JP4107780B2 - 射出成形方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、形状やサイズの異なった複数のキャビティを有する金型を用いた射出成形方法に関し、特に、その射出成形をキャビティ毎に個別に行うようにした射出成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機の金型に、形状やサイズの異なった複数のキャビティを有するものを使用するときに、キャビティ内に溶融樹脂を満遍なく充填するための射出成形方法として、従来種々の方法が提案されている。
【０００３】
その中で、特公昭６２−６０２５４号によって開示されたものは、各キャビティに同時に溶融樹脂を射出充填保圧するとき、キャビティ内圧のパターンの目標値を算出し、この値と実機においての射出充填保圧時の各キャビティにおける内圧実測値とから中間的挙動を示す特定キャビティを選択し、この特定キャビティの設定内圧パターンに合うように射出充填を行うものである。この射出成形方法の目的とするところは、充填保圧工程における各キャビティ相互間の成形状態を安定させ、成形条件の変動に起因する成形不良を解消する射出成形方法を提供することである。
【０００４】
また、特開平７−４０３９３号で開示されたものは、１回の成形中に射出、保圧を複数回行い、成形金型に設けたランナ開閉装置により、キャビティ別に樹脂が充填するタイミングを制御し、異なる形状のキャビティには同時に充填せず、時間をずらして充填することにより、各キャビティに充填する樹脂量を安定させる方法で、充填する順番を必要冷却時間によって決定することにより、効率的に成形する効果を狙いとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
形状やサイズの異なった複数のキャビティ内に溶融樹脂を満遍なく充填するための従来の射出成形方法において、特公昭６２−６０２５４号によって開示されたものは、前記したように射出充填保圧時の各キャビティにおける内圧実測値から中間的挙動を示す特定キャビティを選択し、この特定キャビティの設定内圧パターンに合うように射出充填を行うものである。従って、このやり方によると、射出後の樹脂圧力保持時間がどのキャビティについても一定であるので、成形品の形状、サイズが大きく異なる場合には各成形品の射出条件に合わせることが難しく、良い成形品を得ることが困難である。
【０００６】
また、特開平７−４０３９３号に開示されたものは、前記したように、冷却時間の長いキャビティから順番に充填して保圧し、各キャビティの個別の工程に従い射出スクリュを前進停止の位置と速度の制御を行ない、キャビティ毎の充填完了位置から圧縮をかけるようにしているが、そのときは射出スクリュが止まっており、圧力は保圧時間制御となる。
【０００７】
保圧完了時のスクリュ位置は、樹脂温度の変動、密度変化や、チェックリングの閉鎖時間のバラツキ等による溶融樹脂のリークによって変動するので、前記のような場合、次の射出のスタート位置が変わり、次の第２の充填完了位置までの樹脂容積が変わって了ってキャビティの重量バラツキ、形状不良の原因となる。
【０００８】
本発明は、形状やサイズが異なった複数のキャビティを有する金型を用いた射出成形方法において、各キャビティにおける充填から保圧まで予め定められた最適の圧力パターンに従って、しかも最短時間で成形を行なわせ、重量、寸法、形状が安定した成形品が得られるようにした射出成形方法を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、形状サイズの異なった複数のキャビティに対して、順番に各キャビティの樹脂通路を開き、溶融樹脂を充填した後、樹脂と成形品に合った最適の条件でキャビティ内に圧力を加え保持するように制御して、溶融樹脂をキャビティ内に充填する射出成形方法を提供する。
【００１０】
すなわち、本発明は、形状やサイズの異なった複数のキャビティと同キャビティ毎の樹脂通路とを有する金型を用い、射出ユニットから溶融樹脂を射出して複数の成形品を成形する射出成形方法において、前記金型として各キャビティへの樹脂通路のそれぞれに樹脂ゲート開閉手段とキャビティ充填樹脂の圧力検出手段を設けたものを用いるとともに、キャビティ毎に型内圧力の充填から保圧までの圧力パターンを予め定め、まず第１のキャビティの樹脂ゲートを開いて充填から保圧まで、第１のキャビティ内の圧力が第１のキャビティについて予め定めた型内圧設定パターンに追従する射出スクリュの押出力を与えるように前記圧力検出手段で検出された樹脂圧信号をフィードバック制御して前記射出ユニットの油圧シリンダの油圧を調整し、同キャビティ内の樹脂圧が保圧完了後に、樹脂冷却速度の計算又は実験によりキャビティ内の樹脂が冷却して樹脂に流動性が無くなる時間を把握して予め定めたタイミングでタイマにより前記樹脂ゲートを閉じ、次に、前記第１のキャビティの冷却工程中に第２のキャビティの樹脂ゲートを開いて充填から保圧まで前記第１のキャビティと同様に検出された樹脂圧信号により第２のキャビティについて予め定めた型内圧設定パターンに追従するようフィードバック制御し、保圧完了後に、前記予め定めた樹脂ゲートの閉じるタイミングでタイマにより前記樹脂ゲートを閉じ、以下他のキャビティも同様に充填、保圧、ゲート閉を繰り返して全キャビティでの射出成形を行う射出成形方法を提供する。
【００１１】
本発明のこの射出成形方法によれば、キャビティ毎に型内圧力の充填から保圧まで予め最適の圧力パターンを決め、キャビティ内の圧力がこのパターンと一致するように、キャビティ内の圧力を射出スクリュの押出力にフィードバック制御を行いつつ成形することができる。従って、キャビティ毎に速度パターンを決めて成形を行なうようにした従来方法と異なり、各キャビティ毎の充填量、型内圧が安定し、重量、寸法、及び形状が安定した成形品を得ることができる。
【００１２】
本発明の上記の射出成形方法において、複数のキャビティの内、樹脂を充填後、保圧冷却時間が長いキャビティから順に射出成形を行うようにすると射出工程の１サイクル時間を短くすることができて好ましい。
【００１３】
また、本発明の射出成形方法において、複数のキャビティの内、樹脂を充填後、保圧冷却時間の長さが近似したキャビティに対しては同時に射出成形を行うようにすると、射出工程時間を短縮できるとともに、圧力検出手段をそれらの射出条件の近似したキャビティに対し共用することができて設備の部品数を減らすことができる等の効果を奏することができて好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による射出成形方法を実施の一形態に基づいて添付図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
