(57)【要約】【課題】キャビティ空間に充填（てん）される成形材料の密度にばらつきが生じないようにする。【解決手段】第１のシリンダ部材と、射出部材と、前記第１のシリンダ部材の所定の位置に連結された第２のシリンダ部材と、可塑化部材とを有する。そして、前記第１、第２のシリンダ部材を連通させる連結部材は、第２のシリンダ部材側において、射出部材の前進限位置より所定の距離だけ後方に設定された計量開始位置で開口される。計量工程時に、第２のシリンダ部材内の成形材料は、前記連結部材を介して第１のシリンダ部材内の計量開始位置の近傍に供給され、第１のシリンダ部材内を計量開始位置から前方に向けて移動させられる。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１のシリンダ部材と、
（ｂ）該第１のシリンダ部材内において進退自在に配設された射出部材と、
（ｃ）前記第１のシリンダ部材の所定の位置に連結された第２のシリンダ部材と、
（ｄ）該第２のシリンダ部材内において回転自在に配設された可塑化部材とを有するとともに、
（ｅ）前記第１、第２のシリンダ部材を連通させる連結部材は、第２のシリンダ部材側において、該射出部材の前進限位置より所定の距離だけ後方に設定された計量開始位置で開口させられることを特徴とする射出装置。
【請求項２】
前記連結部材に、第２のシリンダ部材内の成形材料に背圧を加えるための弁部材が配設される請求項１に記載の射出装置。
【請求項３】
前記射出部材を計量開始位置に置いた状態で前記可塑化部材を回転させる計量処理手段を有する請求項１又は２に記載の射出装置。
【請求項４】
前記計量処理手段は、計量工程を完了する際に、前記射出部材の背圧に従って射出部材を計量完了位置に置く請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出装置。
【請求項５】
前記計量開始位置と計量完了位置とが一致する請求項４に記載の射出装置。
【請求項６】
前記計量完了位置が計量開始位置より後方に位置させられる請求項４に記載の射出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリプラ式の射出装置においては、第１の加熱シリンダ、及び該第１の加熱シリンダの前端の所定の箇所に、連通管を介して連結させられた第２の加熱シリンダを備える。前記第１の加熱シリンダ内には、プランジャが進退自在に配設され、第２の加熱シリンダ内には、スクリューが回転自在に配設される。第２の加熱シリンダの後端には、成形材料としての樹脂を供給するためのホッパが取り付けられる。
【０００３】
そして、計量工程時に、第２の加熱シリンダ内においてスクリューが回転させられ、ホッパから供給された樹脂が溶融させられ、前方に移動させられ、前記連通管を介して第１の加熱シリンダ内に供給される。それに伴って、第１の加熱シリンダ内において前進限位置に置かれたプランジャが樹脂の圧力で後退させられ、計量が行われる。そして、プランジャより前方に所定の量の樹脂が蓄えられ、前記プランジャが計量完了位置に到達すると、前記スクリューの回転が停止させられ、計量工程が完了される。
【０００４】
また、射出工程時に、前記第１の加熱シリンダ内においてプランジャを前進させると、第１の加熱シリンダの前端に取り付けられた射出ノズルから樹脂が射出され、金型装置のキャビティ空間に充填（てん）される。そして、前記プランジャが前進限位置に到達すると、射出工程が完了される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の射出装置においては、計量工程時に、第２の加熱シリンダ内の樹脂は、前記連通管を介して第１の加熱シリンダ内の前端の近傍に供給され、第１の加熱シリンダ内を前方から後方に向けて移動させられるので、射出工程時に、最も後に第１の加熱シリンダ内に供給された樹脂が最も先に射出ノズルから射出され、最も先に第１の加熱シリンダ内に供給された樹脂が最も後に射出ノズルから射出されることになる。すなわち、後入れ先出しの射出が行われる。
【０００６】
したがって、最も先に第１の加熱シリンダ内に供給された樹脂は長い距離を移動させられ、最も後に第１の加熱シリンダ内に供給された樹脂は短い距離を移動させられるので、キャビティ空間に充填される樹脂の流動履歴にばらつきが生じ、樹脂の温度分布及び圧力分布にばらつきが生じてしまう。その結果、キャビティ空間に充填された樹脂の密度にばらつきが生じ、成形品の品質が低下してしまう。
【０００７】
