JPH0361521A - 成形可能な材料の金型キャビティ中への射出を制御する装置及び方法 - 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−・般的に射出成形に関し、且つ特に成形可能
な材料の射出室から金型キャビティ中への射出を制ａす
るための方法及びＶｔ置に関する。

従来の技術 従来技術の成形機械は、典型的には、蝋又は他の成形可
能な材料を、金型キャビティ中の蝋が所定の圧力に達す
るまで、ピストン及びシリンダ組立体から金型キャビテ
ィ中へ射出する。所定の圧力に達すると、金型キャビテ
ィ中の圧力はピストンを所定のｎ力を維持するＩＮに保
持することによって実質的に一定に保たれる。

幾つかの７Ｌ来の液圧作動剣山成形機械は蝋射出ビス１
−ンが前進移動される速度を予設定するために液圧流体
が液圧アクチュエータ中へ噴剣される速度を予設定する
ための構成を有する。しかしながら、射出サイクル中に
成形可能な材料の変位速度を正確にｆｌｉ制御すること
は困難である。加えて、射出シイクル中に射出される材
料の加速度のような他の射出パラメータを調節又Ｕ制御
することは困難である。射出パラメータに対するそのよ
うな正確さ及び追加の制御がないと、機械の作業効率の
増大並びに成形物品の寸法及び形状の再現性の増大は達
成することが困難である。

成形可能な材料が典型的な従来技術の機械の金型４：ヤ
ビティ中へ射出されるパラメータの正確なアリ御のこの
欠如は、金型キャビティが成形可能な材料で満たされる
流れパターン及び順序を決定する努力を邪魔した。この
ため、材料中の工７ボクット又は金型キャビティ中に配
ρされたセラミックコアーの割れのような欠陥が成形物
品に起こる場合に、欠陥の原因を明らかにし且つ欠陥を
排除するための努力において時間を浪費し１１つ費用の
かかる試行錯誤の手順が必要とされる。

その上、液圧作動射出成形機械は液圧アクチュエータの
使用から生じる他の不利益を受ける。特に、作業流体を
加圧するための液圧ポンプは概して極端に騒がしく、機
械の操作者に刻する長期間の健康の危険を生ずる。更に
、液圧ポンプは比較的大間の熱を発生し、それは機械が
運転される作業現場で冷却負荷の増加を生ずる。更に、
液圧作動射出成形機械は、液圧システムがポンプ及びポ
ンプ駆動装置、作業流体溜め、及び液圧アクチュエータ
のための空間を必要とするので、機械を収める施設に過
酷な空間要求を課す。最後に、液圧作動システムは概し
てそれらの複雑性のために高い維持負担を与える。

発明が解決しようとする課題 それ故、成形可能な材料の金型キャビティ中への射出と
関連したパラメータを正確に制御するための方法及び装
置を提供することは本発明の目的である。

成形作業の効率を増大し且つ金型キャビティ中で成形さ
れる成形物品の再現性を増大する方法及び装置を提供す
ることは本発明の別の目的である。

成形物品に存在し得る欠陥の原因を分析し且つどうして
かかる欠陥が生ずるか及びいかにして欠陥が排除され得
るかを決定するだめの実態分析方法を提供することは本
発明の更に別の目的である。

従来技術の射出成形機械で共通に使用される液圧アクチ
ュエータの不利益を排除する方法及び装置を提供するこ
とば本発Ｉｌｌの別の目的である。

本発明の追加の目的及び利益は以下の説明で述べられ、
且つ一部説明から明らかになり、又口発明の実施によっ
て知られる。本発明の目的及び利益は特に特許請求の範
囲で指摘した手段及び組合せによって実現され且つ達成
されることができる。

課題を解決するための手段及び作用 前述した目的を達成するために、及びここに具現され且
つ広く説明された本発明の目的に従えば、成形可能な材
料を受入れるための金型キャビティを画成するダイと、
金型キ１−ビディ中へ射出される成形可能な材料を含む
射出室と、成形可能な材料の流れを射出室から金型キャ
ビティへ伝導でるための装置とを具備する物品を成形す
るための機械が提供される。装置は成形可能な羽村を射
出室から伝導装置を通して金型キャビティ中へ変位させ
るための装置と、イ）金型キャビティ中へ伝導された成
形可能な材料の変位速度、及び口）金型キャビティ中の
成形可能な材料の圧力のうち少なくとも１つを監視する
ための装置とを含む。最後に、監視装置に応動する装置
が金型キャビティ中への成形可能な材料の変位速度を調
整するように変位装置をｉ制御するために設けられる。

好ましくは、射出室は、中に往復＃Ｊ可能に配置された
ピストンを有するシリンダをｆ４ＩＬ、且つ変位装置ロ
動力軸を回転可能に駆動するための電動機を貝儀する。

回転運動から右輪運動への変換器が動力軸とピストンと
に作動可能に連結されて動力軸の回転運動をビスｌ〜ン
の直線運動へ変換する。

監視装置は動力軸の回転を検知するためのレゾルバを含
み、且つ制御装置ｔよ動力軸の検知された回転に従って
射出室から変位される成形可能な材料の変位噛及び速度
を決定するための手段を含むことは更に好ましい。

制御装置は成形可能な材料の監視された変位速度に従っ
て射出サイクルの第１の部分中に変佇装ｄを制御し、且
つ成形可能な材料のＰ！視された７、Ｅ力に応じて射出
サイクルの第２の部分中に変位装置をυ制御することは
更に好ましい。

