JP2006272669A - プリプラ式射出成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 天井が低い部屋や狭い部屋にも設置可能とするプリプラ式射出成形装置を提供する。
【解決手段】 可塑化シリンダ７に内装したスクリュー８を回転することで、可塑化シリンダ７内の溶融樹脂を後端部から前端部に移動し、溶融樹脂を連通路２８を介して射出シリンダ１４に計量供給し、射出シリンダ１４に内装したプランジャ２６を前進して射出シリンダ１４内に充填された溶融樹脂を金型１に射出充填するプリプラ式射出成形装置である。可塑化シリンダ７の後部に、樹脂材料５を前処理すると共に可塑化シリンダ７の後端部に移送する前処理部１１を外側部分が可塑化シリンダより７も径方向の外側に突出するように設ける。前処理部１１に樹脂材料５を加熱する加熱手段又は樹脂材料に剪断力を与える剪断力付与手段の少なくとも一方を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は可塑化シリンダ内のスクリューにより溶融された溶融樹脂を射出シリンダに供給し、射出シリンダ内の溶融樹脂をプランジャにより金型に射出するプリプラ式射出成形装置に関する。

従来から知られている一般的なプリプラ式射出成形装置は、例えば図９に示すように、金型１と、可塑化シリンダ７及び可塑化シリンダ７内で回転駆動するスクリュー８を備えた可塑化部３と、射出シリンダ１４及び射出シリンダ１４内で往復動自在のプランジャ２６を備えた射出部６とを備えており、可塑化シリンダ７の前端部内と射出シリンダ１４の前端部内は連通路２８を介して連通している。

この成形装置を用いて成形品を成形する場合は、ホッパー１２にある樹脂ペレット等からなる樹脂材料５を材料供給口部２１を介して可塑化シリンダ７の後端部内に供給し、スクリュー８の回転により可塑化シリンダ７内に供給された樹脂材料５を溶融すると共に該樹脂材料５を可塑化シリンダ７の前端部側に移送し、同時に前記スクリュー８の回転により可塑化シリンダ７内の溶融樹脂を連通路２８を介して射出シリンダ１４に計量供給し、スクリュー８の回転を停止した後、射出シリンダ１４の前端部内に充填された溶融樹脂をプランジャ２６を前進することで金型１に射出充填し、金型１で前記溶融樹脂を冷却硬化させた後、金型１から成形品を取り出すものである。

ところで一般的な成形装置のスクリュー８は、図１０に示すように後端から前端に向かって供給部Ｚ１、圧縮部Ｚ２、計量部Ｚ３の３つのゾーンを順次形成してある。この内、供給部Ｚ１はホッパー１２に通じる材料供給口部２１から供給された樹脂材料５を圧縮部Ｚ２へ移送し、圧縮部Ｚ２は樹脂材料５を圧縮混練し、計量部Ｚ３は一定量の樹脂を充填するもので、これらはスクリュー８の溝深さやフライトピッチ等を変更することでその設計がなされているのだが、このスクリュー８は上記供給部Ｚ１、圧縮部Ｚ２、計量部Ｚ３のスクリュー８の軸方向における長さを十分にとる必要があるため、Ｌ／Ｄが大きくなるという問題がある。このため例えば成形装置を図９に示すように縦置きにして可塑化シリンダ７を立設した場合には、図のイに示す長さが長くなってメンテナンス性や作業性が低下してしまう。またこの場合には成形装置を設置する部屋の天井高さが低い場合には地面を掘り下げてピットを作る等して成形装置を設置しなければならない。また成形装置を横置きにして可塑化シリンダ７を横向きにした場合には狭い部屋に成形装置を設置できない。

また例えば特許文献１にはプリプラ式射出成形装置ではないが、インラインスクリュー式射出成形装置において、樹脂材料を前処理（加熱）するための前処理部として、加熱装置を備えたスクリューフィーダを可塑化シリンダと平行に並べて設け、ホッパーから供給された樹脂材料をスクリューフィーダで加熱して可塑化シリンダから垂直に突出した充填室を介して可塑化シリンダに供給するものがあり、このものにあっては可塑化シリンダに供給される樹脂材料をスクリューフィーダで加熱することで、可塑化シリンダにスクリューを内装した可塑化部の可塑化能力を補うことができるため、スクリューの長さ、延いては該スクリューを内装する可塑化シリンダの長さは短くできる。しかし上記前処理部を構成するスクリューフィーダのケースは可塑化シリンダよりも断面積が小さくて、スクリューフィーダにおける樹脂材料の移送距離が短く、このためスクリューフィーダ内で加熱される時間が短くて処理能力が低い。従って処理能力を確保するためにスクリューフィーダの長さを長くしなければならず、この場合には可塑化シリンダにスクリューフィーダを加えた装置全体としての長さが長くなり、前述した問題は解消されない。また特許文献１はスクリューが進退自在となっているインラインスクリュー式射出成形装置であるため、スクリューが進退した際にスクリューに干渉しない位置、即ち可塑化シリンダの径方向における外側にスクリューフィーダを設けているのだが、この場合スクリューからスクリューフィーダが大きく突出してしまうため、成形装置全体のスクリューの径方向における長さが長くなるし、またこの場合も作業性、メンテナンス性が低下してしまう。
特開昭６１−５００９０２号公報

