(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機の計量スクリュー構造において、前記計量スクリューの領域を基部側と先端側とに分け、前記基部側の領域におけるフライト前面の立ち上がり部のスミの丸ミを前記先端側におけるフライト前面の立ち上がり部のスミの丸ミよりも小さく形成したことを特徴とする射出成形機の計量スクリュー構造。
【請求項２】
前記基部側の領域におけるフライト前面の立ち上がり部のスミの丸ミをその領域のフライトの高さの１／２以下に形成すると共に、前記先端側の領域におけるフライト前面および背面の立ち上がり部のスミの丸ミをその領域のフライトの高さの１／２以上５倍以下に形成したことを特徴とする請求項１記載の射出成形機の計量スクリュー構造。
【請求項３】
前記基部側の領域と先端側の領域との境界を含む数ピッチ間に亘ってフライト前面の立ち上がり部のスミの丸ミの大きさの変更が行われていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の射出成形機の計量スクリュー構造。
【請求項４】
前記基部側の領域と先端側の領域との境界は、樹脂の溶融開始点に基づいて決められている請求項１、請求項２または請求項３のいずれか一項記載の射出成形機の計量スクリュー構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の計量スクリュー構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機における計量スクリューの一般的な構成例を図３に示す。なお、図３に示したものはスクリューインライン式の射出成形機の計量スクリューであって射出プランジャを兼ねている。
【０００３】
図３に示す通り、計量スクリューは、シリンダの樹脂取り入れ口を介して供給される樹脂ペレットを噛み込むための供給部ａと、供給部ａから送り込まれた樹脂を徐々に圧縮して剪断発熱や摩擦発熱によって溶融させるための圧縮部ｂ、および、溶融樹脂を貯溜するための計量部ｃによって一体に形成され、従来の計量スクリュー１においては、フライト２の前面２ａの立ち上がり部のスミの丸ミＲＦ、および、フライト２の背面２ｂの立ち上がり部のスミの丸ミＲＲは、計量スクリュー１の全領域、即ち、供給部ａから計量部ｃにかけて、各々、途切れることなく一定の大きさで形成されていた。
【０００４】
一般に、フライト２の前面２ａのスミの丸ミＲＦとフライト２の背面２ｂのスミの丸ミＲＲの大小関係はＲＦ≦ＲＲとなるが、これは、フライト２の溝に樹脂が満杯に充填された時にフライト２の背面２ｂからの抗力で樹脂の送りに支障を来たさないようにするためにフライト２の背面２ｂ側の立ち上がりを鈍く形成した結果に過ぎず、従来、フライト２の前面２ａ側のスミの丸ミＲＦの適切な大きさについては格別に考慮されてはいなかった。
【０００５】
また、経験上、フライト２の前面２ａのスミの丸ミＲＦが小さすぎると、その部分に溶融樹脂が滞留したりこびり付いたりして劣化し易くなり、炭化物およびコンタミの発生や変色等の発生等が問題となることが知られている。逆に、フライト２の前面２ａのスミの丸ミＲＦを大きくし過ぎると、未溶融の樹脂ペレットを下流側、つまり、計量スクリュー１の基部側から先端側に向けて押す力が減少したり、樹脂取り入れ口からの樹脂ペレットの噛み込みが不安定となる問題が生じる。これらの諸問題は、特に、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やナイロン等の成形作業の場合に顕著である。
【０００６】