まに１ここに具現化され且つ広く説明された本発明の目
的に従えば、成形可能な材料を射出室の出口から受取る
ための入口を有する密閉された金型［ルビティ中で物品
を成形するための方法が提供される。該方法は、成形可
能な材料を射出室から金型キャビティ中へ変位させるこ
とと、イ）射出室からの成形可能な材料の変位速度、及
び口）金型キャビティ中の成形可能な材料の圧力のうち
少なくとも１つを監視することとのステップからなる。

射出室からの成形可能な材料の変位は監視ステップに応
じて９１ｍされて金型キャビティ中への成形可能な材料
の流れを調整する。

また、本発明は、金型キャビティが成形可能な材料で満
たされる流れパターンを決定する実態分析方法を提供す
る。実態分析方法は成形可能な材料の第１の所定の母を
ダイキャビティ中へ射出するステップを含み、第１の所
定の蟻は金型キャビティの容積よりも少ない。部分的に
成形された物品は硬化後にキャビティから除去される。

その後、第１の所定の量よりも多い成形可能な材料の第
２の所定の噴が金型キャビティ中へ射出され且つ硬化後
に除去される。引続いて、成形可能な相別のより多いａ
が金型キャごテ、ｆ中へ射出され且つそれから除去され
ることができる。順次成形された物品のそれぞれは次に
金型キャビティが特別の射出サイクル中に満たされる流
れパターンを決定するために分析される。分析の結果は
どうして欠陥が成形された物品に起こるか、及びいかに
して欠陥が耕除され得るかを決定するために使用される
ことができる。

明ａｌｌ書の一部に組入れられ且つその一量を構成する
添（−１図面は本発明の好適な実施例を例示し口つ上に
ｈえられた一般的な説明及び以下に与えられる好適な実
施例の詳細な説明と一緒に、本発明の詳細な説明する役
目をする。

実施例 次に、添付図面に例示した本発明の好適な実施例を詳細
に説明する。

第１図に例示されるように、１０で全体的に示された装
置Ｕ成形物品に成形される成形可能な材料を受入れる金
型キャビティ１４を画成するダイ又は成形用具１２を含
む。成形物品は例えばタービンブレードを鋳造するため
のロストワックス法でその後使用される蝋パターンであ
ることが′Ｃきる。装置１０は蝋のような成形可能な材
料の供給量を含む溜め１６を更に含む。溜め１６は導管
２０を通して射出室１８と連通する。制御弁２２が導管
２０中に配置される。ｉ、ＩＪ　ｍ弁２２は、金型キ１
７ビテイ１４中への射出に先立って、−充分の材料と一
般に称せられる成形可能な材料の所定の泪で射出室１８
を満たずために溜め１６からの成形可能な材料の射出室
１８中への流れを許すように作用する。射出室１８から
金型４：ルビティ１４中への成形可能な材料の射出中に
、制御弁２２は射出室１８から溜め１６中への成形可能
な材料の逆流を阻止するように閉じられる。

第１図に例示した好適な実施例でＵ、射出室１８はシリ
ンダ１８に対して相対的に移動し得るように往復動可能
に中に配置されたピストン３０を有するシリンダを備え
る。

本発明の装置は射出室から金！’；！　二ｌ−ヤビティ
への成形可能な材料の流れを伝導するためのｉｔを含む
。ここで具現化されるように、伝導装置は射出室１８の
出口２６から延びる導管２４を備える。

導管２４の他端に射出ノズル２５があり、該射出ノズル
は成形用具１２の入口２８と係合状態へ且つ分離状態へ
移動することができる。成形可能な材料は射出ノズルが
入口２８と係合された時に金型キャビティ１４中へ射出
される。射出ノズル２５は通常の空気圧的又は機械的に
作動される入れ１式シリンダ組立体によって入口２８と
保合状態へ且つ分離状態へ移動することができる。代替
的に、導管２４は射出ノズル２５が入口２８と係合され
た時に出口２６と一致するように配置された入口を有す
る移動可能な中空シリンダとして形成されることができ
る。

本発明の装置は、成形可能な材料を射出室から伝導装置
を通して金型キャビティ中へ変倚させるための装置を含
む。ここで具現化されるように、変位装置【よ、動力＃
ｊ３４を回転可能に駆動するために電力源（図示せず）
へ連結された電動機３２と、動力軸３４の回転運動をピ
ストン棒３８を介してピストン３０の直線運動へ変Ｊ！
！！！するためのウオーム歯車組立体３６からなる回転
運動からｌｌ１ｆ線運動への変換器装置とを具備する。

ウオーム歯車組立体３６の減速比は電動！１３２にかか
る機械的負荷を最適にするため及びピストン３０の直線
運動の制御の程度を増すために選択されることができる
。本発明の変位装置はウオーム歯車組立体３６に制限さ
れず、当業者に知られる多くの他の機構が動力軸３４の
回転運動をピストン３０の＃￥線運動へ変換するために
利用されることができる。

本発明によれば、装置は、イ）金型キャビティ中へ伝導
される成形可能な材料の速度、及び口）金型キャビティ
中の成形可能な材料の圧力のうち少なくとも１つを監視
するための装置を含む。ここで具現化されるように、監
視装置は動力＠３４の角回転を検知するためのレゾルバ
４０を含む。

レゾルバ４０は電動機３２へ作動可能に連結されて電動
機３２の位置、従って動力軸３４の角回転を検知する。

レゾルバ４０の分解部は、動力＠３４の各３６０”回転
がレゾルバ４０によって別々に検知され得る所定数の電
動機位置に対応し、それにより電動機位置及び動力軸３
４の角回転を非常に正確に監視する。本発明の好適な実
施例を説明する目的のために、動力軸３４の角回転の検
知又は監視に関しては電動機３２の電動機位置を検知し
且つ監視することを含むように理解されよう。

