JP2515991Y2 - 射出成形機の保圧装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は射出成形機の保圧装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック等の成形において射出成形
は周知である。この射出成形は，加熱して流動状態にし
た樹脂材料を，閉じた金型のキャビティ（空洞部）に加
圧注入し，金型内で固化させることにより，金型キャビ
ティに相当する成形品を造る方法である。ここで，図７
は従来公知の全体を示す正面図を示し，図８は従来公知
の射出成形機の保圧装置の断面図を示す。

【０００３】図７に示す射出成形機１は，射出装置２
と，金型装置３と，これら両装置２，３間に介在された
ホットランナ装置４とを具備している。

【０００４】前記射出装置２は，原料供給ホッパ５と，
加熱シリンダ６を有し，加熱シリンダ６の先端にはノズ
ル７が螺着されている。この加熱シリンダ６内にスクリ
ュ８が回転自在に且つ軸方向移動可能に挿通されてい
る。このスクリュ８の回転は，スクリュ８後部に連結さ
れた図示しないモータにより行なわれ，軸方向移動は図
示しない油圧シリンダにより行なわれる。

【０００５】前記金型装置３は，開閉自在な上金型１１
と，下金型１２とを有し，上・下金型１１，１２の合わ
せ部に製品形状に相当するキャビティ１３が形成されて
いる。下金型１２の下面には，キャビティ１３に連通す
る注入口１４が開設されている。

【０００６】前記ホットランナ装置４は，ベッド１５上
に固定されたブラケット１６と，該ブラケット１６にピ
ン１７を介して上下方向回動自在に枢支されたホットラ
ンナ本体１８と，該ホットランナ本体１８の上方移動を
規制すべく前記ベッド１５に固定されたストッパ１９
と，前記ホットランナ本体１８を上下方向に移動させる
図示しない油圧式ブッシュロッド装置等を具備してい
る。このブッシュロッド装置は，図示しない油圧シリン
ダと，このシリンダにより上下動されると共に，その上
端が前記ホットランナ本体１８の揺動端部下面に当接す
るブッシュロッド２２と，このブッシュロッド２２の上
下動位置を検出する図示しないリミットスイッチ等から
構成されている。

【０００７】前記ホットランナ本体１８の枢支部側の端
面に受口２４が設けられ，この受口２４は，前記射出装
置２のノズル７に当接している。ホットランナ本体１８
のストッパ１９側端部の上面にノズル２５が設けられ，
このノズル２５は前記下金型１２の注入口１４に接離自
在に当接している。

【０００８】こうした射出成形機１を用いた従来の基本
的な射出成形法では，図７に示すように，まず雄，雌両
金型１１，１２が閉じられ，次いで射出装置２のスクリ
ュ８の回転を停止し，油圧装置によってスクリュ８は前
進し，溶融樹脂をキャビティ１３内に充填する。さら
に，図８に示す油圧装置によってキャビティ１３内の樹
脂に所定の保持圧を所要時間付与し，『ひけ』の発生を
防止する。

【０００９】図８においては，ホットランナ本体１８の
内部には，受口２４（ホットランナ本体１８に設けられ
た射出装置２とのノズル当接個所）と射出装置２のノズ
ル７を連通する溶融樹脂通路２６が形成され，前記通路
２６を通って射出装置２の加熱シリンダ６内の溶融樹脂
が，金型装置３のキャビティ１３に供給される。この樹
脂通路２６は，途中でＬ字状に曲がり，受口２４側の水
平路２７と，ノズル２５側の垂直路２８に区画されてい
る。垂直路２８は水平路２７より径大の孔に形成され，
この垂直路２８はホットランナ本体１８の下面にも開口
し，この開口側から，垂直路２８に略密嵌するロッド２
９が軸方向移動自在に挿入されている。

