JP2009096120A - 離型力測定装置、離型力測定方法、樹脂成形装置、および樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、エジェクタピンの摺動抵抗力を相対的に小さくすることで、測定精度の高い離型力の測定を１回の測定で行うことのできる離型力測定装置、離型力測定方法、樹脂成形装置、および樹脂成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】第１の金型と、前記第１の金型と協働してキャビティを形成する第２の金型と、前記キャビティ内に先端を第１の方向に突出可能としたエジェクタピンと、前記エジェクタピンの後端に設けられエジェクタピンに加わる力を測定する荷重測定手段と、を備え、前記キャビティは、前記第１の方向に対して直交する方向の断面が円形を呈し、前記キャビティの底部の直径と、前記エジェクタピンの前記先端の直径との比が、１２．５：１〜１５：１の範囲内にあり、前記キャビティの抜き勾配角度が１°以下とされたこと、を特徴とする離型力測定装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、離型力測定装置、離型力測定方法、樹脂成形装置、および樹脂成形品の製造方法に関する。

樹脂成形法においては、溶融混練された溶融樹脂を、成形金型に設けられたランナなどを介して成形品の外形形状をなすキャビティ（空間部分）に圧力をかけて充填し、充填された溶融樹脂をキャビティ内で硬化させている。そして、硬化した成形品を取り出す際には、上下の金型を開いた後エジェクタピンをキャビティ内に突出させることで成形品をキャビティから離型させるようにしている。

この場合、成形品をキャビティから離型させるために必要な力（離型力）が過大であると成形品やエジェクタピンなどの破損を招くおそれがある。
そのため、離型力を測定する技術が提案されており、測定精度を高めるためにエジェクタピンの摺動抵抗力を相殺する技術も提案されている（特許文献１を参照）。

ここで、特許文献１に開示がされた技術においては、成形品の離型力を測定した後、成形品が空の状態における離型力（空離型力）を再度測定し、成形品の離型力から空離型力を差し引くことでエジェクタピンの摺動抵抗力を相殺するようにしている。
しかしながら、エジェクタピンの摺動抵抗力にはバラツキがあるため、成形品の離型力から空離型力を差し引くようにすれば、測定精度が悪化するおそれがある。また、２回の測定が必要となるため、測定作業の煩雑化を招くおそれがある。
特開２００３−２３６８９８号公報

本発明は、エジェクタピンの摺動抵抗力を相対的に小さくすることで、測定精度の高い離型力の測定を１回の測定で行うことのできる離型力測定装置、離型力測定方法、樹脂成形装置、および樹脂成形品の製造方法を提供する。

本発明の一態様によれば、第１の金型と、前記第１の金型と協働してキャビティを形成する第２の金型と、前記キャビティ内に先端を第１の方向に突出可能としたエジェクタピンと、前記エジェクタピンの後端に設けられエジェクタピンに加わる力を測定する荷重測定手段と、を備え、前記キャビティは、前記第１の方向に対して直交する方向の断面が円形を呈し、前記キャビティの底部の直径と、前記エジェクタピンの前記先端の直径との比が、１２．５：１〜１５：１の範囲内にあり、前記キャビティの抜き勾配角度が１°以下とされたこと、を特徴とする離型力測定装置が提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、 キャビティ内の第１の方向に先端が突出可能にエジェクタピンを設け、離型力測定を行うためのキャビティの前記第１の方向に対して直交する方向の断面を円形とし、前記キャビティの底部の直径と、前記エジェクタピンの先端の直径と、の比を、１２．５：１〜１５：１の範囲内とし、前記キャビティの抜き勾配角度を１°以下として離型力の測定を実行すること、を特徴とする離型力測定方法が提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、第１の金型と、前記第１の金型と協働して第１のキャビティと第２のキャビティとを形成する第２の金型と、前記第１のキャビティ内に先端を第１の方向に突出可能とした第１のエジェクタピンと、前記第２のキャビティ内に先端を突出可能とした第２のエジェクタピンと、前記第１のエジェクタピンの後端に設けられ前記第１のエジェクタピンに加わる力を測定する荷重測定手段と、を備え、前記第１のキャビティは、前記第１の方向に対して直交する方向の断面が円形を呈し、前記第１のキャビティの底部の直径と、前記第１のエジェクタピンの前記先端の直径との比が、１２．５：１〜１５：１の範囲内にあり、前記第１のキャビティの抜き勾配角度が１°以下とされ、前記第２のキャビティにおいて樹脂成形品を成型可能としたこと、を特徴とする樹脂成形装置が提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、上記の離型力測定方法で離型力を測定し、前記測定した離型力に基づいて、樹脂成形に関する設定条件の適否判断をすることを特徴とする樹脂成形品の製造方法が提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、樹脂成形品を成形するとともに、上記の離型力測定方法で離型力を測定し、前記測定した離型力に基づいて、メンテナンス時期の判断、成形異常発生の有無の判断、成形異常発生の予知、からなる群より選ばれた少なくとも１つを実行すること、を特徴とする樹脂成形品の製造方法が提供される。

