JP6158102B2

JP6158102B2 - 射出成形機

Info

Publication number: JP6158102B2
Application number: JP2014009022A
Authority: JP
Inventors: 昌博阿部
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2034-01-21
Also published as: CN104786449A; JP2015136841A; CN104786449B

Description

本発明は、射出成形機に関する。

射出成形機は、金型装置内に充填される成形材料を加熱するシリンダ、およびシリンダの成形材料供給口を冷却する冷却ブロックを備える（例えば、特許文献１参照）。冷却ブロックの内部には冷却媒体（例えば冷却水）を流す流路が形成され、シリンダの成形材料供給口の温度は成形材料（例えば樹脂ペレット）が溶融しない温度に保たれる。成形材料供給口の目詰まりが防止できる。

特開２００５−１０３８７５号公報

従来、例えば立ち上げ時に冷却ブロックの温度が設定温度になるのに時間がかかっていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、冷却ブロックの温度が設定温度になるまでの時間を短縮できる、射出成形機の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
金型装置内に充填される成形材料を加熱するシリンダと、
冷却媒体が通る流路を内部に有し、前記シリンダの成形材料供給口を冷却する冷却ブロックと、
前記冷却ブロックを加熱する加熱部とを備え、
前記加熱部は、前記冷却媒体と接触することにより前記冷却媒体を加熱するヒータを有する、射出成形機が提供される。

本発明の一態様によれば、冷却ブロックの温度が設定温度になるまでの時間を短縮できる、射出成形機が提供される。

本発明の一実施形態による射出成形機を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。また、充填工程におけるスクリュの移動方向（図１において左方向）を前方、計量工程におけるスクリュの移動方向（図１において右方向）を後方として説明する。

図１は、本発明の一実施形態による射出成形機を示す断面図である。射出成形機１０は、シリンダ４１、ノズル４２、スクリュ４３、冷却ブロック４４、温度計４５、供給管４６、排出管４７、冷却器４８、加熱部５０、流量調整部６０、制御装置７０などを含む。

シリンダ４１は、金型装置内に充填される成形材料を加熱する。シリンダ４１の外周にはヒータなどの加熱源Ｈ１〜Ｈ４が設けられる。シリンダ４１の後部には成形材料供給口４１ａが形成され、成形材料供給口４１ａからシリンダ４１内に成形材料が供給される。

スクリュ４３は、シリンダ４１内において回転自在に且つ進退自在に配設される。計量工程では、スクリュ４３を回転させて、シリンダ４１内に供給された成形材料をスクリュ４３に形成される螺旋状の溝４３ａに沿って前方に送り、徐々に溶融させる。溶融させた成形材料がスクリュ４３の前方に送られ、シリンダ４１の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ４３が後退させられる。スクリュ４３の前方に所定量の成形材料が蓄積すると、スクリュ４３の回転が停止され、計量工程が完了する。その後、充填工程では、スクリュ４３を前進させて、スクリュ４３の前方に蓄積された成形材料をシリンダ４１の前端に設けられるノズル４２から射出し、金型装置内に充填する。ノズル４２の外周にはヒータなどの加熱源Ｈ５が設けられてよい。

スクリュ４３に形成される螺旋状の溝４３ａの深さは、一定でもよいし、場所によって異なってもよい。

冷却ブロック４４は、冷却媒体が通る流路４４ａを内部に有する。冷却媒体は、冷却水などの液体、空気などの気体のいずれでもよい。冷却ブロック４４は、シリンダ４１の後部を挿入させる挿入孔を有し、シリンダ４１の後部に形成される成形材料供給口４１ａを冷却する。成形材料供給口４１ａの温度は成形材料（例えば樹脂ペレット）が溶融しない温度に保たれる。成形材料供給口４１ａの目詰まりが防止できる。

温度計４５は、冷却ブロック４４の温度を測定する。温度計４５は、冷却ブロック４４の温度を示す信号を制御装置７０に出力する。制御装置７０は、メモリなどの記憶部およびＣＰＵなどを有し、記憶部に記憶される制御プロクラムをＣＰＵに実行させることにより、冷却ブロック４４の温度が設定温度になるように、冷却器４８、加熱部５０、および流量調整部６０を制御してよい。

供給管４６は、冷却ブロック４４の外部から流路４４ａに冷却媒体を供給する。排出管４７は、流路４４ａから冷却ブロック４４の外部に冷却媒体を排出する。冷却器４８は、排出管４７から排出される冷却媒体を冷却して供給管４６に戻す。冷却器４８は、制御装置７０による制御下で、冷却媒体の温度が設定温度になるように冷却媒体を冷却してよい。

