(57)【要約】【課題】プランジャー式射出成形機が本来持っている優れた機能をそのまま活かし、しかも成形材料中に水分が存在している場合でも、その水分によるトラブルを未然に防止し得るプランジャー式射出成形機を提供すること。【解決手段】シリンダー本体１１を、成形材料の溶融部１２と、これの下端部に一体に設けられた押し出しシリンダー１３とにより構成し、前記溶融部１２と押し出しシリンダー１３にそれぞれ加熱ヒーターを取り付けるとともに、前記溶融部１２で成形材料をあらかじめ溶融液体化させ、プランジャー１９の先端部１９′を初期状態において、前記溶融部１２内の溶融成形材料２２中に浸漬された位置にセットし、射出成形時に、プランジャー１９を前記溶融成形材料２２中に浸漬させた位置から押し出しシリンダー１３内に挿入し、溶融成形材料２２を押し出すように構成した。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダー本体（１１）を、成形材料の溶融部（１２）と、これの下端部に一体に設けられた押し出しシリンダー（１３）とにより構成し、前記溶融部（１２）と押し出しシリンダー（１３）にそれぞれ加熱ヒーターを取り付けるとともに、前記溶融部（１２）で成形材料をあらかじめ溶融液体化させ、
プランジャー（１９）の先端部（１９′）を初期状態において、前記溶融部（１２）内の溶融成形材料（２２）中に浸漬された位置にセットし、
射出成形時に、プランジャー（１９）を前記溶融成形材料（２２）中に浸漬させた位置から押し出しシリンダー（１３）内に挿入し、溶融成形材料（２２）を押し出すように構成した、
ことを特徴とするプランジャー式射出成形機。
【請求項２】
前記押し出しシリンダー（１３）の入口から、溶融部（１２）内におけるプランジャー（１９）の先端部（１９′）のセット位置までの距離（Ａ）を調節可能に構成したことを特徴とする請求項１記載のプランジャー式射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プランジャー式射出成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は従来のプランジャー式射出成形機の縦断面図である。
【０００３】
この図２に示す従来のプランジャー式射出成形機は、押し出しシリンダー２を有するシリンダー本体１と、前記押し出しシリンダー２の出口側端部に設けられたノズル６と、プランジャー７と、トーピード８とバルブ９のユニット等を備えている。
【０００４】
前記押し出しシリンダー２の外側には、多段に加熱ヒーター３，４，５が取り付けられている。また、押し出しシリンダー２の内部には、成形材料としての粒状プラスチックス１０が投入されている。
【０００５】
前記プランジャー７は、エアーシリンダー（図示せず）等の往復駆動装置に連結されていて、押し出しシリンダー２内に進出し、溶融成形材料を押し出すようになっている。
【０００６】
前記トーピード８とバルブ９のユニットは、バルブ９をノズル６側に向けて押し出しシリンダー２内に配置されている。
【０００７】
そして、このプランジャー式射出成形機では、押し出しシリンダー２にあらかじめ粒状プラスチックス１０を一定量投入し、加熱ヒーター３，４，５により溶融させ、その溶融成形材料をプランジャー７により加圧し、トーピード８で成形材料を均一に溶融させ、バルブ９を開け、溶融成形材料をノズル６から一定量射出し、金型に注入するように構成されている。
【０００８】
射出成形機の他の従来技術として、ホットメルト式射出成形機がある。
【０００９】
このホットメルト式射出成形機は、加熱ホッパーと、ギヤーポンプと、加熱ホース、加熱ガンヘッド等を備えている。
【００１０】
そして、このホットメルト式射出成形機では、加熱ホッパー内であらかじめ成形材料を加熱溶融させ、溶融成形材料をギヤーポンプで加圧し、加熱ホースおよび加熱ガンヘッドを通じて一定量射出し、金型へ注入するようにしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のプランジャー式射出成形機では、成形材料が吸湿性プラスチックス材料の場合、その成形材料を加熱シリンダーに投入する前に、あらかじめ十分乾燥させておく必要がある。
