CN107073782A - 熔融器、使用该熔融器的注射装置、以及注射成型品及其制造方法、部件间的接合体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种与以前相比，能够提高熔融效率的熔融器，还提供了一种提高注射效率的注射装置。本发明的熔融器(3)，其特征在于：具有贯通孔(10)，贯通孔(10)一侧的开口部为流入口(10a)，另一侧的开口部为流出口(10b)，从贯通孔(10)的流入口(10a)至流出口(10b)，开口宽度逐渐变窄，贯通孔(10)的内壁面形成倾斜面，流入口(10a)的开口宽度(T1)为4.1mm～10mm，流出口(10b)的开口宽度(T2)为1.0mm～4.5mm。

Description

熔融器、使用该熔融器的注射装置、以及注射成型品及其制造 方法、部件间的接合体的制造方法
技术领域
本发明涉及使注射材料熔融的熔融器、使用该熔融器的注射装置、注射成型品及其制造方法、部件间的接合体的制造方法。
背景技术
如下述专利文献所示，在注射装置内设有熔融器。在熔融器中设有多个贯通孔(熔融孔)，通过贯通孔使注射材料熔融。
在熔融器的流出口侧配置喷嘴部，在熔融器中熔融的注射材料(熔融树脂)从喷嘴部注射到外部。继而，从喷嘴部注射的熔融树脂送入到模具内，从而能够制造出注射成型品，或者由熔融树脂形成部件间的接合体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5527706号公报
专利文献2：日本专利第5527705号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而以前，注射材料熔融不完全而产生熔融残留物，如果熔融残留物蓄积于熔融器内会堵塞贯通孔，或者熔融残留物从喷嘴部注射到外部，产生注射成型品的品质下降等问题。
因此本发明是考虑到上述问题而作出的，其目的在于提供一种熔融器，与以前相比，能够提高熔融效率，还提供了一种提高注射效率的注射装置。
本发明还提供了一种使用了本发明的注射装置且品质优良的注射成型品及其制造方法、以及一种部件间的接合体的制造方法。
解决技术问题的手段
本发明人为了解决上述问题，反复进行深入研究，结果发现：为了提高熔融效率，第一，需要选择合适的熔融器中的贯通孔的流入口侧和流出口侧的尺寸；第二，需要选择合适的熔融器中的贯通孔的内壁面的倾斜形状，从而完成本发明。
即本发明的熔融器，其特征在于：具有贯通孔，所述贯通孔一侧的开口部为流入口，另一侧的开口部为流出口，从所述贯通孔的所述流入口至所述流出口，开口宽度逐渐变窄，所述贯通孔的内壁面形成倾斜面，所述流入口的开口宽度为4.1mm～10mm，所述流出口的开口宽度为1.0mm～4.5mm。
在本发明中，从贯通孔的流入口至流出口，开口宽度逐渐变窄，贯通孔的内壁面形成倾斜面。由于流入口的开口大于流出口的开口，容易将注射材料导入贯通孔的流入口内。注射材料在熔融器内熔融，并朝流出口方向引导，此时由于贯通孔的内壁面为倾斜面，因此容易顺滑地朝流出口方向引导，另外，由于流出口的开口宽度比流入口的开口宽度窄，因此能够提高流出口侧的热量、气密性以及挤出压力，从而使熔融的注射材料适当地从流出口流出。因此在本发明中，流入口的开口宽度设为4.1mm～10mm、流出口的开口宽度设为1.0mm～4.5mm。由此，贯通孔形成为从流入口到流出口倾斜的结构，并将流入口和流出口的开口宽度尺寸分别限制在规定范围内，从而与以前相比，能够抑制注射材料的熔融残留，并因此能够抑制由熔融残留所引起的贯通孔的堵塞，或抑制熔融残留物通过熔融器注射到外部所导致的缺陷，从而能够实现熔融效率的提高。并且通过抑制熔融残留所导致的的贯通孔的堵塞，能够延长装置的寿命。
在本发明中，所述流入口的开口宽度为4.1mm～6mm，所述流出口的开口宽度优选为1.0mm～2.9mm。另外，所述流出口的开口宽度的下限值优选为1.6mm。
另外，在本发明中，从所述贯通孔的所述流入口至所述流出口的长度优选为30mm～200mm。由此能够得到优良的熔融效率。也就是说，如果长度过短，从流入口至流出口的熔融通路变短，容易产生注射材料的熔融残留。而如果长度过长，内壁面接近于垂直面，在流出口侧的热量、气密性及挤出压力相对于流入口侧的相对增幅较小，容易导致熔融效率较低。另外，长度过长还会导致熔融器的大型化。与此相对，在本发明中，流入口的开口宽度设为4.1mm～10mm，流出口的开口宽度设为1.0mm～4.5mm，并且贯通孔的长度设为30mm～200mm，从而更能抑制注射材料发生熔融残留，有效提高熔融效率。
