JP2010208263A - Injection molding machine and control method thereof - Google Patents

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Masayuki Kikukawa
雅之 菊川
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Meiki Seisakusho KK
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Meiki Seisakusho KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an injection molding machine which can suck gas or moisture from a material by making the interior of a heating cylinder vacuum and thereby, upgrade energy efficiency, as well as a method of controlling the injection molding machine. <P>SOLUTION: The injection molding machine 11 makes a molded object by melting the material inside the heating cylinder 23 of an injection device 13 and setting the molten material in the cavity 21 of molding dies 19 and 20. In addition, the injection molding machine includes a vacuum suction mechanism 38 which makes the interior of the heating cylinder 23 vacuum and an induction heating device 42 which heats the heating cylinder 23. The melting process is started by heating up the material with the help of the induction heating device 42. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、射出成形機およびその制御方法に関するものである。   The present invention relates to an injection molding machine and a control method thereof.

射出成形機では、射出装置の加熱筒内で材料が溶融されるが、その際にガスや水分が発生する。前記ガスや水分が混入した状態の材料を成形金型のキャビティ内で固化させて成形品を成形するとシルバーストリーク等の不良や、金型内にガス成分が付着するといった問題が発生する。前記問題を解決するために特許文献1では、加熱筒の落下口を介して上部からガスや水分を真空吸引している。そして特許文献1では、加熱筒後部ゾーンの設定温度を高く設定し、加熱筒後部内で材料を早期に溶融させることにより、ガスや水分の吸引を容易にしている。   In an injection molding machine, a material is melted in a heating cylinder of an injection device, and gas and moisture are generated at that time. If the material in which the gas and moisture are mixed is solidified in the cavity of the molding die to form a molded product, problems such as defects such as silver streak and adhesion of gas components to the die occur. In order to solve the above problem, in Patent Document 1, gas and moisture are sucked in vacuum from the top through the drop port of the heating cylinder. And in patent document 1, suction | inhalation of a gas and a water | moisture content is made easy by setting the preset temperature of a heating cylinder rear zone high, and making material melt | dissolve early in a heating cylinder rear part.

一方材料を供給する射出装置のハウジング部は、材料が溶融して付着することを防止するため、一定温度以下に温調する必要がある。そのためハウジング部に隣接する加熱筒後部ゾーンは、熱容量の大きいハウジング部に最も熱を奪われることになる。また加熱筒後部ゾーンは、供給された材料を最初に急昇温させるソーンであるので、最も熱量を必要とする。特に特許文献1の射出成形機では、加熱筒後部ゾーンの設定温度が通常の射出成形機よりも高く設定されているので、前記加熱筒後部ゾーンを設定温度に維持するためにより一層多くの熱量が必要であった。   On the other hand, the housing portion of the injection apparatus that supplies the material needs to be temperature-controlled at a certain temperature or less in order to prevent the material from melting and adhering. Therefore, the heating cylinder rear zone adjacent to the housing portion is deprived of heat most by the housing portion having a large heat capacity. Further, the heating cylinder rear zone is a thorn that first rapidly raises the temperature of the supplied material, and therefore requires the most amount of heat. In particular, in the injection molding machine of Patent Document 1, since the set temperature of the heating cylinder rear zone is set higher than that of a normal injection molding machine, a larger amount of heat is generated in order to maintain the heating cylinder rear zone at the setting temperature. It was necessary.

また従来の射出装置の加熱筒では、各ゾーンに抵抗発熱する電気ヒータが用いられている。しかし電気ヒータは、加熱筒表面からの放熱量が大きく、内部の材料を溶融するためにはエネルギー効率が悪いという問題があった。そして特に特許文献1のように前記加熱筒後部ゾーンの温度を通常よりも高温に維持するためには、電気ヒータでの加熱は、エネルギー効率が非常に悪かった。そしてその傾向は加熱筒後部ゾーンの設定温度をより一層高温にする必要がある樹脂材料ほど顕著であった。   Moreover, in the heating cylinder of the conventional injection apparatus, an electric heater that generates resistance heat is used in each zone. However, the electric heater has a problem that the amount of heat released from the surface of the heating cylinder is large, and the energy efficiency is poor in order to melt the internal material. And especially in patent document 1, in order to maintain the temperature of the said heating cylinder rear zone at high temperature rather than usual, the heating with an electric heater was very bad in energy efficiency. And the tendency was so remarkable that the resin material which needs to make the preset temperature of a heating cylinder rear zone much higher temperature.

特開2009−12447号公報(請求項1、請求項2、図1)JP 2009-12447 A (Claim 1, Claim 2, FIG. 1)

本発明では上記の問題を鑑みて、加熱筒内を真空状態にして材料からガスや水分を吸引する射出成形機において、エネルギー効率を改善することができる射出成形機および射出成形機の制御方法を提供することを目的とする。   In the present invention, in view of the above problems, an injection molding machine capable of improving energy efficiency and an injection molding machine control method in an injection molding machine that draws gas and moisture from a material in a vacuum state in a heating cylinder. The purpose is to provide.

