JPH04148911A

JPH04148911A - 射出成形における保圧制御方法および装置

Info

Publication number: JPH04148911A
Application number: JP27222590A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Yakimoto; 数利焼本; Tsukasa Shiroganeya; 司白銀屋
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1990-10-12
Filing date: 1990-10-12
Publication date: 1992-05-21

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、射出成形における保圧制御方法および装置に
関し、特に、充填・保圧段階において、金型内の樹脂温
度変化に適応して、樹脂の圧力挙動を制御することによ
り、成形ショット間の成形品比容積の変動を解消するた
めの新規な改良に関する。

［’＆来の技術］一般に、射出成形において、金型内で成形される成形品
の品質としては、重置、寸法、ヒゲ、ボイド、ソリなど
があげられる。これらの品質を特徴づける成形品の物性
値は比容積である。この成形品の比容積は、溶融樹脂が
、金型内に充填され、保圧冷却作用をうけて固化し、金
型から取り出されるまでの間に受ける温度、圧力履歴、
ならびに、冷却速度により決定づけろｈる。繰返し実行
される射出成形サイクルにおける基本的な要求としては
、毎ザイクル一定の品質が得られることがあげられる。

また、従来、例えば、特開昭ｆ３３−３９２６号および
特開昭６１３９２７号に開示されているように、成形材
料の圧力−温度−比容積の関係を示す基礎物性データで
あるｐｖＴ特性データに基づいて、比容積を目標値にむ
かって制御する方法がある。

［発明が解決しようとする課題］従来の射出成形におりる保圧制御方法および装置は、以
上のように構成されていたため、次のような課題が存在
していた。

まず、前音の従来例の場き、外気温度、運転条件の変化
などにより、金型温度、樹脂温度が変１ヒすると、前述
の金型内の樹脂がうける熱履歴が、射出成形サイクル間
で変化し、これによって成形品比容積が変化し、毎サイ
クルの成形品品質にバラツキが現れることになる。した
がって、金型内力ＩＭ脂湯温度変化よる成形品品質のバ
ラツキを解消するには、温度変化による成形品比容積変
化を解消することが必要となる。従来、こうした課題に
対して、金型内樹脂の温度変化に対して、成形品比容積
変化を解消するための基本的な概念および方法は明らか
にされていなかった。

また、後者の従来例の場合、これは、特定の試験条件で
得られたｐｖＴ特性データに基づく方法であり、金型内
の樹脂温度変化、圧力変化が、成形品比容積変化に及ぼ
す影響を原理的に明らかにして、制御を行う方法ではな
い。通常、射出成形において、金型内の樹脂は、金型壁
面からの熱伝導により急激な冷却作用を受け、熱的な平
衡状すにはなく、かつまた、金型内には溶融状態と固体
状態が混在している。これに対して、前記ｐ　ｖ　Ｔ特
性データでは、熱的に平衡した状態て採取されるため、
実際の金型内の圧力−温度−比容積挙動とＰ　Ｖ　Ｔ特
性データの間には、かなりの差異が生じることになる。

さらに、成形材料は、特に結晶性材料の場合、比容積が
冷却速度により受ける影響は無視できず、ｐｖＴ特性デ
ータ採取時の冷却速度と、実際の射出成形時の金型中の
それとは、かなり異なり、同じ圧力、温度でも、両者の
比容積には差異が生じることになる。また、前記ｐｖＴ
特性データがよくあてはまるには、金型内の樹脂が殆ど
溶融状態にある保圧段階の初期に、溶融樹脂の金型内へ
の注入を遮断しなければならない。

この場合、早期に樹脂の注入の遮断を行うため、以後の
固化、収縮を補うため、歌を内を比較的高圧にしておか
なければならなくなる。そうすると、高圧であることに
より、成形品の内部応力が高くなり、ソリなどの副作用
を及ぼず恐れがでてくる。

また、前記ｐｖＴ特性データを、射出成形機の制御０御シトに記憶させる上では、１つの材ｆ１に−〕いて、
最低３つのパラメータを要し、制御装置のメモリの記憶
容量に対する負担が大きが−）な。以１−の課題は全て
全型内樹脂の温度変化、圧力変化が、比容積変化に及ぼ
ず影響を、原理的に明らかにしていないことによるもの
である。

本発明は以上のような課題を解決するなめになされたも
ので、特に、歌を内の１ｆｆｌ脂温度変化、および圧力
変化が、成形品比容積に及ぼず影響を明らかにすると共
に、成形品比容積の成形サイクル間ての変ｔヒを解消す
るなめの基本的な概念および方法を与え、比容積変化を
解消するようにした射出成形にお（）る保圧制御方法お
よび装置を提供することをｒ］的とする。

［課題を解決するための手段］本発明による射出成形における保圧制御方法は、スクリ
ュにためられた溶融樹脂をスクリュの前進により、ノズ
ル、金型内の樹脂流路を介して金型キャビティに注入す
る充填段階と、１１「記溶融樹脂が金型キャビティに充
満した後、溶融樹脂が金型キャビティ内で冷却固１ヒさ
１する（ン）れて収縮するのをおきな）ため、前記スク
リュを押圧して前記溶融樹脂を補充り−る保圧段階とか
らなる射出保圧段階において、−ｔめ、生産運転前の試
験運転にのいて、成形品比容積と金型内の樹脂圧力の関
連を示す圧縮率を求め、成形品比容積と金型内の樹脂温
度との関連を示・ｊ熱ｌｔ５′！張率を求め、直訳圧縮
率ど熱膨張率を用いて　金型内樹脂び）比容積グ〕成形
シコソト間ａ）変化を解消４−るよっ　保圧力を制御す
る方法である、さらに別び）方法としては、前記保圧ｔ３の制御には、
成形品比’ｆ７積と金型内の樹脂冷却速度どの関連を承
り係数を用いるＪｊ法がある。

さらに別＋７１方法とし２ては、生産運転の充填段階に
おいては、成形諸条件を３４潤し、該計測に基づいて、
保圧段階の保圧力を決定し、保圧段階においては、こう
して求めた保圧力を圧ＪＪ指令信号としてサーボ弁アン
プに出力する方法がある。

