JP2804191B2 - 射出圧力制御装置 - Google Patents

射出圧力制御装置

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JP2804191B2 JP3322693A JP32269391A JP2804191B2 JP 2804191 B2 JP2804191 B2 JP 2804191B2 JP 3322693 A JP3322693 A JP 3322693A JP 32269391 A JP32269391 A JP 32269391A JP 2804191 B2 JP2804191 B2 JP 2804191B2
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    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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    • B29C45/77Measuring, controlling or regulating of velocity or pressure of moulding material
    • B29C2045/773Zero point correction

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、射出圧力制御装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、加熱シリンダ内で加熱され流動化
された樹脂を高圧で金型内に射出し、その中で冷却し、
固化又は硬化させ、次いで金型を開いて成形品を取り出
すようにした射出成形機においては、加熱シリンダ内に
スクリュが回転自在かつ進退自在に支持されており、ス
クリュを前進させることによって射出を行うことがで
き、スクリュを回転させながら後退させることによって
計量を行うことができるようになっている。
【0003】図2は従来の射出成形機の射出装置の概略
図である。図において、1は加熱シリンダ、2は該加熱
シリンダ1内に回転自在かつ進退自在に配設されるスク
リュ、3は上記加熱シリンダ1の先端に形成されるノズ
ル部、4は上記スクリュ2が後退する際に加熱シリンダ
1内にペレット状の樹脂5を供給するためのホッパであ
る。樹脂5はスクリュ2の溝に沿って前進する間に加熱
シリンダ1によって加熱され、溶融してノズル部3の先
端に溜められる。
【0004】また、11は上記加熱シリンダ1が取り付
けられる前方射出サポート、17は該前方射出サポート
11に対して所定の間隔を置いて配設された後方射出サ
ポート、18は上記スクリュ2の後端に接続されたドラ
イブシャフトである。上記前方射出サポート11及び後
方射出サポート17は、それぞれボルトを介して図示し
ないスライドベースに固定されていて、両者間には水平
方向にガイドバー21が架設される。
【0005】上記前方射出サポート11及び後方射出サ
ポート17の間には、プレッシャプレート30が上記ガ
イドバー21に沿って進退可能に配設され、上記プレッ
シャプレート30に上記ドライブシャフト18がベアリ
ング31を介して回転自在に支持される。32はスクリ
ュ回転用プーリであり、スクリュ回転用モータ33に連
結されていて、計量時において駆動されてスクリュ2を
後退させる。
【0006】34はベアリング35を介して上記後方射
出サポート17に回転自在に支持されるボールねじであ
る。該ボールねじ34は、前端においてボールナット3
7に螺合させられる。該ボールナット37は、上記ガイ
ドバー21に沿って摺動自在に配設されたスライドプレ
ート38に固定されている。上記プレッシャプレート3
0とスライドプレート38間にはロードセル39が配設
されていて、上記ボールねじ34を回転させることによ
って上記プレッシャプレート30を前後に移動させるこ
とができる。
【0007】そのため、上記ボールねじ34の後端には
射出用プーリ40が取り付けられ、タイミングベルト4
1、プーリ42を介して射出用モータ43に連結されて
いて、該射出用モータ43の駆動力が上記ボールねじ3
4に伝達されるようになっている。ところで、上記構成
の射出成形機の射出装置においては、上記射出用モータ
43を駆動して射出用プーリ40を回転させ、プレッシ
ャプレート30を介してスクリュ2を前進させて射出を
行うが、この時発生する射出力を求めることによって、
精密かつ再現性のよい射出工程及び保圧工程を実現する
ことができる。
【0008】そのため、上記プレッシャプレート30と
ボールナット37間にロードセル39が設けられてい
る。上記ボールねじ34を回転させてボールナット37