【００１０】このロッド２９の下端は，ホットランナ本
体１８の下面に固定された油圧シリンダ３０と上下摺動
自在に係合している。前記ロッド２９は，下方位置にお
いて水平路２７と垂直路２８を連通状態にするが，上方
移動によって水平路２７を閉じ，水平路２７を閉じた後
は，垂直路２８内の樹脂を圧縮する作用をなす。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】前記した図８に示す保
圧装置では，溶融樹脂がキャビティ１３に供給された
後，保圧手段であるロッド２９は，樹脂が金型によって
冷却されていく中で，樹脂の収縮（ひけ）分を補いつつ
成形条件に従って保圧をコントロールすべく，油圧シリ
ンダ３０によって上方に付勢される。この後，下金型１
２のゲート部（図示省略）がシールされると，油圧シリ
ンダ３０による保圧コントロールは終了し，所定設定時
間の後，ロッド２９はスタート位置に復帰し，垂直路２
８と水平路２７を連通状態にし，次の射出を待つことに
なる。

【００１２】ところが，図８に示す保圧装置において，
ホットランナ本体１８内で樹脂の流れを直角方向に変え
る働きをする溶融樹脂通路２６が設けてあるため，樹脂
の流れがスムースでなく，このため，圧力損失が大，
樹脂焼けが起こりやすい，色替や樹脂替性が悪い，
保圧時に空気の混入の恐れがある（ホットランナ本体
１８とロッド１９間の隙間から空気の混入）などの構造
的な欠点があった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】これを解決するために，
本考案においては，加熱シリンダ内のスクリュに面した
通路と，金型キャビティとの間の溶融樹脂通路の途中
に，外縁部域にあって溶融樹脂を一旦分流する溶融樹脂
分散孔を設けるとともに中心域に突設ガイドを有したト
ーピードと，前記突設ガイドの中心部域に軸心方向に前
後進可能に挿通された保圧用のスプールを設け，前記ス
プールの後端部はリンク機構またはアームを介して保圧
シリンダに連接され，スプールの前端部を溶融樹脂通路
内にて押圧させ得るように設けた。

【００１４】

【作用】射出装置内の溶融樹脂は，溶融樹脂通路を通っ
て，雄・雌金型で形成されるキャビティ内に注入され
る。樹脂がキャビティ内に充填されると，保圧装置が作
動して溶融樹脂が閉じられ，この後保圧シリンダの前室
に圧油を供給するとリンク機構またはアームを介してス
プールが前進して閉じられたキャビティ側の溶融樹脂通
路内の樹脂に対して保圧が行なわれるとともに，射出装
置は直ちに計量工程に移行できる。また，計量中のドロ
ーリング防止にも役立つ。

【００１５】

【実施例】図１ないし図３は本考案に係る保圧装置の１
実施例を示し，図１は保圧装置近傍の断面図，図２は図
１のＩＩ−ＩＩからみた切断断面図，図３は保圧用油圧
回路を示す。射出成形機全体の構成は図７に示す従来の
ものと同構成であるからその詳細な説明を省略し，以下
同図を用いて本考案の関連箇所のみについて説明する。

【００１６】加熱シリンダ６の先端部に加熱シリンダヘ
ッド１０がボルト１０ａによって装着されており，更に
加熱シリンダヘッド１０の先端部にノズル７が螺着され
ている。スクリュ８からホットランナ装置４に至る溶融
樹脂通路が形成されている。この溶融樹脂通路の途中に
スクリュ８側からホットランナ装置４に向かって，保圧
装置４４が配してある。

【００１７】保圧装置４４は保圧装置本体を構成するス
プール４５，トーピード４６，リンク４７，保圧用アー
ム４８と，保圧用リンクプレート４９，保圧シリンダ５
０から構成されている。

【００１８】本考案における保圧装置４４の大きな目的
は，従来のようにホットランナ本体１８内で樹脂の流れ
を直角方向に変わる構造であると，樹脂流れの急変更個
所が溶融樹脂の停滞個所となる，いわゆるデッドスペー
スとなるため，材料替ならびに色替が完全に，かつ，容
易に行なえず，樹脂焼けが起こりやすく，圧力損失が大
きいという欠点をなくすとともに，保圧時のクッション
となるホットランナの途中に，保圧装置４４を構成する
スプール４５を設けているので，クッション効果が軽減
され，保圧コントロールが容易になる。

