JP4267990B2

JP4267990B2 - 射出成形機

Info

Publication number: JP4267990B2
Application number: JP2003319778A
Authority: JP
Inventors: 寛貴大澤
Original assignee: Canon Electronics Inc
Current assignee: Canon Electronics Inc
Priority date: 2003-09-11
Filing date: 2003-09-11
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2023-09-11
Also published as: JP2005081814A

Description

本発明は、射出シリンダーのノズルタッチを調整する機能を有する射出成形機に関するものである。

従来、一般の成形機では、射出シリンダが前後進することで、金型にノズルが押付けられてノズルタッチが行われる。この前後進させる駆動部には、モータとプーリ、ベルトを介して動作制御する電動タイプの物や、油圧によりシリンダとポンプ、配管とを使用して動作制御させる油圧タイプのものがある。

なお、金型とノズルの関係を示す文献としては、特許文献１及び特許文献２などが知られている。
特開平１０−１００１９９号公報特開平１１−１９１２７２号公報

ところで、上記の従来のノズルタッチ方法においては、樹脂の経路となる射出シリンダの加熱により、射出機構部の熱膨張が発生し、ノズルタッチの位置が樹脂の溶融温度により変化する。特に、溶融温度が高い場合は、ノズルタッチ部が予測不能に熱膨張し、樹脂漏れやノズルタッチ部の破損、接触部における固定側プラテンへの熱逃げといったトラブルを発生させるという問題点があった。

従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノズルタッチ部の熱膨張によるトラブルを抑制することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる射出成形機は、溶融樹脂を射出する射出機構部と、金型が取り付けられる型締め機構部とを備える射出成形機であって、前記射出機構部は、先端にノズルを有する射出シリンダーと、該射出シリンダーを支持する支持部材とを備え、前記射出シリンダーは、前記支持部材に対して、前記溶融樹脂の射出方向に移動可能な状態で取り付けられていることにより前記ノズルの位置が調整可能であり、調整後には前記射出シリンダーが前記支持部材に固定されることによって前記射出成形機の使用状態において前記ノズルの位置が移動しないことを特徴とする。

また、この発明に係わる射出成形機において、前記支持部材は、前記型締め機構部に配置された固定プラテンに固定されていることを特徴とする。

また、この発明に係わる射出成形機において、前記射出シリンダーのノズルは、前記固定プラテンに設けられた穴部に挿入されることにより位置決めされることを特徴とする。

また、この発明に係わる射出成形機において、前記射出シリンダーが前記支持部材に対して移動されることにより、前記ノズルの先端位置が、装置の使用状態において、前記固定プラテンの下面位置と略同一となるように調整されることを特徴とする。

また、この発明に係わる射出成形機において、前記射出シリンダーは、前記支持部材に対して、ウェーブバネを介して取り付けられることを特徴とする。

また、この発明に係わる射出成形機において、前記ノズルの先端はフラットな面であることを特徴とする。

上記のように構成される本発明によれば、ノズル先端位置を調節することにより、ノズル付近における熱膨張、樹脂漏れや熱伝達といった問題を抑制することができる。

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。

まず、実施形態の概要について説明する。

本実施形態では、型締め機構の固定側プラテンに対して射出機構部を、２つのナット、射出シリンダ、ジャケットとバネにより構成し、射出シリンダを移動可能な形で接続させている。ナットは内面が雌ネジで射出シリンダの上部雄ネジに締結可能な構造になっている。このとき、射出シリンダー先端に金型スプールに溶融樹脂を押しこむノズルが取付けられ、射出シリンダが固定側プラテンの上部円筒状穴と嵌合するとともに、ノズル部先端が固定側プラテンの下部円筒状穴に嵌合し、位置が決められノズル位置精度が出される。同時にノズル先端部下面を平面にし、且つノズル先端部側面を、溶融樹脂の温度差からノズル先端部の固定側パーティング面からの突出量が熱膨張増加しても、嵌合隙間を維持しつつ移動可能なように円筒形状同志の嵌合構造にし、側面における接触長さもガス逃げを考慮した上で樹脂漏れのない成形ができる範囲とした。

