(57)【要約】【課題】残留材料の除去性の向上を図り、材料の置換を迅速に行うことが可能な射出成形用スクリュおよび射出成形機を提供する。【解決手段】成形品の射出成形時に材料２３がホッパ２１から投入される第１のスクリュ部１ａと、第１のスクリュ部のスクリュ１の進行側に配置され、材料の置換時に置換後の材料がホッパから投入される第２のスクリュ部１ｂとを備える。第１のスクリュ部および第２のスクリュ部は、それぞれ、直線状の軸芯１２を中心に回転するとともに、軸芯に沿って進退するスクリュ本体６１，６２と、スクリュ本体の外周面６１ｓ，６２ｓに沿って螺旋状にねじれたフライト７１，７２とによって構成される。フライトによってスクリュ本体に構成される螺旋状の溝６１ａ，６２ａにおけるフライトのねじれピッチ当たりの軸芯に沿った断面積Ｓ６１，Ｓ６２は、第２のスクリュ部よりも第１のスクリュ部の方が小さく、第１のスクリュ部の全長Ｌ１は、最大ストロークＬｍよりも短い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホッパから投入されて可塑化させた材料を射出して成形品を成形する射出成形機のシリンダ内に回転可能に配置され、前記シリンダ内を所定の最大ストロークの範囲内で進退可能な射出成形用のスクリュであって、
前記成形品の射出成形時に前記材料が前記ホッパから投入される第１のスクリュ部と、
前記第１のスクリュ部の前記スクリュの進行側に配置され、前記材料の置換時に置換後の前記材料が前記ホッパから投入される第２のスクリュ部と、を備え、
前記第１のスクリュ部および前記第２のスクリュ部は、それぞれ、
直線状の軸芯を中心に回転するとともに、前記軸芯に沿って進退するスクリュ本体と、前記スクリュ本体の外周面に沿って螺旋状にねじれたフライトと、によって構成され、
前記フライトによって前記スクリュ本体に構成される螺旋状の溝における前記フライトのねじれピッチ当たりの前記軸芯に沿った断面積は、前記第２のスクリュ部よりも前記第１のスクリュ部の方が小さく、
前記第１のスクリュ部の全長は、前記最大ストロークよりも短い
射出成形用スクリュ。
【請求項２】
前記第１のスクリュ部の全長は、前記最大ストロークの５０％以上、９０％以下の長さに設定されている
請求項１に記載の射出成形用スクリュ。
【請求項３】
前記第１のスクリュ部の全長は、前記第１のスクリュ部の差渡し寸法をＤとすれば、前記最大ストロークよりも０．５Ｄ以上、２．０Ｄ以下だけ短い長さに設定されている
請求項１に記載の射出成形用スクリュ。
【請求項４】
前記第１のスクリュ部における前記フライトのねじれピッチは一定で、
前記第２のスクリュ部における前記フライトのねじれピッチは一定であり、
前記第１のスクリュ部は、前記第２のスクリュ部よりも前記フライトのフライト幅が小さい
請求項２または３に記載の射出成形用スクリュ。
【請求項５】
前記第１のスクリュ部における前記スクリュ本体の差渡し寸法は、前記第２のスクリュ部における前記スクリュ本体の差渡し寸法と同一である
請求項２または３に記載の射出成形用スクリュ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の前記射出成形用スクリュと、
前記シリンダを内部に有するバレルと、を備え、
前記バレルは、前記材料を前記シリンダ内に投入する投入口を有し、
前記投入口は、前記成形品の射出成形時に前記第１のスクリュ部と対向可能で、かつ前記材料の置換時に前記第２のスクリュ部と対向可能に配置されている
射出成形機。
【請求項７】
前記投入口は、
前記最大ストロークに亘って前記スクリュを退行させた状態において、該投入口の中心位置を前記第２のスクリュ部と対向させ、かつ、
前記最大ストロークよりも短いストロークに亘って前記スクリュを退行させた状態において、前記中心位置を前記第１のスクリュ部と対向させるように、
前記シリンダ内に向けて開口している
請求項６に記載の射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料供給装置を備えることなく一定量の材料に対する射出成形が可能な射出成形用スクリュ（フィーダレススクリュ）、および当該スクリュを備えた射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料供給装置を備えることなく、射出成形を行う射出成形機が知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる射出成形機においては、所定量の材料（例えば、樹脂ペレット）がホッパからシリンダ内に投入され、可塑化された材料をノズルから射出して成形を行っている。シリンダには、射出成形用のスクリュが回転可能に配置されている。スクリュは、定量移送部（スターブフィード部）、供給部（フィード部）、圧縮部（コンプレッション部）、計量部（メタリング部）を有している。これら各部は、スクリュ本体と、スクリュ本体の外周面に沿って螺旋状に連続するフライトとによって構成されている。スクリュ本体においては、回転移動装置に連結される基端から先端に向かって順に、定量移送部、供給部、圧縮部、計量部が並んでいる。回転移動装置は、スクリュをスクリュ本体の軸芯を中心に回転させるとともに、当該軸芯に沿って直線移動させる。
