JPH0651329B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は射出成形機に係り、特にＢＭＣ（Bulk Molding
Compound）等の塊状でガラス繊維を含む成形材料に好
適に用いられる射出成形機に関するものである。

［従来の技術及び先行技術］ 不飽和ポリエステル等の合成樹脂にガラス繊維を混合し
た成形材料には、用途、成形方法に応じて種々の組成、
性状のものがある。

成形品の機械的性質は、成形品のガラス繊維の状態と相
関が大きく、繊維長さが長く、曲がっていないほうが、
機械的強度は向上する。

成形品の中のガラス繊維の長さは、原料ガラス繊維の長
さに関係するのはもちろんであるが、成形方法にも関係
し、出来るだけ折損の少ない成形方法をとることが、成
形品の機械的性質を向上させるためには必要である。

プランジャタイプ成形機は、スクリュタイプに比べてガ
ラス繊維の折損が少なく、曲がりも少ない。しかし、こ
れ等の利点にもかかわらず、実際には、プランジャタイ
プ成形機は採用される例が少ない。これは、以下に述べ
る構造上の欠点があるためである。第１１、１２図にプ
ランジャタイプの一般的構造を示す。

第１１図は従来におけるプランジャ型射出成形機の概要
構成図であって、成形機１はエルボ２で連結されたスタ
ッファ３とバレル４とを備えており、スタッファ３の内
孔には、供給シリンダ５のプランジャ６が往復動自在に
嵌入されている。また、バレル４の内孔には、射出シリ
ンダ７のプランジャ８が嵌入されており、スタッファ３
からの材料供給口９はノズル１０に近い内孔中間部に開
口されている。１１は材料の逆流防止用チェックバルブ
である。このように構成されていることにより、スタッ
ファ３内へ材料１２を投入して供給シリンダ５のプラン
ジャ６を前進させると、材料１２はエルボ２を通って材
料供給口９からバレル４内へ供給され、チェックバルブ
１１で逆流を規制される。そこで射出シリンダ７のプラ
ンジャ８を前進させることにより、バレル４内の材料１
２をノズル１０から金型内へ射出することができる。

また、第１２図は従来におけるプランジャ型射出成形機
の他の例を示す概要構成図であって、第１１図と同符号
を付したものは同構造であるからその説明を省略する。
本例においては、スタッファ３からの材料供給口９Ａが
バレル４Ａの反ノズル１０側の端部に開口している点及
びチェックバルブ１１がない点が第１１図に示した例と
異なっている。プランジャ６の前進によって材料１２が
バレル４Ａ内へ供給され、プランジャ８の前進によって
射出が行われることは第１１図に示す例と同じである。

しかしながら、第１１図に示す従来の成形装置において
は、材料供給口９がノズル１０寄りに設けられているの
で、ここから材料１２を計量しながら供給するときには
射出シリンダ７によって背圧をかけられることができ計
量が容易で安定するという利点があるが、その反面、材
料供給口９からバレル４の内孔へ先に入った材料１２が
プランジャ８側へ向い、後に入った材料１２がノズル１
０側へ向うことになって、射出時には先に入った材料１
２が後から出ていくので、材料１２が滞留しやすいとい
う欠点がある。また、射出に際しプランジャ８のシール
部が材料供給口９を通過するためシール部が破損しやす
い。

さらに第１２図に示すものにおいては、材料供給口９Ａ
がプランジャ８寄りに設けられていて各ショットごとに
プランジャ８を後退させて材料１２の供給が行われるた
め、先に入った材料１２が先に出ていくが、背圧がかけ
られないので供給する材料１２の計量が不安定になり、
また空気を巻き込みやすいという欠点がある。

本出願人は、これ等の欠点を解決する手段として、特願
昭６０−７９１９７号、同６０−１６８８９８号及び同
６１−７７３０９号で第１３図に示す回転プランジャタ
イプの射出成形機を提案した。

第１３図において、先端部にノズル２１を有し、外周部
に比較的低温の温度調節装置を有する円筒状のバレル２
２は、金型の材料注入口にノズル２１を臨ませるように
して配設されている。

