JP6774997B2 - Injection molding machine - Google Patents
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Description
本発明は、射出成形機に関する。 The present invention relates to an injection molding machine.
射出成形機は、射出速度を速くすることによって射出時間を短くし、製品品質を高めることができる。その一方で、射出速度を速くすると、金型のキャビティ内の気体が逃げ切れずに金型内に閉じ込められてしまうことがあり、断熱圧縮による発熱で成形品の焼けなどの成形不良が生じるおそれがある。このような成形不良を抑制する従来の射出成形機が特許文献1に開示されている。
The injection molding machine can shorten the injection time and improve the product quality by increasing the injection speed. On the other hand, if the injection speed is increased, the gas in the cavity of the mold may not escape and be trapped in the mold, and the heat generated by adiabatic compression may cause molding defects such as burning of the molded product. is there.
特許文献1の射出成形機は、金型のキャビティに真空引き流路を通じて空圧シリンダを接続しており、空圧シリンダ内のピストンを油圧で作動させることにより真空引きを行う。これにより、射出成形機は、射出動作時にキャビティ内に気体が閉じ込められることを回避して、焼けなどの成形不良を抑制している。
In the injection molding machine of
従来の射出成形機は、可動金型を固定金型に密着させた後に、キャビティ内の気体を空圧シリンダで真空引きし、次いでキャビティ内に樹脂材料を射出する射出動作を行っていた。そのため、射出動作を開始する時点でキャビティ内の気圧が大気圧より大幅に低くなっているので、金型のゲートを通じてキャビティ内に流れ込んだ樹脂材料が飛まつ状になって一気に拡散してしまい、成形品の表面に斑点状のムラなどが生じることがあった。 In the conventional injection molding machine, after the movable mold is brought into close contact with the fixed mold, the gas in the cavity is evacuated by a pneumatic cylinder, and then the resin material is injected into the cavity. Therefore, when the injection operation is started, the pressure inside the cavity is significantly lower than the atmospheric pressure, so the resin material that has flowed into the cavity through the gate of the mold becomes scattered and diffuses at once. Spot-like unevenness may occur on the surface of the molded product.
また、発泡成形においては、樹脂材料の流動中に気泡が破裂してしまうことを抑制するためにキャビティ内の気圧を高める必要があるところ、キャビティ内への樹脂材料の充填が進むとキャビティ内の空間容積が徐々に小さくなって気圧が必要以上に上昇してしまうことがある。これにより、樹脂材料のスムーズな流動が阻害されてしまい、成形品の表面にフローマークなどが生じるおそれがあった。 Further, in foam molding, it is necessary to increase the air pressure in the cavity in order to prevent bubbles from bursting during the flow of the resin material. However, as the filling of the resin material in the cavity progresses, the inside of the cavity is filled. The space volume may gradually decrease and the air pressure may rise more than necessary. As a result, the smooth flow of the resin material is hindered, and there is a risk that flow marks or the like may be generated on the surface of the molded product.
そこで、本発明は、成形品の表面性状の不良を効果的に抑制できる射出成形機を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an injection molding machine capable of effectively suppressing defects in the surface texture of a molded product.
上記目的を達成するために、本発明に係る射出成形機は、金型のキャビティに樹脂材料を射出する射出成形機であって、前記キャビティに接続され、前記キャビティ内から気体を吸い出しまたは前記キャビティ内に気体を送り込んで前記キャビティ内の気圧を調整する気圧調整部と、前記キャビティに樹脂材料を射出する射出動作中に前記キャビティ内の気圧を調整するように前記気圧調整部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記キャビティ内の気圧が前記キャビティにおける前記樹脂材料の充填率に応じて定められた目標気圧となるように前記気圧調整部を制御し、前記制御部は、前記射出動作を開始する時点から、前記充填率が高くなるにしたがって前記キャビティ内の気圧が徐々に低くなるように前記気圧調整部を制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the injection molding machine according to the present invention is an injection molding machine that injects a resin material into a cavity of a mold, is connected to the cavity, sucks gas from the cavity, or sucks gas from the cavity or the cavity. A pressure adjusting unit that sends gas into the cavity to adjust the air pressure in the cavity, and a control unit that controls the air pressure adjusting unit so as to adjust the air pressure in the cavity during an injection operation of injecting a resin material into the cavity. If, have a, the control unit is configured to control the pressure adjusting unit so that pressure in the cavity becomes a target pressure determined in accordance with the filling rate of the resin material in the cavity, wherein the control unit From the time when the injection operation is started, the pressure adjusting unit is controlled so that the air pressure in the cavity gradually decreases as the filling rate increases .