さらに別の方法としては、生産運転前の試験運転にＪ〕
いて、金型温度、樹脂温度、ノズル部樹脂圧力を変化さ
せて複数ショットの成形を行い、該複数ショッ１〜毎の
金型温度、ノズル部樹脂圧力、ノズル部樹脂圧力、及び
全型内樹脂圧力を３１潤し、金型内樹脂温度、全型内冷
却速度を計算し、成形品重量を測定し、こうして得られ
た複数ショットのデータから、圧縮率、熱膨張率、比容
積の冷却速度依存度を計算にて求め、前記圧縮率、熱膨
張率および比容積を用いて、全型内樹脂の比容積変化を
解消するのに必要なノズル部樹脂圧力変化量と、金型温
度変化量、ノズル部樹脂温度変化量との関係を示す係数
を計算にて求め、次に、生産運転中は、充填段階に金型
温度、ノズル部樹脂温度を計測し、これらから、金型内
樹脂比容積変化を打ち消すのに必要なノズル部樹脂圧力
変化量を計算にて求め、保圧段階では、こうして求めた
ノズル部樹脂圧力変化量が生ずるような圧力指令信号を
サーボ弁アンプに出力する方法がある。

ま１５＝、他の発明である射出成形における保圧制御ｊ
＋−ｉ７．、！、−Ｊ、スクリュ前部にためられた溶融
樹脂をスタ゛Ｊ−ｒ−の前進により、２ノズル、金型内
の樹脂流路を介して金型キャビティに注入する充填段階
と、前記溶融樹脂が前記金型キャビティに充満した隣、
前記溶融樹脂が前記金型キャビティ内で冷却されるにつ
れて固化、収縮するのをおぎなうため、前記スクリュを
押圧して前記溶融樹脂を補給する保圧段階とからなる射
出保圧段階において、予め、生産運転前の試験運転にて
、成形品重量、全型内樹脂圧力計測値および全型内樹脂
温度計算値から金型内樹脂比容積変化を打ち消すのに必
要な熱膨張圧力を求め、生産運転中においては、金型内
樹脂温度変（ヒが生ずる金型内樹脂比容積変化を打ち消
すだめのノズル部樹脂圧力変化量を求め、生産運転の保
圧段階においては、前記ノズル部樹脂圧力変化量か生ず
るように、前記ノズルのノズル部樹脂圧力を設定し且つ
制御することにより、前記金型内の金型内樹脂比容積の
シ：Ｉット間変化を解消するようにした方法である。

さらに別の方法としては、前記金型温度と樹脂流路の樹
脂温度計測置、ノズル部樹脂圧力Ｊ（測値Ｊ〕よひ金型
内樹脂圧力計測値とから、金型内樹脂比容積変（１−を
生ずる＋ｔｉｊ記金型の金型内１ｆｆｆ脂汗力変化と樹
脂流路の（！１（脂温度変化との関係を示す第１係数と
、１１イ記金型内樹脂比容積変化を生ずると金型温度変
化との関係を示す第２係数と、１１ｔ記金型内樹脂比容
積変ｆヒを生ずる金型の金型内樹脂圧力変化とノズル部
樹脂圧力変化量との関係を示す第３係数を求め、前記ノ
ズル部樹脂圧力変化量を、前記各係数と前記金型温度お
よび前記樹脂温瓜Ｊ１測値どか？）求めるようにした方
法がある。

さＩ’）　ｔ＝別の方法としては、前記ノズルのノズル
部樹脂圧力を油圧力とする方法がある。

さＪ′、に別の方法としては、前記ノズルのノズル部樹
脂圧力は、ｎｉｉ記樹脂流路内の任意の位置の樹脂圧１
）とする方法がある。

また、他の発明である射出成形における保圧制御装置は
、スクリュ曲部にためられた溶融樹脂をスクリュの曲進
により、ノズル５金型内の樹脂流路を介Ｌ７て金型キャ
ビティに注入し、直訳溶融樹脂が金型Ａ−ヤビディに充
満した後、市ｆ記溶融樹脂か石型キＡ・ビディ内で冷却
されるにつれて固化収縮するのをおきなうため、前記ス
クリュを押圧１、て溶融樹脂を補給して１呆圧するよう
にし／：：射出成形にお（−）る保圧制御装置にのいて
、萌記倉型に設けられた傘型温度セ〉゛リーと、前記ノ
ズル又は前記金型の（Ｍ脂流路に設（・）られた樹脂温
度センサお５１；び（舅脂圧カセンザと、前記危をギャ
ヒティに設ｆｔ　９　ｈたｊｔ型内樹脂圧）Ｊセンサと
、前記各センサＱ勺信号を入力するゾこめ制御装置に設
けられ前記金型の全型内樹脂温度′９．．ｌｉ：が生ず
る全型内樹脂比容■６変化を打ち消すようなノズル部樹
脂圧力変化量を求めるための演算処理部と、前記ノスル
部樹脂圧力変化鼠を人力する／こめの保圧制御部と、前
記保圧制御部からの圧力指令信号を入力するためのザ・
−ボ弁アンプと、前記演算処理部に接続され物性−デー
タを記憶するためのデータベース部と、重犯演算処理部
および保圧制御部に接続された設定器とを倫えな構成で
ある。

さらに別の装置としては、前記ノズル部樹脂圧力を油圧
力とする構成がある。

さらに別の装置としては、前記ノズル部樹脂圧カを前記
樹脂流路内の任意の位置の樹脂圧力とする構成かある。

１作　用］本発明による射出成形における保圧制御方法および装置
の原理に−）いて説明する。

一般に、樹脂の比容積■、温度］゛、圧力Ｐ、冷却速度
Ｔの関係は、各々の微少な変化に着目すれば次式で表さ
れる。

ここて、ｒｔＶ、、ｃｉＴ、ｄＰ、ｄ　Ｔはそれぞれ、
比容積、温度、圧力、冷却速度の微少な変化量を示す。

マｆｓ、（ＪＶ／ａＴ）ｐ、ｔ、＜ａＶＩａＰ）７．？
、（ａＶＩ　ＪＴ）ｔ　、　ｐは、他の変数を固定した
ときの、比容積■がＴ、Ｐ、Ｔによりうげる変化率を示
す偏微分係数である。（１）式は、比容積Ｖが、温度、
圧力、冷却速度の変化に対応して、連続的に変化リーろ
場きに成立する全微分表現である。（１）式の両辺を比
容積■で割り、各項の符号を操ｆ↑ミすると、（２）式
のように表される。

