JP2014073621A - Injection unit of injection molding machine and injection molding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂の射出成形機に用いる射出装置及び射出成形方法に関する。 The present invention relates to an injection apparatus and an injection molding method for use in a resin injection molding machine.
一般的な射出成形機の射出装置は、その外周面に電気ヒータ等の加熱手段を配置させ、一方の端部に射出ノズルを、他方の端部に材料供給ホッパ等の材料供給部を備える加熱シリンダと、その加熱シリンダ内に、その長手軸中心に回転可能に、且つ、該軸方向に移動可能に配置されるスクリュとで構成される。また、スクリュの外周面には、加熱シリンダの内周面とスクリュの外周面との間に形成される樹脂流路において、スクリュを回転させることにより、材料供給部から供給された樹脂ペレット等の樹脂材料を射出ノズル側に流動させるフライトが連続して形成される。フライトの形状やサイズは、材料供給部側から射出ノズル側へ、樹脂材料の供給(流動)、圧縮、計量を行えるようそれぞれの仕様に設計されている。説明を簡単にするために、加熱シリンダの射出ノズル側を射出装置の”前方”、材料供給部側を”後方”とし、スクリュや樹脂材料等のそれぞれの方向への移動を”前進”及び”後退”とする。 The injection device of a general injection molding machine has a heating means such as an electric heater arranged on the outer peripheral surface thereof, a heating provided with an injection nozzle at one end and a material supply unit such as a material supply hopper at the other end. The cylinder is constituted by a screw disposed in the heating cylinder so as to be rotatable about the longitudinal axis and movable in the axial direction. Further, on the outer peripheral surface of the screw, resin pellets or the like supplied from the material supply unit by rotating the screw in a resin flow path formed between the inner peripheral surface of the heating cylinder and the outer peripheral surface of the screw. A flight for allowing the resin material to flow toward the injection nozzle is continuously formed. The shape and size of the flight are designed according to each specification so that the resin material can be supplied (flowed), compressed, and measured from the material supply unit side to the injection nozzle side. In order to simplify the explanation, the injection nozzle side of the heating cylinder is “front” of the injection device, the material supply side is “rear”, and the movement of the screw or resin material in the respective directions is “forward” and “ “Retreat”.
更に、スクリュの前方端部にはスクリュヘッドが配置され、スクリュヘッドとスクリュとの間には、逆止リング(チェックリングとも呼称される)が、スクリュの長手軸方向に所定量移動可能に配置される。材料供給部から供給された樹脂ペレット等の樹脂材料は、スクリュが回転され、フライトにより前方に流動される間に、加熱シリンダの外周面に配置された加熱手段の熱エネルギに加えて、フライトの回転力によるせん断熱の熱エネルギにより溶融状態となる(可塑化工程)。そして、溶融状態となった樹脂(溶融樹脂)は、その流動による樹脂圧力により、逆止リングを前方に移動させ、樹脂流路を開放状態にさせると共に、スクリュヘッドの溝部を経由して射出ノズル及びスクリュヘッド間に到達する。この時、射出ノズルは、射出ノズルもしくは、射出ノズルがドッキングしている固定金型の樹脂流入口に配置されている樹脂遮断開放切換弁等により閉じられた状態であるため、射出ノズル及びスクリュヘッド間に到達した溶融樹脂の樹脂圧力はスクリュヘッドにも作用し、スクリュ全体を後退させる。この後退に連動して形成される、加熱シリンダ内の射出ノズル及びスクリュヘッド間の空間に同溶融樹脂が連続して貯留される。この空間が拡張され、所定量の溶融樹脂が貯留されるまで、スクリュの回転とスクリュ全体の後退とが継続され、逆止リングの開放状態が維持される(計量工程)。この溶融樹脂が貯留される空間を貯留部と呼称する。 Furthermore, a screw head is arranged at the front end of the screw, and a check ring (also called a check ring) is arranged between the screw head and the screw so as to be movable by a predetermined amount in the longitudinal axis direction of the screw. Is done. Resin material such as resin pellets supplied from the material supply unit is used in addition to the thermal energy of the heating means arranged on the outer peripheral surface of the heating cylinder while the screw is rotated and flowed forward by the flight. It becomes a molten state by the thermal energy of the shear heat by the rotational force (plasticization process). The molten resin (molten resin) moves the check ring forward by the resin pressure resulting from the flow, opens the resin flow path, and passes through the groove portion of the screw head to be an injection nozzle. And between the screw heads. At this time, since the injection nozzle is closed by the injection nozzle or the resin shut-off switching valve disposed at the resin inlet of the fixed mold to which the injection nozzle is docked, the injection nozzle and the screw head The resin pressure of the molten resin reached in the middle also acts on the screw head, causing the entire screw to retreat. The molten resin is continuously stored in the space between the injection nozzle and the screw head in the heating cylinder, which is formed in conjunction with the retreat. Until this space is expanded and a predetermined amount of molten resin is stored, the rotation of the screw and the retreat of the entire screw are continued, and the open state of the check ring is maintained (metering step). A space in which the molten resin is stored is referred to as a storage portion.
射出ノズル及びスクリュヘッド間の貯留部に所定量の溶融樹脂が貯留された後、スクリュの回転を停止させ、スクリュを所定速度及び所定力で前進させると、この溶融樹脂は、後方の樹脂流路へ逆流する溶融樹脂の樹脂圧力により逆止リングを後方へ移動させ、加熱シリンダの内周面とスクリュの外周面との間に形成される樹脂流路及びスクリュヘッド間をシールして、後方の樹脂流路への溶融樹脂の逆流を防止すると共に、射出ノズルを介して、射出ノズルをドッキングさせた固定金型及び可動金型内に形成される金型キャビティに射出充填される(射出充填工程)。 After a predetermined amount of molten resin is stored in the storage portion between the injection nozzle and the screw head, the rotation of the screw is stopped and the screw is advanced at a predetermined speed and a predetermined force. The non-return ring is moved backward by the resin pressure of the molten resin flowing backward, and the gap between the resin flow path formed between the inner peripheral surface of the heating cylinder and the outer peripheral surface of the screw and the screw head is sealed. The molten resin is prevented from flowing back into the resin flow path, and is injected and filled into the mold cavity formed in the fixed mold and the movable mold in which the injection nozzle is docked via the injection nozzle (injection filling process). ).
