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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-02-24
(45)【発行日】2023-03-06
(54)【発明の名称】竪型射出成形装置
(51)【国際特許分類】
B29C 45/03 20060101AFI20230227BHJP
B29C 45/54 20060101ALI20230227BHJP
【ＦＩ】
B29C45/03
B29C45/54
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2021118399
(22)【出願日】2021-07-19
(65)【公開番号】P2023014460
(43)【公開日】2023-01-31
【審査請求日】2022-06-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000227054
【氏名又は名称】日精樹脂工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100067356
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 容一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100160004
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 憲雅
(74)【代理人】
【識別番号】100120558
【弁理士】
【氏名又は名称】住吉 勝彦
(74)【代理人】
【識別番号】100148909
【弁理士】
【氏名又は名称】瀧澤 匡則
(72)【発明者】
【氏名】村田 博文
(72)【発明者】
【氏名】加藤 利美
(72)【発明者】
【氏名】依田 穂積
【審査官】▲高▼村 憲司
(56)【参考文献】
【文献】実公昭４１－００５２６６（ＪＰ，Ｙ１）
【文献】実開平０７－０３５０１９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１２－００６２９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１－０９４７３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－２３５７０１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｃ ４５／００ － ４５／８４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
型締め軸が鉛直であり金型を型締めする型締装置と、この型締装置の上に配置され樹脂材料を前記金型へ射出する射出装置とで構成される竪型射出成形装置であって、前記射出装置は、回転自在のスクリューを内蔵し前記樹脂材料を撹拌しつつ所定の温度に加熱する加熱筒と、この加熱筒に繋がり前記樹脂材料を貯留する材料貯留部材と、この材料貯留部材に設けられ前記金型へ延びるノズルと、前記材料貯留部材に設けられ前記樹脂材料を前記ノズルから射出する射出シリンダとを備え、
前記スクリューのスクリュー軸は、鉛直に延び、
前記射出シリンダのシリンダ軸は、水平に延びており、
前記射出装置は、前記型締装置の上に配置される射出盤と、この射出盤の上方に配置され前記加熱筒及び前記射出シリンダを懸架するスクリュー駆動盤と、前記射出盤及び前記スクリュー駆動盤を上下方向に移動する射出位置決め手段とを、さらに備え、
前記射出位置決め手段は、シリンダと、このシリンダに対して軸方向へ移動するピストンロッドとを備え、
前記シリンダは、前記射出盤に前記スクリュー駆動盤を連結する連結部材を兼ねていることを特徴とする竪型射出成形装置。
【請求項2】
請求項１記載の竪型射出成形装置であって、前記スクリューの有効長さをＬ、前記スクリューの外径をＤとしたときに、Ｌ／Ｄは、３を超えないことを特徴とする竪型射出成形装置。
【請求項3】
請求項２記載の竪型射出成形装置であって、前記Ｌ／Ｄは、１．０であることを特徴とする竪型射出成形装置。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項記載の竪型射出成形装置であって、前記加熱筒は、底に樹脂材料を流出させる出口及びこの出口を開閉する出口弁を備え、この出口弁を出口弁駆動手段で移動するようにしたことを特徴とする竪型射出成形装置。
【請求項5】
請求項１記載の竪型射出成形装置であって、前記射出シリンダは、プランジャを備え、
前記材料貯留部材は、水平に延びつつ前記プランジャを収納する第１横筒と、この第１横筒の先端から下へ延びる縦筒と、この縦筒の高さ方向途中から前記加熱筒へ延びる第２横筒とを備えていることを特徴とする竪型射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、竪型射出成形装置において、高さを低くすることができる技術に関する。
【背景技術】
【0002】
射出成形装置は、金型を開閉しつつ型締めする型締装置と、型締めされた金型へ樹脂材料を射出する射出装置とを、主要素とする。
型締め軸が水平であるものは横型射出成形装置と呼ばれ、型締め軸が鉛直であるものは竪型射出成形装置と呼ばれる。