本発明の請求項1に記載の射出成形機は、射出装置の加熱筒内で材料を溶融し、溶融した材料を成形金型のキャビティ内で固化させて成形品を成形する射出成形機において、加熱筒内を真空状態にする真空吸引機構と、加熱筒を加熱する誘導加熱装置と、が備えられたことを特徴とする。   An injection molding machine according to claim 1 of the present invention is an injection molding machine that melts a material in a heating cylinder of an injection device and solidifies the molten material in a cavity of a molding die to mold a molded product. A vacuum suction mechanism for evacuating the inside of the heating cylinder and an induction heating device for heating the heating cylinder are provided.

本発明の請求項2に記載の射出成形機は、請求項1において、誘導加熱装置は、ハウジング部に隣接する加熱筒後部ゾーンに設けられたことを特徴とする。   An injection molding machine according to a second aspect of the present invention is the injection molding machine according to the first aspect, wherein the induction heating device is provided in a rear zone of the heating cylinder adjacent to the housing portion.

本発明の請求項3に記載の射出成形機の制御方法は、射出装置の加熱筒内で材料を溶融し、溶融した材料を成形金型のキャビティ内で固化させて成形品を成形する射出成形機の制御方法において、加熱筒内を真空吸引機構により真空吸引するともに、ハウジング部に隣接する加熱筒後部ゾーンに設けられた誘導加熱装置により材料を昇温させ溶融開始させることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for controlling an injection molding machine comprising: injection molding in which a material is melted in a heating cylinder of an injection device, and the molten material is solidified in a cavity of a molding die. In the machine control method, the inside of the heating cylinder is evacuated by a vacuum suction mechanism, and the temperature of the material is raised by an induction heating device provided in the rear zone of the heating cylinder adjacent to the housing portion to start melting.

本発明の請求項4に記載の射出成形機の制御方法は、請求項3において、前記材料は、未乾燥の樹脂材料であることを特徴とする。   The method for controlling an injection molding machine according to claim 4 of the present invention is characterized in that, in claim 3, the material is an undried resin material.

本発明の射出成形機は、加熱筒内を真空状態にする真空吸引機構と、加熱筒を加熱する誘導加熱装置を備えているので、エネルギー効率を改善することができる。また本発明の射出成形機の制御方法についても、加熱筒内を真空吸引機構により真空吸引するともに、ハウジング部に隣接する加熱筒後部ゾーンに設けられた誘導加熱装置により材料を昇温させ溶融開始させるので、加熱筒後部ゾーンを一般的な射出成形方法よりも高温としてもエネルギー効率を改善することができる。   Since the injection molding machine of the present invention includes the vacuum suction mechanism that makes the inside of the heating cylinder a vacuum state and the induction heating device that heats the heating cylinder, energy efficiency can be improved. As for the control method of the injection molding machine of the present invention, the inside of the heating cylinder is evacuated by the vacuum suction mechanism, and the material is heated by the induction heating device provided in the rear zone of the heating cylinder adjacent to the housing portion to start melting. Therefore, the energy efficiency can be improved even if the heating cylinder rear zone is set at a higher temperature than a general injection molding method.

図1は、実施例1の射出成形機の概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of an injection molding machine according to the first embodiment. 図2は、実施例1の射出成形機の加熱筒後部の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the rear portion of the heating cylinder of the injection molding machine according to the first embodiment. 図3は、実施例1の射出成形機の加熱筒の温度設定値を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating temperature setting values of the heating cylinder of the injection molding machine according to the first embodiment.

本発明の射出成形機は、ハウジング部に設けられた落下口およびフィードスクリュの搬送筒に設けられた開口部を介して加熱筒内を真空吸引する真空吸引機構と、加熱筒を加熱する誘導加熱装置とを備えている。そして前記真空吸引機構により加熱筒内を真空吸引するともに、ハウジング部に隣接する加熱筒後部ゾーンに設けられた誘導加熱装置により樹脂等の材料を昇温させ溶融開始させることにより、エネルギー効率を改善し、加熱筒後部ゾーンの温度を安定的に維持することができる。そして材料は、成形品や材料の種類によっては未乾燥の樹脂材料を用いてもよく、その場合は乾燥機の設置コストや乾燥機に要する消費電力を削減することができるので更なる経費削減が可能となる。   An injection molding machine according to the present invention includes a vacuum suction mechanism that vacuum-sucks the inside of a heating cylinder through an opening provided in a housing part and an opening provided in a feed cylinder of a feed screw, and induction heating that heats the heating cylinder. Device. The vacuum suction mechanism vacuums the inside of the heating cylinder, and the energy efficiency is improved by heating the material such as resin and starting melting by an induction heating device provided in the rear zone of the heating cylinder adjacent to the housing part. In addition, the temperature in the rear zone of the heating cylinder can be stably maintained. Depending on the type of molded product and material, undried resin material may be used. In that case, the cost of installing the dryer and the power consumption required for the dryer can be reduced, further reducing costs. It becomes possible.

