JP4273667B2 - 射出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた成形材料としての樹脂を、高圧で射出して金型装置のキャビティ空間に充填（てん）し、該キャビティ空間内において冷却して固化させることによって成形品を得ることができるようになっている。
【０００３】
前記射出成形機は金型装置、型締装置及び射出装置を有し、前記型締装置は、固定プラテン及び可動プラテンを備え、型締用シリンダが可動プラテンを進退させることによって金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行う。
【０００４】
一方、前記射出装置は、樹脂を加熱して溶融させる加熱シリンダ、及び溶融させられた樹脂を射出する射出ノズルを備え、前記加熱シリンダ内にスクリューが回転自在に、かつ、進退自在に配設される。そして、該スクリューを、後端に配設された駆動部によって前進させることにより射出ノズルから樹脂が射出され、前記駆動部によって回転させることにより樹脂の計量が行われる。
【０００５】
ところで、前記加熱シリンダ内に樹脂を供給するために樹脂投入部が形成され、該樹脂投入部にホッパ、バルブ、樹脂案内路及びレベルゲージが配設され、該レベルゲージによって樹脂投入部における樹脂のレベルが検出される。そして、射出及び計量が繰り返されるのに伴って樹脂投入部における樹脂のレベルが低くなると、前記バルブが開放され、前記ホッパ内の樹脂が樹脂案内路を通って加熱シリンダに供給される。
【０００６】
前記スクリューは、フライト部、及び該フライト部の前端に配設されたスクリューヘッドを備える。そして、前記フライト部は、スクリューの本体、すなわち、スクリュー本体の外周面に螺（ら）旋状に形成されたフライトを備え、該フライトによって螺旋状の溝が形成される。また、フライト部には、後方から前方にかけて順に、ホッパから落下した樹脂が供給される供給部、供給された樹脂を圧縮しながら溶融させる圧縮部、及び溶融させられた樹脂を一定量ずつ計量する計量部が形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の射出装置においては、ホッパから落下した樹脂が供給部に溜（た）まり、供給部における樹脂の状態が密になるので、計量工程において加熱シリンダの内周面と樹脂との間の摩擦抵抗が大きくなってしまう。その結果、スクリューを回転させるために必要なトルクが大きくなるので、駆動部がその分大型化してしまう。
【０００８】
また、樹脂の状態が密になるのに伴って、樹脂に剪（せん）断発熱が発生するので、加熱シリンダのヒータによる加熱量の制御を行うのが困難になってしまう。
【０００９】
本発明は、前記従来の射出装置の問題点を解決して、加熱シリンダの内周面と成形材料との間の摩擦抵抗を小さくすることができ、スクリューを回転させるために必要なトルクを小さくし、駆動部を小型化することができるとともに、成形材料に剪断発熱が発生するのを防止することができ、加熱シリンダのヒータによる加熱量の制御を容易に行うことができる射出装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の射出装置においては、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリューと、前記加熱シリンダに設定された量だけ成形材料を供給する定量供給手段と、計量用速度センサによって検出された計量用モータの回転速度に基づいてスクリュー回転速度Ｎを算出し、スクリュー位置検出手段によって検出されたスクリュー位置に基づいてスクリュー後退速度Ｖｒを算出し、前記スクリュー回転速度Ｎ及びスクリュー後退速度Ｖｒによって直線で表され、かつ、あらかじめ設定された可塑化能力標準ラインにおいて、スクリュー回転速度Ｎが値ｎであるときのスクリュー後退速度Ｖｒが値ｖである場合、スクリュー回転速度Ｎを値ｎで固定したとき、前記定量供給手段による成形材料の供給量を調整することによって、スクリュー後退速度Ｖｒを
Ｖｒ＜ｖ
にし、前記可塑化能力標準ラインより低い領域で計量を行う計量制御手段とを有する。
【００１１】
本発明の他の射出装置においては、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリューと、前記加熱シリンダに設定された量だけ成形材料を供給する定量供給手段と、計量用速度センサによって検出された計量用モータの回転速度に基づいてスクリュー回転速度Ｎを算出し、スクリュー位置検出手段によって検出されたスクリュー位置に基づいてスクリュー後退速度Ｖｒを算出し、前記スクリュー回転速度Ｎ及びスクリュー後退速度Ｖｒによって直線で表され、かつ、あらかじめ設定された可塑化能力標準ラインにおいて、スクリュー回転速度Ｎが値ｎであるときのスクリュー後退速度Ｖｒが値ｖである場合、スクリュー後退速度Ｖｒを値ｖで固定したとき、前記定量供給手段による成形材料の供給量を調整することによって、スクリュー回転速度Ｎを
Ｎ＞ｎ
にし、前記可塑化能力標準ラインより低い領域で計量を行う計量制御手段とを有する。
【００１３】
本発明の更に他の射出装置においては、さらに、前記定量供給手段は、供給用の駆動手段、及び該供給用の駆動手段を駆動することによって回転させられ、回転に伴って間欠的に成形材料を供給する供給バルブを備える。
【００１４】
本発明の更に他の射出装置においては、さらに、前記定量供給手段は、供給用の駆動手段、及び該供給用の駆動手段を駆動することによって回転させられ、回転に伴って連続的に成形材料を供給するフィードスクリューを備える。
【００１５】
本発明の更に他の射出装置においては、さらに、前記定量供給手段は、計量工程中だけ成形材料を供給する。
【００１６】
本発明の更に他の射出装置においては、さらに、前記加熱シリンダ内に負圧を発生させる負圧発生手段を有する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１の実施の形態における射出装置の断面図である。
【００１９】
図において、１１はシリンダ部材としての加熱シリンダ、１２は該加熱シリンダ１１内において回転自在に、かつ、進退（図における左右方向に移動）自在に配設された射出部材としてのスクリュー、１３は前記加熱シリンダ１１の前端（図における左端）に形成された射出ノズル、１４は該射出ノズル１３に形成されたノズル口、１５は前記加熱シリンダ１１の後端（図における右端）の近傍の所定の位置に形成された樹脂供給口、１７は該樹脂供給口１５に取り付けられ、成形材料としての図示されない樹脂を供給するための樹脂投入部、１６は該樹脂投入部１７に形成されたホッパである。前記スクリュー１２の外周には、面状のヒータｈ１〜ｈ３が配設され、該ヒータｈ１〜ｈ３を通電することによって、加熱シリンダ１１内の樹脂を加熱し、溶融させることができる。
【００２０】