しかしながら、本発明は監視装置を具現化する開示され
た装置に制限されず、動力軸３４の角回転を検知するた
めの多くの他の適当な代替装置が当業者に知られよう。

動力軸３４の回転はピストン棒３８を介してピストン３
０の直線運動へ直接に変換されるので、射出室１８を構
成するシリンダ内でのピストン３０の位置は、例えばピ
ストン３０の下死点位置に対応する所定の基線からの電
動機３２の電動機位置の数をカウントすることによって
決定されることができる。同様に、射出室１８からの成
形可能な材料の変位速度は射出室１８内でのピストン３
０の直線速度に直接に対応するので、射出室１８からの
成形可能な材料の変位速度は、レゾルバ４０で動力軸３
４の回転速度を監視してウオーム歯車組立体３６の減速
比を知ることによって監視されることができる。この好
適な実施例では、電動機３２は動力軸３４の各回転毎に
一回転する。従って、レゾルバ４０はＭＩＩＡからの電
動１１３２及び動力軸３４の回転数を監視して射出室１
８内でのピストン３０の位置を監視するように作動する
ことができ、更に電動機３２及び動力軸３４の回転速度
及び射出室１８内でのピストン３０の対応する直線速度
を監視するために作動することができる。

本発明によれば、ここで具現化されるように、監？ｆ４
装置は金型キャビティ１４内での成形可能な材料の圧力
を監視するための圧力変換器４２を更に含む。第′１図
に例示された本発明の好適な実施例では、圧力変換器４
２は射出室１８から金型キャビティ１４中へ導管２４を
通して伝導される成形可能な材料の圧力を感知するよう
に配置される。

当業者によって理解されるように、金型キャビティ１４
が成形可能な材料で満たされると、導管２４中の圧力は
金型キャビティ１４中の圧力と等しくなる。圧力変換器
４２は導管２４中の成形可能な材料の圧力に比例する電
圧信号を発生ずるように作動することができ、且つ更に
その信号をリード線４４を通して比較器装置４６へ伝達
するように作動することができる。比較＋ａ４６は電気
信号を発生し且つその信号をリード線４８を通してフィ
ードバックサーボ制御ｌｌ器５０の入力端子４９へ伝達
する。比較器４６及びフィードバックサーボ制ｗ器５０
の作用は以後′Ｃ詳細に説明される。

本発明によれば、装置は金型キャビティ中への成形可能
な材料の変位速度を調整するために変位装置を、監視装
置に応動して、制御するため装置を更に含む。ここで具
現化されるように、１１１１１ｍする装置はフィードバ
ックサーボ制ｍ器５０を備える。フィードバックサーボ
制ｍ器５０番よ１ｌｉｌｌ　ＩＸＩ信号をリード線５４
を通し″Ｃ電１ＪＩｉ３２へ伝達するための出力端子５
２を含む。フィードバック（ナーボｔ、＋１ｍ器５０は
レゾルバ４０によって発生された信号をリード線５８を
通して受取るための入力端ｆ５６を含む。レゾルバ４０
によって発生された信号番よ動力０ｋ３４の検知された
回転に対応する。フィードバックサーボ１．ＩＪ　ｍ器
５０は、動力軸３４の検知された回転、又は圧力変換′
ｒｖ１４２によって監視された圧力、又はそれら両方に
従って電動機３２の動作を制御する。

フィードバックサーボ制ｍｉ器５０は、動力軸３４の回
転数を時間領域と比較して動力軸３４の回転速度及びピ
ストン３０の対応する直線速度を決定することができる
。このように、フィードバックサーボ制ｔｉｌｌ器５０
からなるｉＩｉＩＩＩｍ装置は動力軸３４の検知された
回転に従って射出室から変位された成形可能な材料の変
位承及び速度を決定するための装置を備える。特に、射
出室１８から変位された成形可能な材料の最は、射出室
１８を構成するシリンダ中でのピストン３０の暴線に対
するピストン３０の位置に直接に対応する。同様に、射
出室１８を構成するシリンダからの成形可能な材料の変
位速度はピストン３０が射出室１８内で移動する時にピ
ストン３０の直線速度に直接に関係する。

フィードバックサーボＭｍＥ５０は操作者によって入力
端Ｆ６０において設定された特定の可変射出パラメータ
に対応する指令信号を受ける。これらの射出信号は操作
者によって制御パネル６２においで入力されることがで
き、且つリードＩ！１Ｉ６４を通して伝達される。例と
してであって制限としてでなく、これらのパラメータは
次のもの、即ち、射出能力、即ち射出室１８から金型キ
ャビティ１４中へ射出される成形可能な材料の邑と、射
出室１８から導管２４を通して金型キャビティ１４中へ
変位される成形可能な材料の流速と、所定の流速に達す
るまで射出室１８から変位される成形可能な材料の流れ
の加速度と、金型キャビティ１４中の成形可能な材料の
最大圧力と、取出しに先立って金型キャビティ１４内で
硬化するためにパターンに当てられた滞留時間とを含む
ことができる。このため、本発明の教示を組入れる装置
ｔよ射出サイクルの全過程にわたって各射出サイクル中
で多数の射出パラメータを制御することができる。

