JPH06170904A

JPH06170904A - 射出成形機

Info

Publication number: JPH06170904A
Application number: JP32678292A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sakai; 康一酒井
Original assignee: Meiki Seisakusho KK
Current assignee: Meiki Seisakusho KK
Priority date: 1992-12-07
Filing date: 1992-12-07
Publication date: 1994-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】インジェクション−コンプレッション成形に
おける適正な型開量の調節を自動的に実行する射出成形
機。【構成】型開量センサ７４からの信号は制御ユニット
６０に入力される。制御ユニット６０は、電磁方向制御
弁５２を制御して型締シリンダ４２への作動油の給排を
制御するとともに、電磁リリーフ弁６８を制御して型締
シリンダ４２の型締油圧Ｙを増減する。これにより制御
ユニット６０は、設定された経過時間ｔに応じて設定型
開量Ｄを変化させる制御を実施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金型を用いて溶融樹脂
を射出成形する射出成形機において、溶融樹脂のキャビ
ティ内への射出後、成形金型の型開量を変化させること
で、キャビティ内の溶融樹脂を圧縮成形するインジェク
ション−コンプレッション機能を備えた射出成形機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インジェクション−コンプレ
ッション機能を備えた射出成形機が各種知られている。
この種の射出成形機を用いてのインジェクション−コン
プレッション成形で良好な品質の成形品を製造するため
には、各成形品のサイズや種別に応じて、キャビティ内
の樹脂に時間の経過に応じて適正な圧縮力を及ぼす必要
がある。キャビティ内の樹脂に及ぼされる圧縮力が適正
であれば、例えば樹脂のガス抜きが良好になされること
や、成形品の残留応力がきわめて少なくなること等、良
好な成形品を得られることが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この適正な圧縮力を実
現するには、成形時間の経過に応じて成形金型の型開量
を適正な値とすることが必要であり、そのための型開量
調節機能を有する射出成形機が種々提案されていたが、
いずれも改良の余地があった。

【０００４】本発明は、インジェクション−コンプレッ
ション成形において、時間の経過に応じた適正な型開量
を自動的に実現可能な射出成形機を提供することによ
り、良好な品質の成形品を得るとともに、過剰な型締圧
を負荷することを原因とする金型の変形や射出成形のエ
ネルギー効率の低下を防止することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明の射出成形機は以下の構成を採用した。すなわ
ち、図６に例示するように、本発明の射出成形機は、固
定盤と、該固定盤に相対向して設置され軸方向に沿って
前後進して前記固定盤との相対位置を変動可能な可動盤
と、前記固定盤に取り付けられた固定金型と該固定金型
に相対向して前記可動盤に取り付けられた可動金型とか
らなり前記可動盤が前進して前記固定金型と可動金型と
が接合した際には該接合面間にキャビティを形成する成
形金型と、前記可動盤の前記固定盤とは反対側に連結さ
れた型締ラムと、作動油の給排に応じて前記型締ラムを
介して前記可動盤を前後進駆動し型閉および型開すると
ともに型閉時には前記型締ラムを介して前記可動金型に
型締圧を及ぼして型締可能な型締シリンダと、先端部に
射出ノズルを有し溶融樹脂を前記キャビティ内へ射出可
能な加熱筒とを備えた射出成形機において、設定された
経過時間に応じて前記可動金型および前記固定金型間の
型開量を設定量に変化させる制御を行う型開量制御手段
を設けたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】上記構成の射出成形機においては、まず型締シ
リンダを駆動し、型締ラムおよび可動盤を介して可動金
型を固定金型に近接させ、型閉し、キャビティを形成す
る。さらに、可動金型および固定金型を、射出充填力に
対抗して予め設定された型開量となる型締圧力にて型締
する。これに続いて加熱筒から溶融樹脂をキャビティ内
へ射出する。この溶融樹脂の射出圧に応じて成形金型が
型開する。型開量制御手段は、可動金型および固定金型
間の型開量を、設定された経過時間に応じて設定量に変
化させる。この型開量の変化に応じて、キャビティ内の
樹脂に圧縮力が及ぼされる。経過時間と型開量を成形品
に応じて適正に設定しておけば、キャビティ内の樹脂
に、射出後の経過時間に応じた適正な圧縮力を及ぼすこ
とができる。したがって、良好な品質の成形品を得るこ
とができる。また、型締圧の不足や過剰を原因とする不
具合を防止可能である。さらに、過剰な型締が防止され
るので、金型の変形は防止され、エネルギー効率も向上
する。