前記スクリュー１２は、フライト部２１、及び該フライト部２１の前端に配設されたスクリューヘッド２７を備える。そして、前記フライト部２１は、スクリュー本体の外周面に螺旋状に形成されたフライト２３を備え、該フライト２３によって螺旋状の溝２４が形成される。また、フライト部２１には、後方（図における右方）から前方（図における左方）にかけて順に、ホッパ１６から落下した樹脂が供給される供給部Ｐ１、供給された樹脂を圧縮しながら溶融させる圧縮部Ｐ２、及び溶融させられた樹脂を一定量ずつ計量する計量部Ｐ３が形成される。前記溝２４の底、すなわち、スクリュー本体の外径は、供給部Ｐ１において比較的小さくされ、圧縮部Ｐ２において後方から前方にかけて徐々に大きくされ、計量部Ｐ３において比較的大きくされる。したがって、加熱シリンダ１１の内周面とスクリュー本体の外周面との間の間隙（げき）は、前記供給部Ｐ１において比較的大きくされ、圧縮部Ｐ２において後方から前方にかけて徐々に小さくされ、計量部Ｐ３において比較的小さくされる。
【００２１】
ところで、前記加熱シリンダ１１に樹脂を供給するめに樹脂投入部１７が形成され、該樹脂投入部１７は、ホッパ１６、該ホッパ１６の下端に隣接させて配設され、樹脂を設定された量だけ間欠的に供給する回転式の供給バルブ１８、該供給バルブ１８の下端に隣接させて配設され、供給バルブ１８によって供給された樹脂を案内する筒状の案内部１９、及び該案内部１９の下端に隣接させて配設された負圧発生部２０を備える。
【００２２】
計量工程時に、前記スクリュー１２を正方向に回転させると、ホッパ１６内の樹脂が供給バルブ１８を介して供給部Ｐ１に供給され、溝２４内を前進（図における左方に移動）させられる。それに伴って、スクリュー１２が後退（図における右方に移動）させられ、樹脂がスクリューヘッド２７の前方に蓄えられる。なお、前記溝２４内の樹脂は、前記供給部Ｐ１においてペレット状の形状を有し、圧縮部Ｐ２において半溶融状態になり、計量部Ｐ３において完全に溶融させられて液状になる。
【００２３】
そして、前記スクリュー１２の外周面及び加熱シリンダ１１の内周面の粗さが互いに等しいと、計量工程時に、スクリュー１２を回転させても、溝２４内の樹脂は、スクリュー１２と一体的に回転させられてしまい、前進しない。そこで、通常は、加熱シリンダ１１の内周面がスクリュー１２の外周面より粗くされる。
【００２４】
射出工程時に、前記スクリュー１２を前進させると、スクリューヘッド２７の前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズル１３から射出され、図示されない金型装置内のキャビティ空間に充填される。このとき、スクリューヘッド２７の前方に蓄えられた樹脂が逆流しないように、スクリューヘッド２７の周囲に逆流防止装置３６が配設され、該逆流防止装置３６は、逆止リング３７及びシールリング３８から成る。なお、前記計量工程時にスクリュー１２を回転させるために、第１の駆動手段としての図示されない計量用モータが、前記射出工程時にスクリュー１２を前進させるために、第２の駆動手段としての図示されない射出用モータが配設され、前記計量用モータ、射出用モータ、伝動機構等によって駆動部が構成される。
【００２５】
次に、前記樹脂投入部１７について説明する。
【００２６】
図２は本発明の第１の実施の形態における樹脂投入部の要部を示す正面図、図３は本発明の第１の実施の形態における樹脂投入部の要部を示す断面図、図４は本発明の第１の実施の形態における樹脂投入部の要部を示す平面図である。
【００２７】
図において、１８は供給バルブ、１９は筒状の案内部、２０は負圧発生部である。前記供給バルブ１８は、断面が四角形の形状を有するケース４１、及び該ケース４１内において回転自在に支持された断面が円形の形状を有する弁本体としてのシャフト４３を備える。前記ケース４１の上面には、ホッパ１６（図１）と連通させられる樹脂入口４４が、前記ケース４１の下面には、前記案内部１９と連通させられる樹脂出口４５が、互いに同一軸上に形成される。前記シャフト４３は、大径部４６、及び該大径部４６の両端に形成された小径部４７、４８から成り、該小径部４７、４８によって前記ケース４１に対して支持される。また、前記大径部４６の円周方向における所定の箇所に、所定の深さの樹脂収容部としてのポケット４９が、前記樹脂入口４４及び樹脂出口４５と対応する位置に形成され、シャフト４３を回転させることによって、前記ポケット４９が樹脂入口４４又は樹脂出口４５と選択的に連通させられる。
【００２８】
本実施の形態においては、前記大径部４６に一つのポケット４９が形成されるが、大径部４６の円周方向における複数箇所に同ピッチで二つ以上のポケットを形成することもできる。その場合、各ポケットを浅くすることができ、加熱シリンダに供給される樹脂の量の変動を小さくすることができる。
【００２９】
そして、前記ケース４１の一端に隣接させて供給用の駆動手段としての供給用モータ５１が取り付けられ、該供給用モータ５１の出力軸５２は、前記小径部４８内に嵌（かん）入され、シャフト４３に固定される。したがって、前記供給用モータ５１を間欠的に駆動することによって、前記シャフト４３を回転させ、前記ポケット４９を樹脂入口４４と連通する位置に置き、前記ホッパ１６内の樹脂をポケット４９内に収容し、続いて、ポケット４９を樹脂出口４５と連通する位置に置き、ポケット４９内の樹脂を設定された量ずつ案内部１９に供給することができる。前記供給用モータ５１及び供給バルブ１８によって定量供給手段が構成される。
【００３０】
前記案内部１９はガラス製の内管５３、及び該内管５３より径方向外方に、所定の距離を置いて配設された外管５４から成り、前記内管５３の上端は前記樹脂出口４５に臨ませて開口させられる。そして、前記内管５３と対向させて成形材料検出手段としてのレベルセンサ５５が配設される。
【００３１】
また、前記負圧発生部２０は、内管５６、及び該内管５６より径方向外方に、所定の距離を置いて配設された外管５７から成り、該外管５７の下端にフランジ５８が取り付けられ、前記樹脂投入部１７はフランジ５８を介して加熱シリンダ１１に固定される。そして、前記内管５３の下端と内管５６の上端とは互いに当接させられ、内管５３内から内管５６内にかけてスクリュー１２内と連通する樹脂通路３１が形成される。前記スクリュー１２及び樹脂通路３１内は、供給バルブ１８によって気密にされ、負圧発生部２０によって負圧が発生させられる。そのために、内管５６と外管５７との間に環状室６１が形成され、前記スクリュー１２及び樹脂通路３１内は、内管５６の下端において環状室６１と連通させられる。そして、前記外管５７の所定の箇所に吸引口６２が形成され、該吸引口６２に吸引パイプ６４を介してフィルタ装置６５が接続される。
【００３２】
該フィルタ装置６５は、多孔の内管６６、及び該内管６６より径方向外方に、所定の距離を置いて配設された外管６７から成り、前記内管６６と外管６７との間にフィルタ６８が配設される。また、前記外管６７の所定の箇所には、吸引口６９が形成され、該吸引口６９に開閉弁７１及び吸引パイプ７２を介して図示されない負圧発生手段としての真空ポンプが接続される。
【００３３】
続いて、前記構成の射出装置の動作について説明する。
【００３４】
図５は本発明の第１の実施の形態における射出装置の制御装置を示す図、図６は本発明の第１の実施の形態における射出装置の可塑特性を示す図である。図６において、横軸にスクリュー１２（図１）の回転速度、すなわち、スクリュー回転速度Ｎを、縦軸にスクリュー１２の後退速度、すなわち、スクリュー後退速度Ｖｒを採ってある。
【００３５】
