JP3425361B2 - 射出成形機のノズル仮締切装置及び射出成形機の色替え方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は色替えや試験を効率
よく実施できるノズル仮締切装置及び色替え方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の代表的なスクリュー式射出
装置の断面図であり、このスクリュー式射出装置１００
は、加熱筒１０１に前後進及び回転可能に収納したスク
リュー１０２と、このスクリュー１０２を前後進させる
射出シリンダ１０３と、この射出シリンダ１０３のピス
トンロッド１０４を介してスクリュー１０２を回転させ
る油圧モータ１０５とからなり、次に述べる可塑化計量
工程と待機工程と射出工程を実施する。

【０００３】可塑化計量工程：スクリュー１０２を回転
しつつホッパ１０７の成形材料を加熱筒１０１に供給
し、スクリュー１０２の回転によって移送し、この間に
加熱筒１０１（正しくは外筒のバンドヒータ）で成形材
料を加熱する。成形材料は移送に伴なう剪断発熱と加熱
筒１０１からの伝熱とにより可塑化される。そして、ス
クリュー１０２の先端に押出された溶融材料の反力でス
クリュー１０２が後退するので、このストロークを計測
することで計量することができる。 待機工程：計量完了から次の射出まで待機させる。 射出工程：射出シリンダ１０３の作用で、スクリュー１
０２を一気に前進させ、スクリュー１０２前側に計量蓄
積された溶融材料を射出ノズル１０８から図示せぬ金型
内へ射出する。

【０００４】ところで、射出装置では、製品品種の変更
に伴なって、成形材料の色替え、樹脂替えなどの作業が
必要となる。この作業を一括して「色替え作業」と呼ぶ
ことにする。この色替え作業の手順の一例を説明する
と、ホッパ１０７の成形材料を新材料に交換し、スクリ
ュー１０２を回転させつつ加熱筒１０１に新材料を供給
する。この工程は前記可塑化計量工程に類似しており、
色替え計量位置と称する位置までスクリュー１０２が後
退した時点で計量を止め、次にスクリュー１０２を前進
させる。これで、射出ノズル１０８、加熱筒１０１内
面、スクリュー１０２表面に付着していた前の材料を、
新しい材料で押出すことができる。例えば、前の材料が
赤、新材料が透明であれば、赤が徐々に薄まり、ついに
は透明となるように、色替え計量と射出とを十数回〜数
十回繰り返す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これだけの回数を繰り
返さなければならないのは、主に加熱筒１０１内壁など
に薄く貼り付いている前の材料が、なかなか新しい材料
に置き換わらないからである。この結果、色替え作業時
間が長くなり、色替え作業時間はアイドル（非生産）時
間であるから生産性が低下すること、及び色替え作業に
伴なう排出物が多量となり、成形材料の無駄遣いに繋が
る。そこで、本発明の目的はパージ回数を減らして成形
材料の無駄遣いを抑えることのできる技術を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１は、射出ノズルに当てるブロックと、射出ノ
ズルの軸上にブロックに開けた第１孔と、この第１孔の
途中から分岐してブロック外へ至るようにブロックに開
けた第２孔と、第１孔に軸移動可能に嵌め込んだニード
ルと、このニードルが射出ノズル側から射出圧を受けた
ときに後退して第１孔と第２孔とを連通状態にし、それ
以外ではニードルを前進させて第１孔を閉塞状態とすべ
くニードルを射出ノズル側へ押出す押出し部材と、から
射出成形機のノズル仮締切装置を構成する。加えて、前
記ニードルは、前記第１孔を塞ぐ前部ニードル部と、前
記第１孔に挿入させずに前記射出ノズルから離れる方向
へ前部ニードル部から延ばした後部ニードル部とで構成
し、樹脂が固まって前記第１孔が詰まったときに、後部
ニードルを射出ノズル側へ押すことにより、詰りを解消
させることができるように構成したことを特徴とする。

【０００７】このノズル仮締切装置を射出ノズルに取付
けた状態で色替え作業や各種実験を実施する。計量中は
ニードルで間接的に射出ノズルを閉じ、射出中は射出ノ
ズルを開く。従って、計量中は加熱筒の内部圧力を上昇
させることが可能となり、新しい樹脂での攪拌が効率よ
く行える。そのための、ノズル仮締切装置は簡単な構造
で且つ低コストで製造することができ、経済的効果は大
きい。加えて、樹脂が固まって第１孔が詰まったとき
に、後部ニードルを射出ノズル側へ押すことにより、詰
りを解消させることができるように構成したので、第１
孔の清掃が容易に行える。

