(57)【要約】【課題】可塑化シリンダと射出シリンダとの間に長手方向に熱膨張の差が生じても、これらのシリンダに引っ張り、圧縮、曲げ等の歪みが生じないプリプラ式射出装置を提供する。【解決手段】可塑化装置（１）の先端部と射出装置（１０）の先端部を、内部に溶融樹脂用の流路が形成されている連結ブロック（２０）により剛的に結合する。また、可塑化装置（１）の後方部は、射出装置（１０）の後方部に対して、長手方向のリニアガイド部材（３３）が設けられている摺動部（３２、３７）を介して長手方向に摺動自在に取り付ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可塑化シリンダを備えた可塑化装置と、射出シリンダを備えた射出装置とからなり、前記可塑化シリンダの外周部には可塑化シリンダヒータが、そして前記射出シリンダの外周部には射出シリンダヒータがそれぞれ設けられているプリプラ式射出装置であって、
前記可塑化装置の先端部と前記射出装置の先端部は、内部に溶融樹脂用の流路が形成されている連結ブロックにより剛的に結合され、
前記可塑化装置の後方部は、前記射出装置の後方部に対して、長手方向のリニアガイド部材が設けられている摺動部を介して長手方向に摺動自在に取り付けられ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に記載のプリプラ式射出装置において、長手方向のリニアガイド部材が、摺動部の長手方向の実質的に中心部に設けられているキーであるプリプラ式射出装置。
【請求項３】
請求項１に記載のプリプラ式射出装置において、長手方向のリニアガイド部材が、摺動部の両側に設けられているガイド部であるプリプラ式射出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可塑化シリンダを備えた可塑化装置と、射出シリンダを備えた射出装置とからなり、前記可塑化シリンダの外周部には可塑化シリンダヒータが、そして前記射出シリンダの外周部には射出シリンダヒータが設けられているプリプラ式射出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリプラ式射出装置は、特許文献１、２にも示されているように従来周知で、一般に図３に示されているように、可塑化装置５０と射出装置６０とから構成されている。可塑化装置５０は、可塑化シリンダ５１と、この可塑化シリンダ５１の内周面に僅かな隙間をもって回転可能に挿入されているスクリュ５２とからなっている。射出装置６０は、射出シリンダ６１と、その内部に前後方向に移動可能に挿入されているプランジャ６２とからなっている。そして、可塑化シリンダ５１の外周部には、可塑化シリンダ用のヒータ５３、５３、…が、射出シリンダ６１の前方の外周部には射出シリンダ用のヒータ６３、６３、…がそれぞれ設けられている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２６３６０６号公報
【特許文献２】特開平９−２９５３２９号公報
【０００４】
上記のように構成されている可塑化シリンダ５１の先端部と射出シリンダ６１の先端部は、連結部材６５により剛的に結合されている。この連結部材６５の内部には溶融樹脂が移送される流路６６が形成されており、可塑化シリンダ５１の先端部の可塑化室と射出シリンダ６１の先端部の射出室は、開閉弁６７が設けられている前記流路６６により連通している。また、可塑化装置５０の後方部と射出装置６０の後方部は、支持部材５５、６８’をボルト６９で締め付ける等の手段により剛的に連結され、可塑化装置５０と射出装置６０は一体化されている。
そして、射出装置６０の方が、図示されない前後方向に移動可能な移動装置に固定され、プリプラ式射出装置全体が前後方向あるいは軸方向に移動可能になっている。
【０００５】
