CN102892532A - 模具内部信息测量传感器 - Google Patents

Abstract

一种模具内部信息测量传感器，其适合于检测来自压铸模具的信息，判断成形品是否合格。该模具内部信息测量传感器具备：杆形壳体，其穿过模具铸模而能够安装在向模腔开口的安装孔；多孔过滤器，其被配置在所述杆形壳体的前端而能够使前端面与模具模腔面一致，并且能够从熔液把气体分离；模腔气体导入室，其通过该多孔过滤器进行导入；气体压力传感器，其检测所述气体导入室的压力，所述模具内部信息测量传感器检测模腔内气体压力。该模具内部信息测量传感器能够检测模腔内的熔液压，并且具备：压力传递杆，其被插在所述杆形壳体内并在其轴向能够移动且能够使前端面与模具模腔面一致；压力传感器，其被保持固定在所述压力传递杆后端的对面。该模具内部信息测量传感器能够检测模腔内的熔液温度，并且具备：温度传感器，其由热电偶构成，该热电偶在形成于所述压力传递杆中心部的细孔的杆前端部一侧具有检测端。

Description

模具内部信息测量传感器

技术领域

本发明涉及检测把铝合金、镁合金等金属材料进行加压铸造的压铸机模具内熔液和树脂成形用模具内熔液的树脂压、气体压力或熔液温度，以判断铸造-树脂成形品是否合格的模具内部信息测量传感器。

背景技术

周知的是，压铸制品的质量受把金属熔液向模具内填充时的射出速度和射出压力的影响。在压铸机的把金属熔液向模具填充的射出工序中，把金属熔液向柱塞套筒供给，为了避免金属熔液有空气卷入等，把柱塞以低速的射出速度进行驱动，前进到使柱塞套筒和制品衬套的一部分被填满。接着，当柱塞移动到使金属熔液的前端到达模具直浇口的位置时，把柱塞切换到高速的射出速度驱动，把金属熔液急速地向模具的模腔填充。接着，当模具的模腔被填充有金属熔液时，使柱塞的压力上升，对金属熔液加压。

如图8所示，压铸机所使用的模具由可动铸模1a和固定铸模1b构成。由两铸模1a、1b形成的模腔2与射出缸连接，设置有浇口3a、横浇口3b、直浇口3c，且设置有把模腔2内的气体排出的排气孔4和浇口杯5。

图9是表示在压铸机中把熔液金属向模具的模腔2填充状态的剖视图。该图中，通过柱塞套筒6的浇注口6a而使用浇包来供给规定量的金属熔液ML。该图表示从把规定量的金属熔液ML向柱塞套筒6内供给的状态到低速驱动柱塞7进行射出的状态。在低速射出状态，在柱塞头7a的前方与金属熔液ML一起存有气体G，在把柱塞套筒6内的金属熔液ML向模腔2引导的横浇口3b也存在有气体G。图9所示的位置FP是把柱塞7从低速移动向高速移动切换的点。当柱塞头7a到达该位置FP时，柱塞套筒6内和横浇口3b被金属熔液ML所填充，在金属熔液ML的前端部到达直浇口3c的位置，即是把金属熔液ML向模腔2开始填充的填充开始位置。

图10是把射出铸造时柱塞7的射出速度J、射出压力K、金属压L、气体压力M、金属温度T的变化波形沿时间轴按照时间序列表示的图。该图中，把射出压力在柱塞7以高速的射出速度移动期间取大致一定的值。然后，由于填充压力的升压而急速上升并保持。另一方面，在柱塞7以高速的射出速度移动期间，金属压力几乎不上升，当模腔2被金属熔液ML充满时，大致上升到机器压力，而直浇口3c的熔液金属在凝固的同时开始下降。

而金属熔液产生氧化膜和向柱塞套筒填充时产生凝固膜。金属熔液ML到达直浇口3c，当填充中由于射出动作而破碎的凝固膜和氧化膜等被挂在入口的浇口部时，熔液的供给中断，图10所示的向模腔2流动的熔液金属的金属压不上升，描绘出中途腰塌下状态的曲线B、曲线C，达不到正规的金属压曲线A，由于成形的制品没有被加压，所以是内部残留气泡多的不良品。

压铸制品的约95%是铝主体材料以冷室压铸机来生产，日本工业标准（JIS）没有表示其机械性质（拉伸强度、延伸率）。其主要原因在于：向冷室压铸机注入的熔液当由于射出动作而破碎的凝固膜和氧化膜被挂在入口的浇口部时，熔液的供给中断，压力不传递，即使外观是合格品不变，但内部有多个孔，成为多孔质制品的可能性高，存在质量方面不能评价机械性质的问题。这种多孔质制品的机械性质明显变差。

由于模具模腔内的排气出口有多个，所以在所有的排气出口安装气体流量计，测量气体流量并以该测量的气体流量来管理制品质量是非常困难的。也有从排气出口检测气体压力的方法，但气体出口有毛刺附着而不能稳定检测，从芯子的贴合面也有气体排出，而不可能检测。

