JPH0479816B2 - - Google Patents

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、特にBMC（Bulk
Molding Compound）等の塊状でガラス繊維を
含む成形材料に好適に用いられる射出成形機に関
するものである。

［従来の技術］ 不飽和ポリエステル等の合成樹脂にガラス繊維
を混合した成形材料には、用途、成形方法に応じ
て種々の組成、性状のものがある。

成形品の機械的性質は、成形品のガラス繊維の
状態と相関が大きく、繊維長さが長く、曲がつて
いないほうが、機械的強度は向上する。

成形品の中のガラス繊維の長さは、原料ガラス
繊維の長さに関係するのはもちろんであるが、成
形方法にも関係し、出来るだけ折損の少ない成形
方法をとることが、成形品の機械的性質を向上さ
せるためには必要である。

プランジヤタイプ成形機は、スクリユタイプに
比べてガラス繊維の折損が少なく、曲がりも少な
い。しかし、これ等の利点にもかかわらず、実際
には、プランジヤタイプ成形機は採用される例が
少ない。これは、以下に述べる構造上の欠点があ
るためである。第２，３図にプランジヤタイプの
一般的構造を示す。

第２図は従来におけるプランジヤ型射出成形機
の概要構成図であつて、成形機１はエルボ２で連
結されたスタツフア３とバレル４とを備えてお
り、スタツフア３の内孔には、供給シリンダ５の
プランジヤ６が往復動自在に嵌入されている。ま
た、バレル４の内孔には、射出シリンダ７のプラ
ンジヤ８が嵌入されており、スタツフア３からの
材料供給口９はノズル１０に近い内孔中間部に開
口されている。１１は材料の逆流防止用チエツク
バルブである。このように構成されていることに
より、スタツフア３内へ材料１２を投入して供給
シリンダ５のプランジヤ６を前進させると、材料
１２はエルボ２を通つて材料供給口９からバレル
４内へ供給され、チエツクバルブ１１で逆流を規
制される。そこで射出シリンダ７のプランジヤ８
を前進させることにより、バレル４内の材料１２
をノズル１０から金型内へ射出することができ
る。

また、第３図は従来におけるプランジヤ型射出
成形機の他の例を示す概要構成図であつて、第２
図と同符号を付したものは同構造であるからその
説明を省略する。本例においては、スタツフア３
からの材料供給口９Ａがバレル４Ａの反ノズル１
０側の端部に開口している点及びチエツクバルブ
１１がない点が第２図に示した例と異なつてい
る。プランジヤ６の前進によつて材料１２がバレ
ル４Ａ内へ供給され、プランジヤ８の前進によつ
て射出が行われることは第２図に示す例と同じで
ある。

しかしながら、第２図に示す従来の成形装置に
おいては、材料供給口９がノズル１０寄りに設け
られているので、ここから材料１２を計量しなが
ら供給するときには射出シリンダ７によつて背圧
をかけられることができ計量が容易で安定すると
いう利点があるが、その反面、材料供給口９から
バレル４の内孔へ先に入つた材料１２がプランジ
ヤ８側へ向い、後に入つた材料１２がノズル１０
側へ向うことになつて、射出時には先に入つた材
料１２が後から出ていくので、材料１２が滞留し
やすいという欠点がある。また、射出に際しプラ
ンジヤ８のシール部が材料供給口９を通過するた
めシール部が破損しやすい。

さらに第３図に示すものにおいては、材料供給
口９Ａがプランジヤ８寄りに設けられていて各シ
ヨツトごとにプランジヤ８を後退させて材料１２
の供給が行われるため、先に入つた材料１２が先
に出ていくが、背圧がかけられないので供給する
材料１２の計量が不安定になり、また空気を巻き
込みやすいという欠点がある。

本出願人は、これ等の欠点を解決する手段とし
て、特願昭60−79197号、同60−168898号で第４
図に示す回転プランジヤタイプの射出成形機を提
案した。

第４図において、先端部にノズル２１を有し、
外周部に比較的低温の温度調節装置を有する円筒
状のバレル２２は、金型の材料注入口にノズル２
１を臨ませうるようにして配設されている。

