JPH08318551A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 合成樹脂の射出成形機において、ショットサ
イクルの短縮化を可能にする。 【構成】 射出成形機の射出ノズル42の樹脂出口部に逆
流防止弁44を設け、金型２への樹脂の充填後に射出シリ
ンダ41を金型に向けて油圧シリンダ47で押圧し、その圧
力で逆流防止弁44により樹脂の逆流を防止し、金型内の
樹脂の冷却を待たずに射出スクリュ６を回転して次回射
出用の樹脂の可塑化を開始させることができ、ショット
サイクルの短縮化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機に関し、特
にその可塑化射出ユニットにおける射出圧保持装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】インライン射出成形機においては、一般
に、射出スクリュは、金型に樹脂を充填およびその後の
収縮分を補充するピストン作用と、樹脂を溶融可塑化す
る作用との２つの機能をそなえている。ところで、最近
の射出成形機では、金型の内外の冷却技術が発達したの
で、成形品重量の大きな厚肉成形品でもハイサイクル成
形が実現されてる。しかしこの場合、厚肉成形品のひけ
や気泡の発生を防止するため、成形品が冷却してある程
度固まるまで射出保持圧を長くかける必要がある。

【０００３】これを図３に示した従来の一般的な射出成
形機の射出ユニット10について説明すると、この射出成
形機では、図７の射出工程ブロック図で示した工程の順
番に、射出スクリュ６を油圧シリンダ８により前進して
押出すことによって、射出シリンダ５先端部に貯蔵され
ている溶融樹脂が、金型２，３が型締めされて形成され
たキャビティ33内に射出され、その後、射出スクリュ６
の回転を止めたまま油圧シリンダ８に油圧をかけて、樹
脂圧力を保持し、成形品を冷却し、ある程度樹脂が固ま
った時に油圧シリンダ８の油圧を抜いて樹脂圧力を解放
し、続いて射出スクリュ６を回転し、樹脂原料の送り込
みと可塑化、射出シリンダ５先端部への溶融樹脂貯蔵の
工程が始められる。

【０００４】このように、成形品を冷却し樹脂が固まる
まで、射出スクリュ６は可塑化の工程を行なうことがで
きないので、図６や図７の工程ブロック図（詳細は後
述）に示すように成形の高速化が思うようにならず、ま
た可塑化工程の時間を短縮するためには、射出スクリュ
およびシリンダを大型にせざるを得なかった。（なお、
図３の射出成形機の主要部は、後述の本発明の実施例
（図１に示す）とほぼ同一の構成であり、その構成部材
について付された符号は同一の部材を示しているので、
図３の射出成形機の具体的な構成については、実施例の
項を参照のこと。）

【０００５】このような市場の要望に応える射出成形機
の構造について、以前より射出ユニットを可塑化スクリ
ュ部と射出専用のピストン部とに分けたものが市販品と
して公知である。このものを概略すると（説明図省
略）、可塑化スクリュ部と射出専用のピストン部の両者
を連通する樹脂通路に逆流防止弁を設け、金型への射出
通路は射出専用のピストン部から直結してあり、可塑化
スクリュ部において溶融可塑化した樹脂を一旦射出専用
のピストン部へ送り込み、所要量の樹脂が前記ピストン
部に溜められた後、樹脂を射出し、その射出圧を必要時
間保持する。この射出保持圧により前記逆止弁において
可塑化スクリュ部へ逆流することが防止され、可塑化ス
クリュ部においては射出、型内圧保持の工程中も、可塑
化を行なうことができるので、これにより、ショットサ
イクル時間を短縮することができる。

【０００６】また、図４および５に示した射出成形機も
提案されている(特表平3−504477号）。すなわち図４，
５において、射出成形機本体22のの内部とモールドキャ
ビティ11間の連通をノズル流路50の途中で遮断し、固定
閉空間Ｘに射出された溶融樹脂の所定部分を詰込み状態
とし、詰込み樹脂材料に内圧がかけられ、その内圧がモ
ールドキャビティ11に対して押圧するように構成されて
おり、ノズル流路50に配設された弁40が流路遮断し、圧
発生手段へ通路切換えを行なうようになっている。

【０００７】図４はノズル流路50が開いていて、溶融樹
脂が射出プランジャ21でモールドキャビティ11に押出さ
れている状態を示しており、図５は折れ曲がったノズル
流路50にピストン−シリンダ60をそなえ、ピストン−シ
リンダ60のロッドプランジャ62が前進することによりノ
ズル流路50が遮断され、ロッドプランジャ62がさらにノ
ズル流路50中に押し込まれる動作により第２内保圧発生
手段となる構成を示している。ロッドプランジャ62は、
成形品をモールドキャビティ11から取り出す前に、ノズ
ル流路遮断のまま、若干後退してノズル流路50の容積を
増加し、射出材料の前部を加圧状態から解放する。

