JP2000313038A - 射出成形装置及び射出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製品の品質低下をきたすことのない縦型の射
出成形装置や射出成形方法を提供する。 【解決手段】 油圧モータ５のオイル排出側と油圧シリ
ンダ４内のピストン４１の下側の部屋４Ｂとの間を配管
５３で接続し、油圧モータ５に駆動力を与えた後のオイ
ルの与圧を利用して油圧シリンダ４内のピストン４１に
上向きの力を供給し、吐出１回分のシリコーン樹脂の体
積を計量室８１内で計量する際に、スクリュー８にピス
トン４１、油圧モータ５の軸５１、スクリュー８の自重
など、垂直方向下向きにかかる荷重を前記上向きの力で
相殺せしめ、計量時に計量室内のシリコーン樹脂が加圧
されないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は射出成形装置に係
り、更に詳細には、材料を鉛直方向下向きに吐出する、
いわゆる縦型の射出成形装置及びその射出成形方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より熱硬化性液状シリコーン樹脂を
用いて射出成形を行う場合には、熱可塑性樹脂などシリ
コーン樹脂以外の、より一般的な樹脂用の射出成形装置
をそのまま使用する場合が多い。図２に代表的な縦型射
出成形装置１００の概略構成を示した。

【０００３】この射出成形装置１００では、台座１０１
上に略鉛直方向に平行に伸びた二本の支柱１０２，１０
３が配設されており、これらの支柱１０２，１０３に跨
ってシリンダホルダ１０４が配設され、更にこのシリン
ダホルダ１０４の上側にスクリュー１１０を回転するた
めの油圧モータ１２０が配設されている。シリンダホル
ダ１０４にはシリコーン樹脂を収容して混合後射出する
吐出シリンダ１３０が取り付けられる。吐出シリンダ１
３０内にはスクリュー１１０が収容されており、この吐
出シリンダ１３０内でスクリュー１１０が回転すること
によりＡ液及びＢ液からなる液状シリコーン樹脂を主成
分とするシリコーン樹脂を混合し、このスクリュー１１
０が略鉛直方向下向きに移動することにより吐出シリン
ダ１３０の先端に配設されたノズル１３４から混合され
た組成物が金型（図示省略）に向けて吐出される。

【０００４】この射出成形装置１００では、支柱１０
２，１０３の最上部に油圧シリンダ１４０が配設されて
いる。油圧シリンダ１４０は昇降可能なピストン１４１
を内蔵しており、外部に設けた油圧ポンプＰから供給さ
れる油圧によりピストン１４１が上下してその下の油圧
モータ１２０及びスクリュー１１０を昇降させる。油圧
シリンダ１４０の下側に位置する油圧モータ１２０は油
圧ポンプＰから供給される油圧により回転駆動力を発生
し、油圧モータ１２０の軸１２１に取り付けられたスク
リュー１１０を略鉛直な軸の回りに回転させる。

【０００５】この射出成形装置１００で射出を行うに
は、まず原料供給ポンプ１５０を作動させて液状樹脂Ａ
及び液状樹脂Ｂを吐出シリンダ１３０の根元に設けた投
入口１３１から投入する。それと同時に油圧モータ１２
０を作動させてスクリュー１１０を回転させる。吐出シ
リンダ１３０内に投入されたシリコーン樹脂はスクリュ
ー１１０の回転により混合されながら鉛直方向下向きに
搬送され、やがて吐出シリンダ１３０の内側先端とスク
リュー１１０先端との間に形成される計量室１３３に溜
められる。更にシリコーン樹脂の投入とスクリュー１１
０の回転とを続行すると計量室１３３に溜まるシリコー
ン樹脂の体積が増大し、スクリュー１１０を図中上方に
押し上げる。この押上げ量が一定値に達するとセンサＳ
が作動して計量室１３３内に所定体積の材料が溜まった
ことが認識され、次に油圧シリンダ１４０を作動させて
スクリュー１１０を下向きに押圧し、ノズル１３４から
材料を吐出する。即ち、この射出成形装置１００では、
計量室１３３内へ供給されたシリコーン樹脂量即ち、吐
出１回分のシリコーン樹脂量の計量はスクリュー１１０
の後退量を介して行われる。この吐出１回分のシリコー
ン樹脂量が変動すると吐出後硬化して得られる成形品の
品質にバラツキが生じ、製品の品質低下を招くのでこの
計量は正確に行わなければならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図２に示し
た射出成形装置１００では、スクリュー１１０の上に油
圧モータ１２０と油圧シリンダ１４０のピストン１４１
が真上に配設されているので、装置運転時にはスクリュ
ー１１０には下向きに相当大きな重量がかかる。そのた
め原料供給ポンプ１５０で原料を供給する際にかける圧
力を大きくしてこれらの重量以上にしなければ計量室１
３３に材料を送り込めない。また、吐出シリンダ１３０
内および計量室１３３中のシリコーン樹脂の圧力は高圧
となる。このような高圧下において計量室１３３に溜め
られる吐出１回分のシリコーン樹脂が一定の体積に保た
れるためには、材料自体に圧力による体積の変動がゼロ
かそれに等しい性質があることが前提となる。その点、
射出成形装置１００は熱可塑性樹脂用に設計されたもの
であり、これらの熱可塑性樹脂は圧力による体積変化が
ほとんどないため、実用上問題はなかった。