バレル２２内には、バレル２２内径よりも小さ
な外径を有し、先端付近にチエツクリング２３や
ボールなどからなる逆流防止機構を有するプラン
ジヤ２４が、前後進可能に、かつ、回転可能に設
けられており、バレル２２内周面とプランジヤ２
４の外周面との間に材料の通路７０が形成されて
いる。バレル２２の後部側の材料入口部には、例
えば、図に示すような材料入口３１を有するスタ
ツフア２７内にスタツフアプランジヤ３０を備え
たスタツフアタイプの材料供給装置が設けられ
る。（材料供給装置は、例えば、スクリユフイー
ダ等で充分な材料供給能力を有するタイプなど、
その他の形式の装置でも良い。） 而して、図示の如く、プランジヤ２４は、その
後端側がバレル内径と略同径となるように拡径し
た凸部２５となつている。この凸部２５はバレル
２２の内周面を摺動し、該プランジヤ２４がバレ
ル２２とほぼ同軸配置となるように該プランジヤ
２４を保持している。なお、プランジヤ２４のさ
らに後端側はバレル２２より突出し、プランジヤ
回転及び前後進機構（図示略）に連設されてい
る。

かかる構成の射出成形機において、射出シリン
ダのバレル２２内で前方に位置しているプランジ
ヤ２４を回転させた状態で、材料供給用のスタツ
フアプランジヤ３０を前進させると、材料は計量
されながら材料供給口２８、材料通路７０、逆流
防止機構２３を経て射出シリンダのバレル内の先
端部へ供給される。バレル２２の前方に所望量の
BMC等が溜まれば計量が終り、その後、プラン
ジヤ２４を前進させるとノズル２１から材料が射
出されるが、この場合材料通路７０へ先に入つた
ものが先に出る。また、プランジヤ２４の回転に
より、材料の流れが極めて円滑に、かつ均一にな
る。このプランジヤタイプの射出成形機は、スク
リユタイプのフライトに相当する部分がないにも
かかわらず、ほぼ回転数に比例して計量能力が増
加するという特性を有している。

また、プランジヤ先端の計量された材料により
プランジヤが後退してゆくため、材料に背圧がか
かり、計量された材料中の空気の巻込みは生じな
い。さらに、プランジヤにより材料がバレル内で
回転するためスクリユタイプと同様に予熱も行わ
れる。

［発明が解決しようとする問題点］ 特願昭60−79197号、同60−168898号で提案し
た上記構造によれば、ガラス繊維の損傷が少な
く、優れた性能を有する成形品が得られるのであ
るが、このタイプは、計量速度が変動し易く、計
量時間がバラつくおそれがあるという改良課題を
有していることが認められた。

即ち、スタツフアでの加圧により材料が計量さ
れるのであるが、計量能力は加圧圧力によりほぼ
決まる。このことは、材料の粘度、その他の流動
抵抗により計量能力が大きく影響されることを意
味している。スクリユタイプの場合は、スクリユ
の材料輸送能力で計量能力が決定し、スタツフア
圧力は一定値以上あれば、能力には影響しないの
であるが、この点がプランジヤタイプと、スクリ
ユタイプとの大きな違いの一つである。

而して、射出成形用材料はできるだけ均質であ
ることを目標に製造されるが、ガラス繊維等の添
加量、樹脂粘度等のバラツキがどうしても生ず
る。このため、計量能力もバラツキを生じ、場合
によつては、予定された計量時間をオーバーして
しまうことがある。大型部品の成形等でハイサイ
クルで成形を行つている場合は、計量時間が成形
サイクル中の大きい割合を占めていることがあ
り、また、成形品の品質のバラツキの一因ともな
り、計量時間がバラツクことは望ましいことでは
ない。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、バレル内にプランジヤを回転自在か
つ前後進自在に挿設すると共に、バレル後部側に
材料押圧供給装置を連設した射出成形機におい
て、プランジヤの後退速度の検出手段を設け、こ
の後退速度が所定値（予め設定された一定値又は
それ以上）となるように材料押圧供給装置又はプ
ランジヤの回転駆動装置を制御するようにしたも
のである。

