JP2635223B2

JP2635223B2 - 成形装置

Info

Publication number: JP2635223B2
Application number: JP646191A
Authority: JP
Inventors: 輝与嗣羽賀; 直樹伊藤; 保彦田原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Toyo Kagaku Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Toyo Kagaku Co Ltd
Priority date: 1991-01-23
Filing date: 1991-01-23
Publication date: 1997-07-30
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: JPH04279310A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固定側型板と可動側型板
との間にキャビティを形成する成形金型により成形を行
う成形装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は従来の金型の断面図、図１５は
その可動側を示す平面図で、図中１は固定側型板、２は
固定側取付板、３はスプールブッシュ、４は固定側取付
板２に固着されたロケィティングリング、５は可動側型
板、６はスペーサブロック、７は可動側取付板、８は突
出しピン、９はリターンピン、１０、１１は突出し板、
１２は成形機の突出し動作を突出し板１０、１１に伝達
する突出ロッド、１３はスプール、１４ａ〜１４ｆはラ
ンナ、１５ａ〜１５ｄはゲート、１６ａはキャビティ
Ａ、１６ｂはキャビティＢ、１６ｃはキャビティＣ、１
６ｄはキャビティＤである。

【０００３】次に動作について述べる。図１４に示す成
形金型を成形機のダイプレートに装着し、成形機のノズ
ルをスプールブッシュ３に当接させた後、予め設定され
た成形条件によりスクリュウを前進させ、溶融材料を金
型内に射出させる。溶融材料はスプール１３、ランナ１
４ａ〜１４ｆ、ゲート１５ａ〜１５ｄを経て、キャビテ
ィＡ１６ａ〜キャビティＤ１６ｄ内へ充填される。その
後所定の保圧時間を経過後、スクリューは回転しながら
後退し、次ショットの材料の計量を始める。このとき材
料はヒータによる加熱と摩擦熱により溶融しながら加熱
シリンダ内へ供給され、射出開始位置で停止する。射出
後冷却時間（熱硬化性樹脂の場合は硬化時間）が経過し
た後、可動側型板５を固定側型板１より離せば、成形品
は可動側型板５に付着して取出される。ついで成形機の
突出し機構を作動して突出しロッド１２により突出し板
１０を押すと、突出し板１０、１１に固定された突出し
ピン８が成形品を押し、成形品は可動側型板５より取り
出される。ついで可動側型板５を固定側型板１に接近さ
せると、リターンピン９が固定側型板１に当接し、突出
しピン８と突出し板１０、１１は元の位置に戻され、可
動側型板５は固定側型板１に当接する。ついで次のショ
ットの溶融材料が射出され、上記操作を繰り返すことに
よって、成形品は連続的に生産されるのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の成形金型による
射出成形においては、材料の形状や粒度のバラツキ、強
化材の分布のバラツキ、それに熱硬化性樹脂にあっては
材料製造時の熱履歴のバラツキなどがあるため、材料の
計量のバラツキを生じやすい。また材料の溶融温度に影
響を与え、流動性にバラツキが生じ、材料がキャビティ
末端に到達するまでに固化して、成形品の充填不足など
のトラブルを発生させることとなる。こうした充填不足
は、成形品に強度不足や外観不良などの致命的欠陥を発
生させる原因となるため、射出成形に当たっては、上記
充填不足の発生を防止する意味で、材料を必要量以上に
計量して成形することが多い。

【０００５】また材料の計量以外に他の要素すなわち周
囲温度や湿度、金型の加熱シリンダ温度、成形機の再現
性、作業者の練度の差などが加わって、材料の過充填を
起こす場合もある。こうした場合、金型内の圧力が上昇
し、バリや寸法異常あるいは離型不良などの現象を発生
させることとなる。特に熱硬化性樹脂の場合は、材料が
加熱シリンダ内に多量に残ると、次ショットの材料の熱
反応が変化するとともに、流動性が変化して充填不足や
ゲートシールが発生し、金型内の圧力が異常に上昇して
金型のたわみやひらきを起こし、成形品のバリを厚くす
るだけでなく、金型のコアやキャビティのエッジの摩耗
を促進し、金型の寿命を短縮させることとなる。バリが
厚くなると、ディフラシャなどのバリ仕上げでは、バリ
を十分に除去できず、手仕上げによる追加仕上げを必要
とするため、コストアップを招く。また充填の過不足が
限度を越えると、成形品の離型不良を呼び、金型のピン
など強度の小さい部分が破損し、金型寿命の低下、修理
費用の増加などメンテナンスコストが増嵩することとな
る。

【０００６】さらに成形品によっては、バリが残ると機
能不良となることがあり、こうした場合は、充填不足に
よる不良品の発生を犠牲にしても計量を少なめにして成
形するため、生産性は低下し、良品選別に時間を要する
ことから検査費用は増嵩し、コストアップを招くことと
なる。

