JP4690637B2 - キャビティーへの充填量の自動的な均衡方法 - Google Patents

Description

この発明は、多数個取り射出成形金型のキャビティーへの充填量を自動的に均衡を取る方法並びにその多数個取り射出成形金型に関する。

例えば、合成樹脂、金属、セラミックその他すべての種類の射出成形物品を製造する場合においては、多くの場合経費的理由で、多数の物品が射出サイクル毎に同時に成形される。そのため、多数個取り金型が使用される場合には、個々のキャビティーが、可及的に同程度に充填されるように、通常、その形状及びゲート位置については、できるだけ均衡をとるようにする。

しかしながら、実際上材質の変動、温度の変動、およびそれらから由来する射出溶融物の粘度の変動のため、個々のキャビティーへの充填度は、常に多様であると同時に、変動する。それ故、成形物品の安定した品質を達成するためには、個々のキャビティーへの充填量を絶えず監視し、さらに必要な場合には、それを制御することが必要である。充填量の制御は、基本的には、個々のキャビティーのホットランナーの個々の温度を変化させることによって可能である。

米国特許第６，０９０，３１８号明細書に開示された多数個キャビティー射出成形金型のホットランナーの加熱を制御する方法においては、すべてのキャビティー内での金型内部圧力の経過が把握されると共に、充填過程の開始から、適切に選択された基準圧力に到達するまでの時間が、個々のキャビティーに対して測定される。個々のホットランナーを独立に加熱することにより、個々のキャビティーが基準圧力へ到達する時間が互いに接近するように、前記ホットランナー内の温度を変化させる。

前記各方法の基本的な欠点は、センサおよび増幅器に関する装置の経費が高くなることである。さらに個々の圧力曲線の時間的な圧力過程が、平均値曲線と比較されるものであり、これには詳細な予備知識を必要とするので、普遍的な使用が困難である。

この発明の課題は、前記記載の方法を大幅に簡略化し、顕著な経費節減を達成することにある。

前記課題は、キャビティー内の温度変化過程を検出し、これをすべてのキャビティーに対して均等化することによって解決される。

これにより、この発明の方法によれば、個々の信号の時間遅延、最大値ならびに温度信号による積分値を検出し、これを制御媒介変数として使用することが可能となる。多数ランナー式温度測定機構は、圧力測定機構としてきわめて適切であり、また過敏ではない。

ホットランナー多数個取り金型を制御するのに、個々のキャビティーの信号の時間的遅れが重要な情報となる。個々のキャビティーの信号の上昇が同等であるならば、キャビティーは自動的に同時に充填されることになる。

充填径路の端部における温度、すなわち充填径路の９５ないし９８％の位置の温度が検出されることが好ましい。本発明による発明の方法は、圧力センサで検出する公知の方法とも異なるものである。キャビティー内での圧力は、キャビティーが完全に充填されなくても高めることができる。ただし、金型空腔部が完全に充填された場合のみに、充填径路の端部での温度変化が認められる。

操作者が監視できるように充填径路の一端部での温度変化過程をディスプレイ上に表示することが好ましく、この場合実際の温度変化過程は、或る基準値を介して表示される。この基準値とは、観測されるすべてのキャビティーの温度上昇平均値である。横軸を基準値、縦軸を実際の温度とすると、温度変化過程が、或る１つの直線ではないことを示し、基準値からのずれが判りやすく表示される。実際の温度変化過程と基準値が、平衡を保たせて制御されて、一致した場合に、始めて１つの４５°直線が得られる。

この発明の、その他の利点、特徴および独自性を、以下記載の実施例および図面を参照して詳細に説明する。

（実施例１）
図１は、閉鎖状態の射出成形金型１を示す。金型は、基本的に金型板２および３より成り、金型板３からは心部材４が突出し、心部材４は、型閉め状態では、金型板２内に挿入されている。心部材４とキャビティー５とで各１個宛の金型空腔部６が形成され、金型空腔部６は例えば１種の合成樹脂の溶融体によって充填される。溶融体は、ノズル８のホットランナー７を通過して導入され、ゲート９において金型空腔部６内へ注入される。

