JP3733579B2

JP3733579B2 - Hollow injection molding method and apparatus

Info

Publication number: JP3733579B2
Application number: JP8016697A
Authority: JP
Inventors: 博智久光
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2017-03-31
Also published as: JPH10272647A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空射出成形方法及びその装置に係わり、特に、金型内に溶融樹脂を射出し、未凝固の樹脂内部にガスを注入して中空部を形成する中空射出成形方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のバンパー部品のような中空部を有する樹脂成形体を射出成形方によって成形する場合、金型内に溶融樹脂を射出し、その後未凝固の樹脂内部に所定のタイミングで窒素ガス等のガスを注入し、ガス充填部を中空部として形成する方法が採られている。
しかし、成形体内に注入したガスが高圧ガスの場合には、成形体が凝固した後にガスを排出させる必要がある。しかしながら、従来はこの排出ガスをそのまま大気に逃がしていたため経済性が悪く、さらに、周辺の作業者に対して高圧ガスにより悪影響があった。
このような問題点を解決するため、特開平４−４５９１０号公報には、使用したガスを再利用するようにした樹脂中空成形装置と方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この公報に記載されたものでは、高圧ガスを供給するためのガス供給路以外にガス循環路を設け、さらに、このガス循環路に回収用のサージタンク等を新たに設ける必要がある。このため、装置全体が複雑となる等の問題があった。
そこで、本発明は上記従来の技術を更に改良するためになされたものであり、回収用のサージタンク等も設けなくてもガスの再利用が可能な中空射出成形方法及びその装置を提供することを目的としている。
また、本発明は、金型内の樹脂内部の中空部からのガスを確実に回収することができる中空射出成形方法及びその装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、金型内に溶融樹脂を射出し、未凝固の樹脂内部にガスを注入して中空部を形成する中空射出成形方法において、シリンダ内にピストンロッドのヘッドにより仕切られたフロントシリンダ室及びバックシリンダ室を備え、これらのフロントシリンダ室及びバックシリンダ室内のガスをそれぞれ加圧することにより２段圧縮を行う２段圧縮式シリンダ機構と、この２段圧縮式シリンダ機構のフロントシリンダ室と中空部とを接続するガス供給通路であって、このガス供給通路が、２段圧縮式シリンダ機構のバックシリンダ室と連通する連通路と、この連通路の接続部より上流側に設けられバックシリンダ室側からフロントシリンダ室側へのガスの流れを止める第１逆止弁と、連通路の接続部よりも下流側に設けられた第１開閉弁とを備えているガス供給通路と、ガス供給通路の第１開閉弁より下流側と２段圧縮式シリンダ機構のフロントシリンダ室をバイパスするように接続されたガス回収通路であって、このガス回収通路が、フロントシリンダ室側からのガスの流れを止める第２逆止弁と、この第２逆止弁よりもガス供給通路側に設けられた第２開閉弁とを備えているガス回収通路と、を有する中空射出成形装置を準備する工程と、第１開閉弁及び第２開閉弁を閉状態で、ピストンロッドを押すことにより、フロントシリンダ室内に充填されているガスをガス供給通路の第１逆止弁及び連通路を通りバックシリンダ室内に移動させて加圧し、次に、ピストンロッドを戻すことにより、バックシリンダ室内のガスをさらに加圧する工程と、ピストンロッドを戻す動作中に、フロントシリンダ室内を負圧状態とし、バックシリンダ室内のガスの圧力が所定のガス圧値となったとき、第２開閉弁を閉状態で第１開閉弁を開状態とすることにより、バックシリンダ室内のガスをガス供給通路を通って金型内の未凝固の樹脂内部に加圧ガスを注入して中空部を形成する工程と、中空部形成後に、第１開閉弁を開状態から閉状態に切り替えると同時に第２開閉弁を閉状態から開状態に切り替えることにより、中空部内の高圧状態のガスを負圧状態のフロントシリンダ室内にガス回収通路を通って回収する工程と、を有することを特徴としている。
このように構成された本発明の中空射出成形方法においては、金型内の樹脂内部に加圧ガスを注入して中空部を形成し、その後、負圧状態とされた２段圧縮式シリンダ機構のフロントシリンダ室と高圧状態の中空部とを連通することにより、注入されたガスを確実且つ速やかに回収することができる。
【０００５】
また、本発明は、金型内に溶融樹脂を射出し、未凝固の樹脂内部にガスを注入して中空部を形成する中空射出成形装置において、シリンダ内にピストンロッドのヘッドにより仕切られたフロントシリンダ室及びバックシリンダ室を備え、これらのフロントシリンダ室及びバックシリンダ室内のガスをそれぞれ加圧することにより２段圧縮を行う２段圧縮式シリンダ機構と、この２段圧縮式シリンダ機構のフロントシリンダ室と中空部とを接続するガス供給通路であって、このガス供給通路が、２段圧縮式シリンダ機構のバックシリンダ室と連通する連通路と、この連通路の接続部より上流側に設けられバックシリンダ室側からフロントシリンダ室側へのガスの流れを止める第１逆止弁と、連通路の接続部よりも下流側に設けられた第１開閉弁とを備えているガス供給通路と、ガス供給通路の第１開閉弁より下流側と２段圧縮式シリンダ機構のフロントシリンダ室をバイパスするように接続されたガス回収通路であって、このガス回収通路が、フロントシリンダ室側からのガスの流れを止める第２逆止弁と、この第２逆止弁よりもガス供給通路側に設けられた第２開閉弁とを備えているガス回収通路と、を有し、第１開閉弁及び第２開閉弁を閉状態で、ピストンロッドを押すことにより、フロントシリンダ室内に充填されているガスをガス供給通路の第１逆止弁及び連通路を通りバックシリンダ室内に移動させて加圧し、次に、ピストンロッドを戻すことにより、バックシリンダ室内のガスをさらに加圧し、ピストンロッドを戻す動作