JPH04250016A - 射出成形機の計量方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機において金
型のキャビティ内に射出する射出樹脂量を正確に計量す
るための射出成形機の計量方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の射出成形機においては、図７（ａ
）に示すように、加熱筒１内に挿入されたスクリュー２
を回転させ、溶融樹脂を加熱筒１の先端側に供給し溶融
樹脂の圧力でスクリュー２を後退させ、スクリュー２が
所定位置になったときにスクリュー２の回転を停止して
、スクリュー２を所定位置で停止するようにしている。 このとき、スクリューヘッド３とシートリング４との間
に位置するリング状の逆流防止弁５は、溶融樹脂の流動
によりスクリューヘッド側に位置させられている。

【０００３】そして、射出成形する際には、図７（ｂ）
，（ｃ）に示すように、スクリュー２を加熱筒１の先端
側に押圧移動させて、加熱筒１の先端側の溶融樹脂に圧
力をかけ、図示しない金型のキャビティ内に溶融樹脂を
射出するようにしている。射出工程の初期においては、
図７（ｂ）に示すように、逆流防止弁５はスクリューヘ
ッド３の側からシートリング４側に移動し、図７（ｃ）
に示すように、ある程度スクリュー２が移動したときに
、逆流防止弁５はシートリング４に当接して溶融樹脂の
逆流を遮断して溶融樹脂に圧力を負荷するようになる。 ここで、図７（ｂ）に示すように、射出工程初期におい
て、逆流防止弁５がシートリング４側に移動する際に、
加熱筒１の先端側にある溶融樹脂が逆流防止弁５の後方
に逆流するといった現象が起きる。ここで、逆流防止弁
５は加熱筒１の内径に対して隙間をもっており、かつ、
軸方向に拘束されていないので、射出工程初期における
逆流量が成形サイクル毎に一定にならず、金型に射出さ
れる溶融樹脂量がばらつきがでて、この結果、成形品の
寸法や重量のばらつきが生ずる。

【０００４】また、計量時のスクリュー２の停止位置の
精度を高め、溶融樹脂の計量精度を向上させる方法とし
ては、スクリュー２の回転を停止させる直前でスクリュ
ー２の回転速度を減速したり、スクリュー２の回転を停
止させる直前でスクリュー２に作用する背圧を０とした
り減圧させたり、機械式ストッパによりスクリュー２の
停止位置が一定になるようにしたもの等が知られている
。しかしながら、これらの方法は、スクリュー２が停止
したときに、逆流防止弁５はスクリューヘッド３側に当
接しており、射出工程初期において逆流防止弁５がシー
トリング４側に移動して逆流が発生することに対してな
んら対策を採っておらず、溶融樹脂の逆流による成形品
の寸法や重量のばらつきを防止することはできない。 このばらつきを防止するために、特開平１−１０８０１
８号公報に示されるように、加熱筒１の先端に形成され
たノズル部にシャットオフバルブを設けてノズル部を閉
塞状態にしておき、射出工程の直前にスクリュー２を前
進させて加熱筒１内の溶融樹脂を余圧することにより、
射出工程の直前に逆流防止弁５をシートリング４に密着
当接するようにした方法が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１−１０８０１８号公報に記載された方法は、溶融樹脂
を余圧するためにノズル部を閉塞するシャットオフバル
ブを設けるようにしているので、シャットオフバルブの
ないいわゆるオープンノズルにおいては溶融樹脂を余圧
することができないといった欠点がある。本発明は、オ
ープンノズルにおいても適用することができるとともに
、射出開始前に逆流防止弁を閉塞状態にして射出工程初
期における逆流を防止することができ、成形品の重量や
寸法のばらつきを防止することができる射出成形機の計
量方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、スクリューを
回転させながら加熱筒の先端側に溶融樹脂を供給し、前
記スクリューを所定位置で停止させる樹脂供給工程と、
前記加熱筒の先端に形成されたノズル口を樹脂が射出さ
れた金型の樹脂注入口に当接した状態で、前記樹脂供給
工程により停止した前記スクリューに前記ノズル口方向
に所定圧力をかけて、前記スクリューを前進させるカウ
ンタプレス工程と、前記カウンタプレス工程において付
与した圧力を解除し、前記スクリュー先端側の溶融樹脂
圧力の圧抜き工程とを備えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】樹脂供給工程により加熱筒の先端に供給された
溶融樹脂に、カウンタプレス工程によりノズル口に向け
て所定圧力がかけられる。このカウンタプレス工程は、
加熱筒のノズル口が、樹脂が射出された金型の樹脂注入
口に当接した状態で行われるので、ノズル口にシャット
オフバルブ等のバルブを設けなくても、金型内に射出さ
れた樹脂により閉塞状態が保たれ、溶融樹脂に余圧をか
けることができる。このカウンタプレス工程中に、加熱
筒の先端に供給された溶融樹脂は後方に逆流し、逆流防
止弁が移動して閉塞状態となる。この後、圧抜き工程に
より、溶融樹脂の残圧が除去され、金型の樹脂注入口か
らノズル口を外したときに、ノズル口から樹脂が漏れる
現象いわゆる鼻たれ現象が予防される。このように、本
発明によれば、カウンタプレス工程により逆流防止弁を
閉塞状態にした後に、通常の射出成形を行うことによっ
て、従来、射出工程初期に発生していた溶融樹脂の逆流
が防止され、成形品の重量や寸法のばらつきが防止され
る。

