JP2000102959A - Fluid sensor for material for molding die - Google Patents
Fluid sensor for material for molding dieInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、成形型のキャビテ
ィ内に充填された材料の流動状態を検出することのでき
る成形型用材料流動センサに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a material flow sensor for a molding die capable of detecting a flow state of a material filled in a cavity of the molding die.
【０００２】[0002]
【従来の技術】射出成形等において、成形金型のキャビ
ティ内に充填された材料（例えば樹脂）の流れ、及び流
れの方向や速度等の流動性を把握することは、安定した
成形を行うための最も重要な要素とされている。また、
成形品の外観にあらわれる不良現象は、キャビティ内の
流動速度を制御することによって改善できることも知ら
れている。一般的な、キャビティ内の流動速度の制御
は、射出機における送り出し速度（シリンダ速度）によ
り行う。また、精密成形の分野では、材料流動解析ソフ
トを用い、材料の流れの速度や方向の解析を行って金型
設計に反映させている。2. Description of the Related Art In injection molding and the like, it is necessary to grasp the flow of a material (eg, resin) filled in a cavity of a molding die and the fluidity such as the direction and speed of the flow in order to perform stable molding. Is the most important factor. Also,
It is also known that a defective phenomenon that appears in the appearance of a molded article can be improved by controlling the flow velocity in the cavity. Generally, the flow speed in the cavity is controlled by the delivery speed (cylinder speed) of the injection machine. In the field of precision molding, material flow analysis software is used to analyze the speed and direction of material flow and reflect the results in mold design.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、射出機
におけるシリンダ速度の制御によるキャビティ内の材料
流動速度の制御は、キャビティ形状が単純な成形金型で
あれば可能であるが、キャビティ形状が複雑な成形金型
では材料の流動が複雑となるため、シリンダ速度の制御
だけではキャビティ内の流動速度を十分に制御すること
ができない場合がある。However, it is possible to control the material flow rate in the cavity by controlling the cylinder speed in the injection machine, if the cavity shape is simple, but the cavity shape is complicated. Since the flow of the material is complicated in the molding die, the flow speed in the cavity may not be sufficiently controlled only by controlling the cylinder speed.
【０００４】また、上記のような複雑なキャビティ形状
の成形金型を、材料流動解析ソフトを用いて設計して
も、成形金型内の流動現象を実測しないと、解析結果を
評価することが困難である。[0004] Even if a molding die having a complicated cavity shape as described above is designed using material flow analysis software, it is difficult to evaluate the analysis result unless the flow phenomenon in the molding die is actually measured. Have difficulty.
【０００５】ところで、キャビティ形状が複雑な成形金
型であっても、キャビティ内の流動状態を実測し、良質
の成形が行われた際の成形条件を再現することができれ
ば、不良品を減少させて、常に良質の成形を行うことが
可能となる。そこで、キャビティ内の流動状態を実測す
る各種センサ類（例えばキャビティ内を流動する材料の
圧力を検出するセンサ）を成形金型に取り付けることが
考えられるが、成形金型に特別な孔加工及び溝加工を施
さなければないので、手間及びコストがかかり、採用し
にくい。[0005] By the way, even in a molding die having a complicated cavity shape, if the flow condition in the cavity can be measured and the molding conditions at the time of high quality molding can be reproduced, defective products can be reduced. Therefore, it is possible to always perform high quality molding. Therefore, it is conceivable to attach various sensors (for example, a sensor for detecting the pressure of a material flowing in the cavity) for actually measuring the flow state in the cavity to the molding die. Since processing must be performed, labor and cost are required, and it is difficult to adopt.
【０００６】そこで本発明は、上記課題を解消するため
に、キャビティ内の材料の流動状態を実測でき、且つ、
その施工を容易にすることができる成形型用材料流動セ
ンサを提供することを目的としている。In order to solve the above problems, the present invention can measure the flow state of a material in a cavity, and
It is an object of the present invention to provide a molding material flow sensor capable of facilitating the construction.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による請求項１に記載された成形型用材料流動セ
ンサは、二個以上の検知手段をキャビティの内壁面に沿
う如く所定の配置でユニット化するとともに、前記キャ
ビティ内での前記各検出手段の位置を認識し得るように
し、前記各検知手段を以て前記キャビティ内を流動する
材料の通過を検知することを特徴としている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a material flow sensor according to the present invention, wherein two or more detecting means are arranged in a predetermined manner along the inner wall surface of the cavity. In addition, the position of each of the detecting means in the cavity can be recognized, and the passage of the material flowing in the cavity is detected by each of the detecting means.
【０００８】請求項２に記載された成形型用材料流動セ
ンサでは、請求項１に記載の成形型用材料流動センサに
おいて、前記検知手段は、前記キャビティをなす成形型
が相対的に分離する際に、前記キャビティにて成形され
た成形品を先端で押して前記成形型から突き出すエジェ
クタピンの先端にあらわれる如く配されたことを特徴と
している。According to a second aspect of the present invention, there is provided a material flow sensor according to the first aspect, wherein the detecting means is provided when the mold forming the cavity is relatively separated. In addition, the molded product molded in the cavity is pushed at the tip and is arranged so as to appear at the tip of an ejector pin protruding from the mold.
