(57)【要約】【課題】インサート成形でアンダーシュートが発生する場合であっても成形品の良否判定を正確に行うことができるようにする。【解決手段】金型内に樹脂材料を充填量が不足するように射出する射出ステップＳ２を有する。樹脂材料の不足分が補われるように金型に樹脂材料を押し込む保圧ステップＳ３を有する。金型内の圧力が上昇する期間において金型内の圧力の上昇割合を求める演算ステップＳ４を有する。圧力の上昇割合に基づいて成形品の良否を判定する判定ステップＳ５を有する。判定ステップＳ５においては、良否判定の対象となる圧力の上昇割合と、良品が成形されたときの圧力の上昇割合との差が許容範囲内にある場合に良と判定され、それ以外の場合は不良であると判定される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内に樹脂材料を充填量が不足するように射出する射出ステップと、
前記射出ステップの次に実施され、前記樹脂材料の不足分が補われるように前記金型に樹脂材料を押し込む保圧ステップと、
前記射出ステップから前記保圧ステップに移行した後に前記金型内の圧力が上昇する期間において前記金型内の圧力の上昇割合を求める演算ステップと、
前記圧力の上昇割合に基づいて成形品の良否を判定する判定ステップとを有し、
前記判定ステップにおいては、
良否判定の対象となる前記圧力の上昇割合と、
前記射出ステップおよび前記保圧ステップを含む成形法によって良品が成形されたときの前記圧力の上昇割合との差が予め定めた許容範囲内にある場合に良であると判定され、それ以外の場合は不良であると判定されることを特徴とする成形品の良否判定方法。
【請求項２】
金型の内部の圧力を検出する圧力検出部と、
射出成形法の射出工程で不足した樹脂材料を保圧工程で補う場合の前記保圧工程で金型内の圧力が上昇する期間において、前記圧力の上昇割合を求める演算部と、
前記射出工程で樹脂材料が不足しかつ前記保圧工程で樹脂材料の不足分が補われて良品が成形されたときの前記圧力の上昇割合を判定基準として記憶する記憶部と、
前記圧力の上昇割合に基づいて成形品の良否を判定する判定部とを有し、
前記判定部は、
良否判定の対象となる前記圧力の上昇割合と、
前記判定基準となる上昇割合との差が予め定めた許容範囲内にある場合に良であると判定し、それ以外の場合は不良であると判定するものであることを特徴とする成形品の良否判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型内の圧力の経時変化に基づいて良否判定を行う成形品の良否判定方法および成形品の良否判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂材料を射出成形法によって成形する場合の成形品の良否判定は、例えば特許文献１に記載されているように行うことができる。
特許文献１に開示されている良否判定方法は、射出工程からその後に続く保圧工程でアンダーシュートが発生しているか否かを検出して良否を判定する方法である。この良否判定方法においては、アンダーシュートが発生した場合の成形品が不良品と判定される。アンダーシュートの発生の有無は、射出工程から保圧工程に移行した直後に金型内の圧力が急速に低下する現象に基づいて検出されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３７０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている成形品の良否判定方法および良否判定装置では、インサート成形の場合には良否判定を正しく行うことができないという問題があった。この理由は、インサート成形時は、射出工程で金型の総容量より所定量だけ不足するように樹脂材料を射出し、その後に続く保圧工程で樹脂材料の不足分を補うようにしているからである。
【０００５】
すなわち、射出工程で樹脂材料が金型内に完全に充填されることがないから、射出工程が終了したときに樹脂材料が金型内の隙間に入るようになって金型内の圧力が急速に低下し（アンダーシュートが発生し）、上述した従来の良否判定方法では不良と判定されてしまう。射出工程で樹脂材料を金型内に完全に充填しない理由は、射出時のショック圧で製品内部へ樹脂材料が漏れたり、インサート部品の変形を引き起こす可能性があるからである。
【０００６】
本発明の目的は、インサート成形でアンダーシュートが発生する場合であっても成形品の良否判定を正確に行うことが可能な成形品の良否判定方法および成形品の良否判定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本発明に係る成形品の良否判定方法は、金型内に樹脂材料を充填量が不足するように射出する射出ステップと、前記射出ステップの次に実施され、前記樹脂材料の不足分が補われるように前記金型に樹脂材料を押し込む保圧ステップと、前記射出ステップから前記保圧ステップに移行した後に前記金型内の圧力が上昇する期間において前記金型内の圧力の上昇割合を求める演算ステップと、前記圧力の上昇割合に基づいて成形品の良否を判定する判定ステップとを有し、前記判定ステップにおいては、良否判定の対象となる前記圧力の上昇割合と、前記射出ステップおよび前記保圧ステップを含む成形法によって良品が成形されたときの前記圧力の上昇割合との差が予め定めた許容範囲内にある場合に良であると判定され、それ以外の場合は不良であると判定される方法である。
