JPH11254494A - 射出成形機およびこれを運転するための方法 - Google Patents

射出成形機およびこれを運転するための方法

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JPH11254494A
JPH11254494A JP11011247A JP1124799A JPH11254494A JP H11254494 A JPH11254494 A JP H11254494A JP 11011247 A JP11011247 A JP 11011247A JP 1124799 A JP1124799 A JP 1124799A JP H11254494 A JPH11254494 A JP H11254494A
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    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/58—Details
    • B29C45/585—Vibration means for the injection unit or parts thereof

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単純な構造の射出装置で溶融体の射出抵抗を
低減する方法およびそれに適した装置を提供すること。 【解決手段】 本発明は、基部側に漏斗状材料供給部を
有し、かつ頭部側には金型に対応した射出ノズルを備え
た射出シリンダと、駆動装置に接続され、射出シリンダ
の内部空間内で少なくとも摺動可能である材料送り装置
とを備えてなる射出成形機に関する。その際、射出シリ
ンダ（２１）と材料送り装置（２２）との間に相対運動
を発生させる振動素子（３１）が設けられており、この
振動素子（３１）が周波数発生器（４１）に接続されて
おり、振動素子（３１）に結合された射出成形機の部材
（２１、２２）を共鳴振動に転換することのできる周波
数領域内でこの周波数発生器（４１）が調整可能であ
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、基部側には漏斗状
材料供給部を有し、かつ頭部側には金型に対応した射出
ノズルを備えた射出シリンダと、駆動装置に接続されて
射出シリンダの内部空間内で少なくとも摺動可能である
材料送り装置とを備えてなる射出成形機およびこのよう
な射出成形機で溶融体を案内するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ実用新案（ＤＥ−Ｇｂｍ）９１０
６０３９号公報により柄付き歯肉マッサージブラシが公
知であり、そこではブラシの最終仕上げ形状は公知の合
成樹脂を、特に超音波によって局所的に軟化させて２つ
の折れ軸で折ることによって行われる。つまりこの公知
の実用新案の対象物では、射出成形機内の合成樹脂成形
材料ではなく、仕上げ部材が超音波によって処理され
る。通常、合成樹脂溶融体は射出シリンダ内でスクリュ
ーによって混練りされる。合成樹脂溶融体のこの混練り
は比較的高い機械的駆動性能を必要とし、かつスクリュ
ーにもシリンダにも摩耗現象を引き起こす。溶融体の特
定の均質性を達成するには、２０よりも大きな長さ／直
径比が必要である。そのことから各射出装置の構造形状
がかなり長くなる。更に、スプルー穴を通過するとき溶
融体の摩擦係数を調節することができない。射出成形材
料の高い摩擦力は射出操作の間に溶融体の温度を高める
ことになり、この高い摩擦力のネガティブな帰結が部分
的な燃焼現象である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、単純
な構造に構成された射出装置で溶融体の射出抵抗を低減
する方法およびそれに適した装置を提供することであ
る。更に、さまざまな溶融体成分の均質化も機械的手段
なしに達成しなければならない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では、装置請求項
１および方法請求項１５の特徴部分の特徴によってこの
目的を達成する。従属請求項は本発明の有利な実施態様
