JP2009006524A - Preplasticization injection molding machine - Google Patents
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Description
本発明は可塑化スクリューにより溶融された溶融樹脂を射出シリンダに供給し、射出シリンダ内の溶融樹脂を射出プランジャにより金型に射出するプリプラ式射出成形装置に関する。 The present invention relates to a pre-plastic injection molding apparatus that supplies a molten resin melted by a plasticizing screw to an injection cylinder and injects the molten resin in the injection cylinder into a mold by an injection plunger.
従来からプリプラ式射出成形装置が知られている。プリプラ式射出成形装置は例えば図6に示すように、金型、可塑化シリンダ及び可塑化シリンダ内で回転駆動する可塑化スクリューを備えた可塑化部と、射出シリンダ及び射出シリンダ内で往復動自在の射出プランジャを備えた射出部とを備えたものである。以下、図6、図7に基づいて従来のプリプラ式射出成形装置を用いた射出成形方法の一成形サイクルを順に説明する。 Conventionally, a pre-plastic injection molding apparatus is known. For example, as shown in FIG. 6, the pre-plastic injection molding apparatus is capable of reciprocating within a mold, a plasticizing cylinder, and a plasticizing portion including a plasticizing screw that is rotationally driven in the plasticizing cylinder, and in the injection cylinder and the injection cylinder. The injection part provided with this injection plunger. Hereinafter, one molding cycle of an injection molding method using a conventional pre-plastic injection molding apparatus will be described in order based on FIG. 6 and FIG.
図6(a)に示すプリプラ式射出成形装置は型締め工程時の状態を示すものである。この型締め工程では、金型3を型締めすると共に、可塑化シリンダ11から連通路24を介して供給された所定の容量の溶融樹脂7を射出シリンダ21内に貯留した状態で待機するものであり、この型締め工程の後に射出工程に移行する。射出工程では図6(b)に示すように射出プランジャ22を前進させ、これにより射出シリンダ21内の溶融樹脂7を射出シリンダ21の先端に設けた射出ノズル6を介して金型3内に射出充填する。射出プランジャ22は、図7に示すように射出シリンダ21内の空間の断面と略同じ円形の断面形状となっていて、射出シリンダ21内に貯留している溶融樹脂7を漏れなく押し出す。次いで成形工程及び計量工程を同時に開始する。成形工程では図6(c)に示すように金型3内に射出された溶融樹脂7の冷却硬化を開始する。またこの成形工程と同時に開始される計量工程では、図6(c)(d)に示すように可塑化スクリュー12を回転し、これによりホッパー14から供給された樹脂ペレット等の樹脂材料を可塑化スクリュー12の回転に伴う剪断力により溶融し、また同時に可塑化シリンダ11内の溶融樹脂7を連通路24を介して射出シリンダ21の先端部内へと送り出し、これにより射出プランジャ22を後退させて、射出シリンダ21の先端部内に所定の容積に計量された溶融樹脂7を充填する。そして上記計量工程及び成形工程が終了した後、図6(e)に示すように金型3を型開きして、取り出し装置5により金型3から固化した成形品8を取り出す取り出し工程に移行し、以下上記工程からなる一成形サイクルを繰り返し実行して多数の成形品8を得る。
The pre-plastic injection molding apparatus shown in FIG. 6A shows a state during the mold clamping process. In this mold clamping step, the
ところで上記プリプラ式射出成形装置においては、図6(a)に示して上述したように可塑化シリンダ11から連通路24を介して供給された所定の容量の溶融樹脂7を射出シリンダ21内に貯留して待機するのであるが、この時射出シリンダ21内で貯留される溶融樹脂7は、射出シリンダ21の内壁面付近に位置する溶融樹脂7と射出シリンダ21の内壁面から遠い中心部に位置する溶融樹脂7との間に大きな温度差が生じ、溶融樹脂7の温度分布が不均一となって、金型3内に射出充填する際の射出に偏りが生じたり成形品8が材質的に不均一となってしまう惧れがあった。
本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、可塑化シリンダから連通路を介して供給された所定の容量の溶融樹脂を射出シリンダ内に貯留して待機する際、射出シリンダ内に貯留されている溶融樹脂の温度分布が不均一となるのを抑えることができるプリプラ式射出成形装置を提供することを課題とするものである。 The present invention has been invented in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to store a predetermined volume of molten resin supplied from a plasticizing cylinder through a communication path in an injection cylinder. Therefore, it is an object of the present invention to provide a pre-plastic injection molding apparatus that can prevent the temperature distribution of the molten resin stored in the injection cylinder from becoming non-uniform.
