JPH0411096B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、射出成形機の性能を評価するための
方法に関するものである。

（従来の技術） 射出成形機によつて樹脂成形品を成形する場合
には、用いられる金型等に応じて、最適の性能を
有する射出成形機を選定する必要がある。例えば
精密成形を行う場合には、射出成形機の作動油圧
等が急激に変化するものであつてはならない。し
たがつて、事前に射出成形機の成形性能、すなわ
ち射出圧力や射出速度等を把握しておくことが必
要となる。

このような射出成形機の成形性能を評価する場
合、従来は、スパイラルフロー金型やバーフロー
金型等のテスト用金型を用いてその成形状態を観
察したり、手許にある複数の製品成形用金型を用
いて実際に製品を成形してみたりするようなこと
が行われていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、テスト用金型を用いるもので
は、その金型の製作に費用がかかるばかりでな
く、実際の成形条件とは異なるために、必ずしも
正確に成形性能を評価することができないという
問題があつた。

また、手許にある製品成形用金型を用いるもの
では、多数の金型についてそれぞれテストを行わ
ねばならず、正確な性能評価が得られるまでに時
間及び手間がかかるという問題があつた。

更に、このような評価方法では、新たに製作さ
れる金型に適した射出成形機を選定したり、その
金型に適するように射出成形機の成形パターン、
すなわち射出速度や射出圧力を設定したりするこ
とは、ほとんど不可能であつた。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたも
のであつて、その目的は、金型を用いることな
く、射出成形機の成形性能を評価することができ
るようにすることである。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明による射出
成形機の成形性能評価方法は、射出時に射出ノズ
ルを流れる溶融樹脂の流動抵抗を変化させること
により、その射出ノズル内の樹脂圧力を所定のパ
ターンに従つて変化させながら、その射出ノズル
を通して溶融樹脂を大気中に射出することを特徴
としている。その樹脂圧力の変化パターンは、あ
らかじめ求められた、実際の金型内に溶融樹脂を
射出したときの樹脂圧力の変化パターン、例えば
金型内の樹脂圧力の変化パターン、射出ノズル内
の樹脂圧力の変化パターン、あるいはそれに相当
する射出油圧の変化パターンとされている。

（作用） このような方法とすることにより、射出成形機
には、実際に金型内に溶融樹脂を射出するのと同
様な負荷変動が与えられることになる。したがつ
て、そのときの射出成形機の作動油圧や作動油流
量等の制御状態を観測することにより、金型を用
いなくてもその成形性能を評価することができ
る。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

図中、第１図は、本発明による射出成形機の成
形性能評価方法に用いられる流動抵抗付与装置の
一実施例を示すシステム図である。

この図から明らかなように、射出成形機に取り
付けられる射出ノズル１には、その樹脂通路２の
先端部付近に、その樹脂通路２に直交する軸線の
まわりに回転自在とされたロータリバルブ３が設
けられている。このバルブ３には、その回転軸線
に直交するバルブ孔４が設けられており、バルブ
３の回転量に応じてそのバルブ孔４とノズル１の
樹脂通路２との連通面積、すなわちバルブ開度が
連続的に変化するようにされている。したがつ
て、この実施例では、このロータリバルブ３によ
り、樹脂通路２を流れる溶融樹脂の流量を連続的
に変化させ得る流量調整弁が構成されている。

バルブ３の一端はノズル１の外部に突出してお
り、その端部に、扇形ギヤ５のアーム６が、一体
的に回転するようにして連結されている。その扇
形ギヤ５は、サーボモータ７によつて回転される
ギヤ８に噛み合わされている。こうして、サーボ
モータ７の正逆回転により、扇形ギヤ５がバルブ
３を中心として揺動し、バルブ３が回転されるよ
うになつている。したがつて、この実施例では、
これらサーボモータ７、ギヤ８及び扇形ギヤ５に
よつて、流量調整弁を作動させる駆動装置が構成
されている。

サーボモータ７は、増幅器９によつて増幅され
る制御器１０からの制御信号に応じて、その回転
方向及び回転量が制御されるようになつている。
制御器１０は、ｎ個の時間設定器１１₁，１１₂，
…１１ｎ及びｎ個のバルブ開度設定器１２₁，１
２₂，…１２ｎに設定された設定時間ti及び設定
バルブ開度qiに応じて制御信号を発生するもので
ある。したがつ、これら時間設定器１１₁，１１
_２，…１１ｎ及びバルブ開度設定器１２₁，１２₂，
…１２ｎに適宜の設定値を設定することにより、
サーボモータ７の回転方向及び回転量を様々なパ
ターンに従つて変化させることができる。すなわ
ち、この実施例では、これら制御器１０、時間設
定器１１₁，１１₂，…１１ｎ及びバルブ開度設定
器１２₁，１２₂，…１２ｎによつて、あらかじめ
設定されたパターンに従つて駆動装置を作動させ
得る制御装置が構成されている。

