JP2015093484A

JP2015093484A - 射出成形機

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Publication number: JP2015093484A
Application number: JP2013236270A
Authority: JP
Inventors: 天野　光昭; Mitsuaki Amano; 光昭天野; 今野　政昭; Masaaki Konno; 政昭今野; 真博早川; Masahiro Hayakawa
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-11-14
Filing date: 2013-11-14
Publication date: 2015-05-18
Anticipated expiration: 2033-11-14
Also published as: EP2873505B1; JP6092075B2; EP2873505A1; CN104626479B; CN104626479A

Abstract

【課題】ホットランナの除圧時間を短縮できる射出成形機の提供。【解決手段】成形材料を加熱するシリンダと、前記シリンダの前端に設けられるノズルと、前記シリンダ内の成形材料を前記ノズルから金型装置に射出する射出部材と、前記シリンダ内において前記射出部材を作動させる駆動装置と、前記金型装置に対して前記ノズルを進退させる移動装置と、前記駆動装置および前記移動装置を制御するコントローラとを有し、前記コントローラは、前記金型装置のゲートシール後、前記金型装置に対する前記ノズルの後退によってホットランナを除圧する第１除圧工程の少なくとも一部と、前記射出部材の動作によって前記ホットランナを除圧する第２除圧工程の少なくとも一部とを同時に行う、射出成形機。【選択図】図２

Description

本発明は、射出成形機に関する。

射出成形機は、成形材料を加熱するシリンダ、およびシリンダの前端に設けられるノズルを有する。シリンダ内の液状の成形材料は、ノズルから射出され、金型装置のスプル、ランナ、およびゲートをこの順で通り、キャビティ空間に充填される。キャビティ空間に充填された成形材料は、固化され、型開後に成形品として取り出される。

ヒータなどによって加熱されるスプルをホットスプル、ヒータなどによって加熱されるランナをホットランナと呼ぶ。スプルおよびランナにおける成形材料の固化が防止でき、キャビティ空間の成形品だけが取り出されるため、成形材料の使用量が低減できる（例えば特許文献１参照）。

ホットランナの先端（ゲート側の端）からの成形材料の漏出を防止するため、型開前にホットランナが除圧される。尚、ホットランナが除圧されるとき、ホットスプルも除圧される。

特開２００７−２１０１６３号公報

従来、ホットランナの除圧にかかる時間が長かった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ホットランナの除圧時間を短縮できる射出成形機の提供を主な目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
成形材料を加熱するシリンダと、
前記シリンダの前端に設けられるノズルと、
前記シリンダ内の成形材料を前記ノズルから金型装置に射出する射出部材と、
前記シリンダ内において前記射出部材を作動させる駆動装置と、
前記金型装置に対して前記ノズルを進退させる移動装置と、
前記駆動装置および前記移動装置を制御するコントローラとを有し、
前記コントローラは、前記金型装置のゲートシール後、前記金型装置に対する前記ノズルの後退によってホットランナを除圧する第１除圧工程の少なくとも一部と、前記射出部材の動作によって前記ホットランナを除圧する第２除圧工程の少なくとも一部とを同時に行う、射出成形機が提供される。

本発明の一態様によれば、ホットランナの除圧時間を短縮できる射出成形機が提供される。

本発明の一実施形態による射出成形機のゲートシール時の状態を示す図である。本発明の一実施形態による射出成形機のホットランナ除圧時の状態を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。また、充填工程におけるスクリュの移動方向（図において左方向）を前方、計量工程におけるスクリュの移動方向（図において右方向）を後方として説明する。

図１は、本発明の一実施形態による射出成形機のゲートシール時の状態を示す図である。図１において成形材料の図示を省略する。ゲートシールとは、キャビティ空間内の固化した成形材料によってキャビティ空間の入口が塞がれることをいう。

射出成形機１０は、シリンダ２０、ノズル２４、スクリュ３０、スクリュ駆動装置４０、ノズル移動装置５０、コントローラ６０などを有する。射出成形機１０は、金型装置７０のキャビティ空間７３に液状の成形材料を充填し、成形品を成形する。

金型装置７０は、例えば固定金型７１および可動金型７２を有する。型締状態の固定金型７１と可動金型７２との間にキャビティ空間７３が形成される。キャビティ空間７３はゲート７４およびホットランナ７５を介してホットスプル７６と接続される。

金型装置７０は、ホットランナ７５の先端（ゲート７４側の端）が開放されるオープンゲート式であるが、ゲート７４がバルブで開閉されるバルブゲート式でもよい。バルブゲートの閉鎖は、後述のホットランナ７５の除圧後に行われてよい。バルブゲートの閉鎖に要する力が軽減できる。

