JPS637922A - 射出成形機における材料供給制御方法 - 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、射出成形機の射出シリンダに成形材料を供給
するための制御方法に関するもので、特に、材料フィー
ダを備えた射出成形機における射出工程時の材料供給制
御方法に関するものである。

（従来の技術） インラインスクリュ式射出成形機は、射出シリンダ内に
供給された成形樹脂材料を、射出スクリュの回転によっ
て可塑化混練しながら前方へ搬送し、射出スクリュを前
進させることによって、可塑化した樹脂を金型のキャビ
ティ内に充填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、一般に、射出シリンダの後部上面
にホッパが取り付けられ、そのホッパから、射出シリン
ダに設けられた材料供給口を通して材料が供給されるよ
うになっている。

その場合、ホッパから直接射出シリンダ内に材料を供給
するようにしたものでは、ホッパ内の材料の量や粒径、
密度等によって、材料の供給速度にばらつきが生じるこ
とがある。そこで、例えば実公昭５２−３５９８８号公
報に示されているように、ホッパと射出シリンダとの間
に材料フィーダを設け、射出シリンダに供給する材料の
量を制御するようにしたものが開発されている。

この材料フィーダは、フィードシリンダ内にはめ込まれ
たフィードスクリュを回転駆動することによって、ホッ
パから供給された材料を前方へ移送し、所定量ずつ射出
シリンダ内に供給するようにしたものである。そのフィ
ードスクリュは、射出成形機の材料可便化工程において
は、射出スクリュの回転に連動して回転駆動されるよう
になっている。

このような材料フィーダを設けると、材料は、その材料
フィーダによって供給量が制御されるので、実質圧縮比
の調整が可能となるとともに、高粘度材料の場合などに
おける射出成形機の可塑化トルクを軽減させることがで
き、更にはサージングの防止や成形品に現れるシルバー
、やけ等の予防をも図ることができるという効果を得る
こともできる。

ところで、従来は、このような材料フィーダを有する射
出成形機においても、射出工程時には、材料の供給を完
全に停止するか、あるいは材料を一定速度で供給するよ
うにされていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、射出工程時に材料の供給を停止すると、
射出シリンダ内に、射出スクリュの射出ストロークに相
当する長さ分だけの空間が生ずることになる。また、射
出工程中、一定量の材料を供給するようにした場合にも
、射出工程時には射出スクリュの移動速度が多段にシー
ケンス制御されるので、射出ストロークに相当する長さ
の範囲内に材料の供給むらが生ずることになる。

射出シリンダ内にこのような空間や材料の供給むらが生
じると、次の可塑化工程において混練むらや可塑化時間
のばらつき等が誘起されることになり、その結果として
成形品の品質が不安定となるという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、材料フィーダを備えた射出成形機にお
いて、射出工程中にも最適量の材料が射出シリンダ内に
供給されるようにすることである。

（問題点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、射出工程時、
射出スクリュの移動速度値に適当な演算処理を施し、そ
の演算結果に基づいて、材料フィーダのフィードスクリ
ュの回転速度を制御するようにしている。

射出スクリュの移動速度値としては、射出成形機の成形
条件設定器に設定される射出速度設定値、あるいは実際
の射出スクリュ移動量の検出値の時間微分値や実際の射
出スクリュ速度の検出値等が用いられる。演算処理は、
射出スクリュの移動速度とそのときのスクリュ溝の深さ
等に基づいて最適材料供給速度を演算するものである。

（作用） このように構成することにより、射出工程において射出
速度を多段に変化させた場合にも、その各段のそれぞれ
の射出速度に応じてフィードスクリュの回転速度が制御
され、例えば射出速度の遅い段ではフィードスクリュの
回転速度が小さく、射出速度の速い段ではフィードスク
リュの回転速度が大きくなるようにされる。したがって
、射出スクリュの移動速度に応じて最適量の材料が供給
され、射出シリンダの射出ストローツに相当する材料供
給区域内に材料が最適に分配されるようになる。

（実施例） 以下１図面を用いて本発明の詳細な説明する。

図は、本発明による射出成形機の材料供給制御方法を実
施する制御装置の一例を示すブロック図である。

この図から明らかなように、射出成形機の射出ンリンダ
１内には、油圧モータ２を備えた回転機３によって回転
駆動され、射出用油圧シリンダ４によって前進駆動され
る射出スクリュ５がはめ込まれている。このスクリュ５
のスクリュ溝５ａの深さは、スクリュ５の全長にわたっ
て徐々に変化するようにされている。シリンダ１の前端
には射出ノズル６が設けられており、スクリュ５の前進
によって、シリンダ１内に貯えられた溶融樹脂がそのノ
ズル６を通して射出され、金型（図示せず）のキャビテ
ィ内に充填されるようになっている。

