JPS6367120A - プレス成形法における加圧工程制御方法 - 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、成形樹脂材料を固定型と可動型とからなる金
型内に供給し、その金型を高圧で型閉じすることによっ
て成形品を得るようにした、プレス成形法に関するもの
で、特に、その加圧工程を制御する方法に関するもので
ある。

（従来の技術） 熱硬化性の樹脂や繊維等を含んだ複合樹脂などによって
成形品を得ようとする場合には、プレス成形法が用いら
れることが多い。このプレス成形法は、溶融状態にある
熱可塑性樹脂あるいは予備加熱された熱硬化性樹脂など
の成形樹脂材料を、型閉じ完了前の状態にある金型のキ
ャビティ内に供給し、その金型を高圧で型閉じすること
によってキャビティの末端まで拡張、流入させて賦形す
るようにしたものである。熱可塑性樹脂の場合には、そ
の状態で冷却することによって成形樹脂材料が固化し、
熱硬化性樹脂の場合には加熱することによって固化する
。

このようなプレス成形法においては、成形樹脂材料が固
化するときに収縮するので、その収縮分を補うために、
成形樹脂材料が金型キャビティの末端まで充填された後
も、金型の加圧を続けるようにする。すなわち、その加
圧工程は、成形樹脂材料を金型キャビティの末端まで充
填する充填工程と、その成形樹脂材料の固化に伴う収縮
を補うために金型を押圧する保圧工程とからなっている
。

従来は、その加圧工程における型閉じ圧力は、充填工程
あるいは保圧工程のいかんにかかわらず、一定とされて
いた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、そのように充填工程及び保圧工程におい
て金型を同一の圧力で加圧する方法では、例えば充填が
速やかに行われる高い圧力に設定すると、充填後の保圧
工程においてもその圧力が保持されるために、金型の合
わせ面に成形樹脂材料が入り込み、ばりが発生して成形
品の品質が損なわれてしまうばかりでなく、金型が損傷
しやすくなり、その寿命が著しく低下してしまう。また
、ばりが発生しない程度の低い圧力に設定すると、充填
に要する時間が長くなり、成形樹脂材料の固化が進行し
て、充填不足となってしまったり、成形品の表面にウェ
ルドラインやフローマーク等の不良が発生したりしてし
まう。

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、プレス成形法において、その加圧工程
中、適切な時期に充填工程から保圧工程に切り換えられ
、それによって良品成形が行わ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、本発明では、加圧工程中の
充填速度に関連する値、例えば金型の型閉じ速度あるい
は金型を加圧する加圧用油圧シリンダに流入する作動油
の流量を検出し、その検出値があらかじめ設定された設
定値に達したとき、充填工程から保圧工程に切り換える
ようにしている。

（作用） このように構成することにより、金型の型閉じが行われ
、成形樹脂材料が金型キャビティの末端にまで充填され
ると、その充填速度が急激に低下するので、そのときの
型閉じ速度あるいは加圧用油圧シリンダに流入する作動
油流量をあらかじめ求めて設定しておけば、充填が完了
したときに充填工程から保圧工程に切り換えられるよう
になる。したがって、充填工程における金型の加圧圧力
と保圧工程における加圧圧力とを最適に設定して、良品
成形を行うことが可能となる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

図中、第１図は本発明による加圧工程制御方法を実施す
るプレス成形機の一例を示すシステム図であり、第２図
はその切換信号発信回路を示すブロック図である・ この図から明らかなように、プレス成形機１のベース２
上には、固定盤３が設けられている。この固定盤３は、
それぞれ水平な上部プレート４と下部プレート５とから
なるもので、これら上下部プレート４，５は、その四隅
部においてタイ／＜−６，６，・・・によって互いに連
結されている。また、上下部プレート４，５間には、可
動盤７が設けられている。この可動盤７は、タイバー６
．６．・・・によって、水平状態を保ちながら上下動可
能に支持されている。そして、その可動盤７は、上部プ
レート４に取り付けられた加圧用油圧シリンダ８によっ
て、」二下方向に移動されるようになっている。

固定盤３の下部プレート５上には、固定型９が取り付け
られている。また、可動盤７の下面には、可動型１０が
取り付けられている。こうして、これら固定型９及び可
動型１０からなる金型１１は、加圧用油圧シリンダ８に
よって可動盤７を」二下動させることにより、型開き及
び型閉じがなされるようになっている。

油圧シリンダ８には、ピストン１２によって区画された
上下の油室８ａ、８ｂの一方に作動油を供給し、他方の
油室Ｑｂ、８ａから作動油を排出する油圧回路１３が接
続されている。この油圧回路１３には、油圧ポンプ１４
から送られる高圧作動油の方向を切り換えるソレノイド
弁１５と、その圧力を制御する圧力制御弁１６と、流量
を制御する流量制御弁１７とが設けられている。この圧
力制御弁１６及び流量制御弁１７は、油圧シリンダ８の
上方の油室８ａに流入する作動油の圧力及び流量を、充
填工程に適した圧力及び流量と保圧工程に適した圧力及
び流量との２段階に切り換えるものとされている。

