JPH07232344A - プラスチック成形方法とその成形金型及びその成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】金型に対して、冷却水などの冷却媒体の供給流
量を確保して、連続成形における成形サイクルの短縮、
生産効率の向上を図る。 【構成】冷却媒体経路中に所要温度に冷却された冷却媒
体を強制供給する冷却工程において、前記冷却媒体の温
度降下の勾配を急激にするとともに、供給圧制御装置に
より前記冷却媒体を所定流量にすることにより、成形温
度から取り出し温度までの金型の熱収支の平衡を安定的
に保つプラスチック成形方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学系などで使用する
寸法精度の高い樹脂成形品を、射出成形で得るためのプ
ラスチック成形システム、またホットランナーを用い
て、熱可塑性樹脂を射出成形にするプラスチック射出成
形型とプラスチック成形品、及び、他部品と接合するた
めに、成形本体の一面にボスを突出する形成したプラス
チック成形方法とその成形金型及びその成形品に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のプラスチック成形システムでは、
射出成形装置および付帯設備が用いられている。また、
この種の成形システムに使用される射出成形金型は、ホ
ットランナーのゲートを、図６６や図６８に示されるよ
うな断面形状に構成している。

【０００３】即ち、図６６において、ホットランナー４
０は、ゲート３９が成形品３８Ａ（図６７参照）の肉厚
部を形成するためのキャビティ３８に対して直接連通し
て設けられている。

【０００４】また、図６８のように、ホットランナー４
０は、ゲート３９がダミーとして設けられるランド部１
００を介して、成形品３８Ａ（図６９参照）の肉厚に相
当するキャビティ３８に連通している。

【０００５】一方、プラスチック成形品を他部品と接合
する場合において、成形品本体の一面である、主として
裏側面にボスを突出するように一体成形しておき、この
ボスに対して、相手部品の接合孔部を嵌合するか、ある
いは、取付けビスを使用して螺合して一体に構成するよ
うにしている。

【０００６】例えば、図７０および図７１に示すように
形状のボス１５０を偏平な成形品本体３８Ａの一面から
一体形成しておき、ボス１５０の外周面２００に対して
た相手部品の接合孔部が摺接する形で一体的にすること
が多く行われている。このよに相手部品の接合孔部に嵌
合する場合において、更に相手部品との間の間隔を保持
するために、図７２および図７３に示されるように、ボ
ス１５０の根元に環状の座部２０２を形成する場合があ
る。この場合には、成形品本体の肉厚に比較してボス１
５０の直径が大きくなる。また、座部２０２が形成され
る関係上から、冷却過程において、成形品本体の温度降
下に比較して、ボス１５０や座部２０２の温度降下が遅
くなることが知られている。

【０００７】そこで、ボス１５０の直径が大きい場合に
は、図７４および図７５に示されるように、中央部位に
おいて肉抜き孔２０８を形成して、温度降下を早める工
夫もなされている。特に、取付けビスを用いて、他部品
の接合部を上記ボスに螺着する際には、肉抜き孔２０８
がビス止め用の下孔として利用されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来プラスチック成形システムによれば、以下に述べる
ような欠点がある。

【０００９】（１）通常、工場用水の温度は２５℃程度
であり、しかも、年間で、平均３℃程度変動する。ま
た、工場用水の分岐先での使用状態でも温度はバラツ
キ、例えば、何台の射出成形装置に対して配管されてい
るか、あるいは、同時に何台が稼動しているか等に依存
して日あるいは時間単位で水温が変動する。

【００１０】また、工場用水を、成形金型を所定温度に
冷却するための冷却水として使用する場合には、金型へ
の供給圧力と、その戻りの圧力との差圧が、１ｋｇ／平
方センチ〜２ｋｇ／平方センチ 程度の小さい値である
ことから、冷却媒体の管路抵抗や金型内の分岐経路抵抗
によって発生する圧力損失により、金型内を流れる冷却
媒体の流量が激減することになる。この結果、金型の冷
却効率が悪くなる。

【００１１】そこで、金型内の冷却媒体の温度を制御し
て、連続成形の過程で、繰り返される金型内の温度変化
を一定のパターンに安定させるために、金型と冷却水供
給源（集中チラー）との間において、温度調節装置を介
挿する場合がある。しかしながら、上述のように工場用
水は、通常、２５±３℃であるため、加圧調節機能のみ
を備えた温度調節装置により、媒体の温度を安定できる
のは、３０℃以上の温度に限られている。さらに、通
常、用いられている温度調節装置の能力は、最大吐出量
で６０〜８０（リットル／分）であることから、冷却媒
体の経路の圧力損失が３〜４ｋｇ／平方センチ 以上で
は、予期する流量を確保できないのが実情である。

【００１２】このような事情から、従来は、金型内に供
給された樹脂の熱量を、分岐経路を介して流通される冷
却媒体により運び出すのに必要なサイクルから経験的に
設定して、連続成形の過程で、金型温度の変化が、一定
のパターンに収斂されるようにしている。

【００１３】即ち、連続成形状態での成形温度から取り
出し温度までの各サイクルの金型の熱収支の平衡を保つ
ように工夫していた。しかし、この従来方式によれば、
冷却過程での熱交換効率が非常に悪いことから、成形サ
イクルが長くなり、生産効率を低く抑えられてしまう問
題点がある。

【００１４】（２）従来の成形システムでは、成形中に
おける成形品に関するデータを収集する処置がなされて
いない。このために、数種類の成形条件下で予め射出成
形を行い、得られた成形品の寸法を測定して、その測定
値中から最も寸法精度の良い成形品を成形する条件を選
択して、成形時の射出成形機および付帯機器の設定を行
っている。この結果、最適条件の設定には多大の労力と
時間が掛かる。

【００１５】特に、成形条件の多数のパラメータ（可塑
化シリンダの温度、ホットランナーの温度、冷却水温度
調節機の設定温度、射出速度、射出圧力、金型の保持圧
力、その保持圧力の維持時間、冷却時間、金型開閉速
度、成形品の自動取り出し機の制御速度、動作、位置な
どの設定、等）を、各々、適正値に設定する判断情報を
得ることができないので、試行錯誤を重ねた上で経験的
に各パラメータを設定している。

【００１６】（３）従来の成形システムでは、金型供給
前の冷却媒体の温度は、冷却水温度調節機の設定温度か
ら解るが、金型内の分岐経路に対して、実際に流れてい
る冷却媒体の温度、流量を知ることができない。したが
って、成形後に金型から成形品を取り出した際に、その
成形品の全体の温度分布が解らず、金型内での温度調節
のための冷却媒体と、成形品の温度分布との対応が把握
できない。この結果、得られた成形品の、冷却過程にお
ける温度分布の不均一に起因する部分的な熱収縮差が原
因で、成形品に変形が生じた場合であっても、具体的な
原因究明乃至変形防止対策もなし得ないのが実情であ
る。せいぜい、単に冷却時間を延長して、金型内での成
形品の均熱状態を確保するぐらいが有効な方策であっ
た。

【００１７】（４）射出成形における成形品の変形原因
の主たるものは、金型内に充填した際の樹脂の密度分布
の不均一と、充填後の冷却過程での金型内の成形品の温
度分布の不均一にある。つまり、金型内の樹脂の密度分
布については、密度の高い部分は収縮量が小さく、密度
の小さい部分は収縮が大きい。

【００１８】そのため、部分的な収縮差により、成形品
内に局部的な応力が発生し、変形を引き起こすと考えら
れている。また、温度分布については、温度の低い部分
が、他の部分より先に樹脂の硬化温度に達して、金型内
でその樹脂の熱膨張係数に従った収縮を起こす。一方、
温度の高い部分は、後から同様の収縮を起こすので、先
に硬化した部分を引張る形となり、局部的な応力が発生
してしまい、金型から成形品を取り出す際に、変形を引
き起こす。

【００１９】しかしながら、この場合においても、具体
的な原因の究明ができず、有効な対策がない。

【００２０】（５）従来の成形システムでは、日常的な
管理および成形品の段取り変え（金型交換など）後の成
形条件管理として、射出成形機、冷却水温度調節機の設
定値を選択設定できる。しかしながら、従来の成形シス
テムでは、実際の成形状態（金型内での樹脂の流動状
態、圧力分布、温度分布、冷却媒体の温度、その流量な
ど）が、所要の条件で再現されているか否かを管理でき
ない。

【００２１】従って、金型に対する冷却水供給管路の接
続を誤ったり、冷却媒体を通す流路が詰まっていたり、
あるいは、射出成形機の可塑化シリンダを加熱するヒー
ターの能力が変化しており、実際の金型温度、成形品取
り出し温度、樹脂粘度、樹脂の流動性、圧力分布が変化
していた場合において、即時的に、それらの変化に気付
くことができず、対応が遅れる問題点があった。

【００２２】（６）従来の成形システムでは、通常、射
出成形機の金型の開放完了（所謂型開き）信号に基づき
成形品自動取り出し機が動作され、ハンドを金型内にま
で入れて、成形品を把持し、その後、金型から退避させ
るようにしている。また、射出成形機は、成形品自動取
り出し機の退避完了信号まで、型閉動作を待っている
が、この種の射出成形機は、型閉信号を受けてから、実
際に型閉動作に入るのに、かなりのロスタイムがある問
題点が指摘されている。

【００２３】（７）従来の成形システムでは、成形品を
金型から取り出すのに、上述のように、成形品自動取り
出し機が用いられるが、そのハンドには、工場内に供給
されている圧縮エアーによって作動されるエアーシリン
ダ・タイプのチャックが用いられている。しかしなが
ら、一つの射出成形機で、数種類の金型を順次、交換し
ながら成形する際には、その金型交換の都度、チャック
を交換し、例えば、そのチャックの把持力などを調整す
る必要がある。このようなチャックの調整（例えば把持
力）を誤ると、特異な形状の成形品、もしくは、成形品
の取り出し温度が高いものでは、成形品に作用する把持
力で、予期しない成形品の変形をもたらしてしまい、成
形品の寸法精度のばらつきや不良品を生じる。

【００２４】一方、上述した従来の図６６の射出成形金
型によれば、ゲート３９の近傍において、成形品に、肉
引きが生じる欠点がある。また、図６８に示された成形
型によれば、型開きをした際に、所謂、糸引きを生じる
欠点がある。尚、この他にも、前者の場合で、予め、ゲ
ート３９周辺の成形品の肉厚を薄くすることもなされて
いるが、ゲート３９近傍に対応する成形品の箇所におい
て、樹脂温度が必要以上に高温になり樹脂が分解したり
樹脂中の添加剤が揮発、分解して起るフラッシュや、樹
脂温度が必要以上に高温になり樹脂中の水分が揮発ある
いは、水分分解に伴う樹脂の加水分解、樹脂中の添加剤
が揮発して発生するシルバーなどの外観不良を呈する虞
がある。このような不良は、高い精度と外観美を要求さ
れるプラスチック成形品において特に外観面を成形する
場合には、重大な問題となる。

【００２５】また、図７０、図７３において円柱状ある
いは円筒形状のボス１５０を一体射出成形する場合に
は、幾つかの問題点がある。

【００２６】即ち、成形後に成形品３８Ａが離型できる
温度まで冷却されているにも拘らず、ボス１５０や座部
２０２では、離型に必要な温度まで降下されていない場
合があり、このために、成形サイクル（冷却工程）を遅
延させることが必要になり、生産性を低下する。