【０００８】

【実施例】以下に、図面を参照して、本発明の一実施例
について説明する。先ず、本発明の方法を実施する装置
について説明すると、図２、図３に示すように、前端に
ノズル１０が形成された加熱筒１１が設けられている。 加熱筒１１の後端からスクリュー１２が進退自在にかつ
回転自在に挿入されている。スクリュー１２の後端には
、油圧駆動のモータ１３が取り付けられており、このモ
ータ１３によりスクリュー１２に回転を与えるようにな
っている。さらに、モータ１３の後端には、射出シリン
ダ１４が設けられており、この射出シリンダ１４により
スクリュー１２を前進・後退させるようにしている。 モータ１３及び射出シリンダ１４には油圧駆動装置１５
が接続されており、モータ１３及び射出シリンダ１４に
供給する油圧が制御されるようになっている。また、加
熱筒１１の後端には、射出材料をスクリュー１２側に供
給するホッパ１６が取り付けられている。

【０００９】前記スクリュー１２の後端にはＬ字状をし
たラック部材１７が取り付けられており、このラック部
材１７にはエンコーダ（位置検出器）１８のピニオンが
回転自在に噛合し、このエンコーダ１８は、制御装置１
９の位置センサ入力回路４０に接続されている。また、
前記射出シリンダ１４には、この射出シリンダ１４がス
クリュー１２に負荷する圧力、いわゆる背圧を検出する
ための圧力センサ（図示略）が取り付けられており、こ
の圧力センサは制御装置１９の圧力センサ入力回路４１
に接続されている。この制御装置１９は、射出成形機の
種々の操業データを入力するための設定装置４２と、こ
の設定装置４２に入力された圧力値と前記圧力センサ入
力回路の出力とを比較してラッチ指令信号を出力する比
較回路４３と、前記位置センサ入力回路４１及び比較回
路４３からの信号を記憶する記憶装置４４と、この記憶
装置４４の出力信号と前記設定装置４２に入力された変
速点、計量完了点などの位置信号の設定値とから変更点
信号（後述）を算出する演算装置４５と、この変更点信
号と設定装置４２に入力されたスクリュー駆動圧力、速
度などの設定値とから油圧制御出力回路４６を介して前
記油圧駆動装置１５に制御信号を出力する制御回路４７
とを備えている。

【００１０】図３には加熱筒１１のノズル１０が金型に
当接された状態が示されている。スクリュー１２の先端
にはスクリューヘッド２４が形成されており、スクリュ
ーヘッド２４に対向する端部には、シートリング２３が
取り付けられている。このシートリング２３とスクリュ
ーヘッド２４との間にはリング状の逆流防止弁２２が加
熱筒１１の内周面に対して摺動自在に挿入されている。 そして、逆流防止弁２２は、樹脂供給時にはスクリュー
ヘッド２４側に位置し、射出時にはシートリング２３側
に位置して溶融樹脂の逆流を防止するようになっている
。また、加熱筒１１の先端に形成されたノズル１０は、
固定盤２５に形成された貫通孔２６を挿入され、ノズル
１０の先端に形成されたノズル口２７を金型２８の樹脂
注入口２９に当接して溶融樹脂を金型２８のキャビティ
内に射出するようになっている。図中、３０は射出によ
って形成された成形品を示す。次に、図１〜図３を参照
して、本実施例における計量動作について説明する。