周知的是，通过真空压铸法进行铸造时，能够抑制气体被压铸制品所含有，减少由压铸制品含有气体所引起的质量偏差（例如参照专利文献1）。但它也难于测量真空度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本）特开平8-332558号公报

发明内容

发明要解决的问题

现有的压铸质量管理是以来自压铸机侧的数据为基础进行控制，而来自模具的信息管理几乎没有。只要模具模腔内的排气不彻底，则模具模腔的内压上升，受到气体卷入压铸制品中等的影响而有不良率高的质量方面问题。

在模具内残留有冷却水且由于模具龟裂而渗出的情况下，在熔液与水分接触的瞬间，在模具内产生爆发，不能取得来自模具的信息。

只要能够对每次铸造注射都判断压铸制品是否具有足够的强度，防止不良品流向下一个工序，结果就是能够提高成品率。因此，在使用压铸机把熔化的铝合金等金属熔液向模具所形成的模腔射出以铸造压铸制品时，有必要测量射出时模具内金属熔液的压力和金属熔液的温度以及所述模腔内的气体由于金属熔液的填充而被压缩的气体压力，可靠地进行模腔内气体的排放，在质量的稳定生产上是重要。

这种压铸机的金属压力和温度以及气体压力的检测必要性，对于用模具进行树脂成形的情况也是同样的。

本发明的目的在于提供一种恰当的模具内部信息测量传感器，对于把金属、树脂等的熔液定量地向柱塞套筒内供给，并利用柱塞向模具的模腔内加压填充，把制品铸造成形的加压铸造品进行是否合格的判断。

解决问题的技术方案

为了达到上述目的，本发明的模具内部信息测量传感器具有：杆形壳体，其穿过模具铸模而能够安装在向模腔开口的安装孔；多孔过滤器，其被配置在所述杆形壳体的前端，能够使前端面与模具模腔面一致，并且能够从熔液把气体分离；模腔气体导入室，其被设置在该多孔过滤器的后方并通过该多孔过滤器进行导入；气体压力传感器，其检测所述气体导入室的压力，所述模具内部信息测量传感器能够检测模腔内的气体压力。

且本发明的模具内部信息测量传感器具有：杆形壳体，其穿过模具铸模而能够安装在向模腔开口的安装孔；多孔过滤器，其被配置在所述杆形壳体的前端而能够使前端面与模具模腔面一致，并且能够从熔液把气体分离；模腔气体导入室，其被设置在该多孔过滤器的后方并通过该多孔过滤器进行导入；气体压力传感器，其检测所述气体导入室的压力，所述模具内部信息测量传感器还具有：压力传递杆，其被插在所述杆形壳体内并在其轴向能够移动且能够使前端面与模具模腔面一致；压力传感器，其与所述压力传递杆后端相对而被保持固定，并且能够检测向模腔注入的熔液的压力，所述模具内部信息测量传感器能够检测模腔内的气体压力和模腔内的熔液压。

且本发明的模具内部信息测量传感器具有：杆形壳体，其穿过模具铸模而能够安装在向模腔开口的安装孔；多孔过滤器，其被配置在所述杆形壳体的前端而能够使前端面与模具模腔面一致，并且能够从熔液把气体分离；模腔气体导入室，其被设置在该多孔过滤器的后方并通过该多孔过滤器进行导入；气体压力传感器，其检测所述气体导入室的压力，所述模具内部信息测量传感器还具有：杆，其被插在所述杆形壳体内并在其轴向能够移动且能够使前端面与模具模腔面一致；温度传感器，其由热电偶构成，该热电偶在形成于所述杆中心部的细孔的杆前端部一侧具有检测端，所述模具内部信息测量传感器能够检测模腔内的气体压力和模腔内的熔液温度。

且本发明的模具内部信息测量传感器具有：杆形壳体，其穿过模具铸模而能够安装在向模腔开口的安装孔；多孔过滤器，其被配置在所述杆形壳体的前端而能够使前端面与模具模腔面一致，并且能够从熔液把气体分离；模腔气体导入室，其被设置在该多孔过滤器的后方并通过该多孔过滤器进行导入；气体压力传感器，其检测所述气体导入室的压力，所述模具内部信息测量传感器还具有：压力传递杆，其被插在所述杆形壳体内并在其轴向能够移动且能够使前端面与模具模腔面一致；压力传感器，其与所述压力传递杆后端相对而被保持固定，能够检测向模腔注入的熔液的压力；温度传感器，其由热电偶构成，该热电偶在形成于所述压力传递杆中心部的细孔的杆前端部一侧具有检测端，所述模具内部信息测量传感器能够检测模腔内的气体压力、模腔内的熔液压和模腔内的熔液温度。

在上述结构的基础上，具有：切入式接头，其被自由滑动地安装在所述杆形壳体的外周；固定单元，其由对于所述安装孔的止动螺钉构成，所述模具内部信息测量传感器能够按照模具铸模的厚度调整杆插入长度。