図５において、７５は制御部、５１は供給用モータ、７６は計量用モータ、７７は射出用モータ、７８は真空ポンプ、８１はスクリュー１２の位置、すなわち、スクリュー位置を検出するスクリュー位置検出手段としてのスクリュー位置センサ、８２は計量用モータ７６の回転速度を検出する計量用速度センサ、８３は射出用モータ７７の回転速度を検出する射出用速度センサ、８４は供給用モータ５１の回転速度を検出する供給用速度センサである。
【００３６】
まず、制御部７５が真空ポンプ７８を駆動すると、スクリュー１２及び樹脂通路３１（図３）内の空気が吸引され、スクリュー１２及び樹脂通路３１内に負圧が発生させられる。次に、前記制御部７５の図示されない計量制御手段は、計量工程を開始し、計量開始信号を発生させて計量用モータ７６に送り、計量用モータ７６を駆動することによってスクリュー１２を回転させる。また、前記計量制御手段は、前記計量開始信号を供給用モータ５１に送り、供給用モータ５１を駆動することによってシャフト４３を間欠的に回転させる。それに伴って、ホッパ１６内の樹脂がポケット４９を介して樹脂通路３１内に供給され、更に樹脂供給口１５を介して加熱シリンダ１１内の供給部Ｐ１に供給される。供給部Ｐ１に供給された樹脂は、スクリュー１２の回転に伴って溝２４を前進し、圧縮部Ｐ２において半溶融状態になり、計量部Ｐ３において完全に溶融させられて液状になり、スクリューヘッド２７の前方に溜められる。
【００３７】
この間、前記真空ポンプ７８は駆動され続け、スクリュー１２及び樹脂通路３１内に負圧が発生させられる。したがって、スクリュー１２及び樹脂通路３１内に進入した空気、計量が行われるのに伴って発生させられたガス等が排出されるので、樹脂焼けが発生するのを防止することができる。
【００３８】
続いて、前記スクリュー位置センサ８１からの信号に基づいて、スクリュー１２が所定の計量終了位置に到達したことが分かると、前記計量制御手段は、計量工程を完了し、計量終了信号を発生させて計量用モータ７６に送り、計量用モータ７６の駆動を停止させることによってスクリュー１２の回転を停止させる。また、前記計量制御手段は、前記計量終了信号を供給用モータ５１に送り、供給用モータ５１の駆動を停止させることによってシャフト４３の回転を停止させる。
【００３９】
次に、制御部７５の図示されない射出制御手段は、射出工程を開始し、射出開始信号を発生させて射出用モータ７７に送り、射出用モータ７７を駆動することによってスクリュー１２を前進させる。これに伴って、スクリューヘッド２７の前方に溜められていた樹脂は射出ノズル１３から射出される。
【００４０】
ところで、前記計量工程において、前記樹脂投入部１７によってスクリュー１２の供給部Ｐ１に供給される樹脂の量と、前記溝２４内を移動させられ、スクリューヘッド２７の前方に溜められる樹脂の量とが等しくされるので、前記供給部Ｐ１においては、樹脂の状態が粗にされ、溝２４に１００〔％〕の樹脂が満たされることはない。
【００４１】
一方、前記スクリュー１２の圧縮部Ｐ２及び計量部Ｐ３においては、樹脂の状態が密にされ、溝２４に１００〔％〕の樹脂が満たされる。そして、溝２４に１００〔％〕の樹脂が満たされる部分の最後端位置（以下「１００〔％〕ライン」という。）がほぼ圧縮部Ｐ２と供給部Ｐ１との間に置かれる。
【００４２】
そのために、前記制御部７５の図示されない供給量調整制御手段は、計量用モータ７６の回転速度に基づいてスクリュー回転速度Ｎを算出するとともに、前記スクリュー位置センサ８１によって検出されたスクリュー位置に基づいてスクリュー後退速度Ｖｒを算出し、前記スクリュー回転速度Ｎ及びスクリュー後退速度Ｖｒのうちの一方に対応させて供給バルブ１８におけるシャフト４３の回転速度を調整し、樹脂投入部１７による樹脂の供給量を調整するようにしている。
【００４３】
前記スクリュー回転速度Ｎ及びスクリュー後退速度Ｖｒによって表される可塑化能力は、射出装置の型式、寸法、規格等によって決まるが、本実施の形態においては、前記可塑化能力が可塑化能力標準ラインＬｓより低い側、すなわち、図６に示されるハッチング部分に収まるように、樹脂の供給量が調整され、そのために、前記供給バルブ１８におけるシャフト４３の回転速度が調整される。例えば、可塑化能力標準ラインＬｓにおいて、スクリュー回転速度Ｎが値ｎであるときのスクリュー後退速度Ｖｒが値ｖである場合、スクリュー回転速度Ｎを値ｎで固定したとき、シャフト４３の回転速度を調整することによって、スクリュー後退速度Ｖｒは、
Ｖｒ＜ｖ
にされる。
【００４４】
また、スクリュー後退速度Ｖｒを値ｖで固定したとき、シャフト４３の回転速度を調整することによって、スクリュー回転速度Ｎは、
Ｎ＞ｎ
にされる。すなわち、可塑化能力が可塑化能力標準ラインＬｓより低い、高回転側及び低速度側の領域で計量が行われる。
【００４５】
このように設定することによって、計量工程中だけ、しかも、計量に必要な量だけ樹脂が供給部Ｐ１に供給されるので、前記樹脂通路３１内には、樹脂が溜められず、レベルセンサ５５によって所定の時間以上樹脂が検出されることはない。なお、レベルセンサ５５によって所定の時間以上樹脂が検出された場合、前記供給用モータ５１は一定の時間だけ停止させられるとともに、図示されない警報装置が鳴動させられる。
【００４６】
本実施の形態においては、計量用モータ７６の回転速度に基づいてスクリュー回転速度Ｎが算出され、スクリュー位置に基づいてスクリュー後退速度Ｖｒが算出されるようになっているが、スクリュー回転速度Ｎ及びスクリュー後退速度Ｖｒを所定のセンサによって直接検出することもできる。また、本実施の形態においては、計量用モータ７６の回転速度に基づいてスクリュー回転速度Ｎが算出されるようになっているが、計量用モータ７６とスクリュー１２との間にギヤ等が配設されていない場合、計量用モータ７６の回転速度とスクリュー回転速度Ｎとは等しいので、計量用モータ７６の回転速度がスクリュー回転速度Ｎとして算出される。
【００４７】
このように、前記供給部Ｐ１においては、樹脂の状態が粗にされるので、計量工程において加熱シリンダ１１の内周面と樹脂との間の摩擦抵抗を小さくすることができる。その結果、スクリュー１２を回転させるために必要なトルクが小さくなるので、駆動部をその分小型化することができる。
【００４８】
また、樹脂の状態が粗になるのに伴って、樹脂に剪断発熱が発生するのを防止することができる。したがって、加熱シリンダ１２のヒータｈ１〜ｈ３による加熱量の制御を容易に行うことができる。
【００４９】
そして、前記樹脂の状態が粗にされても、加熱シリンダ１１内に負圧が形成されるので、溝２４内において粗に満たされた樹脂が空気と接触することがなくなる。したがって、樹脂が空気によって酸化するのを防止することができる。
【００５０】
さらに、スクリュー１２の供給部Ｐ１の機能は、主として樹脂投入部１７を介して供給された樹脂を圧縮部Ｐ２に送るだけであるので、供給部Ｐ１を短くしたり、フライト部２１に圧縮部Ｐ２及び計量部Ｐ３だけを形成したりすることもできる。したがって、射出装置を小型化することができる。
【００５１】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００５２】
図７は本発明の第２の実施の形態における樹脂投入部の要部を示す断面図である。