βは樹脂の圧縮率、ン一は樹脂び）比容積の冷却速度依
（ｆ：度を示すパラメータてあり、β、に、γ共、樹脂
固有の物性値である。（２）式をβ、に、ン・を用いて
表すと、（３）式をｒ）る。

ここて、比容積、ｊＡ度、圧力、および冷却速度の変化
を、成形サイクル間の変化に近）ＩＪ、的におきかえる
ことができる。ずなわち、ｄ　Ｖ　　ｄ　′ｒｃ、Ｉ　
Ｐ’　、　ｄ　Ｔを成形サイクル間ての変化量ＶΔＴ　
ｃ　、ΔＦ’ｃ、ΔＴｃにおきかえると、次式Ｌ１７）
ようになる。

△Ｐｃ、冷却速度変化ΔＴｃと、樹脂の物性値であるに
１β１γにより表されることを意味する。

成形サイクル間の成形品比容積変化Δ■は、このように
、温度変化ΔＴｃ、圧力変化ΔＰＣ−冷却速度変化ΔＴ
ｃにより生ずると考えられるが、成形サイクル間での比
容積変化を解消するためのとにより、次式で表される。

にΔＴｃ−βΔＰＣ−７△ＴＣ＝　ｏ　　−・・（５）
式ここで、温度、冷却速度の変化に対して、圧力を制御
することにより比容積変化を解消することを考える。こ
の場合、比容積変化を解消するための圧力変化ΔＰＣは
（５）式より、次式て表される。

従って、温度変化ΔＴｃ、冷却速度変化ΔＴｃに対応し
て、り６）式で表される金型内の圧力変化△Ｐｃを生じ
ることにより、成形サイクル間の成形品比容積変化が解
消できることになる。

ここで、−は、比Ｗ積一定の条件において、単β 位温度の上昇により引起こされる圧力変化を示す物性値
であり、熱膨張圧力と呼ぶ。つゴリ、保圧段階の任意時
刻において、（６）式を成立させるように、金型キャビ
ティ内の圧力を制御することにより、成形サイクル間の
成形品比容積変化を解消てきることになる。

実際の金型内では、同相と溶融相が混在しており、まノ
こ同相と溶融相の物性値には違いがある。

を４イ［定できれば、これらの事情を含めた物性値とし
て、成形運転中の保圧制御にとって有用である。

ることを考える。

（４）式は、比容積■を成形品重量Ｗにかえると次式の
ようになる。

金型温度Ｔ。、初期樹脂温度ＴＲの時の任意時刻１４の
金型的樹脂温度をＴｃ、金型内樹脂冷却速度をＴｃとす
る。成形ショット間で、Ｔ、、ＴＲがＴ、′、ＴＲ′に
変化し、その結果、Ｔｃ、ｉ”Ｃが各々Ｔｃ′、Ｔｃ′
に変化すると、各々の変化量め間には次の関係が成立す
る。

ΔＴ・−Δ１・　　　　　　　、−＜９）式％式％ただし、ΔＴ　ｃ　＝　Ｔ　ｃ　′−Ｔ　ｃ　、ΔＴ　
ｃ　′＝　Ｔ　ｃ　′−Ｔ　ｃ　。

ΔＴニーＴ、′−Ｔい　ΔＴＲ＝ＴＲ′−ＴＲである。

まず、βを求める方法を示す。＜８）式、（９）式より
、ΔＴニーΔＴ、ｌ＝Ｏとずれば、（７）式より、△Ｗ
　／　Ｗ−β　△Ｐｃとなる。従って、金型内の樹脂圧
力を成形９３７１〜間で、Ｐｃ、Ｐｃ′と変化さぜ、各
々に対応して得られる成形品重量をＷＷ゛とすると、Δ
Ｗ＝−Ｗ′−Ｗ、△Ｐｅ＝Ｐｃ′−Ｐｃとして、次の式
からβを求められる。

次に、にを求める方法を示す。（９）式より、ΔＴ、＝
−△Ｔ１１とすると、△Ｔｃ　＝Ｏとなり、（８）式よ
り５ΔＴ　ｃ　＝ΔＴ、−△Ｔ１１となる。従って、金
型温度、初期樹脂温度を、成形ショット間で、Ｔ１１　
Ｔ、′およびＴｌｌ、ＴＲ′と変化さぜ、か−）また、
ΔＴ、−八ＴＩへが成立するようにし、各々に対応して
得られる成形品重量をｗ、ｗ′とすると、Δｗ＝ｗ′−
ｗ、ΔＴｃ−ΔＴ、＝ΔＴＲとなり、次の式からにが求
められる。

ただし、ΔＰＣの項は、金型温度Ｔ１、初期樹脂温度Ｔ
Ｒを変化さぜることによって、必然的に生ずる金型内圧
力変化を示す。

次に、γを求める方法を示す。まず、金型温度および初
期樹脂温度を適当に変化させると、（７）式より、次の
式からγが求められる。

ただし、ΔＴ　ｃ　、△Ｐｃの項は、冷却速度を変化さ
せることにより、必然的に生ずる金型内樹脂温度変化、
および金型内樹脂圧力変化を示す。以−トにより求めら
れる。

次に、（６）式で与えられた比容積変化を解消する金型
内樹脂圧力変化呈△Ｐｃを生ずるために、ノズル部樹脂
圧力をどのように変化させればよいかを示す。ただし、
ノズル部樹脂圧力の代わりに、金型山内樹脂流路６Ａの
いずれかであっても原理は同一である。（４）式をショ
ット間のノズル部樹脂圧力変化八Ｐ１１、金型温度変化
ΔＴ１、初期樹脂温度変化ΔＴＲを用いて次のように表
現する。

