JPH06304979A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】計量時、スクリュの先端部の材料圧を適当な範
囲に保ち、ベントアップおよび材料の劣化を防止し、ス
クリュトルクの低減を図る。 【構成】樹脂材料を可塑化搬送する可塑化手段２１と、
可塑化樹脂を金型内へ射出する射出手段２２と、この射
出手段２２の射出プランジャ１１に接離されるピストン
ロッド１３ｂを有してなり、前記樹脂材料が前記射出シ
リンダ１２内に受け入れられる前に、予め、前記ピスト
ンロッド１３ｂを所定位置まで後退させて前記射出プラ
ンジャ１１から離間させ、前記樹脂材料の圧力により射
出プランジャ１１が後退されて前記ピストンロッド１３
ｂに当接されたのち、前記ピストンロッド１３ｂを前進
させ、この前進により、前記射出プランジャ１１を前進
させて樹脂材料を射出させる駆動手段２３とを具備して
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主としてプラスチック
製品の成形に用いられる可塑化装置と射出装置からなる
プリプラ式の射出成形機に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックなどの樹脂の射出成形機に
は、材料の可塑化及び射出を一本のスクリュで行うイン
ライン式と、スクリュで可塑化した樹脂材料をプランジ
ャで射出するプリプラ式の２種類がある。

【０００３】プリプラ式の射出成形機は、通常、可塑化
シリンダ内に設けた一軸又は二軸スクリュにより材料を
可塑化し、この可塑化した材料を可塑化シリンダの先端
からバルブを介して射出シリンダ中に吐出して計量す
る。この計量後、射出シリンダ内の射出プランジャによ
り可塑化材料をノズルを介して金型内に射出し成形する
ようになっている。上記射出プランジャは油圧シリンダ
等により駆動される。

【０００４】一般に、上記射出プランジャの射出圧力は
材料の流動特性と、上記ノズルから金型に至る流路の形
状等により異なるが、通常、射出シリンダ内で最大２０
００ｋｇ・ｆ／ｃｍ² 程度の高圧が必要とされる。

【０００５】この為、上記射出プランジャを駆動する油
圧シリンダは上記条件を満たす出力を持つものが使用さ
れている。ところで、プリプラ式射出成形機の計量工程
においては、スクリュの吐出圧で射出プランジャを後退
させて射出プランジャの前方に樹脂を蓄積する。

【０００６】ところが、前述したように、射出プランジ
ャを駆動する油圧シリンダのサイズは必要な射出圧力に
より決まるので一般には大型となり、油圧シリンダ自身
の摺動抵抗が大きく、計量工程時のスクリュの先端部の
樹脂圧力が上昇することになる。

【０００７】スクリュの先端部の樹脂圧力が高すぎる
と、背圧流の増大により、可塑化シリンダの脱気口へ樹
脂が逆流するいわゆるベントアップが発生する。また、
過度に高い樹脂圧は材料のセン断発熱を高め、ひいては
劣化を促進する。

【０００８】更には、スクリュの駆動トルクの増加をも
たらし駆動力の増大につながる等の弊害を生じる。い
ま、このようなプリプラ式の射出成形機の計量時のスク
リュの先端位置での樹脂圧力Ｐを考えると、 Ｐ＝Ｐ1 ＋Ｐ2 ＋Ｐ3 ＋Ｐ４ ここで、Ｐ１ ：流路内の樹脂流動による圧力降下 Ｐ2 ：射出プランジャの移動時に該射出プランジャの外
周に働く抵抗 Ｐ3 ：射出プランジャの駆動用油圧シリンダのピストン
及びロッドのパッキン抵抗 Ｐ4 ：油圧回路抵抗 となる。

【０００９】Ｐ1 は樹脂流路部の構造と樹脂の流動特性
及び成形条件により決まってくる値であり、それらによ
り一定の値を持つものである。また、Ｐ2 及びＰ4 は通
常はＰ1 に比較するとかなり小さいので、Ｐの低減化に
は余り有効でない。

