射出成形方法
【課題】 型締め力の低減が可能な射出成形方法を提供する。
【解決手段】 第２射出ゲート２から射出開始した後も、第１射出ゲート１から低い射出圧で射出し、品質を確保できる圧力まで昇圧する。その後、保圧工程では第１射出ゲート１は逆流を防ぐ程度の低い圧力で保圧し、第２射出ゲート２は品質を確保できる圧力まで昇圧させ、面品質を確保するタイミングをずらし成形する。
【解決手段】 第２射出ゲート２から射出開始した後も、第１射出ゲート１から低い射出圧で射出し、品質を確保できる圧力まで昇圧する。その後、保圧工程では第１射出ゲート１は逆流を防ぐ程度の低い圧力で保圧し、第２射出ゲート２は品質を確保できる圧力まで昇圧させ、面品質を確保するタイミングをずらし成形する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のゲートから金型のキャビティ内に溶融樹脂（可塑化状態も含む）を射出する成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のバンパーなどの大形製品を射出成形する場合、一箇所のゲートから金型キャビティ内に溶融樹脂を射出すると、一箇所（ゲート近傍）に大きな圧力がかかり、バリなどの発生を抑えるにはそれだけ大きな型締め力が必要になり、成形装置及び射出装置が大型化してしまう。
【０００３】
そこで、特許文献１には複数の射出ゲート（射出ユニット）からキャビティ内に溶融樹脂を射出する成形方法が提案されている。
具体的にはゲートの直前に樹脂を検知するセンサを設け、図４に示すように、先ず最初に第１のゲートからキャビティ内に溶融樹脂を射出し、第２のゲート直前のセンサが樹脂を検知したら第２のゲートからキャビティ内に溶融樹脂を射出し、同様に第３のゲート直前のセンサが樹脂を検知したら第２のゲートからキャビティ内に溶融樹脂を射出するようにしている。
【０００４】
そして、第２のゲートからキャビティ内に溶融樹脂を射出するのと同時に、第１のゲートでは、射出圧力より低い圧力の保圧工程に移行することで、成形時に必要とされる型締力を減少させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６４１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、１つのキャビティに対し複数の射出ゲートから樹脂を射出する多軸成形法において、複数の射出ゲートからの射出タイミングをずらすことで射出充填時に必要とされる型締力を減少させることができるが、次工程の保圧工程では、複数ゲートからの加圧タイミングが重複しているため、依然として必要な型締力は高いままである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明は、複数の射出ゲートから分散して金型キャビティ内に溶融樹脂を射出するようにした射出成形方法において、前記複数の射出ゲートからの射出開示時期をずらし、先に射出を開始した射出ゲートからの溶融樹脂が後に射出を開始する射出ゲートの近傍に到達した後に当該後の射出ゲートからの射出を開始し、同時に先に射出を開始した射出ゲートからは射出率を低下させて射出を継続することで製品不良が発生しない範囲で高圧をかけて、その後低圧力で保圧を行うようにし、ゲートと保圧をかけるタイミングをずらした。
【０００８】
前記後の射出ゲートからの射出を開始するタイミングは、樹脂の流動解析を行うシミュレーションから予測して決定するか、キャビティ内に設けたセンサにて樹脂を検知して決定する。
【０００９】
前記射出ゲートには通常スクリューフィーダが設けられ、後に射出を開始するゲートに到達してからの射出率（ｃｃ／秒）、スクリュー速度（軸方向に沿った速度）はシミュレーションによる流動解析の結果、過去に行った成形結果に基づくデータベースによって適切な値を設定する。または、先に射出したゲート近傍で圧力がかかり難いと思われる位置に設けた圧力センサからの信号を設定圧力値に届くように制御する。
【００１０】
前記先に射出を開始した射出ゲートよりも更に先に射出を開始した射出ゲートがある場合には、当該更に先に射出を開始した射出ゲートは前記後に射出を開始する射出ゲートの近傍に溶融樹脂が到達したことを条件に更に射出率を低下させて射出を継続する。具体的に３つの射出ゲートがある場合を想定すると、最初に射出を開始するゲートでは、射出率を低下させて継続する射出を２段階で行うことになる。
【００１１】
また、前記射出率を低下させて射出を継続する際の射出圧は、キャビティ端末で必要な圧力よりも大きくバリが発生する圧力よりも低くする。
【００１２】
