(57)【要約】【課題】  プリプラ式射出成形機において、スクリューの先端側から射出プランジャの先端側に至る樹脂供給通路の形状を単純化して、その加工を容易にするとともに、部品点数を削減すること。【解決手段】  樹脂原料を混練・可塑化するためのスクリューと、溶融樹脂を金型内に射出・充填するための射出プランジャとをもつプリプラ式射出成形機において、その内部に射出プランジャが前後進可能であるように配設された保持ブロックに、可塑化シリンダ内に回転可能であるように配設されたスクリューの先端部を内蔵させ、スクリューの先端部から送り出される溶融樹脂を射出プランジャの先端側に送り込むための樹脂供給通路を、保持ブロック内に直線状に穿設する。【選択図】      図１
2006051671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂原料を混練・可塑化するためのスクリューと、溶融樹脂を金型内に射出・充填するための射出プランジャとをもつプリプラ式射出成形機において、
その内部に前記射出プランジャが前後進可能であるように配設された保持ブロックに、可塑化シリンダ内に回転可能であるように配設された前記スクリューの先端部を内蔵させ、前記スクリューの先端部から送り出される溶融樹脂を前記射出プランジャの先端側に送り込むための樹脂供給通路を、前記保持ブロック内に直線状に穿設したことを特徴とするプリプラ式射出成形機。
【請求項２】
請求項１に記載のプリプラ式射出成形機において、
前記スクリューと前記射出プランジャとは平行に配置され、前記樹脂供給通路は、前記スクリューおよび前記射出プランジャの軸中心線と斜交するように形成されるとともに、前記樹脂供給通路の一方の延長線と前記保持ブロックとが当接しないようにされたことを特徴とするプリプラ式射出成形機。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプリプラ式射出成形機において、
前記保持ブロックの外周は、円形と小判形とが組み合わされた形状とされ、前記保持ブロックの円形外周部と小判形外周部とにバンドヒータがそれぞれ巻装されたことを特徴とするプリプラ式射出成形機。
【請求項４】
請求項１または２に記載のプリプラ式射出成形機において、
前記射出プランジャの直線運動の駆動源が、回転型サーボモータであることを特徴とするプリプラ式射出成形機。
【請求項５】
請求項１または２に記載のプリプラ式射出成形機において、
前記射出プランジャの直線運動の駆動源が、リニアモータであり、該リニアモータは、巻線が巻回された固定子と、該固定子に対して直線移動する可動子とからなり、前記固定子は、磁極歯同士が対向する複数の対向部を有するとともに、複数の対向部は、隣り合う対向部の磁極歯が互い違い構造をとり、前記対向部を構成する磁極歯の間に、永久磁石を有する直線状の前記可動子が配置されたものであることを特徴とする成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂原料を混練・可塑化するためのスクリューと、溶融樹脂を金型内に射出・充填するための射出プランジャとをもつプリプラ式射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来のプリプラ式射出成形機の構成を示す図である。図３において、５１は、前部加熱シリンダ５２と後部加熱シリンダ５３とからなる射出シリンダ、５４は、前部加熱シリンダ５２の先端側に固定された射出ノズル、５５は、後部加熱シリンダ５３内を前後進可能であるように配設された射出プランジャ、５６は、射出プランジャ５５の前後進駆動源である油圧シリンダ、５７は加熱シリンダである可塑化シリンダ、５８は、可塑化シリンダ５７内に回転可能であるように配設され、図示せぬ油圧モータで回転駆動されるスクリュー、５９は、射出シリンダ５１と可塑化シリンダ５７とを連結した連結ブロック、５７ａは、可塑化シリンダ５７の先端側に形成された樹脂供給通路、５９ａは、連結ブロック５９に形成され、樹脂供給通路５７ａと連通する樹脂供給通路、５２ａは、射出シリンダ５１の前部加熱シリンダ５２に形成され、樹脂供給通路５９ａと連通する樹脂供給通路、５３ａは、射出プランジャ５５が前後進可能なように射出シリンダ５１の後部加熱シリンダ５３に形成され、樹脂供給通路５２ａと連通するプランジャ前後進用空間、５２ｂは、射出シリンダ５１の前部加熱シリンダ５２に形成され、プランジャ前後進用空間５３ａと連通する樹脂射出用通路、５４ａは、射出ノズル５４ａに形成され、樹脂射出用通路５２ｂと連通する樹脂射出用通路である。
【０００３】