【００５３】
図において、８８はフィードスクリュー、８９は筒状の案内部である。前記フィードスクリュー８８は、断面が四角形の形状を有するケース９１、及び該ケース９１内において回転自在に支持されたオーガ９３を備え、供給用の駆動手段としての供給用モータ５１を駆動することによって回転させられ、回転に伴って連続的に成形材料としての図示されない樹脂を供給する。前記ケース９１の上面には、ホッパ１６（図１）と連通させられる樹脂入口９４が、前記ケース９１の下面には、前記案内部８９と連通させられる樹脂出口９５が形成される。前記オーガ９３は、本体部９６、及び該本体部９６の後端（図における右端）に形成されたシャフト部９７から成り、該シャフト部９７はスリーブ１０１に嵌入される。そして、該スリーブ１０１は、ベアリングｂ１〜ｂ３によってケース９１に対して支持される。また、前記本体部９６は、オーガ９３の本体、すなわち、オーガ本体の外周面に螺旋状に形成されたフライト９８を備え、該フライト９８によって螺旋状の溝９９が形成される。
【００５４】
そして、前記ケース９１の一端に隣接させて供給用モータ５１が取り付けられ、該供給用モータ５１の出力軸５２は、前記スリーブ１０１内に嵌入され、シャフト部９７に固定される。したがって、前記供給用モータ５１を駆動することによって、前記本体部９６を回転させ、樹脂を設定された量ずつ案内部８９に供給することができる。前記供給用モータ５１及びフィードスクリュー８８によって定量供給手段が構成される。
【００５５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、射出装置においては、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリューと、前記加熱シリンダに設定された量だけ成形材料を供給する定量供給手段と、計量用速度センサによって検出された計量用モータの回転速度に基づいてスクリュー回転速度Ｎを算出し、スクリュー位置検出手段によって検出されたスクリュー位置に基づいてスクリュー後退速度Ｖｒを算出し、前記スクリュー回転速度Ｎ及びスクリュー後退速度Ｖｒによって直線で表され、かつ、あらかじめ設定された可塑化能力標準ラインにおいて、スクリュー回転速度Ｎが値ｎであるときのスクリュー後退速度Ｖｒが値ｖである場合、スクリュー回転速度Ｎを値ｎで固定したとき、前記定量供給手段による成形材料の供給量を調整することによって、スクリュー後退速度Ｖｒを
Ｖｒ＜ｖ
にし、前記可塑化能力標準ラインより低い領域で計量を行う計量制御手段とを有する。
【００５７】
この場合、計量制御手段は、計量用速度センサによって検出された計量用モータの回転速度に基づいてスクリュー回転速度Ｎを算出し、スクリュー位置検出手段によって検出されたスクリュー位置に基づいてスクリュー後退速度Ｖｒを算出し、前記スクリュー回転速度Ｎ及びスクリュー後退速度Ｖｒによって直線で表され、かつ、あらかじめ設定された可塑化能力標準ラインにおいて、スクリュー回転速度Ｎが値ｎであるときのスクリュー後退速度Ｖｒが値ｖである場合、スクリュー回転速度Ｎを値ｎで固定したとき、前記定量供給手段による成形材料の供給量を調整することによって、スクリュー後退速度Ｖｒを
Ｖｒ＜ｖ
にし、前記可塑化能力標準ラインより低い領域で計量を行う。したがって、スクリューの供給部においては、成形材料の状態が粗にされるので、計量工程において加熱シリンダの内周面と成形材料との間の摩擦抵抗を小さくすることができる。その結果、スクリューを回転させるために必要なトルクが小さくなるので、駆動部をその分小型化することができる。
【００５８】
また、成形材料の状態が粗になるのに伴って、成形材料に剪断発熱が発生するのを防止することができる。したがって、加熱シリンダのヒータによる加熱量の制御を容易に行うことができる。
【００５９】
さらに、スクリューの供給部の機能は、主として供給された成形材料を圧縮部に送るだけであるので、供給部を短くしたり、フライト部に圧縮部及び計量部だけを形成したりすることもできる。したがって、射出装置を小型化することができる。
【００６０】
本発明の他の射出装置においては、さらに、前記加熱シリンダ内に負圧を発生させる負圧発生手段を有する。
【００６１】
この場合、負圧発生手段は、前記加熱シリンダ内に負圧を発生させる。したがって、成形材料の状態が粗にされても、加熱シリンダ内に負圧が形成されるので、溝内において粗に満たされた成形材料が空気と接触することがなくなる。その結果、成形材料が空気によって酸化するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における射出装置の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における樹脂投入部の要部を示す正面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における樹脂投入部の要部を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における樹脂投入部の要部を示す平面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における射出装置の制御装置を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における射出装置の可塑特性を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における樹脂投入部の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１１ 加熱シリンダ
１２ スクリュー
１８ 供給バルブ
５１ 供給用モータ
７５ 制御部
７８ 真空ポンプ
８８ フィードスクリュー
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた成形材料としての樹脂を、高圧で射出して金型装置のキャビティ空間に充填（てん）し、該キャビティ空間内において冷却して固化させることによって成形品を得ることができるようになっている。
【０００３】
前記射出成形機は金型装置、型締装置及び射出装置を有し、前記型締装置は、固定プラテン及び可動プラテンを備え、型締用シリンダが可動プラテンを進退させることによって金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行う。
【０００４】
一方、前記射出装置は、樹脂を加熱して溶融させる加熱シリンダ、及び溶融させられた樹脂を射出する射出ノズルを備え、前記加熱シリンダ内にスクリューが回転自在に、かつ、進退自在に配設される。そして、該スクリューを、後端に配設された駆動部によって前進させることにより射出ノズルから樹脂が射出され、前記駆動部によって回転させることにより樹脂の計量が行われる。
【０００５】
ところで、前記加熱シリンダ内に樹脂を供給するために樹脂投入部が形成され、該樹脂投入部にホッパ、バルブ、樹脂案内路及びレベルゲージが配設され、該レベルゲージによって樹脂投入部における樹脂のレベルが検出される。そして、射出及び計量が繰り返されるのに伴って樹脂投入部における樹脂のレベルが低くなると、前記バルブが開放され、前記ホッパ内の樹脂が樹脂案内路を通って加熱シリンダに供給される。