更に、前記複数の射出ゲートからの射出の終点を略一致させ、且つ前記複数の射出ゲートによる保圧の終点を略一致させることで、偏肉などのない高品質の成形品を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、全ての射出ゲートから射出している時点、およびこの後の全ての射出ゲートが保圧状態になっている時点での、キャビティ全体に作用するトータルの圧力を下げることができ、型締力を大幅に小さくすることができ、装置の小型化につながる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る射出成形方法を経時的に説明した図
【図２】（ａ）〜（ｄ）は第１射出ゲートのスクリュー位置と端末圧力の関係を示す図
【図３】本発明に係る射出成形方法による各射出ゲートのタイムチャート
【図４】従来の射出成形方法による各射出ゲートのタイムチャート
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施する射出成形装置は、図１に示すように、製品形状をしたキャビティＣ内に第１射出ゲート１、第２射出ゲート２及び第３射出ゲート３から溶融樹脂を射出する構造になっている。
【００１６】
各第１射出ゲート１、第２射出ゲート２及び第３射出ゲート３からは後述するように、タイミングをずらせてキャビティＣ内に溶融樹脂が射出され、またキャビティＣ内には第１射出ゲート１および第２射出ゲート２からの溶融樹脂の圧力を検出するセンサ４、５、６、７が設けられている。
【００１７】
各射出ゲート１，２，３は図２に示すようなスクリューフィーダからなり、各スクリューフィーダは個別に独立して制御される。
【００１８】
以上において射出成形を行うには、先ず図１（ａ）に示すように第１射出ゲート１からキャビティＣ内に溶融樹脂を射出する。射出率は例えば図３に示すように４３０ｃｃ／秒とする。このときには樹脂がセンサ４まで到達していないため、図２（ａ）に示すように端末圧力はゼロとなっている。
【００１９】
溶融樹脂が第２射出ゲート２を過ぎると、第２射出ゲート２の出口近傍に配置されたセンサ６がこれを検知し、第２射出ゲート２からの射出を開始する。
【００２０】
ここでセンサ４は、第１射出ゲート１と第２射出ゲート２からの圧力がかかり難い位置に設けられており、射出率をそのまま維持して溶融樹脂がキャビティＣ内の端末に到達すると、抵抗が大きくなりセンサ４で検出する圧力は高くなる。この状態を図１（ｂ）及び図２（ｂ）で示している。
【００２１】
そして、第２射出ゲート２からも第１射出ゲートと同じ射出率（４３０ｃｃ／秒）で射出を開始し、これと同時に第１射出ゲート１からは射出率を例えば６７ｃｃ／秒まで低下させて射出を継続し品質を確保できる圧力まで昇圧する。この状態を図２（ｃ）及び図３で示している。
【００２２】
第２射出ゲート２から射出を開始しても溶融樹脂はキャビティＣ内の端末まで到達していないため、端末近くに配置したセンサ５が検出する圧力はゼロのままである。
【００２３】
一方、第２射出ゲート２から射出された溶融樹脂が第３射出ゲート３を過ぎると、第３射出ゲート３の出口近傍に配置されたセンサ７がこれを検知し、第３射出ゲート３からの射出を開始する。
【００２４】
そして同時に、第１射出ゲート１からは射出率を例えば３３ｃｃ／秒まで低下させて射出を継続する。このときの圧力は第１射出ゲート１への逆流を防ぐ程度となる。また第２射出ゲート１からは射出率を例えば６７ｃｃ／秒まで低下させて射出を継続し品質を確保できる圧力まで昇圧する。この状態を図２（ｄ）及び図３で示している。
【００２５】
第１〜第３射出ゲート１，２，３からの射出は本実施例の場合、センサ５が所定の圧力を検出した後に終了し、その後保圧工程に移行する。
【００２６】
ここで、第１射出ゲート１では保圧工程前に末端品質を形成するに必要な圧力を確保できているので、樹脂の逆流を防止できる程度の３５ＭＰａと低く設定できる。第２射出ゲート２については第３射出ゲート３が末端圧力を確保する影響のため５０ＭＰａ、第３射出ゲート３については末端圧力を確保のため５５ＭＰａとしている。
【００２７】
尚、上記射出率および保圧圧力については一例であり、製品の形状、樹脂の種類、射出ゲートの数などによって変更される。
【００２８】
保圧に関しては本実施例の場合、略同時に開始し、また略同時に終了し、その後冷却工程に移行する。
このように複数の射出ゲートから射出の開始タイミングをずらせてキャビティＣ内に溶融樹脂を射出する場合でも、射出の終了時及び保圧の終了時を合せることで高品質な製品を得ることができる。
【００２９】
尚、実施例ではセンサ４、６の検出値によって溶融樹脂が第２射出ゲート２の近傍まで到達したか否かを判断するようにしたが、これ以外の手段で判断するようにしてもよい。
