JPH11170318A - スクリュー式射出装置の制御方法 - Google Patents
スクリュー式射出装置の制御方法Info
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- JPH11170318A JPH11170318A JP9336013A JP33601397A JPH11170318A JP H11170318 A JPH11170318 A JP H11170318A JP 9336013 A JP9336013 A JP 9336013A JP 33601397 A JP33601397 A JP 33601397A JP H11170318 A JPH11170318 A JP H11170318A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C45/58—Details
- B29C45/585—Vibration means for the injection unit or parts thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 （ａ）は射出シリンダの背圧を示し、背
圧に一定圧力を加算して加振圧力とすることで、背圧と
加振圧力とを交互に繰り返す。（ｃ）はスクリューの変
位を示し、スクリューは時間と共に後退するが、（ｂ）
に関連して後退速度が完全一定でないため、波打ち曲線
となることを示す。すなわち、スクリューが後退中に前
後することにより、このスクリューで溶融樹脂を振動さ
せることができる。 【効果】 比較的長い時間である可塑化計量工程中、溶
融材料を低周波数で振動させることにより溶融材料に振
動エネルギーを付与し、十分に粘度を下げることができ
る。振動方向をスクリューの軸方向にすることで、貯溜
中の溶融材料の先端まで十分に振動を伝えることができ
る。
圧に一定圧力を加算して加振圧力とすることで、背圧と
加振圧力とを交互に繰り返す。（ｃ）はスクリューの変
位を示し、スクリューは時間と共に後退するが、（ｂ）
に関連して後退速度が完全一定でないため、波打ち曲線
となることを示す。すなわち、スクリューが後退中に前
後することにより、このスクリューで溶融樹脂を振動さ
せることができる。 【効果】 比較的長い時間である可塑化計量工程中、溶
融材料を低周波数で振動させることにより溶融材料に振
動エネルギーを付与し、十分に粘度を下げることができ
る。振動方向をスクリューの軸方向にすることで、貯溜
中の溶融材料の先端まで十分に振動を伝えることができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はスクリュー式射出装
置の制御方法に関する。
置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図９は従来の代表的なスクリュー式射出
装置の断面図であり、このスクリュー式射出装置１００
は、加熱筒１０１に前後進及び回転可能に収納したスク
リュー１０２と、このスクリュー１０２を前後進させる
射出シリンダ１０３と、この射出シリンダ１０３のピス
トンロッド１０４を介してスクリュー１０２を回転させ
る油圧モータ１０５とからなり、次に述べる可塑化計量
工程と待機工程と射出工程を実施する。
装置の断面図であり、このスクリュー式射出装置１００
は、加熱筒１０１に前後進及び回転可能に収納したスク
リュー１０２と、このスクリュー１０２を前後進させる
射出シリンダ１０３と、この射出シリンダ１０３のピス
トンロッド１０４を介してスクリュー１０２を回転させ
る油圧モータ１０５とからなり、次に述べる可塑化計量
工程と待機工程と射出工程を実施する。
【０００３】可塑化計量工程：スクリュー１０２を回転
しつつホッパ１０７の成形材料を加熱筒１０１に供給
し、スクリュー１０２の回転によって移送し、この間に
加熱筒１０１で成形材料を加熱する。成形材料は移送に
伴なう摩擦熱と加熱筒１０１からの伝熱とにより可塑化
混練される。そして、スクリュー１０２の先端に押出さ
れた溶融材料の反力でスクリュー１０２が後退するの
で、このストロークを計測することで計量することがで
きる。 待機工程：計量完了から次の射出までの待機をさせる。 射出工程：射出シリンダ１０３の作用で、スクリュー１
０２を一気に前進させ、スクリュー１０２前側に計量蓄
積された溶融材料を先端ノズル１０８から図示せぬ金型
内へ射出する。
しつつホッパ１０７の成形材料を加熱筒１０１に供給
し、スクリュー１０２の回転によって移送し、この間に
加熱筒１０１で成形材料を加熱する。成形材料は移送に
伴なう摩擦熱と加熱筒１０１からの伝熱とにより可塑化
混練される。そして、スクリュー１０２の先端に押出さ
れた溶融材料の反力でスクリュー１０２が後退するの
で、このストロークを計測することで計量することがで
きる。 待機工程：計量完了から次の射出までの待機をさせる。 射出工程：射出シリンダ１０３の作用で、スクリュー１
０２を一気に前進させ、スクリュー１０２前側に計量蓄
積された溶融材料を先端ノズル１０８から図示せぬ金型
内へ射出する。
【０００４】ところで、成形材料の固化が進まないうち
にキャビティ内を素速く充填し終らせることが、射出成
形上重要であり、そのために射出速度は高速なほど良
い。射出速度を上げるには、射出シリンダの高圧化、
射出シリンダの大径化、成形材料の溶融温度を高め
る、温度上昇に依らない溶融材料の低粘度化などが考
えられる。しかし、上記及びは設備の大型化、コス
