JPH1110689A

JPH1110689A - 射出成形機の射出装置

Info

Publication number: JPH1110689A
Application number: JP16704397A
Authority: JP
Inventors: Naoto Yamamoto; 直登山本
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1997-06-24
Filing date: 1997-06-24
Publication date: 1999-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】射出用の油圧シリンダに改良を加えることに
より容易に射出率（射出速度）を変更し得る射出装置を
提供する。【構成】バレルの両側に点対称で対をなす油圧シリン
ダを１対設ける。そして、該油圧シリンダを２個直列に
接続するとともに、該油圧シリンダ内に多段式のピスト
ンおよびラムを配設して、３カ所の給排室を形成可能と
し、これらの給排室に圧油を選択供給することにより５
段階の射出率（射出速度）を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は射出成形機の射出装置に
係り、簡単な構造で５段階の射出速度を得ることを意図
した射出成形機の射出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、合成樹脂を高圧で射出することに
より、製品を成形するための装置には種々のものがあ
り、たとえば、図４に示すように、スクリュインライン
型と呼ばれ、油圧モータ１８によりスクリュ１１を回転
させることによって合成樹脂を溶融させつつバレル１３
の先端に送り、バレル１３の先端に溶融樹脂が蓄えられ
るにしたがってスクリュ１１が後退し、バレル１３の固
定部と一体に設けた射出用の油圧シリンダ２０でスクリ
ュ１１を前進させることにより溶融樹脂をノズル１４か
ら金型（図示せず）内に射出する装置がある。

【０００３】この射出装置１０の油圧回路は、油圧源回
路３０におけるポンプ３１からの圧油をリリーフ弁３２
で調圧して、射出制御切換弁３５を介して油圧シリンダ
２０に送り、溶融樹脂の計量時にはピストン後室２３か
らの戻り油路となるリリーフ弁３７を設け、該リリーフ
弁３７の開放圧を調整するリリーフ弁制御回路３８を設
けたものが多く用いられている。油圧源回路３０はポン
プ３１やリリーフ弁３２、また、アキュムレータ３３な
どにより構成され、多くのものは一定吐出圧にして一定
吐出容量とされるけれども、流量制御弁を加えて吐出容
量を可変とするものや、ポンプを複数台設けて吐出流量
を可変とするものもある。

【０００４】一般に、射出成形では溶融樹脂を金型内に
充填する時は、金型により溶融樹脂が冷却されて粘度が
上昇するため、可能な限り短時間で充填を完了させる必
要がある。充填時間が長くなると、未充填や成形不良が
発生し易くなる。射出に要する時間は射出率により決ま
るが、この射出率は溶融樹脂の充填時の抵抗に打ち勝つ
射出圧力により、保証されていなければならない。前記
射出率は油圧ポンプの吐出流量とスクリュ断面積／射出
シリンダの実効断面積の比率により、また、射出圧力は
油圧ポンプの吐出圧力とスクリュ断面積／射出シリンダ
の実効断面積の比率により、一義的に決まる。射出率を
数式を使って以下に説明する。Ｉ．Ｒ．：射出率（ｍｌ／ｓｅｃ）Ｑ：油圧ポンプの吐出量（ｍｌ／ｓｅｃ）Ａ_S：スクリュ断面積（ｃｍ2 ）Ａ_I：射出シリンダの実効断面積（ｃｍ2 ）Ｖ：射出速度（ｃｍ／ｓｅｃ）とすると、Ｉ．Ｒ．＝Ｑ×（Ａ_S／Ａ_I）となり、射出
シリンダの実効断面積が一定の場合は、射出率は油圧ポ
ンプの吐出量によりきまる。なお、射出率と射出速度の
関係はＩ．Ｒ．＝Ａ_S×Ｖとなり、比例関係にあるので
射出率を大きくすることは射出速度を速くすることを意
味する。また、射出圧力（溶融樹脂圧力）は以下のよう
になる。Ｐ_m：射出圧力（溶融樹脂圧力）（ｋｇ／ｃｍ2 ）Ｐ_H：油圧ポンプ吐出圧力（ｋｇ／ｃｍ2 ）とすると、Ｐ_m＝（Ａ_I／Ａ_S）×Ｐ_Hとなり、射出シ
リンダの実効断面積が一定の場合は、射出圧力は油圧ポ
ンプ吐出圧力によりきまる。

