JPS60162620A - 成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は成形装置、特に押出装置、射出装置及び射出成
形用金型装置の組合わせに関する。

一般にプラスチックの成形は主原料である合成樹脂の熱
可塑性を利用して行なわれる。樹脂や副資材等の性質に
よりて様々な加工方法があるが、合成樹脂の熱に対する
性質、即ち、熱可塑性或いは熱硬化性を利用する成形方
法がその殆んどを占めている。

このような成形方法としては、圧縮成形、トランスフッ
成形、射出成形、押出成形、ブロー成形、カレンダ加工
等々がある。

これらのうちで、熱可塑性の成形材料を補給器からシリ
ンダ内に供給し、回転自在に、且つ軸方向に摺動自在に
設けたスクリュウによって加熱部に送り、加熱部で加熱
、加圧されて可塑状となった成形材料を上記シリンダの
先端部に設けたノズルから金型のキャビティ内に射出す
ることによって成形する成形装置は公知であり、熱可塑
性の材料の成形に広く用いられており、更には熱硬化性
の成形材料にも使われている。

上記のようなスクリュウ式射出成形装置では、スクリュ
ウの回転によって成形材料であるプラスチックのベレッ
トに圧力を加えっ−、シリンダからの熱伝導に加えてス
クリュウの回転に伴って生じる剪断熱によってベレット
を加熱加圧し、溶融した成形材料をシリンダの先端部に
設けたノズルから金型のキャビティ内に高圧で射出し、
成形するものであるが、射出プラスチックの、主として
その量の精密制御が充分でなく、又各駆動及び加熱装置
の相互関係を制御する自動化が不充分であるため、大型
で複雑な形状の製品を成形しようとすると、必ずしも最
良の品を得ることができないという問題点があった。

本発明は畝上の観点に立ってなされたものであり、本発
明の目的とするところは、成形型部への射出プラスチッ
クの量を精密に制御すると共に、各駆動及び加熱装置等
の相互関係を検出、判定し、演算し、これらを最適制御
する自動化された成形装置を提供することにある。

而して、その要旨とするところは、熱可塑性の成形材料
を補給器からシリンダ内に供給し、これを回転自在に支
承したスクリュウによりて上記シリンダの加熱部に送り
、加熱、加圧されて可塑状となった成形材料を上記シリ
ンダの先端部に設けたノズルから押し出すスクリュウ式
押出装置と、上記スクリュウ式押出装置のノズルから可
塑状となった成形材料をシリンダチューブ内に受け入れ
、これをシリンダヘッドに設けたノズルから所定量を精
密に制御した所定量として射出する射出シリンダ装置と
、 加熱部及び冷却部を有する下型及び上型と、これら上下
型を接離させる装置とから成り、上記射出シリンダ装置
のノズルから可塑状となった成形材料を上記上下型間に
形成されるキャビティの内で成形する射出成形用金型装
置と、 予め定められたプログラムに従い、上記スクリュウ式押
出装置、射出シリンダ装置、及び射出成形用金型装置の
作動を制御する制御装置と、により成形装置を構成し、
これらを最も好ましいタイミングで作動させ、加熱、冷
却することにより大型で複雑な形状の成形品を最良の状
態で成形し得るようにすることにある。

以下、図面により本発明の詳細を具体的に説明する。

図面第１図は本発明に係る成形装置の一実施例を示す説
明図、第２図は射出シリンダ装置部分の他の実施例の説
明図である。

図中、１はスクリュウ式押出装置２、射出シリンダ装置
３、射出成形用金型装置４及びこれらを制御する数値制
御装置を含む制御装置５から成る成形装置である。

而して、スクリュウ式押出装置２は、シリンダ６、スク
リュウ７、ブレーカ−プレート８、金網９、加熱用コイ
ル１０．１０、ノズル１１、チェックバルブ１２、補給
器１３、コンパクタ１４、モータ１５、エンコーダ１６
、モータ１７、エンコーダ１８及びインバータ１９から
成る。

