(57)【要約】  射出成形機におけるバレル及びスクロールによる材料の可塑化量を増大させ、また射出成形能力の向上を図ることを課題とする。  射出成形機（２）において材料を混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線（Ｋ）の周りに回転駆動されるバレル（２３）及びスクロール（２０）のうち、スクロールが、バレルと相対する対向面に形成され回転軸線の周りに渦巻く複数ターンの溝（２１）を有し、一のターンの溝の体積（Ｖ１）がそのターンの内側に隣接する他のターンの溝の体積（Ｖ２）以下である。バレル（２３）は、材料のための吐出口（２５）を有し、またスクロールと相対する対向面に形成され吐出口から伸びる少なくとも１つの螺旋溝（２６）を有する。
2007119533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を送出及び／又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールのうちの前記スクロールであって、  前記スクロールは、前記バレルと相対する対向面に形成され前記回転軸線の周りに渦巻く複数ターンの溝を有し、  一のターンの溝部分の体積が該ターンの内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下である  ことを特徴とする、スクロール。
【請求項２】
前記溝は、式ｒ＝Ａθ１／Ｎで表される曲線に沿って伸び、ｒは前記回転軸線上の点を原点としたときの該原点から前記曲線上の点までの距離であり、Ａは定数であり、θは前記原点を通る直線と、前記原点から前記曲線上の点に伸びる直線とのなす角度であり、またＮは１より大きい実数である  ことを特徴とする、請求項１に記載のスクロール。
【請求項３】
材料を送出及び／又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールのうちの前記バレルであって、  前記スクロールは、前記バレルと相対する対向面に形成され前記回転軸線の周りに渦巻く複数ターンの溝を有し、  前記バレルは前記材料のための吐出口を有し、また前記スクロールと相対する対向面に形成され前記吐出口から伸びる少なくとも１つの溝を有する  ことを特徴とする、バレル。
【請求項４】
前記バレルの溝は螺旋状に伸びる  ことを特徴とする、請求項３に記載のバレル。
【請求項５】
前記バレルの溝は、前記バレルの周縁からその吐出口に向けて漸増する幅寸法及び深さ寸法を有する  ことを特徴とする、請求項３に記載のバレル。
【請求項６】
前記スクロールの溝の壁面が、前記バレルの対向面より平滑に形成されている  ことを特徴とする、請求項３に記載のバレル。
【請求項７】
前記スクロールの一のターンの溝部分の体積が該ターンの内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下である  ことを特徴とする、請求項３に記載のバレル。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のバレル及びスクロールを備える  ことを特徴とする、射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、材料を送出及び／又は混練するために用いられるバレル及びスクロール並びにこれらを備える射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】  例えば従来の射出成形機においては、加熱されたバレルとスクリューとの間に供給された樹脂等の材料を溶融し、混練した後、射出計量部を通して金型に射出することで製品の射出成形を行っている。【０００３】  このスクリューは棒状体で、その周面上に螺旋溝が形成され、バレル内に回動可能に配置されている。材料は、スクリューの回転により螺旋溝内を該螺旋溝に沿って送出又は圧送され、この間にバレルの熱で材料が加熱され、溶融される。溶融された材料は圧送の間に撹拌され、これにより混練される。【０００４】  ところで、スクリューの軸線方向長さを短くすることは困難であり、これが射出成形機の小型化を阻む大きな要因となっていた。【０００５】  そこで、本出願人は、バレルと、軸線方向長さの短いスクリューであるスクロールとの組み合わせを提案した（特許文献１参照）。バレルとスクロールとは互いに相対して配置され、スクロールが回転軸線の周りに回転される。【０００６】  スクロールには、バレルに相対する対向面に渦巻形の溝が形成されている。バレルとスクロールとの間に材料が供給され、スクロールの回転の間、材料がスクロールの溝内をこれに沿って圧送される。圧送の間、材料は、加熱されたバレルの熱で溶融する。溶融された材料は撹拌されて混練される。これによれば、従来のスクリューでは溝が軸線方向へ伸びるように形成されているためにその軸線方向長さを短くすることが困難であったのに対し、スクロールでは溝が回転軸線に垂直な面上に形成されているためにその軸線方向長さを短くすることができ、これにより射出成形機の小型化を図ることができる。【特許文献１】特開２００５−３０６０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  ところで、射出成形機においては、熱溶融され、混練された材料の送出量（以下、可塑化量という）の増大を求める強いニーズがある。材料の送出量又は混練量の増大の要請は、射出成形機のほか、液体材料、粉体等のための混練装置や樹脂材料、粉体等のための押し出し装置等にもある。【０００８】  このようなニーズを満たすために、スクロールの回転速度を上げることが考えられる。しかし、これにはスクロールを回転させるための駆動源の大型化を招き、これは射出成型機等の小型化に反する。そこで、本発明の第１の目的は、スクロールを回転駆動するための駆動源の大型化を伴うことなく材料の可塑化量、又は送出量若しくは混練量を増大させることにある。また、【０００９】  また、可塑化能力は高いことが望ましい。このためには、バレルの温度を高くすることが考えられる。しかし、所定の体積を持つ材料を短時間に一様に加熱して同時に溶融させることは不可能であり、実際にはバレルに接している材料から、バレルから離れている材料へと順次加熱されて溶融される。したがって、バレルから離れている材料が溶融するときは、バレルに接している材料の温度は溶融温度以上となり、かかる部分の材料が熱劣化を起こす不都合がある。そこで、本発明の第２の目的は材料の熱劣化を生じさせることなしに、可塑化能力を向上させることにある。【００１０】  本発明の第３の目的は、このようなバレル及びスクロールを用いた射出成形能力の高い射出成形機等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】（請求項１に記載の発明の特徴）  請求項１に記載の発明は、材料を送出及び／又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールのうちの前記スクロールに係り、前記スクロールが、前記バレルと相対する対向面に形成され前記回転軸線の周りに渦巻く複数ターンの溝を有し、一のターンの溝部分の体積が該ターンの内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下であることを特徴とする。【００１２】  本発明によれば、バレル又はスクロールが回転軸線の周りに回転されるとき、前記バレル及びスクロール間に供給された材料は前記スクロールの溝内をその外側のターンからその内側のターンに向けて相対的に送られる。この間、前記バレルに接する材料はこの間に熱溶融され、また送出、混練され、これにより可塑化される。熱溶融の必要のない材料にあっては、この間に送出され混練される。本発明にあっては、前記一のターンの溝部分の体積がその内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下であることから、材料は前記溝内をその外側のターンからその内側のターンへ、詰まることなく、整然とスムーズに移動することができる。このことから、より多くの材料を前記溝に通すことができる。このため、材料の可塑化量の増大を図るのに、前記スクロールの回転速度の増大及びこれに伴う前記スクロールのための駆動源の大型化を必要としない。【００１３】（請求項２に記載の発明の特徴）  請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成要素を備えた上で、前記溝が、式ｒ＝Ａθ１／Ｎで表される曲線に沿って伸びることを特徴とする。ここにおいて、ｒは前記回転軸線上の点を原点としたときの該原点から前記曲線上の点までの距離であり、Ａは定数であり、θは前記原点を通る直線と、前記原点から前記曲線上の点に伸びる直線とのなす角度であり、またＮは１より大きい実数である。【００１４】  本発明によれば、前記溝が式ｒ＝Ａθ１／Ｎ（Ｎ＞１）で表される曲線に沿って伸びるものとすることにより、前記したスクロールの溝について、その外側のターンの溝部分の体積が内側のターンの溝部分の体積以下であるという関係を有するものとすることができる。【００１５】（請求項３に記載の発明）  請求項３に記載の発明は、材料を送出及び／又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールのうちの前記バレルに係り、前記スクロールが、前記バレルと相対する対向面に形成され前記回転軸線の周りに渦巻く複数ターンの溝を有し、前記バレルが前記材料のための吐出口を有し、また前記スクロールと相対する対向面に形成され前記吐出口から伸びる少なくとも１つの溝を有することを特徴とする。【００１６】  本発明によれば、バレル又はスクロールが回転軸線の周りに回転されるとき、前記バレル及びスクロール間に供給された材料は前記スクロールの溝内をその外側のターンからその内側のターンに向けて送られ、この間、前記バレルに接する材料は熱溶融され、また混練される。本発明にあっては、前記バレルが材料のための吐出口を有し、また前記スクロールと相対する対向面に前記吐出口から伸びる少なくとも１つの溝を有することから、前記スクロールの溝を送られる間に熱溶融及び混練される材料のうち、前記バレルに接して充分な溶融状態にある材料については前記バレルの溝を通してその吐出口に送り出される。次いで前記バレルに接する材料もまた溶融状態に至り、前記バレルの溝を通して前記吐出口に送り出される。このことから、材料の熱劣化を生じさせることなしに、可塑化された材料を前記バレル及びスクロール間からこれらの外部に送り出すことができ、これにより、前記バレル及びスクロールにおける可塑化能力の向上を図ることができる。【００１７】（請求項４に記載の発明）  請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明の構成要素を備えた上で、前記バレルの溝が螺旋状に伸びることを特徴とする。【００１８】  本発明によれば、前記バレルの溝を螺旋状に伸びるものとし、前記スクロールを例えば前記バレルの溝の伸張方向と反対の方向に回転させるときは、例えば前記バレルの溝が放射方向へ直線的に伸びる場合と比べて、前記スクロールの溝内からより多くの熱溶融した材料を受け入れることができる。【００１９】（請求項５に記載の発明）  請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明の構成要素を備えた上で、前記バレルの溝が、前記バレルの周縁からその吐出口に向けて漸増する幅寸法及び深さ寸法を有することを特徴とする。【００２０】  本発明によれば、バレルの溝の幅寸法及び深さ寸法が、前記バレルの吐出口に向けて漸増することから、前記バレルの溝を流れる材料の滞りを防止し、前記材料を前記吐出口に向けてよりスムーズに送り出すことができる。【００２１】（請求項６に記載の発明）  請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の発明の構成要素を備えた上で、前記スクロールの溝の壁面が、前記バレルの対向面より平滑に形成されていることを特徴とする。【００２２】  本発明によれば、前記スクロールの溝の壁面が、前記バレルの対向面より平滑に形成されていることから、前記スクロールの溝内の材料は、前記バレルに対する摩擦力及び前記スクロールの溝の壁面に対する摩擦力の相違により、前記スクロールと供回りすることなく、回転する前記スクロールの溝から案内作用を受けて前記溝内を前記回転軸線に向けて移動される。この間に前記材料は熱溶融され、混練される。【００２３】（請求項７に記載の発明）  請求項７に記載の発明は、請求項３に記載の発明の構成要素を備えた上で、前記スクロールの一のターンの溝部分の体積が該ターンの内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下であることを特徴とする。【００２４】  本発明によれば、バレル又はスクロールが回転軸線の周りに回転されるとき、前記バレル及びスクロール間に供給された材料は前記スクロールの溝内をその外側のターンからその内側のターンに向けて相対的に送られる。この間、前記バレルに接する材料はこの間に熱溶融され、また混練され、これにより可塑化される。前記一のターンの溝部分の体積はその内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下であることから、材料は前記溝内をその外側のターンからその内側のターンへ、詰まることなく、整然とスムーズに移動することができる。このことから、より多くの材料を前記溝に通すこ��ができる。【００２５】（請求項８に記載の発明）  請求項８に記載の発明は、射出成形機に係り、請求項１〜６のいずれか１項に記載のバレル及びスクロールを備えることを特徴とする。【００２６】  本発明によれば、 前記バレル及びスクロールにおける材料の可塑化量の増大を図ることができることから、射出成形機の射出成形能力の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２７】  本発明によれば、スクロールを回転駆動するための駆動源の大型化を伴うことなく材料の可塑化量を増大させることができる。また材料の熱劣化を生じさせることなしに、バレル及びスクロールの可塑化能力を向上させることができる。さらに、このようなバレル及びスクロールを用いることにより射出成形能力の高い射出成形機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るスクロールの平面図である。
