JPH03219935A - Injection molding method and injection device - Google Patents

Injection molding method and injection device

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JPH03219935A
JPH03219935A JP1543590A JP1543590A JPH03219935A JP H03219935 A JPH03219935 A JP H03219935A JP 1543590 A JP1543590 A JP 1543590A JP 1543590 A JP1543590 A JP 1543590A JP H03219935 A JPH03219935 A JP H03219935A
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screw
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injection
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Kazuhisa Yokoyama
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Abstract

PURPOSE:To prevent a reinforced fiber from breaking, by a method wherein a large cylinder for measurement is arranged on a position separated from a screw fitting position, an injection plunger which is fitted into the large cylinder is made into a hollow plunger having a through hole, the inside of which is made a flow path for raw materials and the flow path is made interruptible between the hollow plunger and a screw. CONSTITUTION:Molding raw materials comprised of plastic and a reinforced fiber is pressed into a small cylinder 6 from a pressing-in cylinder 18 by a pressing-in piston 20, the plastic is molten with a rotation of a screw 8 in the small cylinder 8 and the molding raw materials are kneaded. The molding raw materials are fed to the hollow plunger 4 connecting with the small cylinder 6 and measured and sent into a large cylinder 2 which is fitted over the hollow plunger 4. The hollow plunger 4 is moved in the direction where measure capacity is increased with this measurement action, after completion of the measurement, a rotation of the screw 8 is suspended and the screw 8 is brought into contact with the hollow plunger 4, through which raw material flow path is interrupted.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、射出酸′形方法及び射出装置に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application The present invention relates to an injection acid injection method and an injection apparatus.

(ロ)従来の技術 プラスチックの中にガラス繊維などの衝撃強度の高い繊
維を混入させた繊維強化樹脂(通常FRPと略称されて
いる)は、衝撃に弱いプラスチックの欠点が改善できる
ため、ヘルメット等の軽量で衝撃強度を要求される用途
に使用されている。FRP用の強化繊維は、例えば使用
繊維としてガラス繊維を用いる場合、14.7〜25.
4mm(0,5〜1°゛)の長繊維であり、また、FR
P向けのプラスチックとしては、例えば不飽和ポリエス
テル樹脂等が使用される。FRPの成形加工は、混入さ
れる強化繊維を切断しないようにプラスチックの中に分
散混練させることが重要な工程になる。これにより強化
繊維のもつ衝撃強度を十分利用することができる。
(b) Conventional technology Fiber-reinforced resin (usually abbreviated as FRP), which is made by mixing fibers with high impact strength such as glass fibers into plastic, can improve the disadvantages of plastics that are weak in impact, so it can be used for helmets, etc. It is used in applications that require light weight and impact strength. For example, when glass fiber is used as the reinforcing fiber for FRP, the fiber is 14.7 to 25.
It is a long fiber of 4mm (0.5~1°゛), and also has FR
As the plastic for P, for example, unsaturated polyester resin is used. In the molding process of FRP, an important step is to disperse and knead the reinforcing fibers mixed into the plastic so as not to cut them. This makes it possible to fully utilize the impact strength of the reinforcing fibers.

各種のFRPの成形法のうちでは、プレス成形法と射出
成形法が比較的よ(用いられる。プレス成形法は繊維の
切断が少ないため衝撃強度の高い製品が得られる利点が
あるが、材料のロスが多く、自動化が困難であり、成形
速度が遅く、射出成形法の4倍程度の時間がかかるとい
う難点がある。一方、射出成形法は自動化が容易で成形
時間が短い利点があるが、後述するように、強化繊維が
切断されやすいため、十分な衝撃強度が得られないとい
う難点がある。第4及び5図に従来のFRP用射出成形
機の射出装置を示す。第4図に示すものは、スクリュー
50が回転及び往復運動可能にシリンダ52にはめ合わ
されている、いわゆるインラインスクリュー式のもので
、スクリュー50の先端部には、逆流防止リング54が
設けられている。逆流防止リング54は、スクリューみ
ぞ内で図示位置よりも右方のフライト部50aに接した
位置において樹脂が左方から右方に逆流するのを防止で
きる構造になっている。スクリュー50には、図示しな
い前後進装置が連結されている。なお、BMC(バルク
モールディングコンパウンド=大型成形用樹脂組成物)
、TMC(シックモールディングコンパウンド=厚物成
形用樹脂組成物)及びSMC(シートモールデイングコ
ンパウンド=シート成形用樹脂組成物)等のFRP用樹
脂原料は、シリンダ52内に供給されるときの、いわゆ
る食い込みが悪いため、強化繊維原料と共に材料自動供
給装置58によって押し込みシリンダ60上に供給され
、押し込みピストン62によってシリンダ52内に押し
込まれるようになっている。シリンダ52の図中左端側
にノズル64が設けられており、この射出装置Aは、移
動台66の上に固定されている。移動台66を図中左方
に移動させることによりノズル64を金型68の開口部
68aに押し付けることが可能である。
Among the various FRP molding methods, press molding and injection molding are relatively popular.Press molding has the advantage of producing products with high impact strength because fewer fibers are cut, but the material The disadvantages are that there is a lot of loss, it is difficult to automate, the molding speed is slow, and it takes about four times as long as injection molding.On the other hand, injection molding has the advantage of being easy to automate and short molding time. As will be described later, there is a problem in that sufficient impact strength cannot be obtained because the reinforcing fibers are easily cut.Figures 4 and 5 show the injection device of a conventional injection molding machine for FRP. This is a so-called in-line screw type in which a screw 50 is fitted into a cylinder 52 for rotation and reciprocation, and a backflow prevention ring 54 is provided at the tip of the screw 50.Backflow prevention ring 54 has a structure that can prevent the resin from flowing back from the left to the right at a position in the screw groove that is in contact with the flight part 50a on the right side of the illustrated position. The devices are connected.BMC (bulk molding compound = large molding resin composition)
, TMC (thick molding compound = resin composition for molding thick materials) and SMC (sheet molding compound = resin composition for sheet molding) and other FRP resin raw materials are supplied into the cylinder 52 due to so-called biting. Therefore, the material is supplied together with the reinforcing fiber raw material onto a push cylinder 60 by an automatic material supply device 58, and is pushed into the cylinder 52 by a push piston 62. A nozzle 64 is provided on the left end side of the cylinder 52 in the figure, and this injection device A is fixed on a movable table 66. By moving the moving table 66 to the left in the figure, it is possible to press the nozzle 64 against the opening 68a of the mold 68.