また、ノズル先端部下面が、熱膨張により下方向に伸びても、前記２つのナットのうち、下側のナットを回して射出シリンダーを上下に移動させて、金型に干渉せずかつ樹脂漏れが発生しないようにノズル先端部側面の接触長さを調節できる機構を設け、固定側プラテン部への熱伝達を最小限に抑え、前記２つのナットのうち、上側のナットで射出シリンダの上下位置を締結固定できる構造とした。

またナットのジャケットとの接触部は、プランジャーにより押された溶融樹脂の圧力とバネの力によって、ジャケットと射出シリンダが外れないように、ジャケットとの接触面積を満足させる円盤構造とし、かつナットの側面に数ヶ所の穴を設け、棒状のものを差込み簡単に回転させられる構造としたことで簡単に移動調節ができるようにした。

また、射出シリンダとジャケットの間に備えられたバネにおいて、ナットにより増締め固定された際、接触部分を点とし、かつ接触部分の点数を、上下で同一にし、荷重分布を均等にするウエーブ形状の構造とした。また、固定側プラテンのパーティング面に型締め力により金型が押付けられる構造にし、ノズルタッチ力を使用せずに型締め力を利用し、射出時に樹脂が漏れないようにした。

以下、本発明の実施形態について、具体的に説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明を縦型成形機のプランジャー射出方式に適用した第１の実施形態を正面から見た図である。

図２は図１の側面図である。図３は金型が開いた状態を示す側面図である。

図１において、ホッパー１は樹脂材料を貯え、ジャケット６を介して射出シリンダー７に供給するためのものである。射出シリンダー７は、固定側プラテン１５に接続される２体のスペーサブロック１３に支えられたジャケット６に、ウエーブバネ６２を挟んで、かつ射出シリンダー７上部の雄ネジ６１に第１ナット５８、第２ナット５９が螺合することで、上下方向に移動可能な形で固定されている。射出シリンダー７の周囲にはヒータバンド８が巻き付けられ、使用する樹脂材料にあわせ所定の温度に制御される。射出用油圧シリンダー２は、固定側プラテン１５から立てられたスペーサブロック１３と、ジャケット６を介したポール５とで固定された射出用油圧シリンダ固定プレート４に固定される。射出プランジャー３は射出用油圧シリンダー２に連結されている。

型締め機構は、固定側プラテン１５とカセット型固定側型板２２を保持する中間プレート１６と、カセット型可動側型板を保持する可動プレート１７と、金型を開閉する型締め力を発生させるための型締め用油圧シリンダー２０と、可動プレート１７と型締め用油圧シリンダー２０を連結するための型締め用シリンダー連結部１９と、中間プレート１６及び可動プレート１７の動きをガイドする４本のタイバー１８とを備えて構成され、タイバー１８と型締め用油圧シリンダー２０は型締めシリンダ取付け板４１に固定されている。

なお、図３の側面拡大図において、２２はカセット型固定側型板、２３はカセット型可動側型板、２４はカセット型受板、２５はカセット型エジェクタ−ピン、２６はカセット型リターンピン、２７はカセット型エジェクタ−プレートである。

また、図３ではランナーロック取出しバー３１、ランナー分離板３０、ランナーロック取り出し用空圧シリンダー２９、ランナーロックユニット固定プレート２８が示されている。また、中間プレート１６、中間プレート先開きバネ３２、中間プレートストッパーボルト３３、成形品３４、ランナー３５も示されている。

図１乃至図５において、ホッパー１から材料通過ホース４７を通過しヒータバンド８で加熱された射出シリンダー７内に供給された樹脂材料は、射出プランジャー３がノズル３８の方向に前進することによりトービート部３６で溶融され、固定側プラテン１５の金型接触面側に設けられた固定側プラテン下部円筒状穴５２に最小限の接触面積で嵌合されたノズル部３８へ送られ、ノズル３８のニードル弁４０を開き金型に設けられた金型スプール６５に注入される。

