JP2010006012A

JP2010006012A - 射出成形機

Info

Publication number: JP2010006012A
Application number: JP2008171034A
Authority: JP
Inventors: Rei Inoue; 玲井上; Yasutake Sawada; 靖丈澤田
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2010-01-14
Anticipated expiration: 2028-06-30
Also published as: JP5255925B2

Abstract

【課題】チェックリングの磨耗を抑止することで耐久性を向上し、計量工程を高精度で安定的に行うことができる射出成形機を提供する。
【解決手段】加熱シリンダ５内に設けたスクリュー２を回転させながら後退させて溶融樹脂の計量を行い、該計量工程後にスクリュー２を前進させて加熱シリンダ５の先端に装着した射出ノズル３から金型のキャビティに溶融樹脂を射出する射出成形機において、スクリュー２の先端に構成されるヘッド８を、軸受部材７を介してスクリュー本体２ａに回転自在に装着する。スクリュー本体２ａが回転されることにより射出ノズル３側へ溶融樹脂が送り出され計量工程が行われている際、スクリュー本体２ａの回転に伴ってヘッド８が回転されることを軸受部材７で抑止することができるので、スクリュー本体２ａが回転されても、チェックリング１０が加熱シリンダ５の内壁面１２と摺動して磨耗することを回避することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、金型を用いて成形体を成形する射出成形機に関し、特に加熱シリンダ内で溶融樹脂の計量を行う際に用いられるスクリューの磨耗を抑えた射出成形機に関する。

従来から用いられている一般的な射出成形機においては、加熱シリンダ内に原料である粒状の熱可塑性樹脂を送り、加熱シリンダ内に設けられた進退可能なスクリューにより樹脂を溶融しながらスクリュー先端側に設けられた射出ノズル側に送り出し、射出ノズルから金型装置のキャビティに溶融樹脂を射出し、キャビティ内で溶融樹脂を冷却させ固化させた後、金型装置を開き、突出しピンなどにより金型に張り付いている成形物を金型から外すことにより、成形体が成形される。

このようなプラスチックなどの成形体を成形する射出成形機においては、その構成を大別すると概ね、型締めユニットと及び射出ユニットから構成されており、型締めユニットにおいては、一般的に固定金型と可動金型を有する金型装置が備えられており、可動金型をトグル機構若しくは直圧方式などの型締めを可能とする可動手段によって、固定金型に対し可動金型を進退させ、型締めの際の型閉じ、及び型開きを行っている。

前述した金型装置の金型の型締め時に形成されるキャビティに、粒状の樹脂であるペレットを溶融樹脂として供給する際には射出ユニットが用いられ、この射出ユニットには、駆動源たるモータなどの駆動手段が備えられ、モータの回転力をプーリやベルトなどを介して順次伝達させ、回転運動を直線運動に変換するボールネジ機構などにより、加熱シリンダ内のスクリューを回転させることにより溶融樹脂を搬送し、次に溶融樹脂を射出ノズルから型締めユニットに設けられた金型間のキャビティに射出する。

ところで、特許文献１には、前記従来技術に関連するものとして、溶融樹脂を射出ノズル側に送り出すスクリューを加熱シリンダ内に設けた射出成形機が開示されている。

特開２００８−４４１５２号公報

前記特許文献１等における射出成形機をハイサイクルで稼動した際においては、スクリューの先端にヘッドが螺着されていることから、スクリューが回転するのに伴い、ヘッドも同じ回転数で高速回転されてしまい、スクリュー先端側に溜まる溶融樹脂は焼けを起こすため好ましくない。また、計量工程が行われる際には、溶融樹脂を射出ノズル側へと搬送するために、必然的にスクリューは回転されることになるが、ヘッド、或いはヘッドに装着されたチェックリング等が回転される場合には、これらの部品が加熱シリンダ内の内壁面などと摺動することで磨耗してしまい、この磨耗に伴って計量工程に悪影響を及ぼしてしまうことがある。

本発明は、上記課題を解決するものであり、計量工程などに加熱シリンダ等と摺動されるチェックリング等の部品がむやみに回転されることがないよう構成し、その部品の磨耗を抑止することで耐久性を向上し、計量工程を高精度で安定的に行うことができる射出成形機を提供することを目的とする。

