JP2008036975A

JP2008036975A - 射出成形機及び該射出成形機の制御方法

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Publication number: JP2008036975A
Application number: JP2006214721A
Authority: JP
Inventors: 健治 ▲高▼橋; Kenji Takahashi; Koichi Wada; 浩一和田; Takahito Masuda; 貴仁増田; Masaki Miyazaki; 正樹宮崎
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2026-08-07
Also published as: JP4825616B2

Abstract

【課題】射出成形機自体の大型化及び高コスト化を抑制できるとともに、成形品の歩留まりの向上を図ることができる射出成形機及び射出成形機の制御方法を提供する。
【解決手段】射出成形機１は射出機８と制御装置９を備えている。射出機８はシリンダ部２１とスライド移動部２３を備えている。シリンダ部２１は加熱シリンダ２４とスクリュー２５を備えている。スライド移動部２３はスクリュー２５を移動するモータ３４を備えている。制御装置９は充填工程でスクリュー２５を所定の速度で所定の距離加熱シリンダ２４の開口２６に向けて移動する。所定の距離は射出された合成樹脂の体積が金型１０，１１のキャビティ１３の容積よりも小さい距離である。制御装置９は充填工程の後の保圧工程でスクリュー２５を停止しキャビティ１３内の合成樹脂の圧力が保圧設定圧力まで低下するまで該スクリュー２５が後退することを規制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、成形品を成形する射出成形機及び該射出成形機の制御方法に関する。

コネクタハウジング、ハーネス用プロテクタ及び配線用クリップなどの成形品を成形する際には、従来から種々の射出成形機（例えば、特許文献１及び２参照）が用いられてきた。この種の射出成形機は、シリンダ内で加熱流動化（可塑化）された成形材料を高圧により金型内に射出し、その中で冷却固化、または硬化させ、次いで金型を開き成形品として取り出す。

前述した特許文献１及び２に記載された射出成形機は、金型内に可塑化された成形材料を射出する際に、充填（射出ともいう）工程と、保圧工程とを順に行う。特許文献１及び２に記載された射出成形機は、まず、充填工程において、シリンダ内の可塑化された成形材料を金型のキャビティ内に押し出す押圧部材を、押し出された成形材料の体積とキャビティ内の容積とが等しくなる予め定められた所定の距離、移動させる。そして、射出成形機は、押圧部材が、成形材料の射出開始から前記所定の距離移動した後に、充填工程から保圧工程に切り換える。こうして、前述した射出成形機は、成形品を製造する。
特開２００３−３２６５７３号公報特開２００３−１１１９２号公報

前述した特許文献１に記載された射出成形機は、前述した保圧工程において、前述した押圧部材を前述したキャビティから遠ざける。前述した特許文献２に記載された射出成形機は、前述した保圧工程において、ブレーキを用いて前述した押圧部材を停止する。このように、前述した特許文献１及び２に記載された射出成形機は、保圧工程において、押圧部材をキャビティから遠ざける又は停止するので、充填工程において、押し出された成形材料の体積がキャビティ内の容積と略等しくなるまで、押圧部材を移動しなければならない。

このため、前述した従来の射出成形機は、充填工程において、押し出された成形材料の体積がキャビティ内の容積と略等しくなるまで押圧部材を移動するので、押し出された成形材料の圧力が非常に高くなる。このため、前述した従来の射出成形機は、成形材料の圧力に耐えるために、金型や射出成形機自体の機械的な強度を必要以上に確保する必要が生じて、大型化及び高コスト化する傾向であった。

また、前述した従来の射出成形機は、押し出された成形材料の圧力が非常に高くなるので、比較的薄肉の成形品を製造する際には、より機械的な強度が要求される。このため、比較的薄肉の成形品を製造するためには、より大型化及び高コスト化する傾向であった。

さらに、前述した特許文献１に記載された射出成形機では、保圧工程において押圧部材を後退するので、キャビティ内に成形材料が十分に行き亘らないことがあった。このため、特に、特許文献１に記載された射出成形機では、成形品にヒケなどの外観不良が生じたり、成形品の質量（を構成する成形材料の量）のばらつきが大きかった。即ち、前述した特許文献１に記載された射出成形機は、成形品の歩留まりが低下する傾向であった。

したがって、本発明の目的は、射出成形機自体の大型化及び高コスト化を抑制できるとともに、成形品の歩留まりの向上を図ることができる射出成形機及び射出成形機の制御方法を提供することにある。

前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の射出成形機は、押圧部材を収容しかつ可塑化された成形材料が充填されるとともに一端部の開口を通して前記成形材料を金型のキャビティ内に射出可能な筒状のシリンダと、前記押圧部材を前記シリンダの長手方向に沿って移動する駆動源と、前記シリンダ内に前記成形材料を充填して前記押圧部材を前記開口から遠ざけておき、前記駆動源に前記押圧部材を前記開口に近づけさせて前記開口を通して前記成形材料を前記金型のキャビティ内に射出して前記押圧部材が前記開口に予め定められた所定の距離近づく充填工程を行った後に、前記キャビティ内の成形材料の圧力に基づいて前記押圧部材の移動を制御する保圧工程を行う制御手段と、を備えた射出成形機において、前記所定の距離が、前記成形材料の射出開始からの前記開口から射出された前記成形材料の体積が、前記キャビティの容積よりも小さくなる距離であるとともに、前記制御手段が、前記充填工程から前記保圧工程に移行した直後に、前記成形材料の圧力が予め定められた保圧設定圧力に低下するまで、前記押圧部材の後退を規制することを特徴としている。

請求項２に記載の本発明の射出成形機は、請求項１に記載の射出成形機において、前記制御手段が、前記保圧工程において、前記キャビティ内の成形材料の圧力が予め定められた保圧設定圧力となると、前記押圧部材の後退の規制を解除して、前記キャビティ内の成形材料の圧力が前記保圧設定圧力を保つように、前記押圧部材を移動させることを特徴としている。

