金型成形方法及び成形金型
【課題】 材料を注入して第１金型及び第２金型で成形された成形品を、確実に第２金型側から取出すことができる射出成形方法及び射出成形金型を提供する。
【課題を解決するための手段】実施形態の金型成形方法は、固定金型１０と可動金型４０とを当接させてキャビティ２を形成し、モールド材ＭＴを射出して成形した後、可動金型４０を固定金型１０から離間するときに成形品９２を可動金型４０に密着させた状態とし、その後エジェクトピン５０により成形品９２を可動金型４０から分離する金型成形方法であって、可動金型４０と固定金型１０とが離間するときに、固定金型１０に設けた押出手段３０が成形品９２を可動金型４０側に押し出すこと、エジェクトピン５０が成形品９２を可動金型４０から分離させるときの離型抵抗力Ｒをロードセル７０が計測すること、ロードセル７０が計測した離型抵抗力Ｒに応じて押出手段３０の押出力Ｆを変化させること、を特徴とする。
【課題を解決するための手段】実施形態の金型成形方法は、固定金型１０と可動金型４０とを当接させてキャビティ２を形成し、モールド材ＭＴを射出して成形した後、可動金型４０を固定金型１０から離間するときに成形品９２を可動金型４０に密着させた状態とし、その後エジェクトピン５０により成形品９２を可動金型４０から分離する金型成形方法であって、可動金型４０と固定金型１０とが離間するときに、固定金型１０に設けた押出手段３０が成形品９２を可動金型４０側に押し出すこと、エジェクトピン５０が成形品９２を可動金型４０から分離させるときの離型抵抗力Ｒをロードセル７０が計測すること、ロードセル７０が計測した離型抵抗力Ｒに応じて押出手段３０の押出力Ｆを変化させること、を特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、第１金型と第２金型とを当接させてキャビティを形成し、材料を注入して成形した後、該第２金型を該第１金型から離間するときに、成形品を該第２金型に密着させた状態とし、その後、エジェクトピンにより成形品を該第２金型から分離する金型成形方法及び成形金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、固定金型と可動金型とを当接させてキャビティを形成し、材料を射出して成形した後、該可動金型を該固定金型から離間するときに、成形品を該可動金型に密着させた状態とし、その後、エジェクトピンにより成形品を該可動金型から分離する射出成形方法が行われている。
その射出成形方法においては、可動金型を固定金型から離間させるときに、成形品を確実に可動金型に密着させて離間できるようにするため、成形品の形状やランナ形状等を変えて、離型抵抗を増やす工夫をしている。
一方、特許文献１には、一次成形品用固定金型のＰＬ面に臨んで補助突起板１５を摺動自在に備え、バネ１６で突没可能にして型開き時に一次成形品を可動金型４のキャビティ内に確実に移動保持させるようにしていると、記載されている。すなわち、固定金型側にバネ力で作用する押出ピンを設け、成形品を確実に可動型に密着させる方法が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平8-197578号公報 段落（００１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された発明では、次のような問題があった。
すなわち、金型の経年変化により、キャビティ面の表面粗度が悪化し、固定金型側の離型抵抗が増加するため、可動金型と固定金型とを離間するときに、成形品が固定金型側に残る問題があった。
この問題は以下の理由によって生じる。すなわち、射出成形法による成形品の中でも、ハイブリッド自動車用モータの固定子をモールドする射出成形では、成形品の材料となるモールド材には、例えば、スチレン、飽和ポリエステル等の樹脂材のほか、アルミナ、ガラス繊維等の比較的硬質の混合材料が含まれている。このようなモールド材を金型で成形すると、成形時にモールド材中の混合材料がキャビティ面に触れて、キャビティ面の表面粗度を悪化させる。キャビティ面の表面粗度は、成形ショット数の増加と共に悪化して、固定金型側の離型抵抗がだんだんと大きくなる。
離型抵抗が増大し固定金型に成形品が残った場合には、無理に成形品を取り出すため、成形品を製品として使用することが難しい。ハイブリッド自動車用モータの固定子をモールドする射出成形方法においては、成形品の１個当たりの価格が高いため、この点、大きな問題となる。
【０００５】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、材料を注入して第１金型及び第２金型とで成形された成形品を、確実に第２金型側から取出すことができる金型成形方法及び成形金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の金型成形方法、及び成形金型は、次の構成を有している。
（１）第１金型と第２金型とを当接させてキャビティを形成し、材料を注入して成形した後、該第２金型を該第１金型から離間するときに、成形品を該第２金型に密着させた状態とし、その後、エジェクトピンにより成形品を該第２金型から分離する金型成形方法において、前記第１金型と前記第２金型とが離間するときに、前記第１金型に設けられた押出手段が、前記成形品を前記第２金型側に押し出すこと、前記エジェクトピンが、前記成形品を前記第２金型から分離させるときの離型抵抗力を、離型抵抗計測手段が計測すること、前記離型抵抗計測手段が計測した離型抵抗力に応じて、前記押出手段の押出力を変化させること、を特徴とする。
【０００７】
（２）第１金型と第２金型とを当接させてキャビティを形成し、材料を注入して成形した後、該第２金型を該第１金型から離間するときに、成形品を該第２金型に密着させた状態とし、その後、エジェクトピンにより成形品を該第２金型から分離させる成形金型において、前記第１金型に設けられ、前記第１金型と前記第２金型とが離間するときに、前記成形品を前記第２金型側に押し出す押出手段と、前記エジェクトピンが、前記成形品を前記第２金型から分離するときの離型抵抗力を計測する離型抵抗計測手段と、前記離型抵抗計測手段が計測した離型抵抗力に応じて、前記押出手段の押出力を変化させる制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
次に、上記構成を有する本発明の金型成形方法及び成形金型の作用・効果について説明する。
本発明の成形金型を用いた本発明の金型成形方法は、第１金型と第２金型とを当接させてキャビティを形成し、材料を注入して成形した後、該第２金型を該第１金型から離間するときに、成形品を該第２金型に密着させた状態とし、その後、エジェクトピンにより成形品を該第２金型から分離する金型成形方法であって、第１金型と第２金型とが離間するときに、第１金型に設けられた押出手段が、成形品を第２金型側に押し出すこと、エジェクトピンが、成形品を第２金型から分離させるときの離型抵抗力を、離型抵抗計測手段が計測すること、離型抵抗計測手段が計測した離型抵抗力に応じて、押出手段の押出力を変化させること、を特徴としているので、第１金型と第２金型との離間時に、成形品は、離型抵抗計測手段により計測した離型抵抗力に応じて変化させた押出手段の押出力で、第２金型側に押し出される。
【０００９】
ところで、例えば、ハイブリッド自動車用モータの固定子を樹脂でモールドするにあたり、例えば、スチレン、飽和ポリエステル等の樹脂材のほか、アルミナ、ガラス繊維等の比較的硬質の混合材料を含むモールド材を、射出成形法により射出して固定金型及び可動金型で成形する場合がある。
このような成形の場合、モールド材中の混合材料が両方の金型のキャビティ面に触れて、このキャビティ面を粗くする。キャビティ面の表面粗度は、経年変化によって次第に悪化する。
出願人は、この現象について詳しく解析する実験を行った。実験では、特に成形品の成形回数（成形ショット数）が数万から数十万回程度になってくると、成形ショット数の増加と共に、キャビティ面の表面粗度が極度に悪化して、成形品を固定金型から離間させるときの離型抵抗もかなり増大していることを、新たに確認した。
このような表面粗度の悪化は、固定金型及び可動金型の両側で同じように進行するものと推察される。すなわち、成形品が固定金型から離間するときの離型抵抗力と、エジェクトピンにより成形品を可動金型から分離させるときの離型抵抗力とは、ほぼ同程度の大きさになるものと考えられる。
【００１０】
また、実験を通じて、成形品を固定金型から離間させるときの離型抵抗について、成形ショット数が初回時のときの離型抵抗の大きさを１としたとき、例えば、数千回から一万回前後の時点で初回時の約２倍、数万回の時点で初回時の約５倍等と、成形ショット数の増加数のわりには離型抵抗は急激に大きくなり、その後も、離型抵抗は、成形ショット数の増加と共に増え続け、数十万回にも達すると、その離型抵抗は、実に初回時の１０倍超にも及んでいることも、新たに判った。
一般に、固定金型及び可動金型を用いた射出成形では、これらの金型は、その耐用回数として、数十万回を超える成形ショット数まで使用される。
こうした使用事情の下、従来の射出成形方法のように、一定のバネ力で作用する押出ピンを固定金型側に設けても、バネ力を一定にしたままでバネを使用し続けると、固定金型及び可動金型を使用している間に、バネ力が、成形品を固定金型から離間させるときの離型抵抗力より小さくなる場合が、成形ショット数が比較的少ない時点で生じ得る。
すると、可動金型と固定金型とを離間するときに、バネ力との差分、固定金型側に残る離型抵抗力に起因して、成形品が固定金型側に残る虞がある。
【００１１】
これに対し、本発明の成形金型を用いた本発明の金型成形方法では、エジェクトピンにより成形品を第２金型から分離させるときの離型抵抗力を離型抵抗計測手段が計測し、押出手段による押出力を、計測した離型抵抗力に応じて変化させているので、たとえ、経年変化によりキャビティ面の表面粗度が悪化し第１金型側の離型抵抗が増加しても、押出手段による、離型抵抗に打勝つ押出力で、成形品を第２金型側に押し出すことができる。
すなわち、成形品を第１金型から離間するときの離型抵抗は、エジェクトピンにより成形品を第２金型から分離させるときの離型抵抗力と、ほぼ同じ大きさであると考えられる。
このことから、第１金型側の離型抵抗について、成形ショット数が初回時のときの離型抵抗の大きさに対し、約２倍、約５倍等と増加の一途をたどり、数十万回にも達したときの離型抵抗が、初回時の１０倍超にも及ぶようであれば、第２金型側の離型抵抗力も、第１金型側の離型抵抗と同様な増加傾向になっているものと推察される。
本発明の成形金型を用いた本発明の金型成形方法では、押出手段は、離型抵抗計測手段により、エジェクトピンが成形品を第２金型から分離させるときの離型抵抗力を計測し、計測した離型抵抗力に応じて変化させた押出力で、成形品を第２金型側に押し出す。
このため、たとえ第１金型側の離型抵抗が、その初回時のときの大きさの約２倍、約５倍等と増え続け、１０倍超にまで及んでいたとしても、押出手段は、計測した第２金型側の離型抵抗力に応じて変化させた押出力で、成形品を第２金型側に押し出すので、成形品は、押出手段の押出力で、必然的に第２金型側に押し出されることになる。
したがって、第１金型と第２金型とが離間するときには、成形品を、確実に第２金型側から取出すことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施形態）
以下、本発明における成形金型を具体化した一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１及び図２は、本実施形態に係る射出成形金型１の構成を説明する断面図であり、図１は成形時の型締め状態、図２は成形後の型開き状態を示す。図３は、図２中、Ｐ部を拡大して示す説明図である。図４は、図１に示す射出成形金型１の電気制御回路を示す説明図である。