【０００３】
射出成形にあたっては、ホッパから定量移送部に対して所定量の材料が投入される。投入された材料は、スクリュの回転によって可塑化されつつ、前方に搬送される。そして、搬送された材料に押されてスクリュが退行（後退）する。スクリュが計量完了位置まで後退したとき、回転を停止させる。この状態で、スクリュを進行（前進）させる。この結果、可塑化材料がノズルから金型へ向けて射出される。
【０００４】
ホッパから供給される材料は、成形品の種類や材質などに応じて適宜置換する必要がある。このような材料の置換時には、スクリュ（例えば、フライトによりスクリュ本体に構成される螺旋状の溝）に残留する置換前の材料（以下、残留材料という）を取り除く作業（以下、パージという）を行う必要がある。パージにおいては、置換後の材料やクリーニング用の材料（以下、これらを置換材料という）をホッパからシリンダ内に供給しつつ、スクリュを連続して回転させ、可塑化された置換材料を前方へ送ってノズルから放出させる。これにより、スクリュに付着した残留材料は、置換材料によって押し出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−２１５４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、供給部よりも後方（スクリュの後退側）に定量移送部を有するスクリュにおいて、材料の投入口（ホッパ口）は、スクリュが最大スクリュストローク（スクリュの最大進退可能距離）の範囲内に亘って進退する間、定量移送部と常に対向するように、シリンダに開口している。すなわち、材料は、射出成形時およびパージ時のいずれにおいても、投入口から定量移送部に投入されている。また、スクリュにおいて、フライト間に形成される溝の軸芯に沿った断面積（端的には容積）は、供給部よりも定量移送部の方が小さい。このため、供給部は、定量移送部から移送された置換材料によって充満状態とはならず、飢餓状態となる。なお、充満状態とは、フライト間の溝が材料（置換材料）で満たされた状態であり、飢餓状態とは、フライト間の溝が材料（置換材料）で満たされない状態である。
【０００７】
したがって、供給部が飢餓状態である場合、例えば供給部においてフライトの引き側（スクリュの後進側）に残留材料が付着している場合、供給部に置換材料が移送されても、当該置換材料と残留材料との間に空隙が生じるおそれがある。この場合、残留材料の除去性（置換材料への置換性）が悪く、材料の置換に時間を要してしまう可能性がある。
【０００８】
本発明は、これを踏まえてなされたものであり、その目的は、残留材料の除去性（置換材料への置換性）の向上を図り、材料の置換を迅速に行うことが可能な射出成形用スクリュ（フィーダレススクリュ）および射出成形機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するために、本発明の射出成形用のスクリュは、ホッパから投入されて可塑化させた材料を射出して成形品を成形する射出成形機のシリンダ内に回転可能に配置され、シリンダ内を所定の最大ストロークの範囲内で進退可能とされている。かかる射出成形用のスクリュは、成形品の射出成形時に材料がホッパから投入される第１のスクリュ部と、第１のスクリュ部のスクリュの進行側に配置され、材料の置換時に置換後の材料がホッパから投入される第２のスクリュ部と、を備える。第１のスクリュ部および第２のスクリュ部は、それぞれ、直線状の軸芯を中心に回転するとともに、軸芯に沿って進退するスクリュ本体と、スクリュ本体の外周面に沿って螺旋状にねじれたフライトと、によって構成される。フライトによってスクリュ本体に構成される螺旋状の溝におけるフライトのねじれピッチ当たりの軸芯に沿った断面積は、第２のスクリュ部よりも第１のスクリュ部の方が小さい。第１のスクリュ部の全長は、最大ストロークよりも短い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、残留材料の除去性（置換材料への置換性）の向上を図るとともに、材料の置換を迅速に行うことが可能な射出成形用スクリュ（フィーダレススクリュ）および射出成形機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る射出成形機の構成を示す断面図。