射出シリンダ１の後部上壁には、シリンダｌの内部に連
通ずる材料供給ロアが設けられており、ホッパ８から供
給された成形樹脂材料が、材料フィーダ９によってその
供給量が制御された後、その材料供給ロアからシリンダ
ｌ内に導かれるようになっている。材料フィーダ９は、
フィードシリンダ１０とフィードスクリュ１１とを有す
るもので、そのフィードスクリュ１１はフィードモータ
１２によって回転駆動されるようになっている。

回転機３の油圧モータ２及び射出用油圧シリンダ４は、
油圧ポンプ１３から供給される作動油によってそれぞれ
駆動されるようになっている。その作動油圧力は、圧力
調整弁１４によって大きさが制御され、工程切り換え用
のツレ／イド弁１５によって方向が切り換えられるよう
になっている。そのソレノイド弁１５は、左側のソレノ
イド１５ａが励磁されたときには油圧ポンプ１３と射出
用油圧シリンダ４の右室４ａとの間を導通させるととも
に油圧モータ２をロックし、右側のソレノイド１５ｂが
励磁されたときには油圧ポンプ１３と油圧モータ２との
間を導通させるとともに射出用油圧シリンダ４の右室４
ａを油タンク１６に連通させるものとされている。射出
用油圧シリンダ４に供給される作動油は、更に流量調整
弁１７によってその流量が制御されるようになっている
。

射出スクリュ５の位置は、ブラケット等を介して位置検
出器１８によってスクリュ移動量として検出されるよう
になっている。この位置検出器１８の検出値は、条件設
定器１９を通して制御器２０に導かれるようになってい
る０条件設定器１９は、射出成形機の種々の成形条件値
を設定するためのもので、その内部には、ｎ個の射出速
度切換位置設定器２１１＊　２１２　　＋・・・。

２１ｎ、ｎ−１個の射出速度設定器２２１　。

２２２　、・・・、２２ｎ−４，ｍ個の保圧力設定器２
３１　．２３２　　、＋＋、２３ｍ、及びｍ個の保圧時
間設定器２４Ｉ＋　２４２　、・・・、２４層等が設け
られている。射出速度切換位置設定器２１゜〜２１ｎは
、射出充填工程中において射出速度を切り換えるべき射
出スクリュ５の位置を設定するもので、その最終段の設
定器２１ｎは、充填工程終了時点における射出スクリュ
５の位置、すなわちクッシ迩ン量を設定するものとされ
ている。射出速度設定器２２１〜２２ｎ−１は、射出速
度切換位置設定器２１．〜２１ｎに設定されたスクリュ
５の各位置間におけるスクリュ５の移動速度をそれぞれ
設定するものである。また、保圧力設定器２３１〜２３
１は、保圧工程において保圧力を多段に変化させる場合
に、その各保圧力の大きさをそれぞれ設定するものであ
り、保圧時間設定器２４．〜２４ｍは、保圧力設定器２
３里〜２３ｍに設定された各保圧力の負荷時間をそれぞ
れ設定するものである。制御器２０は、位置検出器１８
によって検出された実際のスクリュ５の位置と射出速度
切換位置設定器２１．〜２１ｎに設定された位置とを比
較して、スクリュ５が各設定位置に達したときに、また
、それから設定時間が経過したときに、圧力調整弁１４
、ソレノイド弁１５、流量調整弁１７等を制御して、油
圧モータ２あるいは射出用油圧シリンダ４に加えられる
作動油の油量や油圧を制御するものである。

射出速度設定器２２重〜２２ｍ−１の各設定値は、更に
演算器２５において演算処理されるようになっている。

この演算器２５は、射出速度設定器２２１〜２２ｎ−１
に設定された各設定値、及びそのとき材料供給ロア部分
に位置する射出スクリュ５のスクリュ溝５ａの深さ等に
応じて、その時点における最適材料供給速度を演算する
ものである。そして、この演算器２５による演算結果の
値が制御器２０に導かれ、その制御器２０により、材料
フィーダ９のフィードモータ１２の回転速度が制御され
るようになっている。このフィードモータ１２は、射出
成形機の材料可塑化工程においては、射出スクリュ５の
回転に連動して回転されるようになっている。

