JP7195014B2 - 射出成形装置及び射出成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、成形装置及び成形方法に関するものであり、特に、射出成形装置及び射出成形方法に関するものである。

射出成形は、熱可塑性又は熱硬化性プラスチック製の部品を製造するための製造工程である。プラスチック材料は、射出成形機のバレル内で加熱、溶融され流体状となり、次いで、プラスチック材料は、プランジャー又はスクリューステムの圧力下で、バレルの前方のノズルを介し、より冷たい温度を有する閉じられた金型へ急速に射出されるため、圧縮され前へ押し出される。一定時間冷却及び成形された後、金型が開かれ、射出成形製品が得られる。

射出成形工程において、射出圧力、金型温度、保圧時間、雰囲気温度といった要素の全てが、射出成形製品の品質に影響する。従来の射出成形機は、プラスチック材料の圧力と金型温度を検出することにより、射出成形製品の品質を推定することができる。センサは通常、金型内のプラスチック材料の温度と圧力を検出するため、金型の内面に設けられる。しかし、金型の内側に設けられたセンサは、内側に予期せぬ形状又は凹凸をもたらし、射出成形製品の品質に影響する。

本発明は、射出成形製品の品質を改善することのできる射出成形装置及び射出成形方法を提供する。

本発明の射出成形装置は、金型と、射出装置と、少なくとも１つのセンサとを含む。金型は型穴を有する。射出装置は型穴内に材料を射出し、材料は成形品に成形される。少なくとも１つのセンサは、金型に設けられ、型穴内の温度と圧力のうちの少なくとも１つを検出する。少なくとも１つのセンサは、型穴の内面に位置し、成形品の非外観面に対応する。

本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つのセンサは、温度センサと圧力センサとを含む。

本発明の１つの実施形態において、温度センサと圧力センサは、単一の検出素子に統合される。

本発明の１つの実施形態において、型穴の内面は少なくとも１つの凹部を含み、少なくとも１つの凹部は、成形品の被切断部位に対応し、少なくとも１つのセンサは少なくとも１つの凹部に位置する。

本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つの凹部は、型穴の材料射出領域、又は型穴の少なくとも１つのオーバーフロー領域である。

本発明の射出成形方法は次のステップを含む。金型と少なくとも１つのセンサとを提供することであって、金型は型穴を有し、少なくとも１つのセンサは金型に設けられ、型穴内の温度と圧力のうちの少なくとも１つを検出する。射出装置を介し材料を型穴内に射出することにより、材料が成形品に形成されることであって、少なくとも１つのセンサは型穴の内面に位置し、成形品の非外観面に対応する。

本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つのセンサを提供するステップは、温度センサと圧力センサとを提供することを含む。

本発明の１つの実施形態において、温度センサと圧力センサを提供するステップは、温度センサと圧力センサを単一の検出素子に統合することを含む。

本発明の１つの実施形態において、型穴の内面が少なくとも１つの凹部を含み、少なくとも１つの凹部が成形品の被切断部位に対応し、少なくとも１つのセンサが提供されるステップは、少なくとも１つのセンサを少なくとも１つの凹部に設けるステップを含む。

本発明の１つの実施形態において、少なくとも１つの凹部は、型穴の材料射出領域、又は型穴の少なくとも１つのオーバーフロー領域である。

上記に基づき、本発明の射出成形装置において、センサは成形品の非外観面に対応し、成形品の外観面はセンサの配置により凹凸となることがなく、これにより射出成形製品の品質を改善する。

本発明の上述した特徴及び利点を理解できるようにするため、図面を伴う実施形態を以下に詳細に説明する。

図１は、本発明の１つの実施形態による射出成形装置の概略図である。

図２は、図１の材料の成形品への形成を示す。

図３は、図１のセンサの概略図である。

図４は、本発明のもう１つの実施形態による、射出成形装置の型穴内の材料の成形品への形成を示す。

図５は、本発明の１つの実施形態による、射出成形方法のフロー図である。

図１は、本発明の１つの実施形態による射出成形装置の概略図である。図２は、図１の材料の成形品への形成を示す。図１を参照し、本実施形態の射出成形装置１００は、金型１１０と、射出装置１２０と、少なくとも１つのセンサ１３０（複数のセンサ１３０が図示されている）とを含む。金型１１０は型穴１１０ａを含み、射出装置１２０は、材料Ｍを型穴１１０ａ内に射出し、材料Ｍは凝固し成形品Ｆに形成される。

