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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】2023-04-27
(45)【発行日】2023-05-10
(54)【発明の名称】横型射出成形装置
(51)【国際特許分類】
B29C 45/54 20060101AFI20230428BHJP
【ＦＩ】
B29C45/54
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021134463
(22)【出願日】2021-08-20
(65)【公開番号】P2023028634
(43)【公開日】2023-03-03
【審査請求日】2022-07-25
(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】特公昭４６－０３１７４９（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特開平０９－１３１７７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６０－０００９１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－３１８００４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０５１１６８（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】
型締め軸が水平であり金型を型締めする型締装置と、この型締装置の側方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横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、
前記射出シリンダのシリンダ軸は、水平に延び、
前記スクリューのスクリュー軸は、鉛直に延びており、
前記スクリューは、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が、０．５～３．０の範囲であり、
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、前記加熱筒の底に沿って水平に延びる第１横筒と、この第１横筒の先端から下へ延びる縦筒と、この縦筒の下部から水平に延びつつ前記プランジャを収納する第２横筒と、この第２横筒と同軸上に縦筒の下部から水平に延びて先端に前記ノズルを有する第３横筒とを備えていることを特徴とする横型射出成形装置。
【請求項2】
請求項１記載の横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横型射出成形装置。
【請求項3】
請求項１又は請求項２記載の横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を備え、
前記加熱筒の底又は前記材料貯留部材に、前記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横型射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、横型射出成形装置において、水平方向の長さを短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】
【0004】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図７は従来のスクリューの概念図であり、スクリュー１０１の有効長さをＬ、外径をＤとする。
図７は従来のスクリューの概念図であり、スクリュー１０１の有効長さをＬ、外径をＤとする。
【0005】
特許文献１の段落番号［００１１］に「そして、実験を行ったスクリューの諸元は、有効長Ｌ＝３００ｍｍ、スクリュー外径Ｄ＝４５ｍｍ、ネジピッチＰ＝２４、Ｌ／Ｄ＝６．６６、」の説明がある。
また、特許文献１の段落番号［００１３］に「比較例として、有効長Ｌ＝５４０ｍｍ、スクリュー外径Ｄ＝２５ｍｍ、ネジピッチＰ＝２５、Ｌ／Ｄ＝２１．６、」の説明がある。
また、特許文献１の段落番号［００１３］に「比較例として、有効長Ｌ＝５４０ｍｍ、スクリュー外径Ｄ＝２５ｍｍ、ネジピッチＰ＝２５、Ｌ／Ｄ＝２１．６、」の説明がある。
【0006】
すなわち、従来からＬ／Ｄ＝約７又は約２２のスクリュー１０１が使用されてきた。ただし、特許文献１の段落番号［０００２］に「従来はＬ／Ｄが２０近傍のものが使用されてきた。」との説明があり、この説明から、Ｌ／Ｄ＝約２２のスクリューが主流で、Ｌ／Ｄ＝約７のスクリューは少数であると、解される。
【0007】
図８は従来の横型射出成形装置の正面図である。