本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、可塑化シリンダの軸方向における長さを短くでき、しかも装置全体の可塑化シリンダの軸方向における長さを短くでき、天井が低い部屋や狭い部屋にも設置できるプリプラ式射出成形装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明に係るプリプラ式射出成形装置は、可塑化シリンダ７に内装したスクリュー８を回転することで、可塑化シリンダ７内の溶融樹脂を後端部から前端部に移動し、該溶融樹脂を連通路２８を介して射出シリンダ１４に計量供給し、射出シリンダ１４に内装したプランジャ２６を前進して射出シリンダ１４内に充填された溶融樹脂を金型１に射出充填するプリプラ式射出成形装置において、可塑化シリンダ７の後部に樹脂材料５を前処理すると共に可塑化シリンダ７の後端部に移送する供給部を兼ねる前処理部１１を外側部分が可塑化シリンダ７よりも径方向の外側に突出するように設け、該前処理部１１に樹脂材料５を加熱する加熱手段又は樹脂材料５に剪断力を与える剪断力付与手段の少なくとも一方を設けて成ることを特徴とするものである。

上記のように樹脂材料５を前処理すると共に可塑化シリンダ７の後端部に移送する前処理部１１を設けることで、可塑化シリンダ７の軸方向の長さを短くできる。またこの前処理部１１は可塑化シリンダ７の後部に可塑化シリンダ７の径方向における外側部分が可塑化シリンダより７も外側に突出するように設けられるので、前処理部１１の可塑化シリンダ７の軸方向における長さを短くしても、前処理部１１における樹脂材料５の移送距離を長くとって、前処理部１１による処理能力を高めることができる。

また請求項２は請求項１において、上記前処理部１１に可塑化シリンダ７の軸方向から見て可塑化シリンダ７を中心とする渦巻状の樹脂路１８を形成し、該渦巻状の樹脂路１８の中心側の一端を可塑化シリンダ７の後端部に連通すると共に反対側の他端に材料供給口部２１を形成し、樹脂材料５を前記材料供給口部２１から樹脂路１８を介して可塑化シリンダ７に供給する供給手段を設けて成ることを特徴とするものである。

このように可塑化シリンダ７の軸方向から見て可塑化シリンダ７を中心とする渦巻状の樹脂路１８を形成することで、前処理部１１における樹脂材料５の移送距離を一層長くすることができて前処理部１１による溶融能力を高めることができる。

また請求項３は請求項２において、上記前処理部１１に、スクリュー８の回転軸と平行な軸廻りに回転自在な回転体１７と、該回転体１７の回転軸方向の一方の面に対向する対向部を設け、回転体１７の対向部側の面に渦巻状溝３７を形成し、該渦巻状溝３７の中心側の一端を可塑化シリンダ７の後端部に連通すると共に反対側の他端に材料供給口部２１を形成し、該渦巻状溝３７と対向部との間に上記樹脂路１８を形成し、前記回転体１７を回転して樹脂材料５を材料供給口部２１から樹脂路１８を介して可塑化シリンダ７に供給する回転体駆動部２３を設け、該回転体駆動部２３を上記供給手段としたことを特徴とするものである。

上記により簡単な構成で供給手段を構成できる。また回転体１７を回転することで回転体１７と対向部との間で樹脂材料５に剪断力を与えることができて剪断力付与手段を構成できる。

また請求項４は請求項１において、上記前処理部１１は、前端を可塑化シリンダの後端に接続した前端側程径が小さくなる円錐台筒状のケース１６と、該ケース１６内に設けた円錐台状の回転体１７とを備え、ケース１６の後端部に材料供給口部２１を形成し、回転体１７の外周面に後端部から前端部にかけて螺旋状の凸部１９又は凹溝を形成し、回転体１７をケース１６の軸廻りに回転して樹脂材料５を材料供給口部２１からケース１６を介して可塑化シリンダ７に供給する回転体駆動部２３を設けて成ることを特徴とするものである。

上記構成によりケース１６内の樹脂材料５を可塑化シリンダ７の軸方向に対して傾斜するケース１６のテーパー状の内周面に沿って螺旋状に移動させることができ、これにより可塑化シリンダ７内の樹脂材料５と比較して前処理部１１における樹脂材料５の移送距離を長くできる。

