JP2018079642A - Screw for injection molding and injection molding machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a screw for injection molding that effectively levelling off the molten state of a resin material and an injection molding machine having the same.SOLUTION: An injection molding machine 1 has a heating cylinder 21 and a screw 30 accommodated in the heating cylinder 21. The screw 30 has a flight section 35 in a compression section being a section of a part of a flight 33, the flight section being formed such that an angle β, between an axis line L of a rotational axis 31 and a base end side surface 35a, in the tip end side is larger than that in the base end side.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、射出成形機に用いられる射出成形用スクリューおよびそれを有する射出成形機に関する。   The present invention relates to an injection molding screw used in an injection molding machine and an injection molding machine having the same.

射出成形機に用いられる従来のスクリューが特許文献1に開示されている。このスクリューは、回転軸と、回転軸の外周から突出するらせん状のフライトとを有しており、回転軸の回転により軸線方向に沿って基端側から先端側に樹脂材料を送るように構成されている。   A conventional screw used in an injection molding machine is disclosed in Patent Document 1. This screw has a rotating shaft and a spiral flight projecting from the outer periphery of the rotating shaft, and is configured to send a resin material from the proximal end side to the distal end side along the axial direction by the rotation of the rotating shaft. Has been.

射出成形において成形品の品質を安定させるためには、樹脂材料の溶融状態を均一にすることが必要であり、樹脂材料を比較的早い段階で全体的に溶融・混練することが溶融状態を均一にする重要な要素の一つである。そして、従来技術では、スクリューにおいて、フライト間のスクリュー溝の深さを調整することにより樹脂材料に働くせん断力を変えて、樹脂材料の溶融状態をならし(均し)ていた。   In order to stabilize the quality of a molded product in injection molding, it is necessary to make the molten state of the resin material uniform, and the molten state is made uniform by melting and kneading the resin material as a whole at a relatively early stage. It is one of the important elements. In the prior art, in the screw, the shearing force acting on the resin material is changed by adjusting the depth of the screw groove between the flights, and the molten state of the resin material is smoothed (equalized).

特開2016−182687号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-182687

しかしながら、樹脂材料は種類ごとに特性が異なることから、樹脂材料に合わせてスクリュー溝の深さを調整するためには高度の技術や経験が必要である。そして、不十分な調整によりスクリュー溝が浅すぎると樹脂材料に働くせん断力が強くなりすぎてヤケが生じたり、スクリュー溝が深すぎると樹脂材料に働くせん断力が弱くなりすぎて溶け残りが生じたりしてしまう。そのため、樹脂材料の溶融状態を均一にすることが困難であった。   However, since resin materials have different characteristics depending on the type, advanced technology and experience are required to adjust the depth of the screw groove according to the resin material. And if the screw groove is too shallow due to insufficient adjustment, the shearing force acting on the resin material becomes too strong and burns occur, and if the screw groove is too deep, the shearing force acting on the resin material becomes too weak and unmelted. I will. Therefore, it has been difficult to make the molten state of the resin material uniform.

そこで、本発明は、樹脂材料の溶融状態を効果的にならすことができる射出成形用スクリューおよびそれを有する射出成形機を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an injection molding screw capable of effectively smoothing the molten state of a resin material and an injection molding machine having the same.

射出成形用スクリューのスクリュー溝内における樹脂材料の溶融メカニズムを図7に模式的に示す。射出成形用スクリュー130において、ホッパから投入された固形の樹脂材料はフライト133間に形成されたスクリュー溝M内を射出ノズル側(図5の左側)に向けて搬送される。この搬送の際に、樹脂材料が加熱シリンダ121からの伝熱により加熱・溶融されて、ソリッドベッドSBと呼ばれる未溶融層と、ソリッドベッドSBの加熱シリンダ内面121a側に重なるメルトフィルムMFと呼ばれる溶融層とが形成される。メルトフィルムMFが形成されると、その内部でのせん断エネルギーによる発熱によりソリッドベッドSBが溶融されてメルトフィルムMFが厚さ方向に成長する。そして、メルトフィルムMFの厚さがフライト133の先端と加熱シリンダ121の内面121aとのクリアランス以上に成長すると、前進してくるフライト133によってメルトフィルムMFが掻き取られ、スクリュー溝Mの後方に集められてメルトプールMPとなる。掻き取られたメルトフィルムMFはメルトプールMP内で循環し、互いに混練される。   FIG. 7 schematically shows the melting mechanism of the resin material in the screw groove of the injection molding screw. In the injection molding screw 130, the solid resin material charged from the hopper is conveyed toward the injection nozzle side (left side in FIG. 5) through the screw groove M formed between the flights 133. During this conveyance, the resin material is heated and melted by heat transfer from the heating cylinder 121, and an unmelted layer called the solid bed SB and a melt called MF film MF that overlaps the heating cylinder inner surface 121a side of the solid bed SB. A layer is formed. When the melt film MF is formed, the solid bed SB is melted by the heat generated by the shear energy therein, and the melt film MF grows in the thickness direction. When the thickness of the melt film MF grows beyond the clearance between the tip of the flight 133 and the inner surface 121a of the heating cylinder 121, the melt film MF is scraped off by the advancing flight 133 and collected behind the screw groove M. To become a melt pool MP. The scraped melt film MF circulates in the melt pool MP and is kneaded with each other.

