説明

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、スクリュー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出口部材8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はスクリュー3と出口部材8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側の面をスクリュー3の先端と対面する流流入側面部21aとし、流入側面部21aと反対側で出口部材8と対面する面を流出側面部21bとし、且つスクリュー3の先端面の形状は、溶融器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及び特許文献2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13(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、従来のスクリュータイプの射出装置の欠点を解決すると共に、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、ペレットの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同軸上で回転して前記ペレットを移送するスクリューと、該スクリューを回転駆動させる駆動手段と、円筒形状の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又はダイス等の出口部材と、前記溶融器を加熱する加熱手段とからなり、前記溶融器は前記スクリューと前記出口部材との間に配置されると共に前記溶融孔器の多数の前記流入側大開口側が配置された面を前記スクリュ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、且つ前記スクリューの先端外形の直径は、前記溶融機の前記流入側面部の直径と同一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。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。
【0019】
請求項4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、前記スクリューの先端部と前記溶融器の流入側面部との間に排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。請求項5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。
【0020】
請求項6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。
【0021】
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。請求項8の発明を、請求項1,2,3,4,5,6又は7のいずれか1項の記載において、前記溶融機及びスクリューは、それぞれ組をなして複数具備されると共に、複数の組は並列に配置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。
【0022】
請求項9の発明では、請求項8において、前記溶融機と前記スクリューからなる組は、2組として並列配置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10の発明を、請求項8において、前記溶融機と前記スクリューからなる組は、3組以上として並列配置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】
【0023】
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、スクリューと出口部材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スクリュ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出口部材と対面する面を流出側面部としている。そして、前記スクリュ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。
【0024】
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スクリューが回転しながら多数のペレットを、溶融器に向けて移送させることができる。そして、溶融器の流入側面部がスクリューの先端と対面しているので、先にスクリューから溶融器側に押出されたペレットは、スクリューから次々に押出された後続のペレットによって、押圧されることとなり、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。
【0025】
さらに、前記スクリューの先端面の形状は、前記溶融機の流入側面部の形状と同一としたことにより、通常は、前記スクリューが収納されているシリンダー内の断面形状と、スクリューの断面形状とは同一(略同一も含む)であるため、スクリューの先端面と、溶融器の流入側面部との間には、スクリューの外周側面よりも広くなる空隙は存在しない。
【0026】
すなわちスクリューの先端面が有効に働き、該スクリューの先端部分より押出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、スクリューの先端と、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。
【0027】
スクリューから押出されて、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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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スクリューから押し出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、出口部材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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
また、前記溶融機の器本体部は円筒形状及び前記スクリューの先端面は円形状であり、前記スクリュ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、スクリューと共に、シリンダーの内周側面も円周形状となり、シリンダー,溶融器及びスクリュ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。
【0034】
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13(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13(A)参照〕。
【0035】
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。
【0036】
請求項2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3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。
【0037】
請求項4の発明では、前記シリンダーには前記スクリューの先端部の移動範囲と前記溶融器の流入側面部との間に排気孔が具備されたことにより、スクリューの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、スクリューの先端部と、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、排気孔から空気を排出することができる。
【0038】