また請求項５は請求項１において、上記可塑化シリンダ７を前端を上方に向けて立設し、下端側程徐々に径が小さくなる臼状の回転体１７をその周壁で可塑化シリンダ７の下部の外周を囲むように配設し、該回転体１７の下端部の内部を可塑化シリンダ７の下端部に連通させると共に回転体１７の上端に材料供給口部２１を形成し、該回転体１７の周壁の内周面に下端部から上端部にかけて螺旋状の凸部又は凹溝３８を形成し、該回転体１７を可塑化シリンダ７の軸方向と平行な軸廻りに回転して、樹脂材料５を材料供給口部２１から回転体１７を介して可塑化シリンダ７に供給する回転体駆動部２３を設けて成ることを特徴とするものである。

上記構成により回転体１７内の樹脂材料５を可塑化シリンダ７の軸方向に対して傾斜する回転体１７の内周面に沿って螺旋状に移動させることができ、これにより可塑化シリンダ７内の樹脂材料５と比較して樹脂材料５の移送距離を長くできる。また回転体１７はその周壁で可塑化シリンダ７の下部の外周を囲むように配設されているので、可塑化シリンダ７の軸方向において回転体１７と可塑化シリンダ７の下部と重複させることができ、これによりこれにより前処理部１１を含めた可塑化シリンダ７の長さを一層短くできる。

また請求項６は請求項１において、上記前処理部１１に、スクリュー８と同軸廻りに回転自在な回転体１７と、該回転体１７に対向する対向部を備え、該回転体１７と対向部との間に一端を可塑化シリンダ７の後端に連通すると共に反対側の他端に材料供給口部２１を形成した樹脂路１８を形成し、前記回転体１７を回転駆動する回転体駆動部２３をスクリュー８を回転駆動するスクリュー駆動部９で兼用して成ることを特徴とするものである。

上記構成により回転体駆動部２３をスクリュー駆動部９で兼用できコストを削減できる。

本発明では可塑化シリンダ及び前処理部の長さを短くすることができ、これにより装置全体の長さを短くできて、天井が低い部屋や狭い部屋にも装置を設置できるようになる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。図１に示すようにプリプラ式射出成形装置は、金型１と、金型１を開閉する型締め装置２と、金型１から成形品を取り出す図示しない取り出し装置と、樹脂材料５を可塑化溶融する可塑化部３と、計量された溶融樹脂を金型１内に射出する射出部６を備えている。

可塑化部３は、前端を下側に向けて立設した可塑化シリンダ７と、可塑化シリンダ７に内装したスクリュー８と、スクリュー８を軸廻りに回転駆動する駆動モータからなるスクリュー駆動部９と、樹脂材料５を前処理すると共に可塑化シリンダ７の後端部に移送する前処理部１１を備えており、前処理部１１には該前処理部１１に樹脂材料５を供給するホッパー１２を設けている。なおスクリュー８は軸方向に進退不能となっている。

可塑化シリンダ７は後述の垂直に立設した射出シリンダ１４に対して後端側程射出シリンダ１４から離れるように傾斜して立設されるもので、図２に示すように前端部は円錐状に形成され、前端部を除く部分である主部は軸方向における断面が同一の円筒状に形成されている。また可塑化シリンダ７の外周面にはシリンダヒータ１５（バンドヒータ）を設けている。また前記前処理部１１は従来のスクリュー８に設けられている供給部、圧縮部、計量部の３つのゾーンの内、供給部を兼ねるものでスクリュー８には計量部及び圧縮部の２つのゾーンのみ設けられている。なお前処理部１１は供給部及び圧縮部を兼ねるものとしても良く、この場合はスクリュー８に計量部のみ設けられることとなる。

一方射出部６は、前端を下方に向けた垂直な姿勢で可塑化シリンダ７と並べて立設した射出シリンダ１４と、射出シリンダ１４に軸方向に進退自在に内装したプランジャ２６と、プランジャ２６を射出シリンダ１４の軸方向に駆動するプランジャ駆動部２７とを備えている。射出シリンダ１４の前端には一端を可塑化シリンダ７の前端に連通接続した連通路２８の他端を連通接続してあり、これにより射出シリンダ１４の前端部の内部は可塑化シリンダ７の前端部の内部に連通路２８を介して連通している。また射出シリンダ１４の前端には射出ノズル２９を設けている。

金型１は型締め装置２の固定盤３１に設けた固定型４２と可動型４３とからなり、型締め装置２と共に射出シリンダ１４の下方に配設されている。また前述の射出シリンダ２９の射出ノズル２９は金型１のキャビティに連通接続してあり、これにより射出シリンダ１４の前端部内は射出ノズル２９を介して金型１に連通している。そしてプランジャ駆動部２７によりプランジャ２６を軸方向に前進駆動することで、射出シリンダ１４の前端部内に充填された溶融樹脂を射出ノズル２９を介して金型１内に射出充填できるようになっている。