【０００８】
本発明に係る成形品の良否判定装置は、金型の内部の圧力を検出する圧力検出部と、射出成形法の射出工程で不足した樹脂材料を保圧工程で補う場合の前記保圧工程で金型内の圧力が上昇する期間において、前記圧力の上昇割合を求める演算部と、前記射出工程で樹脂材料が不足しかつ前記保圧工程で樹脂材料の不足分が補われて良品が成形されたときの前記圧力の上昇割合を判定基準として記憶する記憶部と、前記圧力の上昇割合に基づいて成形品の良否を判定する判定部とを有し、前記判定部は、良否判定の対象となる前記圧力の上昇割合と、前記判定基準となる上昇割合との差が予め定めた許容範囲内にある場合に良であると判定し、それ以外の場合は不良であると判定するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、良品が成形されたときと同等の成形が行われた場合に「良」であると判定され、それ以外の場合は「不良」と判定される。このため、インサート成形でアンダーシュートが発生する場合であっても、金型内の圧力の上昇割合に基づいて良否が判定される。したがって、成形品の良否判定を正確に行うことが可能な成形品の良否判定方法および成形品の良否判定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る成形品の良否判定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る成形品の良否判定方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】判定基準設定ステップを説明するためのフローチャートである。
【図４】判定ステップを説明するためのフローチャートである。
【図５】金型内の圧力の変化を示すグラフである。
【図６】金型内の圧力の変化を示すグラフである。
【図７】金型内の圧力の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る成形品の良否判定方法および成形品の良否判定装置の一実施の形態を図１〜図７を参照して詳細に説明する。
この実施の形態による成形品の良否判定方法は、射出成形法によってインサート成形を行う過程で実施される。このインサート成形は、図１に示すような金型１を使用して行われる。図１は、金型１内に樹脂材料２が充填された状態で描いてある。
【００１２】
金型１は、互いに接離可能な上金型３と下金型４とを有している。これらの上金型３と下金型４とには、スプルー５と、第１および第２のランナー６，７と、図示していないキャビティなどが形成されている。キャビティ内には、インサート部品が装填されている。
【００１３】
上金型３は、射出成形機８の射出部９に接続されている。この実施の形態による射出成形機８は、いわゆるショートショット成形を行うときと同様に、射出工程で金型１内に樹脂材料２を充填量が不足するように射出し、その後に続く保圧工程で樹脂材料２の不足分が補われるように金型１に樹脂材料２を押し込む。
【００１４】
金型１の第１および第２のランナー６，７は、スプルー５の下流端から金型１の一側方と他側方とに延びている。
下金型４における第１のランナー６を形成する部分には、圧力センサ１１が取付けられている。この圧力センサ１１は、本発明に係る良否判定装置１２の圧力検出部を構成するものである。
【００１５】
良否判定装置１２は、本発明に係る成形品の良否判定方法を実施するためのもので、圧力センサ１１（圧力検出部）と、演算部１３と、判定部１４と、記憶部１５などを有している。
圧力センサ１１は、金型１の内部の圧力を検出し、検出データとして演算部１３に送る。
演算部１３は、圧力センサ１１から送られた検出データを用いて金型１内の圧力の上昇割合を演算によって求める。ここでいう圧力の上昇割合とは、単位時間当たりの圧力上昇量である。
【００１６】
演算部１３は、成形中の予め定めた良否判定期間に上昇割合を求める。この良否判定期間については後述する。
また、演算部１３は、上述した上昇割合を記憶部１５に保存する機能も有している。
判定部１４は、演算部１３によって求められた圧力の上昇割合に基づいて良否判定を行う。この良否判定は、良否判定の対象となる成形品を成形しているときの圧力の上昇割合と、判定基準となる上昇割合とを比較して行われる。
【００１７】
この判定基準となる上昇割合とは、上述した射出工程および保圧工程を含む成形法によって良品が成形されたときの金型１内の圧力の上昇割合である。この実施の形態においては、成形品を生産するときと同一の成形手順で成形を行って良品が成形されたときの上昇割合に基づいて判定基準となる上昇割合が設定されている。
