JPS6344048B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、射出成形におけるゲートシール時間
の測定方法及び測定装置に関するものである。

（従来の技術） 合成樹脂の射出成形において、ゲートが完全に
シールしていることは、成形品の品質上、非常に
重要なことである。

即ち、良好な成形品を得るためには、キヤビテ
イ内に射出した溶融樹脂が冷却し固化する過程
で、キヤビテイの樹脂流入部であるゲートが固化
し、キヤビテイ内外の樹脂の流動が完全に停止し
た後に成形品を取出すことが好ましい。

ゲートが完全に固化する前に成形品を取出す
と、寸法精度が上がらなかつたり、巣ができたり
し、成形品の品質を損なうことが多い。

このため、射出成形において、冷却工程の諸条
件を決定するためには、どの時点でゲートがシー
ルしているかを知ることが極めて重要である。

従来、ゲートシールを知るためには、重量法が
用いられてきた。即ち、冷却時間（ｔ）を変えて
成形を行い、各成形品の重量（wt）を求め、第
１図のようにプロツトし、溶融樹脂の射出後の冷
却時間による重量の変化が急激に小さくなる点、
即ち、第１図のＸ点をもつてゲートシール時と
し、これに対応する冷却時間txをもつてゲートシ
ール時間としている。

この方式では、ゲートシール時間を測定するた
めに何回か（通常20シヨツト以上）成形してみる
必要があるため、手軽に測定できない上に重量を
測定する必要があるため、シヨツト毎にゲートシ
ールが完了しているかどうかを知つて生産管理に
役立てることはできない。

この点を改良したものとして、溶融樹脂の金型
内におけるゲートシール時期を、溶融樹脂と射出
時間によつて検出する手段が、特開昭53−42252
号公報、あるいは特願昭55−50406号（特開昭56
−146741号）の明細書、図面で提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明も、溶融樹脂の金型内に射出後の冷却工
程における、キヤビテイ内の圧力の変化からゲー
トシール時を知る方法である。

第２図は、一般的な射出成形におけるキヤビテ
イ内圧力の経時変化を示している。

第２図において、t₀は樹脂充填（すなわち射
出）の開始時点であり、t₁は樹脂充填工程から保
圧工程に切替えられる点である。

ただし、いずれの点でも第２図では油圧回路に
指示信号が発せられる時点を示しているため、キ
ヤビテイ内圧の変化は、これより遅れている。

保圧工程で、キヤビテイ内圧が最大値を示す点
（第２図のtm）以後のキヤビテイ内圧の経時変化
とゲートシールの関係を慎重に検討したところ、
ゲートシール前と、ゲートシール後ではキヤビテ
イ内圧の変化の状態に差があることを見出した。

即ち、第２図において、始めのうちは圧力の変
化が上に凸（キヤビテイ内圧力の減少が加速傾向
にある）の変化をするが、ある時間を経ると、下
に凸（キヤビテイ内圧力の減少が減速傾向にな
る）になる。

この加速傾向から減速傾向への転移点（第２図
のｘ）が、成形品の重量と溶融樹脂の射出後の冷
却時間との関係の従来法で求めたゲートシール時
間と極めて良く一致する。

この理由については良く分からないが、次のよ
うなことが考えられる。

保圧工程において、時間が経つにしたがつてキ
ヤビテイ内圧力が減少するのは、キヤビテイ内の
溶融樹脂が冷却固化することにより、収縮し、キ
ヤビテイ内の圧力が下がることと、成形機からの
油圧がゲートを通してキヤビテイに伝播する経路
が、樹脂の冷却固化にしたがつて圧力損失が大き
くなるためである。

又、ゲートシールによつて成形機の圧力が遮断
され、キヤビテイ内圧力の低下要素の１つがなく
なるため、キヤビテイ内圧力の減少挙動に変化が
おこるものと考えられる。

ところで、上記２つの公開公報及び出願明細
書、図面に記載の検出手段（以下、提案手段とい
う）にあつては、前者が第６図イのゲートシール
時点Ｄ、後者が第６図ロのゲートシール時点Ｄを
検出するものであるが、この点は以下述べるとこ
ろより、実際のゲートシール時点に符合しないも
のである。

即ち、これらのＤ点は、その点より急激な変化
（低下）があるもので、一般的に認められている
ような第２図のものにあつては、そのような急激
な変化は認められなく、また第２図のもののキヤ
ビテイ内の圧力と経時変化の２回微分も第４図の
ようになり、上記のＤ点は本発明の第２図乃至第
４図におけるＸ点とは異なるものである。

