JP2006168218A

JP2006168218A - 射出装置

Info

Publication number: JP2006168218A
Application number: JP2004364330A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shinoda; 隆志篠田; Yoshimasa Makino; 芳正牧野
Original assignee: Meiki Seisakusho KK
Current assignee: Meiki Seisakusho KK
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2006-06-29
Also published as: US20060134263A1; US7399178B2; CN100427290C; CN1788977A

Abstract

【課題】プランジャからの溶融原料の漏洩を防ぎつつプランジャの齧りを防止することができる射出装置を提供する。
【解決手段】加熱筒１６に往復動自在に嵌挿されるプランジャ１１を有し、該プランジャ１１の先方から供給される溶融原料Ｍを該プランジャ１１により射出しノズル２１を介して金型に充填する射出装置１０において、前記プランジャ１１は加熱筒１６の内壁３２との間隙Ａに溶融原料Ｍが容易に浸入しないように設定されたシール部１３を前記プランジャ１１の前記ノズル２１側に備え、前記シール部１３の前記ノズル２１側部分は、プランジャ１１の前方に形成される溶融原料Ｍの貯留部１９と連通する環状部２０を加熱筒１６の内壁３２との間に形成する保芯部１４である。
【選択図】図１

Description

本発明は、プランジャを用いた射出装置においてプランジャの損傷と溶融原料の漏洩を防止する技術に関する。

図４に示すように、従来の射出装置２９は、加熱筒１６に往復動自在に嵌挿されるプランジャ３０を有し、該プランジャ３０の先方にある供給路１７から供給される溶融原料Ｍを、該プランジャ３０により射出し、ノズル２１を介して図示しない金型に充填する。プランジャ３０は、図示しない往復駆動手段に接続された基部１２と、基部１２のノズル２１側端部に固着されたシール部２４と、シール部２４のノズル２１側端面に形成された円錐状の先端部２５とからなる。シール部２４は、加熱筒１６の内壁３２との間に間隙Ａが形成されるように設定されている。基部１２の直径は、シール部２４の直径より小さく設定されている。したがって、間隙Ａは、プランジャ３０が加熱筒１６の内壁３２を容易に摺動して往復動可能な程度に大きく、かつ、溶融原料Ｍが容易に浸入せず基部１２側に漏洩しない程度に小さく設定される。例えば、直径が６０ミリメートルのシール部２４を有するプランジャ３０の場合、間隙Ａは７０ミクロンメートルである。符号１８は分岐路である。

上記の射出装置２９で射出成形を行うとき、溶融原料Ｍは、供給路１７に接続された図示しない可塑化装置から搬送され、プランジャ３０を金型で成形する成形品の容積に応じた所定距離後退させる。その結果、所定量の溶融原料Ｍが、加熱筒１６の内孔におけるプランジャ３０の前方に形成される貯留部３１に貯留される。そして、供給路１７が図示しない弁手段により閉鎖された後、前記往復駆動手段がプランジャ３０を前進させる。前進するプランジャ３０は、溶融原料Ｍをノズル２１から射出させ、ノズル２１の先端が当接している金型のキャビティを溶融原料Ｍで充填する。このとき、溶融原料Ｍには溶融原料Ｍを金型のキャビティに充填させる際の流動抵抗に伴う射出圧力が発生する。射出圧力は、一般には、プランジャ３０の前進とともに上昇し、溶融原料Ｍが金型のキャビティを略充填したときに最大となる。この射出圧力に基づき、溶融原料Ｍが間隙Ａに浸入する。

ところが、間隙Ａは、シール部２４に保芯作用がないので、シール部２４の全周にわたって均一とはならない。そのため、シール部２４が加熱筒１６の内孔に対して偏芯していたり、部分的に凹部が形成されていたような場合、溶融原料Ｍが、最初に間隙Ａの広くなった部分に浸入する。その結果、溶融原料Ｍが最初に浸入した部分の直径上対称の部分は間隙Ａが狭くなり、溶融原料Ｍが殆ど浸入しない。したがって、溶融原料Ｍが間隙Ａの広くなった部分にさらに浸入することになり、シール部２４の間隙Ａの狭くなった部分は加熱筒１６の内壁３２に強く押圧されて摺動する。また、溶融原料Ｍがシール部２４から漏洩することを十分に防止するため、特には粘性の低い溶融原料Ｍに対応するために、間隙Ａを比較的狭くすることがある。上記のような場合には、プランジャ３０の前進限度近傍において、プランジャ３０と加熱筒１６の内壁３２とで金属同士の接触が生じ、プランジャ３０や加熱筒１６の内壁３２に齧りが生ずることになる。