図1に示されるように射出成形機11の図示しないベッド上には、型締装置12と射出装置13が配置されている。型締装置12は、固定盤14と受圧盤15の間にはタイバ16が挿通され、タイバ16には可動盤17が摺動自在に設けられている。そして受圧盤15に設けられた型締機構18のラムは可動盤17の背面に固定されている。また固定盤14には成形金型の固定金型19が取付けられ、可動盤17には成形金型の可動金型20が取付けられ、前記固定金型19と可動金型20が型閉された際にキャビティ21が形成されるようになっている。なお型開閉機構を含む型締機構は、トグル機構等の他のタイプのものでもよい。   As shown in FIG. 1, a mold clamping device 12 and an injection device 13 are arranged on a bed (not shown) of the injection molding machine 11. In the mold clamping device 12, a tie bar 16 is inserted between the stationary platen 14 and the pressure receiving plate 15, and a movable platen 17 is slidably provided on the tie bar 16. The ram of the mold clamping mechanism 18 provided on the pressure receiving plate 15 is fixed to the back surface of the movable plate 17. Further, a fixed mold 19 of a molding die is attached to the fixed platen 14, a movable mold 20 of a molding die is attached to the movable platen 17, and the fixed mold 19 and the movable mold 20 are closed. At this time, a cavity 21 is formed. The mold clamping mechanism including the mold opening / closing mechanism may be of another type such as a toggle mechanism.

射出装置13には、スクリュ22を内蔵した加熱筒23が固定されたハウジング部24が設けられている。ハウジング部24の上部中央には樹脂等の材料を供給する落下口25が設けられ、加熱筒23の落下口と連設されている。ハウジング部24の上部には、縦方向の供給筒を介して、水平方向にフィードスクリュ26の搬送筒27が設けられている。ハウジング部24には冷却流路28が設けられ、温調装置29から冷却媒体が送られるようになっている。またハウジング部24と加熱筒23の間に断熱材を設けることも想定される。スクリュ22は、フィードゾーン22a、コンプレッションゾーン22b、およびメタリングゾーン22cの各ゾーンからなり前方には逆流防止弁とスクリュヘッドが設けられている。スクリュ22の後端の軸部22dと加熱筒23の内孔の間は、シール部材30によりシールされている。またスクリュ22の後端は図示しないスリーブ部を介して計量用モータ31に接続され、計量用モータ31の回転によりスクリュ22が回転されるようになっている。また公知のように射出装置13には、図示しない射出用モータやその駆動機構、プッシャープレート部等が設けられ、スクリュ22は前後進移動も可能となっている。   The injection device 13 is provided with a housing portion 24 to which a heating cylinder 23 containing a screw 22 is fixed. A drop port 25 for supplying a material such as a resin is provided at the upper center of the housing portion 24, and is connected to the drop port of the heating cylinder 23. A transport cylinder 27 for the feed screw 26 is provided in the horizontal direction above the housing portion 24 via a vertical supply cylinder. A cooling flow path 28 is provided in the housing portion 24, and a cooling medium is sent from the temperature adjustment device 29. It is also assumed that a heat insulating material is provided between the housing portion 24 and the heating cylinder 23. The screw 22 includes zones of a feed zone 22a, a compression zone 22b, and a metering zone 22c, and a backflow prevention valve and a screw head are provided in the front. A seal member 30 seals between the shaft 22 d at the rear end of the screw 22 and the inner hole of the heating cylinder 23. The rear end of the screw 22 is connected to a measuring motor 31 via a sleeve portion (not shown), and the screw 22 is rotated by the rotation of the measuring motor 31. Further, as is well known, the injection device 13 is provided with an injection motor (not shown), its drive mechanism, a pusher plate portion, and the like, and the screw 22 can be moved back and forth.

フィードスクリュ26の搬送筒27の後部にはフィードスクリュ26を回転させるモータ32が設けられ、搬送筒27の上面の後側には、供給筒33が接続されている。供給筒には、上部シャッタ34aと下部シャッタ34bが設けられ、供給筒33は、上部シャッタ34aと下部シャッタ34bにより、上部室、中間室、下部室に分かれている。そして供給筒33は、材料供給時にも加熱筒内(フィードスクリュ26が収められる搬送筒27内を含む)が常時真空状態となるように設けられている。またフィードスクリュ26の搬送筒27の上面の前側には、真空吸引手段の開口部35が設けられ、開口部35に取付けられた管路36と開閉弁37等を介して真空吸引手段の真空ポンプ38に接続されている。また真空吸引手段は、図示しないフィルタ、サイレンサ、脱臭装置等を備える。なお真空吸引手段の開口部35は、加熱筒後部ゾーン23aよりも後方に設けられていることが、溶融樹脂による目詰まりを回避するために望ましい。一例として開口部は、加熱筒後端(スクリュ22の軸部22dと加熱筒23の間)や、ハウジング部24に設けてもよい。   A motor 32 for rotating the feed screw 26 is provided at the rear part of the conveying cylinder 27 of the feed screw 26, and a supply cylinder 33 is connected to the rear side of the upper surface of the conveying cylinder 27. The supply cylinder is provided with an upper shutter 34a and a lower shutter 34b, and the supply cylinder 33 is divided into an upper chamber, an intermediate chamber, and a lower chamber by an upper shutter 34a and a lower shutter 34b. The supply cylinder 33 is provided so that the inside of the heating cylinder (including the inside of the conveyance cylinder 27 in which the feed screw 26 is accommodated) is always in a vacuum state even when the material is supplied. Further, an opening 35 of the vacuum suction means is provided on the front side of the upper surface of the transport cylinder 27 of the feed screw 26, and a vacuum pump of the vacuum suction means is provided via a pipe line 36 attached to the opening 35 and an on-off valve 37. 38. The vacuum suction means includes a filter, a silencer, a deodorizing device, etc., not shown. It is desirable that the opening 35 of the vacuum suction means be provided behind the heating cylinder rear zone 23a in order to avoid clogging with the molten resin. As an example, the opening may be provided in the rear end of the heating cylinder (between the shaft portion 22 d of the screw 22 and the heating cylinder 23) or the housing portion 24.