トアップに直結するため課題がある。
にキャビティ内を素速く充填し終らせることが、射出成
形上重要であり、そのために射出速度は高速なほど良
い。射出速度を上げるには、射出シリンダの高圧化、
射出シリンダの大径化、成形材料の溶融温度を高め
る、温度上昇に依らない溶融材料の低粘度化などが考
えられる。しかし、上記及びは設備の大型化、コス
トアップに直結するため課題がある。
【０００５】上記では、成形材料の温度を高めると粘
度が小さくなり、高速射出が可能になる。しかし、ｐ−
ｖ−Ｔ（圧力、容積、温度相関）特性から分かること
は、温度が高いと密度が小さく、成形温度から常温まで
温度変化させたときに容積変化が大きくなることであ
る。大きな容積変化を補償するには大きな圧力が必要と
なる。通常の射出成形はゲートを介しての圧力制御を行
うため、金型のキャビティ内での樹脂の圧力分布が不均
一となる。この不均一は高圧であるほど著しくなる。
このように、成形材料の温度を高めるには課題があり、
むしろ金型との温度差を小さくする観点から成形材料は
低温である方がよい。そこで、上記（温度上昇を伴わ
ずに低粘度を得ること）の技術が注目されている。
度が小さくなり、高速射出が可能になる。しかし、ｐ−
ｖ−Ｔ（圧力、容積、温度相関）特性から分かること
は、温度が高いと密度が小さく、成形温度から常温まで
温度変化させたときに容積変化が大きくなることであ
る。大きな容積変化を補償するには大きな圧力が必要と
なる。通常の射出成形はゲートを介しての圧力制御を行
うため、金型のキャビティ内での樹脂の圧力分布が不均
一となる。この不均一は高圧であるほど著しくなる。
このように、成形材料の温度を高めるには課題があり、
むしろ金型との温度差を小さくする観点から成形材料は
低温である方がよい。そこで、上記（温度上昇を伴わ
ずに低粘度を得ること）の技術が注目されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、機械的処置で上記を達成すべく研究を続けた。図
１０は振動周波数と粘度の関係を調べたグラフであり、
ある領域で樹脂材料を振動させるとそれの粘度が急変す
ることを研究の過程で見出した。すなわち、横軸は振動
周波数（ヘルツ，Ｈｚ）、縦軸は材料粘度（ポアズ，ｐ
ｏｉｓｅ）であり、代表的な樹脂材料であるＰＭＭＡ
（ポリメチルメタクリレート）は、２４０℃に保って各
種の振動をさせると、０ヘルツで１２６×１０3ポアズ
であったものが、５ヘルツでは６５×１０3ポアズ、３
０ヘルツでは１４×１０3ポアズ、５５ヘルツでは９×
１０3ポアズになった。また、ＰＣ（ポリカーボネー
ト）は、０ヘルツで６３×１０3ポアズ、１５ヘルツで
２６×１０3ポアズ、４０ヘルツで１５×１０3ポアズで
あった。従って、少なくとも５ヘルツ（好ましくは１５
ヘルツ以上）、大きくとも４０ヘルツで樹脂材料を振動
させることで、十分に低い粘度を得ることができる。
は、機械的処置で上記を達成すべく研究を続けた。図
１０は振動周波数と粘度の関係を調べたグラフであり、
ある領域で樹脂材料を振動させるとそれの粘度が急変す
ることを研究の過程で見出した。すなわち、横軸は振動
周波数（ヘルツ，Ｈｚ）、縦軸は材料粘度（ポアズ，ｐ
ｏｉｓｅ）であり、代表的な樹脂材料であるＰＭＭＡ
（ポリメチルメタクリレート）は、２４０℃に保って各
種の振動をさせると、０ヘルツで１２６×１０3ポアズ
であったものが、５ヘルツでは６５×１０3ポアズ、３
０ヘルツでは１４×１０3ポアズ、５５ヘルツでは９×
１０3ポアズになった。また、ＰＣ（ポリカーボネー
ト）は、０ヘルツで６３×１０3ポアズ、１５ヘルツで
２６×１０3ポアズ、４０ヘルツで１５×１０3ポアズで
あった。従って、少なくとも５ヘルツ（好ましくは１５
ヘルツ以上）、大きくとも４０ヘルツで樹脂材料を振動
させることで、十分に低い粘度を得ることができる。
【０００７】ところで、射出成形工程において振動を付
加する技術は、例えば実開昭６３−１９７１１３号公報
「加振機能付加形射出成形機」で提案されており、同公
報の第１図において、加熱筒４に超音波振動子１９を取
付け、この超音波振動子１９を発振させるものであり、
同公報の第６頁第５行〜第１８行に記載の「成形が始ま
ると、背圧シリンダ５が矢印２２の方向へ、プランッジ
ャ１７（スクリュウ１、と一体）を移動させる。該移動
が適当な位置（金型２が締められ、射出成形が始まる位
置）までくると、・・・略・・・該超音波発生器２３、高周発
信号発生契機となる。上記のようにして、発生した高周
波信号が、超音波振動子１９をして、超音波を発生させ
ることとなるが、該超音波振動が溶融樹脂中を伝播し、
充てん中の製品の微細パターン部、複雑形状部に対する
充てん性を、より高める。」によれば、射出工程で高周
波を樹脂に付加することを特徴としたものである。
加する技術は、例えば実開昭６３−１９７１１３号公報
「加振機能付加形射出成形機」で提案されており、同公
報の第１図において、加熱筒４に超音波振動子１９を取
付け、この超音波振動子１９を発振させるものであり、
同公報の第６頁第５行〜第１８行に記載の「成形が始ま
ると、背圧シリンダ５が矢印２２の方向へ、プランッジ
ャ１７（スクリュウ１、と一体）を移動させる。該移動
が適当な位置（金型２が締められ、射出成形が始まる位
置）までくると、・・・略・・・該超音波発生器２３、高周発
信号発生契機となる。上記のようにして、発生した高周
波信号が、超音波振動子１９をして、超音波を発生させ
ることとなるが、該超音波振動が溶融樹脂中を伝播し、