中に、フロントシリンダ室内を負圧状態とし、バックシリンダ室内のガスの圧力が所定のガス圧値となったとき、第２開閉弁を閉状態で第１開閉弁を開状態とすることにより、バックシリンダ室内のガスをガス供給通路を通って金型内の未凝固の樹脂内部に加圧ガスを注入して中空部を形成し、中空部形成後に、第１開閉弁を開状態から閉状態に切り替えると同時に第２開閉弁を閉状態から開状態に切り替えることにより、中空部内の高圧状態のガスを負圧状態のフロントシリンダ室内にガス回収通路を通って回収することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、金型内の樹脂内部にシリンダ機構により加圧されたガスをガス供給通路を介して注入して中空部を形成し、その後、２段圧縮式シリンダ機構のフロントシリンダ室内を負圧とし且つこのフロントシリンダ室とガスが注入された高圧状態の中空部とをガス回収通路により連通するようにしているので、注入されたガスを確実且つ速やかに回収することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の中空射出成形装置の実施形態を示す全体構成図である。この図１に示すように、本発明の中空射出成形装置は、中空射出装置１と、この中空射出装置１に窒素ガスを供給するガスボンベ２と、中空射出装置１から高圧ガスが注入される金型４から構成されている。
なお、この金型４を用いて自動車のバンパー部品のような中空部を有する樹脂成形体を射出成形法によって成形する場合、金型４内に溶融樹脂を射出し、その後未凝固の樹脂内部に所定のタイミングで窒素ガスを注入し、ガス充填部を中空部として形成する。その後、成形体が凝固した後にガスを排出して回収するようにしている。
【０００９】
この中空射出装置１は、２段圧縮式シリンダ機構６を有し、この２段圧縮式シリンダ機構６は、シリンダ８内にピストンロッド１０のヘッド１０ａにより仕切られたフロントシリンダ室１２とバックシリンダ室１４を備えている。この２段圧縮式シリンダ機構６のフロントシリンダ室１２は、開閉弁であるチャージバルブ１６と逆止弁１８を介してガスボンベ２と接続されている。
また、２段圧縮式シリンダ機構６のフロントシリンダ室１２と金型４とを接続して窒素ガスを供給するガス供給通路２０が設けられている。このガス供給通路２０には、２段圧縮式シリンダ機構６のバックシリンダ室１４と連通する連通路２２が設けられている。このガス供給通路２０には、この連通路２２との接続部より上流側に逆止弁２４が設けられ、さらに、接続部より下流側に第１開閉弁であるガス射出バルブ２６が設けられている。また、ガス供給通路２０には、この連通路２２との接続部の近傍にガス圧センサ２８が設けられている。さらに、このガス供給通路２０のガス射出バルブ２６が設けられた下流側には、開閉弁であるガスベントバルブ３０が設けられている。
【００１０】
一方、このガス供給通路２０のガス射出バルブ２６の下流側と２段圧縮式シリンダ機構６のフロントシリンダ室１２を接続してガス供給通路２０をバイパスするガス回収通路３２が設けられ、さらに、このガス回収通路３２には、逆止弁３４と第２開閉弁であるガス回収バルブ３６が設けられている。
金型４は、固定金型４ａと可動金型４ｂとを有し、この可動金型４ｂに２個のガス注入ノズル３８が組み込まれている。
次に図２と図３を用いて、２段圧縮式シリンダ機構６による高圧ガスの発生原理及びガスを注入及び回収する場合の動作を説明する。
先ず、ガスの注入動作を説明する。図３は、２段圧縮式シリンダ機構６より加圧されたガスの圧力Ｐとピストン１０のストロークＳとの関係を示した線図である。なお、このとき、ガス射出バルブ２６が常時閉状態であり、ガスの圧力Ｐはガス圧センサ２８により検出され、さらに、ピストンロッド１０のストロークＳは、ピストンロッド１０が図２（ａ）の位置あるときが原点であり、図２（ｂ）の位置にあるときが最大ストロークとなる。
【００１１】
２段圧縮式シリンダ機構６による高圧ガスの発生させるために、先ず、図（ａ）に示すように、シリンダロッド１０を原点位置に保持した状態で、チャージバルブ１６を開とする。これにより、ガスボンベ２内のある程度加圧された窒素ガスが、シリンダ８のフロントシリンダ室１２内に充填される。このとき、バルブ２６，３０，３６は、閉状態である。次に、図（ｂ）に示すように、ピストンロッド１０を矢印Ａの方向に押すと、フロントシリンダ室１２内に充填されているガスは、逆止弁２４を通り、シリンダ８のバックシリンダ室１４内に移動し加圧される。このとき、バルブ１６，２６，３０，３６は、閉状態である。さらに、図２（ｃ）に示すように、ピストンロッド１０を矢印Ｂの方向に移動させながら所定のタイミングでガス射出バルブ２６のみを開き、シリンダ８のバックシリンダ室１４内の加圧されたガスを金型４の内部に押し出す。なお、所定のタイミングとは、ガス圧センサ２８が射出に必要な所定のガス圧値を検出したときである。このようにして、２段圧縮式シリンダ機構６により高圧ガスの発生させ、この高圧ガスを金型４の内部にガス注入ノズル３８を介して注入する。
【００１２】
このようにして、金型４内の樹脂内部に高圧ガスを注入することにより中空部として形成する。その後、成形体が凝固した後にガスを排出して回収する。
次に、ガスの回収動作を説明する。中空部形成後にガスを回収する場合、図２（ｄ）に示すように、先ず、チャージバルブ１６とガスベントバルブ３０を閉状態としたままで、ガス射出バルブ２６を開状態から閉状態に切り換えると同時にガス回収バルブ３６を閉状態から開状態に切り換える。このとき、シリンダ８のフロントシリンダ室１２は、負圧状態となっている。一方、金型４のガスが注入された中空部内は高圧状態となっている。このため、回収バルブ３６が閉状態から開状態に切り換えられた瞬間に、中空部内圧力とフロントシリンダ室１２内圧力との圧力差により、中空部内のガスは、ガス回収通路３２を通って、シリンダ８のフロントシリンダ室１２内に移動し、ガス回収が完了する。
【００１３】
この後、ガスベントバルブ３０を開き、通路内に残ったごく小量のガスを外部に排出し、作業が完了する。
以上説明した本発明の実施形態によれば、金型４内の樹脂内部の中空部からガスを回収するために、単に比較的簡単な構造の逆止弁３４とガス回収バルブ３６を備えたガス回収通路３２を設けることにより、極めて容易にガス回収を行うことができる。
