JPH06182832A

JPH06182832A - プリプラ式射出成形機

Info

Publication number: JPH06182832A
Application number: JP35462892A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Yamada; 孝之山田; Takayuki Nanpo; 貴之南保
Original assignee: Sodick Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1994-07-05

Abstract

(57)【要約】【目的】可塑化部から射出部へ送り込まれる樹脂量のバ
ラツキが成形品の品質に影響を与えないようにする。【構成】計量工程において可塑化部から射出部へ送り込
む樹脂の量を、複数回の射出に必要な量とし（Ｓ３）、
計量工程終了後は該複数回の射出を行う（Ｓ５）。この
射出工程において、射出部内の樹脂残量ｙが所定量ａよ
りも少なくなったり、或は射出回数ｎが設定した回数Ｎ
になったりした場合には、再び計量工程を行う（Ｓ
３）。したがって、小物の成形品を成形する場合におい
ても、計量工程にて計量される量は多くなる。そのた
め、該計量されて射出部へ送り込まれる樹脂量が多少ば
らついても、成形品への影響は少ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可塑化部と射出部とを
別設したプリプラ式射出成形機に係り、詳しくは複数回
の射出に必要な容量の合成樹脂材料を予めまとめて射出
部に送り込んだ後に該複数回の射出を行う装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、スクリュプリプラ式射出成形機
は、スクリュを有する可塑化部と、射出プランジャを有
する射出部とを備えており、スクリュを駆動して可塑化
部内にある合成樹脂材料の可塑化を行い（以下、この工
程を「可塑化工程」とする）、該可塑化された溶融樹脂
を連通路を介して射出部の射出室内に所定容量だけ送り
（以下、この工程を「計量工程」とする）、更に該射出
室内に送られた樹脂を射出プランジャによって金型のキ
ャビィティ内に射出するようになっている（以下、この
工程を「射出工程」とする）。そして、従来、前記連通
路内に逆止ボール弁が設けられており、射出工程時に、
射出室内の樹脂が可塑化部に逆流することを防止してい
る。

【０００３】該プリプラ式射出成形機は、独立した可塑
化部を有する関係上、インライン式射出成形機に比して
可塑化能力が大きく、特にハイサイクル成形に効果を発
揮するが、上記逆止ボール弁にて、溶融樹脂の滞留が生
じやすく、熱分解を起こしやすい材料に対しては問題を
生ずる虞れがある。

【０００４】近時、本出願人は、特開平３−９７５１８
号公報に示すように、逆止ボール弁をなくして、上記問
題を解消したプリプラ式射出成形機を提案した。本射出
成形機は、混練スクリュを回転する回転モータの他に、
該スクリュをその軸線方向に移動するアクチュエータを
備え、可塑化・計量工程にあっては、スクリュを後退し
て該スクリュ先端と連通路との間に連通開口を形成し、
この状態で溶融樹脂を射出部の射出室に送り込み、そし
て射出工程に際して、スクリュを前進して該スクリュ先
端にて前記連通開口を閉塞し、これにより射出工程時に
おける溶融樹脂の可塑化室への逆流を防止する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特に、上述したスクリ
ュを進退することにより射出室からの逆流を阻止するタ
イプのものは、逆止ボール弁部分での溶融樹脂の滞留を
なくす外、正確な計量を可能とすると共に、非常に安定
した可塑化を実現でき、プリプラ式射出成形機の優れた
特性を発揮して、成形条件再現性、立上がり特性、安定
性等に高い性能を有し、更にＣＡＤ、ＣＡＭ及び金型製
造機と射出成形機とを結びつけたコンピュータ支援射出
成形（ＣＡＩ）をも可能とする。

【０００６】ところで、このような従来の射出成形機に
おいては、１個の成形品を成形する射出工程の前には必
ず可塑化・計量工程を行っていた。したがって、当然の
ことながら、計量工程において計量される樹脂容量は１
個の成形品に必要とされる樹脂容量に相当し、該成形品
が小物である場合は計量される樹脂容量も少量であっ
た。一方、計量工程において可塑化部から射出部に送ら
れる樹脂の容量は、混練スクリュの回転数のバラツキや
計量背圧のバラツキ等の影響を受けて多少とも変化する
ものであるが、小物を成形する場合にはこの樹脂容量の
変化が直接的に成形品の品質を左右していた。

【０００７】そこで、本発明は、複数個分の成形品に必
要な樹脂を予めまとめて射出部に送り込み、該送り込ん
だ後は射出工程のみ繰り返し、もって上述課題を解決し
たプリプラ式射出成形機を提供することを目的とするも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、加熱シリンダ（３７）、該加
熱シリンダ（３７）内に配設されたスクリュ（３９）、
及び該スクリュ（３９）を駆動するスクリュ駆動手段
（４３，４７）を有して合成樹脂材料を可塑化する可塑
化部（１３）と、射出シリンダ（１５）、該射出シリン
ダ（１５）内に配設された射出プランジャ（１６）、及
び該射出プランジャ（１６）を軸方向に移動するプラン
ジャ駆動手段（１９，２０）を有する射出部（１２）
と、前記可塑化部（１３）及び射出部（１２）を連通す
る連通路（３０）と、を備え、前記可塑化部（１３）に
て可塑化された合成樹脂材料を前記射出部（１２）に送
り出すと共に前記射出部（１２）から金型内に射出する
プリプラ式射出成形機（１１）において、複数回の射出
に必要な容量の合成樹脂材料を前記スクリュ駆動手段
（４３，４７）を駆動して前記射出部（１２）内に送り
込み、前記プランジャ駆動手段（１９，２０）を間欠的
に駆動して複数回の射出を行わしめる制御手段（Ｃ）、
を備えてなる。

【０００９】この場合、前記射出部（１２）内に送り込
まれた合成樹脂材料の容量を検知する樹脂容量検知手段
（３１）を備え、前記制御手段（Ｃ）が、該樹脂容量検
知手段（３１）により前記射出部（１２）内の樹脂が無
くなったことを検知した場合には前記スクリュ駆動手段
（４３，４７）を駆動して所定容量の合成樹脂材料を前
記射出部（１２）内に送り込む、ようにしてもよい。