横型射出成形装置１００は、型締め軸１０２が水平であって、金型１０３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１０３へ樹脂材料を射出する射出装置１２０とを、主要素とする。
横型射出成形装置１００は、型締め軸１０２が水平であって、金型１０３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１０３へ樹脂材料を射出する射出装置１２０とを、主要素とする。
【0008】
型締装置１１０は、ベース１１１に載っている固定盤１１２及び圧受け盤１１３と、固定盤１１２と圧受け盤１１３の間に水平移動可能に配置される可動盤１１４と、固定盤１１２から水平に延びて可動盤１１４を貫通するタイバー１１５と、このタイバー１１５に沿って可動盤１１４を移動するトグル機構１１６とからなる。
【0009】
射出装置１２０は、スクリュー１０１を内蔵する加熱筒１２１と、この加熱筒１２１を水平に移動する射出機移動機構１２２と、スクリュー１０１を回すスクリュー回転機構１２３と、スクリュー１０１を前後に移動するスクリュー移動機構１２４を、主要素とする。
【0010】
ホッパ１２５を介して加熱筒１２１へ投入した樹脂材料は、スクリュー回転機構１２３でスクリュー１０１を回すことで可塑化・計量される。
射出機移動機構１２２で加熱筒１２１が移動され、先端のノズル１２６が、金型１０３に当てられる。
スクリュー移動機構１２４で、スクリュー１０１が押出され、樹脂材料が金型１０３へ射出される。
射出機移動機構１２２で加熱筒１２１が移動され、先端のノズル１２６が、金型１０３に当てられる。
スクリュー移動機構１２４で、スクリュー１０１が押出され、樹脂材料が金型１０３へ射出される。
【0011】
このような構造の横型射出成形装置１００は、広く採用されている。
ただし、型締装置１１０は、トグルリンク１２７を主要素とする。このトグルリンク１２７が水平に延びているため、型締装置１１０の水平長さは大きくなる。
また、スクリュー１０１を内蔵する加熱筒１２１は、水平に延びており、加えてスクリュー移動機構１２４が水平に延びている。そのため、射出装置１２０の水平長さは大きくなる。
結果、従来の横型射出成形装置１００は、装置高さは小さいものの、水平長さは必然的に大きくなる。
ただし、型締装置１１０は、トグルリンク１２７を主要素とする。このトグルリンク１２７が水平に延びているため、型締装置１１０の水平長さは大きくなる。
また、スクリュー１０１を内蔵する加熱筒１２１は、水平に延びており、加えてスクリュー移動機構１２４が水平に延びている。そのため、射出装置１２０の水平長さは大きくなる。
結果、従来の横型射出成形装置１００は、装置高さは小さいものの、水平長さは必然的に大きくなる。
【0012】
横型射出成形装置１００の水平長さが大きいほど、建屋における装置の設置面積（床面積）が大きくなる。
しかし、床面積に限りがある建屋に、複数の装置類を並べて配置すること及び装置類を効率よく配置することを考えると、横型射出成形装置であっても水平長さを小さくすることが望まれる。
しかし、床面積に限りがある建屋に、複数の装置類を並べて配置すること及び装置類を効率よく配置することを考えると、横型射出成形装置であっても水平長さを小さくすることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【文献】特開平９－１０４０５６号公報
【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】
【0014】
本発明は、水平長さが十分に小さな横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】
【0015】
請求項１に係る発明は、型締め軸が水平であり金型を型締めする型締装置と、この型締装置の側方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横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、
前記射出シリンダのシリンダ軸は、水平に延び、
前記スクリューのスクリュー軸は、鉛直に延びており、
前記スクリューは、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が、０．５～３．０の範囲であり、
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、前記加熱筒の底に沿って水平に延びる第１横筒と、この第１横筒の先端から下へ延びる縦筒と、この縦筒の下部から水平に延びつつ前記プランジャを収納する第２横筒と、この第２横筒と同軸上に縦筒の下部から水平に延びて先端に前記ノズルを有する第３横筒とを備え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、
前記射出シリンダのシリンダ軸は、水平に延び、