【図２】図１に示すスクロールの斜視図である。
【図３】バレルの平面図である。
【図４】スクロールとバレルとを重ねた際のスクロールをと透視してみたバレルの平面図である。
【図５】図４の線Ｂ−Ｂに沿って得た断面図である。
【図６】射出成形機の断面図である。
【図７】バレル溝の詳細な模式図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、スクロール溝における材料の移動を説明する図である。
【図９】従来用いられているアルキメデス渦巻きの形状を示す図である。
【図１０】本発明におけるスクロール溝の形状を示す図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、スクロール溝における材料の混練の原理を説明する図である。
【符号の説明】
【００２９】    ２  射出成形機  １１  可動金型  １２  固定金型  １４  射出シリンダ  １５  可塑化装置  １６  射出装置  １７  型締装置  ２０  スクロール  ２１  スクロール溝  ２２  スクロール溝を規定する壁面  ２３  バレル  ２４  スクロール面  ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ  スクロール溝の外側の側壁面、内側の側壁面及び底壁面  ２５  吐出口  ２６  バレル溝  ２７  バレル面
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】  本発明の実施の形態を図を参照して説明する。なお、本明細書では、熱溶融され又はさらに混練された樹脂等の材料と後記バレル２３との間に働く力や材料と、後記スクロール溝２１との間に働く力とを摩擦力と総称するが、当該摩擦力には粘性による粘着力等の力も含まれる概念である。【００３１】  図１は後記スクロール２０の平面図、図２はスクロール２０の斜視図である。また、図３はバレル２３の平面図、図４はスクロール２０をバレル２３に重ねた際にスクロール２０を透かして見たバレル２３の平面図、図５は図４の線Ｂ−Ｂに沿って得た断面図、図６は、これらのスクロール２０及びバレル２３を用いた射出成形機２の断面図である。【００３２】  図６を参照すると、射出成形機２は、可動金型１１と固定金型１２とを備える。両金型１１，１２の突合せ面間には、可塑化された材料すなわち熱溶融及び混練がされた材料が射出される空間であるキャビティＣが形成されている。また、射出成形機２は、材料を加熱して溶融させると共にスクロール２０と共同して当該材料を混練し、この材料をバレル２３に形成された射出シリンダ１４に送出する可塑化装置１５と、射出シリンダ１４内の可塑化された材料をキャビティＣに射出する射出装置１６と、金型１１，１２の型開閉を行う型締装置１７とを備える。射出装置１６は、射出シリンダ１４内に配置されたピストン１８を備え、ピストン１８はモータのような駆動源９により駆動される。また、型締装置１７における金型１１，１２の開閉操作は、モータのような駆動源１０を操作することにより行われる。【００３３】  射出成形機２の射出成形能力を規定する要因として、可塑化装置１５から射出シリンダ１４へ送出することができる可塑化された材料の量（可塑化量）があり、かかる可塑化量を向上させることにより射出成形機２の射出成形能力の向上が図られる。【００３４】  可塑化装置１５は、互いに相対するバレル２３及びスクロール２０を有する。バレル２３とスクロール２０とは微少のクリアランスで近接配置されている。スクロール２０はモータのような駆動源１９により、バレル２３及びスクロール２０の軸線を通る回転軸線Ｋ（図１、図２及び図５参照）の周りに回転駆動される。【００３５】  図５に示すように、バレル２３及びスクロール２０はそれぞれ扁平な円柱体の外観を有する。図１及び図２に示すように、スクロール２０は、バレル２３に相対する対向面であるその一方の端面（回転軸線Ｋに垂直な面、以下この面を「スクロール面」という。）２４に形成された複数ターンの溝（以下「スクロール溝」という。）２１を有する。材料はスクロール溝２１に通され、スクロール溝２１を通る間に可塑化すなわち熱溶融及び混練される。スクロール溝２１は、スクロール２０の周縁２２から回転軸線Ｋの周りを渦巻くように伸びている。図１に示す例においては、ほぼ２．５ターンのスクロール溝２１を持つスクロール２０が例示されているが、本発明はかかるターン数により限定を受けるものではない。【００３６】  スクロール面２４は、図５に示すように、回転軸線Ｋ上に頂点を持ち、頂角θがθ＝１７４度〜１７６度である凹状の円錐面からなるものとすることができる。この形状に対応して、バレル２３の一方の端面すなわちスクロール２０に相対する対向面（以下「バレル面」という。）２７が凸状の円錐面からなるものとされている。スクロール面２４及びバレル面２７の凹凸関係は逆であってもよい。なお、スクロール２０の外観は扁平な円柱体に限定されるものではなく、従来用いられている円錐状のスクリューであっても良い。【００３７】  図２に示すように、スクロール２０には、さらに、その側面３０に開放する溝２９が設けられている。この溝２９は、スクロール２０の周縁２２においてスクロール溝２１に連通している。溝２９は、材料をスクロール溝２１に掻込むための掻込溝をなし、溝２９に供給された材料が溝２９からスクロール溝２１へと案内される。【００３８】  スクロール溝２１は、その任意の１つのターンの溝部分（外側の溝部分）の体積（Ｖ１、図１０参照）が、前記外側の溝部分の内側に隣接する他のターンの溝部分（内側の溝部分）の体積（Ｖ２、図１０参照）以下、すなわち前記外側の溝部分の体積（Ｖ１）が前記内側の溝部分の体積（Ｖ２）と同じであるか、又は前記外側の溝部分の体積（Ｖ１）が前記内側の溝部分の体積（Ｖ２）より小さいものに設定されている。ただし、前記外側の溝部分の体積（Ｖ１）と前記内側の溝部分の体積（Ｖ２）との差はできるだけ小さいことが好ましい。【００３９】  また、バレル２３には電気ヒータ（図示せず）が内蔵されている。また、図３〜図５に示すように、バレル２３は、スクロール２０のスクロール溝２１を経る間に可塑化された材料のための吐出口２５を有する。バレル２３を貫通する吐出口２５は、回転軸線Ｋ（図５）と同軸に設けられている。また、バレル２３には、金型１１，１２が規定するキャビティＣへの可塑化された材料の射出のため、可塑化された材料を貯留する射出シリンダ１４が設けられている。射出シリンダ１４はバレル２３の吐出口２５からその放射方向へ伸びバレル２３の周縁２８に開放している。【００４０】  バレル２３は、好ましくは、そのバレル面２７に形成された複数の溝（以下「バレル溝」という。）２６を有する。バレル溝２６は吐出口２５からバレル２３の周縁２８に向けて、好ましくは螺旋状に伸びる。バレル溝２６は三角形、円弧形、矩形等の横断面形状を有する。また、バレル溝２６の数量は、これを複数とする図３及び図４に示す例に代えて、１とすることが可能である。【００４１】  図７に示すように、バレル溝２６は吐出口２５に向けて漸増する幅Ｗを有し、また吐出口２５に向けて漸増する深さＤを有する。このことから、バレル溝２６は、その吐出口２５に近いところにおける断面積Ｓ１（又は体積）の方が吐出口２５から遠いところにおける断面積Ｓ２（又は体積）より大きい。これは後述するように、バレル溝２６を流動する材料が吐出口２５に向けてスムーズに流れるようにするためである。【００４２】  次に、このようなスクロール２０及びバレル２３により発揮される材料の送出能力、混練能力について説明する。【００４３】  先に、スクロール溝２１の外側の溝部分の体積（Ｖ１）がこれに隣接する内側の溝部分の体積（Ｖ２）以下であり、好ましくは両体積の差ができるだけ小さいものであると説明したが、これは以下の理由による。【００４４】  スクロール溝２１を規定する壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃ（図１１（ａ）参照）はこれに接する材料との摩擦が小さくなるように、バレル面２７に比べて、相対的に平滑であるようにされている。より詳細には、スクロール溝２１の壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃはほぼ鏡面仕上げされている。他方、バレル面２７は、材料とバレル２３との間に大きな摩擦力が作用するように、鏡面仕上げされていない。これによれば、スクロール２０が回転するとき、スクロール２０とバレル２３との間の材料は、スクロール２０に比べてバレル２３から大きな摩擦力を受けているため、材料はスクロール２０の回転に従動することなく、すなわちスクロール２０と供回りをすることなく、スクロール溝２１の壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃを滑る。スクロール２０の回転の間、材料は、スクロール溝２１の壁面から回転軸線Ｋに向けて力を受ける。【００４５】  図８はスクロール２０及びバレル２３によるこのような材料の送出作用を説明する図であり、図８（ａ）に示す状態から矢印Ｔの方向にスクロール２０が１８０度回転すると、図８（ｂ）に示す状態となり、さらに１８０度回転して図８（ｃ）に示す状態となる。このとき、材料はＺ１→Ｚ２→Ｚ３と回転軸線Ｋに向かって送込まれる。図８における矢印Ｐは、このようにして送り込まれる材料の理想的な軌跡を示している。【００４６】  ところで、図９に示すように、従来のスクロールに形成された螺旋溝はアルキメデス渦巻であり、その外側の溝部分の体積Ｖ１がこれに隣接する内側の溝部分の体積Ｖ２より大きい（Ｖ１＞Ｖ２）。このため、スクロール２０を１回転させても、前記外側の溝部分の材料を全て前記内側の溝部分に送り込むことができない。これに対し、本発明に係るスクロール２０のスクロール溝２１にあっては、図１０に示すように、また前記したように、外側の溝部分の体積Ｖ１がこれに隣接する内側の溝部分の体積Ｖ２以下とされている（Ｖ１≦Ｖ２）。このことから、前記外側の溝部分の材料の全てを前記内側の溝部分に送り込むことができる。なお、図９及び図１０には、説明の便宜上、外側の溝部分の体積Ｖ１とこれに隣接する内側の溝部分の体積Ｖ２とを１／４円の溝部分の体積として斜線を付して示した。【００４７】  本来、スクロール２０の回転により該スクロールのスクロール溝２１に沿って相対的に送られる材料に作用する圧力は、バレル２３の吐出口２５に近づくに従って上昇する。この圧力上昇は体積差Ｖ１−Ｖ２によって異なる。この圧力は材料が接する面からの抗力として表れるため、圧力上昇は材料とこれが接する面との間の摩擦力の増大として表れる。ところで、バレル面２７に接する材料は十分に溶融しているので粘度が小さく、このため前記圧力上昇による摩擦力の増大は少ない。これに対し、熱源であるバレル２３から離れた位置にある、スクロール溝２１の壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃに接する材料は十分に溶融していないので粘度が大きく、このため前記圧力上昇による摩擦力の増大は大きく、スクロール溝２１の壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃを材料が滑り難くなる。【００４８】  このようにスクロール溝２１の壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃに対する滑りが悪くなった材料は、スクロール２０に従動してスクロール２０と共に回転する。その結果スクロール溝２１が材料で詰まり、スクロール溝２１における材料の送出能力が低下する。