例としてであってＩＩＪ　１ｉｉｌとしてでなく、本発
明省はここで本発明の好適な実施例でのｆｂｌＪ御器５
０と１” して、グールド・インコーボレイテッメによって製作さ
れたグールビ型式４１０番インテリジェント・ブラシレ
ス・サーボ・ポジショナ−を利用している。そのような
フィードバックサーボ制御器はプログラム指令をサイバ
ベーシックプ０グラム言語で受取ることができる。本発
明壱によって構成された本発明の動作可能な実施例では
、制御器は１ＩＩＩ御パネル６２へ入った指令を読取る
第１のサブルーチンでプログラムされる。第２のサブル
ーチンはこれらの設定された点を電ｅ機３２の対応する
回転速度に変換し、成形可能な材料の予設定された流速
、成形可能な材料の流速の予設定された加速度、及び所
定の射出能力に作用する。ＩＪＩＩＩＩＩ器は２つの小
組立体を備えるように構想されることができる。第１の
小組立体は上述した種々のり。

ブルーチンでプログラムされるインテリジェントマイク
ロプロセサを備える。第２の小組立体はインテリジェン
トマイクロプロＩ？）Ｊ−小組立体からの特定の指令に
従って電動機３２及び動力軸３４を！ｉ１ｗＪするサー
ボポジショナ−を備える。

操作者によってフィードバックサーボ制御器５０中へ入
った予設定指令圧力設定点に対応する電気信号は、成形
可能な飼料の予設定変位速度に対応する所定の絶対値を
有するアナログ電圧信号として、出力端子６６からリー
ドｌ１ｉ６８を通して比較器４６へ伝達される。比較器
装置４６は圧力変換器４２によって発生された電ｒｆ信
号をフィードバックサーボ制Ｗ器５０によって発生され
た電圧信号と比較する作用をする。２つの電圧信号が最
大である時、即ち圧力変換器４２が導管２４中の零ゲー
ジ圧力に対応する零電圧を発１している時、その電圧差
はリード１１４８を通してフィードバックサーボｔＩＩ
Ｊｉｌ器５０の入力端子４９へ伝達される。

その最大電圧差信号はフィードバックサーボ制御器５０
をして電動機３２及び動力軸３４を、成形可能な材料の
予設定最大変位速度に対応する回転速度で作動せしめる
。

圧力変換器４２によって感知された圧力が増加するにつ
れて、圧力変換器４２の電圧出力と制御器５０の出力端
子６８からの電圧出力信号との間の差は比較器４６で決
定されるように減少する。

従って、比較器４６からの出力電圧信号は減少する。フ
ィードバックサーボ制御５５０は比較′ａ４６の減少さ
れた電圧出力信号に応動して電動機３２及び動力＠３４
の回転速度を比例して減少させ、そのため射出室１８か
らの成形可能な材料の変位速度を減少させる。最後に、
成形１ｉＪ能な材料の所定の指令圧力が達成されると、
圧力変換器４２の電圧出力はフィードバックサーボ制ｗ
Ｊ器５０の出力電圧指令信号に適合し、且つ比較器４６
によって発生された電圧差は零になる。その時、フィー
ドバックサーボ制御器５０は電動１３２及び動力軸３４
の回転を停止させて射出室１８からの成形可能な材料の
変位を停止させる。

好ましくは、射出サイクル中、フィードバックサーボυ
Ｉｉ［Ｉ器５０は射出室１８からの成形可能な材料の監
視された変位速度に従って射出サイクルの第１の部分中
に変位する装置をｌｌｌ１１ｍするようにプログラムさ
れる。また、′ノイードバツクサーボ！Ｉｆ　ｍ！器５
０は上述したように導管２４中の成形可能な材料の監視
された圧力に応じて射出サイクルの第２の部分中に変位
する装置をそのＩ　Ｉ制御するように７１−１グラムさ
れる。射出サイクルの第１の部分がそのサイクルの初期
部分と一致すること、及び射出サイクルの第２の部分が
射出サイクルのその後の部分に対応することは更に好ま
しい。

本発明の好適な実施例では、射出サイクルの第１の部分
中の成形ｎ１能な材料の射出の制御から射出サイクルの
第２の部分にわたる成形可能な材料の射出の１ｂｌｌ　
ＩＩＩへのこの切換えは、予設定された射出能力の約５
０％が射出室１８から金型キャビティ１４中へ変位され
ている時に起こるようにブ【１グラムされる。成形可能
な材料の射出が射出サイクル中に制御されるパラメータ
は本発明をｕ１限しない。例えば、射出室１８から金型
キャビティ１４中への成形可能な材料の射出は、監視さ
れた圧力に従って射出サイクルのどの部分においても射
出サイクルを制御することなく射出室１８から変位され
る変位速度及び量に基づいてだけ制御されることができ
る。

ここに開示した本発明の好適な実施例では、フィードバ
ックサーボ制ｔｌｌｉ５ｔ５０は金型キャビティが最初
に満たされた後に金型キ１ｒビテイ中での材料の硬化中
に変位する装置を制御するために監視された圧力に応動
するＲ留装置ｔを備える。典型的には、金型キャビティ
１４中にある材料が硬化するにつれて、それは収縮して
金型キャビティ１４中の圧力を低下させようとする。金
型キャビティ１４中の圧力がこの硬化中に落ち込み始め
ると、フィードバックサーボ制御器５０は電動機３２を
制御して動力＠３４を回すように作動することができ、
それによりピストン３０を射出室１８中で前進させて追
加の成形可能な材料を金型キャビティ１４へ加え、金型
キャビティ１４内で成形可能な材料の圧力を維持する。