【００１１】（１）樹脂の供給（図１（ａ）参照）スク
リュー１２が回転すると、可塑化された樹脂は、スクリ
ュー１２からスクリューヘッド２４と逆流防止弁２２と
の間隙を通って加熱筒１１の先端側に供給され、この先
端部内の樹脂圧力Ｐ０とシリンダ１４の背圧がつり合っ
た状態でスクリュー１２は回転しながら後退する。この
とき、逆流防止弁２２は、溶融樹脂の加熱筒１１の先端
部への流動によりスクリューヘッド２４側に当接してい
る。 （２）供給停止（図１（ｂ）参照）前記設定装置４２に
より設定された計量停止位置と、エンコーダ１８により
計測されたスクリュー位置とが一致した時に演算装置４
５より制御信号が制御回路４７に送られ、油圧駆動装置
１５が作動してスクリュー１２の回転が停止され、スク
リュー１２の後退動作も停止する。この停止位置をＳ０
とする。このとき、前記従来例と同様に、逆流防止弁２
２は、スクリューヘッド２４側に当接したいわゆるオー
プン状態になっている。

【００１２】（３）カウンタプレス（図１（ｃ）参照）
上記供給停止の後に、射出シリンダ１４を駆動して、一
定圧力Ｐ１によりスクリュー１２を前進させる。このと
き、ノズル１０のノズル口２７は金型２８の樹脂注入口
２９に当接した状態であり、直前に射出した成形品が固
化状態にあるので、ノズル口２７は閉塞状態にあり、射
出シリンダ１４による上記圧力Ｐ１で、加熱筒１１の先
端側に貯留された溶融樹脂に圧力が付与される。この結
果、加熱筒１１の先端側の溶融樹脂にかかる圧力により
、溶融樹脂がスクリューヘッド２４側からシートリング
２３側に逆流することになり、この樹脂の逆流流動とス
クリュー１２の前進により、逆流防止弁２２は、相対的
に図中右側に移動して、シートリング２３に当接し閉塞
状態になる。このように逆流防止弁２２が閉塞状態にな
るまでスクリュー１２は前進して、カウンタプレスによ
る圧力Ｐ１と、加熱筒１１の先端側の溶融樹脂の圧力が
つり合った状態でスクリュー１２が停止する。このとき
のスクリュー１２の位置をＳ１とし、上述したスクリュ
ー１２の位置Ｓ０からの前進量をΔｌ１とする。なお、
このカウンタプレス動作は供給停止直後から型開き直前
までの間であればいつ行っても良い。

【００１３】（４）圧抜き（図１（ｄ）参照）カウンタ
プレスによりスクリュー１２が停止した後に、射出シリ
ンダ１４による圧力付与を解除する。すなわち、加熱筒
１１内の樹脂圧力Ｐ１を、後述する鼻たれが起きないよ
うな比較的小さい圧力値であるＰ２以下とする。ここで
、上記カウンタプレス中に逆流防止弁２２がシートリン
グ２３に当接して閉塞状態が維持されているので、加熱
筒１１の先端側の樹脂圧力と、射出シリンダ１４の圧力
とがつり合った状態のままでカウンタプレスによる圧力
が解除される。この圧力解除によりスクリュー１２は若
干後退して停止し、計量が完了する。このときのスクリ
ュー１２の位置をＳ２とし、スクリュー１２の位置Ｓ１
からの後退量をΔｌ２とし、前記したスクリュー１２の
位置Ｓ０からの前進量をΔｌ３とする。なお、カウンタ
プレスによる圧力を解除するようにしているので、加熱
筒１１の先端側の溶融樹脂の残圧が除去され、ノズル１
０を金型２８の注入口２９から離したときに、ノズル１
０のノズル口２７から溶融樹脂が漏れるいわゆる鼻たれ
現象をなくすことができる。

【００１４】（５）射出工程 金型２８を開いて直前に射出して固化した成形品を取り
出し、金型２８を閉じる。そして、射出シリンダ１４に
より加熱筒１１の先端側に貯留された溶融樹脂に圧力を
かけて、金型２８のキャビティ内に射出する。この際、
エンコーダ１８によりスクリュー１２の現在位置を計測
しながら、この計測値と設定装置４２により設定された
変速点値とを比較し、所定の射出ストロークにおいて油
圧制御部１５に制御信号を発して射出速度等の変更が行
われる。ここで、射出ストロークの原点として上記スク
リューの位置Ｓ１又は位置Ｓ２のどちらを採用してもよ
い。

