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JPH0637070B2 - 射出圧縮成形機の成形装置および成形方法 - Google Patents

射出圧縮成形機の成形装置および成形方法

Info

Publication number
JPH0637070B2
JPH0637070B2 JP63070078A JP7007888A JPH0637070B2 JP H0637070 B2 JPH0637070 B2 JP H0637070B2 JP 63070078 A JP63070078 A JP 63070078A JP 7007888 A JP7007888 A JP 7007888A JP H0637070 B2 JPH0637070 B2 JP H0637070B2
Authority
JP
Japan
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mold
injection
resin
valve
opening
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP63070078A
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English (en)
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JPH01241417A (ja
Inventor
智士 藤本
寛一 佐藤
真 樋口
洋介 佐々木
玄 能川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=13421148&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH0637070(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
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Priority to US07/445,623 priority patent/US5057255A/en
Priority to KR1019890702177A priority patent/KR950011890B1/ko
Priority to EP89903801A priority patent/EP0365684B1/en
Priority to AU32976/89A priority patent/AU632473B2/en
Priority to DE68925512T priority patent/DE68925512T2/de
Priority to PCT/JP1989/000316 priority patent/WO1989009125A1/ja
Publication of JPH01241417A publication Critical patent/JPH01241417A/ja
Publication of JPH0637070B2 publication Critical patent/JPH0637070B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はプラスチックの射出圧縮成形機の成形装置およ
び成形方法に関するものである。
(従来の技術) 従来,圧縮成形機による成形法は材料を加熱された金型
内に入れ,成形機を作動させ,低圧で加圧し,材料を金
型内に充満させてから,いったん上下の金型を少し開
き,材料中のガス分を抜き,再び高圧で加圧し,材料が
硬化完了するまで,加圧と過熱を続けその後金型を開い
て成形品を取出すことによって行なわれる。又,射出圧
縮成形では材料を金型に射出するとき樹脂の流量,およ
び流速はスクリューの速度および圧力によって制御して
いる。
(発明が解決しようとする課題) しかし,上記従来の圧縮成形方法では低圧と高圧とに分
けて加圧するため工数が多くかかる。射出圧縮成形では
射出するため,樹脂の粘弾性体により応答性が問題とな
り,又射出圧縮成形のように流動抵抗の低い成形では金
型内に樹脂を射出する時間,あるいは射出する樹脂量を
安定化することが出来ず,成形品に不良(ショートシッ
ト,ひけ,そり)が発生する。
さらに,射出中に圧縮を開始する場合には樹脂の流動抵
抗が漸次増加し,従来の射出方法では射出量が粘弾性に
より変化し,正味の射出量に過不足が生じ,バリやショ
ートシットを発生するという欠点がある。
本発明は上記問題に鑑みたもので,射出圧縮成形におい
て,樹脂を金型に射出する前に加圧を行ない樹脂を安定
