JP4021666B2

JP4021666B2 - 射出装置

Info

Publication number: JP4021666B2
Application number: JP2002007383A
Authority: JP
Inventors: 育鏡劉; 克己秋田
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-01-16
Filing date: 2002-01-16
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2022-01-16
Also published as: JP2003205541A

Description

【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、射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた成形材料としての樹脂を、高圧で射出して金型装置のキャビティ空間に充填（てん）し、該キャビティ空間内において冷却して固化させることによって成形品を得ることができるようになっている。
【０００３】
前記射出成形機は金型装置、型締装置及び射出装置を有し、前記型締装置は、固定プラテン及び可動プラテンを備え、型締用駆動部によって可動プラテンを進退させることにより金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。
【０００４】
一方、前記射出装置は、樹脂を加熱して溶融させる加熱シリンダ、及び溶融させられた樹脂を射出する射出ノズルを備え、前記加熱シリンダ内にスクリューが回転自在に、かつ、進退自在に配設される。そして、該スクリューを、後端に配設された駆動部によって前進させることにより射出ノズルから樹脂が射出され、前記駆動部によって回転させることにより樹脂の計量が行われる。
【０００５】
図２は従来の射出装置の断面図である。
【０００６】
図において、１１は加熱シリンダ、１２は該加熱シリンダ１１内において回転自在に、かつ、進退（図において左右方向に移動）自在に配設されたスクリュー、１３は前記加熱シリンダ１１の前端（図において左端）に取り付けられた射出ノズル、１４は該射出ノズル１３に形成されたノズル口、１５は前記加熱シリンダ１１の後端（図において右端）の近傍の所定の位置に形成された成形材料供給口としての樹脂供給口、１７は前記加熱シリンダ１１に図示されない樹脂を供給するための成形材料投入部としての樹脂投入部、１６は前記樹脂を収容するホッパである。前記加熱シリンダ１１の外周にはヒータｈ１〜ｈ３が、射出ノズル１３の外周にはヒータｈ４が配設され、該ヒータｈ１〜ｈ４を通電することによって、前記樹脂を加熱し、溶融させることができる。なお、加熱シリンダ１１の所定の箇所には、複数の図示されない温度センサが埋設され、樹脂があらかじめ設定された温度になるように温度制御が行われる。また、前記スクリュー１２の後端に図示されない計量用モータ及び射出用モータが配設される。
【０００７】
前記スクリュー１２は、フライト部２１、及び該フライト部２１の前端に配設されたスクリューヘッド２７を備える。そして、前記フライト部２１は、スクリュー１２の本体、すなわち、スクリュー本体の外周面に螺（ら）旋状に形成されたフライト２３を備え、該フライト２３よって螺旋状の溝２４が形成される。また、フライト部２１には、後方（図において右方）から前方（図において左方）にかけて順に、樹脂投入部１７によって供給された樹脂が供給される供給部Ｐ１、供給された樹脂を圧縮しながら溶融させる圧縮部Ｐ２、及び溶融させられた樹脂を一定量ずつ計量する計量部Ｐ３が形成される。前記溝２４の底、すなわち、スクリュー本体の外径は、供給部Ｐ１において比較的小さくされ、圧縮部Ｐ２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Ｐ３において比較的大きくされる。したがって、加熱シリンダ１１の内周面とスクリュー本体の外周面との間の間隙（げき）は、前記供給部Ｐ１において比較的大きくされ、圧縮部Ｐ２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Ｐ３において比較的小さくされる。