【０００８】請求項２は、金型に当接している射出ノズ
ルを含む射出装置を待機位置へ後退させ、固定盤と射出
ノズルとの間に、請求項１記載のノズル仮締切装置を置
き、次に射出装置を前進させることで、ノズル仮締切装
置を固定盤と射出ノズルとで挟持するノズル仮締切装置
セット工程と、加熱筒内に新しい樹脂材料を所定量計量
する計量工程と、射出動作で、ニードルを後退させて第
１孔及び第２孔を連通し、この第１孔及び第２孔を介し
て樹脂材料を排出する樹脂排出工程と、からなり、計量
工程及び樹脂排出工程を必要回数繰り返すことを特徴と
した射出成形機の色替え方法である。

【０００９】計量中はニードルで間接的に射出ノズルを
閉じ、射出中は射出ノズルを開く。従って、計量中は加
熱筒の内部圧力を上昇させることが可能となり、新しい
樹脂での攪拌が効率よく行える。色替えのための樹脂の
消費量を大幅に削減することができ、色替え作業時間の
短縮化と合せて経済的効果が大である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係るノズル仮締切装置の断
面図であり、ノズル仮締切装置１０は、射出ノズルに当
てるための凹部１１を備えたブロック１２と、凹部１１
の中央からブロック１２内部に向って開けた第１孔１３
と、この第１孔１３の途中から分岐してブロック１２外
へ至るようにブロック１２に開けた第２孔１４と、第１
孔１３に軸移動可能に嵌め込んだニードル１５と、この
ニードル１５が射出ノズルから射出された樹脂圧を受け
たときに後退して第１孔１３と第２孔１４とを連通状態
にし、それ以外ではニードル１５を前進させて第１孔１
３を閉塞状態とすべくニードル１５を射出ノズル側へ押
出す押出し部材１９と、ブロック１２に開けた円筒凹部
２１にスライド可能に嵌合したニードルリテーナ２２
と、円筒凹部２１を塞ぐ蓋２３とからなる。

【００１１】なお、前記凹部１１は、奥の部分に樹脂溜
め部１１ａ，１１ａを備えた大きな凹部である。樹脂溜
め部１１ａ，１１ａに溜めた樹脂で、射出ノズル先端の
温度降下を防止し、樹脂の凝固を防止することができる
（図３（ｂ）参照）。また、一般的に自動モードで連続
的に色替え作業を繰返す。このとき、第１孔１３に充填
された樹脂材料を前部ニードル部１５ｂにて、想像線で
示した射出ノズル４６内にて押し戻して、第１孔１３で
の樹脂材料の固化を防止するようにした（図３（ａ）参
照）。

【００１２】上記樹脂溜め部１１ａの保温作用と、前部
ニードル部１５ｂの樹脂材料押し戻し作用とにより、第
１孔１３並びに射出ノズル４６先端における樹脂固化を
防止し、色替え作業の円滑化が可能となった。

【００１３】２４，２４はボルト、２５はストッパ、２
６は通孔である。ニードル１５は、大径の鍔１５ａの前
後に前部ニードル部１５ｂと後部ニードル部１５ｃを張
出した全体に長いピンであり、鍔１５ａを前記ニードル
リテーナ２２に取付けてニードルリテーナ２２と一体的
に前後に移動するようにしたものである。前部ニードル
部１５ｂで第１孔１３を塞ぐ。一方、後部ニードル部１
５ｃは通常は役割を果たさないが、その使用目的は後述
する。

【００１４】押出し部材１９は、入手が容易で安価な圧
縮ばね（つる巻きばね）が好適であり、そのばね力は、
背圧力より高く、射出圧より低く設定する。また、押出
し部材１９に調整機能を設け、ばね力を可変させること
により、押出し設定圧を決めるようにすれば、設定圧の
変更が自在となり、多様な色替え並びに各種試験に対応
させることができる。従って、押出し部材１９の形式、
形状は任意である。