本実施形態では、射出成形金型１（成形金型）は、ハイブリッド自動車用モータのステータ部を構成する部品であるインサート部材９１に、射出成形法により樹脂を射出し、固定金型１０（第１金型）及び可動金型４０（第２金型）で成形した成形品９２をモールドさせた製品９０を製造する金型である。インサート部材９１は、略円環状のバスバ部と、これより径内側にバスバ部と接続した複数のコイル部とからなる。
【００１３】
この射出成形金型１は、図１乃至図４に示すように、固定金型１０、押出手段３０、可動金型４０、エジェクトピン５０、ロードセル７０及び制御手段８０等から構成されている。
固定金型１０側には、押出手段３０が、可動金型４０側には、エジェクトピン５０及びロードセル７０がそれぞれ配設されており、射出成形金型１は、制御手段８０で電気的に制御されて動作する。
【００１４】
はじめに、制御手段８０について説明する。
制御手段８０は、図４に示すように、Ｉ／Ｏ端子８１、ＣＰＵ８２、ＲＡＭ８３及びＲＯＭ８４等の公知のマイクロコンピュータを備えている。マイクロコンピュータには、ＲＯＭ８４等に記憶された後述する離型抵抗力計測プログラムや、その他のプログラムをＣＰＵ８２にロードすることにより、所定の動作、例えば、後述する可動金型取付盤４１及びエジェクトピン取付盤６０の動作、ロードセル７０の作動及び流体供給源２５の駆動等を行う。
【００１５】
次に、固定金型１０について説明する。
固定金型１０は、型開閉方向（図１，２中、上下方向）に移動しない構造の固定金型取付盤１１に固定されている。
この固定金型１０は、４つのワーク押出しピン２０及び、各ワーク押出しピン２０と固定金型取付盤１１との間に配設された４つの押出手段３０を備えている。
ワーク押出しピン２０は、型締め時に、押出手段３０による押圧で可動金型４０と共に挟持してインサート部材９１を保持するピンであり、図５に示すように、固定金型１０と可動金型４０とが当接して形成されるドーナツ形状のキャビティ２の径方向外側で、周方向に４等分された位置に配置されている。なお、図５は、図１中、パーティング面ＰＬから見た固定金型の平面図である。
【００１６】
押出手段３０は、本実施形態では、ガスシリンダであり、その作動ガスの流量等に応じて、可動金型４０側への押圧力を可変できる構成となっている。この押出手段３０は、型締め時には、ワーク押出しピン２０を可動金型４０側に所定の押圧値で押圧する一方、可動金型４０と固定金型１０とが離間するときに、押圧力を所定の押圧値から変化させてワーク押出しピン２０を押圧し、成形品９２を可動金型４０側に押し出す。
具体的には、各押出手段３０は、それぞれ独立した４つの流体供給源２５に図示しない配管で接続されている。この流体供給源２５は、押出手段３０に作動ガスを供給する。
各流体供給源２５は、制御手段８０のＩ／Ｏ端子８１と電気的に接続されており、ＣＰＵ８２からの動作指令に基づいて、接続する押出手段３０へ作動ガスの流量等を制御して、これを押出手段３０に供給する構成となっている。このように、押出手段３０は、接続する流体供給源２５で制御した作動ガスの流量等に応じて、ワーク押出しピン２０への押圧力を変化させる。
【００１７】
次に、可動金型４０について説明する。
可動金型４０は、型開閉方向（図１，２中、上下方向）に移動可能な可動金型取付盤４１に中間部材４２を介して固定されている。可動金型４０は、可動金型取付盤４１による型開閉方向の移動により、固定金型１０との型締め位置であるパーティング面ＰＬまで移動して固定金型１０と当接するようになっている。
可動金型４０は、インサート部材９１を載置する載置面４０ａを有し、この載置面４０ａより固定金型１０側に突出した中央円柱部４３を有している。中央円柱部４３は、図５及び図６に示すように、載置したインサート部材９１の径方向中央部に位置し、可動金型４０と固定金型１０とがパーティング面ＰＬ上で当接したときに、固定金型１０との間にキャビティ２を形成する。なお、図６は、図１中、パーティング面ＰＬから見た可動金型の平面図である。
キャビティ２には、射出成形時に、成形品９２の材料であるモールド材ＭＴが、固定金型１０側に設けた図示しないスプルから、ランナ９３及び図示しないゲートを通じて射出され、成形品９２が成形される（図１参照）。
なお、モールド材ＭＴとしては、本実施形態では、スチレン、飽和ポリエステル等の樹脂材である主材料と、アルミナ、ガラス繊維等の副材料と、離型材とを含む材料が挙げられる。
【００１８】
また、可動金型４０には、成形品９２を当該可動金型４０から分離させる棒状のエジェクトピン５０が８箇所に配設されている。各エジェクトピン５０は、インサート部材９１のうち、隣り合うコイル部同士の間で、キャビティ２をその周方向に８等分する位置に配置されている（図６参照）。エジェクトピン５０は、そのピン下端部５１を、中間部材４２の径内側に配設されたエジェクトピン取付盤６０によって支持されている。
エジェクトピン取付盤６０は、制御手段８０のＩ／Ｏ端子８１と電気的に接続した図示しない油圧シリンダと接続しており、型開閉方向（図１等の中、上下方向）に所定のストロークの範囲で移動可能に構成されている。
エジェクトピン取付盤６０が上昇すると、これに伴って各エジェクトピン５０も上昇して、各エジェクトピン５０の上端面５０ａに当接した成形品９２が、上方に持ち上げられて可動金型４０の載置面４０ａから離間する。これにより、成形品９２が可動金型４０から分離する。
【００１９】
次に、ロードセル７０（離型抵抗計測手段）について説明する。
各エジェクトピン５０のピン下端部５１と、エジェクトピン取付盤６０の当接部６１との間に、ピン下端部５１と当接部６１とが当接可能な状態で、８つのロードセル７０が配設されている。
このロードセル７０は、公知の構成のロードセルであり、エジェクトピン５０が成形品９２（製品９０）を可動金型４０から分離させるときの離型抵抗力Ｒを計測する。
具体的には、ロードセル７０は、エジェクトピン取付盤６０の上昇により、成形品９２が可動金型４０の載置面４０ａから持ち上がるまでに、当接部６１がロードセル７０を介してピン下端部５１を押圧したときの当該ロードセル７０自身にかかる押圧力を、離型抵抗力Ｒとして計測する。
各ロードセル７０は、制御手段８０のＩ／Ｏ端子８１と電気的に接続されており、離型抵抗力Ｒの計測値Ｒｍを制御手段８０のＲＡＭ８３に出力するようになっている。
【００２０】
次に、射出成形金型１を用いた製品９０の製造工程について、簡単に説明する。
インサート部材９１を、可動金型４０の載置面４０ａの所定位置に載置する。この後、可動金型４０を固定金型１０とのパーティング面ＰＬまで移動させて、可動金型４０と固定金型１０とを当接させる。これにより、射出成形金型１にキャビティ２が形成される。
次いで、押出手段３０によりワーク押出しピン２０を可動金型４０側に所定の押圧値で押圧して、キャビティ２内で載置面４０ａに載置したインサート部材９１を保持する。
次いで、射出圧力が例えば１０ＭＰａの圧力値で、モールド材ＭＴを、固定金型１０側に設けた図示しないスプルから、ランナ９３及び図示しないゲートを通じてキャビティ２に射出する。これにより、モールド材ＭＴは、キャビティ２内にあるインサート部材９１の周囲を被覆する形態に充填され、この後、この状態のモールド材ＭＴを冷却する。
かくして、キャビティ２内のモールド材ＭＴは、成形された形態の成形品９２となり、インサート部材９１が成形品９２によってモールドされた製品９０ができる。
なお、キャビティ２に到達するまでのランナ９３及びゲートにおいて、硬化したモールド材ＭＴは、後工程で製品９０から除去される。
【００２１】
次に、射出成形金型１を用いた、本実施形態に係る金型成形方法について、図７乃至図９を用いて説明する。
図７は、射出成形金型１において、可動金型４０と固定金型１０とが離間する様子を示す図であり、押出手段３０によりワーク押出しピン２０を介して成形品９２を可動金型４０側に押し出した後の状態を示す。図８は、離型抵抗力計測プログラムの構成を示すフローチャートである。図９は、各ワーク押出しピン２０の押圧力Ｆｎを算出に用いる一覧表である。
【００２２】
本実施形態に係る金型成形方法は、前述した製品９０の製造工程において、キャビティ２にモールド材ＭＴを射出して成形した後、可動金型４０を固定金型１０から離間するときに、成形品９２を可動金型４０に密着させた状態とし、その後、エジェクトピン５０により成形品９２を可動金型４０から分離する射出成形方法を前提としている。
そして、本実施形態に係る金型成形方法は、（１）可動金型４０と固定金型１０とが離間するときに、固定金型１０に設けられた押出手段３０が、成形品９２を可動金型４０側に押し出すこと、（２）エジェクトピン５０が、成形品９２を可動金型４０から分離させるときの離型抵抗力Ｒを、ロードセル７０が計測すること、（３）ロードセル７０が計測した離型抵抗力Ｒの計測値Ｒｍに応じて、押出手段３０の押出力Ｆの押出値Ｆｎを変化させること、を特徴とする方法である。
【００２３】
本実施形態に係る金型成形方法について詳細に説明する。
この金型成形方法は、複数の製品９０を連続で繰り返し製造するにあたり、図８に示す離型抵抗力計測プログラムの手順に基づいて行われる。
すなわち、この離型抵抗力計測プログラムは、製品９０を製造する数量に相当する回数分、制御手段８０によって毎回実行される。
離型抵抗力計測プログラムは、初期状態として、成形品９２がキャビティ２内で成形された後、可動金型４０と固定金型１０とが型締めしたままの状態（図１に示す状態）から、開始される。
【００２４】
まず、ステップＳ１０では、１回前に成形した先の成形品９２について、可動金型４０に密着した状態の成形品９２を可動金型４０から分離させるときに、８本のエジェクトピン５０がそれぞれ受ける離型抵抗力Ｒを、各ロードセル７０により計測する。
具体的には、８本のエジェクトピン５０、すなわち、第１乃至第８エジェクトピン５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８がそれぞれ受ける離型抵抗力Ｒを、これらと個々に当接する８つのロードセル７０が計測する。
なお、先の成形品９２が存在しない場合、すなわち製品９０となる成形品９２の成形が初回目になる場合には、例えば、製品９０とは異なるテスト品向け等の成形品９２を用いて、離型抵抗力Ｒを計測することが好ましい。
【００２５】
次に、ステップＳ１１では、各ロードセル７０は、第１乃至第８エジェクトピン５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８で計測した離型抵抗力Ｒの計測値Ｒｍ（１≦ｍ≦８）を制御手段８０に出力し、制御手段８０で８つの計測値Ｒｍを読み取り、記憶する。
なお、図９には、計測値Ｒｍとして、第１エジェクトピン５１で計測されたものをＲ１、第２エジェクトピン５２で計測されたものをＲ２、以下の同様にして、第８エジェクトピン５８で計測されたものをＲ８で表記する。
【００２６】
次に、ステップＳ１２では、１本の押出しピン２０に対し、３つのエジェクトピン５０にかかる３つ分の離型抵抗力Ｒであるピン離型抵抗を、３つの計測値Ｒｍを用いて制御手段８０で演算する。
３つの計測値Ｒｍは、参照する図６及び図９に示すように、キャビティ２の径方向に対し、４本のワーク押出しピン２０（第１，第２，第３，第４ワーク押出しピン２１，２２，２３，２４）と隣接するエジェクトピン５０、すなわち第２，第４，第６，第８，エジェクトピン５２，５４，５６，５８に受ける計測値Ｒｍを、中心値としてまず選択する。その上で、この中心値に対応したエジェクトピン５０と、キャビティ２の径方向に隣り合うエジェクトピン５０に受ける２つの計測値Ｒｍを、隣接値として用いる。
具体的には、第１ワーク押出しピン２１に対し、これと径方向に隣接する第２エジェクトピン５２は、第１，第３エジェクトピン５１，５３と隣り合う。
したがって、第２エジェクトピン５２での計測値Ｒｍは計測値Ｒ２であり、第１，第３エジェクトピン５１，５３での計測値Ｒｍはそれぞれ計測値Ｒ１、Ｒ２であるので、第１ワーク押出しピン２１にかかるピン離型抵抗の算出では、計測値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を用いる。