【図２】図１の射出成形機において、スクリュが計量完了位置まで後退した状態（推奨ストロークの範囲内でスクリュを後退させた状態）を示す断面図。
【図３】図１の射出成形機において、パージ時に最大ストロークに亘ってスクリュが後退した状態を示す断面図。
【図４】図１のスクリュ（第２のスクリュ部）において、飢餓状態にある螺旋状の溝の態様を示す平面図。
【図５】図１のスクリュ（第２のスクリュ部）において、充満状態にある螺旋状の溝の態様を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態に係る射出成形用スクリュ（以下適宜、スクリュという）１および射出成形機１０について、図１から図５を参照して説明する。
【００１３】
図１に示すように、射出成形機１０は、スクリュ１と、バレル２と、加熱装置３と、冷却装置４と、ベント機構５とを備えている。
【００１４】
バレル２は、内部にシリンダ２０を有している。シリンダ２０は、バレル２に沿って真っ直ぐに伸びた円柱状の空間（中空）として構成されている。バレル２の基端寄りには、ホッパ２１が接続された材料２３の投入口（ホッパ口）２２が設けられている。投入口２２は、バレル２の外面２ｓからシリンダ２０の内周面２０ｓに亘って貫通している。投入口２２は、後述する第１のスクリュ部１ａおよび第２のスクリュ部１ｂとそれぞれ対向可能な位置に設けられている。これにより、投入口２２は、成形品の射出成形時に第１のスクリュ部１ａと対向し、材料２３の置換時（パージ時）に第２のスクリュ部１ｂと対向する（詳細は後述）。
【００１５】
ホッパ２１には、成形品を成形するための材料２３が供給される。ホッパ２１に供給された材料２３は、投入口２２を通ってシリンダ２０内に投入される。バレル２の先端には、シリンダ２０に連通したノズル２４が設けられている。ノズル２４は、スクリュ１によって可塑化された材料２３（図２に示す可塑化材料２５）を射出可能に構成されている。これにより、可塑化材料２５は、ノズル２４を通ってシリンダ２０外（例えば、金型）に射出可能となる。
【００１６】
シリンダ２０内には、スクリュ１が回転可能に配置されている。スクリュ１は、基端から先端に向かって真っ直ぐに伸びている。スクリュ１の基端には、カップリング１１が設けられている。カップリング１１には、回転移動装置（図示省略）が連結されている。回転移動装置は、スクリュ１がシリンダ２０内に挿通された状態において、スクリュ１を回転させるとともに、直線状の軸芯１２に沿って移動（進退）させる。スクリュ１は、所定の最大ストロークＬｍ（図３参照）の範囲内でシリンダ２０内を進退可能とされている（詳細は後述）。なお、スクリュ１の回転方向（左回転もしくは右回転）とは、スクリュ１の基端の側から見た場合の回転方向である。
【００１７】
バレル２には、当該バレル２を加熱する加熱装置３が設けられている。加熱装置３としては、例えばヒータ３１を適用することができる。ヒータ３１は、バレル２の外面２ｓに沿って配置されている。ヒータ３１を発熱させることで、バレル２を加熱することができる。
【００１８】
また、バレル２には、当該バレル２を冷却する冷却装置４が設けられている。冷却装置４としては、例えば冷却水通路４１を適用することができる。冷却水通路４１は、シリンダ２０の周囲に配管されている。冷却水通路４１に冷却水を流すことで、バレル２を冷却することができる。
【００１９】
このように、バレル２に加熱装置３および冷却装置４を設けることで、ヒータ３１を制御してバレル２を設定温度まで加熱することができる。これにより、シリンダ２０内を加熱することができる。そして、バレル２が設定温度を超えた場合、冷却水通路４１に冷却水を流してバレル２を冷却する。これにより、シリンダ２０内を設定温度まで冷却することができる。
【００２０】
さらに、バレル２には、ベント機構５が設けられている。ベント機構５は、シリンダ２０内に発生した気体成分（例えば、ガス、空気、その他の揮発成分など）をシリンダ２０外へ排気可能に構成されている。なお、本実施形態では、バレル２にベント機構５を設けて射出成形機１０を構成しているが、ベント機構５を省略して射出成形機を構成することも可能である。
【００２１】