前記スクリューのスクリュー軸は、鉛直に延びており、
前記スクリューは、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が、０．５～３．０の範囲であり、
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、前記加熱筒の底に沿って水平に延びる第１横筒と、この第１横筒の先端から下へ延びる縦筒と、この縦筒の下部から水平に延びつつ前記プランジャを収納する第２横筒と、この第２横筒と同軸上に縦筒の下部から水平に延びて先端に前記ノズルを有する第３横筒とを備えていることを特徴とする。
【0016】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の横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。
【0017】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２記載の横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を備え、
前記加熱筒の底又は前記材料貯留部材に、前記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を備え、
前記加熱筒の底又は前記材料貯留部材に、前記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。
【発明の効果】
【0019】
請求項１に係る発明では、横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。
スクリュー及び加熱筒を縦置きすることで、射出装置の水平長さを小さくすることができ、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。
結果、樹脂材料の品質を維持しつつ、射出装置の水平長さを小さくすることができる。
その上、スクリューのＬ／Ｄは、０．５～３．０の範囲にした。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、射出装置４０の高さ寸法を大きくなり、好ましくない。よって、スクリュー４７のＬ／Ｄは、０．５～３．０の範囲とした。
スクリューの有効長さＬを３．０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。
すなわち、本発明により、水平長さが十分に小さな横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、材料貯留部材は、加熱筒の底に沿って水平に延びる第１横筒と、この第１横筒の先端から下へ延びる縦筒と、この縦筒の下部から水平に延びつつプランジャを収納する第２横筒と、この第２横筒と同軸上に縦筒の下部から水平に延びて先端にノズルを有する第３横筒とを備えている。
このような構造の材料貯留部材を採用することで、縦置きの加熱筒と横置きの射出シリンダとを、巧みに配置することができる。
スクリュー及び加熱筒を縦置きすることで、射出装置の水平長さを小さくすることができ、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。
結果、樹脂材料の品質を維持しつつ、射出装置の水平長さを小さくすることができる。
その上、スクリューのＬ／Ｄは、０．５～３．０の範囲にした。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、射出装置４０の高さ寸法を大きくなり、好ましくない。よって、スクリュー４７のＬ／Ｄは、０．５～３．０の範囲とした。
スクリューの有効長さＬを３．０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。
すなわち、本発明により、水平長さが十分に小さな横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、材料貯留部材は、加熱筒の底に沿って水平に延びる第１横筒と、この第１横筒の先端から下へ延びる縦筒と、この縦筒の下部から水平に延びつつプランジャを収納する第２横筒と、この第２横筒と同軸上に縦筒の下部から水平に延びて先端にノズルを有する第３横筒とを備えている。
このような構造の材料貯留部材を採用することで、縦置きの加熱筒と横置きの射出シリンダとを、巧みに配置することができる。
【0020】
請求項２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。
【0021】
請求項３に係る発明では、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。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明に係る横型射出成形装置の全体構成を示す図である。