本発明によれば、エジェクタピンの摺動抵抗力を相対的に小さくすることで、測定精度の高い離型力の測定を１回の測定で行うことのできる離型力測定装置、離型力測定方法、樹脂成形装置、および樹脂成形品の製造方法が提供される。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。
図１は、本発明の実施の形態に係る離型力測定装置を例示するための模式断面図である。 図１に示すように、離型力測定装置１には、一対の上側金型２、下側金型３と、下側金型３の下方に弾性体４を介して設けられた上側エジェクタプレート５と、上側エジェクタプレート５の下側主面に当接させるようにして設けられた下側エジェクタプレート６とが備えられている。

下側金型３のパーティング面（金型の分割面）７に設けられた凹部には、入駒８が備えられている。入駒８にはキャビティ形成面９が設けられ、このキャビティ形成面９と上側金型２のパーティング面の一部とによりキャビティ１０が形成されている。尚、入駒８は必ずしも必要ではなく、下型金型３のパーティング面７に直接キャビティ形成面９が設けられるようにしてもよい。また、キャビティ形成面９は、上側金型２やそれに設けられる入駒に設けてもよい。
すなわち、上側金型２と、下側金型３とが協働してキャビティを形成するようにすればよい。

下側金型３のパーティング面７にはポット１３が開口するようにして設けられ、ゲート１２、ランナ１１を介してキャビティ１０とポット１３が連通されている。また、ポット１３の内部を昇降可能なプランジャ１４が設けられている。

また、上側金型２、下側金型３には図示しない循環路が設けられ、加熱された熱媒体を循環路に供給することで上側金型２、下側金型３を所定の温度まで加熱できるようになっている。尚、熱媒体としては、例えば、加熱温度が室温〜１００℃以下の場合は水を、１００℃程度〜２００℃程度の場合は水蒸気を、室温〜３００℃程度の場合はシリコーン油などの熱媒体油を例示することができる。また、これらは、成形される樹脂材料のガラス転移温度などにより適宜選択することができる。また、加熱の手段は、熱媒体を循環させるものに限定されるわけではなく、電熱線を用いたものなどであってもよい。

入駒８、下側金型３、上側エジェクタプレート５を挿通するようにして、エジェクタピン１５が設けられている。エジェクタピン１５は、段付き形状を呈し、その先端（上端）がキャビティ形成面９からキャビティ１０内に向けて突出可能となっている。エジェクタピン１５の後端（下端）には、エジェクタピン１５に加わる力を測定するための荷重測定手段１６が設けられている。荷重測定手段１６としては、例えば、水晶圧電式ロードワッシャのような荷重計を例示することができる。また、荷重測定手段１６には、アンプ１７を介してパーソナルコンピュータのようなデータ収集解析手段１８が電気的に接続されている。
尚、離型力測定装置１として、溶融樹脂の充填にプランジャを用いるものを例示したが、これに限定されるわけではなく、例えば、ランナ１１に連通するスプルを備え、スプルの開口部から加圧された溶融樹脂を導入する射出成形に係るようなものであってもよい。

次に、離型力について説明をする。
測定片（成形品）をキャビティ１０から離型させるために必要な力（離型力）が過大であると測定片（成形品）にクラックが入ったり、エジェクタピン１５などが破損したりするおそれがある。そのため、離型力を測定、評価することが重要となる。

ここで、エジェクタピン１５と、それを挿通させるために下側金型３などに設けられた孔との間には、溶融樹脂の流入を抑制するために僅かなクリアランスしか設けられていない。そのため、エジェクタピン１５の外周面が孔の内周面と接触して摩擦抵抗力が発生する。また、クリアランス部分に流入する溶融樹脂を無くすことは困難であり、流入した樹脂が硬化することで形成されたバリによる抵抗力が発生する。この摩擦抵抗力やバリによる抵抗力などがエジェクタピン１５の摺動抵抗力となり、測定される離型力には摺動抵抗力が含まれていることになる。