【００２７】また、成形品の各部位の温度降下の差に起
因して、ボス１５０の嵌合面２００にヒケが発生し、嵌
合精度を低下させ、あるいは、成形品本体３８Ａの、ボ
ス形成箇所に対向する面にヒケが発生して、平面精度や
外観美を損なう問題がある。また、図７４、図７５に示
したように肉抜きをした場合には、ボス１５０の強度低
下が問題となる。更に、成形型においては、ボス位置を
変更する場合などは、ボス１５０の雌型部分と肉抜き部
２０８を形成する雄型部分の補正を同時に行う必要があ
り、雌雄型の双方の金型変更が必要となりかつ相互位置
合わせが困難となりコストアップを招く問題点がある。

【００２８】したがって本発明は、上記の各問題点と各
事情に鑑みてなされたものあり、その目的とするところ
は、金型に対して、冷却水などの冷却媒体の供給流量を
確保して、連続成形における成形サイクルの短縮、生産
効率の向上を図るようにしたプラスチック成形方法を提
供することにある。

【００２９】また、金型内部の冷却媒体の流通経路の流
量を測定して、その測定結果をフィードバックし、冷却
媒体の供給流量を必要、十分に確保できるようにしたプ
ラスチック成形方法の提供を目的にしている。

【００３０】また、金型内部の所要箇所における温度を
測定し、その温度制御に必要な冷却媒体の流量制御を行
うように構成したプラスチック成形方法の提供を目的に
している。

【００３１】また、金型内の温度分布、圧力分布を測定
して、成形、冷却過程で、成形品の良否判定を実現でき
るようにしたプラスチック成形方法の提供を目的にして
いる。

【００３２】また、金型内の温度分布、圧力分布を測定
して、その測定結果をフィードバックして、射出成形
機、付帯機器などの諸パラメータを補正して、即時的な
対応を実現できるようにしたプラスチック成形方法の提
供を目的にしている。

【００３３】また、金型から取り出された成形品の所要
各部の温度をモニターして、成形品の良否判定を行うよ
うにしたプラスチック成形方法の提供を目的にしてい
る。

【００３４】また、金型の開閉と、成形品取り出し手段
の動作タイミングとを、ロスタイムが無いようにして、
成形品の生産効率を向上するようにしたプラスチック成
形方法の提供を目的にしている。

【００３５】また、金型からの成形品の取り出し温度か
ら、成形品取り出し手段の把持力を調整制御して、取り
出しに際して、成形品側に変形をもたらさないように工
夫したプラスチック成形方法の提供を目的にしている。

【００３６】また、金型より取り出された成形品の所要
箇所の温度をモニターすることで、成形品の良否判定を
行えるようにしたプラスチック成形方法の提供を目的に
している。

【００３７】また、ホットランナーからキャビティに射
出される熱可塑性樹脂はゲート吐出箇所で、射出時の剪
断熱による温度上昇を受けるが、これを抑えるように工
夫して、出来上がる成形品において「ひけ」を生じさせ
ないように、ホットランナーとキャビティとの連絡部位
を構成したプラスチック成形金型の提供を目的にしてい
る。

【００３８】また、成形品として外観上、何等支障のな
い形で、しかも、射出成形時に、成形品表面に「ひけ」
を生じない構成のプラスチック成形品の提供を目的とし
ている。

【００３９】また、ボスの嵌合直径に関係なく、成形品
本体と同等ないしそれより薄い肉厚で、ボスを構成でき
るようにしたプラスチック成形品の提供を目的にしてい
る。

【００４０】他の目的とするところは、後述する実施例
に基づいて、明らかにされるであろう。

【００４１】

【課題を解決するための手段】及び

【作用】上述の課題を解決し、目的を達成するために、
本発明によれば、樹脂を射出成形する際 射出成形機か
ら金型に射出された樹脂を、成形後、金型内で所定温度
まで冷却し、その後、取り出すように構成されたプラス
チック成形システムにおいて、上記金型を冷却する冷却
媒体経路には、所要温度に冷却された冷却媒体を強制供
給し、冷却工程における温度降下の勾配を急激にして、
連続成形状態での成形温度から取り出し温度までの各サ
イクルの金型の熱収支の平衡を保つように、金型への冷
却媒体の供給圧制御装置が装備されている。

【００４２】この場合、上記冷却媒体経路には、更に、
上記冷却媒体を冷却する冷却装置、冷却媒体の温度制御
装置、および、金型からの冷却媒体戻り経路に設けられ
た流量測定装置が装備されていて、上記流量測定装置の
測定結果で上記供給圧制御装置の駆動を制御するように
構成してもよい。

【００４３】また、上記冷却媒体経路は、金型に対して
複数に分岐されており、金型内の各分岐経路に対応して
冷却媒体分岐装置が装備され、上記供給圧制御装置は、
各分岐経路についての、冷却媒体分岐装置への冷却媒体
の供給圧を制御するように構成され、上記流量測定装置
は、各分岐冷却媒体戻り経路に対応して複数個、設けら
れているとよい。上記流量測定装置の測定結果は、制御
ユニットに供給され、上記制御ユニットは、金型に設け
られた金型温度測定装置からの測定結果および上記流量
測定装置からの測定結果から、上記供給圧制御装置の駆
動信号を出力するように構成されているとよい。

【００４４】更に、要すれば、冷却媒体分岐装置から金
型への供給経路には、絞り弁が設けられていて、上記流
量測定装置の測定結果は、制御ユニットに供給され、上
記制御ユニットは、金型に設けられた金型温度測定装置
からの測定結果および上記流量測定装置からの測定結果
から、上記絞り弁の開度制御信号を出力するように構成
されているとよい。

【００４５】また、本発明によれば、樹脂を射出成形す
る際、射出成形機から金型に射出された樹脂を、成形
後、金型内で所定温度まで冷却し、その後、取り出すよ
うに構成されたプラスチック成形システムにおいて、上
記金型を冷却する冷却媒体経路には、所要温度に冷却さ
れた冷却媒体を強制供給し、冷却工程における温度降下
の勾配を急激にして、連続成形状態での成形温度から取
り出し温度までの各サイクルの金型の熱収支の平衡を保
つように、金型への冷却媒体の供給圧制御装置が装備さ
れており、また、金型には所要箇所に圧力センサーおよ
び金型温度測定装置が設けられており、それらの測定結
果は制御ユニットに供給され、上記制御ユニットは、そ
れらの測定結果から、金型冷却の際の均熱制御を行うよ
うに、上記冷却媒体経路の冷却媒体の流量を調節するた
めの信号を出力するように構成されている。

【００４６】この場合、冷却媒体分岐装置から金型への
供給経路には、絞り弁が設けられており、上記制御ユニ
ットからは、冷却媒体の流量の調節のため、上記絞り弁
の開度制御信号が出力されるようになっているとよい。

【００４７】また、本発明によれが、樹脂を射出成形す
る際、射出成形機から金型に射出された樹脂を、成形
後、金型内で所定温度まで冷却し、その後、取り出すよ
うに構成されたプラスチック成形システムにおいて、上
記金型の温度を測定する金型温度測定装置および金型内
の樹脂圧力を測定する圧力センサを、それぞれ、所要の
複数箇所に備えると共に、射出成形後の冷却過程／射出
成形から冷却過程における、これらの測定過程に基づい
て、制御ユニットで、成形品の成形の良否判定を行うよ
うに構成している。

【００４８】この場合、このシステムでは、上記圧力セ
ンサの出力信号を記録する記録装置を備えており、上記
記録装置の情報をモニタし、出力波形から異常を検出し
た時、警報信号を出力するように構成してもよい。ま
た、金型からの成形品の取り出し手段は、制御ユニット
からの信号で、成形品の掴み圧力を制御されるように、
その把持部の圧力調整手段を具備しているとよい。

【００４９】更に、本発明によれば、樹脂を射出成形す
る際、射出成形機から金型に射出された樹脂を、成形
後、金型内で所定温度まで冷却し、その後、取り出すよ
うに構成されたプラスチック成形システムにおいて、金
型内の成形品を上下から掴む把持手段を具備し、また、
成形品搬出経路には、成形品を上下から掴んだままの状
態で、上記把持手段からの成形品を、載置、受容して
後、搬出経路に転送する転送手段が設けられている。

【００５０】この場合、上記転送手段は、成形品を載置
する載置台、上記載置台の傾動手段、および、上記傾動
手段の傾動操作の時に成形品を搬出経路に滑走させる滑
走台部材を装備しているとよい。

【００５１】また、本発明によれば、樹脂を射出成形す
る際、射出成形機から金型に射出された樹脂を、成形
後、金型内で所定温度まで冷却し、その後、取り出すよ
うに構成されたプラスチック成形システムにおいて、金
型内から搬出された成形品を搬出する成形品搬出経路に
は、成形品の各部温度をモニタする監視手段が設けられ
ており、これによって、成形品の良否判定を行うように
している。

【００５２】この場合、上記監視手段からのフィードバ
ックで、冷却媒体の分岐経路における上記冷却媒体の流
量制御を行うように構成してもよい。

【００５３】また、本発明によれば、ホットランナーを
用いて熱可塑性樹脂を射出成形するプラスチック射出成
形型において、キャビティに連なるゲートのランド部
は、円筒形状であり、ランド部を介してゲートに連なる
キャビティの部分いおける成形品の肉厚が、徐々にラン
ド部の出口に向かって薄くなるように、ゲートに対する
キャビティの連接部分を形成している。

【００５４】また、本発明では、キャビティに連なるゲ
ートのランド部が、ホットランナーの、ゲートにおける
射出方向と直交する方向に延びる領域と、この領域の、
上記ゲート一から外れた位置で、キャビティに連なる様
に、樹脂の流れ方向を変える領域とからなる構成になっ
ている。

【００５５】また、本発明では、キャビティには、これ
に連なるホットランナーのゲートが成形品表面より内側
まで突出するような所要寸法の突出部が設けられてお
り、また、そのゲート周囲に位置して、ゲートから離れ
る方向に、その箇所の成形品の肉厚を徐々に増加する肉
厚変化部分が形成されている。

【００５６】更に、本発明によれば、キャビティには、
これに連なるホットランナーのゲートの対向面側に、成
形品の薄肉部分を形成し、また、ゲートから離れる方向
に、その箇所の成形品の肉厚を徐々に増加する肉厚変化
部分が形成されている。

【００５７】本発明の射出成形で形成されるプラスチッ
ク成形品は、成形時、ランド部を介して、ホットランナ
ーのゲートに連なる成形型のキャビティの部分における
肉厚厚が、徐々にランド部の出口に向かって薄くなるよ
うな形状に構成されている。

【００５８】また、本発明の成形品は、成形時、ホット
ランナーのゲートに連なるランド部が、成形品の一部を
構成するものであり、その部分が上記ホットランナーの
射出方向と直交する方向に延びる領域と、この領域の、
上記ゲート一から外れた位置で、成形品本体に連なるよ
うに、曲げられた方向に延びる領域とからなる構成であ
る。

【００５９】また、本発明のプラスチック成形品は、成
形時、ホットランナーのゲートに連なる部分の成形品表
面に、内側に窪む溝状部が設けられており、また、その
ゲート対応部分の周囲に位置して、そこから離れる方向
に、その箇所の肉厚を徐々に増加する肉厚変化部分が形
成されている。

【００６０】更に、本発明のプラスチック成形品は、成
形時、ホットランナーのゲートに対向する裏面側に薄肉
部分が形成され、また、ゲートに連なる箇所から離れる
方向に、肉厚を徐々に増加する肉厚変化部分が形成され
ている。

【００６１】このため、本発明では、他部品と接合する
ために、成形品本体の一面に突出形成されたボスが、他
部品の嵌合孔の内径に、外周縁の３箇所以上が接する状
態で、嵌合中心から放射状に延びる板上の複数のリブか
ら構成されている。