【０００８】
ところで、樹脂投入部１７は、ホッパ１６、該ホッパ１６の下端に隣接させて配設され、樹脂を設定された量だけ供給する回転式のフィードスクリュー１８、該フィードスクリュー１８の下端に隣接させて配設され、フィードスクリュー１８によって供給された樹脂を案内する筒状の案内部１９、及び該案内部１９の下端に隣接させて配設された負圧形成部２０を備える。なお、５１は供給用モータである。
【０００９】
計量工程時に、前記計量用モータを駆動することによって前記スクリュー１２を正方向に回転させると、ホッパ１６内の樹脂がフィードスクリュー１８、案内部１９、負圧形成部２０及び樹脂供給口１５を介して供給部Ｐ１に供給され、溝２４内を前進（図において左方に移動）させられる。それに伴って、スクリュー１２が後退（図において右方に移動）させられ、樹脂がスクリューヘッド２７の前方に蓄えられる。なお、前記溝２４内の樹脂は、前記供給部Ｐ１においてペレット状の形状を有し、圧縮部Ｐ２において半溶融状態になり、計量部Ｐ３において完全に溶融させられて液状になる。
【００１０】
射出工程時に、前記射出用モータを駆動することによって前記スクリュー１２を前進させると、スクリューヘッド２７の前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズル１３から射出され、型閉じが行われた図示されない金型装置内のキャビティ空間に充填される。このとき、スクリューヘッド２７の前方に蓄えられた樹脂が逆流しないように、スクリューヘッド２７の周囲に逆止リング３７及びシールリング３８から成る逆流防止装置３６が配設される。
【００１１】
【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、型開き時に溶融状態の樹脂が糸状に引かれて糸引き現象が発生したり、射出ノズル１３、加熱シリンダ１１等内の樹脂に劣化、焼け、変色等が発生したりしてしまう。
【００１２】
そこで、糸引き現象が発生したり、射出ノズル１３、加熱シリンダ１１等内の樹脂に劣化、焼け、変色等が発生したりするのを防止するために温度制御において設定された温度、すなわち、設定温度を低くすることが考えられるが、固化する速度が樹脂によって異なるので、固化する速度が低い樹脂を使用する場合に設定温度を低くすると、加熱シリンダ１１内の樹脂の温度を十分に高くすることができず、成形品の品質が低下してしまうだけでなく、射出ノズル１３内の樹脂が固化してしまう。
【００１３】
本発明は、前記従来の射出装置の問題点を解決して、糸引き現象が発生したり、射出ノズル、加熱シリンダ等内の成形材料に劣化、焼け、変色等が発生したり、成形品の品質が低下したり、射出ノズル内の成形材料が固化したりすることがない射出装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【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、シリンダ部材と、該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、前記シリンダ部材の前端に取り付けられた射出ノズルと、該射出ノズルの外周に着脱自在に配設された導熱材から成る導熱部材と、該導熱部材の外周に配設されたヒータとを有する。
そして、前記導熱部材は円周方向において分割されて複数の分割片から成る。
また、該各分割片のうちの少なくとも一つは他の分割片と熱伝導率が異なる導熱材から成る。
【００２０】
【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。
【００２１】
図１は本発明の実施の形態における射出装置の断面図である。
【００２２】
