CN101331011B - 螺杆、射出装置以及压力部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及螺杆、射出装置以及压力部件。能够降低螺杆(20)的成本并提高成型品的品质。螺杆(20)的后端与驱动装置连结。具有螺杆头(61)、逆流防止装置(62)、以及配置在逆流防止装置(62)后方的增塑部件。增塑部件具有螺杆主体(52)、在螺杆主体(52)的外周面上突出而形成的螺纹(53)、以及在从螺杆主体(52)前端开始的规定范围内，与逆流防止装置(62)邻接而形成的压力部件(54)。压力部件(54)具有平坦的外周面。由于压力部件(54)具有平坦的外周面，该平坦的外周面的外径大于等于螺杆主体(52)的外径，所以能够使螺杆(20)的形状简洁化，降低螺杆(20)的成本，并且减少成型材料滞留的场所。

Description

螺杆、射出装置以及压力部件

技术区域

本发明涉及螺杆、射出装置以及压力部件。

背景技术

目前，在成型机、例如射出成型机中，将在加热缸内被加热熔融的树脂以高压射出并填充到模具装置的型腔空间内，通过使其在该型腔空间内冷却并固化而能够得到成型品。

为此，上述射出成型机具有模具装置、合模装置以及射出装置，上述合模装置具有固定盘以及可动盘，通过合模用缸使可动盘进退而进行模具装置的闭模、合模以及开模。

另一方面，上述射出装置一般使用直列螺杆方式的装置，具有加热并熔融从料斗供给的树脂的加热缸、以及射出熔融树脂的射出喷嘴，螺杆自由旋转且自由进退地配置在上述加热缸内。而且，该螺杆通过与后端相连结的驱动部而前进从而从射出喷嘴射出树脂，并通过上述驱动部而后退从而进行树脂的计量。

图1为表示现有射出装置的主要部分的截面图。

在图中，11为加热缸，该加热缸11的前端安装有射出喷嘴12，在上述加热缸11内，螺杆14自由旋转且自由进退地配置。而且，该螺杆14由螺纹部15以及射出部16构成，经由后端的轴部21与未图示的驱动装置连结。上述射出部16由头部41、形成于该头部后方的杆部42、配置在该杆部42的周围的逆止环43、以及安装在螺纹部15的前端的密封环44构成。另外，上述头部41、杆部42等构成螺杆头。并且，逆止环43以及封闭环44在射出工序时作为防止树脂逆流的逆流防止装置而起作用。上述驱动装置由射出用马达和计量用马达构成。而且，上述螺纹部15具有棒状的螺杆的主体、即、螺杆主体以及该螺杆主体的外周面上形成的螺旋状的螺纹23，沿着该螺纹23形成螺旋状的槽24。

在上述加热缸11的后端的附近形成供给口25，该供给口25上设置有漏斗状的未图示的料斗，该料斗中收容的颗粒状的树脂经由供给口25被供给到加热缸11内。

在将螺杆14置于加热缸11内的最前方的位置，即前进界限位置的状态下，在与上述槽24的后端部相对置的位置上形成上述供给口25。而且，在上述螺纹部15上，从后方延至前方依次形成经由供给口25供给树脂的供给部P1、压缩并溶融所供给的树脂的压缩部P2、以及按每一定量计量溶融后的树脂的计量部P3。

在上述结构的射出装置中，在进行计量工序时，当通过驱动上述计量用马达使上述螺杆14旋转时，从上述料斗向加热缸11内供给的树脂沿着上述槽24前进，并且被加热、熔化，与此相伴，使螺杆14后退。而且，与上述螺杆14的后退相伴，由于上述逆止环43相对于杆部42向前方相对移动，所以到达螺纹部15前端的树脂通过杆部42和逆止环43之间的树脂流路被送到螺杆头的前方。因此，螺杆14在位于加热缸11内的最后方的位置，即后退界限位置的状态下，在螺杆头的前方蓄积一次射出用的量的溶融树脂。