既述のスクリュー駆動部９、プランジャ駆動部２７、型締め装置２、シリンダヒータ１５等は図示しない制御手段に制御されるもので、スクリュー駆動部９によりスクリュー８を回転することで、前処理部１１から供給された可塑化シリンダ７内の樹脂材料５を後端部から前端部に移動し、この溶融樹脂を連通路２８を介して射出シリンダ１４に計量供給し、プランジャ駆動部２７によりプランジャ２６を前進して射出シリンダ１４内に充填された溶融樹脂を金型１に射出充填して、成形品を成形できるようになっている。

具体的には例えば以下の一連の成形サイクルを繰り返し行うように設定されている。一成形サイクルを順に説明すると、まず金型１を型締め装置２により型締めすると共に、可塑化シリンダ７から連通路２８を介して供給された溶融樹脂を射出シリンダ１４の前端部内に充填した状態で待機する。次に後退した位置に配されたプランジャ２６をプランジャ駆動部２７により前進し、これにより射出シリンダ１４の前端部内に充填された溶融樹脂を射出ノズル２９を介して型締め状態にある金型１内に射出充填する。次に金型１内に充填された溶融樹脂を固化するまでの所定時間冷却し、所定時間が経過した時点で型締め装置２により金型１を型開きし、この後取り出し装置により成形品を取り出す。また金型１への溶融樹脂を射出した直後には、スクリュー駆動部９によりスクリュー８を回転駆動し、これによりホッパー１２から前処理部１１を介して供給された樹脂材料５をシリンダヒータ１５による加熱とスクリュー８の回転に伴う剪断力により溶融する。またこの時のスクリュー８の回転により可塑化シリンダ７内の溶融樹脂を連通路２８を介して射出シリンダ１４の前端部内へと送り出してプランジャ２６を後退させ、これにより射出シリンダ１４の前端部内に所定の容積に計量された溶融樹脂を充填し、しかして一成形サイクルの最初である射出シリンダ１４の前端部内に溶融樹脂を充填した状態となる。そして以下上記成形サイクルを繰り返し行うことで多数の成形品を得るものである。

ここで既述の前処理部１１について詳述する。図２に示す前処理部１１は、樹脂材料５を加熱して前処理する加熱手段又は樹脂材料５に剪断力を与えて前処理する剪断力付与手段の少なくとも一方を有するもので、本例にあっては加熱手段と剪断力付与手段の両方を有している。

前処理部１１は、後端が閉塞されると共に前端が開口した前端側程径が小さくなる円錐台筒状のケース１６と、該ケース１６内に設けた円錐台状の回転体１７とを備えている。

ケース１６は可塑化シリンダ７と同軸上に配してあり、前端を可塑化シリンダ７の後端に接続している。ここでケース１６は可塑化シリンダ７の軸方向から見て、その中央部が可塑化シリンダ７と重複し、外周部が可塑化シリンダ７よりも径方向の外側に突出している。回転体１７はスクリュー８とは別体で、その前端面はスクリュー８の後端面に対向している。また回転体１７は外周面がケース１６の内周面に対向するように配設してあり、回転体１７とケース１６との間に樹脂路１８を形成している。また回転体１７の外周面には後端部から前端部にかけて螺旋状のフライトからなる凸部１９を形成してある。なお回転体１７の外周面には凸部１１に替えて螺旋状の凹溝を形成しても良い。

またケース１６の上端部を構成する後端の外側端部には筒状の材料供給口部２１を上方に向けて突設している。材料供給口部２１はホッパー１２に接続してあり、これによりホッパー１２に貯えられた樹脂材料５を材料供給口部２１を介して前処理部１１の回転体１７の後端部内に供給できるようになっている。

ケース１６の後方には、回転体１７をギヤ２２を介してスクリュー８と同軸廻りに回転駆動する駆動モータからなる回転体駆動部２３をスクリュー駆動部９と並べて設けている。またケース１６の外周面にはケースヒータ２４を設けている。

そして回転体駆動部２３、シリンダヒータ１５、ケースヒータ２４は制御手段に接続されており、前述のスクリュー駆動部９によるスクリュー８の回転と共に、回転体駆動部２３により回転体１７を軸廻りに回転駆動し、同時に前述のシリンダヒータ１５による可塑化シリンダ７の加熱と共に、ケースヒータ２４によりケース１６を加熱するように設定されている。これによりホッパー１２から材料供給口部２１を介してケース１６の後端部に供給された樹脂材料５は、樹脂路１８を通って回転体１７の回転に伴う剪断力を受けつつケースヒータ２４により加熱されながら前端側に送り出されることとなる。即ち本例の前処理部１１にあっては、樹脂材料５を加熱する加熱手段をケースヒータ２４で構成し、また樹脂材料５に剪断力を加える剪断力付与手段をケース１６、回転体１７、回転体駆動部２３で構成している。