を示す。本発明によれば、例えば超音波領域内の周波数
でもって射出成形機の射出シリンダと材料送り装置との
間に周期的相対運動を発生させることによって、溶融体
の流れを誘起する力が溶融体に加えられる。このために
振動素子が設けられ、これは射出シリンダまたは材料送
り装置のいずれかに取付けられる。これらの振動素子は
周波数発生器に接続されており、振動素子に結合された
射出成形機の部材を好ましくは調和共鳴振動に転換する
周波数領域内でこの周波数発生器が調整可能である。
【０００５】振動は圧電振動子内で発生させる（例えば
石英またはチタン酸バリウム等）。これらの振動は射出
シリンダもしくは材料送り装置に沿って伝搬するもので
ある。材料送り装置の長さ、例えばスクリューの長さと
超音波の波長との比は共鳴に調整しなければならない。
さもないとスクリューの先端で所要の振動振幅が形成さ
れない。このために圧電素子を予荷重下に保たねばなら
ない。有利な構成では、圧電振動子を嵌め込んだフラン
ジを保持する締付ボルトがここで提案される。その際に
は振動素子を射出シリンダに結合しておくことができ
る。この場合には射出ノズルを含む射出シリンダを金型
から振動にしたがって絶縁しなければならない。絶縁材
として滑りシールまたは減衰部品が提案される。
【０００６】他の有利な構成では振動素子が材料送り装
置と駆動装置との間に配置されている。材料送り装置が
スクリューとして構成されている限り、スクリューが横
運動の他に回転もするので、摺動接点を設けねばならな
い。しかしこの材料送り装置は、駆動棒を介して駆動装
置に結合された平滑プランジャとして構成しておくこと
もできる。その際、プランジャは管形に構成しておくこ
とができ、かつ振動素子は射出ノズルの方に傾いた部分
内に配置することができる。
【０００７】本発明の対象物では超音波の均質化度がス
クリューの混練り機能を省くことを可能とするので、平
滑プランジャを利用することができる。これにより、ス
クリュー可塑化時と同じ均質化効果において極めて単純
なプランジャ式射出装置を構成することができる。つま
り提案されたこの解決策では、不均質な溶融体に作用し
て強力に混練りする超音波の特性も利用される。境界領
域（均質性境界）では溶融体中に流動を発生する力が生
じる。その際、未溶融粒質物の粒界であるのか、有色顔
料の粒界であるのかは問題ではない。更に、物質を超音
波の場に曝すときに、物質の分子内摩擦を低下させる、
超音波の第２の特性が利用される。本発明による構成で
は内部摩擦の減少度に応じて、所要の射出性能を低下さ
せることができ、または同じ性能であっても射出速度を
高めることもできる。つまり、特に射出速度が高い場合
には、射出ノズル上での圧力降下が総射出性能の大部分
を占める。
【０００８】本発明において利用された超音波の第３特
性は粒質物の加熱である。熱の発生は主として均質性の
境界箇所で、つまり溶融需要がなお存在する所で行われ
る。
【０００９】まとめると以下の利点が得られる： −溶融体内の分子内摩擦の減少によって射出性能を下げ
ることができる。 −高価で複雑な可塑化スクリューを省くことができる。 −問題材料のときに溶融体の均質性が向上する。 −プランジャ式射出装置を利用する場合には射出装置を
短くすることができる。 −着色剤、異成分等の添加剤の混練り性が向上する。 −可動部品の摩耗が減少する。 −特に光学用途用の溶融体の均質化が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を添付図面に示
す。図は固定金型部分１２と共にキャビティ１３を形成
する可動金型部分１１を示す。固定金型部分１２は射出
シリンダ２１の射出ノズル２５に結合されている。射出
シリンダ２１に材料供給部２６が設けられている。更
に、射出シリンダ２１内に設けられた材料送り装置２２
が駆動棒５２を介して駆動装置５１に結合されている。
更に、射出シリンダに温度検出器８１が設けられてお
り、この温度検出器は測定線８２を介して周波数発生器
４１に接続されている。駆動装置５１によって駆動棒５
２を回動し、また図に向かって左右方向に移動すること
ができる。
【００１１】図１では材料送り装置２２がスクリュー２
３として構成されており、基部側に設けられるケース７
１が振動素子３１を取り囲んでいる。振動素子３１は駆
