JPH0441890B2

JPH0441890B2 -

Info

Publication number: JPH0441890B2
Application number: JP15164086A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Matsuki; Atsuo Teraoka; Kenji Kasugai
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1992-07-09
Also published as: JPS637922A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、射出成形機の射出シリンダに成形材
料を供給するための制御方法に関するもので、特
に、材料フイーダを備えた射出成形機における射
出工程時の材料供給制御方法に関するものであ
る。

（従来の技術）インラインスクリユ式射出成形機は、射出シリ
ンダ内に供給された成形樹脂材料を、射出スクリ
ユの回転によつて可塑化混練しながら前方へ搬送
し、射出スクリユを前進させることによつて、可
塑化した樹脂を金型のキヤビテイ内に充填するよ
うにしたものである。このような射出成形機にお
いては、一般に、射出シリンダの後部上面にホツ
パが取り付けられ、そのホツパから、射出シリン
ダに設けられた材料供給口を通して材料が供給さ
れるようになつている。その場合、ホツパから直
接射出シリンダ内に材料を供給するようにしたも
のでは、ホツパ内の材料の量や粒径、密度等によ
つて、材料の供給速度にばらつきが生じることが
ある。そこで、例えば実公昭52−35968号公報に
示されているように、ホツパと射出シリンダとの
間に材料フイーダを設け、射出シリンダに供給す
る材料の量を制御するようにしたものが開発され
ている。

この材料フイーダは、フイードシリンダ内には
め込まれたフイードスクリユを回転駆動すること
によつて、ホツパから供給された材料を前方へ移
送し、所定量ずつ射出シリンダ内に供給するよう
にしたものである。そのフイードスクリユは、射
出成形機の材料可塑化工程においては、射出スク
リユの回転に連動して回転駆動されるようになつ
ている。

このような材料フイーダを設けると、材料は、
その材料フイーダによつて供給量が制御されるの
で、実質圧縮比の調整が可能となるとともに、高
粘度材料の場合などにおける射出成形機の可塑化
トルクを軽減させることができ、更にはサージン
グの防止や成形品に現れるシルバー、やけ等の予
防をも図ることができるという効果を得ることも
できる。

ところで、従来は、このような材料フイーダを
有する射出成形機においても、射出工程時には、
材料の供給を完全に停止するか、あるいは材料を
一定速度で供給するようされていた。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、射出工程時に材料の供給を停止
すると、射出シリンダ内に、射出スクリユの射出
ストロークに相当する長さ分だけの空間が生ずる
ことになる。また、射出工程中、一定量の材料を
供給するようにした場合にも、射出工程時には射
出スクリユの移動速度が多段にシーケンス制御さ
れるので、射出ストロークに相当する長さの範囲
内に材料の供給むらが生ずることになる。

射出シリンダ内にこのような空間や材料の供給
むらが生じると、次の可塑化工程において混練む
らや可塑化時間のばらつき等が誘起されることに
なり、その結果として成形品の品質が不安定とな
るという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたも
のであつて、その目的は、材料フイーダを備えた
射出成形機において、射出工程中にも最適量の材
料が射出シリンダ内に供給されるようにすること
である。

（問題点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、射出
工程時、射出スクリユの移動速度値に適当な演算
処理を施し、その演算結果に基づいて、材料フイ
ーダのフイードスクリユの回転速度を制御するよ
うにしている。

射出スクリユの移動速度値としては、射出成形
機の成形条件設定器に設定される射出速度設定
値、あるいは実際の射出スクリユ移動量の検出値
の時間微分値や実際の射出スクリユ速度の検出値
等が用いられる。演算処理は、射出スクリユの移
動速度とそのときのスクリユ溝の深さ等に基づい
て最適材料供給速度を演算するものである。

（作用）このように構成することにより、射出工程にお
いて射出速度を多段に変化させた場合にも、その
各段のそれぞれの射出速度に応じてフイードスク
リユの回転速度が制御され、例えば射出速度の遅
い段ではフイードスクリユの回転速度が小さく、
射出速度の速い段ではフイードスクリユの回転速
度が大きくなるようにされる。したがつて、射出
スクリユの移動速度に応じて最適量の材料が供給
され、射出シリンダの射出ストロークに相当する
材料供給区域内に材料が最適に分配されるように
なる。

