JPH1183657A - 圧力センサ付エジェクタピン - Google Patents

圧力センサ付エジェクタピン

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JPH1183657A
JPH1183657A JP9284186A JP28418697A JPH1183657A JP H1183657 A JPH1183657 A JP H1183657A JP 9284186 A JP9284186 A JP 9284186A JP 28418697 A JP28418697 A JP 28418697A JP H1183657 A JPH1183657 A JP H1183657A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】圧力センサ付エジェクタピンにおいて、径が変
わってもセンサの出力を補正せずにそのまま利用でき、
荷重に応じた設計が不要となるようにする。 【解決手段】エジェクタピン２４は、成形品を突き出す
棒状部２５と、棒状部２５を摺動可能に収納するスリー
ブ部２６を有する。棒状部２５の先端は、案内部の先端
の開口から、キャビティ内に臨む。スリーブ部２６の後
端の段部２９内には収納室３０がある。収納室３０の内
部には、棒状部２５の基端に固定された断面略コ字状の
起歪部３３がある。起歪部３３の梁部３６の下面には歪
みセンサ３４がある。棒状部２５の先端の面積のみが圧
力検知に係わる。棒状部２５の先端に樹脂の圧力が加わ
り、棒状部２５に下向きの荷重が加わると、梁部３６が
撓み、歪みセンサ３４が信号を出力して圧力が算出され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、成形用金型のキャ
ビティ内に充填された樹脂の圧力を検知することのでき
る圧力センサ付エジェクタピンに関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来の射出成形機の一例におけ
る金型の拡大断面図を示す。この金型には、直接キャビ
ティ１１０内の圧力を検出するロードセル１１１と、成
形終了後に成形品をキャビティ１１０内から外に突き出
すエジェクタピン１１２の基部に当接したロードセル１
１３がエジェクタピン１１２とは別体に設けられてい
る。いずれのロードセル１１１，１１３も、金型に特別
な孔加工及び溝加工を施して取り付けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図６に示した射出成形
機によれば、ロードセル１１１，１１３が大きいので金
型を加工しなければ取り付けることができない。金型に
よっては加工できないものもあるので、その場合には取
付け不可能となってしまう。金型を加工する工賃、手
間、ロードセル自体のコストが高いので、本構造は採用
しにくく、普及しにくい。
【０００４】そこで本出願人は、エジェクタピンとロー
ドセルによってキャビティ内の圧力を検知するかわり
に、エジェクタピンと圧力センサが一体となった新規な
圧力センサ付エジェクタピンを提案した。この圧力セン
サ付エジェクタピン２００は、図７に示すように、エジ
ェクタピン２００の基端部に断面略コ字状の起歪部２０
１を固定し、この起歪部２０１の下面に図示しない圧力
センサを取り付けたものである。起歪部２０１はケーシ
ング２０２に収納されている。
【０００５】金型のキャビティ内の圧力がエジェクタピ
ン２００の先端に加わると、その先端の受圧面積に応じ
た荷重がエジェクタピン２００に発生する。この荷重に
よって起歪部２０１が変形し、その変形をセンサが検知
する。センサからの出力とキャビティ内の圧力との関係
を示す予め用意されたデータに基づき、前記センサから
の出力によりキャビティ内の圧力が検知される。
【０００６】この前記圧力センサ付エジェクタピンによ
れば、圧力センサをエジェクタピンの後端に一体に設け
たので、圧力センサを設置するために金型を加工する必
要がなくなる等の効果が期待できる。
【０００７】ところで、エジェクタピンを使用する場合
には、金型の構造、成形品に突き当てる位置、成形品の
形状・大きさ等の条件に応じて、使用するエジェクタピ
ンの本数や太さを適当に設定する必要がある。一般に
は、比較的多くの本数を設けられる場合には比較的細い
ものでよいし、設けられる本数が少ない場合には比較的
太いものが必要になる。また、成形品に突き当てる位置
等の違いにより金型からの剥離に大きな力が必要な場合