また、シリンダ８のフロントシリンダ室１２内が負圧状態であることを利用して、中空部内の高圧ガスを移動させるようにしているので、確実且つ速やかにガス回収を行うことができる。
上述した実施形態は、２段圧縮式シリンダ機構を用いてガスを加圧するようにした例であるが、本発明はこれに限られず、通常のシリンダ機構を用いてもよい。以下、この本発明の他の実施形態を図４を用いて説明する。
【００１４】
図４に示すようにこの実施形態の中空射出成形装置は、中空射出装置５０と、この中空射出装置５０に窒素ガスを供給するガスボンベ２と、中空射出装置５０から高圧ガスが注入される金型４から構成されている。
この中空射出装置５０は、シリンダ機構５２を有し、このシリンダ機構５２は、シリンダ５３内にピストンロッド５４のヘッド５４ａにより仕切られたシリンダ室５６を備えている。このシリンダ機構５２のシリンダ室５６は、開閉弁であるチャージバルブ５８と逆止弁６０を介してガスボンベ２と接続されている。
また、シリンダ機構５２のシリンダ室５６と金型４とを接続して窒素ガスを供給するガス供給通路６２が設けられている。このガス供給通路６２には、開閉弁であるガス射出バルブ６４及びこのガス射出バルブ６４より上流側にガス圧センサ６６が設けられている。さらに、このガス供給通路６２のガス射出バルブ６４が設けられた下流側には、開閉弁であるガスベントバルブ６８が設けられている。
【００１５】
次にこの他の実施形態の動作を説明する。シリンダ機構５２による高圧ガスの発生させるために、先ず、シリンダロッド５４を原点位置に保持し且つガス射出バルブ６４とガスベントバルブ６８を閉とした状態で、チャージバルブ５８を開とする。これにより、ガスボンベ２内のある程度加圧された窒素ガスが、シリンダ５３のシリンダ５６内に充填される。この後、チャージバルブ５８を閉し且つ射出バルブ６４とガスベントバルブ６８を閉とした状態で、ピストンロッド５４を矢印Ａの方向に押すと、シリンダ室５６内に充填されているガスは、加圧される。このとき、ガス圧センサ６６が射出に必要な所定のガス圧値を検知したとき、ピストンロッド５４を矢印Ａの方向に移動させながらガス射出バルブ６４のみを開き、シリンダ５２のシリンダ室５６内の加圧されたガスを金型４の内部に押し出す。このようにして、シリンダ機構５２より高圧ガスの発生させ、この高圧ガスを金型４の内部に注入する。
【００１６】
このようにして、金型４内の樹脂内部に高圧ガスを注入することにより中空部として形成する。その後、成形体が凝固した後にガスを排出して回収する。
次に、中空部形成後にガスを回収する場合、先ず、チャージバルブ５８とガスベントバルブ６８を閉状態としたままで、ガス射出バルブ６４を開状態から閉状態に切り換えると同時にシリンダロッド５４を最大位置から矢印Ｂの方向に後退させる。これにより、シリンダ５２のシリンダ室５６内は負圧となる。このとき金型４のガスが注入された中空部内は高圧状態となっている。この後、ガス射出バルブ６４を閉状態から開状態に切り換える。この瞬間に、中空部内圧力とシリンダ５２のシリンダ室５６内圧力との圧力差により、中空部内のガスは、ガス供給通路６２を通って、シリンダ５２のシリンダ室５６内に移動し、ガス回収が完了する。
【００１７】
この後、ガスベントバルブ６８を開き、通路内に残ったごく小量のガスを外部に排出し、作業が完了する。
この他の実施形態においても、図１に示した実施形態と同様な効果を得ることができる。さらに、本実施形態によれば、図１に示したものより、より簡易な構造を採用することができ、低コスト化を図ることができる。
次に、図５乃至図７により本発明の他の実施形態を説明する。先ず、前提となる問題点について説明する。樹脂内部に中空部を形成する際、ガスが成形体内に十分入らない等により中空部の形成不良が発生した場合、成形体の外観不良や寸法上の問題が発生し、不良品として処分される場合がある。一方、生産性を上げるために、コンベアやシュータ等を用いて無人運転により成形体を制作することが行われている。この無人運転中に成形品不良が発生すると不良ロスが飛躍的に増大し問題である。従来、このガス注入不良に関しては、ガス注入時のガス注入ノズルの温度の低下度合い等により検知していた。しかし、ガスの注入量により温度変化が異なり、特にガスの注入量が少ない場合には、検知が難しい。このガス注入不良は、成形体の樹脂圧力等の成形条件に関するもの、ガス注入条件に関するもの、ガス注入ノズルの詰まりや劣化に関するもの、及び設備系の異常による等である。
【００１８】
この図５に示す実施形態は、ガスの回収を行うと共にさらにガス注入不良判定も行うことができる。
図５に示すように、この実施形態においては、中空射出装置１、窒素ガスのガスボンベ２、金型４が設けられている。この金型４は、固定金型４ａと可動金型４ｂとを有し、この可動金型４ｂに２個のガス注入ノズル３８が組み込まれている。各ガス注入ノズル３８には、ガス圧センサ７０、逆止弁７２及び開閉弁である判定用バルブ７４がそれぞれ設けられている。なお、中空射出装置１は、図１に示すものと同様であり、また、図４に示す装置と同様なものでもよい。
次に動作を説明する。金型４の樹脂内部に窒素ガスをガス注入ノズル３８を介して中空部内に注入する際、判定用バルブ７４を開状態で行うが、それ以外の条件は、図１に示したものと同様である。ガス注入後、ガスを回収する場合、判定用バルブ７４を閉じ、さらに、図１に示すガス射出バルブ２６を閉じると共にガス回収用バルブ３６を開く。これにより、ガス供給通路２０のガス射出バルブ２６と判定用バルブ７４との間の通路内に残っているガスを効果的にフロントシリンダ室１２内に回収することができる。この後、判定用バルブ７４を閉じ、可動金型４ｂを後方に移動させて、固定金型４ａと可動金型４ｂとを分離する。このとき、ガス注入ノズル３８の先端から判定用ノズル７４の下流側に残っていたガス及び中空部に残っていたガスは、大気中に放出される。
【００１９】
図６及び図７は、ガス圧センサ７０の値を示す線図である。これらの図面において、ｔ₁はガス射出バルブ２６を開いてガス射出を開始した時刻、ｔ₂はガスガス射出が終了し可動金型４ｂを後方に移動させた時刻、ｔ₃はｔ₂後所定の時間が経過した時刻を示している。また、Ｐ₁はガス注入工程時の最高圧を示し、Ｐ₂は最低圧を示し、Ｐ₃は所定の時間経過後のガス圧力を示している。