本発明者は、このような溶融メカニズムについて鋭意検討を行った結果、スクリュー溝内における先端側に滞留する未溶融のソリッドベッドを効果的に溶融させる構成を見いだし、本発明に至った。   As a result of intensive studies on such a melting mechanism, the present inventor has found a configuration for effectively melting an unmelted solid bed staying on the tip side in the screw groove, and has reached the present invention.

上記目的を達成するために、本発明の一態様の射出成形用スクリューは、回転軸と、前記回転軸の外周面に突出して設けられたらせん状のフライトと、を有し、前記フライトの少なくとも一部の区間が、基端側の部分より先端側の部分の方が前記回転軸の軸線と前記フライトの基端側面とのなす角が大きくなるように形成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an injection molding screw according to an aspect of the present invention includes a rotating shaft and a spiral flight provided to protrude from an outer peripheral surface of the rotating shaft, and at least of the flight. A part of the section is formed so that an angle formed between the axis of the rotating shaft and the base end side surface of the flight is larger in the tip end portion than in the base end portion.

本発明においては、前記フライト間のスクリュー溝の深さまたは当該スクリュー溝の軸線方向の長さが基端側から先端側に向かうにしたがって小さくなるように形成された圧縮部を有し、前記フライトにおける前記圧縮部に配置された区間が、基端側から先端側に向かうにしたがって前記角が連続的に大きくなるように形成されていることが好ましい。   In the present invention, there is provided a compression portion formed such that the depth of the screw groove between the flights or the axial length of the screw groove decreases from the proximal end side toward the distal end side, and the flight It is preferable that the section disposed in the compression portion is formed so that the angle continuously increases from the proximal end side toward the distal end side.

本発明においては、前記フライトにおける前記圧縮部より先端側に配置された区間の前記角が、前記フライトにおける前記圧縮部より基端側に配置された区間の前記角より大きくなるように前記フライトが形成されていることが好ましい。   In the present invention, the flight is such that the angle of the section disposed on the distal end side of the compression portion in the flight is larger than the angle of the section disposed on the proximal side of the compression section in the flight. Preferably it is formed.

本発明においては、前記角が、20度〜80度の範囲内であることが好ましい。   In the present invention, the angle is preferably in the range of 20 degrees to 80 degrees.

上記目的を達成するために、本発明の他の一態様の射出成形機は、上記射出成形用スクリューと、前記射出成形用スクリューを収容する加熱シリンダと、を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an injection molding machine according to another aspect of the present invention includes the injection molding screw and a heating cylinder that accommodates the injection molding screw.

本発明によれば、フライトの少なくとも一部の区間が、当該区間における基端側の部分より先端側の部分の方が回転軸の軸線とフライトの基端側面とのなす角が大きくなるように形成されている。このようにしたことから、フライト間に形成されるスクリュー溝内では基端寄りに溶融された樹脂材料が滞留しかつ先端寄りに未溶融の樹脂材料が滞留するところ、先端寄りに滞留する樹脂材料に働くせん断力を、フライトの一部の区間または全体において、基端側の部分で強くし、先端側の部分で弱くすることができる。そのため、早い段階で未溶融の樹脂材料に対して強いせん断力を働かせて溶融を促進するとともに、溶融後の樹脂材料に過度のせん断力が働くことを抑制することができるので、樹脂材料の溶融状態を効果的にならすことができる。   According to the present invention, in at least a part of the section of the flight, the angle formed between the axis of the rotary shaft and the base end side surface of the flight is larger at the distal end portion than at the proximal end portion in the section. Is formed. Because of this, in the screw groove formed between the flights, the molten resin material stays near the base end and the unmelted resin material stays near the tip, but the resin material stays near the tip. Can be strengthened at the proximal end portion and weakened at the distal end portion in a partial section or the whole of the flight. Therefore, it is possible to accelerate the melting by applying a strong shearing force to the unmelted resin material at an early stage and to suppress the excessive shearing force from acting on the resin material after melting. The state can be leveled effectively.

