特開 2024-136522 射出装置のパージ治具、およびパージ方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024136522

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】射出装置のパージ治具、およびパージ方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/84 20060101AFI20240927BHJP

   B29C 45/20 20060101ALI20240927BHJP

   B29C 45/24 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

B29C45/84

B29C45/20

B29C45/24

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023047662

(22)【出願日】2023-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000004215

【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所

(74)【代理人】

【氏名又は名称】杉谷 嘉昭

(74)【代理人】

【識別番号】100147072

【弁理士】

【氏名又は名称】杉谷 裕通

(72)【発明者】

【氏名】中山 清貴

【テーマコード（参考）】

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F206AA36

4F206AM04

4F206AM10

4F206AM19

4F206AM32

4F206AR06

4F206JA07

4F206JD01

4F206JL01

4F206JL08

4F206JP03

4F206JP30

4F206JQ57

4F206JQ86

(57)【要約】

【課題】安全に熱硬化性樹脂をパージすることができるパージ治を提供する。
【解決手段】熱硬化性樹脂を射出する射出装置（３）のパージ治具（６０）として構成する。射出装置（３）は、先端にノズル（２３）が設けられているシリンダ（１８）と該シリンダ（１８）内に入れられているスクリュ（１９）とを備えている。パージ治具は排出路（６４）を備えており、ノズル（２３）が取り外された状態でシリンダ（１８）の先端に取り付けられる。そしてシリンダ（１８）から押し出される熱硬化性樹脂（７１）を排出路（６４）から排出する。
【選択図】図４Ｃ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

排出路を備え、
先端にノズルが設けられているシリンダと該シリンダ内に入れられているスクリュとを備えた熱硬化性樹脂を射出する射出装置において、前記ノズルが取り外された状態で前記シリンダの先端に取り付けられ、前記シリンダから押し出される熱硬化性樹脂を前記排出路から排出するようになっている、パージ治具。

【請求項2】

前記パージ治具は排出された熱硬化性樹脂を溜める樹脂溜部を備えている、請求項１に記載のパージ治具。

【請求項3】

前記樹脂溜部は前記排出路に接続されている容器からなる、請求項２に記載のパージ治具。

【請求項4】

前記パージ治具にはヒータが設けられている、請求項１または２に記載のパージ治具。

【請求項5】

前記パージ治具には振動発生手段が設けられている、請求項１または２に記載のパージ治具。

【請求項6】

前記パージ治具は取付状態検出センサを備え、前記シリンダに対する前記パージ治具の接続状態を検出するようになっている、請求項１または２に記載のパージ治具。

【請求項7】

水平に設けられているシリンダと、
該シリンダ内で水平方向に駆動されるスクリュと、
前記スクリュを駆動するスクリュ駆動装置と、を備えた熱硬化性樹脂を射出する射出装置において熱硬化性樹脂をパージするパージ方法であって、
前記シリンダの先端からノズルを取り外すノズル取外し工程と、
前記シリンダの先端に、排出路を備えたパージ治具を取り付けるパージ治具取付工程と、
前記スクリュを駆動して熱硬化性樹脂を前記シリンダから押し出して、前記排出路から排出する排出工程と、を備えたパージ方法。

【請求項8】

前記パージ治具に樹脂溜部を設け、前記排出工程において排出される熱硬化性樹脂を前記樹脂溜部に溜めるようにする、請求項７に記載のパージ方法。

【請求項9】

前記排出工程は、前記パージ治具を熱硬化性樹脂の硬化温度より低い所定の温度に加熱して実施する、請求項７または８に記載のパージ方法。

【請求項10】

前記排出工程は、前記パージ治具を振動させながら実施する、請求項７または８に記載のパージ方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱硬化性樹脂を射出する射出成形機において熱硬化性樹脂をパージするためのパージ治具、およびパージ方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

射出材料として熱硬化性樹脂を射出するいわゆる熱硬化性射出成形機は、例えば特許文献１に記載されているように、型締装置と射出装置とから構成されている。射出装置はシリンダと、このシリンダ内に入れられているスクリュと、シリンダを支持すると共にスクリュを駆動するスクリュ駆動装置と、を備えている。シリンダを熱硬化性樹脂がシリンダ内で硬化しない温度に加熱して、スクリュを回転する。そうすると熱硬化性樹脂が溶融して、スクリュの前方に送られてスクリュが後退する。すなわち計量される。スクリュを軸方向に駆動すると、型締装置で型締めされた金型に熱硬化性樹脂が充填される。金型を加熱して熱硬化性樹脂を硬化させる。樹脂が硬化したら金型を開いて成形品を取り出す。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１－２１６７５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