この実施形態においては、図６に示すように、圧力Ｐ₁とＰ₂との差圧ΔＰ（＝Ｐ₁−Ｐ₂）が所定値以上の場合には、ガス注入は正常であり、差圧ΔＰが所定値未満の場合には、ガス注入が不良であると判定する。
さらに、この実施形態においては、図７に示すように、圧力Ｐ₂とＰ₃との差圧ΔＰ（＝Ｐ₂−Ｐ₃）が所定値以上の場合には、ガス注入ノズルは正常であり、差圧ΔＰが所定値未満の場合には、ガス注入ノズルが目詰まり等を起こし不良となっていると判定する。
【００２０】
この実施形態においては、このように、ガス回収を図ると共に比較的簡単な構成により、ガス注入不用を判定することができ、その結果、成形品不良の発生を比較的早い段階で検知することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の中空射出成形方法及びその装置によれば、回収用のサージタンク等も設けなくてもガスの再利用が可能であり、さらに、金型内の樹脂内部の中空部からのガスを確実に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の中空射出成形装置の実施形態を示す全体構成図
【図２】本発明の実施形態に使用される２段圧縮式シリンダ機構の動作原理を説明するための構成図
【図３】本発明の実施形態に使用される２段圧縮式シリンダ機構のストロークとガス圧力の関係を示す線図
【図４】本発明の中空射出成形装置の他の実施形態を示す全体構成図
【図５】本発明の中空射出成形装置の他の実施形態を示す全体構成図
【図６】図５のガス圧センサの値を示す線図
【図７】図５のガス圧センサの値を示す線図
【符号の説明】
１，５０中空射出装置
２ガスボンベ
４金型
６２段圧縮式シリンダ機構
８，５３シリンダ
１０，５４ピストンロッド
１２フロントシリンダ室
１４バックシリンダ室
１６，５８チャージバルブ
１８，２４，３４，６０，７２逆止弁
２０，６２ガス供給通路
２２連通路
２６，６４ガス射出バルブ
２８，６６，７０ガス圧センサ
３０，６８ガスベントバルブ
３２ガス回収通路
３６ガス回収バルブ
３８ガス注入ノズル
５２シリンダ機構
５６シリンダ室
７４判定用バルブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hollow injection molding method and apparatus, and more particularly, to a hollow injection molding method and apparatus for injecting molten resin into a mold and injecting gas into unsolidified resin to form a hollow portion. .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a resin molded body having a hollow portion such as a bumper part of an automobile is molded by an injection molding method, a molten resin is injected into a mold, and then nitrogen gas or the like is injected into the unsolidified resin at a predetermined timing. A method is employed in which gas is injected and the gas filling portion is formed as a hollow portion.
However, when the gas injected into the molded body is a high-pressure gas, it is necessary to discharge the gas after the molded body has solidified. Conventionally, however, this exhaust gas was directly released to the atmosphere, resulting in poor economic efficiency. Further, the surrounding workers were adversely affected by the high-pressure gas.
In order to solve such problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-45910 proposes a resin hollow molding apparatus and method in which used gas is reused.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the publication described in this publication, it is necessary to provide a gas circulation path in addition to the gas supply path for supplying high-pressure gas, and to newly provide a recovery surge tank or the like in this gas circulation path. For this reason, there existed problems, such as the whole apparatus becoming complicated.
Accordingly, the present invention has been made to further improve the above conventional technique, and provides a hollow injection molding method and apparatus capable of reusing gas without providing a recovery surge tank or the like. It is an object.
