JPH06238722A

JPH06238722A - 射出成形機

Info

Publication number: JPH06238722A
Application number: JP3183093A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Morikita; 信夫森北; Nobuhiro Ogura; 信宏小倉
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1993-02-22
Filing date: 1993-02-22
Publication date: 1994-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】射出圧力を低くして射出装置の負荷を小さく
し、成形サイクルを短くする。【構成】固定金型１２と、該固定金型１２と接離自在に
配設された可動金型１４を有し、両者間にキャビティ１
６が形成される。前記可動金型１４を固定金型１２に接
触させた後、射出ノズル２が溶融した樹脂を射出する
と、樹脂はスプルー４３及びランナ４４を介してダミー
スプルー６１を充満し、その後キャビティ１６内に充填
される。そして、先端を前記ダミースプルー６１に臨ま
せて加圧ピン２４が進退自在に配設され、前進したとき
に樹脂を加圧してキャビティ１６内に押し込み、キャビ
ティ１６内の樹脂圧力を上昇させる。前記加圧ピン２４
は、後方に配設された駆動装置によって進退させられ
る。さらに、加圧ピン２４が前進したときにランナ４４
内の樹脂が逆流するのを防止するために逆流防止手段が
設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、射出成形機においては、加熱シリ
ンダ内で加熱され溶融させられた成形材料としての樹脂
を射出して金型のキャビティ内に充填（じゅうてん）
し、冷却して固化させ、続いて金型を開いて成形品を取
り出すようにしている。図２は従来の射出成形機の概略
図、図３は従来の射出成形機における速度・保圧切換プ
ログラムを示す図である。

【０００３】図２において、１は成形材料としての樹脂
を加熱し溶融させる加熱シリンダ、２は該加熱シリンダ
１の先端部に取り付けられた射出ノズル、３は前記加熱
シリンダ１内で進退自在にかつ回転自在に支持されたス
クリュー、４は逆流防止リング、５は金型、６はスプル
ー、７はランナ、８はゲート、９はキャビティである。
前記スプルー６、ランナ７、ゲート８及びキャビティ９
はいずれも金型５内に形成される。

【０００４】そして、計量（可塑化）工程において、ス
クリュー３を加熱シリンダ１内で後退させ、加熱シリン
ダ１内の前端部に樹脂を蓄える。次に、充填工程におい
て射出ノズル２を前進させ金型５に接触させ、スクリュ
ー３を加熱シリンダ１内で前進させると、加熱シリンダ
１内の前端部に蓄えられていた樹脂は、前記射出ノズル
２を通って射出され、スプルー６、ランナ７及びゲート
８を通ってキャビティ９内に充填される。この時、樹脂
は逆流防止リング４があるため、後退しない。

【０００５】続いて、保圧工程において射出ノズル２の
先端を金型５に接触させたままとし、また、スクリュー
３を前進位置に置き樹脂圧力を制御し、キャビティ９内
の樹脂の収縮を補う。この場合、充填工程から保圧工程
への切換えは図３に示すように行われる。すなわち、充
填工程においてはスクリュー３のストローク（位置）の
変化に伴いスクリュー速度が変化させられる。Ｖ₀，Ｖ
₁，Ｖ₄はスクリュー速度の設定値である。そして、Ｖ
−ｐ点において速度制御から圧力制御に切り換えられ、
保圧工程に入る。該保圧工程においては時間の変化に伴
い金型５内の樹脂圧力が変化させられる。Ｐ₁，Ｐ₂，
Ｐ₃は樹脂圧力を変化させるための保圧の設定値であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の射出成形機においては、前記保圧工程において金型
５内の樹脂圧力を１００〜４００〔ｋｇ／ｃｍ²〕とす
る必要があるが、樹脂流路内の圧力損失があり、また、
樹脂の収縮性があるため、スクリュー３を後方で押圧す
る射出装置においては１０００〜２５００〔ｋｇ／ｃｍ
²〕の射出圧力を発生させる必要があり、射出装置の負
荷が大きくなってしまう。