上記課題を解決するために請求項1に係る発明は、可塑化シリンダ11及び可塑化スクリュー12を備えた可塑化部1と、可塑化シリンダ11から供給された溶融樹脂7を射出シリンダ21内に貯留すると共に該貯留している溶融樹脂7を射出プランジャ22により金型3に射出充填する射出部2と、金型3を型締めする型締め装置4と、を備えたプリプラ式射出成形装置であって、射出シリンダ21内の溶融樹脂7の貯留スペース20の該射出シリンダ21軸方向に垂直な断面の略中心部に押し退け部材25を配設して、貯留スペース20の前記断面における形状を環状として成ることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
このような構成とすることで、貯留スペース20に貯留されている溶融樹脂7は射出シリンダ21内面から一定距離(環の幅)以内に存在することとなり、溶融樹脂7の温度分布が不均一となるのを抑えることができるものである。
With such a configuration, the
また請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、押し退け部材25を棒状に形成すると共に射出プランジャ22を押し退け部材25に進退自在に被嵌し、押し退け部材25にヒーター26を設けて成ることを特徴とするものである。
The invention according to
このような構成とすることで、押し退け部材25の温度が低いと、貯留スペース20に貯留している溶融樹脂7は押し退け部材25に接触している部分の温度が低下して温度分布が不均一となってしまうため、押し退け部材25に設けたヒーター26によって押し退け部材25を溶融樹脂7と略同じ温度として温度分布が不均一となるのを抑えることができる。
By adopting such a configuration, when the temperature of the
また請求項3に係る発明は、請求項1又は2に係る発明において、射出シリンダ21の外周に断熱材27を設けて成ることを特徴とするものである。
The invention according to
このような構成とすることで、射出シリンダ21から放熱されるのを低減して、温度分布が不均一となるのをより一層抑えることが可能となる。
By adopting such a configuration, it is possible to reduce heat dissipation from the
本発明のプリプラ式射出成形装置にあっては、射出シリンダ内の貯留スペースに貯留されている溶融樹脂は射出シリンダ内面から一定距離以内に存在することとなり、溶融樹脂の温度分布が不均一となることによる、金型内に射出充填する際の射出の偏りや成形品の材質の不均一等を抑えることが可能となるものである。 In the pre-plastic injection molding apparatus of the present invention, the molten resin stored in the storage space in the injection cylinder exists within a certain distance from the inner surface of the injection cylinder, and the temperature distribution of the molten resin becomes non-uniform. Thus, it is possible to suppress unevenness of injection and non-uniformity of the material of the molded product when injection filling the mold.
以下、本発明の一実施形態について添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
プリプラ式射出成形装置は、図1に示すように、金型3と、金型3を開閉する型締め装置4と、金型3から成形品8を取り出す取り出し装置5(図2参照)と、樹脂材料を可塑化溶融する可塑化部1と、可塑化溶融された溶融樹脂7を金型3内に射出する射出部2を備えている。
As shown in FIG. 1, the pre-plastic injection molding apparatus includes a
可塑化部1は、先端側に向かって下り傾斜した姿勢で配された可塑化シリンダ11と、可塑化シリンダ11に内装した可塑化スクリュー12と、可塑化スクリュー12を回転駆動するモータからなるスクリュー駆動部13とを備えている。可塑化シリンダ11にはホッパー14を設けてあり、ホッパー14に貯えられた樹脂材料は可塑化シリンダ11の基端側に設けた材料供給口15を介して可塑化シリンダ11内に供給されるようになっている。そしてスクリュー駆動部13により可塑化スクリュー12を軸廻りに回転駆動すると共に可塑化シリンダ11の外周に設けた図示しないシリンダヒーター(バンドヒーター)により可塑化シリンダ11内を加熱することで、ホッパー14から材料供給口15を介して可塑化シリンダ11内に供給された樹脂材料を可塑化スクリュー12の回転に伴う剪断力とシリンダヒーター26の加熱により先端側に送りながら溶融できるようになっている。
The plasticizing
射出部2は、水平姿勢で可塑化シリンダ11に対して並べて配置された射出シリンダ21と、射出シリンダ21に軸方向に進退自在に内装した射出プランジャ22と、射出プランジャ22を射出シリンダ21の軸方向に駆動するプランジャ駆動部23と、本発明に係る後述する押し退け部材25とを備えている。射出シリンダ21の先端面部には一端を可塑化シリンダ11の先端に連通接続した連通路24の他端を連通接続してあり、これにより射出シリンダ21の先端部の内部は可塑化シリンダ11の先端部の内部に連通路24を介して連通している。また射出シリンダ21の先端面部の連通路24と別の箇所には射出ノズル6を設けている。