Another object of the present invention is to provide a hollow injection molding method and apparatus capable of reliably collecting gas from a hollow portion inside a resin in a mold.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a hollow injection molding method in which a molten resin is injected into a mold and a gas is injected into an unsolidified resin to form a hollow portion. A two-stage compression cylinder mechanism that includes a front cylinder chamber and a back cylinder chamber partitioned by a head, and performs two-stage compression by pressurizing gas in the front cylinder chamber and the back cylinder chamber, respectively; A gas supply passage that connects the front cylinder chamber of the cylinder mechanism and the hollow portion, and this gas supply passage is formed by a communication passage that communicates with the back cylinder chamber of the two-stage compression cylinder mechanism and a connection portion of the communication passage. A first check valve that is provided on the upstream side and stops the gas flow from the back cylinder chamber side to the front cylinder chamber side, and on the downstream side of the connection portion of the communication path A first gas supply passage and a closing valve kicked, connected gas collection passage so as to bypass the front cylinder chamber on the downstream side and two-stage compression-type cylinder mechanism from the first on-off valve of the gas supply passage The gas recovery passage includes a second check valve for stopping gas flow from the front cylinder chamber side, and a second on-off valve provided on the gas supply passage side from the second check valve. A gas filled into the front cylinder chamber by pressing a piston rod while the first on-off valve and the second on-off valve are closed, and a step of preparing a hollow injection molding device having a gas recovery passage Moving the gas through the first check valve and the communication passage of the gas supply passage into the back cylinder chamber and pressurizing, and then returning the piston rod to further pressurize the gas in the back cylinder chamber; During the operation of returning the rod, when the front cylinder chamber is in a negative pressure state and the gas pressure in the back cylinder chamber reaches a predetermined gas pressure value, the second on-off valve is closed and the first on-off valve is opened. A step of injecting pressurized gas into the unsolidified resin in the mold through the gas supply passage through the gas in the back cylinder chamber to form a hollow portion, and after the hollow portion is formed, the first on-off valve Switching the second on- off valve from the closed state to the open state at the same time as switching the valve from the open state to the closed state, thereby recovering the high-pressure gas in the hollow portion through the gas recovery passage into the negative-pressure front cylinder chamber It is characterized by having.
In the hollow injection molding method of the present invention configured as described above, a two-stage compression cylinder mechanism in which a pressurized gas is injected into a resin in a mold to form a hollow portion, and then is brought into a negative pressure state. By communicating the front cylinder chamber with the high-pressure hollow portion, the injected gas can be reliably and promptly recovered.
[0005]
The present invention also relates to a hollow injection molding apparatus in which a molten resin is injected into a mold and a gas is injected into an unsolidified resin to form a hollow portion. A two-stage compression cylinder mechanism that includes a cylinder chamber and a back cylinder chamber, and performs two-stage compression by pressurizing gases in the front cylinder chamber and the back cylinder chamber, and a front cylinder chamber of the two-stage compression cylinder mechanism A gas supply passage that connects the hollow portion and the gas supply passage, wherein the gas supply passage is provided on the upstream side of the communication passage that communicates with the back cylinder chamber of the two-stage compression cylinder mechanism and the connection portion of the communication passage. A first check valve for stopping gas flow from the cylinder chamber side to the front cylinder chamber side, and a first on-off valve provided on the downstream side of the connection portion of the communication path A gas supply passage and a, a connected gas collection passage so as to bypass the front cylinder chamber on the downstream side and two-stage compression-type cylinder mechanism from the first on-off valve of the gas supply passage, the gas collection passage A gas recovery passage that includes a second check valve that stops the flow of gas from the front cylinder chamber side, and a second on-off valve that is provided closer to the gas supply passage than the second check valve; By pushing the piston rod while the first on-off valve and the second on-off valve are closed, the gas filled in the front cylinder chamber passes back through the first check valve and the communication passage of the gas supply passage. The cylinder is moved into the cylinder chamber and pressurized, and then the piston rod is returned to further pressurize the gas in the back cylinder chamber. When the pressure of the gas in the cylinder chamber reaches a predetermined gas pressure value, the gas in the back cylinder chamber passes through the gas supply passage by closing the second on-off valve and opening the first on-off valve. A pressurized gas is injected into the unsolidified resin in the mold to form a hollow portion. After the hollow portion is formed, the first on-off valve is switched from the open state to the closed state, and at the same time the second on- off valve is opened from the closed state. By switching to the state, the high pressure gas in the hollow portion is recovered through the gas recovery passage into the negative pressure front cylinder chamber.
In the present invention configured as described above, the gas pressurized by the cylinder mechanism is injected into the resin in the mold through the gas supply passage to form the hollow portion, and then the two-stage compression cylinder mechanism Since the front cylinder chamber has a negative pressure and the front cylinder chamber communicates with the high-pressure hollow portion into which the gas has been injected through the gas recovery passage, the injected gas can be reliably and quickly recovered. Can do.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a hollow injection molding apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1, a hollow injection molding apparatus according to the present invention includes a hollow injection apparatus 1, a gas cylinder 2 for supplying nitrogen gas to the hollow injection apparatus 1, and a gold into which high-pressure gas is injected from the hollow injection apparatus 1. It consists of a mold 4.
In addition, when a resin molded body having a hollow portion such as a bumper part of an automobile is molded by an injection molding method using this mold 4, a molten resin is injected into the mold 4 and then into the unsolidified resin. Nitrogen gas is injected at a predetermined timing to form the gas filling portion as a hollow portion. Thereafter, after the compact has solidified, the gas is discharged and recovered.
[0009]
The hollow injection device 1 has a two-stage compression cylinder mechanism 6, which is a front cylinder chamber 12 and a back cylinder chamber partitioned within a cylinder 8 by a head 10 a of a piston rod 10. 14 is provided. The front cylinder chamber 12 of the two-stage compression cylinder mechanism 6 is connected to the gas cylinder 2 through a charge valve 16 and a check valve 18 which are on-off valves.
Further, a gas supply passage 20 for connecting the front cylinder chamber 12 of the two-stage compression cylinder mechanism 6 and the mold 4 and supplying nitrogen gas is provided. The gas supply passage 20 is provided with a communication passage 22 that communicates with the back cylinder chamber 14 of the two-stage compression cylinder mechanism 6. The gas supply passage 20 is provided with a check valve 24 on the upstream side of the connection portion with the communication passage 22, and further, a gas injection valve 26 as a first on-off valve is provided on the downstream side of the connection portion. Yes. The gas supply passage 20 is provided with a gas pressure sensor 28 in the vicinity of the connecting portion with the communication passage 22. Further, on the downstream side of the gas supply passage 20 where the gas injection valve 26 is provided, a gas vent valve 30 which is an on-off valve is provided.
