JPH057173B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、射出成形機におけるスクリユの空転
時の焼き付きを防止する方法及びそのための装置
に関するもので、特に、可塑化工程時、スクリユ
が後退するようにされている射出成形機のスクリ
ユ焼き付き防止方法及び装置に関するものであ
る。

（従来の技術） インラインスクリユ式射出成形機は、バレル内
に供給された成形樹脂材料を、スクリユの回転に
よつて可塑化混練しながら前方へと搬送し、バレ
ルの前端の計量部に所定量の溶融樹脂がたまつた
とき、スクリユを前進させることによつてその溶
融樹脂を金型のキヤビテイ内に圧入するようにし
たものである。このような射出成形機において
は、樹脂材料を可塑化混練する可塑化工程時、ス
クリユの前方にたまる溶融樹脂の背圧によつてス
クリユが後退するようにされている。したがつ
て、通常は、スクリユが一定位置で長時間回転駆
動されるようなことはない。

しかしながら、材料が供給されていない状態で
誤つてスクリユを回転させたとき、あるいはスク
リユが回転しているにもかかわらず材料がスクリ
ユにくい込まれないサージング状態にあるときな
どには、スクリユの前方の背圧が高まらないの
で、スクリユは一定位置で回転することになる。
そのようなスクリユの一定位置での回転、すなわ
ちスクリユの空転が長時間続くと、スクリユ外周
のフライト部がバレル内面に焼き付いてしまう。
そのような焼き付きを防止するためには、スクリ
ユの空転が生じたとき、それを検出できるように
する必要がある。

このようなスクリユの空転を検出し得るものと
して、従来、タイマに材料の可塑化計量に要する
時間をセツトしておき、その時間内に計量が終了
しないとき、すなわちスクリユが所定の位置まで
後退しないとき、アラーム信号を発生させるよう
にしたものがあつた。これは、成形中の材料切れ
や材料不足を検出することを主たる目的とするも
のであつたが、スクリユが空転したときにも設定
された時間内に計量が終わらないので、これによ
つてもスクリユの空転を検出することができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような方法によつてスクリ
ユの空転を検出しようとする場合には、正しい可
塑化計量が行われたときにアラーム信号が発生す
ることのないようにするために、タイマに設定さ
れる時間は正常時のスクリユ回転時間よりも長め
にとる必要がある。一方、可塑化工程の開始時、
すなわちスクリユの回転開始時には、スクリユ及
びその回転駆動装置に負荷が急激に加わるので、
材料のくい込み不良等によるスクリユの空転はこ
の時期に起こりやすい。そして、一旦スクリユが
空転を始めると、一般にはその空転は止まらな
い。

そのために、上述のようなスクリユの空転検出
方法では、スクリユの空転が生じてからタイマに
セツトされた長い設定時間の経過後に始めてその
空転が検出されることになり、その間は空転が続
くので、スクリユの焼き付きを防止することは難
しい。

本発明は、このような問題に鑑みなされたもの
であつて、その目的は、スクリユの空転ができる
だけ生じないようにするとともに、空転が生じた
ときにはそれや速やかに検出され、それによつて
スクリユの焼き付きが確実に防止されるようにす
ることである。

（課題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、スク
リユが回転駆動される可塑化工程の開始時、その
スクリユの回転数を定常運転時における回転数よ
りも小さくするとともに、その後の可塑化工程の
間、スクリユの後退速度を検出し、その検出値が
許容値以下となつたとき、スクリユが空転してい
るとみなして再びスクリユの回転数を低下させる
ようにしている。

その場合、スクリユの回転負荷をも検出して、
その検出値が許容範囲から外れたときにもスクリ
ユの回転数を低下させるようにすることが望まし
い。

（作用） 前述したように、可塑化工程の開始時、すなわ
ちスクリユの回転開始時には、スクリユが急に回
転を始めることによつて材料のくい込み不良等が
生じるので、スクリユの空転が起こりやすい。そ
こで、そのときのスクリユ回転数を小さくする。
それによつて、そのような材料のくい込み不良等
の発生が軽減されるようになり、可塑化工程の開
始時におけるスクリユの空転が防止される。

