JPS59138427A - 射出圧縮成形金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は射出圧ｍ成形金型に係り、符にプラスチックレ
ンズのように形状梢度や表１ｈｔ展が景釆され、かつ内
部歪のない成形品を成形する射出圧縮成形金型であって
、成形効率の同上を志向した射出圧縮成形金型に関する
ものである。

〔従来技術〕

まず従来の射出圧縮成形金型と、その動作を、第１図を
使用して１ｉ５ｉ！明する。

纂１図は、グラスチックレンズのに形に供する従来の射
出圧縮成形金型の一例を示す側ｔｉ９Ｔｍ図である。こ
のｗ、１図におい又、１は固定型、１５は固定ｍ取付似
、４は固定型１内の固定アダプタ１４に嵌挿された固定
入駒、２は可ａ型、２０は可動型城付板、５は可動型２
内の可動アダプタ１６内に、摺動自在に低伸された可動
人＠、３は、固定入駒４と可動入駒５とで形成されるキ
ャビティ、７は可動型２の仮部に設置され、可動入駒５
を押し出すことができる加圧シリンダ、６は固定入駒４
および可動入駒５内にキャピテイ表口に右回して獣挿さ
れた超音波送受信素子である。

このようなゲラステックレンズ（以下、成形品という）
を成形する射出圧紬奴形金型では、キャビティ５０表面
を形成する金属を研磨し１表面精度を烏める必要から、
固定入駒７、可動入駒８のような分割可能な厖部品を使
用し、筐た成形品の大きさが変わり、キャビティ５の外
形、形状が変化してもある程度筐で対処できるように、
固定入駒４は固定アダプタ１４に、可動入駒５は可動ア
ダプタ１６に。

それぞれ嵌挿されており、形状変化に対して。

固定入駒４、固定アダプタ１４．可動人駒５゜可動アダ
ゲタ１６を交換すれはよいようになっている。

１ず、射出奴形慎を出た衝腫（図示せず）は、固定ｕｉ
内にせん孔されたスプル１１から射出圧紬戟形金型内に
導ひかれ、ランナ１２゜ゲート１３を経て、キャビティ
３内に光横される。光横終了後、一定時間を経て、侶ｇ
匍」御器９からの指令により、油圧発生器１０で発止し
た油圧か、加圧シリンダ７の加圧７リンダピストン８を
進出させると、シリンダピストン８前■の、押出板（Ｂ
）１９および押出板ＣＡ）１８に固定結合された可動入
駒５が前進し、キャビティ３内の衝刀隨を圧縮する。こ
の圧縮に伴ない、超音波送受％ｆｔｍ系子（以下超音波
素子という）６Ａおよび６Ｄが、キャビティ３内衝ＪＪ
ｌｆと、固定入駒４および可動人＠５の接触状況を検出
する。

ここで超音波索子６Ａ、６Ｄの慎舵について、６Ａを主
に説明する。１ｇ号制餌器９で発生じた信号波（図示せ
ず）が、接続ケーブル２１を介して超音［％子６Ａに入
り、ここでキャビティ６万同に発信されると、この信号
波は、可動入駒５の身回とキャビティ３内樹脂が接触し
ている場合には、超音波索子６Ａ方回には決らず、その
ままキャビティ方向に進行し、固定入駒４内の超音ＩＢ
ｌ累子６Ｄに受１ｇされる。一方、司鯛入＠５０表面と
、キャビテイ３内便Ｂｄが接触していンよい場合には、
超音波索子６Ａより発１６された信号波は、可動人ＪＩ
ｌ’１５の表凹で反射し、キャビティ６万同へは進行ぜ
ず、固に入駒４内の超音波索子６Ｄにも受信されず、超
せＶ素子６Ａ方回へ戻り、１Ａ号波は丹び超音波索子６
Ａで捉えられる。

