JP3258151B2 - 射出成形機のゲート切断ピン位置の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機のゲート切
断ピン位置の制御装置に係り、特に、その先端面がゲー
ト近傍の製品形成用空間（以下、キャビティと称す）内
の樹脂と接触するゲート切断ピンを、射出充填された樹
脂が完全に固化する前に前進させてゲート切断を行うよ
うにした射出成形機におけるゲート切断ピン位置の制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】キャビティ内に射出充填された樹脂が完
全に固化する前に、ゲート切断ピンを前進させてゲート
切断を行うと、樹脂が軟らかいうちに切断を行うので、 ゲート切断が容易である。 切断後のゲート跡の後処理が要らない。 というメリットがある。

【０００３】このようなゲートカット手法をとる射出成
形機においては、ゲート切断ピンの先端面は、キャビテ
ィ内に溶融樹脂を射出充填する少なくとも直前には後退
位置にあって、キャビティ内への射出充填が完了した後
の所定タイミングで前進駆動されて、ゲート切断を行う
と共に樹脂を圧縮するので、ゲート切断ピンが後退位置
にある際から見ると、ゲート切断ピンが前進した後に
は、キャビティの容量がその前進ストローク分だけ減少
することになる。すなわち、溶融樹脂が射出充填された
直後の時点と、ゲート切断後の時点とでは、キャビティ
の容量が異なることになり、設定された所定の駆動圧力
で前進駆動されるゲート切断ピンが、前進限位置に至っ
た際に決定されるキャビティの形状が、所期の製品形状
と一致する必要がある。

【０００４】したがって、上記した射出充填前のゲート
切断ピンの後退位置は、キャビティ内に充填される樹脂
量を決定する重要なファクターとなり、また、後退位置
から予め設定された圧力値で前進駆動されるゲート切断
ピンの前進力と、圧縮力を受けるキャビティ内の樹脂か
らの反力とが均衡することによって定まるゲート切断ピ
ンの前進限位置は、製品（成形品）の外観精度を決定す
る重要なファクターとなる。そして、ゲート切断ピンの
後退位置の設定が適当ではなく、例えば、後退設定位置
が後過ぎると充填樹脂量が多くなり過ぎて、ゲート切断
ピンの前進限位置が適正位置の手前となって、不要な突
部をもつ製品が成形されることとなり、反対に後退設定
位置が前過ぎると充填樹脂量が不足して、ゲート切断ピ
ンの前進限位置が適正位置を通り過ぎてしまい、突出し
過ぎたゲート切断ピンによる凹みをもつ製品が成形され
ることとなる。

【０００５】上述した事柄から明らかなように、ゲート
切断ピンの後退位置は適正に設定しなければ良品成形が
達成できないため、ゲート切断ピンの後退位置の設定は
微妙な調整を必要とし、ゲート切断ピンの後退設定位置
を変えつつ、そのたびに試ショットを行って製品（成形
品）の外観をチェックし、最終的にゲート切断ピンの後
退位置を適正値に決定するようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のゲー
ト切断ピンの駆動源としては油圧シリンダが用いられる
のが一般的で、該油圧シリンダで駆動されると共にゲー
ト切断ピンを植設したゲートカット／圧縮プレートの後
退位置を、金型機構に付設したストッパーの位置で設定
することにより、ゲート切断ピンの後退位置の設定を行
うようになっていた。しかしながら、このようなメカニ
カルなストッパーの位置調整によってゲート切断ピンの
後退設定位置の調整を行う構成であると、前記したよう
に、ゲート切断ピンの後退設定位置を変えつつ試ショッ
トを繰り返すことが、極めて煩雑で時間のかかる作業と
なり、ゲート切断ピンの後退位置の調整作業性が悪いと
いう問題があった。

【０００７】したがって、本発明の解決すべき技術的課
題は上記した従来技術のもつ問題点を解消することにあ
り、その目的とするところは、樹脂が完全に固化する前
にゲート切断を行う射出成形機において、ゲート切断ピ
ンの後退位置の調整が容易・確実な射出成形機のゲート
切断ピン位置の制御装置を実現することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記した目的を
達成するため、型締めされた金型の製品形成用空間内に
溶融樹脂を射出充填し、その先端面がゲート近傍の製品
形成用空間内の樹脂と接触するゲート切断ピンを、製品
形成用空間内の樹脂が完全に固化する前に前進させてゲ
ート切断を行う射出成形機のゲート切断ピン位置の制御
装置において、ゲート切断ピンを前後進させる駆動源と
してサーボモータを用い、型締め状態の金型内に溶融樹
脂を射出充填する前のゲート切断ピンの先端面の設定位
置を、サーボモータの回転停止位置によって調整する手
段を設ける。

