JPS62249720A - 射出成形用金型による成形制御方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、射出成形に用いられる金型によって成形状態
を制御する方法に関するもので、特に、発熱体によって
樹脂流路が開閉される射出成形用金型を用いた成形制御
方法に関するものである。

（従来の技術） 射出成形は、金型キャビティ内に射出シリンダから溶融
樹脂を射出することによって成形品を成形しようとする
ものである。したがって、その金型には、射出シリンダ
のノズルから金型キャビティにまで連通ずる樹脂流路部
、すなわちスプルー、ランチ及びゲートが設けられてい
る。

ところで、射出成形時には、金型内のこのような樹脂流
路にも溶融樹脂が充填され、それが冷却固化することに
なる。そして、それは廃棄される。したがって、そのよ
うな樹脂流路はできるだけ細いものとすることが求めら
れる。しかしながら、樹脂流路を細くすると、射出時に
溶融樹脂がキャビティ内に充填されにくくなる。

また、このような射出成形においては、溶融樹脂は加圧
状態で金型キャビティ内に充填される、そのために、射
出後、射出シリンダ側の圧力が低下すると、キャビティ
に充填された溶融樹脂が金型内の樹脂流路を通して逆流
することがある。そのような樹脂の逆流が生じると、キ
ャビティ内の樹脂量が減少することになり、得られる成
形品の品質にばらつきが生じてしまう。

このようなことから、金型のスプルー・ランナ部あるい
はゲート部に電気的発熱体を設け、その発熱体への通電
を制御してスプルー・ランナ部あるいはゲート部を加熱
あるいは加熱停止することにより、その樹脂流路を開閉
することが行われている。その発熱体は、各成形サイク
ルごとに射出動作中の所定タイミングに合わせて発され
るタイミング信号によって制御されるようになっている
。

その場合、従来は、各成形サイクル中に射出成形機から
発されるシーケンス信号を受けたときに１発熱体に、あ
らかじめ設定された一定の電圧あるいは電流を、あらか
じめ設定された時間だけ供給するようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、そのように一定の電圧あるいは′６流を
一定の時間だけ一９ｉ熱体に供給するようにしたもので
は、その発熱体の発熱量は各成形サイクルにおいて一定
となる。一方、例えば連続成形時には、金型温度や樹脂
温度等は各成形サイクルによって異なることが多い、そ
のために、金型温度や樹脂温度等が低いときには、金型
のスプルー・ランナ部あるいはゲート部が十分に加熱さ
れず、また、金型温度や樹脂温度等が高いときには、そ
れら金型の樹脂流路部が極めて高温となるようなことが
ある。そのように金型の樹脂流路が所定温度まで加熱さ
れないと、その樹脂流路が十分に開かず、溶融樹脂の流
通抵抗が大きくなって、キャビティに充填される樹脂量
が不足してしまう、また、樹脂流路の温度が上昇しすぎ
ると、その樹脂流路が過大に開くことになり、キャビテ
ィに充填される樹脂量が過剰となってしまう。

更に、金型温度や樹脂温度が一定に保たれずいても、何
らかの原因によって射出圧力等が変動した場合には、や
はり金型キャビティへの樹脂充填量が変動してしまう。

そのために、従来のような制御方法では、成形品の品質
が種々の条件によって影響を受け、連続成形時等におい
ても安定した品質の成形品が得られにくいという問題が
あった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、金型温度や射出圧力等の成形条件が変
動した場合にも、品質の安定した成形品が得られるよう
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１本発明では、金型キャビテ
ィへの溶融樹脂の充填状況を表す値、例えば金型温度や
キャビティ内の圧力、あるいは成形された成形品の重量
等を測定し、その測定値と基準値との偏差に応じて、金
型内の樹脂流路部に設けられた発熱体の発熱量、すなわ
ち発熱温度、発熱時間、あるいは発熱タイミング等を制
御するようにしている。

（作用） このように構成することにより、例えば金型キャビティ
内の圧力が基準値より低い場合には、その偏差値に応じ
た量だけ発熱体の発８量が増大される。したがって、金
型内の樹脂流路が、より加熱されて大きく開く、その結
果、その樹脂流路の流通抵抗による溶融樹脂の圧力損失
が小さくなり、金型キャビティ内の圧力が上昇する。す
なわち、キャビティ内には所定量の溶融樹脂が充填され
る。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