【０００７】図４は従来の射出成形機における樹脂圧力
分布図である。図において、Ｐ_A，Ｐ_B，Ｐ_C，Ｐ_D，
Ｐ_E，Ｐ_Fはそれぞれスクリュー３（図２）の先端部、
射出ノズル２の先端部、ランナ７の入口、ゲート８の入
口、キャビティ９の入口及びキャビティ９の最奥部の樹
脂圧力の値を示す。樹脂流路内の圧力損失や樹脂の収縮
性のため樹脂圧力はキャビティ９に近くなるほど低下す
ることが分かる。

【０００８】また、可塑化された樹脂の粘度が不安定で
ある場合、金型のキャビティ９に安定した樹脂圧力を発
生することができず、成形の安定性が低下する。しか
も、保圧工程時の樹脂圧力を確保するため、スクリュー
３の径を小さくする必要があり、その分可塑化能力が低
下してしまう。そこで、計量工程時のスクリュー３の回
転数を高くする必要があり、図示しない計量装置の負荷
が大きくなってしまう。

【０００９】そして、キャビティ９内において十分な樹
脂圧力を発生させることができないので、高い射出圧力
を必要とする高粘度樹脂、ゴム質のウレタン樹脂、超高
分子量のポリエチレン等の成形や、肉厚が０．１〔ｍ
ｍ〕以下の極薄肉成形品の成形を行うことが困難とな
る。さらに、射出装置は前記スクリュー３及び逆流防止
リング４を動作させて計量工程、充填工程及び保圧工程
から成る成形サイクルを形成しているため、成形サイク
ルを短くすることができない。すなわち、保圧工程にお
いては、前述したようにスクリュー３を前進位置に維持
する必要があり、その間計量を開始することはできな
い。

【００１０】本発明は、前記従来の射出成形機の問題点
を解決して、射出圧力を低くして射出装置の負荷を小さ
くすることができ、安定した樹脂圧力を発生して成形の
安定性を高くすることができ、スクリューの回転数を低
くして計量装置の負荷を小さくすることができ、高粘度
樹脂、ゴム質のウレタン樹脂、超高分子量のポリエチレ
ン等の成形や、肉厚が０．１〔ｍｍ〕以下の極薄肉成形
品の成形を行うことができ、しかも、成形サイクルを短
くすることができる射出成形機を提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の射
出成形機においては、固定金型と、該固定金型と接離自
在に可動金型が配設され、両者間にキャビティが形成さ
れる。また、溶融した樹脂を射出する射出ノズルが設け
られ、射出された樹脂をスプルー、ランナ及びゲートを
介してキャビティに送る。この場合、樹脂はゲートの手
前に形成されたダミースプルーに一時的に貯蔵される。

【００１２】そして、先端を前記ダミースプルーに臨ま
せて加圧ピンが進退自在に配設され、前進したときに樹
脂を加圧してダミースプルー内の樹脂をキャビティ内に
押し込み、キャビティ内の樹脂圧力を上昇させる。前記
加圧ピンは、後方に配設された駆動装置によって進退さ
せられる。さらに、加圧ピンが前進したときにランナ内
の樹脂が逆流するのを防止するために逆流防止手段が設
けられる。

【００１３】該逆流防止手段は射出ノズルに配設された
弁及びホットランナによるバルブゲートのいずれか一方
で構成される。

【００１４】

【作用】本発明によれば、前記のように射出成形機は、
固定金型と、該固定金型と接離自在に配設された可動金
型を有し、両者間にキャビティが形成される。前記可動
金型を固定金型に接触させた後、射出ノズルは溶融した
樹脂を射出する。樹脂はスプルー及びランナを介してダ
ミースプルーを充満し、その後キャビティ内に充填され
る。