この問題を解決するため、特許文献１に示すように、ラビリンス溝がシール部に設けられていた。ラビリンス溝は、プランジャのシール部の外周に複数の環状溝を刻設し、屈曲した広狭の連続した隙間を利用してシールを良好に行うものである。また、本願発明者らは、シール部の円周面に縦溝をプランジャの移動方向に設けたり、該縦溝を前記ラビリンス溝に連通させたものを試作し試験した。しかしながら、上記いずれの方式によっても溶融原料Ｍがシール部から漏れることを防ぎつつシール部の齧りを防止することができなかった。
特開昭６１−１０６２２０号公報（第１頁）

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、プランジャからの溶融原料の漏洩を防ぎつつプランジャの齧りを防止することができる射出装置を提供することを目的とする。

すなわち、請求項１の発明は、加熱筒に往復動自在に嵌挿されるプランジャを有し、該プランジャの先方から供給される溶融原料を該プランジャにより射出しノズルを介して金型に充填する射出装置において、前記プランジャは加熱筒の内壁との間隙に溶融原料が容易に浸入しないように設定されたシール部を前記プランジャの前記ノズル側に備え、前記シール部の前記ノズル側部分は、プランジャの前方に形成される溶融原料の貯留部と連通する環状部を加熱筒の内壁との間に形成する保芯部であることを特徴とする射出装置に係る。

請求項２の発明は、請求項１において、前記保芯部と前記加熱筒の内壁との間隙は、前記環状部の全周にわたって溶融原料が容易に浸入できるようにして狭く設定されている射出装置に係る。

請求項３の発明は、請求項１において、前記保芯部と前記加熱筒の内壁との間隙は、前記シール部と前記加熱筒の内壁との間隙よりも０．０５〜１ミリメートル大きく設定されている射出装置に係る。

請求項１の発明は、加熱筒に往復動自在に嵌挿されるプランジャを有し、該プランジャの先方から供給される溶融原料を該プランジャにより射出しノズルを介して金型に充填する射出装置において、前記プランジャは加熱筒の内壁との間隙に溶融原料が容易に浸入しないように設定されたシール部を前記プランジャの前記ノズル側に備え、前記シール部の前記ノズル側部分は、プランジャの前方に形成される溶融原料の貯留部と連通する環状部を加熱筒の内壁との間に形成する保芯部である射出装置であるから、シール部が加熱筒の内孔に効果的に保芯され、プランジャからの溶融原料の漏洩を防ぎつつプランジャの齧りを防止することができる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記保芯部と前記加熱筒の内壁との間隙は、前記環状部の全周にわたって溶融原料が容易に浸入できるようにして狭く設定されているから、溶融原料が環状部に滞留することがなく、プランジャからの溶融原料の漏洩を防ぎつつプランジャの齧りを防止することができる。

請求項３の発明は、請求項１において、前記保芯部と前記加熱筒の内壁との間隙は、前記シール部と前記加熱筒の内壁との間隙よりも０．０５〜１ミリメートル大きく設定されているから、溶融原料が環状部に滞留することがなく、プランジャからの溶融原料の漏洩を防ぎつつプランジャの齧りを効果的に防止することができる。

本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す射出装置の要部断面図、図２は図１における保芯部の断面図、図３は本発明の他の実施例を示す射出装置の要部断面図、図４は従来の射出装置の要部断面図である。

