(57)【要約】  【課題】  半溶融状態で貯溜した樹脂を型締力により加圧してキャビティに充填する加圧充填成形での不良成形を、型締行程における移動時間や金型位置を監視することにより把握する。  【解決手段】  半溶融樹脂を貯溜室に溜める。金型の型締により半溶融樹脂を加圧してキャビティに充填する。型閉時点から金型速度が所定の速度以下になるまでの移動時間に対するモニタ幅を設定する。その移動時間がモニタ幅を超えた場合は成形不良とする。移動時間は型閉時点又は可動盤の移動手段の駆動圧力が型閉により設定圧力に達した時点から計時開始する。型締終了時点の金型位置に対するモニタ幅を設定する。金型位置がモニタ幅を超えた場合は成形不良とする。型締終了時点の金型位置が予め設定された補正値を超えた場合は、次の成形品のための樹脂量を、予め設定された補正量で補正する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料樹脂をスクリュ内装の供給装置により半溶融状態とし、その供給装置から固定盤に取付けた容積が可変する貯溜室に前記半溶融樹脂を充填して溜めたのち、該貯溜室側と可動盤とに取付けた金型の型締により、該貯溜室の前記半溶融樹脂を加圧して、前記半溶融樹脂を該貯溜室が備える型内ノズルからキャビティに充填するにあたり、
型閉時点から金型速度が所定の速度以下になるまでの移動時間に対するモニタ幅を設定し、その移動時間がモニタ幅を超えた場合は成形不良とすることを特徴とする樹脂の加圧充填成形における成形監視方法。
【請求項２】
前記移動時間は、型閉時点又は可動盤の移動手段の駆動圧力が型閉により設定圧力に達した時点から計時開始することを特徴とする請求項１に記載の樹脂の加圧充填成形における成形監視方法。
【請求項３】
材料樹脂をスクリュ内装の供給装置により半溶融状態とし、その供給装置から固定盤に取付けた容積が可変する貯溜室に前記半溶融樹脂を充填して溜めたのち、該貯溜室側と可動盤とに取付けた金型の型締により、該貯溜室の前記半溶融樹脂を加圧して、前記半溶融樹脂を該貯溜室が備える型内ノズルからキャビティに充填するにあたり、
型締終了時点の金型位置に対するモニタ幅を設定し、金型位置がモニタ幅を超えた場合は成形不良とすることを特徴とする樹脂の加圧充填成形における成形監視方法。
【請求項４】
前記型締終了時点の金型位置が、予め設定された補正値を超えた場合は、次の成形品のための樹脂量を、予め設定された補正量で補正することを特徴とする請求項３に記載の樹脂の加圧充填成形における成形監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半溶融状態で貯溜した樹脂を型締力により加圧してキャビティに充填する加圧充填成形における成形監視方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱硬化性樹脂の一成形手段として、ランナを設けることなく多数個の成形品を同時成形できることから、ランナレス成形と称されている加圧充填成形が知られている。この成形方法は材料樹脂をスクリュ内装の供給装置により半溶融し、その供給装置から固定盤に取付けた容積が可変する貯溜室にスクリュによって半溶融化した樹脂を充填して溜めたのち、貯溜室の加圧側と可動盤とに取付けた金型の型締により、該貯溜室の半溶融樹脂を可動部により加圧して、半溶融樹脂を貯溜室が備える型内ノズルからキャビティに充填して、所望の製品に成形するというものである。
【０００３】
このような加圧充填成形では、強大な型締力により貯溜室の半溶融樹脂が加圧されて、型内ノズルからキャビティに充填されるので、溶融状態でキャビティに充填される樹脂よりも、粘度が著しく高い半溶融状態の樹脂でも充填量の不足なく確実な成形が行え、また貯溜室にて半溶融樹脂の温度を硬化しない温度に制御できるので、多数ショット分の半溶融樹脂を貯溜しても樹脂が硬化することがなく、成形過程での半溶融樹脂の供給も継続して行い得ることなどから、連続成形が可能で歩留りも良く、成形効率も向上するとされている。
