JP2008087374A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】プランジャを前進移動して計量空間内の成形材料をノズル孔から射出したときに、この計量空間内に成形材料が滞留するのを抑えることが可能になり、加硫成形サイクルを短縮する。
【解決手段】射出成形機１０であって、プランジャ１４は、ノズル孔１１と対向する先端１８に向かうに従い漸次縮径されたテーパ部１９と、このテーパ部１９の基端１９ａにおける外径よりも大径とされて、計量空間１２の内壁面に摺接する基端部２０と、テーパ部１９の基端１９ａと基端部２０の先端２０ａとを連結する傾斜部２１と、を備え、計量空間１２においてノズル孔１１が形成された一端側部分２２の内壁面は、テーパ部１９および傾斜部２１の外形形状に沿った内面形状とされて、このプランジャ１４が前進端位置に到達したときに、その先端１８がノズル孔１１に嵌合した状態で、テーパ部１９および傾斜部２１が計量空間１２の一端側部分２２に嵌合する構成とされている。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば防振ゴム等のゴム製品を加硫成形する際に用いられる射出成形機に関するものである。

この種の射出成形機として、一端にノズル孔が形成されるとともに、内部にノズル孔と連通する計量空間が形成されたシリンダと、該シリンダの他端側に前記計量空間の内壁面と摺接可能に支持されたプランジャと、前記シリンダに形成された供給路を通して前記計量空間に可塑化状態にある成形材料を充填する押し出し機と、が備えられ、押し出し機から計量空間内に供給された成形材料の流動圧により、プランジャをノズル孔に対して後退移動させつつ、計量空間に成形材料を充填し、その後、この成形材料を、ノズル孔に向かうプランジャの前進移動によって、ノズル孔から射出して金型キャビティ内に充填する構成が知られている。
そして、この射出成形機では、従来から、プランジャを前進移動してシリンダの計量空間内の成形材料を射出したときに、この計量空間内に成形材料が滞留するのを抑えることに対する要望がある。このように成形材料の滞留を抑えることによって、計量空間内の成形材料の加熱温度を高め、金型キャビティ内での加硫時間を短縮させることにより加硫成形サイクルを短縮させることが可能になる。すなわち、前述のように計量空間内で滞留した滞留成形材料は、次の加硫成形工程で押し出し機において初めて可塑化状態とされた新たな成形材料と比べて、加硫開始温度が低くなるので、計量空間における設定加熱温度は、前記滞留成形材料が加硫を開始しない程度に抑えておく必要があって高く設定することができなかった。そのため、加硫成形サイクルを短縮させることが困難であるという問題があった。
そこで、計量空間内の滞留成形材料を低減するための手段として、例えば下記特許文献１に示されるように、プランジャの先端部の外形形状と、計量空間の前記一端側の部分の内面形状とをそれぞれ、プランジャが前進端位置に到達したときに、計量空間内において前記一端側の部分がプランジャの先端部で満たされるような形状とすることが考えられる。
特開２００３−１１１８９号公報

しかしながら、前記従来の射出成形機では、プランジャの先端部外周面、および計量空間の前記一端側の部分の内壁面がそれぞれ、プランジャおよび計量空間の共通中心軸線方向に沿って延びるストレート面となっていたので、プランジャが前進端位置に到達したときにこれらの間に成形材料が滞留し易く、計量空間内の滞留成形材料を削減することが困難であるという問題があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、プランジャを前進移動して計量空間内の成形材料をノズル孔から射出したときに、この計量空間内に成形材料が滞留するのを抑えることが可能になり、加硫成形サイクルを短縮することができる射出成形機を提供することを目的とする。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の射出成形機は、一端にノズル孔が形成されるとともに、内部にノズル孔と連通する計量空間が形成されたシリンダと、該シリンダの他端側に前記計量空間の内壁面と摺接可能に支持されたプランジャと、前記シリンダに形成された供給路を通して前記計量空間に可塑化状態にある成形材料を充填する押し出し機と、が備えられ、押し出し機から計量空間内に供給された成形材料の流動圧により、プランジャをノズル孔に対して後退移動させつつ、計量空間に成形材料を充填し、その後、この成形材料を、ノズル孔に向かうプランジャの前進移動によって、ノズル孔から射出して金型キャビティ内に充填する射出成形機であって、前記プランジャは、ノズル孔と対向する先端に向かうに従い漸次縮径されたテーパ部と、このテーパ部の基端における外径よりも大径とされて、前記計量空間の内壁面に摺接する基端部と、前記テーパ部の基端と基端部の先端とを連結する傾斜部と、を備え、前記計量空間においてノズル孔が形成された一端側部分の内壁面は、前記テーパ部および傾斜部の外形形状に沿った内面形状とされて、このプランジャが前進端位置に到達したときに、その先端がノズル孔に嵌合した状態で、前記テーパ部および傾斜部が計量空間の前記一端側部分に嵌合する構成とされていることを特徴とする。
この発明によれば、プランジャが前進端位置に到達したときに、その先端がノズル孔に嵌合した状態で、テーパ部および傾斜部が計量空間の前記一端側部分に嵌合するので、プランジャを前進端位置に到達させた状態で、テーパ部および傾斜部の各外周面と、計量空間の前記一端側部分の内壁面との間の隙間を実質的になくすことが可能になり、この計量空間内に成形材料が滞留するのを抑えることができる。したがって、次の加硫成形工程では、計量空間内に充填されるほぼ全ての成形材料が、押し出し機において始めて可塑化状態とされた成形材料となるので、この計量空間内に充填された成形材料の加硫開始温度をその全体でほぼ均等にすることが可能になり、この計量空間中の成形材料の加熱温度を高く設定してもこの成形材料に焼けが発生するのを抑えることができる。これにより、計量空間中の成形材料の加熱温度を高く設定して、加硫成形サイクルを短縮させることが可能になり、量産性を向上させることができる。
しかも、プランジャは、テーパ部と基端部とが傾斜部を介して連結された構成となっているので、プランジャを前進移動させ、計量空間内の成形材料をノズル孔に向けて流動させる過程において、前記傾斜部の外周面と計量空間の前記一端側部分の内壁面との間で、前記成形材料に大きなせん断力や圧縮力が付与されることになり、この成形材料の発熱やノズル孔に向けた流動を促すことが可能になり、この計量空間内の成形材料の滞留量を確実に低減することができる。

