JPS5915295B2 - 射出成形機に於ける射出用多段油圧シリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は合成樹脂や合成ゴム等を用いる射出成形機に関
し、特にスクリューの後端に径寸法の異なる数種類のラ
ムを連結して射出速度を広い範囲にわたって調節し得る
様にしたものである。

射出成形機を行なうに当っては、適正な射出速度と射出
圧力とを選択することが最も重要な要素であって、その
適否が成形品の良否に著るしく影響を及ぼすのである。

即ち、これらの成形条件が適当でないときは成形品は外
観や強度が低下し、場合によっては成形の可否に関係す
るものである。

その射出条件は、使用する材料樹脂の種類により、或い
は成形品の形状やこれに要求される寸法精度等によって
異なるのである。

ここで射出成形品の概略を説明する吉このものは、加熱
機構を備えた成形シリンダにスクリューを内挿したもの
であり、このスクリューには油圧シリンダを連結し、こ
れによってスクリューを進退させるのである。

材料樹脂の射出速度はスクリューの前進速度によって定
まり、射出圧力はスクリューの前進する強さによって定
まるものであるが、これは云い換えれば油圧シリンダの
能力によって定まるのである。

ところで従来の射出成形機の油圧シリンダは片ロツド復
動シリンダが用いられ、その能力は射出圧力が７５０〜
１２００Ｋｉ９／ｄ、射出速度が９〜１２ｃｒｒＬ／ｓ
ｅｃになる様に設定されており、その速度はほぼラム径
の二乗に比例する様に設定されている。

そして各々の射出成形機は油圧ポンプの容量を調節する
機構等を備えて射出速度や射出圧力を調節し得る様に設
定されているがその調節幅は非常に狭く、しかも上記し
た能力の範囲内である様に設定されているのである。

このことは、従来から射出成形条件については射出速度
より射出圧力の方が重要な要因であると考えられ、又圧
力は成形品の投影面積にほぼ比例するものと考えられて
いたことに起因するのであって、成形品を成形しようと
する者は成形品の投影面積に見合った能力の射出成形機
を選び、その能力の範囲内で成形条件を設定したのであ
る。

父、従来は、射出圧力は成形品の肉厚によって著るしく
影響されるものであって、肉厚の薄いもの程、高い射出
圧力を要するものと考えられていた。

それゆえ、肉厚５朋以上の成形品には内部に気泡が発生
すると共に外面にはヒケが生じるため成形は唆んど不可
能であり、一方肉厚１ｍｍ以下の成形品の場合には投影
面積１ｏｏｘｔｏｏｍ４ 以上の成形品を得ることは殆
んど不可能であり、しかもこの場合に投影面積に対する
射出圧力を高めるために大形の射出成形機を用いざるを
得なかったから、成形コストが著るしく上昇する欠点が
あったのである。

本発明は上記した従来の欠点を改良すべく肉厚が１ｍｗ
以下のもの（所謂薄肉成形品）から肉厚が５朋以上（厚
肉成形品）に至る広い範囲の成形品について成形条件を
検討した結果、薄肉成形品の場合は通常の成形品である
肉厚１〜３ｍｍ程度の成形品の成形条件と異なり、射出
圧力を低くすると共に射出速度を高くし、一方厚肉成形
品の場合は射出圧力を高くすると共に射出速度を低くす
べきであることを見出し、同時にその際の射出圧力と射
出速度との積が通常の成形品を成形する場合の射出圧力
と射出速度との積とほぼ等しい事を見出したのである。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであって、例え
ば射出圧力が７５０〜１２００ ＫｇＩ／ｃｖｉになる
様に設計された通常の射出成形機の油圧シリンダにそれ
より径寸法の小さな油圧シリンダと大きな油圧シリンダ
とを一体的に付設した多段式の油圧シリンダを形成し、
それぞれのシリンダを同一の油圧ポンプに接続して独立
に作動する様にし、これによって射出圧力と射出速度の
調整幅を著るしく広げて、肉厚成形品や肉薄成形品を成
形し得る様にしたものである。

ここで本発明を具体的に説明するに先だって射出成形機
の概略を説明すると、符号１は成形シリンダであって、
前頭にノズル２を突出し、後部上面には材料投入ホッパ
ー１１を付設するものである。

この成形シリンダ１は材料樹脂を熔融したのち、ノズル
２より射出して金型３のキャビティーに圧入するもので
、該シリンダの外周にはこれを加熱するバンドヒータ１
２を巻回し、更にこれにスクリュー４を回転自在に内挿
するものである。

