JP2007210164A - Injection molding method and injection moulding machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、射出成形方法及び射出成形機に関し、より具体的には、導光板、レンズやプリズム等の光を透過させて用いる光学部品の射出成形方法及びそのような樹脂光学部品の射出成形に用いられる射出成形機に関する。 The present invention relates to an injection molding method and an injection molding machine, and more specifically, to an injection molding method of an optical component used by transmitting light such as a light guide plate, a lens, and a prism, and injection molding of such a resin optical component. The present invention relates to an injection molding machine to be used.
近年、安定した特性の透明な樹脂が開発され、そのような樹脂の成形技術が発達してきている。これに伴い、CDプレーヤの光学ヘッドや、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話等の光学機器のレンズとしてプラスチックレンズが使用されるようになっている。 In recent years, transparent resins having stable characteristics have been developed, and molding techniques for such resins have been developed. Accordingly, a plastic lens is used as a lens of an optical device such as an optical head of a CD player, a video camera, or a camera-equipped mobile phone.
例えば、カメラ付き携帯電話のカメラ機構に用いられるプラスチックレンズは、サイズの小さいものが多い。このようなプラスチックレンズを射出成形機で成形する場合、成形用金型は、多数個取りとすることが一般的であり、例えば一つの金型で4個から6個のプラスチックレンズが形成される(例えば、特許文献1参照)。また、周縁の光源からの光を画面方向に反射させる役割を果たす導光板は、携帯電話や液晶ディスプレイに使用されている。 For example, plastic lenses used for camera mechanisms of camera-equipped mobile phones are often small in size. When such a plastic lens is molded by an injection molding machine, it is common to form a large number of molds. For example, four to six plastic lenses are formed with one mold. (For example, see Patent Document 1). In addition, a light guide plate that plays a role of reflecting light from a peripheral light source in the screen direction is used in mobile phones and liquid crystal displays.
一回の成形サイクルで成形された複数のプラスチックレンズはランナで繋がっている。ランナは金型の樹脂注入口からキャビティの入り口であるゲートまで溶融した樹脂を導くための通路内で固化した樹脂であり、成形品としては不要な部分である。したがって、ランナで繋がったプラスチックレンズは、金型から取り出された後に、ゲートの部分でランナから切り離されて一つ一つのプラスチックレンズとなる。
このような従来の成形方法では、プラスチックレンズ等の成形品に対して必ずランナが形成され、ランナを切り離す必要がある。プラスチックレンズのサイズが小さい場合、ランナ部分の樹脂量がプラスチックレンズの樹脂量に比較して大きくなる。即ち、金型内で固化する樹脂全体において、ランナ部分の樹脂量の割合が大きくなり、実際に成形品となる部分の樹脂量より廃棄する部分の樹脂量のほうが大きくなってしまう。 In such a conventional molding method, a runner is always formed on a molded product such as a plastic lens, and it is necessary to separate the runner. When the size of the plastic lens is small, the resin amount of the runner portion is larger than the resin amount of the plastic lens. That is, in the entire resin solidified in the mold, the ratio of the resin amount in the runner portion becomes large, and the resin amount in the discarded portion becomes larger than the resin amount in the portion that actually becomes a molded product.
また、プラスチックレンズ等の光学部品に使用される樹脂には高い透明性や安定性が必要なため、高価な樹脂が多く、上述のように廃棄する部分が多いと、その分プラスチックレンズの製造コストを引き上げてしまう。 In addition, since the resin used for optical parts such as plastic lenses needs to be highly transparent and stable, there are many expensive resins, and if there are many parts to be discarded as described above, the manufacturing cost of plastic lenses is increased accordingly. Will pull up.
また、成形品を金型から取り出した後にランナを切り離す工程が必要であり、この工程の分、製造コストが余計にかかってしまう。 In addition, a step of separating the runner after the molded product is taken out from the mold is necessary, and the manufacturing cost is excessive due to this step.
かかる観点より、金型内のランナ部が溶融状態で維持されるように、ランナ部を常時加熱し、金型のキャビティに充填された溶融樹脂を冷却して固化させるときには、ランナと固化させる成形品部分(キャビティ内)とをゲート遮断用のピンを用いて遮断するするホットランナ方式の樹脂成形が提案されている。ホットランナ方式の樹脂成形では、固化したランナ部が形成されず、高価な光学部品用の樹脂をランナ部として廃棄することを防止することができる。 From this point of view, when the runner portion is constantly heated so that the runner portion in the mold is maintained in a molten state, and the molten resin filled in the mold cavity is cooled and solidified, the mold is solidified with the runner. There has been proposed a hot runner type resin molding in which a product part (inside the cavity) is shut off using a gate shut-off pin. In the hot runner type resin molding, the solidified runner portion is not formed, and it is possible to prevent the expensive resin for optical components from being discarded as the runner portion.