したがって、可塑化装置５０のスクリュ５２を回転駆動すると共に、ホッパ５４から射出材料を可塑化シリンダ５１に供給すると、射出材料は前方へ送られる過程で可塑化用のヒータ５３、５３、…から加えられる熱と、スクリュ５２の回転駆動による摩擦熱、剪断熱等により溶融される。溶融された樹脂材料は、連結部材６５の流路６６の開閉弁６７を開くと、流路６６を通って射出シリンダ６１の前方の射出室に供給される。射出装置６０のプランジャ６２は、射出室に供給される溶融樹脂の圧力により後退する。あるいは、プランジャ６２を強制的に後退させる。射出室中の溶融樹脂は、射出用のヒータ６３、６３、…から加えられる熱により溶融状態に保たれる。所定量の溶融樹脂が射出室に計量されたら、開閉弁６７を閉じて、プランジャ６２を射出方向に駆動する。そうすると、射出室の溶融樹脂は、射出ノズル６８を通って図示されない金型に射出充填される。冷却固化を待って、金型を開くと、成形品が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成されている可塑化装置５０と射出装置６０は、常温の製作工場内であるいは成形工場内に搬入されて、剛的に組み立てられている。そして、上記したような成形工程において、可塑化シリンダ５１は、可塑化シリンダ用のヒータ５３、５３、…により常温よりも高温に加熱され、射出シリンダ６１さらには連結部材６５もヒータ６３、６３、…により加熱・保温されるので、これらのシリンダ５１、６１、６５等は熱膨張により軸方向の長さ寸法が変化する。その変化量は、これらのシリンダ５１、６１、連結部材６５等の材質、長さ、ヒータが設けられている部分の長さ、加熱温度等により異なる。このとき、可塑化シリンダ５１と、射出シリンダ６１側の変化量が等しければ問題は小さいが、図３にも示されているように、これらのシリンダ５１、６１の間には長さ方向に差があるので、変化量に差が生じる。そうすると、可塑化シリンダ５１と射出シリンダ６１は、前方部も後方部も剛的に連結されているので、熱膨張による寸法変化が、それぞれのシリンダ５１、６１に引っ張り、圧縮、曲げ等の歪みとなって現れる。その結果、可塑化シリンダ５１の内周面とスクリュ５２のフライト外周面との間の微少隙間が無くなり、回転時これらの間に金属接触が起こりカジリが生じる。射出シリンダ６１の内周面とプランジャ６２の外周面との間にも、同様に移動時、カジリが生じる。このようなカジリによりプリプラ式射出装置は早期に損傷することになる。
本発明は、可塑化シリンダと射出シリンダとの間に長手方向に熱膨張の差が生じても、これらのシリンダに引っ張り、圧縮、曲げ等の歪みが生じないプリプラ式射出装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
一般に、熱膨張係数をα、部材の長さをＬ、温度差をＴとすると、α×Ｌ×Ｔだけ膨張あるいは収縮する。この式から明らかなように、熱による変形は軸方向に大きくなる。そこで、可塑化シリンダと射出シリンダの、軸方向の歪みを逃すことにより、すなわち射出シリンダは支持台に固定されているので、可塑化シリンダの射出シリンダに対する軸方向の歪みを逃すことにより、上記発明の目的が達成される。かくして、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、可塑化シリンダを備えた可塑化装置と、射出シリンダを備えた射出装置とからなり、前記可塑化シリンダの外周部には可塑化シリンダヒータが、そして前記射出シリンダの外周部には射出シリンダヒータがそれぞれ設けられているプリプラ式射出装置であって、前記可塑化装置の先端部と前記射出装置の先端部は、内部に溶融樹脂用の流路が形成されている連結ブロックにより剛的に結合され、前記可塑化装置の後方部は、前記射出装置の後方部に対して、長手方向のリニアガイド部材が設けられている摺動部を介して長手方向に摺動自在に取り付けられるように構成される。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプリプラ式射出装置において、長手方向のリニアガイド部材が、摺動部の長手方向の実質的に中心部に設けられているキーであるように、そして請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のプリプラ式射出装置において、長手方向のリニアガイド部材が、摺動部の両側に設けられているガイド部であるように構成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、駆動装置にサーボモータすなわち電動モータを適用した例について、またリニアガイド部材をキーとキー溝およびガイド部材で実施した実施の形態について説明する。