JP3370412B2 - 発泡射出成形機及びその運転方法 - Google Patents

発泡射出成形機及びその運転方法

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    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/47Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using screws
    • B29C45/50Axially movable screw
    • B29C45/52Non-return devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機に係わり、
特に発泡材料物品を成形する発泡射出成形機及びその運
転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の発泡射出成形機は、図に示すよ
うに、成形金型へ通ずるノズル51が接続されたバレル
52内にネジ溝54a有して材料を計量する計量部54
bと、円錐状のヘッド部54cと、このヘッド部54c
と前記計量部54bを連結する連結部54dとを有する
スクリュー54が設けられ、前記連結部54d周囲のバ
レル52には前記連結54d部との間に隙間を持つよう
にチェックリング53が設けられ、前記計量部54bと
前記連結部54dの接続面からは前記バレル52との間
に隙間を持つように鍔状に広がるスペーサ55が設けら
れている。
【0003】上記構造を有する従来の発泡射出成形機
は、計量中には、図(a)に示すように、前記スペー
サ55と前記チェックリング53は離れており、スクリ
ュー54が図示されていない駆動装置によって背圧を加
えられながら正回転するにつれ溶融材料が矢印Aの通路
を通ってノズル51側へと流れる。計量が終了し射出中
は、図(b)に示すように、溶融材料の反力によって
チェックリング53が矢印B方向に移動して前記スペー
サ55と前記チェックリング53が当接し、通路Aを閉
じ材料の逆流を防止する。
【0004】このように上記従来の発泡射出成形機は、
前記チェックリング53の離接によって、計量中の材料
の流通、射出中の材料の逆流防止を行い、その前記スペ
ーサ55と前記チェックリング53の接触は、射出中の
材料の反力による前記チェックリング53の前記スペー
サ55側への後退移動によって行うものである。このよ
うに、射出中の材料の逆流を防止すると、成形品にヒケ
等を生じさせないで良質の射出成形品を安定して製造す
ることが可能となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の発泡射出成形機は、スペーサ55とチェックリング
53の接触が、射出中の材料の反力による前記チェック
リング53のスペーサ55側への後退移動によって行う
ものであるので、計量終了直後で射出のしはじめは、材
料の反力が不十分なために、チェックリング53が直ぐ
さまスペーサ55に接触しない。そのため、チェックリ
ング53のスペーサ55側への後退移動中に、材料が逆
流してしまったり、スクリュー54が背圧に負けて、ノ
ズル51側へと前進してしまうという問題が生じる。材
料が逆流してしまったり、スクリュー54が背圧に負け
て、ノズル51側へと前進してしまうと、スクリュー5
4によって計量した材料の量が減少し、射出に必要な材
料の量をノズル51を通って図示されていない金型にま
で供給できず、成形品にヒケ等を生じさせる原因とな
り、不良質の射出成形品が多く製造されるという問題を
有する。
【0006】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、良質の射出成形品が安定して製造が可能な発泡
射出成形機及びその運転方法を提供しようとするもので
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決する本発
明の発泡射出成形機の運転方法は、成形金型へ通ずるノ
ズルが接続された先端側の内壁にチェックリングが設け
られているバレルと、 前記チェックリングと当接すると
材料の逆流を防止する鍔状のスペーサが軸の先端側に設
けられ、正回転しながら後退することにより材料を計量
する前記バレル内のスクリューとを備え、前記スペーサ
