(57)【要約】【課題】構造が複雑にならず、計量工程及び射出充填工程において、溶融樹脂の逆流を防止できるインライン型プランジャ式射出装置を提供する。【解決手段】加熱シリンダ１５と、加熱シリンダ１５内に、回転可能に配置されるスクリュ１６と、スクリュ１６の中空部に、スクリュ１６と同軸に回転可能、且つ、該軸方向に移動可能に配置されるプランジャ１７と、プランジャ１７の射出ノズル側の外周面の所定範囲に形成されるフライト１７ａと、プランジャ１７の、射出ノズル側に配置される逆止リング１８と、加熱シリンダ１５の内周面とスクリュ１６の外周面との間に形成される第１樹脂流路１０と、計量工程において、樹脂流路１０と、フライト１７ａが形成されるプランジャ１７の外周面とを連通する連絡樹脂流路１１と、を備える射出成形機の射出装置によって達成される。【選択図】図１
2014117889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
いずれか一方の端部に射出ノズルを、他方の端部に材料供給部を有する加熱シリンダと、
前記加熱シリンダ内に、その長手軸中心に回転可能に配置される中空円筒状のスクリュと、
前記スクリュの中空部に、前記スクリュと同軸に回転可能、且つ、該軸方向に移動可能に配置されるプランジャと、
前記プランジャの、前記射出ノズル側の外周面の所定範囲に形成されるフライトと、
前記プランジャの、前記射出ノズル側に配置される逆止リングと、
前記加熱シリンダの内周面と前記スクリュの外周面との間に形成される樹脂流路と、
計量工程において、前記樹脂流路と、前記フライトが形成される前記プランジャの外周面とを連通する連絡樹脂流路と、
を備える射出成形機の射出装置。
【請求項２】
前記スクリュの前記材料供給部側の端部が、前記加熱シリンダに支持されると共に、前記連絡樹脂流路が、前記加熱シリンダの前記射出ノズル側の内面と前記スクリュの端面との間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の射出装置。
【請求項３】
前記スクリュの前記材料供給部側及び前記射出ノズル側の両端部が、前記加熱シリンダに支持されると共に、前記連絡樹脂流路が、前記スクリュの前記射出ノズル側外周面から前記スクリュの中空部まで、前記スクリュを半径方向に貫通する少なくとも１箇所の連通穴で構成されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の射出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂の射出成形機に用いる射出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な射出成形機の射出装置は、その外周面に電気ヒータ等の加熱手段を配置させ、一方の端部に射出ノズルを、他方の端部に材料供給ホッパ等の材料供給部を備える加熱シリンダと、その加熱シリンダ内に、その長手軸中心に回転可能に、且つ、該軸方向に移動可能に配置されるスクリュとで構成される。また、スクリュの外周面には、加熱シリンダの内周面とスクリュの外周面との間に形成される樹脂流路において、スクリュを回転させることにより、材料供給部から供給された樹脂ペレット等の樹脂材料を射出ノズル側に流動させるフライトが連続して形成される。フライトの形状やサイズは、材料供給部側から射出ノズル側へ、樹脂材料の供給（流動）、圧縮、計量を行えるようそれぞれの仕様に設計されている。説明を簡単にするために、加熱シリンダの射出ノズル側を射出装置の”前方”、材料供給部側を”後方”とし、スクリュや樹脂材料等のそれぞれの方向への移動を”前進”及び”後退”とする。
【０００３】
更に、スクリュの前方端部にはスクリュヘッドが配置され、スクリュヘッドとスクリュとの間には、逆止リング（チェックリングとも呼称される）が、スクリュの長手軸方向に所定量移動可能に配置される。材料供給部から供給された樹脂ペレット等の樹脂材料は、スクリュが回転され、フライトにより前方に流動される間に、加熱シリンダの外周面に配置された加熱手段の熱エネルギに加えて、フライトの回転力によるせん断熱の熱エネルギにより溶融状態となる（可塑化工程）。そして、溶融状態となった樹脂材料（溶融樹脂）は、その流動による樹脂圧力により、逆止リングを前方に移動させ、樹脂流路を開放状態にすると共に、スクリュヘッドの溝部を経由して射出ノズル及びスクリュヘッド間に到達する。この時、射出ノズルは、射出ノズルもしくは、射出ノズルがドッキングしている固定金型の樹脂流入口に配置されている樹脂遮断開放切換弁等により閉じられた状態であるため、射出ノズル及びスクリュヘッド間に到達した溶融樹脂の樹脂圧力はスクリュヘッドにも作用し、スクリュ全体を後退させる。この後退に連動して形成される、加熱シリンダ内の射出ノズル及びスクリュヘッド間の空間に同溶融樹脂が連続して貯留される。この空間が拡張され、所定量の溶融樹脂が貯留されるまで、スクリュの回転とスクリュ全体の後退とが継続され、逆止リングの開放状態が維持される（計量工程）。この溶融樹脂が貯留される空間を貯留部と呼称する。