同様に、第２ワーク押出しピン２２にかかるピン離型抵抗の算出では、計測値Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５を、第３ワーク押出しピン２３にかかるピン離型抵抗の算出では、計測値Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７を、第４ワーク押出しピン２４にかかるピン離型抵抗の算出では、計測値Ｒ７、Ｒ８、Ｒ１を、それぞれ用いる。
ピン離型抵抗の算出方法としては、例えば、３つの計測値Ｒｍの平均値を演算値Ｃｎとするほか、中心値である計測値に、隣接値である２つの計測値にそれぞれ１／２倍した積を各々加算して、このときの総和を１／２倍した演算値Ｃｎ等を算出する方法が挙げられる。
【００２７】
次に、ステップＳ１３では、制御手段８０において、可動金型４０を固定金型１０から離間するとき、４本のワーク押出しピン２０を、それぞれの押出手段３０で押圧するときの押圧力Ｆの押圧値Ｆｎを決定する。この押圧値Ｆｎは、ステップＳ１２で算出したピン離型抵抗の演算値Ｃｎに応じて、それぞれの演算値Ｃｎより大きくなるように変化させて設定される。
具体的には、第１ワーク押出しピン２１の押圧値Ｆ１を、計測値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を用いて算出した演算値Ｃ１より大きく設定する。同様に、第２ワーク押出しピン２２の押圧値Ｆ２を、計測値Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５を用いて算出した演算値Ｃ２より、第３ワーク押出しピン２３の押圧値Ｆ３を、計測値Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７を用いて算出した演算値Ｃ３より、第４ワーク押出しピン２４の押圧値Ｆ４を、計測値Ｒ７、Ｒ８、Ｒ１を用いて算出した演算値Ｃ４より、いずれも大きく設定する。
【００２８】
次に、ステップＳ１４では、制御手段８０のＣＰＵ８２が、ステップＳ１３で決定した押圧値Ｆｎに基づいて、各流体供給源２５を動作指令して、接続する押出手段３０へ供給する作動ガスの流量等を制御する。
次に、ステップＳ１５において、可動金型４０が固定金型１０から離間する際に、流体供給源２５で制御された作動ガスの流量等に応じた押出手段３０の押圧力Ｆ、すなわちステップＳ１３で決定した４つの押圧値Ｆｎで、各ワーク押出しピン２０（第１乃至第４ワーク押出しピン２１,２２, ２３, ２４）を押して、成形品９２を可動金型４０側に押し出す。すると、図７に示すように、成形品９２は、固定金型１０から離間し、可動金型４０と密着した状態で、可動金型４０とともに型開方向（図７中、下方向）に移動する。
可動金型４０が型開き状態になったら、エジェクトピン取付盤６０を上昇させ、８つのエジェクトピン５０で成形品９２（製品９０）を持ち上げて、可動金型４０から分離する（図２参照）。
【００２９】
次に、ステップＳ１６では、製品９０を引き続き連続で製造するにあたり、次の成形品９２の成形を継続して行うか否かについて判断する。継続して成形を行う場合は、ＹＥＳに進んで、ステップＳ１０を実行する。
但し、ステップＳ１５を実行する際に、８本のエジェクトピン５０がそれぞれ受ける離型抵抗力Ｒを各ロードセル７０で計測しておけば、ＹＥＳに進んで、ステップＳ１１を実行すれば良い。
一方、次の成形品９２の成形を継続して行なわない場合は、ＮＯに進み、離型抵抗力計測プログラムの実行を終了する。
【００３０】
ところで、本実施形態に係る金型成形方法のように、ハイブリッド自動車用モータの固定子（インサート部材９１に対応）を樹脂でモールドした製品を製造するにあたり、例えば、スチレン、飽和ポリエステル等の樹脂材のほか、アルミナ、ガラス繊維等の比較的硬質の混合材料を含むモールド材を、射出成形法により射出して固定金型及び可動金型で成形する場合がある。
このような成形の場合、モールド材中の混合材料が両方の金型のキャビティ面に触れて、このキャビティ面が粗くなる。キャビティ面の表面粗度は、経年変化によって次第に悪化する。このような表面粗度の悪化は、固定金型及び可動金型の両側で同じように進行するものと推察される。すなわち、成形品が固定金型から離間するときの離型抵抗力と、エジェクトピンにより成形品を可動金型から分離させるときの離型抵抗力とは、ほぼ同程度の大きさになるものと考えられる。
出願人は、この前提の下、表面粗度が悪化していく現象について、可動金型側の離型抵抗力を計測して詳しく解析した。
【００３１】
解析の結果を図１０乃至図１２に示す。図１０は、成形品の成形回数（成形ショット数）、固定金型の面粗度Ｒｚ及び、エジェクトピンにより成形品を可動金型から分離させるときの離型抵抗力Ｒとの関係について、調査した結果を示す。図１１は、図１０における成形ショット数と離型抵抗力Ｒとの関係について示したグラフである。図１２は、図１０における成形ショット数と面粗度Ｒｚとの関係について示したグラフである。
なお、面粗度Ｒｚは、ＪＩＳ法に規定された十点平均粗さＲｚである。離型抵抗力Ｒは、エジェクトピン５０が成形品９２を可動金型４０から分離させるときに、計測した離型抵抗力Ｒである。
図１２から容易に理解できるように、固定金型の面粗度Ｒｚは、成形ショット数の増加に概ね比例して悪化していることが判る。これは、前述したように、モールド材中の混合材料が固定金型側のキャビティ面に触れて、経年変化によって次第に悪化したものみられ、可動金型でも、固定金型と同様に、面粗度Ｒｚの悪化が進行しているものと考えられる。
その一方で、図１１に示したグラフを見ると、可動金型側の離型抵抗力Ｒが図示されているが、この離型抵抗力Ｒの増加傾向は、固定金型側でも同じになるものと推察される。こうした前提の下、固定金型側のキャビティ面の面粗度Ｒｚは、成形ショット数の増加と共に悪化して、特に成形ショット数が数万から数十万回程度になってくると、成形品を固定金型から離間させるときの離型抵抗は、数千回までの状態に比べて極度に増大することが新たに判った。
【００３２】
さらに、成形品を固定金型から離間させるときの離型抵抗、すなわち可動金型側の離型抵抗力Ｒについて、成形ショット数が初回時近傍の離型抵抗力Ｒの大きさを１としたとき、例えば、数千回から一万回前後の時点で初回時の約２倍、数万回の時点で初回時の約５倍等と、成形ショット数の増加数のわりには離型抵抗は急激に大きくなり、その後も、離型抵抗は、成形ショット数の増加と共に増え続け、数十万回にも達すると、その離型抵抗は、実に初回時の１０倍超にも及んでいることも、新たに確認できた。
具体的に、図１０及び図１１に示したデータを用いて説明する。すなわち、成形ショット数が初回、10,000回、100,000回、400,000回のときの離型抵抗力Ｒは、この順に、3.92×10３（Ｎ）、9.8×10３（Ｎ）、29.4×10３（Ｎ）、49.0×10３（Ｎ）となっている。初回時の離型抵抗力Ｒの計測値3.92×10３（Ｎ）を１とした場合、10,000回でその約２.５倍、100,000回で約７.５倍と、成形ショット数の増加と共に急激に増え続けている。400,000回にもなると49.0×10３（Ｎ）に達しており、実に１２倍以上となっている。
このように、成形ショット数が初回時近傍の離型抵抗力Ｒの大きさと、数十万回を超えた離型抵抗力Ｒの大きさとでは、離型抵抗の大きさに１０倍超の大きな差異が生じてくる。
【００３３】
一般に、本実施形態に係る金型成形方法のような固定金型及び可動金型を用いた射出成形では、これらの金型は、その耐用回数として、数十万回を超える成形ショット数まで使用される。
こうした使用事情の下、従来の射出成形方法のように、一定のバネ力で作用する押出ピンを固定金型側に設けても、バネ力を一定にしたままでバネを使用し続けると、固定金型及び可動金型を使用している間に、バネ力が成形品を固定金型から離間させるときの離型抵抗力より小さくなる場合が、成形ショット数が比較的少ない時点で生じ得る。
すると、可動金型と固定金型とが離間するときに、バネ力との差分、固定金型側に残る離型抵抗力に起因して、成形品が固定金型側に残る虞がある。
【００３４】
これに対し、本発明の射出成形金型１を用いた、本実施形態に係る金型成形方法は、エジェクトピン５０により成形品９２（製品９０）を可動金型４０から分離させるときの離型抵抗力Ｒをロードセル７０が計測し、押出手段３０による押出力Ｆを、計測した離型抵抗力Ｆの押圧値Ｆｎに応じて変化させているので、たとえ、経年変化によりキャビティ面２の表面粗度が悪化し固定金型１０側の離型抵抗が増加しても、離型抵抗に打勝つ押出手段３０による押出力Ｆで、成形品９２を可動金型４０側に押し出すことができる。
すなわち、成形品９２を固定金型１０から離間するときの離型抵抗は、エジェクトピン５０により成形品９２を可動金型４０から分離させるときの離型抵抗力Ｒと、ほぼ同じ大きさであると考えられる。
このことから、固定金型４０側の離型抵抗について、成形ショット数が初回時のときの離型抵抗の大きさに対し、約２倍、約５倍等と増加の一途をたどり、数十万回にも達したときの離型抵抗が、初回時の１０倍超にも及ぶようであれば、可動金型４０側の離型抵抗力Ｒも、固定金型１０側の離型抵抗と同様な増加傾向になっているものと推察される。
本発明の射出成形金型１を用いた、本実施形態に係る金型成形方法では、押出手段３０は、エジェクトピン５０が成形品９２を可動金型４０から分離させるときの離型抵抗力Ｒを、ロードセル７０により成形品９２を１回行う度に毎回計測し、計測した離型抵抗力Ｒの計測値Ｒｍに応じて大きく変化させた押出力Ｆｎで、成形品９２を可動金型４０側に押し出す。
このため、たとえ固定金型１０側の離型抵抗が、その初回時のときの大きさの約２倍、約５倍、１０倍超にまで及んでも、押出手段３０は、成形ショットを行う毎に毎回計測した可動金型４０側の離型抵抗力Ｒに応じて変化させた押出力Ｆの押出値Ｆｎで、成形品９２を可動金型４０側に押し出すので、成形品９２は、押出手段３０の押出力Ｆで、必然的に可動金型４０側に押し出されることになる。
したがって、可動金型４０と固定金型１０とが離間するときに、成形品９２を、確実に可動金型４０側から取出すことができるようになる。
【００３５】
また、本実施形態では、製品９０は、ハイブリッド自動車用モータのステータ部を構成する部品であるインサート部材９１に、射出成形法により樹脂を射出し、固定金型１０及び可動金型４０で成形した成形品９２をモールドさせたものであり、製品９０一個当たりの価格が高い。
射出成形金型１を用いた、本実施形態に係る金型成形方法によれば、固定金型１０側の離型抵抗が増大し固定金型１０に成形品９２が残ることもなく、無理に成形品９２を固定金型１０から取り出すこともない。
したがって、固定金型１０に残った成形品９２を無理に取り出して、この成形品９２を製品９０として使用することが困難となり、この製品９０を廃棄することに起因した経済的損失の発生を防止することができる。
【００３６】
（変形形態）
実施形態の射出成形金型１を用いた、本変形形態に係る金型成形方法について、参照する図１０及び図１１と、図１３とを用いて説明する。
図１３は、本変形形態に係る金型成形方法で行う押圧手段３０の点検手順を示すフローチャートである。
本変形形態に係る金型成形方法は、前述した実施形態の金型成形方法とは、押圧手段３０の押圧力Ｆを変化させるのに用いる手法が異なる。また、実施形態では、射出成形金型１に構成された押圧手段３０を、ガスシリンダとした。これに対し、本変形形態では、押圧手段３０をコイルバネとして構成されている。
しかしながら、本変形形態で用いる射出成形金型１は、押圧手段３０がコイルバネであり、流体供給源２５を備えていない点以外では、本実施形態の射出成形金型１と同様である。
したがって、本変形形態に係る金型成形方法を中心に説明し、実施形態と同様な部分の説明は、簡単または省略する。
【００３７】
本変形形態に係る金型成形方法について詳細に説明する。
この金型成形方法は、複数の製品９０を繰り返し製造するにあたり、図１３に示す押圧手段３０の点検に基づいたものとなっている。
この押圧手段３０の点検は、成形ショット数の増加に伴う固定金型１０及び可動金型４０の離型抵抗の増大傾向と、取付けるコイルバネ（押圧手段３０）の性能とを考慮した上で実施される定期点検であり、実際には、例えば、一月に一回程度等の頻度で定期的に実施される。