【０００９】請求項３に記載された成形型用材料流動セ
ンサでは、請求項２に記載の成形型用材料流動センサに
おいて、前記検知手段は、棒状に形成され、前記エジェ
クタピンの先端に自己の先端をあらわして棒軸方向に摺
動可能に設けられて、前記キャビティ内を流動する材料
の圧力が先端に加わる棒状部と、該棒状部の基端側に固
定されて前記棒状部に加わる加重により弾性的に変形す
る起歪部と、該起歪部に発生する変形を検知する歪み検
知素子と、を具備したことを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, the detecting means is formed in a rod shape, and a tip of the ejector pin is provided with its own. A rod-like portion which is provided so as to be slidable in the direction of a rod axis with the distal end thereof being provided, and a pressure of a material flowing in the cavity is applied to the distal end; And a strain detecting element for detecting deformation occurring in the strain generating portion.
【００１０】請求項４に記載された成形型用材料流動セ
ンサでは、請求項１〜請求項３の何れかに記載の成形型
用材料流動センサにおいて、前記検知手段は三個の検知
手段で構成され、それぞれが他の二個の検知手段に対し
て等間隔となるように前記キャビティの内壁面に沿って
配されていることを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, in the material flow sensor for a molding die according to any one of the first to third aspects, the detecting means comprises three detecting means. Each of the two detecting means is arranged along the inner wall surface of the cavity so as to be equidistant from the other two detecting means.
【００１１】請求項５に記載された成形型用材料流動セ
ンサでは、請求項１〜請求項３の何れかに記載の成形型
用材料流動センサにおいて、前記二個の検知手段は、材
料の流れ方向に沿って所定間隔をおいて配されているこ
とを特徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a material flow sensor for a molding die according to any one of the first to third aspects, wherein the two detecting means include a material flow. It is characterized by being arranged at predetermined intervals along the direction.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して具体的に説明する。図１は成形型Ｂの断面図
である。なお、本実施の形態では、成形型Ｂとして射出
成形機における金型を例にして説明する。この成形型Ｂ
は、成形機の固定側ホルダに取り付けられる固定側取付
板１０と、成形機の可動側ホルダに取り付けられる可動
側取付板１１とを有している。固定側取付板１０には、
雌型であるキャビティ１２ａを有する固定側型板１２が
取り付けられている。可動側取付板１１には、雄型とな
るコア１３ａを有する可動側型板１３が、受け板１４と
スペーサブロック１５を介して取り付けられている。Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a molding die B. In the present embodiment, a mold in an injection molding machine will be described as an example of the mold B. This mold B
Has a fixed-side mounting plate 10 attached to the fixed-side holder of the molding machine, and a movable-side attachment plate 11 attached to the movable-side holder of the molding machine. The fixed-side mounting plate 10 includes
A fixed mold plate 12 having a female cavity 12a is mounted. A movable mold plate 13 having a male core 13 a is attached to the movable mount plate 11 via a receiving plate 14 and a spacer block 15.
【００１３】上記成形型Ｂは、固定側型板１２と可動側
型板１３との間で分割可能とされている。具体的には、
成形機の可動側ホルダの動きに合せ、可動側型板１３が
板面に垂直な方向に沿って固定側型板１２に対して移動
し、これによって固定側型板１２と可動側型板１３との
間の開閉が行われる。また、固定側型板１２には、ガイ
ドブシュ１９が設けられ、可動側型板１３には、ガイド
ポスト１８が設けられている。ガイドポスト１８は、ガ
イドブシュ１９に摺動可能に挿入されている。そして、
固定側型板１２と可動側型板１３との間の開閉は、この
ガイドブシュ１９とガイドポスト１８によって案内され
るので、固定側型板１２と可動側型板１３との間が閉じ
た時に、キャビティ１２ａとコア１３ａとが正確な位置
関係で組み合わされることとなる。The mold B can be divided between the fixed mold plate 12 and the movable mold plate 13. In particular,
In accordance with the movement of the movable-side holder of the molding machine, the movable-side template 13 moves with respect to the fixed-side template 12 in a direction perpendicular to the plate surface, whereby the fixed-side template 12 and the movable-side template 13 are moved. Is opened and closed. The fixed mold plate 12 is provided with a guide bush 19, and the movable mold plate 13 is provided with a guide post 18. The guide post 18 is slidably inserted into the guide bush 19. And
Opening and closing between the fixed mold plate 12 and the movable mold plate 13 is guided by the guide bush 19 and the guide post 18, so that when the space between the fixed mold plate 12 and the movable mold plate 13 is closed. The cavity 12a and the core 13a are combined in an accurate positional relationship.
【００１４】前記固定側取付板１０には、成形機のシリ
ンダのノズルから成形型Ｂ内に溶融した樹脂等の材料を
注入する際の経路となるスプル１６と、成形型Ｂを成形
機のシリンダのノズルに取り付ける際の位置決め手段と
なるロケートリング１７とが取り付けられている。The fixed side mounting plate 10 has a sprue 16 serving as a path for injecting a material such as a resin melted into the molding die B from a nozzle of a cylinder of the molding machine. And a locate ring 17 serving as a positioning means when attaching to the nozzle.
【００１５】可動側取付板１１の下側には、エジェクト
プレート２１が設けられている。エジェクトプレート２
１には、成形型Ｂが開いた時にコア１３ａから突き出し
て、コア１３ａ側にある成形品を型の外に突き出すため
のエジェクタピン２４が設けられている。また、エジェ
クトプレート２１には、成形型Ｂが閉じた時にエジェク
トプレート２１を所定位置に復帰させることによって、
エジェクタピン２４を引っ込めるためのリターンピン２
２が設けられている。なお、図１中２４ａは、エジェク
タピンであるが、このエジェクタピン２４ａはスプル１
６内に成形されたランナーを成形品とともに突き出すも
のである。An eject plate 21 is provided below the movable mounting plate 11. Eject plate 2
1 is provided with an ejector pin 24 for projecting from the core 13a when the molding die B is opened, and for projecting a molded product on the core 13a side out of the die. In addition, by returning the eject plate 21 to a predetermined position when the molding die B is closed,
Return pin 2 for retracting ejector pin 24
2 are provided. In FIG. 1, reference numeral 24a denotes an ejector pin.
