JP6262014B2

JP6262014B2 - 射出装置

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Publication number: JP6262014B2
Application number: JP2014027865A
Authority: JP
Inventors: 天野　光昭; 光昭天野; 滋竹内; 洋通野阪
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2014-02-17
Publication date: 2018-01-17
Anticipated expiration: 2034-02-17
Also published as: CN104842498B; EP2907645A1; CN104842498A; EP2907645B1; JP2015150810A

Description

本発明は、射出装置に関する。

プリプラ式の射出装置は、第１シリンダと、第１シリンダから成形材料が供給される第２シリンダと、第２シリンダから供給される成形材料を金型装置内に射出するノズルとを備える（例えば、特許文献１参照）。金型装置内に充填された液状の成形材料は固化され、成形品が得られる。

特開２００８−２３８７４２号公報

従来、第１シリンダ内の成形材料を移動させる第１可動部の動作と、第２シリンダ内の成形材料を移動させる第２可動部の動作とが調和しないことがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、第１可動部の動作と、第２可動部の動作とを調和できる、射出装置の提供を主な目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
第１シリンダと、
該第１シリンダ内の成形材料を移動させる第１可動部と、
前記第１シリンダから成形材料が供給される第２シリンダと、
該第２シリンダ内の成形材料を移動させる第２可動部と、
金型装置内に成形材料を射出するノズルと、
前記第１シリンダと、前記第２シリンダと、前記ノズルとの間の成形材料の流れ方向を切り替える切替部と、
該切替部内の成形材料の圧力に関する情報を検出する検出部とを備え、
前記検出部は、前記情報を検出する端部を前記切替部内に有する、射出装置が提供される。

本発明の一態様によれば、第１可動部の動作と、第２可動部の動作とを調和できる、射出装置が提供される。

本発明の一実施形態による射出装置を示す図であって、スクリュシリンダおよびプランジャシリンダの２者に対して切替部を開放し、ノズルに対して切替部を閉塞した状態を示す図である。本発明の一実施形態による射出装置を示す図であって、プランジャシリンダおよびノズルの２者に対して切替部を開放し、スクリュシリンダに対して切替部を閉塞した状態を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態による射出装置を示す図であって、スクリュシリンダおよびプランジャシリンダの２者に対して切替部を開放し、ノズルに対して切替部を閉塞した状態を示す図である。図２は、本発明の一実施形態による射出装置を示す図であって、プランジャシリンダおよびノズルの２者に対して切替部を開放し、スクリュシリンダに対して切替部を閉塞した状態を示す図である。

射出装置１０は、スクリュシリンダ２０、スクリュ２２、スクリュ駆動部２４、プランジャシリンダ３０、プランジャ３２、プランジャ駆動部３４、ノズル４０、切替部５０、制御装置７０、および圧力センサ８０を備える。

スクリュシリンダ２０は、外部から成形材料が供給される第１シリンダである。成形材料は、固体、液体のいずれの状態で第１シリンダに供給されてもよいが、本実施形態では固体の状態で第１シリンダに供給される。スクリュシリンダ２０は、成形材料を加熱し、溶融させる。スクリュシリンダ２０の外周には、ヒータなどの加熱源が設けられる。

スクリュ２２は、スクリュシリンダ２０内に配設され、スクリュシリンダ２０内の成形材料を移動させる第１可動部である。スクリュ２２は、スクリュシリンダ２０内に進退自在に且つ回転自在に配設されてよい。尚、スクリュ２２は、スクリュシリンダ２０内に進退不能に且つ回転自在に配設されてもよい。

スクリュ駆動部２４は、スクリュ２２を作動させる第１駆動部である。スクリュ駆動部２４は、一般的な構成であってよく、例えばスクリュ２２を回転させるスクリュ回転モータ２５、およびスクリュ２２を進退させるスクリュ移動モータ２６を有する。スクリュ移動モータ２６とスクリュ２２との間には、スクリュ移動モータ２６の回転運動をスクリュ２２の直線運動に変換する運動変換部が配設されてよい。運動変換部はボールねじなどで構成される。

プランジャシリンダ３０は、スクリュシリンダ２０から成形材料が供給される第２シリンダである。プランジャシリンダ３０の外周には、ヒータなどの加熱源が設けられる。

プランジャ３２は、プランジャシリンダ３０内に配設され、プランジャシリンダ３０内の成形材料を移動させる第２可動部である。プランジャ３２は、プランジャシリンダ３０内に進退自在に配設される。

プランジャ駆動部３４は、プランジャ３２を作動させる第２駆動部である。プランジャ駆動部３４は、一般的な構成であってよく、例えばプランジャ３２を進退させるプランジャ移動モータ３６を有する。プランジャ移動モータ３６とプランジャ３２との間には、プランジャ移動モータ３６の回転運動をプランジャ３２の直線運動に変換する運動変換部が配設されてよい。運動変換部はボールねじなどで構成される。