すなわち、一例として挙げた図１０及び図１１を見ても判るように、固定金型１０及び可動金型４０の離型抵抗力Ｒの大きさは、成形ショット数が数千個から約10,000回に達するまでに、例えば、初回時の２倍超と急激に増大し、その後、成形ショット数の増加に伴う離型抵抗力Ｒの上昇率は、数千個から約10,000回までの上昇率より小さくなる傾向にあるものの、初回時の約２倍、約５倍等と増加の一途をたどり、数十万回にも達したときの離型抵抗は、初回時の１０倍超にも及ぶものと推察される。
押圧手段３０は、所定のバネ定数を有したコイルバネである。一般に、コイルバネでは、設定されたバネ定数から生じるバネ力において、当該コイルバネにかかる抵抗力として、外力に当該コイルバネが高い信頼性をもって耐えうることができるバネ力の許容範囲は、設定された当該バネ力の数倍までにも及ばないものと考えられる。
【００３８】
このようなバネの性能上における信頼性の観点から、射出成形金型１に取付けたコイルバネのバネ力で、増大していく離型抵抗力Ｒに耐えうることができる成形ショット数の許容範囲は、成形ショット数が比較的少ないときと、比較的多いときとではそれぞれ異なるものと考えられる。
すなわち、成形ショット数が比較的少ない時点では、例えば、初回目から数千個回までの成形ショット数で、さらに、その後、たとえ新しいバネに交換したとしても、バネ交換後に成形した数万回の成形ショット数で、バネ力が成形品を固定金型１０から離間させるときの離型抵抗力Ｒより小さくなる場合が生じ得る。
その一方、成形ショット数が比較的多くなってくると、バネ交換後に成形した数万回から数十万回程度の成形ショット数で、バネ力が離型抵抗力Ｒより小さくなる場合が生じる。
そうすると、成形ショット数が初回時のときに取付けられているコイルバネに対しては、成形ショット数が数千回になったときに、最初の押圧手段３０の点検を実施する必要があり、その次に行う押圧手段３０の点検は、最初の点検後に成形した成形ショット数が数万回になったときに実施する必要がある。
さらに、２回目以降に行われる点検のタイミングとして、点検は、このような考え方で繰り返し行われ、先の点検からその次の点検を行うまでに成形を予定している成形ショット数を、次回の押圧手段３０の点検を行う目安時期として、解析の結果を図１０及び図１１を参考に予測した設定回数ｋを設定する。
【００３９】
定期点検は、初期状態として、先の成形品９２を成形した後、その次の成形品９２を成形しようとする状態において、開始される。
まず、ステップＳ２０では、先の成形品９２の成形が、成形ショット数が（ｋ−１）回目に該当する否かを判別する。（ｋ−１）回目に該当する場合は、ＹＥＳに進んで、ステップＳ２１を実行する。その反対に、該当せず、（ｋ−１）回目に満たない場合は、ＮＯに進み、ステップＳ２２を実行して、成形ショット数が（ｋ−１）回目になるまで成形品９２の成形を繰り返し継続する。
次に、ステップＳ２１では、（ｋ−１）回目の成形品９２の成形を終えて、その次となるｋ回目の成形品９２を成形する際、可動金型４０に密着した状態の成形品９２を可動金型４０から分離させるときに、８本のエジェクトピン５０がそれぞれ受ける離型抵抗力Ｒを、各ロードセル７０で計測する。具体的には、８本のエジェクトピン５０、すなわち、第１乃至第８エジェクトピン５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８がそれぞれ受ける離型抵抗力Ｒを、これらと個々に当接するロードセル７０を用いて計測する。
【００４０】
次に、ステップＳ２３では、ステップＳ２１において計測した、８箇所分の離型抵抗力Ｒの計測値Ｒｍ（１≦ｍ≦８）を読み取る。
次いで、ステップＳ２４では、１本の押出しピン２０に対し、３つのエジェクトピン５０にかかる３つ分の離型抵抗力Ｒであるピン離型抵抗を、３つの計測値Ｒｍを用いて制御手段８０で演算する。
なお、３つの計測値Ｒｍを選択する選択手法と、ピン離型抵抗を求めるにあたり、３つの計測値Ｒｍを用いた演算手法とは、実施形態において、図８に示したフローチャートのうち、ステップＳ１２で記載された手法と同じであるため、ここでは、選択手法及び演算手法の説明を省略する。
【００４１】
次に、ステップＳ２５では、ステップＳ２４で算出したピン離型抵抗の演算値Ｃｎと、予め解析した図１０に示す結果のうち、成形ショット数と離型抵抗力Ｒとの関係を示すデータとを照合した上で、押出手段３０による押圧力Ｆの押圧値Ｆｎを決定する。
すなわち、図１０または図１１において、成形ショット数がｋ回目であるときの離型抵抗力Ｒの大きさを確認する。予め解析した離型抵抗力Ｒの大きさと、ピン離型抵抗の演算値Ｃｎとを比較し、４本のワーク押出しピン２０に対するピン離型抵抗の各演算値Ｃｎに応じて、各押出手段３０による押圧力Ｆの押圧値Ｆｎをそれぞれ決定する。押圧値Ｆｎは、ステップＳ２４で算出したそれぞれの演算値Ｃｎより大きくなるように変化させて決定する。
具体的には、第１ワーク押出しピン２１の押圧値Ｆ１を、計測値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を用いて算出した演算値Ｃ１より大きく設定する。同様に、第２ワーク押出しピン２２の押圧値Ｆ２を、計測値Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５を用いて算出した演算値Ｃ２より、第３ワーク押出しピン２３の押圧値Ｆ３を、計測値Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７を用いて算出した演算値Ｃ３より、第４ワーク押出しピン２４の押圧値Ｆ４を、計測値Ｒ７、Ｒ８、Ｒ１を用いて算出した演算値Ｃ４より、いずれも大きく設定する。
【００４２】
次に、ステップＳ２６では、ステップＳ２５で決定した押圧値Ｆｎに対応したバネ定数のコイルバネを選択し、成形ショット数がｋ回目になるまで設置されていた古いコイルバネから、選択した新しいコイルバネに交換する。
但し、今回の当該点検において、ステップＳ２５で決定した押圧値Ｆｎが、この点検前に行った前回の当該点検時で決定した押圧値Ｆｎと大差なく同程度である場合、あるいは、古いコイルバネに有するバネ力で許容できるものである場合には、新しいコイルバネに交換する必要はない。
かくして、押圧手段３０の点検は終了する。
押圧手段３０の点検後、成形ショット数が（ｋ＋１）回目以降の成形品９２の成形を開始し、前述したように、成形ショット数の増加による増大傾向と、取付けるコイルバネの性能とを考慮した上で新たに設定した設定回数まで、ステップＳ２６で交換したコイルバネを用いる。
【００４３】
前述したように、本発明に係る金型成形方法のような固定金型及び可動金型を用いた射出成形では、これらの金型は、その耐用回数として、数十万回を超える成形ショット数まで使用される。
こうした使用事情の下、固定金型及び可動金型を長期にわたって使用している間に、離型抵抗の大きさが成形ショット数の頻度によって、２倍、５倍そして１０倍超もの開きがあっても、本変形形態に係る金型成形方法によれば、離型抵抗力Ｒの増大量に応じて、押圧手段３０による押圧値Ｆｎを変化させる、図１３に示す定期点検を行っているので、一定のバネ力のバネを使い続けることはなく、バネ力が、成形品９２を固定金型１０から離間させるときの離型抵抗力より小さくなることはない。したがって、可動金型４０と固定金型１０とを離間するときに、バネ力との差分、固定金型１０側に残る離型抵抗力に起因して、成形品９２が固定金型４０側に残る虞もない。
【００４４】
なお、この発明は前記実施形態及び変形形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
例えば、実施形態及び変形形態では、金型成形方法として、固定金型１０と可動金型４０とを当接させてキャビティ２を形成し、モールド材ＭＴを射出し成形して、キャビティ２内のインサート部材９１をモールドする射出成形方法を例示した。
しかしながら、本発明の金型成形方法は、実施形態及び変形形態で例示した射出成形方法に限定されるものではなく、例えば、第１金型と第２金型とを当接させてキャビティを形成し、溶融状態の金属をキャビティに注入して成形する鋳造等、他の金型成形方法にも、適宜適用可能である。
【００４５】
また、実施形態及び変形形態では、固定金型１０に押出手段３０を設ける一方、可動金型４０にエジェクトピン５０を配設することにより、成形品９２を可動金型４０に残留させる射出成形金型１を例示した。
しかしながら、成形金型は、成形品を固定金型に残留させるために、固定金型にエジェクトピンを設け、可動金型に押出手段を設けた構成であっても良い。
【００４６】
また、実施形態では、押出手段３０を、流体供給源２５から供給されるガスの流量等を制御して、押圧力Ｆを変化させる駆動源を例示した。
しかしながら、押出手段は、例えば、供給される作動油の流量等に応じて、押圧力を可変可能な油圧シリンダ等でもよく、成形品を可動金型側に押し出すときの押圧力を可変できる駆動源であれば、種々変更可能である。
【００４７】
また、実施形態及び変形形態では、離型抵抗計測手段としてロードセル７０を例示した。
しかしながら、離型抵抗計測手段は、成形品を可動金型から分離させるときの離型抵抗力を計測できるものであれば、種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態に係る射出成形金型の構成を説明する断面図であり、成形時の型締め状態を示す。
【図２】実施形態に係る射出成形金型の構成を説明する断面図であり、成形後の型開き状態を示す。
【図３】図２中、Ｐ部を拡大して示す説明図である。
【図４】実施形態に係る射出成形金型の電気制御を説明する回路図である。
【図５】図１中、パーティング面ＰＬから見た固定金型の平面図である。
【図６】図１中、パーティング面ＰＬから見た可動金型の平面図である。
【図７】実施形態に係る射出成形金型において、可動金型と固定金型とが離間する様子を示す図であり、押出手段により成形品を可動金型側に押し出した後の状態を示す。
【図８】離型抵抗力計測プログラムの構成を示すフローチャートである。
【図９】各ワーク押出しピンの押圧力の算出に用いる一覧表である。
【図１０】成形ショット数、固定金型の面粗度及び離型抵抗力との関係について、調査した結果を示す一覧表である。
【図１１】図１０における成形ショット数と離型抵抗力Ｒとの関係について示したグラフである。
【図１２】図１０における成形ショット数と面粗度Ｒｚとの関係について示したグラフである。
【図１３】変形形態に係る射出成形方法で行う押圧手段の点検手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１ 射出成形金型（成形金型）
２ キャビティ
１０ 固定金型（第１金型）
３０ 押出手段
４０ 可動金型（第２金型）
５０ エジェクトピン
７０ ロードセル（離型抵抗計測手段）
８０ 制御手段
９０ 製品
９１ インサート部材
Ｒ 離型抵抗力
ＭＴ モールド材ＭＴ（材料）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、第１金型と第２金型とを当接させてキャビティを形成し、材料を注入して成形した後、該第２金型を該第１金型から離間するときに、成形品を該第２金型に密着させた状態とし、その後、エジェクトピンにより成形品を該第２金型から分離する金型成形方法及び成形金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、固定金型と可動金型とを当接させてキャビティを形成し、材料を射出して成形した後、該可動金型を該固定金型から離間するときに、成形品を該可動金型に密着させた状態とし、その後、エジェクトピンにより成形品を該可動金型から分離する射出成形方法が行われている。
その射出成形方法においては、可動金型を固定金型から離間させるときに、成形品を確実に可動金型に密着させて離間できるようにするため、成形品の形状やランナ形状等を変えて、離型抵抗を増やす工夫をしている。
