(57)【要約】【課題】水やタール状物が生成され難く、附着した水やタール状物を容易に除去することができるガス排気装置を提供する。【解決手段】減圧雰囲気で成形原料Ｍを可塑化し、加熱筒２７内で発生した水分やガスを吸引して大気へ放出するように構成した射出成形機１０における前記加熱筒２７の排気装置であって、前記成形原料Ｍが供給される前記加熱筒２７の上部開口３３の上方へ垂直に設けられた原料落下路３４内に、該原料落下路３４の上面開口部から脱着可能に垂設された吸引管２２を備えるとともに、該吸引管２２はその下端面近傍の側面に多数の吸引孔３５を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧雰囲気で成形原料を可塑化し、加熱筒内で発生した水分やガスを吸引して大気へ放出するように構成した射出成形機における加熱筒の排気装置であって、
前記成形原料が供給される前記加熱筒の上部開口の上方へ垂直に設けられた原料落下路内に、該原料落下路の上面開口部から脱着可能に垂設された吸引管を備えるとともに、該吸引管はその下端面近傍の側面に多数の吸引孔を有することを特徴とする射出成形機における加熱筒の排気装置。
【請求項２】
前記射出成形機は、前記原料落下路に原料搬送装置を備える請求項１に記載の射出成形機における加熱筒の排気装置。
【請求項３】
前記吸引管は、複数設けられる請求項１又は２に記載の射出成形機における加熱筒の排気装置。
【請求項４】
前記吸引管は、その下端面を開閉可能に封止される請求項１乃至３のいずれかの項に記載の射出成形機における加熱筒の排気装置。
【請求項５】
前記吸引管は、真空源と圧空源とに択一選択可能に接続される請求項１乃至４のいずれかの項に記載の射出成形機における加熱筒の排気装置。
【請求項６】
前記吸引孔は、前記吸引管中心軸下方に向けて傾斜して穿孔される請求項１乃至５のいずれかの項に記載の射出成形機における加熱筒の排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧雰囲気で成形原料を可塑化したときに発生する水分やガスを大気へ排気する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この技術分野においては、例えば特許文献１乃至特許文献３にその技術が開示されている。特許文献１は、材料供給ホッパの材料出口に連通して接続される上部体と、合成樹脂成形機の材料供給口に連通して接続される筒状下部体と、上部体に垂設され、かつ筒状下部体の材料通路内を臨む材料導入管とからなり、前記材料導入管は上部体にストローク長さを調節可能に設けるとともに、材料導入管と上部体と筒状下部体の内側壁とで囲まれた空間をガス抜き孔としている合成樹脂成形機用のガスや水分等の除去装置に関するものである。
【０００３】
また、特許文献２は、スクリュとケーシングとよりなる合成樹脂成形機の加熱シリンダの原料投入口に設置される樹脂原料の供給装置であって、ダンパー装置を有する原料貯留手段と、前記原料貯留手段からの原料を受けて前記原料投入口に供給する原料投入用筒部を有する自動供給装置と、前記原料投入用筒部内を吸引減圧する空気吸引源と、前記原料投入口に供給される樹脂原料が満杯とならず飢餓供給となるように前記自動供給装置の作動を制御するとともに、前記空気吸引源の作動を制御する制御手段を備えたものにおいて、前記自動供給装置は前記制御手段により、前記合成樹脂成形機の射出工程終了後、計量工程開始に連動して作動開始し、計量工程終了に連動して作動停止するように制御され、前記空気吸引源は計量工程終了に連動して作動開始し、次の樹脂原料の供給が開始される前に作動停止するように制御される合成樹脂成形機用樹脂原料の供給装置に関するものである。
【０００４】
さらに、特許文献３は、ホッパ内の樹脂原料をフイードスクリユによつて投入口より成形機に供給するようにした原料供給装置において、前記ホッパに静電気除去用エアの吹出部を設けるとともに、前記投入口下部に下向き開口を有するエア吸引部を設けた射出成形機における原料供給装置に関するものである。
【０００５】
このように、特許文献１及び特許文献２におけるガス抜き孔は、材料導入管と上部体と筒状下部体の内側壁とで囲まれた空間又は、原料投入用筒部の延長部分に設けられているので、加熱シリンダ内で発生した水分やガスは原料投入用筒部の内壁面に沿って流動し、ガス中に含有された水分やモノマー等が凝縮しタール状物となって原料投入用筒部の内壁面に附着する。このようなタール状物は、原料投入用筒部を通過する原料に附着したり、滴下し原料に混入して、成形品を汚染することになる。しかも、原料投入用筒部に附着したタール状物は、原料投入用筒部が分解掃除し難い構造であるため、容易に除去することができない。また、特許文献３におけるエア吸引部は、その開口を下向きにして投入口下部に設けられているので、吸引した水分やガスが凝縮してエア吸引部から加熱筒内へ滴下し、原料に混入して成形品を汚染することになる。そのうえ、エア吸引部は、投入口に固定的に組み込まれているので、分解掃除することが極めて困難である。
