JPH0379323A - 射出成形装置 - 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、可塑化計量時のスクリュー後退速度を制御可
能とする射出成形装置に関する。

（従来の技術） 射出成形機のスクリュー後退速度を制御し、成形時にお
ける成形不良を防止する方法として、例えば特開昭６１
−１２１９２１号公報および特開昭６３−１７００１５
号公報記載の技術が周知である。

これらは、射出成形の際に可塑化計量時のスクリュー後
退速度を検出し、検出されたスクリュー後退速度と目標
の後退速度とを比較演算して、その偏差が解消される方
向にスクリューの回転又はスクリュー背圧を制御するこ
とにより、スクリュー後退速度を常に一定に制御すると
いうものである。

また、スクリュー式射出成形機における他の従来技術と
して、成形材料を可塑化するために、スクリューシリン
ダの外筒部にヒータを設けて加熱すると共に、スクリュ
ー回転による成形材料の剪断発熱により成形材料を溶融
させ、混練するという手段が採られていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前述した従来例のように、スクリュー回
転数や背圧を制御してこれらを変動させると、スクリュ
ーの圧縮・計量部における剪断発熱量が変動し、粘度等
の材料物性にバラツキが生じて安定した精密成形を行う
ことが困難になるという課題があった。

また、加熱により成形材料を可塑化する場合において、
スクリューは材料計量時にのみ回転し、射出時および型
開閉時にはスクリューの回転は停止している。従って、
この停止時におけるスクリュー溝内の溶融材料の温度分
布は、スクリューシリンダの外筒部が高くスクリュー溝
部が低い不均一な状態となっていて、このため安定した
成形を行うことができないという課題があった。

この発明は斯る課題を解決するためになされたもので、
その目的とするところは、スクリューへの材料供給量を
制御してスクリュー後退速度を一定化することにより、
また、スクリューの回転停止時においてもスクリュー溝
内外の温度分布を均一化して溶融材料の物性を均一化す
ることにより、高精度でかつ安定した成形を行うことの
できる射出成形装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明は可塑化計量時にお
ける実際のスクリュー後退速度を検出し、この検出速度
を予め設定されたスクリューの目標後退速度と比較して
検出速度と目標後退速度との偏差をなくすような制御手
段を備えた射出成形装置において、 ホッパの下方に加熱手段を配置し、該加熱手段を制御し
てホッパからスクリューへの材料供給量を増減制御する
ようにしたことを特徴とし、また、前記スクリューに加
熱手段を設け、該加熱手段を制御してスクリュー溝内外
における溶融材料の温度分布を均一化するようにしたこ
とを特徴とする。

（作用） 前記構成により、本発明によれば、合成樹脂等の溶融材
料の性状の相違等によって材料送り速度が変化したとし
ても、これに応じて加熱手段によリホッパ下方の温度が
制御されるため、成形材料とスクリューとの摩擦係数が
変化することになる。

これにより、成形材料のスクリューへの食込み量が調節
されると共に、計量時間は一定に保たれ、従って安定し
た成形サイクルで射出成形を行うことができる。

また、本発明によれば、スクリューに設けられた加熱手
段を制御することにより、スクリューの回転停止時にお
いてもスクリュー溝内外の溶融材料の温度分布すなわち
材料の物性が均一化され、より安定した成形が可能とな
る。

（実施例） 以下、図面に基づき本発明の好ましい実施例を説明する
。

第１図には本発明装置の全体構成が示されており、第２
図には制御構成ブロック図が示されている。

第１図において、射出成形装置は射出部１７と金型部１
８を含み、成形材料は溶融状態において金型内に加圧注
入されることにより成形が行われる。

前記射出部１７のスクリューシリンダ１内にはスクリュ
ー２が挿通されており、このスクリュ−２の後部は射出
シリンダ５内の射出ピストン６と連結されている。また
、第２図に示されるように、前記射出ピストン６にはこ
れと一体的に軸方向に移動するラック７が取付けられて
おり、このラック７にはピニオン８が噛合されていて、
更にピニオン８にはスクリュー後退速度検出器９が連結
されている。前記スクリュー後退速度検出器９の出力信
号は増幅器ＩＯを介して比較演算器１１に入力される。

この比較演算器１１にはスクリュー後退速度設定器１４
からの信号も入力される。

可塑化計量時には、スクリュー２は回転駆動され、これ
により溶融した樹脂はスクリューシリンダ１の前方へ移
送されて、その圧力によりスクリュー２は後退する。ス
クリュー２が後退すると、これと連動してラック７が後
退し、これに応じてピニオン８が回動するため、スクリ
ュー後退速度検出器９は実際のスクリュー後退速度を検
出することができる。そして、この検出速度をフィード
バックして予め設定されたスクリューの目標後退速度に
近づけるような制御が行われる。

