JPH02202420A - 射出成形での可塑材料の圧力測定方法および射出成形機 - Google Patents

射出成形での可塑材料の圧力測定方法および射出成形機

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JPH02202420A
JPH02202420A JP2179189A JP2179189A JPH02202420A JP H02202420 A JPH02202420 A JP H02202420A JP 2179189 A JP2179189 A JP 2179189A JP 2179189 A JP2179189 A JP 2179189A JP H02202420 A JPH02202420 A JP H02202420A
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JP
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pressure
injection
plastic material
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injection plunger
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JP2179189A
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Takao Odate
大舘　隆夫
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Sodick Co Ltd
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Sodick Co Ltd
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/53—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using injection ram or piston

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

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〕 この発明は、射出プランジャの前進に伴って、射出シリ
ンダ前方の樹脂溜りの可塑材料を射出する射出成形にお
ける可塑材料の圧力測定方法および射出成形機に関する
。
〔従来の技術〕 射出成形において、樹脂（プラスチ−２り）のような可
塑材料は、加熱溶融され、加圧下で金型のキャビティ内
に射出され、冷却後、成形品としてキャビティから取り
出されている。また、最近ではセラミックのような新素
材も水、樹脂等を介在物として可塑化され、成形加工さ
れている。そして、成形加工においては、バラツキのな
い一定品質の成形品を成形することが必要とされている
。
特に、技術的に高度化、精密化された産業界においては
、一定量質の成形品の必要性は高い、そのため、従来技
術にあっては、外乱に対して一定の条件（最適条件）を
維持するように、機械的成形条件（射出圧力、射出速度
、射出量、加熱温度、スクリュー回転速度、背圧、保圧
等）をクローズトループ制御等によってコンピュータ制
御している。
しかし、可塑材料自身の変動が最適条件の維持を難しく
している。たとえば、同一可塑材料でもロフト毎に材料
粒子の大きさ、固有粘度にバラツキがある。また、乾燥
ムラによる含有水量のバラツキによって、粘度のバラツ
キが生じる。そして、可塑材料自身の変動に応じて、キ
ャビティ内での可塑材料の流れ速度、圧力分布、固化層
の発生の仕方等が、変化する。そのため、成形サイクル
において１機械的成形状件を一定に維持しても成形品の
寸法のバラツキ、外観のバラツキ、離型不良が生じ、不
良品の発生を完全に防止することが難しい。
そのため、計量工程、射出工程において、可塑材料の圧
力を正確に測定し、可塑材料の圧力の変動に応じて、機
械的成形条件（射出圧力、射出量ＩＷ、射出量、加熱温
度、スクリュー回転速度、背圧、保圧等）を制御するこ
とが重要視されている射出プランジャまたはスクリュー
の前進時において、射出シリンダに供給される加圧媒体
、たとえば、加圧油の発生源での油圧を検出して、計量
工程、射出工程での可塑材料の圧力を間接的に求める測
定方法が一般に行なわれている。
