JPH01188316A - 射出成形機におけるスクリュの焼き付き防止方法及び装置 - 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、射出成形機におけるスクリュの空転時の焼き
付きを防止する方法及びそのための装置に関するもので
、特に、可塑化工程時、スクリュが後退するようにされ
ている射出成形機のスクリュ焼き付き防止方法及び装置
に関するものである。

（従来の技術） インラインスクリュ式射出成形機は、バレル内に供給さ
れた成形樹脂材料を、スクリュの回転によって可塑化混
練しながら前方へと搬送し、バレルの前端の計量部に所
定量の溶融樹脂がたまったとき、スクリュを前進させる
ことによってその溶融樹脂を金型のキャビティ内に圧入
するようにしたものである。このような射出成形機にお
いては、樹脂材料を可塑化混線する可塑化工程時、スク
リュの前方にたまる溶融樹脂の背圧によってスクリュが
後退するようにされている。したがって、通常は、スク
リュが一定位置で長時間回転駆動されるようなことはな
い。

しかしながら、材料が供給されていない状態で誤ってス
クリュを回転させたとき、あるいはスクリュが回転して
いるにもかかわらず材料がスクリュにくい込まれないサ
ージング状態にあるときなどには、スクリュの前方の背
圧が高まらないので、スクリュは一定位置で回転するこ
とになる。そのようなスクリュの一定位置での回転、す
なわちスクリュの空転が長時間続くと、スクリュ外周の
フライト部がバレル内面に焼き付いてしまう。そのよう
な焼き付きを防止するためには、スクリュの空転が生じ
たとき、それを検出できるようにする必要がある。

このようなスクリュの空転を検出し得るものとして、従
来、タイマに材料の可塑化計量に要する時間をセットし
ておき、その時間内に計量が終了しないとき、すなわち
スクリュが所定の位置まで後退しないとき、アラーム信
号を発生させるようにしたものがあった。これは、成形
中の材料切れや材料不足を検出することを主たる目的と
するものであったが、スクリュが空転したときにも設定
された時間内に計量が終わらないので、これによっても
スクリュの空転を検出することができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような方法によってスクリュの空転
を検出しようとする場合には、正しく可塑化計量が行わ
れたときにアラーム信号が発生することのないようにす
るために、タイマに設定される時間は正常時のスクリュ
回転時間よりも長−めにとる必要がある。一方、可塑化
工程の開始時、すなわちスクリュの回転開始時には、ス
クリュ及びその回転駆動装置に負荷が急激に加わるので
、材料のくい込み不良等によるスクリュの空転はこの時
期に起こりやすい。そして、−旦スクリュが空転を始め
ると、一般にはその空転は止まらない。

そのために、上述のようなスクリュの空転検出方法では
、スクリュの空転が生じてからタイマにセットされた長
い設定時間の経過後に始めてその空転が検出されること
になり、その間は空転が続くので、スクリュの焼き付き
を防止することは難しい。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、スクリュの空転が生じたとき、それが
速やかに検出され、それによってスクリュの焼き付きが
確実に防止されるようにすることである。

（課題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、スクリュが回
転駆動される可塑化工程時のスクリュの回転負荷あるい
はスクリュの後退速度によって、スクリュの空転を検出
するようにしている。すなわち、スクリュ回転時におけ
るスクリュの回転負荷及び後退速度の少なくとも一方を
検出し、その検出値が許容値から外れたとき、スクリュ
が空転しているとみなして、スクリュの回転数を低下さ
せ、更にはスクリュの回転を停止させるようにしている
。

（作用） スクリュが空転すると、通常はスクリュの後退が停止す
る。また、材料が供給されていない状態で空転している
ときにはスクリュの回転負荷は極めて小さく、鉄片等の
異物が詰まってしまって搬送されない状態で空転してい
るときにはスクリュの回転負荷は大きくなる。したがっ
て、スクリュの後退速度あるいは回転負荷の少なくとも
一方を検出して許容値と比較することにより、スクリュ
の空転が生じたとき直ちにそれを検出することができる
。そして、スクリュの空転が生じたとみなされたとき、
スクリュの回転数を低下、あるいはスクリュの回転を停
止させることにより、スクリュの焼き付きが防止される
ようになる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

図は、本発明によるスクリュの焼き付き防止方法を実施
する装置の一例を示すもので、第１図はその全体の構成
図であり、第２図はその要部をなすアラーム信号発生装
置のブロック回路図である。