充てん中の製品の微細パターン部、複雑形状部に対する
充てん性を、より高める。」によれば、射出工程で高周
波を樹脂に付加することを特徴としたものである。
【０００８】超音波は数十ｋＨｚ以上の非可聴音波をい
い、超音波発生器はそれに見合う振動を発生する機器で
ある。この為及び上記第１図の取付け構造において次に
示す課題が発生する。 極めて高い振動周波数を溶融材料に付加するため、溶
融材料の圧力が急変して溶融材料中に微細な気泡が発生
する虞れはある。 射出工程がごく短時間で行われるため、キャビティの
隅々まで加振作用が行き渡らない虞れがある。 超音波振動子１９を加熱筒４内に臨ませたので、この
超音波振動子１９が邪魔になる。 そこで、本発明の目的はこれら〜の欠点を伴わない
スクリュー式射出装置の制御方法を提供することにあ
る。
い、超音波発生器はそれに見合う振動を発生する機器で
ある。この為及び上記第１図の取付け構造において次に
示す課題が発生する。 極めて高い振動周波数を溶融材料に付加するため、溶
融材料の圧力が急変して溶融材料中に微細な気泡が発生
する虞れはある。 射出工程がごく短時間で行われるため、キャビティの
隅々まで加振作用が行き渡らない虞れがある。 超音波振動子１９を加熱筒４内に臨ませたので、この
超音波振動子１９が邪魔になる。 そこで、本発明の目的はこれら〜の欠点を伴わない
スクリュー式射出装置の制御方法を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１は、スクリューと加熱筒とで可塑化混練しつ
つスクリュー前方に所定量の溶融材料を蓄える可塑化計
量工程、計量完了から射出まで待機する待機工程、溶融
材料を射出する射出工程を実施するスクリュー式射出装
置の制御において、可塑化計量工程で、前記溶融材料を
スクリューの軸方向に所定の低い周波数で振動させるこ
とを特徴とする。比較的長い時間である可塑化計量工程
中、溶融材料を低周波数で振動させることにより溶融材
料に振動エネルギーを付与し、粘度を下げる。振動方向
をスクリューの軸方向にすることで、貯溜中の溶融材料
の先端まで十分に振動を伝えることができる。
に請求項１は、スクリューと加熱筒とで可塑化混練しつ
つスクリュー前方に所定量の溶融材料を蓄える可塑化計
量工程、計量完了から射出まで待機する待機工程、溶融
材料を射出する射出工程を実施するスクリュー式射出装
置の制御において、可塑化計量工程で、前記溶融材料を
スクリューの軸方向に所定の低い周波数で振動させるこ
とを特徴とする。比較的長い時間である可塑化計量工程
中、溶融材料を低周波数で振動させることにより溶融材
料に振動エネルギーを付与し、粘度を下げる。振動方向
をスクリューの軸方向にすることで、貯溜中の溶融材料
の先端まで十分に振動を伝えることができる。
【００１０】請求項２は、スクリューと加熱筒とで可塑
化混練しつつスクリュー前方に所定量の溶融材料を蓄え
る可塑化計量工程、計量完了から射出まで待機する待機
工程、溶融材料を射出する射出工程を実施するスクリュ
ー式射出装置の制御において、待機工程で、前記溶融材
料をスクリューの軸方向に所定の低い周波数で振動させ
ることを特徴とする。待機工程中、溶融材料を低周波数
で振動させることにより溶融材料に振動エネルギーを付
与し、粘度を下げる。振動方向をスクリューの軸方向に
することで、貯溜中の溶融材料の先端まで十分に振動を
伝えることができる。
化混練しつつスクリュー前方に所定量の溶融材料を蓄え
る可塑化計量工程、計量完了から射出まで待機する待機
工程、溶融材料を射出する射出工程を実施するスクリュ
ー式射出装置の制御において、待機工程で、前記溶融材
料をスクリューの軸方向に所定の低い周波数で振動させ
ることを特徴とする。待機工程中、溶融材料を低周波数
で振動させることにより溶融材料に振動エネルギーを付
与し、粘度を下げる。振動方向をスクリューの軸方向に
することで、貯溜中の溶融材料の先端まで十分に振動を
伝えることができる。
【００１１】請求項３では、振動は、スクリューに機械
的に連結した射出シリンダを利用して発生させることを
特徴とする。射出シリンダのピストンロッドを小刻みに
前後進させることにより、スクリューを所定の周波数で
振動させる。射出シリンダが利用できるので、設備費用
が嵩む心配はない。
的に連結した射出シリンダを利用して発生させることを
特徴とする。射出シリンダのピストンロッドを小刻みに
前後進させることにより、スクリューを所定の周波数で
振動させる。射出シリンダが利用できるので、設備費用
が嵩む心配はない。
【００１２】請求項４は、スクリューと加熱筒とで可塑
化混練しつつスクリュー前方に所定量の溶融材料を蓄え
る可塑化計量工程、計量完了から射出まで待機する待機
工程、溶融材料を射出する射出工程を実施するスクリュ
ー式射出装置の制御において、射出工程で、溶融材料を
それの流動方向に所定の低い周波数で振動させることを
特徴とする。射出中も溶融材料を振動させることで低粘
度を射出完了まで保つことができる。
化混練しつつスクリュー前方に所定量の溶融材料を蓄え
る可塑化計量工程、計量完了から射出まで待機する待機
工程、溶融材料を射出する射出工程を実施するスクリュ
ー式射出装置の制御において、射出工程で、溶融材料を
それの流動方向に所定の低い周波数で振動させることを
特徴とする。射出中も溶融材料を振動させることで低粘
度を射出完了まで保つことができる。
【００１３】請求項５は、射出工程における振動は先端
ノズルを塞ぐニードル弁機構を利用して発生させること
を特徴とする。ニードル弁機構が利用できるので、設備
