成形機における射出装置
【目的】投入した大量のペレットが短時間に効率良く加熱且つ溶融され、品質の良い溶融樹脂を射出することができる成形機における射出装置とすること。
【構成】ペレット供給口を備えたシリンダー１と、プランジャー３と、駆動手段４と、器本体部２１に錐体状の通路で且つ流入側大開口２２ａから流出側小開口２２ｂに連通する多数の溶融孔２２が形成されてなる溶融器２と、シリンダー１の射出側に設けられたノズル１４と、溶融器２を加熱する加熱手段６とからなること。溶融器２はプランジャー３とノズル１４との間に配置されると共に溶融孔器２の流入側大開口２２ａ側の面をプランジャー３の先端と対面する流入側面部２１ａとし、流入側面部２１ａと反対側でノズル１４と対面する面を流出側面部２１ｂとし、且つプランジャー３の先端面の形状は、溶融機２の流入側面部２１ａと同一形状としてなること。
【構成】ペレット供給口を備えたシリンダー１と、プランジャー３と、駆動手段４と、器本体部２１に錐体状の通路で且つ流入側大開口２２ａから流出側小開口２２ｂに連通する多数の溶融孔２２が形成されてなる溶融器２と、シリンダー１の射出側に設けられたノズル１４と、溶融器２を加熱する加熱手段６とからなること。溶融器２はプランジャー３とノズル１４との間に配置されると共に溶融孔器２の流入側大開口２２ａ側の面をプランジャー３の先端と対面する流入側面部２１ａとし、流入側面部２１ａと反対側でノズル１４と対面する面を流出側面部２１ｂとし、且つプランジャー３の先端面の形状は、溶融機２の流入側面部２１ａと同一形状としてなること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投入した多数のペレットが短時間に効率良く加熱且つ溶融され、品質の良い溶融樹脂を射出することができる成形機における射出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、射出装置は、スクリュータイプ，プランジャータイプのものが存在する。その代表的なものとして、スクリュータイプでは、特許文献１に開示されているように、主にシリンダーとスクリューとから構成される。シリンダーに設けられたホッパーから投入されたペレットは、シリンダーの内部でスクリューが回転することによって射出ノズル側に移送させられると共に、その移送過程で加熱されて溶融してゆく。そして、溶融した樹脂をノズルの先端に集め、それを射出し、金型に溶融樹脂を送る。
【０００３】
一般のペレットは、樹脂（プラスチック）であり、その熱伝導率は約０．０７〜０．２０kcal/m・hr・℃である。これは、金属の熱伝導率の数百分の１から数千分の１であり、このようなことからペレットは、略断熱材と言える。したがって、ペレットを溶融するために、十分な溶融熱を与えても、熱がペレット内部（中心部）まで伝達しにくく、十分に加熱されるのに、かなりの時間がかかってしまう。
【０００４】
したがって、個々のペレットが十分に溶融されて、樹脂成形ができる状態となるまでは短時間ではきないものであった。そのためにシリンダー内で比較的長い時間をかけて、ペレットを溶融させなければならず、作業効率も良好とはいえないものであった。また、前記射出装置において、シリンダー投入した多数のペレットのそれぞれの固体が、加熱されてスクリューが回転することによって、噴射側に移動させるものであり、このとき多数のペレットの一部がシリンダー内壁に押し付けられる状態となる。
【０００５】
つまり、シリンダー内壁に押圧されることになる。そして、押圧される個々のペレットについても、その固体の表面の一部のみがシリンダー内壁に接触するものであり、個々のペレットの溶融は、ペレット固体が部分的に溶融するのみである。シリンダー内でスクリューによってこねられるペレットは、短時間でシリンダー内壁から離れてしまい、十分な加熱が行われず、ペレット固体は全体が溶融されず、大半のペレットは溶融部分と非溶融部分とが混ざり合った状態となる。
【０００６】
ペレットがスクリューによってシリンダー内壁に繰り返して押圧されることで、ペレットの完全な溶融が行われ、溶融したペレットがノズル付近に移送され場合でも、シリンダーに滞留している樹脂の量は、１回の射出に必要な量の数十倍以上であり、無駄な量のペレットがシリンダー内に残留することになる。
【０００７】
また、溶融された樹脂がスクリューとシリンダーの隙間を通過するときに、樹脂に機械的損傷を与える。特に、ガラス繊維入りのペレットを溶融する場合には問題が多く、スクリューが磨耗してしまう。また、それぞれのペレットがランダムに一部のみの溶融となるため、シリンダー内にいつまでも同じペレットが残留してしまうことは避けられない。そのために、シリンダー内のペレットにおける材料替えを行う際は、特に、作業が大変である。
【０００８】
このようなスクリュータイプに対してプランジャータイプのものが存在する。この種のものでは、構造が簡単で、且つ小型化にし易いものである。また、スクリューが磨耗するという欠点もプランジャータイプには存在しない。特許文献２は、最も基本的な構造を有するプランジャータイプのものであり、主に多数の貫通孔を有する裁頭円錐状の加熱筒と、射出プランジャと、供給筒等から構成されたものである。そして、射出プランジャにより、合成樹脂原料が加熱筒に送り出され、射出が行われる。しかし、特許文献２においても、種々の問題点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−２４６８０２号公報
【特許文献２】特公昭３６−９８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
まず、特許文献２では、射出プランジャと、裁頭円錐状の加熱筒は、その対面する両者の直径が異なるもので、射出プランジャの直径が加熱筒の対面箇所の直径よりも一回り小さく形成されている。また、射出プランジャの先端と加熱筒と射出プランジャの先端部分と供給筒との間には、射出プランジャの先端の面積よりも広い容積の空隙室が存在する。
【００１１】
したがって、溶融した合成樹脂原料は、射出プランジャによって、一旦、前記空隙室に押出されるが、射出プランジャがさらに加熱筒側に移動しても、合成樹脂原料が加熱筒の貫通孔に効率良く流入することができないものであり、加熱筒に流入しないで空隙室に残留してしまうおそれが十分にある。そして、前記空隙部に残留した合成樹脂原料は、加熱筒の貫通孔に新たに送り出そうとする合成樹脂原料の障害となるおそれがある。また、新たに送り出そうとする合成樹脂原料と、長期間残留して劣化した樹脂とが混合されてしまうおそれも十分にある。
【００１２】
また、加熱筒は、前述したように先端側が略裁頭円錐状に形成されており、そのために該加熱筒に形成された多数の貫通孔は、合成樹脂原料の流入側から流出側に向かって集束し、次第に間隔が狭くなるように形成されている。つまり、多数の貫通孔は、流入側の開口において、間隔が広く適当に分散して配置されているが、流出側の開口は、狭い範囲内で密集する構成となっている。
【００１３】
そのために、加熱筒は、流出側寄りにおける貫通孔同士の間隔は次第に狭くなり、その分だけ貫通孔形成箇所以外の肉厚部分の断面積が次第に小さくなってゆく。つまり、特許文献２における加熱筒では、裁頭円錐状により、全体的に熱容量は小さくなり、特に多数の貫通孔が集束する流出側寄りで肉厚部（中実部）の体積が少なく、したがって、流出側に近づくに従い、熱容量も小さくなっている〔図９（Ｂ）参照〕。
【００１４】
さらに、特許文献２において、貫通孔は、流入側から流出側に向かって、次第に内径が小さくなっているので、貫通孔を流入移動する合成樹脂原料の移動速度も次第に速くなる。そのため、熱容量の小さい加熱部は樹脂を加熱及び溶融するために十分な熱量を樹脂に伝達することができず、貫通孔を移動する合成樹脂原料は、移動する過程で温度が低下するおそれがある。そのために、合成樹脂原料の溶融状態を維持するために、加熱筒には大きな熱量を与えなければならず、加熱筒の外周には、ヒータバンドが装着されている。
【００１５】
しかし、加熱筒自体は、裁頭円錐状に形成されていることで前述したように熱容量は小さく、特に、貫通孔の流出側の熱容量が小さくなってしまうので、貫通孔を移動する合成樹脂原料に十分な熱量を伝導することが出来なくなる。そのために、合成樹脂原料の温度が減少し、加熱筒も熱が奪われることにより、温度が低下してしまうことになる。
【００１６】
そのために、貫通孔を流入移動する合成樹脂原料は、移動する過程で温度が下がり、均一な溶融状態が維持され難く、熱ストレス等の不良要因を含んだ合成樹脂原料が射出されることになる。そこで、本発明の目的（解決しようとうする技術的課題）は、多数のペレットを短時間に効率良く加熱且つ溶融すると共に、ペレットの溶融温度を維持し、品質の良い溶融樹脂を射出することができる射出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、ペレット供給口を備えたシリンダーと、該シリンダー内に配置されると共に軸方向に往復するプランジャーと、該プランジャーを軸方向に往復移動させる駆動手段と、器本体部に錐体状の通路で且つ流入側大開口から流出側小開口に連通する多数の溶融孔が形成されてなる溶融器と、前記シリンダーの射出側に設けられたノズルと、前記溶融器を加熱する加熱手段とからなり、前記溶融器は前記プランジャーと前記ノズルとの間に配置されると共に前記溶融孔器の前記流入側大開口側の面を前記プランジャーの先端と対面する流入側面部とし、該流入側面部と反対側で前記ノズルと対面する面を流出側面部とし、且つ前記プランジャーの先端面の形状は、前記溶融機の流入側面部と同一形状としてなる成形機における射出装置としたことにより、上記課題を解決した。
【００１８】
請求項２の発明を、請求項１において、前記溶融機の器本体部は円筒形状とすると共に、前記プランジャーの先端面を円形状とし、前記プランジャーの先端面の直径は、前記溶融機の流入側面部と同一直径としてなる成形機における射出装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項２において、前記溶融機の前記器本体部は、前記流入側面部と前記流出側面部とは同一直径としてなる成形機における射出装置としたことにより、上記課題を解決した。
【００１９】
請求項４の発明を、請求項２において、前記溶融機の前記器本体部は、前記流出側面部は前記流入側面部よりも直径が大きく形成されてなる成形機における射出装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項５の発明を、請求項１，２，３又は４のいずれか１項の記載において、前記シリンダーには前記プランジャーの押圧先端部の移動範囲と前記溶融器の流入側面部との間に吸気孔が具備されてなる成形機における射出装置としたことにより、上記課題を解決した。
【００２０】
請求項６の発明を、請求項１，２，３，４又は５のいずれか１項の記載において、前記溶融孔の流入側大開口は、前記ペレットの少なくとも一部が流入可能な大きさとしてなる成形機における射出装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項７の発明を、請求項１，２，３，４，５又は６のいずれか１項の記載において、前記溶融器の溶融孔は円錐形状としてなる成形機における射出装置としたことにより、上記課題を解決した。
【００２１】
請求項８の発明を、請求項１，２，３，４，５又は６のいずれか１項の記載において、隣接する前記溶融孔の流入側大開口は略多角形状の開口に形成されると共に、隣接する流入側大開口同士は境目となる部位が略直線の刃状として形成されるように近接してなる成形機における射出装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項９の発明を、請求項１，２，３，４，５，６，７又は８のいずれか１項の記載において、前記シリンダーの前記ペレット供給口の供給口箇所付近の周方向の領域には、多数の小孔からなるエアベント部が形成されてなる成形機における射出装置としたことにより、上記課題を解決した。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１の発明では、溶融器は、器本体部に、多数の錐体通路状に形成された溶融孔を有しており、該溶融孔の孔形成方向の一方を流入側大開口とし、他方を流出側小開口としている。溶融器は、シリンダー内で、プランジャーとノズルとの間に配置されると共に、溶融孔の流入側大開口側の面をプランジャーの先端と対面する流入側面部としている。また、前記流入側面部と反対側で且つ前記ノズルと対面する面を流出側面部としている。そして、前記プランジャーの先端面の形状は、前記溶融機の流入側面部と形状と同一としたものである。
【００２３】
このような構成によって、シリンダー内に多数のペレットが投入され、駆動手段の始動によりプランジャーが多数のペレットを、溶融器に向けて押圧すると、溶融器の流入側面部がプランジャーの先端と対面しているので、プランジャーが駆動手段によって溶融器側に向かって移動し、ペレットは、プランジャーに押圧され、流入側大開口から溶融孔に入り込んでゆく。またこの行程において、加熱手段が溶融器をペレットの十分な溶融温度に設定する。
【００２４】
さらに、前記プランジャーの先端面の形状は、前記溶融機の流入側面部と形状と同一としたことにより、通常は、前記プランジャーの移動範囲内におけるシリンダー内の断面形状と、プランジャーの断面形状とは同一（略同一も含む）であるため、プランジャーの先端面と、溶融器の流入側面部との間には、プランジャーの外周側面よりも広くなる空隙は存在しない。
【００２５】
すなわちプランジャーの先端面が有効に働き、該プランジャーの先端によって押圧された多数のペレットは、無駄が一切なく、直接、溶融器の溶融孔の多数の流入側大開口に送り込むことができる。したがって、プランジャーの先端と、溶融器の流入側面部との間に、ペレットが残留することなく、繰り返しの使用における障害を防止できる。