熱硬化性射出成形機の射出装置を保守するとき、シリンダ内に溜まっている熱硬化性樹脂をパージする必要がある。シリンダには先端にノズルが設けられており、ノズルを付けた状態で熱硬化性樹脂をパージすると、ノズル内の樹脂流路の断面積が小さいので絞り作用により圧力損失して発熱する。この発熱によって架橋反応し易く熱硬化性樹脂が劣化することがある。そうすると、パージした熱硬化性を再利用することができない。そこでパージするときにはシリンダからノズルを取り外して実施するようにしている。しかしながら、ノズルを取り外した状態でパージすると、シリンダの先端からスクリュが露出するので、作業者が触れる虞もあり、すなわち安全上、改善の余地がある。

【0005】

本開示において、熱硬化性樹脂を射出する射出装置において安全に熱硬化性樹脂をパージすることができるパージ治具、およびパージ方法を提供する。

【0006】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示は、熱硬化性樹脂を射出する射出装置のパージ治具として構成される。射出装置は、先端にノズルが設けられているシリンダと該シリンダ内に入れられているスクリュとを備えている。パージ治具は排出路を備えており、ノズルが取り外された状態でシリンダの先端に取り付けられる。そしてシリンダから押し出される熱硬化性樹脂を排出路から排出するように構成する。

【発明の効果】

【0008】

本開示は、安全にパージを実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施の形態に係る熱硬化性射出成形機の正面図である。

【図2】本実施の形態に係る射出装置の正面断面図である。

【図3】本実施の形態に係るパージ治具の斜視図である。

【図4A】本実施の形態に係るパージ方法を実施している、本実施の形態に係る射出装置の正面断面図である。

【図4B】本実施の形態に係るパージ治具が取り付けられている本実施の形態に係る射出装置の正面断面図である。

【図4C】本実施の形態に係るパージ治具が取り付けられている本実施の形態に係る射出装置の正面断面図である。

【図5】本実施の形態に係るパージ方法を示すフローチャートである。

【図6】本実施の形態の変形例に係るパージ治具を示す、正面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、具体的な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。ただし、以下の実施の形態に限定される訳ではない。説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。また、図面が煩雑にならないように、ハッチングが省略されている部分がある。

【0011】

［本実施の形態］
＜射出成形機＞
本実施の形態に係る熱硬化性射出成形機１は、図１に示されているように、型締装置２、射出装置３、等を備えている。型締装置２は次に詳しく説明するように、型盤が上下に駆動されて型開閉する竪型になっている。これに対して熱硬化性樹脂を射出する射出装置３は後で説明するように横置き型になっている。熱硬化性射出成形機１には、これら装置を制御する制御装置４が設けられている。後で説明する本実施の形態に係るパージ治具６０（図３参照）は射出装置３に取り付けられることになる。

【0012】

＜型締装置＞
本実施の形態において型締装置２は、ベッド７に固定されている固定盤９と、この固定盤９の上方に設けられている上可動盤１０と、ベッド７内に設けられている下可動盤１１とを備えている。上可動盤１０と下可動盤１１は複数本の、例えば４本のタイバー１２、１２、…で連結されている。下可動盤１１と固定盤９の間には型締機構が設けられ、本実施の形態において型締機構はトグル機構１４からなる。上可動盤１０には上側金型１５が、そして下可動盤１１には下側金型１６が設けられている。トグル機構１４を駆動すると上側金型１５と下側金型１６とが型開閉されるようになっている。図に示されていないが上側金型１５、下側金型１６には温調装置が設けられ、高温にして熱硬化性樹脂を硬化させるようになっている。

【0013】

＜射出装置＞
射出装置３は、横置き型からなり、ベッド７に対して設けられている。射出装置３は、水平に設けられているシリンダ１８と、このシリンダ１８に入れられているスクリュ１９と、シリンダ１８を支持すると共にスクリュ１９を駆動するスクリュ駆動装置２１と、を備えている。スクリュ駆動装置２１は次に詳しく説明する。シリンダ１８の先端にはノズル２３が、そして後方にはホッパ２４がそれぞれ設けられている。ノズル２３を金型１５、１６にタッチすると、熱硬化性樹脂からなる射出材料を金型１５、１６に射出することができる。

【0014】

＜スクリュ駆動装置＞
スクリュ駆動装置２１は、図２に示されているように、フレーム２８を備えている。フレーム２８は、前プレート３０と、後プレート３１と、射出プレート３２とを備えている。前プレート３０と後プレート３１とは複数本たとえば４本のガイドロッド３４、３４、…によって連結されており、射出プレート３２は、これらのガイドロッド３４、３４、…に貫通されている。つまり射出プレート３２はガイドロッド３４、３４、…にガイドされて前後進するようになっている。このようなフレーム２８の前プレート３０に中空のノーズ部３６が設けられている。シリンダ１８は、このノーズ部３６に対しボルト等により固定されている。