【０００５】合成樹脂の種類、および金型内に形成され
る製品の形状および大きさにより、最適な射出時間は広
範囲で変化するため、これに対応するためには、図４に
示した構成では大容量の油圧ポンプと大径の射出シリン
ダが必要となり、経済的ではない。前記の射出率や射出
圧力の変更を油圧源回路で行なうことも可能であるが、
油圧の調整幅を大きくすることは回路構成を複雑とし、
高価となるとともに油圧エネルギの損失が大きくなる欠
点がある。これに対して、射出用の油圧シリンダに改良
を加えることにより容易に前記の射出率、射出圧力を変
更し得る射出装置もある。

【０００６】すなわち、１例として図５に示す。本図に
おいて、射出装置を構成するバレルの両側に点対称に対
をなす前記油圧シリンダを複数対設けるとともに、前記
ラムおよびピストンの断面積を実効断面積とした合計値
と前記各油圧シリンダ毎の実効断面積値との比率を所望
する速度比となるように構成し、油圧シリンダを適宜選
択使用するとともに、複数対の油圧シリンダに独立した
ピストン後室または給排室に各々開閉弁を設け、さら
に、スクリュ前進時に圧油が実効断面積に作用しない残
りの油圧シリンダでは、各油圧シリンダに独立して設け
た開放弁を介してタンクまたはピストン前室から後室に
環流供給させて、７段階の射出率、射出圧力を得ること
ができる。

【０００７】なお、油圧源回路３０は金型の型締めなど
他の油圧装置にも共用され、ポンプ３１の効率的使用が
図られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】射出率や射出圧力は射
出する合成樹脂の種類、および金型内に形成される製品
の形状および大きさによって変化させなければならず、
油圧ポンプ、モータ、リリーフバルブおよび流量制御弁
などにより、油圧源回路からの吐出圧力および吐出流量
を変化させることにより行なわれている。最近は合成樹
脂の種類が多種多様になるとともに、製品も少ロット多
品種の生産が増加し、射出圧の調整頻度の増加とともに
調整幅も大きくしなければならなくなった。

【０００９】しかし、油圧源回路で油圧の調整幅を大き
くすることは前述した通り、回路構成を複雑にするとと
もに、油圧エネルギの損失が大きくなり経済的ではな
い。また、図５に示すような射出装置を構成するバレル
の両側に、点対称に対をなす油圧シリンダを複対設ける
方法では、射出装置が複雑になるとともに油圧配管の管
路抵抗の違いにより、対をなす左右の油圧シリンダ内の
油圧に微妙な差異を生じて、射出動作に悪影響を与えて
いる。

【００１０】本発明は上記従来の問題点に着目し、射出
用の油圧シリンダに改良を加えることにより容易に射出
率や射出圧力を変更し得るとともに、射出装置を簡素化
することにより、対をなす左右の油圧シリンダ内の油圧
を容易に均一にできる射出装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【００１１】このような課題を解決するために、本発明
に係る第１の発明では、油圧源回路からの圧油を油圧シ
リンダに送ることにより、ピストンまたはラムを前進さ
せて合成樹脂を射出する射出装置であって、前記射出装
置を構成するバレルの両側に点対称に対をなす前記油圧
シリンダを１対設けるとともに、該油圧シリンダを２個
を直列に接続して、前記ピストンおよびラムの断面積を
３段階に変化させて、その実効断面積比率を１１：６：
３となるように構成した。また、第２の発明では軸方向
に３種類の断面積を有する多段式のラムおよびピストン
よりなる前記油圧シリンダを、射出装置を構成するバレ
ルの両側に点対称に１対設けて、有効断面積比率を変更
することにより、所望する射出率を５段階に渡って得る
ことができる構成にした。

【００１２】

【作用】本発明では、バレルの両側に点対称に対をなす
多段式油圧シリンダを１対設けるとともに、３個の給排
室を形成し、これらの給排室内のピストンおよびラムの
断面積を３段階に変化させて、それらの断面積を実効断
面積とした合計値と各給排室の実効断面積との比率を５
５％，３０％，１５％に構成しているので、油圧シリン
ダの各ポートを適宜選択使用するとともに、各給排室に
各々開閉弁を設け、スクリュ前進時に圧油が実効断面積
に作用しない、残りの給排室の圧油を各給排室に独立し
て設けた開放弁を介して、タンクまたはピストン前室
（給排室）から後室（給排室）に環流供給させ、５段階
の射出率を得ることができる。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明に係る合成樹脂の射出装置の
具体的実施例を図面を参照して詳細に説明する。