【０００７】上記従来装置の難点を防止するため、例え
ば特開昭６１ー６３４２８号公報や、実開平１ー９９６
０９号公報に開示されているように、金型内に溶融樹脂
圧センサを配置し、該センサにより樹脂圧を検出し、そ
れに応じてキャビティゲート部の開口量を調整する技術
がある。図１６は前者を示す金型の断面図で、金型のキ
ャビティ８０に樹脂圧センサ８１を配置し、この樹脂圧
センサ８１の検知信号に基いて駆動装置８４を操作し、
トーピード８３の位置を制御することにより、ゲート部
８２の開口量を調整しようとするものである。また図１
７は後者を示す金型の断面図で、金型のゲート８８付近
に樹脂圧検知センサ８７を設けるとともに、主ランナ９
１からキャビティ８６に分岐する分岐ランナ８９に流量
調節弁９０を備え、樹脂圧検知センサ８７の出力信号で
流量調節弁９０の開度を調節しようとするものである。

【０００８】しかしながら、上記いずれの方式とも、熱
安定性のよい、また温度により硬化と軟化との可逆性を
有する熱可塑性樹脂を使用するホットランナ方式の成形
に限り使用できるものである。すなわち上記方式におい
ては、成形機の加熱シリンダや前者におけるランナ８
５、ゲート部８２、後者における主ランナ９１、分岐ラ
ンナ８９およびゲート８８に材料が残留するため、熱安
定性の悪い材料、例えば熱分解による材料物性の変化、
ガスの発生による流動性の変化などを発生しやすい材料
や、可逆性を有しない熱硬化性樹脂などでは、次ショッ
トの成形品が成形不良や成形不能を起こすことがあるの
で使用することはできない。したがって加熱シリンダ内
に溶融材料を残留させないため、毎ショット押切り成形
を行い、またランナ、ゲート部の材料を、ショット毎に
成形金型外へ取出す必要があり、前記従来例のような成
形を行っている。また上記樹脂圧センサ８１の情報に応
じてゲート部８２の開口量を調整し、樹脂圧を適正値に
保持し得ても、樹脂圧力は材料のバラツキ、温度、湿
度、成形機のバラツキあるいは加熱時間の変化による熱
反応のバラツキなどにより変化し、またキャビティの場
所によっても変化に差があるため、設定値の樹脂圧力に
達しさえすれば、キャビティが完全に充填されて充填不
足は起こらないと簡単には言えない。樹脂圧センサの先
で流動性異常により早期に固化が発生した場合は、充填
不足があっても圧力は上昇するので、圧力と樹脂材料の
充填状態とは必ずしも一致しない。

【０００９】また後者に示されるような、溶融樹脂圧検
知センサ８７の情報により、流量調節弁９０の開度を調
節する方式においても、樹脂量をキャビティを完全に充
填するに必要な量に調節することは、前者同様に不可能
である。本方式はトライショット時のゲートバランスの
調節に使用する目的のものである。

【００１０】またこのように材料の充填状態と必ずしも
一致しない樹脂圧センサの情報により樹脂量を制御すれ
ば、逆に成形条件を悪くする場合もあり、適切かつ安定
した成形を行うためにはこの方式は問題があり、熱安定
性の悪い材料の場合はさらに制御が困難となる。また上
述したように、樹脂圧力と材料の充填状態とは必ずしも
一致しないため、充填不足品と良品とが混在し、その選
別に時間と費用とを費やすこととなる。

【００１１】図１８は特開昭５５ー８６７２７号公報に
開示された技術を示す金型の断面図である。この方式に
おいては、金型のキャビティゲート９３に対応する位置
に、先端に溝９４ａを形成した棒体９４を設け、任意の
位置に配置した圧力または温度検出装置９５の信号に応
じて駆動装置９６により棒体９４の進退及び回動動作を
制御し、溶融樹脂のキャビティ９２への流入状態を制御
しようとするものである。

【００１２】この方式も、熱安定性のよい熱可塑性樹脂
を使用し、成形機の加熱シリンダ内に材料を残留させる
クッション成形を前提としたものであり、前者同様熱安
定性の悪い材料には使用できない。また検出装置９５も
圧力または温度によるもので、前者同様の問題点があ
る。

【００１３】本発明は従来装置の上記問題点を解消する
ためになされたもので、充填不良の発生を所定値以下に
押さえ、厚バリを発生せず、良品と不良品との選別を容
易にし、かつ金型の摩耗破損の少ない成形装置を提供し
ようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る成形装置においては、金型内の各キャ
ビティに、該キャビティ内に充填される溶融材料の充填
状況を検知するための光センサと、該光センサの情報に
より開閉するキャビティ用ゲートを設けた。

【００１５】また上記各キャビティに備えた光センサと
キャビティ用ゲート開閉装置に加えて、金型内に入口ゲ
ートを具備するオーバフロー部と、金型内圧力を検知す
るための圧力センサと、成形装置にタイマを備えた。

【００１６】さらに上記各センサの情報を入力し、それ
に応じて成形条件の制御及び成形品の分類を行うための
制御装置を、成形装置に備えた。

【００１７】

【作用】本発明に係る金型は、各キャビティ毎に光セン
サとキャビティゲートの開閉装置を備えているので、光
センサによりキャビティ内の材料充填を検知し、それに
応じてキャビティ用のゲートを閉じる操作は各キャビテ
ィ毎に行われる。このためあるキャビティに発生した材
料不足による異常圧力上昇が、他のキャビティに影響せ
ず、したがって成形品にバリ発生が少なく、厚バリが発
生しない。

【００１８】また金型に上記キャビティと併せオーバフ
ロー部を設けるとともに、金型内圧力を検知する圧力セ
ンサと成形装置にタイマを備え、上記キャビティに備え
た光センサと、圧力センサと、タイマのいずれかの出力
信号により、上記オーバフロー部のゲートを開き、キャ
ビティを充填した以上の余分の材料はオーバフロー部に
放出する。この結果成形に当たって材料、成形条件、周
囲温度と湿度、金型温度、加熱シリンダ温度、成形機の
再現性などのバラツキを吸収できるように多量に計量し
ていても、余材はオーバフロー部へ放出されて成形機の
加熱シリンダ内には余材は残留しないため、次ショット
も安定して成形を行うことができる。

【００１９】またキャビティ内の材料不足により、キャ
ビティの充填と関係なく金型内圧力が上昇するなどの異
常が発生すると、上記圧力センサは該圧力上昇を検知し
て信号を出力し、オーバフロー部用ゲートを開いて余材
をオーバフロー部へ放出するため、金型内圧力は制限圧
力内に保持され、金型の撓み、ひらきによる成形品の厚
バリの発生や寸法異常あるいは離型不良などのトラブル
はなくなり、金型の摩耗や破損を少なくすることができ
る。

【００２０】また成形機に備えた上記制御装置により、
光センサ及び圧力センサの情報を組合わせて、より適切
な成形条件の判定と調整を行うことができ、最適な成形
条件で成形することが可能となる。

【００２１】さらに上記制御装置により、光センサと圧
力センサとの情報を組合わせて、成形品の良品、充填不
足、過充填を検出し分類することができるし、さらに分
類装置と組合わせることにより、自動的に上記分類を行
い、取り出すことができる。

【００２２】さらに成形品の充填状況の検知に、材料の
充填状態と必ずしも一致しない樹脂圧センサを避けて光
センサを使用することにより、成形品中の充填不足品と
良品との選別の精度が大巾に向上する。

【００２３】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す成形金型の断
面図、図２はその可動側金型の平面図で、図中１〜１６
は従来装置と同一または相当部品、１７ａ〜１７ｄはベ
ント、１８ａ〜１８ｄは光センサＡ１〜Ｄ１、１９ａ〜
１９ｄは光センサＡ２〜Ｄ２、２０は支持金具、２１ａ
〜２１ｄはゲートピンＡ〜Ｄ、２２ａ〜２２ｄはシリン
ダＡ〜Ｄ、２３はオーバフロー部、２４はオーバフロー
部２３のゲートを開閉するゲートピンＦ、２５はシリン
ダＦ、２６、２７は空気あるいは油の配管、２８は突出
しピン、２９は圧力センサ、２９ａはその受圧部、３０
は溶融材料、３０ａは余材である。

【００２４】図にみるように、成形金型内の各キャビテ
ィＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄそれぞれに、光センサ１８ａ〜１８
ｄ、１９ａ〜１９ｄを配置するとともに、ゲートピンＡ
〜Ｄ２１ａ〜２１ｄとシリンダＡ〜Ｄ２２ａ〜２２ｄと
よりなるゲート開閉装置を備えた。光センサＢ１（１８
ｂ）、同Ｂ２（１９ｂ）は、支持金具２０に装着されて
固定側型板１内に挿入配置され、その情報は成形装置の
制御部に出力される。

【００２５】なお図１ではキャビティＢ１６ｂだけ示さ
れているが、他のキャビティＡ、Ｃ、Ｄについてもキャ
ビティＢと同様に、光センサ１８ａ、１８ｃ、１８ｄ及
び１９ａ、１９ｃ、１９ｄが配置されている。これは他
の部品ゲートピン２１ａ〜２１ｄやシリンダ２２ａ〜２
２ｄあるいはゲートピンＦ２４についても同様である。

【００２６】シリンダＢ２２ｂは、キャビティ用のゲー
ト１５ｂを開閉するゲートピンＢ２１ｂを作動させる
ためのもので、可動側取付板７に連結されている。また
シリンダＦ２５は、オーバフロー部のゲートを開閉する
ゲートピンＦ２４を作動させるためのもので、可動側取
付板７に装着されている。

【００２７】上記シリンダ２２ｂ、２５の配管２６、２
７は、図４に示すように、ソレノイドバルブを経てエア
コンプレサあるいは油ポンプ（図示せず）に接続されて
いる。