ただし、△ｖ＝ｖ′−ｖ、ΔＴｌ１−ＴＲ′−Ｔｌｌ、
ΔＴｉ、−Ｔ、′　Ｔ、、Δｐ　Ｌ＝　ｐ　、、′−ｐ
　、、である。

（１３）式と（４）式を等しいとおくと、次式か得られ
る。

すなわち、全型内樹脂の圧力変化ΔＰＣは、Ｉ　　　゛容積一定下での圧力変化−ΔＴｃ　　βΔＴｃと、β 比比脂ａ）比容積変化が０となるためには、（６）式と（１４）式とより、次の関係が成り立つことが必要１−
分条件である。

］−式は、全型内樹脂の比容積度１ヒがＯとなるために
、ノズル部樹脂圧力について成り立つべき条件である。

Ｃ１′、　Ｃ２′、　Ｃ：１′は、比容積変化が０なる
条件において、各々金型内樹脂圧力変化△Ｐｃと初期樹
脂温度変化ΔＴ８との関係、金型内樹脂圧力変化ΔＰＣ
と金型温度変化ΔＴ８との関係、金型内樹脂圧力変化Δ
ＰＣとノズル部樹脂圧力変化ΔＰｌ、との関係を示す。

次に、実際の成形運転において、Ｃ１′、Ｃ２Ｃ５′を
求める方法を示す。

まず、ΔＴニー△ｐ、、＝ｏの条件で、初期樹脂温度Ｔ
８だけ変化させ、（１４）式より、次のとおりＣ１′が
求まる。

Ｃ′ （ΔＰＣ・・・く１６）式まな、△ＴＲ−Δｐ、、＝ｏとして、金型温度Ｔｗだけ
変化させて次式でＣ２′を求める。

Ｃ２′−（ΔＰＣ−’ΔＴｃ　＋　”Δ■Ｃ）／ΔＴ、
　　・・・（１７）式６式％次に、ΔＴ、ｌ−△Ｔ、−０として、ノズル部樹脂圧力
Ｐ１、たけ変化させ、次式でＣ３′を求める。この場合
、ΔＴＣ−ΔＴｃ−のとなる。

Ｃ３′−（ΔＰＣ−’△Ｔｃ−１Δ■Ｃ）／ΔＰ１、　
−・（１８）式６式％以上で、Ｃｌ′＋　Ｃ２′、　Ｃ、′が求よ−）な。

運転中は、充填段階において、初期樹脂温度変化八Ｔ１
１．金型温度変イヒΔＴ、を計測し、保圧段階では、（
１５）式によってノズル部樹脂圧カ変化呈ΔＰＬを求め
、制御することにより、成形サイクル間の成形品グ〕比
容積変化を解消することができ従って、運転前に、成形
材料銘柄、金型温度基準値（Ｔ、）、ノズル部樹脂温度
基準値（〒−、ノズル部樹脂圧力基準値（ＰＬ）、成形
品肉厚（Ｓ）を設定しておき、全型内樹脂温度基準値（
Ｔｃ（１，）、ｔ、−０−Ｌｃａｌ）、全型内樹脂冷却
速度（↑ｃ（ｔ）、ｔ−０−１：ｃａｌ）を計算してお
く。

次に、生産運転前の数ジョッＩ・の試験運転で、金型温
度（Ｔユ）、ノズル部樹脂温度（ＴＲ）、ノズル部樹脂
圧力（Ｉ’Ｌ＞を数条件をかえて運転し、その時内金型
内樹脂圧力（ＰＣ）を計測し、全型内樹脂温度（■Ｃ）
、全型内樹脂冷却速度（ＴＣ）を計算する。また、成形
品重量側）も、計測、あるいは、それ以後の測定値を手
で入力する。これらの結果がら、圧縮率β、熱膨張率に
、冷却速度依存度ン・、比容積−定下の、圧力変化（Δ
ＰＣ）とノズル部樹脂温度変１ヒ（ΔＴ、）との関係（
Ｃ１′）、圧力変化（ΔＰＣ）と金型温度変化（ΔＴ、
）との関係（Ｃ，′）　、圧力変化（ΔＰＣ）とノズル
部樹脂圧力変化（ΔＰ１．）との関係（Ｃ，′）を求め
る。次に、生産運転＋’ｌ”＋　！よ、充填段階におい
て、成型温度（Ｔ、）、ノズル部樹脂温度（ＴＲ）を計
測し、角変イしくΔＰＬ）を求める。但し２、△Ｔ　、
、　−Ｔ、−〒１１、ΔＴ、Ｔ、−Ｔ、であり、′ｒｗ
は固定側（Ｔ、、）、保圧段階ては、こうして求めた△
Ｐ１．について、Ｐ　ｌ−＝　Ｐ　１１　”＋ΔＰ　Ｌ
として、ノズル部樹脂圧力目標値ＰＬを求め、これをサ
ーボ弁アンプに出力する。

射出保圧時間（１１１１）を満了するとサーボ弁アンプ
への出力をおわり、射出保圧段階を終了する。

［実施例］以下、図面と共に本発明による射出成形における保圧制
御方法および装置の好適な実施例について詳細に説明す
る。

第１図において、符号１て示されるものは、シリンダ２
およびスクリュ２Ａからなる射出成形機てあり、このシ
リンダ２のスクリュ前部２　ａには、ノズル孔３：１を
有するノズル３が設けられている。

前記ノズル３には、固定側合型４および可動側金型５か
らなる金型６が接きして設けられており、これへの各金
型４，５間には、固定側樹脂流路７に連通ずるキャビテ
ィ８が形成されている。

なお、この金型６に形成された金型キャビティ８は、図
面に示されるように、流路６ａ、６ｂ、前記固定側樹脂
流路７及びノズル孔３２１に連通しており、後述の樹脂
温度を計測する場合は、これらによって形成される樹脂
流路らＡ、７及びノズル孔３３ｔの何れかの位置て計測
されるものである。

前記ノズル孔３ａには、樹脂圧力センサ９および樹脂温
度センサ１０が接続され、前記固定側金型４には第１歌
を温度センサ１１が接続されると共に、前記可動側金型
５には第２金型温度センサ１２が接続されている。

