(57)【要約】【課題】  樹脂材料に流体状添加剤を効率よく添加でき、バレル内の樹脂材料を撹拌して樹脂材料の可塑化を促進すると共に、温度や添加された流体状添加剤の濃度を均一にして吐出できるプランジャー式射出成形機を提供する。【解決手段】  バレル３ｃ内に配設されるプランジャー５ｃの側周面に螺旋状のガイド溝５１を形成し、バレル３ｃの内壁面には空転可能なボール部材６を配設してガイド溝５１と係合し、前記プランジャー５ｃの進退動に伴って先端に形成される撹拌子構造５２がプランジャー５と一体的に回転動すると共に、プランジャー５の先端部と基端部５４とを連通する長孔を形成して粘稠な樹脂材料の浸入は不可能であるが気体や低粘度の液体の通過は許容する多孔質部材が挿着される添加剤注入孔５３を形成し、プランジャー５ｃの基端部５４を流体状添加剤の圧力により押圧してプランジャー５ｃを前進させる。【選択図】  図４
2005144776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可塑化した樹脂材料の射出部を有する射出筒の内部に、可塑化した樹脂材料を押し出すプランジャーを進退動可能に配設し、該プランジャーには先端部と基端部とを連通する１又は２以上の長孔を形成して該長孔に多孔質部材を挿着し、樹脂材料に添加する流体状添加剤を前記プランジャーの基端部に導入して、該流体状添加剤の圧力により前記プランジャーの基端部を押圧して前記プランジャーを進退動させると共に、前記長孔を通じて樹脂材料に流体状添加剤を添加することを特徴とするプランジャー式射出成形機。
【請求項２】
可塑化した樹脂材料の射出部を有する射出筒の内部に、可塑化した樹脂材料を押し出すプランジャーを進退動可能に配設し、該プランジャーの側周面あるいは前記射出筒の内壁面のいずれか一方に螺旋状の溝を形成し、他方にはボール部材を空転可能に配設し、該ボール部材が前記螺旋状の溝に係合して前記プランジャーは進退動に伴って回転動すると共に、前記プランジャーの先端部には前記プランジャーと一体に回転する撹拌子構造が形成されることを特徴とするプランジャー式射出成形機。
【請求項３】
前記プランジャーには、先端部と基端部とを連通する１又は２以上の長孔を形成して該長孔に多孔質部材を挿着し、前記プランジャーの基端部に流体状添加剤を導入し、該流体状添加剤の圧力により前記プランジャーを進退動させると共に、前記長孔を通じて樹脂材料に流体状添加剤を添加することを特徴とする請求項２に記載のプランジャー式射出成形機。
【請求項４】
前記長孔に挿着される多孔質部材は、連続泡の泡径あるいは通孔の孔径が５０μｍ以下である多孔質金属あるいは多孔質セラミックスからなることを特徴とする請求項１または３に記載のプランジャー式射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可塑化した樹脂材料をプランジャーで押し出して吐出する射出筒を備えるプランジャー式射出成形機に関し、さらに詳しくは、流体状添加剤を添加すると共に、樹脂材料を撹拌し、あるいはせん断を与えて添加した流体状添加剤を均一に拡散させ、あるいは可塑化状態や温度分布を均一にして吐出するプランジャー式射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
可塑化した樹脂材料を金型に射出充填して樹脂成形品を得る射出成形機としては、例えば温度調節可能なメルトポットを備え、このメルトポットに樹脂材料ペレットを供給して可塑化し、メルトポットに配設されるプランジャーにより可塑化した樹脂材料を押し出して射出するメルトポット・プランジャー式射出成形機や、樹脂材料を可塑化する可塑化筒と、可塑化した樹脂材料を射出する射出筒とを備え、射出筒に配設されるプランジャーにより樹脂材料を押し出して射出するプリプラ式射出成形機などが用いられている。
【０００３】
しかし、これらメルトポット・プランジャー式射出成形機やプリプラ式射出成形機は、樹脂材料ペレットの可塑化が遅いという問題点や、可塑化した樹脂材料の温度分布が不均一になりやすいという問題点があった。
【０００４】