しかしながら、このようなホットランナ方式の樹脂成形、特に、サイズの小さいプラスチックレンズを製造するための超小型ホットランナ方式の樹脂成形では、従来はゲート付近の応力等に関係なく、ランナと固化させる成形品部分(キャビティ内)とをゲート遮断用のピンを用いて遮断(閉鎖)又は開放されていた。 However, in such hot runner type resin molding, in particular, ultra-small hot runner type resin molding for producing small plastic lenses, conventionally molding to solidify with the runner regardless of the stress near the gate, etc. The product part (within the cavity) was blocked (closed) or opened using a gate blocking pin.
従って、射出成形における保圧工程において、キャビティに充填された樹脂の冷却固化や圧力損失に因りキャビティ圧力は射出圧力を下回り、更に、成形に必要な一定のキャビティ圧力を保持することができなかった。そのため、ひけ等の成形不良を招くおそれがあった。 Therefore, in the pressure-holding process in the injection molding, the cavity pressure is lower than the injection pressure due to the cooling and solidification of the resin filled in the cavity and the pressure loss, and further, the constant cavity pressure necessary for molding cannot be maintained. . For this reason, there is a risk of causing molding defects such as sink marks.
そこで、本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、ランナとキャビティとをゲート遮断用のピンを用いて遮断(閉鎖)又は開放する射出成形方法であって、ひけ等の成形不良の発生を防止することができる射出成形方法及びそのような射出成形方法を実現する射出成形機を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and is an injection molding method in which a runner and a cavity are blocked (closed) or opened using a gate blocking pin, and molding defects such as sink marks are generated. An object of the present invention is to provide an injection molding method capable of preventing the above and an injection molding machine that realizes such an injection molding method.
本発明の一観点によれば、ランナとキャビティとをゲート遮断用のバルブピンを用いて遮断又は開放する射出成形方法であって、射出成形における保圧工程が開始された後に、前記バルブピンにより前記キャビティに対し略一定のバルブピン圧力をかけることを特徴とする射出成形方法が提供される。また、本発明の他の観点によれば、ランナとキャビティとをゲート遮断用のバルブピンを用いて遮断又は開放する射出成形方法であって、前記キャビティの内部の圧力が、予め定められたバルブピン圧力よりも高い場合に、前記バルブピンにより前記キャビティに対し略一定の前記バルブピン圧力をかけることを特徴とする射出成形方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided an injection molding method in which a runner and a cavity are shut off or opened using a valve pin for shutting off a gate, and after the pressure-holding step in the injection molding is started, An injection molding method is provided in which a substantially constant valve pin pressure is applied to the nozzle. According to another aspect of the present invention, there is provided an injection molding method for shutting off or opening a runner and a cavity using a gate shutoff valve pin, wherein the pressure inside the cavity is a predetermined valve pin pressure. The injection molding method is characterized by applying a substantially constant valve pin pressure to the cavity by the valve pin when the pressure is higher.
本発明の別の観点によれば、ランナと、キャビティと、ゲート遮断用のバルブピンと、を有する金型装置を備えた射出成形機であって、当該射出成形機の成形動作を制御する制御部を更に備え、前記制御部により、射出成形における保圧工程が開始された後に、前記キャビティに略一定のバルブピン圧力をかけるように前記バルブピンが制御されることを特徴とする射出成形機が提供される。また、本発明の他の観点によれば、ランナと、キャビティと、ゲート遮断用のバルブピンと、を有する金型装置を備えた射出成形機であって、当該射出成形機の成形動作を制御する制御部を更に備え、前記制御部により、前記キャビティの内部の圧力が予め定められたバルブピン圧力よりも高い場合に、前記キャビティに略一定の前記バルブピン圧力をかけるように前記バルブピンが制御されることを特徴とする射出成形機が提供される。 According to another aspect of the present invention, an injection molding machine including a mold device having a runner, a cavity, and a valve pin for shutting off a gate, the control unit controlling a molding operation of the injection molding machine. And an injection molding machine characterized in that the valve pin is controlled by the control unit so that a substantially constant valve pin pressure is applied to the cavity after the pressure holding step in the injection molding is started. The According to another aspect of the present invention, there is provided an injection molding machine including a mold device having a runner, a cavity, and a valve pin for gate shutoff, and controls a molding operation of the injection molding machine. A control unit, wherein the control unit controls the valve pin so as to apply a substantially constant valve pin pressure to the cavity when the pressure inside the cavity is higher than a predetermined valve pin pressure. An injection molding machine is provided.
本発明によれば、ランナとキャビティとをゲート遮断用のピンを用いて遮断(閉鎖)又は開放する射出成形方法であって、ひけ等の成形不良の発生を防止することができる射出成形方法及びそのような射出成形方法を実現する射出成形装置を提供することができる。 According to the present invention, an injection molding method for blocking (closing) or opening a runner and a cavity by using a gate blocking pin, which can prevent occurrence of molding defects such as sink marks and the like, and An injection molding apparatus that realizes such an injection molding method can be provided.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
本発明の一実施の形態によるプラスチックレンズ等の成形品の射出成形について、図面を参照しながら説明する。 An injection molding of a molded product such as a plastic lens according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本実施の形態による射出成形を行なう射出成形機の概要について説明する。図1は本発明の実施の形態による射出成形を行なう射出成形機の側面図である。 First, an outline of an injection molding machine that performs injection molding according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a side view of an injection molding machine that performs injection molding according to an embodiment of the present invention.
