JPH049653B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は加熱筒内のスクリユを回転し、かつ所
定の背圧力を付与して成形材料の計量を行う射出
成形機の計量方法に関する。

〔従来の技術〕

射出成形機における計量工程では通常第３図の
ように加熱筒３１内のスクリユ３２を回転させ、
ホツパー３３内の材料をスクリユ溝に沿つて移
送、溶融してこの前方に成形材料を蓄積する。そ
して、この際に成形材料の混練効果を高めたり、
或は成形材料内に巻込んだ空気や揮発ガスの気泡
をホツパー３３側へ逃がす等の目的でスクリユ３
２に所定の背圧力を付与する。

ところで、この背圧力は通常スクリユ３２を駆
動する射出シリンダ３４後室３４ｒの圧力を制御
して発生させており、この圧力の制御方法として
は従来より次の方法が知られている。

まず、オープンループ制御の場合には射出シリ
ンダ後室に連通する油路（排出路）の途中にリリ
ーフ弁を接続し、このリリーフ弁により油圧、つ
まり背圧力を所定の大きさに制御する。

また、フイードバツク制御の場合には油圧源
（油圧ポンプ）と射出シリンダをサーボバルブを
介して接続するとともに、圧力センサによつて検
出した圧力検出値と予め設定した圧力設定値を比
較演算し、この結果によりサーボバルブを制御し
て射出シリンダ内の圧力が前記圧力設定値に一致
するように制御する。

しかし、このような背圧力制御を含む計量方法
は計量開始点から射出シリンダ内に所定の背圧力
が発生するため、次のような問題を生じる。ま
ず、計量開始点においてスクリユが前進力を受け
るため、例えば、クツシヨン量を全く残さないで
成形を行う、いわゆる押し切り成形法の場合には
スクリユ最前進位置での当接部（例えば射出ラム
の先端部とこれを受ける加熱筒後部）が背圧力に
基づく押圧力を受けつつ回転し、当接部が摩耗し
たり変質（かじり）を生ずる。また、計量開始時
にはスクリユの回転起動トルクも増大するため、
消費エネルギも大きくなる。

そこで、この問題を解消するため従来は第３図
のように油圧源３５をサーボバルブ３６の間に切
換弁３７を接続し、射出工程では切換弁３７を開
き、サーボバルブ３６に圧油を供給してフイード
バツク制御を行い、他方計量工程では切換弁３７
を閉じてサーボバルブ３６への圧油供給を遮断
し、かつ射出シリンダ３４内の背圧力が所定の大
きさになるようにサーボバルブ３６を制御してい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記した従来の計量方法は次のような
問題点がある。

第一に、背圧力の制御は射出シリンダ後室３４
ｒから排出される油の圧力をサーボバルブ３６に
よつて受動的に行うため応答が遅くなる。

第二に、サーボバルブ３６は通常これに内蔵す
るスプル部に圧力源３５が直接接続されることを
前提に設計するため、加圧しないで使用した場合
には正規の使用状態に比べサーボバルブ３６の入
出力間の伝達関数が変化し、本来の圧力設定値に
対して狂いが発生し易い。

第三に、計量工程が終了し、次の射出工程へ移
行する際には切換弁３７の開動作によつて圧油が
急激にサーボバルブ３６へ供給され、射出動作の
立上がりにシヨツクが生じる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述した従来技術に存在する諸問題を
解決した射出成形機における計量方法の供給を目
的とするもので、以下に示す方法によつて達成さ
れる。

即ち、本発明に係る射出成形機の計量方法は加
熱筒２内のスクリユ３を回転し、かつ所定の背圧
力を付与して成形材料の計量を行うに際し、ま
ず、スクリユ位置に対して計量開始点Ｐ０（第２
図）から初期区間Ｂを設定する。そして、この初
期区間Ｂでの背圧力をスクリユ３位置に対する変
数として零から所定の背圧力まで上昇させ、この
後当該背圧力を所定の大きさに維持するようにし
たことを特徴としている。

