JP4589957B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

この発明は、プランジャの前進による射出動作によって、射出チャンバ内に充填した射出材料を、射出シリンダの先端部のノズルから成形型に射出し成形する射出成形機に関し、特に射出チャンバからの射出材料の漏れを防止する技術手段に特徴を有するものに関する。

従来、ゴム成形品等の成形機として射出成形機が広く用いられている。
この射出成形機では、射出チャンバ内に充填した射出材料を、射出チャンバの内周面に摺動可能に嵌合したプランジャの前進による射出動作によって、射出シリンダの先端部のノズルから成形型に射出し所定形状に成形する。

ところで、図５に示す従来の射出成形機１００においては、プランジャ１０２が射出チャンバ１０４の内周面に対して単に摺動可能に嵌合しているに過ぎず、それらプランジャ１０２の外周面と射出チャンバ１０４の内周面との間には、嵌合クリアランスに基く微小隙間が生じており、そのため射出チャンバ１０４内に充填した射出材料をプランジャ１０２の前進による射出動作によって射出シリンダ１０６の先端部のノズルから成形型１０８に射出する際に、射出チャンバ１０４内の射出材料が、これに加わる高圧力（１５０〜２００ＭＰａ）により上記の微小隙間を通じて射出シリンダ１０６外部に材料漏れしてしまうといった問題が生じていた。

上記嵌合クリアランスに基くプランジャ１０２の外周面と射出チャンバ１０４の内周面との間の隙間は、射出成形を繰り返すうちにプランジャ１０２外周面の摩耗，射出チャンバ１０４内周面の摩耗等によって次第に大きくなり、その結果としてこの隙間による材料漏れの量も次第に多くなる。

而してこのようにして射出チャンバ１０４から射出シリンダ１０６外部に漏出した射出材料は、図５に示しているように射出シリンダ１０６の後端に次第に累積して塊状化する。
そしてその漏出した射出材料の塊Ｋが大きくなると、これが場合によって適正な射出動作の障害となってしまうことが起り得る。
また上記のような射出材料の漏れが生じると、プランジャ１０２の前進による射出動作によって成形型に供給される射出材料が減少してしまうことにもなり、場合によってゴム成形品等の成形品の形状や品質に対して悪影響を及ぼしてしまう恐れが生ずる。

尚、下記特許文献１には、射出成形機の材料漏れ防止装置についての発明が示され、また特許文献２には、射出成形機における樹脂漏れの防止装置についての考案が開示されている。
しかしながらこれら特許文献１，特許文献２に開示のものは、スクリューの後端部と加熱筒との間の隙間からの材料漏れを防止するものである点で、また射出材料に加わる圧力を利用して材料漏れを防止するものではない点で、本発明とは異なっている。
その他に特許文献３，特許文献４にも射出成形機の材料漏れを防止するようになした点が開示されているが、これら特許文献３，特許文献４に開示のものも本発明とは異なったものである。

特開平１１−１５１７３７号公報 実開平５−１２１１６号公報 実開平３−２３４２１号公報 実用新案登録第３０７９２６８号

本発明は以上のような事情を背景とし、プランジャの前進による射出動作の際に射出チャンバ内の射出材料が、プランジャと射出チャンバとの間の嵌合クリアランスに基く隙間を通じて外部に漏出するのを有効に防止することのできる射出成形機を提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１のものは、射出チャンバ内に充填した射出材料を、該射出チャンバの内周面に摺動可能に嵌合したプランジャの前進による射出動作によって、射出シリンダの先端部のノズルから成形型に射出して成形する射出成形機において、前記プランジャの外周面に環状溝を形成して該環状溝に、該プランジャの外周面と前記射出チャンバの内周面との間をシールする、径方向に拡開可能且つ外周面が軸方向にストレート形状をなす円筒形状のシールリングを嵌込状態に且つ該シールリングが該プランジャの外周面から突出する状態に装着し、該シールリングには、周方向所定個所に該シールリングを該周方向に分断して径方向外方に弾性変形させるための切れ目を入れておくとともに、前記環状溝における前記プランジャの後退側の溝側面、及び対応する該シールリングの該後退側の側壁面のそれぞれに、該プランジャの径方向外方に進むにつれて該プランジャの後退方向に移行する形状のテーパ面を形成し、該プランジャの前記射出動作の際に前記射出チャンバ内の前記射出材料に加わる圧力にて前記シールリングを前記テーパ面の作用で内径及び外径の拡径を伴って径方向外方に押し拡げるようになしてあることを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記シールリングが金属製であることを特徴とする。

