JP2002292702A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スクリューの先端部の振れを防止し、成形品質
を安定させ、偏摩耗を低減できる射出成形機を提供す
る。 【解決手段】スクリュー式可塑化装置のシリンダ１０の
樹脂送り出し方向の先端部に軸受穴１９ａを設け、シリ
ンダ１０内に挿入されたスクリュー１１の一端側の軸部
１３を軸受穴１９ａに回転自在に支持する。スクリュー
１１の他端側の軸部１１ａは軸受穴１９ａと回転中心を
一致させるようシリンダ１０の後端部に設けられた回転
支持機構１４を介して回転自在に支持されている。スク
リュー１１が両端支持されるので、スクリュー回転時の
振れが抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は射出成形機、特にス
クリュー式可塑化装置を備えた射出成形機に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、射出成形機には、樹脂を可塑化
する可塑化装置と、可塑化された樹脂を金型へ射出する
射出装置とが設けられており、可塑化装置にはスクリュ
ー式可塑化装置が広く使用されている。

【０００３】図１はインラインスクリュー式の射出成形
機の例を示し、可塑化シリンダ１の内部にスクリュー２
が回転自在に挿入されており、投入口３から投入された
樹脂材料を可塑化する。スクリュー２の後端部は軸受ブ
ッシュ４を介してシリンダ１の後方へ突出しており、こ
の突出部が直動用アクチュエータおよび回転用アクチュ
エータ（共に図示せず）と連結されている。スクリュー
２を回転用アクチュエータで一定方向に回転させること
で、樹脂材料を可塑化しつつ、スクリュー２で混練しな
がらシリンダ１の前部のリザーバと呼ばれる室１ａへ送
り込むようになっている。シリンダ１の前端部にはシャ
ットオフバルブ（図示せず）を有するノズル５が設けら
れており、射出時以外はノズル５は閉じられている。シ
リンダ１のリザーバ１ａに可塑化された樹脂が溜まる
と、溜まった樹脂圧に応じて直進用アクチュエータがス
クリュー２を後退させるか、あるいは直進用アクチュエ
ータが付勢している力以上の力を受けると、自動的に後
退する構成となっている。リザーバ１ａに１ショット分
の樹脂が溜まると、ノズル５を開くとともに、直進用ア
クチュエータを作動させてスクリュー２を前進させ、可
塑化された樹脂をノズル５から金型へと射出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、スクリ
ュー２の後端部は軸受ブッシュ４によって支持されてい
るが、先端部はフリーの状態にある。つまり、スクリュ
ー２は片持ち支持構造となっている。そのため、スクリ
ュー２を回転させた時、スクリュー２の先端部が振れ、
樹脂の圧縮，混練の度合いにバラツキが生じ、成形品質
が安定しないという問題があった。また、スクリュー２
の先端部外周面がシリンダ１と接触し、偏磨耗を起こす
可能性があった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、スクリューの先
端部の振れを防止し、成形品質を安定させ、偏摩耗を低
減できる射出成形機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、スクリュー式可塑化装置に
よって可塑化された樹脂を、ノズルを介して金型へ射出
する射出成形機において、可塑化装置の可塑化シリンダ
の樹脂送り出し方向の先端部に軸受穴が設けられ、可塑
化シリンダ内に挿入されたスクリューの一端側の軸部が
上記軸受穴に回転自在に支持され、スクリューの他端側
の軸部は上記軸受穴と回転中心を一致させるようシリン
ダの後端部に設けられた回転支持機構を介して回転自在
に支持されていることを特徴とする。

【０００７】可塑化のためにスクリューを回転させる
と、可塑化された樹脂は混練されてシリンダの前方へ送
り出される。スクリューの一端側の軸部はシリンダの軸
受穴に支持され、他端側の軸部は回転支持機構によって
支持されているので、いわば両端支持構造となってい
る。そのため、スクリューを回転させた時、スクリュー
の振れが抑制され、可塑化を安定させて成形品質を安定
させるとともに、偏摩耗を低減できる。

【０００８】シリンダの先端部（リザーバ）に溜められ
た可塑化樹脂を射出用ノズルへ送り込むために、シリン
ダの軸受穴を迂回する樹脂通路を形成してもよいが、こ
れではシリンダの先端部またはノズルに樹脂通路を別に
形成しなければならず、加工が面倒である。そこで、請
求項２のように、スクリューの一端側の軸部に、外周面
から軸心部を介して軸受穴の内部へ開口する溶融樹脂の
通路を形成するのが望ましい。この場合には、シリンダ
やノズルに迂回通路を形成する必要がなく、スクリュー
に加工するだけで、簡単かつ安価に樹脂通路を構成でき
る。また、樹脂通路を流れる樹脂の流れ方向がほぼ直線
状となるので、迂回通路を形成する場合に比べて流路の
屈曲による圧力損失が少なく、円滑に射出できる。