【０００８】樹脂材料保圧工程は、射出プランジャ21で
材料全体の第１保圧力を発生させ、ロッドプランジャ62
のノズル流路遮断で分離した前部の樹脂材料に対し、も
う１段ロッドプランジャ62を押し込むことにより第２内
保圧を発生する。型保持圧力はモールドキャビティ11と
この第２内保圧発生手段で規定される。このように前部
の固定閉空間の樹脂材料の加圧を射出プランジャ21側と
分離して行なうことにより、図８の射出工程ブロック図
に示したようにモールドキャビティ11内の樹脂が固まる
時間を待つことなく、射出プランジャ21側は樹脂材料の
可塑化工程を進めることができ、ショットサイクル時間
を短縮することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来例におい
て、溶融樹脂保圧工程で樹脂の加圧を射出プランジャ
（射出スクリュ）側と分離して別置きのピストン−シリ
ンダを用いた加圧手段で行なうものでは、射出保持圧を
印加するための折れ曲がった樹脂通路（または室）を必
要とするため、構造が複雑となって樹脂換えや色換えが
困難となるという問題点があり、また、射出保持圧を印
加するための油圧シリンダを新たに必要とし、このこと
が構造複雑の要因となるなどの問題点である。本発明は
これらの問題点の解決をはかろうとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の問題点に対し、本
発明の射出成形機は、射出成形機において、射出シリン
ダ内の射出スクリュを回転しながら後進させて樹脂を可
塑化し、同射出スクリュを一気に前進させて同射出のス
クリュ先端に溜まった上記樹脂を上記射出シリンダの先
端の射出ノズルから金型のキャビティ内に射出する射出
ユニットをそなえるとともに、上記射出ノズルの樹脂通
路出口円筒部に設けられた逆流防止弁と、上記樹脂通路
出口円筒部にシールされて軸方向に移動可能に外嵌され
かつ射出保圧チャンバを形成する内筒部を設けられた射
出ノズル筒と、上記金型のキャビティ内への上記樹脂の
射出充填後に、上記射出ユニットを上記金型の方向に押
出して同金型に射出充填された上記樹脂を保圧するよう
に配設された射出ユニット前後進用シリンダとをそなえ
て構成することを以て、課題解決の手段とする。

【００１１】また、上記の射出成形機において、射出ユ
ニット前後進用シリンダが油圧シリンダで構成される一
方、同油圧シリンダの油圧を上記樹脂の上記金型のキャ
ビティ内への射出充填の完了信号としての射出スクリュ
位置センサの信号、またはタイマにより射出保持圧相当
の油圧に切換えるとともに、上記の射出スクリュ位置セ
ンサ，タイマまたは上記油圧シリンダの油圧センサある
いは上記金型内の樹脂圧センサ等の信号により上記射出
スクリュによる可塑化回転を起動し、上記タイマにより
上記シリンダの油圧を切換えて上記射出ユニットを射出
初動位置に戻す制御装置をそなえての構成は、より好適
な課題解決の手段である。

【００１２】さらに上記の両射出成形機において、射出
スクリュの回転完了時点で射出ユニット前後進用シリン
ダを射出初動位置に後退させることを選択できる制御装
置をそなえた構成も、より好適な課題解決の手段であ
る。

【００１３】

【作用】上述の本発明の射出成形機においての作業工程
は、射出スクリュを回転して過熱溶融可塑化した樹脂を
射出シリンダの先端に貯蔵し、回転を停止した射出スク
リュを一気に前進させて溶融樹脂を押出し、樹脂通路に
設けられた射出保圧チャンバを通して金型のキャビティ
内に射出充填する。樹脂の充填完了後、射出ユニット前
後進用シリンダに金型方向の油圧を印加して僅少量前進
させ、金型に当接する上記射出ノズル筒に対し、上記射
出保圧チャンバを圧し縮め、充填された樹脂を加圧す
る。この射出保圧チャンバの加圧により上記逆流防止弁
が、射出保圧チャンバと射出スクリュとの通路を遮断
し、射出シリンダ側への樹脂の逆流を止める。充填樹脂
圧を保持し、成形品を冷却し、ある程度樹脂が固まった
時点で射出ユニット前後進用シリンダの油圧を抜いて樹
脂圧力を解放する。その後、型開き，成形品取出し，型
閉めが行なわれる。

