JP2008055789A - 射出装置および射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】射出成形機の成形時におけるノズル先端部と金型の接触により磨耗が発生する。またその間にプレ−トを設置した場合、ノズル先端部とプレ−ト穴の隙間から樹脂が漏れ出てしまう場合があった。
【解決手段】本発明による射出成形機１０は、溶融樹脂を吐出するためのノズル１４が先端に取り付けられた射出シリンダ１５と、この射出シリンダ１５の先端部を支持する固定プラテン１６と、この固定プラテン１６に対し型締め方向に沿って移動可能に支持され、ノズル１４に嵌合し得るノズル嵌合穴２２が形成され、金型２１が押し当てられるノズルセットプレート１７と、このノズルセットプレート１７をノズル１４から離れるように付勢する圧縮コイルばね１８とを具えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、射出装置およびこの射出装置を用いた射出成形機に関する。

射出装置と型締め装置とからなる射出成形機には、溶融樹脂を射出するためのノズルが先端に取り付けられた射出装置の射出シリンダと、型締め装置に取り付けられる金型とを連結するための構成に関して２種類のものが知られている。すなわち、固定状態の金型に対して射出シリンダが進退する特許文献１に開示されたものと、逆に固定状態の射出シリンダに対して金型が進退する特許文献２に開示されたものとがある。何れの形式のものであっても、射出シリンダの先端部のノズルと金型との接触後に金型内に形成された成形キャビティ内に溶融樹脂が射出される。

特許文献１に開示された射出成形機においては、ヒータが組み込まれた射出シリンダの先端側の容積がかさばり、射出装置の部分が大型となってしまう傾向を持つ。これに対し、特許文献２に開示された射出成形機は、その構造を比較的簡略化することができるため、特許文献１のものよりも小型化が可能となる利点を持つ。

一方、特許文献３に開示されているように、射出シリンダのノズルと金型との間に中間プレートを介在させ、この中間プレートを介して溶融樹脂を射出するようにしたものも知られている。この中間プレートには、射出シリンダのノズルが緊密に嵌合する開口部が形成され、これによって射出シリンダのノズルからの樹脂の漏れをより確実に防止することが可能である。

特公平０１−０３６４１４号公報 特開平０５−０１６１７６号公報 特開２００２−３１６３４９号公報

上述したように、金型に対して射出シリンダを移動させるタイプの特許文献１に開示された射出成形機は、加熱部が組み込まれた射出シリンダを移動させる必要上、非常に大きな動力を必要とし、かつ複雑な構造となるため、射出装置の部分が大型化してしまう問題をはらんでいる。

また、特許文献１および特許文献２に開示された射出成形機は、共に射出シリンダの先端部のノズルと金型との接触状態を維持してノズルからの樹脂の漏洩を防止するため、非常に大きな圧力でこれらを接触させている。このため、経時的にノズル先端部や金型のスプルー部分の磨耗が発生したり、ノズル部分が歪んでしまうという問題があった。

この点に関し、特許文献３に開示された射出成形機においては、中間プレートが介在しているため、ノズル先端部や金型のスプルー部分の磨耗をある程度抑制することができる。しかしながら、型開きの際に発生する振動や、パージ作業時に発生する射出シリンダのノズル部分の振動により、中間プレートの開口部とノズルとの嵌め合い状態が緩んでしまい、ここから樹脂が漏洩してしまう可能性があった。また、この中間プレートは射出シリンダのノズルに対して常時接触状態にあるため、ノズル先端部の熱が中間プレート側に奪われやすく、熱エネルギーの損失が大きくなってしまう欠点もある。

本発明の目的は、小型化が可能であって樹脂の漏出を長期間に亙って阻止し得る射出装置およびこの射出装置を用いた射出成形機を提供することにある。

本発明の第１の形態は、溶融樹脂を吐出するためのノズルが先端に取り付けられた射出シリンダと、この射出シリンダの先端部を支持する固定プラテンと、この固定プラテンに対し型締め方向に沿って移動可能に支持され、前記ノズルに嵌合し得るノズル嵌合穴が形成され、金型が押し当てられるノズルセットプレートと、このノズルセットプレートを前記ノズルから離れるように付勢するプレート付勢手段とを具えたことを特徴とする射出装置にある。

