JP2003305759A - 射出成形機の型締制御装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非対称形状の発泡製品を成形する場合や、樹
脂注入ゲートの位置が偏っている場合においても、型締
力の作用下での型開き時の型内圧分布を均一にして、均
一な肉厚の発泡製品を成形する。 【解決手段】 型開きの開始後、型締シリンダ１１−１
〜１１−４の内の任意の１つの型締シリンダの油圧を所
定の型締目標油圧に維持させるとともに、任意の１つの
型締シリンダを除く他の型締シリンダを任意の１つの型
締シリンダに追従させて変位させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発泡成形用の射出
成形機の型締制御方法および方法に関し、特に、均一な
肉厚の発泡成形品を得る技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】発泡成形は、溶融樹脂内にガスを含むの
で、金型へ樹脂を射出充填する際に発泡に起因した成形
不良（シルバーと呼ばれる）が発生する。そこで、実際
の成形においては、金型のキャビティの隙間を小さくし
た状態で射出を開始し、充填の進行とともに樹脂圧に基
づく型開力を利用してわずかに型を開かせるという成形
法が実施されている。なお、この樹脂圧による型開動作
は、成り行きコアバックと呼ばれている。

【０００３】上記成り行きコアバックを用いた成形法に
よれば、樹脂圧による型開が実行されるので、射出充填
圧が高められる。したがって、充填中の樹脂の発泡を抑
制して、上記成形不良を防止することができる。なお、
樹脂の充填が完了した後には、発泡を促進するために、
わずかな型開操作が積極的に実施される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】非対称形状の発泡製品
を成形する場合には、上記成り行きコアバック時の型内
圧分布が不均等となる。このため、従来、金型を構成す
る固定型と可動型が平行に開かれなくなって、成形品の
肉厚が不均一になるという不都合を生じていた。なお、
対称形状の発泡製品を成形する場合でも、樹脂注入ゲー
トの位置が偏っていれば、やはり上記のような不都合が
発生する。

【０００５】本発明は、このような状況に鑑み、非対称
形状の発泡製品を成形する場合や、樹脂注入ゲートの位
置が偏っている場合においても、型締力の作用下での型
開き量を均一にして、均一な肉厚の発泡製品を成形する
ことができる射出成形機の型締制御装置および型締制御
方法を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、金型に型締力
を作用させる複数の型締シリンダを備えた型締機構を有
し、前記金型のキャビティに射出された発泡剤入り樹脂
の樹脂圧によって前記型締力の作用下での型開きを実行
するとともに、前記樹脂の射出終了時点から該樹脂の発
泡を促進するための型開きを実行する射出成形機の型締
制御装置であって、前記型締力の作用下での型開きの開
始を検出する手段と、前記型開きの開始後、前記型締シ
リンダの内の任意の1つの型締シリンダの油圧を所定の
型締目標油圧に維持させるとともに、前記任意の1つの
型締シリンダを除く他の型締シリンダを該任意の1つの
型締シリンダに追従させて変位させる制御手段と、を備
えることを特徴としている

【０００７】前記制御手段は、前記各型締シリンダの内
のいずれかが前記所定の型開き終了位置よりもさらに型
開き方向に移動する場合に、先行して移動する型締シリ
ンダの型締方向油圧を前記型締目標油圧以上に設定され
た所定の油圧に維持させるとともに、他の型締シリンダ
を該先行変位した型締シリンダに追従させて変位させる
ように構成することができる。また、前記制御手段は、
前記発泡促進のための型開きが所定の発泡移動完了位置
で終了するように前記各型締シリンダの位置を制御する
ことが望ましい。