請求項３に記載の本発明の射出成形機の制御方法は、押圧部材を収容しかつ可塑化された成形材料が充填されるとともに一端部の開口を通して前記成形材料を金型のキャビティ内に射出可能な筒状のシリンダと、前記押圧部材を前記シリンダの長手方向に沿って移動する駆動源と、を備えた射出成形機の制御方法において、前記シリンダ内に前記成形材料を充填して前記押圧部材を前記開口から遠ざけておき、前記駆動源に前記押圧部材を前記開口に近づけさせて前記開口を通して前記成形材料を前記金型のキャビティ内に射出して前記押圧部材が前記開口に予め定められた所定の距離近づく充填工程を行った後に、前記キャビティ内の成形材料の圧力に基づいて前記押圧部材の移動を制御する保圧工程を行うとともに、前記所定の距離が、前記成形材料の射出開始からの前記開口から射出された前記成形材料の体積が、前記キャビティの容積よりも小さくなる距離であるとともに、前記充填工程から前記保圧工程に移行した直後に、前記成形材料の圧力が予め定められた保圧設定圧力に降下するまで、前記押圧部材の後退を規制することを特徴としている。

請求項４に記載の本発明の射出成形機の制御方法は、請求項３に記載の射出成形機の制御方法において、前記保圧工程において、前記キャビティ内の成形材料の圧力が予め定められた保圧設定圧力となると、前記押圧部材の後退の規制を解除して、前記キャビティ内の成形材料の圧力が前記保圧設定圧力を保つように、前記押圧部材を移動させることを特徴としている。

請求項１に記載の本発明の射出成形機によれば、従来から用いられてきた周知の射出成形機よりも、押圧部材の後方位置で、充填工程から保圧工程に切り換える、このため、シリンダ内及びキャビティ内の成形材料の圧力の最大値を抑制でき、シリンダ内の圧縮された押圧部材の先端付近の成形材料が徐々にキャビティ内に開放されるので、シリンダ内及びキャビティ内の成形材料の圧力を抑制できる。

また、保圧工程において、キャビティ内の成形材料の圧力が保圧設定圧力まで降下するまで、押圧部材の後退を規制するので、前述したキャビティ内の成形材料の圧力が保圧設定圧力になるまで、押圧部材が停止することとなる。このため、保圧工程において、シリンダ内の圧縮された押圧部材の先端付近の成形材料が、キャビティ内に徐々に開放され、当該成形材料がキャビティ内に行き亘ることとなる。

請求項２に記載の本発明の射出成形機によれば、保圧工程において、一旦キャビティ内の成形材料が保圧設定圧力になると、当該保圧設定圧力を保つように押圧部材を移動させるので、キャビティ内に十分に成形材料が行き亘るまで、押圧部材によって、キャビティ内の成形材料が保圧設定圧力に保たれる。

請求項３に記載の本発明の射出成形機の制御方法によれば、充填工程において押圧部材が移動する所定の距離が、成形材料の射出された体積がキャビティの容積よりも小さくなる距離である。即ち、従来から用いられてきた周知の射出成形機よりも、押圧部材の後方位置で、充填工程から保圧工程に切り換える、このため、シリンダ内及びキャビティ内の成形材料の圧力の最大値を抑制でき、シリンダ内の圧縮された押圧部材の先端付近の成形材料が徐々にキャビティ内に開放されるので、シリンダ内及びキャビティ内の成形材料の圧力を抑制できる。

請求項４に記載の本発明の射出成形機の制御方法によれば、保圧工程において、一旦キャビティ内の成形材料が保圧設定圧力になると、当該保圧設定圧力を保つようにキャビティ側に押圧部材を移動させるので、キャビティ内に十分に成形材料が行き亘るまで、押圧部材によって、キャビティ内の成形材料が保圧設定圧力に保たれる。

以上説明したように請求項１に記載の本発明は、シリンダ内及びキャビティ内の成形材料の圧力を抑制できるので、シリンダ及び金型などの機械的な強度を必要以上に確保する必要が生じないので、射出成形機自体の大型化と高コスト化を抑制できる。

また、シリンダ及び金型などの機械的な強度を必要以上に確保する必要が生じないので、比較的簡便な（機械的な強度の低い）射出成形機であっても、比較的薄肉の成形品を安定して成形することができる。したがって、比較的、薄肉の成形品のコストの高騰を抑制でき、品質の向上を図れる。

さらに、保圧工程において、シリンダ内の圧縮された押圧部材の先端付近の成形材料が、キャビティ内に徐々に開放され、当該成形材料がキャビティ内に行き亘るので、成形品にヒケなどの外観不良が生じたり、成形品の質量がばらつくことを防止できる。したがって、成形品の歩留まりを向上することができる。

請求項２に記載の本発明は、キャビティ内に十分に成形材料が行き亘るまで、押圧部材によって、キャビティ内の成形材料が保圧設定圧力に保たれるので、確実にキャビティ内に十分に成形材料が行き亘る。したがって、成形品の歩留まりを確実に向上することができる。

請求項３に記載の本発明は、シリンダ内及びキャビティ内の成形材料の圧力を抑制できるので、シリンダ及び金型などの機械的な強度を必要以上に確保する必要が生じないので、射出成形機自体の大型化と高コスト化を抑制できる。

また、シリンダ及び金型などの機械的な強度を必要以上に確保する必要が生じないので、比較的簡便な（機械的な強度の低い）射出成形機であっても、比較的薄肉の成形品を成形することができる。したがって、比較的、薄肉の成形品のコストの高騰を抑制できる。

請求項４に記載の本発明は、キャビティ内に十分に成形材料が行き亘るまで、押圧部材によって、キャビティ内の成形材料が保圧設定圧力に保たれるので、確実にキャビティ内に十分に成形材料が行き亘る。したがって、成形品の歩留まりを確実に向上することができる。

以下、本発明の一実施形態にかかる射出成形機１を、図１ないし図１２に基づいて説明する。本発明の一実施形態にかかる射出成形機１（図１に示す）は、例えば、図１２に示すコネクタ２のコネクタハウジング３（成形品に相当）を成形する装置である。

コネクタハウジング３は、成形材料としての絶縁性の合成樹脂からなり箱状に形成されている。コネクタハウジング３は、複数の端子収容室４を備えている。端子収容室４は、直線状に延びかつコネクタハウジング３を貫通した孔（空間）である。端子収容室４は、電線５が取り付けられた端子金具６を収容する。