第１図から明らかなように、インラインスクリュ式射出
成形機のスクリュ１は、バレル２内にはめ込まれている
。このバレル２の前端（図で左側）には射出ノズル３が
取り付けられており、後端部上面には、ホッパ４から供
給される材料をバレル２内に導く材料供給口５が設けら
れている。スクリュ１は、射出シリンダ６によって前進
駆動されるとともに、油圧モータ７によって回転駆動さ
れるようになっている。

油圧モータ７は、油圧ポンプ等の油圧源８から供給され
る高圧作動油によって駆動されるようになっている。そ
の油圧源８から油圧モータ７に作動油を導く油路９には
、比例流量制御弁１０と工程切換弁１１とが設けられて
おり、流量制御弁１０の開度な調整することによって油
圧モータ７の回転数が制御され、切換弁１１を切り換え
ることによって油圧モータ７が回転あるいは停止される
ようになっている。したがって、流量制御弁１０によっ
てスクリュ１の回転数が制御され、切換弁１１によって
スクリュ１の回転・停止が制御される。すなわち、この
実施例においては、流量制御弁１０によってスクリュ回
転数制御装置が構成されている。

流量制御弁１０は、射出成形機の運転条件を自動的に調
整するプロセスコントローラ１２によって制御されるよ
うになっている。また、工程切換弁１１は、そのプロセ
スコントローラ１２と協働するシーケンスコントローラ
１３によって切り換え制御されるようになっている。

更に、射出シリンダ６も、これらのコントローラ１２．
１３によって制御されるようになっている。したがって
、射出成形機は、これらのコントローラ１２．１３によ
って自動的に運転される。

油圧モータ７に加えられる油圧、すなわちスクリュｌの
回転負荷圧力は、負荷検出器である圧力センサ１４によ
って検出されるようになっている。また、スクリュ１の
後退速度は、ポテンショメータ等からなる速度検出器と
しての速度センサ１５によって検出されるようになって
いる。そして、それらのセンサ１４，１５からの出力信
号が、それぞれ増幅器１６．１７を介してアラーム信号
発生装置１８に導かれるようになっている。

第２図に示されているように、このアラーム信号発生装
置１８には、正常運転時におけるスクリュｌの回転負荷
圧力の上限値及び下限値、すなわちその許容上下限値が
それぞれ設定される圧力上限設定器１９及び圧力下限設
定器２０と、スクリュ１の回転開始後、定常運転状態と
なるまでに要する時間が設定される時間設定器２１と、
スクリュ１の許容後退速度値が設定される速度設定器２
２とが設けられている。そして、圧力設定器１９．２０
は圧力比較器２３に接続され、圧力センサ１４によって
検出された検出値と圧力設定器１９．２０に設定された
各許容値とを比較して、その検出値が許容値の範囲内に
ないとき、信号が出力されるようにされている。また、
速度設定器２２は速度比較器２４に接続され、速度セン
サ１５によって検出された検出値が速度設定器２２に設
定された許容値よりも小さいときに信号が出力されるよ
うにされている。

圧力比較器２３及び速度比較器２４の出力信号はオア回
路２５に入力され、それらの比較器２３．２４の少なく
とも一方から信号が出力されたとき、そのオア回路２５
からアラーム信号が出力されるようになっている。その
アラーム信号は、制御回路２６を介して、プロセスコン
トローラ１２及びシーケンスコントローラ１３に送られ
るとともに、増幅器２７により増幅された後、流量制御
弁１０にも送られるようになっている。その場合、アラ
ーム信号は、制御回路２６に入力されるプロセスコント
ローラ１２及びシーケンスコントローラ１３からのモー
ド信号によって制御されるようになっている。

次に、このように構成された射出成形機におけるスクリ
ュの焼き付き防止装置の作用について説明する。

射出成形機が自動運転されているときには、プロセスコ
ントローラ１２及びシーケンスコントローラ１３により
、流量制御弁１０及び工程切換弁１１が制御されて油圧
モータ７が制御されるとともに、射出シリンダ６が制御
される。

まず、前回の成形サイクルにおける射出工程及び保圧工
程が終了すると、次の成形サイクルにおける可塑化工程
が開始される。この可塑化工程は、射出シリンダ６を自
由状態とするとともに、工程切換弁１１を切り換えて油
圧モータ７に油圧源８からの高圧作動油を供給すること
によって行われる。