ここで上記プリプラ式射出成形装置にあっては、ホッパー１２から供給された樹脂材料５を可塑化溶融すると共にこの樹脂材料５を可塑化シリンダ７の後端部に供給する前処理部１１を可塑化シリンダ７の後端に設け、尚且つこの前処理部１１をその外側部分が可塑化シリンダ７よりも径方向の外側に突出するように設けてあり、これにより前処理部１１における樹脂材料５の移送距離（可塑化シリンダ７の軸方向の単位長さ当たり）を可塑化シリンダ７における樹脂材料５の移送距離よりも長くしている。即ち本例にあっては、ケース１６を後端の内径が可塑化シリンダ７の内径よりも大きく且つ前端の内径が可塑化シリンダ７の内径と同じとなる円錐台筒状に形成することで、ケース１６内の樹脂材料５を可塑化シリンダ７の軸方向に対して傾斜するケース１６のテーパー状の内周面に沿って移動するようにしてあり、この結果、可塑化シリンダ７内の樹脂材料５と比較して前処理部１１における樹脂材料５の移送距離を長くしている。

このように本発明にあっては前処理部１１における樹脂材料５の移送距離を長くできるので、前処理部１１による処理能力（即ち樹脂を溶融する能力）を高めることができ、これにより前処理部１１の可塑化シリンダ７の軸方向における長さを短くすることができ、前処理部１１を含めた可塑化シリンダ７のＬ／Ｄを小さくすることができ、この結果、本例のようにプリプラ式射出成形装置が縦置きの場合にはプリプラ式射出成形装置を天井の低い部屋に設置でき、またプリプラ式射出成形装置が横置きの場合にあっては狭い部屋に設置できるようになる。

また図２に示す例にあっては、回転体１７を回転駆動する回転体駆動部２３と、スクリュー８を回転駆動するスクリュー駆動部９とを別の駆動部で構成したので、回転体１７とスクリュー８を単位時間当たりの回転数を異ならせて可塑化部３により用途に応じた可塑化が可能となる。具体的には、スクリュー８の回転数を小さく設定する（１００ｒｐｍ）と共に回転体１７の回転数を大きく設定し（１５０ｒｐｍ）、これによりスクリュー８への材料の供給量を増加させて、スクリュー８への樹脂材料５による圧力を上昇させ、樹脂材料５の圧縮率を高めて高混連を行ったり、また逆に回転体１７の回転数を小さく設定する（１３０ｒｐｍ）と共にスクリュー８の回転数を大きく設定（１８０ｒｐｍ）し、これにより可塑化部３による計量時間の短縮化を図って一成形サイクルに要する時間を短縮したりできる。

なお図２に示す前処理部１１は、上記したように前処理部１１に設けたスクリュー８と同軸廻りに回転自在な回転体１７と、該回転体１７の外面に対向するケース１６（対向部）を設け、回転体１７とケース１６の間に一端を可塑化シリンダ７の後端に連通接続すると共に反対側の他端に材料供給口部２１を形成した樹脂路１８を形成し、回転体１７を回転駆動する回転体駆動部２３と、スクリュー８を回転駆動するスクリュー駆動部９とを別の駆動部で構成したが、図１に示すように回転体１７をスクリュー８と一体に設ける等し、回転体１７を回転駆動する回転体駆動部２３を、スクリュー８を回転駆動するスクリュー駆動部９で兼用しても良く、この場合、回転体駆動部２３を別に設ける必要がなく、コストを削減できる。また回転体１７をスクリュー８と一体に設けることで可塑化部３を単純な構造とできる。

次に異なる実施例について説明する。なお図１に示す上記実施例と同一の構成については同一の番号を付与し、重複する説明は省略する。

本例のプリプラ式射出成形装置は図示は省略するが横置きで設置されるもので、可塑化シリンダ７は図３に示すように水平姿勢で配されている。可塑化シリンダ７の後端に設けた前処理部１１は、前面の外周部を閉塞した円筒状のケース１６と、該ケース１６内に設けた回転体１７を備えている。

ケース１６は可塑化シリンダ７よりも大径で可塑化シリンダ７と同軸上に配してあり、前面部の中央部に貫設した孔部３２を可塑化シリンダ７の後端に連通接続している。ここでケース１６は可塑化シリンダ７の軸方向から見て、その中央部が可塑化シリンダ７と重複し、外周部が可塑化シリンダ７よりも径方向の外側に突出している。

