JP5576032B2 - Injection molding machine - Google Patents
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Description
本発明は、成形機に関するもので、特に、可塑化された樹脂材料を金型側に射出するノズルの周辺の構造に関するものである。 The present invention relates to a molding machine, and more particularly to a structure around a nozzle that injects a plasticized resin material to a mold side.
従来、射出成形機は、基本的に、ペレット状の樹脂材料を可塑化して金型側に射出するための射出機構部と、金型を開閉するための型締め機構部とを備えて構成されている。射出機構部を構成する射出シリンダー内で軟化溶融した樹脂は、金型の型締め動作の完了後、射出シリンダーに連結されたノズルの先端から金型側へと射出される。 Conventionally, an injection molding machine basically includes an injection mechanism for plasticizing a pellet-shaped resin material and injecting it into a mold, and a mold clamping mechanism for opening and closing the mold. ing. The resin softened and melted in the injection cylinder constituting the injection mechanism is injected from the tip of the nozzle connected to the injection cylinder toward the mold after completion of the mold clamping operation.
成形時の温度については、一般的に、射出シリンダーやノズルの温度は、樹脂を溶融するため高温に設定され、金型については溶融した樹脂を冷却させるため、ノズル等に比べて約100〜200℃低温に設定される。 Regarding the temperature at the time of molding, generally, the temperature of the injection cylinder or nozzle is set to a high temperature in order to melt the resin, and the mold is cooled to about 100 to 200 compared with the nozzle or the like in order to cool the molten resin. Set to a low temperature.
射出動作は、型締め機構部が型締めされた状態、つまり、ノズルと金型が接触した状態で行われる。そのため、ノズルと金型が接触する際、互いの温度差による熱伝導の影響によってノズルの温度が低下することがあった。 The injection operation is performed in a state where the mold clamping mechanism is clamped, that is, in a state where the nozzle and the mold are in contact. For this reason, when the nozzle and the mold come into contact with each other, the temperature of the nozzle may be lowered due to the influence of heat conduction due to the temperature difference between them.
特許文献1では、この熱伝導を抑制することを目的とした射出成形機が提案されている。この特許文献1では、ノズルの先端にノズルチップを設けると共に、固定プラテンにチップホルダを設け、ノズル先端のノズルチップとチップホルダとを線接触で緊密に接触させることでノズル先端部の熱が金型へ逃げることを抑制している。
上記のように、従来では、型締め時にノズル先端の温度が低下してしまう結果、樹脂の流動性が悪くなり、成形不良や、ノズル先端部に樹脂が詰まって成形不能状態になるなどの問題があった。 As described above, conventionally, the temperature of the nozzle tip decreases during mold clamping, resulting in poor resin fluidity, molding defects, and problems such as the nozzle tip being clogged with resin and becoming unmoldable. was there.
また、特許文献1に記載されている技術によれば、このような問題はある程度改善されるが、溶融温度領域の狭い材料を使用するときや、金型との温度差が大きいときなどでは、熱伝導の抑制が十分ではなかった。 In addition, according to the technique described in Patent Document 1, such a problem is improved to some extent, but when using a material having a narrow melting temperature range or when the temperature difference from the mold is large, The heat conduction was not sufficiently suppressed.
また、これらの対策のためシリンダ全体を必要以上に加熱することは、ドローリングの問題を引き起こす可能性があるため、好ましくない。 In addition, heating the entire cylinder more than necessary for these measures is not preferable because it may cause a problem of drawing.
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、シリンダ全体を必要以上に加熱することなく、型締めによって生じるノズル先端部の熱逃げを抑制して、より安定した成形動作を行える射出成形機を提供することである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and the object thereof is to suppress the heat escape of the nozzle tip portion caused by the mold clamping without heating the entire cylinder more than necessary, and more stable. An object of the present invention is to provide an injection molding machine capable of performing a molding operation.