例えば、シミュレーションで予め樹脂の流動解析を行い、この解析に基づいて溶融樹脂が第２射出ゲート２、第３射出ゲート３に到達するタイミングを予測して射出を開始するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明に係る射出成形方法は、自動車のバンパーのように大形の樹脂製品を射出成形する場合に好適する。
【符号の説明】
【００３１】
１…第１射出ゲート、２…第２射出ゲート、３…第３射出ゲート、４，５…センサ、６、７…センサ、Ｃ…キャビティ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のゲートから金型のキャビティ内に溶融樹脂（可塑化状態も含む）を射出する成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のバンパーなどの大形製品を射出成形する場合、一箇所のゲートから金型キャビティ内に溶融樹脂を射出すると、一箇所（ゲート近傍）に大きな圧力がかかり、バリなどの発生を抑えるにはそれだけ大きな型締め力が必要になり、成形装置及び射出装置が大型化してしまう。
【０００３】
そこで、特許文献１には複数の射出ゲート（射出ユニット）からキャビティ内に溶融樹脂を射出する成形方法が提案されている。
具体的にはゲートの直前に樹脂を検知するセンサを設け、図４に示すように、先ず最初に第１のゲートからキャビティ内に溶融樹脂を射出し、第２のゲート直前のセンサが樹脂を検知したら第２のゲートからキャビティ内に溶融樹脂を射出し、同様に第３のゲート直前のセンサが樹脂を検知したら第２のゲートからキャビティ内に溶融樹脂を射出するようにしている。
【０００４】
そして、第２のゲートからキャビティ内に溶融樹脂を射出するのと同時に、第１のゲートでは、射出圧力より低い圧力の保圧工程に移行することで、成形時に必要とされる型締力を減少させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６４１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、１つのキャビティに対し複数の射出ゲートから樹脂を射出する多軸成形法において、複数の射出ゲートからの射出タイミングをずらすことで射出充填時に必要とされる型締力を減少させることができるが、次工程の保圧工程では、複数ゲートからの加圧タイミングが重複しているため、依然として必要な型締力は高いままである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明は、複数の射出ゲートから分散して金型キャビティ内に溶融樹脂を射出するようにした射出成形方法において、前記複数の射出ゲートからの射出開示時期をずらし、先に射出を開始した射出ゲートからの溶融樹脂が後に射出を開始する射出ゲートの近傍に到達した後に当該後の射出ゲートからの射出を開始し、同時に先に射出を開始した射出ゲートからは射出率を低下させて射出を継続することで製品不良が発生しない範囲で高圧をかけて、その後低圧力で保圧を行うようにし、ゲートと保圧をかけるタイミングをずらした。
【０００８】
前記後の射出ゲートからの射出を開始するタイミングは、樹脂の流動解析を行うシミュレーションから予測して決定するか、キャビティ内に設けたセンサにて樹脂を検知して決定する。
【０００９】
前記射出ゲートには通常スクリューフィーダが設けられ、後に射出を開始するゲートに到達してからの射出率（ｃｃ／秒）、スクリュー速度（軸方向に沿った速度）はシミュレーションによる流動解析の結果、過去に行った成形結果に基づくデータベースによって適切な値を設定する。または、先に射出したゲート近傍で圧力がかかり難いと思われる位置に設けた圧力センサからの信号を設定圧力値に届くように制御する。
【００１０】
前記先に射出を開始した射出ゲートよりも更に先に射出を開始した射出ゲートがある場合には、当該更に先に射出を開始した射出ゲートは前記後に射出を開始する射出ゲートの近傍に溶融樹脂が到達したことを条件に更に射出率を低下させて射出を継続する。具体的に３つの射出ゲートがある場合を想定すると、最初に射出を開始するゲートでは、射出率を低下させて継続する射出を２段階で行うことになる。
【００１１】
また、前記射出率を低下させて射出を継続する際の射出圧は、キャビティ端末で必要な圧力よりも大きくバリが発生する圧力よりも低くする。
【００１２】
更に、前記複数の射出ゲートからの射出の終点を略一致させ、且つ前記複数の射出ゲートによる保圧の終点を略一致させることで、偏肉などのない高品質の成形品を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、全ての射出ゲートから射出している時点、およびこの後の全ての射出ゲートが保圧状態になっている時点での、キャビティ全体に作用するトータルの圧力を下げることができ、型締力を大幅に小さくすることができ、装置の小型化につながる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る射出成形方法を経時的に説明した図
