JP6657550B2

JP6657550B2 - Injection molding machine and injection molding method

Info

Publication number: JP6657550B2
Application number: JP2016011191A
Authority: JP
Inventors: 愼太郎浅井; 博之瀬山; 伸之船平
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2016-01-25
Filing date: 2016-01-25
Publication date: 2020-03-04
Anticipated expiration: 2036-01-25
Also published as: JP2017132039A

Description

本発明は、種々の樹脂を所望の形状に成型する射出成形機およびそれを用いた射出成形方法に関する。 The present invention relates to an injection molding machine for molding various resins into desired shapes and an injection molding method using the same.

従来より自動車などの部品には樹脂が多用されており、その大部分が射出成形によって製作されている。その射出成形に用いる射出成形機は、大きく分類すると樹脂をスクリューにより金型へ押し出すスクリュー方式と、プランジャにより金型へ押し出すプランジャ方式がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, resin is frequently used for parts such as automobiles, and most of them are manufactured by injection molding. The injection molding machines used for the injection molding are roughly classified into a screw system in which a resin is extruded into a mold by a screw and a plunger system in which a resin is extruded into a mold by a plunger.

例えば、特許文献１ではスクリュー方式による射出成形機が開示されている。本文献１の成型機にはトーピードを備えており、そのトーピードを可動させることで樹脂の逆流防止を図っていることが開示されている。また、特許文献２では、プランジャ方式による射出成形機が開示されている。同文献では、プランジャを軸方向に移動させて、かつトーピードを回転させることで樹脂の混練性能を向上できると説明されている。 For example, Patent Document 1 discloses a screw-type injection molding machine. It is disclosed that the molding machine of Document 1 is provided with a torpedo, and the torpedo is moved to prevent the resin from flowing backward. Patent Literature 2 discloses an injection molding machine using a plunger method. The document describes that the kneading performance of the resin can be improved by moving the plunger in the axial direction and rotating the torpedo.

特開２００１−１１３５７６号公報JP 2001-113576 A 特開２００９−１１３３６０号公報JP 2009-113360 A

しかし、特許文献１および２に開示されているスクリュー、トーピード、プランジャなどを可動させるためのアクチュエータ（電動装置）が複数必要であった。そのため、射出成形機自体も大きくなり、設置できるスペースが限定されるという問題があった。 However, a plurality of actuators (electric devices) for moving the screws, torpedo, plunger, and the like disclosed in Patent Documents 1 and 2 are required. For this reason, the injection molding machine itself becomes large, and there is a problem that the space where it can be installed is limited.

また、射出成形機の小型化を行うとアクチュエータが１つになる結果、トーピードを通過し可塑化した樹脂はそのまま後方にある樹脂に間接的に押し出されて、射出圧および射出量の精度が共に低下し、製品不良につながるという問題もあった。 In addition, when the injection molding machine is downsized, the number of actuators becomes one. As a result, the plasticized resin that has passed through the torpedo is indirectly extruded to the resin at the rear as it is, and the accuracy of the injection pressure and the injection amount are both improved. Also, there is a problem that the temperature is reduced, which leads to a defective product.

そこで、本発明においては設備を小型化、簡素化できる射出成形機を提供することを課題とする。また、１つのアクチュエータのみで高精度かつ射出圧および射出量を制御できる射出成形機を提供することも課題とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide an injection molding machine capable of downsizing and simplifying equipment. Another object is to provide an injection molding machine that can control the injection pressure and the injection amount with high accuracy using only one actuator.

前述した課題を解決するために、本発明は加熱手段を備えたバレルと、バレルの開放部側に配置されたプランジャと、を有する射出成形機であって、端部にストッパを備えてバレルの軸方向に移動可能であるロッドと、ロッドの途中に固定設置されたトーピードと、ストッパとトーピードの間に設けられたリングと、をさらに備えており、プランジャの中央部には貫通孔を有して、ロッドが貫通孔を貫通した状態でバレル内部に収容されており、プランジャがロッドのストッパとは反対側に配置されている射出成形機とした。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is an injection molding machine having a barrel provided with a heating means, and a plunger disposed on the open side of the barrel, wherein the barrel is provided with a stopper at an end . It further comprises a rod movable in the axial direction, a torpedo fixedly installed in the middle of the rod, and a ring provided between the stopper and the torpedo, and has a through hole in the center of the plunger. Thus, an injection molding machine was used in which the rod was housed inside the barrel in a state penetrating the through hole, and the plunger was disposed on the side opposite to the stopper of the rod.