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、可塑化された樹脂材料を一対の金型により形成されるキャビティ内へ射出するノズルを有する射出機構部と、前記一対の金型の型締めを行う型締め機構部と、前記型締め機構部において前記ノズルが固定保持される周囲の位置に配置され、前記ノズルの先端部を加熱する加熱手段を有する加熱部材と、を備え、前記一対の金型と前記ノズルとの間には、前記キャビティ内へ樹脂材料を流すための流路を形成する型板が設けられ、前記加熱部材のうち前記ノズルの周囲の位置に配置される部分によって前記型板における前記流路の一部を覆って前記型板の前記流路の一部を形成し、前記型締め機構部は、前記一対の金型の型締め力を受ける固定プラテンを有し、前記固定プラテンは、前記一対の金型との間に介在する前記加熱部材から前記型締め機構部による型締め力を受け、前記加熱部材との間には断熱材が設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an injection molding machine according to the present invention includes an injection mechanism having a nozzle for injecting a plasticized resin material into a cavity formed by a pair of molds. A mold clamping mechanism that clamps the pair of molds, and a heating unit that is disposed at a peripheral position where the nozzle is fixedly held in the mold clamping mechanism, and that heats the tip of the nozzle. A mold plate is provided between the pair of molds and the nozzle to form a flow path for flowing a resin material into the cavity. the portion disposed in the position to form a portion of the flow path of the mold plate over a portion of the flow path in the mold plate, the mold clamping mechanism is clamping the pair of molds It has a fixed platen that receives force and Fixed platen, and characterized in that the heat insulating material is provided between the receiving clamping force by the mold clamping mechanism from the heating member, the heating member interposed between said pair of molds To do.
本発明によれば、シリンダ全体を必要以上に加熱することなく、型締めによって生じるノズル先端部の熱逃げを抑制して、より安定した成形動作を行える射出成形機を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide an injection molding machine capable of performing a more stable molding operation by suppressing thermal escape of the nozzle tip portion caused by mold clamping without heating the entire cylinder more than necessary. .
以下、本発明の好適な一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係わる射出成形機における射出機構部の要部を示す図である。図2及び図3は、図1の破線の断面線A−A’の位置における断面図で、矢印の方向から見た図である。以下、本実施形態における射出成形機の基本的構成を、図1から図3を用いて説明する。 FIG. 1 is a view showing a main part of an injection mechanism part in an injection molding machine according to an embodiment of the present invention. 2 and 3 are cross-sectional views at the position of the broken cross-sectional line A-A ′ in FIG. 1, as viewed from the direction of the arrows. Hereinafter, the basic configuration of the injection molding machine according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