図４に示すように、供給部ａの部分、特に、樹脂の溶融開始位置よりも上流側の部分で樹脂ペレットの噛み込み不良が生じるような場合、フライト２のピッチや幅および高さを調整することで噛み込み不良を解消することが望ましいが、これらの要素を調整しても噛み込み不良が解消されない場合には、最終的に、フライト２の前面２ａのスミの丸ミＲＦを小さくしなければならなくなることもあり、その結果、圧縮部ｂおよび計量部ｃでスミの丸ミＲＦの部分に溶融樹脂が滞留したりこびり付いたりして劣化し易くなり、炭化物およびコンタミの発生や変色等の発生等が問題となる場合がある。
【０００７】
また、圧縮部ｂおよび計量部ｃにおける炭化物およびコンタミの発生や変色等の発生を防止するためにフライト２の前面２ａのスミの丸ミＲＦを大きくし過ぎると、供給部ａの部分で未溶融の樹脂ペレットを下流側に押す力が減少し、樹脂ペレットの噛み込みが安定せずに計量時間が不安定となったり、更に、それに伴なって樹脂の受熱量が変化して成形品の重量にばらつきが生じたりするといった弊害が生じることもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の課題は、前記従来技術の欠点を解消し、計量スクリューに溶融樹脂が滞留したりこびり付いたりすることなく、また、樹脂ペレットの噛み込みや搬送も安定して行うことのできる射出成形機の計量スクリュー構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フライト前面の立ち上がり部のスミの丸ミの大きさを計量スクリュー位置によって変えることによって前記課題を達成した。
【００１０】
より具体的には、計量スクリューの領域を基部側と先端側とに分け、前記基部側の領域におけるフライト前面の立ち上がり部のスミの丸ミを前記先端側におけるフライト前面の立ち上がり部のスミの丸ミよりも小さく形成する。
【００１１】
基部側の領域におけるフライト前面の立ち上がり部のスミの丸ミは、その領域のフライトの高さの１／２以下、また、先端側の領域におけるフライト前面および背面の立ち上がり部のスミの丸ミは、その領域のフライトの高さの１／２以上５倍以下とすることが望ましい。
【００１２】
また、基部側の領域と先端側の領域との境界は、樹脂の溶融開始点に基づいて決定し、スミの丸ミの大きさの変更は前記境界を含む数ピッチに亘って行うようにする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、ＰＢＴおよびナイロンを含む一般的な射出成形作業に対して好適な計量スクリューの実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本実施形態の計量スクリュー３を全体的に示す側面図、また、図２はスクリュー３におけるフライト４の形状について基部側の領域（図２（ｂ）参照）と先端側の領域（図２（ａ）参照）とに分けて詳細に示す部分拡大図である。この計量スクリュー３は計量スクリューを射出プランジャとして兼用する構成を有するスクリューインライン式射出成形機の計量スクリューである。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態においては、樹脂の溶融開始点を考慮して、計量スクリュー３の基端部からフライト４のピッチを基準として６ピッチ目までをスクリュー３の基部側の領域Ａとし、残る部分をスクリュー３の先端側の領域Ｂとして、図２（ｂ）および図２（ａ）に示すように、基部側領域Ａにおけるフライト４の前面４ａの立ち上がり部のスミの丸ミＲＦ１を、先端側領域Ｂにおけるフライト４の前面４ａの立ち上がり部のスミの丸ミＲＦ２よりも小さく形成している。
【００１６】
