JP3124484B2 - 樹脂材料の計量方法及び計量装置 - Google Patents
樹脂材料の計量方法及び計量装置Info
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Weight Measurement For Supplying Or Discharging Of Specified Amounts Of Material (AREA)
Description
方法及び計量装置に関し、特にペレット状の熱硬化性樹
脂材料を射出成形に際して小容量ずつ計量する対策に関
する。
る伝動ベルトの樹脂ブロックは、射出成形によって成形
されるが、その1個当たりの必要樹脂量は少量(例えば
0.383±0.04g)であり、かつ生産性を考慮し
て、多数個取り(例えば4個取り)で行われるのが一般
である。ところで、上記ブロックには熱硬化性樹脂が使
用されることから、金型内のスプルーやランナで発生す
る材料ロスはリサイクルできず、したがって、コストを
低減するにはそのような材料ロスを少なくすることが必
要である。そこで、1個取り成形にすることで多数個取
りによる材料ロスを無くするようにすることが考えられ
る。その場合には、金型の多数個取りから1個取りへの
変更に伴い、樹脂材料を小容量ずつ、つまり1ショット
分ずつ計量できる技術が必要となる。
する従来の技術で最も一般的であるのは、インラインス
クリュー方式である。このものは、図5に示すように、
ホッパaからシリンダb内に投入されたペレット状(例
えば4mm角のクロスカット状)の樹脂材料を、一定の
背圧が加えられた状態で回転するスクリューcによりノ
ズルdに向かって圧送し、その樹脂材料を可塑化しつつ
スクリューcを後退させ、所定位置で停止させることに
より計量を完了するようになされている。
ンラインスクリュー方式による従来の計量方法では、小
容量の場合には計量値が安定し難いという問題がある。
特に、上記のような少量成形品の場合には、計量値の安
定化は不可能に近いといっても過言ではない。
塑化領域での滞留時間が長いことから、その間に樹脂材
料の硬化が始まり、このことで、適正な射出成形が損な
われ易いという問題もある。尚、これらの問題は、プリ
プラ方式の場合でも同じである。
ーダeでペレット状の樹脂材料を供給し、振動フィーダ
e側の樹脂材料の減重量で計量することが挙げられる
が、1個のペレットの重量が計量値に比べて大きい(例
えば約1g)ことから、やはり小容量の計量には不適で
ある。
で可塑化しつつ樹脂材料を定容量のポットg内に押し込
んで計量することが考えられる。つまり、可塑化するこ
とで定容量ポットg内に適正にかつ安定して充填できる
ようにするのである。ところが、熱硬化性の樹脂材料を
可塑化するとポットg内で樹脂材料の硬化が始まること
から、上記インラインスクリュー方式の場合と同様に適
正な射出成形が損なわれるのみならず、実際には、ポッ
トg内に適正に樹脂材料を押し込めなくなって計量が不
正確になり易いという難点がある。
のであり、その主な目的は、ペレット状に形成された熱
硬化性の樹脂材料を計量する際に、樹脂材料を可塑化し
なくても定容量ポット内に適正に充填できるようにする
ことで、その計量目標値が小容量であっても正確にかつ
安定して計量できるようにすることにある。
めに、この発明では、定容量ポット内に樹脂材料を未可
塑化の状態で充填する一方、その充填圧を検出するよう
にし、上記充填圧が所定値に達したことをもって、上記
ポットの容量及び樹脂材料の充填圧に応じて適正な計量
が行えるようにした。
置により射出される樹脂材料を1ショット分ずつ計量す
るようにした樹脂材料の計量方法として、上記射出装置
の射出シリンダとは異なる定容量ポットを用い、この定
容量ポット内に樹脂材料を未可塑化の状態で充填する一
方、上記定容量ポット内の樹脂材料の充填圧を検出し、
上記充填圧が所定値に達したときに定容量ポット内への
樹脂材料の充填を停止することで、上記定容量ポットの
容量及び樹脂材料の充填圧に応じて該樹脂材料の計量を
行うようにする。
脂材料が充填されるのに応じて、定容量ポット内での樹
脂材料の充填圧は上昇する。そして、上記充填圧が所定
値に達したとき、定容量ポット内への樹脂材料の充填は
停止する。これにより、上記樹脂材料は、未可塑化の状
態であるにも拘らず、上記ポットの容量及び樹脂材料の
充填圧に応じて正確にかつ安定して計量される。
において、ペレット状の樹脂材料を計量することとす