【００１５】そして、先端を前記ダミースプルーに臨ま
せて加圧ピンが進退自在に配設され、前進したときに樹
脂を加圧してキャビティ内に押し込み、キャビティ内の
樹脂圧力を上昇させる。前記加圧ピンは、後方に配設さ
れた駆動装置によって進退させられる。さらに、加圧ピ
ンが前進したときにランナ内の樹脂が逆流するのを防止
するために逆流防止手段が設けられる。

【００１６】該逆流防止手段は、射出ノズルに配設され
た弁及びホットランナによるバルブゲートのいずれか一
方で構成される。したがって、射出ノズルに配設された
弁を閉鎖するかスプルー内の樹脂を冷却して固化させる
と、加圧ピンが前進したときにランナ内の樹脂が逆流す
ることがなくなる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施例を
示す射出成形機の概略図である。図において、１は成形
材料としての樹脂を加熱し溶融させる加熱シリンダ、２
は該加熱シリンダ１の先端部に取り付けられた射出ノズ
ル、３は前記加熱シリンダ１内で進退自在にかつ回転自
在に支持されたスクリュー、４は逆流防止リングであ
る。

【００１８】また、１１は固定側取付板であり、該固定
側取付板１１を介して固定金型１２が図示しない固定プ
ラテンに取り付けられている。前記射出ノズル２は充填
工程時に前進し、射出ノズル２の先端が固定金型１２の
スプルーブッシュ１３に接触させられる。一方、図示し
ない可動プラテンは、図示しない型締装置によって進退
（図の左右方向に移動）させられ、可動金型１４を固定
金型１２に接離させるようになっている。そのため、前
記可動金型１４は可動側取付板１５及び図示しないスペ
ーサブロックを介して可動プラテンに取り付けられる。

【００１９】そして、射出ノズル２から射出された樹脂
は、前記スプルーブッシュ１３内のスプルー４３、ラン
ナ４４、ダミースプルー６１及びゲート２５を通って固
定金型１２と可動金型１４の間に形成されたキャビティ
１６内に充填される。前記充填工程が完了する直前に後
述するような加圧工程に入り、キャビティ１６内の樹脂
圧力が増大させられるとともに、樹脂の冷却が開始さ
れ、一定時間後に可動金型１４側に図示しない成形品を
残した状態で両金型１２，１４が開かれ、エジェクタ装
置によって成形品が突き落とされる。

【００２０】そのため、スプルーロックピン１７及びエ
ジェクタピン１８が設けられる。前記スプルーロックピ
ン１７は前記スプルー４３に対向して設けられ、型開き
時に成形品を保持して可動金型１４側に残す。また、前
記エジェクタピン１８は、図に示すようにキャビティ１
６に先端を臨ませて配設されるほか、必要に応じてラン
ナ４４などにも先端を臨ませて配設され、型開き後に成
形品を可動金型１４から突き落とす。

【００２１】さらに、前記スプルーロックピン１７及び
エジェクタピン１８を後退させるために、４本のリター
ンピン４５及び該リターンピン４５を包囲するリターン
スプリング４６が設けられていて、該リターンスプリン
グ４６を可動金型１４とエジェクタプレート２１の間に
配設している。前記スプルーロックピン１７、エジェク
タピン１８及びリターンピン４５は、可動金型１４を貫
通して後方（型締装置側）に延び、後端に形成されたヘ
ッド部がエジェクタプレート２１，２２によって狭持さ
れ固定される。そして、該エジェクタプレート２２にロ
ッド２３が当接することができるようになっており、該
ロッド２３が前進するのに伴い前記スプルーロックピン
１７及びエジェクタピン１８がリターンピン４５と共に
前進させられる。なお、前記ロッド２３はエジェクタシ
リンダ５１に油を給排することによって進退するように
なっている。

【００２２】ところで、前記充填が終了する直前にダミ
ースプルー６１内の樹脂をキャビティ内に強く押し込む
ために、次に述べるような加圧装置が設けられる。すな
わち、ランナ４４における前記ゲート２５の手前の所定
箇所に、樹脂を一時的に貯蔵するためのダミースプルー
６１が必要な数だけ形成される。そして、加圧ピン２４
が先端をダミースプルー６１に臨ませて配設されてい
て、前記可動金型１４及びエジェクタプレート２１，２
２を貫通して後方に延び、後端に形成されたヘッド部が
加圧プレート２７，２８によって挟持され固定される。