【特許文献１】実公平７−２１８２号公報
【特許文献２】特開２００６−３５４８９号公報
【特許文献３】実公平４−４０８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、水やタール状物が生成され難く、附着した水やタール状物を容易に除去することができるガス排気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、請求項１の発明は、減圧雰囲気で成形原料を可塑化し、加熱筒内で発生した水分やガスを吸引して大気へ放出するように構成した射出成形機における加熱筒の排気装置であって、前記成形原料が供給される前記加熱筒の上部開口の上方へ垂直に設けられた原料落下路内に、該原料落下路の上面開口部から脱着可能に垂設された吸引管を備えるとともに、該吸引管はその下端面近傍の側面に多数の吸引孔を有する射出成形機における加熱筒の排気装置に係る。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記射出成形機は、前記原料落下路に原料搬送装置を備える射出成形機における加熱筒の排気装置に係る。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記吸引管は、複数設けられる射出成形機における加熱筒の排気装置に係る。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの項において、前記吸引管は、その下端面を開閉可能に封止される射出成形機における加熱筒の排気装置に係る。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの項において、前記吸引管は、真空源と圧空源とに択一選択可能に接続される射出成形機における加熱筒の排気装置に係る。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１乃至６のいずれかの項において、前記吸引孔は、前記吸引管中心軸下方に向けて傾斜して穿孔される記載の射出成形機における加熱筒の排気装置に係る。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明は、減圧雰囲気で成形原料を可塑化し、加熱筒内で発生した水分やガスを吸引して大気へ放出するように構成した射出成形機における加熱筒の排気装置であって、前記成形原料が供給される前記加熱筒の上部開口の上方へ垂直に設けられた原料落下路内に、該原料落下路の上面開口部から脱着可能に垂設された吸引管を備えるとともに、該吸引管はその下端面近傍の側面に多数の吸引孔を有するので、排気装置に水やタール状物が生成され難く、排気装置に附着した水やタール状物を容易に除去することができる。
【００１４】
請求項２の発明は、前記射出成形機は、前記原料落下路に原料搬送装置を備えるので、水分やガスの吸引をより良好に行うことができる。
【００１５】
請求項３の発明は、前記吸引管は、複数設けられるので、水分やガスの吸引をより良好に行うことができる。
【００１６】
請求項４の発明は、前記吸引管は、その下端面を開閉可能に封止されるので、吸引管の清掃を容易かつ十分に行うことができる。
【００１７】
請求項５の発明は、前記吸引管は、真空源と圧空源とに択一選択可能に接続されるので、排気装置内を容易かつ十分に清掃することができる。
【００１８】
請求項６の発明は、前記吸引孔は、前記吸引管中心軸下方に向けて傾斜して穿孔されるので、吸引管から水やタール状物が滴下せず良好な成形品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明を実施する射出成形機の要部縦断面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図であり、図３は図２における吸引管の拡大断面図である。
【００２０】
図１，２に示す射出成形機１０は、原料供給装置１５に投入された成形原料Ｍを原料供給装置１５内の減圧状態を保持しつつ原料搬送装置２１へ供給し、原料搬送装置２１で搬送量が調節された成形原料Ｍ（Ｍ１）を原料落下路３４と上部開口３３を経由して加熱筒２７へ供給し、加熱筒２７とその内孔５３に往復動可能に嵌挿しスクリュ駆動手段３２で回転されるスクリュ２８とで成形原料Ｍ（Ｍ２）を可塑化して溶融材料とし、その溶融材料をスクリュ駆動手段３２で前進駆動されるスクリュ２８により図示しない型締装置で圧締された金型に射出して成形品を成形する。