【０００７】しかるに、この射出成形装置１００をシリ
コーン樹脂の成形に使用する場合には問題が生じる。そ
れはシリコーン樹脂は圧力により体積が変動する性質が
あるためであり、例えば１００ｋｇの圧力が作用すると
圧力ゼロのときの体積に対して約３％も収縮する例があ
る。

【０００８】そのため、図２に示したような射出成形装
置１００をシリコーン樹脂の成形にそのまま使用した場
合、成形の際の射出量が安定せず、成形品の品質が低下
するという問題があった。

【０００９】本発明は、上記従来の問題を解決するため
に成されたものである。即ち、本発明は成形品の品質低
下をきたすことのない縦型の射出成形装置や射出成形方
法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の射出成形装置
は、略鉛直な回転軸を有するスクリューを回転可能かつ
昇降可能に収容する吐出シリンダと、前記スクリューを
回転させる油圧モータと、前記スクリューを昇降させる
油圧シリンダと、前記油圧モータに駆動用の油圧を供給
する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから供給される油圧
を用いて前記スクリューに作用する下向きの荷重を軽減
させる荷重軽減手段と、を具備する。

【００１１】上記射出成形装置において、前記荷重軽減
手段としては、前記油圧モータのオイル排出側と、前記
油圧シリンダのピストンの下側の部屋とを接続する配管
が挙げられる。この荷重軽減手段としての配管は、前記
油圧シリンダのピストンの下側の部屋と油圧ポンプとを
直接接続する配管であっても良い。

【００１２】また、前記荷重軽減手段としての配管は、
圧力調節弁と、逆流防止弁とを具備していても良い。

【００１３】更に、前記吐出シリンダ内で混合され，射
出される材料としては液状シリコーン樹脂組成物が挙げ
られる。

【００１４】また、上記装置を用いる射出成形方法とし
ては、略鉛直な回転軸を有するスクリューを回転可能か
つ昇降可能に収容する吐出シリンダと、前記スクリュー
を回転させる油圧モータと、前記スクリューを昇降させ
る油圧シリンダと、前記油圧モータに駆動用の油圧を供
給する油圧ポンプと、を具備する射出成形装置を用いて
射出成形する方法において、前記油圧ポンプから供給さ
れる油圧を前記油圧シリンダのピストンの下側の部屋に
供給することにより、前記スクリューに作用する下向き
の荷重を軽減させる事を特徴とする。

【００１５】本発明の射出成形装置や方法では、油圧モ
ータを駆動した後のオイルの排圧を利用して油圧シリン
ダにピストンを押し上げる向きの力を与えているので、
スクリューにかかる下向きの荷重を低減させることがで
き、それにより材料の計量を正確に行うことができる。
その結果、一回の吐出で吐出されるシリコーン樹脂の量
が均一になり、成形品の品質が安定する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態に係る射
出成形装置について説明する。図１は本実施形態に係る
射出成形装置１０の概略構成を示した図である。

【００１７】この図１に示したように、本実施形態に係
る射出成形装置１０では、台座１上に略鉛直方向に平行
に伸びた二本の支柱２，３が配設されており、これら支
柱２，３に跨って、油圧シリンダ４、油圧モータ５、及
びシリンダホルダ６がこの順序で上から順に配設されて
いる。