次いで樹脂はランナー３５を通過しゲート部を通り成形品３４を成形する。ランナー３５はカセット型固定側型板２２に設けられたランナー形状と、ランナーロック取出しバー３１に設けられた形状で成形され、図３で示される金型開き時にランナーを保持しゲートを切断する。ランナーロック取出しバー３１には型締め時、金型との位置を決めるための形状を設けることにより問題なく型の開閉ができる。同時に射出圧によりランナーロック取出しバー３１が動かない様に位置決めピンやブロック等で固定する。

型開き初期には、中間プレート１６は中間プレート先開き用バネ３２の働きにより成形品３４のあるパーテイング面より先に開かれる。その開き量は中間プレートストッパーボルト３３により決められる。中間プレート１６と可動プレート１７にパーテイングロック機構を設け中間プレート先開き用バネ３２の代わりをさせても良い。

図３において、ランナーロック取出しバー３１が、ランナーロック取り出し用空圧シリンダー２９の作動により金型の外に移動し、この時ランナー３５はランナー分離板３０によりランナーロック取出しバー３１から分離される。分離後ランナーロック取出しバー３１は金型内に戻される。

図４と図５は、本実施形態の射出成形機において、射出部の固定側プラテン１５と２体のスペーサブロック１３及びジャケット６との接続状態を示す図であり、断面拡大図である。図４は正面図、図５は側面図となる。

射出シリンダ７が固定側プラテン上部円筒状穴５１と嵌合するとともに、ノズル先端部５３が固定側プラテン下部円筒状穴５２に嵌合し、位置が決められる。また、ジャケット６と射出シリンダ７との接続において、射出シリンダー７の上部が雄ネジ６１を有する構造になっており、内面が雌ネジ構造になっている第１ナット５８、第２ナット５９とで締結されている。図１４に示すように、第１ナット５８、第２ナット５９の側面に数ヶ所のナット穴６６を設け、棒状のものを差込み簡単に回転させられる構造になっている。ジャケット６と射出シリンダ７との間には、ウエーブバネ６２が挟みこまれる。

図６は固定プラテン上部円筒状穴５１の拡大図であり、図７は射出シリンダ７が組み込まれた状態での、固定プラテン上部円筒状穴５１の断面図を示す。ノズル３８が上下に移動調節可能なように円筒状になっている。

図８は、本実施形態の射出成形機のカセット型固定側型板２２において、３プレート時の金型スプール部６５における円筒溝５７の形状を表している。この円筒溝５７は、ノズル先端部５３が熱膨張し下方向に伸びた際や射出シリンダを移動調節する時、カセット型固定側型板２２との干渉防止の逃げとなる。

図９、図１０、図１１は、本実施形態のノズルタッチ調節方法において、正面から見たときの固定側プラテン下部円筒穴５２とノズル先端部５３と金型スプール部６５の拡大断面図である。これらの図は、固定側プラテン下部円筒穴５２とノズル先端５３とのノズルタッチ（接触）の関係と、射出シリンダー７上部の第１ナット５８、第２ナット５９を回転させて該射出シリンダー７を上下に移動させ、ノズル先端部５３の固定側パーティング面５６からの凹凸量が増加あるいは減少して変化した時の、金型スプール６５の円筒溝５７との関係をあらわしている。

図９は、ノズル先端部下面５４が固定側パーティング面５６よりへこんだ凹状態を表している。ノズル先端部側面５５と固定側プラテン下部円筒状穴５２との接触長さ（接触部円筒高さ）は、ガス逃げを考慮し、その上で樹脂漏れのない成形ができる接触域であることを示している。第１ナット５８、第２ナット５９を回転させて射出シリンダー７の上下位置を移動させることで図１０の位置（ノズル先端部下面５４と固定側パーティング面５６とが同一面）に調節することが可能となる。

図１０は、ノズル先端部下面５４が固定側パーティング面５６と同一平面の状態を表している。

射出シリンダー７上部の第１ナット５８、第２ナット５９に設けられたナット穴６６に棒状のものを挿入し回転させて射出シリンダー７を上下に移動させ、ノズル先端部５３の固定側パーティング面５６からの凹凸量を好ましい状態（ノズル先端部下面５４と固定側パーティング面５６とが同一平面）に自由に移動変化させることが可能となる。温度の微少変化による熱膨張変化にも対応が可能であり、さらに樹脂漏れの発生が起きにくくなっている。