型締め軸が水平であるものは横型射出成形装置と呼ばれ、型締め軸が鉛直であるものは竪型射出成形装置と呼ばれる。
【0003】
竪型射出成形装置は、各種のものが知られている（例えば、特許文献１（図９）参照。）。
【0004】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１０は従来の竪型射出成形装置の正面図である。
竪型射出成形装置１００は、型締め軸１０１が鉛直であって、金型１０２を開閉しつつ型締めする型締装置１１０と、型締めされた金型１０２へ樹脂材料を射出する射出装置１２０とを、主要素とする。
図１０は従来の竪型射出成形装置の正面図である。
竪型射出成形装置１００は、型締め軸１０１が鉛直であって、金型１０２を開閉しつつ型締めする型締装置１１０と、型締めされた金型１０２へ樹脂材料を射出する射出装置１２０とを、主要素とする。
【0005】
型締装置１１０は、機台１１１に載っている固定盤１１２と、この固定盤１１２の上に上下動可能に配置される可動盤１１３と、この可動盤１１３から下へ延びて固定盤１１２を貫通するタイバー１１４と、このタイバー１１４を昇降するトグル機構１１５とからなる。
【0006】
トグル機構１１５で、タイバー１１４及び可動盤１１３が引き下げられると、金型１０２が型締めされ、タイバー１１４及び可動盤１１３が押し上げられると、金型１０２が開く。
【0007】
射出装置１２０は、可動盤１１３の上に配置される加熱筒１２１と、この加熱筒１２１を上下に移動する射出機移動シリンダ１２２と、加熱筒１２１に内蔵されるスクリュー１２３と、このスクリュー１２３を回すスクリュー回転モータ１２４と、スクリュー１２３を鉛直軸（型締め軸１０１）に沿って移動する射出モータ１２５を、主要素とする。
【0008】
加熱筒１２１へ投入した樹脂材料は、スクリュー回転モータ１２４でスクリュー１２３を回すことで可塑化・計量される。
射出機移動シリンダ１２２で加熱筒１２１が下げられ、先端（下端）のノズル１２６が、金型１０２に当てられる。
射出モータ１２５で、スクリュー１２３が鉛直軸に沿って下げられ、樹脂材料が金型１０２へ射出される。
射出機移動シリンダ１２２で加熱筒１２１が下げられ、先端（下端）のノズル１２６が、金型１０２に当てられる。
射出モータ１２５で、スクリュー１２３が鉛直軸に沿って下げられ、樹脂材料が金型１０２へ射出される。
【0009】
このような構造の竪型射出成形装置１００は、床面積が小さいため、複数機を並べて設置することができなどの理由から、広く採用されている。
ただし、竪型射出成形装置１００の高さ（全高）Ｈ１は、かなり大きい。既存の建屋に設置できないときは、建屋を新規に建てる、または大幅に改修する必要がある。
ただし、竪型射出成形装置１００の高さ（全高）Ｈ１は、かなり大きい。既存の建屋に設置できないときは、建屋を新規に建てる、または大幅に改修する必要がある。
【0010】
比較的低い既存の建屋に設置することを考えると、竪型射出成形装置であっても高さを低くすることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【文献】特開２０１６－３４７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は、高さが大幅に低い竪型射出成形装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
請求項１に係る発明は、型締め軸が鉛直であり金型を型締めする型締装置と、この型締装置の上に配置され樹脂材料を前記金型へ射出する射出装置とで構成される竪型射出成形装置であって、
前記射出装置は、回転自在のスクリューを内蔵し前記樹脂材料を撹拌しつつ所定の温度に加熱する加熱筒と、この加熱筒に繋がり前記樹脂材料を貯留する材料貯留部材と、この材料貯留部材に設けられ前記金型へ延びるノズルと、前記材料貯留部材に設けられ前記樹脂材料を前記ノズルから射出する射出シリンダとを備え、
前記スクリューのスクリュー軸は、鉛直に延び、
前記射出シリンダのシリンダ軸は、水平に延びており、
前記射出装置は、前記型締装置の上に配置される射出盤と、この射出盤の上方に配置され前記加熱筒及び前記射出シリンダを懸架するスクリュー駆動盤と、前記射出盤及び前記スクリュー駆動盤を上下方向に移動する射出位置決め手段とを、さらに備え、
前記射出位置決め手段は、シリンダと、このシリンダに対して軸方向へ移動するピストンロッドとを備え、
前記シリンダは、前記射出盤に前記スクリュー駆動盤を連結する連結部材を兼ねていることを特徴とする。
前記射出装置は、回転自在のスクリューを内蔵し前記樹脂材料を撹拌しつつ所定の温度に加熱する加熱筒と、この加熱筒に繋がり前記樹脂材料を貯留する材料貯留部材と、この材料貯留部材に設けられ前記金型へ延びるノズルと、前記材料貯留部材に設けられ前記樹脂材料を前記ノズルから射出する射出シリンダとを備え、
前記スクリューのスクリュー軸は、鉛直に延び、
前記射出シリンダのシリンダ軸は、水平に延びており、
前記射出装置は、前記型締装置の上に配置される射出盤と、この射出盤の上方に配置され前記加熱筒及び前記射出シリンダを懸架するスクリュー駆動盤と、前記射出盤及び前記スクリュー駆動盤を上下方向に移動する射出位置決め手段とを、さらに備え、
前記射出位置決め手段は、シリンダと、このシリンダに対して軸方向へ移動するピストンロッドとを備え、