バレル２２内には、バレル２２内径よりも小さな外径を
有し、先端付近にチェックリング２３やボールなどから
なる逆流防止機構を有するプランジャ２４が、前後進可
能に、かつ、回転可能に設けられており、バレル２２内
周面とプランジャ２４の外周面との間に材料の通路７０
が形成されている。バレル２２の後部側の材料入口部に
は、例えば、図に示すような材料入口３１を有するスタ
ッファ２７内にスタッファプランジャ３０を備えたスタ
ッファタイプの材料供給装置が設けられる。（材料供給
装置は、例えば、スクリュフィーダ等で充分な材料供給
能力を有するタイプなど、その他の形式の装置でも良
い。） 而して、図示の如く、プランジャ２４は、その後端側が
バレル内径と略同径となるように拡径した凸部２５とな
っている。この凸部２５はバレル２２の内周面を摺動
し、該プランジャ２４がバレル２２とほぼ同軸配置とな
るように該プランジャ２４を保持している。なお、プラ
ンジャ２４のさらに後端側はバレル２２より突出し、プ
ランジャ回転及び前後進機構（図示略）に連設されてい
る。

かかる構成の射出成形機において、射出シリンダのバレ
ル２２内で前方に位置しているプランジャ２４を回転さ
せた状態で、材料供給用のスタッファプランジャ３０を
前進させると、材料は計量されながら材料供給口２８、
材料通路７０、逆流防止機構２３を経て射出シリンダの
バレル内の先端部へ供給される。バレル２２の前方に所
望量ＢＭＣ等が溜まれば計量が終り、その後、プランジ
ャ２４を前進させるとノズル２１から材料が射出される
が、この場合材料通路７０へ先に入ったものが先に出
る。また、プランジャ２４の回転により、材料の流れが
極めて円滑に、かつ均一になる。このプランジャタイプ
の射出成形機は、スクリュタイプのフライトに相当する
部分がないにもかかわらず、ほぼ回転数に比例して計量
能力が増加するという特性を有している。

［発明が解決しようとする問題点］ 特願昭６０−７９１９７号、同６０−１６８８９８号で
提案した上記構造によれば、ガラス繊維の損傷が少な
く、優れた性能を有する成形品が得られるのであるが、
このタイプは、以下に述べる改良課題を有していること
が認められた。

即ち、材料供給装置（スタッファ２７）から材料をバレ
ル２２内に供給する際に、プランジャに上方から下方に
押し下げる力による曲げ応力がプランジャ２４に発生す
る。この曲げ応力が過大であると、プランジャ２４は繰
り返し曲げ応力により破損するおそれがある。また、こ
の曲げ応力はスタッファ後部の凸部２５で受けるのであ
るが、曲げ応力が過大であるとカジリを生じる原因とな
る。また、計量時にプランジャ２４の後退の抵抗が大き
くなり、これが過度に大きいとガラス繊維の破損の原因
となる。

また、このタイプの射出成形機は、材料の計量作用の殆
どを材料供給装置からの加圧によって行っている点がス
クリュタイプと異なっているが、このため、加圧圧力
（材料供給装置からの供給圧力）が通常のスクリュタイ
プの数倍〜数十倍と高い。この点も上記凸部２５のカジ
リやガラス繊維の破損現象を増大させる一因となってい
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の射出成形機は、先端に射出口を有し、後部側に
材料入口部を有するバレルと、該バレル内に回転可能に
設けられており、その周面とバレル内周面との間に材料
通路を形成する径を有し、かつその後端側が駆動装置に
連結されて該バレル内を往復動されるプランジャと、前
記バレルの材料入口部に連設された材料押圧供給装置
と、前記プランジャに設けられた、該材料流路における
材料の逆流を防止する材料逆流防止機構と、該材料流路
に設けられており、プランジャをバレル内周面に対して
支持させるサポート部材と、を備えたものである。この
サポート部材は、バレル又はプランジャと一体化したも
のでも良いし、単独の構造物でバレル又はプランジャに
対し、自由に動き得る構造でも良い。

［作用］ 上記の構造を採用した本発明の射出成形機においては、
プランジャに生ずる応力状態は“片持ち”から“両端支
持”又は“等分布”へと変わり、曲げ応力が軽減され
る。また、プランジャ後部の凸部に生ずる力も軽減さ
れ、カリジの発生が防止されると共に、プランジャの後
退抵抗も軽減され、ガラス繊維の損傷も少なく出来る。

