JPH10502886A - 熱可塑性樹脂加工用射出成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも１つの可塑化ユニットと、付属の射出ピストンを有する少なくとも１つの射出シリンダと、少なくとも１つの射出成形用金型とを備えた熱可塑性樹脂加工用射出成形装置を述べている。射出シリンダはスリーブを備え、このスリーブは、射出成形用金型との連通を遮断する位置と射出成形用金型との連通を形成する位置との間で往復移動可能に配置されている。射出成形用金型との連通を遮断する位置においてはスリーブとハウジングとの間に連通路が形成され、この連通路は一端で可塑化ユニットの供給路に、他端でスリーブの内部に画定された蓄積室に通じている。射出ピストンの外径はスリーブの内径よりも僅かに小さく、両者の間に環状間隙が残り、この環状間隙を通してプラスチック材料がスリーブの一端側から蓄積室に流入する。

Description

【発明の詳細な説明】 可塑性樹脂加工用射出成形装置 本発明は、熱可塑性樹脂加工用射出成形装置、即ち、少なくとも１つの可塑化 ユニットと、少なくとも１つの射出シリンダ及びこのシリンダを空にするための 付属のピストンと、少なくとも１つの射出成形用金型とを有する射出成形装置に 関するものである。 射出成形には、例えばＰＥＴなど、加工時に厳しいプロセス条件を要求される プラスチック材料がますます利用される状況にあり、従って射出成形機としては 、これらの要求を考慮に入れ、あらゆる要求精度を満たす製品の製造ができるよ うに設計されている必要がある。このためには、可塑化ユニットは極力連続的に 運転されるべきであり、換言すれば可塑化ユニット内に通常備えられているスク リューは、可塑化ユニット内で極力不変の圧力を維持可能とするために、成形サ イクルの繰り返しに無関係に連続回転させるべきである。また可塑化ユニットの 連続運転は、他の運転条件及びパラメータ、例えば可塑化されたプラスチック材 料の温度や粘度に関して、できるだけ一定に保持すべき条件面でも有利である。 更に別の目標は、最終製品の品質を良好にするために、可塑化ユニットと射出成 形用金型との間をつなぐ流路中でも、例えば圧力、温度及び粘度に関して極力小 さな変動及び／又は極く僅かな変動しか生じないように努力することであり、特 に、流速の高い部分での急激な方向変化及び流速の急変を無くすだけでなく、極 めて高い流速及び／又は狭い流路断面も無くすように、プラスチック材料を注意 深く慎重に取扱えるようにすることも目標に含まれる。 少なくともこれらの要求を実質的に考慮した射出成形機は、必要なら一つの可 塑化ユニットに付属する複数の射出成形部を設けて、それらに可塑化ユニットか らプラスチック材料を交互に注入できるように、その生産性に関連して特に流路 及び射出シリンダの形状及び配置が小形で省スペース設計となっている必要があ る。このような配置は、プラスチック材料を各射出成形部に射出し、 この各成形部においてプラスチック材料を冷却し、完成品を各成形部から取り出 すという１成形サイクルに必要な時間を考慮に入れて、多くの場合、適宜に寸法 設計された１つの可塑化ユニットから少なくとも２つの射出成形部に材料を注入 して、利用可能な可塑化ユニットの能力を極力完全に利用するようにすべきであ るとの考えに基づくものである。 ドイツ特許公報第１１０５１５３号に既に開示されている熱可塑性樹脂加工用 射出成形装置では、スクリュー式押出機として構成された可塑化ユニットからの プラスチック材料はまず可塑化ユニットの下流の或る一つの加圧室内に送られ、 同時に可塑化ユニットは、この加圧室内におけるプラスチック材料の嵩の増加に 応じてプラスチック材料の流れと逆方向に移動される。先行する成形サイクルに おいて射出成形用金型に導入されたプラスチック材料の保圧工程が終了した後、 第１の加圧室内のプラスチックは、連係動作する機械部分の適切な作動によって 、第１の加圧室から室間に配置された逆止弁を通過して第２の加圧室に送られ、 この間に可塑化ユニットは、第１の加圧室の充填動作開始時における出発位置へ 押し戻されて復帰される。その後、射出成形用金型が閉じられ、次いで第２の加 圧室内にあるプラスチック材料の射出によって金型がプラスチック材料で満たさ れる。この公知の射出成形装置は、確かに可塑化ユニットを連続的に運転するこ とができるという利点を有し、しかもプラスチック材料が可塑化ユニットから射 出成形用金型内へほぼ直線的に流れることによって、射出成形用金型内に達する 前にプラスチック材料の全て部分がシステム内でほぼ等しい滞留時間をもつよう になっており、これも最終製品の良好な品質を確保するのに役立つ措置である。 しかしながら、他方で公知の射出成形装置のこの構成は、構造的に極めて長大と なるという欠点を有し、しかも流動するプラスチック材料によって操作される弁 機構を含んでいる。このことから、これらの弁を備えた部品の設計が複雑となり 、しかもこれらの弁の設計上の理由でプラスチック材料の一部がこれらの弁機構 近辺で詰まる恐れがあり、その場合はシステム内におけるプラスチックの滞留時 間が不均一となる。更に、この公知の射出成形装置では、２つ以上の射出成形用 金型ユニットを設けて１つの 可塑化ユニットから交互に樹脂充填を行うことが困難である。 