JP2984467B2

JP2984467B2 - 射出成形機の射出装置における樹脂圧力測定装置

Info

Publication number: JP2984467B2
Application number: JP4172052A
Authority: JP
Inventors: 良三盛田
Original assignee: Meiki Seisakusho KK
Current assignee: Meiki Seisakusho KK
Priority date: 1992-06-05
Filing date: 1992-06-05
Publication date: 1999-11-29
Anticipated expiration: 2014-11-29
Also published as: JPH05337998A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は射出成形機の射出装置における樹
脂圧力測定装置に係り、特に故障や破損が少なく、しか
も安価である、新規な構造の射出成形機の射出装置にお
ける樹脂圧力測定装置に関するものである。

【０００２】

【背景技術】従来から、加熱筒内に挿入された射出スク
リュや射出プランジャ（以下、射出部材と総称する）
を、油圧シリンダや電動モータ等による駆動力に基づい
て軸方向に移動させることにより、金型の成形キャビテ
ィ内への成形材料の射出充填操作およびその後の保圧操
作を行なうようにした射出成形機の射出装置が知られて
いる。

【０００３】ところで、樹脂の射出成形操作に際して
は、良好なる成形品を安定した品質で成形するために、
射出装置によって射出される樹脂の圧力を、成形条件に
応じて制御する必要がある。そこで、一般に、射出装置
には、そのノズル部に対して、水晶圧電式や歪ゲージ式
の圧力センサが取り付けられており、射出される樹脂圧
力を直接的に測定できるようになっている。

【０００４】ところが、かかる圧力センサが配設される
射出装置のノズル部には、射出操作に際して、高温（３
００〜３５０℃程度）高圧（２０００kg/cm²）が及ぼさ
れることとなるために、圧力センサに故障や破損が生じ
易く、センサの耐久性および信頼性を十分に確保するこ
とが困難であると共に、高価なセンサが必要となるとい
った問題を有していたのである。

【０００５】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述の如き事情
を背景として為されたものであって、その解決課題とす
るところは、故障や破損が少なく、しかも安価である、
新規な構造の射出装置用樹脂圧力測定装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【解決手段】そして、かかる課題を解決するために、本
発明にあっては、加熱筒内に挿入されて樹脂材料に圧力
を及ぼす射出部材に対して、軸方向後方端面から軸方向
に延び、ヘッド部にまで至る装着孔を設けると共に、該
装着孔にロッドを挿入せしめて、該ロッドの先端部を、
該装着孔の底部において、前記射出部材のヘッド部に固
定する一方、該ロッドの後端部において、該ロッド後端
部の前記射出部材後端部に対する軸方向の変位量を検出
する検出器を設け、該検出器による検出値に基づいて樹
脂圧力を測定するようにした射出成形機の射出装置にお
ける樹脂圧力測定装置を、その特徴とするものである。

【０００７】

【作用・効果】すなわち、このような本発明に従う構造
とされた樹脂圧力測定装置においては、ノズル部に導か
れた樹脂材料の圧力が射出部材の先端部に及ぼされて、
該射出部材が軸方向に圧縮されることにより、その軸方
向の圧縮量だけ、ロッド後端部が射出部材後端部に対し
て突出方向に変位せしめられることとなる。それ故、そ
れらロッド後端部と射出部材後端部との相対的変位量を
検出する検出器によって、かかる射出部材の軸方向歪量
が検出され得るのであり、以て、この検出器の出力信号
から、射出部材の応力−歪特性に基づいて、該射出部材
の先端部に及ぼされる前記樹脂圧力を測定することがで
きるのである。

【０００８】従って、かくの如き本発明に従う樹脂圧力
測定装置にあっては、検出器を含むその構成部材の何れ
も、高温高圧に晒されることがないのであり、そのよう
な高温高圧に起因する故障や損傷が可及的に回避され得
るところから、極めて優れた耐久性が発揮されると共
に、構造の簡略化と低価格化が、何れも有利に図られ得
るのである。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を更に具体的に明らかにするた
めに、本発明の実施例について、図面を参照しつつ、詳
細に説明することとする。