【０００６】
前記スクリューは、フライト部、及び該フライト部の前端に配設されたスクリューヘッドを備える。そして、前記フライト部は、スクリューの本体、すなわち、スクリュー本体の外周面に螺（ら）旋状に形成されたフライトを備え、該フライトによって螺旋状の溝が形成される。また、フライト部には、後方から前方にかけて順に、ホッパから落下した樹脂が供給される供給部、供給された樹脂を圧縮しながら溶融させる圧縮部、及び溶融させられた樹脂を一定量ずつ計量する計量部が形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の射出装置においては、ホッパから落下した樹脂が供給部に溜（た）まり、供給部における樹脂の状態が密になるので、計量工程において加熱シリンダの内周面と樹脂との間の摩擦抵抗が大きくなってしまう。その結果、スクリューを回転させるために必要なトルクが大きくなるので、駆動部がその分大型化してしまう。
【０００８】
また、樹脂の状態が密になるのに伴って、樹脂に剪（せん）断発熱が発生するので、加熱シリンダのヒータによる加熱量の制御を行うのが困難になってしまう。
【０００９】
本発明は、前記従来の射出装置の問題点を解決して、加熱シリンダの内周面と成形材料との間の摩擦抵抗を小さくすることができ、スクリューを回転させるために必要なトルクを小さくし、駆動部を小型化することができるとともに、成形材料に剪断発熱が発生するのを防止することができ、加熱シリンダのヒータによる加熱量の制御を容易に行うことができる射出装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の射出装置においては、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリューと、前記加熱シリンダに設定された量だけ成形材料を供給する定量供給手段と、計量用速度センサによって検出された計量用モータの回転速度に基づいてスクリュー回転速度Ｎを算出し、スクリュー位置検出手段によって検出されたスクリュー位置に基づいてスクリュー後退速度Ｖｒを算出し、前記スクリュー回転速度Ｎ及びスクリュー後退速度Ｖｒによって直線で表され、かつ、あらかじめ設定された可塑化能力標準ラインにおいて、スクリュー回転速度Ｎが値ｎであるときのスクリュー後退速度Ｖｒが値ｖである場合、スクリュー回転速度Ｎを値ｎで固定したとき、前記定量供給手段による成形材料の供給量を調整することによって、スクリュー後退速度Ｖｒを
Ｖｒ＜ｖ
にし、前記可塑化能力標準ラインより低い領域で計量を行う計量制御手段とを有する。
【００１１】
本発明の他の射出装置においては、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリューと、前記加熱シリンダに設定された量だけ成形材料を供給する定量供給手段と、計量用速度センサによって検出された計量用モータの回転速度に基づいてスクリュー回転速度Ｎを算出し、スクリュー位置検出手段によって検出されたスクリュー位置に基づいてスクリュー後退速度Ｖｒを算出し、前記スクリュー回転速度Ｎ及びスクリュー後退速度Ｖｒによって直線で表され、かつ、あらかじめ設定された可塑化能力標準ラインにおいて、スクリュー回転速度Ｎが値ｎであるときのスクリュー後退速度Ｖｒが値ｖである場合、スクリュー後退速度Ｖｒを値ｖで固定したとき、前記定量供給手段による成形材料の供給量を調整することによって、スクリュー回転速度Ｎを
Ｎ＞ｎ
にし、前記可塑化能力標準ラインより低い領域で計量を行う計量制御手段とを有する。
【００１３】
本発明の更に他の射出装置においては、さらに、前記定量供給手段は、供給用の駆動手段、及び該供給用の駆動手段を駆動することによって回転させられ、回転に伴って間欠的に成形材料を供給する供給バルブを備える。
【００１４】
本発明の更に他の射出装置においては、さらに、前記定量供給手段は、供給用の駆動手段、及び該供給用の駆動手段を駆動することによって回転させられ、回転に伴って連続的に成形材料を供給するフィードスクリューを備える。
【００１５】
本発明の更に他の射出装置においては、さらに、前記定量供給手段は、計量工程中だけ成形材料を供給する。
【００１６】
本発明の更に他の射出装置においては、さらに、前記加熱シリンダ内に負圧を発生させる負圧発生手段を有する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１の実施の形態における射出装置の断面図である。
【００１９】
図において、１１はシリンダ部材としての加熱シリンダ、１２は該加熱シリンダ１１内において回転自在に、かつ、進退（図における左右方向に移動）自在に配設された射出部材としてのスクリュー、１３は前記加熱シリンダ１１の前端（図における左端）に形成された射出ノズル、１４は該射出ノズル１３に形成されたノズル口、１５は前記加熱シリンダ１１の後端（図における右端）の近傍の所定の位置に形成された樹脂供給口、１７は該樹脂供給口１５に取り付けられ、成形材料としての図示されない樹脂を供給するための樹脂投入部、１６は該樹脂投入部１７に形成されたホッパである。前記スクリュー１２の外周には、面状のヒータｈ１〜ｈ３が配設され、該ヒータｈ１〜ｈ３を通電することによって、加熱シリンダ１１内の樹脂を加熱し、溶融させることができる。
【００２０】
前記スクリュー１２は、フライト部２１、及び該フライト部２１の前端に配設されたスクリューヘッド２７を備える。そして、前記フライト部２１は、スクリュー本体の外周面に螺旋状に形成されたフライト２３を備え、該フライト２３によって螺旋状の溝２４が形成される。また、フライト部２１には、後方（図における右方）から前方（図における左方）にかけて順に、ホッパ１６から落下した樹脂が供給される供給部Ｐ１、供給された樹脂を圧縮しながら溶融させる圧縮部Ｐ２、及び溶融させられた樹脂を一定量ずつ計量する計量部Ｐ３が形成される。前記溝２４の底、すなわち、スクリュー本体の外径は、供給部Ｐ１において比較的小さくされ、圧縮部Ｐ２において後方から前方にかけて徐々に大きくされ、計量部Ｐ３において比較的大きくされる。したがって、加熱シリンダ１１の内周面とスクリュー本体の外周面との間の間隙（げき）は、前記供給部Ｐ１において比較的大きくされ、圧縮部Ｐ２において後方から前方にかけて徐々に小さくされ、計量部Ｐ３において比較的小さくされる。
【００２１】
ところで、前記加熱シリンダ１１に樹脂を供給するめに樹脂投入部１７が形成され、該樹脂投入部１７は、ホッパ１６、該ホッパ１６の下端に隣接させて配設され、樹脂を設定された量だけ間欠的に供給する回転式の供給バルブ１８、該供給バルブ１８の下端に隣接させて配設され、供給バルブ１８によって供給された樹脂を案内する筒状の案内部１９、及び該案内部１９の下端に隣接させて配設された負圧発生部２０を備える。
【００２２】
計量工程時に、前記スクリュー１２を正方向に回転させると、ホッパ１６内の樹脂が供給バルブ１８を介して供給部Ｐ１に供給され、溝２４内を前進（図における左方に移動）させられる。それに伴って、スクリュー１２が後退（図における右方に移動）させられ、樹脂がスクリューヘッド２７の前方に蓄えられる。なお、前記溝２４内の樹脂は、前記供給部Ｐ１においてペレット状の形状を有し、圧縮部Ｐ２において半溶融状態になり、計量部Ｐ３において完全に溶融させられて液状になる。
