JP2019059030A - 射出成形装置及び射出成形装置監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂の射出成形時にガス焼けによる不良品が発生する前に、ガス焼けを検出可能な射出成形装置及び射出成形装置監視システムを提供する。【解決手段】射出成形装置１は、射出成形用金型２内に射出された樹脂によって発生するガスの量を検出するガス検出部３１と、ガス検出部３１によって検出された前記ガスの量が所定量以上の場合に、射出成形用金型２内でのガス焼けの発生を予測するガス焼け発生予測部３２と、ガス焼け発生予測部３２によって射出成形用金型２内でガス焼け発生が予測された場合に、外部に報知する報知部３３と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形装置及び射出成形装置監視システムに関する。

金型内に溶融樹脂を射出することにより、前記金型内で所定の形状の製品を成形する射出成形装置が知られている。また、このような射出成形装置を用いた樹脂成形において、金型内のガスが高温高圧状態になることにより、樹脂の一部が焼けるという、いわゆるガス焼けが生じることも知られている。なお、前記ガスは、金型内及び樹脂内に存在する空気と、高温環境下で前記樹脂から発生する気体とを含む。

射出成形装置において金型内に溶融した樹脂を射出する際に、前記金型の袋小路部分で前記ガスが圧縮されて高温高圧になることにより、上述のようなガス焼けが生じる。

これに対し、例えば特許文献１に開示される成形不良を監視する装置付き金型のように、樹脂成形時に、金型内に燃焼で発生するガス成分を検知可能なガス検知センサを、金型内に埋設した構成が検討されている。

前記特許文献１の構成により、樹脂成形中の金型内のガスを監視することができる。これにより、早期にガス焼けを発見して警告することができる。

特開２０１３−２４４６２３号公報

ところで、前記特許文献１に開示される構成では、樹脂成形時に、金型内でガス焼けが発生しないと検出することが難しい。すなわち、前記特許文献１の構成では、不良品が発生した後、ガス焼けを検出するため、不良品が必ず発生する。

本発明の目的は、樹脂の射出成形時にガス焼けによる不良品が発生する前に、ガス焼けを検出可能な射出成形装置及び射出成形装置監視システムを提供することにある。

本発明の一実施形態に係る射出成形装置は、樹脂が射出成形される射出成形用金型を含む射出成形装置である。この射出成形装置は、前記射出成形用金型内に射出された樹脂によって発生するガスの量を検出するガス検出部と、前記ガス検出部によって検出された前記ガスの量が所定量以上の場合に、前記射出成形用金型内でのガス焼けの発生を予測するガス焼け発生予測部と、前記ガス焼け発生予測部によって前記射出成形用金型内でガス焼け発生が予測された場合に、外部に報知する報知部と、を備える。

本発明の一実施形態に係る射出成形装置監視システムは、射出成形装置と、監視サーバと、を備える。前記射出成形装置の前記報知部は、前記ガス焼け発生予測部による前記ガス焼け発生の予測結果を、通信ネットワークを介して、前記監視サーバに送信する。前記監視サーバは、前記報知部から送信された前記ガス焼け発生の予測結果を用いて、前記射出成形装置のメンテナンスに関する情報を報知する。

本発明の一実施形態に係る射出成形装置及び射出成形装置監視システムによれば、樹脂の射出成形時にガス焼けによる不良品が発生する前に、ガス焼けを検出できる。

図１は、実施形態１に係る射出成形装置の概略構成を示す図である。 図２は、射出成形用金型内に溶融樹脂を射出した状態を示す図である。 図３は、実施形態２に係る射出成形装置監視システムの概略構成を模式的に示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。なお、図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表していない。

なお、以下の説明において、射出成形装置を設置した状態の重力方向を「上下方向」という。

（射出成形装置）
図１は、本発明の実施形態に係る射出成形装置１の概略構成を模式的に示す図である。図２は、射出成形装置１の射出成形用金型２内に溶融樹脂を射出した際の様子を示す図である。なお、図１及び図２において、射出成形用金型２を断面で示す。

射出成形装置１は、図示しない射出装置から射出成形用金型２の内部に溶融樹脂を射出することにより、所定形状を有する樹脂成形品Ｍ（図２参照）を成形する装置である。また、本実施形態の射出成形装置１は、射出成形用金型２内で、樹脂が高温高圧のガスによって焼ける、いわゆるガス焼けを検出可能である。