【００１９】本考案における保圧装置４４の主要部を構
成するトーピード４６とスプール４５は加熱シリンダヘ
ッド１０の溶融樹脂通路に設けてある。すなわち，一定
径を有するサークル上に一定ピッチ離間して溶融樹脂分
散孔４６ａが分散して配されるとともに，中心域では突
設ガイド６０の設けられたトーピード４６がスクリュ８
とノズル７間の樹脂通路に連通して設けられている。ま
た，トーピード４６の突設ガイド６０の中心域は穿設さ
れ，ここにスクリュ８の軸心と一致する方向にスプール
４５が係合され，前後進可能に配設されている。スプー
ル４５の先端部は半円球または円錐形状を有するととも
に，ノズル７の内孔７ａと係合するようにスプール４５
の軸心と直角方向の胴体部断面は円形形状を有してい
る。また，保圧時はスプール４５がノズル７の内孔７ａ
に係入した状態となり，そのままスプール４５をさらに
前進させるとキャビティ１３ならびにホットランナ本体
１８内の溶融樹脂通路２６内に充填された溶融樹脂が保
圧されるように構成されている。スプール４５の後端部
は加熱シリンダヘッド１０の下端域の一部を刻設されて
配されたリンク４７の一端部に回動自在に係合されてい
る。前記リンク４７の中心域は加熱シリングヘッド１０
に穿設して配されたリンク支軸４７ａに挿通されて回動
自在に設けられている。また，前記リンク４７の他端部
はスプール４５を前後進させる駆動源としての保圧シリ
ンダ５０に，保圧用アーム４８→保圧リンクプレート４
９を介して連結されている。前記したように，スプール
４５の先端部がノズル７の内孔７ａに係入され，キャビ
ティ１３部と溶融樹脂通路２６内に充填された溶融樹脂
の保圧に入った時点で，スクリュ８後部に連結された図
示しないモータによってスクリュ８を回転しつつ後退さ
せる。この際，原料供給ホッパ５内に装填された樹脂が
加熱シリンダ６とスクリュ８間を通って溶融し，前進し
てきた樹脂がスクリュ８の後退に伴ってスクリュ８の前
方へ送られ計量される。

【００２０】次に，溶融樹脂をキャビティ１３部に充填
した後，保圧装置４４によって保圧を行なうための保圧
制御装置５２について述べる。保圧制御装置５２は，電
磁弁付リリーフ弁５３，比例電磁式リリーフ弁５４，電
磁切替弁５５，５６，油圧ポンプ５７およびモータ５８
から構成される。

【００２１】保圧シリンダ５０のピストンロッド５０ａ
側油室５０ｂ（以下前室という）と油圧ポンプ５７間に
電磁切替弁５６が接続され，電磁切替弁５６の両側にそ
れぞれソレノイド５６ａ，５６ｂが設けられ，ソレノイ
ド５６ａが励磁されるとともに，電磁切替弁５５の両側
にそれぞれ設けられたソレノイド５５ａ，５５ｂは消磁
されるようになっている。このため，電磁切替弁５６が
図３上で右行することにより前室５０ｂに圧油が流入す
るとともに，ピストンヘッド側油室５０ｃ（以下後室と
いう）内の圧油は電磁切替弁５５を介してタンクへ流出
される。

【００２２】また，前室５０ｂと電磁切替弁５６との間
の導管６３から別に導管６４が分岐され，電磁弁付リリ
ーフ弁５３が接続され，さらに，電磁弁付リリーフ弁５
３に比例電磁式リリーフ弁５４が接続されている。比例
電磁式リリーフ弁５４では，スクリュ８の前進に伴って
溶融樹脂がキャビティ１３に充填される時，キャビティ
１３内の内圧が必要以上高くなってバリの発生を防止す
るとともに，溶融樹脂が冷却固化する過程での収縮に対
してキャビティ１３内の内圧を保持し，溶融樹脂の補填
を行なうために，キャビティ１３内への溶融樹脂の充填
よりもかなり低い圧力である保圧開始時の保圧圧力と，
これよりもさらに低い保圧完了時の保圧圧力と，前記保
圧開始と保圧完了時の保圧圧力の中間圧力の３段階の保
圧圧力ならびにその切替時間が設定可能に設けられてい
る。なお，保圧が完了すると前述した方法とは逆に電磁
切替弁５６のソレノイド５６ａを消磁するとともに，電
磁切替弁５５のソレノイド５５ａを励磁すると図３上で
電磁切替弁５５は右行する。こうして油圧ポンプ５７か
ら導管６１と６０を介して後室５０ｃに圧油が供給され
るとともに，前室５０ｂの圧油は導管６３から電磁切替
弁５６を通ってタンクへ流出し，最後にスプール４５は
後退する。

