JPH10664A - プリプラ式射出装置の射出プランジャ操作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 射出プランジャの進退操作を射出・計量工程
時以外にも行うことで、軸部周囲のクリアランスに滞留
した残留樹脂による射出プランジャの移動抵抗を軽減
し、計量の不安定さなどを防止する。 【解決手段】 先端部１０ｂより軸部１０ａが小径の射
出プランジャ１０を進退自在に内装した射出装置１と、
可塑化装置２とを、射出シリンダ１２の先端部の射出プ
ランジャ先端部の前進限に当たる部位にて連通する。射
出プランジャ１０の先端部１０ｂの後退限に当たる部位
の後方の射出シリンダ壁に抜き穴１６を設ける。その抜
き穴１６の後のシリンダ内周囲に配設した掻取用スリー
ブ１９により射出シリンダ１２と射出プランジャ１０の
軸部１０ａとのクリアランスの残留樹脂を、射出プラン
ジャ１０の後退により掻き取って抜き穴１６に排出す
る。射出プランジャ１０の進退操作を射出・計量工程以
外にも適宜に射出プランジャ１０の先端部１０ｂの後退
限に当たる部位まで行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、材料樹脂の可塑
化と射出とを異なったシリンダにより行うプリプラ式射
出装置における射出プランジャの操作方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般的にプリプラ式射出装置は、射出プ
ランジャを内装した射出シリンダに、可塑化用のスクリ
ュまたはプランジャを内装した可塑化シリンダを並設
し、可塑化シリンダの先端を樹脂路により射出シリンダ
の先端部に接続して、可塑化シリンダで溶融・混練（以
下可塑化と称する）した樹脂を、射出シリンダの前部に
圧送し、射出プランジャを後退しつつ計量してのち、射
出プランジャの前進により射出を行う構成からなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記射出シリンダと射
出プランジャとの間には、射出プランジャの進退移動に
対する抵抗を少なくするためにクリアランスが設けてあ
る。このクリアランスは溶融樹脂の入り込みが困難な最
小限の寸法に設計されているが、どのようなクリアラン
スであっても計量・射出を繰り返し行っているうちには
樹脂は入り込む。

【０００４】クリアランスに入り込んだ樹脂が溶融状態
にあって、射出シリンダと射出プランジャとの間に薄く
介在している限りでは、射出プランジャの進退移動に悪
影響を及ぼすことはないが、過密状態や固化状態で介在
すると、移動抵抗が増して圧力損失を招くことになる。
また射出シリンダと射出プランジャとに芯ずれが生じて
かじりも生ずるようになる。

【０００５】上記クリアランスにおける残留樹脂の障害
を除く手段としては、射出プランジャの軸部を先端部よ
り小径に形成して、射出プランジャの軸部周囲に先端部
周囲のクリアランスに入り込んだ樹脂を先端部後側に漏
出させる所要のクリアランスを設け、そのクリアランス
に漏出して残留した樹脂を射出プランジャの後退によ
り、シリンダ後部に穿設した樹脂の抜き穴から順次排出
することが考えられる。しかし、このような解決手段
は、樹脂が加熱された状態にあって流動性を有する場合
に限られ、固化により流動性を失った樹脂まで排除する
ことはできない。

【０００６】また一般的に射出プランジャを内装した射
出シリンダのヒーターゾーンは、射出プランジャのスト
ローク範囲とされているが、抜き穴の後方までヒーター
を設けた場合でも、射出プランジャ軸部にこびり付いた
樹脂の固化を防止することはできず、これが増して射出
プランジャの移動抵抗として作用するようになる。

【０００７】このこびり付いて固化した樹脂による摩擦
抵抗は僅かなものであっても、プリプラ式射出装置にお
ける樹脂の計量は、可塑化装置により可塑化した材料樹
脂を先端部の樹脂路を経て射出シリンダの先端部内に圧
送し、その樹脂圧により射出プランジャの先端を加圧し
て、油圧シリンダにより所定の圧力（背圧力）が加えら
れた射出プランジャを後退移動させながら、シリンダ先
端部内に可塑化樹脂を蓄積することによるため、計量に
著しい影響を与える。