このように、入駒表面とキャビティ３内樹脂が接触して
いる場合には、区射阪がなく、自ら１ｇ号欧を発信した
超音波索子６Ａには信号波は民らず、対向する超音波索
子６ＤＫ受佃される。入駒表面とキャビティ６内衝膝が
接触していない場合には１反射波が超音波索子６、’Ｉ
Ｋ戻り、対向する超音波索子６Ｄには達せず、受信もさ
れない。筐たＳ音波系子６Ｄから発信した場合も、６Ａ
側から発信した場合と全く同僚であって、固定入駒４表
面とキャビティ３内樹脂が接触している場合には、反射
波がなく、信号波は超音波索子６Ｄには戻らす６Ａに捉
えられ、接触していない場合は、反射波が６Ｄで捉えら
れ６Ａには受信されない。なおキャビティを通らず、金
型の他の部分をまわり込んで伝わる信号波もあるため、
キャビティ３内樹脂と入駒表面との接触状況は、信号波
の強弱として検出される。このように、捉えられる１Ａ
号波の＊ａにより。

キャビテイ３内ｍ脂と固定入駒４および可動入駒５との
接触状況を検出することができる。

さらに侶ｇ制御ｉ４１鰺９の機能について説明すると、
信号制御器９は、（１）超ｆ阪累子６Ａおよび６Ｄに、
交互に、−足のサイクルで信号波を送り出し、（２）各
超音波索子で受信した信号波の強弱を、予め設定記憶し
た信号波と比較演算し、（３）演真に基づいて油圧発生
器１０を制御する。すなわち１発信、記憶、比較演其。

制御の機能なＭする。

さて、キャビティ３内衝脂の圧縮に伴い。

超音波素子６Ａおよび６Ｄにより、キャビティ３内樹脂
と固定入駒４および可動入駒５との嵌触が検知された場
合、Ｊ＠号制伽器９は演算後、それ以上の圧縮が不安と
判断すれは。

油圧発生器１０の作動を制御し、加圧シリンダ７の加圧
シリンダピストン８の作動を停止させる。また超音波素
子６がキャビティ５内樹脂と、固定入駒４および可動入
駒５との接触な検知できない場合には、引き続き加圧シ
リンタフで圧縮を継続し、一定時間内に接触を検知でき
ない場合には、不良品と刊足し、キャビティ３内樹脂を
盤外に排出する。これとは逆に、一定時間内に接触が検
知された場合には、前記の如く加圧シリンダ７０作動が
停止し、８び樹脂の収縮が進行して接触が検知されなく
なると、加圧シリンダ７により圧縮が行なわれる。以上
の動作を繰り返し、圧動成形を行なうようにしていた。

しかしながら、これまで述べてきたような圧縮成形時の
みの制御では、射出保圧時に生じた欠陥は、はとんど補
償することができなかった。このため、不良品について
は、射出囲始から、圧縮力をかげても補償し侍ないと判
定される葦での時間が、すべて無駄時間となっていた。

１だ、固定入駒４．可鯛入駒５とも各１個づつの超音波
素子しか嵌押していないため、成形品の一部分の状況し
か捉えることができず、これをキャビティ全体の状況と
して捉えていたため１部分的に過大な内部応力を生じた
り、あるいは部分的に圧縮不足を主じる等、不１５合で
あった。例えば、射出保圧力の不足により、キャビテイ
３中央部にヒケ、即ち側脂収縮に起因する凹部が生じた
場合、射出保圧時には四部のあることは発見できても、
射出保圧力の制御を行なっていないため、そのまま次の
圧縮工程に移行する。

圧縮工程では、既に発生してし葦っている前工程でのキ
ャビテイ３中央部ヒケを、超音波素子６Ａ　、６Ｄが検
知し、信号制御器９が。

キャビティ全囲換其の信号を油圧発生器１０を進じて加
圧シリンダ７に送るため、キャビティ３内領瓶のヒケ以
外の部分には、過大な圧縮力がかかり内部比、刀が増し
たり、＠脂表面層か金型に接層する表面剥離机象が生じ
たりした。また圧縮によっても、一定時間内に。