この発明では、好ましくは各キャビティー５には少なくともそれぞれ１個の温度センサ１０が付設される。この温度センサ１０は、キャビティー５の充填径路（すなわち金型空腔部６）の一端部に設置され、好ましくは、充填径路の９５ないし９８％の位置に設置される。

ノズル８内には加熱管路１１があって、これを通過してホットランナー７内の合成樹脂溶融体が、所要の温度に保持される。他方、金型板２内でキャビティー５の区域に、冷却管路１２があって、金型空腔部６内の合成樹脂を一定温度に下げ、そこで或る一定の時間後に硬化され、成形された物品をキャビティー５から摘出することができる。

以下この発明の機能について説明する。ノズル８又はホットランナー７を経由して合成樹脂が各金型空腔部６内へ注入される。温度センサ１０により、キャビティー５内の温度変化過程が、充填径路（すなわち金型空腔部６）の一端部において検出される。図２ａに図示の通り、合成樹脂溶融体が、キャビティー５の一端部に到達した際に温度が上昇し、次いで冷却管路１２内の冷却媒質による冷却作用により温度が降下する。

図示の通り、個々のキャビティー５内の温度変化過程は、種々異なる場合が多く、これは望ましくない。最小値から最高値までの温度の平均値が望ましい。つまり温度上昇の平均値が基準値として求められ、この基準値に基づいて各々のキャビティー５の実際の温度上昇が求められるのである。例えば横軸を基準値、縦軸を実際の温度とすると、各々のキャビティー５の温度上昇と温度上昇の平均値とが一致する場合は、図２ｂに図示の通りに、４５゜直線が得られる。これに対して、温度変化過程が基準値から外れた場合は、キャビティー５内の温度経過は図２ｂ中の直線とは異なった曲線となって現れる。

充填径路の一端部において温度が測定されることは、同時に、多数個取り金型の全ての金型空腔部が、同時に完全に充填されているか否かを伝える情報をも意味する。これはまた従来公知の方法との顕著な相違点でもある。

射出成形金型の構造断面図 多数個取り射出成形金型の個々のキャビティー内の温度経過を示すグラフ キャビティー内の平均温度上昇値（基準値）と実測値とが一致した場合を示す４５゜直線のグラフ

符号の説明

１ 射出成型金型
２ 金型板
３ 金型板
４ 心部材
５ キャビティー
６ 金型空腔部（充填径路）
７ ホットランナー
８ ノズル
９ ゲート
１０ 温度センサ
１１ 加熱管路
１２ 冷却管路

Claims (5)

1. 各々のキャビティー（５）内の温度変化過程がキャビティー（５）の充填径路の端部に付設されたセンサ（１０）により検出され、すべてのキャビティー（５）の温度上昇の平均値が基準値として求められ、各々のキャビティー（５）の前記基準値からのずれが検出され、各々のキャビティー（５）の温度の影響による前記ずれが前記基準値に適合するように補正されて全キャビティーにわたって温度変化過程が均等化されることを特徴とする多数個取りの射出成形金型（１）の、キャビティー（５）の充填量の均衡方法。
2. キャビティー（５）内の温度変化過程が、充填径路の９５ないし９８％の位置において検出されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 横軸を基準値とし、縦軸を実際の温度としたグラフにおいて、実際の温度が基準値により時間に左右されずに把握され、基準値と実際の温度が一致する場合には４５゜直線が得られ、また不一致の場合には、温度を変化させることにより４５゜直線になるようにすることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 溶融状態の合成樹脂が導入されるための複数個のキャビティー（５）を備えた成形金型で、各々のキャビティー（５）に各１個の温度センサ（１０）がキャビティー（５）の充填経路の端部に付設され、温度センサ（１０）により検出されたすべてのキャビティー（５）の温度上昇の平均値が基準値として求められ、各々のキャビティー（５）の前記基準値からのずれが検出され、各々のキャビティー（５）の温度の影響による前記ずれが前記基準値に適合するように補正されて全キャビティーにわたって温度変化過程が均等化されることを特徴とする多数個取り射出成形金型。
5. 温度センサ（１０）がキャビティー（５）の充填径路の９５ないし９８％の位置に付設されたことを特徴とする請求項４記載の多数個取り射出成形金型。

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