ここで、前記押し出し機から計量空間内に成形材料を供給する際に、前記ノズル孔に向けて前進移動してこのノズル孔を閉塞する閉塞手段が設けられてもよい。
この場合、前述したように、プランジャが前進端位置に到達したときに、その先端がノズル孔に嵌合した状態で、テーパ部および傾斜部が計量空間の前記一端側部分に嵌合する構成とされて、計量空間の一端における内壁面は、ノズル孔から他端側に向かうに従い漸次拡径されたテーパ形状とされているため、押し出し機から計量空間内に成形材料を供給したときに、この成形材料がその流動圧によりノズル孔から漏出し易くなっているにもかかわらず、前記閉塞手段が設けられているので、このような成形材料の漏出を防ぐことができる。

また、前記プランジャはノズル孔に対して進退可能に支持されるとともに、計量空間内の成形材料をノズル孔から射出した後、押し出し機から前記計量空間に成形材料を供給する際に、予めプランジャをノズル孔に対して後退移動させ、このプランジャのテーパ部および傾斜部と計量空間の前記一端側部分の内壁面との間に隙間を設けておき、その後、押し出し機から前記供給路を通して前記隙間に成形材料を供給する制御部が設けられてもよい。
この場合、前記制御部が設けられているので、計量空間内の成形材料をノズル孔から射出した後、押し出し機から供給路に成形材料を供給したときに、この成形材料の流動圧を、プランジャをノズル孔に対して後退移動させる推力として確実に作用させることができる。

さらに、前記供給路は、計量空間の前記一端側部分の内壁面に開口するとともに、押し出し機側から計量空間に向かうに従い漸次前記一端側に向けて傾斜してもよい。
この場合、供給路が、押し出し機側から計量空間に向かうに従い漸次前記一端側に向けて傾斜しているので、前回の加硫成形工程時に押し出し機から計量空間に供給されず、この押し出し機内に成形材料が滞留していても、今回の加硫成形工程で押し出し機から計量空間に成形材料を供給したときに、まず、この滞留した成形材料を計量空間においてノズル孔が開口している一端側に位置させて、その後、この成形材料の上に、今回の加硫成形工程で押し出し機において初めて可塑化状態とされた新たな成形材料を順次供給することが可能になる。したがって、前記滞留した成形材料を、次回の加硫成形工程に持ち越すことなく今回の加硫成形工程で確実に計量空間内から金型キャビティ内に射出することが可能になり、複数の加硫成形工程にわたって計量空間内に成形材料が滞留するのを防ぐことができる。これにより、計量空間内に充填された成形材料全体の加硫開始温度のさらなる均等化を図ることが可能になり、計量空間内の加熱温度を高く設定しても、この計量空間内で成形材料に焼けが発生するのを確実に抑えることができる。以上より、計量空間に充填された成形材料の加熱温度を高く設定することができ、加硫成形サイクルをより一層短縮することが可能になる。
さらに、前記供給路が、計量空間の前記一端側部分の内壁面に開口しているので、押し出し機から計量空間内に成形材料を供給した際に、この成形材料の流動圧を、プランジャのテーパ部および傾斜部の各外周面に作用させて、このプランジャを後退移動させる推力として良好に作用させることが可能になり、現行と同様の加硫成形工程を実現することができる。

