(57)【要約】【課題】可塑化スクリュの交換作業を効率よく、かつ安全に行うことができるスクリュプリプラ式射出成形機を提供する。【解決手段】射出成形機は、成形材料を可塑化する可塑化部１と、可塑化された成形材料をノズル２０から射出する射出部２と、可塑化室４内の可塑化された成形材料を射出室１５内に供給するための連通路１２とを有している。スクリュ６を回転駆動する駆動手段を構成する可塑化プーリ７と出力軸８が可塑化部１の後部に設けられており、可塑化プーリ７と出力軸８には可塑化室４に連通する中空空間３０が形成されている。スクリュ６は中空空間３０を通って可塑化室４内に挿入されている。中空空間３０の内径は、スクリュ６の最大外径をなす部分であるスプライン部６ｂの外径と同じかそれよりも大きい。【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（５）に形成された可塑化室（４）内でスクリュ（６）を回転させて成形材料を可塑化する可塑化部（１）と、射出シリンダ（１６）に形成された射出室（１５）に挿入された射出プランジャ（１７）を前進させて、可塑化された前記成形材料をノズル（２０）から射出する射出部（２）と、前記可塑化室（４）内で可塑化された前記成形材料を前記射出室（１５）内に供給するための連通路（１２）とを有するスクリュプリプラ式射出成形機において、
前記スクリュ（６）を回転駆動する駆動手段（７，８）が前記可塑化部（１）の後部に設けられており、前記駆動手段（７，８）には前記可塑化室（４）に連通する中空空間（３０）が形成され、前記スクリュ（６）は前記中空空間（３０）を通って前記可塑化室（４）内に挿入されており、
前記中空空間（３０）の内径が、前記スクリュ（６）の前記中空空間（３０）内に位置する部分（６ｂ，６ｃ）の最大外径と同じかそれよりも大きくなっていることを特徴とする、スクリュプリプラ式射出成形機。
【請求項２】
前記射出成形機の作動中に前記スクリュ（６）が前記中空空間（３０）の開口部から抜け出してしまうことを防止する抜け防止手段（２４）が前記中空空間（３０）の開口部に着脱可能に設けられている、請求項１に記載のスクリュプリプラ式射出成形機。
【請求項３】
前記駆動手段（７，８）は、外部から伝達される回転駆動力によって回転される可塑化プーリ（７）と、該可塑化プーリ（７）に固定されて前記可塑化プーリ（７）と一体に回転し、前記回転駆動力を前記スクリュ（６）に伝達する出力軸（８）とからなり、
前記スクリュ（６）の前記中空空間（３０）内に位置する部分（６ｂ，６ｃ）は前記スクリュ（６）の最大外径をなす部分であるスプライン部（６ｂ）を含んでおり、前記出力軸（８）の内面には前記スプライン部（６ｂ）に係合して前記回転駆動力を伝達する溝が形成されている、請求項１または２に記載のスクリュプリプラ式射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可塑化部と射出部とが独立に設けられたプリプラ式射出成形機に関し、さらに詳しくは、可塑化部に可塑化スクリュを有するスクリュプリプラ式射出成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来のスクリュプリプラ式射出成形機の一例を示す概略構成図である。
【０００３】
従来、スクリュプリプラ式射出成形機１００は、図３に示すように、可塑化室１０４が形成された可塑化シリンダ１０５と可塑化室１０４内に回転可能に収容された可塑化スクリュ１０６とを有する可塑化部１０１と、射出プランジャ１１７を射出室１１５内に有する射出部１０２と、可塑化部１０１の可塑化室１０４と射出部１０２の射出室１１５とを連通させる連通路１１２の開閉を行うシール部１０３とを備えている。
【０００４】
可塑化部１０１の構成に関し、可塑化スクリュ１０６は、カップリング１０８を介して連結された可塑化プーリ・モータ１０７によって回転駆動させられるようになっている。可塑化プーリ・モータ１０７は、第１の連結ボルト１０９によって可塑化シリンダ１０５に固定されている。可塑化室１０４内に成形材料を供給するホッパ１１０が、可塑化室１０４の可塑化スクリュ１０６の根元部近傍に連通している。また、可塑化シリンダ１０５の周囲には、可塑化室１０４内に供給された成形材料を加熱するヒータ（不図示）が設けられている。
【０００５】