【００２３】
そして、前記スクリュー１２の外周面及び加熱シリンダ１１の内周面の粗さが互いに等しいと、計量工程時に、スクリュー１２を回転させても、溝２４内の樹脂は、スクリュー１２と一体的に回転させられてしまい、前進しない。そこで、通常は、加熱シリンダ１１の内周面がスクリュー１２の外周面より粗くされる。
【００２４】
射出工程時に、前記スクリュー１２を前進させると、スクリューヘッド２７の前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズル１３から射出され、図示されない金型装置内のキャビティ空間に充填される。このとき、スクリューヘッド２７の前方に蓄えられた樹脂が逆流しないように、スクリューヘッド２７の周囲に逆流防止装置３６が配設され、該逆流防止装置３６は、逆止リング３７及びシールリング３８から成る。なお、前記計量工程時にスクリュー１２を回転させるために、第１の駆動手段としての図示されない計量用モータが、前記射出工程時にスクリュー１２を前進させるために、第２の駆動手段としての図示されない射出用モータが配設され、前記計量用モータ、射出用モータ、伝動機構等によって駆動部が構成される。
【００２５】
次に、前記樹脂投入部１７について説明する。
【００２６】
図２は本発明の第１の実施の形態における樹脂投入部の要部を示す正面図、図３は本発明の第１の実施の形態における樹脂投入部の要部を示す断面図、図４は本発明の第１の実施の形態における樹脂投入部の要部を示す平面図である。
【００２７】
図において、１８は供給バルブ、１９は筒状の案内部、２０は負圧発生部である。前記供給バルブ１８は、断面が四角形の形状を有するケース４１、及び該ケース４１内において回転自在に支持された断面が円形の形状を有する弁本体としてのシャフト４３を備える。前記ケース４１の上面には、ホッパ１６（図１）と連通させられる樹脂入口４４が、前記ケース４１の下面には、前記案内部１９と連通させられる樹脂出口４５が、互いに同一軸上に形成される。前記シャフト４３は、大径部４６、及び該大径部４６の両端に形成された小径部４７、４８から成り、該小径部４７、４８によって前記ケース４１に対して支持される。また、前記大径部４６の円周方向における所定の箇所に、所定の深さの樹脂収容部としてのポケット４９が、前記樹脂入口４４及び樹脂出口４５と対応する位置に形成され、シャフト４３を回転させることによって、前記ポケット４９が樹脂入口４４又は樹脂出口４５と選択的に連通させられる。
【００２８】
本実施の形態においては、前記大径部４６に一つのポケット４９が形成されるが、大径部４６の円周方向における複数箇所に同ピッチで二つ以上のポケットを形成することもできる。その場合、各ポケットを浅くすることができ、加熱シリンダに供給される樹脂の量の変動を小さくすることができる。
【００２９】
そして、前記ケース４１の一端に隣接させて供給用の駆動手段としての供給用モータ５１が取り付けられ、該供給用モータ５１の出力軸５２は、前記小径部４８内に嵌（かん）入され、シャフト４３に固定される。したがって、前記供給用モータ５１を間欠的に駆動することによって、前記シャフト４３を回転させ、前記ポケット４９を樹脂入口４４と連通する位置に置き、前記ホッパ１６内の樹脂をポケット４９内に収容し、続いて、ポケット４９を樹脂出口４５と連通する位置に置き、ポケット４９内の樹脂を設定された量ずつ案内部１９に供給することができる。前記供給用モータ５１及び供給バルブ１８によって定量供給手段が構成される。
【００３０】
前記案内部１９はガラス製の内管５３、及び該内管５３より径方向外方に、所定の距離を置いて配設された外管５４から成り、前記内管５３の上端は前記樹脂出口４５に臨ませて開口させられる。そして、前記内管５３と対向させて成形材料検出手段としてのレベルセンサ５５が配設される。
【００３１】
また、前記負圧発生部２０は、内管５６、及び該内管５６より径方向外方に、所定の距離を置いて配設された外管５７から成り、該外管５７の下端にフランジ５８が取り付けられ、前記樹脂投入部１７はフランジ５８を介して加熱シリンダ１１に固定される。そして、前記内管５３の下端と内管５６の上端とは互いに当接させられ、内管５３内から内管５６内にかけてスクリュー１２内と連通する樹脂通路３１が形成される。前記スクリュー１２及び樹脂通路３１内は、供給バルブ１８によって気密にされ、負圧発生部２０によって負圧が発生させられる。そのために、内管５６と外管５７との間に環状室６１が形成され、前記スクリュー１２及び樹脂通路３１内は、内管５６の下端において環状室６１と連通させられる。そして、前記外管５７の所定の箇所に吸引口６２が形成され、該吸引口６２に吸引パイプ６４を介してフィルタ装置６５が接続される。
【００３２】
該フィルタ装置６５は、多孔の内管６６、及び該内管６６より径方向外方に、所定の距離を置いて配設された外管６７から成り、前記内管６６と外管６７との間にフィルタ６８が配設される。また、前記外管６７の所定の箇所には、吸引口６９が形成され、該吸引口６９に開閉弁７１及び吸引パイプ７２を介して図示されない負圧発生手段としての真空ポンプが接続される。
【００３３】
続いて、前記構成の射出装置の動作について説明する。
【００３４】
図５は本発明の第１の実施の形態における射出装置の制御装置を示す図、図６は本発明の第１の実施の形態における射出装置の可塑特性を示す図である。図６において、横軸にスクリュー１２（図１）の回転速度、すなわち、スクリュー回転速度Ｎを、縦軸にスクリュー１２の後退速度、すなわち、スクリュー後退速度Ｖｒを採ってある。
【００３５】
図５において、７５は制御部、５１は供給用モータ、７６は計量用モータ、７７は射出用モータ、７８は真空ポンプ、８１はスクリュー１２の位置、すなわち、スクリュー位置を検出するスクリュー位置検出手段としてのスクリュー位置センサ、８２は計量用モータ７６の回転速度を検出する計量用速度センサ、８３は射出用モータ７７の回転速度を検出する射出用速度センサ、８４は供給用モータ５１の回転速度を検出する供給用速度センサである。
【００３６】
まず、制御部７５が真空ポンプ７８を駆動すると、スクリュー１２及び樹脂通路３１（図３）内の空気が吸引され、スクリュー１２及び樹脂通路３１内に負圧が発生させられる。次に、前記制御部７５の図示されない計量制御手段は、計量工程を開始し、計量開始信号を発生させて計量用モータ７６に送り、計量用モータ７６を駆動することによってスクリュー１２を回転させる。また、前記計量制御手段は、前記計量開始信号を供給用モータ５１に送り、供給用モータ５１を駆動することによってシャフト４３を間欠的に回転させる。それに伴って、ホッパ１６内の樹脂がポケット４９を介して樹脂通路３１内に供給され、更に樹脂供給口１５を介して加熱シリンダ１１内の供給部Ｐ１に供給される。供給部Ｐ１に供給された樹脂は、スクリュー１２の回転に伴って溝２４を前進し、圧縮部Ｐ２において半溶融状態になり、計量部Ｐ３において完全に溶融させられて液状になり、スクリューヘッド２７の前方に溜められる。