したがって、スクリューの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した位置に装着することができ、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、排気孔は、スクリューの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、スクリューを押してゆくと、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。そこで排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。
【0039】
次に、請求項5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。
【0040】
請求項6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スクリュ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。
【0041】
請求項7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。
【0042】
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。
【0043】
請求項8の発明では、前記溶融機及びスクリューは、それぞれ組をなして複数具備されると共に、複数の組は並列に配置されたことにより、大量のペレットを必要とする大形の金型に対して好適であり、また、本発明における射出装置から出口部材にダイスを使用して、直接、長尺となるワーク(製品)を形成するとき等においても極めて好適である。
【0044】
請求項9の発明では、前記溶融機と前記スクリューからなる組は、2組として並列配置されたことにより、比較的小型ながら、大型の金型に対応しうるものにできる。請求項10の発明では、前記溶融機と前記スクリューからなる組は、3組以上として並列配置されたことにより、より一層、大型の金型に対応しうるものにできる。
【0045】
なお、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すれば、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こともある。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【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、(D)は出口部材にダイスを使用した状態の射出装置の要部縦断側面図である。
【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)部拡大断面図である。
【図3】(A)は本発明における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(A)の(エ)部拡大図である。
【図4】(A)本発明における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)は本発明の射出装置の出口部材におけるL字形状の長尺製品を製造するダイスの斜視図、(B)は(A)のX11−X11矢視拡大断面図、(C)は(A)のX12−X12矢視拡大断面図、(D)は(A)のX13−X13矢視拡大断面図、(E)は(A)のX14−X14矢視拡大断面図である。
【図10】(A)は本発明の射出装置の出口部材におけるH字形状の長尺製品を製造するダイスの斜視図、(B)は(A)のX15−X15矢視拡大断面図、(C)は(A)のX16−X16矢視拡大断面図、(D)は(A)のX17−X17矢視拡大断面図、(E)は(A)のX18−X18矢視拡大断面図である。
【図11】(A)は本発明の射出装置において2組の溶融器とスクリューを並列配置した状態の略示斜視図、(B)は(A)のX19−X19矢視拡大断面図、(C)は(A)のX20−X20矢視拡大断面図、(C)は(A)のX21−X21矢視拡大断面図。
【図12】(A)は本発明の射出装置において3組の溶融器とスクリューを並列配置した状態の略示斜視図、(B)は(A)のX22−X22矢視拡大断面図、(C)は(A)のX23−X23矢視拡大断面図、(C)は(A)のX24−X24矢視拡大断面図。
【図13】(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】
【0047】
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、スクリュー3と、該スクリュー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とスクリュー3が配置される。
【0048】
シリンダー1の軸方向(又は長手方向ともいう)一端側に出口部材8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によってスクリュー3が軸周方向に回転する構成となっている〔図2(A)乃至(C)参照〕。そして、前記スクリュー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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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〕。
【0056】
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81又はダイス82等の出口部材8が装着されている。出口部材8は、前述したようにノズル81及びダイス82が存在する。ノズル81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81は、射出口81aと接続部82bとから構成される〔図1(A)参照〕。
【0057】
射出口81a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81の接続部81b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81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。
【0058】
ダイス82は、樹脂製長尺物(材)を製造するものである。ダイス82は、ノズル81を外してシリンダー1の溶融器2付近に近接するようにシリンダー1に直接、装着するものであり、図9及び図10に示すように、適宜の形状の成形孔82aが形成されたものである。該成形孔82aの具体的な形状としては、「L」字形状又は「H」字形状等であるが、その他の形状として、四角,三角,円又はその他の多角形状等である。
【0059】
前記成形孔82aは、ダイス82のシリンダー1への装着側では、円形状の開口として形成され、溶融したペレットpが流入し易い状態となっている。そして、成形孔82aは、ダイス82の吐出開口側に向かうに従い所望の形状に近くなるように形成されている。具体的に、「L」字形状の樹脂製長尺材が形成される成形孔82aでは、該成形孔82aはシリンダー1への装着側から外方側に向かうに従い、円形から次第に「L」字形状となるように形成される〔図9(B)乃至(E)参照〕。
【0060】
また、「H」字形状の樹脂製長尺材が形成される成形孔82aでは、該成形孔82aはシリンダー1への装着側から外方側に向かうに従い、円形から次第に「H」字形状となるように形成される〔図10(B)乃至(E)参照〕このように、ダイス82は、長尺な樹脂製の形材を製造する役目をなすものである。つまり、断面形状が同一な長尺物を製造することができる。
【0061】
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内部で且つ出口部材8装着側付近となるように固着される〔図1(A)参照〕。
【0062】
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、スクリュー3の先端部32箇所から押出されるペレットp,p,…群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、出口部材8とスクリュー3との間に位置する〔図1(A)参照〕。
【0063】
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において後述するスクリュー3の先端の面である先端部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。
【0064】
また、該流入側面部21aと反対側の面で出口部材8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。