請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記切れ目は前記シールリングの中心軸線に対して傾斜した斜めの切れ目となしてあることを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、プランジャの外周面に環状溝を形成してその環状溝に、プランジャの外周面と射出チャンバの内周面との間をシールするシールリングを嵌込状態に、且つシールリングがプランジャの外周面から突出する状態に装着するとともに、環状溝におけるプランジャの後退側の溝側面、及び対応するシールリングの後退側の側壁面のそれぞれにテーパ面を形成し、プランジャの射出動作の際に射出チャンバ内の射出材料に加わる圧力にてシールリングを、そのテーパ面の作用で径方向外方に押し拡げるようになしたものである。

かかる本発明の射出成形機においては、プランジャと射出チャンバとの嵌合クリアランスに基いてプランジャの外周面と射出チャンバの内周面との間に生じる環状の微小な隙間をシールリングによってシールすることができる。
しかもそのシールリングは、射出動作の際に射出チャンバ内に充填されている射出材料に加わる圧力によってテーパ面の作用で径方向外方に押し拡げられるため、射出材料の射出チャンバからの漏れをより有効に防止することができる。
そしてこのことによって、射出材料の漏れに起因して生ずる上記の不具合を解決することが可能となる。

ここで上記のシールリングには周方向所定個所に切れ目を設けておき、その切れ目においてシールリングを径方向外方に弾性変形可能となしておく。
このようにしておけば、射出材料に加わる圧力及び上記テーパ面の作用でシールリングを容易に径方向外方に拡径変形させることができる。

本発明では、上記シールリングとして金属製のものを用いることができる（請求項２）。
また本発明では、シールリングの切れ目をシールリングの中心軸線に対して傾斜した斜めの切れ目（バイアスカット）となしておくことができる（請求項３）。

このようにしておけば、シールリングが拡径変形した場合においても切れ目が斜めの切れ目（バイアスカット）であるため、その切れ目を通じての射出材料の漏れを可及的に少なく抑制することができる。

また本発明は射出材料としてゴム材料を射出し成形する射出成形機即ちゴム射出成形機に好適に適用することができる。

次に本発明をゴム射出成形機に適用した場合の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、縦型射出成形機の全体構成を示したもので、同図に示しているようにこの縦型射出成形機は、射出装置１０と成形装置１２とを有している。
射出装置１０は、押出機１４と、図２に示しているように射出チャンバ１５を備えた射出シリンダ１６と、図中下向きの前進移動により射出チャンバ１５内部に充填されているゴム材料を射出するプランジャ１８と、その駆動シリンダ２０とを有している。
射出装置１０は、プランジャ１８を下向きに前進移動させて、射出チャンバ１５内のゴム材料を下方の成形金型（成形型）２４に向けて射出する。

成形装置１２は、型締装置２２と成形金型２４とを有している。
尚図１において２５は型締装置２２における油圧装置である。
成形金型２４は、上型２６と、薄板状をなす中型２８と、下型３０とを有しており、その内部にゴム製品を成形するためのキャビティを有している。

図１に示しているように、下型３０の下側には熱板３６が設けられており、更にその下側に断熱板３８が設けられ、その下側に第１スライド板４０が設けられている。
尚４２は成形位置において上下に移動し、中型２８と下型３０とを熱板３６，断熱板３８等とともに上昇させ又は下降させる昇降板である。

上記第１スライド板４０は後方（図中左方）に延び出しており、その端部上に熱板３６に埋設されたヒータに繋がる配線をまとめて収容する配線ボックス４４が設けられ、更にその上側に配線ボックス４４の蓋を兼ねた第２スライド板４６が設けられている。
第２スライド板４６は配線ボックス４４から更に図中左方に延び出している。

本実施形態において、これら第１スライド板４０，配線ボックス４４，第２スライド板４６全体がスライド部材４７を構成している。
これら第１スライド板４０，配線ボックス４４，第２スライド板４６にて構成されたスライド部材４７は、進退シリンダ４８にて図１中左右方向に前進及び後退運動させられる。
一方成形装置１２の前部（図１中右部）にはテーブル５０が設けられていて、そのテーブル５０に、成形金型２４における中型２８と下型３０とを分離するための型分離装置５２が設けられている。

