JP2000210735A - タッチセンサ装置および方法 - Google Patents
タッチセンサ装置および方法Info
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- JP2000210735A JP2000210735A JP11324810A JP32481099A JP2000210735A JP 2000210735 A JP2000210735 A JP 2000210735A JP 11324810 A JP11324810 A JP 11324810A JP 32481099 A JP32481099 A JP 32481099A JP 2000210735 A JP2000210735 A JP 2000210735A
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C43/58—Measuring, controlling or regulating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧縮成形により良好な外面形状を得る工程
で、場合により、加工品の１層以上に過剰な横方向の流
れが発生するおそれがある。したがって、当業界におい
て金型クロージャの改良が求められている。 【解決手段】 圧縮成形用金型が金型キャビティおよび
金型内に配置される加工品に対して移動可能な金型クロ
ージャを含む場合に、前記金型と金型内に配置される加
工品とのタッチを感知する装置および方法が提供され
る。この装置は、前記金型クロージャと前記加工品との
タッチを知らせるよう配置できる少なくとも１個のタッ
チセンサ・パッドを含む。タッチセンサ・パッドを、タ
ッチセンサ・モニタと接続関係に置いて、加工品と金型
クロージャとの間のタッチを表示するのがよい。タッチ
センサ・パッドはタッチセンサ・アセンブリとして実現
することもできる。
で、場合により、加工品の１層以上に過剰な横方向の流
れが発生するおそれがある。したがって、当業界におい
て金型クロージャの改良が求められている。 【解決手段】 圧縮成形用金型が金型キャビティおよび
金型内に配置される加工品に対して移動可能な金型クロ
ージャを含む場合に、前記金型と金型内に配置される加
工品とのタッチを感知する装置および方法が提供され
る。この装置は、前記金型クロージャと前記加工品との
タッチを知らせるよう配置できる少なくとも１個のタッ
チセンサ・パッドを含む。タッチセンサ・パッドを、タ
ッチセンサ・モニタと接続関係に置いて、加工品と金型
クロージャとの間のタッチを表示するのがよい。タッチ
センサ・パッドはタッチセンサ・アセンブリとして実現
することもできる。
Description
【０００１】
【発明の背景】この発明は、タッチセンサに関し、特に
金型クロージャと加工品との間の接触または圧力を高め
て圧縮成形中に加工品が横方向に移動するのを防止する
技術に関する。
金型クロージャと加工品との間の接触または圧力を高め
て圧縮成形中に加工品が横方向に移動するのを防止する
技術に関する。
【０００２】積層加工品は１層ずつ形成するのが代表的
であるが、個々の層は厚さが５〜１０％以上変動するこ
とがあり得る。つぎに、減圧および熱を加えてガスを除
去し、加工品を予備緻密化することにより、加工品をデ
バルキングする。最後に、加工品を密封バッグに入れて
金型に配置し、オートクレーブ空気圧力のみを用いてさ
らに緻密化し最終成形加工品とする。しかし、デバルキ
ングされた加工品を圧縮成形すると、通常のオートクレ
ーブ成形より良好な外面形状が得られること、また、加
工品を最終形状に押圧する方法が材料層のばらつきにあ
まり依存しないことが確認された。
であるが、個々の層は厚さが５〜１０％以上変動するこ
とがあり得る。つぎに、減圧および熱を加えてガスを除
去し、加工品を予備緻密化することにより、加工品をデ
バルキングする。最後に、加工品を密封バッグに入れて
金型に配置し、オートクレーブ空気圧力のみを用いてさ
らに緻密化し最終成形加工品とする。しかし、デバルキ
ングされた加工品を圧縮成形すると、通常のオートクレ
ーブ成形より良好な外面形状が得られること、また、加
工品を最終形状に押圧する方法が材料層のばらつきにあ
まり依存しないことが確認された。
【０００３】圧縮成形プロセスでは、オートクレーブ成
形法と同様に、予備成形した加工品を組み立てる。しか
し、加工品をオートクレーブ成形して最終緻密化を行う
代わりに、デバルキングされた加工品を圧縮成形用金型
キャビティに入れ、金型クロージャを移動して加工品と
接触させ、この際金型を所定の温度スケジュールにした
がって加熱する。加工品の最終緻密化は、加工品を金型
内で金型キャビティと金型クロージャとの間で圧縮する
ことによって行う。
形法と同様に、予備成形した加工品を組み立てる。しか
し、加工品をオートクレーブ成形して最終緻密化を行う
代わりに、デバルキングされた加工品を圧縮成形用金型
キャビティに入れ、金型クロージャを移動して加工品と
接触させ、この際金型を所定の温度スケジュールにした
がって加熱する。加工品の最終緻密化は、加工品を金型
内で金型キャビティと金型クロージャとの間で圧縮する
ことによって行う。
【０００４】残念なことに、圧縮成形により良好な外面
形状を得る工程で、場合により、加工品の１層以上に過
剰な横方向流れが発生するおそれがある。過剰な横方向
流れはその１層以上の層にしわを生成しがちである。こ
のようなしわは加工品に異常部をもたらし、場合によっ
ては最終的に成形された加工品の強度の低下につなが
る。
形状を得る工程で、場合により、加工品の１層以上に過
剰な横方向流れが発生するおそれがある。過剰な横方向
流れはその１層以上の層にしわを生成しがちである。こ
のようなしわは加工品に異常部をもたらし、場合によっ
ては最終的に成形された加工品の強度の低下につなが
