JPH1086194A - 射出成形機の射出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可塑化スクリュ先端における樹脂流動抵抗を
減少させて、長繊維入り樹脂や粉体フィラー入り樹脂の
製品を確実に生産できるようにする。 【解決手段】 可塑化スクリュ４の先端側にシリンダ３
の内周に嵌合しうる膨大部４ａを形成するとともに、可
塑化スクリュ４をシリンダ３内の可塑化基準位置に配置
した状態でシリンダ３の内周と膨大部４ａとの間に樹脂
流路２０が形成されるようにシリンダ３内周に沿って溝
部３ａを形成し、樹脂可塑化時には、可塑化スクリュ４
を可塑化基準位置に配置しながら回転駆動し、溶融樹脂
１４を樹脂流路２０から可塑化スクリュ４の前方へ送り
込み、射出時には、可塑化スクリュ４を可塑化基準位置
から前進移動させ、膨大部４ａをシリンダ３の内周に嵌
合させながら、可塑化スクリュ４前方の溶融樹脂１４を
射出するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックの射
出成形機において樹脂材料を可塑化して金型へ射出する
ための射出装置に関し、特に、長繊維入り樹脂や粉体フ
ィラー入り樹脂等の樹脂材料の射出成形に適した、射出
成形機の射出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は、射出成形機における従来の射出
装置の全体構成を模式的に示す断面図で、この図９に示
すように、射出装置は、ホッパ２，シリンダ１０３，可
塑化スクリュ１０４，ヒータ５，ノズル６，軸受け箱
７，モータ８および射出シリンダ９を有して構成されて
いる。

【０００３】ここで、ホッパ２は、シリンダ１０３内に
供給すべき樹脂原料１を収納するものであり、シリンダ
１０３は、その内部に可塑化スクリュ１０４を回転可能
に且つ前後方向（軸方向，図９の左右方向）に摺動可能
に保持するもので、その先端（前端）には、溶融可塑化
された樹脂材料（溶融樹脂）を図示しない金型へ射出す
るノズル６が形成されている。

【０００４】可塑化スクリュ１０４は、その外周に樹脂
原料１を前方へ送り出す螺子部１０４ａを有するととも
に、基端部を軸受け箱７によって軸支され且つモータ８
に連結され、このモータ８により回転駆動されて、ホッ
パ２からの樹脂原料１を可塑化しながら前方（図９の左
方向）へ送り出すものである。また、可塑化スクリュ１
０４の先端側（螺子部１０４ａよりも先端側）には、シ
ート１１５およびスクリュチップ１１７が形成されると
ともにチェックリング１１６がそなえられている。

【０００５】一般に、射出装置では、可塑化工程中に溶
融樹脂１１４が可塑化スクリュ１０４の前方へ通過して
いくのを許容する一方で、射出時には、成形品体積に応
じた量の溶融樹脂１１４を射出すべく、溶融樹脂１１４
の逆流を阻止する逆止弁としての機能を可塑化スクリュ
１０４の先端側にそなえる必要があり、図９に示す従来
の射出装置では、チェックリング１１６およびシート１
１５によりその機能が実現されている。

【０００６】つまり、スクリュチップ１１７の外周に
は、チェックリング１１６が、スクリュチップ１１７と
の間に隙間１１８をあけ且つスクリュチップ１１７に対
して摺動可能に配設され、このチェックリング１１６の
後端は、射出時に可塑化スクリュ１０４の外周に形成さ
れたシート１１５に当接して樹脂の逆流を阻止するよう
になっている。

【０００７】そして、チェックリング１１６は、シリン
ダ１０３の内周面に接するとともに、この内周面に沿っ
て回転可能かつ摺動可能に嵌まり込んでいる。シート１
１５の外径はシリンダ１０３の内径よりも小さく設定さ
れ、シート１１５の外周とシリンダ１０３の内周面との
間に間隙１１９が形成されている。これらのシート１１
５およびチェックリング１１６は、可塑化スクリュ１０
４の回動時にはスクリュチップ１１７とともに回転する
ようになっている。また、上述した隙間１１８および１
１９は、後述するごとく、可塑化工程中は溶融可塑化さ
れた樹脂が通過する流路として機能する。

【０００８】ヒータ５は、シリンダ１０３の外周にそな
えられ、シリンダ１０３内で可塑化スクリュ１０４（螺
子部１０４ａ）により回転される樹脂を加熱するための
ものであり、射出シリンダ９は、シリンダ１０３と一体
的に形成され、このシリンダ１０３を可塑化スクリュ１
０４，軸受け箱７やモータ８に対してスクリュ軸方向
（前後方向）に移動させて射出動作を行なわせるための
ものである。