【００１２】
一般に、プランジャー式射出成形機では、加熱シリンダーとプランジャー７間の隙間が０．１ｍｍ以下である。このため、成形材料中に水分が入っていると、その水分が急速に蒸発気化し、爆発の危険性があるという課題があった。さらには、成形材料中の水分が蒸発気化するに伴い、プランジャー７の射出圧力が減衰したり、プランジャー７が押し戻されたりし、このため、成形品に気泡が発生するという課題もあった。
【００１３】
一方、従来のホットメルト式射出成形機は、そのシステムの構造上、ホットメルトの外部への漏洩を防ぐため、ギヤー部やジョイント部、ガンヘッド部等をシールする必要がある。そして、シール材として多くの場合、有機材製のＯリングを使用している。その結果、このホットメルト式射出成形機の適用温度は、最高で２３０℃である。したがって、成形材料に高融点プラスチックス材料を使用できないという課題があった。また、このホットメルト式射出成形機はプランジャー式射出成形機に比べて射出圧力が低いため、この点でも使用する成形材料が制限されるという課題があった。
【００１４】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、プランジャー式射出成形機が本来持っている優れた機能をそのまま活かし、しかも成形材料中に水分が存在している場合でも、その水分によるトラブルを未然に防止し得るプランジャー式射出成形機を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、金型のキャビティの容積に合わせて、溶融成形材料の射出量を容易に定量化し得るプランジャー式射出成形機を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明ではシリンダー本体１１を、成形材料の溶融部１２と、これの下端部に一体に設けられた押し出しシリンダー１３とにより構成し、前記溶融部１２と押し出しシリンダー１３にそれぞれ加熱ヒーターを取り付けるとともに、前記溶融部１２で成形材料をあらかじめ溶融液体化させ、プランジャー１９の先端部１９′を初期状態において、前記溶融部１２内の溶融成形材料２２中に浸漬された位置にセットし、射出成形時に、プランジャー１９を前記溶融成形材料２２中に浸漬させた位置から押し出しシリンダー１３内に挿入し、溶融成形材料２２を押し出すように構成している。
【００１７】
また、前記目的を達成するため、本発明では前記押し出しシリンダー１３の入口から、溶融部１２内におけるプランジャー１９の先端部１９′のセット位置までの距離Ａを調節可能に構成している。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明プランジャー式射出成形機の一実施形態を示す縦断面図である。
【００１９】
この図１に示す実施形態では、シリンダー本体１１は成形材料の溶融部１２と、押し出しシリンダー１３とを有して構成されている。
【００２０】
前記溶融部１２は、押し出しシリンダー１３よりも容積の大きい容器に形成されている。この溶融部１２の外部には、加熱ヒーター１４と、温度センサー（図示せず）が取り付けられていて、室温から約３００℃の範囲で温度を調節可能に構成されている。また、溶融部１２には液位センサー（図示せず）が設けられていて、溶融成形材料２２の液面を監視するように構成されている。これら温度センサー、液位センサーは周知のものであるので、詳細説明は省略する。
【００２１】
前記押し出しシリンダー１３は、前記溶融部１２の下端部に一体に設けられている。この押し出しシリンダー１３の外側には、加熱ヒーター１５，１６と、温度センサー（図示せず）とが取り付けられていて、加熱ヒーター１５，１６により押し出しシリンダー１３の周りを独自に加熱し、かつ温度を調節可能に構成されている。
【００２２】
前記押し出しシリンダー１３の下端部には、ノズル１７が設けられている。
【００２３】
前記シリンダー本体１１の上方には、プランジャー駆動用の往復駆動装置として、エアーシリンダー１８が設置されている。このエアーシリンダー１８には、プランジャー１９が嵌挿されている。