The runner molded in 6 is projected together with the molded product.
【００１６】エジェクタピン２４（２４ａ）は、図２
（ａ），（ｂ）及び図３に示すように、成形品（ランナ
ー）を突き出す如く平坦且つ略円形の先端を有したスリ
ーブ部３０を有している。また、スリーブ部３０の後端
には、スリーブ部３０よりも大径とされた段部３１が設
けられている。The ejector pins 24 (24a) are shown in FIG.
As shown in FIGS. 3A and 3B and FIG. 3, a sleeve portion 30 having a flat and substantially circular tip is provided so as to protrude a molded product (runner). At the rear end of the sleeve part 30, a step part 31 having a larger diameter than the sleeve part 30 is provided.
【００１７】スリーブ部３０には案内部３２が穿設され
ている。案内部３２は、スリーブ部３０の先端部にて開
口し、スリーブ部３０の後端に通じる略円形の内径をな
している。また、案内部３２は、スリーブ部３０に対し
て三個設けられ、スリーブ部３０の先端部において、そ
れぞれが他の二個に対して等間隔となる正三角形の頂点
に位置する如く配されている。A guide portion 32 is formed in the sleeve portion 30. The guide portion 32 opens at the front end of the sleeve portion 30 and has a substantially circular inner diameter communicating with the rear end of the sleeve portion 30. Also, three guide portions 32 are provided for the sleeve portion 30 and are arranged at the tip portion of the sleeve portion 30 so as to be located at the vertices of an equilateral triangle which is equally spaced from the other two. I have.
【００１８】段部３１の内部には、案内部３２と連通し
た収納室３３が設けられている。この収納室３３は、下
面が開口しているが、円形の蓋体３４で閉じられてい
る。そして、前記各案内部３２及び収納室３３には、検
知手段３５が配されている。Inside the step portion 31, there is provided a storage chamber 33 communicating with the guide portion 32. The storage chamber 33 is open at the lower surface, but is closed by a circular lid 34. A detecting means 35 is provided in each of the guide portions 32 and the storage room 33.
【００１９】検知手段３５は、図２（ａ），（ｂ）及び
図３に示すように、スリーブ部３０における各案内部３
２内に収納された棒状部３６と、段部３１における収納
室３３内に収納された起歪部３７及び歪み検知素子３８
とからなる。As shown in FIGS. 2 (a), 2 (b) and 3, the detecting means 35
2, a strain-generating portion 37 and a strain sensing element 38 stored in a storage chamber 33 of the step portion 31.
Consists of
【００２０】棒状部３６は、各案内部３２に対応して三
個設けられ、それぞれ案内部３２内を自己の棒軸方向に
摺動可能となるように、案内部３２の内径に沿って断面
略円形に形成されている。そして、各棒状部３６の先端
は、それぞれ案内部３２の先端の開口３２ａから、キャ
ビティ１２ａ内に臨んでいる。また、棒状部３６の先端
と案内部３２の先端は、実質的に同一平面を構成してい
る。三個の棒状部３６は、上述した各案内部３２の配置
から、前記同一平面において、それぞれが他の二個の棒
状部３６に対して等間隔となるように配されている。さ
らに、各棒状部３６の後端には、収納室３３内に延出さ
れた略半球形の押圧子３６ａが一体に形成されている。Three bar-shaped portions 36 are provided corresponding to the respective guide portions 32, and each has a cross section along the inner diameter of the guide portion 32 so as to be slidable in the guide portion 32 in the direction of its own rod axis. It is formed in a substantially circular shape. The tip of each bar 36 faces into the cavity 12a from the opening 32a at the tip of the guide 32. The tip of the rod 36 and the tip of the guide 32 are substantially coplanar. The three bar-shaped portions 36 are arranged so as to be equally spaced from the other two bar-shaped portions 36 on the same plane from the arrangement of the guide portions 32 described above. Further, a substantially hemispherical pressing element 36 a extending into the storage chamber 33 is integrally formed at the rear end of each rod 36.
【００２１】起歪部３７及び歪み検知素子３８は対をな
し、各棒状部３６に対応して三個設けられて収納室３３
内に配されている。起歪部３７は、各棒状部３６に対応
して対向する一対の支持部３７ａと、各支持部３７ａ上
を跨ぐ梁部３７ｂとを有する断面略コ字状の部品であ
る。この起歪部３７は、収納室３３を閉じる蓋体３４の
内面に対して支持部３７ａを介して置かれ、梁部３７ｂ
の上面略中央に対して各棒状部３６の後端にある押圧子
３６ａの下端部が接触するように固定されている。起歪
部３７の梁部３７ｂは、棒状部３６に加わる荷重を受け
て弾性的に変形し、支持部３７ａはこの荷重を支える。
このため、起歪部３７は、必要な安全率は見込める強度
の材質で一体に形成されている。The strain-generating portion 37 and the strain detecting element 38 form a pair, and three are provided corresponding to the respective bar-shaped portions 36 so that the storage chamber 33 is provided.
It is arranged within. The strain-flexing portion 37 is a component having a substantially U-shaped cross section having a pair of support portions 37a facing each bar-shaped portion 36 and a beam portion 37b straddling each support portion 37a. The strain generating portion 37 is placed on the inner surface of the lid 34 that closes the storage chamber 33 via the support portion 37a, and the beam portion 37b
The lower end of the pressing element 36a at the rear end of each bar 36 is fixed to the substantially upper surface of the upper surface of the rod-shaped portion 36 so as to be in contact therewith. The beam portion 37b of the strain generating portion 37 is elastically deformed by receiving a load applied to the rod portion 36, and the support portion 37a supports this load.