接着，在进行射出工序时，当驱动上述射出用马达并使螺杆14前进时，蓄积在上述螺杆头前方的树脂从上述射出喷嘴12射出，填充到未图示的模具装置的型腔空间内。

但是，在上述现有的射出装置中，需要使螺杆主体的外径在上述供给部P1以及计量部P3处为固定，在压缩部P2处为越向后方越小而越向前方越大，由于螺杆14的形状复杂，所以螺杆14的成本变高。而且，在形状复杂的情况下，树脂滞留的场所变多，发生树脂的过烧即树脂过烧，成型品的品质降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决上述现有的射出装置的问题点，能够降低螺杆的成本，并提高成型品品质的螺杆、射出装置以及压力部件。

因此，本发明的螺杆构成为，自由旋转且自由进退地配置在加热缸内，并且后端与驱动装置连结。

而且，具有螺杆头、逆流防止装置以及配置在该逆流防止装置后方的增塑部件。

另外，该增塑部件具有螺杆主体、在该螺杆主体的外周面上突出而形成的螺纹、以及在从螺杆主体的前端开始的规定范围内，与上述逆流防止装置邻接而形成的压力部件。

而且，该压力部件具有平坦的外周面，该平坦的外周面与上述螺杆主体连接、且外径大于等于上述螺杆主体的外径。并且，该平坦的外周面具有倾斜部的外周面。

发明效果

根据本发明，螺杆构成为，自由旋转且自由进退地配置在加热缸内，并且后端与驱动装置连结。

而且，具有螺杆头、逆流防止装置以及配置在该逆流防止装置后方的增塑部件。

另外，该增塑部件具有螺杆主体、在该螺杆主体的外周面上突出而形成的螺纹、以及在从螺杆主体的前端开始的规定范围内，与上述逆流防止装置邻接而形成的压力部件。

而且，该压力部件具有平坦的外周面，该平坦的外周面的外径大于等于上述螺杆主体的外径。

在该情况下，由于上述压力部件具有平坦的外周面，该平坦的外周面的外径大于等于上述螺杆主体的外径，所以能够使螺杆的形状简洁化，降低螺杆的成本。

另外，在能够使形状简洁化的情况下，能够减少成型材料滞留的场所，并能够防止成型材料过烧的发生，因此能够提高成型品的品质。

附图说明

图1为现有的射出装置的主要部分的剖视图。

图2为表示本发明的第1实施方式的射出装置的主要部分的放大图。

图3为表示本发明的第1实施方式的射出装置的主要部分的示意图。

图4为表示本发明的第1实施方式的射出装置的特性的第1图。

图5为表示本发明的第1实施方式的射出装置的特性的第2图。

图6为表示本发明的第2实施方式的射出装置的主要部分的放大图。

图7为表示本发明的第3实施方式的射出装置的主要部分的放大图。

符号说明

17  加热缸

20  螺杆

45  螺纹部

52  螺杆主体

53  螺纹

54  压力部件

61  螺杆头

62  逆流防止装置

71、171、271  倾斜部

72、172  大径部

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。在此，对成型机、例如射出成型机的射出装置进行说明。

图2为表示本发明的第1实施方式的射出装置的主要部分的放大图，图3为表示本发明的第1实施方式的射出装置的主要部分的示意图，图4为表示本发明的第1实施方式的射出装置的特性的第1图，图5为表示本发明的第1实施方式的射出装置的特性的第2图。

在图中，31为射出成型机的直列螺杆方式的射出装置。上述射出成型机具有未图示的模具装置、合模装置以及上述射出装置31，上述模具装置具有作为第1模具的固定模以及作为第2模具的可动模，上述合模装置具有安装有上述固定模的固定盘，以及安装有可动模的可动盘，通过合模用缸使可动盘进退而进行模具装置的闭模、合模以及开模。

上述射出装置31具有作为缸部件的加热缸17、安装在该加热缸17前端的作为喷嘴部件的射出喷嘴18、在上述加热缸17内自由旋转且自由进退地配置的作为射出部件的螺杆20、作为安装在上述加热缸17的外周的加热部件的加热器h11～h13、配置在上述加热缸17后方的未图示的驱动装置等。

