(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出工程の終了後に、スクリュを後退させて樹脂に付加される圧力（樹脂圧）を低下させる射出成形機の射出圧抜方法において、射出工程終了時の樹脂圧を検出し、かつこの樹脂圧の大きさを変数とする予め設定したＶｒ＝Ｋ・Ｐｅ（ただし、Ｋ：係数，Ｐｅ：射出工程終了時の樹脂圧）の演算式により前記スクリュの後退速度リミット値Ｖｒを算出し、この後退速度リミット値Ｖｒにより前記スクリュを後退させるとともに、スクリュ後退時の樹脂圧を検出し、この樹脂圧が予め設定した目標値まで低下したなら前記スクリュの後退を停止させることを特徴とする射出成形機の射出圧抜方法。
【請求項２】
前記後退速度リミット値Ｖｒは、Ｖｒ＝Ｋ・（Ｐｅ−Ｐｂ）＋Ｖｓ（ただし、Ｋ：係数，Ｐｅ：射出工程終了時の樹脂圧，Ｐｂ：樹脂圧の目標値，Ｖｓ：最低速度リミット値）の演算式により算出することを特徴とする請求項１記載の射出成形機の射出圧抜方法。
【請求項３】
前記スクリュをサーボモータにより駆動する電動式の射出成形機に適用したことを特徴とする請求項１記載の射出成形機の射出圧抜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出工程の終了後にスクリュを後退させて樹脂圧を低下させる射出成形機の射出圧抜方法に関する。
【０００２】
【従来技術及び課題】
通常、射出成形機の成形サイクルにおける射出工程では、射出開始位置（計量終了位置）にあるスクリュを前進させ、計量された溶融樹脂を金型キャビティ内に射出充填するとともに、射出工程が終了したなら計量工程に移行させる。
【０００３】
ところで、射出工程から計量工程へ直接移行させた場合には、樹脂圧によるいわゆるスプリングバックが発生し、計量工程における計量誤差の発生や樹脂への気泡混入、さらにはスクリュに対するダメージ等を招くため、従来は、特開２００１−７９９０９号公報で開示されるように、射出工程の終了後に、予め設定した後退速度によりスクリュを後退させて、樹脂圧を低下させる圧抜処理を行っていた。
【０００４】
しかし、このような従来の圧抜処理（射出圧抜方法）は、予め設定した一定の後退速度によりスクリュを後退させるため、図４に示す実験データのように、射出工程の動作状態、即ち、射出工程終了時の樹脂圧Ｐｅの状態によっては、残留樹脂圧Ｐｎが発生し、この結果、確実かつ安定した圧抜処理を行うことができない問題があった。特に、この問題は、保圧工程が存在しない薄肉成形品等の成形において顕著となる。なお、図４中、Ｐはスクリュに付加される圧力変化特性，Ｖはスクリュの速度変化特性，Ｘはスクリュの位置変化特性をそれぞれ示すとともに、Ｖｆは残留樹脂圧Ｐｎにより発生したスプリングバックによる速度挙動を示す。
【０００５】
本発明は、このような従来技術に存在する課題を解決したものであり、射出工程の動作状態に左右されることなく、常に、確実かつ安定した圧抜処理を行うことができる射出成形機の射出圧抜方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明に係る射出成形機Ｍの射出圧抜方法は、射出工程の終了後に、スクリュ２を後退させて樹脂に付加される圧力（樹脂圧）を低下させる圧抜処理を行うに際し、射出工程終了時の樹脂圧Ｐｅを検出し、かつ樹脂圧Ｐｅの大きさを変数とする予め設定したＶｒ＝Ｋ・Ｐｅ（ただし、Ｋ：係数）の演算式によりスクリュ２の後退速度リミット値Ｖｒを算出し、後退速度リミット値Ｖｒによりスクリュ２を後退させるとともに、スクリュ後退時の樹脂圧を検出し、この樹脂圧が予め設定した目標値Ｐｂまで低下したならスクリュ２の後退を停止させることを特徴とする。
【０００７】
この場合、好適な実施の態様により、後退速度リミット値Ｖｒは、Ｖｒ＝Ｋ・（Ｐｅ−Ｐｂ）＋Ｖｓ（ただし、Ｋ：係数，Ｖｓ：最低速度リミット値）の演算式により算出することができる。また、本発明の射出圧抜方法は、スクリュ２をサーボモータ３により駆動する電動式の射出成形機Ｍに用いて好適である。
【０００８】
【実施例】
次に、本発明の好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【０００９】
まず、本実施例に係る射出圧抜方法を実施できる射出成形機Ｍの構成について、図２を参照して説明する。
【００１０】