させるとともに射出中に樹脂を加圧して安定した製品を
短時間に得ることを目的としている。
(課題を解決するための手段) そのために本発明では,第1発明として、射出圧縮成形
機の射出ユニットと金型の間に樹脂の流速および射出圧
力を制御するバルブと、射出ユニットからの樹脂の射出
量を計測する手段を有する成形装置において、バルブを
閉じた位置で予備加圧により射出シリンダ内の樹脂の圧
力を最高射出圧力以上にし、かす、スクリュの前進時の
ストロークの安定により樹脂の密度を均一にした後に、
射出シリンダの位置から漸次射出さる射出量を検出する
とともに、バルブの開度により製品の断面形状の変化に
合わせた樹脂の流速および射出圧力を制御しながら射出
し、金型に射出される樹脂の射出中の流速および射出圧
力に合わせて金型の速度および/または金型の押付力が
設定された所定値になるように制御される。
また、第2の発明として上記制御の構成は、型締装置に
プレスを用いた射出圧縮成形機において、製品の断面形
状の漸次の変化に合わせて溶融樹脂の射出量を設定する
スクリュ位置設定手段と、溶融樹脂の射出圧力および射
出流速を設定するバルブの開度を設定するバルブ角度設
定手段と、金型の開閉速度を設定する金型開閉速度設定
手段および金型の押付力を設定する金型押付力設定手段
と、スクリュ位置あるいば時間から樹脂の射出量及び密
度の均一を検出するスクリュ位置検出手段と、金型の開
閉速度を検出する金型開閉速度検出手段と、金型の押付
力を検出する金型押付力検出手段と、射出シリンダの樹
脂の圧力が最高射出圧力以上の検出信号および樹脂の密
度が安定しスクリュの前進がほぼゼロの検出信号を受信
し、漸次制定されたバルブの開度の信号を発信するとと
もに、射出量検出手段からの漸次の射出量信号を受信し
て、漸次設定された金型開閉速度および/または金型の
押付力で樹脂を金型内に充満するように型締駆動手段を
制御するコントローラとからなる。
(作用) バルブを閉じた後に溶融樹脂を射出流速あるいは樹脂材
料等に合わせた最高射出圧力に予備加圧するとともに密
度を均一にし、製品形状(製品の断面形状)の変化に合
わせて漸次変化する射出量を所定のバルブ開度で開けて
所定量射出する。射出の途中からプレスにより金型速度
を所定値で移動させて溶融樹脂を圧縮しはじめる。この
とき,射出中の樹脂は上記予備加圧にて圧力が高められ
ているので圧力による流動抵抗が増加しても樹脂流動が
止まることがないため安定した流動が得られる。射出が
終了した時点でバルブを閉じることにより,その後の圧
力や残圧による樹脂の逆流が防止できる。
又このとき,バルブで流量,流速を制御するので正確な
射出が行なわれ樹脂の過不足が生じにくい。
(実施例) 以下本発明を図に示す実施例について説明する。
第1図は本発明の実施例を示す全体構成図である。この
第1図において,1は射出圧縮成形機,10は射出ユニ
ット,20はプレス,30は金型である。40はバルブ
で射出ユニット10と金型30の間で通常は射出ユニッ
ト10に併設されている。射出ユニット10は射出シリ
ンダ11に固着したスライダ12により射出圧縮成形機
1のベッド2に滑動可能に装着されている。
金型30は上型31と下型32により構成され,上型3
1はプレス20のスライド21に,下型32はベッド2
2にそれぞれ固着され,スライド21の押し付け力によ
り金型30内の樹脂を加圧する。
第2図において,射出シリンダ11内にはスクリュ13
が密接して挿入されるとともにシリンダ14に連結さ
れ,かつシリンダ14に設けられた吸排ポート15,1
6からの油圧によりシリンダ14のピストン14aとと
もにZ方向に滑動する。スクリュ13の滑動はポテンシ
ョメータ17により位置を計測される。
射出シリンダ11の内部29には溶融樹脂が封入されス
クリュ13により加圧され,加圧された樹脂の圧力は圧
力計18により検出される。スクリュ13を押すシリン
ダ14は油圧計19により圧力を検出される。
バルブ40は射出ユニット10に併設され,ロータリバ
ルブ41,レバー42,ロッド43,44およびリニア
モータ45よりなり,リニアモータ45の作動を制御す
ることによりロータリバルブ41の回転を行ない,樹脂
の流通経路46の閉鎖および断面積の変更を行なう。バ
ルブ40は併設された射出ユニット10の滑動により金
型30に当接され,バルブ40の流通経路46が金型3
0の流通経路33に連通される。
金型30の流通経路33は下型32に内設され,製品構
成部34に貫通されている。製品構成部34は一端下型
32に他端を上型31で対向され,上型31の移行によ
り内容積が縮小される。上型31の移行速度,および押
付力により金型相互の開閉速度および製品構成部34に
封入られた樹脂の圧力が決定する。上型31の移行速度