請求項１に係る射出成形機は、加熱シリンダ内に設けたスクリューを回転させながら後退させて溶融樹脂の計量を行い、該計量工程後に前記スクリューを前進させて前記加熱シリンダの先端に装着した射出ノズルから金型のキャビティに前記溶融樹脂を射出する射出成形機において、前記スクリューの先端に構成されるヘッドを、前記溶融樹脂を回転しながら送り出すスクリュー本体の先端に回転自在に装着したことを特徴とする。

請求項２に係る射出成形機は、請求項１の射出成形機において、前記スクリュー本体の先端側に軸受部材を取り付け、該軸受部材を介して前記スクリューの先端に前記ヘッドを回転自在に装着したことを特徴とする。

請求項３に係る射出成形機は、請求項２の射出成形機において、前記ヘッドは円錐状部と軸部とを構成し、該軸部に溶融樹脂の逆流を抑えるチェックリングを装着したことを特徴とする。

請求項４に係る射出成形機は、請求項３の射出成形機において、前記スクリューの軸線方向に進退可能に前記チェックリングを装着し、前記計量工程のときには、前記チェックリングが樹脂圧により前進され前記ヘッド及び前記チェックリングが回転せずに前記スクリュー本体だけ回転されるように構成したことを特徴とする。

請求項５に係る射出成形機は、請求項３の射出成形機において、前記溶融樹脂が逆流しないように前記チェックリングを前記加熱シリンダの内壁面に摺動自在であって且つ前記スクリューの軸線方向に進退可能に装着し、前記計量工程のときには、前記チェックリングが樹脂圧により前進され前記ヘッド及び前記チェックリングが回転せずに前記スクリュー本体だけ回転されるように構成したことを特徴とする。

本発明によれば、加熱シリンダ内に設けたスクリューを回転させながら後退させて溶融樹脂の計量を行い、該計量工程後にスクリューを前進させて加熱シリンダの先端に装着した射出ノズルから金型のキャビティに溶融樹脂を射出する射出成形機において、スクリューの先端に構成されるヘッドを、溶融樹脂を回転しながら送り出すスクリュー本体の先端に、所謂ベアリングなどの軸受部材を介して回転自在に装着したので、スクリュー本体が回転することで射出ノズル側へ溶融樹脂が送り出され計量工程が行われる際に、スクリュー本体の回転に伴ってヘッドが回転されることを抑えることができる。よって、ヘッドはもちろんのこと、ヘッドに装着された溶融樹脂の逆流を防止するチェックリング等の部品が回転されることを防止することができ、スクリュー本体の回転に連動してヘッドやこのヘッドに装着されたチェックリングがダイレクトに回転されてしまい、これらの部品が加熱シリンダの内壁面等の部品と摺動して磨耗することを防止することができる。従って、部品の磨耗に伴って計量工程に悪影響を与えてしまうことを回避できるので耐久性を向上でき、ハイサイクル化された射出成形機であっても、計量工程を安定的に高精度で行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図１〜図７により以下に説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で、実施例において説明した以外の構成のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。

図１は実施例１における射出成形機に構成される射出ユニットを示す正面図、図２は射出ユニットに構成されたスクリューの要部を示す正面図である。図１などに示すように、射出成形機に構成された射出ユニット１は、スクリュー２を回転させ計量された溶融樹脂を射出ノズル３から金型のキャビティに射出することができ、射出ユニット１の上方側には溶融樹脂の原料となる粒状の樹脂（ペレット）が投入されるホッパ４を有し、ホッパ４からその下方に設けられた筒型の加熱シリンダ５内に粒状の樹脂が自重により落下して投入され、投入された粒状の樹脂は、駆動源たるスクリュー回転駆動モータ６が回転されることでスクリュー本体２ａが回転され、加熱シリンダ５の先端に装着された射出ノズル３側に送り出されながら加熱され溶融される。なお、本発明の要旨とするところは、主に射出ユニット１のスクリュー２に係わる部分であり、型締めユニット等に関しては、周知のものを適用すればよいので、その詳細については省略する。