本実施形態において、スクリュ１は、４つのスクリュ部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えて構成されている。スクリュ１においては、バレル２の基端から先端（図１においては、右端から左端）に向かって順に、第１のスクリュ部１ａ、第２のスクリュ部１ｂ、第３のスクリュ部１ｃ、第４のスクリュ部１ｄが並んでいる。スクリュ１は、バレル２の基端から先端に向かう方向に進行（前進）し、その反対方向（先端から基端に向かう方向）に退行（後退）する。すなわち、第２のスクリュ部１ｂは、第１のスクリュ部１ａのスクリュ１の進行側（図１においては左側。以下、単に進行側という）に配置されている。同様に、第３のスクリュ部１ｃは、第２のスクリュ部１ｂの進行側、第４のスクリュ部１ｄは、第３のスクリュ部１ｃの進行側にそれぞれ配置されている。
【００２２】
第１のスクリュ部１ａは、バレル２の投入口２２から投入された材料２３を定量的に移送可能な定量移送部（スターブフィード部）である。第２のスクリュ部１ｂは、第１のスクリュ部１ａから移送された材料２３を連続的に供給可能な供給部（フィード部）である。第３のスクリュ部１ｃは、第２のスクリュ部１ｂから供給された材料２３を可塑化可能な圧縮部（コンプレッション部）である。第４のスクリュ部１ｄは、第３のスクリュ部１ｃによって可塑化された材料２３を計量可能な計量部（メタリング部）である。
【００２３】
４つのスクリュ部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、それぞれ、スクリュ本体６１，６２，６３，６４と、フライト７１，７２，７３，７４とを備えて構成されている。
【００２４】
スクリュ本体６１，６２，６３，６４は、基端（スクリュ１におけるカップリング１１側の端部）から先端（カップリング１１とは反対側の端部）まで、直線状の軸芯１２に沿って伸びている。また、スクリュ本体６１，６２，６３，６４は、軸芯１２を中心に同心円状に構成されている。そして、回転移動装置（図示省略）により、スクリュ本体６１，６２，６３，６４は、軸芯１２を中心に回転可能とされているとともに、軸芯１２に沿って進退（前進および後退）可能とされている。
【００２５】
スクリュ本体６１，６２，６３，６４は、第１のスクリュ部１ａにおける第１のスクリュ本体６１と、第２のスクリュ部１ｂにおける第２のスクリュ本体６２と、第３のスクリュ部１ｃにおける第３のスクリュ本体７３と、第４のスクリュ部１ｄにおける第４のスクリュ本体６４とを備えて構成されている。第１のスクリュ本体６１、第２のスクリュ本体６２、および第４のスクリュ本体６４は、差渡し寸法が一定の外周面６１ｓ，６２ｓ，６４ｓを有している。すなわち、これらのスクリュ本体６１，６２，６４は、円柱形状をなしている。第３のスクリュ本体６３は、第２のスクリュ本体６２から第４のスクリュ本体６４に向かって差渡し寸法が拡大する外周面６３ｓを有している。すなわち、第３のスクリュ本体６３は、円錐台形状（先太り形状）をなしている。
【００２６】
第１のスクリュ本体６１と第２のスクリュ本体６２の差渡し寸法（例えば、直径）は、同一に設定されている。これらのスクリュ本体６１，６２の差渡し寸法は、第４のスクリュ本体６４の差渡し寸法（例えば、直径）よりも小さく設定されている。換言すれば、第４のスクリュ本体６４の差渡し寸法は、第１のスクリュ本体６１および第２のスクリュ本体６２の差渡し寸法よりも大きく設定されている。第３のスクリュ本体６３の差渡し寸法（例えば、直径）は、第２のスクリュ本体６２側から第４のスクリュ本体６４側に向かうに従って、連続的に大きくなるように設定されている。
【００２７】
フライト７１，７２，７３，７４は、シリンダ２０内に投入された材料２３を、第１のスクリュ部１ａ、第２のスクリュ部１ｂ、第３のスクリュ部１ｃ、第４のスクリュ部１ｄの順に、連続的に搬送するように構成されている。フライト７１，７２，７３，７４は、互いに同一方向に向かって螺旋状にねじれている。フライト７１，７２，７３，７４のねじれ方向としては、例えば、右ねじと同様に時計回りに設定してもよいし、あるいは左ねじと同様に反時計回りに設定してもよい。フライト７１，７２，７３，７４のねじれ方向（時計回りもしくは反時計回り）とは、スクリュ１の基端の側から見た場合のねじれ方向である。
【００２８】
図１には、時計回りにねじられたフライト７１，７２，７３，７４が示されている。この場合、スクリュ１（スクリュ本体６１，６２，６３，６４）の回転方向は、軸芯１２を中心に反時計回り（左回転）に設定すればよい。なお、フライト７１，７２，７３，７４が反時計回りにねじられている場合、スクリュ１（スクリュ本体６１，６２，６３，６４）の回転方向は、軸芯１２を中心に時計回り（右回転）に設定すればよい。
【００２９】