另外，在本发明中，在所述流入口侧优选形成与所述倾斜面相连、且比所述倾斜面更加平缓倾斜的缓斜面。
本发明的熔融器，其特征在于：具有贯通孔，所述贯通孔一侧的开口部为流入口，另一侧的开口部为流出口，从所述贯通孔的所述流入口至所述流出口，开口宽度逐渐变窄，所述贯通孔的内壁面形成倾斜面，在所述流入口侧优选形成与所述倾斜面相连、且比所述倾斜面更加平缓倾斜的缓斜面。
在本发明中，从贯通孔的流入口至流出口，开口宽度逐渐变窄，贯通孔的内壁面形成倾斜面。由于流入口的开口大于流出口的开口，容易将注射材料导入贯通孔的流入口内。注射材料在熔融器内熔融，并朝流出口方向引导，此时由于贯通孔的内壁面为倾斜面，因此容易顺滑地朝流出口方向引导，另外，由于流出口的开口宽度比流入口的开口宽度窄，因此能够提高流出口侧的热量、气密性以及挤出压力，从而使熔融的注射材料适当地从流出口流出。并且在本发明中，将流入口侧作为缓斜面。通过这种从流入口到流出口的形状形成为从平缓的倾斜转变成陡峭倾斜，容易让流入口侧的扩大，从而更容易将注射材料导入到贯通孔的流入口内，并且能够提高流出口侧的熔融效率。并且可以期待在流入口的边缘部的注射材料的细碎化等效果，其结果是能够减少熔融器的流入口面上残留的注射材料，并抑制注射材料的熔融残留。根据上述本发明的结构，能够实现熔融效率的提高并延长使用寿命。
在本发明中，将所述倾斜面的张开角度作为θ1、所述缓斜面的张开角度作为θ2时，优选满足θ1<θ2≦120°的关系。另外在本发明中，所述θ2优选为30°～120°。另外在本发明中，所述θ2更优选为30°～90°。另外在本发明中，所述θ2最优选为30°～60°。张开角度θ2如果小于30°，则其与张开角度θ1之间的差值变小，导致在熔融器的流入口面上残留注射材料的抑制效果下降，以及注射材料细碎化的效果下降。另外，如果张开角度θ2至少大于120°，则设于流入口侧的缓斜面过于平缓，导致注射材料容易在流入口侧的平缓倾斜面的途中堆积，并且导致熔融器的大型化。与此相对，本发明将张开角度θ2限定在上述范围内，从而确保熔融器的小型化，并能更有效地提高熔融效率。
另外，本发明的注射装置的特征在于，包括：汽缸；上述任意一处所记载的熔融器，其配置于所述汽缸内；喷嘴部，其配置于所述熔融器的所述流出口侧；加热单元，其用于加热所述熔融器；以及加压单元，其用于将所述熔融器中熔融的注射材料从所述喷嘴部注射到外部。根据本发明，能够抑制注射材料的熔融残留的发生，因此能够抑制由贯通孔内熔融残留物的蓄积所引起的堵塞，并抑制熔融残留物通过熔融器而漏出。其结果为，能够从熔融器向喷嘴部适当送入熔融的注射材料，并在喷嘴部施加适当的注射压力，从而提高注射效率。
另外，本发明的注射装置优选为全自动动作。
另外，本发明的注射成型品，其特征在于，是利用上述记载的注射装置而形成。另外，在本发明中，所述注射成型品优选由选自工程塑料、或者超级工程塑料的树脂形成。另外，在本发明中，所述注射成型品优选由聚醚乙醚酮成型。
另外，本发明的注射成型品的制造方法，其特征在于，利用上述记载的注射装置形成。另外，本发明的部件间的接合体的制造方法，其特征在于，利用上述记载的注射装置形成。本发明能够形成品质优良的注射成型品及部件间的接合体。
发明的效果
本发明的第1熔融器具有贯通孔，所述贯通孔的一方的开口部为流入口，另一方的开口部为流出口，从所述贯通孔的所述流入口朝所述流出口的开口宽度逐渐变窄，所述贯通孔的内壁面形成倾斜面，所述流入口的开口宽度为4.1mm～10mm，所述流出口的开口宽度为1.0mm～4.5mm。由此，贯通孔构成为从流入口朝流出口倾斜，流入口和流出口的开口宽度尺寸分别限定在规定范围内，从而与以前相比，能够抑制注射材料的熔融残留。因此能够抑制由熔融残留所导致的贯通孔堵塞，并能够抑制通过熔融器的熔融残留物，从而实现熔融效率的提高以及延长使用寿命。
另外，本发明的第2熔融器具有贯通孔，所述贯通孔的一方的开口部为流入口，另一方的开口部为流出口，从所述贯通孔的所述流入口朝所述流出口的开口宽度逐渐变窄，所述贯通孔的内壁面形成倾斜面，在所述流入口侧形成与所述倾斜面相连、且比所述倾斜面更加平缓倾斜的缓斜面。通过在流入口侧设置缓斜面，容易扩大流入口侧的开间，从而更容易将注射材料导入到贯通孔的流入口内。另外，能够抑制在熔融器的流入口面形成平坦部分，在各流入口之间形成锐利的边缘部。因此能够期待注射材料在流入口的边缘部发生碎片化等效果。其结果为，能够减少滞留在熔融器的流入口面上的注射材料。根据上述本发明的结构，能够实现熔融效率的提高及延长使用寿命。
