JPH0530366B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は合成樹脂成形装置、特に押出装置、射
出装置及び射出成形用金型装置を組み合わせて成
る合成樹脂成形装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

一般にプラスチツクの成形は主原料である合成
樹脂の熱可塑性又は熱硬化性を利用して行なわれ
る。樹脂や副資材等の性質によつて様々な加工方
法があるが、合成樹脂の熱に対する性質、即ち、
熱可塑性或いは熱硬化性を利用する成形方法がそ
の殆んどを占めている。

このような成形方法としては、圧縮成形、トラ
ンスフア成形、射出成形、押出成形、ブロー成形
及びカレンダ加工等々がある。

これらのうちで、熱可塑性の成形材料を補給器
からシリンダ内に供給し、回転自在に、且つ軸方
向に回動自在に設けたスクリユウによつて加熱部
に送り、上記加熱部で加熱、加圧されて可塑状と
なつた成形材料を上記シリンダの先端部に設けた
ノズルから金型のキヤビテイ内に射出することに
よつて成形する成形方法は公知であり、更には熱
硬化性の材料による成形にも使用されている。

上記のようなスクリユウ式射出成形装置では、
スクリユウの回転によつて成形材料であるプラス
チツクのペレツトに圧力を加えつゝ、シリンダか
らの熱伝導並びにスクリユウの回転に伴つて生じ
る剪断熱によつてペレツトを加熱加圧し、溶融し
た成形材料をシリンダの先端部に設けたノズルか
ら金型のキヤビテイ内に高圧で射出し、成形する
ものであるが、射出プラスチツクの、主としてそ
の量の精密制御が充分でなく、また各駆動及び加
熱装置の相互関係を制御する自動化が不充分であ
るため、大型で複雑な形状の製品を成形使用とす
ると、必ずしも最良の品を得ることができないと
いう問題があつた。

かゝる問題点を解決するため、本発明者は先に
特願昭59−018488号に於て、熱可塑性の成形材料
を補給器からシリンダ内に供給し、これを回転自
在に支承したスクリユウによつて上記シリンダの
加熱部に送り、加熱、加圧されて可塑状となつた
成形材料を上記シリンダの先端部に設けたノズル
から押し出すスクリユウ式押出装置と、上記スク
リユウ式押出装置のノズルから可塑状となつた成
形材料をシリンダチユーブ内に受け入れ、これを
シリンダヘツドに設けたノズルから所定量を精密
に制御した所定量として射出するシリンダ装置
と、加熱部及び冷却部を有する下型及び上型と、
これら上下型を接離させる装置とから成り、上記
射出シリンダ装置のノズルから可塑状となつた成
形材料を上記上下型間に形成されるキヤビテイ内
で成形する射出成形用金型装置と、予め定められ
たプログラムに従い、上記スクリユウ式押出装
置、射出シリンダ装置及び射出成形用金型装置の
作動を制御する制御装置と、から成る成形装置を
開示した。

上記の如き構成の成形装置であると、スクリユ
ウ式押出装置、射出シリンダ装置及び射出成形用
金型装置の相互間の作動が適切に制御され、加
熱、冷却のタイミングが最適に保たれるため、大
型で複雑な形状の成形品が良好な状態で製造され
得るものであつた。

然しながら、上記のような成形装置に於て、成
形材料の溶融は、外部熱源及びスクリユウ式押出
装置に於ける剪断熱によつて行われるものである
が、必ずしも均一且つ効率的な温度制御が行なわ
れず、圧力の制御も完全ではなかつた。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

本発明は叙上の問題点を解決するためなされた
ものであり、その目的とするところは、成形材料
の温度及び圧力の制御を的確に行ない得る合成樹
脂成形装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

而して、上記の目的を達成するための本発明の
要旨とするところは、前記の如き成形装置に於
て、スクリユウ式押出装置のスクリユウをその軸
方向に進退自在に支承し、この押出ノズル側の先
端を上記ノズルに通じる押出口に接離させること
により、上記押出口を通過する樹脂の流出抵抗を
制御する弁として作動するよう構成すると共に、
上記スクリユウの軸方向位置が上記制御装置によ
り制御されるように構成することにある。

