JPH0426286B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、成形樹脂材料を固定型と可動型とか
らなる金型内に供給し、その金型を加圧して型閉
じすることによつて成形品を得るようにした、プ
レス成形法に関するもので、特に、その加圧工程
を制御する方法に関するものである。

（従来の技術） 熱硬化性の樹脂や繊維等を含んだ複合樹脂など
によつて成形品を得ようとする場合には、プレス
成形法が用いられることが多い。このプレス成形
法は、溶融状態にある熱可塑性樹脂あるいは予備
加熱された熱硬化性樹脂などの成形樹脂材料を、
型閉じ完了前の状態にある金型のキヤビテイ内に
供給し、その金型を高圧で型閉じすることによつ
てキヤビテイの末端まで拡張、流入させて賦形す
るようにしたものである。熱可塑性樹脂の場合に
は、その状態で冷却することによつて成形樹脂材
料を固化させ、熱可塑性樹脂の場合には加熱する
ことによつて固化させる。

このようなプレス成形法においては、成形樹脂
材料が固化するときに収縮するので、その収縮分
を補うために、成形樹脂材料が金型キヤビテイの
末端まで充填された後も、金型の加圧を続けるよ
うにする。すなわち、その加圧工程は、成形樹脂
材料を金型キヤビテイの末端まで充填する充填工
程と、その成形樹脂材料の固化に伴う収縮を補う
ために金型を押圧する保圧工程とからなつてい
る。

従来は、その加圧工程における型閉じ圧力は、
充填工程あるいは保圧工程のいかんにかかわら
ず、一定とされていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、そのように充填工程及び保圧工
程において金型を同一の圧力で加圧する方法で
は、例えば充填が速やかに行われる高い圧力に設
定すると、充填後の保圧工程においてもその圧力
が保持されるために、金型の合わせ面に成形樹脂
材料が入り込み、ばりが発生して成形品の品質が
損なわれてしまうばかりでなく、金型が損傷しや
すくなり、その寿命が著しく低下してしまう。ま
た、ばりが発生しない程度の低い圧力に設定する
と、充填に要する時間が長くなり、成形樹脂材料
の固化が進行して、充填不足となつてしまつた
り、成形品の表面にウエルドラインやフローマー
ク等の不良が発生したりしてしまう。

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、プレス成形法におい
て、その加圧工程中、適切な時期に充填工程から
保圧工程に切り換えられ、それによつて良品成形
が行われ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、本発明では、加圧
工程、金型の型閉じ速度を表す値を検出し、その
検出値が、成形樹脂材料が金型キヤビテイの末端
まで充填されたと判断されるあらかじめ設定され
た設定値に達したとき、充填工程から保圧工程に
切り換えるようにしている。金型の型閉じ速度を
表す値としては、その速度そのものでよいが、金
型を加圧する加圧用油圧シリンダに流入する作動
油の流量を用いることもできる。

（作用） 金型を加圧して型閉じをしていくと、成形樹脂
材料が金型キヤビテイの末端にまで充填されたと
き、その型閉じ速度が急激に低下する。したがつ
て、そのときの型閉じ速度あるいは加圧用油圧シ
リンダに流入する作動油流量をあらかじめ求めて
設定しておけば、充填が完了したときに充填工程
から保圧工程に切り換えることができる。そし
て、そのようにすることにより、充填工程におけ
る金型の加圧圧力と保圧工程における加圧工程と
を最適に設定することが可能となり、良品成形を
行うことが可能となる。

（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図は本発明による加圧工程制御方法
を実施するプレス成形機の一例を示すシステム図
であり、第２図はその切換信号発信回路を示すブ
ロツク図である。

第１図から明らかなように、プレス成形機１の
ベース２上には、固定盤３が設けられている。こ
の固定盤３は、それぞれ水平な上部プレート４と
下部プレート５からなるもので、これら上下部プ
レート４，５は、その四隅部においてタイバー
６，６、……によつて互いに連結されている。ま
た、上下部プレート４，５間には、可動盤７が設
けられている。この可動盤７は、タイバー６，
６、……によつて、水平状態を保ちながら上下動
可能に支持されている。そして、その可動盤７
は、上部プレート４に取り付けられた加圧用油圧
シリンダ８によつて、上下方向に移動されるよう
になつている。

固定盤３の下部プレート５上には、固定型９が
取り付けられている。また、可動盤７の下面に
は、可動型１０が取り付けられている。こうし
て、これら固定型９及び可動型１０からなる金型
１１は、加圧用油圧シリンダ８によつて可動盤７
を上下動させることにより、型開き及び型閉じが
なされるようになつている。

油圧シリンダ８には、ピストン１２によつて区
画された上下の油室８ａ，８ｂの一方に作動油を
供給し、他方の油室８ｂ，８ａから作動油を排出
する油圧回路１３が接続されている。この油圧回
路１３には、油圧ポンプ１４から送られる高圧作
動油の方向を切り換えるソレノイド弁１５と、そ
の圧力を制御する圧力制御弁１６と、流量を制御
する流量制御弁１７とが設けられている。この圧
力制御弁１６及び流量制御弁１７は、油圧シリン
ダ８の上方の油室８ａに流入する作動油の圧力及
び流量を、充填工程に適した圧力及び流量と保圧
工程に適した圧力及び流量との２段階に切り換え
るものとされている。