另外，本发明的注射装置通过具有上述的熔融器能够提高注射效率。
另外，本发明的注射成型品及部件间的接合体是利用上述记载的注射装置形成，由此，能够形成品质优良的注射成型品及部件间的接合体。
附图说明
图1是本实施方式的剖面示意图。
图2是表示在图1所示的注射装置供给树脂颗粒状态下的注射装置的剖面示意图。
图3是说明利用本实施方式的注射装置进行部件间接合的接合工序的剖面示意图。
图4是用于说明利用本实施方式的注射装置的注射成形工序所制造的注射成型品的剖面示意图。
图5是本实施方式的熔融器的立体图。
图6是沿图5所示的A‐A线在高度方向切断所显示的第1实施方式的熔融器的纵剖面图。
图7是沿图5所示的A‐A线在高度方向切断所显示的第2实施方式的熔融器的纵剖面图。
图8是除图1以外的其他实施方式的注射装置的剖面示意图，表示供给树脂颗粒的状态。
图9是表示将能够进行上下移动(往复移动)的熔融器从图8的状态朝上方移动的状态的剖面示意图。
图10是表示将熔融器从图9的状态朝下方移动，熔融树脂从喷嘴部朝外部注射的状态下的注射装置的剖面示意图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。图1是本实施方式的注射装置的截面示意图。图2是表示在图1所示的注射装置供给树脂颗粒状态下的注射装置的剖面示意图。图3是说明利用本实施方式的注射装置进行部件间接合的接合工序的剖面示意图。
注射装置1包括：汽缸2、配置于汽缸2内的熔融器3、位于注射装置1前端的喷嘴部4、用于加热熔融器3的加热单元、用于对熔融树脂加压并将其从喷嘴部4注射到外部的加压单元。
图1所示的熔融器3固定于汽缸2内。熔融器3配置在汽缸2的前端2a侧(图1的下方侧)。汽缸2内设有作为加压单元的柱塞5。在图1中，与熔融器3相比，柱塞5配置在汽缸2的更后端2b侧(图1的上方侧)。如图1所示，熔融器3和柱塞5之间离开规定间隔。由驱动单元可上下移动(往复移动)地支持柱塞5。在图1、图2中，可上下移动的柱塞5位于后退至汽缸2的后端方向上的最靠后的位置，图3表示从图2的状态朝汽缸2的前端方向(图1的下方向)移动的状态。
汽缸2形成为从前端2a朝后端2b具有大致恒定的内径及外径的细长汽缸状，其形状无特别限定。即只要熔融器3能够固定于汽缸2内，并能够使作为加压单元的柱塞5上下移动即可，对汽缸2的形状没有特别限定。例如也可以在汽缸2的内部形成多棱柱形空洞。
另外，对汽缸2的材质也没有特别限定，从迅速进行加热的必要性出发，优选使用铁或铁含量高的不锈钢等。
如图1所示，汽缸2设有颗粒供给口2c。颗粒供给口2c位于固定在汽缸2的前端2a侧的熔融器3和在汽缸2的后端2b方向(图示上方方向)上呈后退状态的柱塞5之间，形成为连通至汽缸内部空间的孔状。因此，在颗粒供给口2c上连接有管状的供给管12。
供给管12的上端与保存大量树脂颗粒(注射材料)的保存部18连通，树脂颗粒从保存部18通过供给管12供给到颗粒供给口2c。保存部18例如为料斗。另外，保存部18中包括螺旋输送或气压装置，能够将树脂颗粒强制地投入供给管12。另外，也可以不设保存部，由螺旋输送或气压输送从远方经管道供给。
柱塞5包括挤压部5a、以及位于挤压部5a的周围并朝汽缸2的后端2b方向形成为筒状的外周侧面部5b。如图1所示，挤压部5a的大小与汽缸2的内径一致，从挤压部5a到汽缸2的后端2b的汽缸2的空间范围处于被柱塞5封闭的状态。并且，根据需要，在挤压部5a的前侧面(图示下侧面)固着硬质耐热性的合成树脂。由此，使熔融器3和柱塞5隔热，从而不会使熔融器3的热量被柱塞5吸收，并且柱塞5加热时不会将热传导至驱动部8。
柱塞5连接于驱动部8，在驱动部8的驱动力的作用下，柱塞5能够上下移动(往复移动)地在汽缸2内受到支持。并且如图1所示，驱动部8和柱塞5之间配置传动轴(竿)9，构成含有驱动部8和传动轴9的“驱动单元”。例如，驱动部8为电机驱动部，传动轴9为齿条轴，电机驱动部和齿条轴之间配置有小齿轮(未图示)，驱动单元包括电机驱动部、齿条轴及小齿轮。并且传动轴(竿)9的剖面形状不限定为例如圆形形状。
如图1所述，在汽缸2的外周设有用于加热熔融器3的加热单元6。这种加热单元6是从汽缸2的外周面加热熔融器3的结构部件，为了使对熔融器3的热传导性更好，优选采用筒状结构。加热单元6设于与熔融器3相对的位置(包围熔融器3的外周)。
例如，加热单元6包括IH加热器等卷绕的线状。具体来说，加热单元6优选是电磁感应装置即IH(感应加热)线圈，即为在树脂或陶瓷制造的隔热材料线圈骨架上缠绕IH线圈而形成。另外，也可以不使用骨架，而在两端用隔热材料的保持器保持。另外，作为其他种类的加热单元6，也可以使用带状加热器。并且，加热单元6不限于上述方式，可以使用任何能够用于本发明的加热单元。优选在汽缸2上安装热电偶，从而能够调整汽缸2的温度设定值。
