(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ（１）内に、回転可能、かつ前後進可能に配設されたスクリュ（４）の先端に取り付けられたスクリュヘッド（２６）の先端側から前記スクリュ（４）側への溶融材料の逆流を防止する、射出成形機の逆流防止装置において、
前記スクリュ（４）の軸線と交差する方向にピン孔（３７）が貫通して形成され、溶融材料の通路となるヘッド部通路（３１）が側面（２６ｃ）に少なくとも１つ形成され、先端面（２６ｂ）の外周に第１の当接面（２６ａ）が形成されている前記スクリュヘッド（２６）と、
前記第１の当接面（２６ａ）に対応する第２の当接面（２０ａ）を内周面（２０ｈ）側に有する開口（２０ｂ）が形成され、かつ溶融材料からの圧力を受ける受圧面（３５）を有する前面（２０ｅ）、および、前記第１の当接面（２６ａ）と前記第２の当接面（２０ａ）とが当接して前記開口（２０ｂ）と前記ヘッド部通路（３１）との連通を遮断する第１のシール面（３２）を形成すると同時に、前記ヘッド部通路（３１）と、前記シリンダ（１）と前記スクリュ（４）との間に形成されたスクリュ側通路（３）との連通を遮断する第２のシール面（２３）を形成する第３の当接面（２０ｃ）が後端部（２０ｇ）に形成されている側周面（２０ｆ）を有し、前記スクリュヘッド（２６）を覆うように設けられた逆流防止リング（２０）と、
前記第３の当接面（２０ｃ）が当接することで前記第２のシール面（２３）を形成する第４の当接面（５ａ）が形成されている、前記スクリュ（４）と前記スクリュヘッド（２６）との間に挟まれて固定されている押し金（５）とを有することを特徴とする射出成形機の逆流防止装置。
【請求項２】
前記逆流防止リング（２０）の前記側周面（２０ｆ）に、前記スクリュヘッド（２６）の前記ピン孔（３７）に嵌め込まれたピン（３０）の突出部（３０ａ）が摺動可能に嵌る長孔（３３）が、前記スクリュ（４）の軸線と交差する方向に形成されている、請求項１に記載の射出成形機の逆流防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の逆流防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、逆流防止装置を備えたインラインスクリュ式の射出成形機としては、図６に示すような構成が一般に知られている。
【０００３】
筒状のシリンダ１０１は、その先端にシリンダヘッド１０２が取り付けられており、シリンダ１０１の内径空間には、スクリュ１０４が移動自在に配置されている。スクリュ１０４の先端に形成されているネジ穴１０７にはスクリュヘッド１０６が螺入されており、このスクリュヘッド１０６は、スクリュ１０４とスクリュヘッド１０６との間に押し金１０５を挟んで固定されている。また、スクリュヘッド１０６と押し金１０５との間には、逆流防止リング１０８が、シリンダ１０１の軸方向に摺動自在に組み込まれている。この逆流防止リング１０８の外周に形成されている溝１１７には、Ｃ型形状のピストンリング１０９が嵌め込まれている。
【０００４】
このようなインラインスクリュ式の射出成形機においては、シリンダ１０１とスクリュ１０４との間の溶融材料通路１０３にある液状の溶融材料１２５をスクリュ１０４の前方に送り込んで射出すべき溶融材料を計量を行う。そして、溶融材料１２５をスクリュ１０４の前方に送り込むため、図６に示す位置にまで前進しているスクリュ１０４を回転させながら図６中右方向へと後退させる。スクリュ１０４の後退により、溶融材料１２５は、押し金１０５と逆流防止リング１０８との間に形成された溶融材料通路１１０、スクリュヘッド１０６と逆流防止リング１０８との間に形成された溶融材料通路１１１、１１２、さらには、シリンダヘッド１０２とスクリュヘッド１０６との間に形成された溶融材料通路１１３を通り、スクリュヘッド１０６の前方に送り込まれることとなる。
【０００５】
スクリュヘッド１０６の前方に溜められることで計量を終えた溶融材料１２５は、次いで、スクリュ１０４が高速で前方に移動することでノズル１２４から射出され、不図示の金型に送り込まれる。この際、逆流防止リング１０８は、受圧面１３４で溶融材料１２５からの圧力を受けることで後方の押し金１０５に押しつけられ、溶融材料通路１１０が閉じ、シール面１１４が形成される。これにより、スクリュ１０４の前方に溜められた溶融材料１２５が、溶融材料通路１０３まで逆流するのを防止している。さらに、ピストンリング１０９により逆流防止リング１０８の外周面とシリンダ１０１の内周面との間から溶融材料通路１０３側への溶融材料１２５の逆流も防止される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した逆流防止の構成においても、実際には逆流が生じる場合があった。