る。
【０００５】過剰な横方向流れを生じる原因の一つは、
金型と加工品との非均一な接触、特に圧縮成形が始まる
前の金型と加工品との最初の接触の際の、非均一な接触
にあると考えられる。別の原因は、圧縮成形中に非均一
な圧力が加工品に加えられることにあると考えられる。
その結果、金型が予備成形された加工品に圧縮成形前お
よび圧縮成形中にできるだけ完全かつ均一に接触するこ
とを確実にし、金型に対して加工品の過剰な横方向移動
が生じるおそれを低減するのが望ましい。同様な理由か
ら、圧縮成形中に予備成形された加工品に加えられる圧
力を修正して確実に高品質の成型品を得るのが望まし
い。
金型と加工品との非均一な接触、特に圧縮成形が始まる
前の金型と加工品との最初の接触の際の、非均一な接触
にあると考えられる。別の原因は、圧縮成形中に非均一
な圧力が加工品に加えられることにあると考えられる。
その結果、金型が予備成形された加工品に圧縮成形前お
よび圧縮成形中にできるだけ完全かつ均一に接触するこ
とを確実にし、金型に対して加工品の過剰な横方向移動
が生じるおそれを低減するのが望ましい。同様な理由か
ら、圧縮成形中に予備成形された加工品に加えられる圧
力を修正して確実に高品質の成型品を得るのが望まし
い。
【０００６】したがって、当業界において金型クロージ
ャの改良が求められている。
ャの改良が求められている。
【０００７】
【発明の概要】本発明によれば、圧縮成形用金型が金型
キャビティおよび金型内に配置される加工品に対して移
動可能な金型クロージャを含む場合に、前記金型と金型
内に配置される加工品とのタッチを感知する装置および
方法が提供される。この装置は、前記金型クロージャと
前記加工品とのタッチを知らせるよう配置できる少なく
とも１個のタッチセンサ・パッドを含む。タッチセンサ
・パッドを、タッチセンサ・モニタと接続関係に置い
て、加工品と金型クロージャとの間のタッチを表示する
のがよい。タッチセンサ・パッドはタッチセンサ・アセ
ンブリとして実現することもできる。
キャビティおよび金型内に配置される加工品に対して移
動可能な金型クロージャを含む場合に、前記金型と金型
内に配置される加工品とのタッチを感知する装置および
方法が提供される。この装置は、前記金型クロージャと
前記加工品とのタッチを知らせるよう配置できる少なく
とも１個のタッチセンサ・パッドを含む。タッチセンサ
・パッドを、タッチセンサ・モニタと接続関係に置い
て、加工品と金型クロージャとの間のタッチを表示する
のがよい。タッチセンサ・パッドはタッチセンサ・アセ
ンブリとして実現することもできる。
【０００８】
【好適な実施態様の説明】図１〜図３に、金型２６、た
とえば圧縮成形用金型と、代表的には複数の材料層から
なる加工品４０とのタッチを感知する装置１０を示す。
金型２６は通常の圧縮成形機のいずれでもよく、圧縮成
形金型クロージャ３０、圧縮成形金型キャビティ２８お
よび金型キャビティ２８の内側から外部環境まで延びる
金型アパーチャ７０を含む。１実施例では、金型２６
は、４ピストンの液圧型圧縮成形機、たとえばMurdock
TM圧縮成形機から構成する。
とえば圧縮成形用金型と、代表的には複数の材料層から
なる加工品４０とのタッチを感知する装置１０を示す。
金型２６は通常の圧縮成形機のいずれでもよく、圧縮成
形金型クロージャ３０、圧縮成形金型キャビティ２８お
よび金型キャビティ２８の内側から外部環境まで延びる
金型アパーチャ７０を含む。１実施例では、金型２６
は、４ピストンの液圧型圧縮成形機、たとえばMurdock
TM圧縮成形機から構成する。
【０００９】加工品４０は金型キャビティ２８に配置す
ることができる。この金型キャビティ２８は加工品４０
に対して実質的に固定されているのが好ましく、このた
め加工品４０は金型クロージャ３０に対して可動であ
る。少なくとも１つのタッチセンサ、たとえばタッチセ
ンサ・パッド１２を、金型クロージャ３０がどのように
加工品４０にタッチするか知らせるように配置すること
ができる。ここで用いる用語「タッチ（touch）」は金
型２６から加工品４０への、またはその逆の何らかの力
あるいは作用を包含する。このようなタッチは、それぞ
れの向かい合う表面間の直接な物理的タッチからそれぞ
れの向かい合う表面間の少なくとも１つの中間手段を介
してのタッチまでを含む。また、このようなタッチは、
加工品４０と金型２６の向かい合う表面間の単なる接触
（接触は以下に定義するとおり）から圧力（圧力は以下
に定義するとおり）までを含む。
ることができる。この金型キャビティ２８は加工品４０
に対して実質的に固定されているのが好ましく、このた
め加工品４０は金型クロージャ３０に対して可動であ
る。少なくとも１つのタッチセンサ、たとえばタッチセ
ンサ・パッド１２を、金型クロージャ３０がどのように
加工品４０にタッチするか知らせるように配置すること
ができる。ここで用いる用語「タッチ（touch）」は金
型２６から加工品４０への、またはその逆の何らかの力
あるいは作用を包含する。このようなタッチは、それぞ
れの向かい合う表面間の直接な物理的タッチからそれぞ
れの向かい合う表面間の少なくとも１つの中間手段を介
してのタッチまでを含む。また、このようなタッチは、
加工品４０と金型２６の向かい合う表面間の単なる接触
（接触は以下に定義するとおり）から圧力（圧力は以下
に定義するとおり）までを含む。
【００１０】図５に示すように、タッチセンサ１２は、
代表的には、少なくとも１個の接触センサ、たとえば接
触型タッチセンサ・パッド１４を備えるのが好ましい。
パッド１４は、圧縮成形用金型クロージャ３０を加工品
４０および金型キャビティ２８に向かう位置に移動する
際に、金型クロージャ３０がいつ加工品４０に接触した
かを示す信号を発生することができる（図２）。ここで
用いる用語「接触」は、金型クロージャ３０と加工品４
０とのあらゆる接触を包含し、それぞれの向かい合う表
