JP3474328B2 - 射出成形用スクリュー - Google Patents

射出成形用スクリュー

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    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/47Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using screws
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂射出成形
用のスクリューに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、射出成形機のスクリュー部の構造
は、例えば図5に示すものでは、シリンダ50内に装入
されるスクリュー51及びその先端にねじ止めされたス
クリューヘッド52を有し、そのスクリューヘッド52
の基部には逆流防止弁53が嵌合されている。この逆流
防止弁53は突起部53aを有し、この突起部53aは
スクリュー軸方向と平行に形成された溝54と係合する
ように構成されている。従ってスクリューヘッド52と
逆流防止弁53は連動して回転する。上記逆流防止弁5
3は、樹脂の計量時には前進して樹脂流路を形成する
が、射出時には後退して樹脂流路を閉鎖するよう機能す
るものである。
【0003】また、図6に示すものでは、スクリューヘ
ッド55に逆流防止弁56が係止されておらず、この構
成では、逆流防止弁56がスクリューヘッド55の回転
に拘束されず自由である。
【0004】上記図5及び図6に示したスクリューヘッ
ド52,55に形成されている溝54,57は、スクリ
ュー軸と平行に配置されて樹脂流路を構成するが、特殊
なものとして、樹脂流路となる溝を逆流防止弁の前端面
に放射状に形成したものも知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5ま
たは図6の構成においては、スクリューヘッドと逆流防
止弁との接触面F,Gは、スクリュー軸に対して直交す
るかまたはスクリュー軸に対して傾斜しているものであ
り、いずれの構成においてもそれら接触面F,Gにおけ
るスクリュー中心寄りの部分には逆流防止弁と接触しな
い部分が残されてしまうことになる。従って、その逆流
防止弁が接触しない部分に樹脂が滞留してしまうという
問題があった。
【0006】また、射出成形作業においては、樹脂の色
替え,樹脂替え等の操作が頻繁に行われることが想定さ
れるため、スクリューヘッド及び逆流防止弁各部に残留
した先の工程の樹脂は、切り替えられた次の工程の樹脂
によって速やかに全量排出されなければならない。とこ
ろが、樹脂はスクリューの回転に伴って吐出側へ送られ
るため、結果としてスクリューに対しては螺旋状に流れ
ることになり、図5または図6に示したようにスクリュ
ー軸に対して平行に溝が配置されているスクリューヘッ
ドでは、樹脂の回転方向に対して逆方向に位置する溝壁
面には樹脂が滞留しやすくなり、それにより樹脂の排出
が円滑に行われないという問題もあった。なお、上記溝
における樹脂の滞留防止を図るため、図7に示すように
スクリュー軸方向に対して交差する方向に溝58を傾斜
配置したものも知られているが、上記したように、逆流
防止弁59が接触することのない接触面の内側寄り部分
60についてはやはり樹脂の滞留が避けられなかった。
【0007】このようにスクリューヘッドの溝内に滞留
した樹脂は、熱分解によって炭化すると不規則に剥離し
て成形品中に異物として混入し、トラブルを引き起こし
ていた。特に食品容器、医療用器具、光学部品ではこの
ような混入は許されないため、射出成形用スクリューの
改良が望まれていた。
【0008】本発明は以上のような従来の射出成形用ス
クリューの課題を考慮してなされたものであり、スクリ
ューヘッドの樹脂流路内に樹脂を滞留させることなく確
実に排出することができる射出成形用スクリューを提供
することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、スクリューヘ
ッドの基部に筒状の逆流防止弁を備え、スクリューヘッ
ドにおける円錐形先端部外面に、スクリュー溝のねじれ
方向と同一方向の螺旋状の溝またはスクリュー軸方向と
交差する方向に直線溝を複数形成して前記スクリューヘ
ッド基部外周面と前記逆流防止弁内周面との間の樹脂流
路と連通させてなる射出成形機用のスクリューにおい
て、溝を仕切っている凸条の後端部が、スクリュー軸と
直交する方向に立ち上げられ逆流防止弁が回転する際に
その前側端面と接触する接触面と、樹脂が滞留しないよ