而して、射出シリンダ装置３は、この実施例の場合、各
射出毎に所定単位射出量の成形材料の供給を受けること
により、正確に所定量の射出が行なえるように構成した
もので、シリンダチューブ２０．２工、シリンダヘッド
２２．２３．２４、ピストン２５．２６、ピストンロッ
ド２７、自動弁２Ｂ、２９、ノズル３０、加熱用コイル
３１及びインバータ３２から成り、成形材料を供給によ
り受け入れ充填し、そして射出するシリンダチューブ２
０、ヘッド２２及びピストン２５とによって形成される
内容積空間は、精密な所定量となるように製作されてい
る。

而して、射出成形用金型装置４は、テーブル３３、ガイ
ド軸３４．３４、固定１１３５、ナツト３６．３６、取
付板３７、断熱板３８、受板３９、スペーサブロック４
０、ブツシュ４１、型パルプ４２、下型４３、加熱用コ
イル４４．４４、上型４５、加熱用コイル４６．４６、
ガイド受板４７．４７、上型取付板４８、送りねじ４９
、モータ５０、モータブラケット５１、スライダ５２、
スライダ受板５３、スライダガイド板５４、エンコーダ
５５及びインバータ５６から成る。

先ず成形装置１のスクリュウ式押出装置２に就いて説明
する。

モータ１７は、その駆動軸をスクリュウ７の後端部に接
続され、スクリュウ７を回動せしめ、回転量及びモータ
トルクの変化を検出するエンコーダ１８が設けられてい
る。

スクリュウ７はシリンダ６内に回動自在に設けられ、モ
ータ１７の駆動によって回動し、補給！１Ｂ１３から供
給される成形材料であるプラスチックのペレットを加熱
部に送り出すと同時にその際に生じる剪断熱により成形
材料を加熱し、加熱部で加熱加圧されて可塑状となった
成形材料をシリンダ６の先端部に設けたノズル１１から
チェックバルブ１２を介して射出シリンダ装置３の定量
射出用のシリンダチューブ２０内に押し出すものである
。

スクリュウ７の先端部とノズル１１との間には多数の孔
を有するブレーカプレート８及びこれに保持された金網
９を設け、これによって成形材料の流れを均一にし、成
形材料をよく混練して加熱を均一化するものである。

補給器１３はシリンダ６の上部に取り付けられ、成形材
料であるプラスチックのペレットをシリンダ６内に密閉
状態でコンパクタ１４及びモータ１５により圧縮供給す
るものであり、その回転量を検出するエンコーダ１６が
設けられている。

加熱用コイル１０．１０はシリンダ６内にスクリュウ７
を囲んで複数段けられ、インバータ１９を介して図示せ
ぬ電源装置から電力が供給されてシリンダ６を加熱する
ものである。

シリンダ６の加熱用コイル１０．１０の設けられた部分
は加熱部を構成し、成形材料はこの加熱部でシリンダ６
の内周面からの熱伝導によって加熱されるものである。

ノズル１１はチェックバルブ１２を具備し、シリンダ６
の先端部に取り付けられる。

而して、成形材料が補給器１３からシリンダ６内に供給
されるとモータ１７の駆動によってスクリュウ７が回転
し、成形材料はシリンダ６の加熱部に送り出され、ここ
で加熱、加圧されて流動化し、更にシリンダ６の先端部
に取り付けたノズル１１からチェックバルブ１２を介し
て定量射出用のシリンダチューブ２０内に注入される。

而して、次に成形装置１の射出シリンオ゛装置３に就い
て説明する。

射出シリンダ装置３は、シリンダチューブ２０．２１内
に各々摺動自在にピストン２５．２６を設け、シリンダ
チューブ２０．２１の両端開口にそれぞれシリンダヘッ
ド２２．２３．２４を介して一連に取り付け、シリンダ
ヘッド２２に設けた孔に摺動自在に挿通し、一端をピス
トン２５に取り付は他端をピストン２６に取り付けたピ
ストンロッド２７を設け、シリンダチューブ２１の外周
の両端にピストン２６の作動をさせる自動弁２８．２９
を各々設け、シリンダヘッド２２にノズル３０を取り付
け、シリンダチューブ２０の外周にインバータ３２から
図示しない電源装置の電力の供給を受け、シリンダチュ
ーブ２０を加熱し、成形材料の溶融状態を保つための加
熱用コイル３１を設けた構成となっているものである。