〔作用〕

次に、本発明の作用について説明する。

本発明に係る計量方法はサーボバルブを圧力源
へ常時接続状態にして能動的に圧力制御する。そ
して、第２図のように計量開始点Ｐ０では背圧力
を零になるように制御し、この後、初期区間Ｂの
間に背圧力をスクリユ３の位置に対応して上昇さ
せ、初期区間Ｂの終に正規の背圧力を発生させ
る。

〔実施例〕 以下には本発明に係る好適な実施例を図面に基
づき詳細に説明する。第１図は本発明方法を実施
できる射出成形機の縦断面図を含む背圧力制御系
の回路図、第２図は本発明方法に基づくスクリユ
位置対背圧力特性図である。

実施例は公知のインラインスクリユ式射出成形
機を例示する。

まず、本発明に係る計量方法を明確にするた
め、第１図を参照して射出成形機Ｍの概略構成に
ついて説明する。

スクリユ３は射出シリンダ５の前方に一体の加
熱筒２の内部に摺動自在に装填し、その後端は当
該シリンダ５内の射出ラム６に結合する。一方、
射出ラム６はシリンダ５の後端に配設したオイル
モータ７のシヤフト８にスプライン結合する。よ
つて、計量工程ではオイルモータ７が回転してス
クリユ３を回転させるとともに、射出シリンダ５
の後室５ｒの油圧を制御して所定の背圧力を付与
する。

なお、上記後室５ｒはサーボバルブ９を介して
圧力源である油圧ポンプ１０に接続する。１１は
油圧ポンプ１０及びサーボバルブ９に接続したオ
イルタンクを示す。

一方、制御系は次のようになる。まず、射出シ
リンダ５内の圧力は圧力センサ１２により検出
し、圧力信号Ｓ１はアンプ１３を介してアナログ
スイツチ１４に付与する。また、スクリユ３の位
置は位置センサ１５によつて検出し、この位置信
号Ｓ２は演算処理部１６に供給するとともに、他
方、アンプ１７内で微分し速度信号Ｓ３に変換し
てアナログスイツチ１４に付与する。このアナロ
グスイツチ１４は演算処理部１６からの信号に基
づいて前記圧力信号Ｓ１または速度信号Ｓ３をコ
ンパレータ１８へ選択的に供給する機能をもつ。

また、前記演算処理部１６にはさらに射出速度
設定器１９、射出圧力設定器２０、背圧力設定器
２１、初期区間設定器２２を接続し、この処理部
１６は各設定器から与えられる所定の設定情報に
基づいて前記アナログスイツチ１４を制御すると
ともに、コンパレータ１８に基準信号Ｓ４を付与
するシーケンス機能と演算機能をもつ。

一方、前記コンパレータ１８では検出された圧
力信号Ｓ１または速度信号Ｓ３と、前記基準信号
Ｓ４を比較し、その偏差に基づく制御信号Ｓ５を
出力する。そして、この制御信号Ｓ５は特性補償
回路２３により、位相等が補償され、さらにアン
プ２４を介してサーボバルブ９に供給される。

次に、本発明に係る計量方法について説明す
る。計量工程ではアナログスイツチ１４を圧力検
出系に切り換え、圧力のフイードバツク制御を行
う。また、初期区間設定器２２には第２図に示す
ように計量開始点Ｐ０から所定位置までの距離、
つまり初期区間Ｂの距離が設定されている。一
方、演算処理部１６では位置センサ１５からの位
置信号（位置検出値）Ｓ２を変数として背圧力が
設定される。この背圧力は本発明に従つて次のよ
うに設定される。まず、計量開始点Ｐ０では背圧
力が零となるように設定するとともに、前記区間
Ｂの終了点Ｐ１では所定の背圧力となるように設
定する。この所定の背圧力とは背圧力設定器２１
で設定される正規の背圧力である。また、開始点
Ｐ０から終了点Ｐ１に至る背圧力は第２図のよう
に零から徐々に上昇するように設定し、その上昇
曲線は実施例の一次関数をはじめ二次関数等、初
期区間の幅や成形品の種類、材料等によつて任意
の上昇曲線に設定できる。他方、区間Ｂを通過し
た後はほぼ一定となる正規の背圧力に維持され
る。

