JP2007313769A - 成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】成形品への異物の混入を防止し得る成形機を提供する。
【解決手段】シリンダ２１と、シリンダ２１の長さ方向に沿って移動可能にシリンダ２１の内部に収容されると共にシリンダ２１の後端部２１ａ側から供給された樹脂原料２００をシリンダ２１の先端部から押し出すスクリュー２５とを備えて成形品を成形可能に構成され、シリンダ２１には、内部の気体を排出させるための排気口２１ｃが形成され、排気口２１ｃからの気体の排出に伴うシリンダ２１とスクリュー２５との隙間２１ｅからのシリンダ２１の内部への異物の流入を防止する防塵装置２９を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、シリンダの後端部側から供給された原料をシリンダの先端部から押し出して成形品を成形可能に構成された成形機に関するものである。

この種の成形機として、特開２００４−１５６３号公報に開示された射出成形機が知られている。この射出成形機は、樹脂ペレットの溶融の際にシリンダ内で発生したガス等を減圧装置によって射出成形機の外部に取り出し可能に構成されている。この場合、取り出したガス等はフィルタを通過した後に大気中に排出される。このため、ガス等に含まれている有害物質がフィルタによって除去される結果、ガス等の排出による作業環境の悪化等が防止される。
特開２００４−１５６３号公報（第９−１０頁、第１−２図）

ところが、上記の成形機には、以下の問題点が存在する。すなわち、この成形機では、樹脂ペレットの溶融の際にシリンダ内で発生したガス等を減圧装置によって射出成形機の外部に排出している。このため、シリンダの内部が減圧されて、シリンダにおける射出孔と対向する他端に設けられた開口から空気が流入する。この場合、空気中に塵埃等の異物（コンタミ：contamination ）が存在しているときには、シリンダの内部に異物が侵入してその異物が成形品に混入するおそれがある。この場合、情報媒体の基板やレンズ等の光学系の部品では、異物が混入した際には、たとえその異物が小さいとしても著しい品質の低下を招くことがある。したがって、従来の成形機には、シリンダの内部に侵入した異物の成形品への混入によって成形品の品質の低下を招く恐れがあるという問題点が存在する。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、成形品への異物の混入を防止し得る成形機を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく本発明に係る成形機は、シリンダと、当該シリンダの長さ方向に沿って移動可能に当該シリンダの内部に収容されると共に当該シリンダの後端部側から供給された原料を当該シリンダの先端部から押し出す押し出し部材とを備えて成形品を成形可能に構成され、前記シリンダには、前記内部の気体を排出させるための排気口が形成され、前記排気口からの前記気体の排出に伴う前記シリンダと前記押し出し部材との隙間からの当該シリンダの内部への異物の流入を防止する異物流入防止部を備えている。

この場合、前記隙間を覆うカバーと、当該カバーに配設されたフィルタとを備えて前記異物流入防止部を構成することができる。

また、少なくとも一対の開口部が形成されて前記隙間を覆うカバーを備えて前記異物流入防止部を構成し、前記各開口部の１つを当該カバーの下部に形成した構成を採用することができる。

また、異物が除去された清浄気体を貯留する貯留部と、当該貯留部に貯留された前記清浄気体を前記隙間を通して前記シリンダ内に流入させる送気管とを備えて前記異物流入防止部を構成することができる。

本発明に係る成形機によれば、シリンダと押し出し部材との隙間からのシリンダの内部への異物の流入を防止する異物流入防止部を備えたことにより、排気口からの気体の排出によって減圧されたシリンダの内部に空気（外気）が流入する際に、空気と共に異物が侵入する事態を確実に防止することができる。このため、原料への異物の僅かな混入も確実に防止することができる結果、高品質の成形品を成形することができる。

また、本発明に係る成形機によれば、シリンダと押し出し部材との間の隙間を覆うカバーと、カバーに配設されたフィルタとを備えて異物流入防止部を構成したことにより、簡易な構成でありながら、空気（外気）に含まれている塵埃等の異物を確実に除去することができるため、異物流入防止部を安価に構成することができる。