本実施形態における射出機構部は、射出シリンダー2と、射出プランジャ1と、ノズル7と、ノズルホルダ9とを備えて構成されている。
The injection mechanism unit in the present embodiment includes an injection cylinder 2, an injection plunger 1, a
ナット11とナット12は、内面が雌ネジで射出シリンダー2の上部ネジ20に締結可能な構造になっている。射出シリンダー2の先端には金型スプールに溶融樹脂を射出するノズル7が取付けられている。
The
本実施形態では、射出シリンダー2は固定プラテン8の固定プラテン上部円筒穴19と嵌合するとともに、ノズル先端部10が固定プラテン8に設けられたノズルホルダ9の嵌合穴23に嵌合し、位置が決められ固定保持されている。ノズル先端部10を固定プラテン8に対して嵌合支持する支持部材となるノズルホルダ(加熱部材)9は、固定プラテン8のノズル7の周囲の位置に一体的に設けられている。さらに、ノズルホルダ9には、後述するホルダヒータ24とホルダヒータ用熱電対27(図4参照)が接続されている。
In the present embodiment, the injection cylinder 2 is fitted to the fixed platen upper
また、ノズルホルダ9と固定プラテン8とが接触する部分には、断熱材49が挿入されており、ノズルホルダ9の熱が固定プラテン8に逃げるのを抑制して、より効率的にノズル先端部10に伝えることができるようにしている。
Further, a
なお、図1及び図2において、22は固定プラテンパーティング面、28は金型、29は中間プレート、30は可動プレート、35はエジェクタロッド、43はエジェクタプレートである。なお、本実施形態における金型28は、固定側型板41と可動側型板42(一対の金型)、及びエジェクタプレート43から構成される。
1 and 2, 22 is a fixed platen parting surface, 28 is a mold, 29 is an intermediate plate, 30 is a movable plate, 35 is an ejector rod, and 43 is an ejector plate. Note that the
図3より、本実施形態における型締め機構部は、固定プラテン8を含み、一対の金型の一方である固定側型板41を保持する中間プレート29と、一対の金型の他方である可動側型板42を保持する可動プレート30と、型締め部材50とを備えて構成される。本実施形態における型締めは、型締め部材50の、図示していない型締めモータの駆動によって、型締めモータとボールねじを介して機械的に連結されたトグル機構の駆動アームと従動アームとが連動し、従動アームの一端が固定された可動プレート30が中間プレート29に向けて上昇する。最終的に可動側型板42と固定側型板41とのパーティング面が当接し、可動プレート30が中間プレート29を挟んで固定プラテン8に押し付けられて、型締め状態となる。
As shown in FIG. 3, the mold clamping mechanism portion in this embodiment includes a
次に、成形時の基本動作について簡潔に説明する。図2において、図示しないホッパーからのペレット状の樹脂は、材料投入穴21より材料供給路13に供給され、材料供給路13に摺動自在に嵌合する不図示のプランジャの押し込みにより、材料供給路13に連結された射出シリンダー2の内部へと送られる。射出シリンダー2内には、摺動自在に嵌合する射出プランジャ1が配置されている。射出プランジャ1は、図示しない外部駆動系により射出シリンダー2内をZ軸方向に直進駆動され、図2中、下方向に駆動されることによって射出シリンダー2の内部の樹脂を、ノズル7を通して金型側へと押出す。
Next, the basic operation at the time of molding will be briefly described. In FIG. 2, the resin in the form of pellets from a hopper (not shown) is supplied to the
さらに、射出シリンダー2の外側面には、射出シリンダー2内の樹脂を軟化溶融するためのバンドヒータ6が巻き付けられており、これと熱電対25により、射出シリンダー2は材料に合せて所定の温度に制御される。また、射出シリンダー2の内部には、樹脂を分離するためのトーピード14が設けられている。
Further, a
よって、射出シリンダー2内の樹脂は、射出プランジャ1の駆動により、射出シリンダー2とトーピード14との間に形成された第1の樹脂流路16から第3の樹脂流路18を通って、バンドヒータ6によって軟化溶融されつつ、ノズル7へと送られる。
Therefore, the resin in the injection cylinder 2 passes through the third
また、ノズル7の外周にもノズルヒータ15が設けられており、樹脂の可塑状態をさらに促進及び維持している。なお、射出シリンダー2、ノズル7、およびヒータ類はユニット化されており、シリンダー押さえ44,45を取り外すことで、着脱交換が可能である。
A
