JP2004050415A

JP2004050415A - 射出装置

Info

Publication number: JP2004050415A
Application number: JP2002206758A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Hirano; 平野　智裕
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】成形材料から発生したガスを十分に除去することができ、成形品の品質を向上させることができるようにする。
【解決手段】成形材料供給口が形成されたシリンダ部材と、該シリンダ部材内に進退自在に配設された射出部材と、前記シリンダ部材内に負圧を形成する負圧形成部２０とを有する。そして、前記シリンダ部材の所定の位置に、シリンダ部材内にガス流形成媒体を供給するための媒体供給穴８１が形成される。ガス流形成媒体は、媒体供給穴８１を介してシリンダ部材内に進入し、シリンダ部材内にガスの流れを形成し、ガスをシリンダ部材外に排出する。
【選択図】　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた成形材料としての樹脂を、高圧で射出して金型装置のキャビティ空間に充填（てん）し、該キャビティ空間内において冷却して固化させることによって成形品を得ることができるようになっている。
【０００３】
前記射出成形機は金型装置、型締装置及び射出装置を有し、前記型締装置は、固定プラテン及び可動プラテンを備え、型締用シリンダによって可動プラテンを進退させることにより金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。
【０００４】
一方、前記射出装置は、樹脂を加熱して溶融させる加熱シリンダ、及び溶融させられた樹脂を射出する射出ノズルを備え、前記加熱シリンダ内にスクリューが回転自在に、かつ、進退自在に配設される。そして、該スクリューを、後端に配設された駆動部によって前進させることにより射出ノズルから樹脂が射出され、前記駆動部によって回転させることにより樹脂の計量が行われる。
【０００５】
そして、前記加熱シリンダの所定の位置に樹脂供給口が形成され、該樹脂供給口を介して加熱シリンダ内に樹脂が供給される。
【０００６】
また、前記スクリューは、フライト部、及び該フライト部の前端に配設されたスクリューヘッドを備える。そして、前記フライト部は、スクリューの本体、すなわち、スクリュー本体の外周面に螺（ら）旋状に形成されたフライトを備え、該フライトによって螺旋状の溝が形成される。また、フライト部には、後方から前方にかけて順に、樹脂が供給される供給部、供給された樹脂を圧縮しながら溶融させる圧縮部、及び溶融させられた樹脂を一定量ずつ計量する計量部が形成される。
【０００７】
ところで、樹脂が、加熱され溶融させられるのに伴って樹脂からガスが発生し、該ガスをそのまま放置すると、樹脂焼けが発生したり、ガスが金型装置内に流入して、金型装置のエアベントを詰まらせたりして成形品の品質を低下させてしまう。
【０００８】
そこで、樹脂供給口から加熱シリンダに窒素ガスを供給し、ガスを窒素ガスに置換したり、前記樹脂供給口を介して加熱シリンダ内のガスを真空引きによって吸引したりして、ガスを除去し、樹脂焼けが発生するのを防止するようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の射出装置においては、加熱シリンダ内のガスを十分に除去することができず、樹脂焼けが発生したり、ガスが金型装置内に流入して、金型装置のエアベントを詰まらせたりするのを十分に防止することができない。
【００１０】
本発明は、前記従来の射出装置の問題点を解決して、成形材料から発生したガスを十分に除去することができ、成形品の品質を向上させることができる射出装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の射出装置においては、所定の位置に成形材料供給口が形成されたシリンダ部材と、該シリンダ部材内に進退自在に配設され、前進させられるのに伴って、成形材料を射出する射出部材と、前記シリンダ部材内に負圧を形成し、シリンダ部材内において発生したガスを吸引する負圧形成部とを有する。