この場合、摺動抵抗力は、クリアランス部分に流入する溶融樹脂の量や、下側金型３などの温度変化によりエジェクタピン１５とそれが挿通する孔との接触状態が変化することでバラツキを生ずる。そのため、特許文献１に開示がされた技術のように、空離型力を測定してそれを離型力から差し引くだけでは精度の高い離型力の測定を行うことができないおそれがある。

本発明者は検討の結果、離型力に含まれる摺動抵抗力の割合を所定の範囲内で相対的に小さくすることができれば、摺動抵抗力にバラツキがあっても精度の高い離型力の測定を行うことができるとの知見を得た。また、そのようにすることができれば、空離型力を測定する必要がなくなるので、測定精度の高い離型力の測定を１回の測定で行うことができるとの知見をも得た。

ここで、摺動抵抗力は、その値にバラツキはあるものの充填される樹脂の材質や成形条件などの影響を受けにくい。これに対し、離型力から摺動抵抗力を除いた実質的な離型力は、キャビティ１０の形状（例えば、断面積や抜き勾配角度など）、エジェクタピン１５の断面積（または、断面寸法）、成形条件などの影響を受ける。

そのため、実質的な離型力が大きくなるようなキャビティ１０の形状（例えば、断面積や抜き勾配角度など）やエジェクタピン１５の断面積（または、断面寸法）を選択すれば、離型力に含まれる摺動抵抗力の割合を相対的に小さくすることができる。

また、そのようなキャビティ１０の形状（例えば、断面積や抜き勾配角度など）、エジェクタピン１５の断面積（または、断面寸法）のもとで離型力を測定することができれば、摺動抵抗力の影響を相対的に小さくすることができるので、充填される樹脂の材質の差（例えば、成分比の違いなど）、成形条件の差（射出速度、金型温度、キュア時間、樹脂材料の常温戻し時間など）などの樹脂成形に関する設定条件が離型力に与える影響を明確にすることができる。その結果、適切な離型力となるように樹脂成形に関する設定条件（例えば、充填される樹脂の材質、成形条件などを調整など）を変更することが容易に行えるようにもなる。

次に、キャビティ１０の形状と、エジェクタピン１５の断面寸法とが離型力に与える影響を例示する。
図２は、キャビティ部分の模式拡大図であり、図２（ａ）は模式平面図、図２（ｂ）は模式断面図である。
尚、図１で例示をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。

図２に示すように、キャビティ１０の平面形状は円形を呈している。キャビティ１０の平面形状を矩形などとすることもできるが、離型力が角部の影響を受けるおそれがあるため円形とすることが好ましい。また、エジェクタピン１５の先端の直径をφｄ、キャビティ１０の底部の直径をφＤ、抜き勾配角度をθとしている。

図３、図４は、キャビティの形状・エジェクタピン１５の断面寸法（直径）と、離型力との関係を例示するための模式グラフ図である。
尚、各グラフ図において、縦軸は離型力、横軸はショット番号（充填した順番）を表している。また、グラフ図中の「■」は「熱硬化性樹脂Ａ」、「▲」は「熱硬化性樹脂Ｂ」を表している。また、キャビティ１０の深さを３ミリメートルとしている。

また、一般的に、充填開始後の最初の数ショットはクリーニング剤の影響を大きく受けるので、離型力の正確な測定ができないおそれがある。そのため、最初の３ショットのデータは省くこととしている。

図３（ａ）は、キャビティ１０の底部の直径φＤを２０ミリメートル、エジェクタピン１５の先端の直径φｄを３ミリメートル、抜き勾配角度θを１°とした場合である。キャビティ１０の形状とエジェクタピン１５の先端の直径φｄとをこのような関係とすれば、「熱硬化性樹脂Ａ」、「熱硬化性樹脂Ｂ」のいずれの場合においても離型力が低く、樹脂の材質の差（例えば、成分比など）が離型力に与える影響を明確にすることができない。また、離型力をある程度大きくできなければ、摺動抵抗力を相対的に小さくすることができず離型力の測定精度を高めることができない。そのため、前述のキャビティ１０の形状とエジェクタピン１５の先端の直径φｄとの関係は、離型力の測定と評価に適さないことになる。