この他にプラストフェアアルバイター(Plastverarbeiter)、第４５巻、１９９ ４年、第８号、７０〜７２頁に開示されている射出成形装置は、同様に１つの可 塑化ユニットと、１つの射出成形部と、これらの間に配置された１つの計量シリ ンダとを備えており、この計量シリンダは、射出成形用金型の方向へ向かう付属 ピストンによって空にされる。この公知の射出成形装置は、計量シリンダへの充 填時の最後にシリンダ内に導かれたプラスチック材料の部分がピストンによって 計量シリンダから最初に吐き出されるように、換言すれば計量シリンダの充填時 にシリンダ内に最初に導かれた材料部分がシリンダから最後に吐出されるように 構成されている。従って、可塑化ユニットからシステム内を通過して射出成形用 金型内に送られる各プラスチック材料部分は大幅に相違する様々な滞留時間をも つことになり、比較的敏感なプラスチックの場合は、いずれにしても最終製品の 品質が著しく損なわれることがあり、殊にこのようなシステムの場合は滞留時間 の違いが著しく大きく、場合によっては１成形サイクルの経過時間よりも大きく なる恐れがある。色の変更を伴うこともあるプラスチック材料の変更に際して、 このようなシステム構成は大きな不都合を伴うことになる。 そこで本発明の課題は、前記欠点が取り除かれるようにプラスチック加工用射 出成形装置を構成することである。各々１つずつの射出シリンダを有する２つ以 上の射出成形用金型ユニットを１つの可塑化ユニットに付属させ、この可塑化ユ ニットからこれらの射出シリンダに交互にプラスチック材料を充填するようにし た配置を可能とすることも本発明の別の課題であり、この場合、プラスチック材 料を１つの射出シリンダに充填し、引き続き１つの射出成形用金型内に射出する 間に、別の射出成形用金型内のプラスチックを保圧状態に維持しながら冷却し、 場合によっては更に充分に冷却した後、上記別の射出成形用金型から完成品を取 り出すようにする。 これらの課題を解決するために、本発明による熱可塑性樹脂加工用射出成形装 置では射出シリンダがスリーブを備え、このスリーブは、射出成形用金型と の連通が遮断される第１位置と射出成形用金型との連通が達成される第２位置と の間で軸方向に往復移動可能にハウジング内に配置されており、少なくとも射出 成形用金型との連通が遮断される第１位置ではスリーブとハウジングとの間に通 路が形成され、この通路の一端部はスリーブ内に画定された蓄積室の入口端に連 通され、前記通路の他端部は可塑化ユニットからのプラスチック材料のための供 給路に連通され、前記入口端から遠い方の蓄積室末端部には蓄積室内に蓄積され たプラスチック材料のための出口路が該蓄積室から射出成形用金型に向かって設 けられ、スリーブの軸方向可動範囲は、スリーブが第１位置にあるときには蓄積 室からの出口路が閉鎖されてプラスチック材料の貫流が阻止され、スリーブが第 ２位置にあるときには蓄積室からの出口路が射出成形用金型に接続されるように 定められており、射出ピストンの外径はスリーブ内径よりも僅かに小さく、両者 間に環状間隙が残るように定められている。 本発明のその他の構成は請求の範囲の各従属項に記載の通りである。 このような構成を備えた装置の内部に導かれたプラスチック材料の滞留時間は 、少なくとも装置に最初に導かれたプラスチック材料が装置からやはり最初に射 出されて射出成形用金型の金型キャビティ内に最初に到達するという限りにおい て均一化される。本発明による構成を備えた装置では、装置全体を比較的短い寸 法とするために、例えば射出シリンダを可塑化ユニット及び／又は射出成形用金 型に対して例えば横にずらした配置とすることが可能であることは述べるまでも ない。更に、１成形サイクルの個々の工程間に射出シリンダ内のプラスチック材 料の流れの開閉を制御するために必要な遮断手段を、装置の著しい複雑化を招く ことなく単純な構成のものとし、保守修理をあまり必要とせず、しかも簡単な装 置を用いて制御できるようにすることも可能である。射出シリンダと射出成形用 金型とを備えた射出ユニットの複数台を可塑化ユニットに付属させて、２つ以上 の射出ユニットに一つの可塑化ユニットから交互にプラスチック材料を供給する 場合、射出シリンダと射出成形用金型とを夫々有する個々の射出ユニットにプラ スチック材料を交互に供給するための切換制御は余分な過剰コストを要すること なく各射出シリンダの駆動を協調動作させるこ とによって達成することができるので、可塑化ユニットから個々の射出ユニット に至る供給路中に遮断部材をそれぞれ設ける必要はない。 本発明の２つの実施例が図面に示されており、この図面中、 図１は、射出成形装置の概略構造を示した部分断面図、 図２Ａ〜図２Ｄは、それぞれ射出成形装置の射出シリンダを１成形サイクルの ４つの連続した工程位置について略示した縦断面図、 図３は、２つの射出シリンダと２つの射出成形用金型とを有する射出成形装置 を略示した部分断面図、 図４Ａと図４Ｂは、それぞれ図３の実施例による射出シリンダを１成形サイク ルの２つの連続した工程位置について略示した縦断面図である。 図１に示す第１実施例は、本発明を適用した射出成形装置の基本構造を略示し たものである。