【００１２】
そして、前記シリンダ部材の所定の位置に、シリンダ部材内にガス流形成媒体を供給し、ガスの流れを形成するための媒体供給穴が形成される。
【００１３】
本発明の他の射出装置においては、さらに、前記射出部材は、後方から前方にかけて供給部、圧縮部及び計量部が形成されたスクリューである。そして、前記媒体供給穴は、前記スクリューが前進限位置に置かれたときの供給部の前端の近傍に形成される。
【００１４】
本発明の更に他の射出装置においては、さらに、前記ガス流形成媒体は圧縮された状態で供給される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態における射出装置の断面図である。
【００１７】
図において、１１はシリンダ部材としての加熱シリンダ、１２は該加熱シリンダ１１内において回転自在に、かつ、進退（図において左右方向に移動）自在に配設された射出部材としてのスクリュー、１３は前記加熱シリンダ１１の前端（図において左端）に取り付けられた射出ノズル、１４は該射出ノズル１３に形成されたノズル口、１５は前記加熱シリンダ１１の後端（図において右端）の近傍の所定の位置に形成された成形材料供給口としての樹脂供給口、１７は、該樹脂供給口１５に取り付けられ、ペレット状の成形材料としての樹脂を投入するための投入部であり、該投入部１７の上端に、樹脂を収容する図示されないホッパが取り付けられる。前記加熱シリンダ１１の外周には、図示されない面状のヒータが配設され、該ヒータを通電することによって、前記加熱シリンダ１１内の樹脂を加熱し、溶融させることができる。なお、１６は加熱シリンダ１１の外周を包囲するカバー、４４は前記ホッパ内の樹脂を投入部１７内に導入する成形材料入口としての樹脂入口である。
【００１８】
前記スクリュー１２は、フライト部２１、及び該フライト部２１の前端に配設されたスクリューヘッド２７を備える。そして、前記フライト部２１は、スクリュー本体の外周面に螺旋状に形成されたフライト２３を備え、該フライト２３によって螺旋状の溝２４が形成される。また、フライト部２１には、後方（図において右方）から前方（図において左方）にかけて順に、樹脂供給口１５を介して樹脂が供給される供給部Ｐ１、供給された樹脂を圧縮しながら溶融させる圧縮部Ｐ２、及び溶融させられた樹脂を一定量ずつ計量する計量部Ｐ３が形成される。前記溝２４の底、すなわち、スクリュー本体の外径は、供給部Ｐ１において比較的小さくされ、圧縮部Ｐ２において後方から前方にかけて徐々に大きくされ、計量部Ｐ３において比較的大きくされる。したがって、加熱シリンダ１１の内周面とスクリュー本体の外周面との間の間隙（げき）は、前記供給部Ｐ１において比較的大きくされ、圧縮部Ｐ２において後方から前方にかけて徐々に小さくされ、計量部Ｐ３において比較的小さくされる。
【００１９】
ところで、前記投入部１７は、前記ホッパの下端に隣接させて配設され、樹脂を設定された量だけ間欠的に供給する回転式の成形材料供給部材としての供給バルブ１８、該供給バルブ１８の下端に隣接させて配設され、前記加熱シリンダ１１内に負圧を形成し、加熱シリンダ１１内において樹脂から発生したガスを吸引するための負圧形成部２０、及び該負圧形成部２０の下端に隣接させて配設され、供給バルブ１８によって負圧形成部２０を介して供給された樹脂を案内する筒状の案内部２２を備える。また、加熱シリンダ１１の後端には、樹脂供給口１５に供給される樹脂、及び供給部Ｐ１の樹脂が溶融させられないように、冷却ブロック７１が配設され、該冷却ブロック７１に前記案内部２２から供給された樹脂を案内する漏斗状の案内流路７２が形成される。なお、図示されない冷却媒体供給源から供給された冷却媒体、例えば、水は、媒体供給口７３を介して冷却ブロック７１内に流入させられ、冷却ブロック７１を冷却した後、媒体排出口７４から排出され、前記冷却媒体供給源に戻される。
【００２０】
