(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）加熱シリンダと、
（ｂ）該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設され、前端にスクリューヘッドを備えたスクリューと、
（ｃ）該スクリューを回転させるための第１の駆動部と、
（ｄ）前記スクリューを進退させるための第２の駆動部と、
（ｅ）射出工程において第１の駆動部を駆動して、計量工程時と同じ方向にスクリューを回転させて、前記スクリューヘッドより前方の成形材料が逆流するのを防止するスクリュー回転制御処理手段と、
（ｆ）前記スクリューヘッドより前方の射出ノズル内の成形材料の圧力を検出する圧力検出部とを有するとともに、
（ｇ）前記スクリュー回転制御処理手段は、前記スクリューヘッドより前方の成形材料が逆流することがないようにするための射出用の設定値、及び前記圧力検出部によって検出された圧力に基づくフィードバック制御によってスクリューを回転させることを特徴とする射出制御装置。
【請求項２】
（ａ）加熱シリンダと、
（ｂ）該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設され、前端にスクリューヘッドを備えたスクリューと、
（ｃ）該スクリューを回転させるための第１の駆動部と、
（ｄ）前記スクリューを進退させるための第２の駆動部と、
（ｅ）保圧工程において第１の駆動部を駆動して、計量工程時と同じ方向にスクリューを回転させて、前記スクリューヘッドより前方の成形材料が逆流するのを防止するスクリュー回転制御処理手段と、
（ｆ）前記スクリューヘッドより前方の射出ノズル内の成形材料の圧力を検出する圧力検出部とを有するとともに、
（ｇ）前記スクリュー回転制御処理手段は、前記スクリューヘッドより前方の成形材料が逆流することがないようにするための保圧用の設定値、及び前記圧力検出部によって検出された圧力に基づくフィードバック制御によってスクリューを回転させることを特徴とする射出制御装置。
【請求項３】
前記スクリュー回転制御処理手段は、保圧工程において第１の駆動部を駆動して、計量工程時と同じ方向にスクリューを回転させる請求項１に記載の射出制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形機は射出装置を有し、該射出装置の加熱シリンダ内にスクリューが回転自在に、かつ、進退自在に配設され、該スクリューを駆動部によって回転させたり、進退させたりすることができるようになっている。そして、計量工程時に、スクリューを正方向に回転させ、それに伴って後退させ、ホッパから加熱シリンダ内に進入した成形材料としての樹脂を溶融させてスクリューヘッドの前方に蓄え、射出工程時に、スクリューを前進させて射出ノズルから樹脂を射出するようにしている。
【０００３】
図２は従来の射出装置の要部を示す断面図である。
【０００４】
図において、１１は加熱シリンダであり、該加熱シリンダ１１の前端（図において左端）に射出ノズル１３が取り付けられる。前記加熱シリンダ１１内には、スクリュー１２が回転自在に、かつ、進退（図において左右方向に移動）自在に配設され、該スクリュー１２を図示されない駆動部によって回転させたり、進退させたりすることができるようになっている。そのために、前記スクリュー１２の後端（図において右端）は前記駆動部と連結される。また、スクリュー１２は、フライト部２１、及び該フライト部２１の前端に配設されたスクリューヘッド１０から成り、前記フライト部２１の表面には、螺（ら）旋状のフライト２３が形成され、該フライト２３に沿って溝２４が形成される。
【０００５】
前記構成の射出装置において、計量工程時に、前記駆動部を駆動してスクリュー１２を正方向に回転させると、図示されないホッパ内のペレット状の樹脂が加熱シリンダ１１内に進入し、溝２４内を前進（図において左方に移動）させられ、図示されないヒータによって溶融させられて、スクリューヘッド１０より前方（図において左方）に蓄えられる。それに伴って、前記スクリュー１２は後退（図において右方に移動）させられる。
【０００６】
また、射出工程時に、前記駆動部を駆動してスクリュー１２を前進させると、前記スクリューヘッド１０の前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズル１３から射出され、図示されない金型装置のキャビティ空間に充填（てん）される。
【０００７】
ところで、射出工程時に、前記スクリューヘッド１０の前方に蓄えられた樹脂が逆流しないように、逆流防止装置が配設される。
【０００８】
そのために、前記スクリューヘッド１０は、前半部（図において左半部）に円錐（すい）形の形状を有するヘッド本体部１７を、後半部（図において右半部）に小径部１９を有する。そして、該小径部１９の外周に環状の逆止リング２０が軸方向において移動自在に配設され、小径部１９と逆止リング２０との間に樹脂流路１８が形成される。また、前記フライト部２１の前端に、前記逆止リング２０の後端と接離自在にシールリング２２が配設される。そして、前記逆止リング２０及びシールリング２２によって前記逆流防止装置が構成される。