之后详细说明熔融器3，在熔融器3高度方向上设有多个贯通孔(熔融孔)10。另外，为使熔融器3的整个外周面连接汽缸2的内壁面，熔融器3的外周面的形状与汽缸2的内壁面的形状一致。例如，若汽缸2的内壁面(中空部)为圆柱状，熔融器3的外周面也形成同样直径的圆柱状。
如图1所示，各贯通孔10的熔融器3的上面侧的开口部为流入口，各贯通孔10的熔融器3的下面侧的开口部为流出口。
熔融器3的材质优选为热容大且热传导性好或耐热性好的金属。具体可使用铜、铍铜、黄铜、不锈钢、金、铬钢、镍铬钢、钼钢、钨钢等，对材质无特别限定。以后述的尺寸形成熔融器3，能有效抑制树脂颗粒P(注射材料)的熔融残留。
如图1所示，在汽缸2的前端2a设有具备喷嘴部4的头部11。头部11由喷嘴部4、漏斗部13、连接部14构成。头部11通过连接部14连接于汽缸2。头部11的材质优选为热传导性好的材料，具体优选为铜或铍铜。
如图2所示，大量固体状的树脂颗粒(注射材料)P从保存部18通过供给管12供给到汽缸2内。
对于树脂颗粒P的材质没有特别限定，优选采用聚丙烯(PP)、ABS、聚碳酸酯(PC)/ABS、聚缩醛(POM)、聚氯乙烯、聚烯烃、尼龙等各种树脂。另外，在本发明中，作为树脂颗粒P的树脂，可以使用工程塑料、或超级工程塑料。并且树脂颗粒P的大小例如为直径或者其长边约为1～1.5mm。
在树脂颗粒P到达熔融器3后，树脂颗粒P从流入口(图示上侧面)流入熔融器3的各贯通孔(熔融孔)内。流入各贯通孔10内的树脂颗粒P被之后流入的树脂颗粒P推向各贯通孔10的流出口侧(图示下面侧)。此时，熔融器3通过加热单元6维持熔融树脂颗粒P的温度。
如图2所示，流入各贯通孔10的树脂颗粒P吸收来自熔融器3的热，从而其中一部分软化。
如图3所示，由驱动单元将作为加压单元的柱塞5朝喷嘴部4的方向(图示下方方向)驱动。由此，位于熔融器3的流入口侧面(图示上面)和柱塞5的挤压部5a的下侧面之间的大量树脂颗粒P全部发生相互挤压。如图3所示，在柱塞5朝下方的移动的作用下，颗粒供给口2c成为被柱塞5封闭的状态。
在柱塞5的移动下，流入熔融器3的各贯通孔10内的树脂颗粒P被施加压力。这样的树脂颗粒P在各贯通孔10内被施加压力，并形成气密状态，进而被熔融器3的热熔融，熔融树脂q从熔融器3的流出口(下面侧)流入头部11内。因此熔融树脂q保持高气密状态，并被施加压力，而从喷嘴部4注射到外部。
在图3中，例如喷嘴部4位于部件21、22之间的连接空间部23，从喷嘴部4注射的熔融树脂q填充于连接空间部23内。然后，填充的熔融树脂q冷却而形成固体状，并成为接合部件21、22的接合树脂24。由此，通过使用本实施方式的注射装置1，能够得到具有接合在接合部件21、22之间的接合树脂24的接合体25。由注射装置1注射的熔融树脂q的注射时间从数百毫秒至数秒(例如约1秒)。另外，尽管未图示，在形成接合体24时，使用称为适配器的模具将熔融树脂q适当地填充于部件21、22之间。
或者利用本实施方式的注射装置1，如图4所示，将熔融树脂注入金属模具、硅模具、或树脂模具等上模具30及下模具31内从而制造注射成型品32。
继而，说明本实施方式的熔融器3。如上述记载，在熔融器3设有多个贯通孔10。熔融器3具有使树脂颗粒P通过各贯通孔10，并使树脂颗粒P熔融的功能。此时，若树脂颗粒P发生熔融残留，就容易堵塞贯通孔10。另外，若树脂颗粒P的熔融残留物从熔融器3排出，就会导致位于熔融器3的前端侧的喷嘴部4堵塞或影响部件间的接合体及树脂成型品的品质。因此，寻求在生成熔融树脂时能够有效抑制树脂颗粒P发生熔融残留的熔融器3形态。
图5为本实施方式的熔融器的立体图。图6是沿图5所示的A‐A线在高度方向切断从而显示出的作为第1实施方式的熔融器的纵剖面图。
如图5所示，熔融器3为圆柱状，但如上述说明，可以适当变化熔融器3的外周面形状，并使其符合汽缸2的内壁面的形状。
熔融器3包括上侧面3a、下侧面3b、以及位于上侧面3a和下侧面3b之间的外周面3c。上侧面3a和下侧面3b是相对且相互平行的面。
如图5所示，在熔融器3上形成多个从上侧面3a到下侧面3b(朝高度方向(Z))设置的贯通孔10。在各贯通孔10的上侧面3a上的开口部为流入口10a，在下侧面3b上的开口部为流出口10b(参照图6)。
贯通孔10的数量可以为任意设定的，但优选贯通孔10为多个。另外，优选例如设定贯通孔10的数量，使得各贯通孔10的流入口10a的合计面积与熔融器3的上侧面3a(流入口面)的面积的比率为50％以上。