[0010]
On the other hand, a gas recovery passage 32 for connecting the downstream side of the gas injection valve 26 of the gas supply passage 20 and the front cylinder chamber 12 of the two-stage compression cylinder mechanism 6 to bypass the gas supply passage 20 is provided. The gas recovery passage 32 is provided with a check valve 34 and a gas recovery valve 36 that is a second on-off valve .
The mold 4 includes a fixed mold 4a and a movable mold 4b, and two gas injection nozzles 38 are incorporated in the movable mold 4b.
Next, the generation principle of the high-pressure gas by the two-stage compression cylinder mechanism 6 and the operation when injecting and collecting the gas will be described with reference to FIGS.
First, the gas injection operation will be described. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the pressure P of the gas pressurized by the two-stage compression cylinder mechanism 6 and the stroke S of the piston 10. At this time, the gas injection valve 26 is normally closed, the gas pressure P is detected by the gas pressure sensor 28, and the stroke S of the piston rod 10 is determined by the position of the piston rod 10 shown in FIG. A certain point is the origin, and a maximum stroke is when it is at the position shown in FIG.
[0011]
In order to generate high-pressure gas by the two-stage compression cylinder mechanism 6, first, as shown in FIG. 1A, the charge valve 16 is opened while the cylinder rod 10 is held at the origin position. Thereby, the nitrogen gas pressurized to some extent in the gas cylinder 2 is filled in the front cylinder chamber 12 of the cylinder 8. At this time, the valves 26, 30, and 36 are in a closed state. Next, as shown in FIG. 2B, when the piston rod 10 is pushed in the direction of the arrow A, the gas filled in the front cylinder chamber 12 passes through the check valve 24 and passes through the back cylinder chamber of the cylinder 8. 14 is moved and pressurized. At this time, the valves 16, 26, 30, and 36 are in a closed state. Further, as shown in FIG. 2C, only the gas injection valve 26 is opened at a predetermined timing while moving the piston rod 10 in the direction of arrow B, and the pressurized gas in the back cylinder chamber 14 of the cylinder 8 is opened. Is pushed out into the mold 4. The predetermined timing is when the gas pressure sensor 28 detects a predetermined gas pressure value necessary for injection. In this way, high-pressure gas is generated by the two-stage compression cylinder mechanism 6, and this high-pressure gas is injected into the mold 4 through the gas injection nozzle 38.
[0012]
In this way, the hollow portion is formed by injecting the high-pressure gas into the resin in the mold 4. Thereafter, after the compact has solidified, the gas is discharged and recovered.
Next, the gas recovery operation will be described. When recovering the gas after forming the hollow portion, as shown in FIG. 2D, first, when the gas injection valve 26 is switched from the open state to the closed state while the charge valve 16 and the gas vent valve 30 are in the closed state. At the same time, the gas recovery valve 36 is switched from the closed state to the open state. At this time, the front cylinder chamber 12 of the cylinder 8 is in a negative pressure state. On the other hand, the inside of the hollow portion into which the gas of the mold 4 is injected is in a high pressure state. Therefore, at the moment when the recovery valve 36 is switched from the closed state to the open state, the gas in the hollow portion passes through the gas recovery passage 32 and the cylinder due to the pressure difference between the pressure in the hollow portion and the pressure in the front cylinder chamber 12. 8 is moved into the front cylinder chamber 12 to complete the gas recovery.
[0013]
Thereafter, the gas vent valve 30 is opened, and a very small amount of gas remaining in the passage is discharged to the outside to complete the operation.
According to the embodiment of the present invention described above, in order to recover the gas from the hollow portion inside the resin in the mold 4, the gas provided with the check valve 34 and the gas recovery valve 36 having a relatively simple structure. By providing the recovery passage 32, gas recovery can be performed very easily.
Further, since the high pressure gas in the hollow portion is moved utilizing the fact that the inside of the front cylinder chamber 12 of the cylinder 8 is in a negative pressure state, the gas recovery can be performed reliably and promptly.
The embodiment described above is an example in which gas is pressurized using a two-stage compression cylinder mechanism, but the present invention is not limited to this, and a normal cylinder mechanism may be used. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0014]
As shown in FIG. 4, the hollow injection molding apparatus according to this embodiment includes a hollow injection apparatus 50, a gas cylinder 2 that supplies nitrogen gas to the hollow injection apparatus 50, and a mold into which high-pressure gas is injected from the hollow injection apparatus 50. It is composed of four.
The hollow injection device 50 includes a cylinder mechanism 52, and the cylinder mechanism 52 includes a cylinder chamber 56 that is partitioned in a cylinder 53 by a head 54 a of a piston rod 54. The cylinder chamber 56 of the cylinder mechanism 52 is connected to the gas cylinder 2 through a charge valve 58 that is an on-off valve and a check valve 60.
Further, a gas supply passage 62 for connecting the cylinder chamber 56 of the cylinder mechanism 52 and the mold 4 and supplying nitrogen gas is provided. The gas supply passage 62 is provided with a gas injection valve 64 which is an on-off valve and a gas pressure sensor 66 on the upstream side of the gas injection valve 64. Further, on the downstream side of the gas supply passage 62 where the gas injection valve 64 is provided, a gas vent valve 68 as an on-off valve is provided.
[0015]
Next, the operation of this other embodiment will be described. In order to generate high-pressure gas by the cylinder mechanism 52, first, the charge valve 58 is opened with the cylinder rod 54 held at the origin position and the gas injection valve 64 and the gas vent valve 68 are closed. As a result, the nitrogen gas pressurized to some extent in the gas cylinder 2 is filled into the cylinder 56 of the cylinder 53. When the piston rod 54 is pushed in the direction of arrow A with the charge valve 58 closed and the injection valve 64 and the gas vent valve 68 closed, the gas charged in the cylinder chamber 56 is pressurized. Is done. At this time, when the gas pressure sensor 66 detects a predetermined gas pressure value necessary for injection, only the gas injection valve 64 is opened while moving the piston rod 54 in the direction of arrow A, and the inside of the cylinder chamber 56 of the cylinder 52 is opened. Pressurized gas is pushed out into the mold 4. In this way, high-pressure gas is generated from the cylinder mechanism 52, and this high-pressure gas is injected into the mold 4.