【０００８】本発明は、金型に型締力を作用させる複数
の型締シリンダを備えた型締機構を有し、前記金型のキ
ャビティに射出された発泡剤入り樹脂の樹脂圧によって
前記型締力の作用下での型開きを実行するとともに、前
記樹脂の射出終了時点から該樹脂の発泡を促進するため
の型開きを実行する射出成形機の型締制御方法であっ
て、前記型締力の作用下での型開きの開始を検出するス
テップと、前記型開きの開始後、前記型締シリンダの内
の任意の1つの型締シリンダの油圧を所定の型締目標油
圧に維持させるとともに、前記任意の1つの型締シリン
ダを除く他の型締シリンダを該任意の1つの型締シリン
ダに追従させて変位させるステップと、を含むことを特
徴としている。

【０００９】前記各型締シリンダの内のいずれかが前記
所定の型開き終了位置よりもさらに型開き方向に移動す
る場合に、先行して移動する型締シリンダの型締方向油
圧を前記型締目標油圧以上に設定された所定の油圧に維
持させるとともに、他の型締シリンダを該先行変位した
型締シリンダに追従させて変位させるステップを更に含
むことができる。また、前記発泡促進のための型開きが
所定の発泡移動完了位置で終了するように前記各型締シ
リンダの位置を制御するステップを更に含むことができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明に係る射出
成形機の型締機構部を示す要部断面図である。また図２
は、図１のＡ−Ａ断面図である。図１において、固定型
１および可動型３は、それぞれ固定型盤５および可動型
盤７に取り付けられている。なお、固定型盤５は、ベッ
ド９上に固定配設され、また可動型盤７は、該ベッド上
９に摺動可能に配設されている。

【００１１】固定型盤５の４隅には、それぞれ型締シリ
ンダ１１−１，１１−２，１１−３および１１−4が設
けられている。この型締シリンダ１１−１〜１１−4
は、それらのピストンロッドが対応するタイバー１３−
１〜１３−４を介して可動型盤７に結合されている。し
たがって、型締シリンダ１１−１〜１１−4を伸縮させ
れば、可動型３が固定型１に対して離接方向に移動す
る。

【００１２】型締シリンダ１１−１，１１−２，１１−
３および１１−４には、それぞれ電磁サーボ弁１５−
１，１５−２，１５−３および１５−４が接続されてい
る。また、タイバー１３−１，１３−２，１３−３およ
び１３−４の近傍には、それらのタイバーの作動位置、
換言すれば、型締シリンダ１１−１，１１−２，１１−
３および１１−４のピストンロッドの作動位置を検出す
る位置センサ１７−１，１７−２，１７−３および１７
−４が配設され、さらに、型締シリンダ１１−１，１１
−２，１１−３および１１−４と電磁サーボ弁１５−
１，１５−２，１５−３および１５−４とを結ぶ各油路
には、それぞれ油圧センサ１９−１，１９−２，１９−
３および１９−４が接続されている。なお、図１では、
煩雑化を避けるために、油圧センサ１９−１，１９−
２，１９−３および１９−４がそれぞれ対応する型締シ
リンダ１１−１，１１−２，１１−３および１１−４の
一方の油室と他方の油室の双方の油圧を検出するように
示されているが、もちろん、実際には、上記一方の油室
と他方の油室の油圧は個別の油圧センサによって検出さ
れる。

【００１３】図３に示すように、位置センサ１７−１と
油圧センサ１９−１はシリンダ制御装置２１−１に、位
置センサ１７−２と油圧センサ１９−２はシリンダ制御
装置２１−２に、位置センサ１７−３と油圧センサ１９
−３はシリンダ制御装置２１−３に、また、位置センサ
１７−４と油圧センサ１９−４はシリンダ制御装置２１
−４にそれぞれ接続されている。そして、位置センサ１
７−１〜１７−４と油圧センサ１９−１〜１９−４は、
中央制御装置２３にも接続されている。

【００１４】以下、この実施の形態に係る射出成形機の
作用について説明する。図３に示すシリンダ制御装置２
１−１（２１−２，２１−３，２１−４）は、型締時に
おいて、中央制御装置２３から与えられる型締目標油圧
と、油圧センサ１９−１（１９−２，１９−３，１９−
４）によって検出される型締シリンダ１１−１（１１−
２，１１−３，１１−４）の実際の型締油圧（図１にお
ける左方側の油室の油圧）とに基づいて、上記実際の型
締油圧が上記型締目標油圧に一致するように電磁サーボ
弁１５−１（１５−２，１５−３，１５−４）を制御す
る。

