JPH07195368A - キャビティ内圧測定用金型及びキャビティ内圧の測定方法 - Google Patents

キャビティ内圧測定用金型及びキャビティ内圧の測定方法

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JPH07195368A
JPH07195368A JP33695293A JP33695293A JPH07195368A JP H07195368 A JPH07195368 A JP H07195368A JP 33695293 A JP33695293 A JP 33695293A JP 33695293 A JP33695293 A JP 33695293A JP H07195368 A JPH07195368 A JP H07195368A
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Munekata Co Ltd
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Fanuc Corp
Yamaha Motor Co Ltd
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    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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    • B29C45/77Measuring, controlling or regulating of velocity or pressure of moulding material
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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャビティ内の樹脂圧力、特に面圧力の分布
を簡易な手法により正確に測定し得る金型を提供する。 【構成】 キャビティ内の樹脂圧力の高まりにより駆動
可能な圧力駆動ピンと該圧力駆動ピンにかかる樹脂圧力
を検出するための圧力検出手段を備えてなり、該圧力検
出手段が圧力駆動ピンの先端部方向に設けられ圧力によ
り変形可能なフィルム、該フィルムと面接触する硬質材
からなる光透過性板とを有し、圧力駆動ピンの変位によ
り生じる圧力駆動ピン先端部による光透過性板に対する
フィルムの圧接程度を、外部から加えられた光が該圧接
部において反射される光の輝度として計測し、該輝度に
よりキャビティ内の樹脂圧力を感知するものであるか、
もしくは圧力駆動ピンにかかる圧力を圧力駆動ピンの先
端部方向に設けられたフィルム状面圧センサで検出する
ものであることを特徴とするキャビティ内圧測定用金
型。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、キャビティ内圧測定用
金型およびキャビティ内圧の測定方法に関し、更に詳し
くはキャビティ内の樹脂圧力、特に面圧力の分布を簡易
な手法により正確に測定するための金型に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】射出成
形等のプラスチックスの成形加工において、溶融樹脂の
キャビティ内圧を知ることは、溶融樹脂の充填傾向を確
認し、ひいては成形される成形品の精度等の向上を図る
上で重要である。従来より、キャビティ内の樹脂圧力を
測定する方法としては、金型内に圧力センサを装着する
方法が一般的である。しかしながら、圧力センサを用い
る方法では、通常、キャビティ内の圧力測定箇所は数箇
所に限定され、一度にキャビティ内の圧力を広く測定
し、圧力の分布を求めるのは極めて困難である。キャビ
ティ内の圧力測定箇所が限定されるのは、従来の圧力セ
ンサ(圧力計測装置)のサイズや価格等に問題があるた
めである。即ち、従来の圧力計測装置は、センサの寸法
が大きいため、キャビティ内壁面全面にセンサを配置す
ることができず、また仮にキャビティ内に多数のセンサ
を取り付けると、非常にコストが高くなる。従って、圧
力センサを用いるような従来方法では、キャビティ内の
面圧力の分布を求めるのは実質的に不可能であった。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記問題点
を解決し、簡便にキャビティ内の面圧力の分布を求める