本発明においては、固定プラテンに支持されたノズルセットプレートがプレート付勢手段によって射出シリンダの先端部のノズルから離れた状態に保持されている。射出成形の際にプレート付勢手段に抗してノズルセットプレートが固定プラテン側に押し戻され、これに伴って射出シリンダのノズルがノズルセットプレートのノズル嵌合穴内に嵌まり込む。

本発明の第１の形態による射出装置において、ノズル嵌合穴が先細りの円錐状をなすノズルの外周面に倣った先細りの円錐状をなす内周面を有するものであってよい。この場合、ノズル嵌合穴の内周面のテーパ角をノズルの外周面のテーパ角と同じか、あるいはそれ以上に設定することが好ましい。

ノズル嵌合穴の最少内径をノズルの先端の最少外径と同じか、あるいはそれ以上に設定することが好ましい。

射出シリンダ内に樹脂材料を供給するための材料供給手段と、射出シリンダ内に供給された樹脂を溶融するためのヒータと、射出シリンダ内の溶融樹脂をノズルから吐出させるための射出手段とをさらに具えることができる。

本発明の第２の形態は、本発明の第１の形態による射出装置と、溶融樹脂が充填される成形キャビティを形成した金型が取り付けられ、プレート付勢手段に抗してノズルセットプレートが固定プラテンと金型とで挟み付けられるように、前記ノズルセットプレートを介して金型を前記固定プラテン側に押圧する型締め装置とを具えたことを特徴とする射出成形機にある。

本発明においては、固定プラテンに支持されたノズルセットプレートがプレート付勢手段によって射出シリンダの先端部のノズルから離れた状態に保持されている。型締め装置を駆動して金型をノズルセットプレート側に押し付けると、プレート付勢手段に抗してノズルセットプレートが固定プラテン側に押し戻され、これに伴って射出シリンダのノズルがノズルセットプレートのノズル嵌合穴内に嵌まり込む。そして、ノズルの先端が金型のスプルーに押し当った状態で溶融樹脂が射出シリンダからノズルを介して金型に形成された成形キャビティ内に射出される。その後、型開きのために金型をノズルセットプレートから後退させると、プレート付勢手段により再びノズルセットプレートが射出シリンダの先端部のノズルから離れた状態に保持される。

本発明の第２の形態による射出成形機において、型締め装置は、金型を取り付けるための金型取り付け手段と、ノズルセットプレートを介して金型を固定プラテン側に押圧するための型締め手段とを有することができる。

本発明の射出装置によると、固定プラテンに対し型締め方向に沿って移動可能に支持され、溶融樹脂を吐出するためのノズルに嵌合し得るノズル嵌合穴が形成され、金型が押し当てられるノズルセットプレートと、このノズルセットプレートをノズルから離れるように付勢するプレート付勢手段とを具えているので、射出成形中以外では射出シリンダのノズルとノズルセットプレートとを非接触状態に保つことができ、加熱状態にあるノズルからの放熱を最小限に止めることができる。また、射出成形中以外では射出シリンダのノズルとノズルセットプレートとが非接触状態となるため、振動などによるノズルセットプレートのノズル嵌合穴の損耗を抑制することができる。この結果、ノズルセットプレートやノズルのメンテナンス頻度を低下させて射出成形機の稼動率を高めることが可能となる。

ノズル嵌合穴が、先細りの円錐状をなすノズルの外周面に倣った先細りの円錐状をなす内周面を有する場合、ノズル嵌合穴に対するノズルの密着性を高めることができる。

ノズル嵌合穴の内周面のテーパ角が、ノズルの外周面のテーパ角と同じか、あるいはそれ以上に設定されている場合、ノズル嵌合穴に対するノズルの密着性をさらに高めることができる。