また、樹脂材料に流体状添加剤を添加して樹脂成形品を得る構成としては、例えば、可塑化筒内あるいは射出筒内の樹脂材料に流体状添加剤を注入添加し、スクリューで撹拌して均一に分散させた後、インライン式スクリュー、あるいはプランジャーにより射出して樹脂成形品を得るという構成が用いられている。この場合、複数の可塑化筒を用いて短時間で大量の樹脂材料を可塑化し射出するのであれば、各々の可塑化筒で流体状添加剤を添加して撹拌するよりも、可塑化した樹脂材料を１基の射出筒に供給し、この１基の射出筒内でまとめて添加して撹拌する方が効率がよい。そして流体状添加剤をまとめて添加する構成とすれば、流体状添加剤を添加する配管や機構を単純化することができ、射出成形機全体の構造を単純化して小型化を図ることができる。
【０００５】
射出筒に供給された樹脂材料を撹拌する構成としては、例えばプランジャーに同軸状の貫通孔を形成し、この貫通孔からプランジャーに対して相対的に進退動及び回転動可能な撹拌棒を射出筒内に突出させ、この撹拌棒を駆動手段により回転動させるという構成が提案されている（特許文献１参照）。この構成によれば、プランジャーの貫通孔から突出する撹拌棒が回転して射出筒内の樹脂材料を撹拌し、樹脂材料の温度を均一にすることができる。しかしながらプランジャーを往復動させる駆動機構と撹拌棒を回転させる駆動機構とが別個独立して必要である。このため、射出成形機の駆動機構の構造が複雑化、大型化するほか、プランジャーの構造も複雑となる。
【０００６】
なお、撹拌棒ではなくプランジャー自体を回転させる構成としては、例えばプランジャーの外周面に螺旋状の溝を形成し、このプランジャーを回転させることで、螺旋状の溝の有するネジポンプ効果によりプランジャーと射出筒の隙間からの樹脂材料の漏れを防止する構成（特許文献２参照）や、同じくプランジャーの外周面に螺旋状の溝を形成し、樹脂の材料替えや色替えの際にプランジャーを回転させ、螺旋状の溝のエッジにより射出筒の内壁面に付着した樹脂材料を削り落として排出する構成（特許文献３参照）、あるいは円筒状に形成されるプランジャーの側周面の特定の位置に開口孔を形成し、プランジャーを回転させることで射出筒の内壁面に形成される長溝と連通させて樹脂材料を射出筒内に供給する構成（特許文献４参照）などが提案されている。
【０００７】
しかしながら前記特許文献２〜４のいずれにも、プランジャーの回転により樹脂材料にせん断を与えて可塑化を促進するという構成や、樹脂材料を撹拌して温度や添加された添加剤の濃度を均一にするという構成、あるいは射出筒内の樹脂材料に添加剤を供給する構成は何ら開示されておらず、また、プランジャーを進退動させる動力源と回転動させる動力源とが別個に必要であり、射出成形機の駆動機構部の構造が複雑化、大型化する。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１４１７１０号公報
【特許文献２】特開２０００−３２６３７６号公報
【特許文献３】特開２０００−２６３６０６号公報
【特許文献４】特開平１１−１６５３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記事情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、駆動機構を複雑化、大型化することなく射出筒内に供給された樹脂材料にせん断を与えて可塑化を促進すること、あるいは流体状添加剤を効率よく添加し、かつ樹脂材料を撹拌して添加された流体状添加剤の濃度又は温度を均一にして射出できるプランジャー式射出成形機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、可塑化した樹脂材料の射出部を有する射出筒の内部に、可塑化した樹脂材料を押し出すプランジャーを進退動可能に配設し、該プランジャーには先端部と基端部とを連通する１又は２以上の長孔を形成して該長孔に多孔質部材を挿着し、樹脂材料に添加する流体状添加剤を前記プランジャーの基端部に導入して、該流体状添加剤の圧力により前記プランジャーの基端部を押圧して前記プランジャーを進退動させると共に、前記長孔を通じて樹脂材料に流体状添加剤を添加することを要旨とするものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、可塑化した樹脂材料の射出部を有する射出筒の内部に、可塑化した樹脂材料を押し出すプランジャーを進退動可能に配設し、該プランジャーの側周面あるいは前記射出筒の内壁面のいずれか一方に螺旋状の溝を形成し、他方にはボール部材を空転可能に配設し、該ボール部材が前記螺旋状の溝に係合して前記プランジャーは進退動に伴って回転動すると共に、前記プランジャーの先端部には前記プランジャーと一体に回転する撹拌子構造が形成されることを要旨とするものである。