動装置５１に接続された駆動棒５２に結合されている。
この駆動棒５２に設けられた摺動接点４３が接続線４２
を介して周波数発生器４１に接続されている。
【００１２】図２には周波数発生器４１と振動素子３１
との間に設けた接続線４２の誘導カップリングが示され
ている。周波数発生器４１は接続線４２を介して、つぼ
形コア４７内に配置されたコイル４８に接続されてい
る。つぼ形コア４７は駆動装置５１に結合された駆動棒
５２を取り囲み、スクリューのハウジングに固定結合さ
れている。コイル４８はカップリングフィールド４９を
介して、つぼ形コア４５内に配置されたコイル４６に電
磁的に結合されており、このつぼ形コアは駆動棒５２に
固着されている。コイル４６は接続線３２を介して振動
素子３１に接続されている。振動素子３１はケース７１
によって取り囲まれており、このケース７１は射出シリ
ンダ２１内に設けられたスクリュー２３に固着されてい
る。
【００１３】図３では振動素子３１が射出シリンダ２１
に直接に結合して設けられている。このために射出シリ
ンダ２１にフランジ７２、７３が配置されており、これ
らのフランジはボルト７４を介して振動素子に予荷重を
加え、これによって、振動過程中に、その厚み変化の結
果として振動子の自己破壊が生じるのを防止する。更
に、図３では材料送り装置２２がプランジャ２４として
構成されており、駆動装置５１に結合された駆動棒５２
がプランジャの基部側に配置されている。
【００１４】図４では材料送り装置２２が管形プランジ
ャ２８として構成されている。射出ノズル２５に近い方
の管形プランジャ２８の先端に蓋２７が設けられてい
る。この蓋２７の領域内に配置された振動素子３１が駆
動棒５２に結合されている。つまりこの場合、駆動装置
５１に結合された駆動棒５２は管形プランジャ２８内深
く突入している。駆動棒５２に設けられた接点４４が接
続線４２を介して周波数発生器４１に接続されている。
しかしこの駆動棒５２の回転運動は僅かな角度値に限定
されており、その結果接点４４は固定結合しておくこと
ができ、また摺動接点（図１参照）は必要でない。勿
論、図２に示すように、高周波エネルギーは誘導伝達原
理に従って超音波ヘッドに伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スクリューと、スクリューと駆動棒との間に振
動素子とを有する射出成形機の要部縦断側面図である。
【図２】誘導カップリングを示す拡大縦断側面図であ
る。
【図３】射出シリンダに振動素子を備えたプランジャを
有する射出成形機の要部縦断側面図である。
【図４】中空プランジャと、プランジャと駆動棒との間
に振動素子とを有する射出成形機の要部縦断側面図であ
る。
【符号の説明】
１１ 可動金型部分 １２ 固定金型部分 １３ キャビティ ２１ 射出シリンダ ２２ 材料送り装置 ２３ スクリュー ２４ プランジャ（中実） ２５ 射出ノズル ２６ 材料供給部 ２７ 蓋 ２８ 管形プランジャ ３１ 振動素子 ３２ 接続線 ４１ 周波数発生器 ４２ 接続線 ４３ 摺動接点 ４４ 接点 ４５ つぼ形コア（軸） ４６ コイル（４５） ４７ つぼ形コア（スクリューハウジング） ４８ コイル（４７） ４９ カップリングフィールド ５１ 駆動装置 ５２ 駆動棒 ６１ 滑動シール ６２ 減衰素子 ７１ ケース ７２ フランジ ７３ フランジ ７４ 締付ボルト ８１ 温度検出器

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基部側に材料供給部を有し且つ頭部側に
    は金型に対応した射出ノズルを備えた射出シリンダと、
    駆動装置に接続され、かつ射出シリンダの内部空間内で
    少なくとも摺動可能である材料送り装置とを備えてなる
    射出成形機において、 射出シリンダ（２１）と材料送り装置（２２）との間に
    相対運動を発生する振動素子（３１）が設けられてお
    り、この振動素子（３１）が周波数発生器（４１）に接
    続されており、振動素子（３１）に結合された射出成形
    機の部材（２１、２２）を共鳴振動に転換することがで
    きる周波数範囲内で周波数発生器（４１）が調整可能で
    あることを特徴とする射出成形機。