ここで本発明の特徴的なことは、ホッパの下方に加熱手
段を配置し、該加熱手段を制御してホッパからスクリュ
ー２への材料供給量を増減制御するようにしたことであ
る。

すなわち、本実施例において、第１図〜第２図に示され
るように、前記加熱手段はホッパ３の下方に配置された
ヒータ１３を含み、ヒータ１３とその近傍に配置された
冷却管１５のバルブ１６は温度調節器１２によって制御
可能とされている。この温度調節器１２には比較演算器
１１から信号が入力される。

また、シリンダ外筒部はバンドヒータ１９により加熱さ
れるようになっている。

以上において、検出された実際のスクリュー後退速度を
示す信号は、増幅器１０で増幅された後に比較演算器１
１に入力され、ここでスクリュー後退速度設定器１４に
予め設定されている目標後退速度と比較される。＠度調
節器１２は、このときの偏差に応じてその偏差を解消す
るように、スクリュー２と成形材料４との摩擦係数を制
御するべくヒータ１３または冷却管１５のバルブ１６を
制御する。

すなわち、比較演算の結果、例えば検出速度が目標後退
速度よりも遅いときは、冷却管１５のバルブ１６は閉じ
られると共にヒータ１３が加熱され、成形材料４は加熱
される。このため、スクリュー２と成形材料４との間の
摩擦係数が小さくなり、成形材料４のスクリュー２への
食込み量が増加してスクリュー後退速度は速くなる。

反対に、検出速度が目標後退速度よりも速いときは、ヒ
ータ１３による加熱は停止され、冷却管１５のバルブ１
６が開かれて成形材料４は冷却される。

このため、スクリュー２と成形材料４との間の摩擦係数
が大きくなり、成形材料４のスクリュー２への食込み量
が減少してスクリュー後退速度は遅くなる。

これにより、スクリュー２は常に一定の後退速度で移動
することとなり、各サイクルの可塑化計量時間が一定と
なる。

次に、第３図の制御フローチャートに基づき、本実施例
の具体的な制御動作を説明する。

同図において、ステップ２０で目標後退速度Ｖ。

が設定されると共に、温度ｉ１１節器１２にはホッパ下
方部の温度の初期値としてＴゆが設定され、ステップ２
２ではスクリュー後退速度検出器９にて検出された実際
のスクリュー後退速度Ｖが入力される。ステップ２４で
は前記スクリュー後退速度の実測値Ｖと目標値Ｖ０との
差ΔＶが演算される。

ステップ２６ではこの実測値■と目標値■。との差ΔＶ
の正負が判断さ・れ、Δｖ−０のときはステップ２８に
進んでホッパ上方部温度ＴをそのままＴ　−Ｔ　ｏとし
、また、ΔＶ〈０のときはステップ３０に進んでホッパ
上方部温度ＴをＴ　＝　Ｔ　ｏ＋α・ΔＶ（αは定数）
に設定し、更にΔＶ〉０のときはステップ３２に進んで
Ｔ−Ｔ、−α・ΔＶに設定する。

ステップ３４では、このようにしてホッパ上方部温度Ｔ
が増減制御されることにより、スクリュー後退速度Ｖは
予め定められた目標値Ｖ、に設定される。ステップ３６
では成形作業が終了したか否かが判断され、Ｎｏのとき
はステップ２２に戻り、Ｙｅｓの場合はステップ３８に
進みここで全工程が終了する。

すなわち、本発明の実施例によれば、検出されたスクリ
ュー後退速度が直接フィードバック制御されることによ
り、スクリュー後退速度は常に一定に制御される。この
ため、各サイクルの可塑化計量時間は一定となり、成形
サイクルも常に一定となって成形条件が安定化し、精度
の高い成形が可能となる。

また、本発明においては、前記スクリューに加熱手段を
設け、この加熱手段を制御してスクリュー溝内外におけ
る溶融材料の温度分布を均一化するようにしたことを特
徴とする。

すなわち、第４図および第５図に示されるように、スク
リュ−２３の内部にはヒータ１３ａが埋設されていて、
このヒータ１３ａは本実施例では自己温度！ＩＩ！Ｉ’
ｍ機能を備えたセラミックヒータを使用している。前記
ヒータ１３ａへの通電は、温度調節器１２ａによりスク
リュー２ａの後部に設けられたブラシ４０と通電用リン
グ４１を介して行われる。なお、この通電はスクリュー
スプライン部４２の後部からも可能である。

前記スクリュー２ａの温度は、スクリュー温度検出器９
ａによって検出され、その出力信号は増幅器１０ａを介
して比較演算器１１ａに入力される。この比較演算器１
１ａにはスクリュー温度設定器１４ａからの信号も入力
される。

以上において、前述した第２図と同様に、検出されたス
クリュー２ａの温度を示す信号は、増幅器１０ａで増幅
された後、比較演算器１１ａに入力され、ここでスクリ
ュー温度設定器１４ａに予め設定されている目標温度と
比較される。温度調節器１２ａは、このときの偏差に応
じてその偏差を解消するようにヒータ１３ａを加熱制御
し、これによって、スクリュー２ａの回転停止中におい
てもスクリュー溝内外における溶融材料の温度分布は均
一化される。