The
金型3は、型締め装置4の固定盤41に設けた固定型31と可動型32とからなり、射出シリンダ21の前方に配設され、型締め装置4により固定型31に対して可動型32を移動することで金型3の型締め及び型開きを行えるようになっている。
The
前述の射出ノズル6の先端に設けた射出口は固定盤41を介して金型3のキャビティに連通している。そしてプランジャ駆動部23により射出プランジャ22を前進することで、射出シリンダ21の先端部内に貯留された溶融樹脂7を射出プランジャ22の先端に設けた射出ノズル6を介して金型3内に射出充填できるようになっている。
The injection port provided at the tip of the
射出ノズル6は、図3に示すように、先端部が先端側程流路径が小さくなるように先細り状に形成されている。また、ノズル本体部には加熱手段及び冷却手段を備え、溶融樹脂7を射出ノズル6を介して金型3内に射出充填する際に射出ノズル6の温度を溶融樹脂7の温度と同じ温度となるように制御するものである。
As shown in FIG. 3, the
上記スクリュー駆動部13、プランジャ駆動部23、型締め装置4、ノズルの加熱手段及び冷却手段等は図示しない制御手段に制御され、これにより図1(a)〜(e)に示す一連の成形サイクルを繰返して成形を行えるようになっている。
The
一成形サイクルは、型締め工程と、型締め工程の後に実行される射出工程と、射出工程の後に実行される成形工程と、成形工程の後に実行される取り出し工程と、成形工程及び取り出し工程と並行して実行される計量工程とからなる。以下、各工程について詳述する。 One molding cycle includes a mold clamping process, an injection process performed after the mold clamping process, a molding process performed after the injection process, a take-out process performed after the molding process, a molding process, and a take-out process. The weighing process is performed in parallel. Hereinafter, each process is explained in full detail.
型締め工程では、図1(a)や図2(a)、(b)に示すように型締め工程開始時に型締め状態にある金型3を型締め装置4により型締めすると共に、可塑化シリンダ11から連通路24を介して供給された溶融樹脂7を射出シリンダ21の先端部内に充填して貯留した状態で待機する。この型締め工程においては可塑化スクリュー12及び射出プランジャ22は停止状態にある。
In the mold clamping process, as shown in FIGS. 1A, 2A, and 2B, the
射出工程では、射出工程開始時に後退位置にある射出プランジャ22を図1(c)に示すようにプランジャ駆動部23により前進し、これにより図2(c)に示すように射出シリンダ21の先端部内に貯留された溶融樹脂7を射出ノズル6を介して型締め状態にある金型3内に射出充填する。この時、射出ノズル6は溶融樹脂7の温度と同じ温度を維持するように制御される。そして金型3内への溶融樹脂7の充填が完了した時点で成形工程に移行する。
In the injection process, the
成形工程では図1(c)に示すように射出工程において金型3内に充填された溶融樹脂7を固化するまでの所定時間冷却する。そして所定時間が経過して金型3内の溶融樹脂7の冷却硬化が完了した時点で取り出し工程に移行する。
In the molding step, as shown in FIG. 1C, the
計量工程は成形工程と同時に開始されるもので、この計量工程では図1(c)(d)に示すようにスクリュー駆動部13により可塑化スクリュー12を回転駆動し、これによりホッパー14から供給された樹脂材料を可塑化シリンダ11に設けたシリンダヒーター26による加熱と可塑化スクリュー12の回転に伴う剪断力により溶融する。またこれと同時に可塑化スクリュー12の回転により可塑化シリンダ11内の溶融樹脂7を連通路24を介して射出シリンダ21の先端部内へと送り出して射出プランジャ22を後退させ、これにより射出シリンダ21の先端部内に所定の容積に計量された溶融樹脂7を充填して貯留する。つまり射出プランジャ22は可塑化スクリュー12が回転している時のみに後退するようになっている。
The metering process is started at the same time as the molding process. In this metering process, as shown in FIGS. 1C and 1D, the
この計量工程は成形工程が終了した後、図1(e)に示すように取り出し工程が開始されるまでに実行されるものであり、取り出し工程の型開きが行われる時には、スクリュー駆動部13による可塑化スクリュー12の回転を停止して、射出プランジャ22の後退を停止し計量工程を終了する。
This metering process is executed after the molding process is completed and before the take-out process is started as shown in FIG. 1E. When the mold is opened in the take-out process, the