本発明によれば、キャビティに接続され、キャビティ内から気体を吸い出しまたはキャビティ内に気体を送り込んでキャビティ内の気圧を調整する気圧調整部と、キャビティに樹脂材料を射出する射出動作中にキャビティ内の気圧を調整するよう気圧調整部を制御する制御部と、を有する。このようにしたことから、射出動作中にキャビティ内の気圧を調整することができるので、キャビティ内の気圧を調整することによってキャビティ内の樹脂材料の拡散状態や流動状態を制御することができる。そのため、成形品の表面性状の不良を効果的に抑制できる。
また、前記制御部は、前記キャビティ内の気圧が前記キャビティにおける前記樹脂材料の充填率に応じて定められた目標気圧となるように前記気圧調整部を制御する。このようにすることで、充填率に応じてキャビティ内を適切な気圧に調整することができ、成形品の表面性状の不良をより効果的に抑制できる。
また、前記制御部は、前記充填率が高くなるにしたがって前記キャビティ内の気圧が徐々に低くなるように前記気圧調整部を制御する。このようにすることで、射出動作を開始する時点でキャビティ内の気圧が大気圧より大幅に低くなることを回避できる。これにより、金型のゲートを通じてキャビティ内に流れ込んだ樹脂材料が飛まつ状になって拡散してしまうことを防ぐことができ、成形品の表面に斑点状のムラなどが生じることを抑制できる。また、キャビティへの樹脂材料の充填が完了するまで、キャビティ内の気圧を低く保つことができるので、キャビティへの樹脂材料の焼けや充填不良を抑制することができる。
According to the present invention, there is an air pressure adjusting unit that is connected to the cavity and sucks gas from the cavity or sends gas into the cavity to adjust the air pressure in the cavity, and in the cavity during an injection operation of injecting a resin material into the cavity. It has a control unit that controls the atmospheric pressure adjusting unit so as to adjust the atmospheric pressure of the above. Since this is done, the air pressure in the cavity can be adjusted during the injection operation, so that the diffusion state and the flow state of the resin material in the cavity can be controlled by adjusting the air pressure in the cavity. Therefore, defects in the surface texture of the molded product can be effectively suppressed.
Further, the control unit controls the air pressure adjusting unit so that the air pressure in the cavity becomes a target air pressure determined according to the filling rate of the resin material in the cavity. By doing so, the inside of the cavity can be adjusted to an appropriate atmospheric pressure according to the filling rate, and defects in the surface texture of the molded product can be more effectively suppressed.
Further, the control unit controls the air pressure adjusting unit so that the air pressure in the cavity gradually decreases as the filling rate increases. By doing so, it is possible to prevent the pressure inside the cavity from becoming significantly lower than the atmospheric pressure at the time when the injection operation is started. As a result, it is possible to prevent the resin material that has flowed into the cavity through the gate of the mold from scattering and diffusing, and it is possible to suppress the occurrence of spot-like unevenness on the surface of the molded product. Further, since the air pressure in the cavity can be kept low until the filling of the resin material in the cavity is completed, it is possible to suppress burning of the resin material in the cavity and poor filling.
上記目的を達成するために、本発明に係る射出成形機は、金型のキャビティに樹脂材料を射出する射出成形機であって、前記キャビティに接続され、前記キャビティ内から気体を吸い出しまたは前記キャビティ内に気体を送り込んで前記キャビティ内の気圧を調整する気圧調整部と、前記キャビティに樹脂材料を射出する射出動作中に前記キャビティ内の気圧を調整するように前記気圧調整部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記キャビティ内の気圧が前記キャビティにおける前記樹脂材料の充填率に応じて定められた目標気圧となるように前記気圧調整部を制御し、前記制御部は、前記射出動作を開始する時点から前記射出動作終了まで、前記キャビティ内の気圧が一定の値になるように前記気圧調整部を制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the injection molding machine according to the present invention is an injection molding machine that injects a resin material into a cavity of a mold, is connected to the cavity, sucks gas from the cavity, or sucks gas from the cavity or the cavity. A pressure adjusting unit that sends gas into the cavity to adjust the pressure inside the cavity, and a control unit that controls the pressure adjusting unit so as to adjust the pressure inside the cavity during an injection operation of injecting a resin material into the cavity. The control unit controls the pressure adjusting unit so that the pressure in the cavity becomes a target pressure determined according to the filling rate of the resin material in the cavity, and the control unit controls the pressure adjusting unit. From the time when the injection operation is started to the end of the injection operation, the pressure adjusting unit is controlled so that the pressure in the cavity becomes a constant value.