【００１４】上記のように、射出保圧チャンバの加圧に
より逆流防止弁が作動して射出シリンダ側との樹脂通路
が閉じられるので、射出ユニットにおいては、この時点
より独自に射出スクリュを回転して次回の射出用の樹脂
原料を取り込み、これを加熱，溶融，可塑化して、射出
充填所要量の樹脂貯蔵を行なうことができ、したがっ
て、射出スクリュの初動のタイミングは、射出充填され
た成形品が冷却，固化されるまで待つ必要がなくなり、
ショットサイクル時間を短縮することができる。

【００１５】また、請求項２の射出成形機における制御
装置では、射出スクリュ位置センサにより樹脂充填量の
確認をし、位置センサの信号またはタイマにより、射出
ユニット前後進用シリンダの前進側の油圧を必要な射出
保持樹脂圧が生じるように切換え、前記スクリュ位置セ
ンサ，タイマまたはその油圧および金型の内圧を圧力セ
ンサにより確認し、その信号により射出スクリュを起動
し回転させて、次回射出の樹脂の可塑化を行なわせ、射
出圧力保持時間をタイマに設定し、タイマの信号により
射出ユニット前後進用シリンダの油圧を下げ、射出ユニ
ットを射出初動位置に戻す等の制御が行なわれる。

【００１６】さらに請求項３の射出成形機における制御
装置では、請求項２の制御装置において、射出スクリュ
が可塑化工程を経て射出シリンダ先端に貯蔵される樹脂
充填量の確認する位置にセンサの信号により、射出ユニ
ット前後進用シリンダを必要な僅少量後退させることを
選択でき、この動作により射出保圧チャンバが軸方向に
膨張し、樹脂圧が負圧となり、逆流防止弁が解放され
て、次の樹脂射出充填工程に滑らかに移行できる。

【００１７】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
射出成形機を説明すると、図１はその平面断面図、図２
は図１の射出ユニットの側面図であり、また、図６はそ
の射出ユニットの射出工程ブロック図である。なお図１
に示した射出成形機には図３に示した従来の射出成形機
と形状および機能で共通のものには同じ部品番号（符
号）が用いられている。

【００１８】図１，２において、符号１は射出成形機の
ベース４に固設された固定型盤を示しており、また符号
２は固定型盤１に取付けられた固定金型を示している。
さらに符号３は図示省略の可動型盤に取付けられた可動
金型を示しており、この可動金型３は型盤移動用油圧シ
リンダ（図示省略）により可動型盤と共に移動して金型
の開閉が行なわれるようになっている。符号33は金型が
閉じたときに作られるキャビティを示している。

【００１９】符号24は射出ユニットを示しており、射出
ユニット24はその構成部分である射出ユニット台46にお
いて、ベース４に固設された２本のレールガイド28にガ
イドされ、固定型盤１と射出シリンダ41のアーム41ａと
の間に取付けられた一対の射出ユニット移動用油圧シリ
ンダ47により、金型方向に移動可能に構成されている。
（なお従来の射出成形機にも、この射出ユニットを前後
進させる油圧シリンダ47が設けられていて、射出シリン
ダ41，射出スクリュ６を清掃点検のために分解すると
き、この油圧シリンダ47により射出シリンダを大きく移
動させて作業を容易にできるようになっている。）

【００２０】射出ユニット24は、射出ユニット台46とそ
の上に取付けられた射出シリンダ41、同射出シリンダ41
内にあって回転し、樹脂を送り可塑化するとともにこれ
を一気に射出することができる射出スクリュ６、同射出
スクリュ６のスラストを支える軸受け台７、同軸受け台
７に取付けられ射出スクリュ６を回転駆動するモータ2
6、軸受け台７を介して射出スクリュ６を軸方向に移動
させる一対の射出スクリュ移動用油圧シリンダ８および
射出シリンダ41に取付けられた樹脂原料供給ホッパ34と
により構成されている。

【００２１】射出シリンダ41を介して樹脂を加熱するヒ
ータ29が射出シリンダ41の外周面に巻き付けられてい
る。軸受け台７は射出ユニット台46に取付けられたレー
ルガイド27によりガイドされ射出シリンダ41の軸方向に
移動可能に構成されている。

【００２２】射出シリンダ41の先端（図１における左
端）に射出ノズル42が固設され、射出ノズル42の樹脂通
路出口円筒部に逆流防止弁44が設けられている。射出ノ
ズル42の樹脂通路を形成する円筒部に、射出ノズル筒43
が射出ノズル42の円筒部とシールされ、かつ軸方向に移
動可能に外嵌されて射出ノズル42の出口円筒部と共に射
出保圧チャンバ45を形成している。射出ノズル筒43はそ
のノズル側が固定金型２の樹脂入り口に当接するように
なっている。