加熱シリンダ５内に設けたスクリュー２には、溶融樹脂を送り出す溝部が形成されたスクリュー本体２ａ、スクリュー本体２ａの前部に軸受部材７を介して装着されたヘッド８、円錐状部８ａと軸部８ｂとからなるヘッド８の前記軸部８ｂに装着され、溶融樹脂の逆流を抑えるチェックリング１０、軸受部材７及びヘッド８をスクリュー本体２ａの先端に保持するシート部材１１などが構成されている。なお、チェックリング１０は軸部８ｂに挿通されており、スクリューの軸線方向に進退可能に設けられている。

また、加熱シリンダ５の内壁面１２には、図２に示すように、チェックリング１０の外周面１３が摺動自在に当接されており、計量工程の際には、チェックリング１０は樹脂圧により前進されるようになっている。

次に射出ユニット１の作動について以下に説明する。図３は計量工程が行われる際の要部を示す断面図、図４は射出工程が行われる際の要部を示す断面図である。先ず、スクリュー本体２ａの回転に伴って、溶融樹脂が射出ノズル３側に供給されてゆくと、射出ノズル３の先端側に溜められてゆく樹脂圧によって、金型のキャビティに射出される溶融樹脂の計量が行われる。この計量工程においては、スクリュー本体２ａから送り出されてきた溶融樹脂がチェックリング１０に形成した孔部１０ａ、ヘッドに形成した供給孔９を介して射出ノズル３の先端側へ送り出され、図３に示すように、チェックリング１０は前進（図３に示す左側）される。なお、計量工程が行われているときには、スクリュー本体２ａは溶融樹脂の送り出しのために回転されるが、ヘッド８は、スクリュー本体２ａに軸受部材７を介して装着されていることから、ヘッド８、及びヘッド８に装着されたチェックリング１０においては、スクリュー本体２ａの回転と連動して回転されることはなく、計量工程の際には、加熱シリンダ５の内壁面１２と摺動するようにして設けられたチェックリング１０の外周面１３は磨耗を回避することができる。

前記計量工程が終了すると、それとほぼ同時に、スクリュー本体２ａ、ヘッド８等からなるスクリュー２は前進され、射出ノズル３の先端側に溜められた溶融樹脂はキャビティに射出される。射出工程においては、スクリュー本体２ａの前進に伴って、チェックリング１０の後部はシート部材１１の前部に接触された状態（図４に示した状態）で、射出ノズル３の先端側へ送り出されてきた溶融樹脂は、チェックリング１０の後方へと逆流してしまわぬよう抑止される。なお、図３に示す計量工程においては、樹脂圧によりヘッド８の後部にチェックリング１０の前部が押圧され接触されることになるが、軸受部材７によりヘッド８及びチェックリング１０は、スクリュー本体２ａの回転力が伝達されないので、ヘッド８とチェックリング１０との接触部が摺動して磨耗することが抑えられる。

以上のように本発明の一例によれば、加熱シリンダ５内に設けたスクリュー２を回転させながら後退させて溶融樹脂の計量を行い、該計量工程後にスクリュー２を前進させて加熱シリンダ５の先端に装着した射出ノズル３から金型のキャビティに溶融樹脂を射出する射出成形機において、スクリュー２の先端に構成されるヘッド８を、溶融樹脂を回転しながら送り出すスクリュー本体２ａの先端に、所謂ベアリングなどの軸受部材７を介して回転自在に装着したので、スクリュー本体２ａが回転することで射出ノズル３側へ溶融樹脂が送り出され計量工程が行われる際、スクリュー本体２ａの回転に伴ってヘッド８が回転されることを抑えることができる。よって、ヘッド８はもちろんのこと、ヘッド８に装着された溶融樹脂の逆流を防止するチェックリング１０等の部品が回転されることを防止することができ、従来のように、スクリュー本体の回転に連動して、ヘッドやこのヘッドに装着されたチェックリング１０がダイレクトに回転されてしまい、これらの部品が加熱シリンダの内壁面等と摺動して磨耗してしまうことを防止することができる。従って、部品たるチェックリング１０、ヘッド８の磨耗に伴い計量工程に悪影響を与えてしまうことを回避でき、なお且つ耐久性をも向上でき、ハイサイクル化された射出成形機であっても、計量工程を安定的に高精度で行うことができる。