および押付力は上型31を取付けたプレス20のスライ
ド21を駆動する油圧シリンダ22の速度および押出力
により制御され,ポート23からの図示しない油圧回路
の流量,および油圧力により決まる。
スライド21にはポテンションメータ24および速度セ
ンサ25が配設され,スライド21のストローク位置お
よび速度を検出している。油圧シリンダ22には油圧計
26が付設されスライド21の押付力を検出している。
第3図においてコントローラ50はCPU51,RAM
52,ROM53およびクロック発振器54から成り,
インタフェース55を介し射出シリンダ内の樹脂の圧力
を測定する圧力計18等よりなる射出シリンダ内圧力検
出手段18aと,射出シリンダ内のスクリュ13の位置
を測定するポテンショメータ17等よりなるスクリュ位
置検出手段17aと、スクリュ13を押すシリンダ14
の油圧を測定するシリンダ油圧検出手段19aおよび金
型の開閉速度を測定する速度センサ25等よりなる金型
の開閉速度検出手段25aと、金型の位置を測定するポ
テンショメータ24等よりなる金型位置検出手段24a
と、金型の押付力を検出する金型押付力検出手段26a
の検出手段と,又溶融樹脂の射出圧力および射出流速を
設定するバルブ40の開閉角度を設定するバルブ角度設
定手段45bと、金型30の開閉速度および金型30の
押付力を設定する金型開閉速度設定手段および金型押付
力設定手段15bと、金型30の開閉速度位置を設定す
る金型開閉速度位置設定手段24bと、バルブ40,金
型30の開閉に関する制御を基準となるスクリュー17
の位置を設定するスクリュ位置設定手段1a,およびバ
ルブ40の開閉時間を設定するバルブ開閉タイマ制定手
段45bの設定手段を付設し,各設定手段に対応して検
出した信号に基づき,バルブ40の開閉を制御するリニ
アモータ45等のバルブ開閉駆動手段45cと、金型3
0の開閉に関し制御する油圧シリンダ22等の金型開閉
駆動手段22cとを制御する信号を出力している。な
お、上記実施例では、バルブ40にて、射出圧力、射出
流量を設定したが、それぞれの設定手段を設けても良
い。
以上の構成において,第3図、第4図、第5図を用いて
第1実施例について説明する。クロック発振器54の時
間tにてスクリュ13の作動を開始する(ステップ6
1)。射出シリンダ11内の樹脂の圧力が射出流速ある
いは樹脂材料等に合わせた最高射出圧力の設定圧P
達し(ステップ62),設定時間経過し樹脂の密度が均
一になり安定したとき(時間間t,ステップ63),
製品の断面積に合わせて設定された樹脂の流速および射
出圧力を制御する樹脂の流通経路46の断面積Aを設
定するバルブの開き角度Bの指令(ステップ64)と
金型30内に射出される樹脂の流速に合わせて設定され
る金型を移動する金型の開閉速度Cの指令(ステップ
65)を出す。
バルブの開き角度が指令角度になった後(ステップ6
6),クロック発振器54のカウントを開始するととも
に,ステップ67で金型開閉速度が所定の速度になるよ
うに制御する。
ステップ68ではバルブの開き角度Bがステップ67
で所定の角度になった後から所定の時間経過後
(t),すなわち第2に示すような製品の漸次の断面
積に合わせて設定された所定の樹脂量が射出された後,
次のバルブの開き角度Bと金型の開閉速度Cを設定
するためステップ64と65に戻す。
以下時間t,tで同様な切換えが行なわれ時間t
で射出が終了しバルブ40が閉鎖される。
次に第6図、第7図に第2実施例について説明する。ス
トロークSの位置にてスクリュ13が作動を開始する
(ステップ71)。射出シリンダ11内の樹脂の圧力が
最高射出圧力に達するようシリンダの圧力を設置圧P
にし(シテップ72),かつ樹脂の密度が均一になり安
定したストロークS即ちスクリュの移動量がほぼゼロ
になったとき(ステップ73),製品の断面積に合わせ
て設定された樹脂の流速および射出圧力を制御する樹脂
の流通経路45の断面積Aを設定するバルブの開き角
度Bの指令を出し(ステップ74),バルブの開き角
度Bが指令値になったときに(ステップ75),金型
30内に射出される樹脂の流速に合わせて設定される金
型を移動する金型開閉速度Cの指令(ステップ76)
を出す。ステップ77で金型開閉速度が所定の速度とな
るように制御される。
スクリュ13での射出が進みストロークが所定の位置S
に来たとき(ステップ78),即ち製品の漸次の断面
積に合わせて設定された所定の樹脂量が射出された位置
に来たときに,ステップ74に戻り次の漸次の断面積に
合わせた樹脂の流速を決めるバルブの開き角度Bの指
令を出す。
以下、ステップ74〜78が繰り返し行なわれストロー
クSで射出が終了しバルブが閉鎖される。
