(57)【要約】【課題】  本発明は、溶融樹脂供給通路を極力短くして溶融樹脂の温度低下を防止し、且つ溶融樹脂が滞留する部分を減少したプリプラ式射出装置を提供することを課題とする。【解決手段】  プリプラ式射出装置は、溶融樹脂を吐出する可塑化装置１０と、溶融樹脂をプランジャ３４により射出する射出装置３０とを独立に有する。可塑化装置１０のスクリュ１４を収容する可塑化シリンダ１２の先端面１２ａは、射出装置３０のプランジャ３４を収容するプランジャ用シリンダ３２の外面に形成されプランジャ用シリンダ３２の軸方向に平行な平面３２ａに当接する。スクリュ１４の先端部１４ａは可塑化シリンダ１２の先端面１２ａからプランジャ３４に向かう方向に突出している。【選択図】  図３
2006312258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂原料をスクリュにより可塑化して溶融樹脂を吐出する可塑化装置と、可塑化装置から供給される溶融樹脂をプランジャにより押し出して射出する射出装置とを独立に有するプリプラ式射出装置であって、
前記可塑化装置のスクリュを収容する可塑化シリンダの先端面は、前記射出装置のプランジャを収容するプランジャ用シリンダの外面に形成され該プランジャ用シリンダの軸方向に平行な平面に当接し、
前記スクリュの先端部は前記可塑化シリンダの前記先端面から前記プランジャに向かう方向に突出していることを特徴とするプリプラ式射出装置。
【請求項２】
請求項１記載のプリプラ式射出装置であって、
前記スクリュの先端部に凹凸部が設けられたことを特徴とするプリプラ式射出装置。
【請求項３】
請求項２記載のプリプラ式射出装置であって、
前記凹凸部はスクリュフライトであることを特徴とするプリプラ式射出装置。
【請求項４】
請求項１記載のプリプラ式射出装置であって、
前記可塑化シリンダの前記先端面を、前記プランジャ用シリンダの前記平面に関して前記可塑化シリンダの反対側から、締結手段により前記平面に固定することを特徴とするプリプラ式射出装置。
【請求項５】
請求項４記載のプリプラ式射出装置であって、
前記締結手段は、前記可塑化シリンダの反対側から前記プランジャ用シリンダを貫通して前記可塑化シリンダにねじ込まれたボルトを含むことを特徴とするプリプラ式射出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は射出成形機の射出装置に係り、特に可塑化装置から供給される溶融樹脂をプランジャにより押し出して射出するプリプラ式射出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機の射出装置には、大きく分けてインライン式射出装置と、プリプラ（プリ・プラスティサイザ）式射出装置がある。インライン式射出装置では、スクリュを回転して樹脂を溶融しながらスクリュの前側に溶融樹脂を溜め、スクリュを前進することに溶融樹脂を射出する。プリプラ式射出装置では、樹脂を溶融する可塑化装置と、溶融樹脂を射出する射出装置とが独立して設けられており、可塑化装置で溶融した樹脂は射出装置の射出室に供給され、射出室に設けられたプランジャを前進することにより、溶融樹脂は射出される。プリプラ式射出装置は、インライン式射出装置に較べて、樹脂の安定した可塑化や射出ができるという利点がある。
【０００３】
プリプラ式射出装置では、可塑化装置で溶融した樹脂を射出装置の射出ノズルに繋がる射出室に充填する必要があり、可塑化装置の溶融樹脂吐出ノズルを射出装置のプランジャの前側の射出室まで導くための溶融樹脂供給通路が必要となる。射出装置の射出ノズルに繋がる射出室は射出装置の前側に配置されており、射出装置の前方には成形機の固定金型が取り付けられる固定プラテン等が配置されているため、可塑化装置を取り付けるための空間は限られている。
【０００４】