さらに、スクリュー本体２ａが回転され溶融樹脂が射出ノズル３の先端側へ送り出される際、軸受部材７によりスクリュー回転駆動モータ６の駆動力がダイレクトにヘッド８に伝達されないようになっており、ヘッド８を除いたスクリュー本体２ａのみが回転駆動されればよいことから、スクリュー回転駆動モータ６の駆動負荷を抑えることが可能となり、比較的小型で駆動トルクの小さいモータであってもスクリュー回転駆動モータ６として採用することが可能となるので、コストを安価に抑えることができる。

次に、実施例２について説明する。図５は実施例２におけるスクリューの要部を示す正面図、図６は計量工程が行われる際の要部を示す断面図、図７は射出工程が行われる際の要部を示す断面図である。上述した実施例１とは、チェックリングを有していない点で異なるが、実施例１とほぼ同様の構成を有しているので、同一部分には同一符号を示し、その詳細な説明は省略して詳述する。

実施例２では、ヘッド８の外周面２０が加熱シリンダ５の内壁面１２に当接されており、計量工程の際、射出ノズル３側に送り出された溶融樹脂は、ヘッド８によりチェックリング１０の後方へと逆流しないよう抑止する。すなわち、実施例２のヘッド８には、射出工程のときに溶融樹脂の逆流を抑える機能を有しており、これにより、実施例１のようにチェックリング１０を構成しなくても溶融樹脂の逆流を抑えることができることから、部品点数を少なくすることが可能となり、実施例１で述べた、摩耗を抑え、耐久性の向上といった効果を奏するほか、より一層コストを安価に抑えることができる。

実施例１における射出成形機に構成される射出ユニットを示す正面図である。同上、射出ユニットに構成されたスクリューの要部を示す正面図である。同上、計量工程が行われる際の要部を示す断面図である。同上、射出工程が行われる際の要部を示す断面図である。実施例２における射出ユニットに構成されたスクリューの要部を示す正面図である。同上、計量工程が行われる際の要部を示す断面図である。射出工程が行われる際の要部を示す断面図である。

符号の説明

２スクリュー
２ａスクリュー本体
３射出ノズル
５加熱シリンダ
７軸受部材
８ヘッド
８ａ円錐状部
８ｂ軸部
１０チェックリング
１２内壁面

Claims

加熱シリンダ内に設けたスクリューを回転させながら後退させて溶融樹脂の計量を行い、該計量工程後に前記スクリューを前進させて前記加熱シリンダの先端に装着した射出ノズルから金型のキャビティに前記溶融樹脂を射出する射出成形機において、前記スクリューの先端に構成されるヘッドを、前記溶融樹脂を回転しながら送り出すスクリュー本体の先端に回転自在に装着したことを特徴とする射出成形機。
前記スクリュー本体の先端側に軸受部材を取り付け、該軸受部材を介して前記スクリューの先端に前記ヘッドを回転自在に装着したことを特徴とする請求項１記載の射出成形機。
前記ヘッドは円錐状部と軸部とを構成し、該軸部に溶融樹脂の逆流を抑えるチェックリングを装着したことを特徴とする請求項２記載の射出成形機。
前記スクリューの軸線方向に進退可能に前記チェックリングを装着し、前記計量工程のときには、前記チェックリングが樹脂圧により前進され前記ヘッド及び前記チェックリングが回転せずに前記スクリュー本体だけ回転されるように構成したことを特徴とする請求項３記載の射出成形機。
前記溶融樹脂が逆流しないように前記チェックリングを前記加熱シリンダの内壁面に摺動自在であって且つ前記スクリューの軸線方向に進退可能に装着し、前記計量工程のときには、前記チェックリングが樹脂圧により前進され前記ヘッド及び前記チェックリングが回転せずに前記スクリュー本体だけ回転されるように構成したことを特徴とする請求項３記載の射出成形機。