【図2】射出装置の構成を説明する図である。
【図3】スクリュー軸の向きを説明する図である。
【図4】射出装置の作用を説明するフロー図である。
【図5】横型射出成形装置の水平長さを説明する図である。
【図6】射出装置の変更例を説明する図である。
【図7】従来のスクリューのＬ／Ｄを説明する図である。
【図8】従来の横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】
【0024】
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】
【0025】
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。
【0026】
図１に示すように、横型射出成形装置１０は、ベース１１と、このベース１１に載せられる型締装置２０及び射出装置４０とを、主要素とし、型締め軸２０ａが水平であることを特徴とする装置である。ベース１１は、ベッドや機台であってもよい。
【0027】
型締装置２０は、ベース１１に固定される固定盤２２と、ベース１１に移動可能に支えられる型締機構２３と、この型締機構２３と固定盤２２の間に配置されベース１１に移動可能に支えられる可動盤２４と、固定盤２２から延びて可動盤２４及び型締機構２３を貫通するタイバー２５と、このタイバー２５に沿って可動盤２４を移動する型開閉機構２６と、型締機構２３に付属するハーフナット２７と、このハーフナット２７を開閉させるハーフナット開閉機構２８と、可動盤２４と型締機構２３とに渡した位置調整機構２９とを備えている。
【0028】
型締装置２０は、ハーフナット式が好ましいが、トグル式、油圧式、ハイブリッド式であってもよく、構造、方式は実施例に限定するものではない。
【0029】
型締装置２０で金型３０が型締めされる。金型３０は例えば、固定型３１と可動型３２とからなる。
固定盤２２に固定型３１が取付けられ、可動盤２４に可動型３２が取付けられる。
固定盤２２に固定型３１が取付けられ、可動盤２４に可動型３２が取付けられる。
【0030】
好ましくは、ベース１１にレール３４を敷設し、このレール３４にスライダ３５、３６を載せる。そして、一方のスライダ３５で型締機構２３を支え、他方のスライダ３６で可動盤２４を支えるようにする。
レール３４とスライダ３５、３６の間に、鋼球を介在させることが推奨される。レール３４とスライダ３５、３６の間の摩擦損失が小さくなり、型開閉機構２６への負荷が軽減される。
レール３４とスライダ３５、３６の間に、鋼球を介在させることが推奨される。レール３４とスライダ３５、３６の間の摩擦損失が小さくなり、型開閉機構２６への負荷が軽減される。
【0031】
可動盤２４は、位置調整機構２９を介して型締機構２３に機械的に連結されている。そのため、型開閉機構２６で可動盤２４を移動すると、型締機構２３は一緒（ほぼ一緒を含む。）に移動する。
よって、型開閉機構２６のピストンロッドは、可動盤２４に連結する他、型締機構２３に連結してもよい。また、型開閉機構２６は、ベッド１１に取付ける他、固定盤２２に取付けてもよい。
よって、型開閉機構２６のピストンロッドは、可動盤２４に連結する他、型締機構２３に連結してもよい。また、型開閉機構２６は、ベッド１１に取付ける他、固定盤２２に取付けてもよい。
【0032】
タイバー２５には、必要な個所に周溝３７が等ピッチで刻まれている。ハーフナット２７は、閉じると、周溝３７に噛み合う。噛み合うと、タイバー２５に型締機構２３は固定（ほぼ固定を含む。）される。
ハーフナット２７を開くと、タイバー２５に対して、型締機構２３は移動可能となる。
ハーフナット２７を開くと、タイバー２５に対して、型締機構２３は移動可能となる。
【0033】
以上の構成からなる型締装置２０の型締作用を次に説明する。
図１では金型３０が開かれている。
ハーフナット開閉機構２８により、ハーフナット２７を開状態にする。
次に、型開閉機構２６を縮動する。可動盤２４と型締機構２３と可動型３２と位置調整機構２９とハーフナット２７が一緒に図右へ移動する。この移動は固定型３１に可動型３２が当たる（タッチする）まで継続される。
図１では金型３０が開かれている。
ハーフナット開閉機構２８により、ハーフナット２７を開状態にする。
次に、型開閉機構２６を縮動する。可動盤２４と型締機構２３と可動型３２と位置調整機構２９とハーフナット２７が一緒に図右へ移動する。この移動は固定型３１に可動型３２が当たる（タッチする）まで継続される。
【0034】
固定型３１に可動型３２がタッチした後に、位置調整機構２９で型締機構２３を若干移動させることにより、周溝３７の凹にハーフナット２７の凸を位置合わせする。すなわち、周溝３７の凹にハーフナット２７の凸が合致しないで、噛み合わせ不十分の状態にあるときに、位置調整機構２９で噛み合わせを十分な状態に是正する。
【0035】
