JPH08240496A - 射出成形機の金型内圧力測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋳バリおよび溶湯熱による誤検出を回避する
射出成形機の金型内圧力測定装置の提供。 【構成】 底壁部２１ｆと側壁部２１ｍを有する断面コ
の字状の埋め中子２１を金型７内に設け、底壁部の外面
側２１ｅを金型内の溶湯通過面１２の一部とする。側壁
部２１ｍにより画成される中空部に冷却水を循環させる
ために、冷却孔２１ｇを側壁部２１ｍに形成する。中空
部内には検出ロッド２５を移動可能に設け、検出ロッド
は導入された冷却水により冷却される。検出ロッドの一
端は底壁部２１ｆの内面側２１ｄと当接し他端が圧力セ
ンサ２２と当接可能に保持されている。底壁部２１ｆは
溶湯の受圧部をなし、弾性変形して検出ロッド２５を変
位させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は射出成形機の金型内圧力
測定装置に関し、特にアルミダイカスト等における金型
内の高温下にある溶湯圧力を測定する金型内圧力測定装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルミダイカスト等の鋳造における金型
内の溶湯圧力を測定するものとして種々の提案がなされ
ている。例えば、実開平４−７５９３０号公報によれ
ば、キャビティに面して配置されるピン部材に荷重検出
部を形成し、該荷重検出部に歪ゲージを貼着配置した金
型内圧力測定装置が提案されている。また、実開平６−
２２９４２号公報によれば、押出しピンと圧力センサを
当接可能に設け、溶湯圧力による押出しピンの移動圧力
を圧力センサが感知する金型内圧力測定装置が記載され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし実開平４−７５
９３０号公報の考案によれば、押出しピンとダイスとの
隙間に溶湯が侵入し凝固し鋳バリを形成する可能性があ
る。鋳バリは押出しピンの噛み込み等を生じ、押出しピ
ンの作動不良を引き起す。又、溶湯熱が押出しピンを通
して荷重検出部に伝導され、歪ゲージの断線、荷重検出
部からの剥離を生じる。この結果溶湯圧力の検出不良が
生じるおそれがある。押出しピンとダイスとの間への溶
湯の侵入を防止するためには、両者間に精密な機械加工
を必要とするが、厳密な加工はきわめて困難である。

【０００４】また実開平６−２２９４２号公報の考案に
よっても、押出しピンとダイスの隙間に溶湯が侵入して
鋳バリを形成する可能性があるため、実開平４−７５９
３０号公報の考案と同様に作動不良を引き起す。又、押
出しピンと圧力センサを当接可能に構成しているので長
時間使用すると熱の伝導によって圧力センサが劣化して
検出不良が生じるおそれがある。

【０００５】そこで本発明は、鋳バリ及び溶湯熱による
検出不良を回避することが可能であって、長期にわたり
安定した正確な圧力測定が可能な射出成形機の金型内圧
力測定装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、金型内に圧力センサを備え金型内の溶湯圧
力を測定する射出成形機の金型内圧力測定装置におい
て、底壁部２１ｆと管状壁部２１ｍからなる断面コの字
状の埋め中子２１を金型５、６内に設け、該底壁部２１
ｆの外面側２１ｅは該金型５、６内の溶湯通過面の一部
を構成すると共に該底壁部２１ｆは溶湯の圧力によって
変形可能な受圧部を成し、該管状壁部２１ｍにより画成
される中空部内に冷却媒体を供給するために該管状壁部
２１ｍには該中空部に連通する冷却手段３２、３３、２
１ｇ、２１ｈが設けられ、該中空部内には一端が該底壁
部２１ｆの内面側２１ｄと当接し冷却手段により冷却さ
れる検出ロッド２５が移動可能に設けられ、 該圧力セ
ンサ２７は該検出ロッド２５の他端と当接可能であると
共に該中空部内に付勢保持されている射出成形機の金型
内圧力測定装置を提供している。