本发明的模具内部信息测量传感器具有：杆形壳体，其穿过模具铸模而能够安装在向模腔开口的安装孔，比所述模具铸模的厚度长；传感器部件，其被设置在所述杆形壳体的基端部；多孔过滤器，其被配置在所述杆形壳体的前端而能够使前端面与模具模腔面一致，并且能够从熔液把气体分离；模腔气体导入室，其被形成在所述传感器部件并通过所述多孔过滤器进行导入；气体压力传感器，其被装备在所述传感器部件而检测所述气体导入室的压力，所述模具内部信息测量传感器能够检测模腔内的气体压力。

本发明的模具内部信息测量传感器具有：杆形壳体，其穿过模具铸模而能够安装在向模腔开口的安装孔，比所述模具铸模的厚度长；传感器部件，其被设置在所述杆形壳体的基端部；多孔过滤器，其被配置在所述杆形壳体的前端而能够使前端面与模具模腔面一致，并且能够从熔液把气体分离；模腔气体导入室，其被形成在所述传感器部件并通过所述多孔过滤器进行导入；气体压力传感器，其被装备在所述传感器部件而检测所述气体导入室的压力，所述模具内部信息测量传感器具有：压力传递杆，其被插在所述杆形壳体内并在其轴向能够移动且能够使前端面与模具模腔面一致；压力传感器，其与所述压力传递杆的后端相对而被保持在与所述传感器部件之间，能够检测向模腔注入的熔液的压力，所述模具内部信息测量传感器能够检测模腔内的气体压力和模腔内的熔液压。

本发明的模具内部信息测量传感器是把所述多孔过滤器设定成环状且把压力传递杆穿过其中心部的结构，在所述压力传递杆的中心部形成有达到杆前端部的细孔，并且在内部配置热电偶。

发明的效果

根据本发明，把金属熔液定量地向柱塞套筒内供给，并利用柱塞把金属熔液向模具加压填充，而用于铸造制品的加压铸造装置，能够监控所述模具的模腔内。特别是通过测量模具侧的金属压力而能够把破碎凝固片挂在浇口处的情况作为压力异常检测，且监视由凝固收缩引起的压力下降速度，能够进行质量管理。

且由于管理模腔（制品部的模具）的气体（空气和水蒸气等的混合气体）压力和真空压铸法的真空度等，所以能够管理从浇口进入的熔液的气体卷入。且由于进入的熔液在瞬时就凝固，所以从模腔测量这时的模具温度就能够管理熔液的温度。

压铸的生产现场环境恶劣，但由于把该三个传感器被一根传感器所包含，且能够把销的前端简单地向模具面（制品的背面等）装卸，所以作业效率好。且把监控装置恰当地与模腔内压力检测部连接，还能够把射出波形和模腔内的压力波形以共通的时间轴来观察。为了测量金属熔液的压力和所述模腔内的气体由于金属熔液的填充而压缩的气体压力，通过把多个测量传感器一体化而能够减少向模具装卸的作业时间，能够减少安装成本。

附图说明

图1是第一实施例模具内部信息测量传感器的纵剖视图；

图2是构成第一实施例模具内部信息测量传感器的传感器部件本体的剖视图；

图3是第一实施例模具内部信息测量传感器的传感器部件局部剖视俯视图；

图4是第一实施例模具内部信息测量传感器的侧视图；

图5是把在前端安装有第一实施例模具内部信息测量传感器的测量杆安装在模具铸模状态的模式剖视图；

图6是模式表示第二实施例模具内部信息测量传感器结构的剖视图；

图7是表示在前端安装有第二实施例模具内部信息测量传感器的测量杆整体结构的纵局部剖视图；

图8是把压铸机所使用的模具局部剖切的立体图；

图9是表示向本发明的模具模腔填充金属熔液的状态的剖视图；

图10是表示把加压铸造时的金属压、气体压力、模具温度作为时间系列表示的图。

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明模具内部信息测量传感器的实施例。

图1~图5表示第一实施例的模具内部信息测量传感器100，图1是模具内部信息测量传感器100的纵剖视图，图2是传感器部件本体的剖视图，图3是传感器部件的局部剖视俯视图，图4是图1的右侧视图，图5是表示安装在模具状态的模式剖视图。

该第一实施例的模具内部信息测量传感器100能够被安装在模具的可动铸模1a（或者固定铸模1b）。因此如图5所示，可动铸模1a被打孔而设有从其背面到达模腔2的安装孔8。且模具内部信息测量传感器100具有：测量杆102，其被插入在所述安装孔8，且安装成使前端面与模腔2的表面一致；传感器部件104，其被设置在该测量杆102的基端而位于可动铸模1a的外部。

为了能够与可动铸模1a的厚度对应，在测量杆102的中途外周部分能够滑动地安装有由切入式管接头106和止动螺钉108构成的固定单元110。调整测量杆102的前端部位置使与模具的模腔2的面一致，把止动螺钉108紧固在可动铸模1a的安装孔14，旋转切入式管接头106而与测量杆102的外周面咬住，由此把测量杆102固定在定位置。