そこで、従来のプリプラ式射出装置の一例では、射出装置のプランジャ用シリンダに対して可塑化装置の可塑化シリンダをノズル側を頂点としたＶ字状に配置し、可塑化装置の溶融樹脂吐出ノズルを射出装置の射出室に接続するための溶融樹脂供給通路を設けている(例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２０００−２６３６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１記載のプリプラ式射出装置では、可塑化装置の溶融樹脂吐出ノズルを射出装置の射出室に接続するための溶融樹脂供給通路を設けて、可塑化装置から溶融樹脂を射出装置に供給している。溶融樹脂供給通路を流れる溶融樹脂は溶融温度以上に維持しておかなければならないが、Ｖ字状の頂点付近の形状に折れ曲がった溶融樹脂供給通路で樹脂が滞留し余分な熱履歴を樹脂に与えてしまう。
【０００６】
また、溶融樹脂供給通路に樹脂が残留し、樹脂材料を変更する際に変更前の樹脂材料を除去するために労力と手間が必要となる。
【０００７】
そこで、本発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、溶融樹脂供給通路を極力短くして溶融樹脂の温度低下を防止し、且つ溶融樹脂が滞留する部分を減少したプリプラ式射出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明によれば、樹脂原料をスクリュにより可塑化して溶融樹脂を吐出する可塑化装置と、可塑化装置から供給される溶融樹脂をプランジャにより押し出して射出する射出装置とを独立に有するプリプラ式射出装置であって、前記可塑化装置のスクリュを収容する可塑化シリンダの先端面は、前記射出装置のプランジャを収容するプランジャ用シリンダの外面に形成され該プランジャ用シリンダの軸方向に平行な平面に当接し、前記スクリュの先端部は前記可塑化シリンダの前記先端面から前記プランジャに向かう方向に突出していることを特徴とするプリプラ式射出装置が提供される。
【０００９】
本発明によるプリプラ式射出装置において、前記スクリュの先端部に凹凸部が設けられることが好ましい。また、前記凹凸部はスクリュフライトであることとしてもよい。
【００１０】
また、本発明によるプリプラ式射出装置において、前記可塑化シリンダの前記先端面を、前記プランジャ用シリンダの前記平面に関して前記可塑化シリンダの反対側から、締結手段により前記平面に固定することが好ましい。前記締結手段は、前記可塑化シリンダの反対側から前記プランジャ用シリンダを貫通して前記可塑化シリンダにねじ込まれたボルトを含むこととしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
以上の如く、本発明によれば、可塑化シリンダの先端部をプランジャ用シリンダの外周に形成された平面に押し当て、且つスクリュの先端部を平面よりプランジャ側に突出させたので、スクリュの先端部はプランジャに非常に近接して配置される。したがって、溶融樹脂供給通路を特別に設けることなく、溶融樹脂をプランジャに形成された溝部を通じて射出室に供給することができる。したがって、溶融樹脂の滞留する部分を減少することができる。
【００１２】
また、可塑化シリンダをプランジャ用シリンダに対して反対側から締結する構成により、簡単な構造で可塑化シリンダをプランジャ用シリンダに固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら以下に説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態によるプリプラ式射出装置の可塑化装置を示す断面図であり、図２は本発明の一実施の形態によるプリプラ式射出装置の射出装置を示す断面図である。図１に示す可塑化装置１０と図２に示す射出装置３０とにより本発明の一実施の形態によるプリプラ式射出装置が構成される。
【００１５】
図１に示す可塑化装置１０は、樹脂原料として樹脂ペレットを溶融して射出装置３０に供給するための装置である。可塑化装置１０は、可塑化シリンダ１２と、可塑化シリンダ１２内に設けられたスクリュ１４と、スクリュ１４を回転駆動する計量モータ１６と、計量モータ１６の回転量を検出するためのエンコーダ１８とを有する。
