JPH0446213B2

JPH0446213B2 -

Info

Publication number: JPH0446213B2
Application number: JP15471386A
Authority: JP
Inventors: Wataru Sato; Masaaki Yoshida
Original assignee: Niigata Engineering Co Ltd
Current assignee: Niigata Engineering Co Ltd
Priority date: 1986-07-01
Filing date: 1986-07-01
Publication date: 1992-07-29
Also published as: JPS639524A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、電動式射出成形機において、金型に
樹脂を供給し固化させる過程においてスクリユー
を介して金型内の樹脂にかかる圧力（保圧）、ま
たは射出筒内に樹脂を供給し可塑化する際に回転
するスクリユーにかかる圧力（背圧）等を制御す
る電動式射出成形機における圧力制御装置に関す
る。

［従来の技術］射出成形機として、近年、電動式の駆動装置を
備えたものが使用されている。この電動式射出成
形機は従来の油圧駆動式に比べて、制御が容易で
あること、精密な制御ができること、装置が簡単
で扱いやすいことなどの利点を有している。とこ
ろで、このような射出成形機においては、型閉工
程における型閉圧力や射出工程における射出圧
力、型締圧力、固化工程における保圧力等を制御
して、型締時に金型に無理な力が加わるのを防止
し、金型を保護するとともに、金型内に樹脂を射
出する際に所定の型締力を保持する一方、金型内
に充分に樹脂を供給し、かつ金型内の樹脂にかか
る圧力を所定の値に保つて、金型内に成形された
製品の品質を良好に維持するようにしている。こ
のための制御装置として、第５図に示すようなも
のが使用されている。この装置は、射出用のスク
リユー８１を移動させる電動サーボモータ８２
と、スクリユー回転用のモータ８３とを備えてお
り、この電動サーボモータ８２の回転出力をタイ
ミングプーリ８４、タイミングベルト８５、タイ
ミングプーリ８６を介して射出用ボールネジ８７
に伝え、このボールネジに螺合された可動部材８
８の前後移動に変換してスクリユー８１を前後移
動させるように構成されている。そして、電動サ
ーボモータ８２を予め設定されたプログラムに沿
つて駆動し、電動サーボモータ８２のトルクを制
御することにより所定の金型内あるいは射出筒内
圧力を得るようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、精密成形品の需要が高まるにつれ
て、射出成形機において連続的に繰り返し成形を
する際に、より一層高精度の圧力制御を行う必要
が生じてきているが、上記のような装置では電動
サーボモータとスクリユーの間にボールねじが介
在され、高精度の制御が困難であつた。また、こ
のようなオープン制御方式でなく、スクリユーと
可動部材の間にロードセル等を介在させてスクリ
ユーの背圧を検出し、その値によつて電動サーボ
モータをクローズド制御する方法も考えられる
が、ロードセルの取り付け部の構造が複雑とな
り、コストが高くなるという問題点があつた。

［問題点を解決するための手段］上記のような問題点を解決するために、この発
明は、電動モータの回転出力を移動機構を介して
直線運動に変換し、射出筒内に挿入されたスクリ
ユーを軸方向に移動し、この射出筒内の樹脂を金
型に射出するようにした電動式射出成形機におけ
る圧力制御装置において、上記移動機構とスクリ
ユーの間には、流体圧シリンダとこの流体圧シリ
ンダに嵌入されたピストンからなる受圧機構を設
け、この受圧機構に流体圧検出器を設け、この流
体圧検出器の検出値と、予め設定された圧力値と
を比較して上記射出用モータを制御する制御装置
を設けたものである。

［作用］このような圧力制御装置においては、スクリユ
ーと移動機構との間に介在する流体圧シリンダに
取り付けられた圧力検出器により、金型内の樹脂
に加わる圧力が検出され、樹脂の固化過程におけ
る金型内圧力（保圧）や樹脂を可塑化する際の射
出筒内の圧力（背圧）が正確にかつ遅れなく検出
され、その値に応じて射出用モータを制御するこ
とにより、スクリユーに所要の圧力がかけられ
る。