【０００８】この射出プランジャの軸部にこびり付いた
樹脂の除去手段として、射出プランジャ先端部の後退限
に当たる部位の後方の射出シリンダ壁に設けた抜き穴の
後のシリンダ内周囲に、スリーブ等による掻取部材を配
設し、射出プランジャが計量のために後退移動したとき
に、その掻取部材によりこびり付いて固化した樹脂の掻
取りを行うことを考えた。この除去手段は、それなりの
効果を奏するものであったが、射出・計量工程に際する
射出プランジャの移動ストロークは計量範囲に制限さ
れ、樹脂の射出充填量が僅かな成形では成形ストローク
も短く、その成形ストロークでの掻取部材による樹脂の
掻取量もまた僅かで、残留樹脂の大部分が射出プランジ
ャの軸部周囲のクリアランスを埋めて滞留するようにな
る。この残留樹脂の滞留は射出プランジャの移動抵抗と
なって微妙な変化を与え、また射出速度、射出圧力の乱
れの原因となる。

【０００９】この発明は、上記従来の課題と共にこの新
たな課題をも解決せんとするものであって、その目的
は、射出プランジャの進退操作を射出・計量工程時以外
にも行うことで、射出プランジャの軸部周囲のクリアラ
ンスに滞留した残留樹脂による射出プランジャの移動抵
抗を軽減することができるプリプラ式射出装置の射出プ
ランジャ操作方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的によるこの発明
は、先端部より軸部が小径の射出プランジャを進退自在
に内装した射出装置と、可塑化装置とを、射出シリンダ
先端部の射出プランジャ先端部の前進限に当たる部位に
て連通するとともに、上記射出プランジャ先端部の後退
限に当たる部位の後方の射出シリンダ壁に抜き穴を設
け、その抜き穴の後の射出シリンダ内周囲に配設した掻
取部材により射出シリンダと射出プランジャの軸部との
クリアランスの残留樹脂を、射出プランジャの後退によ
り掻き取って上記抜き穴に排出するプリプラ式射出装置
において、上記射出プランジャの進退操作を、射出・計
量工程以外にも適宜に射出プランジャ先端部の後退限に
当たる部位まで行う、というものである。

【００１１】またこの発明は、上記射出プランジャの進
退操作を、設定ショット数の成形完了ごとに、または射
出圧力、射出速度、充填時間、計量時間、プランジャ最
前進位置、金型内圧力などの設定値と検出値との比較に
おいて、所定ショット数の成形経過後あるいは成形開始
後の検出値が上記設定値の少なくとも１つの上限値また
は下限値から外れたときに射出または計量工程を停止し
て行う、というものでもある。

【００１２】上記構成では、射出プランジャ先端部の後
退限に当たる部位までの後退移動により、上記シリンダ
と射出プランジャの軸部とのクリアランスの残留樹脂の
殆どが抜き穴まで強制的に送り込まれると同時に、掻取
部材により射出プランジャの軸部がしごかれて、軸部周
囲にこびり付いた樹脂が掻取られる。これによりクリア
ランスの残留樹脂の殆どが抜き穴から射出シリンダ外に
排出され、クリアランスの残留樹脂による射出プランジ
ャの移動抵抗はきわめて小さなものとなり、予め設定し
た通りの計量精度と射出精度が維持されるようになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図中１は射出装置、２は射出装置
の上に並設した可塑化装置で、両装置は射出シリンダ先
端部の射出プランジャ先端部の前進限に当たる部位の樹
脂路３により互いに連通している。