本発明において、前記キャビティ内の気圧を測定する気圧測定部をさらに有し、前記制御部は、前記気圧測定部によって測定された前記キャビティ内の気圧に基づいて前記キャビティ内の気圧が前記目標気圧となるように前記気圧調整部をフィードバック制御することが好ましい。このようにすることで、キャビティ内の気圧を精度よく調整することができる。 In the present invention, the atmospheric pressure measuring unit for measuring the atmospheric pressure in the cavity is further provided, and the control unit measures the atmospheric pressure in the cavity based on the atmospheric pressure in the cavity measured by the atmospheric pressure measuring unit. It is preferable to feedback control the atmospheric pressure adjusting unit so as to be. By doing so, the air pressure in the cavity can be adjusted accurately.
本発明において、前記気圧調整部は、前記キャビティに接続されたシリンダ部と、前記シリンダ部に往復移動可能に収容されたピストン部と、前記ピストン部を往復移動させる駆動部と、を有していることが好ましい。このようにすることで、気圧調整部として真空ポンプを採用した構成に比べて、簡易な構成でキャビティ内の圧力を調整できる。
本発明において、前記気圧調整部は、前記キャビティに接続されたシリンダ部と、前記シリンダ部に往復移動可能に収容されたピストン部と、前記ピストン部を往復移動させる駆動部と、を有し、前記制御部は、前記充填率に応じて定められた位置に前記ピストン部を移動させるように前記駆動部を制御することが好ましい。
In the present invention, the atmospheric pressure adjusting unit has a cylinder portion connected to the cavity, a piston portion housed in the cylinder portion so as to be reciprocally movable, and a driving unit for reciprocating the piston portion. It is preferable to have. By doing so, the pressure in the cavity can be adjusted with a simpler configuration than the configuration in which the vacuum pump is adopted as the atmospheric pressure adjusting unit.
In the present invention, the atmospheric pressure adjusting unit includes a cylinder portion connected to the cavity, a piston portion housed in the cylinder portion so as to be reciprocally movable, and a driving unit for reciprocating the piston portion. It is preferable that the control unit controls the drive unit so as to move the piston unit to a position determined according to the filling rate.
本発明において、前記キャビティ内の気圧を測定する気圧測定部をさらに有し、前記制御部は、前記キャビティに樹脂材料を射出する射出動作中に、前記気圧測定部により測定された前記キャビティ内の気圧を表示することが好ましい。このようにすることで、射出動作中のキャビティ内の気圧を容易に把握することができる。 In the present invention, the air pressure measuring unit for measuring the air pressure in the cavity is further provided, and the control unit is in the cavity measured by the air pressure measuring unit during the injection operation of injecting the resin material into the cavity. It is preferable to display the atmospheric pressure. By doing so, the air pressure in the cavity during the injection operation can be easily grasped.
本発明によれば、射出動作中にキャビティ内の気圧を調整することができるので、キャビティ内の気圧を調整することによってキャビティ内の樹脂材料の状態を制御することができる。そのため、成形品の表面性状の不良を効果的に抑制できる。 According to the present invention, since the air pressure in the cavity can be adjusted during the injection operation, the state of the resin material in the cavity can be controlled by adjusting the air pressure in the cavity. Therefore, defects in the surface texture of the molded product can be effectively suppressed.
以下、本発明の実施形態に係る射出成形機について、図1〜図7を参照して説明する。 Hereinafter, the injection molding machine according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
図1は、本発明の実施形態に係る射出成形機の要部断面図である。図2は、図1の射出成形機の制御部およびそれに制御される各機能部を示す機能ブロック図である。図3〜図6は、図1の射出成形機における成形品の成形動作について説明する図であって、順に型閉動作、射出動作、可塑化動作および製品取り出し動作を示す。図7は、図1の射出成形機において射出動作中にキャビティ内の気圧を調整する動作について説明する図である。図7(a)は、キャビティの樹脂材料の充填率に対する目標気圧を示すグラフである。図7(b)は、射出動作時におけるスクリューの射出速度を示すグラフである。図7(c)は、射出動作時におけるキャビティ内の気圧を示すグラフである。以下の説明において、「前後」は、シリンダの先端側および後端側のことをいい、図1、図3〜図6の左方および右方に対応する。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of an injection molding machine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a functional block diagram showing a control unit of the injection molding machine of FIG. 1 and each functional unit controlled by the control unit. 3 to 6 are views for explaining the molding operation of the molded product in the injection molding machine of FIG. 1, and show a mold closing operation, an injection operation, a plasticizing operation, and a product taking-out operation in this order. FIG. 7 is a diagram illustrating an operation of adjusting the air pressure in the cavity during the injection operation in the injection molding machine of FIG. FIG. 7A is a graph showing the target atmospheric pressure with respect to the filling rate of the resin material in the cavity. FIG. 7B is a graph showing the injection speed of the screw during the injection operation. FIG. 7C is a graph showing the air pressure in the cavity during the injection operation. In the following description, "front and back" refers to the front end side and the rear end side of the cylinder, and corresponds to the left side and the right side of FIGS. 1, 3 to 6.