図において、１１はシリンダ部材としての加熱シリンダ、１２は該加熱シリンダ１１内において回転自在に、かつ、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スクリュー、１３は前記加熱シリンダ１１の前端（図において左端）に取り付けられた射出ノズル、１４は該射出ノズル１３に形成されたノズル口、１５は前記加熱シリンダ１１の後端（図において右端）の近傍の所定の位置に形成された成形材料供給口としての樹脂供給口、１７は前記加熱シリンダ１１に成形材料としての図示されない樹脂を供給するための成形材料投入部としての樹脂投入部、１６は前記樹脂を収容するホッパである。前記加熱シリンダ１１の外周にはヒータｈ１〜ｈ３が複数のリング状の導熱部材６０〜６３を介して配設され、射出ノズル１３の外周にはヒータｈ５が複数のリング状の導熱部材４１〜４３を介して配設され、該ヒータｈ１〜ｈ３、ｈ５を通電することによって、前記樹脂を加熱し、溶融させることができる。なお、加熱シリンダ１１及び射出ノズル１３の所定の箇所には、温度センサ４６〜４８が埋設され、樹脂があらかじめ設定された温度になるように温度制御が行われる。また、前記スクリュー１２の後端に図示されない第１、第２の駆動部としての計量用モータ及び射出用モータが配設される。
【００２３】
前記スクリュー１２は、フライト部２１、及び該フライト部２１の前端に配設されたスクリューヘッド２７を備える。そして、前記フライト部２１は、スクリュー本体の外周面に螺旋状に形成されたフライト２３を備え、該フライト２３よって螺旋状の溝２４が形成される。また、フライト部２１には、後方（図において右方）から前方（図において左方）にかけて順に、樹脂投入部１７によって供給された樹脂が供給される供給部Ｐ１、供給された樹脂を圧縮しながら溶融させる圧縮部Ｐ２、及び溶融させられた樹脂を一定量ずつ計量する計量部Ｐ３が形成される。スクリュー本体の外径は、供給部Ｐ１において比較的小さくされ、圧縮部Ｐ２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Ｐ３において比較的大きくされる。したがって、加熱シリンダ１１の内周面とスクリュー本体の外周面との間の間隙は、前記供給部Ｐ１において比較的大きくされ、圧縮部Ｐ２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Ｐ３において比較的小さくされる。
【００２４】
ところで、樹脂投入部１７は、ホッパ１６、該ホッパ１６の下端に隣接させて配設され、樹脂を設定された量だけ供給する回転式のフィードスクリュー１８、該フィードスクリュー１８の下端に隣接させて配設され、フィードスクリュー１８によって供給された樹脂を案内する筒状の案内部１９、及び該案内部１９の下端に隣接させて配設された負圧形成部２０を備える。なお、５１は第３の駆動部としての供給用モータである。
【００２５】
計量工程時に、前記計量用モータを駆動することによって前記スクリュー１２を正方向に回転させると、ホッパ１６内の樹脂がフィードスクリュー１８、案内部１９、負圧形成部２０及び樹脂供給口１５を介して供給部Ｐ１に供給され、溝２４内を前進（図において左方に移動）させられる。それに伴って、スクリュー１２が後退（図において右方に移動）させられ、樹脂がスクリューヘッド２７の前方に蓄えられる。なお、前記溝２４内の樹脂は、前記供給部Ｐ１においてペレット状の形状を有し、圧縮部Ｐ２において半溶融状態になり、計量部Ｐ３において完全に溶融させられて液状になる。
【００２６】
射出工程時に、前記射出用モータを駆動することによって前記スクリュー１２を前進させると、スクリューヘッド２７の前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズル１３から射出され、型閉じが行われた図示されない金型装置内のキャビティ空間に充填される。このとき、スクリューヘッド２７の前方に蓄えられた樹脂が逆流しないように、スクリューヘッド２７の周囲に逆止リング３７及びシールリング３８から成る逆流防止装置３６が配設される。
【００２７】