次に、ハーフナット開閉機構２８により、ハーフナット２７を閉状態にする。閉状態では、タイバー２５に型締機構２３が固定されていることになる。
次に、型締機構２３を伸動する。この伸動により、金型３０が型締めされる。
次に、型締機構２３を伸動する。この伸動により、金型３０が型締めされる。
【0036】
以上に説明した型開閉機構２６、ハーフナット開閉機構２８及び位置調整機構２９は、油圧シリンダが好適であるが、電動シリンダであってもよく、要は伸動と縮動とが行える機構であればよく、種類や構造は限定されない。
【0037】
次に、射出装置の具体的な構造例を、図２に基づいて説明する。
図２に示すように、射出装置４０は、ベース１１に載っているスライド盤４１と、このスライド盤４１に載っているプレート４２と、このプレート４２に載っている射出シリンダ４３と、この射出シリンダ４３に載っているサポート部材４４と、射出シリンダ４３から離れた位置にてスライド盤４１に載っているブラケット４５と、このブラケット４５に載っている材料貯留部材６０と、この材料貯留部材６０に載っている加熱筒４６と、この加熱筒４６に回転自在に収納されるスクリュー４７と、加熱筒４６とサポート部材４４とで支持されるトップ盤４８と、このトップ盤４８に取付けられるサーボモータ４９と、トップ盤４８の上に配置されるギヤ群５０と、このギヤ群５０を囲うカバー５１と、加熱筒４６に付設されるホッパ５２とを備えている。
図２に示すように、射出装置４０は、ベース１１に載っているスライド盤４１と、このスライド盤４１に載っているプレート４２と、このプレート４２に載っている射出シリンダ４３と、この射出シリンダ４３に載っているサポート部材４４と、射出シリンダ４３から離れた位置にてスライド盤４１に載っているブラケット４５と、このブラケット４５に載っている材料貯留部材６０と、この材料貯留部材６０に載っている加熱筒４６と、この加熱筒４６に回転自在に収納されるスクリュー４７と、加熱筒４６とサポート部材４４とで支持されるトップ盤４８と、このトップ盤４８に取付けられるサーボモータ４９と、トップ盤４８の上に配置されるギヤ群５０と、このギヤ群５０を囲うカバー５１と、加熱筒４６に付設されるホッパ５２とを備えている。
【0038】
射出シリンダ４３のシリンダ軸４３ａは水平に延び、スクリュー４７のスクリュー軸４７ａは鉛直に延びている。すなわち、射出シリンダ４３は横置きされ、加熱筒４６は縦置きされている。
【0039】
スライド盤４１は、射出機移動機構５３で、固定盤２２に連結されている。
射出機移動機構５３を縮動するとスライド盤４１が固定盤２２に接近し、伸動するとスライド盤４１が固定盤２２から離れる。
射出機移動機構５３を縮動するとスライド盤４１が固定盤２２に接近し、伸動するとスライド盤４１が固定盤２２から離れる。
【0040】
射出シリンダ４３は、油圧シリンダ５４と、この油圧シリンダ５４に収納されるピストン５５と、このピストン５５から固定盤２２へ延びるプランジャ５６とからなる。好ましくは、ピストン５５からプランジャ５６とは逆方向へロッド５７を延ばす。このロッド５７の位置をエンコーダなどの位置検知センサ５８で検出する。
【0041】
材料貯留部材６０は、加熱筒４６の底に沿って水平に延びる第１横筒６１と、この第１横筒６１の先端から下へ延びる縦筒６２と、この縦筒６２から下へ延びてブラケット４５に載る脚部６３と、縦筒６２の下部から水平に延びつつプランジャ５６を収納する第２横筒６４と、この第２横筒６４と同軸上に縦筒６２の下部から水平に延びて先端にノズル６６を有する第３横筒６５とを備えている。
【0042】
ブラケット４５を上に延ばすことで、脚部６３を省く、又は小型にすることは差し支えない。
材料貯留部材６０及び加熱筒４６に適宜ヒータ６７が巻かれており、このヒータ６７で材料貯留部材６０及び加熱筒４６は適温に保たれる。
好ましくは、第３横筒６５にシャット弁６８を設け、このシャット弁６８をシャット弁開閉機構６９で開閉するようにする。
材料貯留部材６０及び加熱筒４６に適宜ヒータ６７が巻かれており、このヒータ６７で材料貯留部材６０及び加熱筒４６は適温に保たれる。
好ましくは、第３横筒６５にシャット弁６８を設け、このシャット弁６８をシャット弁開閉機構６９で開閉するようにする。
【0043】
加熱筒４６は、ボルト７１でトップ盤４８に連結されている。
加熱筒４６は、軸ホルダー４６Ａを備え、この軸ホルダー４６Ａに軸受７２を備える。軸ホルダー４６Ａは、軸受７２を介してスクリュー４７を回転自在に支える。
加熱筒４６は、軸ホルダー４６Ａを備え、この軸ホルダー４６Ａに軸受７２を備える。軸ホルダー４６Ａは、軸受７２を介してスクリュー４７を回転自在に支える。
【0044】
軸ホルダー４６Ａは、加熱筒４６に嵌め込まれ、ボルトで固定される。
また、加熱筒４６の底が分離可能であれば、軸ホルダー４６Ａは加熱筒４６に一体形成することができる。よって、軸ホルダー４６Ａは、設けるか否かを含め、形状、形態は任意である。