［実施例］以下、第１図ないし第４図を参照してこの発明
の一実施例を説明する。

まず第１図の機構図及び第２図の実体図によ
り、この発明の構成につき述べる。

射出成形機は射出装置１と型締装置２から構成
され、射出装置１は互いに対向して立設された前
固定盤及び後固定盤（いずれも図示略）を連結す
る４本のタイバー３に支持されている。前固定盤
には、上部に材料供給用のホツパ４が設けられ、
中央部には射出筒５が挿入固定されており、両者
の間には材料供給路５ａが形成されている。上記
射出筒５にはスクリユー６が軸方向に前後移動可
能に、かつ軸回りに回転可能に挿入されている。
上記タイバー３には、上記スクリユー６を回転さ
せ、前後に移動させる可動部材７がタイバー３に
対し摺動自在に支持されている。この可動部材７
は２枚の板状部材７ａ，７ｂを上記タイバー３に
外装される筒状部材８で連結したもので、その中
央には、上記スクリユー６の後端側に設けられた
スクリユー軸６ａの基端部６ｂを内装する筒状の
支持部材９が取り付けられ、また、上記可動部材
７と上記後固定盤との間には該可動部材７を前後
移動させるボールねじ機構１０が設けられてい
る。このボールねじ機構１０は、上記可動部材７
の後部に板状部材７ａ，７ｂと平行に固設された
取付板１１に固定された筒状ナツト部１２と、こ
の筒状ナツト部１２に螺合された射出用ボールね
じ１３からなり、このボールねじ１３の後端は射
出用出力軸１４に固着されている。この射出用出
力軸１４は上記後固定盤に回転自在に支持されて
おり、射出用出力軸１４の他端部には射出用電磁
クラツチ１５が取り付けられているとともに、射
出用出力軸１４の回転位置を検出することにより
上記スクリユー６の軸方向位置を検出する射出位
置検出用エンコーダ（射出位置検出器）１６が装
着されている。また、上記後固定盤と射出用電磁
クラツチ１５との間の射出用出力軸１４にはタイ
ミングプーリ１７が回転自在に取り付けられてい
るとともに、このタイミングプーリ１７の射出用
電磁クラツチ１５側には吸着板１７ａが一体的に
連結されており、射出用電磁クラツチ１５が励磁
されると射出用電磁クラツチ１５とタイミングプ
ーリ１７とが連結するようになつている。このタ
イミングプーリ１７は、タイミングベルト１８を
介し駆動軸１９の一端部に装着されたタイミング
プーリ２０に連結されており、駆動軸１９の他端
部は接手２１を介して、射出・型開閉用モータ
（交流式電動サーボモータ）２２の両端から突出
している回転軸２２ａの一端部に連結されてい
る。そして、この回転軸２２ａの他端部には、射
出・型開閉用モータ２２の回転を検出するモータ
回転検出用エンコーダ（回転検出器）２３が設け
られている。これら、可動部材７、ボールねじ機
構１０、射出用出力軸１４、タイミングプーリ１
７，２０、タイミングベルト１８、駆動軸１９及
び接手２１が、スクリユー６を前後に移動する移
動機構Ａを構成している。

上記支持部材９に内装されたスクリユー軸基端
部６ｂにはブツシユ２４ａ，２４ｂが固定され、
その周囲には、ブツシユ２４ｂの突出部２４ｃを
挟んで一対のスラストベアリング２５ａ，２５ｂ
が外嵌され、このスラストベアリング２５ａ，２
５ｂは上記支持部材９に軸方向移動自在に内装さ
れている。一方、上記支持部材９の両端にはそれ
ぞれ押さえ板２６，２７が取り付けられ、スクリ
ユー６側の押さえ板２６は上記スラストベアリン
グ２５ａに当接し、反対側の押さえ板２７には支
持部材９より内側に突き出す環状の凸部２７ａが
形成されている。そして、支持部材９内の上記ス
ラストベアリング２５ｂとこの凸部２７ａとの空
間には押圧部材２８が移動自在に嵌装されてい
る。この押圧部材２８には上記凸部２７ａと嵌合
する環状の溝２８ａが形成され、この凸部２７ａ
と溝２８ａの間には〓間Ｓが形成されて押圧部材
２８は上記支持部材９内において上記〓間Ｓの幅
だけ軸方向に移動自在となつており、また、押圧
部材２８の後面には凹所２８ｂが形成されてい
る。