図３（ｂ）は、キャビティ１０の底部の直径φＤを３０ミリメートル、エジェクタピン１５の先端の直径φｄを２ミリメートル、抜き勾配角度θを０．５°とした場合である。キャビティ１０の形状とエジェクタピン１５の先端の直径φｄとをこのような関係とすれば、「熱硬化性樹脂Ａ」、「熱硬化性樹脂Ｂ」のいずれの場合においても離型力を高めることができる。ただし、グラフ図中の「Ｘ」部分において離型力が大きく変動している。これは、図３（ｃ）に示すように、成形された測定片が離型時に変形したためである。そのため、樹脂の材質によっては離型力が大きくなりすぎて離型ができなかったり、測定片にクラックが入るなどの不具合が生ずる場合がある。そのため、前述のキャビティ１０の形状とエジェクタピン１５の先端の直径φｄとの関係は、離型力の測定と評価に適さないことになる。

図４（ａ）は、キャビティ１０の底部の直径φＤを２５ミリメートル、エジェクタピン１５の先端の直径φｄを２ミリメートル、抜き勾配角度θを１°とした場合である。キャビティ１０の形状とエジェクタピン１５の先端の直径φｄとをこのような関係とすれば、「熱硬化性樹脂Ａ」の離型力を高めることができる。この場合、測定片が離型時に変形することもなかった。

また、樹脂の材質の違いによる差も明確に確認することができる。すなわち、「熱硬化性樹脂Ｂ」は離型力が低く測定が困難となるものの、容易に離型をさせることができるので不具合が発生するおそれが少ないことがわかる。また、「熱硬化性樹脂Ａ」については、離型力を高めることができるので、摺動抵抗力を相対的に小さくすることができ、測定精度を向上させることができる。このように、図３（ａ）で例示をした場合には明確にできなかった樹脂の材質の違いによる差も明確に確認することができる。

図４（ｂ）は、キャビティ１０の底部の直径φＤを３０ミリメートル、エジェクタピン１５の先端の直径φｄを２ミリメートル、抜き勾配角度θを１°とした場合である。キャビティ１０の形状とエジェクタピン１５の先端の直径φｄとをこのような関係とすれば、「熱硬化性樹脂Ａ」の離型力を高めることができる。この場合、測定片が離型時に変形することもなかった。また、図４（ａ）の場合と同様に、樹脂の材質の違いによる差も明確に確認することができる。

図５は、キャビティ形成面の表面粗さと離型力との関係を例示するための模式グラフ図である。
尚、各グラフ図において、縦軸は離型力、横軸はショット番号（充填した順番）を表している。また、グラフ図中の「■」はキャビティ形成面が滑らかな放電加工面である場合、「▲」はキャビティ形成面が粗い放電加工面である場合を表している。

また、キャビティ１０の底部の直径φＤを３０ミリメートル、エジェクタピン１５の先端の直径φｄを２ミリメートル、抜き勾配角度θを１°、キャビティ１０の深さを３ミリメートルとしている。また、図５（ａ）は「熱硬化性樹脂Ｃ」、図５（ｂ）は「熱硬化性樹脂Ｄ」、図５（ｃ）は「熱硬化性樹脂Ｅ」の場合である。

図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、キャビティ１０の形状とエジェクタピン１５の先端の直径φｄとを前述のものとすれば、樹脂の材質の違いによる差やキャビティ形成面の表面粗さ（成形条件）の差を明確にすることができる。

すなわち、樹脂の材質の違いにより離型力が変化することがわかる。このことは、例えば、樹脂材料の成分比を変更すれば適切な離型力とすることができ、また、その離型力を精度よく測定することができることを意味していることにもなる。

また、樹脂の材質にかかわらずキャビティ形成面の表面粗さが粗い面であるほど離型力が大きくなっていることがわかる。このことは、例えば、キャビティ形成面の表面粗さを変更すれば適切な離型力とすることができ、また、その離型力を精度よく測定することができることを意味していることにもなる。

