JP2002001781A - 逆流防止弁を備えた射出装置 - Google Patents

逆流防止弁を備えた射出装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 逆流防止弁における樹脂の逆流を限りなくゼ
ロに近づける。 【解決手段】 ST04:スクリューを数mmだけ、後
退させる。この後退距離を所定距離と呼ぶ。この後退動
作により、樹脂溜まりにおける樹脂圧は低下する。ST
05:そして、スクリューの逆回転を開始する。これ
で、逆流防止弁が開状態から閉状態に変化する。 【効果】 射出に備えて逆流防止弁を閉状態に切替える
ことができ、閉状態が確保できれば射出の際に発生が予
想される樹脂の逆流を限りなくゼロに近づけることがで
きる。この結果、射出速度の高速化や計量精度の向上が
図れ、射出装置の性能を大いに高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は逆流防止弁を備えた
射出装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は従来の代表的なスクリュー式射出
装置の断面図であり、このスクリュー式射出装置100
は、加熱筒101に前後進及び回転可能に収納したスク
リュー102と、このスクリュー102の先端部に取付
けた逆流防止弁103と、スクリュー102を前後進さ
せる射出シリンダ104と、この射出シリンダ104の
ピストンロッド105を介してスクリュー102を回転
させる回転手段106とからなり、次に述べる可塑化・
計量工程と待機工程と射出工程を実施する。
【0003】可塑化・計量工程:スクリュー102を回
転しつつホッパ107の成形材料を加熱筒101に供給
し、スクリュー102の回転によってノズル108に向
って強制的に移送する。この移送の際に、成形材料は圧
縮されて発熱(剪断発熱という。)する。補助的に加熱
筒101(正しくは外筒のバンドヒータ)で加熱する。
このときにスクリュー102の先端の逆流防止弁103
は、いわゆる弁開状態となり、成形材料の通過を妨げな
い。そして、スクリュー102の先端(逆流防止弁10
3からノズル108の間)に押出された溶融材料の反力
でスクリュー102が後退するので、このストロークを
計測することで計量することができる。
【0004】待機工程:計量完了から次の射出まで待機
させる。 射出工程:射出シリンダ104の作用で、スクリュー1
02を一気に前進させ、スクリュー102前側に計量蓄
積された溶融材料をノズル108から図示せぬ金型内へ
射出する。スクリュー102が前進するときには逆流防
止弁103を閉じて、溶融材料がスクリュー102側へ
逆流しないようにする。
【0005】図8(a),(b)は従来の逆流防止弁の
構造図兼作用図である。(a)において、射出装置の逆
流防止弁103は、スクリューヘッド111と、このス
クリューヘッド111に嵌めた円筒形状のチェックリン
グ112とからなり、加熱筒101に挿入したスクリュ
ー102の先端に設けたものである。計量工程では、ス
クリュー102を廻すことにより、矢印,及び矢印
,の通りに、チェックリング112とスクリューヘ
ッド111との間で形成した流路113を通じて樹脂を
通過させる。
【0006】(b)は射出工程を示し、射出時にはスク
リュー102を矢印の通りに前進させる。この前進に
伴なってスクリューヘッド111の前に溜まっている樹
脂114の圧力がチェックリング112に矢印,の
ごとく作用し、結果としてチェックリング112が相対
的に後退し、スクリュー102のシート115に当り、
樹脂の逆流(スクリュー102への流れ)を防止するこ
とができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図8(a)から(b)
に至るまで、すなわち、(a)に示すストロークS1が
ゼロになるまでに、微量ではあるが樹脂は逆流する。こ
の逆流は、計量精度の低下を招く。射出速度の高速化や
計量精度の向上を図る上では、逆流樹脂量を限りなくゼ
ロに近づける必要がある。そこで、本発明の目的は逆流
防止弁における樹脂の逆流を限りなくゼロに近づけるこ
とができる技術を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1は、射出装置の加熱筒に回転可能に且つ軸方
向移動可能に挿入したスクリューに、シートリングを一
体的に取付けると共にチェックリングを一定の角度範囲
で相対回転自在に取付け、スクリューを正回転させたと
きにシートリングの樹脂通路にチェックリングの樹脂通
路が連通して樹脂の通過を可能にし、スクリューを逆回
転させたときにシートリングの樹脂通路をチェックリン
グで塞ぐことで樹脂の通過を抑える形式の逆流防止弁を
備えた射出装置であって、この射出装置は、計量中にス
クリューを正回転させ、計量完了後にスクリューを所定
距離後退させ、この後にスクリューが所定距離にほぼ相
当する距離前進するまでスクリューを逆回転させる一連
のスクリュー回転・後退制御を実行する制御部を、備え
ていることを特徴とする。
【0009】スクリューを正回転させると、逆流防止弁
が開放状態になり、樹脂をスクリュー前方の加熱筒内に
溜めることができ、この樹脂溜まりの反力を受けてスク