本実施形態に係る射出成形機1は、移動金型K1および固定金型K2を有する金型KのキャビティCに、樹脂材料Jを射出して成形品である製品Mを製造する。
The
図1に示すように、射出成形機1は、シリンダ10と、スクリュー30と、気圧調整部53と、気圧測定部57と、を有している。
As shown in FIG. 1, the
シリンダ10は、円筒形状のシリンダ本体11と、シリンダ本体11の先端(図1左端)に取り付けられた射出ノズルであるシリンダ先端部12と、を有している。シリンダ本体11の外周面には、例えば、複数のバンドヒータからなる加熱装置13が設けられている。加熱装置13は、シリンダ先端部12にも設けられていてもよい。シリンダ先端部12は、シリンダ本体11内の空間と接続される樹脂流路14が形成されている。樹脂流路14の出口である射出口17は、固定金型K2に形成されたランナRに接続される。
The
スクリュー30は、図1に示すように、スクリュー本体31と、スクリュー本体31の先端に取り付けられたスクリューヘッド32と、を有している。
As shown in FIG. 1, the
スクリュー本体31は、円柱形状を有しており、外周面にスクリューフライトが設けられている。スクリュー本体31の後端部(図1右側の端部、図示なし)は、後述するスクリュー駆動部60に連結されている。
The
スクリューヘッド32は、円錐形状(テーパ形状)を有するヘッド部33と、ヘッド部33の後端に同軸に連なる円柱形状の軸部34と、逆流防止用の逆流防止リング35と、軸部34とスクリュー本体31との間に設けられた円形のシート36と、を有している。
The
逆流防止リング35は、円筒形状を有しており、外径がシリンダ本体11の内径と略同一でかつ内径が軸部34の外径より大きくなるように形成されている。逆流防止リング35は、内側に軸部34が挿通され、軸部34に対して前後方向に移動可能である。
The
逆流防止リング35は、軸部34との間に環状流路37を形成している。逆流防止リング35は、軸部34に対して前方に移動すると、シート36との間に隙間ができる。これにより、環状流路37において樹脂材料Jの流動が可能となる。また、逆流防止リング35は、軸部34に対して後方に移動すると、シート36に当接して隙間が無くなる。これにより、環状流路37において樹脂材料Jの後方への流動(逆流)が規制される。
The
気圧調整部53は、気体流路59を通じてキャビティCに接続されており、キャビティC内から空気や樹脂材料Jが生じたガスなどを含む気体を吸い出しまたはキャビティC内に気体を送り込んでキャビティC内の気圧Pを調整する。気体流路59は、気体のみ通過可能に構成されている。
The air
気圧調整部53は、キャビティCに接続された筒状のシリンダ部54と、シリンダ部54に往復移動可能に収容されたピストン部55と、ピストン部55を往復移動させる駆動部としてのピストン駆動部56と、を有している。
The
ピストン部55とピストン駆動部56とは、例えば、図示しないモータおよびボールねじ機構を有し、モータによりボールねじ機構を駆動してピストン部55をシリンダ部54内で往復移動させる。
The
ピストン部55は、シリンダ部54の内部空間を2つの空間に区画している。一方の空間は、気体流路59を通じてキャビティCにつながる気圧調整空間54aであり、他方の空間は、外部に開放された残りの空間54bである。キャビティCおよび気圧調整空間54aは気密となるように構成されている。そのため、ピストン部55の移動により気圧調整空間54aの容積Vkが大きくなると、キャビティC内の気体が気圧調整空間54aに吸い出されてキャビティC内の気圧Pが低くなる。また、ピストン部55の移動により気圧調整空間54aの容積Vkが小さくなると、気圧調整空間54a内の気体がキャビティCに送り込まれてキャビティC内の気圧Pが高くなる。本実施形態において、シリンダ部54の内部空間の軸方向に直交する断面積(横断面積)は10cm2であり、キャビティCの容積V0は100cm3である。
The
気圧調整部53は、ピストン駆動部56によりシリンダ部54内でピストン部55を往復移動させることによってキャビティC内の気圧Pを調整することができるので、真空ポンプなどを採用した構成に比べて簡易な構成となる。なお、気圧調整部53として真空ポンプを採用してもよい。
Since the air
気圧測定部57は、気体の圧力を測定する圧力センサーであって、シリンダ部54の気圧調整空間54aに面するようにしてシリンダ部54の壁部に埋め込まれている。気圧測定部57は、気圧調整空間54a内の気圧を測定するものであるが、気圧調整空間54aはキャビティCにつながっていることから、気圧測定部57によって測定された気圧は、キャビティCの気圧Pとみなすことができる。なお、気圧測定部57は、金型Kに埋め込まれ、キャビティC内の気圧Pを直接測定するようにしてもよい。
The air
また、図2に示すように、射出成形機1は、スクリュー駆動部60と、型締駆動部70と、制御部80と、を有している。
Further, as shown in FIG. 2, the
スクリュー駆動部60は、例えば、図示しないモータ、減速機構およびボールねじ機構などを有して構成されている。スクリュー駆動部60は、シリンダ10内においてスクリュー30を回転および前後進させる。
The
型締駆動部70は、例えば、図示しない型締装置が有するトグルリンク機構を屈伸させることにより、移動金型K1が取り付けられた図示しない可動ダイプレートを、固定金型K2が取り付けられた図示しない固定ダイプレートに対して進退させる。これにより、移動金型K1および固定金型K2が型閉および型開される。
The mold
制御部80は、射出成形機1全体の動作を司る。制御部80は、例えば、CPU、メモリ(ROM、RAM、EEPROM)、各種I/Oインタフェースなどを有する組み込み機器用のマイクロコンピュータを有して構成されている。制御部80は、加熱装置13、ピストン駆動部56、スクリュー駆動部60および型締駆動部70に接続されている。制御部80は、型閉動作、射出動作、保圧動作、可塑化動作(計量動作)、型開動作および製品取り出し動作などの各種動作において、上記各機能部を制御する。また、制御部80は、気圧測定部57に接続されており、気圧測定部57から出力される信号に基づいてキャビティC内の気圧Pを取得する。
