JP6978864B2 - プラスチック材料の逐次射出成形のための方法および装置 - Google Patents

Description

この発明は、プラスチック材料の逐次射出成形のための方法および装置に関する。

逐次射出（sequential injection）は、例えば自動車産業（バンパ、スポイラなど）における大型部品の成形において特定の用途を見出している。それは、構造的および審美的な観点から、特に高品質のレベルを必要とする。

逐次射出は、型キャビティに沿って配置された複数の制御された開閉インジェクタの使用を提供し、上記インジェクタ（複数）が予め設定されたシーケンスに従って開かれて上記型キャビティを徐々に充填（fill）する充填段階と、上記型キャビティ内に射出されたプラスチック材料を押し固める（pack）ための次の段階とを含む。

逐次射出に起因する欠陥の１つは、異なるインジェクタ、したがって異なる方向から来るプラスチック材料のフロント間の衝突の結果として形成される溶接線の生成にある。これらの溶接線は、要求される美的基準のために、また、成形品の表面に観察される不規則な輪郭に起因して、つまり、審美的な観点からだけでなく、そのような溶接線が脆弱な点を表しているため物品の構造的安定性が危険にさらされるという点で、通常許容できないものである。

従来技術において、この種の欠陥を克服しようとする試みにおいて、溶接線の創成を低減し、可能であれば除去することを目的とする様々な解決策が提案されている。しかしながら、射出システムにおけるかなりの複雑化または成形品上の他のタイプの欠点を伴うことなく、完全な除去を得ることは非常に困難である。

例えば、JP-H06238706 A（ホンダ）は、最初に型キャビティの中央に配置されたインジェクタ、次いで、上記キャビティの端部に配置されたインジェクタによって、フィルムを射出することによるバンパの成形を示している。特に、中央インジェクタから来る材料のフロントが横方向インジェクタに達すると、横方向インジェクタの開放が生じ、２つの流れを混合（１つを他方の中へ）し、溶接線の創成を最小にする。この解決策は、２つの流れの重なりによる最終物品の厚さの増加だけでなく、フィルム射出の設置の複雑さに起因するかなりの欠点を伴う。さらに、横方向インジェクタの瞬時かつ完全な開放は、既に中央インジェクタから来た材料上の圧力線のような欠陥を残す可能性がある。

JP-H06254895 A1（ホンダ）は、横方向インジェクタの開放を管理するのと同じ概念を示しており、それは中央に射出された材料に対して異なる材料を射出する。横に射出された材料の特性は、欠陥（圧力線）の発生を最小限にするために、中央の材料と相性が良いように選択される。このようにして作られた成形装置は、同じシステムのための２つの異なる材料の供給が提供されることを考えると、明らかに得難く、また、最終的な物品のかなりの厚さに関する問題を克服しない。

WO-2012/074879 A1（シンベンティブ（Synventive））は、同じ概念、すなわち、中央インジェクタから来る流れが横方向インジェクタに達するとき、横方向インジェクタの開放を提供している。最大流量の瞬時開度による圧力線を最小にするために、この文献では、低流量/高速開度を提供し、その後最大値まで増加させている。

US-2016/0167264 A1は、出願人のために同様の技術的問題に対処し、その解決策として、インジェクタを制御するための特定のモードを提案している。それによれば、少なくとも１つのインジェクタの開放が他のインジェクタに対して早められ若しくは遅延される、および／または、上記インジェクタの少なくとも１つが部分的に閉じられる、および／または、上記インジェクタの少なくとも１つが徐々に部分的にのみ開かれる。

上記の全ての先行技術の解決策は、溶接線とそれに起因する欠陥を排除するか又は少なくとも低減するという共通の目的を有する。

本発明は、別のアプローチを通して上述した技術的課題に対処することを目的とし、前述の欠点を効率的に克服する。

本発明によれば、この目的は、US-2016/0167264 A1によって開示された従来技術に対応して、請求項１の特徴付け前の部分に規定されたタイプの逐次射出成形方法のおかげで達成され、その特有の特徴は、インジェクタを開閉するための特定のモードが、全てまたは少なくとも部分的に、成形品上の前記溶接線の形状および／または位置を制御し且つ画定するために管理されることにある。

