JPH0790578B2 - 射出成形機用の射出ユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ノズルエレメント、材
料フィード装置、前記ノズルエレメントと材料フィード
装置との間に配置されたシリンダープランジャユニット
及び該シリンダープランジャユニットのシリンダと前記
材料フィード装置との間に配置された閉鎖部材を備え、
前記ノズルエレメントを前記シリンダープランジャユニ
ットのプランジャと一緒に同一のシリンダ内でガイドし
ている形式の、プラスチック製品を製造するための射出
成形機用の射出ユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】前記形式の射出ユニットは、粉末金属加
工及びセラミック加工用の充填剤入り及び充填剤無充填
のプラスチック材料並びに高充填バインダー及び泥漿物
質を、所謂「先入れ・先出し法（ｆｉｒｓｔ ｉｎ−ｆ
ｉｒｓｔ ｏｕｔ−ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）」に基づいて
気泡なく処理しようとするものである。その場合、加工
材料は流れ方向の逆転なしにシリンダープランジャユニ
ットによって圧送される。

【０００３】冒頭で述べた形式の装置はドイツ連邦共和
国特許出願公開第４２０７２８６号明細書に開示されて
いる。射出すべき液状又は可塑化された材料はこの場
合、射出軸線又は搬送スクリュー軸線に対して４５°傾
斜したシリング内を搬送される。シリンダへの合流口に
設けられた逆流止めは、射出時に材料が再びスクリュー
バレル内へ逆流するのを防止する。シリンダ内へ装入さ
れた材料は、プランジャによって射出ノズルを通って金
型キャビティ内へ注入される。スクリューによってシリ
ンダ内へ搬送されてくる材料は、流動技術的に好ましい
カーディオイド曲線を描いて変向される。この公知の装
置を用いれば、最高０．２ｇの射出重量の場合には良好
な結果を得ることができるけれども、当該装置には若干
の欠点が付随している。

【０００４】例えば逆流止めは、低粘稠性の材料を処理
する場合には特に弱点と成る。それというのは、射出運
動によって発動される逆流止めの閉鎖運動は不充分なシ
ール作用しか生ぜしめないからである。

【０００５】更に前記の公知の装置は、好ましくない流
動横断面を有している。射出プランジャがカーディオイ
ド曲線部に沿って材料を流動させるので、射出時にプラ
ンジャによって材料には不必要な剪断応力が生じる。そ
ればかりか、この公知の装置の製造は複雑で手間がかか
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の射出ユニットを改良して、材料フィード
装置からシリンダを介してノズルに至るまで均一な材料
流れを保証しかつ該射出ユニットの製造を簡単にするこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の構成手段は、ノズルエレメントと、シリンダ
ープランジャユニットのシリンダ内をガイドされるプラ
ンジャとが、１つの構成ユニットを形成しており、前記
ノズルエレメントのノズルオリフィスが、前記プランジ
ャ内に穿設された軸方向孔と整合しており、該軸方向孔
は前記シリンダの内室にまで続いており、かつ、前記シ
リンダが、前記プランジャの静止時にプランジャ縦軸線
の方向に前記プランジャに沿って摺動可能であり、しか
も前記プランジャとノズルエレメントとから成る構成ユ
ニットが、第１の油圧シリンダ群によって射出成形金型
に圧着可能であり、かつ前記シリンダが、第２の油圧シ
リンダ群によって前記プランジャに対して相対的に、か
つ場合によっては材料フィード装置に対しても相対的に
前記射出成形金型の方に向かって摺動可能である点にあ
る。

【０００８】本発明の有利な実施態様は、特許請求の範
囲の請求項２以降に記載した通りである。

【０００９】

【作用】本発明の構成手段を有する装置を採用すれば、
金型充填期及び保圧期において、スクリュー運動とは無
関係な射出運動を制御しつつ実施させることが可能にな
る。更にまた、本発明の構成手段によって、いかなるス
クリューも用いずに材料を加工することが可能になり、
これによって、熱可塑性合成樹脂の加工分野以外の使用
分野への道も開かれる。これは特にスリップ注型（流込
み成形）法による泥漿状又は液状の合成樹脂の加工に関
連しており、このような液状の合成樹脂射を加工する場
合には、射出ユニットは、単に閉鎖部材を有するシリン
ダープランジャユニットから成っているにすぎず、しか
もこの場合は請求項７に記載したように材料フィード装
置はホッパーと、該ホッパーに接続された可撓性ホース
とから成っているにすぎない。従って液状の合成樹脂は
ホッパーと可撓性ホースとを介してシリング４に直接充
填されることになる。

【００１０】射出行程時には、シリンダープランジャユ
ニットのシリンダだけが加速質量体として動かされる。
該シリンダ内のすべての領域を材料が直線的に通流する
ことに基づいて、均一な材料流れが保証され、かつ、射
出運動に不都合な影響を及ぼしかねない材料蓄積の虞れ
が避けられる。更にまた、加工温度及び射出圧が低いこ
とに基づいて、可動のシリンダに対してプランジャを入
念にシールする問題もなくなる。