図1に示す電動射出成形機1は、射出装置10及び型締装置20から構成される。
The electric
射出装置10は、加熱シリンダ11を備え、加熱シリンダ11にはホッパ12が設けられる。加熱シリンダ11内にはスクリュ13が進退自在かつ回転自在に設けられる。スクリュ13の後端は支持部材14によって回転自在に支持される。支持部材14にはサーボモータ等の計量モータ15が駆動部として取り付けられる。計量モータ15の回転は出力軸に取り付けられたタイミングベルトを介して被駆動部のスクリュ13に伝達される。
The
射出装置10はスクリュ13に平行なねじ軸17を有する。ねじ軸17の後端は、タイミングベルトを介して、射出モータ19の出力軸に連結されている。したがって、射出モータ19によってねじ軸17を回転させることができる。ねじ軸17の前端は支持部材14に固定されたナットに係合している。射出モータ19を駆動し、タイミングベルトを介してねじ軸17を回転させると、支持部材14は前後進可能となり、その結果、被駆動部のスクリュ13を前後移動させることができる。
The
型締装置20は、可動金型21Aが取り付けられる可動プラテン22と、固定金型21Bが取り付けられる固定プラテン24とを有する。可動金型21Aと固定金型21Bとで、後述する本実施の形態による金型装置23が構成される。可動プラテン22と固定プラテン24とは、タイバー25によって連結される。可動プラテン22はタイバー25に沿って摺動可能である。また、型締装置20は、一端が可動プラテン22と連結し、他端がトグルサポート26と連結するトグル機構27を有する。トグルサポート26の中央部において、ボールねじ軸29が回転自在に支持される。ボールねじ軸29には、トグル機構27に設けられたクロスヘッド30に形成されたナット31が係合している。また、ボールねじ軸29の後端にはプーリー32が設けられ、サーボモータ等の型締モータ28の出力軸33とプーリー32との間には、タイミングベルトが設けられている。
The
型締装置20において、駆動部である型締モータ28を駆動すると、型締モータ28の回転がタイミングベルト34を介してボールねじ軸29に伝達される。そして、ボールねじ軸29及びナット31によって、回転運動から直線運動に変換され、トグル機構27が作動する。トグル機構27の作動により、可動プラテン22はタイバー25に沿って移動し、型閉じ、型締め及び型開きが行なわれる。型締モータ28の出力軸33の後端には、位置検出器35が接続されている。位置検出器35は、型締モータ28の回転数又は回転量を検出することにより、ボールねじ軸29の回転に伴って移動するクロスヘッド30又はトグル機構27によってクロスヘッド30に連結された可動プラテン22の位置を検出する。
In the
また、本実施の形態では、電動射出成形機1に制御部40が設けられる。制御部40は、射出装置の計量モータ15及び射出モータ19を制御し、また、型締装置20の型締モータ28を制御する。制御部40は更に、射出モータ19に取り付けられたロードセル2により検出されたスクリュ13の押圧力の値、及び可動金型型板部83(図2参照)の外部に設けられたキャビティ内圧測定センサ3(図1及び図2参照)により検出されたキャビティ52内の圧力の値を収集し、ピン61a(図2及び図3参照)によりキャビティ52(図2及び図3参照)に対して作用させる圧力を制御する。これについては後述する。
In the present embodiment, the electric
次に、本実施の形態による金型装置23について、図2を参照しながら説明する。図2は、可動プラテン22及び固定プラテン24に取り付けられた金型装置23を示す断面図である。
Next, the
本実施形態の金型装置23は、プラスチック製の凸レンズ、凹レンズ、プリズム等、様々な光学部品の成形に用いることができる金型装置である。
The
金型装置23はいわゆるホットランナ方式の金型装置であり、通常のコールドランナ方式において成形品に付帯して形成されるランナ部(固化した樹脂部分)は形成されない。
The
ホットランナ方式では、金型内のランナ部が溶融状態で維持されるように、ランナ部を常時加熱している。従って、金型のキャビティに充填された溶融樹脂を冷却して固化させるときには、ランナと固化させる成形品部分(キャビティ内)とを遮断する機構を設ける必要がある。この遮断する機構が、図2におけるゲートバルブ機構60に相当する。但し、図2においては、図示が複雑になるのを防止するために、ゲートバルブ機構60の詳細は図3に示す。
In the hot runner method, the runner portion is constantly heated so that the runner portion in the mold is maintained in a molten state. Therefore, when the molten resin filled in the cavity of the mold is cooled and solidified, it is necessary to provide a mechanism for shutting off the runner and the molded product portion (in the cavity) to be solidified. This mechanism for blocking corresponds to the
図2において、可動金型21Aと固定金型21Bとの境目(いわゆるパーティングライン)が太線PLで示されている。太線PLの左側が可動金型21Aであり、右側が固定金型21Bである。図2に示す状態は金型装置23が型閉した状態であり、型開する場合は可動金型21Aが図2中左向きに移動する。
In FIG. 2, the boundary (so-called parting line) between the
可動金型21Aは、可動プラテン22に取り付けられる可動金型取付板部81と、端面が前記パーティングラインを形成する可動金型型板部83との間に、可動金型中板部82を設けた構造を有する。また、可動金型取付板部81と可動金型中板部82との間の上部および下部には、図示を省略するエジェクタのスペーサブロック87が夫々形成されている。スペーサブロック87に周囲を囲まれた部分には空間が形成されており、当該空間に、後述する中子21Aaの後端部に接続された成形品突き出しロッド86と、当該取出ロッド86の後端部を挟持する第1の突き出しプレート84及び第2の突き出しプレート85とが移動自在に設けられている。
The