[0016]
In this way, the hollow portion is formed by injecting the high-pressure gas into the resin in the mold 4. Thereafter, after the compact has solidified, the gas is discharged and recovered.
Next, when the gas is recovered after the hollow portion is formed, first, while the charge valve 58 and the gas vent valve 68 are kept closed, the gas injection valve 64 is switched from the open state to the closed state, and at the same time, the cylinder rod 54 is moved to the maximum position. To reverse in the direction of arrow B. Thereby, the inside of the cylinder chamber 56 of the cylinder 52 becomes a negative pressure. At this time, the inside of the hollow portion into which the gas of the mold 4 is injected is in a high pressure state. Thereafter, the gas injection valve 64 is switched from the closed state to the open state. At this moment, due to the pressure difference between the pressure in the hollow portion and the pressure in the cylinder chamber 56 of the cylinder 52, the gas in the hollow portion moves into the cylinder chamber 56 of the cylinder 52 through the gas supply passage 62, and the gas recovery is performed. Complete.
[0017]
Thereafter, the gas vent valve 68 is opened, and a very small amount of gas remaining in the passage is discharged to the outside to complete the operation.
Also in this other embodiment, the same effect as that of the embodiment shown in FIG. 1 can be obtained. Furthermore, according to the present embodiment, a simpler structure than that shown in FIG. 1 can be adopted, and the cost can be reduced.
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the premise problems will be described. When forming a hollow part inside the resin, if there is a poor formation of the hollow part due to insufficient gas entering the molded body, etc., the appearance of the molded body and dimensional problems will occur and it will be disposed of as a defective product. There is a case. On the other hand, in order to increase productivity, a molded body is produced by unmanned operation using a conveyor, a shooter, or the like. If a molded product defect occurs during this unmanned operation, the defect loss increases dramatically. Conventionally, this gas injection failure has been detected based on the degree of decrease in the temperature of the gas injection nozzle during gas injection. However, the temperature change varies depending on the amount of gas injected, and detection is particularly difficult when the amount of gas injected is small. This defective gas injection is related to molding conditions such as resin pressure of the molded body, gas injection conditions, clogging or deterioration of the gas injection nozzle, and an abnormality in the equipment system.
[0018]
The embodiment shown in FIG. 5 can recover a gas and also determine a gas injection failure.
As shown in FIG. 5, in this embodiment, a hollow injection device 1, a gas cylinder 2 for nitrogen gas, and a mold 4 are provided. The mold 4 includes a fixed mold 4a and a movable mold 4b, and two gas injection nozzles 38 are incorporated in the movable mold 4b. Each gas injection nozzle 38 is provided with a gas pressure sensor 70, a check valve 72, and a determination valve 74 that is an on-off valve. The hollow injection apparatus 1 is the same as that shown in FIG. 1 and may be the same as the apparatus shown in FIG.
Next, the operation will be described. When the nitrogen gas is injected into the hollow portion of the resin of the mold 4 through the gas injection nozzle 38, the determination valve 74 is opened, but the other conditions are the same as those shown in FIG. is there. When the gas is recovered after the gas injection, the determination valve 74 is closed, the gas injection valve 26 shown in FIG. 1 is closed, and the gas recovery valve 36 is opened. Thereby, the gas remaining in the passage between the gas injection valve 26 and the determination valve 74 in the gas supply passage 20 can be effectively collected in the front cylinder chamber 12. Thereafter, the determination valve 74 is closed, and the movable mold 4b is moved backward to separate the fixed mold 4a and the movable mold 4b. At this time, the gas remaining on the downstream side of the determination nozzle 74 from the tip of the gas injection nozzle 38 and the gas remaining in the hollow portion are released into the atmosphere.
[0019]
6 and 7 are diagrams showing values of the gas pressure sensor 70. FIG. In these drawings, t ₁ is a time when the gas injection valve 26 is opened and gas injection is started, t ₂ is a time when the gas gas injection is finished and the movable mold 4b is moved backward, and t ₃ is a predetermined time after t ₂ . Indicates the time when the time has passed. P ₁ indicates the maximum pressure during the gas injection process, P ₂ indicates the minimum pressure, and P ₃ indicates the gas pressure after a predetermined time has elapsed.
In this embodiment, as shown in FIG. 6, when the differential pressure ΔP (= P ₁ −P ₂ ) between the pressures P ₁ and P ₂ is equal to or greater than a predetermined value, the gas injection is normal and the differential pressure is When ΔP is less than a predetermined value, it is determined that the gas injection is defective.
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 7, when the differential pressure ΔP between the pressure P ₂ and _{_{_{P 3 (= P 2 -P 3}}} ) is above a predetermined value, the gas injection nozzle is normal When the differential pressure ΔP is less than the predetermined value, it is determined that the gas injection nozzle is clogged and defective.