また、リングはストッパとトーピードとの間を自在に移動できる構造とすることもできる。さらに、同機を用いた樹脂の射出成形方法であって、ロッドをバレルの開放口側に移動させることで樹脂を可塑化した後、ロッドをバレルの先端側へ移動させることで樹脂の射出成形を行う射出成形方法とすることもできる。 Further, the ring may have a structure that can freely move between the stopper and the torpedo. Further, in a resin injection molding method using the same machine, after plasticizing the resin by moving the rod to the opening side of the barrel, the resin is injection-molded by moving the rod to the tip end of the barrel. It is also possible to use an injection molding method.

本発明は、樹脂の可塑化工程と射出工程とを同一のアクチュエータにより行う構成としたので、射出精度を低下させずに射出成形機としての設備の小型化、簡素化を図ることができた。 According to the present invention, since the plasticizing step and the injection step of the resin are performed by the same actuator, the equipment as an injection molding machine can be reduced in size and simplified without reducing the injection accuracy.

（ａ）本発明の一実施形態である射出成形機１０の模式断面図、（ｂ）同図（ａ）に示すＸ−Ｘ断面図である。1A is a schematic sectional view of an injection molding machine 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view taken along line XX shown in FIG. 射出成形機１０を用いた射出成形の第１工程を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a first step of injection molding using the injection molding machine 10. 射出成形機１０を用いた射出成形の第２工程を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a second step of injection molding using the injection molding machine 10. （ａ）射出成形機１０を用いた射出成形の第３工程を示す模式図、（ｂ）同図（ａ）に示すＹ−Ｙ断面図である。(A) is a schematic diagram showing a third step of injection molding using the injection molding machine 10, and (b) is a sectional view taken along the line YY shown in FIG. 射出成形機１０を用いた射出成形の第４工程を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing a fourth step of the injection molding using the injection molding machine 10. 射出成形機１０を用いた射出成形の第５工程を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic view showing a fifth step of injection molding using the injection molding machine 10.

本発明の射出成形機の実施の形態の一例について図面を用いて説明する。図１（ａ）は本発明の一実施形態である射出成形機１０の模式断面図、同図（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ断面図を示す。本発明に係る射出成形機１０は、図１（ａ）に示すように主に内部で樹脂原料を可塑化し、可塑化した樹脂原料を金型等の外部へ射出させるバレル５と、バレル５内に充填される樹脂原料を外部へ流出することを防ぐプランジャ４とで構成されている。 An example of an embodiment of the injection molding machine of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a schematic sectional view of an injection molding machine 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view taken along line XX of FIG. 1A. As shown in FIG. 1A, an injection molding machine 10 according to the present invention mainly comprises a barrel 5 for plasticizing a resin material inside and injecting the plasticized resin material to the outside of a mold or the like, And a plunger 4 for preventing the resin material charged into the plunger from flowing out.

バレル５の外部には、計量された樹脂原料をバレル５の内部に装入する樹脂ホッパ６と、その装入された樹脂原料をバレル５の内部で加熱するヒータ（加熱手段）７とを備えている。また、バレル５の先端部５ａには可塑化された樹脂原料を金型へ射出する際に開閉するバルブ８が設けられている。そして、バレル５の開放部（後方部）側には後述するプランジャ４がはまり込む開放口５ｂが設けられている。 Outside the barrel 5, a resin hopper 6 for charging the measured resin raw material into the barrel 5 and a heater (heating means) 7 for heating the charged resin raw material inside the barrel 5 are provided. ing. Further, a valve 8 that opens and closes when the plasticized resin material is injected into the mold is provided at the tip 5a of the barrel 5. An opening 5b into which a plunger 4 described later fits is provided on the opening (rearward) side of the barrel 5.

バレル５の内部には、一端（端部）にストッパ２ａを備えるロッド２がバレル５の軸方向に内挿されている。また、プランジャ４の中央部には貫通孔があり、ロッド２はその貫通孔を貫通した状態でバレル５の内部に配置されている。ロッド２の端部のストッパ２ａとプランジャ４との間には、トーピード１が固定設置されており、トーピード１とストッパ２ａとの間にはリング３が自在に可動できるように配置されている。 A rod 2 having a stopper 2 a at one end (end) is inserted in the barrel 5 in the axial direction of the barrel 5. The plunger 4 has a through hole at the center thereof, and the rod 2 is disposed inside the barrel 5 so as to pass through the through hole. The torpedo 1 is fixedly installed between the stopper 2a at the end of the rod 2 and the plunger 4, and the ring 3 is arranged between the torpedo 1 and the stopper 2a so as to be freely movable.

つまり、バレル５の先端部５ａの側（先端側）からロッド２のストッパ２ａ、リング３、トーピード１およびプランジャ４の順に配置されており、その中でストッパ２ａ、リング３、トーピード１はバレル５の内部に収容されている。 That is, the stopper 2a of the rod 2, the ring 3, the torpedo 1 and the plunger 4 are arranged in this order from the tip 5a side (tip side) of the barrel 5, in which the stopper 2a, the ring 3, and the torpedo 1 are placed. Is housed inside.