加熱筒23は所定肉厚の円筒状の窒化鋼(導電材料)からなっている。そして加熱筒23の前方にはシリンダヘッド39が固定され、シリンダヘッド39にはノズル40が固定されている。実施例1では、加熱筒後部ゾーン23a、加熱筒中部ゾーン23b、加熱筒前部ゾーン23c(シリンダヘッド39を含む)、およびノズルゾーン40aというように温度制御ゾーンが区分され、別々の温度に制御可能となっている。なお計量時にスクリュ22は前後進移動するが、加熱筒後部ゾーン23aはスクリュ22のフィードゾーン22aにほぼ対応し、加熱筒中部ゾーン23bは、スクリュ22のコンプレッションゾーン22bにほぼ対応し、加熱筒前部ゾーン23cは、スクリュ22のメタリングゾーン22cにほぼ対応している。そして加熱筒中部ゾーン23b、加熱筒前部ゾーン23c、およびノズルゾーン40aについては、通常の抵抗加熱により発熱するバンドヒータ41(電気ヒータ)が取付けられている。また加熱筒後部ゾーン23aには、誘導加熱装置42が取付けられている。そして射出成形機11にはコントローラ43が設けられ、前記コントローラ43から前記温調装置29、誘導加熱装置42の制御装置44、バンドヒータ41の切換スイッチ45等に信号線が接続されている。また加熱筒23の各ゾーン23a,23b,23c等には図示しない熱電対が設けられ、検出された温度が前記コントローラ43へ送られ、加熱筒23の温度はクローズドループ制御(PID制御)されるようになっている。更に前記温調装置29、バンドヒータ41、および誘導加熱装置42は、電源46から電力線が接続され通電される。なお各ゾーンにおけるバンドヒータ41の数は1個に限定されない。またゾーンの数も上記に限定されない。   The heating cylinder 23 is made of cylindrical nitrided steel (conductive material) having a predetermined thickness. A cylinder head 39 is fixed in front of the heating cylinder 23, and a nozzle 40 is fixed to the cylinder head 39. In the first embodiment, the temperature control zone is divided into a heating cylinder rear zone 23a, a heating cylinder middle zone 23b, a heating cylinder front zone 23c (including the cylinder head 39), and a nozzle zone 40a, and the temperature control zones are controlled to different temperatures. It is possible. Although the screw 22 moves back and forth during weighing, the heating cylinder rear zone 23a substantially corresponds to the feed zone 22a of the screw 22, and the heating cylinder middle zone 23b substantially corresponds to the compression zone 22b of the screw 22, and the front of the heating cylinder. The part zone 23 c substantially corresponds to the metering zone 22 c of the screw 22. A band heater 41 (electric heater) that generates heat by normal resistance heating is attached to the heating cylinder middle zone 23b, the heating cylinder front zone 23c, and the nozzle zone 40a. An induction heating device 42 is attached to the heating cylinder rear zone 23a. The injection molding machine 11 is provided with a controller 43, and signal lines are connected from the controller 43 to the temperature control device 29, the control device 44 of the induction heating device 42, the changeover switch 45 of the band heater 41, and the like. Each zone 23a, 23b, 23c, etc. of the heating cylinder 23 is provided with a thermocouple (not shown), the detected temperature is sent to the controller 43, and the temperature of the heating cylinder 23 is subjected to closed loop control (PID control). It is like that. Further, the temperature control device 29, the band heater 41, and the induction heating device 42 are energized by connecting a power line from a power source 46. The number of band heaters 41 in each zone is not limited to one. Further, the number of zones is not limited to the above.

図2に示されるように誘導加熱装置42は、加熱筒23の外周面に圧搾エアを流通させるための凹溝47が形成されている。実施例1では前記凹溝47は、螺旋状に形成されているが後述する螺旋状に巻かれるコイル48の巻方向とクロスするように逆ネジ方向に形成されている。前記凹溝47は、コイル48の方向と重ならないことが冷却流路51の断面積を確保する上で望ましく、加熱筒23の長手方向に沿って凹溝を設けても良い。そして冷却装置50は、前記凹溝47のハウジング部側については、ホースを介して圧搾エアの供給装置52に接続され、ノズル側は外気に開放されている。   As shown in FIG. 2, in the induction heating device 42, a concave groove 47 for allowing compressed air to flow is formed on the outer peripheral surface of the heating cylinder 23. In the first embodiment, the concave groove 47 is formed in a spiral shape, but is formed in a reverse screw direction so as to cross a winding direction of a coil 48 wound in a spiral shape, which will be described later. It is desirable that the groove 47 does not overlap with the direction of the coil 48 in order to secure the cross-sectional area of the cooling channel 51, and a groove may be provided along the longitudinal direction of the heating cylinder 23. The cooling device 50 is connected to the compressed air supply device 52 via a hose on the housing portion side of the concave groove 47, and the nozzle side is open to the outside air.