The
制御部80には、表示操作部90が接続されている。表示操作部90は、射出成形機1に係る情報を表示する表示部91と、操作を入力するため操作部92と、を有している。表示部91は、制御部80からの制御信号に基づき、表示領域に各種画面を表示する。操作部92は、複数のキーを備えており、各キーに入力された操作に応じた信号を制御部80に送信する。なお、表示操作部90は、操作部92としてタッチパネルを備え、表示部91に表示領域に重ねられたタッチパネルとそこに表示したアイコンとを組み合わせて構成したソフトウェアスイッチを有していてもよい。
A
本実施形態において、制御部80は、キャビティCに樹脂材料を射出する射出動作中に、気圧測定部57により測定されたキャビティC内の気圧P(例えば、気圧Pを示す数値や図7(c)に示すグラフなど)を表示部91に表示する。
In the present embodiment, the
次に、本実施形態の射出成形機1における成形品である製品Mの製造方法に係る動作の一例について説明する。
Next, an example of the operation related to the manufacturing method of the product M, which is a molded product in the
射出成形機1の制御部80は、準備動作として、加熱装置13およびスクリュー駆動部60を制御して、溶融された樹脂材料Jが安定して射出口17から流れ出るまでパージ動作を行う。パージ動作が完了すると、制御部80は、スクリュー駆動部60を制御して、スクリュー30を回転させながら後退させ、樹脂材料Jを可塑化(溶融)しつつ1回の射出に必要となる量を、シリンダ10内のスクリュー30の前方の空間に供給する。シリンダ10を金型Kに向けて前進させて、シリンダ先端部12の射出口17を固定金型K2に形成されたランナRに接続する。
As a preparatory operation, the
準備動作が完了すると、制御部80は、型締駆動部70を制御して、図3に示すように、移動金型K1および固定金型K2を重ねて型締めする(型閉動作)。
When the preparatory operation is completed, the
このとき、制御部80は、型閉動作と並行してピストン駆動部56を制御して、ピストン部55を初期位置に移動させる。本実施形態において、ピストン部55の初期位置は、気圧調整空間54aの容積Vkが0となる位置(ピストン部55の位置L=0)である。気圧調整空間54aの容積Vkはピストン部55の位置Lに比例する。ピストン部55が初期位置にあるとき、キャビティC内の気圧Pは初期気圧P0となる。本実施形態において、初期気圧P0は大気圧である。
At this time, the
次に、制御部80は、スクリュー駆動部60を制御して、図4に示すように、スクリュー30を前進させて樹脂材料Jを金型KのキャビティCに射出する(射出動作)。
Next, the
また、制御部80は、射出動作と連動してピストン駆動部56を制御し、射出動作中にキャビティC内の気圧Pが、キャビティCにおける樹脂材料Jの充填率Fに応じて、図7(a)に示すような目標気圧Ptとなるようにピストン部55を移動させる。
Further, the
この目標気圧Ptは、図7(a)に示すように、射出動作開始直後から充填率Fが高くなるにしたがって初期気圧P0(大気圧)から徐々に低くなるように設定されている。これ以外にも、例えば、図7(a)に示す目標気圧Pt’のように、充填率Fがある程度高く(例えば30%)なってから、充填率Fが高くなるにしたがって大気圧から徐々に低くなるように設定されていてもよい。または、図7(a)に示す目標気圧Pt’’のように、充填率Fの変化にかかわらず一定の値となるように設定されていてもよい。目標気圧Ptは、樹脂材料Jの種類やキャビティCの形状などに応じて適宜設定される。 The target pressure Pt, as shown in FIG. 7 (a), are set so as to gradually lower the initial pressure P 0 (atmospheric pressure) in accordance with filling factor F is increased immediately after the injection operation starts. In addition to this, for example, as in the target pressure Pt'shown in FIG. 7 (a), after the filling rate F becomes high to some extent (for example, 30%), gradually from the atmospheric pressure as the filling rate F increases. It may be set to be low. Alternatively, as shown in FIG. 7A, the target atmospheric pressure Pt ″ may be set so as to have a constant value regardless of the change in the filling rate F. The target atmospheric pressure Pt is appropriately set according to the type of the resin material J, the shape of the cavity C, and the like.