このような射出装置はインラインスクリュ式射出装置と呼称される。インラインスクリュ式射出装置は、先に説明したように、計量工程の開始時から完了時まで、スクリュ前方に貯留される溶融樹脂量の増大に連動してスクリュが後退する一方、材料供給部の位置は変わらないため、樹脂を可塑化(溶融)させる樹脂流路の距離(可塑化流動長)が、計量工程の開始時から完了時まで、スクリュの後退量に比例して短くなる。そのため、計量工程が完了に近づくにつれて、可塑化流動長の短縮化が顕著となり、射出装置の可塑化能力の低下や、樹脂材料の可塑化状態のばらつき等を生じるという問題が指摘されている。 Such an injection device is called an in-line screw type injection device. As described above, the inline screw type injection device is configured so that the screw moves backward in conjunction with the increase in the amount of molten resin stored in front of the screw from the start to the completion of the weighing process, while the position of the material supply unit Therefore, the distance (plasticization flow length) of the resin flow path for plasticizing (melting) the resin becomes shorter in proportion to the retraction amount of the screw from the start to the completion of the measurement process. For this reason, as the metering process approaches completion, the shortening of the plasticization flow length becomes remarkable, and problems such as a decrease in the plasticizing ability of the injection apparatus and a variation in the plasticized state of the resin material have been pointed out.
このようなインラインスクリュ式射出装置の問題を解決するために、特許文献1や特許文献2のような射出成形機の射出装置が提案されている。
In order to solve the problem of such an in-line screw type injection device, an injection device of an injection molding machine such as
特許文献1には、加熱シリンダ内にスクリュを内包してなるスクリュタイプの可塑化装置(射出装置)を備えた射出成形装置において、スクリュを中空状に形成するとともに、スクリュの内部に該スクリュに対して軸方向に移動可能なプランジャを挿入し、スクリュとプランジャの相対移動によって形成される空間を、溶融・可塑化された樹脂を蓄えるためのチャンバ部とした射出成形装置が開示されている。
In
すなわち、特許文献1の射出成形装置の可塑化装置(射出装置)は、スクリュを可塑化工程専用とし、スクリュ内に、スクリュと同軸に配置させたプランジャに計量工程及び射出充填工程を行わせることにより、可塑化流動長を計量工程の開始時から完了時まで一定にするものである。ここで、このスクリュは、加熱シリンダ内周面及びスクリュ外周面間に形成される樹脂流路と、貯留部との間に連絡樹脂流路を形成し、また、同連絡樹脂流路をシールするために、僅かに後退及び前進するように構成されているが、計量工程の開始時から完了時までの間は、同連絡樹脂流路を形成・維持するために後退位置にあり、このスクリュの後退及び前進により、可塑化流動長が変化することはない。
That is, the plasticizing apparatus (injection apparatus) of the injection molding apparatus of
特許文献2には、先端に射出ノズルを有する加熱シリンダ内に、中空円筒状のスクリュが、回転可能に且つ該加熱シリンダに対して相対移動可能に配置されると共に、該スクリュの中空部内に、プランジャが、該スクリュに対して、その軸方向に相対移動可能に挿通され、且つ該スクリュの先端より突出可能に設けられて成り、該加熱シリンダ内に供給された樹脂材料を、該スクリュの回転作動によって前方に送りながら可塑化、溶融して、該加熱シリンダ内の前部に貯留する一方、その貯留された溶融樹脂材料を、前記プランジャの該スクリュに対する相対移動によって、前記射出ノズルから射出するようにした射出装置にして、
前記加熱シリンダ内の前部に、該加熱シリンダの前記スクリュ配置部位における内径よりも小さな内径とされた貯留チャンバ(貯留部)を、前記プランジャの先端部が、前記スクリュに対する相対移動によって、該貯留チャンバの内周面との間に隙間を形成しつつ突入し得る大きさをもって設け、該プランジャ先端部の該貯留チャンバ内への突入状態下において、前記スクリュの回転動作によって前記加熱シリンダの前方に送られた溶融樹脂材料が、該プランジャ先端部の外周面と該貯留チャンバの内周面との間の前記第一の隙間を通じて、該貯留チャンバ内に導入されて、貯留されるように構成した射出装置が開示されている。
In Patent Document 2, a hollow cylindrical screw is disposed in a heating cylinder having an injection nozzle at the tip so as to be rotatable and relatively movable with respect to the heating cylinder, and in the hollow portion of the screw, A plunger is inserted into the screw so as to be relatively movable in the axial direction thereof, and is provided so as to be able to protrude from the tip of the screw. The resin material supplied into the heating cylinder is used to rotate the screw. It is plasticized and melted while being sent forward by operation, and is stored in the front part in the heating cylinder, while the stored molten resin material is injected from the injection nozzle by relative movement of the plunger with respect to the screw. I made an injection device like
A storage chamber (reservoir) having an inner diameter smaller than the inner diameter of the screw placement portion of the heating cylinder is disposed at a front portion in the heating cylinder, and the distal end portion of the plunger is moved relative to the screw by the relative movement. Provided with a size capable of entering while forming a gap with the inner peripheral surface of the chamber, and in a state where the plunger tip enters the storage chamber, the screw is rotated in front of the heating cylinder. The sent molten resin material is configured to be introduced and stored in the storage chamber through the first gap between the outer peripheral surface of the plunger tip and the inner peripheral surface of the storage chamber. An injection device is disclosed.
特許文献2の射出装置は、スクリュを可塑化工程専用とし、スクリュ内に、スクリュと同軸に配置させたプランジャに計量工程及び射出充填工程を行わせる点と、樹脂流路及び貯留部間の連絡樹脂流路の形成・シールのために、スクリュを僅かに後退及び前進するように構成されている点と、において、特許文献1の射出装置と同じである。しかしながら、貯留部となる空間が、スクリュの内部ではなく、加熱シリンダ内のスクリュより前方に予め形成されており、スクリュ前端部から突出させて、その貯留部となる空間まで前進させたプランジャを、樹脂圧力によりスクリュ前端部まで後退させて、溶融樹脂を貯留させる点が特許文献1の射出装置と相違する。すなわち、特許文献1の射出装置のように、スクリュ内に溶融樹脂を貯留させることはない。この相違点により、計量開始時に最初に可塑化させた溶融樹脂を貯留部の前方(射出ノズル側)から貯留させ、計量完了時に最後に可塑化させた溶融樹脂を貯留部の後方(プランジャ側)に貯留させる、所謂、先入れ先出しを行うことができるとしている。
In the injection device of Patent Document 2, the screw is exclusively used for the plasticizing process, and a plunger arranged coaxially with the screw in the screw is used for the metering process and the injection filling process, and the communication between the resin flow path and the storage unit. It is the same as the injection device of
一方、特許文献1の射出成形装置の可塑化装置(射出装置)においては、貯留部がスクリュの中空部前方(スクリュ内部)に形成されるため、計量開始時に最初に可塑化された溶融樹脂が、貯留部の後方(プランジャ側)から貯留され、計量完了時に最後に可塑化された溶融樹脂が、貯留部の前方(射出ノズル側)に貯留されてしまい、先入れ先出しが行われている状態ではない。このように、貯留部に貯留された溶融樹脂の先入れ先出しができない場合、射出充填後に、溶融樹脂が加熱シリンダ内のプランジャ前方(先端面)に滞留する、その結果、その成形サイクルの計量工程の開始から可塑化されて、その成形サイクルにおいて最も熱履歴の長いその滞留樹脂が射出されない場合がある。このような滞留樹脂は、次の成形サイクルの計量工程の間、あるいは、複数回の成形サイクルの間も射出されず、連続して加熱されるため、劣化したり、炭化したりして、射出充填には適さない不良樹脂となる。そして、繰り返される成形サイクルの射出充填工程において、このようにして生じた不良樹脂が、不規則なタイミングで貯留部内の溶融樹脂に混入して射出されるため、樹脂成形品の外観不良や強度不足等の製品欠陥が生じるとされている。
On the other hand, in the plasticizing device (injection device) of the injection molding device disclosed in