また、本発明に係る成形機によれば、少なくとも一対の開口部が形成されると共にシリンダと押し出し部材との間の隙間を覆うカバーを備えて異物流入防止部を構成し、各開口部の１つをカバーの下部に形成したことにより、フィルタ等を用いることなく塵埃等の異物を確実に除去することができるため、フィルタ交換等のメインテナンスが不要な分、成形品の製造コストを全体として十分に低減させることができる。

さらに、本発明に係る成形機によれば、異物が除去された清浄気体を貯留する貯留部と、貯留部に貯留された清浄気体をシリンダと押し出し部材との間の隙間を通してシリンダ内に流入させる送気管とを備えて異物流入防止部を構成したことにより、塵埃等の異物を含んだ空気（外気）のシリンダの内部への流入を一層確実に防止することができるため、シリンダの内部への異物の侵入を一層確実に防止することができる。

以下、本発明に係る成形機の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、本発明に係る成形機の一例としての射出成形機１の構成について、図面を参照して説明する。

図１に示す射出成形機１は、インラインスクリュー式の射出成形機であって、同図に示すように、本体部２、型締め装置３および射出装置４を備えて構成されている。本体部２は、電源装置、射出装置４を移動させる移動機構、油圧ポンプやモータ等の動力源、および射出成形機１の各部を制御する制御部（いずれも図示せず）を備えて構成されている。また、本体部２の正面パネルには、成形条件等の各種の設定値を入力するための操作部５が配設されている。

型締め装置３は、図１に示すように、固定盤１１、可動盤１２、型締め機構１３およびイジェクト機構（図示せず）を備えて構成されている。固定盤１１は、成形用の金型１００（同図参照）を構成する上金型（固定側金型）１０１を取り付け可能に構成されて、本体部２に固定されている。可動盤１２は、金型１００を構成する下金型（移動側金型）１０２を取り付け可能に構成されて、固定盤１１に対して接離する方向（同図に示す矢印Ａの方向）に沿って移動可能に本体部２に配設されている。型締め機構１３は、押圧部およびトグル（いずれも図示せず）を備えて構成され、固定盤１１に対して接離する方向に沿って可動盤１２を移動（前進および後退）させる。

射出装置４は、図１に示すように、シリンダ２１、ノズル２２、バンドヒータ２３、ホッパー２４、スクリュー２５、押し出し機構２６、スクリューモータ２７、排気装置２８（図２参照）、防塵装置２９（同図参照）を備えて構成されている。また、射出装置４は、型締め装置３の固定盤１１に対して接離する方向（同図に示す矢印Ｂの方向）に沿って移動可能に本体部２に配設されて、本体部２の移動機構によって移動させられる。シリンダ２１は、内部にスクリュー２５を収容可能な円筒状に形成されている。また、シリンダ２１の後端部２１ａ側には、図２に示すように、本発明における原料に相当するペレット状の樹脂原料２００を供給するための供給口２１ｂが形成されている。また、シリンダ２１の後端部２１ａ側における供給口２１ｂの近傍には、シリンダ２１の内部から気体を排出させるための排気口２１ｃが形成されている。ノズル２２は、溶融した樹脂原料２００を射出するための射出口が形成されると共に、先端部が金型のスプルーブッシュ（図示せず）に当接可能な形状に形成されて、シリンダ２１の先端部２１ｄ（図１における左端部）に配設されている。バンドヒータ２３は、シリンダ２１における先端部２１ｄ側の周囲を取り囲むようにして配設されて、シリンダ２１を加熱する。