面間の直接の物理的接触からそれぞれの向かい合う表面
間の少なくとも１つの中間手段を介しての接触までを含
む。この発明では接触をいつ表示してもよいが、金型ク
ロージャ３０と加工品４０との間に最初の接触が生じた
ときを知るのがもっとも有効である。たとえば、この最
初の接触の時間を「時間ゼロ」としてうまく用いて、
（１）金型２６を閉じ、（２）金型加熱を開始する、２
工程の制御されたプロセスを開始することができる。好
ましくは、各工程は、それ以降成形プロセスの完了ま
で、閉止（または加工品４０に加えられる好ましい力）
および加熱について独自の基準スケジュールを持つ。し
かし、加工品４０の表面とのそれ以降の接触を用いて、
成形プロセスの間これらの基準スケジュールを修正する
こともできる。
代表的には、少なくとも１個の接触センサ、たとえば接
触型タッチセンサ・パッド１４を備えるのが好ましい。
パッド１４は、圧縮成形用金型クロージャ３０を加工品
４０および金型キャビティ２８に向かう位置に移動する
際に、金型クロージャ３０がいつ加工品４０に接触した
かを示す信号を発生することができる（図２）。ここで
用いる用語「接触」は、金型クロージャ３０と加工品４
０とのあらゆる接触を包含し、それぞれの向かい合う表
面間の直接の物理的接触からそれぞれの向かい合う表面
間の少なくとも１つの中間手段を介しての接触までを含
む。この発明では接触をいつ表示してもよいが、金型ク
ロージャ３０と加工品４０との間に最初の接触が生じた
ときを知るのがもっとも有効である。たとえば、この最
初の接触の時間を「時間ゼロ」としてうまく用いて、
（１）金型２６を閉じ、（２）金型加熱を開始する、２
工程の制御されたプロセスを開始することができる。好
ましくは、各工程は、それ以降成形プロセスの完了ま
で、閉止（または加工品４０に加えられる好ましい力）
および加熱について独自の基準スケジュールを持つ。し
かし、加工品４０の表面とのそれ以降の接触を用いて、
成形プロセスの間これらの基準スケジュールを修正する
こともできる。
【００１１】図７に示すように、タッチセンサ１２は、
上記に加えてあるいは上記の代わりに、圧力センサ、た
とえば圧力型タッチセンサ・パッド８４としてもよい。
圧力センサは、加工品４０とセンサ１２に隣接する圧縮
成形用金型クロージャ３０との間の表面圧力、たとえば
局部表面圧力を表示する信号を発生することができる。
ここで用いる用語「圧力」は、金型クロージャ３０と加
工品４０とのあらゆる圧力を包含し、それぞれの向かい
合う表面間の直接の物理的圧力からそれぞれの向かい合
う表面間の少なくとも１つの中間手段を介しての圧力ま
でを含む。この発明では圧力をいつ表示してもよいが、
金型クロージャと加工品との間の最初の接触後、圧縮成
形中に局部加工品表面圧力がどんな値であるかを知るの
がもっとも有効である。
上記に加えてあるいは上記の代わりに、圧力センサ、た
とえば圧力型タッチセンサ・パッド８４としてもよい。
圧力センサは、加工品４０とセンサ１２に隣接する圧縮
成形用金型クロージャ３０との間の表面圧力、たとえば
局部表面圧力を表示する信号を発生することができる。
ここで用いる用語「圧力」は、金型クロージャ３０と加
工品４０とのあらゆる圧力を包含し、それぞれの向かい
合う表面間の直接の物理的圧力からそれぞれの向かい合
う表面間の少なくとも１つの中間手段を介しての圧力ま
でを含む。この発明では圧力をいつ表示してもよいが、
金型クロージャと加工品との間の最初の接触後、圧縮成
形中に局部加工品表面圧力がどんな値であるかを知るの
がもっとも有効である。
【００１２】図３に示すように、少なくとも１個のセン
サ１２が、加工品４０の表面４２上の複数の異なる点で
の金型クロージャ３０と加工品４０とのタッチを知らせ
るように配置された複数個のセンサ１２であるのが好ま
しい。所望に応じて、各センサ１２は接触センサまたは
圧力センサまたは両方を有する。さらに、図２に示すよ
うに、金型クロージャ３０が加工品４０に対して傾き、
金型クロージャ３０と加工品４０とのタッチを知らせる
異なる複数の点の総数を増加するのが好ましい。傾き
は、手動または自動手段により金型クロージャ３０を操
作することによって達成することができる。好ましく
は、金型２６の少なくとも１つの直径に沿って、特に好
ましくは金型２６の多数の直径に沿って対向する両方向
３４に傾きを可能にする。
サ１２が、加工品４０の表面４２上の複数の異なる点で
の金型クロージャ３０と加工品４０とのタッチを知らせ
るように配置された複数個のセンサ１２であるのが好ま
しい。所望に応じて、各センサ１２は接触センサまたは
圧力センサまたは両方を有する。さらに、図２に示すよ
うに、金型クロージャ３０が加工品４０に対して傾き、
金型クロージャ３０と加工品４０とのタッチを知らせる
異なる複数の点の総数を増加するのが好ましい。傾き
は、手動または自動手段により金型クロージャ３０を操
作することによって達成することができる。好ましく
は、金型２６の少なくとも１つの直径に沿って、特に好
ましくは金型２６の多数の直径に沿って対向する両方向
３４に傾きを可能にする。
【００１３】図４に、圧縮成形用金型２６、圧縮成形コ
ントロールシステム３６およびタッチセンサ・モニタ３
８を線図的に示す。これらの要素は、金型２６を操作
し、金型クロージャ３０が加工品４０とどのようにタッ
チしているかをモニタし、解釈するように、互いに連絡
している。たとえば、手動または自動手段を使用して金
型クロージャ３０と加工品４０とのタッチをモニタし、
また解釈信号に基づいて金型クロージャ３０の移動を制
御するために、信号を解釈することができる。
ントロールシステム３６およびタッチセンサ・モニタ３
８を線図的に示す。これらの要素は、金型２６を操作
し、金型クロージャ３０が加工品４０とどのようにタッ
チしているかをモニタし、解釈するように、互いに連絡
している。たとえば、手動または自動手段を使用して金