尚、説明の便宜上、樹脂材料が熱硬化性樹脂の場合を例示したが熱可塑性樹脂の場合でも同様である。また、成形条件の違いをキャビティ形成面の表面粗さの違いで説明をしたが、他の成形条件（例えば、射出速度、金型温度、キュア時間、樹脂材料の常温戻し時間など）の場合も同様にして、その違いが離型力に与える影響を明確にすることができる。また、これらの成形条件を変更すれば適切な離型力とすることができ、その離型力を精度よく測定することができる。

ここで、本発明者の得た知見によれば、キャビティ１０の底部の直径φＤとエジェクタピン１５の先端の直径φｄとの比を、φＤ：φｄ＝１２．５：１〜１５：１、抜き勾配角度θを１°以下とすれば、樹脂の材質や成形条件が変わっても離型力を適切な範囲内とすることができ、離型力の測定精度を向上させることができる。この場合、エジェクタピン１５の先端の直径φｄを２ミリメートルとすれば、キャビティ１０の底部の直径φＤを２５ミリメートル以上、３０ミリメートル以下とすることができる。尚、キャビティ１０の深さの影響は少ないが、例えば、その深さを５ミリメートル以下とすることができる。

図６は、離型力と摺動抵抗力との関係を例示するための模式グラフ図である。
尚、縦軸は測定荷重、横軸は時間を表している。また、キャビティ１０の底部の直径φＤを３０ミリメートル、エジェクタピン１５の先端の直径φｄを２ミリメートル、抜き勾配角度θを１°としている。また、キャビティ１０の深さを３ミリメートルとしている。

時間「Ｔ」においてエジェクタピン１５による離型が開始されると離型力は（＋）方向に増加し、キャビティ１０から測定片が抜けるに従い離型力は減少していく。
ここで、エジェクタピン１５による離型が開始された直後に離型力が（−）方向に変動するのは、離型力測定装置の構造上のためである。

そのため、図中のＦ１が離型力、Ｆ２が揺動抵抗力となり、離型力Ｆ１に含まれる摺動抵抗力Ｆ２の割合を小さくできることがわかる。その結果、摺動抵抗力Ｆ２を相対的に小さくすることで、測定精度の高い離型力の測定を１回で行うことができるようになる。この際、離型力Ｆ１の値自体は大きくなるが、前述したようにその値は適正な範囲に抑えられているので測定片が変形したりすることはない。

次に、離型力測定方法を離型力測定装置１の作用とともに例示する。
また、図７は、離型力測定装置の作用を例示するための模式断面図である。
まず、下側金型３のパーティング面７に設けられたポット１３に、タブレット状に打錠された測定対象となる樹脂を投入する。
次に、図７（ａ）に示すように、図示しない昇降手段により下側金型３を上昇させて、上側金型２と下側金型３とを型締めする。そして、上側金型２と下側金型３とを加熱し、ポット１３内の樹脂を溶融させる。その後、図示しない駆動手段によりプランジャ１４を上昇させて、溶融させた樹脂をランナ１１、ゲート１２を介してキャビティ１０内に充填する。

次に、キャビティ１０内の樹脂が硬化した後に、図示しない昇降手段により下側金型３を下方に移動させて金型を開く。
次に、図７（ｂ）に示すように、図示しない駆動手段によりプランジャ１４をさらに上昇させることでゲートの切断を行う。すなわち、キャビティ１０内に樹脂を残し、ランナ１１、ポット１３内の樹脂を折りとる様にして除去する。

次に、図７（ｃ）に示すように、図示しない駆動手段により上側エジェクタプレート５、下側エジェクタプレート６を上昇させる。上側エジェクタプレート５、下側エジェクタプレート６の上昇にともないエジェクタピン１５が上昇するので、キャビティ１０内の硬化した樹脂（測定片）が突き出されるようにして離型する。

この際の荷重（離型力）がエジェクタピン１５を介して荷重測定手段１６（例えば、水晶圧電式ロードワッシャ）により測定される。そして、測定された荷重は、アンプ１７を介してデータ収集解析手段１８に送られ離型力の演算や評価が行われる。

本実施の形態によれば、摺動抵抗力の割合が相対的に小さくなるようなキャビティ１０の形状、エジェクタピン１５の断面積（または、断面寸法）を有しているので、測定精度の高い離型力の測定を１回で行うことができる。
また、充填される樹脂の材質の差（例えば、成分比の違いなど）、成形条件の差（射出速度、金型温度、キュア時間、樹脂材料の常温戻し時間など）などの樹脂成形に関する設定条件の差が離型力に与える影響をも明確にすることができるので、樹脂成形に関する設定条件の適切な適否判断をすることができ、また、適切な離型力となるように充填される樹脂材料、成形条件などの樹脂成形に関する設定条件を調整、変更することが容易となる。