【０００４】
射出ノズル及びスクリュヘッド間の貯留部に所定量の溶融樹脂が貯留された後、スクリュの回転を停止させ、スクリュを所定速度及び所定力で前進させると、この溶融樹脂は、後方の樹脂流路へ逆流する溶融樹脂の樹脂圧力により逆止リングを後方へ移動させ、加熱シリンダの内周面とスクリュの外周面との間に形成される樹脂流路及びスクリュヘッド間をシールして、後方の樹脂流路への溶融樹脂の逆流を防止すると共に、射出ノズルを介して、射出ノズルをドッキングさせた固定金型及び可動金型内に形成される金型キャビティに射出充填される（射出充填工程）。
【０００５】
このような射出装置はインラインスクリュ式射出装置と呼称される。インラインスクリュ式射出装置は、先に説明したように、計量工程の開始時から完了時まで、スクリュ前方に貯留される溶融樹脂量の増大に連動してスクリュが後退する一方、材料供給部の位置は変わらないため、樹脂を可塑化（溶融）させる樹脂流路の距離（可塑化流動長）が、計量工程の開始時から完了時まで、スクリュの後退量に比例して短くなる。そのため、計量工程が完了に近づくにつれて、可塑化流動長の短縮化が顕著となり、射出装置の可塑化能力の低下や、樹脂材料の可塑化状態のばらつき等を生じるという問題が指摘されている。
【０００６】
このようなインラインスクリュ式射出装置の問題を解決するために、特許文献１や特許文献２のような射出成形機の射出装置が提案されている。
【０００７】
特許文献１には、可塑化シリンダ（加熱シリンダ）内に可塑化スクリュ（スクリュ）を回転可能に配設し、先端形状をスクリュ（フライト）とした回転可能な射出プランジャ（プランジャ）を可塑化スクリュの軸心に摺動可能に組み込むとともに、射出プランジャの回転数を可塑化スクリュの回転数よりも大きくし該プランジャからの樹脂漏れを防止するようにした射出成形機の射出装置が開示されている。
【０００８】
すなわち、特許文献１の射出成形機の射出装置は、スクリュを長手方向に移動させず、回転動作のみの可塑化工程専用とし、スクリュで可塑化させた樹脂材料を、スクリュ内に、スクリュと同軸に配置させたプランジャ前方の貯留部に貯留させ、該プランジャに計量工程及び射出充填工程を行わせることにより、可塑化流動長を計量工程の開始時から完了時まで一定にするものである。また、プランジャ先端にスクリュと同様なフライトを形成させ、プランジャの回転数をスクリュの回転数より大きくすることにより、計量工程中における、スクリュの内周面とプランジャの外周面との隙間への溶融樹脂の逆流を防止するものである。更に、可塑化スクリュによって可塑化されたプラスチックス（樹脂材料）は可塑化された順序で射出ノズル側から貯留部に貯留されるため、所謂、先入れ先出しを行うことができるとしている。
【０００９】
特許文献２には、加熱シリンダ内にスクリュを内包してなるスクリュタイプの可塑化装置（射出装置）を備えた射出成形装置（射出成形機）において、スクリュを中空状に形成するとともに、スクリュの内部に該スクリュに対して軸方向に移動可能なプランジャを挿入し、スクリュとプランジャの相対移動によって形成される空間を、溶融・可塑化された樹脂を蓄えるためのチャンバ部（貯留部）とした射出成形装置が開示されている。
【００１０】
特許文献２の射出成形装置の可塑化装置（射出装置）も、スクリュを可塑化工程専用とし、スクリュ内に、スクリュと同軸に配置させたプランジャに計量工程及び射出充填工程を行わせる点において、特許文献１の射出装置と同じである。特許文献１の射出装置との相違点は、このスクリュが、僅かに後退及び前進するように構成され、その後退により、加熱シリンダの内周面及びスクリュの外周面間に形成される樹脂流路とプランジャ前方の貯留部との間に連絡樹脂流路を形成し、また、その前進により同連絡樹脂流路をシールする点である。計量工程の開始時から完了時までの間は、同連絡樹脂流路を形成・維持するために後退位置にあり、このスクリュの後退及び前進により、可塑化流動長が変化することはない。しかしながら、その構成上、溶融・可塑化された樹脂が、計量工程の開始時に貯留部のプランジャ前方端面側から貯留され、完了時に射出ノズル側に貯留されるため、先入れ先出しを行うことはできない。
【００１１】