【０００９】この射出シリンダ９内には、ロッド１０ａ
を介して軸受け箱７に対し固定された射出ピストン１０
が前後方向に摺動可能に保持されており、射出ピストン
１０後方側の油室９ａにポート１１を通じて図示しない
圧油供給系から圧油を供給することにより、可塑化スク
リュ１０４がシリンダ１０３に対して前進する一方、射
出ピストン１０前方側の油室９ｂにポート１２を通じて
図示しない圧油供給系から圧油を供給することにより、
可塑化スクリュ１０４がシリンダ１０３に対して後退す
るようになっている。

【００１０】上述のごとく構成された従来の射出装置で
は、樹脂原料１が、ホッパ２からシリンダ１０３内の可
塑化スクリュ１０４（螺子部１０４ａ）の外周に供給さ
れ、ヒータ５による加熱と可塑化スクリュ１０４の回転
とにより溶融可塑化され、可塑化スクリュ１０４の前方
へ送られて、図９の流線ｇで示すように間隙１１９，１
１８を通過し、スクリュチップ１１７よりも前方側に溶
融樹脂１１４として貯えられる。このような可塑化工程
中、チェックリング１１６とシート１１５との間は図９
に示すように開いている。

【００１１】そして、溶融樹脂１１４は、可塑化スクリ
ュ１０４の前進動作により、ノズル６を経て図示しない
金型内に射出され、冷却・固化されて製品となる。この
ような射出工程時には、射出シリンダ９の油室９ａにポ
ート１１を通じて圧油を送くることにより、シリンダ１
０３が射出ピストン１０に対して後退し、つまりは可塑
化スクリュ１０４がシリンダ１０３に対して相対的に前
進することになり、溶融樹脂１１４がノズル６から射出
されることになる。

【００１２】このとき、チェックリング１１６は溶融樹
脂１１４の反力によって後方に押されてシート１１５に
密着・当接し、チェックリング１１６とシート１１５と
の間が閉じられるため、溶融樹脂１１４が可塑化スクリ
ュ１０４の螺子部１０４ａ側へ逆流するのを阻止でき、
射出時に各成形品体積に応じた量の溶融樹脂１１４を射
出することができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の射出装置では、図９に示すように、可塑化され
た樹脂が可塑化スクリュ１０４の前方に送られる際、可
塑化された樹脂は、流線ｇで示すように、逆止弁として
機能するチェックリング１１６内側の狭い流路（間隙１
１８）を通ってスクリュチップ１１７の前方へ送られる
ため、その流路を流れる樹脂の流動抵抗が大きくなり、
長繊維入り樹脂や、木粉，石炭灰などの粉体フィラー入
り樹脂を使用する場合に次のような課題が生じる。

【００１４】まず、長繊維入り樹脂の場合、チェックリ
ング１１６内の狭い流路で繊維折損が生じ、繊維長が短
くなり、長繊維による成形品強度の向上効果が減少して
しまう。また、粉体フィラー入り樹脂の場合、チェック
リング１１６内の狭い流路で粉体フィラーが詰まってし
まい、成形が不能になることがある。上述のように、従
来の射出装置では、可塑化スクリュ１０４側に可塑化時
の樹脂流路（間隙１１８）を形成するため、どうしても
その流路断面積を大きくすることができず、可塑化スク
リュ１０４先端のチェックリング１１６における流動抵
抗が大きくなり、長繊維入り樹脂や粉体フィラー入り樹
脂を成形する場合に、チェックリング１１６内で繊維折
損が多かったり、粉体フィラーが詰まったりして、満足
な生産ができなかった。

【００１５】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、可塑化スクリュ先端における樹脂流動抵抗を
減少させて、長繊維入り樹脂や粉体フィラー入り樹脂の
製品を確実に生産できるようにした、射出成形機の射出
装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の射出成形機の射出装置は、シリンダ内部に
可塑化スクリュを回転可能に且つ軸方向へ摺動可能に内
蔵するとともに、可塑化スクリュを回転させる回転駆動
源と、シリンダに対して可塑化スクリュを摺動させる駆
動機構とをそなえ、回転駆動源によりシリンダ内で可塑
化スクリュを回転させて樹脂を溶融可塑化し、駆動機構
によりシリンダに対して可塑化スクリュを前進移動させ
て溶融樹脂を金型へ射出するものにおいて、可塑化スク
リュの先端側にシリンダ内周に嵌合しうる膨大部を形成
するとともに、可塑化スクリュをシリンダ内の可塑化基
準位置に配置した状態でシリンダと膨大部との間に樹脂
流路となる間隙が形成されるようにシリンダ内周に沿っ
て溝部を形成し、樹脂の可塑化時には、可塑化スクリュ
を駆動機構により可塑化基準位置に保持しながら回転駆
動源により回転駆動し、溶融樹脂を、シリンダと膨大部
との間に形成された樹脂流路を通じて可塑化スクリュ前
方へ送り込み、射出時には、駆動機構により可塑化スク
リュを可塑化基準位置から前進移動させ、膨大部をシリ
ンダ内周に嵌合させながら、可塑化スクリュ前方の溶融
樹脂を射出することを特徴としている（請求項１）。

