(57)【要約】【課題】スクリューの基部に向かって移送される樹脂材料を好適に加熱筒の先端側に移送し、スクリューの基部に樹脂材料が目詰まりしたり、射出装置の基端から樹脂材料が飛散することを防止することを課題とする。【解決手段】本発明は、樹脂材料投入用の開口部２１を備えた加熱筒１６に、樹脂材料Ｐ１を移送する螺旋状の流路が形成されたスクリュー１６が挿入配置され、スクリュー１６を軸中心に回転させつつ開口部２１から投入された樹脂材料Ｐ１を移送及び溶融し、スクリュー１６を進出させて溶融樹脂Ｐ２を押し出す射出成形機１２の射出装置１０において、  流路は、加熱筒１５の先端側から開口部２１よりも基端側に亘って連続して設けられ、スクリュー１６が回転を開始する位置に挿入された際に、開口部２１から樹脂材料Ｐ１が充填され得る最も基端部寄りの下端位置から更に基端部側に１．５ピッチ以上形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料投入用の開口部を備えた加熱筒に、樹脂材料を移送する螺旋状の流路が形成されたスクリューが挿入配置され、前記スクリューを軸中心に回転させつつ前記開口部から投入された前記樹脂材料を移送及び溶融し、このスクリューを進出させて溶融樹脂を押し出す射出成形機の射出装置において、
前記流路は、前記加熱筒の先端側から前記開口部よりも基端側に亘って連続して設けられ、前記スクリューが回転を開始する位置に挿入された際に、前記開口部から前記樹脂材料が充填され得る最も基端部寄りの下端位置から更に基端部側に１．５ピッチ以上形成されていることを特徴とする射出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉状の樹脂材料の漏れを防止できる射出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形法によってプラスチック成形品を製造する場合、樹脂材料を混練溶融して金型内に射出する射出装置と、射出された溶融樹脂を型締めして固化する型締め装置とを有する射出成形機が用いられる。
射出装置は、内部を加熱するヒータを有する加熱筒と、軸体と螺旋状の突条とにより樹脂材料を移送する螺旋状の流路が形成されたスクリューとを備えている。
【０００３】
この射出装置は、樹脂材料を混練溶融するにあたり、加熱筒に挿入配置されたスクリューを軸中心に回転させ、加熱筒内に投入された粉状の樹脂材料を突条によって加熱筒の基端側から先端部に向けて混練しつつ押出し、その間に加熱筒によって樹脂材料を溶融して、溶融された樹脂材料を加熱筒内の先端部に貯留する。そして、加熱筒の先端部に溶融樹脂が溜まり始めると、先端部の溶融樹脂の圧力によりスクリューが基端部側に向かって回転しながら漸次後退する。射出装置は、スクリューが一定距離後退した時点で溶融樹脂が先端部に所定量溜められたことを検知し、スクリューの回転を止めてこのスクリューを前進させ溶融樹脂を射出する。
上記の射出装置において、スクリューの突条と加熱筒の内壁面及び円柱形状の基部と加熱筒の内周面とのクリアランスは、粉状の樹脂材料を目詰まりさせることなく加熱筒の先端方向に移動させるよう、最小限に設定されている。
【０００４】
しかしながら、樹脂材料の粒径がクリアランスよりも小さい場合、従来の射出装置によれば、スクリューが前進して溶融樹脂を射出する際に粉状の樹脂材料がスクリューの基部と加熱筒との間に入り込み、その後再びスクリューが回転を開始して前述したように後退を始めるため、粉状の樹脂材料が加熱筒の基端部に向けて漸次移送され、射出装置の基端部から漏れて飛散してしまうことがあった。かかる粉状の樹脂材料は、射出装置を設置した床面に落ちて床面を滑りやすくしてしまったり、モータ等の設備に入り込んで射出成形機の不具合を発生させたりすることがあった。また、粉状の樹脂材料が加熱筒から漏れることによる原料ロスにもなっていた。
上記の問題は、スクリューが前進した際に、粉状の樹脂材料が投入された位置近傍にスクリューの基部が到達してしまうとともに、突条によってスクリューの基部近傍に移送された粉状の樹脂材料を適切に先端側に送り出せないことにあった。
これに対し、従来の射出装置は、例えば下記特許文献１等に開示された解決手段を提案している。