本発明の一実施形態に係る射出成形機の概略構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of an injection molding machine concerning one embodiment of the present invention. 図1の射出成形機が有する射出成形用スクリューの側面図である。It is a side view of the screw for injection molding which the injection molding machine of FIG. 1 has. 図2の射出成形用スクリューの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the screw for injection molding of FIG. 図2の射出成形用スクリューのスクリュー溝内での溶融メカニズムを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the melting mechanism in the screw groove of the screw for injection molding of FIG. 射出成形用スクリューの圧縮部についてのせん断応力分布解析結果を示す図である。It is a figure which shows the shear stress distribution analysis result about the compression part of the screw for injection molding. 射出成形用スクリューの供給部についての樹脂温度分布解析結果を示す図である。It is a figure which shows the resin temperature distribution analysis result about the supply part of the screw for injection molding. 従来の射出成形用スクリューのスクリュー溝内での溶融メカニズムを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the melting mechanism in the screw groove of the conventional screw for injection molding.

以下、本発明の一実施形態に係る射出成形機およびこの射出成形機が有するスクリューについて、図1〜図4を参照して説明する。   Hereinafter, an injection molding machine according to an embodiment of the present invention and a screw included in the injection molding machine will be described with reference to FIGS.

図1は、本発明の一実施形態に係る射出成形機の概略構成を示す図である。図2は、図1の射出成形機が有する射出成形用スクリューの側面図である。図3は、図2の射出成形用スクリューの部分断面図である。図4は、図2の射出成形用スクリューのスクリュー溝内での溶融メカニズムを模式的に示す図であって、(a)は、圧縮部における基端側の部分に配置されたスクリュー溝であり、(b)は先端側の部分に配置されたスクリュー溝である。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an injection molding machine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of an injection molding screw included in the injection molding machine of FIG. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the injection molding screw of FIG. 4 is a diagram schematically showing a melting mechanism in the screw groove of the injection molding screw of FIG. 2, and (a) is a screw groove arranged in a proximal end portion of the compression portion. , (B) is a screw groove disposed in the tip side portion.

図1に示す本発明の一実施形態の射出成形機1は、熱可塑性の粒状の樹脂材料を原料として成形体を作製するものである。射出成形機1は、機台2上に配設された型締ユニット10および射出ユニット20を有している。   An injection molding machine 1 according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is for producing a molded body using a thermoplastic granular resin material as a raw material. The injection molding machine 1 has a mold clamping unit 10 and an injection unit 20 disposed on a machine base 2.

型締ユニット10は、図示しないモータの駆動力を駆動源としてトグルリンク機構11を屈曲作動させることで可動ダイプレート12を進退させ、可動ダイプレート12に固定された可動金型13を固定ダイプレート14に固定された固定金型15に対して型閉および型開する。   The mold clamping unit 10 moves the movable die plate 12 forward and backward by bending the toggle link mechanism 11 using a driving force of a motor (not shown) as a drive source, and the movable die 13 fixed to the movable die plate 12 is fixed to the fixed die plate. The mold is closed and opened with respect to the fixed mold 15 fixed to 14.

射出ユニット20は、筒型の加熱シリンダ21と、加熱シリンダ21の先端に設けられた射出ノズル22と、加熱シリンダ21内に収容され、当該加熱シリンダ21内に供給された樹脂材料を混練する射出成形用スクリュー(以下、単に「スクリュー30」という)と、スクリュー30を回転自在に支持する支持部材23と、樹脂材料が投入されるホッパ24と、ホッパ24が設けられたホッパブロック25と、加熱シリンダ21の外側に配設された加熱ヒータ26とを有している。   The injection unit 20 includes a cylindrical heating cylinder 21, an injection nozzle 22 provided at the tip of the heating cylinder 21, and an injection that is accommodated in the heating cylinder 21 and kneads the resin material supplied into the heating cylinder 21. A molding screw (hereinafter simply referred to as “screw 30”), a support member 23 that rotatably supports the screw 30, a hopper 24 into which a resin material is charged, a hopper block 25 provided with the hopper 24, and a heating And a heater 26 disposed outside the cylinder 21.

