ等から
なる位置検出器１０が設けられている。この位置検出器
１０は、検出されたスクリュ３の位置を内部で符号化し
、ディジタル値として出力するものとされている。この
位置検出器１０の出力信号は、切換器１１に入力される
ようになっている。

切換器１１には、間隔設定器１２からの出力信号も入力
されるようになっている。この間隔設定器１２は、保圧
圧力を切り換えるべきスクリュ３の位置間隔を、成形条
件等に応じてあらかじめ設定しておくもので、例えば１
＋ｓｍあるいは２ｔ＋ｗのスクリュ移動間隔ごとにディ
ジタル信号を出力するものとされている。切換器１１に
おいては、位置検出器１０と間隔設定器１２どの出力値
が逐次ディジタル比較され、スクリュ３が間隔設定器１
２に設定された間隔だけ移動するごとに、多段リレーコ
イル１３重　。

１３２　、・・・、１３ｎの励磁を順番に切り換えるよ
うにされている。

リレーコイル１３．〜１３ｎは、それぞれその励磁によ
って、対応する常開型のリレー接点１４１　．１４２　
　、・・・、１４ｎを閉じるものとされている。これら
のリレー接点１４．〜１４ｎは、多段ポテンショメータ
１５．．１５．。

・・・、１５ｎにそれぞれ接続されている。このポテン
ショメータ１５．〜１５ｎは、各スライダの位置を調整
することによって、その出力電圧をそれぞれ任意に設定
し得るものである。

そして、その出力電圧が、それぞれリレー接点１４ｔ〜
１４ｎを介して増幅器１６に入力されるようになってい
る。

増幅器１６には、射出用油圧シリンダ２に供給される油
圧を検出する圧力ヘッド１７からの出力信号も入力され
るようになっている。そして、この増幅器１６において
、ポテンショメータ１５１〜１５ｍに設定された設定値
と圧力へラド１７により検出された実際の圧力検出値と
が比較され、常に設定された圧力となるように修正され
た圧力信号を電磁比例式圧力制御弁８に供給するように
されている。圧力制御弁８は、この増幅器１６からの圧
力信号に従って設定圧力が切り換えられ、射出用油圧シ
リンダ２に供給される油圧を制御するようにされている
。

このように構成された射出成形機により成形品を射出成
形するときには、まず、その金型５の形状や成形条件等
に応じて最適な射出スクリュ３の位置と保圧圧力との関
係線図を求めておく、ここでは、その線図が第２図に実
線で示されているような曲線であったとする０次に。

その保圧工程の間に移動するスクリュ３の移動量文をｎ
等分する。そして、第２図の線図により、スクリュ３の
位Ｉｔ　ｋｕ／ｎ　（ｋ＝０．１，２゜・・・、ｎ−１
）における保圧圧力Ｐ１　　＋　Ｐ２　　＋・・・。

Ｐｎを求める。

次いで、このようにして求められたスクリュ３の制御位
置間隔１　／　ｎを間隔設定器１２に設定するとともに
、各保圧圧力Ｐ１　　、Ｐ２　＊・・・。

Ｐｎを電圧値としてポテンショメータ１５．。

１５２　、・・・、１５ｎにそれぞれ設定する。

この状悪で射出スクリュ３を回転させると、可塑化混練
された溶融樹脂がシリンダ１の前部に貯えられ、それに
伴ってスクリュ３が後退すｂる。そして、溶融樹脂量が
所定量に達すると、油圧源７から射出用油圧シリンダ２
に高圧の油圧が加えられ、スクリュ３が急速に前進駆動
される。それによって、溶融樹脂が金型５のキャビティ
６内に充填される。

このような充填工程が完了すると、スクリュ３は所定の
位置に達する。そこで、その位置が位置検出器ｌＯによ
って検出され、保圧工程に切り換えられる。この保圧工
程への切り換えは、スクリュ３の速度減少信号あるいは
圧力へラド１７の圧力信号等によって行われることもあ
る。

保圧工程に入ると、まず、位置検出器１０の出力値がＯ
にセットされ、切換器１１が作動して、第１番目のリレ
ーコイル１３．を励磁する。すると、第１番目のリレー
接点１４．が閉じられ、ポテンショメータ１５．に設定
された保圧初期圧力Ｐ１に相当する電圧信号が増幅器１
６に送られる。それによって、電磁比例式圧力ｒｆＡ御
弁８の設定圧力が切り換えられ、射出用油圧シリンダ２
に圧力Ｐ鴛の油圧が加えられるようになる。この油圧は
圧力ヘッド１７によって検出され、増幅器１６に戻され
てフィードバック制御される。