【００２３】該加圧プレート２７，２８は、前記可動側
取付板１５に対して接離自在に配設され、駆動装置とし
ての２個の加圧シリンダ３２に油を給排することによっ
て進退させられる。該加圧シリンダ３２の加圧ロッド３
３は可動側取付板１５を貫通して前記加圧プレート２８
に当接していて、前記加圧シリンダ３２を作動させるこ
とによって加圧ピン２４を突き出すことができる。

【００２４】また、該加圧ピン２４を後退させるため
に、４本のリターンピン２９及び該リターンピン２９を
包囲するリターンスプリング３０が設けられていて、該
リターンスプリング３０を加圧プレート２７と可動金型
１４の間に配設している。前記加圧ピン２４及びリター
ンピン２９は共に端部にヘッド部を形成しており、該ヘ
ッド部が加圧プレート２７，２８によって挟持され固定
される。４本のリターンスプリング３０を均等に配列す
ることによって、加圧プレート２７，２８を傾けずに平
行に進退させることができ、スムーズな動作を得ること
ができる。

【００２５】前記加圧シリンダ３２に供給される油の圧
力及び流量を比例減圧弁５２及び比例流量弁５３によっ
て電気的に制御し、前記加圧ピン２４を前進させて樹脂
圧力及び加圧ピン速度を制御することができる。また、
前記加圧シリンダ３２はエジェクタシリンダ５１と独立
して作動させられる。なお、５５は逆止弁、５６は油圧
源である。

【００２６】本実施例においては、加圧ピン２４の駆動
装置として加圧シリンダ３２を使用しているが、電動機
等の電気的手段を使用することもできる。ところで、前
記加圧ピン２４が後退した状態でランナ４４と加圧ピン
２４の先端の間にダミースプルー６１の樹脂空間が形成
される。したがって、充填工程時に、ランナ４４を通る
樹脂はまずダミースプルー６１を充満し、その後ゲート
２５を通過してキャビティ１６内に充填される。

【００２７】そして、充填が終了する前に前記加圧ピン
２４を前進させ、ダミースプルー６１内に充満している
樹脂を押し出すと、樹脂はキャビティ１６内に押し込ま
れて完全な充填が行われ、キャビティ１６内の樹脂圧力
が上昇する。次に、本発明の第１の実施例の動作につい
て図５から９までを併用して説明する。

【００２８】図５は本発明の第１の実施例における速度
・加圧力切換プログラムを示す図、図６は本発明の第１
の実施例における充填工程時の加圧ピンの状態図、図７
は本発明の第１の実施例における加圧時の加圧ピンの状
態図、図８は本発明の第１の実施例における充填工程時
の樹脂圧力分布図、図９は本発明の第１の実施例におけ
る加圧時の樹脂圧力分布図である。

【００２９】図５に示すように、充填工程においてはス
クリュー３のストロークの変化に伴いスクリュー速度が
変化させられる。Ｖ₀，Ｖ₁，Ｖ₄はスクリュー速度の
設定値である。そして、Ｖ−ｐ点においてスクリュー速
度の設定値がＶ₁からＶ₄に低下させられ、図６に示す
ように加圧ピン２４による加圧が開始される。この場
合、両金型１２，１４を破損させないように樹脂圧力の
圧力制限値をＰＩとする。

【００３０】この時、スクリュー３の先端部、射出ノズ
ル２の先端部、ランナ４４の入口、ゲート２５の入口及
びキャビティ１６の入口の樹脂圧力の値は、図８に示す
ようにＰ_A，Ｐ_B，Ｐ_C，Ｐ_D，Ｐ_Eとなる。前記Ｖ−
ｐ点からＶ−ｈ点までの間は充填工程が継続しており、
射出装置においてはスクリュー速度の設定値がＶ₄にさ
れて速度制御が行われ、加圧装置においては樹脂圧力の
圧力制限値をＰＩとした状態で加圧ピン速度の設定値が
Ｖ₅にされる。

