JP6421621B2 - 成形金型、成形金型システム、及び圧縮成形方法 - Google Patents
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Description
キャビティは、型分割面に跨って形成され、溶融樹脂が充填される。
ゲートシール装置は、キャビティに溶融樹脂が流入するゲートを閉塞可能である。
枠板は、キャビティに開口する複数の駒収容穴が形成され、複数の駒収容穴以外の部分においてキャビティに面する端面が枠部圧縮面を構成する。
複数の駒駆動装置は、複数の可動駒の分割圧縮面を個別に駆動する。ここで可動駒は、外部からの信号を受けてそれ自体が分割圧縮面を駆動し、駒駆動装置を兼ねてもよい。
全体圧縮板は、枠板及び複数の可動駒のキャビティとは反対側の端部を共通に支持し、前進したとき、枠板及び複数の可動駒を一体に前進させる。
全体駆動装置は、全体圧縮板を駆動する。
成形金型が複数の圧力センサを備える態様においては、コントローラは、複数の圧力センサが検出したキャビティの内圧分布に基づいて、全体圧縮板の移動量、複数の可動駒の分割圧縮面の個別の変位量、並びに、全体圧縮板及びの複数の可動駒の動作タイミングを決定し、全体駆動装置及び複数の駒駆動装置に指令する。
(S1)キャビティに溶融樹脂が充填される充填段階。
(S2)充填段階の後、ゲートシール装置によりゲートを閉塞するゲートシール段階。
(S3)ゲートシール段階の後、全体駆動装置により全体圧縮板を移動させる「全体圧縮動作」、及び、複数の駒駆動装置により複数の可動駒の分割圧縮面を個別に変位させる「分割圧縮動作」を組み合せて行う圧縮成形段階。
(第1実施形態)
最初に、成形金型の構成について、図1〜図3を参照して説明する。図1は、型開閉方向の成形金型10の断面図であり、成形機ノズル側が上に記載されている。ただし、成形金型10が取り付けられる成形機は縦型でも横型でもよい。つまり、成形時における成形金型10の天地方向は、図示の向きとは関係ない。
枠板20及び複数の可動駒301〜305のキャビティ80に面する部分は、後述する「圧縮面」を構成する。なお、枠板20の断面を梨地で表す。
圧力センサ40は、分割圧縮面33に作用するキャビティ内圧Pcを検出し、検出信号を、圧力センサ信号線94を経由して後述のコントローラ90(図5参照)に出力する。
自己駆動式の可動駒としては、電気信号を圧力に変換する圧電素子や磁気信号を圧力に変換する圧磁素子を用いたもの等がある。例えば、圧電素子であるピエゾアクチュエータ35を図4に示す。
成形金型システム100は、成形金型10とコントローラ90とを含む。コントローラ90は、電源91から電源線92を経由して電力が供給される。また、コントローラ90と成形金型10との間には、複数の駒駆動信号線93、複数の圧力センサ信号線94、及び、全体駆動信号線95が接続されている。
特に本実施形態では、複数の圧力センサ40が検出したキャビティ内圧が複数の圧力センサ信号線94を経由してコントローラ90に入力される。コントローラ90は、キャビティ80の内圧分布に基づいて、全体圧縮板50の移動量、複数の可動駒30の分割圧縮面33の個別の変位量、並びに、全体圧縮板50及び複数の可動駒30の動作タイミングを決定する。そしてコントローラ90は、その決定に基づいて生成した駆動信号を、全体駆動装置55及び複数の可動駒30に出力する。
図6の基本フロー図に示すように、この圧縮成形方法は、充填段階S1、ゲートシール段階S2、及び圧縮成形段階S3を含む。充填段階S1では、キャビティ80に溶融樹脂が充填される。ゲートシール段階S2では、充填段階S1の後、ゲートシール装置70によりゲート82を閉塞する。
また、本実施形態との対比のため、図15に、比較例の成形金型19による圧縮成形方法を示す。比較例の成形金型19は、可動型板15の入れ子として、圧縮面28がキャビティ80の全体に面する一枚の圧縮板27を有している。
図7に示すように、ゲートシール装置70の弁部71が開いた状態で溶融樹脂がゲート82からキャビティ80に充填される。充填段階は、メルトフロントMFがキャビティ80末端に達するまで継続されてもよく、或いは、破線で示すように、メルトフロントMFがキャビティ80末端より少し手前に達した時点で弁部71を閉じ、充填段階を終了してもよい。メルトフロントMFが所定の位置に達したことは、圧力センサにより判定してもよく、試験データやシミュレーションから求めた射出時間から判断してもよい。
図8に示すように、ゲートシール装置70の弁部71が閉じられ、キャビティ80への溶融樹脂の流入が遮断される。これ以後、キャビティ80内の溶融樹脂の固化が始まる。ここまでの段階では、比較例の図15(a)、(b)に対し実質的な違いはない。
(例1)
全体圧縮動作S3Aの後、分割圧縮動作S3Bを実施する場合、まず、図9に示すように、全体駆動装置55の全体荷重Ftによって全体圧縮板50が前進する。これにより、枠板20及び複数の可動駒301〜305の分割圧縮面331〜335が一斉に前進し、キャビティ80内の溶融樹脂は全体的に圧縮される。この状態は、比較例の図15(c)において、一枚の圧縮板27が全体荷重Ftによって前進する状態と同等である。
例1に対し全体圧縮動作S3Aは同じである。分割圧縮動作S3Bでは、図11に示すように、可動駒301〜305について、分割圧縮面33を前進方向又は後退方向に個別に変位させる。図11の例では、可動駒301、302の分割圧縮面331、332が前進し、可動駒303、304、305の分割圧縮面333、334、335が後退する。可動駒30の数が5個の場合、前進又は後退の組合せの数は、25=32通りとなる。
