JP2021104636A - 射出ユニット、及び、射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂が流れやすい開閉弁を備えた射出ユニット、射出ユニットを備えた射出成形機の提供。【解決手段】射出ユニットは、樹脂を射出する射出シリンダ１０と、射出シリンダ１０に設けられた材料供給ホルダ３０と、射出シリンダ１０と材料供給ホルダ３０との間に設けられた逆流防止弁３１と、を備え、射出シリンダ１０の連通孔の内面と、材料供給ホルダ３０の連通孔の内面とで樹脂の流路が形成され、逆流防止弁３１は、射出シリンダ１０と摺動する摺動部との間に凹部を有することを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、射出ユニット、及び、射出成形機に関するものである。

従来の射出成形機は、射出シリンダ内にプランジャまたはスクリューなどが設けられ、それらが前進することで、樹脂を射出している。また、射出時に樹脂が逆流しないように、逆流を防ぐ機構が設けられている。

特許文献１では、バネ力によって流路を常に塞ぎ、射出シリンダ内を流れる樹脂の圧力によって流路を開く逆流防止機構を備えている。

特許第３２８２０２３号公報

特許文献１のような構成では、樹脂が流れにくい場合があった。本発明によれば、樹脂が流れやすい開閉弁を備えた射出ユニット、射出ユニットを備えた射出成形機を提供することができる。

上記課題を解決するために、本発明の射出ユニットは、樹脂を射出する射出シリンダと、前記射出シリンダに設けられた材料供給ホルダと、前記射出シリンダと前記材料供給ホルダとの間に設けられた逆流防止弁と、を備え、前記射出シリンダの連通孔の内面と、前記材料供給ホルダの連通孔の内面とで樹脂の流路が形成され、前記逆流防止弁は、前記射出シリンダと摺動する摺動部との間に凹部を有することを特徴とする。

本発明によれば、樹脂が流れやすい射出ユニット、射出ユニットを備えた射出成形機を提供することができる。

本発明による竪型射出成形機の斜視図。 本発明による竪型射出成形機の射出機構部の断面図。 逆流防止弁の斜視図。 本発明による射出プランジャ及びその周辺の断面図。 本発明による竪型射出成形機の型締機構部の断面図。 可動側金型の取付部の右後斜視図。 可動側金型の取付部の断面図。

本発明による射出機構を射出成形機に応用した一実施形態について、詳細に説明する。本発明はこのような実施形態のみに限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも当然応用することができる。

図１は、本発明による射出機構を竪型射出成形機に応用した一実施形態を模式的に表す図である。

以下、まず射出部について説明する。射出モータ１３により、駆動プーリ４６と射出ベルト１４を介して従動プーリ４５が回転し、射出ボールねじ１２へと動力が伝わり、ネジの軸が上下する。ネジの軸と連結したプランジャガイドプレート３５が、ガイドポスト２０に案内される。プランジャ１５は、プランジャホルダでプランジャガイド３５に対し下から上にネジ止めされている。ねじ軸方向の負荷は、不図示の射出軸受けと射出ボールねじ１２とで受ける。

樹脂材料は材料供給ホルダ３０を通って、射出シリンダ１０へと送られる。なお、樹脂材料の供給の仕方については、手動のガンタイプすなわちディスペンサで送ってもよいし、液体の熱硬化性樹脂のように、全自動でポンプ計量して、吐出量を管理する装置を付随してもよい。本実施例においては、熱可塑性の樹脂材料にも用いることができるが、液体の熱硬化性樹脂を成形するＬＩＭ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ）に好ましく用いられる。

射出シリンダ１０への樹脂材料の供給後の構成について、図２の断面図で説明する。射出シリンダ１０の連通孔の内径に対して、プランジャ１５の外径は小さく設定され、樹脂材料はその隙間と、流路弁１７の流路穴を通ってプランジャヘッド１６の前方（図２における下側）へと送られる。プランジャ１５が上昇する事で、チェック弁１８がスプリング１９のばね力に勝って下降し、プランジャヘッド１６の前方、すなわち図２のシリンダ樹脂流路の部屋（空間）及びノズル樹脂流路の空間へとチェック弁１８が移動する。プランジャ１５が下降し、樹脂を押圧して射出する際は、スプリング１９のばね力で流路弁１７の流路穴をチェック弁１８が塞ぎ、樹脂のバックフローを防いでいる。

本実施形態における逆流防止の開閉弁について以下に説明する。
図２において、材料供給ホルダ３０と射出シリンダ１０とで樹脂の流路３２が形成され、射出シリンダ１０の材料入口に逆流防止弁３１が設けられている。すなわち、射出シリンダ１０の連通孔の内面と、材料供給ホルダ３０の連通孔の内面とで樹脂の流路が形成されている。