【００４９】  本発明にあっては、スクロール溝２１の外側の溝部分の体積Ｖ１がこれに隣接する内側の溝部分の体積Ｖ２以下とされており、これが溝詰まり状態の発生を抑制する。スクロール溝２１は、具体的には、スクロール面２４において、回転軸線Ｋ上の点を原点とする極座標表示の式ｒ＝Ａθ１／Ｎ（Ｎは１より大きい実数）で与えられる曲線に沿って伸びる。ここで、ｒは原点から前記曲線上の点までの距離、Ａは定数、θは原点を通る任意の直線と、原点と前記曲線上の点を結ぶ直線とのなす角度である。【００５０】  例えば、図９に示す従来の溝の軌跡である渦巻きは、Ｎ＝１として上記式から得られたアルキメデス渦巻きからなる。この渦巻に沿って伸びる溝では、前記渦巻きの中心から２ターン目の溝部分の体積が３ターン目の溝部分の体積の半分である。これに対し、図１０に示す本発明に係るスクロール２０のスクロール溝２１の軌跡である渦巻きは、Ｎ＝２として上記式から得られた渦巻きである。この渦巻きに沿って伸びるスクロール溝２１の回転軸線Ｋから２ターン目の溝部分の体積は３ターン目の溝の体積と同じである。【００５１】  実験によれば、Ｎ＝２とした場合の方が、Ｎ＝１とした場合と比べて、２倍の可塑化量を得られることが確認された。このことから、Ｎを１より大きい実数に設定することにより、従来に比べて、スクロール２０による材料の送出能力の増大を図ることができる。【００５２】  なお、内側の溝部分の体積より外側の溝部分の体積が大きくなるように設定しても、吐出口２５が小さい（吐出口２５における流動抵抗が大きい）等の理由で前記圧力上昇が発生し、材料がスクロール２０に従動してスクロール２０と共に回転することがある。【００５３】  そこで、バレル面２７に接している十分に溶融した材料の一部については、これをスクロール溝２１から抜出すことにより前記圧力上昇を抑制することが望ましい。この材料の抜き出しを「中抜き」と言う。この中抜きのため、先に説明したように、バレル面２７に、少なくとも１つ、図示の例では複数のバレル溝２６を形成することができる。【００５４】  バレル溝２６は、図４に示すように、好ましくは、その先端部分でスクロール溝２１の接線と鋭角の角度α（α＜９０度）をなすように設定されている。これにより、材料がスクロール２０に従動して回転し始めると、その回転力により、材料がバレル溝２６に押し入る。【００５５】  材料がスクロール２０に従動して回転していないときでも、スクロール溝２１内において材料が受ける圧力は吐出口２５に近づくに従って上昇するので、スクロール溝２１の各ターン間で圧力差が発生しており、この圧力差に応じた量だけ中抜きすることが可能である。【００５６】  中抜きされる材料は、バレル２３に接して充分に溶融している材料であるため、容易にバレル溝２６を流れて吐出口２５に送出すことができる。中抜きされた材料が占めていた空間、即ち、バレル溝２６を介して送出された十分に可塑化した材料が占めていた空間は、その直後に受熱量が不足している材料により満たされるようになる。【００５７】  なお、バ���ル溝２６の体積は吐出口２５に近づくに従い大きくなっているので、中抜きされた材料がこのバレル溝２６内で詰まるような事態が抑制される。【００５８】  バレル溝２６を設けることにより、バレル２３の温度を必要以上に高く設定することなしに、効率的に材料を加熱しかつこれをバレル溝２６及び吐出口２５を通して、射出シリンダ１４に送り出すことができる。【００５９】  次に、このようなスクロール２０やバレル２３により可塑化能力が向上する理由について説明する。スクロール２０のスクロール溝２１を通しての材料の送出は、これまで説明したように、材料とバレル面２７との間に大きな摩擦力が働き、材料がスクロール溝２１の壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃを滑ることにより発現すると考えられる。【００６０】  図１１（ａ）は、このような状態におけるスクロール溝２１内の材料ｍを模式的に示した図である。図１１（ａ）に示すように、材料ｍとバレル面２７との間に摩擦力ｆ１が作用し、材料ｍとスクロール溝２１の外側（スクロール２０の周縁側）の側壁面２１ａとの間に摩擦力ｆ２が作用し、材料ｍとスクロール溝２１の内側（回転軸線Ｋの側）の側壁面２１ｂとの間に摩擦力ｆ３が作用し、材料ｍとスクロール溝２１の底壁面２１ｃとの間に摩擦力ｆ４がそれぞれ作用している。【００６１】  材料ｍは回転するスクロール２０に従動しないでスクロール２０に対してスクロール溝２１内を滑るとの前提において、ｆ１＞ｆ２＋ｆ３＋ｆ４が満たされている。摩擦力ｆ２，ｆ３，ｆ４が同じ方向（スクロール２０の回転方向）であるため、材料ｍがスクロール溝２１内を滑ることはｆ１＞ｆ２、ｆ１＞ｆ３，ｆ１＞ｆ４の条件が満たされていることである。【００６２】  また、摩擦力ｆ２，ｆ３は、それぞれの力が作用する面の角速度に依存するため、スクロール２０の回転軸線Ｋから遠いスクロール溝２１の外側の側壁面２１ａに作用する摩擦力ｆ２は内側の側壁面２１ｂに作用する摩擦力ｆ３より大きい。即ち、ｆ２＞ｆ３の関係が成り立つ。【００６３】  これらの力関係により、図１１（ｂ）に示すように、材料ｍには、ｆ１＞ｆ４の関係からＲ１の回転力が作用し、ｆ２＞ｆ３の関係からＲ２の回転力が作用し、回転力Ｒ１及びＲ２により、材料ｍは局部的に攪拌され、これにより混練される。【００６４】  この混練は、先の前提である材料ｍが回転するスクロール２０に従動しないことが条件となっているので、従動を規制する上述したスクロール２０及びバレル２３を用いることにより混練能力がより向上することが理解される。【００６５】  なお、材料ｍがスクロール２０に従動しないことは、スクロール２０の回転に伴い材料ｍが回転軸線Ｋ又はバレル２３の吐出口２５に向けて送り込まれることを意味する。このとき、材料ｍは、スクロール溝２１の外側の壁面２１ａから回転軸線Ｋに向けての力ｆ５を受け、バレル面２７からこれに対抗する力ｆ６を受ける。ｆ５とｆ６の作用点の違いから材料ｍにはＲ３の回転力が作用する。【００６６】  従って、このような高い送出能力及び混練能力を有するスクロール２０及びバレル２３を用いて材料を圧送する射出装置１６、可塑化装置１５及び射出成形機２を構成すれば、各装置を大型化することなく性能向上を達成す���ことが可能になる。例えば、射出成形機２では、このような圧送能力、混練能力が高まることにより、金型への短時間での材料供給が可能となり、これにより、成形能力が向上する。【００６７】  ところで、これまでの説明では、バレル２３は固定されているものとして説明したが、回転する構成であってもよい。即ち、材料はバレル面２７から大きな力を受けるので、スクロール２０とバレル２３とが回転していても回転速度に差があれば上述した作用効果が生じる。従って、スクロール２０が回転せずバレル２３のみが回転しても良く、スクロール２０とバレル２３とが同じ方向に異なる速度で回転し、または異なる方向に回転してもよい。また、材料は、加熱により溶融されるものとしたが、溶融されないパウダー及びバインダの混合物からなるものであってもよい。この場合には、バレル２３は加熱されない。さらに、スクロール２０及びバレル２３は、射出成形機２の一部としてではなく、独立して用いられる装置、例えば液体材料、粉体等のための混練装置や、樹脂材料、粉体等のための押出し装置に適用することができる。
【図１】
2007119533.tif 000003
【図２】
2007119533.tif 000004
【図３】
2007119533.tif 000005
【図４】
2007119533.tif 000006
【図５】
2007119533.tif 000007
【図６】
2007119533.tif 000008
【図７】
2007119533.tif 000009
【図８】
2007119533.tif 000010
【図９】
2007119533.tif 000011
【図１０】
2007119533.tif 000012
【図１１】
2007119533.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月10日(2008.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を送出及び/又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールのうちの前記スクロールであって、
前記スクロールは、前記バレルと相対する対向面に形成され前記回転軸線の周りに渦巻く複数ターンの溝を有し、
一のターンの溝部分の体積が該ターンの内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下である
ことを特徴とする、スクロール。
【請求項２】
前記溝は、式ｒ＝Ａθ１/Ｎで表される曲線に沿って伸び、ｒは前記回転軸線上の点を原点としたときの該原点から前記曲線上の点までの距離であり、Ａは定数であり、θは前記原点を通る直線と、前記原点から前記曲線上の点に伸びる直線とのなす角度であり、またＮは１より大きい実数である
ことを特徴とする、請求項１に記載のスクロール。
【請求項３】
材料を送出及び/又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールのうちの前記バレルであって、
前記スクロールは、前記バレルと相対する対向面に形成され前記回転軸線の周りに渦巻く複数ターンの溝を有し、
前記バレルは前記材料のための吐出口を有し、また前記スクロールと相対する対向面に形成され前記吐出口から伸びる少なくとも１つの溝を有し、
前記バレルの溝は、前記バレルの周縁からその吐出口に向けて漸増する幅寸法及び深さ寸法を有する
ことを特徴とする、バレル。
【請求項４】
前記バレルの溝は螺旋状に伸びる
ことを特徴とする、請求項３に記載のバレル。
【請求項５】
前記スクロールの溝の壁面が、前記バレルの対向面より平滑に形成されている
ことを特徴とする、請求項３に記載のバレル。
【請求項６】
前記スクロールの一のターンの溝部分の体積が該ターンの内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下である
ことを特徴とする、請求項３に記載のバレル。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のバレル又はスクロールを備える
ことを特徴とする、射出成形機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料を送出及び/又は混練するために用いられるバレル及びスクロール並びにこれらを備える射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば従来の射出成形機においては、加熱されたバレルとスクリューとの間に供給された樹脂等の材料を溶融し、混練した後、射出計量部を通して金型に射出することで製品の射出成形を行っている。
【０００３】
このスクリューは棒状体で、その周面上に螺旋溝が形成され、バレル内に回動可能に配置されている。材料は、スクリューの回転により螺旋溝内を該螺旋溝に沿って送出又は圧送され、この間にバレルの熱で材料が加熱され、溶融される。溶融された材料は圧送の間に撹拌され、これにより混練される。
【０００４】
ところで、スクリューの軸線方向長さを短くすることは困難であり、これが射出成形機の小型化を阻む大きな要因となっていた。
【０００５】
そこで、本出願人は、バレルと、軸線方向長さの短いスクリューであるスクロールとの組み合わせを提案した（特許文献１参照）。バレルとスクロールとは互いに相対して配置され、スクロールが回転軸線の周りに回転される。
【０００６】
スクロールには、バレルに相対する対向面に渦巻形の溝が形成されている。バレルとスクロールとの間に材料が供給され、スクロールの回転の間、材料がスクロールの溝内をこれに沿って圧送される。圧送の間、材料は、加熱されたバレルの熱で溶融する。溶融された材料は撹拌されて混練される。これによれば、従来のスクリューでは溝が軸線方向へ伸びるように形成されているためにその軸線方向長さを短くすることが困難であったのに対し、スクロールでは溝が回転軸線に垂直な面上に形成されているためにその軸線方向長さを短くすることができ、これにより射出成形機の小型化を図ることができる。
【特許文献１】特開２００５−３０６０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、射出成形機においては、熱溶融され、混練された材料の送出量（以下、可塑化量という）の増大を求める強いニーズがある。材料の送出量又は混練量の増大の要請は、射出成形機のほか、液体材料、粉体等のための混練装置や樹脂材料、粉体等のための押し出し装置等にもある。
【０００８】
このようなニーズを満たすために、スクロールの回転速度を上げることが考えられる。しかし、これにはスクロールを回転させるための駆動源の大型化を招き、これは射出成型機等の小型化に反する。そこで、本発明の第１の目的は、スクロールを回転駆動するための駆動源の大型化を伴うことなく材料の可塑化量、又は送出量若しくは混練量を増大させることにある。また、
【０００９】