油圧モータ７が作動すると、スクリュ１が回転駆動され
、ホッパ４からバレル２内に投入された材料が、スクリ
ュ１の回転によって可塑化混練されながらバレル２の前
方へと搬送される。そして、可塑化溶融した材料が、ス
クリュｌの前端面と射出ノズル３との間のバレル計量部
に貯えられる。すると、スクリュ１の前端面に背圧が加
わるようになり、スクリュ１が後退を始める。

スクリュｌの回転開始時には、時間設定器２１が作動を
開始し、制御回路２６から信号が出力され、増幅器２７
を通して増幅された後、流量制御弁１０に送られる。流
量制御弁１０は、その出力信号によって開度が絞られる
。その結果、時間設定器２１に設定された時間が経過す
るまでは、油圧モータ７が低速で回転することになる。

こうして、スクリュ１の回転開始時における回転数が定
常運転時における所定の回転数より小さくされ、回転開
始時にスクリュ１及びその回転駆動装置である油圧モー
タ７に急激な負荷が加えられることが防止される。

この間においては、プロセスコントローラ１２及びシー
ケンスコントローラ１３から制御回路２６に送られるモ
ード信号により、それらのコントローラ１２．１３に送
られるアラーム信号は遮断される。したがって、スクリ
ュｌの回転開始時における負荷圧力の増大によってスク
リュ１の空転とみなされることはない。

時間設定器２１に設定された時間が経過すると、スクリ
ュｌは定常回転数で回転駆動されるようになる。そして
、油圧モータ７に加わる負荷圧力が圧力センサ１４によ
って検出され、スクリュｌの後退速度が速度センサ１５
によって検出される。それらのセンサ１４，１５による
各検出値がアラーム信号発生装置１８の設定器１９．２
０．２２に設定された各許容値の範囲内であれば、いず
れの比較器２３．２４からも信号は出力されない。した
がって、射出成形機は、コントローラ１２．１３によっ
て定常運転され、所定の計量を終えた後、射出シリンダ
６によってスクリュ１が前進駆動されることにより、計
量部に貯えられた溶融樹脂が射出ノズル３から射出され
る。そして、保圧、冷却、型開きの各工程を経て、その
成形サイクルが終了する。

スクリュ１を回転駆動している可塑化工程において、ホ
ッパ４からバレル２内に材料が供給されていない状態、
あるいはサージング状態では、スクリュ１の駆動負荷が
小さいので、圧力センサ１４によって検出される検出値
が圧力下限設定器２０に設定された許容下限値を下回る
ことになる。また、鉄片等の異物がバレル２内に入り込
んで詰まると、スクリュｌの駆動負荷が大きくなり、圧
力センサ１４の検出値が圧力上限設定器１９に設定され
た許容上限値を上回ることになる。そして、これらいず
れの場合にも、材料がバレル２前方の計量部に搬送され
ないので、スクリュｌが後退せず、速度センサ１５によ
る検出値が速度設定器２２に設定された許容値を下回る
ことになる。

したがって、このようなスクリュ１の空転が生じたとき
には、圧力比較器２３及び速度比較器２４の少なくとも
一方から必ず信号が出力される。その結果、オア回路２
５がアラーム信号を発生する。このときには、そのアラ
ーム信号は、プロセスコントローラ１２及びシーケンス
コントローラ１３に送られる。シーケンスコントローラ
１３は、その信号を受けて工程切換弁１１を遮断する。

こうして、油圧モータ７が停止され、スクリュ１の回転
が停止される。

そして、アラーム信号がコントローラ１２゜１３に送ら
れることにより、冷却、型開き等の各工程の終了後、す
なわちそのときの成形サイクルの終了後、射出成形機の
運転が停止される。

このようにして、スクリュ１の回転負荷あるいは後退速
度が許容値から外れることによってスクリュ１の空転が
検出され、スクリュ１の回転が速やかに停止される。し
たがって、スクリュｌの空転による焼き付きが防止され
る。

