JP6223840B2

JP6223840B2 - 射出成形機

Info

Publication number: JP6223840B2
Application number: JP2014009021A
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: 2017-11-01
Anticipated expiration: 2034-01-21
Also published as: JP2015136840A; CN104786453B; CN104786453A

Description

本発明は、射出成形機に関する。

射出成形機は、金型装置内に成形材料を充填する射出装置を備える。射出装置は、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液（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

冷却ファンが冷却ブロックにガスを吹き付ける場合、冷却ブロックにおけるガスの当たる部分は冷却ファンの大きさに依存し、冷却ブロックが部分的に冷却されることがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ガスによって冷却ブロックを均一に冷却できる、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、
該シリンダの成形材料供給口を冷却する冷却ブロックと、
第１気流形成部とを備え、
前記第１気流形成部は、前記冷却ブロックの周囲のガスを吸引するものであって、前記冷却ブロックと前記第１気流形成部との間のガスを下方向に吸引する、射出成形機が提供される。

本発明の一態様によれば、ガスによって冷却ブロックを均一に冷却できる、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の射出装置を示す側面図である。図１の射出装置を後方から見た図である。図１の射出装置の断面図である。

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および図３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および図３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の射出装置を示す側面図である。図２は、図１の射出装置を後方から見た図である。図１および図２は、説明の都合上、カバーの内部まで透視して示す。図１および図２において、矢印はガスの流れを示す。図３は、図１の射出装置の断面図である。

射出成形機は、金型装置内に成形材料を充填する射出装置４０を備える。射出装置４０は、シリンダ４１、ノズル４２、スクリュ４３、冷却ブロック４４、カバー５０、横冷却ファン５１、および下冷却ファン５２などを含む。横冷却ファン５１および下冷却ファン５２のうち、いずれか一方が特許請求の範囲に記載の第１気流形成部に相当し、他方が特許請求の範囲に記載の第２気流形成部に相当する。

シリンダ４１は、シリンダ４１の外周に設けられるヒータなどの加熱源Ｈ１〜Ｈ４から供給される熱で成形材料を加熱する。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、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。

冷却ブロック４４は、表面の放熱面積を増やすため、複数の放熱フィン４４ａを有してよい。放熱フィン４４ａは、冷却ブロック４４の両側部にそれぞれ形成されてよい。各放熱フィン４４ａは、例えば、直線状に形成され、上下方向に平行とされる。放熱フィン４４ａ同士の間にガスを流すガス流路が形成される。ガス流路に沿ってガスが流れるので、流れが安定化する。

ガス流路の断面形状は、例えば矩形状であってよい。尚、ガス流路の断面形状は、多種多様であってよく、例えば三角形状、台形状などでもよい。本明細書において、ガス流路の断面とは、ガスの流れ方向に対して垂直な断面を意味する。

ガス流路の断面積は、一定であってよい。尚、ガス流路の断面積は、ガス流路の少なくとも一部において連続的または断続的に変化してもよい。ガス流路の断面積が大きくなるほどガスの流動抵抗が小さくなるため、ガス流路の断面積が大きくなる方向にガスが流れやすい。

カバー５０は、冷却ブロック４４の周囲に配設され、図２に示すように、冷却ブロック４４との間に空間を形成する。カバー５０は、例えば箱形状に形成される。カバー５０の両側面および下面にはそれぞれ開口部が設けられる。カバー５０の各側面の開口部に横冷却ファン５１が配設され、カバー５０の下面の開口部に下冷却ファン５２が配設される。

横冷却ファン５１は、冷却ブロック４４の周囲にガスを噴出する。横冷却ファン５１から噴出されたガスは、冷却ブロック４４に当たることにより、その流れ方向を変える。横冷却ファン５１から噴出されたガスは、冷却ブロック４４の表面に沿って流れ、冷却ブロック４４の熱を奪う。ガスの種類は、特に限定されないが、例えば空気であってよい。

横冷却ファン５１からのガスの噴出方向は、図２に示すように、冷却ブロック４４の表面に沿って流れるガスの流れ方向に対して垂直とされてよい。横冷却ファン５１の噴出口の大口径化によって横冷却ファン５１から冷却ブロック４４に向けて大量のガスが供給でき、冷却ブロック４４が冷えやすい。冷却ブロック４４の内部に流す冷却液の使用量が減り、ゼロにすることも可能である。

尚、本実施形態の横冷却ファン５１からのガスの噴出方向は、冷却ブロック４４の表面に沿って流れるガスの流れ方向に対して垂直とされるが、斜めとされてもよい。この場合も、横冷却ファン５１の噴出口の大口径化によって横冷却ファン５１から冷却ブロック４４に向けて大量のガスが供給でき、冷却ブロック４４が冷えやすい。

横冷却ファン５１は、例えば、複数の羽根５１ａおよび複数の羽根５１ａと共に回転する回転軸５１ｂを含み、回転軸５１ｂの軸方向からガスを吸引し、回転軸５１ｂの軸方向にガスを噴出してよい。横冷却ファン５１の薄型化が可能であり、射出装置４０の大型化が抑制できる。尚、横冷却ファン５１は、多種多様であってよく、吸引方向と噴出方向とが異なるものでもよく、例えばシロッコファンなどでもよい。