【００１０】先ず、図１には、本発明に従う構造とされ
た樹脂圧力測定装置を備えたインラインスクリュ式射出
装置の一具体例が示されている。かかる図において、１
０は支持部材であり、ベース１２上をスライド移動可能
に、且つ所定位置で固定可能に配設されている。そし
て、この支持部材１０に対して、加熱筒１４が、水平方
向に延びる状態で、固定的に取り付けられている。

【００１１】また、この加熱筒１４には、長手方向中間
部分の壁部を貫通して、材料供給口１５が設けられてお
り、ホッパ１８に収容された樹脂材料が、かかる材料供
給口１５を通じて、加熱筒１４内に供給されるようにな
っている。

【００１２】さらに、かかる加熱筒１４内には、射出ス
クリュ１６が挿入され、配設されている。また、この射
出スクリュ１６の後方端部には、取付部材１８が、射出
スクリュ１６に対して相対移動及び回転不能に固定され
ている。そして、この取付部材１８が、複数個のベアリ
ング２０，２２，２４を介して、第一のベアリングボッ
クス２６に取り付けられている。それによって、取付部
材１８、延いては射出スクリュ１６が、第一のベアリン
グボックス２６により、軸心回りに回転可能に支持され
ている。

【００１３】また、この第一のベアリングボックス２６
は、図示しないガイドロッド等にて案内されることによ
り、支持部材１０に対して接近・離隔方向に移動可能に
配設支持されている。更に、かかる第一のベアリングボ
ックス２６には、支持部材１０側に設けられた射出用油
圧シリンダ機構２８，２８のピストンロッド３０，３０
が固定されている。そして、これらの油圧シリンダ機構
２８，２８によって、第一のベアリングボックス２６
が、支持部材１０に対して接近・離隔方向に駆動される
ことにより、加熱筒１４内において、射出スクリュ１６
が、軸方向に前進・後退移動せしめられるようになって
いるのである。

【００１４】更にまた、上記取付部材１８には歯付プー
リ３２が装着されている。また一方、第一のベアリング
ボックス２６には、駆動モータ３４が固設されている。
そして、この駆動モータ３４により、上記歯付プーリ３
２が、歯付駆動ベルト３６を介して回転駆動せしめられ
るようになっている。それによって、取付部材１８、延
いては射出スクリュ１６が、軸心回りに回転作動せしめ
られるようになっているのである。

【００１５】すなわち、かくの如き射出装置において
は、従来のものと同様、先ず、加熱筒１４の材料供給口
１５から供給される樹脂材料が、加熱筒１４内におい
て、駆動モータ３４による射出スクリュ１６の回転作動
により、可塑化および計量されて前方に導入、貯留され
る。次いで、油圧シリンダ機構２８による射出スクリュ
１６の前進移動により、かかる樹脂材料が、加熱筒１４
の先端ノズル部３８を通じて、図示しない金型の成形キ
ャビティ内に射出充填せしめられることとなるのであ
る。

【００１６】そこにおいて、上記射出スクリュ１６は、
図２に先端拡大図が示されているように、外周面にねじ
溝が形成されたロッド状のスクリュ本体４０に対して、
その先端部にスクリュヘッド４２が、螺着固定されてな
る構造とされている。なお、本実施例では、スクリュヘ
ッド４２に対してリングバルブ４４が外挿されて装着さ
れており、射出時における樹脂の逆流が防止され得るよ
うになっている。また、射出時にこのリングバルブ４４
が当接せしめられるスクリュ本体４０の軸方向端面に
は、ウェアプレート４６が配設され、スクリュヘッド４
２にて押さえつけられて固定されている。

【００１７】さらに、上記スクリュ本体４０には、その
内部を軸方向に貫通して延びる装着孔４８が設けられて
いると共に、該装着孔４８の先端側開口部が、そこに螺
着されたスクリュヘッド４２にて閉塞されている。ま
た、該スクリュ本体４０の後端部に固定された取付部材
１８にも、その内部を軸方向に貫通して延びる挿通孔５
０が設けられており、スクリュ本体４０の装着孔４８に
連通せしめられている。