【００２３】以上のように構成された射出成形機１の保
圧装置４４の動作について述べる。

【００２４】射出装置２のノズル７がホットランナ装置
４の受口２４に当接し，ブッシュロッド２２が油圧シリ
ンダによって上方移動して，ホットランナ装置４のノズ
ル２５が下金型１２の注入口１４に当接する。次に，ス
クリュ８が油圧シリンダによって前進され，加熱シリン
ダ６の前部の溶融樹脂が，ノズル７を介して押出され，
ノズル７→受口２４→ホットランナ本体の溶融樹脂通路
２６→注入口１４→キャビティ１３へと供給され，キャ
ビティ１３内に充填される。

【００２５】このあと，電磁切替弁５６のソレノイド５
６ａを励磁すると保圧シリンダの前室５０ｂに圧油が導
入されることによりロッド５０ａが前進し，保圧用アー
ム４８→リンク４７を介してスプール４５はトーピード
４６内を前進する。最後はスプール４５の先端部がノズ
ル７の内孔７ａに係合して前進し，樹脂の収縮（ひけ）
分を補いつつ成形条件に従って保圧がコントロールされ
る。この保圧コントロールは前述した３段階で行なわ
れ，電磁弁付リリーフ弁５３と比例電磁式リリーフ弁５
４で行なわれる。下金型１２のゲート部（図示省略）が
シールされると，保圧シリンダ５０による保圧コントロ
ールは終了し，所定設定時間の後，保圧シリンダ５０に
係合したロッド５０ａはスタート位置に復帰し，次の射
出を待つ。

【００２６】次に，本考案に係る保圧装置に類似した他
の実施例を説明する。

【００２７】図４ないし図６は本考案に類似したその他
の実施例を示し，図４は保圧装置近傍の断面図，図５は
図４のＶ−Ｖからみた切断断面図，図６は保圧用油圧回
路を示す。

【００２８】加熱シリンダ６の先端部に加熱シリンダヘ
ッド１０がボルト１０ａによって装着されており，更に
加熱シリンダヘッド１０の先端部にノズル７が螺着され
ている。スクリュ８からホットランナ装置４に至る溶融
樹脂通路が形成されている。この溶融樹脂通路の途中に
スクリュ８側からホットランナ装置４に向かって，保圧
装置４４が配してある。

【００２９】保圧装置４４は保圧装置本体を構成するス
プール４５，トーピード４６，保圧用アーム４８と，保
圧シリンダ５０から構成されている。本考案における保
圧装置４４の主要部を構成するトーピード４６とスプー
ル４５は加熱シリンダヘッド１０の溶融樹脂通路に設け
てある。すなわち，一定径を有するサークル上に一定ピ
ッチ離間して溶融樹脂分散孔４６ａが分散して配される
とともに，中心域では突設ガイド６０の設けられたトー
ピード４６が前記したシャットオフバルブ３６とノズル
７間の樹脂通路に連通して設けられている。また，トー
ピード４６の突設ガイド６０の中心域は穿設され，ここ
にスクリュ８の軸心と一致する方向にスプール４５が係
合され，前後進可能に配設されている。スプール４５の
先端部は円錐形状を有しており，後端部は加熱シリンダ
ヘッド１０の下端域の一部を刻設されて配された保圧用
アーム４８の一端部に略直角方向に固設され，スプール
４５を前後進させる駆動源としての保圧シリンダ５０に
係合したロッド５０ａの先端部に前記保圧用アーム４８
の他端部が略直角に固設されている。前記したように，
スプール４５の先端部がノズル７の内孔７ａに係入さ
れ，キャビティ１３部と溶融樹脂通路２６内に充填され
た溶融樹脂の保圧に入った時点で，スクリュ８後部に連
結された図示しないモータによってスクリュ８を回転し
つつ後退させる。この際，原料供給ホッパ５内に装填さ
れた樹脂が加熱シリンダ６とスクリュ８間を通って溶融
し，前進してきた樹脂がスクリュ８の後退に伴ってスク
リュ８の前方へ送られ計量される。

