JP4414840B2 - Molding machine - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂原料を混練・可塑化するためのスクリューと、溶融樹脂を金型内に射出・充填するための射出プランジャとをもつプリプラ式射出成形機に関する。 The present invention relates to a pre-plastic injection molding machine having a screw for kneading and plasticizing resin raw materials and an injection plunger for injecting and filling molten resin into a mold.
図3は、従来のプリプラ式射出成形機の構成を示す図である。図3において、51は、前部加熱シリンダ52と後部加熱シリンダ53とからなる射出シリンダ、54は、前部加熱シリンダ52の先端側に固定された射出ノズル、55は、後部加熱シリンダ53内を前後進可能であるように配設された射出プランジャ、56は、射出プランジャ55の前後進駆動源である油圧シリンダ、57は加熱シリンダである可塑化シリンダ、58は、可塑化シリンダ57内に回転可能であるように配設され、図示せぬ油圧モータで回転駆動されるスクリュー、59は、射出シリンダ51と可塑化シリンダ57とを連結した連結ブロック、57aは、可塑化シリンダ57の先端側に形成された樹脂供給通路、59aは、連結ブロック59に形成され、樹脂供給通路57aと連通する樹脂供給通路、52aは、射出シリンダ51の前部加熱シリンダ52に形成され、樹脂供給通路59aと連通する樹脂供給通路、53aは、射出プランジャ55が前後進可能なように射出シリンダ51の後部加熱シリンダ53に形成され、樹脂供給通路52aと連通するプランジャ前後進用空間、52bは、射出シリンダ51の前部加熱シリンダ52に形成され、プランジャ前後進用空間53aと連通する樹脂射出用通路、54aは、射出ノズル54aに形成され、樹脂射出用通路52bと連通する樹脂射出用通路である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional pre-plastic injection molding machine. In FIG. 3, 51 is an injection cylinder composed of a
図3に示す構成において、可塑化シリンダ57内の後部側(スクリュー58の後部側)に供給された樹脂原料は、スクリュー58の回転による摩擦発熱と可塑化シリンダ57からの外部加熱とにより溶融されるようになっており、スクリュー回転によるネジ送り作用により前方に移送されつつ混練・可塑化されて、スクリュー58の先端側から、溶融樹脂が、樹脂供給通路57a、59a、52aを通って、射出プランジャ55の先端側へと送り込まれる。これに伴って、射出プランジャ55が背圧を制御されつつ後退し、射出プランジャ55の前方に(プランジャ前後進用空間53aに)所定量の溶融樹脂が貯えられた時点で、スクリュー58の回転は停止される。この後、射出開始タイミングに至ると、射出プランジャ55が急速に前進駆動され、これによって、プランジャ前後進用空間53aに貯えられた溶融樹脂が、樹脂射出用通路52b、54aを通って、図示せぬ金型のキャビティ(成形用空間)内に射出・充填されるようになっている。
In the configuration shown in FIG. 3, the resin raw material supplied to the rear side (the rear side of the screw 58) in the plasticizing
図3に示したような構成をとる従来のプリプラ式射出成形機においては、スクリュー58の先端側から射出プランジャ55の先端側に至る樹脂供給通路59a、52aが、屈曲したものとなっており、この樹脂供給通路59a、52aの形成が、面倒で手間のかかる工程となる上、樹脂供給通路57a、59a、52aの全長が長くなりがちで、このことと樹脂供給通路59a、52aが屈曲していることとが相俟って、樹脂の滞留が多くなり、計量過程の圧力損失も無視できないという問題があった。また、別部材にそれぞれ形成された樹脂供給通路57a、59a、52aをもつ構成となっているので、部品点数が増し、部品同士の接続部から樹脂漏れも発生しやすいという問題もあった。さらに、外形が異形の連結ブロック59を備えており、このように計量用の樹脂供給通路を形成する部品の外形が、バンドヒータの装着が難しい箇所を有したものとなっているので、バンドヒータを好適温度制御を実行できるよう配置するのが困難であるという問題もあった。
In the conventional pre-plastic injection molding machine having the configuration as shown in FIG. 3, the
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、プリプラ式射出成形機において、スクリューの先端側から射出プランジャの先端側に至る樹脂供給通路の形状を単純化して、その加工を容易にするとともに、部品点数を削減することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to simplify the shape of the resin supply passage from the tip end side of the screw to the tip end side of the injection plunger in the pre-plastic injection molding machine. It is to facilitate processing and reduce the number of parts.