上記例1、2と異なり、全体圧縮動作S3Aを行わず、分割圧縮動作S3Bだけを実施する場合、図12に示すように、枠板20は原位置のままで、複数の可動駒301〜305の分割圧縮面331〜335を前進方向又は後退方向に個別に変位させる。
さらに、図13のフロー図に示す応用例では、圧縮成形段階S3において全体圧縮動作S3Aを2回行う。すなわち、1回目の全体圧縮動作S3A−1、全体圧縮板50を後退させる全体圧縮戻し動作S3A−2、2回目の全体圧縮動作S3A−3を順に行った後、分割圧縮動作S3Bを行う。このように、全体圧縮動作S3A及び分割圧縮動作S3Bは、各1回に限らず、一方又は両方の動作を複数回繰り返して実施してもよい。
本実施形態による成形金型10、成形金型システム100、及び圧縮成形方法の効果について説明する。
(1)図15に示す比較例では、キャビティ80内の位置に関係なく溶融樹脂を全体的に圧縮することができるのみである。また、特許文献1(特許第3767465号公報)に開示された従来技術では、複数の分割駆動型はゲート側から反ゲート側に向かって一次元的に配列されており、分割駆動型を駆動する順番は、反ゲート側からゲート側に向かう順に限定されている。したがって、比較例や特許文献1の従来技術は、適用対象が、単純形状の成形品や部位による要求品質が一律の成形品に限られる。すなわち、形状が複雑な成形品や、部位によって要求される面精度が異なる成形品に対しては、有効に適用することができない。
次に、本発明の第2実施形態による成形金型の可動駒の構成について、第1実施形態の図3に対応する図14を参照して説明する。なお、第1実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
このように、可動駒60の駆動構成にかかわらず、第1実施形態の効果(1)、(2)と同様の効果が得られる。
本発明の成形金型における複数の可動駒の形状や数、配置等は、上記実施形態に例示した形態に限らず、成形品の形状や要求品質に応じて適宜変更してよい。
また、本発明の成形金型を用いた圧縮成形方法は、上記実施形態に例示した方法に限らず、圧縮成形段階における全体圧縮動作と分割圧縮動作とをどのように組み合わせてもよい。
以上、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施することができる。
20・・・枠板、
23・・・枠部圧縮面、 24・・・駒収容穴、
30、60・・・可動駒、
30、65・・・駒駆動装置、
33、63・・・分割圧縮面、
50・・・全体圧縮板、
55・・・全体駆動装置、
70・・・ゲートシール装置、
80・・・キャビティ、 82・・・ゲート、
100・・・成形金型システム。
Claims (7)
- 型分割面に跨って形成され、溶融樹脂が充填されるキャビティ(80)と、
前記キャビティに溶融樹脂が流入するゲート(82)を閉塞可能なゲートシール装置(70)と、
前記キャビティに開口する複数の駒収容穴(24)が形成され、前記複数の駒収容穴以外の部分において前記キャビティに面する端面が枠部圧縮面(23)を構成する枠板(20)と、
前記複数の駒収容穴に収容され、前記キャビティに面する端面が分割圧縮面(33、63)を構成し、前記分割圧縮面は、前記キャビティに向かう前進方向及び前記キャビティから離れる後退方向に変位可能である複数の可動駒(30、60)と、
前記複数の可動駒の前記分割圧縮面を個別に駆動する複数の駒駆動装置(30、65)と、
前記枠板及び前記複数の可動駒の前記キャビティとは反対側の端部を共通に支持し、前進したとき、前記枠板及び前記複数の可動駒を一体に前進させる全体圧縮板(50)と、
前記全体圧縮板を駆動する全体駆動装置(55)と、
を備えることを特徴とする成形金型。 - 前記可動駒(30)は、外部からの信号を受けてそれ自体が前記分割圧縮面を駆動し、前記駒駆動装置を兼ねることを特徴とする請求項1に記載の成形金型。
- 前記キャビティの内圧を検出する複数の圧力センサ(40、64)をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の成形金型。
- 前記複数の可動駒は、配置される部位における前記キャビティの内圧分布に応じて複数の可動駒群にグループ分けされており、
前記複数の圧力センサは、少なくとも前記複数の可動駒群毎に設けられることを特徴とする請求項3に記載の成形金型。 - 請求項1に記載の成形金型(10)と、
前記複数の駒駆動装置及び前記全体駆動装置を制御するコントローラ(90)と、
を含むことを特徴とする成形金型システム。 - 前記成形金型は、前記キャビティの内圧を検出する複数の圧力センサを備え、
前記コントローラは、
前記複数の圧力センサが検出した前記キャビティの内圧分布に基づいて、前記全体圧縮板の移動量、前記複数の可動駒の前記分割圧縮面の個別の変位量、並びに、前記全体圧縮板及び前記複数の可動駒の動作タイミングを決定することを特徴とする請求項5に記載の成形金型システム。 - 請求項1に記載の成形金型を用いた圧縮成形方法であって、
前記キャビティに溶融樹脂が充填される充填段階と、
前記充填段階の後、前記ゲートシール装置により前記ゲートを閉塞するゲートシール段階と、
前記ゲートシール段階の後、前記全体駆動装置により前記全体圧縮板を移動させる全体圧縮動作、及び、前記複数の駒駆動装置により前記複数の可動駒の前記分割圧縮面を個別に変位させる分割圧縮動作を組み合わせて行う圧縮成形段階と、
を含むことを特徴とする圧縮成形方法。
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