【００１６】
可塑化シリンダ１２の計量モータ１６側には、樹脂ペレット等の樹脂原料を可塑化シリンダ１２内のスクリュ１４に供給するためにホッパ口２０が設けられる。また、可塑化シリンダ１２の周囲には、シリンダ加熱用ヒータ２２が巻回される。
【００１７】
計量モータ１６によりスクリュ１４が回転されると、ホッパ口２０から供給された樹脂ペレットはスクリュ１４により前方（図中右側）に送り込まれる。この際、樹脂ペレットはスクリュ１４と可塑化シリンダ１２の内壁との間で圧縮され、そのせん断熱とシリンダ加熱用ヒータ２２から供給される熱とにより溶融される。そして溶融樹脂はスクリュ１４の先端に送り込まれる。
【００１８】
スクリュ１４の先端は、後述する射出装置３０のプランジャ用シリンダ３２に形成されたスクリュノズル室３２ｂ内に突出するように構成されており、溶融樹脂はプランジャ用シリンダ３２からプランジャ３４に形成された溝部３４ａを介して射出室３８に供給される。
【００１９】
なお、計量モータ１６の回転量は、エンコーダ１８の出力信号に基づいて制御され、スクリュ１２の回転量が制御される。これにより、適当な量の溶融樹脂が射出装置３０に供給される。
【００２０】
図２に示す射出装置３０は、プランジャ用シリンダ３２と、プランジャ用シリンダ３２内で軸方向に移動可能で且つ回転可能なプランジャ３４と、プランジャ用シリンダ３２の前端に設けられたノズル部３６と、プランジャ３４を軸方向に駆動し且つ回転させるプランジャ駆動部６０とよりなる。
【００２１】
プランジャ用シリンダ３２の先端にはノズル部３６が設けられ、ノズル部３６の内部でプランジャ３４の前端側に射出室３８が形成される。射出室３８はノズル３６ａに接続されており、プランジャ３４が前進するとノズル３６ａから溶融樹脂が射出される。
【００２２】
なお、プランジャ用シリンダ３２の周囲には、プランジャ用シリンダ加熱用ヒータ４０が巻回されており、また、ノズル部３６の周囲にもノズル加熱用ヒータ４２が巻回されている。プランジャ用シリンダ加熱用ヒータ４０及びノズル加熱用ヒータ４２は、射出装置１０から供給された溶融樹脂を溶融状態に維持するために、プランジャ用シリンダ３２及びノズル部３６を樹脂の溶融温度以上に加熱する。
【００２３】
可塑化装置１０の可塑化シリンダ１２の先端面が、射出装置３０のプランジャ用シリンダ３２の外周に形成された平面に対して固定されることで、可塑化装置１０と射出装置３０とは一体となり、プリプラ式射出装置が構成される。射出装置１０の可塑化シリンダ１２が、プランジャ用シリンダ３２の外周に形成された平面に対して固定された状態で、可塑化シリンダ１２内のスクリュ１４の先端部はプランジャ用シリンダ３２の平面部３２ａからプランジャ３４に向かって形成された空間に突出している。この空間をスクリュノズル室３２ｂと称する。
【００２４】
なお、プランジャ用シリンダ３２は固定部４４に取り付けられ、固定部４４は前部フランジ４６に固定されている。したがって、プランジャ用シリンダ３２と、固定部４４と、前部フランジ４６とは一体化されている。前部フランジ４６には、複数本のガイドロッド４８を介して後部フランジ５０が取り付けられている。すなわち、ガイドロッド４８の一端はボルトｂ１によって前部フランジ４６に固定され、他端はボルトｂ２によって後部フランジ５０に固定されている。
【００２５】
ここで、前部フランジ４６の上方にプランジャ駆動部６０が設けられている。プランジャ駆動部６０は、プランジャ用シリンダ３２内でプランジャ３４を軸方向に移動し且つ回転させるための駆動機構である。
【００２６】
まず、プランジャ駆動部６０のうち、プランジャ３４を軸方向に移動する機構について説明する。
【００２７】
プランジャ３４の軸方向の移動は、ノズル部３６内の射出室３８に供給された溶融樹脂をノズル３６ａから射出するための動作である。
【００２８】
前部フランジ４６と後部フランジ５０との間に、ガイドロッド４８に案内されて前部フランジ４６と後部フランジ５０との間で移動可能な可動プレート６２が設けられている。すなわち、可動プレート６２はブッシュ６４を介してガイドロッド４８に摺動可能に支持されている。