【００１０】そこで、Ｐ3 を小さくする為には油圧シリ
ンダのパッキンの抵抗を減らすことが必要で、パッキン
に低摩擦の材料を使用することと、油圧シリンダの直径
を小さくしてパッキンの寸法を小さくすることが考えら
れる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、必要な
成形圧力を得るための油圧シリンダの出力は、金型のキ
ャビティ形状、樹脂の流動特性及び成形条件によって決
まるので、油圧シリンダの作動油圧が決まれば必要なシ
リンダ最小径が決まり、これ以下に、シリンダ径を下げ
ることはできない。このため、上記したベントアップの
発生および材料の劣化を防止できないとともに、スクリ
ュトルクの増加による駆動力の増大も解消できないとい
う問題があった。

【００１２】そこで、本発明は、計量時、すなわち、射
出プランジャの後退時に駆動手段のピストンロッドが射
出プランジャの移動抵抗にならないようにすることによ
り、スクリュの先端部の材料圧を適当な範囲に保ち、ベ
ントアップおよび材料の劣化を防止するとともに、スク
リュトルクの低減を図ることができるようにした射出成
形機を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、シリンダ内に可塑性材料を受入れ、この可塑
性材料をスクリュの回転により、可塑化搬送する可塑化
手段と、この可塑化手段により可塑化搬送される可塑性
材料を射出シリンダ内に受け入れこの可塑性材料の圧力
により射出プランジャを後退させる射出手段と、この射
出手段の射出プランジャに接離されるピストンロッドを
有してなり、前記可塑性材料が前記射出シリンダ内に受
け入れられる前に、予め、前記ピストンロッドを所定位
置まで後退させて前記射出プランジャから離間させ、可
塑性材料が射出シリンダ内に受入られて射出プランジャ
が後退されて前記ピストンロッドに当接されたのち、前
記ピストンロッドを前進させ、この前進により、前記射
出プランジャを前進させて可塑性材料を射出させる駆動
手段とを具備してなる。

【００１４】

【作用】可塑性材料が射出シリンダ内に受け入れられる
前に、予め、駆動手段のピストンロッドを所定位置まで
後退させて射出プランジャから離間させておくことによ
り、可塑性材料が射出シリンダ内に受け入れられて射出
プランジャが後退されるとき、上記ピストンロッドが射
出プランジャの後退の抵抗になることがなく、スクリュ
先端部の可塑化材料圧を低減できる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を図１及び図２に示す一実施例
を参照して説明する。図１はプリプラ式射出成形機を示
すもので、図中１は駆動装置である。この駆動装置１に
は加熱シリンダ４が接続されている。この加熱シリンダ
４の内部には二軸スクリュ３が回転自在に設けられ、こ
の二軸スクリュ３は上記駆動装置１により回転駆動され
るようになっている。

【００１６】上記駆動装置１、加熱シリンダ４、および
二軸スクリュ３によって可塑化手段２１が構成されてい
る。また、上記加熱シリンダ４の上面部には可塑性材料
（以下、樹脂という）を流入させる流入口４ａおよび脱
気口５が設けられ、先端部には吐出口４ｂが形成されて
いる。

【００１７】上記加熱シリンダ４の流入口４ａには供給
フィ−ダ２が接続され、この供給フィ−ダ２から樹脂材
料が供給されるようになっている。また、上記加熱シリ
ンダ４の先端部にはアキュ−ムレ−タ６が接続され、こ
のアキュ−ムレ−タ６の側壁部には流入口６ａが穿設さ
れ、この流入口６ａは上記加熱シリンダ４の吐出口４ｂ
に連通されている。

【００１８】上記アキュ−ムレ−タ６の内部には、プラ
ンジャ７が上下動自在に設けられ、このプランジャ７は
図示しない油圧供給手段により供給される油圧により上
下動されるようになっている。

【００１９】また、上記アキュ−ムレ−タ６の下端部に
は吐出口６ｂが設けられ、この吐出口６ｂは開閉バルブ
８によって開閉されるようになっている。上記アキュ−
ムレ−タ６の下端部には射出シリンダ１２が接続されて
いる。この射出シリンダ１２の上面部には、上記アキュ
−ムレ−タ６の吐出口６ｂに連通する流入口１２ａが穿
設されている。前記射出シリンダ１２の内部には射出プ
ランジャ１１がスライド自在に設けられ、射出手段２２
が構成されている。