したがって、本発明に従って提案された異なるアプローチは、所望の形状で、可能な限り規則的かつ美的に改善され、好ましくは、例えば成形品の長手方向に対して横方向に向けられた溶接線を形成するように、異なるインジェクタによって射出されたプラスチック材料の流れフロントの生成を調整することを可能にする。溶接線の形状が一旦画定されると、人はその位置について介入することができ、例えば、その位置を成形品の露出していない領域に向けて並行移動させることができる。したがって、溶接線は、成形品上に、特に次に隠蔽される領域または高い美的パラメータを必要としない領域に、任意に配置され得る。したがって、この結果は、ホンダ（Honda）およびシンベンティブ（Synventive）のための前述の文献に記載されている解決策に比してかなり容易に得られ、成形品の最終的な厚さを減少させ、圧力線の形成のような他の欠陥の発生を回避する。

本発明は、
型のキャビティに沿って配置された複数の制御された開閉インジェクタによってプラスチック材料を型キャビティ内に逐次射出成形するための方法であって、
上記方法は、上記インジェクタが予め設定されたシーケンスに従って開かれて上記型キャビティを徐々に充填する充填段階と、上記型キャビティ内に射出されたプラスチック材料を押し固めるための次の段階とを含み、
上記逐次射出されたプラスチック材料は、上記型内で異なる方向に沿って流れフロントを発生し、それらの流れフロントの衝突は成形品上に少なくとも１つの溶接線を生成し、
少なくとも１つのインジェクタの開放が他のインジェクタに対して早められ若しくは遅延される、および／または、上記インジェクタの少なくとも１つが部分的に閉じられる、および／または、上記インジェクタの少なくとも１つが徐々に部分的にのみ開かれる特定のモードが実行され、
上記特定のモードは、上記成形品上の上記溶接線の形状および／または位置を制御し且つ画定するように管理され、
上記インジェクタの少なくとも１つが徐々に部分的にのみ開かれる上記モードは、上記溶接線の形状を制御し且つ画定することを特徴とする。
また、上記インジェクタの少なくとも１つが部分的に閉鎖される方法は、溶接線の形状を制御し且つ画定する。

少なくとも１つのインジェクタの開放が他のインジェクタに対して早められ若しくは遅延されるモードは、溶接線の位置を制御し且つ画定する。

そのようなモードのうちの少なくとも１つが充填段階で実施されるか、またはそのようなモードのうちの少なくとも１つが押し固め段階で実施され得る。
別の局面では、本発明は、プラスチック材料を型キャビティ内に逐次射出成形するための装置であって、
上記型キャビティに沿って配置された複数の制御される開閉インジェクタを備え、
上記インジェクタは、上記プラスチック材料を射出するノズルと、上記ノズルを開閉するように変位可能な弁ピンと、上記弁ピンを変位させるモータと、上記弁ピンの位置および変位速度を制御するように上記モータを制御する電子ユニットとを含み、
上記インジェクタは、上記電子ユニットによって上記モータを介して上記弁ピンの位置および変位速度が制御されることによって、上記インジェクタが予め設定されたシーケンスに従って開かれて上記型キャビティを徐々に充填する充填段階と、上記型キャビティ内に射出されたプラスチック材料を押し固めるための次の段階とを実行するように構成され、
上記逐次射出されたプラスチック材料は、上記型内で異なる方向に沿って流れフロントを発生し、それらの流れフロントの衝突は成形品上に少なくとも１つの溶接線を生成し、
上記インジェクタは、さらに、上記電子ユニットによって上記モータを介して上記弁ピンの位置および変位速度が制御されることによって、少なくとも１つのインジェクタの開放が他のインジェクタに対して早められ若しくは遅延される、および／または、上記インジェクタの少なくとも１つが部分的に閉じられる、および／または、上記インジェクタの少なくとも１つが徐々に部分的にのみ開かれる特定のモードを実行するように構成され、
上記いずれかに記載の方法を実行するように構成されていることを特徴とする。

本発明は、添付の図面に示される非限定的な実施形態を参照して詳細に説明される。図面において、
自動車のスポイラを製造するための逐次射出成形装置の重要な要素を概略的に示す図である。 従来技術に従って、図１の成形装置のインジェクタを制御するためのモードを示す図である 本発明による方法の一実施形態に従って実現された、インジェクタを制御するための特定のモードを例示する、図２のものと同様の図である。 本発明による方法のさらなる実施形態を例示する、図３のものと同様の図である。 本発明による方法のさらなる実施形態を例示する、図３のものと同様の図である。 逐次射出中に図１の装置のインジェクタによって生成される流れの傾向を例示する図である。 従来技術の場合に図６の流れの衝突によって生成された溶接線の形状および位置を示す図である。 本発明による方法で得られる流れ線の形状を示す、図７と同様の図である。 溶接線を位置決めする異なる可能性を示す、図８と同様の図である。 溶接線を位置決めする異なる可能性を示す、図８と同様の図である。 成形品の特定の部分における溶接線の可能な配置を示す図である。