まず、図１と図２を用いて本発明による射出成形方法の第１実施形態について説明する。本実施形態では、図１に示した、形状やサイズの異なった複数のキャビティを有する金型と射出ユニットの制御系統を用いる。
【００１６】
図１において、１は射出ユニットの主な構成部品である射出ユニット本体で、この射出ユニット本体１は、射出シリンダ１ａと、射出スクリュ２を回転するモータ４を支えて軸方向にガイドするガイド部材１ｂを備え、また、射出スクリュ２を軸方向に前後進させる油圧シリンダ１ｃとを備えている。射出スクリュ２の後端は油圧シリンダ１ｃ内の油圧ピストン３に結合し、その油圧ピストン３を突き通した延長軸はモータ４と直結されている。油圧シリンダ１ｃは油圧制御盤２６に備えられた図示を省略した油圧バルブに配管されている。２２は制御装置２５から配線されモータ４を駆動する電気動力線である。５は射出スクリュ２の軸に回転可能に取付けられたスクリュ位置センサであり、２１はスクリュ位置センサ５の検出信号を制御装置２５に伝える信号配線である。
【００１７】
７は固定金型で、射出成形機に図示を省略した固定型盤と支持盤９を介して固定されており、この固定金型７は可動金型８と結合したとき、溶融樹脂を受け入れる複数の金型キャビティを形成する（図１では、キャビティ１１Ａ、キャビティ１１Ｂとキャビティ１１Ｃを示しているが、例えばキャビティ１１Ｄ、キャビティ１１Ｅ・・・ 等、更に多くのキャビティが設けられていてもよい。この実施形態における金型の構成の説明ではキャビティ１１Ａとキャビティ１１Ｂ及びキャビティ１１Ｃの３個のキャビティを有する場合を例にしている）。
【００１８】
可動金型８は成形品取り出しのとき固定金型７から離れる方向に移動可能である。固定金型７にはホットランナ１０が取り付けられている。ホットランナ１０には各キャビティへ溶融樹脂を供給する樹脂通路が設けられ、溶融樹脂が固まらないように常時加温されている。ホットランナ１０の各キャビティへの入り口１０ａは円錐形状に絞られて、プランジャー形状の樹脂ゲートバルブ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃに対するバルブ受け座となっている。樹脂ゲートバルブ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃは、ホットランナ１０を突き通して支持盤９に各キャビティの位置に設けられた各油圧シリンダ９ａに結合されている。
【００１９】
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは各キャビティ１１Ａ、キャビティ１１Ｂ、キャビティ１１Ｃの樹脂圧を検出する樹脂圧センサである。
制御装置２５は、射出工程の順番に従って油圧制御盤２６に内蔵する図示を省略した各油圧バルブを介して樹脂ゲートバルブ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを開閉する油圧シリンダ９ａに圧油を送り、また、信号配線２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃを通して樹脂圧センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃの信号を受け、油圧制御盤２６に内蔵する図示省略の各油圧バルブを介して油圧シリンダ１ｃ内の油圧を制御する。
【００２０】
以上の構成をもつ図１に示した金型と射出ユニットの制御系統によって射出成形するときの工程を、図２の工程ブロック図によって説明する。
図２の横軸は時間軸である。最上段は射出ユニットの射出シリンダ１ａ、射出スクリュ２による溶融樹脂の射出工程を示し、その下段にはキャビティ１１Ａの射出充填と樹脂圧力の保持、冷却をブロックで示し、その下にキャビティ１１Ａのゲートバルブ開閉のタイミングを示している。
【００２１】
キャビティ１１Ａの作動形態の下側に、キャビティ１１Ｂの射出充填と樹脂圧力の保持、冷却をブロック図で示し、これに並行して前記したと同様に、キャビティ１１Ｂのゲートバルブ開閉のタイミングを示している。
キャビティ１１Ｂの作動形態の下側に、キャビティ１１Ｃの射出充填と樹脂圧力の保持、冷却をブロック図で示し、これに並行して前記したと同様に、キャビティ１１Ｃのゲートバルブ開閉のタイミングを示している。
また、その下に各工程に合わせたキャビティ１１Ａ、キャビティ１１Ｂ、キャビティ１１Ｃの内圧の変化を示している。
さらに、その下には前記した各工程に合わせた射出スクリュ２のストローク位置を示している。ｓは射出スクリュ２の全ストロークを示す。
【００２２】
最下段は金型の型締めの工程を示し、型締した金型キャビテイへの溶融樹脂を射出充填、圧力保持冷却、降圧の工程中は型締め加圧を継続し、全てのキャビティ内樹脂の降圧の工程が終了し、成形品の冷却固化後に降圧、型開、成形品取出が行われ、その後再び、型締が行われた後に次の射出充填が始まる。
【００２３】
次に、射出シリンダ１ａの工程と各キャビティにおける工程との関係を説明する。先ず、樹脂ゲートバルブ１３Ａを開き、油圧シリンダ１ｃに圧油を送って射出スクリュ２を前進させて溶融樹脂をキャビティ１１Ａ内に射出充填し、充填後も油圧シリンダ１ｃ内の圧力を保持して射出スクリュを圧しキャビティ１１Ａの圧力を保持する。このキャビティ１１Ａの保圧の間、樹脂圧検出センサ１６Ａがキャビティ１１Ａの内圧を検出し、この圧力を制御装置２５内で予め設定記憶された圧力パターンＰＡと比較し、この圧力パターンＰＡと一致するように、信号配線２１を介して油圧シリンダ１ｃ内の油圧を制御装置２５へフィードバック制御する。
【００２４】
ホットランナ１０内の樹脂通路の断面積、樹脂入口からキャビティまでの長さ、樹脂温度に対する樹脂の粘度等により、溶融樹脂の流動解析を行い、各キャビティにおいて溶融樹脂が充満する時間を計算するか、又は各種樹脂の樹脂温度に対する充填時間を成形実験により把握し、また、各キャビティの充填後の保圧の時間も樹脂冷却速度の計算または実験により、キャビティ１１Ａ内の樹脂が冷却して樹脂に流動性がなくなる時間を把握するようにして、ゲートバルブ１３Ａを閉じるタイミングを決め、タイマにこれらの値を投入してゲートバルブ１３Ａを動作させる。
【００２５】