【００１４】上記射出装置１は射出プランジャ１０を進
退自在に内装し、かつ先端にノズル１１を備える射出シ
リンダ１２と、その射出シリンダ１２の後端に連設して
ピストン１３を射出プランジャ１０に連結した射出用の
油圧シリンダ１４とから構成されている。この射出プラ
ンジャ１０の軸部１０ａと射出シリンダ１２の内周面と
の間には、射出プランジャ先端部１０ｂを除いて射出プ
ランジャ１０の進退移動に必要なクリアランス１８が設
けてある。

【００１５】上記射出シリンダ１２は、先端部１２ａの
射出プランジャ先端部１０ｂの前進限に当たる部位の上
部に、上記樹脂路３の流入路１５を有する。また射出プ
ランジャ１０の上記射出プランジャ先端部１０ｂの後退
限に当たる部位の後方の射出シリンダ壁には抜き穴１６
が設けてあり、その抜き穴１６の後のシリンダ外周囲ま
でバンドヒーター１７が設けてある。

【００１６】上記射出プランジャ１０の軸部周囲のクリ
アランス１８は、射出プランジャ先端部１０ｂよりも小
径に形成して拡大形成され、射出プランジャ先端部１０
ｂのクリアランスに入り込んだ溶融状態の樹脂の後方移
動を容易となして、射出プランジャ先端部１０ｂにおけ
る摺動抵抗を減少させてある。このクリアランス１８の
拡大によって、射出プランジャ先端部１０ｂの外周囲の
微細なクリアランスに入り込んだ樹脂は、射出プランジ
ャ１０の前進移動時に上記クリアランス１８の射出シリ
ンダ壁に付着して残るようになり、また射出プランジャ
先端部１０ｂの後退時に、後端縁により上記抜き穴１６
の方に掻き寄せられるようになる。

【００１７】抜き穴１６の後の射出シリンダ内周囲には
掻取用のスリーブ１９が射出プランジャ１０の軸部１０
ａとの間に所要間隙（0.02〜0.05mm）を空けて設けてあ
る。このスリーブ１９は射出シリンダ１２の内径を抜き
穴１６の後部まで拡径し、その拡径部に射出シリンダ先
端の開口からスリーブ１９を嵌挿して抜き穴１６の後部
に設置したのち、拡径部に嵌挿した内径がシリンダ後部
内径と同一のシリンダライナー１２ｂの先端により挟持
固定して射出シリンダ内周囲に設けられ、またシリンダ
ライナー１２ｂによって拡径部を補完している。

【００１８】上記射出装置１と可塑化装置２は、上記射
出装置１の油圧シリンダ１４の上に設けた支持台２１に
可塑化装置２の保持シリンダ２２を載置固定して上下２
段に一体的に連結され、型締装置の固定盤４にノズルタ
ッチシリンダ５を介して連結した摺動自在なベースブロ
ック６に、射出装置１の上記油圧シリンダ１４を載置固
定して機台７の上に設置してある。

【００１９】上記構成では、可塑化装置２内のスクリュ
（図は省略）の回転により材料樹脂が可塑化され、その
可塑化樹脂は樹脂路３を経て射出シリンダ１２の先端部
内に順次圧送される。また可塑化樹脂は射出プランジャ
１０の先端面を加圧して、該射出プランジャ１０を後退
移動させながら射出シリンダ１２の先端部内に蓄積され
てゆく。この蓄積は射出プランジャ１０が設定位置に後
退するまで行われ、これを一般に計量と称している。

【００２０】射出プランジャ１０が予め設定された成形
ストロークＡ（図３参照）を後退すると、図２に示す射
出プランジャ１０の位置センサ３１により計量完了が検
出され、制御装置３０からの指令により可塑化装置２側
に設けたバルブ（図示せず）が閉じてスクリュが回転停
止し、可塑化樹脂の圧送が停止する。また上記油圧シリ
ンダ１４の油圧回路の切換バルブ３２が中立状態とって
射出プランジャ１０が計量位置に停止する。