一方、特許文献１には、一次成形品用固定金型のＰＬ面に臨んで補助突起板１５を摺動自在に備え、バネ１６で突没可能にして型開き時に一次成形品を可動金型４のキャビティ内に確実に移動保持させるようにしていると、記載されている。すなわち、固定金型側にバネ力で作用する押出ピンを設け、成形品を確実に可動型に密着させる方法が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平8-197578号公報 段落（００１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された発明では、次のような問題があった。
すなわち、金型の経年変化により、キャビティ面の表面粗度が悪化し、固定金型側の離型抵抗が増加するため、可動金型と固定金型とを離間するときに、成形品が固定金型側に残る問題があった。
この問題は以下の理由によって生じる。すなわち、射出成形法による成形品の中でも、ハイブリッド自動車用モータの固定子をモールドする射出成形では、成形品の材料となるモールド材には、例えば、スチレン、飽和ポリエステル等の樹脂材のほか、アルミナ、ガラス繊維等の比較的硬質の混合材料が含まれている。このようなモールド材を金型で成形すると、成形時にモールド材中の混合材料がキャビティ面に触れて、キャビティ面の表面粗度を悪化させる。キャビティ面の表面粗度は、成形ショット数の増加と共に悪化して、固定金型側の離型抵抗がだんだんと大きくなる。
離型抵抗が増大し固定金型に成形品が残った場合には、無理に成形品を取り出すため、成形品を製品として使用することが難しい。ハイブリッド自動車用モータの固定子をモールドする射出成形方法においては、成形品の１個当たりの価格が高いため、この点、大きな問題となる。
【０００５】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、材料を注入して第１金型及び第２金型とで成形された成形品を、確実に第２金型側から取出すことができる金型成形方法及び成形金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の金型成形方法、及び成形金型は、次の構成を有している。
（１）第１金型と第２金型とを当接させてキャビティを形成し、材料を注入して成形した後、該第２金型を該第１金型から離間するときに、成形品を該第２金型に密着させた状態とし、その後、エジェクトピンにより成形品を該第２金型から分離する金型成形方法において、前記第１金型と前記第２金型とが離間するときに、前記第１金型に設けられた押出手段が、前記成形品を前記第２金型側に押し出すこと、前記エジェクトピンが、前記成形品を前記第２金型から分離させるときの離型抵抗力を、離型抵抗計測手段が計測すること、前記離型抵抗計測手段が計測した離型抵抗力に応じて、前記押出手段の押出力を変化させること、を特徴とする。
【０００７】
（２）第１金型と第２金型とを当接させてキャビティを形成し、材料を注入して成形した後、該第２金型を該第１金型から離間するときに、成形品を該第２金型に密着させた状態とし、その後、エジェクトピンにより成形品を該第２金型から分離させる成形金型において、前記第１金型に設けられ、前記第１金型と前記第２金型とが離間するときに、前記成形品を前記第２金型側に押し出す押出手段と、前記エジェクトピンが、前記成形品を前記第２金型から分離するときの離型抵抗力を計測する離型抵抗計測手段と、前記離型抵抗計測手段が計測した離型抵抗力に応じて、前記押出手段の押出力を変化させる制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
次に、上記構成を有する本発明の金型成形方法及び成形金型の作用・効果について説明する。
本発明の成形金型を用いた本発明の金型成形方法は、第１金型と第２金型とを当接させてキャビティを形成し、材料を注入して成形した後、該第２金型を該第１金型から離間するときに、成形品を該第２金型に密着させた状態とし、その後、エジェクトピンにより成形品を該第２金型から分離する金型成形方法であって、第１金型と第２金型とが離間するときに、第１金型に設けられた押出手段が、成形品を第２金型側に押し出すこと、エジェクトピンが、成形品を第２金型から分離させるときの離型抵抗力を、離型抵抗計測手段が計測すること、離型抵抗計測手段が計測した離型抵抗力に応じて、押出手段の押出力を変化させること、を特徴としているので、第１金型と第２金型との離間時に、成形品は、離型抵抗計測手段により計測した離型抵抗力に応じて変化させた押出手段の押出力で、第２金型側に押し出される。
【０００９】
ところで、例えば、ハイブリッド自動車用モータの固定子を樹脂でモールドするにあたり、例えば、スチレン、飽和ポリエステル等の樹脂材のほか、アルミナ、ガラス繊維等の比較的硬質の混合材料を含むモールド材を、射出成形法により射出して固定金型及び可動金型で成形する場合がある。
このような成形の場合、モールド材中の混合材料が両方の金型のキャビティ面に触れて、このキャビティ面を粗くする。キャビティ面の表面粗度は、経年変化によって次第に悪化する。
出願人は、この現象について詳しく解析する実験を行った。実験では、特に成形品の成形回数（成形ショット数）が数万から数十万回程度になってくると、成形ショット数の増加と共に、キャビティ面の表面粗度が極度に悪化して、成形品を固定金型から離間させるときの離型抵抗もかなり増大していることを、新たに確認した。
このような表面粗度の悪化は、固定金型及び可動金型の両側で同じように進行するものと推察される。すなわち、成形品が固定金型から離間するときの離型抵抗力と、エジェクトピンにより成形品を可動金型から分離させるときの離型抵抗力とは、ほぼ同程度の大きさになるものと考えられる。
【００１０】
また、実験を通じて、成形品を固定金型から離間させるときの離型抵抗について、成形ショット数が初回時のときの離型抵抗の大きさを１としたとき、例えば、数千回から一万回前後の時点で初回時の約２倍、数万回の時点で初回時の約５倍等と、成形ショット数の増加数のわりには離型抵抗は急激に大きくなり、その後も、離型抵抗は、成形ショット数の増加と共に増え続け、数十万回にも達すると、その離型抵抗は、実に初回時の１０倍超にも及んでいることも、新たに判った。
一般に、固定金型及び可動金型を用いた射出成形では、これらの金型は、その耐用回数として、数十万回を超える成形ショット数まで使用される。
こうした使用事情の下、従来の射出成形方法のように、一定のバネ力で作用する押出ピンを固定金型側に設けても、バネ力を一定にしたままでバネを使用し続けると、固定金型及び可動金型を使用している間に、バネ力が、成形品を固定金型から離間させるときの離型抵抗力より小さくなる場合が、成形ショット数が比較的少ない時点で生じ得る。
すると、可動金型と固定金型とを離間するときに、バネ力との差分、固定金型側に残る離型抵抗力に起因して、成形品が固定金型側に残る虞がある。
【００１１】
これに対し、本発明の成形金型を用いた本発明の金型成形方法では、エジェクトピンにより成形品を第２金型から分離させるときの離型抵抗力を離型抵抗計測手段が計測し、押出手段による押出力を、計測した離型抵抗力に応じて変化させているので、たとえ、経年変化によりキャビティ面の表面粗度が悪化し第１金型側の離型抵抗が増加しても、押出手段による、離型抵抗に打勝つ押出力で、成形品を第２金型側に押し出すことができる。
すなわち、成形品を第１金型から離間するときの離型抵抗は、エジェクトピンにより成形品を第２金型から分離させるときの離型抵抗力と、ほぼ同じ大きさであると考えられる。
このことから、第１金型側の離型抵抗について、成形ショット数が初回時のときの離型抵抗の大きさに対し、約２倍、約５倍等と増加の一途をたどり、数十万回にも達したときの離型抵抗が、初回時の１０倍超にも及ぶようであれば、第２金型側の離型抵抗力も、第１金型側の離型抵抗と同様な増加傾向になっているものと推察される。
本発明の成形金型を用いた本発明の金型成形方法では、押出手段は、離型抵抗計測手段により、エジェクトピンが成形品を第２金型から分離させるときの離型抵抗力を計測し、計測した離型抵抗力に応じて変化させた押出力で、成形品を第２金型側に押し出す。
このため、たとえ第１金型側の離型抵抗が、その初回時のときの大きさの約２倍、約５倍等と増え続け、１０倍超にまで及んでいたとしても、押出手段は、計測した第２金型側の離型抵抗力に応じて変化させた押出力で、成形品を第２金型側に押し出すので、成形品は、押出手段の押出力で、必然的に第２金型側に押し出されることになる。
したがって、第１金型と第２金型とが離間するときには、成形品を、確実に第２金型側から取出すことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施形態）
以下、本発明における成形金型を具体化した一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１及び図２は、本実施形態に係る射出成形金型１の構成を説明する断面図であり、図１は成形時の型締め状態、図２は成形後の型開き状態を示す。図３は、図２中、Ｐ部を拡大して示す説明図である。図４は、図１に示す射出成形金型１の電気制御回路を示す説明図である。
本実施形態では、射出成形金型１（成形金型）は、ハイブリッド自動車用モータのステータ部を構成する部品であるインサート部材９１に、射出成形法により樹脂を射出し、固定金型１０（第１金型）及び可動金型４０（第２金型）で成形した成形品９２をモールドさせた製品９０を製造する金型である。インサート部材９１は、略円環状のバスバ部と、これより径内側にバスバ部と接続した複数のコイル部とからなる。
【００１３】
この射出成形金型１は、図１乃至図４に示すように、固定金型１０、押出手段３０、可動金型４０、エジェクトピン５０、ロードセル７０及び制御手段８０等から構成されている。
固定金型１０側には、押出手段３０が、可動金型４０側には、エジェクトピン５０及びロードセル７０がそれぞれ配設されており、射出成形金型１は、制御手段８０で電気的に制御されて動作する。
【００１４】
はじめに、制御手段８０について説明する。
制御手段８０は、図４に示すように、Ｉ／Ｏ端子８１、ＣＰＵ８２、ＲＡＭ８３及びＲＯＭ８４等の公知のマイクロコンピュータを備えている。マイクロコンピュータには、ＲＯＭ８４等に記憶された後述する離型抵抗力計測プログラムや、その他のプログラムをＣＰＵ８２にロードすることにより、所定の動作、例えば、後述する可動金型取付盤４１及びエジェクトピン取付盤６０の動作、ロードセル７０の作動及び流体供給源２５の駆動等を行う。
【００１５】
次に、固定金型１０について説明する。
固定金型１０は、型開閉方向（図１，２中、上下方向）に移動しない構造の固定金型取付盤１１に固定されている。
この固定金型１０は、４つのワーク押出しピン２０及び、各ワーク押出しピン２０と固定金型取付盤１１との間に配設された４つの押出手段３０を備えている。
ワーク押出しピン２０は、型締め時に、押出手段３０による押圧で可動金型４０と共に挟持してインサート部材９１を保持するピンであり、図５に示すように、固定金型１０と可動金型４０とが当接して形成されるドーナツ形状のキャビティ２の径方向外側で、周方向に４等分された位置に配置されている。なお、図５は、図１中、パーティング面ＰＬから見た固定金型の平面図である。
【００１６】
押出手段３０は、本実施形態では、ガスシリンダであり、その作動ガスの流量等に応じて、可動金型４０側への押圧力を可変できる構成となっている。この押出手段３０は、型締め時には、ワーク押出しピン２０を可動金型４０側に所定の押圧値で押圧する一方、可動金型４０と固定金型１０とが離間するときに、押圧力を所定の押圧値から変化させてワーク押出しピン２０を押圧し、成形品９２を可動金型４０側に押し出す。
具体的には、各押出手段３０は、それぞれ独立した４つの流体供給源２５に図示しない配管で接続されている。この流体供給源２５は、押出手段３０に作動ガスを供給する。
