JP3689023B2 - Safety device for injection molding machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の安全装置に関し、詳しくはスクリュによる材料溶融後の途中段階で、該溶融材料に、シリンダに取り付けられているインジェクタにより超臨界流体が注入されるインラインスクリュ式射出成形機の安全装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の装置としては、図2に示すものがあった。
【0003】
図2に示すように、射出装置は、シリンダ1と、このシリンダ1内に回転かつ前後動可能に設けられているスクリュ2と、このスクリュ2を駆動するスクリュ駆動装置3と、このスクリュ駆動装置3を制御するコントローラ12とからなり、シリンダ1の外周部には、シリンダ1内の材料を加熱する加熱ヒータ5が取り付けられ、スクリュ2の先端には、射出時に溶融材料の逆流を防止する逆流防止装置6が取り付けられている。
【0004】
上記射出装置のシリンダ1には、超臨界流体をシリンダ1内に注入するインジェクタ7がボルト8によって取り付けられ、このインジェクタ7には、超臨界流体発生装置9が接続されている。
【0005】
次に動作について説明する。
【0006】
シリンダ1に供給された材料の可塑化は、ユーザが設定した回転数、背圧力を基に、コントローラ12からスクリュ駆動装置3に指令が出され、スクリュ2が回転することによって行われる。
【0007】
材料の可塑化中、超臨界流体発生装置9にて設定された流量、圧力によってインジェクタ7から溶融材料内に超臨界流体が注入される。この注入された超臨界流体は、スクリュ2によって溶融材料と混練され金型内に射出される。
【0008】
上記超臨界流体は、二酸化炭素(CO2)の状態図である図3に示すように、気体や液体をある圧力、ある温度以上にして得られる液体でも気体でもない状態にある流体のことである。密度は液体に近く、流動性は気体、つまり分子が密集し、かつ活発に運動している状態となる。この超臨界流体は溶剤的な性質を持っているので、食品分野では、抽出・分離用として利用されている。
【0009】
射出成形分野では、この超臨界流体の性質を利用し、超臨界状態の二酸化炭素(CO2)や窒素(N2)を樹脂に混ぜ合わせることで、微細な発泡状態のプラスチックを作り、このプラスチックで射出成形品を成形している。本成形技術は、広い範囲の射出成形品に応用でき、製品の軽量化、成形品のコストの大幅な低減だけでなく、プラスチックの流動性の向上、型締力・射出圧力の低減、成形品のひけ、そりの改善等が実現できる画期的な技術として注目されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の装置では、可塑化中に逆流防止装置の不具合などでシリンダ内のインジェクタ付近に異常圧力が生じた場合でも、それを検出する手段はないので、インジェクタや、その取付用ボルトが破損したり、また破損には至らなくても、溶融材料の圧力が臨界流体の注入圧力を越え、インジェクタ内に溶融材料が逆流し作動不良を引き起こす恐れがある。
【0011】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、超臨界流体をシリンダ内に注入するインジェクタの安全性を向上させ、かつインジェクタの破損を未然に防ぐことを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の射出成形機の安全装置は、スクリュによる材料溶融後の途中段階で、該溶融材料に、シリンダに取り付けられているインジェクタにより超臨界流体が注入される射出成形機の安全装置において、スクリュの回転軸を法線とするインジェクタを含むシリンダの断面と同一断面内に、異常圧力発生時に破裂してシリンダ内の圧力を開放する機械的安全装置としての破裂板と、電気的安全装置としての圧力センサとが設置されており、該圧力センサに、異常圧力発生時にスクリュ駆動装置へ停止指令をだすコントローラが接続されていることを特徴とする。以上のように、本発明の射出成形機の安全装置は、電気的安全装置としての圧力センサと機械的安全装置としての破裂板との2重安全システムが構成されたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
【0015】
図1に示すように、射出装置は、シリンダ1と、このシリンダ1内に回転かつ前後動可能に設けられているスクリュ2と、このスクリュ2を駆動するスクリュ駆動装置3と、このスクリュ駆動装置3を制御するコントローラ4とからなり、シリンダ1の外周部には、シリンダ1内の材料を加熱する加熱ヒータ5が取り付けられ、スクリュ2の先端には、射出時に溶融材料の逆流を防止する逆流防止装置6が取り付けられている。
【0016】
上記射出装置のシリンダ1には、超臨界流体をシリンダ1内に注入するインジェクタ7がボルト8によって取り付けられ、このインジェクタ7に超臨界流体発生装置9が接続され、インジェクタ7に超臨界流体を供給している。
【0017】
前記インジェクタ7付近には、圧力センサ10と破裂板11が設置されている。圧力センサ10には、異常圧力発生時にスクリュ駆動装置3へ停止指令をだすコントローラ4が接続されている。
【0018】
圧力センサ10とコントローラ4は、溶融材料の圧力を常時監視し、電気的安全装置としての機能を果すものであり、また、破裂板11も機械的安全装置としての機能を果たすものである。