射出動作において、スクリュー30は、図7(b)に示す射出速度Sで前進され、スクリュー30の前進に伴って充填率Fが徐々に高くなっていく。制御部80は、スクリュー30の前進位置に基づいて樹脂材料Jの射出量を算出し、この射出量とキャビティCの容積V0とから充填率Fを算出する。そして、制御部80は、ピストン駆動部56を制御して、充填率Fに応じて予め設定された目標気圧Ptに基づいて算出されたピストン部55の位置Lに当該ピストン部55を移動させる。
In the injection operation, the
このピストン部55の位置Lは、気圧調整空間54aの容積Vkと比例関係を有している。本実施形態において、ピストン部55の位置Lと気圧調整空間54aの容積Vkとは、以下の式(1)の関係を有する。ただし、αは定数であり、シリンダ部54の内部空間の横断面積を示す。
ボイルの法則から、キャビティC内の気圧Pと、射出動作開始直前のキャビティC内の気圧(初期気圧P0)と、キャビティCの容積V0と、気圧調整空間54aの容積Vkと、射出動作開始直前の気圧調整空間54aの容積(初期容積Vk0)と、キャビティCの充填率Fとは、以下の式(2)の関係を有する。なお、気体の温度は一定とみなす。
上記式(2)の(1−F)・V0はキャビティCにおける空間部分(樹脂材料Jが充填されていない部分)の容積である。そして、充填率FにおけるキャビティC内の気圧Pの目標値(目標気圧)をPtとしたとき、これら式(1)、(2)からピストン部55の位置Lを求める以下の式(3)が導出される。
表1に、実施形態における、キャビティCの樹脂材料の充填率Fと充填率F毎に設定された目標気圧Ptおよびピストン部55の位置Lとの一例を示す。なお、表1に示す例では、初期気圧P0である大気圧を101325Paとし、気圧調整空間54aの初期容積Vk0を0(ピストン部55の初期位置を0)としている。また、キャビティCの容積V0を100cm3とし、シリンダ部54の内部空間の横断面積αを10cm2とし、気体流路59の容積を無視している。表1において充填率F毎に設定された目標気圧Ptは、図7(a)に示す目標気圧Ptのグラフと概ね同じ形状となる。
Table 1 shows an example of the filling rate F of the resin material in the cavity C, the target atmospheric pressure Pt set for each filling rate F, and the position L of the
制御部80は、射出動作と並行してピストン駆動部56を制御して、充填率Fに応じてピストン部55を上記表1に示すピストン部55の位置Lに移動させる。これにより、図7(c)に示すように、射出動作中に充填率Fが高くなるにしたがってキャビティC内の気圧Pが徐々に低くなる。
The
このように、制御部80が、充填率Fが高くなるにしたがってキャビティC内の気圧Pが徐々に低くなるようにピストン駆動部56を制御することで、射出動作を開始する時点でキャビティC内の気圧Pが大気圧より大幅に低くなることを回避できる。これにより、金型Kのゲートを通じてキャビティC内に流れ込んだ樹脂材料Jが飛まつ状になって拡散してしまうことを防ぐことができ、成形品の表面に斑点状のムラなどが生じることを抑制できる。また、キャビティCへの樹脂材料Jの充填が完了するまで、キャビティC内の気圧Pを低く保つことができるので、キャビティCへの樹脂材料Jの焼けや充填不良を抑制することができる。
In this way, the
そして、射出動作によるキャビティCへの樹脂材料Jの充填が完了すると、制御部80は、スクリュー駆動部60を制御して、スクリュー30を前方に押圧して、樹脂材料Jに所定の保圧圧力を加えるようにする(保圧動作)。保圧動作完了後に、制御部80は、スクリュー駆動部60を制御して、図5に示すように、スクリュー30を回転させながら後退させ、樹脂材料Jを可塑化(溶融)しつつ1回の射出に必要となる量を、シリンダ10内のスクリュー30の前方の空間に供給する(可塑化動作)。その後、樹脂材料Jが硬化すると、図6に示すように、制御部80は型締駆動部70を制御して、移動金型K1および固定金型K2を開き(型開動作)、図示しないエジェクトピンによりキャビティCから製品Mを取り出す(製品取り出し動作)。
Then, when the filling of the resin material J into the cavity C by the injection operation is completed, the
以降、上記型閉動作〜上記製品取り出し動作を繰り返して製品Mの成形を行う。 After that, the product M is molded by repeating the mold closing operation and the product taking-out operation.