る。
料は、定容量ポット内に充填される際にその充填圧によ
り圧縮されて変形し、このことで、上記定容量ポット内
に適正に充填される。よって、従来の方法では困難であ
るペレット状の樹脂材料の小容量計量が、上記ポットの
容量及び樹脂材料の充填圧に応じて正確にかつ安定して
行える。
において、可塑化されて硬化を始める熱硬化性の樹脂材
料を計量することとする。
は、計量時に可塑化されないので、インラインスクリュ
ー方式の場合のように計量中に硬化が始まるという不具
合は生じない。よって、例えば熱硬化性樹脂材料を成形
する際に、成形サイクルのばらつきや変更があっても常
に適正な成形が行え、成形機の作動を停止した後でも、
材料ロスを出さずに再スタートさせることができる。
される樹脂材料を1ショット分ずつ計量するようにした
樹脂材料の計量装置として、上記射出装置の射出シリン
ダとは異なる定容量ポットと、この定容量ポット内に樹
脂材料を未可塑化の状態で充填する充填手段と、この充
填手段により定容量ポット内に充填された樹脂材料の充
填圧を検出する検出手段と、この検出手段により検出さ
れた充填圧が所定値に達したときに上記定容量ポット内
への樹脂材料の充填を停止する制御手段とを備えるよう
にする。
量ポット内に樹脂材料が未可塑化の状態で充填される一
方、その定容量ポット内での樹脂材料の充填圧は、検出
手段により検出される。そして、上記検出手段により検
出された充填圧が所定値に達したとき、制御手段により
定容量ポット内への樹脂材料の充填は停止される。よっ
て、この発明においても、樹脂材料は、未可塑化状態で
あるにも拘らず、上記ポットの容量及び樹脂材料の充填
圧に応じて正確にかつ安定して計量される。
において、充填手段は、シリンダと、このシリンダ内に
回転可能に嵌挿されたスクリューとを有するものとす
る。その上で、上記シリンダ及びスクリューは、先端側
に向かって徐々に小径となるテーパ状に設けられている
ものとする。
ューの回転動作に応じてシリンダ内を先端側の定容量ポ
ットに向けて圧送される。このとき、上記シリンダ及び
スクリューが先端側に向かって徐々に小径となるテーパ
状であるので、樹脂材料は先端側に圧送されるほど圧縮
されるようになり、よって、定容量ポット内への樹脂材
料の充填圧は効率よく高められる。
に基づいて説明する。
料計量装置が用いられた射出成形機の全体構成を示し、
この射出成形機は、ベルト式無段変速機に用いられる伝
動ベルトの樹脂ブロックを1個取りで成形する際に使用
される。尚、この場合に、樹脂材料は、熱硬化性樹脂で
あるペレット状(例えば4mm角のクロスカット状)の
繊維強化フェノール樹脂であって、1ショット分の樹脂
量(ブロック1個分+α)は0.383gである。
ていてランナが無くかつ樹脂材料のロスを少なくするた
めにスプルーレスとされている金型50及びその型締装
置からなる金型装置Aと、上記金型50のキャビティ内
に樹脂材料を射出する射出装置Bと、この射出装置Bに
供給される樹脂材料を1ショット分ずつ計量する計量装
置Cとを備えている。
に、所定の容量に設けられていて樹脂材料が充填される
定容量ポット1と、この定容量ポット1内に樹脂材料を
未可塑化の状態で加圧して充填する充填手段としての充
填部2と、この充填部2により定容量ポット1内に充填
された樹脂材料の充填圧を検出する検出手段としての圧
力センサ3と、この圧力センサ3により検出された充填
圧が、1ショット分の計量目標値(例えば、0.383
±0.04g)に対応する所定値(例えば、100kg
/cm2 )に達したときに上記定容量ポット1内への樹
脂材料の充填が停止されるように上記充填部2の作動を
制御する制御手段としての制御部4とを備えている。
設けられたシリンダ2aと、このシリンダ2a内に回転
可能に嵌挿されたスクリュー2bとを有する。これらシ
リンダ2a及びスクリュー2bは、先端側(図2の下端
側)に向かって徐々に小径となるテーパ状に設けられて
いる。上記シリンダ2aは、基盤10上に立設固定され
たシリンダブロック11と、その基盤10内に埋設固定
されたシリンダヘッド12とにより形成されている。上
記シリンダブロック11の上方には、スクリュー2bを
回転駆動する電動モータ部13が設けられている。ま
た、シリンダブロック11の上端部には、シリンダ2a
内を外部に連通する樹脂投入口14が開設されていて、
この投入口14を経由してペレット状の樹脂材料がシリ