また、ノズル、プランジャシリンダ前部の、いわゆる、
樹脂留りやスクリュー背面に圧力センサーを配置して、
可塑材料の圧力を測定する方法も知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、発生源での加圧媒体の圧力から可塑材料
の圧力を求める方法では、管路抵抗、バルブ抵抗、ピー
ク圧、脈動等の不確定要素によって、加圧媒体の圧力変
動が、可塑材料の圧力変動に十分対処できない、そのた
め、可塑材料の圧力変動が正確に把握できず、可塑材料
の圧力が正確に測定できない。
これに対して、ノズル、プランジャシリンダ前部の樹脂
留りに圧力センサーを配置し、圧力センサーによって、
可塑材料の圧力を測定する方法では、可塑材料の圧力を
直接測定できるため、不確定要素に影響されず、可塑材
料の圧力が正確に測定でき、ｉＴＴ塑材料の圧力変動も
迅速、容易に把握される、ここで、ノズル、プランジャ
シリンダの肉厚が薄いため、ノズル、プランジャシリン
ダの外周に圧力センサーを固定し、ノズル、プランジャ
シリンダの壁部を貫通して圧力センサーが配設される。
しかし、可塑材料の圧力が圧力センサーを外方に押圧し
ているため、このような構成では、圧力センサーが、可
塑材料の圧力によって、ノズル、プランジャシリンダの
壁部から抜は落ちる虞れがある。また、圧力センサーの
取付は孔からいわゆる樹脂漏れが生じやすい、そのため
、抜は落ち、樹脂漏れを防止した構造としなければなら
ず、構成的に複雑化する。さらに、取付は位置も限定さ
れ、保守管理も容易でなく、耐久性においても問題があ
る。
さらに、スクリューの背面にロードセルのような圧力セ
ンサーを配置した構成では、可塑材料、圧力センサー間
に、スクリューおよび機構物が長く存在する。そして、
スクリュー、機構物がかなりに質量を持ち１弾性歪、部
材間のクリアランスのために、衝撃荷重が発生して、圧
力センサーに作用する。そのため、圧力センサーの測定
値が、衝撃荷重の影響で不正確になりやすい、また、慣
性の影響によっても、測定値が不正確になる。従って、
可塑材料の圧力が正確に測定できない。
この発明は、構成的に複雑化することなく、計量工程、
射出工程の双方において、可塑材料の圧力が正確に測定
できる射出成形での可塑材料の圧力測定方法および射′
出成形機に関する。
〔課題を解決するための手段〕
この目的を達成するために、この発明では、プランジャ
射出方式を採用し、射出プランジャ背面または射出プラ
ンジャ前面に配設した圧力センサーによって、可塑材料
の圧力を測定している。また、射出プランジャ側面に配
設した歪センサーから可塑材料の圧力を測定してもよい
。
〔作用〕
この発明では、スクリューを使用せずにプランジャ射出
方式を採用しているために、衝撃荷重の発生が抑制され
、正確な圧力測定が可能となる。
また、加圧油のような圧力媒体の圧力から可塑材料の圧
力を間接的に測定しているのでなく、射出プランジャ前
部の可塑材料の圧力を直接またはできるだけ接近した地
点で測定しているため、管路抵抗、バルブ抵抗、ピーク
圧、脈動等の不確定要素の影響が排除され、可塑材料の
圧力が正確に測定できる。
〔実施例〕
以下、図面を参照しながらこの発明の実施例について詳
細に説明する。
第１図に示すように、この発明によれば、射出成形機１
０はプランジャ射出方式に構成されている、つまり、射
出成形ｙ１１０は、バンドヒータ１２の巻装されたプラ
ンジャシリンダ１４と、ホッパー１６に供給された可塑
材料、たとえば、樹脂を加熱、溶融し、溶融樹脂を加熱
シリンダ上部の、いわゆる樹脂溜り１８に送るプリプラ
機構２０と、射出プランジャ２２を摺動自在に収納した
射出シリンダ２４とを備えている。実施例では、プリプ
ラ機構２０は、プランジャ２８を持つプランジャ方式に
構成されているが、スクリュ一方式としてもよい。
プリプラ機構２０は公知の構成をしており、バンドヒー
タ１２が、プリプラ機構の加熱シリンダ２８の回りにも
配設されている。ホッパー１６に供給された樹脂は、加
熱シリンダ２８．トーピード３ｏによって均一に加熱、
溶融され、プリプラ機構のプランジャ２６の前進に伴っ
て、樹脂溜り１８に送られる。
射出プランジャ２２のへラド２３は、ラム３４内に配置
され、ヘッドの背後に、圧力センサー３２が配設されて
いる。実施例では、圧力センサー３２としてロートワッ
シャーが利用されているが、ロードワッシャー以外の圧
力センサーを利用してもよいラム３４は、射出シリンダ
２４内に摺動自在に配設され、加圧媒体、たとえば加圧
油が流路３Ｂから射出シリンダ２４に供給されると、加