と前記チェックリングの離接によって、計量中の材料の
流通、射出中の材料の逆流防止を行う発泡射出成形機の
運転方法において、前記スクリューに背圧を付加しなが
ら前記スリクリューを正回転させることにより、スクリ
ュー前方に計量される材料に背圧を加えながら前記スク
リューを後退させて計量を完了する工程と、この計量完
了後直ぐさま、前記スクリューをノズル側へ前進移動さ
せて前記スペーサと前記チェックリングとを当接させる
工程とを有し、前記計量完了時の計量は、成形に必要な
所定量に加えて前記スクリューの前進移動量に該当する
前記バレルの容積分だけ多めに計量することを特徴とす
る。加えて、前記スクリューの前進移動は、前記スクリ
ューを逆回転させて行われる。
【0008】また、上記目的を解決する本発明の発泡射
出成形機は、成形金型へ通ずるノズルが接続された先端
側の内壁にチェックリングが設けられているバレルと、
前記チェックリングと当接すると材料の逆流を防止する
鍔状のスペーサが軸の先端側に設けられて正回転しなが
ら後退することにより材料を計量する前記バレル内のス
クリューと、該スクリューによる材料の所望量の計量を
完了したことを検出する計量検出器と、前記スクリュー
の位置を検出する位置検出器と、前記スクリューに背圧
を付加しながら回転させる駆動装置と、該駆動装置を制
御する制御手段とを備え、前記制御手段は前記計量検出
器が計量完了を検出すると、前記スペーサと前記チェッ
クリングとが当接する所定位置に前記スクリューを前進
移動させるように、又、前記位置検出器が前記スクリュ
ーの前記所定位置にまで移動したことを検出すると、前
記スクリューの移動を停止するようにスクリューの駆動
装置を制御し、前記スクリューにより計量される材料の
所望量は、成形に必要な所定量に加えて前記スクリュー
の移動量に該当する前記バレルの容積分を含んだ量であ
ることを特徴とする。
【0009】更に、前記駆動装置は、スクリュー根元部
に伸縮自在のロッドが連結されて該スクリューに背圧を
付加する油圧シリンダとを備え、前記スクリューが背圧
によりバレル内を前記所定位置より前記ノズル側へと前
進することを防止するために前記油圧シリンダの固定側
である本体と前記スクリューの根元部を連結するストッ
パー部材を設けたものである。
【0010】
【作用】上記手段によると、スクリューの移動により、
計量終了直後からスペーサとチェックリングとが当接し
て射出中の材料の逆流を防止して、スクリューによって
計量した材料の量が射出に不十分な量にまで減少するこ
とを無くす。又、ストッパー部材により、スクリューが
背圧によりバレル内を所定位置より前記ノズル側へと前
進することを防止して、スクリューによって計量した材
料の量が射出に不十分な量にまで減少することを無く
す。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図1は、本発明の発泡射出成形機を示す断面図
であり、図2はスクリューの移動量を示す部分の断面図
である。図1において、1は位置検出器、2は回転数検
出器、3は駆動装置を構成する油圧装置、4は駆動装置
を構成するスクリューの背圧付加装置、5は駆動装置を
構成するスクリューの回転装置、6は制御手段である。
尚、51から55までは図4に示す従来のものと同様の
働きをする部分であるので説明を省略する。
【0012】位置検出器1は、一定位置に回転可能に設
けられた歯車1aと、この歯車1aの歯に係合する凸凹
面を有してスクリュー54と平行するようにスクリュー
54の根元部に連結されているレール1bとからなり、
スクリュー54が移動すると歯車1aが回転してこの回
転数によりスクリュー54の位置を検出する。計量値は
スクリューが何mm後退したかにより検出するので、こ
の位置検出器1により計量完了が検出される。又、回転
数検出器2は、スクリュー54を回転させるモータ等の
回転装置5の駆動軸5aの回転数をカウントする。
【0013】駆動装置は、スクリュー54を回転させる
モータ等の回転装置5と、スクリュー54に背圧を付加
する油圧シリンダ等の背圧付加装置4と、前記回転装置
5と前記背圧付加装置4を油圧制御する油圧装置3から
なる。回転装置5はスクリュー54の軸の根元側にモー
タ等の駆動軸5aが直列に接続されて回転させる。背圧
付加装置4は、二機の油圧シリンダを備え、それらがス
クリュー54と平行するように伸縮自在のロッド4aが