【００３１】続いて、Ｖ−ｈ点において充填が終了し、
射出装置における速度制御は終了し、加圧装置による圧
力制御に切り換えられ、保圧工程に入る。該保圧工程に
おいては、時間の変化に伴い樹脂圧力が変化させられ
る。加圧装置においては樹脂圧力の設定値がＰ₁，
Ｐ₂，Ｐ₃にされて圧力制御が行われ、同時に加圧ピン
速度の設定値がＶ₆にされる。

【００３２】このようにして加圧ピン２４が前進し、図
７に示すように前進限位置に到ると加圧工程が終了す
る。Ｖ−ｐ点からＶ−ｈ点の工程において、スクリュー
３の先端部、射出ノズル２の先端部、ランナ４４の入
口、ゲート２５の入口、キャビティ１６の入口及びキャ
ビティ１６の最奥部の樹脂圧力の値は、図９に示すよう
にＰ_A，Ｐ_B，Ｐ_C，Ｐ_D，Ｐ_E，Ｐ_Fとなる。この場
合、前記キャビティ１６内の樹脂圧力の値Ｐ_E，Ｐ_Fは
図４の値Ｐ_E，Ｐ_Fと比べていずれも高くなっているこ
とが分かる。

【００３３】本実施例においては、キャビティ１６に極
めて近い部分で加圧装置によるブースター圧力が発生さ
せられるため、樹脂流路内の圧力損失はなく、キャビテ
ィ１６内に樹脂を効率良く押し込むことができる。した
がって、その分射出圧力を低くすることができ、射出装
置の負荷を小さくすることができる。また、キャビティ
１６内の樹脂圧力を加圧ピン２４による加圧で直接制御
することができるため、成形の安定性が向上する。

【００３４】しかも、保圧工程時の樹脂圧力を確保する
ためにスクリュー３の径を小さくする必要がないので可
塑化能力が低下することがなく、計量工程時のスクリュ
ー３の回転数を低くすることができ、計量装置の負荷が
小さくなる。そして、キャビティ９内において十分な樹
脂圧力を発生させることができるので、高い射出圧力を
必要とする高粘度樹脂、ゴム質のウレタン樹脂、超高分
子量のポリエチレン等の成形や、肉厚が０．１〔ｍｍ〕
以下の極薄肉成形品の成形を行うことができる。

【００３５】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図１０は本発明の第２の実施例を示す射出成形機
の概略図である。図において、２は射出ノズル、１６は
キャビティ、２４は加圧ピン、２５はゲート、４３はス
プルー、４４はランナ、６１はダミースプルーである。
この場合、前記射出ノズル２は、先端のノズル口を開閉
するためのニードル弁６５を有している。したがって、
例えば、充填が終了する前記Ｖ−ｈ点においてニードル
弁６５を閉鎖し、直ちに計量を開始することができ、成
形サイクルを短くすることができる。

【００３６】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。図１１は本発明の第３の実施例を示す射出成形機
の概略図である。図において、２は射出ノズル、１６は
キャビティ、２５はゲート、４３はスプルー、４４はラ
ンナ、６５はニードル弁である。この場合、第１の実施
例におけるスプルーロックピン１７に代えて加圧ピン６
６を配設しており、該加圧ピン６６とランナ４４の間に
ダミースプルー６７が形成される。

【００３７】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形すること
が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するもの
ではない。

【００３８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、射出成形機は、固定金型と、該固定金型と接離自
在に配設された可動金型を有し、両者間にキャビティが
形成される。前記可動金型を固定金型に接触させた後、
射出ノズルは溶融した樹脂を射出する。樹脂はスプルー
及びランナを介してダミースプルーを充満し、その後キ
ャビティ内に充填される。