一方、上記取付板１１の上記押圧部材２８と対
向する面には押圧部材２８側に開口するシリンダ
２９が固設され、このシリンダ２９にはピストン
３０が摺動自在に嵌装され、上記シリンダ２９と
ピストン３０により受圧機構Ｂが構成されてい
る。このピストン３０にはねじ孔３０ａが形成さ
れて連結ボルト３１が螺合され、この連結ボルト
３１の頂部３１ａは上記押圧部材２８の凹所２８
ｂと対応する曲面状をなして該凹所２８ｂに当接
しており、ねじ頭３１ｂを把持して回動すること
によりピストン３０とシリンダ２９との相対距離
を変え、シリンダ２９からピストン３０にかかる
予圧を調節することができるようになつている。
上記シリンダ２９の内室２９ａは密閉されて油が
封入され、内室２９ａの油圧を検出する圧力検出
器３２が設けられている。また、可動部材７の上
部にはスクリユー回転用モータ（直流モータ）３
３が取り付けられ、タイミングプーリ３４，３５
及びタイミングベルト３６を介してスクリユー軸
６ａを回転させるようになつている。このスクリ
ユー回転用モータ３３にはブレーキ装置が内蔵さ
れており、このブレーキ装置を励磁してスクリユ
ー回転用モータ３３の回転軸３３ａを固定するよ
うにしている。

上記駆動軸１９の中間部には、型開閉用電磁ク
ラツチ３７が取り付けられている。この型開閉用
電磁クラツチ３７とタイミングプーリ２０との間
の駆動軸１９には、タイミングプーリ３８が相対
回転自在に取り付けられているとともに、このタ
イミングプーリ３８の型開閉用電磁クラツチ３７
側には、吸着板３９が一体的に連結されており、
型開閉用電磁クラツチ３７が励磁されると、型開
閉用電磁クラツチ３７とタイミングプーリ３８と
が連結するようになつている。このタイミングプ
ーリ３８は、タイミングベルト４０を介して、第
１伝動軸４１の一端部に装着されたタイミングプ
ーリ４２に連結されており、第１伝動軸４１の他
端部には、滑動接手４３を介して第２伝動軸４４
の一端部が連結されている。そして、第２伝動軸
４４の他端部に装着されたタイミングプーリ４５
が、タイミングベルト４６を介して、型開閉用出
力軸４７の一端部に装着したタイミングプーリ４
８に連結されているとともに、型開閉用出力軸４
７は、エンドプレート５０に回転自在に支持され
ている。また、上記型開閉用出力軸４７の他端部
には型開閉用ボールねじ４９の基端部が一体的に
連結されている。

上記型開閉用ボールねじ４９は、取付部材６０
の基端部のナツト部６０ａに螺入されている。ま
た、この取付部材６０の先端部には、移動盤６１
が取り付けられており、この移動盤６１は型締装
置２の固定盤５１とエンドプレート５０との間に
水平に配設されたガイド軸６２に支持されて、水
平方向に往復移動するようになつている。そし
て、上記移動盤６１に取り付けられた移動型６１
ａと固定盤５１に取り付けられた固定型５１ａが
密着して、両金型６１ａ，８１ａにより内部にキ
ヤビテイ（空〓）が形成されるようになつてい
る。さらに、上記エンドプレート５０のタイミン
グプーリ４８側には、電磁ブレーキ６３が取り付
けられ、また、該タイミングプーリ４８には、電
磁ブレーキ６３に対向して吸着板６４がそれぞれ
配設されており、電磁ブレーキ６３が励磁される
と、電磁ブレーキ６３とタイミングプーリ４８と
が連結し、型開閉用出力軸４７が固定されるよう
になつている。また、この型開閉用出力軸４７の
一端部には、型開閉用出力軸４７の回転角度を検
出することにより、上記移動型６１ａの位置を検
出する型位置検出用エンコーダ（型位置検出器）
６５が装着されている。

