JP2017113922A - Injection molding machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂を溶融して射出する射出成形機に関する。 The present invention relates to an injection molding machine that melts and injects a resin.
この種の射出成形機は、樹脂材料を加熱して溶融樹脂とする加熱器を備えたシリンダに、スクリューを収装している。スクリューは、モータで回転すると共に、油圧シリンダによって前進・後退する。スクリューの後部側へ供給された樹脂材料は、シリンダに備えられた加熱器によって溶融樹脂とされ、スクリューを回転しつつ後退することで、溶融樹脂がスクリューの先端側に計量される。そして、スクリューの先端側に充填された溶融樹脂は、スクリューの前進で射出される。また、スクリューの根元部には荷重計を備え、スクリューに付与される射出方向への荷重を計測している。 In this type of injection molding machine, a screw is housed in a cylinder provided with a heater that heats a resin material to form a molten resin. The screw is rotated by a motor and moved forward and backward by a hydraulic cylinder. The resin material supplied to the rear side of the screw is made into molten resin by a heater provided in the cylinder, and the molten resin is measured toward the tip side of the screw by moving backward while rotating the screw. And the molten resin with which the front end side of the screw was filled is injected by advance of a screw. In addition, a load meter is provided at the root of the screw, and the load in the injection direction applied to the screw is measured.
ところが、かかる従来の射出成形機では、スクリューの先端側に溶融樹脂が十分に充填されたか否かがわからないため、射出により成形品を成形する際に、設定寸法に満たない成形品や気泡を含む成形品が成形される恐れがあった。 However, in such a conventional injection molding machine, since it is not known whether or not the molten resin is sufficiently filled on the tip side of the screw, when the molded product is molded by injection, the molded product includes a molded product or bubbles that do not satisfy the set dimensions. There was a risk that the molded product was molded.
本発明の課題は、成形精度の高い射出成形機を提供するものである。 An object of the present invention is to provide an injection molding machine with high molding accuracy.
かかる課題を達成すべく、本発明は次の手段をとった。即ち、シリンダに収装されるスクリューと、スクリューを回転および軸方向移動させるための駆動部と、樹脂材料を加熱して溶融樹脂とさせるための加熱器とを備え、スクリューの回転によりスクリューの後部側へ供給された樹脂材料をスクリューの先端側へ移送して、スクリューの先端側に溶融樹脂を充填し、スクリューの射出方向への移動によって金型内に溶融樹脂を射出する射出成形機において、駆動部には、スクリューに付与される荷重を計測する荷重計を設け、荷重計は、スクリューの射出方向への移動および射出方向と反対となる計量方向への移動において、スクリューに付与される荷重を計測するものであることを特徴とする射出成形機がそれである。 In order to achieve this problem, the present invention has taken the following measures. That is, a screw that is housed in a cylinder, a drive unit that rotates and axially moves the screw, and a heater that heats the resin material into molten resin, and the rear part of the screw by rotating the screw In the injection molding machine that transports the resin material supplied to the side to the tip side of the screw, fills the tip of the screw with molten resin, and injects the molten resin into the mold by moving in the injection direction of the screw, The drive unit is provided with a load meter that measures the load applied to the screw, and the load meter applies the load applied to the screw in the movement of the screw in the injection direction and in the measurement direction opposite to the injection direction. It is an injection molding machine characterized by measuring the above.