このスクリュー４は材料樹脂を捏和しながら熔融する捏
和機構と、熔融した樹脂を押し出す射出機構とを兼ねる
もので、それ自身回転しながら進退するものである。

即ち、スクリュー４の後端に連結杆８を一体的に連結し
、これに歯車５を嵌着して駆動モータ１３と連結し、更
に連結杆８には油圧シリンダを連結するのである。

上記構成は、この種通常の射出成形機と殆んど変るとこ
ろはなく、これを用いて射出成形を行うに当っては、先
ず駆動モータ１３を起動してスクリュー４を回転させ、
材料樹脂をホッパー１１よりシリンダ１内に投入する。

すると材料樹脂はスクリュー４によって捏和され、熔融
しながら次第に前方へ移動する。

熔融樹脂が所定量に通したとき油圧機構を作動させてス
クリュー４を前進させる。

このときスクリュー４はピストンとして作用し、該熔融
樹脂を金型３に射出するのである。

本発明は上記スクリュー４とこれに連結した油圧シリン
ダとから成る射出装置に関するものである。

以下本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて説
明する。

符号６１，６２，６３、及び６４は段階的に径寸法の異
なるラムであって１、これらは一体的に形成すると共に
連結杆８を介してスクリュー４に接続されている。

Ｔは上記ラムに対応して段階的に形成したシリンダであ
って、ラム６を摺動自在に内挿して油圧シリンダを構成
するものである。

即ちシリンダ７ｍはラム６のシリンダとなり、シリンダ
７３はラム６３のシリンダとなり、以下同様にシリンダ
７３及び７４はラム６３、及び６４のシリンダとなるも
のである。

そしてこのシリンダ７は射出成形機の本体たるフレーム
９に固着されている。

シリンダ７０，７□。７３．７４とラム６１，６□、６
３，６４とによって構成される作用室７ａ、７ｂ、７ｃ
、７ｄはパツキンを用いてシールして各々独立させて夫
々に油の流入管１１，１２，１３，１４を連結し、更に
反作用室７Ａにも流入管Ｔを連結してこれらを方向制禦
弁１０に導ひき、更に油圧ポンプＰに接続する。

ところでラム６□とラム６３の径寸法は通常の射出成形
機のそれとほとんど変るところはなく、射出圧力が７５
０〜１２００々／ｃＩ！ｔになる様に設定されているも
のであって、この本数に限定されるものではない。

ラム６１は例えば射出圧力が２０００〜４０００ Ｋｇ
／ｃｒＡ程度になる様に、ラム６４は射出圧力が４００
に９／ｃｒ＆、射出速度が３０〜４０ｃｒｒＬ／ｓｅｃ
程度になる様に設定するものである。

また方向禦禦弁１０は、スクリュー４を前進させるに当
って各々の作用室に独立に、又複数の作用室に同時に、
或いは（単独であるか複数であるかは別として）二以上
の作用室に時間差を設けて作動油を圧入し得る様に形成
するものとする。

尚、複数の作用室が開時に作動した場合は、その有効面
積は各作用室の有効面積（例えば作用室７ｂの有効面積
はラム６□と隣位のラム６３の断面積の差で表わされ、
最後端の作用室７ｄの有効面積は最後端のラム６４の断
面積で表わされるものである。

）の和で表わされるものであるから、各作用室の有効面
積は互いに異なって形成するのがよく、この様に形成し
たときは、実働の有効面積は作動すべき作用室の組合せ
を選ぶことによって１４段階に変化させることが出来、
換言すれば径寸法の異なる１４種類のラムを備えたもの
と同様の効果が得られるのである。

第３図は他の一実施例を示すものであって、第２図に示
すシリンダ７を分割し、しかもその一部をラムとしても
兼用するものである。

即ちラム６、。６３・・・・・・はそれぞれラム１６１
，１６□・・・・・・に対応し、又ラム１６□はラム１
６３の、及びラム１６１はラム１６４のシリンダになっ
ているのである。

従って作用室ｌ ７ ａ ｔ ｌ ７ ｂ・・・・・・
はそれぞれ作用室７ａ、７ｂ・・・・・・に対応するも
のである。

これを更に具体的に説明すると、シリンダー７１及びそ
れより一段階細いシリンダー７３は一体的に形成し、こ
れらをフレーム９に固着する。

該シリンダには、シリンダー７３の内径より細いラム１
６３及びそれより更に細いラム１６４を内設する。

そしてシリンダー７にはラム１６１を内挿し、更にシリ
ンダー７□には該ラム１６１と一体的に形成したラム１
６□を内挿する。

ところで、このラム１６１及び１６□は、前記したラム
１６４及び１６３のシリンダを兼用するものであって、
内部をラム１６４及び１６３に合致させて切削して円筒
状にし、シリンダー７４及びシリンダー７３を形成し、
これにラム１６４及びラム１６３を摺動自在に挿入する
ものである。