また、トーピード１の外周部分には、図１（ｂ）に示すように多数のフィンが形成されており、可塑化した樹脂原料はトーピード１のフィンとバレル５との隙間を自由に通過できる構造となっている。 As shown in FIG. 1B, a large number of fins are formed on the outer periphery of the torpedo 1 so that the plasticized resin material can freely pass through the gap between the fins of the torpedo 1 and the barrel 5. It has become.

次に、本発明の射出成形機１０を用いた樹脂の射出工程を図面を用いて説明する。図２ないし図６は、本発明の実施の形態の一例である射出成形機１０を用いた射出成形の各工程を示す。なお、図２ないし図６に示す射出成形機１０（以下、「成形機１０」とする）の紙面右側には、図示しない金型などの型材が設置されているものとする。
Next, a resin injection process using the injection molding machine 10 of the present invention will be described with reference to the drawings. 2 to 6 show each step of injection molding using an injection molding machine 10 according to an embodiment of the present invention. It is assumed that a mold material such as a mold (not shown) is installed on the right side of the drawing of the injection molding machine 10 (hereinafter, referred to as “ molding machine 10”) shown in FIGS.

まず、射出成形の第１工程における状況を図２に示す。第１工程では、図２に示すように予め樹脂ホッパ６に充填されていた樹脂原料（樹脂チップ）Ｒを、図示しない計量装置にて所定量の樹脂原料Ｒを計量する。その後、計量された樹脂原料Ｒを、上方に樹脂挿入口を設けたバレル５内に供給する。この時、バレル５内での樹脂原料Ｒの挿入位置は、トーピード１とプランジャ４との間とする。その後、バレル５の周囲に設けられているヒータ７に電源を入れて、バレル５内の温度を上昇させる。バレル５内の所定位置に樹脂原料Ｒを供給した後、前述の樹脂挿入口を閉じて、次の工程に移る。 First, the situation in the first step of injection molding is shown in FIG. In the first step, as shown in FIG. 2, a predetermined amount of the resin raw material R is measured from a resin raw material (resin chip) R previously filled in the resin hopper 6 by a measuring device (not shown). Thereafter, the measured resin raw material R is supplied into a barrel 5 having a resin insertion port provided above. At this time, the insertion position of the resin raw material R in the barrel 5 is between the torpedo 1 and the plunger 4. Thereafter, the power is turned on to the heater 7 provided around the barrel 5 to increase the temperature inside the barrel 5. After the resin raw material R is supplied to a predetermined position in the barrel 5, the above-described resin insertion port is closed, and the process proceeds to the next step.

次に、射出成形の第２工程における状況を図３に示す。この第２工程では、まずロッド２をプランジャ４に固定する（クランプする）。これにより、ロッド２を移動させることでプランジャ４も共に移動できる。その後、図３に示すようにロッド２をバレル５の先端部５ａ（図面右側）へ移動させて、図１に示したバレル５の開放口５ｂを完全に閉じる。同時に樹脂ホッパ６とバレル５内との開放部分も完全に閉じる。それにより、次工程以降において樹脂原料Ｒが可塑化した際に樹脂原料Ｒが樹脂ホッパ６内へ逆流することを防止する。 Next, the situation in the second step of the injection molding is shown in FIG. In the second step, first, the rod 2 is fixed (clamped) to the plunger 4. Thus, by moving the rod 2, the plunger 4 can move together. Thereafter, as shown in FIG. 3, the rod 2 is moved to the tip 5a (right side in the drawing) of the barrel 5, and the opening 5b of the barrel 5 shown in FIG. 1 is completely closed. At the same time, the open portion between the resin hopper 6 and the inside of the barrel 5 is completely closed. This prevents the resin material R from flowing back into the resin hopper 6 when the resin material R is plasticized in the subsequent steps.

次に、射出成形の第３工程における状況を図４に示す。第３工程では、ロッド２を図１に示したバレル５の開放口５ｂの方向（図面左側）へ移動させる。この際、プランジャ４はバレル５の開放口５ｂに密着したままとする。ロッド２をバレル５の開放口５ｂの方向へ移動させることで、トーピード１も同様にバレル５の開放口５ｂの方向へ移動する。このとき、図示しないロッド２を移動させるアクチュエータは、前述の第１工程において樹脂原料Ｒを計量するアクチュエータと同一のものとする。すなわち、第１工程における樹脂原料Ｒの計量工程と第３工程におけるロッド２の移動（トーピード１の移動）工程は、共に１つのアクチュエータで行う。 Next, the situation in the third step of the injection molding is shown in FIG. In the third step, the rod 2 is moved in the direction of the opening 5b of the barrel 5 shown in FIG. At this time, the plunger 4 is kept in close contact with the opening 5b of the barrel 5. By moving the rod 2 in the direction of the opening 5b of the barrel 5, the torpedo 1 also moves in the direction of the opening 5b of the barrel 5. At this time, the actuator for moving the rod 2 (not shown) is the same as the actuator for measuring the resin raw material R in the first step. That is, the step of measuring the resin raw material R in the first step and the step of moving the rod 2 (moving the torpedo 1) in the third step are both performed by one actuator.