また、可塑化工程の間においてスクリユが空転
すると、通常はスクリユの後退が停止する。した
がつて、スクリユの後退速度を検出して許容値と
比較するようにすれば、スクリユの空転が生じた
とき直ちにそれを検出することが可能となる。更
に、材料が供給されていない状態で空転している
ときにはスクリユの回転負荷は極めて小さく、鉄
片等の異物が詰まつてしまつて搬送されない状態
で空転しているときにはスクリユの回転負荷は大
きくなる。したがつて、スクリユの回転負荷を検
出することによつてもスクリユの空転を検出する
ことができる。そして、それら両者を併用するよ
うにすれば、スクリユの空転はより確実に検出さ
れる。

このように、スクリユの後退速度、更にはその
回転負荷を検出することにより、可塑化工程の間
におけるスクリユの空転が直ちに検出されるよう
になる。そして、スクリユの空転が生じたとみな
されるときスクリユの回転数を低下させることに
より、スクリユの焼き付きが防止される。

（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、本発明によるスクリユの焼き付き防止方
法を実施する装置の一例を示すもので、第１図は
その全体の構成図であり、第２図はその要部をな
すアラーム信号発生装置のブロツク回路図であ
る。

第１図から明らかなように、インラインスクリ
ユ式射出成形機のスクリユ１は、バレル２内には
め込まれている。このバレル２の前端（図で左
側）には射出ノズル３が取り付けられており、後
端部上面には、ホツパ４から供給される材料をバ
レル２内に導く材料供給口５が設けられている。
スクリユ１は、射出シリンダ６によつて前進駆動
されるとともに、油圧モータ７によつて回転駆動
されるようになつている。

油圧モータ７は、油圧ポンプ等の油圧源８から
供給される高圧作動油によつて駆動されるように
なつている。その油圧源８から油圧モータ７に作
動油を導く油路９には、比例流量制御弁１０と工
程切換弁１１とが設けられており、流量制御弁１
０の開度を調整することによつて油圧モータ７の
回転数が制御され、切換弁１１を切り換えること
によつて油圧モータ７が回転あるいは停止される
ようになつている。したがつて、流量制御弁１０
によつてスクリユ１の回転数が制御され、切換弁
１１によつてスクリユ１の回転・停止が制御され
る。すなわち、この実施例においては、流量制御
弁１０によつてスクリユ回転数制御装置が構成さ
れている。

流量制御弁１０は、射出成形機の運転条件を自
動的に調整するプロセスコントローラ１２によつ
て制御されるようになつている。また、工程切換
弁１１は、そのプロセスコントローラ１２と協働
するシーケンスコントローラ１３によつて切り換
え制御されるようになつている。更に、射出シリ
ンダ６も、これらのコントローラ１２，１３によ
つて制御されるようになつている。したがつて、
射出成形機は、これらのコントローラ１２，１３
によつて自動的に運転される。

油圧モータ７に加えられる油圧、すなわちスク
リユ１の回転負荷圧力は、負荷検出器である圧力
センサ１４によつて検出されるようになつてい
る。また、スクリユ１の後退速度は、ポテンシヨ
メータ等からなる速度検出器としての速度センサ
１５によつて検出されるようになつている。そし
て、それらのセンサ１４，１５からの出力信号
が、それぞれ増幅器１６，１７を介してアラーム
信号発生装置１８に導かれるようになつている。

