(57)【要約】【課題】従来に比べて、ヒータの取付を容易にできると共に、溶融効率を向上させることができる溶融器、及び射出効率を向上させた射出装置を提供することにある。【解決手段】本発明における溶融器（３）は、上面（３ａ）と、下面（３ｂ）と、上面及び下面間を繋ぐ側面（３ｃ）と、上面から下面に向けて貫通する複数の貫通孔（１０）を有する金属製の溶融器であって、側面は、発熱体の取付面（３ｄ）であり、上面側には、射出材料を上面側に設けられた前記貫通孔の流入口側へ供給するシリンダを保持するための第１の保持部（２０）が設けられており、下面側には、溶融した射出材料を下面側に設けられた貫通孔の流出口から外部へ射出するノズル部（４）を保持するための第２の保持部（２１）が設けられていることを特徴とする。【選択図】図５
2019010854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面と、下面と、前記上面及び前記下面間を繋ぐ側面と、前記上面から前記下面に向けて貫通する複数の貫通孔を有する金属製の溶融器であって、
前記側面は、発熱体の取付面であり、
前記上面側には、射出材料を前記上面側に設けられた前記貫通孔の流入口側へ供給するシリンダを保持するための第１の保持部が設けられており、
前記下面側には、溶融した前記射出材料を前記下面側に設けられた前記貫通孔の流出口から外部へ射出するノズル部を保持するための第２の保持部が設けられていることを特徴とする溶融器。
【請求項２】
前記取付面は、横断面円形、或いは、複数の平面により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の溶融器。
【請求項３】
前記取付面は、前記発熱体の貼着面であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の溶融器。
【請求項４】
前記第１の保持部及び前記第２の保持部は、前記上面及び前記下面からリング状にて突出して形成されており、各リングの内周面或いは外周面に、前記シリンダ及び前記ノズル部とねじ止めするためのねじ山が設けられており、
前記リングの内側に前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の溶融器。
【請求項５】
前記第１の保持部は、前記上面に配置された第１のホルダであり、前記第２の保持部は、前記下面に配置された第２のホルダであり、
前記第１のホルダ及び前記第２のホルダの内側に、前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の溶融器。
【請求項６】
前記第１のホルダ及び前記第２のホルダは、鉄、或いは鉄合金で形成されることを特徴とする請求項５に記載の溶融器。
【請求項７】
前記溶融器は、上下複数に分けた各ブロックが接合されて一体化されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の溶融器。
【請求項８】
前記溶融器は、銅、或いは銅合金で形成されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の溶融器。
【請求項９】
前記取付面には、発熱体として、電気ヒータ、或いは，ＩＨヒータが取り付けられることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の溶融器。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の溶融器と、前記第１の保持部に保持されたシリンダと、前記第２の保持部に保持されたノズル部と、前記取付面に取り付けられた発熱体と、を有することを特徴とする射出装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の射出装置を用いて成形されたことを特徴とする射出成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融器、及びそれを用いた射出装置、並びに、射出成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献に示すように、射出装置には溶融器が設けられている。溶融器には複数の貫通孔（溶融孔）が設けられており、貫通孔を通して射出材料が溶融される。
【０００３】