【０００７】

【作用】上記構成を有する本発明の射出成形機の金型内
圧力測定装置では、金型内に溶湯を充填すると底壁部の
外面側が溶湯に接してその圧力を受圧し、底壁部即ち受
圧部（以下「受圧部」という）が弾性変形する。弾性変
形による受圧部の歪を検出ロッドが圧力センサに伝達
し、圧力センサが溶湯圧力を検出する。溶湯の充填時に
は冷却手段により中空部に冷却液が導入されるので、検
出ロッドが冷却され圧力センサは溶湯熱から保護され
る。

【０００８】

【実施例】本発明による射出成形機の金型内圧力測定装
置の実施例について図１乃至図４に基づき説明する。

【０００９】固定プラテン２とベースプレート（図示せ
ず）の間には４本のタイバー４が平行に架設固定されて
いる。各々のダイバー４の端部はダイバーナット４Ａ、
４Ｂが螺着されて固定プラテン２に固定されている。ま
たダイパー４は固定プラテン２に対して離接可能な可動
プラテン３内を貫通して設けられる。

【００１０】固定プラテン２には固定ホルダ５が止め具
（図示せず）により固定されている。固定ホルダ５の凹
部５ａには固定ダイス７が嵌入固定され、固定ホルダ５
と固定ダイス７とで固定金型が構成される。また可動プ
ラテン３には図示せぬ止め具によりかさ板１４が固定さ
れ、スペーサ１３を介して可動ホルダ６がかさ板１４に
固定されている。スペーサ１３により可動ホルダ６とか
さ板１４間に空間部１５が提供される。可動ホルダ６の
凹部６ａには可動ダイス８が嵌入固定され、可動ホルダ
６と可動ダイス８とにより可動金型が構成される。可動
プラテン３は金型の型締め、型開きを行う型締めシリン
ダのシリンダロッド４５に接続されており、上記ダイバ
ー４は可動プラテン３の移動を案内するために設けられ
ている。

【００１１】可動プラテン３には押出しロッド４２が摺
動可能に取付けられている。押出しロッド４２の固定金
型側には押出し板４３が取付けられており、反対側には
ロッド支持板４１が取付けられている。ロッド支持板４
１は押出しシリンダ（図示せず）の押出しシリンダロッ
ド４０に連結されている。押出し板４３には押出しピン
４４が備えられ、押出しピン４４は可動ホルダ６と可動
ダイス８内に穿設された押出しピン孔６ａに摺動可能に
装着されている。押出し板４３は上記空間部１５内で移
動可能である。

【００１２】型締めすると固定金型と可動金型間に、金
型溶湯通路、即ちランナー１１、キャビティ１０、ベン
トランナー１２が画成される。固定金型側にはランナー
１１に連通する射出スリーブ４６が一体に設けられてい
る。射出スリーブ４６には注湯口４７が形成され、また
注湯口４７を介して射出スリーブ４６内に投入された溶
湯をキャビティ１０に充填するために、図示せぬ射出シ
リンダにより駆動されるプランジャチップ４８が射出ス
リーブ４６内を摺動自在に設けられている。

【００１３】ベントランナー１２に対面する位置の固定
ダイス７には貫通穴７ａが形成され、貫通穴７ａには埋
め中子２１が嵌着されている。埋め中子２１は底壁部２
１ｆと側壁部２１ｍとからなる断面コの字状をなし、略
円筒形状である。底壁部２１ｆの外面側２１ｅはベント
ランナー１２の一部を構成しており、溶湯圧力によって
弾性変形をする受圧部２１ｆ（以下「受圧部２１ｆ」と
いう）を成す。受圧部２１ｆの厚みは１０ｍｍ以上、２
５ｍｍ以下が好ましい。１０ｍｍより薄いとアルミ溶湯
の繰返しの熱衝撃と圧力により受圧部２１ｆにクラック
を発生させ、２５ｍｍより厚いと検出圧力の微妙な変化
が検出できなくなるからである。

