(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内に溶融樹脂を射出すると共に、金型内の樹脂中に高圧ガスを注入するガスアシスト射出成形用の射出成形機において、
射出成形機本体の全体制御や射出成形機に設けられた表示装置の出力画像処理を行うシステムコントローラを備えると共に、金型内のガス圧を計測する圧力センサを設けて、
前記システムコントローラは、前記圧力センサによる実測データに基づいて、前記射出成形機に設けられた前記表示装置に、金型内のガス圧のグラフィックを時間軸に沿って表示するとともに、前記と同一の時間軸に沿って、金型へのガス注入用切替制御弁と金型からのガス排気用切替制御弁とのオン／オフロジックグラフィックを併せて表示するようにしたことを特徴とするガスアシスト成形用の射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型内に溶融樹脂を射出すると共に、金型内の樹脂中に高圧ガスを注入（圧入）する、中空射出成形の１種であるガスアシスト成形用の射出成形機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出し、このキャビティ内の溶融樹脂が固化する前に、樹脂中に１００〜３００ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の高圧のガス（通常は不活性ガスである窒素ガス）を注入するガスアシスト射出成形は、樹脂の内部から保圧圧力を樹脂に対して付与して、樹脂の表面側をキャビティの内壁面に押し付けるので、転写性よく、かつヒケ等のない良品が成形でき、また、成形品重量を軽減できる。
【０００３】
このようなガスアシスト射出成形を行う従来の射出成形機では、ガス供給装置において設定圧力に制御された高圧ガスを、ガス注入用切替制御弁を介して、金型のキャビティ内の樹脂中に注入するようになっており、ガス供給装置側においてはガス圧値は監視されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように従来のガスアシスト射出成形用の射出成形機においては、所望の設定圧力値となるように、ガス供給装置でガス圧をコントロールしており、ガス供給装置側では、出力ガス圧値を圧力センサで把握するようになっている。しかしながら、ガス供給装置から、ガス配管，ガス注入用切替制御弁を介して金型内の樹脂中に導入されたガスの圧力挙動を、監視・把握することに関しては配慮がなされておらず、このため、金型内のガスの圧力挙動を把握することができなかった。ところが、ガスアシスト射出成形によって良品成形を達成するためには、金型内のガスの圧力挙動を把握することこそが実際には重要な事項であって、金型内のガスの圧力挙動を一目で視認性よく把握できる射出成形機の実現が望まれていた。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、ガスアシスト射出成形用の射出成形機において、金型内のガスの圧力挙動を一目で視認性よく把握できるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した目的を達成するため、ガスアシスト射出成形用の射出成形機において、射出成形機本体の全体制御や射出成形機に設けられた表示装置の出力画像処理を行うシステムコントローラを備えると共に、金型内のガス圧を計測する圧力センサを設けて、システムコントローラは、圧力センサによる実測データに基づいて、射出成形機に設けられた表示装置に、金型内のガス圧のグラフィックを時間軸に沿って表示するとともに、前記と同一の時間軸に沿って、金型へのガス注入用切替制御弁と金型からのガス排気用切替制御弁とのオン／オフロジックグラフィックを併せて表示するように、構成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の実施の１形態例（以下、本例と称す）に係るガスアシスト射出成形用の射出成形機の要部構成を示す図である。
【０００８】
図１において、１はエア源、２は窒素ガス発生装置、３，４は逆止弁、５はガス昇圧機構、６は第１の圧力センサ、７はガス注入用切替制御弁、８はガス排気用切替制御弁、９は第１の電磁制御弁、１０は第２の電磁制御弁、１１は第２の圧力センサ、１２は固定側金型と可動側金型とで構成される成形用の金型、１３は成形品形成用の空間たるキャビティ、１４は電動サーボモータ、１５はサーボアンプ、１６はシステムコントローラ、１７は表示装置である。
【０００９】