溶融器は、シリンダ内に設けられている。シリンダの外周には、ＩＨヒータとしてＩＨコイルが巻回されている。また、溶融器の流出口側にはノズル部が配置されており、溶融器にて溶融された射出材料（溶融樹脂）は、ノズル部から外部に射出される。そして、ノズル部から射出された溶融樹脂を金型内に送ることで射出成形品を製造できる。
【０００４】
シリンダは、鉄や、鉄の含有量が多いステンレス等で形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５５２７７０６号公報
【特許文献２】特許第５５２７７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、熱伝導率がさほど高くない鉄系材料から成るシリンダの外周面にＩＨヒータを設けている。
【０００７】
このように、溶融器とＩＨヒータとの間にシリンダが介在しているため、溶融器への熱伝導効率は低下しやすい。特に、熱伝導効率の低下は、射出装置の大型化に伴って顕著化し、溶融効率の低下により、溶融樹脂を適切に射出できない恐れがある。
【０００８】
また、溶融器のサイズは、シリンダの内径サイズに制限される。したがって、溶融器を大きくすることができず、熱容量が小さくなる。このため、放熱量や蓄熱性能は小さくなり、溶融効率を適切に高めることができない。
【０００９】
そこで本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、従来に比べて、溶融効率を向上させることができる溶融器、及び射出効率を向上させた射出装置を提供することにある。
【００１０】
さらに、本発明の射出装置を用いて、品質に優れた射出成形品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明における溶融器は、上面と、下面と、前記上面及び前記下面間を繋ぐ側面と、前記上面から前記下面に向けて貫通する複数の貫通孔を有する金属製の溶融器であって、前記側面は、発熱体の取付面であり、前記上面側には、射出材料を前記上面側に設けられた前記貫通孔の流入口側へ供給するシリンダを保持するための第１の保持部が設けられており、前記下面側には、溶融した前記射出材料を前記下面側に設けられた前記貫通孔の流出口から外部へ射出するノズル部を保持するための第２の保持部が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明では、前記取付面は、横断面円形、或いは、複数の平面により構成されていることが好ましい。
【００１３】
本発明では、前記取付面は、前記発熱体の貼着面であることが好ましい。
【００１４】
本発明では、前記第１の保持部及び前記第２の保持部は、前記上面及び前記下面からリング状にて突出して形成されており、各リングの内周面或いは外周面に、前記シリンダ及び前記ノズル部とねじ止めするためのねじ山が設けられており、前記リングの内側に前記貫通孔が形成されていることが好ましい。
【００１５】
本発明では、前記第１の保持部は、前記上面に配置された第１のホルダであり、前記第２の保持部は、前記下面に配置された第２のホルダであり、前記第１のホルダ及び前記第２のホルダの内側に、前記貫通孔が形成されていることが好ましい。
本発明では、前記第１のホルダ及び前記第２のホルダは、鉄、或いは鉄合金で形成されることが好ましい。
【００１６】
本発明では、前記溶融器は、上下複数に分けた各ブロックが接合されて一体化されていることが好ましい。
【００１７】
本発明では、前記溶融器は、銅、或いは銅合金で形成されることが好ましい。
本発明では、前記取付面には、発熱体として、電気ヒータ、或いは，ＩＨヒータが取り付けられることが好ましい。
【００１８】
本発明における射出装置は、上記に記載の溶融器と、前記第１の保持部に保持されたシリンダと、前記第２の保持部に保持されたノズル部と、前記取付面に取り付けられた発熱体と、を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明における射出成形品は、上記に記載の射出装置を用いて成形されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、溶融器の側面に直接、発熱体を取り付けるため、シリンダまで加熱して効率が悪かった従来に比べて、発熱体からの熱を直接、溶融器に伝えることができる。また、本発明では、溶融器を、シリンダの内径サイズに左右されず、大きくすることができる。したがって、溶融器の熱容量を大きくでき、放熱量や蓄熱性能を大きくすることができる。