【0019】
このように、本装置では、仮に異常圧力が発生しても装置破損などに至らぬように、機械・電気の2重安全システムが構築されている。
【0020】
なお、超臨界流体の注入圧力を設定するために圧力センサ10をインジェクタ7近傍に設置している場合は、新規に圧力センサを設置しなくても、そのセンサ10の信号を前記コントローラ4に取り込み、電気的安全装置として機能させてもよい。
【0021】
また、コントローラ4がスクリュ駆動装置3へ停止指令を出すときの制限圧力は、破裂板11が破裂する圧力よりも低く設定し、むやみに破裂板11が破裂しないようにしてある。
【0022】
次に動作について説明する。
【0023】
シリンダ1に供給された材料の可塑化は、ユーザが設定した回転数、背圧力を基に、コントローラ4からスクリュ駆動装置3に指令が出され、スクリュ2が回転することによって行われる。
【0024】
材料の可塑化中、超臨界流体発生装置9にて設定された流量、圧力によってインジェクタ7から溶融材料内に超臨界流体が注入される。この注入された超臨界流体は、スクリュ2によって溶融材料と混練され金型内に射出される。
【0025】
圧力センサ10は、その出力信号をコントローラ4に取り込み、シリンダ1内の圧力を常時監視している。
【0026】
仮に異常圧力が発生した場合は、コントローラ4よりスクリュ駆動装置3に停止信号を出し、サイクルを中止させる。また、圧力センサ10の不具合等で作動しない場合でも、機械的安全装置としての破裂板11が破裂して圧力を開放し、インジェクタ7や、その取付用ボルト8の破損やインジェクタ7内に溶融材料が逆流するのを未然に防ぐことができる。
【0027】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、超臨界流体をシリンダ内に注入するインジェクタの安全性を向上させ、かつインジェクタの破損を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の射出成形機の安全装置の構成図である。
【図2】従来の射出成形機の安全装置の構成図である。
【図3】二酸化炭素(CO2)の状態図である。
【符号の説明】
1 シリンダ
2 スクリュ
3 スクリュ駆動装置
4、12 コントローラ
5 加熱ヒータ
6 逆流防止装置
7 インジェクタ
8 ボルト
9 超臨界流体発生装置
10 圧力センサ(電気的安全装置)
11 破裂板(機械的安全装置)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a safety device for an injection molding machine, and more specifically, an inline screw type injection molding machine in which a supercritical fluid is injected into the molten material by an injector attached to a cylinder at an intermediate stage after the material is melted by a screw. This relates to the safety device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of apparatus is shown in FIG.
[0003]
As shown in FIG. 2, the injection apparatus includes a cylinder 1, a
[0004]
An
[0005]
Next, the operation will be described.
[0006]
Plasticization of the material supplied to the cylinder 1 is performed when a command is issued from the
[0007]
During the plasticization of the material, the supercritical fluid is injected into the molten material from the
[0008]
The supercritical fluid is a fluid in a state that is neither a liquid nor a gas obtained by bringing a gas or liquid to a certain pressure and a certain temperature or more as shown in FIG. 3 which is a carbon dioxide (CO 2 ) phase diagram. is there. The density is close to a liquid, and the fluidity is a gas, that is, a molecule is densely packed and actively moving. Since this supercritical fluid has solvent properties, it is used for extraction and separation in the food field.