エア源１からの所定圧力（例えば、５ｋｇｆ／ｃｍ2 程度）のエアは、公知の例えば膜分離式（フィルタ式）の窒素ガス発生装置２に供給され、窒素ガス発生装置２は、供給されたエア（空気）から窒素ガスを分離・生成して連続的に出力する。また、エア源１からのエアは、第１の電磁制御弁９および第２の第２の電磁制御弁１０にも出力される。
【００１０】
窒素ガス発生装置２から出力された窒素ガスは、逆止弁３を介して、後でその詳細を説明するガス昇圧機構５に供給され、電動サーボモータ１４によって駆動制御されるガス昇圧機構５によって、キャビティ１３内の樹脂中に圧入する設定圧力まで昇圧（圧縮）される。
【００１１】
ガス昇圧機構５から出力される高圧窒素ガスは、ガス排気用切替制御弁８を閉じた状態で、第１の電磁制御弁９からのエアによってガス注入用切替制御弁７を開くことによって、キャビティ１３内の図示せぬ樹脂中に注入される。本例では、所定期間のガス注入後、ガス注入用切替制御弁７は閉じられ、閉じ込められた高圧窒素ガスによって樹脂に内部から保圧圧力が付与される。そして、樹脂（成形品）が固化して排ガスのタイミングに至ると、第２の電磁制御弁１０からのエアによって、ガス排気用切替制御弁８が所定期間だけ開けられて、これによって窒素ガスは大気中等へと放出される。
【００１２】
次に、ガス昇圧機構５について説明する。本例では、ガス昇圧機構５は、２つの第１のガス圧縮シリンダ２１と、１つの第２のガス圧縮シリンダ２２とを含むものとなっており、窒素ガス発生装置２からの窒素ガスは、逆止弁３を介して、対となった第１のガス圧縮シリンダ２１の圧縮用室２１ａへ導入されるようになっている。また、第１のガス圧縮シリンダ２１で昇圧（圧縮）された窒素ガスは、逆止弁４を介して、第２のガス圧縮シリンダ２２の圧縮用室２２ａへ導入され、第２のガス圧縮シリンダ２２によってさらに昇圧（圧縮）されるようになっている。
【００１３】
図１に示すように、電動サーボモータ１４の出力軸にはプーリ２３が固着されており、このプーリ２３とプーリ付きナット体２４との間には、タイミングベルト２５が掛け渡されており、電動サーボモータ１４の回転によってプーリ付きナット体２４が回転駆動されるようになっている。プーリ付きナット体２４は、回転可能であるも軸方向には変位不能であるように保持されており、このプーリ付きナット体２４にボールネジ２６が螺合されて、プーリ付きナット体２４の回転でボールネジ２６が軸方向に移動するようになっている。つまり、公知のボールネジ機構で、電動サーボモータ１４の回転を直線運動に変換する回転→直線運動変換メカニズムが構成されている。
【００１４】
上記ボールネジ２６には、第２のガス圧縮シリンダ２２のピストン体２２ｂが必要に応じ適宜連結機構を介して連結されていると共に、連結部材２７，２８を介して第１のガス圧縮シリンダ２１のピストン体２１ｂが連結されている。したがって、電動サーボモータ１４が第１の方向に回転して、ボールネジ２６が図示Ａ方向に駆動されると、第１のガス圧縮シリンダ２１の圧縮用室２１ａ内の窒素ガスは、ピストン体２１ｂによって圧縮されて昇圧され、第２のガス圧縮シリンダ２２の圧縮用室２２ａ内へ逆止弁４を介して導入される。
【００１５】
また、電動サーボモータ１４が第２の方向に回転して、ボールネジ２６が図示Ｂ方向に駆動されると、第１のガス圧縮シリンダ２１から第２のガス圧縮シリンダ２２の圧縮用室２２ａ内へ導入された窒素ガスは、ピストン体２２ｂによって圧縮されて、さらに昇圧されるようになっている。
【００１６】
ここで、圧縮用室２２ａ内のガス圧の正確な値は、前記第１の圧力センサ６で検知可能であり、また、圧縮ストロークは、電動サーボモータ１４に付設した図示せぬエンコーダによって検知可能であるので、これらの情報を取り込んだシステムコントローラ１６は、オペレータが設定した保圧行程のガス圧制御条件値に基づき、第２のガス圧縮シリンダ２２のピストン体２２ｂの動作を、サーボアンプ１５，電動サーボモータ１４を介して制御する。
【００１７】
なお、本例のシステムコントローラ１６は、射出成形機本体の全体制御や、射出成形機に付設されたガス供給装置の制御を司り、また、多数のセンサから取り込んだ計測データ等に基づく演算処理や、射出成形機に設けられた前記表示装置１７の出力画像処理などを行うようになっている。
【００１８】
上述したガス昇圧機構５の第１，第２のガス圧縮シリンダ２１，２２による２段ガス圧縮は、１ショット（１成形サイクル）毎に行われ、１ショット毎に必要な量が設定ガス圧値まで昇圧されて、キャビティ１３内の樹脂中に注入されるようになっており、樹脂中に注入された窒素ガスは１ショット毎に排気される。
【００１９】
ここで、本例においては、金型１２のキャビティ１３内の樹脂中に注入したガス圧を計測するために、金型１２と連通するガス配管における金型１２の近傍に、前記第２の圧力センサ１１を配設してあり、この第２の圧力センサ１１による実測データをシステムコントローラ１６が取り込むようになっている。そして、オペレータの指示に基づき、システムコントローラ１６は、第２の圧力センサ１１からの実測データを適宜に処理して、前記表示装置１７上に金型１２内のガス圧をグラフィック表示するようになっている。