【００１８】
判定基準となる上昇割合を定めるにあたっては、良品が成形されたときの圧力の上昇割合のデータ（以下、単に「良品データ」という）を、複数の異なる良品毎に用意し、これらの複数の良品データの平均値や標準偏差などを用いて設定することができる。判定基準となる上昇割合のデータは、良否判定装置１２の演算部１３や、図示してない他の装置によって生成され、生成後に記憶部１５に保存される。また、この判定基準となる上昇割合のデータは、良否判定時に判定部１４によって記憶部１５から読み出される。
【００１９】
判定部１４は、良否判定の対象となる圧力の上昇割合と、判定基準となる上昇割合との差が予め定めた許容範囲内にある場合に良であると判定し、それ以外の場合は不良であると判定する。すなわち、判定部１４は、成形の過程にある金型１内の圧力の上昇割合（良否判定の対象となる圧力の上昇割合）が良品成形時の圧力の上昇割合と一致するか、この圧力の上昇割合に近いときに「良」と判定する。
【００２０】
記憶部１５は、上述した判定基準となる上昇割合のデータや、現在の金型１内の圧力の上昇割合のデータなどを記憶する。
【００２１】
次に、上述した良否判定装置１２を使用して本発明に係る成形品の良否判定方法を説明する。
この実施の形態による成形品の良否判定方法は、図２に示すように、判定基準設定ステップＳ１と、射出ステップＳ２と、保圧ステップＳ３と、演算ステップＳ４と、判定ステップＳ５とによって実施される。
判定基準設定ステップＳ１は、成形品の生産を開始する以前に実施され、その他の射出ステップＳ２と、保圧ステップＳ３、演算ステップＳ４および判定ステップＳ５は、成形品の生産が開始された後に成形品毎に実施される。
【００２２】
判定基準設定ステップＳ１は、生産時に良否判定を行う際の判定基準を設定するステップで、図３に示すように、射出ステップＳ１１と、保圧ステップＳ１２と、演算ステップＳ１３と、離型ステップＳ１４と、良品データ保存ステップＳ１５とによって実施される。図３に示す射出ステップＳ１１、保圧ステップＳ１２および演算ステップＳ１３における実施内容は、図２に示す生産時の射出ステップＳ２、保圧ステップＳ３および演算ステップＳ４における実施内容と同一である。
【００２３】
射出ステップＳ２，Ｓ１１においては、射出成形機８が金型１内に樹脂材料２を充填量が不足するように射出する。この実施の形態による良否判定方法によれば、金型１内の樹脂材料２の充填率が９５％程度であっても良否判定を行うことが可能である。
保圧ステップＳ３，Ｓ１２は、射出ステップＳ２，Ｓ１１の次に実施される。保圧ステップＳ３，Ｓ１２においては、射出成形機８が金型１内に樹脂材料２を不足分が補われるように押し込む。この保圧ステップＳ３，Ｓ１２は、予め定めた時間だけ継続して実施される。射出ステップＳ２，Ｓ１１と保圧ステップＳ３，Ｓ１２とが実施されているときの金型１内の圧力は、図５に示すように変化する。
【００２４】
図５に示すグラフの横軸は経過時間であり、縦軸は、圧力センサ１１によって検出された圧力、すなわち金型１内の圧力である。
金型１内の圧力は、図５に示すように、射出ステップ開始時ｔ１から上昇を開始し、射出ステップＳ２，Ｓ１１から保圧ステップＳ３，Ｓ１２に移行する切替時ｔ２において最大になる。
【００２５】
また、金型１内の圧力は、射出ステップＳ２，Ｓ１１が終了した直後に急速に低下する。このように圧力が低下する理由は、樹脂材料２が金型１内の隙間に入るからであると考えられる。そして、金型１内の圧力は、最低になった転換時ｔ３から再び上昇し、樹脂材料２の不足分や、ひけによる体積減少分が補われて金型１内が樹脂材料２で満たされた充填完了時ｔ４に最大となる。その後の金型１内の圧力は、樹脂材料２の固化に伴って徐々に低下する。
【００２６】
演算ステップＳ４，Ｓ１３においては、射出ステップＳ２，Ｓ１１から保圧ステップＳ３，Ｓ１２に移行した後に金型１内の圧力が上昇する期間で演算部１３によって金型１内の圧力の上昇割合が求められる。詳述すると、射出ステップＳ２，Ｓ１１から保圧ステップＳ３，Ｓ１２に移行した後であって、転換時ｔ３と充填完了時ｔ４との間の期間に、演算部１３によって金型１内の圧力の上昇割合が求められる。この上昇割合のデータは、一時的に記憶部１５に保存される。この実施の形態においては、転換時ｔ３と充填完了時ｔ４との間の期間が上述した「良否判定期間」に相当する。
【００２７】
金型１内の圧力の上昇割合は、図５においては圧力の変化を示す線の傾斜角に相当する。この線の傾斜角は、この実施の形態による良否判定期間内においては一定ではない。このため、この実施の形態においては、図５の線の傾斜角が最大になる上昇割合が演算ステップＳ４で記憶部１５に保存される。
【００２８】