【００１５】以上に述べたノズル仮締切装置１０を用い
た色替え方法を図２，図３で説明する。図２（ａ）〜
（ｃ）は本発明に係る射出成形機の色替え方法の説明図
（前半）である。 （ａ）：固定盤３１、可動盤３２、タイバー３３，３３
からなる型締め装置３０で、型締めした金型３５（固定
型３６と可動型３７からなる。）へ、射出装置４０にて
射出工程を終えた状態を示す。なお、射出成形機１は、
射出装置４０、型締め装置３０、金型３５、射出装置移
動装置（図示せず）などを総合したものである。 （ｂ）：射出装置４０を矢印の如く後退させ、固定盤
３１と射出ノズル４６との間に矢印の如くノズル仮締
切装置１０を置く。 （ｃ）：そして、射出装置４０を前進させ、射出ノズル
４６と固定盤３１との間でノズル仮締切装置１０を挟持
する。これで、ノズル仮締切装置セット工程が完了した
ことになる。

【００１６】図３（ａ），（ｂ）は本発明に係る射出成
形機の色替え方法の説明図（後半）である。（ａ）は計
量工程を示す図であり、スクリュー４１を回転させなが
ら新しい樹脂材料４２（以下、新樹脂と記す。）を加熱
筒４３に充填する。４４は前の樹脂材料（以下、旧樹脂
と記す。）である。計量工程中、加熱筒４３の内圧は高
まるが、これに抗してニードル１５が第１孔１３を閉じ
ているため、旧樹脂４４が射出ノズル４６から流れ出す
（鼻垂れ現象という）ことはない。そのために、ばね力
は背圧力より高く、射出圧より低く設定した。

【００１７】ところで、射出ノズル４６や加熱筒４３の
内壁には旧樹脂４４が貼り付いた状態で残っている。射
出ノズル４６を、間接的にではあるが、実質的にニード
ル１５で塞いでいるため、射出ノズル４６からの鼻垂れ
を心配することなくスクリュー４１に背圧を掛けて計量
することができるため、新樹脂４２がスクリュー４１で
掻き回され、攪拌し、残っている旧樹脂４４を強制的に
掻き落とす作用が発生する。

【００１８】もし、射出ノズル４６が開いたままであれ
ば、背圧を掛けると射出ノズル４６から鼻垂れし、又充
分に可塑化しないままスクリュー４１が後退してしまう
等して、貼り付いた状態の旧樹脂４４を掻き落とす作用
はごく小さなものとなる。従って、射出ノズル４６を実
質的に塞いだ状態で計量することで、効率よく旧樹脂４
４を掻き落とすことができる。特に、色替え作業では、
抵抗力を付与した状態で計量・射出することにより色替
え効果が向上する。

【００１９】（ｂ）は樹脂排出工程を示す図であり、射
出動作により新・旧樹脂４２，４４を高圧で射出すると
樹脂圧により、ニードル１５がニードルリテーナ２２と
ともに後退し（図右から左へ移動し）、第１孔１３と第
２孔１４とが連通する。新・旧樹脂４２，４４は第１孔
１３→第２孔１４を通って矢印の通りに、ブロック外
へ流れ出る。一般には、（ａ），（ｂ）を複数回繰り返
す。

【００２０】条件によっては、（ｂ）の状態で樹脂４４
が固まって第１孔１３が詰ってしまうことがある。その
ときには、固定盤３１からノズル仮締切装置１０を外し
て矢印の如く丸棒などで、ニードル１５の後部ニード
ル部１５ｃを押せばよい。第２孔１４で固まった樹脂
は、図の様にしずく形状をしているため下へ簡単に引く
抜くことができる。従って、第２孔１４は外へ広がる円
錐孔とすることが望ましい。

【００２１】詳しい試験条件は省略するが、赤色樹脂を
旧材料、無色透明樹脂を新材料として色替えを行ったと
ころ、本発明方法によれば計量工程、樹脂排出工程を５
回繰り返すことにより、色替えが完了した。これに対し
て、従来の方法（ノズルを塞がない）で色替えを実施し
たところ、１０回の繰り返しが必要であった。このこと
から、本発明を実施することで、色替え作業の為の所要
樹脂材料は半分で済み、色替え作用時間も短縮できた。

【００２２】次に本発明のノズル仮締切装置が各種試験
に活用できることの説明をする。図２（ａ）に示すとお
りに、金型３５に射出装置４０をノズルタッチして、射
出することが実際の操業では行われる。一方、金型３５
は射出成形機購入者の手配範囲という慣例から、射出成
形機メーカでは、金型なしで射出装置などの試験、調整
を行う。金型なしでの試験を「無負荷試験」、金型あり
の試験を「負荷試験」と呼ぶが、上述した通り、メーカ
では主に無負荷試験を行っているため、実際の操業条件
とは必ずしも合致しない。この相違が甚大であるとき
は、負荷試験をすることが必要となる。