費用が嵩む心配はない。
ノズルを塞ぐニードル弁機構を利用して発生させること
を特徴とする。ニードル弁機構が利用できるので、設備
費用が嵩む心配はない。
【００１４】請求項６は、所定の周波数を、５〜４０ヘ
ルツの範囲としたことを特徴とする。図１０に示す通
り、５ヘルツ未満では溶融樹脂の粘度はまだ高い。ま
た、４０ヘルツを超えると低減率が小さいため、これ以
上周波数を高める意味が無い。従って、樹脂の種類を考
慮して５〜４０ヘルツの範囲から適宜選択すればよい。
ルツの範囲としたことを特徴とする。図１０に示す通
り、５ヘルツ未満では溶融樹脂の粘度はまだ高い。ま
た、４０ヘルツを超えると低減率が小さいため、これ以
上周波数を高める意味が無い。従って、樹脂の種類を考
慮して５〜４０ヘルツの範囲から適宜選択すればよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係るスクリュー式射出装置
の断面図であり、スクリュー式射出装置１０は、加熱筒
１１に前後進及び回転可能に収納したスクリュー１２
と、このスクリュー１２を前後進させる射出シリンダ１
３と、この射出シリンダ１３のピストンロッド１４を介
してスクリュー１２を回転させる油圧モータ１５と、ホ
ッパ１６と、計量スケール１７と、ニードル弁機構３０
（詳細後述）と、次に述べる油圧回路及び制御部とから
なる。前記油圧モータ１５は電気式回転手段でもよい。
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係るスクリュー式射出装置
の断面図であり、スクリュー式射出装置１０は、加熱筒
１１に前後進及び回転可能に収納したスクリュー１２
と、このスクリュー１２を前後進させる射出シリンダ１
３と、この射出シリンダ１３のピストンロッド１４を介
してスクリュー１２を回転させる油圧モータ１５と、ホ
ッパ１６と、計量スケール１７と、ニードル弁機構３０
（詳細後述）と、次に述べる油圧回路及び制御部とから
なる。前記油圧モータ１５は電気式回転手段でもよい。
【００１６】油圧回路中、第１サーボ弁２１は、４ポー
ト油圧切換弁であり、Ａ，Ｂポートを射出シリンダ１３
に接続し、Ｐポートを油圧源２４、Ｔポートをタンク２
５に接続したものである。切換弁２２は、ニードル弁機
構３０の親シリンダ（後述）にＡ，Ｂポートを接続し、
ニードル３１を大きく移動するための切換弁である。第
２サーボ弁２３は、ニードル弁機構３０の子シリンダ
（後述）にＡ，Ｂポートを接続し、ニードル３１を小刻
みに前後進の制御をするための制御弁である。２６，２
７は圧力センサ、２８は制御部である。
ト油圧切換弁であり、Ａ，Ｂポートを射出シリンダ１３
に接続し、Ｐポートを油圧源２４、Ｔポートをタンク２
５に接続したものである。切換弁２２は、ニードル弁機
構３０の親シリンダ（後述）にＡ，Ｂポートを接続し、
ニードル３１を大きく移動するための切換弁である。第
２サーボ弁２３は、ニードル弁機構３０の子シリンダ
（後述）にＡ，Ｂポートを接続し、ニードル３１を小刻
みに前後進の制御をするための制御弁である。２６，２
７は圧力センサ、２８は制御部である。
【００１７】図２は本発明に係るニードル弁機構の拡大
断面図であり、ニードル弁機構３０は、加熱筒１１と先
端ノズル１８とを繋ぐブロック１９に捩じ込むガイド３
２と、このガイド３２にブラケット３３を介して連結し
た親シリンダ３４と、この親シリンダ３４に挿入した親
ピストン３５と、この親ピストン３５に一体形成した子
シリンダ３７と、この子シリンダ３７に挿入した子ピス
トン３８と、この子ピストン３８から前後に延ばした前
・後ピストンロッド４１，４２と、これらのピストンロ
ッド４１，４２に挿入し且つブッシュ４３，４３でピス
トンロッド４１，４２に固定した長ロッド４４と、この
長ロッド４４の先端に形成したニードル３１と、長ロッ
ド４４の後端に取付けた振幅調整ナット４６とからな
る。
断面図であり、ニードル弁機構３０は、加熱筒１１と先
端ノズル１８とを繋ぐブロック１９に捩じ込むガイド３
２と、このガイド３２にブラケット３３を介して連結し
た親シリンダ３４と、この親シリンダ３４に挿入した親
ピストン３５と、この親ピストン３５に一体形成した子
シリンダ３７と、この子シリンダ３７に挿入した子ピス
トン３８と、この子ピストン３８から前後に延ばした前
・後ピストンロッド４１，４２と、これらのピストンロ
ッド４１，４２に挿入し且つブッシュ４３，４３でピス
トンロッド４１，４２に固定した長ロッド４４と、この
長ロッド４４の先端に形成したニードル３１と、長ロッ
ド４４の後端に取付けた振幅調整ナット４６とからな
る。
【００１８】図はニードル３１が開いている状態を示す
が、この状態から、親シリンダ３４に対して親ピストン
３５を矢印の通りに前進させると、ニードル３１で先
端ノズル１８を閉じることができる。従って、親シリン
ダ３４と親ピストン３５とによって、先端ノズル１８の
開閉を実施することができる。
が、この状態から、親シリンダ３４に対して親ピストン
３５を矢印の通りに前進させると、ニードル３１で先
端ノズル１８を閉じることができる。従って、親シリン
ダ３４と親ピストン３５とによって、先端ノズル１８の
開閉を実施することができる。
【００１９】また、図のようにニードル３１が開いたま
まで、子シリンダ３７に対して子ピストン３８を矢印
の通りに往復させることができる。ただし、前進限にお
いてもニードル３１が流路を塞ぐことはない。従って、
ニードル３１は中開状態で付近の溶融材料を振動させる