上記射出位置検出器１６、型位置検出器６５、
及び圧力検出器３２からの検出信号S₁，S₂，S₃
が、上記スクリユー６及び移動型６１ａの速度、
位置、圧力制御を行う状態制御機構６６に入力さ
れることにより、状態制御機構６６は、予め入力
された各種の速度、位置、圧力の設定値に基づい
て、上記直流モータ３３に回転指令信号S₅を出力
するとともに、上記交流サーボモータ２２を駆動
するサーボモータ駆動機構６７に対して、速度指
令信号S₆及びトルクリミツタ指令信号S₇を出力
し、かつ、射出成形工程の総合的なシーケンス
（手順）を制御するシーケンス制御機構（シーケ
ンス）６８に対して、エジエクタ後退位置信号、
型開完了信号、型閉完了信号、設定位置信号、金
型保護位置信号、計量完了信号、内圧除去完了信
号等を出力するようになつている。上記シーケン
ス制御機構６８は、上記各信号に応じて、各電磁
クラツチ１５，３７、電磁ブレーキ６３及び上記
直流モータ３３のブレーキ装置に対して励磁信号
をそれぞれ出力するとともに、上記状態制御機構
６６に対して、型閉指令、型開指令、射出指令、
スクリユー無転後退指令、スクリユー回転指令、
正転圧力指令、金型保護指令、逆転圧力指令等の
信号を出力し、かつ上記サーボモータ駆動機構６
７に対して回転可能、比例制御、正転禁止、逆転
禁止等の信号を出力するようになつている。

さらに、上記サーボモータ駆動機構６７は、回
転検出器２３からの回転検出信号S₈及び、上記状
態制御機構６６とシーケンス制御機構６８からの
各信号に応じて、上記交流サーボモータ２２に対
して駆動信号S₉を出力するものであり、その概要
を第３図に基づいて説明すると、上記状態制御機
構６６からの速度指令信号S₆は、サーボモータ駆
動機構６７の速度制御回路７０に入力されてお
り、この速度制御回路７０は、上記速度指令信号
S₆と、上記回転検出信号S₈に基づいて速度検出回
路７１により算出した速度検出値（速度フイード
バツク値）とを比較するものである。この速度制
御回路７０の出力信号と、上記回転検出信号S₈に
より回転方向検出回路７２が検出した射出・型開
閉用モータ２２の回転方向信号と、電流制限回路
（アンプ）７３を介して入力された上記トルクリ
ミツタ指令信号S₇とが入力されている電流比較回
路７４は、電流制限制御回路７３の出力値を速度
制御回路７０の出力値が越えないようにするもの
である。そして、この電流比較回路７４の出力値
と、射出・型開閉用モータ２２の電流を検出する
２つの検出器７５，７５の出力に応じて電流検出
回路７６が算出した電流値とが電流制御回路７７
に入力されており、両者の差に応じて出力される
電流制御回路７７の出力値に基づいて、PWM制
御回路７８は、パルス幅変調したパルス信号をパ
ワートランジスタ回路７９に入力するようになつ
ている。このパワートランジスタ回路７９は、上
記パルス信号に基づいてトランジスタの導通時期
を制限するようになつており、整流回路８０で商
業周波数の交流から交換された直流は、パワート
ランジスタ回路７９により、上記PWM制御回路
７８のパルス信号に応じて所定の周波数の交流に
交換されて交流サーボモータ２２に供給されるよ
うになつている。

次に、上記のように構成された電動式射出成形
機における圧力制御装置の作用について説明す
る。

まず、射出成形機の運転に先立つて、状態制御
機構６６に対して予め各種の速度、位置、圧力の
設定値を入力しておく。次いで、連続して射出成
形工程を行うが、その１サイクルの工程について
第４図に示す動作チヤート図に基づいて詳述す
る。

