JPH02116529A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は射出成形機に係り、さらに詳しくは、射出行程
時にスクリュー先端のチェックヘッド頭部側に計量して
貯えられた溶ＦＡ樹脂が、スクリューの後側へ逆流する
ことを防止するためのチェックリング（チエツク弁）が
備えられたインラインスクリュー型の射出成形機に関す
る。

［従来の技術］ 公知のようにインラインスクリュー型の射出成形機にお
いては、第８図のように、加熱シリンダ５１内のスクリ
ュー５２の回転（矢印へ方向）によって図示せぬホッパ
ーから供給された樹脂材料を混練・可塑化し、スクリュ
ー５２のネジ溝の送り作用によって、溶融樹脂５３をス
クリュー５２先端のチェックヘッド５４の頭部５４　ａ
側に貯えるようになっている。この際、チェックヘッド
５４の頚部５４ｂに設置された逆流防止弁たるチェック
リング５５は、スクリュー５２で送られる樹脂圧によっ
て前方にスライドしてチェックシート５６から離間し、
溶融樹脂５３は、チェックリング５５とチェックシート
５６との間の隙間、チェックリング５５の内周面とチェ
ックヘッド５４の頚部５４ｂとの間の隙間、並びに図示
の角付きチェックリング５５の場合はチェックヘッド頭
部の溝５４ｃを介して前方に送られる。そして、チェツ
クヘッド５４の頭部５４ａ側（チェックヘッド５４の先
端側）に溶Ｆｉ４Ｉ＠！脂５３が貯えられるのに従って
スクリュー５２が後退しく矢印Ｂ方向）、スクリュー５
２が所定量後退した時点、即ちチェックヘッド５４先端
側に溶融樹脂５３が１ショット分の射出量に相当する分
量だけ貯えられた時点（第９図の計量終了ポイントＰｘ
）でスクリュー５２の回転が停止され、これによって混
練・可塑化・計量行程が終了するようになっている。

上記混線・可塑化・計量行程後、射出指令が出されると
第９図のようにスクリュー５２が前進して（矢印Ｃ方向
）、チェックヘッド５４の頭部５４ａ側の溶融樹脂５３
が、前記加熱シリンダ５１の先端のノズル５７から図示
せぬ金型のキャビティ内へ射出される。この際、チェッ
クヘッド５４の頭部５４ａ側の溶融樹脂５３の反力によ
って前記チェックリング５５が後退し、チェックリング
５５の円環端面５５ａが前記チェックシート５６に密着
することによって、チェックヘッド５４先端側の溶融樹
脂５３がスクリュー５２の後側に逆流することを阻止さ
れるようになっている。

ところで、前記混線・可塑化・計旦行程時には、前記チ
ェックヘッド４の頭部５４ａ側の溶融樹脂５３は、金型
内の充填樹脂によってノズル５７から漏れることを抑止
されているが、混練・可塑化・計量行程後に金型の型開
きが行なわれると、チェックヘッド５４先端側の溶融樹
脂５３は高圧であるので、溶融樹脂５３が加熱シリンダ
５１先端のノズル５７からドルーリング（ｄｒｏｏｌｉ
Ｂ）　シ、射出量の減少、シルバー等の不良原因となる
。

このため、前記混線・可塑化・計量行程が終了後、射出
行程に先立ち、第１Ｏ図のように、スクリュー５２を前
記計量終了ポイントＰ１から更に数ｍｍ程度強制的にポ
イントＰ２まで後退させて、チェックヘッド５４先端側
の溶融樹脂５３の樹脂圧を軽減する、サックバンクと称
される制御が行なわれて、前記したドルーリングを防止
するようになされることもあった。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、前記した混練・可塑化・計量行程柊ところで
、前記した混練・可塑化・計量行程終了時点において、
前記チェックリング５５はそのチエツクストローク範囲
内での停止位置が不定で、このため、前記スクリュー５
２を前進させて射出を行なう際に、チェックリング５５
が前記チェックシート５６に密着するまでの時間がバラ
ツキ、この間の溶融樹脂５３の逆流等により折角計量さ
れた樹脂量が微妙に変化し、成形品にバラツキが生じ易
いという問題があった。

