(57)【要約】【課題】射出装置の進退動作時に振動、衝撃が発生しても材料供給手段の計量精度に影響を及ぼすことがなく、常に高精度の材料供給を行うことができる射出成形装置を提供することにある。【解決手段】合成樹脂材料を加熱溶融して可塑化した樹脂を押出す押出し機１と、前記押出し機１に合成樹脂材料を供給する材料供給手段としてのフィーダ３と、前記押出し機１から押出された可塑化樹脂を計量・射出する射出装置２とを備え、前記フィーダ３を、前記押出し機１及び前記射出装置２とは異なる独立したフレーム７に支持したことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂材料を加熱溶融して可塑化した樹脂を押出す押出し機と、
前記押出し機に合成樹脂材料を供給する材料供給手段と、
前記押出し機から押出された可塑化樹脂を計量・射出する射出装置とを備え、
前記材料供給手段を、前記押出し機及び前記射出装置とは異なる独立したフレームに支持したことを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
前記材料供給手段は、前記射出装置の進退移動と同期して移動することを特徴とする請求項１記載の射出成形装置。
【請求項３】
前記材料供給手段の材料供給部と前記押出し機の材料受け部とは振動を吸収する部材で連結されていることを特徴とする請求項１記載の射出成形装置。
【請求項４】
前記材料供給手段は、重量式または容量式のフィーダで、合成樹脂材料を計量しながら供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、合成樹脂材料を可塑化して押出す押出し機と射出装置とを接続した射出成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形用金型に溶融樹脂を射出して成形品を成形する射出成形装置において、合成樹脂材料を可塑化して押出す押出し機と、可塑化樹脂を計量して射出成形用金型に射出する射出装置との間にアキュームレータ装置を設け、押出し機から供給された可塑化樹脂をアキュームレータ装置に一時的に貯溜し、射出装置の射出タイミングに合わせてアキュームレータ装置のシリンダに貯溜されている可塑化樹脂をピストンによって射出装置に供給するオンライン射出成形装置が知られている（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
この射出成形装置は、押出し機が連続運転され、この押出し機から可塑化樹脂がアキュームレータ装置に押出されると、アキュームレータ装置のシリンダ内のピストンが樹脂吐出圧によって押し上げられることにより、押出し機からアキュームレータ装置のシリンダに供給される。また、シリンダ内のピストンが駆動装置によって押し下げられ、シリンダの開閉バルブが開くと、シリンダ内に貯溜されている可塑化樹脂が射出装置の射出シリンダに供給される。
【０００４】
射出シリンダの射出プランジャが後退して１回の射出に必要な量の可塑化樹脂を計量する。次に、射出シリンダが前進して射出ノズルを射出成形用金型にノズルタッチした後、射出シリンダ内の射出プランジャが前進するとともに、射出シリンダの開閉バルブが開くと、射出シリンダから射出成形用金型に可塑化樹脂が射出され、１回の成形サイクルが終了するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
実公昭３６−１９３７２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したオンライン射出成形装置の押出し機には、材料供給手段としてフィーダは、重量式または容量式のセンサによって合成樹脂材料を計量しながら定量供給している。しかし、このフィーダは振動や衝撃に弱く、供給中に振動や衝撃が加わると、計量精度にバラツキが発生する。
【０００７】
一方、オンライン射出成形装置は、射出成形用金型の固定金型と移動金型とを型締する際の振動や射出シリンダが前進して射出ノズルを射出成形用金型にノズルタッチするときに機械的な振動が発生し、この振動が前述したフィーダに伝わってフィーダの計量精度に影響を与えるという問題がある。