尚、本実施形態では、排出管４７から排出される冷却媒体を冷却して供給管４６に環流させるが、排出管４７から排出される冷却媒体を廃棄してもよい。この場合、冷却器４８は、冷却媒体の供給源に接続され、供給源から供給される冷却媒体を冷却して供給管４６に供給する。また、供給管４６は冷却器４８を介さずに供給源に接続されてもよい。

加熱部５０は、冷却ブロック４４を加熱する。シリンダ４１の熱だけでなく加熱部５０の熱によって冷却ブロック４４が加熱できる。よって、射出成形時に冷却ブロック４４の温度が設定温度に維持しやすく、成形品の品質が安定化する。また、冷却ブロック４４の温度が設定温度になるまでの時間が短縮できる。時間短縮の効果は、シリンダ４１と冷却ブロック４４との間に断熱材が配設される場合に顕著である。

加熱部５０は、冷却媒体を加熱してよい。冷却ブロック４４の温度が設定温度になるように、冷却媒体を流路４４ａに連続的に供給しながら冷却媒体の温度が調整できる。冷却ブロック４４の温度が設定温度になるように冷却媒体を流路４４ａに間欠的に供給すると共にその供給時間を調整する場合に比べて、冷却ブロック４４の温度の安定性が良く、成形品の品質が安定化する。

加熱部５０は、冷却媒体を加熱する目的で、冷却媒体加熱ヒータ５１、供給管加熱ヒータ５２、冷却媒体加熱ヒートパイプ５３、および供給管加熱ヒートパイプ５４を有してよい。

冷却媒体加熱ヒータ５１は、冷却媒体と接触することにより冷却媒体を加熱するヒータである。冷却媒体加熱ヒータ５１は、例えばマイクロヒータであって、図１に示すように流路４４ａに配設されてよい。尚、冷却媒体加熱ヒータ５１は、供給管４６の内部に配設されてもよく、供給管４６の内部と流路４４ａの両方に配設されてもよい。

供給管加熱ヒータ５２は、供給管４６を加熱することにより冷却媒体を加熱するヒータである。供給管加熱ヒータ５２は、例えばバンドヒータであって、供給管４６の外周に巻き付けられてよい。

冷却媒体加熱ヒートパイプ５３は、シリンダ４１および冷却媒体と接触することによりシリンダ４１の熱を冷却媒体に伝えるヒートパイプである。ヒートパイプは、揮発性の作動液を内部に有し、作動液の蒸発および凝縮を利用して熱を移動させる。作動液はヒートパイプ内を循環する。

冷却媒体加熱ヒートパイプ５３は、シリンダ４１と、供給管４６内の冷却媒体とを熱的に接続する。尚、冷却媒体加熱ヒートパイプ５３は、シリンダ４１と、流路４４ａ内の冷却媒体とを熱的に接続してもよい。また、流路４４ａ内の冷却媒体とシリンダ４１とを熱的に接続するヒートパイプと、供給管４６内の冷却媒体とシリンダ４１とを熱的に接続するヒートパイプとが両方用いられてもよい。

供給管加熱ヒートパイプ５４は、シリンダ４１および供給管４６と接触することによりシリンダ４１の熱を供給管４６を介して冷却媒体に伝えるヒートパイプである。

供給管４６は、冷却媒体加熱ヒートパイプ５３および供給管加熱ヒートパイプ５４によってシリンダ４１の熱を冷却媒体に伝える加熱流路４６ａと、加熱流路４６ａを迂回するバイパス流路４６ｂとを有してよい。加熱流路４６ａとバイパス流路４６ｂとは分岐点と合流点で接続される。

尚、冷却媒体加熱ヒートパイプ５３がシリンダ４１と流路４４ａ内の冷却媒体とを熱的に接続する場合、流路４４ａが加熱流路とバイパス流路とを有してよい。

流量調整部６０は、加熱流路４６ａとバイパス流路４６ｂとの間の冷却媒体の流量比を調整する。例えば、流量調整部６０は、ロータリー弁などの方向制御弁で構成され、冷却媒体の経路を加熱流路４６ａとバイパス流路４６ｂとの間で切り替える。冷却媒体は、加熱流路４６ａおよびバイパス流路４６ｂのいずれか一方のみを介して冷却ブロック４４内に供給される。よって、冷却ブロック４４の温度が調整できる。