本実施の形態に係わるプリプラ式射出装置は、図１に示されているように、可塑化装置１と、その下方に位置する射出装置１０とからなっている。可塑化装置１自体は従来周知であるので詳しい説明はしないが、可塑化シリンダ２と、この可塑化シリンダ２の内部に僅かな隙間をもって回転可能に挿入されているスクリュ３とから概略構成されている。可塑化シリンダ２の外周部には、略その全長にわたって、個々に発熱温度が制御される複数個の可塑化シリンダヒータ４、４、…が設けられている。また、後方寄りには、可塑化シリンダ２の内部に達する材料供給口５が開けられている。そして、後方端にスクリュ駆動装置が設けられているいる。スクリュ駆動装置は、図１には現れていないが、電動モータを備えている。そして、この電動モータの出力軸に取り付けられているプーリと、スクリュ軸に取り付けられているプーリ６との間にベルト７が掛け回されている。スクリュ軸は、軸受ユニットにより回転自在に軸受され、スクリュ３の方へ延び、そしてスクリュ３の後端部に機械的に接続されている。したがって、電動モータを起動すると、スクリュ３が所定方向に回転駆動され、材料供給口５から供給される樹脂材料は可塑化される。
【０００９】
このように構成されている可塑化装置１は、射出装置１０に対して水平方向に配置することもできるが、図１に示されている実施の形態では、先方に向かって下り勾配に配置され、その前端部と後端部とが後述するようにして射出装置１０に固定あるいは摺動可能に取り付けられている。
【００１０】
射出装置１０は、従来周知のように射出シリンダ１１と、この射出シリンダ１１の内部に軸方向に駆動可能に設けられているプランジャ１２とからなっている。この射出シリンダ１１の外周部には、保温用の射出シリンダヒータ１３が設けられている。このように構成されている射出シリンダ１０の前方には、ノズル取付ブロック１４が、そしてその前方端部に射出ノズル１５がそれぞれ設けられている。ノズル取付ブロック１４の内部には、軸方向に樹脂通路が形成されている。この樹脂通路の一方は、射出シリンダ１１の射出室に連通し、他方は射出ノズル１５のノズル孔に連通している。また、ノズル取付ブロック１４には、外部から前記樹脂通路に達する樹脂供給路が開けられている。射出シリンダ１１の後方部分は、枠体１６に取り付けられ、この枠体１６にプランジャ駆動装置が設けられている。プランジャ駆動装置は、ベアリングケース４４、該ベアリングケース４４の前方に位置している前プレート４５、ベアリングケース４４と前プレート４５を結合している複数本のタイロッド４６、４６、前記ベアリングケース４４と前プレート４５との間に双方向に回転可能に設けられているボールネジ４７、このボールネジ４７に螺合し、軸方向に移動可能で回転方向に規制されているボールネジナット４８等からなっている。ベアリングケース４４の後方にはサーボモータすなわち電動モータ４３が取り付けられ、その出力軸はボールネジ４７に接続されている。したがって、電動モータ４３が起動すると、ボールネジ４７が回転駆動され、その結果ボールネジナット４８が軸方向に駆動される。これにより、ボールネジナット４８に結合されているプランジャ１２が射出方向あるいは逆の後退方向に駆動される。
【００１１】