〔作用〕

上記の如き構成であれば、上記スクリユウの先
端の上記押出ノズルの押出口に接触させて当該押
出口を閉じた状態でスクリユウを回転させること
により、上記スクリユウを取り付けたシリンダ内
の成形材料は充分に混練、剪断され、その剪断熱
とシリンダに設けた加熱装置によつて均一且つ効
率良く加熱されて溶融するものであり、その温度
制御も上記スクリユウの移動による押出口の開閉
によつて効率的に行なわれ得るものである。更に
また、シリンダ内の圧力制御及び上記ノズルから
の押出圧力も、上記スクリユウの位置を制御して
上記押出口の開口量を調整することにより容易に
制御でき、これにより均質且つ高品質の成形品を
製造することが可能となるものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつゝ本発明の詳細を具体的
に説明する。

第１図及び第２図は本発明にかゝる合成樹脂成
形装置の一実施例を示す説明図であ。

図中、１はスクリユウ式押出装置２、射出シリ
ンダ装置３、射出成形用金型装置４及びこれらを
制御する数値制御装置を含む制御装置５から成る
成形装置である。

上記スクリユウ式押出装置２は、基台６、シリ
ンダ７、スクリユウ８、加熱用コイル９，９、押
出ノズル１０、チエツクバルブ１１、補給器１
２、コンパクタ１３、モータ１４、エンコーダ１
５、モータ１６、エンコーダ１７及びインバータ
１８、並びに上記スクリユウ８の軸方向位置を変
更するスクリユウ移動機構１９から成り、更に上
記スクリユウ移動機構１９は、移動ブロツク１９
１、ガイドレール１９２、送りネジ１９３、モー
タ１９４、エンコーダ１９５から成る。

また、射出シリンダ装置３は、この実施例の場
合、各射出毎に所定単位射出量の成形材料の供給
を受けることにより、正確に所定量の射出が行な
えるように構成したもので、シリンダチユーブ２
０，２１、シリンダヘツド２２，２３，２４、ピ
ストン２５，２６、ピストンロツド２７、自動弁
２８，２９、ノズル３０、加熱用コイル３１及び
インバータ３２から成り、成形材料を供給により
受け入れ充填し、そして射出するシリンダチユー
ブ２０、ヘツド２２及びピストン２５によつて形
成される内容積空間は、精密な所定量となるよう
に作製されている。

射出成形用金型装置４は、テーブル３３、ガイ
ド軸３４，３４、固定盤３５、ナツト３６，３
６、取付板３７、断熱板３８、受板３９、スペー
サブロツク４０、ブツシユ４１、型バルブ４２、
下型４３、加熱用コイル４４，４４、上型４５、
加熱用コイル４６，４６、ガイド受板４７，４
７、上型取付板４８、送りネジ４９、モータ５
０、モータブラケツト５１、スライダ５２、スラ
イダ受板５３、スライダガイド板５４、エンコー
ダ５５及びインバータ５６から成る。

先ず、スクリユウ式押出装置２について説明す
る。

モータ１６は、この駆動軸をスクリユウ８の後
端部に接続され、スクリユウ８を回動せしめ、そ
の回転量及びモータトルクの変化はエンコーダ１
７によつて検出されるようになつている。

スクリユウ８はシリンダ７内に回動自在に設け
られ、モータ１６の駆動によつて回動し、補給器
１２から供給される成形材料であるプラスチツク
のペレツトを加熱部に送り出すと同時に、その際
に生じる剪断熱により成形材料を加熱し、加熱部
で加熱加圧されて可塑状となつた成形材料をシリ
ンダ７の先端部に設けた押出ノズル１０からチエ
ツクバルブ１１を介して射出シリンダ装置３の定
量射出用のシリンダチユーブ２０内に押し出すも
のである。

補給器１２はシリンダ７の上部に取り付けら
れ、成形材料であるプラスチツクのペレツトをシ
リンダ７内に密閉状態でコンパクタ１３及びモー
タ１４により圧縮供給するものであり、その回転
量を検出するエンコーダ１５が設けられている。

加熱用コイル９，９は必要に応じてシリンダ７
内にスクリユウ８を囲んで複数設けられ、インバ
ータ１８を介して図示せぬ電源装置から電力が供
給されてシリンダ７を加熱するものである。

シリンダ７の加熱用コイル９，９の設けられた
部分は加熱部を構成し、成形材料はこの加熱部で
シリンダ７の内周面からの熱伝導によつて加熱さ
れるものである。

押出ノズル１０はチエツクバルブ１１を具備
し、シリンダ７の先端部に取り付けられる。

而して、本発明にかゝる合成樹脂成形装置のス
クリユウ式押出装置２のスクリユウ８は、その軸
方向に移動可能なように、即ちシリンダ７に対し
て図中左右方向に移動可能なように取り付けら
れ、スクリユウ移動機構１９によつて移動せしめ
られるようになつている。