コネクタハウジング３は、所定の端子収容室４に電線５が取り付けられた端子金具６を収容して、コネクタ２を構成する。コネクタ２は、相手側のコネクタなどと嵌合して、自動車などに配索されるワイヤハーネスを構成する。

射出成形機１は、図１に示すように、金型部７と、射出機８と、制御手段としての制御装置９とを備えている。金型部７は、互いに接離自在に設けられた一対の金型１０，１１と、これらの金型１０，１１を互いに接離させる移動機構１２とを備えている。

一対の金型１０，１１間には、キャビティ１３と、このキャビティ１３に連なるスプルーランナー１４とが設けられ、図１中右側に位置する一方の金型１０と固定盤には前記スプルーランナー１４と連通した注入孔１５が設けられている。キャビティ１３は、前述した金型１０，１１が互いに近づいた際に、これらの金型１０，１１間に設けられる空間である。キャビティ１３の形状は、前述したコネクタハウジング３の外形に沿っている。スプルーランナー１４は、一端がキャビティ１３に連なる金型１０，１１を貫通した孔である。注入孔１５は、前述した一方の金型１０の外面に開口し、スプルーランナー１４に連なった孔である。

移動機構１２は、他方の金型１１を取り付ける可動盤１６に揺動自在に連結したトグルリンク１７と、該トグルリンク１７を揺動させる図示しない油圧シリンダなどを備えている。移動機構１２は、油圧シリンダが、トグルリンク１７を揺動することで、他方の金型１１を一方の金型１０に接離させる。なお、接離とは、互いに近づいたり離れたりすることである。

射出機８は、射出機本体１９と、シリンダ部２１と、回転移動部２２と、スライド移動部２３と、位置検出手段としてのリニアエンコーダ４４を備えている。射出機本体１９は、図示しない移動手段によって、金型部７に接離自在に設けられている。

シリンダ部２１は、シリンダとしての加熱シリンダ２４と、押圧部材としてのスクリュー２５などを備えている。加熱シリンダ２４は、筒状に形成されているとともに、射出機本体１９に固定されている。加熱シリンダ２４は、その長手方向（軸芯方向）が、一対の金型１０，１１が互いに接離する方向と平行に配されている。加熱シリンダ２４は、一対の金型１０，１１が互いに接離する方向に沿って、一端部２４ａの開口２６が一方の金型１０の注入孔１５に相対している。また、加熱シリンダ２４の一端部２４ａは、その内径が開口２６に向かうにしたがって徐々に細くなるように形成されている。

加熱シリンダ２４は、内側にスクリュー２５を収容する。加熱シリンダ２４の外表面には、加熱用ヒータが複数取り付けられている。また、加熱シリンダ２４には、筒状のホッパ２７が取り付けられている。加熱シリンダ２４は、ホッパ２７を介して、成形材料としてのチップ状の合成樹脂Ｉが充填される。加熱シリンダ２４は、充填されたチップ状の合成樹脂Ｉを加熱流動化（可塑化）する。このように、加熱シリンダ２４は、可塑化された合成樹脂Ｉが充填される。また、加熱シリンダ２４は、開口２６が注入孔１５に近づいて、該開口２６を通して可塑化された合成樹脂を注入孔１５、スプルーランナー１４を介して、キャビティ１３内に射出可能になっている。

スクリュー２５は、棒状に形成されており、加熱シリンダ２４内に収容されている。スクリュー２５は、加熱シリンダ２４内に収容されると、その長手方向（軸芯方向）が加熱シリンダ２４の長手方向（軸芯方向）と平行になる。また、スクリュー２５は、加熱シリンダ２４の長手方向に沿って移動自在に設けられている。スクリュー２５の外周面には、螺旋状に突起２８が設けられている。

スクリュー２５は、軸芯周りに回転することで、突起２８間に位置する合成樹脂Ｉを前記開口２６即ち加熱シリンダ２４の一端部２４ａに向かって移動させるとともに、合成樹脂Ｉによって開口２６即ちキャビティ１３から離れる方向に押圧される。また、スクリュー２５は、開口２６に向かって押圧されることで、加熱シリンダ２４内の可塑化された合成樹脂Ｉを開口２６に向かって押し出す。

回転移動部２２は、モータ２９と、プーリ３０とを備えている。モータ２９は、周知の電動機であり、後述するスライド部材３７に固定されているとともに、軸芯周りに回転する出力軸３１を備えている。出力軸３１には、プーリ３２が取り付けられている。出力軸３１とプーリ３２とは互いに同軸に配されている。

プーリ３０は、スクリュー２５の開口２６から離れた側の端部に取り付けられている。プーリ３０は、スクリュー２５と平行に配されている。プーリ３０と、モータ２９の出力軸３１に取り付けられたプーリ３２とには、無端環状のベルト３３が掛け渡されている。

前述した回転移動部２２は、モータ２９の出力軸３１により、プーリ３２が回転することで、ベルト３３がプーリ３０，３２の外周を循環する。そして、回転移動部２２は、プーリ３０とともにスクリュー２５を軸芯周りに回転する。

スライド移動部２３は、駆動源としてのモータ３４と、プーリ３５と、ボールねじ３６と、スライド部材３７とを備えている。モータ３４は、周知の電動機であり、射出機本体１９に固定されているとともに、軸芯周りに回転する出力軸３８を備えている。出力軸３８には、プーリ３９が取り付けられている。出力軸３８とプーリ３９とは互いに同軸に配されている。

プーリ３５は、回転自在に設けられている。プーリ３５の回転中心は、モータ３４の出力軸３８の軸芯と平行である。また、プーリ３５は、スクリュー２５と同軸に配置されている。プーリ３５と、前記モータ３４の出力軸３８に取り付けられたプーリ３９とには、無端環状のベルト４０が掛け渡されている。モータ３４により出力軸３８が軸芯周りに回転することで、ベルト４０が前記プーリ３５，３９の外周を循環して、一対のプーリ３５，３９が互いに同期して回転する。