[0009]
In the field of injection molding, using the properties of this supercritical fluid, carbon dioxide (CO 2 ) and nitrogen (N 2 ) in the supercritical state are mixed with the resin to make a fine foamed plastic. With injection molding products. This molding technology can be applied to a wide range of injection-molded products, not only reducing the weight of the product and significantly reducing the cost of the molded product, but also improving the fluidity of the plastic, reducing the clamping force and injection pressure, It is attracting attention as an epoch-making technology that can improve sinking and warping.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional device, even if abnormal pressure occurs near the injector in the cylinder due to a malfunction of the backflow prevention device during plasticization, there is no means to detect it, so the injector and its mounting bolt are damaged. Even if no damage occurs, the pressure of the molten material may exceed the injection pressure of the critical fluid, and the molten material may flow back into the injector and cause malfunction.
[0011]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to improve the safety of an injector that injects a supercritical fluid into a cylinder and to prevent the injector from being damaged.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The safety device for an injection molding machine according to the present invention is a safety device for an injection molding machine in which a supercritical fluid is injected into the molten material by an injector attached to a cylinder at an intermediate stage after the material is melted by the screw. A rupture disc as a mechanical safety device that ruptures when an abnormal pressure occurs and releases the pressure in the cylinder in the same cross section as the cylinder including the injector whose normal is the rotation axis of A pressure sensor is installed, and a controller for issuing a stop command to the screw drive device when an abnormal pressure occurs is connected to the pressure sensor. As described above, the safety device for an injection molding machine according to the present invention comprises a double safety system including a pressure sensor as an electrical safety device and a rupturable plate as a mechanical safety device.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
[0015]
As shown in FIG. 1, the injection device includes a cylinder 1, a
[0016]
An
[0017]
In the vicinity of the
[0018]
The pressure sensor 10 and the controller 4 constantly monitor the pressure of the molten material and perform a function as an electrical safety device, and the rupturable plate 11 also functions as a mechanical safety device.
[0019]
As described above, in this apparatus, a double mechanical / electrical safety system is constructed so that the apparatus will not be damaged even if an abnormal pressure occurs.
[0020]
If the pressure sensor 10 is installed in the vicinity of the
[0021]
Further, the limiting pressure when the controller 4 issues a stop command to the
[0022]
Next, the operation will be described.
[0023]
Plasticization of the material supplied to the cylinder 1 is performed when a command is issued from the controller 4 to the
[0024]
During the plasticization of the material, the supercritical fluid is injected into the molten material from the
[0025]
The pressure sensor 10 takes the output signal into the controller 4 and constantly monitors the pressure in the cylinder 1.
[0026]
If an abnormal pressure occurs, the controller 4 issues a stop signal to the
[0027]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it is possible to improve the safety of the injector that injects the supercritical fluid into the cylinder and to prevent the injector from being damaged.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a safety device for an injection molding machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a safety device of a conventional injection molding machine.
FIG. 3 is a phase diagram of carbon dioxide (CO 2 ).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
11 Rupture disc (mechanical safety device)
Claims (1)
前記スクリュ(2)の回転軸を法線とする前記インジェクタ(7)を含む前記シリンダ(1)の断面と同一断面内に、異常圧力発生時に破裂して前記シリンダ(1)内の圧力を開放する機械的安全装置としての破裂板(11)と、電気的安全装置としての圧力センサ(10)とが設置されており、該圧力センサ(10)に、異常圧力発生時にスクリュ駆動装置(3)へ停止指令をだすコントローラ(4)が接続されていることを特徴とする射出成形機の安全装置。In the safety device of an injection molding machine in which a supercritical fluid is injected into the molten material by an injector (7) attached to the cylinder (1) at an intermediate stage after the material is melted by the screw (2).
In the same cross section as the cylinder (1) including the injector (7) with the rotation axis of the screw (2) as a normal line, the pressure in the cylinder (1) is released by rupture when an abnormal pressure occurs. A rupture disc (11) as a mechanical safety device and a pressure sensor (10) as an electrical safety device are installed, and a screw drive device (3) is provided to the pressure sensor (10) when an abnormal pressure occurs. A safety device for an injection molding machine, characterized in that a controller (4) for issuing a stop command is connected.
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