【００１０】

【作用】以上構成に基づき、本発明に係るプリプラ式射
出成形機（１１）を起動すると、制御手段（Ｃ）は、ま
ずスクリュ駆動手段（４３，４７）を駆動する。する
と、可塑化部（１３）内においてはスクリュ（３９）が
駆動され合成樹脂材料は可塑化される。そして、この可
塑化された合成樹脂材料は、所定容量だけが連通路（３
０）を介して射出シリンダ（１５）内部に送り込まれ
る。次に、前記制御手段（Ｃ）はプランジャ駆動手段
（１９，２０）を駆動し、射出シリンダ（１５）内に配
設された射出プランジャ（１６）を軸方向に所定容量だ
け移動させる。これにより、射出プランジャ（１６）は
合成樹脂材料を金型内に射出し、その結果樹脂の成形が
行われる。前記制御装置（Ｃ）は前記プランジャ駆動手
段（１９，２０）を間欠的に駆動し、このような射出を
複数回に分けて行う。したがって、該回数に応じて成形
品が作られる。射出部（１２）内の樹脂がなくなった
り、所定回数の射出を行ったりした場合には前記スクリ
ュ駆動手段（４３，４７）が再度駆動されて、新しい合
成樹脂材料が前記射出部（１２）内に送り込まれて同様
に複数回の射出が行われる。

【００１１】なお、上述カッコ内の符号は、図面を対照
するためのものであるが、何等本発明の構成を限定する
ものではない。

【００１２】

【実施例】以下、図面に沿って本発明の実施例について
説明する。

【００１３】スクリュプリプラ式射出成形機１１は、図
１に示すように、射出部１２及び可塑化部１３を有して
いる。射出部１２は射出シリンダ１５及び該シリンダ１
５に嵌挿されている射出プランジャ１６を有しており、
これらシリンダ１５及びプランジャ１６にて射出室１７
が形成されている。また、射出プランジャ１６はロッド
１８を介してラム１９に連結されており、該ラム１９は
シリンダ２０に嵌挿されて射出用油圧室２１及び戻し用
油圧室２２を形成している。なお、この油圧室２１は油
圧源に接続されており、電磁バルブ２４の操作に伴って
適宜油圧が送られるようになっている（図２参照）。さ
らに、このシリンダ２０はケース３５に取り付けられて
おり、該ケース３５には窓３６が形成されている。さら
に、ロッド１８にはアーム３２が取り付けられており、
このアーム３２は窓３６を貫通してケース３５外部まで
延設されている。またさらに、ケース３５にはリニアス
ケール３１が取り付けられており、該リニアスケール３
１の可動部３１ａはアーム３２に連結されている。した
がって、この可動部３１ａはロッド１８及び射出プラン
ジャ１６と一体的に移動するようになっており、リニア
スケール３１は射出プランジャ１６の位置、すなわち、
射出室１７内の樹脂容量を検知し得るようになってい
る。また、前記射出シリンダ１５の前端部分にはノズル
アダプタ２３が固定されており、該アダプタ２３にはノ
ズル２５が装着されて、該ノズル２５は固定プラテン２
６に固定された金型内の注入口と接離し得る。更に、該
アダプタ２３には射出室１７から前記ノズル２５に連通
するノズル孔２７が形成されていると共に、可塑化部１
３の可塑化室２９に連通する連通路３０が形成されてい
る。

【００１４】一方、可塑化部１３は加熱シリンダ３７を
備えており、該シリンダ３７内には混練スクリュ３９が
嵌挿されている。また、該シリンダ３７の先端にはブラ
ケット４０が固定されており、これらの加熱シリンダ３
７、混練スクリュ３９、及びブラケット４０によって可
塑化室２９が形成されている。この可塑化室２９におい
ては、ブラケット４０は円錐形状に窪ませて形成されて
おり、混練スクリュ３９の先端部は該ブラケット４０の
円錐形状部分に密着し得るように円錐状に形成されてい
る。また、このブラケット４０には連結ブロック４１が
取り付けられており、この連結ブロック４１は、可塑化
部１３と射出部１２とを所定角度を持ってＶ字状に連結
している。さらに、これらの連結ブロック４１及びブラ
ケット４０には連通路３０が連通して形成されており、
上述の射出室１７と可塑化室２９とを連通するようにな
っている。なお、該連通路３０の可塑化室の開口３０ａ
はブラケット４０の円錐頂部に位置している。

【００１５】また一方、加熱シリンダ３７の後端部に
は、スクリュ進退位置調整装置４２を介してスクリュ駆
動装置４３が連結されている。そして、該スクリュ駆動
装置４３はシリンダケース４５及びピストン部材４６を
有しており、ピストン部材４６はケース４５に回転自在
及び所定量だけ軸方向に移動自在に支持されていると共
に、その前部にてスクリュ３９に一体に連結されてい
る。そして、このスクリュ駆動装置４３は油圧源に接続
されており、電磁バルブ４４の操作に伴って適宜油圧が
送られるようになっている（図２参照）。したがって、
スクリュ駆動装置４３によってスクリュ３９が前後方向
に駆動され、かつスクリュ３９が後退した位置にあって
は、前記連通路３０が可塑化室２９と射出室１７とを連
通し、またスクリュ３９が前進すると、該スクリュ３９
の先端が前記開口３０ａを閉塞して、可塑化室２９と射
出室１７との連通を遮断するようになっている。さら
に、このスクリュ駆動装置４３の後端部には、ＡＣ電動
モータ又は油圧モータ等の回転モータ４７が取り付けら
れており、前記ピストン部材４６と回転モータ４７とは
回転のみ一体に連結されている。したがって、例えば油
路４８を介して油室４９に油圧を導入しながら、回転モ
ータ４７を駆動すると、スクリュ３９は回転しながら移
動する。なお、図中、５０は樹脂材料供給用のホッパ孔
であり、また５１はスクリュ回転検出用のロータリエン
コーダである。