【００２０】
図２は、表示装置１７上に出力表示された金型内ガス圧のグラフィック表示画面の１例を示す図であり、同図において、縦軸はガス圧を表し、横軸は時間を表している。
【００２１】
図２において、３１はガス圧、３２はガス注入用切替制御弁７のオン／オフロジック（開放／閉鎖の駆動タイミングデータ＝第１の電磁制御弁９への駆動信号）、３３はガス排気用切替制御弁８のオン／オフロジック（開放／閉鎖の駆動タイミングデータ＝第２の電磁制御弁１０への駆動信号）である。
【００２２】
図２に示すように、ガス排気用切替制御弁８が閉じられた状態で、ｔ１時点でガス注入用切替制御弁７が開放されると、金型１２内のガス圧は急速に立ち上がってピーク値に達する。次に、所定量の高圧窒素ガスを注入し終わったｔ２時点で、ガス注入用切替制御弁７が閉じられて、高圧窒素ガスは金型１２内に閉じ込められる。ｔ２時点以後、金型１２内の樹脂の固化が進行して樹脂が収縮し、この樹脂の収縮と、金型１２のＰＬ面（離型面）からの窒素ガスのリークとによって、金型１２内のガス圧は徐々に低下する。そして、金型１２内の樹脂の固化が完了したｔ３時点に至ると、ガス排気用切替制御弁８が開放されて、金型１２内のガス圧は急速に立ち下がって減圧され、金型１２内の減圧が完了したｔ４時点で、ガス排気用切替制御弁８は閉じられる。
【００２３】
したがって、図２の金型内ガス圧のグラフィック表示画面によって、オペレータは金型１２内のガス圧の挙動を、視認性よく一目で監視・把握することができ、良品成形のための条件設定や、良／不良判定に大いに貢献できることとなる。また、金型１２のＰＬ面からのリークが許容範囲に入っているか否かの判定（金型１２のＰＬ面の精度判定）も可能となる。さらに、弁系統のオン／オフロジックを併せ見ることによって、弁系統が正常に作動しているか否かの判定（弁系統の故障の有無の判定）も可能となる。
【００２４】
なお本例において、保圧行程の途中でガス注入用切替制御弁７を閉じるように制御している所以は、図２のｔ２時点以後、直ちに次ショットのためのガス昇圧機構５による昇圧動作を開始でき、成形サイクルの短縮化が図れるからである。
【００２５】
以上、本発明を図示した実施の形態によって説明したが、当業者には本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもなく、例えば、樹脂中に注入するガスは窒素ガス以外の不活性ガスであっても、場合によっては空気（エア）であっても差し支えない。また、樹脂中に高圧ガスを注入するためのガス供給装置も、大容量高圧ガスタンクから圧力制御装置（減圧制御装置）を介して樹脂中にガスを注入する構成など、任意の構成のものが採用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ガスアシスト射出成形用の射出成形機において、金型内のガスの圧力挙動を一目で視認性よく把握できるので、成形条件の設定が容易・確実となり、また、成形運転時の良／不良判定のモニタ項目として利用することも可能となる。さらに、金型のＰＬ面（離型面）の精度判定や、弁系統の故障の有無の判定を行うことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の１形態例に係るガスアシスト射出成形用の射出成形機の要部構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の１形態例に係るガスアシスト射出成形用の射出成形機における、金型内ガス圧のグラフィック表示画面の１例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  エア源
２  窒素ガス発生装置
３，４  逆止弁
５  ガス昇圧機構
６  第１の圧力センサ
７  ガス注入用切替制御弁
８  ガス排気用切替制御弁
９  第１の電磁制御弁
１０  第２の電磁制御弁
１１  第２の圧力センサ
１２  金型
１３  キャビティ
１４  電動サーボモータ
１５  サーボアンプ
１６  システムコントローラ
１７  表示装置
２１  第１のガス圧縮シリンダ
２１ａ  圧縮用室
２１ｂ  ピストン体
２２  第１のガス圧縮シリンダ
２２ａ  圧縮用室
２２ｂ  ピストン体
２３  プーリ
２４  プーリ付きナット体
２５  タイミングベルト
２６  ボールネジ
２７，２８  連結部材
【図１】
0004195517.tif 000002
【図２】
0004195517.tif 000003