には太いものが必要であるし、比較的小さい力でよい場
合には細いものでよい。
【０００８】しかしながら、前述した本出願人の提案に
なる圧力センサ付エジェクタピンにおいては、エジェク
タピンの先端面が即受圧面となっている。従って、金型
のキャビティ内の圧力が同じであっても、エジェクタピ
ンの直径が異なれば、受圧面積が異なり、従ってエジェ
クタピンに加わる荷重が異なってくる。このため、前述
したように種々の条件に応じてエジェクタピンの太さを
変えると、キャビティ内の圧力が同じであっても圧力セ
ンサの出力が変化してしまう。従って、センサからの出
力は、キャビティ内の圧力とセンサ出力との関係を示す
基準になるデータと条件が同じになるように、補正して
使用しなければならない。次に示す表１は、エジェクタ
ピンのピン径（直径）と、金型内圧力（キャビティ内の
樹脂圧力）と、エジェクタピンに加わる荷重との対応関
係を示したものである。
【０００９】
【表１】
【００１０】例えば前記表１に示すように、金型内圧力
が５００ｋｇｆ／ｃｍ２の場合、エジェクタピンに加わ
る荷重は、ピン径が１ｍｍでは３．９３ｋｇｆである
が、ピン径が６ｍｍでは１４１．３０ｋｇｆとなる。こ
のように金型内圧力が同じでもピン径が変わるとセンサ
の出力が変化するので、センサの出力を補正しなければ
ならない。
【００１１】このように、本出願人が提案した圧力セン
サ付エジェクタピンは、前述した従来の課題を解決する
ものではあるが、センサの出力をピン径に応じた係数で
演算処理する必要があるという煩雑さがあった。ピン径
の違い（受圧面積の違い）による荷重の差異を考慮して
起歪部をピン径ごとに設計することも考えられるが、コ
ストが嵩み、またピン径が太くなって荷重が大きくなる
と起歪部が大型化し、設計可能なスペースを越えて実用
にならない。
【００１２】成形品に応力を与えずに様々な離型抵抗に
対応するためには、太い径のエジェクタピンは不可欠で
あるが、本出願人が提案した前記圧力センサ付エジェク
タピンでは太い径にすることが困難であるため、エジェ
クタピンが不要な別の位置に圧力センサの用途のみの捨
てピン的な配置で圧力センサ付エジェクタピンを配置
し、圧力センサとしての機能のみで使用している。
【００１３】本発明は、本出願人提案の圧力センサ付エ
ジェクタピンにおいて、さらにエジェクタピンの径が変
わっても受圧面積が一定であるためにセンサの出力を補
正せずにそのまま利用でき、受圧面積（荷重）に応じた
設計が不要となるようにすることを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載された圧
力センサ付エジェクタピンは、キャビティを有する第１
の型板と、コアを有し前記第１の型板に対して相対的に
移動可能とされた第２の型板とを組み合わせ、前記キャ
ビティと前記コアの間に樹脂を充填して成形品を成形す
る成形用金型に適用され、前記第１及び第２の型板が相
対的に離れる際に前記成形品を先端で押して前記型板か
ら突き出す圧力センサ付エジェクタピンにおいて、前記
キャビティ内の圧力が先端に加わる棒状部と、前記棒状
部の基端に固定されて前記棒状部に加わる圧力を検知す
る圧力検知手段と、前記前記棒状部と前記圧力検知手段
を収納するスリーブ部とを有している。
【００１５】請求項２に記載された圧力センサ付エジェ
クタピンは、請求項１記載の圧力センサ付エジェクタピ
ンにおいて、前記圧力検知手段が、前記棒状部の基端に
固定されて前記棒状部に加わる荷重により弾性的に変形
する起歪部と、前記起歪部に発生する変形を検知するセ
ンサとを有していることを特徴としている。
【００１６】請求項３に記載された圧力センサ付エジェ
クタピンは、請求項２記載の圧力センサ付エジェクタピ
ンにおいて、前記スリーブ部が、前記棒状部を軸方向に
摺動可能に案内するとともに前記棒状部の先端が前記キ
ャビティ内に臨む開口を先端に備えた案内部と、前記起
歪部を収納する収納室とを有していることを特徴として
いる。
【００１７】請求項４に記載された圧力センサ付エジェ
クタピンは、請求項３記載の圧力センサ付エジェクタピ
ンにおいて、前記棒状部の先端と、前記スリーブ部の案
内部の先端が、実質的に同一面を構成していることを特
徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の第１の例を
図１〜図５を参照して説明する。図１は、成形用金型Ｂ
の断面図である。この成形用金型Ｂは、成形機の固定側
ホルダに取り付けられる固定側取付板１０と、成形機の
可動側ホルダに取り付けられる可動側取付板１１を有し