For this reason, the strain generating portion 37 is integrally formed of a material having a strength that can provide a necessary safety factor.
【００２２】歪み検知素子３８は、各起歪部３７におけ
る梁部３７ｂの下面略中央に設けられている。この歪み
検知素子３８は、棒状部３６に加わる荷重を受けた梁部
３７ｂの弾性的な変形を検知する素子である。また、歪
み検知素子３８は、各棒状部３６の直下にあって、上述
の如く配された棒状部３６の配置と同様に、それぞれが
他の二個の歪み検知素子３８に対して等間隔となるよう
に配されている。歪み検知素子３８は、図４に示すよう
に、所定電圧が加えられたブリッジ回路４０をなす抵抗
体の一つとして構成されている。該抵抗体に弾性的な変
形が生じると、ブリッジ回路４０内の抵抗比が可変して
歪み検知素子３８（抵抗体）の歪み量に対応する歪み信
号を出力する。ブリッジ回路４０の後段の増幅器４１で
は、前記歪み信号を検出し、処理手段４２に対して増幅
信号を出力する。処理手段４２では、入力された増幅信
号に基づいて演算処理を行う。このように、歪み検知素
子３８は、抵抗線の弾性的な変形による抵抗値の可変を
電圧の変化として出力する抵抗線歪みゲージとして用い
ることができる。The strain detecting element 38 is provided substantially at the center of the lower surface of the beam portion 37b in each strain generating portion 37. The strain detecting element 38 is an element that detects elastic deformation of the beam portion 37b which receives a load applied to the rod portion 36. Further, the strain sensing elements 38 are located immediately below the respective bar-shaped portions 36, and each of them is equally spaced from the other two strain-sensing elements 38, similarly to the arrangement of the bar-shaped portions 36 arranged as described above. It is arranged to become. As shown in FIG. 4, the strain detecting element 38 is configured as one of resistors forming a bridge circuit 40 to which a predetermined voltage is applied. When the resistor is elastically deformed, the resistance ratio in the bridge circuit 40 is varied and a distortion signal corresponding to the amount of distortion of the distortion detecting element 38 (resistor) is output. The amplifier 41 at the subsequent stage of the bridge circuit 40 detects the distortion signal and outputs an amplified signal to the processing means 42. The processing means 42 performs arithmetic processing based on the input amplified signal. Thus, the strain sensing element 38 can be used as a resistance wire strain gauge that outputs a change in resistance value due to elastic deformation of the resistance wire as a change in voltage.
【００２３】以上の構成における作用を説明する。材料
を成形型Ｂに射出する工程において、キャビティ１２ａ
内に溶融した材料が射出されると、エジェクタピン２４
（２４ａ）の先端に材料の圧力が加わる。各棒状部３６
の先端に材料の圧力が加わり、棒状部３６に下向きの荷
重がかかると、棒状部３６は起歪部３７の梁部３７ｂを
下向きに押す。各支持部３７ａに支えられた梁部３７ｂ
の上面略中央に荷重がかかると、梁部３７ｂが撓み歪み
検知素子３８がその歪み量に対応した信号を上記の如く
処理手段４２に出力する。The operation of the above configuration will be described. In the step of injecting the material into the mold B, the cavity 12a
When the molten material is injected into the inside, the ejector pins 24
The pressure of the material is applied to the tip of (24a). Each bar 36
When a pressure of the material is applied to the tip of the rod portion and a downward load is applied to the rod portion 36, the rod portion 36 pushes the beam portion 37b of the strain generating portion 37 downward. Beam 37b supported by each support 37a
When a load is applied to substantially the center of the upper surface of the beam, the beam portion 37b bends, and the strain detection element 38 outputs a signal corresponding to the amount of the strain to the processing means 42 as described above.
【００２４】処理手段４２での演算処理は以下のように
行われる。まず、図５に示すように、三個の歪み検知素
子３８（Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ）は、上述の如く、それぞれ
が他の二個の歪み検知素子３８に対して等間隔Ｐとなる
ように配されている。つまり、三個の歪み検知素子３８
は、正三角形の各頂点に位置する如く配されている。ま
た、歪み検知素子３８の一つ（Ｓ1 ）は、該歪み検知素
子３８（Ｓ1 ）と前記正三角形の中心Ｏを通る中心線Ｙ
に対して直交する基準線Ｘにおける、中心線Ｙとの交点
に位置する如く設定されている。すなわち、基準線Ｘに
対し、歪み検知素子３８（Ｓ1 ）から歪み検知素子３８
（Ｓ2 ）、あるいは歪み検知素子３８（Ｓ1 ）から歪み
検知素子３８（Ｓ3 ）の間を結ぶ辺の角度は、６０°と
なる。この検知素子３８の配置データは、処理手段４２
に有している。The arithmetic processing in the processing means 42 is performed as follows. First, as shown in FIG. 5, the three strain sensing elements 38 (S 1 , S 2 , S 3 ) each have an equal interval P with respect to the other two strain sensing elements 38 as described above. It is arranged to become. That is, the three strain sensing elements 38
Are arranged so as to be located at each vertex of the equilateral triangle. One (S 1 ) of the strain sensing elements 38 is a center line Y passing through the strain sensing element 38 (S 1 ) and the center O of the equilateral triangle.