次に、このように構成された流動抵抗付与装置
を用いて射出成形機の成形性能を評価する方法
を、その装置の作用とともに説明する。

複数の射出成形機の成形性能を評価するときに
は、まず、その一つを用いて、実際の金型内に溶
融樹脂を射出する。そして、そのときの樹脂圧力
の変化パターン、すなわち、射出動作中の時間に
対する圧力の変化を測定し、第２図に示されてい
るような圧力変化線図を作成する。測定する圧力
としては、金型内の樹脂圧力あるいは射出ノズル
内の樹脂圧力が望ましいが、油圧式射出成形機の
場合には、樹脂圧力の変化に対応する作動油圧の
変化を測定し、それによつて樹脂圧力の変化パタ
ーンを求めるようにしてもよい。

このようにして得られる樹脂圧力の変化パター
ンは、金型ごとに固有のものとなる。そこで、製
品成形用金型の各々について、第２図のような線
図を求めておく。

また、その射出成形機の射出ノズルを取り外
し、上述のロータリバルブ３を備えた射出ノズル
１を取り付ける。そして、そのバルブ３の開度を
徐々に変化させながら、その射出ノズル１を通し
て溶融樹脂を大気中に射出する。すると、その溶
融樹脂は、バルブ３の開度に応じた流動抵抗を受
けるので、バルブ３より上流側では、樹脂通路２
内の樹脂圧力がバルブ３の開度に応じて異なる大
きさとなる。そこで、これらを測定し、その樹脂
圧力ｐとバルブ開度ｑとの関係を求めておく。

なお、このようなバルブ開度ｑと樹脂圧力ｐと
の関係は、計算によつて求めるようにすることも
できる。また、以上の作業は、射出成形機の評価
時ごとに行う必要はなく、金型や射出ノズル１の
製作時に一度行つておけばよい。

次いで、各金型について得られた第２図のよう
な線図上に、適当なｎ個の点A₁，A₂，…Anをと
る。そして、それを、時間tiと圧力piとの座評
（t₁，p₁），（t₂，p₂），…（tn，pn）で表す。更に、
その各圧力piを、あらかじめ求められている樹脂
圧力ｐとバルブ開度ｑとの関係から、それぞれバ
ルブ開度qiに変換する。こうして得られた時間ti
とバルブ開度qiとの値（t₁，q₁），（t₂，q₂），…
（tn，qn）を、時間設定器及びバルブ開度設定器
１１₁，１２₁；１１₂，１２₂；…１１ｎ，１２ｎ
にそれぞれ設定する。この設定値は、第３図に示
されているようなパターンとなる。ただし、第３
図においては、第２図と比較しやすくするため
に、バルブ開度ｑは下方ほど大きいものとされて
いる。

そして、このように設定された流動抵抗付与装
置の射出ノズル１を、評価すべき射出成形機に取
り付けて、そのノズル１を通して大気中への溶融
樹脂の射出を行う。射出動作が開始されると、制
御器１０から制御信号が出力され、時間t₁後にバ
ルブ３が開度q₁となるようにサーボモータ７が回
転される。時間t₁に達すると、制御器１０からの
制御信号は、時間t₂のときにバルブ開度がq₂とな
る信号に切り換わる。こうして、サーボモータ７
は、時間設定器１１₁，１１₂，…１１ｎ及びバル
ブ開度設定器１２₁，１２₂，…１２ｎに設定され
たパターンに従つて作動される。その結果、バル
ブ３の開度も、第３図に示されたパターンに従つ
て変化する。

このようにバルブ３の開度が変化すると、ノズ
ル１を流れる溶融樹脂の流動抵抗が変化するの
で、そのノズル１内の樹脂圧力が変化する。その
樹脂圧力の変化パターンは、やはり第３図とほぼ
同様な形となる。したがつて、その圧力変化パタ
ーンは、第２図のように求められた線図に近似し
たものとなる。すなわち、その射出成形機には、
実際の金型内に溶融樹脂を射出したときと同様の
負荷変動が与えられることになる。