また、可塑化能力は高いことが望ましい。このためには、バレルの温度を高くすることが考えられる。しかし、所定の体積を持つ材料を短時間に一様に加熱して同時に溶融させることは不可能であり、実際にはバレルに接している材料から、バレルから離れている材料へと順次加熱されて溶融される。したがって、バレルから離れている材料が溶融するときは、バレルに接している材料の温度は溶融温度以上となり、かかる部分の材料が熱劣化を起こす不都合がある。そこで、本発明の第２の目的は材料の熱劣化を生じさせることなしに、可塑化能力を向上させることにある。
【００１０】
本発明の第３の目的は、このようなバレル及びスクロールを用いた射出成形能力の高い射出成形機等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（請求項１に記載の発明の特徴）
請求項１に記載の発明は、材料を送出及び/又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールのうちの前記スクロールに係り、前記スクロールが、前記バレルと相対する対向面に形成され前記回転軸線の周りに渦巻く複数ターンの溝を有し、一のターンの溝部分の体積が該ターンの内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下であることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、バレル又はスクロールが回転軸線の周りに回転されるとき、前記バレル及びスクロール間に供給された材料は前記スクロールの溝内をその外側のターンからその内側のターンに向けて相対的に送られる。この間、前記バレルに接する材料はこの間に熱溶融され、また送出、混練され、これにより可塑化される。熱溶融の必要のない材料にあっては、この間に送出され混練される。本発明にあっては、前記一のターンの溝部分の体積がその内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下であることから、材料は前記溝内をその外側のターンからその内側のターンへ、詰まることなく、整然とスムーズに移動することができる。このことから、より多くの材料を前記溝に通すことができる。このため、材料の可塑化量の増大を図るのに、前記スクロールの回転速度の増大及びこれに伴う前記スクロールのための駆動源の大型化を必要としない。
【００１３】
（請求項２に記載の発明の特徴）
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成要素を備えた上で、前記溝が、式ｒ＝Ａθ１/Ｎで表される曲線に沿って伸びることを特徴とする。ここにおいて、ｒは前記回転軸線上の点を原点としたときの該原点から前記曲線上の点までの距離であり、Ａは定数であり、θは前記原点を通る直線と、前記原点から前記曲線上の点に伸びる直線とのなす角度であり、またＮは１より大きい実数である。
【００１４】
本発明によれば、前記溝が式ｒ＝Ａθ１/Ｎ（Ｎ＞１）で表される曲線に沿って伸びるものとすることにより、前記したスクロールの溝について、その外側のターンの溝部分の体積が内側のターンの溝部分の体積以下であるという関係を有するものとすることができる。
【００１５】
（請求項３に記載の発明）
請求項３に記載の発明は、材料を送出及び/又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールのうちの前記バレルに係り、前記スクロールが、前記バレルと相対する対向面に形成され前記回転軸線の周りに渦巻く複数ターンの溝を有し、前記バレルが前記材料のための吐出口を有し、また前記スクロールと相対する対向面に形成され前記吐出口から伸びる少なくとも１つの溝を有し、前記バレルの溝が、前記バレルの周縁からその吐出口に向けて漸増する幅寸法及び深さ寸法を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、バレル又はスクロールが回転軸線の周りに回転されるとき、前記バレル及びスクロール間に供給された材料は前記スクロールの溝内をその外側のターンからその内側のターンに向けて送られ、この間、前記バレルに接する材料は熱溶融され、また混練される。本発明にあっては、前記バレルが材料のための吐出口を有し、また前記スクロールと相対する対向面に前記吐出口から伸びる少なくとも１つの溝を有することから、前記スクロールの溝を送られる間に熱溶融及び混練される材料のうち、前記バレルに接して充分な溶融状態にある材料については前記バレルの溝を通してその吐出口に送り出される。次いで前記バレルに接する材料もまた溶融状態に至り、前記バレルの溝を通して前記吐出口に送り出される。このことから、材料の熱劣化を生じさせることなしに、可塑化された材料を前記バレル及びスクロール間からこれらの外部に送り出すことができ、これにより、前記バレル及びスクロールにおける可塑化能力の向上を図ることができる。また、バレルの溝の幅寸法及び深さ寸法が、前記バレルの吐出口に向けて漸増することから、前記バレルの溝を流れる材料の滞りを防止し、前記材料を前記吐出口に向けてよりスムーズに送り出すことができる。
【００１７】
（請求項４に記載の発明）
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明の構成要素を備えた上で、前記バレルの溝が螺旋状に伸びることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、前記バレルの溝を螺旋状に伸びるものとし、前記スクロールを例えば前記バレルの溝の伸張方向と反対の方向に回転させるときは、例えば前記バレルの溝が放射方向へ直線的に伸びる場合と比べて、前記スクロールの溝内からより多くの熱溶融した材料を受け入れることができる。
【００１９】
（請求項５に記載の発明）
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明の構成要素を備えた上で、前記スクロールの溝の壁面が、前記バレルの対向面より平滑に形成されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、前記スクロールの溝の壁面が、前記バレルの対向面より平滑に形成されていることから、前記スクロールの溝内の材料は、前記バレルに対する摩擦力及び前記スクロールの溝の壁面に対する摩擦力の相違により、前記スクロールと供回りすることなく、回転する前記スクロールの溝から案内作用を受けて前記溝内を前記回転軸線に向けて移動される。この間に前記材料は熱溶融され、混練される。
【００２１】
（請求項６に記載の発明）
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の発明の構成要素を備えた上で、前記スクロールの一のターンの溝部分の体積が該ターンの内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下であることを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、バレル又はスクロールが回転軸線の周りに回転されるとき、前記バレル及びスクロール間に供給された材料は前記スクロールの溝内をその外側のターンからその内側のターンに向けて相対的に送られる。この間、前記バレルに接する材料はこの間に熱溶融され、また混練され、これにより可塑化される。前記一のターンの溝部分の体積はその内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下であることから、材料は前記溝内をその外側のターンからその内側のターンへ、詰まることなく、整然とスムーズに移動することができる。このことから、より多くの材料を前記溝に通すことができる。
【００２３】
（請求項７に記載の発明）
請求項７に記載の発明は、射出成形機に係り、請求項１〜５のいずれか１項に記載のバレル又はスクロールを備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、 前記バレル又はスクロールにおける材料の可塑化量の増大を図ることができることから、射出成形機の射出成形能力の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、スクロールを回転駆動するための駆動源の大型化を伴うことなく材料の可塑化量を増大させることができる。また材料の熱劣化を生じさせることなしに、バレル及びスクロールの可塑化能力を向上させることができる。さらに、このようなバレル及びスクロールを用いることにより射出成形能力の高い射出成形機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。なお、本明細書では、熱溶融され又はさらに混練された樹脂等の材料と後記バレル２３との間に働く力や材料と、後記スクロール溝２１との間に働く力とを摩擦力と総称するが、当該摩擦力には粘性による粘着力等の力も含まれる概念である。
【００２７】
図１は後記スクロール２０の平面図、図２はスクロール２０の斜視図である。また、図３はバレル２３の平面図、図４はスクロール２０をバレル２３に重ねた際にスクロール２０を透かして見たバレル２３の平面図、図５は図４の線Ｂ−Ｂに沿って得た断面図、図６は、これらのスクロール２０及びバレル２３を用いた射出成形機２の断面図である。
【００２８】
図６を参照すると、射出成形機２は、可動金型１１と固定金型１２とを備える。両金型１１，１２の突合せ面間には、可塑化された材料すなわち熱溶融及び混練がされた材料が射出される空間であるキャビティＣが形成されている。また、射出成形機２は、材料を加熱して溶融させると共にスクロール２０と共同して当該材料を混練し、この材料をバレル２３に形成された射出シリンダ１４に送出する可塑化装置１５と、射出シリンダ１４内の可塑化された材料をキャビティＣに射出する射出装置１６と、金型１１，１２の型開閉を行う型締装置１７とを備える。射出装置１６は、射出シリンダ１４内に配置されたピストン１８を備え、ピストン１８はモータのような駆動源９により駆動される。また、型締装置１７における金型１１，１２の開閉操作は、モータのような駆動源１０を操作することにより行われる。
【００２９】
射出成形機２の射出成形能力を規定する要因として、可塑化装置１５から射出シリンダ１４へ送出することができる可塑化された材料の量（可塑化量）があり、かかる可塑化量を向上させることにより射出成形機２の射出成形能力の向上が図られる。
【００３０】
可塑化装置１５は、互いに相対するバレル２３及びスクロール２０を有する。バレル２３とスクロール２０とは微少のクリアランスで近接配置されている。スクロール２０はモータのような駆動源１９により、バレル２３及びスクロール２０の軸線を通る回転軸線Ｋ（図１、図２及び図５参照）の周りに回転駆動される。
【００３１】
図５に示すように、バレル２３及びスクロール２０はそれぞれ扁平な円柱体の外観を有する。図１及び図２に示すように、スクロール２０は、バレル２３に相対する対向面であるその一方の端面（回転軸線Ｋに垂直な面、以下この面を「スクロール面」という。）２４に形成された複数ターンの溝（以下「スクロール溝」という。）２１を有する。材料はスクロール溝２１に通され、スクロール溝２１を通る間に可塑化すなわち熱溶融及び混練されされる。スクロール溝２１は、スクロール２０の周縁２２から回転軸線Ｋの周りを渦巻くように伸びている。図１に示す例においては、ほぼ２．５ターンのスクロール溝２１を持つスクロール２０が例示されているが、本発明はかかるターン数により限定を受けるものではない。
【００３２】
スクロール面２４は、図５に示すように、回転軸線Ｋ上に頂点を持ち、頂角θがθ＝１７４度〜１７６度である凹状の円錐面からなるものとすることができる。この形状に対応して、バレル２３の一方の端面すなわちスクロール２０に相対する対向面（以下「バレル面」という。）２７が凸状の円錐面からなるものとされている。スクロール面２４及びバレル面２７の凹凸関係は逆であってもよい。なお、スクロール２０の外観は扁平な円柱体に限定されるものではなく、従来用いられている円錐状のスクリューであっても良い。
【００３３】
図２に示すように、スクロール２０には、さらに、その側面３０に開放する溝２９が設けられている。この溝２９は、スクロール２０の周縁２２においてスクロール溝２１に連通している。溝２９は、材料をスクロール溝２１に掻込むための掻込溝をなし、溝２９に供給された材料が溝２９からスクロール溝２１へと案内される。
【００３４】
スクロール溝２１は、その任意の１つのターンの溝部分（外側の溝部分）の体積（Ｖ１、図１０参照）が、前記外側の溝部分の内側に隣接する他のターンの溝部分（内側の溝部分）の体積（Ｖ２、図１０参照）以下、すなわち前記外側の溝部分の体積（Ｖ１）が前記内側の溝部分の体積（Ｖ２）と同じであるか、又は前記外側の溝部分の体積（Ｖ１）が前記内側の溝部分の体積（Ｖ２）より小さいものに設定されている。ただし、前記外側の溝部分の体積（Ｖ１）と前記内側の溝部分の体積（Ｖ２）との差はできるだけ小さいことが好ましい。
【００３５】