【００２１】
以上により、本発明の溶融器によれば、溶融効率を効果的に高めることができる。よって、本発明の溶融器を用いた射出装置によれば、従来に比べて、射出効率を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態における射出装置の断面模式図である。
【図２】図１に示す射出装置に樹脂ペレットを供給した状態を示す射出装置の断面模式図である。
【図３】第１実施形態における射出装置を用いて射出成形品を製造する工程を説明するための断面模式図である。
【図４】第１実施形態における溶融器の正面図である。
【図５】図４に示すＡ−Ａ線に沿って高さ方向に切断し矢印方向から見た際の溶融器の縦断面図である。
【図６】第１実施形態における溶融器の上面図である。
【図７】第１実施形態における溶融器の下面図である。
【図８】第２実施形態における射出装置の部分断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、第１実施形態における射出装置の断面模式図である。図２は、図１に示す射出装置に樹脂ペレットを供給した状態を示す射出装置の断面模式図である。図３は、第１実施形態における射出装置を用いて射出成形品を製造する工程を説明するための断面模式図である。
【００２４】
本実施形態の射出装置１は、シリンダ２と、溶融器３と、ノズル部４と、溶融器３を加熱するための発熱体６と、溶融樹脂を加圧してノズル部４から外部に射出するための加圧手段と、を有して構成される。
【００２５】
図１に示すように、シリンダ２と溶融器３は接続されて固定されている。また、溶融器３とノズル部４は接続されて固定されている。またシリンダ２内には、加圧手段としてのプランジャ５が設けられている。図１では、プランジャ５は、溶融器３よりもシリンダ２の後端２ｂ側（図１の上方側）に配置されている。図１に示すように、溶融器３とプランジャ５との間には所定の間隔が空いている。プランジャ５は、駆動手段により上下移動（往復移動）が可能に支持されている。上下移動が可能なプランジャ５は、図１、図２では、シリンダ２の後端方向に最も後退した位置にあり、図３は、図２の状態からノズル部４の方向（図１の下方向）に移動した状態を示している。
【００２６】
シリンダ２は、先端２ａから後端２ｂに向けて略一定の内径及び外径を有する細長い円筒状で形成されているが、特に形状を限定するものではない。すなわち、溶融器３と接続でき、シリンダ２内部で加圧手段としてのプランジャ５を上下移動させることが可能な形態であれば特に形状を限定しない。例えば、シリンダ２を内部が空洞の角形とすることもできる。
【００２７】
またシリンダ２の材質を特に限定するものでないが、強度を保つ観点等により、鉄又は鉄の含有量の多いステンレスなどを用いることが好適である。
【００２８】
図１に示すように、シリンダ２には、ペレット供給口２ｃが設けられている。ペレット供給口２ｃは、シリンダ２の先端２ａ側に接続された溶融器３と、シリンダ２の後端２ｂ方向（図示上方向）に後退した状態のプランジャ５との間に位置するように、シリンダ内部の空間に連通する孔形状で形成される。そして、ペレット供給口２ｃには、管状の供給管１２が接続されている。
【００２９】
供給管１２の上端は、多数の樹脂ペレット（射出材料）を保管する保管部１８と連通しており、樹脂ペレットは、保管部１８から供給管１２を通じてペレット供給口２ｃへ供給される。保管部１８は、例えば、ホッパである。また保管部１８には、スクリュー搬送や空気圧装置が具備されており、樹脂ペレットを強制的に供給管１２へ投入することもできる。なお保管部１８を設けず、スクリュー搬送や空気圧送により遠方からパイプで供給することもできる。
【００３０】
プランジャ５は、押圧部５ａと、押圧部５ａの周囲に設けられ、シリンダ２の後端２ｂ方向に向けて形成された筒状の外周側面部５ｂとを有して構成される。図１に示すように、押圧部５ａの大きさは、シリンダ２の内径に一致しており、押圧部５ａからシリンダ２の後端２ｂにかけてのシリンダ２の空間領域がプランジャ５により塞がれた状態とされている。なお、押圧部５ａの前面（図示下面側）には、硬質耐熱性の合成樹脂が必要に応じて固着されている。これによって、溶融器３とプランジャ５との間を断熱して溶融器３の熱がプランジャ５に奪われないように、また、プランジャ５が加熱して駆動部８に熱が伝導しないようにすることができる。