【００１６】また、本実施例に係る射出成形機１１は、
図２に示すように制御装置Ｃを備えており、該制御装置
Ｃにはキーボード６０が接続されている。そして、この
キーボード６０によって、１つの成形品に必要な樹脂容
量ａ（以下、「射出容量ａ」とする）や、１回の計量工
程に対して射出を行う回数Ｎ（以下、「設定回数Ｎ」と
する）などを入力できるようになっている。さらに、こ
の制御装置Ｃにはディスプレイ６１が接続されており、
キーボード６０にて設定した値等の確認を行うようにな
っている。また、上述したリニアスケール３１も制御装
置Ｃに接続されており、該制御装置Ｃには、リニアスケ
ール３１からの信号（ｘ₀ ，…，ｘ_n 、又はｘ）が入力
されている。さらに、制御装置Ｃは、これらの信号に基
づいてスクリュ駆動装置４３等を駆動して一連の成形プ
ロセスを制御するようになっている。

【００１７】ついで、本実施例の作用について、図３乃
至図５に沿って説明する。

【００１８】本プリプラ式射出成形機１１による成形を
行うに際しては、まずキーボード６０を操作して、射出
容量ａ及び設定回数Ｎを入力する。そして、所定の操作
をして成形機１１を起動する（Ｓ１）。すると、射出回
数ｎをカウントするカウンタがリセットされる（Ｓ
２）。なお、このカウンタは、１回の計量工程に対し射
出工程が行われた回数をカウントするもので、新たに計
量工程がなされる毎にリセットされるようになってい
る。次に、制御装置Ｃは回転モータ４７及びスクリュ駆
動装置４３を駆動して樹脂材料の計量を行う（Ｓ３）。
この計量に際しては、図４に詳細に示すように、まず設
定回数Ｎ及び射出容量ａの読み込みが行われる（Ｓ３
１，Ｓ３２）。そして、これらの設定回数Ｎ及び射出容
量ａを掛け合せることにより射出室１７内に送り込まれ
るべき樹脂材料の容量、具体的には該樹脂材料の容量に
相当するスケール３１の値を目標値ｘ₀ （＝Ｎ・ａ）を
計算する（Ｓ３３）。このように目標値ｘ₀ が計算され
ると、制御装置Ｃは回転モータ４７を起動してスクリュ
３９を回転駆動する（Ｓ３５）。すると、ホッパ口５０
から加熱シリンダ３７内に充填されている合成樹脂材料
は、加熱シリンダ３７からの加熱と、スクリュ３９に設
けた螺旋溝の変化による材料の圧縮によって発熱して溶
融し、該溶融した可塑化材料はスクリュ３９の先端側に
送られる。同時に、該溶融した材料（以下、ポリマとい
う）の圧力でスクリュ３９が後退し、これにより、該ス
クリュ３９の先端は連通開口３０ａとの間に僅かな隙間
を形成し、前記ポリマは連通路３０を通って、射出部１
２の射出室１７へ流入する。すると、射出室１７内へ流
入した該ポリマの圧力で射出プランジャ１６は後退し、
該後退に伴って射出室１７の容量が大きくなると共に該
射出室１７内に蓄積されるポリマの容量も増加する。一
方、この射出プランジャ１６の移動に伴ってリニアスケ
ール３１の可動部３１ａも移動し、それと共にリニアス
ケール３１の出力値ｘも変化するが（図５中０〜ｔ₁ 参
照）、該出力値ｘの変化は制御装置Ｃに読み込まれてい
る（Ｓ３６）。制御装置Ｃは、この読み込んだ出力値ｘ
を前記目標値ｘ₀ と比較し（Ｓ３７）、出力値ｘが目標
値ｘ₀ 以上の大きさとなった場合には、前述したスクリ
ュ３９の回転を停止すると同時に、スクリュ駆動装置４
３の油圧室４９に油圧を送り、スクリュ３９を前進し
て、その先端にて連通開口３０ａを閉塞する（Ｓ３９，
Ｓ４０）。これにより、射出室１７内へのポリマの蓄
積、及び該ポリマの計量が終了する（図５中ｔ₁ 参
照）。

【００１９】この計量が終わると、制御装置Ｃは電磁バ
ルブ２４を切り替えて、射出用油室２１内に圧油を送
る。すると、ラム１９が前進し、これにより射出プラン
ジャ１６も前進して、一定容量（すなわち、射出容量
ａ）のポリマはノズル孔２７を通して射出ノズル２５か
ら金型のキャビィティに注入される（Ｓ５、図５中ｔ₂
参照）。この射出に際して、ポリマの一部は連通路３０
を通じて、可塑化室２９側へ逆流しようとするが、該連
通路３０の開口３０ａは、スクリュ３９の先端で閉塞状
態にあるので、逆流することはない。なお、このときに
射出回数ｎはカウントされる（Ｓ６）。射出が終ると引
き続き保圧され、キャビィティ内の成形品は冷却され
（Ｓ７）、その後、金型が開状態となり、成形品は押出
されるか、取出し機で取出される（Ｓ９）。そして、金
型は閉状態となって次の射出ができるようになる（Ｓ１
０）。