【００２６】
プランジャーの押圧により溶融孔内に流入側大開口から入り込んだペレットは、溶融孔の内周壁面に囲まれる状態となり、溶融孔が錐体状の通路であるから内周壁面は次第に狭くなり、ペレットの周囲との間隔もペレットの流出側小開口側への移動に伴い次第に小さくなる。
【００２７】
溶融器自体は、加熱手段によりペレットの溶融温度に加熱されており、ペレットが溶融してゆく。このとき、ペレットの全周囲は溶融孔の内周壁面により囲まれた状態であり、ペレットは外周から中心部に略均等にバランス良く溶融してゆくことができる。しかも、ペレットが、溶融孔を流入側大開口から流出側小開口に向かって移動する過程で、器本体部は、熱容量が大きいので、加熱手段にて一旦、高温に加熱されると、溶融器は、溶融したペレットの温度に影響されることなく、ペレットを加熱しつつ、十分な溶融温度に維持してゆくことができる。
【００２８】
そして、ペレットが外周から中心に向かって略均等に溶融しつつ、次々に流入側大開口から入り込む多数のペレットに押圧されて、溶融孔の流出側小開口に移動することができ、その間にもペレットは溶融が進行し、溶融孔の軸方向（長手方向）の略中間を通過した当たりでは溶融された部分が殆どであり、溶融器の溶融熱と共に周囲のペレットも溶融が加速度的に進行する。流出側小開口付近では、ペレットは最高温度で完全に溶融しており、良好な溶融状態の樹脂をノズルから射出することができる。
【００２９】
このように、本発明において、溶融器は、器本体部に多数の錐体通路状の溶融孔を有するものであり、加熱手段により溶融温度に加熱された多数の錐体通路状の溶融孔にプランジャーに押圧されたペレットが大開口側である流入側大開口より入り込むことで、ペレットがバランス良く溶融し、且つ溶融器の熱容量が大きいので高温状態を維持することができ、溶融が促進されて溶融速度も速くなり、ノズルからの射出時間を格段に短縮することができ、射出成形の作業効率を向上させることができる。
【００３０】
また、ペレットは、溶融器の溶融孔に流入側大開口から入り込み、溶融孔を流出側小開口に向かって移動する間に確実に溶融され、しかも、溶融孔に入り込んだペレットのみを溶融するので、ペレットがシリンダー内で長時間熱的、機械的ストレスに晒されることがない。よって品質の良い成形品が出来る。そして、溶融効率が高く、必要以上の材料を投入する必要がないのでシリンダーを小型にでき、省電力、省資源に寄与するものである。
【００３１】
特に溶融器は、加熱手段によって、流出側小開口部分で樹脂の温度が最高に達することである。射出直前に必要な最適温度で且つ最高温度にすることができ、高温状態を最短時間にすることで樹脂を劣化させないので、高品質の成形が可能となる。つまり、溶融器は、樹脂が溶融する一番最後の過程で、射出直前に樹脂を最適温度に上げることができる構造である。
【００３２】
請求項２の発明では、前記溶融機の器本体部は円筒形状とすると共に、前記プランジャーの先端面を円形状とし、前記プランジャーの先端面の直径は、前記溶融機の流入側面部と同一直径としたものである。これによって、プランジャーと共に、シリンダーの内周側面も円周形状となり、シリンダー，溶融器及びプランジャーを小型化することができ、装置全体をコンパクトにまとめることができ、シリンダー装置として最適な構成にすることができる。
【００３３】
さらに、溶融器は、円筒形状に形成された器本体部に、多数の錐体通路状に形成された溶融孔を有しており、これら多数の溶融孔は、流入側面部から流出側面部に向って集束することなく、略平行状態に配置されることができる〔図９（Ａ）参照〕。これによって、多数の流出側小開口は、密集することなく、それぞれ均等に配置されることができる。したがって、溶融器自体の熱容量は、十分に大きいものにできると共に、流出側面部側寄りにおける溶融孔間の肉厚部（中実部）の体積を十分に大きく確保することができ、溶融孔間の熱容量も大きくすることができる〔図９（Ａ）参照〕。
【００３４】
そのため、ペレットが、溶融孔を流入側大開口から流出側小開口に向かって移動する過程で、溶融器が加熱手段にて一旦、高温に加熱されると、大きな熱容量によって高温が維持され、溶融したペレットは温度が低下することなく、十分な溶融温度に維持して、良質なペレットｐ，ｐ，…による溶融樹脂を流出側小開口から流出させることができる。
【００３５】
請求項３の発明では、前記溶融機の器本体部は、前記流入側面部と前記流出側面部とは同一直径としたことにより、溶融器は、正確な円筒形状となり、該溶融器の製造を簡単にできるようにすると共に、シリンダーへの組付けも容易にできる。請求項４の発明では、前記溶融機の器本体部は、前記流出側面部は前記流入側面部よりも直径が大きく形成されたことにより、器本体部の流出側面部寄りの肉厚部分を大きくすることができ、流出側小開口付近の熱容量を大きくして、加熱手段による加熱温度をより一層安定した状態に維持することができる。
【００３６】
請求項５の発明では、前記シリンダーには前記プランジャーの押圧先端部の移動範囲と前記溶融器の流入側面部との間に吸気孔が具備されたことにより、プランジャーの押圧先端部が溶融器の流入側面部に向かって移動するときに、プランジャーの押圧先端部と、溶融器の流入側面部との間に溜まった空気の圧力が上昇しても、吸気孔から空気を排出することができる。
【００３７】
したがって、プランジャーの押圧先端部は溶融器の流入側面部に略当接する程度まで近接することができ、多数のペレットを無駄なく溶融器の溶融孔に送り込むことができる。また、吸気孔は、プランジャーの押圧先端部と溶融器の流入側面部にペレットが圧縮投入されたときに、ペレット間の僅かな隙間に空気が残るものであるが、このまま、プランジャーを押してゆくと、空気が溶融樹脂の中に気泡として入り込む可能性がある。そこで吸気孔によってペレットが溶融される前に、前述した気泡となる空気を逃すことができる。
【００３８】
次に、請求項６の発明では、溶融孔の流入側大開口は、少なくとも前記ペレットの一部が流入可能な大きさにしたことにより、溶融孔の流入側大開口には、略１個ずつのペレットが入り込むことができ、ペレットは入り込んだと同時に溶融孔の内周壁面に囲まれることとなり、溶融が開始され、射出成形の作業速度が向上する。請求項７の発明では、溶融器の溶融孔は円錐形状としたので、どのような形状のペレットであっても、ペレットの外周が溶融孔の内周壁面に囲まれ易く、ペレットが略均等にバランス良く溶融することができる。
【００３９】
請求項８の発明では、隣接する前記溶融孔の流入側大開口は略方形状の開口に形成されると共に、隣接する流入側大開口同士の境目は刃状に形成されたことにより、溶融器における溶融孔の流入側大開口側プランジャーにより押圧されたペレットは、前述した流入側大開口同士の境目の刃状箇所で破砕され、細かく分離されるので、ペレットは流入側大開口により一層入り易くなり、ペレットの溶融を促進させることができる。
【００４０】
請求項９の発明では、シリンダーの前記ペレット供給口の供給口箇所付近の周方向の領域には、多数の小孔からなるエアベント部が形成されたことにより、シリンダー内に多数のペレットを送り込み易くすることができる。すなわち、シリンダー内に送り込まれるペレットに対して、シリンダー内に空気が溜っている場合に、その滞留空気を多数の小孔から滞留する空気を排出することができ、ペレットが入り難くなることを防止することができる。
【００４１】
さらに、エアベント部の多数の小孔により、シリンダーを形成する材料面積を削減し、熱伝導率を減少させ、駆動手段等に高温が及ぶことを防止でき、放熱性を良好にすることができる。さらに、多数の小孔は、シリンダー内部を目視することが可能であり、シリンダー内に投入されたペレットの残量を目視によって確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（Ａ）は本発明における射出装置の縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ1−Ｘ1矢視拡大断面図、（Ｃ）は（Ａ）の（ア）部拡大図である。
【図２】（Ａ）は本発明における射出装置の一部縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ2−Ｘ2矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）の（イ）部拡大断面図、（Ｄ）はシリンダー，溶融器及びプランジャーの直径が等しいことを示す要部縦断側面図である。
【図３】（Ａ）は第１実施形態の射出装置に多数のペレットが投入された状態の縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）の（ウ）部拡大図、（Ｃ）は多数のペレットがプランジャーによって溶融器に押出されたペレットが溶融器を通過して溶融されノズルから射出された状態の縦断側面図、（Ｄ）は（Ａ）の（エ）部拡大図である。
【図４】（Ａ）第１実施形態の射出装置において多数のペレットが溶融器の流入側大開口に入り始めた状態の要部縦断側面図、（Ｂ）は多数のペレットが溶融孔内で溶融し始め状態の要部縦断側面図、（Ｃ）は多数のペレットが溶融孔内で溶融しつつ流出側小開口から押し出されている状態の要部縦断側面図、（Ｄ）は多数のペレットが溶融孔内部で殆ど溶融した状態で流出側小開口から押出されている状態の要部縦断側面図である。
【図５】（Ａ）は溶融器の一部切除した斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の（オ）部拡大図、（Ｃ）はペレットが溶融孔を流入側大開口から流出側小開口に向かって溶融しながら移動する状態を示す略示斜視図である。
【図６】（Ａ）はペレットが流入側大開口から流出側小開口に向かって溶融しながら移動する状態を示す溶融孔の拡大縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ3−Ｘ3矢視拡大断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ4−Ｘ4矢視拡大断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＸ5−Ｘ5矢視拡大断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＸ6−Ｘ6矢視拡大断面図、（Ｆ）は（Ａ）のＸ7−Ｘ7矢視拡大断面図である。
【図７】（Ａ）は第２タイプの溶融器の一部切除した斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の（オ）部拡大図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸ8−Ｘ8矢視拡大断面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＸ9−Ｘ9矢視拡大断面図、（Ｅ）は（Ｂ）のＸ10−Ｘ10矢視拡大断面図、（Ｆ）はペレットが破断される状態を示す溶融孔の流入側大開口側の要部拡大図である。
【図８】（Ａ）は別の実施形態の溶融器の縦断側面図、（Ｂ）は別の実施形態の溶融器の斜視図である。
【図９】（Ａ）は本発明における溶融器の一部拡大断面図、（Ｂ）は従来技術（特許文献２）の一部拡大断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。本発明は、図１（Ａ）に示すように、主にシリンダー１と、ペレットｐ，ｐ，…を溶融する溶融器２と、プランジャー３と、該プランジャー３を駆動する駆動手段４と、加熱手段６とから構成される。前記シリンダー１の内部には、溶融器２とプランジャー３が配置される。
【００４４】
シリンダー１の軸方向（又は長手方向ともいう）一端側にノズル１４が装着され、軸方向（長手方向）他端側には駆動手段４が装着され、該駆動手段４によってプランジャー３がシリンダー１内を軸方向（長手方向）に往復移動する構成となっている〔図２（Ａ）乃至（Ｃ）参照〕。そして、前記プランジャー３の先端面の形状は、前記溶融機２の流入側面部２１ａと同一形状としたものである。
【００４５】
シリンダー１の材質は、加熱が迅速に行われることが必要であり、鉄又は鉄の含有量の多いステンレスなどが好適である。シリンダー１は、シリンダー本体部１１，供給管１２及びホッパー１３から構成されている。シリンダー本体部１１は円筒状の部材であり、その内方側は内周側面部１１ｂによって包囲された略円柱状の空隙を有する。シリンダー本体部１１は、軸方向（長手方向）の一部が後述する加熱手段６にて加熱される領域が設定される。
【００４６】
そして、円筒状のシリンダー本体部１１の軸方向（長手方向）中間箇所にペレット供給口１１ａが形成されている〔図１（Ａ）、図２（Ａ）参照〕。前記シリンダー本体部１１の外周側面で前記ペレット供給口１１ａの周縁から、前記管状の供給管１２が形成され、該供給管１２の端部に前記ホッパー１３が設けられている〔図１（Ａ）参照〕。シリンダー本体部１１の肉厚寸法は、約２mm程度のものが好ましい。
【００４７】
前記ホッパー１３には、多数のペレットｐ，ｐ，…が投入可能であり、投入されたペレットｐ，ｐ，…は、供給管１２を通して前記ペレット供給口１１ａからシリンダー本体部１１内に送り込まれる〔図３（Ａ）参照〕。また、特に図示しないが、供給管１２に空気圧装置を具備して、ペレットｐ，ｐ，…を空気圧にて強制的に投入することもある。
【００４８】
シリンダー本体部１１のペレット供給口１１ａ付近には、エアベント部１５が設けられている〔図１（Ａ），図２（Ｃ）参照〕。該エアベント部１５は、前述したように供給管１２からシリンダー本体部１１内に送り込まれるペレットｐ，ｐ，…に対して、シリンダー本体部１１内に空気が溜っている場合に、その滞留空気によってペレットｐが入り難くなることを防止する役目をなすものである。