この型分離装置５２は、昇降シリンダ５４と、これにより昇降駆動される昇降ロッド５６と、その上端に設けられた昇降部材５８とを図１の紙面と直角方向の左右両側に一対有している。
これら昇降部材５８の上側には更に爪部材６０が設けられており、かかる爪部材６０が昇降部材５８と一体に昇降運動させられる。
この爪部材６０は、自身の上昇運動によって中型２８を持ち上げて下型３０から分離させる。

この縦型射出成形機では、図１の型締装置２２にて成形金型２４を型締状態に保持し、その状態でプランジャ１８を駆動シリンダ２０により図中下向きに突き出すことで、図２の射出チャンバ１５内に充填されている流動状態のゴム材料を成形金型２４のキャビティに注入する。
そしてその状態で所定時間保持することで、キャビティに注入されたゴム材料が加硫されゴム製品となる。

その後成形金型２４における中型２８と下型３０とが下降せしめられ、そしてその下降端においてスライド部材４７が図１中左から右向きに前進させられて、スライド部材４７詳しくは第１スライド板４０上に載置されている中型２８と下型３０とが、ともにテーブル５０上に持ち来たされる。
即ち中型２８と下型３０とが成形位置から型分離位置へと移動せしめられる。

中型２８は、型分離位置において昇降シリンダ５４による昇降ロッド５６の上昇、更にこれに伴う爪部材６０の上昇により上方に持ち上げられ、下型３０から分離される。そしてその後、加硫後のゴム製品が取り出される。

上記押出機１４は、ゴム材料を予め可塑化して射出シリンダ１６に供給するもので、図２に示しているようにスクリュー６２を有しており、供給口６４から連続的に供給されてくるテープ状のゴム材料を、スクリュー６２の回転により可塑化し流動化させた上で、逆止弁６６を押し開いて射出シリンダ１６の射出チャンバ１５内部に押し出し、供給する。
図２に示しているように、プランジャ１８はその先端部（図中下端部）に部分的に大径をなすヘッド６８を備えている。
ここでヘッド６８は、その外周面が軸方向に沿ってストレート形状をなす円柱面をなしている。

一方射出シリンダ１６に備えられた上記の射出チャンバ１５は、その内周面が軸方向にストレート形状をなす円筒面となしており、かかる射出チャンバ１５の内周面に対して射出プランジャ１８、詳しくはヘッド６８が図中上下に摺動可能に嵌合している。
このプランジャ１８は、押出機１４にて可塑化されたゴム材料が射出チャンバ１５内部に押し出され供給されるに従って、その圧力で図中上向きに後退移動し、そして一定ストローク後退した時点で押出機１４からのゴム材料の押出し及びプランジャ１８の後退移動が停止する。

即ちプランジャ１８の後退移動によって射出チャンバ１５内部のゴム材料の充填量が計量され、そしてその計量値が予め定めた一定値に達したところで、押出機１４によるゴム材料の供給及びプランジャ１８の後退移動が停止する。

図３に拡大して示しているように、プランジャ１８におけるヘッド６８の外周面には円環状の環状溝７０が形成されていて、そこにシールリング７２が嵌込状態に装着されている。
本実施形態において、このシールリング７２は金属製とされている。シールリング７２としては砲金を好適に用い得るが、他の金属材料であっても良い。或いはまた金属材料以外の材料にてシールリング７２を構成することも可能である。

図３（Ｂ）に示しているように、このシールリング７２には周方向所定個所にシールリング７２を周方向に分断する切れ目７４が設けてあり、その切れ目７４によって、シールリング７２が径方向外方に弾性変形可能となしてある。
ここで切れ目７４はバイアスカット、即ち中心軸線に対して斜めに傾斜した切れ目となしてある。
尚シールリング７２は、その外周部が部分的にヘッド６８の外周面から径方向外方に突出した状態で環状溝７０に装着されている。