詳しくは、射出成形装置１は、射出成形用金型２と、ガス焼け検出装置３とを備える。

射出成形用金型２は、上型１１と、下型１５とを有する。上型１１及び下型１５は、上下方向に配置される。すなわち、上型１１は、下型１５の上方に位置する。

上型１１及び下型１５は、それぞれ、金型合わせ面１１ａ，１５ａを有する。上型１１の金型合わせ面１１ａと、下型１５の金型合わせ面１５ａとは、射出成形用金型２によって樹脂を成形する際に接触する。すなわち、上型１１の金型合わせ面１１ａ及び下型１５の金型合わせ面１５ａは、上型１１と下型１５との接触面である。

上型１１は、第１上型１２と、第２上型１３とを有する。第１上型１２及び第２上型１３は、上下方向に配置される。すなわち、第１上型１２は、第２上型１３の上方に位置する。

第１上型１２及び第２上型１３は、それぞれ、合わせ面１２ａ，１３ａを有する。第１上型１２の合わせ面１２ａと、第２上型１３の合わせ面１３ａとは、射出成形用金型２によって樹脂を成形する際に接触する。すなわち、第１上型１２の合わせ面１２ａ及び第２上型１３の合わせ面１３ａは、第１上型１２と第２上型１３との接触面である。

第１上型１２及び第２上型１３は、それぞれ、溶融樹脂が下方に流れるためのスプルー１２ｂ，１３ｂを有する。スプルー１２ｂ，１３ｂは、それぞれ、第１上型１２及び第２上型１３内に上下方向に延びる。

第２上型１３は、合わせ面１３ａに、第２上型１３のスプルー１３ｂに接続されるとともに、第２上型１３上に第１上型１２を載置した状態で第１上型１２のスプルー１２ｂに接続されるランナー１３ｃを有する。

これにより、図２に示すように、第１上型１２のスプルー１２ｂに対して供給された溶融樹脂は、ランナー１３ｃを介して、第２上型１３のスプルー１３ｂに流れる。

なお、第１上型１２及び第２上型１３は、複数のスプルー１２ｂ，１３ｂを有してもよい。第２上型１３は、複数のランナー１３ｃを有してもよい。

図１及び図２に示すように、下型１５は、金型合わせ面１５ａに、キャビティ１５ｂを有する。キャビティ１５ｂは、下型１５上に上型１１を載置した状態で、第２上型１３のスプルー１３ｂに接続される。すなわち、下型１５の金型合わせ面１５ａにおけるキャビティ１５ｂの位置は、上面視で、下型１５上に載置された第２上型１３のスプルー１３ｂと重なる位置である。

キャビティ１５ｂは、樹脂成形品Ｍの形に応じた形状を有する。よって、溶融樹脂が図示しない射出シリンダからスプルー１３ｂを介してキャビティ１５ｂ内に供給されることにより、キャビティ１５ｂ内で樹脂成形品Ｍが成形される。

下型１５は、キャビティ１５ｂに接続されたガス通路１５ｃを有する。すなわち、ガス通路１５ｃの一端側は、キャビティ１５ｂに接続されている。ガス通路１５ｃの他端側は、下型１５の外周面のうち金型合わせ面１５ａ以外の部分に開口する。これにより、キャビティ１５ｂは、ガス通路１５ｃを介して、外部と繋がっている。なお、ガス通路１５ｃは、キャビティ１５ｂ内の溶融樹脂が通過できない流路断面を有する。

これにより、図２に示すように、射出成形用金型２のキャビティ１５ｂ内に溶融樹脂を射出した際に、キャビティ１５ｂ内のガスはガス通路１５ｃを流れて、射出成形用金型２の外部に排出される（図２の実線矢印参照）。なお、ガス通路１５ｃには、溶融樹脂から発生する前記ガス以外にも、溶融樹脂が図示しない射出シリンダ内で熱分解された際に発生する熱分解ガス、及び、溶融樹脂がキャビティ１５ｂ内の高温高圧のガスによって熱分解された際に発生する燃焼ガスも流れる。