ている。前記固定側取付板１０には、雌型であるキャビ
ティ１２ａを有する固定側型板１２が取り付けられてい
る。前記可動側取付板１１には、雄型となるコア１３ａ
を有する可動側型板１３が、受け板１４とスペーサブロ
ック１５を介して取り付けられている。
【００１９】この成形用金型Ｂは、固定側型板１２と可
動側型板１３の間で分割可能である。成形機のホルダの
動きに合わせ、可動側型板１３は板面に垂直な方向に沿
って固定側型板１２に対して移動し、これによって固定
側型板１２と可動側型板１３の開閉が行われる。固定側
型板１２にはガイドブシュ１９が設けられ、可動側型板
１３にはガイドポスト１８が設けられ、ガイドポスト１
８はガイドブシュ１９に摺動可能に挿入されている。固
定側型板１２と可動側型板１３の開閉は、このガイドブ
シュ１９とガイドポスト１８によって案内されるので、
固定側型板１２と可動側型板１３が閉じた時にキャビテ
ィ１２ａとコア１３ａは正確な位置で組み合わされる。
【００２０】前記固定側取付板１０には、成形機のシリ
ンダのノズルから成形用金型Ｂ内に溶融した樹脂を注入
する際の経路となるスプル１６と、成形用金型Ｂを成形
機のシリンダのノズルに取り付ける際の位置決め手段と
なるロケートリング１７が取り付けられている。
【００２１】可動側取付板１１の側には、エジェクトプ
レート２１が設けられている。エジェクトプレート２１
には、成形用金型Ｂが開いた時に前記コア１３ａから突
出して成形品を金型外に突き出す圧力センサ付エジェク
タピン（以下エジェクタピンと呼ぶ）２４が設けられて
いる。また、エジェクトプレート２１には、成形用金型
Ｂが閉じた時に、エジェクトプレート２１を所定位置に
復帰させることによってエジェクタピン２４を引っ込め
るためのリターンピン２２が設けられている。
【００２２】図２に示すように、前記エジェクタピン２
４は、先端部で成形品を突き出す断面円形の棒状部２５
と、棒状部２５を摺動可能に収納するスリーブ部２６を
有している。スリーブ部２６は外径が概ね一様である
が、その内径は上半部と下半部で異なる。スリーブ部２
６の上半部は棒状部の案内部２７である。案内部２７
は、内径が棒状部２５の外径に略一致し、棒状部２５を
軸方向に摺動可能に案内する。棒状部２５の先端は、案
内部２７の先端の開口２８から、キャビティ１２ａ内に
臨んでいる。棒状部２５の先端と案内部２７の先端は、
実質的に同一面を構成している。スリーブ部２６の下半
部は、内径が棒状部２５の外径よりも大きい。
【００２３】図３及び図４に示すように、前記スリーブ
部２６の後端部には段部２９が設けられている。段部２
９の内部は収納室３０である。収納室３０の内径は、ス
リーブ部２６の下半部の内径よりも大きい。収納室３０
は下面が開口しているが、円形の蓋体３１で閉じられて
いる。この収納室３０の内部には、棒状部２５の基端に
固定された圧力検知手段３２が収納されている。圧力検
知手段３２は棒状部２５の先端に加わる圧力を検知す
る。
【００２４】図３及び図４に示すように、本例の圧力検
知手段３２は、棒状部２５の基端に固定された起歪部３
３と、起歪部３３に設けられた圧力センサとしての歪み
センサ３４を有している。起歪部３３は、一対の支持部
３５，３５と一対の支持部３５，３５を繋ぐ梁部３６と
を有する断面略コ字状の部品である。起歪部３３は蓋体
３１の内面と収納室３０の側周面に接しており、梁部３
６の上面からは離れている。棒状部２５の基端は梁部３
６の上面中央に固定されている。起歪部３３の梁部３６
は、棒状部２５に加わる荷重を受けて弾性的に変形し、
支持部３５，３５はこの荷重を支える。このため起歪部
３３は、必要な安全率が見込める強度の材質で一体に成
形されている。
【００２５】図３及び図４に示すように、歪みセンサ３
４は、起歪部３３の梁部３６の下面略中央に設けられて
いる。この歪みセンサ３４は、起歪部３３の梁部３６の
弾性的な変形を検知するセンサであり、例えば抵抗線の
弾性的な変形によって抵抗値が変化し、これを電圧の変
化として出力する抵抗線歪みゲージ等を用いることがで
きる。
【００２６】図示はしないが、歪みセンサ３４からの導
線は段部２９又は蓋体３１に形成された貫通孔を通して
外部に導出されている。金型の外部には、図示しない信
号処理手段が設けられている。信号処理手段は、歪みセ
ンサ３４からの出力とキャビティ内の圧力との関係を示
すデータを有している。歪みセンサ３４からの信号は信
号処理手段に入力され、信号処理手段はキャビティ内の
圧力を出力する。