【００２１】停止後に制御装置３０からの指令により切
換バルブ３２が右側に切り替わって射出プランジャ１０
が前進移動し、計量樹脂をノズル１１から金型２３に射
出充填する。この充填圧力は金型内に設けた圧力センサ
３３により常時検出されている。また射出プランジャ圧
力は油圧回路に設けた圧力センサ３４により常時検出さ
れ、両方の圧力センサ３３，３４の検出値は制御装置３
０に入力される。

【００２２】射出プランジャ１０が成形ストロークＡを
前進して、射出充填が完了し、射出時間が計時終了する
と、制御装置３０からの指令により可塑化装置２側の上
記バルブが開き、また切換バルブ３２が右側に切り替わ
って、再び可塑化樹脂が上記樹脂路３を経て射出装置側
に圧送され、新たな計量へと移行する。なお、３５は圧
力調整バルブである。

【００２３】上記射出工程時の射出プランジャ１０の前
進移動により、先端部１０ｂの周囲のクリアランスに入
り込んだ樹脂は、上記クリアランス１８のシリンダ壁側
に付着して残留するようになる。また残留樹脂は計量時
に後退移動する射出プランジャ１０の先端部１０ｂの後
端縁により掻き落とされて、クリアランス１８に溜るよ
うになるが、先端部１０ｂにより移動ストローク分だけ
上記抜き穴１６の方に掻き寄せられるようになる。この
ような射出プランジャ１０の進退移動の繰返しにより、
クリアランス１８の残留樹脂は順に後方の抜き穴１６に
達してシリンダ外に排出される。また射出プランジャ１
０の軸部１０ａにこびり付いた樹脂は、上記スリーブ１
９により抜き穴１６に掻き落とされて、スリーブ１９よ
り後のクリアランス１８ａへの侵入が防止される。

【００２４】上記射出・計量工程に際する射出プランジ
ャ１０の移動ストローク、すなわち成形ストロークＡ
は、金型２３への樹脂の射出充填量が僅かな成形では短
く、その成形ストロークＡでの残留樹脂の排出量及びス
リーブ１９による掻取量は僅となる。このため残留樹脂
の大部分がスリーブ１９より前の上記クリアランス１８
に長く滞留して樹脂が劣化し、射出プランジャ１０の移
動抵抗の原因となることが多い。移動抵抗が増すと射出
プランジャ１０の後退移動がスムーズに行い難くなり、
可塑化装置側からの樹脂圧により成形ストロークＡを完
全に後退させることができず、計量異常となって成形機
の停止となる。また移動抵抗の増加は射出プランジャ１
０の前進移動の抵抗ともなり、特に射出始めの抵抗の異
なりにより射出充填量が不安定となる原因ともなる。

【００２５】そこで上記射出プランジャ１０の進退操作
を射出・計量工程以外にも、予め設定された射出プラン
ジャ先端部１０ｂの後退限の全ストロークＢにわたって
行い、クリアランス１８の残留樹脂の排出を行う。この
全ストロークＢにわたる射出プランジャ１０の後退操作
は、成形ショット数により残留樹脂の溜り具合が分かる
から、それを目安に適宜に行えばよい。また全ストロー
クＢの進退操作に際しては、そのときの工程に応じて射
出または計量工程を直ちに停止して行う。

【００２６】また自動的には、予め成形ごとに設定され
た射出圧力、射出速度、充填時間、計量時間、プランジ
ャ最前進位置、金型内圧力などの設定値と、作動時の検
出値との比較において、検出値が上記設定値の少なくと
も１つの上限値または下限値から外れたときに行うのが
好ましい。たとえば、位置センサ３１により検出・演算
充填時間が設定値をオーバーした場合には、上記クリア
ランス１８の残留樹脂が射出プランジャ１０の前進抵抗
となり、時間が長くかかったと判断し、直ちに次の計量
が停止されて、射出プランジャ１０の移動操作は制御装
置３０により全ストロークＢまでの後退操作に切り替わ
る。