【００１２】
ここで、請求項３に記載のように、前記プランジャーには、先端部と基端部とを連通する１又は２以上の長孔を形成して該長孔に多孔質部材を挿着し、前記プランジャーの基端部に流体状添加剤を導入し、該流体状添加剤の圧力により前記プランジャーを進退動させると共に、前記長孔を通じて樹脂材料に流体状添加剤を添加するものであることが望ましい。
【００１３】
また、請求項４に記載のように、前記長孔に挿着される多孔質部材は、連続泡の泡径あるいは通孔の孔径が５０μｍ以下である多孔質金属あるいは多孔質セラミックスを好適に適用できる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、流体状添加剤の圧力でプランジャーを前進動させて可塑化した樹脂を吐出するとことができると共に、流体状添加剤を前記長孔を通じて樹脂材料中に添加することができる。このため、流体状添加剤を供給する機構と、プランジャーを前進動させる動力源とを統合することができる。このため、射出成形機の構造の単純化、制御の容易化、あるいは小型化を図ることができる。さらに、射出筒やプランジャーに流体状添加剤の注入ノズル等を配設する必要がないことから、射出筒やプランジャーの構造を単純化することができる。このため、射出筒やプランジャーの小型化、構造の単純化、あるいはメンテナンスの容易化を図ることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、プランジャーの側周面と射出筒の内壁面に、螺旋状の溝と、この螺旋状の溝に係合して空転するボール部材との組合せ構造を構成することにより、プランジャーの進退動に回転動を付加することができる。そして、プランジャーの先端部にプランジャーと共に回転する撹拌子構造が設けられることから、プランジャーを進退動させるのみでこの撹拌子構造を回転させて樹脂材料を撹拌することができる。このため、撹拌子構造を回転させるための駆動源を別個独立して配設する必要がなく、射出成形機の構造を単純化して小型化や制御の容易化を図ることができる。
【００１６】
この場合、請求項３に記載の発明によれば、流体状添加剤の添加、プランジャーの前進動及びプランジャーの回転動を流体状添加剤の圧力により行うことができる。このため、流体状添加剤の添加機構、プランジャーの前進動の駆動機構、プランジャーの回転動の駆動機構を統合することができ、射出成形機の構造を単純化、小型化、あるいは制御の容易化を図ることができる。
【００１７】
ここで、請求項４に記載の多孔質部材を長孔に装着するものであれば、この長孔は、可塑化した粘稠な樹脂材料は浸入することはできないが、粘性の低い流体状添加剤は通過することができるようになる。このため、流体状添加剤を多孔質部材を通じて樹脂材料中に添加することができるが、樹脂材料がこの長孔を通じて漏出することはない。このような多孔質部材を用いることにより、プランジャーの構造を複雑化することなく、樹脂材料に流体状添加剤を添加することができる。また、注入ノズルなどを配設する構成に比較して、プランジャーのメンテナンス性も良くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係るプランジャー式射出成形機であるプリプラ式射出成形機の要部の構造を模式的に示した図である。プリプラ式射出成形機１ａは、樹脂材料を可塑化する可塑化筒２と、この可塑化筒２と樹脂材料供給経路２１を通じて連通し、可塑化筒２で可塑化した樹脂材料の供給を受けるバレル３ａと、このバレル３ａの内部に進退動可能に配設され、バレル３ａに供給された樹脂材料を射出成形用のノズル４から押し出して射出するプランジャー５ａと、このプランジャー５ａの進退動の動力源である流体圧シリンダ９とを備える。