図は１本発明による成形制御方法に基づいて構成された
射出成形用金型による成形制御！Ｉｔ２１の一例を示す
ブロック図である。

この図から明らかなように、金型ｌは、型閉じすること
によって、その内部に、成形品の形状に応じたキャビテ
ィ２が形成されるようになっている。また、その金型１
の内部には、射出シリンダのノズル（図示せず）から射
出された溶融樹脂をそのキャビティ２に導くためのスプ
ルー３、ランナ４、及びゲート５からなる樹脂流路６が
設けられている。そして、そのゲート５部分に、電気ヒ
ータ等の発熱体７が設けられている。この発熱体７は１
通電される電圧あるいは電流値に応じた熱を発するもの
で、その発８量に応じてゲート５部分の温度が制御され
、そのゲート５が開閉されるようになっている。

発熱体７に供給される電圧あるいは電流値■は１発熱体
制御装置８によって制御されるようになっている。その
発熱体制御装置８には、加算器９の出力値が入力される
ようになっている。この加算器９は、発熱体制御量初期
値設定器ＩＯに設定された設定値と、乗算器１１の出力
値とを加算するものである。その初期値設定器１０には
、連続成形開始時に発熱体７に供給する電圧あるいは電
流の初期値Ｉ０が設定されるようになっている。

乗算器１１は、偏差演算器１２の出力値と定数設定器１
３にあらかじめ設定された定数値αとの乗算を行うもの
である。その定数設定器１３に設定される定数値αは、
金型キャビティ２内の実際の圧力Ｐと基準値ＰＧとの間
に単位機だけの偏差があるとき、許容範囲の品質の成形
量が得られるようにするために必要な発熱体７への通電
変化量を、予備実験等によって求めた値とされている。

偏差演算器１２においては、圧力センサ１４から出力さ
れる検出値と基準値設定器１５に設定された基準値Ｐｏ
との偏差値ΔＰが演算されるようになっている。その圧
力センサ１４は。

成形中の金型キャビティｚ内の圧力Ｐを実測して出力す
るものとされている。また、基準値設定器１５に設定さ
れる基準値ＰＯは、金型１の温度が安定した後、発熱体
７に初期値１．に等しい電圧あるいは電流を加えて、溶
融樹脂を射出したとき、金型キャビティ２内に発生する
圧力とされている。

このように構成された成形制御装置において、連続成形
を開始するときには、発熱体７には、まず、初期値設定
器１０に設定された初期値ＩＯの電圧あるいは電流が加
えられる。それによって、発熱体７が発熱して、金型ｌ
のゲート５部分が昇温し、そのゲート５が開く、シたが
って、その状態で射出シリンダから溶融樹脂を射出する
と、その溶融樹脂は、スプルー３、ランナ４、及びゲー
ト５を通って金型キャビティ２内に流入する。しかしな
がら、このときには一般に金型１の温度が低いので、ゲ
ート５の開口面積が十分な大きさとはなりにくい。その
ために、そのゲート５における溶融樹脂の流通抵抗が大
きくなり、キャビティ２内に充填される樹脂量が十分と
はなりにくい、すなわちショートショットとなりやすい
。

このようにショートショットとなると、金型キャビティ
２内の圧力Ｐは、安定成形時の圧力、すなわち基準値設
定器１５に設定された基準値Ｐａよりも低くなる。そし
て、その圧力Ｐが圧力センサ１４によって検出され、基
準値Ｐ、との偏差値Δｐ　（＝Ｐｏ−Ｐ）が偏差演算器
１２によって算出される。その偏差値ΔＰには、乗算器
１１において定数値αが乗ぜられる。こうして得られた
演算結果α・ΔＰは、発熱体７への通電量の、偏差値Δ
Ｐに応じた補正値となる。

そして、この補正値α・ΔＰは、加算器９において初期
値ＩＯに加算され、その加算値１、＋α・ΔＰが発熱体
制御装５！ｔ８に入力される。その結果、発熱体制御装
置８から、その加算値１．＋αφΔＰに対応する大きさ
の電圧あるいは電流工が発熱体７に供給される。したが
って、発熱体７の温度がより上昇し、ゲート５の開口面
積が適正な大きさとなる。