本発明は上記した目的を達成するため、樹脂原料を混練・可塑化するためのスクリューと、溶融樹脂を金型内に射出・充填するための射出プランジャとをもつプリプラ式射出成形機において、 前記スクリューと前記射出プランジャとを平行に配置し、その内部に前記射出プランジャが前後進可能であるように配設された保持ブロックに、可塑化シリンダ内に回転可能であるように配設された前記スクリューの先端部を内蔵するとともに、前記スクリューの先端部から送り出される溶融樹脂を前記射出プランジャの先端部に送り込むための樹脂供給通路を、前記スクリューおよび前記射出プランジャの軸中心線と斜交するように、前記保持ブロック内に直線状に穿設するという構成にした。
また、前記保持ブロックの外周は、円形と小判形とが組み合わされた形状とされ、前記保持ブロックの円形外周部と小判形外周部とにバンドヒータがそれぞれ巻装されているという構成にした。
また、前記射出プランジャの直線運動の駆動源が、回転型サーボモータであるという構成にした。
また、前記射出プランジャの直線運動の駆動源が、リニアモータであり、該リニアモータは、巻線が巻回された固定子と、該固定子に対して直線移動する可動子とからなり、前記固定子は、磁極歯同士が対向する複数の対向部を有するとともに、複数の対向部は、隣り合う対向部の磁極歯が互い違い構造をとり、前機体後部を構成する磁極歯の間に、永久磁石を有する直線状の前記可動子が配置されたものであるという構成にした。
Since the present invention is to achieve the above object, a screw for kneading and plasticizing the resin material, the pre-plasticization type injection molding machine having an injection plunger for injecting and filling the molten resin into the mold, the The screw and the injection plunger are arranged in parallel, and the holding block is arranged so that the injection plunger can be moved forward and backward, and is arranged so as to be rotatable in the plasticizing cylinder. with a built-in tip of the screw, the resin supply passage for feeding the molten resin fed out from the tip of the screw to the tip of the injection plunger, the axial center line of the screw and the injection plunger and obliquely intersect Further, the holding block is formed in a straight line .
Further, the outer periphery of the holding block has a shape in which a circle and an oval shape are combined, and a band heater is wound around the circular outer periphery and the oval outer periphery of the holding block.
Further , the drive source for the linear motion of the injection plunger is a rotary servo motor.
The linear motion drive source of the injection plunger is a linear motor, and the linear motor includes a stator around which a winding is wound and a mover that linearly moves with respect to the stator. The stator has a plurality of facing portions where the magnetic pole teeth are opposed to each other, and the plurality of facing portions have a structure in which the magnetic teeth of the adjacent facing portions have a staggered structure between the magnetic pole teeth forming the rear part of the front body. The linear mover having the magnet is arranged.
本発明によれば、射出プランジャが前後進可能であるように配設される射出シリンダの機能をもつ保持ブロックに、スクリューの先端部から送り出される溶融樹脂を射出プランジャの先端側に送り込むための樹脂供給通路を、直線状に穿設した構成としているので、単一の部材である保持ブロックが、スクリューの先端側から射出プランジャの先端側に至るまでの樹脂供給通路を形成する部材を兼用することになり、部品点数の削減を図ることが可能となる。また、スクリューの先端側から射出プランジャの先端側に至るまでの樹脂供給通路が直線状であるので、樹脂供給通路が屈曲した構成に較べると、その加工が容易である。また、樹脂供給通路が直線状であることと、樹脂供給通路の全長を樹脂供給通路が屈曲した構成よりも短くできることとが相俟って、樹脂の滞留を少なくでき、計量過程の圧力損失も低減できる。
さらに、樹脂供給通路の一方の延長線と保持ブロックとが当接しないようにした構成としているので、直線状の樹脂供給通路を放電加工により、簡単・容易に穿設することが可能となり、樹脂供給通路の加工工程を簡単化することができる。また、スクリューと射出プランジャとが平行に配置されているので、計量・射出系メカニズムの全高を抑えることが可能となる。
さらにまた、保持ブロックの外周は、円形と小判形とが組み合わされた形状とされ、保持ブロックの円形外周部と小判形外周部とにバンドヒータがそれぞれ巻装された構成としているので、バンドヒータの装着が容易で、バンドヒータを好適温度制御を実行できるように配置可能となる。
According to the present invention, the resin for feeding the molten resin fed from the tip of the screw to the tip side of the injection plunger into the holding block having the function of the injection cylinder arranged so that the injection plunger can be moved forward and backward Since the supply passage is configured to be formed in a straight line, the holding block that is a single member also serves as a member that forms the resin supply passage from the tip end side of the screw to the tip end side of the injection plunger. Thus, the number of parts can be reduced. Further, since the resin supply passage from the tip end side of the screw to the tip end side of the injection plunger is linear, the processing is easy as compared with a configuration in which the resin supply passage is bent. In addition, the fact that the resin supply passage is linear and that the total length of the resin supply passage can be made shorter than the bent configuration of the resin supply passage, it is possible to reduce resin retention and pressure loss during the metering process. Can be reduced.