[0020]
In this embodiment, in this way, it is possible to determine the need for gas injection with a relatively simple structure while collecting gas, and as a result, it is possible to detect the occurrence of a molded product defect at a relatively early stage. it can.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the hollow injection molding method and apparatus of the present invention, gas can be reused without providing a recovery surge tank or the like, and further, the hollow portion inside the resin in the mold Can be reliably recovered.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a hollow injection molding apparatus of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram for explaining an operating principle of a two-stage compression cylinder mechanism used in an embodiment of the present invention. 3 is a diagram showing the relationship between the stroke and gas pressure of a two-stage compression cylinder mechanism used in the embodiment of the present invention. FIG. 4 is an overall configuration diagram showing another embodiment of the hollow injection molding apparatus of the present invention. 5 is an overall configuration diagram showing another embodiment of the hollow injection molding apparatus of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing values of the gas pressure sensor of FIG. 5. FIG. 7 shows values of the gas pressure sensor of FIG. Diagram [Explanation of symbols]
1,50 Hollow injection device 2 Gas cylinder 4 Mold 6 Two-stage compression cylinder mechanism 8, 53 Cylinder 10, 54 Piston rod 12 Front cylinder chamber 14 Back cylinder chamber 16, 58 Charge valve 18, 24, 34, 60, 72 Reverse Stop valve 20, 62 Gas supply passage 22 Communication passage 26, 64 Gas injection valve 28, 66, 70 Gas pressure sensor 30, 68 Gas vent valve 32 Gas recovery passage 36 Gas recovery valve 38 Gas injection nozzle 52 Cylinder mechanism 56 Cylinder chamber 74 Determination Valve

Claims

In the hollow injection molding method of injecting molten resin into the mold (4) and injecting gas into the unsolidified resin to form a hollow part,
The cylinder (8) includes a front cylinder chamber (12) and a back cylinder chamber (14) partitioned by the head (10a) of the piston rod (10), and the front cylinder chamber (12) and the back cylinder chamber (14 ) Connected between the two-stage compression cylinder mechanism (6) that compresses the gas in the interior by pressurizing each gas, and the front cylinder chamber (14) of the two-stage compression cylinder mechanism (6) and the hollow portion. A gas supply passage (20), wherein the gas supply passage (20) communicates with the back cylinder chamber (14) of the two-stage compression cylinder mechanism (6), and the communication passage. A first check valve (24) provided upstream from the connecting portion (22) for stopping gas flow from the back cylinder chamber (14) side to the front cylinder chamber (12) side, and the communication path ( The gas supply passage (20) provided with a first on-off valve (26) provided on the downstream side of the connecting portion of 22), and the gas A gas recovery passage (32) connected to bypass the front cylinder chamber (12) of the two-stage compression cylinder mechanism (6) and the downstream side of the first on-off valve (26 ) of the gas supply passage (20) The gas recovery passage (32) has a second check valve (34) for stopping the gas flow from the front cylinder chamber (12) side, and the gas more than the second check valve (34). A gas injection passage (32) provided with a second on-off valve (36) provided on the supply passage (20) side, and a step of preparing a hollow injection molding apparatus comprising:
The gas supplied to the front cylinder chamber (12) is supplied to the gas by pushing the piston rod (10) with the first on-off valve (26) and the second on-off valve (36) closed. By passing through the first check valve (24) and the communication passage (22) of the passage (20) and moving into the back cylinder chamber (14) for pressurization, and then returning the piston rod (10), Further pressurizing the gas in the back cylinder chamber (14);
During the operation of returning the piston rod (10), the inside of the front cylinder chamber (12) is in a negative pressure state, and when the pressure of the gas in the back cylinder chamber (14) becomes a predetermined gas pressure value, By closing the second on-off valve (36) and opening the first on-off valve (26), the gas in the back cylinder chamber (14) passes through the gas supply passage (20) and the gold Injecting pressurized gas into the unsolidified resin in the mold to form a hollow part;
After the hollow portion is formed, the first on-off valve (26) is switched from the open state to the closed state, and at the same time, the second on- off valve (36) is switched from the closed state to the open state. Recovering gas through the gas recovery passageway (32) in the front cylinder chamber (12) in the negative pressure state;
A hollow injection molding method characterized by comprising:

In the hollow injection molding apparatus (1) for injecting molten resin into the mold (4) and injecting gas into the unsolidified resin to form a hollow part,
The cylinder (8) includes a front cylinder chamber (12) and a back cylinder chamber (14) partitioned by the head (10a) of the piston rod (10), and the front cylinder chamber (12) and the back cylinder chamber (14 ) A two-stage compression cylinder mechanism (6) that performs two-stage compression by pressurizing the gas inside
A gas supply passage (20) for connecting the front cylinder chamber (14) of the two-stage compression cylinder mechanism (6) and the hollow portion, and the gas supply passage (20) is connected to the two-stage compression cylinder. The communication passage (22) communicating with the back cylinder chamber (14) of the mechanism (6), and the front cylinder chamber (22) provided from the back cylinder chamber (14) side provided upstream of the connection portion of the communication passage (22). 12) The first check valve (24) for stopping the gas flow to the side, and the first on-off valve (26) provided on the downstream side of the connection portion of the communication path (22). A gas supply passage (20);
A gas recovery passage (32) connected to the downstream side of the first on-off valve (26 ) of the gas supply passage (20) and the front cylinder chamber (12) of the two-stage compression cylinder mechanism (6). The gas recovery passageway (32) has a second check valve (34) for stopping the gas flow from the front cylinder chamber (12) side and the second check valve (34). The gas recovery passage (32) provided with a second on-off valve (36) provided on the gas supply passage (20) side,
The gas supplied to the front cylinder chamber (12) is supplied to the gas by pushing the piston rod (10) with the first on-off valve (26) and the second on-off valve (36) closed. By passing through the first check valve (24) and the communication passage (22) of the passage (20) and moving into the back cylinder chamber (14) for pressurization, and then returning the piston rod (10), Further pressurizing the gas in the back cylinder chamber (14),
During the operation of returning the piston rod (10), the inside of the front cylinder chamber (12) is in a negative pressure state, and when the pressure of the gas in the back cylinder chamber (14) becomes a predetermined gas pressure value, By closing the second on-off valve (36) and opening the first on-off valve (26), the gas in the back cylinder chamber (14) passes through the gas supply passage (20) and the gold Injecting pressurized gas into the unsolidified resin in the mold to form a hollow part,
After the hollow portion is formed, the first on-off valve (26) is switched from the open state to the closed state, and at the same time, the second on- off valve (36) is switched from the closed state to the open state. A hollow injection molding apparatus, wherein the gas is recovered through the gas recovery passageway (32) in the front cylinder chamber (12) in the negative pressure state.