【００３１】
プランジャ５は、駆動部８と接続されており、駆動部８の駆動力により、プランジャ５はシリンダ２内を上下移動（往復移動）できるように支持されている。なお図１に示すように、駆動部８とプランジャ５との間には駆動伝達軸（竿）９が配置されており、駆動部８と駆動伝達軸９とを含めて「駆動手段」を構成している。例えば、駆動部８はモータ駆動部、駆動伝達軸９はラック軸であり、モータ駆動部とラック軸との間にピニオンギア（図示しない）が配置されており、駆動手段が、モータ駆動部、ラック軸及びピニオンギアを有して構成されている。なお駆動伝達軸（竿）９の断面形状は、例えば円形であるが形状を限定するものでない。
【００３２】
図１に示すように、溶融器３の先端側（図１の下方側）に接続されたノズル部４は、熱伝導の良い材質で形成されることが好適であり、具体的には、ノズル部４は、ベリリウム銅、銅、或いは黄銅により形成されることが望ましい。
【００３３】
図２に示すように、多数の固体状の樹脂ペレット（射出材料）Ｐが、保管部１８から供給管１２を通じてシリンダ２内に供給される。
【００３４】
樹脂ペレットＰの材質を特に限定するものでないが、熱可塑性樹脂を好ましく使用でき、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＡＢＳ、ポリカーボネート（ＰＣ）／ＡＢＳ、ポリアセタール（ＰＯＭ）、塩化ビニール、ポリオレフィン、ナイロン等の各種樹脂に好ましく適用される。なお、樹脂ペレットＰは、例えば、１〜１．５ｍｍ程度の径、あるいは長辺を有する大きさである。
【００３５】
樹脂ペレットＰが、溶融器３上に到達すると、樹脂ペレットＰは、溶融器３の各貫通孔（溶融孔）１０内に流入口（図示上面）から入り込む。各貫通孔１０内に入り込んだ樹脂ペレットＰは、あとから流入する樹脂ペレットＰによって、各貫通孔１０の流出口側（図示下面側）に押圧される。このとき、溶融器３は、発熱体６により、樹脂ペレットＰを溶融する温度に維持されている。
【００３６】
図２に示すように、各貫通孔１０に流入した樹脂ペレットＰは、溶融器３からの熱により一部軟化される。
【００３７】
図３に示すように、駆動手段を駆動させて加圧手段としてのプランジャ５をノズル部４の方向（図示下方向）に駆動させる。これにより、溶融器３の流入口側面（図示上面）とプランジャ５の押圧部５ａの下面との間に位置する多数の樹脂ペレットＰ全体が相互に押圧される。図３に示すように、プランジャ５の下方向への移動によりペレット供給口２ｃはプランジャ５により塞がれた状態になる。
【００３８】
プランジャ５の移動により溶融器３の各貫通孔１０内に流入した樹脂ペレットＰも加圧される。このように、樹脂ペレットＰは、各貫通孔１０内で加圧されて気密状態となり、さらに溶融器３からの熱により溶融し、溶融樹脂ｑが、溶融器３の流出口（下面側）からノズル部４内に流れ込む。そして溶融樹脂ｑは、高い気密状態を保ちつつ加圧されて、ノズル部４の先端から外部に射出される。
【００３９】
図３では、例えば、ノズル部４が、部材３１、３２間に設けられた接続空間部２３に位置しており、ノズル部４から射出された溶融樹脂ｑが接続空間部２３内に充填される。充填された溶融樹脂ｑは、その後、冷されて固体状となり、部材３１、３２間を接合する射出成形品（接続体）２４となる。射出装置１による溶融樹脂ｑの射出時間は数百ミリ秒から数秒（例えば１秒程度）である。
【００４０】
或いは、本実施の形態の射出装置１を用いて、溶融樹脂を金型内に注入して射出成形品を製造することができる。
【００４１】
（溶融器）
次に、第１実施の形態における溶融器３について説明する。図４は、第１実施形態における溶融器の正面図である。図５は、図４に示すＡ−Ａ線に沿って高さ方向に切断し矢印方向から見た際の溶融器の縦断面図である。図６は、第１実施形態における溶融器の上面図である。図７は、第１実施形態における溶融器の下面図である。
【００４２】
第１実施形態の溶融器３は、上面３ａと、下面３ｂと、上面３ａと下面３ｂとの間を繋ぐ側面３ｃと、を有して構成される。上面３ａと下面３ｂとは、相対向し互いに平行な面である。例えば、側面３ｃは、上面３ａ及び下面３ｂに対して垂直方向に形成されている。
【００４３】
