(57)【要約】【課題】高い測定精度を備えた離型力測定装置を提供する。【解決手段】離型力測定装置５０は、キャビティ７が形成された測定用成形型（固定側型板３）と、キャビティ７の開放面を閉鎖する閉鎖部材２０と、閉鎖部材２０を支持する型板部材（可動側型板９）と、キャビティ７内の成形品４０を閉鎖部材２０から離間させる可動側エジェクターピン１４と、可動側エジェクターピン１４に作用する力を測定する圧力センサ１５とを備える。閉鎖部材２０は、可動側型板９に固定された評価用プレート２１と、評価用プレート２１の外周面に内周面が摺接した状態で可動側エジェクターピン１４によって押し出されるストリッパプレート２２とで構成される。評価用プレート２１の外周面２５の評価用プレート下面２４からの開き角をθ１、ストリッパプレート２２の内周面２８がストリッパプレート上面２６からの開き角をθ２としたときに、θ１＞θ２とされる。【選択図】図５
2017222060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティが形成され該キャビティの一端面が開放している測定用成形型と、該測定用成形型のキャビティ開放面を閉鎖する平板状の閉鎖部材と、前記閉鎖部材を支持する型板部材と、エジェクターピンと、前記エジェクターピンに作用する力を測定するセンサとを少なくとも備えた離型力測定装置であって、
前記閉鎖部材は前記型板部材に固定された評価用プレートと前記型板部材には非固定であってその内周面の上端縁が前記評価用プレートの外周面に摺接するストリッパプレートとで構成され、前記エジェクターピンは前記ストリッパプレートの裏面に当接して前記ストリッパプレートを押し上げるようになっており、
前記評価用プレートの外周面の評価用プレート下面からの開き角をθ１、前記ストリッパプレートの内周面のストリッパプレート上面からの開き角をθ２としたときに、θ１＞θ２であることを特徴とする離型力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は離型力測定装置、特に、樹脂成形品を成形用の金型から離型させるのに必要な力（離型力）を測定するための離型力測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、射出成形装置などにおいて、固定型と可動型で形成されるキャビティ内に熱硬化性樹脂を充填し、樹脂が硬化した後に金型を開いて、成形品を金型から取り出す（離型する）ことが行われる。離型の際に、成形品が金型に張り付き、取り出し不良となって、生産性の低下につながることがある。それを回避するために、この「張り付き現象」を高い精度で再現させて、張り付き現象の調査や検証を行う必要があり、そのための装置や方法がいくつか提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載の離型力測定装置では、テストピースを測定したい実際の成形型と同一条件をもって製作して用意し、離型力測定装置の測定用成形型のキャビティの開口部に前記テストピースを当接した状態で測定用成形品を樹脂成形する。そして、エジェクターピンの押上げ力によって、測定用成形品をテストピースに対し移動させてテストピースと測定用成形品との接着界面を剥離させ、剥離時の荷重をロードセルで測定することで、離型力を測定するようにしている。
【０００４】
特許文献２には、成形品を下側型板（下金型）から突き出すための下型エジェクターピンの側面に、歪ゲージを貼り付けておき、下型エジェクターピンが成形品を突き出すことによって生じた下型エジェクターピンの歪みを歪ゲージで検出し、これによって離型力を測定するようにした離型力測定方法および樹脂成形用金型が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１１７９４１号公報