前記シリンダは、前記射出盤に前記スクリュー駆動盤を連結する連結部材を兼ねていることを特徴とする。
【0014】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の竪型射出成形装置であって、
前記スクリューの有効長さをＬ、前記スクリューの外径をＤとしたときに、Ｌ／Ｄは、３を超えないことを特徴とする。
前記スクリューの有効長さをＬ、前記スクリューの外径をＤとしたときに、Ｌ／Ｄは、３を超えないことを特徴とする。
【0015】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の竪型射出成形装置であって、
前記Ｌ／Ｄは、１．０であることを特徴とする。
前記Ｌ／Ｄは、１．０であることを特徴とする。
【0016】
請求項４に係る発明は、請求項１～３のいずれか１項記載の竪型射出成形装置であって、
前記加熱筒は、底に樹脂材料を流出させる出口及びこの出口を開閉する出口弁を備え、この出口弁を出口弁駆動手段で移動するようにしたことを特徴とする。
前記加熱筒は、底に樹脂材料を流出させる出口及びこの出口を開閉する出口弁を備え、この出口弁を出口弁駆動手段で移動するようにしたことを特徴とする。
【0018】
請求項５に係る発明は、請求項１記載の竪型射出成形装置であって、
前記射出シリンダは、プランジャを備え、
前記材料貯留部材は、水平に延びつつ前記プランジャを収納する第１横筒と、この第１横筒の先端から下へ延びる縦筒と、この縦筒の高さ方向途中から前記加熱筒へ延びる第２横筒とを備えていることを特徴とする。
前記射出シリンダは、プランジャを備え、
前記材料貯留部材は、水平に延びつつ前記プランジャを収納する第１横筒と、この第１横筒の先端から下へ延びる縦筒と、この縦筒の高さ方向途中から前記加熱筒へ延びる第２横筒とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0019】
請求項１に係る発明では、竪型射出成形装置の射出装置において、加熱筒及びスクリューは鉛直に延びるようにし、射出シリンダは水平に延びるように配置した。
加熱筒を縦置きすることで、樹脂材料の均一加熱を図りつつ液状の樹脂材料を加熱筒の底に溜めることができる。射出シリンダは全体が長い。この長い射出シリンダを横置きすることで、射出装置の高さ寸法を小さくすることができる。
結果、樹脂材料の品質を維持しつつ、射出装置の高さ寸法を小さくすることができる。
すなわち、本発明により、高さが低い竪型射出成形装置が提供される。
加えて、請求項１に係る発明では、射出位置決め手段のシリンダで、射出盤にスクリュー駆動盤を連結する連結部材を兼ねさせた。連結部材を別途設ける場合に比較して、本発明により、部品点数の低減を図りつつ、射出装置の軽量化が図れる。
加熱筒を縦置きすることで、樹脂材料の均一加熱を図りつつ液状の樹脂材料を加熱筒の底に溜めることができる。射出シリンダは全体が長い。この長い射出シリンダを横置きすることで、射出装置の高さ寸法を小さくすることができる。
結果、樹脂材料の品質を維持しつつ、射出装置の高さ寸法を小さくすることができる。
すなわち、本発明により、高さが低い竪型射出成形装置が提供される。
加えて、請求項１に係る発明では、射出位置決め手段のシリンダで、射出盤にスクリュー駆動盤を連結する連結部材を兼ねさせた。連結部材を別途設ける場合に比較して、本発明により、部品点数の低減を図りつつ、射出装置の軽量化が図れる。
【0020】
請求項２に係る発明では、スクリューのＬ／Ｄは、３を超えないようにした。スクリューの有効長さＬを３以下にすることで、射出装置の高さ寸法が大きくなることを防ぐ。
【0021】
請求項３に係る発明では、Ｌ／Ｄは、１．０である。スクリューの有効長さＬが１．０であれば、スクリューの長さは十分に短くなり、射出装置の高さ寸法をより小さくすることできる。
【0022】
請求項４に係る発明では、加熱筒は、底に樹脂材料を流出させる出口及びこの出口を開閉する出口弁を備え、この出口弁を出口弁駆動手段で強制的に移動するようにした。
仮に、加熱筒の出口に逆止弁を設けても、樹脂材料の逆流は防ぐことができる。しかし、樹脂材料のカスが逆止弁の要部に堆積すると、逆止弁がリークし、逆流防止作用が低下する。
この点、本発明では、出口弁駆動手段で出口弁を強制的に移動する。強制的に移動される出口弁で、樹脂材料のカスを押出す又は削る。結果、信頼性の高い逆流防止作用が長期間にわたって維持できる。
仮に、加熱筒の出口に逆止弁を設けても、樹脂材料の逆流は防ぐことができる。しかし、樹脂材料のカスが逆止弁の要部に堆積すると、逆止弁がリークし、逆流防止作用が低下する。
この点、本発明では、出口弁駆動手段で出口弁を強制的に移動する。強制的に移動される出口弁で、樹脂材料のカスを押出す又は削る。結果、信頼性の高い逆流防止作用が長期間にわたって維持できる。
【0024】
請求項５に係る発明では、材料貯留部材は、水平に延びつつプランジャを収納する第１横筒と、この第１横筒の先端から下へ延びる縦筒と、この縦筒の高さ方向途中から加熱筒へ延びる第２横筒とを備えている。
加熱筒の高さ方向途中に、射出シリンダを横置きすることができ、射出装置をコンパクトにすることができる。
加熱筒の高さ方向途中に、射出シリンダを横置きすることができ、射出装置をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明に係る竪型射出成形装置の全体構成を示す図である。