如图1所示，测量杆102具有外筒壳体112和在其中心部沿轴芯方向配置的压力传递杆114。所述压力传递杆114是具有比所述外筒壳体112的内径小的外径的圆柱体，在外筒壳体112与压力传递杆114之间形成有通气路115。在测量杆102的前端部把外筒壳体112的内径稍微扩径，且把所述压力传递杆114的前端也形成比杆本体部分径小的截面，在该中间从杆前端侧而顺序地排列安装环状的多孔过滤器116和引导衬套118。多孔过滤器116与第一实施例同样地由氧化铝陶瓷、碳纳米管等这样的铝等金属熔液不浸入的具有微细空孔的材料构成。引导衬套118由导热性低的氮化硅和氧化锆等硬质陶瓷形成。这样，作为滑动轴承而把所述压力传递杆114的前端部一边保持成能够在轴向滑动，一边保持成位于外筒壳体112的中心部。由此，使测量杆102的前端面通过向可动铸模1a安装而能够构成模具模腔2的一部分，位于最外周的外筒壳体112的端面、位于中心部的压力传递杆114的端面和位于它们之间的多孔过滤器116被同心圆状地配置。在引导衬套118形成有把所述通气路115与多孔过滤器116侧之间连通的通气孔119。由此，使模腔2内的气体在过滤器116与熔液分离并能够向通气路115导入。

把测量杆102的基端安装在传感器部件104。如图2所示，传感器部件104具有矩形的部件本体120。该部件本体120向一个面开口地形成有气体导入室122，隔着隔壁124，在相反面在同一轴心上排列而开口形成有第一传感器室126。在所述隔壁124形成有把气体导入室122与第一传感器室126连通的通孔128。

与该传感器部件104相对，安装有所述测量杆102。把外筒壳体112的基端部安装在所述气体导入室122的入口开口被扩开形成的壳体安装孔122a，把壳体外周与部件本体120的角部分利用焊接结合。

测量杆102的压力传递杆114的基端比外筒壳体112长，该基端部穿过所述通孔128向第一传感器室26延伸。所述通孔128利用O形圈130一边把与压力传递杆114的间隙封闭，一边支承压力传递杆114。因此，压力传递杆114是被设置在外筒壳体112前端部内周的引导衬套118和设置在传感器部件104的隔壁124的通孔128进行两点支承，在外筒壳体112的内部能够向其轴向移动。压力传递杆114的前端受到压力则把该杆向轴向按压，使向传感器部件104的第一传感器室126的开口侧移动。

被形成环状的压力传感器134通过传感器固定螺钉136以被加有预负载的状态下安装在所述压力传递杆114的基端部端面。另一方面，在传感器部件104安装有盒盖132，其把第一传感器室126的开口覆盖，且把所述压力传感器134夹在与压力传递杆114之间地与所述压力传递杆114的基端面相对。由此，被压力传递杆114的前端接受的力以盒盖132的内面部作为支承面而向压力传感器134传递，能够检测其负载。该压力传感器134在实施例的情况下是由使用陶瓷压电元件的压电型负载检测传感器所形成。由此，能够测量填充在模腔2内的熔液的金属压。

由于压力传递杆114在轴向能够移动，所以在前端受到压力的情况下而在盒盖132被按压而实质上位置不能移动，但在无压状态下则压力传递杆114有可能随便地前进。为了防止这点，如图3、图4所示，安装有从传感器部件104的外面延伸到第一传感器室126内的止动螺钉139。该止动螺钉139被安装成使螺钉的前端与被定位的压力传感器134的前面部外边缘抵接，由此，把压力传感器134夹在该止动螺钉139与盒盖132之间。

另一方面，在测量杆102的外筒壳体112与压力传递杆114之间形成的通气路115在传感器部件104的内部与气体导入室122连通。如图1、图2所示，传感器部件104在盒的外周面开口形成有与气体导入室122想通的第二传感器室138。在该第二传感器室138的开口部把开口部密封地配置有气体压力传感器140，利用按压块142把该传感器的外面压入。把按压块142通过螺钉紧固而固定在传感器部件104。所述气体压力传感器140是环状的形态，与上述压力传感器134同样地使用陶瓷压电元件的压电型负载检测传感器，通过传感器固定螺钉144而以被加有预负载的状态固定在按压块142。由此，就成为被向测量杆102前端的多孔气体导入室122导入的气体压力作用于面向第二传感器室138开口部的气体压力传感器140的整个面。因此，通过测量杆102前端侧的多孔过滤器116导入的模腔2内的气体，经由通气路115而从气体导入室122被向第二传感器室138导入，能够利用气体压力传感器140来测量其压力。

在所述气体导入室122开口有净化空气导入孔146。压缩空气供给管148与该净化空气导入孔146连接，能够从系统外的压缩空气源（未图示）供给压缩空气。由此，能够使压缩空气经由气体导入室122而向上述的多孔过滤器116侧流动，检查过滤器44被堵塞。在铸造循环中没有制品的状态下，把净化空气切断，在一定时间后由气体压力传感器140来检测有无残压，确认残压并对每次注射检查多孔过滤器116是否正常。由于在铸造中需要进行通气遮断，所以在去到净化空气导入孔146的路径中以安装止回阀为好。