前記加熱筒23には断熱材49が巻かれている。断熱材49は400℃程度の高温に耐えられる材質であり、厚さが5〜30mm程度に巻かれている。なお断熱材49は前記厚みのものを1層に巻いてもよく、薄いものを複層に巻いても良い。そして前記凹溝47と断熱材49により冷却装置50の冷却流路51が形成されている。前記断熱材49の外周表面には前記コイル48が螺旋状に巻かれている。コイル48は導電線48aに耐熱性の絶縁層48bが被覆されている。コイル48は、前記制御装置44に接続され、制御装置44で生成された高周波電流が通電可能となっている。   A heat insulating material 49 is wound around the heating cylinder 23. The heat insulating material 49 is a material that can withstand a high temperature of about 400 ° C., and has a thickness of about 5 to 30 mm. The heat insulating material 49 may be wound with the above thickness in one layer, or a thin material with multiple layers. A cooling flow path 51 of the cooling device 50 is formed by the concave groove 47 and the heat insulating material 49. The coil 48 is spirally wound around the outer peripheral surface of the heat insulating material 49. In the coil 48, a conductive wire 48a is covered with a heat-resistant insulating layer 48b. The coil 48 is connected to the control device 44 so that a high-frequency current generated by the control device 44 can be energized.

なお誘導加熱装置42の冷却装置50は必須ではないが、断熱材49が巻かれた加熱筒23は、降温が遅くなるので、冷却装置50を用いることにより冷却を促進することが出来る。実施例1の冷却装置50は、断熱材49と加熱筒23の凹溝47の間に形成される冷却流路51に圧搾エアを送るようにしたことにより、設備を簡略化できる。また別の冷却装置の方式としては金属パイプに圧搾エアや冷却水等の冷却媒体を通すようにしてもよい。更にまた加熱筒後部ゾーン23aに設けられる誘導加熱装置42のコイル48や冷却装置50は、1系統のものに限定されず、2系統以上のものでもよい。   Although the cooling device 50 of the induction heating device 42 is not indispensable, the temperature of the heating cylinder 23 around which the heat insulating material 49 is wound becomes slow, so that the cooling can be promoted by using the cooling device 50. The cooling device 50 of the first embodiment can simplify the equipment by sending the compressed air to the cooling flow path 51 formed between the heat insulating material 49 and the concave groove 47 of the heating cylinder 23. As another cooling system, a cooling medium such as compressed air or cooling water may be passed through the metal pipe. Furthermore, the coil 48 and the cooling device 50 of the induction heating device 42 provided in the heating cylinder rear zone 23a are not limited to one system and may be two systems or more.

次に図3により射出成形機11の制御方法について説明する。射出成形機11は、通常の射出成形機と比較して、加熱筒後部ゾーン23aとハウジング部24の設定温度が高く設定されている。具体的には加熱筒後部ゾーン23aは、加熱筒中部ゾーン23bと同温に設定されている。また加熱筒後部ゾーン23aの温度は、一例として望ましくは加熱筒中部ゾーン23bに対してプラスマイナス20℃以内、更により望ましくはプラスマイナス10℃以内の範囲で設定される。加熱筒後部ゾーン23aの温度を比較的高く設定する理由は、加熱筒後部ゾーン23aで樹脂材料を早期に溶融させることにより、ガスや水分を早期に誘発させ真空吸引を容易にするためである。またハウジング部24の設定温度を高くする理由は、発生した水分が、ハウジング部24で冷やされて結露することを防止することが主な目的である。   Next, a control method of the injection molding machine 11 will be described with reference to FIG. In the injection molding machine 11, the set temperatures of the heating cylinder rear zone 23a and the housing part 24 are set higher than those of a normal injection molding machine. Specifically, the heating cylinder rear zone 23a is set to the same temperature as the heating cylinder middle zone 23b. Further, as an example, the temperature of the heating tube rear zone 23a is desirably set within a range of plus or minus 20 ° C., and more preferably within a range of plus or minus 10 ° C. with respect to the heating tube middle zone 23b. The reason why the temperature of the heating cylinder rear zone 23a is set to be relatively high is that the resin material is melted early in the heating cylinder rear zone 23a, thereby inducing gas and moisture early and facilitating vacuum suction. The main reason for increasing the set temperature of the housing part 24 is to prevent the generated moisture from being cooled and condensed in the housing part 24.

