JPH0957801A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インラインスクリュー式の射出成形機に成形
材料の計量空間を設ける場合に、その計量空間からプラ
ンジャが後退移動する際に空洞ができないようにするこ
とで、成形材料の滞留を発生させないのみならず、トラ
ンスファ成形の場合と同じような計量精度の最良化が図
れるようにする。 【解決手段】 インラインスクリュー６の軸心部に進退
移動可能に嵌装され、後退移動したときに加熱シリンダ
２内の成形材料が先端開口部１１ａから内部の計量空間
に流入するのを許容する一方、前進移動したときに先端
開口部１１ａがノズル４の背面に密着して計量空間の成
形材料が加熱シリンダ２内に逆流するのを規制する筒状
部材１１と、この筒状部材１１内に進退移動可能に嵌装
され、筒状部材１１が後退移動した状態で筒状部材１１
内への成形材料の流入に応じて後退移動する一方、筒状
部材１１が前進移動した状態で前進移動して筒状部材１
１内の成形材料をノズル孔４ａから射出するプランジャ
１２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、熱可塑性又は熱
硬化性樹脂からなる成形材料を加熱しつつ可塑化して所
定の金型内に射出する射出成形機に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の射出成形機は、プリプラ式及び
インライン式のものに大別されるが、構造がシンプルで
あることや小型であること等の理由からインライン式が
主流となっている。このインライン式のものでは、図３
に示すように、成形材料を貯留するホッパａと、このホ
ッパａから供給された成形材料を加熱溶融する加熱シリ
ンダｂと、この加熱シリンダｂの先端に設けられたノズ
ルｃと、上記加熱シリンダｂ内に嵌装され、回転駆動さ
れて加熱シリンダｂ内の成形材料を可塑化しつつ上記ノ
ズルｃに向けて圧送するインラインスクリューｄとが備
えられており、一般には、上記インラインスクリューｄ
が成形材料を可塑化しながら後退することで射出量を計
量するようになされていて、その後、前進してノズルｃ
から成形材料を金型ｅ内に射出するようになっている。

【０００３】上記の場合には、上記インラインスクリュ
ーｄの先端に、計量された成形材料が射出時に逆流する
のを防止するための逆流防止弁ｆが配設されていて、こ
のことで計量精度を高められるようになされているが、
この逆流防止弁ｆの周りに成形材料が滞留し易いため
に、そのような滞留に起因する成形材料の変質が起こり
易い。ちなみに、計量精度が最良となる技術としては、
１回分の成形材料を秤量器で厳密に計量するトランスフ
ァ成形が公知であるが、射出成形の場合には成形材料を
連続的に可塑化しなければならないことから、そのよう
な技術を直接に適用することは無理である。

【０００４】そこで、上記のような逆流防止弁ｆを使用
せず、図４に示すように、インラインスクリューｄの軸
心部にプランジャｇを進退移動可能に嵌装する一方、加
熱シリンダｂの先端には、上記プランジャｇの先端部が
嵌装可能な計量空間を有する計量ノズルｈを設けてお
き、この計量ノズルｈ内にインラインスクリューｄによ
り成形材料を流入させた後、図５に示すように、プラン
ジャｇを前進移動させて計量ノズルｈ内に成形材料を閉
じ込めることで計量し、さらに前進移動させて上記計量
ノズルｈ内の成形材料を射出するようにしたものがあ
る。これによれば、逆流防止弁を使用することなく、計
量された成形材料の射出時の逆流を防止することができ
るので、滞留による成形材料の変質を招くことなく、計
量精度を高めることができるとされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記計量ノ
ズルｈ及びプランジャｇを用いたものでは、射出後にプ
ランジャｇを図５の位置から図４の位置に強制的に後退
移動させる際に、計量ノズルｈ内に外部の空気を引き込
んで空洞が生じ易い。このために、次の計量では圧力検
出手段ｉを用いて計量ノズルｈ内における成形材料の充
満圧力の検出を行う等の工夫が必要となる。すなわち、
次の射出サイクルでインラインスクリューｄが回転駆動
されて成形材料を圧送するときに、計量ノズルｈ内に成
形材料が完全に充填されたかどうかは、圧力検出手段ｉ
の検出値が設定値に達したかどうかで判断し、それをイ
ンラインスクリューｄの回転駆動手段にフィードバック
する等の対策が必要となる。その際に、上記圧力検出手
段ｉの検出値には精度的に多少のばらつきがあることか
ら、計量精度自体が低くなるという問題がある。

【０００６】また、計量の設定値の変更が困難であるこ
とから、例えば射出量の異なる多種類の成形品を少量ず
つ生産する等の場合には不向きであり、汎用性に難点が
あるという問題もある。