ボールねじ３６は、ねじ軸４１と、該ねじ軸４１に螺合したナット４２とを備えている。ねじ軸４１は、スクリュー２５の長手方向（軸芯方向）と平行である。ねじ軸４１は、プーリ３５と固定されており、該プーリ３５と一体に軸芯周りに回転する。勿論、ねじ軸４１は、プーリ３５と同軸に配置されている。ナット４２は、ねじ軸４１が、軸芯周りに回転することで、ねじ軸４１の長手方向に沿って移動する。

スライド部材３７は、ボールねじ３６のナット４２に取り付けられている。スライド部材３７は、スクリュー２５の開口２６即ちキャビティ１３から離れた側の基端部を回転自在に支持している。スライド部材３７とスクリュー２５の基端部との間には、スクリュー２５を回転自在に支持する軸受４３が設けられている。

また、スクリュー２５の基端部とスライド部材３７との間には、圧力センサとしてのロードセル２０が設けられている。ロードセル２０は、スクリュー２５の軸芯に沿って、当該スクリュー２５とスライド部材３７との間に挟まれている。ロードセル２０は、スクリュー２５が可塑化された合成樹脂Ｉをキャビティ１３内に射出した際に、スクリュー２５が可塑化された合成樹脂Ｉから押圧されることで歪む。この歪み（弾性変形量）は、キャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力に対応している。

ロードセル２０は、制御装置９に接続している。ロードセル２０は、前述した歪み（弾性変形量）に応じた情報を制御装置９に向かって出力する。ロードセル２０は、前述した歪みを検出することで、スクリュー２５の先端面にかかる合成樹脂Ｉの圧力即ちキャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力を検出する。ロードセル２０は、前述した歪み応じた情報を制御装置９に向かって出力することで、キャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力に応じた情報を制御装置９に向かって出力する。

前述した構成のスライド移動部２３は、モータ３４の出力軸３８が回転することで、ベルト４０がプーリ３５，３９の外周を循環するとともに、プーリ３５が連動して回転する。スライド移動部２３は、モータ３４の出力軸３８が回転することで、ナット４２がねじ軸４１の長手方向に沿ってスライドして、スクリュー２５を加熱シリンダ２４の長手方向に沿って移動する。スライド移動部２３は、モータ３４により、スクリュー２５と回転移動部２２とを一体に、加熱シリンダ２４の長手方向に沿ってスライドさせる。

また、前述した構成の射出機８は、射出機本体１９などに取り付けられた移動手段によって、前記シリンダ部２１と回転移動部２２とスライド移動部２３とが、一体に、加熱シリンダ２４の長手方向に沿って移動可能になっている。射出機８は、加熱シリンダ２４の長手方向に沿って移動することで、加熱シリンダ２４の開口２６が金型１０の注入孔１５と密に接触しかつ連通する図１などに示す位置と、加熱シリンダ２４の開口２６が金型１０の注入孔１５と間隔をあける図３などに示す位置とに亘って移動する。こうして、射出機８は、前記シリンダ部２１と回転移動部２２とスライド移動部２３とが一体になって、金型１０即ち金型部７に接離する。

リニアエンコーダ４４は、メインスケール４５と、インデックススケール４６とを備えている。メインスケール４５は、棒状に形成されているとともに、その長手方向がスクリュー２５の長手方向と平行に配置されている。メインスケール４５は、スライド部材３７に取り付けられている。即ち、メインスケール４５は、スライド部材３７とともに、金型部７即ちキャビティ１３に対して接離する。インデックススケール４６は、メインスケール４５に当該メインスケール４５の長手方向に沿って移動自在に取り付けられている。インデックススケール４６は、射出機本体１９に取り付けられている。

リニアエンコーダ４４は、制御装置９に接続している。リニアエンコーダ４４は、インデックススケール４６のメインスケール４５に対する相対的な位置に応じた情報を制御装置９に向かって出力する。この相対的な位置は、加熱シリンダ２４内のスクリュー２５の位置に対応している。

リニアエンコーダ４４は、インデックススケール４６のメインスケール４５に対する相対的な位置を検出することで、加熱シリンダ２４内のスクリュー２５の位置を検出する。リニアエンコーダ４４は、インデックススケール４６のメインスケール４５に対する相対的な位置に応じた情報を制御装置９に向かって出力することで、加熱シリンダ２４内のスクリュー２５の位置に応じた情報を制御装置９に向かって出力する。

制御装置９は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを備えたコンピュータである。制御装置９は、射出成形機１を動作させるためのプログラムを記憶している。制御装置９は、金型部７と、射出機８などと接続しており、前述したプログラムに基づいて、これらを制御して、射出成形機１全体の制御をつかさどる。また、制御装置９には、成形品としてのコネクタハウジング３の品番や製造個数などを入力するためのキーボードやマウスなどで構成される入力装置４７が接続している。

制御装置９は、圧力センサとしてのロードセル２０とリニアエンコーダ４４との双方と図示しないアンプを介して接続している。制御装置９には、ロードセル２０が検出したキャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力に応じた情報がアンプで増幅されて入力する。制御装置９には、リニアエンコーダ４４が検出した加熱シリンダ２４内のスクリュー２５の位置に応じた情報がアンプで増幅されて入力する。制御装置９は、回転移動部２２のモータ２９とスライド移動部２３のモータ３４とのそれぞれと、図示しないドライバを介して接続しており、これらの制御をつかさどる。

制御装置９は、スクリュー２５が開口２６から最も離れた状態で加熱シリンダ２４内に可塑化された合成樹脂Ｉが充填され、かつ加熱シリンダ２４の開口２６と注入孔１５とが接触した状態で、リニアエンコーダ４４からの情報に基づいて予め定められた所定の速度でスクリュー２５が開口２６に向かって移動するように、モータ３４を制御する。

また、制御装置９は、前述した所定の速度でスクリュー２５が移動している間に、リニアエンコーダ４４からの情報に基づいてスクリュー２５が予め定められた所定の距離Ｌ（図１０（ｃ）に示す）移動したか否かを判定する。このスクリュー２５が開口２６から最も離れた状態から所定の距離Ｌ移動する間即ち前述の所定の速度でスクリュー２５を開口２６に近づけて合成樹脂Ｉを金型１０，１１のキャビティ１３内に射出する間は、本明細書に記した充填工程Ａ（図１０（ｃ）に示す）をなしている。