また、前記冷却ブロック７１は、連結ブロック７５を介して駆動部ケース７６と連結され、該駆動部ケース７６内に第１の駆動部としての図示されない射出用モータ、第２の駆動部としての図示されない計量用モータ等が配設される。なお、本実施の形態においては、前記射出用モータ及び計量用モータとして、電動式のサーボモータが使用されるようになっているが、射出用モータとして電動式のサーボモータに代えて油圧シリンダを使用したり、計量用モータとして電動式のサーボモータに代えて油圧モータを使用したりすることもできる。
【００２１】
そして、前記スクリュー１２の後端は、カプラ７７を介して前記スプラインナット７８とスプライン係合によって連結され、さらに、スプラインナット７８を介して伝動軸７９と連結される。なお、該伝動軸７９はベアリングｂ１によって駆動部ケース７６に対して回転自在に支持される。
【００２２】
計量工程時に、前記計量用モータを駆動して伝動軸７９を回転させ、前記スクリュー１２を正方向に回転させると、ホッパ内の樹脂が投入部１７及び樹脂供給口１５を介して供給部Ｐ１に供給され、溝２４内を前進（図において左方に移動）させられる。それに伴って、スクリュー１２が後退（図において右方に移動）させられ、樹脂がスクリューヘッド２７の前方に蓄えられる。なお、前記溝２４内の樹脂は、前記供給部Ｐ１においてペレット状の形状を有し、圧縮部Ｐ２において半溶融状態になり、計量部Ｐ３において完全に溶融させられて液状になる。
【００２３】
また、射出工程時に、前記射出用モータを駆動して伝動軸７９を前進させ、スクリュー１２を前進させると、スクリューヘッド２７の前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズル１３から射出され、図示されない金型装置内のキャビティ空間に充填される。このとき、スクリューヘッド２７の前方に蓄えられた樹脂が逆流しないように、スクリューヘッド２７の周囲に逆流防止装置３６が配設される。
【００２４】
次に、前記投入部１７について説明する。
【００２５】
前記供給バルブ１８は、断面が四角形の形状を有するケース４１、及び該ケース４１内において回転自在に支持された断面が円形の形状を有する弁本体としてのシャフト４３を備える。前記ケース４１の上面には、ホッパと連通させられる前記樹脂入口４４が、前記ケース４１の下面には、前記負圧形成部２０と連通させられる成形材料出口としての樹脂出口４５が、互いに同一軸上に形成される。
【００２６】
また、前記シャフト４３の円周方向における所定の箇所に、所定の深さを有する成形材料収容部としてのポケット４９が、前記樹脂入口４４及び樹脂出口４５と対応する位置に形成され、シャフト４３を回転させることによって、前記ポケット４９が樹脂入口４４又は樹脂出口４５と選択的に連通させられる。本実施の形態においては、前記シャフト４３に一つのポケット４９が形成されるが、シャフト４３の円周方向における複数箇所に同ピッチで二つ以上のポケットを形成することもできる。その場合、各ポケットを浅くすることができるので、加熱シリンダ１１に供給される樹脂の供給量の変動を小さくすることができる。
【００２７】
そして、前記ケース４１の一端に隣接させて、供給バルブ１８を作動させるための第３の駆動部としての供給用モータ５１が取り付けられ、該供給用モータ５１の出力軸５２はシャフト４３に固定される。したがって、前記供給用モータ５１を間欠的に駆動することによって、前記シャフト４３を回転させ、前記ポケット４９を樹脂入口４４と連通する位置に置き、前記ホッパ内の樹脂をポケット４９内に収容し、続いて、ポケット４９を樹脂出口４５と連通する位置に置き、ポケット４９内の樹脂を負圧形成部２０に設定された量ずつ供給することができる。そして、供給用モータ５１の回転速度を変化させることによって供給量を調整することができる。なお、前記供給用モータ５１及び供給バルブ１８によって成形材料供給制御部が構成される。
【００２８】
また、前記負圧形成部２０は、内管５６、及び該内管５６より径方向外方に、所定の距離を置いて配設された外管５７から成り、該外管５７の下端にフランジ５８が取り付けられ、前記負圧形成部２０はフランジ５８を介して案内部２２に固定される。そして、前記内管５６と外管５７との間に環状室６１が形成される。