ところで、射出工程が完了するときに、前記プランジャは第１の加熱シリンダ内において前進限位置に置かれるが、このとき、プランジャの前端が射出ノズルの内周面に当たらないように、プランジャが射出ノズルの内周面に当たる位置より所定の距離（クッション量）だけ後方に前進限位置が設定されるようになっている。この場合、射出工程が完了したときに、第１の加熱シリンダにおいて前記連通管の開口とプランジャの前端との間に樹脂が残留することになり、次のショットに向けて計量工程が開始されると、プランジャが後退させられるのに伴って、残留した樹脂が後方に移動させられてしまう。したがって、残留した樹脂を第１の加熱シリンダ外に排出することができず、劣化して変色したり、変質したりするとともに、変色したり、変質したりした樹脂が何らかの理由で射出ノズルから射出されると、成形品の品質が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来の射出装置の問題点を解決して、キャビティ空間に充填される成形材料の密度にばらつきが生じたり、変色したり、変質したりした成形材料が射出ノズルから射出されたりすることがなく、成形品の品質を向上させることができる射出装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の射出装置においては、第１のシリンダ部材と、該第１のシリンダ部材内において進退自在に配設された射出部材と、前記第１のシリンダ部材の所定の位置に連結された第２のシリンダ部材と、該第２のシリンダ部材内において回転自在に配設された可塑化部材とを有する。
【００１０】
そして、前記第１、第２のシリンダ部材を連通させる連結部材は、第２のシリンダ部材側において、該射出部材の前進限位置より所定の距離だけ後方に設定された計量開始位置で開口させられる。
【００１１】
本発明の他の射出装置においては、さらに、前記連結部材に、第２のシリンダ部材内の成形材料に背圧を加えるための弁部材が配設される。
【００１２】
本発明の更に他の射出装置においては、さらに、前記射出部材を計量開始位置に置いた状態で前記可塑化部材を回転させる計量処理手段を有する。
【００１３】
本発明の更に他の射出装置においては、さらに、前記計量処理手段は、計量工程を完了する際に、前記射出部材の背圧に従って射出部材を計量完了位置に置く。
【００１４】
本発明の更に他の射出装置においては、さらに、前記計量開始位置と計量完了位置とが一致する。
【００１５】
本発明の更に他の射出装置においては、さらに、前記計量完了位置が計量開始位置より後方に位置させられる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態における射出装置の概略図、図２は本発明の実施の形態における射出装置の計量工程を開始したときの状態を示す図、図３は本発明の実施の形態における射出装置の計量工程を完了したときの状態を示す図、図４は本発明の実施の形態における射出装置の射出工程を完了したときの状態を示す図である。
【００１８】
図において、４３は射出装置であり、該射出装置４３は、図示されない金型装置及び図示されない型締装置と共に図示されない射出成形機フレーム上に配設される。前記金型装置は、固定金型及び可動金型から成り、前記型締装置は、前記射出成形機フレームに固定された固定プラテン、可動プラテン、トグル機構、及び該トグル機構を作動させる型締用の駆動部としての型締用モータを備え、該型締用モータを駆動してトグル機構を作動させることによって可動プラテンを進退させ、前記金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行う。なお、型締めが行われると、可動金型と固定金型との間にキャビティ空間が形成される。
【００１９】
前記射出装置４３は、第１のシリンダ部材としての第１の加熱シリンダ４７、該第１の加熱シリンダ４７内において進退（図において左右方向に移動）自在に配設された射出部材としてのプランジャ２１、該プランジャ２１を進退させる計量・射出用の駆動部としての射出シリンダ４９、前記第１の加熱シリンダ４７の所定の箇所に連結され、連結位置から斜め上方に向けて延在させられ、成形材料としての樹脂を溶融させて第１の加熱シリンダ４７に供給する第２のシリンダ部材としての第２の加熱シリンダ５１、該第２の加熱シリンダ５１内において回転自在に配設された可塑化部材としてのスクリュー２２、該スクリュー２２を回転させるための可塑化用の駆動部としての油圧モータ５９、第２の加熱シリンダ５１の後端（図１及び４において右端）の近傍に取り付けられ、前記第２の加熱シリンダ５１内にペレット状の樹脂を供給するホッパ２５等を有する。前記射出装置４３は、図示されない射出装置移動機構によって前記固定プラテンに対して進退させられ、前進（図において左方に移動）時にノズルタッチを行うことができるようになっている。
【００２０】