【００１５】型締シリンダ１１−１〜１１−４に対する
このような圧力制御に伴って、金型（固定型１および可
動型３）の４隅が均等な圧力で型締されるので、該金型
内に狭いキャビティが形成される。そこで、このキャビ
ティ内にノズル２５を介して発泡剤入り樹脂が射出され
る。射出された樹脂が上記キャビティに充填される過程
においては、樹脂圧に基づく型開力が発生し、この型開
力は、型締力に抗して僅かずつ金型を開かせる。つま
り、前述した成り行きコアバックを行わせる。この成り
行きコアバック中においては、キャビティ内の樹脂圧が
高く維持されるので、この樹脂の発泡が抑制される。

【００１６】ところで、例えば、図２示すような非対称
形状の発泡製品を成形する場合には、上記成り行きコア
バック時における型内圧分布（型開力分布）が不均等に
なるため、型締シリンダ１１−１〜１１−４の負荷の関
係が（型締シリンダ１１−１の負荷）＜（型締シリンダ
１１−２の負荷）＜（型締シリンダ１１−３の負荷）＜
（型締シリンダ１１−４の負荷）のようになる。なお、
図２において中心部の黒丸はゲートを示し、このゲート
を中心とする同心円は等圧線である。

【００１７】金型は、大きな型内圧（樹脂圧）が作用す
る部分ほど開き量が大きくなる。それ故、上記型内圧分
布の不均等は型開量の偏りを生じさせ、これは、成形品
の肉厚を不均一にさせる。このため、この実施の形態に
よれば、図３に示す中央制御装置２３に以下のような手
順を実行させて、上記成り行きコアバック時における型
開量の偏りを防止するようにしている。

【００１８】１） 固定型１に可動型が圧接された型締
状態におけるタイバー１３−１〜１３−４の位置を０と
すると、上記非対称な発泡製品を成形する場合には、上
記型開量の偏りのため、上記成り行きコアバックの開始
直後にタイバー１３−１〜１３−４の内のいずれかのタ
イバーが他のタイバーに先行して型開方向に移動するこ
とになる。そこで、中央制御装置２３は、位置センサ１
７−１〜１７−４の出力を比較して上記先行するタイバ
ーを検出する。なお、図２の例では、タイバー１３−４
が他のタイバーに先行して型開方向に移動する。

【００１９】２） ここで、先行するタイバーとして、
例えばタイバー１３−４が検出されたとする。この場
合、中央制御装置２３は、位置センサ１７―４の出力変
化を成り行きコアバックの開始を示すトリガ信号として
入力し、その入力時点で任意の１つのシリンダ制御装
置、たとえば、シリンダ制御装置２１−４に対して、型
締シリンダ１１−４の圧力制御（前記型締油圧を持続さ
せる電磁サーボ弁１５−４の制御）を続行させる圧力制
御指令を出力し、また、他のシリンダ制御装置２１−１
〜２１−３に対して、タイバー１３−１〜１３−３をタ
イバー１３−４に追従変位させる位置制御指令を出力す
る。

【００２０】上記位置制御指令が入力されたシリンダ制
御装置２１−１（２１−２，２１−３）は、位置センサ
１７−４によって検出されるタイバー１３−４の位置
（目標位置）と位置センサ１７−１（１７−２，２１−
３）によって検出されるタイバー１３−１（１３−２，
２１−３）の位置との偏差に基づき、この偏差がなくな
るように電磁サーボ弁１５−１（１５−２，１５−３）
を制御する。この結果、タイバー１３−４にタイバー１
３−１〜１３−３が追従変位しながら上記成り行きコア
バックが実行されるので、この成り行きコアバック中に
型開量が偏ること、つまり、成形物の肉厚が不均一にな
るという不都合が回避される。なお、上記の例では、先
行するタイバー１３−４に係る型締シリンダ１１−４を
圧力制御し、他の型締シリンダ１１−１〜１１−３を型
締シリンダ１１−４に追従させて変位させているが、型
締シリンダ−4とは異なる他の任意の1つの型締シリンダ
を圧力制御し、この任意の１つの型締シリンダを除く他
の型締シリンダを上記任意の１つの型締シリンダに追従
して変位させるようにすることも可能である。