【００６２】また、本発明では、他部品と接合するため
に、成形品本体の一面に突出形成されたボスが他部品の
嵌合突起の外形に、内周縁の３箇所以上が接する間隙を
備えた状態で、嵌合中心から放射状に延びる板上の複数
のリブから構成されている。また、本発明では、他部品
と接合するために、成形品本体の一面に突出形成された
ボスが、他部品の取付けビス外周に、ビス下孔として、
内周縁の３箇所以上が螺合する間隙を備えた状態で、嵌
合中心から放射状に延びる板状の複数のリブから構成さ
れている。

【００６３】これによって、冷却過程で、成形品本体と
ボスとの間に、温度降下の差がなくなり、成形サイクル
（冷却工程）にロス時間がなくなり、生産性画工状で
き、また、成形品にヒケが発生せず、他部品との嵌合精
度、へん面精度、外観美などを良好に保持できる。ま
た、ボス位置の若干の修正などの成形型補正も、部分的
に行えるので、修正が仕易い。

【００６４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して、具
体的に詳述すると、図１は射出成形装置の概略構成図で
ある。本図において、射出成形装置１には、可塑化シリ
ンダ３１が装備されており、材料供給装置４よりホッパ
ー３を経由して、熱風乾燥した樹脂材料が、エア搬送で
供給されるように構成されている。また、射出成形装置
１に装着された金型２のキャビティ内には、上記の可塑
化シリンダ３１から、所定温度に加熱された樹脂材料
が、所定サイクルの繰り返しの過程において、所定圧力
で充填された後に、金型内で冷却されてから、ロボット
ハンドなどの成形品自動取り出し手段５により完成成形
品として外部に取り出される。

【００６５】また、金型２内には、不図示の複数の冷却
経路が配設されており、管路９を介して、工場用水、冷
却油などの冷却媒体が供給及び循環され金型２を所定温
度に金型を保つようにしている。このために、冷却媒体
経路には、例えば、工場用水集中チラー３３から冷却媒
体である冷却水が温度調節装置６において、所要温度ま
で昇温されてから、分岐装置１２を経由して分岐され
て、金型２の各分岐経路に供給されるように構成されて
いる。また、成形品は、冷却完了後に、上記の自動取り
出し手段５により、搬出経路であるコンベアー７上に取
り出されてから、自動搬送されるようにレイアウトされ
ている。

【００６６】特に、金型２を冷却する冷却媒体経路に
は、その複数の供給経路９Ａ側において、金型２への冷
却媒体の供給圧制御装置１４であって増圧ポンプを内蔵
した装置が装備されている。そして、所要温度に冷却さ
れた冷却媒体は強制供給されて冷却工程における樹脂の
温度降下の勾配を急激にできるようにして、連続成形状
態における成形温度から取り出し温度までの各サイクル
の金型２の熱収支の平衡状態を保てるようにしている。

【００６７】また、冷却媒体経路途中には、更に、冷却
媒体を所要温度である、例えば、１０℃に冷却するため
の冷却装置１０と、冷却後の冷却媒体を加温して正確に
一定温度に制御する温度制御装置６と、金型２からの複
数の冷却媒体戻り経路９Ｂに対応して、それぞれ、リア
ルタイムで戻り冷却媒体９Ｂの流量を測定する流量測定
装置１３とが装備されている。以上の構成により、流量
測定装置１３の測定結果に応じて、供給圧制御装置１４
の駆動を制御するように構成されている。冷却装置１０
は、備え付けの温度センサの検知信号に基づきポンプを
駆動し、圧縮冷媒ガスを熱交換器に供給し、冷却する方
式などが採用される。

【００６８】一方、金型２の温度が異常状態になった場
合には、冷却媒体の供給圧力を制御して、少なくとも所
定温度以上の箇所の流量を変化させて、正常に戻すよう
に機能する。

【００６９】また、冷却媒体経路は、往復経路９Ａ、９
Ｂを介して、金型２に対して分岐連通されており、経路
途中には、金型２内の各分岐経路に対応して冷却媒体分
岐装置１２が装備されており、供給圧制御装置１４によ
り各分岐経路の冷却媒体分岐装置１２への冷却媒体の供
給圧を制御するように構成されている。なお、流量測定
装置１３の測定結果は、例えば、コンピュータ制御など
の制御ユニットＵ（図２２参照）に送られてから、金型
２内に設けられた金型温度測定装置４２からの測定結果
と流量測定装置１３からの測定結果から供給圧制御装置
１４の駆動信号を出力するように構成されている。

【００７０】更に、冷却媒体分岐装置１２から金型２へ
の供給経路には、絞り弁１３Ａが設けられており、流量
測定装置１３から直接的あるいは上記の制御ユニットＵ
を経由して、上述の金型温度測定装置からの測定結果を
含めて、制御ユニットから、絞り弁１３Ａの開度制御信
号を出力するように構成されている。

【００７１】以上の構成により、金型２の温度が異常に
なった場合に、冷却媒体の供給量を絞り制御して、少な
くとも温度異常発生箇所の流量を適宜変化させて、正常
に戻すように機能する。

【００７２】このように、冷却装置１０において、例え
ば、１０℃前後に冷却水を冷却することで、工場用水
が、通常、２５±３℃で変動した場合であっても、これ
に続く温度制御装置６によって適正な温度制御が容易に
実現できることになる。また、供給圧制御装置１４をさ
らに備えたことにより、流路の圧力損失が３〜４ｋｇ／
平方センチ を越えた場合であっても、最大吐出量とし
て、例えば、６０〜８０（リットル／ｍｉｎ）を確保す
ることができるので、金型２内での熱交換効率を向上す
ることができる。

【００７３】図１４には、冷却水流量と成形中の金型温
度および成形品温度の相関関係が、成形サイクル初期か
ら、その成形ショット数との関係で示されている。本図
において、冷却水量が多い程、連続成形の過程で、金型
温度の変化が、一定のパターンに収斂されることが分か
る。

【００７４】即ち、連続成形状態での成形温度から取り
出し温度までの各サイクルの金型の熱収支の平衡を保つ
ようになるまでの成形ショット回数は、冷却水量が多い
程、短くなるが、それでも、従来の成形システムにおけ
る冷却水の供給の場合と比較すると、冷却水の温度が低
いだけに、相当に多くなる。このことは、図１５に示す
冷却時間と金型温度および成形品温度との相関関係から
理解できる。しかし、冷却工程における樹脂の温度降下
の勾配は、急峻になるので、成形サイクルで大きく占め
る冷却時間を大幅に、例えば、サイクル全体として、１
／２〜２／３程度に短縮できる。これは、図からも明ら
かなように、冷却水流量の増大に従って、金型温度、成
形品内部温度の平衡値が低くなっていることから理解さ
れる。

【００７５】上述の制御ユニットには、金型２内に設け
られた前述の温度測定装置４２から温度測定信号が供給
されると共に、同じく、金型２内に設けた圧力センサ
（図１には示していない）から樹脂充填圧力の測定信号
が供給される。また、これらの測定結果は、アナライジ
ング・レコーダなどの記録装置２１にリアルタイムで記
録される。

【００７６】なお、この実施例では、図３ないし図５に
示すように、金型２の内部における圧力センサ３５の設
置の仕方が有効である。即ち、図３の実施例では、圧力
センサの受圧面３６が、樹脂が供給される金型２内のウ
エルド部３７に臨んでいる。また、図４に示す実施例で
は、圧力センサ３５は、その受圧面３６をゲ−ト３９、
ホットランナー４０に近い位置で樹脂が供給される部分
に臨ませてある。図５の実施例は、金型２のキャビティ
に臨んで配置された成形品突き出し用のエジェクターピ
ン４１の外端に、圧力センサ３５の受圧面３６を当接し
たものである。

【００７７】なお、これらの実施例は、できるだけ、直
接的に樹脂圧力を測定できるように工夫されているが、
圧力センサの設置箇所は、これらに限られるものではな
く、また、設置箇所（測定点）も所要個数、設定した方
が、測定精度を高める上で、また、局部的な圧力分布を
確認する上で有効である。

【００７８】金型内の温度測定装置４２（温度センサ）
は、図６および図７に示すような設置の仕方が有効であ
る。即ち、ホットランナー４０に近い樹脂供給部分や、
特に金型内部に形成した蓄熱部４３（少ない体積で大き
な樹脂接触面を持つ突起状の形がよい）に温度測定装置
の感知部４２Ａを臨ませる。

【００７９】このような構成では、金型２の所要箇所に
設けられた圧力センサ３５および金型温度測定装置４２
の測定結果は、前述のように、記録装置２１にリアルタ
イムで記録され、制御ユニットＵに供給されて、制御ユ
ニットは、異常値の解析を行い、その結果から、例え
ば、金型冷却の際の均熱制御を行うように、上記の冷却
媒体経路の冷却媒体の流量を調節するための信号を出力
するように構成されている。

【００８０】そして、例えば、金型温度測定装置では、
異常を検知しない場合でも、金型２内の圧力が異常に上
昇した場合に、制御ユニットから供給圧制御装置１４に
制御信号を送り、その流量制御で、金型温度を制御し、
少なくとも異常圧力の箇所での樹脂の流動状態を制御す
る。同様に、絞り弁１３Ａについても制御を行う。

【００８１】また、制御ユニットでは、射出成形後の冷
却過程／射出成形から冷却過程における、圧力センサ３
５および金型温度測定装置４２からの測定結果に基づい
て、成形品の成形の良否判定を行うことができる。実際
上、本発明において、上述のような圧力センサ３５の設
置により、図１６（正常）および図１７（異常）に示す
ように、連続成形中の金型内の樹脂圧力と成形品寸法精
度との相関関係が明らかになった。また、上述のような
金型温度測定装置の設置により、図１８（正常）および
図１９（異常）に示すように、連続成形中の金型内温度
変化と成形品寸法精度との相関関係も明らかになった。

【００８２】なお、制御ユニットＵは、圧力センサ３５
の出力信号や金型温度測定装置４２からの出力信号を記
録するための記録装置２１からの情報をモニタし、出力
波形から樹脂の射出時、あるいは、冷却過程での異常を
検出した時、適当な警報装置を介して、警報信号を出力
するように構成されている。即ち、例えば、この警報信
号により、射出成形器に設置してある不図示の回転燈を
回転して、異常を知らせる。また、制御ユニットＵは、
成形品取り出し手段５、射出成形器などに制御信号を送
ることができる（図２３参照）。

【００８３】また、金型２からの成形品の自動取り出し
手段５は、金型温度や、樹脂粘度、充填圧力などが変化
して、金型内の樹脂圧力が基準値以上に変化する場合な
ど、制御ユニットＵでの成形品の良否判定に基づいて、
良品のみを成形品搬出経路であるコンベア７へ、また不
良品を所定の不良品回収部へ選択搬送することができる
ように構成されている。

【００８４】また、制御ユニットＵは、温度測定装置４
２からの増幅器２０を介して、温度コントローラ２３に
もたらされた金型温度情報、および、圧力センサ３５か
ら増幅器１９を介して圧力コントローラ２２にもたらさ
れた樹脂圧力情報を、記録装置２１に記録させ、また、
成形品自動取り出し手段５を制御する制御器２４に制御
信号を与えるように構成されている。