図３に示す構成において、可塑化シリンダ５７内の後部側（スクリュー５８の後部側）に供給された樹脂原料は、スクリュー５８の回転による摩擦発熱と可塑化シリンダ５７からの外部加熱とにより溶融されるようになっており、スクリュー回転によるネジ送り作用により前方に移送されつつ混練・可塑化されて、スクリュー５８の先端側から、溶融樹脂が、樹脂供給通路５７ａ、５９ａ、５２ａを通って、射出プランジャ５５の先端側へと送り込まれる。これに伴って、射出プランジャ５５が背圧を制御されつつ後退し、射出プランジャ５５の前方に（プランジャ前後進用空間５３ａに）所定量の溶融樹脂が貯えられた時点で、スクリュー５８の回転は停止される。この後、射出開始タイミングに至ると、射出プランジャ５５が急速に前進駆動され、これによって、プランジャ前後進用空間５３ａに貯えられた溶融樹脂が、樹脂射出用通路５２ｂ、５４ａを通って、図示せぬ金型のキャビティ（成形用空間）内に射出・充填されるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図３に示したような構成をとる従来のプリプラ式射出成形機においては、スクリュー５８の先端側から射出プランジャ５５の先端側に至る樹脂供給通路５９ａ、５２ａが、屈曲したものとなっており、この樹脂供給通路５９ａ、５２ａの形成が、面倒で手間のかかる工程となる上、樹脂供給通路５７ａ、５９ａ、５２ａの全長が長くなりがちで、このことと樹脂供給通路５９ａ、５２ａが屈曲していることとが相俟って、樹脂の滞留が多くなり、計量過程の圧力損失も無視できないという問題があった。また、別部材にそれぞれ形成された樹脂供給通路５７ａ、５９ａ、５２ａをもつ構成となっているので、部品点数が増し、部品同士の接続部から樹脂漏れも発生しやすいという問題もあった。さらに、外形が異形の連結ブロック５９を備えており、このように計量用の樹脂供給通路を形成する部品の外形が、バンドヒータの装着が難しい箇所を有したものとなっているので、バンドヒータを好適温度制御を実行できるよう配置するのが困難であるという問題もあった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、プリプラ式射出成形機において、スクリューの先端側から射出プランジャの先端側に至る樹脂供給通路の形状を単純化して、その加工を容易にするとともに、部品点数を削減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記した目的を達成するため、樹脂原料を混練・可塑化するためのスクリューと、溶融樹脂を金型内に射出・充填するための射出プランジャとをもつプリプラ式射出成形機において、
その内部に前記射出プランジャが前後進可能であるように配設された保持ブロックに、可塑化シリンダ内に回転可能であるように配設された前記スクリューの先端部を内蔵させ、前記スクリューの先端部から送り出される溶融樹脂を前記射出プランジャの先端側に送り込むための樹脂供給通路を、前記保持ブロック内に直線状に穿設した、構成をとる。  
さらに、前記スクリューと前記射出プランジャとは平行に配置され、前記樹脂供給通路は、前記スクリューおよび前記射出プランジャの軸中心線と斜交するように形成されるとともに、前記樹脂供給通路の一方の延長線と前記保持ブロックとが当接しないようにした、構成をとる。  
さらにまた、前記保持ブロックの外周は、円形と小判形とが組み合わされた形状とされ、前記保持ブロックの円形外周部と小判形外周部とにバンドヒータがそれぞれ巻装された、構成をとる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、射出プランジャが前後進可能であるように配設される射出シリンダの機能をもつ保持ブロックに、スクリューの先端部から送り出される溶融樹脂を射出プランジャの先端側に送り込むための樹脂供給通路を、直線状に穿設した構成としているので、単一の部材である保持ブロックが、スクリューの先端側から射出プランジャの先端側に至るまでの樹脂供給通路を形成する部材を兼用することになり、部品点数の削減を図ることが可能となる。また、スクリューの先端側から射出プランジャの先端側に至るまでの樹脂供給通路が直線状であるので、樹脂供給通路が屈曲した構成に較べると、その加工が容易である。また、樹脂供給通路が直線状であることと、樹脂供給通路の全長を樹脂供給通路が屈曲した構成よりも短くできることとが相俟って、樹脂の滞留を少なくでき、計量過程の圧力損失も低減できる。  
さらに、樹脂供給通路の一方の延長線と保持ブロックとが当接しないようにした構成としているので、直線状の樹脂供給通路を放電加工により、簡単・容易に穿設することが可能となり、樹脂供給通路の加工工程を簡単化することができる。また、スクリューと射出プランジャとが平行に配置されているので、計量・射出系メカニズムの全高を抑えることが可能となる。  