次に樹脂ゲートバルブ１３Ａが閉じた後、少時のブロック時間を置いて、キャビティ１１Ｂの樹脂ゲートバルブ１３Ｂを開とし、射出スクリュ２を前進させ、キャビティ１１Ｂに溶融樹脂を射出充填する。以下、前記キャビティ１１Ａと同様に、油圧シリンダ１ｃ内の圧力によりキャビティ１１Ｂの圧力を保持し、樹脂圧検出センサ１６Ｂがキャビティ１１Ｂの内圧を検出し、この圧力を圧力パターンＰB と比較し、この圧力パターンＰB と一致するように、油圧シリンダ１ｃ内の油圧をフィードバック制御する。溶融樹脂の流動解析、又は、成形実験により充填時間を、樹脂冷却速度の計算または実験により保圧の時間を把握し、ゲートバルブ１３Ｂを閉じるタイミングを決め、タイマにこれらの値を投入してゲートバルブ１３Ｂを動作させる。
【００２６】
同様に、キャビティ１１Ｃへの溶融樹脂の射出充填も、樹脂ゲートバルブ１３Ｂが閉じた後、少時のブロック時間を置いて、キャビティ１１Ｃの樹脂ゲートバルブ１３Ｃを開として行われ、前記キャビティ１１Ａ及びキャビティ１１Ｂと同様に、油圧シリンダ１ｃ内の圧力によりキャビティ１１Ｃの圧力を保持し、樹脂圧検出センサ１６Ｃがキャビティ１１Ｃの内圧を検出し、この圧力を圧力パターンＰC と比較し、この圧力パターンＰC と一致するように、油圧シリンダ１ｃ内の油圧をフィードバック制御する。樹脂ゲートバルブ１３Ｃの閉のタイミングは、上記と同じような計算または実験の結果の時間を設定したタイマによる。
【００２７】
キャビティ１１Ａはキャビティ１１Ｂより大型で、キャビティ１１Ｃはキャビティ１１Ｂよりも小型であるとき、溶融樹脂の射出充填、保圧、冷却の時間は、キャビティ１１Ｃが最も短く、キャビティ１１Ｂはその次ぎに短く、キャビティ１１Ａが最も長くなり、各キャビティ内の樹脂の冷却工程は、次のキャビティの射出充填、保圧工程中に行われるので、図２のように、最も冷却の時間が短いキャビティ１１Ｃを最後の工程とすれば、全体の射出工程１サイクルの時間を最短とすることができる。
【００２８】
射出シリンダ１ａ内の射出スクリュ２は、キャビティ１１Ｃの樹脂ゲートバルブ１３Ｃが閉じられた後、樹脂圧力を下げ、次の射出に備えて射出スクリュ２を回転しながら後退させ、新しく供給された樹脂ペレットを可塑化溶融しながらスクリュ２先端に貯溜する。
また、型締装置の動作は、キャビティ１１Ｃ内の樹脂が自然変形を起こさない温度まで冷却した後に型開、成形品取出が行うようにする。
【００２９】
このように各キャビティ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの樹脂通路を順次に開閉し、個別の樹脂圧検出センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃにより検出した樹脂圧力信号を射出ユニット１の油圧シリンダ１ｃの油圧にフィードバックしてキャビティ内の樹脂圧力を冷却固化するまで保持するようにしているが、各樹脂ゲートバルブ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの開きのタイミング、又は、射出スクリュ２の位置を検出することにより、処理中のキャビティを検知し、そのときのキャビティに適した保持圧力パターンとなるように油圧シリンダ１ｃの圧力をフィードバック制御するようにすれば、各キャビティ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに設けてある樹脂圧検出センサ16Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを省くことができる。このようにすれば、金型の構成部品を少なくし、制御部が簡単化し、コストを低減する効果がある。
【００３０】
以上説明した射出成形方法によれば、同一金型に形状やサイズが大きく異なった成形品のキャビティが設けられていても、各キャビティを最適の保圧条件にセットしつつ所望の射出成形を行うことができる。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、図３を用いて第２実施形態について説明する。この第２実施形態における射出成形方法は、前記した第１実施形態で説明した射出成形方法において、複数のキャビティの内、樹脂を充填後、保圧冷却時間の長さが近似したキャビティに対して同時に射出成形を行うように変えた射出成形方法である。第２実施形態では、図１の金型と射出ユニットの制御系統を用い、図３の工程順ブロック図に示す工程で射出成形が行われる。以下、それを図３を基に説明する。図１に示す金型と射出ユニットの構成の説明は、第１実施形態において説明済みであるので、省略する。
【００３２】
図３に示すように、第２実施形態の射出成形方法の工程は、第１実施形態の工程とキャビティ１１Ａ、キャビティ１１Ｂについては全く同じであるのでその説明は省略する。キャビティ１１Ｃ、キャビティ１１Ｄにおいて、（キャビティ１１Ｄは図１には表していないが、このキャビティ１１Ｄは前出のキャビティ１１Ｃと形状、肉厚、容量が近似しているものとする）キャビティ１１Ｃ、キャビティ１１Ｄは射出シリンダ１ａから溶融樹脂を射出するとき、同時に充填し、キャビティ１１Ｃ、１１Ｄ内を同じ圧力パターンで保持し、同じ時間冷却するものである。
【００３３】
即ち、キャビティ１１Ｃ、キャビティ１１Ｄへの溶融樹脂の射出充填は、前工程のキャビティ１１Ｂ用の樹脂ゲートバルブ１３Ｂが閉じた後、少時のブロック時間を置いて、キャビティ１１Ｃ、キャビティ１１Ｄの樹脂ゲートバルブ１３Ｃ、１３Ｄ（溶融樹脂の通路をキャビティの入口で分岐するようにすれば、樹脂ゲートバルブはＣ、Ｄが共用できる）を開とし、前記キャビティ１１Ａ、キャビティ１１Ｂと同様に、油圧シリンダ１ｃ内の圧力によりキャビティ１１Ｃ及びキャビティ１１Ｄの圧力を保持する。
【００３４】
樹脂圧検出センサ１６Ｃがキャビティ１１Ｃの内圧を検出し、この圧力を圧力パターンＰC （キャビティ１１Ｄの内圧検出センサは省き、キャビティ１１Ｄの保持圧力パターンはキャビティ１１Ｃと同じＰC とする）と比較し、この圧力パターンＰC と一致するように、油圧シリンダ１ｃ内の油圧をフィードバック制御する。樹脂ゲートバルブ１３Ｃ、１３Ｄの閉のタイミングは、上記と同じような計算、または、実験の結果の時間を設定したタイマによる。
【００３５】
この第２実施形態の場合も、キャビティ１１Ａはキャビティ１１Ｂより大型で、キャビティ１１Ｃ及びキャビティ１１Ｄはキャビティ１１Ｂよりも小型とすると、キャビティ１１Ｃ及びキャビティ１１Ｄに対する同時射出充填は若干時間が長くなるが、保圧、冷却の時間は短く、キャビティ１１Ｂの保圧、冷却の時間はキャビティ１１Ｃ、１１Ｄより長く、キャビティ１１Ａが最も長くなり、各キャビティ内の樹脂の冷却工程は、次のキャビティの射出充填、保圧工程中に行われるので、図２のように、最も冷却の時間が短いキャビティ１１Ｃ、１１Ｄを最後の工程とすれば、全体の射出工程１サイクルの時間を最短とすることができる。
【００３６】