以上詳述したように、請求項1に記載の発明は、スクリューの射出方向への移動および射出方向と反対となる計量方向への移動において、スクリューに付与される荷重を荷重計で計測する。このため、荷重計で計測したスクリューに付与される計量方向への荷重に基づいてスクリューの計量方向への後退を制御できるから、スクリューの先端側に溶融樹脂を十分に充填することが可能となり、高精度な成形品の成形が可能となる。また、1つの荷重計でスクリューの射出及び計量の両方向への移動における荷重を計測しているので、部品点数を減少することができ、コンパクトな形状になる。 As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the load applied to the screw is measured by a load meter in the movement of the screw in the injection direction and in the measurement direction opposite to the injection direction. For this reason, since it is possible to control the backward movement in the metering direction of the screw based on the load in the metering direction applied to the screw measured by the load meter, it is possible to sufficiently fill the molten resin on the tip side of the screw, High-precision molded products can be molded. In addition, since the load in both the injection and metering movements of the screw is measured with one load meter, the number of parts can be reduced, resulting in a compact shape.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図1および図2において、1は基台部材2に側方へ突設したシリンダで、軸心には貫通孔1Aを穿設している。3は複数本のボルト部材4によってシリンダ1の先端部に固定したシリンダヘッドで、軸心にはシリンダ1の貫通孔1Aと同軸心上で接続する貫通孔3Aを穿設している。5はシリンダヘッド3に具備したノズルで、軸心にはシリンダヘッド3の貫通孔3Aと同軸心上で接続する貫通孔5Aを穿設している。そして、ノズル5は、先端を図示しない金型への溶融樹脂注入口に押し付けられるようになっている。6A〜6Dは樹脂材料を溶融する加熱器としてのバンドヒーターで、シリンダ1とシリンダヘッド3およびノズル5の外周部にそれぞれ巻装している。7はシリンダ1の貫通孔1Aに収装されたスクリューで、外周面に螺旋部7Aを形成し、駆動部8により回転および軸方向へ移動自在に設け、後端をシリンダ1より突出している。スクリュー7は回転により螺旋部7Aで後部側に供給された樹脂材料を先端側へ移送する。9はシリンダ1の後部で基台部材2に立設したホッパーで、基台部材2の内部に穿設の供給路9Aを介して、樹脂材料をスクリュー7の後部側へ供給する。駆動部8はスクリュー7を回転させる電動機10およびスクリュー7を軸方向へ移動させる油圧シリンダ11、12等から構成している。電動機10は出力軸13を突出して回転自在に設けている。油圧シリンダ11、12はシリンダ本体11A、12Aからピストンロッド11B、12Bを突出して軸方向へ移動自在に設けている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2, reference numeral 1 denotes a cylinder projecting laterally from the
14は基台部材2の側方へ配置したスライド部材で、基台部材2に対してシリンダ1の突設方向と反対の方向へ位置し、ベース15上へ移動自在に設けている。16はスライド部材14に有するブロック部材で、貫通孔16Aを穿設している。17はスクリュー7に付与される荷重を計測する荷重計で、合金鋼から成り、外環部17Aと内環部17Bとを薄肉部17Cで接続する構造で円環状に形成し、外環部17Aをブロック部材16に複数のボルト部材18によって固定されている。19は電動機10を取付けた固定部材で、ブロック部材16の貫通孔16Aを挿通し、荷重計17の内環部17Bに複数のボルト部材20によって取付けられている。21は電動機10の出力軸13とスクリュー7を連結する連結軸で、電動機10の出力軸13先端とスクリュー7後端との間に配置し、スクリュー7後端と継手22を介して固定している。23は連結軸21を軸支する円筒状の軸支部材で、内部に収装した一対の円錐ころ軸受24、25で連結軸21を軸方向と径方向に軸支し、荷重計17の内環部17Bに複数のボルト部材20によって取付けられている。26は軸支部材23の内部を閉塞する蓋部材である。27は油圧シリンダ11、12を基台部材2に取付ける取付部材で、基台部材2より左右に張り出した一対の腕部27A、27Bに油圧シリンダ11、12のシリンダ本体11A、12Aを取付けている。そして、油圧シリンダ11、12はピストンロッド11B、12Bをブロック部材16に取付けている。28はスクリュー7の前進、後退位置を検知する位置センサで、基台部材2に取付け、ブロック部材16の軸方向位置を検知することで、ブロック部材16と一体的に軸方向移動するスクリュー7の前進、後退位置を検知する。
図3において、荷重計17は外環部17Aを複数のボルト部材18によってブロック部材16に固定し、内環部17Bを軸支部材23と固定部材19との間に挟持され複数のボルト部材20で固定している。また、荷重計17は、外環部17Aと内環部17Bを接続する薄肉部17Cの撓みによって、スクリュー7に付与される計量方向(図3右方向)への荷重を検知する。詳述するに、荷重計17は、射出時には、油圧シリンダ11、12によってブロック部材16と共に射出方向(図3右方向)へ前進し、スクリュー7に付与される荷重によって薄肉部17Cが計量方向(図3右方向)へ撓むことでスクリュー7へ付与される荷重を検知する。また、荷重計17は、計量時には、ブロック部材16と共に計量方向(図3右方向)へ後退し、スクリュー7に付与される荷重によって薄肉部17Cが計量方向(図3右方向)に撓むことでスクリュー7へ付与される荷重を検知する。29、30は連結軸21に装着されたシール部材で、軸支部材23の内部を液密的に封止し、軸支部材23の内部にはグリスが封入されている。
In FIG. 3, the
次に、かかる構成の作動を説明する。
図1は、スクリュー7の初期状態を示し、スクリュー7は射出を完了した前進端位置にある。
この状態において、電動機10によってスクリュー7を回転すると、ホッパー9から供給路9Aを介してスクリュー7の後部側に供給された樹脂材料は、バンドヒーター6A〜6Dによって加熱されながら、溶融樹脂としてスクリュー7の先端側であるシリンダヘッド3の貫通孔3Aおよびノズル5の貫通孔5A内に移送される。
Next, the operation of this configuration will be described.