ホッパー２４は、下端部がシリンダ２１の供給口２１ｂに連通するようにして配設され、供給口２１ｂを通して樹脂原料２００をシリンダ２１に供給する。スクリュー２５は、本発明における押し出し部材に相当し、例えば、図２に示すように、螺旋状の溝が形成された棒状に構成されている。また、スクリュー２５は、一端部２５ａがシリンダ２１の後端部２１ａから突出するようにして、シリンダ２１の長さ方向（前後方向）に沿って移動（前進および後退）可能にシリンダ２１の内部に収容されている。この場合、スクリュー２５は、スクリューモータ２７によって回転させられることにより、シリンダ２１の供給口２１ｂから供給された樹脂原料２００をシリンダ２１の先端部２１ｄ側（ノズル２２側）に移動させる機能を有している。また、スクリュー２５は、押し出し機構２６によってシリンダ２１の先端部２１ｄ側に移動させられる（押し込まれる）ことにより、溶融した樹脂原料２００をノズル２２から押し出す（射出させる）機能を有している。

押し出し機構２６は、図２に示すように、スクリュー２５の一端部２５ａ側に配設されて、スクリュー２５をシリンダ２１の前後方向に沿って移動（前進および後退）させる。スクリューモータ２７は、スクリュー２５の一端部２５ａ側における押し出し機構２６に隣接する位置に配設されて、スクリュー２５を回転させる。排気装置２８は、同図に示すように、排気管３１、フィルタ３２および排気ファン３３を備えて構成されている。排気管３１は、その先端部がホッパー２４の下端部を貫通して、シリンダ２１の排気口２１ｃに連通するようにして取り付けられている。この場合、排気管３１は、樹脂原料２００が加熱されたときに発生するガスや水蒸気を排出させる。フィルタ３２は、排気管３１を通してシリンダ２１から排出されたガス等に含まれる水分や有害物質を除去する。排気ファン３３は、シリンダ２１の内部で発生したガス等を排気管３１を通して吸引する。

防塵装置２９は、本発明における異物流入防止部に相当し、図２に示すように、カバー４１およびフィルタ４２を備えて構成されている。カバー４１は、一例として樹脂等の材料で箱状に形成されている。また、カバー４１は、同図に示すように、シリンダ２１の後端部２１ａ、押し出し機構２６およびスクリューモータ２７を覆うようにして、つまりシリンダ２１とスクリュー２５との隙間２１ｅを覆うようにして配設されている。また、カバー４１におけるスクリューモータ２７側の一面には、開口部４１ａが形成されている。フィルタ４２は、通気性を有すると共に、塵埃等の異物の通過を規制可能な材料で形成されて、カバー４１の開口部４１ａを閉塞するようにしてカバー４１に配設されている。この場合、防塵装置２９は、隙間２１ｅからシリンダ２１の内部に空気（外気）が流入する際に、空気と共に異物がシリンダ２１の内部に侵入するのを防止する機能を有している。

次に、射出成形機１を用いて、例えば記録媒体用のディスク状基板を成形する際の射出成形機１の全体的な動作について、図面を参照して説明する。

まず、図１に示すように、上金型１０１を型締め装置３の固定盤１１に取り付けると共に、下金型１０２を型締め装置３の可動盤１２に取り付ける。次いで、ホッパー２４に樹脂原料２００を投入する。続いて、排気装置２８の排気ファン３３を作動させる。次に、操作部５を操作して、樹脂原料２００の計量値や加熱温度、型締め力、射出速度、背圧、保圧および冷却時間等の成形条件を入力する。続いて、射出成形機１に対して成形を開始させる。この際に、制御部が、型締め装置３の型締め機構１３を制御して、可動盤１２を固定盤１１に向けて前進させることにより、上金型１０１と下金型１０２とを所定の型締力で型締めさせる。この際に、上金型１０１の成形面と下金型１０２の成形面とによってディスク状基板を成形するためのキャビティが形成される。