ところで、前記導熱部材４１〜４３は、熱伝導率の高い金属、セラミックス（例えば、タングステンカーバイド等）等の導熱材から成り、射出ノズル１３の外周に着脱自在に配設され、ヒータｈ５は各導熱部材４１〜４３にわたって、かつ、導熱部材４１〜４３を包囲して配設される。そして、使用される樹脂に対応させて、導熱部材４１〜４３のうちの少なくとも一つを他の導熱部材と置き換えることによって、ヒータｈ５と射出ノズル１３との間で伝達される熱量を変更し、射出ノズル１３内の樹脂が固化する速度を調整することができるようになっている。そのために、前記導熱部材４１〜４３として、幅、熱伝導率等の異なる各種の導熱部材があらかじめ用意される。
【００２８】
例えば、固化する速度が低い樹脂を使用した場合に、前記導熱部材４１〜４３のうちの少なくとも一つを他の導熱部材と置き換えて、ヒータｈ５と射出ノズル１３との間で伝達される熱量を多くすると、ヒータｈ５がオフになったときに、導熱部材４１〜４３が放熱部材になり、射出ノズル１３内の樹脂を比較的に速く冷却することができる。しかも、導熱部材４１〜４３が複数配設されるので、放熱面積が大きくなり、放熱性が良好になる。
【００２９】
一方、固化する速度が高い樹脂を使用した場合に、前記導熱部材４１〜４３のうちの少なくとも一つを他の導熱部材と置き換えて、ヒータｈ５と射出ノズル１３との間で伝達される熱量を少なくすると、ヒータｈ５がオフになったときに、射出ノズル１３内の樹脂が冷却される速度が適正になる。
【００３０】
したがって、型開き時に溶融状態の樹脂が糸状に引かれて糸引き現象が発生したり、射出ノズル１３内の樹脂に劣化、焼け、変色等が発生したりすることがない。
【００３１】
また、糸引き現象が発生したり、射出ノズル１３内の樹脂に劣化、焼け、変色等が発生したりするのを防止するために温度制御において設定温度を低くする必要がなくなる。例えば、固化する速度が低い樹脂を使用する場合に設定温度を低くする必要がないので、加熱シリンダ１１内の樹脂の温度を十分に高くすることができ、成形品の品質が低下することがないだけでなく、射出ノズル１３内の樹脂が固化することがない。
【００３２】
そして、前記ヒータｈ５は、各導熱部材４１〜４３にわたって配設されるので、導熱部材４１〜４３のうちの少なくとも一つの熱伝導率が他の導熱部材と異なる場合でも、各導熱部材４１〜４３の温度を等しくすることができる。したがって、射出ノズル１３の軸方向における熱分布を均一にすることができる。
【００３３】
また、前記導熱部材６０〜６３は、熱伝導率の高い又は低い金属、セラミックス（例えば、タングステンカーバイド等）等の導熱材から成り、加熱シリンダ１１に対して着脱自在に配設され、ヒータｈ１〜ｈ３は各導熱部材６０〜６３にわたって、かつ、導熱部材６０〜６３を被って配設される。そして、使用される樹脂に対応させて、導熱部材６０〜６３のうちの少なくとも一つを他の導熱部材と置き換えることによって、ヒータｈ１〜ｈ３と加熱シリンダ１１との間で伝達される熱量を変更し、加熱シリンダ１１内の樹脂が溶融する速度を調整したり、溶融させられた樹脂の温度を調整したりすることができるようになっている。そのために、前記導熱部材６０〜６３として、幅、熱伝導率等の異なる各種の導熱部材があらかじめ用意される。
【００３４】
ところで、ヒータｈ１〜ｈ３だけを配設した場合、加熱シリンダ１１の全体の温度を調整することができるが、部分的な温度を調整することはできない。これに対して、本実施の形態においては、加熱シリンダ１１の長手方向に沿って複数の導熱部材６０〜６３が配設されるので、加熱シリンダ１１の長手方向の各領域において樹脂が溶融する速度を調整したり、溶融させられた樹脂の温度を調整したりすることができる。
【００３５】
ところで、前記導熱部材４１〜４３、６０〜６３を、円周方向において分割し、扇状の複数の分割片によって構成することができる。その場合、各分割片のうちの少なくとも一つを、他の分割片と熱伝導率が異なる導熱材によって構成することができる。例えば、加熱シリンダ１１の圧縮部Ｐ２においては、溶融させられた樹脂と溶融させられていない樹脂とが存在し、溶融させられた樹脂が下方に溜まりやすい。そこで、圧縮部Ｐ２の円周方向において樹脂の溶融状態を均一にするために、圧縮部Ｐ２における導熱部材６０〜６３の各分割片のうちの下方の分割片、特に、最も下端の分割片を、他の分割片より熱伝導率が低い導熱材によって形成するようにしている。
【００３６】