固定金型21Bは、固定プラテン24に取り付けられる固定金型取付板部91と、端面が前記パーティングラインを形成する固定金型型板部93との間に、固定金型中板部92を設けた構造を有する。
The fixed
また、固定金型21Bには、成形品の外形を形成するための中子21Baが設けられている。可能金型21Aには成形品の外形を形成するための中子21Aaが設けられている。中子21Aa及び中子21Baにより金型装置23が閉じた際にキャビティ52が形成される。
The fixed
キャビティ52に溶融樹脂を充填して冷却・固化させることにより、成形品50が形成される。金型装置23内で溶融樹脂が固化して成形品50を成形後、可動金型21Aが移動(型開)すると、中子21Aaは可動金型21Aの移動に連動して、図2中、左側に移動するが、成形品突き出しロッド86を介して中子21Aaを右側に移動することにより、キャビティ52内で固化した成形品50は可動金型21Aから分離して取り出すことができる。
The molded
固定金型21Bには、図1に示す射出装置10から溶融した樹脂が供給される。固定金型21Bの内部に連結管94が設けられ、当該連結管94の内部には、溶融した樹脂を流してキャビティ52に導くための通路(ランナ)53が形成されている。
A molten resin is supplied to the fixed
連結管94の内部であってランナ53の周囲にはランナ53を加熱するためのヒータ96が複数配置されている。ランナ53内の樹脂の溶融状態が保たれるように、固定金型21B内に埋め込まれた図示を省略する温度センサの検出値をもとに、ヒータ96の温度制御が行なわれている。連結管94の外周部には、断熱層95が形成され、ヒータ96の熱が固定金型21Bへの熱伝導が防止されている。
A plurality of
ランナ53の一端は、固定金型21Bの側面に形成されたノズルタッチ部54に接続される。ノズルタッチ部54には加熱シリンダ11の先端のノズル99が接続され、加熱シリンダ11で溶融されて計量された樹脂が、スクリュ13(図1参照)により加圧され、ノズル99から射出されてランナ53に供給される。なお、スクリュ13の押圧力(以下、「射出圧力」という)P1は、ロードセル2(図1参照)により検出され、その検出値が制御部40に集められる。
One end of the
ランナ53の他端はゲート通路55に接続されており、ゲート通路55は、周囲をゲートブッシュ100に囲まれたゲート56を介してキャビティ52に接続されている。従って、ランナ53に供給された溶融樹脂はゲート通路55とゲート56を介してキャビティ52に充填される。キャビティ52内の圧力(以下、「キャビティ内圧」という)P2は、可動金型型板部83の外部に設けられたキャビティ内圧測定センサ3により検出され、その検出値が制御部40に集められる。
The other end of the
なお、ゲート通路55には上述のようにゲートバルブ機構60が設けられておりゲート56を開放又は閉鎖できる。ゲートバルブ機構60は、ゲート通路55内に移動可能に位置するシャットオフ手段としてのバルブ61と、バルブ61を駆動する駆動機構62とを有する。
The
バルブ61は第1のバルブプレート101と第2のバルブプレート102とに挟持され、第1のバルブプレート101及び第2のバルブプレート102は、バルブ61と連動して移動可能である。
The
ところで、図3は、バルブ61の先端部分及びその付近と、ゲートバルブ機構60の駆動機構62とを表した図である。
FIG. 3 is a diagram showing the tip portion of the
図3に示さされるように、樹脂が流通するゲート通路55は、ゲート通路収容管210に収容されている。ゲート通路収容管210の下部であって、ゲート56の手前には、樹脂溜まり212が設けられている。樹脂溜まり212は、ゲート通路55を介して送られてきた溶融樹脂を保持する空間であり、樹脂により断熱層を形成してゲート通路55側が加熱され、キャビティ52側が冷却される際の熱の移動が抑制される。
As shown in FIG. 3, the
バルブ61の先端部分のピン61aはゲート56の内径に遊嵌する外径dに形成されており、ピン61aがゲート56に挿入されるとゲート56が閉鎖され、ゲート通路55とキャビティ52との間は遮断される。図2及び図3に示す状態は、ピン61aがゲート56に挿入されておらず、ゲート56が開放されている状態である。
The
ゲートバルブ機構60は、エアシリンダである開閉動作用シリンダ300で駆動されバルブ61を往復移動する。
The
圧縮空気が、空気供給排出口150又は152から供給されることにより、後部の径として径Dを有する開閉動作用ピストン302が図中矢印方向に移動する。
When the compressed air is supplied from the air supply /
具体的には、圧縮空気が空気供給排出口150から開閉動作用ピストン302の後部に供給されることにより、開閉動作用ピストン302はバルブ61と共に開閉動作用シリンダ300の内部を前進する。また、圧縮空気が空気供給排出口152から供給されることにより、開閉動作用ピストン302は開閉動作用シリンダ300の内部をバルブ61と共に後退する。
Specifically, the compressed air is supplied from the air supply /
なお、バルブ61の移動方向は、図2及び図3に示すようにパーティングラインPLに対して平行(即ち、金型開閉方向に対して垂直方向)とされ、パーティングライン上にゲート56が位置する。通常、成形品のパーティングラインに相当する面(パーティング面と称する)は、面の精度や品質が確保しにくいため、機能を有する面にすることはなく、図2及び図3に示す構成とすれば、パーティング面にゲート56が開口するように構成することができる。
2 and 3, the moving direction of the
ところで、図4は、本実施形態における、成形工程(時間経過)と、ピンの動作(位置)、射出圧力、ゲート内圧、及びピンにより加えられる圧力と、の関係を示したグラフ(その1)であり、図5は、本実施形態における、成形工程(時間経過)と、ピンの位置、射出圧力、ゲート内圧、及びピンにより加えられる圧力と、の関係を示したグラフ(その2)である。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the molding step (elapsed time), the operation (position) of the pin, the injection pressure, the gate internal pressure, and the pressure applied by the pin in the present embodiment (part 1). FIG. 5 is a graph (part 2) showing the relationship between the molding process (elapsed time), the position of the pin, the injection pressure, the gate internal pressure, and the pressure applied by the pin in the present embodiment. .