また、加熱筒４６の底が分離可能であれば、軸ホルダー４６Ａは加熱筒４６に一体形成することができる。よって、軸ホルダー４６Ａは、設けるか否かを含め、形状、形態は任意である。
【0045】
加熱筒４６の底に樹脂材料の出口７３が設けられ、この出口７３は出口弁７４で閉じられる。この出口弁７４は出口弁駆動手段７５により開閉される。
出口弁７４は、第１横筒６１に移動可能に収納する。しかし、出口弁７４は加熱筒４６の底に設けてもよい。
すなわち、出口弁７４は、加熱筒４６の底又は材料貯留部材６０（第１横筒６１）に設けられる。
出口弁７４は、第１横筒６１に移動可能に収納する。しかし、出口弁７４は加熱筒４６の底に設けてもよい。
すなわち、出口弁７４は、加熱筒４６の底又は材料貯留部材６０（第１横筒６１）に設けられる。
【0046】
仮に、加熱筒４６の出口７３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７５で出口弁７４を強制的に移動する。強制的に移動される出口弁７４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７５で出口弁７４を強制的に移動する。強制的に移動される出口弁７４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。
【0047】
ギヤ群５０は、サーボモータ４９の軸に設けた駆動ギヤ７６と、この駆動ギヤ７６で回される大径の中継ギヤ７７と、この大径の中継ギヤ７７と同軸の小径ギヤ７８と、この小径ギヤ７８で回される大径の従動ギヤ７９とからなり、この従動ギヤ７９がスクリュー４７に連結される。
【0048】
サーボモータ４９の回転は、小径の駆動ギヤ７６と大径の中継ギヤ７７とで減速され、小径ギヤ７８と大径の従動ギヤ７９とで更に減速される。
結果、スクリュー４７は低速で回される。
結果、スクリュー４７は低速で回される。
【0049】
また、サーボモータ４９の出力トルクは、小径の駆動ギヤ７６と大径の中継ギヤ７７とで増大され、小径ギヤ７８と大径の従動ギヤ７９とで更に増大される。サーボモータ４９の出力トルクは小さくて済み、サーボモータ４９は小さな出力の小型で軽量で安価な制御モータが採用可能となる。
【0050】
次に、スクリュー４７について、説明する。
スクリュー４７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４７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４７のＬ／Ｄが１．０であれば、スクリュー４７の長さは十分に短く、射出装置４０の高さ寸法を小さくすることできる。
スクリュー４７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４７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４７のＬ／Ｄが１．０であれば、スクリュー４７の長さは十分に短く、射出装置４０の高さ寸法を小さくすることできる。
【0051】
従来、射出装置に使用されるスクリューは、従来の技術で説明したように、Ｌ／Ｄが約７又は約２２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４７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４７では、外径Ｄはかなり大きく、長さＬはかなり短い。
【0052】
樹脂材料は、スクリュー４７の外周に形成した螺旋溝に沿って移動する。スクリュー４７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４７は、十分に低速で回転させることができる。
【0053】
なお、スクリュー４７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、射出装置４０の高さ寸法を大きくなり、好ましくない。
よって、スクリュー４７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、射出装置４０の高さ寸法を大きくなり、好ましくない。
よって、スクリュー４７のＬ／Ｄは、０．５～３．０の範囲とし、好ましくは１．０とする。
【0054】
また好ましくは、スクリュー４７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４６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。
【0055】
次に、スクリュー４７が縦向きに配置された理由を、図３に基づいて説明する。
図３（ａ）に示すように、スクリュー軸４７ａが水平になるように、スクリュー４７及び加熱筒４６を配置した（比較例）を検討する。