図１１は、ノズル先端部下面５４が固定側パーティング面５６より出っ張った凸状態を表している。熱膨張でさらに下方向に伸びている状態である。この状態でも、第１ナット５８、第２ナット５９を回転させて射出シリンダー７の上下位置を移動させることで図１０の位置（ノズル先端部下面５４と固定側パーティング面５６とが同一面）に調節することが可能となる。

図１２は、ウエーブバネ６２の形状を表す図である。

ウエーブバネ６２とジャケット６との接点Ａ６３が３点、ウエーブバネ６２と射出シリンダー７との接点Ｂ６４が３点あり、均一に荷重が分散されながら固定側プレート１５に付勢させる構造となっている。ウエーブバネ６２はその弾性効果により、第１ナット５８、第２ナット５９のジャケット６への締結力を増加させ、射出シリンダー７を下方向に付勢させている。ウエーブバネ６２の付勢力は、第１ナット５８、および第２ナット５９を手動で回すことができ、且つジャケット６と射出シリンダ７を十分固定できる力に設定される。

（第２の実施形態）
２プレート方式でのダイレクトゲートで使用した時は上記ノズル先端下面を固定側パーティング面と同一にするように、射出シリンダを移動することで、平面と平面のノズルタッチが可能になる。本実施形態において、射出成形装置の基本的な構成、動作は第１の実施形態におけるものと実質的にほぼ同一である。

更に、第１の実施形態では、プランジャー射出方式を採用した縦型成形機の例でノズルタッチ調節方法を説明したが、射出方式はインラインスクリュー方式でもプリプランジャー方式でも構わない。成形機本体は横形でも構わない。

更に、第１の実施形態では、射出シリンダー７の移動手段として内面が雌ネジ構造のナットの例で説明したが、、ナットの外形状は、上記で説明した機能を有するものであれば、角型でも菱形でも構わないし、穴ではなく棒やノブのような物でも構わないし、モータ等の駆動源を利用しても良い。また、ナットの個数は２つ以上でも構わない。

更に、第１の実施形態では、固定側プラテン１５に射出部を付勢するのに、ウエーブバネ６２の形状を採用したが、荷重を均等に伝え、偏心を制御するものであれば、図１３のような皿バネ６７や、トーションバネ、ゴムのように弾性力を発するもの等、どんなものでも構わない。

更に、第１の実施形態では、固定側プラテン１５の上部円筒状穴５１と下部円筒状穴５２とで位置を決めたが、ジャケット６と射出シリンダ７とを嵌合させ、位置決めする構造でも構わない。また、移動を摺動ガイドするようなものであれば、固定側プラテン１５の固定方法及びノズル先端部５３の形状はどんな物でも構わない。

以上説明したように、上記の実施形態のノズルタッチ調節方法は、樹脂を溶融射出する射出機構部と、金型が取付けられる型締め機構部とを有する装置において、前記射出機構部は射出シリンダーとノズルとシリンダの支持部材を有し、前記射出シリンダーはその支持部材に射出方向に移動可能な状態で取付けられる。

前記支持部材は型締め機構部を構成する固定プラテンに接続固定される。

前記ノズルは前記射出シリンダーの先端に取付けられると共に、前記固定プラテンに設けられた穴部に挿入された状態で位置を決められる
前記ノズルの先端位置を、装置の使用状態において前記固定プラテンの下面と略同一面となすように調整可能としたことで熱膨張や樹脂漏れといったトラブルの無いノズルタッチ調節方法を提供することができた。

前記ノズルの先端はフラットな面であることを特徴としたことで調節方法を容易にし、型締め力を利用したことでシンプルな構造を可能にし、かつ樹脂漏れといったトラブルの無いノズルタッチ調節方法を提供することができた。