この装置は、１つの可塑化ユニット１０と、１つの射出シリンダ １１と、１つの射出成形用金型１２とを備え、これらは以下に詳述するように協 調動作する。射出シリンダ１１はハウジング１４を備え、このハウジング内に設 けられた円筒形の内孔内孔１５の中にスリーブ１６が軸方向に摺動可能に配置さ れている。一端側の入口端２８で開口したこのスリーブ１６に付属してやはり軸 方向に摺動可能な射出ピストン１８が設けられており、このピストンの外径は実 質的に円筒形のスリーブ１６の内径よりも僅かに小さく、射出ピストン１８とス リーブ１６の内周面との間に環状間隙１９が形成されるようになっている（例え ば図２Ａ参照）。内孔１５は、スリーブ１６が収容された領域を超えてハウジン グに設けられた同軸小径部２０へと続いており、この小径部の内周面で射出ピス トン１８が案内されている。この射出ピストンは、ハウジング１４から遠い方の 末端に第１駆動ピストン２２を備えており、この駆動ピストンは第１油圧シリン ダ２４の内周面で案内されている。このシリンダ２４は、ボルト２６等によって ハウジング１４に取付けられている。スリーブ１６によってその内部に画定され た空間２７は、射出成形用金型１２内に導入されるべきプラスチック材料のため の蓄積室である。 スリーブ１６は他端側が閉鎖端部２９とされ、この閉鎖端部には、やはり同 軸配置された第２駆動ピストン３２のピストンロッド３０が結合されている。こ のピストンは、第２油圧シリンダ３４の内周面で案内されている。 内孔１５は、第１油圧シリンダ２４に近い方の端部３６で内径が多少大きくな っている。これに対応してスリーブ１６は、第１油圧シリンダ２４に近い方の端 部３８で外径が多少大きな肉厚端部となっており、この肉厚端部３８の外径は、 内孔１５の小径領域の内径に対応する。スリーブ１６が図１に示す一端側の第１ 位置、即ち閉位置にあるとき、スリーブの肉厚端部３８は内孔１５の大径端部３ ６内にあり、この大径端部３６は適宜な軸方向長さを有する。スリーブ１６が図 ２Ａ及び図２Ｄに示す他端側の第２位置、即ち開位置にあるときは、スリーブ１ ６の肉厚端部３８の一部の領域が内孔１５の小径領域にあり、スリーブ１６の肉 厚領域３８の外周面は内孔１５の大径端部３６に続く小径領域の内周面と協働し て環状間隙を遮断する。このようにして、結果としてスリーブの肉厚端部３８は 、閉位置と開位置との間を往復動する遮断手段としての栓を構成している。 ハウジング１４は、第２油圧シリンダ３４に近い方の端部に蓋部材４０を備え ており、この蓋部材４０は、その周縁部近傍でハウジング１４の端面４２に支持 され、またこの蓋部材のハウジング１４側の中央部には、スリーブ１６よりも多 少大きな直径の凹部４４が設けられている。更に蓋部材４０は、ピストンロッド ３０を通すための穴３９を備えている。 ハウジング１４は、第２油圧シリンダ３４に近い方の端面４２の近傍に、可塑 化ユニット１０から来るプラスチック材料のための実質的に半径方向に延在する 供給路４６を備えている。この供給路４６は、ハウジング１４内の内孔１５によ ってハウジング内に画定された室に通じている。スリーブ１６は、その外周面に 溝状に窪んだ条溝として構成された分配路５０を備えており、この分配路は、実 質的にスリーブ１６の外周面上に沿って延在し、スリーブ１６の軸心方向に対し ては斜めに延在している。分配路５０は、供給路４６に対して或る相対的な位置 関係で設けられており、図１に示すようにスリーブ１６が閉位置にあるときは、 分配路５０の第１端部、即ち入口端部５２は、供給路４６の 出口に対面して連通している。この分配路５０は、上記入口端部５２から出発し てハウジング１４の軸心方向、従ってスリーブ１６の軸心に対して鋭角をなすよ うにスリーブ外周面を両側から巡って肉厚端部３８に臨む第２端部、即ち出口端 部５３まで延在し、分配路５０の出口端部５３は、前記入口端部５２よりもスリ ーブ１６の入口端２８側に位置している。分配路５０は、外側ではハウジング１ ４の内周面によって画定されており、この分配路に続く環状間隙５４は、スリー ブ１６の外周面と内孔１５の内周面とによって画定されている。スリーブ１６が 図１と図２Ｂ及び図２Ｃに示す閉位置にあるとき、環状間隙５４は分配路５０か らスリーブ１６の入口端２８に通じており、この入口端２８の端面は、それに対 向する内孔１５の端面から僅かに離れており、その箇所で環状間隙５４が向きを 変えて蓄積室２７に至っている。スリーブ１６の入口端２８から遠い側での環状 間隙５４の境界は分配路５０の形状に従う。スリーブ１６が図２Ａと図２Ｄに示 す開位置にあるとき、スリーブ１６の肉厚端部３８は環状間隙５４を閉鎖する。 分配路５０は、ハウジング１４の片側から供給されたプラスチック材料をスリー ブ１６の周面に亙って分配する役目を果たす。このような分配形式は押出ヘッド で知られているが、押出ヘッドの場合は、導入されてくるプラスチック材料の細 長い中実体を中空体に変換するのが目的である点で異なっている。 スリーブ１６によって囲まれた蓄積室２７は、第２油圧シリンダ３４に近い方 の端部が、図示のように蓄積室内に導入されるべき射出ピストン１８の先端形状 に合わせて円錐状の先細形状に構成されている。これにより、プラスチック材料 の一部が制御不能な状態で滞留してしまうようなデッドスペースは生じない。