(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形材料を第１の成形材料供給口から射出成形機側の第２の成形材料供給口へ供給する射出成形機の成形材料供給装置に用いられる成形材料供給スクリュであって、
前記成形材料供給スクリュのスクリュフライトの外周部は、前記第１の成形材料供給口縁部前方側端面の位置の近傍に鋭角のくさび状形状部を有し、
前記くさび状形状部から前記成形材料を前記第２の成形材料供給口へ供給する方向に見て、該くさび状形状部から後方側の所定部分のスクリュフライトの外周部が切り欠いた領域を有することを特徴とする射出成形機の成形材料供給装置に用いられる成形材料供給スクリュ。
【請求項２】
前記成形材料を前記第２の成形材料供給口へ供給する方向に見て、前記切り欠いた領域のスクリュフライト外径が、前方側が小さく後方側が大きくなるよう階段状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の成形材料供給スクリュ。
【請求項３】
前記成形材料を前記第２の成形材料供給口へ供給する方向に見て、前記切り欠き領域のスクリュフライト外径が、前方側が小さく後方側が大きくなるようテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の成形材料供給スクリュ。
【請求項４】
前記くさび状形状部の一側面を形成する前記切り欠き領域の境界壁面の位置は、前記成形材料を前記第２の成形材料供給口へ供給する方向に見て、前記第１の成形材料供給口の前方側端面の位置から前後０．２５ピッチ以内に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の成形材料供給スクリュ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機に関し、特に、射出成形機の材料供給装置に用いるスクリュに関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機の材料供給形態の１つとして、射出成形機の材料供給口とホッパあるいはホッパローダの間に材料供給装置を配置し、射出成形機にホッパからの材料を適宜切り出しながら成形を行う方法がある。ここで材料とは主にペレット状の樹脂である。
【０００３】
図８は材料供給装置と成形機械本体の関係を説明する図である。図８ではホッパ２２に材料供給装置２０の材料供給口２３が接続されており、材料供給装置２０の材料排出口２５に成形機本体１０の材料供給口１４が接続されている。材料供給装置２０の内部に、スクリュフライト４０を設けることによってらせん状の溝が形成されている供給スクリュ２４が配置されている。供給スクリュ２４はモータ２１等の駆動装置に接続され、回転駆動される。
【０００４】
成形機本体１０は、図示しない型締装置によって型締めされた金型内に溶融樹脂を充填するための可塑化スクリュ１５を内蔵する加熱筒１１を備えている。加熱筒１１はその外周囲に、材料供給装置２０によって加熱筒１１内に供給された樹脂を加熱するためのヒータ１３を装着している。
【０００５】
ホッパ２２から材料供給装置２０の材料供給口２３に供給された樹脂ペレット３０（図９参照）は、モータ２１によって駆動された供給スクリュ２４の回転によって供給スクリュ２４の溝を通って材料排出口２５へと運ばれ、成形機本体１０の材料供給口１４へと移送され、成形に使用される。樹脂ペレットは材料供給装置２０の供給スクリュ２４の回転量により、成形に必要な量だけ随時切り出すことが可能である。
【０００６】
通常、材料供給装置２０の材料供給口２３は樹脂ペレット３０で充満しており、供給スクリュ２４の回転によって供給スクリュ２４に設けたらせん状のスクリュフライト４０に押される形で材料供給装置２０の内部へと送られる。樹脂ペレット３０を安定して搬送するためには、供給スクリュ２４に設けられたスクリュフライト４０の外周と材料供給装置２０の円筒状空間２７の円筒状空間内壁２８との間隙が少ない方がよい。
【０００７】
しかしながら、スクリュフライト４０の外周と材料供給装置２０の円筒状空間内壁２８の隙間を少なくするため、スクリュフライト４０の外径を円筒状空間２７の内径に近づけると、供給スクリュ２４の回転時に材料供給口縁部２６とスクリュフライト４０の外周縁部で樹脂ペレット３０を挟み込む現象が発生する。
【０００８】