この射出成形機1の射出成形動作では、加熱シリンダ21内に収容されたスクリュー30が回転されるとともに加熱ヒータ26により加熱シリンダ21が高温に加熱される。これにより、ホッパ24の供給口24aから供給された樹脂材料が加熱シリンダ21の基端側から先端側(各図において右側から左側)に向かい溶融・混練されながら進む。そして、溶融・混練された樹脂材料は、図示しない計量用モータ等からなる回転駆動手段によりスクリュー30が回転されることで計量される。計量の後、図示しない射出用モータおよびボールネジ機構等からなる進退駆動手段によりスクリュー30が前進されることで、型閉された金型内のキャビティへ所定量の溶融樹脂材料が射出ノズル22を通じて射出される。   In the injection molding operation of the injection molding machine 1, the screw 30 accommodated in the heating cylinder 21 is rotated and the heating cylinder 21 is heated to a high temperature by the heater 26. Thereby, the resin material supplied from the supply port 24a of the hopper 24 advances while being melted and kneaded from the proximal end side of the heating cylinder 21 to the distal end side (right side to left side in each drawing). Then, the melted and kneaded resin material is weighed by rotating the screw 30 by a rotation driving means such as a metering motor (not shown). After metering, the screw 30 is advanced by an advancing / retreating drive unit including an injection motor and a ball screw mechanism (not shown), whereby a predetermined amount of molten resin material is injected through the injection nozzle 22 into the cavity in the closed mold. Is done.

ここで、加熱シリンダ21内に収容されたスクリュー30ついて詳細に説明する。   Here, the screw 30 accommodated in the heating cylinder 21 will be described in detail.

図2、図3に示すように、スクリュー30は、基端側から先端側に向けて順に供給部、圧縮部および計量部が設けられている。また、スクリュー30は、円柱状の回転軸31と、回転軸31の先端に設けられた逆流抑止弁として機能するチェックヘッド32と、回転軸31の外周面に突出して設けられたらせん状のフライト33と、を有している。   As shown in FIGS. 2 and 3, the screw 30 is provided with a supply unit, a compression unit, and a metering unit in order from the proximal end side to the distal end side. The screw 30 includes a cylindrical rotary shaft 31, a check head 32 that functions as a backflow suppression valve provided at the tip of the rotary shaft 31, and a spiral flight provided on the outer peripheral surface of the rotary shaft 31. 33.

回転軸31は、供給部に配置された部分が全体にわたって同一径に形成され、圧縮部に配置された部分が基端側から先端側に向かうにしたがって径が連続的に大きくなるように形成され、計量部に配置された部分が、供給部に配置された部分よりも大径でかつ全体にわたって同一径に形成されている。   The rotating shaft 31 is formed so that the portion disposed in the supply portion has the same diameter throughout, and the portion disposed in the compression portion continuously increases in diameter from the proximal end side toward the distal end side. The portion arranged in the weighing unit is formed to have a larger diameter than the portion arranged in the supply unit and the same diameter throughout.

フライト33は、回転軸31の軸線Lから先端面までの距離が一定でかつ全体にわたって等ピッチのらせん状となるように形成されている。圧縮部において基端側から先端側に向かうにしたがって回転軸31の径が連続的に大きくなることから、圧縮部では基端側から先端側に向かうにしたがってフライト33間に形成されるスクリュー溝Mの深さが小さくなるように形成されている。または、圧縮部において、基端側から先端側に向かうにしたがってフライトのピッチ(すなわちスクリュー溝Mの軸線L方向の長さ)が連続的に小さくなるように形成されていてもよい。   The flight 33 is formed so that the distance from the axis L of the rotating shaft 31 to the tip surface is constant and has a helical shape with an equal pitch throughout. Since the diameter of the rotating shaft 31 continuously increases in the compression portion from the proximal end side toward the distal end side, the screw groove M formed between the flights 33 in the compression portion from the proximal end side toward the distal end side. It is formed so that the depth of is small. Alternatively, the compression portion may be formed such that the flight pitch (that is, the length of the screw groove M in the axis L direction) continuously decreases from the proximal end side toward the distal end side.

フライト33は、供給部に配置された供給部フライト部分34と、圧縮部に配置された圧縮部フライト部分35と、計量部に配置された計量部フライト部分36と、を有している。   The flight 33 has a supply part flight part 34 arranged in the supply part, a compression part flight part 35 arranged in the compression part, and a weighing part flight part 36 arranged in the measurement part.