【００２１】３） 成り行きコアバックによる望ましい
型開量は、予め設定されている（例えば、１〜２ｍ
ｍ）。そこで、中央制御装置２３は、例えば位置センサ
１７−４の出力が所定の型開量を示す値を示したとき
に、成り行きコアバックが完了したと判断する。

【００２２】４） 中央制御装置２３は、上記成り行き
コアバックの完了を判断した時点で、各シリンダ制御装
置２１−１〜２１−４に対する制御モードを、成り行き
コアバックの完了位置を目標位置とする位置制御モード
に切換える指令を出力する。これに伴い、シリンダ制御
装置２１−１〜２１−４は、タイバー１３−１〜１３−
４の位置が成り行きコアバックの完了位置で保持される
ように電磁サーボ弁１５−１〜１５−４を制御し、その
結果、タイバー１３−１〜１３−４が上記成り行きコア
バックの完了位置に停止するように制動されることにな
る。

【００２３】５） 通常は、上記の制動によってタイバ
ー１３−１〜１３−４が上記成り行きコアバックの完了
位置で停止されることになる。しかし、あるタイバーに
作用する樹脂圧が大きいために、そのタイバーを上記コ
アバックの完了位置に保持させることができない場合も
あり得る。そこで、中央制御装置２３は、位置センサ１
７−１〜１７−４の出力に基づいて、タイバー１３−１
〜１３−４が所定の成り行きコアバック完了位置に停止
したか否かを判断する。

【００２４】ここで、例えば、タイバー１３−１〜１３
−４の内のタイバー１３−４が他のタイバーに先行して
成り行きコアバック完了位置から更に型開方向に移動さ
れたと仮定する。この場合、中央制御装置２３は、シリ
ンダ制御装置２１−４に対して制御モードを位置制御か
ら圧力制御（上記型締目標油圧以上でかつ成形機が発生
しえる最大型締圧力以下の所定の型締方向油圧を加える
ための圧力制御）に切換える指令を出力するとともに、
シリンダ制御装置２１−１〜２１−３に対して、タイバ
ー１３−１〜１３−３をタイバー１３−４に追従変位さ
せる位置制御指令を出力する。

【００２５】これにより、タイバー１３−４を介して金
型に所定の型締力が作用されている状態でタイバー１３
−４にタイバー１３−１〜１３−３が追従変位すること
になるので、樹脂圧のために成り行きコアバック完了位
置から更に型開が行われる場合でも、上記成り行きコア
バック時と同様に、樹脂の発泡が抑制されるとともに型
開量の偏りが防止される。

【００２６】樹脂の射出が完了すると、図示していない
射出駆動装置の制御装置から中央制御装置２３に充填完
了信号が与えられる。そこで、中央制御装置２３は、発
泡を促進させるためのわずかな型開を積極的に行うため
の指令をシリンダ制御装置２１−１〜２１−４に出力す
る。上記指令に基づき、シリンダ制御装置２１−1〜２
１−４は、タイバー１３−1〜１３−４が所定の発泡移
動完了位置に到達するように電磁サーボ弁１５−１ない
し１５−４をそれぞれ制御し、その結果、発泡促進のた
めの型開が型開量の偏りを伴うことなく実行されて、均
一な厚さを有する品質の高い発泡製品が成形される。