【０００７】
スクリュの前方に溜められた溶融材料を射出する際、スクリュは高速で前進を開始する。一方、逆流防止リングはその場に留まろうとするため、押し金に衝突し、その結果シール面が形成される。この逆流防止リングと押し金との衝突は、射出の度毎に繰り返し行われるため、衝突の際の衝撃により逆流防止リングおよび押し金が損傷し、徐々にシール面の精度の低下を来す。この結果、シール面に隙間を生じ、この隙間から溶融材料が逆流してしまう場合があるのである。
【０００８】
また、シール面でのシール圧は、スクリュの前進移動時に発生する溶融材料の圧力が逆流防止リングを後退方向に押しつける反力が大きいほどそのシール圧が高くなるが、例えば、図７に示した従来の射出成形機における、溶融材料を射出する際の逆流防止装置の動作を説明する図である図７に示す構成においては、溶融材料１２５の圧力を受ける逆流防止リング１０８の受圧面１３４は、概ね、シリンダ１０１の孔面積Ｓ1と、逆流防止リング１０８の内面の断面積Ｓ2との差分で決まる小さな面積しか確保できないので大きな反力を発生することが困難である。このため、高いシール圧を得ることができず、このことも逆流が起こる原因の一つになっている。
【０００９】
そこで、本発明は、逆流防止リングと押し金とにより形成されるシール面からの溶融材料の逆流をより抑制することができる、射出成形機の逆流防止装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の射出成形機の逆流防止装置は、シリンダ内に、回転可能、かつ前後進可能に配設されたスクリュの先端に取り付けられたスクリュヘッドの先端側からスクリュ側への溶融材料の逆流を防止する、射出成形機の逆流防止装置において、スクリュの軸線と交差する方向にピン孔が貫通して形成され、溶融材料の通路となるヘッド部通路が側面に少なくとも１つ形成され、先端面の外周に第１の当接面が形成されているスクリュヘッドと、第１の当接面に対応する第２の当接面を内周面側に有する開口が形成され、かつ溶融材料からの圧力を受ける受圧面を有する前面、および、第１の当接面と第２の当接面とが当接して開口とヘッド部通路との連通を遮断する第１のシール面を形成すると同時に、ヘッド部通路と、シリンダとスクリュとの間に形成されたスクリュ側通路との連通を遮断する第２のシール面を形成する第３の当接面が後端部に形成されている側周面を有し、スクリュヘッドを覆うように設けられた逆流防止リングと、第３の当接面が当接することで第２のシール面を形成する第４の当接面が形成されている、スクリュとスクリュヘッドとの間に挟まれて固定されている押し金とを有することを特徴とする。
【００１１】
上記の通り構成された本発明の射出成形機の逆流防止装置は、逆流防止リングがスクリュヘッドを覆うように配置され、溶融材料の圧力を受ける前面に開口が形成されているとともに、スクリュヘッドの先端側からスクリュ側への逆流を防止するためにシール面が２箇所設けられている。このため、射出の度毎に繰り返し行われる、逆流防止リングと押し金との衝突の際の衝撃を、第１および第２のシール面の２箇所で受けることができ、逆流防止リングと押し金の損傷を抑制することができる。また、溶融材料からの圧力を受ける受圧面を前面部分としたことで、従来、シリンダの孔径と逆流防止リングの孔径との差となるわずかな領域にしかとることができ受圧面を大きくとることができるため、第１および第２のシール面でのシール面圧を高くすることができ、よって、第１および第２のシール面からの逆流防止をより確実なものとすることができる。
【００１２】
また、本発明の射出成形機の逆流防止装置は、逆流防止リングの側周面に、スクリュヘッドのピン孔に嵌め込まれたピンの突出部が摺動可能に嵌る長孔が、スクリュの軸線と斜めに交差する方向に形成されているものであってもよい。このような構成とすることで、スクリュヘッドのピンと逆流防止リングの長孔との摺動抵抗の作用により衝撃力を緩和することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１（ａ）に、本発明の一実施形態である、逆流防止装置を備えたインラインスクリュ式の射出成形機の一部拡大側断面図を、また、図１（ｂ）に、図１（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図をそれぞれ示す。また、スクリュヘッドの側面図を図２に、逆流防止リングの側断面図および側面図を図３および図４に、溶融材料の射出時における逆流防止装置の作動状態を示す説明図を図５にそれぞれ示す。