【００１１】熱可塑性プラスチックを加工する場合に
は、本発明の射出ユニットはスクリュー式可塑化ユニッ
トと組合わせて使用される。まさしく、きわめて高い計
量（メタリング）精度が要求されるような使用例におい
てこそ本発明の解決手段はその真価を発揮し、決定的な
利点を提供する。射出圧が高くかつ計量ゾーン距離が長
い場合には、プランジャ通路を相応に構成することによ
って、射出行程の制御可能性が著しく改善される。公知
の逆流止めを使用する場合に発生する閉鎖挙動による計
量不精度は、請求項４において提案したような玉逆止弁
を使用することによって、或いは請求項５で提案したよ
うな外部から作動可能な回転ピン型閉鎖弁機構又は類似
の閉鎖機構を使用することによって、著しく減少され
る。

【００１２】この実施態様の場合には、射出工程時にシ
リンダープランジャユニットのシリンダと共にスクリュ
ーユニットも動かされねばならない。しかしながら請求
項８で提案したように、スクリューバレルとシリンダー
プランジャユニットのシリンダ入口との間に材料供給用
のテレスコープ式の摺動継手（スライディングカップリ
ング）を設けて、射出時に加速質量体としてやはり該シ
リンダだけを動かせばよいようにすることも可能であ
る。

【００１３】前記のすべての使用例においてシリンダー
プランジャユニットのシリンダは前記の油圧シリンダ群
によって動かされる。

【００１４】

【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説す
る。

【００１５】図面に概略的に図示した射出ユニットは総
体的に符号１で示されており、かつ、シリンダープラン
ジャユニットのシリンダ４内に摺動可能に侵入するプラ
ンジャ３の一体構成部分を形成しているノズルエレメン
ト２を有している。しかしながら該ノズルエレメント２
は、プランジャ後端面に設けた対応凹設部内に固定され
た円筒形挿入部分として構成されていてもよい。すなわ
ちノズル口金とヨーク部材としてのリングフランジ１７
とプランジャ３とを一体的に構成した図示例とは異なっ
て、ノズル口金を単独部品として構成して、該ノズル口
金をリングフランジ１７に適当の形式で、例えばねじ継
手によって締結することも可能である。プランジャ３と
シリンダ４の内壁との間のシールはピストンリング（図
示せず）によって行なわれる。

【００１６】プランジャ３に対向して位置するシリンダ
底部５内には孔６が設けられており、該孔を介してシリ
ンダの内室は材料フィード装置７と接続され、この場合
は可塑化スクリュー８と接続されており、該可塑化スク
リューはスクリューバレル９内に回転可能に配置されて
いる。孔６によって形成される連通路は、例えば回転ピ
ン型閉鎖弁機構又は玉逆止弁のような閉鎖部材１０によ
って開閉可能である。但し図面では、前記回転ピン型閉
鎖弁機構は、材料を通流させる開弁位置で例示されてい
る。

【００１７】ノズルオリフィス１１は、シリンダ４へ向
かう延在方向で見て、オリフィス移行区域１２において
円錐形に拡径し、次いでプランジャ３の端部の直ぐ手前
まで円筒孔１３を形成しており、該円筒孔は区域１４に
おいてプランジャ前端面１５まで漏斗状に拡径してい
る。前記円筒孔１３の領域内には別の閉鎖部材１６（図
示例ではやはり回転ピン型閉鎖弁機構）が配置されてい
る。該回転ピン型閉鎖弁機構は閉弁位置で図示されてい
る。

【００１８】ノズルエレメント２の近くでプランジャ３
には、リングフランジ（又はヨーク部材）１７が配置さ
れており、該リングフランジは、ピストン−シリンダユ
ニットとして平行に配置された複数の油圧シリンダ１
９、つまリ第１の油圧シリンダ群１９、のピストン棒１
８の作用点として使用され、かつ前記ピストン−シリン
ダユニットの各シリンダヘッド２０はシリンダ４の外周
壁に枢着されている。

【００１９】給圧時に油圧シリンダ１９は、シリンダ底
部５を円筒孔１３のトランペット状開口の直前に位置さ
せるまで、プランジャ３を介してシリンダ４をリングフ
ランジ１７の方へ引き寄せる。

【００２０】他面において前記リングフランジ１７は、
別の複数の油圧シリンダ２１、つまり第２の油圧シリン
ダ群２１、の支持部材として使用され、該油圧シリンダ
群のピストン棒２２はリングフランジ１７を貫通してノ
ズルプレート２３に係合しており、射出動作時に該ノズ
ルプレートの開口２４を通ってノズルエレメント２は、
充填すべき金型のスプルー口の縁部区域（図示せず）へ
引き寄せられて位置決めされる。