（実施例）以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

図は、本発明による射出成形機の材料供給制御
方法を実施する制御装置の一例を示すブロツク図
である。

この図から明らかなように、射出成形器の射出
シリンダ１内には、油圧モータ２を備えた回転機
３によつて回転駆動され、射出用油圧シリンダ４
によつて前進駆動される射出スクリユ５がはめ込
まれている。このスクリユ５のスクリユ溝５ａの
深さは、スクリユ５の全長にわたつて徐々に変化
するようにされている。シリンダ１の前端には射
出ノズル６が設けられており、スクリユ５の前進
によつて、シリンダ１内に貯えられた溶融樹脂が
そのノズル６を通して射出され、金型（図示せ
ず）のキヤビテイ内に充填されるようになつてい
る。

射出シリンダ１の後部上壁には、シリンダ１の
内部に連通する材料供給口７が設けられており、
ホツパ８から供給された成形樹脂材料が、材料フ
イーダ９によつてその供給量が制御された後、そ
の材料供給口７からシリンダ１内に導かれるよう
になつている。材料フイーダ９は、フイードシリ
ンダ１０とフイードスクリユ１１とを有するもの
で、そのフイードスクリユ１１はフイードモータ
１２によつて回転駆動されるようになつている。

回転機３の油圧モータ２及び射出用油圧シリン
ダ４は、油圧ポンプ１３から供給される作動油に
よつてそれぞれ駆動されるようになつている。そ
の作動油圧力は、圧力調整弁１４によつて大きさ
が制御され、工程切り換え用のソレノイド弁１５
によつて方向が切り換えられるようになつてい
る。そのソレノイド弁１５は、左側のソレノイド
１５ａが励磁されたときには油圧ポンプ１３と射
出用油圧シリンダ４の右室４ａとの間を導通させ
るとともに油圧モータ２をロツクし、右側のソレ
ノイド１５ｂが励磁されたときには油圧ポンプ１
３と油圧モータ２との間を導通させるとともに射
出用油圧シリンダ４の右室４ａを油タンク１６に
連通させるものとされている。射出用油圧シリン
ダ４に供給される作動油は、更に流量調整弁１７
によつてその流量が制御されるようになつてい
る。

射出スクリユ５の位置は、ブラケツト等を介し
て位置検出器１８によつてスクリユ移動量として
検出されるようになつている。この位置検出器１
８の検出値は、条件設定器１９を通して制御器２
０に導かれるようになつている。条件設定器１９
は、射出成形機の種々の成形条件値を設定するた
めのもので、その内部には、ｎ個の射出速度切換
位置設定器２１₁，２１₂，…，２１_o、ｎ−１個
の射出速度設定器２２₁，２２₂，…，２２_o-i、ｍ
個の保圧力設定器２３₁，２３₂，…２３_n、及び
ｍ個の保圧時間設定器２４₁，２４₂，…，２４_n
等が設けられている。射出速度切換位置設定器２
１₁〜２１_oは、射出充填工程中において射出速度
を切り換えるべき射出スクリユ５の位置を設定す
るもので、その最終段の設定器２１_oは、充填工
程終了時点における射出スクリユ５の位置、すな
わちクツシヨン量を設定するものとされている。
射出速度設定器２２₁〜２２_o-iは、射出速度切換
位置設定器２１₁〜２１_oに設定されたスクリユ５
の各位置間におけるスクリユ５の移動速度をそれ
ぞれ設定するものである。また、保圧力設定器２
３₁〜２３_nは、保圧工程において保圧力を多段に
変化させる場合に、その各保圧力の大きさをそれ
ぞれ設定するものであり、保圧時間設定器２４₁
〜２４_nは、保圧力設定器２３₁〜２３_nに設定さ
れた各保圧力の負荷時間をそれぞれ設定するもの
である。制御器２０は、位置検出器１８によつて
検出された実際のスクリユ５の位置と射出速度切
換位置設定器２１₁〜２１_oに設定された位置とを
比較して、スクリユ５が各設定位置に達したとき
に、また、それから設定時間が経過したときに、
圧力調整弁１４、ソレノイド弁１５、流量調整弁
１７等を制御して、油圧モータ２あるいは射出用
油圧シリンダ４に加えられる作動油の油量や油圧
を制御するものである。

射出速度設定器２２₁〜２２_o-iの各設定値は、
更に演算器２５において演算処理されるようにな
つている。この演算器２５は、射出速度設定器２
２₁〜２２_o-iに設定された各設定値、及びそのと
き材料供給口７部分に位置する射出スクリユ５の
スクリユ溝５ａの深さ等に応じて、その時点にお
ける最適材料供給速度を演算するものである。そ
して、この演算器２５による演算結果の値が制御
器２０に導かれ、その制御器２０により、材料フ
イーダ９のフイードモータ１２の回転速度が制御
さるようになつている。このフイードモータ１２
は、射出成形機の材料可塑化工程においては、射
出スクリユ５の回転に連動して回転されるように
なつている。