シーケンス制御機構６８は、１つの射出成形工
程の終了時に励磁していた電磁ブレーキ６３を消
磁するとともに型開閉用電磁クラツチ３７を励磁
じて交流サーボモータ２２と移動型６１ａ側を連
結する。この時、サーボモータ駆動機構６７は、
シーケンス制御機構６８からの回転可能信号によ
り、交流サーボモータ２２を回転させることがで
きる状態になつており、また、スクリユー回転用
モータ３３のブレーキ装置が、シーケンス制御機
構６８により励磁されているため、スクリユー回
転用モータ３３は回転しない。この状態で、型閉
開始時刻t₀になると、シーケンス制御機構６８か
らの指令信号により、状態制御機構６６は、第１
型閉速度を指令する速度指令信号（電圧）S₆をサ
ーボモータ駆動機構６７に対して出力するととも
に、最大発生トルク（交流サーボモータ２２の定
格電流300％値）まで出力できるトルクリミツタ
指令信号（負電圧）S₇を出力する。これにより、
サーボモータ駆動機構６７が交流サーボモータ２
２に対して駆動信号S₉を出力するから、交流サー
ボモータ２２は逆転方向にフイードバツク制御さ
れて上記第１型閉速度に基づいた回転数で回転す
る。この時、交流サーボモータ２２の電流は定格
電流の300％までは制限されることはない。そし
て、交流サーボモータ２２の回転は、接手２１、
駆動軸１９、型開閉用電磁クラツチ３７、吸着板
３９、タイミングプーリ３８、タイミングベルト
４０、タイミングプーリ４２、第１伝動軸４１、
滑動接手４３、第２伝動軸４４、タイミングプー
リ４５、タイミングベルト４６、タイミングプー
リ４８を介して型開閉用出力軸４７に伝わるか
ら、型開閉用出力軸４７に連結された型開閉用ボ
ールねじ４９が回転し、この型開閉用ボールねじ
４９が螺入している取付部材６０を固定盤５１側
に近付ける。従つて、取付部材６０に取り付けら
れた移動盤６１がガイド軸６２に支持されながら
摺３し、この移動盤６１に取り付けられた移動型
６１ａが上記第１型閉速度で固定型５１ａに近付
く。なお、上記交流サーボモータ２２が回転し始
めた時、射出用電磁クラツチ１５は励磁されてい
ないので、射出用出力軸１４が回転することはな
い。そして、型開閉用出力軸４７の回転に伴い、
この型開閉用出力軸４７に装着された型位置検出
器６５は、検出信号S₂を状態制御機構６６に対し
て出力し、状態制御機構６６は、上記検出信号S₂
と予め入力されている第１の位置設定値とを比較
する。この比較の結果、両者が一致すると（時刻
t₁になると）、今まで出力されていた第１型閉速
度を指令する速度指令信号（電圧）S₆に代わつて
第２型閉速度を指令する速度指令信号（電圧）S₆
をサーボモータ駆動機構６７に対して出力するか
ら、サーボモータ駆動機構６７が交流サーボモー
タ２２をフイードバツク制御して、上記第２型閉
速度に基づいた回転数で回転させる。この結果、
移動型６１ａは、今までの第１型閉速度に代わつ
て第２型閉速度で固定型５１ａに近付く。同様に
して、状態制御機構６６において、上記検出信号
S₂と予め入力されている第２の位置設定値とを比
較した結果、両者が一致すると（時刻t₂になる
と）、今まで出力されていた第２型閉速度に代わ
つて第３型閉速度で固定型５１ａに近付く。

次いで、移動型６１ａが金型保護位置に達する
と（時刻t₃になると）、シーケンス制御機構６８
は、状態制御機構６６及びサーボモータ駆動機構
６７に対してそれぞれ指令信号を出力するから、
状態制御機構６６は、予め入力されている第１の
圧力設定値に基づいて制限されたトルクリミツタ
指令信号（電圧）S₇をサーボモータ駆動機構６７
に対して出力する。これにより、交流サーボモー
タ２２の電流が制限されて、交流サーボモータ２
２の発生トルクが抑制されるから、万一、移動型
６１ａと固定型５１ａとの間に成形品等が挟まつ
ていても、型閉力が低く抑えられることにより金
型が損傷することがない。

さらに時刻t₄になると、シーケンス制御機構６
８からの指令信号により、状態制御機構６６は、
今まで制限されていたトルクリミツタ指令信号
（電圧）S₇の代わりに、交流サーボモータ２２の
電流を300％まで許容するトルクリミツタ指令信
号（電圧）S₇をサーボモータ駆動機構６７に対し
て出力する。これにより、交流サーボモータ２２
の発生トルクは再び元に戻り、所定の型締力が確
保される。この状態において、時刻t₅になると、
シーケンス制御機構６８は、電磁ブレーキ６３を
励磁するから、型開閉用出力軸４７が固定され、
これにより、移動型６１ａは固定型５１ａに上記
所定の型締力によつて密着した状態で強固に固定
される。この後、時刻t₆になると、シーケンス制
御機構６８からの指令信号によつて、状態制御機
構６６は、上記第３型閉速度を指令する速度指令
信号（電圧）S₆の出力を停止するとともに、射出
用電磁クラツチ１５が励磁されて、交流サーボモ
ータ２２とスクリユー６側とが連結される。