これは、提案手段のものが、特定の制御をして
いるためか、圧力信号の精度によるための第７図
に示すＺ点をもつて圧力の急変する点、即ちＤ点
とするものである。

このＺ点は、第２図からみれば明らかなよう
に、ゲートシールは完了していないもので、実際
のゲートシール時点とは一致していないものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明の方法によつてゲートシール時間を検出
するのに最も簡便な方法は、キヤビテイ内圧力を
第２図のように連続記録し、それから求める方法
である。

しかし、精度良く、簡単に、確実にゲートシー
ル時間を測定しようとするには、圧力信号を微分
すると良い。

第３図は、第２図の圧力変化を１度微分したも
のであるが、ゲートシール時点Ｘは変曲点として
あらわれるため、大変分かりやすくなる。

又、第４図は第２図の圧力信号を２回微分した
ものである。このようにすれば、ゲートシール時
点Ｘは値が零となる。

以上のように、冷却工程におけるキヤビテイ内
の圧力変化からゲートシール時を知ることができ
るので、本発明はこれを利用して、射出成形の最
大保圧力到達後のキヤビテイ内圧の経時減少率が
加速傾向から減速傾向に変化する時点を検出し、
これをもつてゲートシール時として射出成形にお
けるゲートシール時間を測定するようにしたもの
である。

しかして、射出成形の最大保圧力到達後のキヤ
ビテイ内圧の経時変化を２度微分した値が零とな
つた時点をもつてゲートシール時とすることによ
り、ゲートシール時間の測定が精度良く、簡単
に、確実に測定することができるのである。

又、本発明にあつては、以上のようなゲートシ
ール時間測定装置として、次のような装置を提案
するものである。

即ち、射出工程のゲートシール時間の基準とな
る時点を検出し、時間カウンターを起動させる信
号を発生させるものを第１信号発生器とし、金型
内に設けられた圧力センサーによりキヤビテイ内
圧を測定できる圧力計に２つの微分回路を直列に
結線し、しかも前記結線のいずれかにキヤビテイ
内圧が最大保圧力到達後に起動するスイツチを直
列に結線したものを第２信号発生器とするとき、
第１信号発生器の信号により起動し、第２信号発
生器の信号が零になつた時、停止する時間カウン
ターを設け、該カウンターの読みをゲートシール
時間とする射出成形のゲートシール時間測定装置
である。

このような測定装置を採用することにより、シ
ヨツト毎にゲートシール時を測定できて生産管理
に直ちに役立てることができるという特徴があ
る。

（実施例） 以下、本発明の方法を実施するための装置を図
面について説明する。

第５図は、本発明の測定装置の例を示したもの
である。

１は成形機、２は金型、２′はキヤビテイ、３
はゲートである。

ゲートシール時間の測定装置は、金型２内に設
置されたキヤビテイ内圧センサー４、圧力信号ア
ンプＡ、スイツチS₁，S₂，S₃、直列に結線された
２つの微分回路D₁，D₂及び時間カウンターＴよ
りなる。

スイツチS₃は、ゲートシール時間測定の起点と
なる成形機の状態を検出して、時間カウンターＴ
を起動させるためのスイツチである。

S₃は、通常、成形機のシーケンス回路Ｃから保
圧切替信号を取つて作動させることが多いが、油
圧シリンダーの圧力計５から求めた射出圧力、ス
クリユー位置センサー６で求められたスクリユー
位置などから取つても良い。

要するに、S₃は、これらの信号により、ゲート
シール時間の基準となる成形機の特定の状態の信
号を検出して、時間カウンターＴを起動させるた
めのスイツチであつて、本発明でいう第１信号発
生器を構成する。

次いで、スイツチS₁について説明する。

この測定装置は、圧力信号の２回微分値が、ゲ
ートシール時に零になることを利用しているた
め、第４図に示すように、樹脂充填時などゲート
シール前にキヤビテイ内圧力信号の２回微分値が
零に到達する場合があるので、これを回避するた
めのスイツチが必要であり、これがS₁であつて、
本発明でいう第２信号発生器を構成するものであ
る。

即ち、スイツチS₁は、第２図から明らかなよう
に、保圧工程でキヤビテイ内圧力が最大値に到達
以前の信号をカツトするものであれば良い。最大
値を検出してスイツチS₁を入れることが難しい場
合は、より簡易な他の方法が用いられる。