供給部フライト部分34は、回転軸31の軸線Lと基端側面34aとのなす角αが全体にわたって一定となるように形成されている。供給部フライト部分34は、フライト33における圧縮部より基端側の供給部に配置された区間である。   The supply portion flight portion 34 is formed such that the angle α formed by the axis L of the rotation shaft 31 and the base end side surface 34a is constant throughout. The supply part flight part 34 is a section arranged in the supply part on the proximal end side with respect to the compression part in the flight 33.

圧縮部フライト部分35は、供給部フライト部分34の先端側に連なり、基端側から先端側に向かうにしたがって回転軸31の軸線Lと基端側面35aとのなす角βが連続的に大きくなるように(ただし、β7>β6>β5>β4>β3>β2>β1≧α)形成されている。圧縮部フライト部分35は、フライト33における圧縮部に配置された区間である。   The compression portion flight portion 35 is connected to the distal end side of the supply portion flight portion 34, and the angle β formed by the axis L of the rotation shaft 31 and the proximal end side surface 35a continuously increases from the proximal end side toward the distal end side. (However, β7> β6> β5> β4> β3> β2> β1 ≧ α). The compression part flight part 35 is a section arranged in the compression part in the flight 33.

計量部フライト部分36は、圧縮部フライト部分35の先端側に連なり、回転軸31の軸線Lと基端側面36aとのなす角γ(ただしγ≧β)が全体にわたって一定となるように形成されている。計量部フライト部分36は、フライト33における圧縮部より先端側の計量部に配置された区間である。   The measuring portion flight portion 36 is connected to the distal end side of the compression portion flight portion 35 and is formed so that the angle γ (where γ ≧ β) formed by the axis L of the rotating shaft 31 and the base end side surface 36a is constant throughout. ing. The weighing part flight part 36 is a section arranged in the weighing part on the tip side of the compression part in the flight 33.

本実施形態において、角αが20度であり、角βが20度から80度まで連続的に変化し、角γが80度である。もちろん、本発明の目的に反しない限り、角α、角β、角γはこれら以外の大きさとしてもよい。   In the present embodiment, the angle α is 20 degrees, the angle β continuously changes from 20 degrees to 80 degrees, and the angle γ is 80 degrees. Of course, the angle α, the angle β, and the angle γ may have other sizes unless they are contrary to the object of the present invention.

フライト33は、回転軸31の軸線Lと供給部フライト部分34、圧縮部フライト部分35および計量部フライト部分36の先端側面(図3において左側を向く面)とのなす角が一定(例えば90度)となるように形成されている。   The flight 33 has a constant angle (for example, 90 degrees) between the axis L of the rotary shaft 31 and the tip side surface (the surface facing the left side in FIG. 3) of the supply part flight part 34, the compression part flight part 35, and the measurement part flight part 36 ).

次に、上述したスクリュー30の圧縮部のスクリュー溝M内における樹脂材料の溶融メカニズムについて説明する。このスクリュー溝M内には、ソリッドベッドSBおよびソリッドベッドSBに重なるメルトフィルムMFが形成され、メルトフィルムMFがフライト33に掻き取られてなるメルトプールMPがスクリュー溝Mの後方寄り(すなわち基端寄り)に形成される。   Next, the melting mechanism of the resin material in the screw groove M of the compression part of the screw 30 described above will be described. In the screw groove M, a solid bed SB and a melt film MF that overlaps the solid bed SB are formed, and the melt pool MP formed by scraping the melt film MF by the flight 33 is closer to the rear of the screw groove M (that is, the base end). Formed).

そして、圧縮部における基端側の部分のスクリュー溝Mでは、図4(a)に示すように、回転軸31の軸線Lとフライト33(具体的には圧縮部フライト部分35)の基端側面35aとのなす角が小さいので、当該基端側面35aと加熱シリンダ21の内面21aとの間隔が狭く、そのため、ソリッドベッドSBに比較的強いせん断力が働く。そのため、ソリッドベッドSBの溶融を促進する。   And in the screw groove M of the part of the base end side in a compression part, as shown to Fig.4 (a), the axial line L of the rotating shaft 31, and the base end side surface of the flight 33 (specifically compression part flight part 35). Since the angle formed by 35a is small, the distance between the base end side surface 35a and the inner surface 21a of the heating cylinder 21 is narrow, and therefore a relatively strong shearing force acts on the solid bed SB. Therefore, the melting of the solid bed SB is promoted.