上述螺杆20由作为增塑部件的螺纹部45以及射出部46构成，经由后端的轴部51与上述驱动装置连结。上述螺纹部45具有作为棒状的射出部件主体的螺杆主体52、在该螺杆主体52的外周面上突出而形成的螺旋状的螺纹53、以及在前端的，相对螺杆主体52自由拆装地配置的作为压缩、搅拌部的压力部件54，沿着上述螺纹53形成螺旋状的槽67。另外，在上述螺杆主体52上，在螺纹部45的全部区域、即、从前端到后端之间，以固定的螺纹螺距形成上述螺纹53，并且使作为螺纹53的外径的螺纹牙径D以及作为螺杆主体52的外径的螺纹谷径d1为固定、槽67以固定的深度形成。

在从上述螺杆主体52的前端开始的规定范围内，上述压力部件54与后述的逆流防止装置62相邻接地形成，及至规定的距离，在螺纹部45的表面形成没有形成上述螺纹53以及槽67的平坦的区域。而且，上述压力部件54具有越向前方外径越大的具有圆锥形的形状的作为第1压力部的倾斜部71以及与该倾斜部71的前端相邻接的、并且连接而形成的作为第2压力部的大径部72，该大径部在轴方向上外径d2为固定、且为具有圆柱状的形状的圆柱部。上述倾斜部71以及大径部72中的任何一个都具有没有凹凸的平坦的外周面。

并且，在上述倾斜部71后方形成未图示的螺栓部，在上述螺杆的主体52的前端面上开口而形成未图示的螺孔。因此，通过使上述螺栓部与螺孔相螺合，能够将上述压力部件54安装到螺杆主体52上。另外，在本实施方式中，虽然上述压力部件54相对螺杆主体52通过螺紧而固定，但通过焊接代替螺紧也能够固定。

在上述倾斜部71，当外周面与加热缸17的轴所成角度为θ时，该角度θ预先被设定为

0〔°〕≤θ≤60〔°〕。

而且，倾斜部71的前端的外径与大径部72的外径d2相等，倾斜部71的后端的外径与螺纹谷径d1相等。另外，在本实施方式中，倾斜部71的外周面具有一定的倾斜，能够根据需要以规定的函数弯曲。而且，在上述角度θ为0〔°〕的情况下，上述平坦的外周面与螺杆52相连接地形成，构成外径一定的圆柱部的外周面。

在上述倾斜部71和加热缸17之间形成作为第1成型材料流路的树脂流路73，在大径部72和加热缸17之间形成作为第2成型材料流路的树脂流路74。该情况下，如上所述，由于倾斜部71越向前方外径越大，所以树脂流路73的截面积越向前方越小。另外，由于大径部72在轴方向上外径d2为固定，所以树脂流路74的截面积在轴方向上为固定。

另一方面，上述射出部46由在前端具有圆锥形的部位的头部55、与该头部55后方相邻接地形成的杆部56、配置在该杆部56的周围的逆止环57、以及安装在螺纹部45的前端的密封环58构成。杆部56和逆止环57之间形成作为第3成型材料流路的树脂流路75。

另外，在上述杆部56后方形成未图示的螺栓部，在上述压力部件54的前端面上开口并形成未图示的螺孔。因此，在通过使上述螺栓部与上述螺孔螺合从而将上述密封环58安装到压力部件54的前端的状态下，能够将射出部46安装到螺纹部45上。另外，通过上述头部55、杆部56以及螺栓部构成的作为射出部件头部的螺杆头61，通过逆止环57以及密封环58，构成在进行射出工序时防止树脂逆流的逆流防止装置62。而且，在进行计量工序时，伴随着螺杆20的后退，当使逆止环57相对于杆部56向前方移动时，逆止环57从密封环58被离开，树脂流路74与树脂流路75被连通，逆流防止装置62的密封被解除。另外，在进行射出工序时，伴随着螺杆20的前进，当相对于杆部56向后方移动时，逆止环57与密封环58相抵接，遮断树脂流路74与树脂流路75，并进行通过逆流防止装置62的密封。

