JP2002292683A - 射出成形機 - Google Patents
射出成形機Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/20—Injection nozzles
- B29C45/23—Feed stopping equipment
- B29C45/231—Needle valve systems therefor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
ニードル弁にかかる負荷を軽減できる射出成形機を提供
する。 【解決手段】可塑化装置によって可塑化された樹脂を、
ニードル弁12を有するシャットオフノズル11を介し
て金型へ射出する射出成形機であって、ニードル弁12
を前後に駆動させてシャットオフノズル11を開閉する
ニードル弁駆動装置15が設けられ、このニードル弁駆
動装置21は、ニードル弁12に連結された揺動レバー
16と、この揺動レバー16と接触してレバー16を揺
動させる偏心カム17と、偏心カム17を回転させる回
転駆動手段18とを備える。ニードル弁12がシャット
オフノズル11を閉鎖する瞬間のニードル弁12の移動
速度が、閉鎖途中のニードル弁12の移動速度より小さ
くなるように、偏心カム17の形状が設定されている。
Description
ードル式シャットオフノズルを有する射出成形機に関す
るものである。
射出、保圧、冷却、型開閉の順に繰り返される。射出、
保圧、型開閉の間は可塑化装置は停止しており、冷却工
程が始まると同時に、可塑化装置のスクリューを駆動し
て樹脂を可塑化し、リザーバ内に可塑化された樹脂を送
り込む(計量する)ようになっている。リザーバとは射
出装置のシリンダの前部に設けられた1ショット分の樹
脂を溜めておくための部屋のことである。
程で樹脂がリザーバに溜められるまでの間や、射出工程
後、金型を開く時などに、シリンダ内の溶融樹脂が漏れ
出るのを防止するため、シリンダの先頭部にはニードル
弁によって開閉できるシャットオフノズルが設けられて
いる。
7に示す直進カム式、図8に示す直動式、図9に示すて
こ式などがある。直進カム式は、カム70を横方向に移
動させ、カム70に接するカムフォロワ72を有するニ
ードル弁71を前進移動させるものである。また、直動
式は、直動式アクチュエータ73によってニードル弁7
4を直接前後移動させるものである。てこ式は、ニード
ル弁75の後端部に揺動リンク76の一端を連結し、リ
ンク76の他端をアクチュエータ77によって操作する
ことにより、ニードル弁75を前後に移動させるもので
ある。いずれの方式も、ニードル弁を閉じる時にアクチ
ュエータの力を利用し、ニードル弁を開く時には樹脂を
射出する時に生じる樹脂圧を利用している。
ム式の場合には、カム70とカムフォロワ72との摩擦
がニードル弁71に倒れ方向のモーメントとして作用す
るため、ニードル弁71の摺動案内部が摩耗しやすいと
いう問題がある。直動式の場合には、アクチュエータ7
3の駆動能力と同等の力しかニードル弁74に伝えるこ
とができない。また、シャットオフノズルを閉じる時に
はニードル弁74に大きな負荷がかかるので、低速で移
動させるのが望ましいが、アクチュエータ73の動きが
直接的にニードル弁74に伝えられるので、アクチュエ
ータ73の動作速度を制御しなければならない。てこ式
の場合には、ニードル弁75に作用するモーメントは直
進カム式に比べて小さいが、てこ機構のみでは閉鎖時に
ニードル弁75を減速させる機能はない。
シャットオフノズルの閉鎖時にニードル弁にかかる負荷
を軽減できる射出成形機を提供することにある。
め、請求項1に係る発明は、可塑化装置によって可塑化
された樹脂を、ニードル弁を有するシャットオフノズル
を介して金型へ射出する射出成形機において、上記ニー
ドル弁を前後に駆動させてシャットオフノズルを開閉す
るニードル弁駆動装置が設けられ、この駆動装置は、上
記ニードル弁に連結された揺動レバーと、この揺動レバ
ーと接触してレバーを揺動させる偏心カムと、偏心カム