在所述压力传递杆114的轴心部穿过设置有细孔150。该细孔150达到压力传递杆114的前端近旁，形成能够由杆检测金属压的残留少的壁厚的深度。在该细孔150的内部装填有鞘套绝缘热电偶152。鞘套绝缘热电偶152能够利用一般的在套管内部填充绝缘材料并把线材埋入。该鞘套绝缘热电偶152把检测端朝向压力传递杆114的前端部一侧，把套管的基端由所述传感器固定螺钉136的前端部来按压。为了保持按压力，在传感器固定螺钉136的螺钉前端与鞘套绝缘热电偶152的套管端部之间而把按压弹簧154和按压挡块156收容在细孔150。因此，在由传感器固定螺钉136固定压力传感器134的同时按压按压挡块156，利用按压弹簧154以规定的力按压套管，把热电偶152的检测端保持在压力传递杆114的前端位置。鞘套绝缘热电偶152的引线158经由形成在压力传递杆114的基端的切口槽160而被向盒外导出。

实施例中，传感器部件104附带有端子盒162，在此，引导压力传感器134、气体压力传感器140、鞘套绝缘热电偶152的各种引线。且经由端子盒162把各传感器类与测量器连接，输出规定的测量数据，并根据需要能够由显示机构进行显示。为了使压力传感器134的引线能够引出，在传感器部件104形成有到达第一传感器室126的引线通路164。

该结构的模具内部信息测量传感器100在实施例的情况是，在开模的状态下，把测量杆102向形成在可动铸模1a的安装孔14插入，使其前端面与模腔3成为同一面地由固定单元110固定在一定位置。在安装完成后，当进入射出动作时，模腔2内被填充有熔液，面临模腔2的测量杆102的前端被作用有熔液的金属压，压力传递杆114被按压并把该力由压力传感器134检测。同时，模腔内部的气体通过多孔过滤器116并经过通气路115而被向气体导入室122导入，其气体压力由气体压力传感器140检测。且设置在压力传递杆114前端部的鞘套绝缘热电偶152检测熔液温度。这些数据通过未图示的测量器而按照时间序列测量，测量图10所示的金属温度、模具内气体压力和金属温度。

在一次注射的射出成形完成并开模把制品取出后，在向模腔表面涂布离模剂时，把压缩空气作为净化空气而从压缩空气供给管148经由气体导入室122、通气路115向多孔过滤器116通气。由此，防止离模剂向过滤器116附着，且防止过滤器116堵塞。在是净化空气时，在气体压力传感器140的检测压比大气体压力或包括通气阻力的压力上升的情况下，判断过滤器116被熔液堵塞，能够进入过滤器116的更换作业。

在此，在更换多孔过滤器116时是如下进行。首先，把压力传感器134的止动螺钉139（参照图3）松缓，解除与传感器的结合，接着，从盒盖132的外面通过按压螺钉166（图4右端的想象线）来按压传感器固定螺钉144而移动前进。由此，压力传递杆114移动，按压引导衬套118而把多孔过滤器116从前端向外推出。把它卸下来并进行过滤器的更换，与压力传递杆114一起把新的多孔过滤器116向外筒壳体112按压而被收容。使压力传感器134移动到与盒盖132抵接，旋转止动螺钉139使螺钉的前端与压力传感器134的前面外边缘结合，更换作业完成。

根据该第一实施例的模具内部信息测量传感器100，由于得到的是向模腔2填充的熔液的直接信息，所以与现有仅从模具表面和机器得到间接信息的情况比较，能够作为直接信息来用于进行铸造品是否合格的判断，能够防止把不良品向后续工序送出，能够大幅度提高成品率。

本实施例的模具内部信息测量传感器100由于把测量金属熔液压力的传感器、测量熔液温度的传感器和测量由于在模腔内填充熔液而被压缩的气体压力的传感器复合一体化了，所以能够简单地向模具面装卸，作业效率好。且使用金属压、气体压力、金属温度这三位一体的模具内部信息测量传感器100，只要把监控装置恰当地与模腔内的压力检测部连接，还能够把射出压力波形和模腔2内部的气体压力波形与金属温度信息一起来以共通的时间轴来观察。

金属压、气体压力、金属温度的检测是在模具可动铸模1a的模腔2的面来进行，但具备传感器类的传感器部件104是被放置在固定单元110的外侧即从模具离开的位置，所以能够避免热对传感器类的影响。即使任意调整测量杆102的长度，对信号的传感作用也没有影响。

压力传感器134和气体压力传感器140是利用陶瓷压电元件的压电型负载检测传感器，不是把它们配置在密闭空间，而是以开放的状态安装进行空冷，所以该点也能够避免热的影响。

金属温度的测量是在压力传递杆114的前端进行，但压力传递杆114自身被外筒壳体112和多孔过滤器116，以及具有绝热性的引导衬套118和通气路115所热遮断，成为不是与模具铸模直接接触的结构。因此，能够不受模具温度的影响来测量金属温度。由此，能够高精度地检测金属温度。