例えば、成形機のシーケンス回路Ｃから保圧切
替信号を取つて、適当な遅延タイマーを経由して
S₁を起動させれば良い。

この他に、油圧、スクリユー位置、あるいは成
形機内のタイマーなどが利用できる。

圧力センサー４で検出されたキヤビテイ内圧力
は、圧力信号アンプＡに入り、定められた圧力信
号となる。

圧力信号は、直列に結線された２つの微分回路
D₁，D₂を通り、スイツチS₂に入る。

スイツチS₂は、圧力信号を２度微分した値が零
になつた時、時間カウンターＴを停止させる。

このような測定装置を成形機１に取付けて成形
を行うと、先ず、成形機１が基準状態になつた
時、S₃が作動し、時間カウンターＴが起動する。

次いで、キヤビテイ内圧が最大値を越えた時、
スイツチS₁によりセンサー４−アンプＡ−直列に
結線された微分回路（D₁−D₂）がつながり、キ
ヤビテイ内圧の２度微分した値が発生する。

この信号が零になつた時点、すなわち、ゲート
シール時にスイツチS₂が作動し、時間カウンター
Ｔを停止する。

この時間カウンターの表示は、該当するシヨツ
トのゲートシール時間である。

（発明の効果） 本発明は、射出成形の最大保圧力到達後のキヤ
ビテイ内圧の経時減少率が、加速傾向から減速傾
向に変化する時点、すなわち第２図のＸ点を検出
するものであるから、ゲートシール時間を簡易、
かつ正確に測定できるようになる。

特に、成形時に、シヨツト毎にゲートシール時
間が分るため、これを成形管理に利用すれば不良
品の防止、成形条件の改善、成形時間の合理的な
設定などに役立てることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のゲートシール時間の測定方法を
説明するため、冷却時間と、成形品重量との関係
の一例を示したものである。第２図は射出成形に
おけるキヤビテイ内圧力の経時変化例を示したも
のである。第３図は射出成形におけるキヤビテイ
内圧力の経時変化の微分値の例、すなわち第２図
の微分値をグラフにしたものである。第４図は射
出成形におけるキヤビテイ内圧力の経時変化を２
回微分した値の例、即ち第３図をさらに微分した
ものである。第５図は本発明のゲートシール時間
測定装置の説明的図面である。第６図はいずれも
提案手段によるもので、イは射出シリンダー圧力
とキヤビテイ内圧力の関係の図面、ロは溶融樹脂
圧と時間との関係の図面である。第７図は、提案
手段によるものにおいて、ゲートシール時点とし
ている点を第２図上に表したものである。 １……射出成形機、２……金型、２′……キヤ
ビテイ、３……ゲート、４……キヤビテイ内圧セ
ンサー、Ａ……圧力信号アンプ、S₁，S₂，S₃……
スイツチ（このうちS₃は第１信号発生器であり、
S₁は第２信号発生器である。）、Ｔ……時間カウン
ター、Ｃ……シーケンス回路、D₁，D₂……微分
回路、５……油圧シリンダーの圧力計、６……ス
クリユー位置センサー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 射出成形の最大保圧力到達後のキヤビテイ内
   圧の経時減少率が加速傾向から減速傾向に変化す
   る時点を検出し、この時点をもつてゲートシール
   時とする射出成形におけるゲートシール時間の測
   定方法。 ２ 射出成形の最大保圧力到達後のキヤビテイ内
   圧の経時変化を２度微分した値が零となつた時点
   を検出し、この時点をもつてゲートシール時とす
   る特許請求の範囲第１項記載のゲートシール時間
   の測定方法。 ３ 下記の第１信号発生器の信号により起動し、
   第２信号発生器の信号が零になつた時、停止する
   時間カウンターを設け、該カウンターの停止時の
   読みをゲートシール時間とする射出成形のゲート
   シール時間測定装置。 第１信号発生器：射出工程のゲートシール時間の
   基準となる時点を検出し、時間カウンターを起
   動させる信号を発生させる信号発生器。 第２信号発生器：金型内に設けられた圧力センサ
   ーによりキヤビテイ内圧を測定できる圧力計に
   ２つの微分回路を直列に結線し、しかも、前記
   結線のいずれかにキヤビテイ内圧が最大保圧力
   到達後に起動するスイツチを直列に結線した信
   号発生器。