ここで、特許文献1や特許文献2のように、スクリュ内に、スクリュと同軸にプランジャを配置させ、スクリュを可塑化工程専用とし、プランジャに計量工程及び射出充填工程を行わせる射出装置を、本明細書においてはインライン型プランジャ式射出装置と呼称するものとする。
Here, as in
特許文献1及び特許文献2のインライン型プランジャ式射出装置においては、計量工程時、樹脂流路及び貯留部間に連絡樹脂流路を形成させ、射出充填時、同連絡樹脂流路をシールして、貯留部の溶融樹脂の樹脂流路への逆流を防止するために、スクリュが軸方向に移動可能に構成されている。その移動量は、計量工程及び射出充填工程を行うプランジャの移動量と比較して僅かではあるが、プランジャをその軸方向に移動させる機構とは別に、その長手軸中心に回転するスクリュを、更にその軸方向に移動させる機構が必要となり、射出装置の構成が複雑になるという問題がある。
In the inline plunger type injection device of
また、特許文献1のインライン型プランジャ式射出装置においては、加熱シリンダ内のプランジャ前方(先端面)に長期滞留する不良樹脂が貯留部内の溶融樹脂に混入して、樹脂成形品の外観不良や強度不足等の製品欠陥が生じるという問題がある。
In addition, in the inline-type plunger type injection device of
更に、特許文献2のインライン型プランジャ式射出装置においては、貯留部の溶融樹脂の先入れ先出しにより、長期滞留による不良樹脂の発生は防止できるものの、貯留部となる空間が、スクリュの内部ではなく、加熱シリンダ内のスクリュより前方に予め形成されているため、加熱シリンダの全長及びプランジャの全長が長くなるという問題がある。 Furthermore, in the inline-type plunger-type injection device of Patent Document 2, although the generation of defective resin due to long-term residence can be prevented by first-in first-out of the molten resin in the storage part, the space serving as the storage part is not inside the screw but heated. Since it is formed in advance ahead of the screw in the cylinder, there is a problem that the entire length of the heating cylinder and the entire length of the plunger become long.
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたもので、具体的には、構造が複雑にならず、長期滞留による不良樹脂を発生させず、全長が長くならないインライン型プランジャ式射出装置とそのインライン型プランジャ式射出装置を使用する射出成形方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems. Specifically, the in-line plunger injection device does not have a complicated structure, does not generate defective resin due to long-term residence, and does not increase the overall length. And an injection molding method using the in-line type plunger type injection device.
発明の上記目的は、いずれか一方の端部に射出ノズルを、他方の端部に材料供給部を有する加熱シリンダと、
前記加熱シリンダ内に、その長手軸中心に回転可能に配置される中空円筒状のスクリュと、
前記加熱シリンダの内周面と前記スクリュの外周面との間に形成される第1樹脂流路と、
前記加熱シリンダの前記射出ノズル側の内面と前記スクリュの端面との間に形成される第2樹脂流路と、
前記スクリュの中空部に、前記スクリュと同軸に、且つ、該軸方向に移動可能に配置されるプランジャと、
前記第1樹脂流路及び前記第2樹脂流路間に配置される逆止リングと、
前記プランジャの前記射出ノズル側に配置され、前記スクリュの中空部の内周面及び前記プランジャの外周面間をシールすると共に、前記プランジャの射出充填完了位置において、前記スクリュ端面から所定量突出した位置となるシール機構と、
を備える、射出成形機の射出装置によって達成される。
The above object of the invention is to provide a heating cylinder having an injection nozzle at one end and a material supply at the other end;
In the heating cylinder, a hollow cylindrical screw disposed rotatably about the longitudinal axis;
A first resin flow path formed between the inner peripheral surface of the heating cylinder and the outer peripheral surface of the screw;
A second resin flow path formed between an inner surface of the heating cylinder on the injection nozzle side and an end surface of the screw;
A plunger arranged in the hollow portion of the screw coaxially with the screw and movably in the axial direction;
A check ring disposed between the first resin flow path and the second resin flow path;
Position that is arranged on the injection nozzle side of the plunger and seals between the inner peripheral surface of the hollow portion of the screw and the outer peripheral surface of the plunger, and protrudes a predetermined amount from the screw end surface at the injection filling completion position of the plunger A sealing mechanism
Achieved by an injection device of an injection molding machine.
すなわち、インライン型プランジャ式射出装置において、計量工程時、溶融樹脂の貯留部となるスクリュの中空部と、加熱シリンダの内周面及びスクリュの外周面間に形成される第1樹脂流路との間に、予め第2樹脂流路(連絡樹脂流路)が形成されており、且つ、第1樹脂流路及び第2樹脂流路間に、射出充填工程時における溶融樹脂の第1樹脂流路への逆流を防止する逆止リングを備えるため、特許文献1や特許文献2のインライン型プランジャ式射出装置のように、スクリュをその軸方向に移動させる必要がない。その結果、射出装置を簡素化できる。
That is, in the in-line type plunger type injection device, during the metering step, the hollow portion of the screw serving as the molten resin storage portion and the first resin flow path formed between the inner peripheral surface of the heating cylinder and the outer peripheral surface of the screw. A second resin flow path (communication resin flow path) is previously formed between the first resin flow path and the second resin flow path, and the first resin flow path of the molten resin in the injection filling process is provided between the first resin flow path and the second resin flow path. Since the non-return ring for preventing backflow is provided, it is not necessary to move the screw in the axial direction as in the inline plunger type injection device of
また、プランジャの射出充填完了位置において、プランジャの射出ノズル側に配置されたシール機構が、スクリュ端面から所定量突出した位置となるため、この射出充填工程において、スクリュの中空部の溶融樹脂は完全に同中空部から排出され、このスクリュの中空部に、溶融樹脂が滞留することはない。更に、この所定量突出した位置にあるシール機構及び逆止リング間に滞留する第2樹脂流路の溶融樹脂は、次の成形サイクルの計量工程の開始時、第1樹脂流路から、開放状態の逆止リングを介して第2樹脂流路に流動される新たに可塑化された溶融樹脂に押し出されて、貯留部となるスクリュの中空部に確実に貯留され、射出されるので、この第2樹脂流路に溶融樹脂が複数回の成形サイクルに亘って長期滞留し、不良樹脂が発生することもない。 In addition, since the seal mechanism arranged on the plunger injection nozzle side protrudes a predetermined amount from the screw end surface at the plunger injection filling completion position, the molten resin in the hollow portion of the screw is completely discharged in this injection filling process. And the molten resin does not stay in the hollow portion of the screw. Further, the molten resin in the second resin flow channel staying between the seal mechanism and the check ring in the position protruding by the predetermined amount is opened from the first resin flow channel at the start of the metering step of the next molding cycle. This is pushed into the newly plasticized molten resin flowing into the second resin flow path through the non-return ring, and is reliably stored and injected into the hollow portion of the screw serving as the storage portion. The molten resin stays in the two resin flow paths for a long time over a plurality of molding cycles, and no defective resin is generated.