ここで、特許文献１や特許文献２のように、スクリュ内に、スクリュと同軸にプランジャを配置させ、スクリュを可塑化工程専用とし、プランジャに計量工程及び射出充填工程を行わせる射出装置を、本明細書においてはインライン型プランジャ式射出装置と呼称するものとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−３３７７５４号公報
【特許文献２】特開昭６１−０８４２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１のインライン型プランジャ式射出装置においては、射出プランジャの高速回転を前提として、スクリュ溝深さ（射出プランジャの外周面からのフライト部分の半径方向の高さ）が浅く、且つ、射出プランジャ先端のスクリュ（フライト）部分に可塑化された溶融樹脂が充填されているため、射出充填工程における射出プランジャの前進の際、射出プランジャの前方に貯留された溶融樹脂の、後方へのバックフロー（逆流）は少ないとしている。すなわち、射出充填工程時の溶融樹脂のバックフローを防止する機械的な逆止弁機構はない。ここで、射出充填工程時において、溶融樹脂のバックフローを防止すべき部分は２箇所である。１箇所は、可塑化シリンダの内周面及び可塑化スクリュの外周面間に形成される樹脂流路と射出プランジャ前方の貯留部とを連通する連絡樹脂流路であり、もう１箇所は、可塑化スクリュの内周面と射出プランジャの外周面との隙間である。
【００１４】
しかしながら、射出プランジャの高速回転により、可塑化スクリュの内周面と射出プランジャの外周面との隙間への、計量工程時における溶融樹脂の逆流が防止されるとすれば、計量工程完了時において、溶融樹脂は、射出プランジャの先端部に形成されたスクリュ（フライト）部分の更に先端部分（前方）にしか充填されていない。すなわち、射出充填工程時に、上記２箇所（連絡樹脂流路及び隙間）への溶融樹脂のバックフローを防止するためのシール機構として作用するはずの、溶融樹脂が充填された射出プランジャの先端部分の長さは十分に確保されておらず、シール機構としての十分な逆流防止効果は期待できない。また、射出充填工程時に射出プランジャは回転させないため、射出プランジャの高速回転による逆流防止効果も期待できない。そのため、射出充填工程において、上記連絡樹脂流路及び隙間への溶融樹脂のバックフローが生じるため、射出量のバラツキが生じるという問題は解決されていない。
【００１５】
特許文献２のインライン型プランジャ式射出装置においては、計量工程時、スクリュを後退させて、樹脂流路及び貯留部間に連絡樹脂流路を形成させ、射出充填時、スクリュを前進させて、同連絡樹脂流路をシールして、貯留部の溶融樹脂の樹脂流路への逆流を防止するために、スクリュが軸方向に移動可能に構成されている。この構成により、射出充填工程時の、溶融樹脂の樹脂流路への逆流を確実に防止することは可能になる。しかしながら、そのスクリュの軸方向への移動量は、計量工程及び射出充填工程を行うプランジャの移動量と比較して少ないとは言え、プランジャをその軸方向に移動させる機構とは別に、その長手軸中心に回転するスクリュを、更にその軸方向に移動させる機構が必要となり、射出装置の構成が複雑になるという問題がある。
【００１６】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたもので、具体的には、構造が複雑にならず、計量工程及び射出充填工程において、溶融樹脂の逆流を防止できるインライン型プランジャ式射出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
発明の上記目的は、いずれか一方の端部に射出ノズルを、他方の端部に材料供給部を有する加熱シリンダと、
前記加熱シリンダ内に、その長手軸中心に回転可能に配置される中空円筒状のスクリュと、
前記スクリュの中空部に、前記スクリュと同軸に回転可能、且つ、該軸方向に移動可能に配置されるプランジャと、
前記プランジャの、前記射出ノズル側の外周面の所定範囲に形成されるフライトと、
前記プランジャの、前記射出ノズル側に配置される逆止リングと、
前記加熱シリンダの内周面と前記スクリュの外周面との間に形成される樹脂流路と、
計量工程において、前記樹脂流路と、前記フライトが形成される前記プランジャの外周面とを連通する連絡樹脂流路と、
を備える射出成形機の射出装置によって達成される。
【００１８】