また、圧縮部における先端側の部分のスクリュー溝Mでは、図4(b)に示すように、回転軸31の軸線Lとフライト33(具体的には圧縮部フライト部分35)の基端側面35aとのなす角が大きいので、当該基端側面35aと加熱シリンダ21の内面21aとの間隔が広く、そのため、溶融後の樹脂材料に過度にせん断力が働くことを抑制する。   Further, in the screw groove M at the distal end side in the compression portion, as shown in FIG. 4B, the axis L of the rotary shaft 31 and the proximal end side surface 35a of the flight 33 (specifically, the compression portion flight portion 35). Since the angle between the base end side surface 35a and the inner surface 21a of the heating cylinder 21 is large, it is possible to prevent excessive shearing force from acting on the resin material after melting.

以上より、本実施形態の射出成形機1によれば、上述したスクリュー30を有しているので、フライト33の一部の区間である圧縮部フライト部分35が、基端側の部分より先端側の部分の方が回転軸31の軸線Lと基端側面35aとのなす角βが大きくなるように形成されている。このようにしたことから、フライト33間に形成されるスクリュー溝M内では基端寄りに溶融された樹脂材料が滞留しかつ先端寄りに未溶融の樹脂材料が滞留するところ、先端寄りに滞留する樹脂材料に働くせん断力を、圧縮部フライト部分35の基端側で強くし、先端側で弱くすることができる。そのため、早い段階で未溶融の樹脂材料に対して強いせん断力を働かせて溶融を促進するとともに、溶融後の樹脂材料に過度のせん断力が働くことを抑制することができるので、樹脂材料の溶融状態を効果的にならすことができる。   As described above, according to the injection molding machine 1 of the present embodiment, since the above-described screw 30 is provided, the compression portion flight portion 35 that is a partial section of the flight 33 is more distal than the proximal end portion. Is formed such that the angle β formed by the axis L of the rotating shaft 31 and the base end side surface 35a is larger. Thus, in the screw groove M formed between the flights 33, the molten resin material stays near the base end and the unmelted resin material stays near the tip, but stays near the tip. The shearing force acting on the resin material can be strengthened on the proximal end side of the compressed portion flight portion 35 and weakened on the distal end side. Therefore, it is possible to accelerate the melting by applying a strong shearing force to the unmelted resin material at an early stage and to suppress the excessive shearing force from acting on the resin material after melting. The state can be leveled effectively.

同様に、スクリュー30の全体を見たときに、計量部フライト部分36の角γが供給部フライト部分34の角αより大きいので、供給部において未溶融の樹脂材料に対して強いせん断力を働かせて溶融を促進するとともに、計量部において溶融後の樹脂材料に過度のせん断力が働くことを抑制することができるので、樹脂材料の溶融状態を効果的にならすことができる。   Similarly, when the screw 30 is viewed as a whole, the angle γ of the weighing part flight part 36 is larger than the angle α of the supply part flight part 34, so that a strong shearing force is applied to the unmelted resin material in the supply part. Thus, the melting can be promoted, and the excessive shearing force can be prevented from acting on the molten resin material in the measuring section, so that the molten state of the resin material can be effectively leveled.

また、圧縮部が、圧縮部フライト部分35間のスクリュー溝Mの深さが基端側から先端側に向かうにしたがって小さくなるように形成され、圧縮部フライト部分35が、基端側から先端側に向かうにしたがって角βが連続的に大きくなるように形成されている。このようにしたことから、スクリュー溝M内の先端寄りに滞留する樹脂材料に働くせん断力を当初は比較的強くするとともに基端側から先端側に進むにしたがって徐々に弱くしていくことができる。そのため、樹脂材料の溶融状態をより効果的にならすことができる。   In addition, the compression portion is formed so that the depth of the screw groove M between the compression portion flight portions 35 decreases from the proximal end side toward the distal end side, and the compression portion flight portion 35 extends from the proximal end side to the distal end side. The angle β is formed so as to continuously increase as it goes to. Since it did in this way, the shear force which acts on the resin material which retains near the front-end | tip in the screw groove M can be made comparatively strong at the beginning, and can be gradually weakened as it progresses from the base end side to the front end side. . Therefore, the molten state of the resin material can be made more effective.

また、上記角α、上記角βおよび上記角γが、20度〜80度の範囲内であるので、比較的大きい角度範囲であり、そのため、せん断力を広い範囲で変化させることができる。   Further, since the angle α, the angle β, and the angle γ are within a range of 20 degrees to 80 degrees, the angle range is relatively large. Therefore, the shearing force can be changed in a wide range.

