JPS63182123A - 射出成形機の射出速度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融樹脂を金型のキャビティ内に充填する射
出成形機において、充填工程中の溶融樹脂の射出速度を
制御する装置に関する。

〔従来の技術〕

特公昭５７−５９０６０号公報に示すように、回転駆動
されるスクリューを射出シリンダで往復動自在として溶
融樹脂をノズルより射出することで金型のキャビティ内
に充填する射出成形機が知られている。

かかる射出成形機においては溶融樹脂を金型のキャビテ
ィ内に充填する射出速度をスクリューの位置に応じて制
御する必要がある。

このような射出速度を制御する装置としては、例えば特
開昭５９−６４３３７号公報に示すもので知られている
。

つまり、第４図に示すように、スクリューａの位置を検
出する位置検出器すと、射出シリンダＣの伸長室ｄに供
給する流量を制御する流量制御弁ｅと、スクリュー位置
に対するスクリュー速度を設定した設定器ｒとを備え、
位置検出器すで検出したスクリュー位置に応じて流量制
御弁ｅに制御信号を出力して設定器〔で設定したスクリ
ュー速度になるように伸長室ｄへ供給する流量を制御す
るようにした装置であり、この装置によればスクリュー
位置に応じてノズルｇより金型りのキャビティ内に充填
する溶融樹脂の速度、すなわち射出速度を多段階に制御
することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

かかる射出速度の制御装置は、スクリューの移動速度、
つまり射出シリンダの伸長速度を制御することで射出速
度を制御するものであると共に、溶融樹脂は圧縮性を有
するから、スクリューの移動速度と射出速度とが異なる
ことがあり、スクリューの移動速度を精度良く制御して
も射出速度の精度が悪いものとなって予じめ設定したス
クリュー位置における射出速度となるように制御できな
いことがある。

すなわち、例えばノズルｇより金型りのキャビティ内に
溶融樹脂を充填している充填工程中にスクリューａが溶
融樹脂を押圧している時にはスクリューａ先端のハウジ
ングｌ内部ｊの溶融樹脂圧力は上昇している。この状態
にてスクリューａを停止したとしても前述のハウジング
ｌ内部ｊの圧縮された溶融樹脂はその圧力が金型り内の
負荷圧力に相当する圧力に減少する迄はノズルｇより金
型りに流出することになり、射出速度がゼロになるまで
は応答遅れがある。

また、スクリューａの速度が切換っな状態より急加速し
て射出速度を急加速する場合には、スクリュー速度に見
合うだけの射出速度が得られるまでには前述のハウジン
グｌ内部ｊの溶融樹脂圧力が上昇しなければならず、そ
の溶融樹脂の圧力上昇時間分たけ応答遅れが生じる。

具体的には、第５図に示すような形状の急激変化が２ケ
所ある製品イを射出成形する際には金型キャビティ内へ
の溶融樹脂流入の乱れによりクモリ・ウェルド等の表面
不良が生じるため、射出速度パターンを第６図に示すよ
うにスクリュー位置Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄに応じて射出速度を
ｖ　　、ｖ　　、ｖ　　、ｖ４と４段階に制御すると共
に、前述の表面不良発生を防止するためにＶｌ、Ｖ３を
低速に設定し、Ｖ２．Ｖ４をフローマークが生じないよ
うに高速に設定しいてる。

このように射出速度を制御するにはスクリュー位置Ａ、
Ｂ、Ｃ，Ｄを検出したら流量制御弁を制御して射出シリ
ンダの伸長速度を変化してスクリュー速度を第６図破線
で示すように制御するが、前述の応答遅れによってスク
リュー速度と実線で示す射出速度とは立ち上り、立ち下
りの変化部で異なる。

この応答遅れがあるためにスクリュー速度を急激に切換
えても射出速度はｖｌ−Ｖ２及びＶ　　−Ｖ４に徐々に
切換わることになり製品イにフローマークロが発生する
と共に、立ち下り時にはＶ２−Ｖ３と変化するが射出速
度が高速の場合には前述のハウジングｌ内部ｊの溶融樹
脂圧力が高いので、スクリュー速度を急激に低下しても
溶融樹脂圧力が金型内の負荷圧力となるまでは射出速度
が速くなって徐々にｖ２→ｖ３に切換るので製品イにウ
ェルドφクモリハが生じてしまう。これを防止するため
にｖ２→■３の切換えスクリュー位置Ｂより手前のスク
リュー位置でスクリュー速度を切換えるとフローマーク
ロが生じてしまう。