さらにまた、保持ブロックの外周は、円形と小判形とが組み合わされた形状とされ、保持ブロックの円形外周部と小判形外周部とにバンドヒータがそれぞれ巻装された構成としているので、バンドヒータの装着が容易で、バンドヒータを好適温度制御を実行できるように配置可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。図１、図２は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）によるプリプラ式射出成形機に係り、図１は、本実施形態のプリプラ式射出成形機の要部構成を示す図である。
【０００９】
図１において、１は、射出プランジャが前後進可能であるように配設される射出シリンダの機能と、スクリューの先端側から射出プランジャの先端側に至るまでの樹脂供給通路を形成する樹脂供給通路形成部材としての機能とを、併せもつ保持ブロック、１ａは、保持ブロック１の断面小判形部、１ｂ、１ｃは、保持ブロック１の断面円形部、１ｄは、保持ブロック１に水平に穿設され、保持ブロック１（断面円形部１ｂ、断面小判形部１ａ、断面円形部１ｃ）を貫通するプランジャ前後進用空間、２は、プランジャ前後進用空間１ｄ内を前後進可能であるように配設された射出プランジャ、３は、保持ブロック１の断面円形部１ｂに固定された射出ノズル、３ａは、射出ノズル３に穿設され、プランジャ前後進用空間１ｄと連通する樹脂射出用通路、４は、保持ブロック１の断面小判形部１ａにおける図示で右側の端面に固定・接続されるとともに、水平配置された可塑化シリンダ、５は、可塑化シリンダ４内に回転可能であるように配設されたスクリュー、１ｅは、保持ブロック１の断面小判形部１ａにおける図示で右側の端面側に形成され、スクリュー５の先端部を内蔵する凹部、１ｆは、スクリュー５の先端部から送り出される溶融樹脂を射出プランジャ２の先端側に送り込むために、凹部１ｅとプランジャ前後進用空間１ｄの図示左端部とを直線で結ぶように保持ブロック１に穿設されるとともに、水平に平行配置されたスクリュー５と射出プランジャ２の軸中心線と斜交する樹脂供給通路、６は、保持ブロック１の外周部（断面円形部１ｂ、断面小判形部１ａ、断面円形部１ｃのそれぞれの外周部）および射出ノズル３の外周部および可塑化シリンダ４の外周部にそれぞれ巻装されたバンドヒータ、７は、ボールネジ機構８を介して射出プランジャ２を直線移動させる、射出および背圧制御用の回転型サーボモータ、９は、スクリュー５を回転駆動する計量用の回転型サーボモータ、１０は、回転型サーボモータ７をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ、１１は、回転型サーボモータ９をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ、１２は、あらかじめ設定された計量制御条件並びに射出制御条件にしたがって、サーボドライバ１０、１１に指令値を与えるシステムコントローラである。
【００１０】
なお、図２は、保持ブロック１を図１で左側から見た図で、同図に示すように、保持ブロック１の断面小判形部１ａの外周部（小判形外周部）には、断面が小判形輪郭のバンドヒータ６が巻装され、保持ブロック１の断面円形部１ｂの外周部（円形外周部）には、断面が円形輪郭のバンドヒータ６が巻装され、図２では示されていないが、保持ブロック１の断面円形部１ｃの外周部（円形外周部）にも、同様に、断面が円形輪郭のバンドヒータ６が巻装されている。したがって、保持ブロック１へのバンドヒータ６の取り付けが至って簡単に行えるようになっており、また、保持ブロック１を好適に温度制御できるようバンドヒータを配置可能となっている。
【００１１】
また、本実施形態では、図１中に２点鎖線で示すように、樹脂供給通路１ｆの一方の延長線が保持ブロック１と当接しないような設計としてあり、つまり、ワイヤ放電加工によって直線状の樹脂供給通路１ｆを穿設する際に、直線状のワイヤが保持ブロック１と当接しないような（ワイヤ放電加工の障害とならないような）設計としてあり、これにより、直線状の樹脂供給通路１ｆを、放電加工によって簡単・容易に、保持ブロック１に穿設できるように配慮してある。
【００１２】