型クロージャ３０と加工品４０とのタッチをモニタし、
また解釈信号に基づいて金型クロージャ３０の移動を制
御するために、信号を解釈することができる。
【００１４】図５に接触型タッチセンサ・パッド１４を
線図的に示す。このパッド１４は金型クロージャ３０と
加工品４０との間に位置させることができる。接触型タ
ッチセンサ・パッド１４は、順応性シート材１８および
接触型タッチセンサ・パッド１４を含むタッチセンサ・
アセンブリ１６を構成する。たとえば、接触型タッチセ
ンサ・パッド１４が、たとえば電気器具ユーザーインタ
ーフェースに用いられる膜スイッチを含む場合に、良好
な結果が期待できる。このような低圧センサパッド（た
とえば、好ましくは＜１psi）は、きわめて小さなたわ
みを伴う接触時に正の信号を与え、きわめて大きな荷重
に耐える（すなわち接点が閉じている間）ことができ
る。さらに、たとえば、順応性シート材１８が樹脂、熱
可塑性樹脂またはシリコーンゴム（具体的にはＧＥ社製
LexanTMポリカーボネート、ＧＥ社製UltrinTMポリエー
テルイミドまたはデュポン社製KevlarTM樹脂）からなる
非導電性の変形可能な部材からなる場合に、良好な結果
が期待できる。
線図的に示す。このパッド１４は金型クロージャ３０と
加工品４０との間に位置させることができる。接触型タ
ッチセンサ・パッド１４は、順応性シート材１８および
接触型タッチセンサ・パッド１４を含むタッチセンサ・
アセンブリ１６を構成する。たとえば、接触型タッチセ
ンサ・パッド１４が、たとえば電気器具ユーザーインタ
ーフェースに用いられる膜スイッチを含む場合に、良好
な結果が期待できる。このような低圧センサパッド（た
とえば、好ましくは＜１psi）は、きわめて小さなたわ
みを伴う接触時に正の信号を与え、きわめて大きな荷重
に耐える（すなわち接点が閉じている間）ことができ
る。さらに、たとえば、順応性シート材１８が樹脂、熱
可塑性樹脂またはシリコーンゴム（具体的にはＧＥ社製
LexanTMポリカーボネート、ＧＥ社製UltrinTMポリエー
テルイミドまたはデュポン社製KevlarTM樹脂）からなる
非導電性の変形可能な部材からなる場合に、良好な結果
が期待できる。
【００１５】さらに図５に言及すると、タッチセンサ・
アセンブリ１６において、各接触型タッチセンサ・パッ
ド１４（全体的には図３にパッド１２で示す）を信号線
路（ラン）２０に接続してパッド１４から金型２６の外
部への連絡を可能にすることができる。たとえば、金属
接触型タッチセンサ・パッド１４および金属信号線路
（たとえば導線）２０を用いて、金属金型クロージャ３
０との接触信号を送ることができる。このような場合、
少なくとも１個の普通のタッチセンサ・モニタ、たとえ
ばオーム計７２（図２）を金型２６の外部で信号線路２
０に接続することができる。これには、ワイヤコネクタ
・ジャンクション２２（図３）を使用しても、あるいは
信号線路２０をパッド１４から金型２６の外部まで途切
れなく連続的に延在させてもよい。いずれの場合も、信
号線路２０は金型内部からアパーチャ７０などを通って
外に出るが、金型アパーチャ７０には、圧縮成形を完了
したときに破壊して信号線路２０と離すことのできるエ
ラストマーシールまたは速硬性シールなどの通常のシー
ル構造のいずれかを設ける。
アセンブリ１６において、各接触型タッチセンサ・パッ
ド１４（全体的には図３にパッド１２で示す）を信号線
路（ラン）２０に接続してパッド１４から金型２６の外
部への連絡を可能にすることができる。たとえば、金属
接触型タッチセンサ・パッド１４および金属信号線路
（たとえば導線）２０を用いて、金属金型クロージャ３
０との接触信号を送ることができる。このような場合、
少なくとも１個の普通のタッチセンサ・モニタ、たとえ
ばオーム計７２（図２）を金型２６の外部で信号線路２
０に接続することができる。これには、ワイヤコネクタ
・ジャンクション２２（図３）を使用しても、あるいは
信号線路２０をパッド１４から金型２６の外部まで途切
れなく連続的に延在させてもよい。いずれの場合も、信
号線路２０は金型内部からアパーチャ７０などを通って
外に出るが、金型アパーチャ７０には、圧縮成形を完了
したときに破壊して信号線路２０と離すことのできるエ
ラストマーシールまたは速硬性シールなどの通常のシー
ル構造のいずれかを設ける。
【００１６】特に、金属金型クロージャ３０が接触型タ
ッチセンサ・パッド１４（たとえば、接触型タッチセン
サ・パッドからなる図２のタッチセンサ・パッド１２）
と接触すると、パッド１４が加工品４０の表面４２上の
１個以上の点での接触を示す信号を送る。すなわち、信
号線路２０を順次低ＤＣ電圧源に接続し、電圧源の他端
を金属金型クロージャ３０に接続する。金型クロージャ
３０が加工品４０に向かって移動するにつれて、少なく
とも１個、つぎに他の、好ましくはすべての接触型タッ
チセンサ・パッド１４が、単純な導通チェック配列にあ
る回路を閉じる。この情報は、通常の手段で解釈するこ
とができ、どの接触型タッチセンサ・パッド１４が金型
クロージャ３０と接触したかを判定する。他方、この情
報は、金型クロージャ３０と加工品４０とのタッチ結
果、たとえば接触を高めるために、いかにして金型クロ
ージャ３０を傾けるかについての指示を、手動オペレー
タまたは自動制御システムに与える。
ッチセンサ・パッド１４（たとえば、接触型タッチセン
サ・パッドからなる図２のタッチセンサ・パッド１２）
と接触すると、パッド１４が加工品４０の表面４２上の
１個以上の点での接触を示す信号を送る。すなわち、信
号線路２０を順次低ＤＣ電圧源に接続し、電圧源の他端
を金属金型クロージャ３０に接続する。金型クロージャ
３０が加工品４０に向かって移動するにつれて、少なく
とも１個、つぎに他の、好ましくはすべての接触型タッ
チセンサ・パッド１４が、単純な導通チェック配列にあ
る回路を閉じる。この情報は、通常の手段で解釈するこ