このようにして、次の射出ショツト時には、ゲート５の
開口面積が補正された大きさとなり、溶融樹脂の流通抵
抗が減少するので、金型キャビティ２内の圧力Ｐが適正
な大ささにまで増大する。すなわち、溶融樹脂の充填量
が適正化され、良好な品質の成形品が得られるようにな
る。

連続成形を続けると、金Ｊｕｌの温度が徐々に上昇し、
ゲート５がより大きく開くようになる。すると、キャビ
ティ２内の圧力Ｐが大きくなるので、偏差値ΔＰが小さ
くなり、補正値α・ΔＰも小さくなる。したがって、発
熱体７に加えられる電圧あるいは電流値工が低下し、発
熱体７の発熱量が抑制されるようになる。

また、連続成形中、何らかの原因で射出シリンダの射出
圧力が小さくなったような場合には、金型キャビティ２
内の圧力Ｐが低下する。

その結果、ゲート５が大きく開くようになり、そのゲー
ト５における溶融樹脂の流通抵抗が減少するので、低い
射出圧力によっても十分な量の溶融樹脂がキャビティ２
に充填されるようになる。

こうして、金型温度やキャビティ内の圧力、あるいは射
出圧力等の成形条件が変化した場合にも、キャビティ２
内にはほぼ一定量の溶融樹脂が充填されるので、安定し
た品質の成形品が得られるようになる。

なお、上記実施例においては、金型キャビティ２への溶
融樹脂の充填状況を表す値として、キャビティ２内の圧
力を測定するものとしているが、その値として、金型１
の温度を用いることもできることは明らかであろう、ま
た、金！１１の温度に応じてゲート５の開口面積が変化
し、それによってゲート５を流れる溶融樹脂の抵抗が変
化するので、射出ラム圧の、充填工程中におけるある時
点の負荷圧あるいはピーク圧を、溶融樹脂の充填状況を
表す値として用いることもできる。更に、その充填の結
果として表れる成形品のｆｆ１ｆｆｌを用いるようにし
てもよい。

また、上記実施例においては、測定値と基準値との偏差
に応じて、発熱体７に供給される電圧あるいは電流値工
を制御するようにしているが、その電圧あるいは電流値
■は一定としたまま、通電時間、あるいは通電タイミン
グを変化させることにより、発熱体７の発熱量を制御す
るようにすることもできる。

更に、その発熱体７がゲート５部分に設けられるものと
しているが、スプルー３あるいはランチ４部分に設けら
れた発熱体によってそのスプルー３あるいはランナ４を
開閉するようにしたものにも同様に適用することができ
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、樹脂
流路を開閉制御する発熱体が設けられた射出成形用金型
を用い、その発熱体の発熱量を、金型キャビティへの樹
脂充填状況に応じて制御するようにしているので、金型
温度や射出成形機の射出条件等が変動した場合にも、金
型キャビティへの樹脂充填量をほぼ一定に保つことがで
き、安定した品質の成形品を得ることができるようにな
る。したがって、連続成形時等において、安定した成形
品を得ることができるようになるまでの成形の初期立ち
上がりを早めることが可能となる。また、連続成形時に
おける成形安定性を確保することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明による成形制御方法を実施する制御装置の
一例を示すブロック図である。 １・・・射出成形用金型　　２・・・キャビティ３・・
・スプルー　　　　　４・・・ランチ５・・・ゲート　
　　　　　６・・・樹脂流路７・・・発熱体　　　　　
　８・・・発熱体制御装置１２・・・偏差演算器　　　
１４・・・圧力センサ１５・・・基準値設定器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 金型キャビティに連通する金型内の樹脂流路部に設けら
   れた発熱体により、その樹脂流路部の温度を制御して、
   その樹脂流路部を開閉するようにした射出成形用金型を
   用い、 前記金型キャビティへの溶融樹脂の充填状況を表す値を
   測定し、 その測定値とあらかじめ設定された基準値とを比較して
   、その偏差値を求め、 その偏差値に応じて前記発熱体の発熱量を制御すること
   を特徴とする、 射出成形用金型による成形制御方法。