また、制御部は、本体部２の移動機構を制御して、型締め装置３の固定盤１１に対して近接する方向に沿って射出装置４を移動させて、ノズル２２の先端部を金型１００（上金型１０１）のスプルーブッシュに当接させる。また、制御部は、押し出し機構２６およびスクリューモータ２７を制御してスクリュー２５に所定の背圧を加えつつスクリュー２５を回転させる。この際に、図２に示すように、ホッパー２４に投入されている樹脂原料２００が、供給口２１ｂからシリンダ２１とスクリュー２５との間の隙間を通って、シリンダ２１の先端部２１ｄ側に所定の計量値分だけ送り出され、樹脂原料２００の送り出しに伴ってスクリュー２５が後退する。

この場合、樹脂原料２００は、先端部２１ｄ側に送り出される際のスクリュー２５やシリンダ２１との摩擦によって発生する摩擦熱、およびバンドヒータ２３による加熱によって溶融される。この際に、樹脂原料２００の溶融によって発生したガスや水蒸気は、シリンダ２１の後端部２１ａに配設されている排気装置２８の排気管３１から吸引されて、排気装置２８のフィルタ３２に送り出される。また、フィルタ３２に送り出されたガス等は、有害物質や水分がフィルタ３２によって除去された後に外部に排出される。

一方、シリンダ２１の内部が、排気装置２８による吸引によって減圧されているため、シリンダ２１の後端部２１ａとスクリュー２５との間の隙間２１ｅからシリンダ２１の内部に空気が流入する。この場合、隙間２１ｅを含むシリンダ２１の後端部２１ａ側が、防塵装置２９のカバー４１によって覆われており、カバー４１の内部の空気が、フィルタ４２によって塵芥等の異物が除去されて清浄な状態に維持されている。このため、シリンダ２１の内部への異物の侵入が確実に防止される。

次に、制御部は、押し出し機構２６を制御して、スクリュー２５を所定の速度で前進させる。この際に、シリンダ２１の内部の先端部２１ｄ側において溶融された樹脂原料２００がスクリュー２５の前進に伴ってノズル２２の射出口から射出されて、金型１００のキャビティ内に充填される。続いて、制御部は、押し出し機構２６を制御して、所定の冷却時間が経過するまでスクリュー２５に所定の保圧を加えた状態を維持させる。

次いで、制御部は、冷却時間が経過した時点で型締め装置３の型締め機構１３を制御して、可動盤１２を後退させることにより、型締めを解除すると共に下金型１０２を上金型１０１から離間させる。この際に、固化した樹脂原料２００（つまり成形品としてのディスク状基板）が、下金型１０２に嵌った状態で下金型１０２の離間に伴って上金型１０１から引き抜かれる。続いて、制御部は、型締め装置３のイジェクト機構を制御してイジェクトプレートを前進させる。この際に、イジェクトプレートに取り付けられているイジェクトピンが、成形品を下金型１０２の後部から前方に押し出す。これにより、成形品としてのディスク状基板が成形される。この場合、この射出成形機１では、上記したように、シリンダ２１の内部への異物の侵入が確実に防止されている。このため、樹脂原料２００への異物の混入が確実に防止される結果、高品質の成形品が成形される。

このように、この射出成形機１によれば、シリンダ２１とスクリュー２５との間の隙間２１ｅからのシリンダ２１の内部への異物の流入を防止する防塵装置２９を備えたことにより、排気装置２８による吸引によって減圧されたシリンダ２１の内部に空気（外気）が流入する際に、空気と共に異物が侵入する事態を確実に防止することができる。このため、樹脂原料２００への異物の僅かな混入も確実に防止することができる結果、高品質の成形品を成形することができる。

また、この射出成形機１によれば、シリンダ２１の後端部２１ａとスクリュー２５の一端部２５ａとの間の隙間２１ｅを覆うカバー４１と、カバー４１に配設されたフィルタ４２とを備えて防塵装置２９を構成したことにより、簡易な構成でありながら、外気に含まれている塵埃等の異物を確実に除去することができるため、防塵装置２９を安価に構成することができる。

次に、本発明に係る成形機の他の構成例としての射出成形機３０１について、図面を参照して説明する。なお、上記した射出成形機１と同じ構成要素については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