即ち、スクリユウ７を回転させるためのモータ
１６は移動ブロツク１９１上に搭載されると共
に、移動ブロツク１９１は送りネジ１９３を回転
させることによりガイドレール１９２に沿つて図
中左右方向に移動し、これによりスクリユウ８が
その軸方向に移動するようになつている。モータ
１９４は送りネジ１９３を回転させるためのもの
であり、エンコーダ１９５はその回転量を検知す
るためのものである。

一方、スクリユウ８の先端８′は、シリンダ７
の押出口７′に接離する弁として構成され、スク
リユウの軸方向への移動により上記押出口７′を
開閉するようになつている。

而して、第１図に示す如く、スクリユウ８の先
端８′がシリンダの押出口７′に当接しこれが閉じ
られた状態に於て、補給器１２からシリンダ７内
に成形材料を供給し、加熱用コイル９，９に電流
を通じると同時にモータ１６を駆動してスクリユ
ウ８を回転させると、熱可塑性の成形材料はシリ
ンダ７の加熱部に送り出され、こゝで加熱用コイ
ル９，９から発せられる熱によつて加熱されると
共に、スクリユウ８の回転に伴う成形材料の加圧
及び剪断熱によつて流動化せしめられる。上記流
動化された成形材料が充分に混練され、且つ均一
に加熱された時点で、制御装置５からモータ１９
４の駆動電源装置（図では省略）に指令を送り、
モータ１９４を回転せしめて移動ブロツク１９１
を図中左方向へ移動せしめ、これによりスクリユ
ウ８を左方向へ移動せしめて、第２図に示す如く
シリンダ７の押出口７′を開く。然るときは、上
記流動化した成形材料が、シリンダ７の先端部に
取り付けた押出ノズル１０からチエツクバルブ１
１を介して定量射出用のシリンダチユーブ２０内
に注入される。これらのスクリユウ式押出装置２
の一連の作動は、制御装置５に予め設定されたプ
ログラムに従つて制御される。

次に射出シリンダ装置３について説明する。

射出シリンダ装置３は、シリンダチユーブ２
０，２１内に各々摺動自在にピストン２５，２６
を設け、シリンダチユーブ２０，２１の両端開口
にそれぞれシリンダヘツド２２，２３，２４を介
して一連に取り付け、シリンダヘツド２２に設け
た孔に摺動自在に挿通し、一端をピストン２５に
取り付け他端をピストン２６に取り付けたピスト
ンロツド２７を設け、シリンダチユーブ２１の外
周の両端にピストン２６の作動をさせる自動弁２
８，２９を各々設け、シリンダヘツド２２にノズ
ル３０を取り付け、シリンダチユーブ２０の外周
にインバータ３２から図示しない電源装置の電力
の供給を受け、シリンダチユーブ２０を加熱し、
成形材料の溶融状態を保つための加熱用コイル３
１を設けた構成となつているものである。

射出シリンダ装置３の作動は、各サイクルの初
期にはピストン２５，２６は各々シリンダチユー
ブ２０，２１内で右側の移動終端にあり、溶融し
た成形材料がノズル１１からシリンダチユーブ２
０内に注入されるのと同期してシリンダチユーブ
２１内に自動弁２８，２９の作動により図示せぬ
油圧ユニツトから油圧が供給されてピストン２６
がピストンロツド２７を介してピストン２５と共
に図中左方移動終端の所定位置に正確に移動する
まで成形材料の注入が行なわれ、注入成形材料の
量は常に正確に所定の一定量となるようになつて
いる。

次に、ピストン２５が自動弁２８，２９の作動
により図示せぬ油圧ユニツトから油圧が供給され
てピストン２６と共にピストンロツド２７を介し
てシリンダヘツド２２方向の移動終端まで移動
し、成形材料をノズル３０から次に説明する射出
成形用金型装置４のキヤビテイ内に正確に所定量
射出し保圧状態で成形するもので、シリンダチユ
ーブ２２、即ち該チユーブ２０とヘツド２２及び
ピストン２５によつて形成される内容積空間は、
次の金型装置４へ成形材料を射出する該射出成形
材料の精密な秤又は枡となつている。