【００２１】本発明の射出ユニットの機能態様は次の通
りである。

【００２２】稼働初期の状態では閉鎖部材１０が閉鎖さ
れているのに対して、閉鎖部材１６は開放された状態に
ある。シリンダ４は極限位置までプランジャ３の上にか
ぶさった状態にある。いま閉鎖部材１６が閉じられ、か
つ閉鎖部材１０が開かれると、可塑化スクリュー８が孔
６を介してプラスチック材料をシリンダ４内へ圧送する
ので、圧送の続行に伴ってシリンダ４は押し戻されてい
く。所望の充填レベルに到達すると、閉鎖部１０は再び
閉鎖される。ノズルと一体化されたシリンダープランジ
ャユニットは第２の油圧シリンダ群２１によって、充填
すべき金型に接近させられ、次いで閉鎖部材１６が開放
され、かつ、シリンダ４が第１の油圧シリンダ群１９に
よってリングフランジ１７へ向かって移動される。その
際にプラスチック材料がシリンダ４の内室から押し出さ
れる。図示の実施例では可塑化スクリュー８とスクリュ
ーバレル９はシリンダ４の運動に連動する。しかしなが
らスクリューバレル９とシリンダ４との間に、射出材料
供給用のテレスコープ式の摺動継手（スライディングカ
ップリング）を配置することも可能であり、この場合
は、材料射出時にシリンダ４だけが動かされればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による射出ユニットの１実施例の概略縦
断面図である。

【符号の説明】

１ 射出ユニット、 ２ ノズルエレメント、 ３
プランジャ、 ４シリンダ、 ５ シリンダ底
部、 ６ 孔、 ７ 材料フイード装置、 ８
可塑化スクリュー、 ９ スクリューバレル、 １０
閉鎖部材、 １１ ノズルオリフィス、 １２
オリフィス移行区域、 １３ 円筒孔、 １４
孔区域、 １５ プランジャ前端面、 １６ 閉鎖
部材、１７ ヨーク部材としてのリングフランジ、
１８ ピストン棒、 １９第１の油圧シリンダ群、
２０ シリンダヘッド、 ２１ 第２の油圧シリン
ダ群、 ２２ ピストン棒、 ２３ ノズルプレー
ト、 ２４ 開口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルエレメント（２）、材料フィード
   装置（７）、前記ノズルエレメントと材料フィード装置
   との間に配置されたシリンダープランジャユニット及び
   該シリンダープランジャユニットのシリンダと前記材料
   フィード装置との間に配置された閉鎖部材（１０）を備
   え、前記ノズルエレメント（２）を前記シリンダープラ
   ンジャユニットのプランジャ（３）と一緒に同一のシリ
   ンダ（４）内でガイドしている形式の、プラスチック製
   品を製造するための射出成形機用の射出ユニットにおい
   て、ノズルエレメント（２）と、シリンダープランジャ
   ユニットのシリンダ（４）内をガイドされるプランジャ
   （３）とが、１つの構成ユニットを形成しており、前記
   ノズルエレメントのノズルオリフィス（１１）が、前記
   プランジャ（３）内に穿設された軸方向孔（１３）と整
   合しており、該軸方向孔は前記シリンダ（４）の内室に
   まで続いており、かつ、前記シリンダ（４）が、前記プ
   ランジャ（３）の静止時にプランジャ縦軸線の方向に前
   記プランジャに沿って摺動可能であり、しかも前記プラ
   ンジャ（３）とノズルエレメント（２）とから成る構成
   ユニットが、第１の油圧シリンダ群（２１）によって射
   出成形金型に圧着可能であり、かつ前記シリンダ（４）
   が、第２の油圧シリンダ群（１９）によって前記プラン
   ジャ（３）に対して相対的に、かつ場合によっては材料
   フィード装置（７）に対しても相対的に前記射出成形金
   型の方に向かって摺動可能であることを特徴とする、射
   出成形機用の射出ユニット。
2. 【請求項２】 プランジャ（３）の軸方向孔（１３）が
   シリンダ（４）の内室へ向かって漏斗状に拡径されてい
   る、請求項１記載の射出ユニット。 【請求項３】 軸方向孔（１３）内に、しかも該軸方向
   孔とノズルオリフィス（１１）との移行区域には別の閉
   鎖部材（１６）が配置されている、請求項１又は２記載
   の射出ユニット。 【請求項４】 閉鎖部材（１０，１６）が玉逆止弁であ
   る、請求項１から３までのいずれか１項記載の射出ユニ
   ット。 【請求項５】 閉鎖部材（１０，１６）が、外部から作
   動可能な回転ピン型閉鎖弁機構である、請求項１から３
   までのいずれか１項記載の射出ユニット。 【請求項６】 材料フィード装置が可塑化スクリュー
   （８）である、請求項１から５までのいずれか１項記載
   の射出ユニット。 【請求項７】 材料フィード装置がホッパーと可撓性ホ
   ースとから成り、該可撓性ホースが前記ホッパとシリン
   ダープランジャユニットのシリンダ（４）とを接続して
   いる、請求項１から５までのいずれか１項記載の射出ユ
   ニット。 【請求項８】 シリンダープランジャユニットのシリン
   ダ（４）と材料フィード装置（７）のスクリューバレル
   （９）との間に、射出材料を供給するためのテレスコー
   プ式の摺動継手が設けられている、請求項６記載の射出
   ユニット。