各流体供給源２５は、制御手段８０のＩ／Ｏ端子８１と電気的に接続されており、ＣＰＵ８２からの動作指令に基づいて、接続する押出手段３０へ作動ガスの流量等を制御して、これを押出手段３０に供給する構成となっている。このように、押出手段３０は、接続する流体供給源２５で制御した作動ガスの流量等に応じて、ワーク押出しピン２０への押圧力を変化させる。
【００１７】
次に、可動金型４０について説明する。
可動金型４０は、型開閉方向（図１，２中、上下方向）に移動可能な可動金型取付盤４１に中間部材４２を介して固定されている。可動金型４０は、可動金型取付盤４１による型開閉方向の移動により、固定金型１０との型締め位置であるパーティング面ＰＬまで移動して固定金型１０と当接するようになっている。
可動金型４０は、インサート部材９１を載置する載置面４０ａを有し、この載置面４０ａより固定金型１０側に突出した中央円柱部４３を有している。中央円柱部４３は、図５及び図６に示すように、載置したインサート部材９１の径方向中央部に位置し、可動金型４０と固定金型１０とがパーティング面ＰＬ上で当接したときに、固定金型１０との間にキャビティ２を形成する。なお、図６は、図１中、パーティング面ＰＬから見た可動金型の平面図である。
キャビティ２には、射出成形時に、成形品９２の材料であるモールド材ＭＴが、固定金型１０側に設けた図示しないスプルから、ランナ９３及び図示しないゲートを通じて射出され、成形品９２が成形される（図１参照）。
なお、モールド材ＭＴとしては、本実施形態では、スチレン、飽和ポリエステル等の樹脂材である主材料と、アルミナ、ガラス繊維等の副材料と、離型材とを含む材料が挙げられる。
【００１８】
また、可動金型４０には、成形品９２を当該可動金型４０から分離させる棒状のエジェクトピン５０が８箇所に配設されている。各エジェクトピン５０は、インサート部材９１のうち、隣り合うコイル部同士の間で、キャビティ２をその周方向に８等分する位置に配置されている（図６参照）。エジェクトピン５０は、そのピン下端部５１を、中間部材４２の径内側に配設されたエジェクトピン取付盤６０によって支持されている。
エジェクトピン取付盤６０は、制御手段８０のＩ／Ｏ端子８１と電気的に接続した図示しない油圧シリンダと接続しており、型開閉方向（図１等の中、上下方向）に所定のストロークの範囲で移動可能に構成されている。
エジェクトピン取付盤６０が上昇すると、これに伴って各エジェクトピン５０も上昇して、各エジェクトピン５０の上端面５０ａに当接した成形品９２が、上方に持ち上げられて可動金型４０の載置面４０ａから離間する。これにより、成形品９２が可動金型４０から分離する。
【００１９】
次に、ロードセル７０（離型抵抗計測手段）について説明する。
各エジェクトピン５０のピン下端部５１と、エジェクトピン取付盤６０の当接部６１との間に、ピン下端部５１と当接部６１とが当接可能な状態で、８つのロードセル７０が配設されている。
このロードセル７０は、公知の構成のロードセルであり、エジェクトピン５０が成形品９２（製品９０）を可動金型４０から分離させるときの離型抵抗力Ｒを計測する。
具体的には、ロードセル７０は、エジェクトピン取付盤６０の上昇により、成形品９２が可動金型４０の載置面４０ａから持ち上がるまでに、当接部６１がロードセル７０を介してピン下端部５１を押圧したときの当該ロードセル７０自身にかかる押圧力を、離型抵抗力Ｒとして計測する。
各ロードセル７０は、制御手段８０のＩ／Ｏ端子８１と電気的に接続されており、離型抵抗力Ｒの計測値Ｒｍを制御手段８０のＲＡＭ８３に出力するようになっている。
【００２０】
次に、射出成形金型１を用いた製品９０の製造工程について、簡単に説明する。
インサート部材９１を、可動金型４０の載置面４０ａの所定位置に載置する。この後、可動金型４０を固定金型１０とのパーティング面ＰＬまで移動させて、可動金型４０と固定金型１０とを当接させる。これにより、射出成形金型１にキャビティ２が形成される。
次いで、押出手段３０によりワーク押出しピン２０を可動金型４０側に所定の押圧値で押圧して、キャビティ２内で載置面４０ａに載置したインサート部材９１を保持する。
次いで、射出圧力が例えば１０ＭＰａの圧力値で、モールド材ＭＴを、固定金型１０側に設けた図示しないスプルから、ランナ９３及び図示しないゲートを通じてキャビティ２に射出する。これにより、モールド材ＭＴは、キャビティ２内にあるインサート部材９１の周囲を被覆する形態に充填され、この後、この状態のモールド材ＭＴを冷却する。
かくして、キャビティ２内のモールド材ＭＴは、成形された形態の成形品９２となり、インサート部材９１が成形品９２によってモールドされた製品９０ができる。
なお、キャビティ２に到達するまでのランナ９３及びゲートにおいて、硬化したモールド材ＭＴは、後工程で製品９０から除去される。
【００２１】
次に、射出成形金型１を用いた、本実施形態に係る金型成形方法について、図７乃至図９を用いて説明する。
図７は、射出成形金型１において、可動金型４０と固定金型１０とが離間する様子を示す図であり、押出手段３０によりワーク押出しピン２０を介して成形品９２を可動金型４０側に押し出した後の状態を示す。図８は、離型抵抗力計測プログラムの構成を示すフローチャートである。図９は、各ワーク押出しピン２０の押圧力Ｆｎを算出に用いる一覧表である。
【００２２】
本実施形態に係る金型成形方法は、前述した製品９０の製造工程において、キャビティ２にモールド材ＭＴを射出して成形した後、可動金型４０を固定金型１０から離間するときに、成形品９２を可動金型４０に密着させた状態とし、その後、エジェクトピン５０により成形品９２を可動金型４０から分離する射出成形方法を前提としている。
そして、本実施形態に係る金型成形方法は、（１）可動金型４０と固定金型１０とが離間するときに、固定金型１０に設けられた押出手段３０が、成形品９２を可動金型４０側に押し出すこと、（２）エジェクトピン５０が、成形品９２を可動金型４０から分離させるときの離型抵抗力Ｒを、ロードセル７０が計測すること、（３）ロードセル７０が計測した離型抵抗力Ｒの計測値Ｒｍに応じて、押出手段３０の押出力Ｆの押出値Ｆｎを変化させること、を特徴とする方法である。
【００２３】
本実施形態に係る金型成形方法について詳細に説明する。
この金型成形方法は、複数の製品９０を連続で繰り返し製造するにあたり、図８に示す離型抵抗力計測プログラムの手順に基づいて行われる。
すなわち、この離型抵抗力計測プログラムは、製品９０を製造する数量に相当する回数分、制御手段８０によって毎回実行される。
離型抵抗力計測プログラムは、初期状態として、成形品９２がキャビティ２内で成形された後、可動金型４０と固定金型１０とが型締めしたままの状態（図１に示す状態）から、開始される。
【００２４】
まず、ステップＳ１０では、１回前に成形した先の成形品９２について、可動金型４０に密着した状態の成形品９２を可動金型４０から分離させるときに、８本のエジェクトピン５０がそれぞれ受ける離型抵抗力Ｒを、各ロードセル７０により計測する。
具体的には、８本のエジェクトピン５０、すなわち、第１乃至第８エジェクトピン５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８がそれぞれ受ける離型抵抗力Ｒを、これらと個々に当接する８つのロードセル７０が計測する。
なお、先の成形品９２が存在しない場合、すなわち製品９０となる成形品９２の成形が初回目になる場合には、例えば、製品９０とは異なるテスト品向け等の成形品９２を用いて、離型抵抗力Ｒを計測することが好ましい。
【００２５】
次に、ステップＳ１１では、各ロードセル７０は、第１乃至第８エジェクトピン５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８で計測した離型抵抗力Ｒの計測値Ｒｍ（１≦ｍ≦８）を制御手段８０に出力し、制御手段８０で８つの計測値Ｒｍを読み取り、記憶する。
なお、図９には、計測値Ｒｍとして、第１エジェクトピン５１で計測されたものをＲ１、第２エジェクトピン５２で計測されたものをＲ２、以下の同様にして、第８エジェクトピン５８で計測されたものをＲ８で表記する。
【００２６】
次に、ステップＳ１２では、１本の押出しピン２０に対し、３つのエジェクトピン５０にかかる３つ分の離型抵抗力Ｒであるピン離型抵抗を、３つの計測値Ｒｍを用いて制御手段８０で演算する。
３つの計測値Ｒｍは、参照する図６及び図９に示すように、キャビティ２の径方向に対し、４本のワーク押出しピン２０（第１，第２，第３，第４ワーク押出しピン２１，２２，２３，２４）と隣接するエジェクトピン５０、すなわち第２，第４，第６，第８，エジェクトピン５２，５４，５６，５８に受ける計測値Ｒｍを、中心値としてまず選択する。その上で、この中心値に対応したエジェクトピン５０と、キャビティ２の径方向に隣り合うエジェクトピン５０に受ける２つの計測値Ｒｍを、隣接値として用いる。
具体的には、第１ワーク押出しピン２１に対し、これと径方向に隣接する第２エジェクトピン５２は、第１，第３エジェクトピン５１，５３と隣り合う。
したがって、第２エジェクトピン５２での計測値Ｒｍは計測値Ｒ２であり、第１，第３エジェクトピン５１，５３での計測値Ｒｍはそれぞれ計測値Ｒ１、Ｒ２であるので、第１ワーク押出しピン２１にかかるピン離型抵抗の算出では、計測値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を用いる。
同様に、第２ワーク押出しピン２２にかかるピン離型抵抗の算出では、計測値Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５を、第３ワーク押出しピン２３にかかるピン離型抵抗の算出では、計測値Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７を、第４ワーク押出しピン２４にかかるピン離型抵抗の算出では、計測値Ｒ７、Ｒ８、Ｒ１を、それぞれ用いる。
ピン離型抵抗の算出方法としては、例えば、３つの計測値Ｒｍの平均値を演算値Ｃｎとするほか、中心値である計測値に、隣接値である２つの計測値にそれぞれ１／２倍した積を各々加算して、このときの総和を１／２倍した演算値Ｃｎ等を算出する方法が挙げられる。
【００２７】
次に、ステップＳ１３では、制御手段８０において、可動金型４０を固定金型１０から離間するとき、４本のワーク押出しピン２０を、それぞれの押出手段３０で押圧するときの押圧力Ｆの押圧値Ｆｎを決定する。この押圧値Ｆｎは、ステップＳ１２で算出したピン離型抵抗の演算値Ｃｎに応じて、それぞれの演算値Ｃｎより大きくなるように変化させて設定される。
具体的には、第１ワーク押出しピン２１の押圧値Ｆ１を、計測値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を用いて算出した演算値Ｃ１より大きく設定する。同様に、第２ワーク押出しピン２２の押圧値Ｆ２を、計測値Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５を用いて算出した演算値Ｃ２より、第３ワーク押出しピン２３の押圧値Ｆ３を、計測値Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７を用いて算出した演算値Ｃ３より、第４ワーク押出しピン２４の押圧値Ｆ４を、計測値Ｒ７、Ｒ８、Ｒ１を用いて算出した演算値Ｃ４より、いずれも大きく設定する。
【００２８】
次に、ステップＳ１４では、制御手段８０のＣＰＵ８２が、ステップＳ１３で決定した押圧値Ｆｎに基づいて、各流体供給源２５を動作指令して、接続する押出手段３０へ供給する作動ガスの流量等を制御する。
次に、ステップＳ１５において、可動金型４０が固定金型１０から離間する際に、流体供給源２５で制御された作動ガスの流量等に応じた押出手段３０の押圧力Ｆ、すなわちステップＳ１３で決定した４つの押圧値Ｆｎで、各ワーク押出しピン２０（第１乃至第４ワーク押出しピン２１,２２, ２３, ２４）を押して、成形品９２を可動金型４０側に押し出す。すると、図７に示すように、成形品９２は、固定金型１０から離間し、可動金型４０と密着した状態で、可動金型４０とともに型開方向（図７中、下方向）に移動する。