加えて、溶融樹脂を、第2樹脂流路を介して、スクリュの中空部前方に流動させるため、溶融樹脂はスクリュの中空部前方に貯留され、スクリュ前方に予めそのための空間を配置させる必要がなく、射出装置の全長が長くならない。 In addition, since the molten resin flows through the second resin flow path in front of the hollow portion of the screw, the molten resin needs to be stored in front of the hollow portion of the screw, and a space for this needs to be arranged in advance in front of the screw. And the total length of the injection device does not increase.
この射出成形機の射出装置は、前記逆止リングが、前記スクリュを可塑化時の回転方向に回転させることにより、前記第1樹脂流路及び前記第2樹脂流路間を開放する、又は、可塑化時の回転方向と逆方向に回転させることにより、前記第1樹脂流路及び前記第2樹脂流路間をシールする構成であっても良い。 In the injection device of this injection molding machine, the check ring opens the space between the first resin flow path and the second resin flow path by rotating the screw in the rotation direction during plasticization, or The structure may be such that the first resin flow path and the second resin flow path are sealed by rotating in the direction opposite to the rotation direction during plasticization.
また、この射出成形機の射出装置を使用して、前記スクリュの回転により、前記加熱シリンダの前記材料供給部から供給された樹脂材料を前記第1樹脂流路において可塑化させると共に、可塑化させた溶融樹脂を、前記第2樹脂流路を経由して前記スクリュの前記射出ノズル側に流動させ、その樹脂圧力により前記プランジャを前記材料供給部側に移動させて、前記スクリュの中空部の前記射出ノズル側に貯留させる可塑化計量工程と、
前記可塑化計量工程完了後、前記プランジャを前記射出ノズル側に移動させて、前記スクリュの中空部の前記射出ノズル側に貯留させた溶融樹脂を前記射出ノズルから射出すると共に、前記プランジャの射出充填完了位置において、前記シール機構が前記スクリュ端面から所定量突出した位置となる射出充填工程と、
を有することを特徴とする射出成形方法を行うことが好ましい。
Further, by using the injection device of this injection molding machine, the resin material supplied from the material supply part of the heating cylinder is plasticized and plasticized in the first resin flow path by the rotation of the screw. The molten resin is caused to flow to the injection nozzle side of the screw via the second resin flow path, and the plunger is moved to the material supply unit side by the resin pressure, so that the hollow portion of the screw is A plasticizing and metering process for storing on the injection nozzle side;
After completion of the plasticizing and metering step, the plunger is moved to the injection nozzle side, the molten resin stored on the injection nozzle side of the hollow portion of the screw is injected from the injection nozzle, and the injection filling of the plunger is performed. An injection filling step in which the sealing mechanism is at a position protruding a predetermined amount from the screw end surface at a completion position;
It is preferable to perform an injection molding method characterized by having
更に、この射出成形機の射出装置を使用する射出成形方法は、前記可塑化計量工程の開始時、前記スクリュを可塑化時の回転方向に回転させて、前記逆止リングにより前記第1樹脂流路及び前記第2樹脂流路間を開放する可塑化計量準備工程、又は、前記可塑化計量工程完了後、前記スクリュを可塑化時の回転方向と逆方向に回転させて、前記逆止リングにより、前記第1樹脂流路及び前記第2樹脂流路間をシールする射出準備工程、を更に備えていても良い。 Further, in the injection molding method using the injection apparatus of the injection molding machine, at the start of the plasticizing and metering step, the screw is rotated in the rotational direction at the time of plasticization, and the first resin flow is caused by the check ring. After the plasticization measurement preparation step for opening the path and the second resin flow path, or after the plasticization measurement step is completed, the screw is rotated in the direction opposite to the rotation direction during plasticization, and the check ring is used. An injection preparation step for sealing between the first resin flow path and the second resin flow path may be further provided.
本発明に係る射出成形機の射出装置は、いずれか一方の端部に射出ノズルを、他方の端部に材料供給部を有する加熱シリンダと、
前記加熱シリンダ内に、その長手軸中心に回転可能に配置される中空円筒状のスクリュと、
前記加熱シリンダの内周面と前記スクリュの外周面との間に形成される第1樹脂流路と、
前記加熱シリンダの前記射出ノズル側の内面と前記スクリュの端面との間に形成される第2樹脂流路と、
前記スクリュの中空部に、前記スクリュと同軸に、且つ、該軸方向に移動可能に配置されるプランジャと、
前記第1樹脂流路及び前記第2樹脂流路間に配置される逆止リングと、
前記プランジャの前記射出ノズル側に配置され、前記スクリュの中空部の内周面及び前記プランジャの外周面間をシールすると共に、前記プランジャの射出充填完了位置において、前記スクリュ端面から所定量突出する位置となるシール機構と、
を備えるため、構造が複雑にならず、長期滞留による不良樹脂を発生させず、全長が長くならないインライン型プランジャ式射出装置とすることができる。
An injection apparatus for an injection molding machine according to the present invention includes a heating cylinder having an injection nozzle at one end and a material supply unit at the other end,
In the heating cylinder, a hollow cylindrical screw disposed rotatably about the longitudinal axis;
A first resin flow path formed between the inner peripheral surface of the heating cylinder and the outer peripheral surface of the screw;
A second resin flow path formed between an inner surface of the heating cylinder on the injection nozzle side and an end surface of the screw;
A plunger arranged in the hollow portion of the screw coaxially with the screw and movably in the axial direction;
A check ring disposed between the first resin flow path and the second resin flow path;
A position that is disposed on the injection nozzle side of the plunger and seals between the inner peripheral surface of the hollow portion of the screw and the outer peripheral surface of the plunger, and projects a predetermined amount from the screw end surface at the injection filling completion position of the plunger A sealing mechanism
Therefore, the structure is not complicated, a defective resin due to long-term residence is not generated, and the in-line type plunger injection device in which the total length does not become long can be obtained.