図４に示すようにケース１６の上方にはホッパー１２を配設してあり、該ホッパー１２の下端開口からなる樹脂出口３３はケース１６内に連通接続されている。

ホッパー１２の周壁には樹脂供給孔３４を設けてあり、図示しない樹脂移送手段により樹脂供給孔３４から樹脂材料５がホッパー１２内に供給されるようになっている。またホッパー１２内の上部には上下方向に移動自在の押し込み部３６と、押し込み部３６をエアー圧により下方に押し込んだり、ホッパー１２内の圧抜きを行って押し込み部３６を上昇させる図示しない押し込み部移動手段を設けている。

回転体１７はスクリュー８とは別体で外径がケース１６の内径と略同じである略円板状に形成されている。回転体１７はスクリュー８と同軸廻りに回転自在にケース１６内に収納されるもので、回転体１７の回転軸方向の一方の面である前面の外周部はケース１６の前面部の後面に対向している。

回転体１７の前面には渦巻状溝３７を形成してあり、この渦巻状溝３７の中心側の一端は可塑化シリンダ７の後端に連通しており、また反対側の他端には材料供給口部２１が形成されている。また渦巻状溝３７の材料供給口部２１は回転体１７の外周面の周方向における一部から開口している。そしてこの渦巻状溝３７と回転体１７の前面に対向するケース１６の前面部との間に可塑化シリンダ７の軸方向から見て渦巻状の樹脂路１８を形成している。

またケース１６の後方には、ギヤ２２を介して回転体１７を軸廻りに回転駆動して樹脂材料５を材料供給口部２１から樹脂路１８を介して可塑化シリンダ７の後端に供給する駆動モータからなる回転体駆動部２３（供給手段）をスクリュー駆動部９と並べて設けている。またケース１６の外面部（前面部や後面部等）にはケースヒータ２４を設けている。

そして上記回転体駆動部２３、樹脂移送手段、押し込み部移動手段、ケースヒータ２４等は制御手段に接続されており、本例の前処理部１１にあっては図５に示すようにホッパー１２から供給された樹脂材料５を溶融すると共に可塑化シリンダ７の後端に供給できるようになっている。

回転体１７は前述の一成形サイクルにおいて常に回転体駆動部２３により回転するものである（例えば６０ｒｐｍ）。図５（ａ）は樹脂移送手段によりホッパー１２に樹脂材料５の供給を開始した直後の状態にあり、押し込み部３６は上方に位置しており、また回転体１７の渦巻状の樹脂路１８の材料供給口部２１はホッパー１２の樹脂出口３３に連通していて、ホッパー１２内の樹脂材料５が樹脂出口３３及び材料供給口部２１を介して樹脂路１８内に供給されている。図５（ｂ）はこの回転体１７の回転がやや進んで渦巻状の樹脂路１８の材料供給口部２１がホッパー１２の樹脂出口３３に連通しない閉じた状態となったものであり、ここで樹脂材料５がホッパー１２に充填されて樹脂移送手段によるホッパー１２への樹脂材料５の供給が停止し、この後に押し込み部移動手段による押し込み部３６の下方への移動が開始される。図５（ｃ）は更に回転体１７の回転が進んで樹脂路１８の材料供給口部２１がホッパー１２の樹脂出口３３に再び連通した状態を示してあり、この時には押し込み部３６はホッパー１２内の樹脂材料５を樹脂出口３３及び材料供給口部２１を介して樹脂路１８内に押し込んでいる。図５（ｄ）は更に回転体１７の回転が進んで渦巻状の樹脂路１８の材料供給口部２１がホッパー１２の樹脂出口３３に連通しない閉じた状態となったもので、この時に押し込み部移動手段はホッパー１２内の圧抜きを行って押し込み部３６を上昇させ、これにより供給手段による樹脂供給孔３４からホッパー１２内への樹脂の送り込みを再開する。そして上記一連の動作に伴ってホッパー１２から樹脂路１８内に供給された樹脂材料５は、回転体１７の回転により渦巻状の樹脂路１８を通って中心側の一端に向かって移動しつつ、回転体１７及びケース１６により剪断力が付与されると共にケースヒータ２４により加熱され、これにより樹脂路１８の中心側の一端側に行く程樹脂材料５は徐々に溶融していくこととなる。そして以下上記図５（ｃ）、（ｄ）の動作を繰り返し行うことで、図５（ｅ）、（ｄ）に示すように樹脂路１８の中心側の溶融樹脂がスクリュー８の回転（例えば１００〜２００ｒｐｍ）に伴って可塑化シリンダ７の後端側の圧力が低下する毎に可塑化シリンダ７に供給されることとなる。

このように本例にあっては可塑化シリンダ７の軸方向から見て渦巻状の樹脂路１８を介して樹脂材料５を可塑化シリンダ７の後端部に供給できるので、前処理部１１における樹脂材料５の移送距離を一層長くすることができて前処理部１１による処理能力を高めることができ、前処理部１１を一層短くできる。