【０００７】

【実施例】次に、本発明を一層明らかにするために、好
適な一実施例を図面を参照して説明する。まず、本実施
例の樹脂射出装置１０の構成について説明する。図１に
示すように、図中矢印Ａ方向の端には、図示省略した樹
脂供給装置から供給される樹脂を溶融して射出可能な加
熱筒１２が配置されている。この加熱筒１２の矢印Ａ方
向の端部には、加熱筒１２内の溶融樹脂に射出圧を付与
する射出シリンダ１４が設けられている。さらに、加熱
筒１２の射出シリンダ１４と反対側の端部には、溶融樹
脂の射出路となる射出ノズル１６が設けられている。

【０００８】上記加熱筒１２の矢印Ｂ方向に固定盤１８
が配されている。この固定盤１８の中央部には、射出ノ
ズル１６が挿通可能なノズル挿通孔２０が形成されてい
る。さらに、固定盤１８には、加熱筒１２と反対側に、
固定金型２２が取り付けられている。この固定金型２２
には、中心軸に沿って溶融樹脂が通過可能な射出孔２４
が設けられている。また、固定金型２２の固定盤１８側
には射出孔２４に連通する略半球状の凹所であるノズル
当接部２６が設けられている。このノズル当接部２６に
は、図示省略した油圧シリンダによって加熱筒１２が往
復駆動されて矢印Ｂ方向に移動した際には、加熱筒１２
先端の射出ノズル１６が密着当接可能である。さらに、
射出孔２４はノズル当接部２６とは反対側にても開口し
ているが、該開口の周囲には該開口と同軸に円形の固定
側キャビティ面２８が設けられている。

【０００９】上記固定金型２２の固定盤１８とは反対側
に、固定金型２２と対向して可動金型３０が配されてい
る。この可動金型３０には、固定側キャビティ面２８と
対応する位置に円形の可動側キャビティ面３２が設けら
れている。可動金型３０は固定金型２２とで成形金型３
４を構成しており、両金型２２、３０に設けられている
固定側キャビティ面２８および可動側キャビティ面３２
とでキャビティ３６を形成可能である。

【００１０】可動金型３０は可動盤３８に取り付けられ
ており、さらに、可動盤３８には円柱状の型締ラム４０
が連結されている。この型締ラム４０の他端は型締シリ
ンダ４２に挿通している。該型締シリンダ４２は、型締
ラム４０の型締シリンダ４２内の端部に連結されている
ピストン４４によって仕切られた１組の油室４６ａおよ
び油室４６ｂとを備えている。

【００１１】これら上述した加熱筒１２〜型締シリンダ
４６は図示省略した基台上に設置されている。また、可
動盤３８の外縁部には固定盤１８と型締シリンダ４２と
に両端を固着された複数本のステー（図示略）が挿通さ
れており、可動盤３８は該ステーに沿って正確に前後進
して固定盤１８との相対位置を変動可能である。