射出シリンダ装置３の作動は、各サイクルの初期にはピ
ストン２５．２６は各々シリンダチューブ２０．２１内
で右側の移動、終端にあり、溶融した成形材料がノズル
１１からシリンダチューブ２０内に注入されるのと同期
してシリンダチューブ２１内に自動弁２８．２９の作動
により図示せぬ油圧ユニットから油圧が供給されてピス
トン２６がピストンロッド２７を介してピストン２５と
共に図中左方移動終端迄正確に移動する迄成形材料の注
入が行なわれ、注入成形材料の量は常に正確に所定の一
定量となるようになっている。

次に、ピストン２５が自動弁２８．２９の作動により図
示せぬ油圧ユニットから油圧が供給されてピストン２６
と共にピストンロッド２７を介してシリンダヘッド２２
方向の移動路端迄移動し、成形材料をノズル３０から次
に説明する射出成形用金型装置４のキャビティ内に正確
に所定量射出し保圧状態で成形するもので、シリンダチ
ューブ２２、即ち該チューブ２０とヘッド２２及びピス
トン２５によって形成される内容積空間は、次の金型装
置４へ成形材料を射出する該射出成形材料の精密な秤又
は枡となっている。

而して、次に成形装置１の射出成形用金型装置４に就い
て説明する。

下型４３は、内部に加熱用コイル４４．４４を有し、テ
ーブル３３上に取付板３７、断熱板３８、受板３９、ス
ペーサブロック４０及びブツシュ４１を介して固定され
ている。

又ノズル３０から溶融した成形材料を通すスプルー、ラ
ンナーが受板３９及びブツシュ４１内に設けた型バルブ
４２を介して下型４３のキャビティ内に通じるように設
けられている。

上型４５は、ガイド軸３４．３４、固定ｆｆ１３５、上
型取付板４８及び送りねじ４９を介して昇降自在に支承
されており、又、内部に加熱用コイル４６．４６を有し
、下型４３のキャビティ内で所望の形状の成形品を得る
突出部を有する。

加熱用コイル４４．４４及び４６．４６は、下型４３及
び上型４５の内部に複数段けられ、インバータ５６を介
して図示せぬ電源装置から電力が供給されて下型４３及
び上型４５を加熱し、溶融した成形材料が金型キャビデ
ィ内の各部に万遍なく行き渡るようにした後、下型４３
及び上型４５を冷却し、成形するためのものである。

断熱板３８は下型４３の熱がテーブル３３に逃げないよ
うに、受板３９と取付板３７の間に取り付けられるもの
である。

上型４５は、テーブル３３上に下型４３を跨ぐようにそ
れぞれ４本立設したガイド軸３４．３４の上端にナツト
３６．３６で取り付けた固定ｆｆ３５と、固定！ｌ１３
５に設けたねし孔に螺合する送りねじ４９と、送りねじ
４９の一端に回動自在に且つ軸方向に係止して設けた上
型取付板４８を介して昇降自在に取り付けられており、
又、モータ５０は、その回転軸が送りねじ４９に取り付
けられ、且つ固定盤３５上に立設し、スリッドを有する
スライダガイド板５４にモータブラケット５１を介して
スライダ５２及びスライダ受板５３により摺動自在に取
り付けられる。

又、上型４５は、モータ５０の駆動による送りねじ４９
の回動で送りねじ４９に蝦合した固定盤３５のねし孔に
沿って送りねじ４９が移動することによって、４本のガ
イド軸３４．３４を案内にして所定の位置間を昇降する
ものであり、下型４３に重ね合わせた位置で所望の成形
品を得る金型キャビティを形成するように型締めが行な
われる。　。

而して、数値制御装置を含む制御装置５は成形装置１の
スクリユウ式押出装置２、射出シリンダ装置３及び射出
成形用金型装置４の全体を自動制御するものであり、そ
の作動に就いて説明する。