【００１８】シリンダホルダ６にはシリコーン樹脂を収
容して混合後射出する吐出シリンダ７が取り付けられて
いる。吐出シリンダ７の上方にはシリコーン樹脂を投入
するための投入口７２が配設されており、この投入口７
２には原料を供給するための配管９が接続されている。
配管９の途中には開閉弁９１が配設されており、配管７
２の他端側は配管７３及び配管７４の二股に分かれ、配
管７３，７４の先には原料供給ポンプ１１，１２にそれ
ぞれ接続されている。原料供給ポンプ１１，１２内には
それぞれ、例えば、液状シリコーン樹脂の主剤Ａ及びＢ
が収容され、駆動装置１３によりピストン１１ａ，１２
ａが押圧されると、主剤Ａと主剤Ｂとが一定の割合で押
し出され、配管７３，７４，及び配管７２を通って吐出
シリンダ７内に投入される。

【００１９】吐出シリンダ７内にはスクリュー８が収容
されており、この吐出シリンダ７内でスクリュー８が回
転することにより主剤Ａ及び主剤Ｂからなる液状シリコ
ーン樹脂を主成分とするシリコーン樹脂を混合し、吐出
シリンダ７内を下向きに送る。 この射出成形装置で
は、支柱２，３の最上部に油圧シリンダ４が配設されて
いる。

【００２０】油圧シリンダ４は昇降可能なピストン４１
を内蔵しており、外部に設けた油圧ポンプＰから供給さ
れる油圧によりピストン４１が上下してその下の油圧モ
ータ５及びスクリュー８を昇降させる。

【００２１】即ち、油圧シリンダ４の上部にはオイル導
入用の配管４３とオイル排出用の配管４４とが接続され
ており、油圧シリンダ４内のピストン４１より上側の部
屋４Ａ内にオイルを出し入れできるようになっている。
配管４３は油圧ポンプＰと接続されており油圧ポンプＰ
で加圧されたオイルが部屋４Ａ内に流入する。配管４４
はオイル排出用のタンク４６側に導かれており、図示し
ない循環機構により循環され、再使用に供される。

【００２２】本実施形態の射出成形装置では、油圧シリ
ンダ４の下部にも配管５３、配管５４が接続され、油圧
シリンダ４内のピストン４１より下側の部屋４Ｂにオイ
ルを出し入れしてピストン４１に油圧を作用させるよう
になっている。即ち、配管５３は後述する油圧モータ５
のオイル排出側に接続されており、油圧モータ５を駆動
させた後のオイルが排圧で前記下側の部屋４Ｂ内に供給
され、配管５４は下側の部屋４Ｂからオイルを排出させ
る。配管５４には開閉弁５８が配設されておりこの開閉
弁５８を開閉することにより油圧を制御する。

【００２３】油圧シリンダ４の下側に位置する油圧モー
タ５は油圧ポンプＰから供給される油圧により回転運動
を与え、油圧モータ５の軸５１に取り付けられたスクリ
ュー８を略鉛直な軸の回りに回転させる。即ち、油圧モ
ータ５には配管５２と配管５３とが接続され、配管５２
は油圧ポンプＰと接続されて油圧ポンプで加圧されたオ
イルを油圧モータ５内に導入する。油圧モータ５内には
油圧を利用して回転駆動力を生じさせる機構（図示省
略）により回転軸５１を回転させる機構が配設されてお
り、配管５２から供給されたオイルは当該機構により回
転軸５１の回転に供される。

【００２４】一方、配管５３は油圧モータ５のオイル排
出側に接続されており、油圧モータ５内で回転駆動力を
発生させるのに用いられた後のオイルを排出し、上記し
たように油圧シリンダ４へオイルを供給する。

【００２５】配管５３の途中には逆流防止弁５５、圧力
調節弁５６及び圧力ゲージ５７が配設されている。

【００２６】逆流防止弁５５はオイルが油圧シリンダ４
側から油圧モータ５側へ逆流するのを防止するための弁
であり、圧力調節弁５６は油圧シリンダ４のピストン４
１の下側の部屋４Ｂにかかる油圧を調節するための弁で
あり、その上の圧力ゲージ５７の圧力値を見ながら適切
な圧力に調節する。