【０００９】

【作用】ゲート切断ピンの後退位置の設定に際し、ま
ず、オペレータはゲート切断ピンの後退位置を仮設定
し、１回目の試ショットをマシン（射出成形機）に実行
させ、この試ショットによって得られた製品（成形品）
の外観を目視検査して、キャビティ内への充填樹脂量の
多寡を判断する。そして、充填樹脂量が多すぎる場合に
は、１回目の試ショットにおけるゲート切断ピンの後退
設定位置から前方向（充填樹脂量が減じる方向）に、所
定量だけゲート切断ピンの後退設定位置が前進するよう
に、また、充填樹脂量が少なすぎる場合には、１回目の
試ショットにおけるゲート切断ピンの後退設定位置から
後方向（充填樹脂量が増す方向）に、所定量だけゲート
切断ピンの後退設定位置が後退するような指示を、例え
ば、キー入力装置によってマシンのコントロールを司る
マイコン（マイクロコンピュータ）に与える。これによ
って、マイコンは次のショットにおけるゲート切断ピン
の後退位置の設定データの更新を行って、これに基づい
てサーボモータを制御して、射出充填前のゲート切断ピ
ンの待機位置たる後退設定位置を、指示された方向へ指
示された量だけ可変させる。この状態で次の試ショット
を行って、同様に製品の外観を目視検査して充填樹脂量
の多寡を判断し、ゲート切断ピンの後退設定位置を良品
成形が達成される方向に修正する指示を行って、さらに
次の試ショットを実行させる。このように、ゲート切断
ピンの後退設定位置を修正しながら試ショットを繰返
し、ヒケ等がない完全な外観の製品が得られるまで、ゲ
ート切断ピンの後退設定位置を調整する。そして、ヒケ
等がない完全な外観の製品が得られて時点で、その際の
ゲート切断ピンの後退設定位置を、連続自動成形運転の
ための設定データとして確定する旨をマイコンに指示
し、これによってゲート切断ピンの後退位置の調整作業
が終了する。

【００１０】斯様に、例えばキー入力装置による変更指
令で、射出充填前のゲート切断ピンの待機位置たる後退
設定位置を、サーボモータの回転停止位置によって調整
するので、オペレータにかかる負担は軽減され、ゲート
切断ピンの後退位置の調整が容易となると共に、調整時
間も短縮化される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の１実施例を図１〜図５によっ
て説明する。図１は、本実施例に係る射出成形機におけ
る金型周辺のメカニズムと要部制御系とを示す説明図で
ある。同図において、１は固定ダイプレート、２は該固
定ダイプレート１に取り付けられた固定側金型であり、
該固定側金型２中のスプルー形成部材２ａの樹脂注入部
２ｂには、図示していないが、公知のインラインスクリ
ュー型の射出メカニズムのノズルが押し付けられてい
る。３は可動ダイプレートで、適宜の型開閉駆動源（例
えば、型締用油圧シリンダや型締用モータ）と型開閉メ
カニズム（例えば、トグルリンク機構等）によって、固
定ダイプレート１に対して前後進可能とされている。４
は、金型支持部材５を介して可動ダイプレート３に取り
付けられた可動側金型で、図１に示した型締め状態で
は、可動側金型３と固定側金型２のＰＬ面（離型面）は
密着し、両金型２，３によって成形品形成用空間たるキ
ャビティ６が形づくられている。そして、本実施例では
上記キャビティ６は、サブマリン型のゲート７，ランナ
ー相当部８，スプルー９を介して、前記固定側金型２の
樹脂注入部２ｂに連通するようになっている。