【００１７】また、樹脂の可塑化時に可塑化スクリュ前
方のシリンダ空間内が溶融樹脂で充満されたことを検出
する検出手段と、この検出手段により可塑化スクリュ前
方のシリンダ空間内が溶融樹脂で充満されたことを検出
した場合に回転駆動源による可塑化スクリュの回転動作
を停止させる制御手段とをそなえてもよい（請求項
２）。

【００１８】このとき、検出手段は、可塑化スクリュの
後方移動，シリンダ空間内の樹脂圧力の変化，回転駆動
源による駆動力の変化，可塑化スクリュの後退速度の変
化のうちの少なくとも１つに基づいて、可塑化スクリュ
前方のシリンダ空間内が溶融樹脂で充満されたことを検
出する（請求項３）。上述の構成により、樹脂の可塑化
時には可塑化スクリュを可塑化基準位置に配置すること
で、可塑化スクリュ先端側の膨大部とシリンダ内周との
間に樹脂流路（間隙）が形成され、このとき、その樹脂
流路の断面積を自由に大きく設定することができるの
で、流路抵抗が低下し、長繊維入り樹脂を成形する場合
には同流路での繊維折損を防止でき、また粉体フィラー
入り樹脂を成形する場合には同流路での粉体フィラー詰
まりを防止できる。また、射出時には、可塑化スクリュ
を可塑化基準位置から前進移動させるが、このとき、可
塑化スクリュを少し前進させた位置で可塑化スクリュ先
端の膨大部がシリンダ内周に嵌合して溶融樹脂をシール
して樹脂の逆流を防止でき、成形品体積に応じた量の溶
融樹脂を射出することができる（請求項１）。

【００１９】また、検出手段により可塑化スクリュ前方
のシリンダ空間内が溶融樹脂で充満されたことを検出し
た場合に、制御手段により回転駆動源による可塑化スク
リュの回転動作を停止させることで、可塑化スクリュ前
方のシリンダ空間内を可塑化完了時に溶融樹脂で満杯の
状態にすることができる（請求項２）。このとき、可塑
化スクリュの後方移動，シリンダ空間内の樹脂圧力の変
化，回転駆動源による駆動力の変化，可塑化スクリュの
後退速度の変化のうちの少なくとも１つに基づいて溶融
樹脂の充満を検出することにより、その可塑化スクリュ
前方の樹脂充満を瞬時に精度よく検出できる（請求項
３）。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態とし
ての射出成形機の射出装置の全体構成を、その制御系ブ
ロックとともに示す模式的な断面図であり、この図１に
示すように、本実施形態の射出装置は、ホッパ２，シリ
ンダ３，可塑化スクリュ４，ヒータ５，ノズル６，軸受
け箱７，モータ８，射出シリンダ９，スクリュ位置セン
サ（変位センサ）１５，油圧供給系２１および制御部２
２を有して構成されている。

【００２１】ここで、ホッパ２は、シリンダ３内に供給
すべき樹脂原料１を収納するものであり、シリンダ３
は、その内部に可塑化スクリュ４を回転可能に且つ前後
方向（軸方向，図１の左右方向）に摺動可能に保持する
もので、その先端（前端）には、溶融可塑化された樹脂
材料（溶融樹脂）１４を図示しない金型へ射出するノズ
ル６が形成されている。金型へ射出された溶融樹脂１４
は、冷却・固化されて製品となる。

【００２２】可塑化スクリュ４は、その外周に樹脂原料
１を前方へ送り出す螺子部４ｂを有するとともに、基端
部を軸受け箱７によって軸支され且つモータ（回転駆動
源）８に連結され、このモータ８により回転駆動され
て、ホッパ２からの樹脂原料１を可塑化しながら前方
（図１の左方向）へ溶融樹脂１４として送り出すもので
ある。

【００２３】そして、本実施形態においては、シリンダ
３の途中に、可塑化スクリュ４が嵌合するシリンダ３の
内周面の内径よりも大きい内径の円周溝（溝部）３ａ
が、一定幅だけシリンダ３の内周に沿って形成されてい
る。また、可塑化スクリュ４の先端側（螺子部４ｂより
も先端側）の頭部には、円周溝３ａよりも前方側のシリ
ンダ内周面３ｂに嵌合し且つ円周溝３ａの幅よりも短い
幅の円柱部（膨大部）４ａが形成されている。従って、
樹脂の可塑化時には、可塑化スクリュ４をシリンダ４内
の可塑化基準位置（本実施形態では図１〜図３に示す定
位置）に配置した状態で、シリンダ４と円柱部４ａとの
間に樹脂流路（間隙）２０がシリンダ４の内周に沿って
形成されるようになっている。