このように構成された射出成形機において、可塑化工程
時には、工程切換用ソレノイド弁１５の右側のソレノイ
ド１５ｂが励磁される。

それによって、油圧ポンプ１３から吐出され、圧力調整
弁１４によってｙＪＭされた高圧の作動油が、回転機３
の油圧モータ２に供給されるので、射出スクリュ５が所
定の回転速度で回転駆動される。このとき、材料フィー
ダ９のフィードモータ１２も、所定の回転速度で回転駆
動される。したがって、ホッパ８から材料フィーダ９に
供給された成形樹脂材料が、フィードスクリュ１１によ
りその回転速度に応じた速度で前方に送られ、材料供給
ロアから所定量ずつ射出シリンダ１内に供給される。

射出シリンダｌ内に供給された材料は、射出スクリュ５
の回転によって、シリンダｌとスクリュ５との間で混線
壷可塑化されながら、シリンダｌの前方へと送られる。

このとき、射出用油圧シリンダ４の右室４ａは油タンク
１６に接続され、そのシリンダ４はフリー状態となって
いるので、射出スクリュ５は、射出シリンダ１の前部に
溶融樹脂が溜まるに従って後退する。

射出シリンダｌの前部に所定量の溶融樹脂が貯蔵された
状態となると、射出スクリュ５は、第１段目の射出速度
切換位置設定器２１１に設定された位置に達する。する
と、その位置が位置検出器１８によって検出され、制御
器２０が作動して、ソレノイド弁１５の左側のソレノイ
ド１５ａを励磁するとともに、右側のソレノイド１５ｂ
への通電を停止する。それによって。

射出成形機が可塑化工程から射出工程に切り換えられる
。

射出工程に入ると、油圧ポンプ１３から射出用油圧シリ
ンダ４の右室４ａに高圧の作動油が送られる。その油圧
及び油量は、圧力調整弁１４及び流量調整弁１７により
、第１段目の射出速度設定器２２１に設定された設定値
に応じた大きさに制御される。したがって、射出スクリ
ュ５は、その設定値に応じた速度で前進駆動される。そ
れによって、射出シリンダ１の前部に貯えられた溶融樹
脂が、射出ノズル６から所定の速度で射出される。

このとき、材料フィーダ９のフィードスクリュ１１は１
、射出速度設定器２２１の設定値を演算器２５により演
算処理した値に基づいて、フィードモータ１２によって
回転駆動される。

したがって、そのフィードスクリュ１１の回転速度は、
射出スクリュ５の前進移動速度に応じた速度となる。そ
の結果、射出シリンダ１内には、射出スクリュ５の移動
速度に応じた速度で材料が供給されることになり、その
スクリュ５上には、そのときのストロークの範囲にわた
って最適量の材料が分配される。

射出スクリュ５が前進して、第２段目の射出速度切換位
置設定器２１２に設定された位置に達すると、射出用油
圧シリンダ４には、射出スクリュ５を第２段目の射出速
度設定器２２２に設定された速度で前進移動させるだけ
の油圧及び油量が加えられる。それによって、射出スク
リュ５の移動速度、すなわち射出速度が切り換えられる
。そして、このときには、材料フィーダ９のフィードス
クリュ１１の回転速度も、射出スクリュ５の移動速度に
応じた速度に切り換えられる。したがって、射出シリン
ダｌ内に２射出速度に応じた最適の速度で材料が供給さ
れる。

このようにして、射出スクリュ５が前進移動し、その移
動速度が切り換えられるに従って、材料フィーダ９のフ
ィードスクリュ１１の回転速度が切り換えられ、射出ス
クリュ５が高速前進するときには高速で、また、射出ス
クリュ５が低速前進するときには低速で、射出シリンダ
ｌ内に材料が供給されるようになる。したがって、射出
シリンダｌ内には、射出スクリュ５の射出ストロークに
相当する区域内にわたって、材料がほぼ均一に分配され
ることになる。