を回転させる回転駆動手段とからなるニードル弁駆動装
置を備え、上記ニードル弁がシャットオフノズルを閉鎖
する瞬間のニードル弁の移動速度が、閉鎖方向への移動
途中のニードル弁の移動速度より小さくなるように偏心
カムの形状を設定したことを特徴とする。
トオフノズルを介して金型へ射出される。シャットオフ
ノズルはニードル弁によって開閉されるが、ニードル弁
を前後に駆動するニードル弁駆動装置を揺動レバーと偏
心カムと回転駆動手段とで構成し、ニードル弁がシャッ
トオフノズルの閉鎖する瞬間のニードル弁の移動速度
が、閉鎖方向への移動途中のニードル弁の移動速度より
小さくなるように偏心カムの形状を設定してある。その
ため、ニードル弁に大きな負荷がかかるシャットオフノ
ズルの閉鎖時に、ニードル弁を低速で移動させ、ニード
ル弁にかかる負荷を軽減できる。したがって、ニードル
弁の先端の摩耗や破損を防止できる。また、揺動レバー
のレバー比を設定することによって、偏心カムを回転さ
せる回転駆動手段の駆動力を増力してニードル弁に伝え
ることができる。
回転軸を有する円形カムとし、揺動レバーに少なくとも
ニードル弁の閉鎖動作時に偏心カムが接する接触面を設
け、揺動レバーの揺動中心からニードル弁との連結点ま
での距離L1 に比べて、揺動中心から偏心カムとの接触
点までの距離L2 を長くするのがよい。円形カムの偏心
軸を回転させると、円形カムの外周面が揺動レバーの接
触面を押し、始端部および終端部で低速で、中間点では
高速で揺動レバーを揺動させる。そのため、ニードル弁
も全開位置および全閉位置では低速で移動し、中間点で
は高速に移動でき、望ましい特性を得ることができる。
また、回転駆動手段の回転速度は一定であっても上記の
特性を得ることができるので、回転駆動手段の速度制御
が簡単である。
が内接する開口穴を有し、ニードル弁の閉鎖時に偏心カ
ムと接する第1の接触面と、ニードル弁の開放時に偏心
カムと接する第2の接触面とが、開口穴の対向する内側
面に形成されているのが望ましい。すなわち、シャット
オフノズルの閉鎖時には揺動レバーによってニードル弁
を強く押圧する必要があるが、開放時には樹脂圧によっ
て開放することも可能である。しかし、何らかの原因に
よってニードル弁が開かなくなることがあるので、上記
のように揺動レバーの開口面に閉鎖時に偏心カムと接触
する第1の接触面と開放時に接触する第2の接触面とを
形成することで、ニードル弁を閉鎖方向および開放方向
に確実に作動させることができる。
形機の一例を示す。この射出成形機はインラインスクリ
ュー式成形機の例であり、樹脂を可塑化し、射出する可
塑化・射出ユニットAと、射出された樹脂を冷却する金
型ユニットBとで構成されている。
ダ1は、図示しないヒータによって所定の樹脂溶融温度
に加熱されている。シリンダ1の内部には、スクリュー
2が回転可能にかつ軸方向移動可能に配置されており、
ホッパ3から投入された樹脂を可塑化させ、前方へ送り
出す機能を有する。シリンダ1の後部には、スクリュー
2を前後に移動させる直動用アクチュエータ4と、スク
リュー2を回転させる回転用アクチュエータ5とが設け
られている。シリンダ1の前端に設けられた室1a(リ
ザーバ)に可塑化された樹脂が溜まると、その量に応じ
て直動用アクチュエータ4によってスクリュー2が後退
し、射出時には直動用アクチュエータ4によってスクリ
ュー2を前進させ、リザーバ1a内の樹脂を後述するシ
ャットオフノズル11に向かって射出する。シリンダ1
は、アクチュエータ4,5と共に図示しない支持機構に
よってベース6上に前後移動自在に支持されており、ベ
ース6上に固定された液圧シリンダ7によって、前後方
向に作動される。この液圧シリンダ7は、射出後、シャ
ットオフノズル11を固定側金型30から離すために用
いられる。
はマニホールド10を介してシャットオフノズル11が
固定されており、シャットオフノズル11の内部はシリ
ンダ1のリザーバ1aとマニホールド10に設けた通路
10aを介して接続されている。なお、マニホールド1