可動金型４０が型開き状態になったら、エジェクトピン取付盤６０を上昇させ、８つのエジェクトピン５０で成形品９２（製品９０）を持ち上げて、可動金型４０から分離する（図２参照）。
【００２９】
次に、ステップＳ１６では、製品９０を引き続き連続で製造するにあたり、次の成形品９２の成形を継続して行うか否かについて判断する。継続して成形を行う場合は、ＹＥＳに進んで、ステップＳ１０を実行する。
但し、ステップＳ１５を実行する際に、８本のエジェクトピン５０がそれぞれ受ける離型抵抗力Ｒを各ロードセル７０で計測しておけば、ＹＥＳに進んで、ステップＳ１１を実行すれば良い。
一方、次の成形品９２の成形を継続して行なわない場合は、ＮＯに進み、離型抵抗力計測プログラムの実行を終了する。
【００３０】
ところで、本実施形態に係る金型成形方法のように、ハイブリッド自動車用モータの固定子（インサート部材９１に対応）を樹脂でモールドした製品を製造するにあたり、例えば、スチレン、飽和ポリエステル等の樹脂材のほか、アルミナ、ガラス繊維等の比較的硬質の混合材料を含むモールド材を、射出成形法により射出して固定金型及び可動金型で成形する場合がある。
このような成形の場合、モールド材中の混合材料が両方の金型のキャビティ面に触れて、このキャビティ面が粗くなる。キャビティ面の表面粗度は、経年変化によって次第に悪化する。このような表面粗度の悪化は、固定金型及び可動金型の両側で同じように進行するものと推察される。すなわち、成形品が固定金型から離間するときの離型抵抗力と、エジェクトピンにより成形品を可動金型から分離させるときの離型抵抗力とは、ほぼ同程度の大きさになるものと考えられる。
出願人は、この前提の下、表面粗度が悪化していく現象について、可動金型側の離型抵抗力を計測して詳しく解析した。
【００３１】
解析の結果を図１０乃至図１２に示す。図１０は、成形品の成形回数（成形ショット数）、固定金型の面粗度Ｒｚ及び、エジェクトピンにより成形品を可動金型から分離させるときの離型抵抗力Ｒとの関係について、調査した結果を示す。図１１は、図１０における成形ショット数と離型抵抗力Ｒとの関係について示したグラフである。図１２は、図１０における成形ショット数と面粗度Ｒｚとの関係について示したグラフである。
なお、面粗度Ｒｚは、ＪＩＳ法に規定された十点平均粗さＲｚである。離型抵抗力Ｒは、エジェクトピン５０が成形品９２を可動金型４０から分離させるときに、計測した離型抵抗力Ｒである。
図１２から容易に理解できるように、固定金型の面粗度Ｒｚは、成形ショット数の増加に概ね比例して悪化していることが判る。これは、前述したように、モールド材中の混合材料が固定金型側のキャビティ面に触れて、経年変化によって次第に悪化したものみられ、可動金型でも、固定金型と同様に、面粗度Ｒｚの悪化が進行しているものと考えられる。
その一方で、図１１に示したグラフを見ると、可動金型側の離型抵抗力Ｒが図示されているが、この離型抵抗力Ｒの増加傾向は、固定金型側でも同じになるものと推察される。こうした前提の下、固定金型側のキャビティ面の面粗度Ｒｚは、成形ショット数の増加と共に悪化して、特に成形ショット数が数万から数十万回程度になってくると、成形品を固定金型から離間させるときの離型抵抗は、数千回までの状態に比べて極度に増大することが新たに判った。
【００３２】
さらに、成形品を固定金型から離間させるときの離型抵抗、すなわち可動金型側の離型抵抗力Ｒについて、成形ショット数が初回時近傍の離型抵抗力Ｒの大きさを１としたとき、例えば、数千回から一万回前後の時点で初回時の約２倍、数万回の時点で初回時の約５倍等と、成形ショット数の増加数のわりには離型抵抗は急激に大きくなり、その後も、離型抵抗は、成形ショット数の増加と共に増え続け、数十万回にも達すると、その離型抵抗は、実に初回時の１０倍超にも及んでいることも、新たに確認できた。
具体的に、図１０及び図１１に示したデータを用いて説明する。すなわち、成形ショット数が初回、10,000回、100,000回、400,000回のときの離型抵抗力Ｒは、この順に、3.92×10３（Ｎ）、9.8×10３（Ｎ）、29.4×10３（Ｎ）、49.0×10３（Ｎ）となっている。初回時の離型抵抗力Ｒの計測値3.92×10３（Ｎ）を１とした場合、10,000回でその約２.５倍、100,000回で約７.５倍と、成形ショット数の増加と共に急激に増え続けている。400,000回にもなると49.0×10３（Ｎ）に達しており、実に１２倍以上となっている。
このように、成形ショット数が初回時近傍の離型抵抗力Ｒの大きさと、数十万回を超えた離型抵抗力Ｒの大きさとでは、離型抵抗の大きさに１０倍超の大きな差異が生じてくる。
【００３３】
一般に、本実施形態に係る金型成形方法のような固定金型及び可動金型を用いた射出成形では、これらの金型は、その耐用回数として、数十万回を超える成形ショット数まで使用される。
こうした使用事情の下、従来の射出成形方法のように、一定のバネ力で作用する押出ピンを固定金型側に設けても、バネ力を一定にしたままでバネを使用し続けると、固定金型及び可動金型を使用している間に、バネ力が成形品を固定金型から離間させるときの離型抵抗力より小さくなる場合が、成形ショット数が比較的少ない時点で生じ得る。
すると、可動金型と固定金型とが離間するときに、バネ力との差分、固定金型側に残る離型抵抗力に起因して、成形品が固定金型側に残る虞がある。
【００３４】
これに対し、本発明の射出成形金型１を用いた、本実施形態に係る金型成形方法は、エジェクトピン５０により成形品９２（製品９０）を可動金型４０から分離させるときの離型抵抗力Ｒをロードセル７０が計測し、押出手段３０による押出力Ｆを、計測した離型抵抗力Ｆの押圧値Ｆｎに応じて変化させているので、たとえ、経年変化によりキャビティ面２の表面粗度が悪化し固定金型１０側の離型抵抗が増加しても、離型抵抗に打勝つ押出手段３０による押出力Ｆで、成形品９２を可動金型４０側に押し出すことができる。
すなわち、成形品９２を固定金型１０から離間するときの離型抵抗は、エジェクトピン５０により成形品９２を可動金型４０から分離させるときの離型抵抗力Ｒと、ほぼ同じ大きさであると考えられる。
このことから、固定金型４０側の離型抵抗について、成形ショット数が初回時のときの離型抵抗の大きさに対し、約２倍、約５倍等と増加の一途をたどり、数十万回にも達したときの離型抵抗が、初回時の１０倍超にも及ぶようであれば、可動金型４０側の離型抵抗力Ｒも、固定金型１０側の離型抵抗と同様な増加傾向になっているものと推察される。
本発明の射出成形金型１を用いた、本実施形態に係る金型成形方法では、押出手段３０は、エジェクトピン５０が成形品９２を可動金型４０から分離させるときの離型抵抗力Ｒを、ロードセル７０により成形品９２を１回行う度に毎回計測し、計測した離型抵抗力Ｒの計測値Ｒｍに応じて大きく変化させた押出力Ｆｎで、成形品９２を可動金型４０側に押し出す。
このため、たとえ固定金型１０側の離型抵抗が、その初回時のときの大きさの約２倍、約５倍、１０倍超にまで及んでも、押出手段３０は、成形ショットを行う毎に毎回計測した可動金型４０側の離型抵抗力Ｒに応じて変化させた押出力Ｆの押出値Ｆｎで、成形品９２を可動金型４０側に押し出すので、成形品９２は、押出手段３０の押出力Ｆで、必然的に可動金型４０側に押し出されることになる。
したがって、可動金型４０と固定金型１０とが離間するときに、成形品９２を、確実に可動金型４０側から取出すことができるようになる。
【００３５】
また、本実施形態では、製品９０は、ハイブリッド自動車用モータのステータ部を構成する部品であるインサート部材９１に、射出成形法により樹脂を射出し、固定金型１０及び可動金型４０で成形した成形品９２をモールドさせたものであり、製品９０一個当たりの価格が高い。
射出成形金型１を用いた、本実施形態に係る金型成形方法によれば、固定金型１０側の離型抵抗が増大し固定金型１０に成形品９２が残ることもなく、無理に成形品９２を固定金型１０から取り出すこともない。
したがって、固定金型１０に残った成形品９２を無理に取り出して、この成形品９２を製品９０として使用することが困難となり、この製品９０を廃棄することに起因した経済的損失の発生を防止することができる。
【００３６】
（変形形態）
実施形態の射出成形金型１を用いた、本変形形態に係る金型成形方法について、参照する図１０及び図１１と、図１３とを用いて説明する。
図１３は、本変形形態に係る金型成形方法で行う押圧手段３０の点検手順を示すフローチャートである。
本変形形態に係る金型成形方法は、前述した実施形態の金型成形方法とは、押圧手段３０の押圧力Ｆを変化させるのに用いる手法が異なる。また、実施形態では、射出成形金型１に構成された押圧手段３０を、ガスシリンダとした。これに対し、本変形形態では、押圧手段３０をコイルバネとして構成されている。
しかしながら、本変形形態で用いる射出成形金型１は、押圧手段３０がコイルバネであり、流体供給源２５を備えていない点以外では、本実施形態の射出成形金型１と同様である。
したがって、本変形形態に係る金型成形方法を中心に説明し、実施形態と同様な部分の説明は、簡単または省略する。
【００３７】
本変形形態に係る金型成形方法について詳細に説明する。
この金型成形方法は、複数の製品９０を繰り返し製造するにあたり、図１３に示す押圧手段３０の点検に基づいたものとなっている。
この押圧手段３０の点検は、成形ショット数の増加に伴う固定金型１０及び可動金型４０の離型抵抗の増大傾向と、取付けるコイルバネ（押圧手段３０）の性能とを考慮した上で実施される定期点検であり、実際には、例えば、一月に一回程度等の頻度で定期的に実施される。
すなわち、一例として挙げた図１０及び図１１を見ても判るように、固定金型１０及び可動金型４０の離型抵抗力Ｒの大きさは、成形ショット数が数千個から約10,000回に達するまでに、例えば、初回時の２倍超と急激に増大し、その後、成形ショット数の増加に伴う離型抵抗力Ｒの上昇率は、数千個から約10,000回までの上昇率より小さくなる傾向にあるものの、初回時の約２倍、約５倍等と増加の一途をたどり、数十万回にも達したときの離型抵抗は、初回時の１０倍超にも及ぶものと推察される。
押圧手段３０は、所定のバネ定数を有したコイルバネである。一般に、コイルバネでは、設定されたバネ定数から生じるバネ力において、当該コイルバネにかかる抵抗力として、外力に当該コイルバネが高い信頼性をもって耐えうることができるバネ力の許容範囲は、設定された当該バネ力の数倍までにも及ばないものと考えられる。
【００３８】
このようなバネの性能上における信頼性の観点から、射出成形金型１に取付けたコイルバネのバネ力で、増大していく離型抵抗力Ｒに耐えうることができる成形ショット数の許容範囲は、成形ショット数が比較的少ないときと、比較的多いときとではそれぞれ異なるものと考えられる。
すなわち、成形ショット数が比較的少ない時点では、例えば、初回目から数千個回までの成形ショット数で、さらに、その後、たとえ新しいバネに交換したとしても、バネ交換後に成形した数万回の成形ショット数で、バネ力が成形品を固定金型１０から離間させるときの離型抵抗力Ｒより小さくなる場合が生じ得る。
その一方、成形ショット数が比較的多くなってくると、バネ交換後に成形した数万回から数十万回程度の成形ショット数で、バネ力が離型抵抗力Ｒより小さくなる場合が生じる。
そうすると、成形ショット数が初回時のときに取付けられているコイルバネに対しては、成形ショット数が数千回になったときに、最初の押圧手段３０の点検を実施する必要があり、その次に行う押圧手段３０の点検は、最初の点検後に成形した成形ショット数が数万回になったときに実施する必要がある。
さらに、２回目以降に行われる点検のタイミングとして、点検は、このような考え方で繰り返し行われ、先の点検からその次の点検を行うまでに成形を予定している成形ショット数を、次回の押圧手段３０の点検を行う目安時期として、解析の結果を図１０及び図１１を参考に予測した設定回数ｋを設定する。
【００３９】
定期点検は、初期状態として、先の成形品９２を成形した後、その次の成形品９２を成形しようとする状態において、開始される。