また、前記したサックバック制御を行なった場合には、
チェックヘッド５４先端側に計量して貯えられた溶融樹
脂５３とチェックリング５５の後側の溶融樹脂５３とが
連通・流動し、この場合も折角計量して竹えた樹脂量を
変化させるという問題があった。何となれば、混練・可
塑化・計量行程の終了後においては、前記チェックリン
グ５５の前側と後側の溶融樹脂５３が同圧であるため、
サックバック制御による前記スクリュー５２の後退によ
って、チェックヘッド５４先端側に計量して貯えられた
溶融樹脂５３の圧力がチェックリング５５の後側の樹脂
圧よりも負圧となり、このため第１０図に示したように
、チェックリング５５が前記チエツクシー１〜５６から
必然的に離間して逆止弁の機能を果さず、チェックヘッ
ド５４先端側の溶融樹脂５３の量が変化した。よって、
す°ツクバックを行なった場合には、特に計量樹脂風の
変化に伴って各ショット毎に成形品がバラツクという問
題があった６ 従って、本発明の解決すべき技術的課題は、上記従来技
術のもつ問題点を解決することにあり、その目的とする
ところは、混線・可塑化・計量行程後にはチェックリン
グが必ずチエツクシー１〜と密着した逆流阻止状態にあ
って、射出行程初期における逆流等に起因する計量樹脂
量のバラツキを排除し、また、サックバック動作を行な
っても計４ｉ１樹脂量の変化がなくて常に一定の射出樹
脂量を維持でき、もって安定した成形品の製造を行ない
うる射出成形機を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の」二記した目的は、加熱シリンダ内のスクリユ
ーのｌ″Ｉ？Ｉ進によってスクリュー先端のチェックヘ
ッド頭部側に貯えられた溶融樹脂を射出すると共に、該
射出行程時にチェックシートと密着して、耐記チェック
ヘッド頭部側の溶融樹脂がスクリューの後側へ逆流する
ことを阻止するためのチェックリングが設けられたイン
ラインスクリュー型の射出成形機において、前記チェッ
クリングを］）０記チェックシート方向に常時押圧する
セラミックス裂のコイルバネを設けることによって達成
される。

［作用］ 本発明は上述した如く、チェックリングをチェックシー
ト方向に常時押圧するセラミックス製のコイルバネを設
けであるので、混練・可塑化・計量行程後にはチェック
リングが必ずチェックシートと密着した逆流阻止状態に
おかれ、従来のように射出行程初期に計量して計えられ
た溶融樹脂が逆流等して計量樹脂量を変化させる虞は全
くない。

また、射出行程に先立ちサックバック制御を行なって、
チェックリングの前側の樹脂（計量して貯えられた樹脂
）圧をチェックリングの後側の樹脂圧よりも負圧にして
も、チェックリングはコイルバネによって弾圧されてチ
ェックシートに密着した逆流阻止状態にあるので、計量
樹脂量は常に一定に維持される。

また、コイルバネはセラミックス褒であるので、耐熱性
に富み１例えば３００〜４００°Ｃ程度の高熱の使用条
件下でも熱的バネ特性の劣化の虞がなく、長期にわたっ
て安定した動作を保証できろ。

（これに対し、耐熱性全屈バネではせいぜい１７０°Ｃ
程度の温度保証しかできず、常用される２２０〜２５０
℃の溶ＦＡ樹脂温度には到底対処不能である。） ［実施例］ 以下本発明を第１図〜第７図に示した１実施例によって
説明する。

第１図は射出成形機の射出装置の概略構成を示す説明図
である。同図において、１は加熱シリンダで、その基部
を図示せぬ保持部材に支持されていると共に、その先端
部にはノズル２が螺合・固着されており、またその外周
部にはバンドヒータ３が巻装されている。４はスクリュ
ーで、加熱シリンダ１内に回転及び前後動自在であるよ
うに設置されており、その先端部にはチェックヘッド５
が螺合・固着されている。６は逆流防止弁たるチェック
リングで、上記チェックヘッド５の頚部に対応する位置
に配設されていて、セラミックス製のコイルバネ７によ
ってチェックシート８方向に常時押圧されている。また
、９はホッパーで、加熱シリンダ１の開口１ａを介して
スクリュー４に樹脂材料を供給するようになっている。

１０は、前記スクリュー４を回転するための回転駆動源
で、その出力軸にスクリュー４の後端が適宜手段によっ
て連結されている。該実施例においてはこの回転駆動源
１０を油圧モータによって構成しているが、電磁モータ
等に代替することもできる。１１は、スクリュー４を前
進させると共に、可塑化行程時において背圧に抗する力
をスクリュー４に付与する等するための軸方向駆動源で
、該実施例においては油圧シリンダが用いられているが
、場合によっては、適宜回転−直線運動メカニズムを付
設することによって、油圧モータあるいは電動モータに
代替することも可能である。