【００２４】本実施形態の射出装置が、図９に示した従
来のものと根本的に異なる点は、可塑化スクリュ４の頭
部に樹脂逆流防止用の逆止弁をなすチェックリングやシ
ート（図９の符号１１６や１１９参照）がなく、前述し
たように、可塑化スクリュ４の先端側にこの可塑化スク
リュ４と一体の円柱部４ａが形成されるとともにシリン
ダ３側に円周溝３ａが形成されている点である。

【００２５】また、従来と同様、ヒータ５は、シリンダ
３の外周にそなえられ、シリンダ３内で可塑化スクリュ
４（螺子部４ａ）により回転される樹脂を加熱するため
のものであり、射出シリンダ９は、シリンダ３と一体的
に形成され、このシリンダ３を可塑化スクリュ４，軸受
け箱７やモータ８に対してスクリュ軸方向に移動させて
射出動作を行なわせるためのものである。

【００２６】この射出シリンダ９内には、ロッド１０ａ
を介して軸受け箱７に対し固定された射出ピストン１０
が前後方向に摺動可能に保持されており、射出ピストン
１０後方側の油室９ａにポート１１を通じて圧油供給系
２１から圧油を供給することにより、可塑化スクリュ４
がシリンダ３に対して前進する一方、射出ピストン１０
前方側の油室９ｂにポート１２を通じて圧油供給系２１
から圧油を供給することにより、可塑化スクリュ４がシ
リンダ３に対して後退するようになっている。

【００２７】これらの射出シリンダ９および圧油供給系
２１により、シリンダ３に対して可塑化スクリュ４を摺
動させる駆動機構が構成されている。一方、スクリュ位
置センサ（変位センサ，検出手段）１５は、軸受け箱７
に取り付けられ、この軸受け箱７によって軸支されてい
る可塑化スクリュ４の基端側の軸方向変位を検出するも
のである。このスクリュ位置センサ１５により、樹脂の
可塑化時に、樹脂圧力を受けて可塑化スクリュ４が可塑
化基準位置よりも後方へ移動したこと検知することで、
可塑化スクリュ４前方のシリンダ空間内が溶融樹脂１４
で充満されたことを検知するようになっている。

【００２８】また、制御部２２は、モータ８や圧油供給
系２１（射出シリンダ９）の動作を制御するもので、樹
脂の可塑化時には、可塑化スクリュ４を圧油供給系２１
および射出シリンダ９により可塑化基準位置に配置・保
持しながらモータ８により回転駆動し、溶融樹脂１４
を、樹脂流路２９を通じて可塑化スクリュ４の前方へ送
り込んで蓄積し、射出時には、圧油供給系２１および射
出シリンダ９により可塑化スクリュ４を可塑化基準位置
から所定量だけ前進移動させ、円柱部４ａをシリンダ３
の内周に嵌合させながら、可塑化スクリュ４の前方の溶
融樹脂１４を射出するように制御するものである。

【００２９】さらに、制御部２２は、前述したスクリュ
位置センサ１５による検出結果を受け、このスクリュ位
置センサ１５により可塑化スクリュ４の前方のシリンダ
空間内が溶融樹脂１４で充満されたことを検出した場合
（樹脂圧力により可塑化スクリュ４が可塑化基準位置よ
りも後方へ動かされた時）、モータ８による可塑化スク
リュ４の回転動作を停止させる機能も有している。

【００３０】次に、上述のごとく構成された本実施形態
の射出成形機の射出装置の動作について、図２〜図７を
参照しながら説明する。まず、図２により、本実施形態
の射出装置の可塑化工程について説明する。図２は、本
実施形態における射出装置の樹脂可塑化時の状態を模式
的に示す要部断面図で、ヒータ５，軸受け箱７，モータ
８，射出シリンダ９などの図示は省略されている。

【００３１】この図２において、可塑化スクリュ４の前
方でシリンダ３の先端空間内における溶融樹脂１４は、
直前の射出工程で射出されずに残存したもので、射出後
に次の可塑化を行なうべく、射出シリンダ９および圧油
供給系２１により可塑化スクリュ４を図１や図２に示す
可塑化基準位置まで後退させるので、可塑化スクリュ４
の前方に空洞１３が形成されている。

【００３２】図２に示す可塑化スクリュ４の位置は可塑
化基準位置で、このスクリュ位置を保持したまま可塑化
スクリュ４をモータ８により回転駆動すると、可塑化さ
れた樹脂は、螺子部４ｂ側から、シリンダ３の円周溝３
ａと可塑化スクリュ４の円柱部４ａとの間の隙間である
樹脂流路２０を通って、流線ｆで示すように、可塑化ス
クリュ４前方の空洞１３内へ送り込まれる。