【０００９】
したがって、前記射出工程時に、スクリュー１２を前進させると、前記スクリューヘッド１０より前方に蓄えられた樹脂は後方（図において右方）に移動して逆流しようとするが、逆止リング２０が樹脂の圧力によってスクリュー１２に対して相対的に後方に移動し、前記逆止リング２０の後端がシールリング２２に当接し、シールを行う。その結果、前記スクリューヘッド１０より前方に蓄えられた樹脂が逆流するのを防止することができる。
【００１０】
一方、計量工程時に、溝２４内を前進させられる樹脂の圧力によって逆止リング２０がスクリュー１２に対して相対的に前方に移動させられ、前記逆止リング２０の前端がヘッド本体部１７の後端に当接するが、ヘッド本体部１７の周囲の複数箇所には、軸方向に延びる切欠２５が形成されているので、樹脂の移動は妨げられない。
【００１１】
したがって、射出される樹脂の量、すなわち、射出量を高精度で、かつ、安定化させることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の射出装置においては、成形材料として熱硬化性の樹脂を使用する場合、前記逆流防止装置において樹脂に剪（せん）断力、圧縮力等が加わり、樹脂が発熱して加熱シリンダ内で硬化してしまう。
【００１３】
本発明は、前記従来の射出装置の問題点を解決して、インラインスクリューにおいて、逆流防止装置を使用することなく、熱硬化性の成形材料の射出量の精度を高くし、かつ、安定化させることができる射出制御装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の射出制御装置においては、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設され、前端にスクリューヘッドを備えたスクリューと、該スクリューを回転させるための第１の駆動部と、前記スクリューを進退させるための第２の駆動部と、射出工程において第１の駆動部を駆動して、計量工程時と同じ方向にスクリューを回転させて、前記スクリューヘッドより前方の成形材料が逆流するのを防止するスクリュー回転制御処理手段と、前記スクリューヘッドより前方の射出ノズル内の成形材料の圧力を検出する圧力検出部とを有する。
そして、前記スクリュー回転制御処理手段は、前記スクリューヘッドより前方の成形材料が逆流することがないようにするための射出用の設定値、及び前記圧力検出部によって検出された圧力に基づくフィードバック制御によってスクリューを回転させる。
【００１５】
本発明の他の射出制御装置においては、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設され、前端にスクリューヘッドを備えたスクリューと、該スクリューを回転させるための第１の駆動部と、前記スクリューを進退させるための第２の駆動部と、保圧工程において第１の駆動部を駆動して、計量工程時と同じ方向にスクリューを回転させて、前記スクリューヘッドより前方の成形材料が逆流するのを防止するスクリュー回転制御処理手段と、前記スクリューヘッドより前方の射出ノズル内の成形材料の圧力を検出する圧力検出部とを有する。
そして、前記スクリュー回転制御処理手段は、前記スクリューヘッドより前方の成形材料が逆流することがないようにするための保圧用の設定値、及び前記圧力検出部によって検出された圧力に基づくフィードバック制御によってスクリューを回転させる。
【００１６】
本発明の更に他の射出制御装置においては、さらに、前記スクリュー回転制御処理手段は、保圧工程において第１の駆動部を駆動して、計量工程時と同じ方向にスクリューを回転させる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施の形態における射出制御装置を示す図、図３は本発明の実施の形態における射出装置の要部を示す断面図である。
【００２１】
図において、１１はシリンダ部材としての加熱シリンダ、１２は該加熱シリンダ１１内において回転自在に、かつ、進退自在に配設された射出部材としてのスクリュー、１３は前記加熱シリンダ１１の前端（図において左端）に取り付けられた射出ノズル、１４は該射出ノズル１３に形成されたノズル口、１５は前記加熱シリンダ１１の後端（図において右端）の近傍の所定の位置に形成された樹脂供給口、１６は該樹脂供給口１５に取り付けられ、成形材料としての熱硬化性の樹脂を収容し、加熱シリンダ１１内に供給するホッパである。
【００２２】
前記加熱シリンダ１１の外周の所定の箇所（本実施の形態においては、前半部（図において左半部）及び後半部（図において右半部））には、加熱シリンダ１１を介して樹脂を加熱するためのヒータ６１、６２が配設され、前記加熱シリンダ１１の所定の箇所（本実施の形態においては、前端、中央及び後端）には、加熱シリンダ１１の温度を検出することによって、樹脂の温度を検出するための樹脂温度検出部としての温度センサ６３〜６５が配設される。
【００２３】
前記スクリュー１２は、フライト部２１、及び該フライト部２１の前端に配設されたスクリューヘッド２７から成る。そして、前記フライト部２１は、スクリュー１２の本体、すなわち、スクリュー本体の外周面に形成された螺旋状のフライト２３を備え、該フライト２３によって螺旋状の溝２４が形成される。