【００２０】
このプリプラ式の射出成形機１ａの要部の各構成要素について説明する。なお、可塑化筒２には、従来一般の各種の可塑化筒の加熱バレル構造が適用できることから、可塑化筒の説明は省略する。また、バレル３ａに配設される射出成形用のノズル４も、公知の各種シャットオフタイプのノズルを適用することができる。図においては回転子４１を有するロータリータイプのシャットオフノズルが適用される例を示しているが、シャットオフタイプの射出ノズルであれば、ロータリータイプに限定されるものではない。
【００２１】
プランジャー５ａには添加剤注入孔５３が形成される。この添加剤注入孔５３は、プランジャー５ａの軸線方向に、基端部５４と先端部を連通する長孔を形成し、この長孔に多孔質部材を挿着して構成される。この多孔質部材は、粘稠な可塑化した樹脂材料の浸入は不可能であるが、気体や低粘度の液体の通過は可能な径の通孔あるいは連続泡などを有する。この機能を確保するために必要となる連続泡の泡径や通孔の孔径の範囲は、可塑化した樹脂材料の粘度や圧力により異なるため必要に応じて選択する。例えば樹脂材料としてＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂を用いる場合には、泡径あるいは孔径が５０μｍ以下であればよい。適用できる多孔質部材としては、多孔質ステンレスや多孔質アルミニウムなどの多孔質金属や多孔質セラミックスがあり、より具体的には、「メタポール−ＭＥＴＡＰＯＲ（商品名）」（Ｐｏｎｔｃ  Ｌｔｄ．スイス社製）、「ヒポラス（商品名）」（（株）神戸製鋼所製）などが適用できる。
【００２２】
そして、プランジャー５ａの基端部５４は流体圧シリンダ９内に配設される。この流体圧シリンダ９は、樹脂材料に添加する流体状添加剤を作動媒体とする。すなわち、外部から矢印ｂに示すように流体圧シリンダ９内に流体状添加剤が供給されると、供給された流体状添加剤の圧力によりプランジャー５ａの基端部５４が押圧され、プランジャー５ａが矢印ａの向きに移動するように構成される。なお、以下においては、プランジャー５ａが矢印ａの向きに移動することを前進と記し、矢印ａと反対向きに移動することを後退と記す。
【００２３】
また、流体状添加剤が流体圧シリンダ９内に供給されると、供給された流体状添加剤は、プランジャー５ａの添加剤供給孔５３を通じてバレル３ａ内に供給される。添加剤注入孔５３には、前記多孔質部材が挿着されるから、プランジャー５ａの基端部からバレル３ａへ流体状添加剤を供給添加することができるが、バレル３ａに供給された樹脂材料が添加剤注入孔５３を通じて漏出することがない。このため、バレル３ａやプランジャー５ａに添加剤の注入ノズルなどを配設する構成に比較して、バレル３ａやプランジャー５ａの構造を単純化、小型化を図ることができるほか、メンテナンス性の向上も図ることができる。なお、前記多孔質部材は、長孔の全長に亘って挿着される構成でもよく、プランジャー５ａの強度が確保できるのであればプランジャー５ａの先端部近傍にのみ挿着する構成であっても良い。
【００２４】
図１（ｂ）は、プランジャー５ａがもっとも前進した位置におけるバレル３ａの先端近傍を示した図である。樹脂材料供給経路２１のバレル３ａ側の開口部は、プランジャー５ａがもっとも前進した位置において、プランジャー５ａの先端面近傍に位置するように形成される。
【００２５】
このような構成を有するプリプラ式射出成形機の動作は次のとおりである。
【００２６】
まず可塑化筒２に樹脂材料を供給して可塑化し、可塑化した樹脂材料を樹脂材料供給経路２１を通じてバレル３ａに供給する。バレル３ａへの供給開始時点においては、図１（ｂ）に示すようにプランジャー５ａはもっとも前進した位置にあり、流体圧シリンダ９に流体状添加剤を供給して、可塑化筒２から供給される可塑化した樹脂材料に所定の圧力（背圧）をかけながらプランジャー５ａを後退させる。この際、背圧をかけるための流体状添加剤の圧力により、流体状添加剤は添加剤供給孔５３を通じてバレル３ａに供給される樹脂材料に供給添加される。
【００２７】