具体的に説明すると、第１のスクリュ部１ａにおいて、第１のスクリュ本体６１の外周面６１ｓには、螺旋状にねじられた第１のフライト７１が設けられている。第１のフライト７１のねじれ方向は、右ねじと同様に時計回りに設定されている。換言すると、第１のフライト７１は、第１のスクリュ本体６１（スクリュ１）の回転方向とは逆方向にねじれている。第１のフライト７１のねじれピッチは、一定である。
【００３０】
第２のスクリュ部１ｂにおいて、第２のスクリュ本体６２の外周面６２ｓには、螺旋状にねじられた第２のフライト７２が設けられている。第２のフライト７２のねじれ方向は、右ねじと同様に時計回りに設定されている。換言すると、第２のフライト７２は、第２のスクリュ本体６２（スクリュ１）の回転方向とは逆方向にねじれている。第２のフライト７２のねじれピッチは、一定である。
【００３１】
第３のスクリュ部１ｃにおいて、第３のスクリュ本体６３の外周面６３ｓには、螺旋状にねじられた第３のフライト７３が設けられている。第３のフライト７３のねじれ方向は、右ねじと同様に時計回りに設定されている。換言すると、第３のフライト７３は、第３のスクリュ本体６３（スクリュ１）の回転方向とは逆方向にねじれている。第３のフライト７３のねじれピッチは、第２のスクリュ本体６２側から第４のスクリュ本体６４側に向かうに従って、大きくなっている。
【００３２】
第４のスクリュ部１ｄにおいて、第４のスクリュ本体６４の外周面６４ｓには、螺旋状にねじられた第４のフライト７４が設けられている。第４のフライト７４のねじれ方向は、右ねじと同様に時計回りに設定されている。換言すると、第４のフライト７４は、第４のスクリュ本体６４（スクリュ１）の回転方向とは逆方向にねじれている。第４のフライト７４のねじれピッチは、一定である。
【００３３】
第１のフライト７１と第２のフライト７２のねじれピッチは、同一、かつ第３のフライト７３の最小ピッチよりも小さく設定されている。第４のフライト７４のねじれピッチは、第３のフライト７３の最大ピッチよりも大きく設定されている。
【００３４】
また、フライト７１，７２，７３，７４は、軸芯１２に沿った方向のフライト幅を有している。フライト幅とは、フライト７１，７２，７３，７４の軸芯１２方向に沿った厚さである。フライト幅は、各フライト７１，７２，７３，７４において同一であってもよいし、異なっていてもよい。本実施形態では一例として、図１に示すように、第２のフライト７２、第３のフライト７３、および第４のフライト７４のフライト幅Ｗ７２，Ｗ７３，Ｗ７４は、同一、かつ第１のフライト７１のフライト幅Ｗ７１よりも小さく設定されている。すなわち、第１のフライト７１のフライト幅Ｗ７１は、第２のフライト７２のフライト幅Ｗ７２よりも小さい。
【００３５】
スクリュ本体６１，６２，６３，６４（スクリュ１）をシリンダ２０に挿通させた状態において、これらの外周面６１ｓ，６２ｓ，６３ｓ，６４ｓとシリンダ２０の内周面２０ｓとの間隔は、次のように設定されている。第１のスクリュ本体６１の外周面６１ｓとシリンダ２０の内周面２０ｓとの間隔は、第２のスクリュ本体６２の外周面６２ｓと内周面２０ｓとの間隔と同一となっている。外周面６２ｓと内周面２０ｓとの間隔は、第４のスクリュ本体６４の外周面６４ｓと内周面２０ｓとの間隔よりも大きくなっている。第３のスクリュ本体６３の外周面６３ｓと内周面２０ｓとの間隔は、第２のスクリュ本体６２側から第４のスクリュ本体６４側に向かうに従って、連続的に小さくなっている。
【００３６】
スクリュ本体６１，６２，６３，６４には、フライト７１，７２，７３，７４によって螺旋状の溝６１ａ，６２ａ，６３ａ，６４ａが構成されている。第１のスクリュ本体６１において、第１のフライト７１のねじれピッチ当たりの溝６１ａの軸芯１２に沿った断面積（以下、単に溝６１ａの断面積という）Ｓ６１は一定である。また、第２のスクリュ本体６２において、第２のフライト７２のねじれピッチ当たりの溝６２ａの軸芯１２に沿った断面積（以下、単に溝６２ａの断面積という）Ｓ６２は一定である。そして、第１のスクリュ本体６１における溝６１ａの断面積Ｓ６１は、第２のスクリュ本体６２における溝６２ａの断面積Ｓ６２よりも小さい。これにより、第１のスクリュ部１ａから第２のスクリュ部１ｂへの材料２３の移送量（供給量）を制限することができる。このため、溝６２ａに残留する材料２３を減少させ、脱気経路を確保することができる。この結果、材料２３から発生した気体成分に起因する成形品の不良（ヤケやシルバーなど）を低減することが可能となる。
【００３７】
このような関係とするため、本実施形態では一例として、第１のスクリュ部１ａと第２のスクリュ部１ｂは、次のように構成されている。すなわち、第１のスクリュ本体６１と第２のスクリュ本体６２の差渡し寸法（例えば、直径）は、同一に設定されている。また、第１のフライト７１と第２のフライト７２のねじれピッチは、同一に設定されている。そして、第１のフライト７１のフライト幅Ｗ７１は、第２のフライト７２のフライト幅Ｗ７２よりも大きく設定されている。