上述各实施例表示了复合型熔液传感器的结构例，但也可以是把模腔内气体压力的检测、金属压的检测、金属温度的检测分别单独地进行检测，也可以是把两种检测功能组合的结构。

且上述实施例说明了对于压铸机的应用例，但也可以应用在树脂射出成形装置的模具，当然在这种情况下也能够测量射出时的模腔气体压力、树脂压、树脂温度。

接着，图6~图7表示第二实施例的模具内部信息测量传感器210。本实施例是把具备传感器部的模具内部信息测量传感器210安装在测量杆前端的作为小型芯片化结构的。

图6~图7表示把本发明应用在压铸机的第二实施例的模具内部信息测量传感器210（图6）和装备它的测量杆212（图7）。该模具内部信息测量传感器210与上述第一实施例同样地测量模腔2内的金属压、气体压力和温度的变化。

杆形式的测量杆212被安装在可动铸模1a。如图7所示，可动铸模1a（或者固定铸模1b）打孔而设有从其背面到达模腔2的安装孔8，把测量杆212从铸模的背面插入，且安装成使杆的前端与模腔的面一致。为了能够与可动铸模1a的厚度对应，在测量杆212的杆形壳体216的中途外周部分能够滑动地安装有由切入式管接头218和止动螺钉220构成的固定单元222。调整杆的前端部位置而与模具的模腔2的面一致，把止动螺钉220紧固在铸模1a的安装孔8的入口部形成的内螺纹部，旋转切入式管接头218而与壳体216咬住，由此把测量杆212固定在一定位置。

在测量杆212的前端装备有实施例的模具内部信息测量传感器210，图6的剖视图表示该传感器210的详细情况。该模具内部信息测量传感器210具有外径与所述杆形壳体216相同且同心地紧固在杆形壳体216前端部的圆筒壳体224，在其内部具有金属压测量部、气体压力测量部和熔液温度测量部。

金属压测量部如下记载。所述圆筒壳体224具有：沿与模腔2是同一面的终端板部226和后方的间隔板部228，且具有在它们两者的中间部形成的空间部（气体导入室）230。在圆筒壳体224的中心部沿其轴心方向安装有压力传递杆232，该压力传递杆232被所述终端板部226和间隔板部228轴支承并能够在轴向滑动，能够把从填充在模腔2的熔液ML受到的压力向后方传递。在压力传递杆232的后端部设置有凸缘232a，把该凸缘232a嵌入在所述间隔板部228形成的凹陷部。在间隔板部228的背面（模腔2的相反侧）把该整个背面覆盖地由螺钉236固定按压盖234。按压盖234在与所述压力传递杆232的凸缘232a对面的位置安装有承载单元238。由此，所述压力传递杆232能够直接测量从熔液ML受到的金属压。

代替所述承载单元238也可以使用压电式的压力传感器（耐热温度300度、测量熔液温度850度以下、最大测量压力200MPa）。具有压电效果的材料在结构上也能够把传感器的检测部设置在距离熔液近的部位，与间接测量相比能够期待减小误差的主要原因。通过使用这种传感器，从填充时熔液的压力传递就能够知道熔液的状态变化，能够评价压力保持时间等。

也可以在压力传递杆232的中途经由绝热系陶瓷部件240把来自熔液ML的热绝热，以绝热保护测量部一侧。

接着，气体压力测量部的结构如下记载。在所述终端板部226的前端面把所述压力传递杆232的周围包围地形成有环状凹部242。在该环状凹部242安装有铝熔液等液相材料不能通过而气体能够通过的环状多孔过滤器244。作为该过滤器244例如由氧化铝陶瓷、碳纳米管等这样铝等金属熔液不浸入的具有微细空孔的材料构成。

在安装有所述过滤器244的环状凹部242的底板部分形成有与所述圆筒壳体224的空间部230连通的通气路246。由此，通过过滤器244导入的来自模腔2的气体被向空间部230导入。在空间部230安装有气体压力传感器248。本实施例是把它固定在所述间隔板部228的板面。由此，被过滤器244气液分离的气体被向空间部230导入，能够把空间部230内的压力作为气体压力来检测。

在形成所述空间部230的间隔板部228和与它接合的按压盖234形成有与杆形壳体216连通的净化空气导入孔250。该净化空气导入孔250与系统外的压缩空气源（未图示）连接，为了检查过滤器244被堵塞，而在循环中没有制品的状态下，使控制了压力和流量的空气流动，由气体压力传感器248来确认压力并对每次注射来检查过滤器244是否正常。由于在铸造中需要进行通气遮断，所以在净化空气导入孔250安装有止回阀252。

用于测量金属温度的结构如下记载。在所述压力传递杆232的轴心部穿过设置有细孔254。该细孔254达到压力传递杆232的前端近旁，形成能够由杆检测金属压的残留少的壁厚的深度。在该细孔254安装热电偶256以检测熔液温度。细管254被利用作为热电偶256的引线256a的引线通路。承载单元238、气体压力传感器248、热电偶256的引线经由设置在间隔板部228和按压盖234的通路以及杆形壳体216而与系统外的测量器连接。