そしてバレル３ａに樹脂材料を供給した後、流体圧シリンダ９に供給される流体状添加剤の圧力によりプランジャー５ａの基端部５４を押圧して前進させる。プランジャー５ａが前進する際においても、流体状添加剤は、その圧力により添加剤供給孔５３を通じて供給添加される。
【００２８】
バレル３ａ内の樹脂材料を射出した後、再びプランジャー５ａを後退させてバレル３ａに樹脂材料を供給する動作に移行する。図１（ｂ）に示すように、プランジャー５がもっとも前進した位置においては、プランジャー５ａの先端近傍の隙間には添加剤の濃度の高い樹脂材料が残留している。
【００２９】
しかし、樹脂材料供給経路２１のバレル３ａ側の開口部は、プランジャー５ａがもっとも前進した位置においてプランジャー５ａの先端面直近に形成されることから、プランジャー５ａが後退を開始すると、可塑化筒２から供給される樹脂材料は、バレル３ａ内に残留する樹脂材料と、プランジャー５ａの先端面との間に割り込むように流入する。このため、添加剤注入孔５３から注入される流体状添加剤は、可塑化筒２から流入する樹脂材料に添加され、かつ、残留する樹脂材料は可塑化筒２から流入する樹脂材料により添加剤の濃度が薄められるから、次ショットのためにバレル３に供給された樹脂材料は、流体状添加剤が均一に添加された状態が確保される。
【００３０】
そして次の射出動作においては、この残留する樹脂材料が最初にノズル４から吐出されることから、射出成形機１ａの運転中に一部の樹脂材料が残留し続けるということがない。
【００３１】
このような構成によれば、流体状添加剤を所定の圧力に調整して流体圧シリンダ９内に供給することにより、樹脂材料の射出を行うことができると同時に、樹脂材料中に添加剤を添加することができる。言い換えれば、プランジャー５ａを押圧して前進動させる、あるいは背圧をかけるための駆動源と、バレル３ａ内の樹脂材料に流体状添加剤を添加するための機構とを統合することができる。このため、射出成形機１ａの構造の単純化、小型化、あるいは制御の容易化を図ることができる。
【００３２】
次いで、第２の実施の形態について説明する。図２（ａ）は本実施の形態に係るプランジャー式射出成形機であるプリプラ式射出成形機の要部の構造を模式的に示した図である。図２（ｂ）は、プランジャー５ｂがもっとも前進した位置におけるバレル３ｂの先端近傍を示した図である。なお、第１の実施の形態と同一の構成を有する箇所については説明を省略し、同一の符号を付して用いる。
【００３３】
本実施の形態に係るプリプラ式射出成形機１ｂは、樹脂材料を可塑化する可塑化筒２と、この可塑化筒２と樹脂材料供給経路２１により連通し、可塑化筒２で可塑化した樹脂材料の供給を受けるバレル３ｂと、バレル３ｂの内部に進退動可能に配設され、バレル３ｂに供給された樹脂材料を押し出して射出成形用のノズル４から射出するプランジャー５ｂと、このプランジャー５ｂの進退動の動力源である流体圧シリンダ９及びピストン９１と、この動力をプランジャー５ｂに伝達するラム７とを備える。
【００３４】
プランジャー５ｂの側周面には螺旋状のガイド溝５１が形成される。そしてバレル３ｂの内壁面にはボール部材６が空転可能に配設され、ガイド溝５１とボール部材６とが係合する。プランジャー５ｂの基端部５４は継ぎ手手段８を介してラム７と連繋する。この継ぎ手手段８は、バレル３ｂ内の樹脂材料の圧力や、ラム７から伝達されるスラスト荷重を支えると共に、プランジャー５ｂがラム７に対して回転可能に構成される。この継ぎ手手段としては、例えば転がり軸受けタイプののスラスト軸受けなどが好適に用いられる。そしてプランジャー５ｂの先端部には、バレル３ｂ内の樹脂材料を撹拌する撹拌子構造５２が形成される。
【００３５】
また、プランジャー５ｂには添加剤注入孔５３が形成される。この添加剤注入孔５３は、プランジャー５ｂの先端と基端部５４とを連通する貫通孔に多孔質部材が挿着されて構成されるものであり、前記第１の実施の形態のものと略同一の構成を有する。従って、矢印ｂに示すように、流体状添加剤をケーシング３１に供給すると、流体状添加剤はプランジャー５ｂの基端部５４から添加剤注入孔５３に浸入し、プランジャー５ｂの先端からバレル３ｂに供給された樹脂材料に供給添加される。
【００３６】