うに接触面から逆流防止弁の内周面に沿って鉤状に延出
される延出部と、この延出部の後部とスクリューヘッド
基部外周面とを傾斜面で連絡する傾斜部と、から構成さ
れている射出成形用スクリューである。
【0010】本発明において、延出部の延出長さをL、
逆流防止弁の作動時の移動距離をS とするとき、L≧S
の関係を有することが好ましい。本発明において、スク
リューヘッド及び逆流防止弁はCr,Ni,NiP,T
iN,TiC,CrN,AlTiN等の硬質被膜を形成
することが好ましい。
【0011】本発明では、スクリューの回転に伴ってシ
リンダ内の可塑化された樹脂はスクリューヘッドの円錐
形先端部外面に複数形成されている例えば螺旋状の溝を
通じてノズル部の吐出孔から吐出され、且つ螺旋状の溝
を仕切っている凸条の後端部については、逆流防止弁の
前側端面と接触することにより凸条の後端部に樹脂が残
らずに排除され、それにより樹脂流路に樹脂が滞留せず
完全に排出することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施例に基づ
いて本発明を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施
例を示すスクリューの構成図であり、図2は図1のA部
拡大図である。両図に示すスクリューは、樹脂材料を可
塑化し、金型キャビティに射出し充填する機能を有し、
図示しないシリンダ内に収納されている。
【0013】スクリュー1は、図示しないホッパー下部
からシリンダ中央部まで樹脂を移送する供給部と、樹脂
を圧縮して混練する圧縮部と、スクリュー先端部であっ
て完全に可塑化された樹脂を計量する計量部からなり、
このスクリュー先端部にはリング状の逆流防止弁2が嵌
合されている。この逆流防止弁2は精密な射出制御に欠
かせない部品であり、可塑化計量時には前進して流路を
形成し、射出時には後退して樹脂流路を閉鎖するように
なっている。
【0014】本実施例における射出成形用スクリュー
は、スクリューヘッド3における円錐形先端部外面に、
スクリュー溝のねじれ方向と同一方向の螺旋状の溝4が
複数形成されており、この溝4はスクリューヘッド基部
外周面3aと逆流防止弁2の内周面2aとの間に形成さ
れる樹脂流路5と連通している。また、上記溝4を仕切
っている凸条6の後端部6a全体は、逆流防止弁2の前
側端面2bと接触するように配置されており、それによ
り、逆流防止弁2が回転すると、後端部6aに滞留しよ
うとする樹脂が取り除かれるようになっている。なお、
スクリューヘッド3の基部に逆流防止弁2を嵌めた後、
スクリューヘッド3後端の雄ねじをスクリュー1の雌ね
じに螺合することにより、各部品が一体化される。
【0015】以下、各部の構成について詳しく説明す
る。図2において、凸条6の後端部6aには、スクリュ
ー軸と直交する方向に立ち上がり、逆流防止弁2の前側
端面2bと接触し得る接触面6bが形成されており、こ
の接触面6bからは、長さLについて鈎状に延出する部
分が形成され、この延出部分6cからさらに傾斜面6d
が形成されてスクリューヘッド基部外周面3aと連続し
ている。上記延出部分6cと逆流防止弁2との隙間ΔR
は、できるかぎり小さくすることが好ましく、スクリュ
ー1とシリンダ内面Iとの間のクリアランスよりも小さ
くする。それにより、逆流防止弁2の円滑なシフト動作
と樹脂の滞留防止が図れる。また、上記傾斜面6dの傾
斜角αは30゜以下にすることが好ましく、上記長さL
はL≧Sとすることが好ましい(ただし、Sは逆流防止
弁の作動時の移動距離を示す)。
【0016】また、スクリューヘッド3及び逆流防止弁
2は、Cr,Ni,NiP,TiN,TiC,CrN,
AlTiN等の硬質被膜を形成することが好ましく、そ
れにより樹脂の流動抵抗を減少させることができ、樹脂
の滞留をより効果的に解消することができる。例えばT
iNコーティングをスクリュー及びその先端部品に実施
することは従来から知られているが、図2に示す構成か
らなるスクリューヘッド3及び逆流防止弁2にTiNコ
ーティングを施したものは、樹脂の滞留防止効果と、樹
脂に対する摩擦計数の低減効果が相乗され、極めて円滑
な樹脂の排出が得られる。表1は、金属表面のみ、及び
TiNコーティングを施した金属表面に対する各種樹脂
の動摩擦係数を参考として示したものである。
【0017】
【表1】
【0018】上記構成を有する本実施例の動作を以下に
説明する。スクリュー1が回転すると、シリンダ内の可
塑化された樹脂は、スクリュー1の送り作用によって供
給領域→圧縮領域→計量領域へと移動してスクリューヘ
ッド3に送られる。次いで計量時においては、移動する
樹脂によって逆流防止弁2はスクリューヘッド3側に押
され、スクリューