JP3303202B2

JP3303202B2 - 発泡射出成形機の制御方法及びこれに用いる金型

Info

Publication number: JP3303202B2
Application number: JP14634295A
Authority: JP
Inventors: 芳幸今冨
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1995-06-13
Filing date: 1995-06-13
Publication date: 2002-07-15
Anticipated expiration: 2017-07-15
Also published as: JPH08336853A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は射出成形による発泡成形
方法に関し、従来不可能であった肉厚５ｍｍ以下の成形
品に対して発泡成形を適用することが可能となり、成形
品の重量を軽減し、剛性を高め、かつ外装部品の表面状
態をよくすることができる発泡射出成形機の制御方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の射出成形機による発泡成形方法に
ついて以下に簡単に述べる。ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ＡＢＳ樹脂等を基材にして、熱分解温度が基材の
熱分解温度より低い発泡剤を混練したものを、射出成形
機の加熱シリンダ内で溶融させる。その際、発泡剤が熱
分解によってガス化し、それが気泡になるのを抑制する
ため、樹脂の可塑化時に加熱シリンダ内のスクリュ前方
の樹脂圧を高めておく。加熱シリンダ内で溶融された樹
脂を金型内にショートショットで充填することによっ
て、それまで圧力によって抑えられていた樹脂が金型内
で一気に開放され、発泡剤が気泡になり成形品に気泡構
造を形成するのである。

【０００３】このような発泡成形法で成形品が５ｍｍ以
上の厚肉の場合、樹脂が金型内に充填される際に、加熱
シリンダ内で保持していた樹脂圧が急激に解放されるの
で、樹脂の中の発泡剤が急激にガス化して気泡になり易
いので成形品に気泡構造を形成することができるのであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
発泡成形法で成形品が５ｍｍ以下の薄肉の場合、樹脂が
金型内に充填される際に高い樹脂圧を保持しなければな
らないので充填中に発泡することができない。しかも薄
肉成形品の場合、金型内に充填されてから冷却による固
化が瞬間的に行われるので、樹脂が発泡できずに固化し
てしまう。

【０００５】このように、射出成形機による発泡成形は
従来、成形品の肉厚が５ｍｍ以上の厚肉成形品に限って
使用されてきた成形方法であり、成形品の肉厚が５ｍｍ
以下の薄肉成形品には使用できなかった。

【０００６】そこで、本発明の課題は成形品の肉厚が５
ｍｍ以下の場合でも良好な発泡成形を行うことのできる
発泡射出成形機の制御方法を提供することにある。

【０００７】本発明の他の課題は、上記のような発泡射
出成形機の制御方法に適した金型を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、固定プラテン
に取り付けた固定金型と可動プラテンに取り付けた可動
金型とから成る金型と、前記可動プラテンを駆動して前
記固定金型と前記可動金型との開閉を行うと共に、型締
を行う駆動源とを有する発泡射出成形機において、前記
二つのプラテンにおけるプラテン間距離Ｌを検出するた
めの距離センサと、前記駆動源による締め付け圧力を型
締力として検出するための圧力センサと、前記距離セン
サからの距離検出信号と前記圧力センサからの前記型締
力を表す圧力検出信号等を用いて前記駆動源を制御する
制御部とを有し、該制御部は、樹脂の充填が開始される
と、充填工程の間、前記駆動源を前記プラテン間距離が
一定値ＬＯとなるように制御する第１のステップと、ス
クリュの位置を監視して該スクリュがあらかじめ定めら
れた位置に到達すると充填工程から保圧工程への切換え
を行う第２のステップと、充填工程から保圧工程に切り
換わってからの時間経過を監視して、所定時間経過時点
から前記プラテン間距離が所定値Ｌｅを到達点とする所
定の変化パターンに追随するように前記駆動源を制御す
る第３のステップと、前記プラテン間距離が所定値Ｌｅ
に達すると前記駆動源を前記プラテン間距離が一定値Ｌ
ｅとなるように冷却完了まで制御する第４のステップと
を実行することを特徴とする。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明が適用された発泡射出成形機のうち
射出装置、型締装置の概略図を示している。射出装置に
おいては、ホッパ１１より投入された樹脂を加熱シリン
ダ１２内で溶融しながらスクリュ１３で計量、混練し、
溶融樹脂をスクリュ１３の前方に貯留する。貯留された
樹脂は、射出シリンダ１４とピストン１５より成る油圧
シリンダ機構によりスクリュ１３を前方、すなわち金型
側へ移動させることによりノズル１６を通して固定金型
１７と可動金型１８とで形成されたキャビティ内に充填
される。なお、ニードル弁１９はノズル１６から樹脂が
流出する穴を開閉し、射出シリンダ１４とピストン１５
より成る油圧シリンダ機構により、スクリュ１３を前方
に押してスクリュ１３の前方に貯留した樹脂圧を充填開
始まで保持するためにある。また射出シリンダ１４には
充填、保圧、計量工程に応じて流出入部１４−１を通し
て流量あるいは圧力を制御された駆動油が出入りする。

【００１０】一方、型締装置は、図示しないフレームに
固定され、固定金型１７を有する固定プラテン２１に対
してリアプラテン２２が４本のタイバー２３（図では２
本のみ図示）を介して固定支持されている。リアプラテ
ン２２に固定された油圧シリンダ２４中には油圧ピスト
ン２５が配設され、この油圧ピストン２５には可動金型
１８を固定された可動プラテン２６が連結されている。
可動プラテン２６は油圧ピストン２５の運動に伴ってタ
イバー２３上をスライド可能に構成されている。すなわ
ち、可動プラテン２６は、図示しない圧力制御弁を通し
て油圧シリンダ２４の流出入部２４−１から駆動油を注
入すると型閉方向に移動し、流出入部２４−２から駆動
油を注入すると型開方向に移動する。

【００１１】油圧シリンダ２４には油圧を型締力として
検出するための圧力センサ２７が設けられており、金型
を閉とした状態で流出入部２４−１側の油圧シリンダ内
の油圧力を、圧力センサ２７の検出値にもとづいて調整
することにより型締力を制御できる。また、固定プラテ
ン２１と可動プラテン２６には、プラテン間距離Ｌを検
出するための距離センサ２８が設けられ、固定金型１７
と可動金型１８の各パーティング面間の微妙な開き量を
測定できるようにしている。なお、ここで言うプラテン
間距離とは、上記パーティング面間の距離、いわゆる型
開量を含む金型厚または部分的金型厚を意味するが、そ
の挙動は型開量の挙動とほぼ同じである。

【００１２】なお、射出装置、型締装置には、図示して
いないが、上記した圧力センサ２７、距離センサ２８の
他に、スクリュ位置を検出するためのスクリュ位置セン
サ、ノズル１６内あるいは金型内の樹脂圧を検出するた
めの樹脂圧センサ、射出シリンダ１４の油圧を検出する
ための射出圧センサ等の各種センサが設けられている。

【００１３】図２、図３はそれぞれ、レーザ方式、渦電
流方式の距離センサの例を示す。図２に示すレーザ方式
の距離センサは、固定プラテン２１に設けたレーザ送受
光用のレーザヘッド２８−１と可動プラテン２６に設け
たレーザ反射用のリフレクタ２８−２とから成り、レー
ザヘッド２８−１から後述する制御部へプラテン間距離
の検出信号が送出される。このようなレーザ方式による
ものは、測定スパンが長く、最大型開量まで測定可能で
あり、レーザヘッド２８−１、リフレクタ２８−２がそ
れぞれ固定金型１７、可動金型１８ではなく、固定プラ
テン２１、可動プラテン２６に設置されているので、金
型を交換したときでも距離センサの調整は不要である。

【００１４】一方、渦電流方式のように測定スパンが短
いものであっても、センサ部３１をストローク可変の取
り付け台３０に取り付ければ、金型を交換した場合に
は、金型を閉じた状態でセンサ部３１が測定スパン内に
あるように調節するだけでよい。

【００１５】いずれの方式にしても、センサを金型に直
接取り付ける方法に比べて、金型をセンサ設置のために
特別な構造にする必要が無く、センサを取り付ける構造
を持たない既存の金型でもそのまま使用できるので、金
型交換の作業性が向上し、金型のコストも安くできる。

【００１６】図４は本発明による制御方式を実行するた
めに必要な制御系の構成を示す。この制御系は、プラテ
ン間距離、型締力等を入力するための設定器４１からの
設定信号、圧力センサ２７からの圧力検出信号、距離セ
ンサ２８からのプラテン間距離検出信号、更に前述した
各種センサからの検出信号等にもとづいて射出成形機の
シーケンス処理や関数パターン発生、油圧シリンダ２４
用の圧力制御弁４２への指令値出力等を行うマイクロプ
ロセッシングユニット４３、プラテン間距離、型締力等
のデータを記憶するためのメモリ４４等を有する。マイ
クロプロセッシングユニット４３は、タイマによる時間
監視機能をも有する。

【００１７】図５は本発明による成形方法を実行するた
めに必要な金型構造を示す。金型は、固定プラテン２１
に取り付けられる固定金型１７と可動プラテン２６に取
り付けられる可動金型１８で構成されている。型締装置
の可動プラテン２６が開閉することによって可動金型１
８も動作し、各金型のパーティング面間が開閉する。樹
脂の充填が行われるとき、図５（ａ）に示すように、金
型のパーティング面間は閉じており、ノズル１６（図
１）から流入した樹脂は固定金型１７に配されたスプル
３６を通ってキャビティ３７に流入する。金型内に充填
された樹脂は、可動金型１８を開かせることによってパ
ーティング面間が開き、キャビティ３７の容積が増加す
ることによって発泡が行われる。エジェクタプレート３
３に支えられたエジェクタピン３４を突き出すことによ
って、成形品が可動金型１８から離れ成形品を取り出す
ことができる。

【００１８】この金型は、成形品を突き出した後に、元
の位置に戻すためのリターンピン３５を有している。こ
れは、可動金型１８が閉じて金型のパーティング面間が
閉じたときに、リターンピン３５の先端が固定金型１７
に当たり、リターンピン３５を支えているエジェクタプ
レート３３が元の位置に戻ることによってエジェクタピ
ン３４も元の位置に戻される。また、パーティング面間
を開かせるための力を発生させるために、可動金型１８
には固定金型１７との間にバネ３８を配している。図５
（ｂ）は固定金型１７と可動金型１８との間のパーティ
ング面間が距離Ａだけ離れている状態を示している。

【００１９】図６は、パーティング面間を開かせるため
の力を発生させるために、可動金型１８に配されたリタ
ーンピン３５を長くして、パーティング面間が閉じたと
きに圧縮される構造をとった金型である。

【００２０】図７は、パーティング面間を開かせるため
の力を発生させるために、可動金型１８に油圧シリンダ
とピストンとから成る油圧機構４０を組み込み、パーテ
ィング面間を開かせる構造をとった金型である。

【００２１】図８は、図４に示した制御系で実行される
型閉から型開までの制御動作の流れを示すフローチャー
ト図であり、その間のプラテン間距離Ｌ、型締力Ｐ、射
出速度及び圧力の変化を示す図９をも参照して制御動作
を説明する。ステップＳ１では、成形を開始する前の型
閉動作を行う。ステップＳ２では、従来行われているよ
うに型閉動作を行い、可動プラテン２６の位置の測定、
あるいは圧力センサ２７の検出信号より金型が閉じられ
たことを判断する。ステップ３では、金型が閉じられた
ときのプラテン間距離Ｌをマイクロプロセッシングユニ
ット４３が初期プラテン間距離ＬＯとしてメモリ４４に
記憶する。

【００２２】ステップＳ４では樹脂の充填を開始する。
樹脂の充填を開始する前には、加熱シリンダ１２内に樹
脂を計量させておく必要がある。ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ＡＢＳ樹脂等基材として発泡剤を混練したも
の、または基材と発泡剤のそれぞれのペレットを混ぜた
ものを発泡射出成形機のホッパ１１から投入すると、樹
脂は加熱シリンダ１２内のスクリュ１３が回転すること
によって溶融され、スクリュ１３の前方に貯留する。樹
脂の溶融は加熱シリンダ１２の外周に巻かれているヒー
タと、加熱シリンダ１２内のスクリュ１３が回転するこ
とによって発生するスクリュ１３と樹脂、樹脂と加熱シ
リンダ１２内壁、樹脂間の剪断発熱によって行われる。

【００２３】通常、発泡剤の溶融温度と分解温度は基材
となる樹脂のそれよりも低いので、加熱シリンダ１２内
では発泡剤が先に分解を始める。樹脂が加熱シリンダ１
内で可塑化されるときに発泡剤が分解するとガス化して
気泡になるが、スクリュ１３を回転させて樹脂を溶融す
る際、射出シリンダ１４の流出入部１４−１から駆動油
を注入することによって、スクリュ１３の前方に貯留し
た樹脂に圧力をかけ、発泡剤のガス化を抑制する。その
ときノズル部１６の樹脂流出穴の開閉を行うニードル弁
１９は閉じている。そして、充填開始までニードル弁１
９は閉じておき、スクリュ１３の前方に貯留した樹脂圧
を保持する。そして充填開始とともにニードル弁１９は
開く。

【００２４】充填が始まると、ステップＳ５では、マイ
クロプロセッシングユニット４３が初期プラテン間距離
ＬＯを目標値としてこれを維持するように、距離センサ
２８で検出されるプラテン間距離Ｌに応じて圧力制御弁
４２を制御し、これに応じて型締力Ｐが変化する。この
ように、型締力Ｐを変化させてプラテン間距離を初期プ
ラテン間距離ＬＯを維持しながら充填を行うと、初期プ
ラテン間距離ＬＯを目標値としているため、樹脂の充填
圧力を受けても固定金型１７、可動金型１８のパーティ
ング面間が開くことは無く、バリの発生はない。このよ
うに充填圧力に応じて型締力Ｐを適宜変化させると、バ
リの発生を防止することが出来るという効果が得られ
る。

【００２５】ステップＳ５の初期プラテン間距離ＬＯを
目標値としてこれを維持するように、圧力制御弁４２を
制御する方法に代えて、樹脂の充填が始まると、マイク
ロプロセッシングユニット４３が型締力Ｐを目標値Ｐ１
に維持するように圧力制御弁４２を制御し、樹脂の充填
が進むと、金型内の樹脂圧が高まり型締力Ｐ１では初期
プラテン間距離ＬＯを維持できなくなり、プラテン間距
離Ｌが増加する。そして、マイクロプロセッシングユニ
ット４３はプラテン間距離Ｌが予め設定された値Ｌａと
一致するかどうかの判定動作を行い、一致するとマイク
ロプロセッシングユニット４３はプラテン間距離Ｌａを
目標値として、これを充填工程終了まで維持するよう
に、圧力制御弁４２を制御する方法を実行しても良い。

【００２６】このように、充填工程中に型締力で制御
し、プラテン間距離が所定値まで開かされることによっ
て、樹脂から発生するガスや空気の排出が促進される。
しかも、樹脂の充填が進み、プラテン間が金型内の樹脂
圧によって開かされても、予め設定されたプラテン間距
離Ｌａに到達するとプラテン間距離Ｌａを目標値として
制御するので、プラテン間距離Ｌａが適正であればバリ
の発生は無い。このとき、固定金型１７、可動金型１８
のパーティング面間は微小量開くが、プラテン間距離Ｌ
ａの値が適正であれば樹脂がパーティング面間の隙間に
入り込むことはなく、バリの発生を防止することができ
る。

【００２７】また、充填工程中の型締動作は、マイクロ
プロセッシングユニット４３によりスクリュ位置を監視
し、充填開始からスクリュが予め定められた所定位置に
達するまでは、型締力Ｐを目標値Ｐ１に維持するように
圧力制御弁４２を制御する。そして、スクリュ１３が予
め定められた所定位置に達してからは、マイクロプロセ
ッシングユニット４３がプラテン間距離Ｌを監視し、予
め設定された値Ｌａと一致するかどうかの判定動作を行
い、その後プラテン間距離Ｌａを目標値としてこれを充
填工程終了まで維持するように圧力制御弁４２を制御し
ても良い。

【００２８】ステップＳ６では、マイクロプロセッシン
グユニット４３はスクリュ位置センサからの検出信号を
監視し、スクリュがあらかじめ定められた所定位置まで
移動したかどうかの判定動作を行う。そして、スクリュ
が所定位置に到達すると、ステップＳ７に移行してＶＰ
切換え、すなわち充填工程から保圧工程への切換えを行
う。

【００２９】なお、ＶＰ切換え動作は、マイクロプロセ
ッシングユニット４３において前述した樹脂圧センサあ
るいは射出圧センサの検出信号を監視することにより行
うこともできる。すなわち、充填を開始してからノズル
１６内あるいは金型内の樹脂圧が所定値に達したかどう
かをマイクロプロセッシングユニット４３で判定して、
所定値に達した時にＶＰ切換えを行うか、あるいは射出
シリンダ１４内の油圧が所定油圧まで上昇したかどうか
を監視して、所定油圧に達した時にＶＰ切換えを行うよ
うにしても良い。更に、マイクロプロセッシングユニッ
ト４３の持つタイマによる時間監視機能により、充填開
始からあらかじめ定められた時間が経過したことを持っ
てＶＰ切換えを行うようにしても良い。

【００３０】また、ＶＰ切換え動作は、マイクロプロセ
ッシングユニット４３において前述した型締力を検出す
る圧力センサ２７の検出信号を監視することにより行う
こともできる。すなわち、マイクロプロセッシングユニ
ット４３は圧力センサ２７で検出される型締力Ｐを監視
し、型締力Ｐが所定値Ｐ２を越えたかどうかの判定動作
を行う。これは、充填が進んで金型内に樹脂が充満し始
めることにより金型が開こうとし、これに対してマイク
ロプロセッシングユニット４３は初期プラテン間距離Ｌ
Ｏを保持するために圧力制御弁４２への指令値を増加さ
せて、型締力Ｐを増加させるからである。更に、型締力
Ｐの微分値ΔＰを監視し、微分値ΔＰが所定値ΔＰ２を
越えたかどうかの判定動作を行っても良い。

【００３１】図１０は、型締力Ｐとその微分値ΔＰの挙
動を示し、ここでは微分値ΔＰが所定値ΔＰ２を越えた
時点でステップＳ７に移行してＶＰ切換、すなわち充填
工程から保圧工程への切換を行う。このような判定動作
によれば、金型内への樹脂の充満を正確に捉えることが
できる。尚、この型締力の微分値ΔＰによるＶＰ切換タ
イミングの判断は、図１０から明らかなように微分値Δ
Ｐの増加が止まって一定値に達したことを行うようにし
ても良い。

【００３２】ステップＳ８では、マイクロプロセッシン
グユニット４３は充填工程から保圧工程に切り換わった
時点からタイマによる計時を開始する。そして、所定時
間ｔ１が経過するまでステップＳ５から継続して、マイ
クロプロセッシングユニット４３が初期プラテン間距離
ＬＯを目標値としてこれを維持するように、距離センサ
２８で検出されるプラテン間距離Ｌに応じて圧力制御弁
４２を制御する。ステップＳ９では所定時間ｔ１が経過
したかどうかの判定動作を行い、所定時間ｔ１が経過し
た時点で、ステップＳ１０に移行する。そして、マイク
ロプロセッシングユニット４３は、制御開始プラテン間
距離ＬＯからあらかじめ定められた制御終了プラテン間
距離Ｌｅまでその形状が滑らかな関数パターンＬＰ１を
発生する。そして、この関数パターンＬＰ１で規定され
る値を目標値としてプラテン間距離Ｌが関数パターンＬ
Ｐ１に追従するように圧力制御弁４２を制御して型締力
Ｐを調整する。このとき、金型内のキャビティの容積が
増加するので、金型内の樹脂圧は急激に減少し、樹脂の
中に含まれている発泡剤がガス化により気泡になる。こ
れによって成形品に気泡構造が形成される。

【００３３】関数パターンＬＰ１としては、図１１に実
線で示すように例えば一次遅れ関数とする。このよう
に、ステップＳ１０では得たい成形品の発泡倍率によっ
てプラテン間距離を精密に制御することが設定により可
能である。

【００３４】更には、図１０（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、制御開始プラテン間距離ＬＯ、制御終了プラテン間
距離Ｌｅ、関数パターンＬＰ１を規定する時定数Ｔ１の
設定次第で関数パターンＬＰ１の形状を任意に変更する
ことができるので、成形品の肉厚、成形品の発泡倍率、
樹脂の種類（粘度、温度特性、固化速度等）に応じてオ
ペレータが最適な条件を設定することができる。例え
ば、成形品の肉厚が厚い場合には、発泡速度が遅いの
で、時定数Ｔ１を長い時間とって金型をゆっくり開かせ
る方法をとることができる。逆に、肉厚が薄い場合、急
激に発泡させないと発泡構造を形成できないので、時定
数Ｔ１を短い時間にして金型を速く開かせる方法をとる
ことができる。

【００３５】なお、時定数Ｔ１の設定値を複数種類だけ
固定値として設定してメモリ４４に記憶しておき、オペ
レータは制御終了プラテン間距離Ｌｅを設定すると共
に、これらの値の中から最適な値を選択して最適パター
ンを選定できるようにしても良い。

【００３６】ステップＳ９では、充填工程から保圧工程
に切り換わってからの時間経過を監視して、所定時間経
過時点でマイクロプロセッシングユニット４３が、制御
開始プラテン間距離ＬＯからあらかじめ定められた制御
終了プラテン間距離Ｌｅまでその形状が滑らかな関数パ
ターンＬＰ１を発生し、この関数パターンＬＰ１で規定
される値を目標値としてプラテン間距離Ｌが関数パター
ンＬＰ１に追従するように圧力制御弁４２を制御して型
締力Ｐを調整している。この方法に代えて、スクリュの
位置、射出シリンダの油圧、ノズル部あるいは金型内
圧、充填開始からの時間経過を監視して、それぞれ所定
値に達した時点でマイクロプロセッシングユニット４３
が、制御開始プラテン間距離ＬＯからあらかじめ定めら
れた制御終了プラテン間距離Ｌｅまでその形状が滑らか
な関数パターンＬＰ１を発生し、この関数パターンＬＰ
１で規定される値を目標値としてプラテン間距離Ｌが関
数パターンＬＰ１に追従するように圧力制御弁４２を制
御して型締力Ｐを調整する方法を実行しても良い。

【００３７】また、充填から保圧へ切り換わるタイミン
グでマイクロプロセッシングユニット４３が、制御開始
プラテン間距離ＬＯからあらかじめ定められた制御終了
プラテン間距離Ｌｅまでその形状が滑らかな関数パター
ンＬＰ１を発生し、この関数パターンＬＰ１で規定され
る値を目標値としてプラテン間距離Ｌが関数パターンＬ
Ｐ１に追従するように圧力制御弁４２を制御して型締力
Ｐを調整する方法を実行しても良い。これらも、金型内
に充填された樹脂を発泡させるためのタイミングを決め
ることができる方法で、成形品の発泡率を向上できた
り、発泡率を調整できる。例えば、成形品の肉厚が厚い
場合には、発泡速度が遅いので、制御開始時間を遅めに
とる方法をとることができる。逆に、肉厚が薄い場合、
充填直後に急激に発泡させないと発泡構造を形成できな
いので、制御開始時間を遅めにとる方法をとることがで
きる。

【００３８】ステップＳ１１では、マイクロプロセッシ
ングユニット４３が関数パターンＬＰ１で規定された値
が制御終了プラテン間距離Ｌｅに一致するかどうかの判
定動作を行い、一致すると関数パターンＬＰ１の発生を
終了してステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２で
は、マイクロプロセッシングユニット４３が関数パター
ンＬＰ１の発生終了時点から冷却完了までは制御終了プ
ラテン間距離Ｌｅを目標値としてこれを維持するよう
に、圧力制御弁４２を制御する。

【００３９】なお、ステップＳ１０からステップＳ１２
にかけて、プラテン間を開く際、制御開始プラテン間距
離ＬＯから制御終了プラテン間距離Ｌｅまで関数パター
ンＬＰ１で規定される値を目標値として、その後、冷却
完了までは制御終了プラテン間距離Ｌｅを目標値として
これを維持するように、圧力制御弁４２を制御する。成
形品の発泡倍率を高めるためには、図５（ｂ）のように
金型のパーティング面間を開く必要がある。金型内の樹
脂圧が低ければ低いほど発泡倍率は高く、そのような成
形では金型内の樹脂圧がプラテン間を開く力が小さくな
るので、圧力制御弁４２によって流出入部２４−１側の
油圧シリンダ内の油圧力と流出入部２４−２側の油圧シ
リンダ内の油圧力を調整することによってプラテン間距
離を制御する。これによって、パーティング面間の開き
量を調整できるのである。

【００４０】図５（ｂ）のように、金型内にバネ３８を
挿入し、固定金型１７と可動金型１８のパーティング面
間に力がかかるような構造にすることによって、金型の
パーティング面間すなわちプラテン間がより速く開き、
かつ開き量を精密に制御できる。この方法をとることに
よって、圧力制御弁４２によって制御する流出入部２４
−１側と流出入部２４−２側の両方の油圧シリンダ内の
油圧力を調整する必要が無く、圧力制御弁４２によって
流出入部２４−１側のみを制御するだけでよくなり油圧
回路を単純化できる。

【００４１】また、金型内にバネを挿入する方法以外
に、図６のように金型のリターンピン３５を長くして金
型のパーティング面間を閉じたときにリターンピン３５
を圧縮させ、反発力を利用して金型のパーティング面
間、すなわちプラテン間を開かせる方法でも、図７のよ
うに金型内に油圧シリンダおよびピストンによる油圧機
構４０を設け、その力を利用しても良い。

【００４２】以上で１回の成形サイクルが終了する。な
お、本例では油圧式成形機の例を示しているが、本発明
は電動成形機にも応用可能であり、電動式の場合には制
御すべき因子を、圧力だけでなく、圧力を電流やトルク
に対応させることで制御可能であることは言うまでもな
い。

【００４３】

【発明の効果】以上説明してきたように、成形品の肉厚
が５ｍｍ以下のような場合でも良好な発泡成形を行うこ
とができる。

【００４４】また、プラテン間の位置制御を行うことに
よって金型を取り替えなくても、成形品の肉厚、即ち、
発泡倍率を自由に変えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された発泡射出成形機の内射出装
置、型締装置の概略構成を示した図である。

【図２】本発明で使用される距離センサの一例を説明す
るための図である。

【図３】本発明で使用される距離センサの他の例を説明
するための図である。

【図４】本発明による制御系の概略構成を示したブロッ
ク図である。

【図５】本発明による金型内にバネを挿入した金型構造
を示した図である。

【図６】本発明による金型内のリターンピンを長くした
金型構造を示した図である。

【図７】本発明による金型内に油圧シリンダとピストン
を組み込んだ金型構造を示した図である。

【図８】本発明による制御動作を説明するためのフロー
チャート図である。

【図９】本発明による制御動作の過程におけるプラテン
間距離、型締力、射出速度・圧力の変化を示した図であ
る。

【図１０】本発明によるＶＰ切換のタイミングを説明す
るために型締力とその微分値の変化を示した図である。

【図１１】本発明により発生されるプラテン間距離規定
のための関数パターンの例を示した図である。

【符号の説明】

１１ホッパ１２加熱シリンダ１３スクリュ１４射出シリンダ１５ピストン１６ノズル１７固定金型１８可動金型２１固定プラテン２２リアプラテン２３タイバー２４油圧シリンダ２５油圧ピストン２６可動プラテン３３エジェクタプレート３４エジェクタピン３５リターンピン３６スプル３７キャビティ３８バネ３９パーティング面４０油圧機構