【００２０】一方、この射出が行われた後には、射出シ
リンダ１７内の樹脂残量ｙの計算が行われる。この残量
計算に際しては、まず射出に伴い変化した後のリニアス
ケール３１の出力値ｘ₁ が読み込まれ（Ｓ１１）、この
出力値ｘ₁ と前記目標値ｘ₀とから残量ｙ（ｙ＝ｘ₀ −
ｘ₁ ）が計算される（Ｓ１２）。次に、射出工程を行え
るだけ射出部内に樹脂が残留しているかの判断を、この
残量ｙと前記射出容量ａとの比較により行う（Ｓ１
３）。残量ｙが射出容量ａよりも少ない場合には新たな
樹脂を射出部に補給しなくては射出はできないため、再
びカウンタのリセット及び新たな計量が行われる（Ｓ
２，Ｓ３）。これに対し、残量ｙが射出容量ａ以上の場
合には射出回数ｎが最初に設定された回数Ｎに到達した
か否かを判断し（Ｓ１５）、到達している場合には上述
と同様にカウンタのリセット及び新たな計量が行われる
（Ｓ２，Ｓ３）。また、到達していない場合には、その
ような計量等は行わずに続けて射出等が行われる（Ｓ
５）。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
可塑化部から射出部へ連通路を介して送り込まれる樹脂
容量は複数回の射出に必要な容量であるため、該樹脂容
量は小物を成形する場合においてもかなりな量となる。
したがって、該射出部に供給される樹脂容量がスクリュ
の回転数や背圧等の影響を受けて多少とも変化しても、
成形品の品質が前記樹脂容量の変化によって受ける影響
は少なくなり、射出シリンダ内に送り込まれる樹脂密度
のバラツキも少なくなる。しかも、プリプラ式射出成形
機では、可塑化室と射出室とはそれぞれ別個独立してい
るため、該射出シリンダの温度を適温に制御して、樹脂
温度を射出に適した劣化や固化しない温度に保持でき
る。したがって、成形品相互の品質のバラツキをなくす
ことができる。また、このように可塑化部において可塑
化された樹脂の大部分は射出部に送り込まれて、該可塑
化部にはほとんど樹脂は残留しないため、可塑化部に残
留して熱の影響を過度に受ける樹脂も少ない。

【００２２】また、射出シリンダ内に送られた樹脂が複
数回の射出により消費される一方で、加熱シリンダ内の
合成樹脂材料は可塑化部において十分に加熱されること
となる。したがって、該合成樹脂材料は、制御手段がス
クリュを駆動するまでに十分に軟化されており、スクリ
ュを駆動すれば十分に混練されることとなる。その結
果、溶融した樹脂の密度も均一化され、成形品の品質が
向上して再現性に富むため、製品が安定化する。

【００２３】さらに、溶融した樹脂を可塑化部から射出
部へ送り込む計量工程は、複数回の射出工程につき１回
行えば済み、各射出工程毎に行う必要がない。したがっ
て、計量工程の回数が少ない分だけ時間が短縮され、生
産効率も向上する。また、加熱シリンダ内の合成樹脂材
料は上述したように十分に軟化しているため、可塑化部
から射出部へは短時間で送り込まれる。したがって、こ
のことによっても時間が短縮され、やはり生産効率が向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用し得るプリプラ式射出成形機を示
す平面断面図。

【図２】制御装置の作用を示すブロック図。

【図３】本発明を適用した場合の成形プロセスを示すフ
ローチャート図。

【図４】計量工程の作用を示すフローチャート図。

【図５】成形プロセスにおける射出室内の樹脂容量変化
を示す図。

【符号の説明】

１１プリプラ式射出成形機１２射出部１３可塑化部１５射出シリンダ１７射出室２３アダプタ２５ノズル２７ノズル孔２９可塑化室３０連通路３０ａ開口３７加熱シリンダ３９スクリュ

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【手続補正書】

【提出日】平成６年３月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】プリプラ式射出成形機

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可塑化部と射出部とを
別設したプリプラ式射出成形機に係り、詳しくは複数回
の射出に必要な容量の合成樹脂材料を予めまとめて射出
シリンダに送り込んだ後に該複数回の射出を行う装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、スクリュプリプラ式射出成形機
は、スクリュを有する可塑化部と、射出プランジャを有
する射出部とを備えており、スクリュを駆動して可塑化
部内にある合成樹脂材料の可塑化を行い（以下、この工
程を「可塑化工程」とする）、該可塑化された溶融樹脂
を連通路を介して射出部の射出室内に所定容量だけ送り
（以下、この工程を「計量工程」とする）、更に該射出
室内に送られた樹脂を射出プランジャによって金型のキ
ャビィティ内に射出するようになっている（以下、この
工程を「射出工程」とする）。そして、従来、前記連通
路内に逆止ボール弁が設けられており、射出工程時に、
射出室内の樹脂が可塑化部に逆流することを防止してい
る。かかるプリプラ式射出成形機は、独立した可塑化部
を有する関係上、インライン式射出成形機に比して可塑
化能力が大きく、特にハイサイクル成形に効果を発揮し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の射出成形機においては、１個の成形品を成形する
射出工程の前には必ず可塑化・計量工程を行っていた。
したがって、当然のことながら、計量工程において計量
される樹脂容量は１個の成形品に必要とされる樹脂容量
に相当し、該成形品が小物である場合は計量される樹脂
容量も少量であった。一方、計量工程において可塑化部
から射出部に送られる樹脂の容量は、混練スクリュの回
転数のバラツキや計量背圧のバラツキ等の影響を受けて
多少とも変化するものであるが、小物を成形する場合に
はこの樹脂容量の変化が直接的に成形品の品質を左右し
ていた。

【０００４】また、インライン式射出成形機等におい
て、スクリュを間欠的に複数回前進させて、１回の計量
工程で複数回の射出成形を行うことも提案されている
が、このものにあっては、インライン式射出成形機は逆
止リングの存在等により、正確に１回分の前進量を計量
し、そして各射出成形動作毎に最適なクッション量を設
定することは難しく、各射出成形毎におけるスクリュの
前進量、射出速度、保圧量及び保圧時間等を正確に制御
することは困難であった。