以上より、本実施形態の射出成形機1によれば、キャビティCに接続され、キャビティC内から気体を吸い出しまたはキャビティC内に気体を送り込んでキャビティC内の気圧を調整する気圧調整部53と、キャビティCに樹脂材料Jを射出する射出動作中にキャビティC内の気圧Pを調整するようピストン駆動部56を制御する制御部80と、を有する。このようにしたことから、射出動作中にキャビティC内の気圧Pを調整することができるので、キャビティC内の気圧Pを調整することによってキャビティC内の樹脂材料Jの拡散状態や流動状態を制御することができる。そのため、製品Mの表面性状の不良を効果的に抑制できる。
From the above, according to the
また、制御部80は、キャビティC内の気圧PがキャビティCにおける樹脂材料Jの充填率Fに応じて定められた目標気圧Ptとなるようにピストン駆動部56を制御する。このようにすることで、充填率Fに応じてキャビティC内を適切な気圧Pに調整することができ、製品Mの表面性状の不良をより効果的に抑制できる。
Further, the
上述した実施形態では、ピストン部55の位置の算出にボイルの法則を用いるものであったが、ボイル・シャルルの法則を用い、上記式(1)〜(3)に代えて温度変化を考慮した式を導出して、ピストン部55の位置Lを算出するようにしてもよい。このようにすることで、キャビティC内の気圧Pをより精度よく調整できる。
In the above-described embodiment, Boyle's law was used to calculate the position of the
また、上述した実施形態では充填率Fに応じて予め定めたピストン部55の位置Lに当該ピストン部55を移動させるものであったが、これに限定されるものではない。これ以外にも、例えば、制御部80が、気圧測定部57によって測定されたキャビティCの気圧Pに基づいて、この気圧Pが目標気圧Ptとなるようにピストン駆動部56をフィードバック制御して、ピストン部55を移動させるようにしてもよい。このようなフィードバック制御を採用した構成においても、キャビティC内の気圧Pを精度よく調整することができる。
Further, in the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、制御部80が、キャビティCの充填率が高くなるにしたがってキャビティC内の気圧Pが徐々に低くなるように気圧調整部53を制御する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、制御部80は、射出動作前にキャビティC内の気圧Pを大気圧より高い加圧上限値まで上昇させかつ射出動作中にキャビティC内の気圧を加圧上限値に保つように気圧調整部53を制御する構成を採用してもよい。このようにすることで、発泡成形において、樹脂材料の流動中に気泡が破裂してしまうことを抑制することができ、さらに、キャビティC内の気圧Pが必要以上に上昇してしまうことを防ぐことができる。そのため、樹脂材料のスムーズな流動を確保して、成形品の表面に生じるフローマークなどを抑制できる。
Further, in the above-described embodiment, the
上記に本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。 Although embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these examples. As long as the gist of the present invention is provided, a person skilled in the art appropriately adding, deleting, or changing the design of the above-described embodiment, or combining the features of the embodiment as appropriate is also present. Included in the scope of the invention.