【００２９】
また、前記案内部２２は、ガラス製の内管５３、及び該内管５３より径方向外方に、所定の距離を置いて配設された外管５４から成り、前記内管５３の上端は前記負圧形成部２０に臨ませて開口させられ、前記外管５７の下端にフランジ５０が取り付けられ、前記投入部１７はフランジ５０を介して冷却ブロック７１に固定される。そして、前記内管５３と対向させて成形材料検出手段としてのレベルセンサ５５が配設される。
【００３０】
前記内管５６内及び環状室６１内と内管５３内とが連通させられるとともに、案内流路７２内と内管５３内とが連通させられ、前記内管５６、内管５３及び案内流路７２によって、加熱シリンダ１１内と連通する成形材料通路としての樹脂通路３１が形成される。前記加熱シリンダ１１内及び樹脂通路３１内は、供給バルブ１８によって気密にされ、負圧形成部２０によって負圧が形成される。そのために、前記加熱シリンダ１１内及び樹脂通路３１内は、内管５６の下端において環状室６１と連通させられる。そして、前記外管５７の所定の箇所に吸引口６２が形成され、該吸引口６２に吸引パイプ６４を介してフィルタ装置６５が接続される。
【００３１】
該フィルタ装置６５は、多孔の内管６６、及び該内管６６より径方向外方に、所定の距離を置いて配設された外管６７から成り、前記内管６６と外管６７との間にフィルタ６８が配設される。また、前記フィルタ装置６５は、図示されない開閉弁及び吸引パイプを介して負圧発生手段としての図示されない真空ポンプが接続される。したがって、該真空ポンプを駆動し、前記開閉弁を開放することによって、負圧形成部２０により加熱シリンダ１１内及び樹脂通路３１内に負圧を形成することができる。
【００３２】
ところで、加熱シリンダ１１の所定の箇所、本実施の形態においては、フライト部２１を図に示される前進限位置に置いたときの、供給部Ｐ１の前端の近傍に、かつ、加熱シリンダ１１の円周方向における最も下端に、加熱シリンダ１１内にガスの流れ、すなわち、ガス流を形成するための媒体供給穴８１が貫通させて形成される。該媒体供給穴８１はペレット状の樹脂が媒体供給穴８１を介して落下したり、媒体供給穴８１を詰まらせたりしないように、直径が１〔ｍｍ〕程度にされる。なお、本実施の形態においては、加熱シリンダ１１の円周方向における最も下端に媒体供給穴８１が形成されるようになっているが、加熱シリンダ１１の円周方向における他の部分に媒体供給穴を形成することもできる。
【００３３】
したがって、前記加熱シリンダ１１内に負圧が形成されたときに、ガス流形成媒体として加熱シリンダ１１外の空気が前記媒体供給穴８１を介して加熱シリンダ１１内に矢印方向に進入する。そして、加熱シリンダ１１内に進入した空気は、加熱シリンダ１１内を樹脂通路３１に向けて矢印方向に流れ、それに伴って、媒体供給穴８１より前方のガスにガス流を形成し、前記ガスを樹脂通路３１に向けて押し出し、加熱シリンダ１１外に矢印方向に排出する。
【００３４】
そして、樹脂通路３１に向けて押し出されたガスは、樹脂通路３１を流れた後、環状室６１内に進入し、吸引パイプ６４を介してフィルタ装置６５に供給され、フィルタ装置６５において樹脂の微小粉体が除去された後、真空ポンプに供給される。
【００３５】
したがって、加熱シリンダ１１内のガスを十分に吸引して除去することができるので、樹脂焼けが発生することがなくなるだけでなく、成形品にボイドが発生することがなくなる。また、ガスが金型装置内に流入して金型装置のエアベントを詰まらせることがなくなる。その結果、成形品の品質を向上させることができる。
【００３６】
また、前記媒体供給穴８１は、フライト部２１を前進限位置に置いたときの、供給部Ｐ１の前端の近傍に形成されるので、圧縮部Ｐ２において樹脂が加熱され、溶融され始めるときに発生したガスを効率よく吸引することができる。
【００３７】
さらに、供給部Ｐ１において樹脂は溶融させられていないので、媒体供給穴８１を介して加熱シリンダ１１内に進入した空気が樹脂と反応することがない。
【００３８】