該実施例においては、前記スクリュー４の軸方向駆動源
１１は図示するように１対設けられていて、両者は、後
述する演算制御手段によって制御される共通の油圧制御
系を介して駆動制御される。

また、軸方向駆動源１１の作動部たるピストンロッドｌ
ｌａは、前記回転駆動源１０たる油圧モータの支持体１
２に連結されていて、これによって、回転駆動源１０と
共にスクリュー４が前後進するようになっている。

１３は、射出成形機全体の制御を司どるマイクロコンピ
ュータよりなる演算制御手段で、射出ストロークセンサ
１８、射出圧力センサ１９からの計測情報を受け、これ
に基づきスクリュー４のｖｕ進ストローク（射出ストロ
ーク）、射出速度、射出圧力を認知するようになってい
る６そして、演算制御手段１３は、射出制御プログラム
と上記計測情報などに基づき、駆動回路】４、油圧制御
系（油圧制御弁）１６を介して前記回転駆動源１０を、
また、駆動回路１５．油圧制御系（油圧制御弁）１７を
介して前記軸方向駆動源１１をそれぞれ後述する如く駆
動制御するようになっている。

第２図は前記チェックリング６の周辺部分を示す要部拡
大図である。同図に示すように、前記チェックヘッド５
は、頭部５ａと頚部５ｂと雄ネジ部５ｃとを有し、その
雄ネジ部５Ｃをスクリュー４の先端の雌ネジ部に、円環
状のチェックシート８を介して螺合・締結されている。

このチェックヘッド５の前記頚部５ｂと対応する部位に
は、加熱シリンダ１の内径と一致する外径をもつ前記チ
ェックリング６が、軸方向に所定量だけ可動自在に装着
されている。そして、チェックリング６の一端面と、前
記チェックヘッド５の頭部５ａの段端面５ａ−１とに、
各々その端部を当接させた前記コイルバネ７によって、
チェックリング６は常時前記チェックシート８方向に押
圧されている。

上記コイルバネ７は前記したようにセラミックスバネよ
りなっており、３００〜４００℃程度の高温使用下にお
いても熱的損傷を受けず、高温下での経時使用でも長期
にわたって安定したバネ特性を維持するものとなってお
り、かつまた、溶融樹脂８が被着し難いものとなってい
る。

第３図は、第２図のＡ−Ａ線に沿うチェックヘッド５と
チェックリング６の断面図、第４図はチェックリング６
の左側面図、第５図はチェックリング６の右側面図であ
る。第３図に示すように、チェックヘッド５の前記顕部
５ｂには、すり落し部５ｂ−２をもつ断面略小判形の被
装着軸部５ｂ−１が形成されており、この被装着軸部５
ｂ−１にチェックリング６が、軸方向に所定量スライド
自在にかつチェックヘッド５と一体回転するように装着
されている。

第４．５図に示すように、前記チェックリング６は、そ
の一端面側に前記コイルバネ７を支承するためのバネ受
は座６ａが、また、他端面側に前記チェックシート８と
密着可能なテーパー円環面６ｂが各々形成されている。

このチェックリング６の内径Ｄ１は、前記チェックヘッ
ド５の被装着軸部５ｂ−１の最大径Ｄｚ（前記頚部５ｂ
の外径）よりも大きく設定されていると共に、内周面の
中央部位に２つの突出部６Ｃが形成されている。

そして、組立て状態においては第３図に示したように、
チェックリング６の上記突出部６Ｃが前記したチェック
ヘッド５の被装着軸部５ｂ−１のすり落し部５ｂ−２に
当接し、これによってチェックリング６がチェックヘッ
ド５に対し、所謂スプライン軸軸受結合されていると共
に、被装着軸部５ｂ−１の外周面とチェックリング６の
内周面との間に溶融樹脂２０を通すための隙間２１を形
づくるようになっている。

そして、スクリュー４を一定方向に回転させて樹脂材料
を混線・可塑化しつつスクリュー４の先端部たるチェッ
クヘッド５の頭部５ａ側に溶融樹脂２０として貯える混
練・可塑化・計量行程においては、スクリュー４で前方
に送り込まれる溶融樹脂２０の樹脂圧によって、チェッ
クリング６はチェックヘッド４に対し、前記コイルバネ
７の押圧力に抗して第２図の位置から左方へスライドし
た位置にあって（第６図参照）、そのテーパー円環面６
ｂをチェックシート８から離間させた状態におかれるよ
うになっている。従って溶融樹脂２０は、チェックシー
ト８とチェックリング６のテーパー円環面６ｂとの間の
隙間、チェックヘッド５の被装着軸部５ｂ−１の外周と
チェックリング６の内周との間の前記した隙間２１を通
って前方（チェックヘッド５の頭部５ａ前方側）に送込
まれることとなる。なお、この際、スクリュー４で送り
込まれる溶＠樹脂２０によって押圧・スライドしたチェ
ックリング６は、その突出部６ｃを前記被装着軸部５ｂ
−１の端部の段部５ｂ−３（第２図参照）に当接させる
ことにより、これ以上の移動を阻止されるようになって
おり、これによってコイルバネ７に過負荷がかかること
を防止するようにされている。