【００３０】次に，溶融樹脂をキャビティ１３部に充填
した後，保圧装置４４によって保圧を行なうための保圧
制御装置５２について述べる。保圧制御装置５２は，電
磁弁付リリーフ弁５３，比例電磁式リリーフ弁５４，電
磁切替弁５５，５６，油圧ポンプ５７およびモータ５８
から構成される。

【００３１】保圧シリンダ５０のビストンヘッド５０ａ
側油室５０ｃ（以下後室という）と油圧ポンプ５７間に
電磁切替弁５６が接続され，電磁切替弁５６の両側にそ
れぞれソレノイド５６ａ，５６ｂが設けられ，ソレノイ
ド５６ａが励磁されるとともに，電磁切替弁５５の両側
にそれぞれ設けられたソレノイド５５ａ，５５ｂは消磁
されるようになっている。このため，電磁切替弁５６が
図６上で左行することにより後室５０ｃに圧油が流入す
るとともに，ピストンロッド側油室５０ｂ（以下前室と
いう）内の圧油は電磁切替弁５５を介してタンクへ流出
される。

【００３２】また，後室５０ｃと電磁切替弁５６との間
の導管６３から別に導管６４が分岐され，電磁弁付リリ
ーフ弁５３が接続され，さらに，電磁弁付リリーフ弁５
３に比例電磁式リリーフ弁５４が接続されている。比例
電磁式リリーフ弁５４では，スクリュ８の前進に伴って
溶融樹脂がキャビティ１３に充填される時，キャビティ
１３内の内圧が必要以上高くなってバリの発生を防止す
るとともに，溶融樹脂が冷却固化する過程での収縮に対
してキャビティ１３内の内圧を保持し，溶融樹脂の補填
を行なうために，キャビティ１３内への溶融樹脂の充填
よりもかなり低い圧力である保圧開始時の保圧圧力と，
これよりもさらに低い保圧完了時の保圧圧力と，前記保
圧開始と保圧完了時の保圧圧力の中間圧力の３段階の保
圧圧力ならびにその切替時間が設定可能に設けられてい
る。なお，保圧が完了すると前述した方法とは逆に電磁
切替弁５６のソレノイド５６ａを消磁するとともに，電
磁切替弁５５のソレノイド５５ａを励磁すると図６上で
電磁切替弁５５は左行する。こうして油圧ポンプ５７か
ら導管６１と６０を介して前室５０ｂに圧油が供給され
るとともに，後室５０ｃの圧油は導管６３から電磁切替
弁５６を通ってタンクへ流出し，最後にスプール４５は
後退する。

【００３３】以上のように構成された射出成形機１の保
圧装置４４の動作について述べる。

【００３４】射出装置２のノズル７がホットランナ装置
４の受口２４に当接し，ブッシュロッド２２が油圧シリ
ンダによって上方移動して，ホットランナ装置４のノズ
ル２５が下金型１２の注入口１４に当接する。次に，ス
プール８が油圧シリンダによって前進され，加熱シリン
ダ６の前部の溶融樹脂が，ノズル７を介して押出され，
ノズル７→受口２４→ホットランナ本体の溶融樹脂通路
２６→注入口１４→キャビティ１３へと供給され，キャ
ビティ１３内に充填される。このあと，電磁切替弁５６
のソレノイド５６ａを励磁すると保圧シリンダの後室５
０ｃに圧油が導入されることによりロッド５０ａが前進
し，保圧用アーム４８を介してスプール４５はトーピー
ド４６内を前進する。最後はスプール４５の先端部がノ
ズル７の内孔７ａに係合して前進し，樹脂の収縮（ひ
け）分を補いつつ成形条件に従って保圧がコントロール
される。この保圧コントロールは前述した３段階で行な
われ，電磁弁付リリーフ弁５３と比例電磁式リリーフ弁
５４で行なわれる。下金型１２のゲート部（図示省略）
がシールされると，保圧シリンダ５０による保圧コント
ロールは終了し，所定設定時間の後，保圧シリンダ５０
に係合したロッド５０ａはスタート位置に復帰し，次の
射出を待つ。前記したように，保圧装置４４のスプール
４５をノズル７とスクリュ８間に配設したが，ホットラ
ンナ本体１８内の溶融樹脂通路２６の途中に設けた構成
にしてもよい。