以下の詳細な説明は、特に自動車用のスポイラの成形に関する本発明の特定の実施形態に言及する。しかし、これは決して限定的であるとみなされるものではない。本発明は、任意のタイプの逐次射出成形装置、ならびに逐次射出を要する任意の物品の製造に適用される。

図１は、スポイラＳまたはそれを形成するための型キャビティを概略的に示しており、また、スポイラＳを形成するための逐次射出成形装置を全体的にかつ本質的に表している。この概略図では、上記装置は、スポイラＳの中央領域（Ｂ、Ｃ）およびスポイラＳの端部領域（Ａ、Ｄ）にそれぞれ設けられた４つの射出点を備えている。

射出点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、完全に従来の方法で（例えば、出願人のためのUS-2015/0266216に記載され図示されているように）、インジェクタに存在している。インジェクタは、ノズルと、好ましくはアクチュエータを介して全閉位置と全開位置との間で変位可能な弁ピンとを備え、必ずしも必要ではないが、それらの位置の間で弁ピンの位置および変位速度を制御するための電子ユニットによって制御される自律電動モータによって構成されている。逐次射出は、典型的には、型キャビティを充填する充填段階（この段階では、上記インジェクタが予め設定されたシーケンスに従って開かれて上記型キャビティにプラスチック材料が徐々に導入される）と、その射出されたプラスチック材料を押し固めるための次の段階とを含む。

図２は、このようにして得られた従来技術による逐次射出の例を示しており、インジェクタの弁ピンは、オン−オフ（全開−全閉）方式で管理される。グラフは、各インジェクタＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて、弁ピンの開度を時間の関数として示している。充填段階において観察可能なように、最初に端部インジェクタＡが、続いて中央インジェクタＢ、Ｃが、そして最後にエンドインジェクタＤが、突然かつ最大開度で開く。インジェクタＡおよびＢは充填段階で既に完全に閉じられているが、インジェクタＣおよびＤは押し固め段階の終わりまで開いたままである。このようなタイプの逐次射出では、型内に導入されたプラスチック材料は、図６中に２つの矢印Ｆ１、Ｆ２によって表される方向に進む２つの流れフロントを生じさせる。それらの流れフロントの衝突は、図７中にＬで図示された溶接線を生成する。この図で観察可能なように、溶接線Ｌは典型的にはＳ字形の不規則な形状を有し、審美的に受け入れられない。

図３は、完全に例示的な態様で、出願人のための前記文書US-2016/0167264の開示をある程度適用する特定の逐次射出モードを表している。この場合、インジェクタＡおよびＣは、図２に示されたものと実質的に同じ態様で制御される一方、インジェクタＢおよびＤは異なる態様で管理される。特に、インジェクタＢは、充填段階が終了する前に、まず部分的に閉じられ、それから完全に閉じられる。インジェクタＤは、充填段階では徐々に部分的に開かれ、押し固め段階でもインジェクタＤの開放が継続され、押し固めの終わりまで部分的な開放状態に保持される。この特定のモード（これは完全に例示的なものであると見られるべきである）は、型内に射出されるプラスチック材料の２つの流れＦ１、Ｆ２の間の溶接線の形状および位置を制御し且つ画定するように、本発明に従って管理され得る。この管理は、例えば、溶接線Ｌに、図８に示すストレートの傾向を与えることを可能にする。これは、観察可能であるように、スポイラＳの長手方向に対して横方向に配置され、したがって、それ自体は既に審美的に許容可能である。

溶接ラインＬの形状の管理は、基本的に、ここに記載された例では、インジェクタＢが充填段階において部分的に閉じられるモードと、インジェクタＤが徐々に部分的にのみ開放されるモードとによって実行される、ということが観察されるべきである。

溶接線Ｌの形状を画定することに加えて、特定の逐次射出モードは、有利に、成形品上の溶接線Ｌの位置決めに向けられる。さらに、図示された例、特に図４および図５の場合を参照すると、インジェクタＤの徐々の開放の開始を遅らせるか、または早めることにより、例えば、成形品の周辺（図９）または中心線（図１０）に向かってストレートの溶接ラインＬを移動させることができる。したがって、例えば、溶接線Ｌは、例えば図１１のＣとして図示されたスポイラＳのリブのように、それが非美的領域に配置されるまで、それ自体に対して並行移動され得る。この場合、溶接線Ｌは基本的には外部から見えない。