また、本発明に係る射出成形方法は、前記スクリュの回転により、前記加熱シリンダの前記材料供給部から供給された樹脂材料を前記第1樹脂流路において可塑化させると共に、可塑化させた溶融樹脂を、前記第2樹脂流路を経由して前記スクリュの前記射出ノズル側に流動させ、その樹脂圧力により前記プランジャを前記材料供給部側に移動させて、前記スクリュの中空部の前記射出ノズル側に貯留させる可塑化計量工程と、
前記可塑化計量工程完了後、前記プランジャを前記射出ノズル側に移動させて、前記スクリュの中空部の前記射出ノズル側に貯留させた溶融樹脂を前記射出ノズルから射出すると共に、前記プランジャの射出充填完了位置において、前記シール機構が前記スクリュ端面から所定量突出した位置となる射出充填工程と、
を有するため、本発明に係る射出成形機の射出装置の使用が好適である。
In the injection molding method according to the present invention, the resin material supplied from the material supply part of the heating cylinder is plasticized in the first resin flow path by the rotation of the screw, and the plasticized molten resin is used. To the injection nozzle side of the screw via the second resin flow path, and the plunger is moved to the material supply unit side by the resin pressure, and the injection nozzle side of the hollow portion of the screw Plasticizing and weighing process to be stored in
After completion of the plasticizing and metering step, the plunger is moved to the injection nozzle side, the molten resin stored on the injection nozzle side of the hollow portion of the screw is injected from the injection nozzle, and the injection filling of the plunger is performed. An injection filling step in which the sealing mechanism is at a position protruding a predetermined amount from the screw end surface at a completion position;
Therefore, it is preferable to use the injection device of the injection molding machine according to the present invention.
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1乃至図4を参照しながら本発明の実施例1を説明する。図1は本発明の実施例1に係り、射出成形機の射出装置の射出充填工程完了後を示す概略断面図である。図2は本発明の実施例1に係り、射出成形機の射出装置の可塑化計量工程を示す概略断面図である。図3は本発明の実施例1に係り、射出成形機の射出装置の射出準備工程を示す概略断面図である。図4は本発明の実施例1に係り、射出成形機の射出装置の射出充填工程を示す概略断面図である。尚、本実施例1は、本発明を、記載された実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲内の色々な形で実施できることは言うまでもない。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the first embodiment of the present invention after completion of an injection filling process of an injection device of an injection molding machine. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a plasticizing and metering process of an injection device of an injection molding machine according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating an injection preparation process of an injection apparatus of an injection molding machine according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic sectional view showing an injection filling process of an injection apparatus of an injection molding machine according to the first embodiment of the present invention. In addition, this Example 1 does not limit this invention to described embodiment, It cannot be overemphasized that it can implement with the various form within a claim.
最初に、図1を参照しながら、本発明に係る射出成形機の射出装置1の基本構成について説明する。ここで、図1乃至図4は、説明する各工程の理解を容易にするために、射出装置1以外の射出成形機や、その固定盤や固定金型及び可動金型等の構成は図示していない。また、同様の理由で、断面であっても、後述する加熱手段5a、フライト6a、回転駆動伝達機構6c及び逆止リング8等には断面であることを表すハッチングを割愛した。
First, the basic configuration of an
図示しない射出成形機の型締装置の固定盤の背面側に、固定盤を介して、固定盤の正面側(可動盤と対向する面)に取り付けられた固定金型にドッキング可能に配置された射出装置1は、後述する射出充填工程が完了した状態である。射出装置1は、図示しない固定盤側(図面左側)の端部に射出ノズル3を、その他方(図面右側)の端部に材料供給部4を有する加熱シリンダ5と、加熱シリンダ5内に、その長手軸中心に回転可能に配置される中空円筒状のスクリュ6と、加熱シリンダ5の内周面とスクリュ6の外周面との間に形成される第1樹脂流路10と、加熱シリンダ5の射出ノズル3側の内面とスクリュ6の端面との間に形成される第2樹脂流路11と、スクリュ6の中空部にスクリュ6と同軸に、且つ、該軸方向に移動可能に配置されるプランジャ7と、第1樹脂流路10及び第2樹脂流路11間に配置される逆止リング8と、プランジャ7の射出ノズル3側に配置され、スクリュ6の中空部内周面及びプランジャ7の外周面間をシールすると共に、プランジャ7の射出充填完了位置において、スクリュ6端面から所定量α(アルファ)突出した位置となるシール機構9と、を備える。ここで、説明を簡単にするために、加熱シリンダ5の射出ノズル3側(図面左側)を射出装置1の”前方”、材料供給部4側(図面右側)を”後方”とし、プランジャ7や樹脂材料等のそれぞれの方向への移動を”前進”及び”後退”とすることは先に説明したとおりである。
On the back side of the fixed platen of the mold clamping device of the injection molding machine (not shown), the fixed platen is arranged so as to be dockable to the fixed die attached to the front side of the fixed platen (surface facing the movable platen). The
次に、個々の基本構成の詳細について説明する。加熱シリンダ5の外周面には、電気ヒータ等の加熱手段5aが、加熱シリンダ5に巻き付けられるように配置されている。また、加熱シリンダ5の後方外周面上方の材料供給部4は、上方が大きく開放可能な材料供給ホッパであることが一般的であり、同ホッパに配置されたレベルセンサ等によって同ホッパ内の樹脂材料量をモニタしながら、外部からバッチで樹脂材料が供給されることが多い。しかしながら、使用する樹脂材料の種類等、必要に応じて、材料供給装置がその上流に取り付けられたり、材料供給パイプ等の材料供給手段が直接、連結されたりする場合もある。
Next, details of each basic configuration will be described. A heating means 5 a such as an electric heater is arranged on the outer peripheral surface of the
そして、スクリュ6の外周面には、第1樹脂流路10において、スクリュ6を回転させることにより、材料供給部4から供給された樹脂ペレット等の樹脂材料を前方に流動させるフライト6aが連続して形成される。フライト6aの形状やサイズは、材料供給部4から供給させた樹脂材料が、逆止リング8に到達するまでの第1樹脂流路10において、計量に適した可塑化状態(溶融状態)となるような仕様に設計されている。また、電動モータ等のスクリュ回転駆動手段6bにより、スクリュ6の、加熱シリンダ5の後方から突出させた後方外周面に配置されたリングギア等の回転駆動伝達機構6cを介して、加熱シリンダ5内のスクリュ6を任意の速度、任意の回転力で回転させることができる。