このような構成を有するプリプラ式射出成形機の動作は次のとおりである。
【００３７】
まず可塑化筒２に樹脂材料を供給して可塑化し、可塑化した樹脂材料を樹脂材料供給経路２１を通じてバレル３ｂに供給する。樹脂材料の供給開始時点においては、図２（ｂ）に示すようにプランジャー５ｂはもっとも前進した位置にある。そして流体圧シリンダ９により可塑化筒２から供給される可塑化した樹脂材料に所定の圧力（背圧）をかけながらプランジャー５ｂを後退させる。この際、プランジャー５ｂの先端の撹拌子構造５２がプランジャー５と共に回転して樹脂材料にせん断を与え、かつ撹拌するため、樹脂材料の可塑化が促進されると共に樹脂材料はバレル３ｂ内で均一な温度となる。
【００３８】
そして、ケーシング３１に流体状添加剤を供給してプランジャー５の基端部５４に流体状添加剤を導き、添加剤注入孔５３を通じて樹脂材料に流体状添加剤を注入添加する。プランジャー５ｂの先端部には撹拌子構造５２が形成されることから、注入された流体状添加剤は直ちに撹拌子構造５２により撹拌されて樹脂材料中に分散する。このため添加剤の濃度を均一にすることができる。
【００３９】
バレル３ｂに樹脂材料を供給した後、流体圧シリンダ９に作動媒体を供給してラム７を押圧し、プランジャー５を前進させる。プランジャー５ｂの前進に伴い撹拌子構造５２が回転し、樹脂材料にせん断が与えられることから、可塑化状態を安定させられる。同時に、流体状添加剤を注入しつつ撹拌することから、樹脂材料の温度や添加された添加剤が均一となって吐出される。
【００４０】
射出操作完了後、再びプランジャー５ｂを背圧をかけつつ後退させてバレル３に樹脂材料を供給する動作に移行する。図２（ｂ）に示すように、プランジャー５がもっとも前進した位置においては、撹拌子構造５２によりバレル３のノズル４の近傍に隙間が存在することから、この隙間には添加剤の濃度の高い樹脂材料が残留している。
【００４１】
しかし、第１の実施の形態と同様に、樹脂材料供給経路２１のバレル３ｂ側の開口部は、プランジャー５ｂがもっとも前進した位置においてプランジャー５ｂの先端面直近に形成される。このため、プランジャー５ｂが後退を開始すると、可塑化筒２から供給される樹脂材料は、残留する樹脂材料とプランジャー５ｂの先端面との間に割り込むように流入する。従って、添加剤注入孔５３から注入される流体状添加剤は、可塑化筒２から流入する樹脂材料に添加され、かつ、残留する樹脂材料は可塑化筒２から流入する樹脂材料により添加剤の濃度が薄められるから、次ショットのためにバレル３ｂに供給された樹脂材料は、流体状添加剤が均一に添加された状態が確保される。
【００４２】
そして次の射出動作においては、この残留する樹脂材料が最初に射出されることから、射出成形機１の運転中に一部の樹脂材料が残留し続けるということがない。
【００４３】
この構成によれば、プランジャー５ｂが前進動あるいは後退動すると、プランジャー５ｂの側周面のガイド溝５５と、バレル３ｂのボール部材６との係合によりプランジャー５ｂが回転する。そしてプランジャー５ｂの先端部の撹拌子構造５２がプランジャー５ｂと一体的に回転し、バレル３ｂ内の樹脂材料を撹拌あるいはせん断を与えることができる。このため、撹拌子構造５２を回転させるための動力源を独立して配設する必要がなく、射出成形機１ｂの構造の単純化、小型化を図ることができる。
【００４４】
図３は、プランジャーの先端に形成される撹拌子構造の各種の例を示した外観斜視図である。（ａ）（ｂ）はプランジャーの先端にピンを突設される構成のものである。ピンとしては円ピン、楕円ピン、多角形ピンなど各種断面形状のピンが適用でき、突設される数も任意に設定される。（ｃ）（ｄ）（ｅ）は柱状体、錐台が突設される構成のものである。これら柱状体、錐台も円形、多角形など各種の断面形状のものが適用できる。（ｆ）（ｇ）（ｈ）は先端面を所定の形状に窪ませた構成のものであり、多角錐台、円錐台、多角形錐、円錐、その他の凹構造を有する。（ｉ）（ｊ）は外周面に凹凸を有する構成のものである。例えば円柱あるいは円錐の側周面に複数の歯を形成するものであり、この歯の数は任意に設定できる。（ｋ）（ｌ）は端面に切り欠きを形成する構成のものである。例えば端面に溝を形成するものであり、この溝の形状や数は任意に設定される。（ｍ）（ｎ）（ｏ）は板状部材が突設される構成を有するものである。この板状部材は、単板あるいは複数の板の組合せからなるものであり、板の枚数や先端の形状は任意に設定される。（ｐ）はプランジャーの先端に棒状部材を突設し、この棒状部材の先端に多面体を配設する構成のものである。この多面体は任意の形状であって良い。