Are set so as to be located at an intersection with a center line Y on a reference line X orthogonal to the reference line X. That is, with respect to the reference line X, the distortion detecting element 38 (S 1 )
(S 2 ) or the angle of the side connecting the strain sensing element 38 (S 1 ) to the strain sensing element 38 (S 3 ) is 60 °. The arrangement data of the sensing element 38 is sent to the processing unit 42.
Have.
【００２５】このように配された各歪み検知素子３８
（Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ）に対し、上述の如く棒状部３６を
介して材料の圧力が検知される。この際、図５（ａ），
図５（ｂ）に示す如く、材料が歪み検知素子３８
（Ｓ1 ）、歪み検知素子３８（Ｓ2 ）、歪み検知素子３
８（Ｓ3 ）の順で通過したとする。この時の基準線Ｘに
対する材料の流れ方向θは、各歪み検知素子３８
（Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ）間の配置（距離）と、各歪み検知
素子３８（Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ）が検知している材料の通
過した時間差から、以下の計算式によって算出される。Each strain sensing element 38 thus arranged
With respect to (S 1 , S 2 , S 3 ), the pressure of the material is detected via the rod portion 36 as described above. At this time, FIG.
As shown in FIG. 5B, the material is the strain detecting element 38.
(S 1 ), strain sensing element 38 (S 2 ), strain sensing element 3
8 (S 3 ). The flow direction θ of the material with respect to the reference line X at this time is
And (S 1, S 2, S 3) disposed between the (distance) from the time difference that has passed through the material the strain sensing element 38 (S 1, S 2, S 3) are detected by the following equation Is calculated.
【００２６】[0026]
【数１】 (Equation 1)
【００２７】また、上記計算式によって算出された材料
の流れ方向θと上記時間差から、以下の計算式によって
材料の速度Ｖが算出される。The speed V of the material is calculated from the flow direction θ of the material calculated by the above formula and the time difference by the following formula.
【００２８】[0028]
【数２】 (Equation 2)
【００２９】仮に、Ｐ＝３mm，ｔ1 ＝２sec ，ｔ2 ＝４
sec ，ｔ3 ＝７sec の時、材料の流れ方向θ＝３６．９
°、材料の速度Ｖ＝０．５８９mm／sec となる。Assuming that P = 3 mm, t 1 = 2 sec, t 2 = 4
sec, t 3 = 7 sec, material flow direction θ = 36.9
°, the material velocity V = 0.589 mm / sec.
【００３０】また、各歪み検知素子３８は、抵抗線歪み
ゲージとして構成されており、予め処理手段４２に、各
歪み検知素子３８からの出力とキャビティ１２ａ内の圧
力との関係を示すデータを有するようにしていれば、曲
げモーメントの計算式により棒状部３６にかかった荷重
が求められ、キャビティ１２ａ内の圧力が算出される。
この圧力の検知は、流動する材料の先端部を検知する
他、連続した圧力の変化の検知をするとが可能である。Each strain sensing element 38 is configured as a resistance wire strain gauge, and the processing means 42 has data indicating the relationship between the output from each strain sensing element 38 and the pressure in the cavity 12a in advance. In this case, the load applied to the rod portion 36 is obtained by the calculation formula of the bending moment, and the pressure in the cavity 12a is calculated.
This pressure can be detected by detecting a continuous change in pressure in addition to the tip of the flowing material.
【００３１】なお、成形完了後は、適当な冷却時間が経
過したら、可動側型板１１と固定側型板１２との間が開
いて成形品が取り出される。その際には、エジェクタピ
ン２４（２４ａ）の先端の全面積が成形品の突き出しに
関与する。すなわち、略同一平面を構成している棒状部
３６とスリーブ部３０の各先端が成形品に接触すること
で、成形品に必要な押圧力を与える。After completion of the molding, after an appropriate cooling time has elapsed, the space between the movable mold plate 11 and the fixed mold plate 12 is opened, and the molded product is taken out. At that time, the entire area of the tip of the ejector pin 24 (24a) contributes to the protrusion of the molded product. That is, the tip of the rod portion 36 and the tip of the sleeve portion 30 which form substantially the same plane comes into contact with the molded product, thereby applying a necessary pressing force to the molded product.
【００３２】このように、上述した成形型用材料流動セ
ンサによれば、三個の検知手段３５を、所定の配置（正
三角形の配置）を構成する如くエジェクタピン２４（２
４ａ）の先端にユニット化して配し、キャビティ１２ａ
内に臨むように設けたことにより、この各検知手段３５
を通過する材料の流れ方向、速度、圧力を容易に実測す
ることが可能となる。As described above, according to the molding material flow sensor described above, the three detecting means 35 are connected to the ejector pins 24 (2) in a predetermined arrangement (an equilateral triangle arrangement).
4a), the cavity 12a
Each of the detection means 35
It is possible to easily measure the flow direction, velocity, and pressure of the material passing through the device.
【００３３】したがって、キャビティ１２ａの形状が複
雑な成形型Ｂであっても、キャビティ１２ａ内の流動状
態を実測でき、これにより、良質の成形が行われた際の
成形条件を容易に再現することが可能となるため、不良
品を減少させて、常に良質の成形を行うことができる。Therefore, even if the shape of the cavity 12a is a complicated mold B, the flow state in the cavity 12a can be actually measured, thereby easily reproducing molding conditions at the time of performing high-quality molding. Therefore, defective products can be reduced and high quality molding can be always performed.
【００３４】また、各検知手段３５がエジェクタピン２
４（２４ａ）に収納される如くエジェクタピン２４（２
４ａ）と一体とされているので、成形型Ｂに特別な加工
を施すことなく、既存のエジェクタピンに替えるだけで
よく、その設置を容易とすることができる。さらに、各
検知手段３５がエジェクタピン２４（２４ａ）と一体と
されていることにより、その測定点を簡単に増すことが
できる。これらによってキャビティ１２ａ内の各部の流
動状態を精密に把握することが可能となる。Each detecting means 35 is connected to the ejector pin 2.