上記した可塑化シリンダ２の前方と、射出シリンダ１１の前方部分は、ノズル取付ブロック１４とジョイントすなわち連結ブロック２０を介して剛的に現場において組み立て接続される。連結ブロック２０は、図１に示されている実施の形態では、ケーシング２１からなっている。このケーシング２１には軸方向に穴が開けられ、この穴に樹脂が通る流路が形成されているピース２２が装着されている。ケーシング２１の側部には、可塑化シリンダ２の終端部が接続され、下端部にノズル取付ブロック１４の側部が同様に接続されている。これにより、可塑化シリンダ２の先端部は、射出シリンダ１１の射出室に可塑化された樹脂が流れるように連通している。このように構成されているケーシングの穴内にシール軸２３が上下方向に駆動可能に設けられている。このシール軸２３が、図示されないシリンダ・リンクにより上方へ駆動されると、可塑化シリンダ２と射出シリンダ１１は連通し、下方へ駆動されると遮断される。なお、図１には示されていないが、連結ブロック２０とノズル取付ブロック１４の外周部にも保温用のヒータが設けられている。
【００１２】
可塑化装置１の後方部分は、射出装置１０の後方部分に対して軸方向にスライド可能あるいは摺動自在に取り付けられている。すなわち、射出装置１０の支持部材３０の上部には射出側支持ブロック３１が固定されている。射出側支持ブロック３１の上面は、本実施の形態では可塑化装置１が先方に向かって下り勾配に設けられているので、同様に傾斜した摺動面３２となっている。一方、可塑化装置１の下部には可塑化側支持ブロック３６が固定されている。可塑化側支持ブロック３６の下面は、射出側支持ブロック３１と同じ勾配に傾斜した摺動面３７となっている。これにより、可塑化側支持ブロック３６の下面３７が射出側支持ブロック３１の上面３２に軸方向にスライド可能に支持されている。より詳しくは、図２の（イ）、（ロ）は、図１においてそれぞれ矢印イーイ、ローロ方向に見た断面図であるが、これらの図に示されているように、可塑化側支持ブロック３６の下面と射出側支持ブロック３１の上面は、両側部分が摺動面３２、３７となり、可塑化側支持ブロック３６の下面の中央部分には逃げ部分３８が形成されている。可塑化側支持ブロック３６の下面３７に対応した射出側支持ブロック３１の上面に耐摩耗性のキー３３が軸方向に埋設されている。一方、可塑化側支持ブロック３６の下面には、前記キー３３が軸方向に案内されるキー溝３９が形成されている。このキー３３とキー溝３９とにより、可塑化シリンダ１が軸方向に伸縮するとき、ガイドされる。このように構成されている可塑化装置１と射出装置１０とからなるプリプラ式射出装置は、支持台と共に軸方向、すなわち図示されていない金型へ射出ノズル１５をタッチさせる方向あるいは離間する方向へ移動自在になっている。
【００１３】
次に、上記実施の形態の作用について説明する。可塑化シリンダヒータ４、４、…、射出シリンダヒータ１３、ノズル取付ブロック１４のヒータ、連結ブロックのヒータ等の発熱温度を設定する。可塑化装置１のスクリュ３を回転駆動すると共に、材料供給口５から樹脂材料を可塑化シリンダ２内に供給する。供給された樹脂材料は、可塑化シリンダヒータ４、４、…から加えられる熱とスクリュ３の回転による摩擦熱、剪断熱等により溶融し、連結ブロック２０の樹脂流路を通り射出シリンダ１１の前部に貯えられる。このとき、シール軸２３は上方へ駆動され樹脂流路は開放している。また、プランジャ１２は蓄積される樹脂の圧力により後退する。または、ボールネジ４７を射出方向と逆の方向に回転駆動して機械的に後退させる。蓄積される樹脂が設定の計量値に達すると、シール軸２３が連結ブロック２０の上方に設けられている図示されないシリンダ・リンクにより下方へ駆動され、樹脂流路を遮断する。プリプラ式射出装置を図示されない金型の方へ移動させ、射出ノズル１５を金型へタッチさせ、そして射出装置１０のプランジャ１２をプランジャ駆動装置により射出方向に駆動する。射出シリンダ１１内の溶融樹脂は、射出ノズル１５を通って金型内へ射出充填される。冷却固化を待って金型を開くと、所定形状の成形品が得られる。上記のように金型へ射出し冷却固化を待っている間に、可塑化装置１により次の成形サイクル用の樹脂材料を可塑化する。以下同様にして成形する。
【００１４】
上記のようにして成形するとき、可塑化シリンダ１は、可塑化シリンダヒータ４、４、…により所定温度に加熱され、射出シリンダ１０も射出シリンダヒータ１３により、さらには連結ブロック２０、ノズル取付ブロック１４も加熱されるので、これらの部材、特に可塑化シリンダ２と射出シリンダ１１は、熱膨張により軸方向の長さ寸法が変化するが、可塑化装置１の後方の可塑化側支持ブロック３６の摺動面３７は、射出装置１０の後方の射出側支持ブロック３１の摺動面３２に摺動自在に支持され、そしてキー３３およびキー溝３９により軸方向に移動自在に案内されるので、熱膨張による軸方向の寸法変化は、逃がされる。これにより、可塑化シリンダ２あるいは射出シリンダ１１に、熱膨張による引っ張り、圧縮、曲げ等の歪み応力は生じない。