センサ１３０は、金型１１０に設けられ、型穴１１０ａ内の温度と圧力を検出し、これにより射出成形装置１００は型穴１１０ａ内の材料の温度と圧力に応じた特定の容量を算出することが可能であり、これに従い射出成形パラメータを調整する。射出成形パラメータは、射出装置１２０の射出圧力、金型１１０の温度、射出装置１２０により実行される保圧時間を含んでよい。保圧は、金型１１０内の材料が凝固するまで適切な量の材料を金型１１０内に提供するため、射出装置１２０が材料を金型１１０内に射出した後に適切な射出圧力を継続して加えることを意味する。これにより、凝固プロセスの間の金型１１０内の材料の収縮が防止され、射出成形製品の寸法が期待に沿うものとなる。

センサ１３０は、例えば、コンピュータデバイスに電気接続され、特定の容量を算出し、パラメータを調整するため、コンピュータデバイスに検出信号を送信する。コンピュータデバイスは、例えば、射出成形装置に統合されるか、射出成形装置１００に外部接続されるが、本発明はこれに限定されない。

図２に示されるように、センサ１３０は型穴１１０ａの内面１１０ａ１に位置し、成形品Ｆの非外観面Ｓ１に対応する。これにより、成形品Ｆの外観面Ｓ２はセンサ１３０の配置により凹凸となることがなく、射出成形製品の品質が改善される。

図３は、図１のセンサの概略図である。図３を参照し、本実施形態の各センサ１３０は、温度センサ１３２と圧力センサ１３４とを含み、温度センサ１３２と圧力センサ１３４とは単一の検出素子（即ち、センサ１３０）に統合される。これにより、温度センサと圧力センサを型穴の内面の異なる位置に別々に設ける配置と比較し、温度センサ１３２と圧力センサ１４３との単一の検出素子への統合は、型穴１１０ａ内の特定の位置の温度と圧力を精確に取得し、それに応じて特定の位置の特定の容量を精確に算出するための、同一位置における温度と圧力の検出を可能とする。

図１と図２の実施形態において、成形品Ｆの非外観面Ｓ１と外観面Ｓ２は、それぞれ成形品Ｆの対向する側に位置する。即ち、非外観面Ｓ１は製品の内面である。しかし、本発明はこれに限定されず、例を図面を伴い以下に説明する。

図４は、本発明のもう１つの実施形態による、射出成形装置の型穴内の材料の成形品への形成を示す。図４に示されるように、金型１１０の型穴１１０ａ’の内面１１０ａ１’は、少なくとも１つの凹部（凹部Ｎ２と複数の凹部Ｎ１として表される）を有する。凹部Ｎ２は、例えば、材料射出領域であり、射出装置１２０’は材料射出領域から型穴１１０ａ’内に材料を射出する。凹部Ｎ１は、例えば、型穴１１０ａ’内に射出された材料のオーバーフローのために追加的に設けられた複数のオーバーフロー領域である。凹部Ｎ１及びＮ２に位置する成形品Ｆ’の部分は、複数の被切断部位Ｃであり、複数のセンサ１３０’が凹部Ｎ１及びＮ２内にそれぞれ位置する。

被切断部位Ｃは射出成形製品の一部ではなく、後続の処理で切断されることから、被切断部位Ｃは成形品Ｆの非外観面として見なされてよい。被切断部位Ｃがセンサ１３０’の配置により凹凸な面を有したとしても、被切断部位Ｃが切断された後、凹凸な面は射出成形製品に存在しない。他の実施形態において、センサ１３０’は凹部Ｎ２のみに設けられ、凹部Ｎ１には設けらなくてもよい、又は、センサ１３０’は凹部Ｎ１のみに設けられ、凹部Ｎ２には設けられない。本発明はこれに限定されない。加えて、温度センサ１３２と圧力センサ１３４とは、図３に示されたセンサ１３０と同じく、単一の検出素子としてセンサ１３０’に統合されてよい。