まず、ステップＳ２０では、先の成形品９２の成形が、成形ショット数が（ｋ−１）回目に該当する否かを判別する。（ｋ−１）回目に該当する場合は、ＹＥＳに進んで、ステップＳ２１を実行する。その反対に、該当せず、（ｋ−１）回目に満たない場合は、ＮＯに進み、ステップＳ２２を実行して、成形ショット数が（ｋ−１）回目になるまで成形品９２の成形を繰り返し継続する。
次に、ステップＳ２１では、（ｋ−１）回目の成形品９２の成形を終えて、その次となるｋ回目の成形品９２を成形する際、可動金型４０に密着した状態の成形品９２を可動金型４０から分離させるときに、８本のエジェクトピン５０がそれぞれ受ける離型抵抗力Ｒを、各ロードセル７０で計測する。具体的には、８本のエジェクトピン５０、すなわち、第１乃至第８エジェクトピン５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８がそれぞれ受ける離型抵抗力Ｒを、これらと個々に当接するロードセル７０を用いて計測する。
【００４０】
次に、ステップＳ２３では、ステップＳ２１において計測した、８箇所分の離型抵抗力Ｒの計測値Ｒｍ（１≦ｍ≦８）を読み取る。
次いで、ステップＳ２４では、１本の押出しピン２０に対し、３つのエジェクトピン５０にかかる３つ分の離型抵抗力Ｒであるピン離型抵抗を、３つの計測値Ｒｍを用いて制御手段８０で演算する。
なお、３つの計測値Ｒｍを選択する選択手法と、ピン離型抵抗を求めるにあたり、３つの計測値Ｒｍを用いた演算手法とは、実施形態において、図８に示したフローチャートのうち、ステップＳ１２で記載された手法と同じであるため、ここでは、選択手法及び演算手法の説明を省略する。
【００４１】
次に、ステップＳ２５では、ステップＳ２４で算出したピン離型抵抗の演算値Ｃｎと、予め解析した図１０に示す結果のうち、成形ショット数と離型抵抗力Ｒとの関係を示すデータとを照合した上で、押出手段３０による押圧力Ｆの押圧値Ｆｎを決定する。
すなわち、図１０または図１１において、成形ショット数がｋ回目であるときの離型抵抗力Ｒの大きさを確認する。予め解析した離型抵抗力Ｒの大きさと、ピン離型抵抗の演算値Ｃｎとを比較し、４本のワーク押出しピン２０に対するピン離型抵抗の各演算値Ｃｎに応じて、各押出手段３０による押圧力Ｆの押圧値Ｆｎをそれぞれ決定する。押圧値Ｆｎは、ステップＳ２４で算出したそれぞれの演算値Ｃｎより大きくなるように変化させて決定する。
具体的には、第１ワーク押出しピン２１の押圧値Ｆ１を、計測値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を用いて算出した演算値Ｃ１より大きく設定する。同様に、第２ワーク押出しピン２２の押圧値Ｆ２を、計測値Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５を用いて算出した演算値Ｃ２より、第３ワーク押出しピン２３の押圧値Ｆ３を、計測値Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７を用いて算出した演算値Ｃ３より、第４ワーク押出しピン２４の押圧値Ｆ４を、計測値Ｒ７、Ｒ８、Ｒ１を用いて算出した演算値Ｃ４より、いずれも大きく設定する。
【００４２】
次に、ステップＳ２６では、ステップＳ２５で決定した押圧値Ｆｎに対応したバネ定数のコイルバネを選択し、成形ショット数がｋ回目になるまで設置されていた古いコイルバネから、選択した新しいコイルバネに交換する。
但し、今回の当該点検において、ステップＳ２５で決定した押圧値Ｆｎが、この点検前に行った前回の当該点検時で決定した押圧値Ｆｎと大差なく同程度である場合、あるいは、古いコイルバネに有するバネ力で許容できるものである場合には、新しいコイルバネに交換する必要はない。
かくして、押圧手段３０の点検は終了する。
押圧手段３０の点検後、成形ショット数が（ｋ＋１）回目以降の成形品９２の成形を開始し、前述したように、成形ショット数の増加による増大傾向と、取付けるコイルバネの性能とを考慮した上で新たに設定した設定回数まで、ステップＳ２６で交換したコイルバネを用いる。
【００４３】
前述したように、本発明に係る金型成形方法のような固定金型及び可動金型を用いた射出成形では、これらの金型は、その耐用回数として、数十万回を超える成形ショット数まで使用される。
こうした使用事情の下、固定金型及び可動金型を長期にわたって使用している間に、離型抵抗の大きさが成形ショット数の頻度によって、２倍、５倍そして１０倍超もの開きがあっても、本変形形態に係る金型成形方法によれば、離型抵抗力Ｒの増大量に応じて、押圧手段３０による押圧値Ｆｎを変化させる、図１３に示す定期点検を行っているので、一定のバネ力のバネを使い続けることはなく、バネ力が、成形品９２を固定金型１０から離間させるときの離型抵抗力より小さくなることはない。したがって、可動金型４０と固定金型１０とを離間するときに、バネ力との差分、固定金型１０側に残る離型抵抗力に起因して、成形品９２が固定金型４０側に残る虞もない。
【００４４】
なお、この発明は前記実施形態及び変形形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
例えば、実施形態及び変形形態では、金型成形方法として、固定金型１０と可動金型４０とを当接させてキャビティ２を形成し、モールド材ＭＴを射出し成形して、キャビティ２内のインサート部材９１をモールドする射出成形方法を例示した。
しかしながら、本発明の金型成形方法は、実施形態及び変形形態で例示した射出成形方法に限定されるものではなく、例えば、第１金型と第２金型とを当接させてキャビティを形成し、溶融状態の金属をキャビティに注入して成形する鋳造等、他の金型成形方法にも、適宜適用可能である。
【００４５】
また、実施形態及び変形形態では、固定金型１０に押出手段３０を設ける一方、可動金型４０にエジェクトピン５０を配設することにより、成形品９２を可動金型４０に残留させる射出成形金型１を例示した。
しかしながら、成形金型は、成形品を固定金型に残留させるために、固定金型にエジェクトピンを設け、可動金型に押出手段を設けた構成であっても良い。
【００４６】
また、実施形態では、押出手段３０を、流体供給源２５から供給されるガスの流量等を制御して、押圧力Ｆを変化させる駆動源を例示した。
しかしながら、押出手段は、例えば、供給される作動油の流量等に応じて、押圧力を可変可能な油圧シリンダ等でもよく、成形品を可動金型側に押し出すときの押圧力を可変できる駆動源であれば、種々変更可能である。
【００４７】
また、実施形態及び変形形態では、離型抵抗計測手段としてロードセル７０を例示した。
しかしながら、離型抵抗計測手段は、成形品を可動金型から分離させるときの離型抵抗力を計測できるものであれば、種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態に係る射出成形金型の構成を説明する断面図であり、成形時の型締め状態を示す。
【図２】実施形態に係る射出成形金型の構成を説明する断面図であり、成形後の型開き状態を示す。
【図３】図２中、Ｐ部を拡大して示す説明図である。
【図４】実施形態に係る射出成形金型の電気制御を説明する回路図である。
【図５】図１中、パーティング面ＰＬから見た固定金型の平面図である。
【図６】図１中、パーティング面ＰＬから見た可動金型の平面図である。
【図７】実施形態に係る射出成形金型において、可動金型と固定金型とが離間する様子を示す図であり、押出手段により成形品を可動金型側に押し出した後の状態を示す。
【図８】離型抵抗力計測プログラムの構成を示すフローチャートである。
【図９】各ワーク押出しピンの押圧力の算出に用いる一覧表である。
【図１０】成形ショット数、固定金型の面粗度及び離型抵抗力との関係について、調査した結果を示す一覧表である。
【図１１】図１０における成形ショット数と離型抵抗力Ｒとの関係について示したグラフである。
【図１２】図１０における成形ショット数と面粗度Ｒｚとの関係について示したグラフである。
【図１３】変形形態に係る射出成形方法で行う押圧手段の点検手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１ 射出成形金型（成形金型）
２ キャビティ
１０ 固定金型（第１金型）
３０ 押出手段
４０ 可動金型（第２金型）
５０ エジェクトピン
７０ ロードセル（離型抵抗計測手段）
８０ 制御手段
９０ 製品
９１ インサート部材
Ｒ 離型抵抗力
ＭＴ モールド材ＭＴ（材料）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金型と第２金型とを当接させてキャビティを形成し、材料を注入して成形した後、該第２金型を該第１金型から離間するときに、成形品を該第２金型に密着させた状態とし、その後、エジェクトピンにより成形品を該第２金型から分離する金型成形方法において、
前記第１金型と前記第２金型とが離間するときに、前記第１金型に設けられた押出手段が、前記成形品を前記第２金型側に押し出すこと、
前記エジェクトピンが、前記成形品を前記第２金型から分離させるときの離型抵抗力を、離型抵抗計測手段が計測すること、
前記離型抵抗計測手段が計測した離型抵抗力に応じて、前記押出手段の押出力を変化させること、
を特徴とする金型成形方法。
【請求項２】
第１金型と第２金型とを当接させてキャビティを形成し、材料を注入して成形した後、該第２金型を該第１金型から離間するときに、成形品を該第２金型に密着させた状態とし、その後、エジェクトピンにより成形品を該第２金型から分離させる成形金型において、
前記第１金型に設けられ、前記第１金型と前記第２金型とが離間するときに、前記成形品を前記第２金型側に押し出す押出手段と、
前記エジェクトピンが、前記成形品を前記第２金型から分離するときの離型抵抗力を計測する離型抵抗計測手段と、
前記離型抵抗計測手段が計測した離型抵抗力に応じて、前記押出手段の押出力を変化させる制御手段と、
を有することを特徴とする成形金型。
【請求項１】
第１金型と第２金型とを当接させてキャビティを形成し、材料を注入して成形した後、該第２金型を該第１金型から離間するときに、成形品を該第２金型に密着させた状態とし、その後、エジェクトピンにより成形品を該第２金型から分離する金型成形方法において、
前記第１金型と前記第２金型とが離間するときに、前記第１金型に設けられた押出手段が、前記成形品を前記第２金型側に押し出すこと、
前記エジェクトピンが、前記成形品を前記第２金型から分離させるときの離型抵抗力を、離型抵抗計測手段が計測すること、
前記離型抵抗計測手段が計測した離型抵抗力に応じて、前記押出手段の押出力を変化させること、
を特徴とする金型成形方法。
【請求項２】
第１金型と第２金型とを当接させてキャビティを形成し、材料を注入して成形した後、該第２金型を該第１金型から離間するときに、成形品を該第２金型に密着させた状態とし、その後、エジェクトピンにより成形品を該第２金型から分離させる成形金型において、
前記第１金型に設けられ、前記第１金型と前記第２金型とが離間するときに、前記成形品を前記第２金型側に押し出す押出手段と、
前記エジェクトピンが、前記成形品を前記第２金型から分離するときの離型抵抗力を計測する離型抵抗計測手段と、
前記離型抵抗計測手段が計測した離型抵抗力に応じて、前記押出手段の押出力を変化させる制御手段と、
を有することを特徴とする成形金型。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−１３７１３０（Ｐ２００９−１３７１３０Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１５１５９（Ｐ２００７−３１５１５９）
【出願日】平成１９年１２月５日（２００７．１２．５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月５日（２００７．１２．５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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