0を省略してシャットオフノズル11をシリンダ1に直
結することも可能である。シャットオフノズル11の中
にはニードル弁12が前後方向に移動自在に挿入されて
おり、シャットオフノズル11の後端部とニードル弁1
2との間には樹脂漏れを防止するシール部材13が介装
されている。ニードル弁12の先端部にはシャットオフ
ノズル11のノズル口11aを開閉自在なテーパ部12
aが設けられており、ニードル弁12はニードル弁駆動
装置15によって前後方向に駆動され、シャットオフノ
ズル11を開閉する。ニードル弁駆動装置15は、ニー
ドル弁12の後端部に連結された揺動レバー16と、こ
の揺動レバー16と接触してレバー16を揺動させる偏
心カム17と、偏心カム17を回転させる回転駆動手段
18とで構成されている。回転駆動手段18はシャット
オフノズル11、マニホールド10またはシリンダ1の
側面に固定されている。回転駆動手段18としては、例
えば約180°ずつ反転駆動するロータリーアクチュエ
ータや、一方向に回転駆動するモータなどが使用され
る。
ように、細幅部12bを介して前後に凸部12c,12
dが設けられている。揺動レバー16は支軸19を支点
として揺動自在であり、その一端部には、ニードル弁1
2の細幅部12bが挿通される溝16aと、凸部12
c,12dを受け入れる穴部16bとが設けられてい
る。ニードル弁12を閉じる時には、穴部16bの底面
16b1 が後側の凸部12dを押し、ニードル弁12を
開く時には、穴部16bの天井面16b2 が前側の凸部
12cを引くようになっている。このようにニードル弁
12と揺動レバー16とが点または線で接触すること
で、ニードル弁12と揺動レバー16とのなす角度が変
化しても、揺動レバー16からニードル弁12に対して
前後方向の力を伝えることができる。なお、ニードル弁
12の開き力は、射出時の樹脂圧を利用することができ
るので、前側の凸部12cを省略することも可能であ
る。
部には略長方形状の開口穴16cが形成され、この開口
穴16cの前側面(第2の接触面)16c1 または後側
面 (第1の接触面)16c2 に偏心カム17が内接し
ている。偏心カム17は偏心位置に軸20を有する円形
カムであり、この軸20が上記回転駆動手段18の駆動
軸と連結されている。揺動レバー16の揺動中心(支
軸)19からニードル弁12との連結点までの距離L1
に比べて、揺動中心19から偏心カム17との接触点ま
での距離L2 が長く設定されている。そのため、レバー
比(L2 /L1 )によって偏心カム17から揺動レバー
16に加わる力が、ニードル弁12に増力されて伝えら
れる。図2は偏心カム17の最大径部が揺動レバー16
の開口穴16cの前側面16c 1 に接した状態を示し、
この時、ニードル弁12はシャットオフノズル11を全
開した状態にある。なお、この実施例の回転駆動手段1
8は、偏心カム17を正逆方向に180°ずつ回転させ
るものである。つまり、偏心カム17は最大径部が開口
穴16cの前側面16c1 に接した状態と、開口穴16
cの後側面16c2 に接した状態との間で反転駆動さ
れ、その回転速度はほぼ一定とする。
ユニットBが配置されている。金型ユニットBは固定側
金型30と可動側金型31とを備えており、その間でキ
ャビティが形成される。固定側金型30はベースプレー
ト32を介して取付板33に固定されている。取付板3
3はベース6上に固定されている。シャットオフノズル
11は取付板33およびベースプレート32を貫通し
て、固定側金型30に対して接離可能となっている。可
動側金型31の背面にはベースプレート34を介して取
付板35が固定されており、この取付板35に型締め用
アクチュエータ36のシャフト36aが連結されてい
る。型締め用アクチュエータ36の取付板37もベース
6上に固定されており、この取付板37と固定側金型3
0の取付板33との間に複数本のガイドシャフト38が
架設され、可動側金型31の取付板35はこれらガイド
シャフト38に摺動自在にガイドされている。そのた
め、型締め用アクチュエータ36を駆動することによっ