1…射出成形機、10…シリンダ、11…シリンダ本体、12…シリンダ先端部、13…加熱装置、14…樹脂流路、17…射出口、30…スクリュー、31…スクリュー本体、32…スクリューヘッド、33…ヘッド部、34…軸部、35…逆流防止リング、36…シート、37…環状流路、53…気圧調整部、54…シリンダ部、54a…気圧調整空間、54b…残りの空間、55…ピストン部、56…ピストン駆動部、60…スクリュー駆動部、70…型締駆動部、80…制御部、90…表示操作部、91…表示部、92…操作部、K…金型、K1…移動金型、K2…固定金型、C…キャビティ、R…ランナ、J…樹脂材料、M…製品、F…充填率、L…ピストン部の位置、P…キャビティ内の気圧、P0…初期気圧、Pt…目標気圧、V0…キャビティの容積、Vk…気圧調整空間の容積 1 ... Injection molding machine, 10 ... Cylinder, 11 ... Cylinder body, 12 ... Cylinder tip, 13 ... Heating device, 14 ... Resin flow path, 17 ... Injection port, 30 ... Screw, 31 ... Screw body, 32 ... Screw head , 33 ... head part, 34 ... shaft part, 35 ... backflow prevention ring, 36 ... seat, 37 ... annular flow path, 53 ... pressure adjustment part, 54 ... cylinder part, 54a ... pressure adjustment space, 54b ... remaining space, 55 ... Piston unit, 56 ... Piston drive unit, 60 ... Screw drive unit, 70 ... Mold clamping drive unit, 80 ... Control unit, 90 ... Display operation unit, 91 ... Display unit, 92 ... Operation unit, K ... Mold, K1 ... Moving mold, K2 ... Fixed mold, C ... Cavity, R ... Runner, J ... Resin material, M ... Product, F ... Filling rate, L ... Piston position, P ... Pressure in cavity, P 0 ... Initial pressure, Pt ... Target pressure, V 0 ... Cavity volume, Vk ... Pressure adjustment space volume
Claims (6)
前記キャビティに接続され、前記キャビティ内から気体を吸い出しまたは前記キャビティ内に気体を送り込んで前記キャビティ内の気圧を調整する気圧調整部と、
前記キャビティに樹脂材料を射出する射出動作中に前記キャビティ内の気圧を調整するように前記気圧調整部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記キャビティ内の気圧が前記キャビティにおける前記樹脂材料の充填率に応じて定められた目標気圧となるように前記気圧調整部を制御し、
前記制御部は、前記射出動作を開始する時点から、前記充填率が高くなるにしたがって前記キャビティ内の気圧が徐々に低くなるように前記気圧調整部を制御することを特徴とする射出成形機。 An injection molding machine that injects a resin material into the cavity of a mold.
An air pressure adjusting unit connected to the cavity and sucking gas out of the cavity or sending gas into the cavity to adjust the air pressure in the cavity.
Possess a control unit which controls the air pressure adjusting unit to adjust the air pressure in the cavity of the resin material during injection operation for injecting said cavity,
The control unit controls the air pressure adjusting unit so that the air pressure in the cavity becomes a target air pressure determined according to the filling rate of the resin material in the cavity.
The control unit is an injection molding machine that controls the air pressure adjusting unit so that the air pressure in the cavity gradually decreases as the filling rate increases from the time when the injection operation is started .
前記キャビティに接続され、前記キャビティ内から気体を吸い出しまたは前記キャビティ内に気体を送り込んで前記キャビティ内の気圧を調整する気圧調整部と、 An air pressure adjusting unit connected to the cavity and sucking gas out of the cavity or sending gas into the cavity to adjust the air pressure in the cavity.
前記キャビティに樹脂材料を射出する射出動作中に前記キャビティ内の気圧を調整するように前記気圧調整部を制御する制御部と、を有し、 It has a control unit that controls the air pressure adjusting unit so as to adjust the air pressure in the cavity during the injection operation of injecting the resin material into the cavity.
前記制御部は、前記キャビティ内の気圧が前記キャビティにおける前記樹脂材料の充填率に応じて定められた目標気圧となるように前記気圧調整部を制御し、 The control unit controls the air pressure adjusting unit so that the air pressure in the cavity becomes a target air pressure determined according to the filling rate of the resin material in the cavity.
前記制御部は、前記射出動作を開始する時点から前記射出動作終了まで、前記キャビティ内の気圧が一定の値になるように前記気圧調整部を制御することを特徴とする射出成形機。 The control unit is an injection molding machine that controls the air pressure adjusting unit so that the air pressure in the cavity becomes a constant value from the time when the injection operation is started to the end of the injection operation.
前記制御部は、前記気圧測定部によって測定された前記キャビティ内の気圧に基づいて前記キャビティ内の気圧が前記目標気圧となるように前記気圧調整部をフィードバック制御する、請求項1または請求項2に記載の射出成形機。 Further having an atmospheric pressure measuring unit for measuring the atmospheric pressure in the cavity,
Claim 1 or claim 2 that the control unit feedback-controls the air pressure adjusting unit so that the air pressure in the cavity becomes the target air pressure based on the air pressure in the cavity measured by the air pressure measuring unit. The injection molding machine described in.
前記制御部は、前記充填率に応じて定められた位置に前記ピストン部を移動させるように前記駆動部を制御する、請求項1または請求項2に記載の射出成形機。 The injection molding machine according to claim 1 or 2, wherein the control unit controls the drive unit so as to move the piston unit to a position determined according to the filling rate.
前記制御部は、前記キャビティに樹脂材料を射出する射出動作中に、前記気圧測定部により測定された前記キャビティ内の気圧を表示することを特徴とする、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の射出成形機。 Further having an atmospheric pressure measuring unit for measuring the atmospheric pressure in the cavity,
One of claims 1 to 5 , wherein the control unit displays the air pressure in the cavity measured by the air pressure measuring unit during an injection operation of injecting a resin material into the cavity. The injection molding machine according to paragraph 1.
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