図６に示すように、特許文献１に記載された射出装置のスクリュー１は、軸体２と突条３とからなる押出部４において、軸体２の基端部に軸体２の径が漸次拡大してテーパ部２ａが形成されているとともに、テーパ部２ａに連なるスクリュー１の基部５の周面にネジ部６よりなる粉状材料の送り部７が形成された構成とされており、この送り部７によってスクリュー１の基部５側に移動した粉状材料を加熱筒（不図示）の先端側に送るようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平６−７９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の射出装置のスクリュー１は、粉状材料の送り部７が設けられているものの、この粉状材料の送り部７と粉状材料を押出する押出部４との間にテーパ部２ａが設けられ、このテーパ部２ａには樹脂材料を送る手段がないため樹脂材料が固く詰まりやすくなっていた。また、送り部７は、テーパ部２ａの後方にある円柱状の基部５に突条３よりも突出高さが低くピッチが小さいネジ部６により形成されたものであるため、テーパ部２ａを経由して漸次詰め込まれる粉状材料を加熱筒の先端部に押し返すのに十分なものではなかった。
そこで、本発明は、スクリューの基部に向かって移送される樹脂材料を好適に加熱筒の先端側に移送し、スクリューの基部に樹脂材料が目詰まりしたり、射出装置の基端から樹脂材料が飛散することを防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、樹脂材料投入用の開口部を備えた加熱筒に、樹脂材料を移送する螺旋状の流路が形成されたスクリューが挿入配置され、前記スクリューを回転させつつ前記開口部から投入された前記樹脂材料を移送及び溶融し、このスクリューを進出させて溶融樹脂を押し出す射出成形機の射出装置において、前記流路は、前記スクリューの先端側から前記開口部よりも基端側に亘って連続して設けられ、前記スクリューが回転を開始する位置に挿入された際に、前記開口部から前記樹脂材料が充填され得る最も基端部寄りの下端位置から更に基端部側に１．５ピッチ以上形成されていることを特徴とする。
本発明では、前記開口部から前記樹脂材料が充填され得る最も基端部寄りの下端位置から更に基端部側に１．５ピッチ以上形成された流路に樹脂材料が入り込んでも、この樹脂材料を流路を形成する壁面によって加熱筒の先端側に確実に送り出し、スクリューの基端側方向に樹脂材料が移送されるのを防止することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る射出装置によれば、射出装置の基部から粉状の樹脂材料が漏れることを防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】は、本発明の一実施形態として示した射出装置を用いた射出成形機を示した一部側断面図である。
【図２】は、本発明の一実施形態として示した射出装置の一部を拡大して示した側断面図である。
【図３】は、本発明の一実施形態として示した射出装置を作動させた状態を示す側断面図である。
【図４】は、本発明の一実施形態として示した射出装置を作動させた状態を示す側断面図である。
【図５】は、本発明の一実施形態として示した射出装置を作動させた状態を示す側断面図である。
【図６】は、従来の射出装置のスクリューを示した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態である射出装置１０及び型締め装置１１を備えた射出成形機１２を示した側断面図である。
図１に示すように、射出装置１０は、型締め装置１１に設けられた金型１３に当接させて溶融樹脂Ｐ２を金型１３内に射出するものであり、型締め装置１１に対して近接及び離間可能に設けられたハウジング１４と、ハウジング１４の側面から型締め装置１１に向かって突出するように設けられた加熱筒１５と、加熱筒１５内で軸中心に回転し及び軸線Ｌ方向に往復移動可能に挿入配置されたスクリュー１６と、スクリュー１６を回転及び往復移動させるモータ部１７と、ハウジング１４及びモータ部１７を載置する基台１８とを備えている。
【００１１】
加熱筒１５は、先端にノズル１９が設けられた筒状体２０により形成されている。筒状体２０の後端側上部には、粉状の樹脂材料Ｐ１投入用の開口部２１が形成され、この開口部２１に連通するホッパー２２が設けられている。筒状体２０の開口部２１よりも先端側の壁部には、ヒータ２３，２３・・と温度検出器２４，２４・・とが軸線Ｌ方向に所定の間隔をおいて複数設けられており、開口部２１から投入された粉状の樹脂材料Ｐ１を溶融できるようになっている。