【００２７】ここで下側の部屋４Ｂにかかる油圧の値
は、ピストン４１からスクリュー８までの重さを足した
値、或いは、いわゆるシリコーン樹脂をピストン８の先
端側の計量室８１で計量する際にスクリュー８の自重や
油圧モータ５の軸５、ピストン４１の重量などの下向き
の荷重と相殺してこの下向きの荷重をゼロにできる油圧
である。

【００２８】この油圧の値は設計事項であり、各部品の
重量から計算したり、或いは実際に測定して得た値を用
いる。配管５３内の油圧がこの値になるように圧力ゲー
ジ５７で確認しながら、圧力調節弁５６を調節する。

【００２９】更に、配管５３には、ある一定値以上の油
圧がかかった場合に自動的にオイルの一部を逃がして圧
力を低下させる安全弁やバイパス流路（共に図示せず）
が更に配設されていても良い。

【００３０】次に、本実施形態の射出成形装置を用いて
シリコーン樹脂の射出成形を行う場合の操作について説
明する。

【００３１】原料供給ポンプ１１，１２内に液状シリコ
ーン樹脂の主剤Ａと主剤Ｂとをそれぞれ充填した状態で
射出成形装置１０を起動すると、駆動装置１３が作動開
始してピストン１１ａ及び１２ａを押圧し、主剤Ａ及び
Ｂが配管７３，７４及び９を経由して流れ、投入口７２
からシリコーン樹脂として吐出シリンダ７内に投入され
る。

【００３２】一方、装置の起動と同時に弁５９を開き、
油圧ポンプＰを作動開始させて油圧モータ５を回転させ
る。油圧モータ５の回転によりスクリュー８が回転する
と、原料ポンプ１１，１２から圧送され投入口７２から
投入されたシリコーン樹脂はスクリュー８の羽根の回転
により吐出シリンダ７内を下向きに搬送され、最終的に
は吐出シリンダ７内部の先端とスクリュー８の先端との
間の計量室８１に溜められる。

【００３３】一方、油圧モータ５を回転させるのに用い
られたオイルは配管５３を通り、油圧シリンダ４内のピ
ストン４１の下側の部屋４Ｂに供給される。このとき、
弁５８及び弁４６を閉じた状態にし、弁４５を開いてお
くと、オイルは部屋４Ｂ内に流入し、出口が閉じられて
いるので、ピストン４１には上向きの力が作用する。一
方、弁４６は閉じられているので部屋４Ａ内には油圧ポ
ンプＰからのオイルの供給はなく、弁４５が開いている
ので部屋４Ａ内のオイルは配管４４内に流出できる。そ
のため、部屋４Ｂ内にオイルが供給されると、ピストン
４１は上昇し、その下側に取り付けられた油圧モータ５
の軸５１や更にその下に配設されたスクリュー８を持ち
上げる方向の力が与えられる。このとき、配管５３にか
かる油圧は予め適切な値に調節されており、ピストン４
１に作用する上向きの力がスクリュー８とこのスクリュ
ー８にかかる荷重とを加えた強さになるように調節され
ている。そのため、油圧モータ５が作動している間、ス
クリュー８にかかる下向きの力はピストン４１に与えら
れる上向きの力と相殺され、ほぼゼロになる。

【００３４】この状態で油圧モータ５の回転とシリコー
ン樹脂の投入とを続行すると、計量室８１内に溜められ
るシリコーン樹脂量は時間の経過と共に増大し、計量室
８１に溜められるシリコーン樹脂の体積は増大する。こ
の体積増加はスクリュー８を押し上げる力となり、スク
リュー８が上昇する。このスクリュー８の上昇に伴って
油圧モータ５も上昇し、この油圧モータ５の上昇量が一
定値になるとセンサＳが作動し、油圧モータ５が所定量
上昇し、計量室８１内に所定体積のシリコーン樹脂、具
体的には吐出一回分の体積のシリコーン樹脂が溜められ
たことが制御装置（図示省略）に認識される。