前記各センサ９，１０．１０Ａ、］、、］および１２の
出力は、増巾器９　ａ、、　、　１０　ａ、　、　］、
、　ＯＡ　ａｌ　１−　ａおよび１．２　ａを介し、制
御部Ｗ１ＢのＡ　、／Ｌ）変換器９　ｂ　、　　１０　
ｂ　、　　］−０Ａ　Ｉ：＋　、　１１　ｂおよび１２
Ｉ−１に接続線９ｃ、ｉｏｃ、１．０Ａｃ、］　ｉｌお
よび１２（を介して接続されている。

前記制御装置１３に設けられた演算処理部１４には、前
記各Ａ、　／　Ｄ変換器］、　ＯＩ：＋、　　］　１１
：＋、　１０八ｌ〕および１２１つからのデジタル信号
１０１：＋　Ａ、　　＋１．ｌ＋＾１０　Ａ　ｌ〕ａお
よび１．２１：ｌ　Ａが入力され、前記Ａ／Ｄ変換器９
１）からのデジタル信号９１］　Ａは、前記演算処理部
１４とは別に設けられた保圧制御部１５に入力されてい
る。

前記保圧制御部１５からの充填保圧切換信号１５ａは前
記演算処理部１４に入力され、この演算処理部］４から
の、ノズル部樹脂圧力変化量へＰ「信号１．　ｚｌε先
は前記保圧制御部１５に入力されている。

曲尾演算処理部↑４には、データ（α、熱拡散率）　１
７　；、＋がデータベース部１７がら入力され、同時に
、設定器１８がｔ、の第２設定値１８ａ（成形品重置■
Ｔ、成形材料銘柄、成形品肉厚Ｓ、金型温度基準値Ｔ１
、ノズル部樹脂温度基準値Ｔ８ゲートシール時刻１ｇ、
ノズル部樹脂圧力設定値■）、）が入力されている。

前記設定器１８かへの第１設定値１８ｂ（クズ／１部樹
脂圧勾基準値Ｐ１２、保圧切換ノズル圧ｈ［Ｕ、射出保
圧時間１０Ａ、１１４、ノズル部樹脂圧力設定値Ｐ、、
）は前記保圧制御方法１５に入力され、前記演算処理部
１４および保圧制御部１５には、ジーゲンス制御部１つ
からの射出開始信号］、　９　ａが入力されていると共
に、前記保圧制御部］５からの保圧終了信号１．５Ａは
前記シーゲンス制御部１０に入力されている。

前記増巾器９ａを経たノズル部樹脂圧カフィードバック
信号９ａＡは、制御信号２０２ｔをザーボバルブ２１に
印加するなめのサーボ弁アンプ２２に入力されており、
前記保圧制御部１５からの圧力指令信号］　５１：）は
サーボ弁アンプ２２に入力され、この保圧制御部１５か
らの樹脂補給遮断信号１、５　ｃは外部に出力されてい
る。

前記ザーボバルブ２１は、而記射出成形機１の油圧室１
　ａおよび油圧源２３に接続さｉｌている。

本発明による射出成形における保圧制御方法および装置
は、前述したように構成されており、以下に　その動作
について説明する。

まず、運転にさきだって必要な設定と計算の操作に−）
いて説明する。

第３図において、説定器（１８）を通して、使用する成形材料銘柄、成形品の肉厚（Ｓ）、歌を温度基準値
（Ｔい）、ノズル部樹脂温度！、Ｓ；準値（Ｔ、、）、
ノズル部樹脂圧力Ｍ準値（ＰＬ）、ゲーＩ−シール時刻
（ｔ　ｅ　）、ｑ・＋出保圧時間（ｔ、ｎ　）を設定す
る（第１ステツプ。

３０）。

次に、ＪＩ算指令ボタンく図示せず）を押すと、次式に
従−）で、全型内樹脂温度基準値’Ｔ”ｃ（ｔ）、冷却
速度基準値”Ｉ”ｃ（Ｌ）を計算する（第２スデツプ３
１）。

・・（１９）式たＩｊＬ、には時刻を示し、Ｏから、予め固定された値
ｔｃａｌ　までの値をとる。計算される１、は、一定の
時間間隔ΔｔごとＪ〕、０．△ｔ、２△ｔｔｃａｌ　ま
ての値をとる。

ＩＳＪ、　Ｊ、　、ｉｔ算されたＴｃ（ｔ）、　Ｔｃ（
ｔ）は、所定のメモリーに記憶しておく（第３ステツプ
・３２）。あるいは、データヘース（、こ２　士売させ
ておくことｔ、てきる。

次に、生産運転前の数シ」ツｌ〜の試験運転によ−）で
、圧縮率（β〉　熱膨張率くに）、冷却速度依存性（γ
）、比容積一定十の歌型内（☆ｊ脂圧）Ｊ変１ヒ（ΔＰ
Ｃ）と、ノズル部樹脂温度変１ヒ（八Ｔ１、）との関係
を示す係数（Ｃ，′）、金型内樹脂圧力変（ヒ（ΔＰＣ
）と傘型温度変化（ΔＴ、）とめ関係を示す係数〈Ｃ７
″）、金型内樹脂圧力変化（△Ｐｃ）とノズル部樹脂圧
力変化（△Ｐ１、）との関係を示す係数（Ｃ，’　）を
推定する方法に′〕いて説明する。

成形条件は、歌を温度（Ｔ、、Ｉ）、ノズル部樹脂温度
（Ｔ、、）、ノズル部樹脂圧力（ＰＩ、）を変化させ、
その時の全型内樹脂圧力（ＰＣ）、成形品重量（讐）を
計測し、金型的樹脂温度（Ｔｃ　）、全型内樹脂冷却速
度（Ｔｃ　）を計算にて求める。条件は、次の第１表に
示すように、最少４条件とし、金型温度（Ｔユ）を２水
準（Ｔ、、。