【0015】

射出プレート３２には回転軸３８が設けられている。回転軸３８はその一方の端部において射出プレート３２に回転可能に支持され、前プレート３０を貫通して前方に伸びている。スクリュ１９は、この回転軸３８の他方の端部にカップリング４０を介して接続されている。射出プレート３２には可塑化モータ４２が設けられ、回転伝達機構４３を介して回転軸３８を回転するようになっている。つまり、可塑化モータ４２を回転すると回転軸３８とスクリュ１９とが回転することになる。

【0016】

射出プレート３２と後プレート３１の間にはボールねじ機構４５が設けられている。具体的には射出プレート３２にボールナット４６が固定され、後プレート３１にボールねじ４７が回転可能に設けられている。後プレート３１には射出モータ４９が設けられ、回転伝達機構５０を介してボールねじ４７を回転するようになっている。したがって、射出モータ４９を回転するとボールねじ４７が回転してボールねじ機構４５が伸縮する。すなわち射出プレート３２が前後進してスクリュ１９が前後進することになる。

【0017】

＜パージ治具＞
本実施の形態に係るパージ治具６０は、図３に示されているように、パージ治具本体６１と、樹脂溜容器６２と、から構成されている。パージ治具本体６１は略直角に曲がった排出管６３と、排出管６３に一体的に設けられているフランジ部６５とから構成されている。パージ治具本体６１は、圧延鋼材、不銹鋼等の金属から形成してもよいし、耐熱性の高い樹脂から構成してもよい。排出管６３は内部が熱硬化性樹脂を排出するための排出路６４になっており、比較的内径は大きい。したがって熱硬化性樹脂が流れるとき絞り作用が発生することはなく、熱硬化性樹脂の発熱を心配する必要はない。排出路６４にはフッ素コーティングして流動摩擦を軽減するようにしてもよい。フランジ部６５には、パージ治具本体６１を射出装置３（図２参照）のシリンダ１８にボルトによって取り付けるためのボルト穴６７、６７、…が空けられている。

【0018】

樹脂溜容器６２は、排出された熱硬化性樹脂を溜める樹脂溜部になっている。本実施の形態においては比較的深い皿状に形成されているが、浅い皿状に形成されていてもよい。樹脂溜容器６２も同様に金属から形成してもよいし、耐熱性の高い樹脂、あるいはセラミック等から形成してもよい。

【0019】

＜パージ方法＞
本実施の形態に係るパージ方法を説明する。以下の説明では、制御装置４（図１参照）が備えているパージモードを実行することによって本実施の形態に係るパージ方法の一連の処理を自動的に実施するように説明するが、それぞれの処理を個別に手動で実施することもできる。

【0020】

オペレータは、制御装置４においてパージモードを選択して実行する。そうすると、制御装置４は図５のフローチャートに示されている処理を実行する。制御装置４は最初に射出装置後退（ステップＳ０１）を実行する。すなわち、型締装置２（図１参照）に対して射出装置３を後退させ、ノズル２３を金型１５、１６から離間させる。次いで、スクリュ後退（ステップＳ０２）を実行する。すなわち、射出モータ４９（図２参照）を駆動してスクリュ１９を後退させる。これにより、図４Ａに示されているようにシリンダ１８内の熱硬化性樹脂７１が後退し、先端部近傍の樹脂圧力が低下する。そうするとノズル２３を取り外したときに熱硬化性樹脂がシリンダ１８の先端から漏れ出すのを防止することができる。

【0021】

図５に示されているようにノズル取外し（ステップＳ０３）を実施する。すなわち制御装置４はノズル２３を取り外すよう、オペレータに指示を出す。オペレータは図４Ａに示されているように、ノズル２３をシリンダ１８から取り外す。制御装置４は、図５に示されているように、ステップＳ０４においてノズル２３の取外しが完了するまで待機する。すなわち取外しが完了していなければ（ＮＯ）、ステップＳ０３を継続する。オペレータはノズル２３を取り外したら制御装置４において操作して、取外しの完了を入力する。制御装置４は、ステップＳ０４においてノズル２３の取外しが完了したことを確認し（ＹＥＳ）ステップＳ０５に移行する。

【0022】

制御装置４（図１参照）は、図５に示されているように、パージ治具６０の取り付け（ステップＳ０５）を実施する。すなわち制御装置４はパージ治具本体６１（図３参照）をシリンダ１８（図２参照）に取り付けるよう、オペレータに指示を出す。オペレータは図４Ｂに示されているように、パージ治具本体６１をボルト６９、６９、…によってシリンダ１８に取り付ける。次いで樹脂溜容器６２をセットする。制御装置４は、図５に示されているように、ステップＳ０６においてパージ治具本体６１の取り付けが完了するまで待機する。すなわち取り付けが完了していなければ（ＮＯ）、ステップＳ０５を継続する。オペレータはパージ治具本体６１の取り付けと樹脂溜容器６２のセットを完了したら制御装置４において操作して、取り付けの完了を入力する。制御装置４は、ステップＳ０６において取り付けの完了を確認し（ＹＥＳ）ステップＳ０７に移行する。