続いて、この状態で、射出開始時刻t₇になる
と、シーケンス制御機構６８からの指令信号によ
り、状態制御機構６６は、第１射出速度を指令す
る速度指令信号（電圧）S₆及び最大発生トルク
（交流サーボモータ２２の定格電流300％値）まで
出力できるトルクリミツタ指令信号（正電圧）S₇
をサーボモータ駆動機構６７に対して出力する。
これにより、サーボモータ駆動機構６７が交流サ
ーボモータ２２に対して駆動信号S₉を出力するか
ら、交流サーボモータ２２はフイードバツク制御
されて上記第１射出速度に基づいた回転数で回転
する。そして、交流サーボモータ２２の回転は、
接手２１、駆動軸１９、タイミングプーリ２０、
タイミングベルト１８、タイミングプーリ１７、
吸着板１７ａ、射出用電磁クラツチ１５を介して
射出用出力軸１４に伝わるから、射出用出力軸１
４に連結された射出用ボールねじ１３が回転し、
この射出用ボールねじ１３が螺入している可動部
材１１を型締装置２側に前進させる。従つて、可
動部材１１に固設されたシリンダ２９が前進し、
内室２９ａ内の油がピストン３０を押圧し、スク
リユー６が上記第１射出速度で前進し、予め射出
筒５内に可塑化されていた樹脂を金型内に射出し
始める。そして、射出用出力軸１４に装着された
射出位置検出器１６は、検出信号S₁を状態制御機
構６６に対して出力し、状態制御機構６６は上記
検出信号S₁と予め入力されている第１の射出位置
設定値とを比較する。この比較の結果、両者が一
致すると（時刻t₈になると）、今まで出力されて
いた第１射出速度に代わつて第２射出速度を、ま
た、上記検出信号S₁と第２の射出位置設定値とが
一致すると（時刻t₉になると）、第２射出速度に
代わつて第３射出速度を、さらに、上記検出信号
S₁と第３の射出位置設定値とが一致すると（時刻
t₁₀になると）、第３射出速度に代わつて第４射出
速度を、それぞれ指令する速度指令信号（電圧）
S₆が、状態制御機構６６からサーボモータ駆動機
構６７に対して出力されるから、サーボモータ駆
動機構６７は交流サーボモータ２２をフイードバ
ツク制御して、それぞれ上記第２、第３、第４射
出速度に基づいた回転数で回転させる。従つて、
スクリユー６は、各速度に基づいて前進し、予め
射出筒５内に可塑化された樹脂を金型内に供給し
続ける。時刻t₁₁になつて、上記検出信号S₁と第
４の射出位置設定値とが一致すると、射出速度制
御から射出圧力制御に切換わり、次は保圧力制御
に移行する。保圧工程中は、シーケンス制御機構
６８からの指令信号により、状態制御機構６６
が、シーケンスに沿つて保圧を行う場合の応答性
を良くするような所定のトルクリミツタ指令信号
（電圧）S₇を出力する。そして、状態制御機構６
６は、予め入力されている第１保圧力設定値と上
記圧力検出器３２の圧力検出値S₃を比較して、速
度指令信号（電圧）S₆を出力し、それによりサー
ボモータ駆動機構６７が交流サーボモータ２２
を、圧力検出器３２の圧力検出値S₃が上記第１保
圧力設定値と一致するまで回転させる。

さらに、状態制御機構６６は、時刻S₁₂になる
と、上記第１の保圧力設定値に代わつて第２の保
圧力設定値を、また、時刻t₁₃になると、第２の
保圧力設定値に代わつて第３の保圧力設定値を、
それぞれ圧力検出器３２の圧力検出値S₃と比較し
て速度指令信号（電圧）S₆を出力し、各々の設定
値が圧力検出値S₃と一致するまで交流サーボモー
タ２２を回転させてスクリユー６にかかる圧力
（保圧）制御を行う。これにより、保圧力がそれ
ぞれ所定の値に維持されて確実に抑制され、高品
質の成形品が成形される。