【００２８】オーバフロー部２３はスプールの末端から
分岐して形成されており、スプール１３とオーバフロー
部２３とを連絡するランナの途中にゲートを設け、該ゲ
ートは上記のようにゲートピンＦ２４により開閉され
る。

【００２９】突出しピン２８はオーバフロー部２３内の
材料を取り出すためのものである。圧力センサ２９は突
出し板１０に形成された溝１０ａ内に配置され、圧力セ
ンサの受圧部２９ａに突出しピン８が当接されている。
圧力センサ２９は圧力センサコントローラを介し成形装
置制御部に接続されている。

【００３０】次に動作について説明する。図１におい
て、溶融材料３０がスプール１３、ランナ１４ａ〜１４
ｆ、ゲート１５ｂを経てキャビティＢ１６ｂ内に充填さ
れ、さらにベント１７に流れると、光センサＢ１１８ｂ
が充填を感知し、図４にみるように、光センサコントロ
ーラを介し、充填完了信号を制御部に出力する。制御部
において、保圧時間が経過すると信号Ｂ１１が出力さ
れ、図４にみるように、ソレノイドバルブによりシリン
ダＢ２２ｂが作動してゲート１５ｂを閉じる。なお他の
キャビティＡ、Ｃ、Ｄについても同様に動作するが、光
センサ１８ａ〜１８ｄが材料の充填を検知しその情報を
出力する時間は、当然のことながら、各キャビティによ
り遅速がある。また上記動作は通常は光センサＡ１〜Ｄ
１１８ａ〜１８ｄの情報により行われ、光センサＡ２〜
Ｄ２１９ａ〜１９ｄが情報を出力するのは、例えば材料
の流動性がよい場合や材料の計量が多い場合である。

【００３１】さらに上記光センサの出力信号のうち最も
遅い出力信号により、シリンダＦ２５が作動し、ゲート
ピンＦ２４によりオーバフロー部２３のゲートが開き、
余材３０ａがオーバフロー部２３内へ放出される。図３
はこの状態を示している。

【００３２】充填不足のキャビティの発生などで金型内
圧力が制限圧力を越えた場合は、光センサ１８ｂは情報
を出力しないが圧力センサ２９がこれを検知し、その信
号を圧力センサコントローラを介し制御部に出力して、
ソレノイドバルブ、シリンダＦを作動し、ゲートピンＦ
２４によりオーバフロー部２３のゲートを開いて、余材
３０ａをオーバフロー部２３内へ放出させる。

【００３３】また溶融材料不足、材料不良、あるいは成
形機故障などの場合は、光センサは機能せず、金型内圧
力も制限圧力を越えないため圧力センサ２９は機能しな
いが、このときは時間制限タイマが設定時間に応じて信
号を出力し、上記同様オーバフロー部２３のゲートを開
いて、余材３０ａをオーバフロー部２３内へ放出させ
る。このように、光センサ１８ｂ、圧力センサ２９ある
いはタイマのいずれかの信号により、オーバフロー部２
３のゲートが開き、余材３０ａがオーバフロー部２３内
へ放出されるのである。

【００３４】射出が終わると、スクリュウは回転しなが
ら後退し、材料の計量を行い射出開始位置で停止する。
このとき材料の計量値が変更されていると、射出開始位
置が変わることとなる。成形品の冷却時間経過後、可動
側型板５を固定側型板１から離す。このとき成形品は可
動側型板に付着して取り出され、ついで成形機の突出し
ロッド１２が突出し板１０を押すと、突出し板１０、１
１に固定された突出しピン８が成形品を押し、成形品が
可動側型板５より取り出され、搬出ロボットにより成形
品分類装置に送られる。

【００３５】ついで可動側型板５を固定側型板１に当接
させて両者は閉じられる。このとき光センサに異常があ
れば成形は停止する。ゲートピン２１ａおよびゲートピ
ンＦ２４のリセットを行い、突出しピン８、２８及び突
出し板１０、１１を元の位置に戻し、次のショットを開
始する。このようにして成形品は連続生産される。

【００３６】成形品分類装置に送られた成形品は、光セ
ンサ１８ｂ及び圧力センサ２９の情報に応じて、表１に
示すように、自動的に分類されて取り出される。すなわ
ち光センサＢ１（１８ｂ）が動作しない場合はキャビテ
イ内への材料の充填不足であるから、成形品は充填不足
品で不良品である。また光センサＢ１（１８ｂ）が動作
するか、光センサＢ１（１８ｂ）、Ｂ２（１９ｂ）両方
が動作し、圧力センサ２９が不動作の場合は、成形品は
良品である。また光センサＢ１（１８ｂ）、圧力センサ
２９が動作した場合は、成形品は過充填品で不良品であ
る。

【００３７】

【表１】

【００３８】また本発明に係る成形装置においては、上
記光センサ１８ａ〜１９ｄ、圧力センサ２９及び時間制
限タイマの情報を、成形機に備えたコンピュータを含む
制御装置に入力することにより、次ショットの成形条件
変更の要否を判定し、必要な場合は成形機の制御部へ信
号を出力して成形条件の変更を行うことができる。

