JPH0671753B2

JPH0671753B2 - 射出成形装置

Info

Publication number: JPH0671753B2
Application number: JP2160727A
Authority: JP
Inventors: 忠雄恵木
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1990-06-19
Filing date: 1990-06-19
Publication date: 1994-09-14
Anticipated expiration: 2009-09-14
Also published as: JPH0452119A

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62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の間射出して成形し、
さらに時間t₂〜t₄の間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てある。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０とすると、第４図（イ）示す型締力が０か
ら所定の値F₁まで大きくなっていくにつれて固定側金型
52及び可動側金型56は、同図（ハ）に示すように、l₀の
位置から型締方向に寸法l₁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固化に伴い、徐々
に小さくなり時間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52・56内に樹脂圧力が加
わらない状態で寸法l₁であった金型変形量は樹脂圧力の
上昇とともに時間t₃で寸法l₃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l₃か
ら寸法l₁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l₀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ｈ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h₁に近い寸
法h₄となる。

（ハ）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h₄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。な
お、特開昭54−162757公報には、金型の一方のプレート
の接触面に配置された変位検出手段と、これより出力さ
れる信号を記憶する第１の記憶手段と、これより出力さ
れる信号及び前記変位検出手段より出力される信号との
差を演算する第１の演算手段と、これから型締完了時に
出力される信号を記憶する第２の記憶手段と、第２の記
憶手段より出力される信号と前記第１の記憶手段より出
力される信号との差を演算する第２の演算手段と、を有
する射出成形機の制御因子の検出手段が示されている。
しかしながら、このような構成では、記憶手段及び演算
手段がそれぞれ複数必要であり、また、これに伴って金
型の寸法調整作業が複雑になるという問題点がある。

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、記憶手段と演算手段とを簡単なものにするこ
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、
を有するものを対象としており、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（1
2）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（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０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。

（ヘ）実施例第１図に本発明の実施例を示す。固定盤２に固定側側金
型４が固着されている。固定盤２は図示していない射出
成形機のベッ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
されて図示していない射出成形機のベッド上を移動可能
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h₁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には図示していない射出装置
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の各流体ポートはサーボ弁14の
各流体ポ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に入力され、そ
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に入力され
るようになっている。制御器26には記憶器24からの型締
完了相対位置の信号も入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22を通って
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26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1
4を介して油圧ポンプ18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。
あらかじめ、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F₁（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l₀から微小
距離l₁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。次に図示してい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h₁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l₁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、射出工程に続く保圧・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F₄まで減らされる。これによって金型変
形量は微小距離l₁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）発明の効果以上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、従来よりも簡単な構成の装置で
ありながら、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
様子を説明する線図、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
説明する線図である。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……記憶器、26……制御器、28
……初期型締力設定器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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（14）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。
【請求項２】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１記載の射出成形装置。