【００１２】型締シリンダ４２には各油室４６ａ、４６
ｂに連通する一対の油ノズル４８ａ、４８ｂが設けられ
ており、各油ノズル４８ａ、４８ｂには作動油給排路５
０ａ、５０ｂが接続されている。この作動油給排路５０
ａ、５０ｂは電磁方向制御弁５２を介して作動油供給路
５４ａに接続されており、電磁方向制御弁５２を介して
排出された作動油を回収する回収タンク５６が設置され
ている。なお、作動油給排路５０ａには油圧センサ５８
が設置されており、作動油給排路５０ａの油圧を検出可
能である。この油圧センサ５８は各種の制御を実行する
制御ユニット６０と電気的に接続されており、油圧セン
サ５８にて検出した油圧に応じた信号を制御ユニット６
０へ入力可能である。なお、制御ユニット６０の詳細に
ついては後述する。また、作動油供給路５４ａは油圧ポ
ンプ６２に接続されており、油圧ポンプ６２には作動油
タンク６４からの作動油を供給可能である。さらに、作
動油供給路５４ａには分岐路６６を介して電磁リリーフ
弁６８が接続されている。この電磁リリーフ弁６８から
のドレンは回収タンク７０にて回収可能である。

【００１３】こうした構成により、油圧ポンプ６２から
作動油供給路５４ａに所定圧力の作動油を供給可能であ
り、該供給された作動油を電磁方向制御弁５２を介して
型締シリンダ４２の油室４６ａ、４６ｂへの給排を制御
することによって型締ラム４０、可動盤３８および可動
金型３０を矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向に前後進駆動可
能であるとともに、可動金型３０を矢印Ａ方向に沿って
押圧して成形金型３４を所望の型締圧で型締可能であ
る。また、電磁リリーフ弁６８を操作して油圧シリンダ
４２の型締油圧Ｙを調節可能である。他方、油圧ポンプ
６２には作動油供給路５４ｂが接続されており、図示省
略した作動油給排機構および作動油給排路７２を介して
加熱筒１２の射出シリンダ１４へ作動油を給排可能であ
る。

【００１４】一方、可動金型３０には、固定金型２２と
の距離を型開量として検出して該検出値に応じた信号を
出力可能な型開量センサ７４が設置されている。この型
開量センサ７４からの信号は増幅器７６を介して比較器
７８へ入力される。また、この比較器７８へは制御ユニ
ット６０からの信号が入力可能である。比較器７８は前
記型開量センサ７４からの信号と制御ユニット６０から
の信号とを入力されて両入力の差異に応じた信号を出力
可能である。この比較器７８からの出力信号は制御ユニ
ット６０に入力されるとともに、電磁リリーフ弁６８へ
は増幅器８０を介して制御ユニット６０からの信号が制
御信号として入力可能である。

【００１５】ここで制御ユニット６０について説明す
る。図２に示すように、制御ユニット６０には設定値表
示部６０ａと制御開始型開量表示部６０ｂとを備えた表
示パネル６０ｃおよびテンキー他から構成される入力部
６０ｄとスイッチ類６０ｅとを備えた操作パネル６０ｆ
を備え、周知のマイクロコンピュータ（図示省略）を内
蔵している。この入力部６０ｄを介して制御ユニットに
可動金型３０および固定金型２２間の設定距離を設定型
開量として入力可能であり、この設定型開量に対応する
経過時間を設定経過時間として入力可能である。この
他、各種の指示を入力可能である。また、入力された指
示やマイクロコンピュータに予め格納されているプログ
ラムに従っての制御処理を実行可能である。さらに、入
力内容、実行内容や油圧センサ５８をはじめとする計器
類からのデータを表示パネル６０ｃに表示可能である。
なお、制御ユニット６０からの指示で電磁方向制御弁５
２、電磁リリーフ弁６８および射出シリンダ１４を制御
可能である。