射出スクリュ５が最終段の射出速度切換位置設定器２１
ｎに設定された位置に達すると、充填工程が完了し、保
圧工程に切り換えられる。

そして、それ以後は、射出用油圧シリンダ４に加えられ
る油圧は、保圧時間設定器２４１　。

２４２　、・・・、２４ｍに設定された時間ごとに、保
圧力設定器２３．．２３２　、・・・、２３ｍに設定さ
れた大きさに順に切り換えられる。

保圧工程に移行すると、通常は、射出スクリュ５はほぼ
停止状態となる。したがって、そのときには、材料フィ
ーダ９のフィードモータ１２を停止する。しかしながら
、保圧工程に入ってからも射出スクリュ５が依然として
前進し続けるような成形状況もある。そのような場合に
は、位置検出器１８によるスクリュ５の移動量の検出値
を演算器２５によって時間微分処理し、得られたスクリ
ュ移動速度値に応じてフィードスクリュ１１の回転速度
を制御するようにする。また、別に射出スクリュ５の移
動速度を検出し得るスクリュ速度検出器を設け、その検
出値に応じてフィードスクリュ１１の回転速度を制御す
るようにしてもよい。

保圧工程が完了すると、ソレノイド弁１５の右側のソレ
ノイド１５ｂが励磁され、可塑化工程に切り換えられる
。それによって、次の可塑化工程が開始される。

なお、上記実施例のように、射出工程時における射出ス
クリュ５の移動速度値として、条件設定器１９に設定さ
れた射出速度設定値を用いることにより、演算器２５に
よる演算処理をあらかじめ行っておくことができる。し
たがって、その演算器２５は処理速度の遅いものでよく
、シかも射出スクリュ５の速度切り換え時には速やかに
対応することができる。

しかしながら、実際の射出スクリュ５の移動速度は、射
出速度設定器２２１〜２２　ｎ−１に設定された設定速
度から変動することもある。そのような射出スクリュ５
の速度変動に伴う材料の供給むらを防止することが求め
られる場合には、スクリュ位置検出器１８によって検出
される実際のスクリュ移動量の検出値を時間微分処理し
、得られたスクリュ移動速度値により、フィードスクリ
ュ１１の回転速度を制御するようにすることもできる。

また、別に設けたスクリュ速度検出器により実際の射出
スクリュ５の移動速度を検出して、その検出値を用いる
ようにしてもよい、そのような場合にも、そのスクリュ
移動速度値にスクリュ溝５ａの深さ等を考慮した演算処
理を施して、フィードスクリュ１１の回転速度を求める
ようにする。このようにすれば、上述のように保圧工程
において射出スクリュ５が前進移動する場合にも、その
まま対応することができる。

（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、射出
工程時、射出スクリュの移動速度に応じて材料フィーダ
のフィードスクリュの回転速度を制御するようにしてい
るので、射出速度が多段に切り換えられるような場合、
あるいは成形条件が途中で変更されるような場合にも、
射出シリンダ内にはほぼ均一に成形材料が分配されるよ
うになる。したがって、可塑化工程時、常に材料が均一
で良好に混練されるようになり、成形不良が最小に抑え
られ、安定した良品成形を行うことが可使となる。

【図面の簡単な説明】

図は１本発明による射出成形機の材料供給制御方法を実
施する制御装置の一例を示すブロック図である。 ｌ・・・射出シリンダ　　　　３・・・回転機４・・・
射出用油圧シリンダ ５・・・射出スクリュ　　　　９・・・材料フィーダ１
１・・・フィードスクリュ １２・・・フィードモータ　　１４・・・圧力調整弁１
５・・・工程切換用ソレノイド弁 １７・・・流量調整弁　　　　１８・・・位置検出器１
９・・・条件設定器　　　　２０・・・制御器２１１〜
２１ｎ・・・射出速度切換位置設定器２２１〜２２ｎ−
１・・・射出速度設定器２５・・・演算器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）可塑化工程時、射出スクリュの回転に連動して回
   転駆動されるフィードスクリュを有する材料フィーダに
   より成形材料を射出シリンダ内に供給するようにした射
   出成形機において； 射出工程時、前記射出スクリュの移動速度値に演算処理
   を施すことにより、そのスクリュの移動に伴う最適材料
   供給速度を求め、 その演算結果に基づいて、射出工程時における前記材料
   フィーダのフィードスクリュの回転速度を制御すること
   を特徴とする、 射出成形機における材料供給制御方法。
2. （２）前記射出スクリュの射出工程時における移動速度
   値として、 成形条件を設定する条件設定器に多段に設定された射出
   速度設定値を用いることを特徴とする、 特許請求の範囲第１項記載の射出成形機における材料供
   給制御方法。
3. （３）前記射出スクリュの射出工程時における移動速度
   値として、 そのスクリュの実際の移動量を検出し、その検出値を時
   間微分した値を用いることを特徴とする、 特許請求の範囲第１項記載の射出成形機における材料供
   給制御方法。