なお、前述した所定の距離Ｌとは、スクリュー２５が移動して合成樹脂Ｉのキャビティ１３内への射出開始からの前記開口２６から射出された合成樹脂Ｉの体積が、前述したキャビティ１３の容積よりも小さい距離である。

制御装置９は、スクリュー２５が予め定められた所定の距離Ｌ移動して前述した充填工程Ａを行った直後に、前記キャビティ１３内の圧力が予め定められた保圧設定圧力Ｐ０（図１０（ｂ）に示す）まで低下するまで、モータ３４を停止するとともに、当該モータ３４にスクリュー２５の後退（開口２６即ちキャビティ１３から離れる方向に移動すること）を規制する後退規制信号を出力する。

そして、制御装置９は、ロードセル２０が検出したキャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力が、前述した保圧設定圧力Ｐ０となると、モータ３４にスクリュー２５の後退（開口２６即ちキャビティ１３から離れる方向に移動すること）を許容する後退規制解除信号を出力する。制御装置９は、ロードセル２０が検出したキャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力が前述した保圧設定圧力Ｐ０となるように、モータ３４を制御して、スクリュー２５を加熱シリンダ２４の長手方向に沿って、移動させる。

そして、制御装置９は、射出開始から予め定められた所定の時間経過すると、スライド移動部２３のモータ３４を停止して、合成樹脂Ｉの充填を終了する。前述した後退規制信号を出力してから即ちスクリュー２５を一旦停止してから合成樹脂Ｉの充填を終了する間は、本明細書に記した保圧工程Ｂ（図１０（ｃ）に示す）をなしている。

そして、制御装置９は、突起２８がホッパ２７内から合成樹脂Ｉを開口２６に向かって移動する方向に、スクリュー２５が回転するように、モータ２９を制御して、計量工程を行う。制御装置９は、リニアエンコーダ４４からの情報に基づいて、スクリュー２５が開口２６から最も離れて、所望の量の合成樹脂Ｉを開口２６に向かって送り出すと、前記モータ２９を停止する。そして、制御装置９は、冷却工程を行った後、射出機８を金型部７から離して、金型１０，１１同士一旦離した後、再度、次のコネクタハウジング３を成形する。

次に、前述した実施形態の射出成形機１を用いた成形品としてのコネクタハウジング３の成形工程を説明する。図２中のステップＳ１では、まず、図３に示すように、加熱シリンダ２４内に可塑化された合成樹脂Ｉを充填して、スクリュー２５を開口２６から遠ざけた状態で、制御装置９は、移動機構１２などにより一対の金型１０，１１を互いに近づける。こうして、制御装置９は、金型１０，１１を互いに近づけて密に接触させて、金型１０，１１を閉じる。また、制御装置９は、射出機８全体を金型部７から離しておく。即ち、制御装置９は、射出機８の加熱シリンダ２４の開口２６を金型１０と間隔をあけて配しておく。そして、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、制御装置９は、射出機８全体を金型部７に近づけて、図４に示すように、加熱シリンダ２４の開口２６を金型１０の注入孔１５に密に接触させかつ連通させる。そして、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、制御装置９は、モータ３４を駆動して、リニアエンコーダ４４からの情報に基づいて、予め記憶した所定の速度でスクリュー２５を開口２６に近づける。そして、制御装置９は、加熱シリンダ２４内の可塑化された合成樹脂Ｉを注入孔１５とスプルーランナー１４を介して、キャビティ１３内に射出する。このように、モータ３４が予め定められた所定の速度でスクリュー２５を開口２６に近づけて、開口２６を通して合成樹脂Ｉを金型１０，１１のキャビティ１３内に射出する。

こうして、制御装置９は、図５に示すように、合成樹脂Ｉをキャビティ１３内即ち金型１０，１１内に射出する。すると、キャビティ１３内即ち金型１０，１１内の殆どに、可塑化された合成樹脂Ｉが充填される。そして、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、制御装置９は、リニアエンコーダ４４からの情報に基づいて、スクリュー２５が予め記憶した所定の距離Ｌ移動したか否かを判定する。制御装置９は、スクリュー２５が予め記憶した所定の距離Ｌ移動していないと判定すると、ステップＳ４を繰り返す。制御装置９は、スクリュー２５が予め記憶した所定の距離Ｌ移動したと判定すると、ステップＳ５に進む。即ち、制御装置９は、充填工程Ａで予め記憶した所定の距離Ｌスクリュー２５が移動した後に、保圧工程Ｂに移行する。

前述したステップＳ３、ステップＳ４は、前述した充填工程Ａをなしている。この充填工程Ａでは、加熱シリンダ２４内に合成樹脂Ｉを充填してスクリュー２５を開口２６から遠ざけておき、モータ３４にスクリュー２５を開口２６に近づけさせて該開口２６を通して合成樹脂Ｉを金型１０，１１のキャビティ１３内に射出してスクリュー２５が開口２６に予め定められた所定の距離Ｌ近づく。また、この充填工程Ａでは、図１０（ａ）中に実線で示すように、合成樹脂Ｉの射出速度が急激に上昇した後、該射出速度を予め設定された速度に維持し、かつ図１０（ｂ）中に実線で示すように、キャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力が急激に上昇する。充填工程Ａの最後で、前述したキャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力が最大となる。さらに、この充填工程Ａでは、勿論、図１０（ｃ）中に実線で示すように、スクリュー２５が前述した所定の距離Ｌ移動して、Ｖ／Ｐ切換位置Ｌ０（充填工程Ａから保圧工程Ｂに切り換える位置）まで移動する。

ステップＳ５では、制御装置９は、モータ３４を一旦停止するとともに、該モータ３４に前述した後退規制信号を出力して、ステップＳ６に進む。この後退規制信号とは、モータ３４がスクリュー２５を開口２６即ちキャビティ１３から離れる方向に移動することを規制する信号である。ステップＳ６では、制御装置９は、充填工程Ａから保圧工程Ｂに移行した直後に、ロードセル２０が検出したキャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力が前述した保圧設定圧力Ｐ０となったか否かを判定する。制御装置９は、キャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力が前述した保圧設定圧力Ｐ０まで達していないと判定すると、ステップＳ６を繰り返し、停止した状態を維持する。制御装置９は、キャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力が前述した保圧設定圧力Ｐ０となったと判定すると、ステップＳ７に進む。