【００３５】センサＳが作動すると弁５９、９１、４５
を閉じて油圧モータ５の回転とシリコーン樹脂の投入を
停止し、弁４６、５８を開く。するとスクリュー８の回
転が停止するとともに油圧シリンダ４の上側の部屋４Ａ
内に油圧ポンプＰからのオイルが流入する。上側の部屋
４Ａにはオイルが流入し、下側の部屋４Ｂからはオイル
が配管５４へ流出する一方なので、ピストン４１には下
向きの力が作用し、油圧モータ５の軸５１を介してスク
リュー８に下向きの力が作用する。この時点で吐出シリ
ンダ７の先のノズル７１先端を開放すると、ノズル７１
の下側に配設された金型（図示省略）に向けて計量室８
１内に溜められたシリコーン樹脂が吐出される。

【００３６】以上説明したように、本実施形態の射出成
形装置では、油圧モータ５から排出されたオイルを油圧
シリンダ４内のピストン４１の下側の部屋４Ｂに送り、
このオイルの油圧を利用して油圧モータ５回点時、即
ち、計量室８１内にシリコーン樹脂を供給して吐出１回
分のシリコーン樹脂量を計量する間、スクリュー８に対
して上向きの力を作用させてこのスクリュー８にかかる
下向きの荷重をゼロにする。そのため、計量時には計量
室８１内のシリコーン樹脂を圧縮する力が働かないた
め、加圧によるシリコーン樹脂の収縮が起こらず、高精
度の計量が可能となる。

【００３７】また、この射出成形装置では、油圧モータ
５オイル排出側と油圧シリンダ４内のピストン４１の下
側の部屋４Ｂとを配管５３で接続したり、配管５４や弁
５８を追加する程度の軽微な改造をするだけの比較的簡
単な構造であるため、大幅な製造コストの上昇や保守管
理の煩雑さを招くこともない。

【００３８】なお、本発明は上記実施形態に限定されな
い。例えば、上記実施形態では、油圧モータのオイル排
出側と油圧シリンダのピストンより下側の部屋とを配管
で接続する構成としたが、油圧ポンプと油圧シリンダの
ピストンより下側の部屋とを直接接続しても良い。

【００３９】

【発明の効果】本発明の射出成形装置や方法によれば、
油圧モータの排圧を利用して油圧シリンダにピストンを
押し上げる向きの力を与えているので、スクリューにか
かる荷重を低減させることができ、それによりシリコー
ン樹脂の計量を正確に行うことができる。その結果、一
回の吐出で吐出されるシリコーン樹脂の量が均一にな
り、成形品の品質が安定するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る射出成形装置の概略構成を模式的
に示した垂直断面図である。

【図２】従来の射出成形装置の概略構成を模式的に示し
た垂直断面図である。

【符号の説明】

８……スクリュー、 ７……吐出シリンダ、 ５……油圧モータ、 ４……油圧シリンダ、 Ｐ……油圧ポンプ、 ４１……ピストン、 ４Ｂ……下側の部屋。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略鉛直な回転軸を有するスクリューを回
   転可能かつ昇降可能に収容する吐出シリンダと、 前記スクリューを回転させる油圧モータと、 前記スクリューを昇降させる油圧シリンダと、前記油圧
   モータに駆動用の油圧を供給する油圧ポンプと、前記油
   圧ポンプから供給される油圧を用いて前記スクリューに
   作用する下向きの荷重を軽減させる荷重軽減手段と、を
   具備することを特徴とする射出成形装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の射出成形装置であって、
   前記荷重軽減手段が、前記油圧モータのオイル排出側
   と、前記油圧シリンダのピストンの下側の部屋とを接続
   する配管であることを特徴とする射出成形装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の射出成形装置であって、
   前記配管が圧力調節弁と、逆流防止弁とを具備すること
   を特徴とする射出成形装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の射出成
   形装置であって、前記吐出シリンダ内で混合され，射出
   される材料が液状シリコーン樹脂組成物であることを特
   徴とする射出成形装置。
5. 【請求項５】 略鉛直な回転軸を有するスクリューを回
   転可能かつ昇降可能に収容する吐出シリンダと、 前記スクリューを回転させる油圧モータと、 前記スクリューを昇降させる油圧シリンダと、前記油圧
   モータに駆動用の油圧を供給する油圧ポンプと、を具備
   する射出成形装置を用いて射出成形する方法において、
   前記油圧ポンプから供給される油圧を前記油圧シリンダ
   のピストンの下側の部屋に供給することにより、前記ス
   クリューに作用する下向きの荷重を軽減させる事を特徴
   とする射出成形方法。