シール部１０３は、可塑化室１０４と射出室１１５とを連通させる連通路１１２を形成するシール部ブロック１１１と、連通路１１２の開閉を行うシール用ニードル１１３と、このシール用ニードル１１３を移動させるシール駆動装置１１４とを有している。シール部ブロック１１１と可塑化部１０１の可塑化シリンダ１０５とは、第２の連結ボルト１２１によって互いに固定されている。
【０００６】
また、射出部１０２は、射出室１１５が形成された射出シリンダ１１６と、射出室１１５内に挿入された射出プランジャ１１７と、射出プランジャ１１７を駆動させる射出駆動装置１１８とを有している。射出室１１５は、連通路１１２に連通しているとともに、ノズル１２０の先端に開口しているノズル流路１１９に連通している。
【０００７】
次に、上述したスクリュプリプラ式射出成形機１００の射出動作について説明する。
【０００８】
ホッパ１１０から可塑化室１０４内に供給された成形材料は、可塑化プーリ・モータ１０７によって回転駆動される可塑化スクリュ１０６によって加えられるせん断力と、可塑化シリンダ１０５の周囲のヒータ（不図示）から加えられる熱とによって可塑化させられながら、可塑化スクリュ１０６の先端側に運ばれる。可塑化スクリュ１０６の先端側に運ばれた成形材料は溶融した状態になっている。
【０００９】
可塑化スクリュ１０６の先端側に運ばれた成形材料は、連通路１１２を通って射出部１０２の射出室１１５内に送られる。このとき、シール用ニードル１１３は図３に示す位置にあり、可塑化室１０４と射出室１１５とは連通路１１２を介して連通している。射出室１１５内に所定量の成形材料が溜まったら、シール駆動装置１１４によってシール用ニードル１１３を図示矢印方向に移動させ、可塑化室１０４と射出室１１５との連通を閉じた状態にする。
【００１０】
その後、射出駆動装置１１８を駆動して射出プランジャ１１７を押し出すことで、射出室１１５内の成形材料がノズル１２０の先端から金型のキャビティ（不図示）内に射出される。なお、このとき連通路１１２は上記のようにシール用ニードル１１３によって閉じられているので、射出室１１５から押し出された成形材料が連通路１１２を通って可塑化室１０４内に逆流することはない。
【００１１】
次に、上述したスクリュプリプラ式射出成形機１００の可塑化スクリュ１０６を交換する方法について説明する。
【００１２】
メンテナンス等の理由で可塑化スクリュ１０６を交換する場合には、まず、可塑化部スクリュ１０６と可塑化プーリ・モータ１０７とを連結しているカップリング１０８を外し、可塑化シリンダ１０５と可塑化プーリ・モータ１０７とを連結している第１の連結ボルト１０９を外して、可塑化プーリ・モータ１０７を可塑化シリンダ１０５から取り外す。その後、可塑化スクリュ１０６を可塑化シリンダ１０５の後端側から引き抜く。
【００１３】
また、可塑化室１０４の内径がその先端まで可塑化スクリュ１０６の外径と同じに構成されている場合には、カップリング１０８を外した後に、シール部ブロック１１１と可塑化シリンダ１０５とを連結している第２の連結ボルト１２１を外して、可塑化プーリ・モータ１０７が取り付けられたままの状態の可塑化シリンダ１０５をシール部ブロック１１１から取り外し、可塑化スクリュ１０６を可塑化シリンダ１０５の先端側から引き抜くこともできる。
【００１４】
なお、上述したような従来のスクリュプリプラ式射出成形機は、例えば特許文献１に開示されている。
【００１５】
【特許文献１】
特開平０８−１９２４４８号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、図３に示した従来のスクリュプリプラ式射出成形機１００では、メンテナンス等のために可塑化スクリュ１０６を交換する場合には、可塑化プーリ・モータ１０７、または、可塑化プーリ・モータ１０７が一体になったままの可塑化シリンダ１０５を射出成形機本体から取り外さなければならない。可塑化プーリ・モータ１０７や可塑化シリンダ１０５は大型で相当な重量があるので、通常はその取り外しにクレーン等を用いる必要があり、可塑化プーリ・モータ１０７や可塑化シリンダ１０５を取り外すだけでも多くの手間がかかる。
【００１７】