シリンダ２０は、成形材料を加熱する。シリンダ２０の外周には、ヒータなどの加熱源が設けられる。シリンダ２０の後部には、材料供給部としてのホッパ２２が接続される。ホッパ２２から投下された成形材料は、シリンダ２０内に供給される。

尚、材料供給部として、ホッパ２２の代わりに、成形材料の供給速度を調整できるフィードスクリュが用いられてもよい。

ノズル２４は、シリンダ２０の前端に設けられる。ノズル２４は、固定金型７１の後端面に形成されるノズル孔７８に挿入される。ノズル孔７８の内径はノズル２４の外径よりも僅かに大きい。ノズル孔７８の内底面にはホットスプル７６の入口が形成される。ノズル２４は、ノズル孔７８の内底面に押し付けられ、ホットスプル７６に向けて成形材料を射出する。

ノズル２４は、先端が開放されたオープンノズル、バルブで開閉されるシャットオフノズルのいずれでもよい。後述のホットランナ７５の除圧時には、シャットオフノズルのバルブは開放状態とされる。金型装置７０内の成形材料がシャットオフノズルを介してシリンダ２０内に逆流できる。逆流とは、充填工程の流れとは逆方向の流れを意味する。

スクリュ３０は、シリンダ２０内の成形材料をノズル２４から金型装置７０に射出する射出部材である。スクリュ３０は、シリンダ２０内において回転自在に且つ進退自在に配設される。スクリュ３０に形成される螺旋状の溝３１の深さは、一定でもよいし、場所によって異なってもよい。

スクリュ駆動装置４０は、シリンダ２０内においてスクリュ３０を作動させる駆動装置である。スクリュ駆動装置４０は、一般的な構成であってよく、例えばスクリュ３０を回転させる計量モータ４１、およびスクリュ３０を進退させる射出モータ４２を有する。

計量工程では、計量モータ４１を駆動して、スクリュ３０を回転させる。シリンダ２０内に供給された成形材料が、スクリュ３０の溝３１に沿って前方に送られ、徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３０の前方に送られ、シリンダ２０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３０が後退させられる。スクリュ３０の前方に所定量の成形材料が蓄積すると、計量工程が完了する。

充填工程では、射出モータ４２を駆動して、スクリュ３０を前進させる。スクリュ３０の前方に蓄積された成形材料が、ノズル２４から射出され、金型装置７０内に充填される。シリンダ２０内の液状の成形材料は、ホットスプル７６、ホットランナ７５、およびゲート７４をこの順で通り、キャビティ空間７３に充填される。キャビティ空間７３に充填された成形材料は、固化され、型開後に成形品として取り出される。

ノズル移動装置５０は、金型装置７０に対してノズル２４を進退させる移動装置である。ノズル移動装置５０は、型締状態の金型装置７０に対してノズル２４を押し付ける。ノズル移動装置５０は、一般的な構成であってよい。

コントローラ６０は、例えばメモリなどの記憶部およびＣＰＵを有し、記憶部に記憶された制御プログラムをＣＰＵに実行させることにより、スクリュ駆動装置４０およびノズル移動装置５０を制御し、ホットランナ７５の除圧を行う。

図２は、本発明の一実施形態による射出成形機のホットランナ除圧時の状態を示す図である。図２において成形材料の図示を省略する。ホットランナ７５の先端からの成形材料の漏出を防止するため、型開前にホットランナ７５が除圧される。ホットランナ７５が除圧されるとき、ホットスプル７６も除圧される。

コントローラ６０は、金型装置７０に対するノズル２４の後退によってホットランナ７５を除圧する第１除圧工程と、スクリュ３０の動作によってホットランナ７５を除圧する第２除圧工程とを制御する。第１除圧工程および第２除圧工程は、金型装置７０のゲートシール後に行われる。

第１除圧工程では、金型装置７０に対するノズル２４の後退によって、ノズル２４の前端面とノズル孔７８の内底面との間に空間が形成される。この空間に向けて金型装置７０内の成形材料が逆流することで、ホットランナ７５が除圧される。

第１除圧工程において、ノズル孔７８から成形材料が溢れ出さないように、ノズル２４の前端面はノズル孔７８の挿入口と面一の位置まで後退される。尚、ノズル２４の前端面はノズル孔７８の挿入口よりも前方の位置まで後退されてもよい。