【０００８】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、射出成形用金型の型締動作、射出装置の進退動作時に振動、衝撃が発生してもフィーダの計量精度に影響を及ぼすことがなく、常に高精度の材料供給を行うことができる射出成形装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前述した目的を達成するために、請求項１は、合成樹脂材料を加熱溶融して可塑化した樹脂を押出す押出し機と、前記押出し機に合成樹脂材料を供給する材料供給手段と、前記押出し機から押出された可塑化樹脂を計量・射出する射出装置とを備え、前記材料供給手段を、前記押出し機及び前記射出装置とは異なる独立したフレームに支持したことを特徴とする射出成形装置にある。
【００１０】
請求項２は、請求項１の前記材料供給手段は、前記射出装置の進退移動と同期して移動することを特徴とする。
【００１１】
請求項３は、請求項１の前記材料供給手段の材料供給部と前記押出し機の材料受け部とは振動を吸収する部材で連結されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４は、請求項１〜３のいずれかに記載の前記材料供給手段は、重量式または容量式のフィーダで、合成樹脂材料を計量しながら供給することを特徴とする。
【００１３】
前記構成によれば、材料供給手段のフレームと射出装置のフレームとを別部材とし、材料供給手段と射出装置とは独立したそれぞれのフレームに分離して設けられている。従って、型締動作時や射出装置のノズルタッチ動作時に振動や衝撃が発生しても、材料供給手段に振動や衝撃が伝わらないため、高精度の計量供給が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は第１の実施形態を示し、図１はオンライン射出成形装置の概略的構成図である。まず、概略的構成を説明すると、射出成形装置は、合成樹脂材料を可塑化する押出し機１と、この押出し機１と連通して設けられ、押出された可塑化樹脂を計量・射出する射出装置２と、前記押出し機１に合成樹脂材料を供給する材料供給手段としてのフィーダ３及び制御盤を含む制御部４とから構成されている。
【００１６】
前記押出し機１について説明すると、横型の可塑化シリンダ１４の内部には合成樹脂材料を混練する平行２軸の可塑化スクリュ１５が設けられている。可塑化シリンダ１４の基端側における上部には材料受け部１６が設けられている。可塑化シリンダ１４の先端側には流出路１８が設けられている。また、可塑化シリンダ１４の周囲にはヒータ１９が巻装され、可塑化シリンダ１４の内部の合成樹脂材料を加熱溶融するようになっている。
【００１７】
ホッパ１６のさらに上部に設けられた合成樹脂材料を供給するフィーダ３は、例えば歪ゲージ式ロードセル等の重量式あるいは容量式など、計量しながら材料を定量供給するものである。このフィーダ３はフィーダシリンダ２１とスクリュ２２とからなり、スクリュ２２はサーボモータ２３によって回転されるようになっている。フィーダシリンダ２１の基端側の上部にはパウダー状の合成樹脂材料を供給する材料供給ホッパ２４が設けられ、先端側の下部には材料排出口２５が設けられている。この材料排出口２５と材料受け部１６とは軸方向に伸縮自在であるとともに、ゴム等の柔軟性を有する振動吸収部材としての可撓管１７によって接続され、可塑化シリンダ１４の振動がフィーダ３に伝わらないようになっている。また、スクリュ２２の回転によって合成樹脂材料が材料排出口２５から排出されると、可撓管１７の内部を落下して可塑化シリンダ１５の材料受け部１６に供給できるようになっている。
【００１８】
フィーダ３は、フィーダ用架台５に支持されている。このフィーダ用架台５にはローラ６が設けられ、フィーダ用フレーム７に対して矢印Ａ方向に移動できるようになっている。また、フィーダ用フレーム７にはフィーダ用架台５を矢印Ａ方向に駆動する油圧シリンダ８が設けられている。
【００１９】
また、前記平行２軸の可塑化スクリュ１５は、インバータモータ２６の回転軸２７からギアボックス２８を介して回転力が伝達され、同方向に同一速度で回転するようになっている。
【００２０】
この可塑化スクリュ１５は、軸方向の基端側から先端側に向かって例えば、一般的なエレメントのフィード部、ニーディングディスク等を利用した混練部、リードが次第に短縮されているエレメントを利用した圧縮部とからなっており、一般的な押出し機のスクリュに比べ短縮されている。しかも、平行２軸の可塑化スクリュ１５が可塑化シリンダ１４の内部で接触しながら同方向に連続回転して合成樹脂材料をヒータ１９によって加熱しながら混練するようになっている。