【００２１】
原料供給装置１５は、ホッパ１２の上面にホッパ１１を積み上げたものであり、ホッパ１２とホッパ１１との間にシャッタ１３が開閉駆動手段１４で開閉自在に設けられている。ホッパ１２の下面開口部はＯリングを介して原料供給装置２１の上面に気密に固着されている。開閉駆動手段１４が前進してシャッタ１３がホッパ１２とホッパ１１との間を遮断しているときにホッパ１２とホッパ１１の内部を気密状態にするため、シャッタ１３は封止可能な摺動面を有している。ホッパ１１の上面には他のシャッタ（図示せず）がシャッタ１３と同様に設けられている。そして、シャッタ１３と他のシャッタとを交互に閉鎖するように開閉作動させることにより、シャッタ１３が開放したときでも、ホッパ１２内は気密が保たれるのである。このようにして、他のシャッタ上に投入された成形原料Ｍは、ホッパ１２内の減圧雰囲気が保持された状態で、シャッタ１３上を経由してホッパ１２の下面開口から原料搬送装置２１に供給される。なお、原料供給装置１５はシャッタを用いたもので例示したが、回転枡のような他の手段によるものであってもよい。
【００２２】
原料搬送装置２１は、搬送筒１９と、搬送筒１９上面に固着された天板１６と、搬送筒１９に両端を軸支され搬送筒１９の断面半円溝５０に配設されるフィードスクリュ１７と、搬送筒１９の端面に気密となるように固着されフィードスクリュ１７を回転させる回転駆動手段２０とからなる。搬送筒１９は、加熱筒２７を固着するハウジング２５の上面であって、加熱筒２７の上部開口３３に連通する垂直な縦穴５２の開口面に、中間取付け板２４を介して固着されている。この縦穴５２は、フィードスクリュ１７を配設する断面半円溝５０に直交して垂直に連通する貫通孔５１とともに原料落下路３４を形成している。そして、搬送筒１９における貫通孔５１の垂直上方に延長した部分に設けた天板１６の孔も貫通孔５１とする。また、天板１６と搬送筒１９との間、搬送筒１９と中間取付板２４との間、中間取付板２４とハウジング２５との間、及び、ハウジング２５と加熱筒２７との間にはＯリングが介挿され、加熱筒２７の端部とスクリュ２８の延長部２９との間にはＵパッキング３０が介挿されて、加熱筒２７の内孔５３に連通する空間が気密となるように構成されている。搬送筒１９の貫通孔５１部分の壁には、開口窓３６が穿孔され（図２に示す。）、開口窓３６には透明プラスチック板からなる蓋３７が気密に設けられている。これにより、成形原料Ｍの落下状況や水分・ガスの吸引状況が効果的に観測できる。なお、原料搬送装置２１は、必須のものではなく、原料落下路が形成されて、原料供給装置１５から原料落下路へ成形原料Ｍが直接供給できる通路が形成される構成であれば、備えなくてもよい。
【００２３】
原料落下路３４は、上記のように、貫通孔５１と、中間取付板２４と、縦穴５２とから形成され、その内径は下方のものほど大となるようにしている。原料落下路３４の上部開口である天板１６の貫通孔５１には、吸引管２２を固着した取付板２３がＯリングを介してボルトによって脱着自在に取付けられている。なお、図１に図示された開閉駆動手段１４は、取付板２３と吸引管２２の上方に設けられ、取付板２３と吸引管２２の抜出に支障を来たすように曲解される。しかしながら、この図示は、その便宜をはかるようになされたものであり、実施にあっては、開閉駆動手段１４は取付板２３と吸引管２２の上方ではない他の位置に設けられる。
【００２４】
吸引管２２は、図２に示すように、取付板２３に貫通して穿孔した連通路４９へ連通するように取付板２３の下面に垂設されている。吸引管２２は、原料搬送装置２１が設けられているときには、フィードスクリュ１７のスクリュ軸１８を挟むように複数設けられることが好ましい。原料搬送装置２１が設けられないときであっても、吸引管２２は、複数設けられることが、吸引孔３５の数を増加させ水分やガスの吸引を良好にする点で好ましい。
【００２５】