溶融樹脂の計量工程において、スクリュ50は回転しな
がら溶融樹脂をスクリュー50の前方に設けられた計量
室56に送り出しており、計量室56の樹脂圧力によっ
て徐々に図中右方に後退する。このとき逆流防止リング
54は、樹脂の移送を邪魔しないようにみそ内の左位置
にある。強化繊維の混入された樹脂はこのような狭いす
き間を通って計量室56に移送されることになる。計量
が終了すると、射出工程に移り、スクリュー50の回転
は止められ、移動台66を左方に移動させてノズル64
を金型68の開口部68aに押し付ける。スクリュー5
0に連結されている図示しない前後進装置を駆動してス
クリュー50を前方に移動させて計量室56内の溶融樹
脂をノズル64を経て金型68内に射出する。このとき
逆流防止リング54は樹脂が計量室56からスクリュー
50のみぞを通って図中右側に逆流しないようにみぞ内
の右位置にある。金型68内に射出された樹脂を冷却し
て成形品を取り出す。
In the step of measuring the molten resin, the screw 50 rotates and sends the molten resin to the metering chamber 56 provided in front of the screw 50, and the resin pressure in the metering chamber 56 causes the screw 50 to gradually retreat to the right in the figure. At this time, the backflow prevention ring 54 is located at the left position in the miso so as not to interfere with the transfer of the resin. The resin mixed with reinforcing fibers is transferred to the measuring chamber 56 through such a narrow gap. When the measurement is completed, the injection process begins, the rotation of the screw 50 is stopped, and the moving table 66 is moved to the left to inject the nozzle 64.
is pressed against the opening 68a of the mold 68. screw 5
The screw 50 is moved forward by driving a forward/backward movement device (not shown) connected to the molten resin connected to the meter 0, and the molten resin in the metering chamber 56 is injected into the mold 68 through the nozzle 64. At this time, the backflow prevention ring 54 is located at the right position in the groove to prevent the resin from flowing back from the metering chamber 56 through the groove of the screw 50 to the right side in the figure. The resin injected into the mold 68 is cooled and the molded product is taken out.

次に、第5図に示す射出成形機について説明する。第4
図に示すものと同じ構造の逆流防止リング54が取り付
けられた回転可能なスクリュー70が、中空プランジャ
72内にはめ合わされている。中空プランジャ72は、
端部につば74aの設けられたシリンダ74に一体的に
固定されている。シリンダ74には、押し込みピストン
62及び押し込みシリンダ60が取り付けられている。
Next, the injection molding machine shown in FIG. 5 will be explained. Fourth
Fitted within the hollow plunger 72 is a rotatable screw 70 fitted with a backflow prevention ring 54 of the same construction as shown. The hollow plunger 72 is
It is integrally fixed to a cylinder 74 having a collar 74a at its end. A push piston 62 and a push cylinder 60 are attached to the cylinder 74 .

中空プランジャ72の外径部は、つば76aを有する大
シリンダ76内にしゅう動可能にはめ合わされている。
The outer diameter portion of the hollow plunger 72 is slidably fitted into a large cylinder 76 having a collar 76a.

大シリンダ76の図中左端側のノズル78が設けられた
内部にスクリュ70の先端部70a及び中空プランジャ
72の先端部72aによって区画される計量室80が形
成されている。小シリンダ74のつば74aには流体圧
シリンダ82が取り付けられており、これのロッド82
aは大シリンダ76のつば76aに連結されている。こ
れによって、スクリュー70及び中空プランジャ72は
、第4図に示すものとは違って、相対的に軸方向の関係
位置を変えることなく往復運動可能である。なお、大シ
リンダ76は、図示しない移動台に取り付けられている
A measuring chamber 80 defined by the tip 70a of the screw 70 and the tip 72a of the hollow plunger 72 is formed inside the large cylinder 76 where the nozzle 78 is provided on the left end side in the figure. A fluid pressure cylinder 82 is attached to the collar 74a of the small cylinder 74, and the rod 82 of this cylinder
a is connected to the collar 76a of the large cylinder 76. This allows the screw 70 and hollow plunger 72 to reciprocate without changing their relative axial positions, unlike that shown in FIG. Note that the large cylinder 76 is attached to a moving table (not shown).