【００３８】
これにより、第１のスクリュ本体６１の溝６１ａの断面積Ｓ６１を、第２のスクリュ本体６２の溝６２ａの断面積Ｓ６２よりも小さくすることができる。すなわち、溝６１ａ，６２ａの単位長さ（第１のフライト７１のねじれピッチ）当たりの容積は、第２のスクリュ本体６２よりも第１のスクリュ本体６１の方が小さい。したがって、シリンダ２０内に投入された材料２３を、第１のスクリュ部（定量移送部）１ａによって定量的かつ安定的に、第２のスクリュ部（供給部）１ｂに移送することができる。
【００３９】
なお、本実施形態の構成に限らず、第１のスクリュ部１ａと第２のスクリュ部１ｂは、次の３つの条件のうちの少なくとも１つを必須条件として、溝６１ａの断面積Ｓ６１が溝６２ａの断面積Ｓ６２よりも小さくなるような構成とすればよい。第１の条件は、第１のスクリュ本体６１の差渡し寸法（換言すれば、溝６１ａの深さ）を第２のスクリュ本体６２の差渡し寸法（換言すれば、溝６２ａの深さ）よりも小さく（浅く）することである。第２の条件は、第１のフライト７１の幅Ｗ７１を第２のフライト７２の幅Ｗ７２よりも大きく（広く）することである。第３の条件は、第１のフライト７１のねじれピッチを第２のフライト７２のねじれピッチよりも小さく（狭く）することである。
【００４０】
このようなスクリュ１を用いた射出成形機１０の動作について、説明する。射出成形にあたって、射出成形機１０は、ベント機構５を通してシリンダ２０内を負圧に引いた状態とされる。この状態において、射出成形機１０は、回転移動装置によってスクリュ１を回転させる。この時、スクリュ１は、その先端をノズル２４に近接させた状態で回転する。ここで、ホッパ２１に材料２３（例えば、樹脂ペレット）を供給すると、供給された材料２３は、投入口２２を通ってシリンダ２０内に投入される。
【００４１】
投入された材料２３は、第１のスクリュ部１ａによって定量的に移送される。移送された材料２３は、第２のスクリュ部１ｂによって連続的に、第３のスクリュ部１ｃに供給される。供給された材料２３は、第３のスクリュ部１ｃによって可塑化される。すなわち、第３のスクリュ部１ｃにおいて、材料２３は、ヒータ３１により加熱されつつ圧縮されることで、溶融（可塑化）される。そして、可塑化された材料２３（可塑化材料２５）は、第４のスクリュ部１ｄを通ってスクリュ１の先端に搬送される。
【００４２】
この時、図２に示すように、スクリュ１の先端に搬送された可塑化材料２５に押されて、スクリュ１が後退する。この間、当該スクリュ１には、背圧（back pressure）がかけられている。そして、スクリュ１が所望の計量完了位置まで後退したとき、スクリュ１の回転を停止させる。この時、シリンダ２０には、１つの成形品を作るのに必要な可塑化材料２５が蓄えられたことになる。計量完了位置は、成形品の種類や大きさなどにより定まる可塑化材料２５の量に応じて設定される（一例として、図２に示す位置Ｐ）。必要な可塑化材料２５が蓄えられると、サックバック（suck back）が行われる。すなわち、計量完了後、スクリュ１を若干後退させる。これにより、ノズル２４からの材料漏れを防止することができる。
【００４３】
次いで、非回転状態のスクリュ１をノズル２４に向けて前進させる。すなわち、スクリュ１は、図２に示す位置から図１に示す位置に変位する。これにより、シリンダ２０内に蓄えられた可塑化材料２５をシリンダ２０外（例えば、金型）に射出させることができる。続いて、金型を冷却する。その後、脱型により、目的の成形品を得ることができる。
【００４４】
ここで、スクリュ１は、最大ストロークＬｍの範囲内で進退させることができるようになっている。図３には、ノズル２４に近接させた位置（ＰＦ）から最大ストロークＬｍに亘ってスクリュ１を後退させた状態を示す。すなわち、最大ストロークＬｍは、射出成形機１０の仕様に基づいて、スクリュ１を最大限進退可能な長さ（範囲）として設定されている。例えば、スクリュ１の差渡し寸法（直径）をＤとすれば、最大ストロークＬｍは、４．０Ｄ以上、４．５Ｄ以下程度の長さに設定される。
【００４５】
スクリュ１の差渡し寸法（Ｄ）は、フライト７１，７２，７３，７４の最外径を含んだ径寸法として規定されている。本実施形態において、スクリュ１の差渡し寸法（Ｄ）は、４つのスクリュ部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを含んだ全体に亘って、一定（同一）の寸法に設定されている。
【００４６】