フィードバックサーボＩＩＩ　ｍ器５０は比較＠４６に
よって発生された電圧差信号に応動して滞留ルーチンの
作用を行うようにプログラムされることができる。更に
、成形可能な材料がキャビティ１４中へ行過ぎ且つそれ
に応じてキャビティ１４中の成形可能な材料の圧力が予
設定圧力指令設定点より上へ増加する場合に、比較器４
６は逆の極性の電圧を発生し且つフィードバックサーボ
ａＩＩＪ　ａ器５０は電動機３２を制御して動力＠３４
をキャビティ１４中での圧力行過ぎ傾に対して反対方向
へ回転させるようにプログラムされることができる。

本発明の好適な実施例によれば、装置１０は射出ノズル
２５を成形用具１２の入口２８との係合状態及びそれか
らの分離状態へ移動させるための装置を更に含む。ここ
で具現化されるように、移動する装置は第１図に８０で
概略的に丞した空気圧的に又は電気的に駆動されるアク
チュエータを含む。アクチュエータ８０はブＵグラム可
能な論理制御ｌ器（ＰＬＯ）８１によって制御され、該
論理制御器は少なくとも一部でリレーとして作用して信
号をフィードバックサーボ１ＩｉｌＪ　Ｉｌｌ″１５０
から受取り且つ信号をアクチュエータ８０へ伝達する。

例えば、成形可能な材料の正しい射出能力が射出室中へ
引入れられた後、フィードバックサーボ制ｍ器５０はリ
ード線８２を通してＰＬＯ８１へ伝達される信号を発生
する。ＰＬＯ８１は応答中に信号をリード線８３を通し
て７クチユエータｓｂへ中継し、ノズル２５を成形用具
１２の入口２８と係合状態に伸ばす。また、ＰＬＣ８１
は信号を制御パネル６２から受取り且つそれへ伝達する
ことができる。この信号は成形動作の状態を表すもので
あることができ且つ操作者による監視及び追跡のために
ｉＩＩＪｍパネル６２上で表示されることができる。

第２図は本発明の好適な実施例でのフィードバックサー
ボ制御１＋ａ５０のプログラムされた論理の流れ図を示
す。ステップ８４で、予設定射出パラメータに対応する
指令信号は１ＡＩＩＩ器５０へ入力される。ステップ８
６で、フィードバックサーボ制御器５０のマイクロプロ
セサ小組立体は、予設定射出能力に必要な電動機３２及
び動力軸３４の回転数と、成形可能な材料の予設定変位
速度及び加速度を得るために必要な電動機３２及び動力
軸３４の回転速度とを計算する。

ステップ８８で、フィードバックサーボ制御器５０は制
御弁２２を聞き且つ電動機３２を作動してピストン３０
を出口２６から離れる方へ引き且つ成形可能な材料の予
設定射出能力を溜め１６から射出室１８中へ引張る。ス
テップ９０で、フィードバックサーボ制御器５０はアク
チュエータ８０へ信号して射出ノズル２５を入口２８と
係合状態に伸ばす。ステップ９２で、フィードバックサ
ーボｉ制御器５０のサーボポジショナ−小組立体は予設
定射出パラメータに従って射出サイクルを行う。射出サ
イクルの第１の部分中に、成形可能な材料の変位は予設
定変位加速度及び速度指令に従ってだけ制御される。射
出サイクルの第２の部分中に、成形可能な材料の変位は
圧力変換器４２によって発生された圧力信号に従っても
制御される。

ステップ９４で、フィードバックサーボ制御器５０は、
金型キャビティ１４中で得られる予設定指令圧力設定点
に対応する比較器４６からの信号を受取る際に滞留ルー
チンを開始する。滞留ルーチンは成形可能な材料の予設
定射出能力が射出室１８から変位された後にフィードバ
ックサーボ制御器５０によっても開始される。

ステップ９６で、滞留ルーチンの完了後に、フィードバ
ックサーボ制ｔＩｌｌ器５０はアクチュエータ６０へ信
号して射出ノズル２５を入口２８から引き且つ過剰の成
形可能な材料が次の射出サイクルのために装置をプライ
ム作用するためにパージされることかできる。

第３図を参照すると、成形相１１な材料を射出室の出口
から受取るための入口を有するｖＰ：閉された金型キャ
ビティ中で物品を成形するための本発明の方法のステッ
プが例示されている。ステップ１００で、射出室からの
成形可能な材料は金型キャビティ中へ変位される。ステ
ップ１０２で、射出室からの成形可能な材料の変位速度
及び金型キャビティ中の成形可能な材料の圧力のうち少
なくとも一方が監視される。ステップ１０４で、射出室
からの成形可能な材料の変位は監視ステップに応じて制
御されて金型キャビティ中への成形可能な材料の流れを
調整する。

好ましくは、変位ステップは電動機で駆動される機械的
アクチュエータで成形可能な材料を射出室から変位させ
るステップを含む。本発明の好適な実施例では、Ｎ動機
で駆動される機械的アクチュエータ【よウオーム両市組
立体３６及びピストン棒３８を介してピストン３０へ作
動可能に連結された動力＠３４を駆動する電動機３２を
備える。

監視ステップは動力軸の回転を検知する副ステップを含
み且つ制御ステップは動力軸の検知された回転に従って
射出室から変位される成形可能な材料の変位栖及び速度
を決定するための副ステップを含むことは更に好ましい
。