Furthermore, since one extended line of the resin supply passage is not in contact with the holding block, the linear resin supply passage can be easily and easily drilled by electric discharge machining. The processing process of the supply passage can be simplified. Further, since the screw and the injection plunger are arranged in parallel, the total height of the metering / injection system mechanism can be suppressed.
Furthermore, the outer periphery of the holding block has a shape in which a circle and an oval shape are combined, and the band heater is wound around the circular outer periphery and the oval outer periphery of the holding block. The band heater can be arranged so that suitable temperature control can be performed.
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。図1、図2は、本発明の一実施形態(以下、本実施形態と記す)によるプリプラ式射出成形機に係り、図1は、本実施形態のプリプラ式射出成形機の要部構成を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 relate to a pre-plastic injection molding machine according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the present embodiment), and FIG. 1 illustrates a configuration of a main part of the pre-plastic injection molding machine of the present embodiment. FIG.
図1において、1は、射出プランジャが前後進可能であるように配設される射出シリンダの機能と、スクリューの先端側から射出プランジャの先端側に至るまでの樹脂供給通路を形成する樹脂供給通路形成部材としての機能とを、併せもつ保持ブロック、1aは、保持ブロック1の断面小判形部、1b、1cは、保持ブロック1の断面円形部、1dは、保持ブロック1に水平に穿設され、保持ブロック1(断面円形部1b、断面小判形部1a、断面円形部1c)を貫通するプランジャ前後進用空間、2は、プランジャ前後進用空間1d内を前後進可能であるように配設された射出プランジャ、3は、保持ブロック1の断面円形部1bに固定された射出ノズル、3aは、射出ノズル3に穿設され、プランジャ前後進用空間1dと連通する樹脂射出用通路、4は、保持ブロック1の断面小判形部1aにおける図示で右側の端面に固定・接続されるとともに、水平配置された可塑化シリンダ、5は、可塑化シリンダ4内に回転可能であるように配設されたスクリュー、1eは、保持ブロック1の断面小判形部1aにおける図示で右側の端面側に形成され、スクリュー5の先端部を内蔵する凹部、1fは、スクリュー5の先端部から送り出される溶融樹脂を射出プランジャ2の先端側に送り込むために、凹部1eとプランジャ前後進用空間1dの図示左端部とを直線で結ぶように保持ブロック1に穿設されるとともに、水平に平行配置されたスクリュー5と射出プランジャ2の軸中心線と斜交する樹脂供給通路、6は、保持ブロック1の外周部(断面円形部1b、断面小判形部1a、断面円形部1cのそれぞれの外周部)および射出ノズル3の外周部および可塑化シリンダ4の外周部にそれぞれ巻装されたバンドヒータ、7は、ボールネジ機構8を介して射出プランジャ2を直線移動させる、射出および背圧制御用の回転型サーボモータ、9は、スクリュー5を回転駆動する計量用の回転型サーボモータ、10は、回転型サーボモータ7をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ、11は、回転型サーボモータ9をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ、12は、あらかじめ設定された計量制御条件並びに射出制御条件にしたがって、サーボドライバ10、11に指令値を与えるシステムコントローラである。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a function of an injection cylinder disposed so that the injection plunger can be moved forward and backward, and a resin supply passage that forms a resin supply passage from the tip end side of the screw to the tip end side of the injection plunger. A holding block having a function as a forming member, 1a is an oval section of the
なお、図2は、保持ブロック1を図1で左側から見た図で、同図に示すように、保持ブロック1の断面小判形部1aの外周部(小判形外周部)には、断面が小判形輪郭のバンドヒータ6が巻装され、保持ブロック1の断面円形部1bの外周部(円形外周部)には、断面が円形輪郭のバンドヒータ6が巻装され、図2では示されていないが、保持ブロック1の断面円形部1cの外周部(円形外周部)にも、同様に、断面が円形輪郭のバンドヒータ6が巻装されている。したがって、保持ブロック1へのバンドヒータ6の取り付けが至って簡単に行えるようになっており、また、保持ブロック1を好適に温度制御できるようバンドヒータを配置可能となっている。
2 is a view of the holding block 1 as viewed from the left side in FIG. 1. As shown in FIG. 2, the outer periphery of the cross-sectional oval portion 1a of the holding block 1 (the oval outer peripheral portion) has a cross section. A
また、本実施形態では、図1中に2点鎖線で示すように、樹脂供給通路1fの一方の延長線が保持ブロック1と当接しないような設計としてあり、つまり、ワイヤ放電加工によって直線状の樹脂供給通路1fを穿設する際に、直線状のワイヤが保持ブロック1と当接しないような(ワイヤ放電加工の障害とならないような)設計としてあり、これにより、直線状の樹脂供給通路1fを、放電加工によって簡単・容易に、保持ブロック1に穿設できるように配慮してある。 Further, in the present embodiment, as shown by a two-dot chain line in FIG. 1, the design is such that one extension line of the resin supply passage 1f does not come into contact with the holding block 1; When the resin supply passage 1f is drilled, the design is such that the linear wire does not come into contact with the holding block 1 (so as not to obstruct wire electric discharge machining). It is considered that 1f can be drilled in the holding block 1 simply and easily by electric discharge machining.