【００１４】図１は本発明における射出装置の油圧回路
例を示す図、図２は本発明における射出装置の横切断断
面図、図３は図２のＡ−Ａ視の油圧シリンダの縦切断断
面図である。

【００１５】本発明の実施例は、図１に示すように、ス
クリュインライン型の射出装置１０であり、スクリュ１
１を前後進させるために１対の油圧シリンダ６０を、バ
レル１３の固定部１５の両側に設けた射出装置１０であ
る。

【００１６】この油圧シリンダ６０は図２に示すよう
に、バレル１３の両側に点対称に対をなす構成となって
いる。該油圧シリンダ６０の構造を図３に基づき説明す
る。本油圧シリンダ６０はシリンダ６５とシリンダ
６６より構成されており、ピストンロッド６１、ピス
トン６２、ピストンロッド６３、ラム６４を内蔵して
いる。また、油圧シリンダとピストン、ラムと蓋体６７
により給排室Ａ６９（ピストン前室）、給排室Ｂ７０
（ピストン後室）、給排室Ｃ７１（ラム室）を形成して
いる。これらの給排室にはそれぞれ給排出孔Ｄ７２、給
排出孔Ｅ７３、給排出孔Ｆ７４を穿設している。

【００１７】ピストンロッド６３はピストンロッド
６１よりも大きい径のものが使用されており、給排室６
９と７０に同時に圧油を供給すれば、有効断面積差によ
り給排室７０から給排室６９に還流供給される構造にし
ている。ピストンロッド６１は蓋体６７を貫通してス
クリュ１１を前後進させる可動台１７に接続させてい
る。

【００１８】この射出装置１０の油圧回路は、油圧源回
路３０から射出制御切換弁５０Ａ、射出制御切換弁
５０Ｂ、射出制御切換弁５０Ｃを通り、油圧シリンダ
の各給排出孔７２、７３、７４を経由して、各油圧シリ
ンダの給排室６９、７０、７１に圧油を送り得るように
なっている。

【００１９】本発明では、射出制御切換弁５０Ａ、５０
Ｂ、５０Ｃを選択的に操作することによって、油圧源回
路３０から供給された一定圧力、一定流量の圧油を給排
室６９、７０、７１へ供給することにより、後述する５
段階の射出率の切換調整が可能なように構成されてい
る。

【００２０】該油圧シリンダ６５、６６を構成する各部
品の摺動部分や当接部分には圧油の漏洩を防止するパッ
キン６８等のシール部材が配設されている。

【００２１】符号５２はリリーフ弁であって、スクリュ
１１の後退時に給排出室６９から排出される圧油を調圧
のうえ排出を行なうものである。符号１８は油圧モータ
を示し、油圧源回路３０からの圧油を図示しない配管に
よって油圧モータ１８に供給して回転駆動し、スクリュ
１１のヘッド側に溶融樹脂を計量しながら貯留すること
により、スクリュ１１を後退させる構成になっている。

【００２２】このような構造の油圧シリンダ６５、６６
内に前後進可能にピストンロッド６１、６３、ピストン
６２、ラム６４を設けた時、給排室６９ではシリンダ径
をＤ ₁ピストンロッド（６１）径をｄ₁とするとシリン
ダ断面積Ａに対してピストン６２に圧油の作用する実効
断面積ａ₀、給排室７０ではシリンダ径をＤ₂（＝
Ｄ ₁）、ピストンロッド（６３）径をｄ₂とするとシリ
ンダ断面積Ｂに対してピストン６２に圧油の作用する実
効断面積ｂ₀、また給排室７１ではラム径をｄ₃とする
とシリンダ断面積Ｃに対してラム６４に圧油の作用する
実効断面積ｃ₀とすると、油圧シリンダ６５、６６の実
効断面積の合計値はａ₀＋ｂ₀＋ｃ₀＝Ｘとなる。