【００８５】また、成形品自動取り出し手段５は、この
実施例では、図８に示されるように、金型２内の成形品
を上下から掴むチャックなどの把持手段４８を具備した
オートハンド５Ａを有しており、また、成形品搬出経路
には、成形品を上下から掴んだままの状態で、上記把持
手段４８からの成形品を、載置、受容した後に、搬出経
路に転送する転送手段８が設けられている。この把持手
段４８は、その上下に把持部４７Ａを有するチャック用
エアシリンダ４７が装備されており、金型内から成形品
４４を掴んで取り出し、そのままの姿勢でコンベア７上
の転送手段８に搬送する。

【００８６】この実施例では、把持手段４８にチャック
確認センサ４５が装備されており、例えば、チャック力
が異常になった時、或は、それによる成形品の変形量の
異常が検出された時、チャック力の制御や、不良品の跳
ね出しのために、成形品自動取り出し手段５の制御を行
う。このため、制御器２４からの信号などで調整され
る、把持部４７Ａのチャック力の調整手段４６が装備さ
れている。このチャック力の調整手段４６には減圧弁と
フローレギュレータとが用いられ、チャックする成形品
の取り出し時の温度や強度に基づいて調整される。

【００８７】従って、成形品の冷却程度を考慮して、把
持力の調整ができるので、この成形品自動取り出し手段
５での取り出し作業において、成形品に変形を与える虞
れがなくなる。特に、把持部４７Ａで上下から把持した
ままの状態で、転送手段８に転送できるので、従来のよ
うに、把持部を水平になるまで、９０度の姿勢変換をす
る必要を無くせる。したがって、把持部は左右から摩擦
係合で成形品を把持する状態にならず、直接、コンベア
上に載せるので、操作時間が短縮できる。また調整手段
４６を採用した結果、把持力を大幅に低減でき、図２０
に示されるように、チャック用エアシリンダ４７の圧力
と、成形品の変形量との間には、冷却の程度に応じて、
相関関係があることが解明された。

【００８８】また、転送手段８は、図８（Ｂ）および
（Ｃ）に図示のように、把持部４７Ａで把持された成形
品を載置する載置台８Ａ、載置台８Ａを枢支軸８Ｂを中
心に回動する不図示の傾動手段と、この傾動手段の傾動
操作の時に、成形品４４をコンベア７上に降下、滑走さ
せる滑走台部材８Ｃが装備されている。なお、転送手段
８は、載置台８Ａの脇に、コンタクトセンサなどの成形
品受渡し確認センサ２８を備えている。

【００８９】そして、自動取り出し手段５により取り出
された後の成形品は、転送手段８に運ばれ、載置台８Ａ
に移載される。この場合、自動取り出し手段５は、金型
から成形品をチャックした状態のまま、そのチャックの
向きを変化させることなく、転送手段８へと移動する。
また、受渡し確認センサ２８は、成形品が載置台８Ａに
受け渡されると、これを確認して確認信号を出力し、転
送手段８に備えた制御器などにより、自動取り出し手段
５の退避過程で、フローレギュレータなどの駆動手段を
駆動させ、転送手段８の姿勢を変えさせ、コンベア７上
に成形品を移送する。

【００９０】また、図１に示されるように、成形品を搬
送する成形品搬出経路のコンベア７には、成形品の各部
温度をモニタする赤外線温度分布測定などの非接触型の
測定器２５、モニタ２６、その制御部２７などを有する
監視手段が設けられており、成形品の良否判定を行うよ
うにしている。

【００９１】なお、この監視手段は、図２３に示される
ように接続されており、フィードバック信号あるいは、
制御ユニットを介して、射出成形機の樹脂充填制御を行
い、また、供給圧制御装置６あるいは／および絞り弁１
３Ａを制御して、冷却媒体の分岐経路における上記冷却
媒体の流量制御を行うように構成してもよく、このよう
に構成することで、即時的に成形品の不良発生を防止す
る効果が期待できる。

【００９２】また、成形品の取り出しに際して、成形品
自動取り出し手段５による成形品の取り出しタイミング
と、金型閉動作との間の時間遅れを回避するため、図９
に示されるように、成形品自動取り出し手段５のチャッ
ク４８の出入りする箇所で、固定側金型５３及び可動側
金型５４に、それぞれ、光学センサ、例えば、透光器５
１および受光器５２を装備しており、チャック４８が通
過する時点で、金型閉じ信号を出力できるようにしてい
る。なお、センサ５１、５２は、図１０に示されるよう
に、金型を保持するプラテン５６の脇に設けたダイ保持
バー５５に装着してもよい。

【００９３】次に、本発明に係わる成形システムの動作
フローを、図１１を参照して、具体的に説明する。成形
サイクルの始めに、可塑化シリンダ３１から金型２への
樹脂の射出が行われる。これと同時に、金型２に対する
型締めのための保圧がなされる。その後、冷却媒体によ
る金型内部に対する冷却がなされて、次いで、型開きの
後に、成形品自動取り出し手段５による成形品取り出
し、その後の型閉じが行われる。この間に、管路９を介
して冷却媒体としての冷却水が冷却装置１０により所定
温度まで冷却されて、更に、温度制御装置６を経由し
て、一定温度に制御される。そして、冷却水は供給圧制
御装置１４を介して増圧され、分岐装置１２を介して金
型内部に供給される。また、冷却媒体の分岐戻り経路で
は、流量測定装置１３による流量測定がなされて、その
フィードバック制御により、絞り弁１３Ａの絞り調整が
行われる。

【００９４】一方、金型温度測定装置４２では、常時、
金型温度を測定して、記録装置２１に記録する。また、
圧力センサ３５は、樹脂の［射出］から［型開き］まで
の過程で、金型内部の所要箇所での樹脂圧力を測定す
る。また、成形品自動取り出し手段５の動作過程で、転
送手段８、コンベア７などが所要のタイミングで動作さ
れる。なお、自動取り出し手段５の動作に関連する金型
の開閉制御は、例えば、図１２に示されるように、その
フローを構成している。ここでは、チャック確認センサ
４５で、チャック４７Ａによる成形品の［チャッキン
グ］が確認されてから、自動取り出し手段５による成形
品の金型外への取り出し動作がなされ、また、光学セン
サ５１，５２で、型外取り出し完了の確認がなされ、そ
の後、直ちに［型閉め］を行う。このため、成形品自動
取り出し手段５が金型から退避中であっても、金型の開
閉エリアからチャックが外れた段階で、型閉動作が始ま
るため、成形品取り出し時間が少なくて済む。このよう
なサイクルを繰り返して、連続的な成形作業を継続す
る。

【００９５】なお、上記実施例では、制御ユニットを介
して、直接的に、流量測定装置１３からのフィードバッ
ク信号により、供給圧制御装置１４や絞り弁１３Ａの制
御を行っているが、流量測定装置１３で測定した各分岐
戻り経路に実際に流れている流量が、予め設定した基準
値から外れた場合に、適当な警報手段で警報を発するよ
うな構成にしてもよい。この場合、流路が詰まったり、
段取り替えの時に、流路の接続を誤った際には、その流
量変化に伴い、警報が出るので、瞬時に異常が検出でき
る。

【００９６】図１３は、他の実施例を示し、図１に示し
た冷却装置、温度制御装置、供給圧制御装置、冷却媒体
の分岐装置、流量測定装置などを１つのユニット５７に
収めた構成にしてある。その他の構成は、図１に示す実
施例と同様である。

【００９７】また、図２１には、本発明のプラスチック
成形システムの制御を、制御ユニットを中心とした総括
制御形態にした場合の一具体例を、ブロック形式で、概
念的に示したもので、制御の基本は、先述の実施例を踏
襲するものである。

【００９８】また、図２の表は、上記実施例の成形シス
テムを用いて、射出成形したものと、従来の成形システ
ムを用いて射出成形したものとの比較表である。この表
から明らかなように、本実施例のシステムを用いた場合
は、従来のシステムを用いた場合の１／２〜１／３のサ
イクルに短縮された状態で、所要の成形ができる。

【００９９】次に、図２４は温度制御手段６の概略構成
図である。本図において、冷却装置１０から送られる冷
却水はポンプ６−１とタンク６−４に送られポンプ６−
１により分岐装置１２に送られる。この際に、温度セン
サ６−３からの出力が温度制御装置に入力されており、
予め設定された温度との比較を行い、冷却水の温度が低
い場合には冷却装置１０からの供給を電磁弁６−２を介
して止めて、タンク６−４内の水温度をヒータ６−５に
より上げる。そして、設定温度に冷却水の温度が達する
までタンク内の冷却水を分岐装置１２に送る。設定温度
に対して差が１℃前後になると、ヒータ６−５の温度が
減少されて送水は、冷却装置１０からの冷却水とタンク
中の水とが電磁弁によって切り換えられる。分岐装置１
２から戻ってきた冷却水は温度により電磁弁が作動し
て、ポンプとタンクへ切り換えられる。以上のようにし
て、冷却装置１０からの冷却水をヒータ６−５により昇
温して、一定の温度の冷却水を分岐装置１２に送ること
で、金型２に配設された冷却管２−１の中を通過する冷
却水温度を一定にして金型温度を一定にする。

【０１００】また、図２５は、供給圧制御手段１４の概
略構成図であって、上述のように分岐装置１２と温度制
御手段６の間に配管されており、温度制御装置６から送
られた冷却水をポンプ１４−２の作用により増圧して分
岐装置１２に対して送るものである。このために、ポン
プ１４−２の下流には電磁弁１４−１が、またバイパス
管１４−３がポンプ１４−２にバイパスするように配管
されており、夫々が電源制御部１４−４に接続されてい
る。この構成により、圧力測定装置１３の検出により冷
却水の供給圧が高すぎるときは、電磁弁１４−１が開く
状態となり、バイパス管１４−３を介して送られる。ま
た、供給圧が低い場合には、ポンプ１４−２により増圧
されて供給される。以上のようにして、冷却水の供給圧
力を自動調整する。

【０１０１】図２６は、流量測定装置１３の概略構成図
であり、本図において、配管９の途中部位には冷却水の
流速に応じて回転するとともにマグネット１３−６を備
えた回転体１３−２が回転自在に設けられており、この
マグネット１３−６の動きを制御部１３−１に接続され
たセンサ１３−５で検出して電気信号に変換して表示部
１３−３において表示する一方、出力部１３−４を介し
て制御装置に送るように構成されている。

【０１０２】図２７は、分岐装置１２の概略構成図であ
る。本図において、上述した供給圧制御装置１４または
温度制御装置６から供給される冷却水はマニホールド１
２−２において複数に分岐された後に、金型２中に配管
されている冷却管２−１に連通する分岐管１２−４に振
り分けられるが、この分岐管１２−４とマニホールド１
２−２の途中には制御部１２−１に接続される電磁弁１
２−３が夫々設けられており、各分岐管１２−４におけ
る流量制御を任意に行えるように構成されている。

【０１０３】図２８は、上記実施例の冷却曲線と従来の
冷却曲線の比較図であって、冷却勾配差を示したもので
ある。本図において、従来の冷却曲線によれば、成形品
の取り出し温度になるまでに、約４５秒を要している
が、本実施例による冷却曲線によれば、約８秒で取り出
し温度の８０℃にできることが分かる。また冷却勾配は
（射出時樹脂温度−成形品取り出し温度）／冷却時から
求まるので、従来では、（３００−６０）／４５＝５．
３３となる。

【０１０４】一方、実施例によれば、（３００−６０）
／８＝３０となり冷却勾配は約６倍になり格段に優れて
いることが判明した。

【０１０５】以上から、例えば、図２９に示したレーザ
ビームプリンタのシャーシを成形品４４として一体成形
する際に、図示のような複雑な形状を有するものであっ
ても短時間で成形できるようになった。