【図3】本発明に係る射出装置の断面図である。
【図4】射出装置の作用を説明する図である。
【図5】射出装置の要部の拡大断面図である。
【図6】スクリュー軸の向きを説明する図である。
【図8】射出装置の作用を説明するフロー図である。
【図9】竪型射出成形装置の高さを説明する図である。
【図10】従来の竪型射出成形装置の全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【0027】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、シリンダにおいて、「伸動」は、ピストンロッドを前進させてシリンダ全長が伸びることを意味し、「縮動」はピストンロッドを後退させてシリンダ全長が縮むことを意味する。
【0028】
図１に示すように、竪型射出成形装置１０は、型締め軸２０ａが鉛直であって、下型１３と上型１４とからなる金型１２を型締めする型締装置２０と、この型締装置２０の上に配置される射出装置５０とを、主要素とする装置である。
【0029】
型締装置２０は、床（又は機台）１６に固定されるベッド２１と、このベッド２１に固定される圧受盤２２と、この圧受盤２２に載せられるターンテーブル２３と、圧受盤２２より下に配置され圧受盤２２に設けたハーフナット位置調整手段２４で昇降される牽引盤２５と、牽引盤２５の下に配置されるハーフナット２６と、圧受盤２２より上に配置され圧受盤２２に設けた型開閉手段２７で昇降される可動盤２８と、この可動盤２８から下げられ圧受盤２２及び牽引盤２５を貫通するタイバー３１と、ハーフナット位置調整手段２４や型開閉手段２７等へ圧油を制御しつつ供給するポンプモータユニット３２を備えている。
【0030】
ハーフナット位置調整手段２４は、ハーフナット位置調整油圧シリンダ２４Ａが好適である。同様に、型開閉手段２７は、型開閉油圧シリンダ２７Ａが好ましい。
【0031】
なお、圧受盤２２は、ボルト等を緩めることでベッド２１から外すことができる。よって、本発明における「固定」は、完全固定の他、分離可能に結合されている形態を含む。
また、ハーフナット位置調整手段２４や型開閉手段２７を、ベッド２１に設けることは差し支えない。
また、ハーフナット位置調整手段２４や型開閉手段２７を、ベッド２１に設けることは差し支えない。
【0032】
牽引盤２５は、例えば、上に開口する型締シリンダ３３を有する。この型締シリンダ３３に圧受盤２２から下へ延びるピストン部３４を収納する。型締シリンダ３３とピストン部３４との間に圧油室３５が形成される。圧油室３５に圧油が供給されると、牽引盤２５が下がる。
【0033】
タイバー３１は、下端部に係合部３６が設けられている。この係合部３６は、例えば、鋸歯部である。以下、係合部３６を鋸歯部３６と読み替える。
ハーフナット２６は係合部としての鋸歯部３６に係合する（噛み合う）半割ナットである。ハーフナット２６は、牽引盤２５に設けたハーフナット開閉手段３７で開閉される。ハーフナット開閉手段３７はハーフナット開閉油圧シリンダ３７Ａが好ましい。
ハーフナット２６は係合部としての鋸歯部３６に係合する（噛み合う）半割ナットである。ハーフナット２６は、牽引盤２５に設けたハーフナット開閉手段３７で開閉される。ハーフナット開閉手段３７はハーフナット開閉油圧シリンダ３７Ａが好ましい。
【0034】
鋸歯部３６は、歯が竹の節（ふし）のように、等ピッチで並んでいるものが好ましい。歯は、矩形断面、台形断面、三角断面の何れでもよい。ハーフナット２６には対応する歯が設けられている。
【0035】
タイバー３１及びハーフナット２６は、丈夫で硬い鋼で造られる。鋼同士の接触を円滑にするため、鋸歯部３６とハーフナット２６との間にグリース潤滑を施す。鋸歯部３６より高い位置にて、タイバー３１の外周面に給脂する。グリースは流れ落ちて、鋸歯部３６に達する。給脂は、自動、手動の何れでもよい。
【0036】
好ましくは、ハーフナット２６の作動を監視するハーフナット作動監視機構３８を、ハーフナット２６の近傍に設ける。しかし、型開閉手段２７及びハーフナット位置調整手段２４の位置制御が精密に行えることを条件に、ハーフナット作動監視機構３８を省くことは差し支えない。
【0037】
ハーフナット作動監視機構３８は、近接スイッチ、リミットスイッチなど任意のセンサが使用できる。そのうちで、近接スイッチは、相手金属が一定距離内に接近したときに「物体あり」、相手金属が一定距離を超えて離れているときに「物体なし」と判別する非接触型センサである。ハーフナット２６は廃グリースで濡れているが、非接触型センサであれば、誤検出の心配がない。その上、安価である。よって、近接スイッチが推奨される。
【0038】
好ましくは、ハーフナット２６の下に且つ床１６上に、廃グリースを受けるトレイ４１を配置する。トレイ４１は皿状の容器である。定期的又は随時、トレイ４１を引き出し、溜まった廃グリースを処理することにより、床１６上の汚れを防止する。
【0039】
好ましくは、ベッド２１をカバー４２で囲う。このカバー４２は安全カバーの役割を果たす。ベッド２１をカバー４２で囲うことにより、型締装置２０の外観性が高まる。ただし、安全柵等で代替できるため、カバー４２は必須ではない。
【0040】
図２は、図１の２－２矢視図である。
図２に示すように、タイバー３１は、三角形の頂点に各々配置されている。うち、１本のタイバー３１が、ターンテーブル２３の回転中心を構成する。