【特許文献１】特開２００２−９６３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この加圧充填成形における貯溜室は、半溶融樹脂が硬化しない温度に制御されているが、予期しない成形中の一時停止や、貯溜室の温度調節不良などで、貯溜室内の樹脂粘度が大きく変動することがあり、樹脂粘度が上昇すると、それが型締力に対する抵抗や樹脂の流動抵抗の変化となって、型内ノズルからキヤビティへの樹脂の充填量が不安定となり、成形状態にむらが生じ易くなる。
【０００５】
また貯溜室内の樹脂粘度の変化に伴いキャビティへの充填圧力も変化し、樹脂粘度が高くなるとショートショット、かすれ、バリ等が生じて不良成形となり、多数取りでは外観上は特に問題はない成形品でも、その中には成形品の使用目的から密度が不充分なものも生ずることがある。密度が極端に低い成形品は品質も低下するので、市場では流通しない不良成形品として取り扱われ、これが良品に混在するような状況にあると選別作業が必要となり、成形工程数の増加となるという課題を有する。
【０００６】
この発明は前記従来の課題を解決するために考えられたものであって、その目的は、貯溜された半溶融樹脂の粘度変化や型内ノズル詰まりなどに起因する成形不良の把握を、金型の型閉時点から型締終了時点までの時間や位置を監視することにより容易に行い得る新たな加圧充填成形における成形監視方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的によるこの発明は、材料樹脂をスクリュ内装の供給装置により半溶融状態とし、その供給装置から固定盤に取付けた容積が可変する貯溜室に前記半溶融樹脂を充填して溜めたのち、該貯溜室側と可動盤とに取付けた金型の型締により、該貯溜室の前記半溶融樹脂を加圧して、前記半溶融樹脂を該貯溜室が備える型内ノズルからキャビティに充填するにあたり、型閉時点から金型速度が所定の速度以下になるまでの移動時間に対するモニタ幅を設定し、その移動時間がモニタ幅を超えた場合は成形不良とするものであり、移動時間は型閉時点又は可動盤の移動手段の駆動圧力が型閉により設定圧力に達した時点から計時開始する、というものである。
【０００８】
またこの発明は、型締終了時点の金型位置（金型のパーティング位置）に対するモニタ幅を設定し、金型位置がモニタ幅を超えた場合は成形不良とするものであり、型締終了時点の金型位置が、予め設定された補正値を超えた場合は、次の成形品のための樹脂量を、予め設定された補正量で補正する、というものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明では、貯溜室の樹脂粘度が変化すると、キヤビティに充填される半溶融樹脂の樹脂量や樹脂密度も変化するため、型閉時点からの金型の移動時間や型締終了時点での金型位置も変化することになり、その時間や位置がモニタ幅内であれば良品、モニタ幅外であれば不良品として把握できるので、成形品の成形ごとに不良成形か否かを確実に判断することができる。
【００１０】
また型締終了時点の金型位置が、前記モニタ幅よりも狭い幅で設定された補正値に達した場合は、供給装置から貯溜室に供給する樹脂量を、前記補正値に対応した補正量で補うため、貯溜室には、その時点で最も適した量の樹脂量が貯溜されることになり、多数ショット分の樹脂量を貯溜して１ショットずつ成形してゆく場合でも、樹脂量不足による成形不良は生じ難く、加圧充填成形による成形品の品質が一段と向上するようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、この発明が採用される加圧充填成形機を例示すものである。