第２図に示されているように、このアラーム信
号発生装置１８には、正常運転時におけるスクリ
ユ１の回転負荷圧力の上限値及び下限値、すなわ
ちその許容上下限値がそれぞれ設定される圧力上
限設定器１９及び圧力下限設定器２０と、スクリ
ユ１の回転開始後、定常運転状態となるまでに要
する時間が設定され時間設定器２１と、スクリユ
１の許容後退速度値が設定される速度設定器２２
とが設けられている。そして、圧力設定器１９，
２０は圧力比較器２３に接続され、圧力センサ１
４によつて検出された検出値と圧力設定器１９，
２０に設定された各許容値とを比較して、その検
出値が許容値の範囲内にないとき、信号が出力さ
れるようにされている。また、速度設定器２２は
速度比較器２４に接続され、速度センサ１５によ
つて検出された検出値が速度設定器２２に設定さ
れた許容値よりも小さいときに信号が出力される
ようにされている。

圧力比較器２３及び速度比較器２４の出力信号
はオア回路２５に入力され、それらの比較器２
３，２４の少なくとも一方から信号が出力された
とき、そのオア回路２５からアラーム信号が出力
されるようになつている。そのアラーム信号は、
制御回路２６を介して、プロセスコントローラ１
２及びシーケンスコントローラ１３に送られると
ともに、増幅器２７により増幅された後、流量制
御弁１０にも送られるようになつている。その場
合、アラーム信号は、制御回路２６に入力される
プロセスコントローラ１２及びシーケンスコント
ローラ１３からのモード信号によつて制御される
ようになつている。

次に、このように構成された射出成形機におけ
るスクリユの焼き付き防止装置の作用について説
明する。

射出成形機が自動運転されているときには、プ
ロセスコントローラ１２及びシーケンスコントロ
ーラ１３により、流量制御弁１０及び工程切換弁
１１が制御されて油圧モータ７が制御されるとと
もに、射出シリンダ６が制御される。

まず、前回の成形サイクルにおける射出工程及
び保圧工程が終了すると、次の成形サイクルにお
ける可塑化工程が開始される。この可塑化工程
は、射出シリンダ６を自由状態とするとともに、
工程切換弁１１を切り換えて油圧モータ７に油圧
源８からの高圧作動油を供給することによつて行
われる。

油圧モータ７が作動すると、スクリユ１が回転
駆動され、ホツパ４からバレル２内に投入された
材料が、スクリユ１の回転によつて可塑化混練さ
れながらバレル２の前方へと搬送される。そし
て、可塑化溶融した材料が、スクリユ１の前端面
と射出ノズル３との間のバレル計量部に貯えられ
る。すると、スクリユ１の前端面に背圧が加わる
ようになり、スクリユ１が後退を始める。

スクリユ１の回転開始時には、時間設定器２１
が作動を開始し、制御回路２６から信号が出力さ
れ、増幅器２７を通して増幅された後、流量制御
弁１０に送られる。流量制御弁１０は、その出力
信号によつて開度が絞られる。その結果、時間設
定器２１に設定された時間が経過するまでは、油
圧モータ７が低速で回転することになる。こうし
て、スクリユ１の回転開始時における回転数が定
常運転時における所定の回転数より小さくされ、
回転開始時にスクリユ１及びその回転駆動装置で
ある油圧モータ７に急激な負荷が加えられること
が防止される。そして、それによつて、可塑化工
程の開始時におけるスクリユ１の空転が防止され
る。

この間においては、プロセスコントローラ１２
及びシーケンスコントローラ１３から制御回路２
６に送られるモード信号により、それらのコント
ローラ１２，１３に送られるアラーム信号は遮断
される。したがつて、スクリユ１の回転開始時に
おける負荷圧力の増大によつてスクリユ１の空転
とみなされることはない。