また、射出成形機１０においては、最大ストロークＬｍとは別に、推奨ストロークが設定されている。射出成形時は、推奨ストロークの範囲内でスクリュ１を進退させる。推奨ストロークは、最大ストロークＬｍよりも短い所定の長さ（範囲）に設定されている。推奨ストロークは、例えば、最大ストロークＬｍの７０％から９０％程度の長さに設定される。計量完了位置（Ｐ）は、推奨ストロークの範囲内に設定されている。すなわち、スクリュ１は、推奨ストロークの範囲内で、射出に際し、ノズル２４に近接した位置から計量完了位置（Ｐ）まで後退させる。
【００４７】
一方、パージ時においては、ノズル２４に近接した位置から最大ストロークＬｍに亘ってスクリュ１を後退させる（図３参照）。パージとは、種類や材質などが異なる成形品を成形するために材料２３を置換する際、スクリュ１をクリーニングする作業である。パージにより、スクリュ１の溝６２ａ，６３ａ，６４ａ（フライト７２，７３，７４）に残留する置換前の材料２３（以下、残留材料という）が取り除かれる。具体的には、置換後の材料やクリーニング用の材料（以下、これらを置換材料という）をホッパ２１からシリンダ２０内に投入しつつ、スクリュ１を連続して回転させ、可塑化された置換材料を前方へ送ってノズル２４から放出させる。この時、スクリュ１は、進退（前進および後退）しない。また、金型は、ノズル２４から取り外されている。これにより、溝６２ａ，６３ａ，６４ａ（フライト７２，７３，７４）に付着した残留材料は、置換材料とともに押し出される。すなわち、パージによって、残留材料がスクリュ１に付着されたままとなることを抑制し、置換材料への適正な置換が図られる。
【００４８】
バレル２の投入口（ホッパ口）２２と、スクリュ１の最大ストロークＬｍおよび推奨ストロークとの関係について、図２および図３を参照して説明する。射出成形時において、スクリュ１をノズル２４に近接させた位置（ＰＦ）から、計量完了位置（Ｐ）まで後退させる間、投入口２２は、第１のスクリュ本体６１（第１のスクリュ部１ａ）と対向可能な範囲に常に位置付けられる。スクリュ１をノズル２４に近接させた位置（ＰＦ）は、射出成形する際、投入口２２から材料２３が投入開始される位置に相当する。すなわち、スクリュ１の推奨ストロークの範囲内において、投入口２２は、その中心位置Ｐ２２が第１のスクリュ部１ａの溝６１ａと対向可能となるように、シリンダ２０内に向けて開口している。この場合、中心位置Ｐ２２が、第１のスクリュ部１ａのフライト７１の縁にかかっていればよい。図２には、投入口２２が推奨ストロークの範囲内に開口している態様の一例を示す。
【００４９】
また、投入口２２は、パージ時、つまりノズル２４に近接した位置（ＰＦ）から最大ストロークＬｍに亘ってスクリュ１を後退させた状態において（図３に示す状態）、第２のスクリュ本体６２（第２のスクリュ部１ｂ）と対向可能に位置付けられている。すなわち、かかる状態において、投入口２２は、その中心位置Ｐ２２が第２のスクリュ部１ｂの溝６２ａと対向可能となるように、シリンダ２０内に向けて開口している。この場合、中心位置Ｐ２２が、第２のスクリュ部１ｂのフライト７２の縁にかかっていればよい。
【００５０】
投入口２２は、射出成形時およびパージ時において上記のとおり開口する（中心位置Ｐ２２が位置付けられる）ように、バレル２２に配置されている。これにより、成形品の射出成形時においては、材料２３がホッパ２１から第１のスクリュ部１ａ（具体的には、その溝６１ａ）に投入される。これに対し、パージ時（材料２３の置換時）においては、材料２３（置換材料）がホッパ２１から、第１のスクリュ部１ａではなく、第２のスクリュ部１ｂ（具体的には、その溝６２ａ）に投入される。
【００５１】
このため、第１のスクリュ部１ａの全長Ｌ１は、最大ストロークＬｍよりも短く設定されている。例えば、第１のスクリュ部１ａの全長Ｌ１は、最大ストロークＬｍの５０％以上、９０％以下の長さに設定されている（０．５Ｌｍ≦Ｌ１≦０．９Ｌｍ）。より好ましくは、第１のスクリュ部１ａの全長Ｌ１は、最大ストロークＬｍの７０％以上、８０％以下の長さに設定する（０．７Ｌｍ≦Ｌ１≦０．８Ｌｍ）。
【００５２】
別の捉え方をすれば、第１のスクリュ部１ａの全長Ｌ１は、最大ストロークＬｍよりも０．５Ｄ以上、２．０Ｄ以下だけ短い長さに設定されている。より好ましくは、第１のスクリュ部１ａの全長Ｌ１は、最大ストロークＬｍよりも１．０Ｄ以上、１．５Ｄ以下だけ短い長さに設定する。Ｄの値は、第１のスクリュ部１ａの差渡し寸法、つまりスクリュ１の差渡し寸法である。
【００５３】