第１に、加熱筒４６において、下部分４６ａに対して、上部分４６ｂ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４６の下部分４６ａ付近に溜まる。加熱筒４６の出口７３から、樹脂材料を円滑に出すことが難しくなる。
図３（ａ）に示すように、スクリュー軸４７ａが水平になるように、スクリュー４７及び加熱筒４６を配置した（比較例）を検討する。
第１に、加熱筒４６において、下部分４６ａに対して、上部分４６ｂ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４６の下部分４６ａ付近に溜まる。加熱筒４６の出口７３から、樹脂材料を円滑に出すことが難しくなる。
【0056】
図３（ｂ）に示すように、スクリュー軸４７ａが鉛直になるように、スクリュー４７及び加熱筒４６を配置した（実施例）を検討する。
第１に、樹脂材料は加熱筒４６に投入された後、加熱、混錬・圧縮されつつ出口７３に向かって流下する。スクリュー軸４７ａ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４７ａに直交する面（水平面）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４６の底に溜まる。加熱筒４６の出口７３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４７ａ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４６に投入された後、加熱、混錬・圧縮されつつ出口７３に向かって流下する。スクリュー軸４７ａ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４７ａに直交する面（水平面）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４６の底に溜まる。加熱筒４６の出口７３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４７ａは、鉛直に配置することが好ましい。
【0057】
図２において、スクリュー軸４７ａが鉛直になるように配置した理由は図３で述べた通りである。
また、図２において、射出シリンダ４３は、長く突き出ているプランジャ５６（及びロッド５７）を考慮すると、全長は横に長い。長い射出シリンダ４３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４０の高さ寸法を小さくすることができる。
スクリュー４７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４０の高さ寸法を小さくすることができる。
また、図２において、射出シリンダ４３は、長く突き出ているプランジャ５６（及びロッド５７）を考慮すると、全長は横に長い。長い射出シリンダ４３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４０の高さ寸法を小さくすることができる。
スクリュー４７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４０の高さ寸法を小さくすることができる。
【0058】
以上の構成からなる射出装置４０の作用を、図４に基づいて説明する。
図４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２で、出口弁７４を移動して出口７３を開く。
ＳＴ０２で、シャット弁を閉じる。すなわち、図２で、シャット弁６８を回してノズル６６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２で、プランジャ５６に所定の反力（抵抗力）が加わるように、射出シリンダ４３の背圧制御を開始する。
図４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２で、出口弁７４を移動して出口７３を開く。
ＳＴ０２で、シャット弁を閉じる。すなわち、図２で、シャット弁６８を回してノズル６６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２で、プランジャ５６に所定の反力（抵抗力）が加わるように、射出シリンダ４３の背圧制御を開始する。
【0059】
ＳＴ０４で、スクリューを回転しつつ樹脂材料を可塑化する。図２において、樹脂材料は出口７３、第１横筒６１、縦筒６２、第２横筒６４、第３横筒６５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５６が徐々に後退（図右へ移動）する。プランジャ５６の断面積×プランジャ５６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。
【0060】