溶融樹脂の計量工程において、スクリュ70は回転しな
がら溶融樹脂をスクリュー70の前方にある計量室80
に送り出しており、中空プランジャ72及びスクリュー
70は、樹脂圧力によって徐々に図中右方に後退する。
In the process of measuring molten resin, the screw 70 rotates and transfers the molten resin to the measuring chamber 80 in front of the screw 70.
The hollow plunger 72 and screw 70 gradually retreat to the right in the figure due to the resin pressure.

このとき逆流防止リング54は、樹脂の移送を邪魔しな
いようにみぞ内の左位置にある。強化繊維の混入された
樹脂はこのような狭いすき間を通って計量室80に移送
されることになる。計量が終了すると、射出工程に移り
、スクリュー70の回転は止められ、図示しない移動台
を駆動して大シリンダ76を左方に前進させ、図示しな
い金型の開口部にノズル78を押し付ける。流体圧シリ
ンダ82の右室に流体圧を作用させて小シリンダ74.
中空プランジャ72及びスクリュー70を左方に前進さ
せる。このとき逆流防止リング58は樹脂が計量室80
からスクリュー70のみぞを通って図中右側に逆流しな
いようにみぞ内の右位置にある。金型内に樹脂を射出し
て成形を行う。
At this time, the backflow prevention ring 54 is located at the left position within the groove so as not to interfere with the transfer of the resin. The resin mixed with reinforcing fibers is transferred to the measuring chamber 80 through such a narrow gap. When the measurement is completed, the injection process begins, and the rotation of the screw 70 is stopped, and a moving table (not shown) is driven to advance the large cylinder 76 to the left, and the nozzle 78 is pressed against the opening of the mold (not shown). By applying fluid pressure to the right chamber of the fluid pressure cylinder 82, the small cylinder 74.
The hollow plunger 72 and screw 70 are advanced to the left. At this time, the backflow prevention ring 58 prevents the resin from reaching the measuring chamber 80.
It is located at the right position in the groove so that it does not flow backward through the groove of the screw 70 to the right side in the figure. Molding is performed by injecting resin into a mold.

(ハ)発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような従来のFRP用の射出装置
には、長い寸法の強化繊維を含んだプラスチックが逆流
防止リングの取り付けられたスクリューの狭いすき間を
通って計量室に送られるという問題点がある。このため
、計量工程において、強化繊維が切断されやす(、成形
されたものの衝撃強度か低下してしまう。また、逆流防
止リングに強化繊維が絡み付いたりして、その作動を阻
害するばかりでなく、逆流防止リングを摩耗させるので
、射出装置の耐久性に難点があった。更に、これらの構
造上、スクリューの有効長(L)を長くする必要があり
、スクリュー径(D)との比(L/D)は7〜14と大
きいものになる。従ってスクリュー内において強化繊維
が損傷を受けやすい。更に、第4図に示す構造のものは
、計量工程の間、スクリューのシリンダに対するはめ合
い長さが徐々に短くなるため、混練性の不均一が避けら
れない、という問題点もある。一方、第5図に示す構造
のものは、シリンダ部分と中空プランジャとが二重にな
っており、更に、中空プランジャの中にスクリューをは
め合わせているためスクリュー径が小さいものとなりが
ちであり、混線・計量中に強化繊維に小さい曲率半径の
曲げを与えることになるので、強化繊維を破損しやすい
、という問題点がある。本発明はこのような課題を解決
することを目的としている。
(c) Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional injection device for FRP as described above, plastic containing long reinforcing fibers passes through the narrow gap of the screw equipped with the backflow prevention ring. The problem is that it is sent to the weighing room. For this reason, the reinforcing fibers are easily cut during the measuring process (reducing the impact strength of the molded product).In addition, the reinforcing fibers may become entangled with the backflow prevention ring, which not only hinders its operation. Since the backflow prevention ring is worn out, there is a problem with the durability of the injection device.Furthermore, due to these structures, it is necessary to increase the effective length (L) of the screw, and the ratio (L) to the screw diameter (D) /D) is as large as 7 to 14. Therefore, the reinforcing fibers within the screw are easily damaged.Furthermore, in the structure shown in Fig. 4, the fitting length of the screw with respect to the cylinder during the metering process. There is also the problem that non-uniformity in kneading cannot be avoided because the length gradually becomes shorter.On the other hand, in the structure shown in Fig. 5, the cylinder part and the hollow plunger are doubled, and Since the screw is fitted into a hollow plunger, the screw diameter tends to be small, and the reinforcing fibers are bent with a small radius of curvature during cross-wiring and metering, which can easily damage the reinforcing fibers. There is this problem.The present invention aims to solve this problem.