而且，上述驱动装置具有作为计量用的驱动部的计量用马达以及作为射出用的驱动部的射出用马达。

在上述加热缸17的后端的附近的规定位置上形成作为成型材料供给口的树脂供给口65，漏斗状的料斗66与该树脂供给口65连接，收纳在该料斗66中的颗粒状的树脂经由树脂供给口65被供给到加热缸17内。

在螺杆20置于加热缸17内的最前方的位置即前进界限位置的状态下，上述树脂供给口65形成在与上述槽67的后端部相对置的场所，在置于前进界限位置的状态的螺杆20上形成成型材料供给点g1。

在上述结构的射出装置31中，在进行计量工序时，当通过向正方向驱动上述计量用马达使上述螺杆20向正方向旋转时，从上述料斗66被供给到加热缸17内的树脂沿着上述槽67前进，并且通过上述加热器h11、h12被加热并熔化。另外，伴随从距螺纹部45规定距离的近前的压力上升开始点g2至螺纹主体52的前端的前进动作，树脂的压力逐渐升高。

接下来，树脂通过树脂流路73并进一步升高压力后，通过树脂流路74并前进，因此被充分地搅拌。

并且，此时，由于上述逆止环57相对于杆部56向前方进行相对移动，所以树脂流路74和树脂流路75被连通，树脂流路74内的树脂通过树脂流路75被送入到螺杆头61的前方。因此，在螺杆20位于加热缸17内最后方的位置即后退界限位置的状态下，在螺杆头61的前方蓄积1次射出量的熔融树脂。另外，上述头部55中形成未图示的切口，使树脂流路75与螺杆头61的前方相连通。

接下来，在进行射出工序时，当驱动上述射出用马达而使螺杆20前进时，蓄积在上述螺杆头61的前方的树脂从上述射出喷嘴18射出，并填充到未图示的模具装置的型腔空间中。

并且，如上述那样，在螺纹部45上，在从前端开始的规定范围内，形成与上述逆流防止装置62相邻接的压力部件54，在该压力部件54上，没有形成螺纹53以及槽67，而是具有平坦的外周面。

即，在计量工序中，伴随着螺杆20旋转，从树脂供给口65供给的树脂由螺纹53引导并在槽67内前进，当到达压力部件54时，由于没有形成螺纹53，所以螺纹53对树脂的引导消失，前进的力减弱。

因此，由于在树脂流路73、74内树脂的移动速度降低，压力部54作为对从后方在槽67内前进的树脂的前进进行抑制的移动抑制部件而发挥作用。其结果，槽67内的树脂中，由于前进的部分受到抑制，所以在比上述压力上升开始点g2靠近前方的区域中，越向前方压力越高。

并且，在压力部件54中，倾斜部71越向前方外径越大，树脂流路73的截面积越向前方越小，而且，大径部72的外径d2比螺纹谷径d1大而比螺纹峰径D小。因此，由于能够进一步提高压力部件54的作为移动抑制部件的功能，所以能够进一步提高比上述压力上升开始点g2靠近前方的区域中的树脂的压力。

其结果，在螺杆20位于前进界限位置的情况下，从成型材料供给点g1到上述压力上升开始点g2的区域构成供给部，从压力上升开始点g2及至螺杆主体52的前端的区域构成压缩部，从螺杆主体52的前端及至压力部件54的前端的区域构成计量部，因此能够进行与现有的射出装置同样的增塑，能够充分地改善树脂的搅拌性。

另外，仅通过形成上述大径部72便能够提高压缩部的树脂的压力，没有必要使螺纹谷径d1在螺杆主体52的轴方向上发生变化。

因此，由于能够使螺杆20的形状简洁化，所以能够降低螺杆20的成本。而且，在能够使形状简洁化的情况下，由于能够减少树脂滞留的场所，并防止树脂过烧的发生，因此能够提高成型品的品质。

接下来，使轴方向的大径部72的长度为L，根据图4对使长度L与上述螺纹峰径D的比L/D不同时的射出装置的特性进行说明。

图4中，○表示射出装置的特性为良好，×表示射出装置的特性不好。

由图可知，在比L/D为0.85以上且1.15以下的情况下，树脂的搅拌性良好，成型品的应力分布均匀，能量损失小，不发生树脂过烧。与此相对，在比L/D比0.85小的情况下，树脂的搅拌性差，成型品的应力分布不均匀。另外，在比L/D大于1.15的情况下，能量损失变大，发生树脂过烧。