て、可動側金型31を固定側金型30に対して開閉する
ことができる。
作を説明する。まず、金型30,31の型締めを行った
状態において、回転用アクチュエータ5によってスクリ
ュー2を連続的に回転させ、ホッパー3から投入された
樹脂材料を溶融しながらスクリュー2の螺旋にそって前
方へ押し出す。これによって、可塑化された樹脂はリザ
ーバ1aに溜められる。リザーバ1aに所定量の溶融樹
脂を溜める間、ニードル弁駆動装置15によってニード
ル弁12を前進させておき、シャットオフノズル11を
閉じておく。
ードル弁12を後退させ、シャットオフノズル11を開
くと共に、直動用アクチュエータ4を駆動してシリンダ
1のリザーバ1aに溜められた溶融樹脂をシャットオフ
ノズル11を介して金型30,31内へ射出する。射出
後、保圧、金型冷却を行う。
を前進させ、シャットオフノズル11を閉じるととも
に、金型30,31を開き、金型内で成形された成形品
を取り出す。成形品を取り出した後、再び金型30,3
1を閉じる。そして、ニードル弁駆動装置15によって
ニードル弁12を後退させ、シャットオフノズル11を
開き、シリンダ1のリザーバ1aに溜められた溶融樹脂
をシャットオフノズル11を介して金型30,31へ射
出する。以後、同様の動作を繰り返す。
て説明する。図4の(a)〜(c)に示すように、偏心
カム17の回転に伴って、ニードル弁12は全開位置〜
中間位置〜全閉位置へと連続的に移動する。図5は偏心
カム17を定速度で回転させた時のニードル弁12の位
置と時間との関係を示し、図6はニードル弁12の移動
速度と時間との関係を示す。図5,図6には、比較のた
めに従来の直動式の動作も示してある。
m)では偏心カム17の最大径部が揺動レバー16の開
口穴16cの前側面16c1 に接している。この状態か
ら偏心カム17が矢印方向に回転し始めると、偏心カム
17の回転中心から揺動レバー16との接触点までの距
離が緩やかに変化するので、ニードル弁12の初速がほ
ぼ0である。そして、偏心カム17の回転角の変化に伴
って、偏心カム17の回転中心から揺動レバー16との
接触点までの距離が大きく変化するようになるので、ニ
ードル弁12は徐々に加速しながら中間点(2.63m
m)で最高速度に達する。そして、全開位置(5.26
mm)へ近づくに従い減速し、再び偏心カム17の回転
中心から揺動レバー16との接触点(後側面16c2 )
までの距離が緩やかに変化するので、やがて全開位置で
の終速はほぼ0となる。また、全開位置から全閉位置へ
のニードル弁12の動きは、上記と逆になる。上記のよ
うなニードル弁12の動きは図5,図6から明らかであ
る。
安価なアクチュエータを使用すると、図6に示すよう
に、ニードル弁の始動直後に最高速度に達し、停止直前
まで最高速度を維持するので、全閉位置に達した時にニ
ードル弁がシャットオフノズルに強く衝突し、摩耗や破
損を起こしやすい。これに対し、本発明では偏心カム1
7の作用によって、ニードル弁12は全閉位置付近およ
び全開位置付近での移動速度がほぼ0であるから、ニー
ドル弁12の負荷を軽減でき、ニードル弁12の破損や
摩耗を低減できる。また、中間点では高速で移動するの
で、シャットオフノズル11を高速で開閉できる。
なく、種々変更が可能であることは言うまでもない。本
発明にかかる射出成形機は、実施例のようなインライン
スクリュー式成形機に限らないことは勿論であり、公知
の種々の形式の成形機に適用できる。本発明にかかる偏
心カムは、円形カムに限るものではなく、必要に応じて
その外形形状を変更することができる。少なくとも、ニ
ードル弁がシャットオフノズルの閉鎖する瞬間のニード
ル弁の移動速度が、閉鎖途中のニードル弁の移動速度よ
り小さくなるように偏心カムの形状を設定すればよい。
また、上記実施例では揺動レバーに対向する2つの接触
面を設け、偏心カムがニードル弁の前進時と後退時とで
異なる接触面に接触する例を示したが、ニードル弁の後
退を樹脂圧によって行う場合には、揺動レバーと偏心カ
ムとを接触させる必要はない。この場合には、揺動レバ
