JP3382284B2 - 射出成形機の計量方法 - Google Patents

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の新規な計量
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機における混練物質（通常の熱
可塑性樹脂）の計量方法を概説する。バレルに供給され
た混練物質を加熱すると共に、バレル内のスクリュを回
転させることによリ、混練物質は加熱されつつ順次スク
リュの溝を通り、混練されながら前方に送り出され、バ
レル先端部に送り出され、バレル先端部に貯溜計量され
ることになる。―方、スクリュは混練物質を送り出す反
作用として後退し、所定の計量位置に達した時にこれを
検出し、混練物質の計量が完了したとして、スクリュの
回転を停止させてスクリュの後退を停止させ、次の射出
工程に切り換える。ここで、バレルの先端部に貯溜計量
された混練完了物質の見掛け密度を高めて、計量を安定
させるため、スクリュに背圧をかけて後退させるように
していた。

【０００３】ゴムのような高粘度物質の計量も、前記通
常の熱可塑性樹脂の計量と同様に行なわれていたが、ゴ
ムのような高粘度物質の場合には、混練完了のものでも
十分に粘度が高く、混練されたままの塊片状でスクリュ
先端部に押し出され、通常のスクリュの背圧制御では到
底圧縮して見掛け密度を高めることができない。その結
果スクリュが計量完了位置に到達しても先端部に貯溜さ
れた混練完了物質の中には大量の空隙が存在していて、
見掛け密度が低く計量が一定せず、そのままの状態で射
出すると射出量にバラツキが発生するという問題があっ
た。

【０００４】また通常の樹脂においても、空気を巻きこ
んで混練されることがあり、この場合もバレルの先端部
に貯溜計量された混練完了物質の中に空気が含まれて、
計量不良は勿論、シルバーなどの製品不良の原因ともな
っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の解決課題は、
バレルの先端部に貯溜計量された混練完了物質を積極的
に圧縮して見掛け密度を高めて計量精度を安定させ、然
る後、射出することにより射出量のバラッキを小さくす
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる射出成形
機の計量方法の第１方法は、請求項１に示すように、
『スクリュ(13)の回転によってバレル(15)に供給された
被混練物質(2)を混練して、バレル(15)の先端部(15a)に
混練完了物質(2a)を貯溜して、計量を行なう射出成形機
の計量方法において、スクリュ(13)を計量位置(Z)迄後
退させた後、前進させてバレル(15)の先端部(15a)に貯
溜された混練完了物質(2a)を圧縮し、次いでスクリュ(1
3)を再度計量位置(Z)迄後退させた後、前進させるとい
う圧縮作業を計量位置(Z)まで繰り返し、バレル(15)の
先端部(15a)に貯溜された混練完了物質(2a)を圧縮しつ
つ計量を行う』事を特徴とする。これにより、計量され
た混練完了物質(2a)の見かけ密度が均一になり、極めて
正確な計量を行うことができる。

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】本発明にかかる射出成形機の計量方法の第
２方法は、請求項２に示すように、『スクリュ(13)の回
転によってバレル(15)に供給された被混練物質(2)を混
練して、バレル(15)の先端部(15a)に混練完了物質(2a)
を貯溜して、計量を行なう射出成形機の計量方法におい
て、スクリュ(13)を、計量位置(Z)を越えて後退させた
後、計量位置(Z)まで前進させてバレル(15)の先端部(15
a)に貯溜された混練完了物質(2a)を圧縮し、スクリュ(1
3)を計量位置(Z)を越えて後退させた後、計量位置(Z)ま
で前進させてバレル(15)の先端部(15a)に貯溜された混
練完了物質(2a)を圧縮するという操作を計量位置(Z)ま
で繰り返し、バレル先端部(15a)に混練完了物質(2a)を
計量していく』ことを特徴とする。これにより、前記同
様、正確な計量を行うことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図示実施例に従って詳述する
が、これによって本発明が限定されるものではない。本
発明方法で混練される材料は、天然ゴム、合成ゴムの
ような高粘度物質で金型キャビティ内に射出した後、加
熱・加硫して弾性材料をえるもの、ポリエステルのよ
うな熱硬化性樹脂に補強材や充填材、増量材などを配合
したいわゆる『プレミックス』で、金型キャビティ内に
射出した後、加熱・架橋させて強度部材を得るもの、
その他、一般般の樹脂まで適用出来るものであるが、こ
こでは主としてゴムのような高粘度物質を代表例として
説明する。