また、バレル２３には電気ヒータ（図示せず）が内蔵されている。また、図３〜図５に示すように、バレル２３は、スクロール２０のスクロール溝２１を経る間に可塑化された材料のための吐出口２５を有する。バレル２３を貫通する吐出口２５は、回転軸線Ｋ（図５）と同軸に設けられている。また、バレル２３には、金型１１，１２が規定するキャビティＣへの可塑化された材料の射出のため、可塑化された材料を貯留する射出シリンダ１４が設けられている。射出シリンダ１４はバレル２３の吐出口２５からその放射方向へ伸びバレル１４の周縁２８に開放している。
【００３６】
バレル２３は、好ましくは、そのバレル面２７に形成された複数の溝（以下「バレル溝」という。）２６を有する。バレル溝２６は吐出口２５からバレル２３の周縁２８に向けて、好ましくは螺旋状に伸びる。バレル溝２６は三角形、円弧形、矩形等の横断面形状を有する。また、バレル溝２６の数量は、これを複数とする図３及び図４に示す例に代えて、１とすることが可能である。
【００３７】
図７に示すように、バレル溝２６は吐出口２５に向けて漸増する幅Ｗを有し、また吐出口２５に向けて漸増する深さＤを有する。このことから、バレル溝２６は、その吐出口２５に近いところにおける断面積Ｓ１（又は体積）の方が吐出口２５から遠いところにおける断面積Ｓ２（又は体積）より大きい。これは後述するように、バレル溝２６を流動する材料が吐出口２５に向けてスムーズに流れるようにするためである。
【００３８】
次に、このようなスクロール２０及びバレル２３により発揮される材料の送出能力、混練能力について説明する。
【００３９】
先に、スクロール溝２１の外側の溝部分の体積（Ｖ１）がこれに隣接する内側の溝部分の体積（Ｖ２）以下であり、好ましくは両体積の差ができるだけ小さいものであると説明したが、これは以下の理由による。
【００４０】
スクロール溝２１を規定する壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃ（図１１（ａ）参照）はこれに接する材料との摩擦が小さくなるように、バレル面２７に比べて、相対的に平滑であるようにされている。より詳細には、スクロール溝２１の壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃはほぼ鏡面仕上げされている。他方、バレル面２７は、材料とバレル２３との間に大きな摩擦力が作用するように、鏡面仕上げされていない。これによれば、スクロール２０が回転するとき、スクロール２０とバレル２３との間の材料は、スクロール２０に比べてバレル２３から大きな摩擦力を受けているため、材料はスクロール２０の回転に従動することなく、すなわちスクロール２０と供回りをすることなく、スクロール溝２１の壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃを滑る。スクロール２０の回転の間、材料は、スクロール溝２１の壁面から回転軸線Ｋに向けて力を受ける。
【００４１】
図８はスクロール２０及びバレル２３によるこのような材料の送出作用を説明する図であり、図８（ａ）に示す状態から矢印Ｔの方向にスクロール２０が１８０度回転すると、図８（ｂ）に示す状態となり、さらに１８０度回転して図８（ｃ）に示す状態となる。このとき、材料はＺ１→Ｚ２→Ｚ３と回転軸Ｋに向かって送込まれる。図８における矢印Ｐは、このようにして送り込まれる材料の理想的な軌跡を示している。
【００４２】
ところで、図９に示すように、従来のスクロールに形成された螺旋溝はアルキメデス渦巻であり、その外側の溝部分の体積Ｖ１がこれに隣接する内側の溝部分の体積Ｖ２より大きい（Ｖ１＞Ｖ２）。このため、スクロール２０を１回転させても、前記外側の溝部分の材料を全て前記内側の溝部分に送り込むことができない。これに対し、本発明に係るスクロール２０のスクロール溝２１にあっては、図１０に示すように、また前記したように、外側の溝部分の体積Ｖ１がこれに隣接する内側の溝部分の体積Ｖ２以下とされている（Ｖ１≦Ｖ２）。このことから、前記外側の溝部分の材料の全てを前記内側の溝部分に送り込むことができる。なお、図９及び図１０には、説明の便宜上、外側の溝部分の体積Ｖ１とこれに隣接する内側の溝部分の体積Ｖ２とを１／４円の溝部分の体積として斜線を付して示した。
【００４３】
本来、スクロール２０の回転により該スクロールのスクロール溝２１に沿って相対的に送られる材料に作用する圧力は、バレル２３の吐出口２５に近づくに従って上昇する。この圧力上昇は体積差Ｖ１−Ｖ２によって異なる。この圧力は材料が接する面からの抗力として表れるため、圧力上昇は材料とこれが接する面との間の摩擦力の増大として表れる。ところで、バレル面２７に接する材料は十分に溶融しているので粘度が小さく、このため前記圧力上昇による摩擦力の増大は少ない。これに対し、熱源であるバレル２３から離れた位置にある、スクロール溝２１の壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃに接する材料は十分に溶融していないので粘度が大きく、このため前記圧力上昇による摩擦力の増大は大きく、スクロール溝２１の壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃを材料が滑り難くなる。
【００４４】
このようにスクロール溝２１の壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃに対する滑りが悪くなった材料は、スクロール２０に従動してスクロール２０と共に回転する。その結果スクロール溝２１が材料で詰まり、スクロール溝２１における材料の送出能力が低下する。
【００４５】
本発明にあっては、スクロール溝２１の外側の溝部分の体積Ｖ１がこれに隣接する内側の溝部分の体積Ｖ２以下とされており、これが溝詰まり状態の発生を抑制する。スクロール溝２１は、具体的には、スクロール面２４において、回転軸Ｋ上の点を原点とする極座標表示の式ｒ＝Ａθ１／Ｎ（Ｎは１より大きい実数）で与えられる曲線に沿って伸びる。ここで、ｒは原点から前記曲線上の点までの距離、Ａは定数、θは原点を通る任意の直線と、原点と前記曲線上の点を結ぶ直線とのなす角度である。
【００４６】
例えば、図９に示す従来の溝の軌跡である渦巻きは、Ｎ＝１として上記式から得られたアルキメデス渦巻きからなる。この渦巻に沿って伸びる溝では、前記渦巻きの中心から２ターン目の溝部分の体積が３ターン目の溝部分の体積の半分である。これに対し、図１０に示す本発明に係るスクロール２０のスクロール溝２１の軌跡である渦巻きは、Ｎ＝２として上記式から得られた渦巻きである。この渦巻きに沿って伸びるスクロール溝２１の回転軸線Ｋから２ターン目の溝部分の体積は３ターン目の溝の体積と同じである。
【００４７】
実験によれば、Ｎ＝２とした場合の方が、Ｎ＝１とした場合と比べて、２倍の可塑化量を得られることが確認された。このことから、Ｎを１より大きい実数に設定することにより、従来に比べて、スクロール２０による材料の送出能力の増大を図ることができる。
【００４８】
なお、内側の溝部分の体積より外側の溝部分の体積が大きくなるように設定しても、吐出口２５が小さい（吐出口２５における流動抵抗が大きい）等の理由で前記圧力上昇が発生し、材料がスクロール２０に従動してスクロール２０と共に回転することがある。
【００４９】
そこで、バレル面２７に接している十分に溶融した材料の一部については、これをスクロール溝２１から抜出すことにより前記圧力上昇を抑制することが望ましい。この材料の抜き出しを「中抜き」と言う。この中抜きのため、先に説明したように、バレル面２７に、少なくとも１つ、図示の例では複数のバレル溝２６を形成することができる。
【００５０】
バレル溝２６は、図４に示すように、好ましくは、その先端部分でスクロール溝２１の接線と鋭角の角度α（α＜９０度）をなすように設定されている。これにより、材料がスクロール２０に従動して回転し始めると、その回転力により、材料がバレル溝２６に押し入る。
【００５１】
材料がスクロール２０に従動して回転していないときでも、スクロール溝２１内において材料が受ける圧力は吐出口２５に近づくに従って上昇するので、スクロール溝２１の各ターン間で圧力差が発生しており、この圧力差に応じた量だけ中抜きすることが可能である。
【００５２】
中抜きされる材料は、バレル２３に接して充分に溶融している材料であるため、容易にバレル溝２６を流れて吐出口２５に送出すことができる。中抜きされた材料が占めていた空間、即ち、バレル溝２６を介して送出された十分に可塑化した材料が占めていた空間は、その直後に受熱量が不足している材料により満たされるようになる。
【００５３】
なお、バレル溝２６の体積は吐出口２５に近づくに従い大きくなっているので、中抜きされた材料がこのバレル溝２６内で詰まるような事態が抑制される。
【００５４】
バレル溝２６を設けることにより、バレル２３の温度を必要以上に高く設定することなしに、効率的に材料を加熱しかつこれをバレル溝２６及び吐出口２５を通して、射出シリンダ１４に送り出すことができる。
【００５５】
次に、このようなスクロール２０やバレル２３により可塑化能力が向上する理由について説明する。スクロール２０のスクロール溝２１を通しての材料の送出は、これまで説明したように、材料とバレル面２７との間に大きな摩擦力が働き、材料がスクロール溝２１の壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃを滑ることにより発現すると考えられる。
【００５６】
図１１（ａ）は、このような状態におけるスクロール溝２１内の材料ｍを模式的に示した図である。図１１（ａ）に示すように、材料ｍとバレル面２７との間に摩擦力ｆ１が作用し、材料ｍとスクロール溝２１の外側（スクロール２０の周縁側）の側壁面２１ａとの間に摩擦力ｆ２が作用し、材料ｍとスクロール溝２１の内側（回転軸線Ｋの側）の側壁面２１ｂとの間に摩擦力ｆ３が作用し、材料ｍとスクロール溝２１の底壁面２１ｃとの間に摩擦力ｆ４がそれぞれ作用している。
【００５７】
材料ｍは回転するスクロール２０に従動しないでスクロール２０に対してスクロール溝２１内を滑るとの前提において、ｆ１＞ｆ２＋ｆ３＋ｆ４が満たされている。摩擦力ｆ２，ｆ３，ｆ４が同じ方向（スクロール２０の回転方向）であるため、材料ｍがスクロール溝２１内を滑ることはｆ１＞ｆ２、ｆ１＞ｆ３，ｆ１＞ｆ４の条件が満たされていることである。
【００５８】
また、摩擦力ｆ２，ｆ３は、それぞれの力が作用する面の角速度に依存するため、スクロール２０の回転軸線Ｋから遠いスクロール溝２０の外側の側壁面２１ａに作用する摩擦力ｆ２は内側の側壁面２１ｂに作用する摩擦力ｆ３より大きい。即ち、ｆ２＞ｆ３の関係が成り立つ。
【００５９】
これらの力関係により、図１１（ｂ）に示すように、材料ｍには、ｆ１＞ｆ４の関係からＲ１の回転力が作用し、ｆ２＞ｆ３の関係からＲ２の回転力が作用し、回転力Ｒ１及びＲ２により、材料ｍは局部的に攪拌され、これにより混練される。
【００６０】
この混練は、先の前提である材料ｍが回転するスクロール２０に従動しないことが条件となっているので、従動を規制する上述したスクロール２０及びバレル２３を用いることにより混練能力がより向上することが理解される。
【００６１】
なお、材料ｍがスクロール２０に従動しないことは、スクロール２０の回転に伴い材料ｍが回転軸線Ｋ又はバレル２３の吐出口２５に向けて送り込まれることを意味する。このとき、材料ｍは、スクロール溝２１の外側の壁面２１ａから回転軸線Ｋに向けての力ｆ５を受け、バレル面２７からこれに対抗する力ｆ６を受ける。ｆ５とｆ６の作用点の違いから材料ｍにはＲ３の回転力が作用する。
【００６２】
従って、このような高い送出能力及び混練能力を有するスクロール２０及びバレル２３を用いて材料を圧送する射出装置１６、可塑化装置１５及び射出成形機２を構成すれば、各装置を大型化することなく性能向上を達成することが可能になる。例えば、射出成形機２では、このような圧送能力、混練能力が高まることにより、金型への短時間での材料供給が可能となり、これにより、成形能力が向上する。
【００６３】
ところで、これまでの説明では、バレル２３は固定されているものとして説明したが、回転する構成であってもよい。即ち、材料はバレル面２７から大きな力を受けるので、スクロール２０とバレル２３とが回転していても回転速度に差があれば上述した作用効果が生じる。従って、スクロール２０が回転せずバレル２３のみが回転しても良く、スクロール２０とバレル２３とが同じ方向に異なる速度で回転し、または異なる方向に回転してもよい。また、材料は、加熱により溶融されるものとしたが、溶融されないパウダー及びバインダの混合物からなるものであってもよい。この場合には、バレル２３は加熱されない。さらに、スクロール２０及びバレル２３は、射出成形機２の一部としてではなく、独立して用いられる装置、例えば液体材料、粉体等のための混練装置や、樹脂材料、粉体等のための押出し装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係るスクロールの平面図である。
【図２】図１に示すスクロールの斜視図である。
【図３】バレルの平面図である。
【図４】スクロールとバレルとを重ねた際のスクロールをと透視してみたバレルの平面図である。