另外，多个贯通孔10可以规律配置，也可以随机配置，通过在上面(流入口面)3a整体及下面(流出口面)3b整体上分散遍布设置各贯通孔10，从而能够提高熔融效率。
图6是沿图5所示的A‐A线在高度方向切断后显露的作为第1实施方式的熔融器纵剖面图。
如图6所示，各贯通孔(熔融孔)10从流入口10a到流出口10b的开口宽度逐渐变窄，在贯通孔10的内壁面10c形成倾斜面。优选从流入口10a到流出口10b沿与高度方向(Z)平行的方向形成各贯通孔10。各贯通孔10优选为截顶锥体的形状，具体可以为圆锥台或棱台。在图5、图6中，各贯通孔10为圆锥台形状。
如图6所示，各贯通孔10的流入口10a的开口宽度为T1，各贯通孔10的流出口10b的开口宽度为T2。因此，开口宽度T1比开口宽度T2大。在各贯通孔10为圆锥台形状时，以开口直径计算开口宽度T1及开口宽度T2。另外，在贯通孔10为棱台形状时，开口宽度T1及开口宽度T2指的是边或对角线上的最长直线宽度。
在图6中，开口宽度T1调整到4.1mm～10mm的范围内，开口宽度T2调整到1.0mm～4.5mm的范围内。且在本说明书中的“下限值～上限值”的标记表示包含端点值的下限值及上限值。
树脂颗粒P从图6所示的熔融器3的各贯通孔10的流入口10a流入到熔融器3内，并被加热加压成为熔融状态，继而熔融树脂从各贯通孔10的流出口10b流出。
如图6所示，各贯通孔10的流入口10a的开口大于流出口10b。因此，树脂颗粒P(注射材料)容易导入到贯通孔10的流入口10a内。通过将流入口10a的开口宽度T1调整到4.1mm～10mm的范围内，就能大致涵盖市售的各种树脂颗粒的尺寸，并能适当地将树脂颗粒P导入流入口10a内。另外，树脂颗粒P在熔融器3内熔融，并从流出口10b排出到外部，由于贯通孔10的内壁面10c为倾斜面，熔融树脂能够朝流出口10b方向平滑导出，另外由于流出口10b的开口宽度T2比流入口10a的开口宽度T1窄，因此能够提高在流出口10b侧的热量及挤出压力，从而熔融树脂能够适当地从流出口10b流出。因此在如图6所示的实施方式中，流入口10a的开口宽度T1设为4.1mm～10mm，流出口10b的开口宽度T2设为1.0mm～4.5mm。由此，贯通孔10从流入口10a到流出口10b发生倾斜，通过将流入口10a和流出口10b的各自开口宽度尺寸限定在规定范围内，与以往相比，更能够抑制树脂颗粒P(注射材料)的熔融残留。
如上所述，能够抑制由树脂颗粒的熔融残留所导致的贯通孔10堵塞，从而能够实现熔融效率的提高及熔融器3或注射装置1使用寿命的延长。此处的“熔融效率”例如是指，规定从注射装置1的喷嘴部4注射的注射量，在一定时间内得到一定注射量，其熔融效率较好的状态。或者是指在一定时间内测定蓄积于熔融器3内的树脂颗粒的熔融残留物或从熔融器3流出的熔融残留物，其熔融残留量在一定值以内(优选是0)的状态。
本发明人将开口宽度T1、T2调整到上述范围内，使用聚丙烯(PP)作为树脂颗粒P，汽缸温度约为230℃，测定是否发生树脂颗粒P的熔融残留。其结果显示，未发生树脂颗粒P的熔融残留。另外，在连续使用的情况下，从注射装置1的喷嘴部4注射的注射量为数g/sec左右的一定值。并且能够确认汽缸温度约为190℃时也不发生树脂颗粒P的熔融残留。
另外，作为树脂颗粒P，除聚丙烯(PP)以外，利用ABS、聚碳酸酯(PC)/ABS、聚缩醛(POM)、氯乙烯、聚烯烃、尼龙进行同样试验时，与使用聚丙烯(PP)的情况相同，能够没有树脂颗粒P的熔融残留而良好地生成熔融树脂。
另外，从贯通孔10的流入口10a至流出口10b的长度尺寸H1优选为30mm～200mm。长度尺寸H1由与高度方向(Z)平行的从流入口10a至流出口10b的方向上的尺寸决定。在各贯通孔10的长度尺寸H1在30mm～200mm的范围内的情况下实施上述试验。由此能够得到较好的熔融效率。即如果长度尺寸过短，从流入口至流出口的熔融通路也变短，因此容易产生树脂颗粒P的熔融残留。另外若贯通孔10的长度尺寸过长，则贯通孔10的内壁面从倾斜面接近于垂直面，因此相对于流入口侧，在流出口10b侧的热量及挤出压力的上升会变小。另外，长度尺寸过长还会导致熔融器3的大型化。因此长度尺寸H1优选为70mm～150mm。
在本实施方式，适当调整贯通孔10的流入口10a及流出口10b的各开口宽度，以及贯通孔10的长度尺寸，从而更有效地消除树脂颗粒P的熔融残留，并实现熔融效率的提高。