図4−(A)及び図5−(A)は、成形工程(時間経過)と、ピンの動作(位置)との関係を示したグラフであり、図4−(A)及び図5−(B)は、成形工程(時間経過)と、射出圧力、ゲート内圧、及びピンにより加えられる圧力との関係を示したグラフである。何れのグラフとも、横軸に示す成形工程(時間経過)は共通している。 FIG. 4- (A) and FIG. 5- (A) are graphs showing the relationship between the molding process (elapsed time) and the operation (position) of the pin, and FIG. 4- (A) and FIG. B) is a graph showing the relationship between the molding process (elapsed time), the injection pressure, the gate internal pressure, and the pressure applied by the pin. Both graphs share the same molding process (time passage) shown on the horizontal axis.
まず、図4を参照する。 First, referring to FIG.
上述のように、ロードセル2により検出されるスクリュ13の押圧力である射出圧力P1と、キャビティ内圧測定センサ3により検出されるキャビティ52のキャビティ内圧P2と、が同一の値を有することが理想である。
As described above, it is ideal that the injection pressure P1 that is the pressing force of the screw 13 detected by the
しかしながら、スクリュ13により加圧された溶融樹脂はランナ53、ゲート通路55、及びゲート56という長い経路を介してキャビティ52に充填されるため、溶融樹脂がキャビティ52に至る迄の間に圧力損失(図4−(B)におけるPloss)が生じる。従って、実際にはキャビティ内圧P2は射出圧力P1を下回っている(P2<P1)。また、型閉めにより、キャビティ52に充填された溶融樹脂は冷却され固化されるため、キャビティ内圧P2は降下し続ける(図4−(B)におけるPdown)。
However, since the molten resin pressurized by the screw 13 is filled into the
この場合、従来のように、ゲート56付近の応力等に関係なくランナ53とキャビティ52内とをゲート遮断用のピン61aを用いて遮断(閉鎖)又は開放すると、キャビティ52内において良好な成形に必要な一定の圧力を保持することができず、その結果、ひけ等の成形不良を招くおそれがある。
In this case, if the
そこで、本実施形態では、溶融樹脂のキャビティへの充填工程後ゲートが固化するまで圧力をかけてキャビティを保持し当該キャビティ中の溶融樹脂の逆流に因る充填圧力の低下を防止する工程、即ち、保圧工程が開始された後、又は、キャビティ内圧測定センサ3により検出されたキャビティ内圧P2が、バルブ61のピン61aがキャビティ52に対して作用する圧力(以下では、「バルブピン圧力」という)P3よりも高い場合に、制御部40において、キャビティ52に対し当該バルブピン圧力P3をかけ始めている。なお、図4−(B)では、バルブピン圧力P3は一点鎖線で示されている。
Therefore, in the present embodiment, after the filling step of the molten resin into the cavity, the step of holding the cavity by applying pressure until the gate solidifies and preventing the filling pressure from being reduced due to the backflow of the molten resin in the cavity, that is, After the pressure holding process is started, or the cavity internal pressure P2 detected by the cavity internal
バルブピン圧力P3は、成形品の大きさ・形状等に基づいて定まり、成形機1のオペレータが制御部40にその値が設定される。
The valve pin pressure P3 is determined based on the size and shape of the molded product, and the operator of the
具体的には、バルブピン圧力P3は、開閉動作用ピストン302を前進移動させるために開閉動作用シリンダ300内において開閉動作用ピストン302の後部に対して供給される圧縮空気の圧力Pairに、当該圧縮空気の圧力Pairが作用する開閉動作用ピストン302の後部の平面の面積AD(当該開閉動作用ピストン302の後部の径Dを用いて算出される)を乗じ、これを、開閉動作用ピストン302に接続しているバルブ61の先端に設けられたピン61aがキャビティ52に接する面の面積Ad(ピン61aの外径dを用いて算出される)で除すことによって(Pair×AD/Ad)により算出され、その値は略一定である。
Specifically, the valve pin pressure P3 corresponds to the pressure P air of compressed air supplied to the rear portion of the opening /