【００１６】以下に、上記構成の射出成形機１０におい
てインジェクション−コンプレッション成形を実施する
場合について、図３〜図５を参照して説明する。まず、
この作業に先だって、オペレータにより型開量センサ７
４の０点出しが実施される。次に、入力部６０ｄを操作
して設定経過時間ｔの設定値ｔ₁〜ｔ₆とこれに対応する
設定型開量Ｄの設定値Ｄ₁〜Ｄ₆および制御開始型開量Ｆ
が入力される。図３および図５に示すように、設定経過
時間ｔの設定値ｔ₁〜ｔ₆および設定型開量Ｄの設定値Ｄ
₁〜Ｄ₆は、型開量制御処理の始点Ｓ、Ｓ₁から終点Ｅ、
Ｅ₁にわたって、設定型開量Ｄを次第に変化させるよう
に設定される。終点Ｅ、Ｅ₁における最終型開量Ｄ_Eは、
通常は０に設定済みであり、改めて設定する必要はな
い。設定された設定経過時間ｔ₁〜ｔ₆および設定型開量
Ｄ₁〜Ｄ₆は、制御ユニット６０の設定値表示部６０ａに
表示される。なお、これら設定経過時間ｔ₁〜ｔ₆および
設定型開量Ｄ₁〜Ｄ₆は成形品に応じて設定されるので、
設定経過時間ｔ₁〜ｔ₆は等時間とは限らない。同様に、
設定型開量Ｄ₁〜Ｄ₆も減少させるのみではなく増加させ
る場合もある。

【００１７】また、これら設定経過時間ｔ₁〜ｔ₆および
設定型開量Ｄ₁〜Ｄ₆の設定と併せて、制御開始型開量Ｆ
が設定される。この制御開始型開量Ｆの値は、制御ユニ
ット６０の制御開始型開量表示部６０ｂに表示される。
通常は、Ｆ＞Ｄ₁とするが、必ずしもこの限りではな
い。これら各値の設定と併せて、段階制御モードあるい
はスロープ制御モードのいずれかが選択される。以下、
図３に示す段階制御モードが選択されたとして説明す
る。

【００１８】以上の設定および選択がなされた後、射出
成形機１０を稼働させると、制御ユニット６０は、図４
に示すルーチン処理を開始する。まず、制御ユニット６
０は、作動油を型締シリンダ４２の油室４６ａに供給、
油室４６ｂから排出するように電磁方向制御弁５２を制
御して、型締増圧を実行する（ステップ２２０）。これ
により可動金型３０が図１の矢印Ａ方向に沿って前進さ
せられるので、成形金型３４は型閉され、設定型締圧で
型締される。このとき、最大型締力の例えば５０〜８０
％程度に相当する油圧力によって、型締増圧がなされ
る。

【００１９】成形金型３４が型締されてキャビティ３６
が形成されると、制御ユニット６０は溶融樹脂の射出を
指示する（ステップ２３０）。この指示により加熱筒１
２は、図１の矢印Ｂ方向に沿っての移動し、射出ノズル
１６をノズル当接部２６に密着当接させる。続いて、射
出シリンダ１４に作動油が供給されて、成形品の成形条
件によって設定された射出圧を生じさせるので、該射出
圧による溶融樹脂の射出が開始される。射出された溶融
樹脂は射出孔２４を経てキャビティ３６へ流入する。該
溶融樹脂の流入に応じてキャビティ３６内には、前記射
出圧に応じた内圧が生ずる。このキャビティ３６の内圧
は成形金型３４を型開させる方向に作用する。このた
め、成形金型３４は型締シリンダ４２から及ぼされる型
締圧とキャビティ３６の内圧との差異に応じて型開す
る。

【００２０】射出開始すると自動的に型開量ａの測定が
開始される（ステップ２４０）。型開量ａを検出した型
開量センサ７４からの信号が増幅器７６を介して比較器
７８に入力される。比較器７８にて制御開始型開量Ｆに
応じた信号と型開量ａに応じた信号とが比較され、出力
される。制御ユニット６０は、型開量センサ７４からの
入力により、型開量ａが制御開始型開量Ｆ以上かを判定
する（ステップ２５０）。この際、制御開始型開量Ｆに
対して型開量ａの値が設定された許容差の範囲内であれ
ばａ＝Ｆとみなされる。比較の結果、ａ＜Ｆの場合はス
テップ２５０が繰り返される。ａ≧Ｆであれば、設定経
過時間ｔ←ｔ₁、設定型開量Ｄ←Ｄ₁とする（ステップ２
６０）。次いで、設定経過時間ｔを測定するｔタイマの
カウントを開始する（ステップ２７０）。