図1に示す構成において、計量行程時には、システムコントローラ12からの指令でサーボドライバ11を介して回転型サーボモータ9が回転駆動され、これにより、スクリュー5が所定方向に回転する。このスクリュー5の回転によって、スクリュー5の後部側(可塑化シリンダ4内の後部側)に供給された樹脂原料が、混練・可塑化されつつ、スクリュー5のネジ送り作用に前方に移送され、この前方に移送された溶融樹脂は、スクリュー5の先端側から、樹脂供給通路1fを通って、射出プランジャ2の先端側へと送り込まれ、射出プランジャ2の先端側(プランジャ前後進用空間1d内)に溶融樹脂が貯まるにしたがって、射出プランジャ2がプランジャ前後進用空間1d内を後退する。このとき、システムコントローラ12からの指令で、サーボドライバ10を介して回転型サーボモータ7が駆動制御されて、これにより、ボールネジ機構8を介して射出プランジャ2にかかる背圧が制御されつつ、射出プランジャ2が後退する。そして、射出プランジャ2の先端側(プランジャ前後進用空間1d内)に所定量の溶融樹脂が貯えられた時点で、回転型サーボモータ9によるスクリュー5の回転駆動が停止される。
In the configuration shown in FIG. 1, during the weighing process, the
一方、射出・充填行程時には、計量完了後の適宜タイミングで、システムコントローラ12からの指令でサーボドライバ10を介して回転型サーボモータ7が回転駆動されて、ボールネジ機構8を介して射出プランジャ2が急速に前進駆動され、これにより、射出プランジャ2の先端側に貯えられた溶融樹脂が、射出ノズル3の樹脂供給用通路3aを通って、図示せぬ金型のキャビティ(成形用空間)内に射出・充填される。
On the other hand, during the injection / filling process, the
上述したような構成をとる本実施形態では、射出プランジャ2が前後進可能であるように配設される射出シリンダの機能をもつ保持ブロック1に、スクリュー5の先端部から送り出される溶融樹脂を射出プランジャ2の先端側に送り込むための樹脂供給通路1fを、直線状に穿設した構成としているので、単一の部材である保持ブロック1が、スクリュー5の先端側から射出プランジャ2の先端側に至るまでの樹脂供給通路1fを形成する部材を兼用することになり、部品点数の削減を図ることが可能なる。また、スクリュー5の先端側から射出プランジャ2の先端側に至るまでの樹脂供給通路1fが直線状であるので、樹脂供給通路が屈曲した構成に較べると、その加工が容易である。また、樹脂供給通路1fが直線状であることと、樹脂供給通路1fの全長を樹脂供給通路が屈曲した構成よりも短くできることとが相俟って、樹脂の滞留を少なくでき、計量過程の圧力損失も低減できる。さらに、樹脂供給通路1fの一方の延長線と保持ブロック1とが当接しないようにした構成としているので、直線状の樹脂供給通路1fを放電加工により、簡単・容易に穿設することが可能となり、樹脂供給通路の加工工程を簡単化することができる。また、スクリュー5と射出プランジャ2を水平に平行配置しているので、計量・射出系メカニズムの全高を抑えることが可能となる。さらにまた、保持ブロック1へのバンドヒータ6の取り付けが至って簡単に行え、かつ、保持ブロック1を好適に温度制御できるようバンドヒータ6を配置できる。
In the present embodiment having the above-described configuration, the molten resin fed from the tip of the
なお、上述した実施形態では、射出プランジャ2を回転型サーボモータ7とボールネジ機構8とを用いて直線駆動するようにしているが、射出プランジャ2の直線運動の駆動源としては、トンネルアクチュエータ型のリニアモータを用いてもよい。このトンネルアクチュエータ型のリニアモータは公知のもので、ここではその詳細説明については割愛するが、例えば本願出願人が先に提案した特願2004−168754で示したように、このようなトンネルアクチュエータ型のリニアモータは、巻線が巻回された固定子と、該固定子に対して直線移動する可動子とからなり、固定子は、磁極歯同士が対向する複数の対向部を有するとともに、複数の対向部は、隣り合う対向部の磁極歯が互い違い構造をとり、上記の対向部を構成する磁極歯の間に、永久磁石を有する直線状の可動子が配置された構成をとるものであり、加減速の応答性に優れたものである。よって、射出プランジャ2の直線運動の駆動源としてトンネルアクチュエータ型のリニアモータを用いると、射出・充填時の加減速の応答性を高めることが可能となる。
In the above-described embodiment, the
1 保持ブロック
1a 断面小判形部
1b、1c 断面円形部
1d プランジャ前後進用空間
1e 凹部
1f 樹脂供給通路
2 射出プランジャ
3 射出ノズル
3a 樹脂射出用通路
4 可塑化シリンダ
5 スクリュー
6 バンドヒータ
7 射出および背圧制御用の回転型サーボモータ
8 ボールネジ機構
9 計量用の回転型サーボモータ
10、11 サーボドライバ
12 システムコントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Holding block 1a Cross-sectional
Claims (4)