本発明の第１の実施形態に係わる縦型射出成形機全体の正面図である。図１の側面図である。図２の金型部を中心に拡大した側面断面図である。図１の射出部と固定側プラテンの接続部を中心に拡大した断面図であり、正面から見た図である。図１の射出部と固定側プラテンの接続部を中心に拡大した断面図であり、側面から見た図である。図１の固定側プラテン上部円筒状穴の拡大図である。図６の固定側プラテン上部円筒穴と射出シリンダとの接続状態を示す図であり、図７の固定側プラテン上部円筒穴をさらに拡大した断面図である。図１のカセット型固定側型板の上面スプール部の拡大図であり、円筒溝と金型スプール部を示す図である。ノズル先端と固定側プラテンの関係を示す図であり、ノズル先端部下面が固定側パーティング面よりへこんだ凹状態を示す図である。ノズル先端と固定側プラテンの関係を示す図であり、ノズル先端部下面と固定側パーティング面が同一の状態を示す図である。ノズル先端と固定側プラテンの関係を示す図であり、ノズル先端部下面が固定側パーティング面より出っ張った凸状態を示す図である。射出機構部の射出シリンダーとジャケットとの間に設けられるウエーブバネの形状を示す図である。射出機構部の射出シリンダーとジャケットとの間に設けられる皿バネの形状を示す図である。射出機構部の射出シリンダー上部とジャケットとの締結に使用するナットの形状を示す図である。

符号の説明

１ホッパー
２射出用油圧シリンダー
３射出プランジャー
４射出用油圧シリンダー固定プレート
５ポール
６ジャケット
７射出シリンダー
８ヒーターバンド
１２溶融樹脂流路
１３スペーサブロック
１４ウエーブバネ
１５固定側プラテン
１６中間プレート
１７可動プレート
１８タイバー
１９型締め用シリンダー連結部
２０型締め用油圧シリンダー
２２カセット型固定側型板
２３カセット型可動側型板
２４カセット型受板
２５カセット型エジェクターピン
２６カセット型リターンピン
２７カセット型エジェクタープレート
２８ランナーロック取出しユニット固定プレート
２９ランナーロック取出し用空圧シリンダー
３０ランナー分離板
３１ランナーロック取出しバー
３２中間プレート先開き用バネ
３３中間プレートストッパーボルト
３４成形品
３５ランナー
３６トービート
３７ノズル用ヒータバンド
３８ノズル
３９ノズルバネ
４０ニードル弁
４１型締め側シリンダ取付け板
４２エジェクタープレート戻しバネ
４７材料通過ホース
５０材料供給路
５１固定側プラテン上部円筒状穴
５２固定側プラテン下部円筒状穴
５３ノズル先端部
５４ノズル先端部下面
５５ノズル先端部側面
５６固定側パーティング面
５７円筒溝
５８第１ナット
５９第２ナット
６０雌ネジ
６１雄ネジ
６２ウエーブバネ
６３接点Ａ
６４接点Ｂ
６５金型スプール
６６ナット穴
６７皿バネ

Claims

溶融樹脂を射出する射出機構部と、金型が取り付けられる型締め機構部とを備える射出成形機であって、
前記射出機構部は、先端にノズルを有する射出シリンダーと、該射出シリンダーを支持する支持部材とを備え、前記射出シリンダーは、前記支持部材に対して、前記溶融樹脂の射出方向に移動可能な状態で取り付けられていることにより前記ノズルの位置が調整可能であり、調整後には前記射出シリンダーが前記支持部材に固定されることによって前記射出成形機の使用状態において前記ノズルの位置が移動しないことを特徴とする射出成形機。
前記支持部材は、前記型締め機構部に配置された固定プラテンに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
前記射出シリンダーのノズルは、前記固定プラテンに設けられた穴部に挿入されることにより位置決めされることを特徴とする請求項２に記載の射出成形機。
前記射出シリンダーが前記支持部材に対して移動されることにより、前記ノズルの先端位置が、装置の使用状態において、前記固定プラテンの下面位置と略同一となるように調整されることを特徴とする請求項３に記載の射出成形機。
前記射出シリンダーは、前記支持部材に対して、ウェーブバネを介して取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
前記ノズルの先端はフラットな面であることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。