JPH0452119A - 射出成形装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、射出成形方法及び装置に関するものである。

（ロ）従来の技術 射出成形によって所定の形状・寸法の樹脂成形品を製造
するために、金型を設計・製作する必要がある。金型の
設計には、たとえば成形中の金型内圧力に応じて金型が
金型開閉方向に微小量弾性変形する金型変形量のような
、経験的数値を用いる部分がある。このため金型を製作
した後、実際に射出成形を行い、成形品が所望の形状・
寸法になるように金型を修正する作業が必要となる。特
に上記のような現象があるために、金型開閉方向に測っ
たキャビティ寸法（通常成形品の肉厚寸法となる）の調
整が重要になる。第３図にこのような金型の修正作業に
従来用いられていた装置を示す。固定盤５０には固定側
金型５２が固定されており、これと対向する位置に可動
盤５４が設けられており、これに可動側金型５６が固定
されている。両金型５２・５６の図中上部に位置センサ
５８が取り付けられており、可動側金型５６内にキャビ
ティ６０内の圧力を測定することが可能な圧力センサ６
２が設けられている。このような装置を用い、実際の射
出作業を行って、射出成形中の金型内圧力及び金型変形
量を同期して測定し、これらと、たとえば金型開閉方向
に測った成形品肉厚寸法の関係を調べて金型５２・５６
の修正を行う。射出作業は、第４図（イ）〜（ニ）に示
すように、両金型５２・５６を接触させて、これに一定
の型締力Ｆ１を加え、キャビティ６０内に溶融樹脂を時
間ｔ１〜ｔ２の間耐圧して成形し、さらに時間ｔ２〜ｔ
４の開成形品に固化収縮を補う保圧圧力を加えて冷却す
るようにしている。型締力Ｆ１は、成形品の投影面積に
、想定される金型内圧力Ｐ３を乗じたものよりも大きく
なるように設定しである。いま、型締力を作用させるこ
となく両金型５２・５６を接触させた金型開閉方向の位
置をＯとすると、第４図（イ）に示す型締力が０から所
定の値Ｆ、まで大きくなっていくにつれて固定側金型５
２及び可動側金型５６は、同図（ハ）に示すように、ρ
。の位置から型締方向に寸法ρ１まで弾性変形させられ
る。次にキャビティ６０内に樹脂が充てんされるにつれ
て同図（ロ）に示すように、時間ｔ１から時間ｔ３まで
金型内圧力が徐々に増大して最大値Ｐ３に達し、樹脂の
充てん後、金型内圧力は、金型内の溶融樹脂の冷却同化
に伴い、徐々に小さ（なり時間ｔ４で圧力Ｐ４になる。

この金型内圧力の変動に応じて金型５２・５６の変形量
も同図（ハ）に示すように変動する。すなわち、金型５
２・５６内に樹脂圧力が加わらない状態で寸法β１であ
った金型変形量は射出圧力の上昇とともに時間ｔ３で寸
法β３まで型開方向に変化し、溶融樹脂の冷却による金
型内圧力の減少に伴って寸法Ｉ２３から寸法２□近くま
で変化する。保圧及び冷却工程の終了とともに急速に金
型変形量はβ。付近に戻り、型開工程に入ることになる
。また、これに応じて第３図に示すキャビティ６０の寸
法りすなわち成形品の肉厚寸法は、第４図（ニ）に示す
ように変化し、最終的に設計値り、に近い寸法ｈ４とな
る。

（八）発明が解決しようとする課題 しかしながら、成形品を取り出した後も成形品に温度変
化があれば、成形品の寸法は変化するので、上記の関係
を把握し、金型の形状・寸法を的確に修正するのは、実
際には容易ではない。これに加えてショットごとの射出
量がある範囲内でばらつくため、これに応じて成形品の
肉厚寸法ｈ１がばらつくことになり、成形品の肉厚寸法
を所定の範囲内に収めることはかなり面倒であった。

本発明はこのような課題を解決することを目的としてい
る。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、実際の成形作業時にショットごとに成形中の
金型変形量を測定し、この金型変形量が一定となるよう
に型締力を変化させることにより上記課題を解決する。