図３の逆流防止弁３１は、外周のＲ面３１ａ（凸部）を案内として、射出シリンダの入り口で摺動するように設けられている。外周の平面３１ｂ（凹部）とシリンダ入口の内周面との隙間を樹脂が流れる。また先端のＲ面３１ｃは、材料供給ホルダ３０の出口に接触することで樹脂の流路３２を塞ぐ機能を有している。逆流防止弁３１は、材料供給ホルダに向かって半球形状部を有し、複数の凸部３１ａの間の凹部３１ｂは、半球形状部の曲面よりも射出シリンダ側に形成されている

図３では、Ｒ面３１ａと平面３１ｂとが３個ずつであるが、複数あれば、何個であっても構わない。また、複数の凸部でなくとも、逆流防止弁３１の最外周面である摺動部との間に凹部があれば、凹部の部分の摩擦を減らすことができる。

図２において、逆流防止弁３１を境として、射出シリンダ内へ樹脂を供給する側の圧力をＰ１とし、反対側の射出シリンダ内の樹脂の圧力をＰ２とする。Ｐ１＞Ｐ２の時、逆流防止弁３１は射出シリンダ１０側に樹脂の力によって押され、樹脂が射出シリンダ１０内へ流れる。Ｐ２＞Ｐ１の時、逆流防止弁３１は材料供給ホルダ３０側に押されて接触し、樹脂の逆流を防止する。また、射出シリンダ１０の材料入口は、奥側の径が狭くなっており、逆流防止弁３１がそれ以上奥に押されないようになっている。材料供給ホルダ３０と射出シリンダ１０とで逆流防止弁３１の摺動ストロークを決めている。すなわち、下流側の樹脂の圧力が、上流側の樹脂の圧力を上回った時に、流路を塞ぐ。

凹部を設けることによって、射出シリンダ内を摺動し易くし、バネ等に固定をしていないので、メンテナンスやクリーニングを行い易い。

図４は、本実施形態における、射出シリンダ及び射出ユニットの１例である。Ｏリング３７は、射出シリンダ１０と、プランジャ１５の上下動の案内をするプランジャガイドブッシュ３６とで潰されるように設けられている。

潰し量が少ないと、プランジャ１５が樹脂を押圧した後、上昇して元の高さに戻る際、射出シリンダ１０から樹脂が漏れてしまうことがある。

反対に潰し量が大きい場合、プランジャ１５がスムーズに上下動しない場合や、摩擦熱が成形に影響を及ぼすことがある。

図４のガイドブッシュ３６は、止めねじ３８によって高さを調節できる。止めねじ３８を締め込み所定の高さにした後、ボルト３９で固定する。
これにより、自在にＯリングの潰し量を調節することができるようになる。

シール力を設定しやすくすることを課題とするのであれば、以下の構成を用いることで、シール力の設定をし易くすることができる。

射出シリンダ１０内の樹脂を押圧するプランジャ１５と、射出シリンダ１０に設けられ、取付高さを調節できるガイドブッシュ３６と、射出シリンダ１０とガイドブッシュ３６との間に設けられたＯリング３７を備えることを特徴としてもよい。

このとき、止めねじ３８やボルト３９が何個であっても構わない。

図５では、本実施形態における、金型の取り付け方法について説明する。

固定プレート２１にクランパー２５とガイドピン２４によって吊り下げられた中間プレート２３に固定側金型１を取り付ける。可動側金型２は、不図示のトグル機構によって上下動する可動プレート２２に取り付ける。

可動側金型２が上昇し、固定側金型１と合わさり、固定プレート２１に到達し、図１のシャットオフノズル１１が、固定側金型１に入り込み樹脂を射出している。

中間プレート２３に設けられたガイドピン２４は、固定側金型１の上下動の案内をしている。

クランパー２５は、ガイドピン２４に通され、型締め時は固定側金型１とともに上昇する。型開き時は、クランパー２５が固定プレート２１に到達し、固定側金型１がそれ以上、下に動かないようにしている。クランパー２５の高さ位置を調節することで、型開きの位置・ストロークを決められるようになる。

本実施例では、ガイドピン２４に雄ねじが切られ、クランパー２５は、ナットに斜めに貫通穴が切られているものを使用している。貫通穴があることにより、ナットを傾けるとねじがかからず、素早く締め込みたい高さに移動することができる。真っ直ぐに戻して、ガイドピン２４に締め込む。