【００３９】そして、先端を前記ダミースプルーに臨ま
せて加圧ピンが進退自在に配設され、前進したときに樹
脂を加圧してキャビティ内に押し込み、キャビティ内の
樹脂圧力を上昇させる。前記加圧ピンは、後方に配設さ
れた駆動装置によって進退させられる。さらに、加圧ピ
ンが前進したときにランナ内の樹脂が逆流するのを防止
するために逆流防止手段が設けられる。

【００４０】該逆流防止手段は射出ノズルに配設された
弁及びホットランナによるバルブゲートのいずれか一方
で構成される。したがって、射出ノズルに配設された弁
を閉鎖するかスプルー内の樹脂を冷却して固化させる
と、加圧ピンが前進したときにランナ内の樹脂が逆流す
ることがなくなる。この場合、キャビティに極めて近い
部分で樹脂を加圧するため、樹脂流路内の圧力損失はな
く、キャビティ内に樹脂を効率良く押し込むことができ
る。その結果、その分射出圧力を低くすることができ、
射出装置の負荷を小さくすることができる。

【００４１】また、キャビティ内の樹脂圧力を加圧ピン
による加圧で直接制御することができるため、成形の安
定性が向上する。しかも、保圧工程時の樹脂圧力を確保
するためにスクリューの径を小さくする必要がないので
可塑化能力が低下することがなく、計量工程時のスクリ
ューの回転数を低くすることができ、計量装置の負荷が
小さくなる。

【００４２】そして、キャビティ内において十分な樹脂
圧力を発生させることができるので、高い射出圧力を必
要とする高粘度樹脂、ゴム質のウレタン樹脂、超高分子
量のポリエチレン等の成形や、肉厚が０．１〔ｍｍ〕以
下の極薄肉成形品の成形を行うことができる。また、充
填が終了したときに計量を開始することができるため、
成形サイクルを短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す射出成形機の概略
図である。

【図２】従来の射出成形機の概略図である。

【図３】従来の射出成形機における速度・保圧切換プロ
グラムを示す図である。

【図４】従来の射出成形機における樹脂圧力分布図であ
る。

【図５】本発明の第１の実施例における速度・加圧力切
換プログラムを示す図である。

【図６】本発明の第１の実施例における充填工程時の加
圧ピンの状態図である。

【図７】本発明の第１の実施例における加圧時の加圧ピ
ンの状態図である。

【図８】本発明の第１の実施例における充填工程時の樹
脂圧力分布図である。

【図９】本発明の第１の実施例における加圧時の樹脂圧
力分布図である。

【図１０】本発明の第２の実施例を示す射出成形機の概
略図である。

【図１１】本発明の第３の実施例を示す射出成形機の概
略図である。

【符号の説明】

２射出ノズル４逆流防止リング１２固定金型１４可動金型１６キャビティ２４，６６加圧ピン３２加圧シリンダ４３スプルー４４ランナ６１，６７ダミースプルー６５ニードル弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）固定金型と、（ｂ）該固定金型と
接離自在に配設され、両者間にキャビティを形成する可
動金型と、（ｃ）溶融した樹脂を射出する射出ノズル
と、（ｄ）射出された樹脂をキャビティに送るためのス
プルー、ランナ及びゲートと、（ｅ）該ゲートの手前に
形成され、樹脂を一時的に貯蔵するダミースプルーと、
（ｆ）先端を該ダミースプルーに臨ませて進退自在に配
設され、前進したときに樹脂を加圧してキャビティ内に
押し込み、キャビティ内の樹脂圧力を上昇させる加圧ピ
ンと、（ｇ）該加圧ピンの後方に配設され、加圧ピンを
進退させる駆動装置を有することを特徴とする射出成形
機。
【請求項２】前記加圧ピンが前進したときに樹脂が逆
流するのを防止する逆流防止手段を有する請求項１に記
載の射出成形機。
【請求項３】前記逆流防止手段は射出ノズルに配設さ
れた弁及びホットランナによるバルブゲートのいずれか
一方である請求項１に記載の射出成形機。