すなわち、インライン型プランジャ式射出装置において、加熱シリンダの内周面及びスクリュの外周面間に形成される樹脂流路とプランジャの外周面の前記所定範囲との間に、予め連絡樹脂流路が形成されているため、特許文献２のインライン型プランジャ式射出装置のように、スクリュを後退させて、連絡樹脂流路を形成させる必要がない。また、計量工程において、この連絡樹脂流路が、樹脂流路と、フライトが形成されるプランジャの外周面とを連通するため、プランジャの外周面の所定範囲に形成されるフライトよりも前方に位置する逆止リングは、常にこの連絡樹脂流路よりも前方に位置する。このような連絡樹脂流路及び逆止リングの位置関係により、射出充填工程時に、逆止リングの前方に貯留される溶融樹脂の、後方２箇所（連絡樹脂流路及びスクリュの内周面とプランジャの外周面との隙間）への逆流を、それぞれの前方に位置する１つの逆止リングにより確実に防止でき、特許文献１のインライン型プランジャ式射出装置のように、射出充填工程において、連絡樹脂流路及び隙間への溶融樹脂のバックフローが生じる虞はない。そのため、特許文献２のインライン型プランジャ式射出装置のように、スクリュを前進させて連絡樹脂流路をシールする必要がない。その結果、スクリュを軸方向に移動可能に構成する必要はなく、射出装置を簡素化できる。
【００１９】
また、この射出成形機の射出装置において、前記スクリュの前記材料供給部側の端部が、前記加熱シリンダに支持されると共に、前記連絡樹脂流路が、前記加熱シリンダの前記射出ノズル側の内面と前記スクリュの端面との間に形成されても良いし、前記スクリュの前記材料供給部側及び前記射出ノズル側の両端部が、前記加熱シリンダに支持されると共に、前記連絡樹脂流路が、前記スクリュの前記射出ノズル側外周面から前記スクリュの中空部まで、前記スクリュを半径方向に貫通する少なくとも１箇所の連通穴で構成されても良い。
【００２０】
前者であれば、連絡樹脂流路は、加熱シリンダの前方内面とスクリュ端面との間の空間として形成されるため、加熱シリンダやスクリュ内部に別途、同様の連絡樹脂流路等を加工する必要がない。後者であれば、スクリュの前方外周面から中空部まで、スクリュを半径方向に貫通する連通穴の加工が必要になる。しかしながら、この構成により、スクリュの前方も、加熱シリンダに支持させることができ、スクリュの両端が加熱シリンダに支持され、スクリュの片持ち支持構造に対して、スクリュの支持構造を簡素化できると共に、スクリュの回転動作を正確に、且つ、安定させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る射出成形機の射出装置は、いずれか一方の端部に射出ノズルを、他方の端部に材料供給部を有する加熱シリンダと、
前記加熱シリンダ内に、その長手軸中心に回転可能に配置される中空円筒状のスクリュと、
前記スクリュの中空部に、前記スクリュと同軸に回転可能、且つ、該軸方向に移動可能に配置されるプランジャと、
前記プランジャの、前記射出ノズル側の外周面の所定範囲に形成されるフライトと、
前記プランジャの、前記射出ノズル側に配置される逆止リングと、
前記加熱シリンダの内周面と前記スクリュの外周面との間に形成される樹脂流路と、
計量工程において、前記樹脂流路と、前記フライトが形成される前記プランジャの外周面とを連通する連絡樹脂流路と、
を備えるため、構造が複雑にならず、計量工程及び射出充填工程において、溶融樹脂の逆流を防止できるインライン型プランジャ式射出装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１に係る射出成形機の射出装置を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施例２に係る射出成形機の射出装置を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１及び図２は、説明を容易にするために、射出装置以外の射出成形機や、その固定盤や固定金型及び可動金型等の構成は図示していない。また、同様の理由で、断面であっても、後述する加熱手段やスクリュ等には断面であることを表すハッチングを割愛した。尚、以下説明する実施例は、本発明に係る射出成形機の射出装置の実施の形態を限定するものではなく、本発明に係る射出成形機の射出装置は、特許請求の範囲に記載された範囲内で、色々な形で実施できる。
【実施例１】
【００２４】
図１を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１は本発明の実施例１に係る射出成形機の射出装置を示す概略断面図である。
【００２５】