【００３３】そして、やがて空洞１３が樹脂で満杯の状
態になると、その樹脂圧力が可塑化スクリュ４の先端部
に作用してこのスクリュ４が後方（図９の右方）へ後退
し始めることになるが、そのスクリュ後退をスクリュ位
置センサ１５で検出した時に制御部２２によりモータ８
を停止させて可塑化スクリュ４の回転動作を停止し可塑
化を終了させる。

【００３４】さらに、図２の III部を拡大して示す図３
により、シリンダ３の円周溝３ａと可塑化スクリュ４の
円柱部４ａとの間に形成された樹脂流路２０について説
明する。この図３に示すように、樹脂流路２０は、シリ
ンダ３の内周位置ａと円柱部４ａの外周位置ｂとの間に
形成される流路入口から、円柱部４ａの外周位置ｃとシ
リンダ３の内周位置ｄとの間に形成される流路出口まで
十分に広くとってある。

【００３５】この樹脂流路２０は、可塑化スクリュ４の
内部（チェックリング内側）に設けた従来の流路（図９
の符号１１８参照）と異なり、シリンダ３側に自由に広
く形成することができるので、樹脂流路２０を流線ｆで
示すように流れる樹脂の流動抵抗は非常に小さくなる。
また、可塑化スクリュ４の円柱部４ａは、シリンダ３の
前方側内周面３ｂに嵌合する外径になっているので、可
塑化スクリュ４が前進してその外周位置ｃがシリンダ３
の内周位置ｄに到達すると（図４参照）、シリンダ３の
前方側内周面３ｂに可塑化スクリュ４の円柱部４ａが嵌
合することにより、溶融樹脂１４がシールされる。

【００３６】図４は、本実施形態における射出装置の射
出時の状態（樹脂シール状態）を模式的に示す要部断面
図で、射出動作を開始し、可塑化スクリュ４が前進し
て、図３に示す可塑化スクリュ４の外周位置ｃとシリン
ダ３の内周位置ｄとが重なった状態を示している。上述
のように円柱部４ａによって溶融樹脂１４がシールされ
るので、可塑化スクリュ４よりも前方側の溶融樹脂１４
が円柱部４ａよりも後方側へ漏れて逆流することなく、
可塑化スクリュ４を前進させて、従来と同様に各成形品
体積に応じた量の溶融樹脂１４をノズル６から金型（図
示省略）へ射出することができる。

【００３７】図５は、本実施形態における射出装置の射
出完了時の状態を模式的に示す要部断面図で、可塑化ス
クリュ４が所定量だけ前進して、射出動作が終了した時
の状態を示している。この図５に示すように、可塑化ス
クリュ４の前方には未だ溶融樹脂１４が残存している。
この残存する樹脂量は、射出装置の最大射出量から上記
所定量分（可塑化スクリュ４の射出ストローク分の量）
を差し引いた残りで、成形する製品の体積に応じて変化
する。図５に示すような状態から次の可塑化を行なう場
合には、可塑化スクリュ４を、図５に示す位置から図１
〜図３に示す可塑化基準位置まで後退させて図２に示す
状態へ戻る。

【００３８】ついで、本実施形態における射出装置のよ
り詳細な動作を、図６に示す工程フロー図（ステップＳ
１〜Ｓ７）を参照しながら説明する。まず、可塑化を行
なう際には、制御部２２により射出シリンダ９および圧
油供給系２１を制御し、可塑化スクリュ４を後退させ
（ステップＳ１）、可塑化スクリュ４が、前述の可塑化
基準位置に到達したならばその後退動作を停止する（ス
テップＳ２）。

【００３９】そして、制御部２２によりモータ８を制御
してこのモータ８により可塑化スクリュ４を回転駆動
し、ホッパ２から供給される樹脂原料１の可塑化を行な
い（ステップＳ３）、その後、可塑化スクリュ４の前方
のシリンダ空間内が溶融樹脂１４で充満し、可塑化スク
リュ４が可塑化基準位置よりも後方の可塑化完了位置ま
で後退したことがスクリュ位置センサ１５によって検出
されると、制御部２２によりモータ８の動作を停止し、
可塑化スクリュ４の回転つまりは可塑化を停止する（ス
テップＳ４）。

【００４０】可塑化停止後、待機状態になり（ステップ
Ｓ５）、この待機状態の間に、型締装置（図示省略）に
おいて金型が開放されて成形品が取り出され、再度金型
が閉じられる。金型が閉じられた後、制御部２２により
射出シリンダ９および圧油供給系２１を制御し、可塑化
スクリュ４を所定量だけ前進させて溶融樹脂１４の射出
を行なってから（ステップＳ６）、さらに保圧を行なう
（ステップＳ７）。この保圧は、金型内樹脂の冷却に伴
う収縮量を補うために可塑化スクリュ４前方の樹脂の圧
力を保つもので、通常の射出成形で一般的に実施されて
いる。そして、保圧を終了すると、再びステップＳ１に
よるスクリュ後退動作に戻る。