【００１５】次に、図４に示すように射出速度を制御し
て射出成形を行う場合について、図５及び図６に示すフ
ローチャートを参照して説明する。図５のフローチャー
トは射出工程の前段階の処理を示すものである。ステッ
プ１（図中ではＳＴ１と記載する。以下同様である。）
では、射出ストロークの現在値Ｓｐが設定値Ｓ０となっ
たか否かを判別する。ＳｐがＳ０でないときは、ステッ
プ２に進み、スクリュー１２を回転させる。これらのス
テップ１及びステップ２においては、スクリュー１２を
回転させて後退している状態であり、Ｓｐが設定値Ｓ０
になったらスクリュー１２の回転が止められ、スクリュ
ー１２の後退動が停止される樹脂供給工程を示すもので
ある。 ステップ２の結果、射出ストローク現在値がＳｐ＝Ｓ０
となったら、ステップ３に進む。このステップ３では、
射出シリンダの圧力の現在値Ｐｐがカウンタプレス完了
圧Ｐ１となったか否かを、比較回路４３において判別す
る。ＰｐがＰ１より小さいときはステップ４に進みカウ
ンタプレスを継続する。これらステップ３及びステップ
４は、スクリュー１２を前進させ加熱筒１１の先端部に
貯留された溶融樹脂に所定の圧力Ｐ１をかけるカウンタ
プレス工程を示すものである。

【００１６】樹脂圧力がＰｐ≧Ｐ１となったらステップ
５に進む。このステップ５では、Ｐｐ＝Ｐ１となったと
きのスクリュー１２の射出ストロークの現在値ＳｐをＳ
１として記憶装置４４に記憶し、ステップ６に進む。ス
テップ６では、射出シリンダに対する油圧が解放され、
その際の射出シリンダの圧力の現在値ＰｐがＰ２になっ
たか否かを判別する。そして、ＰｐがＰ２でないときに
は、ステップ７に進み、射出圧の解除を継続する。これ
らのステップ６及びステップ７は、射出シリンダ１４に
より溶融樹脂にかけた圧力Ｐ１を解除する圧抜き工程を
示すものである。

【００１７】Ｐｐ≦Ｐ２となったときには、ステップ８
に進む。このステップ８ではＰｐ＝Ｐ２となったときの
射出ストロークの現在値ＳｐをＳ２として記憶装置４４
に記憶し、ステップ９に進む。ステップ９では、射出ス
トロークの射出原点を上記Ｓ１とするか上記Ｓ２とする
かを予め指定されたデータに基づいて判別する。Ｓ１を
射出原点とする場合はステップ１０に進み、Ｓ２を射出
原点とする場合はステップ１１に進む。ステップ１０で
は、Ｓ０からＳ１を引いて、カウンタプレス工程により
前進した前進量Δｌ１を求め、このΔｌ１を、予め定め
られた図４に示す射出速度の変更点Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ
２３，Ｓ２４，Ｓ２５から引いて補正し、補正後の変更
点ＨＳ２１，ＨＳ２２，ＨＳ２３，ＨＳ２４，ＨＳ２５
を求める。また、ステップ１１では、Ｓ０からＳ２を引
いて、前進した前進量Δｌ３を求め、このΔｌ３を予め
定められた図４に示す射出速度の変更点Ｓ２１，Ｓ２２
，Ｓ２３，Ｓ２４，Ｓ２５から引いて補正し補正後の変
更点ＨＳ２１，ＨＳ２２，ＨＳ２３，ＨＳ２４，ＨＳ２
５を求める。次に、図６に基づいて、射出工程の説明を
する。 ステップ２０では射出ストロークの現在値Ｓｐが補正後
の変更点ＨＳ２１より大きいか否かが判定される。ＨＳ
２１＜Ｓｐのときはステップ２１に進み、ステップ２１
において射出速度がＶ１となるように、上記油圧制御部
１５に制御信号が発せられ、スクリュー１２の前進速度
が制御される。ＨＳ２１＝Ｓｐとなったときには、ステ
ップ２２に進む。