圧油はラムを左方に押圧する。
ここで、射出プランジャ２２のへラド２３がラム内に配
こされ、ヘッドの背面でラム内に圧力センサー３２が配
設されているため、ラム３４が左方に押圧されると、ラ
ムは、圧力センサー３２を介在して、射出プランジャ２
２を押圧し、射出プランジャを伴って左方に移動する。
つまり、ラム３４、射出プランジャ２２が一体的に前進
する。
また、別の流路３８から、加圧油を射出シリンダ２痙に
供給すれば、ラム３４．射出プランジャ２２は、一体的
に右方に移動して、初期位置に後退する。
この発明では、圧力センサー３２が射出プランジャ２２
の背面にか配設されて、射出プランジャ、ラム間に介在
されている。そして、この圧力センサー３２によって、
計量工程、射出工程での樹脂、セラミック等の可塑材料
の圧力が、以下のようにして測定される。
まず、プリプラ機構２０で溶融、可塑化された可塑材料
、たとえば、溶融樹脂が、プリプラ機構から樹脂溜り１
８に送られて、ラム３４、射出プランジャ２２を初期位
置に後退させる。そして、樹脂溜り１８に溶融樹脂が充
満した後も、プリプラ機構２０は溶融樹脂を送り続け、
溶融樹脂の圧力（樹脂圧）によって、射出プランジャ２
２は右方に押される。
射出プランジャ２２を右方に押す樹脂圧は、射出プラン
ジャ背面の圧力センサー３２を押し、圧力センサーによ
って、樹脂圧が測定される。
このように、射出プランジャ背面の圧力センサー３２が
可塑材料の圧力を測定することによって、計量工程にお
ける可塑材料の圧力が容易に求められる。そして、この
発明では、射出プランジャ方式を採用し、樹脂溜り１８
の溶融可塑材料、圧力センサー３２間に射出プランジャ
２２が介在しているにすぎないため、衝撃荷重、慣性の
発生が抑制され可塑材料の圧力が正確に測定できる。ま
た、射出シリンダ２４に供給される加圧油のような作動
媒体の圧力から可塑材料の圧力を求める公知の測定方法
とは異なり、このような測定方法では、管路抵抗、バル
ブ抵抗、ピーク圧、脈動等の不確定要素の影響が排除で
きる。そのため、この点からも可塑材料の圧力が正確に
求められる。
圧力センサー３２が予め設定した所定値に達すると、プ
リプラ機構２０が停止され、プリプラ機構から樹脂溜り
１８への溶融樹脂の送りが中断される。
溶融樹脂の送りが中断されると、加圧油が流路３６を介
して射出シリンダ２４に供給され、ラム３４は射出プラ
ンジャ２２を伴なって前進し、樹脂溜り１８の溶融樹脂
は、ノズル４２を介して金型のキャビティー（図示しな
い）に射出される。なお、図示しないが、プリプラ機構
２０．樹脂溜り１８間の流路に逆止弁が設けられて、射
出工程での樹脂溜りからプリプラ機構への逆流を防止し
ている。この射出工程における樹脂圧は、反力として射
出プランジャ２２に作用し、射出プランジャ背面の圧力
センサー３２で測定され、樹脂圧の変動も確実に把握さ
れる。
このように、射出工程においても、計量工程と同様に、
不確定要素、衝撃荷重、慣性の影響をいずれも排除、抑
制して、可塑材料の圧力（たとえば、樹脂圧）が正確に
測定される。また、射出プランジャ背面に圧力センサー
３２を配設すれば足り射出成形機ｌＯは構成的になんら
複雑化しない。
上記実施例では、射出プランジャ２２の背面に設けた圧
力センサー３２によって、可塑材料の圧力を求めている
が、第２図に示すように、圧力センサー１３２を射出プ
ランジャ２２の前面に設け、この圧力センサーによって
、可塑材料の圧力を測定してもよい、このように、圧力
センサー１３２を射出プランジャ２２の前面に設けた構
成では、不確定要素衝撃荷重、慣性の影響を完全に排除
した状態で樹脂溜りの可塑材料の圧力が直接測定でき、
極めて正確な測定が可能となる。
また、圧力センサー３２を射出プランジャ２２の前面に
設ける構成では、射出プランジャ２２の軸線方向に十分
な肉厚があるため、圧力センサー１３２は貫通孔でなく
、盲孔状の取付は孔４４に収納される。そのため、可塑
材料の圧力が、圧力センサー１３２を抑圧しても、圧力
センサーの抜は落る虞れは全くない。
さらに、可塑材料の圧力が、圧力センサー１３２を取付
は孔４４の底部に押圧すればするほど、圧力センサー１
３２は取付は孔４４の底部を密着され、十分な液密が圧
力センサー、取付は孔の底部間に確保される。ここで、
圧力センサーのリード線４６の挿通孔は、通常、取付は
孔の底部で取付は孔に連通されている。そのため、リー
ド線４６の挿通孔が十分に封止され、リード線４Ｂを介
した樹脂漏れも十分に防止でき、保守も容易となる。こ
のように圧力センサー３２の抜は落ち、樹脂漏れを考慮
することなく構成できるため、射出成形機１０の構成が