なお、充填完了後に保圧をかける前にスクリュー速度を
減速しても、スクリューａにかかるモータ等の荷重によ
る慣性によってピーク値Ｖ′が生じパリ二が生じる。

そこで、本発明は射出速度の立ち上り、立ち下りの変化
部において射出速度を応答遅れなく迅速に切換えできる
ようにした射出成形機の射出速度制御方法を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕スクリューを
移動する射出シリンダの伸長室への供給油量を制御する
以前にノズルバルブの開口面積を設定開度に制御して射
出速度を立ち上り、立ち下り時の変化部に応答遅れなく
迅速に精度良く制御できるようにしたものである。

〔実施例〕

第１図において、筒状のハウジング１内にスクリュー２
が摺動及び回転自在に挿入されてホッパー３内の樹脂を
溶融してノズル４より金型５のキャビティ内に充填する
ようにしであると共に、スクリュー２は射出シリンダ７
のピストン杆８に連結され、そのピストン杆８には油圧
モータ９で回転される駆動軸１０がスプライン嵌合して
いると共に、伸長室１１内には図示しない切換弁を介し
て油圧源１２の圧油が供給され、かつその流量は流量制
御弁１３で制御できるようにしである。

前記ノズル４には、その開口面積を制御する流量制御機
構、例えばノズルバルブ１４が設けられ、該ノズルバル
ブ１４はレバー１５、ロッド１６を介してノズルバルブ
駆動機構、例えば比例ソレノイド１７に連結し、比例ソ
レノイド１７に供給する電流を制御することでノズルバ
ルブ１４の開度を変更でき、それによってノズル４の開
口面積を増減して射出速度を制御するようにしである。

つまり、ノズルバルブ１４の開度が大きいとノズル４を
流通する溶融樹脂の流通抵抗が小さいからスクリュー２
は速く移動して射出速度が速くなり、ノズルバルブ１４
の開度が小さいとノズル４を流通する溶融樹脂の流通抵
抗が大きくなってスクリュー２は速く移動できずに射出
速度が遅くなる。

前記ピストン杆８にはラック杆１８が連結され、このラ
ック杆１８に噛合するビニオン１９にポテンションメー
タなどの回転センサ２０が設けられてラック位置検出器
２１を構成していると共に、前記比例ソレノイド１７の
可動部１７ａに固着したラック杆２２に噛合したビニオ
ン２３には回転センサ２４が設けられてノズルバルブ開
度検出器２５を構成している。

そして、射出速度はコントローラ３０によって制御され
る。

前記コントローラ３０はスクリュー位置設定器３１とノ
ズルバルブ開度設定器３２と第１比較器３３及び第２比
較器３４と演算器３５と変換器３６と第３比較器３７を
備え、スクリュー位置設定器３１には射出速度を切換え
るスクリュー位置を任意に設定できると共に、ノズルバ
ルブ開度設定器３２には複数の射出速度に見合うノズル
バルブ開度を前記設定したスクリュー位置に対応して任
意に設定できる。

例えば、スクリュー位置設定器３１には第１、第２、第
３スクリュー位置Ｓ　、Ｓ２．Ｓ３及」 びスタート位置Ｓｏが設定され、ノズルバルブ開度設定
器３２には第１、第２、第３設定開度ｖ、ｖ、ｖ３が設
定しである。

また、流量制御弁１３は制御部１３ａに制御信号が人力
されることで流量が制御されるようにしである。

次に射出速度の制御について説明する。

スクリュー２が最後端位置、つまりスタート位置で射出
成形開始信号が入力されると油圧モータ９が駆動してス
クリュー２が回転駆動すると同時にスクリュー位置検出
器２１よりの実スクリュー位置Ｓ　がスタート位置Ｓｏ
であるから第１比較器３３よりノズルバルブ開度設定器
３２に読み出し信号かが入力され、比例ソレノイド１７
に第１設定開度Ｖ１となるべく制御電流が供給されてノ
ズルバルブ１４の開度が閉じ方向に切換り第１設定開度
Ｖｔとなるとノズルバルブ開度検出器２５よりの実測開
度が第１設定開度ｖ１と一致してノズルバルブ１４は第
１設定開度Ｖ１となる。

一方、前記第１設定開度Ｖ１は演算器３５に送られてノ
ズルバルブ１４が第１設定開度Ｖ１まで閉じる中間の一
点の開度Ｖ′　、つまりスタート時流量切換位置ｇ　　
（Ｖ　　、Ｖｌ）を演算して第３比較器３７に送り、実
′Ａｐ＋開度がその開度　ｖ′１になったら第２比較器
３４より変換器３６に指令を与えて第１設定開度Ｖ１を
、その第１設定開度Ｖ１に見合う第１制御流量ｆ１（Ｖ
ｌ）に変換し、流量制御弁１３の制御部１３ａに制御信
号を送って次の制御信号が人力されるまで第１制御流ｆ
ｆ１ｆ　　（Ｖｌ）に維持する。