この様に形成すると、それぞれシリンダとラムとの間に
作用室１７ ａ ｔ １７ ｂ 、１７ ｃ 、１７
ｄ及び反作用室１７Ａが形成されるからこれらにそれぞ
れ油の流入管１１．１２．１３．１４及びＴを接続し、
これを第１図に於けると同様に方向制禦弁１０及びポン
プＰに導びくのである。

第４図は他の実施例を示すものであって、２７１はシリ
ンダ、２６．はラムであり、該シリンダはフレーム９に
固着し、ラムは連結杆８に接続する。

ラム２６１には段階的に径寸法の異なる窪を削成してシ
リンダ２７２，２７３，２７４を構成し、又シリンダ２
７、には該シリンダに適合するラム２６□、２６３，２
６４を内設し、これらをそれぞれシリンダに係合する。

すると、シリンダとラムとの間には作用室２７ａ２７ｂ
、２７ｃ 、２７ｄ及び反作用室２γＡが形成される
からこれらに油の流入管ｔ１．ｔ２．ｔ３゜ｔ４及びＴ
を接続する。

上記第３図及び第４図に示す射出装置の特徴はシリンダ
が第２図に示すそれに比較して短かくなり、従って射出
成形機全体が小形化される点にあるものであって、その
機能は変るものではない。

以上詳述した様に本発明は、従来の射出装置に於ける油
圧シリンダにラム径の大きなものと、小さなものとを一
体的に°付設したものであるから、射出圧力の設定幅が
著るしく広がり、厚さ５１ｒＬ似上の厚肉成形品や厚さ
１ｍｍ以下の薄肉成形品を成形することが可能になった
のである。

特に従来は成形が殆んど不可能であるとされていた厚さ
０．５關程度、投影面積ｉｏｏｘ１ｏｏｇ４以上の薄肉
大形成形品の成形も可能になったばかりでなく、この場
合は従来考えられていた成形条件と異なって低射出圧力
、高射出速度で成形し得ることを見出したことによって
、小形の成形機を用いて２０〜３０シヨツ）／ｍｉｎ程
度の高速度で成形することが可能となったのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す一部切欠側面図、第２
図は要部を示す縦断面図、第３図及び第４図は他の一例
を示す縦断面図である。 １ニジリンダ、２；ノズル、３；金型、４；スクリュー
、５；歯車、６：ラム、７：油圧シリンダ、８；連結杆
、９；フレーム、１０；方向匍凛弁、１１；ホッパー、
１２：バンドヒート、１３；モータ、ｔｌ・・・・・・
ｔ４；流入管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 段階的に径寸法の異なる数種のラムをその径寸法の
   大きな順に連続させ、該ラムとシリンダーとによって構
   成される作用室を円筒状に形成すると共に、各作用室に
   はそれぞれ油の流入管ｔ１．ｔ２・・・・・・を接続し
   てこれを方向制御弁に導き、夫々の作用室に独立に、或
   いは複数の作用室に同時に、又は各作用室に時間差を設
   けて油を圧入して油圧シリンダーを作動させる様に形成
   した多段油圧シリンダーをそなえたものであることを特
   徴とする射出成形機。 ２ 油圧シリンダのラム６□＞ ６２．６３．６４をそ
   の径寸法の大きな順に一体的に連結して形成し、該ラム
   とシリンダーとの間に作用室７ａｔ７ｂｔ７ ｃ 、７
   ｄを形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の多段油圧シリンダをそなえた射出成形機。 ｉ 最大径のラム１６１と次に径寸法の大きなラム１６
   □とを一体的に連結してこれを一体的に連結して形成し
   たシリンダー１７１及び１Ｔ２に摺動自在に挿入し、更
   に該ラムの内部を円筒状に切削して径寸法の異なる２種
   のシリンダーを形成し、これらにラム１６３及び１６４
   を摺動自在に挿入すると共に、該ラム１６３はシリンダ
   ー１７２の末端壁の内面に固着して内設し、各ラムとシ
   リンダーとによって形成される作用室１７ａ、１７ｂ。 １７Ｃ，１７ｄにそれぞれ油の流入管を接続したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多条油圧シリン
   ジ−をそなえた射出成形機。 ４ シリンダー２７１にラム２６□を摺動自在に挿入す
   ると共にその前面を突出させ、しかもその内面を円筒状
   に切削してシリンダー２７□、２７３゜２７４を形成し
   、更にシリンダー２７．の末端壁の内面には段階的に径
   寸法の減少したラム２６□。 ２６３．２６．を固着し、該ラムを上記シリンダー２７
   □、２７３，２７４に摺動自在に挿入すると共に、各ラ
   ムとシリンダーとによって形成される作用室２７ａｔ２
   ７ｂｊ２７ｃ、２γｄとにそれぞれ油の流入管を接続し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多段油
   圧シリンダーをそなえた射出成形機。