【０１０６】その成形条件としては、図２の比較表にお
いて冷却装置１０の設定温度は１０℃、温度調節器６の
設定温度は１５℃にした。また、工場水の温度は２５℃
であって、通常は±５℃前後の変化はさけられないの
で、より低い温度の±１℃に安定する必要があった。そ
こで、冷却装置１０により、約１０℃に冷却してから、
温度調節機６において２５℃に保つようにした。また、
分岐装置１２における分岐数は２０系統が設けられてお
り、その流量は１０から１８リットル/毎分となってい
る。一方、従来装置においては、流量計が配設されてお
らず流量は不明である。しかし、試しに従来装置に流量
計を接続して測定したところ、３リットル/毎分前後で
あったので増圧ポンプを設けた効果が確認できた。ま
た、成形時の射出圧力、保圧圧力、保圧時間、型閉め時
間は、従来と同条件で行った。ここで、射出時間が夫々
異なる理由としては、従来の装置の場合には成形サイク
ルがより長いために、材料の粘土が低下して成形材料が
可塑化シリンダー中に留まる時間が長いことによる。

【０１０７】従来の装置による成形サイクルが長い理由
は、図２８の図でも述べたように、樹脂を金型２のキャ
ビティ中に注入した後に、熱交換して取り出し温度まで
に冷やすために要する単位時間当たりの冷却速度が遅い
ことによる。

【０１０８】また、保圧時間が従来より短い理由は、金
型のキャビティ内に注入された樹脂の冷却速度が早いた
めに、樹脂の冷却が進行して、流動しない状態になった
後は、圧力をかけないようにして、残留歪みを防止する
ために保圧を解除することによる。また、成形品の取り
出し時間が短い理由は、本実施例のほうが、冷却速度が
早いので、取り出し時の成形品の温度が低いので、成形
品の剛性がある程度確保できるので、成形品への変形を
防止して比較的に早い時点で把持して取り出しすること
ができることによる。

【０１０９】さらに、上述のように把持力調整装置４６
が把持装置には設けられているので、実際には、２ｋｇ
ｆの把持力に設定して成形品に対する歪みを最少に留
め、かつ把持動作を確実にできるようにしている。

【０１１０】また、成形品の取り出し直後の温度である
成形品温度は、上述の非接触温度測定装置２５により測
定されるが、実施例によれば、最低温度部位が４５℃、
最高温度部位が１１０℃であった。ちなみに使用した樹
脂は日本ＧＥ社制のＰＰ０樹脂であり、熱変形温度が１
２４℃であった。

【０１１１】また、図３０の型内圧力関係図において、
樹脂注入後に最大圧になり、約２８秒後にゼロとなっ
た。この型内圧力変化は、圧力センサ３５（図３、図
４、図５）により測定できたものであって、特にゲート
３９近傍では４５０ｋｇｆ／平方センチとなり、また溶
融樹脂の最終充填部となる部位のセンサによる測定では
最大２４０ｋｇｆ／平方センチとなることが解った。

【０１１２】さらに、金型温度は図６、図７により述べ
た型内温度センサ４２Ａにより測定される金型温度であ
って、型内の数箇所にセンサが配設されているので、成
形ショットを重ねる時間経過に伴う温度変化の測定がで
きる。この測定によれば、連続成形中の最も型温度の低
い部位で４５℃、高い部位で６５℃であった。

【０１１３】最後に、不良率は成形部品４４の重要管理
寸法であって、特に機構部品が取り付けられる部位間の
寸法を測定して評価してあり、所要の寸法公差内に収ま
った良品の比率で示されている。

【０１１４】次に、図３１は、熱収支の平衡の説明のた
めに従来の平衡曲線Ｊと実施例の平衡曲線Ｈとを比較し
て示した図である。本図において、熱収支の平衡を高い
精度に保つことは発生する熱の需給関係をくり返し高い
精度に保つことを意味しており、溶融状態にある樹脂か
らの熱量Ｑ１を曲線Ｈで囲まれた金型の冷却装置で主に
奪う熱量Ｑ２（図中のハッチングで示した）を熱交換す
ることを意味する。厳密には、樹脂からの熱量Ｑ１は、
金型２で奪われる熱量Ｑ２と、金型２から大気中に奪わ
れる熱量Ｑ３と、金型２を通じて成形機に対して熱伝導
される熱量Ｑ４の総和で求められる。また、当然ながら
Ｑ２、Ｑ４、Ｑ３の順に熱量は小さくなる。

【０１１５】図３１において、実施例の曲線Ｈによれ
ば、上述のように冷却時間を短縮できて、しかも冷却勾
配を急峻にでき、かつ成形サイクルが短く、かつくり返
し精度が良くできる。これに対して、従来の曲線Ｊによ
れば、金型２で奪われる熱量Ｑ２の能力が低くく、ま
た、最低温度ｔ２が実施例のＴ２よりも高くなる。ま
た、ので、図中の破線で示したように温度誤差ｔ３ｂ−
ｔ３ａ分が発生してしまい、くり返し精度が悪いもので
ある。

【０１１６】次に、図３２は金型内に設けられている温
度センサと圧力センサとが制御ユニットに接続されてい
る様子を示したブロック図である。本図において、温度
センサは制御ユニット内の温度センサアンプに接続され
ており、図３３（Ａ）に示すように温度上昇とともに出
力電圧がリニアに変化するようにしてＡ／Ｄ変換器に入
力される。また、圧力センサも圧力センサアンプに接続
されており、図３３（Ｂ）に示されるように圧力上昇に
比例してリニアに出力電圧が変化して、温度センサと同
様にＡ／Ｄ変換器に入力されて、出力電圧が所定のデジ
タル値に変換されて、金型の所定温度と所定圧力値を記
憶している記憶部に接続されている演算処理部におい
て、各上下の限界値を比較する。この後に、比較結果に
基づき、デジタル信号をアナログ信号にＤ／Ａ変換器に
おいて、変換して上記の各装置を制御する。

【０１１７】図３４は、金型温度を測定する温度センサ
出力と良否判断の関係図であり、演算処理部で実行され
る処理であって、温度センサ出力は図示のように成形の
１サイクル毎に変化するが、この温度変化が上下限界値
範囲（管理値）内に収まる状態では、正常状態と判断す
る。

【０１１８】また、図３５は、金型内のキャビティ内圧
力温度を測定する圧力センサ出力と良否判断の関係図で
あり、演算処理部で実行される処理であって、圧力セン
サ出力は図示のように成形の開始時におけるゼロから最
大値まで急激に変化して、サイクルの終了時に再びゼロ
になるように変化するが、この圧力変化が上下限界値範
囲（管理値）内に収まる状態を正常状態と判断する。

【０１１９】続いて、本発明の金型の各実施例を図３６
〜図５４を参照して具体的に説明する。先ず、図３６に
示す実施例によれば、ホットランナー４０を用いて熱可
塑性樹脂を射出成形するプラスチック射出成形型におい
て、キャビティ３８に連なるゲート３９のランド部１０
０は、円筒形状であり、ランド部１００を介してゲート
３９に連なるキャビティ３８の部分における成形品の肉
厚が、そこから中央のランド部１００の出口に向かって
薄くなるように、ゲート３９に対するキャビティの連接
部分（薄肉部分１０５、肉厚変化部分１１０）を形成し
ている。

【０１２０】このため、肉厚の薄い部分（ランド部の根
元に近い部分）から先に早く冷却され、ゲート３９付近
の熱可塑性樹脂の射出時に発生する剪断熱による温度上
昇が抑えられ、キャビティ内樹脂のランド部近傍の温度
と、成形品の他の所定肉厚相当部分の温度との間におけ
る温度差が少なくなり、成形型の冷却の際の樹脂収縮タ
イミングおよび収縮量差を小さくできるようになる。こ
の結果、ゲートシール時間、保圧時間、成形サイクルを
短縮できるので、生産性を向上できるようになる。さら
にまた、成形型の型開きの際に、ゲート部３９における
所謂糸引きが発生しない。

【０１２１】尚、剪断熱は樹脂が剪断力を受けた時に発
生する熱であって、溶融樹脂が流動する際に、型と接触
する表面部位と内部とでは樹脂の流動速度が当然異なる
ことから、板状部品の成形の場合には肉厚方向の速度差
により剪断力が発生する。この剪断力の差は、流速が大
きいほど大きくなるので、ゲート付近で最大となる。ま
た、ホットランナーを使用した場合には、コールドラン
ナーに比較してゲートに温度が伝達されるので剪断力発
生は最少できる。

【０１２２】以上の金型を使用した結果、図３７に示す
ように、成形品は、成形時、ランド部１００を介して、
ホットランナーのゲートに連なる成形型のキャビティの
部分における肉厚が、徐々にランド部１００の出口に向
かって薄くなるような形状、即ち、ランド部１００を囲
む薄肉部１０５Ａおよび肉厚変化部１００Ａを形成する
ように構成される。従って、ランド部１００近傍に対応
する成形品の箇所に、ヒケが発生しない。また、ランド
部近傍に相当する成形品の反対面にフラッシュ、シルバ
ーなどの外観不良が発生しない。

【０１２３】また、図３８に示すように、別の実施例で
は、キャビティ３８に連なるランド部１００は、ホット
ランナー４０の、ゲート３９における射出方向と直交す
る方向に延びる領域１０１と、この領域１０１の、上記
ゲート位置から外れた位置で、キャビティ３８に連なる
ように、樹脂の流れ方向を変える領域１０２とからなる
構成になっている。特に、このような構成では、塩化ビ
ニルもしくはアロイ、難燃材を多く含んだ複合樹脂など
の、比較的に熱安定性の悪い熱可塑性樹脂などを成形す
る場合に好都合である。即ち、図３８のように構成する
と、射出時に、一度、樹脂の流動方向が略直角に変えら
れてから、成形品を形成するキャビティ３８に充填され
るため、剪断熱によるゲート３９付近のフラッシュやシ
ルバーなどのフローマークがたとえ発生した場合であっ
てもランド部１００内に留めることができる。したがっ
て、ランド部１００に対向する裏面を製品の外観面にす
ることで、製品の外観を悪化させないようにできる。

【０１２４】また、図３９は図３８の成形型を用いて射
出成形された成形品の一部を示した斜視図であって、本
図において図３９のホットランナー４０のゲート３９に
連なるランド部１００が、成形品の一部、例えば、ハー
ネス留め用の取り付けブラケットを構成する部分であ
り、この部分が上記のホットランナーの射出方向と直交
する方向に延びる領域１０１Ａと、この領域の、上記ゲ
ート位置から外れた位置で、成形品本体３８Ａに連なる
ように、曲げられた方向に延びる領域１０２Ａとからな
る構成にして、成形品本体３８Ａ−１の面を外見面にす
ればよい。

【０１２５】また、図４０に示すように、他の実施例で
は、キャビティ３８に連なるホットランナー４０のゲー
ト３９が成形品表面より内側まで突出するような所要寸
法、例えば、０．２〜０．５ｍｍの突出部１１５が設け
られている。また、ゲート３９周囲に位置して、ゲート
から離れる半径方向に、その箇所の成形品の肉厚を徐々
に増加する肉厚変化部分１１１が形成されている。ま
た、この実施例では、上記の肉厚変化部分１１１から成
形品の肉厚部に向けて厚肉部１１２を形成するように、
キャビティ３８を形成している。このため、ゲート３９
の出口の対向側キャビティ面の、最も、剪断発熱による
温度上昇の高い部分を成形品の肉厚が薄くなる部分にで
き、温度を下げるようにできる。また、肉厚が薄い部分
周囲では、逆に、肉厚が厚いために温度が上昇して、樹
脂の流動性を良くでき、さらに、その外側では、徐々に
肉厚が製品の肉厚さ戻るようにしているために、緩やか
な冷却勾配にできる。この結果、溶融樹脂の流動性を維
持しながらも、成形品のヒケなど発生を回避できること
になる。