そして実施例1では加熱筒後部ゾーン23aの加熱は、誘導加熱装置42により行う。誘導加熱装置42のコイル48に、制御装置44から高周波電流を通電させ、加熱筒23に誘導電流を発生させることにより、加熱筒23の実肉部から発熱させる。そのためバンドヒータ41を用いた際のように加熱筒23の表面側から内部に向けて温度が低下する熱分布となることはなく、高温域までの昇温および維持が可能である。そしてまた断熱材49により加熱筒23からの放熱が抑制されている。実施例1の誘導加熱装置42は、コイル48に送られる高周波の周波数を制御装置44で生成および制御している。しかしコイルに送られる電流値を制御するものでもよく、バンドヒータ41と同様にスイッチ45等により高周波電流をON、OFF制御するタイプのものでもよい。   In the first embodiment, the heating zone rear zone 23a is heated by the induction heating device 42. A high frequency current is passed through the coil 48 of the induction heating device 42 from the control device 44 and an induction current is generated in the heating cylinder 23 to generate heat from the actual part of the heating cylinder 23. Therefore, unlike the case where the band heater 41 is used, there is no heat distribution in which the temperature decreases from the surface side toward the inside of the heating cylinder 23, and the temperature can be raised and maintained up to a high temperature range. Further, heat radiation from the heating cylinder 23 is suppressed by the heat insulating material 49. In the induction heating device 42 according to the first embodiment, the control device 44 generates and controls the high-frequency frequency sent to the coil 48. However, the current value sent to the coil may be controlled, or the type in which the high-frequency current is controlled to be turned on and off by the switch 45 or the like may be used similarly to the band heater 41.

そして加熱筒内は真空吸引機構の真空ポンプ38により常時吸引され真空状態となっている。その真空度は、一例としてゲージ圧(大気圧基準)で−90kPa以下(絶対圧基準では11.33kPa)〜−101kPa以下(絶対圧基準では0.33kPa)となっている。そして実施例1では、乾燥装置は設けられておらず、供給筒33およびフィードスクリュ26を通じて未乾燥の樹脂材料(一例としてポリカーボネート)が供給される。加熱筒内のスクリュ22の溝部への樹脂材料の供給は、計量中に行われ、フィードスクリュ26により供給量が絞られるように制御して行われる(加熱筒内が飢餓状態となるように供給される)。そしてスクリュ22の溝部(スクリュ軸22h)へ供給された樹脂材料は、計量用モータ31の駆動によりスクリュ22が回転され、飢餓状態でフィードゾーン22aからコンプレッションゾーン22bへ向けて送られる。そしてメタリングゾーン22cへ送られる際に更にせん断発熱されスクリュ22の前方へ送られる。そして飢餓状態で計量を行った場合、前記のように供給量を制限された樹脂材料は、フィードゾーン22aにおいてはスクリュ22のフライト22eの前面22f側沿って移動され、スクリュ22のフライト22eの後面22g側は空間か或いは樹脂材料が疎らな状態となる。そしてフィードゾーン22aにおけるスクリュ軸22hの太さは均等であるので、樹脂材料はスクリュ回転によるせん断発熱の影響をほとんど受けずに、もっぱら加熱筒23からの熱により昇温され溶融される。   The inside of the heating cylinder is always sucked by a vacuum pump 38 of a vacuum suction mechanism and is in a vacuum state. As an example, the degree of vacuum is −90 kPa or less (11.33 kPa on an absolute pressure basis) to −101 kPa (0.33 kPa on an absolute pressure basis) in terms of gauge pressure (based on atmospheric pressure). In the first embodiment, no drying device is provided, and an undried resin material (polycarbonate as an example) is supplied through the supply cylinder 33 and the feed screw 26. Supply of the resin material to the groove portion of the screw 22 in the heating cylinder is performed during measurement and is controlled so that the supply amount is reduced by the feed screw 26 (supplied so that the inside of the heating cylinder is starved). ) The resin material supplied to the groove portion (screw shaft 22h) of the screw 22 is sent to the compression zone 22b from the feed zone 22a in a starved state by rotating the screw 22 by driving the measuring motor 31. And when it is sent to the metering zone 22c, it is further heated by shearing and sent to the front of the screw 22. When the measurement is performed in a starved state, the resin material whose supply amount is limited as described above is moved along the front surface 22f side of the flight 22e of the screw 22 in the feed zone 22a, and the rear surface of the flight 22e of the screw 22 On the 22g side, the space or the resin material is sparse. Since the thickness of the screw shaft 22h in the feed zone 22a is uniform, the resin material is hardly affected by the shear heat generated by the screw rotation, and is heated and melted exclusively by the heat from the heating cylinder 23.