【００２３】また、給排室６９、７０、７１の実効断面
積の合計値Ｘと給排室６９、７０、７１の実効断面積ａ
₀、ｂ₀、ｃ₀との比率は本実施例ではＸ₁＝ａ₀／Ｘ
＝５５％、Ｘ₂＝ｂ₀／Ｘ＝３０％、Ｘ₃＝ｃ₀／Ｘ＝
１５％とした構成となっている。なお、給排室６９、７
０、７１の実効断面積の比較ではａ₀＞ｂ₀＞ｃ₀とな
るように構成されている。なお、符号１４はノズル、５
４はタンク、５７はホッパを示す。

【００２４】以上のように構成された油圧シリンダ６
５、６６および油圧回路を有する射出装置１０の作用は
次のようになる。

【００２５】ここで、スクリュ１１の前進によってスク
リュ１１のヘッド側に貯留された溶融樹脂を図示しない
金型のキャビティ部へ射出充填する工程から説明する。

【００２６】まず、背圧用リリーフ弁５３の電磁切換弁
５３Ａのソレノイドｂを非励磁とする。射出制御切換弁
５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの各ソレノイドも非励磁状態と
する。この状態で油圧源回路３０から図示しない配管を
介して油圧モータ１８に圧油を供給するとスクリュ１１
は回転駆動し、計量が開始される。

【００２７】スクリュ１１の回動によってスクリュ１１
のヘッド部には溶融樹脂が次第に貯留（計量）され、こ
の貯留される溶融樹脂の圧力によってスクリュ１１は後
退する。

【００２８】この時スクリュ１１の後退に伴って給排室
６９内の圧油はリリーフ弁５２を介してタンク５４に放
出される。給排室７１内の圧油は射出制御切換弁５０Ｃ
を通ってタンク５４に放出される。給排室７０内は射出
制御切換弁５０Ｂを通ってタンクから吸い込まれた油で
充たされる。

【００２９】計量が完了すると射出制御切換弁５０Ｂの
ソレノイドｂおよび射出制御切換弁５０Ａのソレノイド
ａを励磁し、スクリュ１１を少し後退させて先端ノズル
１４から溶融樹脂の鼻たれ現象を防止するためのサック
バックを行うのである。

【００３０】サックバックが完了すると、射出制御切換
弁５０Ｂのソレノイドｂおよび射出制御切換弁５０Ａの
ソレノイドａを消磁するとともに、本発明では次のよう
に各給排室６９、７０、７１を選択組合せることにより
圧油の供給を行うとスクリュ１１の射出前進時に表１の
ような５段階の射出率の調整（射出速度の調整）を行う
ことができる。

【００３１】なお、油圧シリンダ６５、６６はそれぞれ
左右点対称であるため、６５Ｒ、６５Ｌ、６６Ｒ、６６
Ｌを一組とする。

【００３２】

【表１】

【００３３】前記表１に示したＸ₁、Ｘ₂、Ｘ₃の比率
を変更することで所望する任意の射出速度が得られるの
である。

【００３４】ここで、表１に示したスクリュ１１の速度
調整方法について詳述する。例えば第１速の４．６７倍
速を得ようとすると、給排室７１に油圧源回路３０から
の圧油を供給すればよく、他の給排室６９、７０へは圧
油を供給しないのである。

【００３５】即ち、射出制御切換弁５０Ｃのソレノイド
ｂおよび射出制御切換弁５０Ａのソレノイドａを励磁
（ソレノイドｂは非励磁）する。このため、圧油はラム
６４の実効断面積ｃ₀のみに作用し、ｃ₀×Ｐ（圧油の
圧力）の力でスクリュ１１を前進させる。

【００３６】ピストン６２とラム６４の前進によってス
クリュ１１は４．６７倍速の前進をなし、溶融樹脂は金
型キャビティ（図示なし）内へ射出される。

【００３７】以下表１に示すような所望の速度調整を同
様に行うことができるのである。例えば、表１に示す
２．８倍速を得ようとすると、給排室６９、７０に圧油
を供給すればよく、残りの給排室７１へは圧油を供給し
ないのである。

【００３８】即ち、射出制御切換弁５０Ｂのソレノイド
ｂおよび射出制御切換弁５０Ａのソレノイドｂを励磁
（ソレノイドａは非励磁）する。圧油はピストン６２の
両側にに作用し、実効断面積の差により（ａ₀×Ｐ）−
（ｂ₀×Ｐ）の力でスクリュ１して給排室６９に還流供
給される。圧油は１を前進させることになる。