【図２】（ａ）〜（ｄ）は第１射出ゲートのスクリュー位置と端末圧力の関係を示す図
【図３】本発明に係る射出成形方法による各射出ゲートのタイムチャート
【図４】従来の射出成形方法による各射出ゲートのタイムチャート
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施する射出成形装置は、図１に示すように、製品形状をしたキャビティＣ内に第１射出ゲート１、第２射出ゲート２及び第３射出ゲート３から溶融樹脂を射出する構造になっている。
【００１６】
各第１射出ゲート１、第２射出ゲート２及び第３射出ゲート３からは後述するように、タイミングをずらせてキャビティＣ内に溶融樹脂が射出され、またキャビティＣ内には第１射出ゲート１および第２射出ゲート２からの溶融樹脂の圧力を検出するセンサ４、５、６、７が設けられている。
【００１７】
各射出ゲート１，２，３は図２に示すようなスクリューフィーダからなり、各スクリューフィーダは個別に独立して制御される。
【００１８】
以上において射出成形を行うには、先ず図１（ａ）に示すように第１射出ゲート１からキャビティＣ内に溶融樹脂を射出する。射出率は例えば図３に示すように４３０ｃｃ／秒とする。このときには樹脂がセンサ４まで到達していないため、図２（ａ）に示すように端末圧力はゼロとなっている。
【００１９】
溶融樹脂が第２射出ゲート２を過ぎると、第２射出ゲート２の出口近傍に配置されたセンサ６がこれを検知し、第２射出ゲート２からの射出を開始する。
【００２０】
ここでセンサ４は、第１射出ゲート１と第２射出ゲート２からの圧力がかかり難い位置に設けられており、射出率をそのまま維持して溶融樹脂がキャビティＣ内の端末に到達すると、抵抗が大きくなりセンサ４で検出する圧力は高くなる。この状態を図１（ｂ）及び図２（ｂ）で示している。
【００２１】
そして、第２射出ゲート２からも第１射出ゲートと同じ射出率（４３０ｃｃ／秒）で射出を開始し、これと同時に第１射出ゲート１からは射出率を例えば６７ｃｃ／秒まで低下させて射出を継続し品質を確保できる圧力まで昇圧する。この状態を図２（ｃ）及び図３で示している。
【００２２】
第２射出ゲート２から射出を開始しても溶融樹脂はキャビティＣ内の端末まで到達していないため、端末近くに配置したセンサ５が検出する圧力はゼロのままである。
【００２３】
一方、第２射出ゲート２から射出された溶融樹脂が第３射出ゲート３を過ぎると、第３射出ゲート３の出口近傍に配置されたセンサ７がこれを検知し、第３射出ゲート３からの射出を開始する。
【００２４】
そして同時に、第１射出ゲート１からは射出率を例えば３３ｃｃ／秒まで低下させて射出を継続する。このときの圧力は第１射出ゲート１への逆流を防ぐ程度となる。また第２射出ゲート１からは射出率を例えば６７ｃｃ／秒まで低下させて射出を継続し品質を確保できる圧力まで昇圧する。この状態を図２（ｄ）及び図３で示している。
【００２５】
第１〜第３射出ゲート１，２，３からの射出は本実施例の場合、センサ５が所定の圧力を検出した後に終了し、その後保圧工程に移行する。
【００２６】
ここで、第１射出ゲート１では保圧工程前に末端品質を形成するに必要な圧力を確保できているので、樹脂の逆流を防止できる程度の３５ＭＰａと低く設定できる。第２射出ゲート２については第３射出ゲート３が末端圧力を確保する影響のため５０ＭＰａ、第３射出ゲート３については末端圧力を確保のため５５ＭＰａとしている。
【００２７】
尚、上記射出率および保圧圧力については一例であり、製品の形状、樹脂の種類、射出ゲートの数などによって変更される。
【００２８】
保圧に関しては本実施例の場合、略同時に開始し、また略同時に終了し、その後冷却工程に移行する。
このように複数の射出ゲートから射出の開始タイミングをずらせてキャビティＣ内に溶融樹脂を射出する場合でも、射出の終了時及び保圧の終了時を合せることで高品質な製品を得ることができる。
【００２９】
尚、実施例ではセンサ４、６の検出値によって溶融樹脂が第２射出ゲート２の近傍まで到達したか否かを判断するようにしたが、これ以外の手段で判断するようにしてもよい。
例えば、シミュレーションで予め樹脂の流動解析を行い、この解析に基づいて溶融樹脂が第２射出ゲート２、第３射出ゲート３に到達するタイミングを予測して射出を開始するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明に係る射出成形方法は、自動車のバンパーのように大形の樹脂製品を射出成形する場合に好適する。
【符号の説明】
【００３１】