ノズル嵌合穴の最少内径をノズルの先端の最少外径と同じか、あるいはそれ以上に設定した場合、ノズル嵌合穴に対するノズルの密着性を同様に高めることができる。

本発明の射出成形機によると、本発明による射出装置と、溶融樹脂が充填される成形キャビティを形成した金型が取り付けられ、プレート付勢手段に抗してノズルセットプレートが固定プラテンと金型とで挟み付けられるように、ノズルセットプレートを介して金型を固定プラテン側に押圧する型締め装置とを具えているので、型締め装置を利用して金型を射出シリンダのノズル側に移動させることが可能となり、射出シリンダを射出成形作業毎に移動させる必要がなくなり、射出成形機全体の大きさをコンパクト化させることができる。また、ノズル近傍に介在する溶融樹脂を必要以上に加熱する必要がなくなるため、樹脂に対して加熱による悪影響を回避することができる。ノズルセットプレートが射出装置側に組み込まれているため、金型を交換する際にノズルセットプレートまでも交換する必要がなくなり、金型の構造の複雑化を回避することができる。

本発明による射出成形機を横型のものに応用した一実施形態について、図１〜図３を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施形態のみに限らず、必要に応じて適宜変更を行うことが可能である。

本実施形態の概念を型開き状態にて図１に示し、そのノズル部分を抽出拡大して図２に示し、型締め状態の概念を図３に示す。本実施形態における射出成形機１０は、射出装置１１と、型締め装置１２と、これらを搭載するベース１３とで主要部が構成されている。

射出装置１１は、樹脂を吐出するためのノズル１４が先端に取り付けられた射出シリンダ１５と、固定プラテン１６と、ノズルセットプレート１７と、このノズルセットプレート１７をノズル１４から離れるように付勢する圧縮コイルばね１８とを有する。また、射出シリンダ１５内に樹脂材料を供給するための図示しない材料供給手段と、射出シリンダ１５内に供給された樹脂を溶融するための図示しないヒータと、射出シリンダ１５内の溶融樹脂をノズル１４から吐出させるための図示しない射出手段とをさらに有している。

架台１９を介してベース１３上に設置された射出シリンダ１５の先端部は、ベース１３上に設置された固定プラテン１６に支持されている。固定プラテン１６には、ノズル１４を囲むように型締め装置１２側（図中、左側）に突出する複数本の案内ロッド２０が植設されている。金型２１が押し当てられるノズルセットプレート１７は、これら案内ロッド２０に対して摺動自在に貫通した状態でこれらに支持され、固定プラテン１６に対し型締め方向に沿って移動可能となっている。固定プラテン１６とノズルセットプレート１７との間に介在するように案内ロッド２０に保持された圧縮コイルばね１８は、本発明におけるプレート付勢手段として機能する。従って、型締め以外の状態におけるノズルセットプレート１７は、圧縮コイルばね１８のばね力によって図１に示すように固定プラテン１６およびノズル１４から離された状態に保持される。圧縮コイルばね１８は、ノズルセットプレート１７が案内ロッド２０から抜け外れないような長さに設定されているが、ノズルセットプレート１７と案内ロッド２０との間には、案内ロッド２０からノズルセットプレート１７が抜け外れるのを阻止する図示しない抜け止め手段が設けられている。

ノズルセットプレート１７の中央部には、先細りの円錐台状をなすノズル１４が嵌合し得るノズル嵌合穴２２が形成されている。このノズル嵌合穴２２は、ノズル１４の先細りの円錐台状をなす外周面に倣った先細りの円錐台状をなす内周面を有する。ノズル嵌合穴２２の内周面のテーパ角θは、ノズル１４の外周面のテーパ角Θと同じか、あるいはそれ以上に設定されている。また、ノズル嵌合穴２２の最少内径ｄは、ノズル１４の先端の最少外径Ｄと同じか、あるいはそれ以上に設定されている。この場合、型締め状態において金型２１に形成された溶融樹脂の入口部分、つまりスプルー部分がノズル１４の先端と接触しないように、わずかな隙間を形成しておくことが好ましい。このように、ノズル１４とノズル嵌合穴２２との寸法関係を規定することにより、ノズルセットプレート１７とノズル嵌合穴２２とノズル１４との密着性を高め、これらの隙間から溶融樹脂が漏洩するのを確実に防止することができる。