【図５】図４の線Ｂ−Ｂに沿って得た断面図である。
【図６】射出成形機の断面図である。
【図７】バレル溝の詳細な模式図である。
【図８】（ａ）,（ｂ）及び（ｃ）は、スクロール溝における材料の移動を説明する図である。
【図９】従来用いられているアルキメデス渦巻きの形状を示す図である。
【図１０】本発明におけるスクロール溝の形状を示す図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、スクロール溝における材料の混練の原理を説明する図である。
【符号の説明】
【００６５】
２  射出成形機
１１  可動金型
１２  固定金型
１４  射出シリンダ
１５  可塑化装置
１６  射出装置
１７  型締装置
２０  スクロール
２１  スクロール溝
２２  スクロール溝を規定する壁面
２３  バレル
２４  スクロール面
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  スクロール溝の外側の側壁面、内側の側壁面及び底壁面
２５  吐出口
２６  バレル溝
２７  バレル面
【手続補正書】
【提出日】平成20年6月6日(2008.6.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を送出及び/又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールのうちの前記スクロールであって、
前記スクロールは、前記バレルと相対する対向面に形成され前記回転軸線の周りに渦巻く複数ターンの溝を有し、
一のターンの溝部分の体積が該ターンの内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下である
ことを特徴とする、スクロール。
【請求項２】
前記溝は、式ｒ＝Ａθ１/Ｎで表される曲線に沿って伸び、ｒは前記回転軸線上の点を原点としたときの該原点から前記曲線上の点までの距離であり、Ａは定数であり、θは前記原点を通る直線と、前記原点から前記曲線上の点に伸びる直線とのなす角度であり、またＮは１より大きい実数である
ことを特徴とする、請求項１に記載のスクロール。
【請求項３】
材料を送出及び/又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールのうちの前記バレルであって、
前記バレルは前記材料のための吐出口を有し、また前記スクロールと相対する対向面に形成され前記吐出口から伸びる少なくとも１つの溝を有し、
前記バレルの溝は、前記バレルの周縁からその吐出口に向けて漸増する幅寸法及び深さ寸法を有する
ことを特徴とする、バレル。
【請求項４】
前記バレルの溝は螺旋状に伸びる
ことを特徴とする、請求項３に記載のバレル。
【請求項５】
材料を送出及び/又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールであって、
前記スクロールは、前記バレルと相対する対向面に形成され前記回転軸線の周りに渦巻く複数ターンの溝を有し、
前記スクロールの溝の壁面は、前記バレルの対向面より平滑に形成されており、
前記バレルは前記材料のための吐出口を有し、また前記スクロールと相対する対向面に形成され前記吐出口から伸びる少なくとも１つの溝を有し、
前記バレルの溝は、前記バレルの周縁からその吐出口に向けて漸増する幅寸法及び深さ寸法を有する
ことを特徴とする、バレル及びスクロール。
【請求項６】
材料を送出及び/又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールのうちの前記バレルであって、
前記スクロールは、前記バレルと相対する対向面に形成され前記回転軸線の周りに渦巻く複数ターンの溝を有し、
前記スクロールの一のターンの溝部分の体積は該ターンの内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下であり、
前記バレルは前記材料のための吐出口を有し、また前記スクロールと相対する対向面に形成され前記吐出口から伸びる少なくとも１つの溝を有し、
前記バレルの溝は、前記バレルの周縁からその吐出口に向けて漸増する幅寸法及び深さ寸法を有する
ことを特徴とする、バレル及びスクロール。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のバレル又はスクロールを備える
ことを特徴とする、射出成形機。
【請求項８】
請求項５又は６に記載のバレル及びスクロールを備える
ことを特徴とする、射出成形機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料を送出及び/又は混練するために用いられるバレル及びスクロール並びにこれらを備える射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば従来の射出成形機においては、加熱されたバレルとスクリューとの間に供給された樹脂等の材料を溶融し、混練した後、射出計量部を通して金型に射出することで製品の射出成形を行っている。
【０００３】
このスクリューは棒状体で、その周面上に螺旋溝が形成され、バレル内に回動可能に配置されている。材料は、スクリューの回転により螺旋溝内を該螺旋溝に沿って送出又は圧送され、この間にバレルの熱で材料が加熱され、溶融される。溶融された材料は圧送の間に撹拌され、これにより混練される。
【０００４】
ところで、スクリューの軸線方向長さを短くすることは困難であり、これが射出成形機の小型化を阻む大きな要因となっていた。
【０００５】
そこで、本出願人は、バレルと、軸線方向長さの短いスクリューであるスクロールとの組み合わせを提案した（特許文献１参照）。バレルとスクロールとは互いに相対して配置され、スクロールが回転軸線の周りに回転される。
【０００６】
スクロールには、バレルに相対する対向面に渦巻形の溝が形成されている。バレルとスクロールとの間に材料が供給され、スクロールの回転の間、材料がスクロールの溝内をこれに沿って圧送される。圧送の間、材料は、加熱されたバレルの熱で溶融する。溶融された材料は撹拌されて混練される。これによれば、従来のスクリューでは溝が軸線方向へ伸びるように形成されているためにその軸線方向長さを短くすることが困難であったのに対し、スクロールでは溝が回転軸線に垂直な面上に形成されているためにその軸線方向長さを短くすることができ、これにより射出成形機の小型化を図ることができる。
【特許文献１】特開２００５−３０６０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、射出成形機においては、熱溶融され、混練された材料の送出量（以下、可塑化量という）の増大を求める強いニーズがある。材料の送出量又は混練量の増大の要請は、射出成形機のほか、液体材料、粉体等のための混練装置や樹脂材料、粉体等のための押し出し装置等にもある。
【０００８】
このようなニーズを満たすために、スクロールの回転速度を上げることが考えられる。しかし、これにはスクロールを回転させるための駆動源の大型化を招き、これは射出成型機等の小型化に反する。そこで、本発明の第１の目的は、スクロールを回転駆動するための駆動源の大型化を伴うことなく材料の可塑化量、又は送出量若しくは混練量を増大させることにある。また、
【０００９】
また、可塑化能力は高いことが望ましい。このためには、バレルの温度を高くすることが考えられる。しかし、所定の体積を持つ材料を短時間に一様に加熱して同時に溶融させることは不可能であり、実際にはバレルに接している材料から、バレルから離れている材料へと順次加熱されて溶融される。したがって、バレルから離れている材料が溶融するときは、バレルに接している材料の温度は溶融温度以上となり、かかる部分の材料が熱劣化を起こす不都合がある。そこで、本発明の第２の目的は材料の熱劣化を生じさせることなしに、可塑化能力を向上させることにある。
【００１０】
本発明の第３の目的は、このようなバレル及びスクロールを用いた射出成形能力の高い射出成形機等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（請求項１に記載の発明の特徴）
請求項１に記載の発明は、材料を送出及び/又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールのうちの前記スクロールに係り、前記スクロールが、前記バレルと相対する対向面に形成され前記回転軸線の周りに渦巻く複数ターンの溝を有し、一のターンの溝部分の体積が該ターンの内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下であることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、バレル又はスクロールが回転軸線の周りに回転されるとき、前記バレル及びスクロール間に供給された材料は前記スクロールの溝内をその外側のターンからその内側のターンに向けて相対的に送られる。この間、前記バレルに接する材料はこの間に熱溶融され、また送出、混練され、これにより可塑化される。熱溶融の必要のない材料にあっては、この間に送出され混練される。本発明にあっては、前記一のターンの溝部分の体積がその内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下であることから、材料は前記溝内をその外側のターンからその内側のターンへ、詰まることなく、整然とスムーズに移動することができる。このことから、より多くの材料を前記溝に通すことができる。このため、材料の可塑化量の増大を図るのに、前記スクロールの回転速度の増大及びこれに伴う前記スクロールのための駆動源の大型化を必要としない。
【００１３】
（請求項２に記載の発明の特徴）
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成要素を備えた上で、前記溝が、式ｒ＝Ａθ１/Ｎで表される曲線に沿って伸びることを特徴とする。ここにおいて、ｒは前記回転軸線上の点を原点としたときの該原点から前記曲線上の点までの距離であり、Ａは定数であり、θは前記原点を通る直線と、前記原点から前記曲線上の点に伸びる直線とのなす角度であり、またＮは１より大きい実数である。
【００１４】
本発明によれば、前記溝が式ｒ＝Ａθ１/Ｎ（Ｎ＞１）で表される曲線に沿って伸びるものとすることにより、前記したスクロールの溝について、その外側のターンの溝部分の体積が内側のターンの溝部分の体積以下であるという関係を有するものとすることができる。
【００１５】
（請求項３に記載の発明の特徴）
請求項３に記載の発明は、材料を送出及び/又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールのうちの前記バレルに係り、前記バレルが前記材料のための吐出口を有し、また前記スクロールと相対する対向面に形成され前記吐出口から伸びる少なくとも１つの溝を有し、前記バレルの溝が、前記バレルの周縁からその吐出口に向けて漸増する幅寸法及び深さ寸法を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、バレル又はスクロールが回転軸線の周りに回転されるとき、前記バレル及びスクロール間に供給され、前記バレルに接する材料は熱溶融され、また混練される。本発明にあっては、前記バレルが材料のための吐出口を有し、また前記スクロールと相対する対向面に前記吐出口から伸びる少なくとも１つの溝を有することから、熱溶融及び混練される材料のうち、前記バレルに接して充分な溶融状態にある材料については前記バレルの溝を通してその吐出口に送り出される。次いで前記バレルに接する材料もまた溶融状態に至り、前記バレルの溝を通して前記吐出口に送り出される。このことから、材料の熱劣化を生じさせることなしに、可塑化された材料を前記バレル及びスクロール間からこれらの外部に送り出すことができ、これにより、前記バレル及びスクロールにおける可塑化能力の向上を図ることができる。また、バレルの溝の幅寸法及び深さ寸法が、前記バレルの吐出口に向けて漸増することから、前記バレルの溝を流れる材料の滞りを防止し、前記材料を前記吐出口に向けてよりスムーズに送り出すことができる。
【００１７】
（請求項４に記載の発明の特徴）
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明の構成要素を備えた上で、前記バレルの溝が螺旋状に伸びることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、前記バレルの溝を螺旋状に伸びるものとし、前記スクロールを例えば前記バレルの溝の伸張方向と反対の方向に回転させるときは、例えば前記バレルの溝が放射方向へ直線的に伸びる場合と比べて、より多くの熱溶融した材料を受け入れることができる。
【００１９】
（請求項５に記載の発明の特徴）