図１に示すように、射出装置１０は、原料を溶融し可塑化して流動状態となった溶融原料Ｍを、ノズル２１の先端に当接する図示しない金型へ射出し、金型のキャビティに充填するものである。原料は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂のペレット状又は粉末状のものが多用されるが、これらの樹脂をバインダとして金属、セラミック、炭素、又は木材等を混合したものでもよい。射出装置１０の要部は、プランジャ１１を往復動可能に嵌挿し溶融原料Ｍを保温加熱する加熱筒１６と、加熱筒１６の先端部に設けたノズル２１と、加熱筒１６の内孔前部のプランジャ１１の前方に形成される貯留部１９と、貯留部１９及びノズル２１に連通する通路でありプランジャ１１の先方に設けられる分岐路１８と、分岐路１８に連通し溶融原料Ｍを貯留部１９に供給する供給路１７とからなる。プランジャ１１は、シリンダ装置又はサーボモータとボール螺子等からなる図示しない往復駆動手段に接続されている。また、供給路１７には、溶融原料Ｍが、他の加熱筒とスクリュ等よりなる図示しない可塑化手段から吐出され、図示しない弁手段により任意に断続選択されて流入する。

プランジャ１１は、前記往復駆動手段に接続された基部１２と、基部１２のノズル２１側端部に固着されたシール部１３と、シール部１３のノズル２１側端部に形成された保芯部１４と、保芯部１４のノズル２１側端面に形成された円錐状の先端部１５とからなる。シール部１３は、間隙Ａが加熱筒１６の内壁３２との間に形成されるように設けられている。基部１２の直径はシール部１３の直径より小さく設定されている。したがって、間隙Ａは、プランジャ１１が加熱筒１６の内壁３２を容易に摺動して往復動可能な程度に大きく、かつ、溶融原料Ｍが容易に浸入しない程度に小さく設定される。例えば、プランジャ１１が直径を６０ミリメートルとしたシール部１３を有する場合、間隙Ａは２０〜７０ミクロンメートルである。保芯部１４は、間隙Ｂが加熱筒１６の内壁３２との間に形成されるように設定されている。そして、保芯部１４と加熱筒１６の内壁３２との間隙は、シール部１３と加熱筒１６の内壁３２との間隙よりも０．０５〜１ミリメートル大きく設定されている。そのため、溶融原料Ｍが、保芯部１４と加熱筒１６の内壁３２との間隙で形成される環状部２０に容易に浸入することができる。なお、保芯部１４は、間隙Ｂを、一定の値にするものに限らず、ノズル２１側に向けて大きくなるように形成してもよい。

先端部１５は、加熱筒１６の内孔の縮径された前部のテーパ面と同一のテーパ角度を有する円錐状である。この円錐の角度αは、９０度程度であることが好ましい。先端部１５は、その角度が小さければ保芯部１４と同様の効果を生ずるが、その場合プランジャ１１を移動方向に延長させることになり、角度αをむやみに小さくすることはできない。

上記の射出装置１０で射出成形を行うとき、溶融原料Ｍは、供給路１７に接続された図示しない可塑化装置から搬送され、プランジャ１１を金型で成形する成形品の容積に応じた所定距離後退させる。その結果、所定量の溶融原料Ｍが、加熱筒１６の内孔におけるプランジャ１１の前方に形成される貯留部１９に貯留される。そして、供給路１７が図示しない弁手段により閉鎖された後、前記往復駆動手段はプランジャ１１を前進させる。前進するプランジャ１１は、溶融原料Ｍをノズル２１から射出させ、溶融原料Ｍをノズル２１の先端が当接している金型のキャビティに充填する。このとき、溶融原料Ｍには溶融原料Ｍを金型のキャビティに充填させる際の流動抵抗に伴う射出圧力が発生する。射出圧力は、一般には、プランジャ１１の前進とともに上昇し、溶融原料Ｍが金型のキャビティを略充填したときに最大となる。貯留部１９における高い射出圧力の溶融原料Ｍは、加熱筒１６の内壁３２と保芯部１４との間の間隙Ｂに浸入して貯留部１９に連通する環状部２０を充填する。

環状部２０に浸入し充填された溶融原料Ｍは、図２に示すように、間隙Ｂを溶融原料Ｍの流動性に対応するものよりも十分広く設定しているため、均等に分布する。そして、溶融原料Ｍの射出圧力は、加熱筒１６の内壁３２と保芯部１４の外周面との間隙Ｂの全周にわたって均一に印加される。そのため、保芯部１４及びシール部１３は加熱筒１６の内孔と略同芯に保芯される。さらに、保芯部１４はシール部１３の直径の半分前後の長さＤを有しているので、環状部２０の溶融原料Ｍの射出圧力はシール部１３側に移るに従って減圧される。このようにして、シール部１３の加熱筒１６の内壁３２との間隙Ａに浸入する溶融原料Ｍの量は極めて減少し、シール部１３からの溶融原料Ｍの漏洩を防ぎつつ、シール部１３及び内壁３２の齧りが防止される。