射出シリンダ１ａ内の射出スクリュ２は、キャビティ１１Ｃ、１１Ｄの樹脂ゲートバルブ１３Ｃ、１３Ｄが閉じた後、樹脂圧力を下げ、次の射出に備えて射出スクリュ２を回転しながら後退し、新しく供給された樹脂ペレットを可塑化溶融しながらスクリュ２先端に貯溜する。
また、型締装置の動作は、キャビティ１１Ｃ、１１Ｄ内の樹脂が自然変形を起こさない温度まで冷却した後に型開、成形品取出が行うようにする。
【００３７】
キャビティ１１Ｃ、１１Ｄを例として説明したように、形状、射出容量が近似したキャビティについては同時に射出充填、保圧、冷却を行わせることにより、工程時間を節約することができ、圧力検出センサとその周辺の機能部品（樹脂ゲートバルブも共通にできる）の数が減り、コスト低減の効果がある。
【００３８】
この第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、各キャビティ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと１１Ｄはその樹脂通路を順次に遮断し、個別の樹脂圧検出センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃにより検出した樹脂圧力信号を射出ユニット１の油圧シリンダ１ｃの油圧にフィードバックしてキャビティ内の樹脂圧力を冷却固化するまで保持するようにしている。しかし、各樹脂ゲートバルブ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの開きのタイミング、又は、射出スクリュ２の位置を検出することにより、処理中のキャビティを検知し、そのときのキャビティに適した保持圧力パターンとなるように油圧シリンダ１ｃの圧力をフィードバック制御することにより、各キャビティに設けてある樹脂圧検出センサを省くことができる。このような構成にすれば、金型の構成部品が減少し、制御部が簡単化し、コスト低減効果がある。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の射出成形方法によれば、形状やサイズの異なった複数のキャビティを有する金型を用い、射出ユニットから溶融樹脂を射出して複数の成形品を成形するときに、前記金型として各キャビティへの樹脂通路のそれぞれに樹脂ゲート開閉手段とキャビティ充填樹脂の圧力検出手段を設けたものを用いるとともに、キャビティ毎に型内圧力の充填から保圧までの圧力パターンを予め定め、まず第１のキャビティの樹脂ゲートを開いて充填から保圧まで、第１のキャビティ内の圧力が第１のキャビティについて予め定めた型内圧設定パターンに追従する射出スクリュの押出力を与えるように前記圧力検出手段で検出された樹脂圧信号をフィードバック制御して前記射出ユニットの油圧シリンダの油圧を調整し、同キャビティ内の樹脂圧が保圧完了後に、樹脂冷却速度の計算又は実験によりキャビティ内の樹脂が冷却して樹脂に流動性が無くなる時間を把握して予め定めたタイミングでタイマにより前記樹脂ゲートを閉じ、次に、前記第１のキャビティの冷却工程中に第２のキャビティの樹脂ゲートを開いて充填から保圧まで前記第１のキャビティと同様に検出された樹脂圧信号により第２のキャビティについて予め定めた型内圧設定パターンに追従するようフィードバック制御し、保圧完了後に、前記予め定めた樹脂ゲートの閉じるタイミングでタイマにより前記樹脂ゲートを閉じ、以下他のキャビティも同様に充填、保圧、ゲート閉を繰り返して全キャビティでの射出成形を行う。
【００４０】
本発明のこの射出成形方法によれば、キャビティ毎に型内圧力の充填から保圧まで予め最適の圧力パターンを決め、キャビティ内の圧力がこのパターンと一致するように、キャビティ内の圧力を射出スクリュの押出力にフィードバック制御を行うことができる。従って、キャビティ毎の速度パターンを決める従来方法と異なり、各キャビティ毎の充填量、型内圧が安定し、成形品の重量が安定するとともに、全体の射出工程１サイクルの時間を短縮することができる。
【００４１】
また、前記した本発明の射出成形方法において、複数のキャビティの内、樹脂を充填後、保圧冷却時間が長いキャビティから順に射出成形を行うようにしたものでは、全体の射出工程１サイクルの時間を最短とすることができる。
【００４２】
また、前記した本発明の射出成形方法において、複数のキャビティの内、樹脂を充填後、保圧冷却時間の長さが近似したキャビティに対しては同時に射出成形を行うようにしたものでは、工程時間を節約することができると同時に、圧力検出手段とその周辺の機能部品の数が減り（例えば、樹脂ゲートバルブを共通にすれば、その数を減らすことができる）、コスト低減の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の一形態による射出成形方法で用いる複数のキャビティを有する金型と射出ユニットの制御系統を示す模式図。
【図２】 図１の金型と射出ユニットの制御系統によって第１実施形態により射出成形するときの工程順ブロック図。
【図３】 図１の金型と射出ユニットの制御系統によって第２実施形態により射出成形するときの工程順ブロック図。
【符号の説明】
１ 射出ユニット本体
１ａ 射出シリンダ
１ｂ ガイド部材
１ｃ 油圧シリンダ
２ 射出スクリュ
３ 油圧ピストン
４ モータ
５ スクリュ位置センサ
７ 固定金型
８ 可動金型
９ 支持盤
９ａ 油圧シリンダ
１０ ホットランナ
１１Ａ キャビティ
１１Ｂ キャビティ
１１２ キャビティ
１３Ａ 樹脂ゲートバルブ
１３Ｂ 樹脂ゲートバルブ
１３Ｃ 樹脂ゲートバルブ
１６Ａ 樹脂圧センサ
１６Ｂ 樹脂圧センサ
１６Ｃ 樹脂圧センサ
２１ 信号配線
２２ 電気動力線
２３Ａ 信号配線
２３Ｂ 信号配線
２３Ｃ 信号配線
２５ 制御装置
２６ 油圧制御盤
【発明の属する技術分野】
本発明は、形状やサイズの異なった複数のキャビティを有する金型を用いた射出成形方法に関し、特に、その射出成形をキャビティ毎に個別に行うようにした射出成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機の金型に、形状やサイズの異なった複数のキャビティを有するものを使用するときに、キャビティ内に溶融樹脂を満遍なく充填するための射出成形方法として、従来種々の方法が提案されている。
【０００３】
その中で、特公昭６２−６０２５４号によって開示されたものは、各キャビティに同時に溶融樹脂を射出充填保圧するとき、キャビティ内圧のパターンの目標値を算出し、この値と実機においての射出充填保圧時の各キャビティにおける内圧実測値とから中間的挙動を示す特定キャビティを選択し、この特定キャビティの設定内圧パターンに合うように射出充填を行うものである。この射出成形方法の目的とするところは、充填保圧工程における各キャビティ相互間の成形状態を安定させ、成形条件の変動に起因する成形不良を解消する射出成形方法を提供することである。