ーと偏心カムとの接触は、ニードル弁の前進時(閉鎖
時)のみでよい。
に記載の発明によれば、ニードル弁を前後に駆動させて
シャットオフノズルを開閉するニードル弁駆動装置とし
て、揺動レバーと偏心カムと回転駆動手段とで構成し、
ニードル弁がシャットオフノズルの閉鎖する瞬間のニー
ドル弁の移動速度が、閉鎖途中のニードル弁の移動速度
より小さくなるように偏心カムの形状を設定したので、
ニードル弁に大きな負荷がかかるシャットオフノズルの
閉鎖時に、ニードル弁を低速で移動させ、ニードル弁に
かかる負荷を軽減できる。したがって、ニードル弁の先
端の摩耗や破損を防止できる。また、揺動レバーのレバ
ー比によって、偏心カムを回転させる回転駆動手段の駆
動力を増力してニードル弁に伝えることができるので、
回転駆動手段の駆動力を小さくでき、小型の回転駆動手
段を用いることができる。
である。
ある。
図である。
図である。
Claims (3)
- 【請求項1】可塑化装置によって可塑化された樹脂を、
ニードル弁を有するシャットオフノズルを介して金型へ
射出する射出成形機において、上記ニードル弁を前後に
駆動させてシャットオフノズルを開閉するニードル弁駆
動装置が設けられ、このニードル弁駆動装置は、上記ニ
ードル弁に連結された揺動レバーと、この揺動レバーと
接触してレバーを揺動させる偏心カムと、偏心カムを回
転させる回転駆動手段とを備え、上記ニードル弁がシャ
ットオフノズルを閉鎖する瞬間のニードル弁の移動速度
が、閉鎖方向への移動途中のニードル弁の移動速度より
小さくなるように偏心カムの形状を設定したことを特徴
とする射出成形機。 - 【請求項2】上記偏心カムは偏心位置に回転軸を有する
円形カムであり、上記揺動レバーは、少なくともニード
ル弁の閉鎖動作時に上記偏心カムが接する接触面を有
し、上記揺動レバーの揺動中心からニードル弁との連結
点までの距離L1 に比べて、揺動中心から偏心カムとの
接触点までの距離L2 を長くしたことを特徴とする請求
項1に記載の射出成形機。 - 【請求項3】上記揺動レバーは偏心カムが内接する開口
穴を有し、上記ニードル弁の閉鎖時に偏心カムと接する
第1の接触面と、ニードル弁の開放時に偏心カムと接す
る第2の接触面とが、上記開口穴の対向する内側面に形
成されている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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001102753A JP4560980B2 (ja) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | 射出成形機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001102753A JP4560980B2 (ja) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | 射出成形機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002292683A true JP2002292683A (ja) | 2002-10-09 |
JP4560980B2 JP4560980B2 (ja) | 2010-10-13 |
Family
ID=18955904
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001102753A Expired - Fee Related JP4560980B2 (ja) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | 射出成形機 |
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Country | Link |
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