そのため、トーピード１とプランジャ４との間に挿入された樹脂原料Ｒは、図４（ａ）および（ｂ）に示すようにトーピード１を形成する多数のフィンの隙間を矢印の向きに沿って流れていく。その後、リング３の隙間およびロッド２のストッパ２ａの隙間を通過して、バレル５内の先端方向へ樹脂原料Ｒが移動する。 Therefore, the resin raw material R inserted between the torpedo 1 and the plunger 4 flows through the gaps between a number of fins forming the torpedo 1 in the direction of the arrow as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). To go. Thereafter, the resin raw material R moves toward the distal end in the barrel 5 through the gap between the ring 3 and the gap between the stopper 2 a of the rod 2.

樹脂原料Ｒは、トーピード１を形成するフィンの隙間、リング３の隙間およびロッド２のストッパ２ａの隙間を通過する間に、ヒータ７による加熱と樹脂原料Ｒ自身のせん断力で完全に可塑化される。その結果、挿入された樹脂原料Ｒの全てが可塑化されると、成形できる状態の樹脂Ｊに変化し、バレル５内の先端部分に蓄えられることになる。そのときの状況（射出成形の第４工程）を図５に示す（この工程においてもプランジャ４はバレル５の開放口５ｂに密着したままとする）。 The resin material R is completely plasticized by the heating by the heater 7 and the shearing force of the resin material R itself while passing through the gap of the fins forming the torpedo 1, the gap of the ring 3, and the gap of the stopper 2a of the rod 2. You. As a result, when all of the inserted resin raw material R is plasticized, it changes into a moldable resin J and is stored at the tip end in the barrel 5. The situation at that time (the fourth step of the injection molding) is shown in FIG. 5 (the plunger 4 is kept in close contact with the opening 5b of the barrel 5 in this step as well).

次に、射出成形の第５工程における状況を図６に示す。バレル５の先端部分に樹脂Ｊが十分に蓄積されることを確認した後、バルブ８を開放（矢印の向きに沿って紙面上方へ移動）する。同時に、ロッド２を前進させる（矢印の向きに沿って図面右側へ移動させる）ことでバレル５の先端部５ａから可塑化した樹脂Ｊを金型などの型材に向けて射出する（この工程においてもプランジャ４はバレル５の開放口５ｂに密着したままとする）。この第５工程により一連の射出成形工程が完了する。 Next, the situation in the fifth step of the injection molding is shown in FIG. After confirming that the resin J is sufficiently accumulated at the tip of the barrel 5, the valve 8 is opened (moved upward in the drawing along the direction of the arrow). At the same time, the plasticized resin J is injected from the tip 5a of the barrel 5 toward a mold such as a mold by advancing the rod 2 (moving the rod 2 rightward in the drawing along the direction of the arrow) (also in this step). The plunger 4 is kept in close contact with the opening 5b of the barrel 5). This fifth step completes a series of injection molding steps.

１トーピード
２ロッド
２ａストッパ
３リング
４プランジャ
５バレル
５ａバレル５の先端部
５ｂバレル５の開放口
７ヒータ（加熱手段）
１０射出成形機
Ｒ樹脂原料（樹脂チップ） Reference Signs List 1 torpedo 2 rod 2a stopper 3 ring 4 plunger 5 barrel 5a tip 5b of barrel 5 open port 7 of barrel 5 heater (heating means)
10 Injection molding machine R Resin raw material (resin chip)

Claims

A barrel provided with a heating means, and a plunger disposed on the open port side of the barrel, an injection molding machine having a stopper at an end portion , the rod being movable in the axial direction of the barrel , The plunger further includes a torpedo fixedly installed in the middle of the rod, and a ring provided between the stopper and the torpedo. An injection molding machine, wherein the plunger is housed inside the barrel so as to pass through a through hole , and the plunger is arranged on a side of the rod opposite to a stopper.

2. The injection molding machine according to claim 1, wherein the ring has a structure capable of freely moving between the stopper and the torpedo.

An injection molding method using the injection molding machine according to claim 1 or 2,
After plasticizing the resin raw material by moving the rod to the opening side of the barrel, injection molding of the resin raw material is performed by moving the rod to the tip side of the barrel. Method.