ンダ2a内に投入されるようになっている。一方、上記
シリンダヘッド12の下端面は基盤10の下面と略面一
になっている。
ット1において計量された1ショット分の樹脂材料を切
り出すための材料切出部15が配置されている。この切
出部15は、図3にも示すように、上記基盤10にボル
ト16により支持固定された固定板17と、この固定板
17の上面側に配置されかつボルト18により回動可能
に枢支されていて定容量ポット1が回動一体に埋設され
た回動板19とを有する。上記定容量ポット1は、回動
板19の回動方向に延びる平断面長円形状の外形をなし
ていて、その一端側に円筒状のポット部1aが形成され
ている。このポット部1aの上下両端は開口されてお
り、図3に実線で示す充填位置に回動板19が回動され
た状態でその上端開口がシリンダヘッド12の開口に重
なってシリンダ2a内に連通する一方、同図に仮想線で
示す取出位置に回動板19が回動された状態で外部に開
放されるようになっており、定容量ポット1内に樹脂材
料が充填されてその計量が終了した後に上記回動板19
を回動操作することで、上記計量された1ショット分の
樹脂材料が切り出される。尚、上記シリンダヘッド12
の開口径は、ポット部1aの内径と同じになされてい
る。また、上記定容量ポット1の上端面はシリンダヘッ
ド12の下端面に摺接可能とされていて、樹脂材料の切
出時にシリンダヘッド12の開口を密閉できるようにな
っている。
られた状態のポット部1aの下方に位置するように材料
切出部15の固定板17の下面側に配置されており、こ
の固定板17の下面側にボルト20で取り付けられた受
け板21により樹脂材料の充填圧に抗して支承されるよ
うになっている。また、上記圧力センサ3及びポット部
1a間の固定板17上面側には、充填位置に位置付けら
れた状態のポット部1aの下端開口を密閉するとともに
ポット部1a内の樹脂材料の充填圧を受けてそれを圧力
センサ3に伝達する補助部材22が配置されている。こ
の補助部材22は、上記ポット部1aの内径よりも径の
大きい大径部と、この大径部の下面側に一体に設けられ
た小径部とからなっており、上記大径部の上端面は、ポ
ット1内の樹脂材料の充填圧に対する受圧面を構成する
一方、この回動板19の回動時に定容量ポット1の下端
面に摺接するようになされている。
30上に配置されていて、その基台30上を金型装置A
に対し進退移動する移動台31に移動一体に設置されて
いる。尚、図1において、32は移動台31を進退移動
させるシリンダである。この射出装置Bは、図4に拡大
して示すように、射出シリンダ33と、この射出シリン
ダ33の先端に設けられていて、ノズル孔34aを有す
る射出ノズル34と、先端部が上記射出シリンダ33内
に進退移動可能に嵌挿されていて、その先端面が前進端
の位置で射出ノズル34の背面に略密着する大径の1次
プランジャ35と、この1次プランジャ35の軸心部に
進退移動可能に嵌挿されていて、先端部が前進端の位置
でノズル孔34aに嵌挿される小径の2次プランジャ3
6とを備えたダブルプランジャ式とされている。上記射
出シリンダ33の上部には、このシリンダ33内に樹脂
材料を供給するための供給管37が上方に向かって突設
されている。また、上記プランジャ35,36の後端側
には、これらプランジャ35,36を進退移動させるた
めの駆動部38が配置されている。
ャ35,36の移動方向に延びるように設けられかつそ
の両端において移動台31に連結固定された両側1対の
ガイドバー39,39(図1参照)によりその両プラン
ジャ35,36と同じ方向に移動可能に案内支持されて
いて、移動方向の前後に配置された2つの油圧シリンダ
40,41が背面同士で一体に連結されてなっている。
そして、後側(図1及び図4の各右側)の油圧シリンダ
41のロッド41aが移動台31の後端に連結固定され
ている一方、先端には上記1次プランジャ35が移動一
体に連結されていて、後側の油圧シリンダ41の伸長作
動により駆動部38が前進移動することで、1次プラン
ジャ35を前進移動させるようになされている。また、
前側(同各図の左側)の油圧シリンダ40のロッド40
a先端には上記2次プランジャ36が移動一体に連結さ
れていて、この前側油圧シリンダ40が伸長作動するこ
とで、2次プランジャ36を前進移動させるようになっ
ている。
れた平面矩形状の固定盤51と、この固定盤51の四隅
に立設された4本の支柱52,52,…により昇降移動
可能に案内支持された可動盤53とを有しており、上記