【０００９】請求項３のように、軸受穴を、可塑化シリ
ンダの先端部に固定された射出用ノズルに設けるのが望
ましい。すなわち、シリンダ自体に軸受穴を加工しても
よいが、この場合には加工費がかかり、既存のシリンダ
を使用できない。そこで、シリンダの先端部に固定され
る射出用ノズルに軸受穴を形成すれば、シリンダの加工
が不要となるので、低コストで軸受穴を形成できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図２〜図４は本発明に係る射出成
形機の第１実施例を示す。この射出成形機はインライン
スクリュー式成形機の例である。水平方向に設けられた
シリンダ１０の中にスクリュー１１が配置され、ホッパ
１２から投入された樹脂材料を可塑化する。スクリュー
１１の前端部には円柱状のスクリューヘッド（軸部）１
３が固定されている。スクリューヘッド１３はシリンダ
１０の先端部に固定された射出用ノズル１９の軸受穴１
９ａに回転自在にかつ軸方向に摺動自在に支持されてい
る。上記スクリューヘッド１３には、図４に示すよう
に、外周面から軸心部を介して前方へ開口する溶融樹脂
の通路１３ａが形成されている。スクリュー１１の後端
部の軸部１１ａは、シリンダ１０の後部に設けられたブ
ッシュ（回転支持機構）１４によって回転自在にかつ軸
方向に摺動自在に支持されている。このブッシュ１４は
スクリュー１１の後端部を軸受穴１９ａと回転中心を一
致させるよう支持しており、樹脂漏れを防止するシール
材を兼ねている。

【００１１】スクリュー１１の後端部の軸部１１ａは、
直動用アクチュエータ１５を介して回転用アクチュエー
タ１６と連結されている。シリンダ１０は、ベース１７
上に固定された液圧シリンダ１８によって、アクチュエ
ータ１５，１６と一体に前後方向に作動される。液圧シ
リンダ１８は、射出後、ノズル１９を固定側金型２０か
ら離すために用いられる。

【００１２】シリンダ１０の先端部に固定された射出用
ノズル１９の内部には、必要に応じてシャットオフバル
ブ（図示せず）が設けられている。ノズル１９の前方に
は、固定側金型２０がベース１７上に設置された取付板
２１に固定されている。また、固定側金型２０と対面し
て可動側金型２２が設けられ、可動側金型２２の背面に
固定された取付板２３が、型締め用アクチュエータ２４
によって固定側金型２０との接近，離間方向に作動され
る。なお、型締め用アクチュエータ２４の取付板２５も
ベース１７上に固定されており、この取付板２５と固定
側金型２０の取付板２１との間に複数本のガイドシャフ
ト２６が水平方向に架設され、可動側金型２２の取付板
２３がこれらガイドシャフト２６に摺動自在にガイドさ
れている。

【００１３】上記構成よりなる射出成形機の作動を説明
する。まず回転用アクチュエータ１６によってスクリュ
ー１１を回転させ、ホッパー１２から投入された樹脂材
料を溶融しながらスクリュー１１の螺旋にそって前方へ
押し出す。これによって、可塑化された樹脂はシリンダ
１０の先端部の空間１０ａと、軸受穴１９ａとスクリュ
ーヘッド１３とで形成される空間１９ｂとに溜められ
る。上記空間１０ａ，１９ｂ内の樹脂圧力は可塑化の進
行に伴い上昇し、所定以上の圧力がスクリュー１１にか
かると、スクリュー１１は後退移動し、計量される。な
お、空間１０ａ，１９ｂに所定量の溶融樹脂を溜める
間、ノズル１９から樹脂が漏れ出ないように、シャット
オフバルブを閉じておくのがよい。

【００１４】次に、シャットオフバルブを開くと共に、
直動用アクチュエータ１５を作動させて空間１０ａ，１
９ｂに溜められた溶融樹脂をノズル１９を介して金型２
０，２２へ射出する。このとき、空間１０ａ内の樹脂は
スクリューヘッド１３に設けられた通路１３ａを通って
金型２０，２２へ射出されるが、樹脂はほぼ直線状に流
れるので、流路の屈曲による圧力損失が少なく、円滑に
射出される。射出後、保圧、金型冷却を行う。金型冷却
後、シャットオフバルブを閉じるとともに、型締め用ア
クチュエータ２４によって可動側金型２２を開き、成形
品を取り出す。成形品を取り出した後、再び金型２０，
２２を閉じる。以後、同様の動作を繰り返す。

【００１５】可塑化時にはスクリュー１１に重力や樹脂
圧力が作用するが、スクリュー１１の先端に固定された
スクリューヘッド１３は軸受穴１９ａで支持され、後端
軸部１１ａはブッシュ１４で支持されているので、両端
支持構造となり、スクリュー１１の先端の振れを防止で
きる。そのため、可塑化途中での樹脂の圧縮，混練が安
定し、安定した成形品を得ることができるとともに、ス
クリュー１１とシリンダ１０との接触による偏摩耗を防
止できる。上記実施例のように、軸受穴１９ａを射出用
ノズル１９に設けた場合には、シリンダ１０に格別な加
工を必要とせず、既存のシリンダを用いることができる
ので、低コストで本発明を実現できる。