また、前記プランジャにおいて、基端部と傾斜部との連結部分、および前記先端の少なくとも一方は、凸曲面状に形成されてもよい。
この場合、プランジャの基端部と傾斜部との連結部分がその径方向外方に凸の曲面状に形成されると、このプランジャが前進端位置に到達した状態で、前記連結部分と計量空間の内壁面との間に成形材料が滞留して焼けが発生するのを防ぐことができる。一方、プランジャの先端がノズル孔に向けて凸の曲面状に形成されると、プランジャが前進端位置に到達して、その先端がノズル孔に嵌合したときに、この先端やノズル孔の内周面等がかける等して破損するのを抑制することができる。

さらに、前記プランジャにおいて少なくとも前記テーパ部および傾斜部を加熱する加熱手段が設けられてもよい。
この場合、計量空間内に充填された成形材料のうち、プランジャのテーパ部および傾斜部に当接する部分の熱が、このプランジャに伝導して冷やされるのを防ぐことが可能になり、計量空間内に充填された成形材料をその全域にわたって均等に高い温度に維持することができる。

この発明によれば、プランジャを前進移動して計量空間内の成形材料をノズル孔から射出したときに、この計量空間内に成形材料が滞留するのを抑えることが可能になり、加硫成形サイクルを短縮することができる。

以下、本発明に係る射出成形機の一実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。
この射出成形機１０は、一端にノズル孔１１が形成されるとともに、内部にノズル孔１１と連通する計量空間１２が形成されたシリンダ１３と、該シリンダ１３の他端側に計量空間１２の内壁面と摺接可能に支持されたプランジャ１４と、シリンダ１３に形成された供給路１５を通して計量空間１２に可塑化状態にある成形材料を充填する押し出し機１６と、が備えられている。そして、押し出し機１６から計量空間１２内に供給された成形材料の流動圧により、プランジャ１４をノズル孔１１に対して後退移動させつつ、計量空間１２に成形材料を充填し、その後、この成形材料を、ノズル孔１１に向かうプランジャ１４の前進移動によって、ノズル孔１１から射出して金型キャビティ１７内に充填するようになっている。

なお、金型キャビティ１７は、互いに接近離間可能に設けられた一対の金型１７ａ、１７ｂ間に形成されている。さらに、一対の金型１７ａ、１７ｂのうち、射出成形機１０側に設けられた上型１７ａの表面にはランナー部材１７ｃが設けられている。このランナー部材１７ｃにおいてノズル孔１１と対向する表面には、このノズル孔１１と同軸上に注入孔１７ｄが形成されており、この注入孔１７ｄは、上型１７ａおよびランナー部材１７ｃに形成されたランナー１７ｅを介して金型キャビティ１７と連通している。

ここで、射出成形機１０は、注入孔１７ｄが形成されたライナー部材１７ｃの前記表面に対して接近離間可能に設けられており、射出成形機１０が前進端位置に到達したときに、ノズル孔１１の開口面と注入孔１７ｄの開口面とが当接して、これらのノズル孔１１と注入孔１７ｄとが連通するようになっている。
また、図示の例では、押し出し機１６のノズルは、シリンダ１３の側部に逆止弁２４を介して連結されており、シリンダ１３内に形成された供給路１５は、この逆止弁２４と計量空間１２とを連通させている。

そして、本実施形態では、プランジャ１４は、ノズル孔１１と対向する先端１８に向かうに従い漸次縮径されたテーパ部１９と、このテーパ部１９の基端１９ａにおける外径よりも大径とされて、計量空間１２の内壁面に摺接する基端部２０と、テーパ部１９の基端１９ａと基端部２０の先端２０ａとを連結する傾斜部２１と、を備えている。テーパ部１９および傾斜部２１はそれぞれ、このプランジャ１４の縦断面視で、プランジャ１４の中心軸線Ｏ方向に傾斜する方向に直線状に延びる外周面を有し、基端部２０はプランジャ１４の中心軸線Ｏ方向に沿って延在した外周面を有している。

また、プランジャ１４の縦断面視において、テーパ部１９の外周面と前記中心軸線Ｏとがなす角度は、傾斜部２１の外周面と前記中心軸線Ｏとがなす角度よりも小さくなっている。さらに、基端部２０と傾斜部２１との連結部分、つまり基端部２０の先端２０ａは、このプランジャ１４の径方向外方に凸となる曲面状に形成され、テーパ部１９と傾斜部２１との連結部分、つまりテーパ部１９の基端１９ａは、このプランジャ１４の径方向内方に凹となる曲面状に形成されている。また、プランジャ１４の先端１８は、ノズル孔１１に向けて凸となる曲面状に形成されている。

ここで、シリンダ１３の計量空間１２において、ノズル孔１１が形成された一端側部分２２の内壁面は、テーパ部１９および傾斜部２１の外形形状に沿った内面形状とされている。
本実施形態では、計量空間１２は、ノズル孔１１から他端側に向けて漸次拡径した計量空間テーパ部２５と、このテーパ部２５の他端２５ａにおける内径よりも大径とされて、プランジャ１４の基端部２０の外周面に摺接する計量空間基端部２６と、計量空間テーパ部２５の他端２５ａと計量空間基端部２６においてノズル孔１１側の一端２６ａとを連結する計量空間傾斜部２７と、を備えている。そして、前述した計量空間１２の前記一端側部分２２の内壁面は、計量空間テーパ部２５の内壁面と計量空間傾斜部２７の内壁面とにより構成されている。