【００３７】
この間、前記真空ポンプ７８は駆動され続け、スクリュー１２及び樹脂通路３１内に負圧が発生させられる。したがって、スクリュー１２及び樹脂通路３１内に進入した空気、計量が行われるのに伴って発生させられたガス等が排出されるので、樹脂焼けが発生するのを防止することができる。
【００３８】
続いて、前記スクリュー位置センサ８１からの信号に基づいて、スクリュー１２が所定の計量終了位置に到達したことが分かると、前記計量制御手段は、計量工程を完了し、計量終了信号を発生させて計量用モータ７６に送り、計量用モータ７６の駆動を停止させることによってスクリュー１２の回転を停止させる。また、前記計量制御手段は、前記計量終了信号を供給用モータ５１に送り、供給用モータ５１の駆動を停止させることによってシャフト４３の回転を停止させる。
【００３９】
次に、制御部７５の図示されない射出制御手段は、射出工程を開始し、射出開始信号を発生させて射出用モータ７７に送り、射出用モータ７７を駆動することによってスクリュー１２を前進させる。これに伴って、スクリューヘッド２７の前方に溜められていた樹脂は射出ノズル１３から射出される。
【００４０】
ところで、前記計量工程において、前記樹脂投入部１７によってスクリュー１２の供給部Ｐ１に供給される樹脂の量と、前記溝２４内を移動させられ、スクリューヘッド２７の前方に溜められる樹脂の量とが等しくされるので、前記供給部Ｐ１においては、樹脂の状態が粗にされ、溝２４に１００〔％〕の樹脂が満たされることはない。
【００４１】
一方、前記スクリュー１２の圧縮部Ｐ２及び計量部Ｐ３においては、樹脂の状態が密にされ、溝２４に１００〔％〕の樹脂が満たされる。そして、溝２４に１００〔％〕の樹脂が満たされる部分の最後端位置（以下「１００〔％〕ライン」という。）がほぼ圧縮部Ｐ２と供給部Ｐ１との間に置かれる。
【００４２】
そのために、前記制御部７５の図示されない供給量調整制御手段は、計量用モータ７６の回転速度に基づいてスクリュー回転速度Ｎを算出するとともに、前記スクリュー位置センサ８１によって検出されたスクリュー位置に基づいてスクリュー後退速度Ｖｒを算出し、前記スクリュー回転速度Ｎ及びスクリュー後退速度Ｖｒのうちの一方に対応させて供給バルブ１８におけるシャフト４３の回転速度を調整し、樹脂投入部１７による樹脂の供給量を調整するようにしている。
【００４３】
前記スクリュー回転速度Ｎ及びスクリュー後退速度Ｖｒによって表される可塑化能力は、射出装置の型式、寸法、規格等によって決まるが、本実施の形態においては、前記可塑化能力が可塑化能力標準ラインＬｓより低い側、すなわち、図６に示されるハッチング部分に収まるように、樹脂の供給量が調整され、そのために、前記供給バルブ１８におけるシャフト４３の回転速度が調整される。例えば、可塑化能力標準ラインＬｓにおいて、スクリュー回転速度Ｎが値ｎであるときのスクリュー後退速度Ｖｒが値ｖである場合、スクリュー回転速度Ｎを値ｎで固定したとき、シャフト４３の回転速度を調整することによって、スクリュー後退速度Ｖｒは、
Ｖｒ＜ｖ
にされる。
【００４４】
また、スクリュー後退速度Ｖｒを値ｖで固定したとき、シャフト４３の回転速度を調整することによって、スクリュー回転速度Ｎは、
Ｎ＞ｎ
にされる。すなわち、可塑化能力が可塑化能力標準ラインＬｓより低い、高回転側及び低速度側の領域で計量が行われる。
【００４５】
このように設定することによって、計量工程中だけ、しかも、計量に必要な量だけ樹脂が供給部Ｐ１に供給されるので、前記樹脂通路３１内には、樹脂が溜められず、レベルセンサ５５によって所定の時間以上樹脂が検出されることはない。なお、レベルセンサ５５によって所定の時間以上樹脂が検出された場合、前記供給用モータ５１は一定の時間だけ停止させられるとともに、図示されない警報装置が鳴動させられる。
【００４６】
本実施の形態においては、計量用モータ７６の回転速度に基づいてスクリュー回転速度Ｎが算出され、スクリュー位置に基づいてスクリュー後退速度Ｖｒが算出されるようになっているが、スクリュー回転速度Ｎ及びスクリュー後退速度Ｖｒを所定のセンサによって直接検出することもできる。また、本実施の形態においては、計量用モータ７６の回転速度に基づいてスクリュー回転速度Ｎが算出されるようになっているが、計量用モータ７６とスクリュー１２との間にギヤ等が配設されていない場合、計量用モータ７６の回転速度とスクリュー回転速度Ｎとは等しいので、計量用モータ７６の回転速度がスクリュー回転速度Ｎとして算出される。
【００４７】
このように、前記供給部Ｐ１においては、樹脂の状態が粗にされるので、計量工程において加熱シリンダ１１の内周面と樹脂との間の摩擦抵抗を小さくすることができる。その結果、スクリュー１２を回転させるために必要なトルクが小さくなるので、駆動部をその分小型化することができる。
【００４８】
また、樹脂の状態が粗になるのに伴って、樹脂に剪断発熱が発生するのを防止することができる。したがって、加熱シリンダ１２のヒータｈ１〜ｈ３による加熱量の制御を容易に行うことができる。
【００４９】
そして、前記樹脂の状態が粗にされても、加熱シリンダ１１内に負圧が形成されるので、溝２４内において粗に満たされた樹脂が空気と接触することがなくなる。したがって、樹脂が空気によって酸化するのを防止することができる。
【００５０】
さらに、スクリュー１２の供給部Ｐ１の機能は、主として樹脂投入部１７を介して供給された樹脂を圧縮部Ｐ２に送るだけであるので、供給部Ｐ１を短くしたり、フライト部２１に圧縮部Ｐ２及び計量部Ｐ３だけを形成したりすることもできる。したがって、射出装置を小型化することができる。
【００５１】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００５２】
図７は本発明の第２の実施の形態における樹脂投入部の要部を示す断面図である。
【００５３】
図において、８８はフィードスクリュー、８９は筒状の案内部である。前記フィードスクリュー８８は、断面が四角形の形状を有するケース９１、及び該ケース９１内において回転自在に支持されたオーガ９３を備え、供給用の駆動手段としての供給用モータ５１を駆動することによって回転させられ、回転に伴って連続的に成形材料としての図示されない樹脂を供給する。前記ケース９１の上面には、ホッパ１６（図１）と連通させられる樹脂入口９４が、前記ケース９１の下面には、前記案内部８９と連通させられる樹脂出口９５が形成される。前記オーガ９３は、本体部９６、及び該本体部９６の後端（図における右端）に形成されたシャフト部９７から成り、該シャフト部９７はスリーブ１０１に嵌入される。そして、該スリーブ１０１は、ベアリングｂ１〜ｂ３によってケース９１に対して支持される。また、前記本体部９６は、オーガ９３の本体、すなわち、オーガ本体の外周面に螺旋状に形成されたフライト９８を備え、該フライト９８によって螺旋状の溝９９が形成される。
【００５４】
そして、前記ケース９１の一端に隣接させて供給用モータ５１が取り付けられ、該供給用モータ５１の出力軸５２は、前記スリーブ１０１内に嵌入され、シャフト部９７に固定される。したがって、前記供給用モータ５１を駆動することによって、前記本体部９６を回転させ、樹脂を設定された量ずつ案内部８９に供給することができる。前記供給用モータ５１及びフィードスクリュー８８によって定量供給手段が構成される。