【００１２】１０は、前記可動ダイプレート３上に前後
進可能であるように搭載されたエジェクト駆動軸で、同
じく可動ダイプレート３上に取り付けられた図示せぬ適
宜エジェクト駆動源（例えば、エジェクト用油圧シリン
ダ等）に連結されている。１１は上記エジェクト駆動軸
１０と連結されたエジェクトプレートで、複数本のエジ
ェクトピン１２が植設されている。そして、図１に示し
た型締め状態においては、エジェクトピン１２の先端面
は後退限位置におかれ、型開き完了後もしくは型開き途
上時に、エジェクトピン１２が図示せぬエジェクト駆動
源によって前進駆動されて、可動側金型３に被着した製
品（前記キャビティ６に相当する成形品）および不要樹
脂部分（前記ランナー相当部８，スプルー９に相当する
部分）を突き出すように構成されている。なお、エジェ
クトプレート１１（エジェクトピン１２）の後退限位置
は、図示せぬストッパーによって規制されるようになっ
ている。

【００１３】１３は、前記可動ダイプレート３上に前後
進可能であるように搭載されたゲートカット／圧縮駆動
軸で、同じく可動ダイプレート３上に取り付けられたゲ
ートカット／圧縮用のサーボモータ１４に、同じく可動
ダイプレート３上に設けられた回転−直線運動変換メカ
ニズム（例えば、公知のボールネジを用いた回転運動を
直線運動に変換するメカニズム）１５を介して連結され
ており、ゲートカット／圧縮駆動軸１３はサーボモータ
１４によって前後に駆動されるようになっている。１６
は、前記可動側金型５に対して前後進可能であるように
保持されたゲートカット／圧縮プレートで、複数本のゲ
ートカット／圧縮ピン１７（請求項等でいうゲート切断
ピン）および案内ピン１８が植設されており、ゲートカ
ット／圧縮ピン１７並びに案内ピン１８は、可動側金型
５内を進退可能なようになっている。１９は案内ピン１
８に遊挿された圧縮バネで、両端を可動側金型５並びに
ゲートカット／圧縮プレート１６に弾接させており、こ
れによってゲートカット／圧縮プレート１６を後退方向
（図示左行方向）に付勢して、ゲートカット／圧縮プレ
ート１６を常時ゲートカット／圧縮駆動軸１３の先端に
押し付けている。また、ゲートカット／圧縮ピン１７の
先端面は、前記ゲート７近傍の前記キャビティ６の内壁
の一部を形成するようになっており、後述するように、
キャビティ６内の樹脂が完全に固化する前に前進駆動さ
れてゲート切断を行うようになっている。

【００１４】２０は、マシン（射出成形機）全体の制御
を司るシステムコントローラとしてのマイコン（マイク
ロコンピュータ）で、予め作成された各種動作制御プロ
グラムと各種設定データ等に基づき、マシンの各部の動
作制御を行う。２１は前記サーボモータ１４を駆動制御
するモータドライバで、マイコン２０が、自身に内蔵し
た設定条件値格納部２０ａに格納したゲートカット／圧
縮ピン１７の制御条件データに基づく指令をモータドラ
イバ２１に与えることによって、サーボモータ１４は適
宜方向への回転ないしは指定された位置での停止保持を
行う。２２はサーボモータ１４の回転位置を検出する回
転位置検出センサで、該回転位置検出センサ２２からの
検出情報に基づき、マイコン２０は、サーボモータ１４
の回転位置に対応するゲートカット／圧縮ピン１７の位
置を認知するようになっている。なお、２３はキー入力
装置等よりなる入力操作手段で、該入力操作手段２２を
操作することにより、マイコン２０に与える制御条件デ
ータ（設定データ）の変更や、運転開始／停止の指示等
を行うようになっている。

【００１５】上記した構成において、型締めされた金型
内に図示せぬ射出メカニズムによって溶融樹脂が射出充
填されると、この射出充填後における適宜タイミングで
（樹脂が完全に固化する前の適宜タイミングで）、マイ
コン２０の指令によってサーボモータ１４が所定方向へ
回転駆動される。これによって、回転−直線運動変換メ
カニズム１５，ゲートカット／圧縮駆動軸１３，ゲート
カット／圧縮プレート１６を介して、ゲートカット／圧
縮ピン１７が後退設定位置から前進駆動される。このゲ
ートカット／圧縮ピン１７の前進行程時には、予め設定
された所定の保圧圧力値（これは前記設定条件値格納部
２０ａに予め書き込まれてある）に対応する駆動電流値
でサーボモータ１４は駆動され、ゲートカット／圧縮ピ
ン１７は所定の前進力値をもって前進する。そして、ゲ
ートカット／圧縮ピン１７が前進すると前記ゲート７部
分の脆弱な樹脂が切断され、この後のゲートカット／圧
縮ピン１７の前進によって前記キャビティ６内の樹脂は
押圧力（圧縮応力）を受けて圧縮され、やがて、サーボ
モータ１４の設定トルクに基づくゲートカット／圧縮ピ
ン１７の押圧力（保圧力）と、キャビティ６内の樹脂か
らの反力とが均衡した時点で、ゲートカット／圧縮ピン
１７は前進限位置に至る。