【００１５】
図２の（ハ）に本発明の第２の実施の形態が示されている。図２の（ハ）は、図２の（ロ）に相当する図であるが、この図に示されているように第２の実施の形態によると、射出側支持ブロック３１の上面には平板状の耐摩耗性のブッシュ３７’が設けられている。また、射出側支持ブロック３１の両側にはガイド部材４０、４０が設けられている。これらのガイド部材４０、４０には、所定量だけ立ち上がった箇所から内側へ延びた庇部４１、４１が一体的に形成されている。
そして、これらの庇部４１、４１の下面にもブッシュ３７’、３７’が設けられている。可塑化側支持ブロック３６の両側部は、これらのブッシュ３７’、３７’に上下から挟まれた形で軸方向に摺動的に案内される。挟まれることにより、摺動時に可塑化側支持ブロック３６が射出側支持ブロック３１から浮き上がることが防止される。また、ガイド部材４０、４０の内側部分は、可塑化側支持ブロック３６の両側部に接し、可塑化側支持ブロック３６を摺動時に軸方向に案内するようになっている。なお、本発明の実施の形態を、駆動装置に電動モータを適用した電動式で説明したが、油圧モータを適用した油圧式においても、同ように実施でき且つ同様な効果が得られることは明らかである。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、可塑化シリンダを備えた可塑化装置と、射出シリンダを備えた射出装置は、その先端部は内部に溶融樹脂用の流路が形成されている連結ブロックにより剛的に結合されているので、熱膨張あるいは収縮により可塑化シリンダの先端部と射出シリンダの先端部との間に位置のずれは生じない。したがって、可塑化装置と射出装置との間の溶融樹脂の通路は常に確保される。そして、可塑化装置の後方部は、射出装置の後方部に対して、長手方向のリニアガイド部材が設けられている摺動部を介して長手方向に摺動自在に取り付けられているので、可塑化シリンダと射出シリンダとの間に長手方向に熱膨張の差が生じても、これらのシリンダに引っ張り、圧縮、曲げ等の歪みが生じない。したがって、本発明によると、可塑化シリンダの内周面とスクリュの外周面との間の微少隙間は常に所定量に保たれ、これらの間の金属接触による、カジリを生じるようなことはない。また、射出シリンダの内周面とプランジャの外周面との間にも、同様にカジリが生じるようなこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を一部断面にして模式的に示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態の詳細を示す図で、その（イ）、（ロ）は、図１において、それぞれ矢視イーイ、ローロ方向に見た本発明の第１の実施の形態の断面図、その（ハ）は第２の実施の形態、上記（ロ）に相当する断面図である。
【図３】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１    可塑化装置                ２    可塑化シリンダ
４    可塑化シリンダヒータ    １０    射出装置
１１    射出シリンダ            １３    射出シリンダヒータ
２０    連結ブロック            ３１    射出側支持ブロック
３２    摺動面                  ３３    キー
３６    可塑化側支持ブロック    ３７    摺動面
３７’  ブッシュ                  ４０    ガイド部材
【図１】
2004345279.tif 000003
【図２】
2004345279.tif 000004
【図３】
2004345279.tif 000005