【０００４】
また、特開平７−４０３９３号で開示されたものは、１回の成形中に射出、保圧を複数回行い、成形金型に設けたランナ開閉装置により、キャビティ別に樹脂が充填するタイミングを制御し、異なる形状のキャビティには同時に充填せず、時間をずらして充填することにより、各キャビティに充填する樹脂量を安定させる方法で、充填する順番を必要冷却時間によって決定することにより、効率的に成形する効果を狙いとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
形状やサイズの異なった複数のキャビティ内に溶融樹脂を満遍なく充填するための従来の射出成形方法において、特公昭６２−６０２５４号によって開示されたものは、前記したように射出充填保圧時の各キャビティにおける内圧実測値から中間的挙動を示す特定キャビティを選択し、この特定キャビティの設定内圧パターンに合うように射出充填を行うものである。従って、このやり方によると、射出後の樹脂圧力保持時間がどのキャビティについても一定であるので、成形品の形状、サイズが大きく異なる場合には各成形品の射出条件に合わせることが難しく、良い成形品を得ることが困難である。
【０００６】
また、特開平７−４０３９３号に開示されたものは、前記したように、冷却時間の長いキャビティから順番に充填して保圧し、各キャビティの個別の工程に従い射出スクリュを前進停止の位置と速度の制御を行ない、キャビティ毎の充填完了位置から圧縮をかけるようにしているが、そのときは射出スクリュが止まっており、圧力は保圧時間制御となる。
【０００７】
保圧完了時のスクリュ位置は、樹脂温度の変動、密度変化や、チェックリングの閉鎖時間のバラツキ等による溶融樹脂のリークによって変動するので、前記のような場合、次の射出のスタート位置が変わり、次の第２の充填完了位置までの樹脂容積が変わって了ってキャビティの重量バラツキ、形状不良の原因となる。
【０００８】
本発明は、形状やサイズが異なった複数のキャビティを有する金型を用いた射出成形方法において、各キャビティにおける充填から保圧まで予め定められた最適の圧力パターンに従って、しかも最短時間で成形を行なわせ、重量、寸法、形状が安定した成形品が得られるようにした射出成形方法を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、形状サイズの異なった複数のキャビティに対して、順番に各キャビティの樹脂通路を開き、溶融樹脂を充填した後、樹脂と成形品に合った最適の条件でキャビティ内に圧力を加え保持するように制御して、溶融樹脂をキャビティ内に充填する射出成形方法を提供する。
【００１０】
すなわち、本発明は、形状やサイズの異なった複数のキャビティと同キャビティ毎の樹脂通路とを有する金型を用い、射出ユニットから溶融樹脂を射出して複数の成形品を成形する射出成形方法において、前記金型として各キャビティへの樹脂通路のそれぞれに樹脂ゲート開閉手段とキャビティ充填樹脂の圧力検出手段を設けたものを用いるとともに、キャビティ毎に型内圧力の充填から保圧までの圧力パターンを予め定め、まず第１のキャビティの樹脂ゲートを開いて充填から保圧まで、第１のキャビティ内の圧力が第１のキャビティについて予め定めた型内圧設定パターンに追従する射出スクリュの押出力を与えるように前記圧力検出手段で検出された樹脂圧信号をフィードバック制御して前記射出ユニットの油圧シリンダの油圧を調整し、同キャビティ内の樹脂圧が保圧完了後に、樹脂冷却速度の計算又は実験によりキャビティ内の樹脂が冷却して樹脂に流動性が無くなる時間を把握して予め定めたタイミングでタイマにより前記樹脂ゲートを閉じ、次に、前記第１のキャビティの冷却工程中に第２のキャビティの樹脂ゲートを開いて充填から保圧まで前記第１のキャビティと同様に検出された樹脂圧信号により第２のキャビティについて予め定めた型内圧設定パターンに追従するようフィードバック制御し、保圧完了後に、前記予め定めた樹脂ゲートの閉じるタイミングでタイマにより前記樹脂ゲートを閉じ、以下他のキャビティも同様に充填、保圧、ゲート閉を繰り返して全キャビティでの射出成形を行う射出成形方法を提供する。
【００１１】
本発明のこの射出成形方法によれば、キャビティ毎に型内圧力の充填から保圧まで予め最適の圧力パターンを決め、キャビティ内の圧力がこのパターンと一致するように、キャビティ内の圧力を射出スクリュの押出力にフィードバック制御を行いつつ成形することができる。従って、キャビティ毎に速度パターンを決めて成形を行なうようにした従来方法と異なり、各キャビティ毎の充填量、型内圧が安定し、重量、寸法、及び形状が安定した成形品を得ることができる。
【００１２】
本発明の上記の射出成形方法において、複数のキャビティの内、樹脂を充填後、保圧冷却時間が長いキャビティから順に射出成形を行うようにすると射出工程の１サイクル時間を短くすることができて好ましい。
【００１３】
また、本発明の射出成形方法において、複数のキャビティの内、樹脂を充填後、保圧冷却時間の長さが近似したキャビティに対しては同時に射出成形を行うようにすると、射出工程時間を短縮できるとともに、圧力検出手段をそれらの射出条件の近似したキャビティに対し共用することができて設備の部品数を減らすことができる等の効果を奏することができて好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による射出成形方法を実施の一形態に基づいて添付図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
まず、図１と図２を用いて本発明による射出成形方法の第１実施形態について説明する。本実施形態では、図１に示した、形状やサイズの異なった複数のキャビティを有する金型と射出ユニットの制御系統を用いる。
【００１６】
図１において、１は射出ユニットの主な構成部品である射出ユニット本体で、この射出ユニット本体１は、射出シリンダ１ａと、射出スクリュ２を回転するモータ４を支えて軸方向にガイドするガイド部材１ｂを備え、また、射出スクリュ２を軸方向に前後進させる油圧シリンダ１ｃとを備えている。射出スクリュ２の後端は油圧シリンダ１ｃ内の油圧ピストン３に結合し、その油圧ピストン３を突き通した延長軸はモータ４と直結されている。油圧シリンダ１ｃは油圧制御盤２６に備えられた図示を省略した油圧バルブに配管されている。２２は制御装置２５から配線されモータ４を駆動する電気動力線である。５は射出スクリュ２の軸に回転可能に取付けられたスクリュ位置センサであり、２１はスクリュ位置センサ５の検出信号を制御装置２５に伝える信号配線である。