射出成形機が手動運転されているときには、プロセスコ
ントローラ１２及びシーケンスコントローラ１３から信
号が発されない。しかしながら、このときにも、スクリ
ュ１の回転開始時には時間設定器２１からの信号により
、スクリュ１は低速で回転駆動される。また、スクリュ
ｌが空転したときにも、比較器２３．２４の少なくとも
いずれか一方から信号が出力されるので、オア回路２５
がアラーム信号を出力する。そして、そのアラーム信号
が増幅器２７により増幅されて流量制御弁１０に送られ
るので、流量制御弁１０が絞られ、油圧モータ７の回転
速度が低下する。

このようにして、手動運転時においても、スクリュ１が
空転したときにはスクリュ１の回転数が低減され、スク
リュ１の焼き付きが防止される。

なお、上記実施例においては、スクリュｌの空転を、油
圧モータ７の回転負荷圧力とスクリュ１の後退速度との
両方によって検出するようにしているが、それらのいず
れか一方のみによってもスクリュｌの空転を検出するこ
とができる。したがって、その一方のみを備えた焼き付
き防止装置とすることもできる。

また、本発明は、上記実施例のようなスクリュ１が油圧
モータ７によって回転駆動される射出成形機に限らず、
スクリュ１が電動モータによって駆動される射出成形機
にも適用することができる。その場合には、モータの負
荷電流によってスクリュ１の回転負荷を検出するように
すればよい。

（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、スク
リュの回転負荷及び後退速度の少なくとも一方を監視す
るようにしているので、スクリュが空転したときには、
その回転負荷あるいは後退速度が許容値から外れること
により、その空転が速やかに検出されるようになる。そ
して、その空転が検出されたとき、スクリュの回転数を
所定の低回転数に低下、あるいはゼロ、すなわちスクリ
ュの回転を停止させるようにしているので、スクリュの
焼き付きを未然に、しかも確実に防止することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるスクリュの焼き付き防止装置の
一実施例を示す全体構成図、 第２図は、その要部であるアラーム信号発生装置のブロ
ック回路図である。 ｌ・・・スクリュ　　　　　　２・・・バレル７・・・
油圧モータ（スクリュ回転駆動装置）１０・・・流量制
御弁（スクリュ回転数制御装置）１１’・・・工程切換
弁 １２・・・プロセスコントローラ １３・・・シーケンスコントローラ １４・・・圧力センサ（負荷検出器） １５・・・速度センサ（速度検出器） １８・・・アラーム信号発生装置 １９・・・圧力上限設定器（負荷設定器）２０・・・圧
力下限設定器（負荷設定器）２１・・・速度設定器 ２３．２４・・・比較器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）射出成形機のスクリュが回転駆動されながら後退
   する可塑化工程にある間、そのスクリュの回転負荷及び
   後退速度の少なくとも一方を検出し続け、 その検出値が、あらかじめ設定された許容値から外れた
   とき、前記スクリュの回転数を低下させることからなる
   、 射出成形機におけるスクリュの焼き付き防止方法。
2. （２）前記検出値が前記許容値から外れたとき、前記ス
   クリュの回転を停止させ、 冷却、及び型開きの各工程の終了後、前記射出成形機の
   運転を停止することを特徴とする、請求項１記載の射出
   成形機におけるスクリュの焼き付き防止方法。
3. （３）前記可塑化工程の開始時、前記スクリュを所定の
   回転数よりも低速で回転駆動することを特徴とする、 請求項１記載の射出成形機におけるスクリュの焼き付き
   防止方法。
4. （４）運転条件を自動的に調整するコントローラを備え
   た射出成形機において； スクリュが回転駆動されながら後退する可塑化工程にお
   けるスクリュの回転負荷及び後退速度をそれぞれ検出し
   得る負荷検出器及び速度検出器と、 それらスクリュ回転負荷及び後退速度の各許容値がそれ
   ぞれ設定される負荷設定器及び速度設定器と、 これら各設定器に設定された各許容値と前記各検出器に
   よって検出された各検出値とをそれぞれ比較して、それ
   らの検出値のうちの少なくとも一方が前記許容値から外
   れたとき、前記コントローラにアラーム信号を送り、前
   記スクリュの回転を停止させるとともに、そのときの成
   形サイクルの終了後、前記射出成形機を停止させるアラ
   ーム信号発生装置と、 を備えてなる、射出成形機におけるスクリュの焼き付き
   防止装置。
5. （５）前記コントローラによって制御されるスクリュ回
   転数制御装置が、前記アラーム信号によっても制御され
   るようにされている、 請求項４記載の射出成形機におけるスクリュの焼き付き
   防止装置。