固定盤３の上部プレート４と可動盤７との間に
は、リニヤエンコーダ１８が設けられており、そ
のリニヤエンコーダ１８によつて、可動盤７の移
動速度が検出されるようになつている。そして、
そのリニヤエンコーダ１８の出力信号を受けて信
号を発する切換信号発信回路１９により、圧力制
御弁１６及び流量制御弁１７が制御されるように
なつている。

その切換信号発信回路１９は、第２図に示され
ているように、リニヤエンコーダ１８から出力さ
れる周波数を電圧に変換する周波数／電圧変換器
２１と、充填工程から保圧工程に切り換えるとき
の可動盤７の速度が設定され、その設定値を電圧
信号として出力する保圧切換速度設定器２２と、
これら変換器２１及び設定器２２かにそれぞれ出
力される電圧値を比較し、それらが一致したとき
に信号を出力する比較器２３とによつて構成され
ている。

ソレノイド弁１５は、シーケンサ（図示せず）
によつて切り換え制御されるようになつている。

次に、このように構成されたプレス成形機１に
よつて成形品を得る手順について説明する。

まず、保圧切換速度設定器２２に、充填工程か
ら保圧工程に切り換えるべきときの可動盤７の速
度、すなわち金型１１の型閉じ速度を設定する。
その設定値は、通常のプレス成形法に従つた予備
成形、あるいは金型１１のキヤビテイ形状に基づ
く計算等によつてあらかじめ求められる。

そして、型開きされた金型１１のキヤビテイ２
５内に、成形樹脂材料、例えば溶融樹脂２６を供
給する。この溶融樹脂２６の供給は、型閉じの途
中で行われることもある。

次いで、ソレノイド弁１５を切り換えて、油圧
ポンプ１４から供給される作動油を加圧用油圧シ
リンダ８の上方の油室８ａに流入させる。そのと
きの作動油の圧力は、圧力制御弁１６に設定され
た高い圧力P₁とされ、流量も流量制御弁１７に
よつて大きく設定される。したがつて、油圧シリ
ンダ８のピストン１２が下方に向けて速く、かつ
強く押圧され、可動盤７が下降して、金型１１が
高圧で型閉じされる。このときの可動盤７の速度
Ｖはリニヤエンコーダ１８によつて検出される。

金型１１が高圧で型閉じされると、そのキヤビ
テイ２５内の溶融樹脂２６が押圧されて拡張し、
キヤビテイ２５内に充満するようになる。そし
て、溶融樹脂２６がキヤビテイ２５の末端にまで
充填されると、型閉じに大きな抵抗が加えられる
ので、その型閉じ速度、すなわち可動盤７の下方
への移動速度Ｖは、第３図に破線で示されている
ように急激に低下する。

リニヤエンコーダ１８からは、このように変化
する可動盤７の下降速度Ｖに比例する周波数の信
号が出力される。そして、溶融樹脂２６がキヤビ
テイ２５の末端まで充填され、その速度Ｖが保圧
切換速度設定器２２に設定された速度Vpに達す
ると、比較器２３から切換信号が発信され、圧力
制御弁１６及び流量制御弁１７が切り換えられ
る。このときには、加圧用油圧シリンダ８の上方
の油室８ａに加えられる圧力は、保圧工程に適し
た低い圧力P₂とされ、その油室８ａに流入する
油量も小さく抑えられる。

こうして、充填工程から保圧工程に切り換えら
れる。したがつて、充填工程及び保圧工程のそれ
ぞれにおいて、金型１１を加圧する圧力と型閉じ
速度とを最適に設定することができ、成形時間の
短縮と、ばりの発生の防止とをともに達成するこ
とができる。

ところで、溶融樹脂２６がキヤビテイ２５の末
端まで充填されると、上述のように型閉じ速度、
すなわち可動盤７の下降速度Ｖが低下するので、
加圧用油圧シリンダ８のピストン１２の下降速度
の低下する。その結果、その油圧シリンダ８の上
方の油室８ａに流入する作動油の流量が減少す
る。したがつて、型閉じ速度を表す値としては、
加圧用油圧シリンダ８に流入する作動油の流量を
用いることるできる。

第４図は、そのようにした本発明の加圧工程制
御方法を実施するプレス成形機の制御装置を示す
ブロツク図である。なお、この実施例において、
プレス成形機の構造は第１図のものと同様である
ので、第４図にはその要部のみが示されている。

第４図から明らかなように、この実施例におい
ては、加圧用油圧シリンダ８の上方の油室８ａに
油圧回路１３が接続されるポート部２９に、その
油室８ａに流入する作動油の流量を検出する流量
検出器３０が設けられている。その流量検出器３
０の出力信号は切換信号発信回路１９に導かれ、
その発信回路１９から発信される切換信号によつ
て圧力制御弁１６及び流量制御弁１７が制御され
て、充填工程から保圧工程に切り換えられるよう
になつている。