【００１６】ここで、一様な軸径を持つ片持ち支持構造
の軸と両端支持構造の軸とで、その最大撓み量を比較す
る。片持ち支持の最大撓み量をδａ、両端支持の最大撓
み量をδｂとすると、次式で表される。 δａ＝ｗＬ⁴ ／８ＥＩ δｂ＝５ｗＬ⁴ ／３８４ＥＩ ここで、ｗは軸の単位長さ当たりの荷重、Ｌは軸の長
さ、Ｅはヤング率、Ｉは曲げ方向の軸回りの断面の慣性
能率である。上式から明らかなように、δｂ≒δａ／１
０であり、スクリュー１１を両端支持構造とすること
で、スクリュー１１の撓み量を片持ち支持構造に比べて
約１／１０にできることがわかる。

【００１７】図５は本発明に係る射出成形機の第２実施
例を示す。この射出成形機はスクリュープリプラ式であ
り、可塑化シリンダ３０と射出シリンダ４０とが並列に
設けられ、可塑化シリンダ３０と射出シリンダ４０の先
端部の間に連通路３１が設けられている。可塑化シリン
ダ３０の内部にはスクリュー３２が回転可能に設けら
れ、このスクリュー３２の前端部の軸部３２ａが、可塑
化シリンダ３０の先端部に固定されたシリンダヘッド３
３の軸受穴３３ａによって回転自在に支持されている。
また、スクリュー３２の後端部の軸部３２ｂは、可塑化
シリンダ３０の後端部に設けられた軸受ブッシュ３４に
よって、軸受穴３３ａと同軸上で回転自在に支持されて
いる。

【００１８】可塑化シリンダ３０によって可塑化された
樹脂は、連通路３１を通り射出シリンダ４０の先端部
（リザーバ）４０ａに溜められる。そのため、リザーバ
４０ａの樹脂圧が増加するに従い、プランジャ４１が後
退する。１ショット分の樹脂がリザーバ４０ａに溜めら
れると、プランジャ４１が前進駆動され、ノズル４２を
介して樹脂を金型に射出する。

【００１９】この実施例の場合も、スクリュー３２の両
端部が回転自在に支持されているので、スクリュー３２
の撓みが抑制される。そのため、可塑化途中での樹脂の
圧縮，混練が安定し、安定した成形品を得ることができ
るとともに、スクリュー３２とシリンダ３０との接触に
よる偏摩耗を防止できる。また、この実施例では、スク
リュー３２は回転するのみで、前後に移動する必要がな
いので、軸受部３３ａ，３４の構造が簡単になる。

【００２０】本発明の射出成形機は、インラインスクリ
ュー型、スクリュープリプラ型に限るものではなく、ス
クリューを用いた射出成形機であれば、如何なる成形機
にも適用可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
に記載の発明によれば、可塑化用のスクリューを両端支
持したので、スクリューを回転させた時、スクリューの
先端部の振れが抑制される。そのため、樹脂の圧縮，混
練の度合いが安定し、成形品質が安定する。また、スク
リューの先端部外周面がシリンダと接触することがなく
なり、偏磨耗を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来における射出成形機の一例の断面図であ
る。

【図２】本発明の第１実施例であるインラインスクリュ
ー式射出成形機の全体図である。

【図３】図２の要部の拡大断面図である。

【図４】（ａ）はスクリューヘッドの正面図、（ｂ）は
その側面図である。

【図５】本発明の第２実施例であるスクリュープリプラ
式成形機の部分断面図である。

【符号の説明】

１０ シリンダ １１ スクリュー １３ スクリューヘッド（軸部） １３a 通路 １４ ブッシュ（回転支持機構） １９ ノズル １９ａ 軸受穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F206 AR18 JA07 JD01 JM01 JQ14 JQ51

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スクリュー式可塑化装置によって可塑化さ
   れた樹脂を、ノズルを介して金型へ射出する射出成形機
   において、可塑化装置の可塑化シリンダの樹脂送り出し
   方向の先端部に軸受穴が設けられ、可塑化シリンダ内に
   挿入されたスクリューの一端側の軸部が上記軸受穴に回
   転自在に支持され、スクリューの他端側の軸部は上記軸
   受穴と回転中心を一致させるようシリンダの後端部に設
   けられた回転支持機構を介して回転自在に支持されてい
   ることを特徴とする射出成形機。
2. 【請求項２】上記スクリューの一端側の軸部には、外周
   面から軸心部を介して軸受穴の内部へ開口する溶融樹脂
   の通路が形成されていることを特徴とする請求項１に記
   載の射出成形機。
3. 【請求項３】上記軸受穴は、可塑化シリンダの先端部に
   固定された射出用ノズルに設けられていることを特徴と
   する請求項１または２に記載の射出成形機。