キャビティ内圧P2がバルブピン圧力P3がよりも大きい場合(P2>P3)には、ピン61aをキャビティ52方向に前進させることはできないが、キャビティ内圧P2がバルブピン圧力P3と等しくなると(P2=P3)、ピン61aはゲート56を遮断し始め、キャビティ内圧P2がバルブピン圧力P3よりも小さくなると(P2<P3)、ピン61aはゲート56を遮断する。
When the cavity internal pressure P2 is larger than the valve pin pressure P3 (P2> P3), the
図4を再度参照するに、保圧工程が開始された後、又は、キャビティ内圧P2がバルブピン圧力P3よりも高い場合に、制御部40において、キャビティ52に対して略一定の当該バルブピン圧力P3を作用させると、降下していたキャビティ内圧P2は、時間T1の時点でバルブピン圧力P3と等しくなる。この時ピン61aは、開いていたゲート56を遮断(閉鎖)し始める。
Referring again to FIG. 4, after the pressure holding process is started or when the cavity internal pressure P <b> 2 is higher than the valve pin pressure P <b> 3, the control unit 40 sets the valve pin pressure P <b> 3 that is substantially constant with respect to the
バルブピン圧力P3をキャビティ52に対して更に作用させ続けると、キャビティ内圧P2は図4−(B)において太線及び「P3あり」と示された挙動を示す。即ち、バルブピン圧力P3をキャビティ52に対して作用させない場合は、図4−(B)において「P3なし」と記載された挙動のようにキャビティ内圧P2は降下し続ける。しかしながら、バルブピン圧力P3をキャビティ52に対して作用させることにより、時間T1乃至時間T2の期間、キャビティ内圧P2はバルブピン圧力P3と略同一の一定の値に保持され、時間T1乃至時間T2の期間はキャビティ内圧保持期間Tholdとなる。
If the valve pin pressure P3 is further applied to the
時間T2が経過すると、キャビティ内圧P2は再度降下し始めるが、時間T2の時点でピン61aはゲート56を完全に遮断する。
When the time T2 has elapsed, the cavity internal pressure P2 begins to drop again, but at the time T2, the
なお、保圧工程終了後、バルブピン圧力P3をゼロになるように急降下させ、また、冷却工程中の所定時にキャビティ内圧P2はゼロとなる。 After the pressure holding process, the valve pin pressure P3 is suddenly lowered so as to become zero, and the cavity internal pressure P2 becomes zero at a predetermined time during the cooling process.
このように、本実施形態では、保圧工程が開始された後、又は、キャビティ内圧P2がバルブピン圧力P3よりも高い場合に、制御部40において、キャビティ52に対して略一定の当該バルブピン圧力P3を作用させ続け、キャビティ内圧P2がバルブピン圧力P3と略等しくなると、一定期間、キャビティ内圧P2はバルブピン圧力P3と略同一の一定の値に保持される。そして、キャビティ内圧P2がバルブピン圧力P3と略同一の一定の値に保持されている期間中に、ピン61aによるキャビティ52の遮断(閉鎖)動作が行われる。従って、キャビティ52内において良好な成形に必要な一定の圧力を保持することができ、ゲート56及びその近傍が最適な状態を得ることができ、ひけ等の成形不良の発生を防止することができる。
As described above, in the present embodiment, after the pressure holding process is started or when the cavity internal pressure P2 is higher than the valve pin pressure P3, the control unit 40 controls the valve pin pressure P3 to be substantially constant with respect to the
ところで、上述の溶融樹脂がキャビティ52に至る迄の間に生じる圧力損失Ploss及びキャビティ52に充填された溶融樹脂の冷却固化の影響に因る圧力降下Pdownの値は常に一定とは限らず、各成形品の成形ごとにバラつきが生じ得る。
By the way, the value of the pressure drop P down caused by the influence of the pressure loss P loss generated until the molten resin reaches the
図5に示す例では、キャビティ52に至る迄の間に生じる圧力損失Ploss’の値は、図4に示す圧力損失Plossの値よりも小さく、また、キャビティ52に充填された溶融樹脂の冷却固化の影響に因る圧力降下Pdown’の値は、図4に示す圧力降下Pdownの値よりも大きい。
In the example shown in FIG. 5, the value of the pressure loss P loss ′ generated before reaching the
図5に示す例においても、保圧工程が開始された後、又は、キャビティ内圧P2’がバルブピン圧力P3よりも高い場合に、制御部40において、キャビティ52に対して略一定の当該バルブピン圧力P3をかけると、降下していたキャビティ内圧P2’は、時間T1’の時点でバルブピン圧力P3と等しくなる。この時ピン61aは、開いていたゲート56を遮断(閉鎖)し始める。
Also in the example shown in FIG. 5, after the pressure holding process is started or when the cavity internal pressure P2 ′ is higher than the valve pin pressure P3, the control unit 40 has the valve pin pressure P3 that is substantially constant with respect to the