方法及び装置について鋭意研究した結果、市販の圧力セ
ンサを金型内に装着して樹脂圧力を測定するという従来
の方法ではなく、キャビティ面に樹脂圧力の高まりによ
り駆動可能な圧力駆動ピンを設け該圧力駆動ピンで受け
た樹脂圧力を、該圧力駆動ピンの先端部方向に設けられ
圧力により変形可能なフィルム、該フィルムと面接触す
る硬質材からなる光透過性板とを有する特定の圧力検出
手段もしくはフィルム状面圧センサを用いて測定すると
いう新規な方法を見出した。本発明では、キャビティ内
に発生した樹脂圧力により変位する圧力駆動ピンを設置
し、つまりこの圧力駆動ピンの一本一本を圧力センサと
し、これと上記フィルム及び光透過性板とを組み合わせ
て、光透過性板に対するフィルムの圧接程度を、外部か
ら加えられた光が該圧接部において反射される光の輝度
として計測し、該輝度によりキャビティ内の樹脂圧力を
感知するか、フィルム状面圧センサにより圧力を検出す
ることにより、キャビティ内圧を測定することを特徴と
するものである。即ち本発明は、キャビティ内の樹脂圧
力の高まりにより駆動可能な圧力駆動ピンと該圧力駆動
ピンにかかる樹脂圧力を検出するための圧力検出手段を
備えてなり、該圧力検出手段が圧力駆動ピンの先端部方
向に設けられ圧力により変形可能なフィルム、該フィル
ムと面接触する硬質材からなる光透過性板とを有し、圧
力駆動ピンの変位により生じる圧力駆動ピン先端部によ
る光透過性板に対するフィルムの圧接程度を、外部から
加えられた光が該圧接部において反射される光の輝度と
して計測し、該輝度によりキャビティ内の樹脂圧力を感
知するものであるか、もしくは圧力駆動ピンにかかる圧
力を圧力駆動ピンの先端部方向に設けられたフィルム状
面圧センサで検出するものであることを特徴とするキャ
ビティ内圧測定用金型、及びキャビティ内の樹脂圧力の
高まりにより駆動可能な圧力駆動ピン、該圧力駆動ピン
の先端部方向に設けられ圧力により変形可能なフィル
ム、該フィルムと面接触する硬質材からなる光透過性板
とを有する金型を用い、そのキャビティ内に溶融樹脂を
注入することにより生じる樹脂圧力を圧力駆動ピンで受
け、圧力駆動ピンの変位により生じる圧力駆動ピン先端
部による光透過性板に対するフィルムの圧接程度を、外
部から加えられた光が該圧接部において反射される光の
輝度として計測し、該輝度によりキャビティ内の樹脂圧
力を検出することを特徴とするキャビティ内圧の測定方
法、並びにキャビティ内の樹脂圧力の高まりにより駆動
可能な圧力駆動ピン、該圧力駆動ピンの先端部方向に設
けられたフィルム状面圧センサを有する金型を用い、そ
のキャビティ内に溶融樹脂を注入することにより生じる
樹脂圧力を圧力駆動ピンで受け、圧力駆動ピンの変位に
より生じる圧力を該フィルム状面圧センサで検出するこ
とを特徴とするキャビティ内圧の測定方法である。
【0004】以下、添付図面を参照しつつ本発明を詳細
に説明する。キャビティ内圧測定用金型の装置構成を図
1に示す。図1の3、4、5、6、7(点線枠内)が金
型のキャビティを構成する部分である。圧力駆動ピン7
は、キー6により保持され、そのキー6が圧力駆動ピン
固定台3、カバープレートX、カバープレートYで固定
されている。かかる圧力駆動ピン7はキャビティ面内に
敷き詰められた状態となり、また圧力駆動ピン7はキャ
ビティ面で上下することができる構成になっている。か
かる圧力駆動ピンは、図5に示す如く、金型ブロック1
7に小径の孔をあけ、その中に配置する構成とすること
も可能である。また、圧力駆動ピンは、樹脂圧力の測定
を必要とされる特定箇所のみに設けることも可能であ
る。図2は、図1の3〜7の部分の構成と、圧力駆動ピ
ン7と作動状態を模式的に示したものである。キャビテ
ィのA面に溶融樹脂が充填されると、その樹脂圧力によ
り圧力駆動ピンが変位し、圧力がB面に伝えられる。B
面に圧力駆動ピンの変位を圧力に変換できる計測器を取
り付けることにより、A面で発生した圧力をB面で捉え
ることができる。これが本発明のキャビティ内圧測定用
金型の基本原理である。
【0005】次に、本発明のキャビティ内圧測定用金型
を用いて樹脂の圧力分布を求める具体的方法を図3に従
って述べる。 先ず、キャビティ面内に敷き詰めてある圧力駆動ピン
7の先端部方向(キャビティの下側)に、圧力駆動ピン
7の変位により変形可能なフィルム8、更にその下に硬
質材からなる光透過性板9を金型内に設ける。上記圧力
により変形可能なフィルムとしては、一定以上の弾性回
復力を有するものであればよく、ここではポリイミドフ
ィルム(厚さ 250μm )を使用している。又、上記光透