【００２１】
従って、押出し機１は、供給される合成樹脂材料がパウダー、粉砕物でも加熱しながら混練して可塑化することが可能である。従来の一般的な可塑化装置は、１軸の可塑化スクリュであるため混練能力が低い。このため、パウダー状の合成樹脂材料を加熱・混練してペレット状に造粒し、ペレット状の合成樹脂を可塑化装置に供給しているが、本装置の２軸の押出し機１によれば、パウダー状の合成樹脂材料を可塑化できることから造粒工程が省け、省力化、省エネルギー化を図ることができる。
【００２２】
押出し機１の流出路１８は、連結ブロック２９に設けられた樹脂通路３０を介して前記射出装置１２に連通している。樹脂通路３０の途中には例えばロータリバルブからなる第１の開閉バルブ３１が設けられている。
【００２３】
射出装置２は横型の射出シリンダ３２を備えており、射出シリンダ３２の内部には可塑化樹脂を計量・射出する射出プランジャ３３が軸方向に進退自在に設けられている。また、射出シリンダ３２の周囲には内部の可塑化樹脂を加熱して溶融状態を保つヒータ３４が巻装されている。さらに、射出シリンダ３２の先端側の内腔には計量室３５が形成され、この計量室３５は樹脂通路３０と連通している。計量室３５は例えばロータリバルブからなる第２の開閉バルブ３６を介して射出ノズル３７に接続されている。
【００２４】
射出シリンダ３２の後端部には射出駆動部としての油圧シリンダ３８が設けられ、この油圧シリンダ３８の内部には射出プランジャ３３と一体に連結されたピストン３９が設けられている。
【００２５】
油圧シリンダ３８の後室３８ａはリリーフ弁４０、切換え弁４１を介してタンク４２に接続されている。そして、後室３２ａの圧力がリリーフ弁４０の設定圧力を越えると、後室３８ａ内の圧油をタンク４２へ逃すとともに、切換え弁４１を切換えることにより、油圧源４３から所定の圧力及び流量に制御された圧油を切換え弁４１、チェック弁４４を介して供給されるようになっている。油圧シリンダ３８の前室３８ｂは、切換え弁４１に接続されている。
【００２６】
射出シリンダ３２及び油圧シリンダ３８は射出装置用フレーム９に支持されている。すなわち、射出装置用フレーム９にはレール１０ａと、このレール１０ａに対して移動自在なガイド部材１０ｂとからなるリニアガイド１１によって矢印Ｂ方向に移動自在に支持されている。さらに、射出装置用フレーム９と射出シリンダ３２との間にはノズルタッチ用の油圧シリンダ１２が設けられている。
【００２７】
前記フィーダ用フレーム７と射出装置用フレーム９とは別部材であり、フィーダ３と押出し機１を含む射出装置２とは独立したそれぞれのフレーム７と９に分離して設けられている。そして、型締動作時や射出装置２のノズルタッチ動作時に振動や衝撃が発生しても、フィーダ用フレーム７に支持されたフィーダ３に振動や衝撃が伝わらないように構成されている。
【００２８】
前記制御部４は、押出し機１のサーボモータ２３、インバータモータ２６、射出装置２の切換え弁４１を制御するとともに、第１及び第２の開閉バルブ３１，３６を開閉制御するようになっている。
【００２９】
また、射出シリンダ３２の射出ノズル３７は、射出時に射出成形用金型５０のノズルタッチ面５１に接合されるようになっている。射出成形用金型５０にはノズルタッチ面５１と樹脂通路５２を介して連通するキャビティ５３が設けられている。また、キャビティ５３の周囲には冷却水を循環してキャビティ５３に充填された可塑化樹脂を冷却する冷却水路５４が設けられている。
【００３０】
次に、前述のように構成されたオンライン射出成形装置の作用について説明する。フィーダ３の材料供給ホッパ２４及びフィーダシリンダ２１には合成樹脂材料、例えばポリプロピレン等のパウダーとマイカ等の強化あるいは充填材料が混入された材料が収容されている。サーボモータ２３が駆動し、スクリュ２２が回転すると、フィーダシリンダ２１内の合成樹脂材料は排出路２５から可撓管１７を介して押出し機１の材料受け部１６から可塑化シリンダ１４に供給される。なお、ポリプロピレン等のパウダーとマイカ等の強化あるいは充填材料は別々のフィーダによって供給してもよい。
【００３１】
押出し機１のインバータモータ２６が駆動すると、インバータモータ２６の回転軸２７の回転はギアボックス２８を介して２軸の可塑化スクリュ１５に伝達される。可塑化スクリュ１５は軸方向にフィード部、混練部、圧縮部としての機能するスクリュを持ち、可塑化シリンダ１４の内部で接触しながら同方向に連続回転し、しかもヒータ１９によって加熱されているため、パウダー状の合成樹脂材料は均一に加熱溶融・混練されて可塑化樹脂となる。