以上より、図４に示されるように、プランジャ１４が前進端位置に到達したときに、その先端１８がノズル孔１１に嵌合した状態で、テーパ部１９および傾斜部２１の各外周面が計量空間１２の前記一端側部分２２の内壁面に接触して嵌合するようになっている。
ここで、図示の例では、プランジャ１４が前進端位置に到達したときに、その先端１８は、ノズル孔１１よりも下方に突出しないでこのノズル孔１１の開口縁における径方向内方に位置されて、その開口面とほぼ面一となり、ノズル孔１１に嵌合するようになっている。
なお、プランジャ１４が、図４に示されるように前進端位置に到達しているとき、および図２および図３に示されるように後進端位置に到達しているとき、つまり計量空間１２内に成形材料が充填されて、プランジャ１４を前進移動させる直前の状態にあるとき、の別を問わず、プランジャ１４の基端部２０外周面と計量空間基端部２６の内壁面とは、これらの間に成形材料が実質的に流入しない程度に接触している。

また、本実施形態では、シリンダ１３に形成された供給路１５は、計量空間１２の前記一端側部分２２に開口している。図示の例では、供給路１５は、計量空間１２の前記一端側部分２２において計量空間傾斜部２７に開口している。ここで、シリンダ１３に設けられた前記逆止弁２４は、供給路１５の計量空間傾斜部２７における開口部よりも前記他端側に位置されており、この供給路１５は、押し出し機１６側の逆止弁２４から計量空間１２に向かうに従い前記一端側、つまりノズル孔１１側に向けて傾斜して延在している。なお、押し出し機１６は、その中心軸線が、計量空間１２の前記一端側部分２２よりも他端側に位置されるようにして設けられている。

さらに、本実施形態では、押し出し機１６から計量空間１２内に成形材料を供給する際に、このノズル孔１１に向けて前進移動してこのノズル孔１１を閉塞する閉塞手段が設けられている。図示の例では、閉塞手段は、シリンダ１３におけるノズル孔１１の開口面と、ランナー部材１７ｃにおける注入孔１７ｄの開口面との間を、これらの両開口面に沿った方向にスライド移動可能に設けられた閉塞板２８が備えられている。この閉塞板２８は、耐熱温度が３００℃以上で、かつ断熱性を有する例えばエポキシ系、若しくはシリコン系等の合成樹脂で形成されている。また、閉塞板２８は、例えば流体圧シリンダに連結されて前述のようにノズル孔１１の開口面に向けて進退可能に設けられている。

また、本実施形態では、プランジャ１４はノズル孔１１に対して進退可能に設けられており、計量空間１２内の成形材料をノズル孔１１から射出した後、押し出し機１６から計量空間１２に成形材料を充填する際に、予めプランジャ１４をノズル孔１１に対して後退移動させ、図１に示されるように、プランジャ１４のテーパ部１９および傾斜部２１と計量空間１２の前記一端側部分２２の内壁面との間に隙間Ｓを設けておき、その後、押し出し機１６から供給路１５を通して前記隙間Ｓに成形材料を供給する制御部２９が設けられている。

ここで、本実施形態では、押し出し機１６の内部に、その長手方向に沿って延在した第１加熱手段３０が、この押し出し機１６の全周にわたって設けられている。
また、シリンダ１３の内部には、計量空間１２をその全周にわたって径方向外方から囲繞するように、前記中心軸線Ｏ方向に沿って延在した第２加熱手段３１および第３加熱手段３２が設けられている。第２加熱手段３１は、シリンダ１３の内部において、計量空間１２の計量空間基端部２６において前記逆止弁２４が設けられた前記中心軸線Ｏ方向位置よりも他端側の部分を径方向外方から囲繞するように設けられ、第３加熱手段３２は、計量空間１２の計量空間傾斜部２７における前記一端側の部分を、その径方向外方から囲繞するように設けられている。

さらに、本実施形態では、プランジャ１４の内部に、基端部２０から傾斜部２１にかけて前記中心軸線Ｏ方向に沿って延びる第４加熱手段３３が設けられている。この第４加熱手段３３により、プランジャ１４のうち、少なくとも傾斜部２１およびテーパ部１９の各外周面を加熱できるようになっている。
これらの第２〜第４加熱手段３１、３２、３３により、計量空間１２内に充填された成形材料において、プランジャ１４のテーパ部１９および傾斜部２１と計量空間１２の内壁面とにそれぞれ当接する部分を、その全域にわたって同等の温度で加熱できるようになっている。