よつて、計量工程ではオイルモータ７の回転に
よつてスクリユ３が回転し、溶融樹脂がスクリユ
３の前方に蓄積されるとともに、これに伴つてス
クリユ３は徐々に後退する。この際、本発明によ
つて計量開始点Ｐ０では背圧力が零であり、スク
リユ３の後退とともに上昇する。そして、初期区
間Ｂの終了点Ｐ１から計量完了まではほぼ一定の
正規の背圧力に維持される。

なお、射出工程は次のようになる。射出工程で
はアナログスイツチ１４を速度検出系に切り換
え、速度のフイードバツク制御を行う。また、射
出速度設定器１５の設定に基づく基準信号Ｓ４を
コンパレータ１８に供給するとともに、速度信号
Ｓ３をコンパレータ１８に供給し、この出力であ
る制御信号Ｓ５をサーボバルブ９に供給してスク
リユ３の前進速度が設定値と一致するように制御
する。これにより、スクリユ３前方の溶融樹脂は
不図示の金型キヤビテイ内に充填される。つい
で、アナログスイツチ１４を圧力制御系に切り換
え、同時に射出圧力設定器２０に基づく基準信号
Ｓ４をコンパレータ１８に供給し、この出力であ
る制御信号Ｓ５をサーボバルブ９に供給して射出
シリンダの後室５ｒの圧力（保圧力）を設定値に
一致するように制御する。これにより成形品には
適度の圧縮と保圧力が印加され冷却による収縮分
が補われる。

以上、実施例について詳細に説明したが本発明
はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、例示回路において、回路部品のコンパレ
ータやアナログスイツチ等は演算処理部の中でソ
フトウエアで機能させてもよいし、必要により他
の補償回路や機能回路が付加されたり、アンプ等
を省略した回路でもよい。また、例示はフイード
バツク制御方式を挙げたが、オープンループ制御
方式でもよい。さらにまた、初期区間以外の他の
区間については一定に維持する他、必要に応じ任
意の曲線特性をもたせて設定できる。また、実施
例では油圧ポンプとサーボバルブによるフイード
バツク回路の例を示したが、これはサーボモータ
とボールねじによる電動駆動のものにも応用でき
る。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る射出成形機の計量方
法は初期区間を設定し、計量開始点の背圧力を零
に設定して徐々に上昇させるようにしたため、次
のような著効を得る。

計量開始点から初期区間の終了点まで背圧力
を徐々に上昇させていくため、所定の背圧力ま
でスムーズに移行せることができ、しかもシヨ
ツクを発生させることが無い等、安定に作動さ
せることができる。

計量時のスクリユ回転起動トルクが小さくて
済むので省エネルギ化が図れ、また、押し切り
成形等においても機体に摩耗や変質を生じるこ
となく、耐久性を向上できる。

最適な実施形態によつてフイードバツク制御
を行つた場合には、従来のような切換弁が不要
となるため、サーボバルブは常に加圧状態に置
くことができ、背圧力の制御は能動的に行うこ
とができる。したがつて高応答の制御系を構成
でき、また、サーボバルブの伝達関数に変化を
生じないため、正確で高精度の制御を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明方法を実施できる射出成形機の
縦断面図を含む背圧力制御系の回路図、第２図：
本発明方法に基づくスクリユ位置対背圧力特性
図、第３図：従来の計量方法を実施する射出成形
機の縦断面図を含む背圧力制御系の回路図。 尚図面中、２：加熱筒、３：スクリユ、Ｐ０：
計量開始点、Ｂ：初期区間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加熱筒内のスクリユを回転し、かつ所定の背
   圧力を付与して成形材料の計量を行う射出成形機
   の計量方法において、スクリユ位置に対して計量
   開始点から初期区間を設定し、少なくとも前記初
   期区間での背圧力をスクリユ位置に対する変数と
   して零から所定の背圧力まで上昇させることを特
   徴とする射出成形機の計量方法。