次に、樹脂成形装置について例示をする。
尚、説明の便宜上、複数のプランジャを備えたマルチプランジャ式の樹脂成形装置について例示をする。
図８は、樹脂成形装置に備えられる下側金型を例示するための模式平面図である。 尚、図１で例示をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。また、図中の一点鎖線で描かれたものは上側金型のパーティング面に備えられていることを表している。
図８に示すように、下側金型３０のパーティング面にはポット１３が開口するようにして４つ設けられている。また、ポット１３の内部を昇降可能なプランジャ１４が設けられている。また、左側のポット１３の近傍には、入駒８が設けられている。入駒８にはキャビティ形成面９が設けられ、このキャビティ形成面９と図示しない上側金型のパーティング面の一部とによりキャビティ１０が形成されている。また、キャビティ１０とポット１３とはゲート１２、ランナ１１を介して連通されている。また、エジェクタピン１５は、段付き形状を呈し、その先端（上端）がキャビティ形成面９からキャビティ１０内に向けて突出可能となっている。そして、エジェクタピン１５の後端（下端）には、図示しない荷重測定手段が設けられている。また、図示しない荷重測定手段には、アンプ１７を介してデータ収集解析手段１８が電気的に接続されている。
すなわち、図１で例示をした離型力測定装置１が下側金型３０に備えられている。

下側金型３０と一対をなす図示しない上側金型のパーティング面には、成形品のキャビティ形成面３１が設けられ、このキャビティ形成面３１と図示しない下側金型３０のパーティング面の一部とによりキャビティ３２が形成されている。また、キャビティ３２に連通するゲート３３、ランナ３４が設けられ、図示しない上側金型と下側金型３０とが型締めされた際には、キャビティ３２とポット１３とがゲート３３、ランナ３４を介して連通されるようになっている。

また、図示しない上側金型には、成形品を突き出すようにして離型をさせるためのエジェクタピン１５ａ、エジェクタピン１５ａを昇降させるための図示しないエジェクタプレートなどが備えられている。

尚、樹脂成形装置に備えられるその他の要素は、既知の技術を適用することができるのでその説明は省略する。
また、キャビティ３２、ゲート３３、ランナ３４を下側金型３０のパーティング面に設けるようにすることもできる。
また、樹脂成形装置として、溶融樹脂の充填にプランジャを用いるものを例示したが、これに限定されるわけではなく、例えば、ランナ３４に連通するスプルを備え、スプルの開口部から加圧された溶融樹脂が導入される射出成形装置のようなものであってもよい。

次に、樹脂成形品の製造方法を樹脂成形装置の作用とともに例示する。
まず、下側金型３０のパーティング面に設けられたポット１３に、タブレット状に打錠された樹脂を投入する。
次に、図示しない昇降手段により下側金型を上昇させて、図示しない上側金型と下側金型３０とを型締めする。そして、図示しない上側金型と下側金型３とを加熱し、ポット１３内の樹脂を溶融させる。その後、図示しない駆動手段によりプランジャ１４を上昇させて、溶融させた樹脂をランナ１１、ゲート１２を介してキャビティ１０内に充填する。また、同様に、図示しない駆動手段によりプランジャ１４を上昇させて、溶融させた樹脂をランナ３４、ゲート３３を介してキャビティ３２内に充填する。

次に、キャビティ１０、キャビティ３２内の樹脂が硬化した後に、図示しない昇降手段により下側金型を下方に移動させて金型を開く。

次に、図示しない駆動手段により上側エジェクタプレート５、下側エジェクタプレート６を上昇させる。上側エジェクタプレート５、下側エジェクタプレート６の上昇にともないエジェクタピン１５が上昇するので、キャビティ１０内の硬化した樹脂（測定片）が突き出されるようにして離型する。また、同様に、図示しないエジェクタプレートを下降させて、エジェクタピン１５ａによりキャビティ３２内の硬化した樹脂（成形品）が突き出されるようにして離型する。