ノズルホルダ9の中心には、ノズル先端部10が嵌合して位置決めされる嵌合穴23が設けられている。ノズルホルダ9の他面の開口穴は、固定側型板41に形成されたランナー32の形成流路へと開口している(図4参照)。
In the center of the
ノズル先端部10から射出された溶融樹脂は、固定側型板41の流路にランナー32を形成しつつ、固定側型板41及び可動側型板42によって形成されたキャビティ内に成形品33を形成する。成形品33はエジェクタピン34にて、金型の型開き動作時に型外へ取り出され、さらにランナー32が排出されて、一連の成形動作を終了する。
The molten resin injected from the
次に本実施形態の特徴的な部分であるノズル7の周辺の構成について説明する。図4は本実施形態におけるノズル7の周辺の拡大図であり、ノズル7とノズルホルダ9の構造を詳細に示すもので、型締め時の状態を示している。図5は図4の断面部分を更に斜めから見た立体斜視図である。
Next, a configuration around the
上述のように、射出部と金型とに温度差があるとき、射出動作時に互いが接触する際、ノズル7の熱逃げが発生し、ノズル詰まりなどの問題を起こすことがある。
As described above, when there is a temperature difference between the injection part and the mold, when the
特に小型の射出成形機の場合、たとえば本実施形態のように、射出シリンダー2を固定プラテン8に対して固定する等の構成によって全体的な小型化を企画した射出成形機の場合、射出シリンダー2やノズル7の大きさもそれに伴って小型に構成されている。そのため、金型と固定プラテン8とが接触した際に、金型への熱逃げが比較的発生しやすい。そのため、ノズルホルダ9および、ノズル7の温度低下を抑制するために、ノズル7が接触するノズルホルダ9にホルダヒータ24を設けて温度制御することは、本実施形態のような小型の射出成形機においてより効果的であるといえる。
In particular, in the case of a small injection molding machine, for example, in the case of an injection molding machine in which overall miniaturization is planned by a configuration such as fixing the injection cylinder 2 to the
図6は、本実施形態におけるノズルホルダ9の内部構成を示す立体図である。ノズルホルダ9には、加熱手段としての本実施形態におけるホルダヒータ24が2本組み込まれており、また、検知手段としての本実施形態におけるホルダヒータ用熱電対27が固定プラグ48で固定されている。
FIG. 6 is a three-dimensional view showing the internal configuration of the
なお、ホルダヒータ24は、本実施形態では2本設けられているが、必要に応じて、1本でも良いし3本以上設けても良い。また、ホルダヒータ24も棒状のものを用いて説明したが、例えばコイル状のものでも良く、形や加熱方法は限定しない。
Although two
ノズルホルダ9は、ホルダヒータ用熱電対27をノズル先端部10の近傍まで挿入できる構造になっており、ノズル先端部10に近い温度測定が可能となる。ホルダヒータ用熱電対27は固定プラグ48により着脱可能に取り付けられている。固定プラテン8には温調用の配線を通すための固定プラテン配線逃げ溝40(図5参照)が形成されている。
The
ホルダヒータ24とホルダヒータ用熱電対27の配線は、ノズルホルダ配線押え31と配線押え用ボルト38で固定され(図5参照)、型締め時のケーブルの挟み込みによる断線等を防止している。また、型締時に金型と干渉しないように考慮されている。
The wiring of the
図7は、ノズルホルダ9、ホルダヒータ24、ホルダヒータ用熱電対27を含む、温度調整ユニットの立体図を示している。ホルダヒータ24は、ヒータコネクタ36と熱電対コネクタ37により、射出成形機の電装部と接続されている。これらコネクタの着脱により、電装部からの温度調整ユニットの切り離しが簡単に行えるように構成されている。そのため各部品のメンテナンス及び交換等が容易となる。なお、図7において、47はホルダヒータ用熱電対配線である。
FIG. 7 shows a three-dimensional view of the temperature adjustment unit including the
図8はノズルホルダ配線押え31の立体図である。ノズルホルダ配線押え31は配線を逃げられるように中央に溝が構成されている。なお、配線押えの機能を満たすものであれば、形状はこの限りでない。
FIG. 8 is a three-dimensional view of the nozzle
図9は、ノズルホルダ9を、金型を外した状態で斜め下から見た図であり、ノズルホルダ9へのホルダヒータ24およびホルダヒータ用熱電対27の接続状態を示す。固定プラテン配線逃げ溝を利用して、ホルダヒータ配線46とホルダヒータ用熱電対27とが、成形機外部へと引き出されている。各種配線は、ノズルホルダ配線押え31により固定保護され、配線押え用ボルト38で締結される。ノズルホルダ9は、ノズルホルダ取付けボルト39により、固定プラテン8に締結される。
FIG. 9 is a view of the