蓄 積室２７の円錐状底部から延在しているのは出口路５８であり、この出口路は軸 方向の短い部分に続いて半径方向外側へ延在し、この半径方向部分は分配路５０ の入口端部５２に対して軸方向に多少ずらされている。出口路５８の半径方向部 分の位置について考慮しなければならない点は、ハウジング１４の壁を半径方向 に貫通する連絡路６０の位置であり、この連絡路は、射出成形工程中に出口路５ ８と射出成形用金型１２内の接続路７４とを連通させる役 目を果たすものである。各部が図１の状態にあるときには、出口路５８は連絡路 ６０に対してずれた位置を占め、蓄積室２７と射出成形用金型１２との間の連通 は遮断されている。一方、スリーブ１６が図２Ａ及び図２Ｄに示す状態にあると きには、出口路５８と連絡路６０は互いに整列し、蓄積室２７と射出成形用金型 １２内の金型キャビティ７６とが連通状態となる。 以下、図２Ａ〜図２Ｄに基づいて１成形サイクルの経過を説明する。図２Ａに 示す状態では、スリーブ１６によって画定された蓄積室２７は、スリーブ１６内 に押し込まれた射出ピストン１８によって完全に又はほぼ完全に空にされており 、この場合、スリーブ１６は、射出ピストン１８により射出方向に加えられた力 に基づいて射出行程の開始時に矢印６２の方向に移動されているので図２Ａに示 す後退端に位置しており、この後退端ではスリーブの下端面２９は蓋部材４０の 凹部内底面６４に当接している。この状態においては、スリーブ１６に形成され ているほぼ半径方向の出口路５８がハウジング１４の壁に設けられている連絡路 ６０と一直線に並び、ピストン１８によってスリーブ１６内から押し出される材 料は連絡路６０の下流側に配置された射出成形用金型１２へ向かって流れること になる。 射出工程の間、スリーブ１６はその肉厚端部３８の一部が内孔１５の小径領域 内にくる位置を占めており、これにより図２Ａ及び図２Ｄに示すように供給路４ ６と蓄積室２７との間の連通を遮断する栓の役目を果たす。従って、スリーブ１ ６で画定された蓄積室２７から射出ピストン５２によって押し出されるプラスチ ック材料が入口路４６の方向に逆流することはない。更に、場合によっては可塑 化ユニット１０から供給路４６及び分配路５０を介してプラスチック材料の圧力 が作用するが、この圧力は、矢印６２とは逆方向にスリーブ１６を移動させるに は小さすぎるので、入口路４６からのプラスチック材料がハウジング１４内に進 入することはない。これは、スリーブ１６を矢印６２とは逆方向に付勢する向き に作用する可塑化ユニットからの樹脂圧力に対するスリーブ１６の受圧面積が、 矢印６２方向に作用する射出ピストン１８の圧力に対するスリーブ１６の受圧面 積よりもはるかに小さいことによる。 射出工程のストロークの終了時点では、各部はほぼ図２Ａに示す通りの位置を 占めることになる。 射出ピストン１８によって射出成形用金型内をプラスチック材料で満たした後 、射出成形用金型内のプラスチック材料を保圧工程において加圧状態に保持する 必要があるのは通常の通りであり、場合によっては、例えば射出成形用金型内で 冷却される間に生じるプラスチック材料の収縮によって金型キャビティ内に生じ る空洞を満たすために、僅かな量のプラスチック材料を射出成形用金型に向けて 更に押し出す必要もある。本来必要な射出操作は、図２Ａに示すように第１油圧 シリンダ２４のロッド側の内端面に駆動ピストン２２が当接する終端位置まで射 出ピストン１８が到達する前に終了している。この本来の射出操作の終了時の射 出ピストン１８の位置と、上記当接終端位置によって定まる最大ストローク到達 時の位置との間に残された僅かな付加的ストローク区間は保圧操作に利用可能で ある。結果としてこのことは、保圧工程の終了時に射出ピストン１８の占める位 置が予め正確には決定できないことを意味し、その理由は、この位置が、依然と して駆動ピストン２２によって付勢されている射出ピストン１８により保圧工程 中に射出成形用金型１２に向けて押し出されるプラスチック材料の量に依存して いることによる。 保圧工程の終了後、第２油圧シリンダ３４内のピストン３２の上昇付勢および 第１油圧シリンダ２４のピストン２２に対する作動圧力の適切な降圧によって、 スリーブ１６は図２Ａの位置から図２Ｂ（及び図１）の位置へ軸方向に移動され 、同時に射出ピストン１８についても付属の駆動ピストン２２と共にスリーブ１ ６に連動して適切な復帰動作が開始される。スリーブ１６がこのように矢印６２ とは逆方向に変位することにより、スリーブ１６の実質的に半径方向の出口路５ ８はハウジング壁内の半径方向の連絡路６０から去って行き、その結果、これら 出口路５８と連絡路６０の間の連通が遮断される。同時に、このスリーブ１６の 変位によって分配路５０の入口端部５２はハウジング１４内で供給路４６に合致 する位置となる。しかも、スリーブ１６の肉厚端部３８が内孔１５の小径領域か ら脱して大径端部３６に移動するので、図１Ｂに示すよ うに、供給路４６を通して流入してくるプラスチック材料は、分配路５０、スリ ーブ１６とハウジング１４との間の環状間隙５４、およびスリーブ１６と射出ピ ストン１８との間の環状間隙１９を通して蓄積室２７に流入可能である。この蓄 積室へのプラスチック材料の流入と同時に、射出ピストン１８は矢印６２とは逆 方向に復帰移動され、最終的に第２の位置、即ち図２Ｃに示す復帰端位置を占め るに至る。