(ニ)課題を解決するための手段 本発明は、スクリュー取付位置から離れた位置に計量用
の大シリンダを配置し、大シリンダ内にはめ合わされる
射出用のプランジャを、貫通穴を有する中空プランジャ
として、これの内部を原料の流路とし、中空プランジャ
とスクリューとの間で上記流路を遮断可能とすることに
より、上記課題を解決する。すなわち、本発明の射出成
形方法は、プラスチックと強化繊維とよりなる成形原料
を押し込みピストン(20)によって押し込みシリンダ
(18)から小シリンダ(6)内に押し込み、小シリン
ダ(6)内のスクリュー(8)の回転によってプラスチ
ックを溶融させて成形原料を混練し、プラスチックの溶
融した成形原料を小シリンダ(6)に接続する中空プラ
ンジャ(4)に送り、中空プランジャ(4)とはめ合わ
される大シリンダ(2)内に計量・移送し、この計量動
作によって中空プランジャ(4)を計量容積が増大する
方向に移動させ、計量終了後、スクリュー(8)の回転
を止めると共にスクリュー(8)と中空プランジャ(4
)とを接触させることによって原料流路を遮断し、次に
この状態を保持したまま中空プランジャ(4)を射出方
向に動作させて成形原料の射出を行うことを特徴として
おり、また、上記方法を実施するための射出装置は、先
端にノズル部(2a)を有しこの先端側の内部に計量室
(2b)を有する大シリンダ(2)と、これにしゆう動
可能にはめ合わされ軸方向に貫通穴を有する中空プラン
ジャ(4)と、これの一端部に一体的に取り付けられる
小シリンダ(6)と、これにしゅう動回転可能にはめ合
わされるスクリュー(8)と、これを回転させるモータ
(12)と、これに取り付けられる第1流体圧シリンダ
(14)と、大シリンダ(2)に取り付けられる第2流
体圧シリンダ(16)と、小シリンダ(6)に設けられ
る押し込みシリンダ(18)及び押し込みピストン(2
0)と、を有しており、上記中空プランジャ(4)は、
内径が小シリンダ(6)の内径よりも小さく形成されて
おり、小シリンダ(6)側端部にテーパ穴部(4a)が
設けられる一方、スクリュー(8)には、上記テーパ穴
部(4a)を閉鎖可能なテーパ軸部(8a)が設けられ
ており、第1流体圧シリンダ(14)のロッド(14a
)は、小シリンダ(6)の中空プランジャ(4)側とは
反対側の端部に取り付けられており、第2流体圧シリン
ダ(16)のロッド(16a)は、上記中空プランジャ
(4)に取り付けられていることを特徴としている。ス
クリュー(8)は、これの有効長(L)を直径(D)で
除した値(L/D)を3〜4とすることが望ましい。な
お、かっこ内の符号は実施例の対応する部材を示す。
(d) Means for Solving the Problems The present invention arranges a large measuring cylinder at a position away from the screw mounting position, and replaces the injection plunger fitted in the large cylinder with a hollow plunger having a through hole. The above problem is solved by making the inside of this a flow path for the raw material and making it possible to shut off the flow path between the hollow plunger and the screw. That is, in the injection molding method of the present invention, a molding material made of plastic and reinforcing fibers is pushed into a small cylinder (6) from a push cylinder (18) by a push piston (20), and a screw ( 8) melts the plastic and kneads the molding raw material, sends the molten plastic molding raw material to the hollow plunger (4) connected to the small cylinder (6), and the large cylinder fitted with the hollow plunger (4). (2), the hollow plunger (4) is moved in the direction of increasing the measured volume by this measuring operation, and after the measurement is completed, the rotation of the screw (8) is stopped and the screw (8) and the hollow plunger are (4
) to block the raw material flow path, and then, while maintaining this state, the hollow plunger (4) is operated in the injection direction to inject the molding raw material, and the above method The injection device for carrying out the above includes a large cylinder (2) having a nozzle part (2a) at the tip and a measuring chamber (2b) inside the tip side, and a large cylinder (2) that is movably fitted into the cylinder and extends in the axial direction. A hollow plunger (4) having a through hole, a small cylinder (6) that is integrally attached to one end of the plunger, a screw (8) that is slidably and rotatably fitted into the plunger, and a motor that rotates the plunger (8). 12), a first fluid pressure cylinder (14) attached to this, a second fluid pressure cylinder (16) attached to the large cylinder (2), a pushing cylinder (18) provided to the small cylinder (6), and Push piston (2
0), and the hollow plunger (4) has:
The inner diameter is smaller than that of the small cylinder (6), and a tapered hole (4a) is provided at the end of the small cylinder (6). ) is provided with a tapered shaft portion (8a) that can close the rod (14a) of the first fluid pressure cylinder (14).
) is attached to the end of the small cylinder (6) opposite to the hollow plunger (4), and the rod (16a) of the second hydraulic cylinder (16) is attached to the hollow plunger (4). It is characterized by being attached. The screw (8) preferably has a value (L/D) of 3 to 4, which is the effective length (L) divided by the diameter (D). Note that the symbols in parentheses indicate corresponding members in the embodiment.