判定基準設定ステップＳ１においては、演算ステップＳ１３の次に離型ステップＳ１４が実施され、その後に良品データ保存ステップＳ１５が実施される。離型ステップＳ１４においては、上金型３と下金型４とが開かれて金型１内から成形品が取り出される。
良品データ保存ステップＳ１５においては、金型１から取り出された成形品の良否が作業者（図示せず）によって判定される。
【００２９】
そして、その成形品が良品である場合に、この成形品を成形したときの金型１内の圧力の上昇割合が良品データとして記憶部１５に保存される。この実施の形態においては、この良品データ保存ステップＳ１５で複数の良品データの平均値や標準偏差などを用いて判定基準となる上昇割合が設定される。この判定基準となる上昇割合も良品データ保存ステップＳ１５で記憶部１５に保存される。
このように判定基準となる上昇割合が保存された後に成形品の生産が開始される。
【００３０】
成形品の生産が開始されると、図２に示すフローチャートの射出ステップＳ２と、保圧ステップＳ３と、演算ステップＳ４と、判定ステップＳ５とが成形品毎に実施される。これらのステップＳ２〜Ｓ５のうち、射出ステップＳ２、保圧ステップＳ３および演算ステップＳ４は、判定基準となる上昇割合を設定するときと同様に実施される。
【００３１】
判定ステップＳ５は、上述した良否判定期間における金型１内の圧力の上昇割合に基づいて成形品の良否を判定するステップである。
この判定ステップＳ５においては、図４に示すように、先ず、判定部１４が現在の上昇割合（良否判定の対象となる上昇割合）のデータを記憶部１５から読み出す（ステップＳ２１）。次に、判定部１４が判定基準となる上昇割合のデータを記憶部１５から読み出す（ステップＳ２２）。そして、判定部１４がこれらの２つの上昇割合の差を求め、この差が予め定めた許容範囲内にあるか否かを判別する（ステップＳ２３）。このとき、差が許容範囲内にある場合は、「良」と判定され（ステップＳ２４）、差が許容範囲外である場合には「不良」（ステップＳ２５）と判定される。
【００３２】
ここで、良否判定の原理を図５〜図７を用いて説明する。図５〜図７においては、良品成形時の金型１内の圧力変化が実線で示されている。この場合、上述した許容範囲は符号Ａで示す範囲になる。
現在の金型１内の圧力の上昇割合が判定基準となる上昇割合より低い場合は、図６中に破線で示すように金型１内の圧力が変化する。
【００３３】
この場合、充填完了時ｔ４の最大圧力が相対的に小さくなるとともに、良否判定期間内で破線の傾斜角が相対的に小さくなってこの破線が許容範囲Ａの外に位置するようになる。すなわち、このときの金型１内の圧力の上昇割合と、判定基準となる上昇割合との差が許容範囲Ａを下回るようになるから、判定部１４が「不良」と判定する。このため、樹脂材料２の流動性が低下したり、インサート部品に異常が生じて樹脂材料２が漏洩するような場合は、このように金型１内の圧力の上昇割合が相対的に低くなるために、成形品が不良品であると判定することができる。
【００３４】
一方、インサート部品が変形するほど射出工程で樹脂材料２が過度に射出された場合には、図７中に二点鎖線で示すように、保圧工程における金型１内の圧力の最大値が相対的に高くなるとともに、良否判定期間内における圧力の上昇割合が判定基準の上昇割合に対して高くなる。この場合は、現在の金型１内の圧力の上昇割合と判定基準の上昇割合との差が許容範囲Ａを上回るようになり、判定部１４が「不良」と判定する。このため、いわゆるオーバーモード不良も判定することができる。
【００３５】
したがって、この実施の形態による成形品の良否判定方法および成形品の良否判定装置１２によれば、良品が成形されたときと同等の成形が行われた場合に良であると判定される。このため、インサート成形でアンダーシュートが発生する場合であっても成形品の良否判定を正確に行うことが可能な成形品の良否判定方法および成形品の良否判定装置を提供することができる。
【００３６】
成形時の金型１の内圧値は、射出工程で金型１内に射出された樹脂材料２の充填量の目安になる。このため、この実施の形態による成形品の良否判定方法を実施する過程で樹脂材料２のロット変更や射出機能の低下などに起因して生じる樹脂材料２の流動性の変化や、インサート部品の異常による充填体積の変化などを推測することができる。したがって、この実施の形態によれば、成形品の良、不良の判定のみならず、金型１内で不良品が生じる傾向にあることを察知できるようになり、不良品が発生する以前に予防措置を採ることが可能になる。
【符号の説明】
【００３７】
１…金型、２…樹脂材料、１１…圧力センサ（圧力検出部）、１２…良否判定装置、１３…演算部、１４…判定部、１５…記憶部、Ｓ２，Ｓ１１…射出ステップ、Ｓ３，Ｓ１２…保圧ステップ、Ｓ４，Ｓ１３…演算ステップ、Ｓ５…判定ステップ、Ａ…許容範囲。
【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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