【００２１】続いて、制御ユニット６０は、型開量ａと
設定型開量Ｄ（最初はＤ＝Ｄ₁）とを比較する（ステッ
プ２９０）。但し、この型開量ａと設定型開量Ｄとの比
較において、型開量ａの値が設定された許容差の範囲内
であればａ＝Ｄとみなされる。ステップ２９０におい
てａ＞Ｄであれば、制御ユニット６０は、電磁リリーフ
弁６８を、そのポジションを閉弁方向に移動させるよう
に制御し、型締シリンダ４２の型締油圧Ｙを増加させ
（ステップ３００）、ステップ２９０へ回帰する。ａ＜
Ｄであれば、制御ユニット６０は、電磁リリーフ弁６８
を、そのポジションを開弁方向に移動させるように制御
し、型締シリンダ４２の型締油圧Ｙを減少させ（ステッ
プ３１０）、ステップ２９０へ回帰する。このように、
制御ユニット６０は、型締シリンダ４２の油室４６ａへ
供給される作動油の圧力を増減制御し、型締シリンダ４
２の型締油圧Ｙを増減制御する。この型締シリンダ４２
の型締油圧Ｙの増減によって成形金型３４の型締圧が増
減する。これに応じて型開量ａが変化するとともに、キ
ャビティ３６内の樹脂に及ぼされる圧縮力が変化する。
型開量ａ＝設定型開量Ｄであれば、ｔタイマのカウン
トアップを判定し（ステップ３２０）、カウントアップ
未了であればステップ２９０へ回帰し、カウントアップ
したと判定すれば次ステップ３３０へ進む。なお、ａ＝
Ｄの場合は、電磁リリーフ弁６８のポジションはそのま
ま維持されるので、型締油圧Ｙは変化しない。この型締
油圧Ｙの制御により、設定経過時間ｔ（最初はｔ＝
ｔ₁）を経過するまで、型開量ａは設定型開量Ｄに保持
される。

【００２２】制御ユニット６０は、ｔタイマのカウント
アップにより設定経過時間ｔが経過したと判断すると、
設定型開量Ｄおよび設定経過時間ｔとして新たに設定す
べきＤ_nおよびｔ_nが残っているかにより、制御終了か否
かを判定する（ステップ３３０）。設定型開量Ｄおよび
設定経過時間ｔとして新たに設定すべきＤ_nおよびｔ_nが
残っていなければ制御終了と判定して終了する。新たに
設定すべきＤ_nおよびｔ_nが残っていれば、設定型開量Ｄ
および設定経過時間ｔをそれぞれ次の値とする（ステッ
プ３４０）。ここではＤ₂〜Ｄ₆およびｔ₂〜ｔ₆が残って
いるので、設定型開量Ｄ←Ｄ₂、設定経過時間ｔ←ｔ₂と
する。

【００２３】この後、ステップ２７０へ回帰して、上記
と同様に設定経過時間ｔ₂を経過するまで、型開量ａを
設定型開量Ｄ₂に保持する。以下、設定型開量Ｄ＝Ｄ₃〜
Ｄ₆、設定経過時間ｔ＝ｔ₃〜ｔ₆について同様に行わ
れ、設定経過時間ｔ₆後の最終型開量Ｄ_E＝０として制御
ユニット６０による型開量制御が終了する。

【００２４】このように、本実施例の射出成形機１０で
は、溶融樹脂の射出後、成形金型３４の型開量ａが制御
開始型開量Ｆになると、制御ユニット６０による型開量
制御が開始され、設定経過時間ｔ₁〜ｔ₆を経る毎に型開
量ａを設定型開量Ｄ₁〜最終型開量Ｄ_Eに変化させる。し
たがって、設定経過時間ｔ₁〜ｔ₆および設定型開量Ｄ₁
〜Ｄ₆を成形品のサイズや種別に応じた適正な値に設定
しておけば、キャビティ３６内の樹脂に時間の経過に応
じて適正な圧縮力を及ぼすことができる。このため、樹
脂のガス抜きが良好になされ、成形品の残留応力がきわ
めて少なくなるので、良好な成形品を得られる。また、
過剰な型締圧を負荷することもないので、金型の変形や
エネルギー効率の低下等も防止される。