即ち、制御装置９は、保圧工程Ｂに移行した直後に、キャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力が予め定められた保圧設定圧力Ｐ０に低下するまで、スクリュー２５を停止して当該スクリュー２５の後退を規制する。このように、ステップＳ５とステップＳ６では、勿論、図１０（ａ）中に実線で示すように、合成樹脂Ｉの射出速度が零となり、図１０（ｂ）中に実線で示すように、キャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力が保圧設定圧力Ｐ０まで低下するとともに、図１０（ｃ）中に実線で示すように、スクリュー２５が停止している。また、ステップＳ６からステップＳ７にかけて、図６に示すように、キャビティ１３内の合成樹脂Ｉは、それ自身の圧力によって、キャビティ１３内即ち金型１０，１１内に射出されて、充填工程Ａで生じていたキャビティ１３即ち金型１０，１１内の隙間を若干埋める。

ステップＳ７では、制御装置９は、モータ３４に後退規制解除信号を出力する。この後退規制解除信号とは、モータ３４がスクリュー２５を開口２６即ちキャビティ１３から離れる方向に移動することを許容する信号である。制御装置９は、ロードセル２０が検出したキャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力が、前述した保圧設定圧力Ｐ０となるように、モータ３４を駆動して、スクリュー２５を移動する。

すると、図７に示すように、スクリュー２５が若干開口２６に近づいて、加熱シリンダ２４内の可塑化された合成樹脂Ｉがキャビティ１３内即ち金型１０，１１内に射出されて、充填工程Ａで生じていたキャビティ１３即ち金型１０，１１内の隙間に合成樹脂Ｉが充填される。そして、前述した隙間が、完全に、合成樹脂Ｉによって埋められる。そして、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、制御装置９は、ステップＳ５においてスクリュー２５を一旦停止させて、射出開始から所定の時間経過したか否かを判定する。制御装置９は、所定の時間経過するまで、ステップＳ８を繰り返し、所定の時間経過した後に、ステップＳ８ａに進む。このステップＳ８中に、キャビティ１３内の合成樹脂Ｉが硬化して、前述した構成のコネクタハウジング３が製造される。

前述したステップＳ７とステップＳ８では、図１０（ａ）中に実線で示すように、合成樹脂Ｉの射出速度が若干プラスとなり、図１０（ｂ）中に実線で示すように、キャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力が前述した保圧設定圧力Ｐ０に保たれるとともに、図１０（ｃ）中に実線で示すように、スクリュー２５が開口２６即ちキャビティ１３に向かって若干移動する。このように、本実施形態は、前述した特許文献２に示された方法（図１０（ａ）乃至図１０（ｃ）中に二点鎖線で示す）と、明らかに、スクリュー２５の動きが異なり、勿論、キャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力の変化も異なる。

前述したステップＳ５乃至ステップＳ８は、前述した保圧工程Ｂをなしている。この保圧工程Ｂでは、制御装置９は、充填工程Ａを行った後に、キャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力に基づいてスクリュー２５の移動を制御する。さらに、保圧工程Ｂでは、制御装置９は、ロードセル２０が検出したキャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力が保圧設定圧力Ｐ０となると、スクリュー２５の後退の規制を解除して、キャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力が保圧設定圧力Ｐ０を保つように、スクリュー２５を移動させる。

ステップＳ８ａでは、制御装置９は、計量工程及び冷却工程を行う。まず、制御装置９は、スライド移動部２３のモータ３４を停止するとともに、回転移動部２２のモータ２９をスクリュー２５の突起２８がホッパ２７内の合成樹脂Ｉを開口２６に向かって移動する方向に駆動して、所望の量の合成樹脂Ｉを開口２６に向かって送り出して、ステップＳ８ｂに進む。すると、スライド移動部２３のモータ３４が停止しているので、突起２８が合成樹脂Ｉを開口２６に向かって移動するのにしたがって、スクリュー２５が徐々に開口２６から離れる。

そして、図８に示すように、スクリュー２５が最も開口２６から離れた位置に位置付けられるとともに、加熱シリンダ２４内に合成樹脂Ｉが充填される。加熱シリンダ２４の加熱用ヒータが加熱シリンダ２４内の合成樹脂Ｉを加熱流動化（可塑化）する。ステップＳ８ｂでは、リニアエンコーダ４４からの情報に基づいてスクリュー２５が予め所定の距離移動したか否か即ち加熱シリンダ２４内に所定の量の合成樹脂Ｉを充填したか否かを判定して、加熱シリンダ２４内に所定の量の合成樹脂Ｉを充填するまでステップＳ８ｂを繰り返し、加熱シリンダ２４内に所定の量の合成樹脂Ｉを充填すると、ステップＳ８ｃへ進む。こうして、ステップＳ８ａ及びステップＳ８ｂでは、加熱シリンダ２４内に所定の量の合成樹脂Ｉを充填する。

そして、ステップＳ８ｃでは、金型１０，１１などが所定の温度まで冷却させる。即ちキャビティ１３内の合成樹脂Ｉを硬化させるため、予め設定された冷却時間が終了するまでステップＳ８ｃを繰り返し、冷却時間が終了したら、ステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、制御装置９は、図９に示すように、射出機８全体を金型部７から離す。即ち、加熱シリンダ２４の開口２６を金型部７の一方の金型１０の注入孔１５から離す。そして、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、制御装置９は、保圧工程即ち合成樹脂Ｉの金型１０，１１内への射出が終了してから所定の時間が経過すると、金型部７の移動機構１２に他方の金型１１を一方の金型１０から離させる。こうして、ステップＳ１０では、制御装置９は、成形品としてのコネクタハウジング３が冷却固化又は硬化した後、一対の金型１０，１１を互いに離す即ち金型１０，１１を開ける。そして、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、金型１０，１１間のキャビティ１３の成形品としてコネクタハウジング３を取り出す。そして、成形品としてのコネクタハウジング３を取り出すと、ステップＳ１に戻り、次の射出成形のサイクルに移行する。このように、射出成形機１は、前述したステップＳ１からステップＳ１１を繰り返して、成形品としてのコネクタハウジング３を所定の個数成形（製造）する。