4 (24a) so that the ejector pins 24 (2a
Since it is integrated with 4a), it is only necessary to replace the existing ejector pins without performing special processing on the molding die B, and the installation can be facilitated. Further, since each detection means 35 is integrated with the ejector pin 24 (24a), the number of measurement points can be easily increased. These make it possible to accurately grasp the flow state of each part in the cavity 12a.
【００３５】なお、上述した実施の形態において、ユニ
ット化された三個の検知手段３５（歪み検知素子３８）
は、正三角形の配置を構成する如く設けられているが、
この限りでなく、各検知手段３５の位置関係が分かる所
定の配置であって、キャビティ１２ａ内において各検知
手段３５の位置を認識し得るようにすれば、各検知手段
３５間の配置（距離）と、各検知手段３５にて検知した
材料が通過した時間差から、上述した計算式を応用する
ことによって材料の流動状態を把握することが可能であ
る。In the above-described embodiment, the unitized three detecting means 35 (strain detecting element 38)
Is provided to form an equilateral triangle arrangement,
However, the arrangement (distance) between the detection means 35 is not limited to this, and the arrangement (distance) between the detection means 35 can be recognized in a predetermined arrangement in which the positional relationship between the detection means 35 can be recognized. The flow state of the material can be ascertained by applying the above-described formula from the time difference of the passage of the material detected by each of the detection means 35 and the above.
【００３６】また、上述した実施の形態では、エジェク
タピン２４（２４ａ）に対し、三個の検知手段３５をユ
ニット化した構成であるが、図６に示すように、上述し
た検知手段３５と同様の構成の二個の検知手段３５をエ
ジェクタピン２４（２４ａ）に対してユニット化して配
してもよい。この場合、材料の流れ方向に沿って二個の
検知手段３５を所定間隔Ｐをおいて配するようにし、
（ｔ1 −ｔ2 ）／Ｐの計算式によって平均速度Ｖの算出
が可能である。また、キャビティ１２ａ内の圧力の算出
もできる。ゆえに、二個の検知手段３５を用いる場合
は、材料の流れ方向が判断できる細い流路を構成するキ
ャビティ１２ａの部位への採用が適しており、検知手段
３５の数を減少させることができる。In the above-described embodiment, three detection means 35 are unitized for the ejector pin 24 (24a). However, as shown in FIG. The two detecting means 35 having the above configuration may be arranged as a unit with respect to the ejector pin 24 (24a). In this case, two detection means 35 are arranged at a predetermined interval P along the material flow direction,
The average speed V can be calculated by the formula of (t 1 -t 2 ) / P. Further, the pressure in the cavity 12a can be calculated. Therefore, when two detection means 35 are used, it is suitable to adopt the portion of the cavity 12a which forms a narrow flow path from which the flow direction of the material can be determined, and the number of the detection means 35 can be reduced.
【００３７】また、上述した二個乃至三個の検知手段３
５をユニット化したエジェクタピン２４（２４ａ）に
は、例えば段部３１等の表面位置に基準位置を外観から
判断できる切り欠き等を設けておくとよい。これによれ
ば、エジェクタピン２４（２４ａ）を取り付ける（取り
替える）際に、キャビティ１２ａ内における各検知手段
３５の位置を認識できる位置に容易に決めることが可能
となる。The above-mentioned two or three detecting means 3
In the ejector pin 24 (24a) in which the unit 5 is formed as a unit, for example, a notch or the like for judging the reference position from the appearance may be provided in the surface position of the step portion 31 or the like. According to this, when the ejector pin 24 (24a) is attached (replaced), it is possible to easily determine the position of each detecting means 35 in the cavity 12a at a position where it can be recognized.
【００３８】また、上述した歪み検知素子３８は圧電変
換素子も使用できる。一般に圧電変換素子は、半導体で
ある２層の硫化モリブデンを銀の上部電極下部電極によ
って挟み、全体をポリイミド等の絶縁体によって被覆
し、両電極からそれぞれ端子を導出した構造となってい
る。その場合の検知手段３５は、荷重を受けた棒状部３
６の下端が、収納室３３内に設けた圧電変換素子を押圧
して信号を出力するような構造にする。スリーブ部３０
やスリーブ部３０に案内される棒状部３６の構造は前述
した例と同一である。Further, as the above-mentioned strain detecting element 38, a piezoelectric converting element can also be used. In general, a piezoelectric transducer has a structure in which two layers of molybdenum sulfide, which is a semiconductor, are sandwiched between silver upper electrodes and lower electrodes, the whole is covered with an insulator such as polyimide, and terminals are respectively derived from both electrodes. In this case, the detection means 35 is a
The lower end of 6 presses the piezoelectric transducer provided in the storage chamber 33 to output a signal. Sleeve part 30
The structure of the rod portion 36 guided by the sleeve portion 30 is the same as that of the above-described example.
【００３９】さらに、上述した二個乃至三個の検知手段
３５は、棒状部３６、起歪部３７及び歪み検知素子３８
（圧電変換素子）を有した構成であるが、これに限るこ
とはない。具体的には、歪み検知素子３８に替えて、ピ
エゾ型の圧力検出素子や、音波の伝達の有無から材料の
通過の検知をする超音波検知素子や、光の透過状態から
材料の通過の検知をする光学式検知素子、あるいは温度
の変化から材料の通過の検知をする温度検知素子などを
用い、これらを、棒状部３６、起歪部３７を介すること
なくエジェクタピン２４（２４ａ）の先端に上記所定の
配置であらわれる如く構成することが考えられる。Further, the above-mentioned two or three detecting means 35 include a rod-shaped part 36, a strain generating part 37 and a strain detecting element 38.