筒状体２０の基端部は、筒状体２０と軸線Ｌを共通にする貫通口２５を有するハウジング１４の端面に固定されている。ハウジング１４の貫通孔２５の基端側から加熱筒１５内に向かってスクリュー１６が軸線Ｌ方向に前進及び後退自在に挿入配置されている。
【００１２】
図２に示すように、スクリュー１６は、円柱形の軸体３０の周面３０ａに螺旋状の突条３１が形成され、この軸体３０の周面３０ａと突条３１とによって樹脂材料Ｐ１，Ｐ２を流動させる流路３２が形成されたものである。スクリュー１６の先端部３３は平滑な面を有する円錐形に形成され加熱筒１５の先端部に移送された溶融樹脂Ｐ２（図３参照）をノズル１９から射出できるようになっており、スクリュー１６の基部３４は平滑面を有する円柱形状に形成され、ハウジング１４のベアリング及び図１に示すモータ部１７に支持されている。
【００１３】
突条３１は、先端部３３の後端を始端３１Ａとし、スクリュー１６が回転を開始する挿入位置、すなわち可及的に加熱筒１５内に挿入された位置で、始端３１Ａから開口部２１よりも基端側に亘って形成されている。突条３１の終端３１Ｂは、加熱筒１５を軸線Ｌを含む鉛直な面で断面視し、加熱筒１５の内壁面の頂部と対向する突条３１を上端部４０とした場合に、開口部２１よりも基端部側に位置する最初の上端部４０Ｓを始点として、この上端部４０Ｓから基端側に１．５ピッチより僅かに基端寄りの位置とされている。そして、基部３４の先端側端面は、突条３１の先端側を向く側面が螺旋状に延在するよう形成されている。
【００１４】
突条３１及び軸体３０により形成された流路３２は、スクリュー１６の先端部３３の基端から開口部２１よりも基端側に亘って連続して螺旋状に設けられている。開口部２１の下方において、流路３２は、流路３２の下端を始点Ｍとし、始点Ｍから１ピッチ分（すなわち流路３２の１回転分）を１区間Ｃとした場合、スクリュー１６が加熱筒１５内に可及的に挿入された状態で、区間Ｃ１〜Ｃ３が開口部２１に跨って形成され、この区間Ｃ１〜Ｃ３において突条３１の上端部４０，４０間が開口部２１に掛かっている。従って、区間Ｃ１〜Ｃ３の流路３２内には、樹脂材料Ｐ１が開口部２１から直接に充填されるようになっている。
流路３２は、樹脂材料Ｐ１が充填され得る最も基端部寄りに位置する区間Ｃ３と区間Ｃ４との間の下端Ｍから更に基端部側に２ピッチ以上２．５ピッチ未満形成され区間Ｃ４，Ｃ５を形成しこれらの区間Ｃ４〜Ｃ５に粉状の樹脂材料Ｐ1が殆ど充填されないようになっている。
【００１５】
突条３１の頂面３１ｔの外径は、スクリュー１６を軸線Ｌ方向に視たときに、基部３４の周面３４ｔの内径と略同径になるように形成されている。また、スクリュー１６を加熱筒１５内に挿入した際に、スクリュー１６の突条３１の頂面３１ｔと加熱筒１５の内壁面１５ａとの間、及び基部３４の周面３４ｔと内壁面１５ａとの間が共に１ｍｍ以下のクリアランスをもって摺動可能に形成されている。
【００１６】
次に、射出装置１０の使用方法並びにその作用及び機能について説明する。
射出装置１０を使用する際には、図２に示すように、予めホッパー２２に粉状の樹脂材料Ｐ１を投入しておく。樹脂材料Ｐ１は、ポッパー２２に投入されると、開口部２１から突条３１に沿って流路３２内に流れ込み、区間Ｃの上部が開口部２１に連通した区間Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に堆積し充満する。
【００１７】
この状態で射出装置１０に電源を入れて図１に示すモータ１７を駆動すると、ヒータ２３，２３・・により加熱筒１５が漸次加温される。一方、スクリュー１６は、図３に示すように、スクリュー１６を軸線Ｌ方向先端に向かって視て右周り（矢印Ｘ方向）の回転を始め、矢印Ｙ方向に樹脂材料Ｐ１を移送する。
この際、図２に示す区間Ｃ３の下方（紙面奥側）に堆積された粉状の樹脂材料Ｐ１は、スクリュー１６の回転に伴って、図２、図３に示すように、区間Ｃ４内に漸次進入するが、樹脂材料Ｐ１を移送する突条３１の螺旋形状と同形状で形成され区間Ｃ４を形成している突条３１ｈにより先端方向に押出され、その進入は区間Ｃ４の半部（紙面手前側）以下に止められ、僅かに区間Ｃ５に入ることがあっても更に突条３１の螺旋形状と同形状で形成され区間Ｃ５を形成している突条３１ｋにより先端方向に押し出される。