【００２５】なお、上記の例では段階制御モードが選択
された場合について説明したが、例えば図５のＳ
₁（０，Ｆ）〜Ｃ₁（ｔ₁，Ｄ₁）、Ｃ₁〜Ｃ₂（ｔ₂，Ｄ₂）
等の各区分をさらに小区分に自動的に分割して上述と同
様の制御を行えば、スロープ制御が可能である。この場
合、設定経過時間ｔ₁〜ｔ₆および設定型開量Ｄ₁〜Ｄ₆を
入力すれば、上記小区分に自動的に分割しての制御を行
うようにプログラムしておけば簡便である。

【００２６】また、上記実施例では型開量制御の設定経
過時間ｔおよび設定型開量Ｄを６段階に設定している
が、これに限定されるものではなく、成形品のサイズや
種別に応じて任意の段階数とすることができる。さら
に、上記実施例では、設定経過時間ｔ₁〜ｔ₆および設定
型開量Ｄ₁〜Ｄ₆をオペレータが入力する方式としたが、
例えば成形実験等で求められた適切な値を制御ユニット
のメモリに記憶させておきこれを読みだして各設定値と
することや、制御開始型開量Ｆのみを設定して設定型開
量Ｄおよび設定経過時間ｔを自動的に設定させることも
できる。あるいは、このような値をＩＣカード等に記録
しておき、制御ユニットに読み込ませる方式等も可能で
ある。

【００２７】上記実施例は本発明を油圧式射出成形機に
採用した例であるが、本発明は電動式射出成形機におい
ても実施可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の射出成形機
によれば、インジェクション−コンプレッション成形に
おいて、時間の経過に応じた適正な型開量を自動的に実
現可能となるので、良好な品質の成形品を得るととも
に、射出成形のエネルギー効率を良好なものとすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の射出成形機の構成の説明図である。

【図２】実施例の射出成形機の制御ユニットの説明図
である。

【図３】段階制御モードの経過時間と型開量の説明図
である。

【図４】実施例の射出成形機の型締圧自動設定作業に
おける制御ユニットの制御処理を示すフローチャートで
ある。

【図５】スロープ制御モードの経過時間と型開量の説
明図である。

【図６】本発明の射出成形機を例示するブロック図で
ある。

【符号の説明】

１０・・・樹脂射出装置、１２・・・加熱筒、１６・・
・射出ノズル、１８・・・固定盤、２２・・・固定金
型、３０・・・可動金型、３４・・・成形金型、３６・
・・キャビティ、３８・・・可動盤、４０・・・型締ラ
ム、４２・・・型締シリンダ、６０・・・制御ユニッ
ト。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定盤と、該固定盤に相対向して設置さ
れ軸方向に沿って前後進して前記固定盤との相対位置を
変動可能な可動盤と、前記固定盤に取り付けられた固定
金型と該固定金型に相対向して前記可動盤に取り付けら
れた可動金型とからなり前記可動盤が前進して前記固定
金型と可動金型とが接合した際には該接合面間にキャビ
ティを形成する成形金型と、前記可動盤の前記固定盤と
は反対側に連結された型締ラムと、作動油の給排に応じ
て前記型締ラムを介して前記可動盤を前後進駆動し型閉
および型開するとともに型閉時には前記型締ラムを介し
て前記可動金型に型締圧を及ぼして型締可能な型締シリ
ンダと、先端部に射出ノズルを有し溶融樹脂を前記キャ
ビティ内へ射出可能な加熱筒とを備えた射出成形機にお
いて、設定された経過時間に応じて前記可動金型および前記固
定金型間の型開量を設定量に変化させる制御を行う型開
量制御手段を設けたことを特徴とする射出成形機。