上述した実施形態では、圧縮部フライト部分35の角βが20度から80度まで連続的に変化する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、圧縮部フライト部分35は、上記角βが全体にわたって一定(例えば、50度)となるように形成されており、上記角α、上記角βおよび上記角γとの関係が、γ>β>αとなるようして、供給部、圧縮部および計量部に進むにしたがって段階的に変化するようにしてもよい。   In the embodiment described above, the angle β of the compression portion flight portion 35 is continuously changed from 20 degrees to 80 degrees, but is not limited thereto. For example, the compression portion flight portion 35 is formed such that the angle β is constant (for example, 50 degrees) over the whole, and the relationship between the angle α, the angle β, and the angle γ is expressed as γ> β. It may be changed stepwise as it proceeds to the supply unit, the compression unit, and the metering unit so that> α.

上記に本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these examples. Those in which those skilled in the art appropriately added, deleted, and changed the design of the above-described embodiments, and combinations of the features of the embodiments as appropriate, also include the present invention as long as they include the gist of the present invention. It is included in the scope of the invention.

次に、本発明の射出成形用スクリューの実施例および比較例を用い、シミュレーションによりせん断応力分布および樹脂温度分布を解析した結果を図5、図6示す。   Next, the results of analyzing the shear stress distribution and the resin temperature distribution by simulation using Examples and Comparative Examples of the injection molding screw of the present invention are shown in FIGS.

図5は、射出成形用スクリューの圧縮部についてのせん断応力分布解析結果を示す図である。図6は、射出成形用スクリューの供給部についての樹脂温度分布解析結果を示す図である。図5、図6において、(a)は実施例についての解析結果であり、(b)は比較例についての解析結果である。図5では色が濃いほどせん断応力が高いことを示しており、図6では色が濃いほど樹脂温度が高いことを示している。   FIG. 5 is a diagram showing a shear stress distribution analysis result for the compression portion of the injection molding screw. FIG. 6 is a diagram showing a resin temperature distribution analysis result for the supply part of the injection molding screw. 5 and 6, (a) shows the analysis result for the example, and (b) shows the analysis result for the comparative example. FIG. 5 shows that the darker the color, the higher the shear stress, and FIG. 6 shows that the darker the color, the higher the resin temperature.

実施例では、上述した本実施形態のスクリュー30において、フライト33の上記角αを20度とし、上記角βを20度から80度まで連続的に変化するものとし、上記角γを80度とした。一方、比較例では、上記角α、上記角βおよび上記角γのすべてを80度とした以外は、上記実施例1と同一の構成とした。   In the example, in the screw 30 of the present embodiment described above, the angle α of the flight 33 is 20 degrees, the angle β is continuously changed from 20 degrees to 80 degrees, and the angle γ is 80 degrees. did. On the other hand, in the comparative example, the same configuration as that of Example 1 was adopted except that the angle α, the angle β, and the angle γ were all 80 degrees.

図5(a)によれば、基端側においてフライト近傍のせん断応力の強い箇所の幅が広く、基端側から先端側に向かうにしたがって徐々にせん断応力の強い箇所の幅が狭まっており、この幅は基端側面の幅とおおむね一致している。一方、図5(b)によれば、全体にわたってフライト近傍のせん断応力の強い箇所の幅が狭くなっている。このことから、実施例では、圧縮部において比較例よりも早い段階で樹脂材料に強いせん断力を働かせることができることが明らかである。   According to FIG. 5 (a), the width of the portion where the shear stress is strong near the flight is wide on the base end side, and the width of the portion where the shear stress is strong gradually decreases from the base end side toward the tip side. This width is almost the same as the width of the proximal side surface. On the other hand, according to FIG.5 (b), the width | variety of the location with a strong shear stress near flight is narrow over the whole. From this, it is clear that in the example, a strong shearing force can be applied to the resin material at an earlier stage than the comparative example in the compression portion.