【００３９】図５は成形条件の制御のフローチャートで
ある。フローチャートにおいて、成形条件Ａでスタート
し、光センサＡ１〜Ｄ１の動作をチェックし（ステップ
１００）、すべてが動作した場合は圧力センサの動作を
チェックし（ステップ１０１）、動作しない場合は光セ
ンサＡ２〜Ｄ２の動作個数をチェックする（ステップ１
０３）。その結果動作個数が２個以下の場合は成形条件
Ａは変更の必要なしとして（ステップ１０８）、次のシ
ョットに進むが、ステップ１０３において、動作個数が
３または４個の場合は、光センサＡ２〜Ｄ２が動作する
成形品の個数をチェックし（ステップ１０４）、個数が
設定値以下の場合はそのまま次ショットへ進み、設定値
以上の場合は材料の計量を減少させ（ステップ１０
５）、さらに連続計量減少の回数をチェックし（ステッ
プ１０７）、その回数が所定値以下の場合は次ショット
に進み、所定値以上の場合は現在の成形条件をチェック
し（ステップ１０９）、成形条件がＡ、Ｂの場合は、そ
の成形条件をそれぞれＣ、Ａに変更し（ステップ１１
１、１１２）、次ショットへ進む。また成形条件がＣの
場合は、成形異常と判定（ステップ１１０）、成形条件
を見直し（ステップ１２７）、成形条件をＡに変更し
（ステップ１２８）、次ショットへ進む。ステップ１０
２において、圧力センサの動作回数が設定値以上の場合
は、ステップ１０９に進み、上記と同様に動作する。

【００４０】ステップ１００において、光センサＡ１〜
Ｄ１すべてが動作しない場合は、圧力センサの動作をチ
ェックし（ステップ１１３）、動作した場合は目視また
はカメラなどにより成形品の離型状態をチェックし（ス
テップ１１４）、不良であればそのときの成形品の個数
をチェックし（ステップ１１６）、設定値以下であれば
成形条件は変更せず（ステップ１１８）次ショットへ進
み、設定値以上であれば、成形異常と判定し（ステップ
１１７）、成形条件を見直し（ステップ１２７）、成形
条件を変更して（ステップ１２８）次ショットへ進む。
ステップ１１４において、成形品の離型状況が不良の場
合は、さらに圧力センサ動作回数を設定値と比較し（ス
テップ１１５）、設定値以下であれば成形条件は正常と
して次ショットへ進むが、設定値以上の場合は現在の成
形条件をチェックし（ステップ１２３）、成形条件を変
更し（ステップ１２４、１２５、１２６）、次ショット
へ進む。ステップ１１３において、圧力センサが動作し
なかった場合は、光センサＡ１〜Ｄ１の動作個数をチェ
ックし（ステップ１１９）、動作個数が１個でもあると
きは、光センサＡ１〜Ｄ１の不動作の成形品の数をチェ
ックし（ステップ１２０）、設定値以下であれば次ショ
ットへ進むが、設定値以上の場合は材料の計量を増加さ
せ（ステップ１２１）、さらに該計量増加の連続回数を
チェックし（ステップ１２２）、回数が所定値以下であ
れば、そのまま次ショットへ進むが、所定値以上であれ
ば現在の成形条件をチェックし（ステップ１２３）、成
形条件を変更し（ステップ１２４、１２５、１２６）、
次ショットへ進む。

【００４１】このように各センサの情報と成形品の品質
や離型状況のチェック機能とを組み合わせることによ
り、成形条件の判定並びに制御を行うことができるので
ある。

【００４２】本実施例においては、キャビティの充填を
検知する光センサをベント１７ａ〜１７ｄに配置した
が、熱可塑性樹脂など後仕上げを嫌う成形品について
は、キャビティの最終充填部に配置してもよい。

【００４３】図６は金型に光センサを具備する２個のオ
ーバフロー部を備えた他の実施例を示す成形金型の可動
側の平面図、図７はその断面図で、本実施例は材料が多
い場合や、成形条件の変更などを行う際の精度を上げる
ため前記実施例における各センサの情報以外の情報を求
めるために考えられたものである。図中２３ａは第１の
オーバフロー部、２３ｂは第２のオーバフロー部、２３
ｃは第１のオーバフロー部２３ａと第２のオーバフロー
部２３ｂとを繋ぐランナ、２３ｄはベント、２８ａは第
１のオーバフロー部２３ａの材料を取出す突出しピン、
２８ｂは第２のオーバフロー部２３ｂの材料を取り出す
突出しピン、３１はオーバフロー部間に設けられた光セ
ンサＦ１、３２はオーバフロー部の末端部分に設けられ
た光センサＦ２で、支持金具２０に装着されて固定側型
板１内に挿入配置されている。光センサＢ１（１８ｂ）
は、キャビティＡ、Ｃ、Ｄ内に配置された他の光センサ
Ａ１、Ｃ１、Ｄ１と同様に、キャビティＢ内に配置され
ている。各光センサの出力は光センサコントローラを介
して成形装置の制御部に入力する。上記以外は前記実施
例と同様な構成である。