【０００５】そこで、本発明は、プリプラ式射出成形機
の射出シリンダ内に複数個分の成形品に必要な樹脂を予
めまとめて送り込み、該送り込んだ後は射出プラジャを
間欠的に駆動して、１回の計量工程で複数回の射出成形
を行い、もって上述課題を解決したプリプラ式射出成形
機を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、加熱シリンダ（３７）、該加
熱シリンダ内に配設されたスクリュ（３９）、及び該ス
クリュを回転駆動するスクリュ回転駆動手段（４７）を
有して合成樹脂材料を可塑化する可塑化部（１３）と、
射出シリンダ（１５）、該射出シリンダ内に配設された
射出プランジャ（１６）、及び該射出プランジャを軸方
向に移動するプランジャ駆動手段（１９，２０）を有す
る射出部（１２）と、前記可塑化部（１３）及び射出部
（１２）を連通する連通路（３０）と、を備え、前記可
塑化部（１３）にて可塑化された合成樹脂材料を前記射
出シリンダ（１５）に送り出すと共に前記射出シリンダ
（１５）から金型内に射出するプリプラ式射出成形機
（１１）において、前記スクリュ（３９）をその軸方向
に移動するスクリュ進退駆動手段（４３）と、前記射出
シリンダ（１５）内に送り込まれた合成樹脂材料の容量
を検知する樹脂容量検知手段（３１）と、該樹脂容量検
知手段からの信号に基づき前記スクリュ回転駆動手段
（４７）、前記スクリュ進退駆動手段（４３）及び前記
プランジャ駆動手段（１９，２０）を駆動する制御手段
（Ｃ）と、を備え、かつ、該制御手段が、前記スクリュ
回転駆動手段（４７）を介して前記スクリュ（３９）を
回転駆動して複数回の射出に必要な容量の合成樹脂材料
を前記射出シリンダ（１５）内に送り込ませると共に前
記スクリュ進退駆動手段（４３）を駆動してスクリュを
前進させて前記連通路（３０）を閉塞せしめ、かつ、こ
の状態で前記プランジャ駆動手段（１９，２０）を間欠
的に駆動して前記射出シリンダ（１５）内の合成樹脂材
料を前記射出プランジャ（１６）により複数回の射出を
行わしめる、ことを特徴とする。

【０００７】この場合、前記制御手段（Ｃ）が、前記樹
脂容量検知手段（３１）により前記射出シリンダ（１
５）内の樹脂が無くなったことを検知した場合には前記
スクリュ回転駆動手段（４７）及び前記スクリュ進退駆
動手段（４３）を駆動して所定容量の合成樹脂材料を前
記射出シリンダ（１５）内に送り込む、ようにしてもよ
い。

【０００８】

【作用】以上構成に基づき、本発明に係るプリプラ式射
出成形機（１１）を起動すると、制御手段（Ｃ）は、ま
ずスクリュ回転駆動手段（４７）を駆動する。すると、
可塑化部（１３）内においてはスクリュ（３９）が回転
駆動され合成樹脂材料は可塑化され、この可塑化された
合成樹脂材料は連通路（３０）を介して射出シリンダ
（１５）内部に送り込まれる。一方、射出部（１２）側
の射出プランジャ（１６）は、合成樹脂材料が送り込ま
れてくるのに従って後退し、また、該合成樹脂材料の容
量は樹脂容量検知手段（３１）によって検知される。そ
して、所定容量の合成樹脂材料が送り込まれると、制御
手段（Ｃ）は、前記樹脂容量検知手段（３１）からの信
号に基づいてスクリュ進退駆動手段（４３）を駆動して
スクリュ（３９）を前進させ、前記連通路（３０）を閉
塞せしめる。次に、前記制御手段（Ｃ）はプランジャ駆
動手段（１９，２０）を駆動し、射出シリンダ（１５）
内に配設された射出プランジャ（１６）を軸方向に所定
容量だけ移動させる。これにより、射出プランジャ（１
６）は合成樹脂材料を金型内に射出し、その結果樹脂の
成形が行われる。前記制御手段（Ｃ）は前記プランジャ
駆動手段（１９，２０）を間欠的に駆動し、このような
射出を複数回に分けて行う。したがって、該回数に応じ
て成形品が作られる。射出シリンダ（１５）内の樹脂が
なくなったり、所定回数の射出を行ったりした場合には
前記スクリュ回転駆動手段（４７）が再度駆動されて、
新しい合成樹脂材料が前記射出シリンダ（１５）内に送
り込まれて同様に複数回の射出が行われる。

【０００９】なお、上述カッコ内の符号は、図面を対照
するためのものであるが、何等本発明の構成を限定する
ものではない。

【００１０】

【００１１】スクリュプリプラ式射出成形機１１は、図
１に示すように、射出部１２及び可塑化部１３を有して
いる。射出部１２は射出シリンダ１５及び該シリンダ１
５に嵌挿されている射出プランジャ１６を有しており、
これらシリンダ１５及びプランジャ１６にて射出室１７
が形成されている。また、射出プランジャ１６はロッド
１８を介してラム（プランジャ駆動手段）１９に連結さ
れており、該ラム１９はシリンダ（プランジャ駆動手
段）２０に嵌挿されて射出用油圧室２１及び戻し用油圧
室２２を形成している。なお、この油圧室２１は油圧源
に接続されており、電磁バルブ２４の操作に伴って適宜
油圧が送られるようになっている（図２参照）。さら
に、このシリンダ２０はケース３５に取り付けられてお
り、該ケース３５には窓３６が形成されている。さら
に、ロッド１８にはアーム３２が取り付けられており、
このアーム３２は窓３６を貫通してケース３５外部まで
延設されている。またさらに、ケース３５にはリニアス
ケール（樹脂容量検知手段）３１が取り付けられてお
り、該リニアスケール３１の可動部３１ａはアーム３２
に連結されている。したがって、この可動部３１ａはロ
ッド１８及び射出プランジャ１６と一体的に移動するよ
うになっており、リニアスケール３１は射出プランジャ
１６の位置、すなわち、射出室１７内の樹脂容量を検知
し得るようになっている。また、前記射出シリンダ１５
の前端部分にはノズルアダプタ２３が固定されており、
該アダプタ２３にはノズル２５が装着されて、該ノズル
２５は固定プラテン２６に固定された金型内の注入口と
接離し得る。更に、該アダプタ２３には射出室１７から
前記ノズル２５に連通するノズル孔２７が形成されてい
ると共に、可塑化部１３の可塑化室２９に連通する連通
路３０が形成されている。