を移動させると、上記プレッシャプレート30及びスク
リュ2が前進するとともに、加熱シリンダ1内の樹脂に
よる反力が発生して上記ロードセル39が押圧される。
この時、上記ロードセル39のひずみが電気信号に変換
され、該電気信号によって射出力を求めることができ
る。上記ロードセル39は、検出精度を高くするために
剛性の低いものを使用するようになっている。
【0009】ここで、上記ボールねじ34が射出用モー
タ43からの駆動力を受けて回転すると、ボールナット
37は上記ボールねじ34からトルクを受ける。上記ロ
ードセル39は、軸方向に荷重を受けた時のひずみを検
出するためのものであり、該ひずみに対応する電気信号
によって射出力を求めるようになっている。したがっ
て、軸方向以外のトルクを受けた場合には、剛性の低い
ロードセル39の場合、軸方向以外にもひずみが発生し
て正確な射出力を求めることはできない。
【0010】そこで、上記スライドプレート38を上記
ガイドバー21に沿って摺動させ、かつ、上記スライド
プレート38にボールナット37を取り付け、該ボール
ナット37を介して伝達されるトルクを上記ガイドバー
21によって受けるようにしている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の射出成形機の射出装置においては、ボールナット3
7を介して上記スライドプレート38に伝達されたトル
クをガイドバー21によって受けるようにしているの
で、上記スライドプレート38とガイドバー21間の摩
擦力が生じ、駆動系の効率を低下させるとともに部品点
数も増加する。スライドプレート38を取り除くと、作
用するトルクに比例した出力がロードセル39に発生
し、この出力によって射出力の検出精度を高くすること
ができない。
【0012】本発明は、上記従来の射出成形機の射出装
置の問題点を解決して、ロードセルによる射出力の検出
精度を向上することができる射出圧力制御装置を提供す
ることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明の射
出圧力制御装置においては、スクリュを回転自在かつ進
退自在に支持する加熱シリンダと、該加熱シリンダを固
定する前方射出サポートと、該前方射出サポートに対向
して配設される後方射出サポートを有しており、上記前
方射出サポート及び後方射出サポート間にガイドバーが
架設される。
【0014】上記前方射出サポート及び後方射出サポー
ト間においてプレッシャプレートが上記ガイドバーに沿
って移動自在に配設され、スクリュの後端を回転自在に
支持する。上記プレッシャプレートと後方射出サポート
間に送りねじが配設され、射出用モータによって回転さ
せられ、上記プレッシャプレートに固定されたナットと
螺合する。
【0015】そして、該ナットと上記プレッシャプレー
ト間にロードセルが配設され、上記送りねじを回転させ
てスクリュを前進させた時に発生するひずみに対応して
電気信号を出力する。上記ロードセルの出力を補正し、
該ロードセルにトルクのみを作用させた時の出力が除去
される。
【0016】
【作用】本発明によれば、上記のようにスクリュを回転
自在かつ進退自在に支持する加熱シリンダと、該加熱シ
リンダを固定する前方射出サポートと、該前方射出サポ
ートに対向して配設される後方射出サポートを有してお
り、上記前方射出サポート及び後方射出サポート間にガ
イドバーが架設される。
【0017】上記前方射出サポート及び後方射出サポー
ト間においてプレッシャプレートが上記ガイドバーに沿
って移動自在に配設され、スクリュの後端を回転自在に
支持する。上記プレッシャプレートと後方射出サポート
間に送りねじが配設され、射出用モータによって回転さ
せられ、上記プレッシャプレートに固定されたナットと
螺合する。
【0018】上記射出用モータを駆動すると、上記送り
ねじが回転し、ナット及びプレッシャプレートを介して
スクリュが前後進させられる。そして、上記ナットと上
記プレッシャプレート間にロードセルが配設され、上記
送りねじを回転させてスクリュを前進させた時に発生す
るひずみに対応して電気信号を出力する。上記ロードセ
ルの出力には、ナットに加わる軸方向の荷重のほか、上
記送りねじの回転に伴いナットに加わるトルクによるひ
ずみが含まれる。
【0019】そこで、上記ロードセルの出力を補正し、
ロードセルにトルクのみを作用させた時の出力を除去す
ることによって、射出力の検出精度を高くすることがで
きる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の射出圧力制御装
置が採用された射出成形機の射出装置の概略図である。
図において、1は加熱シリンダ、2は該加熱シリンダ1
内に回転自在かつ進退自在に配設されるスクリュ、3は