上述したような本発明の装置及び方法で達成され得る神
々の射出パラメータの高度の制御は、金型キャビティ中
への成形可能な材料の連続した変位を決定し、それによ
り金型キャビティの部分が成形可能な材料で満たされた
流れパターンの順序及び本質を決定する新規で有用な実
態分析方法の役に立つ。そのような実態分析は成形され
た物品の欠陥を分析するための非常に重要な手段を提供
する。例として、例えば成形可能な材料が例えば成形さ
れる物品中に冷却空気流通路を画成するセラミックコア
ーの周りで金型キャビティ中へ射出される場合に、セラ
ミックコアーの割れ、破損又はゆがみが金型キャビティ
中への成形可能な材料の流れによってセラミックコアー
へ加えられた応力から生ずることはまれではない。

以下に説明する本発明の実態分析方法の分析結果を利用
して、金型キャビティ中への成形可能な材料の流れによ
って生じたセラミックコアーへの応力集中を軽減するた
めに、金型キャビティ１４に対する入口２８の位置を再
配置すること又は金型キャビティが成形可能な材料で満
ちる時に空気を金型ｔ−ヤビティから通気する方法を変
えることによって、そのような問題を解決することは可
能である。更に、本発明の実態分析方法を用いる分析結
果は、セラミックコアーが金型キャビティ内で支持され
、それにより金型キャビティ中でヒラミックコアーの周
りでの成形可能な材料の流れによって発生した応力を相
殺する必要があることの決定を得ることができる。更に
、本発明の実態分析方法の分析結果は、金型キャビティ
中への成形可能な材料の変位が金型キャビティ中に配置
されたセラミックコアーの周りでの成形可能な飼料の流
れパターンを変えるために変更され得ることの決定を得
ることができる。本発明の実態分析方法の多くの他の利
益は当業者によって容易に理解されよう。

第４図を参照すると、実態分析り法のステップが流れ図
で例示されている。ステップ２００で、成形可能な材料
の第１の所定の量が金型キャビティ中へ変位される。成
形可能な材料の第１の所定の量は金型キレビティの容積
よりも小さい。ステップ２０２で、ステップ２００で形
成された部分的なパターンが硬化後に金型キャビティか
ら除去される。ステップ２０４で、成形可能な材料の第
２の所定の量が空の金型キャビティ中へ射出され、成形
可能な材料の第２の所定の出は第１の所定の損よりも増
分的に大きい体積の成形可能な材料である。ステップ２
０６で、ステップ２０４で形成されたパターンは硬化後
に金型キャビティから除去される。ステップ２０８で、
金型キャビティ中への材料の各連続した変位によって形
成されたパターンは金型キャビティの部分が成形可能な
材料で満たされた順序を決定するために比較される。

第５図は本発明の実態分析方法のステップを利用して形
成された複数個の部分的に成形されたパターンを例示す
る（写真）。連続して形成された物品の並んだ比較は金
型キャビティが満たされた流れパターンを示す。欠陥が
成形されたパターンに起こるならば、金型キャビティが
満たされた様態の分析は欠陥を排除するために前述した
ような種々の変更を生ずる。