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６８が開けられたら、プランジャ５６は前進し、樹脂材料をノズル６６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６８が開けられたら、プランジャ５６は前進し、樹脂材料をノズル６６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）。
【0061】
次に、本発明に係る横型射出成形装置１０の利点を、図５に基づいて説明する。
図５（ａ）に従来の横型射出成形装置１００を示す。
従来の型締装置１１０の水平長さをＬ１１０、射出装置１２０の水平長さをＬ１２０、横型射出成形装置１００の水平長さをＬ１００とする。Ｌ１００は概ねＬ１１０とＬ１２０の和となる。
図５（ａ）に従来の横型射出成形装置１００を示す。
従来の型締装置１１０の水平長さをＬ１１０、射出装置１２０の水平長さをＬ１２０、横型射出成形装置１００の水平長さをＬ１００とする。Ｌ１００は概ねＬ１１０とＬ１２０の和となる。
【0062】
図５（ｂ）に本発明に係る横型射出成形装置１０を示す。
実施例の型締装置２０の水平長さをＬ２０、射出装置４０の水平長さをＬ４０、横型射出成形装置１０の水平長さをＬ１０とする。Ｌ１０は概ねＬ２０とＬ４０の和となる。
実施例の型締装置２０の水平長さをＬ２０、射出装置４０の水平長さをＬ４０、横型射出成形装置１０の水平長さをＬ１０とする。Ｌ１０は概ねＬ２０とＬ４０の和となる。
【0063】
図５（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５（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、水平長さを小さくすることができる。
結果、Ｌ２０はＬ１１０より、十分に小さくなった。
結果、Ｌ２０はＬ１１０より、十分に小さくなった。
【0064】
また、図５（ａ）では加熱筒１２１を横置きした。対して、図５（ｂ）では加熱筒４６を縦置きした。縦横配置の違いにより、Ｌ４０はＬ１２０より、小さくなった。
結果、本発明による横型射出成形装置１０の水平長さＬ１０は、従来の横型射出成形装置１００の水平長さＬ１００より、十分に小さくなった。
結果、本発明による横型射出成形装置１０の水平長さＬ１０は、従来の横型射出成形装置１００の水平長さＬ１００より、十分に小さくなった。
【0065】
次に、射出装置４０の変更例を、図６に基づいて説明する。
図６に示すように、スクリュー４７のネックを延ばし、上の軸受７２と下の軸受７２との間に、水平に延びるピン８１を立てる。併せて、加熱筒４６側の軸ホルダー４６Ａにピン８１を収納するカム溝８２を設ける。カム溝８２は、スクリュー４７に設けた螺旋溝の０．２～１．０ピッチだけ上下に蛇行している。
図６に示すように、スクリュー４７のネックを延ばし、上の軸受７２と下の軸受７２との間に、水平に延びるピン８１を立てる。併せて、加熱筒４６側の軸ホルダー４６Ａにピン８１を収納するカム溝８２を設ける。カム溝８２は、スクリュー４７に設けた螺旋溝の０．２～１．０ピッチだけ上下に蛇行している。
【0066】
併せて、小径ギヤ７８は、歯幅が十分に広いものに交換する。
サーボモータ４９及びギヤ群５０により、スクリュー４７を所定方向へ回すと、ピン８１がガイド溝８２に沿って移動し、結果として、スクリュー４７がスクリュー軸４７ａに沿って移動する（図では昇降する）。
サーボモータ４９及びギヤ群５０により、スクリュー４７を所定方向へ回すと、ピン８１がガイド溝８２に沿って移動し、結果として、スクリュー４７がスクリュー軸４７ａに沿って移動する（図では昇降する）。
【0067】
スクリュー４７による旋回運動に、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練が得られる。
したがって、カム溝８２及びピン８１は、必須ではないが、設けることが望まれる。
なお、カム溝８２をスクリュー４７側に設け、ピン８１を加熱筒４６側に設けることは差し支えない。
したがって、カム溝８２及びピン８１は、必須ではないが、設けることが望まれる。
なお、カム溝８２をスクリュー４７側に設け、ピン８１を加熱筒４６側に設けることは差し支えない。
【0068】
【産業上の利用可能性】
【0069】
本発明は、横型射出成形装置に好適である。
【符号の説明】
【0070】
１０…横型射出成形装置、２０…型締装置、２０ａ…型締め軸、３０…金型、４０…射出装置、４３…射出シリンダ、４３ａ…シリンダ軸、４６…加熱筒、４７…スクリュー、４７ａ…スクリュー軸、５６…プランジャ、６０…材料貯留部材、６１…第１横筒、６２…縦筒、６４…第２横筒、６５…第３横筒、６６…ノズル、７３…出口、７４…出口弁、７５…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。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】