なお、以上の第１〜第４加熱手段３０、３１、３２、３３はそれぞれ、押し出し機１６、シリンダ１３およびプランジャ１４の各内部に形成された熱媒通路に、高温状態にある例えば機械油等の熱媒が供給可能とされて構成されている。すなわち、前記熱媒通路と図示されない熱媒供給手段とが連結され、熱媒をこれらの間で循環させ、常時一定の温度に加熱された熱媒を前記熱媒通路に供給できるようになっている。なお、第２〜第４加熱手段３１、３２、３３の設定加熱温度はそれぞれ同等とされるとともに、第１加熱手段３０の設定加熱温度は第２〜第４加熱手段３１、３２、３３の設定加熱温度以上となっている。

また、本実施形態では、前記ランナー部材１７ｃの表面に形成された注入孔１７ｄからランナー１７ｅに向けて延びる注入流路３４には、絞り部３５が形成されている。絞り部３５は、注入流路３４の注入孔１７ｄ側の部分に形成され、この注入流路３４の内径を、注入孔１７ｄの開口面からランナー１７ｅ側に向かうに従い漸次縮径させている。そして、この注入流路３４の内径は、絞り部３５からランナー１７ｅに向かうに従い漸次拡径している。

次に、以上のように構成された射出成形機１０を用いて射出成形する方法について説明する。
まず、閉塞板２８をノズル孔１１に向けて前進移動して、この閉塞板２８の表面とノズル孔１１とを対向させる。この際、射出成形機１０をランナー部材１７ｃの表面に向けて前進移動し、閉塞板２８をノズル孔１１の開口面とランナー部材１７ｃの表面との間に挟み込むことにより、ノズル孔１１を閉塞する。さらに、この際、プランジャ１４を進退駆動する図示されない駆動手段に制御部２９から信号を発信して、プランジャ１４を、前進端位置に到達している状態からノズル孔１１に対して所定量だけ後退移動させ、このプランジャ１４のテーパ部１９および傾斜部２１と計量空間１２の内壁面との間に隙間Ｓを形成する（図１）。

ここで、プランジャ１４の後退移動量は、例えば５ｍｍ以上１５ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍとして、前述したプランジャ１４のテーパ部１９および傾斜部２１と計量空間１２の前記一端側部分２２との嵌合は解除されたものの、プランジャ１４のテーパ部１９は、その大部分が計量空間テーパ部２５内に位置され、プランジャ１４の傾斜部２１は、その大部分が計量空間傾斜部２７内に位置されている状態にする。
なお、前記後退移動量が５ｍｍより小さいと、押し出し機１６から計量空間１２内に供給された成形材料の流動圧を、プランジャ１４を後退移動させる推力として良好に作用させることができなくなるおそれがあり、また、前記後退移動量が１５ｍｍより大きいと、押し出し機１６から計量空間１２への成形材料の充填が完了したときに、この成形材料中にエアが混入されているおそれがある。

次に、制御部２９から押し出し機１６に信号を発信して、押し出し機１６から逆止弁２４および供給路１５を通して前記隙間Ｓに成形材料を供給する。この際に、プランジャ１４のテーパ部１９および傾斜部２１の各外周面に作用する成形材料の流動圧により、プランジャ１４をノズル孔１１に対して後退移動させつつ計量空間１２の体積を増大させて、この計量空間１２に成形材料を充填する。このように成形材料を充填する過程において、上型１７ａと下型１７ｂとを型締めし金型キャビティ１７を形成するとともに、これらの上型１７ａおよび下型１７ｂをランナー部材１７ｃに向けて前進移動して、上型１７ａの表面をランナー部材１７ｃの裏面に当接させる（図２）。
ここで、閉塞板２８は、断熱性を有する前述した材質により形成されているので、押し出し機１６から計量空間１２内に成形材料を供給する過程において、一対の金型１７ａ、１７ｂおよびランナー部材１７ｃの熱がシリンダ１３に伝導して、計量空間１２内の成形材料のうち前記一端側部分２２に位置する部分に焼けが発生するのを抑制できるようになっている。

その後、射出成形機１０をランナー部材１７ｃの表面から後退移動させるとともに、閉塞板２８をノズル孔１１に対して後退移動させてノズル孔１１を開口させる（図３）。
次に、射出成形機１０を注入孔１７ｄが形成されたランナー部材１７ｃの表面に向けて前進移動して、ノズル孔１１と注入孔１７ｄとを連通させる。そして、プランジャ１４をノズル孔１１に向けて前進移動して、計量空間１２の体積を除々に減少させつつこの空間１２内の成形材料をノズル孔１１から射出して、注入孔１７ｄ、注入流路３４およびランナー１７ｅをこの順に通過させて金型キャビティ１７に充填する。ここで、成形材料は、絞り部３５を通過して流路断面積が狭められたときに、せん断力が作用して発熱し、その流動性がさらに高められる。