前記第１の加熱シリンダ４７は、シリンダ部４６、及び該シリンダ部４６の前端（図において左端）に取り付けられた射出ノズル４８を備え、前記シリンダ部４６の外周には、シリンダ部４６内の樹脂を加熱し、溶融状態を保つための加熱部材としてヒータｈ１、ｈ２が配設され、前記射出ノズル４８の外周には、射出ノズル４８内の樹脂を加熱し、溶融状態を保つための加熱部材としてヒータｈ３が配設され、図示されない制御部によって通電が制御される。また、前記射出ノズル４８の前端には、ノズル口２３が形成される。
【００２１】
前記第２の加熱シリンダ５１は、シリンダ部５７、及び該シリンダ部５７の前端と前記第１の加熱シリンダ４７とを連結する連結部材としての連通管５８を備え、前記シリンダ部５７の外周には、第２の加熱シリンダ５１内に供給された樹脂を加熱し、溶融させるための加熱部材としてヒータｈ４〜ｈ６が配設され、前記制御部によって通電が制御される。そして、前記連通管５８は前記第１、第２の加熱シリンダ４７、５１内を連通させるための連通路３１を備え、該連通路３１に、切換弁、制御弁等の機能を有する弁部材３２が配設される。該弁部材３２は、前記制御部によって所定の図示されないアクチュエータを駆動することにより開閉し、第１、第２の加熱シリンダ４７、５１間の連通路３１を選択的に連通させ、遮断したり、開口度を調整して通過する樹脂の流量を制御したりすることができる。
【００２２】
なお、本実施の形態において、弁部材３２としてボールバルブが使用されるようになっているが、該ボールバルブに代えて、ニードル弁、スライド機構等を使用することもできる。
【００２３】
前記第１の加熱シリンダ４７には、プランジャ２１の前進限位置、該前進限位置より所定の距離だけ後方（図において右方）に設定された、計量工程を開始するための第１の計量設定位置としての計量開始位置が設定され、前記プランジャ２１は、前記射出シリンダ４９を駆動することによって進退させられ、図４に示されるように前進限位置に置かれたり、図２に示されるように計量開始位置に置かれたりする。
【００２４】
なお、前記連通路３１は、第１の加熱シリンダ４７側において、前記計量開始位置で開口させられ、第２の加熱シリンダ５１側において、前記シリンダ部５７の前端で開口させられる。前記計量開始位置は、第１の加熱シリンダ４７内において、計量に必要な樹脂の量を確保することができるように、ノズル口２３から所定の距離だけ後方に設定される。
【００２５】
また、射出工程が完了するときに、前記プランジャ２１は前記前進限位置に置かれるが、このとき、プランジャ２１の前端が射出ノズル４８の内周面に当たらないように、プランジャ２１が射出ノズル４８の内周面に当たる位置より所定の距離だけ後方に前記前進限位置が設定される。
【００２６】
前記スクリュー２２は、スクリュー本体２６、及び該スクリュー本体２６の外周に螺（ら）旋状に形成されたフライト２７を備え、該フライト２７に沿って螺旋状の溝２８が形成される。また、前記スクリュー２２には、後方から前方（図１及び４において左方）にかけて順に、ホッパ２５から落下した樹脂が供給される供給部、供給された樹脂を圧縮しながら溶融させる圧縮部、及び溶融させられた樹脂を一定量ずつ計量する計量部が形成される。前記スクリュー本体２６の外径は、供給部において比較的小さくされ、圧縮部において後方から前方にかけて徐々に大きくされ、計量部において比較的大きくされる。したがって、第２の加熱シリンダ５１の内周面とスクリュー本体２６の外周面との間の間隙（げき）は、前記供給部において比較的大きくされ、圧縮部において後方から前方にかけて徐々に小さくされ、計量部において比較的小さくされる。
【００２７】
本実施の形態においては、射出用の駆動部として射出シリンダ４９を使用し、可塑化用の駆動部として油圧モータ５９を使用するようになっているが、射出シリンダ４９、油圧モータ５９等に代えてサーボモータ等の電動機を使用することもできる。なお、図１及び４において、６１は前記プランジャ２１と射出シリンダ４９の出力軸とを連結するためのカプラ、６２は前記スクリュー２２と油圧モータ５９の出力軸とを連結するためにカプラである。
【００２８】
前記構成の射出装置において、計量工程が開始される前に、前記プランジャ２１は図２に示されるように計量開始位置に置かれ、前記制御部は、前記アクチュエータを駆動し、連通路３１内を所定の流量の樹脂が流れるように、弁部材３２に所定の開口度を設定する。そして、計量工程が開始されると、前記制御部の図示されない計量処理手段は、計量処理を行い、前記プランジャ２１を計量開始位置においた状態で油圧モータ５９を駆動し、スクリュー２２を回転させる。それに伴って、ホッパ２５内の樹脂は、第２の加熱シリンダ５１内に供給され、更に供給部に供給される。供給部に供給された樹脂は、スクリュー２２の回転に伴って溝２８内を前進し、圧縮部において半溶融状態になり、計量部において完全に溶融させられて液状になり、連通路３１を通って第１の加熱シリンダ４７内に供給され、図２の矢印に示されるように、第１の加熱シリンダ４７内を計量開始位置より前方に向けて流れ、プランジャ２１より前方に蓄えられる。