この時点で蓄積室２７は再びプラスチック材料で満たされており、こ の蓄積室２７の充填度合、従って射出ピストン１８の復帰端位置は、個々の成形 サイクルにおいて射出成形用金型内を満たすのに必要なプラスチック材料の量に 依存して決定される。この時点では、出口路５８と連絡路６０の開口が互いに重 なっていないので、蓄積室２７の充填中にプラスチック材料が射出成形用金型１ ２に向かって流れることはない。 各成形サイクルにおいて蓄積室２７に流入するプラスチック材料の量は、保圧 工程終了時の射出ピストン１８の位置に依存する。この場合も、プラスチック材 料は蓄積室２７に最初に流入した部分が蓄積室から射出成形用金型１２に向かっ てやはり最初に押し出される「ファーストイン・ファーストアウト」の原則が保 証されている。このことはまた、蓄積室および射出ピストン１８の先端の円錐上 の先細り形状によって一層効果的となっている。 更に、射出シリンダ１１内のその他の部品の形状も好ましい流れ状態を達成す るのに寄与する。可塑化ユニット１０から来るプラスチック材料は、供給路４６ から出て大部分が溝状の分配路５０に流入する。この分配路は、供給路４６の反 対側のスリーブ１６の周面領域にプラスチック材料の一部を直接導き、それによ りスリーブ１６の外周面にプラスチック材料をできるだけ均一に分布させるため にスリーブ１６の外周面に設けられている。このような構成において、プラスチ ック材料は分配路に入口端部５２から出口端部５３に至る経路を経て分配路５０ に続く環状間隙５４へ流入する。プラスチック材料は、ハウジング１４の軸方向 と直交して側方からハウジング内に導入されるにも拘らず、前述の如くスリーブ １６の周りに均一に分配され、スリーブ入口端２８に近い側の分配路出口端部５ ３付近ではプラスチック材料の閉じた環状の流れが形成 される。この環状流は、まずスリーブ１６の入口端２８に向かって流れ、そこを 通過した後、スリーブ内周面と射出ピストン１８との間の環状間隙１９に流入し 、そこを通って蓄積室２７内に流入し、このとき同時に蓄積室に流入してきたプ ラスチック材料によって射出ピストン１８が矢印６２と反対方向に押し戻される 。スリーブ１６の外周におけるプラスチック材料の環状分布は、これによって引 き続きプラスチック材料が蓄積室２７内へ全周から均一に流入することになる点 でも有利である。蓄積室２７がプラスチック材料で満たされる間に射出ピストン の後退により環状間隙１９の長さが減少していき、遂には各部が図１および図２ Ｃに示す位置に達すると環状間隙１９はもはや存在しなくなる。このような流路 の形状と、射出ピストン１８とスリーブ１６との強調動作とによって、充填操作 時に蓄積室２７内に最初に達するプラスチック材料が次の射出操作のときにやは り最初に押し出されることになる。従って蓄積室２７内及び系全体内でプラスチ ック材料の個々の部分の滞留時間は充分に均一化され、このことは射出成形用金 型内で製造される製品の品質向上に寄与する。 溝状の分配路５０とスリーブ１６の閉鎖端部４２との間の領域では、スリーブ １６の外径がハウジング１４内の内孔１５の内径に密に対応し、これによりこの 領域においてはスリーブ１６の外周面と内孔１２の内周面との間に遮断シールが 形成されし、この遮断シールは、一方でハウジング１４内でスリーブ１６の軸方 向摺動を可能としてスリーブ１６を案内し、他方でハウジング１４とスリーブ１ ６との境界面の間にプラスチック材料が浸入するのを実質的にほぼ完全に阻止す る。 充填操作の終了後に射出ピストン１８が図２Ｃに示す復帰端位置に達し、射出 成形用金型を満たすのに必要な量のプラスチック材料が蓄積室２７内に蓄積され たならば、後続の成形サイクルの開始に伴って第１油圧シリンダ２４の駆動ピス トン２２が付勢され、その結果、射出ピストン１８が矢印６２の方向に移動し始 めるのに伴ってスリーブ１６が蓄積室２７中に蓄積されたプラスチック材料と共 に図２Ｃの位置から再び図２Ｄの位置へ軸方向に変位し、スリーブ１６の閉鎖端 部２９が当り止めとしての蓋部材４０の内底面６４に当接するこ とになる。この場合、第２油圧シリンダ３４はそのピストン３２が対応して復帰 するように除圧される。このようなスリーブ１６の変位によって出口路５８の半 径方向部分は再びそれがハウジング１４の連絡路６０と整列する位置に持ち来さ れ、最終的に各部が図２Ａに示す位置に達すると、このサイクルの射出操作が終 了したことになる。 図１に示した実施例において、ハウジング１４はその壁内に付加的に圧抜路７ ０を備えており、この圧抜路は、連絡路６０から僅かに離れた位置に添設され、 スリーブ１６の外周面の第２油圧シリンダ３４に近い方の端部近傍に設けられた 独立した凹部７２を介して連絡路６０と接続可能である。この凹部７２は、連絡 路路６０と圧抜路７０とに対して相対的に配置されており、出口路５８と連絡路 ６０が互いに整列状態となる位置にスリーブ１６があるとき、つまり図２Ａおよ び図２Ｄに示した開位置のとき、凹部７２は内孔１５の内周面上で連絡路６０の 入口部分にのみ対面しており、出口路５８からのプラスチック材料が凹部７２に 流入することはなく、またそこから圧抜路７０に流入することもない。