時間設定器２１に設定された時間が経過する
と、スクリユ１は定常回転数で回転駆動されるよ
うになる。そして、油圧モータ７に加わる負荷圧
力が圧力センサ１４によつて検出され、スクリユ
１の後退速度が速度センサ１５によつて検出され
る。それらのセンサ１４，１５による各検出値が
アラーム信号発生装置１８の設定器１９，２０，
２２に設定された各許容値の範囲内であれば、い
ずれの比較器２３，２４からも信号は出力されな
い。したがつて、射出成形機は、コントローラ１
２，１３によつて定常運転され、所定の計量を終
えた後、射出シリンダ６によつてスクリユ１が前
進駆動されることにより、計量部に貯えられた溶
融樹脂が射出ノズル３から射出される。そして、
保圧、冷却、型開きの各工程を経て、その成形サ
イクルが終了する。

スクリユ１を回転駆動している可塑化工程にお
いて、ホツパ４からバレル２内に材料が供給され
ていない状態、あるいはサージング状態では、ス
クリユ１の駆動負荷が小さいので、圧力センサ１
４によつて検出される検出値が圧力下限設定器２
０に設定された許容下限値を下回ることになる。
また、鉄片等の異物がバレル２内に入り込んで詰
まると、スクリユ１の駆動負荷が大きくなり、圧
力センサ１４の検出値が圧力上限設定器１９に設
定された許容上限値を上回ることになる。そし
て、これらいずれの場合にも、材料がバレル２前
方の計量部に搬送されないので、スクリユ１が後
退せず、速度センサ１５による検出値が速度設定
器２２に設定された許容値を下回ることになる。

したがつて、このようなスクリユ１の空転が生
じたときには、圧力比較器２３及び速度比較器２
４の少なくとも一方から必ず信号が出力される。
その結果、オア回路２５がアラーム信号を発生す
る。このときには、そのアラーム信号は、プロセ
スコントローラ１２及びシーケンスコントローラ
１３に送られる。シーケンスコントローラ１３
は、その信号を受けて工程切換弁１１を遮断す
る。こうして、油圧モータ７が停止され、スクリ
ユ１の回転が停止される。

そして、アラーム信号がコントローラ１２，１
３に送られることにより、冷却、型開き等の各工
程の終了後、すなわちそのときの成形サイクルの
終了後、射出成形機の運転が停止される。

このようにして、スクリユ１の回転負荷あるい
は後退速度が許容値から外れることによつてスク
リユ１の空転が検出され、スクリユ１の回転が速
やかに停止される。したがつて、スクリユ１の空
転による焼き付きが防止される。

射出成形機が手動運転されているときには、プ
ロセスコントローラ１２及びシーケンスコントロ
ーラ１３から信号が発されない。しかしながら、
このときにも、スクリユ１の回転開始時には時間
設定器２１からの信号により、スクリユ１は低速
で回転駆動される。また、スクリユ１が空転した
ときにも、比較器２３，２４の少なくともいずれ
か一方から信号が出力されるので、オア回路２５
がアラーム信号を出力する。そして、そのアラー
ム信号が増幅器２７により増幅されて流量制御弁
１０に送られるので、流量制御弁１０が絞られ、
油圧モータ７の回転速度が低下する。

このようにして、手動運転時においても、スク
リユ１が空転したときにはスクリユ１の回転数が
低減され、スクリユ１の焼き付きが防止される。

なお、上記実施例においては、スクリユ１の空
転を、油圧モータ７の回転負荷圧力とスクリユ１
の後退速度との両方によつて検出するようにして
いるが、スクリユ１の空転は、その後退速度が許
容値よりも小さくなることのみによつても検出す
ることができる。したがつて、スクリユ１の後退
速度のみによつてスクリユ１の空転を判別する焼
き付き防止装置とすることもできる。しかしなが
ら、スクリユ１の後退速度を検出する速度センサ
１５等は故障することもあるので、万一それが故
障した場合にも空転検出が確実に行われるように
するためには、上記実施例のように回転負荷と後
退速度との両方によつて空転を検出するようにす
ることが望ましい。