追加の利益及び修正が当業者に容易に心に浮かぶであろ
う。それ故、本発明はその広い観点で図示し且つ説明し
た特別の組り代表的な装置、及び例示的な例に制限され
ない。従って、特許請求の範囲で規定された一般的発明
概念の精神及び範囲並びにそれらの同等物から逸脱せず
にそのような細部からの逸脱がなされ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の教示を組入れる装置の概略図であり、
第２図は第１図に示すフィードバックシーボｔｉｌｌ　
ｔｉｌｌ　＜のプログラムされた論理の流れ図であり、
第３図は本発明の方法のステップを例示する流れ図であ
り、第４図は本発明の実態分析方法のステップを例示す
る流れ図であり、第５図は本発明の実態分析方法の結果
を例示するために！／νで配置された複数個の連続的に
形成される部分的パターンを正確に示す図面である。 １０・・・物品成形装置、１２・・・ダイ又は成形用具
、１４・・・金型キャビティ、１６・・・溜め、１８・
・・射出室、２０・・・導管、２２・・・制御弁、２５
・・・射出ノズル、２６・・・出口、２８・・・入口、
３０・・・ピストン、３２・・・電動機、３４・・・動
力軸、３６・・・ウオーム歯車組立体、３８・・・ビス
！・ン棒、４０・・・溜め、４２・・・圧力変換器、４
６・・・比較器装置、５０・・・フィードバックサーボ
１１１６１１！、６２・・・制御パネル、８０・・・ア
クチュエータ、８１・・・ブ０グラム可能な論理制御器
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）物品を成形する装置であつて、 成形可能な材料を受入れるための金型キャビティを画成
   するダイと、 金型キャビティ中へ射出される前記成形可能な材料を含
   むための射出室と、 成形可能な材料を射出室から金型キャビティへ伝導する
   ための装置と、 成形可能な材料を射出室から伝導装置を通して金型キャ
   ビティ中へ変位させるための装置と、金型キャビティ中
   へ伝導される成形可能な材料の変位速度及び金型キャビ
   ティ中の成形可能な材料の圧力のうち少なくとも一方を
   監視するための装置と、 監視装置に応動して金型キャビティ中への成形可能な材
   料の変位速度を調整するように前記変位装置を制御する
   ための装置と、 を具備する物品の成形装置。 （２）制御装置がフィードバックサーボ制御器を備える
   特許請求の範囲第１項に記載の物品の成形装置。 （３）前記射出室がシリンダ及びピストン組立体を備え
   、該シリンダ及びピストンが互いに相対的に移動し得る
   特許請求の範囲第１項に記載の物品の成形装置。 （４）前記変位装置が動力軸を回転可能に駆動するため
   の原動機装置と、前記動力軸及び前記ピストンへ作動可
   能に連結されて前記動力軸の回転運動を前記ピストンの
   直線運動に変換するための回転運動から直線運動への変
   換器装置とを具備する特許請求の範囲第２項に記載の物
   品の成形装置。 （５）前記制御装置がフィードバックサーボ制御器を備
   える特許請求の範囲第４項に記載の物品の成形装置。 （６）前記監視装置が前記動力軸の回転を検知するため
   のレゾルバ装置を含み、且つ制御装置が前記動力軸の検
   知された回転に従つて射出室から変位される成形可能な
   材料の変位量及び速度を決定するための装置を含む特許
   請求の範囲第４項に記載の物品の成形装置。（７）制御
   装置が動力軸の検知された回転に従って原動機装置を制
   御する特許請求の範囲第６項に記載の物品の成形装置。 （８）制御装置が原動機装置を制御するように成形可能
   な材料の監視された圧力に応動する特許請求の範囲第４
   項に記載の物品の成形装置。 （９）物品が射出サイクル中に成形され、且つ制御装置
   が成形可能な材料の監視された変位速度に従つて射出サ
   イクルの第１の部分中に変位装置を制御し、且つ成形可
   能な材料の監視された圧力に従つて射出サイクルの第２
   の部分中に変位装置を制御する特許請求の範囲第１項に
   記載の物品の成形装置。 （１０）監視装置が前記伝導装置中の成形可能な材料の
   圧力を監視するため及び監視された圧力に従つて電気信
   号を発生するための圧力変換器を含む特許請求の範囲第
   ９項に記載の物品の成形装置。 （１１）前記制御装置が所定の指令圧力設定点に従つて
   電気信号を発生するための装置と、前記圧力変換器によ
   つて発生された電気信号を前記指令設定点に対応する電
   気信号と比較するため及び２つの電気信号の間の差に従
   って指令信号を発生するための比較器装置とを含む特許
   請求の範囲第１０項に記載の物品の成形装置。 （１２）前記制御装置が比較器装置によつて発生された
   指令信号に従って射出サイクルの第２の部分中に変位装
   置を制御する特許請求の範囲第１１項に記載の物品の成
   形装置。 （１３）前記制御装置が、監視圧力に応動し、金型キャ
   ビティ中の材料が硬化する時に変位装置を制御するため
   の滞留装置を含む特許請求の範囲第１項に記載の物品の
   成形装置。（１４）監視装置が前記伝導装置中の成形可
   能な材料の圧力を監視するため及び監視された圧力に従
   って電気信号を発生するための圧力変換器を含む特許請
   求の範囲第１３項に記載の物品の成形装置。 （１５）前記制御装置が所定の指令圧力設定点に従って
   電気信号を発生するための装置と、前記圧力変換器によ
   つて発生された電気信号を前記指令設定点に対応する電
   気信号と比較するため及び２つの電気信号の間の差に従
   つて指令信号を発生するための比較器装置とを含む特許
   請求の範囲１４項に記載の物品の成形装置。 （１６　前記滞留装置が金型キヤビティ中に成形可能な
   材料の実質的に一定な圧力を維持するために比較器装置
   によって発生された指令信号に従つて成形可能な材料の
   硬化中に変位装置を制御する特許請求の範囲第１５項に
   記載の物品の成形装置。 （１７）前記滞留装置は成形可能な材料が硬化する時に
   前記金型キャビティ中の圧力を変化するために前記変位
   装置を制御するように作動し得る特許請求の範囲第１３
   項に記載の物品の成形装置。 （１８）前記制御装置が入力指令を受取るための装置を
   含み、該入力指令が イ）成形可能な材料の最大変位速度、 ロ）成形可能な材料の最大変位加速度、 ハ）金型キャビティ中へ変位される成形可能な材料の量
   、及び ニ）金型キャビティ中の成形可能な材料の所望の圧力に
   対応する指令圧力設定点、 に対応する特許請求の範囲第１項に記載の物品の成形装
   置。 （１９）制御装置が前記入力指令に従って変位装置を制
   御する特許請求の範囲第１８項に記載の物品の成形装置
   。 （２０）物品を成形するための装置であつて、成形可能