１…第１射出ゲート、２…第２射出ゲート、３…第３射出ゲート、４，５…センサ、６、７…センサ、Ｃ…キャビティ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の射出ゲートから分散して金型キャビティ内に溶融樹脂を射出するようにした射出成形方法において、前記複数の射出ゲートからの射出開示時期をずらし、先に射出を開始した射出ゲートからの溶融樹脂が後に射出を開始する射出ゲートの近傍に到達した後に当該後の射出ゲートからの射出を開始し、同時に先に射出を開始した射出ゲートからは射出率を低下させて射出を継続し、その後保圧を行うことを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】
請求項１に記載の射出成形方法において、前記後の射出ゲートからの射出を開始するタイミングは、樹脂の流動解析を行うシミュレーションから予測して決定するか、キャビティ内に設けたセンサにて樹脂を検知して決定することを特徴とする射出成形方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の射出成形方法において、前記先に射出を開始した射出ゲートよりも更に先に射出を開始した射出ゲートがある場合には、当該更に先に射出を開始した射出ゲートは更に射出率を低下させて射出を継続することを特徴とする射出成形方法。
【請求項４】
請求項３に記載の射出成形方法において、前記先に射出を開始した射出ゲートは前記後に射出を開始する射出ゲートの近傍に溶融樹脂が到達したことを条件に更に射出率を低下させて射出を継続することを特徴とする射出成形方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の射出成形方法において、前記射出率を低下させて射出を継続する際の射出圧は、キャビティ端末で必要な圧力よりも大きくバリが発生する圧力よりも低いことを特徴とする射出成形方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れかに記載の射出成形方法において、前記複数の射出ゲートからの射出の終点を略一致させ、且つ前記複数の射出ゲートによる保圧の終点を略一致させることを特徴とする射出成形方法。
【請求項１】
複数の射出ゲートから分散して金型キャビティ内に溶融樹脂を射出するようにした射出成形方法において、前記複数の射出ゲートからの射出開示時期をずらし、先に射出を開始した射出ゲートからの溶融樹脂が後に射出を開始する射出ゲートの近傍に到達した後に当該後の射出ゲートからの射出を開始し、同時に先に射出を開始した射出ゲートからは射出率を低下させて射出を継続し、その後保圧を行うことを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】
請求項１に記載の射出成形方法において、前記後の射出ゲートからの射出を開始するタイミングは、樹脂の流動解析を行うシミュレーションから予測して決定するか、キャビティ内に設けたセンサにて樹脂を検知して決定することを特徴とする射出成形方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の射出成形方法において、前記先に射出を開始した射出ゲートよりも更に先に射出を開始した射出ゲートがある場合には、当該更に先に射出を開始した射出ゲートは更に射出率を低下させて射出を継続することを特徴とする射出成形方法。
【請求項４】
請求項３に記載の射出成形方法において、前記先に射出を開始した射出ゲートは前記後に射出を開始する射出ゲートの近傍に溶融樹脂が到達したことを条件に更に射出率を低下させて射出を継続することを特徴とする射出成形方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の射出成形方法において、前記射出率を低下させて射出を継続する際の射出圧は、キャビティ端末で必要な圧力よりも大きくバリが発生する圧力よりも低いことを特徴とする射出成形方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れかに記載の射出成形方法において、前記複数の射出ゲートからの射出の終点を略一致させ、且つ前記複数の射出ゲートによる保圧の終点を略一致させることを特徴とする射出成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−９３２３２（Ｐ２０１１−９３２３２Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５０５０７（Ｐ２００９−２５０５０７）
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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