このように構成された射出成形機において、可
塑化工程時には、工程切換用ソレノイド弁１５の
右側のソレノイド１５ｂが励磁される。それによ
つて、油圧ポンプ１３から吐出され、圧力調整弁
１４によつて調整された高圧の作動油が、回転機
３の油圧モータ２に供給されるので、射出スクリ
ユ５が所定の回転速度で回転駆動される。このと
き、材料フイーダ９のフイードモータ１２も、所
定の回転速度で回転駆動される。したがつて、ホ
ツパ８から材料フイーダ９に供給された成形樹脂
材料が、フイードスクリユ１１によりその回転速
度に応じた速度で前方に送られ、材料供給口７か
ら所定量ずつ射出シリンダ１内に供給される。

射出シリンダ１内に供給された材料は、射出ス
クリユ５の回転によつて、シリンダ１とスクリユ
５との間で混練・可塑化されながら、シリンダ１
の前方へと送られる。このとき、射出用油圧シリ
ンダ４の右室４ａは油タンク１６に接続され、そ
のシリンダ４はフリー状態となつているので、射
出スクリユ５は、射出シリンダ１の前部に溶融樹
脂が溜まるに従つて後退する。

射出シリンダ１の前部に所定量の溶融樹脂が貯
蔵された状態となると、射出スクリユ５は、第１
段目の射出速度切換位置設定器２１₁に設定され
た位置に達する。すると、その位置が位置検出器
１８によつて検出され、制御器２０が作動して、
ソレノイド弁１５の左側のソレノイド１５ａを励
磁するとともに、右側のソレノイド１５ｂへの通
電を停止する。それによつて、射出成形機が可塑
化工程から射出工程に切り換えられる。

射出工程に入ると、油圧ポンプ１３から射出用
油圧シリンダ４の右室４ａに高圧の作動油が送ら
れる。その油圧及び油量は、圧力調整弁１４及び
流量調整弁１７により、第１段目の射出速度設定
器２２₁に設定された設定値に応じた大きさに制
御される。したがつて、射出スクリユ５は、その
設定値に応じた速度で前進駆動される。それによ
つて、射出シリンダ１の前部に貯えられた溶融樹
脂が、射出ノズル６から所定の速度で射出され
る。

このとき、材料フイーダ９のフイードスクリユ
１１は、射出速度設定器２２₁の設定値を演算器
２５により演算処理した値に基づいて、フイード
モータ１２によつて回転駆動される。したがつ
て、そのフイードスクリユ１１の回転速度は、射
出スクリユ５の前進移動速度に応じた速度とな
る。その結果、射出シリンダ１内には、射出スク
リユ５の移動速度に応じた速度で材料が供給され
ることになり、そのスクリユ５上には、そのとき
のストロークの範囲にわたつて最適量の材料が分
配される。

射出スクリユ５が前進して、第２段目の射出速
度切換位置設定器２１₂に設定された位置に達す
ると、射出用油圧シリンダ４には、射出スクリユ
５を第２段目の射出速度設定器２２₂に設定され
た速度で前進移動させるだけの油圧及び油量が加
えられる。それによつて、射出スクリユ５の移動
速度、すなわち射出速度が切り換えられる。そし
て、このときには、材料フイーダ９のフイードス
クリユ１１の回転速度も、射出スクリユ５の移動
速度に応じた速度に切り換えられる。したがつ
て、射出シリンダ１内に、射出速度に応じた最適
の速度で材料が供給される。

このようにして、射出スクリユ５が前進移動
し、その移動速度が切り換えられるのに従つて、
材料フイーダ９のフイードスクリユ１１の回転速
度が切り換えられ、射出スクリユ５が高速前進す
るときには高速で、また、射出スクリユ５が低速
前進するときには低速で、射出シリンダ１内に材
料が供給されるようになる。したがつて、射出シ
リンダ１内には、射出スクリユ５の射出ストロー
クに相当する区域内にわたつて、材料がほぼ均一
に分配されることになる。

射出スクリユ５が最終段の射出速度切換位置設
定器２１ｎに設定された位置に達すると、充填工
程が完了し、保圧工程に切り換えられる。そし
て、それ以後は、射出用油圧シリンダ４に加られ
る油圧は、保圧時間設定器２４₁，２４₂，…，２
４_nに設定された時間ごとに、保圧力設定器２３
_１，２３₂，…，２３_nに設定された大きさに順に
切り換えられる。