【００１２】前記の材料では、いずれも予熱の段階
（熱軟化点以上で、加硫又は架橋温度以下、）の段階で
のスクリュ移送は、若干の流動性はあるものの、熱可塑
性樹脂のように水あめ状の流動性で連続的に行えるもの
でなく、流動性の乏しい状態で、スクリュにて切れ切れ
状態で混練されつつ押し出され、バレルの先端部に押し
出されたままのダンゴ状の塊で不規則に貯溜される。従
って、塊の間には間隙があってここに多量の空気が存在
するだけでなく、塊の中にも多量の空気が含まれている
ものである。

【００１３】一方、通常の樹脂の場合は、水あめ状でス
クリュ先端部に送りだされるため、前述のように多量の
空気が必然的に含まれるというものではないが、樹脂ペ
レットの混練時に多量の空気を巻き込む事があり、これ
が脱気されずに送られると、計量樹脂中に空気が混入す
るということがある。

【００１４】本発明にかかる射出成形装置(A)は、図１
に示すように、主要部として成形機台(26)に配設された
金型機構部(1)、型締機構(6)、射出機構(10)及び制御部
(C)等で構成されている。金型機構部(1)は、固定盤
(3)、固定盤(3)に装着された固定金型ヒータ(3a)、前記
固定金型ヒータ(3a)に装着された固定金型(3b)、固定盤
(3)と固定金型ヒータ(3a)との間に介装された固定断熱
板(3c)、可動盤(4)、可動盤(4)に装着された可動金型ヒ
ータ(4a)、可動金型ヒータ(4a)に装着された可動金型(4
b)並びに可動盤(4)と可動金型ヒータ(4a)との間に介装
された可動断熱板(4c)とで構成されている。固定金型(3
b)のスプルーブッシュ(22)には射出機構(10)のバレル(1
5)の先端ノズル(15a)が接離されるようになっており、
バレル(15)で混練したゴム材料を金型(3b)(4b)間に形成
したキャビティ(5)に射出するようになっている。

【００１５】前記両固定金型(3b)には、スプルーブッシ
ュ(22)にバレル(15)の先端ノズルが接続してバレル(15)
から押し出されたゴム材料の供給用通路となるランナ(1
5b)が穿設されている。

【００１６】型締機構(6)は、ここではトグル式型締機
構が使用されており、テールストック(7)に取り付けら
れた型開閉シリンダ(8)にてトグル(6a)の開閉がなされ
る。テールストック(7)と固定盤(3)との間にはタイバー
(9)が架設されており、前記可動盤(4)が前記タイバー
(9)によって開閉できるように摺動自在に懸架されてい
る。

【００１７】射出機構(10)は、バレル(15)、スクリュ(1
3)及びスクリュ回転装置(23)、ホッパ(24)並びにスクリ
ュ往復駆動部(11)とからなり、成形機台(26)の右側上部
に載置された射出台(12)に配設されている。バレル(15)
は、射出台(12)に載置され、内部にスクリュ(13)を収納
する一方、外周にはヒータ(H)が巻設されていて、上部
のホッパ(24)から供給される被混練物質を加熱混練して
射出する構成になっている。（被混練物質がゴムのよう
なものの場合には、ヒータ(H)を使用せず、混練のみが
行われる。）

【００１８】スクリュ駆動装置(23)は、電動機に限られ
ず、油圧モータであってもよく、前記スクリュ(13)に回
転力を与えて被混練物質（ここではゴム材料）をバレル
(15)の先端の方向に移送しながら（加熱）混練し、次の
サイクルの射出に備えて計量作業を行なう。尚、この射
出機構(10)には圧力センサ(P)及び位置センサ(T)が取り
付けられており、バレル(15)の位置検出と、スクリュ往
復駆動部(11)の背圧の圧力検出を行ない、制御部(C)に
その検出データを入力している。(13a)は、射出台(12)
を往復移動させるための可動シリンダである。位置セン
サ(T)は本実施例では例えばポテンショメータのような
ものが使用されており、その出力が制御部(C)にいくよ
うになっている。

【００１９】(U)は本射出成形機の油圧回路の一部で、
(K)は切替弁、(J)は背圧コントロール用のリリーフ弁、
(G)は流量コントロール弁、(F)は圧力コントロール弁で
ある。(C)は制御部で、(M)は計量完了設定器、(0)は圧
縮スタート位置設定器、(Q)は圧縮圧力設定器、(R)は計
量オーバ位置設定器である。計量オーバ位置設定器(R)
はスクリュ(13)の計量位置からのオーバー量を設定する
ためのものである。