製品取り出し位置１７にて、下型１３から樹脂成形品を取り出す。空になった下型１３はターンテーブル２３を１８０°回転させることにより、型締め位置１８に移される。
製品取り出し作業と型締め作業とが並行して行えるため、ターンテーブル２３を採用することにより、生産性を高めることができる。
図２に示すように、タイバー３１は、三角形の頂点に各々配置されている。うち、１本のタイバー３１が、ターンテーブル２３の回転中心を構成する。
製品取り出し位置１７にて、下型１３から樹脂成形品を取り出す。空になった下型１３はターンテーブル２３を１８０°回転させることにより、型締め位置１８に移される。
製品取り出し作業と型締め作業とが並行して行えるため、ターンテーブル２３を採用することにより、生産性を高めることができる。
【0041】
ただし、ターンテーブル２３は、型締め位置１８と製品取り出し位置１７とを往復する往復台に代えることができる。この場合は、タイバー３１は、４本にすることが望ましい。
または、ターンテーブル２３や往復台を省いてもよい。この場合も、タイバー３１は、４本にすることが望ましい。
または、ターンテーブル２３や往復台を省いてもよい。この場合も、タイバー３１は、４本にすることが望ましい。
【0042】
よって、型締装置２０において、タイバー３１の本数は自由に決めることができると共にターンテーブル２３を設けるか否かや往復台を設けるか否かは任意である。
【0043】
図１の型締装置２０において、ハーフナット２６を開いて、鋸歯部３６から分離する。次に、型開閉手段２７を伸動して、可動盤２８を上昇させる。可動盤２８が上昇することに伴って、下型１３から上型１４が分離すると共にタイバー３１が上昇する。
【0044】
次に、射出装置５０を説明する。
図３に示すように、射出装置５０は、可動盤２８の上方に可動盤２８から所定の距離を保って配置される射出盤５１と、ピストンロッド５２ａが下へ延びるようにして射出盤５１に固定される射出位置決め手段５２と、この射出位置決め手段５２のシリンダ５２ｂで連結されるようにして射出盤５１の上方に射出盤５１から一定の距離を保って配置されるスクリュー駆動盤５３と、このスクリュー駆動盤５３に取付けられる射出シリンダ５４、スクリュー回転モータ５５及び加熱筒５６と、射出シリンダ５４及び加熱筒５６に架け渡され下端にノズル５７を備えている材料貯留部材５８とを、主要素とする。
図３に示すように、射出装置５０は、可動盤２８の上方に可動盤２８から所定の距離を保って配置される射出盤５１と、ピストンロッド５２ａが下へ延びるようにして射出盤５１に固定される射出位置決め手段５２と、この射出位置決め手段５２のシリンダ５２ｂで連結されるようにして射出盤５１の上方に射出盤５１から一定の距離を保って配置されるスクリュー駆動盤５３と、このスクリュー駆動盤５３に取付けられる射出シリンダ５４、スクリュー回転モータ５５及び加熱筒５６と、射出シリンダ５４及び加熱筒５６に架け渡され下端にノズル５７を備えている材料貯留部材５８とを、主要素とする。
【0045】
射出シリンダ５４は、ボルト等によりスクリュー駆動盤５３に固定されている。なお、射出シリンダ５４と下の射出盤５１との間に脚（またはスペーサや座）を噛ませて、射出シリンダ５４を下位の射出盤５１にも固定することは差し支えない。
射出シリンダ５４は剛性に富む強度部材であるため、射出盤５１とスクリュー駆動盤５３との連結部材となる。
射出シリンダ５４は剛性に富む強度部材であるため、射出盤５１とスクリュー駆動盤５３との連結部材となる。
【0046】
射出シリンダ５４は、ピストン６１を内蔵し、ピストン６１の一面からプランジャ６２が材料貯留部材５８内まで延びている。また、ピストン６１の他面からロッド６３がシリンダ外まで延びている。このロッド６３は計量センサ６４で位置が監視される。すなわち、プランジャ６２が後退して、樹脂材料の「計量」が完了したことを、ロッド６３及び計量センサ６４で検知する。
【0047】
射出シリンダ５４は、油圧シリンダが好適であり、シリンダ軸５４ａが水平になるように配置される。射出シリンダ５４は、ピストンロッド（プランジャ６２）を含めると全体が長くなる。この長い射出シリンダ５４を横置きすることで、射出盤５１からスクリュー駆動盤５３までの高さ寸法を小さくすることができる。
【0048】
スクリュー回転モータ５５はサーボモータが好適である。スクリュー回転モータ５５のモータ軸に小径プーリ６５が設けられ、スクリュー６６に大径プーリ６７が設けられ、プーリ間にベルト６８が渡されている。大径プーリ６７のプーリ経は、小径プーリ６５のプーリ経の５～１０倍とする。すると、減速比が１／５～１／１０となり、低速でスクリュー６６が回される。ベルト６８はタイミングベルトが好適である。
【0049】
加熱筒５６は、軸（スクリュー軸６６ａ）が鉛直になるようにして、ボルト等によりスクリュー駆動盤５３に固定されている。
また、スクリュー６６は軸受７１を介して、スクリュー駆動盤５３に回転自在に取付けられている。なお、スクリュー６６は、所定距離だけ軸方向（上下方向）へ移動が可能となるようにしてもよい。
また、スクリュー６６は軸受７１を介して、スクリュー駆動盤５３に回転自在に取付けられている。なお、スクリュー６６は、所定距離だけ軸方向（上下方向）へ移動が可能となるようにしてもよい。
【0050】
加熱筒５６は、ホッパ７２を備え、このホッパ７２を用いて、加熱筒５６内へ樹脂材料が投入される。なお、ホッパ７２は、大径プーリ６７及びベルト６８と干渉しない部位に配置されている。