Further, on the outer peripheral surface of the
一方、スクリュ6の中空部に配置されたプランジャ7は、油圧シリンダや、電動モータ及びボールねじ等を組み合わせたプランジャ駆動手段7aにより、スクリュ6の長手軸方向に、任意の速度、任意の移動力で移動させることができる。本実施例においては、プランジャ駆動手段7aは、電動モータ7b及びボールねじ7cを組み合わせた構成を前提にしている。ここで、後述する可塑化計量工程において、可塑化された溶融樹脂の樹脂圧力により、プランジャ7が後退し、同溶融樹脂が貯留されるスクリュ6の中空部前方の空間を貯留部20とする。
On the other hand, the plunger 7 disposed in the hollow portion of the
また、第1樹脂流路10及び第2樹脂流路11間、具体的には、スクリュ6の前方外周面に配置された逆止リング8は、先に説明したような、一般的な射出成形機の射出装置のスクリュ前方に配置され、可塑化計量工程においては、溶融樹脂の樹脂圧力により樹脂流路及びスクリュのスクリュヘッド間を開放し、後述する射出充填工程においては、可塑化計量工程時とは逆向きに作用する溶融樹脂の樹脂圧力により樹脂流路及びスクリュのスクリュヘッド間をシールする一般的な構成であっても良い。しかしながら、このような一般的な構成の逆止リングの場合、それぞれの工程における樹脂流路の開放及びシール動作が、作用する溶融樹脂の樹脂圧力を利用するため、これら樹脂の流動状態が不安定な場合、動作タイミングがばらつくことがある。ここで、それぞれの工程における逆止リングの開放及びシール動作を、スクリュの回転動作を利用して、機械的に且つ強制的に行うことができる構成が開示されており(例えば、本出願人が出願人である、特開平7−214619や特開2008−254359等)、より確実な逆止リングの動作のために、このような構成が採用されることが本発明にとってより好ましい。そのため、本実施例においては、逆止リング8が、可塑化計量工程におけるスクリュ6の回転により、機械的に且つ強制的に、第1樹脂流路10及び第2樹脂流路11間を開放し、可塑化計量工程後、可塑化時の回転方向と逆方向にスクリュを回転させることにより、第1樹脂流路10及び第2樹脂流路11間をシールするものとする。また、第2樹脂流路11は、図を簡単にするために、第1樹脂流路10と直交するように図示しているが、射出ノズル3への樹脂流動をスムーズにするために、射出ノズル3へ滑らかに傾斜するように構成されても良い。
Further, the
スクリュ6の中空部に配置されたプランジャ7は、可塑化計量工程においては、溶融樹脂の樹脂圧力によりスクリュ6の中空部内を後退し、射出充填工程においては、プランジャ駆動手段7aによりスクリュ6の中空部前方(貯留部20)に貯留された溶融樹脂を射出ノズル3から射出するために前進する。そのため、スクリュ6の中空部内におけるプランジャ7の長手軸方向の移動(摺動)と、これら工程において、貯留部20以外の、スクリュ6の中空部後方への溶融樹脂の侵入防止と、の両方を可能にするために、スクリュ6の中空部内周面及びプランジャ7の外周面間をシールするシール機構9を備える。図を簡単にするために、スクリュ6の中空部内周面及びシール機構9の外周面間には隙間があるように描いてあるが、実際の隙間は微少であり、これら工程において、貯留部20以外の、スクリュ6の中空部後方へ、溶融樹脂が侵入することはない。
The plunger 7 arranged in the hollow portion of the
引き続き、図1乃至図4を参照しながら、本発明の実施例1に係る射出成形機の射出装置を使用する射出成形方法を説明する。図1は、先に説明したように、射出充填工程が完了した状態である。射出ノズル3は開放状態であり、逆止リング8は第1樹脂流路10及び第2樹脂流路11間をシールした状態である。逆止リング8のシール状態(シール動作)を、図中で、該当する構成を黒塗りすることで示す。第1樹脂流路10には、図示はしていないが、前の成形サイクルの可塑化計量工程完了時点での樹脂材料(前方は溶融状態、後方は未溶融状態)が滞留している。また、第2樹脂流路11から射出ノズル3までの空間には、射出されなかった溶融樹脂が滞留している。また、シール機構8は、この射出充填完了位置において、スクリュ6端面から所定量αだけ突出した位置にあり、スクリュ6の中空部前方(貯留部20)の溶融樹脂を完全に射出(排出)している。図中の矢印は、樹脂材料、各構成の移動や、それらに作用する力や圧力の方向を示す。
Next, an injection molding method using the injection apparatus of the injection molding machine according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a state where the injection filling process is completed as described above. The
図2に示すように、射出充填工程が完了した後、スクリュ回転駆動手段6b及び回転駆動伝達機構6cによりスクリュ6を回転させると、逆止リング8が強制的に開放状態となる(可塑化計量準備工程)。スクリュ回転駆動手段6b及び回転駆動伝達機構6cの作動を、図中で、該当する構成を黒塗りすることで示し、逆止リング8の開放状態(開放動作)を、該当する構成を白抜きすることで示す。スクリュ6が回転され、樹脂供給部4から供給された樹脂材料は、フライト6aにより第1樹脂流路10において前方に流動され、スクリュ6の前方外周面に配置された逆止リング8まで到達する間に、加熱手段5a及びフライト6aの回転力によるせん断熱の熱エネルギにより溶融状態となる。また、前の成形サイクルにおいて第1樹脂流路10に滞留していた樹脂材料の未溶融状態部分も同様に溶融状態となり、逆止リング8を介して第2樹脂流路11に流動される。前の成形サイクルにおいて第2樹脂流路11に滞留していた溶融樹脂は、開放状態の逆止リング8を介して第2樹脂流路11に流動される新たに可塑化された溶融樹脂により押し出され、プランジャ7の前方に流動される。従って。この第2樹脂流路11に溶融樹脂が複数の成形サイクルに亘って滞留することはなく、成形サイクル毎に射出されるため、長期滞留による不良樹脂が発生することはない。
As shown in FIG. 2, after the injection filling process is completed, when the
この時、射出ノズル3は、射出ノズル3もしくは、射出ノズル3がドッキングしている図示しない固定金型の樹脂流入口に配置されている樹脂遮断開放切換弁等により閉じられた状態である。これを図中で、該当する構成に×印を付すことで示す。射出ノズル3及び逆止リング8がシールされているため、第2樹脂流路11からプランジャ7の前方に流動された溶融樹脂の樹脂圧力はプランジャ7にも作用する。これにより、プランジャ7全体が後方向きの力を受け後退を始める。この後退に連動して形成される、加熱シリンダ5内の射出ノズル3及びプランジャ7先端間の空間、すなわち、貯留部20に溶融樹脂が連続して貯留される。この貯留部20が拡張され、所定量の溶融樹脂が貯留されるまで、スクリュ6の回転とプランジャ7の後退とが継続され、逆止リング8の開放状態が維持される(可塑化計量工程)。先に説明したように、このプランジャ7の後退動作時、シール機構9により、貯留部20以外の、スクリュ6の中空部後方へ、溶融樹脂が侵入することはない。また、このプランジャ7の後退動作時、この後退動作に所定の抵抗力(背圧)を作用させるために、プランジャ駆動手段7aによりプランジャ7への前方向きの力を作用させても良い。スクリュ6の回転力及び回転速度と合わせて、このように後退動作への抵抗力を制御することで、貯留部20の溶融樹脂の樹脂圧力を制御することも可能である。貯留部20に所定量の溶融樹脂が貯留されたことが、プランジャ7の図示しない位置検出機能等により確認されれば、スクリュ回転駆動手段6b及び回転駆動伝達機構6cによるスクリュ6の回転動作を停止させ、可塑化計量工程の完了となる。
At this time, the
次に、図3に示すように、可塑化計量工程が完了した後、スクリュ回転駆動手段6b及び回転駆動伝達機構6cにより、スクリュ6を可塑化時の回転方向と逆方向に所定角度回転させ、逆止リング8により、第1樹脂流路10及び第2樹脂流路11間を強制的にシールする(射出準備工程)。スクリュ6の逆回転動作は、逆止リング8にシール動作を行わせるだけで良いため、その逆回転量(回転角度)は少なく、このスクリュ6の逆回転による第1樹脂流路10における樹脂材料の後方への逆流は問題にはならない。同シール動作後、スクリュ6の逆回転動作は停止される。また、可塑化計量工程の完了時から射出準備工程の完了時の間も、プランジャ駆動手段7aによりプランジャ7への前方向きの力を作用させて、貯留部20の溶融樹脂の樹脂圧力が制御されることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 3, after the plasticizing and metering step is completed, the
射出準備工程において、逆止リング8がシール状態に移行した後、図4に示すように、プランジャ駆動手段7aにより、プランジャ7を任意の速度、任意の移動力で前進させる(射出充填工程)。プランジャ駆動手段7a(電動モータ7b及びボールねじ7c)の作動を、図中で、該当する構成を黒塗りすることで示す。この時、射出ノズル3は、適切なタイミングで開放されている。また、逆止リング8は射出準備工程からシール状態が維持されているため、まず、前の成形サイクルで、第2樹脂流路11から射出ノズル3までの空間に滞留していた溶融樹脂が射出ノズル3から射出され、連続して貯留部20の溶融樹脂も射出される。このまま、プランジャ7を射出充填完了位置まで前進させ、プランジャ7のシール機構9が、スクリュ6の端面から所定量α突出した位置となって射出充填工程が完了し、図1に示す状態となる。プランジャ7の射出充填完了位置において、シール機構9が、スクリュ6の端面から所定量α突出した位置となることにより、スクリュ6の中空部前方(貯留部20)の溶融樹脂を完全に射出(排出)できることは、先に説明したとおりである。