(Piezoelectric conversion element), but is not limited to this. Specifically, instead of the strain detection element 38, a piezo-type pressure detection element, an ultrasonic detection element that detects the passage of a material based on the presence or absence of transmission of sound waves, and a detection of the passage of a material based on the state of light transmission An optical sensing element that detects the passage of a material based on a change in temperature or a temperature sensing element that senses the passage of a material based on a change in temperature is used. It is conceivable that the above-mentioned predetermined arrangement is adopted.
【００４０】また、上述した検知手段３５は、二個乃至
三個をエジェクタピン２４（２４ａ）以外の部品を以て
ユニット化してもよい。すなわち、鋳造における鋳型等
のようにエジェクタピン２４（２４ａ）を使用しない成
形型において、材料（溶金等）の流動状態を把握する際
に適宜ユニット化された検知手段３５を採用する。この
ように、本発明によれば、材料の種類や、成形型の種類
に限定されることなく、成形型内の材料の流動を実測で
きる。The above-mentioned detecting means 35 may be formed as a unit with two or three parts using components other than the ejector pins 24 (24a). That is, in a molding die that does not use the ejector pins 24 (24a) such as a casting mold in casting, a detection unit 35 that is appropriately unitized when grasping the flow state of a material (metal, etc.) is adopted. As described above, according to the present invention, the flow of the material in the mold can be measured without being limited to the type of the material or the type of the mold.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上説明したように本発明による成形型
用材料流動センサは、二個以上の検知手段がキャビティ
内を流動する材料の通過を検知することにより、認識し
ているキャビティ内における各検知手段の配置と、各検
知手段にて検知された材料の通過の時間差から、材料の
流れ方向、速度等の流動状態を把握することができる。
また、前記検知手段は、ユニット化されているので成形
型へ設置する際の位置決めが容易となる。As described above, in the material flow sensor for a molding die according to the present invention, two or more detecting means detect the passage of the material flowing in the cavity, thereby detecting each of the components in the cavity. From the arrangement of the detection means and the time difference of the passage of the material detected by each detection means, the flow state such as the flow direction and the speed of the material can be grasped.
Further, since the detection means is formed as a unit, positioning when installing the detection means on a molding die becomes easy.
【００４２】また、前記検知手段をエジェクタピンを以
てユニット化したことにより、成形型に特別な加工を施
さずに既存のエジェクタピンに替えるだけでよく、その
設置を容易とすることができる。さらに、各検知手段が
エジェクタピンに一体とされているので、測定点を簡単
に増すことができる。これらによってキャビティ内の各
部の材料の流動状態を精密に把握できる。Further, since the detection means is unitized with an ejector pin, it is only necessary to replace the existing ejector pin without performing special processing on the molding die, and the installation thereof can be facilitated. Further, since each detecting means is integrated with the ejector pin, the number of measuring points can be easily increased. With these, the flow state of the material in each part in the cavity can be accurately grasped.
【００４３】また、エジェクタピンを以てユニット化さ
れた検知手段を、エジェクタピンの先端部にてキャビテ
ィ内の圧力が加わる棒状部と、棒状部を介して棒状部の
圧力を受ける起歪部と、起歪部の歪み量を検知する歪み
検知素子とで構成すれば、材料の流れ方向や速度の算出
に加え、瞬間的あるいは連続した材料の圧力の算出も行
うことができる。この構成は、歪み検知素子はキャビテ
ィ内に表出していないため、エジェクタピンによる成形
品の突き出しの際の押圧力が直接歪み検知素子にかかる
ことがなく、検知手段としての耐久性が高い。The detecting means unitized by the ejector pin includes a rod-shaped portion to which the pressure in the cavity is applied at the tip of the ejector pin, a strain-generating portion receiving the pressure of the rod-shaped portion via the rod-shaped portion, If it is configured with a strain detecting element for detecting the strain amount of the strained portion, it is possible to calculate the instantaneous or continuous material pressure in addition to the calculation of the material flow direction and the speed. In this configuration, since the strain detecting element is not exposed in the cavity, a pressing force when the molded product is protruded by the ejector pin is not directly applied to the strain detecting element, and the durability as the detecting means is high.
【００４４】また、三個の検知手段を用いた場合、それ
ぞれが他の二個の検知手段に対して等間隔となるように
前記キャビティの内壁面に沿って配すれば、容易な計算
式を以てキャビティ内の材料の流動状態を把握すること
が可能となる。In the case where three detecting means are used, if the three detecting means are arranged along the inner wall surface of the cavity so as to be equidistant with respect to the other two detecting means, an easy calculation formula can be obtained. It is possible to grasp the flow state of the material in the cavity.
【００４５】また、二個の検知手段を用いた場合、材料
の流れ方向が判断できるキャビティの部位への採用が適
しており、検知手段の数を減少させることができる。In the case where two detecting means are used, it is suitable for use in a cavity where the flow direction of the material can be determined, and the number of detecting means can be reduced.