【0051】
図３では、ノズル５７が金型（図１、符号１２）にタッチしている。この状態から、射出位置決め手段５２を伸動させる。すると、可動盤２８に対して、射出盤５１等が離れるように、上へ移動する。結果、図４に示すように、ノズル５７が金型から十分に離れる。射出位置決め手段５２を縮動すると、図３に戻る。
なお、図４は、図３の符号を流用し、詳細な説明は省略する。
なお、図４は、図３の符号を流用し、詳細な説明は省略する。
【0052】
また、射出位置決め手段５２のシリンダ５２ｂで、射出盤５１にスクリュー駆動盤５３を連結する連結部材を兼ねさせた。連結部材を別途設ける場合に比較して、本実施例により、部品点数の低減を図りつつ、射出装置５０の軽量化が図れる。
【0053】
材料貯留部材５８と、スクリュー６６との詳細を、図５に基づいて説明する。
図５に示すように、材料貯留部材５８は、水平に延びつつプランジャ６２を収納する第１横筒７４と、この第１横筒７４の先端から下へ延びつつシャット弁７５を収納する縦筒７６と、この縦筒７６の高さ方向途中から加熱筒５６へ延びる第２横筒７７とからなる。
図５に示すように、材料貯留部材５８は、水平に延びつつプランジャ６２を収納する第１横筒７４と、この第１横筒７４の先端から下へ延びつつシャット弁７５を収納する縦筒７６と、この縦筒７６の高さ方向途中から加熱筒５６へ延びる第２横筒７７とからなる。
【0054】
加熱筒５６の高さ方向途中の高さに、プランジャ６２を横置きすることができる。すなわち、図４に示すように、加熱筒５６の高さ方向途中に、射出シリンダ５４を横置きすることができ射出装置５０の高さ寸法を小さくすることができる。
【0055】
図５に示すように、加熱筒５６の外周に、ヒータ７８が巻かれており、このヒータ７８で、加熱筒５６が所定の温度に保たれる。
また、材料貯留部材５８の外周に、加熱ヒータ８４が巻かれており、この加熱ヒータ８４で、材料貯留部材５８が所定の温度に保たれる。
また、材料貯留部材５８の外周に、加熱ヒータ８４が巻かれており、この加熱ヒータ８４で、材料貯留部材５８が所定の温度に保たれる。
【0056】
縦筒７６の上面にシャット弁駆動手段７９が設けられており、このシャット弁駆動手段７９でシャット弁７５が弁閉位置から弁開位置へ移動される。
【0057】
圧受けブロック８９をスクリュー駆動盤５３から下ろし、この圧受けブロック８９で、材料貯留部材５８（特に縦筒７６）が、上方へ移動することを防ぐ。ノズル５７が金型（図１、下型１４）にタッチしたときの背圧（又は上向き力）を、圧受けブロック８９で受けさせることができる。
【0058】
加熱筒５６の底には、出口５６ｃ及び第２横筒７７に繋がる出口通路８１が設けられ、この出口通路８１に、出口弁８２が置かれる。この出口弁８２は、出口弁駆動手段８３で出口弁８２が弁閉位置から弁開位置へ移動される。
【0059】
仮に、加熱筒５６の出口５６ｃに汎用の逆止弁を設けても、樹脂材料の逆流は防ぐことができる。しかし、樹脂材料のカスが逆止弁の要部に堆積すると、逆止弁がリークし、逆流防止作用が低下する。
この点、本実施例では、出口弁駆動手段８３で出口弁８２を強制的に移動する。強制的に移動される出口弁８２で、樹脂材料のカスを押出す又は削る。結果、信頼性の高い逆流防止作用が長期間にわたって維持できる。
この点、本実施例では、出口弁駆動手段８３で出口弁８２を強制的に移動する。強制的に移動される出口弁８２で、樹脂材料のカスを押出す又は削る。結果、信頼性の高い逆流防止作用が長期間にわたって維持できる。
【0060】
スクリュー６６は、超短尺スクリューであって、有効長さをＬ、外径をＤとしたときに、Ｌ／Ｄは、実施例では、Ｌ／Ｄを約１．０とした。
すなわち、スクリュー６６の外周に設けた螺旋溝の長さを確保しつつ、ＬとＤとを決めた。
スクリュー６６のＬ／Ｄが１．０であれば、スクリュー６６の長さは十分に短く、射出装置５０の高さ寸法をより小さくすることできる。
すなわち、スクリュー６６の外周に設けた螺旋溝の長さを確保しつつ、ＬとＤとを決めた。
スクリュー６６のＬ／Ｄが１．０であれば、スクリュー６６の長さは十分に短く、射出装置５０の高さ寸法をより小さくすることできる。
【0061】
従来、射出装置に使用されるスクリューは、Ｌ／Ｄが１０～２０であり、外径Ｄは小径である。小径で長いスクリューを、高速で回転させる。
対して、本発明に係るスクリュー６６では、外径Ｄはかなり大きく、長さＬはかなり短い。
対して、本発明に係るスクリュー６６では、外径Ｄはかなり大きく、長さＬはかなり短い。
【0062】
樹脂材料は、スクリュー６６が外周に形成した螺旋溝に沿って移動する。スクリュー６６の周速は外径Ｄに正比例する。従来と本発明との周速を一致させる場合、本発明に係るスクリュー６６は、十分に低速で回転させることができる。
【0063】
なお、スクリュー６６のＬ／Ｄは、１．０に限定するものではない。
本発明者らが検討したところでは、Ｌ／Ｄは、０．５～３．０の範囲であれば、採用できる。Ｌ／Ｄが０．５未満では、有効長さＬが小さくなり、外周に十分な条数の螺旋溝が形成できなくなる。また、Ｌ／Ｄが３．０を超えると、図４に示す射出盤５１とスクリュー駆動盤５３との間隔を広くする必要があり、射出装置５０の高さ寸法が許容高さから外れる。
よって、スクリュー６６のＬ／Ｄは、０．５～３．０の範囲とし、好ましくは１．０とする。