在本实施方式中，流入口10a的开口宽度T1优选为4.1mm～6mm。另外，流出口10b的开口宽度T2优选为1.0mm～2.9mm。另外，流出口10b的开口宽度T2的下限值优选为1.6mm。
在流出口10b的开口宽度T2为3mm的条件下进行实验，树脂颗粒P的熔融残留几乎不可见。因此，将流出口10b的开口宽度T2设为2.9mm以下，能够抑制熔融残留，从而属于优选方案。
另外，各贯通孔10的流入口10a的开口宽度T1及流出口10b的开口宽度T2并非定值，可以在上述数值范围内有一定变化，但若为定值，就可以统一通过各贯通孔10的树脂颗粒P的熔融条件，从而能够稳定获得较高的熔融效率。此处的“定值”是指，相对于各流入口10a的开口宽度T1的平均值及各流出口10b的开口宽度T2的平均值，各自的变化范围在±10％以内。
图7是沿如图5所示的A‐A线在高度方向上切断而显露的，作为第2实施方式的熔融器的纵剖面图。
如图7所示的实施方式，与图6相同，构成熔融器3的各贯通孔(熔融孔)10从流入口10a到流出口10b的开口宽度逐渐变窄，从而贯通孔10的内壁面10c形成倾斜面。
在如图7所示的实施方式中，在流入口10a侧，形成比所述倾斜面更加平缓倾斜的缓斜面，并连接于构成各贯通孔10的倾斜面。如果更具体地说明，各贯通孔10形成张开角度θ1的倾斜面(第1的倾斜面)35以及在流入口10a侧的张开角度θ2的缓斜面(第2的倾斜面)36。并且，满足θ1<θ2≦120°的关系。并且张开角度θ1在图6中具有同样的张开角度，张开角度θ1根据流入口10a和流出口10b之间的关系决定。
这里的“张开角度”指的是在图7所示的剖面中相对的倾斜面之间的角度，将各倾斜面的倾斜角度规定为从高度方向(Z)展开的角度时，张开角度约为倾斜角度的2倍。
如图7所示，在邻接的贯通孔10的流入口10a的边缘部10d彼此接近并接触或接近于接触形状的部分上，边缘部10d为刀刃状、或接近于刀刃状的形状，树脂颗粒P位于边缘部10d上时，树脂颗粒P破碎，并以碎片状更容易分离地进入贯通孔10内，并且抑制贯通孔10内发生堵塞。
如图7所示，陡峭倾斜的倾斜面35从流出口10b形成至接近流入口10a的位置，仅在流入口10a附近形成倾斜平缓的缓斜面36。
并且，倾斜面可以形成为3段以上。并且，优选贯通孔的大部分形成倾斜陡峭的倾斜面35，而仅在流入口10a附近形成缓斜面36，从而形成2段的倾斜结构。
如以上图7所示，从贯通孔10的流入口10a至流出口10b的开口宽度逐渐变窄，贯通孔10的内壁面形成倾斜面。由此流入口10a的开口大于流出口10b，因此树脂颗粒P容易导入到贯通孔10的流入口10a内。继而树脂颗粒P在熔融器3内熔融，并从流出口10b流出，由于此时贯通孔10的内壁面为倾斜面，能够朝流出口方向顺滑地导出熔融树脂，另外，流出口10b的开口宽度比流入口10a的开口宽度窄，因此提高了在流出口侧的热量及挤出压力，熔融树脂能够适当地从流出口10b流出到外部。因此，在图7所示的实施方式中，在流入口10a侧形成缓斜面36。由此，树脂颗粒P更容易导入到贯通孔10的流入口10a内。另外可以抑制在熔融器的流入口面形成平坦部分，各流入口之间形成锐利的边缘部(参照图7)。因此，在流入口10a的边缘部10d能够期待树脂颗粒P碎片化等效果，其结果为，能够减少滞留在熔融器3的上侧面(流入口面)3a上的树脂颗粒P。
以前，在熔融器3的技术领域中，并没有公开如图7所示具有倾斜角度不同的多段倾斜面的熔融器3。例如，以前存在这样的技术：以垂直面(沿高度方向(Z)的面)形成贯通孔的内壁面，将流入口部分进行倒角从而设置倾斜面，但是在这种结构的情况下，贯通孔10的内壁面整体成为倾斜面，导致减少树脂颗粒P熔融残留的效果容易变差。与此相对，在本实施方式中，尽管贯通孔10的内壁面整体以倾斜面构成，但此时并非以同样的倾斜角度形成倾斜面，而是在流入口10a侧形成平缓的倾斜面，从而提高树脂颗粒P向流入口10a的导入效果和碎片化效果，从而能够抑制树脂颗粒P的熔融残留。
并且，在本实施方式中，满足θ1<θ2≦120°的关系。另外，θ2优选为30°～120°，更优选为30°～90°，进一步优选为30°～60°。并且张开角度θ1根据流入口10a和流出口10b的尺寸决定，至少为小于张开角度θ1的角度。具体来说，θ1为0°～20°左右，或为0°～10°左右。θ2小于30°时，和张开角度θ1之间的差值变小，则抑制树脂颗粒P滞留于熔融器3的上侧面(流入口面)3a的效果或树脂颗粒P碎片化的效果变差。另外，张开角度θ2若至少大于120°时，则流入口侧的缓斜面36过于平缓，树脂颗粒P容易在流入口侧的平缓倾斜面的途中堆积，并且容易导致熔融器3的大型化。与此相对，在本实施方式中，将张开角度θ2限制在上述范围内，能够确保熔融器3的小型化并更有效地提高熔融效率。