最初に、本発明の実施例１に係る射出成形機の射出装置１の基本構成について説明する。図示しない射出成形機の型締装置の固定盤の背面側に、固定盤を介して、固定盤の正面側（可動盤と対向する面）に取り付けられた固定金型にドッキング可能に配置された射出装置１は、計量工程が完了した状態である。射出装置１は、図示しない固定盤側（図面左側）の端部に射出ノズル１３を、その他方（図面右側）の端部に材料供給部１４を有する加熱シリンダ１５と、加熱シリンダ１５内に、その長手軸中心に回転可能に配置される中空円筒状のスクリュ１６と、スクリュ１６の中空部に、スクリュ１６と同軸に回転可能、且つ、該軸方向に移動可能に配置されるプランジャ１７と、プランジャ１７の、射出ノズル１３側の外周面の所定範囲に形成されるフライト１７ａと、プランジャ１７の、射出ノズル１３側に配置される逆止リング１８と、加熱シリンダ１５の内周面とスクリュ１６の外周面との間に形成される樹脂流路１０と、計量工程において、樹脂流路１０と、フライト１７ａが形成されるプランジャ１７の外周面とを連通する連絡樹脂流路１１と、を備える。そして、この連絡樹脂流路１１が、樹脂流路１０と、フライト１７ａが形成されるプランジャ１７の外周面とを連通するため、プランジャ１７の外周面の所定範囲に形成されるフライト１７ａよりも前方に位置する逆止リング１８は、常にこの連絡樹脂流路１１よりも前方に位置することになる。ここで、説明を簡単にするために、加熱シリンダ１５の射出ノズル１３側（図面左側）を射出装置１の”前方”、材料供給部１４側（図面右側）を”後方”とし、プランジャ１７や樹脂材料等のそれぞれの方向への移動を”前進”及び”後退”とすることは先に説明したとおりである。
【００２６】
次に、個々の基本構成の詳細について説明する。加熱シリンダ１５の外周面には、電気ヒータ等の加熱手段１５ａが、加熱シリンダ１５に巻き付けられるように配置されている。また、加熱シリンダ１５の後方外周面上方の材料供給部１４は、上方が大きく開放可能な材料供給ホッパであることが一般的であり、同ホッパに配置されたレベルセンサ等によって同ホッパ内の樹脂材料量をモニタしながら、外部からバッチで樹脂材料が供給されることが多い。しかしながら、使用する樹脂材料の種類等、必要に応じて、材料供給装置がその上流に取り付けられたり、材料供給パイプ等の材料供給手段が直接、連結されたりする場合もある。
【００２７】
計量工程において、樹脂流路１０と、フライト１７ａが形成されるプランジャ１７の外周面とを連通する連絡樹脂流路１１は、加熱シリンダ１５の射出ノズル１３側の内面とスクリュ１６の前方端面との間の空間として形成されている。また、プランジャ１７の、射出ノズル１３側の外周面の所定範囲には、計量工程時において、スクリュ１６の内周面とプランジャ１７の外周面との隙間への溶融樹脂の逆流を防止することを主目的としたフライト１７ａが形成される。ここで、スクリュ１６の内周面とプランジャ１７の外周面との隙間を隙間１９とする。
【００２８】
一般的なインライン型プランジャ式射出装置においては、スクリュ１６の内周面とプランジャ１７の外周面との間に、プランジャ１７の長手軸方向の摺動のために、所定の隙間（隙間１９）を必要とする。溶融樹脂の逆流防止のためにこの隙間１９を最小にする場合、プランジャ１７の長手軸方向の摺動抵抗の増大や、互いの接触面の異常磨耗等の問題を鑑み、シール機構を配置したり、スクリュ１６の内周面やプランジャ１７の一部の外周面を、非常に高い加工精度で加工したりする必要がある。そのため、この隙間１９を最小にするのではなく、逆に所定量確保し、後述するスクリュ１６のフライト１６ａのような、フライト１７ａをプランジャ１７の前方の外周面の所定範囲に形成することにより、計量工程時にプランジャ１７を回転させて、樹脂流路１１からの隙間１９への溶融樹脂の逆流を防止させれば、シール機構や関連する部材への高い加工精度等は不要となる。フライト１７ａの形状やサイズは、このような、計量工程時における溶融樹脂の逆流防止と、計量工程の開始から完了まで、樹脂流路１１から、プランジャ１７の前方の外周面の所定範囲に流動される溶融樹脂を、プランジャ前方の、後述する貯留部２０へと流動させることを目的とした仕様に設計されれば良く、その仕様から、プランジャ１７の外周面の前方から後方の全てにフライト１７ａを形成させる必要はない。ただし、後述するように、プランジャ１７の射出充填完了位置において、フライト１７ａを、樹脂流路１１のプランジャ１７側の端部より後方に、少なくとも１周する範囲（１ピッチ）まで形成されることが好ましい。また、この隙間１９への、計量工程中の溶融樹脂の逆流を、フライト１７ａの回転により防止する構成は、シール機構等とは異なり、計量工程において、逆止リング１８の前方に貯留される溶融樹脂の圧力が適正になるよう、後述する、プランジャ１７の後退時の溶融樹脂の圧力制御（背圧制御）と合わせて、スクリュ１６のフライト１６ａによる溶融樹脂の圧縮を補助する仕様を加味することもできる。一方、このプランジャ１７のフライト１７ａにおいて、樹脂材料の可塑化を考慮する必要はない。