ことになる。なお、振動における振幅ｈは、振幅調整ナ
ット４６を右又は左に廻すことによって変更することが
できる。すなわち、振幅調整ナット４６が子シリンダ３
７に当ったところが前進限となるからである。４７は弛
み止めナットである。
まで、子シリンダ３７に対して子ピストン３８を矢印
の通りに往復させることができる。ただし、前進限にお
いてもニードル３１が流路を塞ぐことはない。従って、
ニードル３１は中開状態で付近の溶融材料を振動させる
ことになる。なお、振動における振幅ｈは、振幅調整ナ
ット４６を右又は左に廻すことによって変更することが
できる。すなわち、振幅調整ナット４６が子シリンダ３
７に当ったところが前進限となるからである。４７は弛
み止めナットである。
【００２０】以上に述べたスクリュー式射出装置の作用
を次に説明する。図３（ａ），（ｂ）は本発明のスクリ
ュー式射出装置の可塑化計量工程及び待機工程説明図で
ある。（ａ）は可塑化計量工程の初期を示し、ニードル
３１で先端ノズル１８を閉じたままで、スクリュー１２
を油圧モータ１５で廻すことにより、ホッパ１６から成
形材料を加熱筒１１の先端へ送る。そして、以降、射出
シリンダ１３でスクリュー１２をスクリューの軸方向へ
所定の低い周波数で振動させる。（ｂ）は可塑化計量工
程の末期及び待機工程を示し、詳しくは図４，図５で説
明するが、第１サーボ弁２１で射出シリンダ１３のピス
トンを小刻みに振動させることでスクリュー１２の先端
が同期して振動し、その結果、溶融材料５１がのよう
に振動することを示す。
を次に説明する。図３（ａ），（ｂ）は本発明のスクリ
ュー式射出装置の可塑化計量工程及び待機工程説明図で
ある。（ａ）は可塑化計量工程の初期を示し、ニードル
３１で先端ノズル１８を閉じたままで、スクリュー１２
を油圧モータ１５で廻すことにより、ホッパ１６から成
形材料を加熱筒１１の先端へ送る。そして、以降、射出
シリンダ１３でスクリュー１２をスクリューの軸方向へ
所定の低い周波数で振動させる。（ｂ）は可塑化計量工
程の末期及び待機工程を示し、詳しくは図４，図５で説
明するが、第１サーボ弁２１で射出シリンダ１３のピス
トンを小刻みに振動させることでスクリュー１２の先端
が同期して振動し、その結果、溶融材料５１がのよう
に振動することを示す。
【００２１】図４は本発明の可塑化計量工程におけるタ
イムチャートである。可塑化計量工程では、溶融材料が
スクリューにより押出され、スクリュー前に貯溜するこ
とにより、スクリューが後退する。このときに射出シリ
ンダ内のピストンも後退し、射出シリンダから油圧作動
油が排出される。この油の圧力制御を行い背圧制御をす
る。（ａ）は射出シリンダの背圧を示し、背圧に一定圧
力を加算して加振圧力とすることで、背圧と加振圧力と
を交互に繰り返す。図では、サイクル当り加振圧力は１
／２周期である。（ｂ）は背圧制御したことにより、計
量速度が変化することを示す。（ｃ）はスクリューの変
位を示し、スクリューは時間と共に後退するが、（ｂ）
に関連して後退速度が完全一定でないため、波打ち曲線
となることを示す。すなわち、スクリューが後退中に前
後することにより、このスクリューで溶融樹脂を振動さ
せることができる。
イムチャートである。可塑化計量工程では、溶融材料が
スクリューにより押出され、スクリュー前に貯溜するこ
とにより、スクリューが後退する。このときに射出シリ
ンダ内のピストンも後退し、射出シリンダから油圧作動
油が排出される。この油の圧力制御を行い背圧制御をす
る。（ａ）は射出シリンダの背圧を示し、背圧に一定圧
力を加算して加振圧力とすることで、背圧と加振圧力と
を交互に繰り返す。図では、サイクル当り加振圧力は１
／２周期である。（ｂ）は背圧制御したことにより、計
量速度が変化することを示す。（ｃ）はスクリューの変
位を示し、スクリューは時間と共に後退するが、（ｂ）
に関連して後退速度が完全一定でないため、波打ち曲線
となることを示す。すなわち、スクリューが後退中に前
後することにより、このスクリューで溶融樹脂を振動さ
せることができる。
【００２２】図５は本発明の待機工程におけるタイムチ
ャートである。この工程は、通常の成形においては制御
を行わない。しかし、本発明では射出圧力制御（高圧射
出前進と低圧射出前進）と同様に油圧源から圧油を供給
して圧力制御を行う。（ａ）は射出シリンダの作用圧を
示し、圧力制御により低圧と高圧に交互に保ったことを
示す。図では、サイクル当り高圧／低圧は１：１であ
る。（ｂ）はスクリュー位置を示し、計量停止位置から
圧縮前進位置までスクリューが前後進するため、このス
クリューで溶融樹脂を振動させることができる。
ャートである。この工程は、通常の成形においては制御
を行わない。しかし、本発明では射出圧力制御（高圧射
出前進と低圧射出前進）と同様に油圧源から圧油を供給
して圧力制御を行う。（ａ）は射出シリンダの作用圧を
示し、圧力制御により低圧と高圧に交互に保ったことを
示す。図では、サイクル当り高圧／低圧は１：１であ
る。（ｂ）はスクリュー位置を示し、計量停止位置から
圧縮前進位置までスクリューが前後進するため、このス
クリューで溶融樹脂を振動させることができる。
【００２３】図６は本発明のスクリュー式射出装置の射
出工程説明図である。まず、親ピストン３５を後退させ
る。これと同時に子ピストン３８の前後進を始め、ニー
ドル３１を小刻みに振動させる。この振動は射出終了ま
で継続する。次に、射出シリンダ１３でスクリュー１２
を急速に押し出して、溶融材料を先端ノズル１８から射
出する。
出工程説明図である。まず、親ピストン３５を後退させ