過性板としては、光透過性を有するものであれば透明、
不透明の何れでもよく、ここではガラス板を用いてい
る。 次いで、このキャビティ内圧測定用金型を射出成形機
に取付け、従来通りに成形を行う。溶融樹脂がキャビテ
ィ内に充填されると樹脂圧力により圧力駆動ピン7が変
位し、この圧力駆動ピン7がフィルム8を押さえつける
ことにより、フィルムと光透過性板9の密着性が変化す
る。 この密着状態を、例えば光透過性板9の下部に設置さ
れたプリズムガラス10を介して、金型外部にあるビデ
オカメラ11で撮影し、撮影された画像を処理して輝度
に変換する。 全ての圧力駆動ピン7から求めた輝度を樹脂圧力に換
算し、これらを一つにまとめることにより、キャビティ
内の圧力分布を求めることが可能になる。
【0006】本発明において、上記の如く輝度を測定
し、これを樹脂圧力に換算するためには、輝度と圧力の
関係を別の測定手段によって予め測定しておく必要があ
る。尚、かかる測定において、輝度と圧力の関係は、使
用するフィルム、光透過性板等の材質、厚み等によって
変わるため、実際に使用するもの又はそれと同一の組み
合わせで測定する必要がある。このようにして測定した
上記材料での樹脂圧力と輝度の関係を図4に示す。実用
的な成形の樹脂圧力の範囲内では、圧力と輝度の間には
相関関係が認められ、樹脂のキャビティ内の圧力の変化
に伴って輝度は変化し、本発明方法によれば輝度から圧
力が換算できる。また、本発明においては、圧力検出手
段として、圧力駆動ピンの先端部方向にフィルム状面圧
センサを設け、圧力駆動ピンで受けた樹脂圧力を該フィ
ルム状面圧センサで検出する方法も有効である。尚、圧
力駆動ピンの材質が金型材質と異なる場合、樹脂の流
動、収縮挙動等が部分的に異なったものになる可能性が
あるため、圧力駆動ピンは金型材質と同じもので製作す
るのが好ましい。
【0007】
【発明の効果】本発明によれば、実用的な成形の樹脂圧
力の範囲内で、樹脂圧力と輝度が関係付けられ、輝度か
ら樹脂圧力が換算できるようになった。これにより、比
較的簡易で安価な装置でありながら、各圧力駆動ピンか
ら求めた樹脂圧力をキャビティ面全体でまとめることに
よりキャビティ内の面圧分布の測定が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のキャビティ内圧測定用金型の装置構
成を示す斜視図である。
【図2】 本発明のキャビティ内圧測定用金型の金型構
成を説明する模式図である。
【図3】 本発明によりキャビティ内圧を測定する状態
を説明する模式図である。
【図4】 本発明における、樹脂圧力と輝度の関係を示
すグラフである。
【図5】 本発明のキャビティ内圧測定用金型の金型ブ
ロック構成の別の一例を説明する模式図である。
【符号の説明】
1 …金型プレートA 2 …金型プレートB 3 …圧力駆動ピン固定台 4 …カバープレートX 5 …カバープレートY 6 …キー 7 …圧力駆動ピン 8 …フィルム 9 …光透過性板 10…プリズムガラス 11…ビデオカメラ 12…ガイドピンブッシュ 13…観察窓 14…ガラスインサート金型 15…キャビティ 16…パーティングライン 17…金型ブロック 18…受圧面(キャビティ面)
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01L 11/02 (71)出願人 590000422 ミネソタ マイニング アンド マニュフ ァクチャリング カンパニー アメリカ合衆国,ミネソタ 55144−1000, セント ポール,スリーエム センター (番地なし) (71)出願人 000002107 住友重機械工業株式会社 東京都品川区北品川五丁目9番11号 (71)出願人 000002174 積水化学工業株式会社 大阪府大阪市北区西天満2丁目4番4号 (71)出願人 000003001 帝人株式会社 大阪府大阪市中央区南本町1丁目6番7号 (71)出願人 000003458 東芝機械株式会社 東京都中央区銀座4丁目2番11号 (71)出願人 000222118 東洋インキ製造株式会社 東京都中央区京橋2丁目3番13号 (71)出願人 000222587 東洋機械金属株式会社 兵庫県明石市二見町福里字西之山523番の 1 (71)出願人 000003193 凸版印刷株式会社 東京都台東区台東1丁目5番1号 (71)出願人 000003159 東レ株式会社 東京都中央区日本橋室町2丁目2番1号 (71)出願人 390008235 ファナック株式会社 