リューは後退する。スクリューを逆回転させると逆流防
止弁が閉になるので、計量完了後にスクリューを逆回転
して、射出工程に備えたいところであるが、スクリュー
を逆回転させるとスクリューは樹脂溜まりに喰い込む様
にして前進する。スクリューが前進すると樹脂溜まりが
加圧され、樹脂の一部がノズルから洩れるという不具合
が発生する。そこで、請求項1では、計量完了後にスク
リューを所定距離後退させて、スクリュー逆回転時の前
進代を稼ぐことにした。この結果、樹脂溜まりが加圧さ
れることはなくなり、ノズルから樹脂が洩れる如き不具
合が発生せぬようになった。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図1は本発明に係る逆流防止弁を備えたス
クリュー式射出装置の断面図であり、このスクリュー式
射出装置10は、加熱筒11に前後進及び回転可能に収
納したスクリュー12と、このスクリュー12の先端部
に取付けた逆流防止弁20と、スクリュー12を前後進
させる射出シリンダ14と、この射出シリンダ14のピ
ストンロッド15を介してスクリュー12を回転させる
回転手段16と、スクリュー12の回転角度を検知する
回転角センサ17と、スクリュー12の軸方向の移動ス
トローク若しくは位置を検知するストロークセンサ18
と、回転角センサ17又はストロークセンサ18の検知
信号に基づいて射出シリンダ14並びに回転手段16の
制御をなす制御部19とからなる。制御部19の作用は
後に詳しく説明する。
【0011】図2は本発明に係る逆流防止弁(弁開時)
の断面図であり、逆流防止弁20は、スクリュー12の
先端に、シートリング21を添え、このシートリング2
1に接触させる形態でチェックリング22を添え、スク
リューヘッド23をスクリューに捩じ込むことで、スク
リュー12とスクリューヘッド23間にシートリング2
1及びチェックリング22とを挟持した弁構造である。
ただし、スクリュー12とスクリューヘッド23とシー
トリング21とは実質的に一体である。残るチェックリ
ング22はスクリューヘッド23に回転可能に取付け
る。
【0012】図3(a)〜(c)は図2の要部の矢視図
である。(a)は図2の3a矢視図であり、スクリュー
ヘッド23は等間隔で第1〜第4駆動爪24,25,2
6,27を備えていることを示す。(b)は図2の3b
矢視図であり、チェックリング22も等間隔で第1,第
2従動爪28,29を備えると共に、複数個(図では1
個のみを表示。)の樹脂通路31を備える。
【0013】(c)は図3の3c矢視図であり、シート
リング21は、複数個(図では1個のみを表示。)の樹
脂通路32を備える。(a)において、想像線で示すも
のが(b)に示す第1,第2従動爪28,29であり、
スクリューヘッド23を時計方向に廻したときに、第1
駆動爪24が第1従動爪28に当ったことを示す。以
降、第1駆動爪24の駆動作用により、(b)のチェッ
クリング22も時計方向に廻る。(c)のシートリング
21は常に(a)のスクリューヘッド23と共に廻る。
【0014】従って、図3(a)〜(c)は、計量開始
から計量完了までの相対位相を示すものである。(b)
で樹脂通路31はx軸から角度θ1のところにあり、
(c)で樹脂通路32はx軸から角度θ2のところにあ
り、且つθ1=θ2の関係を保つ構造にしておけば、樹
脂通路31,32は連通することになる。図2に戻っ
て、樹脂は矢印,の如く樹脂通路32,31を通っ
て、スクリューヘッド23の前方に至る。これが、計量
工程の詳細である。
【0015】図4(a)〜(c)は図3(a)〜(c)
の作用図である。(a)において、スクリューヘッド2
3を反時計方向に廻せば、想像線で示す第1従動爪28
から第1駆動爪24は離れ、代わりに第2駆動爪25が
近づき、当る。(b)のチェックリング22はまだ静止
したままである。(c)のシートリング21はスクリュ
ーヘッド23と一体に廻るので、x軸から角度θ3(θ
3>θ1)のところまで廻る。(c)の樹脂通路32は
(b)のチェックリング22で塞がれることになり、
(c)の樹脂通路32は(b)の樹脂通路31に連通し
なくなる。すなわち、弁閉状態になる。
【0016】図5は図4の4−4線断面に相当する逆流
防止弁の作用図であり、シートリング21の樹脂通路3
2が、チェックリング22で塞がれたために、スクリュ
ーヘッド23側からスクリュー12側へ樹脂が逆流する
ことはない。すなわち、図は弁閉状態の逆流防止弁を示
し、弁閉状態はスクリューを逆回転させることで達成で
きたといえる。
【0017】図6は本発明に係る制御フロー図であり、
ST××はステップ番号を示す。 ST01:可塑化・計量工程において、スクリューを正
回転させる。これで、逆流防止弁が開放状態になり、図
2に示した通りに樹脂はスクリューヘッド前方に溜る。
樹脂の溜まり量に対応してスクリューは後退する。 ST02:成形条件の1つとしてスクリューの後退スト
ローク又は後退位置を、予め設定しておくが、この設定
をSstdと呼ぶ。そして、現実のスクリューの後退スト
ローク又は後退位置Sactが、Sstdに達したか否かを調
べ、達したらST03へ進む。
【0018】ST03:正回転中のスクリューを停止す