【0065】
すなわち、
D2a=D2b
である。
【0066】
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)。
【0067】
すなわち、
D2b>D2a
である。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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〕。
【0071】
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、スクリュー3の先端部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、出口部材8に対面(又は対向)する〔図1(A)参照〕。
【0072】
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、スクリュー3の先端部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。
【0073】
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、出口部材8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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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、スクリュー3から押出されるペレットp,p,…群による押圧力によって、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〕。
【0079】
次に、スクリュー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内で軸周方向に回動し、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)。スクリュー3は、外周側面部31と先端部32と駆動端部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、先端面である先端部32が形成され、軸方向(長手方向)他端に駆動端部33が形成されている。
【0080】
これら外周側面部31と先端部32と駆動端部33によって、スクリュー3は、略円筒形状に形成される。前記先端部32は、平坦面状に形成される。スクリュー3は、前述したようにシリンダー1の内部に同軸となるように収納される。つまり、シリンダー1の軸方向(長手方向)と、スクリュー3の軸方向(長手方向)とは同一である。スクリュー3の先端部32と溶融器2の流入側面部21aとは極めて近接しており、その間隔は、僅小に設定され、具体的には、約3mm乃至20mm程度である。
【0081】
前記スクリュー3の外周側面部31には、螺旋状の案内溝路34が形成されている。該案内溝路34は、外周側面部31に対してドリルの螺旋状部分のような形状をなしている。前記案内溝路34は、外周側面部31の表面より断面凹形状の溝として形成されたものである〔図2(C)参照〕。案内溝路34は、シリンダー1の先端部32にまで到達して形成されている。
【0082】
また、案内溝路34は、シリンダー1の駆動端部33にまでは形成されていない。つまり、シリンダー1の駆動端部33からペレットp,p,…が漏れ出すことはない。そして、案内溝路34には、前記ホッパー13によってシリンダー1内に投入された多数のペレットp,p,…が入り込み、スクリュー3の回動にともなって、先端部32側に導かれる〔図3(A)参照〕。また、図2(B)は、図2(A)のX2−X2矢視断面であり、その断面の中央部は、少し楕円形となるが、図では真円とした。
【0083】
そして、多数のペレットp,p,…は、スクリュー3の先端部32に形成された案内溝路34の駆動端部33側箇所から先端部32側箇所に移送され、さらに、多数のペレットp,p,…が溶融器2の流入側面部21aに向かって押出される。特に、案内溝路34は、先端部32側寄りの壁面34aは平坦状面であるが、駆動端部33側寄りの壁面34bは凹形弧状に形成され〔図2(C)参照〕、先端部32側に向かって移送されるペレットp,p,…を確実に掴みながら送り出すことができるようになっている。
【0084】
そして、スクリュー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21a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)。スクリュー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。
【0085】
スクリュー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21aの直径D2aと、スクリュー3の先端部32の直径D3とは、同一(略同一も含む)である〔図2(A)参照〕。実際には、スクリュー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、スクリュー3は、シリンダー1内を回動するものであり、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スクリュー3の先端部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。
【0086】
すなわち、
D1=D2a=D3
である〔図2(A)参照〕。
【0087】
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〔図1(A),(C)参照〕。そのために、溶融器2とスクリュー3との間の多数のペレットp,p,…は、スクリュー3の先端部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。
【0088】
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。
【0089】
駆動手段4の駆動軸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。駆動軸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〕。
【0090】
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。
【0091】
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。
【0092】
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。
【0093】
前記シリンダー1には、前記スクリュー3の先端部32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排気孔7が具備される。これによって、スクリュー3の先端部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、排気孔7から空気を排出することができる〔図3(C)参照〕。
【0094】
したがって、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。排気孔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、排気孔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,…が排気孔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、排気孔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。
【0095】
シリンダー1の外形形状は、前述したように、楕円又は三角形状としたものについて説明したが、必要に応じて、別の形状とすることもある。たとえば、溶融器2及びスクリュー3を4つ又はこれ以上としたとき、四角形,五角形,これ以上とすることもある。
【0096】
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。前記スクリュー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〕。スクリュー3は、該スクリュー3の駆動端部33が駆動軸41に連結されている。