こうして、保圧初期圧力の大きさがＰＫに制御される。

そして、その保圧圧力Ｐ１によって射出スクリュ３が前
進方向に押圧され、金型キャビティ６内の樹脂の冷却収
縮に伴って徐々に前方に移動する。その移動量は位置検
出器１０によって検出され、その検出値が切換器１１に
入力される。一方、間隔設定器１２からは、設定移動量
であるスクリュ位置間隔ｕ／ｎの値が切換器１１に入力
されている。

スクリュ３が移動して、位置検出器ｌＯの検出値と間隔
設定器１２の設定値とが一致する位置まで達すると、切
換器１１は、第１番目のリレーコイル１３．の励磁を停
止して、第２番目のリレーコイル１３２を励磁するよう
に作動する。それによって、第１番目のリレー接点１４
１が開かれるとともに、第２番目のリレー接点１４２が
閉じられ、ポテンショメータ１５２に設定された保圧圧
力Ｐ２に相当する電圧が増幅器１６に送られるようにな
る。したがって。

圧力制御弁８の設定圧力がＰ２に切り換えられ、射出用
油圧シリンダ２に保圧圧力Ｐ２の油圧が加えられるよう
になる。

金型キャビティ６内の樹脂の冷却収縮が進行して、スク
リュ３が更にｌ　／　ｎだけ移動すると、位置検出器１
０の検出値と間隔設定器１２の設定値とが再び一致する
。すると、切換器１１が作動して、第２番目のリレーコ
イル１３２を消磁するとともに、第３番目のリレーコイ
ル１３３を励磁する。その結果、保圧圧力がＰ３の大き
さに制御される。

このようにして、射出スクリュ３の移動量に応じて、保
圧圧力が逐次あらかじめ設定された大きさに制御される
。そして、保圧工程に入ってからのスクリュ３の移動量
が文に達すると、保圧圧力は０に切り換えられる。すな
わち、保圧工程が完了する。

このような制御を行うことにより、保圧圧力は、第２図
に点線で示されているように、階段状に制御されるよう
になる。すなわち、スクリュ３の位置に応じて最適の保
圧圧力線図に近似した、保圧圧力の制御が行われるよう
になる。リレー１３１〜１３ｎ　、１４１〜１４ｎ及び
ポテンショメータ１５１〜１５ｎの数をより多段として
、制御されるスクリュ位置間隔をより細かくすれば、一
層その保圧圧力線図に近い制御を行うことができる。

なお、上記実施例においては、射出スクリュ３が一定間
隔だけ移動するごとに保圧圧力の大きさを切り換え制御
するものとしているが、その制御されるスクリュ３の位
置間隔を可変とすることもできる。そのためには、間隔
設定器１２に、制御すべき時点におけるスクリュ位置を
すべて設定しておくようにすればよい、そのようにすれ
ば、保圧変化の激しいところでは細かく制御し、保圧変
化のゆるやかなところでは大きな間隔で制御するように
することができ。

一定数のリレー及びポテンショメータを用いるだけで、
より正確な制御を行うことが可能となる。

また、保圧を切り換える手段としても、上記実施例のよ
うな接点式リレーのほか、無接点リレー等を用いること
もできる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、保圧
工程中、射出スクリュの移動量に応じて保圧圧力の大き
さを制御するようにしているので、金型キャビティ内の
樹脂の冷却固化状態に応じてきめ細かく制御された保圧
圧力を加えることが可能となり、射出成形による成形品
の品質を向上させることができるようになる。

したがって、精密成形を行う上で、極めて有益なものと
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明による保圧制御方法を実施するための
射出成形機の制御装置の一例を示すブロック図、 第２図は、その作用を説明するための保圧圧力線図であ
る。 ｌ・・・シリンダ ２・・・射出用油圧シリンダ ３・・・射出スクリュ　　　　　　５・・・金型６・・
・キャビティ　　　　　　　７・・・油圧源８・・・電
磁比例式圧力制御弁 １０・・・位置検出器　　　　　　１１・・・切換器１
２・・・間隔設定器 １３、〜１３ｎ・・・リレーコイル １４電〜１４ｎ・・・リレー接点 １５、〜１５ｎ・・・ボテンシ式メータ特許出願人　株
式会社日木製鋼所 代　理　人　　弁理士　　森　下　端　侑第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 射出成形機の保圧工程の期間中、射出スク リュの移動量を検出して、 そのスクリュがあらかじめ設定された量だけ移動するご
   とに、保圧圧力をあらかじめ設定された大きさに制御す
   ることを特徴とする、 射出成形機における保圧制御方法。