【００２４】
ところで、前記加熱シリンダ１１の後端は前方射出サポート３１に取り付けられ、該前方射出サポート３１と所定の距離を置いて後方射出サポート３２が配設される。そして、前記前方射出サポート３１と後方射出サポート３２との間にガイドバー３３が架設され、該ガイドバー３３に沿ってプレッシャプレート３４が進退（図において左右方向に移動）自在に配設される。なお、前記前方射出サポート３１及び後方射出サポート３２は、図示されないボルトによって図示されないスライドベースに固定される。
【００２５】
また、前記スクリュー１２の後端にドライブシャフト３５が連結され、該ドライブシャフト３５は、ベアリング３６、３７によってプレッシャプレート３４に対して回転自在に支持される。そして、第１の駆動部として電動の計量用モータ４１がプレッシャプレート３４に取り付けられ、前記計量用モータ４１とドライブシャフト３５との間に、プーリ４２、４３及びタイミングベルト４４から成る第１の回転伝動部が配設されるので、前記計量用モータ４１を駆動することによって、スクリュー１２を正方向又は逆方向に回転させることができる。なお、本実施の形態においては、前記第１の駆動部として電動のサーボモータから成る計量用モータ４１を使用しているが、電動の計量用モータ４１に代えて油圧のモータを使用することもできる。
【００２６】
また、前記プレッシャプレート３４より後方（図１において右方）に、互いに螺合させられたボールねじ軸４５及びボールナット４６から成るボールねじ４７が配設され、該ボールねじ４７によって、ボールねじ軸４５の回転運動をボールナット４６の直進運動に変換する運動方向変換部が構成され、ボールねじ軸４５によって第１の変換要素が、ボールナット４６によって第２の変換要素が構成される。そして、前記ボールねじ軸４５は、ベアリング４８によって後方射出サポート３２に対して回転自在に支持され、前記ボールナット４６は、プレート５１及びロードセル５２を介してプレッシャプレート３４に固定される。さらに、第２の駆動部としての射出用モータ５３が配設され、該射出用モータ５３とボールねじ軸４５との間に、プーリ５４、５５及びタイミングベルト５６から成る第２の回転伝動部が配設されるので、前記射出用モータ５３を駆動し、ボールねじ軸４５を回転させることによって、ボールナット４６及びプレッシャプレート３４を進退させ、スクリュー１２を進退（図において左右方向に移動）させることができる。なお、本実施の形態においては、前記第２の駆動部として電動のサーボモータから成る射出用モータ５３を使用しているが、該射出用モータ５３に代えて射出用シリンダを使用することもできる。
【００２７】
前記構成の射出制御装置において、計量工程時に、制御部７１の図示されない計量処理手段は、計量処理を行い、計量用モータ４１を駆動してスクリュー１２を正方向に回転させると、ホッパ１６内のペレット状の樹脂が加熱シリンダ１１内に進入し、溝２４内を前進（図において左方に移動）させられ、ヒータ６１、６２によって溶融させられて、スクリューヘッド２７より前方（図において左方）に蓄えられる。それに伴って、前記スクリュー１２は後退（図において右方に移動）させられる。
【００２８】
続いて、射出工程時に前記スクリュー１２を前進させると、スクリューヘッド２７の前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズル１３から射出され、図示されない金型装置のキャビティ空間に充填される。
【００２９】
ところで、本実施の形態においては、逆流防止装置が配設されておらず、スクリューヘッド２７より前方と溝２４とが連通させられているので、射出工程時に前記スクリュー１２を前進させたときに、スクリューヘッド２７より前方の樹脂が逆流すると、一定量の樹脂をキャビティ空間に充填することができないだけでなく、所定のクッション量を設定しておいても、保圧力を保持することができない。
【００３０】
そこで、射出ノズル１３に圧力検出部としての圧力センサ６６が射出ノズル１３内の樹脂に臨ませて配設され、射出ノズル１３内の樹脂の圧力を検出し、検出信号を制御部７１に送るようになっている。また、スクリューヘッド２７より前方の樹脂が逆流することがないようにするための射出ノズル１３内の樹脂の圧力があらかじめ算出され、射出用の設定値、すなわち、第１の設定値として設定器７２に設定される。そして、保圧力を保持するための射出ノズル１３内の樹脂の圧力があらかじめ算出され、保圧用の設定値、すなわち、第２の設定値として設定器７２に設定される。さらに、前記設定器７２には、射出工程においてスクリュー１２を前進させるときの速度、すなわち、スクリュー速度のパターンがスクリュー１２の位置、すなわち、スクリュー位置に対応させて設定され、保圧工程においてスクリュー１２にトルクを加え、保圧力を発生させるための保圧力のパターンが時間に対応させて設定される。
【００３１】
また、図示されない位置検出部としての位置センサによってスクリュー位置が検出され、検出信号が制御部７１に送られる。
【００３２】