本発明者らが検討したところでは、Ｌ／Ｄは、０．５～３．０の範囲であれば、採用できる。Ｌ／Ｄが０．５未満では、有効長さＬが小さくなり、外周に十分な条数の螺旋溝が形成できなくなる。また、Ｌ／Ｄが３．０を超えると、図４に示す射出盤５１とスクリュー駆動盤５３との間隔を広くする必要があり、射出装置５０の高さ寸法が許容高さから外れる。
よって、スクリュー６６のＬ／Ｄは、０．５～３．０の範囲とし、好ましくは１．０とする。
【0064】
また好ましくは、スクリュー６６の先端（下端）を円錐面とし、この円錐面に渦巻溝を設けてもよい。回転する渦巻溝で、加熱筒５６の底に溜まった液状の樹脂材料に旋回力を付与することができる。旋回力により、液状の樹脂材料がさらに攪拌され、温度のさらなる均一化と材料のさらなる均質化とが図れる。
【0065】
次に、スクリュー６６を縦向きに配置する理由を、図６に基づいて説明する。
図６（ａ）に示すように、スクリュー軸６６ａが水平になるように、スクリュー６６及び加熱筒５６を配置した（比較例）を検討する。
第１に、加熱筒５６において、下部分５６ａに対して、上部分５６ｂが高温になる。すなわち、上下方向で温度差が不可避的に発生する。結果、樹脂材料に温度むらが発生し、好ましくない。
第２に、樹脂材料は、固体であったものが、加熱されつつ混錬・圧縮されることで、軟化し、液状材料になる。この液状材料が、加熱筒５６の下部５６ａ付近に溜まる。加熱筒５６の出口５６ｃから、円滑に出すことが難しくなる。
図６（ａ）に示すように、スクリュー軸６６ａが水平になるように、スクリュー６６及び加熱筒５６を配置した（比較例）を検討する。
第１に、加熱筒５６において、下部分５６ａに対して、上部分５６ｂが高温になる。すなわち、上下方向で温度差が不可避的に発生する。結果、樹脂材料に温度むらが発生し、好ましくない。
第２に、樹脂材料は、固体であったものが、加熱されつつ混錬・圧縮されることで、軟化し、液状材料になる。この液状材料が、加熱筒５６の下部５６ａ付近に溜まる。加熱筒５６の出口５６ｃから、円滑に出すことが難しくなる。
【0066】
図６（ｂ）に示すように、スクリュー軸６６ａが鉛直になるように、スクリュー６６及び加熱筒５６を配置した（実施例）を検討する。
第１に、樹脂材料は加熱筒５６に投入された後、加熱、混錬・圧縮されつつ出口５６ｃに向かって流下する。スクリュー軸６６ａに沿った上部分と下部分とでは温度差が発生するが、スクリュー軸６６ａに直交する面では、温度差は発生しない。よって、樹脂材料に温度むらが発生しない。
第２に、液状材料は、加熱筒５６の底に溜まる。加熱筒５６の出口５６ｃから、円滑に出すことが容易になる。
以上により、スクリュー軸６６ａは、鉛直に配置することが好ましい。
第１に、樹脂材料は加熱筒５６に投入された後、加熱、混錬・圧縮されつつ出口５６ｃに向かって流下する。スクリュー軸６６ａに沿った上部分と下部分とでは温度差が発生するが、スクリュー軸６６ａに直交する面では、温度差は発生しない。よって、樹脂材料に温度むらが発生しない。
第２に、液状材料は、加熱筒５６の底に溜まる。加熱筒５６の出口５６ｃから、円滑に出すことが容易になる。
以上により、スクリュー軸６６ａは、鉛直に配置することが好ましい。
【0067】
図３において、スクリュー軸６６ａが鉛直になるように配置した理由は図６で述べた通りである。
また、図３において、射出シリンダ５４は、長く突き出ているプランジャ６２（及びロッド６３）を考慮すると、全長は横に長い。長い射出シリンダ５４を、軸が水平になるようにして配置することにより、射出装置５０の高さ寸法を小さくすることができる。
スクリュー６６においても、Ｌ／Ｄを３以下に留めて、長さＬを小さくしたことにより、軸が鉛直になるように配置したにも拘わらず、射出装置５０の高さ寸法を小さくすることができる。
また、図３において、射出シリンダ５４は、長く突き出ているプランジャ６２（及びロッド６３）を考慮すると、全長は横に長い。長い射出シリンダ５４を、軸が水平になるようにして配置することにより、射出装置５０の高さ寸法を小さくすることができる。
スクリュー６６においても、Ｌ／Ｄを３以下に留めて、長さＬを小さくしたことにより、軸が鉛直になるように配置したにも拘わらず、射出装置５０の高さ寸法を小さくすることができる。
【0068】
図５の７－７線断面を展開した図を、図７に示す。
好ましくは、加熱筒５６に、上下に蛇行するカム溝８５を設ける。蛇行の高さ（振幅）Ｗは、図５に示すスクリュー６６の螺旋溝の１ピッチを基準とする。Ｗは、（０．２～１．０）×螺旋溝ピッチの範囲から設定してもよい。
スクリュー６６にピン８６を設け、このピン８６を、例えば、図７に示す切欠き８７からカム溝８５に落とし込み、次に、切欠き８７をリッド８８で塞ぐようにしてもよい。
好ましくは、加熱筒５６に、上下に蛇行するカム溝８５を設ける。蛇行の高さ（振幅）Ｗは、図５に示すスクリュー６６の螺旋溝の１ピッチを基準とする。Ｗは、（０．２～１．０）×螺旋溝ピッチの範囲から設定してもよい。
スクリュー６６にピン８６を設け、このピン８６を、例えば、図７に示す切欠き８７からカム溝８５に落とし込み、次に、切欠き８７をリッド８８で塞ぐようにしてもよい。
【0069】
スクリュー６６は、一回転する間、ピン８６が、「０°→１８０°→３６０°」と移動する。結果、スクリュー６６はＷだけ上下、すなわち、スクリュー軸６６ａに沿って移動する。
スクリュー６６による螺旋運動に、この軸方向運動が加わることで、樹脂材料のより好ましい混錬が得られる。