すなわち、本発明の射出成形方法は、型締めした金型（
４・８）のキャビティ内に溶融樹脂を射出して、所定の
時間保圧し、冷却する工程を経て型開き後、成形品を取
り出す射出成形方法を対象としており、 所定の初期型締力で型締めしたときの固定側金型（４）
と可動側金型（８）との型締完了相対位置を紀憶し、射
出及び保圧・冷却の両工程にわたって金型（４・８）が
常に型締完了相対位置に位置するように型締力の大きさ
を制御している。

また、上記方法を実施するための本発明の射出成形装置
は、金型（４・８）と、これを開閉する型締シリンダ（
１０）と、型閉中の固定側金型（４）と可動側金型（８
）との相対位置を測定する位置センサ（１２）と、を有
する射出成形装置を対象としており、 型締シリンダ（１０）の油圧回路中に、これに供給する
作動油の圧力を調整可能なサーボ弁（１４）が設けられ
ており、 金型（４・８）が所定の初期型締力で型締めされたとき
の位置センサ（１２）が検出した型締完了相対位置信号
を記″ｌする記・重器（２４）と、型締完了相対位置信
号と成形中の上記位置センサ（１２）からの金型相対位
置信号とを比較し両信号が一致するように上記サーボ弁
（１４）に指令信号を出力する制御器（２６）と、が設
けられている。

なお、所定の初期型締力を設定可能であり初期型締力信
号を制御器（２６）に出力する初期型締力設定器（２８
）を設けてもよい。なお、かっこ内の符号は、後述する
実施例の対応する部材を示す。

（ホ）作用 可動側金型は、型締シリンダによって型開位置から型閉
位置に移動させられる。続いて、あらかじめ制御器から
の指令に応じてサーボ弁に設定された流体圧力を型締シ
リンダに作用させる。これにより金型は、流体圧力に対
応した所定の初期型締力で型締めされ、金型は型閉方向
に微小寸法だけ弾性変形する。この型締完了相対位置が
位置センサによって検出され、記憶される。次にキャビ
ティ内に溶融樹脂が射出され金型内圧が高くなると、こ
れに応じた量だけ金型は型開方向に弾性変形する。この
金型の相対位置は上記位置センサによって検出されてお
り、制御器はこれの型締完了相対位置からの金型変形量
が常にＯになるようにサーボ弁に指令信号を出力し、サ
ーボ弁は型締シリンダに供給する油圧力を調整する。こ
れにより型締シリンダから金型に作用する型締力の大き
さが変化し、型締シリンダは、金型を強制的に常に型締
完了相対位置に位置させる。こうすることによって射出
量がショットごとに異なっても、成形工程中、常に金型
は型締完了相対位置に保持されることになり、型開後取
り出された成形品の肉厚寸法を一定のものとすることが
できる。この場合、射出量がある範囲内でばらついても
、成形品の密度がこれに応じた範囲にばらつくことにな
り、成形品の外形寸法特に金型開閉方向に測った肉厚寸
法を一定のものとすることができる。

（へ）実施例 第１図に本発明の実施例を示す。固定盤２に固定側金型
４が固着されている。固定盤２は図示してない射出成形
機のベツドに固定されている。固定盤２と向かい合った
図中左方位置に可動盤６が配置されており、これに可動
側金型８が固着されている。可動盤６は、型締シリンダ
１０のピストンロッドに連結されており、これに駆動さ
れて図示してない射出成形機のベツド上を移動可能であ
る。これにより可動側金型８を固定側金型４と接触する
図示の型閉位置と、固定側金型４から離れた図中左方の
型開位置との間を移動させることが可能である。固定側
金型４及び可動側金型８によってキャビティＡが形成さ
れている。後述の初期型締力を作用した状態において、
キャビティＡの金型開閉方向に測った厚さ寸法り、が成
形品の温度変化を考慮に入れない場合の設計上の肉厚寸
法となる。キャビティＡには図示してない射出装置から
固定盤２の樹脂通路を経て溶融樹脂を射出可能である。