  2. 【請求項２】 振動素子（３１）が材料送り装置（２
    ２）と駆動装置（５１）との間に配置されていることを
    特徴とする請求項１記載の射出成形機。
  3. 【請求項３】 振動素子（３１）が射出シリンダ（２
    １）に結合されており、射出ノズル（２５）を含む射出
    シリンダ（２１）が金型（１２）から振動とは絶縁され
    ていることを特徴とする請求項１記載の射出成形機。
  4. 【請求項４】 射出ノズル（２５）を含む射出シリンダ
    （２１）を金型（１２）に対して絶縁材が滑りシール
    （６１）として構成されていることを特徴とする請求項
    ３記載の射出成形機。
  5. 【請求項５】 射出ノズル（２５）と射出シリンダ（２
    １）との間に減衰素子（６２）を配置することを特徴と
    する請求項３記載の射出成形機。
  6. 【請求項６】 振動素子（３１）が、その軸方向長さを
    限定する単一部材または多部材からなるケース（７１）
    内に配置されていることを特徴とする請求項２または３
    記載の射出成形機。
  7. 【請求項７】 振動素子（３１）が２つのフランジ（７
    ２、７３）の間に配置されており、フランジ（７２、７
    ３）が締付ボルト（７４）を介して互いに予荷重下に結
    合可能であることを特徴とする請求項２または３記載の
    射出成形機。
  8. 【請求項８】 振動素子（３１）が圧電振動子であるこ
    とを特徴とする請求項６または７記載の射出成形機。
  9. 【請求項９】 材料送り装置（２２）がスクリュー（２
    ３）として構成されており、振動素子（３１）と周波数
    発生器（４１）との間の接続線（４２）内に摺動接点
    （４３）が設けられていることを特徴とする請求項１記
    載の射出成形機。
  10. 【請求項１０】 材料送り装置（２２）がスクリュー
    （２３）として構成されており、周波数発生器（４１）
    が駆動棒（５２）を取り囲むつぼ形コア（４７）内に配
    置されたコイル（４８）に接続されており、このコイル
    （４８）が、つぼ形コア（４５）内に配置されて、振動
    素子（３１）に接続されたコイル（４６）に電磁カップ
    リングされていることを特徴とする請求項１記載の射出
    成形機。
  11. 【請求項１１】 材料送り装置（２２）が、駆動棒（５
    ２）を介して駆動装置（５１）に結合されるプランジャ
    （２４）として構成されていることを特徴とする請求項
    １記載の射出成形機。
  12. 【請求項１２】 材料送り装置（２２）が実質的に管形
    プランジャ（２８）として構成され、射出ノズル（２
    ５）に近い方の部分内で蓋（２７）によって閉鎖されて
    おり、振動素子（３１）が蓋（２７）と駆動棒（５２）
    との間に配置されていることを特徴とする請求項１記載
    の射出成形機。
  13. 【請求項１３】 溶融体の温度を検出するために少なく
    とも１対の熱電対（８１）が周波数発生器（４１）に接
    続して設けられていることを特徴とする請求項１〜１２
    のいずれか１項記載の射出成形機。
  14. 【請求項１４】 周波数発生器（４１）が、１０〜４０
    ｋＨｚの周波数領域内で作動する超音波発生器であるこ
    とを特徴とする請求項１３記載の射出成形機。
  15. 【請求項１５】 請求項１〜１４の少なくとも１項に記
    載された、射出シリンダと駆動装置に接続された材料送
    り装置との間で材料供給部を介して装入される溶融体を
    調節するための手段において、流動を誘起する力が溶融
    体に加えられ、射出シリンダと材料送り装置との間で振
    動体を介して超音波領域内の周波数で横方向の相対運動
    が生成されることを特徴とする方法。
  16. 【請求項１６】 射出成形機の主軸に対して垂直に配置
    される振動体の面が振動体の横方向の振動の振幅値と振
    動数とによって溶融体の流動速度と浸透深さとを決定す
    ることを特徴とする請求項１５記載の方法。
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