【００４１】次に、図７により、本実施形態の射出装置
における工程時間と可塑化スクリュ４の位置（スクリュ
位置）との関係について説明する。この図７に示すＡ点
で可塑化スクリュ４は射出完了位置にあり、可塑化の前
に可塑化基準位置のＢ点まで後退動作を行なってから、
このＢ点から可塑化を開始する。

【００４２】そして、可塑化によりスクリュ４の前方に
溶融樹脂１４が充満された時点をＣ点とすると、このＣ
点以降は、樹脂圧力によって可塑化スクリュ４が可塑化
基準位置から後退するが、予め設定した可塑化完了位置
のＤ点に可塑化スクリュ４が達したことをスクリュ位置
センサ１５により検出して制御部２２の機能により可塑
化工程を終了させる。

【００４３】ついで、Ｅ点まで待機した後、射出動作に
より可塑化スクリュ４はＦ点を経てＧ点まで前進し、保
圧によりＨ点に至る。以上の工程を１サイクルとして、
成形運転の間、その工程を繰り返し実行する。ここで、
射出完了のＧ点と保圧完了のＨ点とのスクリュ位置が同
じになっているが、実際には、成形品によっては両者の
スクリュ位置がずれることもある。

【００４４】なお、図７において、Ａ点からＢ点までの
工程が図６のステップＳ１，Ｓ２に対応し、Ｂ点からＤ
点までの工程が図６のステップＳ３，Ｓ４に対応し、Ｄ
点からＥ点までの工程が図６のステップＳ５に対応し、
Ｅ点からＧ点までの工程が図６のステップＳ６に対応
し、Ｇ点からＨ点までの工程が図６のステップＳ７に対
応している。

【００４５】このように、本発明の一実施形態としての
射出成形機の射出装置によれば、射出時には樹脂の逆流
を防止しながら可塑化スクリュ４先端側における樹脂流
路２０の断面積を自由に大きく設定できるので、可塑化
スクリュ４の先端における樹脂流動抵抗を、チェックリ
ングやシート（逆止弁）をそなえた従来のものに比べて
大幅に低減でき、長繊維入り樹脂を成形する場合には繊
維折損を防止でき、また粉体フィラー入り樹脂を成形す
る場合には粉体フィラーの詰まりを防止でき、従来不満
足であった長繊維入り樹脂や粉体フィラー入り樹脂の製
品を確実に生産できる。

【００４６】従って、長繊維入り樹脂については、繊維
切断を確実に防止でき成形品の繊維長を長くして成形品
強度を向上できるので、その結果、従来の板金部品の代
わりに同等強度の長繊維入り樹脂成形品としたり、高級
なエンジニアリング樹脂の代わりに安価な長繊維入り汎
用樹脂を使用したりして、製品コストを大幅に削減でき
る。

【００４７】また、粉体フィラー入り樹脂については、
可塑化スクリュ４先端の樹脂流路２０での粉体フィラー
詰まりを確実に防止でき、従来困難であった粉体フィラ
ー入り樹脂製品を射出成形で生産することが可能になる
ので、安価あるいは高機能の粉体フィラーやリサイクル
樹脂製品の粉体化原料を使用することができ、射出成形
品のコスト低減，高機能化，リサイクル化が可能にな
る。

【００４８】さらに、本実施形態の射出装置によれば、
射出時には、可塑化スクリュ４を可塑化基準位置から所
定量だけ前進させるが、少し前進した位置で可塑化スク
リュ４先端の円柱部４ａが図４に示すごとくシリンダ３
の内周面３ｂに嵌合して溶融樹脂１４をシールして溶融
樹脂１４の逆流を防止するので、従来と同様に各成形品
体積に応じた量の溶融樹脂１４を射出して成形できるほ
か、そのシール構造を、従来のチェックリングやシート
によるシール構造に比べて簡素化することができる。

【００４９】また、可塑化スクリュ４の前方が溶融樹脂
１４で充満されたことを、可塑化スクリュ４が可塑化基
準位置よりも後方へ移動したことによって検知し、可塑
化スクリュ４の回転を停止させることにより、可塑化ス
クリュ４の前方の所定空間をいつも可塑化完了時に溶融
樹脂１４で満杯の状態にすることができ、且つ、満杯に
なった後のスクリュ後退量が微小かつ一定になり、射出
量のバラツキを確実に抑えることができる。従って、安
定的な成形を行なえるようになり、成形品の品質向上に
大きく寄与する。

【００５０】なお、上述した実施形態では、スクリュ位
置センサ１５により、可塑化スクリュ４が可塑化基準位
置よりも後方の所定位置（図７の可塑化完了位置）へ移
動したことを検知した場合に可塑化スクリュ４の前方に
溶融樹脂１４が充満したものと判断しているが、他の検
出手段、例えば図８に示すように樹脂圧力の変化，回転
駆動力の変化，可塑化スクリュ後退速度の変化によって
可塑化スクリュ４前方の樹脂充満を検知してもよい。