第２除圧工程におけるスクリュ３０の動作は、スクリュ３０の後退、およびスクリュ３０の回転の両方を含んでよい。スクリュ３０の後退によって、シリンダ２０内の空間が広がり、この空間に向けて金型装置７０内の成形材料が逆流する。スクリュ３０の後退は、射出モータ４２を駆動して行われる。また、スクリュ３０を計量工程の回転方向とは逆方向に回転させることによって、スクリュ３０の溝３１に沿って成形材料が逆流する。成形材料の逆流によって、ホットランナ７５が除圧される。スクリュ３０の逆回転は、計量モータ４１を駆動して行われる。

コントローラ６０は、金型装置７０のゲートシール後、第１除圧工程の少なくとも一部と、第２除圧工程の少なくとも一部とを同時に行う。よって、ホットランナ７５の除圧時間が短縮できる。

また、第１除圧工程によって金型装置７０とノズル２４との間に形成される空間へのノズル２４内からの流れ込みが第２除圧工程によって抑制できる。第２除圧工程では成形材料がノズル２４内を逆流するためである。第１除圧工程によって金型装置７０とノズル２４との間に形成される空間への金型装置７０内からの流れ込みが促進でき、ホットランナ７５の除圧が促進できる。

第１除圧工程および第２除圧工程は、計量工程前に行われてよい。第１除圧工程と第２除圧工程のどちらが先に開始されてもよく、同時に開始されてもよい。また、第１除圧工程と第２除圧工程のどちらが先に終了されてもよく、同時に終了されてもよい。

第１除圧工程によって金型装置７０とノズル２４との間に形成される空間へのノズル２４内からの流れ込みを第２除圧工程によって防止するため、第１除圧工程は第２除圧工程が行われている間に行われてよい。

図２に示すように、第１除圧工程の少なくとも一部、スクリュ３０を後退させる工程の少なくとも一部、およびスクリュ３０を逆回転させる工程の少なくとも一部が同時に行われてよい。ホットランナ７５の除圧時間がさらに短縮できる。

スクリュ３０の後退、およびスクリュ３０の逆回転のどちらが先に開始されてもよく、同時に開始されてもよい。また、スクリュ３０の後退、およびスクリュ３０の逆回転のどちらが先に終了されてもよく、同時に終了されてもよい。

尚、本実施形態の第２除圧工程におけるスクリュ３０の動作は、スクリュ３０の後退、およびスクリュ３０の回転の両方を含むが、少なくとも一方を含んでいればよく、いずれか一方のみが行われてもよい。

以上、射出成形機の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

例えば、上記実施形態の射出成形機は、型開閉方向が水平方向の横型であるが、型開閉方向が上下方向の竪型でもよい。

また、上記実施形態の射出成形機は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式でもよい。プリプラ方式の射出成形機は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。射出シリンダ内には、射出部材としてプランジャが配設される。プランジャは、射出シリンダ内に進退自在に配設される。ホットランナを除圧させるプランジャの動作は、プランジャの後退であってよい。プランジャの後退によって射出シリンダ内の空間が広がり、この空間に向けて金型装置内の成形材料が逆流することで、ホットランナが除圧される。

１０射出成形機
２０シリンダ
２４ノズル
３０スクリュ
４０スクリュ駆動装置
４１計量モータ
４２射出モータ
５０ノズル移動装置
６０コントローラ
７０金型装置
７１固定金型
７２可動金型
７３キャビティ空間
７４ゲート
７５ホットランナ
７６ホットスプル
７８ノズル孔

Claims

成形材料を加熱するシリンダと、
前記シリンダの前端に設けられるノズルと、
前記シリンダ内の成形材料を前記ノズルから金型装置に射出する射出部材と、
前記シリンダ内において前記射出部材を作動させる駆動装置と、
前記金型装置に対して前記ノズルを進退させる移動装置と、
前記駆動装置および前記移動装置を制御するコントローラとを有し、
前記コントローラは、前記金型装置のゲートシール後、前記金型装置に対する前記ノズルの後退によってホットランナを除圧する第１除圧工程の少なくとも一部と、前記射出部材の動作によって前記ホットランナを除圧する第２除圧工程の少なくとも一部とを同時に行う、射出成形機。
前記射出部材は、前記シリンダ内に回転自在に且つ進退自在に配設されるスクリュであって、
前記第２除圧工程における前記スクリュの動作は、前記スクリュの後退、および前記スクリュの回転の少なくとも一方を含む、請求項１に記載の射出成形機。
前記射出部材は、前記シリンダ内に進退自在に配設されるプランジャであって、
前記第２除圧工程における前記プランジャの動作は、前記プランジャの後退である、請求項１に記載の射出成形機。
前記第１除圧工程は、前記第２除圧工程が行われている間に行われる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形機。