一方、ス リーブが図２Ｂと図２Ｃに示す閉位置にあるとき、凹部７２は連絡路６０と圧抜 路７０との間を連通状態とし、圧抜路７０の出口は外部に開放されている。 この構成は、接続路７４の少なくともハウジング１４に近い部分が一般的には 射出シリンダ１１と同様に加熱され、接続路の中にあるプラスチック材料は金型 キャビティ７６内のプラスチック材料の冷却中も塑性状態に維持されている事実 を考慮に入れて採用されている。すなわち、通常の成形サイクルでは、成形品の 取り出しに際して、連絡路６０と接続路７４内にある塑性状態のプラスチック材 料は直前の保圧工程の影響で或る加圧状態となっているので、金型キャビティ７ ６から成形品を取り出す際に、連絡路６０及び接続路７４内の塑性状態のプラス チック材料が膨張してこれら通路から金型キャビティ内に出てくる恐れがある。 これを避けるには、一般的には各成形サイクルの射出操作の前に金型キャビティ を清掃することが必要であり、さもないと金型キャビティ内で成形される製品の 品質が損なわれることを懸念しなければならない。これ に対して本実施例のように圧抜路７０を設けておけば、スリーブ１６が図１や図 ２Ｂ及び図２Ｃに示す位置に変位した後に圧抜きが果たされ、連絡路６０及び接 続路７４内に塑性状態のプラスチック材料が残っていた場合にはこのプラスチッ ク材料が膨張しても圧抜路７０から外部へ放出され、従って金型キャビティ内へ の膨張放出が防止される。 図３は２つの射出ユニットＩおよびＩＩを含む別の実施例を示し、各射出ユニ ットは、それぞれ射出蓄積装置１１１と下流側の射出成形用金型１１２とを備え ており、各蓄積装置の上流側にスクリュー式押出機１４８の形式の一台の共通可 塑化ユニット１１０が設けられている。その他の点では各部は図１及び図２Ａ〜 図２Ｃに示した実施例と対応するので、同じ部分には同じ符号が、但し図３では １００を加えて付されている。 それぞれスリーブ１１６によって画定された２つの蓄積室１２７が押出機１４ ８によって交互に樹脂充填され、押出機のスクリュー１４９は周知の通りに回転 および軸方向移動可能であり、可塑化の過程で分配器１７８側のスクリュー１４ ９の先端部近傍の貯留室に供給プラスチック材料が貯められ、この貯留室のプラ スチック材料が充分な量に達したならばスクリュー１４９の軸方向運動によって その都度充填されるべき蓄積室１２７内に押し出される。図３に示す状態では、 右側にある射出ユニットＩの蓄積室１２７の充填が丁度終了しており、従ってそ の射出ピストン１１８は充填操作終了時にその始端位置を占めており、またスク リュー１４９はその軸方向移動による押出操作の終端位置を占めている。押出機 １４８のスクリュー１４９は引き続き連続的に回転動作しながら後退しており、 いずれの蓄積室１２７にも充填できない時間内に可塑化プラスチックを先端側に 送って貯留室に次の供給プラスチック材料を貯めつつある。 射出ユニットＩの蓄積室１２７を充填する間に、左側の射出ユニットＩＩのス リーブ１１６がその右端位置に移動し、この位置においてスリーブ１１６の肉厚 端部１３８の外周面が内孔１１５の小径領域の内周面との間に遮断栓を形成する ので、射出ユニットＩの蓄積室１２７の充填時にプラスチック材料は、 分配器１７８の通路のうち、射出ユニットＩに至る側の通路１８０のみを流れる ことができ、それに対して射出ユニットＩＩに至る通路１８２は射出ユニットＩ Ｉのスリーブ１１６で形成される栓により遮断されている。図３に示した各部位 置の状態に次いで、射出ユニットＩの射出ピストン１１８は左方に移動し、まず 射出ユニットＩのスリーブ１１６を左方へ変位させてスリーブ１１６の肉厚端部 １３８の外周面と内孔１１５の小径領域の内周面との間に遮断栓を形成すると共 に通路１５８と１６０とを互いに整列させ、その後、引き続き射出ユニットＩの 蓄積室１５６から右側の射出成形用金型１１２に向かってプラスチック材料を射 出させる。この射出操作の間、つまり射出ユニットＩの蓄積室１２７を空にし、 同時に射出ユニットＩの射出成形用金型の少なくとも１つの金型キャビティ１７ ６にプラスチック材料を充填する間に、押出機１４８内に次の供給のためのプラ スチック材料の貯留が終わり、スクリュー１４９は軸方向に後退している。次の 成形工程に際して、射出ユニットＩＩの射出シリンダの蓄積室１２７は、射出ユ ニットＩＩのスリーブ１１６が事前に第２油圧シリンダの動作によって左方へ閉 位置まで移動し、射出ユニットＩＩの通路１５８と１６０との連通を遮断した後 に、スクリュー１４９の軸方向の前進運動によってプラスチック材料の充填を受 ける。可塑化ユニット１１０の動作条件、及びプラスチック材料を射出成形用金 型１１２内に射出し、金型キャビティ１７６内にあるプラスチック材料を冷却固 化し、そして射出成形用金型１１２を開閉するのに必要な時間は、可塑化ユニッ トの連続的な作動が維持できるように、即ちスクリュー１４９の運転が連続的に 保たれるように、相対的に調整して整合させることが可能である。この場合、保 圧工程とその後の射出成形用金型１１２からの製品の取出し及び金型の閉鎖の後 、各蓄積室１２７を空にすることによって射出成形を果たすことができるように 、各蓄積室１２７の充填操作は時間に関してサイクル全体に組み入れられている 。 