ヒケの修正？ｉｌｌ偵ができない場合、キャビティ内側
刀首は欠陥品として取り出され、それまでに安した時間
は無駄時間となり、成形効率が低下するという欠点があ
った〇 〔づ６明の目的〕 本発明は、￥ｒｌＴ糺した従来奴術の欠点を除去し、未
件設足のための時間を短軸して紙形の効率な同上すると
ともに、射出保圧力、圧縮力の大きさを迩正に制御して
形状鞘展、表面柑腿等品員に優れ、内部虫のない成形品
を成形することができる射出圧輻欣形金徽の提供をその
目的とするものである。

〔発明の概要〕

不発明のｍ成は、少なくとも同定型、この両足部内に嵌
押された固定式ｅ：＋　、可動型、この可′＃ｔＩＪｍ
内に摺動自在に嵌挿された可動入駒を肩し、前記固定入
駒と可動入駒とで形成されるキャビティ内へ粥刀ぼを元
部し、加圧シリンダによって前記可動入駒を押出すこと
により、前記樹脂を圧縮して賦形な行なうようにした射
出圧動成形金型において、この射出圧に３賊形釡型内に
、キャビティ内’４１４ＢＷとキャビティ表面との接触
状態を検出することのできる。値数個の超音波送受＠爺
用系子と、キャビティ内輌脂の温度、圧力な検出するた
めの温良センサと圧力センサとな恢押し、創肥超音阪送
受信錬用系子が受信する前記接触状態に係る裡数の信号
と、前記？ｌ！度センサおよび圧力センサとで検出した
キャビティ内６１　ｈａの温良、圧力に基づいて、樹脂
の充填圧力を制御する射出保圧力制御鉄源と、前記加圧
シリンダに加える油圧力を制御する油圧制＃鉄直とな設
けた射出圧紬戚形金型にある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を具体的な実施例によっ・て睨明する。

第２図は１本発明の一実施例に係る射出圧縮成形金型を
示す側断面図である。この褐２図において、第１図と同
−査号な何したものは同一部分である。加えて、２２は
射出成形機射出部一部、２３は射出成形戦の射出部であ
る１筐た。２６は温度センサ、２７は圧力センサである
。６は固定入駒４および可動入駒５内に間隔をあけて仮
数嵌押された超音波送受侶兼用累子（以下、超音ｖＬ累
子という）である。この超音波素子６よりキャビティ３
に同けて出された４６号波は、キャビティ３内衛脂と固
定入駒４および可動入駒５とのｆＰ：触状況により。

接触のある場合にはキャビティ表面からの反射波がなく
、接触のない場合には、キャビティ表面からの反射波と
なって超音波素子６で、丹ひ捉えられるようになってい
る。また９Ａは統括制御器であり（１）被数の超音波素
子へ亜複することなく順次信号を送り込み、（２）超音
波素子より炭った信号の強弱例えは、キャビティ表面と
樹脂との接触がない場合を１００％としてキャビティの
温良と圧力に比、じて収定チ以上で、射出戟形戦制御部
２２に保圧力増加のための１Ｂ号を送り出す等、決った
信号の強弱に応じて、射出成形機射出部２２と、油圧発
生器１０に開側ｊ信号を送り出丁、偏号送出１把憶、比
較演算、制御の％愼龍を脣している。

このように構成した射出圧縮成形金型の動作を第２図、
第３図を用いて説明する。

第３図は、第２図の要部を示す部分拡大断面図であり、
第２図と同一符号を何したものは同一部分である。そし
て、２４はキャビティ内樹脂、２５はキャビティ３内へ
の樹脂の充填が不十分であったり、光横後樹脂温良の低
下とともに衝月胃が枢動したりして、キャビティ表面と
キャビティ内衝庸２４との間にできる壁隙である。６Ａ
〜６Ｆは値数紙押された超音波素子であり、α〜Ｃは入
ｌｌ１１１１？よびキャビティ断面を概ね三分割した谷
狽域を示す。