これにより、ノズル４の開口面積は第１設定開度ｖ１に
見合う値となって溶融樹脂の流通抵抗が決定され、スク
リュー先端部溶融樹脂圧力は第１制御流ｆｆ１ｆｌ　　
（Ｖｌ）によって決定されるので、射出速度はその両者
に基づく値となる。

この状態で順次射出成形してスクリュー２が前進する。

そして、スクリュー位置検出器２１で検出した実スクリ
ュー位置Ｓ　とスクリュー位置設定器３１で設定した第
１スクリュー位置Ｓ１とを第１比較器３３で比較し、両
者が一致したらノズルバルブ開度設定器３２に読み出し
信号を発して、そのノズルバルブ開度設定器３２に予じ
め設定した前記第１スクリュー位置Ｓ１に対応する射出
速度に見合う第２設定開度Ｖ２を前述と同様に比例ソレ
ノイド１７に制御電流として供給してノズルバルブ１４
の開度を閉じ動作して第２設定開度Ｖ２とする。

これと同時に第２設定開度ｖ２を演算器３５に入力して
前述と同様に開度Ｖ　／　　、つまり第１流量切換位置
ｇ（Ｖ、Ｖ）を演算して第２比較器３４に送り、実測開
度がその開度Ｖ’２になったら変換器３６で第１流量切
換位置ｇｌ　　（Ｖｌ、Ｖ２：ｆを演算して変換器３６
で前述と同様に第２制御流ｆｆ１ｆ　　（Ｖ２）を演算
し、流量制御弁１３の制御部１３ａに制御信号を送って
次の制御信号が入力されるまで第２制御流量ｆ　（ｖ２
）に維持する。

以下同様に実スクリュー位置Ｓ　が第２スクリュー位置
Ｓ２になるとノズルバルブ１４の開度が第３設定開度Ｖ
３に制御されると共に、■　より若干小さなＶ′３とな
ると第２流量切換位置ｇ（Ｖ、Ｖ３）となって流量制御
弁１３の流量を第３制御流ｆｆ１ｆ　　（Ｖ３）とする
。

そして、実スクリュー位置Ｓ　が第３スクリュー位置Ｓ
３になると保圧工程に切換えるべくノズルバルブ１４の
開度を小さくし、所定の開度となると第３流量切換位置
ｇ　　（Ｖ　　、Ｖ４）として流量制御弁１３の流量を
制御する。

なお、油圧源１２を可変吐出量型油圧ポンプとし、前記
変換器３６よりの制御信号で吐出量を制御して射出シリ
ンダ７の伸長室１１内への供給油量を制御するようにし
ても良い。

〔発明の効果〕

ノズル４の開口面積を直接予じめ設定した値に制御する
ことでノズル４からの射出速度を制御するので精度良く
制御でき、しかも射出速度を制御する時にはまずノズル
４の開口面積を制御してから射出シリンダ７の伸長室１
１内への供給油量を制御するものであるから、ノズル４
からの射出量は必ずノズル４の開口面積で制御され立ち
上り、立ち下り時の変化部において応答遅れがなくなっ
て両者が相俟って射出速度を応答遅れなく精度良く迅速
に制御できる。

また射出シリンダ７の伸長室１１内への供給油量も射出
速度に応じて制御されるから、無駄なａｌｌを供給する
ことがなくなって油圧源の駆動エネルギーを省エネ化で
きる。つまり、射出速度が早いときには供給油量を多く
、遅い時には少なくできるから、射出速度が遅い時に油
圧源を必要以上に駆動しなくとも良くなって駆動エネル
ギーを低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体説明図、第２図は
ノズルバルブ開度を示す図表、第３図は流量制御弁の流
量を示す図表、第４図は従来例の説明図、第５図、第６
図はその不具合説明図である。 ２はスクリュー、４はノズル、５は金型、６はキャビテ
ィ、７は射出シリンダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転駆動するスクリュー２を射出シリンダ７で往復動さ
   せることでノズル４より溶融樹脂を金型５のキャビティ
   ６内に充填する射出成形機において、予じめ定めたスク
   リュー位置となると予じめ定めた設定開度となるように
   ノズル４の開口面積を制御し、このノズル４の開口面積
   が設定開度となる事前に射出シリンダ７の伸長室１１内
   への供給流量を予じめ設定した値とに制御するようにし
   たことを特徴とする射出成形機の射出速度制御方法。