【００１５】
筒状のシリンダ１は、その先端にシリンダヘッド２が取り付けられており、シリンダ１の内径空間には、スクリュ４が移動自在に配置されている。本実施形態の逆流防止装置は、スクリュ４の先端に形成されているネジ穴７に螺入されているスクリュヘッド２６と、スクリュ４とスクリュヘッド２６との間に挟まれて固定されている押し金５と、スクリュヘッド２６を覆うようにして配置されている逆流防止リング２０とを有する。
【００１６】
スクリュヘッド２６には、ピン孔３７が貫通して形成されており、このピン孔３７には、その両端部の突出部３０ａが突出するようにしてピン３０が嵌め込まれている。スクリュヘッド２６の外周を概ね覆う逆流防止リング２０には、長孔３３が２箇所形成されており、この長孔３３にピン３０の突出部３０ａが嵌り込むことで、逆流防止リング２０がスクリュヘッド２６に対して移動可能に取り付けられている。なお、長孔３３は、図４に示すように、スクリュ４の軸線に対してそれぞれ角度αをもって斜めに形成されているため、逆流防止リング２０は、長孔３３がピン３０の突出部３０ａと接触しながら、スクリュヘッド２６に対して移動することとなる。
【００１７】
また、スクリュヘッド２６の側面２６ｃには、ヘッド部通路３１がピン孔３７と干渉しない位置に４箇所形成されており、スクリュヘッド２６の先端面２６ｂの外周には、後述する逆流防止リング２０の第２の当接面２０ａに対応する第１の当接面２６ａが形成されている。なお、本実施形態では４箇所にヘッド部通路３１が形成されたスクリュヘッド２６を一例として示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、１〜３箇所であってもよいし、５箇所以上とするものであってもよい。
【００１８】
逆流防止リング２０の前面２０ｅには、溶融材料２５から圧力を受ける受圧面３５を有し、溶融材料２５が流出入可能な開口２０ｂが形成されている。受圧面３５の面積は、シリンダ１の孔面積Ｓ3、あるいは逆流防止リング２０の孔面積Ｓ4とは無関係に規定することができる構成となっている。よって、受圧面３５の面積を、シリンダ１の孔面積Ｓ3と逆流防止リング２０の孔面積Ｓ4との差以上とすることで、後述する第１および第２のシール面３２、２３での所望の押しつけ力を得ることができる。また、逆流防止リング２０の受圧面３５は、溶融材料２５の射出に際して、スクリュヘッドの一部として機能する。すなわち、スクリュ４が前進することで、受圧面３５とスクリュヘッド２６の先端面２６ｂとの双方で溶融材料２５をノズル２４から押し出す。開口２０ｂは、逆流防止リング２０の内周面２０ｈ側の縁の部分に第２の当接面２０ａが形成されており、さらに、逆流防止リング２０の後端部２０ｇには、押し金５に形成されている第４の当接面５ａに対応する第３の当接面２０ｃが形成されている。また、逆流防止リング２０の外周には、溝２０ｄが形成されており、この溝２０ｄには逆流防止用のＣ型形状のピストンリング９がそれぞれ嵌め込まれている。
【００１９】
次に、本実施形態の射出成形機における、溶融材料の計量時および射出時の逆流防止リング２０の動作について、図１および図５を用いて説明する。
【００２０】
まず、溶融材料２５を計量するため、シリンダ１とスクリュ４との間のスクリュ側通路３にある液状の溶融材料２５がスクリュ４の前方に送り込まれる。すなわち、スクリュ４は、回転しながら図１中右方向へと後退するが、逆流防止リング２０はその場に留まろうとするため、押し金５の第４の当接面５ａと逆流防止リング２０の第３の当接面２０ｃとが離れて第１の通路１９が、また、逆流防止リング２０の第２の当接面２０ａとスクリュヘッド２６の第１の当接面２６ａとが離れてスクリュ側通路３が形成される。これにより、スクリュ側通路３側は、第１の通路１９、ヘッド部通路３１、第２の通路３６、さらに開口２０ｂを介してスクリュヘッド２６の前方と連通することとなり、スクリュ側通路３内の溶融材料がスクリュヘッド２６の前方へと送り込まれ、計量がなされることとなる。
【００２１】