   な材料を受入れるための金型キャビティを画成するダイ
   と、 金型キャビティ中へ射出される前記成形可能な材料を含
   むための射出室と、 成形可能な材料を射出室から金型キャビティへ伝導する
   ための装置と、 成形可能な材料を射出室から伝導装置を通して金型キャ
   ビティ中へ変位させるための装置と、金型キャビティ中
   へ伝導される成形可能な材料の変位量及び速度を監視す
   るための装置と、監視装置に応動して前記金型キャビテ
   ィ中への成形可能な材料の流れを調整するように前記変
   位装置を制御するための装置と、 を具備する物品の成形装置。 （２１）前記射出室がシリンダ及びピストン組立体を備
   え、該シリンダ及びピストンが互いに相対的に移動し得
   る特許請求の範囲第２０項に記載の物品の成形装置。 （２２）前記変位装置が動力軸を回転可能に駆動するた
   めの原動機装置と、前記動力軸及び前記ピストンへ作動
   可能に連結されて前記動力軸の回転運動を前記ピストン
   の直線運動に変換するための回転運動から直線運動への
   変換器装置とを具備する特許請求の範囲第２１項に記載
   の物品の成形装置。 （２３）前記監視装置が前記動力軸の回転を検知するた
   めのレゾルバ装置を含み、且つ制御装置が前記動力軸の
   検知された回転に従って射出室から変位される成形可能
   な材料の変位量及び速度を決定するための装置を含む特
   許請求の範囲第２２項に記載の物品の成形装置。 （２４）射出室の出口から成形可能な材料を受取るため
   の入口を有する密閉された金型キャビティ中で物品を成
   形するための方法であつて、 成形可能な材料を射出室から金型キャビティ中へ変位さ
   せるステップと、 射出室からの成形可能な材料の変位速度及び金型キャビ
   ティ中での成形可能な材料の圧力のうち少なくとも一方
   を監視するステップと、 金型キャビティ中への成形可能な材料の変位速度を調整
   するために監視ステップに応じて射出室からの成形可能
   な材料の変位を制御するステップと、 からなる物品の成形方法。 （２５）変位ステップが原動機駆動機械的アクチュエー
   タで成形可能な材料を射出室から変位させる副ステップ
   を含む特許請求の範囲第２４項に記載の物品の成形方法
   。 （２６）変位ステップがフィードバックサーボ制御器で
   原動機駆動機械的アクチュエータを制御する副ステップ
   を含む特許請求の範囲第２５項に記載の物品の成形方法
   。 （２７）制御ステップがフィードバックサーボ制御器で
   成形可能な材料の変位を制御する副ステップを含む特許
   請求の範囲第２４項に記載の物品の成形方法。 （２８）射出室が中に配置された往復動ピストンを有す
   るシリンダを備え、変位ステップが回転する原動機駆動
   動力軸へ結合された回転運動から直線運動への変換器で
   前記ピストンを直線的に駆動する副ステップを含む特許
   請求の範囲第２４項に記載の物品の成形方法。 （２９）監視ステップが動力軸の回転を検知する副ステ
   ップを含む特許請求の範囲第２８項に記載の物品の成形
   方法。 （３０）制御ステップが動力軸の検知された回転に従っ
   て射出室から変位される成形可能な材料の変位量及び速
   度を決定する副ステップを含む特許請求の範囲第２９項
   に記載の物品の成形方法。 （３４）制御ステップが動力軸の検知された回転に従っ
   て原動機を制御する副ステップを含む特許請求の範囲第
   ２９項に記載の物品の成形方法。 （３２）物品が射出サイクル中に成形され、且つ制御ス
   テップが、 監視された変位速度に従って成形可能な材料の射出サイ
   クルの第１の部分にわたつて射出室からの成形可能な材
   料の変位を制御する副ステップと、監視された圧力に従
   つて射出サイクルの第２の部分にわたつて射出室からの
   成形可能な材料の変位を制御する副ステップと、 を含む特許請求の範囲第２４項に記載の物品の成形方法
   。 （３３）射出サイクルの第２の部分にわたって成形可能
   な材料の変位を制御するステップが、 金型キャビティ中での成形可能な材料の所定の指令圧力
   設定点に従って第１の電気信号を発生する副ステップと
   、 成形可能な材料の監視された圧力に従って第２の電気信
   号を発生する副ステップと、 第１及び第２の電気信号を比較してそれらの間の差を決
   定する副ステップと、 第１及び第２の電気信号の間の差に従つて成形可能な材
   料の変位を制御する副ステップと、を含む特許請求の範
   囲第３２項に記載の物品の成形方法。 （３４）成形可能な材料の所定の圧力を感知する際に射
   出室からの成形可能な材料の変位を生じさせるステップ
   と、 成形可能な材料が硬化し且つ金型キャビティ中の圧力が
   金型キャビティ中に所定の圧力を維持するように落ち込
   む時に射出室から追加の成形可能な材料を変位させるス
   テップと、を更に含む特許請求の範囲第３３項に記載の
   物品の成形方法。 （３５）変位ステップが、 （イ）成形可能な材料の第１の所定の量を金型キャビテ
   ィ中へ変位させ、第１の所定の量が金型キャビティの容
   積よりも小さい副ステップと、（ロ）ステップ（イ）で
   形成された物品を硬化後に金型キャビティから除去する
   副ステップと、 （ハ）成形可能な材料の第２の所定の量を空の金型キャ
   ビティ中へ変位させ、第２の所定の量が第１の所定の量
   よりも増分的に大きい体積の成形可能な材料である副ス
   テップと、（ニ）ステップ（ハ）で形成された物品を硬
   化後に金型キャビティから除去する副ステップと、 （ホ）金型キャビティが成形可能な材料で満たされた順
   序を決定するために金型キャビティ中への材料の各連続
   的な変位によって物品を比較する副ステップと、 を含む特許請求の範囲第２４項に記載の物品の成形方法
   。 （３６）金型キャビティ中へ射出された成形可能な材料
   の流れパターンを決定する実態分析方法であって、 （イ）成形可能な材料の第１の所定の量を金型キャビテ
   ィ中へ変位させ、第１の所定の量が金型キャビティの容
   積よりも小さいステップと、 （ロ）ステップ（イ）で形成された物品を硬化後に金型
   キャビティから除去するステップと、 （ハ）成形可能な材料の第２の所定の量を空の金型キャ
   ビティ中へ変位させ、第２の所定の量が第１の所定の量
   よりも増分的に大きい体積の成形可能な材料であるステ
   ップと、 （ニ）ステップ（ハ）で形成された物品を硬化後に金型
   キャビティから除去するステップと、 （ホ）金型キャビティの部分が成形可能な材料で満たさ
   れた順序を決定するために金型キャビティ中への材料の
   各連続した変位によつて形成された物品を比較するステ
   ップと、 からなる金型キャビティ中へ射出された成形可能な材料
   の流れパターンを決定する実態分析方法。