ガス焼け検出装置３は、射出成形用金型２内で、樹脂が高温高圧のガスによって焼ける、いわゆるガス焼けを検出可能である。すなわち、ガス焼け検出装置３は、射出成形用金型２のガス通路１５ｃ内を流れる燃焼ガスを検出し、該燃焼ガスに基づいて、射出成形用金型２内での樹脂のガス焼けを検出する。なお、前記燃焼ガスは、例えば、Ｈ₂Ｏ，ＣＯ₂，ＣＯ，Ｈ₂，ＣＨ₄，Ｏ₂，ＮＯ₂，ＮＯ，ＳＯ，ＳＯ₂，ＳＯ₃などの有機物燃焼ガス、及び、無機物または有機物を含む添加剤に起因する成分を含むガスである。

ガス焼け検出装置３は、ガス検出部３１と、ガス焼け発生予測部３２と、報知部３３とを有する。ガス検出部３１は、射出成形用金型２の下型１５の外側で且つ射出成形用金型２におけるガス通路１５ｃの開口部分に取り付けられる。ガス検出部３１は、下型１５に対してボルト等によって固定可能である。すなわち、ガス検出部３１は、射出成形用金型２の下型１５に後付け可能である。ガス検出部３１は、射出成形用金型２のガス通路１５ｃ内を流れる燃焼ガスを検出する。ガス検出部３１の構成は、従来と同様の構成である。よって、ガス検出部３１の構成の詳しい説明は省略する。

上述のように、ガス検出部３１を射出成形用金型２に後付けすることにより、ガス検出部３１を、いろいろな種類の射出成形用金型に取り付けることができるとともに、射出成形用金型に対するレイアウトの自由度を向上できる。したがって、汎用性の高いガス検出部３１が得られる。

しかも、上述のようにガス検出部３１を射出成形用金型２の外側に配置することにより、ガス検出部３１が、射出成形時の熱の影響を受けにくい。よって、ガス検出部３１の寿命低下を防止できる。

ガス検出部３１は、射出成形用金型２における金型合わせ面１１ａ，１５ａ以外の部分に位置する。これにより、ガス検出部３１は、射出成形時の熱の影響をより受けにくい。

ガス焼け発生予測部３２は、ガス検出部３１による燃焼ガスの検出結果に基づいて、射出成形用金型２内の樹脂のガス焼けの発生を予測する。すなわち、ガス焼け発生予測部３２は、ガス検出部３１によって所定量以上の燃焼ガスが検出された場合に、射出成形用金型２内で樹脂のガス焼けが発生すると予測する。

ここで、射出成形用金型２内で樹脂のガス焼けが発生する場合、ガス焼け発生時点までに、射出成形用金型２内では燃焼ガスの量が徐々に増加する。そのため、射出成形用金型２内で燃焼ガスの量を検出することにより、今後、射出成形用金型２内で樹脂のガス焼けが発生することを予測できる。

前記所定量は、射出成形用金型２内で樹脂のガス焼けが発生したときの燃焼ガスの量よりも少ない量に設定される。これにより、ガス焼け発生予測部３２は、射出成形用金型２内で樹脂のガス焼けが発生する前に、該ガス焼けを予測することができる。

報知部３３は、ガス焼け発生予測部３２によって射出成形用金型２内での樹脂のガス焼けの発生が予測された場合に、外部に対して報知する。報知部３３は、例えば、画像を表示する画像表示装置、音声を出力する音声出力装置、及び、報知信号を出力する信号出力装置の少なくとも一つを含む。

以上より、射出成形用金型２内に樹脂を射出した際に発生したガスの量に基づいて、射出成形用金型２内でのガス焼けの発生を予測して報知できる。これにより、射出成形の際に、ガス焼けによって樹脂成形品の不良が発生する前に、射出成形金型のメンテナンスを行うことが可能になる。したがって、射出成形の生産性を向上できる。

［実施形態２］
図３に、実施形態２に係る射出成形装置監視システム１００の概略構成を示す。この射出成形装置監視システム１００は、実施形態１の射出成形装置１と、監視サーバ１０１とを含む。以下では、実施形態１と異なる構成についてのみ説明し、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。なお、本実施形態では、射出成形装置１の報知部３３は、ガス焼け発生予測部３２で射出成形用金型２内での樹脂のガス焼けの発生が予測された場合に、報知信号を出力する。