【００１４】埋め中子２１には圧力センサ２２を収容す
るためのセンサハウジング２２が挿入可能な大径の凹部
２１ａと、冷却水を封入循環する小径の凹部２１ｂが形
成されている。小径の凹部２１ｂと大径の凹部２１ａは
段部２１ｃにより区切られている。そして埋め中子２１
の側壁部２１ｍには冷却水流入用の冷却路２１ｇと冷却
水流出用の冷却路２１ｈ（冷却路２１ｇと同様の形状で
あるため図示を省略する）が形成され、冷却路２１ｇお
よび冷却路２１ｈの一端は小径の凹部２１ｂに連通し、
他端は埋め中子２１の後端面部２１ｉに連通している。
冷却水流入用の冷却路２１ｇの埋め中子の後端縁部２１
ｉに連通する開口には冷却パイプ３２を接続する雌ネジ
２１ｋが形成され、冷却水流出用の冷却路２１ｈの埋め
中子２１の後端縁部２１ｉに連通する開口には冷却パイ
プ３３（冷却パイプ３２と同様の形状であるため図示を
省略する）が接続される雌ネジ２１ιが螺刻されてい
る。また、埋め中子２１の後端縁部２１ｉにはセンサハ
ウジング２２を取付ける雌ネジ２１ｊが螺刻されてい
る。

【００１５】センサハウジング２２は略円筒状に形成さ
れ、センサハウジング２２の外径は埋め中子２１の大径
の凹部２１ａより若干小さく形成されている。センサハ
ウジング２２はフランジ２２ａを備え、フランジ２２ａ
にはセンサハウジング２２を埋め中子２１に固定するた
めの貫通穴２２ｂが雌ネジ２１ｊと同軸に穿設されてい
る。埋め中子２１にセンサハウジング２２を取付けるた
めに、ボルト２４が貫通孔２２ｂを通して埋め中子２１
の雌ネジ２１ｊに螺合している。更にセンサハウジング
２２のフランジ部２２ａには圧力センサ２７の配線用の
穴２２ｍが形成されている。配線用の穴２２ｍを介して
信号線３４が延び、信号線３４は計測器３５に接続され
ている。

【００１６】センサハウジング２２の先端からフランジ
２２ａまでの長手方向の長さは埋め中子２１の大径の凹
部２１ａの長手方向の長さよりも若干短く形成されてい
る。埋め中子２１にセンサハウジング２２を取付けるた
めである。センサハウジング２２と埋め中子２１間をシ
ールするために、Ｏリング２３が両者間に介装されてい
る。センサハウジング２２の外周面には断面半円状のＯ
リング溝２２ｅが形成され、Ｏリング２３を適正な位置
に取付けできるようにしている。

【００１７】センサハウジング２２には、圧力センサ２
７を挿入可能とする小径の凹部２２ｇと、圧力センサ支
持体２８を挿入可能とする大径の凹部２２ｆとが形成さ
れ、小径の凹部２２ｇの底壁には検出ロッド２５を挿入
可能とする検出ロッド挿入孔２２ｈが貫通形成されてい
る。大径の凹部２２ｆと小径の凹部２２ｇは段部２２ｉ
により区切られ、センサハウジング２２の後端面２２ｊ
には雌ネジ２２ｋが螺刻されている。

【００１８】検出ロッド２５の先端は受圧部２１ｆの内
面側２１ｄに点接触するように半球状をなしている。更
に検出ロッド２５とセンサハウジング２２のシール性を
向上させるためにＯリング２６が挿入孔２２ｈ内に配置
されている。検出ロッド２５の外周面には断面半円状の
Ｏリング溝２５ａが形成され、Ｏリング２６を適正な位
置に取付けている。そして検出ロッド２５の後端は小径
の凹部２２ｇ内に配置された圧力センサ２７の圧力検知
部２７ａと当接している。なお圧力センサ２７はロード
セル型の荷重センサである。

【００１９】小径の凹部２２ｇは圧力センサ２７よりも
直径が若干大きく形成され、圧力センサ２７は長手方向
に移動可能に取付けられている。また、小径の凹部２２
ｇの長手方向の長さは圧力センサ２７の長手方向の長さ
よりも短く形成されている。このため段部２２ｉに遮ら
れることなく圧力センサ２７の圧力検知部２７ａは常に
検出ロッド２５と当接可能に構成されている。