【特許文献２】特開平１０−１５６８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の離型力測定装置では、テストピースと測定用成形品との接着界面における剥離時の応力を測定するため、テストピースと同一条件の実際の成形型からの、測定用成形品と同一条件で樹脂成形された樹脂成形品の純粋な離型力を測定できると解される。しかし、張り付き力を忠実に再現するためには、実際の成形装置の場合と同等の熱伝導性を離型力測定用の装置に持たせることが重要であるところ、この装置では、下型下面の接触面が少ないことから、金型の熱伝導が不十分となり、樹脂硬化度が実際の製品を成形する場合と一致しない恐れがある。
【０００７】
特許文献２に記載の樹脂成形用金型では、成形品を上側型板（上金型）から離型させた後、成形品に当接している下型エジェクターピンを上昇させることで、成形品のみを下側型板（下金型）から離型するようにしており、離型力の測定精度は高くなることを期待できるが、使用する樹脂の粘度が低い場合には、下側型板に形成したピン穴と下型エジェクターピンとのクリアランスに樹脂が浸入し、両者間に大きな摺動抵抗が発生する恐れがある。このような摺動抵抗は測定誤差を生じさせるので、回避しなければならない。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、高い測定精度を維持しながら、ピン穴と下型エジェクターピンとのクリアランスに樹脂が浸入することで両者間に大きな摺動抵抗が生じるのも回避することができる、より改良された離型力測定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による離型力測定装置は、キャビティが形成され該キャビティの一端面が開放している測定用成形型と、該測定用成形型のキャビティ開放面を閉鎖する平板状の閉鎖部材と、前記閉鎖部材を支持する型板部材と、エジェクターピンと、前記エジェクターピンに作用する力を測定するセンサとを少なくとも備えた離型力測定装置であって、前記閉鎖部材は前記型板部材に固定された評価用プレートと前記型板部材には非固定であってその内周面の上端縁が前記評価用プレートの外周面に摺接するストリッパプレートとで構成され、前記エジェクターピンは前記ストリッパプレートの裏面に当接して前記ストリッパプレートを押し上げるようになっており、前記評価用プレートの外周面の評価用プレート下面からの開き角をθ１、前記ストリッパプレートの内周面のストリッパプレート上面からの開き角をθ２としたときに、θ１＞θ２であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による離型力測定装置では、成形時にキャビティの開放面は閉鎖部材で閉じられており、成形後は、型を開いた状態で、エジェクターピンにより、閉鎖部材の一部であるストリッパプレートを押し上げる。成形品は、ストリッパプレートとともに押し上げられるが、閉鎖部材の前記評価用プレートの部分は閉鎖部材を支持する型板部材に固定されており、ストリッパプレートとともには持ち上がらない。したがって、エジェクターピンの移動によって、成形品がストリッパプレートとともに上方に移動しようとするとき、成形品と閉鎖部材の前記評価用プレート部分との間の張り付き力に対応した力が、エジェクターピンを介してセンサに伝えられる。このときの、成形品が評価用プレートから離型するときの力が、離型力として測定される。
【００１１】
エジェクターピンは型板部材に形成されたピン穴内を上下に摺動し、エジェクターピンと前記ピン穴の間にクリアランスは存在するが、該ピン穴の上には前記ストリッパプレートが位置しており、そこがバリアとなるので、成形用の樹脂が前記クリアランス内に入り込むことはない。そのために、エジェクターピンの摺動抵抗が増大することはない。
【００１２】
閉鎖部材を構成する評価用プレートの外周面とストリッパプレートの内周面とは、その上縁部の近傍において摺接している。そのために、その摺接部から樹脂が入り込む恐れがあるが、本発明の離型力測定装置では、前記評価用プレートの外周面のプレート下面からの開き角をθ１、前記ストリッパプレートの内周面のプレート上面からの開き角をθ２としたときに、θ１＞θ２とされており、そのために、両者の摺接部位は全周にわたる線接触を形成することとなって評価用プレートとストリッパプレートとの間の摺接部位から樹脂が浸入するのを確実に回避できる。それにより、ストリッパプレートが上方に移動するときの摺動抵抗の増大を回避でき、結果として、成形品と評価用プレートとの間の離型力をセンサによって高い精度で測定することが可能となる。