【００１８】そうして、これらスクリュ本体４０の装着
孔４８および取付部材１８の挿通孔５０に対して、伝達
ロッド５２が挿入されている。この伝達ロッド５２は、
装着孔４８および挿通孔５０の内径よりも所定寸法小さ
な外径をもって形成されており、それら装着孔４８およ
び挿通孔５０に遊挿されている。そして、この伝達ロッ
ド５２の先端部は、スクリュヘッド４２の後端面に対し
て螺着され、ロックナット５４にて固定されている。ま
た一方、かかる伝達ロッド５２の後端部は、取付部材１
８から後方に突出せしめられており、第一のベアリング
ボックス２６をも貫通して、外方に突出せしめられてい
る。

【００１９】そして、図３に示されている如く、この伝
達ロッド５２の後端部に対して、コネクタ５６が螺着さ
れ、ロックナット５８にて固定されている。このコネク
タ５６は、全体として略円形断面の短軸形状を呈してお
り、後方端部に大径の嵌着部６０を有している。そし
て、この嵌着部６０が、ベアリング６２，６４を介し
て、第二のベアリングボックス６６に取り付けられてい
る。それによって、コネクタ５６、延いては伝達ロッド
５２が、第二のベアリングボックス６６により、軸心回
りに回転可能に支持されている。なお、図３中、６８
は、シール部材である。

【００２０】また、この第二のベアリングボックス６６
は、第一のベアリングボックス２６の後面に立設された
複数本の案内ロッド７０により、該第一のベアリングボ
ックス２６に対し、伝達ロッド５２の軸方向において、
接近・離隔移動可能に支持されている。即ち、この第二
のベアリングボックス６６にあっては、伝達ロッド５２
を、射出スクリュ１６との一体的な回転作動を許容しつ
つ、支持せしめると共に、伝達ロッド５２の射出スクリ
ュ１６後端面からの突出変化量に従い、第一のベアリン
グボックス２６に対して変位せしめられるようになって
いるのである。

【００２１】更にまた、かかる第二のベアリングボック
ス６６の後方には、検出器としての直線型ポテンショメ
ータ７２が配設されており、第一のベアリングボックス
２６に固設されたブラケット７６により、該第一のベア
リングボックス２６に対して位置固定に支持されてい
る。そして、このポテンショメータ７２のセンシングロ
ッド７４が、第二のベアリングボックス６６に対して螺
着固定されていることにより、該ポテンショメータ７２
により、第二のベアリングボックス６６の第一のベアリ
ングボックス２６に対する変位量が検出されるようにな
っている。

【００２２】すなわち、このような構造とされた射出装
置においては、射出スクリュ１６によって加熱筒１４の
先端ノズル部３８内に導かれた樹脂材料の圧力が、該射
出スクリュ１６の先端部に及ぼされることから、該射出
スクリュ１６が、かかる樹脂材料の圧力によって、軸方
向に圧縮変形させられることとなり、それによって、こ
の射出スクリュ１６の圧縮量（軸方向の圧縮歪量）だ
け、伝達ロッド５２が、射出スクリュ１６の後端面から
外方に突出せしめられるのである。

【００２３】そして、この伝達ロッド５２の突出量は、
第二のベアリングボックス６６の変位量として、ポテン
ショメータ７２により検出され得るところから、該ポテ
ンショメータ７２によって、射出スクリュ１６における
軸方向の圧縮歪量を検出することができるのであり、以
て、このポテンショメータ７２の出力信号から、射出ス
クリュ１６の応力−歪特性に基づいて、前述の如き、樹
脂材料の可塑化工程、射出充填工程および保圧工程にお
いて射出スクリュ１６の先端部に及ぼされる樹脂圧力を
測定することができるのである。

【００２４】従って、かくの如き射出装置における樹脂
圧力測定装置によれば、その構成部材の何れも、高温高
圧に晒されることがないのであり、そのような高温高圧
に起因する故障や損傷が可及的に回避され得るのであ
る。

【００２５】そして、それ故、かかる樹脂圧力測定装置
によれば、極めて優れた耐久性を容易に且つ安定して得
ることができると共に、特別な耐圧及び耐熱構造が不要
となって構造の簡略化と装置の低価格化が、何れも有利
に図られ得るのである。