なお、前述した実施形態の所定の距離Ｌ、所定の時間、保圧設定圧力Ｐ０などは、成形品としてのコネクタハウジング３毎に予め定められる値であり、当該コネクタハウジング３などの品番毎に異なる値となっている。制御装置９は、製造するコネクタハウジング３などの成形品の品番に応じて、前述した所定の距離Ｌ、所定の時間、保圧設定圧力Ｐ０などを適宜変更して、射出成形を行う。

本実施形態によれば、充填工程Ａにおいてスクリュー２５が移動する所定の距離Ｌが、合成樹脂Ｉの射出された体積がキャビティ１３の容積よりも小さくなる距離である。即ち、従来から用いられてきた周知の射出成形機よりも、スクリュー２５の後方位置で、充填工程から保圧工程に切り換える、このため、加熱シリンダ２４内及びキャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力の最大値を抑制でき、加熱シリンダ２４内の圧縮されたスクリュー２５の先端付近の合成樹脂Ｉが徐々にキャビティ１３内に開放される。したがって、加熱シリンダ２４及び金型１０，１１などの機械的な強度を必要以上に確保する必要が生じないので、射出成形機１自体の大型化と高コスト化を抑制できる。

また、加熱シリンダ２４及び金型１０，１１などの機械的な強度を必要以上に確保する必要が生じないので、比較的簡便な（機械的な強度の低い）射出成形機１であっても、比較的薄肉の成形品を成形することができる。したがって、比較的、薄肉の成形品のコストの高騰を抑制できる。

さらに、保圧工程Ｂにおいて、キャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力が保圧設定圧力Ｐ０まで降下するまで、スクリュー２５の後退を規制するので、前述したキャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力が保圧設定圧力Ｐ０になるまで、スクリュー２５が停止することとなる。このため、保圧工程Ｂにおいて、加熱シリンダ２４内の圧縮されたスクリュー２５の先端付近の合成樹脂Ｉが、キャビティ１３内に徐々に開放され、当該合成樹脂Ｉがキャビティ１３内に行き亘ることとなる。このため、成形品としてのコネクタハウジング３にヒケなどの外観不良が生じたり、成形品としてのコネクタハウジング３の質量がばらつくことを防止できる。したがって、成形品としてのコネクタハウジング３の歩留まりを向上することができる。

保圧工程Ｂにおいて、一旦キャビティ１３内の合成樹脂Ｉが保圧設定圧力Ｐ０になると、当該保圧設定圧力Ｐ０を保つようにスクリュー２５を移動させるので、キャビティ１３内に十分に合成樹脂Ｉが行き亘るまで、スクリュー２５によって、キャビティ１３内の合成樹脂Ｉが保圧設定圧力Ｐ０に保たれる。このため、確実にキャビティ１３内に十分に合成樹脂Ｉが行き亘る。したがって、成形品としてのコネクタハウジング３の歩留まりを確実に向上することができる。

次に、本発明の発明者は、前述した実施形態の射出成形機１の効果を確認した。結果を以下の表１に示す。

表１では、成形品としてのコネクタハウジング３を成形した。表１中の比較例１は、充填工程Ａから保圧工程Ｂに移行した直後のスクリューの後退速度を５ｍｍ／ｓｅｃとし、比較例２は、充填工程Ａから保圧工程Ｂに移行した直後のスクリューの後退速度を１５ｍｍ／ｓｅｃとし、比較例３は、充填工程から保圧工程に移行した直後のスクリューの後退速度を３０ｍｍ／ｓｅｃとして、前述した特許文献１に示された方法によって、コネクタハウジング３を成形した。表１中の本発明品は、前述した実施形態に示されているとおりに充填工程Ａから保圧工程Ｂに移行した直後のスクリュー２５の後退速度を０ｍｍ／ｓｅｃとして、コネクタハウジング３を成形した。

また、表１中の変動係数とは、成形したコネクタハウジング３の質量のばらつきを示し、変動係数が大きいほどコネクタハウジング３の質量のばらつきが大きいことを示している。

表１によれば、本発明品は、比較例１乃至３よりも製品重量の変動係数が最も少ないことが明らかとなった。よって、表１に示されているとおりに、充填工程Ａから保圧工程Ｂに移行した直後にスクリュー２５を後退させないことで、歩留まりの高いコネクタハウジング３を成形できることが明らかとなった。

前述した実施形態では、成形品としてコネクタハウジング３を成形している。しかしながら、本発明では、例えば、自動車などに配索されるワイヤハーネスを構成する電気接続箱のケースや、前述したワイヤハーネスを構成するハーネス用プロテクタ及び配線用クリップなどを成形しても良い。要するに、本発明では、射出成形で成形できるものであれば、如何なるものを成形しても良い。また、前述した実施形態では、射出機８を一旦金型１０，１１から離してから該金型１０，１１同士を接離させている（即ち、所謂反復成形を行っている）。しかしながら、本発明では、射出機８を金型１０，１１に接触させたまま該金型１０，１１同士を接離させても良い（即ち、所謂タッチ成形を行っても良い）。

また、前述した実施形態では、成形材料として合成樹脂を用いている。しかしながら、本発明では、成形材料としてシリコン系の材料や金属などを用いてもよい。さらに、本発明では、前述した実施形態に示された射出成形機１に限定されることなく、如何なる射出成形機にも適用することができる。例えば、前述した実施形態では、押圧部材としてスクリュー２５を用いたが、本発明では、押圧部材として周知のピストンやプランジャを用いても良く、検出手段としての圧力センサとして、ロードセル２０以外のセンサを用いても良いとともに、駆動源として例えば油圧制御式などの周知の如何なる種類の電動機を用いても良い。また、本発明では、前述した圧力センサなどをキャビティ１３内に設けて、該圧力センサで直接キャビティ１３内の圧力を検出しても良い。