本実施形態において、第１のスクリュ部１ａの全長Ｌ１は、次のように規定する。すなわち、第１のスクリュ部１ａの全長Ｌ１は、スクリュ１において第２のスクリュ部１ｂよりも基端側で、溝６２ａの断面積Ｓ６２よりも溝の断面積（本実施形態では、溝６１ａの断面積Ｓ６１）が小さくなっている部分の軸芯１２方向に沿った長さとして規定する。端的には、溝６１ａ（別の捉え方をすれば、第１のフライト７１）の起点（スクリュ１の基端側）から終点（第２のフライト７２との連続点）までの軸芯１２方向に沿った長さである。
【００５４】
本実施形態によれば、第１のスクリュ部１ａをこのような長さとすることで、次のような作用効果が得られる。
【００５５】
成形品の射出成形時においては、材料２３を投入口２２から第１のスクリュ部１ａの溝６１ａに投入することができ、パージ時（材料２３の置換時）においては、材料２３（置換材料）を投入口２２から第２のスクリュ部１ｂの溝６２ａに投入することができる。
【００５６】
したがって、成形品の射出成形時においては、投入された材料２３を定量的かつ安定的に第１のスクリュ部１ａから第２のスクリュ部１ｂに移送させることができる。このため、例えば材料供給装置を別途備えることなく、一定量の材料２３に対する射出成形が可能となる。
【００５７】
これに対し、パージ時においては、材料２３（置換材料）を第１のスクリュ部１ａの溝６１ａではなく、第２のスクリュ部１ｂの溝６２ａに直接投入することができる。例えば、パージ時において、材料２３（置換材料）を第１のスクリュ部１ａの溝６１ａに投入した場合、材料２３（置換材料）は、第２のスクリュ部１ｂに移送される。溝６２ａの断面積Ｓ６２は、溝６１ａの断面積Ｓ６１よりも大きいので、溝６２ａは、移送された材料２３（置換材料）によって充満状態とはならず、飢餓状態となる（図４参照）。この場合、図４示すように、溝６２ａにおいてフライト７２の引き側（スクリュ１の後進側）に付着した残留材料２６は、材料２３（置換材料）によって取り除くことが難しい。
【００５８】
本実施形態では、材料２３（置換材料）を第２のスクリュ部１ｂの溝６２ａに投入してパージを行うので、パージ時において、溝６２ａが充満状態となるまで、投入口２２から材料２３（交換材料）を溝６２ａに投入することができる（図５参照）。溝６２ａを充満状態とすることができるため、図５に示すように、材料２３（交換材料）と残留材料２６との間に空隙を生じさせることなく、これらを密着させることができる。すなわち、材料２３（交換材料）と残留材料２６とを一体化させることができる。これにより、材料２３（交換材料）によって残留材料２６を容易に取り除くことができる。この結果、残留材料２６の除去性（置換材料への置換性）の向上を図るとともに、材料２３の置換を迅速に行うことが可能となる。
【００５９】
このように本実施形態においては、パージ性能を高めることができるので、残留材料２６が材料２３（置換材料）に混在して成形品が成形されることを抑制できる。したがって、スクリュ１を用いた射出成形機１０によれば、成形品の品質の向上を図ることが可能となる。
【００６０】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。また、上述した新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６１】
上述した本実施形態においては、スクリュ１のフライト７１，７２，７３，７４を一条（シングルフライト）としたが、スクリュ（フライト）の構成は、これに限定されない。例えば、スクリュは、フライト７１，７２，７３，７４のピッチ間にサブフライトを設けて構成されていてもよい。また、フライトは、多条構成であってもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１…射出成形用スクリュ（スクリュ）、１ａ…第１のスクリュ部、１ｂ…第２のスクリュ部、１ｃ…第３のスクリュ部、１ｄ…第４のスクリュ部、２…バレル、３…加熱装置、４…冷却装置、５…ベント機構、１０…射出成形機、１１…カップリング、１２…軸芯、２０…シリンダ、２１…ホッパ、２２…投入口、２３…材料、２４…ノズル、２５…可塑化材料、２６…残留材料、６１，６２，６３，６４…スクリュ本体、６１ａ，６２ａ，６３ａ，６４ａ…溝、６１ｓ，６２ｓ，６３ｓ，６４ｓ…外周面、７１，７２，７３，７４…フライト、Ｄ…スクリュの差渡し寸法、Ｌ１…第１のスクリュ部の全長、Ｌｍ…最大ストローク、Ｐ…計量完了位置、Ｐ２２…投入口の中心位置、ＰＦ…スクリュをノズルに近接させた位置、Ｓ６１，Ｓ６２…溝の断面積、Ｗ７１，Ｗ７２，Ｗ７３，Ｗ７４…フライト幅。
【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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