在图7所示的实施方式中，优选采用图6所示的流入口10a及流出口10b的开口宽度T1、T2。即流入口10a的开口宽度T1优选为4.1mm～10mm，流出口10b的开口宽度T2优选为1.0mm～4.5mm。另外，流入口10a的开口宽度T1更优选为4.1mm～6mm，流出口10b的开口宽度T2更优选为1.0mm～2.9mm。开口宽度T2的下限值进一步优选为1.6mm。
另外，在本实施方式中，从贯通孔10的流入口10a至流出口10b的长度尺寸H1优选为30mm～200mm。且长度尺寸H1更优选为70mm～150mm。
另外，本实施方式的熔融器3除如图1所示固定于注射装置1内使用之外，还可以如以下说明，在汽缸内上下移动(往复移动)而构成。
图8是除图1之外的其他实施方式的注射装置的剖面示意图，显示供给树脂颗粒的状态。图9是表示从图8的状态开始，使能够上下移动(往复移动)的熔融器朝上方移动的状态下的注射装置的剖面示意图。图10是表示从图9的开始，使熔融器朝下方移动，将熔融树脂从喷嘴部注射到外部的状态下的注射装置的剖面示意图。
在图8～图10中，与图1～图3相同的部分用同样的符号标记。如图8所示，熔融器3和驱动部8通过传动轴9而连接。如图8所示，与熔融器3相比更靠近汽缸2的后端2b侧处设有封闭部件40。封闭部件40的平面面积与以汽缸2内的内壁面包围的空间的平面面积一致。封闭部件40固定于汽缸2内。
如图8所示，传动轴9贯通封闭部件40，并连接于熔融器3。
如图8所示，传动轴9贯通于熔融器3的中央部分，熔融器3与传动轴9固定连接。
另外如图8所示，在熔融器3的下侧面(流出口面)3b侧设有开闭部件41。基于熔融器3的上下移动，开闭部件41被支持以封闭或释放熔融器3的各贯通孔10的流出口。例如通常使用未图示弹性部件使开闭部件41对熔融器3的下侧面(流出口面)施力。因此，通过驱动部8及传动轴9的作用，使开闭部件41从熔融器3的下侧面3b释放。
开闭部件41以小于熔融器3的面积形成。另外，也可以在开闭部件41上形成贯通孔。此时，限制形成在开闭部件41上的贯通孔的位置和大小，以使其不与熔融器3的各贯通孔10的流出口10b重合。
如图8所示，熔融器3位于汽缸2的前端2a侧，在图8的初期状态下，大量固体状的树脂颗粒(注射材料)P从保存部18通过供给管12供给到汽缸2内。
树脂颗粒P从流入口(图示上侧面)流入熔融器3的各贯通孔(熔融孔)10内。各贯通孔10内流入的树脂颗粒P被之后流入的树脂颗粒P朝各贯通孔10的流出口侧(图示下面侧)挤压。此时，熔融器3通过加热单元6维持熔融树脂颗粒P的温度。
如图8所示，各贯通孔10内流入的树脂颗粒P的一部分被来自熔融器3的热软化。
继而，如图9所示，使驱动单元在封闭部件40的方向(图示上方方向)上驱动熔融器3(熔融工序)。由此，位于熔融器3的流入口侧面(图示上侧面)和封闭部件40的下侧面之间的大量树脂颗粒P整体相互挤压。
如图9所示，加热单元6固定于汽缸2的外周，尽管受驱动单元驱动，在上下方向上往复移动，但是熔融器3的热容量能够保持充足的热源。并且为了不让熔融器3的热传导给传动轴9，熔融器3和传动轴9之间优选设置成隔热结构。
填充于熔融器3的各贯通孔(熔融孔)10中的树脂颗粒P被加热并加压，从而形成气密状态而开始熔融。此时，位于熔融器3的下侧面(流出口)3b侧的开闭部件41处于从熔融器3释放的状态。由此，从熔融器3朝下方方向流出的熔融树脂q蓄积于熔融器3和喷嘴部4之间。
继而，在图10中，通过驱动单元的作用，使熔融器3朝喷嘴部4的方向(图示下方方向)移动(注射工序)。此时，开闭部件41抵接于熔融器3的下侧面3b，处于使熔融器3的各贯通孔10的流出口10b封闭的状态。由此，蓄积于熔融器3和喷嘴部4之间的熔融树脂q保持气密状态，并被加压，从喷嘴部4注射出去。因此，能够由熔融树脂q形成在图3中说明的部件间的接合体25，或形成图4所示的注射成型品32。
在图8～图10所示的注射装置中，使用如图6所示的流入口10a的开口宽度T1为4.1mm～10mm，流出口10b的开口宽度T2为1.0mm～4.5mm的熔融器3，或者使用如图7所示的各贯通孔10的流入口10a侧形成缓斜面的熔融器3，与以往相比，能够更有效地提高熔融效率。
