(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出速度制御を行い且つ射出工程の末期にキャビティ圧がピーク曲線を描く条件で試験射出を実施して圧力曲線を取得し、この圧力曲線が前記ピークを過ぎて最初の谷に達したときの圧力を見出し、この圧力を、以降の樹脂成形のときに圧力制御に使用する保圧開始圧力とするようにした樹脂射出成形のための保圧開始圧力決定方法であって、
前記キャビティ圧は、金型のゲートからキャビティに流れ出た樹脂の流れが安定するゲート近傍に圧力センサを設け、該圧力センサで実測するようにした、
ことを特徴とする樹脂射出成形のための保圧開始圧力決定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂射出成形のための保圧開始圧力決定方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば特公平４−４８３３９号公報「射出成形機の射出制御装置」には、射出開始後一定時間経過したか又は金型内樹脂圧が設定圧力を超えたかの何れかの条件を満たしたときに、保圧制御を開始する射出制御装置が記載されている。なお、同公報の特許請求の範囲第３項によれば、金型内樹脂圧は、金型内に挿入される圧力センサで検出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らの研究によれば、上記公報の技術には次の２つの課題があることが判明した。その１は、設定圧力が容易には決まらないことである。その２は金型内樹脂圧は変動が大きく、その計測が容易でないことである。これらについて詳しく説明する。
【０００４】
図６（ａ）、（ｂ）は従来の設定圧力の決定方法説明図であり、横軸は射出開始からの経過時間、縦軸は型内圧力を示す。
（ａ）において、曲線ａは射出速度が過大であったために射出工程の末期に大きなピークが発生したことを示す。曲線ｂは射出速度を抑えたためにピークが小さくなったことを示す。想像線で示す曲線Ａは理想的な曲線である。理論的には、曲線ａ→曲線ｂ→曲線Ａの手順で試験射出成形を繰返すことにより、曲線Ａの条件を決めることができる。しかし、曲線ａを得る段階で金型に過大な圧力が作用し、金型保護の上からこの手順は好ましくない。
【０００５】
（ｂ）は、金型保護の観点から射出速度を十分に低速にして曲線ｃを得る。次に射出速度を少し上げて曲線ｄを得る。このように射出速度を徐々に増加しながら試験射出成形を繰返すことで理想的な曲線Ａの条件を決める。しかし、繰返し試験射出成形を行うため、試験工数が嵩む。
【０００６】
図７は従来の代表的な圧力センサ配置図であり、固定型１０１と可動型１０２との間にキャビティ１０３を形成し、このキャビティ１０３のほぼ中央を臨む位置にて可動型１０２に圧力センサ１０４を埋込む。そして、射出ノズル１０５から射出した樹脂を、ホットランナ１０６及び型内ノズル１０７を介してキャビティ１０３へ注入する。キャビティ１０３では樹脂が入り始めてから暫くは樹脂流れが乱れ、渦巻きや衝突も加わり、圧力は大いに乱れる。従って、圧力センサ１０４の取付位置も検討する必要がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は迅速に設定圧力を決定することができる保圧開始圧力決定方法を提供することにある。併せて、この決定方法に好適な圧力センサの取付位置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、射出速度制御を行い且つ射出工程の末期にキャビティ圧がピーク曲線を描く条件で試験射出を実施して圧力曲線を取得し、この圧力曲線が前記ピークを過ぎて最初の谷に達したときの圧力を見出し、この圧力を、以降の樹脂成形のときに圧力制御に使用する保圧開始圧力とするようにした樹脂射出成形のための保圧開始圧力決定方法であって、前記キャビティ圧は、金型のゲートからキャビティに流れ出た樹脂の流れが安定するゲート近傍に圧力センサを設け、該圧力センサで実測するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
圧力曲線から保圧開始圧力を決定するため、基本的には１回の試験射出成形で設定圧力を求めることができる。従って、試験工数を大幅に低減することができる。
キャビティのうちで、ゲートの近傍は最も早く樹脂で埋まり、圧力が安定する。そこで、この安定した箇所に圧力センサを取付け、該圧力センサでキャビティ圧を実測するようにした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る金型の断面図であり、金型１０は、可動型１１と固定型１２とからなり、固定型１２にホットランナ１３及び型内ノズル１４を備えると共に、キャビティ１５のうちで、型内ノズル１４の近傍部１６に圧力センサ１７を取付けたことを特徴とする。
【００１１】
図２（ａ）は図１の２ａ断面図、（ｂ）は圧力波形図である。