図中１は油圧を駆動力とする型締装置で、機台２に対設した固定盤３と、型締シリンダ４と一体の後方盤５との間に、可動盤６をタイバーに挿通支持して移動自在に備える。この可動盤６は型締シリンダ４から突出した型締ラム７と連結し、該型締ラム７により固定盤３に対し進退移動して、固定盤側と可動盤側とに分割して取付けた金型８，９の開閉と型締とを行う通常構造のものからなり、その型締装置１の固定盤側の機台上にインラインスクリュ式射出装置による供給装置１０が、加熱筒１０ａの先端の供給ノズル１０ｂを型締装置１に向けて設けてある。
【００１２】
１１は前記固定盤３の内側に取付けた型台で、図２に示すように、固定盤側の断面が凸状形の固定部１２と、その固定部１２に樹脂が漏出しないクリアランスをもって摺動自在に嵌合した断面が凹状形の可動部１３とからなり、その可動部１３の位置により容積（たとえば最大８００ｍｌ）が可変する半溶融樹脂の貯溜室１４が、固定部１２と可動部１３との間に生ずるようにしてある。
【００１３】
前記固定部１２の中央部には供給路１５を穿設したブッシュが嵌着してあり、その開口端に供給ノズル１０ｂをタッチして、加熱筒１０ａ内の半溶融樹脂を、スクリュ１０ｃの前進により供給装置１０から貯溜室１４に充填して、貯溜できるようにしてある。この半溶融樹脂の貯溜はスクリュ１０ｃの前進による充填圧力により可動部１３を押圧移動して貯溜室１４を拡張しながら行われ、その押圧移動は固定部１２と可動部１３とにわたり設けたピンとガイド溝とによる両側の制限板１６が許容する範囲に制限されている。
【００１４】
前記可動盤６と対面する可動部１３の板状部１３ａは、貯溜室１４の半溶融樹脂の圧縮板と金型取付板とを兼ねており、その板状部１３ａには多数のキャビティへの充填用の型内ノズル１７が等間隔に突出形成してある。また板面にはノズル部位を除いて断熱材１８が施してあり、その断熱材１８との間に断熱空間１９を設けて、各型内ノズル１７とノズルタッチする同数のゲート部８ａを凹設した板状の金型が、固定盤側の前記金型８として取付けてある。この金型８は可動部１３とにわたり設けた両側の制限板２０により可動部１３に連結され、その制限板２０の許容範囲を型開閉時に移動して、板状部１３ａと断熱材１８を介して接したり離れたりする。
【００１５】
前記金型８と対面する可動盤６の内面には、該金型８のゲート部８ａと同数のキャビティ２１（たとえば容積１〜１０ｍｌ）を同一位置に凹設したブロック状の金型が、可動盤側の金型９として取付けてある。この金型９は型締ラム７により可動盤６と共に前進移動して金型８と型閉し、さらに金型８と型締される。また型締ラム７による可動盤６の後退移動により金型８から離れて型開する。
【００１６】
前記型台１１及び金型８は、図面では省略するが、半溶融樹脂が硬化しない温度に加熱維持され、また可動盤６の金型９は材料樹脂が熱硬化性樹脂の場合、硬化温度に加熱維持されている。
【００１７】
前記供給装置１０は、外周囲に加熱手段（図示せず）を備えた加熱筒１０ａ内にて、スクリュ１０ｃの回転後退により、ホッパーから加熱筒内に送り込まれた熱硬化性樹脂（例えばフェノール樹脂とフィラーの複合材）を半溶融して、加熱筒先端内に設定ショット分（例えば１〜２ショット分）を計量する。計量後に半溶融樹脂はスクリュ前進により型台１１に射出充填される。この射出充填に際して型締装置１は型開状態にある。
【００１８】
型台１１では、図２に示すように、充填圧力（例えば９５Ｍｐａ以上）により板状部１３ａが押圧されて貯溜室１４が拡張し、計量された半溶融樹脂の全量が供給ノズル１０ｂから供給路１５を通って貯溜室１４に溜められる。この溜めは設定した貯溜量になるまで繰返し行われる。
【００１９】
貯溜量が設定量に達したらスクリュ１０ｃを前進限位置に停止し、貯溜室１４が型締力により加圧されても半溶融樹脂が加熱筒側に逆流しないように加熱筒先端を閉鎖する。型締装置１では供給終了と同時に油圧シリンダ４が作動し、型締ラム７が伸長駆動して型閉行程の開始となる。これにより可動盤６は金型９と共に前進移動して、該金型９を固定盤側の金型８に当接する。