また、図３に示した構成の射出成形機１００では、可塑化スクリュ１０６の交換作業時には作業者が可塑化シリンダ１０５に触れる必要がある。しかし、可塑化シリンダ１０５の周囲には上記のようにヒータ（不図示）が設けられており、射出成形機１００の使用直後の可塑化シリンダ１０５は高温のままである。そのため、使用直後に可塑化スクリュ１０６の交換を行う場合には、作業者は可塑化シリンダ１０５に不用意に触れないように細心の注意を払う必要がある。
【００１８】
このような理由で、可塑化プーリ・モータ１０７や可塑化シリンダ１０５を取り外さなければ可塑化スクリュ１０６を交換できない従来の構成では、可塑化スクリュ１０６の取り出し作業の効率を向上させるのに一定の限界があった。
【００１９】
本発明は上記のような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、可塑化スクリュの交換作業を効率よく、かつ安全に行うことができるスクリュプリプラ式射出成形機を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のスクリュプリプラ式射出成形機は、可塑化シリンダに形成された可塑化室内でスクリュを回転させて成形材料を可塑化する可塑化部と、射出シリンダに形成された射出室に挿入された射出プランジャを前進させて、可塑化された前記成形材料をノズルから射出する射出部と、前記可塑化室内で可塑化された前記成形材料を前記射出室内に供給するための連通路とを有するスクリュプリプラ式射出成形機において、前記スクリュを回転駆動する駆動手段が前記可塑化部の後部に設けられており、前記駆動手段には前記可塑化室に連通する中空空間が形成され、前記スクリュは前記中空空間を通って前記可塑化室内に挿入されており、前記中空空間の内径が、前記スクリュの前記中空空間内に位置する部分の最大外径と同じかそれよりも大きくなっていることを特徴とする。
【００２１】
上記のように構成された本発明のスクリュプリプラ式射出成形機によれば、駆動手段に形成された中空空間の内径が、スクリュの中空空間内に位置する部分の最大外径と同じかそれよりも大きいので、その中空空間を通って可塑化室内に挿入されているスクリュを、中空空間の開口部から引き抜くことができる。
【００２２】
そのため、スクリュを可塑化シリンダから取り出すために、駆動手段を可塑化シリンダから取り外したり、あるいは可塑化シリンダを射出成形機本体から取り外したりする必要がないので、スクリュの交換作業を簡素化することが可能である。また、加熱された可塑化シリンダに触れることなくスクリュの交換を行うことができるので、作業者にとって安全にスクリュの交換作業を行うことが可能でなる。
【００２３】
また、前記射出成形機の作動中に前記スクリュが前記中空空間の開口部から抜け出してしまうことを防止する抜け防止手段が前記中空空間の開口部に着脱可能に設けられている構成としてもよい。これにより、射出成形機の作動中にスクリュが抜けることがなくなり、射出成形機を安定して稼働させることができる。なお、抜け防止手段は、駆動手段に比べればはるかに小型で軽量であり、作業者はクレーン等を用いなくてもこれを容易に取り外すことができるので、スクリュの交換作業において抜け防止手段を着脱するとしても、その交換作業の効率を損なうことはない。
【００２４】
さらに、前記駆動手段は、外部から伝達される回転駆動力によって回転される可塑化プーリと、該可塑化プーリに固定されて前記可塑化プーリと一体に回転し、前記回転駆動力を前記スクリュに伝達する出力軸とからなり、前記スクリュの前記中空空間内に位置する部分は前記スクリュの最大外径をなす部分であるスプライン部を含んでおり、前記出力軸の内面には前記スプライン部に係合して前記回転駆動力を伝達する溝が形成されている構成としてもよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本発明のスクリュプリプラ式射出成形機の一実施形態を示す概略構成図である。図２は、図１に示した射出成形機に用いられている可塑化スクリュをより詳細に示す図である。
【００２７】
本実施形態のスクリュプリプラ式射出成形機の可塑部１、射出部２、およびシール部３における各構成は、図３に示した従来の射出成形機のものとほぼ同じである。ただし、可塑部１における可塑化スクリュ６およびその駆動伝達系は、図３に示した従来構成と相違している。以下では、その相違点を中心に、本実施形態のスクリュプリプラ式射出成形機の構成について説明する。