【００２０】本装置のスクリュ先端部分の構造は、図２
に示すようなもので、スクリュ本体(13b)の先端部分に
チェックヘッド(14)が装着されており、チェックヘッド
(14)の首の部分にチェックリング(16)が前進・後退可能
に装着されている。(17)はチェックリングシートで、ス
クリュ本体(13b)の先端部分に装着されており、後退し
たチェックリング(16)が当接して射出時の混練完了物質
の樹脂漏れを防止している。

【００２１】(18)はノズル先端シャット機構で、支点(1
9)を中心にしてシャットプレート(20)がノズル先端部(1
5a)に当接・離間するようになっている。(21)は駆動杆
で、シャットプレート(19)が装着されているシャットレ
バー(27)を駆動するシャットシリンダ(図示せず)に接続
されている。

【００２２】次ぎに、本装置(A)の射出方法に付いて説
明する。第１方法は、以下のとおりである。まず、ホッ
パ(24)に被混練物質(2)を供給し、スクリュ回転装置(2
3)を作動させてスクリュ(13)を回転させる。この時、ス
クリュ往復駆動部(11)は作動しておらず、切替弁(K)並
びにリリーフ弁(J)を通じて圧油が油圧タンク(B)に還流
するようになっている。スクリュ(13)の回転によってバ
レル(15)に供給された被混練物質(2)は混練されつつ前
進していくことになるが、この反作用としてスクリュ(1
3)は後退して行く。この間、被混練物質(2)の種類に合
わせて適当な背圧がスクリュ(13)にかかるように圧縮圧
力設定器(Q)に設定値が予め入力されていて、圧力セン
サ(P)からの出力信号と前記設定値とを比較して、設定
背圧に合わせてスクリュ(13)が後退するようにリリーフ
弁(J)を制御する。例えば、被混練物質(2)の粘度が高い
場合には、スクリュ(13)の空回りを防止するために背圧
を下げるなど被混練物質(2)の種類に合わせた背圧設定
が行われる。

【００２３】このようにして、適当な背圧の下に被混練
物質(2)はスクリュ(13)の回転とともに前方に送り出さ
れ、チェックリング(16)とチェックヘッド(14)の首の部
分との間を通り、バレル先端部(15a)に送り込まれる。
この時、混練完了物質(2a)が例えばゴムのように粘度の
高い材料である場合には、前述のように、若干の流動性
はあるものの、熱可塑性樹脂のように水あめ状の流動性
で連続的に行えるものでなく、流動性の乏しい状態で、
スクリュにて切れ切れ状態に混練されつつ押し出され、
バレルの先端部に押し出されたままのダンゴ状の塊で不
規則に貯溜される。従って、塊の間には間隙があってこ
こに多量の空気が存在するだけでなく、塊の中にも多量
の空気が含まれているものである。

【００２４】一方、通常の樹脂の場合は、水あめ状でス
クリュ先端部に送りだされるため、前述のように多量の
空気が必然的に含まれるというものではないが、樹脂ペ
レットの混練時に多量の空気を巻き込む事があり、これ
が脱気されずに送られると、計量樹脂中に空気が混入す
るということがある。

【００２５】そこで、第１方法は、まず、スクリュ(13)
を計量位置(Z)迄後退させた後、スクリュ往復駆動部(1
1)を作動させてスクリュ(13)を前進させ、バレル(15)の
先端部(15a)に貯溜された混練完了物質(2a)を圧縮す
る。この時、スクリュ先端部(15a)から混練完了物質(2
a)が漏れないように図２のように駆動杆(21)を作動させ
てシャットプレート(19)を先端部(15a)に押圧してい
る。次いで、スクリュ(13)を回転させて混練完了物質(2
a)を先端部(15a)に送り出し、スクリュ(13)を再度計量
位置(Z)迄後退させ、然る後、再度前進させて圧縮作業
を行う。このようにして圧縮作業を繰り返し、バレル(1
5)の先端部(15a)に貯溜された混練完了物質(2a)を圧縮
しつつ計量を行う。これにより、先端部(15a)に計量さ
れた混練完了物質(2a)は稠密状態に圧縮されて見かけ密
度は安定し、毎回の計量が安定する。又、圧縮中に余剰
となった混練完了物質(2a)は、チェックリング(16)とバ
レル(15)との間を通ってスクリュ(13)側に移動する事に
よって見かけ密度は安定することになる。圧縮した後の
位置が、所定の範囲内に納まれば、計量完了という事に
なり、次の射出工程に移る準備をおこなう。