尚、本実施形態の冷却媒体は加熱流路４６ａおよびバイパス流路４６ｂのいずれか一方のみを介して冷却ブロック４４内に供給されるが、冷却媒体は両方を介して冷却ブロック４４内に供給されてもよい。この場合、加熱流路４６ａおよびバイパス流路４６ｂの少なくとも一方の途中に流量調整弁が設けられてよい。加熱流路４６ａとバイパス流路４６ｂとの間の冷却媒体の流量比が調整でき、冷却ブロック４４の温度が調整できる。

加熱部５０は、冷却ブロック４４と接触することにより冷却ブロック４４を加熱してよい。加熱部５０は、冷却ブロック４４を加熱する目的で、冷却ブロック加熱ヒータ５５、および冷却ブロック加熱ヒートパイプ５６を有してよい。

冷却ブロック加熱ヒータ５５は、冷却ブロック４４と接触することにより冷却ブロック４４を加熱するヒータである。

冷却ブロック加熱ヒートパイプ５６は、シリンダ４１および冷却ブロック４４と接触することによりシリンダ４１の熱を冷却ブロック４４に伝えるヒートパイプである。

以上、射出成形機の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

例えば、上記実施形態の射出装置は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式でもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。スクリュ・プリプラ方式では可塑化シリンダ内にスクリュが配設され、プランジャ・プリプラ方式では可塑化シリンダ内にプランジャが配設される。プリプラ方式の場合、冷却ブロックは可塑化シリンダを冷却する。

また、上記実施形態では、冷却媒体加熱ヒータ５１、供給管加熱ヒータ５２、冷却媒体加熱ヒートパイプ５３、供給管加熱ヒートパイプ５４、冷却ブロック加熱ヒータ５５、および冷却ブロック加熱ヒートパイプ５６が用いられるが、これらの加熱手段は単独または任意の組合せで用いられてもよい。また、同じ種類の加熱手段が複数用いられてもよい。

１０射出成形機
４１シリンダ
４１ａ成形材料供給口
４３スクリュ
４４冷却ブロック
４４ａ流路
４５温度計
４６供給管
４７排出管
４８冷却器
５０加熱部
５１冷却媒体加熱ヒータ
５２供給管加熱ヒータ
５３冷却媒体加熱ヒートパイプ
５４供給管加熱ヒートパイプ
５５冷却ブロック加熱ヒータ
５６冷却ブロック加熱ヒートパイプ
６０流量調整部
７０制御装置
Ｈ１〜Ｈ５加熱源

Claims

金型装置内に充填される成形材料を加熱するシリンダと、
冷却媒体が通る流路を内部に有し、前記シリンダの成形材料供給口を冷却する冷却ブロックと、
前記冷却ブロックを加熱する加熱部とを備え、
前記加熱部は、前記冷却媒体と接触することにより前記冷却媒体を加熱するヒータを有する、射出成形機。
金型装置内に充填される成形材料を加熱するシリンダと、
冷却媒体が通る流路を内部に有し、前記シリンダの成形材料供給口を冷却する冷却ブロックと、
前記冷却ブロックを加熱する加熱部と、
前記冷却ブロックの外部から前記流路に前記冷却媒体を供給する供給管とを備え、
前記加熱部は、前記供給管を加熱することにより前記冷却媒体を加熱するヒータを有し、
前記ヒータは、前記供給管の外周に巻き付けられる、射出成形機。
金型装置内に充填される成形材料を加熱するシリンダと、
冷却媒体が通る流路を内部に有し、前記シリンダの成形材料供給口を冷却する冷却ブロックと、
前記冷却ブロックを加熱する加熱部とを備え、
前記加熱部は、前記シリンダおよび前記冷却媒体と接触することにより前記シリンダの熱を前記冷却媒体に伝えて前記冷却媒体を加熱するヒートパイプを有する、射出成形機。
金型装置内に充填される成形材料を加熱するシリンダと、
冷却媒体が通る流路を内部に有し、前記シリンダの成形材料供給口を冷却する冷却ブロックと、
前記冷却ブロックを加熱する加熱部と、
前記冷却ブロックの外部から前記流路に前記冷却媒体を供給する供給管とを備え、
前記加熱部は、前記シリンダおよび前記供給管と接触することにより前記シリンダの熱を前記供給管を介して前記冷却媒体に伝えて前記冷却媒体を加熱するヒートパイプを有する、射出成形機。
ヒートパイプによって前記シリンダの熱を前記冷却媒体に伝える加熱流路と、該加熱流路を迂回するバイパス流路との間の前記冷却媒体の流量比を調整する流量調整部を備える、請求項３または４に記載の射出成形機。
前記加熱部は、前記冷却ブロックと接触することにより前記冷却ブロックを加熱する部材を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出成形機。