Ｔイ、）、ノスル部樹脂温度（Ｔｌｌ）を２水準（Ｔ、
、、Ｔ、、）、ノズル部樹脂圧力（ＰＬ）を２水準（Ｐ
Ｌ、、　＋Ｐｌ−２＞に選ぶ。

Ｔ　ｗ＋　　Ｔｗｚ、　Ｔ１１．、　ＴＲ２，Ｐ　Ｌｌ
ｌ　Ｐｌ−＝の選び方は、例えば、ある温度幅δ′Ｆ、
圧力幅δＰをきめておき、基準値ＴＩ、、　Ｔｎ、　Ｐ
　１．　（７）まわりて、”Ｔ”　Ｗ　ｌ　＝を同一と
するために、　ｔｉ　２Ｔ。

Ｒ２ ′ＦＰとなるように設定する。

／八Ｔ１１Ｔｏ〒ｗ（条件１〜３） △ＴｗＴ　ｔ＋　２Ｔ、４（条件４）Ｔ、。

Ｔ、、／冬イ＋ｌ、１．．．つ１ＴユＴユは、ｔめＷ１算しておく基準値（条件１ＲＴＲ□（条件３（条ｒト］　〜　３　〉Ｔ。

Ｔｗ２（条件４）以上の設定において、連続的に成形運転を行い、その中
て条件を条件１かへ条件４へと変化させ、各々の条件に
て適当なタイミングでザンブリングし、Ｔ−、Ｔ、、Ｐ
、−、Ｐｃ、Ｔｃ、Ｔｃ、Ｗを記憶していく。但し、金
型温度（Ｔのは、固定側糸型温度（ＴｗＩｌ）、可動側
金型温度（Ｔ、ｌｂ）の計測値から、０”ａ　−ｔ−Ｔ
”　ｗ　ｂにより求める。また、金型内構ＴＩＩゴ　　
２耐圧力（ＰＣ）、金型内樹脂温度（■Ｃ）、冷却速度（
Ｔｃ　）は、いす゛れも、第２図に示すごとく、充填時
間（−ゲーＩ・シール時刻（ｔｙ）における値である。

充填時間１ゲ一トツール時刻（ｔｙ）のＰｃは計測値で
あり、Ｔ”ｃ、Ｔｃは次式より求める。

１は充填時間（−ゲートシール時刻（ｔｙ）である。

ング動作は第４図に示すように、まず、条件１に設定し
て成形運転をスタートしく第４スデツプ４０）、適当な
ショットで条件１のデータを計測し、計算し、記憶する
。次に、条件２に設定し、同様に計測、計算し、記憶す
る〈第５ステップ：４１）。これと同じ手順を条件、４
までくり返し、データザンプリングを終了する（第６ス
テツプ＝：：１２　）　。

次に、こうして得られた条件１へ条件４のデータから、
β、に、ｒ、ｃ、′、ｃ２′、Ｃ３′を求める手順を説
明する。

第５図において、まず、βを、条（１−１、条件２の計
測値より計算する（第７ステツプ＝４３）。

次に、条件１、条件４のＪ１測値と、βとより、にを泪
算する〈第８ステツプ＝４４）。次に、条件３、条件４
の計測値と、β、にとより、γを計算するく第９ステッ
プ：４５）。次に、条件１、条件３の計測値と、β、に
、ツーとより、Ｃ１′を計算する（第１０ステツプ　７
１６）。次に、条件３、条件４の計測値と、β、に２　
γとより、Ｃ２′を計算する（第１１ステップ：　、４
７　）。最後に、条件１、条件２の計測値とＪ：す、Ｃ
３′を計算する（第１２スデッブ：　４８　＞。以上て
β、に１　ン−，ＣＣ２′、Ｃ３′が求まり、これを記
憶する。

次に、生産運転において、保圧を制御する方法を説明す
る。

第１図、第６図において、ジーゲンス制御部１つから保
圧制御部１５、演算処理部１／１に射出開始信号１９；
１が出力されると、保圧制御部１５はスクリュ２Ａを前
進させて射出を開始する。また、演算処理部１４は固定
側および可動側金型温度（ＴｗＩｌ、）　（Ｔ、ｌ））
　（第１３スデップ：　４．９　）　、ノズル部樹脂温
度（Ｔ、）を充填段階の適当な時期に計測しく第１７１
スデッブ：　５０　）　、　Ｔｗ−（Ｔｗａ−１−Ｔｉ
１ｂ）／　２　、　　ＡＴ、＝Ｔ　　ＩＩ　　　Ｔ、　
、　　Δ　’１”　　、、＝　　Ｔ　　Ｒ−−１８と　
し、て　、金型温度、ノズル部樹脂温度の基準値Ｔ、、
Ｔ、からぴ）変化５１．（八Ｔ８）（ΔＴＲ）を求める
（第１５スデツブ　５１〉。そして、金型内樹脂比容積
の基準かへの変化をＯにするノズル部樹脂圧力変化１６
ステ・ツブ：５２〉。・方、保圧制御部は、ノズル部樹
脂圧力（ＰＬ）が予め設定された保圧切換圧力Ｙ）：に
達したか否かを判定し、ノズル部樹脂圧力Ｐ１．がＩ］
ｘに達すると、演算処理部１４に充填保圧切換信号１５
ａを出力する。これをうけて演算処理部１４は、ノズル
部樹脂圧力変化量△■〕１を保圧制御部１５に出力する
。そうすると、保圧制御部］５は、ノズル部樹脂圧力基
準値（ＰＬ、）に、変化量（ΔＰ１．）を加えた値、Ｐ
ｌ、−Ｐ、４＋ΔＰ１．を圧力指令信号１５Ｉ）として
サーボ弁アンプ２２に出力するく第１７ステツプ＝５３
）。最後に、射出開始からの時間が予め設定された６１
出保圧時間（１，、、）に達すると、サーボ弁アンプ２
２への出力をＯＦ　Ｆにしく第１８ステップ：　５４．
　）　、射出保圧段階を終了する（第１９スデツプ　５
５）。