とができ、どの接触型タッチセンサ・パッド１４が金型
クロージャ３０と接触したかを判定する。他方、この情
報は、金型クロージャ３０と加工品４０とのタッチ結
果、たとえば接触を高めるために、いかにして金型クロ
ージャ３０を傾けるかについての指示を、手動オペレー
タまたは自動制御システムに与える。
【００１７】図６に、本発明の接触型タッチセンサ・パ
ッド７６およびタッチセンサ・アセンブリ１６の別の実
施例を線図的に示す。この実施例では、センサを順応性
シート材１８内に完全にカプセル封入することができ
る。接触型タッチセンサ・パッド７６は、信号線路２０
（たとえば電線）の２つの向かい合う表面を絶縁体２４
により互いに離すことにより形成することができる。こ
のような接触型タッチセンサ・パッド７６はさらに１対
のナブ５６を含み、ナブ５６に加えられた外部圧力はこ
れらのナブを内向きに互いに近接するように押圧し、そ
してその向かい合う表面が接触したとき、電線ラン２０
を含む回路が閉じられる。また、接触型タッチセンサ・
パッド７６全体が順応性シート材１８内に封入されてい
るので、この実施例は、金型クロージャ３０と適合性で
ある（たとえば金属−金属など）必要がない。したがっ
て、この実施例は、接触型タッチセンサ・パッド７６お
よび信号線路２０を通しての信号通信に依存しているだ
けである。これらの構造的差異以外には、この実施例は
接触型タッチセンサ・パッド１４と同様である。
ッド７６およびタッチセンサ・アセンブリ１６の別の実
施例を線図的に示す。この実施例では、センサを順応性
シート材１８内に完全にカプセル封入することができ
る。接触型タッチセンサ・パッド７６は、信号線路２０
（たとえば電線）の２つの向かい合う表面を絶縁体２４
により互いに離すことにより形成することができる。こ
のような接触型タッチセンサ・パッド７６はさらに１対
のナブ５６を含み、ナブ５６に加えられた外部圧力はこ
れらのナブを内向きに互いに近接するように押圧し、そ
してその向かい合う表面が接触したとき、電線ラン２０
を含む回路が閉じられる。また、接触型タッチセンサ・
パッド７６全体が順応性シート材１８内に封入されてい
るので、この実施例は、金型クロージャ３０と適合性で
ある（たとえば金属−金属など）必要がない。したがっ
て、この実施例は、接触型タッチセンサ・パッド７６お
よび信号線路２０を通しての信号通信に依存しているだ
けである。これらの構造的差異以外には、この実施例は
接触型タッチセンサ・パッド１４と同様である。
【００１８】図７に、金型クロージャ３０と加工品４０
との間に配置できるひずみゲージ圧力型タッチセンサを
線図的に示す。この圧力型タッチセンサも、順応性シー
ト材１８および圧力型タッチセンサ・パッド８０または
接触型タッチセンサ・パッド１４，７６、好ましくは両
方を含むタッチセンサ・アセンブリ１６とすることがで
きる。このような圧力センサ（たとえば好ましくは１０
〜１０００psiに感応）は、加工品４０の圧縮成形中、
加工品４０と金型クロージャ３０との間の局部表面圧力
を一層正確に測定する。本発明のタッチセンサは、本発
明の接触型および圧力型タッチセンサ両方に望ましい特
徴および圧力範囲を有する単一構造体とすることができ
る。
との間に配置できるひずみゲージ圧力型タッチセンサを
線図的に示す。この圧力型タッチセンサも、順応性シー
ト材１８および圧力型タッチセンサ・パッド８０または
接触型タッチセンサ・パッド１４，７６、好ましくは両
方を含むタッチセンサ・アセンブリ１６とすることがで
きる。このような圧力センサ（たとえば好ましくは１０
〜１０００psiに感応）は、加工品４０の圧縮成形中、
加工品４０と金型クロージャ３０との間の局部表面圧力
を一層正確に測定する。本発明のタッチセンサは、本発
明の接触型および圧力型タッチセンサ両方に望ましい特
徴および圧力範囲を有する単一構造体とすることができ
る。
【００１９】図７について引き続き言及すると、たとえ
ば、圧力型タッチセンサが、平坦なひずみゲージパッド
８０を備える場合に良好な結果が期待できる。パッド８
０は、抵抗体８２を可撓性バーまたはディスク基板８４
に装着した構成とすることができる。使用時には、基板
８４を曲げると、抵抗モニタ８６が測定する抵抗値が変
化し、この測定値を用いて圧力差を求めることができ
る。
ば、圧力型タッチセンサが、平坦なひずみゲージパッド
８０を備える場合に良好な結果が期待できる。パッド８
０は、抵抗体８２を可撓性バーまたはディスク基板８４
に装着した構成とすることができる。使用時には、基板
８４を曲げると、抵抗モニタ８６が測定する抵抗値が変
化し、この測定値を用いて圧力差を求めることができ
る。
【００２０】図８に、圧力型タッチセンサ・パッド９０
の別の実施例を線図的に示す。この圧力型タッチセンサ
・パッド９０は、その独特の機能以外には、ひずみゲー
ジ型センサ（図７）と互換可能である。圧力型タッチセ
ンサ・パッド９０は、圧電センサパッドから構成するこ
とができる。このセンサは、２つの電極９２を圧電材料
９４上にメッキした構成である。使用時には、外部圧力
が変化すると、通常の電圧モニタ９６が測定する電圧が
変化し、この測定値を用いて圧力差を求めることができ
る。
の別の実施例を線図的に示す。この圧力型タッチセンサ
・パッド９０は、その独特の機能以外には、ひずみゲー
ジ型センサ（図７）と互換可能である。圧力型タッチセ
ンサ・パッド９０は、圧電センサパッドから構成するこ
とができる。このセンサは、２つの電極９２を圧電材料
９４上にメッキした構成である。使用時には、外部圧力
が変化すると、通常の電圧モニタ９６が測定する電圧が
変化し、この測定値を用いて圧力差を求めることができ
る。
【００２１】図９に、圧力型タッチセンサ・パッドの他
の実施例を線図的に示す。このタッチセンサ・パッド
は、その独特の機能以外には、ひずみゲージ型センサ
（図７）と互換可能である。図示のタッチセンサ・パッ