スクリュー54の根元部に連結されて、油圧室41に油
圧をかけることでスクリュー54に背圧を付加してい
る。計量時には、スクリュー54が矢印C方向に正回転
し、スクリューヘッド前方に計量される樹脂に背圧を加
えながら、スクリュー54は後退する。
【0014】上記駆動装置は制御手段6によって以下の
ように制御される。前記位置検出器1が計量完了を検出
すると、スペーサ55とチェックリング53とが当接す
る所定位置に前記スクリュー54を逆回転させながらノ
ズル51側へと前進移動させるように信号をスクリュー
の駆動装置の油圧装置3へ指令し、前記位置検出器1が
前記スクリュー54の前記所定位置への移動を検出する
と、前記スクリュー54の移動を停止するように信号を
スクリューの駆動装置の油圧装置3へ指令する。
【0015】前記スクリュー54の前進移動量は、図2
(a)に示すように、スペーサ55とチェックリング5
3との隙間を塞ぐ距離Lであり、これは、図2(a)の
E−E断面の図2(b)に示すように、下記式で与えら
れる角度θだけ、スクリュー54を逆回転させて前進さ
せると得られる。
【0016】 πDcosα*(θ/360)*h=〔π(D2 −d2 )/4〕*L ここで、Dはバレル52内直径、αはネジ山の捩じれ角
度、hはバレル52内壁とネジ溝54aとの間の距離で
ある。
【0017】尚、前記スクリュー54により計量される
材料の量は、前記スクリュー54が前進した移動量に該
当する前記バレル52の容積分減少することになるの
で、その減少容積分を予め多めに含めて計量所望量とす
る。
【0018】又、スクリューの前進移動が逆回転を伴わ
ない場合は、下記式に基づいてスクリューの前進移動に
より減少する量を予め求めておき、その量を含めて計量
所望量とする。具体的には、成形に必要な所定量をSと
すると、予め多めに計量するオーバー量ΔSは、下記式
にて求められる。
【0019】(S+ΔS)/S=V0 /V1 ここで、V0 はスクリュー先端部の1atmにおける樹
脂の比容積、V1 はスクリュー先端部の設定背圧時の樹
脂への比容積である。
【0020】例えば、PP(ポリプロピレン)の場合、
背圧100kgf/cm2 の時に、V1 =1.23、背
圧1kgf/cm2 の時に、V0 =1.24であるか
ら、 (S+ΔS)/S=V0 /V1 =1.24/1.23≒1.01 従って、ΔS=1% 多くすればよい。一般的には、
0.5%〜10%以内である。
【0021】このようにスクリュー54が計量完了後直
ぐさま移動して、スペーサ55とチェックリング53と
が当接すると、計量終了直後から材料の逆流を防止で
き、スクリューによって計量した材料の量が射出に不十
分な量にまで減少することが無くなる。
【0022】図3は、本発明実施の他の発泡射出成形機
のスクリュー54根元側を示す断面図である。この本発
明実施の他の発泡射出成形機は、背圧付加装置4の油圧
シリンダ4の固定側である本体4bとスクリュー54の
根元部を連結するストッパー部材としてのバー7を設け
て、スクリュー54が背圧によりバレル52内を所定位
置、即ち、前進の動作による計量完了位置より前進する
ことを防止して、スクリュー54によって計量した材料
の量が射出に不十分な量にまで減少することを無くして
いる。
【0023】このように、上記本発明の二つの実施例に
よれば、スクリュー54によって計量した材料の量が射
出に不十分な量にまで減少することを無くしているの
で、射出に必要な材料の量がノズルを通って金型にまで
供給されて成形品にヒケ等を生じさせずに良質の射出成
形品を安定して製造することが可能になる。
【0024】
【発明の効果】本発明の発泡射出成形機及びその運転方
法は、スクリューの移動によって計量終了直後からスペ
ーサとチェックリングとが当接して射出中の材料の逆流
を防止し、又は、ストッパー部材により、スクリューが
背圧によりバレル内を所定位置よりノズル側へと前進す
ることを防止して、計量した材料の量が射出に不十分な
量にまで減少することを無くしているので、射出に必要
な材料の量がノズルを通って金型にまで供給されて成形
品にヒケ等を生じさせ無い。その結果、良質の射出成形
品を安定して製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の発泡射出成形機を示す断面図である。
【図2】図1のスクリューの移動量を示す部分の断面図