また、図５に示すように、上面３ａから下面３ｂに向けて貫通する複数の貫通孔１０が形成されている。なお、図１から図３に示す実施形態では、貫通孔１０の数が３つであり、図５では、貫通孔１０の数が７つであるが、図１から図３に示す実施形態では、貫通孔１０を簡易的に図示したものであり、特に断らない限り、図１から図３に示す溶融器３と、図４から図７に示す溶融器３は同じものを示している。なお、貫通孔１０の数を限定するものではなく、任意に決めることができる。また、複数の貫通孔１０は、ランダムに形成されていてもよいが、規則的に並んで形成されていることが、溶融効率を向上させるうえで好適である。図６及び図７に示すように、例えば、各貫通孔１０は、放射状に規則的に形成される。
【００４４】
溶融器３は、金属製であり、熱伝導率が高い金属で形成されることが好ましい。具体的には、銅、ベリリウム銅、真鍮、金、銀、クロム鋼、タングステン鋼、アルミ等を好ましく使用することができる。この中でも、特に、熱伝導率が高く且つ製造費を抑制できる、銅や銅合金で形成されることが好ましい。溶融器３は、銅で形成されることが特に好ましい。
【００４５】
図６及び図７に示すように、溶融器３の側面３ｃは、例えば、複数の平面３ｄにより構成されており、各平面３ｄが互いに接続されて多角形（図６、図７では、略正方形）となっている。各平面３ｄは、発熱体６を直接、取り付けることが可能な取付面（以下、取付面３ｄという）である。
【００４６】
図４、図５、図６に示すように、溶融器３の上面３ａには、シリンダ２との第１の保持部２０が設けられている。また、図４、図５、図７に示すように、溶融器３の下面３ｂには、ノズル部４との第２の保持部２１が設けられている。
【００４７】
第１の保持部２０及び第２の保持部２１は、夫々、上面３ａ及び下面３ｂからリング状にて突出して形成されている。リングの内周面２０ａ、２１ａ及び外周面２０ｂ、２１ｂは、円形状である。
【００４８】
第１の保持部２０の外周面２０ｂには、シリンダ２とねじ止めするためのねじ山２２が設けられている。また、第２の保持部２１の内周面２１ａには、ノズル部４とねじ止めするためのねじ山２３が設けられている。ねじ山２２、２３は、保持部２０、２１の内周面２０ａ、２１ａ、及び外周面２０ｂ、２１ｂのいずれに形成されていてもよい。
【００４９】
シリンダ２及びノズル部４にも同様に、ねじ山（図示せず）が形成されており、シリンダ２と溶融器３、及び、溶融器３とノズル部４とを夫々、ねじ止めすることができる。
【００５０】
図５、図６及び図７に示すように、第１の保持部２０及び第２の保持部２１のリングの内側に複数の貫通孔１０が形成されている。図５に示すように溶融器３には、上面３ａ側から下面３ｂ側にかけて設けられた貫通孔１０が複数、形成されている。各貫通孔１０の上面３ａでの開口部は、流入口１０ａであり、下面３ｂでの開口部は、流出口１０ｂ（図５参照）である。
【００５１】
貫通孔１０の数は任意に設定することができるが、貫通孔１０は複数であることが好適である。また例えば、溶融器３の上面３ａ（流入口面）の面積に対して、各貫通孔１０の流入口１０ａの合計面積の比率が、５０％以上となるように、貫通孔１０の数を設定することが好適である。
【００５２】
また、複数の貫通孔１０は、上記したように、規則的に配置されてもよいしランダムに配置されてもよいが、上面（流入口面）３ａ全体及び下面（流出口面）３ｂ全体に、万遍なく各貫通孔１０を散在させることで溶融効率を上げることができる。
【００５３】
図５に示すように、各貫通孔（溶融孔）１０は、流入口１０ａから流出口１０ｂ方向への途中の領域αまで、開口幅がほぼ一定となっている。したがって、領域αでは、貫通孔１０の内壁面１０ｃは上面３ａ及び下面３ｂに対して垂直方向に延出している（ストレート形状）。また、領域αの下端から流出口１０ｂまでの領域βでは、開口幅が徐々に狭くなるように、貫通孔１０の内壁面１０ｃが傾斜面で形成されている。領域βでは、各貫通孔１０は、截頭錐体の形状であることが好ましく、具体的には円錐台や角錐台を提示できる。
【００５４】
図５に示すように、各貫通孔１０の流入口１０ａの開口幅はＴ１であり、各貫通孔１０の流出口１０ｂの開口幅はＴ２である。そして、開口幅Ｔ１は開口幅Ｔ２よりも大きくなっている。各貫通孔１０の流入口１０ａ及び流出口１０ｂは夫々、円形状であるため、開口幅Ｔ１及び開口幅Ｔ２は、開口径として求めることができる。
【００５５】
図５に示す溶融器３の各貫通孔１０の流入口１０ａから樹脂ペレットＰが溶融器３内に流入され、加熱且つ加圧されて溶融状態となり、溶融樹脂が各貫通孔１０の流出口１０ｂから流出される。
【００５６】