【００１８】ステップ２２では射出ストロークの現在値
Ｓｐが補正後の変更点ＨＳ２２より大きいか否かが判定
される。ＨＳ２２＜Ｓｐのときはステップ２３に進み、
ステップ２３において射出速度がＶ２となるように、上
記油圧制御部１５に制御信号が発せられ、スクリュー１
２の前進速度が制御される。ＨＳ２２＝Ｓｐとなったと
きには、ステップ２４に進む。ステップ２４では射出ス
トロークの現在値Ｓｐが補正後の変更点ＨＳ２３より大
きいか否かが判定される。ＨＳ２３＜Ｓｐのときはステ
ップ２５に進み、ステップ２５において射出速度がＶ３
となるように、上記油圧制御部１５に制御信号が発せら
れ、スクリュー２１の前進速度が制御される。ＨＳ２３
＝Ｓｐとなったときには、ステップ２６に進む。ステッ
プ２６では射出ストロークの現在値Ｓｐが補正後の変更
点ＨＳ２４より大きいか否かが判定される。ＨＳ２４＜
Ｓｐのときはステップ２７に進み、ステップ２７におい
て射出速度がＶ４となるように、上記油圧制御部１５に
制御信号が発せられ、スクリュー１２の前進速度が制御
される。ＨＳ２４＝Ｓｐとなったときには、ステップ２
８に進む。ステップ２８では射出ストロークの現在値Ｓ
ｐが補正後の変更点ＨＳ２５より大きいか否かが判定さ
れる。ＨＳ２５＜Ｓｐのときはステップ２９に進み、ス
テップ２９において射出速度がＶ５となるように、上記
油圧制御部１５に制御信号が発せられ、スクリュー１２
の前進速度が制御される。ＨＳ２５＝Ｓｐとなったとき
には、ステップ３０に進む。ステップ３０では保圧工程
に入り、図４に示すように、時間Ｔの経過に従って射出
圧力を制御する。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の射出成形
機の計量方法では、スクリューを回転させながら前記加
熱筒の先端側に溶融樹脂を供給し、前記スクリューを所
定位置で停止させる樹脂供給工程と、前記加熱筒の先端
に形成されたノズル口を樹脂が射出された金型の樹脂注
入口に当接した状態で、前記樹脂供給工程により停止し
た前記スクリューに前記ノズル口方向に所定圧力をかけ
て、前記スクリューを前進させるカウンタプレス工程と
、前記カウンタプレス工程において付与した圧力を解除
し、前記スクリュー先端側の溶融樹脂圧力の圧抜き工程
とを備えているので、シャットオフバルブ等のノズル閉
塞機構を有していないいわゆるオープンノズルにおいて
も射出開始前に溶融樹脂を余圧して逆流防止弁を閉塞状
態にすることができ、射出開始初期に溶融樹脂がスクリ
ュー後方に逆流することがなくなり、この逆流量のばら
つきに起因する成形品の重量や寸法のばらつきをなくす
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工程を示す図である。

【図２】本発明に用いる射出成形機の構成を示す図であ
る。

【図３】図２の部分拡大図である。

【図４】充填工程と保圧工程とのプログラムを示す図で
ある。

【図５】計量工程のフローチャートである。

【図６】射出工程のフローチャートである。

【図７】従来の射出工程を示す図である。

【符号の説明】

１１　　加熱筒 １２　　スクリュー ２２　　逆流防止弁 ２７　　ノズル口 ２９　　樹脂注入口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　加熱筒内にスクリューが回転自在かつ
   進退自在に挿入され、このスクリューの先端部に逆流防
   止弁が取り付けられた射出成形機において、前記スクリ
   ューを回転させながら前記加熱筒の先端側に溶融樹脂を
   供給し、前記スクリューを所定位置で停止させる樹脂供
   給工程と、前記加熱筒の先端に形成されたノズル口を樹
   脂が射出された金型の樹脂注入口に当接した状態で、前
   記樹脂供給工程により停止した前記スクリューに前記ノ
   ズル口方向に所定圧力をかけて、前記スクリューを前進
   させるカウンタプレス工程と、前記カウンタプレス工程
   において付与した圧力を解除し、前記スクリュー先端側
   の溶融樹脂圧力の圧抜き工程とを備えたことを特徴とす
   る射出成形機の計量方法。