なお、この実施形態の場合、樹脂の溶融開始点が計量スクリュー３の基端部から数えて６ピッチ目の位置にあることが実験によって特定されたため、６ピッチ目の位置で基部側領域Ａと先端側領域Ｂとを明確に区分し、基部側領域Ａにおけるフライト４の前面４ａの立ち上がり部のスミの丸ミＲＦ１と先端側領域Ｂにおけるフライト４の前面４ａの立ち上がり部のスミの丸ミＲＦ２の切り替えを６ピッチ目に位置する１ピッチ分のフライトピッチの区間で達成したが、図４に示される例のように樹脂の溶融開始点が明確に特定できないような場合には、想定される溶融開始点の範囲を包含する区間をどちらの領域にも属さない領域として扱い、それよりも基部側の区間を基部側領域Ａ、また、それよりも先端側の区間を先端側領域Ｂとして、前述した溶融開始点の範囲を包含する区間でスミの丸ミＲＦ１からＲＦ２への切り替えを行うようにする。
【００１７】
従って、図４の例では、基端部から数えて５ピッチ目から１１ピッチ目の区間内の数ピッチで、フライト４の前面４ａの立ち上がり部のスミの丸ミがＲＦ１からＲＦ２へと徐々に切り替えられることになる。
【００１８】
一般に、基部側領域Ａと先端側領域Ｂの境界は樹脂の溶融開始点よりも上流側、つまり、溶融開始点よりも基部側に設置して好適な結果を得ることができるが、成形サイクルが極端に短いような場合には、溶融開始点よりも下流側、例えば、図４の例に示す供給部ａと圧縮部ｂの境目の近傍に移動させた方が好ましい結果が得られる場合があり、また、レンズ成形のように成形サイクルが長くなるようなものでは、樹脂の溶融開始点よりも相当に上流側、例えば、ホッパの近傍に境界を移動させた方が好ましい結果が得られる場合がある。
【００１９】
図１に示した実施形態の場合、基部側領域Ａにおけるフライト４の前面４ａの立ち上がり部のスミの丸ミＲＦ１の大きさは、基部側領域Ａにおけるフライト４の高さＨ１の１／４倍（図２（ｂ）参照）、また、先端側領域Ｂにおけるフライト４の前面４ａの立ち上がり部のスミの丸ミＲＦ２の大きさは、先端側領域Ｂにおけるフライト４の高さＨ２の２倍（図２（ａ）参照）としてＲＦ２＞ＲＦ１の関係を成立させている。
【００２０】
ＲＦ１およびＲＦ２は、ＪＩＳ  Ｂ  ０７０１−１９６３で定義される通り、丸み付けの半径Ｒに関する値である。
従って、基部側領域Ａにおけるフライト４の前面４ａの外周部には、フライト４の外周から径方向内側に向けて（３／４）・Ｈ１に相当する平坦部が形成され、この部分が、樹脂ペレットの噛み込みの安定化と未溶融ペレットの搬送の安定化に貢献する。また、基部側領域Ａでは樹脂ペレットが溶融していないので、フライト４の立ち上がり部のスミの丸ミＲＦ１が小さいために樹脂ペレットの細粉が滞留したりこびり付いたとしても、炭化物やコンタミの発生および変色等の問題は生じない。基部側領域Ａにおけるフライト４の背面４ｂのスミの丸ミＲＲ１に関しては格別の制限はない。
【００２１】
一方、先端側領域Ｂにおけるフライト４の前面４ａの立ち上がり部のスミの丸ミＲＦ２の大きさは先端側領域Ｂのフライト４の高さＨ２の２倍としているから、先端側領域Ｂにおけるフライト４の前面４ａに平坦部は形成されず、図２（ａ）に示される通り、その全面が逆Ｒの丸ミを有する曲面によって形成されることになる。従って、先端側領域Ｂにおけるフライト４の前面４ａの部分に溶融樹脂が滞留したりこびり付いたりして劣化する心配はなく、炭化物およびコンタミや変色等の問題も発生しない。この先端側領域Ｂは専ら図４で示した計量部ｃや圧縮部ｂの部分に相当する部分であるから、前述した基部側領域Ａのように未溶融の樹脂ペレットの搬送能力を考慮する必要はなく、溶融樹脂の滞留やこびり付きを防止できれば十分である。
【００２２】
先端側領域Ｂにおけるフライト４の背面４ｂのスミの丸ミＲＲ２に関しては格別の制限はないが、図４の計量部ｃに相当する部分ではフライト４の溝に溶融樹脂が満杯に充填されるのが普通であるから、本実施形態においては、背面４ｂのスミの丸ミＲＲ２の部分に溶融樹脂が滞留したりこびり付いたりするのを防止するため、背面４ｂのスミの丸ミＲＲ２の大きさを先端側領域Ｂにおける前面４ａのスミの丸ミＲＦ２と同じ大きさ、要するに、先端側領域Ｂにおけるフライト４の高さＨ２の２倍の大きさにしている。