このように構成した射出成形金型において成形開始によ
り、まず固定型１と可’＃ｔＪＪｍ２が閉じると、射出
成形機射出部２６より射出された樹脂（図示せずンは、
スツール１１．ランナ１２゜ゲート１３を通り、キャビ
ティ３内に充填される。充填に伴い、超音波素子６Ａ　
、　６Ｂ　、　６Ｃは、それぞれ対向するキャビティエ
リア（以下、エリアという）α、ｂ、ｃのキャビティ内
樹脂２４と、キャビティ表面との接触状況を検出する。

そして、ゲート１５に近いエリアαと、中央部のエリア
ｂと、ゲートから離れたエリアＣの情報がそれぞれ統括
１ｖｌｌ　Ｈ番９　Ａに送り込まれ、比軟、凛其が行な
われる。

ここで、統括制御器９Ａの比軟、演其内容について説明
すると、いま仮に超音波素子６Ｂより出た超音波は、蛍
域内を進み、キャビティ表面でキャピテイ内樹脂２４も
しくは間隙２５に入射すると超音波の音臀籍性から１次
式により透過もしくは反射を生ずる。

反射率β７＝反射ｖＬ強反／入射波強度＝〔（ρ１Ｃｒ
　−Ａ　’２　）／（Ａ　’Ｉ十巧Ｃ２）〕２・１２　
・ 透過率βを一透過波強度／入射波強度 ＝１−β、−（４ρｌ’ｌＡ’２）／（ρＩ’ｌ　”　
／’ｊ’２　）”へ二超音阪を伝達する媒質１の密度 Ｃ１：媒質１内での超晋阪秩匝速度 ρ２：超廿波を伝達する媒質２の密度 Ｃ２＝媒質２内での超音波縦波速度 金型を鋼材（／’１　＝１８ｇ／ｃｍ”　、　（？１：
＝　５−８１　Ｘ　１０’Ｃφ）、キャビティ内樹脂２
４をポリスチレン（Ａ　””　”　！Ｉ／Ｃ”　＊　ｃ
２　；２．６７　Ｘ　１０’　ｃψ）、さらに空隙２５
を空気（Ａ−０，００１２！ｊ’／ｃｍＢ＊　％　”’
　ｏ−３３１’×１０５Ｃφ）として、金型キャビティ
表面とキャビティ内樹脂か密層している場合には。

上式より透過率が２３％となる。またキャビティ内樹脂
かキャビティ表面から完全に陥れている場合には、同じ
く上式より透過率が０％となる。

次に射出成形機から射出されるｌｆｆ　Ｂ＊は、ｆｆ状
もしくは半欣体半固体の半浴融状悪であって、その後金
型内において冷却によって固化が進有し、敢終的に固体
となるのであるが、一般に媒質の状態が変化すると、音
臀インピーダンスρ×Ｃも変化し、このため、超音波の
反射率、透過率も変化する。次相と同相とで音響インピ
ーダンスが約５０％変化する（一般に敢相が同相の音響
インピーダンスの５０％である。）から、ポリスチレン
の溶融状態での金型からの透過率は１２％、反射率８８
％となり、固体化するに従い、温度、圧力の変化ととも
に音響インピーダンスは大きくなり、反射率は低下する
。したかって、超音波の透過率および反射率は樹脂温が
尚く、樹脂が俗−状態にある場合と、樹脂が固化し又、
キャビティ表面との間に一部を隙が生じた場合と同一の
佃を示すことになる。そこで、キャビティ３近傍に設置
した温度センサ２６．圧力センサ２７によって、キャビ
ティ内側Ｂ￥１２４の温度と圧力を取り出せは、拉（脂
が俗慇状態にあるかあるいは固化してキャビティ表面と
の間に一部空隙を生じたものかか容易に判別できる。

そし又、完全な接触状態での、媒質すなわちキャビティ
内樹脂の超音波透過率１反射率を、温度と圧力の関数と
して予備実駁で求め。

統括制御装置９Ａにこの１１１を予め入力しておくこと
により、温度センサ２６、圧カセンザ２７から得られる
樹脂の温度、圧力の状態に刈応した透過率１反射率を算
出することができる。