【００１３】
また、測定用成形型として実際の成形装置と同等のものを用い、また実際の成形品と同等の形状である測定用成形品の裏面側の全面に閉鎖部材が接するようになっていることから、十分な熱伝導性を確保することができ、樹脂硬化度等を実際の製品を成形する場合とほぼ一致させることが可能となる。
【００１４】
それらのことから、本発明による離型力測定装置では、前記閉鎖部材における少なくとも前記評価用プレートを、実際に使用する成形装置の金型とパラメータが同じ条件となるように製作しておくことにより、実際の成形装置を用いて成形品を成形するときの金型からの離型力と整合した離型力を高い精度で測定することができるようになる。そして、この測定値に基づいて、実際の成形装置での離型力を精度よく求めることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による離型力測定装置の一例を示す断面図であり成形時の状態を示している。
【図２】図１に示す離型力測定装置が型を開いた状態を示す断面図。
【図３】図１に示す離型力測定装置での離型時の状態を示す断面図。
【図４】図１に示す離型力測定装置での摺動抵抗を説明するための図。
【図５】図１に示す離型力測定装置での閉鎖部材を説明するための拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明による離型力測定装置の一実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１に示すように、離型力測定装置５０は、固定側取付板１に対して、固定用スペーサブロック２を介して、測定用成形型として機能する固定側型板３が取り付けられている。固定側取付板１と固定側型板３との間には、固定側エジェクタープレート下４と固定側エジェクタープレート上５が位置しており、そこには、適数本の固定側エジェクターピン６が固定側型板３に対して上下方向に摺動できるように取り付けられている。
【００１８】
固定側型板３の下面側には成形用空間であるキャビティ７が形成されており、該キャビティ７の下端面は開放している。固定側型板３には、キャビティ７に成形用樹脂（例えば熱硬化性樹脂）を充填する樹脂充填口８が形成されており、成形時に、図示しない射出機ノズルから、該樹脂充填口８を通して、キャビティ７に内に成形用樹脂（例えば熱硬化性樹脂）が充填される。
【００１９】
固定側型板３に対向して、可動側型板９が位置しており、該可動側型板９は、可動側スペーサブロック１０を介して、可動側取付板１１に接続している。可動側型板９と可動側取付板１１との間には、可動側エジェクタープレート下１２と可動側エジェクタープレート上１３が位置しており、そこには、適数本の可動側エジェクターピン１４が可動側型板９に対して上下方向に摺動できるように取り付けられている。可動側エジェクターピン１４の下端と可動側エジェクタープレート下１２との間には、圧力センサ１５が取り付けられており、圧力センサ１５からの信号（電荷）はアンプ１６を介してデータロガー１７に伝えられる。なお、圧力センサ１５は、適宜の圧力センサを用いることができるが、上記の実施の形態では、水晶圧電式の圧力センサを用いており、受けた力に比例した電荷を出力し、アンプ１６で電荷を電圧に変換し、さらにデータロガー１７で電圧を圧力に変換することで、後記する離型力および摺動抵抗を測定するようにしている。
【００２０】
可動側型板９の上面における、前記測定用成形型である固定側型板３に形成した成形用空間であるキャビティ７の開放面に対向する位置には、閉鎖部材２０が配置されている。閉鎖部材２０は、前記キャビティ７の開放面の全面を閉鎖できる大きさである。また、閉鎖部材２０は、キャビティ７の開放面の中央部分に対向して位置する評価用プレート２１と、該評価用プレート２１の外周側に位置するストリッパプレート２２の２つの部材から形成されている。
【００２１】