【００４９】
エアベント部１５は、多数の小孔１５ａ，１５ａ，…から形成され、シリンダー本体部１１内に溜まる空気を外部に逃がすものである。前記エアベント部１５を構成する小孔１５ａは、ペレットｐよりも十分小さく形成され、具体的には、直径約１mm程度の貫通孔である。
【００５０】
エアベント部１５の小孔１５ａ，１５ａ，…は、ペレット供給口１１ａの近傍で且つ周方向に沿って配列形成されたものであり、出来るだけ多数開けることが好適である〔図１（Ａ）参照〕。そして、シリンダー１のシリンダー本体部１１内に送り込まれる多数のペレットｐ，ｐ，…に対して、シリンダー本体部１１内に空気が溜っている場合に、その滞留空気を前記多数の小孔１５ａ，１５ａ，…から滞留する空気を排出することができ、一度に多数のペレットｐ，ｐ，…を入れ易くすることができる。
【００５１】
また、エアベント部１５の多数の小孔１５ａ，１５ａ，…は、シリンダー本体部１１を形成する材料面積を削減するので、熱伝導率を減少させ、駆動手段等に高温が及ぶことを防止でき、放熱性も良好である。さらに、エアベント部１５の多数の小孔１５ａ，１５ａ，…は、シリンダー本体部１１の内部を目視することが可能であり、シリンダー本体部１１内に投入されたペレットｐ，ｐ，…の有無，残量を外部から観察することが出来る〔図３（Ａ），（Ｂ）参照〕。
【００５２】
シリンダー本体部１１の軸方向（長手方向）一端側には、ノズル１４が装着されている。該ノズル１４は、本発明の射出装置と共に使用する金型に合わせて射出部分の口径を変更させるように交換することが出来るようになっている。ノズル１４は、射出口１４ａと接続部１４ｂとから構成される〔図１（Ａ）参照〕。
【００５３】
射出口１４ａは、シリンダー本体部１１の内径よりも狭く形成されたもので、図示されない金型のゲートに挿入する部位である。ノズル１４の接続部１４ｂと、シリンダー本体部１１とは、螺子構造（外螺子，内螺子）による構成で着脱自在となっている。ノズル１４の材質は、熱伝導の良いものが好適で、具体的には、ベリリウム銅又は銅が望ましい。
【００５４】
溶融器２は、器本体部２１に多数の溶融孔２２，２２，…が形成されたものである（図１，図５等参照）。溶融器２は、略円筒形状形成されたものであり、さらに具体的には、器本体部２１が円筒形状に形成されている。該器本体部２１の材質は、熱容量が大きく、且つ熱伝導の良いものが好適である。具体的には、銅又はベリリウム銅が使用される。器本体部２１は、前記シリンダー１のシリンダー本体部１１内部で且つノズル１４装着側付近となるように固着される〔図１（Ａ）参照〕。
【００５５】
具体的には、シリンダー本体部１１の内周側面部１１ｂに溶融器２の器本体部２１が圧入等の固着手段にて固着されている。特に、溶融器２は、後述するプランジャー３により大きな圧力で押圧された多数のペレットｐ，ｐ，…を受け止めるので、シリンダー本体部１１と溶融器２同士は極めて強固に固着される。溶融器２は、シリンダー本体部１１内において、ノズル１４とプランジャー３との間に位置する〔図１（Ａ）参照〕。
【００５６】
また、シリンダー本体部１１の内周側面部１１ｂと溶融器２の器本体部２１とが強固に固着され、相互に密接することで、シリンダー本体部１１から溶融器２への熱伝導性を良好なものとし、加熱手段６を介して溶融器２の加熱が迅速に行われるようしている。溶融器２の器本体部２１は、前述したように円筒形状に形成されたものであり、該器本体部２１において後述するプランジャー３の先端の面である押圧先端部３２と対面する側で且つ多数のペレットｐ，ｐ，…が流入してくる側の面を流入側面部２１ａと称する。
【００５７】
また、該流入側面部２１ａと反対側の面でノズル１４と対面し、溶融したペレットｐ，ｐ，…が流出する側の面を流出側面部２１ｂと称する。また、器本体部２１の外周側面を円周側面２１ｃと称する。そして、器本体部２１は、前述したように円筒形状であり、流入側面部２１ａの直径Ｄ2ａと、流出側面部２１ｂの直径Ｄ2ｂとは、円周側面２１ｃは、軸方向に沿っていずれの位置も同一直径となる正確な円筒形状である〔図５（Ａ）参照〕。また、図１乃至図４における溶融器２についても、上記の正確な円筒形状としたものである。
【００５８】
すなわち、
Ｄ2ａ＝Ｄ2ｂ
である。
【００５９】
また、器本体部２１における円筒形状は、略円筒形状も含まれ、流入側面部２１ａから流出側面部２１ｂに向って僅かに拡がるように円周側面２１ｃがテーパー形成されたもので、流出側面部２１ｂの直径Ｄ2ｂが流入側面部２１ａの直径Ｄ2ａよりも僅かに大きい円錐台形状のものであってもよい（図８参照）。
【００６０】
すなわち、
Ｄ2ｂ＞Ｄ2ａ
である。
【００６１】
さらに、特に図示しないが、器本体部２１の略円筒形状としたものでは、流入側面部２１ａから流出側面部２１ｂに向って僅かに収縮するように円周側面２１ｃがテーパー形成されたもので、流入側面部２１ａの直径Ｄ2ａが流出側面部２１ｂの直径Ｄ2ｂがよりも極めて僅かに大きい円錐台形状としたものであってもよい。
【００６２】
次に、溶融孔２２は、器本体部２１の軸方向（長手方向）に沿って形成されたものである〔図５（Ａ），（Ｂ），図６（Ａ）参照〕。さらに詳しくは、溶融孔２２は、トンネル状或いは管路状とした錐体状の貫通孔である〔図５（Ａ），（Ｂ）参照〕。溶融孔２２において、前述した錐体状の貫通孔とは、孔形成方向に直交する複数の任意の位置の断面形状が広い形状から狭い形状となるように形成されたものであり〔図５（Ｂ），（Ｃ）及び図６（Ａ）参照〕、具体的には円錐或いは角錐等の空隙を有する孔である。
【００６３】
本発明では、特に、溶融孔２２の錐体状として円錐形状が好ましく、直径が大から小に向かって次第に小さくなるように形成されている（図５参照）。前述したように、溶融孔２２は、錐体状の空隙を有する孔であるために、該溶融孔２２の両端の開口の大きさは異なる。そこで、前記溶融孔２２の大開口側は、ペレットｐ，ｐ，…が流入する流入側大開口２２ａと称する〔図１（Ｃ），図５（Ａ），（Ｂ），図６（Ａ）参照〕。
【００６４】
また、前記溶融孔２２の小開口側を流出側小開口２２ｂと称する。つまり、溶融孔２２は、流入側大開口２２ａから流出側小開口２２ｂに連通する通路であり、流入側大開口２２ａから流出側小開口２２ｂに向かって次第に断面が狭くなる。そして、流入側大開口２２ａは、器本体部２１の流入側面部２１ａ側に位置し、プランジャー３の押圧先端部３２に対面（又は対向）する。また、流出側小開口２２ｂは流出側面部２１ｂに位置し、ノズル１４に対面（又は対向）する〔図１（Ａ）参照〕。
【００６５】
以上述べたように、溶融器２の流入側面部２１ａには、多数の溶融孔２２，２２，…の流入側大開口２２ａ，２２ａ，…が配置されたものであり、前記流入側面部２１ａは、プランジャー３の押圧先端部３２に対面して流入側大開口２２ａにペレットｐ，ｐ，…が流れ込むので、溶融器２の流入側と称する。
【００６６】
また、前記溶融器２の流出側面部２１ｂには、多数の溶融孔２２，２２，…の流出側小開口２２ｂ，２２ｂ，…が配置されたものであり、前記流出側面部２１ｂは、ノズル１４側に対面して流出側小開口２２ｂからペレットｐ，ｐ，…を流出させるので、溶融器２の流出側と称する。そして溶融器２の流入側及び流出側については、図面に示されている。
【００６７】
溶融孔２２を円錐形状の孔とした場合では、軸方向（長手方向）に沿って、それぞれの直交する箇所の断面形状は円形状である〔図５（Ｃ）、図６参照〕。そして、溶融孔２２の流入側大開口２２ａは、１個のペレットｐ全体が入り込む大きさであり、少なくとも該ペレットｐの一部（一部分）が入り込むような大きさとしている。流入側大開口２２aの具体的な大きさは、ペレットｐ，ｐ，…が容易に入り易いような直径で、約３〜４ｍｍ程度である。
【００６８】
また、流出側小開口２２ｂは、ペレットｐ，ｐ，…が溶融した状態となり、直径は約１mm程度である。溶融孔２２は、その軸方向（長手方向）に沿った断面形状が略テーパー形状である。ここで、図中において符号ｐａは、溶融して液化したペレットである〔図３（Ｂ），図４（Ｂ）乃至（Ｄ）及び図６等参照〕。つまり、ペレットｐが溶融して、液化したものを、溶融（又は液化）した状態のペレットｐａという。
【００６９】
溶融孔２２の形状は、前述したように、軸方向（長手方向）に沿って錐体状であり、角錐状とした場合には、四角錐形状としたり、或いは三角錐形状とすることもある。また、四角錐形状と円錐形状を組合わせたタイプも存在する（図７参照）。このタイプの溶融孔２２では、円錐形状の溶融孔２２の流入側大開口２２ａを略多角形状とし、流出側小開口２２ｂを円形状としたものである。
【００７０】
さらに具体的には、錐体状の溶融孔２２の流入側大開口２２ａが略正方形に形成され、隣接する流入側大開口２２ａ，２２ａ同士の間隔が最小限となるように形成された実施形態も存在する〔図７（Ａ）乃至（Ｅ）参照〕。この実施形態では、隣接する流入側大開口２２ａ，２２ａの境目となる部位が略直線の刃状として形成されることになり〔図７（Ｂ）参照〕、集合する流入側大開口２２ａ，２２ａ，…が格子形状を構成する〔図７（Ａ）乃至（Ｃ）参照〕。また、略多角形状とした流入大開口２２aは、前述したように正方形等の四角形の他に、三角形，六角形等の形状も存在し、隣接する流入大開口２２a，２２ａ同士の縁が平行且つ直線となるものが好ましい。
【００７１】
このように、流入側大開口２２ａを略正方形状とし、多数の流入側大開口２２ａ，２２ａ，…によって略格子状を構成し〔図７（Ａ）乃至（Ｃ）参照〕、隣接する流入側大開口２２ａ，２２ａの境目が略直線の刃状となるように構成されることで、各流入側大開口２２ａの周縁は鋭利な形状となり、流入側大開口２２ａに入り込もうとするペレットｐ，ｐ，…が刃状部位に引っ掛かると、プランジャー３の押圧力によって、細か破断され、流入側大開口２２ａにより一層入り易い状態となる〔図７（Ｆ）参照〕。
【００７２】
次に、プランジャー３は、前記駆動手段４の外螺子軸４１の回動によって、シリンダー本体部１１内を軸方向（長手方向）に往復移動し、多数のペレットｐ，ｐ，…を溶融器２の溶融孔２２，２２，…に送り込む役目をなすものである（図３、図４参照）。プランジャー３は、外周側面部３１と押圧先端部３２と底部３３とから構成され、前記外周側面部３１の軸方向（長手方向）一端は、先端面である押圧先端部３２が形成され、軸方向（長手方向）他端に底部３３が形成されている。
【００７３】
これら外周側面部３１と押圧先端部３２と底部３３によって、プランジャー３は、円筒形状に形成される。該プランジャー３は、周方向に非回転とする構成とし、外螺子軸４１の回動によって、軸方向（長手方向）に往復移動することできるようになっている〔図２（Ａ），（Ｂ）参照〕。また、プランジャー３の非回転とする構成とは、つまり該プランジャー３が周方向に空転しないようにする構成のことである。
【００７４】
その非回転の具体的な構成としては、シリンダー１のシリンダー本体部１１には、案内溝１７が形成され、プランジャー３には前記案内溝１７に遊挿される案内ピン３６が装着されるものである〔図２（Ａ）乃至（Ｃ）参照〕。この実施形態では、案内ピン３６が案内溝１７に遊挿されることで、該案内溝１７の軸方向（長手方向）に沿って移動することができ、しかもプランジャー３の周方向の空転を確実に防止できる。また、図示しないが、案内ピン３６はシリンダー１側の内周側に装着され、案内溝１７はプランジャー３に装着されることもある。
【００７５】
前述したように、プランジャー３は、シリンダー本体部１１内を、周方向に非回転の状態で、軸方向（長手方向）にのみ移動することができるようにしたものである〔図２（Ａ）乃至（Ｃ）参照〕。前記押圧先端部３２は、平坦面状に形成される。そして、該押圧先端部３２は、多数のペレットｐ，ｐ，…を溶融器２側に押圧して、溶融孔２２，２２，…にペレットｐ，ｐ，…を送り込む役目をなす部位である。
【００７６】
プランジャー３の底部３３には、貫通孔３３ａが形成され、該貫通孔３３ａには、内螺子部３４が形成されている〔図２（Ａ），（Ｂ）参照〕。該内螺子部３４は、後述する駆動手段４の外螺子軸４１と螺合し、該外螺子軸４１の回動によって、底部３３と共にプランジャー３がシリンダー本体部１１内を軸方向（長手方向）に往復移動する。
【００７７】
そして、プランジャー３の溶融器２側への移動によって、ペレットｐ，ｐ，…が溶融器２の流入側面部２ａに形成された多数の流入側大開口２２ａから溶融孔２２に押し込まれるようにして流入するものである（図３、図４参照）。プランジャー３の材質は、鉄又はステンレスであり、またこれらの材質に限定されるものではなく、耐熱性及び耐久性を満たすものであれば、どのような材質のものであってもかまわない。
【００７８】
プランジャー３が前記駆動手段４によって、プランジャー３が溶融器２から最も離れた状態から、プランジャー３の押圧先端部３２が溶融器２の流入側面部２１ａに略当接状態（近接も含む）となる範囲をプランジャー３の移動範囲Ｌと称する。そして、プランジャー３の直径Ｄ3は、前記溶融機２の流入側面部２ａの直径Ｄ2ａと同一である。また、略同一も含む。
【００７９】
また、プランジャー３は、シリンダー１の内径Ｄ1と同一である。つまり、シリンダー１の内周側面部１１ｂの内径Ｄ1と、溶融機２の流入側面部２ａの直径Ｄ2ａと、プランジャー３の押圧先端部３２の直径Ｄ3とは、同一（略同一も含む）である〔図２（Ｄ）参照〕。実際には、プランジャー３は、軸方向（長手方向）の一端から他端に亘って同一直径の円柱体である。ただし、プランジャー３は、シリンダー１内を摺動するものであり、相互に隙間嵌となる嵌め合構造となる関係が存在するが、本発明では、嵌め合構造におけるプランジャー３の押圧先端部３２の直径Ｄ3と、シリンダー１の内径Ｄ2は、略同一の範囲内とする。
【００８０】
すなわち、
Ｄ1＝Ｄ2ａ＝Ｄ3
である。
【００８１】
