(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱筒に回転自在に且つ前後進可能にスクリューを挿入した射出装置において、前記スクリューの後端部と、加熱筒又は加熱筒を支える受け台との間をシールするシール構造は、加熱筒又は加熱筒を支える受け台に取付けた固定筒と、スクリューの後端部と共に回転し且つ移動させる回転筒と、この回転筒と前記固定筒との間に渡した少なくとも１個の中間筒と、この中間筒−固定筒間に介在させたシールリングと、中間筒−回転筒間に介在させたシールリングと、からなり、前記中間筒を回転筒以下の回転数で回転可能に構成したことを特徴とする射出装置のスクリュー後端部のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は射出装置のスクリュー後端部のシール構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加熱筒に回転自在に且つ往復移動可能にスクリューを挿入し、スクリューを回転させながら樹脂原料を可塑化・計量し、スクリューを前進させることで射出を行うスクリュー式射出装置は広く普及している。
ところで、ある種の樹脂原料では可塑化中に酸素に触れると酸化し変色する。この様な原料を扱うときには加熱室内へ外部から空気が侵入することは好ましくない。
また、樹脂原料によっては可塑化中にガスが発生し、製品欠陥を招くため、積極的にガスを除去することが必要となる。
【０００３】
そこで、例えば特公昭４６−２８６６１号公報「射出成形機」の第２図に示されるように、蛇腹２３でスクリュー後端部をシールして、加熱筒の後端部３ａへ外気が侵入することを防止すると共に、蛇腹２３内に溜まったガスを連通管１６を通じて排出する構造が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
蛇腹２３は、伸縮には強いが捩りに弱いため、非回転の円板２０及びパッキン２１を介してスクリューの後端部５ａに連結する必要がある。円板２０を回転させずに往復させるために案内棒２２，２２が不可欠となる。このように蛇腹２３を採用するとシール構造が複雑となる。
また、スクリューは加熱筒の加熱作用で温度が上り、この様な高温のスクリューに直接パッキン２１を接触させるため、パッキン２１が熱的に劣化しやすくなり、パッキン２１の交換頻度が高まる。しかも、案内棒２２，２２があるためパッキン２１の交換作業は面倒になる。
【０００５】
すなわち、上記公報のシール構造では、構造が複雑になること、及びパッキンの寿命が短くなることの課題がある。
そこで、本発明の目的は上記課題を解決することのできるシール構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、加熱筒に回転自在に且つ前後進可能にスクリューを挿入した射出装置において、スクリューの後端部と、加熱筒又は加熱筒を支える受け台との間をシールするシール構造は、加熱筒又は加熱筒を支える受け台に取付けた固定筒と、スクリューの後端部と共に回転し且つ移動させる回転筒と、この回転筒と前記固定筒との間に渡した少なくとも１個の中間筒と、この中間筒−固定筒間に介在させたシールリングと、中間筒−回転筒間に介在させたシールリングと、からなり、中間筒を回転筒以下の回転数で回転可能に構成したことを特徴とする。
【０００７】
固定筒と中間筒と回転筒とでテレスコピック型伸縮筒を構成することで、案内棒などのガイド部材を不要とすることができ、シール構造を簡単にすることができる。
【０００８】
また、シールリングはスクリューから離れた回転筒や固定筒に接触させため、熱劣化の心配は無く、シールリングの寿命を十分に延ばすことができる。加えて、中間筒も回転させるため、２個のシールリングで回転量を折半させることができ、１個のシールリングに作用する摺動距離がほぼ半分になれば、シールリングの寿命は２倍に伸びる。このように熱的及び機械的に使用条件が緩和できるため、シールリングの寿命を大幅に延ばすことができ、シール材交換頻度が少くなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