【００２９】
可動プレート６２の外周部には射出モータ６６が固定されている。また、可動プレート６２の中央部分にはラジアルベアリングｂｒ１，ｂｒ２を介してベアリングホルダ６８が回転可能に支持されている。そして、射出モータ６６のシャフトに固定された小プーリ７０と、ベアリングホルダ６８にボルトｂ３によって固定された大プーリ７２との間にベルト７４が張られている。これにより、射出モータ６６が駆動されると、その回転がプーリ７０，７２とベルト７４を介してベアリングホルダ６８に伝達され、ベアリングホルダ６８は回転する。ベアリングｂｒ１は、ボルトｂ８によって押さえ板６３を介して可動プレート６２に固定されている。
【００３０】
ベアリングホルダ６８には、その中心軸上で後部フランジ５０に向かって延在するボールねじ軸７６がボルトｂ４によって固定されている。ボールねじ軸７６は、ボールねじナット８０と係合することで、運動方向変換機構が構成される。ボールねじナット８０の後部には、プランジャ３４に加えられた樹脂圧力を検出するための圧力検出部としてのロードセル７８がボルトｂ５によって取り付けられている。ロードセル７８は、ロードセルリテーナとともにボルトｂ６によって後部フランジ５０に固定されている。ここで、ロードセルリテーナ７９は、環状の部材であり、ボルトｂ６を締め付ける際にロードセル７８に与える締付け力を均一にするために設けられている。
【００３１】
したがって、ベアリングホルダ６８が回転してボールねじ軸７６が回転すると、ボールねじ軸７６とボールねじナット８０とにより構成されるボールねじの作用により、ベアリングホルダ６８が軸方向に移動する。この際、可動プレート６２はベアリングホルダ６８に対して回転可能であるが軸方向に関しては固定されているので、可動プレート６２もベアリングホルダ６８と共に軸方法に移動し、可動プレート６２とに固定されている射出モータ６６も可動プレート６２と共に移動する。
【００３２】
ベアリングホルダ６８の内側には、スラストベアリングｂｒ３を介して回転軸８２が回転可能に支持されている。スラストベアリングｂｒ３は、締付けナット８１によって与圧が加えられている。したがって、回転軸８２はベアアリングホルダ６８と共に回転することなく、ベアリングホルダと６８共に軸方向にのみ移動することができる。回転軸８２は内周にスプラインが形成されたスプライン穴を有している。
【００３３】
このスプライン穴に、プランジャ用シリンダ３２から延出したプランジャ３４のスプライン端部３４ｂが係合している。プランジャ３４のスプライン端部３４ｂの近傍にプランジャ連結部８４が固定され、プランジャ連結部８４は回転軸８２に取り付けられている。したがって、プランジャ３４は回転軸の軸方向の移動に伴い、軸方向に移動可能である。すなわち、射出モータ６６を正転、逆転することにより、プランジャ３４を軸方向に往復移動することができる。このプランジャ３４の往復移動により溶融樹脂の射出動作が行なわれる。
【００３４】
なお、射出モータ６６には、シャフトの回転量を検出するためのエンコーダ６６ａが設けられている。エンコーダ６６ａからの検出信号に基づいて射出モータ６６の回転量が制御され、これにより、プランジャ３４の移動量が制御される。
【００３５】
次に、プランジャ駆動部６０のうち、プランジャ３４を回転させる回転機構について説明する。
【００３６】
プランジャ３４は、可塑化装置１０から溶融樹脂が射出室３８に供給されるときには、溝部３４ａが樹脂流入孔３２ｃに一致しており、スクリュ１４によりスクリュノズル室３２ｂに送り込まれる溶融樹脂を射出室３８に導くことができる。しかし、射出室３８に供給された溶融樹脂をノズル３６ａから射出するときには、溝部３４ａとスクリュノズル室３２ｂとの間の溶融樹脂の通路を遮断しないと、溶融樹脂がスクリュノズル室３２ｂ（可塑化装置１０側）に逆流してしまう。
【００３７】