その後、プランジャ１４が前進端位置に到達したときに、プランジャ１４の先端１８がノズル孔１１に嵌合した状態で、テーパ部１９および傾斜部２１が計量空間１２の前記一端側部分２２に嵌合し、プランジャ１４のテーパ部１９および傾斜部２１の各外周面と、計量空間１２の前記一端側部分２２の内壁面との間の隙間が実質的になくなる（図４）。そして、金型キャビティ１７内で成形材料を所定時間加熱して加硫した後に、ランナー部材１７ｃ、上型１７ａおよび下型１７ｂを型開きして、加硫成形品を取り出す。なお、この加硫中、若しくは金型キャビティ１７への成形材料の射出を完了した後、加硫前に、射出成形機１０をランナー部材１７ｃに対して後退移動させる。

以上説明したように、本実施形態による射出成形機１０によれば、プランジャ１４が前進端位置に到達したときに、その先端１８がノズル孔１１に嵌合した状態で、テーパ部１９および傾斜部２１が計量空間１２の前記一端側部分２２に嵌合するので、プランジャ１４を前進端位置に到達させた状態で、テーパ部１９および傾斜部２１の各外周面と、計量空間１２の前記一端側部分２２の内壁面との間の隙間を実質的になくすことが可能になり、この計量空間１２内に成形材料が滞留するのを抑えることができる。

したがって、次の加硫成形工程では、計量空間１２内に充填されるほぼ全ての成形材料が、押し出し機１６において始めて可塑化状態とされた成形材料となるので、この計量空間１２内に充填された成形材料の加硫開始温度をその全体でほぼ均等にすることが可能になり、この計量空間１２中の成形材料の加熱温度を高く設定してもこの成形材料に焼けが発生するのを抑えることができる。これにより、計量空間１２中の成形材料の加熱温度を高く設定して、加硫成形サイクルを短縮させることが可能になり、量産性を向上させることができる。

しかも、プランジャ１４は、テーパ部１９と基端部２０とが傾斜部２１を介して連結された構成となっているので、プランジャ１４を前進移動させ、計量空間１２内の成形材料をノズル孔１１に向けて流動させる過程において、傾斜部２１の外周面と計量空間１２の前記一端側部分２２の内壁面との間で、前記成形材料に大きなせん断力や圧縮力が付与されることになり、この成形材料の発熱やノズル孔１１に向けた流動を促すことが可能になり、この計量空間１２内の成形材料の滞留量を確実に低減することができる。

さらに、シリンダ１３に形成された供給路１５が、計量空間１２の前記一端側部分２２の内壁面に開口しているので、押し出し機１６から計量空間１２内に成形材料を供給した際に、この成形材料の流動圧を、プランジャ１４のテーパ部１９および傾斜部２１の各外周面に作用させて、このプランジャ１４を後退移動させる推力として良好に作用させることが可能になり、現行と同様の加硫成形工程を実現することができる。

また、本実施形態では、前記閉塞手段が設けられているので、前述したように、プランジャ１４が前進端位置に到達したときに、その先端１８がノズル孔１１に嵌合した状態で、テーパ部１９および傾斜部２１が計量空間１２の前記一端側部分２２に嵌合する構成を実現するために、計量空間１２の前記一端を、ノズル孔１１から他端側に向かうに従い漸次拡径された計量空間テーパ部２５としたことから、押し出し機１６から計量空間１２内に成形材料を供給したときに、この成形材料がその流動圧によりノズル孔１１から漏出し易くなっているにもかかわらず、このような成形材料の漏出を防ぐことができる。

さらに、本実施形態では、制御部２９が設けられているので、計量空間１２内の成形材料をノズル孔１１から射出した後、押し出し機１６から供給路１５に成形材料を供給したときに、この成形材料の流動圧を、プランジャ１４をノズル孔１１に対して後退移動させる推力として確実に作用させることができる。

また、本実施形態では、供給路１５が、押し出し機１６側から計量空間１２に向かうに従い漸次前記一端側に向けて傾斜しているので、前回の加硫成形工程時に押し出し機１６から計量空間１２に供給されず、この押し出し機１６内に成形材料が滞留していても、今回の加硫成形工程で押し出し機１６から計量空間１２に成形材料を供給したときに、まず、この滞留した成形材料を計量空間１２においてノズル孔１１が開口している一端側に位置させて、その後、この成形材料の上に、今回の加硫成形工程で押し出し機１６において初めて可塑化状態とされた新たな成形材料を順次供給することが可能になる。

したがって、前記滞留した成形材料を、次回の加硫成形工程に持ち越すことなく今回の加硫成形工程で確実に計量空間１２内から金型キャビティ１７内に射出することが可能になり、複数の加硫成形工程にわたって計量空間１２内に成形材料が滞留するのを防ぐことができる。これにより、計量空間１２内に充填された成形材料全体の加硫開始温度のさらなる均等化を図ることが可能になり、計量空間１２内の加熱温度を高く設定しても、この計量空間１２内で成形材料に焼けが発生するのを確実に抑えることができる。以上より、計量空間１２に充填された成形材料の加熱温度を高く設定することができ、加硫成形サイクルをより一層短縮することが可能になる。