前記スクリューと前記射出プランジャとを平行に配置し、その内部に前記射出プランジャが前後進可能であるように配設された保持ブロックに、可塑化シリンダ内に回転可能であるように配設された前記スクリューの先端部を内蔵するとともに、前記スクリューの先端部から送り出される溶融樹脂を前記射出プランジャの先端部に送り込むための樹脂供給通路を、前記スクリューおよび前記射出プランジャの軸中心線と斜交するように、前記保持ブロック内に直線状に穿設したことを特徴とするプリプラ式射出成形機。 In a pre-plastic injection molding machine having a screw for kneading and plasticizing resin raw materials and an injection plunger for injecting and filling molten resin into a mold,
The screw and the injection plunger are arranged in parallel, and are arranged in a holding block which is arranged so that the injection plunger can be moved forward and backward so as to be rotatable in the plasticizing cylinder. In addition to the built- in tip of the screw, a resin supply passage for feeding molten resin fed from the tip of the screw into the tip of the injection plunger crosses the axial center line of the screw and the injection plunger. Thus, a pre-plastic injection molding machine , wherein the holding block is linearly drilled.
前記保持ブロックの外周は、円形と小判形とが組み合わされた形状とされ、前記保持ブロックの円形外周部と小判形外周部とにバンドヒータがそれぞれ巻装されたことを特徴とするプリプラ式射出成形機。 In the pre-plastic injection molding machine according to claim 1,
An outer periphery of the holding block is formed by combining a circular shape and an oval shape, and a band heater is wound around the circular outer periphery portion and the oval outer shape portion of the holding block, respectively. Molding machine.
前記射出プランジャの直線運動の駆動源が、回転型サーボモータであることを特徴とするプリプラ式射出成形機。 The pre-plastic injection molding machine according to claim 1 or 2,
A pre-plastic injection molding machine, wherein a drive source for linear motion of the injection plunger is a rotary servo motor .
前記射出プランジャの直線運動の駆動源が、リニアモータであり、該リニアモータは、巻線が巻回された固定子と、該固定子に対して直線移動する可動子とからなり、前記固定子は、磁極歯同士が対向する複数の対向部を有するとともに、複数の対向部は、隣り合う対向部の磁極歯が互い違い構造をとり、前機体後部を構成する磁極歯の間に、永久磁石を有する直線状の前記可動子が配置されたものであることを特徴とするプリプラ式射出成形機。 The pre-plastic injection molding machine according to claim 1 or 2,
The drive source of the linear motion of the injection plunger is a linear motor, and the linear motor includes a stator wound with a winding and a mover that moves linearly with respect to the stator. Has a plurality of facing portions where the magnetic pole teeth are opposed to each other, and the plurality of facing portions have a structure in which the magnetic teeth of the adjacent facing portions have a staggered structure, and a permanent magnet is interposed between the magnetic pole teeth constituting the rear part of the front body A pre- plastic injection molding machine, characterized in that the linear movable element is arranged .
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