さらに、この元金な接触状態での透過率。

反射率と、成形途上の透過率１反射率を比較演算してそ
の時点でのキャビティ表面と樹脂との接触度を算出する
ことができる。この接触度の上限値と下限値を予め統括
制御装置９Ａに与えて？き、これと検出値とを比較、演
算して、常に限界内に入るよう射出保圧力。

圧締加圧力の制御１を行なうものである。その結果、ゲ
ート１３から陥れたエリアＣが、ゲート１３に近いエリ
アαに比べ接触の程度が低く。

樹脂の光種か不十分な場合や、中央部のエリアｂが他の
エリアαやＣに比べ接触度が低く中央部にヒケが発生し
ている＃ｈ曾、統括制御器９Ａは予め入力された接触度
および接触パターンとの比較判定して、射出圧力不足と
判定し、射出成形壁射出制御部２２に射出保圧力の増加
指示信号を出し、これに従って、射出成形愼射出＄２５
より金型内にさらに樹脂が送り込まれ、充填不足やヒケ
を解ｒ白し、接触度を限界値内に戻す。

また、エリアα、ｂ、ｃとも、すべて接触状況が一定限
度を超えて過剰であり、過充填が行なわれた場合、統括
制御器９Ａが予め設定された限界値と比較判定を行ない
、射出成形機制御＠２２に減圧のための信号を送り℃。

射出成形愼射出部２３の射出保圧力を低下させ一過充填
を防止し℃、接触度が再び限界＋ｔｉｉ内に入るように
する。

次に射出光槙、保圧が完了すると続いて圧縮に移り、統
括制御器９Ａより油圧発生器１０に信号が送出され、油
圧発生器１０で発生した油圧力（図示せず）が加圧シリ
ンダ７に供給され、加圧シリンダピストン８を前進させ
ると、シリンダピストン８前而の押出板（Ｂ）１９およ
び押出板（、（）１８に固定結合された可動入駒５が前
進し、キャビティ３内の樹脂を圧縮する。圧縮に伴い、
キャビティ表面とキャビティ内樹脂２４との接触状況が
、射出光填、保圧時と同体に検出され、接触度が限界値
と比ｆ判定され、限界値を超えた場合には、統括制御器
９Ａより油圧発生器１０に制御信号が送られ工、加圧シ
リンダ７の油圧力を制御し。

キャビティ内樹脂２４にかかる圧縮力を限界値内に決す
操作が継続して行なわれる。こうした圧縮力の修正動作
と兼行して、キャビティ内ｍ腫２４の冷却も行なわれ、
金型が所定の温度１例えはポリスチレンの場合６０〜７
０℃に通したところで、可ｗＪｍ取付板２０を後退させ
て型開きを行なうと、固定溢１と可ｌ１ｔＪ型２の分割
面が左右に開いて、キャビティ３内に成形されている成
形品が取り出される。

次に可ｗＪ型取付板２０をＭ進させて型閉めを行ない、
第２図の状態に決し、以俊、前述の動作を繰り返すこと
により、成形を継続することかできる。

なお、前述した動作におい又、１シ正を行なったにもか
かわらず、接触度が限界内に入らず、また接触パターン
が改醤され１１い場合には、一定時間経過後、成形を中
止し′Ｃ１その成形品を不良品として排出する。