【００２０】
金型８と可動部１３の板状部１３ａとの間には断熱空間１９があるので、可動盤６は両金型８，９が接した後もさらに金型８を前進移動し、図３に示すように、金型８を断熱材１８を介し可動部１３の板状部１３ａに押付けて型閉完了となる。この時点で両金型８，９により金型９のキャビティ２１はゲート部８ａを備えたキャビティとなり、そのゲート部８ａは型内ノズル１７とノズルタッチする。
【００２１】
前記型閉が完了する時点までは、可動盤６の移動に対する抵抗はないので、油圧シリンダ４における油圧力は高くなることはないが、型閉時点から後は貯溜室内の半溶融樹脂が可動盤６の前進移動に対する抵抗となるので油圧力が上昇し、行程は高圧型締力（たとえば１２２５〜１７５０ｋＮ）による金型８，９の型締に移行する。また型閉時点以後は、金型８，９を受ける可動部１３の板状部１３ａが型締力を受けるので、板状部１３ａにより貯溜室内の半溶融樹脂が加圧され、半溶融樹脂は板状部１３ａの型内ノズル１７からゲート部８ａを通ってキャビティ２１に充填される。半溶融樹脂はゲートを通過してキャビティ２１に入ると金型からの加熱によって粘度が低下する。
【００２２】
この板状部１３ａの加圧による半溶融樹脂の充填は、予め設定された型締作動時間終了まで行われる。金型８，９の高圧型締は型締作動時間が経過した時点で終了し、型圧抜きが金型８，９を当接したまま行われる。さらに金型８と断熱材１８との間に断熱空間１９を形成するために、型締ラム７を２〜６ｍｍほど後退させる。その間、キャビティ２１では熱硬化温度に維持された金型９により樹脂が熱硬化してゆく。供給装置１０では樹脂が熱硬化して型開される間に、次回成形の樹脂の半溶融化と計量が行われる。
【００２３】
キャビティ内の樹脂が十分に硬化すると行程は型開となって、型締ラム７が原位置まで後退作動する。これにより硬化した樹脂による成形品によりジョイントされた状態にある金型８，９とが、可動盤６と共に型閉状態で板状材１３ａから離れ、次に制限板２０により金型８の移動が拘束されて金型９のみが移動する。これにより金型８，９が型開する。成形品は接触面積の差により金型８から離れてキャビティ２１に残る。型開後に成形品の取出が行われる。
【００２４】
なお、金型８，９の型開時のジョイント維持は成形品によらず、図では省略したが、押圧力によりロック作動し、引張力によりロック解除となるラッチロック等の連結手段を、両金型８，９のパーティング面に設けて、制限板２０により移動が制限するところまで金型８を金型９と共に型開移動するようにしてもよい。
【００２５】
次に、図５のフローチャートにより本発明の成形監視方法について説明する。先ず貯溜室１４の半溶融樹脂の貯溜量が設定量に達すると、加圧充填成形がスタートして型閉行程が開始される。
【００２６】
金型９が可動盤６と共に前進移動して金型８と型閉し、さらに金型８を移動して、型台１１の可動部１３の板状部１３ａと断熱材１８を介して接する状態にする。両金型８，９が完全に型閉じた以後は貯溜した半溶融樹脂の加圧となり、型締シリンダ４の油圧力が上昇して型締となるので、板状部１３ａと接して完全に型閉した高圧切換時点を型閉時点（充填開始時点ともなる）とし、型閉時点から金型速度が所定の速度以下になるまでの移動時間に対する時間モニタの基準値と上下限値とを設定しておく。
【００２７】
時間モニタが上限値と下限値の間であれば成形品を良品、それ以外は不良品ととし、不良品が連続して発生して連続停止回数に達するとサイクル完了にして成形機を停止するようにしてある。なお、型閉時点の検出には、近接スイッチ、光電管、エンコーダなどの位置検出機器、型締シリンダの油圧力検出器、タイマーなど通常に採用されている検出手段が用いられる。
【００２８】