次に第8図に於いて第3実施例について説明する。
第3実施例においては,第2実施例に比べ金型の制御の
うち第2実施例ではスクリュ13のストロークを検出し
て、射出される樹脂の流速に合わせて設定された金型開
閉速度Cを制御したが,第3実施例では、これを射出
される樹脂の射出圧力に合わせて設定された金型30の
上型31の押付力を制御する構成としている。
第9図、第10図において第4実施例について説明す
る。第3実施例のステップ88までと第4実施例のステ
ップ98までは同じであるが,第4実施例においてはス
テップ99でスクリュストロークが最終指令に到達した
ときはバルブ40が閉鎖されている。バルブ40が閉ざ
された後,樹脂の冷却による収縮等を考慮して金型の押
付力を段階的に又は連続的に変える。
なお、上記実施例によれば、製品形状、即ち、製品の断
面積が漸次変化する多様な形状についても、その最高射
出圧力以上で均一な密度の溶融樹脂がバルブの開きとと
もに、止まることなくバルブで制御されながらキャビテ
イ内に供給され、また、製品形状に適した樹脂の流速お
よび射出圧力に合わせた金型速度および/または押付力
で金型が制御される。これにより、製品の断面積が変化
〔金型ストロークに対する金型内(キャビテイ)の断面
積の変化〕しても、製品の漸次の断面積に合わせた金型
内への樹脂の流速がバルブにより制御されるとともに、
金型内への樹脂の流速に合わせて金型速度でも制御され
るので、金型内を充満する樹脂の速度(例えば、製品の
断面積が大きい場合には、樹脂の流速を早くするととも
に金型開閉速度を遅くし、また、製品の断面積が小さい
場合には樹脂の流速を遅くするとともに金型開閉速度を
早くする。)の制御の制度が向上し、断面形状の変化す
る位置まで一定の安定した制御ができる。
また、同様に製品の漸次の断面積に合わせた金型内への
樹脂の射出圧力がバルブにより制御されるとともに、金
型内への樹脂の射出圧力に合わせて金型押付力でも制御
されるので、金型内に充満する樹脂の圧力(例えば、製
品の断面積が大きい場合には射出圧力、および金型押付
力を小さくし、製品の断面積が小さい場合には、射出圧
力、および金型押付力も大きくする。)の制御が容易に
なり、狭い所に容易に樹脂が到達するとともに、断面形
状の変化する位置まで一定の安定した制御ができる。
従って、断面形状の変化する位置まで同一の制御ができ
るのでウェルド、フローマークおよびガスの発生などを
防ぐことができ、高品質の成形品が得ることができる。
なお以上の実施例においては射出ユニットにスクリュを
用いたがプランジャでも良い。又バルブはローラリバル
ブとリニアモータを用いて制御したがニードルバルブあ
るいはスライドバルブ等のバルブとステップモータ等の
角度あるいはリニアモータ等の直線の制御のいずれかの
組み合せを用いても良いことは言うまでもないし,この
制御の基準としてスクリュのストロークを用いたが時間
でも,射出ユニットの圧力でも良い。
さらにプレスは油圧プレスを用いたが機械プレスでも良
いし,第1実施例,第2実施例,第3実施例、第4実施
例を組み合わせても良い。
上記の組み合わせの一例として、第1実施例と第3実施
例の組み合わせの作動について説明する。
先ず、第1実施例(図に示す)のステップ61のクロッ
ク発振器54の時間tにてスクリュ13の作動を開始
するところから、ステップ65の金型の開閉速度C
指令を出力することまでを同様に実施する。次に、第3
実施例(図8に示す)のステップ86の金型押付力の指
令を出す。金型の開閉速度および金型の押付力の指令を
出力したら、第1実施例の図5に戻りステップ66のバ
ルブの開き角度が指令角度になった(YES)か、否
(NO)かと、ステップ67の金型開閉速度が所定の速
度になった(YES)か否(NO)かを順次確認し、ス
テップ66でなった(YES)の場合には次のステップ
67に、ならない(NO)の場合にはなる(YES)ま
で、そのステップ66を繰り返す。ステップ67も同様
に行う。ステップ67でなった(YES)場合には、次
は第3実施例の図8に行き、ステップ66、67と同様
にステップ87の金型の押し付け力が指令通り(YE
S)か、否(NO)かを確認し、指令通りならば、第1
実施例の図5の設定時間経過した(YES)か、否(N
O)かの確認、または、第3実施例の図8のスクリュス
トロークが設定位置に達した(YES)か、否(NO)
かを確認する。達しない(NO)場合には、達する(Y
ES)まで前記の金型開閉速度および金型の押付力の制
御を行う。設定時間経過あるいはスクリュストロークが
設定位置に達した場合には、製品の漸次の断面積に合わ
せて設定された次の金型の開閉速度および金型の押付力
の制御を前記のステップに合わせて同様に行う。
なお、上記の組み合わせをステップにおいて、金型の開