図５を参照して、閉鎖部材２０の一例を詳細に説明する。評価用プレート２１は全体として中心軸Ｏを持つ平板状の部材であり、該中心軸Ｏに直交する互いに平行な上面２３と下面２４、および上面２３の外周縁と下面２４の外周縁とを接続する外周面２５を有している。平面視で前記上面２３の外周縁は前記下面２４の外周縁の内側（中心軸Ｏ側）に位置しており、前記外周面２５は、前記下面２４からの開き角θ１（＜９０度）の角度で傾斜する傾斜面となっている。限定されないが、開き角θ１は８０〜８７度程度が好ましい。
【００２２】
ストリッパプレート２２も全体として平板状の部材であり、前記評価用プレート２１と共通の中心軸Ｏに直交する互いに平行な上面２６と下面２７、および上面２６の内周縁と下面２７の内周縁とを接続する内周面２８とを有している。平面視で前記上面２６の内周縁は前記下面２７の内周縁の内側（中心軸Ｏ側）に位置しており、前記内周面２８は、前記上面２６からの開き角θ２（＜θ１）の角度で傾斜する傾斜面となっている。限定されないが、開き角θ２は７９．５〜８６．５度程度が好ましい。
【００２３】
図示しないが、ストリッパプレート２２の平面視での前記上面２６の内周縁の形状は、評価用プレート２１の前記上面２３の外周縁の平面視での形状と相似形状となっており、評価用プレート２１の上面２３の外周縁部分に対して、ストリッパプレート２２の上面２６の内周縁部分がその全周において線接触するようになっている。
【００２４】
また、ストリッパプレート２２の厚みは、それが評価用プレート２１より厚いと、評価用プレート２１の上面２１の外周縁とストリッパプレート２２の上面２６の内周縁とが線接触せず、ストリッパプレート２２の内周縁側から樹脂が浸入してしまうので、図５に示すように、ストリッパプレート２２の厚みは、前記評価用プレート２１の厚みよりもわずかに薄くされている。また、省略も可能であるが、ストリッパプレート２２の内周面２８における下端側領域には、全周にわたって、切欠き３０が形成されている。
【００２５】
上記の離型力測定装置５０を用いて、離型力を測定するときの手順を説明する。図１に示すように、可動側型板９の上面における所定の位置、すなわち、固定側型板３に形成した成形用空間であるキャビティ７の開放面に対向する位置に、閉鎖部材２０を配置する。そのときに、適宜の手段で、評価用プレート２１のみを可動側型板９の上面に固定する。型締めを行い、図示しない射出機ノズルから成形用樹脂を射出し、樹脂充填口８を通してキャビティ７に内に樹脂を充填する。その後、一定圧をかけながら（保圧）、樹脂を硬化させ、指定時間の経過後に型を開く。
【００２６】
次に、図２に示すように、型を開くと同時に、固定側エジェクタープレート上５と固定側エジェクタープレート下４を前進（図示の例では下方に向けて移動）させる。それにより、成形品４０は、固定側エジェクターピン６により押し出され、キャビティ７から離型する。
【００２７】
次に、図３に示すように、可動側エジェクタープレート下１２と可動側エジェクタープレート上１３を前進（図示の例では上方に向けて移動）させる。それにより、裏面側が可動側エジェクターピン１４に当接しているストリッパプレート２２が、上方に押し出される。ストリッパプレート２２の上方への移動により、成形品４０はストリッパプレート２２とともに上方に移動し、成形品４０は評価用プレート２１から離型させられる。
【００２８】
ここで、この際のストリッパプレート２２を押し出す力を「離型力」、成形品４０が評価用プレート２１に張り付く力を「張り付き力」、可動側エジェクターピン１４と可動側型板９のピン穴側面との摩擦力を「摺動抵抗」と定義すると、「離型力」は、「張り付き力」と「摺動抵抗」の合計になっており、この「離型力」は、可動側エジェクターピン１４を介して圧力センサ１５に伝えられる。そして、「摺動抵抗」については、図４に示すように、成形品のない状態でストリッパプレート２２を押し出す「空打ち」により測定することができるので、この値と「離型力」とにより「張り付き力」を演算することができる。
【００２９】