【００１７】
７は固定金型で、射出成形機に図示を省略した固定型盤と支持盤９を介して固定されており、この固定金型７は可動金型８と結合したとき、溶融樹脂を受け入れる複数の金型キャビティを形成する（図１では、キャビティ１１Ａ、キャビティ１１Ｂとキャビティ１１Ｃを示しているが、例えばキャビティ１１Ｄ、キャビティ１１Ｅ・・・ 等、更に多くのキャビティが設けられていてもよい。この実施形態における金型の構成の説明ではキャビティ１１Ａとキャビティ１１Ｂ及びキャビティ１１Ｃの３個のキャビティを有する場合を例にしている）。
【００１８】
可動金型８は成形品取り出しのとき固定金型７から離れる方向に移動可能である。固定金型７にはホットランナ１０が取り付けられている。ホットランナ１０には各キャビティへ溶融樹脂を供給する樹脂通路が設けられ、溶融樹脂が固まらないように常時加温されている。ホットランナ１０の各キャビティへの入り口１０ａは円錐形状に絞られて、プランジャー形状の樹脂ゲートバルブ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃに対するバルブ受け座となっている。樹脂ゲートバルブ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃは、ホットランナ１０を突き通して支持盤９に各キャビティの位置に設けられた各油圧シリンダ９ａに結合されている。
【００１９】
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは各キャビティ１１Ａ、キャビティ１１Ｂ、キャビティ１１Ｃの樹脂圧を検出する樹脂圧センサである。
制御装置２５は、射出工程の順番に従って油圧制御盤２６に内蔵する図示を省略した各油圧バルブを介して樹脂ゲートバルブ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを開閉する油圧シリンダ９ａに圧油を送り、また、信号配線２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃを通して樹脂圧センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃの信号を受け、油圧制御盤２６に内蔵する図示省略の各油圧バルブを介して油圧シリンダ１ｃ内の油圧を制御する。
【００２０】
以上の構成をもつ図１に示した金型と射出ユニットの制御系統によって射出成形するときの工程を、図２の工程ブロック図によって説明する。
図２の横軸は時間軸である。最上段は射出ユニットの射出シリンダ１ａ、射出スクリュ２による溶融樹脂の射出工程を示し、その下段にはキャビティ１１Ａの射出充填と樹脂圧力の保持、冷却をブロックで示し、その下にキャビティ１１Ａのゲートバルブ開閉のタイミングを示している。
【００２１】
キャビティ１１Ａの作動形態の下側に、キャビティ１１Ｂの射出充填と樹脂圧力の保持、冷却をブロック図で示し、これに並行して前記したと同様に、キャビティ１１Ｂのゲートバルブ開閉のタイミングを示している。
キャビティ１１Ｂの作動形態の下側に、キャビティ１１Ｃの射出充填と樹脂圧力の保持、冷却をブロック図で示し、これに並行して前記したと同様に、キャビティ１１Ｃのゲートバルブ開閉のタイミングを示している。
また、その下に各工程に合わせたキャビティ１１Ａ、キャビティ１１Ｂ、キャビティ１１Ｃの内圧の変化を示している。
さらに、その下には前記した各工程に合わせた射出スクリュ２のストローク位置を示している。ｓは射出スクリュ２の全ストロークを示す。
【００２２】
最下段は金型の型締めの工程を示し、型締した金型キャビテイへの溶融樹脂を射出充填、圧力保持冷却、降圧の工程中は型締め加圧を継続し、全てのキャビティ内樹脂の降圧の工程が終了し、成形品の冷却固化後に降圧、型開、成形品取出が行われ、その後再び、型締が行われた後に次の射出充填が始まる。
【００２３】
次に、射出シリンダ１ａの工程と各キャビティにおける工程との関係を説明する。先ず、樹脂ゲートバルブ１３Ａを開き、油圧シリンダ１ｃに圧油を送って射出スクリュ２を前進させて溶融樹脂をキャビティ１１Ａ内に射出充填し、充填後も油圧シリンダ１ｃ内の圧力を保持して射出スクリュを圧しキャビティ１１Ａの圧力を保持する。このキャビティ１１Ａの保圧の間、樹脂圧検出センサ１６Ａがキャビティ１１Ａの内圧を検出し、この圧力を制御装置２５内で予め設定記憶された圧力パターンＰＡと比較し、この圧力パターンＰＡと一致するように、信号配線２１を介して油圧シリンダ１ｃ内の油圧を制御装置２５へフィードバック制御する。
【００２４】
ホットランナ１０内の樹脂通路の断面積、樹脂入口からキャビティまでの長さ、樹脂温度に対する樹脂の粘度等により、溶融樹脂の流動解析を行い、各キャビティにおいて溶融樹脂が充満する時間を計算するか、又は各種樹脂の樹脂温度に対する充填時間を成形実験により把握し、また、各キャビティの充填後の保圧の時間も樹脂冷却速度の計算または実験により、キャビティ１１Ａ内の樹脂が冷却して樹脂に流動性がなくなる時間を把握するようにして、ゲートバルブ１３Ａを閉じるタイミングを決め、タイマにこれらの値を投入してゲートバルブ１３Ａを動作させる。
【００２５】
次に樹脂ゲートバルブ１３Ａが閉じた後、少時のブロック時間を置いて、キャビティ１１Ｂの樹脂ゲートバルブ１３Ｂを開とし、射出スクリュ２を前進させ、キャビティ１１Ｂに溶融樹脂を射出充填する。以下、前記キャビティ１１Ａと同様に、油圧シリンダ１ｃ内の圧力によりキャビティ１１Ｂの圧力を保持し、樹脂圧検出センサ１６Ｂがキャビティ１１Ｂの内圧を検出し、この圧力を圧力パターンＰB と比較し、この圧力パターンＰB と一致するように、油圧シリンダ１ｃ内の油圧をフィードバック制御する。溶融樹脂の流動解析、又は、成形実験により充填時間を、樹脂冷却速度の計算または実験により保圧の時間を把握し、ゲートバルブ１３Ｂを閉じるタイミングを決め、タイマにこれらの値を投入してゲートバルブ１３Ｂを動作させる。
【００２６】
同様に、キャビティ１１Ｃへの溶融樹脂の射出充填も、樹脂ゲートバルブ１３Ｂが閉じた後、少時のブロック時間を置いて、キャビティ１１Ｃの樹脂ゲートバルブ１３Ｃを開として行われ、前記キャビティ１１Ａ及びキャビティ１１Ｂと同様に、油圧シリンダ１ｃ内の圧力によりキャビティ１１Ｃの圧力を保持し、樹脂圧検出センサ１６Ｃがキャビティ１１Ｃの内圧を検出し、この圧力を圧力パターンＰC と比較し、この圧力パターンＰC と一致するように、油圧シリンダ１ｃ内の油圧をフィードバック制御する。樹脂ゲートバルブ１３Ｃの閉のタイミングは、上記と同じような計算または実験の結果の時間を設定したタイマによる。