そこで、本実施の形態では、溶融樹脂を射出室３８に供給し終わった時点、あるいはその少し前の時点で、プランジャ３４を例えば１８０度回転さて、溝部３４ａが樹脂流入孔３２ｃから外れるようにする。これにより、樹脂流入孔３２ｃはプランジャ３４の外周面により閉鎖され、スクリュノズル室３２ｂと射出室３８との間の溶融樹脂の通路は遮断される。
【００３８】
上述のプランジャ３４の回転を行なうために回転機構が設けられている。上述のように、プランジャ３４はプランジャ連結部８４により回転軸８２に取り付けられており、回転軸と８２一体的に回転できるようになっている。回転軸８２には大プーリ８６がボルトｂ７によって固定されており、回転軸８２は大プーリ８６と共に回転可能である。
【００３９】
ここで、可動プレート６２の外周部にはシール開閉モータ８８が固定されており、シール開閉モータ８８のシャフトには小プーリ９０が取り付けられている。そして、小プーリ９０と回転軸８２の大プーリ８６とに、ベルト９２が張られている。したがって、シール開閉モータ８８が駆動されて小プーリ９０が回転すると、その回転はベルト９２及び大プーリ８６を介して、回転軸８２に伝達され、回転軸８２が回転する。これに伴い、回転軸８２に固定されているプランジャ３４が回転し、溝部３４ａが樹脂流入孔３２ｃから外れて、樹脂流入孔３２ｃはプランジャ３４の外周面により閉鎖される。
【００４０】
なお、シール開閉モータ８８には、シャフトの回転量を検出するためのエンコーダ８８ａが設けられる。エンコーダ８８ａからの検出信号に基づいてシール開閉モータ８８の駆動を制御することとしてもよい。ただし、本実施の形態では、後述のように、プランジャ３４と共に回転する部分の回転位置を検出することで、シール開閉モータ８８の作動及び停止を制御している。
【００４１】
本実施の形態によるプリプラ式射出装置は以上のような構成を有しており、可塑化装置１０から射出装置３０への溶融樹脂の供給に関する構成が簡素化されている。すなわち、可塑化装置１０のスクリュ１４の先端が、プランジャ用シリンダ３２の内部に形成されたスクリュノズル室３２ｂに突出しており、可塑化装置１０に通常設けられている溶融樹脂を吐出するノズルが、プランジャ用シリンダ３２の内部に形成された樹脂流入孔３２ｃに相当している。したがって、可塑化装置１０のノズル（樹脂流入孔３２ｃ）が直接、プランジャ３４の溝部３４ａに繋がる構成である。
【００４２】
プランジャ３４の溝部３４ａは、プランジャ３４の前端面まで延在しており、樹脂流入孔３２ｃと射出室３８とを接続する。したがって、プランジャ３４の溝部３４ａは、溶融樹脂を可塑化装置１０から射出室３８に供給するための溶融樹脂供給通路として機能する。
【００４３】
射出室３８への溶融樹脂の供給が完了したら、上述のようにシール開閉モータ８８を駆動してプランジャ３４を回転させることで、溝部３４ａを樹脂流入孔３２ｃに繋がらない位置とする。これにより、射出室３８とスクリュノズル室３２ｂとの接続は遮断される。したがって、プランジャ３４を前進させることで、射出室３８の溶融樹脂をスクリュノズル室３２ｂ側に逆流させることなく、ノズル３６ａから射出することができる。すなわち、プランジャ３４の回転は、従来設けられていた逆支弁又は閉止弁の機能を提供する。
【００４４】
ここで、可塑化装置１０を射出装置３０に固定する構造について、図３を参照しながら説明する。図３は図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【００４５】
可塑化装置１０は、可塑化シリンダ１２の先端面１２ａが、プランジャ用シリンダ３２の外周に形成された平面３２ａに当接した状態で固定される。平面３２ａは、プランジャ用シリンダ３２の軸方向に平行な面である。可塑化シリンダ１２の周囲には、可塑化装置１０を固定するための固定構造を設けることのできる空間がほとんどないため、本実施の形態では、プランジャ用シリンダ３２側から締結手段としてボルト３３をプランジャ３４を挟んで可塑化シリンダ１２にねじ込むことで、可塑化シリンダ１２の反対側から可塑化シリンダ１２をプランジャ用シリンダ３２に締結している。
【００４６】