したがって、プランジャー３は、シリンダー１内を溶融器２の方向に向って移動する移動範囲Ｌにおいて、シリンダー１の内径Ｄ１は不変である。つまり、シリンダー１は内周が外方に拡がる部分は存在しない。そのために、溶融器２とプランジャー３との間の多数のペレットｐ，ｐ，…は、プランジャー３の押圧先端部３２によって、無駄なく全てが溶融器２に送り出され、溶融器２にペレットｐ，ｐ，…が入り込むようになる。
【００８２】
前記駆動手段４は、外螺子軸４１，モーター駆動部４２，減速部４３から構成されている〔図１（Ａ）、図２（Ａ），（Ｃ）参照〕。外螺子軸４１とモーター駆動部４２とが減速部４３を介して連結され、モーター駆動部４２の駆動により、外螺子軸４１が回動する。減速部４３は、遊星歯車機構等で、モーター駆動部４２の回転数を約（１／５）乃至（１／１０）程度に減速し、且つ回転力を増強する。モーター駆動部４２の入力電流を制御することにより、射出圧力、射出量、射出速度を制御する。外螺子軸４１の減速部４３に挿入された部分は、遊星歯車と噛み合う歯車が形成されている。
【００８３】
駆動手段４の外螺子軸４１は、プランジャー３の底部３３に形成された内螺子部３４と螺合されており、外螺子軸４１の回動がプランジャー３の軸方向（長手方向）における前後の往復動作を与える〔図２（Ａ）乃至（Ｃ）参照〕。外螺子軸４１は、シリンダー本体部１１内に固着された軸受４４によって、シリンダー本体部１１の直径中心となる位置に配置される。外螺子軸４１は、固定ナット４５にて前記軸受４４に固定される〔図１（Ａ），図２（Ａ）参照〕。
【００８４】
モーター駆動部４２は、モーターハウジング４２ａがシリンダー１のシリンダー本体部１１の軸方向（長手方向）端部にビス等の固着具にて固着される。また、モーターハウジング４２ａとシリンダー本体部１１との間には、断熱材が装着されることもある。断熱材は、シリンダー本体部１１の熱が駆動手段４のモーター駆動部４２に伝わるのを防ぐ役目をなすものであり、セラミック等にて構成される。また、駆動手段４の別の実施形態として、特に図示しないが、プランジャー３を油圧にて駆動するタイプ及び空気圧にて駆動するタイプも存在する。
【００８５】
加熱手段６は、シリンダー１のシリンダー本体部１１内に固着された溶融器２を加熱する役目をなす。加熱手段６は、具体的には、電磁誘導装置つまりＩＨ（インダクションヒーティング）コイルが好適であり、樹脂又はセラミック製の断熱材コイルボビンにＩＨコイルを巻いたものである。
【００８６】
ＩＨコイルとシリンダー本体部１１の外周側面との間隔が最適になるようにボビンの形状が設定されている。入力電力は、制御装置により０乃至１Ｋｗまで可変可能としたものが好適である。シリンダー１には、熱電対が取り付けられており、シリンダー１の温度を設定値にすることができるようになっている。また加熱手段６の別のタイプとして、バンドヒーターが使用されることもある。さらに、加熱手段６は、前述したものに限定されるものではなく、その他の本発明に使用可能な加熱装置であれば何れのものが使用されても構わない。
【００８７】
前記シリンダー１には、前記プランジャー３の押圧先端部３２の移動範囲Ｌと前記溶融器２の流入側面部２１ａとの間に位置するようにして吸気孔７が具備される。これによって、プランジャー３の押圧先端部３２が溶融器２の流入側面部２１ａに向かって移動するときに、プランジャー３の押圧先端部３２と、溶融器２の流入側面部２１ａとの間に溜まった空気の圧力が上昇しても、吸気孔７から空気を排出することができる〔図３（Ｃ）参照〕。
【００８８】
したがって、プランジャー３の押圧先端部３２は溶融器２の流入側面部２１ａに略当接する程度まで近接することができる。また、多数のペレットｐ，ｐ，…トを無駄なく溶融器２の溶融孔２２に送り込むことができる。吸気孔７には吸気管７１が装着され、バキュームポンプと連結されることもあり、これによって、強制排気が行われ、シリンダー１内を真空状態にすることもできる。また、吸気孔７には、網部材７２が装着され、該網部材７２によって、ペレットｐ，ｐ，…が吸気孔７から漏れないようにすることもできる〔図３（Ｄ）参照〕。これによって、吸気孔７をペレットｐよりも大きくすることができ、排気を短時間にて行えるようにできる。
【００８９】
シリンダー１の内周側面部１１ｂ及び溶融器２及びプランジャー３の形状は、前述したように、円筒状としたものについて説明したが、必ずしも円筒形状又は円形状に限定されるものではなく、必要に応じて、別の形状とすることも可能である。たとえば、溶融器２及びプランジャー３は、共に同一形状となる断面楕円，ひょうたん形又は三角，四角等の角の柱状体とし、これらの形状に合わせて、シリンダー１の内周側面部１１ｂの断面形状も楕円又は三角，四角等の形状にしたものである。
【００９０】
次に、本発明の射出装置における動作について、主に図３、図４、図６等に基づいて説明する。前記プランジャー３は、作動前の初期位置は、シリンダー本体部１１の軸方向（長手方向）において駆動手段４装着側に位置している〔図１（Ａ）参照〕。プランジャー３は、該プランジャー３の底部３３に形成された内螺子部３４が前記外螺子軸４１と螺合している。
【００９１】
この状態でシリンダー本体部１１のペレット供給口１１ａは、プランジャー３の外周側面部３１が存在せず開放状態にある〔図１（Ａ）参照〕。そして、ホッパー１３から多数のペレットｐ，ｐ，…が投入され、供給管１２を通過してペレット供給口１１ａからシリンダー本体部１１内部に多数のペレットｐ，ｐ，…が送り込まれる〔図３（Ａ）参照〕。
【００９２】
駆動手段４のモーター駆動部４２を始動すると、外螺子軸４１が減速部４３により減速されて回動する。プランジャー３の案内ピン３６は、シリンダー１のシリンダー本体部１１に形成された案内溝１７に遊挿されており、プランジャー３は、周方向に空転することなく、前記案内溝１７に沿って軸方向（長手方向）に移動範囲Ｌを往復移動することができる〔図２（Ａ）乃至（Ｃ）参照〕。
【００９３】
上記構成にて、駆動手段４が始動され、モーター駆動部４２が作動し、外螺子軸４１が回動をすることにより、プランジャー３が動作し始める。外螺子軸４１は、モーター駆動部４２により正逆両回転し、その正逆両回転によって、プランジャー３が溶融器２に向かって移動し、略当接（近接も含む）したり、又は駆動手段４側に戻る。このようにして、まずプランジャー３は、多数のペレットｐ，ｐ，…を溶融器２に向かって押圧する〔図４（Ａ）参照〕。同時に溶融器２は、加熱手段６により、ペレットｐ，ｐ，…が溶融される温度まで加熱されている。
【００９４】
このようにして、プランジャー３によって押圧された多数のペレットｐ，ｐ，…は、多数の流入側大開口２２ａ，２２ａ，…から溶融孔２２，２２，…内に入り込むようにして流入する〔図４（Ａ），（Ｂ），図６（Ａ），（Ｂ）参照〕。流入側大開口２２ａは、前述したように、各ペレットｐの少なくとも一部（一部分）が入り込む大きさである。そして、通常は、流入側大開口２２aは、平均的なサイズのペレットｐ全体が流入側大開口２２aから入り込む程度の大きさとしている〔図５（Ｃ），図６（Ａ），（Ｂ）参照〕。
【００９５】
溶融孔２２，２２，…内に入り込んだそれぞれのペレットｐ，ｐ，…は、あとから流入するペレットｐ，ｐ，…によって、流出側小開口２２ｂ側に押圧される〔図４（Ｂ），（Ｃ）参照〕。溶融器２は、前述したように加熱部６を介してペレットｐを溶融する温度に維持されている。
【００９６】
したがって、流入側大開口２２aから入り込んだペレットｐは、流入側大開口２２aから流出側小開口２２ｂに向かって移動するにしたがいペレットｐ中心部に向かって溶融する〔図６（Ａ）及び（Ｂ）乃至（Ｅ）参照〕。ペレットｐは、流入側大開口２２aに入り始めた初期の状態で、ペレットｐの周囲が溶融孔２２の内周壁面に略均等に囲まれた状態となるように設定されている〔図５（Ｃ），図６（Ｂ）乃至（Ｄ）等参照〕。
【００９７】
そして、ペレットｐは、溶融孔２２を流出側小開口２２ｂ側に向かって移動するに従い、溶融されつつ、サイズが次第に縮小されてゆく〔図５（Ｃ），図６（Ｂ）乃至（Ｅ）等参照〕。ペレットｐが流出側小開口２２ｂ側に向かって溶融しながら移動しても、溶融孔２２も次第に狭くなっているので、溶融して縮小されたペレットｐの周囲は均等に囲まれた状態を維持している〔図６（Ｂ）乃至（Ｅ）等参照〕。それゆえに、ペレットｐの溶融は、迅速に行われてゆく。
【００９８】
つまり、個々のペレットｐの周囲は、溶融孔２２の内壁面に略均等に囲まれ、常に内壁面に近接又は当接された状態を維持する〔図６（Ａ），（Ｂ）乃至（Ｅ）参照〕。そして、ペレットｐの溶融が進むに従い、さらに溶融孔２２の狭い部分に進行し、ペレットｐの溶融を促進させる。しかも、溶融孔２２の内部でペレットｐは溶融して液化しているので、後から送り込まれたペレットｐは、既に液化したペレットｐａの熱によって溶融がさらに促進される〔図４（Ｃ）等参照〕。
【００９９】
このようにして、ペレットｐは、溶融孔２２の流入側大開口２２aから流出側小開口２２ｂに向かうにしたがい、溶融が進み、流出側小開口２２ｂ付近では溶融を完了して、完全に液化する〔図４（Ｄ）参照〕。ペレットｐは、この完全に液化された状態のペレットｐａとなって、流出側小開口２２ｂからノズル１４に送り出され、射出口１４ａから金型内へ射出される。
【０１００】
以上述べたように、プランジャー３に押圧されて、溶融孔２２の流入側大開口２２ａより入り込んだペレットｐは、流出側小開口２２ｂに向かう過程において、常に溶融孔２２の内周壁面に包囲された状態である。それゆえに、加熱手段６を介して、ペレットｐの溶融は、確実且つ迅速に行われ、極めて効率的に金型への射出作業を行うことができる。
【０１０１】
多数のペレットｐ，ｐ，…は、必要な量のみを溶融できるので材料がシリンダー本体部１１内で長時間熱的、機械的ストレスに晒されることがない。よって、品質の良い樹脂成形品が出来る。また、本発明おける射出装置は、溶融効率が高く、必要以上の材料を投入する必要がないので装置全体が小型になり、省電力、省資源である。また、射出直前の溶融最終過程で射出適正温度かつ最高温度となることで樹脂の高温状態を最低時間に短縮できるということも品質の良い樹脂成形ができるものである。
【０１０２】
また、図９は、本発明と従来技術を比較したものであり、本発明における溶融器２〔図９（Ａ）参照〕の器本体部２１における溶融孔２２の非形成箇所での流出側よりの部分の肉厚が、従来技術（特許文献２）〔図９（Ｂ）参照〕よりも大きく形成されていることを示している。そのために、本発明における溶融器２の流出側小開口２２ｂに近づくにしたがい、熱容量が従来技術（特許文献２）の加熱筒の熱容量よりも大きいため、ペレットｐ，ｐ，…の溶融状態を安定させ、溶融したペレットｐ，ｐ，…の温度低下を抑えることができる。
【０１０３】
このような構成により、溶融した樹脂が流出側小開口に到達した射出直前の溶融最終過程で、溶融した樹脂が射出適正温度且つ最高温度となることで樹脂の高温状態を最低時間に短縮でき、品質の良い樹脂成形ができることを示している。従来技術では、加熱筒における貫通孔の流出側の肉厚が小さいため、熱容量も小さく、溶融した樹脂が射出適正温度且つ最高温度とならず、品質の良い樹脂成形ができ難いものである。
【符号の説明】
【０１０４】
１…シリンダー、１１ａ…ペレット供給口、１１ｂ…内周側面部、
１５…エアベント部、１５ａ…小孔、１４…ノズル、２…溶融器、２１a…流入側面部、２１ｂ…流出側面部、２２ａ…流入側大開口、２２ｂ…流出側小開口、
３…プランジャー、３３…底部、４…駆動手段、６…加熱手段。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投入した多数のペレットが短時間に効率良く加熱且つ溶融され、品質の良い溶融樹脂を射出することができる成形機における射出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、射出装置は、スクリュータイプ，プランジャータイプのものが存在する。その代表的なものとして、スクリュータイプでは、特許文献１に開示されているように、主にシリンダーとスクリューとから構成される。シリンダーに設けられたホッパーから投入されたペレットは、シリンダーの内部でスクリューが回転することによって射出ノズル側に移送させられると共に、その移送過程で加熱されて溶融してゆく。そして、溶融した樹脂をノズルの先端に集め、それを射出し、金型に溶融樹脂を送る。
【０００３】
一般のペレットは、樹脂（プラスチック）であり、その熱伝導率は約０．０７〜０．２０kcal/m・hr・℃である。これは、金属の熱伝導率の数百分の１から数千分の１であり、このようなことからペレットは、略断熱材と言える。したがって、ペレットを溶融するために、十分な溶融熱を与えても、熱がペレット内部（中心部）まで伝達しにくく、十分に加熱されるのに、かなりの時間がかかってしまう。
【０００４】
したがって、個々のペレットが十分に溶融されて、樹脂成形ができる状態となるまでは短時間ではきないものであった。そのためにシリンダー内で比較的長い時間をかけて、ペレットを溶融させなければならず、作業効率も良好とはいえないものであった。また、前記射出装置において、シリンダー投入した多数のペレットのそれぞれの固体が、加熱されてスクリューが回転することによって、噴射側に移動させるものであり、このとき多数のペレットの一部がシリンダー内壁に押し付けられる状態となる。
【０００５】
つまり、シリンダー内壁に押圧されることになる。そして、押圧される個々のペレットについても、その固体の表面の一部のみがシリンダー内壁に接触するものであり、個々のペレットの溶融は、ペレット固体が部分的に溶融するのみである。シリンダー内でスクリューによってこねられるペレットは、短時間でシリンダー内壁から離れてしまい、十分な加熱が行われず、ペレット固体は全体が溶融されず、大半のペレットは溶融部分と非溶融部分とが混ざり合った状態となる。
【０００６】