簡単化される。
そして、圧力センサー１３２は、樹脂溜りに僅かに露出
していれば足り、可塑材料の圧力の作用面を小さく設定
できるため、耐久性にすぐれるとともに、３０００〜５
０００Ｋｇ／平方Ｃ■といった高い圧力の測定も可能と
なる。
樹脂溜り１８の可塑材料の圧力に比例して、射出プラン
ジャ２２が、軸線方向に歪む、そのため、第３図に示す
ように、射出プランジャ２２の歪みを検出する歪みセン
サー２３２を射出プランジャ２２の側面に配設してもよ
い、この構成においても、射出プランジャ２２の歪みか
ら樹脂溜り１８の可塑材料の圧力が、上記実施例と同様
に、不確定要素、衝撃荷重の影響を排除、抑制して、計
量工程、射出工程の双方において、正確に測定できる。
また、可塑材料の圧力そのものを測定せず、射出プラン
ジャ２２の歪みから可塑材料の圧力を測定するこの構成
では、高い圧力が歪みセンサー２３２に作用しないため
、耐久性にすぐれた構成が得られる。
また、圧力センサーに比較して廉価な歪みセンサー２３
２を利用するため、安価な射出成形機１０が得られる。
さらに、歪みセンサー２３２は、射出プランジャに高精
度の加工を加えることなく、射出プランジャ２２の側面
に容易に取付けられる。そのため、構成的に複雑化しな
い、また、射出プランジャのストローク変更等の設計変
更、射出プランジャの交換をすることなく、公知の射出
成形機をこの発明の射出成形機ｌＯに改造できる。
なお、ｗ４２図、第３図に示す実施例では、射出プラン
ジャ２２．ラム３４を分離して構成する必要がないため
、第１図の実施例とは異なり、射出プランジャ、ラムは
一体化できる。
また、第４図に示すように、射出プランジャのヘッド２
３の背後でラム３４にチャンバ４Ｂヲｆｌｔｆ、このチ
ャンバに作動媒体、たとえば、作動油を封止するととも
に、圧力センサー３２２を射出プランジャ背面に配設し
た構成としてもよい、この構成においては、樹脂溜り１
８の可塑材料の圧力が、射出プランジャ２２に作用して
、射出プランジャを右方に押圧すると、ラムのチャンバ
４８の作動油が押圧され、射出プランジャを押し返す、
そのため、樹脂溜り１８の可塑材料の圧力が４反力とし
て、射出プランジャ背面の圧力センサー３２２で測定さ
れるこの構成においても、不確定要素、衝撃荷重、慣性
の影響が排除、抑制され、樹脂溜り１８の可塑材料の圧
力が正確に測定できる。また、この構成では、第２実施
例と同様に、圧力の作用面が小さくて足りるため、耐久
性にすぐれた構成が得られるとともに、高い圧力の測定
が可能となる。
なお、第１図、第３図、第４図に示す実施例では、圧力
センサー３２，３３２．歪センサ−２３２が、高温の可
塑材料に接触せず、可塑材料の温度の影響を受けないた
め、耐久性にすぐれた構成が得られる。
上述した実施例は、この発明を説明するためのものであ
り、この発明を何等限定するものでなくこの発明の技術
範囲内で変形、改造等の施されたものも、全てこの発明
に包含されることはいうまでもない。
〔発明の効果〕
上記のように、この発明によれば、この発明では、プラ
ンジャ射出方式を採用し、射出プランジャ背面または射
出プランジャ前面に配設した圧力センサーや射出プラン
ジャ側面に配設した歪センサーによって、可塑材料の圧
力を測定している。
このような可塑材料の圧力測定方法においてはプランジ
ャ射出方式としているため、衝撃荷重、慣性の発生が防
止、抑制され、正確な圧力測定が可能となる。
また、加圧油のような圧力媒体の圧力から可塑材料の圧
力を間接的に測定しているのでなく、射出プランジャ前
部の可塑材料の圧力を直接またはできるだけ接近した地
点で測定しているため、管路抵抗、バルブ抵抗、ピーク
圧、脈動等の不確定要素の影響が排除され、可塑材料の
圧力が正確に測定できる。
さらに、圧力センサー、歪センサーは容易に配設でき、
射出成形機が構成的に複雑化する虞れがない。
また、圧力センサー、歪センサーが゛可塑材料の温度の
影響を受けない位置に配設できるため、耐久性にすぐれ
た構成が得られる。
特に、圧力センサーを射出プランジャの前面に設けた構
成では、不確定要素、衝撃荷重、慣性の影響を完全に排
除した状態で、可塑材料の圧力が直接測定でき、極めて
正確な測定が可能となる。
この構成では、圧力センサーは、貫通孔でなく、盲孔状
の取付は孔に収納できるため、可塑材料の圧力が、圧力
センサーを押圧しても、圧力センサーの抜は落る虞れは
全くない、さらに、可塑材料の圧力が、圧力センサーを
取付は孔の底部に押圧すればするほど、圧力センサーが
取付は孔の底部を密着して、十分な液密か確保される。