【００２７】以上の構成における各部の寸法の一例を示
す。棒状部２５の外径は１．５ｍｍ〜２ｍｍ又は必要に
応じてそれ以上とする。起歪部３３の長手寸法は３ｍｍ
〜４ｍｍとする。スリーブ部２６の案内部２７の外径は
４ｍｍ〜２０ｍｍ、段部２９の外径は７ｍｍ以上でほぼ
案内部２７の外径の１．５倍程度とする。
【００２８】以上の構成における作用を説明する。樹脂
を成形用金型Ｂに射出する工程において、キャビティ１
２ａ内に溶融した樹脂が射出されると、エジェクタピン
２４の先端に樹脂の圧力が加わる。本例のエジェクタピ
ン２４においては、エジェクタピン２４の先端の面積の
内、棒状部２５の先端の面積のみが圧力検知に係わる受
圧面積である。即ち、スリーブ部２６の先端の環状の面
は圧力の検知には関与しない。棒状部２５の先端に樹脂
の圧力が加わり、棒状部２５に下向きの荷重が加わる
と、棒状部２５は起歪部３３の梁部３６を下向きに押
す。支持部３５，３５に支えられた梁部３６の上面略中
央部に荷重が加えられると、梁部３６は撓み、歪みセン
サ３４がそのひずみ量に対応した信号を出力する。歪み
センサ３４の出力は信号処理手段に入力され、曲げモー
メントの計算式により荷重が求められ、キャビティ内の
圧力が算出されて出力される。
【００２９】成形完了後、適当な冷却時間が経過した
ら、金型が開いて成形品が取り出される。その際には、
エジェクタピン２４の先端の全面積が成形品の突き出し
に関与する。即ち、略同一平面を構成している棒状部２
５とスリーブ部２６の各先端が成形品に接触し、成形品
に必要な押圧力を与えることができる。
【００３０】このように、本例のエジェクタピン２４に
よれば、スリーブ部２６内に棒状部２５を設け、圧力検
知手段３２は棒状部２５に加わる荷重のみを検知するよ
うにしたので、エジェクタピン２４の押圧力はスリーブ
部２６と棒状部２５の先端面積の合計で決まり、圧力の
検知は一定の太さの棒状部２５によって常に一定の条件
で行うことが出来る。
【００３１】従って、外径のみが異なるスリーブ部２６
を複数種類別途用意し、全体の外径は様々でありながら
棒状部２５の太さ等の内部構造が一定であるエジェクタ
ピンを選定できるようにしておけば、金型の構造、成形
品に突き当てる位置、成形品の形状・大きさ等の条件に
より、使用するエジェクタピンの太さを任意に設定する
ことができる。例えば、図５に示すエジェクタピン４０
は、図２に示すエジェクタピン２４よりも太いスリーブ
部４６を有している。全体の外径は図２のエジェクタピ
ン２４よりも大きいのでより大きな突き出し力が得られ
るが、棒状部２５に加わる荷重はキャビティ内の圧力が
同じなら図２のエジェクタピン２４と同じであり、得ら
れる信号は補正することなく図２のエジェクタピン２４
と同様に処理することができる。
【００３２】このように本例によれば、異なる外径のス
リーブ部を選択することによってエジェクタピンの全体
の外径が変わっても、受圧面積は一定であり、このため
センサの出力を補正せずにそのまま利用できる。また、
受圧面積（荷重）に応じて圧力検知手段の構造を変更す
る必要もない。
【００３３】また、本例の圧力センサ付きのエジェクタ
ピン２４は、エジェクタピン２４の本体と歪みセンサ３
４が一体となっているので、金型に特別な加工を施すこ
となく、従来のエジェクタピンに替えて設置するだけで
測定点を簡単に増やすことができ、これによって金型内
の圧力サイクルの波形パターンをより精密に把握するこ
とができる。
【００３４】なお、本発明においてはセンサとして圧電
変換素子も使用できる。一般に圧電変換素子は、半導体
である２層の硫化モリブデンを銀の上部電極下部電極に
よって挟み、全体をポリイミド等の絶縁体によって被覆
し、両電極からそれぞれ端子を導出した構造となってい
る。その場合の圧力検知手段は、荷重を受けた棒状部２
５の下端が、収納室３０内に設けた圧電変換素子を押圧
して信号を出力するような構造にする。スリーブ部２６
やスリーブ部２６に案内される棒状部２５の先端付近の
構造は前述した例と同一である。
【００３５】
【発明の効果】本発明の圧力センサ付エジェクタピン
は、キャビティ内の圧力が加わる棒状部と、棒状部の後
端に一体に設けられて棒状部に加わる圧力を検知する圧
力検知手段と、これらを収納するスリーブ部とを有して
いるので、次のような効果が得られる。
【００３６】（１）スリーブ部の外径を変えることによ
ってエジェクタピンの径を変えても受圧面積が一定であ
るため、センサの出力を補正せずにそのまま利用でき
る。このため、受圧面積（荷重）に応じた設計が不要と