【００２３】図２に示すように、軸受け台７に射出スク
リュ位置センサ52が取付けられている。この位置センサ
52は、射出スクリュ６のストローク前後位置を射出ユニ
ット台46に取付けられた検出片53と協働して検出するも
のである。符号54は射出ユニット24が射出ユニット前後
進用シリンダ47によって射出樹脂圧力を保持するときの
初動の位置を決める位置センサを示しており、射出シリ
ンダ41のアーム41ａの端部を検出することにより、初動
の位置決めを行なうものである。符号55は射出スクリュ
移動用油圧シリンダ８の油圧を検出する圧力センサであ
り、この圧力センサ55の検出圧力より射出圧が計算でき
る。さらに符号56（図１参照）は射出充填された樹脂の
保持圧を検出する圧力センサを示している。

【００２４】なお圧力センサ56に代えて、射出ユニット
前後進用油圧シリンダ47に圧力センサ57を設けてもよ
い。そしてこれらの位置センサおよび圧力センサの各検
出信号は、電気配線により制御装置51に送られ、制御装
置51内の制御回路で判断され、各油圧シリンダおよびモ
ータ26等の駆動部に制御信号が発せられるようになって
いる。

【００２５】次に、上述の構成の射出ユニットの作用に
ついて説明する。この射出ユニット24の作業工程は、図
６の射出ユニットの射出工程ブロック図に示した通りで
ある。すなわち射出シリンダ41の外周部に巻き付けられ
たヒータ29により射出シリンダ41を介して加熱され、射
出スクリュ６の回転により溶融可塑化された樹脂を射出
シリンダ41の先端に貯蔵し、回転を停止した射出スクリ
ュ６を油圧シリンダ８により一気に前進させて溶融樹脂
をノズル42から押出し、樹脂通路に設けられた射出保圧
チャンバ45を通し、金型のキャビティ33内に射出充填す
る。

【００２６】樹脂の充填完了後、射出ユニット前後進用
シリンダ47に金型方向の油圧を印加して僅少量前進さ
せ、金型に当接する射出ノズル筒43に対し射出保圧チャ
ンバ45を圧し縮め、充填樹脂を加圧する。この射出保圧
チャンバ45の加圧により、逆流防止弁44が射出保圧チャ
ンバ45と射出スクリュ６先端の射出ノズル42との通路を
遮断し、充填樹脂の射出シリンダ41側への逆流を止める
作用が行なわれる。このようにして、充填樹脂圧を保持
しながら成形品を冷却し、ある程度樹脂が固まった時
に、射出ユニット前後進用シリンダ47の油圧を抜いて樹
脂圧力を解放する。その後、型開き，成形品取出し，型
閉めを行なう。

【００２７】上記のように、射出保圧チャンバ45の加圧
により射出シリンダ41側との樹脂通路が閉じられるの
で、射出ユニット24においては、この時点以降独自に射
出スクリュ６を回転して樹脂原料を取り込み、これの加
熱，溶融，可塑化および射出スクリュ６の後退による射
出充填所要量の樹脂貯蔵などの工程を実施することがで
き、したがって、射出スクリュ６の初動の時期は、射出
充填された成形品が冷却，固化されるまで待つ必要がな
く、これによりショットサイクル時間を短縮することが
できる。

【００２８】すなわち制御装置51の制御回路は、射出充
填の完了信号、すなわち、スクリュ位置センサ52により
樹脂充填量の確認をして、同位置センサ52の信号により
射出ユニット前後進用シリンダ47の前進側の油圧を必要
な射出充填樹脂圧が生じるように切換え、型内圧を圧力
センサ56により確認し、その信号によりモータ26を起動
し、射出スクリュ６を回転させて樹脂の送りと可塑化を
行なわせる。また、必要な射出圧力保持時間はタイマに
設定し、タイマの信号により射出ユニット前後進用シリ
ンダ47の油圧を射出ユニット後退側に切換えて射出ユニ
ット24を後退させ、位置センサ54により射出初動位置に
戻ったことを確認して射出ユニットを停止させる。