図９には、樹脂ペレット３０が、材料供給口縁部２６とスクリュフライト４０の外周部で挟み込んだ樹脂ペレット３１が図示されている。なお、材料供給口縁部２６は、材料供給口２３と円筒状空間２７の接続部である（図８参照）。
【０００９】
樹脂ペレット３０の挟み込みが起きると、供給スクリュ２４の回転動作に対して大きな負荷となり、供給スクリュ２４を回転駆動するための大きな力（トルク）が必要となる。また、挟み込んだ樹脂ペレット３１が砕けたり、円筒状空間内壁２８に擦り付けられることにより、成形不良の原因ともなり得る。さらに、挟み込んだ樹脂ペレット３１が円筒状空間内壁２８とスクリュフライト４０の外周部の隙間に押し込められることで、供給スクリュ２４の回転に対して連続した負荷を与えることになる。
【００１０】
この樹脂ペレット３０の挟み込みを回避するために、従来、材料供給装置２０の供給スクリュ２４のうち、挟み込みが起きる領域のスクリュフライト４０の外周部を切り欠くことで樹脂ペレットの挟み込みを低減していた。
【００１１】
例えば、特許文献１には、原料供給口の前縁の近くで、スクリュのフライトの一部を切り欠くことにより、原料供給部の内径との隙間を部分的に大きくしたスクリュフィーダを装着した原料処理装置の技術が開示されている。
【００１２】
図１０は、材料供給装置２０におけるスクリュフライト４０の外周部に切り欠きを設けた従来技術を説明する図である。図１０の例では、材料供給口縁部２６の内、樹脂ペレット３０の挟み込みが起きる部分の領域のスクリュフライト外径をその他の部分のスクリュフライト外径より一段小さくしている。つまり、スクリュフライト４０の切り欠いた部分４３の外径を切り欠かれていない部分４２の外径より小さくしている。また、スクリュフライト４０の外周部を切り欠いた切り欠きの境界４１は、供給スクリュ２４の回転軸５９に平行となっている。図１０のように挟み込みが起きる領域で、スクリュフライト４０と円筒状空間内壁２８の空隙を大きくすることで、樹脂ペレット３０の挟み込みを低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】実公昭６２−３７６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、スクリュフライト４０に切り欠きや大きな隙間を設けると、樹脂ペレット３０を材料供給装置２０の前方に送る送り力が弱くなる。特に、スクリュフライト４０に切り欠きを設けた部分の切り欠きの境界４１に形成された段差の部分は、供給スクリュ回転軸５９と平行に形成されているため、樹脂ペレット３０が段差に押されて供給スクリュ２４と共に回り続ける共回り現象が発生する。
【００１５】
樹脂ペレット３０が供給スクリュ２４の回転と共に回り続けると、樹脂ペレット３０の摩擦により樹脂ペレット３０が摩耗して薄くなることや、摩擦熱により樹脂ペレット３０が軟化することで、スクリュフライト４０の外周部と材料供給装置２０の円筒状空間２７の内壁の隙間に樹脂ペレット３０が挟まり込んでしまう。その結果として、供給スクリュ２４の回転に対して大きな負荷を与えたり、成形時の異物の発生が起きることとなる。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、材料供給装置に用いられる供給スクリュに設けられるスクリュフライトの外周部に切り欠いた領域を形成することによって、該スクリュフライトの外周部と該材料供給装置の円筒状空間の内壁との間に大きな隙間を設け、該スクリュフライトの切り欠いた境界での樹脂ペレットの該供給スクリュとの共回りによる挟み込みの発生を抑制することが可能な射出成形機の材料供給装置に用いる供給スクリュを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願の請求項１に係る発明は、成形材料を第１の成形材料供給口から射出成形機側の第２の成形材料供給口へ供給する射出成形機の成形材料供給装置に用いられる成形材料供給スクリュであって、前記成形材料供給スクリュのスクリュフライトの外周部は、前記第１の成形材料供給口縁部前方側端面の位置の近傍に鋭角のくさび状形状部を有し、前記くさび状形状部から前記成形材料を前記第２の成形材料供給口へ供給する方向に見て、該くさび状形状部から後方側の所定部分のスクリュフライトの外周部が切り欠いた領域を有することを特徴とする射出成形機の成形材料供給装置に用いられる成形材料供給スクリュである。
【００１８】