吸引管２２は、図３に示すように、パイプ５４の下端面をアダプタ３８とプラグ３９で封止し、下端面近傍に多数の吸引孔３５を穿孔したものである。パイプ５４は、その下端面がスクリュ２８の上部外周面の僅か上方となるように長さが設定されている。アダプタ３８は、パイプ５４の内径より僅か小さい外径と、プラグ３９の雄ネジと螺合する雌ネジ部と、雌ネジ部の上部に隣接するテーパー部とを有する管状物であり、パイプ５４の下端面に溶接される。アダプタ３８は、その雌ネジ部をパイプ５４の下端内径部に設けることが可能な程度にパイプ５４の肉厚が大きい場合には、省略することもできる。プラグ３９は、外周に雄ネジを有し、下端面にソケット孔４０を有する。そして、ソケット孔４０にソケットレンチを挿入して回転させれば、プラグ３９は容易に脱着可能である。プラグ３９は、耐久性の優位さでは金属製であることが好ましい。しかしながら、射出成形機１０の運転中にその振動等に起因してプラグ３９が緩み加熱筒２７内へ脱落する結果、加熱筒２７やスクリュ２８を著しく損傷させることがある。そのような事態を回避するため、プラグ３９はプラスチック製であることがより好ましい。なお、吸引管２２の封止機構はプラグ３９を用いたもので例示したが、パイプの下端外周に雄ネジを螺刻し、その雄ネジと螺合する雌ネジを有するキャップ状のもので構成してもよい。
【００２６】
吸引孔３５は、図３に示すように、吸引管２２の下端面から若干の距離を隔てた下部側面に集中して多数設けられる。吸引孔３５の孔径は、ペレット状の成形原料Ｍが通過できない程度のものとする。吸引孔３５は、吸引管２２の中心軸下方に向けて傾斜して穿孔される。そのように構成したことにより、吸引管２２の内外側面に凝縮した水やタール状物は容易に吸引管２２の内部へ誘導され、水やタール状物が吸引管２２から加熱筒２７内へ滴下することを防止する。なお、この効果をさらに向上させるため、吸引管２２の外側面に上方から吸引孔３５へ向けて溝又は土手状物を設けてもよい。また、吸引管２２に凝縮する水やタール状物の量を減少させるために、吸引管２２の外周面に電気ヒータを捲着する等で加熱することも効果的である。
【００２７】
また、図２に示すように、吸引管２２には、取付板２３に貫通して穿孔した連通路４９を介して真空源４１と圧空源４２とが接続され、前記吸引管２２を介して原料落下路３４内の空気を吸引したり、前記原料落下路３４内に圧力空気を吹出したりするように構成される。この実施例において、真空源４１は真空ポンプからなり、圧空源４２はコンプレッサである。なお、符号４３は真空源４１のフィルタ、４４は圧空源４２のフィルタ、４５は消音器、４６は空圧切替弁、４７，４８電磁切替弁を表す。
【００２８】
加熱筒２７は、後部が縮径され段部を有し、この段部から前方所定距離間の外周には雄ネジが螺刻されている。この雄ネジには環状の固定板２６が螺合し、固定板２６がハウジング２５にボルトで固着されることにより、加熱筒２７はハウジング２５に固着されるのである。加熱筒２７後部縮径部の中間部には、加熱筒２７の中心軸に穿孔された内孔５３に連通する上部開口３３が穿孔されている。内孔５３に回転往復動可能に嵌挿されたスクリュ２８は、後部から前部にわたって次第に浅くなる溝深さに基づいて区画されるフィードゾーン、コンプレッションゾーン及びメタリングゾーンを有する。図１に図示されたスクリュ２８は、溝深さが最も深いフィードゾーン部分であり、スクリュ２８が最前進した状態を示す。したがって、スクリュ２８の溝が刻設開始される部分即ちフィードゾーンの開始部分は、上部開口３３の後端面に一致している。そして、その位置からスクリュ２８の後方へ延長された延長部２９は、スクリュ２８の最大ストローク量に相当する長さを有し、その全長にわたって同一径で平滑に加工されており、常にＵパッキング３０と密に接触させて封止が良好となるようにしている。スクリュ２８の延長部２９は、縮径されてさらに延長され、連結具３１によりスクリュ駆動手段３２に脱着自在に接続され、スクリュ２８を回転往復動可能にしている。
【００２９】
次に、図１及び図２に基づいて、本発明における射出成形機１０による作動の実施の形態を詳細に説明する。
【００３０】
真空ポンプからなる真空源４１を作動させるとともに、電磁切換弁４７を励磁させると、コンプレッサ等からなる圧空源４２の圧力空気が空圧切換弁４６を切換作動させて、吸引孔３５、吸引管２２、連通路４９、空圧切換弁４６、フィルタ４３を介して気体が吸引され大気中へ放出される。
【００３１】
シャッタ１３が開放してフィードスクリュ１７の端部に落下した成形原料Ｍ（Ｍ１）は、所定の回転数に回転制御される回転駆動手段２０で回転するフィードスクリュ１７によって搬送量が調節されて原料落下路３４に供給される。原料落下路３４を落下した成形原料Ｍ（Ｍ２）は、所定の回転数に回転制御されるスクリュ駆動手段３２で回転するスクリュ２８のフィードゾーンに供給される。このようにして原料搬送装置２１でフィードゾーンに供給される成形原料Ｍ（Ｍ２）の量は、フィードゾーン溝が略充満される状態が好ましい。すなわち、回転して可塑化中のスクリュ２８のフィードゾーンに落下し堆積する成形原料Ｍ（Ｍ２）の最上部が、吸引管２２の下端面に到達する前後となるように、原料搬送装置２１は成形原料Ｍ（Ｍ１）を搬送することが好ましい。このようにすれば、原料落下路３４内には殆ど成形原料Ｍが存在しない状態となり、水分やガスの吸引が極めて良好に実施される。