In the injection preparation process, after the
このように図1から図4までの工程が、本発明の実施例1に係る射出成形機の射出装置1の可塑化計量準備工程、可塑化計量工程、射出準備工程及び射出充填工程である。一方、射出装置1における射出充填工程の完了後、図示しない射出成形機においては、型締装置の型締動作により、固定金型及び可動金型間に形成された金型キャビティに射出充填された溶融樹脂が冷却固化するまで型締状態が維持される。そして、その冷却固化時間経過後、型締装置により固定金型から可動金型が型開きされ、冷却固化させた樹脂成形品が製品取出手段等により、金型キャビティから金型外へ搬送される。引き続き、型締装置により可動金型が固定金型へ型閉じされ、再び、固定金型及び可動金型間に金型キャビティが形成されて、次の射出充填工程の準備が完了する。この間、射出装置1においては、射出充填工程完了後、次の射出充填工程のタイミングに合わせて、先に説明した可塑化計量準備工程、可塑化計量工程及び射出準備工程を完了させれば良い。
As described above, the steps from FIG. 1 to FIG. 4 are the plasticization measurement preparation step, plasticization measurement step, injection preparation step, and injection filling step of the
ここで、一般的なインラインスクリュ式射出装置のスクリュは、計量工程の開始時から完了時まで、その長手軸方向に後退する一方、材料供給部の位置は変わらないため、可塑化流動長が、スクリュの後退量に比例して短くなり、可塑化能力の低下や樹脂材料の可塑化状態のばらつき等の問題を生じると説明したが、スクリュの後退に起因する問題はそれだけでない。もう1つの問題は、射出充填工程中における、材料供給部からスクリュ外周部の樹脂流路に供給される樹脂材料の、材料供給部直下近傍部分のかさ密度が、可塑化工程(計量工程)中において供給される樹脂材料の同部分のかさ密度に対して低下し、そのかさ密度自体も不均等になる点である。 Here, the screw of a general in-line screw type injection device is retracted in the longitudinal axis direction from the start to the completion of the weighing process, while the position of the material supply unit does not change, so the plasticizing flow length is Although it has been explained that it becomes shorter in proportion to the amount of retraction of the screw and causes problems such as a decrease in plasticizing ability and a variation in the plasticized state of the resin material, the problem due to the retraction of the screw is not limited thereto. Another problem is that the bulk density of the resin material supplied from the material supply unit to the resin flow path on the outer periphery of the screw during the injection filling process is in the plasticizing process (metering process). In this case, the bulk density of the same portion of the resin material supplied is reduced, and the bulk density itself becomes unequal.
具体的には、可塑化工程(計量工程)中において、重力により材料供給部直下のスクリュ外周部の樹脂流路上に落下した樹脂材料は、スクリュ(フライト)の回転により強制的にスクリュ外周全週に形成された樹脂流路をスクリュ前方に流動される。また、この時、スクリュは回転しながら、先にスクリュ前方の貯留部に貯留された溶融樹脂の樹脂圧力によりゆっくりと後退している。このような樹脂材料の供給状態により、材料供給部直下近傍部分のスクリュ外周部の樹脂流路中の樹脂材料のかさ密度は、可塑化工程(計量工程)中ほぼ一定で、不均等になることはない。 Specifically, during the plasticizing process (measuring process), the resin material that has fallen onto the resin flow path in the outer periphery of the screw directly under the material supply unit due to gravity is forced to rotate the entire screw outer periphery due to the rotation of the screw (flight). The resin flow path formed in is flowed forward of the screw. At this time, while the screw is rotating, it is slowly retracted due to the resin pressure of the molten resin previously stored in the storage portion in front of the screw. Due to such a supply state of the resin material, the bulk density of the resin material in the resin flow path in the peripheral part of the screw in the vicinity immediately below the material supply part is substantially constant during the plasticizing process (metering process) and becomes uneven. There is no.
しかしながら、射出充填工程中においては、スクリュは回転せず、所定速度で前進している。そのため、重力により材料供給部直下のスクリュ外周部の樹脂流路上に落下した樹脂材料は、そのままスクリュ下方に落下するものの、スクリュ(フライト)の回転により強制的にスクリュ外周全周に形成された樹脂流路(特に側方)をスクリュ前方に流動されることはない。また、この時のスクリュの前進速度も可塑化工程(計量工程)時のスクリュの後退速度よりも早く、場合によっては多段射出速度設定等により一定ではない。このような樹脂材料の供給状態により、材料供給部直下近傍部分の樹脂材料のかさ密度は、可塑化工程(計量工程)に対して低下し、そのかさ密度自体も、材料供給部直下近傍部分のスクリュ外周の樹脂流路において不均等になる。 However, during the injection filling process, the screw does not rotate and moves forward at a predetermined speed. Therefore, although the resin material that has fallen onto the resin flow path in the outer periphery of the screw directly under the material supply unit due to gravity falls directly below the screw, the resin that is forcibly formed around the outer periphery of the screw by the rotation of the screw (flight) The flow path (especially the side) is not flowed forward of the screw. In addition, the forward speed of the screw at this time is faster than the backward speed of the screw in the plasticizing process (measuring process), and in some cases, it is not constant due to the multistage injection speed setting or the like. Due to such a supply state of the resin material, the bulk density of the resin material in the vicinity immediately below the material supply unit is reduced with respect to the plasticizing process (measurement process). It becomes uneven in the resin flow path on the outer periphery of the screw.