【0023】

制御装置４（図１参照）は、図５に示されているように、パージ動作（ステップＳ０７）を実行する。すなわち、図４Ｃに示されているように、射出モータ４９を駆動してスクリュ１９を前後進させる。あるいは、可塑化モータ４２を駆動してスクリュ１９を回転させる。そうすると、熱硬化性樹脂７１、７１、…はシリンダ１８から押し出されパージ治具本体６１の排出路（６４）を通って樹脂溜容器６２に排出される。つまりパージ動作は熱硬化性樹脂の排出工程になっている。制御装置４は、図５に示されているように、パージ時間の満了をチェックする（ステップＳ０８）。パージ時間は予め制御装置４に設定されている時間であり、これが満了していない間（ＮＯ）、パージ動作（ステップＳ０７）を継続する。パージ時間が満了したら（ＹＥＳ）パージを完了する。すなわちパージモードを完了する。樹脂溜容器６２に溜められた熱硬化性樹脂は再利用するようにしてもよい。

【0024】

＜本実施の形態の変形例＞
本実施の形態は色々な変形が可能である。図６には、本実施の変形例に係るパージ治具６０ａが示されている。変形例に係るパージ治具６０ａは、本実施の形態に係るパージ治具６０（図３参照）と複数の点で相違しているが、まずパージ治具本体６１にヒータ７３が設けられている点が相違している。ヒータ７３が設けられているので、パージ治具本体６１を加熱することができる。熱硬化性樹脂は低すぎると流動性が小さくなって適切に排出できない。そこでヒータ７３によって、硬化が始まらない程度の温度、例えば６０℃より低い温度に加熱して熱硬化性樹脂の流動性を維持し、熱硬化性樹脂が滑らかに排出されるようにしている。

【0025】

変形例に係るパージ治具６０ａのパージ治具本体６１にバイブレータ７４が設けられている点も、本実施の形態に係るパージ治具６０（図３参照）と相違している。バイブレータ７４は振動発生手段であり、これによって振動を与えて熱硬化性樹脂の排出路６４へ付着を防止している。変形例に係るパージ治具６０ａは、近接センサ７６が設けられている点にも特徴がある。近接センサ７６は、パージ治具本体６１がシリンダ１８（図２参照）に取り付けられた状態になっているか否かを検出することができる。すなわち取付状態検出センサになっている。既に説明したステップＳ０６（図５参照）において、パージ治具本体６１の取り付けが完了したか否かをこの近接センサ７６によって検出するように変形することができる。なお、近接センサ７６はシリンダ１８側に設けるようにしてもよい。

【0026】

変形例に係るパージ治具６０ａは、樹脂溜容器６２ａも相違している。樹脂溜容器６２ａは、パージ治具本体６１の排出管６３に対して隙間無く接続されており、外部から塵埃等の侵入が防止されている。したがって、パージされ樹脂溜容器６２ａに溜められた熱硬化性樹脂は、清浄に維持されるので再利用し易くなる。なお、本変形例に係るパージ治具６０ａでは、ヒータ７３、バイブレータ７４及び近接センサ７６を備える構成を示したが、いうまでもなく、パージ治具においてヒータ７３、バイブレータ７４、近接センサ７６の少なくとも１つを備える構成が可能である。

【0027】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。以上で説明した複数の例は、適宜組み合わせて実施されることもできる。

【符号の説明】

【0028】

１ 熱硬化性射出成形機 ２ 型締装置
３ 射出装置 ４ 制御装置
７ ベッド ９ 固定盤
１０ 上可動盤 １１ 下可動盤
１２ タイバー １４ トグル機構
１５ 上側金型 １６ 下側金型
１８ シリンダ １９ スクリュ
２１ スクリュ駆動装置 ２３ ノズル
２４ ホッパ ２８ フレーム
３０ 前プレート ３１ 後プレート
３２ 射出プレート ３４ ガイドロッド
３６ ノーズ部 ３８ 回転軸
４０ カップリング ４２ 可塑化モータ
４３ 回転伝達機構 ４５ ボールねじ機構
４６ ボールナット ４７ ボールねじ
４９ 射出モータ ５０ 回転伝達機構
６０ パージ治具 ６１ パージ治具本体
６２ 樹脂溜容器 ６３ 排出管
６５ フランジ部 ６７ ボルト穴
６９ ボルト ７１ 熱硬化性樹脂

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】