【００５５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、射出装置においては、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリューと、前記加熱シリンダに設定された量だけ成形材料を供給する定量供給手段と、計量用速度センサによって検出された計量用モータの回転速度に基づいてスクリュー回転速度Ｎを算出し、スクリュー位置検出手段によって検出されたスクリュー位置に基づいてスクリュー後退速度Ｖｒを算出し、前記スクリュー回転速度Ｎ及びスクリュー後退速度Ｖｒによって直線で表され、かつ、あらかじめ設定された可塑化能力標準ラインにおいて、スクリュー回転速度Ｎが値ｎであるときのスクリュー後退速度Ｖｒが値ｖである場合、スクリュー回転速度Ｎを値ｎで固定したとき、前記定量供給手段による成形材料の供給量を調整することによって、スクリュー後退速度Ｖｒを
Ｖｒ＜ｖ
にし、前記可塑化能力標準ラインより低い領域で計量を行う計量制御手段とを有する。
【００５７】
この場合、計量制御手段は、計量用速度センサによって検出された計量用モータの回転速度に基づいてスクリュー回転速度Ｎを算出し、スクリュー位置検出手段によって検出されたスクリュー位置に基づいてスクリュー後退速度Ｖｒを算出し、前記スクリュー回転速度Ｎ及びスクリュー後退速度Ｖｒによって直線で表され、かつ、あらかじめ設定された可塑化能力標準ラインにおいて、スクリュー回転速度Ｎが値ｎであるときのスクリュー後退速度Ｖｒが値ｖである場合、スクリュー回転速度Ｎを値ｎで固定したとき、前記定量供給手段による成形材料の供給量を調整することによって、スクリュー後退速度Ｖｒを
Ｖｒ＜ｖ
にし、前記可塑化能力標準ラインより低い領域で計量を行う。したがって、スクリューの供給部においては、成形材料の状態が粗にされるので、計量工程において加熱シリンダの内周面と成形材料との間の摩擦抵抗を小さくすることができる。その結果、スクリューを回転させるために必要なトルクが小さくなるので、駆動部をその分小型化することができる。
【００５８】
また、成形材料の状態が粗になるのに伴って、成形材料に剪断発熱が発生するのを防止することができる。したがって、加熱シリンダのヒータによる加熱量の制御を容易に行うことができる。
【００５９】
さらに、スクリューの供給部の機能は、主として供給された成形材料を圧縮部に送るだけであるので、供給部を短くしたり、フライト部に圧縮部及び計量部だけを形成したりすることもできる。したがって、射出装置を小型化することができる。
【００６０】
本発明の他の射出装置においては、さらに、前記加熱シリンダ内に負圧を発生させる負圧発生手段を有する。
【００６１】
この場合、負圧発生手段は、前記加熱シリンダ内に負圧を発生させる。したがって、成形材料の状態が粗にされても、加熱シリンダ内に負圧が形成されるので、溝内において粗に満たされた成形材料が空気と接触することがなくなる。その結果、成形材料が空気によって酸化するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における射出装置の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における樹脂投入部の要部を示す正面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における樹脂投入部の要部を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における樹脂投入部の要部を示す平面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における射出装置の制御装置を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における射出装置の可塑特性を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における樹脂投入部の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１１ 加熱シリンダ
１２ スクリュー
１８ 供給バルブ
５１ 供給用モータ
７５ 制御部
７８ 真空ポンプ
８８ フィードスクリュー
Claims (6)
- （ａ）加熱シリンダと、
（ｂ）該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリューと、
（ｃ）前記加熱シリンダに設定された量だけ成形材料を供給する定量供給手段と、
（ｄ）計量用速度センサによって検出された計量用モータの回転速度に基づいてスクリュー回転速度Ｎを算出し、スクリュー位置検出手段によって検出されたスクリュー位置に基づいてスクリュー後退速度Ｖｒを算出し、前記スクリュー回転速度Ｎ及びスクリュー後退速度Ｖｒによって直線で表され、かつ、あらかじめ設定された可塑化能力標準ラインにおいて、スクリュー回転速度Ｎが値ｎであるときのスクリュー後退速度Ｖｒが値ｖである場合、スクリュー回転速度Ｎを値ｎで固定したとき、前記定量供給手段による成形材料の供給量を調整することによって、スクリュー後退速度Ｖｒを
Ｖｒ＜ｖ
にし、前記可塑化能力標準ラインより低い領域で計量を行う計量制御手段とを有することを特徴とする射出装置。 - （ａ）加熱シリンダと、
（ｂ）該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリューと、
（ｃ）前記加熱シリンダに設定された量だけ成形材料を供給する定量供給手段と、
（ｄ）計量用速度センサによって検出された計量用モータの回転速度に基づいてスクリュー回転速度Ｎを算出し、スクリュー位置検出手段によって検出されたスクリュー位置に基づいてスクリュー後退速度Ｖｒを算出し、前記スクリュー回転速度Ｎ及びスクリュー後退速度Ｖｒによって直線で表され、かつ、あらかじめ設定された可塑化能力標準ラインにおいて、スクリュー回転速度Ｎが値ｎであるときのスクリュー後退速度Ｖｒが値ｖである場合、スクリュー後退速度Ｖｒを値ｖで固定したとき、前記定量供給手段による成形材料の供給量を調整することによって、スクリュー回転速度Ｎを
Ｎ＞ｎ
にし、前記可塑化能力標準ラインより低い領域で計量を行う計量制御手段とを有することを特徴とする射出装置。 - 前記定量供給手段は、供給用の駆動手段、及び該供給用の駆動手段を駆動することによって回転させられ、回転に伴って間欠的に成形材料を供給する供給バルブを備える請求項１又は２に記載の射出装置。
- 前記定量供給手段は、供給用の駆動手段、及び該供給用の駆動手段を駆動することによって回転させられ、回転に伴って連続的に成形材料を供給するフィードスクリューを備える請求項１又は２に記載の射出装置。
- 前記定量供給手段は、計量工程中だけ成形材料を供給する請求項１又は２に記載の射出装置。
- 前記加熱シリンダ内に負圧を発生させる負圧発生手段を有する請求項１又は２に記載の射出装置。
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