、　先ず、制御装置５は、スクリユウ式押出装置２のコ
ンパクタ１４′ＭＡ動用モータ１５及びエンコーダ１６
の制御により補給器１３から成形材料をシリンダ６内に
供給し、モータ１７及びエンコーダ１８の制御によりス
クリユウ７を回動し、且つ加熱用コイル１Ｏ１１０をイ
ンバータ１９を介しての制御により成形材料を加熱溶融
し、シリンダ７の先端のノズル１１の射出口から溶融し
た成形材料を射出シリンダ装置３のシリンダチューブ２
０で秤られ所定量を注入するものである。

又、制御装置５は、予めインバータ３２を介して加熱用
コイル３１の制御により加熱されたシリンダチューブ２
０内に溶融した成形材料が注入されるのと同期して、射
出シリンダ装置３の自動弁２８．２９の制御によりピス
トン２５．２６を右側の移動終端から左方の図に示す所
定移動終端位置へと移動させて所定量の成形材料の注入
を行ない、次いで自動弁２８．２９の制御によりピスト
ン２５．２６を図に示す位置から右方に移動させると共
に射出成形用金型装置４の型バルブ４２の制御により、
予め型締め用モータ５０及びエンコーダ５５の制御によ
り上型４５を移動させ、下型４３上に型締めを行ない、
且つインバータ５６を介して加熱用コイル４４．４４及
び４６．４６の制御により加熱された下型４３及び上型
４５のキャビティ内に、シリンダチューブ２０により所
定量の計量が行なわれた溶融成形材料を、ノズル３０か
ら射出し、保圧状態で加熱を止め、下型４３及び上型４
５を自然に又は図示されていない冷却装置により冷却し
成形するものである。

第２図は、射出シリンダ装置３に関する本発明の他の実
施例を示すもので、前述第１図と同−符号又は同一符号
に肩符′付きで示したものは、同−物又は同−若しくは
同種機能物を示す。

図に於て、シリンダチューブ２０′とシリンダヘッド２
２′及び２３′或いは更にピストン２５′によって形成
される所の成形材料がノズル１１かうバルブ１２を介し
て注入充填される空間内容積は、ピストン２５′の右側
への駆動移動によりノズル３０から射出成形用金型装置
４に射出される１回当りの射出量の例えばｎ倍又はその
前後の適宜の大きさに構成されており、前記射出成形に
当り、ピストン２５′の右側への押出し移動の量、長さ
を、射出のシーフェンスに合わせて正確に位置制御され
た間歇移動とすることにより、各射出成形毎の成形材料
の射出量を精密に制御するものである。

即ち、この実施例ではピストンロッド２７の他端には、
ロッド２７軸に平行な案内部に案内されるすべり子５７
が設けられており、該すべり子５７は前記ロッド２７軸
の延長線上の位置にある回転軸５８に設けられたクラン
ク５９に連桿６０を介して連結される。

前記回転輪５８には、駆動電動機６３の出力回転軸６４
に設けられたビニオン歯車６２と噛み合う歯車６１が設
けられておりクランク５９が駆動される。６５は前記電
動機６３の出力回転軸６４に設けられたエンコーダで、
電動機６３、即ちクランク５９の回転角、従ってすべり
子５７及びロッド２７を介するピストン２５′のシリン
ダチューブ２０内の位置を検出し、電動機６３の入力６
６に制御装置５を介して作動、停止の正確な制御信号を
与える。又その際同時に電動機６３の作動時に於ける回
転速度、即ちピストン２５′の移動速度をも制御する。

従って、シリンダチューブ２０′内にノズル１１から一
旦成形材料が所定量充填されると、射出金型成形装置装
置４に於ける成形の都度、電動機６３は制御駆動されて
ピストン２５′を駆動し、−射出成形当りに必要な適量
の成形材料をノズル３０から射出し、何回かの射出によ
って成形材料が無くなると、ノズル１１からの充填工程
に移行するものであって、前述第１図の実施例の場合と
同様、射出金型成形装置４への成形材料の精密に制御さ
れた所定量のものとして射出することが可能である。

この実施例では、ピストン２５′の移動駆動に電動機に
よって回転駆動されるクランクを使用した場合について
説明を加えたが、例えば工作機械等のラムやテーブル等
の送り機構の如く、ねじと之に噛み合うねし又はナツト
、或いは更に歯車等を組合せた移動送り機構であっても
良いことは勿論である。