請求項２に係る発明は、前記成形材料を前記第２の成形材料供給口へ供給する方向に見て、前記切り欠いた領域のスクリュフライト外径が、前方側が小さく後方側が大きくなるよう階段状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の成形材料供給スクリュである。  
請求項３に係る発明は、前記成形材料を前記第２の成形材料供給口へ供給する方向に見て、前記切り欠き領域のスクリュフライト外径が、前方側が小さく後方側が大きくなるようテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の成形材料供給スクリュである。  
請求項４に係る発明は、前記くさび状形状部の一側面を形成する前記切り欠き領域の境界壁面の位置は、前記成形材料を前記第２の成形材料供給口へ供給する方向に見て、前記第１の成形材料供給口の前方側端面の位置から前後０．２５ピッチ以内に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の成形材料供給スクリュである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、材料供給装置に用いられる供給スクリュに設けられるスクリュフライトの外周部に切り欠いた領域を形成することによって、該スクリュフライトの外周部と該樹脂供給装置の円筒状空間の内壁との間に大きな隙間を設け、該スクリュフライトの切り欠いた境界での樹脂ペレットの該供給スクリュとの共回りによる挟み込みの発生を抑制することが可能な射出成形機の材料供給装置に用いる供給スクリュを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】材料供給装置の要部を説明する図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明に係る供給スクリュの第１の実施形態を説明する図である。
【図４】図３におけるスクリュフライト外径の一部が小さくなっている部分の内、前方側の端部拡大図である。
【図５】図３の供給スクリュの立体図である。
【図６】本発明に係る供給スクリュの第２の実施形態を説明する図である。
【図７】本発明に係る供給スクリュの第３の実施形態を説明する図である。
【図８】供給装置と成形機本体の関係を説明する図である。
【図９】材料供給口縁部とスクリュフライトの外周部とで樹脂を挟み込んだ状態を説明する図である。
【図１０】供給スクリュのスクリュフライトの外周部に切り欠きを設けた従来技術を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、従来技術と同じ若しくは同様の構成は同じ符号を用いて説明する。また、本発明に係る供給スクリュは、図８を用いて説明した材料供給装置２０に配置された従来技術の供給スクリュ２４に替えて用いられる。
【００２２】
図１は、図８の内、材料供給装置２０の部分を拡大した図である。また、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面を上側（ホッパ２２側）から臨んだ図である。図１では材料供給装置２０の内部の円筒状空間２７に従来技術の供給スクリュ２４に替えて、供給スクリュ５０が配置されている。
【００２３】
図３は本発明に係る供給スクリュの第１の実施形態を説明する図である。また、図４は、図３において供給スクリュ５０のスクリュフライト５１に切り欠いた領域が形成されスクリュフライト外径が小さくなっている部分の前側境界を拡大したものである。  
図３に示される本発明の第１の実施形態では、供給スクリュ５０のスクリュフライト外径φＤ１に対して、樹脂ペレット３０の挟み込みが起きる部分がスクリュフライト外径φＤ２（φＤ１＞φＤ２）に小さく切り欠かれている。スクリュフライト５１の一部分を図示されるように切り欠いたスクリュフライト５４とすることによって、樹脂ペレット３０の挟み込みを抑制できる。
【００２４】
図１および図２で示した例では、材料供給口２３が丸孔の形状をなしている。材料供給口２３が図２に示されるように断面円形状の場合、樹脂ペレット３０の挟み込みは、図２の２点鎖線２９で示した側の領域で発生し易い。そのため、スクリュフライト５１の外周部を切り欠く部分は、２点鎖線２９で示した側の領域をカバーすることが望ましい。
【００２５】
また、樹脂ペレット３０は供給スクリュ５０のスクリュフライト５１に押されて供給スクリュ５０の前方向に移送されるため、スクリュフライト５１を全く無くすまで切り欠くことは適切ではない。スクリュフライト５１の外周部を切り欠いた領域６０のスクリュフライト外径φＤ２は、供給スクリュ５０の谷径より大きな外径として、切り欠いた領域でもスクリュフライト５１が形成されているようにする。