【００１２】一方、可塑化部１３は加熱シリンダ３７を
備えており、該シリンダ３７内には混練スクリュ３９が
嵌挿されている。また、該シリンダ３７の先端にはブラ
ケット４０が固定されており、これらの加熱シリンダ３
７、混練スクリュ３９、及びブラケット４０によって可
塑化室２９が形成されている。この可塑化室２９におい
ては、ブラケット４０は円錐形状に窪ませて形成されて
おり、混練スクリュ３９の先端部は該ブラケット４０の
円錐形状部分に密着し得るように円錐状に形成されてい
る。また、このブラケット４０には連結ブロック４１が
取り付けられており、この連結ブロック４１は、可塑化
部１３と射出部１２とを所定角度を持ってＶ字状に連結
している。さらに、これらの連結ブロック４１及びブラ
ケット４０には連通路３０が連通して形成されており、
上述の射出室１７と可塑化室２９とを連通するようにな
っている。なお、該連通路３０の可塑化室の開口３０ａ
はブラケット４０の円錐頂部に位置している。

【００１３】また一方、加熱シリンダ３７の後端部に
は、スクリュ進退位置調整装置４２を介してスクリュ駆
動装置（スクリュ進退駆動手段）４３が連結されてい
る。そして、該スクリュ駆動装置４３はシリンダケース
４５及びピストン部材４６を有しており、ピストン部材
４６はケース４５に回転自在及び所定量だけ軸方向に移
動自在に支持されていると共に、その前部はスクリュ３
９とスプライン結合されている。そして、このスクリュ
駆動装置４３は油圧源に接続されており（図２参照）、
電磁バルブ４４を操作して適宜油圧をかけると、スクリ
ュ３９が前方向に移動して、該スクリュ３９の先端が前
記開口３０ａを閉塞して、可塑化室２９と射出室１７と
の連通を断つように構成されている。また、樹脂の溶融
圧力によってスクリュ３９が後退すると、連通路３０は
可塑化室２９と射出室１７とを連通するようになってい
る。さらに、このスクリュ駆動装置４３の後端部には、
ＡＣ電動モータ又は油圧モータ等の回転モータ（スクリ
ュ回転駆動手段）４７が取り付けられており、前記ピス
トン部材４６と回転モータ４７とはスプライン結合され
て、回転のみ一体に連結されている。なお、図中、５０
は樹脂材料供給用のホッパ孔であり、また５１はスクリ
ュ回転検出用のロータリエンコーダである。

【００１４】また、本実施例に係る射出成形機１１は、
図２に示すように制御装置（制御手段）Ｃを備えてお
り、該制御装置Ｃにはキーボード６０が接続されてい
る。そして、このキーボード６０によって、１つの成形
品に必要な樹脂容量ａ（以下、「射出容量ａ」とする）
や、１回の計量工程に対して射出を行う回数Ｎ（以下、
「設定回数Ｎ」とする）などを入力できるようになって
いる。さらに、この制御装置Ｃにはディスプレイ６１が
接続されており、キーボード６０にて設定した値等の確
認を行うようになっている。また、上述したリニアスケ
ール３１も制御装置Ｃに接続されており、該制御装置Ｃ
には、リニアスケール３１からの信号（ｘ₀，…，ｘ
_n 、又はｘ）が入力されている。さらに、制御装置Ｃ
は、これらの信号に基づいてスクリュ駆動装置４３等を
駆動して一連の成形プロセスを制御するようになってい
る。

【００１５】ついで、本実施例の作用について、図３乃
至図５に沿って説明する。

【００１６】本プリプラ式射出成形機１１による成形を
行うに際しては、まずキーボード６０を操作して、射出
容量ａ及び設定回数Ｎを入力する。そして、所定の操作
をして成形機１１を起動する（Ｓ１）。すると、射出回
数ｎをカウントするカウンタがリセットされる（Ｓ
２）。なお、このカウンタは、１回の計量工程に対し射
出工程が行われた回数をカウントするもので、新たに計
量工程がなされる毎にリセットされるようになってい
る。次に、制御装置Ｃは回転モータ４７及びスクリュ駆
動装置４３を駆動して樹脂材料の計量を行う（Ｓ３）。
この計量に際しては、図４に詳細に示すように、まず設
定回数Ｎ及び射出容量ａの読み込みが行われる（Ｓ３
１，Ｓ３２）。そして、これらの設定回数Ｎ及び射出容
量ａを掛け合せることにより射出室１７内に送り込まれ
るべき樹脂材料の容量、具体的には該樹脂材料の容量に
相当するスケール３１の値を目標値ｘ₀ （＝Ｎ・ａ）を
計算する（Ｓ３３）。このように目標値ｘ₀ が計算され
ると、制御装置Ｃは回転モータ４７を起動してスクリュ
３９を回転駆動する（Ｓ３５）。すると、ホッパ口５０
から加熱シリンダ３７内に充填されている合成樹脂材料
は、加熱シリンダ３７からの加熱と、スクリュ３９に設
けた螺旋溝の変化による材料の圧縮によって発熱して溶
融し、該溶融した可塑化材料はスクリュ３９の先端側に
送られる。同時に、該溶融した材料（以下、ポリマとい
う）の圧力でスクリュ３９が後退し、これにより、該ス
クリュ３９の先端は連通開口３０ａとの間に僅かな隙間
を形成し、前記ポリマは連通路３０を通って、射出部１
２の射出室１７へ流入する。すると、射出室１７内へ流
入した該ポリマの圧力で射出プランジャ１６は後退し、
該後退に伴って射出室１７の容量が大きくなると共に該
射出室１７内に蓄積されるポリマの容量も増加する。一
方、この射出プランジャ１６の移動に伴ってリニアスケ
ール３１の可動部３１ａも移動し、それと共にリニアス
ケール３１の出力値ｘも変化するが（図５中０〜ｔ₁ 参
照）、該出力値ｘの変化は制御装置Ｃに読み込まれてい
る（Ｓ３６）。制御装置Ｃは、この読み込んだ出力値ｘ
を前記目標値ｘ₀ と比較し（Ｓ３７）、出力値ｘが目標
値ｘ₀ 以上の大きさとなった場合には、前述したスクリ
ュ３９の回転を停止すると同時に、スクリュ駆動装置４
３の油圧室４９に油圧を送り、スクリュ３９を前進し
て、その先端にて連通開口３０ａを閉塞する（Ｓ３９，
Ｓ４０）。これにより、射出室１７内へのポリマの蓄
積、及び該ポリマの計量が終了する（図５中ｔ₁ 参
照）。