次に射出成形用金型装置５について説明する。

下型４３は、内部に加熱用コイル４４，４４を
有し、テーブル３３上に取付板３７、断熱板３
８、受板３９、スペーサブロツク４０及びブツシ
ユ４１を介して固定されている。

また、ノズル３０から溶融した成形材料を通す
スプルー、ランナーが受板３９及びブツシユ４１
内に設けた型バルブ４２を介して下型４３のキヤ
ビテイ内に通じるように設けられている。

上型４５は、ガイド軸３４，３４、固定盤３
５、上型取付板４８及び送りネジ４９を介して昇
降自在に支承されており、また、内に加熱用コイ
ル４６，４６を有し、下型４３のキヤビテイ内で
所望の形状の成形品を得る突出部を有する。

加熱用コイル４４，４４及び４６，４６は、下
型４３及び上型４５の内部に複数設けられ、イン
バータ５６を介して図示せぬ電源装置から電力が
供給されて下型４３及び上型４５を加熱し、溶融
した成形材料が金型キヤビテイ内の各部に万遍な
く行き渡るようにした後、下型４３及び上型４５
を冷却し、成形するためのものである。

断熱板３８は下型４３の熱がテーブル３３に逃
げないように、受板３９と取付板３７の間に取り
付けられるものである。

上型４５は、テーブル３３上に下型４３を跨ぐ
ようにそれぞれ４本立設したガイド軸３４，３４
の上端にナツト３６，３６で取り付けた固定盤３
５と、固定盤３５に設けたネジ孔に螺合する送り
ネジ４９と、送りネジ４９の一端に回動自在に且
つ軸方向に係止して設けた上型取付板４８を介し
て昇降自在に取り付けられており、また、モータ
５０は、その回転軸が送りネジ４９に取り付けら
れ、且つ固定盤３５上に立設し、スリツトを有す
るスライダガイド板５４にモータブラケツト５１
を介してスライダ５２及びスライダ受板５３によ
り摺動自在に取り付けられる。

また、上型４５は、モータ５０の駆動による送
りネジ４９の回動で送りネジ４９に螺合した固定
盤３５のネジ孔に沿つて送りネジ４９が移動する
ことによつて、４本のガイド軸３４，３４を案内
にして所定の位置間を昇降するものであり、下型
４３に重ね合せた位置で所望の成形品を得る金型
キヤビテイを形成するように型締めが行なわれ
る。

而して、数値制御装置を含む制御装置５は、成
形装置１のスクリユウ式押出装置２、射出シリン
ダ装置３及び射出成形用金型装置４の全体を自動
制御するものであり、その作動について説明す
る。

先ず、制御装置５は、スクリユウ式押出装置２
のコンパクタ１３の駆動用モータ１４及びエンコ
ーダ１５の制御により補給器１２から成形材料を
シリンダ７内に供給し、モータ１６及びエンコー
ダ１７の制御によりスクリユウ８を回動させ、且
つ加熱用コイル９，９をインバータ１８を介して
制御することにより成形材料を加熱せしめる。こ
の時点でスクリユウ８は図中最も右側まで進出さ
れ、シリンダの押出口７′はスクリユウの先端
８′によつて閉じられた状態にあり、そのためス
クリユウ８の回転によつてシリンダ７内の成形材
料は充分に加圧されると共に、加熱用コイル９，
９による加熱に加えて成形材料の剪断熱により溶
融状態となり、均一且つ充分に混練される。所定
時間経過後、若しくはシリンダ７の適宜の箇所に
設けた温度センサ（図では省略）により測定され
た成形材料の温度が予め定められた所定の温度に
達した時点で、制御装置５から信号を発してモー
タ１９４を作動させ送りネジ１９３を回転させる
ことにより移動ブロツク１９１を図中左方向へ移
動させ、これによつてスクリユウ８を左方向へ移
動させてシリンダの押出口７′を開くことになる
が、この間にはスクリユウ８の回転により成形材
料を前方に送り、シリンダ７先端内の圧力が所定
の圧力に於てチエツクバルブ１１を開き、スクリ
ユウ８の回転を継続させつゝモータ１９４を作動
させ、スクリユウ８を移動ブロツク１９１と共に
右側へ移動させる。然るときは、シリンダ７の先
端のノズル１１の射出口から溶融した成形材料が
射出シリンダ装置３のシリンダチユーブ２０内に
注入されるものである。