【００２０】また、上記射出シリンダ１２の先端部側に
は供給路１２ｂが形成され、この供給路１２ｂは開閉バ
ルブ１０によって開閉されるようになっている。上記供
給路１２ｂの先端部にはノズル９が接続され、このノズ
ル９から樹脂材料が吐出されるようになっている。

【００２１】一方、上記射出シリンダ１２の後端部側に
は、油圧シリンダ１６が接続され、この油圧シリンダ１
６の内部には、ピストン１３ａとピストンロッド１３ｂ
が設けられて駆動手段２３が構成されている。前記ピス
トン１３ａの外周面にはパッキン１５が装着され、ま
た、上記ピストンロッド１３ｂを挿通させる挿通口１６
ａの内周面にはパッキン１４が装着されている。

【００２２】上記ピストン１３ａおよびピストンロッド
１３ｂは図示しない油圧供給手段により供給される油圧
により前進あるいは後退されるようになっている。とこ
ろで、上記射出プランジャ１１は上記射出シリンダ１２
の流入口１２ａから流入される溶融樹脂の圧力により後
退されるようになっている。

【００２３】また、上記射出プランジャ１１とピストン
ロッド１３ｂとは分離されて接離されるようになってお
り、上記ピストンロッド１３ｂは上記射出シリンダ１２
の流入口１２ａから樹脂が流入される直前に予め、所定
距離後退されて上記射出プランジャ１１から図２に示す
ように離間された状態に位置されるようになっている。

【００２４】しかして、射出成形時には、まず、図１に
示すように、アキュムレ−タ６の開閉バルブ８を閉塞し
た状態で、供給フィダー２より樹脂材料を加熱シリンダ
４の流入口４ａから内部に供給するとともに、駆動装置
ｌにより二軸スクリュ３を回転駆動する。この二軸スク
リュ３の回転駆動により、樹脂材料は可塑化されるとと
もに、混練されて前方に搬送される。この樹脂は加熱シ
リンダ４の先端部の吐出口４ｂからアキュームレータ６
の流入口６ａを介してその内部に供給される。この樹脂
材料は、一定の背圧で保持されるプランジャ７を押し上
げてアキュームレータ６の内底部に蓄積される。

【００２５】このとき、射出手段２２は１サイクル先の
成形における射出および保圧工程を行っており保圧工程
を終了すると、次の計量工程に移る。このときには、図
２に示すように、開閉バルブ８が開いて開閉バルブ１０
が閉じ、アキュームレータ６内に蓄積されている樹脂材
料は、プランジャ７の下降により押し出されて射出シリ
ンダ１２内に送られ、その圧力により射出プランジャ１
１は後退する。

【００２６】この時、油圧シリンダ１６のピストンロッ
ド１３ｂは上記したように、計量に先立って、必要な射
出容量から決まる所定位置まで予め、後退しており、射
出プランジャ１１とは接触しないで離間している。

【００２７】したがって、射出プランジャ１１の後退時
には、該射出プランジャ１１には油圧シリンダ１６のパ
ッキン１４及び１５の摺動抵抗等の負荷が作用しないで
後退する。

【００２８】この後退により、射出プランジャ１１の後
端面がピストンロッド１３ｂの先端面に当接すると、ピ
ストン１３ａに油圧が作用されてピストン１３ａととも
にピストンロッド１３ｂが前進し、射出シリンダ１２の
供給路１２ｂおよびノズル９を介して図示しない金型内
へと射出される。

【００２９】上述したように、油圧シリンダ１６のピス
トンロッド１３ｂは、計量に先立って、必要な射出容量
から決まる所定位置まで予め、後退し、射出プランジャ
１１とは接触しないで離間しているため、計量時、スク
リュ３の先端部の樹脂圧はスクリュ３の先端部以降の流
路内の樹脂流動による圧力降下と、上記射出プランジャ
１１のわずかな移動抵抗分だけとなる。