ド１００は、通常の容量性センサパッドである。このセ
ンサは、変形可能な材料１０４を剛性導体１０２間には
さんだ構成である。使用時には、ギャップ１０６−１０
６が荷重で減少し、キャパシタンスモニタ１０８が測定
する系のキャパシタンスが増加し、この測定値を用いて
圧力差を求めることができる。
の実施例を線図的に示す。このタッチセンサ・パッド
は、その独特の機能以外には、ひずみゲージ型センサ
（図７）と互換可能である。図示のタッチセンサ・パッ
ド１００は、通常の容量性センサパッドである。このセ
ンサは、変形可能な材料１０４を剛性導体１０２間には
さんだ構成である。使用時には、ギャップ１０６−１０
６が荷重で減少し、キャパシタンスモニタ１０８が測定
する系のキャパシタンスが増加し、この測定値を用いて
圧力差を求めることができる。
【００２２】図１０に、圧力型タッチセンサ・パッドの
他の実施例を線図的に示す。このタッチセンサ・パッド
１１０は、その独特の機能以外には、ひずみゲージ型セ
ンサ（図７）と互換可能である。図示のタッチセンサ・
パッド１１０は、光ファイバセンサ・パッドである。こ
のセンサは、蛍光物質が被覆された先端１２０を有する
光ファイバセンサ１１４を耐圧エラストマーバッグ１１
６内でゲル１１２（たとえばシリコーンゴム）で包囲し
た構成とすることができる。使用時には、外部圧力が変
化すると、先端１２０の蛍光物質にかかるゲル圧力が変
化し、圧力の関数としての蛍光減衰時間をモニタ１１８
で測定する。この測定値を用いて圧力差を求めることが
できる。たとえば、Ruxtron Co.またはPanametrics C
o.製の光ファイバ圧力型タッチセンサ・パッドから、良
好な結果が得られると考えられる。
他の実施例を線図的に示す。このタッチセンサ・パッド
１１０は、その独特の機能以外には、ひずみゲージ型セ
ンサ（図７）と互換可能である。図示のタッチセンサ・
パッド１１０は、光ファイバセンサ・パッドである。こ
のセンサは、蛍光物質が被覆された先端１２０を有する
光ファイバセンサ１１４を耐圧エラストマーバッグ１１
６内でゲル１１２（たとえばシリコーンゴム）で包囲し
た構成とすることができる。使用時には、外部圧力が変
化すると、先端１２０の蛍光物質にかかるゲル圧力が変
化し、圧力の関数としての蛍光減衰時間をモニタ１１８
で測定する。この測定値を用いて圧力差を求めることが
できる。たとえば、Ruxtron Co.またはPanametrics C
o.製の光ファイバ圧力型タッチセンサ・パッドから、良
好な結果が得られると考えられる。
【００２３】図１１にこの発明を実施するためのフロー
チャートを示す。たとえば、予備形成された加工品４０
をデバルキングし、金型クロージャ３０に向かい合わせ
て金型キャビティ２８に配置した後、工程４４で、少な
くとも１個のタッチセンサ１２および好ましくは、複数
の接触型および圧力型タッチセンサを加工品４０または
金型クロージャ３０に隣接して配置する。つぎに、工程
４６で、金型クロージャ３０および加工品４０を互い
に、好ましくはゆっくり、移動し（いずれか一方または
両方を動かすが、好ましくは金型クロージャ３０のみを
動かす）、そしてどのように金型クロージャ３０が加工
品４０にタッチするかを示す信号を発生する。ここで用
いる用語「信号」は、所定の使用用途に応じて単一タッ
チセンサ１２または多重タッチセンサ１２と関連した、
単一信号でも多重信号でもよい。
チャートを示す。たとえば、予備形成された加工品４０
をデバルキングし、金型クロージャ３０に向かい合わせ
て金型キャビティ２８に配置した後、工程４４で、少な
くとも１個のタッチセンサ１２および好ましくは、複数
の接触型および圧力型タッチセンサを加工品４０または
金型クロージャ３０に隣接して配置する。つぎに、工程
４６で、金型クロージャ３０および加工品４０を互い
に、好ましくはゆっくり、移動し（いずれか一方または
両方を動かすが、好ましくは金型クロージャ３０のみを
動かす）、そしてどのように金型クロージャ３０が加工
品４０にタッチするかを示す信号を発生する。ここで用
いる用語「信号」は、所定の使用用途に応じて単一タッ
チセンサ１２または多重タッチセンサ１２と関連した、
単一信号でも多重信号でもよい。
【００２４】つぎに、工程４８で、前述したように手動
でも自動でもよい通常の手段により工程４６の信号を解
釈して、解釈信号を生成する。解釈された信号（たとえ
ば、加工品４０の表面上の１点または複数の点での接触
を示す）に応じて、金型クロージャの速度を変えるか、
金型クロージャを傾けることにより、金型クロージャ３
０の移動を、前述したように手動または自動的に、通常
通りにガイドする。工程５２で、好ましくは、解釈され
た信号およびガイドされた移動を、加工品４０と金型ク
ロージャ３０とのタッチ結果を高めるために利用し、た
とえば、金型クロージャ３０と加工品４０との接触の信
号を出す複数の異なる点の総数を増加する。
でも自動でもよい通常の手段により工程４６の信号を解
釈して、解釈信号を生成する。解釈された信号（たとえ
ば、加工品４０の表面上の１点または複数の点での接触
を示す）に応じて、金型クロージャの速度を変えるか、
金型クロージャを傾けることにより、金型クロージャ３
０の移動を、前述したように手動または自動的に、通常
通りにガイドする。工程５２で、好ましくは、解釈され
た信号およびガイドされた移動を、加工品４０と金型ク
ロージャ３０とのタッチ結果を高めるために利用し、た
とえば、金型クロージャ３０と加工品４０との接触の信
号を出す複数の異なる点の総数を増加する。
【００２５】あるいはまた、もしくは上記に加えて、工
程５４で加工品４０を次いで圧縮成形する。好ましく
は、この工程は、圧縮成形中に、加工品４０、すなわち
個別の層またはその材料の横方向移動を実質的に防止す
ることを含む。この工程はまた、前述したように、通常
の手段により、所望の温度スケジュールにしたがって加