【００２９】
なお、この間、第２の加熱シリンダ５１内においては、スクリュー２２が回転させられるのに伴って、樹脂は前方に移動しようとするが、連通路３１における樹脂の流量が弁部材３２によって制限され、絞られる。すなわち、第２の加熱シリンダ５１内の樹脂に、前記開口度に応じた背圧を加えることができるので、可塑化する樹脂の密度を均一にすることができる。その結果、成形品の品質を向上させることができる。
【００３０】
ところで、前記プランジャ２１より後方には、所定の箇所に図示されない圧力検出部としての圧力センサが配設され、前記第１の加熱シリンダ４７内の樹脂の圧力を検出し、検出信号を制御部に送るようになっている。そして、前記プランジャ２１より前方に十分な樹脂が蓄えられ、前記圧力センサによって検出された圧力が閾（しきい）値以上になると、前記制御部は、アクチュエータを駆動し、図３に示されるように、弁部材３２を閉じて連通路３１を遮断するとともに、油圧モータ５９の駆動を停止させてスクリュー２２の回転を停止させる。前記圧力センサによって検出された圧力が閾値以上になって弁部材３２が閉じられ、連通管３１が遮断されても、前記プランジャ２１より前方の圧力が閾値に保持されるとは限らず、その後も高くなり続けることがある。
【００３１】
そこで、前記圧力センサによって検出された圧力が閾値に保持される場合には、計量完了位置と計量開始位置とが一致させられ、前記計量完了位置がそのまま計量開始位置にされる。一方、前記圧力センサによって検出された圧力が閾値に保持されず、その後も高くなり続け、閾値より高い圧力がプランジャ２１に作用する場合、前記計量処理手段は、前記射出シリンダ４９を駆動して、プランジャ２１を図３の矢印方向に後退（図において右方に移動）させて前記圧力センサによって検出された圧力が閾値に保持されるようにする。この場合、計量完了位置が計量開始位置より後方に位置させられる。そして、計量完了位置で圧力センサによって検出された圧力が閾値になると、前記計量処理手段は、計量工程を完了する。
【００３２】
なお、前記プランジャ２１より前方の圧力が高く、第１の加熱シリンダ４７内に供給される樹脂の速度が高い場合には、計量完了位置が計量開始位置より十分に後方に位置させられる。
【００３３】
この場合、圧力センサによって検出された圧力が閾値以上になると、前記プランジャ２１は計量開始位置から計量完了位置まで所定の距離だけ後退させられるので、計量を確実に行うことができる。
【００３４】
続いて、前記制御部は、アクチュエータを駆動し、図４に示されるように、弁部材３２を閉じて第１、第２の加熱シリンダ４７、５１間を遮断した状態を保持する。そして、前記制御部の図示されない射出処理手段は、射出処理を行い、射出シリンダ４９を駆動し、プランジャ２１を図４の矢印に示されるように前進限位置に向けて前進させる。それに伴って、プランジャ２１より前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズル４８によって射出され、キャビティ空間に充填される。
【００３５】
前記プランジャ２１が前進限位置に到達すると、前記射出処理手段は、射出シリンダ４９の駆動を停止させ、プランジャ２１を停止させ、射出工程を完了する。そして、前記計量処理手段は、射出シリンダ４９を駆動し、次のショットのために前記プランジャ２１を後退させて計量開始位置に置く。
【００３６】
このように、計量工程時に、第２の加熱シリンダ５１内の樹脂は、前記連通路３１を介して第１の加熱シリンダ４７内におけるプランジャ２１の計量開始位置の近傍に供給され、第１の加熱シリンダ４７内を計量開始位置から前方に向けて移動させられるので、射出工程時に、最も先に第１の加熱シリンダ４７内に供給された樹脂が最も先に射出ノズル４８から射出され、最も後に第１の加熱シリンダ４７内に供給された樹脂が最も後に射出ノズル４８から射出されることになる。すなわち、先入れ先出しの射出が行われる。
【００３７】
したがって、最も先に第１の加熱シリンダ４７内に供給された樹脂、及び最も後に第１の加熱シリンダ４７内に供給された樹脂は、同じ距離だけ移動させられるので、キャビティ空間に充填される樹脂の流動履歴にばらつきが生じないだけでなく、樹脂の温度分布及び圧力分布にもばらつきが生じない。その結果、キャビティ空間に充填された樹脂の密度にばらつきが生じるのを防止することができるので、成形品の品質を向上させることができる。
【００３８】