その切換信号発信回路１９は、流量検出器３０
の検出値を電圧に変換する流量／電圧変換器３１
と、充填工程から保圧工程に切り換えるべき時点
において油圧シリンダ８に流入する作動油の流量
が設定され、その設定値を電圧値として出力する
保圧切換流量設定器３２と、これら変換器３１及
び設定器３２からそれぞれ出力される電圧値を比
較し、それらが一致したときに信号を発する比較
器３３とによつて構成されている。

このように構成されたプレス成形機１において
も、充填工程中は、流量制御弁１７に設定された
一定流量の作動油が加圧用油圧シリンダ８に供給
され、ピストン１２が一定速度で下降して、金型
１１が高圧で型閉じされる。それによつて、金型
１１のキヤビテイ２５内に供給された溶融樹脂２
６がキヤビテイ２５内全体に広がり、キヤビテイ
２５の末端にまで充填される。このように溶融樹
脂２６がキヤビテイ２５の末端まで充填される
と、ピストン１２が大きな抵抗を受け、その下降
速度が急激に低下する。したがつて、油圧シリン
ダ８の上方の油室８ａに流入する作動油の流量も
急激に減少する。

そして、その流量が保圧切換流量設定器３２に
設定された設定値に達すると、比較器３３から切
換信号が出力され、圧力制御弁１６及び流量制御
弁１７の設定値が切り換えられる。こうして、充
填工程から保圧工程に切り換えられる。したがつ
て、第１，２図の実施例と同様の作用効果が得ら
れる。

なお、上記実施例においては、成形樹脂材料と
して溶融状態にある熱可塑性樹脂２６を用いた例
について説明したが、成形樹脂材料としては熱硬
化性樹脂を用いることもできる。その場合には、
熱硬化性樹脂をシート状とし、それを予備加熱し
て、型開きされた金型１１のキヤビテイ２５内に
供給する。そして、金型１１を加熱しながら、同
様の手順によつてプレス成形すればよい。

また、上記実施例においては、縦形のプレス成
形機１を用いるものとしているが、横形のプレス
成形機を用いても、同様に実施することができ
る。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、金型の型閉じ速度を表す値を検出し、その検
出値によつて充填完了を判断するようにしている
ので、その充填完了時点が正確に検知されるよう
になる。そして、その充填完了時点において充填
工程から保圧工程に切り換えるようにしているの
で、充填工程中の金型の型閉じ速度及び圧力は、
保圧工程に関係なく、最適に設定することができ
る。したがつて、成形時間を短縮することができ
るとともに、充填不足やウエルドライン、フロー
マーク等の不良の発生を防止することができる。
また、保圧工程における金型の加圧圧力も単独で
最適に設定することができるので、ばりの発生を
防止することができ、成形品の品質を向上させる
とともに、ばりによる金型の損傷を防ぐことがで
きる。

そして、このようにばりの発生が防止されるの
で、金型に特別なばり防止機構等を設ける必要が
なくなり、金型を安価なものにすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による加圧工程制御方法を実
施するプレス成形機の一例を示すシステム図、第
２図は、その加圧工程制御方法に用いられる切換
信号を発生させるための切換信号発信回路を示す
ブロツク図、第３図は、充填工程から保圧工程に
切り換える状態を示す説明図、第４図は、本発明
の異なる加圧工程制御方法を実施するためのプレ
ス成形機の制御装置を示す要部のブロツク図であ
る。 １……プレス成形機、３……固定盤、７……可
動盤、８……加圧用油圧シリンダ、９……固定
型、１０……可動型、１１……金型、１４……油
圧ポンプ、１５……ソレノイド弁、１６……圧力
制御弁、１７……流量制御弁、１８……リニヤエ
ンコーダ、１９……切換信号発信回路、２２……
保圧切換速度設定器、２５……キヤビテイ、２６
……溶融樹脂（成形樹脂材料）、３０……流量検
出器、３２……保圧切換流量設定器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 成形樹脂材料を固定型と可動型とからなる金
   型内に供給し、その金型を加圧して型閉じするこ
   とにより、前記成形樹脂材料を金型キヤビテイの
   末端まで充填するとともに保圧を加え、固化させ
   て成形品を得るようにした、プレス成形法におい
   て、 前記金型の加圧工程中、その金型の型閉じ速度
   を表す値を検出し、 その検出値が、前記成形樹脂材料が前記金型キ
   ヤビテイの末端まで充填されたと判断されるあら
   かじめ設定された値に達したとき、前記成形樹脂
   材料を充填する充填工程から保圧工程に切り換え
   るようにしたことを特徴とする、 プレス成形法における加圧工程制御方法。 ２ 前記型閉じ速度を表す値として、前記金型を
   加圧する加圧油圧シリンダに流入する作動油の流
   量を検出するようにしたことを特徴とする、 特許請求の範囲第１項記載の加圧工程制御方
   法。