図５に示すように、各貫通孔１０の流入口１０ａは、流出口１０ｂよりも大きく開口している。このため、樹脂ペレットＰ（射出材料）を貫通孔１０の流入口１０ａ内に導きやすい。また、樹脂ペレットＰは、溶融器３内で溶融され、流出口１０ｂから外部に放出されるが、貫通孔１０の内壁面１０ｃは、上面３ａ側の途中から下面３ｂまでの領域βでは傾斜面であるので、溶融樹脂を流出口１０ｂ方向へスムーズに導くことができる。また、流出口１０ｂの開口幅Ｔ２を流入口１０ａの開口幅Ｔ１よりも狭くすることで、流出口１０ｂ側での熱量及び押し出し圧力を高めることができ、流出口１０ｂから溶融樹脂を適切に流出させることができる。
【００５７】
以上により、樹脂ペレットの溶け残りによる貫通孔１０の目詰まり等を抑制することができる。
【００５８】
図１に示すように、溶融器３の側面３ｃには、溶融器３を加熱するための発熱体６が設けられている。発熱体６は、溶融器３の側面３ｃから溶融器３を加熱する構成部材である。
【００５９】
本実施形態では、発熱体６として、電気ヒータやＩＨヒータを用いることができる。なお、図１に示す発熱体６は、例えば、汎用性の電気ヒータであり、側面３ｃの各取付面３ｄに、平板状の電気ヒータを直接、貼着することが可能である。
【００６０】
また、本実施形態では、溶融器３の上下にシリンダ２及びノズル部４を保持する構造であり、溶融器３のサイズは、シリンダ２の内径サイズに限定されない。したがって、溶融器３の体積を大きくして、溶融器３の熱容量を大きくすることができる。
【００６１】
以上により、本実施形態の溶融器３によれば、発熱体６からの熱を直接、溶融器３に伝えることができる。また、溶融器３の熱容量を大きくでき、放熱量や蓄熱性能を大きくすることができる。
【００６２】
したがって、本実施形態の溶融器３によれば、溶融効率を効果的に高めることができる。よって、本実施形態の溶融器３を用いた射出装置１によれば、従来に比べて、射出効率を向上させることが可能になる。
【００６３】
ここで「溶融効率」、「射出効率」とは、例えば、射出装置１のノズル部４からの射出量で規定することができ、一定期間、一定した射出量を得ることができる状態は、溶融効率及び射出効率に優れた状態といえる。あるいは溶融器３内に蓄積される樹脂ペレットの溶け残りや溶融器３から流出する溶け残りを一定期間測定し、溶け残り量が一定値以内（好ましくは０）に収められた状態を指す。
【００６４】
また、本実施形態では、溶融器３の上面３ａ側に、シリンダ２を保持することが可能な第１の保持部２０が設けられ、溶融器３の下面３ｂ側に、ノズル部４を保持することが可能な第２の保持部２１が設けられている。このため、溶融器３の上面３ａ側にシリンダ２を、溶融器３の下面３ｂ側にノズル部４を夫々、保持することができ、溶融器３の側面３ｃを、射出装置１の外周面に露出させることができる。このように、溶融器３はシリンダ２内に収納されておらず、溶融器３の側面３ｃは外周面に露出しているので、側面３ｃを、発熱体６の取付面３ｄとして使用できる。そして、溶融器３は、熱伝導率に優れた金属製であるため、溶融器３の側面３ｃに、発熱体６を直接貼り付けることで、溶融器３の溶融効率を高めることができる。また、本実施形態では、シリンダ２、溶融器３、ノズル部４及び発熱体６を簡単に組み立てることができるので、射出装置１の製造を容易化でき、製造コストの低減を図ることが可能である。
【００６５】
本実施形態では、第１の保持部２０及び第２の保持部２１は、上面３ａ及び下面３ｂから、夫々、リング状にて突出して形成されている。第１の保持部２０及び第２の保持部２１には、各リングの内周面或いは外周面に、シリンダ２及びノズル部４とねじ止めするためのねじ山２２、２３が形成されている。そして、リングの内側に、複数の貫通孔１０が形成されている。このため、シリンダ２と溶融器３、及び溶融器３とノズル部４とを、簡単且つ適切に、ねじ止めして固定することができる。また、リングの内側に、複数の貫通孔１０が形成されているので、樹脂ペレットＰを適切に、貫通孔１０に供給することができる。
【００６６】
図５に示すように、溶融器３は、第１のブロック２５と第２のブロック２６とに分けられており、各ブロック２５、２６が接合されて一体化されている。
【００６７】