【００３０】したがって、上記スクリュ３の先端部の樹
脂圧は適当な範囲に保たれ、ベントアップ、および材料
の劣化を防止し、スクリュトルクを低減できる。なお、
本発明は上記一実施例に限られず、図３に示すように構
成しても良い。

【００３１】すなわち、図３に示すものは、射出プラン
ジャ１１の後端部に抵抗を付与する抵抗付与手段として
の油圧シリンダ１７を並列に接続している。前記実施例
と同様に予め、駆動用シリンダ１６のピストンロッド１
３ｂを後退させた後、前記抵抗用の油圧シリンダ１７に
より所定の抵抗を与えながら射出プランジャ１１をアキ
ュ−ムレ−タ６のプランジャ７の前進又は可塑化スクリ
ュ３による樹脂吐出圧力によって前記駆動用シリンダ１
６のピストンロッド１３ｂに接する位置まで後退させて
可塑化樹脂を計量する。続いて、抵抗用の油圧シリダ１
７の抵抗を解放し、駆動用シリンダ１６のピストンロッ
ド１３ｂを前進させ、この前進により射出プランジャ１
１を前進させて射出を行うものである。

【００３２】また、本発明は図４に示すようなものであ
っても良い。すなわち、この図４に示すものは、抵抗付
与手段としての油圧シリンダ１８を射出プランジャ１１
に対して直列に設けた例である。

【００３３】尚、図１および図２に示す実施例において
は、樹脂材料の可塑化、混連性能を上げるために、可塑
化スクリュとして二軸スクリュ３を用い、更に、均一な
可塑化品質を得るために前記二軸スクリュ３を連続回転
させて間欠動作の射出装置のバッファとしてアキューム
レータ６を設けているが、これらを通常の単軸スクリュ
にしてアキュームレータ６をなくした間欠可塑化方式と
しても、本発明を十分有効に適用できることは言うまで
もない。

【００３４】また、図３および図４に示す実施例におけ
る射出プランジャ１１の抵抗付与手段として油圧シリン
ダ１７，１８を用いたが、これに限られず、歯車等の機
械的装置を用いてもよい。その他、本発明はその要旨の
範囲内で、種々変更実施可能なことは勿論である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
計量時に射出プランジャに対し、駆動手段のピストンロ
ッドが移動抵抗として作用せず、スクリュ先端部の樹脂
圧を適当な範囲に保ち、ベントアップを防止するととも
に、スクリュトルクを低減して消費電力を削減できると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である射出成形機の保圧工程
時の状態を示す断面図。

【図２】図１に示す射出成形機の計量工程時の動作を示
す断面図。

【図３】本発明の他の実施例である射出成形機を示す断
面図。

【図４】本発明のさらに、他の実施例である射出成形機
を示す断面図。

【符号の説明】

４…シリンダ、３…スクリュ、１２…射出シリンダ、１
１…射出プランジャ、１３ｂ…ピストンロッド、１６…
油圧シリンダ、２１…可塑化手段、２２…射出手段、２
３…駆動手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒木 康擴 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内に可塑性材料を受入れ、この
   可塑性材料をスクリュの回転により可塑化搬送する可塑
   化手段と、 この可塑化手段により可塑化搬送される可塑性材料を射
   出シリンダ内に受け入れこの可塑性材料の圧力により射
   出プランジャを後退させる射出手段と、 この射出手段の射出プランジャに接離されるピストンロ
   ッドを有してなり、前記可塑性材料が前記射出シリンダ
   内に受け入れられる前に予め、前記ピストンロッドを所
   定位置まで後退させて前記射出プランジャから離間さ
   せ、前記可塑性材料の圧力により射出プランジャが後退
   されて前記ピストンロッドに当接されたのち、前記ピス
   トンロッドを前進させ、この前進により、前記射出プラ
   ンジャを前進させて前記可塑性材料を射出させる駆動手
   段と、 を具備してなることを特徴とする射出成形機。
2. 【請求項２】 前記射出プランジャの後退時に抵抗を付
   与し、前進時に抵抗付与を解除する抵抗付与手段を備え
   たことを特徴とする請求項１記載の射出成形機。