【００２８】
図１に示すように、本実施形態のスクリュプリプラ式射出成形機における可塑部１では、内周面側にベアリング２２を備えたベアリングケース２２が第１の連結ボルト９によって可塑化シリンダ５の後部に固定されており、可塑化プーリ７に固定されている出力軸８がそのベアリング２２に回転可能に支持されている。これらの可塑化プーリ７と出力軸８が、可塑化スクリュ６を回転駆動する駆動手段を構成している。
【００２９】
ここで、図２を参照して、本実施形態の射出成形機に用いられている可塑化スクリュの構成について説明する。
【００３０】
本実施形態における可塑化スクリュ６は、その先端側から、周囲にらせん状のフライトが形成された溶融部６ａと、軸方向に沿って延びた複数の凸部が周囲に設けられてなるスプライン部６ｂと、スプライン部６ｂから後方に延びた後側部分６ｃと、後側部分６ｃの後端部に設けられた、後側部分６ｃよりも径が細いねじ部６ｄとを有している。可塑化スクリュ６は、溶融部６ａおよび後側部分６ｃがほぼ同じ外径を有しており、スプライン部６ｂの外径はそれらの外径よりも大きくなっている。つまり、可塑化スクリュ６は、スプライン部６ｂの外径が一番大きくなっている。
【００３１】
再び図１を参照すると、可塑化プーリ７およびそれに固定された出力軸８の内部には、可塑化スクリュ６が挿通される中空空間３０が形成されており、その中空空間３０内には可塑化スクリュ６のスプライン部６ｂおよび後側部分６ｃが位置している。出力軸８の内側には、可塑化スクリュ６のスプライン部６ｂの凸部と噛み合う溝部（不図示）が形成されており、出力軸８内に位置しているスプライン部６ｂはその溝部と噛み合った状態になっている。可塑化プーリ７と出力軸８の中空空間３０の内径は、可塑化スクリュ６の最大外径部であるスプライン部６ｂの外径と同じか、それよりも大きくなっている。
【００３２】
射出成形機の作動時に可塑化スクリュ６が図示Ｍ方向に抜け出してしまうことを防止する抜け防止フランジ２４が、可塑化プーリ７の後端面、より詳しくは可塑化プーリ７と出力軸８に形成された中空空間３０の開口部に、第３の連結ボルト２５によって固定されている。抜け防止フランジ２４の中央には開口穴が形成されており、可塑化スクリュ６のねじ部６ｄがその開口穴から突出している。可塑化スクリュ６のねじ部６ｄにはナット２６が締結されており、これにより可塑化スクリュ６が抜け防止フランジ２４に固定されている。
【００３３】
可塑化プーリ７の周囲には不図示の駆動ベルトが巻かれており、可塑化プーリ７は、外部の駆動源（不図示）によってその駆動ベルトが回転駆動させられると、それに従動して回転するように構成されている。可塑化プーリ７が回転すると、それに固定された出力軸８もベアリング２２に軸支された状態で回転する。すると、出力軸８に係合したスプライン部６ｂにその回転駆動力が伝達されて、可塑化スクリュ６が回転する。
【００３４】
次に、本実施形態のスクリュプリプラ式射出成形機の射出動作について説明する。
【００３５】
ホッパ１０から可塑化室４内に供給された成形材料（熱可塑性樹脂や金属等）は、可塑化プーリ７および出力軸８からスプライン部６ｂに伝達された回転駆動力によって回転させられる可塑化スクリュ６によって加えられるせん断力と、可塑化シリンダ５の周囲のヒータ（不図示）から加えられる熱とによって可塑化させられながら、可塑化スクリュ６の先端側に搬送される。このとき、可塑化スクリュ６には、材料を可塑化しながら搬送する力の反力が図示Ｍ方向へ加わるが、可塑化スクリュ６は、上述した抜け防止フランジ２４によって押さえられているので図示Ｍ方向へ抜け出してしまうことはない。したがって、射出成形機を安定して稼働させることができる。なお、可塑化スクリュ６の先端側に運ばれた成形材料は溶融した状態になっている。
【００３６】
可塑化スクリュ６の先端側に運ばれた成形材料は、連通路１２を通って射出部２の射出室１５内に送られる。このとき、シール用ニードル１３は図１に示す位置にあり、可塑化室４と射出室１５とは連通路１２を介して連通している。射出室１５内に所定量の成形材料が溜まったら、シール駆動装置１４によってシール用ニードル１３を図示矢印方向に移動させ、可塑化室４と射出室１５との連通を閉じた状態にする。
【００３７】