【０１２６】このようにして、キャビティ３８内の樹脂
のゲート３９近傍の温度と、成形品の他の所定肉厚相当
部分の温度とに差がなくなり、成形型の冷却の際の樹脂
収縮タイミングおよび収縮量差を小さくできる。また、
ゲートシール時間、保圧時間、成形サイクルが夫々短縮
され、生産性が向上する。

【０１２７】その結果、図４１に示すような成形品が得
られる。即ち、成形時において、ホットランナー４０の
ゲート３９に連なる部分の成形品３８Ａの表面には、内
側に窪む溝状部１１５Ａが設けられており、また、裏側
面では、そのゲート対応部分の周囲に位置して、そこか
ら離れる半径方向に、その箇所の肉厚を徐々に増加する
肉厚変化部分が形成される。従って、ゲート近傍に対応
する成形品の箇所に、ヒケが発生せず、また、ゲート近
傍に相当する成形品の反対面３８Ａ−１にフラッシュ、
シルバーなどの外観不良が発生しないようにできる。ま
た、ホットランナー４０のゲート３９部に発生するゲー
トスラグ３９Ａが、成形品表面３８Ａ−２から上に突き
出ることがないので、相手部品を面同志で付き当てるこ
ともできるようになる。

【０１２８】更に、図４２に示す実施例によれば、キャ
ビティ３８には、これに連なるホットランナー４０のゲ
ート３９の対向面側に、成形品の薄肉部分１０５を形成
し、また、ゲート３９から離れる半径方向に、その箇所
の成形品の肉圧を徐々に増加する肉厚変化部分１１４が
形成されている。

【０１２９】その結果、この金型による成形品は、図４
３に示すように、成形時、ホットランナーのゲートに対
向する裏面側に薄肉部分１０５Ａが形成され、また、ゲ
ートに連なる箇所から離れる半径方向に、肉圧を徐々に
増加する肉厚変化部分１１４Ａが形成される。

【０１３０】次に、図４４に示す実施例は、図４０に示
した実施例の変形例であり、キャビティ３８に連なるホ
ットランナー４０のゲート３９の対応面側に、成形品の
薄肉部分１１６を形成し、また、ゲート３９から離れる
半径方向に、その箇所の成形品の肉圧を徐々に増加する
肉厚変化部分１１７が形成されている。さらに、この実
施例では、上記の肉厚変化部分１１７から成形品の肉厚
部に向けて、厚肉部１１８を形成するように、キャビテ
ィ３８が形成されている。

【０１３１】以上の結果、図４４の射出成形型で形成さ
れる成形品は、図４５の外観斜視図に示すように成形時
において、ホットランナー４０のゲート３９に対応する
表面側に薄肉部分１１６Ａが形成される。また、ゲート
３９に連なる箇所から離れる半径方向に、肉厚を徐々に
増加する肉厚変化部分１１７Ａが形成され、しかも、表
面に突出する環状部１１８Ａが形成されることになり強
度アップを図れる。また、反対面３８Ａ−１にフラッシ
ュ、シルバーなどの外観不良が発生しないようにでき、
かつヒケ発生を防止できる。

【０１３２】図４６は、レーザビームプリンタ装置Ｓの
外観斜視図であって、カバー部品が成形品４４として、
上記の図３８に示した金型により成形されて外観面に３
８Ａ−１が表に表れる様子を示している。また、図４７
は、カバーを裏側から見た外観斜視図であって、ゲート
部３９Ａは図３９のホットランナー４０のゲート３９に
連なるように形成される一方、ランド部１００Ａはワイ
ヤーハーネス留め用の取り付けブラケットを構成する部
分になっている。このためにホットランナーの射出方向
と直交する方向に延びる領域１０１Ａと、成形品本体３
８Ａに連なるように、曲げられた方向に延びる領域１０
２Ａとから一体形成して、成形品本体３８Ａ−１の面を
外見面にしている。また、内面には図示のようにボス１
５０が夫々一体形成されており、不図示の相手部品をこ
の各ボスを使用して位置決め固定するようにしている。

【０１３３】また、図４８はゲートシール時間、保圧時
間、成形サイクルの比較表であって、本表においてゲー
トシール時間、保圧時間、成形サイクルは全てが約半分
に短縮できた結果、生産性が倍増できた。

【０１３４】次に、図４９はゲート部の剪断熱の変化を
従来の金型と図３８に示した金型と比較して示した図で
ある。本図において、型閉め後の型内の樹脂充填前の樹
脂温度は約３００℃であるので、本実施例によれば、キ
ャビティ３８に連通する部位が剪断力により上昇する温
度は約５℃上昇しているにすぎない。また、樹脂冷却は
早くでき、従来と同時間の経過後に成形品を取り出す場
合においては、取り出し温度は約２５℃低くなるので、
成形品を把持して取り出す場合により歪みを少なくでき
る。

【０１３５】次に、図５０はホットランナー４０のゲー
ト３９近傍の温度分布を時間経過とともに示した図であ
って、キャビティ３８の厚さよりゲート３９の周辺部位
に対応する部位の厚さを凸状に厚く設定した場合を示し
ている。本図において、樹脂の冷却を遅らせるようにし
た結果、ゲート真下部位Ｐ１と、凸状部位の下方部位Ｐ
２と、肉厚部位Ｐ３は略同じ冷却勾配にできた。

【０１３６】また、図５１は、ゲート３９の周辺から連
続形成される傾斜面角度ａと、肉厚Ｔと、ゲート下部位
の肉厚Ｔ１の関係を示した表である。また、図５２は、
図５１の結果をまとめた関係式である。図５１、５２か
ら、例えば肉厚Ｔ１が１．５ｍｍで、Ｔ２が２ｍｍの場
合において傾斜面角度ａを４５度に設定した場合におい
て、ゲートに対向する外観面を平らにでき、かつヒケの
発生を防止することができた。同様に、肉厚Ｔ１が１．
５ｍｍで、Ｔ２が３ｍｍの場合において傾斜面角度ａを
６０度に設定した場合において、ゲートに対向する外観
面を平らにでき、かつヒケの発生を防止することが確認
できた。したがって、図５２に示す関係式を得ることが
できた。

【０１３７】さらにまた、図５３は金型の要部破断図で
あり、各部位Ｐ１からＰ４の位置を表わしている。図５
４は、図５３の各部位における温度傾向を溶融樹脂の充
填後において時間経過とともに示した図である。両図か
ら、樹脂注入の直後には、ゲート付近の温度が最も高
く、キャビティ３８との温度差が大きいが、時間経過と
ともに収束して全ての部位の温度が略等しくなることが
確認された。

【０１３８】次ぎに、図５５ないし図６５に示す成形品
の各実施例を参照して、具体的に説明すると、プラスチ
ック成形品は、他部品と接合するために、成形品本体３
８Ａの一面側から突出して形成されたボス１５０が一体
形成されている。このボス１５０は、相手部品の嵌合用
孔の内径に対して外周縁２０１の３箇所以上、この実施
例では４箇所が接する状態で、嵌合中心から放射状に延
びる板状の複数のリブ２００が構成されている。

【０１３９】このような構成において、リブ２００の方
が、成形品本体３８Ａよりも肉厚が薄くなっており、冷
却過程で、成形品本体３８Ａとボス１５０との間に、実
質的に温度降下の差がなくなり、成形サイクル（冷却工
程）にロス時間がなくなるようにしている。この結果、
生産性を向上でき、また、成形品にヒケが発生せず、か
つ相手部品との嵌合精度、平面精度、外観美などを良好
に保持できる。また、ボス１５０の位置の若干の修正な
どは。リブ対応の箇所を部分的に切削したり、肉盛りす
るだけの加工で、簡単に行えることになる。即ち、例え
ば、金型の雌側のみの修正でボス位置を簡単に補正でき
るようになる。

【０１４０】また、図５７、図５８に示すように各リブ
２００の根元に、段部２０２を形成して、これを、成形
品本体３８Ａと、これに取り付けられる相手部品との間
隔を保持する座部として使用することもできる。また、
図５９に示す様に、隣り合うリブ２００の根元の相互を
弧状の段部１５１で結ぶリング形に形成して、これを座
部としてもよい。これらの段部１５１によって、ボス１
５０の倒れ防止効果がされに得えられることになる。

【０１４１】また、図６０および図６１に示すように、
別の実施例では、他部品または相手部品と接合するため
に、成形品本体３８Ａの一面から突出して形成されたボ
ス１５０が一体形成されており、ボス１５０が他部品の
嵌合突起の外径部位に対して内周縁２０３の３箇所以上
（この実施例では４箇所）が接する間隙を備えた状態
で、かつ嵌合中心から放射状に延びる板状の複数のリブ
２００から構成されるようにしている。そして、内周縁
２０３で囲まれた間隙を、成形品本体３８Ａを他部品と
接合するために、他部品の取付けビス外周に螺合するビ
ス下孔として機能してもよい。

【０１４２】また、図６２は別の実施例の外観斜視図で
ある。本図において、部品３００Ａは嵌合孔３００Ｂを
設けるとともに、嵌合孔３００Ｂの縁部からラジアル方
向に垂直に延設される凸部３００Ｃを一体的に形成して
いる。また、成形品３８Ａには４枚のリブ２０１と、段
部１５１とが一体形成されており、各リブ２０１の外周
面において部品３００Ａの嵌合孔３００Ｂを位置規制し
た状態で案内する一方、凸部３００Ｃが段部１５１にお
いて当接してそれ以上の移動が規制されて間隙Ｋを作れ
るように構成されている。

【０１４３】また、図６３は別の実施例の外観斜視図で
ある。本図において、部品３００Ａには下方に向けて垂
直に延設される支柱部３００Ｂが中空部３００Ｃをその
中心部位に設けるようにして一体形成されている。ま
た、成形品３８Ａ側には４枚の内周縁２０３を設けた部
材が一体形成されており、各内周縁２０３において支柱
部３００Ｂの外周面を位置規制した状態で案内する一
方、支柱部３００Ｂの先端部位が成形品３８Ａの表面部
位に対して当接してそれ以上の移動が規制されて間隙Ｋ
を作れるように構成されている。

【０１４４】そして、図６４は別の実施例の外観斜視図
である。本図において、部品３００Ａには２ヶ所に嵌合
孔３００Ｂが穿設されるとともに、ギア３０３を出力軸
に固定しているモータ３０１が固定されている。また、
成形品３８Ａには図示のように４枚のリブからなるボス
１５０が嵌合孔３００Ｂに対応した位置に夫々一体形成
されており、ボス１５０の外周縁部において部品３００
Ａの嵌合孔３００Ｂを位置規制した状態で案内すること
で、成形品３８Ａに固定されているギア３０２に歯合す
るように構成されており、孔と支柱とを嵌合させること
で自動的に組立が完了するように配慮されている。

【０１４５】また、図６５は別の実施例の外観斜視図で
ある。本図において、部品３００Ａには図示のように縁
部を補強した嵌合孔３００Ｂが穿設されている。また、
成形品３８Ａには図示のように４枚のリブ２０１からな
り段部２０２を夫々一体形成した部品が一体形成されて
おり、段部２０２において部品３００Ａを当接支持する
ように構成されている。

【０１４６】尚、上記の射出成形装置により成形される
ものは、上記のカバー乃至シャーシに限定されず、例え
ばインクジェットプリンタ、複写機、ＣＲＴの外装品等
であってゲート跡が目立つは困るような部品であれば何
でも良い。