そして、射出工程において、制御部７１の図示されない射出処理手段は、射出処理を行い、前記スクリュー位置を読み込み、前記設定器７２からスクリュー位置に対応するスクリュー速度を読み出し、該スクリュー速度を指令値として射出用モータ５３を駆動し、スクリュー１２を前進させる。このようにして、射出ノズル１３から樹脂が射出される。
【００３３】
また、制御部７１の図示されない第１のトルク制御処理手段は、第１のトルク制御処理を行い、前記スクリュー１２が前進させられている間、設定器７２から第１の設定値を読み出すとともに、圧力センサ６６によって検出された射出ノズル１３内の樹脂の圧力を読み込み、検出された圧力に基づいてフィードバック制御によって計量用モータ４１を正方向に駆動する。したがって、スクリュー１２が計量工程時と同じ方向、すなわち、正方向に回転させられるので、溝２４内を樹脂が後方に流れようとするのを阻止することができる。その結果、射出ノズル１３内の樹脂の圧力が第１の設定値になり、スクリューヘッド２７より前方の樹脂が逆流することがなくなる。
【００３４】
続いて、前記スクリュー位置に基づいて、スクリュー１２が射出工程から保圧工程に切り替わる位置、すなわち、射出・保圧切替位置に到達したことが分かると、制御部７１の図示されない保圧処理手段は、速度制御からトルク制御に切り替えて保圧処理を行い、設定器７２から時間に対応する保圧力を読み出し、該保圧力を指令値として射出用モータ５３を駆動し、スクリュー１２にトルクを加える。このようにして、キャビティ空間内の樹脂に保圧力が加えられる。
【００３５】
また、保圧工程において、制御部７１の図示されない第２のトルク制御処理手段は、第２のトルク制御処理を行い、設定器７２から第２の設定値を読み出すとともに、圧力センサ６６によって検出された射出ノズル１３内の樹脂の圧力を読み込み、検出された圧力に基づいてフィードバック制御によって計量用モータ４１を正方向に駆動する。したがって、スクリュー１２が正方向に回転させられ、射出ノズル１３内の樹脂の圧力が第２の設定値になるので、溝２４内を樹脂が後方に流れようとするのを阻止することができる。その結果、保圧力を保持することができる。なお、前記第１、第２のトルク制御処理手段によってスクリュー回転処理手段が構成され、第１、第２のトルク制御処理によってスクリュー回転処理が構成される。
【００３６】
また、インラインスクリューにおいて、逆流防止装置を使用することなく、熱硬化性の樹脂の射出量の精度を高くし、かつ、安定化させることができる。
【００３７】
本実施の形態において、前記圧力センサ６６は射出ノズル１３に配設されるようになっているが、前記スクリューヘッド２７より前方の樹脂の圧力を検出するものであればよいので、圧力センサを加熱シリンダ１１の前端部（図において左端部）に配設することもできる。
【００３８】
また、本実施の形態においては、成形材料として熱硬化性の樹脂を使用するようになっているが、熱可塑性の樹脂を使用することもできる。
【００３９】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、射出制御装置においては、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設され、前端にスクリューヘッドを備えたスクリューと、該スクリューを回転させるための第１の駆動部と、前記スクリューを進退させるための第２の駆動部と、射出工程において第１の駆動部を駆動して、計量工程時と同じ方向にスクリューを回転させて、前記スクリューヘッドより前方の成形材料が逆流するのを防止するスクリュー回転制御処理手段と、前記スクリューヘッドより前方の射出ノズル内の成形材料の圧力を検出する圧力検出部とを有する。
そして、前記スクリュー回転制御処理手段は、前記スクリューヘッドより前方の成形材料が逆流することがないようにするための射出用の設定値、及び前記圧力検出部によって検出された圧力に基づくフィードバック制御によってスクリューを回転させる。
【００４１】
この場合、射出工程において第１の駆動部が駆動され、計量工程時と同じ方向にスクリューが回転させられるので、スクリューの溝内を成形材料が後方に流れようとするのを阻止することができる。したがって、射出工程において、スクリューヘッドより前方の成形材料が逆流することがない。また、保圧工程において保圧力を保持することができる。
【００４２】
そして、インラインスクリューにおいて、逆流防止装置を使用することなく、熱硬化性の成形材料の射出量の精度を高くし、かつ、安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における射出制御装置を示す図である。
【図２】射出装置の要部を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態における射出装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１１    加熱シリンダ
１２    スクリュー
２７    スクリューヘッド
４１    計量用モータ
５３    射出用モータ
６６    圧力センサ
７１    制御部
【図１】
0003848137.tif 000002
【図２】
0003848137.tif 000003
【図３】
0003848137.tif 000004