【００３２】
こうして成形原料Ｍは、スクリュ２８のフィードゾーンからコンプレッションゾーンへ加熱されつつ搬送されて溶融され始める。そして、コンプレッションゾーンの溝深さがテーパ状に浅くなっていることに基づき、成形原料Ｍの溶融は促進され、メタリングゾーンにおいては十分に溶融され、成形原料Ｍは溶融材料となっている。メタリングゾーンにおける溶融材料は、メタリングゾーンの溝深さが他のゾーンより浅く一定であることから、メタリングゾーンの溝を十分に充填している。そのため、スクリュ２８の前部においては、溶融材料がスクリュ２８と内孔５３の間を封止し、加熱筒２７の後部内を気密に保持させている。
【００３３】
このように、加熱筒２７後部の内孔５３内と、それに上部開口３３を介して連通している原料落下路３４内と、原料搬送装置２１内と、原料供給装置１５内とは全て連通した気密な空間であり、原料落下路３４内に設けた吸引管２２から真空源４１で吸引することにより、この空間は減圧雰囲気となる。成形原料Ｍは、このような減圧雰囲気で可塑化されるので、成形原料Ｍに包含された水分及びモノマー等のガスが、溶融材料から極めて容易に発生する。発生した水分やガスは、スクリュ２８のフィードゾーンの溝を流動して吸引管２２の吸引孔３５から吸引され、真空源４１を介して大気へ放出されることで排気される。この吸引作用は、原料搬送装置２１を設けて、成形原料Ｍが吸引孔３５部に存在しないようにした場合により良好となる。
【００３４】
このとき、吸引される水分やガスは、原料落下路３４の側面を流動しないので、原料落下路３４に凝縮する水やタール状物は、水分やガスを原料落下路の側面から吸引するような構成の場合と比較して、少なくなる。また、吸引管２２に凝縮する水やタール状物の量は、吸引管２２が原料落下路３４の内部に位置して外気で冷却されないので、比較的少ない。少量ながらも、吸引管２２の外表面に凝縮した水やタール状物は、吸引孔３５や溝等により吸引管２２の内部に流入し、吸引管２２の内部で凝縮した水やタール状物と合わせて吸引管２２の下端面に設けた封止機構上の底部に貯留される。貯留した水やタール状物は、取付板２３を天板１６から取り外して吸引管２２の掃除をする際に、プラグ３９を取り外すことにより排出される。
【００３５】
吸引管２２の清掃は、吸引管２２を射出成形機１０から容易に取り外すことができるので、作業のし易い場所で焼却したり溶剤を用いることにより極めて容易に実施可能である。
【００３６】
吸引管２２の清掃が終了した後、吸引管は容易に射出成形機１０に取り付けることができる。そして、図２に示す電磁切換弁４８を励磁することにより、圧空源４２の圧力空気がフィルタ４４と連通路４９を介して吸引管２２の吸引孔３５から吹出す。これにより、原料落下路３４内を清掃することができる。電磁切換弁４８を励磁するときには、吸引作動させる電磁切換弁４７は非励磁となるように、図示しない制御装置においてシーケンス回路上でインターロックされている。また逆に、吸引作動させる電磁切換弁４７を励磁するときには、圧力空気を吹出させる電磁切換弁４８は非励磁となるように、図示しない制御装置においてシーケンス回路上でインターロックされている。なお、消音器４５は、電磁切換弁４７の切換操作時に発生する衝撃音を緩和するためのものである。
【００３７】
なお、本発明は、当業者の知識に基づいて様々な変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものを含む。また、前記変更等を加えた実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りいずれも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明を実施する射出成形機の要部縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２における吸引管の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  射出成形機
２１  原料搬送装置
２２  吸引管
２７  加熱筒
３３  上部開口
３４  原料落下路
３５  吸引孔
３９  プラグ
４１  真空源
４２  圧空源
Ｍ    成形原料
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009034916.tif 000005