本発明の１つの実施形態による射出成形方法が以下に説明される。図５は、本発明の１つの実施形態による射出成形方法のフロー図であり、上記の実施形態の射出成形装置に対応する。図５を参照し、先ず、金型と、少なくとも１つのセンサとが提供される。金型は型穴を有し、少なくとも１つのセンサは金型に設けられ、型穴内の温度と圧力の少なくとも１つを検出する（ステップＳ１０１）。次いで、材料を成形品に形成するため、射出装置を介し、材料が型穴に射出される。少なくとも１つのセンサは型穴の内面に位置し、成形品の非外観面に対応する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０１において、図３に示される温度センサ１３２と圧力センサ１３４とが提供されてよく、温度センサ１３２と圧力センサ１３４とは単一の検出素子１３０ａに統合されてよい。ステップＳ１０２において、複数のセンサ１３０’は、図４に示されるように、型穴１１０ａ’の凹部Ｎ１とＮ２にそれぞれ位置してよい。

上記に基づき、本発明の射出成形装置において、センサは成形品の非外観面に対応し、成形品の外観面はセンサの配置により凹凸となることがなく、これにより射出成形製品の品質が改善される。加えて、温度センサと圧力センサとの単一の検出素子への統合は、型穴の特定の位置の温度と圧力を精確に得るため、そして特定位置での特定の容量を精確に算出するための、同一位置における温度と圧力の検出を可能とする。従って、射出成形パラメータが効果的な方法で調整され、これにより射出成形製品の品質を更に改善する。

本発明が上記の実施形態を参照し説明されているとはいえ、当業者にとって、説明された実施形態に対する改変が本発明の精神および範囲から逸脱することなく行われ得ることは明らかであろう。従って、本発明の範囲は、上記の詳細な説明ではなく、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物により定義される。

本発明の射出成形装置及び射出成形方法は、成形装置及び成形方法に応用することができる。

１００：射出成形装置
１１０、１１０’：金型
１１０ａ１、１１０ａ１’：型穴
１２０、１２０’：射出装置
１３０、１３０’：メモリ
１３０ａ：検出素子
１３２：温度センサ
１３４：圧力センサ
Ｃ：被切断部位
Ｆ、Ｆ’：成形品
Ｍ：材料
Ｎ１、Ｎ２：凹部
Ｓ１：非外観面
Ｓ２：外観面
Ｓ１０１、Ｓ１０２：ステップ

Claims (8)

1. 型穴及び前記型穴の内面に形成された材料射出領域を含む、金型と、
   材料が成形品に形成されるよう、前記材料を前記材料射出領域から前記型穴に射出する、射出装置と、
   前記型穴に設けられ、前記型穴内の温度と圧力の少なくとも１つを検出する、複数のセンサと
   を含み、
   前記複数のセンサが前記型穴の内面に位置し、前記成形品の非外観面に対応し、
   前記型穴の前記内面が複数の凹部を含み、前記複数の凹部が前記成形品の被切断部位に対応し、前記複数のセンサがそれぞれ前記複数の凹部及び前記材料射出領域に位置する、
   射出成形装置。
2. 前記複数のセンサが、温度センサと圧力センサとを含む、
   請求項１に記載の射出成形装置。
3. 前記温度センサと前記圧力センサとが、単一の検出素子に統合された、
   請求項２に記載の射出成形装置。
4. 前記複数の凹部が、前記型穴の前記材料射出領域、又は、前記型穴の少なくとも１つのオーバーフロー領域である、
   請求項１に記載の射出成形装置。
5. 金型と、複数のセンサとを提供することであって、前記金型が型穴及び前記型穴の内面に形成された材料射出領域を含み、
   前記複数のセンサが前記金型に設けられ、前記型穴の温度と圧力のうちの少なくとも１つを検出するステップと、
   前記金型の前記材料射出領域を介し、射出装置から材料を前記型穴に射出することにより、前記材料を成形品に形成することであって、前記複数のセンサが前記型穴の内面に位置し、前記成形品の非外観面に対応するステップと、
   を含み、
   前記型穴の前記内面が複数の凹部を含み、前記複数の凹部がそれぞれ前記成形品の被切断部位に対応し、前記複数のセンサを提供する動作が、前記複数のセンサをそれぞれ前記複数の凹部及び前記材料射出領域に設けることを含む、
   射出成形方法。
6. 前記複数のセンサを提供する動作が、温度センサと圧力センサとを提供することを含む、
   請求項５に記載の射出成形方法。
7. 前記温度センサと前記圧力センサを提供する動作が、前記温度センサと前記圧力センサとを単一の検出素子に統合することを含む、
   請求項６に記載の射出成形方法。
8. 前記複数の凹部が、前記型穴の前記材料射出領域、又は、前記型穴の少なくとも１つのオーバーフロー領域である、
   請求項５に記載の射出成形方法。

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