(ホ)作用 プラスチックと強化繊維が混合されたFRP原料は、押
し込みピストンによって押し込みシリンダから外部加熱
されている小シリンダ内に押し込まれる。小シリンダ内
のスクリューは、第1流体圧シリンダによって後退位置
に位置しており、中空プランジャのテーパ穴部から離れ
た状態で回転している。すなわち、小シリンダの内径部
と中空プランジャの内径部とは連通状態にある。ここで
FRP原料は、L/Dが通常の7〜14に比べて3〜4
と著しく小さくされた太くかつ、深みぞのスクリューの
回転によって溶融混練される。これによりプラスチック
の溶融したFRP原料は、強化繊維の破損を防止されな
がら所定の混練度のものとされる。溶融樹脂はスクリュ
ーの先端から中空プランジャ内に送り出され、更に大シ
リンダの計量室に送られる。この動作に伴って中空プラ
ンジャは大シリンダから抜は出すように徐々に後退し、
計量完了が検出されると、モータが停止してスクリュー
の回転は止まる。続いて第1流体圧シリンダが作動して
スクリューを前進させ、これのテーパ軸部が中空プラン
ジャのテーパ穴部に突き当たる。金型にノズル部を押し
付け、続いて第2流体圧シリンダの圧力によって中空プ
ランジャを前進させ、溶融樹脂は金型内に射出される。
(e) Working The FRP raw material mixed with plastic and reinforcing fibers is pushed from the push cylinder into a small cylinder that is externally heated by the push piston. The screw in the small cylinder is positioned in a retracted position by the first hydraulic cylinder and rotates away from the tapered bore of the hollow plunger. That is, the inner diameter portion of the small cylinder and the inner diameter portion of the hollow plunger are in communication. Here, the FRP raw material has an L/D of 3 to 4 compared to the usual 7 to 14.
It is melted and kneaded by the rotation of a screw with extremely small, thick and deep grooves. As a result, the molten plastic FRP raw material is kneaded to a predetermined degree while preventing the reinforcing fibers from being damaged. The molten resin is sent from the tip of the screw into the hollow plunger, and then into the metering chamber of the large cylinder. Along with this movement, the hollow plunger gradually retreats as if being pulled out of the large cylinder.
When the completion of metering is detected, the motor stops and the screw rotation stops. Subsequently, the first hydraulic cylinder is actuated to advance the screw so that its tapered shaft abuts the tapered hole of the hollow plunger. The nozzle portion is pressed against the mold, and then the hollow plunger is advanced by the pressure of the second fluid pressure cylinder, and the molten resin is injected into the mold.

これによって強化繊維の破損が少なく、衝撃強度の高い
FRPの射出成形品が得られる。
As a result, an FRP injection molded product with high impact strength and less damage to reinforcing fibers can be obtained.