横冷却ファン５１は、冷却ブロック４４の周囲のガスを吸引する排気状態と、冷却ブロック４４の周囲にガスを噴出する給気状態とに切り替えられてもよい。例えば、横冷却ファン５１は、回転軸５１ｂの回転方向の切り替えによって、排気状態と給気状態とに切り替えられる。冷却ブロック４４の側面付近におけるガスの流れが変更できる。

下冷却ファン５２は、冷却ブロック４４の周囲のガスを吸引する。下冷却ファン５２は、負圧を発生させ、気圧差によって広い場所からガスを吸引できる。よって、図１および図２に示すように下冷却ファン５２よりも広い幅のガスの流れが冷却ブロック４４の周辺に形成できる。よって、冷却ブロック４４が均等に冷却できる。

下冷却ファン５２は、横冷却ファン５１と同様に、複数の羽根および複数の羽根と共に回転する回転軸を含み、回転軸の軸方向からガスを吸引し、回転軸の軸方向にガスを噴出してよい。下冷却ファン５２の薄型化が可能であり、射出装置４０の大型化が抑制できる。尚、下冷却ファン５２は、多種多様であってよい。

下冷却ファン５２は、横冷却ファン５１が噴出するガスを吸引する。横冷却ファン５１は冷却ブロック４４の側面付近に正圧を生じさせ、下冷却ファン５２は冷却ブロック４４の下面付近に負圧を生じさせる。気圧差によって冷却ブロック４４付近のガスの流れを整えることができる。本実施形態では、下方向に向かうガスの流れが形成され、ガスが下方に排気される。よって、排気ガスがシリンダ４１に当たらないので、シリンダ４１の温度低下が防止できる。また、排気ガスが射出成形機の横で操作盤を操作する操作者に当たらないので、操作に対する悪影響がない。

下冷却ファン５２は、冷却ブロック４４の周囲のガスを吸引する排気状態と、冷却ブロック４４の周囲にガスを噴出する給気状態とに切り替えられてよい。例えば、下冷却ファン５２は、その回転軸の回転方向の切り替えによって、排気状態と給気状態とに切り替えられる。冷却ブロック４４の下面付近におけるガスの流れが変更できる。

横冷却ファン５１と下冷却ファン５２とは、独立に排気状態と給気状態とに切り替えられてもよい。例えば、横冷却ファン５１と下冷却ファン５２の両方が排気状態または給気状態とされてもよいし、いずれか一方が排気状態とされ他方が給気状態とされてもよい。冷却ブロック４４の付近の複数箇所におけるガスの流れが独立に変更でき、選択肢が広がる。

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、冷却ファンの数および配置は多種多様であってよい。例えば、上記実施形態では冷却ファンとして横冷却ファン５１および下冷却ファン５２の両方が用いられるが、いずれか一方のみが用いられてもよい。また、冷却ファンは、冷却ブロック４４の横や下だけでなく、冷却ブロック４４の前、上、後のいずれに配置されてもよい。冷却ファンの配置に応じて放熱フィン４４ａの形状および配置が選択されてよい。例えば、冷却ファンが冷却ブロック４４の後に配置されガスを後方に吸引する場合、放熱フィン４４ａは前後方向に平行とされてもよい。ガスを後方に排気する場合、ガスを下方に排気する場合と同様に、排気ガスによるシリンダ４１の温度低下が防止でき、また、操作者に対する排気ガスの悪影響がない。また、放熱フィン４４ａは、上記実施形態では直線状に形成されるが、曲線状に形成されてもよく、例えば渦巻き状に形成されてもよい。

４０射出装置
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放熱フィン
５０カバー
５１横冷却ファン
５１ａ羽根
５１ｂ回転軸
５２下冷却ファン
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、
該シリンダの成形材料供給口を冷却する冷却ブロックと、
第１気流形成部とを備え、
前記第１気流形成部は、前記冷却ブロックの周囲のガスを吸引するものであり、前記冷却ブロックと前記第１気流形成部との間のガスを下方向に吸引する、射出成形機。
前記冷却ブロックの周囲に配設され、前記冷却ブロックとの間に空間を形成するカバーを有し、
前記第１気流形成部は、前記冷却ブロックと前記カバーとの間のガスを、前記カバーの下面の開口部から下方向に吸引する、請求項１に記載の射出成形機。
前記第１気流形成部は、前記冷却ブロックと前記第１気流形成部との間のガスを吸引する排気状態と、前記冷却ブロックと前記第１気流形成部との間にガスを噴出する給気状態とに切り替えられる、請求項１または２に記載の射出成形機。
第２気流形成部をさらに備え、
前記第２気流形成部は、前記冷却ブロックの周囲にガスを噴出するものであり、
前記第１気流形成部は、前記第２気流形成部が前記冷却ブロックと前記第２気流形成部との間に噴出するガスを、前記冷却ブロックと前記第１気流形成部との間から吸引する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形機。
前記第２気流形成部は、前記冷却ブロックの両横側にガスを当てる、請求項４に記載の射出成形機。
前記第２気流形成部は、前記冷却ブロックと前記第２気流形成部との間のガスを吸引する排気状態と、前記冷却ブロックと前記第２気流形成部との間にガスを噴出する給気状態とに切り替えられる、請求項４または５に記載の射出成形機。
前記第１気流形成部と、前記第２気流形成部とは、独立に、前記冷却ブロックとの間のガスを吸引する排気状態と、前記冷却ブロックとの間にガスを噴出する給気状態とに切り替えられる、請求項４〜６のいずれか１項に記載の射出成形機。