る。これと同時に子ピストン３８の前後進を始め、ニー
ドル３１を小刻みに振動させる。この振動は射出終了ま
で継続する。次に、射出シリンダ１３でスクリュー１２
を急速に押し出して、溶融材料を先端ノズル１８から射
出する。
【００２４】図７は本発明に係る射出工程におけるタイ
ムチャートである。射出工程でスクリューを前後進させ
るとすれば、スクリューの位置制御、速度制御及び圧力
制御が極めて難しくなる。そこで、本発明では充填速度
制御及び充填圧力制御は通常成形のままとし、ロッドで
加振させるようにしたものである。（ａ）で加振ロッド
（ニードル３１）を前後進させる。（ｂ）は、加振ロッ
ドを前後進させとことにより、樹脂通路の容積が変化し
たことを示す。（ｃ）はノズル内樹脂圧力を示し、加振
ロッドの前後進により圧力が変化することを示す。この
様に加振ロッドを前後進させることで、容積を変化さ
せ、圧力を変化させることで、溶融樹脂に低い振動を付
加したことになる。
ムチャートである。射出工程でスクリューを前後進させ
るとすれば、スクリューの位置制御、速度制御及び圧力
制御が極めて難しくなる。そこで、本発明では充填速度
制御及び充填圧力制御は通常成形のままとし、ロッドで
加振させるようにしたものである。（ａ）で加振ロッド
（ニードル３１）を前後進させる。（ｂ）は、加振ロッ
ドを前後進させとことにより、樹脂通路の容積が変化し
たことを示す。（ｃ）はノズル内樹脂圧力を示し、加振
ロッドの前後進により圧力が変化することを示す。この
様に加振ロッドを前後進させることで、容積を変化さ
せ、圧力を変化させることで、溶融樹脂に低い振動を付
加したことになる。
【００２５】図８は本発明のスクリュー式射出装置の総
合的タイムチャートである。横軸は時間、縦軸は上か
ら、スクリューポジション、ニードル弁ポジション、ニ
ードル弁振動、スクリュー振動、射出シリンダ背圧を順
に示す。即ち、可塑化計量工程ではスクリューは徐々に
後退し、この間ニードル弁を閉で、ニードル弁の振動は
実施せず、スクリューを振動させる。待機工程では、ス
クリューの回転を止め、スクリューを前後に振動させ
る。射出工程では、ニードル弁を開き同時にニードル弁
を振動させ、スクリューを急速前進させる。
合的タイムチャートである。横軸は時間、縦軸は上か
ら、スクリューポジション、ニードル弁ポジション、ニ
ードル弁振動、スクリュー振動、射出シリンダ背圧を順
に示す。即ち、可塑化計量工程ではスクリューは徐々に
後退し、この間ニードル弁を閉で、ニードル弁の振動は
実施せず、スクリューを振動させる。待機工程では、ス
クリューの回転を止め、スクリューを前後に振動させ
る。射出工程では、ニードル弁を開き同時にニードル弁
を振動させ、スクリューを急速前進させる。
【００２６】尚、請求項１，２では、スクリューを軸方
向へ所定の周波数で振動させる手法は任意であり、本実
施例の様に従来から装備しているサーボ弁を兼用する、
又は別のブースタを射出シリンダの背圧室に接続するこ
とで射出シリンダの背圧を制御する、又は加振専用の小
ピストンをスクリュー軸に機械的に連結してもよい。
向へ所定の周波数で振動させる手法は任意であり、本実
施例の様に従来から装備しているサーボ弁を兼用する、
又は別のブースタを射出シリンダの背圧室に接続するこ
とで射出シリンダの背圧を制御する、又は加振専用の小
ピストンをスクリュー軸に機械的に連結してもよい。
【００２７】また、請求項４では、溶融材料を流動方向
へ振動させる手法は任意である。さらに、請求項５では
ニードル弁機構の構成は、本実施例の親子シリンダ方式
の他、親シリンダのみで弁開閉と加振とを兼用させても
よい。そして、射出成形工程において、請求項１、請求
項２、請求項４の全て又はうち２つを組合わせることは
自由である。
へ振動させる手法は任意である。さらに、請求項５では
ニードル弁機構の構成は、本実施例の親子シリンダ方式
の他、親シリンダのみで弁開閉と加振とを兼用させても
よい。そして、射出成形工程において、請求項１、請求
項２、請求項４の全て又はうち２つを組合わせることは
自由である。
【００２８】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１では、比較的長い時間である可塑化計量
工程中、溶融材料を低周波数で振動させることにより溶
融材料に振動エネルギーを付与し、粘度を下げる。振動
方向をスクリューの軸方向にすることで、貯溜中の溶融
材料の先端まで十分に振動を伝えることができる。粘度
を下げることができるので、溶融材料の流動性が高ま
り、高速射出が可能となるとともに溶融樹脂が低温であ
るから金型との温度差が小さくなり、キャビティ内の樹
脂温度並びに樹脂圧力を均一にすることができ、質の良
い成形品が製造可能となる。
する。請求項１では、比較的長い時間である可塑化計量
工程中、溶融材料を低周波数で振動させることにより溶
融材料に振動エネルギーを付与し、粘度を下げる。振動
方向をスクリューの軸方向にすることで、貯溜中の溶融
材料の先端まで十分に振動を伝えることができる。粘度
を下げることができるので、溶融材料の流動性が高ま
り、高速射出が可能となるとともに溶融樹脂が低温であ
るから金型との温度差が小さくなり、キャビティ内の樹
脂温度並びに樹脂圧力を均一にすることができ、質の良
い成形品が製造可能となる。
【００２９】請求項２は、待機工程中、溶融材料を低周
波数で振動させることにより溶融材料に振動エネルギー
を付与し、粘度を下げる。振動方向をスクリューの軸方