なり、エジェクタピンの太さの種類を増やすために従来
要していた工数が大幅に削減できる。
【００３７】（２）圧力センサを設置するために金型を
加工する必要がなくなり、工賃が不要になる。
【００３８】（３）金型の部品であるエジェクタピンそ
のものが圧力センサとしての機能を有しているので、取
付けが容易であるとともに、部品点数が減少する。
【００３９】（４）キャビティ内の圧力を検知すること
により、適切な成形条件を設定することができる。
【００４０】（５）検知したキャビティ内の圧力を表示
することにより圧力波形線を得ることができ、これを分
析することによって適当なゲートシール時期を確認でき
るとともに、圧力波形線を見ながら成形条件を設定でき
る。
【００４１】（６）本発明のエジェクタピンをキャビテ
ィに多数配置することにより流動解析が可能となる。
【００４２】（７）エジェクタピン自体が圧力センサと
して機能するので、成形中に発生したエジェクタピンの
折損を容易に検出できる。
【００４３】（７）金型に加工せずに圧力センサの取付
けができるので、金型の強度を低下させることがない。
【００４４】（８）キャビティ内の圧力を検出できるの
で、射出圧力を適当に抑えて金型の破損を防止すること
ができる。
【００４５】（９）キャビティの各所に圧力センサを配
置できるので、キャビティ内に樹脂が充填されたことを
キャビティ内の圧力から確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１の例に係る成形用金
型の断面図と平面図である。
【図２】本発明の実施の形態の第１の例に係るエジェク
タピンの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の第１の例に係るエジェク
タピンの基端部の拡大断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の第１の例に係るエジェク
タピンの基端部の蓋体を外した状態における底面図であ
る。
【図５】本発明の実施の形態の第１の例におけるスリー
ブ部の外径が異なるエジェクタピンの断面図である。
【図６】従来の成形用金型の断面図である。
【図７】本出願人が先に提案した圧力センサ付エジェク
タピンの断面図と平面図である。
【符号の説明】
１２ 第１の型板としての固定側型板 １２ａ キャビティ １３ 第２の型板としての可動側型板 １３ａ コア ２４，４０ エジェクタピン ２５ 棒状部 ２６，４６ スリーブ部 ２７ 案内部 ３０ 収納室 ３２ 圧力検知手段 ３３ 起歪部 ３４ センサとしての歪みセンサ ３５ 支持部 ３６ 梁部 Ｂ 成形用金型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石綿 靖雄 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 キャビティを有する第１の型板と、コア
    を有し前記第１の型板に対して相対的に移動可能とされ
    た第２の型板とを組み合わせ、前記キャビティと前記コ
    アの間に樹脂を充填して成形品を成形する成形用金型に
    適用され、前記第１及び第２の型板が相対的に離れる際
    に前記成形品を先端で押して前記型板から突き出す圧力
    センサ付エジェクタピンにおいて、 前記キャビティ内の圧力が先端に加わる棒状部と、前記
    棒状部の基端に固定されて前記棒状部に加わる圧力を検
    知する圧力検知手段と、前記前記棒状部と前記圧力検知
    手段を収納するスリーブ部とを有する圧力センサ付エジ
    ェクタピン。
  2. 【請求項２】 前記圧力検知手段は、前記棒状部の基端
    に固定されて前記棒状部に加わる荷重により弾性的に変
    形する起歪部と、前記起歪部に発生する変形を検知する
    センサとを有している請求項１記載の圧力センサ付エジ
    ェクタピン。
  3. 【請求項３】 前記スリーブ部は、前記棒状部を軸方向
    に摺動可能に案内するとともに前記棒状部の先端が前記
    キャビティ内に臨む開口を先端に備えた案内部と、前記
    起歪部を収納する収納室とを有している請求項２記載の
    圧力センサ付エジェクタピン。
  4. 【請求項４】 前記棒状部の先端と、前記スリーブ部の
    案内部の先端が、実質的に同一面を構成している請求項
    ３記載の圧力センサ付エジェクタピン。
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