である。
【図3】本発明の他の発泡射出成形機を示す断面図であ
る。
【図4】従来の発泡射出成形機の要部を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 位置検出器 2 回転数検出器 3 駆動装置の油圧装置 4 駆動装置の背圧付加装置(油圧シリンダ) 5 駆動装置の回転装置(モータ) 6 制御部 51 ノズル 52 バレル 53 チェックリング 54 スクリュー 55 スペーサ C 正回転方向 L 移動量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 45/50 B29C 45/52 B29C 45/76

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成形金型へ通ずるノズルが接続された先
    端側の内壁にチェックリングが設けられているバレル
    と、前記チェックリングと当接すると材料の逆流を防止
    する鍔状のスペーサが軸の先端側に設けられ正回転
    ながら後退することにより材料を計量する前記バレル内
    のスクリューとを備え、前記スペーサと前記チェックリ
    ングの離接によって、計量中の材料の流通、射出中の材
    料の逆流防止を行う発泡射出成形機の運転方法におい
    て、前記スクリューに背圧を付加しながら前記スリクリ
    ューを正回転させることにより、スクリュー前方に計量
    される材料に背圧を加えながら前記スクリューを後退さ
    せて計量を完了する工程と、この計量完了後直ぐさま、
    前記スクリューをノズル側へ前進移動させて前記スペー
    サと前記チェックリングとを当接させる工程とを有し、
    前記計量完了時の計量は、成形に必要な所定量に加えて
    前記スクリューの前進移動量に該当する前記バレルの容
    積分だけ多めに計量することを特徴とする発泡射出成形
    機の運転方法。
  2. 【請求項2】 前記スクリューの前進移動は、前記ス
    クリューを逆回転させて行われる請求項1に記載の発泡
    射出成形機の運転方法。
  3. 【請求項3】 成形金型へ通ずるノズルが接続された先
    端側の内壁にチェックリングが設けられているバレル
    と、前記チェックリングと当接すると材料の逆流を防止
    する鍔状のスペーサが軸の先端側に設けられて正回転
    ながら後退することにより材料を計量する前記バレル内
    のスクリューと、該スクリューによる材料の所望量の計
    量を完了したことを検出する計量検出器と、前記スクリ
    ューの位置を検出する位置検出器と、前記スクリューに
    背圧を付加しながら回転させる駆動装置と、該駆動装置
    を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は前記計量
    検出器が計量完了を検出すると、前記スペーサと前記チ
    ェックリングとが当接する所定位置に前記スクリューを
    前進移動させるように、又、前記位置検出器が前記スク
    リューの前記所定位置にまで移動したことを検出する
    と、前記スクリューの移動を停止するようにスクリュー
    の駆動装置を制御し、前記スクリューにより計量される
    材料の所望量は、成形に必要な所定量に加えて前記スク
    リューの移動量に該当する前記バレルの容積分を含んだ
    量であることを特徴とする発泡射出成形機。
  4. 【請求項4】 前記駆動装置は、スクリュー根元部に伸
    縮自在のロッドが連結されて該スクリューに背圧を付加
    する油圧シリンダとを備え、 前記スクリューが背圧によりバレル内を前記所定位置よ
    り前記ノズル側へと前進することを防止するために前記
    油圧シリンダの固定側である本体と前記スクリューの根
    元部を連結するストッパー部材を設けたことを特徴とす
    請求項3に記載の発泡射出成形機。
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JP4515401B2 (ja) * 2006-03-07 2010-07-28 日精樹脂工業株式会社 射出成形機のエラー監視方法
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