［発明の効果］本発明によれば、金型温度、初期樹脂温度Ｃ）変化によ
り生ずる金型内樹脂温度変化がもたらず金型内樹脂比容
積変化を解消するように全型内樹脂圧力が変（ＩＬする
。このため、成形立−Ｌげ時や中断時１、土な、朝夕の
気温変（ヒ、存夏秋冬の季節変１ヒに、Ｌりもな！−１
される成形品寸法　重量なとのバラツキを解消すること
ができる。このため、スクラップの減少、高生産性につ
ながることになり、精密安定成形を行なうことができる
。

４１図面（７）簡１）ｊな説明第１図か１″−、第６図迄は、本発明による射出成形に
も（−）る保圧制御力法お、Ｌひ装置を承りためのもの
て、第１図は保圧制御装置を、１、ず１ＩＪｉ面図を含
むブＩ″？ツタ図、第２図は金型内の樹脂圧力、樹脂温
度、ノスル部樹脂圧ｊＪ波形ならひに充慎段階と保圧段
階の変化を示す１）性ＩＡ、第３図は運転前の設定及び
演算操作を示すフロー図、第４図は第１表に対応する条
件設定で試験運転中に計測・演算する手順を示すフロー
図、第５図は第１表の条件設定と第４１７１に対応する
計測・演算の後に、β、にン・、Ｃ，′、Ｃ２′、Ｑ、
’を計算する方法を示すフ１フー口、第６図は生産運転
において保圧を制御する丁−順を示すフロー図てある。

２Δはスクリュ、２２１はスクリュ前部、３はノズル、
６は金型、６Ａは樹脂流路、８は金型キＡ・ビティ、９
は樹脂圧力セン→Ｌ、１０は樹脂温度センサ、］、ＯＡ
は金型内樹脂圧カセンザ、１］１２は金型温度センサ、
１３は制御装置、１０Ａ、１１　？Ｊ演算処理部、１５
は保圧制御部、１５１Ｊは月力指貨信号、１７はデータ
ヘース部、１８は設定器、２２けザーボ弁アンプ、に／
′βは熱膨張圧力、Δ′１゛、は金型内樹脂温度変化、
△ｐ、はノスル部樹脂圧力変化旦、Ｐ＋、ｌＪノズル部
樹脂圧力、１゛１、は樹脂温度計測値、ｌ）１　はノス
ル部樹脂圧ｊ３　；４４測値、Ｐｌ、は全型内樹脂圧力
計測値、ΔＴＰは樹脂記境変化、ΔＰｏは金型内血脂圧
ＩＪ変化、Δ］゛。