各ブロック２５、２６には、夫々、貫通孔１０が形成されており、各ブロック２５、２６を接合することで、溶融器３の上面３ａから下面３ｂに連続して貫通する複数の貫通孔１０が形成されている。このように溶融器３を複数のブロック２５、２６に分けて構成することで、貫通孔１０を形成しやすい。すなわち、溶融器３が、特に高さ方向に長く形成されると、それに合わせて貫通孔１０も長く形成されるため、貫通孔１０の形成が困難になる。そこで、溶融器３を上下複数のブロック２５、２６に分離して、各ブロック２５、２６に夫々、貫通孔１０を形成しておき、各ブロック２５、２６を位置合わせすることで、上面３ａから下面３ｂに連続する複数の貫通孔１０を形成することができ、貫通孔１０の形成を容易化することができる。
【００６８】
各ブロック２５、２６の接合方法を特に限定するものでないが、例えば、図４、図７に示すように、溶融器２５の下面３ｂから上面３ａ方向に向けて複数の接続孔２７が形成され、各接続孔２７に接続凸部２８が挿入されることで、各ブロック２５、２６を接合することができる。接続凸部２８は、例えば、ボルトであるが、接続凸部２８を接続孔２７に圧入することで、ブロック２５、２６間を接合することもできる。或いは、ブロック２５、２６間を凹凸嵌合により接合してもよい。又は、ブロック２５、２６間を溶接して接合してもよい。
【００６９】
また、本実施形態では、図５に示すように、隣接する貫通孔１０の流入口１０ａの縁部１０ｄが近付いて縁部１０ｄ同士が接触し、或いは、近接触した形状部分では、縁部１０ｄが刃状（cutter shape）、或いは、刃状に近い形状となる。これにより、樹脂ペレットＰが縁部１０ｄ上に位置したときは、樹脂ペレットＰが破砕され、細かく分離されて貫通孔１０内へ一層、入りやすく、かつ、貫通孔１０内での詰まりが抑制される。
【００７０】
図５に示すように、流入口１０ａの縁部１０ｄは、緩やかな緩斜面で形成されており、この縁部１９ｄと連続する領域αでは、内壁面１０ｃが垂直方向に延出し、更に、領域αに連続する領域βでは、縁部１０ｄよりも傾斜角度が大きい傾斜面で形成されている。
【００７１】
以上のように図５では、流入口１０ａが流出口１０ｂよりも大きく開口しているので、樹脂ペレットＰを貫通孔１０の流入口１０ａ内に導きやすい。そして樹脂ペレットＰは溶融器３内で溶融され、流出口１０ｂから流出するが、このとき貫通孔１０の内壁面１０ｃは領域βにて傾斜面であるので、流出口方向へスムーズに導かれやすい。また、流出口１０ｂの開口幅を流入口１０ａの開口幅よりも狭くすることで、流出口側での熱量及び押し出し圧力を高めることができ、流出口１０ｂから溶融樹脂を適切に外部に流出させることができる。そして、図５に示す実施の形態では、流入口１０ａ側の縁部１０ｄを緩やかな緩斜面で形成したことにより、より一層、樹脂ペレットＰを貫通孔１０の流入口１０ａ内に導きやすくできる。また、溶融器３の流入口面に平坦な部分が形成されるのを抑制でき、各流入口の間の縁部を刃状で形成できる（図５参照）。したがって流入口１０ａの縁部１０ｄで樹脂ペレットＰが細断される等の効果も期待でき、この結果、溶融器３の上面（流入口面）３ａ上に留まる樹脂ペレットＰを減らすことができる。
【００７２】
上記では、溶融器３の側面３ｃが、複数の平面からなる取付面３ｄとして説明したが、取付面３ｄの数は、図６、図７に示すように４面であってもよいし、或いは、３面であっても、５面以上であってもよい。
【００７３】
また、取付面３ｄは、横断面円形であってもよい。このとき、発熱体６には、バンドヒータを用いることが好ましい。
【００７４】
また、発熱体６には、ＩＨヒータを用いることも可能である。このとき、鉄、又は、鉄分の多いステンレス等の鉄合金からなる加熱リングを、溶融器３の取付面３ｄに密着して取り付ける。そして、加熱リングの外側に、ＩＨコイルを巻回する。ＩＨコイルに電流を流すことで自己発電し、加熱リングが加熱される。加熱リングから溶融器３に適切に熱を伝導するために、溶融器３に比べて熱伝導率が低い加熱リングの厚みを薄くする。これにより、溶融器３を素早く加熱することができる。
【００７５】
図８は、第２実施形態における射出装置の部分断面模式図である。図８では、図１に示す射出装置と対比すると、シリンダ２と溶融器３との保持構造、及び溶融器３とノズル部４との保持構造が異なるが、それ以外の構造は同じである。
【００７６】
図８に示すように、溶融器３の上面３ａには、シリンダ２を保持するための第１のホルダ３０が溶融器３本体とは別に設けられている。そして、第１のホルダ３０が、溶融器３の上面３ａに接合部材３６により固定保持されている。また、図８に示すように、溶融器３の下面３ｂには、ノズル部４を保持するための第２のホルダ３２が溶融器３本体とは別に設けられている。そして、第２のホルダ３２が、溶融器３の下面３ｂに接合部材３６により固定保持されている。