バルブピン圧力P3をキャビティ52に対して更に作用させ続けると、キャビティ内圧P2’は図5−(B)において太線で及び「P3あり」と示された挙動を示す。即ち、バルブピン圧力P3をキャビティ52に対して作用させない場合は、図5−(B)において「P3なし」と記載された挙動のようにキャビティ内圧P2’は降下し続ける。しかしながら、バルブピン圧力P3をキャビティ52に対して作用させることにより、時間T1’乃至時間T2の期間、キャビティ内圧P2’はバルブピン圧力P3と略同一の一定の値に保持され、時間T1’乃至時間T2の期間はキャビティ内圧保持期間Thold’となる。この図5に示すキャビティ内圧保持期間Thold’は、図4に示すキャビティ内圧保持期間Tholdはよりも短いが、図5に示す例においても、時間T2が経過するとキャビティ内圧P2’は再度降下し始め、また、時間T2の時点でピン61aはゲート56を完全に遮断する。
If the valve pin pressure P3 is further applied to the
なお、保圧工程終了後、バルブピン圧力P3をゼロになるように急降下させ、また、冷却工程中の所定時にキャビティ内圧P2’はゼロとなる。 After the pressure holding process, the valve pin pressure P3 is suddenly lowered to zero, and the cavity internal pressure P2 'is zero at a predetermined time during the cooling process.
このように、図5に示す例においても、保圧工程が開始された後、又は、キャビティ内圧P2’がバルブピン圧力P3よりも高い場合に、制御部40において、キャビティ52に対して略一定の当該バルブピン圧力P3をかけ続け、キャビティ内圧P2’がバルブピン圧力P3と略等しくなると、一定期間、キャビティ内圧P2’はバルブピン圧力P3と略同一の一定の値に保持される。そして、キャビティ内圧P2’がバルブピン圧力P3と略同一の一定の値に保持されている期間中に、ピン61aによるキャビティ52の遮断(閉鎖)動作が行われる。
As described above, also in the example shown in FIG. 5, after the pressure holding process is started or when the cavity internal pressure P2 ′ is higher than the valve pin pressure P3, the control unit 40 is substantially constant with respect to the
従って、上述の溶融樹脂がキャビティ52に至る迄の間に生じる圧力損失及びキャビティ52に充填された溶融樹脂の冷却固化の影響に因る圧力降下の値において、各成形品の成形ごとにバラつきが有っても、キャビティ52に対して略一定の当該バルブピン圧力P3を作用させることにより、キャビティ内圧P2’がバルブピン圧力P3と略同一の一定の値に保持されている期間を設けることができるため、前記バラつきを補正することができる。
Therefore, in the pressure drop caused by the above-mentioned molten resin reaching the
よって、本実施形態によれば、前記圧力損失及び前記圧力降下の値において、各成形品の成形ごとにバラつきが有っても、キャビティ52内において良好な成形に必要な一定の圧力を保持することができる。従って、ゲート56及びその近傍が最適な状態を得ることができ、ひけ等の成形不良の発生を防止することができる。
Therefore, according to the present embodiment, in the values of the pressure loss and the pressure drop, a constant pressure necessary for good molding is maintained in the
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications and changes are within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
上述の実施の形態では、キャビティ52に対してバルブピン圧力P3を作用させるピン61aを先端に備えたバルブ61を駆動する駆動源としてエアシリンダを用いたが、これに限られるものではなく、回転モータと直線駆動機構を組み合わせた駆動機構や、リニアモータを用いることもでき、かかる駆動源の動作を制御することにより、キャビティ52に対してバルブピン圧力P3をかけたり、バルブピン圧力P3を解除することができる。
In the above-described embodiment, the air cylinder is used as a driving source for driving the
また、キャビティ52に対してバルブピン圧力P3を多段状に、即ち、時間経過と共にバルブピン圧力36を変化させて作用させてもよい。
Further, the valve pin pressure P3 may be applied to the
更に、1つの金型に複数のキャビティを備えた多数個取りの金型に本発明を適用することもできる。この場合、従来のようにバルブピンを用いない場合には、スクリュによる保圧だけでは、キャビティごとに圧力損失のばらつきを生じてしまい、各キャビティの成形品に重量や密度にばらつきが発生してしまう。 Furthermore, the present invention can be applied to a multi-cavity mold having a plurality of cavities in one mold. In this case, when the valve pin is not used as in the prior art, the pressure loss varies from cavity to cavity only by holding the screw, and the molded product of each cavity varies in weight and density. .