さらに、前述した実施形態では、ステップＳ８で射出を開始してから所定の時間経過した後に、計量工程を行うようにしている。しかしながら、本発明では、キャビティ１３内に合成樹脂Ｉを射出してスクリュー２５が一旦停止してから所定の時間経過した後に、計量工程を行っても良い。

また、前述した実施形態では、保圧工程Ｂにおいて、キャビティ１３内に射出された合成樹脂Ｉの圧力が前述した保圧設定圧力Ｐ０となると、制御装置９が後退規制解除信号を出力して、キャビティ１３内の合成樹脂Ｉの圧力が前述した保圧設定圧力Ｐ０となるように、スクリュー２５を移動させている。しかしながら、本発明では、保圧工程Ｂにおいて、図１１に示すように、キャビティ１３内に射出された合成樹脂Ｉの圧力が前述した保圧設定圧力Ｐ０となっても、制御装置９が後退規制解除信号を出力せずに、スクリュー２５を停止させたままとしても良い。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の一実施形態に係る射出成形機の構成を示す説明図である。図１に示された射出成形機を用いて成形品としてのコネクタハウジングを成形する工程を示すフローチャートである。図１に示された射出成形機の射出機が金型から離れ金型が閉じている状態を示す説明図である。図３に示された状態から射出機を金型に近づけた状態を説明する説明図である。図４に示された状態から充填工程で加熱シリンダ内の成形材料としての合成樹脂を金型内に射出した状態を説明する説明図である。図５に示された状態から保圧工程でスクリューを停止したまま加熱シリンダ内の成形材料としての合成樹脂が金型内に開放された状態を説明する説明図である。図５に示された状態から保圧工程で加熱シリンダ内の成形材料としての合成樹脂を金型内に射出した状態を説明する説明図である。図７に示された状態から加熱シリンダ内に成形材料を充填した状態を説明する説明図である。図８に示された状態から射出機を金型から離した状態を説明する説明図である。（ａ）は図１に示された射出成形機の合成樹脂の射出速度の変化を示す説明図であり、（ｂ）は図１に示された射出成形機のキャビティ内の合成樹脂の圧力の変化を示す説明図であり、（ｃ）は図１に示された射出成形機のスクリューの位置の変化を示す説明図である。（ａ）は図１に示された射出成形機の変形例の合成樹脂の射出速度の変化を示す説明図であり、（ｂ）は図１１（ａ）に示された射出成形機のキャビティ内の合成樹脂の圧力の変化を示す説明図であり、（ｃ）は図１１（ａ）に示された射出成形機のスクリューの位置の変化を示す説明図である。図１に示された射出成形機で成形される成形品としてのコネクタハウジングなどの斜視図である。

符号の説明

１射出成形機
３コネクタハウジング（成形品）
９制御装置（制御手段）
１０，１１金型
１３キャビティ
２４加熱シリンダ（シリンダ）
２４ａ一端部
２５スクリュー（押圧部材）
２６開口
３４モータ（駆動源）
Ａ充填工程
Ｂ保圧工程
Ｉ合成樹脂（成形材料）
Ｌ所定の距離
Ｐ０保圧設定圧力

Claims

押圧部材を収容しかつ可塑化された成形材料が充填されるとともに一端部の開口を通して前記成形材料を金型のキャビティ内に射出可能な筒状のシリンダと、
前記押圧部材を前記シリンダの長手方向に沿って移動する駆動源と、
前記シリンダ内に前記成形材料を充填して前記押圧部材を前記開口から遠ざけておき、前記駆動源に前記押圧部材を前記開口に近づけさせて前記開口を通して前記成形材料を前記金型のキャビティ内に射出して前記押圧部材が前記開口に予め定められた所定の距離近づく充填工程を行った後に、前記キャビティ内の成形材料の圧力に基づいて前記押圧部材の移動を制御する保圧工程を行う制御手段と、を備えた射出成形機において、
前記所定の距離が、前記成形材料の射出開始からの前記開口から射出された前記成形材料の体積が、前記キャビティの容積よりも小さくなる距離であるとともに、
前記制御手段が、前記充填工程から前記保圧工程に移行した直後に、前記成形材料の圧力が予め定められた保圧設定圧力に低下するまで、前記押圧部材の後退を規制することを特徴とする射出成形機。
前記制御手段が、前記保圧工程において、前記キャビティ内の成形材料の圧力が予め定められた保圧設定圧力となると、前記押圧部材の後退の規制を解除して、前記キャビティ内の成形材料の圧力が前記保圧設定圧力を保つように、前記押圧部材を移動させることを特徴とする請求項１記載の射出成形機。
押圧部材を収容しかつ可塑化された成形材料が充填されるとともに一端部の開口を通して前記成形材料を金型のキャビティ内に射出可能な筒状のシリンダと、前記押圧部材を前記シリンダの長手方向に沿って移動する駆動源と、を備えた射出成形機の制御方法において、
前記シリンダ内に前記成形材料を充填して前記押圧部材を前記開口から遠ざけておき、前記駆動源に前記押圧部材を前記開口に近づけさせて前記開口を通して前記成形材料を前記金型のキャビティ内に射出して前記押圧部材が前記開口に予め定められた所定の距離近づく充填工程を行った後に、前記キャビティ内の成形材料の圧力に基づいて前記押圧部材の移動を制御する保圧工程を行うとともに、
前記所定の距離が、前記成形材料の射出開始からの前記開口から射出された前記成形材料の体積が、前記キャビティの容積よりも小さくなる距離であるとともに、
前記充填工程から前記保圧工程に移行した直後に、前記成形材料の圧力が予め定められた保圧設定圧力に降下するまで、前記押圧部材の後退を規制することを特徴とする射出成形機の制御方法。
前記保圧工程において、前記キャビティ内の成形材料の圧力が予め定められた保圧設定圧力となると、前記押圧部材の後退の規制を解除して、前記キャビティ内の成形材料の圧力が前記保圧設定圧力を保つように、前記押圧部材を移動させることを特徴とする請求項３記載の射出成形機の制御方法。