【０００７】この発明は斯かる諸点に鑑みてなされたも
のであり、その主な目的は、インラインスクリュー式の
射出成形機に成形材料の計量空間を設ける場合に、加熱
シリンダ内に計量空間を形成するようにすることで、そ
の計量空間からプランジャを後退移動させる際に空洞が
発生するのを回避できるようにし、成形材料の滞留を発
生させないのみならず、トランスファ成形の場合と同じ
ような計量精度の最良化が図れるようにすることにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明では、インラインスクリュー及び
プランジャ間に進退移動可能に嵌装した筒状部材内に計
量空間を形成するようにし、射出後、上記計量空間から
プランジャを後退移動させる際に、インラインスクリュ
ーにより圧送される成形材料を上記筒状部材の先端開口
部から計量空間に流入させ、この流入に応じてプランジ
ャを無理なく後退移動させるようにすることで、計量空
間に空洞が生じ難くなるようにした。

【０００９】具体的には、この発明では、成形材料を貯
留する貯留部と、該貯留部から供給された成形材料を加
熱溶融する加熱シリンダと、該加熱シリンダの先端に設
けられ、ノズル孔を有するノズルと、上記加熱シリンダ
内に嵌装され、回転駆動されて加熱シリンダ内の成形材
料を可塑化しつつ上記ノズルに向けて圧送するインライ
ンスクリューとを備えた射出成形機が前提である。

【００１０】そして、上記インラインスクリューの軸心
方向に延びる筒状をなしていてインラインスクリューの
軸心部にノズルに向かって進退移動可能に嵌装され、後
退移動したときに先端がノズルから離れることで、加熱
シリンダ内の成形材料が先端開口部から内部に流入する
のを許容する一方、前進移動したときに内部を上記ノズ
ル孔に連通させるように先端がノズルの背面に密着する
ことで、上記流入した内部の成形材料が加熱シリンダ内
に逆流するのを規制する筒状部材と、この筒状部材内に
ノズルに向かって進退移動可能に嵌装され、筒状部材が
後退移動した状態で該筒状部材内への成形材料の流入に
応じて後退移動する一方、筒状部材が前進移動した状態
で前進移動して該筒状部材内の成形材料をノズルから射
出するプランジャとを備えるようにする。

【００１１】上記の構成において、射出成形機の供給部
に貯留されている成形材料は加熱シリンダ内に供給さ
れ、この加熱シリンダ内で加熱溶融されるとともに、イ
ンラインスクリューの回転により可塑化されつつノズル
に向けて圧送される。そして、筒状部材が後退移動した
ときに、その先端がノズルから離れることで、加熱シリ
ンダ内の成形材料は先端開口部から筒状部材内に流入す
る。このとき、プランジャは、筒状部材内への成形材料
の流入に応じて後退移動しつつ成形材料の計量を行う。
つまり、成形材料の計量空間は筒状部材の内部に形成さ
れており、プランジャは計量空間内への成形材料の流入
に応じて後退移動するので、外部の空気を計量空間に引
き込んで空洞が生じるという事態は回避される。

【００１２】次いで、上記筒状部材が前進移動した状態
で、プランジャは前進移動して筒状部材内の成形材料を
ノズル孔から射出する。このとき、筒状部材の先端開口
部がノズルの背面に密着しているので、筒状部材内の成
形材料が加熱シリンダ内に逆流することは防止される。

【００１３】尚、上記インラインスクリューの形状とし
ては特に限定されず、平行型、コニカル型、フライト定
ピッチ型、フライト可変ピッチ型等、種々の形状のもの
を用いることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。図１及び図２は、この発明の実施
例に係る射出成形機の全体構成を示し、この射出成形機
は、設置面上に載置された基台１の同各図左側に水平方
向に延びるように加熱シリンダ２が配置固定されてい
る。この加熱シリンダ２の基端側上部には、成形材料を
貯留するための貯留部としてのホッパ３が配置されてい
る。一方、加熱シリンダ２の先端には、ノズル孔４ａを
有するノズル４が配置されている。また、先端側の外周
には、加熱シリンダ２内の成形材料を加熱溶融するため
のヒータ５が周設されている。

【００１５】上記加熱シリンダ２の内部にはインライン
スクリュー６が配置されている。このインラインスクリ
ュー６は、上記基台１によりボールベアリング７，７を
介して回転軸心回りに回転可能に支持されている。ま
た、両ベアリング７，７間の部分には従動ギヤ８が回転
一体に設けられており、この従動ギヤ８は、基台１に設
置されたスクリュー用モータ９の出力軸に回転一体に設
けられた駆動ギヤ１０と噛合している。これらにより、
インラインスクリュー６は、モータ９で回転駆動される
ことで、加熱シリンダ２内に供給された成形材料を可塑
化しつつノズル４に向けて圧送するようになされてい
る。