同図に示す射出成形機Ｍは、型締装置を除いた射出装置Ｍｉのみを示す。射出装置Ｍｉは、離間した射出台１１と駆動台１２を備え、この射出台１１の前面により加熱筒１３の後端が支持される。加熱筒１３は、前端に射出ノズル１４を、また、後部に当該加熱筒１３の内部に成形材料を供給するホッパ１５をそれぞれ備えるとともに、加熱筒１３の内部にはスクリュ２を挿通させる。一方、射出台１１と駆動台１２間には四本のタイバー１６…を架設し、このタイバー１６…に、スライドブロック１７をスライド自在に装填する。スライドブロック１７の前端には、被動プーリ１８を一体に有するロータリブロック１９を回動自在に支持し、このロータリブロック１９の中央にスクリュ２の後端を結合する。さらに、スライドブロック１７の側面には、スクリュ回転用のサーボモータ２０を取付け、このサーボモータ２０の回転シャフトに固定した駆動プーリ２１と被動プーリ１８間に、無端タイミングベルト２２を架け渡してスクリュ回転用の駆動機構を構成する。
【００１１】
他方、スライドブロック１７の後部には、ナット部２５を同軸上一体に設けるとともに、駆動台１２に回動自在に支持されたボールねじ部２６の前側をナット部２５に螺合させることにより、ボールねじ機構２４を構成する。一方、駆動台１２から後方に突出したボールねじ部２６の後端には、被動プーリ２７を取付けるとともに、駆動台１２に取付けた支持盤１２ｓには、スクリュ進退用のサーボモータ３を取付け、このサーボモータ３の回転シャフトに固定した駆動プーリ２８と被動プーリ２７間に、無端タイミングベルト２９を架け渡してスクリュ進退用の駆動機構を構成する。なお、３０はサーボモータ３の回転速度（回転数）を検出するロータリエンコーダである。
【００１２】
また、図２において、３１は射出成形機Ｍに備えるコントローラであり、格納した制御プログラム３１ｐにより本実施例に係る射出圧抜方法における制御を実行することができる。特に、この制御プログラム３１ｐにより、射出工程終了時の樹脂圧Ｐｅの大きさを変数とする演算式によりスクリュ２の後退速度リミット値Ｖｒを算出できる。演算式の最も単純な式としては、Ｖｒ＝Ｋ・Ｐｅを用いることができるが、望ましくは、Ｖｒ＝Ｋ・（Ｐｅ−Ｐｂ）＋Ｖｓ（ただし、Ｋ：係数，Ｖｓ：最低速度リミット値）を用いることができる。この場合、最低速度リミット値Ｖｓは、後退速度リミット値Ｖｒの算出値が０近辺となった場合でも圧抜不良が生じない下限値である。さらに、係数Ｋは、最低速度リミット値Ｖｓ及びスクリュ２が大きく後退し過ぎないようにする成形機固有の上限値（最大速度リミット値）等を考慮して設定できる。なお、演算式に従えば、射出工程終了時の樹脂圧Ｐｅが大きくなるほど、スクリュ２の後退速度リミット値Ｖｒも大きくなる。したがって、係数Ｋには、後退速度リミット値Ｖｒが大きくなっても、従来の問題点、即ち、スプリングバックによる計量工程における計量誤差の発生や樹脂への気泡混入、さらにはスクリュ２に対するダメージ等を招くことのないように実験による補正要素を含めることができる。
【００１３】
一方、上述したサーボモータ３及びロータリエンコーダ３０は、コントローラ３１に接続する。また、３２はロードセル（圧力検出器）であり、ロータリブロック１９とスライドブロック１７間に介在させることにより、スクリュ２に付加される圧力、即ち、樹脂圧Ｐを検出する。特に、本実施例に係る射出圧抜方法を実施するため、射出工程終了時の樹脂圧Ｐｅを検出するとともに、スクリュ２の後退時における樹脂圧Ｐを検出する。
【００１４】
次に、このような射出成形機Ｍを用いた本実施例に係る射出圧抜方法について、図２及び図３を参照しつつ図１に示すフローチャートに従って説明する。
【００１５】
今、スクリュ２は射出開始位置にあるものとする。したがって、この状態から射出工程が行われる（ステップＳ１，Ｓ２）。射出工程では、コントローラ３１により、サーボモータ３が駆動制御され、ボールねじ部２６が正方向に回転してナット部２５が前進移動する。この結果、射出開始位置にあるスクリュ２が前進し、加熱筒１３内における計量された溶融樹脂には、射出ノズル１４から不図示の金型キャビティ内に射出充填される。この際、スクリュ２に付加される圧力（射出圧力）Ｐ及びスクリュ２の速度（射出速度）Ｖの変化特性は、図３に示すようになる。
【００１６】
そして、金型キャビティ内への射出充填の終了により本実施例に係る射出圧抜方法による圧抜処理が実行される。まず、ロードセル３２により、射出工程終了時の樹脂圧Ｐｅが検出されるため（ステップＳ３）、コントローラ３１では、制御プログラム３１ｐにより、樹脂圧Ｐｅの大きさを変数とする演算式によりスクリュ２の後退速度リミット値Ｖｒが算出される。即ち、前述したＶｒ＝Ｋ・（Ｐｅ−Ｐｂ）＋Ｖｓの演算式により、後退速度リミット値Ｖｒが演算される（ステップＳ４）。この場合、係数Ｋ，樹脂圧の目標値Ｐｂ及び最低速度リミット値Ｖｓは既知であるため、樹脂圧Ｐｅの検出により、後退速度リミット値Ｖｒが容易に求められる。
【００１７】