本発明は畝上の如く構成されるから、本発明によるとき
は、各駆動及び加熱装置等の相互関係を検出、判定し、
演算し、これらを最適制御することにより大型で複雑な
形状の成形品に於ても最良の品を得ることができ、且つ
手間の掛からない自動化した成形装置を提供し得るもの
である。

尚、本発明の構成は畝上の実施例に限定されるものでは
なく、例えば、射出成形用金型装置の上型の作動装置に
モータ及び送りねじを用いたが、油圧シリンダ又はトグ
ル機構を用いても良く、又、下型及び上型内部に冷却の
ための水穴を備えるようにしても良く、又金型内の加熱
用コイルは公知のカートリッジヒータを用いても良く、
又、各要素の構成は本発明の目的の範囲内で自由に設計
変更できるものであり、本発明はそれらの総てを包摂す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る成形装置の一実施例を示す説明図
、 第２図は射出シリンダ装置部分の他の実施例の説明図で
ある。 １−・−・−・−・−・−−−−一−−−・・・−一−
−−・・・・−−−−−一・成形装置２−・−・−−一
−−−・−・−・−・−・−・−・・・・・スクリユウ
式押出装置３−−−−−−−−−−−−−−−・・・−
−−−−−−・−・−−−−−−・射出シリンダ装置４
・・−・−−−−−−−−・−−一−−・−−−−−−
−−−−・−・射出成形用金型装置５・−・・−・−一
−−−−・−・−・−−−−−−−−一制御装置６・−
−−−−−−−−−−−−一−・−・−−−−−−−一
・−・−・−・−・シリンダ７・−−−−−−−−−・
−−−−−・−・−・−−−−−−−・・−・スクリユ
ウ８−−−−−−・−・−・−・−−−−−一−・−一
−−−−−・−・ブレーカ−プレート９−・−・−・・
・−・−一−−−−−−・・−−−−−−−・−・−・
金網１０−・−一−−−−−・−・−−−−一−−−・
−−−−−−−一・・・−加熱用コイル１１・・・・−
−−−−−−・・−−−−−−−・−・−・・−一−−
−−−−−−ツズル１２−−−−−−−−−−−−−−
−−−・・・−−−−〜−−−−−−−−−・チェック
バルブ１３−−−−−−−−一・−・−−−−一−−−
−−−−・−・−一−−−〜・・補給器１４−・−・−
−−−一・−・−・−・−・−−−−−一・−・−コン
パクタ１５−・−−−−−−−・−−−−−ｍ−−・−
−一−−−−−・−−−−−−・モータ１６−−−−−
−・・・−・−・−・−・−・−・−−−−一−−−−
・−・−エンコーダ１７・−・・−−−−−−−・−・
−−−−−・−−−−−−−−−−・−・モータ１８−
・−・−・−・−・−一−−−・−・−・−ｍ−−−・
−−−一一一一エンコーダ１９−・−−−−−−一・・
−−−−−ｍ−−・−・・−−−−−−−一−−インバ
ータ２０．２１・−−−−一−−−−−−・−・−一−
−−・−・・シリンダチューブ２２．２３．２４・−−
一一一一一〜−−−−・−・−・シリンダヘッド２５．
２６−・−・・−・−・−・−・−一−−−−−ピスト
ン２７・−−−−−−−−−−一一−−−−−−−−−
−・・・−一−−−−・・・−・ピストンロッド２８．
２９−−−−−−・−−−−−−一・−・・−−一−−
−−−−・自動弁３０−・−−−−一・−−−−−一−
−−−−−−−−−−・−・−・−ツズル３１・・・−
−−−−一一−−−−−・・−・−・−・−・−−−−
−・・加熱用コイル３２・−−−−一一〜−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−一−−−−−・イン
バータ３３−・・−・−・−一−−−−−−−−−−−
−−−−−−−一・−−−−−−・テーブル３４・・−
・・・−−一−−・−一−−−−−−−−−−・−−−
−一−−−・ガイド軸３５−−−−−−−−−−−−−
−−−−・−−−−−−・・−・−・−・固定盤３８−
・−・−・−一−−−−−−−−・−一−−−−−−−