【００２３】
以上、基部側領域Ａにおけるフライト４の前面４ａの立ち上がり部のスミの丸ミＲＦ１を基部側領域Ａにおけるフライト４の高さＨ１の１／４倍とし、先端側領域Ｂにおけるフライト４の前面４ａの立ち上がり部のスミの丸ミＲＦ２を先端側領域Ｂにおけるフライト４の高さＨ２の２倍とした最適な一実施形態について述べたが、適切な作用を得るためのＲＦ１およびＲＦ２の許容範囲は、最終的に、ＲＦ１＜ＲＦ２の条件を満たし、かつ、ＲＦ１が（１／５）・Ｈ１≦ＲＦ１≦（１／２）・Ｈ１の範囲、また、ＲＦ２が５・Ｈ２≧ＲＦ２≧（１／２）・Ｈ２といった程度の範囲である。
【００２４】
ＲＦ１の値をＲＦ１≦（１／２）・Ｈ１とするのは、前述した通り、基部側領域Ａにおけるフライト４の前面４ａの外周部に十分な平坦部を形成して樹脂ペレットの噛み込みや未溶融ペレットの搬送の安定化を図るためであり、また、ＲＦ１の値を（１／５）・Ｈ１≦ＲＦ１とするのは、専らコストパフォーマンスを考慮した結果である。無論、技術的にはＲＦ１  ０、即ち、ＲＦ１をシャープコーナーとすることも可能であるが、敢えてＲＦ１をシャープコーナーとしても樹脂ペレットの噛み込みや未溶融ペレットの搬送の安定化が著しく向上するわけではないので、ここでは、加工の容易さと作用効果のバランスを考慮して、ＲＦ１の最小値を（１／５）・Ｈ１に規定している。
【００２５】
一方、ＲＦ２の値をＲＦ２≧（１／２）・Ｈ２とするのは、前述した通り、先端側領域Ｂにおけるフライト４の前面４ａの部分で溶融樹脂の滞留やこびり付きが生じて炭化物やコンタミの発生および変色等の問題の原因となるのを防止するためであり、また、ＲＦ２の値を５・Ｈ２≧ＲＦ２とするのは、先端側領域Ｂ、つまり、図４に示される計量部ｃ等の部分でフライト４の溝に必要十分な溶融樹脂を充填できるようにするためである。無論、溶融樹脂の滞留やこびり付きを防止するためにはＲＦ２の値を大きくするに越したことはないが、この値を大きくし過ぎると、フライト４の間の溝形状が全体として円弧状になってしまい、計量部ｃ等の部分に必要十分な溶融樹脂を充填できなくなるので、その限界値を５・Ｈ２≧ＲＦ２として定めている。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、計量スクリューにおける溶融樹脂の滞留やこびり付きの防止と樹脂ペレットの噛み込みや搬送の安定化を同時に達成することができる。
【００２７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のスクリューを全体的に示す側面図である。
【図２】同実施形態のスクリューのフライトの形状について詳細に示す部分拡大図である。
【図３】射出成形機における計量スクリューの一般的な構成例である。（従来例）
【図４】計量スクリューの各位置と樹脂の溶融状態とを対比させて示す概念図である。
【符号の説明】
１  計量スクリュー（従来例）
２  フライト（従来例）
２ａ  フライトの前面（従来例）
２ｂ  フライトの背面（従来例）
３  計量スクリュー
４  フライト
４ａ  フライトの前面
４ｂ  フライトの背面
ａ  供給部
ｂ  圧縮部
ｃ  計量部
ＲＦ  フライトの前面のスミの丸ミ（従来例）
ＲＲ  フライトの背面のスミの丸ミ（従来例）
Ａ  基部側の領域
Ｂ  先端側の領域
ＲＦ１，ＲＦ２  フライトの前面のスミの丸ミ
ＲＲ１，ＲＲ２  フライトの背面のスミの丸ミ
【図１】
0003590263.tif 000002
【図２】
0003590263.tif 000003
【図３】
0003590263.tif 000004
【図４】
0003590263.tif 000005