図３は、実験データに基づく各物理量（Ｐ，Ｖ）の変化傾向を示している。同図中、Ｐ１〜Ｐ４は、異なる射出圧力Ｐを設定した場合であり、Ｐ１は８０〔％〕，Ｐ２は６０〔％〕，Ｐ３は４０〔％〕，Ｐ４は２０〔％〕である。この場合のパーセンテイジは最大射出圧力に対する比率を示す。これにより、各射出圧力Ｐ１〜Ｐ４における射出工程終了時の樹脂圧Ｐｅも、ほぼＰ１〜Ｐ４の大きさに一致する。一方、Ｐ１〜Ｐ４に対応して得られる後退速度リミット値Ｖｒは、同図中、Ｖ１〜Ｖ２（大きさは負）となり、実施例の場合、Ｖ１は２８〔％〕，Ｖ２は２５〔％〕，Ｖ３は２２〔％〕，Ｖ４は１７〔％〕に設定されている。この場合のパーセンテイジは最大速度に対する比率である。同図から明らかなように、射出工程終了時の樹脂圧Ｐｅが大きいほど、後退速度リミット値Ｖｒも負方向に大きくなる。
【００１８】
そして、後退速度リミット値Ｖｒが得られれば、この後退速度リミット値Ｖｒによりスクリュ２を後退させ、圧抜処理を実行する（ステップＳ５）。これにより、射出工程終了後に樹脂圧Ｐｅが存在しても、その際の後退速度は、樹脂圧Ｐｅの大きさに対応した固有の後退速度リミット値Ｖｒにより制限される。具体的には、コントローラ３１により、サーボモータ３が駆動制御され、ボールねじ部２６が逆方向に回転してナット部２５、さらにはスクリュ２が後退移動するとともに、ロータリエンコーダ３０から検出されるサーボモータ３の回転速度（回転数）に基づいてスクリュ２の後退速度Ｖが後退速度リミット値Ｖｒに制御（制限）される。このような圧抜処理により、射出工程終了時の樹脂圧Ｐｅが大きいほど、後退速度リミット値Ｖｒも大きくなり、この結果、従来のような残留樹脂圧が生じる問題は回避される。即ち、射出工程の動作状態に左右されることなく、常に、確実かつ安定した圧抜処理を行われる。
【００１９】
また、スクリュ２の後退移動時には、ロードセル３２により、スクリュ後退時の樹脂圧Ｐが検出される（ステップＳ６）。そして、この樹脂圧Ｐが予め設定した目標値Ｐｂまで低下したならスクリュ２の後退を停止させるとともに、樹脂圧Ｐは目標値Ｐｂに維持される（ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８）。この後、成形サイクルが続行する場合には計量工程に移行し、次のショットの計量工程が行われる（ステップＳ９，Ｓ１０）。この場合、計量工程に移行しても、本来、計量工程に必要な樹脂圧（目標値Ｐｂ）が維持されているため、樹脂圧によるスプリングバックは全く発生しない。そして、計量工程の終了により、射出工程に移行し、成形サイクルが同様に行われる（ステップＳ１１，Ｓ１…）。
【００２０】
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く、細部の構成，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することができる。例えば、実施例は、演算式として、Ｖｒ＝Ｋ・（Ｐｅ−Ｐｂ）＋Ｖｓを例示したが、このような演算式に限定されるものではなく、要は、射出工程終了時の樹脂圧Ｐｅの大きさを変数とする演算式であればよい。また、電動式の射出成形機Ｍに適用した場合を例示したが、油圧式の射出成形機にも同様に適用できる。
【００２１】
【発明の効果】
このように、本発明に係る射出成形機の射出圧抜方法は、射出工程終了時の樹脂圧を検出し、かつこの樹脂圧の大きさを変数とする予め設定した演算式（Ｖｒ＝Ｋ・Ｐｅ）によりスクリュの後退速度リミット値を算出し、この後退速度リミット値によりスクリュを後退させるとともに、スクリュ後退時の樹脂圧を検出し、この樹脂圧が予め設定した目標値まで低下したならスクリュの後退を停止させるようにしたため、射出工程の動作状態に左右されることなく、常に、確実かつ安定した圧抜処理を行うことができるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係る射出圧抜方法の処理手順を順を追って示すフローチャート、
【図２】同射出圧抜方法を実施できる射出成形機の構成図、
【図３】同射出圧抜方法の実験データに基づく各物理量（Ｐ，Ｖ）の変化特性図、
【図４】従来技術に係る射出圧抜方法の実験データに基づく各物理量（Ｐ，Ｖ，Ｘ）の変化特性図、
【符号の説明】
２    スクリュ
３    サーボモータ
Ｍ    射出成形機
Ｐｅ  射出工程終了時の樹脂圧
Ｐｂ  樹脂圧の目標値
Ｖｒ  後退速度リミット値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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