【００４４】次に本実施例の動作を説明する。図６にお
いて、溶融材料３０がスプール１３、ランナ１４ａ〜１
４ｆ、ゲート１５ｂを経て、キャビティＢ１６ｂ内に充
填され、さらにベント１７ｂに流れると、光センサＢ１
（１８ｂ）が材料３０の充填を検知し、図９に示すよう
に、充填完了の信号を光センサコントローラを介して成
形装置の制御部に入力する。その後保圧時間が経過する
と、制御部より信号Ｂ１１が出力され、ソレノイドバル
ブ、シリンダＢ２２ｂを作動してゲートピンＢ２１ｂに
よりキャビティゲートを閉じる。図８はこの状態を示し
ている。他のキャビティＡ、Ｃ、Ｄについても同様に動
作する。

【００４５】各キャビティへの材料３０の充填が完了す
ると、制御部より信号が出力され、ソレノイドバルブ、
シリンダＦ２５が作動してゲートピンＦ２４によりオー
バフロー部のゲートを開き、余材３０ａが第１のオーバ
フロー部２３ａ内へ放出される。充填不足のキャビティ
の発生などにより、金型内の圧力が制限圧力を越えた場
合には、圧力センサ２９がその圧力を検知し、その情報
を圧力センサコントローラを介して制御部に出力する。
溶融材料不足などで金型内圧力が制限圧力を越えず、圧
力センサ２９が動作しない場合は、時間制限タイマの出
力により、ゲートピンＦ２４によりオーバフロー部のゲ
ートを開き、余材３０ａをオーバフロー部２３ａに放出
する。

【００４６】材料の計量を多目にした場合に、充填不足
のキャビティが発生した場合などは、余材３０ａの量も
多くなり、余材３０ａは第１のオーバフロー部２３ａか
らランナ２３ｃを経て第２のオーバフロー部２３ｂへ放
出される。このとき光センサＦ１３１が余材３０ａのオ
ーバフロー部２３ａへの放出を検知し、信号を出力す
る。

【００４７】また成形品の離型不良を起こす恐れのある
充填不足やゲートシールが発生すると、余材３０ａはベ
ント２３ｄに達し、光センサＦ２３２が充填を検知し信
号を出力する。このように上記光センサ１８ｂ、圧力セ
ンサ２９、タイマの情報に加え、オーバフロー部の光セ
ンサ３１、３２の情報をコンピュータに入力することに
より、次のショットの成形条件変更の要否を判定し、必
要な場合は制御部へ信号を出力し、成形条件の変更を行
うことができる。図１１は成形条件の制御の一例を示す
フローチャートである。該チャートは第５図に示す前記
フローチャートとほぼ相似しているので説明は省略す
る。その後の動作は前記実施例と同様に行われる。

【００４８】また本実施例における光センサＡ１〜Ｄ１
（１８ａ〜１８ｄ）、光センサＦ１（３１）、光センサ
Ｆ２（３２）、圧力センサ２９の情報を組合わせること
により、成形品の良品及び不良品の判定を行うことがで
きる。表２は上記各センサの動作の有無を組合わせて成
形品の良否を判定したものである。こうしたセンサの情
報と分類装置とを組合わせ、成形品の自動分類を行うこ
とができる。

【００４９】

【表２】

【００５０】また第２の実施例のオーバフロー部に設け
た光センサを第１の実施例に設けてもよい。

【００５１】上記実施例は成形品のバリ発生防止、金型
の長寿命化あるいは成形品の分類を目的としているが、
多点ゲートの成形装置においては、光センサを各箇所に
設け、各ゲートを開閉することにより、ソリの防止、ウ
エルドラインのコントロールに使用することができる。

【００５２】なお上記実施例におけるゲートの開閉は、
溶融材料を直接塞き止めあるいは開放する方法である
が、ゲートの開閉方法はこの方法に限定されるものでは
ない。図１１〜図１５はゲートの開閉方法の他の実施例
を示すもので、図にみるように、リンク機構を利用し、
開口部を回転させて開閉するように構成されている。