この際、測定片を離型させる際の荷重（離型力）がエジェクタピン１５を介して荷重測定手段１６（例えば、水晶圧電式ロードワッシャ）により測定される。そして、測定された荷重は、アンプ１７を介してデータ収集解析手段１８に送られ離型力の演算や評価が行われる。すなわち、成形品の製造と並行して測定片の離型力をリアルタイムに測定することができ、また、その評価を行うことができる。
以後、必要があれば前述の手順を繰り返すことで成形品の製造を行うことができる。

尚、溶融樹脂の充填にプランジャを用いるものを例示したが、これに限定されるわけではなく、例えば、射出成形により成形品が製造されるようなものであってもよい。射出成形に関しては、既知の技術を適用することができるのでその説明は省略する。

ここで、成形を長期間続けた場合、離型力が大きくなり成形品の不良率が高くなることが知られている。そのため、定期的にクリーニングを行い離型力の増加を抑制することが行われている。しかしながら、クリーニングの時期は経験則により予め決められるため、不必要なクリーニングが行われ生産性を低下させるおそれがある。また、樹脂の材質や成形条件が変わった場合には、適切なクリーニング時期を判断することができないおそれがある。

本実施の形態によれば、図１で例示をした離型力測定装置１が下側金型３０に備えられているので、成形品の生産と並行して離型力の変化を測定することができる。そして、離型力が所定の閾値を超えた場合にクリーニングなどを行うことで、適切な時期にクリーニングなどのメンテナンスを行うことができるようになる。すなわち、メンテナンス時期の適切な判断を行うことができるようになる。

また、成形品の生産と並行して離型力を測定することができるので、樹脂の材質や成形条件の変更などがあった場合に成形異常発生の有無の判断を行うことができる。例えば、成形品のクラックの発生などを離型力の変化を測定するこで判断することができる。また、成形異常発生の予知をすることもできる。

以上は、樹脂成形装置に離型力測定装置１が内蔵されるようにして設けられた場合であるが、離型力測定装置１と樹脂成形装置とを別々に設けるようにすることもできる。
その場合においては、本実施の形態に係る離型力測定方法（離型力測定装置１）で離型力を測定し、測定した離型力に基づいて、樹脂成形に関する設定条件の適否判断（例えば、樹脂材料の成分比の適否判断、成形条件の適否判断など）を行うようにすることができる。そして、離型力が適切な値となるように、樹脂材料の成分比や成形条件などの変更、調整を行うようにすることができる。

本実施の形態においては、測定精度の高い離型力の値に基づいて判断を行うことができるので、より適切な適否判断を行うことができる。そのため、成形異常を抑制することができ、生産性を向上させることができる。

ここで、摺動抵抗力自体を低減させることができれば、離型力の測定精度をさらに高めることができる。
図９は、摺動抵抗力の低減について例示をするための模式断面図である。
尚、図１で例示をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。

図９（ａ）に示すように、キャビティ形成面９のエジェクタピン１５が突出する部分に板状部材４０を載置した後、溶融樹脂の充填が行われるようにすれば、エジェクタピン１５とそれが挿通する孔との間に設けられたクリアランス部分に溶融樹脂が流れ込むことを抑制することができる。その結果、摺動抵抗力自体を低減させることができるので、離型力の測定精度をさらに高めることができる。尚、板状部材４０は図示した形状に限定されるわけではなく適宜変更することができる。

図９（ｂ）に示すように、エジェクタピン１５が挿通される孔の内周面、または、エジェクタピン１５の外周面の少なくとも一方に、摩擦係数を低減させるための摩擦低減手段を設けるようにすれば、摺動抵抗力自体を低減させることができるので、離型力の測定精度をさらに高めることができる。摩擦低減手段としては、摺動面に設けられたコーティング層（例えば、フッ素樹脂コーティング層など）を例示することができる。ただし、摩擦低減手段は、フッ素樹脂がコーティングされたフッ素樹脂コーティング層に限定されるわけではなく、摩擦係数（摩擦力）を低減させることができるものを適宜選択することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。

前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、離型力測定装置１、下側金型３０の形状、寸法、材質、配置、数などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

本発明の実施の形態に係る離型力測定装置を例示するための模式断面図である。 キャビティ部分の模式拡大図である。 キャビティの形状・エジェクタピンの断面寸法（直径）と、離型力との関係を例示するための模式グラフ図である。 キャビティの形状・エジェクタピンの断面寸法（直径）と、離型力との関係を例示するための模式グラフ図である。 キャビティ形成面の表面粗さと離型力との関係を例示するための模式グラフ図である。 離型力と摺動抵抗力との関係を例示するための模式グラフ図である。 離型力測定装置の作用を例示するための模式断面図である。 樹脂成形装置に備えられる下側金型を例示するための模式平面図である。 摺動抵抗力の低減について例示をするための模式断面図である。