また、本発明は、上記実施例のようなスクリユ
１が油圧モータ７によつて回転駆動される射出成
形機に限らず、スクリユ１が電動モータによつて
駆動される射出成形機にも適用することができ
る。その場合には、モータの負荷電流によつてス
クリユ１の回転負荷を検出するようにすればよ
い。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、可塑化工程の開始時にはスクリユの回転数を
低下させるようにしているので、材料のくい込み
不良等によるスクリユの空転が防止されるように
なり、空転の発生を低減させることができる。ま
た、可塑化工程の間はスクリユの後退速度を監視
するようにしているので、スクリユが空転したと
きにはその後退速度が低下することにより、その
空転が速やかに検出される。更に、そのときにス
クリユの回転負荷をも検出するようにすれば、ス
クリユの空転はより確実に検出されるようにな
る。そして、そのようにしてスクリユの空転が検
出されたときにはスクリユの回転数を所定の低回
転数に低下、あるいはゼロ、すなわちスクリユの
回転を停止させるようにしているので、スクリユ
の焼き付きを未然に、しかも確実に防止すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるスクリユの焼き付き防
止装置の一実施例を示す全体構成図、第２図は、
その要部であるアラーム信号発生装置のブロツク
回路図である。 １……スクリユ、２……バレル、７……油圧モ
ータ（スクリユ回転駆動装置）、１０……流量制
御弁（スクリユ回転数制御装置）、１１……工程
切換弁、１２……プロセスコントローラ、１３…
…シーケンスコントローラ、１４……圧力センサ
（負荷検出器）、１５……速度センサ（速度検出
器）、１８……アラーム信号発生装置、１９……
圧力上限設定器（負荷設定器）、２０……圧力下
限設定器（負荷設定器）、２１……速度設定器、
２３，２４……比較器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 射出成形機のスクリユが回転駆動されながら
   後退する可塑化工程の開始時には、前記スクリユ
   を定常運転時における所定の回転数よりも低速で
   回転駆動するとともに、 その後の可塑化工程にある間、前記スクリユの
   後退速度を検出し続け、 その検出値があらかじめ設定されている許容値
   よりも小さくなつたとき、前記スクリユの回転数
   を低下させることからなる、 射出成形機におけるスクリユの焼き付き防止方
   法。 ２ 前記可塑化工程にある間、前記スクリユの回
   転負荷を検出し続け、 その検出値があらかじめ設定されている許容値
   から外れたときにも、前記スクリユの回転数を低
   下させることを特徴とする、 請求項１記載の射出成形機におけるスクリユの
   焼き付き防止方法。 ３ 前記検出値が前記許容値から外れたとき、前
   記スクリユの回転を停止させ、 冷却、及び型開きの各工程の終了後、前記射出
   成形機の運転を停止することを特徴とする、 請求項１又は２記載の射出成形機におけるスク
   リユの焼き付き防止方法。 ４ 運転条件を自動的に調整するコントローラを
   備えた射出成形機において； スクリユが回転駆動されながら後退する可塑化
   工程におけるスクリユの回転負荷及び後退速度を
   それぞれ検出し得る負荷検出器及び速度検出器
   と、 それらスクリユ回転負荷及び後退速度の各許容
   値がそれぞれ設定される負荷設定器及び速度設定
   器と、 これら各設定器に設定された各許容値と前記各
   検出器によつて検出された各検出値とをそれぞれ
   比較して、それらの検出値のうちの少なくとも一
   方が前記許容値から外れたとき、前記コントロー
   ラにアラーム信号を送り、前記スクリユの回転を
   停止させるとともに、そのときの成形サイクルの
   終了後、前記射出成形機を停止させるアラーム信
   号発生装置と、 を備えてなる、射出成形機におけるスクリユの焼
   き付き防止装置。 ５ 前記コントローラによつて制御されるスクリ
   ユ回転数制御装置が、前記アラーム信号によつて
   も制御されるようにされている、 請求項４記載の射出成形機におけるスクリユの
   焼き付き防止装置。