【００５３】図において、ゲート管Ａ５０、ゲート管Ｂ
５１は、それぞれに溝５０ａ、５１ａを形成し、溝５０
ａ、５１ａ内の材料を突き出すための突出しピン５２
は、突出し板１０、１１内に挿入固定されている。５３
はレバー管Ａ、５４はレバー管Ｂで、ゲート管Ａ５０、
ゲート管Ｂ５１が挿入され、ピン５５で連結されてい
る。取付板５６は固定側型板５にボルト５７により固着
され、シリンダＡ５８ａ、シリンダＢ５８ｂはボルト５
９により取付板５６に固着されている。また支点板６０
は取付板５６にボルトなどで固着され、レバーＡ６１
ａ、レバーＢ６１ｂは支点ボルト６３により支点板６０
に回転自在に軸着されている。第１リンクＡ６４ａはそ
の一端が連結ボルトＡ６５によりレバー管Ａ５３に、他
端は連結ボルトＢ６６によりレバーＡ６１ａに回転自在
に軸着され、レバー管Ａ５３とレバーＡ６１ａとを連結
している。連結金具Ａ６７ａはシリンダＡ５８ａに、連
結金具Ｂ６７ｂはシリンダＢ５８ｂに装着されている。
第２リンクＡ６８ａはその一端が連結ボルトＢ６６によ
りレバーＡ６１ａに、他端は連結ピン６９、止め輪７０
により連結金具Ａ６７ａに回転自在に連結され、レバー
Ａ６１ａと連結金具Ａ６７ａとを連結している。第２リ
ンクＡ６８ｂはその一端が連結ボルトＢ６６によりレバ
ーＢ６１ｂに、他端は連結ピン６９、止め輪７０により
連結金具Ｂ６７ｂに回転自在に連結され、レバーＢ６１
ｂと連結金具Ｂ６７ｂとを連結している。

【００５４】次に動作について説明する。充填を感知し
たセンサの出力信号により、シリンダＡ５８ａ、シリン
ダＢ５８ｂが作動すると、連結金具Ａ、Ｂ６７ａ、６７
ｂ、第２リンクＡ、Ｂ６８ａ、６８ｂが図１１の左方に
移動し、レバーＡ、Ｂ６１ａ、６１ｂが上方へ回転し、
第１リンクＡ、Ｂ６４ａ、６４ｂが上方へ移動し、レバ
ー管Ａ、Ｂ５３、５４、ゲート管Ａ、Ｂ５０、５１が上
方へ回転して、図１３にみるように、ゲートが閉じる。
一方成形機の突出し機構により、突出しロッド１２が突
出し板１０を押し、その結果突出し板１０に固着された
突出しピン５２が押され、押された突出しピン５２によ
り、ゲート管５０、５１の溝５０ａ、５０ｂ内の材料は
取り出される。この方式は回転方式であるため、金型内
圧力に対し弱い力で動作させることができる。またシリ
ンダを小さくすることができ、シリンダを動作させるた
めの空気や油の圧力を低くすることができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明は、成形装置の金型において、金
型内の複数個のキャビティそれぞれに、キャビティ内の
材料の充填状態を検知するための光センサと、キャビテ
ィ用ゲートの開閉装置とを備え、充填完了後各キャビテ
ィ毎にそのゲートを閉じるよう構成したので、各キャビ
ティの成形品は他のキャビティにおける材料過不足によ
る異常圧力発生の影響を受けることがない。その結果バ
リの発生が少なく、厚バリ発生のない成形品が得られる
とともに、熱硬化性プラスチックでは、バリ仕上げ時間
が短縮され、バリが確実に除去出来るため、安価で高品
質の成形品が得られることとなった。

【００５６】また本発明は、上記各キャビティに備えた
光センサとゲート開閉装置とに加え、成形金型にオーバ
フロー部と圧力センサと成形装置に時間制限タイマとを
備え、キャビティへの材料充填完了後、上記光センサに
よる充填完了の信号、または圧力センサによる金型内圧
力の制限圧力到達の信号または時間制限タイマによる設
定時間到達の信号のいずれかの信号に応じて、オーバフ
ロー部のゲートを開き、余材をオーバフロー部へ放出す
るように構成したので、材料、成形条件、周囲温度と湿
度、金型温度、加熱シリンダ温度、成形機の再現性など
のバラツキを吸収し得るように多めの材料計量を行って
いても、上記のように余材はオーバフロー部に放出さ
れ、成形機の加熱シリンダ内に材料が残留することがな
くなる。そのため次ショットも安定して成形することが
でき、生産性が向上することとなった。

【００５７】また圧力センサにより材料過不足による金
型内の圧力上昇を検知し、その圧力が制限値を越すと信
号を出力してオーバフロー部のゲートを開くので、金型
内圧力を制限値以下に保持できることとなり、金型の撓
み、ひらきによる厚バリの発生、寸法異常、離型不良が
なく、金型の摩耗、破損を減少せしめ、金型のメンテナ
ンスコストの低下、金型寿命の向上、成形品品質の安定
化を計ることが可能となった。

【００５８】さらに信頼性の低い樹脂圧センサに代えて
光センサによりキャビティ内の材料の充填状況を検出
し、成形条件を判定調整し制御するため、センサ出力の
信頼性が向上し、材料に無駄のない適切かつ安定した成
形条件で成形することが可能となり、不良品の低減、材
料費の低減、生産量の増加などによる品質の向上とコス
トダウンが可能となった。