なお本例にあっては、上記したように前処理部１１に設けたスクリュー８と同軸廻りに回転自在な回転体１７と、回転体１７の前面に対向するケース１６の前面部（対向部）を設け、回転体１７とケース１６との間に一端を可塑化シリンダ７の後端に連通すると共に反対側の他端に材料供給口部２１を形成した樹脂路１８を形成し、回転体１７を回転駆動する回転体駆動部２３と、スクリュー８を回転駆動するスクリュー駆動部９とを別の駆動部で構成したが、例えば図６に示すように回転体１７をスクリュー８と一体に設ける等して、回転体１７を回転駆動する回転体駆動部２３を、スクリュー８を回転駆動するスクリュー駆動部９で構成しても良い。

次に更に異なる実施例について説明する。なお図１に示す上記実施例と同一の構成については同一の番号を付与し、重複する説明は省略する。

本例のプリプラ式射出成形装置は図示は省略するが縦置きで設置されるもので、可塑化シリンダ７は図７に示すように前端を上方に向けて立設されている。可塑化シリンダ７の後部である下部に設けた前処理部１１は、下端程徐々に径が小さくなる臼状（下端及び上端を閉塞した円錐台筒状）の回転体１７を備えており、この回転体１７はスクリュー８とは別体である。回転体１７はその周壁で可塑化シリンダ７の下部の外周を囲むように配設してあり、これにより回転体１７の周壁と該周壁の内面に対向する可塑化シリンダ７の下部との間に樹脂路１８を形成している。回転体１７の下端部の内部（即ち樹脂路１８の下端部）は可塑化シリンダ７の下端に連通しており、また回転体１７の上端には樹脂路１８の上端に連通する材料供給口部２１を形成している。また回転体１７の周壁の内面には後端部から前端部にかけて螺旋状の凹溝３８を形成している。なお回転体１７の内周面には凹溝３８に替えて螺旋状の凸部１９を形成しても良い。

回転体１７の周壁と可塑化シリンダ７の下部との間に形成された空間Ｓには多数の鉄球４０を収容している。ここで前処理部１１は空間Ｓに収容された鉄球４０が可塑化シリンダ７側に移送されない構造を有している。具体的には図７に示すように可塑化シリンダ７の下端と回転体１７の周壁の下端部との間の距離Ｘを鉄球４０の直径よりも小さくし、また図８に示すように可塑化シリンダ７の下端と回転体１７の周壁の下端部との間に網目が鉄球４０の直径よりも小さいメッシュ４１を設けてあり、これにより鉄球４０が可塑化シリンダ７側に移動することを防止している。

また回転体１７の下方にはギヤ２２を介して回転体１７を軸廻りに回転駆動して樹脂材料５を材料供給口部２１から樹脂路１８を介して可塑化シリンダ７の後端に供給する駆動モータからなる回転体駆動部２３をスクリュー駆動部９と並べて設けている。

そして上記回転体駆動部２３は制御手段に接続されており、スクリュー駆動部９によりスクリュー８を軸廻りに回転駆動すると共に、回転体駆動部２３により回転体１７を軸廻りに回転駆動し、同時にシリンダヒータ１５により可塑化シリンダ７を加熱することで、材料供給口部２１から樹脂路１８に供給された樹脂材料５は、樹脂路１８を通って回転体１７の回転に伴う剪断力を受けつつ前端側に送り出され、この後は可塑化シリンダ７の後端に供給されて、今度はスクリュー８の回転に伴う剪断力を受けつつシリンダヒータ１５により加熱されながら前端側に送り出され、しかして樹脂材料５が溶融してこの溶融樹脂が射出シリンダ１４の前端部内に計量供給されることとなる。また上記回転体１７の回転時には空間Ｓに配した鉄球４０が踊り、この鉄球４０により樹脂材料５がすり潰される。即ち本例の前処理部１１にあっては、樹脂材料５に剪断力を与える剪断力付与手段を、回転体１７、可塑化シリンダ７の下部、回転体駆動部２３と、鉄球４０とで構成してある。

このように本例にあっては下端側程徐々に縮径する臼状の回転体１７をその周壁で可塑化シリンダ７の下部の外周を囲むように配設したので、可塑化シリンダ７の軸方向において樹脂路１８を可塑化シリンダ７の下部と重複させることができ、これにより前処理部１１を含めた可塑化シリンダ７の長さを一層短くできる。

なお本例にあっては、上記したように前処理部１１に設けたスクリュー８と同軸廻りに回転自在な回転体１７と、回転体１７の内周面に対向する可塑化シリンダ７の下部（対向部）を設け、回転体１７とケース１６との間に一端を可塑化シリンダ７の後端に連通すると共に反対側の他端に材料供給口部２１を形成した樹脂路１８を形成し、回転体１７を回転駆動する回転体駆動部２３と、スクリュー８を回転駆動するスクリュー駆動部９とを別の駆動部で構成したが、例えば回転体１７をスクリュー８と一体に設ける等して、回転体１７を回転駆動する回転体駆動部２３を、スクリュー８を回転駆動するスクリュー駆動部９で構成しても良い。