符号の説明

１ 離型力測定装置、２ 上側金型、３ 下側金型、５ 上側エジェクタプレート、６ 下側エジェクタプレート、７ パーティング面、８ 入駒、９ キャビティ形成面、１０ キャビティ、１１ ランナ、１２ ゲート、１３ ポット、１４ プランジャ、１５ エジェクタピン、１５ａ エジェクタピン、１６ 荷重測定手段、１７ アンプ、１８ データ収集解析手段、３０ 下側金型、３１ キャビティ形成面、３２ キャビティ、３３ ゲート、３４ ランナ、４０ 板状部材、４１ 摺動部分、Ｆ１ 離型力、Ｆ２ 揺動抵抗力、φｄ エジェクタピンの直径、φＤ キャビティの底部の直径、θ 抜き勾配角度

Claims (8)

1. 第１の金型と、
   前記第１の金型と協働してキャビティを形成する第２の金型と、
   前記キャビティ内に先端を第１の方向に突出可能としたエジェクタピンと、
   前記エジェクタピンの後端に設けられエジェクタピンに加わる力を測定する荷重測定手段と、
   を備え、
   前記キャビティは、前記第１の方向に対して直交する方向の断面が円形を呈し、
   前記キャビティの底部の直径と、前記エジェクタピンの前記先端の直径との比が、１２．５：１〜１５：１の範囲内にあり、前記キャビティの抜き勾配角度が１°以下とされたこと、を特徴とする離型力測定装置。
2. 前記キャビティの底部の直径は、２５ミリメートル以上、３０ミリメートル以下であり、
   前記エジェクタピンの前記先端の直径は、２ミリメートル以下であること、を特徴とする請求項１記載の離型力測定装置。
3. 前記エジェクタピンが挿通される孔の内周面、及び前記エジェクタピンの外周面の少なくとも一方に、摩擦係数を低減させる摩擦低減手段が設けられたこと、を特徴とする請求項１または２に記載の離型力測定装置。
4. キャビティ内の第１の方向に先端が突出可能にエジェクタピンを設け、
   離型力測定を行うためのキャビティの前記第１の方向に対して直交する方向の断面を円形とし、
   前記キャビティの底部の直径と、前記エジェクタピンの先端の直径と、の比を、１２．５：１〜１５：１の範囲内とし、前記キャビティの抜き勾配角度を１°以下として離型力の測定を実行すること、を特徴とする離型力測定方法。
5. 前記キャビティの前記エジェクタピンが突出する部分に板状部材を載置した後に前記キャビティ内に溶融樹脂を充填すること、を特徴とする請求項４記載の離型力測定方法。
6. 第１の金型と、
   前記第１の金型と協働して第１のキャビティと第２のキャビティとを形成する第２の金型と、
   前記第１のキャビティ内に先端を第１の方向に突出可能とした第１のエジェクタピンと、
   前記第２のキャビティ内に先端を突出可能とした第２のエジェクタピンと、
   前記第１のエジェクタピンの後端に設けられ前記第１のエジェクタピンに加わる力を測定する荷重測定手段と、
   を備え、
   前記第１のキャビティは、前記第１の方向に対して直交する方向の断面が円形を呈し、
   前記第１のキャビティの底部の直径と、前記第１のエジェクタピンの前記先端の直径との比が、１２．５：１〜１５：１の範囲内にあり、前記第１のキャビティの抜き勾配角度が１°以下とされ、
   前記第２のキャビティにおいて樹脂成形品を成型可能としたこと、を特徴とする樹脂成形装置。
7. 請求項４または５に記載の離型力測定方法で離型力を測定し、
   前記測定した離型力に基づいて、樹脂成形に関する設定条件の適否判断をすることを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
8. 樹脂成形品を成形するとともに、請求項４または５に記載の離型力測定方法で離型力を測定し、前記測定した離型力に基づいて、メンテナンス時期の判断、成形異常発生の有無の判断、成形異常発生の予知、からなる群より選ばれた少なくとも１つを実行すること、を特徴とする樹脂成形品の製造方法。

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