【0097】
この状態でシリンダー本体部11のペレット供給口11aは、スクリュー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〕。
【0098】
駆動手段4のモーター駆動部42を始動すると、駆動軸41が回動し、該駆動軸41によってスクリュー3が回動し、動作し始める。スクリュー3は、該スクリュー3に形成された案内溝路34は駆動手段4側から溶融器2側に向かってペレットp,p,…を移送するように回転する。つまり、スクリュー3は、螺旋状とした案内溝路34が側面より見て溶融器2側に見かけ上において移動するように回動する。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。
【0099】
このようにして、スクリュー3の回動によって先端部32から押出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〕。
【0100】
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。
【0101】
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〕。
【0102】
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。
【0103】
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〕。
【0104】
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から出口部材8に送り出され、射出口14aから金型内へ射出される。
【0105】
以上述べたように、スクリュー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。
【0106】
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。
【0107】
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。
【0108】
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。
【0109】
本発明の溶融器2及びスクリュー3は、複数組具備されることもある。すなわち、本発明において、通常では、1個の溶融器2と、1個のスクリュー3とが対をなして、1組とし、シリンダー1には1組の溶融器2とスクリュー3とが装着されている〔図1(A)参照〕。これに対して、一つのシリンダー1に溶融器2とスクリュー3の組が複数組の装着される実施形態が存在する(図11,図12参照)。これら複数組はシリンダー1内に並列配置される〔図11(A),図12(A)参照〕。
【0110】
まず、シリンダー1内に、溶融器2とスクリュー3の組を2組とした実施形態について説明する(図11参照)。この実施形態では、シリンダー1に2つの空隙部11c,11cが並列状態に形成される。そして、両空隙部11c,11cに溶融器2とスクリュー3とからなる組が並列してそれぞれ装着される〔図11(A)乃至(C)参照〕。
【0111】
前記ホッパ13は、分岐して両空隙部11c,11cに連結している〔図11(B)参照〕。そして、シリンダー1の出口部材8装着側付近では、両溶融器2,2の流出側面部21b,21bがシリンダー1内で露出し、両溶融器2,2からの溶融したペレットp,p,…が混じり合い、出口部材8から外部に送り出すことができるようになっている〔図11(D)参照〕。
【0112】
次に、シリンダー1内に、溶融器2とスクリュー3の組を3組とした実施形態について説明する(図12参照)。この実施形態では、シリンダー1に3つの空隙部11c,11c,…が三角形状(又はおむすび形状)となるように並列状態に形成される。そして、全両空隙部11c,11c,…に溶融器2とスクリュー3とからなる組が3個並列してそれぞれ装着される〔図12(A)乃至(C)参照〕。
【0113】
前記ホッパ13は、分岐して全空隙部11c,11c,…に連結している〔図12(B)参照〕。そして、シリンダー1の出口部材8装着側付近では、全溶融器2,2,…の流出側面部21b,21b,…がシリンダー1内で露出し、全溶融器2,2,…からの溶融したペレットp,p,…が混じり合い、出口部材8から外部に送り出すことができるようになっている〔図12(D)参照〕。
【0114】
本発明における射出装置は、シリンダー1の軸方向(長手方向)が垂直状に設置されるが、水平状に設置されることもある。特に大形の金型に対して、射出成形する場合には、水平状に配置することもある。
【符号の説明】
【0115】
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、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…スクリュー、3…底部、4…駆動手段、6…加熱手段、8…出口部材。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ペレットの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同軸上で回転して前記ペレットを移送するスクリューと、該スクリューを回転駆動させる駆動手段と、円筒形状の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又はダイス等の出口部材と、前記溶融器を加熱する加熱手段とからなり、前記溶融器は前記スクリューと前記出口部材との間に配置されると共に前記溶融孔器の多数の前記流入側大開口側が配置された面を前記スクリュ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、且つ前記スクリューの先端外形の直径は、前記溶融機の前記流入側面部の直径と同一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4】
請求項1,2,3又は4のいずれか1項の記載において、前記スクリューの先端部と前記溶融器の流入側面部との間に排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5】
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6】
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8】
請求項1,2,3,4,5,6又は7のいずれか1項の記載において、前記溶融機及びスクリューは、それぞれ組をなして複数具備されると共に、複数の組は並列に配置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9】
請求項8において、前記溶融機と前記スクリューからなる組は、2組として並列配置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10】
請求項8において、前記溶融機と前記スクリューからなる組は、3組以上として並列配置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】
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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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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【公開番号】特開2013−95121(P2013−95121A)
【公開日】平成25年5月20日(2013.5.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−242928(P2011−242928)
【出願日】平成23年11月4日(2011.11.4)
【特許番号】特許第4906974号(P4906974)
【特許公報発行日】平成24年3月28日(2012.3.28)
【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)】