【００４５】
なお、これら図示した撹拌子構造は例示であり、これら以外の形状のものであっても良い。ただし、例えばスクリュー形状のような螺旋構造とすると、撹拌子構造の回転によって樹脂材料を押したり引いたりすることから、比較的単純な直線的形状であることが望ましい。
【００４６】
次いで、第３の実施の形態について説明する。図４（ａ）は本実施の形態に係るプランジャー式射出成形機であるプリプラ式射出成形機の要部の構造を模式的に示した図である。図４（ｂ）は、プランジャー５ｃがもっとも前進した位置におけるバレル３ｃの先端近傍を示した図である。本実施の形態は、流体状添加剤の圧力によりプランジャーを前進動させ、かつ流体状添加剤を添加する第１の実施の形態と、プランジャーに回転動を付加して樹脂材料を撹拌する第２の実施の形態とを組み合わせたものである。なお、第１あるいは第２の実施の形態と同一の構成を有する箇所については説明を省略し、同一の符号を付して用いる。
【００４７】
本実施の形態に係るプリプラ式射出成形機１ｃは、樹脂材料を可塑化する可塑化筒２と、この可塑化筒２と樹脂材料供給経路２１により連通し、可塑化筒２で可塑化した樹脂材料の供給を受けるバレル３ｃと、バレル３ｃの内部に進退動可能に配設され、バレル３ｃに供給された樹脂材料を押し出して射出成形用のノズル４から射出するプランジャー５ｃと、このプランジャー５ｃの進退動の動力源である流体圧シリンダ９とを備える。
【００４８】
プランジャー５ｃの側周面には、螺旋状のガイド溝５１が形成され、バレル３ｃの内壁面にはボール部材６が空転可能に配設されて、ガイド溝５１とボール部材６とが係合する。そしてプランジャー５ｃの先端には撹拌子構造５２が形成される。これらの構成は第２の実施の形態における構成と同一である。また、プランジャー５ｃの基端部５４は流体圧シリンダ９内に配設され、流体圧シリンダ９に供給される流体状添加剤によりプランジャー５ｃの基端部５４を押圧してプランジャー５ｃを前進させることができる。この構成は第１の実施の形態の構成と同一である。さらにプランジャー５ｃには添加剤供給孔５３が形成される。この添加剤供給孔は第１あるいは第２の実施の形態と同一の構成を有する。
【００４９】
このような構成を有するプリプラ式射出成形機１ｃの動作は次のとおりである。
【００５０】
まず可塑化筒２に樹脂材料を供給して可塑化し、可塑化した樹脂材料を樹脂材料供給経路２１を通じてバレル３ｃに供給する。樹脂材料の供給開始時点においては、図１（ｂ）に示すようにプランジャー５はもっとも前進した位置にあり、流体圧シリンダ９により可塑化筒２から供給される可塑化した樹脂材料に所定の圧力（背圧）をかけながらプランジャー５を後退させる。
【００５１】
このとき、樹脂材料にかける背圧により流体状添加剤はプランジャー５ｃの基端部５４から添加剤供給孔５３を通じてバレル３ｃ内の樹脂材料に供給添加される。そして、撹拌子構造５２がプランジャー５ｃの後退動に伴って回転することから、プランジャー５ｃの先端から樹脂材料中に供給添加された流体状添加剤は、直ちに撹拌子構造により撹拌されて樹脂材料中に均一に分散する。従って添加された流体状添加剤の濃度を均一にすることができる。また、撹拌子構造５２の回転により樹脂材料にせん断を与え、かつ撹拌するため、樹脂材料の可塑化を促進すると共に樹脂材料をバレル内で均一な温度とすることもできる。
【００５２】
バレル３ｃに樹脂材料を供給した後、流体圧シリンダ９に供給する流体状添加剤の圧力により、プランジャー５ｃの基端部５４をラム７を押圧してプランジャー５を前進させて樹脂材料を吐出する。プランジャー５ｃの前進に伴い撹拌子構造５２が回転することから、樹脂材料の吐出時においても、樹脂材料にせん断が与えられて可塑化状態が安定させられる。同時に、流体状添加剤を注入しつつ撹拌することから、樹脂材料の温度や添加された添加剤が均一となって吐出される。