【０１４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば金
型に対して、冷却水などの冷却媒体の供給流量を確保で
き、連続成形における成形サイクルを、例えば、従来に
比べて１／２〜１／３に短縮でき、生産効率の向上を図
ることができる。

【０１４８】この場合、上記冷却媒体経路には、更に、
上記冷却媒体を冷却する冷却装置、冷却媒体の温度制御
装置、および、金型からの冷却媒体戻り経路に設けられ
た流量測定装置が装備されており、上記流量測定装置の
測定結果で上記供給圧制御装置の駆動を制御するように
構成し、あるいは、上記流量測定装置の測定結果を制御
ユニットに供給し、上記制御ユニットによって、金型に
設けられた金型温度測定装置からの測定結果および上記
流量測定装置からの測定結果から、上記供給圧制御装置
の駆動信号を出力し、あるいは、金型への冷却媒体の供
給経路に設けられた絞り弁の開度制御信号を出力するよ
うに構成することで、金型の温度制御に必要とされる十
分な冷却媒体の流量の調整ができる。

【０１４９】また、本発明は、樹脂を射出成形する際、
射出成形機から金型に射出された樹脂を、成形後、金型
内で所定温度まで冷却し、その後、取り出すように構成
されたプラスチック成形システムにおいて、上記金型の
温度を測定する金型温度測定装置および金型内の樹脂圧
力を測定する圧力センサを、それぞれ、所要の複数箇所
に備えると共に、射出成形後の冷却過程／射出成形から
冷却過程における、これらの測定結果に基づいて、制御
ユニットで、成形品の成形の良否判定を行うように構成
したので、成形条件の良否判定が、成形中に判断でき
る。また、その測定結果のフィードバックで、射出成形
機、付帯機器などの諸パラメータを補正して、即時的な
対応を実現できる。特に、必要なら、金型の冷却媒体の
流量との対比ができるので、金型温度の制御性能を向上
できる。

【０１５０】更に、本発明は、樹脂を射出成形する際、
射出成形機から金型に射出された樹脂を、成形後、金型
内で所定温度まで冷却し、その後、取り出すように構成
されたプラスチック成形システムにおいて、金型内の成
形品を上下から掴む把持手段を具備し、また、成形品搬
出経路には、成形品を上下から掴んだままの状態で、上
記把持手段からの成形品を、載置、受容して後、搬出経
路に転送する転送手段が設けられているので、金型から
の取り出しに際して、成形品の変形を避け、作業時間の
短縮も図ることができる。

【０１５１】また、本発明は、樹脂を射出成形する際、
射出成形機から金型に射出された樹脂を、成形後、金型
内で所定温度まで冷却し、その後、取り出すように構成
されたプラスチック成形システムにおいて、金型内から
搬出された成形品を搬送する成形品搬出経路には、成形
品の各部温度をモニタする監視手段が設けられており、
これによって、成形品の良否判定を行うようにしたの
で、従来のように、常温まで冷却された後で、成形品の
変形、寸法精度などを測定して、良否判定するよりも、
遙かに効率の良い判定ができる。また、成形品の変形原
因箇所が判明するので、冷却などの対応策を容易に実施
できる。

【０１５２】また、本発明は、以上詳述したように、ホ
ットランナーのゲート近傍におけるキャビティ形状を工
夫することで、ゲート付近の熱可塑性樹脂の射出時に発
生するせん断熱による温度上昇を抑え、冷却時における
ゲート近傍、あるいは、ランド部近傍の温度と、成形品
の通常の肉厚部分に相当する他の箇所の温度との差を小
さくすることができ、その結果、温度差による樹脂収縮
タイミング誤差および収縮量差を小さくすることができ
る。この結果、成形型については、ゲートシール時間が
短くなり、保圧時間が短くなり、成形サイクルが短縮さ
れ、生産性を向上することができ、更に、成形型の型開
きの際、ゲート部で糸引きが発生しないなどの効果が得
られる。また、成形品については、ゲート近傍あるいは
ランド部近傍でのヒケの発生が避けられ、また、この部
分でのフラッシュ、シルバーなどによる外観不良が避け
られるなどの効果が得られる。

【０１５３】また、本発明は以上説明したようになるか
ら、冷却過程で、成形品本体とボスとの間に、温度降下
の差がなくなり、成形サイクル（冷却工程）にロス時間
がなくなり、生産性が向上でき、また、成形品にヒケが
発生せず、他部品との嵌合精度、平面精度、外観美など
を良好に保持できる。また、ボス位置の若干の修正など
の成形型補正も、部分的に行えるので、修正が仕易いな
どの優れた効果が得られる。

【０１５４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す概略構成図である。

【図２】図１の実施例の装置の成形条件図である。

【図３】圧力センサ３５の取付け状態を示した断面図で
ある。

【図４】圧力センサ３５の他の取付け状態を示した断面
図である。

【図５】圧力センサ３５の別の取付け状態を示した断面
図である。

【図６】温度測定装置４２Ａの取付け状態を示した断面
図である。

【図７】温度測定装置４２Ａの他の取付け状態を示した
断面図である。

【図８】成形品自動取り出し手段のコンベア上での動作
状態を示した側面図である。

【図９】成形品自動取り出し手段の金型に対する取り出
し確認手段を示した正面図である。

【図１０】取り出し確認手段の他の実施例を示す平面図
である。

【図１１】成形方法のフローを示すタイムチャートであ
る。

【図１２】取り出し手段のフローを示すタイムチャート
である。

【図１３】本発明の別の実施例を示す概略構成図であ
る。

【図１４】冷却水流量と成形中の金型温度、成形品温度
変化の相関関係を示す図である。

【図１５】冷却時間と成形後の金型温度、成形品温度の
相関関係を示す図である。

【図１６】連続成形中の金型内樹脂圧力と寸法変化との
関係（正常）を示す図である。

【図１７】連続成形中の金型内樹脂圧力と寸法変化との
関係（異常）を示す図である。

【図１８】連続成形中の金型内樹脂温度と成形品寸法変
化との関係（正常）を示す図である。

【図１９】連続成形中の金型内樹脂温度と成形品寸法と
の関係（異常）を示す図である。

【図２０】成形品自動取り出し手段のチャック力と成形
品の変形量との関係を示す図である。

【図２１】成形システムの制御形態の一具体例を示すブ
ロック図である。

【図２２】成形システムの制御形態の他の具体例を示す
ブロック図である。

【図２３】成形システムの制御形態の更に他の具体例を
示すブロック図である。

【図２４】温度制御装置６の構成図である。

【図２５】供給圧制御装置１４の構成図である。

【図２６】流量測定装置１３の構成図である。

【図２７】分岐装置１２の構成図である。

【図２８】冷却勾配を示す図である。

【図２９】成形品４４を示す外観斜視図である。

【図３０】キャビティの部位別の圧力変化を示した図で
ある。

【図３１】熱収支の平衡を示す図である。

【図３２】制御ユニットの構成図である。

【図３３】温度センサと圧力センサの出力波形図であ
る。

【図３４】温度センサの判断を示す図である。

【図３５】圧力センサの判断を示す図である。

【図３６】成形型の要部の概略断面図である。

【図３７】図３６の成形型で形成された成形品の一部の
概略斜視図である。

【図３８】別実施例を示す成形型の要部の概略断面図で
ある。

【図３９】図３８の成形型で形成された成形品の一部の
概略斜視図である。

【図４０】別実施例を示す成形型の要部の概略断面図で
ある。

【図４１】図４０の成形型で形成された成形品の一部の
概略斜視図である。

【図４２】別実施例を示す成形型の要部の概略断面図で
ある。

【図４３】図４２の成形型で形成された成形品の一部の
概略斜視図である。

【図４４】別実施例を示す成形型の要部の概略断面図で
ある。

【図４５】図４４の成形型で形成された成形品の一部の
概略斜視図である。

【図４６】成形品４４の外観斜視図である。

【図４７】図４６の成形品の裏側の外観斜視図である。

【図４８】成形所要時間の対比図である。

【図４９】ゲートシール温度の比較図である。

【図５０】成形型の部位別温度特性図である。

【図５１】成形型の形状と成形結果の対比図である。

【図５２】図５１の具体的な値を示す図である。

【図５３】成形型の部位を示す図である。

【図５４】図５３の部位別温度特性図である。

【図５５】成形品の要部の正面図である。

【図５６】図５５の一部の外観斜視図である。

【図５７】成形品の要部の正面図である。

【図５８】図５７の一部の外観斜視図である。

【図５９】成形品の要部の外観斜視図である。

【図６０】成形品の要部の外観斜視図である。

【図６１】成形品の要部の平面図である。

【図６２】成形品の要部の外観斜視図である。

【図６３】成形品の要部の外観斜視図である。

【図６４】成形品の要部の外観斜視図である。

【図６５】成形品の要部の外観斜視図である。

【図６６】従来例を示す成形型の要部の概略断面図であ
る。

【図６７】図６６の成形型で形成された成形品の一部の
概略斜視図である。

【図６８】従来例を示す成形型の要部の概略断面図であ
る。

【図６９】図６８の成形型で形成された成形品の一部の
概略斜視図である。

【図７０】従来例を示す成形品の要部の断面図である。

【図７１】従来の成形品の一部の概略斜視図である。

【図７２】従来例を示す成形品の要部の断面図である。

【図７３】従来の成形品の一部の概略斜視図である。

【図７４】従来例を示す成形品の要部の断面図である。

【図７５】従来の成形品の一部の概略斜視図である。

【符号の説明】

１ 射出成形機 ２ 金型 ３ ホッパー ４ 材料供給装置 ５ 成形品自動取り出し手段 ６ 温度制御装置 ７ コンベアー ８ 転送装置 ９ 管路 ９Ａ 分岐供給経路 ９Ｂ 分岐戻り経路 １０ 冷却装置 １１ チャック力の調整手段 １２ 分岐装置 １３Ａ 絞り弁 １４ 供給圧制御装置（増圧ポンプ） １５ 成形品取り出し確認センサ ２４ 制御器 ２５ 非接触温度測定装置 ２６ モニタ ３１ 可塑化シリンダ ３２ 集中チラー ３５ 圧力センサ ４２ 金型温度測定装置（温度センサ） ３８ キャビティ ３８Ａ 成形品 ３９ ゲート ４０ ホットランナー １００ ランド部 １０５，１０５Ａ 薄肉部分 １１０，１１０Ａ 肉厚変化部分 １１５ 突出部 １１５Ａ 溝部 １１１，１１１Ａ 肉厚変化部分 １１２，１１２Ａ 厚肉部分 １１４，１１４Ａ 肉厚変化部分 １１６，１１６Ａ 薄肉部分 １１７，１１７Ａ 肉厚変化部分 １１８ 厚肉部分 １１８Ａ 環状部 １５０ ボス ２００ リブ ２０１ 外周縁 ２０２ 段部 ２０３ 内周縁