因此，当使上述比L/D为0.85≤L/D≤1.15时，能够使射出装置的特性变好，使搅拌性变好，使成型品的应力分布均匀，减小能量的损失，不发生树脂过烧。

接下来，以在径方向上从大径部72的外周面到螺纹53的周缘的距离为t1，以从螺杆主体52的外周面到螺纹53的外周缘的距离为t2，根据图5对使距离t1与距离t2的比t1/t2不同时的喷出装置的特性进行说明。

图5中，◎为射出装置的特性极其良好，○表示射出装置的特性良好，△表示射出装置的规定特性良好，×表示射出装置的特性不好。

由图可知，在比t1/t2为0.21以上且0.30以下的情况下，树脂的搅拌性极其良好，成型品的应力分布极其均匀，能量损失极其小，完全不发生树脂过烧。与此相对，在比t1/t2大于0.30且为0.45以下的情况下，搅拌性好，成型品的应力分布均匀，能量损失小，不发生树脂过烧。另外，在比t1/t2大于0.45且在1以下的情况下，虽然能量损失小，不发生树脂过烧，但是搅拌性差一些，成型品的应力分布有些不均匀，在比t1/t2比1大的情况下，虽然能量损失小，不发生树脂过烧，但是搅拌性差，成型品的应力分布不均匀。

而且，在比t1/t2为0.12以上且小于0.21的情况下，搅拌性好，成型品的应力分布均匀，能量损失小，不发生树脂过烧。另外，在比t1/t2为0.06且小于0.12的情况下，虽然搅拌性好，成型品的应力分布均匀，但能量损失大一些，多少会发生树脂过烧，在比t1/t2比0.06小的情况下，虽然搅拌性好，成型品的应力分布均匀，但是能量损失大，发生树脂过烧。

因此，当上述比t1/t2为0.06≤t1/t2＜1时，能够至少使射出装置31的规定特性良好，使搅拌性良好，使成型品的应力分布均匀，并且不发生树脂过烧。

另外，如果上述比t1/t2为0.12≤t1/t2≤0.45时，能够使射出装置31的特性为良好，使搅拌性为良好，使成型品的应力分布均匀，减小能量损失，不发生树脂过烧。

而且，如果上述比t1/t2为0.21≤t1/t2≤0.30时，能够使射出装置31的特性变得极其良好，使搅拌性变得极其良好，成型品的应力分布极其均匀，使能量损失极其小，能够完全不发生树脂过烧。

接下来，对本发明的第2实施方式进行说明。另外，对于具有与第1实施方式相同的结构的装置，通过标注相同的符号而省略其说明，对于具有相同结构所产生的发明效果援引相同实施方式的效果。

图6为表示本发明的第2实施方式的射出装置的主要部分的放大图。

该情况下，平坦的外周面具有：与作为射出部件主体的螺杆主体52连接而形成的倾斜部171的外周面、以及与该倾斜部171连接且使外周面倾斜而形成的大径部172的外周面，通过上述倾斜部171构成第1倾斜部，通过大径部172构成第2倾斜部。

而且，以上述倾斜部171的外周面与作为缸部件的加热缸17的轴所成的角度为θ1，以大径部172的外周面与加热缸17的轴所成的角度为θ2时，使0≤θ2≤θ1≤60〔°〕。

该情况下，使大径部172的长度为L，并使长度L与上述螺纹峰径D的比为L/D时，射出装置的特性如图4所示。

另外，以大径部172的前端(外径最大的部分)的外径为d2，以从大径部172的前端的外周面到螺纹53的周缘的距离为t1，以从螺杆主体52的外周面到螺纹53的外周缘的距离为t2，以距离t1对距离t2的比为t1/t2时，射出装置的特性如图5所示。

通过采用该结构，即使不降低树脂的速度，也能够进一步防止树脂滞留在压力部件54附近，能够进一步防止发生树脂过烧。

接下来，对本发明的第3实施方式进行说明。另外，对于具有与第1实施方式相同的结构的装置，通过标注相同的符号而省略其说明，对于具有相同结构所产生的发明效果援引相同实施方式的效果。