明らかに、スポイラＳとは異なる形状の物品は、上述の例のものとは異なる数、位置決め、および特定の逐次射出モードを必要とするかも知れない。しかし、成形物品上の溶接線若しくは各溶接線の形状および／または位置を制御し且つ画定するために管理が行われ得る。これらの全ての場合において、１つ以上のインジェクタを部分的な開位置／閉位置に位置決めして維持することは、溶接線の形状を画定することを可能にし、１つ以上のインジェクタの開放の早期化／遅延は、溶接ラインの位置決めを可能にする。

さらに、図示の例の場合、溶接線を制御し且つ画定するための特定の射出モードの管理は、主に充填段階において作動されたけれども、それらは押し固め段階においても多かれ少なかれ活性化され得る。

Claims (6)

1. 型のキャビティに沿って配置された複数の制御された開閉インジェクタ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）によってプラスチック材料を型キャビティ内に逐次射出成形するための方法であって、
   上記方法は、上記インジェクタが予め設定されたシーケンスに従って開かれて上記型キャビティを徐々に充填する充填段階と、上記型キャビティ内に射出されたプラスチック材料を押し固めるための次の段階とを含み、
   上記逐次射出されたプラスチック材料は、上記型内で異なる方向（Ｆ１，Ｆ２）に沿って流れフロントを発生し、それらの流れフロントの衝突は成形品上に少なくとも１つの溶接線（Ｌ）を生成し、
   少なくとも１つのインジェクタの開放が他のインジェクタに対して早められ若しくは遅延される、および／または、上記インジェクタの少なくとも１つが部分的に閉じられる、および／または、上記インジェクタの少なくとも１つが徐々に部分的にのみ開かれる特定のモードが実行され、
   上記特定のモードは、上記成形品（Ｓ）上の上記溶接線（Ｌ）の形状および／または位置を制御し且つ画定するように管理され、
   上記インジェクタの少なくとも１つが徐々に部分的にのみ開かれる上記モードは、上記溶接線（Ｌ）の形状を制御し且つ画定することを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   上記少なくとも１つのインジェクタの開放が上記他のインジェクタに対して早められ若しくは遅延される上記モードは、上記溶接線（Ｌ）の位置を制御し且つ画定することを特徴とする方法。
3. 請求項１に記載の方法において、
   上記インジェクタの少なくとも１つが部分的に閉じられる上記モードは、上記溶接線（Ｌ）の形状を制御し且つ画定することを特徴とする方法。
4. 請求項１に記載の方法において、
   上記特定のモードの少なくとも１つは、上記充填段階で実行されることを特徴とする方法。
5. 請求項１に記載の方法において、
   上記特定のモードの少なくとも１つは、上記押し固める段階で実行されることを特徴とする方法。
6. プラスチック材料を型キャビティ内に逐次射出成形するための装置であって、
   上記型キャビティに沿って配置された複数の制御される開閉インジェクタ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を備え、
   上記インジェクタ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）は、上記プラスチック材料を射出するノズルと、上記ノズルを開閉するように変位可能な弁ピンと、上記弁ピンを変位させるモータと、上記弁ピンの位置および変位速度を制御するように上記モータを制御する電子ユニットとを含み、
   上記インジェクタは、上記電子ユニットによって上記モータを介して上記弁ピンの位置および変位速度が制御されることによって、上記インジェクタが予め設定されたシーケンスに従って開かれて上記型キャビティを徐々に充填する充填段階と、上記型キャビティ内に射出されたプラスチック材料を押し固めるための次の段階とを実行するように構成され、
   上記逐次射出されたプラスチック材料は、上記型内で異なる方向（Ｆ１，Ｆ２）に沿って流れフロントを発生し、それらの流れフロントの衝突は成形品上に少なくとも１つの溶接線（Ｌ）を生成し、
   上記インジェクタは、さらに、上記電子ユニットによって上記モータを介して上記弁ピンの位置および変位速度が制御されることによって、少なくとも１つのインジェクタの開放が他のインジェクタに対して早められ若しくは遅延される、および／または、上記インジェクタの少なくとも１つが部分的に閉じられる、および／または、上記インジェクタの少なくとも１つが徐々に部分的にのみ開かれる特定のモードを実行するように構成され、
   請求項１から５までのいずれかに記載の方法を実行するように構成されていることを特徴とする装置。
   

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