なお、使用される樹脂が変更されたときに、導熱部材４１〜４３、６０〜６３のうちの所定の導熱部材を取り外すか、他の導熱部材を追加するかして、ヒータｈ１〜ｈ３、ｈ５と射出ノズル１３又は加熱シリンダ１１との間で伝達される熱量を変化させ、射出ノズル１３又は加熱シリンダ１１内の樹脂が固化する速度、溶融する速度、溶融させられた樹脂の温度等を調整することもできる。
【００３７】
本実施の形態において、前記導熱部材４１〜４３、６０〜６３はリング状のものが使用されるが、任意の形状のもの、例えば、軸方向に延びる帯状の導熱部材を使用することもできる。また、導熱部材４１〜４３を樹脂の変更に伴って、熱伝導率の異なるものに変更することもできる。
【００３８】
そして、ヒータｈ１〜ｈ３と加熱シリンダ１１との間に導熱部材を配設することによって、加熱シリンダ１１内の樹脂に劣化、焼け、変色等が発生するのを防止することができる。
【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、シリンダ部材と、該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、前記シリンダ部材の前端に取り付けられた射出ノズルと、該射出ノズルの外周に着脱自在に配設された導熱材から成る導熱部材と、該導熱部材の外周に配設されたヒータとを有する。
そして、前記導熱部材は円周方向において分割されて複数の分割片から成る。
また、該各分割片のうちの少なくとも一つは他の分割片と熱伝導率が異なる導熱材から成る。
【００４１】
この場合、使用される成形材料に対応させて、導熱部材を変更することによって、ヒータと射出ノズルとの間で伝達される熱量を変更し、射出ノズル内の成形材料が溶融する速度、溶融させられた樹脂の温度等を調整することができる。
【００４２】
したがって、型開き時に溶融状態の成形材料が糸状に引かれて糸引き現象が発生したり、射出ノズル内の成形材料に劣化、焼け、変色等が発生したりすることがない。
【００４３】
また、糸引き現象が発生したり、射出ノズル内の成形材料に劣化、焼け、変色等が発生したりするのを防止するために温度制御において設定温度を低く必要がなくなるので、シリンダ部材内の成形材料の温度を十分に高くすることができ、成形品の品質が低下することがないだけでなく、射出ノズル内の成形材料が固化することがない。
【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断面図である。
【図２】従来の射出装置の断面図である。
【符号の説明】
１１加熱シリンダ
１２スクリュー
１３射出ノズル
４１〜４３導熱部材
ｈ５ヒータ

Claims

（ａ）シリンダ部材と、
（ｂ）該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）前記シリンダ部材の前端に取り付けられた射出ノズルと、
（ｄ）該射出ノズルの外周に着脱自在に配設された導熱材から成る導熱部材と、
（ｅ）該導熱部材の外周に配設されたヒータとを有するとともに、
（ｆ）前記導熱部材は円周方向において分割されて複数の分割片から成り、
（ｇ）該各分割片のうちの少なくとも一つは他の分割片と熱伝導率が異なる導熱材から成ることを特徴とする射出装置。
（ａ）シリンダ部材と、
（ｂ）該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）前記シリンダ部材の前端に取り付けられた射出ノズルと、
（ｄ）前記シリンダ部材の外周に着脱自在に配設された導熱材から成る導熱部材と、
（ｅ）該導熱部材の外周に配設されたヒータとを有するとともに、
（ｆ）前記導熱部材は円周方向において分割されて複数の分割片から成り、
（ｇ）該各分割片のうちの少なくとも一つは他の分割片と熱伝導率が異なる導熱材から成ることを特徴とする射出装置。
前記導熱部材は複数配設される請求項１又は２に記載の射出装置。
前記ヒータは各導熱部材にわたって配設される請求項３に記載の射出装置。
前記各分割片のうちの一つは、下方に配設され、他の分割片より熱伝導率が低い導熱材から成る請求項１又は２に記載の射出装置。