(へ)実施例 第1及び2図に本発明の実施例を示す。射出装置の端部
部材として配置される大シリンダ2は、端に細い穴の明
いたノズル部2aが設けられており、これのノズル部2
a側の内部にテーパ穴状の計量室2bが設けられている
。大シリンダ2にしゆう動可能にはめ合わされる中空プ
ランジャ4は、軸方向に貫通穴4bが設けられており、
これの上記計量室2b側とは反対側の端部にテーパ穴部
4aが設けられている。計量室2bは、図示しない加熱
部によって加熱可能である。テーパ穴部4aの外方には
、つば部4cが設けられている。これの一方の側に小シ
リンダ6が一体的に取り付けられている。小シリンダ6
の内径6aは、上記中空プランジャ4の貫通穴4bより
も大きくされており、これにスクリュー8がしゅう動回
転可能にはめ合わされている。スクリュー8は、L/D
が通常の7〜14に比べて3〜4と著しく小さくされた
、太く(通常60〜100mm)かつ、みぞ深さを13
〜25mmにした深みぞのスクリュー形状をしており、
圧縮比も1〜1.2の低圧縮比のものとしである。スク
リュー8の中空プランジャ4に対向する端部には、円す
い状にとがったテーパ軸部8aが形成されている。この
テーパ軸部8aは、上記テーパ穴部4aと突き当たるこ
とにより上記貫通穴4bを閉鎖することができる。すな
わち、中空プランジャ4の貫通穴4bと小シリンダ6の
内径6aとの連通を遮断することができる。スクリュー
8の他端側は、軸継ぎ手10によりこれを回転させるモ
ータ12の回転軸12aと連結されている。モータ12
のケース1.2 bには、図中上下位置に2つの第1流
体圧シリンダ14が取り付けられており、これのロッド
14aは、小シリンダ6の中空プランジャ4側とは反対
側の端部に取り付けられている。一方、大シリンダ2に
は、図中上下位置に2つの第2流体圧シリンダ16が、
第1流体圧シリンダ14とは向かい合わせの向きに取り
付けられており、これのロッド16aは、中空プランジ
ャ4のつば部4cに取り付けられている。小シリンダ6
には、これの材料供給口8bに合わせて押し込みシリン
ダ18が取り付けられており、押し込みシリンダ18内
には押し込みピストン20が設けられている。中空プラ
ンジャ4に取り付けられた部材は、相互の関係位置を保
持したまま、図中、左右方向に移動可能である。なお、
大シリンダ2及び第2流体圧シリンダ16は、図示しな
い移動台に取り付けられており、移動台は射出装置全体
を図中、左右方向に移動可能である。
(F) Embodiment Figures 1 and 2 show an embodiment of the present invention. The large cylinder 2 arranged as an end member of the injection device is provided with a nozzle part 2a with a thin hole at the end.
A measuring chamber 2b having a tapered hole shape is provided inside the a side. The hollow plunger 4, which is slidably fitted into the large cylinder 2, is provided with a through hole 4b in the axial direction.
A tapered hole 4a is provided at the end of this opposite to the measuring chamber 2b. The measuring chamber 2b can be heated by a heating section (not shown). A collar portion 4c is provided outside the tapered hole portion 4a. A small cylinder 6 is integrally attached to one side of this. small cylinder 6
The inner diameter 6a of the hollow plunger 4 is larger than the through hole 4b of the hollow plunger 4, and a screw 8 is slidably and rotatably fitted into the through hole 4b. Screw 8 is L/D
It is thicker (usually 60-100mm) and has a groove depth of 13, which is significantly smaller than the usual 7-14.
It has a screw shape with a depth of ~25mm,
The compression ratio is also a low compression ratio of 1 to 1.2. At the end of the screw 8 facing the hollow plunger 4, a tapered shaft portion 8a having a conical shape is formed. The tapered shaft portion 8a can close the through hole 4b by abutting against the tapered hole portion 4a. That is, communication between the through hole 4b of the hollow plunger 4 and the inner diameter 6a of the small cylinder 6 can be cut off. The other end of the screw 8 is connected via a shaft joint 10 to a rotating shaft 12a of a motor 12 that rotates the screw. motor 12
Two first fluid pressure cylinders 14 are attached to the case 1.2b at the upper and lower positions in the figure, and the rod 14a of these is attached to the end of the small cylinder 6 on the opposite side from the hollow plunger 4 side. installed. On the other hand, the large cylinder 2 has two second fluid pressure cylinders 16 at the top and bottom positions in the figure.
It is attached to face the first fluid pressure cylinder 14, and its rod 16a is attached to the collar 4c of the hollow plunger 4. small cylinder 6
A pushing cylinder 18 is attached to the material supply port 8b of the pushing cylinder 18, and a pushing piston 20 is provided inside the pushing cylinder 18. The members attached to the hollow plunger 4 are movable in the left and right directions in the figure while maintaining their relative positions. In addition,
The large cylinder 2 and the second fluid pressure cylinder 16 are attached to a moving table (not shown), and the moving table can move the entire injection device in the left-right direction in the figure.

次に、この実施例の作用を説明する。第1図は混線工程
に入る状態を示しており、第1流体圧シリンダ14の図
中右側の油室14bには油圧が供給されており、スクリ
ュー8は図示の後退位置にある。これによりスクリュー
8のテーパ軸部8aは、中空プランジャ4のテーパ穴部
4aから離れた位置にあり、中空プランジャ40貫通穴
4bと小シリンダ6の内径6aとは連通状態にある。モ
ータ12を駆動してスクリュー8を回転させると共に、
押し込みピストン20を作動させて、押し込みシリンダ
18内に収容されたプラスチックと強化繊維が混合され
たFRP原料を外部加熱されている小シリンダ6内に押
し込む。
Next, the operation of this embodiment will be explained. FIG. 1 shows a state in which the cross-talk process is entered, and hydraulic pressure is supplied to the oil chamber 14b on the right side in the figure of the first fluid pressure cylinder 14, and the screw 8 is in the retreated position shown in the figure. As a result, the tapered shaft portion 8a of the screw 8 is located away from the tapered hole portion 4a of the hollow plunger 4, and the hollow plunger 40 through hole 4b and the inner diameter 6a of the small cylinder 6 are in communication. While driving the motor 12 to rotate the screw 8,
The push piston 20 is operated to push the FRP raw material mixed with plastic and reinforcing fibers housed in the push cylinder 18 into the small cylinder 6 which is externally heated.

FRP原料は、L/Dが通常の7〜14に比べて3〜4
と著しく小さくされた太(かつ、深みぞの低圧縮比のス
クリュー8の回転によって溶融混練され、強化繊維の破
損を防止されながら所定の混練度のものとされる。次に
溶融樹脂は、スクリュー8の先端から中空プランジャ4
の貫通穴4b内に送り出され、貫通穴4b内に充満する
と、更に大シリンダ2の計量室2bに送られる。
The FRP raw material has an L/D of 3 to 4 compared to the usual 7 to 14.
The molten resin is melted and kneaded by the rotation of the screw 8 with a significantly smaller thick (and deep groove) and low compression ratio, and is made to a predetermined kneading degree while preventing the reinforcing fibers from breaking.Next, the molten resin is Hollow plunger 4 from the tip of 8
When the through hole 4b is filled, it is further sent to the measuring chamber 2b of the large cylinder 2.