【００３５】

【考案の効果】以上の説明からも明らかなように，本考
案によれば，加熱シリンダ内のスクリュに面した通路
と，金型キャビティとの間の溶融樹脂通路の途中に，外
縁部域にあって溶融樹脂を一旦分流する溶融樹脂分散孔
を設けるとともに中心域に突設ガイドを有したトーピー
ドと，前記突設ガイドの中心部域に軸心方向に前後進可
能に挿通された保圧用のスプールを設け，前記スプール
の後端部はリンク機構またはアームを介して保圧シリン
ダに連接され，スプールの前端部を溶融樹脂通路内にて
押圧させ得るように設けたことにより，従来，保圧工程
と計量工程とを順次行なっていたのを，１つの射出装置
で同時に行なうことができるため成形サイクルが著しく
向上するとともに，スプールのストロールを変更するだ
けで保圧が容易にコントロールでき，また，古い樹脂が
停滞するデッドスペースがないため材料替，色替が容易
にでき樹脂の量と時間が大幅に減少できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の保圧装置の１実施例を示す保圧装置近
傍の断面図である。

【図２】本考案の図１のＩＩ−ＩＩからみた切断断面図
である。

【図３】本考案の保圧用油圧回路である。

【図４】本考案に類似したその他の保圧装置の１実施例
を示す保圧装置近傍の断面図である。

【図５】本考案の図４のＶ−Ｖからみた切断断面図であ
る。

【図６】本考案の保圧用油圧回路である。

【図７】従来の実施例を示す射出成形機の全体を示す正
面図である。

【図８】従来の実施例を示す射出成形機の保圧装置の断
面図である。

【符号の説明】

１ 射出成形機 ２ 射出装置 ３ 金型装置 ４ ホットランナ装置 ６ 加熱シリンダ ７ ノズル ７ａ ノズルの内孔 ８ スクリュ １０ 加熱シリンダヘッド １１ 上金型 １２ 下金型 １３ キャビティ １４ 注入口 １８ ホットランナ本体 ２４ 受口 ２５ ノズル ２６ 溶融樹脂通路 ３０ 油圧シリンダ ３１ バルブ開閉プレート ４４ 保圧装置 ４５ スプール ４６ トーピード ４６ａ 溶融樹脂分散孔 ４７ リンク ４７ａ リンク支軸 ４８ 保圧用アーム ４９ 保圧用リンクプレート ５０ 保圧シリンダ ５０ａ ロッド ５０ｂ 前室 ５０ｃ 後室 ５２ 保圧制御装置 ５３ 電磁弁付リリーフ弁 ５４ 比例電磁式リリーフ弁 ５５，５６ 電磁切替弁 ６０ 突設ガイド

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱シリンダ内のスクリュに面した通路
   と，金型キャビティとの間の溶融樹脂通路の途中に，外
   縁部域にあって溶融樹脂を一旦分流する溶融樹脂分散孔
   を設けるとともに中心域に突設ガイドを有したトーピー
   ドと，前記突設ガイドの中心部域に軸心方向に前後進可
   能に挿通された保圧用のスプールを設け，前記スプール
   の後端部はリンク機構またはアームを介して保圧シリン
   ダに連接され，スプールの前端部を溶融樹脂通路内にて
   押圧させ得るように設けたことを特徴とする射出成形機
   の保圧装置。