前記型閉時点が検出されると、その時点から金型速度が所定の速度以下になるまでの移動時間の計時が開始され（ステップ３１）、移動速度を監視する（ステップ３２）。移動速度が所定の速度以下となった所で計時を終了する（ステップ３３）。型閉時点から型締終了までの移動時間がモニタ幅内であれば成形良好と判定（ステップ３５）。モニタ幅外は成形不良と判定する（ステップ３６）。
【００２９】
図６は、型閉した金型８，９（型閉金型という）の型締終了時点の位置を充填完了位置として、その位置を通常の手段により監視する方法である。先ずキャビティ２１への半溶融樹脂の充填完了を型締終了位置から判断する。型締終了位置は予め設定された型締行程時間の計時終了で判断される（ステップ４０，４１）。型締行程が終了すると図示しない制御装置が金型９の位置を記憶する（ステップ４２）。
【００３０】
その記憶された型締終了位置から、型閉金型８，９の位置がモニタ幅内であるか否かを判断する（ステップ４３）。モニタ幅から外れた場合は不良品として判定し（ステップ４４）、モニタ幅内であれば良品と判定する（ステップ４５）。良品の場合は、金型位置が図７に示す複数の補正値を超えたか否かを判断する（ステップ４６）。
【００３１】
不良品の場合は、補正値を超えているためステップ４７へ移る。金型位置が＋補正値１と−補正値１の間であれば、樹脂量は適量であると判断し、次の成形品のための樹脂量は前回と同じ量となる。−補正値１を下回った場合は、金型位置が小さく（可動部１３が固定部１２に近づく位置）、キヤビティ２１に樹脂が多く入ったと判断できるため、次の成形品のための樹脂量は前回よりも補正量１の分増加させる（ステップ４８）。＋補正値１を上回った場合は（ステップ４９）、金型位置が大きく（可動部１３が固定部１２から離れる位置）、キヤビティに入った樹脂が少なかったと判断できるため、次の成形品のための樹脂量は補正量１の分減少させる（ステップ５０）。
【００３２】
図中の補正値２を設ける場合は、適量幅から補正値１よりも大きく外れる値であることが好ましい。大きく外れた場合は、適量に戻すために樹脂量も大きく補正する必要があるため、補正量２も補正量１よりも大きな値であることが好ましい。
【００３３】
前記のように、型閉終了時の型閉金型８，９の位置によって樹脂量を補正することにより、貯溜室内の樹脂粘度や反応度などが変化した場合や、加熱筒内に供給され半溶融化される樹脂の密度が変化した場合でも、その時点で最適な樹脂量を供給することができ、品質の安定した成形品を得ることができる。更に、成形不良監視と組み合わせることにより、補正で補えずに成形不良となった成形品を検出することができ、品質の向上につながる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明に係わる成形監視方法を採用し得る加圧充填成形機の一部縦断側面図である。
【図２】加圧充填成形用の金型装置の型開時の縦断側面図である。
【図３】金型装置の型閉時の縦断側面図である。
【図４】金型装置の型締終了時（充填完了時）の縦断側面図である。
【図５】移動時間による成形監視のフローチャートである。
【図６】金型位置による成形監視のフローチャートである。
【図７】金型位置による成形監視のモニタ幅からの補正量判別図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    型締装置
３    固定盤
４    型締シリンダ
６    可動盤
７    型締ラム
８    固定盤側の金型
８ａ  ゲート部
９    可動盤側の金型
１０    供給装置
１１    型台
１２    固定部
１３    可動部
１３ａ  板状部
１４    貯溜室
１５    供給路
１７    充填用の型内ノズル
１８    断熱材
２１    キャビティ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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