は余型温度変１に、Ｃ，′は第１１系数、Ｃ２′は第２
係数、Ｃ３′は第３係数、ΔＶ　ｌｊ余型内樹脂比容積
変化である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スクリュ（２ａ）にためられた溶融樹脂をスクリ
ュ（２ａ）の前進により、ノズル（３）、金型（６）内
の樹脂流路（６Ａ）を介して金型キャビティ（８）に注
入する充填段階と、前記溶融樹脂が金型キャビティ（８
）に充満した後、溶融樹脂が金型キャビティ（８）内で
冷却固化されるにつれて収縮するのをおぎなうため、前
記スクリュ（２ａ）を押圧して前記溶融樹脂を補充する
保圧段階とからなる射出保圧段階において、予め、生産運転前の試験運転において、成形品比容積と
金型内の樹脂圧力（Ｐ＿Ｃ）の関連を示す圧縮率（β）
を求め、成形品比容積と金型内の樹脂温度（Ｔ＿Ｃ）と
の関連を示す熱膨張率（κ）を求め、前記圧縮率（β）
と熱膨張率（κ）を用いて、金型内樹脂の比容積の成形
ショット間の変化を解消するよう、保圧力（Ｐ＿Ｌ）を
制御することを特徴とする射出成形における保圧制御方
法。
（２）前記保圧力（Ｐ＿Ｌ）の制御には、成形品比容積
と金型（６）内の樹脂冷却速度（■＿Ｃ）との関連を示
す係数（γ）を用いることを特徴とする請求項１記載の
射出成形における保圧制御方法。
（３）生産運転の充填段階においては、成形諸条件を計
測し、該計測に基づいて、保圧段階の保圧力を決定し、
保圧段階においては、こうして求めた保圧力を圧力指令
信号としてサーボ弁アンプ（２２）に出力することを特
徴とする請求項１又は２記載の射出成形における保圧制
御方法。
（４）生産運転前の試験運転において、金型温度（Ｔ＿
Ｗ）、樹脂温度（Ｔ＿Ｒ）、ノズル部樹脂圧力（Ｐ＿Ｌ
）を変化させて複数ショットの成形を行い、該複数ショ
ット毎の金型温度（Ｔ＿Ｗ）、ノズル部樹脂圧力（Ｔ＿
Ｒ）、ノズル部樹脂圧力（Ｐ＿Ｌ）、及び金型内樹脂圧
力（Ｐ＿Ｃ）を計測し、金型内樹脂温度（Ｔ＿Ｃ）、金
型内冷却速度（■＿Ｃ）を計算し、成形品重量（Ｗ）を
測定し、こうして得られた複数ショットのデータ（Ｔ＿
Ｗ、Ｔ＿Ｒ、Ｐ＿Ｌ、Ｐ＿Ｃ、Ｔ＿Ｃ、■＿Ｃ、Ｗ）か
ら、圧縮率（β）、熱膨張率（κ）、比容積の冷却速度
依存度（γ）を計算にて求め、前記圧縮率、熱膨張率お
よび比容積（β、κ、γ）を用いて、金型内樹脂の比容
積変化を解消するのに必要なノズル部樹脂圧力変化量（
ΔＰ＿Ｌ）と、金型温度変化量（ΔＴ＿Ｗ）、ノズル部
樹脂温度変化量（ΔＴ＿Ｒ）との関係を示す係数（Ｃ＿
１′、Ｃ＿２′、Ｃ＿３′）を計算にて求め、次に、生
産運転中は、充填段階に金型温度（Ｔ＿Ｗ′）、ノズル
部樹脂温度（Ｔ＿Ｒ′）を計測し、これら温度（Ｔ＿Ｗ
′、Ｔ＿Ｒ′）と、係数（Ｃ＿１′、Ｃ＿２′、Ｃ＿３
′）とから、金型内樹脂比容積変化を打ち消すのに必要
なノズル部樹脂圧力変化量（ΔＰ＿Ｌ）を計算にて求め
、保圧段階では、こうして求めたノズル部樹脂圧力変化
量（ΔＰ＿Ｌ）が生ずるような圧力指令信号をサーボ弁
アンプ（２２）に出力することを特徴とする請求項１乃
至３の何れかに記載の射出成形における保圧制御方法。
（５）スクリュ前部（２ａ）にためられた溶融樹脂をス
クリュ（２Ａ）の前進により、ノズル（３）、金型（６
）内の樹脂流路（６Ａ）を介して金型キャビティ（８）
に注入する充填段階と、前記溶融樹脂が金型キャビティ
（８）に充満した後、前記溶融樹脂が金型キヤビティ（
８）内で冷却されるにつれて固化・収縮するのをおぎな
うため、前記スクリュ（２Ａ）を押圧して前記溶融樹脂
を補給する保圧段階とからなる射出保圧段階において、
予め、生産運転前の試験運転にて、成形品重量（Ｗ）、
金型内樹脂圧力計測値（Ｐ＿Ｃ）および金型内樹脂温度
計算値（Ｔ＿Ｃ）から金型内樹脂比容積変化を打ち消す
のに必要な熱膨張圧力（κ／β）を求め、生産運転中に
おいては、予め充填段階にて金型内樹脂温度変化（ΔＴ
＿Ｃ）が生ずる金型内樹脂比容積変化を打ち消すための
ノズル部樹脂圧力変化量（ΔＰ＿Ｌ）を求め、生産運転
の保圧段階においては、前記ノズル部樹脂圧力変化量（
ΔＰ＿Ｌ）が生ずるように、前記ノズル（３）のノズル
部樹脂圧力（Ｐ＿Ｌ）を設定し且つ制御することにより
、前記金型（６）内の金型内樹脂比容積のショット間変
化を解消することを特徴とする射出成形における保圧制
御方法。
（６）前記金型温度（Ｔ＿Ｗ）と樹脂流路（６Ａ）の樹
脂温度計測値（Ｔ＿Ｒ）、ノズル部樹脂圧力計測値（Ｐ
＿Ｌ）および金型内樹脂圧力計測値（Ｐ＿Ｃ）とから、
前記金型（６）の金型内樹脂圧力変化（ΔＰ＿Ｃ）と樹
脂流路（６Ａ）の樹脂温度変化（ΔＴ＿Ｒ）との関係を
示す第１係数（Ｃ＿１′）と、前記金型内樹脂比容積変
化を生ずる（ΔＰ＿Ｃ）と金型温度変化（ΔＴ＿Ｗ）と
の関係を示す第２係数（Ｃ＿２′）と、前記金型（６）
の金型内樹脂圧力変化（ΔＰ＿Ｃ）とノズル部樹脂圧力
変化量（ΔＰ＿Ｌ）との関係を示す第３係数（Ｃ＿３′
）を求め、前記ノズル部樹脂圧力変化量（ΔＰ＿Ｌ）を
、前記各係数（Ｃ＿１′、Ｃ＿２′、Ｃ＿３′）と前記
金型温度（Ｔ＿Ｗ）および前記樹脂温度計測値（Ｔ＿Ｒ
）とから求めるようにしたことを特徴とする請求項５記
載の射出成形における保圧制御方法。
（７）前記ノズル（３）のノズル部樹脂圧力（Ｐ＿Ｌ）
を油圧力とすることを特徴とする請求項５又は６記載の
射出成形における保圧制御方法。
（８）前記ノズル（３）のノズル部樹脂圧力（Ｐ＿Ｌ）
は、前記樹脂流路（６Ａ）内の任意の位置の樹脂圧力と
することを特徴とする請求項５又は６記載の射出成形に
おける保圧制御方法。
（９）スクリュ前部（２ａ）にためられた溶融樹脂をス
クリュ（２Ａ）の前進により、ノズル（３）、金型（６
）内の樹脂流路（６Ａ）を介して金型キャビティ（８）
に注入し、前記溶融樹脂が金型キャビティ（８）に充満
した後、前記溶融樹脂が金型キャビティ（８）内で冷却
されるにつれて固化・収縮するのをおぎなうため、前記
スクリュ（２Ａ）を押圧して溶融樹脂を補給して保圧す
るようにした射出成形における保圧制御装置において、
前記金型（６）に設けられた金型温度センサ（１１、１
２）と、前記ノズル（３）又は前記金型（６）の樹脂流
路（６Ａ）に設けられた樹脂温度センサ（１０）および
樹脂圧力センサ（９）と、前記金型キャビティ（８）に
設けられた金型内樹脂圧力センサ（１０Ａ）と、前記各
センサ（９、１０、１０Ａ、１１、１２）の信号を入力
するため制御装置（１３）に設けられ前記金型（３）の
金型内樹脂温度変化（ΔＴ＿Ｃ）が生ずる金型内樹脂比
容積変化（ΔＶ）を打ち消すようなノズル部樹脂圧力変
化量（ΔＰ＿Ｌ）を求めるための演算処理部（１４）と
、前記ノズル部樹脂圧力変化量（ΔＰ＿Ｌ）を入力する
ための保圧制御部（１５）と、前記保圧制御部（１５）
からの圧力指令信号（１５ｂ）を入力するためのサーボ
弁アンプ（２２）と、前記演算処理部（１４）に接続さ
れ物性データを記憶するためのデータベース部（１７）
と、前記演算処理部（１４）および保圧制御部（１５）
に接続された設定器（１８）とを備えたことを特徴とす
る射出成形における保圧制御装置。
（１０）前記ノズル部樹脂圧力（Ｐ＿Ｌ）を油圧力とす
ることを特徴とする請求項９記載の射出成形における保
圧制御装置。
（１１）前記ノズル部樹脂圧力（Ｐ＿Ｌ）を前記樹脂流
路（６Ａ）内の任意の位置の樹脂圧力とすることを特徴
とする請求項９記載の射出成形における保圧制御装置。