工品４０の温度を変えること（工程７４）も含む。たと
えば、圧縮成形中に加工品４０と金型クロージャ３０と
の接触を高めるのに加えて、工程５６で、工程４６から
の信号またはタッチセンサ１２が発生した第２信号が、
加工品４０と金型クロージャ３０との間の局部表面圧力
を表示してもよい。この局部表面圧力は加工品４０の温
度にも依存する。
程５４で加工品４０を次いで圧縮成形する。好ましく
は、この工程は、圧縮成形中に、加工品４０、すなわち
個別の層またはその材料の横方向移動を実質的に防止す
ることを含む。この工程はまた、前述したように、通常
の手段により、所望の温度スケジュールにしたがって加
工品４０の温度を変えること（工程７４）も含む。たと
えば、圧縮成形中に加工品４０と金型クロージャ３０と
の接触を高めるのに加えて、工程５６で、工程４６から
の信号またはタッチセンサ１２が発生した第２信号が、
加工品４０と金型クロージャ３０との間の局部表面圧力
を表示してもよい。この局部表面圧力は加工品４０の温
度にも依存する。
【００２６】つぎに、工程５８で、前述したように手動
でも自動でもよい通常の手段により前記信号または第２
信号を解釈して第２の解釈信号を生成する。工程６０
で、第２の解釈された信号（たとえば、加工品表面上の
１点または複数の点での接触を示し、加工品４０の表面
での局部圧力がどの程度であるか示す）に応じて、先に
行ったように、金型クロージャの速度を変えるか、金型
クロージャを傾けることにより、金型クロージャ３０の
移動を、前述したように手動または自動的に、通常通り
にさらにガイドする。すなわち、好ましい圧縮成形過程
は、工程６２で、加工品４０と金型クロージャ３０との
間の高められたタッチ結果の結果として、加工品４０を
高品質の、すなわち実質的にしわがなく、実質的に完全
な密度で、実質的に気孔がなく、好ましい形状仕様の部
品に圧縮成形する。このように、所望のタッチ結果、た
とえば成形中の熱膨張にもかかわらず、加工品４０と金
型クロージャ３０との接触を最大にし、あるいは加工品
４０の表面に所望の圧力を維持することが実現できる。
でも自動でもよい通常の手段により前記信号または第２
信号を解釈して第２の解釈信号を生成する。工程６０
で、第２の解釈された信号（たとえば、加工品表面上の
１点または複数の点での接触を示し、加工品４０の表面
での局部圧力がどの程度であるか示す）に応じて、先に
行ったように、金型クロージャの速度を変えるか、金型
クロージャを傾けることにより、金型クロージャ３０の
移動を、前述したように手動または自動的に、通常通り
にさらにガイドする。すなわち、好ましい圧縮成形過程
は、工程６２で、加工品４０と金型クロージャ３０との
間の高められたタッチ結果の結果として、加工品４０を
高品質の、すなわち実質的にしわがなく、実質的に完全
な密度で、実質的に気孔がなく、好ましい形状仕様の部
品に圧縮成形する。このように、所望のタッチ結果、た
とえば成形中の熱膨張にもかかわらず、加工品４０と金
型クロージャ３０との接触を最大にし、あるいは加工品
４０の表面に所望の圧力を維持することが実現できる。
【００２７】あるいはまた、もしくは上記に加えて、工
程６４で、金型クロージャ３０に対向する加工品４０の
表面の均一な構造的一体性を全プロセスの間維持し、タ
ッチセンサ１２による加工品４０へのどのようなタッチ
も最終的に形成された加工品にとって無視できるもので
あるようにする。たとえば、図６の実施例では、このこ
とは、圧縮成形中に受ける単なる大気圧から高圧まで変
動する環境で、タッチセンサ・アセンブリ１６に均一な
厚さを維持する通常の手段により達成できる。図５の実
施例では、たとえば、金型クロージャ３０は、凹所（図
示せず）を設けて、接触型センサパッド１４を受け入
れ、その他は図６の実施例と同様にタッチセンサ・アセ
ンブリ１６に均一な厚さを維持することができる。
程６４で、金型クロージャ３０に対向する加工品４０の
表面の均一な構造的一体性を全プロセスの間維持し、タ
ッチセンサ１２による加工品４０へのどのようなタッチ
も最終的に形成された加工品にとって無視できるもので
あるようにする。たとえば、図６の実施例では、このこ
とは、圧縮成形中に受ける単なる大気圧から高圧まで変
動する環境で、タッチセンサ・アセンブリ１６に均一な
厚さを維持する通常の手段により達成できる。図５の実
施例では、たとえば、金型クロージャ３０は、凹所（図
示せず）を設けて、接触型センサパッド１４を受け入
れ、その他は図６の実施例と同様にタッチセンサ・アセ
ンブリ１６に均一な厚さを維持することができる。
【００２８】圧縮成形工程の完了後、工程６６で最終成
形された加工品を金型２６から取り出す。つぎに、好ま
しくは、工程６８でタッチセンサ１２またはタッチセン
サ・アセンブリ１６を少なくとも加工品４０から分離す
る。あるいはまた、もしくは上記に加えて、接触センサ
１４を金型クロージャ３０から分離してもよい。いずれ
の場合にも、タッチセンサ１２またはタッチセンサ・ア
センブリ１６をある加工品から次の加工品に再使用で
き、特にある金型２６から別の金型に再使用できるのが
好ましい。
形された加工品を金型２６から取り出す。つぎに、好ま
しくは、工程６８でタッチセンサ１２またはタッチセン
サ・アセンブリ１６を少なくとも加工品４０から分離す
る。あるいはまた、もしくは上記に加えて、接触センサ
１４を金型クロージャ３０から分離してもよい。いずれ
の場合にも、タッチセンサ１２またはタッチセンサ・ア
センブリ１６をある加工品から次の加工品に再使用で
き、特にある金型２６から別の金型に再使用できるのが
好ましい。
【００２９】本発明は、あらゆる種類の圧縮成形装置に
無限の使い方ができる。しかし現在のところ、本発明
を、一方向炭素繊維トウで補強されたエポキシ樹脂の積
層シートからなる航空機エンジンのファンブレードの製
造に用いる場合に、良好な結果が得られると考えられ