【００２７】この射出プランジャ先端部１０ｂの後退限
までの移動操作は所要回数を繰り返して行われる。これ
により上記クリアランス１８に停滞した残留樹脂の殆ど
が、スリーブ１９により射出プランジャ１０の軸部１０
ａから掻き落とされたり、抜け穴１６から押し出されて
クリアランス内が清掃され、射出プランジャ１０の移動
抵抗が除かれて射出プランジャ１０は成形ストロークＡ
を確実に進退移動するようになる。かかる射出プランジ
ャ先端部１０ｂの後退限までの後退操作による残留樹脂
の排除が終了すると、射出プランジャ１０は最前進位置
まで前進移動して成形ストロークＡを進退移動する射出
・計量工程操作に戻って成形作業を継続する。

【００２８】図４は、上記掻取工程を自動的に行い得る
射出成形のフローチャートで、図中のプランジャとは射
出プランジャ１０をいう。また掻取工程に切り替わった
際の射出シリンダ内の計量樹脂は、その量の多少にかか
わらず全量が射出プランジャ１０の全ストローク移動に
よりノズル１１からパージされることは言うまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る射出プランジャ操作方法を実
施し得るプリプラ式射出装置の部分縦断側面図である。

【図２】 射出プランジャ操作装置の説明図である。

【図３】 残留樹脂の排除状態を示す説明図である。

【図４】 この発明の射出プランジャ操作方法を採用し
た射出成形のフローチャートである。

【符号の説明】

１ 射出装置 ２ 可塑化装置 ３ 樹脂路 １０ 射出プランジャ １０ａ 射出プランジャの軸部 １０ｂ 先端部 １２ 射出シリンダ １６ 残留樹脂の抜き穴 １８ 軸部周囲のクリアランス １９ 掻取用のスリーブ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部より軸部が小径の射出プランジャ
   を進退自在に内装した射出装置と、可塑化装置とを、射
   出シリンダ先端部の射出プランジャ先端部の前進限に当
   たる部位にて連通するとともに、上記射出プランジャ先
   端部の後退限に当たる部位の後方の射出シリンダ壁に抜
   き穴を設け、その抜き穴の後の射出シリンダ内周囲に配
   設した掻取部材により射出シリンダと射出プランジャ軸
   部とのクリアランスの残留樹脂を、射出プランジャの後
   退により掻き取って上記抜き穴に排出するプリプラ式射
   出装置において、 上記射出プランジャの進退操作を、射出・計量工程以外
   にも適宜に射出プランジャ先端部の後退限に当たる部位
   まで行うことを特徴とするプリプラ式射出装置の射出プ
   ランジャ操作方法。
2. 【請求項２】 上記射出プランジャの進退操作は、設定
   ショット数の成形完了ごとに射出または計量工程を停止
   して行うことを特徴とする請求項１記載のプリプラ式射
   出装置の射出プランジャ操作方法。
3. 【請求項３】 上記射出プランジャの進退操作は、射出
   圧力、射出速度、充填時間、計量時間、プランジャ最前
   進位置、金型内圧力などの設定値と検出値との比較にお
   いて、所定ショット数の成形経過後の検出値が上記設定
   値の少なくとも１つの上限値または下限値から外れたと
   きに射出または計量工程を停止して行われることを特徴
   とするプリプラ式射出装置の射出プランジャ操作方法。
4. 【請求項４】 上記射出プランジャの進退操作は、射出
   圧力、射出速度、充填時間、計量時間、プランジャ最前
   進位置、金型内圧力などの設定値と検出値との比較にお
   いて、成形開始後の検出値が上記設定値の少なくとも１
   つの上限値または下限値から外れたときに射出または計
   量工程を停止して行われることを特徴とするプリプラ式
   射出装置の射出プランジャ操作方法。