在本实施方式中，能够实现注射装置全部动作的自动化。例如使用顶部工作台型机器人，能够相对于注射装置的XYZ轴方向(X轴、Y轴及Z轴相互垂直的方向)实现全自动化。此处的全自动化，包括注射动作以及在台上的注射装置的移动。并且，“全自动化”也包括注射装置侧固定而台侧移动的情况。另外在此时，除了由模具成型为注射成型品的方式之外，也可以不用模具，通过自然冷却进行立体造型，使用如3D打印机等方式。
另外在本实施方式中，注射成型品由选自工程塑料或超级工程塑料的树脂成型。工程塑料选自聚酰胺、聚缩醛(POM)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等。另外，超级工程塑料选自聚苯硫醚(PPS)、聚醚乙醚酮(PEEK)等。在本实施方式中，不用向注射成型品中加入劣化物也能够成型。特别地，在本实施方式中，能够由聚醚乙醚酮(PEEK)成型注射成型品。
已知，使用以往的注射成型品，成型基于PEEK的注射成型品时，树脂等劣化物沉淀在喷嘴内部，而使该劣化物混杂在成型品(熔融树脂固化后的状态)中。并且，以往的注射装置的喷嘴由铁/铬类形成。
与此相对，在本实施方式中，使用熔融器及喷嘴由铜或黄铜形成的注射装置，成型基于PEEK的注射成型品时，与以往不同，劣化物不会进入成型品内部，因此能够防止异物混入。推测其原因是由于对熔融树脂的催化剂作用不同或装置内部的环境(例如氧浓度)不同等所致。
在上述本实施方式中，可以成型不混入异物且基于PEEK的注射成型品，通过使用本实施方式的注射装置，能够稳定成型所期望的PEEK成型品。
本发明能够提高一种抑制树脂颗粒的熔融残留的发生，熔融效率优良的熔融器，并能够将该熔融器组装到注射装置中。因此，使用本发明的注射装置，能够得到品质良好的注射成型品或部件间的接合体。
本申请通过引用2014年9月25日申请的日本特愿2014‐194922的优先权，而包含其全部内容。

Claims (17)

1.一种熔融器，其特征在于，
具有贯通孔，所述贯通孔一侧的开口部为流入口，另一侧的开口部为流出口，从所述贯通孔的所述流入口至所述流出口，开口宽度逐渐变窄，所述贯通孔的内壁面形成倾斜面，
所述流入口的开口宽度为4.1mm～10mm，所述流出口的开口宽度为1.0mm～4.5mm。
2.根据权利要求1所述的熔融器，其特征在于，
所述流入口的开口宽度为4.1mm～6mm，所述流出口的开口宽度为1.0mm～2.9mm。
3.根据权利要求1或2所述的熔融器，其特征在于，
所述流出口的开口宽度的下限值为1.6mm。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的熔融器，其特征在于，
从所述贯通孔的所述流入口到所述流出口的长度尺寸为30mm～200mm。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的熔融器，其特征在于，
在所述流入口侧形成与所述倾斜面相连、且比所述倾斜面更平缓倾斜的缓斜面。
6.一种熔融器，其特征在于，
该熔融器具有贯通孔，所述贯通孔一侧的开口部为流入口，另一侧的开口部为流出口，从所述贯通孔的所述流入口至所述流出口，开口宽度逐渐变窄，所述贯通孔的内壁面形成倾斜面，
在所述倾斜面的所述流入口侧形成与所述倾斜面相连、且比所述倾斜面更平缓倾斜的缓斜面。
7.根据权利要求5或6所述的熔融器，其特征在于，
令所述倾斜面的张开角度为θ1、所述缓斜面的张开角度为θ2，满足θ1<θ2≦120°的关系。
8.根据权利要求7所述的熔融器，其特征在于，
所述θ2为30°～120°。
9.根据权利要求7所述的熔融器，其特征在于，
所述θ2为30°～90°。
10.根据权利要求7所述的熔融器，其特征在于，
所述θ2为30°～60°。
11.一种注射装置，其特征在于，包括：
汽缸；
如权利要求1～10中的任意一项所述的熔融器，其配置于所述汽缸内；
喷嘴部，其配置于所述熔融器的所述流出口侧；
加热单元，其用于加热所述熔融器；以及
加压单元，其用于将由所述熔融器熔融的注射材料从所述喷嘴部注射到外部。
12.根据权利要求11所述的熔融装置，其特征在于，
全自动进行动作。
13.一种注射成型品，其利用如权利要求11或12所述的注射装置形成。
14.根据权利要求13所述的注射成型品，其特征在于，
由选自工程塑料或超级工程塑料的树脂形成。
15.根据权利要求14所述的注射成型品，其特征在于，
由聚醚乙醚酮成型。
16.一种注射成型品的制造方法，其利用如权利要求11或12所述的注射装置进行成型。
17.一种部件间的接合体的制造方法，其利用如权利要求11或12所述的注射装置形成。
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