前記のように、本発明による離型力測定装置５０では、可動側エジェクターピン１４は可動側型板９に形成されたピン穴内を上下に摺動し、可動側エジェクターピン１４と前記ピン穴の間にクリアランスは存在するが、該ピン穴の上にはストリッパプレート２２が位置しており、そこがバリアとなるので、成形用の樹脂が前記クリアランス内に入り込むことはない。そのために、可動側エジェクターピン１４の摺動抵抗が予期せずに増大することはない。
【００３０】
また、閉鎖部材２０を構成する評価用プレート２１の外周縁とストリッパプレート２２の内周縁とは、その上縁部の近傍において摺接しており、かつ、評価用プレート２１の外周面の当該評価用プレート２１の下面２４からの開き角をθ１、ストリッパプレート２２の内周面の当該ストリッパプレート２２の上面２６からの開き角をθ２としたときに、θ１＞θ２とされているので、両者の摺接部位は全周にわたる線接触が形成されるとともに、その合わせ面はテーパー合わせとなっている。この構造により、評価用プレート２１とストリッパプレート２２との間の摺接部位の密着性を高めることができ、その部位から樹脂が浸入するのを阻止することができる。それにより、ストリッパプレート２２が上方に移動するときの摺動抵抗の増大を回避でき、結果として、成形品４０と評価用プレート２１との間の離型力を、圧力センサ１５によって高い精度で測定することが可能となる。
【００３１】
さらに、固定側型板３には実際の成形装置と同等のキャビティ７が形成されており、実際の成形品と同等の形状である測定用成形品４０の裏面全面に閉鎖部材２０が接するようになっていることから、十分な熱伝導性を確保することができ、樹脂硬化度等を実際の製品を成形する場合とほぼ一致させることが可能となる。この点からも、精度の高い離型力の測定が可能となる。
【００３２】
必須ではないが、ストリッパプレート２２の内周面２８における下端側領域には、全周にわたって、切欠き３０が形成されている。この形態では、型締めの際に、ストリッパプレート２２は可動側エジェクターピン１４により下面側を支持されながら下方に向けて移動することが可能であり、その際に、ストリッパプレート２２の内周面２８の上端縁は評価用プレート２１の外周面２５に沿って弾性（曲げ）変形しながら面当たりするようになり、両者間の密着性はさらに向上する。それにより、ストリッパプレート２２が上方に移動するときの摺動抵抗の増大を一層確実に回避することができるようになる。
【００３３】
上記のように、本発明による離型力測定装置５０を用いる際に、前記閉鎖部材２０における少なくとも前記評価用プレート２１を、実際に使用する成形装置の金型とパラメータが同じ条件となるように製作しておくことにより、実際の成形装置を用いて成形品を成形するときの金型からの離型力を精度高く推定することができ、この離型力あるいは張り付き力を検証および解析することで、実際の成形装置で生じる「張り付き力」の要因調査や対策検討が可能となる。
【符号の説明】
【００３４】
５０…離型力測定装置、
４０…成形品、
１…固定側取付板、
２…固定用スペーサブロック、
３…測定用成形型として機能する固定側型板、
４…固定側エジェクタープレート下、
５…固定側エジェクタープレート上、
６…固定側エジェクターピン、
７…成形用空間であるキャビティ７、
８…樹脂充填口、
９…可動側型板（型板部材）、
１０…可動側スペーサブロック、
１１…可動側取付板、
１２…可動側エジェクタープレート下、
１３…可動側エジェクタープレート上、
１４…可動側エジェクターピン、
１５…圧力センサ、
１６…アンプ、
１７…データロガー、
２０…閉鎖部材、
２１…評価用プレート、
２２…ストリッパプレート、
２５…評価用プレートの外周面、
２８…ストリッパプレートの内周面、
３０…ストリッパプレートの内周面における下端側領域に形成された切欠き、
θ１…評価用プレートの外周面が水平面となす角度、
θ２…ストリッパプレートの内周面が水平面となす角度。
【図１】
2017222060.tif 000003
【図２】
2017222060.tif 000004
【図３】
2017222060.tif 000005
【図４】
2017222060.tif 000006
【図５】
2017222060.tif 000007