閉速度と金型の押付力の指令を順次付けて説明したが、
逆の順序で指令しても良い。また金型の開閉速度の指令
後にすぐに確認をしてから、その後に金型の押付力の指
令、押付力の確認をしてもよい。あるいは逆に、金型の
押付力を指令し確認後に、金型の開閉速度の指令、確認
をしてもよい。このように、上記記載の順序に限定され
ないことは言うまでもない。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば,射出圧縮成形機の
射出ユニットと金型の間にバルブを設け,射出前にバル
ブを閉じ射出圧と同等以上の予備圧縮を行なうことによ
り樹脂の密度を均一に保ちながり成形出来るため定量で
安定した成形が出来る。又射出中にプレスで加圧した場
合流動抵抗が激しく変化する予備加圧を行なうため樹脂
が止まることなく安定して流れるとともに定量を金型に
射出することが出来る。
さらに射出完了後バルブを閉じるので残圧による逆流が
防止完了後バルブを閉じるので残圧による逆流が防止出
来て安定した製品を射出出来るという優れた効果が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す全体構成図,第2図は本
発明の実施例を示す主要構成図,第3図は本発明の実施
例のブロック図,第4図(a)(b)(c),第6図(a)(b)(c)お
よび第9図(a)(b)(c)は本実施例の動作を示すタイムチ
ャート,第5図,第7図,第8図および第10図は本実
施例の動作を示すフローチャート図。 1……射出圧縮成形機、10……射出ユニット 11……射出シリンダ、13……スクリュ 14……シリンダ、17……ポテンショメータ 18……圧力計、19……油圧計 20……プレス、21……スライド 24……ポテンショメータ、25……速度センサ 26……油圧計、30……金型 31……上型、32……下型 40……バルブ、41……ロータリバルブ 45……リニアモータ、50……コントローラ 51……CPU、52……RAM 53……ROM、54……クロック発振器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−225318(JP,A) 特開 昭62−199418(JP,A) 特公 昭55−6054(JP,B2) 特公 昭62−10815(JP,B2)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】射出圧縮成形機の射出ユニットと金型の間
    に樹脂の流速および射出圧力を制御するバルブと、射出
    ユニットからの樹脂の射出量を計測する手段を有する成
    形装置を用いた成形方法において、バルブを閉じた位置
    で予備加圧により射出シリンダ内の樹脂の圧力を最高射
    出圧力以上にし、かつ、スクリュの前進時のストローク
    の安定により樹脂の密度を均一にした後に、射出シリン
    ダの位置から漸次射出される射出量を検出するととも
    に、バルブの開度により製品の断面形状の変化に合わせ
    た樹脂の流速および射出圧力を制御しながら射出し、金
    型に射出される樹脂の射出中の流速および射出圧力に合
    わせて金型の速度および/または金型の押付力が設定さ
    れた所定値になるように制御されることを特徴とする射
    出圧縮成形機の成形方法。
  2. 【請求項2】型締装置にプレスを用いた射出圧縮成形機
    において、製品の断面形状の漸次の変化に合わせて溶融
    樹脂の射出量を設定するスクリュ位置設定手段と、溶融
    樹脂の射出圧力および射出流速を設定するバルブの開度
    を設定するバルブ角度設定手段と、金型の開閉速度を設
    定する金型開閉速度設定手段および金型の押付力を設定
    する金型押付力設定手段と、スクリュ位置あるいは時間
    から樹脂の射出量及び密度の均一を検出するスクリュ位
    置検出手段と、金型の開閉速度を検出する金型開閉速度
    検出手段と、金型の押付力を検出する金型押付力検出手
    段と、射出シリンダの樹脂の圧力が最高射出圧力以上の
    検出信号および樹脂の密度が安定しスクリュの前進がほ
    ぼゼロの検出信号を受信し、漸次設定されたバルブの開
    度の信号を発信するとともに、射出量検出手段からの漸
    次の射出量信号を受信して、漸次設定された金型開閉速
    度および/または金型の押付力で樹脂を金型内に充満す
    るように型締駆動手段を制御するコントローラとからな
    ることを特徴とする射出圧縮成形機の成形装置。
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