ノズル４０は、切替部５０から供給される成形材料を金型装置内に射出する。金型装置内に充填された液状の成形材料は固化され、成形品が得られる。

切替部５０は、スクリュシリンダ２０と、プランジャシリンダ３０と、ノズル４０との間の成形材料の流れ方向を切り替える。切替部５０は、例えばロータリーバルブで構成される。尚、切替部５０はスプールバルブで構成されてもよく、切替部５０の構成は特に限定されない。

切替部５０は、スクリュシリンダ２０およびプランジャシリンダ３０の２者に対して開放されノズル４０に対して閉塞された状態（図１参照）、プランジャシリンダ３０およびノズル４０の２者に対して開放されスクリュシリンダ２０に対して閉塞された状態（図２参照）とに切り替えられる。

尚、切替部５０の状態は、図１に示す状態、図２に示す状態に限定されない。例えば、切替部５０は、スクリュシリンダ２０、プランジャシリンダ３０およびノズル４０の３者に対して開放された状態をとりうる。また、切替部５０は、スクリュシリンダ２０およびノズル４０の２者に対して開放されプランジャシリンダ３０に対して閉塞された状態をとりうる。

制御装置７０は、スクリュ駆動部２４、プランジャ駆動部３４、および切替部５０を制御する。制御装置７０は、例えばメモリなどの記憶部およびＣＰＵを有し、記憶部に記憶された制御プログラムをＣＰＵに実行させることにより、各種制御を行う。

例えば、制御装置７０は、図１に示すようにスクリュシリンダ２０およびプランジャシリンダ３０の２者に対して切替部５０を開放すると共に、スクリュ回転モータ２５を駆動してスクリュ２２を所定方向に回転させる。成形材料がスクリュ２２の螺旋状の溝２２ａに沿って前方に送られながら、徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ２２の前方に溜まり、スクリュ２２が後退させられる。スクリュ２２が所定位置まで後退し、スクリュ２２の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、制御装置７０はスクリュ回転モータ２５を停止させる。

制御装置７０は、スクリュ２２の急激な後退を抑制するため、スクリュ移動モータ２６を駆動してスクリュ２２に圧力をかけてよい。スクリュの圧力が設定値になるように、制御装置７０がスクリュ移動モータ２６を駆動する。

制御装置７０は、スクリュ２２の前方に所定量の成形材料を蓄積した後、スクリュ移動モータ２６を駆動してスクリュ２２を前進させる。これにより、切替部５０を介してスクリュシリンダ２０からプランジャシリンダ３０に成形材料が流れ込む。その結果、プランジャ３２の前方に成形材料が蓄積され、プランジャ３２が後退させられる。

制御装置７０は、プランジャ３２の急激な後退を制限するため、プランジャ移動モータ３６を駆動してプランジャ３２に圧力をかけてよい。プランジャ３２の圧力が設定値になるように、制御装置７０がプランジャ移動モータ３６を駆動する。

プランジャ３２が所定位置まで後退させられ、プランジャ３２の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、制御装置７０は、再度、スクリュ２２の前方に成形材料を溜めるため、スクリュ回転モータ２５を駆動してスクリュ２２を所定方向に回転させる。スクリュ２２の前方に成形材料が溜まり、スクリュ２２が後退させられる。

スクリュ２２の前方、およびプランジャ３２の前方にそれぞれ所定量の成形材料が蓄積される。尚、成形材料を蓄積する工程は、上記工程に限定されない。例えば、制御装置７０は、スクリュ２２の位置を固定してスクリュ２２を回転させることで、成形材料をスクリュ２２の螺旋状に溝に沿って前方に送り、切替部５０を介してスクリュシリンダ２０からプランジャシリンダ３０に成形材料を流し込んでもよい。

成形材料の蓄積後、蓄積した成形材料を金型装置内に充填する充填工程が行われる。金型装置内に充填された成形材料は固化される。成形材料の固化によるヒケ、ショートなどの充填不足を抑制するため金型装置内の成形材料に圧力をかける保圧工程が行われる。また、金型装置内の成形材料を除圧する除圧工程が行われることもある。

制御装置７０は、充填工程おいて、図２に示すようにプランジャシリンダ３０およびノズル４０の２者に対して切替部５０を開放すると共に、プランジャ移動モータ３６を駆動してよい。プランジャ３２が前進され、成形材料が切替部５０を介してプランジャシリンダ３０からノズル４０に流れ込む。そうして、ノズル４０から金型装置内に成形材料が充填される。

また、制御装置７０は、保圧工程において、図２に示すようにプランジャシリンダ３０およびノズル４０の２者に対して切替部５０を開放すると共に、プランジャ移動モータ３６を駆動してよい。プランジャ３２の圧力によって、金型装置内の成形材料に圧力をかけることができる。ヒケやショートなどによる不足分の成形材料が切替部５０を介してプランジャシリンダ３０からノズル４０に流れ込む。ヒケやショートなどの充填不足を解消できる。