【００５９】またキャビティ及びオーバフロー部の光セ
ンサと圧力センサとの情報の組み合わせにより、成形品
を良品と充填不足品と過充填品とに分類することがで
き、さらに分類装置と組み合わせることにより、自動的
に分類し取出すことができるようになり、生産性の向上
を計れるようになった。

【００６０】さらに成形装置に成形品の離型状況や成形
品の品質をチェックする手段を備え、上記各センサの情
報と併せて成形条件の判定や制御を行うように構成した
ので、操業中に成形条件を変更し常に最適の成形条件で
成形品を生産できることとなり、生産性を大きく向上さ
せることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である成形金型の断面図であ
る。

【図２】成形金型の可動側を示す平面図である。

【図３】溶融材料の充填を示す成形金型の断面図であ
る。

【図４】成形装置の制御の構成図である。

【図５】成形条件の制御を示すフローチャートである。

【図６】他の実施例の成形金型の可動側を示す平面図で
ある。

【図７】その断面図である。

【図８】材料の充填を示す断面図。

【図９】制御の構成図である。

【図１０】成形条件の制御のフローチャートである。

【図１１】他の実施例の成形金型の平面図である。

【図１２】その一部断面図である。

【図１３】その側面図である。

【図１４】その側面図である。

【図１５】その可動側平面図である。

【図１６】従来の成形金型の断面図である。

【図１７】従来の成形金型の断面図である。

【図１８】従来の成形金型の断面図である。

【符号の説明】

１７ａ〜１７ｄベント１８ａ〜１８ｄ光センサＡ１〜Ｄ１１９ａ〜１９ｄ光センサＡ２〜Ｄ２２０支持金具２１ａ〜２１ｄゲートピンＡ〜Ｄ２２ａ〜２２ｄシリンダＡ〜Ｄ２３オーバフロー部２３ａ第１のオーバフロー部２３ｂ第２のオーバフロー部２３ｃ第１のオーバフロー部２３ａと第２の
オーバフロー部２３ｄとを繋ぐランナ２４オーバフロー部２３のゲートを開閉す
るゲートピンＦ２５シリンダＦ２６、２７空気あるいは油の配管２８突出しピン２８ａ、２８ｂ突出しピン２９圧力センサ２９ａその受圧部、３０溶融材料３０ａ余材３１光センサＦ１３２光センサＦ２５０ゲート管Ａ５１ゲート管Ｂ５０ａ、５１ａ溝５２突出しピン５３レバー管Ａ５４レバー管Ｂ５５ピン５６取付け板５７ボルト５８ａシリンダＡ５８ｂシリンダＢ５９ボルト６０支点板６１ａレバーＡ６１ｂレバーＢ６３支点ボルト６４ａ第１リンクＡ６５連結ボルトＡ６６連結ボルトＢ６７ａ連結金具Ａ６７ｂ連結金具Ｂ６８ａ第２リンクＡ６８ｂ第２リンクＢ６９連結ピン７０止め輪

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】固定側型板と可動側型板との間にキャビ
ティを備えてなる成形金型内に、溶融材料を圧入して部
品を成形する成形装置が、上記金型内の各キャビティに、該キャビティ内に充填さ
れる溶融材料の充填状況を検知するための光センサと、
該光センサの情報により開閉するキャビティ用ゲートを
備えていることを特徴とする成形装置。
【請求項２】固定側型板と可動側型板との間にキャビ
ティを備えてなる成形金型内に、溶融材料を圧入して部
品を成形する成形装置が、上記金型内の各キャビティに、該キャビティ内に充填さ
れる溶融材料の充填状況を検知するための光センサと、
該光センサの情報により開閉するキャビティ用ゲートを
備えるとともに、金型内に１個または複数個の溶融材料のオーバフロー部
とオーバフロー部用ゲートを備え、上記オーバフロー部
用ゲートが該光センサまたは該光センサと金型内圧力を
検知する圧力センサの組合わせまたは該光センサと圧力
センサとタイマの組合わせにより開放することを特徴と
する成形装置。
【請求項３】上記オーバフロー部が光センサを備えて
いることを特徴とする請求項２に記載の成形装置。
【請求項４】固定側型板と可動側型板との間にキャビ
ティを備えてなる成形金型内に、溶融材料を圧入して部
品を成形する成形装置が、上記金型内の各キャビティに備えた光センサまたは光セ
ンサと金型内の圧力を検知するための圧力センサとの情
報を組合わせ、成形品のキャビティ内の充填状況の判定
並びに成形品の充填状況別分類を行うように構成した制
御装置を備えていることを特徴とする成形装置。
【請求項５】固定側型板と可動側型板との間にキャビ
ティを備えてなる成形金型内に、溶融材料を圧入して部
品を成形する成形装置が、成形品の離型状況検出手段を備え、該離型状況検出手
段、上記金型の各キャビティ及びオーバフロー部に備え
た光センサ並びに金型内の圧力を検知するための圧力セ
ンサのいずれかの情報、あるいはそれぞれの情報の組み
合わせに基き、成型条件の判定並びに制御を行うように
構成されていることを特徴とする成形装置。