【００２９】さらに、この制御装置51において、射出ス
クリュ６による可塑化工程を経て射出シリンダ41先端に
貯蔵される樹脂充填量が位置センサ52により確認され、
その信号により射出ユニット前後進用シリンダ47を必要
な僅少量後退させ、充填樹脂圧を下げることを選択でき
る。この動作により射出保圧チャンバ45が軸方向に膨張
して樹脂圧が負圧となり、逆流防止弁44側が解放され
て、次の樹脂射出充填工程に滑らかに移行できる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の射出成形
機によれば次のような効果ないし利点が得られる。 (1) 射出充填完了後直ぐに射出スクリュ回転が可能なた
め、射出圧保持冷却工程とラップでき、従来の一般的な
射出スクリュおよび射出シリンダの構造をほとんど変え
ることなくハイサイクル成形が可能となる。そしてこの
場合、従来の一般的な射出成形機におけるハイサイクル
成形で不可避な、スクリュ回転数増加を必要としないた
め、混練性が向上し、スクリュ摩耗防止の効果がある。 (2) 射出シリンダの先端部の樹脂通路が従来の射出成形
機と変わらないので、樹脂換えや色換えが容易である。 (3) 射出保持圧を印加するための油圧シリンダには、一
般の射出成形機にも使用されている射出ユニット前後進
用油圧シリンダを用いているため、従来装置への適用が
容易である。なお射出保持圧の設定範囲を広くするた
め、従来の射出成形機より、油圧シリンダ径を大きくす
るか、実施例に示したように複数の油圧シリンダを使用
するなどの設計変更を必要とする場合がある。 (4) 射出成形機のコンパクト化が可能になり、設置場所
の省スペースが図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての射出成形機の平面断
面図である。

【図２】同射出ユニットの側面図である。

【図３】従来の一般的な射出ユニットの平面断面図であ
る。

【図４】従来の射出ノズル樹脂通路に遮断弁を設けた射
出ユニットの断面図である。

【図５】図４の樹脂通路にロッドプランジャ遮断弁を設
けた構成の断面図である。

【図６】図１に示した射出成形機における射出ユニット
の射出工程ブロック図である。

【図７】図３に示した射出ユニットの射出工程ブロック
図である。

【図８】図４に示した射出ユニットの射出工程ブロック
図である。

【符号の説明】

２ 固定金型 ３ 可動金型 ６ 射出スクリュ ８ 射出スクリュ移動用油圧シリンダ 24 射出ユニット 33 キャビティ 41 射出シリンダ 42 射出ノズル 43 射出ノズル筒 44 逆流防止弁 45 射出保圧チャンバ 46 射出ユニット 47 射出ユニット前後進用油圧シリンダ 51 制御装置 52 射出スクリュ位置センサ 54 射出ユニット初動位置決め位置センサ 55 射出スクリュ移動用油圧シリンダの圧力センサ 56 金型内の樹脂圧センサ 57 圧力センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形機において、射出シリンダ内の
   射出スクリュを回転しながら後進させて樹脂を可塑化
   し、同射出スクリュを一気に前進させて同射出スクリュ
   の先端に溜まった上記樹脂を上記射出シリンダの先端の
   射出ノズルから金型のキャビティ内に射出する射出ユニ
   ットをそなえるとともに、 上記射出ノズルの樹脂通路出口円筒部に設けられた逆流
   防止弁と、上記樹脂通路出口円筒部にシールされて軸方
   向に移動可能に外嵌されかつ射出保圧チャンバを形成す
   る内筒部を設けられた射出ノズル筒と、上記金型のキャ
   ビティ内への上記樹脂の射出充填後に、上記射出ユニッ
   トを上記金型の方向に押出して同金型に射出充填された
   上記樹脂を保圧するように配設された射出ユニット前後
   進用シリンダとをそなえて構成されたことを特徴とす
   る、射出成形機。
2. 【請求項２】 上記射出ユニット前後進用シリンダが油
   圧シリンダで構成される一方、同油圧シリンダの油圧を
   上記樹脂の上記金型のキャビティ内への射出充填の完了
   信号としての射出スクリュ位置センサの信号またはタイ
   マにより射出保持圧相当の油圧に切換えるとともに、上
   記の射出スクリュ位置センサ，タイマまたは上記油圧シ
   リンダの油圧センサあるいは上記金型内の樹脂圧センサ
   等の信号により上記射出スクリュによる可塑化回転を起
   動し、上記タイマにより上記シリンダの油圧を切換えて
   上記射出ユニットを射出初動位置に戻す制御装置をそな
   えたことを特徴とする、請求項１に記載の射出成形機。
3. 【請求項３】 上記射出スクリュの回転完了または射出
   保持圧完了時点で上記射出ユニット前後進用シリンダを
   射出初動位置に後退させることを選択できる制御装置を
   そなえたことを特徴とする、請求項１または２に記載の
   射出成形機。