固定側金型４及び可動側金型８の図中上端部に位置セン
サ１２が取り付けられている。位置センサ１２は、固定
側金型４と可動側金型８との型開閉方向の相対位置の信
号を後述する金型変形量増幅器２２に出力することが可
能である。型締シリンダ１０の各流体ボートはサーボ弁
１４の各流体ボートを経て油圧ポンプ１８の吐出口及び
タンク１９に接続されている。サーボ弁１４はサーボ増
幅器１６を介して後述する制御器２６によって制御され
ており、型締シリンダ１０の型締側管路１０ａ及び型開
側管路１０ｂのいずれか一方に油圧ポンプ１８の吐出側
管路を切り換えるとともに、油圧ポンプ１８からの吐出
圧を所望の値に調整して型締シリンダ１０に供給するよ
うになっている。油圧ポンプ１８の最大吐出圧力はリリ
ーフ弁２０によって設定されている。

初期型締力設定器２８は、これに初期型締力を設定する
ことが可能であり、この設定値を制御器２６に出力する
ことが可能である。これにより初期型締めのために型締
シリンダ１０に供給するサーボ弁１４の吐出圧力を決定
することが可能である。すなわち、所定の型締力で可動
側金型８と固定側金型４とを締め付ける初期型締力を型
締シリンダ１０に作用させることが可能である。金型変
形量増幅器２２は、位置センサ１２からのアナログ信号
を増幅する増幅機能と、増幅されたアナログ信号をデジ
タル信号に変換するアナログ・デジタル変換機能とを有
している。金型変形量増幅器２２に入力された相対位置
信号のうち、初期型締力で型締めしたときの固定側金型
４と可動側金型８との型締完了相対位置の信号が記憶器
２４に人力され、これに記憶されるようになっており、
これ以外の相対位置の信号は金型変形量増幅器２２を経
て制御器２６に人力されるようになっている。制御器２
６には記憶器２４からの型締完了相対位置の信号も人力
されるようになっている。

すなわち、制御器２６には、記憶器２４からの信号、初
期型締力設定器２８からの信号及び金型変形量増幅器２
２を通った時々刻々の可動側金型８と固定側金型４との
相対位置信号が入力されるようになっている。制御器２
６は、上記各信号を用いてサーボ増幅器１６を介してサ
ーボ弁１４を制御し、型締シリンダ１０に作用する圧力
を調整することが可能であり、これにより固定側金型４
及び可動側金型８に作用する型締力を調整することが可
能である。

次に、この実施例の作用を第１及び２図を用いて説明す
る。いま型締シリンダ１０の型締側管路１０ａにはサー
ボ弁１４を介して油圧ポンプＩ８から作動油が供給され
ており、可動盤６は第１図示の型閉位置に移動したもの
とする。あらかしめ、初期型締力設定器２８に設定され
た設定値信号に基づく制御器２６からの指令によって型
締シリンダ１０の型締側管路１０ａには初期設定型締力
Ｆ、（第２図（イ）参照）に相当する圧力に設定された
作動油が供給される。これによって固定側金型４及び可
動側金型８は弾性変形して第２図（ハ）に示すように型
閉位置Ｉ２ｏから微小距離ｆ２１だけ型閉方向に変位し
た型締完了相対位置に位置する。この型締完了相対位置
は位置センサ１２によって検出されて金型変形量増幅器
２２を経て記憶器２４にデジタル値の型締完了相対位置
信号として記憶される。また、この型締完了相対位置信
号は記憶器２４から制御器２６に入力される。次に図示
してない射出装置から溶融樹脂がキャビティＡ内に射出
されるが、金型開閉方向に測った成形品の肉厚は、同図
（ニ）に示すように寸法り、となっている。樹脂の充て
んが進むにつれて金型内圧力が同図（ロ）に示すように
次第に大きくなり、所定の最大値Ｐ３にまで達する。こ
れに応じて固定側金型４及び可動側金型８も型開方向に
弾性変形しようとするが、この微小変形量は位置センサ
１２によって検出されており、同図（ハ）に示すように
、金型変形量が常に微小距離Ｉ２１となるように、型締
シリンダ１０に供給される作動油の圧力がサーボ弁１４
によって調整される。すなわち、同図（ニ）に示すよう
に成形品の肉厚は寸法ｈ１に維持されている。この状態
は、射出工程に続（保圧・冷却工程においても同様に維
持される。すなわち、同図（ハ）に示すように時間ｔ３
から時間ｔ４までの間に金型内圧が最大値Ｐ３から圧力
Ｐ４まで徐々に下がるのに応じて同図（イ）に示す型締
力は、力Ｆ３から力Ｆ４まで減らされる。これによって
金型変形量は微小距離β、の位置を維持し続け、成形品
の肉厚も寸法ｈ１のままに維持される。冷却終了後、可
動側金型８は開かれ成形品が取り出される。これにより
、成形品を設計どおりの寸法とすることができる。この
場合、射出量がある範囲内でばらついても、成形品の肉
厚寸法が一定になるように型締力が調整されるので、成
形品の密度がこれに応じた範囲にばらつくことになり、
結果として、成形品の金型開閉方向に測った肉厚寸法を
一定のものとすることができる。