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 (71)出願人 390006323 ポリプラスチックス株式会社 大阪府大阪市中央区安土町2丁目3番13号 (71)出願人 000005887 三井石油化学工業株式会社 東京都千代田区霞が関三丁目2番5号 (71)出願人 000006208 三菱重工業株式会社 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 (71)出願人 390022655 ムネカタ株式会社 大阪府高槻市辻子1丁目1番30号 (71)出願人 000010076 ヤマハ発動機株式会社 静岡県磐田市新貝2500番地 (72)発明者 横井 秀俊 東京都江東区越中島1丁目3番地 越中島 住宅17号棟209号室 (72)発明者 村田 泰彦 千葉県千葉市稲毛区園生町146−11 ロー ズハウス301号室 (72)発明者 高橋 重晶 静岡県富士市宮島885−11

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 キャビティ内の樹脂圧力の高まりにより
    駆動可能な圧力駆動ピンと該圧力駆動ピンにかかる樹脂
    圧力を検出するための圧力検出手段を備えてなり、該圧
    力検出手段が圧力駆動ピンの先端部方向に設けられ圧力
    により変形可能なフィルム、該フィルムと面接触する硬
    質材からなる光透過性板とを有し、圧力駆動ピンの変位
    により生じる圧力駆動ピン先端部による光透過性板に対
    するフィルムの圧接程度を、外部から加えられた光が該
    圧接部において反射される光の輝度として計測し、該輝
    度によりキャビティ内の樹脂圧力を感知するものである
    か、もしくは圧力駆動ピンにかかる圧力を圧力駆動ピン
    の先端部方向に設けられたフィルム状面圧センサで検出
    するものであることを特徴とするキャビティ内圧測定用
    金型。
  2. 【請求項2】 圧力駆動ピンが一つのキャビティ内に複
    数個設けられた請求項1記載のキャビティ内圧測定用金
    型。
  3. 【請求項3】 複数個の圧力駆動ピンによりキャビティ
    内の一つの面全体が構成されるように圧力駆動ピンが設
    けられた請求項1記載のキャビティ内圧測定用金型。
  4. 【請求項4】 硬質材からなる光透過性板がガラス板で
    ある請求項1〜3の何れか1項記載のキャビティ内圧測
    定用金型。
  5. 【請求項5】 圧力により変形可能なフィルムが弾性回
    復力を有するものである請求項1〜4の何れか1項記載
    のキャビティ内圧測定用金型。
  6. 【請求項6】 キャビティ内の樹脂圧力の高まりにより
    駆動可能な圧力駆動ピン、該圧力駆動ピンの先端部方向
    に設けられ圧力により変形可能なフィルム、該フィルム
    と面接触する硬質材からなる光透過性板とを有する金型
    を用い、そのキャビティ内に溶融樹脂を注入することに
    より生じる樹脂圧力を圧力駆動ピンで受け、圧力駆動ピ
    ンの変位により生じる圧力駆動ピン先端部による光透過
    性板に対するフィルムの圧接程度を、外部から加えられ
    た光が該圧接部において反射される光の輝度として計測
    し、該輝度によりキャビティ内の樹脂圧力を検出するこ
    とを特徴とするキャビティ内圧の測定方法。
  7. 【請求項7】 キャビティ内の樹脂圧力の高まりにより
    駆動可能な圧力駆動ピン、該圧力駆動ピンの先端部方向
    に設けられたフィルム状面圧センサを有する金型を用
    い、そのキャビティ内に溶融樹脂を注入することにより
    生じる樹脂圧力を圧力駆動ピンで受け、圧力駆動ピンの
    変位により生じる圧力を該フィルム状面圧センサで検出
    することを特徴とするキャビティ内圧の測定方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2411618A (en) * 2001-05-31 2005-09-07 Jhm Technologies Inc Controlling moulding process using sensor
CN108534693A (zh) * 2018-06-28 2018-09-14 四川农业大学 一种茶拢纵深高度测量装置

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