る。これで、可塑化・計量工程が完了したことになる。 ST04:次に、スクリューを数mmだけ、後退させ
る。この後退距離を所定距離と呼ぶ。この後退動作によ
り、樹脂溜まりにおける樹脂圧は低下する。 ST05:そして、スクリューの逆回転を開始する。逆
回転させると図4で説明した通りに、逆流防止弁が開状
態から閉状態に変化する。
【0019】ST06:スクリューは逆回転させると、
前進し樹脂溜まりの圧力を高める作用をなすから、スク
リューを無制限に逆回転させる訳にはいかない。そこ
で、このステップでは、スクリューの回転角(逆回転
角)を設定しておき、この設定に達するまで逆回転を継
続する。又は、スクリューの前進距離を設定しておきこ
の設定に達するまで逆回転を継続する。
【0020】なお、図4(a)は図3(a)のスクリュ
ーヘッドを約30゜逆回転させた図であり、30゜以上
安全率を見込んで90゜程度スクリューヘッドを逆回転
させれば、逆流防止弁を確実に閉状態に変化させること
ができる。樹脂の種類、密度などによりばらつきはある
が、スクリューの逆回転角とスクリューの前進距離とは
良好な相関関係が認められる。従って、スクリューの逆
回転角を前進距離に置き換えて制御することは容易であ
る。この前進距離から、前記ST04の後退距離を設定
するとよい。
【0021】ST07:逆流防止弁が閉じ、スクリュー
の位置がST03での位置にほぼ戻ったので、射出準備
が完了したことになる。
【0022】以上のステップを図1を参照しつつ補足説
明する。 ST01(スクリュー正回転)は、制御部19の指令に
より回転手段16で実行する。 ST04(スクリュー後退)は制御部19が射出シリン
ダ14を、ストロークセンサ18の情報を取入れながら
フィードバック制御することにより実行する。
【0023】ST05(スクリュー逆回転)は、制御部
19の指令により回転手段16で実行する。 ST06(逆回転制御)は、回転角センサ17により回
転角情報を受け、ストロークセンサ18により距離若し
くは位置情報を受けた制御部19で実行する。この様
に、図6の制御は図1の制御部19で実施し、この制御
部19を射出装置10に備えたことを特徴とする。
【0024】尚、シートリングやチェックリングの構造
は変更可能である。樹脂通路の形状、数、部位も任意で
ある。
【0025】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項1は、開放状態の逆流防止弁を閉状態に変
えるためにスクリューを逆回転させるに先立って、スク
リューを所定距離後退させることを特徴とする。この処
置により、樹脂溜まりが加圧されることはなくなり、ノ
ズルから樹脂が洩れる如き不具合が発生せぬようになっ
た。
【0026】従って、請求項1によれば射出に備えて逆
流防止弁を閉状態に切替えることができ、閉状態が確保
できれば射出の際に発生が予想される樹脂の逆流を限り
なくゼロに近づけることができる。この結果、射出速度
の高速化や計量精度の向上が図れ、射出装置の性能を大
いに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る逆流防止弁を備えたスクリュー式
射出装置の断面図
【図2】本発明に係る逆流防止弁(弁開時)の断面図
【図3】図2の要部の矢視図
【図4】図3(a)〜(c)の作用図
【図5】図4の4−4線断面に相当する逆流防止弁の作
用図
【図6】本発明に係る制御フロー図
【図7】従来の代表的なスクリュー式射出装置の断面図
【図8】従来の逆流防止弁の構造図兼作用図
【符号の説明】
10…射出装置、11…加熱筒、12…スクリュー、1
4…射出シリンダ、16…回転手段、17…回転角セン
サ、18…ストロークセンサ、19…制御部、20…逆
流防止弁、21…シートリング、22…チェックリン
グ、23…スクリューヘッド、31…チェックリングに
設けた樹脂通路、32…シートリングに設けた樹脂通
路。
フロントページの続き (72)発明者 塩入 隆仁 長野県埴科郡坂城町大字南条2110番地 日 精樹脂工業株式会社内 Fターム(参考) 4F206 JA07 JD01 JQ26 JQ27

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 射出装置の加熱筒に回転可能に且つ軸方
    向移動可能に挿入したスクリューに、シートリングを一
    体的に取付けると共にチェックリングを一定の角度範囲
    で相対回転自在に取付け、前記スクリューを正回転させ
    たときにシートリングの樹脂通路にチェックリングの樹
    脂通路が連通して樹脂の通過を可能にし、前記スクリュ
    ーを逆回転させたときにシートリングの樹脂通路をチェ
    ックリングで塞ぐことで樹脂の通過を抑える形式の逆流
    防止弁を備えた射出装置であって、 この射出装置は、計量中にスクリューを正回転させ、計
    量完了後にスクリューを所定距離後退させ、この後にス
    クリューが前記所定距離にほぼ相当する距離前進するま
    でスクリューを逆回転させる一連のスクリュー回転・後
    退制御を実行する制御部を、備えていることを特徴とす
    る逆流防止弁を備えた射出装置。
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