【００２０】大径の凹部２２ｆに装着された圧力センサ
支持体２８は、フランジ部２８ａとロッド部２８ｂとを
有する。フランジ部２８ａは大径の凹部２２ｆより若干
小さく形成され、圧力センサ２７の背面を支持する。ま
た押えリング２９がセンサハウジング２２に取付けられ
ている。押えリング２９は円筒状のリング部２９ａとフ
ランジ部２９ｂからなり、フランジ部２９ｂにはセンサ
ハウジング２２への取付け穴２９ｃが形成されており、
ボルト３１が取付け穴２９ｃを通って雌ネジ２２ｋに螺
合し取付けられている。またリング部２９ａは大径の凹
部２２ｆに嵌合している。

【００２１】押えリング２９はセンサ支持体のロッド部
２８ｂと摺接関係にあり、センサ支持体２８、センサハ
ウジング２２、押えリング２９によって環状の空間３６
が画成される。圧力センサ支持体２８のフランジ部２８
ａと押えリング２９のリング部２９ａの端面との間であ
って、センサハウジング２２の大径の凹部２２ｆ内でか
つセンサ支持体２８のロッド部２８ｂ上には、圧力セン
サ２７を検出ロッド２５に付勢する皿バネ３０が装着さ
れている。

【００２２】次に金型内圧力測定装置の動作を説明す
る。型締めした後に、保持炉（図示せず）から自動給湯
装置のラドル（図示せず）によりアルミ溶湯を汲上げ、
注湯口４７から射出スリーブ４６に注湯する。次に射出
シリンダ（図示せず）を駆動しプランジャチップ４８を
前進させ、アルミ溶湯をランナー１１を経由してキャビ
ティ１０に充填する。

【００２３】アルミ溶湯をキャビティ１０に充填する
と、ベントランナー１２内のアルミ溶湯が埋め中子２１
の受圧部２１ｆを加圧する。受圧部２１ｆが加圧される
と、受圧部２１ｆが弾性変形し、受圧部２１ｆの変位量
は検出ロッド２５により圧力センサ２７に伝達され、圧
力センサ２７は受圧部２１ｆの変位を電気信号に変換し
計測器３５に出力する。

【００２４】アルミ溶湯の圧力を測定するときには、冷
却パイプ３２より冷却水が小径凹部２１ｂに流入すると
共に、冷却パイプ３３から流出することによって小径の
凹部２１ｂに冷却水を循環させて、検出ロッド２５を冷
却する。検出ロッド２５を冷却することにより圧力セン
サ２７をアルミ溶湯の熱から保護すると共に安定した圧
力検出を可能にしている。

【００２５】圧力センサ２７で所定の圧力を検出したと
きにはアルミ溶湯がキャビティ１０内に均一に充填され
たとみなすことができる。したがって、所定の圧力に達
したときにはアルミ溶湯の射出を終了し、キャビティ１
０内のアルミ溶湯の凝固を待つ。アルミ溶湯が凝固した
後に可動金型を後退させ型開きする。型開きの後に押出
しシリンダ４０が前進し押出しピン４４によって製品を
取出す。製品取出し後、押出しシリンダ４０は後退し、
固定金型と可動金型の清掃を行った後金型に離型材を塗
布し一連の動作が終了する。

【００２６】図４は実際の溶湯圧力の測定試験を示す図
である。鋳造条件は射出圧力が１８０ｋｇ／ｃｍ²で、
射出スピードは高速時には２．２ｍ／ｓｅｃ、低速時に
は０．２５ｍ／ｓｅｃである。

【００２７】キャビティ１０内にアルミ溶湯の充填を開
始すると、急速に圧力が上昇する。充填途中ではベント
ランナー１２には溶湯が完全に充填されてないので、検
知圧力は不安定であるが充填量が一定量に達すると安定
する。最高点が充填完了を示す。本試験では溶湯充填開
始から充填完了まで０．２秒を要した。充填完了後アル
ミ溶湯の凝固にともなって受圧部２１ｆにかかる圧力は
減少する。