一方、射出装置１１と共に射出成形機１０を構成する型締め装置１２は、金型２１を取り付けるための金型取り付けブロック２３と、ベース１３内に組み込まれた図示しない型締め手段とを有する。本発明の金型取り付け手段として機能する金型取り付けブロック２３は、型締め手段の作動によって射出装置１１との対向方向（図中、左右方向）に駆動される。溶融樹脂が充填される図示しない成形キャビティが形成された金型２１は、型締め作業の際にノズルセットプレート１７を介して固定プラテン１６側に押圧され、図３に示すように圧縮コイルばね１８のばね力に抗してノズルセットプレート１７が固定プラテン１６と金型２１とで挟み付けられた状態となる。

このように、ノズルセットプレート１７が固定プラテン１６側、すなわち射出装置１１側に取り付けられているため、ノズル１４およびノズルセットプレート１７に関係なく金型２１の交換が可能となり、金型構造の複雑化を回避することができる。

なお、金型２１および型締め装置１２の詳細や、金型２１から成形品の取り出しまたはランナー，ゲートなどの除去などに関しては、従来から周知の一般的な機構を利用することができる。

射出成形前の状態においては、図１に示すように金型２１とノズルセットプレート１７およびノズル１４はそれぞれ分離しており、ノズル１４は図示しないヒータにより一定の温度に保たれている。型締め手段により金型取り付けブロック２３と共に金型２１が固定プラテン１６側へ移動するに伴い、まず金型２１がノズルセットプレ−ト１７に接触し、圧縮コイルばね１８のばね力に抗してさらに前進を続けるため、金型２１はノズルセットプレ−ト１７と共に固定プラテン１６側へ移動する。最終的に、図３に示すように固定プラテン１６とノズルセットプレート１７と金型２１とが密着状態となる。この状態においては、ノズルセットプレ−ト１７のノズル嵌合穴２２に対して射出シリンダ１５のノズル１４が密着状態で嵌合する。そして、ノズル１４の先端から射出された溶融樹脂が金型２１の成形キャビティ内に充填される。その後、前述した逆の順序で型締めが解除され、従来から知られている方法で成形品とランナーなどの取り出しが行われる。

本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。

本発明による射出成形機の一実施形態の概念図であり、金型が開いている状態を表す。 図１に示した射出成形機のノズルの先端部の抽出拡大図である。 図１に示した射出成形機の一実施形態の概念図であるが、型締め状態を表している。

符号の説明

１０ 射出成形機
１１ 射出装置
１２ 型締め装置
１３ ベース
１４ ノズル
１５ 射出シリンダ
１６ 固定プラテン
１７ ノズルセットプレート
１８ 圧縮コイルばね
１９ 架台
２０ 案内ロッド
２１ 金型
２２ ノズル嵌合穴
２３ 金型取り付けブロック
θ ノズル嵌合穴のテーパ角
Θ ノズルのテーパ角
ｄ ノズル嵌合穴の最少内径
Ｄ ノズルの最少外径

Claims (5)

1. 溶融樹脂を吐出するためのノズルが先端に取り付けられた射出シリンダと、
   この射出シリンダの先端部を支持する固定プラテンと、
   この固定プラテンに対し型締め方向に沿って移動可能に支持され、前記ノズルに嵌合し得るノズル嵌合穴が形成され、金型が押し当てられるノズルセットプレートと、
   このノズルセットプレートを前記ノズルから離れるように付勢するプレート付勢手段と
   を具えたことを特徴とする射出装置。
2. 前記ノズル嵌合穴は、先細りの円錐状をなす前記ノズルの外周面に倣った先細りの円錐状をなす内周面を有することを特徴とする請求項１に記載の射出装置。
3. 前記ノズル嵌合穴の内周面のテーパ角は、前記ノズルの外周面のテーパ角と同じか、あるいはそれ以上に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の射出装置。
4. 前記ノズル嵌合穴の最少内径は、前記ノズルの先端の最少外径と同じか、あるいはそれ以上に設定されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の射出装置。
5. 請求項１から請求項４の何れかに記載の射出装置と、
   溶融樹脂が充填される成形キャビティを形成した金型が取り付けられ、プレート付勢手段に抗してノズルセットプレートが固定プラテンと金型とで挟み付けられるように、前記ノズルセットプレートを介して金型を前記固定プラテン側に押圧する型締め装置と
   を具えたことを特徴とする射出成形機。
   

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