また、図6(a)は、図6(b)に比べてより基端側に近い箇所から樹脂材料の温度が高くなっていることがわかる。特に、図6(a)および図6(b)において基端側から2番目のフライト近傍の温度を比べるとその差が顕著である。これらの差異は、フライトの基端側面の形状の違いによって生じる樹脂材料に働くせん断力の違いによるものと考えられる。このことから、実施例では、供給部において比較例よりも早い段階で樹脂材料の温度を高くすることができることが明らかである。   Moreover, FIG. 6A shows that the temperature of the resin material is higher from a position closer to the base end side than FIG. 6B. In particular, in FIGS. 6A and 6B, the difference is remarkable when the temperatures in the vicinity of the second flight from the base end side are compared. These differences are thought to be due to the difference in shearing force acting on the resin material caused by the difference in the shape of the proximal side surface of the flight. From this, it is clear that in the example, the temperature of the resin material can be increased at an earlier stage in the supply unit than in the comparative example.

したがって、シミュレーション結果からも本発明の作用効果が明らかである。   Therefore, the effects of the present invention are clear from the simulation results.

1…射出成形機、2…機台、10…型締ユニット、11…トグルリンク機構、12…可動ダイプレート、13…可動金型、14…固定ダイプレート、15…固定金型、20…射出ユニット、21…加熱シリンダ、21a…内面、22…射出ノズル、23…支持部材、24…ホッパ、24a…供給口、25…ホッパブロック、26…加熱ヒータ、30…スクリュー(射出成形用スクリュー)、31…回転軸、32…チェックヘッド、33…フライト、34…供給部フライト部分、34a…基端側面、35…圧縮部フライト部分、35a…基端側面、36…計量部フライト部分、36a…基端側面、L…軸線、M…スクリュー溝、SB…ソリッドベッド、MF…メルトフィルム、MP…メルトプール。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Injection molding machine, 2 ... Machine stand, 10 ... Clamping unit, 11 ... Toggle link mechanism, 12 ... Movable die plate, 13 ... Movable die, 14 ... Fixed die plate, 15 ... Fixed die, 20 ... Injection Unit: 21 ... Heating cylinder, 21a ... Inner surface, 22 ... Injection nozzle, 23 ... Support member, 24 ... Hopper, 24a ... Supply port, 25 ... Hopper block, 26 ... Heating heater, 30 ... Screw (screw for injection molding), 31 ... Rotating shaft, 32 ... Check head, 33 ... Flight, 34 ... Supply part flight part, 34a ... Base end side, 35 ... Compression part flight part, 35a ... Base end side, 36 ... Metering part flight part, 36a ... Base End side surface, L ... axis, M ... screw groove, SB ... solid bed, MF ... melt film, MP ... melt pool.

Claims (5)

回転軸と、前記回転軸の外周面に突出して設けられたらせん状のフライトと、を有し、
前記フライトの少なくとも一部の区間が、基端側の部分より先端側の部分の方が前記回転軸の軸線と前記フライトの基端側面とのなす角が大きくなるように形成されていることを特徴とする射出成形用スクリュー。
A rotating shaft, and a spiral flight provided on the outer peripheral surface of the rotating shaft,
At least a part of the flight is formed such that the angle formed between the axis of the rotary shaft and the base end side surface of the flight is larger at the front end than at the base end. Characteristic screw for injection molding.
前記フライト間のスクリュー溝の深さまたは当該スクリュー溝の軸線方向の長さが基端側から先端側に向かうにしたがって小さくなるように形成された圧縮部を有し、
前記フライトにおける前記圧縮部に配置された区間が、基端側から先端側に向かうにしたがって前記角が連続的に大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の射出成形用スクリュー。
A compression portion formed such that the depth of the screw groove between the flights or the axial length of the screw groove decreases from the proximal side toward the distal side,
2. The injection molding according to claim 1, wherein a section disposed in the compression portion in the flight is formed such that the angle continuously increases from a proximal end side toward a distal end side. Screw.
前記フライトにおける前記圧縮部より先端側に配置された区間の前記角が、前記フライトにおける前記圧縮部より基端側に配置された区間の前記角より大きくなるように前記フライトが形成されていることを特徴とする請求項2に記載の射出成形用スクリュー。   The flight is formed such that the angle of the section disposed on the distal end side from the compression portion in the flight is larger than the angle of the section disposed on the proximal side from the compression section in the flight. The screw for injection molding according to claim 2. 前記角が、20度〜80度の範囲内であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の射出成形用スクリュー。   The said angle | corner exists in the range of 20 to 80 degree | times, The screw for injection molding as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の射出成形用スクリューと、前記射出成形用スクリューを収容する加熱シリンダと、を有することを特徴とする射出成形機。   An injection molding machine comprising: the injection molding screw according to any one of claims 1 to 4; and a heating cylinder that accommodates the injection molding screw.
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