また、射出工程が完了するときに、前記プランジャ２１の前端が射出ノズル４８の内周面に当たらないように前進限位置が設定されるので、射出工程が完了したときに、樹脂は、プランジャ２１の前端の近傍に残留することになる。ところが、残留する位置は連通路３１の開口より前方であるので、次のショットに向けて計量工程が開始されても、プランジャ２１の後退に伴って残留した樹脂が後方に移動することはない。したがって、残留した樹脂を次のショットで第１の加熱シリンダ４７外に確実に排出することができるので、樹脂が劣化して変色したり、変質したりすることがなくなる。その結果、成形品の品質を向上させることができる。
【００３９】
なお、本発明は前記実施の形態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させ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。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、射出装置においては、第１のシリンダ部材と、該第１のシリンダ部材内において進退自在に配設された射出部材と、前記第１のシリンダ部材の所定の位置に連結された第２のシリンダ部材と、該第２のシリンダ部材内において回転自在に配設された可塑化部材とを有する。
【００４１】
そして、前記第１、第２のシリンダ部材を連通させる連結部材は、第２のシリンダ部材側において、該射出部材の前進限位置より所定の距離だけ後方に設定された計量開始位置で開口させられる。
【００４２】
この場合、前記第１、第２のシリンダ部材を連通させる連結部材は、第２のシリンダ部材側において、射出部材の前進限位置より所定の距離だけ後方に設定された計量開始位置で開口されるので、計量工程時に、第２のシリンダ部材内の成形材料は、前記連結部材を介して第１のシリンダ部材内における射出部材の計量開始位置の近傍に供給され、第１のシリンダ部材内を計量開始位置から前方に向けて移動させられる。したがって、射出工程時に、最も先に第１のシリンダ部材内に供給された成形材料が最も先に射出ノズルから射出され、最も後に第１のシリンダ部材内に供給された成形材料が最も後に射出ノズルから射出されることになる。すなわち、先入れ先出しの射出が行われる。
【００４３】
その結果、最も先に第１のシリンダ部材内に供給された成形材料、及び最も後に第１のシリンダ部材内に供給された成形材料は、同じ距離だけ移動させられるので、キャビティ空間に充填される成形材料の流動履歴にばらつきが生じないだけでなく、成形材料の温度分布及び圧力分布にもばらつきが生じない。また、キャビティ空間に充填された成形材料の密度にばらつきが生じるのを防止することができるので、成形品の品質を向上させることができる。
【００４４】
そして、射出工程が完了するときに、前記射出部材の前端が射出ノズルの内周面に当たらないように前進限位置が設定されるので、射出工程が完了したときに、成形材料は、前記距離の分だけ射出されず、射出部材の前端の近傍に残留することになる。ところが、残留する位置は連結部材の開口より前方であるので、次のショットに向けて計量工程が開始されても、射出部材の後退に伴って残留した成形材料が後方に移動することはない。したがって、残留した成形材料を次のショットで第１のシリンダ部材外に確実に排出することができるので、成形材料が劣化して変色したり、変質したりすることがなくなる。その結果、成形品の品質を向上させることができる。
【００４５】
本発明の他の射出装置においては、さらに、前記連結部材に、第２のシリンダ部材内の成形材料に背圧を加えるための弁部材が配設される。
【００４６】
この場合、第２のシリンダ部材内の成形材料に背圧を加えることができるので、可塑化する成形材料の密度を均一にすることができる。その結果、成形品の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における射出装置の概略図である。
【図２】本発明の実施の形態における射出装置の計量工程を開始したときの状態を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における射出装置の計量工程を完了したときの状態を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における射出装置の射出工程を完了したときの状態を示す図である。
【符号の説明】
２１　　プランジャ
２２　　スクリュー
３２　　弁部材
４３　　射出装置
４７、５１　　第１、第２の加熱シリンダ
５８　　連通管
【図１】
2004017450.tif 000003
【図２】
2004017450.tif 000004
【図３】
2004017450.tif 000005
【図４】
2004017450.tif 000006