ペレットがスクリューによってシリンダー内壁に繰り返して押圧されることで、ペレットの完全な溶融が行われ、溶融したペレットがノズル付近に移送され場合でも、シリンダーに滞留している樹脂の量は、１回の射出に必要な量の数十倍以上であり、無駄な量のペレットがシリンダー内に残留することになる。
【０００７】
また、溶融された樹脂がスクリューとシリンダーの隙間を通過するときに、樹脂に機械的損傷を与える。特に、ガラス繊維入りのペレットを溶融する場合には問題が多く、スクリューが磨耗してしまう。また、それぞれのペレットがランダムに一部のみの溶融となるため、シリンダー内にいつまでも同じペレットが残留してしまうことは避けられない。そのために、シリンダー内のペレットにおける材料替えを行う際は、特に、作業が大変である。
【０００８】
このようなスクリュータイプに対してプランジャータイプのものが存在する。この種のものでは、構造が簡単で、且つ小型化にし易いものである。また、スクリューが磨耗するという欠点もプランジャータイプには存在しない。特許文献２は、最も基本的な構造を有するプランジャータイプのものであり、主に多数の貫通孔を有する裁頭円錐状の加熱筒と、射出プランジャと、供給筒等から構成されたものである。そして、射出プランジャにより、合成樹脂原料が加熱筒に送り出され、射出が行われる。しかし、特許文献２においても、種々の問題点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−２４６８０２号公報
【特許文献２】特公昭３６−９８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
まず、特許文献２では、射出プランジャと、裁頭円錐状の加熱筒は、その対面する両者の直径が異なるもので、射出プランジャの直径が加熱筒の対面箇所の直径よりも一回り小さく形成されている。また、射出プランジャの先端と加熱筒と射出プランジャの先端部分と供給筒との間には、射出プランジャの先端の面積よりも広い容積の空隙室が存在する。
【００１１】
したがって、溶融した合成樹脂原料は、射出プランジャによって、一旦、前記空隙室に押出されるが、射出プランジャがさらに加熱筒側に移動しても、合成樹脂原料が加熱筒の貫通孔に効率良く流入することができないものであり、加熱筒に流入しないで空隙室に残留してしまうおそれが十分にある。そして、前記空隙部に残留した合成樹脂原料は、加熱筒の貫通孔に新たに送り出そうとする合成樹脂原料の障害となるおそれがある。また、新たに送り出そうとする合成樹脂原料と、長期間残留して劣化した樹脂とが混合されてしまうおそれも十分にある。
【００１２】
また、加熱筒は、前述したように先端側が略裁頭円錐状に形成されており、そのために該加熱筒に形成された多数の貫通孔は、合成樹脂原料の流入側から流出側に向かって集束し、次第に間隔が狭くなるように形成されている。つまり、多数の貫通孔は、流入側の開口において、間隔が広く適当に分散して配置されているが、流出側の開口は、狭い範囲内で密集する構成となっている。
【００１３】
そのために、加熱筒は、流出側寄りにおける貫通孔同士の間隔は次第に狭くなり、その分だけ貫通孔形成箇所以外の肉厚部分の断面積が次第に小さくなってゆく。つまり、特許文献２における加熱筒では、裁頭円錐状により、全体的に熱容量は小さくなり、特に多数の貫通孔が集束する流出側寄りで肉厚部（中実部）の体積が少なく、したがって、流出側に近づくに従い、熱容量も小さくなっている〔図９（Ｂ）参照〕。
【００１４】
さらに、特許文献２において、貫通孔は、流入側から流出側に向かって、次第に内径が小さくなっているので、貫通孔を流入移動する合成樹脂原料の移動速度も次第に速くなる。そのため、熱容量の小さい加熱部は樹脂を加熱及び溶融するために十分な熱量を樹脂に伝達することができず、貫通孔を移動する合成樹脂原料は、移動する過程で温度が低下するおそれがある。そのために、合成樹脂原料の溶融状態を維持するために、加熱筒には大きな熱量を与えなければならず、加熱筒の外周には、ヒータバンドが装着されている。
【００１５】
しかし、加熱筒自体は、裁頭円錐状に形成されていることで前述したように熱容量は小さく、特に、貫通孔の流出側の熱容量が小さくなってしまうので、貫通孔を移動する合成樹脂原料に十分な熱量を伝導することが出来なくなる。そのために、合成樹脂原料の温度が減少し、加熱筒も熱が奪われることにより、温度が低下してしまうことになる。
【００１６】
そのために、貫通孔を流入移動する合成樹脂原料は、移動する過程で温度が下がり、均一な溶融状態が維持され難く、熱ストレス等の不良要因を含んだ合成樹脂原料が射出されることになる。そこで、本発明の目的（解決しようとうする技術的課題）は、多数のペレットを短時間に効率良く加熱且つ溶融すると共に、ペレットの溶融温度を維持し、品質の良い溶融樹脂を射出することができる射出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、ペレット供給口を備えたシリンダーと、該シリンダー内に配置されると共に軸方向に往復するプランジャーと、該プランジャーを軸方向に往復移動させる駆動手段と、器本体部に錐体状の通路で且つ流入側大開口から流出側小開口に連通する多数の溶融孔が形成されてなる溶融器と、前記シリンダーの射出側に設けられたノズルと、前記溶融器を加熱する加熱手段とからなり、前記溶融器は前記プランジャーと前記ノズルとの間に配置されると共に前記溶融孔器の前記流入側大開口側の面を前記プランジャーの先端と対面する流入側面部とし、該流入側面部と反対側で前記ノズルと対面する面を流出側面部とし、且つ前記プランジャーの先端面の形状は、前記溶融機の流入側面部と同一形状としてなる成形機における射出装置としたことにより、上記課題を解決した。
【００１８】
請求項２の発明を、請求項１において、前記溶融機の器本体部は円筒形状とすると共に、前記プランジャーの先端面を円形状とし、前記プランジャーの先端面の直径は、前記溶融機の流入側面部と同一直径としてなる成形機における射出装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項２において、前記溶融機の前記器本体部は、前記流入側面部と前記流出側面部とは同一直径としてなる成形機における射出装置としたことにより、上記課題を解決した。
【００１９】
請求項４の発明を、請求項２において、前記溶融機の前記器本体部は、前記流出側面部は前記流入側面部よりも直径が大きく形成されてなる成形機における射出装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項５の発明を、請求項１，２，３又は４のいずれか１項の記載において、前記シリンダーには前記プランジャーの押圧先端部の移動範囲と前記溶融器の流入側面部との間に吸気孔が具備されてなる成形機における射出装置としたことにより、上記課題を解決した。
【００２０】
請求項６の発明を、請求項１，２，３，４又は５のいずれか１項の記載において、前記溶融孔の流入側大開口は、前記ペレットの少なくとも一部が流入可能な大きさとしてなる成形機における射出装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項７の発明を、請求項１，２，３，４，５又は６のいずれか１項の記載において、前記溶融器の溶融孔は円錐形状としてなる成形機における射出装置としたことにより、上記課題を解決した。
【００２１】
請求項８の発明を、請求項１，２，３，４，５又は６のいずれか１項の記載において、隣接する前記溶融孔の流入側大開口は略多角形状の開口に形成されると共に、隣接する流入側大開口同士は境目となる部位が略直線の刃状として形成されるように近接してなる成形機における射出装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項９の発明を、請求項１，２，３，４，５，６，７又は８のいずれか１項の記載において、前記シリンダーの前記ペレット供給口の供給口箇所付近の周方向の領域には、多数の小孔からなるエアベント部が形成されてなる成形機における射出装置としたことにより、上記課題を解決した。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１の発明では、溶融器は、器本体部に、多数の錐体通路状に形成された溶融孔を有しており、該溶融孔の孔形成方向の一方を流入側大開口とし、他方を流出側小開口としている。溶融器は、シリンダー内で、プランジャーとノズルとの間に配置されると共に、溶融孔の流入側大開口側の面をプランジャーの先端と対面する流入側面部としている。また、前記流入側面部と反対側で且つ前記ノズルと対面する面を流出側面部としている。そして、前記プランジャーの先端面の形状は、前記溶融機の流入側面部と形状と同一としたものである。
【００２３】
このような構成によって、シリンダー内に多数のペレットが投入され、駆動手段の始動によりプランジャーが多数のペレットを、溶融器に向けて押圧すると、溶融器の流入側面部がプランジャーの先端と対面しているので、プランジャーが駆動手段によって溶融器側に向かって移動し、ペレットは、プランジャーに押圧され、流入側大開口から溶融孔に入り込んでゆく。またこの行程において、加熱手段が溶融器をペレットの十分な溶融温度に設定する。
【００２４】
さらに、前記プランジャーの先端面の形状は、前記溶融機の流入側面部と形状と同一としたことにより、通常は、前記プランジャーの移動範囲内におけるシリンダー内の断面形状と、プランジャーの断面形状とは同一（略同一も含む）であるため、プランジャーの先端面と、溶融器の流入側面部との間には、プランジャーの外周側面よりも広くなる空隙は存在しない。
【００２５】
すなわちプランジャーの先端面が有効に働き、該プランジャーの先端によって押圧された多数のペレットは、無駄が一切なく、直接、溶融器の溶融孔の多数の流入側大開口に送り込むことができる。したがって、プランジャーの先端と、溶融器の流入側面部との間に、ペレットが残留することなく、繰り返しの使用における障害を防止できる。
【００２６】
プランジャーの押圧により溶融孔内に流入側大開口から入り込んだペレットは、溶融孔の内周壁面に囲まれる状態となり、溶融孔が錐体状の通路であるから内周壁面は次第に狭くなり、ペレットの周囲との間隔もペレットの流出側小開口側への移動に伴い次第に小さくなる。
【００２７】
溶融器自体は、加熱手段によりペレットの溶融温度に加熱されており、ペレットが溶融してゆく。このとき、ペレットの全周囲は溶融孔の内周壁面により囲まれた状態であり、ペレットは外周から中心部に略均等にバランス良く溶融してゆくことができる。しかも、ペレットが、溶融孔を流入側大開口から流出側小開口に向かって移動する過程で、器本体部は、熱容量が大きいので、加熱手段にて一旦、高温に加熱されると、溶融器は、溶融したペレットの温度に影響されることなく、ペレットを加熱しつつ、十分な溶融温度に維持してゆくことができる。
【００２８】
そして、ペレットが外周から中心に向かって略均等に溶融しつつ、次々に流入側大開口から入り込む多数のペレットに押圧されて、溶融孔の流出側小開口に移動することができ、その間にもペレットは溶融が進行し、溶融孔の軸方向（長手方向）の略中間を通過した当たりでは溶融された部分が殆どであり、溶融器の溶融熱と共に周囲のペレットも溶融が加速度的に進行する。流出側小開口付近では、ペレットは最高温度で完全に溶融しており、良好な溶融状態の樹脂をノズルから射出することができる。
【００２９】
このように、本発明において、溶融器は、器本体部に多数の錐体通路状の溶融孔を有するものであり、加熱手段により溶融温度に加熱された多数の錐体通路状の溶融孔にプランジャーに押圧されたペレットが大開口側である流入側大開口より入り込むことで、ペレットがバランス良く溶融し、且つ溶融器の熱容量が大きいので高温状態を維持することができ、溶融が促進されて溶融速度も速くなり、ノズルからの射出時間を格段に短縮することができ、射出成形の作業効率を向上させることができる。
【００３０】
また、ペレットは、溶融器の溶融孔に流入側大開口から入り込み、溶融孔を流出側小開口に向かって移動する間に確実に溶融され、しかも、溶融孔に入り込んだペレットのみを溶融するので、ペレットがシリンダー内で長時間熱的、機械的ストレスに晒されることがない。よって品質の良い成形品が出来る。そして、溶融効率が高く、必要以上の材料を投入する必要がないのでシリンダーを小型にでき、省電力、省資源に寄与するものである。
【００３１】
特に溶融器は、加熱手段によって、流出側小開口部分で樹脂の温度が最高に達することである。射出直前に必要な最適温度で且つ最高温度にすることができ、高温状態を最短時間にすることで樹脂を劣化させないので、高品質の成形が可能となる。つまり、溶融器は、樹脂が溶融する一番最後の過程で、射出直前に樹脂を最適温度に上げることができる構造である。
【００３２】
請求項２の発明では、前記溶融機の器本体部は円筒形状とすると共に、前記プランジャーの先端面を円形状とし、前記プランジャーの先端面の直径は、前記溶融機の流入側面部と同一直径としたものである。これによって、プランジャーと共に、シリンダーの内周側面も円周形状となり、シリンダー，溶融器及びプランジャーを小型化することができ、装置全体をコンパクトにまとめることができ、シリンダー装置として最適な構成にすることができる。
【００３３】
さらに、溶融器は、円筒形状に形成された器本体部に、多数の錐体通路状に形成された溶融孔を有しており、これら多数の溶融孔は、流入側面部から流出側面部に向って集束することなく、略平行状態に配置されることができる〔図９（Ａ）参照〕。これによって、多数の流出側小開口は、密集することなく、それぞれ均等に配置されることができる。したがって、溶融器自体の熱容量は、十分に大きいものにできると共に、流出側面部側寄りにおける溶融孔間の肉厚部（中実部）の体積を十分に大きく確保することができ、溶融孔間の熱容量も大きくすることができる〔図９（Ａ）参照〕。
【００３４】