その後、射出駆動装置１８を駆動して射出プランジャ１７を押し出すことで、射出室１５内の成形材料がノズル２０の先端から金型のキャビティ（不図示）内に射出される。なお、このとき連通路１２は上記のようにシール用ニードル１３によって閉じられているので、射出室１５から押し出された成形材料が連通路１２を通って可塑化室４内に逆流することはない。
【００３８】
次に、本実施形態のスクリュプリプラ式射出成形機の可塑化スクリュを交換する方法について説明する。
【００３９】
メンテナンス等の理由で可塑化スクリュ６を交換する場合には、まず、可塑化部スクリュ６のねじ部６ｄに締結されているナット２６を外し、次に、抜け防止フランジ２４を可塑化プーリ７に固定している第３の連結ボルト２５を外して、抜け防止フランジ２４を可塑化プーリ７から取り外す。その後、可塑化スクリュ６を中空空間３０の開口部から図示Ｍ方向に引き抜く。
【００４０】
可塑化プーリ７と出力軸８の中空空間３０の内径は、可塑化スクリュ６の最大外径部であるスプライン部６ｂの外径と同じか、それよりも大きくなっているので、可塑化スクリュ６は図示Ｍ方向に引き抜いて可塑化シリンダ５から取り外すことができる。もちろん、メンテナンス後の可塑化スクリュ６や交換した可塑化スクリュ６を、可塑化プーリ７と出力軸８の中空空間３０を通して可塑化シリンダ５内に再び挿入することができる。
【００４１】
本実施形態の射出成形機では、上記のように抜け防止フランジ２４を可塑化プーリ７から取り外すだけで可塑化スクリュ６を中空空間３０の開口部から引き抜くことができ、可塑化プーリ７や可塑化シリンダ５の取り外しを行う必要がない。抜け防止フランジ２４は、可塑化プーリ７や可塑化シリンダ５に比べればはるかに小型で軽量であり、作業者はクレーン等を用いなくても容易に取り外すことができる。
【００４２】
また、可塑化スクリュ６は、作業者が可塑化シリンダ５に触れることなく、可塑化プーリ７の後端面側から出し入れすることができる。そのため、作業者は可塑化シリンダ５に不用意に触れないように細心の注意を払うことなく、可塑化スクリュ６の交換作業を行うことが可能になる。
【００４３】
このように、本実施形態の構成によれば、可塑化スクリュ６の交換作業を効率よく、かつ安全に行うことができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスクリュプリプラ式射出成形機は、スクリュを回転駆動する駆動手段が可塑化部の後部に設けられており、駆動手段には可塑化室に連通する中空空間が形成され、スクリュは中空空間を通って可塑化室内に挿入されており、中空空間の内径が、スクリュの中空空間内に位置する部分の最大外径と同じかそれよりも大きくなっているので、駆動手段を可塑化シリンダから取り外したりすることなくスクリュを内部空間の開口部から引き抜くことができるため、スクリュの交換作業を効率よく、かつ安全に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスクリュプリプラ式射出成形機の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示した射出成形機に用いられている可塑化スクリュをより詳細に示す図である。
【図３】従来のスクリュプリプラ式射出成形機の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１    可塑化部
２    射出部
３    シール部
４    可塑化室
５    可塑化シリンダ
６    可塑化スクリュ
６ａ  溶融部
６ｂ  スプライン部
６ｃ  後側部分
６ｄ  ねじ部
７    可塑化プーリ
８    出力軸
９    第１の連結ボルト
１０  ホッパ
１１  シール部ブロック
１２  連通路
１３  シール用ニードル
１４  シール部駆動装置
１５  射出室
１６  射出シリンダ
１７  射出プランジャ
１８  射出駆動装置
１９  ノズル流路
２０  ノズル
２１  第２の連結ボルト
２２  ベアリング
２３  ベアリングケース
２４  抜け防止フランジ
２５  第３の連結ボルト
２６  ナット
３０  中空空間
【図１】
2004306504.tif 000003
【図２】
2004306504.tif 000004
【図３】
2004306504.tif 000005