一方また、スクリュー４の非回転時（混線・可塑化・計
量行程の終了時、前記したサックバック行程時、あるい
は、スクリュー４を前進させてチェックヘッド５の頭部
５ａ前方側に貯えられた溶融樹脂２０を図示せぬ金型の
キャビティ内へ供給する射出行程時）においては、前記
したコイルバネ７の押圧力によって、チェックリング６
はチェックヘッド５に対して右方にスライドした第２図
示の位置、すなわちチェックヘッド５のテーパー円環面
５ｂがチェックシート８に密着した状態にあって、チェ
ックヘッド５の先端側に貯えられた溶融樹脂２０がスク
リュー４側へ逆流するのを防止するようになっている・ 次に、上述した構成をとる該実施例の射出成形機による
射出動作を、第６図並びに第７図によって説明する。な
お同各回において、チェックリング６は、前記した隙間
２１を図示するために、第２図に対し９０度回転した状
態で描いである。

いま、１ショット分の射出行程が終了した時点では１涌
記スクリユー４は最前進位置にあり、この状態で前記演
算制御手段１３の指令に基づき、前記駆動回路１４．油
圧制御系１６を介して市況回転駆動源１０が回転駆動さ
れ、これによってスクリュー４が第６図矢印へ方向に所
定回転数で回転駆動される。このスクリュー４の回転に
より、前記ホッパー９から供給された樹脂材料が、公知
の如くスクリュー４のフィードゾーン、コンプレッショ
ンゾーン、メータリングゾーンを順次経由して混線・可
塑化されつつ、スクリュー４のネジ溝の送り作用によっ
て前方に移送される。この時スクリュー４のメータリン
グゾーン前方側の溶融樹脂圧によって、チェックリング
６はコイルバネ７のに抗して第６図示の位置へ移行し、
溶融樹脂２０はチェックヘッド５の先端側に貯えられ始
める。

そして、スクリュー４の引き続く回転によって溶融樹脂
２０がチェックヘッド５の先端側に貯えられるのに従っ
て、スクリュー４が回転しつつ後退（第６図矢印Ｂ方向
）する。この際、＋’＋ｉＪ記演算制御手段１３は、前
記駆動回路１５、油圧制御系１７を介して、市況軸方向
駆動源１１を制御し、貯えられつつある溶融樹脂２０に
よる反力（背圧）を一定に保つつスクリュー４を後退さ
せる。やがて、チェックヘッド５の先端側に貯えられた
溶融樹脂２０が１ショット分の分量に達すると、すなわ
ちスクリュー４が第７図に示した計量終了ポインｈ　Ｐ
　１まで後退すると、演算制御手段１３は前記射出スト
ロークセンサ１８からの計測情報でこれを認知し、スク
リュー４の回転を停止させる。

スクリュー４の回転停止によって溶融樹脂２０の送り作
用が途絶えると、チェックリング６は１涌記コイルバネ
７の押圧力により直ちに図示右方ヘスライドし、そのテ
ーパー円環面６ｂをチェックシート８に密着させた第７
図の逆流阻止状態に移行する。

斯様にして、１ショット分の混練・可塑化・計量行程は
終了するが、この混線・可塑化・計量行程時には、前記
ノズル２の先端は、型開き前の図示せぬ金型内の固化し
つつある樹脂によって塞がれていて、前述したドルーリ
ングは生じえない状態にある。そして、混練・可塑化・
計量行程終了後、金型の型開き前に、演算制御手段１３
は前記軸方向駆動源１１をしてスクリュー４を前記計量
終了ポイントＰユからポイントＰ２まで後退（矢印Ｂ方
向）させ、チェックヘッド５の先端側に貯えられた溶融
樹脂２０の樹脂圧を所定値だけ減圧する。この所謂サッ
クバック行程時には、上述した如くコイルバネ７の力で
チェックリング６はチェックシート８に密着した状態に
あるので、チェックリング６の前後の溶融樹脂２０が連
通・流動する虞は全くなく、従って、チェックヘッド５
の先端側に計量して貯えられた樹脂量は一定に維持され
ることとなる。