【００２４】
前記プランジャー１９は、初期状態において、その先端部１９′が溶融部１２内の溶融成形材料２２中に浸漬された位置にセットされ、この位置から溶融部１２を経て押し出しシリンダー１３内に挿入され、溶融成形材料２２を押し出すようになっている。
【００２５】
前記押し出しシリンダー１３内の下端部には、トーピード２０とバルブ２１のユニットが設けられている。このユニットは、バルブ２１を前記ノズル１７に臨ませて配置されている。
【００２６】
なお、図１においてＡ、Ｂ、Ａ＋Ｂ、Ｃは次のごとき距離または長さを示している。
Ａ：プランジャーの先端部の初期状態におけるセット位置から押し出しシリンダーの入口までの距離
Ｂ：プランジャーによる溶融成形材料の押し出し距離
Ａ＋Ｂ：プランジャーの移動距離（ストローク）
Ｃ：プランジャーの初期状態におけるプランジャーの長さ
【００２７】
前述のごとく構成したこの実施形態のプランジャー式射出成形機は、次のように使用され、作用する。
【００２８】
まず、シリンダー本体１１の溶融部１２に成形材料であるプラスチックス材料を投入し、加熱ヒーター１４，１５，１６により約２１０℃でもって加熱し、成形材料をあらかじめ溶融液体化させておく。図中ａはこの溶融された液体を示す。
【００２９】
以上のように、成形材料を加熱溶融させることにより、成形材料中に水分が存在しても、その水分が大気中に蒸発してしまうので、成形品の気泡発生を未然に防ぐことができる。
【００３０】
一方、プランジャー１９を、初期状態において、その先端部１９′をあらかじめ溶融液体化された成形材料、つまり溶融成形材料２２の中に浸漬させた位置にセットしておく。そして、この位置からエアーシリンダー１８によりプランジャー１９を前記溶融部１２を経て押し出しシリンダー１３の入口から押し出しシリンダー１３の内部に挿入し、プランジャー１９を図１に示す距離Ａ＋Ｂ、進出させる。その結果、プランジャー１９により溶融成形材料２２が図１に示す距離Ｂによって設定される一定量、ノズル１７方向に押し出され、トーピード２０により均一に加熱溶融され、バルブ２１を通してノズル１７から金型（図示せず）に射出される。
【００３１】
溶融成形材料２２を金型に一定量射出後、エアーシリンダー１８によりプランジャー１９を図１に示す距離Ａ＋Ｂ後退させ、プランジャー１９の先端部１９′が溶融成形材料２２中に浸漬された初期状態の位置に戻し、溶融成形材料２２の射出成形の１ストロークを終了する。
【００３２】
前述のごとく、プランジャー１９をその先端部１９′が溶融成形材料２２中に浸漬する位置にセットするようにしているので、プランジャー１９への溶融成形材料２２の付着・固化を防ぐことができる。もし、プランジャー１９の先端部１９′を溶融成形材料２２の液面の上方まで引き上げた場合は、押し出し工程でプランジャー１９の先端部１９′の周りに付着した溶融成形材料２２が固化し、次回の押し出し工程において、固化した成形材料が押し出しシリンダー１３へのプランジャー１９の挿入の妨げになる。この実施形態によれば、かかる不具合を未然に防止し、プランジャー１９を押し出しシリンダー１３内にスムーズに挿入することができる。
【００３３】
この実施形態では、金型のキャビティ（いずれも図示せず）の容積に合わせて溶融成形材料２２の射出量を定量化し得るように構成されている。
【００３４】
ところで、この実施形態において図１に示す距離Ｂを成形品の容量に相当する量になるように一度合わせてしまえば、繰り返し射出成形において、射出量が一定となる。
【００３５】
また、反対に、この距離Ｂを変えることによって、射出量を適宜変えることができる効果がある。
【００３６】
この実施形態において、前記距離Ｂを変える技術として、
（１）一定長さのプランジャーを用い、エアーシリンダーによりプランジャーの移動距離Ａ＋Ｂを変える方式
（２）プランジャーの長さＣを変える方式
の二つがある。
【００３７】
前記二つの方式のうち、エアーシリンダーによりプランジャーのストロークを精密に変える前記（１）の方式よりも、プランジャーの長さＣを変える前記（２）の方式の方が、エアーシリンダーの上下方向の取り付け位置を精密に調整するだけで比較的簡単に達成できるので、有利である。