【００１８】
更にスクリュー１６を回転させると、樹脂材料Ｐ１は、図３に示すように先端方向に移送されるに連れてヒータ２３により加温されて溶融樹脂Ｐ２となる。溶融した樹脂材料Ｐ２は、加熱筒１５内の先端部に漸次貯留され、図３，図４に示すように、先端部において漸次増量する樹脂材料Ｐ２の圧力に基づいて反力が生じ回転するスクリュー１６を基端側に向かって後退させる。
【００１９】
図４に示すように、スクリュー１６が一定距離基端側に移動した時点で、溶融樹脂Ｐ２は加熱筒１５内の先端部に所定量溜まった状態となるので、射出装置１０は、これを検知して図１に示すモータ１７の回転を止め、図５に示すように、スクリュー１６を先端方向に移動させて、溶融樹脂Ｐ２をノズル１９を介して図１に示す金型１３内に射出する。
この際、スクリュー１６は、可及的に加熱筒１５内に挿入された状態となるが、それまでのスクリュー１６の回転によって樹脂材料Ｐ１の進入は区間Ｃ４までに止められており、区間Ｃ５にも基部３４にも達していないため、スクリュー１６の回転及び前進により基部３４の周面３４ｔと加熱筒１５の内壁面１５ａとのクリアランスに樹脂材料Ｐ１が殆ど入り込むことがない。
【００２０】
その後、溶融樹脂Ｐ２は、図１に示す金型１３内で固められ、冷却された後に金型１３から取り外されて所定の形状の樹脂製品となる。
一方、樹脂材料Ｐ１は、再び開口部２１からその下方に位置する区間Ｃ１〜Ｃ３に落下するので、射出装置１０は、再度スクリュー１６の回転を開始することにより前述したように、繰り返し樹脂材料Ｐ１を加熱筒１５の先端部に送出し、溶融して射出する。
【００２１】
このように、射出装置１０によれば、スクリュー１６に、螺旋状の流路３２が開口部２１よりも基端側に亘って形成され、樹脂材料Ｐ１が開口部２１から直接に充填される区間Ｃ１〜Ｃ３よりも基端側に区間Ｃ４及び区間Ｃ５が連続して形成されているため、区間Ｃ３の下方（紙面奥側）に堆積した粉状の樹脂材料Ｐ１が、スクリュー１６の回転に伴って、図２に示すように、漸次区間Ｃ４内に進入することがあっても、樹脂材料Ｐ１を移送する区間Ｃ１〜Ｃ３に形成された突条３１と同形状の突条３１ｈにより、粉状の樹脂材料Ｐ１は先端方向に移送されて、その進入が区間Ｃ４の半部（紙面手前側）以下に止められ、区間Ｃ５及び基部３４の周面３４ｔに浸入するのを防止することができる。
また、区間Ｃ４の更に基端側には、区間Ｃ５が形成されているため、区間Ｃ４から区間Ｃ５に僅かに粉状の樹脂材料Ｐ１が入り込んだとしても、樹脂材料Ｐ１を移送する区間Ｃ１〜Ｃ３に形成された突条３１と同形状の区間Ｃ５を形成する突条３１ｋによって、樹脂材料Ｐ１が基部３４の周面３４ｔに浸入することを効果的に防止し、粉状の樹脂材料Ｐ１が射出装置１０の基部から漏れることにより発生する不都合を防止することができる。
【００２２】
上記の実施形態において、流路３２は、望ましい態様として開口部２１から樹脂材料Ｐ１が充填され得る最も基端部寄り（すなわち区間Ｃ３と区間Ｃ４との間）の下端位置Ｍから更に基端部側に２ピッチ以上２．５ピッチ未満の長さで形成し、開口部２１から樹脂材料Ｐ１が落下して堆積するＣ１〜Ｃ３よりも基端部側に区間Ｃ４及び区間Ｃ５を形成した構成としたが、前記基端部寄りの下端位置Ｍから基端側に１．５ピッチ以上２ピッチ未満、２ピッチ以上２．５ピッチ未満、２．５ピッチ以上３ピッチ未満、又は３ピッチ以上のいずれかに設定してもよい。流路３２の長さは、前記した各ピッチ設定のうちピッチ数が多い設定ほど前述した効果を高めることができる。
【符号の説明】
【００２３】
１０  射出装置
１２  射出成形機
１５  加熱筒
１６  スクリュー
２１  開口部
３０  軸体
３０ａ  周面
３２  流路
４０  上端部
３１  突条
Ｍ    下端位置
Ｐ１  樹脂材料
Ｐ２  溶融樹脂
【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５】
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【図６】
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