この動作に伴って中空プランジャ4は大シリンダ2から
抜は出すように徐々に図中右方に後退し、第2図に示す
計量完了位置まで移動したことが検出されると、モータ
12が停止してスクリュー8の回転は止まる。続いて第
1流体圧シリンダ14の図中左側の油室14cに油圧を
導入してスクリュー8を前進させ、これのテーパ軸部8
aを中空プランジャ4のテーパ穴部4aに突き当たらせ
る。これにより中空プランジャ4の貫通穴4bとシリン
ダ6の内径6aとの連通は断たれ、計量室2b及び貫通
穴4b内の溶融樹脂の図中右方への逆流を防止すること
ができる。図示しない移動装置によって射出装置を図中
左方に移動させて大シリンダ2のノズル部2aを図示し
ない金型に押し付け、続いて第2流体圧シリンダ16の
図中右側の油室16bに油圧を導入して中空プランジャ
4を図中左方の射出方向に前進させ、計量室2b内の溶
融樹脂を金型内に射出する。射出終了後、第1流体圧シ
リンダ14の図中右側の油室14bに油圧を導入してス
クリュー8を第1図示の位置に後退させることにより、
次の混線工程に入ることができる。
Along with this operation, the hollow plunger 4 gradually retreats to the right in the figure so as to be removed from the large cylinder 2, and when it is detected that it has moved to the metering completion position shown in Figure 2, the motor 12 stops. Then, the screw 8 stops rotating. Subsequently, hydraulic pressure is introduced into the oil chamber 14c on the left side in the figure of the first fluid pressure cylinder 14 to advance the screw 8, and the tapered shaft portion 8 of the screw 8 is advanced.
a butt against the tapered hole 4a of the hollow plunger 4. Thereby, the communication between the through hole 4b of the hollow plunger 4 and the inner diameter 6a of the cylinder 6 is cut off, and it is possible to prevent the molten resin in the metering chamber 2b and the through hole 4b from flowing back to the right in the figure. The injection device is moved to the left in the figure by a moving device (not shown) to press the nozzle portion 2a of the large cylinder 2 against a mold (not shown), and then hydraulic pressure is applied to the oil chamber 16b on the right side in the figure of the second fluid pressure cylinder 16. The hollow plunger 4 is advanced in the injection direction to the left in the figure, and the molten resin in the measuring chamber 2b is injected into the mold. After the injection is completed, hydraulic pressure is introduced into the oil chamber 14b on the right side in the figure of the first fluid pressure cylinder 14 to retreat the screw 8 to the first illustrated position.
Now you can move on to the next crosstalk process.

(試験結果) 同じFRP用材料を使用して、プレスによる成形、従来
の射出装置による射出成形及び本発明装置による射出成
形を行って結果を比較したものを第3図に示す。本発明
装置を用いた成形品の衝撃強度は従来の射出装置を用い
たものよりも著しく改善されていることがわかる。
(Test Results) Using the same FRP material, molding by press, injection molding by a conventional injection device, and injection molding by the device of the present invention were performed, and the results are shown in FIG. 3 for comparison. It can be seen that the impact strength of molded products made using the apparatus of the present invention is significantly improved compared to those made using the conventional injection apparatus.