【００２７】
キャビティ１１Ａはキャビティ１１Ｂより大型で、キャビティ１１Ｃはキャビティ１１Ｂよりも小型であるとき、溶融樹脂の射出充填、保圧、冷却の時間は、キャビティ１１Ｃが最も短く、キャビティ１１Ｂはその次ぎに短く、キャビティ１１Ａが最も長くなり、各キャビティ内の樹脂の冷却工程は、次のキャビティの射出充填、保圧工程中に行われるので、図２のように、最も冷却の時間が短いキャビティ１１Ｃを最後の工程とすれば、全体の射出工程１サイクルの時間を最短とすることができる。
【００２８】
射出シリンダ１ａ内の射出スクリュ２は、キャビティ１１Ｃの樹脂ゲートバルブ１３Ｃが閉じられた後、樹脂圧力を下げ、次の射出に備えて射出スクリュ２を回転しながら後退させ、新しく供給された樹脂ペレットを可塑化溶融しながらスクリュ２先端に貯溜する。
また、型締装置の動作は、キャビティ１１Ｃ内の樹脂が自然変形を起こさない温度まで冷却した後に型開、成形品取出が行うようにする。
【００２９】
このように各キャビティ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの樹脂通路を順次に開閉し、個別の樹脂圧検出センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃにより検出した樹脂圧力信号を射出ユニット１の油圧シリンダ１ｃの油圧にフィードバックしてキャビティ内の樹脂圧力を冷却固化するまで保持するようにしているが、各樹脂ゲートバルブ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの開きのタイミング、又は、射出スクリュ２の位置を検出することにより、処理中のキャビティを検知し、そのときのキャビティに適した保持圧力パターンとなるように油圧シリンダ１ｃの圧力をフィードバック制御するようにすれば、各キャビティ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに設けてある樹脂圧検出センサ16Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを省くことができる。このようにすれば、金型の構成部品を少なくし、制御部が簡単化し、コストを低減する効果がある。
【００３０】
以上説明した射出成形方法によれば、同一金型に形状やサイズが大きく異なった成形品のキャビティが設けられていても、各キャビティを最適の保圧条件にセットしつつ所望の射出成形を行うことができる。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、図３を用いて第２実施形態について説明する。この第２実施形態における射出成形方法は、前記した第１実施形態で説明した射出成形方法において、複数のキャビティの内、樹脂を充填後、保圧冷却時間の長さが近似したキャビティに対して同時に射出成形を行うように変えた射出成形方法である。第２実施形態では、図１の金型と射出ユニットの制御系統を用い、図３の工程順ブロック図に示す工程で射出成形が行われる。以下、それを図３を基に説明する。図１に示す金型と射出ユニットの構成の説明は、第１実施形態において説明済みであるので、省略する。
【００３２】
図３に示すように、第２実施形態の射出成形方法の工程は、第１実施形態の工程とキャビティ１１Ａ、キャビティ１１Ｂについては全く同じであるのでその説明は省略する。キャビティ１１Ｃ、キャビティ１１Ｄにおいて、（キャビティ１１Ｄは図１には表していないが、このキャビティ１１Ｄは前出のキャビティ１１Ｃと形状、肉厚、容量が近似しているものとする）キャビティ１１Ｃ、キャビティ１１Ｄは射出シリンダ１ａから溶融樹脂を射出するとき、同時に充填し、キャビティ１１Ｃ、１１Ｄ内を同じ圧力パターンで保持し、同じ時間冷却するものである。
【００３３】
即ち、キャビティ１１Ｃ、キャビティ１１Ｄへの溶融樹脂の射出充填は、前工程のキャビティ１１Ｂ用の樹脂ゲートバルブ１３Ｂが閉じた後、少時のブロック時間を置いて、キャビティ１１Ｃ、キャビティ１１Ｄの樹脂ゲートバルブ１３Ｃ、１３Ｄ（溶融樹脂の通路をキャビティの入口で分岐するようにすれば、樹脂ゲートバルブはＣ、Ｄが共用できる）を開とし、前記キャビティ１１Ａ、キャビティ１１Ｂと同様に、油圧シリンダ１ｃ内の圧力によりキャビティ１１Ｃ及びキャビティ１１Ｄの圧力を保持する。
【００３４】
樹脂圧検出センサ１６Ｃがキャビティ１１Ｃの内圧を検出し、この圧力を圧力パターンＰC （キャビティ１１Ｄの内圧検出センサは省き、キャビティ１１Ｄの保持圧力パターンはキャビティ１１Ｃと同じＰC とする）と比較し、この圧力パターンＰC と一致するように、油圧シリンダ１ｃ内の油圧をフィードバック制御する。樹脂ゲートバルブ１３Ｃ、１３Ｄの閉のタイミングは、上記と同じような計算、または、実験の結果の時間を設定したタイマによる。
【００３５】
この第２実施形態の場合も、キャビティ１１Ａはキャビティ１１Ｂより大型で、キャビティ１１Ｃ及びキャビティ１１Ｄはキャビティ１１Ｂよりも小型とすると、キャビティ１１Ｃ及びキャビティ１１Ｄに対する同時射出充填は若干時間が長くなるが、保圧、冷却の時間は短く、キャビティ１１Ｂの保圧、冷却の時間はキャビティ１１Ｃ、１１Ｄより長く、キャビティ１１Ａが最も長くなり、各キャビティ内の樹脂の冷却工程は、次のキャビティの射出充填、保圧工程中に行われるので、図２のように、最も冷却の時間が短いキャビティ１１Ｃ、１１Ｄを最後の工程とすれば、全体の射出工程１サイクルの時間を最短とすることができる。
【００３６】
射出シリンダ１ａ内の射出スクリュ２は、キャビティ１１Ｃ、１１Ｄの樹脂ゲートバルブ１３Ｃ、１３Ｄが閉じた後、樹脂圧力を下げ、次の射出に備えて射出スクリュ２を回転しながら後退し、新しく供給された樹脂ペレットを可塑化溶融しながらスクリュ２先端に貯溜する。
また、型締装置の動作は、キャビティ１１Ｃ、１１Ｄ内の樹脂が自然変形を起こさない温度まで冷却した後に型開、成形品取出が行うようにする。
【００３７】
キャビティ１１Ｃ、１１Ｄを例として説明したように、形状、射出容量が近似したキャビティについては同時に射出充填、保圧、冷却を行わせることにより、工程時間を節約することができ、圧力検出センサとその周辺の機能部品（樹脂ゲートバルブも共通にできる）の数が減り、コスト低減の効果がある。
【００３８】