る。
無限の使い方ができる。しかし現在のところ、本発明
を、一方向炭素繊維トウで補強されたエポキシ樹脂の積
層シートからなる航空機エンジンのファンブレードの製
造に用いる場合に、良好な結果が得られると考えられ
る。
【００３０】本発明においては、目的に応じて種々の実
施態様が可能であり、また上述した実施例に種々の変更
を加えることができるので、上述した事項や図面に示し
た形状はすべて例示にすぎず、本発明を限定するもので
ないと解釈すべきである。
施態様が可能であり、また上述した実施例に種々の変更
を加えることができるので、上述した事項や図面に示し
た形状はすべて例示にすぎず、本発明を限定するもので
ないと解釈すべきである。
【００３１】本発明のいくつかの特徴のみを説明し図示
したが、当業者には種々の変更例や改変例が明らかであ
る。したがって、特許請求の範囲はこのような変更例や
改変例もすべて本発明の要旨の範囲内にあり包含するも
のと理解すべきである。
したが、当業者には種々の変更例や改変例が明らかであ
る。したがって、特許請求の範囲はこのような変更例や
改変例もすべて本発明の要旨の範囲内にあり包含するも
のと理解すべきである。
【図１】金型クロージャ、加工品、金型キャビティおよ
びタッチセンサの線図的分解縦断面図であり、金型クロ
ージャを加工品と接触状態に移動するところを示す。
びタッチセンサの線図的分解縦断面図であり、金型クロ
ージャを加工品と接触状態に移動するところを示す。
【図２】図１と同じ金型の分解していない図である。
【図３】複数のタッチセンサを含む以外は図２と同じ金
型の、図２の３−３線に沿ってみた線図的部分平面図で
ある。
型の、図２の３−３線に沿ってみた線図的部分平面図で
ある。
【図４】圧縮成形用金型、圧縮成形コントロールシステ
ムおよびタッチセンサ・モニタのブロック線図である。
ムおよびタッチセンサ・モニタのブロック線図である。
【図５】接触型タッチセンサ・パッドの一部を示す線図
的縦断面図である。
的縦断面図である。
【図６】本発明の別の実施例を示す、図５と同様の図で
ある。
ある。
【図７】ひずみゲージ型の圧力タッチセンサ・パッドの
一部を示す線図的縦断面図である。
一部を示す線図的縦断面図である。
【図８】圧電型の圧力タッチセンサ・パッドからなる本
発明の他の実施例の図７と同様の断面図である。
発明の他の実施例の図７と同様の断面図である。
【図９】容量型の圧力タッチセンサ・パッドからなる本
発明の他の実施例の図７と同様の断面図である。
発明の他の実施例の図７と同様の断面図である。
【図１０】光ファイバ型の圧力タッチセンサ・パッドか
らなる本発明の他の実施例の図７と同様の断面図であ
る。
らなる本発明の他の実施例の図７と同様の断面図であ
る。
【図１１】本発明を実施する工程を示すフローチャート
である。
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｌ 5/00 １０１ Ｇ０１Ｌ 5/00 １０１Ｚ (72)発明者 ラム・クマー・アッパドハイア アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ニスカ ユナ、ドーウォールト・ブールヴァード、 1609番
Claims (2)
- 【請求項１】金型キャビティおよび加工品に対して移動
可能な金型クロージャを含む圧縮成形用金型と、該金型
内に配置される加工品とのタッチを感知する装置におい
て、前記金型クロージャと前記加工品とのタッチを知ら
せるよう配置できる少なくとも１個のタッチセンサを備
え、 少なくとも１個のタッチセンサが前記金型クロージャが
前記加工品に接触したときそれを示す信号を発生する、
タッチ感知装置。 - 【請求項２】金型キャビティおよび加工品に対して移動
可能な金型クロージャを含む圧縮成形用金型と、該金型
内に配置される加工品とのタッチを感知する方法におい
て、少なくとも１個のタッチセンサを、前記金型クロー
ジャと前記加工品とのタッチを知らせるよう配置し、 前記金型クロージャと前記加工品とのタッチを示す信号
を発生し、この信号が金型クロージャと加工品の少なく
とも接触を表示する、ことを含むタッチ感知方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/192,427 US6294113B1 (en) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | Touch sensing method |
| US09/192427 | 1998-11-16 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000210735A true JP2000210735A (ja) | 2000-08-02 |
| JP2000210735A5 JP2000210735A5 (ja) | 2007-01-11 |
| JP4588145B2 JP4588145B2 (ja) | 2010-11-24 |
Family
ID=22709603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32481099A Expired - Fee Related JP4588145B2 (ja) | 1998-11-16 | 1999-11-16 | タッチセンサ装置および方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6294113B1 (ja) |
| EP (1) | EP1000727B1 (ja) |
| JP (1) | JP4588145B2 (ja) |
| DE (1) | DE69929663T2 (ja) |
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