向にすることで、貯溜中の溶融材料の先端まで十分に振
動を伝えることができる。粘度を下げることができるの
で、溶融材料の流動性が高まり、高速射出が可能となる
とともに溶融樹脂が低温であるから金型との温度差が小
さくなり、キャビティ内の樹脂温度並びに樹脂圧力を均
一にすることができ、質の良い成形品が製造可能とな
る。
波数で振動させることにより溶融材料に振動エネルギー
を付与し、粘度を下げる。振動方向をスクリューの軸方
向にすることで、貯溜中の溶融材料の先端まで十分に振
動を伝えることができる。粘度を下げることができるの
で、溶融材料の流動性が高まり、高速射出が可能となる
とともに溶融樹脂が低温であるから金型との温度差が小
さくなり、キャビティ内の樹脂温度並びに樹脂圧力を均
一にすることができ、質の良い成形品が製造可能とな
る。
【００３０】請求項３では、射出シリンダのピストンロ
ッドを小刻みに前後進させることにより、スクリューを
所定の周波数で振動させる。射出シリンダが利用できる
ので、設備費用が嵩む心配はない。
ッドを小刻みに前後進させることにより、スクリューを
所定の周波数で振動させる。射出シリンダが利用できる
ので、設備費用が嵩む心配はない。
【００３１】請求項４は、射出中も溶融材料を振動させ
ることで低粘度を射出完了まで保つことができるから、
溶融材料の流動性が高まり、高速射出が可能となるとと
もに溶融樹脂が低温であるから金型との温度差が小さく
なり、キャビティ内の樹脂温度並びに樹脂圧力を均一に
することができ、質の良い成形品が製造可能となる。
ることで低粘度を射出完了まで保つことができるから、
溶融材料の流動性が高まり、高速射出が可能となるとと
もに溶融樹脂が低温であるから金型との温度差が小さく
なり、キャビティ内の樹脂温度並びに樹脂圧力を均一に
することができ、質の良い成形品が製造可能となる。
【００３２】請求項５は、ニードル弁機構が利用できる
ので、設備費用が嵩む心配はない。
ので、設備費用が嵩む心配はない。
【００３３】請求項６は、所定の周波数を、５ヘルツ以
上としたので溶融材料の粘度を十分に下げることがで
き、４０ヘルツ以下としたので材料中に不都合な気泡が
発生する心配はない。
上としたので溶融材料の粘度を十分に下げることがで
き、４０ヘルツ以下としたので材料中に不都合な気泡が
発生する心配はない。
【図１】本発明に係るスクリュー式射出装置の断面図
【図２】本発明に係るニードル弁機構の拡大断面図
【図３】本発明のスクリュー式射出装置の可塑化計量工
程及び待機工程説明図
程及び待機工程説明図
【図４】本発明の可塑化計量工程におけるタイムチャー
ト
ト
【図５】本発明の待機工程におけるタイムチャート
【図６】本発明のスクリュー式射出装置の射出工程説明
図
図
【図７】本発明に係る射出工程におけるタイムチャート
【図８】本発明のスクリュー式射出装置の総合的タイム
チャート
チャート
【図９】従来の代表的なスクリュー式射出装置の断面図
【図１０】振動周波数と粘度の関係を調べたグラフ
１０…スクリュー式射出装置、１１…加熱筒、１２…ス
クリュー、１３…射出シリンダ、１５…油圧モータ、１
８…先端ノズル、２１…第１サーボ弁、２２…切換弁、
２３…第２サーボ弁、２６…圧力センサ、２８…制御
部、３０…ニードル弁機構、３１…ニードル（加振ロッ
ド）、３４…親シリンダ、３５…親ピストン、３７…子
シリンダ、３８…子ピストン、５１…溶融材料。
クリュー、１３…射出シリンダ、１５…油圧モータ、１
８…先端ノズル、２１…第１サーボ弁、２２…切換弁、
２３…第２サーボ弁、２６…圧力センサ、２８…制御
部、３０…ニードル弁機構、３１…ニードル（加振ロッ
ド）、３４…親シリンダ、３５…親ピストン、３７…子
シリンダ、３８…子ピストン、５１…溶融材料。
Claims (6)
- 【請求項１】 スクリューと加熱筒とで可塑化混練しつ
つスクリュー前方に所定量の溶融材料を蓄える可塑化計
量工程、計量完了から射出まで待機する待機工程、溶融
材料を射出する射出工程を実施するスクリュー式射出装
置の制御において、前記可塑化計量工程で、前記溶融材
料をスクリューの軸方向に所定の低い周波数で振動させ
ることを特徴とするスクリュー式射出装置の制御方法。 - 【請求項２】 スクリューと加熱筒とで可塑化混練しつ
つスクリュー前方に所定量の溶融材料を蓄える可塑化計
量工程、計量完了から射出まで待機する待機工程、溶融
材料を射出する射出工程を実施するスクリュー式射出装
置の制御において、前記待機工程で、前記溶融材料をス
クリューの軸方向に所定の低い周波数で振動させること
を特徴とするスクリュー式射出装置の制御方法。 - 【請求項３】 前記振動は、スクリューに機械的に連結
した射出シリンダを利用して発生させることを特徴とす
る請求項１又は請求項２記載のスクリュー式射出装置の
制御方法。 - 【請求項４】 スクリューと加熱筒とで可塑化混練しつ
つスクリュー前方に所定量の溶融材料を蓄える可塑化計
量工程、計量完了から射出まで待機する待機工程、溶融
材料を射出する射出工程を実施するスクリュー式射出装
置の制御において、前記射出工程で、前記溶融材料をそ
れの流動方向に所定の低い周波数で振動させることを特
徴とするスクリュー式射出装置の制御方法。 - 【請求項５】 射出工程における振動は先端ノズルを塞
ぐニードル弁機構を利用して発生させることを特徴とす
る請求項４記載のスクリュー式射出装置の制御方法。 - 【請求項６】 前記所定の周波数は、５〜４０ヘルツの
範囲としたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいず
れか１項記載のスクリュー式射出装置の制御方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33601397A JP3232035B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | スクリュー式射出装置の制御方法 |
| US09/204,807 US6190601B1 (en) | 1997-12-05 | 1998-12-03 | Method for controlling a screw injecting apparatus and the screw injecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33601397A JP3232035B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | スクリュー式射出装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11170318A true JPH11170318A (ja) | 1999-06-29 |
| JP3232035B2 JP3232035B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=18294798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33601397A Expired - Fee Related JP3232035B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | スクリュー式射出装置の制御方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6190601B1 (ja) |
| JP (1) | JP3232035B2 (ja) |
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| KR101279549B1 (ko) * | 2010-05-26 | 2013-06-28 | 신성대학 산학협력단 | 유도가열수단이 구비된 성형장치 |
| JP2015080898A (ja) * | 2013-10-22 | 2015-04-27 | 東芝機械株式会社 | 計量装置、可塑化装置、射出装置、成形装置、及び成形品の製造方法 |
| CN105751460A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-07-13 | 顺德职业技术学院 | 振动柱塞式注射成型装置 |
| CN110524793A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-12-03 | 海天塑机集团有限公司 | 一种木纹机的注射装置及其注射成型工艺 |
| CN112388924A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-02-23 | 苏州锦珂塑胶科技有限公司 | 一种转轴式轴向激振装置及注塑机 |
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| DE10021730A1 (de) * | 2000-05-04 | 2001-11-08 | Krupp Werner & Pfleiderer Gmbh | Anlage zur Aufbereitung und Weiterverarbeitung von thermoplastischem Kunststoff |
| US6828371B2 (en) * | 2002-01-11 | 2004-12-07 | Ford Global Technologies, Llc | Method for producing a well-exfoliated and dispersed polymer silicate nanocomposite by ultrasonication |
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| JP4446962B2 (ja) * | 2003-07-16 | 2010-04-07 | 出光興産株式会社 | 樹脂材料への超音波振動付与装置、この超音波振動付与装置を用いた樹脂材料の溶融成形方法及び樹脂組成物 |
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| CN111890634A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-11-06 | 积康螺杆制造（上海）股份有限公司 | 截流同步封胶射咀 |
| CN117300126B (zh) * | 2023-09-29 | 2025-11-28 | 河南科技大学 | 一种喷射沉积成形用熔滴生成机构 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1243462A (en) * | 1984-12-21 | 1988-10-25 | Peter S. Allan | Moulding process |
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