上記加熱シリンダ1の先端に形成されるノズル部、4は
上記スクリュ2が後退する際に加熱シリンダ1内にペレ
ット状の樹脂5を供給するためのホッパである。樹脂5
はスクリュ2の溝に沿って前進する間に加熱シリンダ1
によって加熱され、溶融してノズル部3の先端に溜めら
れる。
【0021】また、11は上記加熱シリンダ1が取り付
けられる前方射出サポート、17は該前方射出サポート
11に対して所定の間隔を置いて配設された後方射出サ
ポート、18は上記スクリュ2の後端に接続されたドラ
イブシャフトである。上記前方射出サポート11及び後
方射出サポート17は、それぞれボルトを介して図示し
ないスライドベースに固定されていて、両者間には水平
方向にガイドバー21が架設される。
【0022】上記前方射出サポート11及び後方射出サ
ポート17の間には、プレッシャプレート30が上記ガ
イドバー21に沿って進退可能に配設され、上記プレッ
シャプレート30に上記ドライブシャフト18がベアリ
ング31を介して回転自在に支持される。32はスクリ
ュ回転用プーリであり、スクリュ回転用モータ33に連
結されていて、計量時において駆動されてスクリュ2を
後退させる。
【0023】34はベアリング35を介して上記後方射
出サポート17に回転自在に支持されるボールねじ(送
りねじ)である。該ボールねじ34は、前端においてボ
ールナット37に螺合させられる。該ボールナット37
はロードセル39を介して上記プレッシャプレート30
に固定されていて、上記ボールねじ34を回転させるこ
とによって上記プレッシャプレート30を前後に移動さ
せることができる。
【0024】そのため、上記ボールねじ34の後端には
射出用プーリ40が取り付けられ、タイミングベルト4
1、プーリ42を介して射出用モータ43に連結されて
いて、該射出用モータ43の駆動力が上記ボールねじ3
4に伝達されるようになっている。ところで、上記構成
の射出成形機の射出装置においては、上記射出用モータ
43を駆動して射出用プーリ40を回転させ、プレッシ
ャプレート30を介してスクリュ2を前進させて射出を
行うが、この時発生する射出力を求めることによって、
精密かつ再現性のよい射出工程及び保圧工程を実現する
ことができる。
【0025】そのため、上記プレッシャプレート30と
ボールナット37の間にロードセル39が設けられてい
る。上記ボールねじ34を回転させてボールナット37
を移動させると、上記プレッシャプレート30及びスク
リュ2が前進するとともに、加熱シリンダ1内の樹脂に
よる反力が発生して上記ロードセル39が押圧される。
この時、上記ロードセル39のひずみが電気信号に変換
され、該電気信号によって射出力を求めることができ
る。上記ロードセル39は、検出精度を高くするために
剛性の低いものを使用するようになっている。
【0026】上記ボールねじ34を回転させてスクリュ
2を前進させる場合、上記ロードセル39に軸方向のひ
ずみが生じるが、この時、ボールナット37を介して上
記ロードセル39にトルクが加えられる。このトルク
は、ロードセル39の軸方向のひずみに影響を与え、射
出力の検出精度を高くすることができない。そこで、ロ
ードセル39の軸方向以外のひずみを除去することがで
きるようになっている。
【0027】51はロードセル出力補償器、52は射出
成形機制御装置、53は射出力設定器、54は射出用サ
ーボアンプである。上記ロードセル出力補償器51は、
ロードセル39の出力を補正し、ボールナット37を介
して上記ロードセル39に加えられるトルクによって発
生する出力を除去するためのものであり、補正された出
力が射出成形機制御装置52に送られるようになってい
る。該射出成形機制御装置52は、射出力設定器53に
よって設定された値と上記ロードセル出力補償器51か
らの出力を受け、射出用サーボアンプ54を作動させて
射出用モータ43を駆動する。
【0028】上記ロードセル出力補償器51において演
算を行うために、上記ロードセル39にトルクのみが作
用した時の出力があらかじめ測定される。図3は射出圧
力制御を行うためのロードセル出力測定装置を示す図で
ある。図3の(a)はロードセル出力測定装置の側面
を、(b)はロードセル出力測定装置の正面を示してい
る。
【0029】図において、39はロードセル、56はロ
ードセル出力測定装置のベース、57は上記ロードセル
39の一端側を固定する固定壁、58は上記ロードセル
39の他端側に固定される検定用シャフトである。該検
定用シャフト58の先端には、左右に延びる翼部60が
設けられていて、該翼部60の先端に定荷重が加えら
れ、この時のロードセル39の出力を取り出すようにな
っている。
【0030】上記ロードセル39を単体で固定し、トル