【００１６】本実施例では、ゲートカット／圧縮ピン１
７が前進限位置に至ったことを検知すると、マイコン２
０はサーボモータ１４を微小正逆回転させて、図２に示
すように、ゲートカット／圧縮ピン１７を振動させ、こ
の微小振動を伴うゲートカット／圧縮ピン１７による圧
縮力でキャビティ６内の樹脂に保圧をかけるようになっ
ている。そして、この後樹脂が固化した時点で、図３に
示すように型開き動作とエジェクト動作とが行われて、
前記したごとくエジェクトピン１２によって、可動側金
型３に被着した製品と不要樹脂部分とが分離された状態
で突き出される。

【００１７】上記した動作説明において、型締め完了後
で射出充填の前におけるゲートカット／圧縮ピン１７の
待機位置たる後退設定位置が適正な値である場合には、
得られる製品は、ヒケ等のない完全な外観形状をもつ良
品となる。しかしながら、ゲートカット／圧縮ピン１７
の後退設定位置が後過ぎると充填樹脂量が多くなり過ぎ
て、図４に示すように、ゲートカット／圧縮ピン１７の
前進限位置が適正位置の手前となって、不要な突部をも
つ製品が成形されることとなる。また反対に、ゲートカ
ット／圧縮ピン１７の後退設定位置が前過ぎると充填樹
脂量が不足して、図５に示すように、ゲートカット／圧
縮ピン１７の前進限位置が適正位置を通り過ぎてしま
い、突出し過ぎたゲートカット／圧縮ピン１７による凹
みをもつ製品が成形されることとなる。そして、金型交
換後の初期運転時（初期ショット時）には、ゲートカッ
ト／圧縮ピン１７の後退設定位置を適正値に決定するこ
とは実質的に困難で、当初には図４または図５に示した
傾向をもつのが一般的で、ゲートカット／圧縮ピン１７
の後退設定位置の調整が必要となる。

【００１８】次に、ゲートカット／圧縮ピン１７の後退
設定位置の調整について説明する。ゲートカット／圧縮
ピン１７の後退位置の調整に際し、まず、オペレータは
ゲートカット／圧縮ピン１７の仮の後退設定位置データ
を、入力操作手段２３によってマイコン２０に入力した
後、マイコン２０に１回目の試ショットの実行を指示す
る。これによって、マイコン２０は、仮の後退設定位置
データにしたがった後退位置にゲートカット／圧縮ピン
１７を待機させた状態（すなわち、サーボモータ１４を
所定の回転停止位置で保持させた状態）で、マシン（射
出成形機）に１回目の試ショットを実行させる。そし
て、オペレータは、この試ショットによって得られた製
品（成形品）の外観を目視検査して、キャビティ６内へ
の充填樹脂量の多寡を判断する。

【００１９】いま、１回目の試ショットでの充填樹脂量
が多すぎた場合には、１回目の試ショットにおけるゲー
トカット／圧縮ピン１７の後退設定位置から前方向（充
填樹脂量が減じる方向）に、所定量だけゲートカット／
圧縮ピン１７の後退設定位置が前進するような指示を、
オペレータは入力操作手段２３によってマイコン２０に
入力する。また、１回目の試ショットでの充填樹脂量が
少なかった場合には、１回目の試ショットにおけるゲー
トカット／圧縮ピン１７の後退設定位置から後方向（充
填樹脂量が増す方向）に、所定量だけゲートカット／圧
縮ピン１７の後退設定位置が後退するような指示を、マ
イコン２０に入力する。ここで、本実施例では、ゲート
カット／圧縮ピン１７の後退設定位置の設定単位（最小
調整量）を、０．０１ｍｍとしているが、この値は任意
である。