固定盤51に下金型50aが、また可動盤53に上金型
50bがそれぞれ取り付けられている。上記支柱52,
52,…の上端部には天盤54が配設固定されており、
この天盤54上には、上記可動盤53を昇降移動させて
金型50を開閉する型締シリンダ55が配置されてい
る。一方、下金型50aの下方にはエジェクタシリンダ
56が基台30に支持固定されており、このシリンダ5
6により、固定盤51及び下金型50aを上下方向に貫
通して配置された複数本のエジェクタピン57,57,
…を上下移動させるようになされている。
機の作動について説明する。
て、電動モータ部13の作動によりシリンダ2a内でス
クリュー2bが回転駆動される。そして、樹脂投入口1
4を経由してペレット状の樹脂材料がシリンダ2a内に
投入されると、その樹脂材料はスクリュー2bに噛み込
まれつつ下方に向けて圧送される。シリンダ2a内の樹
脂材料は、スクリュー2bの回転作動に応じてシリンダ
ヘッド12を経由して材料切出部15の定容量ポット1
内に加圧充填される。一方、その充填圧は、補助部材2
2を介して圧力センサ3に伝達され、このセンサ3によ
り検出される。
の信号は制御部4に入力され、この制御部4において上
記充填圧が所定値に達したか否かを判定する。そして、
制御部4では、充填圧が所定値に達したと判定したとき
に、充填部2の電動モータ部13の作動を停止する。こ
れにより、定容量ポット1内への樹脂材料の充填は停止
され、樹脂材料は目標値の分だけ充填されたことにな
る。つまり、1ショット分の樹脂材料の計量が終了す
る。次に、材料切出部15において、回動板19が取出
位置に回動されて定容量ポット1内の1ショット分の樹
脂材料が切り出され、その樹脂材料は図外の可塑化手段
により可塑化された後、次の射出装置Bに供給される。
て射出シリンダ33内に1ショット分の樹脂材料が供給
された後、先ず、駆動部38の後側の油圧シリンダ41
が伸長作動して1次プランジャ35が前進移動すること
で射出シリンダ33内の樹脂材料を射出ノズル34のノ
ズル孔34aを経由して外部に射出する。その後、駆動
部38の前側の油圧シリンダ40が伸長作動して2次プ
ランジャ36が前進移動することで、上記ノズル孔34
a内に残っている樹脂材料を略全て外部に射出する。つ
まり、1ショット分の樹脂材料が略完全に射出される。
脂材料は、その全部が略ロス無く金型装置Aの金型50
のキャビティ内に充填される。その後、金型装置Aの型
締シリンダ55の作動により可動盤53を上昇移動させ
て金型50を開き、成形された1個のブロックを取り出
す。以上の作動を繰り返すことにより、CVTベルトの
ブロックを1個ずつ順に得ることができる。
装置Cにおいてペレット状の熱硬化性樹脂材料を小容量
ずつ計量する際に、充填部2により定容量ポット1内に
樹脂材料を加圧して充填する一方、その定容量ポット1
内での樹脂材料の充填圧を圧力センサ3により検出し、
上記充填圧が所定値に達したときに定容量ポット1内へ
の樹脂材料の充填を停止することで、上記ポット1の容
量及び樹脂材料の充填圧に応じて樹脂材料を計量するよ
うにしたので、樹脂材料を、極めて小容量ずつでありな
がら、可塑化しなくても正確にかつ安定して計量するこ
とができる。
びスクリュー2bを、先端側に向かって徐々に小径とな
るテーパ状として樹脂材料が先端側に圧送されるほど圧
縮されるようにしているので、定容量ポット1内への樹
脂材料の充填圧を効率よく高めることができる。
化するようにしているので、成形サイクルのばらつきや
変更があっても、可塑化した状態で計量される場合に比
べて熱硬化性の樹脂材料の硬化が始まる等の不具合は生
じず、成形機を停止した後でも、材料ロスを出さずに再
スタートすることができる。
無いこと、及び射出装置Bがノズル孔34aに樹脂材料
を残留させずに全て射出できることと相俟って、材料ロ
スを大幅に低減することができ、無段変速機用伝動ベル
トのコストダウンに貢献することができる。
ペレット状の樹脂材料の計量を行うようにしているが、
定容量ポット内に充填可能であれば、例えば粉末状等、
ペレット状以外の形状の樹脂材料を計量することもでき
る。
り熱硬化性樹脂材料の計量を行うようにしているが、熱
可塑性の樹脂材料の計量に用いることもできる。
計量に計量装置Cを用いているが、大容量の計量に用い
ることもできる。
ための樹脂材料の計量に計量装置Cを用いているが、射
出以外の成形に用いることもできる。