【００２８】本試験では２６９マイクロストレインで充
填が完了した。２６９マイクロストレインを圧力に換算
すると６７０ｋｇ／ｃｍ²である。この値は管理値とし
て使用できる。即ち、圧力センサが２６９マイクロスト
レインに達した製品を良品と判断し、２６９マイクロス
トレインに達しなかった製品を不良品と判断するのであ
る。

【００２９】本発明は上述した実施例に限定されず、種
々の変更が可能である。例えば、上記実施例では埋め中
子２１を略円筒形状としたが、底壁部と側壁部を有する
ものであれば多角形の筒状体であっても良い。また圧力
センサ２７はロードセル型の荷重センサとしたが、他の
型式の荷重センサであっても良い。更に検出ロッド２５
を冷却するための冷却媒体として水を用いたが、圧縮空
気等の他の冷却媒体を使用しても良い。加えてセンサ支
持体２８を付勢するために皿バネ３０を用いたが、圧縮
コイルバネ等の他の弾性部材であっても良い。又、上記
実施例ではベントランナー１２に金型内圧力測定装置２
０を設けているが、他の金型溶湯通路、例えばキャビテ
ィ１０やランナー１１に設けても良い。またに金型内圧
力測定装置２０を固定金型側に配設したが、可動金型側
に配設しても良い。

【００３０】

【発明の効果】以上説明した本発明の射出成形機の金型
内圧力測定装置によれば、圧力センサは押出しピンとの
機械的な関連がなく、圧力センサは埋め中子内に保護さ
れているので、鋳バリの噛み込み等の不都合が生じず、
溶湯圧力を正確に検知できるとともに、溶湯の熱衝撃を
埋め中子内の冷却媒体が吸収して圧力センサの劣化や作
動不良を防止して該センサの耐久性を向上させることが
できる。金型への溶湯充填時の溶湯圧力を製品良否の判
断基準とする場合に、溶湯圧力を長期にわたり正確に測
定することができるので、判断結果も正確なものとな
る。また埋め中子の受圧部の厚さを変えることによっ
て、検出する溶湯圧力値の波形振幅を調整することが可
能となる。更に、金型内圧力測定装置を固定金型に配設
できるので、圧力測定装置の保守及び点検も容易とな
り、製品の品質を安定させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による金型内圧力測定装置を有
する射出成形機を示す概略断面図。

【図２】本発明の実施例による金型内圧力測定装置を示
す断面図。

【図３】本実施例による金型内圧力測定装置の背面図。

【図４】溶湯圧力の測定結果を示すグラフ。

【符号の説明】

１０ キャビティ １１ ランナー １２ ベントランナー ２０ 金型内圧力測定装置 ２１ 埋め中子 ２１ｆ 受圧部（底壁部） ２２ センサハウジング ２５ 検出ロッド ２７ 圧力センサ ２８ 圧力センサ支持体 ２９ 押えリング ３０ 皿バネ ３２、３３ 冷却パイプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型内に圧力センサを備え金型内の溶湯
   圧力を測定する射出成形機の金型内圧力測定装置におい
   て、 底壁部と管状壁部からなる断面コの字状の埋め中子を金
   型内に設け、該底壁部の外面側は該金型内の溶湯通過面
   の一部を構成すると共に該底壁部は溶湯の圧力によって
   変形可能な受圧部を成し、 該管状壁部により画成される中空部内に冷却媒体を供給
   するために該管状壁部には該中空部に連通する冷却手段
   が設けられ、 該中空部内には一端が該底壁部の内面側と当接し冷却手
   段により冷却される検出ロッドが移動可能に設けられ、 該圧力センサは該検出ロッドの他端と当接可能であると
   共に該中空部内に付勢保持されていることを特徴とする
   射出成形機の金型内圧力測定装置。