したがって、カム溝８５は、必須ではないが、設けることが望まれる。
スクリュー６６による螺旋運動に、この軸方向運動が加わることで、樹脂材料のより好ましい混錬が得られる。
したがって、カム溝８５は、必須ではないが、設けることが望まれる。
【0070】
以上の構成からなる射出装置５０の作用を、図８に基づいて説明する。
図８のＳＴ０１（ステップ番号０１。以下同様）で、出口弁を開く。すなわち、図５で、出口弁８２を移動して出口５６ｃを開く。
ＳＴ０２で、シャット弁を閉じる。すなわち、図５で、シャット弁７５を移動してノズル５７を閉じる。
ＳＴ０３で、射出シリンダの背圧制御を実施する。すなわち、図１で、ポンプモータユニット３２により、プランジャに所定の反力（抵抗力）が加わるように、射出シリンダ５４の背圧制御を開始する。
図８のＳＴ０１（ステップ番号０１。以下同様）で、出口弁を開く。すなわち、図５で、出口弁８２を移動して出口５６ｃを開く。
ＳＴ０２で、シャット弁を閉じる。すなわち、図５で、シャット弁７５を移動してノズル５７を閉じる。
ＳＴ０３で、射出シリンダの背圧制御を実施する。すなわち、図１で、ポンプモータユニット３２により、プランジャに所定の反力（抵抗力）が加わるように、射出シリンダ５４の背圧制御を開始する。
【0071】
ＳＴ０４で、スクリューを回転しつつ樹脂材料を可塑化する。図５において、樹脂材料は出口５６ｃ、出口通路８１、第２横筒７７、縦筒７６の順に流れて、これらに充満する。この充満により、プランジャ６２が徐々に後退（図右へ移動）する。プランジャ６２の断面積×プランジャ６２の移動距離＝計量値の算式により、樹脂材料が計量される。計量値が所定値になったら、計量が完了し、背圧制御も終了する。
【0072】
ＳＴ０５で、計量完了を調べ、計量が完了したら、出口弁を閉じる（ＳＴ０６）。
ＳＴ０７で、型締めが完了していることを確認し、確認ができたら、シャット弁を開く（ＳＴ０８）。
シャット弁７５が開けられ、プランジャ６２は前進し、樹脂材料をノズル５７から射出する（ＳＴ０９）。
ＳＴ１０で、射出が終了したことが確認できたら、シャット弁を閉じる（ＳＴ１１）。
ＳＴ０７で、型締めが完了していることを確認し、確認ができたら、シャット弁を開く（ＳＴ０８）。
シャット弁７５が開けられ、プランジャ６２は前進し、樹脂材料をノズル５７から射出する（ＳＴ０９）。
ＳＴ１０で、射出が終了したことが確認できたら、シャット弁を閉じる（ＳＴ１１）。
【0073】
次に、本発明に係る竪型射出成形装置１０の利点を、図９に基づいて説明する。
図９（ａ）に従来の竪型射出成形装置１００を示す。図９（ｂ）に本発明に係る竪型射出成形装置１０を示す。
竪型射出成形装置１０の高さＨ２は、従来の竪型射出成形装置１００の高さＨ１のほぼ１／２である。
高さが１／２であれば、本発明に係る竪型射出成形装置１０は、天井高さが低い建屋や既存の建屋に、容易に設置することができる。
図９（ａ）に従来の竪型射出成形装置１００を示す。図９（ｂ）に本発明に係る竪型射出成形装置１０を示す。
竪型射出成形装置１０の高さＨ２は、従来の竪型射出成形装置１００の高さＨ１のほぼ１／２である。
高さが１／２であれば、本発明に係る竪型射出成形装置１０は、天井高さが低い建屋や既存の建屋に、容易に設置することができる。
【0074】
また、図９（ａ）に示す従来の型締装置１１０は、トグルリンク方式である。対して、図９（ｂ）に示す型締装置２０はハーフナット方式である。トグルリンク方式より、ハーフナット方式の方が、高さ寸法を小さくすることができる。
この方式の違いが、竪型射出成形装置１０の高さを低くすることに、寄与している。
この方式の違いが、竪型射出成形装置１０の高さを低くすることに、寄与している。
【0075】
尚、ハーフナット位置決め手段２４、型開閉手段２７、ハーフナット開閉手段３７は、油圧シリンダが好適であるが、ボールねじと電動モータとを組合わせてなる電動シリンダであってもよい。
同様に、射出位置決め手段５２、シャット弁駆動手段７９、出口弁駆動手段８３は、油圧シリンダが好適であるが、ボールねじと電動モータとを組合わせてなる電動シリンダであってもよい。
同様に、射出位置決め手段５２、シャット弁駆動手段７９、出口弁駆動手段８３は、油圧シリンダが好適であるが、ボールねじと電動モータとを組合わせてなる電動シリンダであってもよい。
【0076】
ハーフナット位置決め手段２４、型開閉手段２７、ハーフナット開閉手段３７、射出位置決め手段５２、シャット弁駆動手段７９、出口弁駆動手段８３が油圧シリンダである場合は、図１に示すように、これらはポンプモータユニット３２で制御される。
【産業上の利用可能性】
【0077】
本発明は、竪型射出成形装置に好適である。
【符号の説明】
【0078】
１０…竪型射出成形装置、２０…型締装置、２０ａ…型締め軸、５０…射出装置、５１…射出盤、５２…射出位置決め手段、５２ａ…ピストンロッド、５２ｂ…シリンダ、５３…スクリュー駆動盤、５４…射出シリンダ、５４ａ…シリンダ軸、５６…加熱筒、５６ｃ…出口、５７…ノズル、５８…材料貯留部材、６２…プランジャ、６６…スクリュー、６６ａ…スクリュー軸、７４…第１横筒、７６…縦筒、７７…第２横筒、８２…出口弁、８３…出口弁駆動手段、Ｄ…スクリューの外径、Ｌ…スクリューの有効長さ、Ｈ２…竪型射出成形装置の高さ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】