そのため圧力センサーのリード線を介した樹脂漏れも十
分に防＋ｈされ、保守も容易となる。また、圧力センサ
ーは、樹脂溜りに僅かに露出していれば足り可塑材料の
圧力の作用面を小さく設定できるため、耐久性にすぐれ
るとともに、３０００〜５０００Ｋｇ／平方Ｃ膳といっ
た高圧力の測定も可能となる。
歪みセンサーを射出プランジャの側面に配設した構成に
おいても、高い圧力が歪みセンサーに作用しないため、
耐久性にすぐれた構成が得られるとともに、歪みセンサ
ーは、比較的廉価であるため、安価に構成できる。また
、歪みセンサーは。
射出プランジャに高精度の加工を加えることなく射出プ
ランジャの側面に容易に取付けられるため、射出プラン
ジャの設計変更、交換なしに、公知の射出成形機をこの
発明の射出成形機に改造できる。
また、射出プランジャのヘッドの背後でラムに設けたチ
ャンバ内の封止作動媒体を介在して、射出プランジャ背
面の圧力センサーで、可塑材料の圧力を測定する構成に
おいても、圧力の作用面が小さくて足りるため、耐久性
にすぐれた構成が得られるとともに、高圧力の測定が可
能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の一実施例に係る射出成形機の要部
の縦断面図、 第２図ないし第４図は、別実施例に係る射出成形機の要
部の各部分縦断面図である。 １０：射出成形機、１４ニブランジヤシリンダ、１８：
樹脂溜り、２０：プリプラ機構、２２：射出プランジャ
、２３：射出プランジャのヘッド、２４：射出シリンダ
、３２，１３２．３３２　：圧力センサー、２３２：歪
センサ４２：ノズル、４４：取付は孔、４６：リード線
、４８：ラムのチャンバ。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）射出プランジャの背後で射出プランジャ、ラム間
    に設けた圧力センサーによって、樹脂溜りの可塑材料の
    圧力を測定する射出成形での可塑材料の圧力測定方法。
  2. （２）射出プランジャ前面に設けた圧力センサーによっ
    て、樹脂溜りの圧力を測定する射出成形での可塑材料の
    圧力測定方法。
  3. （３）射出プランジャ側面に歪センサーを設け、射出プ
    ランジャに生じた軸線方向の歪から樹脂溜りの可塑材料
    の圧力を測定する射出成形での可塑材料の圧力測定方法
    。
  4. （４）射出プランジャの背後でラムにチャンバを設け、
    このチャンバに作動媒体を封止するとともに、射出プラ
    ンジャ背面に圧力センサーを設け、樹脂溜りの可塑材料
    の圧力を、作動媒体に生じた反力として、圧力センサー
    が測定する射出成形での可塑材料の圧力測定方法。
  5. （５）射出プランジャの前進に伴って、プランジャシリ
    ンダ前部の樹脂溜りの可塑材料をプランジャシリンダか
    ら金型のキャビティに射出する射出成形機において、 射出プランジャ背面に圧力センサーを設け、この圧力セ
    ンサーによって樹脂溜りの可塑材料の圧力を測定可能に
    構成されたことを特徴とする射出成形機。
  6. （６）射出プランジャの前進に伴って、プランジャシリ
    ンダ前部の樹脂溜りの可塑材料をプランジャシリンダか
    ら金型のキャビティに射出する射出成形機において、 射出プランジャの前面に設けた取付け孔内に圧力センサ
    ーを収納し、圧力センサーのリード線の挿通孔を取付け
    孔底部で、取付け孔に連通し、この圧力センサーによっ
    て樹脂溜りの可塑材料の圧力を測定可能に構成されたこ
    とを特徴とする射出成形機。
  7. （７）射出プランジャの前進に伴って、プランジャシリ
    ンダ前部の樹脂溜りの可塑材料をプランジャシリンダか
    ら金型のキャビティに射出する射出成形機において、 射出プランジャ側面に歪センサーを設け、射出プランジ
    ャに生じた軸線方向の歪から樹脂溜りの可塑材料の圧力
    を測定可能に構成されたことを特徴とする射出成形機。
  8. （８）射出プランジャの前進に伴って、プランジャシリ
    ンダ前部の樹脂溜りの可塑材料をプランジャシリンダか
    ら金型のキャビティに射出する射出成形機において、 射出プランジャのヘッドをラムのチャンバ内にに収納し
    、ヘッドの背後でチャンバに作動媒体を封止するととも
    に、射出プランジャ背面に圧力センサーを設けたことを
    特徴とする射出成形機。
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