【００５３】
吐出操作完了後、再びプランジャー５ｃを後退させてバレル３ｃに樹脂材料を供給する動作に移行する。図４（ｂ）に示すように、プランジャー５ｃがもっとも前進した位置においては、撹拌子構造５２によりバレル３ｃのノズル４の近傍に隙間が存在することから、この隙間には添加剤の濃度の高い樹脂材料が残留している。
【００５４】
しかし、樹脂材料供給経路２１のバレル３ｃ側の開口部は、プランジャー５ｃがもっとも前進した位置においてプランジャー５ｃの先端面直近に形成される。このため、プランジャー５ｃが後退を開始すると、可塑化筒２から供給される樹脂材料は、残留する樹脂材料とプランジャー５ｃの先端面との間に割り込むように流入する。したがって、添加剤注入孔５３から供給添加される流体状添加剤は、可塑化筒２から流入する樹脂材料に添加され、かつ、残留する樹脂材料は可塑化筒２から流入する樹脂材料により添加剤の濃度が薄められるから、次ショットのためにバレル３ｃに供給された樹脂材料は、流体状添加剤が均一に添加された状態が確保される。
【００５５】
そして次の射出動作においては、この残留する樹脂材料が最初に射出されることから、射出成形機１の運転中に一部の樹脂材料が残留し続けるということがない。
【００５６】
この構成によれば、流体状添加剤を流体圧シリンダ内に供給することにより、プランジャーの前進動、撹拌子構造の回転動及び流体状添加剤の添加を行うことができる。言い換えれば、プランジャー５ｃの前進動の駆動源と、撹拌子構造５２の回転の駆動源及び流体状添加剤の供給源とを統合することができ、射出成形機の構造の単純化及、小型化、あるいは制御の容易化を図ることができる。
【００５７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変が可能であることはいうまでもない。
【００５８】
例えば、前記第２及び第３の実施の形態においては、プランジャーの外周面にガイド溝を形成し、バレルの内壁面にボール部材を配設する構成を示したが、バレルの内壁面にガイド溝を形成し、プランジャーの外周面上にボール部材を配設する構成であっても同様の作用効果を得ることができる。また、図２及び図４においては、プランジャーに２条のガイド溝が形成される構成を示しているが、このガイド溝は１条であっても３条以上であっても良く、条数が限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係るプランジャー式射出成形機の要部の構造を模式的に示した図である。（ｂ）はプランジャーがもっとも前進した場合におけるバレルの先端近傍を示した図である。
【図２】（ａ）は本発明の第２の実施の形態に係るプランジャー式射出成形機の要部の構造を模式的に示した図である。（ｂ）はプランジャーがもっとも前進した場合におけるバレルの先端近傍を示した図である。
【図３】上記プランジャー式射出成形機のプランジャーの先端に形成される各種撹拌子構造を示した外観斜視図であり、（ａ）（ｂ）はプランジャーの先端にピンを突設される構成のもの、（ｃ）（ｄ）（ｅ）は柱状体、錐台が突設される構成のもの、（ｆ）（ｇ）（ｈ）は先端面を所定の形状に窪ませた構成のもの、（ｉ）（ｊ）は外周面に凹凸を有する構成のもの、（ｋ）（ｌ）は端面に切り欠きを形成する構成のもの、（ｍ）（ｎ）（ｏ）は板状部材が突設される構成を有するもの、（ｐ）はプランジャーの先端に多面体を配設する構成のものである。
【図４】（ａ）は本発明の第３の実施の形態に係るプランジャー式射出成形機の要部の構造を模式的に示した図である。（ｂ）はプランジャーがもっとも前進した場合におけるバレルの先端近傍を示した図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ｃ  射出成形機
３ｃ  バレル
５ｃ  プランジャー
６  ボール部材
５１  ガイド溝
５２  撹拌子構造
５３  添加剤注入孔
【図１】
2005144776.tif 000003
【図２】
2005144776.tif 000004
【図３】
2005144776.tif 000005
【図４】
2005144776.tif 000006