【００５１】図８は、本実施形態の射出装置における樹
脂充満検出手段の変形例を説明すべく、その射出装置の
全体構成を模式的に示す断面図で、この図８中、既述の
符号と同一の符号は同一または同様の部分を示している
ので、その説明は省略する。また、図８では、図１に示
した圧油供給系２１や制御部２２の図示は省略してい
る。

【００５２】この図８に示すように、他の検出手段とし
ては、樹脂圧力センサ１６，スクリュ駆動力センサ１
７，スクリュ移動速度センサ１８などが用いられる。な
お、実際には、これらのセンサ１６〜１８による検出結
果は、図１に示したスクリュ位置センサ１５と同様、制
御部２２に送られるようになっている。ここで、樹脂圧
力センサ１６は、可塑化スクリュ４の先端部（樹脂流路
２０）における樹脂圧力を検出するものである。可塑化
スクリュ４の前方に溶融樹脂１４が充満すると、可塑化
により前方へ送り込まれる溶融樹脂により樹脂圧力が上
昇するので、その樹脂圧力が予め設定した所定値に達し
たことを樹脂圧力センサ１６により検知した場合に、可
塑化スクリュ４の前方に溶融樹脂１４が充満したものと
判断できる。

【００５３】また、スクリュ駆動力センサ１７は、モー
タ８による回転駆動力を検出するもので、モータ８が油
圧モータの場合は駆動油圧センサを用い、モータ８が電
動機の場合は消費電力センサを用いる。そして、可塑化
スクリュ４の前方に溶融樹脂１４が充満すると、可塑化
スクリュ４の前方の樹脂圧力が上昇するため、モータ８
によるスクリュ駆動力も増加するので、そのスクリュ駆
動力が予め設定した所定値に達したことをスクリュ駆動
力センサ１７により検知した場合に、可塑化スクリュ４
の前方に溶融樹脂１４が充満したものと判断できる。

【００５４】さらに、スクリュ移動速度センサ１８は、
可塑化スクリュ４の後退速度を検出するものである。可
塑化スクリュ４の前方に溶融樹脂１４が充満すると、可
塑化スクリュ４の前方の樹脂圧力により可塑化スクリュ
４が後退し始めるので、その後退速度が予め設定した所
定値に達したことをスクリュ移動速度センサ１８により
検知した場合に、可塑化スクリュ４の前方に溶融樹脂１
４が充満したものと判断できる。

【００５５】上述のような検出手段のうちの最も適切な
ものを選択して用い、その検出手段により可塑化スクリ
ュ４の前方で溶融樹脂１４が充満したことを検知した時
点で可塑化スクリュ４の回転を停止させることにより、
上述した実施形態と同様の作用効果が得られる。また、
各検出手段の特性に応じて可塑化スクリュ４前方の樹脂
充満を瞬時に精度よく検出できるので、可塑化スクリュ
４の停止位置を一定にでき射出量のバラツキを確実に抑
制して安定的な成形を行なえるようになり、成形品の品
質向上に大きく寄与することになる。

【００５６】なお、上述した各検出手段（センサ１５〜
１８）を、複数組み合わせて可塑化スクリュ４前方の樹
脂充満を検出するように構成してもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の射出成形
機の射出装置によれば、簡素な構造で射出時には樹脂の
逆流を防止しながら樹脂流路の断面積を自由に大きく設
定できるので、可塑化スクリュ先端における樹脂流動抵
抗を大幅に低減でき、長繊維入り樹脂を成形する場合に
は繊維折損が低減し、また粉体フィラー入り樹脂を成形
する場合には粉体フィラーの詰まりが防止される。

【００５８】従って、長繊維入り樹脂については、成形
品の繊維長を長くして成形品強度を向上できるので、従
来の板金部品の代わりに同等強度の長繊維入り樹脂成形
品としたり、高級なエンジニアリング樹脂の代わりに安
価な長繊維入り汎用樹脂を使用したりして、製品コスト
を大幅に削減できるほか、粉体フィラー入り樹脂につい
ては、従来困難であった粉体フィラー入り樹脂製品を射
出成形で生産することが可能になるので、安価あるいは
高機能の粉体フィラーやリサイクル樹脂製品の粉体化原
料を使用でき、射出成形品のコスト低減，高機能化，リ
サイクル化が可能になる（以上、請求項１）。