(ト)発明の詳細 な説明してきたように、本発明によると、強化繊維の破
損が少なく、従来の射出装置を用いたFRP用原料によ
る射出成形品に比べて衝撃強度の格段に大きい成形品が
製造できる。従ってプレス成形による成形品の衝撃強度
に近い値の射出成形品をプレス成形時間の25%程度の
時間で製造することができる。また、逆流防止リングは
使用していないので、寿命の長い射出装置とすることが
できる。更に、スクリュー径とは関係のない個所に計量
室を設けることができるので、中空プランジャの内外径
の大きさや計量ストロークの設定が自由に行えるので、
大容量の成形品の要求にも容易に応じることができる。
(G) As described in detail, the present invention provides a molded product with less damage to reinforcing fibers and significantly higher impact strength than injection molded products made from FRP raw materials using conventional injection equipment. can be manufactured. Therefore, an injection molded product having a value close to the impact strength of a molded product formed by press molding can be manufactured in about 25% of the press molding time. Furthermore, since no backflow prevention ring is used, the injection device can have a long life. Furthermore, since the metering chamber can be provided at a location unrelated to the screw diameter, the inner and outer diameters of the hollow plunger and the metering stroke can be freely set.
It can easily meet demands for large-capacity molded products.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例の射出装置の混線工程の配置を
示す縦断面図、第2図は、その射出工程に入る状態を示
す縦断面図、第3図は本発明の射出装置を用いて試験し
たものと、従来の方法で試験したものとの比較図、第4
図は従来のインラインスクリュー式の射出装置の一部断
面で示す図、第5図は従来の他の形式の射出装置の縦断
面図である。 2・・・大シリンダ、2a・・・ノズル部、2b ・・
計量室、4・・・中空プランジャ、4a・・テーパ穴部
、6・・・小シリンダ、8・・・スクリュー 8a・・
・テーパ軸部、12・・・モータ、14・ ・第1流体
圧シリンダ、14a・・・ロッド、16・・・第2流体
圧シリンダ、16a・・・ロッド、18・・・押し込み
シリンダ、20・・・押し込みピストン、D・・(スク
リューの)直径、L・・ (スクリュー の)有効長。 特 代 許 出 理 願 人 人 株式会社日本製鋼所
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing the arrangement of the crosstalk process of an injection device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing the state of entering the injection process, and FIG. Comparison diagram between those tested using the conventional method and those tested using the conventional method, Part 4
The figure is a partial cross-sectional view of a conventional in-line screw type injection device, and FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view of another type of conventional injection device. 2...Large cylinder, 2a...Nozzle part, 2b...
Measuring chamber, 4...Hollow plunger, 4a...Tapered hole, 6...Small cylinder, 8...Screw 8a...
- Tapered shaft portion, 12... Motor, 14 - - First fluid pressure cylinder, 14a... Rod, 16... Second fluid pressure cylinder, 16a... Rod, 18... Pushing cylinder, 20 ...Pushing piston, D...(screw) diameter, L...(screw) effective length. Patent patent applicant Japan Steel Works, Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、プラスチックと強化繊維とよりなる成形原料を、押
し込みピストン(20)によって押し込みシリンダ(1
8)から小シリンダ(6)内に押し込み、小シリンダ(
6)内のスクリュー(8)の回転によってプラスチック
を溶融させて成形原料を混練し、プラスチックの溶融し
た成形原料を小シリンダ(6)に接続する中空プランジ
ャ(4)に送り、中空プランジャ(4)とはめ合わされ
る大シリンダ(2)内に計量・移送し、この計量動作に
よって中空プランジャ(4)を計量容積が増大する方向
に移動させ、計量終了後、スクリュー(8)の回転を止
めると共にスクリュー(8)と中空プランジャ(4)と
を接触させることによって原料流路を遮断し、次にこの
状態を保持したまま中空プランジャ(4)を射出方向に
動作させて成形原料の射出を行うことを特徴とする射出
成形方法。 2、先端にノズル部(2a)を有しこの先端側の内部に
計量室(2b)を有する大シリンダ(2)と、これにし
ゆう動可能にはめ合わされ軸方向に貫通穴を有する中空
プランジャ(4)と、これの一端部に一体的に取り付け
られる小シリンダ(6)と、これにしゅう動回転可能に
はめ合わされるスクリュー(8)と、これを回転させる
モータ(12)と、これに取り付けられる第1流体圧シ
リンダ(14)と、大シリンダ(2)に取り付けられ第
1流体圧シリンダ(14)とは向かい合わせの向きに配
置される第2流体圧シリンダ(16)と、小シリンダ(
6)に設けられる押し込みシリンダ(18)及び押し込
みピストン(20)と、を有しており、上記中空プラン
ジャ(4)は、内径が小シリンダ(6)の内径よりも小
さく形成されており、小シリンダ(6)側端部にテーパ
穴部(4a)が設けられる一方、スクリュー(8)には
、上記テーパ穴部(4a)を閉鎖可能なテーパ軸部(8
a)が設けられており、第1流体圧シリンダ(14)の
ロッド(14a)は、小シリンダ(6)の中空プランジ
ャ(4)側とは反対側の端部に取り付けられており、第
2流体圧シリンダ(16)のロッド(16a)は、上記
中空プランジャ(4)に取り付けられていることを特徴
とする射出装置。 3、スクリュー(8)は、これの有効長(L)を直径(
D)で除した値(L/D)が3〜4であることを特徴と
する請求項2記載の射出装置。
[Claims] 1. A molding material made of plastic and reinforcing fibers is pushed into a cylinder (1) by a pushing piston (20).
8) into the small cylinder (6), and then press the small cylinder (
The plastic is melted and the molding raw material is kneaded by the rotation of the screw (8) in 6), and the molten plastic molding raw material is sent to the hollow plunger (4) connected to the small cylinder (6), and the hollow plunger (4) The metering operation moves the hollow plunger (4) in the direction of increasing the metering volume, and after metering is completed, the rotation of the screw (8) is stopped and the screw (8) and the hollow plunger (4) to block the raw material flow path, and then, while maintaining this state, the hollow plunger (4) is moved in the injection direction to inject the molding raw material. Characteristic injection molding method. 2. A large cylinder (2) having a nozzle part (2a) at its tip and a measuring chamber (2b) inside the tip side, and a hollow plunger (2) which is movably fitted into this and has a through hole in the axial direction. 4), a small cylinder (6) that is integrally attached to one end of this, a screw (8) that is slidably and rotatably fitted to this, a motor (12) that rotates this, and a motor (12) that is attached to this. a first fluid pressure cylinder (14) attached to the large cylinder (2) and arranged facing the first fluid pressure cylinder (14);
The hollow plunger (4) has an inner diameter smaller than the inner diameter of the small cylinder (6), and the hollow plunger (4) has a push cylinder (18) and a push piston (20) provided in the small cylinder (6). A tapered hole (4a) is provided at the side end of the cylinder (6), and the screw (8) has a tapered shaft (8) that can close the tapered hole (4a).
a), the rod (14a) of the first hydraulic cylinder (14) is attached to the end of the small cylinder (6) opposite to the hollow plunger (4), and An injection device characterized in that the rod (16a) of the fluid pressure cylinder (16) is attached to the hollow plunger (4). 3. The effective length (L) of the screw (8) is the diameter (
3. The injection device according to claim 2, wherein the value divided by D) (L/D) is 3 to 4.
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