しかしながら、各キャビティのそれぞれにバルブピンを設けることにより、各バルブピンは単独の圧力制御を行うことが可能となる。その結果、各キャビティ内へ充填された成形材料に、それぞれのキャビティに設けられたバルブピンによって圧力を印加することができる。従って、各キャビティにバルブピンを設け、当該バルブピンごとの単独の圧力制御を行うことにより、キャビティごとの成型品の重量のばらつきを低減することが可能となる。 However, by providing a valve pin in each cavity, each valve pin can perform independent pressure control. As a result, pressure can be applied to the molding material filled in each cavity by a valve pin provided in each cavity. Therefore, by providing a valve pin in each cavity and performing individual pressure control for each valve pin, it is possible to reduce the variation in the weight of the molded product for each cavity.
1 射出成形機
2 ロードセル
3 キャビティ内圧測定センサ
21A 可動金型
21B 固定金型
23 金型装置
40 制御部
50 成形品
52 キャビティ
56 ゲート
61a ピン
61 バルブ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
射出成形における保圧工程が開始された後に、前記バルブピンにより前記キャビティに対し略一定のバルブピン圧力をかけることを特徴とする射出成形方法。 An injection molding method for shutting off or opening a runner and a cavity using a valve pin for shutting off a gate,
An injection molding method, wherein a substantially constant valve pin pressure is applied to the cavity by the valve pin after a pressure holding step in the injection molding is started.
前記キャビティの内部の圧力が、予め定められたバルブピン圧力よりも高い場合に、前記バルブピンにより前記キャビティに対し略一定の前記バルブピン圧力をかけることを特徴とする射出成形方法。 An injection molding method for shutting off or opening a runner and a cavity using a valve pin for shutting off a gate,
An injection molding method, wherein when the pressure inside the cavity is higher than a predetermined valve pin pressure, the valve pin applies a substantially constant valve pin pressure to the cavity.
前記キャビティの内部の圧力が前記バルブピン圧力と略同一になると、前記バルブピンによる前記ランナと前記キャビティの遮断が開始されることを特徴とする射出成形方法。 The injection molding method according to claim 1 or 2,
The injection molding method according to claim 1, wherein when the pressure inside the cavity becomes substantially equal to the valve pin pressure, the valve pin starts to shut off the runner and the cavity.
前記キャビティの内部の圧力は、前記バルブピン圧力と略同一の一定の値に所定期間保持されることを特徴とする射出成形方法。 An injection molding method according to any one of claims 1 to 3,
An injection molding method characterized in that the pressure inside the cavity is maintained at a constant value substantially the same as the valve pin pressure for a predetermined period.
前記所定期間が経過する際に、前記バルブピンにより前記ランナと前記キャビティとが完全に遮断されることを特徴とする射出成形方法。 An injection molding method according to claim 4,
An injection molding method, wherein the runner and the cavity are completely blocked by the valve pin when the predetermined period elapses.
前記保圧工程終了後、前記バルブピン圧力を降下させることを特徴とする射出成形方法。 An injection molding method according to any one of claims 1 to 5,
An injection molding method, wherein the valve pin pressure is lowered after the pressure holding step.
前記キャビティは複数形成され、
前記複数のキャビティに対応した前記複数のバルブピンにより前記バルブピン圧力をかけることを特徴とする射出成形方法。 An injection molding method according to any one of claims 1 to 6,
A plurality of the cavities are formed,
An injection molding method, wherein the valve pin pressure is applied by the plurality of valve pins corresponding to the plurality of cavities.
当該射出成形機の成形動作を制御する制御部を更に備え、
前記制御部により、
射出成形における保圧工程が開始された後に、前記キャビティに略一定のバルブピン圧力をかけるように前記バルブピンが制御されることを特徴とする射出成形機。 An injection molding machine including a mold device having a runner, a cavity, and a valve pin for shutting off a gate,
A control unit for controlling the molding operation of the injection molding machine;
By the control unit,
An injection molding machine characterized in that the valve pin is controlled so as to apply a substantially constant valve pin pressure to the cavity after the pressure holding step in the injection molding is started.
当該射出成形機の成形動作を制御する制御部を更に備え、
前記制御部により、
前記キャビティの内部の圧力が予め定められたバルブピン圧力よりも高い場合に、前記キャビティに略一定の前記バルブピン圧力をかけるように前記バルブピンが制御されることを特徴とする射出成形機。 An injection molding machine including a mold apparatus having a runner, a cavity, and a valve pin for shutting off a gate,
A control unit for controlling the molding operation of the injection molding machine;
By the control unit,
An injection molding machine characterized in that the valve pin is controlled to apply a substantially constant valve pin pressure to the cavity when the pressure inside the cavity is higher than a predetermined valve pin pressure.
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