【００７７】
図８では、接合部材３６は、例えば、ボルトであり、ボルトを挿入する第１のホルダ３０、溶融器３、及び第２のホルダ３２の各位置に、接続孔が設けられている。そして、ボルトを接続孔に挿入し、ねじ止めすることで、溶融器３の上下に、第１のホルダ３０及び第２のホルダ３２を固定保持することができる。
【００７８】
各ホルダ３０、３２と、シリンダ２及びノズル部４との間は、ねじ止め、嵌合、及び溶接等の適当な方法により接合される。
【００７９】
第２実施形態では、溶融器３とは別にホルダ３０、３２を設けている。よって、ホルダ３０、３２を、銅等の熱伝導率に優れた溶融器３とは別の材質、例えば、鉄、或いは鉄合金にて形成することが可能である。ホルダ３０、３２には、溶融器３が受ける高温且つ高圧力が加わる。このため、ホルダ３０、３２には、高温且つ高圧力に耐える材質を選択することが好ましい。第２実施形態では、ホルダ３０、３２を溶融器３とは別に設けているため、それが可能であり、例えば、ホルダ３０、３２を、鉄、或いは鉄合金にて形成することで、高温且つ高圧力を受けても、ホルダ３０、３２のねじ山が破損等する不具合を抑制することができる。
【００８０】
図８に示す第２実施形態では、溶融器３の側面３ｃに、加熱リング３３が設けられ、加熱リング３３の外側にＩＨコイル３４が巻回されている。加熱リング３３及びＩＨコイル３４にて、ＩＨヒータ３５が構成される。ただし、ＩＨヒータ３５は一例であり、電気ヒータ等、ＩＨヒータ以外の発熱体６を用いることも可能である。なお、加熱リング３３は、鉄、或いは鉄分の多いステンレス等で形成されることが好ましい。
【００８１】
第２実施形態では、溶融器３の側面３ｃは、横断面円形であっても、多角形状であってもどちらでもよい。
【００８２】
さて、ＩＨヒータは、従来でも溶融器の発熱体として用いられていた。そして、従来では、溶融器をシリンダの内部に配置していた。このとき、強度を保つために、鉄やステンレスからなるシリンダの肉厚を厚くすることが必要であった。その結果、従来の構成では、熱伝導効率が低くなっていた。これに対して、本実施形態では、ＩＨヒータ３５による誘電加熱が可能であればよいため、加熱リング３３を薄く形成することができ（少なくともシリンダ２の肉厚よりも薄くでき）、熱伝導効率を従来よりも向上させることが可能である。
【００８３】
また、図８に示すように、溶融器３の上面３ａは段差を介して突出した形状であり、上面３ａと第１のホルダ３０との接触面積は、下面３ｂと第２のホルダ３２との接触面積よりも小さくなっている。この結果、第２のホルダ３２に比べて第１のホルダ３０に熱が伝わりにくい。換言すれば、ノズル部４側に熱が伝わりやすくなっているので、溶融効率を向上させることができる。また、第１のホルダ３０に熱が伝わりにくいので、第１のホルダ３０とシリンダ２との保持構造を安定して保つことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、汎用品のヒータ等を直接、溶融器の側面に取り付けることができ、溶融効率に優れた溶融器を提供できると共に、製造コストを低減させることが可能である。そして本発明の射出装置を用いて、射出成形品を良好な品質で得ることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１  射出装置
２  シリンダ
３  溶融器
３ｃ  側面
３ｄ  貼付面
４  ノズル部
５  プランジャ
６  発熱体
８  駆動部
９  駆動伝達軸
１０  貫通孔
１０ａ  流入口
１０ｂ  流出口
１０ｃ  内壁面
１０ｄ  縁部
１２  供給管
１８  保管部
２０、２１  保持部
２０ａ、２１ａ  内周面
２０ｂ、２１ｂ  外周面
２４  射出成形品
２５、２６  ブロック
２７  接続孔
２８  接続凸部
３０、３２  ホルダ
３５  ＩＨヒータ
【図１】
2019010854.tif 000003
【図２】
2019010854.tif 000004
【図３】
2019010854.tif 000005
【図４】
2019010854.tif 000006
【図５】
2019010854.tif 000007
【図６】
2019010854.tif 000008
【図７】
2019010854.tif 000009
【図８】
2019010854.tif 000010