【００２６】
樹脂ペレット３０の挟み込みが起き易い領域は、丸孔、長孔、角孔などの材料供給口２３の形状および材料供給口２３の配置によるので、使用する材料供給装置２０の材料供給口２３の形状や配置に合わせて、供給スクリュ５０のスクリュフライト５１の外周部の切り欠いた領域６０を決定すればよい。
【００２７】
さらに、図３に示す供給スクリュ５０は、図４に示されるように、樹脂ペレット３０を一番挟み込み易いスクリュフライト５１の切り欠いた領域６０の前方の切り欠きの開始点５２にくさび状形状部を備えている。
【００２８】
図３に示される供給スクリュ５０では、樹脂ペレット３０を一番挟み込み易いスクリュフライト５１の切り欠いた領域６０の前方の切り欠きの開始点５２で、前方の切り欠きの開始点５２に設けられたくさび形状部（図４参照）が、供給スクリュ５０の供給スクリュ回転方向４４の回転により前方の切り欠きの開始点５２のくさび状形状部の回転方向前方にある樹脂ペレット３０（図示せず）を掻き分けて進むことになる。なお、符号５３は、後方の切り欠きの開始点である。
【００２９】
図４に示されるように、スクリュフライト５１の外周部の外径がφＤ２となっている切り欠いた領域６０のうち、前方（材料排出口２５側、図８参照）の切り欠きの開始点５２で、スクリュフライト５１の外周部を切り欠いた境界壁面５８とスクリュフライト前側壁面５６のなす角θが鋭角となるくさび状形状部を形成している。なお、符号５７はスクリュフライト後側壁面を表し、符号４４は供給スクリュ５０の回転方向を表している。なお、くさび形状部の先端は、刃物のように鋭く尖った形状とするまでは必要ない。
【００３０】
図５は図３や図４に示される本発明の第１の実施形態である供給スクリュ５０の立体図である。供給スクリュ５０には、スクリュフライト５１の外周部を切り欠いた領域６０が設けられている。スクリュフライト前側壁面５６とスクリュフライトの外周部を切り欠いた境界壁面５８とで形成されるくさび状形状部は、供給スクリュ５０が供給スクリュ回転方向４４に回転することによって、くさび状形状部の前方にある樹脂ペレット３０を、スクリュフライト前側壁面５６とスクリュフライトの外径を切り欠いた境界壁面５８との２側面方向に掻き分けて進むことができる。
【００３１】
この樹脂ペレット３０の掻き分けによって、樹脂ペレット３０はスクリュフライト５１のスクリュフライト前側壁面５６またはスクリュフライト後側壁面５７の両方側に強制的に分けられる。これによって、樹脂ペレット３０が切り欠き境界面の段差（図１０の切り欠きの境界４１を参照）に押されて、供給スクリュ５０と共に回り続ける従来技術で発生していた現象が発生し難くなり、結果として、樹脂ペレット３０の挟み込みを低減することができる。
【００３２】
また、前述したスクリュフライト５１の切り欠いた領域６０のスクリュフライト外径φＤ２は小さいほど樹脂ペレット３０を挟み込む確率が低くなるが、スクリュフライト外径φＤ２を小さくすることで、供給スクリュ５０の前方へ樹脂ペレット３０を移送する力は弱くなる。
【００３３】
そこで、第１の実施形態から、樹脂ペレット３０を挟み込み易い材料供給口２３の前方を重点的に大きく切り欠いたのが、図６に示す第２の実施形態であり、図７に示す第３の実施形態である。符号６３は、スクリュフライト５１を切り欠いた領域６０のスクリュフライトの外周部の稜線を表している。
図６では、スクリュフライトの外周部を切り欠いた領域６０の内、前方の一部の領域６１のスクリュフライトの外径φＤ３が残りの領域６２のスクリュフライトの外径φＤ２より小さく階段状に形成されている（φＤ１＞φＤ２＞φＤ３）。  
また、図７では、スクリュフライトの外周部を切り欠いた領域のスクリュフライト外径が、前方の外径φＤ３が小なるテーパに形成されている（φＤ１＞φＤ２＞φＤ３）。
【００３４】
図６，図７に示されるように、スクリュフライト５１の外周部を段階的に切り欠くことで、スクリュフライト外径を必要以上に小さくすることがない。そのため、樹脂ペレット３０を供給スクリュ５０の前方に移送する力を必要以上に損ねることなく、また、樹脂ペレット３０をより挟み込み易い材料供給口２３の前方側でのスクリュフライト５１の外径を選択的に小さくすることで、樹脂ペレット３０の挟み込みの発生を効果的に抑えることができる。加えて、前述したくさび形状部（図４参照）の回転方向前方で、スクリュフライト外径が小さくなった分、供給スクリュ５０の供給スクリュ回転方向４４の回転によってくさび形状部が進んだ際に掻き分けるペレット樹脂３０が動き易くなり、くさびの掻き分け効果が高くなる。