−・−・・断熱板３９−・−・−・−・−−−−−−・
−−−−−−−−−−・・−・受板４０−・・−・−・
−・−・−・−−一−−−・・−・−・−・スペーサブ
ロック４１・−・・・・・−・−・−・・・−・−一−
−−−・−・・−・−−−一−・ブツシュ４２−・−−
−−−・−・・・−−−−−−−−−・・−・−・−・
型バルブ４３−・・・−・−・−・・−・−−一−・−
・−・−一−−−−・下型４４・−−−−一−−−−−
−・・−・−−−−−−一−・・−一−−−・−加熱用
コイル４５・−一−−・−−−一・−・−・−一−−−
−−−・−・−一一−−−−・−・上型４６−−−−−
−−−−−−−−・−−−−−−−−−一・−・−一−
−−−・加熱用コイル４７・・−・・・−−−−−−・
−・−一−−・−・−・−・・−−−−−・ガイド受板
４８・−・−・−−−−−−−−−一−−−−−−−−
−−・−・上型取付板４９・−・−−−−−−−−−一
−−−−−・・−一−−−−・−−−−−−−・送りね
し５０・−・−−−ｍ−−・−・−−一−−−−−−−
−−−・・−・−−一−−モータ５１・−−−−−−−
−−−・・・−−−−−一−・−・−・−・−−−−−
−−モータブラケット５２・・−−−一−・・・・−・
−−−−−−−一一−−−−−−−−−−−・スライダ
５３−・−・−−−−−・・・・−一−−−−−−−−
−−−−−−−−−−・・スライダ受板５４・・−・−
・−−−−−・−一−−−−−−−〜−−−−−−−−
−−−・スライダガイド板５５・−・−・−−−−−・
−−−−−−−−−−一・−・・−・エンコーダ５６・
−−−−−一・−−−−−−−−−−−・−−−一−−
−・−・−・・−・インバータ５７・・−−−−−−−
・・・−一−−−・・−・・−・〜・−−−−−−一す
ペリ子５８−・・−−−−−−・−・−・−−−−−−
一−・・・−−−−−−・回転軸５９・−・−・−−−
−一・−・・・−一−−−・−−−−−−・−−−−−
−−・クランク６０・−一−−−−−−−−−−−−−
・−−−−−・−・−・−・−−−一・連桿６１・−・
−−−−−−−・・−・・−・−・・−・・−・−・−
・・歯車６２−・・−−−−一・−・−・・−・−・・
−一一−−−−・・ビニオン歯車６３・−・−−−−−
−−・−・・−・−一−−−−−−−・−・・−・−電
動機６４−−−−一・−−−−−−一−−・・−−−一
−−−・−・−・−出力回転軸６５−　・−−−−−−
−一−−−−−−−・・−・−一−−−−−−〜・エン
コーダ６６−・−−−−−−−・−一−−−−−−−−
−−−−−・−・−−−一・入力特許出願人　株式会社
　井上ジャパックス研究所代理人（７５２４）最上正太
部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記（ａ）項乃至（ｄ）項記載の構成要素から成る成形
   装置。 （Ｊｌ）　熱可塑性の成形材料を補給器からシリンダ内
   に供給し、これを回転自在に支承したスクリユウによっ
   て上記シリンダの加熱部に送り、加熱、加圧されて可塑
   状となワた成形材料を上記シリンダの先端部に設けたノ
   ズルから押し出すスクリユウ式押出装置。 （ｂ）　上記スクリユウ式押出装置のノズルから可塑状
   となった成形材料をシリンダチューブ内に受け入れ、こ
   れをシリンダヘッドに設けたノズルから所定量を精密に
   制御した所定量として射出する射出シリンダ装置。 （ｅ）　加熱部及び冷却部を有する下型及び上型と、こ
   れら上下型を接離させる装置とから成り、上記射出シリ
   ンダ装置のノズルから可塑状となった成形材料を上記上
   下型間に形成されるキャビティの内で成形する射出成形
   用金型装置。 （ｄ）　予め定められたプログラムに従い、上記スクリ
   ユウ式押出装置、射出シリンダ装置、及び射出成形用金
   型装置の作動を制御する制御装置。