【００５９】さらに、本発明によれば、可塑化スクリュ
前方のシリンダ空間内が可塑化完了時に溶融樹脂で満杯
になった時点で可塑化スクリュの回転を停止して射出を
行なうことができるので、射出量のバラツキが確実に抑
制され、成形品の品質向上に寄与するという効果もある
（請求項２）。このとき、可塑化スクリュの後方移動，
樹脂圧力の変化，回転駆動力の変化，可塑化スクリュ後
退速度の変化のうちの少なくとも１つに基づいて可塑化
スクリュ前方の樹脂充満が瞬時に精度よく検出されるの
で、可塑化スクリュ停止位置を常に一定にすることがで
き、射出量のバラツキを確実に抑制して安定的な成形を
行なえるようになり、成形品の品質向上に大きく寄与す
るという効果がある（請求項３）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての射出成形機の射出
装置の全体構成を、その制御系ブロックとともに示す模
式的な断面図である。

【図２】本実施形態における射出装置の樹脂可塑化時の
状態を模式的に示す要部断面図である。

【図３】図２の III部を拡大して示す断面図である。

【図４】本実施形態における射出装置の射出時の状態
（樹脂シール状態）を模式的に示す要部断面図である。

【図５】本実施形態における射出装置の射出完了時の状
態を模式的に示す要部断面図である。

【図６】本実施形態における射出装置の動作を説明する
ための工程フロー図である。

【図７】本実施形態における射出装置の動作を説明すべ
く工程時間とスクリュ位置との関係を示す図である。

【図８】本実施形態の射出装置における樹脂充満検出手
段の変形例を説明すべく、その射出装置の全体構成を模
式的に示す断面図である。

【図９】射出成形機における従来の射出装置の全体構成
を模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

１ 樹脂原料 ２ ホッパ ３ シリンダ ３ａ 円周溝（溝部） ３ｂ 前方側シリンダ内周面 ４ 可塑化スクリュ ４ａ 円柱部（膨大部） ４ｂ 螺子部 ５ ヒータ ６ ノズル ７ 軸受け箱 ８ モータ（回転駆動源） ９ 射出シリンダ（駆動機構） ９ａ，９ｂ 油室 １０ ピストン（駆動機構） １０ａ ロッド １１，１２ ポート １３ 可塑化スクリュ前方の空洞 １４ 可塑化スクリュ前方の溶融樹脂 １５ スクリュ位置センサ（検出手段） １６ 樹脂圧力センサ（検出手段） １７ スクリュ駆動力センサ（検出手段） １８ スクリュ移動速度センサ（検出手段） ２０ 樹脂流路（間隙） ２１ 圧油供給系（駆動機構） ２２ 制御部（制御手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内部に可塑化スクリュを回転可
   能に且つ軸方向へ摺動可能に内蔵するとともに、該可塑
   化スクリュを回転させる回転駆動源と、該シリンダに対
   して該可塑化スクリュを摺動させる駆動機構とをそな
   え、該回転駆動源により該シリンダ内で該可塑化スクリ
   ュを回転させて樹脂を溶融可塑化し、該駆動機構により
   該シリンダに対して該可塑化スクリュを前進移動させて
   溶融樹脂を金型へ射出する、射出成形機の射出装置にお
   いて、 該可塑化スクリュの先端側に、該シリンダの内周に嵌合
   しうる膨大部が形成されるとともに、 該可塑化スクリュを該シリンダ内の可塑化基準位置に配
   置した状態で、該シリンダと該膨大部との間に樹脂流路
   となる間隙が形成されるように、該シリンダの内周に沿
   って溝部が形成され、 樹脂の可塑化時には、該可塑化スクリュを該駆動機構に
   より前記可塑化基準位置に保持しながら該回転駆動源に
   より回転駆動し、溶融樹脂を、該シリンダと該膨大部と
   の間に形成された前記樹脂流路を通じて該可塑化スクリ
   ュ前方へ送り込み、 射出時には、該駆動機構により該可塑化スクリュを前記
   可塑化基準位置から前進移動させ、該膨大部を該シリン
   ダの内周に嵌合させながら、該可塑化スクリュ前方の溶
   融樹脂を射出することを特徴とする、射出成形機の射出
   装置。
2. 【請求項２】 樹脂の可塑化時に、該可塑化スクリュ前
   方の該シリンダ空間内が溶融樹脂で充満されたことを検
   出する検出手段と、 該検出手段により該可塑化スクリュ前方の該シリンダ空
   間内が溶融樹脂で充満されたことを検出した場合に、該
   回転駆動源による該可塑化スクリュの回転動作を停止さ
   せる制御手段とをそなえたことを特徴とする、請求項１
   記載の射出成形機の射出装置。
3. 【請求項３】 該検出手段が、該可塑化スクリュの後方
   移動，該シリンダ空間内の樹脂圧力の変化，該回転駆動
   源による駆動力の変化，該可塑化スクリュの後退速度の
   変化のうちの少なくとも１つに基づいて、該可塑化スク
   リュ前方の該シリンダ空間内が溶融樹脂で充満されたこ
   とを検出することを特徴とする、請求項２記載の射出成
   形機の射出装置。