［作用］ 上記の構造を採用した本発明の射出成形機にお
いては、材料の計量速度が低下すれば、スタツフ
アの加圧圧力を増加するか、もしくはプランジヤ
の回転速度を増加させることにより、計量速度は
増加する。また、計量速度が高すぎれば、逆に手
段を講じることにより、計量速度は低下される。
このようにして、計量能力は一定値、又は一定値
以上に保たれ、成形サイクル、品質のバラツキは
改善される。

［実施例］ 以下図面を参照して実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例に係る射出成形機の構
成を示す全体断面図である。

第１図において、先端部にノズル２１を有し、
外周部に比較的低温のヒータを有する円筒状のバ
レル２２は、固定盤６０に取付けられている固定
金型６１の材料注入口にノズル２１を臨ませうる
ようにして配設されている。６２はコラム、６３
はコラムナツト、６４は型締装置側のマシンベー
ス、６５は射出装置側のマシンベース、６６はマ
シンベース６５上で軸線方向に摺動自在に設けた
ブロツクであり、ブロツク６６の上には、前方に
バレル２２が固定されており、後方にはモータ保
持部材６７が摺動自在に取付けられている。６８
は固定盤６０に固定されたブロツク６６移動用の
シリンダ、６９はピストンロツドで、ピストンロ
ツド６９の先端部はブロツク６６の外側面中央部
に固定されており、シリンダ６８の作動により、
ノズル２１を固定金型６１に接触させたり、図示
した状態に後退させたりしうるようにした。

バレル２２内には、バレル２２内径よりも小さ
な外径を有し、先端付近にチエツクリング２３や
ボールなどからなる逆流防止機構を有するプラン
ジヤ２４を、前後進可能に、かつ、回転可能に設
けた。そして、バレル２２内周面とプランジヤ２
４の外周面との間に材料の通路７０を設けた。プ
ランジヤ２４の後方には、モータ保持部材６７内
の軸受部７１を介して、モータ保持部材６７に固
定した油圧モータ３５などの回転駆動装置の軸が
連結されている。また、バレル２２とモータ保持
部材６７の下側の間には、射出シリンダ７２とピ
ストンロツド７３が取付けられている。

プランジヤ２４の中央部には、バレル２２の内
周面に接した凸部２５を設けた。また、プランジ
ヤ２４の凸部２５の後側には、リーク材料排出用
のスクリユ１９を設けた。このスクリユ１９は、
凸部２５の外周面とバレル２２の内周面の間のク
リアランス部分から後方に漏れたリーク材料を、
バレル２２の後方にスムーズに排出するためのも
のであり、プランジヤ２４の回転方向とは逆ねじ
方向に設けられている。

２７はバレル２２の後部側の材料入口部２８に
垂直に設けたスタツフアで、その内部には材料を
押下げるスタツフアプランジヤ３０が設けられて
いる。３１はスタツフア２７の側面部に設けた材
料供給用の入口である。７４はスタツフアプラン
ジヤ３０用のシリンダで、ピストン７４ａを内蔵
し、バレル２２の一部に上向きに垂直に取付けら
れている。７５はピストンロツド、７６は連結部
材である。

而して、射出シリンダ７２を作動させてそのピ
ストンロツド７３を前進又は後退させるとプラン
ジヤ２４が後退又は前進されるのであるが、本実
施例では、このプランジヤ２４の後退速度を検出
するための速度検出装置８０が設けられており、
その検出信号が信号線８１を介して制御装置８２
に入力されている。