保圧工程に移行すると、通常は、射出スクリユ
５はほぼ停止状態となる。したがつて、そのとき
には、材料フイーダ９のフイードモータ１２を停
止する。しかしながら、保圧工程に入つてからも
射出スクリユ５が依然として前進し続けるような
成形状況もある。そのような場合には、位置検出
器１８によるスクリユ５の移動量の検出値は演算
器２５によつて時間微粉処理し、得られたスクリ
ユ移動速度値に応じてフイードスクリユ１１の回
転速度を制御するようにする。また、別に射出ス
クリユ５の移動速度を検出し得るスクリユ速度検
出器を設け、その検出値に応じてフイードスクリ
ユ１１の回転速度を制御するようにしてもよい。

保圧工程が完了すると、ソレノイド弁１５の右
側のソレノイド１５ｂが励磁され、可塑化工程に
切り換えられる。それによつて、次の可塑化工程
が開始される。

なお、上記実施例のように、射出工程時におけ
る射出スクリユ５の移動速度値として、条件設定
器１９に設定された射出速度設定値を用いること
により、演算器２５による演算処理をあらかじめ
行つておくことができる。したがつて、その演算
器２５は処理速度の遅いものでよく、しかも射出
スクリユ５の速度切り換え時に速やかに対応する
ことができる。

しかしながら、実際の射出スクリユ５の移動速
度は、射出速度設定器２２₁〜２２_o-iに設定され
た設定速度から変動することもある。そのような
射出スクリユ５の速度変動に伴う材料の供給むら
を防止することが求められる場合には、スクリユ
位置検出器１８によつて検出される実際のスクリ
ユ移動量の検出値を時間微分処理し、得られたス
クリユ移動速度値により、フイードスクリユ１１
の回転速度を制御するようにすることもできる。
また、別に設けたスクリユ速度検出器により実際
の射出スクリユ５の移動速度を検出して、その検
出値を用いるようにしてもよい。そのような場合
にも、そのスクリユ地動速度値にスクリユ溝５ａ
の深さ等を考慮した演算処理を施して、フイード
スクリユ１１の回転速度を求めるようにする、こ
のようにすれば、上述のように保圧工程において
射出スクリユ５を前進移動する場合にも、そのま
ま対応することができる。

（発明の効果）以上の発明から明らかなように、本発明によれ
ば、射出工程時、射出スクリユの移動速度に応じ
て材料フイーダのフイードスクリユの回転速度を
制御するようにしているので、射出速度が多段に
切り換えられるような場合、あるいは成形条件が
変更されるような場合にも、射出シリンダ内には
ほぼ均一に成形材料が分配されるようになる。し
たがつて、可塑化工程時、常に材料が均一で良好
に混練されるようになり、成形不良が最小に迎え
られ、安定した良品成形を行うことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明による射出成形機の材料供給制御
方法を実施する制御装置の一例を示すブロツク図
である。１……射出シリンダ、３……回転機、４……射
出用油圧シリンダ、５……射出スクリユ、９……
材料フイーダ、１１……フイードスクリユ、１２
……フイードモータ、１４……圧力調整弁、１５
……工程切換用ソレイド弁、１７……量流調整
弁、１８……位置検出器、１９……条件設定器、
２０……制御器、２１₁〜２１_o……射出速度切換
位置設定器、２２₁〜２２_o-i……射出速度設定器、
２５……演算器。

Claims

【特許請求の範囲】１可塑化工程時、射出スクリユの回転に連動し
て回転駆動されるフイードスクリユを有する材料
フイーダにより成形材料を射出シリンダ内に供給
するようにした射出成形機において；射出工程時、前記射出スクリユの移動速度値に
演算処理を施すことにより、そのスクリユの移動
に伴う最適材料供給速度を求め、その演算結果に基づいて、射出工程時における
前記材料フイーダのフイードスクリユの回転速度
を制御することを特徴とする、射出成形機における材料供給制御方法。２前記射出スクリユの射出工程時における移動
速度値として、成形条件を設定する条件設定器に多段に設定さ
れた射出速度設定値を用いることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の射出成形機における
材料供給制御方法。３前記射出スクリユの射出工程時における移動
速度値として、そのスクリユの実際の移動量を検出し、その検
出値を時間微分した値を用いることを特徴とす
る、特許請求の範囲第１項記載の射出成形機における
材料供給制御方法。