【００３５】
図６，図７に示される形状は、材料供給口２３の形状および材料供給口２３の配置によって選択すればよいが、材料供給口２３の形状が樹脂ペレット３０の挟み込みが起きる材料供給口２３の縁部が狭い角孔のものは図６に示される階段状の切り欠き形状が適しているといえ、材料供給口２３の縁部がなだらかに続いている丸孔および長孔のものは図７に示されるテーパ状の切り欠き形状が適しているといえる。
【００３６】
さらに、明細書には図示はしていないが、スクリュフライトの外径を切り欠く形状が、階段状（図６参照）とテーパ状（図７参照）を組み合わせた形になってもよい。また、実施形態１〜３のいずれの場合も、使用が想定される樹脂ペレット３０のサイズ、挟み込みの低減効率を鑑みてスクリュフライト外径φＤ２、スクリュフライト外径φＤ３の値を決定すればよい。
【００３７】
さらに、前述のくさび形状部を設ける位置すなわちスクリュフライトの外径を切り欠く領域の前方開始点（前方の切り欠きの開始点５２、図３参照）は、材料供給口２３の前側端面と合わせるのが挟み込みの発生を一番押さえることができるが多少前後してもよい。一般的な樹脂ペレット３０のサイズを考慮すると、スクリュフライト５１の外径を切り欠く領域の前方開始点を、供給スクリュ５０のピッチで材料供給口２３の前側端面の位置から前後０．２５ピッチ以内とすれば挟み込み低減の効果が十分期待できる。
【００３８】
なお、材料供給口２３の前側端面の位置とは、供給スクリュ５０の供給スクリュ回転軸５９方向に材料供給口２３の前側端面を投影して供給スクリュ回転軸５９と交叉した位置を意味する。そして、前記前後０．２５ピッチ以内は、前記交叉した位置を基準として、供給スクリュ回転軸５９の前後方向に０．２５ピッチ以内を意味する。本願の請求項１に記載される「前記第１の成形材料供給口縁部前方側端面の位置の近傍に」とは、前記交叉位置を基準とした近傍を意味する。
【００３９】
本発明により、材料供給装置２０の供給スクリュ５０のスクリュフライト５１の外周部に設ける切り欠いた領域６０の形状を改良することによって、ペレット樹脂３０の挟み込みを従来技術に比してより低減することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０  成形機本体
１１  加熱筒
１２  ノズル
１３  ヒータ
１４  成形本体の材料供給口
１５  可塑化スクリュ
２０  材料供給装置
２１  モータ
２２  ホッパ
２３  材料供給装置の材料供給口
２４  供給スクリュ
２５  材料排出口
２６  材料供給口縁部
２７  円筒状空間
２８  円筒状空間内壁
２９  ２点鎖線
３０  樹脂ペレット
３１  挟み込んだ樹脂ペレット
４０  スクリュフライト
４１  切り欠きの境界
４２  切り欠かれていない部分
４３  切り欠いた部分
４４  供給スクリュ回転方向
５０  供給スクリュ
５１  スクリュフライト
５２  前方の切り欠きの開始点
５３  後方の切り欠きの開始点
５４  切り欠いたスクリュフライト
５８  切り欠いた境界壁面
５９  供給スクリュ回転軸
６０  切り欠いた領域
６１  前方の一部の領域
６２  残りの領域
６３  スクリュフライトの外周部の稜線
【要約】      （修正有）【課題】樹脂ペレットの供給スクリュとの共回りによる挟み込みの発生を抑制することが可能な射出成形機の材料供給装置に用いる供給スクリュを提供すること。【解決手段】供給スクリュ５０には、スクリュフライト５１の外周部を切り欠いた領域６０が設けられている。スクリュフライト前側壁面５６とスクリュフライトの外周部を切り欠いた境界壁面５８とで形成されるくさび状形状部は、供給スクリュ５０が供給スクリュ回転方向４４に回転することによって、くさび状形状部の前方にある樹脂ペレット３０を、スクリュフライト前側壁面５６とスクリュフライトの外径を切り欠いた境界壁面５８との２側面方向に掻き分けて進むことができる。これによって、樹脂ペレット３０の挟み込みを低減することができる。【選択図】図５【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図５】
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