上記サックバック行程が終了し、前回のショットによる
金型内の成形品の取り出しタイミングに至ると、演算制
御手段１３は図示せぬ型開閉駆動手段に型開きを指令し
、金型の型開きが行なわれる。これにより、ノズル２の
先端は金型内の固化した樹脂に閉塞された状態から離脱
するが、前記サックバック行程によってチェックヘッド
５の先端側に貯えられた溶融樹脂２ｏの樹脂圧が減圧さ
れているので、溶ｍ樹脂２０がノズル２の先端からドル
ーリングすることはない。

上記型開きの後型締めが行なわれ、次のサイクルの射出
タイミングに至ると、演算制御手段１３はスクリュー４
を前進させ、チェックヘッド５の先端側に貯えられた溶
融樹脂２０を金型内へ射出する。

この動作を繰返すことによって、連続射出成形が実行さ
れることになるが、該実施例の射出制御方法によれば、
サックバックを行なってもチェックヘッド５の先端側に
計量して貯えられた樹脂量が従前のように変動すること
がないので、安定した高品位の成形品を連続成形できる
。

以上の動作説明ではサックバック制御を伴なう射出成形
動作について述べたが、本発明はサックバック制御を行
なわない場合にも非常に有効である。すなわちこの場合
は、混練・可塑化・計量行程後の所定タイミングで射出
動作が行なわれることになるが、混練・可塑化・計量行
程後にはコイルバネ７によってチェックリング６が必ず
チェックシート８に密着した逆流阻止状態におかれるの
で、従来の如く混練・可塑化・計量行程後のチェックリ
ング６の停止位置のバラツキに起因する、射出行程初期
のチェックリング６の逆止位置への移行タイミングずれ
による計量樹脂量の微少変動の虞が全くなく、計量樹脂
量が常に一定に維持されて高品位の製品を安定して連続
成形できる。

なお、本発明を図示した１実施例によって説明したが、
当業者にはチェックヘッドやチェックリングの形状等、
本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が考え得る
ところである。

［発明の効果］ 叙上のように本発明によれば、計量樹脂量の変動がなく
、常に一定の射出樹脂量を維持でき、安定して高品質の
成形品を製造しうる射出成形機を提供でき、その産業的
価値は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の１実施例に係り、第１図は射
出成形機の射出装■の概略の構成を示す説明図、第２図
はスクリュー先端のチェックヘッド周辺部分を示す要部
断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線に沿うチェックヘッ
ドとチェックリングの断面図、第４図はチェックリング
の左側面図、第５図はチェックリングの右側面図、第６
図並びに第７図は動作説明図、第８図〜第１０図は従来
例に係る動作説明図である。 １・・・・・・加熱シリンダ、２・・・・・ノズル、３
・・・・・・バンドヒータ、４・・・・・・スクリュー
、５・・・・・・チェックヘッド、５ａ・・・・・・頭
部、５ｂ・・・・・頚部、５ｂ−１・・・・・・被装着
軸部、５ｂ−２・・・・すり落し部、５ｂ−３・・・・
・・段部、５ｃ・・・・・・雄ネジ部、６・・・・・チ
ェックリング、６ａ・・・・・バネ受は座、６ｂ・・・
・テーパー円環面、６ｃ・・・・・・突出部、７・・・
・・・セラミックス又のコイルバネ、８・・・・・チェ
ックシート１９・・・ホッパー、１０・・・・・・回転
駆動源、１１・・・・軸方向駆動源、１３・・・・・・
演算制御手段、１．４．１５・・・・・駆動回路、１６
．１７・・・・・・油圧制御系、１８・・・・・射出ス
トロークセンサ、１９・・・・・・射出圧力センサ、２
０・・・・・・溶融樹脂、２１・・・・・・隙間。 第３ 図 第４ 図 第５図 第８図 第９図 ５５　５５ａ　　５３ 第１Ｏ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱シリンダ内のスクリューの前進によつてスクリュー
   先端のチェックヘッド頭部側に貯えられた溶融樹脂を射
   出すると共に、該射出行程時にチェックシートと密着し
   て、前記チェックヘッド頭部側の溶融樹脂がスクリュー
   の後側へ逆流することを阻止するためのチェックリング
   が設けられたインラインスクリュー型の射出成形機にお
   いて、前記チェックリングを前記チェックシート方向に
   常時押圧するセラミックス製のコイルバネを設けたこと
   を特徴とする射出成形機。