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】固定プラテンに取り付けた固定金型と可
動プラテンに取り付けた可動金型とから成る金型と、前
記可動プラテンを駆動して前記固定金型と前記可動金型
との開閉を行うと共に、型締を行う駆動源とを有する発
泡射出成形機において、前記二つのプラテンにおけるプラテン間距離Ｌを検出す
るための距離センサと、前記駆動源による締め付け圧力を型締力として検出する
ための圧力センサと、前記距離センサからの距離検出信号と前記圧力センサか
らの前記型締力を表す圧力検出信号等を用いて前記駆動
源を制御する制御部とを有し、該制御部は、樹脂の充填が開始されると、充填工程の間、前記駆動源
を前記プラテン間距離が一定値ＬＯとなるように制御す
る第１のステップと、スクリュの位置を監視して該スクリュがあらかじめ定め
られた位置に到達すると充填工程から保圧工程への切換
えを行う第２のステップと、充填工程から保圧工程に切り換わってからの時間経過を
監視して、所定時間経過時点から前記プラテン間距離が
所定値Ｌｅを到達点とする所定の変化パターンに追随す
るように前記駆動源を制御する第３のステップと、前記プラテン間距離が所定値Ｌｅに達すると前記駆動源
を前記プラテン間距離が一定値Ｌｅとなるように冷却完
了まで制御する第４のステップとを実行することを特徴
とする発泡射出成形機の制御方法。
【請求項２】前記第１のステップに代えて、樹脂の充
填が開始されると、充填工程の間、予め定められた前記
型締力を維持するように前記駆動源を制御し、樹脂充填
が進む結果、前記プラテン間距離が増加して、予め定め
られたプラテン間距離Ｌａに到達すると、前記プラテン
間距離が一定値Ｌａとなるように制御するステップを実
行することを特徴とする請求項１記載の発泡射出成形機
の制御方法。
【請求項３】前記第１のステップに代えて、樹脂の充
填が開始されると、充填工程の間、予め定められた前記
型締力を維持するように前記駆動源を制御し、スクリュ
の位置を監視して該スクリュが予め定められた位置に到
達すると、前記プラテン間距離を監視し、樹脂充填が進
む結果、前記プラテン間距離が増加して、予め定められ
たプラテン間距離Ｌａに到達すると、前記プラテン間距
離が一定値Ｌａとなるように制御するステップを実行す
ることを特徴とする請求項１記載の発泡射出成形機の制
御方法。
【請求項４】前記第２のステップに代えて、ノズル部
あるいは金型内の樹脂圧を監視し、該樹脂圧が所定値に
達すると充填工程から保圧工程への切換えを行うステッ
プを実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれか
に記載の発泡射出成形機の制御方法。
【請求項５】前記第２のステップに代えて、射出シリ
ンダの油圧力を監視し、該油圧力が所定油圧に達すると
充填工程から保圧工程への切換えを行うステップを実行
することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
発泡射出成形機の制御方法。
【請求項６】前記第２のステップに代えて、充填開始
からの時間経過を監視し、該充填開始からあらかじめ定
められた時間が経過すると充填工程から保圧工程への切
換えを行うステップを実行することを特徴とする請求項
１〜３のいずれかに記載の発泡射出成形機の制御方法。
【請求項７】前記第２のステップに代えて、前記圧力
検出信号で表される型締力を監視して該型締力が所定レ
ベルに達するか、該型締力の増加の傾きが一定になるか
あるいは該傾きが所定レベルに達すると充填工程から保
圧工程への切換を行うステップを実行することを特徴と
する請求項１〜３のいずれかに記載の発泡射出成形機の
制御方法。
【請求項８】前記第３のステップに代えて、前記充填
工程から前記保圧工程に切り換わると前記プラテン間距
離が所定値Ｌｅを到達点とする所定の変化パターンに追
随するように前記駆動源を制御するステップを実行する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の発泡
射出成形機の制御方法。
【請求項９】前記第３のステップに代えて、前記スク
リュの位置を監視して該スクリュが所定位置に達すると
前記プラテン間距離が所定値Ｌｅを到達点とする所定の
変化パターンに追随するように前記駆動源を制御するス
テップを実行することを特徴とする請求項１〜７のいず
れかに記載の発泡射出成形機の制御方法。
【請求項１０】前記第３のステップに代えて、射出シ
リンダの油圧力を監視し、該油圧力が所定油圧に達する
と前記プラテン間距離が所定値Ｌｅを到達点とする所定
の変化パターンに追随するように前記駆動源を制御する
ステップを実行することを特徴とする請求項１〜７のい
ずれかに記載の発泡射出成形機の制御方法。
【請求項１１】前記第３のステップに代えて、ノズル
部あるいは金型内の樹脂圧を監視し、該樹脂圧が所定値
に達すると前記プラテン間距離が所定値Ｌｅを到達点と
する所定の変化パターンに追随するように前記駆動源を
制御するステップを実行することを特徴とする請求項１
〜７のいずれかに記載の発泡射出成形機の制御方法。
【請求項１２】前記第３のステップに代えて、充填開
始からの時間経過を監視し、該充填開始から予め定めら
れた時間が経過すると前記プラテン間距離が所定値Ｌｅ
を到達点とする所定の変化パターンに追随するように前
記駆動源を制御するステップを実行することを特徴とす
る請求項１〜７のいずれかに記載の発泡射出成形機の制
御方法。
【請求項１３】前記固定金型と前記可動金型のパーテ
ィング面が閉じたときに、前記固定金型と前記可動金型
間に開かせる力が働くようなバネを挿入することによ
り、成形中に前記パーティング面間を瞬間的に開くこと
ができるようにしたことを特徴とする請求項１記載の発
泡射出成形機の制御方法に用いる金型。
【請求項１４】前記固定金型と前記可動金型のパーテ
ィング面が閉じたときに、前記固定金型と前記可動金型
間に開かせる力が働くように、リターンピンを長めにし
て圧縮力を加え、成形中に前記パーティング面間を瞬間
的に開くことができるようにしたことを特徴とする請求
項１記載の発泡射出成形機の制御方法に用いる金型。
【請求項１５】前記固定金型と前記可動金型のパーテ
ィング面が閉じたときに、前記固定金型と前記可動金型
間に開かせる力が働くように、前記金型内に油圧ピスト
ンとシリンダを配し、成形中に油圧源により油圧ピスト
ンを駆動して、前記パーティング面間を瞬間的に開くこ
とができるようにしたことを特徴とする請求項１記載の
発泡射出成形機の制御方法に用いる金型。