よれば、樹脂材料の計量方法として、定容量ポット内に
樹脂材料を未可塑化の状態で充填する一方、上記定容量
ポット内の樹脂材料の充填圧を検出し、その充填圧が所
定値に達したときに定容量ポット内への樹脂材料の充填
を停止することで、上記定容量ポットの容量及び樹脂材
料の充填圧に応じて該樹脂材料を計量するようにしたの
で、樹脂材料を、その計量目標値が小容量であっても、
正確にかつ安定して計量することができる。
脂材料を計量することとしたので、上記請求項1の発明
による効果を効果的に得ることができる。
で熱硬化性の樹脂材料を計量することとしたので、計量
時に可塑化することによって生じる不具合を回避するこ
とができ、その結果、例えば成形に際して計量する場合
には、成形サイクルにばらつきや変更があっても樹脂の
硬化が始まる等の不具合は生じず、成形機の停止後に材
料ロスを出さずに再スタートすることができるようにな
る。
装置として、定容量ポットと、この定容量ポット内に樹
脂材料を未可塑化の状態で充填する充填手段と、この充
填手段により定容量ポット内に充填された樹脂材料の充
填圧を検出する検出手段と、この検出手段により検出さ
れた充填圧が所定値に達したときに上記定容量ポット内
への樹脂材料の充填を停止する制御手段とを備えるよう
にしたので、上記請求項1の発明と同じ効果を奏するこ
とができる。
を、シリンダと、このシリンダ内に回転可能に嵌挿され
たスクリューとを有するものとし、それらシリンダ及び
スクリューを、先端側に向かって徐々に小径となるテー
パ状に設け、樹脂材料を先端側に圧送するほど圧縮でき
るようにしたので、定容量ポット内への樹脂材料の充填
圧を効率よく高めることができる。
用いられた射出成形機の全体構成を示す概略図である。
る。
を示す縱断側面図である。
ある。
ある。
Claims (5)
- 【請求項1】 射出装置により射出される樹脂材料を1
ショット分ずつ計量するようにした樹脂材料の計量方法
であって、 上記射出装置の射出シリンダとは異なる定容量ポットを
用い、 上記 定容量ポット内に樹脂材料を未可塑化の状態で充填
する一方、上記定容量ポット内の樹脂材料の充填圧を検
出し、 上記充填圧が所定値に達したときに定容量ポット内への
樹脂材料の充填を停止し、上記定容量ポットの容量及び
樹脂材料の充填圧に応じて該樹脂材料を計量することを
特徴とする樹脂材料の計量方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の樹脂材料の計量方法にお
いて、 ペレット状の樹脂材料を計量することを特徴とする樹脂
材料の計量方法 - 【請求項3】 請求項1記載の樹脂材料の計量方法にお
いて、 熱硬化性の樹脂材料を計量することを特徴とする樹脂材
料の計量方法。 - 【請求項4】 射出装置により射出される樹脂材料を1
ショット分ずつ計量するようにした樹脂材料の計量装置
であって、 上記射出装置の射出シリンダとは異なる 定容量ポット
と、 上記定容量ポット内に樹脂材料を未可塑化の状態で充填
する充填手段と、 上記充填手段により定容量ポット内に充填された樹脂材
料の充填圧を検出する検出手段と、 上記検出手段により検出された充填圧が所定値に達した
ときに上記定容量ポット内への樹脂材料の充填を停止す
る制御手段とを備えていることを特徴とする樹脂材料の
計量装置。 - 【請求項5】 請求項4記載の樹脂材料の計量装置にお
いて、 充填手段は、シリンダと、該シリンダ内に回転可能に嵌
挿されたスクリューとを有し、 上記シリンダ及びスクリューは、先端側に向かって徐々
に小径となるテーパ状に設けられていることを特徴とす
る樹脂材料の計量装置。
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JP8024496A JP3124484B2 (ja) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | 樹脂材料の計量方法及び計量装置 |
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JPH09269260A JPH09269260A (ja) | 1997-10-14 |
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1996
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