そのため、ペレットが、溶融孔を流入側大開口から流出側小開口に向かって移動する過程で、溶融器が加熱手段にて一旦、高温に加熱されると、大きな熱容量によって高温が維持され、溶融したペレットは温度が低下することなく、十分な溶融温度に維持して、良質なペレットｐ，ｐ，…による溶融樹脂を流出側小開口から流出させることができる。
【００３５】
請求項３の発明では、前記溶融機の器本体部は、前記流入側面部と前記流出側面部とは同一直径としたことにより、溶融器は、正確な円筒形状となり、該溶融器の製造を簡単にできるようにすると共に、シリンダーへの組付けも容易にできる。請求項４の発明では、前記溶融機の器本体部は、前記流出側面部は前記流入側面部よりも直径が大きく形成されたことにより、器本体部の流出側面部寄りの肉厚部分を大きくすることができ、流出側小開口付近の熱容量を大きくして、加熱手段による加熱温度をより一層安定した状態に維持することができる。
【００３６】
請求項５の発明では、前記シリンダーには前記プランジャーの押圧先端部の移動範囲と前記溶融器の流入側面部との間に吸気孔が具備されたことにより、プランジャーの押圧先端部が溶融器の流入側面部に向かって移動するときに、プランジャーの押圧先端部と、溶融器の流入側面部との間に溜まった空気の圧力が上昇しても、吸気孔から空気を排出することができる。
【００３７】
したがって、プランジャーの押圧先端部は溶融器の流入側面部に略当接する程度まで近接することができ、多数のペレットを無駄なく溶融器の溶融孔に送り込むことができる。また、吸気孔は、プランジャーの押圧先端部と溶融器の流入側面部にペレットが圧縮投入されたときに、ペレット間の僅かな隙間に空気が残るものであるが、このまま、プランジャーを押してゆくと、空気が溶融樹脂の中に気泡として入り込む可能性がある。そこで吸気孔によってペレットが溶融される前に、前述した気泡となる空気を逃すことができる。
【００３８】
次に、請求項６の発明では、溶融孔の流入側大開口は、少なくとも前記ペレットの一部が流入可能な大きさにしたことにより、溶融孔の流入側大開口には、略１個ずつのペレットが入り込むことができ、ペレットは入り込んだと同時に溶融孔の内周壁面に囲まれることとなり、溶融が開始され、射出成形の作業速度が向上する。請求項７の発明では、溶融器の溶融孔は円錐形状としたので、どのような形状のペレットであっても、ペレットの外周が溶融孔の内周壁面に囲まれ易く、ペレットが略均等にバランス良く溶融することができる。
【００３９】
請求項８の発明では、隣接する前記溶融孔の流入側大開口は略方形状の開口に形成されると共に、隣接する流入側大開口同士の境目は刃状に形成されたことにより、溶融器における溶融孔の流入側大開口側プランジャーにより押圧されたペレットは、前述した流入側大開口同士の境目の刃状箇所で破砕され、細かく分離されるので、ペレットは流入側大開口により一層入り易くなり、ペレットの溶融を促進させることができる。
【００４０】
請求項９の発明では、シリンダーの前記ペレット供給口の供給口箇所付近の周方向の領域には、多数の小孔からなるエアベント部が形成されたことにより、シリンダー内に多数のペレットを送り込み易くすることができる。すなわち、シリンダー内に送り込まれるペレットに対して、シリンダー内に空気が溜っている場合に、その滞留空気を多数の小孔から滞留する空気を排出することができ、ペレットが入り難くなることを防止することができる。
【００４１】
さらに、エアベント部の多数の小孔により、シリンダーを形成する材料面積を削減し、熱伝導率を減少させ、駆動手段等に高温が及ぶことを防止でき、放熱性を良好にすることができる。さらに、多数の小孔は、シリンダー内部を目視することが可能であり、シリンダー内に投入されたペレットの残量を目視によって確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（Ａ）は本発明における射出装置の縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ1−Ｘ1矢視拡大断面図、（Ｃ）は（Ａ）の（ア）部拡大図である。
【図２】（Ａ）は本発明における射出装置の一部縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ2−Ｘ2矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）の（イ）部拡大断面図、（Ｄ）はシリンダー，溶融器及びプランジャーの直径が等しいことを示す要部縦断側面図である。
【図３】（Ａ）は第１実施形態の射出装置に多数のペレットが投入された状態の縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）の（ウ）部拡大図、（Ｃ）は多数のペレットがプランジャーによって溶融器に押出されたペレットが溶融器を通過して溶融されノズルから射出された状態の縦断側面図、（Ｄ）は（Ａ）の（エ）部拡大図である。
【図４】（Ａ）第１実施形態の射出装置において多数のペレットが溶融器の流入側大開口に入り始めた状態の要部縦断側面図、（Ｂ）は多数のペレットが溶融孔内で溶融し始め状態の要部縦断側面図、（Ｃ）は多数のペレットが溶融孔内で溶融しつつ流出側小開口から押し出されている状態の要部縦断側面図、（Ｄ）は多数のペレットが溶融孔内部で殆ど溶融した状態で流出側小開口から押出されている状態の要部縦断側面図である。
【図５】（Ａ）は溶融器の一部切除した斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の（オ）部拡大図、（Ｃ）はペレットが溶融孔を流入側大開口から流出側小開口に向かって溶融しながら移動する状態を示す略示斜視図である。
【図６】（Ａ）はペレットが流入側大開口から流出側小開口に向かって溶融しながら移動する状態を示す溶融孔の拡大縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ3−Ｘ3矢視拡大断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ4−Ｘ4矢視拡大断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＸ5−Ｘ5矢視拡大断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＸ6−Ｘ6矢視拡大断面図、（Ｆ）は（Ａ）のＸ7−Ｘ7矢視拡大断面図である。
【図７】（Ａ）は第２タイプの溶融器の一部切除した斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の（オ）部拡大図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸ8−Ｘ8矢視拡大断面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＸ9−Ｘ9矢視拡大断面図、（Ｅ）は（Ｂ）のＸ10−Ｘ10矢視拡大断面図、（Ｆ）はペレットが破断される状態を示す溶融孔の流入側大開口側の要部拡大図である。
【図８】（Ａ）は別の実施形態の溶融器の縦断側面図、（Ｂ）は別の実施形態の溶融器の斜視図である。
【図９】（Ａ）は本発明における溶融器の一部拡大断面図、（Ｂ）は従来技術（特許文献２）の一部拡大断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。本発明は、図１（Ａ）に示すように、主にシリンダー１と、ペレットｐ，ｐ，…を溶融する溶融器２と、プランジャー３と、該プランジャー３を駆動する駆動手段４と、加熱手段６とから構成される。前記シリンダー１の内部には、溶融器２とプランジャー３が配置される。
【００４４】
シリンダー１の軸方向（又は長手方向ともいう）一端側にノズル１４が装着され、軸方向（長手方向）他端側には駆動手段４が装着され、該駆動手段４によってプランジャー３がシリンダー１内を軸方向（長手方向）に往復移動する構成となっている〔図２（Ａ）乃至（Ｃ）参照〕。そして、前記プランジャー３の先端面の形状は、前記溶融機２の流入側面部２１ａと同一形状としたものである。
【００４５】
シリンダー１の材質は、加熱が迅速に行われることが必要であり、鉄又は鉄の含有量の多いステンレスなどが好適である。シリンダー１は、シリンダー本体部１１，供給管１２及びホッパー１３から構成されている。シリンダー本体部１１は円筒状の部材であり、その内方側は内周側面部１１ｂによって包囲された略円柱状の空隙を有する。シリンダー本体部１１は、軸方向（長手方向）の一部が後述する加熱手段６にて加熱される領域が設定される。
【００４６】
そして、円筒状のシリンダー本体部１１の軸方向（長手方向）中間箇所にペレット供給口１１ａが形成されている〔図１（Ａ）、図２（Ａ）参照〕。前記シリンダー本体部１１の外周側面で前記ペレット供給口１１ａの周縁から、前記管状の供給管１２が形成され、該供給管１２の端部に前記ホッパー１３が設けられている〔図１（Ａ）参照〕。シリンダー本体部１１の肉厚寸法は、約２mm程度のものが好ましい。
【００４７】
前記ホッパー１３には、多数のペレットｐ，ｐ，…が投入可能であり、投入されたペレットｐ，ｐ，…は、供給管１２を通して前記ペレット供給口１１ａからシリンダー本体部１１内に送り込まれる〔図３（Ａ）参照〕。また、特に図示しないが、供給管１２に空気圧装置を具備して、ペレットｐ，ｐ，…を空気圧にて強制的に投入することもある。
【００４８】
シリンダー本体部１１のペレット供給口１１ａ付近には、エアベント部１５が設けられている〔図１（Ａ），図２（Ｃ）参照〕。該エアベント部１５は、前述したように供給管１２からシリンダー本体部１１内に送り込まれるペレットｐ，ｐ，…に対して、シリンダー本体部１１内に空気が溜っている場合に、その滞留空気によってペレットｐが入り難くなることを防止する役目をなすものである。
【００４９】
エアベント部１５は、多数の小孔１５ａ，１５ａ，…から形成され、シリンダー本体部１１内に溜まる空気を外部に逃がすものである。前記エアベント部１５を構成する小孔１５ａは、ペレットｐよりも十分小さく形成され、具体的には、直径約１mm程度の貫通孔である。
【００５０】
エアベント部１５の小孔１５ａ，１５ａ，…は、ペレット供給口１１ａの近傍で且つ周方向に沿って配列形成されたものであり、出来るだけ多数開けることが好適である〔図１（Ａ）参照〕。そして、シリンダー１のシリンダー本体部１１内に送り込まれる多数のペレットｐ，ｐ，…に対して、シリンダー本体部１１内に空気が溜っている場合に、その滞留空気を前記多数の小孔１５ａ，１５ａ，…から滞留する空気を排出することができ、一度に多数のペレットｐ，ｐ，…を入れ易くすることができる。
【００５１】
また、エアベント部１５の多数の小孔１５ａ，１５ａ，…は、シリンダー本体部１１を形成する材料面積を削減するので、熱伝導率を減少させ、駆動手段等に高温が及ぶことを防止でき、放熱性も良好である。さらに、エアベント部１５の多数の小孔１５ａ，１５ａ，…は、シリンダー本体部１１の内部を目視することが可能であり、シリンダー本体部１１内に投入されたペレットｐ，ｐ，…の有無，残量を外部から観察することが出来る〔図３（Ａ），（Ｂ）参照〕。
【００５２】
シリンダー本体部１１の軸方向（長手方向）一端側には、ノズル１４が装着されている。該ノズル１４は、本発明の射出装置と共に使用する金型に合わせて射出部分の口径を変更させるように交換することが出来るようになっている。ノズル１４は、射出口１４ａと接続部１４ｂとから構成される〔図１（Ａ）参照〕。
【００５３】
射出口１４ａは、シリンダー本体部１１の内径よりも狭く形成されたもので、図示されない金型のゲートに挿入する部位である。ノズル１４の接続部１４ｂと、シリンダー本体部１１とは、螺子構造（外螺子，内螺子）による構成で着脱自在となっている。ノズル１４の材質は、熱伝導の良いものが好適で、具体的には、ベリリウム銅又は銅が望ましい。
【００５４】
溶融器２は、器本体部２１に多数の溶融孔２２，２２，…が形成されたものである（図１，図５等参照）。溶融器２は、略円筒形状形成されたものであり、さらに具体的には、器本体部２１が円筒形状に形成されている。該器本体部２１の材質は、熱容量が大きく、且つ熱伝導の良いものが好適である。具体的には、銅又はベリリウム銅が使用される。器本体部２１は、前記シリンダー１のシリンダー本体部１１内部で且つノズル１４装着側付近となるように固着される〔図１（Ａ）参照〕。
【００５５】
具体的には、シリンダー本体部１１の内周側面部１１ｂに溶融器２の器本体部２１が圧入等の固着手段にて固着されている。特に、溶融器２は、後述するプランジャー３により大きな圧力で押圧された多数のペレットｐ，ｐ，…を受け止めるので、シリンダー本体部１１と溶融器２同士は極めて強固に固着される。溶融器２は、シリンダー本体部１１内において、ノズル１４とプランジャー３との間に位置する〔図１（Ａ）参照〕。
【００５６】
また、シリンダー本体部１１の内周側面部１１ｂと溶融器２の器本体部２１とが強固に固着され、相互に密接することで、シリンダー本体部１１から溶融器２への熱伝導性を良好なものとし、加熱手段６を介して溶融器２の加熱が迅速に行われるようしている。溶融器２の器本体部２１は、前述したように円筒形状に形成されたものであり、該器本体部２１において後述するプランジャー３の先端の面である押圧先端部３２と対面する側で且つ多数のペレットｐ，ｐ，…が流入してくる側の面を流入側面部２１ａと称する。
【００５７】
また、該流入側面部２１ａと反対側の面でノズル１４と対面し、溶融したペレットｐ，ｐ，…が流出する側の面を流出側面部２１ｂと称する。また、器本体部２１の外周側面を円周側面２１ｃと称する。そして、器本体部２１は、前述したように円筒形状であり、流入側面部２１ａの直径Ｄ2ａと、流出側面部２１ｂの直径Ｄ2ｂとは、円周側面２１ｃは、軸方向に沿っていずれの位置も同一直径となる正確な円筒形状である〔図５（Ａ）参照〕。また、図１乃至図４における溶融器２についても、上記の正確な円筒形状としたものである。