そして前記のように加熱筒後部ゾーン23aは、通常の射出成形機の加熱筒後部ゾーンの設定温度よりも高く設定されているので、この部分で樹脂材料が溶融開始される。この際に加熱筒後部ゾーン23aは、誘導加熱装置42を用いて加熱を行っており、加熱筒23の板厚部分の内部から昇温され断熱材49により放熱が防止されるので、バンドヒータ41を用いた場合の30〜70%の消費電力で安定した昇温および維持が可能となる。そして未乾燥の樹脂材料(常温)であっても良好に昇温させることができる。なお未乾燥の樹脂材料の場合は、乾燥された樹脂材料よりも溶融された際に多くの水分が発生する。しかし前記樹脂材料から発生した水分やガスは、前記のようにスクリュ22のフライト後面22g側に形成された空間を介して後方へ送られ、更に落下口25、開口部35、管路36等を介して真空ポンプ38によって真空吸引される。そして計量工程によりスクリュ22の前方へ溶融樹脂が貯留されると次に図示しない射出用モータが作動して、型締装置12によって型締された固定金型19と可動金型20の間のキャビティ21内に射出される。そして成形された成形品は水分が除去されていることにより、シルバーストリーク等の不良がほとんどなく、成形金型19,20のキャビティ21等にもガスが付着しにくい。   As described above, since the heating cylinder rear zone 23a is set higher than the set temperature of the heating cylinder rear zone of a normal injection molding machine, the resin material starts to melt at this portion. At this time, the heating tube rear zone 23a is heated by using the induction heating device 42, and the temperature is raised from the inside of the plate thickness portion of the heating tube 23 and the heat insulating material 49 prevents heat dissipation. Stable temperature rise and maintenance can be achieved with power consumption of 30 to 70% when using. And even if it is an undried resin material (normal temperature), it can heat up favorably. In the case of an undried resin material, more water is generated when it is melted than the dried resin material. However, the moisture and gas generated from the resin material are sent rearward through the space formed on the flight rear surface 22g side of the screw 22 as described above, and further passed through the drop opening 25, the opening 35, the pipe line 36, and the like. Then, vacuum suction is performed by the vacuum pump 38. Then, when the molten resin is stored in front of the screw 22 by the measuring step, an injection motor (not shown) is operated next, and a cavity between the fixed mold 19 and the movable mold 20 clamped by the mold clamping device 12 is operated. 21 is injected. Since the molded product is free of moisture, there is almost no defect such as silver streak and the gas hardly adheres to the cavities 21 of the molding dies 19 and 20.

また成形作業を中断する際や、加熱筒23の設定温度が低くてよい樹脂材料に変更する際には、誘導加熱装置42のコイル48への通電を停止するとともに、加熱筒後部ゾーン23aを冷却する。加熱筒後部ゾーン23aの冷却は、冷却装置50の冷却流路51に圧搾エアを送ることにより行う。その際にハウジング部24の側から行うことにより、加熱筒後部ゾーン23aの温度分布はハウジング部24の側が低温となり望ましい温度カーブとなる。また場合によっては加熱筒後部ゾーン23aの前方側からも圧搾エアを送って温度調整可能としてもよい。   Further, when the molding operation is interrupted or when the heating cylinder 23 is changed to a resin material whose setting temperature may be low, energization to the coil 48 of the induction heating device 42 is stopped and the heating cylinder rear zone 23a is cooled. To do. Cooling of the heating cylinder rear zone 23 a is performed by sending compressed air to the cooling flow path 51 of the cooling device 50. In this case, the temperature distribution in the heating cylinder rear zone 23a is a low temperature on the housing portion 24 side and a desirable temperature curve is obtained by performing from the housing portion 24 side. In some cases, the temperature may be adjusted by sending compressed air from the front side of the heating cylinder rear zone 23a.

なお本発明では、加熱筒中部ゾーン23b、加熱筒前部ゾーン23c、およびノズルゾーン40aも誘導加熱装置とすることを除外するものではないが、少なくとも加熱筒後部ゾーン23aには誘導加熱装置42を設けることが望ましい。そして実施例1で加熱筒後部ゾーン23aのみに誘導加熱装置42を設けたのは次の理由による。まず第1の理由としては、バンドヒータ41と比較して誘導加熱装置42のほうが装置のコストが高いので、多くのゾーンを誘導加熱装置42とするとコストが上昇するという点が上げられる。次に第2の理由としては、加熱筒後部ゾーン23aが最も電力を消費するゾーンである点が上げられる。例えば加熱筒内を真空状態として加熱筒後部ゾーン23aを加熱筒中部ゾーン23bと同じか近い温度にする場合、全てのゾーンをバンドヒータ41とした場合には、ノズル40を含む加熱筒全体を加熱するための消費電力の約30〜60%程度が加熱筒後部ゾーン23aの加熱のために消費される。従って加熱筒後部ゾーン23aに誘導加熱装置42を設けることが省エネ効果の点で最も効果的であり、バンドヒータ41の場合と比較して加熱筒後部ゾーン23aの消費電力を30〜60%程度削減できる。更に第3の理由としては、加熱筒前部ゾーン23c等は設定温度が更に高く、また、熱を奪われるハウジング部24に隣接していないので、誘導加熱装置42に大掛りな冷却装置50を設けないと良好に冷却できないという点があげられる。その点加熱筒後部ゾーン23aは、ハウジング部24に隣接しており、加熱筒前部ゾーン23cと比較すると設定温度も低いので、冷却装置50により温度を低下させやすく、冷却装置50は、比較的簡便な圧搾エアによるものでも十分である。   In the present invention, it is not excluded that the heating cylinder middle zone 23b, the heating cylinder front zone 23c, and the nozzle zone 40a are also induction heating devices, but at least the heating cylinder rear zone 23a is provided with the induction heating device 42. It is desirable to provide it. The reason why the induction heating device 42 is provided only in the heating tube rear zone 23a in the first embodiment is as follows. The first reason is that the induction heating device 42 has a higher cost than the band heater 41, and the cost increases when many zones are used as the induction heating device 42. The second reason is that the heating cylinder rear zone 23a is the zone that consumes the most power. For example, when the inside of the heating cylinder is in a vacuum state and the heating cylinder rear zone 23a is set to the same temperature as or close to the heating cylinder middle zone 23b, when all the zones are the band heaters 41, the entire heating cylinder including the nozzle 40 is heated. About 30 to 60% of the power consumption for this is consumed for heating the heating cylinder rear zone 23a. Accordingly, it is most effective in terms of energy saving to provide the induction heating device 42 in the heating tube rear zone 23a, and the power consumption of the heating tube rear zone 23a is reduced by about 30 to 60% compared to the case of the band heater 41. it can. As a third reason, since the heating cylinder front zone 23c and the like have a higher set temperature and are not adjacent to the housing part 24 from which heat is taken away, a large cooling device 50 is added to the induction heating device 42. If it is not provided, it is possible to cool well. The point heating cylinder rear zone 23a is adjacent to the housing part 24 and has a lower set temperature than the heating cylinder front zone 23c. Therefore, the cooling device 50 can easily lower the temperature. Even simple compressed air is sufficient.