さらに、本実施形態では、シリンダ１３の内部に設けられた第２、第３加熱手段３１、３２のみならず、プランジャ１４の内部にも第４加熱手段３３が設けられているので、計量空間１２内に充填された成形材料をその全体にわたって均等な温度で加熱することが可能になり、加硫成形サイクルの短縮化および加硫成形品の高品質化の双方を確実に実現することができる。

ところで、従来の射出成形機では、計量空間１２内に供給された成形材料の流動圧で、プランジャ１４を確実に後退移動させるために、供給路１５は、押し出し機１６側から計量空間１２に向かうに従い漸次シリンダ１３の前記他端側に向けて傾斜して延在していた。
そのため、押し出し機１６から計量空間１２内に供給された成形材料では、後から供給された成形材料によって始めに供給された成形材料が前記他端側に押し上げられていた。
ここで、前述したように、前回の加硫成形工程時に押し出し機１６から計量空間１２に供給されず、この押し出し機１６内に成形材料が滞留していた場合、この滞留成形材料が今回の加硫成形工程で始めに計量空間１２に供給されることになる。
したがって、従来では、計量空間１２内に充填された成形材料のうち、前記滞留成形材料がプランジャ１４の先端部外周面に接触していた。さらに、この滞留成形材料は、今回の加硫成形工程で押し出し機において初めて可塑化状態とされた新たな成形材料と比べて、加硫開始温度が低くなっている。
以上より、前記従来の射出成形機では、計量空間１２内に充填された成形材料のうち、プランジャ１４の先端部外周面に当接する部分の熱が、このプランジャ１４に伝導して、この部分の成形材料が冷やされるのを防ぐために、本実施形態のようにプランジャ１４に第４加熱手段３３を設けると、前記滞留成形材料に焼けが生ずるおそれがあった。

ところが、本実施形態では、前述のように、供給路１５が、押し出し機１６側から計量空間１２に向かうに従い漸次前記一端側に向けて傾斜しているため、押し出し機１６から成形材料を計量空間１２に供給したときに、まず、前記滞留成形材料を計量空間１２においてノズル孔１１が開口している一端側に位置させて、その後、この成形材料の上に、今回の加硫成形工程で押し出し機１６において初めて可塑化状態とされた新たな成形材料を順次供給することが可能になるので、プランジャ１４に第４加熱手段３３を設けても、計量空間１２内に充填された成形材料に焼けが発生するのを確実に抑えることができる。これにより、焼けを生じさせることなく、計量空間１２内に充填された成形材料をその全域にわたって均等に高い温度に維持することができる。

また、本実施形態では、基端部２０と傾斜部２１との連結部分、つまり基端部２０の先端２０ａが、このプランジャ１４の径方向外方に凸となる曲面状に形成されているので、プランジャ１４が前進端位置に到達した状態で、前記連結部分と計量空間１２の内壁面との間に成形材料が滞留して焼けが発生するのを防ぐことができる。
また、プランジャ１４の先端１８が、ノズル孔１１に向けて凸となる曲面状に形成されているので、プランジャ１４が前進端位置に到達して、その先端１８がノズル孔１１に嵌合したときに、この先端１８やノズル孔１１の内周面等がかける等して破損するのを抑制することができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態の第１〜第４加熱手段３０、３１、３２、３３に代えて、シリンダ１３等に電熱ヒータ等を埋設した構成を採用してもよい。
また、前記実施形態では、ランナー部材１７ｃに、注入孔１７ｄ、絞り部３５および注入流路３４を形成したが、これに代えて、例えば、注入孔１７ｄ、絞り部３５および注入流路３４を、ランナー部材とは別の部材に形成して、ランナー部材に前記別の部材を着脱可能に設けるようにしてもよい。

さらに、プランジャ１４の傾斜部２１として、このプランジャ１４の縦断面視で、先端１８に向けて斜め下方に直線状に延びる外周面を有する構成を示したが、これに代えて、例えば、このプランジャ１４の径方向内方に凹む曲面状に形成してもよいし、あるいは径方向外方に凸となる曲面状に形成してもよい。
また、プランジャ１４を前進端位置に到達させたときに、その先端１８を、ノズル孔１１よりも下方に突出させないでこのノズル孔１１の開口縁における径方向内方に位置させて、その開口面とほぼ面一にしたが、これに代えて、例えば、プランジャ１４を前進端位置に到達させたときに、その先端１８をノズル孔１１よりも下方に突出させてもよい。