（ト）発明の詳細 な説明してきたように、本発明によると、成形中、金型
が型締完了相対位置に常に位置するように型締力を調整
するようにしたので、金型の寸法調整作業を簡単にする
ことができ、製造された成形品の寸法を一定のものとす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の射出成形装置の構成図、第２
図（イ）〜（ニ）は本発明による溶融樹脂射出〜冷却の
様子を説明する線区、第３図は従来の金型調整作業に用
いられる装置の１例を示す図、第４図（イ）〜（ニ）は
従来の射出成形装置による溶融樹脂射出〜冷却の様子を
説明する線区である。 ２・　・固定盤、４・　・固定側金型、６・・・可動盤
、８・　・可動側金型、１０・・・型締シリンダ、１２
・　・位置センサ、１４・・・サーボ弁、２４・ ２６・　・制御器、２８ 設定器。 ・記憶器、 ・初期型締力 特　　許 代 人　株式会社日本製鋼所 人　弁理士　　宮内利行 ２日 第 図 型 一◆１４問 一昨間 ２・固定盤 ４Ｉ固定傷１を型 ６　可動型 ８ｉ１動イ堕り金型 ０・１１種シ１ノンク １２１位置でンサ １４　　サーボ弁 １６　τ−本糧幅器 ２２Ｉ金型変千ｌ増幅器 ２４　記憶語 ２６Ｉ電制御器 ２８・−ｖ７］期や袢力設定器 一軒問 呻吟闇 第 図 第 図 一稍・間 一蔚間 −＊闇

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、型締めした金型（４・８）のキャビティ内に溶融樹
   脂を射出して、所定の時間保圧し、冷却する工程を経て
   型開き後、成形品を取り出す射出成形方法において、 所定の初期型締力で型締めしたときの固定側金型（４）
   と可動側金型（８）との型締完了相対位置を記憶し、射
   出及び保圧・冷却の両工程にわたって金型（４・８）が
   常に型締完了相対位置に位置するように型締力の大きさ
   を制御することを特徴とする射出成形方法。 ２、金型（４・８）と、これを開閉する型締シリンダ（
   １０）と、型閉中の固定側金型（４）と可動側金型（８
   ）との相対位置を測定する位置センサ（１２）と、を有
   する射出成形装置において、型締シリンダ（１０）の油
   圧回路中に、これに供給する作動油の圧力を調整可能な
   サーボ弁（１４）が設けられており、 金型（４・８）が所定の初期型締力で型締めされたとき
   の位置センサ（１２）が検出した型締完了相対位置信号
   を記憶する記憶器（２４）と、型締完了相対位置信号と
   成形中の上記位置センサ（１２）からの金型相対位置信
   号とを比較し両信号が一致するように上記サーボ弁（１
   ４）に指令信号を出力する制御器（２６）と、が設けら
   れていることを特徴とする射出成形装置。 ３、所定の初期型締力を設定可能であり初期型締力信号
   を制御器（２６）に出力する初期型締力設定器（２８）
   が設けられている請求項２記載の射出成形装置。