【００２９】
そして、スクリュ１６の外周面には、樹脂流路１０において、スクリュ１６を回転させることにより、材料供給部１４から供給された樹脂ペレット等の樹脂材料を前方に流動させるフライト１６ａが連続して形成される。フライト１６ａの形状やサイズは、材料供給部１４から供給させた樹脂材料が、逆止リング１８に到達するまでの樹脂流路１０において、計量に適した可塑化状態（溶融状態）となるような仕様に設計されている。また、電動モータ等のスクリュ回転駆動手段１６ｂにより、スクリュ１６の、加熱シリンダ１５の後方から突出させた後方外周面に配置されたリングギア等の回転駆動伝達機構１６ｃを介して、スクリュ１６を任意の速度、任意の回転力で回転させることができる。
【００３０】
一方、スクリュ１６の中空部に配置されたプランジャ１７も、スクリュ１６と同様に、電動モータ等のプランジャ回転駆動手段１７ｂにより、スクリュ１６の後方から突出させた後方外周面に配置されたギア等の回転駆動伝達機構１７ｃを介して、プランジャ１７を任意の速度、任意の回転力で回転させることができる。更に、プランジャ１７は、油圧シリンダや、電動モータ及びボールねじ等を組み合わせたプランジャ駆動手段１７ｄにより、スクリュ１６の長手軸方向に、任意の速度、任意の移動力で移動させることができる。本実施例においては、プランジャ駆動手段１７ｄは、電動モータ１７ｅ及びボールねじ１７ｆを組み合わせた構成を前提にしている。ここで、計量工程において、可塑化された溶融樹脂の樹脂圧力により、プランジャ１７が後退し、同溶融樹脂が貯留される逆止リング１８前方の空間を貯留部２０とする。
【００３１】
また、プランジャ１７の射出ノズル１３側に配置された逆止リング１８は、先に説明したような、一般的な射出成形機の射出装置のスクリュ前方に配置され、計量工程においては、溶融樹脂の樹脂圧力により樹脂流路（連絡樹脂流路１１）及び逆止リング（逆止リング１８）前方の貯留部（貯留部２０）間を開放し、射出充填工程においては、計量工程時とは逆向きに作用する溶融樹脂の樹脂圧力により樹脂流路（連絡樹脂流路１１）及び逆止リング（逆止リング１８）前方の貯留部（貯留部２０）間をシールする一般的な構成であっても良い。更に、それぞれの工程における逆止リングの開放及びシール動作を、スクリュの回転動作を利用して、機械的に且つ強制的に行うことができる構成が開示されており（例えば、本出願人が出願人である、特開平７−２１４６１９や特開２００８−２５４３５９等）、このような逆止リングであっても良く、公知の逆止リングが採用されれば良い。
【００３２】
引き続き、図１を参照しながら、本発明の実施例１に係る射出成形機の射出装置を使用する射出成形方法を説明する。ここで、図１は、プランジャ１７が計量工程完了位置に到達して計量工程が完了した状態を示したもので、以下の説明の理解を容易にするために参照するものであるが、それぞれの説明する状態を逐次示すものではない。また、図中の矢印は、計量工程の完了とは直接関係なく、以下の説明の理解を容易にするための、樹脂材料や各構成要素の一般的な移動、回転、圧力等の作用方向を示すものである。
【００３３】
計量工程が完了した後、スクリュ回転駆動手段１６ｂ及び回転駆動伝達機構１６ｃによるスクリュ１６の回転を停止させる。その後、プランジャ回転駆動手段１７ｂ及び回転駆動伝達機構１７ｃによるプランジャ１７の回転も停止させる。隙間１９への溶融樹脂の逆流防止のため、スクリュ１６及びプランジャ１７の回転停止はこの順番で行うことが好ましい。また、この時、射出ノズル１３は、射出ノズル１３もしくは、射出ノズル１３がドッキングしている図示しない固定金型の樹脂流入口に配置されている樹脂遮断開放切換弁等により閉じられた状態（×印）である。
【００３４】
スクリュ１６及びプランジャ１７の回転停止後、プランジャ駆動手段１７ｄにより、プランジャ１７を任意の速度、任意の移動力で前進させる。この時、射出ノズル１３は、適切なタイミングで開放されている。そして、プランジャ１７の前進により貯留部２０の溶融樹脂に生じた樹脂圧力が逆止リング１８を後退させ、逆止リング１８後方の連絡樹脂流路１１及び隙間１９への溶融樹脂の逆流を防止すると共に、貯留部２０の溶融樹脂が、射出ノズル１３を介して、射出ノズル１３をドッキングさせた図示しない固定金型及び可動金型内に形成される金型キャビティに射出充填される（射出充填工程）。
【００３５】