【００２６】しかも、かかる樹脂圧力測定装置にあって
は、構造が簡単で、且つポテンショメータ７２等の測定
装置の要部を、射出装置の外部に配設することが可能と
なるところから、装置のメンテナンスや修理等が容易で
あるという利点をも有しているのである。

【００２７】さらに、かかる樹脂圧力測定装置において
は、樹脂圧力の変化を、第二のベアリングボックス６６
の変位として、直接、目で確認することが可能であるこ
とから、作動および制御状態の監督等も容易となるので
ある。

【００２８】因みに、上述の如き構造とされた樹脂圧力
測定装置を備えた射出装置によって射出操作を実施した
際の樹脂圧力の測定結果を、先端ノズル部３８内の樹脂
圧力を歪ゲージによって直接に測定した場合の結果と比
較したものを、図４に示すこととする。なお、この実施
に際しては、スクリュヘッドに対して２０００kgf/ｃm²
の樹脂圧力が及ぼされた際に、軸方向において略２mmの
圧縮歪が惹起される４０mmφのスクリュ本体を使用し
た。

【００２９】かかる図４に示された結果からも、上述の
如き樹脂圧力測定装置によって、十分に実用に供し得る
性能が発揮されることが、明らかである。

【００３０】以上、本発明の実施例について詳述してき
たが、これは文字通りの例示であって、本発明は、かか
る具体例にのみ限定して解釈されるものではない。

【００３１】例えば、前記実施例では、伝達ロッド５２
の後端部の変位量を検出する検出器として、直線型のポ
テンショメータが採用されていたが、それに限定される
ものでは決してなく、回転型ポテンショメータや静電容
量型変位計、抵抗素子変位センサ、インダクトシン等、
伝達ロッドの変位量に対応した信号を出力し得る、公知
の各種の検出器が採用され得るものである。

【００３２】また、前記実施例では、射出スクリュ１６
に対して、リングバルブ形式の逆止弁が設けられていた
が、それに代えてボールチェック形式の逆止弁を採用す
ることも可能である。また、そのような逆止弁は、樹脂
材料の種類等によっては、必ずしも必要なものではな
い。

【００３３】更にまた、前記実施例では、油圧式の射出
装置に対して本発明を適用したものの一具体例を示した
が、その他電動式の射出装置等にも、本発明は、同様に
適用可能である。

【００３４】加えて、本発明は、プランジャ式の射出成
形器に対してもまた、同様に、適用可能である。

【００３５】その他、一々列挙はしないが、本発明は、
当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等
を加えた態様において実施され得るものであり、また、
そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限
り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであること
は、言うまでもないところである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をインラインスクリュ式射出成形器に適
用したものの一実施例を示す縦断面説明図である。

【図２】図１に示された射出成形器におけるスクリュヘ
ッド部を拡大して示す断面説明図である。

【図３】図１に示された射出成形器における樹脂圧力測
定装置の要部を拡大して示す断面説明図である。

【図４】図１に示されている如き構造の射出成形器によ
り射出成形時における樹脂圧力を測定した結果を、歪ゲ
ージを用いた測定結果と共に示すグラフである。

【符号の説明】

１４加熱筒１６射出スクリュ１８取付部材２６第一のベアリングボックス３８先端ノズル部４０スクリュ本体４２スクリュヘッド４８装着孔５０挿通孔５２伝達ロッド５６コネクタ６６第二のベアリングボックス７０案内ロッド７２ポテンショメータ７４センシングロッド

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱筒内に挿入されて樹脂材料に圧力を
及ぼす射出部材に対して、軸方向後方端面から軸方向に
延び、ヘッド部にまで至る装着孔を設けると共に、該装
着孔にロッドを挿入せしめて、該ロッドの先端部を、該
装着孔の底部において、前記射出部材のヘッド部に固定
する一方、該ロッドの後端部において、該ロッド後端部
の前記射出部材後端部に対する軸方向の変位量を検出す
る検出器を設け、該検出器による検出値に基づいて樹脂
圧力を測定するようにしたことを特徴とする射出成形機
の射出装置における樹脂圧力測定装置。