【００２０】これによって、マイコン２０は次のショッ
トにおけるゲートカット／圧縮ピン１７の後退位置の設
定データの更新を行って、これに基づいてサーボモータ
１４を制御して、射出充填前のゲートカット／圧縮ピン
１７の待機位置たる後退設定位置を、指示された方向へ
指示された量だけ可変させる。このようにして同様に次
の試ショットを行って、同様に製品の外観を目視検査し
て充填樹脂量の多寡を判断し、ゲートカット／圧縮ピン
１７の後退設定位置を良品成形が達成される方向にさら
に修正する指示を行って、さらに次の試ショットを実行
させる。

【００２１】このようにして、ゲートカット／圧縮ピン
１７の後退設定位置を修正しながら試ショットを繰返
し、ヒケ等がない完全な外観の製品が得られるまで、ゲ
ートカット／圧縮ピン１７の後退設定位置を調整する。
そして、ヒケ等がない完全な外観の製品が得られた時点
で、オペレータは、その際のゲートカット／圧縮ピン１
７の後退設定位置を、連続自動成形運転のための設定デ
ータとして確定する旨をマイコン２０に指示し、これに
よってゲートカット／圧縮ピン１７の後退位置の調整作
業が終了する。

【００２２】斯様に、例えばキー入力装置による変更指
令で、射出充填前のゲートカット／圧縮ピン１７の待機
位置たる後退設定位置を、サーボモータ１４の回転停止
位置によって調整するので、オペレータにかかる負担は
軽減され、ゲートカット／圧縮ピン１７の後退位置の調
整が容易となると共に、調整時間も短縮化される。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、樹脂が完
全に固化する前にゲート切断を行う射出成形機におい
て、ゲート切断ピン（ゲートカット／圧縮ピン）の後退
位置の調整が容易・確実な、射出成形機のゲート切断ピ
ン位置の制御方法が実現でき、その産業的価値は大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る射出成形機における金
型周辺のメカニズムと要部制御系とを示す説明図であ
る。

【図２】図１の射出成形機においてゲート切断ピン（ゲ
ートカット／圧縮ピン）が前進してゲート切断を行った
後の状態を示す金型周辺のメカニズムの説明図である。

【図３】図１の射出成形機において型開きおよびエジェ
クト動作が行われた状態を示す金型周辺のメカニズムの
説明図である。

【図４】図１の射出成形機においてゲート切断ピンの後
退設定位置が適正でない場合の、ゲート切断ピンが前進
した後の状態を示す金型周辺のメカニズムの説明図であ
る。

【図５】図１の射出成形機においてゲート切断ピンの後
退設定位置が適正でない場合の、ゲート切断ピンが前進
した後の状態を示す金型周辺のメカニズムの説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 固定ダイプレート ２ 固定側金型 ３ 可動ダイプレート ５ 可動側金型 ６ キャビティ（製品成形用空間） ７ ゲート １２ エジェクトピン １３ ゲートカット／圧縮駆動軸 １４ ゲートカット／圧縮用のサーボモータ １５ 回転−直線運動変換メカニズム １６ ゲートカット／圧縮プレート １７ ゲートカット／圧縮ピン（ゲート切断ピン） １８ 案内ピン １９ 圧縮バネ ２０ マイコン（マイクロコンピュータ） ２１ モータドライバ ２２ 回転位置検出センサ ２３ 入力操作手段

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 型締めされた金型の製品形成用空間内に
   溶融樹脂を射出充填し、その先端面がゲート近傍の前記
   製品形成用空間内の樹脂と接触するゲート切断ピンを、
   前記製品形成用空間内の樹脂が完全に固化する前に前進
   させてゲート切断を行う射出成形機において、 前記ゲート切断ピンを前後進させる駆動源としてサーボ
   モータを用い、型締め状態の金型内に溶融樹脂を射出充
   填する前の前記ゲート切断ピンの先端面の設定位置を、
   前記サーボモータの回転停止位置によって調整する手段
   を有することを特徴とする射出成形機のゲート切断ピン
   位置の制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載において、 前記ゲート切断ピンは、前記したゲート切断後に前記製
   品形成用空間内の樹脂に圧縮応力を付与するように機能
   し、該ゲート切断ピンは、所定の設定圧力値に対応する
   駆動電流値で制御される前記サーボモータの駆動力と、
   前記製品形成用空間内の樹脂からの反力とで決定される
   前進限位置まで、前進駆動されるようにしたことを特徴
   とする射出成形機のゲート切断ピン位置の制御装置。