また、制御装置７０は、除圧工程において、図２に示すようにプランジャシリンダ３０およびノズル４０の２者に対して切替部５０を開放すると共に、プランジャ移動モータ３６を駆動してよい。プランジャ３２が後退され、成形材料が切替部５０を介してノズル４０からプランジャシリンダ３０に流れ込む。金型装置内の成形材料を除圧できる。

ところで、制御装置７０は、スクリュ２２の圧力が設定値になるように、スクリュ移動モータ２６を制御する場合がある。そのような場合としては、例えば、スクリュ２２の急激な後退を制限する場合、スクリュシリンダ２０から成形材料を吐出する場合が挙げられる。スクリュ２２の圧力に応じた圧力が、スクリュ２２前方の成形材料にかかり、切替部５０内の成形材料にかかる。

また、制御装置７０は、プランジャ３２の圧力が設定値になるように、プランジャ移動モータ３６を制御する場合がある。そのような場合としては、例えば、プランジャ３２の急激な後退を制限する場合、プランジャシリンダ３０から成形材料を吐出する場合、ヒケやショートなどの充填不足を抑制する場合、金型装置内の成形材料を除圧する場合が挙げられる。プランジャ３２の圧力に応じた圧力が、プランジャ３２前方の成形材料にかかり、切替部５０内の成形材料にかかる。

圧力センサ８０は、切替部５０内の成形材料の圧力を検出する。よって、スクリュ２２の圧力と、プランジャ３２の圧力とが、同一の圧力センサ８０によって検出できる。従来のようにスクリュ２２の圧力とプランジャ３２の圧力とを別々の圧力センサによって検出する場合よりも、スクリュ２２の動作とプランジャ３２の動作とが調和できる。また、従来のようにスクリュ２２の後方およびプランジャ３２の後方にそれぞれ圧力センサが配設される場合に比べて、金型装置に近い位置で圧力が検出できるため、金型装置内の成形材料の状態がコントロールしやすい。

圧力センサ８０は、検出した圧力を示す信号を制御装置７０に出力する。制御装置７０は、圧力センサ８０の検出値に基づいて、スクリュ移動モータ２６を制御してよい。また、制御装置７０は、圧力センサ８０の検出値に基づいて、プランジャ移動モータ３６を制御してよい。圧力センサ８０の検出値は、スクリュ２２の前方に成形材料を蓄積する工程、プランジャ３２の前方に成形材料を蓄積する工程、充填工程、保圧工程、除圧工程のいずれの工程の制御に用いられてもよい。

尚、本実施形態では、圧力センサ８０が特許請求の範囲に記載の検出部に相当するが、検出部は圧力センサ８０に限定されない。検出部は、切替部５０内の圧力に関する情報を取得できるものであればよい。

以上、射出装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

例えば、上記実施形態の射出装置１０は、型開閉方向が水平な横型の射出成形機に備えられるが、型開閉方向が鉛直な竪型の射出成形機に備えられてもよい。

また、上記実施形態のスクリュシリンダ２０は、プランジャシリンダ３０に対して平行とされるが、垂直とされてもよいし、傾斜してもよい。

また、上記実施形態では第１可動部としてスクリュ２２が用いられるが、プランジャが用いられてもよい。第１可動部としてのプランジャは、第１シリンダ内に進退自在に配設されてよい。

１０射出装置
２０スクリュシリンダ
２２スクリュ
２４スクリュ駆動部
２５スクリュ回転モータ
２６スクリュ移動モータ
３０プランジャシリンダ
３２プランジャ
３４プランジャ駆動部
３６プランジャ移動モータ
４０ノズル
５０切替部
７０制御装置
８０圧力センサ

Claims

第１シリンダと、
該第１シリンダ内の成形材料を移動させる第１可動部と、
前記第１シリンダから成形材料が供給される第２シリンダと、
該第２シリンダ内の成形材料を移動させる第２可動部と、
金型装置内に成形材料を射出するノズルと、
前記第１シリンダと、前記第２シリンダと、前記ノズルとの間の成形材料の流れ方向を切り替える切替部と、
該切替部内の成形材料の圧力に関する情報を検出する検出部とを備え、
前記検出部は、前記情報を検出する端部を前記切替部内に有する、射出装置。
前記第１可動部を作動させる第１駆動部と、
該第１駆動部を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記検出部の検出値に基づいて、前記第１駆動部を制御する、請求項１に記載の射出装置。
前記第２可動部を作動させる第２駆動部と、
該第２駆動部を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記検出部の検出値に基づいて、前記第２駆動部を制御する、請求項１または２に記載の射出装置。