（ａ）において、ゲートに相当する型内ノズル１４から広い体積のキャビティ１５に樹脂を円滑に導くことを目的として、近傍部１６は型内ノズル１４よりは十分に広い面積にする。この近傍部１６の中央に圧力センサ１７を配置することが望ましい。その理由を次に説明する。
【００１２】
（ｂ）は横軸が圧力センサの取付位置、縦軸が圧力センサで検出する圧力を示す。ただし、縦軸は（ａ）の型内ノズル１４の出口に合致させ、横軸は左へ延ばした。
【００１３】
グラフにＥで示した範囲に圧力センサ１７を配置した場合には、上下に変動する圧力を検出することになる。型内ノズル１４の出口では樹脂が急に広い空間に吹き出るため、樹脂の広がり、渦形成など複雑な要因により、場所により圧力が大きく異なる。また、Ｇで示した範囲は樹脂が広い空間に出るため、圧力が急減する。
【００１４】
この点、Ｆで示した範囲では圧力の上下動は無く、安定していることがわかる。これは、（ａ）において近傍部１６に樹脂が迅速に充満し、充満した後は圧力は安定するからであると考えられる。そこで、圧力センサ１７は、Ｆの範囲、好ましくはＥ及びＧから十分に離れたＦの中央に配置する。
【００１５】
図３は本発明の試験射出成形による保圧開始圧力決定方法の説明図であり、試験射出成形では圧力制御を行わない。すなわち射出速度制御を行う。そして、射出工程の末期にキャビティ圧がピーク曲線を描く条件で試験射出を実施して得た圧力曲線Ｈを示す。
この圧力曲線Ｈがピークを過ぎて最初の谷Ｊに達したときの圧力Ｐｓを見出し、この圧力Ｐｓを以降の樹脂成形のときに圧力制御に使用する保圧開始圧力にする。基本的には、１回の試験射出成形で保圧開始圧力を決めることができる。
【００１６】
図４は本発明に係る生産段階における射出成形のフロー図であり、ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ０１：射出開始に当たり、射出成形装置の設定を「射出速度制御モード」にする。射出速度制御は、あらかじめ定めた速度プログラムにより、射出装置のスクリューの押出速度を制御することで、射出速度を制御することを意味する。
ＳＴ０２：射出速度制御に基づいて射出を開始する。
【００１７】
ＳＴ０３：圧力センサによりキャビティ圧を測定する。
ＳＴ０４：測定により得た実測圧力をＰａｃｔ、図３で定めた保圧開始圧力をＰｓとし、ＰａｃｔがＰｓ以上になったか否かを調べる。すなわち、否であれば射出速度制御を継続する。
ＳＴ０５：ＰａｃｔがＰｓ以上になったら、保圧制御モードに切替える。以降、保圧工程に移行すれば良い。
【００１８】
図５は本発明方法によって得た圧力曲線図であり、保圧開始圧力をＰｓとし、Ｖ制御（射出速度制御）を開始し、実測圧力がＰｓに達したら、Ｐ制御（保圧）制御に切替えたところ、好ましい圧力曲線を描かせることができた。従って、本発明方法で求めた保圧開始圧力Ｐｓは十分に実用に供することができることが確認できた。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、射出速度制御を行い且つ射出工程の末期にキャビティ圧がピーク曲線を描く条件で試験射出を実施して圧力曲線を取得し、この圧力曲線が前記ピークを過ぎて最初の谷に達したときの圧力を見出し、この圧力を、以降の樹脂成形のときに圧力制御に使用する保圧開始圧力とするようにした樹脂射出成形のための保圧開始圧力決定方法であって、前記キャビティ圧は、金型のゲートからキャビティに流れ出た樹脂の流れが安定するゲート近傍に圧力センサを設け、該圧力センサで実測するようにしたことを特徴とし、圧力曲線から保圧開始圧を決定するため、基本的には１回の試験射出成形で設定圧を求めることができる。従って、試験工数を大幅に低減することができる。
【００２０】
加えて、本発明によれば、射出速度を高速化することが可能となり、且つピーク圧力をカットすることができる。ピーク圧力をカットできるので、金型の剛性を下げることができ、金型の小型化や軽量化が可能となる。
また、キャビティ圧は、金型のゲートからキャビティに流れ出た樹脂の流れが安定するゲート近傍に圧力センサを設け、該圧力センサで実測するようにしたので、キャビティのうちで、ゲートの近傍は最も早く樹脂で埋まり、圧力が安定する。このゲート近傍の安定した箇所に圧力センサを取付けて、実測するようにしたので、射出成形を安定して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る金型の断面図
【図２】  （ａ）は図１の２ａ断面図、（ｂ）は圧力波形図
【図３】  本発明の試験射出成形による保圧開始圧力決定方法の説明図
【図４】  本発明に係る生産段階における射出成形のフロー図
【図５】  本発明方法によって得た圧力曲線図
【図６】  従来の設定圧力の決定方法説明図
【図７】  従来の代表的な圧力センサ配置図
【符号の説明】
１０…金型、１４…ゲートに相当する型内ノズル、１５…キャビティ、１６…近傍部、１７…圧力センサ、Ｊ…最初の谷、Ｐｓ…保圧開始圧力。
【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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