請求項５に記載の発明は、材料を送出及び/又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールに係り、前記スクロールが、前記バレルと相対する対向面に形成され前記回転軸線の周りに渦巻く複数ターンの溝を有し、前記スクロールの溝の壁面が、前記バレルの対向面より平滑に形成され、前記バレルが前記材料のための吐出口を有し、また前記スクロールと相対する対向面に形成され前記吐出口から伸びる少なくとも１つの溝を有し、前記バレルの溝が、前記バレルの周縁からその吐出口に向けて漸増する幅寸法及び深さ寸法を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、前記スクロールの溝の壁面が、前記バレルの対向面より平滑に形成されていることから、前記スクロールの溝内の材料は、前記バレルに対する摩擦力及び前記スクロールの溝の壁面に対する摩擦力の相違により、前記スクロールと供回りすることなく、回転する前記スクロールの溝から案内作用を受けて前記溝内を前記回転軸線に向けて移動される。この間に前記材料は熱溶融され、混練される。
【００２１】
（請求項６に記載の発明の特徴）
請求項６に記載の発明は、材料を送出及び/又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールに係り、前記スクロールは、前記バレルと相対する対向面に形成され前記回転軸線の周りに渦巻く複数ターンの溝を有し、前記スクロールの一のターンの溝部分の体積は該ターンの内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下であり、前記バレルは前記材料のための吐出口を有し、また前記スクロールと相対する対向面に形成され前記吐出口から伸びる少なくとも１つの溝を有し、前記バレルの溝は、前記バレルの周縁からその吐出口に向けて漸増する幅寸法及び深さ寸法を有することを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、バレル又はスクロールが回転軸線の周りに回転されるとき、前記バレル及びスクロール間に供給された材料は前記スクロールの溝内をその外側のターンからその内側のターンに向けて相対的に送られる。この間、前記バレルに接する材料はこの間に熱溶融され、また混練され、これにより可塑化される。前記一のターンの溝部分の体積はその内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下であることから、材料は前記溝内をその外側のターンからその内側のターンへ、詰まることなく、整然とスムーズに移動することができる。このことから、より多くの材料を前記溝に通すことができる。
【００２３】
（請求項７に記載の発明の特徴）
請求項７に記載の発明は、射出成形機に係り、請求項１〜４のいずれか１項に記載のバレル又はスクロールを備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、 前記バレル又はスクロールにおける材料の可塑化量の増大を図ることができることから、射出成形機の射出成形能力の向上を図ることができる。
【００２５】
（請求項８に記載の発明の特徴）
請求項８に記載の発明は、射出成形機に係り、請求項５及び６に記載のバレル及びスクロールを備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、 前記バレル及びスクロールにおける材料の可塑化量の増大を図ることができることから、射出成形機の射出成形能力の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、スクロールを回転駆動するための駆動源の大型化を伴うことなく材料の可塑化量を増大させることができる。また材料の熱劣化を生じさせることなしに、バレル及びスクロールの可塑化能力を向上させることができる。さらに、このようなバレル及びスクロールを用いることにより射出成形能力の高い射出成形機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。なお、本明細書では、熱溶融され又はさらに混練された樹脂等の材料と後記バレル２３との間に働く力や材料と、後記スクロール溝２１との間に働く力とを摩擦力と総称するが、当該摩擦力には粘性による粘着力等の力も含まれる概念である。
【００２９】
図１は後記スクロール２０の平面図、図２はスクロール２０の斜視図である。また、図３はバレル２３の平面図、図４はスクロール２０をバレル２３に重ねた際にスクロール２０を透かして見たバレル２３の平面図、図５は図４の線Ｂ−Ｂに沿って得た断面図、図６は、これらのスクロール２０及びバレル２３を用いた射出成形機２の断面図である。
【００３０】
図６を参照すると、射出成形機２は、可動金型１１と固定金型１２とを備える。両金型１１，１２の突合せ面間には、可塑化された材料すなわち熱溶融及び混練がされた材料が射出される空間であるキャビティＣが形成されている。また、射出成形機２は、材料を加熱して溶融させると共にスクロール２０と共同して当該材料を混練し、この材料をバレル２３に形成された射出シリンダ１４に送出する可塑化装置１５と、射出シリンダ１４内の可塑化された材料をキャビティＣに射出する射出装置１６と、金型１１，１２の型開閉を行う型締装置１７とを備える。射出装置１６は、射出シリンダ１４内に配置されたピストン１８を備え、ピストン１８はモータのような駆動源９により駆動される。また、型締装置１７における金型１１，１２の開閉操作は、モータのような駆動源１０を操作することにより行われる。
【００３１】
射出成形機２の射出成形能力を規定する要因として、可塑化装置１５から射出シリンダ１４へ送出することができる可塑化された材料の量（可塑化量）があり、かかる可塑化量を向上させることにより射出成形機２の射出成形能力の向上が図られる。
【００３２】
可塑化装置１５は、互いに相対するバレル２３及びスクロール２０を有する。バレル２３とスクロール２０とは微少のクリアランスで近接配置されている。スクロール２０はモータのような駆動源１９により、バレル２３及びスクロール２０の軸線を通る回転軸線Ｋ（図１、図２及び図５参照）の周りに回転駆動される。
【００３３】
図５に示すように、バレル２３及びスクロール２０はそれぞれ扁平な円柱体の外観を有する。図１及び図２に示すように、スクロール２０は、バレル２３に相対する対向面であるその一方の端面（回転軸線Ｋに垂直な面、以下この面を「スクロール面」という。）２４に形成された複数ターンの溝（以下「スクロール溝」という。）２１を有する。材料はスクロール溝２１に通され、スクロール溝２１を通る間に可塑化すなわち熱溶融及び混練される。スクロール溝２１は、スクロール２０の周縁２２から回転軸線Ｋの周りを渦巻くように伸びている。図１に示す例においては、ほぼ２．５ターンのスクロール溝２１を持つスクロール２０が例示されているが、本発明はかかるターン数により限定を受けるものではない。
【００３４】
スクロール面２４は、図５に示すように、回転軸線Ｋ上に頂点を持ち、頂角θがθ＝１７４度〜１７６度である凹状の円錐面からなるものとすることができる。この形状に対応して、バレル２３の一方の端面すなわちスクロール２０に相対する対向面（以下「バレル面」という。）２７が凸状の円錐面からなるものとされている。スクロール面２４及びバレル面２７の凹凸関係は逆であってもよい。なお、スクロール２０の外観は扁平な円柱体に限定されるものではなく、従来用いられている円錐状のスクリューであっても良い。
【００３５】
図２に示すように、スクロール２０には、さらに、その側面３０に開放する溝２９が設けられている。この溝２９は、スクロール２０の周縁２２においてスクロール溝２１に連通している。溝２９は、材料をスクロール溝２１に掻込むための掻込溝をなし、溝２９に供給された材料が溝２９からスクロール溝２１へと案内される。
【００３６】
スクロール溝２１は、その任意の１つのターンの溝部分（外側の溝部分）の体積（Ｖ１、図１０参照）が、前記外側の溝部分の内側に隣接する他のターンの溝部分（内側の溝部分）の体積（Ｖ２、図１０参照）以下、すなわち前記外側の溝部分の体積（Ｖ１）が前記内側の溝部分の体積（Ｖ２）と同じであるか、又は前記外側の溝部分の体積（Ｖ１）が前記内側の溝部分の体積（Ｖ２）より小さいものに設定されている。ただし、前記外側の溝部分の体積（Ｖ１）と前記内側の溝部分の体積（Ｖ２）との差はできるだけ小さいことが好ましい。
【００３７】
また、バレル２３には電気ヒータ（図示せず）が内蔵されている。また、図３〜図５に示すように、バレル２３は、スクロール２０のスクロール溝２１を経る間に可塑化された材料のための吐出口２５を有する。バレル２３を貫通する吐出口２５は、回転軸線Ｋ（図５）と同軸に設けられている。また、バレル２３には、金型１１，１２が規定するキャビティＣへの可塑化された材料の射出のため、可塑化された材料を貯留する射出シリンダ１４が設けられている。射出シリンダ１４はバレル２３の吐出口２５からその放射方向へ伸びバレル１４の周縁２８に開放している。
【００３８】
バレル２３は、好ましくは、そのバレル面２７に形成された複数の溝（以下「バレル溝」という。）２６を有する。バレル溝２６は吐出口２５からバレル２３の周縁２８に向けて、好ましくは螺旋状に伸びる。バレル溝２６は三角形、円弧形、矩形等の横断面形状を有する。また、バレル溝２６の数量は、これを複数とする図３及び図４に示す例に代えて、１とすることが可能である。
【００３９】
図７に示すように、バレル溝２６は吐出口２５に向けて漸増する幅Ｗを有し、また吐出口２５に向けて漸増する深さＤを有する。このことから、バレル溝２６は、その吐出口２５に近いところにおける断面積Ｓ１（又は体積）の方が吐出口２５から遠いところにおける断面積Ｓ２（又は体積）より大きい。これは後述するように、バレル溝２６を流動する材料が吐出口２５に向けてスムーズに流れるようにするためである。
【００４０】
次に、このようなスクロール２０及びバレル２３により発揮される材料の送出能力、混練能力について説明する。
【００４１】
先に、スクロール溝２１の外側の溝部分の体積（Ｖ１）がこれに隣接する内側の溝部分の体積（Ｖ２）以下であり、好ましくは両体積の差ができるだけ小さいものであると説明したが、これは以下の理由による。
【００４２】
スクロール溝２１を規定する壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃ（図１１（ａ）参照）はこれに接する材料との摩擦が小さくなるように、バレル面２７に比べて、相対的に平滑であるようにされている。より詳細には、スクロール溝２１の壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃはほぼ鏡面仕上げされている。他方、バレル面２７は、材料とバレル２３との間に大きな摩擦力が作用するように、鏡面仕上げされていない。これによれば、スクロール２０が回転するとき、スクロール２０とバレル２３との間の材料は、スクロール２０に比べてバレル２３から大きな摩擦力を受けているため、材料はスクロール２０の回転に従動することなく、すなわちスクロール２０と供回りをすることなく、スクロール溝２１の壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃを滑る。スクロール２０の回転の間、材料は、スクロール溝２１の壁面から回転軸線Ｋに向けて力を受ける。
【００４３】
図８はスクロール２０及びバレル２３によるこのような材料の送出作用を説明する図であり、図８（ａ）に示す状態から矢印Ｔの方向にスクロール２０が１８０度回転すると、図８（ｂ）に示す状態となり、さらに１８０度回転して図８（ｃ）に示す状態となる。このとき、材料はＺ１→Ｚ２→Ｚ３と回転軸Ｋに向かって送込まれる。図８における矢印Ｐは、このようにして送り込まれる材料の理想的な軌跡を示している。
【００４４】
ところで、図９に示すように、従来のスクロールに形成された螺旋溝はアルキメデス渦巻であり、その外側の溝部分の体積Ｖ１がこれに隣接する内側の溝部分の体積Ｖ２より大きい（Ｖ１＞Ｖ２）。このため、スクロール２０を１回転させても、前記外側の溝部分の材料を全て前記内側の溝部分に送り込むことができない。これに対し、本発明に係るスクロール２０のスクロール溝２１にあっては、図１０に示すように、また前記したように、外側の溝部分の体積Ｖ１がこれに隣接する内側の溝部分の体積Ｖ２以下とされている（Ｖ１≦Ｖ２）。このことから、前記外側の溝部分の材料の全てを前記内側の溝部分に送り込むことができる。なお、図９及び図１０には、説明の便宜上、外側の溝部分の体積Ｖ１とこれに隣接する内側の溝部分の体積Ｖ２とを１／４円の溝部分の体積として斜線を付して示した。
【００４５】
本来、スクロール２０の回転により該スクロールのスクロール溝２１に沿って相対的に送られる材料に作用する圧力は、バレル２３の吐出口２５に近づくに従って上昇する。この圧力上昇は体積差Ｖ１−Ｖ２によって異なる。この圧力は材料が接する面からの抗力として表れるため、圧力上昇は材料とこれが接する面との間の摩擦力の増大として表れる。ところで、バレル面２７に接する材料は十分に溶融しているので粘度が小さく、このため前記圧力上昇による摩擦力の増大は少ない。これに対し、熱源であるバレル２３から離れた位置にある、スクロール溝２１の壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃに接する材料は十分に溶融していないので粘度が大きく、このため前記圧力上昇による摩擦力の増大は大きく、スクロール溝２１の壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃを材料が滑り難くなる。