【００２３】そこで、本発明のノズル仮締切装置１０を
採用すれば、このノズル仮締切装置１０を金型に置き換
える、即ちノズル仮締切装置１０で金型に近似した抵抗
を付けることができる。従って、負荷試験と同等の工場
試験が極めて容易に実施でき、実際の操業でのトラブル
の発生を未然に防止することができる。

【００２４】尚、実施例ではニードル１５の鍔１５ａを
ニードルリテーナ２２にセットし、このニードルリテー
ナ２２を押出し部材１９としての圧縮ばねで押す構成と
したが、鍔１５ａを大径にしてこの鍔１５ａを直接圧縮
ばねで押すようにしてもよい。また、図１において、必
ずしも樹脂溜め部１１ａ，１１ａは設けなくてもよく、
その場合は、凹部１１は射出ノズル４６の先端の形状に
倣ったもので差支えない。

【００２５】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、簡単な構成のノズル仮締切装置を提
供するものであり、計量中はニードルで間接的に射出ノ
ズルを閉じ、射出中は射出ノズルを開くことができる。
従って、計量中は加熱筒の内部圧力を上昇させることが
可能となり、新しい樹脂での攪拌が効率よく行える。そ
のための、ノズル仮締切装置は簡単な構造で且つ低コス
トで製造することができ、経済的効果は大きい。加え
て、樹脂が固まって第１孔が詰まったときに、後部ニー
ドルを射出ノズル側へ押すことにより、詰りを解消させ
ることができるように構成したので、第１孔の清掃が容
易に行える。

【００２６】請求項２によれば、計量中に射出ノズルを
閉じることで、加熱筒内部で新しい樹脂での攪拌が効率
よく行える。従って、色替えのための樹脂の消費量を大
幅に削減することができ、色替え作業時間の短縮化と合
せて経済的効果が大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るノズル仮締切装置の断面図

【図２】本発明に係る射出成形機の色替え方法の説明図
（前半）

【図３】本発明に係る射出成形機の色替え方法の説明図
（後半）

【図４】従来の代表的なスクリュー式射出装置の断面図

【符号の説明】

１…射出成形機、１０…ノズル仮締切装置、１２…ブロ
ック、１３…第１孔、１４…第２孔、１５…ニードル、
１５ｂ…前部ニードル部、１５ｃ…後部ニードル部、１
９…押出し部材、３０…型締め装置、３１…固定盤、３
５…金型、４０…射出装置、４１…スクリュー、４２…
新しい樹脂材料（新樹脂）、４３…加熱筒、４４…前の
樹脂材料（旧樹脂）、４６…射出ノズル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−844（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−24917（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−24916（ＪＰ，Ｕ) (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】 射出ノズルに当てるブロックと、射出ノ
   ズルの軸上に前記ブロックに開けた第１孔と、この第１
   孔の途中から分岐してブロック外へ至るように前記ブロ
   ックに開けた第２孔と、前記第１孔に軸移動可能に嵌め
   込んだニードルと、このニードルが前記射出ノズル側か
   ら射出圧を受けたときに後退して第１孔と第２孔とを連
   通状態にし、それ以外ではニードルを前進させて第１孔
   を閉塞状態とすべくニードルを射出ノズル側へ押出す押
   出し部材と、からなる射出成形機のノズル仮締切装置に
   おいて、 前記ニードルは、前記第１孔を塞ぐ前部ニードル部と、
   前記第１孔に挿入させずに前記射出ノズルから離れる方
   向へ前部ニードル部から延ばした後部ニードル部とで構
   成し、 樹脂が固まって前記第１孔が詰まったときに、後部ニー
   ドルを射出ノズル側へ押すことにより、詰りを解消させ
   ることができるように構成したことを特徴とする射出成
   形機のノズル仮締切装置。
2. 【請求項２】 金型に当接している射出ノズルを含む射
   出装置を待機位置へ後退させ、固定盤と射出ノズルとの
   間に、請求項１記載のノズル仮締切装置を置き、次に射
   出装置を前進させることで、前記ノズル仮締切装置を固
   定盤と射出ノズルとで挟持するノズル仮締切装置セット
   工程と、 加熱筒内に新しい樹脂材料を所定量計量する計量工程
   と、 射出動作で、ニードルを後退させて第１孔及び第２孔を
   連通し、この第１孔及び第２孔を介して樹脂材料を排出
   する樹脂排出工程と、からなり、 前記計量工程及び樹脂排出工程を必要回数繰り返すこと
   を特徴とした射出成形機の色替え方法。