射出成形機３０１は、図３に示すように上記した射出成形機１における射出装置４の防塵装置２９に代えて、防塵装置３２９を備えて構成されている。この場合、防塵装置３２９は、本発明における異物流入防止部に相当し、カバー３４１を備えて構成されている。カバー３４１は、一例として樹脂等の材料で箱状に形成されている。また、カバー３４１は、同図に示すように、シリンダ２１の後端部２１ａ、押し出し機構２６およびスクリューモータ２７を覆うようにして、つまりシリンダ２１とスクリュー２５との隙間２１ｅを覆うようにして配設されている。また、カバー３４１には少なくとも一対の開口部３４１ａ，３４１ｂが形成されている。この場合、開口部３４１ａはカバー３４１におけるスクリューモータ２７側の一面（側面）に形成され、開口部３４１ｂはカバー３４１における下部側の一面において下方に開口するようにして形成されている。この防塵装置３２９は、上記した射出成形機１の防塵装置２９と同様にして、隙間２１ｅからシリンダ２１の内部に空気（外気）が流入する際に、空気と共に異物がシリンダ２１の内部に侵入するのを防止する機能を有している。

この射出成形機３０１を用いて、上記した手順と同様の手順で記録媒体用のディスク状基板を成形する際には、排気装置２８によるガス等の吸引によって減圧されたシリンダ２１の内部に隙間２１ｅから空気が流入する。この場合、隙間２１ｅを含むシリンダ２１の後端部２１ａが、防塵装置３２９を構成するカバー３４１によって覆われているため、シリンダ２１の内部には、カバー３４１内に滞留している空気が流入する。ここで、開口部３４１ａから流入した空気中に塵埃等の異物が混入していたとしても、その異物は空気がカバー３４１内に滞留している間に自重によって落下して開口部３４１ｂからカバー３４１の外部に排出される。このため、隙間２１ｅからシリンダ２１の内部に流入する空気が清浄な状態に維持される結果、シリンダ２１の内部への異物の侵入が確実に防止される。

このように、この射出成形機３０１によれば、隙間２１ｅからのシリンダ２１の内部への異物の流入を防止する防塵装置３２９を備えたことにより、上記の射出成形機１と同様にして、シリンダ２１の内部に空気（外気）が流入する際に、空気と共に異物が侵入する事態を確実に防止することができるため、樹脂原料２００への異物の僅かな混入も確実に防止することができる結果、高品質の成形品を成形することができる。

また、この射出成形機３０１によれば、スクリューモータ２７側の一面（側面）に開口部３４１ａが形成されると共に下部側の一面に開口部３４１ｂが形成されたカバー３４１を備えて防塵装置２９を構成したことにより、フィルタ４２等を用いることなく塵埃等の異物を確実に除去することができるため、フィルタ交換等のメインテナンスが不要な分、製造コストを全体として十分に低減させることができる。

次に、本発明に係る成形機のさらに他の構成例としての射出成形機４０１について、図面を参照して説明する。なお、上記した射出成形機１と同じ構成要素については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

射出成形機４０１は、図４に示すように上記した射出成形機１における射出装置４の防塵装置２９に代えて、ガス供給装置４２９を備えて構成されている。この場合、ガス供給装置４２９は、本発明における異物流入防止部に相当し、ボンベ４４１および送気管４４２を備えて構成されている。ボンベ４４１は、本発明における貯留部に相当し、異物が除去された清浄気体としての例えば窒素ガスを貯留する。送気管４４２は、同図に示すように、シリンダ２１の後端部２１ａとスクリュー２５の一端部２５ａとの間の隙間２１ｅを覆うカバー４４３にその一端部が接続されると共に、ボンベ４４１にその他端部が接続されて、ボンベ４４１から供給される窒素ガスを隙間２１ｅを通してシリンダ２１の内部に流入させる。この場合、ガス供給装置４２９は、空気（外気）に代えて窒素ガスをシリンダ２１に流入させることにより、上記した防塵装置２９と同様にして、異物がシリンダ２１の内部に侵入するのを防止する機能を有している。