固定盤３の上部プレート４と可動盤７との間には、リニ
ヤエンコーダ１８が設けられており、そのリニヤエンコ
ーダ１８によって、可動盤７の移動速度が検出されるよ
うになっている。そして、そのリニヤエンコーダ１８の
出力信号を受けて信号を発する切換信号発信回路１９に
より、圧力制御弁１６及び重量制御弁１７が制御される
ようになっている。

その切換信号発信回路１９は、第２図に示されているよ
うに、リニヤエンコーダ１８から出力される周波数を電
圧に変換する周波数／電圧変換器２１と、充填工程から
保圧工程に切り換えるときの可動盤７の速度が設定され
、その設定値を電圧信号として出力する保圧切換速度設
定器２２と、これら変換器２１及び設定器２２からそれ
ぞれ出力される電圧値を比較し、それらが一致したとき
に信号を出力する比較器２３とによって構成されている
。

ソレノイド弁１５は、シーケンサ（図示せず）によって
切り換え制御されるようになっている。

次に、このように構成されたプレス成形機１によって成
形品を得る手順について説明する。

まず、保圧切換速度設定器２２に、充填工程から保圧工
程に切り換えるべきときの可動盤７の速度、すなわち金
型１１の型閉じ速度を設定する。その設定値は、通常の
プレス成形法に従った予備成形、あるいは金型１１のキ
ャビティ形状に基づく計算等によってあらかじめ求めら
れる。

そして、型開きされた金型１１のキャビティ２５内に、
成形樹脂材料、例えば溶融樹脂２６を供給する。この溶
融樹脂２６の供給は、型閉じの途中で行われることもあ
る。

次いで、ソレノイド弁１５を切り換えて、油圧ポンプ１
４から供給される作動油を加圧用油圧シリンダ８の上方
の油室８ａに流入させる。

そのときの作動油の圧力は、圧力制御弁１６に設定され
た高い圧力Ｐ１とされ、流量も重量制御弁１７によって
大きく設定される。したがって、油圧シリンダ８のピス
トン１２が下方に向けて速く、かつ強く押圧され、可動
盤７が下降して、金型１１が高圧で型閉じされる。この
ときの可動盤７の速度Ｖはリニヤエンコーダ１８によっ
て検出される。

金型１１が高圧で型閉じされると、そのキャビティ２５
内の溶融樹脂２６が押圧されて拡張し、キャビティ２５
内に充満するようになる。

そして、溶融樹脂２６がキャビティ２５の末端にまで充
填されると、型閉じに大きな抵抗が加えられるので、そ
の型閉じ速度、すなわち可動盤７の下方への移動速度■
は、第３図に破線で示されているように急激に低下する
。したがって、この型閉じ速度、すなわち可動盤７の下
降速度■は、溶融樹脂２６のキャビティ２５内への充填
速度に関連する値となっている。

リニヤエンコーダ１８からは、このように変化する可動
盤７の下降速度Ｖに比例する周波数の信号が出力される
。そして、溶融樹脂２６がキャビティ２５の末端まで充
填され、その速度■が保圧切換速度設定器２２に設定さ
れた速度Ｖｐに達すると、比較器２３から切換信号が発
信され、圧力制御弁１６及び流量制御弁１７が切り換え
られる。このときには、加圧用油圧シリンダ８の上方の
油室８ａに加えられる圧力は、保圧工程に適した低い圧
力Ｐ２とされ、その油室８ａに流入する油量も小さく抑
えられる。

こうして、充填工程から保圧工程に切り換えられる。し
たがって、充填工程及び保圧工程のそれぞれにおいて、
金型１１を加圧する圧力と型閉じ速度とを最適に設定す
ることができ、成形時間の短縮と、ばりの発生の防止と
をともに達成することができる。

ところで、溶融樹脂２６がキャビティ２５の末端まで充
填されると、加圧用油圧シリンダ８のピストン１２の下
降速度が低下する。すなわち、その油圧シリンダ８の上
方の油室８ａに流入する作動油の流量が減少する。した
がって、充填速度に関連する値として、加圧用油圧シリ
ンダ８に流入する作動油の流量を用いることもできる。

第４図は、そのようにした本発明の加圧工程制御方法を
実施するプレス成形機の制御装丹を示すブロック図であ
る。なお、この実施例において、プレス成形機の構造は
第１図のものと同様であるので、第４図にはその要部の
みが示されている。

第４図から明らかなように、この実施例においては、加
圧用油圧シリンダ８の」二方の油室８ａに油圧回路１３
が接続されるボート部２９に、その油室８ａに流入する
作動油の流量を検出する流量検出器３０が設けられてい
る。その流量検出器３０の出力信号は切換信号発信回路
１９に導かれ、その発信回路１９から発信される切換信
号によって圧力制御弁１６及び流量制御弁１７が制御さ
れて、充填工程から保圧工程に切り換えられるようにな
っている。