FIG. 1 shows the initial state of the screw 7, which is in the forward end position where injection has been completed.
In this state, when the screw 7 is rotated by the
溶融樹脂がスクリュー7の先端側に充填されると、スクリュー7の先端側の圧力が上昇する。この圧力上昇による反力がスクリュー7に作用してスクリュー7を計量方向としての図1右方向へ押し返し、反力を荷重計17がスクリュー7に付与される荷重として検知する。そして、検知した荷重が予め設定した基準値に到達すると油圧シリンダ11、12によってスクリュー7は計量方向(図1右方向)への後退を始める。そして、後退中において、検知した荷重が基準値より高い場合には油圧シリンダ11、12によってスクリュー7の計量方向への後退速度を速め、荷重が基準値より低い場合には荷重が基準値に到達するまでスクリュー7の計量方向への後退を停止するように制御する。そして、計量完了位置までスクリュー7が後退したことを位置センサ28で検知すると、スクリュー7の回転および後退を停止する。その後ノズル5からのハナタレ防止のために一定量スクリュー7をさらに後退し、計量は完了する。
When the molten resin is filled on the distal end side of the screw 7, the pressure on the distal end side of the screw 7 increases. The reaction force due to this pressure increase acts on the screw 7 and pushes the screw 7 back in the right direction in FIG. 1 as the measuring direction, and the
この計量が完了した状態で、油圧シリンダ11、12によってブロック部材16とともにスクリュー7は射出方向(図1左方向)へ前進すると、スクリュー7の先端側に充填された溶融樹脂をノズル5から金型に注入する。スクリュー7が前進し、スクリュー7の射出動作を位置センサ28による位置制御から荷重計17による圧力制御に切換える保圧切換位置に到達すると、スクリュー7の先端側に圧力をかけて溶融樹脂を金型に押し込む保圧を行う。このとき、スクリュー7に作用する圧力の反力を荷重計17で検知し、圧力制御を行う。そして、保圧が完了し、射出が終了すると、スクリュー7が図1の前進端位置に復帰して停止する。
When the metering is completed and the screw 7 is advanced together with the
かかる作動で、スクリュー7の射出方向(図1左方向)および計量方向(図1右方向)への移動において、スクリュー7に付与される荷重を荷重計17で計測する。このため、荷重計17で計測したスクリュー7に付与される計量方向への荷重に基づいてスクリュー7の計量方向への後退を制御できるから、スクリュー7の先端側に溶融樹脂を十分に充填することが可能となり、高精度な成形品の成形が可能となる。また、1つの荷重計17でスクリュー7の射出及び計量の両方向への移動における荷重を計測しているので、部品点数を減少することができ、コンパクトな形状になる。
With this operation, the load applied to the screw 7 is measured by the
1:シリンダ
2:シリンダヘッド
6A〜6D:バンドヒーター
7:スクリュー
8:駆動部
10:電動機
11,12:油圧シリンダ
17:荷重計
1: Cylinder 2:
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