取り出し工程では取り出し工程開始時に型締め状態にある金型3を型開きし、図2(d)〜(e)に示すように金型3が型開き状態となった後に成形品8をノックアウトピン51により可動型32から突き出すと共に該成形品8を取り出し装置5で取り出す。
In the take-out process, the
そして、本発明では、可塑化シリンダ11から供給された所定の容量の溶融樹脂7を射出シリンダ21内に貯留して次の射出工程で射出プランジャ22にて射出するまで待機している間、射出シリンダ21内に貯留している溶融樹脂7の温度を均一に維持するため、貯留スペース20の断面形状を環状とするものである。
In the present invention, a predetermined amount of the
射出シリンダ21は円筒状をしたもので、内部の円柱状の空間に溶融樹脂7を貯留するのであるが、本発明では前記円柱状の空間の中心部に押し退け部材25を配設して、射出シリンダ21の内側で押し退け部材25の外側の環状の空間を貯留スペース20としたものである。すなわち、射出シリンダ21内の該射出シリンダ21軸方向に垂直な断面の略中心部に、棒状(本実施形態では断面円形の棒状)をした押し退け部材25を射出シリンダ21の軸方向に配設することで、環状の貯留スペース20を形成してある。
The
押し退け部材25は、後方(射出方向と反対方向)の端部を前後に進退自在となるように支持するか固定してあり、この押し退け部材25の外面に環状をした射出プランジャ22を被嵌し、プランジャ駆動部23にて射出プランジャ22を押し退け部材25に対して自在に進退させる。射出プランジャ22の射出シリンダ21軸方向の垂直断面形状は、貯留スペース20の断面形状と同じであり、貯留スペース20の溶融樹脂7を漏れなく押し出すことができる。なお本実施形態では、押し退け部材25は、前後に進退自在となるように後方の端部を駆動部(図示せず)に接続してあると共に、前方の端部に可塑化シリンダ11の先端から射出シリンダ21に連通接続した連通路24を開閉する弁体28が接続してあり、押し退け部材25を進退させて弁体28を開閉させている。図に示す弁体28は、側面に前後の空間を連通する溝29が形成してあり、弁体28の後方に貯留している溶融樹脂7は射出プランジャ22により前記溝29を通って弁体28の前方側へと押し出されて射出される。
The push-
貯留スペース20が従来のように円柱状をしている場合には、可塑化シリンダ11から供給された所定の容量の溶融樹脂7を射出シリンダ21内に貯留して待機している間に射出シリンダ21から放熱されて、射出シリンダ21の内壁面付近に位置する溶融樹脂7が射出シリンダ21の内壁面から遠い中心部に位置する溶融樹脂7よりも温度が低くなって大きな温度差が生じ、溶融樹脂7の温度分布が不均一となってしまい、金型3内に射出充填する際の射出に偏りが生じたり成形品8の材質が不均一となってしまうものであった。そこで上記本発明のように貯留スペース20を環状とすることで、射出シリンダ21の内壁面から離れた部分には押し退け部材25が位置することとなって溶融樹脂7は押し退けられていて、貯留スペース20に貯留されている溶融樹脂7は射出シリンダ21内面から一定距離(環の幅)以内に存在することとなり、溶融樹脂7の温度分布が不均一となることによる、金型3内に射出充填する際の射出の偏りや成形品8の材質の不均一等を抑えることが可能となるものである。また、射出シリンダ21内面から前記一定距離以内に溶融樹脂7を存在させる場合、貯留スペース20の断面を円形とすると半径を前記一定距離以内とする必要があるが、この場合には環状とした場合よりも貯留スペース20の断面積が小さくなるため、環状とする方が貯留量を大きくとることができて優れている。
When the
また、図5に示すように押し退け部材25にヒーター26を設けてもよい。射出シリンダ21内に配設した押し退け部材25の温度が低い場合には、貯留スペース20に貯留している溶融樹脂7は押し退け部材25に接触している部分の温度が低下して温度分布が不均一となってしまうため、押し退け部材25に設けたヒーター26によって押し退け部材25を溶融樹脂7と略同じ温度を維持するように制御することで、このような温度分布の不均一を抑えることができる。
Further, as shown in FIG. 5, a
また、射出シリンダ21の外周に断熱材を設けてもよい。これにより、溶融樹脂7を射出シリンダ21内に貯留して待機している間に射出シリンダ21から放熱されるのを低減し、温度分布が不均一となるのをより一層抑えることが可能となる。
Further, a heat insulating material may be provided on the outer periphery of the
1 可塑化部
11 可塑化シリンダ
12 可塑化スクリュー
2 射出部
20 貯留スペース
21 射出シリンダ
22 射出プランジャ
25 押し退け部材
3 金型
4 型締め装置
5 取り出し装置
6 射出ノズル
7 溶融樹脂
8 成形品
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Citations (3)
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2007
- 2007-06-26 JP JP2007168195A patent/JP2009006524A/en active Pending
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