クのみを作用させてその出力を測定すると、 FT =aTM T :トルクのみによるロードセル39の出力 TM :ロードセル39に作用するトルク a:比例定数 となる。すなわち、トルクに対して出力が一義的に定ま
る。
【0031】また、上記ロードセル39を射出装置に組
み込み、射出用プーリ40にトルクを作用させ、プレッ
シャプレート30の軸方向の動きを固定してロードセル
39の出力を計測すると、 FL =bTM b:比例定数 となる。この時、実際の射出力をFi とすると Fi =FL −FT =FL (1−a/b) となる。上記ロードセル出力補償器51において、上記
演算を行い、射出力設定器53によって設定された値と
演算によって得られた射出力Fi に基づいて射出成形機
制御装置52の出力を得ることができる。
【0032】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形すること
が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもの
ではない。
【0033】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、前方射出サポート及び後方射出サポート間にお
いてプレッシャプレートがガイドバーに沿って移動自在
に配設され、スクリュの後端を回転自在に支持する。上
記プレッシャプレートと後方射出サポート間に送りねじ
が配設され、射出用モータによって回転させられ、上記
プレッシャプレートに固定されたナットと螺合する。
【0034】そして、該ナットと上記プレッシャプレー
ト間にロードセルが配設され、上記送りねじを回転させ
てスクリュを前進させた時に発生するひずみに対応して
電気信号を出力する。この時、上記ロードセルの出力を
補正し、該ロードセルにトルクのみを作用させた時の出
力を除去するようになっている。したがって、ロードセ
ルに軸方向に加わる荷重のみのひずみに対応した出力を
得ることができるので、射出力の検出精度を高くするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の射出圧力制御装置が採用された射出成
形機の射出装置の概略図である。
【図2】従来の射出成形機の射出装置の概略図である。
【図3】射出圧力制御を行うためのロードセル出力測定
装置を示す図である。
【符号の説明】
1 加熱シリンダ 2 スクリュ 11 前方射出サポート 17 後方射出サポート 21 ガイドバー 30 プレッシャプレート 34 ボールねじ(送りねじ) 37 ボールナット(ナット) 39 ロードセル 43 射出用モータ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−16023(JP,A) 特開 平4−129719(JP,A) 特開 平4−77225(JP,A) 特開 平4−270625(JP,A) 特開 平3−36013(JP,A) 特開 昭61−266219(JP,A) 特開 昭61−154820(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 45/00 - 45/84

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)スクリュを回転自在かつ進退自在
    に支持する加熱シリンダと、(b)該加熱シリンダを固
    定する前方射出サポートと、(c)該前方射出サポート
    に対向して配設される後方射出サポートと、(d)上記
    前方射出サポート及び後方射出サポート間に架設された
    ガイドバーと、(e)上記前方射出サポート及び後方射
    出サポート間において上記ガイドバーに沿って移動自在
    に配設され、スクリュの後端を回転自在に支持するプレ
    ッシャプレートと、(f)該プレッシャプレートと後方
    射出サポート間に配設され、射出用モータによって回転
    させられる送りねじと、(g)該送りねじと螺合し、上
    記プレッシャプレートに固定されたナットと、(h)該
    ナットと上記プレッシャプレート間に配設され、上記送
    りねじを回転させた時のひずみに対応する電気信号を出
    力するロードセルと、(i)該ロードセルの出力を補正
    し、該ロードセルにトルクのみを作用させた時の出力分
    だけを除去する手段を有することを特徴とする射出圧力
    制御装置。
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JP5401078B2 (ja) * 2008-11-06 2014-01-29 東芝機械株式会社 射出成形機、及びその制御方法

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