【００４６】このように、本発明による成形型用材料流
動センサでは、キャビティ内の材料の流動状況を実測で
きるため、複雑な形状のキャビティを使用する場合で
も、材料の充填速度（射出成形の場合にはシリンダ回転
速度）や保圧力、保圧力時間等の条件を随時補正できる
ため、安定した成形を行うことが可能となる。これは、
不良成形を減少させて材料の節約につながる。また、材
料の流れ方向と速度を測定することで、解析ソフト等で
シミュレーション結果との比較検証も可能となるため、
成形型の設計評価や不良現象の解析に有効である。これ
は、成形型を設計し、成形品の量産をするまでの成形サ
イクル時間の短縮につながる。As described above, in the material flow sensor for a molding die according to the present invention, since the flow state of the material in the cavity can be actually measured, the filling speed of the material (in the case of injection molding) Since the conditions such as the cylinder rotation speed), the holding pressure, and the holding time can be corrected as needed, stable molding can be performed. this is,
Reduces defective molding and saves material. Also, by measuring the flow direction and velocity of the material, it is possible to compare and verify with simulation results using analysis software, etc.
This is effective for design evaluation of molding dies and analysis of failure phenomena. This leads to shortening of the molding cycle time from designing the mold to mass production of the molded product.
【図１】本発明の実施の形態にかかる成形型の断面図。FIG. 1 is a sectional view of a mold according to an embodiment of the present invention.
【図２】（ａ）本発明の実施の形態にかかるエジェクタ
ピンの平面図。 （ｂ）図２（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図。FIG. 2A is a plan view of an ejector pin according to the embodiment of the present invention. FIG. 2B is a sectional view taken along line AA in FIG.
【図３】本発明の実施の形態にかかる検知手段の斜視
図。FIG. 3 is a perspective view of a detecting unit according to the embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施の形態にかかる歪み検知素子と歪
み検出を行う回路図。FIG. 4 is a circuit diagram for performing distortion detection and distortion detection according to the embodiment of the present invention.
【図５】（ａ）（ｂ）演算処理の解析図。FIGS. 5A and 5B are analysis diagrams of arithmetic processing.
【図６】他の実施の形態を示す概略平面図。FIG. 6 is a schematic plan view showing another embodiment.
１２ａ…キャビティ、２４，２４ａ…エジェクタピン、
３５…検知手段、３６…棒状部、３７…起歪部、３８…
歪み検知素子、Ｂ…成形型。12a: cavity, 24, 24a: ejector pin,
35 ... detection means, 36 ... bar-shaped part, 37 ... distortion part, 38 ...
Strain detecting element, B: Mold.
フロントページの続き (72)発明者 広島 裕 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 (72)発明者 秋成 千里 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 Ｆターム(参考） 4F206 AP19 AQ03 AQ04 JA07 JL02 JM04 JN14 JP01 JP12 JP13 JP14 JP15 JQ81 Continued on the front page (72) Inventor Hiroshi Hiroshima 629 Oshiba, Mobara-shi, Chiba Futaba Electronics Co., Ltd. (72) Inventor Chisato 629 Oshiba, Mobara-shi, Chiba Futaba Electronics Co., Ltd. F-term (reference) 4F206 AP19 AQ03 AQ04 JA07 JL02 JM04 JN14 JP01 JP12 JP13 JP14 JP15 JQ81
Claims (5)
面に沿う如く所定の配置でユニット化するとともに、前
記キャビティ内での前記各検出手段の位置を認識し得る
ようにし、前記各検知手段を以て前記キャビティ内を流
動する材料の通過を検知することを特徴とする成形型用
材料流動センサ。A plurality of detecting means arranged in a predetermined arrangement along the inner wall surface of the cavity, and a position of each of the detecting means in the cavity can be recognized; A material flow sensor for a molding die, which detects passage of a material flowing in the cavity.
成形型が相対的に分離する際に、前記キャビティにて成
形された成形品を先端で押して前記成形型から突き出す
エジェクタピンの先端にあらわれる如く配されたことを
特徴とする請求項１に記載の成形型用材料流動センサ。2. The method according to claim 1, wherein, when the mold forming the cavity is relatively separated, the detecting means presses the molded product formed in the cavity at the tip and projects the ejector pin from the mold. The material flow sensor for a molding die according to claim 1, wherein the material flow sensor is arranged.
エジェクタピンの先端に自己の先端をあらわして棒軸方
向に摺動可能に設けられて、前記キャビティ内を流動す
る材料の圧力が先端に加わる棒状部と、 該棒状部の基端側に固定されて前記棒状部に加わる加重
により弾性的に変形する起歪部と、 該起歪部に発生する変形を検知する歪み検知素子と、 を具備したことを特徴とする請求項２に記載の成形型用
材料流動センサ。3. The detecting means is formed in a rod shape, and is provided at a tip end of the ejector pin so as to be slidable in a rod axis direction with a tip end thereof being provided. A strain-sensitive part fixed to the base end side of the rod-shaped part and elastically deformed by a load applied to the rod-shaped part; a strain detecting element for detecting deformation generated in the strain-induced part; The material flow sensor for a mold according to claim 2, further comprising:
れ、三個の検知手段は、それぞれが他の二個の検知手段
に対して等間隔となるように前記キャビティの内壁面に
沿って配されていることを特徴とする請求項１〜請求項
３の何れかに記載の成形型用材料流動センサ。4. The detecting means is constituted by three detecting means, and the three detecting means are arranged along the inner wall surface of the cavity so that each of the three detecting means is equidistant with respect to the other two detecting means. The material flow sensor for a molding die according to any one of claims 1 to 3, wherein the flow sensor is arranged at a predetermined position.
に沿って所定間隔をおいて配されていることを特徴とす
る請求項１〜請求項３の何れかに記載の成形型用材料流
動センサ。5. The mold according to claim 1, wherein said two detecting means are arranged at a predetermined interval along a flow direction of the material. Material flow sensor.
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|---|---|---|---|
| JP27317998A JP4042223B2 (en) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | Mold material flow sensor |
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