図10は、ノズルホルダ9の、ホルダヒータ24やホルダヒータ用熱電対27等の一連の温度調整ユニットの解体及び組立方法を示す図である。ノズルホルダ9の温度調整ユニットの解体は、まず図7で説明したコネクタ類を外し電装部と分離する。次に、配線押え用ボルト38とノズルホルダ配線押え31を外し、ノズルホルダ取付けボルト39をゆるめて外し、外部への取り外し(着脱自在)ができる。組立は、解体の順序と逆の手順を実施すればよい。
FIG. 10 is a view showing a method of disassembling and assembling a series of temperature adjustment units such as the
また、射出成形機はこれを駆動制御する図示しない制御装置を有しており、演算処理用のCPU、射出成形機の制御プログラムおよび演算データを格納するROM、制御プログラムや演算データの一時記憶用に使用されるRAM等を含み構成されている。本実施形態において制御装置は、ホルダヒータ用熱電対27によって検知されたノズルホルダ9の検知温度(検知結果)に基づいて、型締め動作中、ホルダヒータ24を一定の温度に加熱し続けるように加熱制御(加熱動作)している。
The injection molding machine has a control device (not shown) for driving and controlling the CPU, a CPU for arithmetic processing, a ROM for storing the control program and arithmetic data for the injection molding machine, and a temporary storage for the control program and arithmetic data. It includes a RAM and the like used for the above. In the present embodiment, the control device performs heating control based on the detected temperature (detection result) of the
以上のように、ノズル7が金型の固定側型板41と接触する部分にノズルホルダ9なる部材を介し、さらにこのノズルホルダ9をヒータによって加熱制御することで、ノズル7先端部での金型への熱移動を抑制することができる。また、ノズル7や金型の役割として必要な温度制御自体を変更しないで良いため、ノズル7の熱逃げ抑制としての温度制御が容易になる。
As described above, the
また、このようにノズルホルダ9を加熱制御することによって、加熱時に、ノズル先端部10が嵌合するノズルホルダ9の嵌合穴23が、熱膨張によりノズル先端部10の側面に密着する。これにより、嵌合穴23とノズル先端部10との間の隙間をシールし、この隙間によって発生する可能性のあった樹脂漏れを防止する効果を持つことができる構造となっている。
Further, by controlling the heating of the
さらに、ノズルホルダ9と固定側型板41との間に、ランナー形成路を避けた図示していない断熱材を設けても良い。このように断熱材を挟むことで、ノズルホルダ9を加熱してノズル先端部10の詰まりを防止する構成によっても、ノズルホルダ9と金型間との伝熱をより適切に調整することができる。
Furthermore, you may provide between the
なお、ノズル部と金型との駆動の構成について、本実施形態においては、ノズル7が支持部材(加熱部材)を介して固定プラテン8に対し固定されている構成として説明した。しかし本実施形態に限らず、ノズルが固定プラテンに対して移動する構成の射出機構部や型締め機構部を持った射出成形機に対しても本発明は適用可能である。すなわち、固定プラテンに対してノズルが可動に構成されたものについても、型締め時に固定プラテンとノズル先端とが金型に接する構成は同じである。そのため、このような構成の射出成形機にも、例えば本実施形態のように固定プラテンに支持部材としての部材を設けて、そこに加熱手段を設けることによって実施可能である。
In addition, about the structure of a drive with a nozzle part and a metal mold | die, in this embodiment, the
また、ノズルが接触する支持部材として、本実施形態ではノズルホルダを設ける構成として説明したが、これに限らず、例えば金型のロケートリング等を温調する場合も本発明の範疇に含まれる。 In the present embodiment, the nozzle holder is described as the support member that comes into contact with the nozzle. However, the present invention is not limited to this. For example, the case where the temperature of a locating ring of a mold is controlled is also included in the scope of the present invention.