【００３２】
可塑化樹脂は、第１の開閉バルブ３１が開放状態の樹脂通路３０を通って射出シリンダ３２内に導かれ、必要量（１回の射出に必要な樹脂量）計量されると、油圧シリンダ１２が駆動して射出装置２全体がリニアガイド１１に案内されて前進し、射出ノズル３７が射出成形用金型５０のノズルタッチ面５１に当接する。このときのノズルタッチ動作によって射出装置２が振動しても、フィーダ３と押出し機１を含む射出装置２とは独立したそれぞれのフレーム７と９に分離して設けられていることと、フィーダ３と押出し機１が柔軟性を有する可撓管１７によって接続されているため、射出装置２の振動がフィーダ３に伝わることはない。従って、フィーダ３が振動に影響されることはなく、高い計量精度で計量供給することができ、より理想的な状態での可塑化が可能となる。
【００３３】
また、油圧シリンダ１２が駆動して射出装置２全体がリニアガイド１１に案内されて前進するとき、フィーダ用の油圧シリンダ８も同時に駆動され、フィーダ用架台５を介してフィーダ３全体を射出装置２に追従させることができる。従って、フィーダ３によって材料供給を継続することができ、サイクルタイムを短縮できる。
【００３４】
また、制御部４から押出し機１１のサーボモータ２３及びインバータモータ２６に停止の信号が入力されると、合成樹脂材料の供給及び混練・押出しが停止する。
【００３５】
この場合、押出し機１１の停止時に、可塑化スクリュ１５の回転数を徐々に降下して停止するように、インバータモータ２６を制御することにより、可塑化スクリュ１５、ギアボックス２８内のギアに加わるトルクを軽減できる。
【００３６】
次に、制御部４からの信号によって第１の開閉バルブ３１を閉じ、第２の開閉バルブ３６が開き、切換え弁４１を図示の位置から左方へ移動させて右方の切換え位置に切換え、油圧源４３からチェック弁４４を介して油圧シリンダ３８の後室３８ａへ圧油を供給し、射出プランジャ３３を前進させ、計量室３５内の可塑化樹脂を射出ノズル３７から射出成形用金型５０のキャビティ５３に射出して成形を行う。
【００３７】
射出装置２が１回の射出を終了すると、制御部４からの信号によって押出し機１のサーボモータ２３及びインバータモータ２６が再起動し、合成樹脂材料の供給及び混練・押出しを行い、可塑化樹脂は、第１の開閉バルブ３１が開放状態の樹脂通路３０を通って射出シリンダ３２内に導かれ、次の射出に必要な樹脂量が計量される。この場合、押出し機１のインバータモータ２６の再運転時に、可塑化スクリュ１５の回転数を設定値に向かって徐々に上昇するように制御することにより、可塑化スクリュ１５、ギアボックス２８内のギアに加わるトルクを軽減できる。
【００３８】
このように、射出装置２が１回の射出に必要な樹脂量を計量した後、射出シリンダ３２によって射出プランジャ３３を前進させて可塑化樹脂を射出ノズル３７から射出成形用金型５０に射出する、いわゆる間欠動作となるが、押出し機１は、射出装置２の間欠動作に連動して間欠運転し、合成樹脂材料の供給及び混練・押出しを行う。従って、押出し機１から押出される可塑化樹脂を、射出装置２が１回の射出に必要な樹脂量に設定することができる。
【００３９】
なお、前記実施形態においては、射出駆動部としての油圧シリンダ３８を採用したが、サーボモータと、このサーボモータによって駆動されるボールねじによって射出プランジャ３３を進退するようにしてもよい。
【００４０】
なお、この発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組合わせてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、押出し機に合成樹脂材料を供給する材料供給手段を、押出し機及び射出装置とは異なる独立したフレームに支持したことにより、射出成形用金型の型締動作、射出装置の進退動作時に振動、衝撃が発生しても材料供給手段の計量精度に影響を及ぼすことがなく、常に高精度の材料供給を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示す射出成形装置の概略的構成図。
【符号の説明】
１…押出し機、２…射出装置、３…フィーダ（材料供給手段）、４…制御部、７，９…フレーム、８，１２…油圧シリンダ
【図１】
2004351892.tif 000003