図３（Ａ）の部分拡大図に示しているように、上記環状溝７０における図中上側の溝側面、即ちプランジャ１８の後退側の溝側面は、径方向外方に進むにつれてプランジャ１８の後退方向に移行するテーパ面７６となしてある。
またこれに対応して、シールリング７２のプランジャ１８後退側の側壁面が、同じ角度で傾斜する対応した形状のテーパ面７８となしてある。

本実施形態の射出装置１０にあっては、射出チャンバ１５内に充填されたゴム材料Ｇ（図４参照）を、プランジャ１８の前進による射出動作によって射出シリンダ１６の先端部のノズルから成形金型２４に射出する際、図４に示しているようにプランジャ１８に嵌着されたシールリング７２が、射出チャンバ１５内部のゴム材料Ｇに加わる高圧力によりテーパ面７６，７８の案内作用で径方向外方に押し拡げられ、そのことによってプランジャ１８、詳しくはヘッド６８の外周面と射出チャンバ１５の内周面との間の環状の隙間が良好にシールされる。
従って射出チャンバ１５内部のゴム材料Ｇは、それらプランジャ１８と射出チャンバ１５内周面との間の隙間を通じて後方（図４中上方）に漏出することなく、プランジャ１８の前進移動により良好に射出チャンバ１５から成形金型２４へと射出される。

以上のように本実施形態によれば、プランジャ１８と射出チャンバ１５との嵌合クリアランスに基いてプランジャ１８の外周面と射出チャンバ１５の内周面との間に生じる環状の微小な隙間をシールリング７２によってシールすることができる。
しかもそのシールリング７２は、射出動作の際に射出チャンバ１５内に充填されているゴム材料Ｇに加わる圧力によってテーパ面７６，７８の作用で径方向外方に押し拡げられるため、ゴム材料Ｇの射出チャンバ１５からの漏れをより有効に防止することができる。
そしてこのことによって、ゴム材料Ｇの漏れに起因して生ずる不具合を解決することが可能となる。

また本実施形態では、シールリング７２の周方向所定個所に切れ目７４が設けてあるため、その切れ目７４によってシールリング７２を径方向外方に容易に弾性変形させ、拡径させることができる。
しかも切れ目７４はシールリング７２の中心軸線に対して傾斜した斜めの切れ目（バイアスカット）となしてあるため、その切れ目７４を通じてのゴム材料Ｇの漏れを可及的に少なく抑制することができる。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

本発明の一実施形態である射出成形機の正面図である。 同実施形態の射出成形機における射出装置の要部断面図である。 同実施形態におけるプランジャ及びシールリングの図である。 同実施形態の作用説明図である。 従来の射出成形機の不具合を説明するための説明図である。

１０ 射出装置
１５ 射出チャンバ
１６ 射出シリンダ
１８ プランジャ
２４ 成形金型
７０ 環状溝
７２ シールリング
７４ 切れ目
７６，７８ テーパ面
Ｇ ゴム材料

Claims (3)

1. 射出チャンバ内に充填した射出材料を、該射出チャンバの内周面に摺動可能に嵌合したプランジャの前進による射出動作によって、射出シリンダの先端部のノズルから成形型に射出して成形する射出成形機において
   前記プランジャの外周面に環状溝を形成して該環状溝に、該プランジャの外周面と前記射出チャンバの内周面との間をシールする、径方向に拡開可能且つ外周面が軸方向にストレート形状をなす円筒形状のシールリングを嵌込状態に且つ該シールリングが該プランジャの外周面から突出する状態に装着し、
   該シールリングには、周方向所定個所に該シールリングを該周方向に分断して径方向外方に弾性変形させるための切れ目を入れておくとともに、
   前記環状溝における前記プランジャの後退側の溝側面、及び対応する該シールリングの該後退側の側壁面のそれぞれに、該プランジャの径方向外方に進むにつれて該プランジャの後退方向に移行する形状のテーパ面を形成し、該プランジャの前記射出動作の際に前記射出チャンバ内の前記射出材料に加わる圧力にて前記シールリングを前記テーパ面の作用で内径及び外径の拡径を伴って径方向外方に押し拡げるようになしてあることを特徴とする射出成形機。
2. 請求項１において、前記シールリングが金属製であることを特徴とする射出成形機。
3. 請求項１，２の何れかにおいて、前記切れ目は前記シールリングの中心軸線に対して傾斜した斜めの切れ目となしてあることを特徴とする射出成形機。

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