【００１７】この計量が終わると、制御装置Ｃは電磁バ
ルブ２４を切り替えて、射出用油室２１内に圧油を送
る。すると、ラム１９が前進し、これにより射出プラン
ジャ１６も前進して、一定容量（すなわち、射出容量
ａ）のポリマはノズル孔２７を通して射出ノズル２５か
ら金型のキャビィティに注入される（Ｓ５、図５中ｔ₂
参照）。この射出に際して、ポリマの一部は連通路３０
を通じて、可塑化室２９側へ逆流しようとするが、該連
通路３０の開口３０ａは、スクリュ３９の先端で閉塞状
態にあるので、逆流することはない。なお、このときに
射出回数ｎはカウントされる（Ｓ６）。射出が終ると引
き続き型締めされて、キャビティ内の樹脂は圧縮され保
圧される。なお、上述したように連通路３０は閉塞され
ているため、キャビティ内の樹脂の逆流はない。そし
て、キャビィティ内の成形品は冷却され（Ｓ７）、その
後、金型が開状態となり、成形品は押出されるか、取出
し機で取出される（Ｓ９）。そして、金型は閉状態とな
って次の射出ができるようになる（Ｓ１０）。

【００１８】一方、この射出が行われた後には、射出シ
リンダ１７内の樹脂残量ｙの計算が行われる。この残量
計算に際しては、まず射出に伴い変化した後のリニアス
ケール３１の出力値ｘ₁ が読み込まれ（Ｓ１１）、この
出力値ｘ₁ と前記目標値ｘ₀とから残量ｙ（ｙ＝ｘ₀ −
ｘ₁ ）が計算される（Ｓ１２）。次に、射出工程を行え
るだけ射出部内に樹脂が残留しているかの判断を、この
残量ｙと前記射出容量ａとの比較により行う（Ｓ１
３）。残量ｙが射出容量ａよりも少ない場合には新たな
樹脂を射出部に補給しなくては射出はできないため、再
びカウンタのリセット及び新たな計量が行われる（Ｓ
２，Ｓ３）。これに対し、残量ｙが射出容量ａ以上の場
合には射出回数ｎが最初に設定された回数Ｎに到達した
か否かを判断し（Ｓ１５）、到達している場合には上述
と同様にカウンタのリセット及び新たな計量が行われる
（Ｓ２，Ｓ３）。また、到達していない場合には、その
ような計量等は行わずに続けて射出等が行われる（Ｓ
５）。

【００１９】ついで、本実施例の効果について説明す
る。

【００２０】本実施例によれば、可塑化部１３から射出
部１２へ連通路３０を介して送り込まれる樹脂容量は、
複数回の射出に必要な容量であることから、小物を成形
する場合においてもかなりな量となる。したがって、射
出部１２に供給される樹脂容量がスクリュ３９の回転数
や背圧等の影響を受けて多少とも変化しても、成形品の
品質が前記樹脂容量の変化によって受ける影響は少なく
なり、射出シリンダ１５内に送り込まれる樹脂密度のバ
ラツキも少なくなる。しかも、プリプラ式射出成形機１
１では、可塑化室２９と射出室１７とはそれぞれ別個独
立しているため、射出シリンダ１５の温度を適温に制御
して、樹脂温度を射出に適した劣化や固化しない温度に
保持できる。したがって、成形品相互の品質のバラツキ
をなくすことができる。また、このように可塑化部１３
において可塑化された樹脂の大部分は射出部１２に送り
込まれて、可塑化部１３にはほとんど樹脂は残留しない
ため、可塑化部１３に残留して熱の影響を過度に受ける
樹脂も少ない。

【００２１】ところで、インライン式の射出成形機にお
いてスクリュを間欠的に前進移動させて、複数回の射出
成形を行うようにすることも考えられるが、一般的には
該インライン式のスクリュ先端部には逆止弁を具備し、
該逆止弁はスクリュの前進時にはポリマが材料供給側へ
逆流しなように阻止し、スクリュが回転して後退中は材
料供給側から溶融状態のポリマを前方へ流動し易いよう
になっているため、ノズルの先端の孔を閉塞するニード
ル弁のような弁体を設けないと、鼻たれ現象を発生して
しまい、作業環境を悪くする。代わって、サックバック
装置を設けて、該鼻たれ現象を防止することも可能であ
るが、流動状態にあるポリマは、僅かにスクリュを後退
させるだけで、スクリュ前方にあったポリマの計量が不
安定になってしまう。

【００２２】これに対して、本実施例によれば、所定量
のポリマが射出シリンダ１５内に蓄積されるとスクリュ
３９を前進させてその先端で閉塞すると共に、スクリュ
３９ではなく射出プランジャ１６を間欠的に駆動して複
数回の射出を行う。そして、前記射出後保圧が終了する
と射出プランジャ１６を僅かに強制的に後退させ、金型
と接触するノズル２５からの鼻たれを防止（サックバッ
ク効果）でき、その射出シリンダ１５内のポリマ量をリ
ニアスケール３１によって正確に制御でき、作業環境を
悪くするようなことも誘起されない。そのため、上述の
連通路３０が閉塞されていることも相まって、成形品の
圧縮・保圧が充分にかつ適正に行われ、その結果として
キャビティ内の樹脂は固化するまで充分に圧縮されて転
写性が向上し、緻密な組織を有する成形品が成形でき、
品質の向上と安定化が図れる。