その切換信号発信回路１９は、流Ｊ１１検出器３０の検
出値を電圧に変換する流量／電圧変換器３１と、充填工
程から保圧工程に切り換えるべき時点において油圧シリ
ンダ８に流入する作動油の流量が設定され、その設定値
を電圧値として出力する保圧切換流量設定器３２と、こ
れら変換器３１及び設定器３２からそれぞれ出力される
電圧値を比較し、それらが一致したときに信号を発する
比較器３３とによって構成されている。

このように構成されたプレス成形機１においても、充填
工程中は、流量制御弁１７に設定された一定流量の作動
油が加圧用油圧シリンダ８に供給され、ピストン１２が
一定速度で下降して、金型１１が高圧で型閉じされる。

それによって、金型１１のキャビティ２５内に供給され
た溶融樹脂２６がキャビテイ２５内全体に広がり、キャ
ビティ２５の末端にまで充填される。このように溶融樹
脂２６がキャビティ２５の末端まで充填されると、ピス
トン１２が大きな抵抗を受け、その下降速度が急激に低
下する。したがって、油圧シリンダ８の上方の油室８ａ
に流入する作動油の流量も急激に減少する。

そして、その流量が保圧切換流量設定器３２に設定され
た設定値に達すると、比較器３３から切換信号が出力さ
れ、圧力制御弁１６及び流量制御弁１７の設定値が切り
換えられる。こうして、充填工程から保圧工程に切り換
えられる。したがって、第１．２図の実施例と同様の作
用効果が得られる。

なお、上記実施例においては、成形樹脂材料として溶融
状態にある熱可塑性樹脂２６を用いた例について説明し
たが、成形樹脂材料としては熱硬化性樹脂を用いること
もできる。その場合には、熱硬化性樹脂をシート状とし
、それを予備加熱して、型開きされた金型１１のキャビ
ティ２５内に供給する。そして、金型１１を加熱しなが
ら、同様の手順によってプレス成形すればよい。

また、上記実施例においては、縦形のプレス成形機１を
用いるものとしているが、横形のプレス成形機を用いて
も、同様に実施することができる。

（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、成形
樹脂材料の充填速度に関連する値を検出し、その検出値
によって充填完了を判断するようにしているので、その
充填完了時点が正確に検知されるようになる。そして、
その充填完了時点において充填工程から保圧工程に切り
換えるようにしているので、充填工程中の金型の型閉じ
速度及び圧力は、保圧工程に関係なく、最適に設定する
ことができる。したがって、成形時間を短縮することが
できるとともに、充填不足やウェルドライン、フローマ
ーク等の不良の発生を防止することができる。また、保
圧工程における金型の加圧圧力も単独で最適に設定する
ことができるので、ばりの発生を防止することができ、
成形品の品質を向上させるとともに、ぼりによる金型の
損傷を防ぐことができる。

そして、このようにばりの発生が防止されるので、金型
に特別なぼり防止機構等を設ける必要がなくなり、金型
を安価なものとすることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による加圧工程制御方法を実施するプ
レス成形機の一例を示すシステム図、 第２図は、その加圧工程制御方法に用いられる切換信号
を発生させるための切換信号発信回路を示すブロック図
、 第３図は、充填工程から保圧工程に切り換える状態を示
す説明図、 第４図は、本発明の異なる加圧工程制御方法を実施する
ためのプレス成形機の制御装置を示す要部のブロック図
である。 ｌ・・・プレス成形機 ３・・・固定盤　　　　　　　　７・・・可動盤８・・
・加圧用油圧シリンダ ９・・・固定型　　　　　　　１０・・・可動型１１・
・・金型　　　　　　　　１４・・・油圧ポンプ１５・
・・ソレノイド弁　　　　１６・・・圧力制御弁１７・
・・流量制御弁 １８・・・リニヤエンコーダ １９・・・切換信号発信回路 ２２・・・保圧切換速度設定器 ２５・・・キャビティ ２６・・・溶融樹脂（成形樹脂材料） ３０・・・流量検出器 ３２・・・保圧切換流量設定器 特許出願人　株式会社口木製鋼所 代　理　人　　弁理士　　森　下　端　侑第１図 第２図 第３図 ■− Ｘ１１ 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）成形樹脂材料を固定型と可動型とからなる金型内
   に供給し、その金型を高圧で型閉じすることにより、前
   記成形樹脂材料を金型キャビティの末端まで充填すると
   ともに保圧を加え、固化させて成形品を得るようにした
   、プレス成形法において； 前記成形樹脂材料の充填速度に関連する値を検出し、 その検出値があらかじめ設定された値に達したとき、前
   記成形樹脂材料を充填する充填工程から保圧工程に切り
   換えるようにした、 プレス成形法における加圧工程制御方法。
2. （２）前記充填速度に関連する値として、前記金型の型
   閉じ速度を検出するようにしたことを特徴とする、 特許請求の範囲第１項記載の加圧工程制御方法。
3. （３）前記充填速度に関連する値として、前記金型を加
   圧する加圧用油圧シリンダに流入する作動油の流量を検
   出するようにしたことを特徴とする、 特許請求の範囲第１項記載の加圧工程制御方法。