また、射出成形機本体について、本実施形態ではプランジャ射出方式を採用した竪型成形機を用いて説明したが、射出方式はインラインスクリュー方式や、プリプランジャ方式でも実施可能であり、また、成形機本体は横型のものでも実施可能である。 In addition, the injection molding machine main body has been described using a vertical molding machine adopting a plunger injection system in this embodiment, but the injection system can also be implemented by an in-line screw system or a pre-plunger system. The main body may be a horizontal type.
以上説明したように、上記の実施形態によれば、ノズル先端を加熱することによって、型締めによって生じるノズル先端部からの熱逃げを抑制することができる。さらに、ノズル先端が接触する支持部材にヒータを設けたため、ノズルの先端部分のみを加熱することによって、ノズルの過加熱によるドローリングなどの問題を防ぎ、より安定した成形動作を行える射出成形機を提供することができる。 As described above, according to the above-described embodiment, heat escape from the nozzle tip portion caused by mold clamping can be suppressed by heating the nozzle tip. In addition, since the heater is provided on the support member that contacts the nozzle tip, only the nozzle tip is heated to prevent problems such as dragging due to overheating of the nozzle, and an injection molding machine that can perform more stable molding operations. Can be provided.
2 射出シリンダー
6 バンドヒータ
7 ノズル
8 固定プラテン
9 ノズルホルダ
10 ノズル先端部
15 ノズルヒータ
19 固定プラテン上部円筒穴
20 射出シリンダー上部ネジ
22 固定プラテンパーティング面
24 ホルダヒータ
27 ホルダヒータ用熱電対
28 金型
29 中間プレート
30 可動プレート
31 ノズルホルダ配線押え
32 ランナー
33 成形品
34 エジェクタピン
35 エジェクタロッド
36 ヒータコネクタ
37 熱電対コネクタ
38 配線押え用ボルト
39 ノズルホルダ取付けボルト
40 固定プラテン配線逃げ溝
41 固定側型板
42 可動側型板
43 エジェクタプレート
44 シリンダー押え
45 シリンダー押え
46 ホルダヒータ配線
47 ホルダヒータ用熱電対配線
48 固定プラグ
49 断熱板
50 型締め部材
2
Claims (4)
前記一対の金型の型締めを行う型締め機構部と、
前記型締め機構部において前記ノズルが固定保持される周囲の位置に配置され、前記ノズルの先端部を加熱する加熱手段を有する加熱部材と、を備え、
前記一対の金型と前記ノズルとの間には、前記キャビティ内へ樹脂材料を流すための流路を形成する型板が設けられ、
前記加熱部材のうち前記ノズルの周囲の位置に配置される部分によって前記型板における前記流路の一部を覆って前記型板の前記流路の一部を形成し、
前記型締め機構部は、前記一対の金型の型締め力を受ける固定プラテンを有し、
前記固定プラテンは、前記一対の金型との間に介在する前記加熱部材から前記型締め機構部による型締め力を受け、前記加熱部材との間には断熱材が設けられている
ことを特徴とする射出成形機。 An injection mechanism having a nozzle for injecting a plasticized resin material into a cavity formed by a pair of molds;
A mold clamping mechanism for clamping the pair of molds;
A heating member that is disposed at a peripheral position where the nozzle is fixedly held in the mold-clamping mechanism unit and has a heating unit that heats the tip of the nozzle;
A mold plate is provided between the pair of molds and the nozzle to form a flow path for flowing a resin material into the cavity.
Forming a part of the flow path of the template by covering a part of the flow path in the template with a portion of the heating member disposed at a position around the nozzle ;
The mold clamping mechanism has a fixed platen that receives a mold clamping force of the pair of molds,
The fixed platen receives a clamping force by the clamping mechanism from the heating member interposed between the pair of molds, and a heat insulating material is provided between the heating member and the heating member. > An injection molding machine characterized by that.
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