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却媒体経路を備えた金型のキャビティ
   中に所定樹脂を射出後に、所定温度まで冷却して、取り
   出すプラスチック成形方法であって、 前記冷却媒体経路中に所要温度に冷却された冷却媒体を
   強制供給する冷却工程において、前記冷却媒体の温度降
   下の勾配を急激にするとともに、供給圧制御装置により
   前記冷却媒体を所定流量にすることにより、成形温度か
   ら取り出し温度までの金型の熱収支の平衡を安定的に保
   つことを特徴とするプラスチック成形方法。
2. 【請求項２】 前記冷却媒体経路において前記冷却媒体
   を冷却する冷却装置と、前記冷却媒体を所定温度に保つ
   温度制御装置と、前記金型からの冷却媒体戻り経路に設
   けられる流量測定装置とを装備してなり、 前記流量測定装置の測定結果に基づき前記供給圧制御装
   置の駆動制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の
   プラスチック成形方法。
3. 【請求項３】 前記冷却媒体経路は、前記金型に対して
   複数に分岐される分岐経路からなり、前記各分岐経路に
   冷却媒体分岐装置が設けられてなり、前記供給圧制御装
   置により前記各分岐経路毎の前記冷却媒体分岐装置への
   冷却媒体の供給圧を制御するために、前記流量測定装置
   が前記各分岐冷却媒体戻り経路本数に対応して設けられ
   ていることを特徴とする請求項２に記載のプラスチック
   成形方法。
4. 【請求項４】 前記流量測定装置による測定結果は、制
   御装置に入力され、前記制御装置は、前記金型に設けら
   れる金型温度測定装置による測定結果および前記流量測
   定装置による測定結果に基づいて前記供給圧制御装置を
   所定駆動するための駆動信号を出力することを特徴とす
   る請求項２に記載のプラスチック成形方法。
5. 【請求項５】 前記流量測定装置の測定結果は、制御装
   置に入力され、前記制御装置は、前記各分岐経路に対応
   して、複数の前記金型温度測定装置からの測定結果およ
   び前記各流量測定装置からの測定結果により、前記供給
   圧制御装置を所定駆動する駆動信号を出力することを特
   徴とする請求項３に記載のプラスチック成形方法。
6. 【請求項６】 前記冷却媒体分岐装置から金型への供給
   経路の途中部位において絞り弁が設けられていることを
   特徴とする請求項２に記載のプラスチック成形方法。
7. 【請求項７】 前記流量測定装置の測定結果は、制御装
   置に入力され、前記制御装置は、前記金型に設けられた
   金型温度測定装置による測定結果および前記流量測定装
   置による測定結果に基づいて前記絞り弁の開度制御信号
   を出力することを特徴とする請求項６に記載のプラスチ
   ック成形方法。
8. 【請求項８】 前記冷却媒体分岐装置から前記金型に至
   る分岐供給経路に、それぞれ絞り弁が設けられているこ
   とを特徴とする請求項３に記載のプラスチック成形方
   法。
9. 【請求項９】 前記流量測定装置の測定結果は、制御装
   置に入力され、前記制御装置は、前記各分岐経路に対応
   して、金型に設けられた金型温度測定装置による測定結
   果および前記流量測定装置による測定結果に基づき前記
   各絞り弁の開度制御信号を出力することを特徴とする請
   求項８に記載のプラスチック成形方法。
10. 【請求項１０】 前記金型の所要箇所において圧力セン
    サおよび金型温度測定装置を配設し、前記圧力センサお
    よび金型温度測定装置による測定結果は制御装置に入力
    され、前記制御装置は、前記測定結果により、前記冷却
    媒体経路の冷却媒体の流量を調節するための信号を出力
    して、金型冷却の際の均熱制御を行うことを特徴とする
    請求項１に記載のプラスチック成形方法。
11. 【請求項１１】 前記冷却媒体分岐装置から金型に至る
    供給経路に絞り弁が設けられており、冷却媒体の流量調
    節のための前記絞り弁の開度制御信号を前記制御装置か
    ら出力することを特徴とする請求項１０に記載のプラス
    チック制御方法。
12. 【請求項１２】 樹脂を射出成形する際、射出成形機か
    ら金型に射出された樹脂を、成形後、金型内で所定温度
    まで冷却し、その後、取り出すように構成されたプラス
    チック成形方法において、 前記金型の温度を測定する金型温度測定装置および金型
    内の樹脂圧力を測定する圧力センサを、それぞれ、所要
    の複数箇所に配設するとともに、 射出成形後の冷却過程／射出成形から冷却過程におい
    て、前記金型温度測定装置および前記圧力センサによる
    測定結果に基づいて、制御装置において成形品の成形の
    良否判定を行うことを特徴とするプラスチック成形方
    法。
13. 【請求項１３】 前記圧力センサの出力信号を記録する
    記録装置を備えてなり、前記記録装置の記録情報をモニ
    ターして、出力波形から異常を検出した時に、警報信号
    を出力することを特徴とする請求項１２に記載のプラス
    チック成形方法。
14. 【請求項１４】 金型からの成形品の取り出し手段は、
    制御装置からの信号に基づいて前記成形品の掴み圧力を
    制御する把持部の圧力調整手段を具備することを特徴と
    する請求項１２に記載のプラスチック成形方法。
15. 【請求項１５】 樹脂を射出成形する際、射出成形機か
    ら金型に射出された樹脂を、成形後、金型内で所定温度
    まで冷却し、その後、取り出すように構成されたプラス
    チック成形方法において、 金型内の成形品を上下方向から掴む把持手段と、 前記把持手段により成形品搬出経路において前記成形品
    を上下から掴んだままの状態で載置受容した後に、搬出
    経路に転送する転送手段とを具備することを特徴とする
    プラスチック成形方法。
16. 【請求項１６】 前記転送手段は、前記成形品を載置す
    るための載置台と、前記載置台を傾けるための傾動手段
    と、前記傾動手段の傾動時に前記成形品を搬出経路に滑
    走させる滑走台部材と具備することを特徴とする請求項
    １５に記載のプラスチック成形方法。
17. 【請求項１７】 樹脂を射出成形する際、射出成形機か
    ら金型に射出された樹脂を、成形後、金型内で所定温度
    まで冷却し、その後、取り出すように構成されたプラス
    チック成形方法において、金型内から搬出された成形品
    を搬送する成形品搬出経路には、形成品の各部温度をモ
    ニタする監視手段が設けられ、成形品の良否判定を行う
    ことを特徴とするプラスチック成形方法。
18. 【請求項１８】 金型内から搬出された成形品を搬送す
    る成形品搬出経路には、成形品の各部温度をモニタする
    監視手段が設けられており、前記監視手段からのフィー
    ドバック信号により冷却媒体の分岐経路における前記冷
    却媒体の流量制御を行うことを特徴とする請求項３に記
    載のプラスチック成形方法。
19. 【請求項１９】 冷却媒体経路を備えた金型のキャビテ
    ィ中に所定樹脂を射出後に、所定温度まで冷却して、取
    り出すプラスチック成形金型であって、 ホットランナーと、該ホットランナーに連通するゲート
    と、該ゲートに連通してなり剪断熱の発生を抑制する形
    状部とを具備することを特徴とするプラスチック成形金
    型。
20. 【請求項２０】 前記形状部は、前記ゲートに対して一
    端が連続し他端が前記キャビティに連続する円筒状のラ
    ンド部と、前記他端に対向する部位の肉厚が次第に厚く
    形成され成形品の板厚に連続した所定傾斜角度を有する
    円環状の凹部とから形成されることを特徴とする請求項
    １９に記載のプラスチック成形金型。
21. 【請求項２１】 前記形状部は、前記ゲートにおける所
    定樹脂射出方向に略直交する方向に延びる第１領域と、
    該第１領域から所定距離離間した部位から略直交して前
    記キャビティに連続する第２領域とから形成されること
    を特徴とする請求項１９に記載のプラスチック成形金
    型。
22. 【請求項２２】 前記形状部は、前記ゲートが成形品表
    面より内側まで突出する所要寸法の突出部と、前記ゲー
    トに対向する部位において成形品の肉厚を徐々に増加す
    るために成形品の板厚に連続した所定傾斜角度を有する
    環状の肉厚変化部分とから形成されることを特徴とする
    請求項１９に記載のプラスチック成形金型。
23. 【請求項２３】 前記形状部は、前記キャビティに連続
    する前記ゲートの対向面側において、成形品の薄肉部分
    を形成するとともに前記ゲートから離れる方向に成形品
    の肉厚を徐々に増加するために成形品の板厚に連続した
    所定傾斜角度を有する肉厚変化部分が形成されているこ
    とを特徴とする請求項１９に記載のプラスチック成形金
    型。
24. 【請求項２４】 前記形状部は、前記キャビティに連続
    する前記ゲートの周辺部位において、成形品の肉厚を徐
    々に増加するために成形品の板厚に連続した所定傾斜角
    度を有する肉厚変化部分が形成されていることを特徴と
    する請求項１９に記載のプラスチック成形金型。
25. 【請求項２５】 冷却媒体経路を備えた金型のキャビテ
    ィ中に所定樹脂を射出後に、所定温度まで冷却して、取
    り出されるプラスチック成形品であって、 ゲートに連通して剪断熱の発生を抑制する形状部を一体
    成形したことを特徴とするプラスチック成形品。
26. 【請求項２６】 前記形状部は、前記ゲートに対して一
    端が連続し他端が前記キャビティに連続する円筒状のラ
    ンド部と、前記他端に対向する部位の肉厚が次第に厚く
    形成され成形品の板厚に連続した所定傾斜角度を有する
    円環状の凹部とから形成されることを特徴とする請求項
    ２５に記載のプラスチック成形品。
27. 【請求項２７】 前記形状部は、前記ゲートにおける所
    定樹脂射出方向に略直交する方向に延びる第１領域と、
    該第１領域から所定距離離間した部位から略直交して前
    記キャビティに連続する第２領域とから形成されること
    を特徴とする請求項２５に記載のプラスチック成形品。
28. 【請求項２８】 前記形状部は別部品取り付け部位とな
    るとともに、前記形状部の反対面が略平面に形成される
    カバー部品であることを特徴とする請求項２７に記載の
    プラスチック成形品。
29. 【請求項２９】 前記形状部は、前記ゲートが成形品表
    面より内側まで突出する所要寸法の突出部と、前記ゲー
    トに対向する部位において成形品の肉厚を徐々に増加す
    るために成形品の板厚に連続した所定傾斜角度を有する
    環状の肉厚変化部分とから形成されることを特徴とする
    請求項２５に記載のプラスチック成形品。
30. 【請求項３０】 前記形状部は、前記キャビティに連続
    する前記ゲートの対向面側において、成形品の薄肉部分
    を形成するとともに前記ゲートから離れる方向に成形品
    の肉厚を徐々に増加するために成形品の板厚に連続した
    所定傾斜角度を有する肉厚変化部分が形成されているこ
    とを特徴とする請求項２５に記載のプラスチック成形
    品。
31. 【請求項３１】 前記形状部は、前記キャビティに連続
    する前記ゲートの周辺部位において、成形品の肉厚を徐
    々に増加するために成形品の板厚に連続した所定傾斜角
    度を有する肉厚変化部分が形成されていることを特徴と
    する請求項２５に記載のプラスチック成形品。
32. 【請求項３２】 他部品と接合するために、成形品本体
    の一面に突出形成されたボスが、他部品の嵌合孔の内径
    に、外周縁の３箇所以上が接する状態で、嵌合中心から
    放射状に延びる板状の複数のリブから構成されているこ
    とを特徴とするプラスチック成形品。
33. 【請求項３３】 他部品と接合するために、成形品本体
    の一面に突出形成されたボスが、他部品の嵌合突起の外
    形に、内周縁の３箇所以上が接する間隔を備えた状態
    で、嵌合中心から放射状に延びる板上の複数のリブから
    構成されていることを特徴とするプラスチック成形品。
34. 【請求項３４】 他部品と接合するために、成形品本体
    の一面に突出形成されたボスが、他部品の取付けビス外
    周に、ビス下孔として、内周縁の３箇所以上が螺合する
    間隔を備えた状態で、嵌合中心から放射状に延びる板上
    の複数のリブから構成されていることを特徴とするプラ
    スチック成形品。