また、制御装置５は、予めインバータ３２を介
して加熱用コイル３１の制御により加熱されたシ
リンダチユーブ２０内に溶融した成形材料が注入
されるのと同期して、射出シリンダ装置３の自動
弁２８，２９の制御によりピストン２５，２６を
右側の移動終端から左方の図に示す所定移動終端
位置へと移動させて所定量の成形材料の注入を行
ない、チエツクバルブ１１を閉じ、次いで自動弁
２８，２９の制御によりピストン２５，２６を図
に示す位置から右方に移動させると共に射出成形
用金型装置４の型バルブ４２の制御により、予め
型締め用モータ５０及びエンコーダ５５の制御に
より上型４５を移動させ、下型４３上に型締めを
行ない、且つインバータ５６を介して加熱用コイ
ル４４，４４及び４６，４６の制御により加熱さ
れた下型４３及び上型４５のキヤビテイ内に、シ
リンダチユーブ２０により所定量の計量が行なわ
れた溶融成形材料を、ノズル３０から射出し、保
圧状態で加熱を止め、下型４３と上型４５を自然
に又は図示されていない冷却装置により冷却し成
形するものである。

〔発明の効果〕

本発明にかゝる合成樹脂成形装置に於ては、上
記の如く、スクリユウ式押出装置２のスクリユウ
８の軸方向位置が制御されるよう構成されている
ため、成形材料の温度及び圧力の制御を適切に行
なうことができ、これにより均質且つ高品質の成
形品を製造することが可能となるものである。

なお、本発明にかゝる合成樹脂成形装置は、叙
上の実施例に限定されるものでなく、上記の説明
から当業者が容易に想到し得るすべての変更実施
例を包摂すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明にかゝる合成樹脂成
形装置の一実施例を示す説明図である。 １……成形装置、２……スクリユウ式押出装
置、３……射出シリンダ装置、４……射出成形用
金型装置、５……制御装置、６……基台、７……
シリンダ、８……スクリユウ、９，９……加熱用
コイル、１０……押出ノズル、１１……チエツク
バルブ、１２……補給器、１３……コンパクタ、
１４……モータ、１５……エンコーダ、１６……
モータ、１７……エンコーダ、１８……インバー
タ、１９……スクリユウ移動機構、１９１……移
動ブロツク、１９２……ガイドレール、１９３…
…送りネジ、１９４……モータ、１９５……エン
コーダ、２０，２１……シリンダチユーブ、２
２，２３，２４……シリンダヘツド、２５，２６
……ピストン、２７……ピストンロツド、２８，
２９……自動弁、３０……ノズル、３１……加熱
用コイル、３２……インバータ、３３……テーブ
ル、３４……ガイド軸、３５……固定盤、３６…
…ナツト、３７……取付板、３８……断熱板、３
９……受板、４０……スペーサブロツク、４１…
…ブツシユ、４２……型バルブ、４３……下型、
４４……加熱用コイル、４５……上型、４６……
加熱用コイル、４７……ガイド受板、４８……上
型取付板、４９……送りネジ、５０……モータ、
５１……モータブラケツト、５２……スライダ、
５３……スライダ受板、５４……スライダガイド
板、５５……エンコーダ、５６……インバータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性の成形材料を補給器からシリンダ内
   に供給し、これを回転自在に支承したスクリユウ
   によつて上記シリンダの加熱部に送り、加熱、加
   圧されて可塑状となつた成形材料を上記シリンダ
   の先端部に設けたノズルから押し出すスクリユウ
   式押出装置と、 上記スクリユウ式押出装置のノズルから可塑状
   となつた成形材料をシリンダチユーブ内に受け入
   れ、これをシリンダヘツドに設けたノズルから所
   定量を精密に制御した所定量として射出する射出
   シリンダ装置と、 加熱部及び冷却部を有する下型及び上型と、こ
   れら上下型を接離させる装置とから成り、上記射
   出シリンダ装置のノズルから可塑状となつた成形
   材料を上記上下型間に形成されるキヤビテイ内で
   成形する射出成形用金型装置と、 予め定められたプログラムに従い、上記スクリ
   ユウ式押出装置、射出シリンダ装置及び射出成形
   用金型装置の作動を制御する制御装置と、 を有する合成樹脂成形装置に於て、 上記スクリユウ式押出装置のスクリユウがその
   軸方向に進退自在に支承されており、その押出ノ
   ズル側の先端が上記ノズルに通じる押出口に接離
   することにより上記押出口を開閉する弁として構
   成されると共に、上記スクリユウの軸方向位置が
   上記制御装置により制御される上記の合成樹脂成
   形装置。