なお、前記ヒータ１３ａの埋設領域はスクリュー２ａの
一部であっても、または全域であっても良く、更に複数
個のヒータ１３ａを設置することも可能である。

第６図および第７図は夫々他の実施例を示すものであり
、第６図はスクリュー２ｂの一部をそれ自身発熱体１３
ｂとした例であり、第７図はスクリュー２ｃの螺旋部を
それ自身発熱体１３ｃとした例である。

次に、第８図の制御フローチャートに基づき、第４図お
よび第５図に示した実施例の具体的な制御動作を説明す
る。

第８図において、ステップ５０で目標温度Ｔｏが設定さ
れると共に、温度調節器１２ａにはスクリュー加熱熱量
の初期値としてＷ、が設定され、ステップ５２ではスク
リュー温度検出器９ａに検出された実際のスクリュー温
度Ｔが入力される。ステップ５４では前記スクリュー温
度の検出値Ｔと目標値Ｔ０との差ΔＴが演算される。

ステップ５６では、この検出値と目標値ＴＯとの差ΔＴ
の正負が判断され、ΔＴ−０のときはステップ５日に進
んでスクリュー温度ＴをそのままＴ＝Ｔ、とし、またΔ
Ｔ＜Ｏのときはステップ６０に進んでスクリュー２ａへ
の加熱熱量ＷをＷ−Ｗ、＋α・ΔＴ（αは定数）に設定
し、更に、ΔＴ＞０のときはステップ６２に進んでＷ＝
Ｗ＊−α・ΔＴに設定する。

ステップ６４では、このようにしてスクリュー２ａへの
加熱熱量Ｗが増減制御されることにより、スクリュー温
度Ｔは予め定められた目標温度Ｔ０に設定される。ステ
ップ６６では成形作業が終了したか否かが判断され、Ｎ
Ｏのときはステップ５２に戻り、Ｙｅｓの場合はステッ
プ６８に進み、ここで全工程が終了する。

すなわち、本発明の実施例によれば、検出されたスクリ
ュー温度が直接フィードバック制御されることにより、
スクリュー２ａの回転停止中においてもスクリュー溝内
外における溶融材料の温度分布が均一化され、物性が均
一化されてより安定した成形が可能となる。

（発明の効果） この発明は以上説明した通り、可塑化計量時における実
際のスクリュー後退速度を検出し、この検出速度を予め
設定されたスクリューの目標後退速度と比較して検出速
度と目標後退速度との偏差をなくすような制御手段を備
えた射出成形装置において、 ホッパの下方に加熱手段を配置し、該加熱手段を制御し
てホッパからスクリューへの材料供給量を増減制御する
ことにより、可塑化計量時のスクリュー後退速度を一定
化し、高精度で安定した成形を行うことができる。

また、前記スクリューに加熱手段を設け、該加熱手段を
制御してスクリュー溝内外における溶融材料の温度分布
を均一化することにより、スクリューの回転停止時にお
いてもスクリュー溝内外の材料温度分布が均一化され、
材料物性が均一化されてより安定した成形を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の全体構成を示す図、第２図はその
制御構成ブロック図、第３図は本実施例の制御フローチ
ャートを示す図、第４図はスクリューに加熱手段を設け
たときの概略構成を示す図、第５図はその制御構成ブロ
ック図、第６図および第７図はそれぞれスクリュー自身
に加熱手段を設けたときの他の実施例を示す図、第８図
は本実施例の制御フローチャートを示す図である。 ２．２ａ、２ｂ、２ｃ・・・スクリュー３・・・ホッパ
　　４・・・成形材料 ９・・・スクリュー後退速度検出器 ９ａ・・・スクリュー温度検出器 １１、１１ａ・・・比較演算器 １２、１２ａ・・・温度調節器 １３．１３ａ、１３ｂ、１３ｃ・・・ヒータ１４・・・
スクリュー後退速度設定器 １４ａ　　・・・スクリュー温度設定４第 ２ｒｌ！Ｊ 第 ４ 第 図 第８図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）可塑化計量時における実際のスクリュー後退速度
   を検出し、この検出速度を予め設定されたスクリューの
   目標後退速度と比較して検出速度と目標後退速度との偏
   差をなくすような制御手段を備えた射出成形装置におい
   て、 ホッパの下方に加熱手段を配置し、該加熱手段を制御し
   てホッパからスクリューへの材料供給量を増減制御する
   ことを特徴とする射出成形装置。
2. （２）請求項１記載の装置において、 前記スクリューに加熱手段を設け、該加熱手段を制御し
   てスクリュー溝内外における溶融材料の温度分布を均一
   化することを特徴とする射出成形装置。