【００５８】
すなわち、
Ｄ2ａ＝Ｄ2ｂ
である。
【００５９】
また、器本体部２１における円筒形状は、略円筒形状も含まれ、流入側面部２１ａから流出側面部２１ｂに向って僅かに拡がるように円周側面２１ｃがテーパー形成されたもので、流出側面部２１ｂの直径Ｄ2ｂが流入側面部２１ａの直径Ｄ2ａよりも僅かに大きい円錐台形状のものであってもよい（図８参照）。
【００６０】
すなわち、
Ｄ2ｂ＞Ｄ2ａ
である。
【００６１】
さらに、特に図示しないが、器本体部２１の略円筒形状としたものでは、流入側面部２１ａから流出側面部２１ｂに向って僅かに収縮するように円周側面２１ｃがテーパー形成されたもので、流入側面部２１ａの直径Ｄ2ａが流出側面部２１ｂの直径Ｄ2ｂがよりも極めて僅かに大きい円錐台形状としたものであってもよい。
【００６２】
次に、溶融孔２２は、器本体部２１の軸方向（長手方向）に沿って形成されたものである〔図５（Ａ），（Ｂ），図６（Ａ）参照〕。さらに詳しくは、溶融孔２２は、トンネル状或いは管路状とした錐体状の貫通孔である〔図５（Ａ），（Ｂ）参照〕。溶融孔２２において、前述した錐体状の貫通孔とは、孔形成方向に直交する複数の任意の位置の断面形状が広い形状から狭い形状となるように形成されたものであり〔図５（Ｂ），（Ｃ）及び図６（Ａ）参照〕、具体的には円錐或いは角錐等の空隙を有する孔である。
【００６３】
本発明では、特に、溶融孔２２の錐体状として円錐形状が好ましく、直径が大から小に向かって次第に小さくなるように形成されている（図５参照）。前述したように、溶融孔２２は、錐体状の空隙を有する孔であるために、該溶融孔２２の両端の開口の大きさは異なる。そこで、前記溶融孔２２の大開口側は、ペレットｐ，ｐ，…が流入する流入側大開口２２ａと称する〔図１（Ｃ），図５（Ａ），（Ｂ），図６（Ａ）参照〕。
【００６４】
また、前記溶融孔２２の小開口側を流出側小開口２２ｂと称する。つまり、溶融孔２２は、流入側大開口２２ａから流出側小開口２２ｂに連通する通路であり、流入側大開口２２ａから流出側小開口２２ｂに向かって次第に断面が狭くなる。そして、流入側大開口２２ａは、器本体部２１の流入側面部２１ａ側に位置し、プランジャー３の押圧先端部３２に対面（又は対向）する。また、流出側小開口２２ｂは流出側面部２１ｂに位置し、ノズル１４に対面（又は対向）する〔図１（Ａ）参照〕。
【００６５】
以上述べたように、溶融器２の流入側面部２１ａには、多数の溶融孔２２，２２，…の流入側大開口２２ａ，２２ａ，…が配置されたものであり、前記流入側面部２１ａは、プランジャー３の押圧先端部３２に対面して流入側大開口２２ａにペレットｐ，ｐ，…が流れ込むので、溶融器２の流入側と称する。
【００６６】
また、前記溶融器２の流出側面部２１ｂには、多数の溶融孔２２，２２，…の流出側小開口２２ｂ，２２ｂ，…が配置されたものであり、前記流出側面部２１ｂは、ノズル１４側に対面して流出側小開口２２ｂからペレットｐ，ｐ，…を流出させるので、溶融器２の流出側と称する。そして溶融器２の流入側及び流出側については、図面に示されている。
【００６７】
溶融孔２２を円錐形状の孔とした場合では、軸方向（長手方向）に沿って、それぞれの直交する箇所の断面形状は円形状である〔図５（Ｃ）、図６参照〕。そして、溶融孔２２の流入側大開口２２ａは、１個のペレットｐ全体が入り込む大きさであり、少なくとも該ペレットｐの一部（一部分）が入り込むような大きさとしている。流入側大開口２２aの具体的な大きさは、ペレットｐ，ｐ，…が容易に入り易いような直径で、約３〜４ｍｍ程度である。
【００６８】
また、流出側小開口２２ｂは、ペレットｐ，ｐ，…が溶融した状態となり、直径は約１mm程度である。溶融孔２２は、その軸方向（長手方向）に沿った断面形状が略テーパー形状である。ここで、図中において符号ｐａは、溶融して液化したペレットである〔図３（Ｂ），図４（Ｂ）乃至（Ｄ）及び図６等参照〕。つまり、ペレットｐが溶融して、液化したものを、溶融（又は液化）した状態のペレットｐａという。
【００６９】
溶融孔２２の形状は、前述したように、軸方向（長手方向）に沿って錐体状であり、角錐状とした場合には、四角錐形状としたり、或いは三角錐形状とすることもある。また、四角錐形状と円錐形状を組合わせたタイプも存在する（図７参照）。このタイプの溶融孔２２では、円錐形状の溶融孔２２の流入側大開口２２ａを略多角形状とし、流出側小開口２２ｂを円形状としたものである。
【００７０】
さらに具体的には、錐体状の溶融孔２２の流入側大開口２２ａが略正方形に形成され、隣接する流入側大開口２２ａ，２２ａ同士の間隔が最小限となるように形成された実施形態も存在する〔図７（Ａ）乃至（Ｅ）参照〕。この実施形態では、隣接する流入側大開口２２ａ，２２ａの境目となる部位が略直線の刃状として形成されることになり〔図７（Ｂ）参照〕、集合する流入側大開口２２ａ，２２ａ，…が格子形状を構成する〔図７（Ａ）乃至（Ｃ）参照〕。また、略多角形状とした流入大開口２２aは、前述したように正方形等の四角形の他に、三角形，六角形等の形状も存在し、隣接する流入大開口２２a，２２ａ同士の縁が平行且つ直線となるものが好ましい。
【００７１】
このように、流入側大開口２２ａを略正方形状とし、多数の流入側大開口２２ａ，２２ａ，…によって略格子状を構成し〔図７（Ａ）乃至（Ｃ）参照〕、隣接する流入側大開口２２ａ，２２ａの境目が略直線の刃状となるように構成されることで、各流入側大開口２２ａの周縁は鋭利な形状となり、流入側大開口２２ａに入り込もうとするペレットｐ，ｐ，…が刃状部位に引っ掛かると、プランジャー３の押圧力によって、細か破断され、流入側大開口２２ａにより一層入り易い状態となる〔図７（Ｆ）参照〕。
【００７２】
次に、プランジャー３は、前記駆動手段４の外螺子軸４１の回動によって、シリンダー本体部１１内を軸方向（長手方向）に往復移動し、多数のペレットｐ，ｐ，…を溶融器２の溶融孔２２，２２，…に送り込む役目をなすものである（図３、図４参照）。プランジャー３は、外周側面部３１と押圧先端部３２と底部３３とから構成され、前記外周側面部３１の軸方向（長手方向）一端は、先端面である押圧先端部３２が形成され、軸方向（長手方向）他端に底部３３が形成されている。
【００７３】
これら外周側面部３１と押圧先端部３２と底部３３によって、プランジャー３は、円筒形状に形成される。該プランジャー３は、周方向に非回転とする構成とし、外螺子軸４１の回動によって、軸方向（長手方向）に往復移動することできるようになっている〔図２（Ａ），（Ｂ）参照〕。また、プランジャー３の非回転とする構成とは、つまり該プランジャー３が周方向に空転しないようにする構成のことである。
【００７４】
その非回転の具体的な構成としては、シリンダー１のシリンダー本体部１１には、案内溝１７が形成され、プランジャー３には前記案内溝１７に遊挿される案内ピン３６が装着されるものである〔図２（Ａ）乃至（Ｃ）参照〕。この実施形態では、案内ピン３６が案内溝１７に遊挿されることで、該案内溝１７の軸方向（長手方向）に沿って移動することができ、しかもプランジャー３の周方向の空転を確実に防止できる。また、図示しないが、案内ピン３６はシリンダー１側の内周側に装着され、案内溝１７はプランジャー３に装着されることもある。
【００７５】
前述したように、プランジャー３は、シリンダー本体部１１内を、周方向に非回転の状態で、軸方向（長手方向）にのみ移動することができるようにしたものである〔図２（Ａ）乃至（Ｃ）参照〕。前記押圧先端部３２は、平坦面状に形成される。そして、該押圧先端部３２は、多数のペレットｐ，ｐ，…を溶融器２側に押圧して、溶融孔２２，２２，…にペレットｐ，ｐ，…を送り込む役目をなす部位である。
【００７６】
プランジャー３の底部３３には、貫通孔３３ａが形成され、該貫通孔３３ａには、内螺子部３４が形成されている〔図２（Ａ），（Ｂ）参照〕。該内螺子部３４は、後述する駆動手段４の外螺子軸４１と螺合し、該外螺子軸４１の回動によって、底部３３と共にプランジャー３がシリンダー本体部１１内を軸方向（長手方向）に往復移動する。
【００７７】
そして、プランジャー３の溶融器２側への移動によって、ペレットｐ，ｐ，…が溶融器２の流入側面部２ａに形成された多数の流入側大開口２２ａから溶融孔２２に押し込まれるようにして流入するものである（図３、図４参照）。プランジャー３の材質は、鉄又はステンレスであり、またこれらの材質に限定されるものではなく、耐熱性及び耐久性を満たすものであれば、どのような材質のものであってもかまわない。
【００７８】
プランジャー３が前記駆動手段４によって、プランジャー３が溶融器２から最も離れた状態から、プランジャー３の押圧先端部３２が溶融器２の流入側面部２１ａに略当接状態（近接も含む）となる範囲をプランジャー３の移動範囲Ｌと称する。そして、プランジャー３の直径Ｄ3は、前記溶融機２の流入側面部２ａの直径Ｄ2ａと同一である。また、略同一も含む。
【００７９】
また、プランジャー３は、シリンダー１の内径Ｄ1と同一である。つまり、シリンダー１の内周側面部１１ｂの内径Ｄ1と、溶融機２の流入側面部２ａの直径Ｄ2ａと、プランジャー３の押圧先端部３２の直径Ｄ3とは、同一（略同一も含む）である〔図２（Ｄ）参照〕。実際には、プランジャー３は、軸方向（長手方向）の一端から他端に亘って同一直径の円柱体である。ただし、プランジャー３は、シリンダー１内を摺動するものであり、相互に隙間嵌となる嵌め合構造となる関係が存在するが、本発明では、嵌め合構造におけるプランジャー３の押圧先端部３２の直径Ｄ3と、シリンダー１の内径Ｄ2は、略同一の範囲内とする。
【００８０】
すなわち、
Ｄ1＝Ｄ2ａ＝Ｄ3
である。
【００８１】
したがって、プランジャー３は、シリンダー１内を溶融器２の方向に向って移動する移動範囲Ｌにおいて、シリンダー１の内径Ｄ１は不変である。つまり、シリンダー１は内周が外方に拡がる部分は存在しない。そのために、溶融器２とプランジャー３との間の多数のペレットｐ，ｐ，…は、プランジャー３の押圧先端部３２によって、無駄なく全てが溶融器２に送り出され、溶融器２にペレットｐ，ｐ，…が入り込むようになる。
【００８２】
前記駆動手段４は、外螺子軸４１，モーター駆動部４２，減速部４３から構成されている〔図１（Ａ）、図２（Ａ），（Ｃ）参照〕。外螺子軸４１とモーター駆動部４２とが減速部４３を介して連結され、モーター駆動部４２の駆動により、外螺子軸４１が回動する。減速部４３は、遊星歯車機構等で、モーター駆動部４２の回転数を約（１／５）乃至（１／１０）程度に減速し、且つ回転力を増強する。モーター駆動部４２の入力電流を制御することにより、射出圧力、射出量、射出速度を制御する。外螺子軸４１の減速部４３に挿入された部分は、遊星歯車と噛み合う歯車が形成されている。
【００８３】
駆動手段４の外螺子軸４１は、プランジャー３の底部３３に形成された内螺子部３４と螺合されており、外螺子軸４１の回動がプランジャー３の軸方向（長手方向）における前後の往復動作を与える〔図２（Ａ）乃至（Ｃ）参照〕。外螺子軸４１は、シリンダー本体部１１内に固着された軸受４４によって、シリンダー本体部１１の直径中心となる位置に配置される。外螺子軸４１は、固定ナット４５にて前記軸受４４に固定される〔図１（Ａ），図２（Ａ）参照〕。
【００８４】
モーター駆動部４２は、モーターハウジング４２ａがシリンダー１のシリンダー本体部１１の軸方向（長手方向）端部にビス等の固着具にて固着される。また、モーターハウジング４２ａとシリンダー本体部１１との間には、断熱材が装着されることもある。断熱材は、シリンダー本体部１１の熱が駆動手段４のモーター駆動部４２に伝わるのを防ぐ役目をなすものであり、セラミック等にて構成される。また、駆動手段４の別の実施形態として、特に図示しないが、プランジャー３を油圧にて駆動するタイプ及び空気圧にて駆動するタイプも存在する。
【００８５】
加熱手段６は、シリンダー１のシリンダー本体部１１内に固着された溶融器２を加熱する役目をなす。加熱手段６は、具体的には、電磁誘導装置つまりＩＨ（インダクションヒーティング）コイルが好適であり、樹脂又はセラミック製の断熱材コイルボビンにＩＨコイルを巻いたものである。
【００８６】
ＩＨコイルとシリンダー本体部１１の外周側面との間隔が最適になるようにボビンの形状が設定されている。入力電力は、制御装置により０乃至１Ｋｗまで可変可能としたものが好適である。シリンダー１には、熱電対が取り付けられており、シリンダー１の温度を設定値にすることができるようになっている。また加熱手段６の別のタイプとして、バンドヒーターが使用されることもある。さらに、加熱手段６は、前述したものに限定されるものではなく、その他の本発明に使用可能な加熱装置であれば何れのものが使用されても構わない。
【００８７】
前記シリンダー１には、前記プランジャー３の押圧先端部３２の移動範囲Ｌと前記溶融器２の流入側面部２１ａとの間に位置するようにして吸気孔７が具備される。これによって、プランジャー３の押圧先端部３２が溶融器２の流入側面部２１ａに向かって移動するときに、プランジャー３の押圧先端部３２と、溶融器２の流入側面部２１ａとの間に溜まった空気の圧力が上昇しても、吸気孔７から空気を排出することができる〔図３（Ｃ）参照〕。
【００８８】
したがって、プランジャー３の押圧先端部３２は溶融器２の流入側面部２１ａに略当接する程度まで近接することができる。また、多数のペレットｐ，ｐ，…トを無駄なく溶融器２の溶融孔２２に送り込むことができる。吸気孔７には吸気管７１が装着され、バキュームポンプと連結されることもあり、これによって、強制排気が行われ、シリンダー１内を真空状態にすることもできる。また、吸気孔７には、網部材７２が装着され、該網部材７２によって、ペレットｐ，ｐ，…が吸気孔７から漏れないようにすることもできる〔図３（Ｄ）参照〕。これによって、吸気孔７をペレットｐよりも大きくすることができ、排気を短時間にて行えるようにできる。