图7为表示本发明的第3实施方式的射出装置的主要部分的放大图。

在该情况下，压力部件54具有越向前方外径越大的、作为具有圆锥形的形状的压力部的倾斜部271。该倾斜部271具有没有凹凸的平坦的外周面。

上述本发明的第2实施方式的角度θ1、θ2相等，以倾斜部271的外周面与作为缸部件的加热缸17的轴所成角度为θ，使该角度θ为0〔°〕≤θ≤60〔°〕。

因此，即使树脂的速度变得更低，也能够进一步防止树脂滞留在压力部件54附近，进一步防止树脂过烧的发生。

另外，本发明不仅限定于上述实施方式，基于本发明的主旨可以进行各种变形，这些并不被排除在本发明的范围之外。

产业上利用的可能性

本发明能够适用于射出成型机的射出装置。

Claims (10)

1.一种螺杆，自由旋转且自由进退地配置在加热缸内，并且后端与驱动装置连结，该螺杆的特征在于，

具有：

(a)螺杆头、

(b)逆流防止装置、以及

(c)配置在该逆流防止装置后方的增塑部件，

(d)该增塑部件具有：螺杆主体、在该螺杆主体的外周面上突出而形成的螺纹、以及在从上述螺杆主体的前端开始的规定范围内，与上述逆流防止装置邻接而形成的压力部件，

(e)该压力部件具有平坦的外周面，该平坦的外周面与上述螺杆主体连接、且外径大于等于上述螺杆主体的外径，

(f)该平坦的外周面具有倾斜部的外周面。

2.如权利要求1记载的螺杆，上述平坦的外周面具有与上述倾斜部连接而形成的大径部的外周面。

3.如权利要求1或2记载的螺杆，当上述倾斜部的外周面与加热缸的轴所成的角度为θ时，

使0≤θ≤60〔°〕。

4.如权利要求2记载的螺杆，上述大径部由外径为固定的圆柱部构成。

5.如权利要求2记载的螺杆，上述大径部由使外周面倾斜的倾斜部构成。

6.如权利要求5记载的螺杆，当上述倾斜部的外周面与加热缸的轴所成的角度为θ1、大径部的外周面与加热缸的轴所成的角度为θ2时，

使0≤θ2≤θ1≤60〔°〕。

7.如权利要求2记载的螺杆，当上述大径部在轴方向的长度为L、螺纹的外径为D时，使比L/D为

0.85≤L/D≤1.15。

8.如权利要求2记载的螺杆，当在径方向上从上述大径部的前端的周缘到上述螺纹的周缘的距离为t1、从上述螺杆主体的外周面到上述螺纹的周缘的距离为t2时，使比t1/t2为

0.06≤t1/t2＜1。

9.一种射出装置，其特征在于，

具有：

(a)加热缸、

(b)自由旋转且自由进退地配置在该加热缸内的螺杆、以及

(c)配置在该螺杆后端的驱动装置，并且

(d)上述螺杆具有：螺杆头、逆流防止装置、以及配置在该逆流防止装置后方的增塑部件，

(e)该增塑部件具有：螺杆主体、在该螺杆主体的外周面上突出而形成的螺纹、以及在从螺杆主体的前端开始的规定范围内，与上述逆流防止装置邻接而形成的压力部件，

(f)该压力部件具有平坦的外周面，该平坦的外周面与上述螺杆主体连接、且外径大于等于上述螺杆主体的外径，

(g)该平坦的外周面具有倾斜部的外周面。

10.一种压力部件，在逆流防止装置后方，配置在增塑部件上，该增塑部件具有螺杆主体以及在该螺杆主体的外周面上突出而形成的螺纹，该压力部件的特征在于，

(a)在从上述螺纹主体的前端开始的规定范围内，与上述逆流防止装置邻接而形成，

(b)具有平坦的外周面，该平坦的外周面与上述螺杆主体连接、且外径大于等于上述螺杆主体的外径，

(c)该平坦的外周面具有倾斜部的外周面。

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