【００３９】ピストン６２とラム６４の前進によってス
クリュ１１は２．８倍速の前進をなし、溶融樹脂は金型
キャビティ（図示なし）内へ射出される。

【００４０】次に、第２の発明について段落番号００２
２と同じ符号を使って説明する。給排室６９、７０、７
１の実効断面積ａ₀、ｂ₀、ｃ₀の比率が４：３：２に
なるようにシリンダ径Ｄ₁、Ｄ₂（＝Ｄ₁）に対してピ
ストンロッド径ｄ₁、ｄ₂ラム径ｄ₃を適宜選択するこ
とにより、表２に示す射出率（射出速度）を得ることが
できる。

【００４１】

【表２】

【００４２】

【発明の効果】以上説明したことからも明らかなよう
に、本発明に係る第１の発明では、油圧源回路からの圧
油を油圧シリンダに送ることによりラムおよび（また
は）ピストンを前進させて合成樹脂を射出する射出装置
であって、前記射出装置を構成するバレルの両側に点対
称に対をなす前記油圧シリンダを１対設けるとともに、
該油圧シリンダを２個直列に接続するとともに、前記ピ
ストンおよびラムの実効断面積を３段階に変化させてそ
の実効断面積比率を１１：６：３となるように構成し、
第２の発明では前記実効断面積比率を変更することによ
り、所望する５段階の射出率（射出速度）を得る構成に
したことにより、油圧源回路が一定圧力と一定流量の圧
油を送り出すものであっても、電磁弁を適宜選択するこ
とによって容易に射出率（射出速度）を切換えて射出材
料に適した射出を行うことができる。本射出装置は従来
の複列シリンダ型に比較して構造および油圧配管系が極
めて簡単である。この為、油圧配管の管路抵抗の違いに
より対をなす左右の油圧シリンダ内の油圧の微妙な差異
が原因で生じていた射出動作の問題点（ジグリング等）
を解決できた。また、本射出装置は流量制御弁による流
量制御方式とは異なるため、油圧源回路の油圧エネルギ
を極めて有効に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における射出装置の油圧回路例を示す図
である。

【図２】本発明における射出装置の横切断断面図であ
る。

【図３】図２のＡ−Ａ視の縦切断断面図である。

【図４】従来の射出装置の一例を示す図である。

【図５】従来の多段シリンダ型の射出装置の一例を示す
図である。

【符号の説明】

１０射出装置１１スクリュ１３バレル１４ノズル１５バレル固定部１７可動台１８油圧シリンダ２０射出シリンダ２３ピストン後室３０油圧源回路３１油圧ポンプ３２リリーフ弁３３アキュムレータ３５射出制御切換弁３７リリーフ弁３８リリーフ弁制御回路５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ射出制御切換弁５２リリーフ弁５３背圧用リリーフ弁５３Ａ電磁切換弁５４タンク５７ホッパー６０射出シリンダ６１ピストンロッド６２ピストン６３ピストンロッド６４ラム６５（６５Ｒ、６５Ｌ）油圧シリンダ６６（６６Ｒ、６６Ｌ）油圧シリンダ６７蓋体６８パッキン６９給排室（Ａ：ピストン前室）７０給排室（Ｂ：ピストン後室）７１給排室（Ｃ：ラム室）７２給排出孔Ｄ７３給排出孔Ｅ７４給排出孔Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧源回路からの圧油を油圧シリンダに
送ることにより、ラムまたはピストンを前進させて、合
成樹脂を射出する射出装置であって、前記射出装置を構
成するバレルの両側に、点対称に対をなす前記油圧シリ
ンダを１対設けるととに、該油圧シリンダを２個直列に
接続し、該油圧シリンダと前記ラムおよびピストンで構
成される３個の給排室の実効断面積比率を１１：６：３
となるように構成したことを特徴とする射出成形機の射
出装置。
【請求項２】軸方向に３種類の実効断面積を有する多
段式のラムおよびピストンよりなる前記油圧シリンダ
を、射出装置を構成するバレルの両側に点対称に１対設
けて、実効断面積比率を変更することにより５段階の射
出速度を得る構成にしたことを特徴とする射出成形機の
射出装置。