【００８９】
シリンダー１の内周側面部１１ｂ及び溶融器２及びプランジャー３の形状は、前述したように、円筒状としたものについて説明したが、必ずしも円筒形状又は円形状に限定されるものではなく、必要に応じて、別の形状とすることも可能である。たとえば、溶融器２及びプランジャー３は、共に同一形状となる断面楕円，ひょうたん形又は三角，四角等の角の柱状体とし、これらの形状に合わせて、シリンダー１の内周側面部１１ｂの断面形状も楕円又は三角，四角等の形状にしたものである。
【００９０】
次に、本発明の射出装置における動作について、主に図３、図４、図６等に基づいて説明する。前記プランジャー３は、作動前の初期位置は、シリンダー本体部１１の軸方向（長手方向）において駆動手段４装着側に位置している〔図１（Ａ）参照〕。プランジャー３は、該プランジャー３の底部３３に形成された内螺子部３４が前記外螺子軸４１と螺合している。
【００９１】
この状態でシリンダー本体部１１のペレット供給口１１ａは、プランジャー３の外周側面部３１が存在せず開放状態にある〔図１（Ａ）参照〕。そして、ホッパー１３から多数のペレットｐ，ｐ，…が投入され、供給管１２を通過してペレット供給口１１ａからシリンダー本体部１１内部に多数のペレットｐ，ｐ，…が送り込まれる〔図３（Ａ）参照〕。
【００９２】
駆動手段４のモーター駆動部４２を始動すると、外螺子軸４１が減速部４３により減速されて回動する。プランジャー３の案内ピン３６は、シリンダー１のシリンダー本体部１１に形成された案内溝１７に遊挿されており、プランジャー３は、周方向に空転することなく、前記案内溝１７に沿って軸方向（長手方向）に移動範囲Ｌを往復移動することができる〔図２（Ａ）乃至（Ｃ）参照〕。
【００９３】
上記構成にて、駆動手段４が始動され、モーター駆動部４２が作動し、外螺子軸４１が回動をすることにより、プランジャー３が動作し始める。外螺子軸４１は、モーター駆動部４２により正逆両回転し、その正逆両回転によって、プランジャー３が溶融器２に向かって移動し、略当接（近接も含む）したり、又は駆動手段４側に戻る。このようにして、まずプランジャー３は、多数のペレットｐ，ｐ，…を溶融器２に向かって押圧する〔図４（Ａ）参照〕。同時に溶融器２は、加熱手段６により、ペレットｐ，ｐ，…が溶融される温度まで加熱されている。
【００９４】
このようにして、プランジャー３によって押圧された多数のペレットｐ，ｐ，…は、多数の流入側大開口２２ａ，２２ａ，…から溶融孔２２，２２，…内に入り込むようにして流入する〔図４（Ａ），（Ｂ），図６（Ａ），（Ｂ）参照〕。流入側大開口２２ａは、前述したように、各ペレットｐの少なくとも一部（一部分）が入り込む大きさである。そして、通常は、流入側大開口２２aは、平均的なサイズのペレットｐ全体が流入側大開口２２aから入り込む程度の大きさとしている〔図５（Ｃ），図６（Ａ），（Ｂ）参照〕。
【００９５】
溶融孔２２，２２，…内に入り込んだそれぞれのペレットｐ，ｐ，…は、あとから流入するペレットｐ，ｐ，…によって、流出側小開口２２ｂ側に押圧される〔図４（Ｂ），（Ｃ）参照〕。溶融器２は、前述したように加熱部６を介してペレットｐを溶融する温度に維持されている。
【００９６】
したがって、流入側大開口２２aから入り込んだペレットｐは、流入側大開口２２aから流出側小開口２２ｂに向かって移動するにしたがいペレットｐ中心部に向かって溶融する〔図６（Ａ）及び（Ｂ）乃至（Ｅ）参照〕。ペレットｐは、流入側大開口２２aに入り始めた初期の状態で、ペレットｐの周囲が溶融孔２２の内周壁面に略均等に囲まれた状態となるように設定されている〔図５（Ｃ），図６（Ｂ）乃至（Ｄ）等参照〕。
【００９７】
そして、ペレットｐは、溶融孔２２を流出側小開口２２ｂ側に向かって移動するに従い、溶融されつつ、サイズが次第に縮小されてゆく〔図５（Ｃ），図６（Ｂ）乃至（Ｅ）等参照〕。ペレットｐが流出側小開口２２ｂ側に向かって溶融しながら移動しても、溶融孔２２も次第に狭くなっているので、溶融して縮小されたペレットｐの周囲は均等に囲まれた状態を維持している〔図６（Ｂ）乃至（Ｅ）等参照〕。それゆえに、ペレットｐの溶融は、迅速に行われてゆく。
【００９８】
つまり、個々のペレットｐの周囲は、溶融孔２２の内壁面に略均等に囲まれ、常に内壁面に近接又は当接された状態を維持する〔図６（Ａ），（Ｂ）乃至（Ｅ）参照〕。そして、ペレットｐの溶融が進むに従い、さらに溶融孔２２の狭い部分に進行し、ペレットｐの溶融を促進させる。しかも、溶融孔２２の内部でペレットｐは溶融して液化しているので、後から送り込まれたペレットｐは、既に液化したペレットｐａの熱によって溶融がさらに促進される〔図４（Ｃ）等参照〕。
【００９９】
このようにして、ペレットｐは、溶融孔２２の流入側大開口２２aから流出側小開口２２ｂに向かうにしたがい、溶融が進み、流出側小開口２２ｂ付近では溶融を完了して、完全に液化する〔図４（Ｄ）参照〕。ペレットｐは、この完全に液化された状態のペレットｐａとなって、流出側小開口２２ｂからノズル１４に送り出され、射出口１４ａから金型内へ射出される。
【０１００】
以上述べたように、プランジャー３に押圧されて、溶融孔２２の流入側大開口２２ａより入り込んだペレットｐは、流出側小開口２２ｂに向かう過程において、常に溶融孔２２の内周壁面に包囲された状態である。それゆえに、加熱手段６を介して、ペレットｐの溶融は、確実且つ迅速に行われ、極めて効率的に金型への射出作業を行うことができる。
【０１０１】
多数のペレットｐ，ｐ，…は、必要な量のみを溶融できるので材料がシリンダー本体部１１内で長時間熱的、機械的ストレスに晒されることがない。よって、品質の良い樹脂成形品が出来る。また、本発明おける射出装置は、溶融効率が高く、必要以上の材料を投入する必要がないので装置全体が小型になり、省電力、省資源である。また、射出直前の溶融最終過程で射出適正温度かつ最高温度となることで樹脂の高温状態を最低時間に短縮できるということも品質の良い樹脂成形ができるものである。
【０１０２】
また、図９は、本発明と従来技術を比較したものであり、本発明における溶融器２〔図９（Ａ）参照〕の器本体部２１における溶融孔２２の非形成箇所での流出側よりの部分の肉厚が、従来技術（特許文献２）〔図９（Ｂ）参照〕よりも大きく形成されていることを示している。そのために、本発明における溶融器２の流出側小開口２２ｂに近づくにしたがい、熱容量が従来技術（特許文献２）の加熱筒の熱容量よりも大きいため、ペレットｐ，ｐ，…の溶融状態を安定させ、溶融したペレットｐ，ｐ，…の温度低下を抑えることができる。
【０１０３】
このような構成により、溶融した樹脂が流出側小開口に到達した射出直前の溶融最終過程で、溶融した樹脂が射出適正温度且つ最高温度となることで樹脂の高温状態を最低時間に短縮でき、品質の良い樹脂成形ができることを示している。従来技術では、加熱筒における貫通孔の流出側の肉厚が小さいため、熱容量も小さく、溶融した樹脂が射出適正温度且つ最高温度とならず、品質の良い樹脂成形ができ難いものである。
【符号の説明】
【０１０４】
１…シリンダー、１１ａ…ペレット供給口、１１ｂ…内周側面部、
１５…エアベント部、１５ａ…小孔、１４…ノズル、２…溶融器、２１a…流入側面部、２１ｂ…流出側面部、２２ａ…流入側大開口、２２ｂ…流出側小開口、
３…プランジャー、３３…底部、４…駆動手段、６…加熱手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペレット供給口を備えたシリンダーと、該シリンダー内に配置されると共に軸方向に往復するプランジャーと、該プランジャーを軸方向に往復移動させる駆動手段と、器本体部に錐体状の通路で且つ流入側大開口から流出側小開口に連通する多数の溶融孔が形成されてなる溶融器と、前記シリンダーの射出側に設けられたノズルと、前記溶融器を加熱する加熱手段とからなり、前記溶融器は前記プランジャーと前記ノズルとの間に配置されると共に前記溶融孔器の前記流入側大開口側の面を前記プランジャーの先端と対面する流入側面部とし、該流入側面部と反対側で前記ノズルと対面する面を流出側面部とし、且つ前記プランジャーの先端面の形状は、前記溶融機の流入側面部と同一形状としてなることを特徴とする成形機における射出装置。
【請求項２】
請求項１において、前記溶融機の器本体部は円筒形状とすると共に、前記プランジャーの先端面を円形状とし、前記プランジャーの先端面の直径は、前記溶融機の流入側面部と同一直径としてなることを特徴とする成形機における射出装置。
【請求項３】
請求項２において、前記溶融機の前記器本体部は、前記流入側面部と前記流出側面部とは同一直径としてなることを特徴とする成形機における射出装置。
【請求項４】
請求項２において、前記溶融機の前記器本体部は、前記流出側面部は前記流入側面部よりも直径が大きく形成されてなることを特徴とする成形機における射出装置。
【請求項５】
請求項１，２，３又は４のいずれか１項の記載において、前記シリンダーには前記プランジャーの押圧先端部の移動範囲と前記溶融器の流入側面部との間に吸気孔が具備されてなることを特徴とする成形機における射出装置。
【請求項６】
請求項１，２，３，４又は５のいずれか１項の記載において、前記溶融孔の流入側大開口は、前記ペレットの少なくとも一部が流入可能な大きさとしてなることを特徴とする成形機における射出装置。
【請求項７】
請求項１，２，３，４，５又は６のいずれか１項の記載において、前記溶融器の溶融孔は円錐形状としてなることを特徴とする成形機における射出装置。
【請求項８】
請求項１，２，３，４，５又は６のいずれか１項の記載において、隣接する前記溶融孔の流入側大開口は略多角形状の開口に形成されると共に、隣接する流入側大開口同士は境目となる部位が略直線の刃状として形成されるように近接してなることを特徴とする成形機における射出装置。
【請求項９】
請求項１，２，３，４，５，６，７又は８のいずれか１項の記載において、前記シリンダーの前記ペレット供給口の供給口箇所付近の周方向の領域には、多数の小孔からなるエアベント部が形成されてなることを特徴とする成形機における射出装置。
【請求項１】
ペレット供給口を備えたシリンダーと、該シリンダー内に配置されると共に軸方向に往復するプランジャーと、該プランジャーを軸方向に往復移動させる駆動手段と、器本体部に錐体状の通路で且つ流入側大開口から流出側小開口に連通する多数の溶融孔が形成されてなる溶融器と、前記シリンダーの射出側に設けられたノズルと、前記溶融器を加熱する加熱手段とからなり、前記溶融器は前記プランジャーと前記ノズルとの間に配置されると共に前記溶融孔器の前記流入側大開口側の面を前記プランジャーの先端と対面する流入側面部とし、該流入側面部と反対側で前記ノズルと対面する面を流出側面部とし、且つ前記プランジャーの先端面の形状は、前記溶融機の流入側面部と同一形状としてなることを特徴とする成形機における射出装置。
【請求項２】
請求項１において、前記溶融機の器本体部は円筒形状とすると共に、前記プランジャーの先端面を円形状とし、前記プランジャーの先端面の直径は、前記溶融機の流入側面部と同一直径としてなることを特徴とする成形機における射出装置。
【請求項３】
請求項２において、前記溶融機の前記器本体部は、前記流入側面部と前記流出側面部とは同一直径としてなることを特徴とする成形機における射出装置。
【請求項４】
請求項２において、前記溶融機の前記器本体部は、前記流出側面部は前記流入側面部よりも直径が大きく形成されてなることを特徴とする成形機における射出装置。
【請求項５】
請求項１，２，３又は４のいずれか１項の記載において、前記シリンダーには前記プランジャーの押圧先端部の移動範囲と前記溶融器の流入側面部との間に吸気孔が具備されてなることを特徴とする成形機における射出装置。
【請求項６】
請求項１，２，３，４又は５のいずれか１項の記載において、前記溶融孔の流入側大開口は、前記ペレットの少なくとも一部が流入可能な大きさとしてなることを特徴とする成形機における射出装置。
【請求項７】
請求項１，２，３，４，５又は６のいずれか１項の記載において、前記溶融器の溶融孔は円錐形状としてなることを特徴とする成形機における射出装置。
【請求項８】
請求項１，２，３，４，５又は６のいずれか１項の記載において、隣接する前記溶融孔の流入側大開口は略多角形状の開口に形成されると共に、隣接する流入側大開口同士は境目となる部位が略直線の刃状として形成されるように近接してなることを特徴とする成形機における射出装置。
【請求項９】
請求項１，２，３，４，５，６，７又は８のいずれか１項の記載において、前記シリンダーの前記ペレット供給口の供給口箇所付近の周方向の領域には、多数の小孔からなるエアベント部が形成されてなることを特徴とする成形機における射出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−６７０５７（Ｐ２０１３−６７０５７Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０６３６１（Ｐ２０１１−２０６３６１）
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【特許番号】特許第４８８００８５号（Ｐ４８８００８５）
【特許公報発行日】平成２４年２月２２日（２０１２．２．２２）
【出願人】（５１１１６４２６０）センチュリーイノヴェーション株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【特許番号】特許第４８８００８５号（Ｐ４８８００８５）
【特許公報発行日】平成２４年２月２２日（２０１２．２．２２）
【出願人】（５１１１６４２６０）センチュリーイノヴェーション株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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