この制御装置８２からは制御信号線８３，８４
を介して制御信号がモータ３５の油圧配管８５及
びシリンダ７４の油圧配管８６にそれぞれ設けら
れた制御弁８７，８８に出力されている。

このように構成された第１図に示した装置にお
いて、プランジヤ２４を前進限に位置させ、所要
回転数で回転させている状態で、スタツフア２７
中にBMCなどの材料を装入し、スタツフアプラ
ンジヤ３０で材料を押し下げる。そうすると、材
料はプランジヤ２４の外周部を通つて前方に送ら
れ、チエツクリング２３部を通つてプランジヤ２
４の前のバレル２２内に順次溜められる。

この計量工程においてはプランジヤ２４は徐々
に後退するのであるが、この後退速度は検出装置
８０にて検出され、制御装置８２に入力される。
制御装置８２では、予め設定された基準後退速度
と現状の後退速度とを比較し、この差に応じて制
御信号を弁８７，８８に出力する。この場合、弁
８７，８８は、いずれもこれを絞り込むとモータ
３５の回転数低下及びスタツフアプランジヤ３０
の低速化が生じ、計量速度（プランジヤ後退速
度）が低下する。逆に弁８７，８８の開度を増大
すれば、モータ３５の増速及びスタツフアプラン
ジヤ３０の降下速度の増大がなされ、計量速度が
大きくなる。このようにして、計量速度は一定値
又は一定値以上となるように確実に制御される。

なお、このときプランジヤ２４の後方に連結し
た射出シリンダ７２のロツドエンド側室内の油圧
を制御することによつて、材料に背圧をかけるこ
とができる。また、後退するプランジヤ２４の凸
部２５の外周面とバレル２２の内周面間の摩擦に
よつても材料に背圧をかけることができる。

プランジヤ２４の回転により、プランジヤ２４
の周囲の樹脂材料は均質化されるとともに、材料
の流路の短絡が防止される。また、スタツフアプ
ランジヤ３０の押圧作用とプランジヤ２４の回転
作用で、材料はプランジヤ２４の上側の材料通路
７０のみを通ることなく、プランジヤ２４の下側
の材料通路７０の方にも回り込むような状態で押
込まれ、また、材料がプランジヤ２４の下側から
上側へも、あるいは上側から下側へも回り込みな
がら送られるので、材料の流れにくい部分や流れ
にくい材料でもバレル２２内に滞留することな
く、バレル２２内の全周全体を円滑に移送され
る。

上記実施例では、スタツフアプランジヤの降下
速度とプランジヤ回転速度の双方を制御している
が、本発明ではいずれか一方のみを制御するよう
にしても良い。

なお、本発明では、プランジヤの外周にピンや
隆起等の突起物を設けてもよい。このようにすれ
ば、プランジヤの回転数制御による計量速度調節
がより正確に行えるようになる。

［効果］ 以上の実施例からも明らかな通り、本発明の射
出成形機では、計量速度を所定値に制御すること
ができ、射出成形サイクルの効率化、成形品の品
質向上等の効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例装置の全体断面図、第２図、第
３図及び第４図は先行技術を示す断面図である。 ２２……バレル、２３……チエツクリング、２
４……プランジヤ、２７……スタツフア、３０…
…スタツフアプランジヤ、７０……材料通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 先端に射出口を有し、後部側に材料入口部を
   有するバレルと、 該バレル内に挿入されており、その周面とバレ
   ル内周面との間に材料通路を形成する径を有し、
   かつその後端側が駆動装置に連結されて該バレル
   内を往復動されるプランジヤと、 該プランジヤの回転駆動装置と、 前記バレルの材料入口部に連設された材料押圧
   供給装置と、 前記バレル内の材料流路に設けられた材料逆流
   防止機構と、 前記プランジヤの後退速度の検出装置と、 該検出装置で検出される後退速度が所定値とな
   るように前記回転駆動装置の回転数及び材料押圧
   供給装置の材料供給速度の少なくとも一方を制御
   する制御装置と、 を備えた射出成形機。