本発明の射出成形機11については、PC、PET、PMMA、PPSといった設定温度が高温(一例として加熱筒後部ゾーン23aの設定温度が220℃以上)のものほど省エネ効果が大きいが、使用される樹脂材料は限定されない。また射出成形機11は、スクリュ径45mm以上といった中型以上のものほど肉厚の加熱筒23を均一に昇温する省エネ効果が大きいが、射出成形機のサイズは限定されない。また射出成形機は、射出機構にプランジャを用いたものでもよく、その場合は可塑化装置である加熱筒後部ゾーンに誘導加熱装置42が取付けられる。また射出装置は縦型のものでもよい。   As for the injection molding machine 11 of the present invention, the higher the set temperature such as PC, PET, PMMA, PPS (for example, the set temperature of the heating cylinder rear zone 23a is 220 ° C. or higher), the greater the energy saving effect is used. The resin material is not limited. The injection molding machine 11 has a greater energy saving effect for uniformly raising the thickness of the thick heating cylinder 23 as it is larger than a middle size such as a screw diameter of 45 mm or more, but the size of the injection molding machine is not limited. The injection molding machine may use a plunger as an injection mechanism. In that case, the induction heating device 42 is attached to the rear zone of the heating cylinder, which is a plasticizing device. The injection device may be a vertical type.

11 射出成形機
13 射出装置
22 スクリュ
22a フィードゾーン
22b コンプレッションゾーン
22c メタリングゾーン
23 加熱筒
23a 加熱筒後部ゾーン
23b 加熱筒中部ゾーン
23c 加熱筒前部ゾーン
38 真空ポンプ(真空吸引機構)
41 バンドヒータ
42 誘導加熱装置
47 凹溝
48 コイル
49 断熱材
50 冷却装置
51 冷却流路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Injection molding machine 13 Injection apparatus 22 Screw 22a Feed zone 22b Compression zone 22c Metalling zone 23 Heating cylinder 23a Heating cylinder rear zone 23b Heating cylinder middle zone 23c Heating cylinder front zone 38 Vacuum pump (vacuum suction mechanism)
41 Band heater 42 Induction heating device 47 Concave groove 48 Coil 49 Heat insulating material 50 Cooling device 51 Cooling flow path

Claims (4)

射出装置の加熱筒内で材料を溶融し、溶融した材料を成形金型のキャビティ内で固化させて成形品を成形する射出成形機において、
加熱筒内を真空状態にする真空吸引機構と、
加熱筒を加熱する誘導加熱装置と、が備えられたことを特徴とする射出成形機。
In an injection molding machine that melts a material in a heating cylinder of an injection device and solidifies the melted material in a cavity of a molding die to mold a molded product,
A vacuum suction mechanism for evacuating the heating cylinder;
An injection molding machine comprising an induction heating device for heating a heating cylinder.
前記誘導加熱装置は、ハウジング部に隣接する加熱筒後部ゾーンに設けられたことを特徴とする請求項1に記載の射出成形機。 The injection molding machine according to claim 1, wherein the induction heating device is provided in a rear zone of a heating cylinder adjacent to the housing portion. 射出装置の加熱筒内で材料を溶融し、溶融した材料を成形金型のキャビティ内で固化させて成形品を成形する射出成形機の制御方法において、
加熱筒内を真空吸引機構により真空吸引するともに、ハウジング部に隣接する加熱筒後部ゾーンに設けられた誘導加熱装置により材料を昇温させ溶融開始させることを特徴とする射出成形機の制御方法。
In a control method of an injection molding machine that melts a material in a heating cylinder of an injection device and solidifies the melted material in a cavity of a molding die to mold a molded product,
A method for controlling an injection molding machine, wherein the inside of a heating cylinder is evacuated by a vacuum suction mechanism, and the material is heated to start melting by an induction heating device provided in a rear zone of the heating cylinder adjacent to the housing portion.
前記材料は、未乾燥の樹脂材料であることを特徴とする請求項3に記載の射出成形機の制御方法。 The method for controlling an injection molding machine according to claim 3, wherein the material is an undried resin material.
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