【００３８】
次に、具体的な実施例について説明する。
【００３９】
図１において、８０ｍｍφ，ストローク５０ｍｍのエアーシリンダー１８を用いた。
【００４０】
前記エアーシリンダー１８に、１３ｍｍφ，長さ１００ｍｍのプランジャー１９を取り付け、その先端部１９′が押し出しシリンダー１３の入口上部から３０ｍｍの位置に来るように、エアーシリンダー１８の高さ位置を調整して固定した。
【００４１】
シリンダー本体１１の溶融部１２の容積の約８０％に、成形材料としてポリアミド樹脂を投入し、加熱ヒーター１４，１５，１６による加熱温度を約２１０℃にコントロールし、ポリアミド樹脂を加熱し、溶融液体化させた。
【００４２】
エアーシリンダー１８に０．６メガパスカルの圧縮空気を供給し、プランジャー１９を前記押し出しシリンダー１３の入口上部から３０ｍｍの位置にセットされた初期状態から押し出し方向に移動させ、押し出しシリンダー１３内に挿入し、押し出しシリンダー１３の入口から２０ｍｍの位置で停止させ、約２．６５ｃｃの溶融ポリアミド樹脂をノズル１７から金型に射出させた。
【００４３】
その後、エアーシリンダー１８によりプランジャー１９を引き上げ、前記初期状態の位置に戻した。プランジャー１９が押し出しシリンダー１３から離れると、押し出しシリンダー１３の空間に、溶融部１２から溶融ポリアミド樹脂が流れ込み、繰り返し射出成形の準備が完了した。
【００４４】
金型から成形品を取り出して検査したところ、成形材料に含まれた水分が気化して発生する気泡等の巣が存在しない成形品を得ることができた。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明ではシリンダー本体１１を、成形材料の溶融部１２と、これの下端部に一体に設けられた押し出しシリンダー１３とにより構成し、前記溶融部１２と押し出しシリンダー１３にそれぞれ加熱ヒーターを取り付けるとともに、前記溶融部１２で成形材料をあらかじめ溶融液体化させ、プランジャー１９の先端部１９′を初期状態において、前記溶融部１２内の溶融成形材料２２中に浸漬された位置にセットし、射出成形時に、プランジャー１９を前記溶融成形材料２２中に浸漬させた位置から押し出しシリンダー１３内に挿入し、溶融成形材料２２を押し出すように構成しているので、成形材料として高融点のプラスチックス材料を用いることができること、高射出圧力で押し出し成形できること等のプランジャー式射出成形機本来の機能を活かしつつ、しかも溶融部１２で成形材料を加熱溶融させることにより、成形材料中に水分が存在しても、その水分を大気中に蒸発させることができるので、気泡のない成形品を成形し得る効果があり、また、プランジャー１９を初期状態において、その先端部１９′を溶融部１２内の溶融成形材料２２中に浸漬させた位置にセットするようにしているので、プランジャー１９の先端部１９′の周囲に溶融成形材料が付着し固化することによって、プランジャー１９を押し出しシリンダー１３内に挿入しにくくなる不具合を未然に防止し得る効果もある。
【００４６】
また、本発明では前記押し出しシリンダー１３の入口から、溶融部１２内におけるプランジャー１９の先端部１９′のセット位置までの距離Ａを調節可能に構成しているので、金型のキャビティの容積に合わせて、溶融成形材料２２の射出量を容易に定量化し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】従来のプランジャー式射出成形機を示す縦断面図である。
【符号の説明】
ａ　　溶融された液体
１１　シリンダー本体
１２　溶融部
１３　押し出しシリンダー
１４，１５，１６　加熱ヒーター
１７　ノズル
１８　エアーシリンダー
１９　プランジャー
１９′プランジャーの先端部
２０　トーピード
２１　バルブ
２２　溶融成形材料
【図１】
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【図２】
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