【００１６】そして、この発明の特徴として、上記イン
ラインスクリュー６の軸心方向に延びる筒状をなしてい
てインラインスクリュー６の軸心部にノズル４に向かっ
て進退移動可能に嵌装され、後退移動したときに先端が
ノズル４から離れることで、加熱シリンダ２内の成形材
料が先端開口部１１ａから内部に流入するのを許容する
一方、前進移動したときに内部をノズル孔４ａに連通さ
せるように先端がノズル４の背面に密着することで、上
記流入した内部の成形材料が加熱シリンダ２内に逆流す
るのを規制する筒状部材１１と、この筒状部材１１内に
ノズル４に向かって進退移動可能に嵌装され、筒状部材
１１が後退移動した状態で該筒状部材１１内への成形材
料の流入に応じて後退移動する一方、筒状部材１１が前
進移動した状態で前進移動して該筒状部材１１内の成形
材料をノズル４から射出するプランジャ１２とを備えて
いる。

【００１７】具体的には、上記インラインスクリュー６
の軸心部には、先端側に位置する小径の貫通孔６ａと、
この貫通孔６ａに連通していて基端側に位置する大径の
貫通孔６ｂとがそれぞれ設けられており、上記筒状部材
１１は先端側の貫通孔６ａ内に嵌装されている。また、
筒状部材１１の基端には外向きフランジ部１１ｂが設け
られている。このフランジ部１１ｂは、基端側の貫通孔
６ｂ内に位置していて、筒状部材１１が前進移動して先
端開口部１１ａがノズル４の背面に密着したときに、両
貫通孔６ａ，６ｂ間の段部に当接するようになされてい
る。さらに、このフランジ部１１ｂには、筒状の連結部
材１３及び円板状の連結部材１４を介し、上記基台１の
同各図右側に右方に向かって突出するように延びる２本
のガイドシャフト１５，１５にて左右方向に移動可能に
挿通保持されたガイドブロック１６に一体に連結されて
いる。また、上記ガイドシャフト１５，１５の先端には
支持板１７が取り付けられており、この支持板１７の下
部には、筒状部材駆動用のシリンダ１８が配置されてい
る。

【００１８】一方、上記プランジャ１２は筒状部材１１
をその軸心方向に貫通するように配置されており、その
基端には連結用のフランジ部１２ａが設けられている。
そして、上記支持板１７に配置されたプランジャ駆動用
シリンダ１９にそのロッド先端のフランジ部１９ａにお
いて駆動連結されている。

【００１９】さらに、上記支持板１７には、筒状部材１
１内への成形材料の流入量に応じて後退移動するプラン
ジャ１２の後退ストローク量を検出するストローク検出
器２０が配置されている。この検出器２０は、プランジ
ャ１２が後退移動するときに上記シリンダ１９のフラン
ジ部１９ａに押動されてその後退ストローク量を検出す
るための押動子２０ａを有し、その後退ストローク量が
予め設定された所定値に達したときに、プランジャ１２
の後退移動を停止させるための検出信号を出力するよう
になされている。

【００２０】上記ストローク検出器２０の検出信号は、
図外のコントローラに入力可能に接続されており、この
コントローラでは、上記検出信号等の入力信号に基づ
き、予め設定されたプログラムに従ってモータ９及びシ
リンダ１８，１９等の作動を制御するようになされてい
る。

【００２１】ここで、上記射出成形機の作動について説
明する。ホッパ３に貯留されている成形材料は加熱シリ
ンダ２内に供給され、この加熱シリンダ２内で加熱溶融
されるとともに、インラインスクリュー６の回転により
可塑化されつつノズル４に向けて圧送される。そして、
図１に示すように、筒状部材１１が後退移動した状態
で、上記成形材料は先端開口部１１ａから筒状部材１１
内に流入する。このとき、プランジャ１２は、筒状部材
１１内への成形材料の流入に応じて後退移動つつ成形材
料の計量を行う。つまり、成形材料の計量空間は筒状部
材１１の内部に形成されており、プランジャ１２は計量
空間内への成形材料の流入に応じて後退移動するので、
外部の空気を計量空間に引き込んで空洞が生じるという
事態は回避される。

【００２２】次いで、図２に示すように、上記筒状部材
１１が前進移動した状態で、プランジャ１２は前進移動
して筒状部材１１内の成形材料をノズル孔４ａから図外
の金型内に射出する。このとき、筒状部材１１の先端開
口部１１ａがノズル４の背面に密着しているので、筒状
部材１１内の成形材料が加熱シリンダ２内に逆流するこ
とは防止される。また、筒状部材１１の内外周面は、プ
ランジャ１２及びインラインスクリュー６に対し摺接し
ているので、成形材料の滞留も生じない。