【００２７】なお、上記成り行きコアバック時における
型開量の偏りは、非対称な発泡製品を成形する場合だけ
ではなく、金型の樹脂注入ゲートの位置が製品形状の中
心位置から偏っている場合にも発生する。そして、後者
の場合においても、上記と同様の制御手順を実行するこ
とによって、上記型開量の偏りを防止することができ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、非対称形状の発泡製品を成形する場合や、樹
脂注入ゲートの位置が偏っている場合においても、型締
力の作用下での型開量を均一にして、均一な肉厚の発泡
製品を成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される型締機構部の一例を示す要
部断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】型締制御のための制御系の一例を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１ 固定型 ３ 可動型 ５ 固定盤 ７ 可動盤 １１−１〜１１−４ 型締シリンダ １３−１〜１３−４ タイバー １５−１〜１５−４ 電磁サーボ弁 １７−１〜１７−４ 位置センサ １９−１〜１９−４ 油圧センサ ２１−１〜２１−４ シリンダ制御装置 ２３ 中央制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F202 AP02 AP03 AP06 AR02 AR07 CA11 CB01 CK19 CL01 CL09 CL12 CL16 CL25 CL44 4F206 AP02 AP03 AP06 AR02 AR07 JA04 JF04 JN25 JN35 JT05 JT25

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型に型締力を作用させる複数の型締シ
   リンダを備えた型締機構を有し、前記金型のキャビティ
   に射出された発泡剤入り樹脂の樹脂圧によって前記型締
   力の作用下での型開きを実行するとともに、前記樹脂の
   射出終了時点から該樹脂の発泡を促進するための型開き
   を実行する射出成形機の型締制御装置であって、 前記型締力の作用下での型開きの開始を検出する手段
   と、 前記型開きの開始後、前記型締シリンダの内の任意の1
   つの型締シリンダの油圧を所定の型締目標油圧に維持さ
   せるとともに、前記任意の1つの型締シリンダを除く他
   の型締シリンダを該任意の1つの型締シリンダに追従さ
   せて変位させる制御手段と、を備えることを特徴とする
   射出成形機の型締制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記各型締シリンダの
   内のいずれかが前記所定の型開き終了位置よりもさらに
   型開き方向に移動する場合に、先行して移動する型締シ
   リンダの型締方向油圧を前記型締目標油圧以上に設定さ
   れた所定の油圧に維持させるとともに、他の型締シリン
   ダを該先行変位した型締シリンダに追従させて変位させ
   ることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の型締
   制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記発泡促進のための
   型開きが所定の発泡移動完了位置で終了するように前記
   各型締シリンダの位置を制御することを特徴とする請求
   項１または２に記載の射出成形機の型締制御装置。
4. 【請求項４】 金型に型締力を作用させる複数の型締シ
   リンダを備えた型締機構を有し、前記金型のキャビティ
   に射出された発泡剤入り樹脂の樹脂圧によって前記型締
   力の作用下での型開きを実行するとともに、前記樹脂の
   射出終了時点から該樹脂の発泡を促進するための型開き
   を実行する射出成形機の型締制御方法であって、 前記型締力の作用下での型開きの開始を検出するステッ
   プと、 前記型開きの開始後、前記型締シリンダの内の任意の1
   つの型締シリンダの油圧を所定の型締目標油圧に維持さ
   せるとともに、前記任意の1つの型締シリンダを除く他
   の型締シリンダを該任意の1つの型締シリンダに追従さ
   せて変位させるステップと、を含むことを特徴とする射
   出成形機の型締制御方法。
5. 【請求項５】 前記各型締シリンダの内のいずれかが前
   記所定の型開き終了位置よりもさらに型開き方向に移動
   する場合に、先行して移動する型締シリンダの型締方向
   油圧を前記型締目標油圧以上に設定された所定の油圧に
   維持させるとともに、他の型締シリンダを該先行変位し
   た型締シリンダに追従させて変位させるステップを更に
   含むことを特徴とする請求項４に記載の射出成形機の型
   締制御方法。
6. 【請求項６】 前記発泡促進のための型開きが所定の発
   泡移動完了位置で終了するように前記各型締シリンダの
   位置を制御するステップを更に含むことを特徴とする請
   求項４または５に記載の射出成形機の型締制御方法。