したがつて、射出成形機に装備されている油圧
機器の圧力調整弁や流量調整弁のこのときの制御
状態を、適宜の計測機器によつて測定すれば、そ
の射出成形機がその金型に適しているものである
かどうかを評価することができる。そして、その
ときに、精密成形上好ましくない作動油圧や作動
油量の急速な変動等が生じるようであれば、その
射出成形機の射出圧力や射出速度を適宜調整する
ことによつて、それを適切なものとすることがで
きる。

このようにして、各射出成形機につき１回ずつ
の射出を行わせれば、その射出成形機の成形性能
を評価することができるようになる。そして、時
間設定器１１₁，１１₂，…１１ｎ及びバルブ開度
設定器１２₁，１２₂，…１２ｎに設定する設定値
を変更するだけで、異なる金型に対する射出成形
機の成形性能を評価することができる。したがつ
て、金型を取り換えるなどの作業も不要となる。

また、新たに製作される金型に対する射出成形
機の成形性能を評価するときには、その金型の形
状から第２図のような圧力変化線図を推定してお
き、それに基づいて、時間設定器１１₁，１１₂，
…１１ｎ及びバルブ開度設定器１２₁，１２₂，…
１２ｎに適切な値を設定すればよい。そして、射
出成形機の成形パターン、すなわち射出圧力や射
出速度を種々に変化させ、そのときの作動油や油
量の制御状態を観測して、最適の成形パターンを
選定しておけば、でき上がつた金型を用いて直ち
に適切な成形を行うことができるようになる。

なお、上記実施例においては、射出ノズル１を
流れる溶融樹脂の流量を調整する流量調整弁とし
て、ロータリバルブ３を用いるものとしている
が、これを、往復動することによつて開度が変化
するニードルバルブによつて構成するようにする
こともできる。

また、駆動装置の制御パターンを設定するため
に、ｎ個ずつの時間設定器１１₁，１１₂，…１１
ｎ及びバルブ開度設定器１２₁，１２₂，…１２ｎ
を設け、ｎ個の点として設定するようにしている
が、その設定器として開度設定器を用い、そのパ
ターンが時間とバルブ開度との関数として設定さ
れるようにすることもできる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明の方法
によれば、射出時における射出ノズル内の樹脂圧
力を、所定のパターンに従つて流動抵抗を変化さ
せることにより、実際の金型内に溶融樹脂を射出
するときと同様のパターンで変化させるようにし
ているので、いかなる金型をも用いることなく射
出成形機の成形性能を評価することができ、その
評価を次速かつ正確に行うことが可能となる。ま
た、新たな金型によつて製品の成形を行う場合に
も、その金型の完成前に成形性能の評価を行うこ
とができ、最適な成形パターンを事前に設定して
おくことができる。

そして、その樹脂圧力の変化を、射出ノズル内
に設けられた流量調整弁と、その流量調整弁をあ
らかじめ設定されたパターンに従つて作動させる
制御装置とによつて行わせるようにしているの
で、その装置を簡単な構造のものとすることがで
きるとともに、任意の金型に対する射出成形機の
成形性能の評価が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による射出成形機の成形性能
評価方法に用いる流動抵抗付与装置の一実施例を
示すシステム図、第２図は、実際の金型内に溶融
樹脂を射出したときの樹脂圧力の変化の一例を示
す圧力変化線図、第３図は、本発明の方法におい
て流動抵抗付与装置に設定されるバルブ開度の変
化パターンの一例を示すパターン線図である。 １……射出ノズル、３……ロータリバルブ（流
量調整弁）、５……扇形ギヤ（駆動装置の一部）、
７……サーボモータ（駆動装置の一部）、８……
ギヤ（駆動装置の一部）、１０……制御器（制御
装置の一部）、１１₁〜１１ｎ……時間設定器（制
御装置の一部）、１２₁〜１２ｎ……バルブ開度設
定器（制御装置の一部）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ あらかじめ、実際の金型内に溶融樹脂を射出
   したときの樹脂圧力の変化パターンを求めてお
   き、 射出時に射出ノズルを流れる溶融樹脂の流動抵
   抗を変化させることにより、その射出ノズル内の
   樹脂圧力を前記パターンに従つて変化させなが
   ら、その射出ノズルを通して大気中に溶融樹脂を
   射出し、 そのときの射出成形機の動作状態を観測して、
   その射出成形機の成形性能を評価することからな
   る、 射出成形機の成形性能評価方法。