射出充填工程が完了した後、プランジャ回転駆動手段１７ｂ及び回転駆動伝達機構１７ｃによりプランジャ１７を回転させる。その後、スクリュ回転駆動手段１６ｂ及び回転駆動伝達機構１６ｃによりスクリュ１６を回転させると、樹脂供給部１４から供給された樹脂材料は、フライト１６ａにより樹脂流路１０において前方に流動される間に、加熱手段１５ａ及びフライト１６ａの回転力によるせん断熱の熱エネルギにより溶融状態となり、連絡樹脂流路１１を経由して、射出充填完了位置１７’（図１中の２点鎖線）にあるプランジャ１７の前方の外周面に流動される。引き続き、溶融樹脂はプランジャ１７の前方の外周面の所定範囲に形成されたフライト１７ａにより、加熱シリンダ１５の前方の内周面とプランジャ１７の前方の外周面との間に形成される隙間１９’（図３参照）を前方に流動され、逆止リング１８に到達する。この溶融樹脂の樹脂圧力が逆止リング１８を前進させ、隙間１９’及び貯留部２０間を開放すると共に、この溶融樹脂が逆止リング１８を経由してその前方の貯留部２０に連続して貯留される（計量工程）。
【００３６】
計量工程開始時、プランジャ１７は射出充填完了位置１７’にあるため、プランジャ１７の、射出ノズル１３側の外周面に形成されるフライト１７ａは、計量工程開始時に、連絡樹脂流路１１を経由して、プランジャ１７の外周面に流動される溶融樹脂を、更に前方に流動させるために、プランジャ１７の射出充填完了位置１７’において、連絡樹脂流路１１のプランジャ１７側の端部より後方に、少なくとも１周する範囲（１ピッチ）まで形成されることが好ましい（図３参照）。
【００３７】
この時、射出ノズル１３は閉じられた状態（×印）であるため、貯留部２０に流動された溶融樹脂の樹脂圧力はプランジャ１７にも作用する。これにより、プランジャ１７全体が後退方向の力を受け後退を始める。この後退に連動して形成される貯留部２０に溶融樹脂が連続して貯留される。この貯留部２０が拡張され、所定量の溶融樹脂が貯留されるまで、スクリュ１６及びプランジャ１７の回転とプランジャ１７の後退とが継続され、逆止リング１８の開放状態が維持される（計量工程）。また、計量工程開始時に貯留部２０に流動された溶融樹脂は、貯留部２０の射出ノズル１３側から貯留される。そして、溶融樹脂は、計量工程の進行に伴いプランジャ１７を後退させながら貯留されるため、計量工程完了時には、貯留部のプランジャ１７の先端部に貯留され、溶融樹脂の先入れ先出しを行うことができる。
【００３８】
これまで説明したように、この計量工程におけるプランジャ１７の後退動作時、プランジャ１７のフライト１７ａの回転により、隙間１９に溶融樹脂が侵入することはない。また、このプランジャ１７の後退動作時、この後退動作に所定の抵抗力（背圧）を作用させるために、プランジャ駆動手段１７ｄによりプランジャ１７への前進方向の力を作用させても良い。スクリュ１６の回転力及び回転速度と合わせて、このように後退動作への抵抗力を制御することで、貯留部２０の溶融樹脂の樹脂圧力を制御することも可能である。また、先に説明したように、プランジャ１７のフライト１７ａの回転動作により、この貯留部２０の溶融樹脂の樹脂圧力の制御を補助させても良い。貯留部２０に所定量の溶融樹脂が貯留されたことが、プランジャ１７の図示しない位置検出機能等により確認されれば、スクリュ回転駆動手段１６ｂ及び回転駆動伝達機構１６ｃによるスクリュ１６の回転動作と、プランジャ回転駆動手段１７ｂ及び回転駆動伝達機構１７ｃによるプランジャ１７の回転動作とを停止させ、計量工程の完了となる。計量工程の完了後、先に説明した射出充填工程に移行する。
【００３９】
射出充填工程の完了後、図示しない射出成形機においては、型締装置の型締動作により、固定金型及び可動金型間に形成された金型キャビティに射出充填された溶融樹脂が冷却固化するまで型締状態が維持される。そして、その冷却固化時間経過後、型締装置により固定金型から可動金型が型開きされ、冷却固化させた樹脂成形品が製品取出手段等により、金型キャビティから金型外へ搬送される。引き続き、型締装置により可動金型が固定金型へ型閉じされ、再び、固定金型及び可動金型間に金型キャビティが形成されて、次の射出充填工程の準備が完了する。この間、射出装置１においては、射出充填工程完了後、次の射出充填工程のタイミングに合わせて、計量工程を完了させれば良い。
【実施例２】
【００４０】
次に、図２を参照しながら本発明の実施例２を説明する。図２は本発明の実施例２に係る射出成形機の射出装置を示す概略断面図であり、実施例１の図２と同様に、計量工程が完了した状態である。
【００４１】