【００２３】さらに、上記射出後にプランジャ１２が後
退移動するとき、その後退ストローク量がストローク検
出器２０により検出される。すなわち、プランジャ１２
は、筒状部材１１内への成形材料の流入量に応じて後退
移動するので、その後退ストローク量を検出することに
より、成形材料の流入量が検出される。そして、上記後
退ストローク量が所定値に達したときに、プランジャ１
２の後退移動は停止される。つまり、インラインスクリ
ュー６の回転駆動が停止されることで、筒状部材１１内
への成形材料の流入が停止される。換言すると、上記プ
ランジャ１２の後退ストローク量を検出することで、成
形材料の計量が行われる。

【００２４】したがって、この実施例によれば、成形材
料を射出した後、プランジャ１２が計量空間内を後退移
動する際に、従来のような空洞が生じないので、成形材
料の滞留を発生させないのみならず、トランスファ成形
の場合と同じような計量精度の最良化を図ることができ
る。

【００２５】また、ストローク検出器２０には任意の設
定値を設定することができるので、成形材料の射出量を
容易に変更することができ、したがって、例えば射出量
の互いに異なる多種類の成形品を少量生産する場合に、
その作業効率を高めることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、成形材料を貯留する貯留部と、該貯留部から供
給された成形材料を加熱溶融する加熱シリンダと、該加
熱シリンダの先端に設けられ、ノズル孔を有するノズル
と、上記加熱シリンダ内に嵌装され、回転駆動されて加
熱シリンダ内の成形材料を可塑化しつつ上記ノズルに向
けて圧送するインラインスクリューとを備えた射出成形
機において、上記インラインスクリューの軸心部に筒状
部材を進退移動可能に嵌装するとともに、この筒状部材
内にプランジャを進退移動可能に嵌装し、上記筒状部材
が後退移動した状態でインラインスクリューにより圧送
された成形材料を筒状部材内の計量空間に流入させ、こ
の成形材料の流入に応じて上記プランジャを後退移動さ
せることで成形材料を計量する一方、上記筒状部材が前
進移動してその先端開口部がノズルの背面に密着した状
態で上記プランジャを前進移動させて筒状部材内の成形
材料を射出するようにしたので、射出後に上記プランジ
ャが計量空間内を後退移動する際にその計量空間内に空
気を引き込んで空洞が生じるという事態を回避すること
ができ、成形材料の滞留を発生させないのみならず、ト
ランスファ成形の場合と同じような計量精度の最良化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に係る射出成形機における成
形材料計量時の状態を示す断面図である。

【図２】射出成形機における成形材料射出時の状態を示
す図１相当図である。

【図３】インライン式の基本的な射出成形機を示す図１
相当図である。

【図４】計量成形材料の逆流防止機能を備えた従来の射
出成形機における成形材料計量時の状態を示す図１相当
図である。

【図５】従来の射出成形機における成形材料射出時の状
態を部分的に示す断面図である。

【符号の説明】

２ 加熱シリンダ ３ ホッパ（貯留部） ４ ノズル ４ａ ノズル孔 ６ インラインスクリュー １１ 筒状部材 １１ａ 先端開口部 １２ プランジャ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形材料を貯留する貯留部と、該貯留部
   から供給された成形材料を加熱溶融する加熱シリンダ
   と、該加熱シリンダの先端に設けられ、ノズル孔を有す
   るノズルと、上記加熱シリンダ内に嵌装され、回転駆動
   されて加熱シリンダ内の成形材料を可塑化しつつ上記ノ
   ズルに向けて圧送するインラインスクリューとを備えた
   射出成形機において、 上記インラインスクリューの軸心方向に延びる筒状をな
   していてインラインスクリューの軸心部にノズルに向か
   って進退移動可能に嵌装され、後退移動したときに先端
   がノズルから離れることで、加熱シリンダ内の成形材料
   が先端開口部から内部に流入するのを許容する一方、前
   進移動したときに内部を上記ノズル孔に連通させるよう
   に先端がノズルの背面に密着することで、上記流入した
   内部の成形材料が加熱シリンダ内に逆流するのを規制す
   る筒状部材と、 上記筒状部材内にノズルに向かって進退移動可能に嵌装
   され、筒状部材が後退移動した状態で該筒状部材内への
   成形材料の流入に応じて後退移動する一方、筒状部材が
   前進移動した状態で前進移動して該筒状部材内の成形材
   料をノズルから射出するプランジャとを備えていること
   を特徴とする射出成形機。