上述结构的模具内部信息测量传感器210在实施例的情况是，在开模的状态下把测量杆212向形成在可动铸模1a的安装孔8插入，使前端的模具内部信息测量传感器210的前端面与模腔2成为同一面地由固定单元222固定在定位置。在安装完成后当进入射出动作时，模腔2内被填充有熔液，面临模腔2的模具内部信息测量传感器210的前端被作用有熔液的金属压，压力传递杆232被按压，并且对该力由承载单元238检测。同时，模腔内部的气体通过过滤器244而被向空间部230导入，其气体压力被检测。且设置在压力传递杆232前端部的热电偶256检测熔液温度。这些数据通过未图示的测量器而按照时间序列测量，测量图10所示的金属温度、模具内气体压力和金属温度。

在一次注射的射出成形完成并开模把制品取出后，在向模腔表面涂布离模剂时，把压缩空气作为净化空气而经由空间部230向过滤器244通气，防止离模剂向过滤器244附着，且防止过滤器244堵塞。在净化空气时，在气体压力传感器248检测的检测压比大气体压力或包括通气阻力的压力上升的情况下，判断过滤器44被熔液堵塞，能够进入过滤器244的更换作业。

根据该第二实施例的模具内部信息测量传感器210，与第一实施例的情况同样地由于能够直接测量模腔的气体压力和向模腔2填充的熔液的金属压和金属温度，所以能够得到直接的模腔内部信息，能够利用它来进行铸造品是否合格的判断，能够防止把不良品向后续工序送出，能够大幅度提高成品率。

模具内部信息测量传感器210由于把测量金属熔液压力的传感器、测量熔液温度的传感器和测量由于在模腔内填充熔液而被压缩的气体压力的传感器复合一体化了，所以能够简单地向模具面装卸，作业效率好。且使用金属压、气体压力、金属温度这三位一体的模具内部信息测量传感器210，只要把监控装置恰当地与模腔内的压力检测部连接，还能够把射出压力波形和模腔2内部的气体压力波形与金属温度信息一起来以共通的时间轴来观察。

特别是该第二实施例，在测量杆212的前端设定小型芯片化的模具内部信息测量传感器210，所以处理简单，损伤时的更换也能够容易进行。

第二实施例也与第一实施例同样地也可以是把金属压、气体压力、金属温度的检测由各个单体来测量，也可以是把两种组合来测量的结构。

是否合格的判定基准，JIS规定有如下严格的基准。

A金属压力的判定

1、相对机器的压力是最大值X%以上

（例）按照金属换算，压力上升到80%以上

2、t秒后是Y%以上

（例）从填充完成开始0.1秒后压力是20%以上

B气体压力（大气体压力压铸的情况）

1、气体压力是VPa以下

（例）气体压力的最大值是50Pa以下

2、气体压力的积分值是Zcm2以下

（例）气体压力的积分值=气体容积是模腔容积的80%以下

C气体压力（真空压铸的情况）

1、真空压是WPa以上

（例）真空的最大值是－30Pa以下

2、真空压的积分值是Vcm2以上

D模具温度

模具温度进入温度振幅的上限与下限以内

因此，本实施例能够从熔液直接测量上述判定基准，能够得到可靠性高的测量数据。

发明的效果

本发明作为能够一边监控压铸机和树脂射出装置成形时模具的模腔内，一边进行制品是否合格判定的传感器，对于质量稳定有很大的贡献。

符号说明

1a可动铸模    1b固定铸模    2模腔      3a浇口    3b横浇口

3c直浇口      4排气孔       5浇口杯    6柱塞套筒

6a浇注口      7柱塞         7a柱塞头

100模具内部信息测量传感器    102测量杆    104传感器部件

106切入式管接头              108止动螺钉    110固定单元

112外筒壳体    114压力传递杆    115通气路    116多孔过滤器

118引导衬套    119通气孔    120部件本体    122气体导入室

122a壳体安装孔    124隔壁    126第一传感器室

128通孔    130O形圈    132盒盖    134压力传感器

136传感器固定螺钉    138第二传感器室    139止动螺钉

140气体压力传感器    142按压块    144传感器固定螺钉

146净化空气导入孔    148压缩空气供给管    150细孔

152鞘套绝缘热电偶    154按压弹簧    156按压挡块    158引线

160切口槽    162端子盒    164引线通路    166按压螺钉

210模具内部信息测量传感器    212测量杆    214安装孔

216杆形壳体    218切入式管接头    220止动螺钉

222固定单元    224圆筒壳体    226终端板部    228间隔板部

230空间部    232压力传递杆    232a凸缘    234按压盖

236螺钉    238承载单元    240绝热系陶瓷部件    242环状凹部

244过滤器    246通气路    248气体压力传感器

250净化空气导入孔    252止回阀    254细孔    256热电偶

Claims (9)