保芯部１４の長さＤは、シール部１３の直径の半分前後の値であることが好ましいが、原料の相違に伴う溶融原料Ｍの粘性に応じて変化させる。すなわち、保芯部１４の長さＤを、溶融原料Ｍの粘性が低いときは比較的長くし、溶融原料Ｍの粘性が高いときは比較的短くする。また、間隙Ｂは、シール部１３と加熱筒１６の内壁３２との間隙よりも０．０５〜１ミリメートル大きく設定することが好ましいが、長さＤと同様な理由により、溶融原料Ｍの粘性が低いときは比較的小さく設定し、溶融原料Ｍの粘性が高いときは比較的大きく設定する。しかしながら、保芯部１４の長さＤと間隙Ｂは、必要以上に大きくすると、環状部２０の容積が大きくなり、溶融原料Ｍの滞留する量が増加し、滞留した溶融原料Ｍが焼け等の成形不良の原因となるので、効果が発揮できる範囲内で比較的小さく設定する。

次に、本発明の他の実施例を図３に基づいて説明する。図３において、図１における符号と同一の符号を付したものは、それぞれ同一か又は同様の機能を有するものである。すなわち、図３の射出装置２２は、プランジャと加熱筒が、図１の射出装置１０とは異なる。プランジャ２３は、図示しない往復駆動手段に接続された基部１２と、基部１２のノズル２１側端部に固着されたシール部２４と、シール部２４のノズル２１側端面に形成された円錐状の先端部２５とからなる。すなわち、プランジャ２３は、図４に示した従来の射出装置２９のプランジャ３０と同一の形状を有する。加熱筒３４は、プランジャ２３のシール部２４との間に間隙Ａを形成する内壁３２を有し、該加熱筒３４の内孔前部のテーパ面に隣接する内壁３２部分が、０．１〜２ミリメートルだけ拡径された拡径部２６となっている。

プランジャ２３が溶融原料Ｍを射出し前進限度位置まで到達したとき、シール部２４の過半は拡径部２６に進入し、間隙Ｃが、保持部３３と拡径部２６の内壁との間に形成される。溶融原料Ｍが間隙Ｃに浸入して環状部２７が形成される。間隙Ｃは、拡径部２６の直径寸法を考慮し、０．０５〜１ミリメートルであることが好ましい。環状部２７の作用とその効果は図１の実施例と同様である。図中の符号２８は貯留部である。

なお、本発明は、当業者の知識に基づいて様々な変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものを含む。また、前記変更等を加えた実施態様が本発明の趣旨を逸脱しない限り、いずれも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。

本発明の一実施例を示す射出装置の要部断面図である。図１における保芯部の断面図である。本発明の他の実施例を示す射出装置の要部断面図である。従来の射出装置の要部断面図である。

符号の説明

１０，２２射出装置
１１，２３プランジャ
１２基部
１３，２４シール部
１４，３３保芯部
１５，２５先端部
１６，３４加熱筒
１７供給路
１９，２８貯留部
２０，２７環状部
２１ノズル
３２加熱筒の内壁
Ａシ−ル部と加熱筒の内壁との間隙
Ｂ，Ｃ保持部と加熱筒の内壁との間隙

Claims

加熱筒に往復動自在に嵌挿されるプランジャを有し、該プランジャの先方から供給される溶融原料を該プランジャにより射出しノズルを介して金型に充填する射出装置において、
前記プランジャは加熱筒の内壁との間隙に溶融原料が容易に浸入しないように設定されたシール部を前記プランジャの前記ノズル側に備え、前記シール部の前記ノズル側部分は、プランジャの前方に形成される溶融原料の貯留部と連通する環状部を加熱筒の内壁との間に形成する保芯部であることを特徴とする射出装置。
前記保芯部と前記加熱筒の内壁との間隙は、前記環状部の全周にわたって溶融原料が容易に浸入できるようにして狭く設定されている請求項１に記載の射出装置。
前記保芯部と前記加熱筒の内壁との間隙は、前記シール部と前記加熱筒の内壁との間隙よりも０．０５〜１ミリメートル大きく設定されている請求項１に記載の射出装置。