図１に示す構成において、計量行程時には、システムコントローラ１２からの指令でサーボドライバ１１を介して回転型サーボモータ９が回転駆動され、これにより、スクリュー５が所定方向に回転する。このスクリュー５の回転によって、スクリュー５の後部側（可塑化シリンダ４内の後部側）に供給された樹脂原料が、混練・可塑化されつつ、スクリュー５のネジ送り作用に前方に移送され、この前方に移送された溶融樹脂は、スクリュー５の先端側から、樹脂供給通路１ｆを通って、射出プランジャ２の先端側へと送り込まれ、射出プランジャ２の先端側（プランジャ前後進用空間１ｄ内）に溶融樹脂が貯まるにしたがって、射出プランジャ２がプランジャ前後進用空間１ｄ内を後退する。このとき、システムコントローラ１２からの指令で、サーボドライバ１０を介して回転型サーボモータ７が駆動制御されて、これにより、ボールネジ機構８を介して射出プランジャ２にかかる背圧が制御されつつ、射出プランジャ２が後退する。そして、射出プランジャ２の先端側（プランジャ前後進用空間１ｄ内）に所定量の溶融樹脂が貯えられた時点で、回転型サーボモータ９によるスクリュー５の回転駆動が停止される。
【００１３】
一方、射出・充填行程時には、計量完了後の適宜タイミングで、システムコントローラ１２からの指令でサーボドライバ１０を介して回転型サーボモータ７が回転駆動されて、ボールネジ機構８を介して射出プランジャ２が急速に前進駆動され、これにより、射出プランジャ２の先端側に貯えられた溶融樹脂が、射出ノズル３の樹脂供給用通路３ａを通って、図示せぬ金型のキャビティ（成形用空間）内に射出・充填される。
【００１４】
上述したような構成をとる本実施形態では、射出プランジャ２が前後進可能であるように配設される射出シリンダの機能をもつ保持ブロック１に、スクリュー５の先端部から送り出される溶融樹脂を射出プランジャ２の先端側に送り込むための樹脂供給通路１ｆを、直線状に穿設した構成としているので、単一の部材である保持ブロック１が、スクリュー５の先端側から射出プランジャ２の先端側に至るまでの樹脂供給通路１ｆを形成する部材を兼用することになり、部品点数の削減を図ることが可能なる。また、スクリュー５の先端側から射出プランジャ２の先端側に至るまでの樹脂供給通路１ｆが直線状であるので、樹脂供給通路が屈曲した構成に較べると、その加工が容易である。また、樹脂供給通路１ｆが直線状であることと、樹脂供給通路１ｆの全長を樹脂供給通路が屈曲した構成よりも短くできることとが相俟って、樹脂の滞留を少なくでき、計量過程の圧力損失も低減できる。さらに、樹脂供給通路１ｆの一方の延長線と保持ブロック１とが当接しないようにした構成としているので、直線状の樹脂供給通路１ｆを放電加工により、簡単・容易に穿設することが可能となり、樹脂供給通路の加工工程を簡単化することができる。また、スクリュー５と射出プランジャ２を水平に平行配置しているので、計量・射出系メカニズムの全高を抑えることが可能となる。さらにまた、保持ブロック１へのバンドヒータ６の取り付けが至って簡単に行え、かつ、保持ブロック１を好適に温度制御できるようバンドヒータ６を配置できる。
【００１５】
なお、上述した実施形態では、射出プランジャ２を回転型サーボモータ７とボールネジ機構８とを用いて直線駆動するようにしているが、射出プランジャ２の直線運動の駆動源としては、トンネルアクチュエータ型のリニアモータを用いてもよい。このトンネルアクチュエータ型のリニアモータは公知のもので、ここではその詳細説明については割愛するが、例えば本願出願人が先に提案した特願２００４−１６８７５４で示したように、このようなトンネルアクチュエータ型のリニアモータは、巻線が巻回された固定子と、該固定子に対して直線移動する可動子とからなり、固定子は、磁極歯同士が対向する複数の対向部を有するとともに、複数の対向部は、隣り合う対向部の磁極歯が互い違い構造をとり、上記の対向部を構成する磁極歯の間に、永久磁石を有する直線状の可動子が配置された構成をとるものであり、加減速の応答性に優れたものである。よって、射出プランジャ２の直線運動の駆動源としてトンネルアクチュエータ型のリニアモータを用いると、射出・充填時の加減速の応答性を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリプラ式射出成形機の要部構成を示す説明図である。
【図２】図１中の保持ブロックを左側から見た説明図である。
【図３】従来のプリプラ式射出成形機の要部構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  保持ブロック
１ａ  断面小判形部
１ｂ、１ｃ  断面円形部
１ｄ  プランジャ前後進用空間
１ｅ  凹部
１ｆ  樹脂供給通路
２  射出プランジャ
３  射出ノズル
３ａ  樹脂射出用通路
４  可塑化シリンダ
５  スクリュー
６  バンドヒータ
７  射出および背圧制御用の回転型サーボモータ
８  ボールネジ機構
９  計量用の回転型サーボモータ
１０、１１  サーボドライバ
１２  システムコントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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