［実施例］ 以下図面を参照して実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例に係る射出成形機の構成を示す
全体断面図、第２図は同要部拡大断面図、第３図は第２
図III−III線に沿う断面図、第４図は第３図のプランジ
ャ部分の平面図である。

第１、２図において、先端部にノズル２１を有し、外周
部に比較的低温のヒータを有する円筒状のバレル２２
は、固定盤６０に取付けられている固定金型６１の材料
注入口にノズル２１を臨ませうるようにして配設されて
いる。６２はコラム、６３はコラムナット、６２は型締
装置側のマシンベース、６５は射出装置側のマシンベー
ス、６６はマシンベース６５上で軸線方向に摺動自在に
設けたブロックであり、ブロック６６の上には、前方に
バレル２２が固定されており、後方にはモータ保持部材
６７が摺動自在に取付けられている。６８は固定盤６０
に固定されたブロック６６移動用のシリンダ、６９はピ
ストンロッドで、ピストンロッド６９の先端部はブロッ
ク６６の外側面中央部に固定されており、シリンダ６８
の作動により、ノズル２１を固定金型６１に接触させた
り、図示した状態に後退させたりしうるようにした。

バレル２２内には、バレル２２内径よりも小さな外径を
有し、先端付近にチェックリング２３やボールなどから
なる逆流防止機構を有するプランジャ２４を、前後進可
能に、かつ、回転可能に設けた。そして、バレル２２内
周面とプランジャ２４の外周面との間に材料の通路７０
を設けた。プランジャ２４の後方には、モータ保持部材
６７内の軸受部７１を介して、モータ保持部材６７に固
定した油圧モータ３５などの回転駆動装置の軸が連結さ
れている。また、バレル２２とモータ保持部材６７の下
側の間には、射出シリンダ７２とピストンロッド７３が
取付けられている。

プランジャ２４の中央部には、バレル２２の内周面に接
した凸部２５を設けた。また、プランジャ２４の凸部２
５の後側には、リーク材料排出用のスクリュ２９を設け
た。このスクリュ２９は、凸部２５の外周面とバレル２
２の内周面の間のクリアランス部分から後方に漏れたリ
ーク材料を、バレル２２の後方にスムーズに排出するた
めのものであり、プランジャ２４の回転方向とは逆ねじ
方向に設けられている。

２７はバレル２２の後部側の材料入口部２８に垂直に設
けたスタッファで、その内部には材料を押下げるスタッ
ファプランジャ３０が設けられている。３１はスタッフ
ァ２７の側面部に設けた材料供給用の入口である。７４
はスタッファプランジャ３０用のシリンダで、ピストン
７４ａを内蔵し、バレル２２の一部に上向きに垂直に取
付けられている。７５はピストンロッド、７６は連結部
材である。

而して、プランジャ２４の先端寄りの部分には第３、４
図に拡大して示す如く、ピン状突起物よりなるサポート
部材Ａが突設されており、該プランジャ２４の先端部分
をバレル２２の内周面に対して保持させている。そのた
め、このプランジャ２４は凸部２５と該サポート部材Ａ
とで両持ちした状態にて設置されている。

第１図に示した装置において、プランジャ２４を前進限
に位置させ、例えば２５〜１５０rpmで回転させている
状態で、スタッファ２７中にＢＭＣなどの材料を装入
し、スタッファプランジャ３０で材料を押し下げる。そ
うすると、材料はプランジャ２４の外周部を通って前方
に送られ、チェックリング２３部を通ってプランジャ２
４の前のバレル２２内に順次溜められる。勿論、この計
量工程においては、プランジャ２４は徐々に後退する。

このとき、プランジャ２４の後方に連結した射出シリン
ダ７２のロッドエンド側室内の油圧を制御することによ
って、材料に背圧をかけることができる。なお、後退す
るプランジャ２４の凸部２５の外周面とバレル２２の内
周面間の摩擦によっても材料に背圧をかけることができ
る。