この射出成形機４０１を用いて、上記した手順と同様の手順で記録媒体用のディスク状基板を成形する際には、排気装置２８による吸引によって減圧されたシリンダ２１の内部に、隙間２１ｅを通してガス供給装置４２９のボンベ４４１から異物が除去された窒素ガスが送り込まれる。このため、シリンダ２１の内部への異物の侵入が確実に防止される。

このように、この射出成形機４０１によれば、隙間２１ｅからのシリンダ２１の内部への異物の流入を防止するガス供給装置４２９を備えたことにより、上記の射出成形機１，３０１と同様にして、シリンダ２１の内部に異物が侵入する事態を確実に防止することができるため、樹脂原料２００への異物の僅かな混入も確実に防止することができる結果、高品質の成形品を成形することができる。

また、この射出成形機４０１によれば、異物が除去された窒素ガスを貯留するボンベ４４１と、ボンベ４４１に貯留された窒素ガスを後端部２１ａを通してシリンダ２１の内部に流入させる送気管４４２とを備えてガス供給装置４２９を構成したことにより、塵埃等の異物を含んだ外気のシリンダ２１の内部への流入を一層確実に防止することができるため、シリンダ２１の内部への異物の侵入を一層確実に防止することができる。

なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、インラインスクリュー式の成形機に本発明を適用した例について上記したが、スクリューに代えてプランジャー（本発明における押し出し部材に相当する）を備えたプランジャー式の成形機や、スクリューとプランジャー（いずれも本発明における押し出し部材に相当する）を備えたスクリュープリプランジャー式の成形機に本発明を適用することもできる。また、射出成形機に限定されず、押し出し成形機に本発明を適用することもできる。さらに、樹脂を原料として用いて成形品を成形する例について上記したが、金属を原料として用いる成形機に本発明を適用することもできる。

射出成形機１，３０１，４０１の正面図である。 射出成形機１における防塵装置２９周辺の構成を示す断面図である。 射出成形機３０１における防塵装置３２９周辺の構成を示す断面図である。 射出成形機４０１におけるガス供給装置４２９周辺の構成を示す断面図である。

符号の説明

１，３０１，４０１ 射出成形機
２１ シリンダ
２１ａ 後端部
２１ｃ 排気口
２１ｄ 先端部
２１ｅ 隙間
２５ スクリュー
２５ａ 一端部
２８ 排気装置
２９，３２９ 防塵装置
４１，３４１ カバー
４２ フィルタ
２００ 樹脂原料
３４１ａ，３４１ｂ 開口部
４２９ ガス供給装置
４４１ ボンベ
４４２ 送気管

Claims (4)

1. シリンダと、当該シリンダの長さ方向に沿って移動可能に当該シリンダの内部に収容されると共に当該シリンダの後端部側から供給された原料を当該シリンダの先端部から押し出す押し出し部材とを備えて成形品を成形可能に構成され、
   前記シリンダには、前記内部の気体を排出させるための排気口が形成され、
   前記排気口からの前記気体の排出に伴う前記シリンダと前記押し出し部材との隙間からの当該シリンダの内部への異物の流入を防止する異物流入防止部を備えている成形機。
2. 前記異物流入防止部は、前記隙間を覆うカバーと、当該カバーに配設されたフィルタとを備えて構成されている請求項１記載の成形機。
3. 前記異物流入防止部は、前記隙間を覆うカバーを備えて構成され、
   前記カバーには、少なくとも一対の開口部が形成され、前記各開口部の１つは、当該カバーの下部に形成されている請求項１記載の成形機。
4. 前記異物流入防止部は、異物が除去された清浄気体を貯留する貯留部と、当該貯留部に貯留された前記清浄気体を前記隙間を通して前記シリンダ内に流入させる送気管とを備えて構成されている請求項１記載の成形機。

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