この第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、各キャビティ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと１１Ｄはその樹脂通路を順次に遮断し、個別の樹脂圧検出センサ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃにより検出した樹脂圧力信号を射出ユニット１の油圧シリンダ１ｃの油圧にフィードバックしてキャビティ内の樹脂圧力を冷却固化するまで保持するようにしている。しかし、各樹脂ゲートバルブ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの開きのタイミング、又は、射出スクリュ２の位置を検出することにより、処理中のキャビティを検知し、そのときのキャビティに適した保持圧力パターンとなるように油圧シリンダ１ｃの圧力をフィードバック制御することにより、各キャビティに設けてある樹脂圧検出センサを省くことができる。このような構成にすれば、金型の構成部品が減少し、制御部が簡単化し、コスト低減効果がある。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の射出成形方法によれば、形状やサイズの異なった複数のキャビティを有する金型を用い、射出ユニットから溶融樹脂を射出して複数の成形品を成形するときに、前記金型として各キャビティへの樹脂通路のそれぞれに樹脂ゲート開閉手段とキャビティ充填樹脂の圧力検出手段を設けたものを用いるとともに、キャビティ毎に型内圧力の充填から保圧までの圧力パターンを予め定め、まず第１のキャビティの樹脂ゲートを開いて充填から保圧まで、第１のキャビティ内の圧力が第１のキャビティについて予め定めた型内圧設定パターンに追従する射出スクリュの押出力を与えるように前記圧力検出手段で検出された樹脂圧信号をフィードバック制御して前記射出ユニットの油圧シリンダの油圧を調整し、同キャビティ内の樹脂圧が保圧完了後に、樹脂冷却速度の計算又は実験によりキャビティ内の樹脂が冷却して樹脂に流動性が無くなる時間を把握して予め定めたタイミングでタイマにより前記樹脂ゲートを閉じ、次に、前記第１のキャビティの冷却工程中に第２のキャビティの樹脂ゲートを開いて充填から保圧まで前記第１のキャビティと同様に検出された樹脂圧信号により第２のキャビティについて予め定めた型内圧設定パターンに追従するようフィードバック制御し、保圧完了後に、前記予め定めた樹脂ゲートの閉じるタイミングでタイマにより前記樹脂ゲートを閉じ、以下他のキャビティも同様に充填、保圧、ゲート閉を繰り返して全キャビティでの射出成形を行う。
【００４０】
本発明のこの射出成形方法によれば、キャビティ毎に型内圧力の充填から保圧まで予め最適の圧力パターンを決め、キャビティ内の圧力がこのパターンと一致するように、キャビティ内の圧力を射出スクリュの押出力にフィードバック制御を行うことができる。従って、キャビティ毎の速度パターンを決める従来方法と異なり、各キャビティ毎の充填量、型内圧が安定し、成形品の重量が安定するとともに、全体の射出工程１サイクルの時間を短縮することができる。
【００４１】
また、前記した本発明の射出成形方法において、複数のキャビティの内、樹脂を充填後、保圧冷却時間が長いキャビティから順に射出成形を行うようにしたものでは、全体の射出工程１サイクルの時間を最短とすることができる。
【００４２】
また、前記した本発明の射出成形方法において、複数のキャビティの内、樹脂を充填後、保圧冷却時間の長さが近似したキャビティに対しては同時に射出成形を行うようにしたものでは、工程時間を節約することができると同時に、圧力検出手段とその周辺の機能部品の数が減り（例えば、樹脂ゲートバルブを共通にすれば、その数を減らすことができる）、コスト低減の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の一形態による射出成形方法で用いる複数のキャビティを有する金型と射出ユニットの制御系統を示す模式図。
【図２】 図１の金型と射出ユニットの制御系統によって第１実施形態により射出成形するときの工程順ブロック図。
【図３】 図１の金型と射出ユニットの制御系統によって第２実施形態により射出成形するときの工程順ブロック図。
【符号の説明】
１ 射出ユニット本体
１ａ 射出シリンダ
１ｂ ガイド部材
１ｃ 油圧シリンダ
２ 射出スクリュ
３ 油圧ピストン
４ モータ
５ スクリュ位置センサ
７ 固定金型
８ 可動金型
９ 支持盤
９ａ 油圧シリンダ
１０ ホットランナ
１１Ａ キャビティ
１１Ｂ キャビティ
１１２ キャビティ
１３Ａ 樹脂ゲートバルブ
１３Ｂ 樹脂ゲートバルブ
１３Ｃ 樹脂ゲートバルブ
１６Ａ 樹脂圧センサ
１６Ｂ 樹脂圧センサ
１６Ｃ 樹脂圧センサ
２１ 信号配線
２２ 電気動力線
２３Ａ 信号配線
２３Ｂ 信号配線
２３Ｃ 信号配線
２５ 制御装置
２６ 油圧制御盤
Claims (3)
- 形状やサイズの異なった複数のキャビティと同キャビティ毎の樹脂通路とを有する金型を用い、射出ユニットから溶融樹脂を射出して複数の成形品を成形する射出成形方法において、前記金型として各キャビティへの樹脂通路のそれぞれに樹脂ゲート開閉手段とキャビティ充填樹脂の圧力検出手段を設けたものを用いるとともに、キャビティ毎に型内圧力の充填から保圧までの圧力パターンを予め定め、まず第１のキャビティの樹脂ゲートを開いて充填から保圧まで、第１のキャビティ内の圧力が第１のキャビティについて予め定めた型内圧設定パターンに追従する射出スクリュの押出力を与えるように前記圧力検出手段で検出された樹脂圧信号をフィードバック制御して前記射出ユニットの油圧シリンダの油圧を調整し、同キャビティ内の樹脂圧が保圧完了後に、樹脂冷却速度の計算又は実験によりキャビティ内の樹脂が冷却して樹脂に流動性が無くなる時間を把握して予め定めたタイミングでタイマにより前記樹脂ゲートを閉じ、次に、前記第１のキャビティの冷却工程中に第２のキャビティの樹脂ゲートを開いて充填から保圧まで前記第１のキャビティと同様に検出された樹脂圧信号により第２のキャビティについて予め定めた型内圧設定パターンに追従するようフィードバック制御し、保圧完了後に、前記予め定めた樹脂ゲートの閉じるタイミングでタイマにより前記樹脂ゲートを閉じ、以下他のキャビティも同様に充填、保圧、ゲート閉を繰り返して全キャビティでの射出成形を行うことを特徴とする射出成形方法。
- 請求項１に記載の射出成形方法において、前記複数個のキャビティの内、樹脂を充填後の保圧冷却時間が長いキャビティから順に射出成形を行うことを特徴とする射出成形方法。
- 請求項２に記載の射出成形方法において、前記複数個のキャビティの内、樹脂を充填後、保圧冷却時間の長さが近似したキャビティに対しては同時に射出成形を行うことを特徴とする射出成形方法。
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