同様のことは、例えば図１の実施例のように、可塑化ユニット１０の下流に単 一の射出シリンダ１１が接続されているような態様にもあてはまる。 図３の実施例では、二つの射出ユニットＩおよびＩＩが単一の共通可塑化ユ ニット１１０から交互に樹脂の供給を受けるが、それぞれ射出シリンダと射出成 形用金型とからなる３つ以上の射出ユニットを単一の可塑化ユニット１１０に付 属配備することも当然可能である。 図４Ａと図４Ｂに示す実施例は、スリーブとハウジング内孔の内周面とで遮断 栓を形成している領域におけるこれらスリーブとハウジング内孔との形状を除き 、すべての部分が図１及び図２Ａ〜図２Ｄに示す実施例と一致する。従って、図 ４Ａ及び図４Ｂでも、図１及び図２Ａ〜図２Ｄに示す実施例の各部と一致するす べての部分に同じ符号が、但し２００を加えて、付されている。 上述の唯一の違いとして、ほぼ円錐形の遷移面２８６が内孔２１５を画定する 内周面に弁座として形成されており、それと協働するポペット弁体がスリーブ２ １６の肉厚端部２３８によって形成されている。但し、図１及び図２Ａ〜図２Ｄ に示した実施例とは異なり、肉厚端部２３８の外径は、スリーブ２１６の閉鎖端 面２４２から遷移面２８６に至るまでの内孔２１５の小径領域の内径よりもかな り大きい。その結果、スリーブ２１６が図４Ｂに示すように開位置を占めること になり、この開位置においては蓄積室２２７と射出成形用金型との間が連通状態 となり、スリーブ２１６の円錐状遷移面２８８は内孔２１５の遷移面２８６に全 周で密に接し、このようにして遮断栓が形成される。この場合、望ましくは両遷 移面２８６と２８８が互いにほぼ平行となるようように構成する。このことは、 射出操作の間にスリーブ２１６にかなり大きな圧力が作用し、この圧力が現実に は１０００ｂａｒ以上となることがある点を考慮すると特に有利である。弁座と して機能する遷移面２８６にスリーブ２１６の円錐状遷移面２８８が適切な大き な力で押し付けられ、遷移面２８６がそれに応じて加圧されることは自明である 。従って、射出シリンダの構成要素を通常の使用材料で構成した場合、この接面 圧力を許容限界内に保つために、スリーブ２１６と弁座との間の接触面積はでき るだけ大きくすることが好ましい。 図１及び図２Ａ〜図２Ｄの場合と同様に、蓄積室２２７の充填中はスリーブ２ １６が図４Ａに示す閉位置を占め、この閉位置では、図１〜図３の実施例と同様 にハウジング２１４とスリーブ２１６との間に環状間隙２５４が形成され ている。 図１〜図３の実施例では、充分な密封を達成する目的で、スリーブ１６の肉厚 端部３８と内孔１５の小径領域の内周面との間に厳密に隙間のない嵌合いを形成 する必要はない。射出成形操作の間、つまり蓄積室を空にする間に前述のように 作用する高圧によりスリーブ１６はその開口端としての肉厚端部３８も含めて或 る程度の膨張拡径作用を受けるので、スリーブ１６の肉厚端部の外周面は半径方 向外方に押圧され、従ってこの領域で内孔１５の小径領域の内周面に対するシー ル作用が得られ、これにより、射出操作中は常に確実な遮断栓が形成される。こ のように、嵌合いに関する公差は、それが特定の最大許容量を超えないかぎり、 スリーブの膨張拡径によって補償される。一方、この圧力の作用が終了した後、 つまり一般には保圧工程が終了した後は、拡径したスリーブが弾性で復元し、肉 厚端部３８の外周面と内孔の内周面との間の環状間隙は再び自動的に回復して、 スリーブが困難なく軸方向に移動できる程度のものとなる。 本発明による装置は最終製品の製造に利用できるが、中間製品の製造にも利用 することができる。このような中間製品の一例は、例えばブロー成形用金型内で 少なくとも１つの他の加工工程においてそれから最終製品、例えば瓶が製造され ることになるパリソンである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．付属の射出ピストンで空にされる少なくとも１つの射出シリンダに樹脂を 充填するための少なくとも１つの可塑化ユニット（１０）と、少なくとも１つの 射出成形用金型（１２）とを有する熱可塑性樹脂加工用射出成形装置において、 射出シリンダ（１１）がスリーブ（１６）を備え、このスリーブは射出成形用金 型（１２）との連通を遮断する第１位置と射出成形用金型（１２）との連通を形 成する第２位置との間で軸方向往復移動可能に射出シリンダのハウジング（１４ ）内に配置され、スリーブ（１６）が射出成形用金型との連通を遮断する第１位 置にあるときにはスリーブ（１６）とハウジング（１４）との間に連通路（５４ ）が形成されると共に、この連通路（５４）の一端では該連通路（５４）がスリ ーブ（１６）の内部に画定された蓄積室（２７）にその入口端で連通し、連通路 （５４）の他端では該連通路に可塑化ユニット（１０）からのプラスチック材料 の供給路（４６）が開口し、さらに蓄積室（２７）内に蓄積されたプラスチック 材料の出口路（５８）が入口端（２８）から遠い方の蓄積室（２７）の端部近傍 で蓄積室から射出成形用金型（１２）に向ってスリーブ（１６）に形成され、ま たスリーブ（１６）の軸方向変位量は、スリーブ（１６）が第２位置にあるとき は蓄積室（２７）からの出口路（５８）が閉鎖されてプラスチック材料の貫流が 阻止され、又スリーブ（１６）が第１位置にあるときは蓄積室（２７）からの出 口路（５８）が射出成形用金型（１２）に接続されるように予め選定されており 、前記射出ピストン（１８）の外径はスリーブ（１６）の内径よりも僅かに小さ く、両者間に環状間隙（１９）が残されていることを特徴とする、熱可塑性樹脂 加工用射出成形装置。 ２．スリーブ（１６）とハウジング（１４）との間の前記連通路が環状間隙（ ５４）として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。 ３．スリーブ（１６）の外周面にスリーブ（１６）の外周面の少なくとも一部 を巡って延在する分配路（５０）が溝状に設けられ、スリーブ（１６）とハウジ ング（１４）との間には前記分配路（５０）から蓄積室（２７）との接続 部となるスリーブ（１６）の入口端に向かって環状に連通路（５４）が延在され ていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。 ４．分配路（５０）がスリーブ（１６）の軸心に対し鋭角をなして延在し、こ の分配路（５０）の前記スリーブ（１６）の入口端（２８）から遠い方の入口端 部（５２）は充填工程中に可塑化ユニットからのプラスチック材料のための供給 路（４６）の出口に向き合っていることを特徴とする請求項３に記載の射出成形 装置。 ５．スリーブ（１６）がハウジング（１４）の内孔（１５）中に配置され、前 記内孔（１５）は前記スリーブ（１６）の入口端（２８）に近い方の大径端部（ ３６）とそこから前記スリーブ入口端より遠い方の端部に至る小径領域とを有す ると共に、前記大径端部（３６）に対応して前記スリーブ（１６）もその入口端 寄りに外径の膨らんだ大径端部（３８）を有し、これによりスリーブ（１６）が 前記内孔（１５）中で第１位置にあるときはスリーブ（１６）とハウジング（１ ４）との間に環状の連通路（５４）がスリーブ（１６）の入口端に至るまで連続 的に連通し、スリーブ（１６）が前記内孔（１５）中で第２位置にあるときには 前記スリーブの大径端部（３８）の少なくとも一部の外周面が内孔（１５）の小 径領域でハウジング内孔（１５）の内周面に接して前記環状連通路の連通を断つ 遮断手段を形成することを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。 ６．スリーブ（２１６）がハウジング（２１４）の内孔（２１５）中に配置さ れ、前記内孔（２１５）は前記スリーブ（２１６）の入口端（２２８）に近い方 の大径端部（２３６）とそこから円錐状の縮径遷移面（２８６）を介して前記ス リーブ入口端より遠い方の端部に至る小径領域とを有すると共に、これに対応し て前記スリーブ（２１６）もその入口端寄りに外径の膨らんだ大径端部（２３８ ）とそこから円錐状の縮径遷移面（２８８）を介して前記入口端より遠い方の端 部に至る小径部とを有し、前記両遷移面（２８６、２８８）は互いに協働する弁 を構成し、スリーブ（２１６）が第１位置にあるときはスリーブとハウジング（ ２１４）との間に環状の連通路（２５４）がスリーブ（２１ ６）の入口端に至るまで連続的に連通し、スリーブ（２１６）が第２位置にある ときには前記弁によって環状連通路（２５４）が遮断されることを特徴とする請 求項１に記載の射出成形装置。 ７．第１位置と第２位置との少なくとも一方へスリーブ（１６）を移動させる ためにスリーブ（１６）の入口端（２８）から遠い方の端部が油圧シリンダ（３ ４）内で案内された別のピストン（３２）に結合されていることを特徴とする請 求項１に記載の射出成形装置。 ８．ハウジング（１４）に圧抜路（７０）が貫設され、この圧抜路は、スリー ブ（１６）の入口端（２８）から遠い方の出口路（５８）の側で、射出成形用金 型に通じるハウジングの連絡路（６０）から距離を置いて、スリーブ（１６）の 収容されたハウジングの内孔（１５）に開口し、前記スリーブ（１６）は外周面 に凹部（７２）を備え、この凹部は、スリーブ（１６）が出口路（５８）とハウ ジング（１４）の連絡路（６０）との間の連通を遮断する第１位置にあるときに 連絡路（６０）と圧抜路（７０）とを互いに連通させることを特徴とする請求項 １に記載の射出成形装置。 ９．可塑化ユニットから射出シリンダまでのプラスチック材料の流路中に、外 部から操作可能な付加的な遮断部材が設けられていることを特徴とする請求項１ に記載の射出成形装置。 １０．射出シリンダ（１１１）の上流に連続動作する可塑化ユニット（１１０ ）に付属の貯留室が接続され、この貯留室内に貯えられたプラスチック材料が射 出シリンダ（１１１）内の蓄積室（１２７）に向かって押出ピストン手段によっ て押し出されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。 １１．可塑化ユニット（１１０）の下流側に少なくとも２つの射出シリンダ（ １１１）が接続され、これら射出シリンダが可塑化ユニット及びその付属の貯留 室から交互にプラスチック材料の供給を受けることを特徴とする請求項１０に記 載の射出成形装置。 １２．可塑化ユニット（１１０）が回転および軸方向移動可能なスクリュー（ １４９）を備えた押出機（１４８）からなり、前記スクリューが可塑化ユニ ット（１１０）に付属の貯留室の押出ピストン手段を構成していることを特徴と する請求の範囲１０に記載の射出成形装置。