実施例２の射出装置２と、実施例１の射出装置１との基本構成上の相違点は、スクリュの両端が加熱シリンダに支持されると共に、連絡樹脂流路が、スクリュの前方外周面から中空部まで、スクリュを貫通する連通穴で構成されている点である。これら以外の基本構成は実施例１で説明した個々の基本構成と同じため、それらの説明は割愛し、図２において実施例１（図１）と同じ基本構成については同じ符号を付し、実施例１との相違点についてのみ説明する。また、本発明の実施例２に係る射出成形機の射出装置２を使用する射出成形方法についても、実施例１と基本的に同じため、その説明は割愛する。
【００４２】
スクリュ２６は、その両端が加熱シリンダ１５に支持されている。具体的には、スクリュ２６は、その前方の端部を中空状の回転軸として突出させて、加熱シリンダ１５の前方に、図示しないベアリング等の回転支持手段を介して回転可能に支持されている。また、図示はしていないが、加熱シリンダ１５の前方内側をスクリュ２６の中空部の内径に合わせて突出させて、スクリュ２６の回転軸とする構成でも良い。
【００４３】
一方、スクリュ２６の外周面にフライト１６ａが連続して形成される点や、電動モータ等のスクリュ回転駆動手段１６ｂにより、スクリュ２６の、加熱シリンダ１５の後方から突出させた後方外周面に配置されたリングギア等の回転駆動伝達機構１６ｃを介して、スクリュ２６を任意の速度、任意の回転力で回転させることができる点は実施例１と同じである。
【００４４】
また、スクリュ２６の前方外周面からその中空部まで、スクリュ２６を半径方向に貫通する連通穴２１が形成されている。この連通穴２１が実施例１における連絡樹脂流路１１の代替となるものである。このように、連絡樹脂流路を加熱シリンダの前方内面とスクリュの端部との間の空間ではなく、スクリュの半径方向に配置された連通穴で構成させることにより、スクリュ２６には連通穴２１の加工が必要になる。しかしながら、これにより、スクリュ２６の前方も、加熱シリンダ１５に支持させることができ、スクリュ２６の両端が加熱シリンダ１５に支持され、実施例１のようなスクリュ１６の片持ち支持構造に対して、スクリュ２６の支持構造を簡素化できると共に、スクリュ２６の回転動作を正確に、且つ、安定させることができる。
【００４５】
ここで、連通穴２１の数量、配置、形状等は、射出装置の仕様に準じて、適宜最適のものが採用されれば良い。例えば、連通穴２１を、スクリュ２６の外周面から中空部中心まで、半径方向に垂直に形成させても、スクリュ２６の樹脂流路１０における樹脂材料の流動方向が、スクリュ１６の外周面の円周方向であることを考慮して、所定角度斜め、あるいは、曲線を描くように形成させても良い。
【００４６】
以上説明したように、本発明に係る射出成形機の射出装置は、構造が複雑にならず、計量工程及び射出充填工程において、溶融樹脂の逆流を防止できる。一方、本発明に係る射出成形機の射出装置は、スクリュの中空部に、その長手軸と同軸にプランジャが配置される構成から、スクリュ外径が、一般的なインラインスクリュ式射出装置のスクリュ外径より大きくならざるを得ず、同様に、加熱シリンダの外径も大きくならざるを得ない。しかしながら、スクリュ外径が大きくなれば、同じ可塑化流動長を確保してもスクリュの全長を短くすることができる。また、スクリュ内部及び加熱シリンダ内部は中空のため、スクリュの外径が大きくなっても、それらの重量が比例して大きくなることはない。更に、スクリュの全長を短くすることができるということは、加熱シリンダ及びプランジャの全長も短くすることができ、射出装置の全長も短くすることができる。これにより、実施例１の射出装置１のような片持ち回転支持となるスクリュの支持構造の負荷を低減できるだけでなく、射出装置を構成する加熱シリンダ、スクリュ、プランジャ等の各部位の加工・製作・組立・メンテナンスにも、非常に大きなメリットがあることは言うまでもない。実施例２の射出装置２のように、スクリュの両端が加熱シリンダに支持される構成であれば、これらのメリットはより大きくなる。
【符号の説明】
【００４７】
１            射出装置
２            射出装置（実施例２）
１０            樹脂流路
１１            連絡樹脂流路
１３            射出ノズル
１４            材料供給部
１５            加熱シリンダ
１６            スクリュ
１７            プランジャ
１７ａ            フライト（プランジャ）
１８            逆止リング
２１            連通穴（第２樹脂流路／実施例２）
２６            スクリュ（実施例２）
【図１】
2014117889.tif 000003
【図２】
2014117889.tif 000004