クランパー２５は、磁石や真空で吸着するものなど、高さ位置が調節できれば上記の方法でなくてもよい。その場合、ガイドピン２４が丸棒であっても構わない。

中間プレート２３がクランパー２５によって吊り下げられているため、固定側金型１は駆動源を持たず、可動側金型２の上昇とともに下から突き上げられて、型締めしている。下型が下がれば重力と吊り下げスプリング２６のバネ力とで、ともに下がるようになっている。これにより、ノズルから離した状態でも、型同士を合わせる事ができる。

上型の高さ位置、上下方向のストロークを設定しやすくすることを課題とするのであれば、以下の構成を用いることで、高さ位置、ストロークの設定をし易くすることができる。

吊り下げユニットは、中間プレート２３に垂直に設けられ、上下動の案内をするガイドピン２４と、ガイドピン２４に垂直に貫通し、位置を固定できるクランパー２５と、を備えることを特徴としてもよい。

図６、７では、可動側金型２の取り付け方法について説明する。

図６は、可動側金型の取付部の右後斜視図であり、図７は可動側金型２が取り付けられている状態の断面図である。

スライドシリンダ５０の先端には、可動側金型２を取り付ける連結ブロック５１が設けられている。金型を挿入するときにスライドするスライド面５８の内側に、固定ピン５２を設け、内側ばね５３のバネ力で下側に付勢している。固定ピン５２は、金型を挿入する力をうけて、上側に逃げるように斜め形状になっている。レバー５４を上に動かすと固定ピン５２が凹になり、離すとばね力で凸になる。

可動側金型２をスライドシリンダ５０側へ押し込むと、固定ピン５２が可動側金型２に設けられたピン取付穴５７へ入り込み、取付完了となる。フォトセンサ５６は、スライドシリンダ５０に固定されている。可動側金型２が奥に引き込まれたらセンサフラッグ５５を検知し、金型の前後位置を確認している。

金型の取り付け易さを課題とするのであれば、以下の構成を用いることで取り付け易くなる。

固定側金型１と、可動側金型２と、可動側金型２を前後にスライドするスライドシリンダ５０と、スライドシリンダ５０に設けられた連結ブロック５１と、連結ブロック５１に設けられ、下側にばね５３で付勢されるピン５２と、連結ブロック５１に設けられ、ピン５２をばね５３の力に抗い上に引き上げられるレバー５４と、を備え、可動側金型２を連結ブロック５１へ押し込むことで固定されることを特徴とするとしてもよい。また、金型を加熱して、熱硬化樹脂を成形する場合には、金型から離れて作業できるため、作業し易くなる。

１. 固定側金型
２. 可動側金型
１０. 射出シリンダ
１１. シャットオフノズル
１２. 射出ボールねじ
１３. 射出モータ
１４. 射出ベルト
１５. プランジャ
１６. プランジャヘッド
１７. 流路弁
１８. チェック弁
１９. スプリング
２０. ガイドポスト
２１. 固定プレート
２２. 可動プレート
２３. 中間プレート
２４. ガイドピン
２５. クランパー
２６. 吊り下げスプリング
２７. スライドブロック
３０. 材料供給ホルダ
３１. 逆流防止弁
３１ａ．逆流防止弁外周Ｒ面
３１ｂ．逆流防止弁外周平面
３２. 流路
３５. プランジャガイドプレート
３６. プランジャガイドブッシュ
３７. Ｏリング
３８. 止めねじ
３９. ボルト
４５. 従動プーリ
４６. 駆動プーリ
４７. シリンダバックプレート
５０. スライドシリンダ
５１. 連結ブロック
５２. 固定ピン
５３. 内側ばね
５４. レバー
５５. センサフラッグ
５６. フォトセンサ
５７. ピン取付穴
５８. スライド面

Claims (4)

1. 樹脂を射出する射出シリンダと、
   前記射出シリンダに設けられた材料供給ホルダと、
   前記射出シリンダと前記材料供給ホルダとの間に設けられた逆流防止弁と、
   を備え、
   前記射出シリンダの連通孔の内面と、前記材料供給ホルダの連通孔の内面とで樹脂の流路が形成され、
   前記逆流防止弁は、前記射出シリンダと摺動する摺動部との間に凹部を有することを特徴とする射出成形機。
2. 前記逆流防止弁は、
   下流側の樹脂の圧力が、上流側の樹脂の圧力を上回った時に、
   流路を塞ぐことを特徴とする、請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記逆流防止弁は、
   上流側の樹脂の圧力が、下流側の樹脂の圧力を上回った時に、
   流路を開くことを特徴とする、請求項１に記載の射出成形機。
4. 前記逆流防止弁は、
   前記射出シリンダ側から前記材料供給ホルダに向かって半球形状部を有し、
   前記凹部は、前記半球形状部の曲面よりも前記射出シリンダ側に形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の射出成形機。
   
   
   
   

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