ここで、プランジャ用シリンダ３２には、ボルト３３の頭部がプランジャ用シリンダ３２の外周面から突き出ないようにザグリ穴３２ａが設けられている。これにより、ボルト３３を取り付ける部分であっても、ヒータをプランジャ用シリンダに密着させて取り付けることができる。
【００４７】
図３に示すように、プランジャ用シリンダ３２には、の平面３２ａから反対側まで貫通したボルト孔を形成する。また、可塑化シリンダ１２には、先端面１２ａにネジ孔を形成する。そして、プランジャ用シリンダ３２の平面３２ａの反対側からボルト孔にボルト３３（例えば、六角穴付きボルト）を挿入し、可塑化シリンダ１２のネジ孔にねじ込むことで、可塑化シリンダ１２をプランジャ用シリンダに対して固定する。
【００４８】
上述の構成によれば、可塑化シリンダ１２及びプランジャ用シリンダ３２の周囲に突出するような部分を設けることなく、確実に可塑化シリンダ１２をプランジャ用シリンダ３２に対して固定することができる。したがって、可塑化シリンダ１２及びプランジャ３２の周囲に加熱用のヒータを巻回する際に邪魔になるような突出した部分がなく、容易に加熱用ヒータを設けることができる。
【００４９】
上述の構成のプリプラ式射出装置において、可塑化装置のメンテナンスを行なう際に、スクリュ１４を可塑化シリンダ１２から取り出すことがある。通常、スクリュ１４は先端部１４ａを把持しながら可塑化シリンダ１２から引き抜くように構成されるが、本実施の形態で可塑化シリンダ１２から突出したスクリュ１４の先端部１４ａには手を引っ掛けるための凹凸がなく、スクリュ１４を把持して引き抜くことが難しい。
【００５０】
そこで、図４（Ａ），（Ｂ）に示すようにスクリュ１４の先端部１４を把持が容易となるような構造とすることで、スクリュ１４を把持して容易に引き抜くことができるようにする。
【００５１】
図４（Ａ）は、スクリュ１４の先端部１４ａに凹凸部として切欠き（溝）１５Ａを設けた例を示す。切欠き１５は、切欠き１５内に溶融樹脂が滞留することを防ぐために、単なる凹部ではなく、スクリュのフライトと同様な螺旋状にすることが好ましい。切欠き１５に指を引っ掛けたり、治具を引っ掛けたりすることで、スクリュ１４の把持が容易となり、スクリュ１４を可塑化シリンダ１２から容易に引き抜くことができる。
【００５２】
図４（Ｂ）は、スクリュ１４の先端部１４ａに凹凸部としてフライト１５ｂを設けた例を示す。フライト１５Ｂは、スクリュに１４に設けられている通常のフライトを先端部１４にも刑したものであり、溶融樹脂の流れを滑らかにするために、単なる凸部ではなく、スクリュのフライトと同様な螺旋状の凸部である。フライト１５Ｂに指を引っ掛けたり、治具を引っ掛けたりすることで、スクリュ１４の把持が容易となり、スクリュ１４を可塑化シリンダ１２から容易に引き抜くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施の形態によるプリプラ式射出装置の可塑化装置を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態によるプリプラ式射出装置の射出装置を示す断面図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】スクリュの先端部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  可塑化装置
１２  可塑化シリンダ１２
１２ａ  先端面
１４  スクリュ
１４ａ  先端部
１５Ａ  切欠き
１５Ｂ  フライト
３０  射出装置
３２  プランジャ用シリンダ
３２ａ  平面
３２ｂ  スクリュノズル室
３２ｃ  樹脂流入孔
３３  ボルト
３４  プランジャ
３４ａ  溝部
３６  ノズル部
６０  プランジャ駆動部
６６  射出モータ
８８  シール開閉モータ
【図１】
2006312258.tif 000003
【図２】
2006312258.tif 000004
【図３】
2006312258.tif 000005
【図４】
2006312258.tif 000006