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、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る電動式射出装置の側面図であり、電動式射出装置１０は、ホッパＰを備えた加熱筒１１と、この加熱筒１１の基部を支える受け台１２と、この受け台１２に対向して配置した基盤１３と、これらの受け台１２と基盤１３とに渡したガイドバー１４・・・（・・・は複数を示す。以下同じ）と、これらのガイドバー１４・・・に移動可能に取付けたスライド板１５と、このスライド板１５にベアリング１６を介して取付けた保持板１７と、この保持板１７に一体的に取付けたプーリ１８並びにスクリュー２０と、前記プーリ１８を介してスクリュー２０を回すためにスライド板１５に取付けたスクリュー回転モータ２１と、スライド板１５の図右に取付けたボールナット２２と、このボールナット２２に捩じ込んだボールねじ軸２３と、このボールねじ軸２３を前記基盤１３に回転可能に支えるベアリング２４と、ボールねじ軸２３を回すために基盤１３に取付けたスクリュー移動モータ２５と、からなり、加熱筒１１を支える受け台１２とプーリ１８との間にシール構造３０を介設したことを特徴とする。シール構造３０については図２で詳しく説明する。
【００１０】
図１は射出工程末期を示す。この射出工程では、スクリュー移動モータ２５を始動し、プーリ２６、ベルト２７及びプーリ２８を介してボールねじ軸２３を高速で回す。すると、ボールナット２２とともに、スライド板１５、保持板１７、プーリ１８、スクリュー回転モータ２１及びスクリュー２０が高速で移動するので、射出工程を実施することができる。
【００１１】
図２は図１の要部拡大図兼シール構造の断面図であり、スクリュー２０の後端部２０ａは、次の要領でプーリ１８に連結する。
後端部２０ａに割リング３１，３１を噛ませる。そして、プーリ１８の中心に開けた凹部の底にスペーサ３２を置いた上で、凹部に後端部２０ａを挿入し、保持リング３３にて割リング３１，３１を抑えることで、プーリ１８をスクリュー２０に一体化する。この際に、回転筒３５は保持リング３３で共締めすることにことによりプーリ１８に固定するとよい。固定用のボルトを節約することができるからである。
【００１２】
なお、回転筒３５は短い筒部３６とディスク部３７とからなり、筒部３６にふっ素ゴム製の第１シールリング３８を備える。ふっ素ゴムは通常のゴムに比較して摩擦係数が小さく且つ耐熱度が高いため、加熱筒の熱影響を受ける部位に使用することができる。
【００１３】
そして、回転筒３５に第１中間筒４１を嵌め、この第１中間筒４１に少し大径の第２中間筒４２を第２シールリング４３を介して嵌め、この第２中間筒４２に少し大径の第３中間筒４４を第３シールリング４５を介して嵌め、この第３中間筒４４に少し大径の固定筒４６を第４シールリング４７を介して嵌め、この固定筒４６を受け台１２に固定する。すなわち、以上に述べた回転筒３５と第１〜第３中間筒４１，４２，４４と固定筒４６と第１〜第４シールリング３８，４３，４５，４７とで、本発明のシール構造３０を構成する。
【００１４】
図１に戻って、可塑化・計量工程ではスクリュー移動モータ２５を回転フリー状態にし、スクリュー回転モータ２１でプーリ１８を介してスクリュー２０を所定方向へ回すことにより、ホッパＰの樹脂原料を加熱筒１１の先端１１ａへ送る。樹脂原料が先端１１ａに貯溜するに連れて反力でスクリュー２０は後退する。この回転及び後退は計量が終わるまで続く。
【００１５】
図３は計量途中の作用図であり、説明を簡単にするために「移動」と「回転」とを分けて説明する。
まず、スクリュー２０とともに回転筒３５が図右に移動すると、第１シールリング３８の摩擦力、又は第１中間筒４１の先端の鈎部４８が係合することにより、第１中間筒４１が右へ移動する。第１中間筒４１が右へ移動すると第２シールリング４３の摩擦力により第２中間筒４２は右へ移動する。ただし、第１中間筒４１の後端の鍔部４９があるため、第２中間筒４２から第１中間筒４１が外れる虞れはない。第３中間筒４４も同様に右へ移動する。固定筒４６は移動しない。この結果、スクリュー２０の移動量は、第１〜第３中間筒４１，４２，４４の移動量の総和に等しくなる。
【００１６】
次の、プーリ１８が矢印▲３▼のごとく、例えば１８０゜回転したとする。回転筒３５は同じく１８０゜回転する。第１〜第３中間筒４１，４２，４４は、矢印▲４▼，▲５▼，▲６▼のごとく各々単独に回転するとともに、４個のシールリング３８，４３，４５，４７で滑りが期待できるため、各シールリング当り４５゜相当のスリップが発生すれば、第１〜第３中間筒４１，４２，４４は各々４５゜程度の回転するだけで済む。
【００１７】
Ｏリングに代表されるシールリングは、回転部及び軸移動部に適用できるが、その寿命は、回転量と軸移動量とに強い影響を受ける。上記実施例では４個のシールリング３８，４３，４５，４７で回転量及び軸移動量を配分するようにしたため、寿命は大幅に延ばすことができる。
【００１８】