さらに、前記実施形態では、閉塞板２８を備えた閉塞手段を設けたが、この閉塞手段は設けなくてもよい。
また、前記実施形態では、計量空間１２内の成形材料をノズル孔１１から射出した後、押し出し機１６から計量空間１２に成形材料を充填する際に、予めプランジャ１４をノズル孔１１に対して後退移動させ、プランジャ１４のテーパ部１９および傾斜部２１と計量空間１２の内壁面との間に隙間Ｓを設けておき、その後、押し出し機１６から供給路１５を通して前記隙間Ｓに成形材料を供給したが、前記隙間Ｓを設けずに押し出し機１６から計量空間１２内に成形材料を供給してもよい。

さらに、前記実施形態では、計量空間１２と押し出し機１６とを連通させる供給路１５を、押し出し機１６側から計量空間１２に向かうに従い漸次ノズル孔１１側に向けて傾斜して延在させたが、これに代えて、例えば、シリンダ１３の前記他端側に向けて傾斜して延在させてもよいし、あるいは前記中心軸線Ｏに直交する水平方向に延在させてもよい。
また、前記実施形態では、計量空間１２内の成形材料をノズル孔１１から射出した後、押し出し機１６から計量空間１２に成形材料を供給する際に、予めプランジャ１４をノズル孔１１に対して５ｍｍ以上１５ｍｍ以下後退移動させたが、この後退移動量は前記実施形態に限られるものではない。

プランジャを前進移動して計量空間内の成形材料をノズル孔から射出したときに、この計量空間内に成形材料が滞留するのを抑えることが可能になり、加硫成形サイクルを短縮することができる。

本発明に係る一実施形態の射出成形機の一部縦断面図であって、第１工程図を示すものである。 本発明に係る一実施形態の射出成形機の一部縦断面図であって、第２工程図を示すものである。 本発明に係る一実施形態の射出成形機の一部縦断面図であって、第３工程図を示すものである。 本発明に係る一実施形態の射出成形機の一部縦断面図であって、第４工程図を示すものである。

符号の説明

１０ 射出成形機
１１ ノズル孔
１２ 計量空間
１３ シリンダ
１４ プランジャ
１５ 供給路
１６ 押し出し機
１７ 金型キャビティ
１８ 先端
１９ テーパ部
１９ａ テーパ部の基端
２０ 基端部
２０ａ 基端部の先端
２１ 傾斜部
２２ 一端側部分
２８ 閉塞板（閉塞手段）
２９ 制御部
Ｓ 隙間

Claims (6)

1. 一端にノズル孔が形成されるとともに、内部にノズル孔と連通する計量空間が形成されたシリンダと、該シリンダの他端側に前記計量空間の内壁面と摺接可能に支持されたプランジャと、前記シリンダに形成された供給路を通して前記計量空間に可塑化状態にある成形材料を充填する押し出し機と、が備えられ、
   押し出し機から計量空間内に供給された成形材料の流動圧により、プランジャをノズル孔に対して後退移動させつつ、計量空間に成形材料を充填し、その後、この成形材料を、ノズル孔に向かうプランジャの前進移動によって、ノズル孔から射出して金型キャビティ内に充填する射出成形機であって、
   前記プランジャは、ノズル孔と対向する先端に向かうに従い漸次縮径されたテーパ部と、このテーパ部の基端における外径よりも大径とされて、前記計量空間の内壁面に摺接する基端部と、前記テーパ部の基端と基端部の先端とを連結する傾斜部と、を備え、
   前記計量空間においてノズル孔が形成された一端側部分の内壁面は、前記テーパ部および傾斜部の外形形状に沿った内面形状とされて、このプランジャが前進端位置に到達したときに、その先端がノズル孔に嵌合した状態で、前記テーパ部および傾斜部が計量空間の前記一端側部分に嵌合する構成とされていることを特徴とする射出成形機。
2. 請求項１記載の射出成形機であって、
   前記押し出し機から計量空間内に成形材料を供給する際に、ノズル孔に向けて前進移動してこのノズル孔を閉塞する閉塞手段が設けられていることを特徴とする射出成形機。
3. 請求項１または２に記載の射出成形機であって、
   前記プランジャはノズル孔に対して進退可能に支持されるとともに、
   計量空間内の成形材料をノズル孔から射出した後、押し出し機から前記計量空間に成形材料を供給する際に、予めプランジャをノズル孔に対して後退移動させ、このプランジャのテーパ部および傾斜部と計量空間の前記一端側部分の内壁面との間に隙間を設けておき、その後、押し出し機から前記供給路を通して前記隙間に成形材料を供給する制御部が設けられていることを特徴とする射出成形機。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の射出成形機であって、
   前記供給路は、計量空間の前記一端側部分の内壁面に開口するとともに、押し出し機側から計量空間に向かうに従い漸次前記一端側に向けて傾斜していることを特徴とする射出成形機。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の射出成形機であって、
   前記プランジャにおいて、基端部と傾斜部との連結部分、および前記先端の少なくとも一方は、凸曲面状に形成されていることを特徴とする射出成形機。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の射出成形機であって、
   前記プランジャにおいて少なくとも前記テーパ部および傾斜部を加熱する加熱手段が設けられていることを特徴とする射出成形機。

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