本実施の形態においては、ガス流形成媒体として空気を使用しているが、窒素ガス等の不活性ガスを使用することもできる。また、媒体供給穴８１は大気に開放されていて、大気圧の空気が媒体供給穴８１を介して加熱シリンダ１１内に進入するようになっているが、圧縮された状態の空気、不活性ガス等をガス流形成媒体として供給することもできる。その場合、前記媒体供給穴８１に前記空気、不活性ガス等を圧縮するための圧縮源としてのポンプが接続される。
【００３９】
また、本実施の形態においては、一つの媒体供給穴８１を形成するようにしているが、必要に応じて加熱シリンダ１１の円周方向において複数の媒体供給穴を形成したり、加熱シリンダ１１の軸方向において複数の媒体供給穴を形成したりすることができる。さらに、例えば、成形品の充填量が変化して、スクリュー１２のストロークが変更された場合に、複数の媒体供給穴のうちの所定の穴を閉じ、所定の穴を開放することによって、ガス流形成媒体を供給する位置を変更することができる。
【００４０】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、射出装置においては、所定の位置に成形材料供給口が形成されたシリンダ部材と、該シリンダ部材内に進退自在に配設され、前進させられるのに伴って、成形材料を射出する射出部材と、前記シリンダ部材内に負圧を形成し、シリンダ部材内において発生したガスを吸引する負圧形成部とを有する。
【００４２】
そして、前記シリンダ部材の所定の位置に、シリンダ部材内にガス流形成媒体を供給し、ガスの流れを形成するための媒体供給穴が形成される。
【００４３】
この場合、シリンダ部材内に負圧が形成されたときに、ガス流形成媒体が媒体供給穴を介してシリンダ部材内に進入する。そして、シリンダ部材内に進入したガス流形成媒体は、シリンダ部材内にガスの流れを形成し、ガスをシリンダ部材外に排出する。
【００４４】
したがって、シリンダ部材内において成形材料から発生したガスを十分に除去することができるので、樹脂焼けが発生することがなくなるだけでなく、成形品にボイドが発生することがなくなる。その結果、成形品の品質を向上させることができる。また、ガスが金型装置内に流入して金型装置のエアベントを詰まらせることがなくなる。
【００４５】
本発明の他の射出装置においては、さらに、前記射出部材は、後方から前方にかけて供給部、圧縮部及び計量部が形成されたスクリューである。そして、前記媒体供給穴は、前記スクリューが前進限位置に置かれたときの供給部の前端の近傍に形成される。
【００４６】
この場合、前記媒体供給穴は、スクリューが前進限位置に置かれたときの供給部の前端の近傍に形成されるので、圧縮部において成形材料が加熱され、溶融され始めるときに発生したガスを効率よく吸引することができる。
【００４７】
さらに、供給部において成形材料は溶融させられていないので、媒体供給穴を介してシリンダ部材内に進入した空気が成形材料と反応することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における射出装置の断面図である。
【符号の説明】
１１　　加熱シリンダ
１２　　スクリュー
１５　　樹脂供給口
２０　　負圧形成部
８１　　媒体供給穴
Ｐ１　　供給部
Ｐ２　　圧縮部
Ｐ３　　計量部

Claims

（ａ）所定の位置に成形材料供給口が形成されたシリンダ部材と、
（ｂ）該シリンダ部材内に進退自在に配設され、前進させられるのに伴って、成形材料を射出する射出部材と、
（ｃ）前記シリンダ部材内に負圧を形成し、シリンダ部材内において発生したガスを吸引する負圧形成部とを有するとともに、
（ｄ）前記シリンダ部材の所定の位置に、シリンダ部材内にガス流形成媒体を供給し、ガスの流れを形成するための媒体供給穴が形成されることを特徴とする射出装置。
（ａ）前記射出部材は、後方から前方にかけて供給部、圧縮部及び計量部が形成されたスクリューであり、
（ｂ）前記媒体供給穴は、前記スクリューが前進限位置に置かれたときの供給部の前端の近傍に形成される請求項１に記載の射出装置。
前記ガス流形成媒体は圧縮された状態で供給される請求項１又は２に記載の射出装置。