【００４６】
このようにスクロール溝２１の壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃに対する滑りが悪くなった材料は、スクロール２０に従動してスクロール２０と共に回転する。その結果スクロール溝２１が材料で詰まり、スクロール溝２１における材料の送出能力が低下する。
【００４７】
本発明にあっては、スクロール溝２１の外側の溝部分の体積Ｖ１がこれに隣接する内側の溝部分の体積Ｖ２以下とされており、これが溝詰まり状態の発生を抑制する。スクロール溝２１は、具体的には、スクロール面２４において、回転軸Ｋ上の点を原点とする極座標表示の式ｒ＝Ａθ１／Ｎ（Ｎは１より大きい実数）で与えられる曲線に沿って伸びる。ここで、ｒは原点から前記曲線上の点までの距離、Ａは定数、θは原点を通る任意の直線と、原点と前記曲線上の点を結ぶ直線とのなす角度である。
【００４８】
例えば、図９に示す従来の溝の軌跡である渦巻きは、Ｎ＝１として上記式から得られたアルキメデス渦巻きからなる。この渦巻に沿って伸びる溝では、前記渦巻きの中心から２ターン目の溝部分の体積が３ターン目の溝部分の体積の半分である。これに対し、図１０に示す本発明に係るスクロール２０のスクロール溝２１の軌跡である渦巻きは、Ｎ＝２として上記式から得られた渦巻きである。この渦巻きに沿って伸びるスクロール溝２１の回転軸線Ｋから２ターン目の溝部分の体積は３ターン目の溝の体積と同じである。
【００４９】
実験によれば、Ｎ＝２とした場合の方が、Ｎ＝１とした場合と比べて、２倍の可塑化量を得られることが確認された。このことから、Ｎを１より大きい実数に設定することにより、従来に比べて、スクロール２０による材料の送出能力の増大を図ることができる。
【００５０】
なお、内側の溝部分の体積より外側の溝部分の体積が大きくなるように設定しても、吐出口２５が小さい（吐出口２５における流動抵抗が大きい）等の理由で前記圧力上昇が発生し、材料がスクロール２０に従動してスクロール２０と共に回転することがある。
【００５１】
そこで、バレル面２７に接している十分に溶融した材料の一部については、これをスクロール溝２１から抜出すことにより前記圧力上昇を抑制することが望ましい。この材料の抜き出しを「中抜き」と言う。この中抜きのため、先に説明したように、バレル面２７に、少なくとも１つ、図示の例では複数のバレル溝２６を形成することができる。
【００５２】
バレル溝２６は、図４に示すように、好ましくは、その先端部分でスクロール溝２１の接線と鋭角の角度α（α＜９０度）をなすように設定されている。これにより、材料がスクロール２０に従動して回転し始めると、その回転力により、材料がバレル溝２６に押し入る。
【００５３】
材料がスクロール２０に従動して回転していないときでも、スクロール溝２１内において材料が受ける圧力は吐出口２５に近づくに従って上昇するので、スクロール溝２１の各ターン間で圧力差が発生しており、この圧力差に応じた量だけ中抜きすることが可能である。
【００５４】
中抜きされる材料は、バレル２３に接して充分に溶融している材料であるため、容易にバレル溝２６を流れて吐出口２５に送出すことができる。中抜きされた材料が占めていた空間、即ち、バレル溝２６を介して送出された十分に可塑化した材料が占めていた空間は、その直後に受熱量が不足している材料により満たされるようになる。
【００５５】
なお、バレル溝２６の体積は吐出口２５に近づくに従い大きくなっているので、中抜きされた材料がこのバレル溝２６内で詰まるような事態が抑制される。
【００５６】
バレル溝２６を設けることにより、バレル２３の温度を必要以上に高く設定することなしに、効率的に材料を加熱しかつこれをバレル溝２６及び吐出口２５を通して、射出シリンダ１４に送り出すことができる。
【００５７】
次に、このようなスクロール２０やバレル２３により可塑化能力が向上する理由について説明する。スクロール２０のスクロール溝２１を通しての材料の送出は、これまで説明したように、材料とバレル面２７との間に大きな摩擦力が働き、材料がスクロール溝２１の壁面２１ａ，２１ｂ，２１ｃを滑ることにより発現すると考えられる。
【００５８】
図１１（ａ）は、このような状態におけるスクロール溝２１内の材料ｍを模式的に示した図である。図１１（ａ）に示すように、材料ｍとバレル面２７との間に摩擦力ｆ１が作用し、材料ｍとスクロール溝２１の外側（スクロール２０の周縁側）の側壁面２１ａとの間に摩擦力ｆ２が作用し、材料ｍとスクロール溝２１の内側（回転軸線Ｋの側）の側壁面２１ｂとの間に摩擦力ｆ３が作用し、材料ｍとスクロール溝２１の底壁面２１ｃとの間に摩擦力ｆ４がそれぞれ作用している。
【００５９】
材料ｍは回転するスクロール２０に従動しないでスクロール２０に対してスクロール溝２１内を滑るとの前提において、ｆ１＞ｆ２＋ｆ３＋ｆ４が満たされている。摩擦力ｆ２，ｆ３，ｆ４が同じ方向（スクロール２０の回転方向）であるため、材料ｍがスクロール溝２１内を滑ることはｆ１＞ｆ２、ｆ１＞ｆ３，ｆ１＞ｆ４の条件が満たされていることである。
【００６０】
また、摩擦力ｆ２，ｆ３は、それぞれの力が作用する面の角速度に依存するため、スクロール２０の回転軸線Ｋから遠いスクロール溝２０の外側の側壁面２１ａに作用する摩擦力ｆ２は内側の側壁面２１ｂに作用する摩擦力ｆ３より大きい。即ち、ｆ２＞ｆ３の関係が成り立つ。
【００６１】
これらの力関係により、図１１（ｂ）に示すように、材料ｍには、ｆ１＞ｆ４の関係からＲ１の回転力が作用し、ｆ２＞ｆ３の関係からＲ２の回転力が作用し、回転力Ｒ１及びＲ２により、材料ｍは局部的に攪拌され、これにより混練される。
【００６２】
この混練は、先の前提である材料ｍが回転するスクロール２０に従動しないことが条件となっているので、従動を規制する上述したスクロール２０及びバレル２３を用いることにより混練能力がより向上することが理解される。
【００６３】
なお、材料ｍがスクロール２０に従動しないことは、スクロール２０の回転に伴い材料ｍが回転軸線Ｋ又はバレル２３の吐出口２５に向けて送り込まれることを意味する。このとき、材料ｍは、スクロール溝２１の外側の壁面２１ａから回転軸線Ｋに向けての力ｆ５を受け、バレル面２７からこれに対抗する力ｆ６を受ける。ｆ５とｆ６の作用点の違いから材料ｍにはＲ３の回転力が作用する。
【００６４】
従って、このような高い送出能力及び混練能力を有するスクロール２０及びバレル２３を用いて材料を圧送する射出装置１６、可塑化装置１５及び射出成形機２を構成すれば、各装置を大型化することなく性能向上を達成することが可能になる。例えば、射出成形機２では、このような圧送能力、混練能力が高まることにより、金型への短時間での材料供給が可能となり、これにより、成形能力が向上する。
【００６５】
ところで、これまでの説明では、バレル２３は固定されているものとして説明したが、回転する構成であってもよい。即ち、材料はバレル面２７から大きな力を受けるので、スクロール２０とバレル２３とが回転していても回転速度に差があれば上述した作用効果が生じる。従って、スクロール２０が回転せずバレル２３のみが回転しても良く、スクロール２０とバレル２３とが同じ方向に異なる速度で回転し、または異なる方向に回転してもよい。また、材料は、加熱により溶融されるものとしたが、溶融されないパウダー及びバインダの混合物からなるものであってもよい。この場合には、バレル２３は加熱されない。さらに、スクロール２０及びバレル２３は、射出成形機２の一部としてではなく、独立して用いられる装置、例えば液体材料、粉体等のための混練装置や、樹脂材料、粉体等のための押出し装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係るスクロールの平面図である。
【図２】図１に示すスクロールの斜視図である。
【図３】バレルの平面図である。
【図４】スクロールとバレルとを重ねた際のスクロールを透視してみたバレルの平面図である。
【図５】図４の線Ｂ−Ｂに沿って得た断面図である。
【図６】射出成形機の断面図である。
【図７】バレル溝の詳細な模式図である。
【図８】（ａ）,（ｂ）及び（ｃ）は、スクロール溝における材料の移動を説明する図である。
【図９】従来用いられているアルキメデス渦巻きの形状を示す図である。
【図１０】本発明におけるスクロール溝の形状を示す図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、スクロール溝における材料の混練の原理を説明する図である。
【符号の説明】
【００６７】
２  射出成形機
１１  可動金型
１２  固定金型
１４  射出シリンダ
１５  可塑化装置
１６  射出装置
１７  型締装置
２０  スクロール
２１  スクロール溝
２２  スクロール溝を規定する壁面
２３  バレル
２４  スクロール面
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  スクロール溝の外側の側壁面、内側の側壁面及び底壁面
２５  吐出口
２６  バレル溝
２７  バレル面
【手続補正書】
【提出日】平成20年12月15日(2008.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を送出及び/又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールのうちの前記スクロールであって、
前記スクロールは、前記バレルと相対する対向面に形成され前記回転軸線の周りに渦巻く複数ターンの溝を有し、
一のターンの溝部分の体積が該ターンの内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下である
ことを特徴とする、スクロール。
【請求項２】
前記溝は、式ｒ＝Ａθ１/Ｎで表される曲線に沿って伸び、ｒは前記回転軸線上の点を原点としたときの該原点から前記曲線上の点までの距離であり、Ａは定数であり、θは前記原点を通る直線と、前記原点から前記曲線上の点に伸びる直線とのなす角度であり、またＮは１より大きい実数である
ことを特徴とする、請求項１に記載のスクロール。
【請求項３】
材料を送出及び/又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールのうちの前記バレルであって、
前記バレルは前記材料のための吐出口を有し、また前記スクロールと相対する対向面に形成され前記吐出口から伸びる少なくとも１つの溝を有し、
前記バレルの溝は、前記バレルの周縁からその吐出口に向けて漸増する幅寸法及び深さ寸法を有する
ことを特徴とする、バレル。
【請求項４】
前記バレルの溝は螺旋状に伸びる
ことを特徴とする、請求項３に記載のバレル。
【請求項５】
材料を送出及び/又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールであって、
前記スクロールは、前記バレルと相対する対向面に形成され前記回転軸線の周りに渦巻く複数ターンの溝を有し、
前記スクロールの溝の壁面は、前記バレルの対向面より平滑に形成されており、
前記バレルは前記材料のための吐出口を有し、また前記スクロールと相対する対向面に形成され前記吐出口から伸びる少なくとも１つの溝を有し、
前記バレルの溝は、前記バレルの周縁からその吐出口に向けて漸増する幅寸法及び深さ寸法を有する
ことを特徴とする、バレル及びスクロール。
【請求項６】
材料を送出及び/又は混練するために用いられる、互いに相対して配置されかつ少なくとも一方が回転軸線の周りに回転駆動されるバレル及びスクロールであって、
前記スクロールは、前記バレルと相対する対向面に形成され前記回転軸線の周りに渦巻く複数ターンの溝を有し、
前記スクロールの一のターンの溝部分の体積は該ターンの内側に隣接する他のターンの溝部分の体積以下であり、
前記バレルは前記材料のための吐出口を有し、また前記スクロールと相対する対向面に形成され前記吐出口から伸びる少なくとも１つの溝を有し、
前記バレルの溝は、前記バレルの周縁からその吐出口に向けて漸増する幅寸法及び深さ寸法を有する
ことを特徴とする、バレル及びスクロール。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のバレル又はスクロールを備える
ことを特徴とする、射出成形機。
【請求項８】
請求項５又は６に記載のバレル及びスクロールを備える
ことを特徴とする、射出成形機。
【国際調査報告】
2007119533.tif 000014
2007119533.tif 000015
2007119533.tif 000016
2007119533.tif 000017
2007119533.tif 000018
2007119533.tif 000019