その結果、継続する成形サイクルにおいて、スクリュの樹脂流路中に、供給された樹脂材料のかさ密度が低く、不均等な部位が射出充填工程の度に生じ、その部位が材料供給部直下からスクリュ前方に流動される間、他のかさ密度が高く、一定な部位と同様の熱エネルギを受け可塑化されるため、溶融樹脂の可塑化状態も不均等になる。一方、本発明に係るインライン型プランジャ式射出装置は、可塑化計量工程及び射出充填工程において、そのスクリュがその長手軸方向に移動せず、回転するだけなので、このようにスクリュ外周の樹脂流路中に、樹脂材料のかさ密度が低く不均等な部位が生じることはなく、一定の可塑化流動長の確保による可塑化能力及び樹脂材料の可塑化状態の安定化に加えて、材料供給部直下の樹脂流路中の樹脂材料のかさ密度を高く一定にさせる樹脂材料供給による、高品質な可塑化が可能となる。 As a result, in the continuous molding cycle, the bulk density of the supplied resin material is low in the resin flow path of the screw, and an uneven part is generated every time during the injection filling process. While flowing forward, the other bulk density is high, and the same heat energy as that of a certain part is received and plasticized, so that the plasticized state of the molten resin also becomes uneven. On the other hand, the in-line type plunger injection device according to the present invention is such that the screw does not move in the longitudinal axis direction but rotates only in the plasticizing and metering step and the injection filling step. In the resin material, the bulk density of the resin material is low and uneven parts do not occur. In addition to the plasticizing ability and the stabilization of the plasticized state of the resin material by securing a certain plasticizing flow length, the material material is directly under the material supply section. High-quality plasticization is possible by supplying a resin material that makes the bulk density of the resin material in the resin flow path high and constant.
更に、スクリュの中空部に、その長手軸と同軸にプランジャが配置される構成から、スクリュ外径が、一般的なインラインスクリュ式射出装置のスクリュ外径より大きくならざるを得ず、同様に、加熱シリンダの外径も大きくならざるを得ない。しかしながら、スクリュ外径が大きくなれば、スクリュ全長を短くしても同じ可塑化流動長を確保することができる。また、スクリュ内部及び加熱シリンダ内部は中空のため、外径が大きくなってもそれらの重量が比例して大きくなることはない。以上を鑑みると、スクリュ全長を短くできるということは、加熱シリンダ及びプランジャの全長も短くすることができ、射出装置の全長を短くすることができる。これにより、片持ち回転支持となるスクリュの支持構造の負荷を低減できるだけでなく、射出装置を構成する加熱シリンダ、スクリュ、プランジャ等の各部位の加工・製作・組立・メンテナンスにも、非常に大きなメリットがあることは言うまでもない。 Furthermore, since the plunger is arranged coaxially with the longitudinal axis in the hollow portion of the screw, the screw outer diameter must be larger than the screw outer diameter of a general in-line screw type injection device, The outer diameter of the heating cylinder must be increased. However, if the screw outer diameter increases, the same plasticizing flow length can be secured even if the screw overall length is shortened. Further, since the inside of the screw and the inside of the heating cylinder are hollow, their weight does not increase proportionally even if the outer diameter increases. In view of the above, the fact that the overall length of the screw can be shortened can also shorten the overall length of the heating cylinder and the plunger, and the overall length of the injection device can be shortened. This not only reduces the load on the support structure of the screw that serves as a cantilever rotation support, it is also extremely large for processing, manufacturing, assembly, and maintenance of each part of the heating cylinder, screw, plunger, etc. that make up the injection device. It goes without saying that there are advantages.
1 射出装置
3 射出ノズル
4 材料供給部
5 加熱シリンダ
6 スクリュ
7 プランジャ
8 逆止リング
9 シール機構
10 第1樹脂流路
11 第2樹脂流路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記加熱シリンダ内に、その長手軸中心に回転可能に配置される中空円筒状のスクリュと、
前記加熱シリンダの内周面と前記スクリュの外周面との間に形成される第1樹脂流路と、
前記加熱シリンダの前記射出ノズル側の内面と前記スクリュの端面との間に形成される第2樹脂流路と、
前記スクリュの中空部に、前記スクリュと同軸に、且つ、該軸方向に移動可能に配置されるプランジャと、
前記第1樹脂流路及び前記第2樹脂流路間に配置される逆止リングと、
前記プランジャの前記射出ノズル側に配置され、前記スクリュの中空部の内周面及び前記プランジャの外周面間をシールすると共に、前記プランジャの射出充填完了位置において、前記スクリュ端面から所定量突出した位置となるシール機構と、
を備える、射出成形機の射出装置。 A heating cylinder having an injection nozzle at one end and a material supply at the other end;
In the heating cylinder, a hollow cylindrical screw disposed rotatably about the longitudinal axis;
A first resin flow path formed between the inner peripheral surface of the heating cylinder and the outer peripheral surface of the screw;
A second resin flow path formed between an inner surface of the heating cylinder on the injection nozzle side and an end surface of the screw;
A plunger arranged in the hollow portion of the screw coaxially with the screw and movably in the axial direction;
A check ring disposed between the first resin flow path and the second resin flow path;
Position that is arranged on the injection nozzle side of the plunger and seals between the inner peripheral surface of the hollow portion of the screw and the outer peripheral surface of the plunger, and protrudes a predetermined amount from the screw end surface at the injection filling completion position of the plunger A sealing mechanism
An injection apparatus for an injection molding machine.
前記可塑化計量工程完了後、前記プランジャを前記射出ノズル側に移動させて、前記スクリュの中空部の前記射出ノズル側に貯留させた溶融樹脂を前記射出ノズルから射出すると共に、前記プランジャの射出充填完了位置において、前記シール機構が前記スクリュ端面から所定量突出した位置となる射出充填工程と、
を有することを特徴とする、請求項1及び請求項2のいずれか1項に記載の射出成形機の射出装置を使用する射出成形方法。 The rotation of the screw plasticizes the resin material supplied from the material supply unit of the heating cylinder in the first resin flow path, and the plasticized molten resin passes through the second resin flow path. A plasticizing and metering step of causing the plunger to move to the material supply unit side by the resin pressure and storing the screw on the injection nozzle side of the hollow portion of the screw;
After completion of the plasticizing and metering step, the plunger is moved to the injection nozzle side, the molten resin stored on the injection nozzle side of the hollow portion of the screw is injected from the injection nozzle, and the injection filling of the plunger is performed. An injection filling step in which the sealing mechanism is at a position protruding a predetermined amount from the screw end surface at a completion position;
An injection molding method using the injection apparatus of the injection molding machine according to claim 1, wherein
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