1.一种模具内部信息测量传感器，其特征在于，具有：

杆形壳体，其穿过模具铸模而能够安装在向模腔开口的安装孔；

多孔过滤器，其被配置在所述杆形壳体的前端，能够使前端面与模具模腔面一致，并且能够从熔液把气体分离；

模腔气体导入室，其被设置在该多孔过滤器的后方并通过该多孔过滤器进行导入；

气体压力传感器，其检测所述气体导入室的压力，

所述模具内部信息测量传感器能够检测模腔内的气体压力。

2.一种模具内部信息测量传感器，其特征在于，具有：

杆形壳体，其穿过模具铸模而能够安装在向模腔开口的安装孔；

多孔过滤器，其被配置在所述杆形壳体的前端而能够使前端面与模具模腔面一致，并且能够从熔液把气体分离；

模腔气体导入室，其被设置在该多孔过滤器的后方并通过该多孔过滤器进行导入；

气体压力传感器，其检测所述气体导入室的压力，

所述模具内部信息测量传感器还具有：

压力传递杆，其被插在所述杆形壳体内并在其轴向能够移动且能够使前端面与模具模腔面一致；

压力传感器，其与所述压力传递杆后端相对而被保持固定，并且能够检测向模腔注入的熔液的压力，

所述模具内部信息测量传感器能够检测模腔内的气体压力和模腔内的熔液压。

3.一种模具内部信息测量传感器，其特征在于，具有：

杆形壳体，其穿过模具铸模而能够安装在向模腔开口的安装孔；

多孔过滤器，其被配置在所述杆形壳体的前端而能够使前端面与模具模腔面一致，并且能够并且能够从熔液把气体分离；

模腔气体导入室，其被设置在该多孔过滤器的后方并通过该多孔过滤器进行导入；

气体压力传感器，其检测所述气体导入室的压力，

所述模具内部信息测量传感器还具有：

杆，其被插在所述杆形壳体内并在其轴向能够移动且能够使前端面与模具模腔面一致；

温度传感器，其由热电偶构成，该热电偶安装在形成于所述杆中心部的细孔，在所述细孔的杆前端部一侧具有检测端，

所述模具内部信息测量传感器能够检测模腔内的气体压力和模腔内的熔液温度。

4.一种模具内部信息测量传感器，其特征在于，具有：

杆形壳体，其穿过模具铸模而能够安装在向模腔开口的安装孔；

多孔过滤器，其被配置在所述杆形壳体的前端而能够使前端面与模具模腔面一致，并且能够从熔液把气体分离；

模腔气体导入室，其被设置在该多孔过滤器的后方并通过该多孔过滤器进行导入；

气体压力传感器，其检测所述气体导入室的压力，

所述模具内部信息测量传感器还具有：

压力传递杆，其被插在所述杆形壳体内并在其轴向能够移动且能够使前端面与模具模腔面一致；

压力传感器，其与所述压力传递杆后端相对而被保持固定，能够检测向模腔注入的熔液的压力；

温度传感器，其由热电偶构成，该热电偶安装在形成于所述压力传递杆中心部的细孔，在所述细孔的杆前端部一侧具有检测端，

所述模具内部信息测量传感器能够检测模腔内的气体压力、模腔内的熔液压和模腔内的熔液温度。

5.如权利要求1~4任一项所述的模具内部信息测量传感器，其特征在于，具有：切入式接头，其被自由滑动地安装在所述杆形壳体的外周；固定单元，其由对于所述安装孔的止动螺钉构成，所述模具内部信息测量传感器能够按照模具铸模的厚度调整杆插入长度。

6.如权利要求1~4任一项所述的模具内部信息测量传感器，其特征在于，把压缩空气供给机构与所述气体导入室连接，能够向所述多孔过滤器供给净化空气。

7.一种模具内部信息测量传感器，其特征在于，具有：

杆形壳体，其穿过模具铸模而能够安装在向模腔开口的安装孔，比所述模具铸模的厚度长；

传感器部件，其被设置在所述杆形壳体的基端部；

多孔过滤器，其被配置在所述杆形壳体的前端而能够使前端面与模具模腔面一致，并且能够从熔液把气体分离；

模腔气体导入室，其被形成在所述传感器部件并通过所述多孔过滤器进行导入；

气体压力传感器，其被装备在所述传感器部件而检测所述气体导入室的压力，

所述模具内部信息测量传感器能够检测模腔内的气体压力。

8.一种模具内部信息测量传感器，其中，具有：

杆形壳体，其穿过模具铸模而能够安装在向模腔开口的安装孔，比所述模具铸模的厚度长；

传感器部件，其被设置在所述杆形壳体的基端部；

多孔过滤器，其被配置在所述杆形壳体的前端而能够使前端面与模具模腔面一致，并且能够从熔液把气体分离；

模腔气体导入室，其被形成在所述传感器部件并通过所述多孔过滤器进行导入；

气体压力传感器，其被装备在所述传感器部件而检测所述气体导入室的压力，

所述模具内部信息测量传感器具有：

压力传递杆，其被插在所述杆形壳体内并在其轴向能够移动且能够使前端面与模具模腔面一致；

压力传感器，其与所述压力传递杆的后端相对而被保持在与所述传感器部件之间，能够检测向模腔注入的熔液的压力，

所述模具内部信息测量传感器能够检测模腔内的气体压力和模腔内的熔液压。

9.如权利要求7或8所述的模具内部信息测量传感器，其特征在于，其是把所述多孔过滤器设定成环状且把压力传递杆穿过其中心部的结构，在所述压力传递杆的中心部形成有达到杆前端部的细孔，并且在内部配置热电偶。

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