本発明の実施の形態の一例を示すプリプラ式射出成形装置であり、図は正面から見た全体の一部断面正面図である。 同上の可塑化部を示す断面図である。 異なる実施例の可塑化部の側面側から見た断面図である。 同上の正面側から見た説明図である。 （ａ）〜（ｆ）は同上の前処理部における樹脂材料の溶融過程を順に示す説明図である。 同上のスクリュー駆動部で回転体駆動部を構成した例を示し、可塑化部の断面図である。 更に異なる実施例の可塑化部の正面側から見た断面図である。 同上のＡ−Ａ線断面図である。 従来のプリプラ式射出成形装置を示す一部断面正面図である。 従来の可塑化部を示す断面図である。

符号の説明

１ 金型
５ 樹脂材料
７ 可塑化シリンダ
８ スクリュー
１１ 前処理部
１４ 射出シリンダ
１８ 樹脂路
２１ 材料供給口部
２６ プランジャ
２８ 連通路

Claims (6)

1. 可塑化シリンダに内装したスクリューを回転することで、可塑化シリンダ内の溶融樹脂を後端部から前端部に移動し、該溶融樹脂を連通路を介して射出シリンダに計量供給し、射出シリンダに内装したプランジャを前進して射出シリンダ内に充填された溶融樹脂を金型に射出充填するプリプラ式射出成形装置において、可塑化シリンダの後部に、樹脂材料を前処理すると共に可塑化シリンダの後端部に移送する供給部を兼ねる前処理部を外側部分が可塑化シリンダよりも径方向の外側に突出するように設け、該前処理部に樹脂材料を加熱する加熱手段又は樹脂材料に剪断力を与える剪断力付与手段の少なくとも一方を設けて成ることを特徴とするプリプラ式射出成形装置。
2. 上記前処理部に可塑化シリンダの軸方向から見て可塑化シリンダを中心とする渦巻状の樹脂路を形成し、該渦巻状の樹脂路の中心側の一端を可塑化シリンダの後端部に連通すると共に反対側の他端に材料供給口部を形成し、樹脂材料を前記材料供給口部から樹脂路を介して可塑化シリンダに供給する供給手段を設けて成ることを特徴とする請求項１に記載のプリプラ式射出成形装置。
3. 上記前処理部に、スクリューの回転軸と平行な軸廻りに回転自在な回転体と、該回転体の回転軸方向の一方の面に対向する対向部を設け、回転体の対向部側の面に渦巻状溝を形成し、該渦巻状溝の中心側の一端を可塑化シリンダの後端部に連通すると共に反対側の他端に材料供給口部を形成し、該渦巻状溝と対向部との間に上記樹脂路を形成し、前記回転体を回転して樹脂材料を材料供給口部から樹脂路を介して可塑化シリンダに供給する回転体駆動部を設け、該回転体駆動部を上記供給手段としたことを特徴とする請求項２に記載のプリプラ式射出成形装置。
4. 上記前処理部は、前端を可塑化シリンダの後端に接続した前端側程径が小さくなる円錐台筒状のケースと、該ケース内に設けた円錐台状の回転体とを備え、ケースの後端部に材料供給口部を形成し、回転体の外周面に後端部から前端部にかけて螺旋状の凸部又は凹溝を形成し、回転体をケースの軸廻りに回転して樹脂材料を材料供給口部からケースを介して可塑化シリンダに供給する回転体駆動部を設けて成ることを特徴とする請求項１に記載のプリプラ式射出成形装置。
5. 上記可塑化シリンダを前端を上方に向けて立設し、下端側程徐々に径が小さくなる臼状の回転体をその周壁で可塑化シリンダの下部の外周を囲むように配設し、該回転体の下端部の内部を可塑化シリンダの下端部に連通させると共に回転体の上端に材料供給口部を形成し、該回転体の周壁の内周面に下端部から上端部にかけて螺旋状の凸部又は凹溝を形成し、該回転体を可塑化シリンダの軸方向と平行な軸廻りに回転して、樹脂材料を材料供給口部から回転体を介して可塑化シリンダに供給する回転体駆動部を設けて成ることを特徴とする請求項１に記載のプリプラ式射出成形装置。
6. 上記前処理部に、スクリューと同軸廻りに回転自在な回転体と、該回転体に対向する対向部を備え、該回転体と対向部との間に一端を可塑化シリンダの後端に連通すると共に反対側の他端に材料供給口部を形成した樹脂路を形成し、前記回転体を回転駆動する回転体駆動部をスクリューを回転駆動するスクリュー駆動部で兼用して成ることを特徴とする請求項１に記載のプリプラ式射出成形装置。

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