また、第１シールリング３８は熱劣化を考慮しなければならない。弾性を確保するためにゴム系シール材を使用するが、ゴムは高温で使用すると劣化が進む。しかし、回転筒３５の筒部３６に第１シールリング３８を配置すれば、その心配はなくなる。すなわち、加熱筒１１での加熱により、スクリュー２０の温度が上がるが、前記第１シールリング３８はスクリュー２０から十分に離れているので、シールリング３８の温度はスクリュー２０の温度よりは十分に低温となるからである。
【００１９】
十分に低温になるがそれでも第１シールリング３８は耐熱を考慮するは望ましい。そこで、第１シールリング３８は摩擦係数が小さく且つ耐熱性のあるふっ素ゴム製Ｏリングを採用し、第２〜第４シールリング４３，４５，４７に通常のネオプレンゴム製Ｏリングを採用することが性能、経済の観点から有効となる。
性能維持の点から全シールリング３８，４３，４５，４７をふっ素ゴム製Ｏリングとすること、又は経済の面から全シールリング３８，４３，４５，４７を通常のゴム製Ｏリングとすることは差支えない。
【００２０】
図４は可塑化・計量末期の作用図であり、第１〜第３中間筒４１，４２，４４がほぼ等分に移動したことを示す。シールリング３８，４３，４５，４７のシール作用により、このシール構造３０の内部に空気が侵入することはなく、また、加熱筒１１とスクリュー２０との間から洩れたガスはシール構造３０の内部に溜めることができる。このガスは適当な真空排気装置を用いることによりシール構造３０内から排出することができる。
【００２１】
図５は可塑化・計量工程末期の射出装置の側面図であり、加熱筒１１、受け台１２、基台１３、ガイドバー１４・・・、ボールねじ軸２３、プーリ２８、ベルト２７、プーリ２６及びスクリュー移動モータ２５に対して、スライド板１５、プーリ１８、スクリュー回転モータ２１及びボールナット２２が移動した射出工程直前の状態を示し、このときにあっても非移動部材である受け台１２と移動部材であるプーリ１８との間に渡したシール構造３０がシール作用を発揮していることを示す。
【００２２】
尚、本実施例では、回転筒をプーリに連結したが、スクリュー後端部に直接取付けること、又は任意の部材を介して間接的に連結することもできる。
同様に本実施例では、固定筒を受け台に連結したが、加熱筒後端部に直接取付けること、又は任意の部材を介して間接的に結合することもできる。
【００２３】
また、図３において、回転筒３５と固定筒４６との間に３個の中間筒４１，４２，４４を介設したが、中間筒は１個であっても差支えない。中間筒が１個であれば、回転筒３５が一回転するときに中間筒は１／２回転させれば済む。中間筒の前後にある２個のシールリングで回転と軸移動とを分担させる。
【００２４】
従って、回転筒３５と固定筒４６とを繋ぐ中間筒は少なくても１個設ければよく、中間筒の数が多いほどシールリングの数が増してシールリングの１個当りの負担が軽くなる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、加熱筒又は受け台に固定筒を取付け、スクリューの後端部に直接又は間接的に回転筒を取付け、固定筒−回転筒間に少なくとも１個の中間筒を介在させることで、シール構造をテレスコピック型伸縮筒とした。この結果、案内棒などのガイド部材を不要とすることができ、シール構造を簡単にすることができる。
【００２６】
また、シールリングはスクリューから離れた回転筒や固定筒に接触させため、熱劣化の心配は無く、シールリングの寿命を十分に延ばすことができる。加えて、中間筒も回転させるため、２個のシールリングで回転量を折半させることができ、１個のシールリングに作用する摺動距離がほぼ半分になれば、シールリングの寿命は２倍に伸びる。熱的及び機械的に使用条件が緩和できるため、シールリングの寿命を大幅に延ばすことができ、シール材交換頻度が少くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動式射出装置の側面図
【図２】図１の要部拡大図兼シール構造の断面図
【図３】計量途中の作用図
【図４】可塑化・計量末期の作用図
【図５】可塑化・計量工程末期の射出装置の側面図
【符号の説明】
１０…射出装置、１１…加熱筒、１２…受け面、２０…スクリュー、２０ａ…スクリューの後端部、３５…回転筒、３８，４３，４５，４７…シールリング、４１，４２，４４…中間筒、４６…固定筒。
【図１】
0003614406.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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