計量を終えた溶融材料２５は、スクリュ４が高速で前方（図１中左方向）に移動することで、スクリュヘッド２６の先端面２６ｂおよび逆流防止リング２０の受圧面３５により押されることでノズル２４から射出され、不図示の金型に送り込まれる。この際、逆流防止リング２０はその場に留まろうとするため、スクリュヘッド２６のピン３０が逆流防止リング２０の長孔３３に接触しながら移動する。これにより、図５に示すように、スクリュ側通路３は、逆流防止リング２０の第２の当接面２０ａとスクリュヘッド２６の第１の当接面２６ａとの当接により閉じて第１のシール面３２が形成され、また、第１のシール面３２が形成されると同時に、第１の通路１９も、押し金５の第４の当接面５ａと逆流防止リング２０の第３の当接面２０ｃとの当接により閉じ、第２のシール面２３が形成される。２箇所のシール面が形成されることで、スクリュ側通路３側とスクリュヘッド２６の前方との連通は断たれ、第１の通路１９、ヘッド部通路３１、第２の通路３６を介しての溶融材料の逆流は防止される。
【００２２】
また、シリンダ１の内周面と逆流防止リング２０の外周面との隙間からの逆流はピストンリング９により防止されている。
【００２３】
このように、本実施形態の逆流防止装置は、射出の度毎に繰り返し行われる、逆流防止リング２０と押し金５との衝突の際の衝撃を、１箇所のシール面で受けるのではなく第１および第２のシール面３２、２３の２箇所で受け、さらには、スクリュヘッド２６のピン３０と逆流防止リング２０の長孔３３との摺動抵抗の作用により衝撃力を緩和する構成となっている。このため、逆流防止リング２０と押し金５との衝突に起因するシール面からの溶融材料の逆流を防止することができる。
【００２４】
また、受圧面３５を大きくとることができるため、第１および第２のシール面３２、２３でのシール面圧を高くすることができ、よって、第１および第２のシール面３２、２３からの逆流防止をより確実なものとすることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、逆流防止リングと押し金との衝突の際の衝撃を２箇所のシール面で受けるため、衝撃力を分散することができ、さらに、スクリュヘッドのピンと逆流防止リングの長孔との摺動抵抗の作用により衝撃力を緩和することができるため、逆流防止リングと押し金の損傷を抑制することができる。また、本発明の逆流防止装置は、溶融材料からの圧力を受ける受圧面を前面部分としたことで、従来、シリンダの孔径と逆流防止リングの孔径との差となるわずかな領域にしかとることができなかった受圧面を大きくとることができる。このため、各シール面でのシール面圧を高くすることができ、よって、逆流防止をより確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である、逆流防止装置を備えた射出成形機のスクリュヘッド近傍の一部拡大側断面図、およびＢ−Ｂ線での断面図である。
【図２】図１に示した逆流防止装置のスクリュヘッドの側面図である。
【図３】図１に示した逆流防止装置の逆流防止リングの側断面図である。
【図４】図１に示した逆流防止装置の逆流防止リングの側面図である。
【図５】図１に示した射出成形機における、溶融材料を射出する際の逆流防止装置の動作を説明する図である。
【図６】従来の、ピストンリングを有する構成の逆流防止装置を備えた射出成形機の一例の、スクリュヘッド近傍の一部拡大側断面図である。
【図７】図６に示した従来の射出成形機における、溶融材料を射出する際の逆流防止装置の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１    シリンダ
１ａ    内周面
２    シリンダヘッド
３    スクリュ側通路
４    スクリュ
５    押し金
５ａ    第４の当接面
７    ネジ穴
１９    第１の通路
２０    逆流防止リング
２０ａ    第１の当接面
２０ｂ    開口
２０ｃ    第３の当接面
２０ｄ    溝
２０ｅ    前面
２０ｆ    側周面
２０ｇ    後端部
２０ｈ    内周面
２１    空間
２２    ツメ
２３    第２のシール面
２４    ノズル
２５    溶融材料
２６    スクリュヘッド
２６ａ    第２の当接面
２６ｂ    先端面
２６ｃ    側面
３０    ピン
３０ａ    突出部
３１    ヘッド部通路
３２    第１のシール面
３３    受圧面
３６    第２の通路
３７    ピン孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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