【００２３】さらに、射出シリンダ１５内に送られた樹
脂が複数回の射出により消費される一方で、加熱シリン
ダ３７内の合成樹脂材料は可塑化部１３において十分に
加熱されることとなる。したがって、該合成樹脂材料
は、制御装置Ｃがスクリュ３９を駆動するまでに十分に
軟化されており、スクリュ３９を駆動すれば十分に混練
されることとなる。その結果、溶融した樹脂の密度も均
一化され、成形品の品質が向上して再現性に富むため、
製品が安定化する。

【００２４】またさらに、溶融した樹脂を可塑化部１３
から射出部１２へ送り込む計量工程は、複数回の射出工
程につき１回行えば済み、各射出工程毎に行う必要がな
い。したがって、計量工程の回数が少ない分だけ時間が
短縮され、生産効率も向上する。また、加熱シリンダ３
７内の合成樹脂材料は上述したように十分に軟化してい
るため、可塑化部１３から射出部１２へは短時間で送り
込まれる。したがって、このことによっても時間が短縮
され、やはり生産効率が向上する。

【００２５】

【００２６】ところで、インライン式の射出成形機にお
いてスクリュを間欠的に前進移動させて、複数回の射出
成形を行うようにすることも考えられるが、一般的には
該インライン式のスクリュ先端部には逆止弁を具備し、
該逆止弁はスクリュの前進時には合成樹脂材料が材料供
給側へ逆流しなように阻止し、スクリュが回転して後退
中は材料供給側から溶融状態の合成樹脂材料を前方へ流
動し易いようになっているため、ノズルの先端の孔を閉
塞するニードル弁のような弁体を設けないと、鼻たれ現
象を発生してしまい、作業環境を悪くする。代わって、
サックバック装置を設けて、該鼻たれ現象を防止するこ
とも可能であるが、流動状態にある合成樹脂材料は、僅
かにスクリュを後退させるだけで、スクリュ前方にあっ
た合成樹脂材料の計量が不安定になってしまう。

【００２７】これに対して、本実施例によれば、所定量
の合成樹脂材料が射出シリンダ内に蓄積されるとスクリ
ュを前進させてその先端で閉塞すると共に、スクリュで
はなく射出プランジャを間欠的に駆動して複数回の射出
を行う。そして、前記射出後保圧が終了すると射出プラ
ンジャを僅かに強制的に後退させて鼻たれを防止でき、
その射出シリンダ内の合成樹脂材料の容量を樹脂容量検
知手段によって正確に制御でき、作業環境を悪くするよ
うなことも誘起されない。そのため、上述の連通路が閉
塞されていることも相まって、成形品の圧縮・保圧が充
分にかつ適正に行われ、その結果としてキャビティ内の
樹脂は固化するまで充分に圧縮されて転写性が向上し、
緻密な組織を有する成形品が成形でき、品質の向上と安
定化が図れる。

【００２８】また、射出シリンダ内に送られた樹脂が複
数回の射出により消費される一方で、加熱シリンダ内の
合成樹脂材料は可塑化部において十分に加熱されること
となる。したがって、該合成樹脂材料は、制御手段がス
クリュを駆動するまでに十分に軟化されており、スクリ
ュを駆動すれば十分に混練されることとなる。その結
果、溶融した樹脂の密度も均一化され、成形品の品質が
向上して再現性に富むため、製品が安定化する。

【００２９】さらに、溶融した樹脂を可塑化部から射出
部へ送り込む計量工程は、複数回の射出工程につき１回
行えば済み、各射出工程毎に行う必要がない。したがっ
て、計量工程の回数が少ない分だけ時間が短縮され、生
産効率も向上する。また、加熱シリンダ内の合成樹脂材
料は上述したように十分に軟化しているため、可塑化部
から射出部へは短時間で送り込まれる。したがって、こ
のことによっても時間が短縮され、やはり生産効率が向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図２】制御装置の作用を示すブロック図。

【図４】計量工程の作用を示すフローチャート図。

【符号の説明】１１プリプラ式射出成形機１２射出部１３可塑化部１５射出シリンダ１６射出プランジャ１７射出室１９プランジャ駆動手段（ラム）２０プランジャ駆動手段（シリンダ）２３アダプタ２５ノズル２７ノズル孔２９可塑化室３０連通路３０ａ開口３１樹脂容量検知手段（リニアスケール）３７加熱シリンダ３９スクリュ４３スクリュ進退駆動手段（スクリュ駆動装置）４７スクリュ回転駆動手段（回転モータ）Ｃ制御手段（制御装置）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱シリンダ、該加熱シリンダ内に配設
されたスクリュ、及び該スクリュを駆動するスクリュ駆
動手段を有して合成樹脂材料を可塑化する可塑化部と、
射出シリンダ、該射出シリンダ内に配設された射出プラ
ンジャ、及び該射出プランジャを軸方向に移動するプラ
ンジャ駆動手段を有する射出部と、前記可塑化部及び射
出部を連通する連通路と、を備え、前記可塑化部にて可
塑化された合成樹脂材料を前記射出部に送り出すと共に
前記射出部から金型内に射出するプリプラ式射出成形機
において、複数回の射出に必要な容量の合成樹脂材料を前記スクリ
ュ駆動手段を駆動して前記射出部内に送り込み、前記プ
ランジャ駆動手段を間欠的に駆動して複数回の射出を行
わしめる制御手段、を備えてなるプリプラ式射出成形機。
【請求項２】前記射出部内に送り込まれた合成樹脂材
料の容量を検知する樹脂容量検知手段を備え、前記制御手段が、該樹脂容量検知手段により前記射出部
内の樹脂が無くなったことを検知した場合には前記スク
リュ駆動手段を駆動して所定容量の合成樹脂材料を前記
射出部内に送り込む、ことを特徴とするプリプラ式射出成形機。