プランジャ２４の回転により、プランジャ２４の周囲の
樹脂材料は均質化されるとともに、材料の流路の短絡が
防止される。また、スタッファプランジャ３０の押圧作
用とプランジャ２４の回転作用で、材料はプランジャ２
４の上側の材料通路７０のみを通ることなく、プランジ
ャ２４の下側の材料通路７０の方にも回り込むような状
態で押込まれ、また、材料がプランジャ２４の下側から
上側へも、あるいは上側から下側へも回り込みながら送
られるので、材料の流れにくい部分や流れにくい材料で
もバレル２２内に滞留することなく、バレル２２内の全
周全体を円滑に移送される。

而して、スタッファ２７からバレル２２内に高い供給圧
力にて材料を押圧供給しても、プランジャ２４は凸部２
５とサポート部材Ａとで両持ち支持されているから、該
プランジャ２４への曲げ応力が軽減される。また、凸部
２５の応力も減少され、そのカジリが防止されると共
に、プランジャ２２の後退抵抗が軽減され、材料に含ま
れるガラス繊維の損傷も減少する。

上記実施例では、ピン状突出物よりなるサポート部材が
採用されているが、このサポート部材は、第５〜７図の
如く、翼状（第５図）、可動翼状（第６図、第７図。な
お、第７図は第６図のVII−VII線断面図を示す。）とし
ても良い。これらのサポート部材は、円周方向に１又は
２以上設ける。また、軸線方向にも１又は２以上設け
る。

第８〜１０図は異なる実施例に係る射出成形機の要部断
面図である。

第８図は、サポート部材Ａをバレル２２に固定した例を
示す。この実施例の如くサポート部材をバレルに固定す
る場合には、プランジャの抜出し時に支障がないように
バレル内面に固定する。なお、この場合のサポート部材
の形状、設置位置、個数等は第１〜７図の如く種々のも
のとし得る。

第９図はプランジャ２２及びバレル２４のいずれにも固
着されない状態にてサポート部材Ａを設けた例を示す。
なお、第９図（ａ）は同（ｂ）のａ−ａ断面を示す。

第９図の実施例の場合、サポート部材Ａが所定位置に止
まるようにするためには、バレル２２内周面又はプラン
ジャ２４外周面にサポート受入用の溝を穿設しておけば
良い。

第１０図はプランジャ２２の全周にサポート部材として
スクリュフライトＢを設けた例であるが、スクリュフラ
イトＢの計量作用をなくすために、そのピッチを出来る
だけ大きくすること、プランジャ径ｄとバレル内径の比
をｄ／Ｄ≦０．７５とし、溝深さを大きくすること、及
びＬ／Ｄを可能な限り、小さくすること、（Ｌ／Ｄは計
量ストロークをいくらにするかで最小値が決まる）が望
ましい。また、スクリュ溝でのガラス繊維の損傷を防ぐ
ためにはＬ／Ｄ≦３が望ましい。

［効果］ 以上の実施例からも明らかな通り、本発明の射出成形機
では、プランジャの支持をなすサポート部材を設けたの
で、プランジャの曲げ応力が軽減される。そして、これ
によりプランジャのカジリ現象が防止されると共に、プ
ランジャ後退抵抗の減少、材料に含まれるガラス繊維の
損傷防止等の効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例装置の全体断面図、第２図は同部分断面
図、第３図は第２図のIII−III線断面図、第４図は第３
図の部分平面図、第５図、第６図及び第７図は異なるサ
ポート部材を示す形状説明図、第８図、第９図及び第１
０図は異なる実施例を示す部分断面図、第１１図、第１
２図及び第１３図は先行技術を示す断面図である。 ２２……バレル、２３……チェックリング、 ２４……プランジャ、２７……スタッファ、 ３０……スタッファプランジャ、 ７０……材料通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端に射出口を有し、後部側に材料入口部
   を有するバレルと、 該バレル内に回転可能に設けられており、その周面とバ
   レル内周面との間に材料通路を形成する径を有し、かつ
   その後端側が駆動装置に連結されて該バレル内を往復動
   されるプランジャと、 前記バレルの材料入口部に連設された材料押圧供給装置
   と、 前記プランジャに設けられた、該材料流路における材料
   の逆流を防止する材料逆流防止機構と、 該材料流路に設けられており、プランジャをバレル内周
   面に対して支持させるサポート部材と、を備えた射出成
   形機。