監視サーバ１０１は、通信ネットワーク１０２を介して、複数の射出成形装置１とデータ通信可能に接続されている。監視サーバ１０１には、通信ネットワーク１０２を介して、射出成形装置１の報知部３３から報知信号が入力される。この報知信号は、射出成形装置１において、ガス焼け発生予測部３２でガス焼けの発生が予測された場合に、報知部３３から出力される。よって、報知部３３は、ガス焼け発生予測部３２によるガス焼け発生の予測結果を、通信ネットワーク１０２を介して、監視サーバ１０１に送信する。

監視サーバ１０１は、射出成形装置１の報知部３３から報知信号が入力されると、該報知信号を出力した射出成形装置１に対し、通信ネットワーク１０２を介してメンテナンス信号を出力する。このメンテナンス信号は、射出成形用金型２のメンテナンスに関する情報を含む。よって、監視サーバ１０１は、報知部３３から送信されたガス焼け発生の予測結果を用いて、射出成形装置１のメンテナンスに関する情報を報知する。なお、監視サーバ１０１から前記メンテナンス信号が入力された射出成形装置１では、報知部３３によって、射出成形用金型２のメンテナンスの指示が行われる。

以上の構成により、監視サーバ１０１に、複数の射出成形装置１におけるガス焼け発生の予測結果を集積することができる。これにより、複数の射出成形装置１のガス焼け発生を一括して監視できるとともに、複数の射出成形装置１のメンテンナンス管理も一括して行うことができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

前記実施形態では、射出成形用金型２は、上型１１及び下型１５を有する。しかしながら、射出成型用金型は、水平方向に相対的に移動可能な複数の金型を有してもよい。この場合、ガス検出部は、水平方向に相対的に移動可能な複数の金型の一つに取り付けられる。

前記実施形態では、射出成形用金型２の下型１５がキャビティ１５ｂ及びガス通路１５ｃを有する。しかしながら、上型がキャビティを有してもよい。また、上型がガス通路を有してもよい。

前記実施形態では、ガス検出部３１は、射出成形用金型２の下型１５に取り付けられている。しかしながら、射出成形用金型の上型がキャビティ及びガス通路を有する場合、ガス検出部は、上型に取り付けられてもよい。

前記実施形態では、ガス検出部３１は、射出成形用金型２の下型１５に外付けされている。しかしながら、ガス検出部は、下型内に位置してもよい。

本発明は、樹脂が射出成形される射出成形用金型を含む射出成形装置に利用可能である。

１ 射出成形装置
２ 射出成形用金型
３ ガス焼け検出装置
１１ 上型
１１ａ 金型合わせ面
１２ 第１上型
１２ａ 合わせ面
１２ｂ スプルー
１３ 第２上型
１３ａ 合わせ面
１３ｂ スプルー
１３ｃ ランナー
１５ 下型
１５ａ 金型合わせ面
１５ｂ キャビティ
１５ｃ ガス通路
３１ ガス検出部
３２ ガス焼け発生予測部
３３ 報知部
１００ 射出成形装置監視システム
１０１ 監視サーバ
１０２ 通信ネットワーク

Claims (4)

1. 樹脂が射出成形される射出成形用金型を含む射出成形装置であって、
   前記射出成形用金型内に射出された樹脂によって発生するガスの量を検出するガス検出部と、
   前記ガス検出部によって検出された前記ガスの量が所定量以上の場合に、前記射出成形用金型内でのガス焼けの発生を予測するガス焼け発生予測部と、
   前記ガス焼け発生予測部によって前記射出成形用金型内でガス焼け発生が予測された場合に、外部に報知する報知部と、
   を備える、射出成形装置。
2. 請求項１に記載の射出成形装置において、
   前記射出成形用金型は、前記ガスが流れるガス通路を有し、
   前記ガス検出部は、前記射出成形用金型の外側に位置するとともに、前記ガス通路に接続される、射出成形装置。
3. 請求項１または２に記載の射出成形装置において、
   前記ガス検出部は、前記射出成形用金型における金型合わせ面以外に位置する、射出成形装置。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の射出成形装置と、
   監視サーバと、
   を備え、
   前記射出成形装置の前記報知部は、前記ガス焼け発生予測部による前記ガス焼け発生の予測結果を、通信ネットワークを介して、前記監視サーバに送信し、
   前記監視サーバは、前記報知部から送信された前記ガス焼け発生の予測結果を用いて、前記射出成形装置のメンテナンスに関する情報を報知する、射出成形装置監視システム。

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