次いで、射出工程が完了すると（時刻t₁₄にな
ると）、シーケンス制御機構６８からの指令信号
により、状態制御機構６６は、上記圧力検出器３
２の圧力検出値S₃と予め入力されている背圧設定
値とを比較して、速度指令信号S₆を制御するとと
もに、所定のトルクリミツタ指令信号（電圧）S₇
を出力する。従つて、サーボモータ駆動機構６７
は、該各信号S₆，S₇に基づいて、交流サーボモー
タ２２を制御して回転させ、上記背圧設定値に一
致する背圧がスクリユー６にかかるように調整す
る。また、シーケンス制御機構６８は、今まで励
磁していたスクリユー回転用モータ３３のブレー
キ装置を消磁して、スクリユー回転用モータ３３
を回転可能状態にした後、時刻t₁₅になると、状
態制御機構６６からの回転指令信号S₅によつてス
クリユー回転用モータ３３が回転する。これによ
り、タイミングプーリ３４、タイミングベルト３
６、タイミングプーリ３５を介してスクリユー軸
６ａが回転して、射出筒５内へのホツパ４からの
樹脂の供給、可塑化が開始され、時刻t₁₆になる
まで射出筒５内に樹脂が供給、可塑化される一
方、金型内に充填された樹脂成形品の冷却が行わ
れる。この結果、射出筒５内への樹脂の供給、可
塑化に伴い、スクリユー６が後退するが、この
際、スクリユー６には、上記背圧設定値に基づい
た背圧がかかるように、背圧が制御されているか
ら、射出筒５内の樹脂は所定の混練状態に保たれ
る。そして、時刻t₁₆になると、シーケンス制御
機構６８からの指令信号により、状態制御機構６
６は、予め入力されている設定値に基づいた速度
指令信号（電圧）S₆と、トルクリミツタ指令信号
（電圧）S₇とをサーボモータ駆動機構６７に対し
て出力するから、サーボモータ駆動機構６７が交
流サーボモータ２２をフイードバツク制御して、
逆転方向に設定値に基づいた回転数で回転させ
る。従つて、スクリユー６は、上記設定値に基づ
いた移動速度で後退を開始するとともに、状態制
御機構６６は、スクリユー回転用モータ３３の回
転を停止させ、かつシーケンス制御機構６８は、
スクリユー回転用モータ３３のブレーキ装置を励
磁するから、スクリユー回転用モータ３３はその
回転軸３３ａを固定し、これによりスクリユー６
は回転しないで後退する。そして、射出筒５の内
圧除去が完了すると（時刻t₁₇になると）、シーケ
ンス制御機構６８からの指令信号により、射出用
電磁クラツチ１５が消磁され、かつ交流サーボモ
ータ２２は回転を停止し、またスクリユー６は後
退を止める。

次いで、供給（冷却）工程が終了し、型開（休
止）工程に入ると（時刻t₁₈になると）、まず、シ
ーケンス制御機構６８は、今まで励磁されていた
電磁ブレーキ６３を消磁し、かつ型開閉用電磁ク
ラツチ３７を励磁するから、交流サーボモータ２
２と移動型６１ａ側とが連結される。この状態
で、時刻t₁₉になると、シーケンス制御機構６８
からの指令信号により、状態制御機構６６は、第
１型開速度を指令する速度指令信号（電圧）S₈を
サーボモータ駆動機構６７に対して出力する。こ
れにより、交流サーボモータ２２は正転方向に、
上記第１型開速度に基づいた回転数で回転するか
ら、移動型６１ａは該第１型開速度で固定型５１
ａから離れ始める。次いで、第１の型開設定位置
になると（時刻t₂₀になると）、状態制御機構６６
は、第１型開速度の代わりに第２型開速度を指令
する速度指令信号（電圧）S₆を、さらに第２の型
開設定位置になると（時刻t₂₁になると）、第２型
開速度の代わりに第３型開速度を指令する速度指
令信号（電圧）S₆をそれぞれサーボモータ駆動機
構６７に対して出力する。これにより、交流サー
ボモータ２２は、第１、第２、第３型開速度に基
づいた回転数で回転するから、移動型６１ａは、
第２型開速度（時刻t₂₀からt₂₁までの間）、あるい
は第３型開速度（時刻t₂₁からt₂₂までの間）で固
定型５１ａから離れる。そして、時刻t₂₂になる
と、シーケンス制御機構６８の指令信号により、
型開閉用の電磁ブレーキ６３が励磁され、速度指
令信号S₆が無効にされるから、移動型６１ａは停
止する。次いで、型開閉用電磁クラツチ３７を消
磁して、射出成形工程の１サイクルが完了する。