【００２６】まず、先端部(15a)内の圧力を下げるため
にリリーフ弁(J)を解除して背圧を零にし、続いて、駆
動杆(21)を作動させてシャットプレート(20)を先端部(1
5a)から離間させる。次いで、シリンダ駆動部(13a)を作
動させ、射出機構(10)を図１の左方向に移動させ、固定
金型(3b)のスプルーブッシュ(22)にバレル(15)の先端部
(15a)を当接させる。（ノズル先端シャット機構(18)を
図２のような構造とせず、水道栓のような弁構造とすれ
ば、リリーフ弁(J)を操作して背圧を零にしてから射出
動作に移るという必要はなく、背圧の高いままで弁を開
放すると同時に射出動作に移る事ができるし、ノズル先
端部(15a)をスプルーブッシュ(22)に当接したままで、
混練、計量並びに射出作業を行う事ができる。）

【００２７】続いて混練完了物質(2a)をバレル先端部(1
5a)から射出する。射出された混練完了物質(2a)は、ラ
ンナ(15b)を通って金型キャビティ(5)に射出され、キャ
ビティ(5)内に充填されて行く。

【００２８】次に、金型加熱ヒータ(3a)(4a)を制御部
(C)を介して作動させ、加硫設定温度にて射出材料を加
熱して架橋反応を起こさせる。加硫処理時間が経過する
と、型締機構(6)の型開閉シリンダ(8)に型開き信号が出
力され、固定金型(3b)から可動金型(4b)が離間して型開
きされる。これによって加硫処理が終了されることにな
り、成形品がキャビティ(5)から取り出され、金型(3a)
(3b)の清掃が行われ、次の射出に備える事になる。

【００２９】

【００３０】

【００３１】以上は、ゴムのような高粘度物質の計量を
中心に説明したが、通常の樹脂でも前述のように空気を
巻き込む事があり、圧縮する事により先端部(15a)内の
空気を排除して計量精度を高める事ができるものであ
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明にかかる計量方法によれば、バレ
ル先端部に計量される混練完了物質は、十分圧縮されて
その見かけ密度が安定しており、高い計量精度が確保で
きるものである。その結果、計量不足による製品不良の
発生を防止できるだけでなく、混練物質の計量を製品の
重量にほぼ等しい所まで落として射出する事ができ、材
料の節約のみならず、製品の周囲に張り出したバリのバ
リ取り作業を著しく軽減できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の方法を実施する射出成形機の一例の
構成説明図

【図２】図１の射出成形機の先端部分の拡大断面図

【図３】本発明にかかる第１〜２方法のスクリュの動き
を示すグラフ

【符号の説明】

(2)…被混練物質 (2a)…混練完了物質 (13)…スクリュ (15)バレル (15a)…バレル先端部 (Z)…計量位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−167718（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−20317（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/84

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スクリュの回転によってバレルに供給され
   た被混練物質を混練して、バレルの先端部に混練完了物
   質を貯溜して、計量を行なう射出成形機の計量方法にお
   いて、 スクリュを計量位置迄後退させた後、前進させてバレル
   の先端部に貯溜された混練完了物質を圧縮し、次いでス
   クリュを再度計量位置迄後退させた後、前進させるとい
   う圧縮作業を計量位置まで繰り返し、バレルの先端部に
   貯溜された混練完了物質を圧縮しつつ計量を行う事を特
   徴とする射出成形機の計量方法。
2. 【請求項２】スクリュの回転によってバレルに供給され
   た被混練物質を混練して、バレルの先端部に混練完了物
   質を貯溜して、計量を行なう射出成形機の計量方法にお
   いて、 スクリュを、計量位置を越えて後退させた後、計量位置
   まで前進させてバレルの先端部に貯溜された混練完了物
   質を圧縮し、スクリュを、計量位置を越えて後退させた
   後、計量位置まで前進させてバレルの先端部に貯溜され
   た混練完了物質を圧縮するという操作を計量位置まで繰
   り返し、バレル先端部に混練完了物質を計量していくこ
   とを特徴とする射出成形機の計量方法。