以上説明した実施例によれは、予め統括制御ｉ１１器９
Ａに接触度のＨ１ｆ各１直を、予め成形品の位置に対応
させて設定しておけは、超音波系子で刻々変化する接触
度および接触パターンを検出することにより、直ちに射
出保圧力および圧縮力の開側ｊを行なうことができるの
でシ１サイクリ内で品質の良い成形品が侮られるように
なり１条件設定のためのテスト成形時間な大幅に減じる
ことができ、成形の効率が大幅に向上する。また本実施
例によれば、成形途上で成形品の良、不良がｆ（１足で
きるので従来のように１サイクルが終了するｌで待つこ
となく不良品の排出ができ、成形の無駄時間をなくすこ
とができる。）さらに接触パターンの検出ができるよう
になったので、ヒケ光生や内部歪の分布状態も、成形途
上で刊定かできるようになり射出保圧力、圧縮力を増減
して、これらを補正することができるようになり、より
精度の高い、かつ内部全の少ない成形品を得ることがで
きるようになった。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように１本発明によれは、少なくと
も、固定型、この固定型内に嵌挿された固定入駒、可動
型、この可動型内に１摺鯛自在に嵌挿された可動入駒な
有し、前記固定入駒と可動入駒とで構成されるキャビテ
ィ内へ樹脂を充填し、加圧シリンダによって前記可動入
駒を押出すことによってｓｉｒ　ｉ！ｃ；　１ｔＪＲ脂
を圧縮して賦形な行なうようにした射出圧箱成形金型に
おいて、この射出圧動成彫金型内に、キャビティ内樹脂
とキャビティ表面との接触状態を検出することができる
複数個の超音波送受信兼用素子と、キャビティ内樹脂の
温度、圧力を検出するための温度センサと圧力センサと
を嵌挿し、この超音波送受信兼用素子が受信する前記接
触状態に係る複数の信号とＢＩＪ記温良センサおよび圧
力センサとで検出したキャビティ内樹脂の温反、圧力に
泰づい″′ｃ、榔朋の光横圧力を制御する射出保圧力制
卸装置と、前記加圧シリンダに加える油圧力をｆｔｔｌ
Ｊ　＠する油圧制仰鉄１虹とを設けるようにしたので、
成形乗件設定のための時間を短縮して、成形の効率を同
上するとともに、射出保圧力、圧締力の大きさを適正に
制御して形状細度１表＠精度等品實に後れ、内部歪のな
い成形品ン成形することのできる射出圧稍成形金型を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、グラスチックレンズの成形に供せられる。従
来の躬出圧帷戚形金型の一例を示す側断面図、謳２図は
、不兄曲の一笑施例に係る射出圧締成形金型を示す１１
１Ｉ断１図、第６図は第２凶における要部を示す部分拡
大紡１図である１・・・固定型　　　　　２・・・可ｗ
Ｊ型３・・・キャビティ　　　４・・・固定入駒５・・
・可動人＃Ｉ　　６・・・超音波送受信兼用素子７・・
・加圧シリンダ　　９Ａ・・・統括訓卿器１０・・・油
圧発生器　２２・・・射出成形機射出１ｔ＋ｌｊ　１１
１４＋部２４・・・キャビティ内拘脂２６・・・温度セ
ンサ２７・・・圧力センサ 代理人弁理士　局　橘　明　夫 廠３図 −１７７−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも、固定型、この固定型内に嵌挿された固定入
   駒、可動箆、この可＠型内に摺動自在に嵌挿された可動
   入駒を有し、前配固定人駒と可動入駒とで形成されるキ
   ャピテイ内に樹脂を充填し、加圧シリンダによって前記
   可動入駒を押出すことにより前記樹脂を圧縮して賦形な
   行なうようにした圧紬成形金城において、この圧締成形
   金型内に、キャビティ内衛脂とキャビティ表面との接触
   状態を検出することのできる複数個の超音波送受信兼用
   素子と、キャビティ内樹脂の温度、圧力を検出するため
   の温度センサと圧力センサとを嵌挿し１Ｍｕｓｂ超背波
   送受信兼用系子が受信する前記接触状態に保る値数の信
   号と前記温度センサおよび圧力センサとで検出したキャ
   ビティ内樹脂の温度、出力に基づいて樹脂の光横圧力な
   制卸する射出保圧先制＃装置と、　’ｒ４’＋１把加圧
   シリンダに加える油圧力を制御する油圧制＃装置とを設
   けたことを特徴とする射出圧縮成形金型。