なお、シリンダ２９に圧力がかかつているとき
には、シリンダ２９の内室２９ａの圧縮の分だけ
タイミングプーリ３４，３５の位置がずれること
になるが、このずれはタイミングベルト３６によ
り吸収され、回転の伝達が妨げられることはな
い。このような過程においては、スクリユー６が
金型５１ａ，６１ａ内あるいは射出筒５内から受
ける反力（スクリユーがそれらの中の樹脂に与え
る圧力）は、シリンダ２９に取り付けた圧力検出
器３２により直接的に測定されるので、正確で遅
れのない検出値S₃が得られる。従つて、この値を
もとに上記のようなクローズド制御を行えば、保
圧及び背圧制御が所定の設定条件通りに確実に行
え、樹脂の種類、成形品の形状、大きさ等の条件
により要求されるきめ細かい安定した制御が行え
る。

［発明の効果］以上詳述したように、この発明は、電動モータ
の回転出力を移動機構を介して直線運動に変換
し、射出筒内に挿入されたスクリユーを軸方向に
移動し、この射出筒内の樹脂を金型に射出するよ
うにした電動式射出成形機における圧力制御装置
において、上記移動機構とスクリユーの間に、流
体圧シリンダとこの流体圧シリンダに嵌入された
ピストンからなる受圧機構を設け、この受圧機構
に流体圧検出器を設けるとともに、この流体圧検
出器の検出値と予め設定した圧力値とから上記射
出用モータを制御する制御装置を設けたものであ
るので、スクリユーが金型内あるいは射出筒内か
ら受ける反力（スクリユーがそれらの中の樹脂に
与える圧力に等しい）は、シリンダに取り付けた
圧力検出器により直接的に測定され、正確で遅れ
のない検出値を得ることができるとともに、この
部分の構造が複雑になることもなく製造コストが
安くなる。そして、この検出値と、予め設定され
た圧力値とを比較して射出用モータを制御するこ
とにより、金型内での樹脂の固化過程における圧
力制御（保圧制御）、及び回転用モータによりス
クリユーを回転させて射出筒内に樹脂を供給して
可塑化を行うときの圧力制御（背圧制御）等、成
形品の品質に影響を与える制御が正確に行える。
それにより、高品質の成形品を連続して安定的に
製造できるという優れた効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の一実施例を示
すもので、第１図は装置全体の概略を示す機構
図、第２図は要部の部分断面図、第３図はサーボ
モータ駆動機構の主要部を示すブロツク図、第４
図は動作チヤート図、第５図は従来の装置の概略
図である。５……射出筒、６……スクリユー、２２……射
出・型開閉用モータ（サーボモータ）、２９……
シリンダ、３０……ピストン、３２……圧力検出
器、６６……状態制御機構、６８……シーケンス
制御機構、Ａ……移動機構、Ｂ……受圧機構。

Claims

【特許請求の範囲】

１電動モータの回転出力を移動機構を介して直
線運動に変換し、射出筒内に挿入されたスクリユ
ーを軸方向に移動し、この射出筒内の樹脂を金型
に射出するようにした電動式射出成形機における
圧力制御装置において、上記移動機構とスクリユ
ーの間には、流体圧シリンダとこの流体圧シリン
ダに嵌入されたピストンからなる受圧機構が設け
られ、この受圧機構には流体圧検出器が設けられ
ているとともに、この流体圧検出器の検出圧力値
と、予め設定された圧力値とを比較して上記射出
用モータを制御する制御装置が設けられているこ
とを特徴とする電動式射出成形機における圧力制
御装置。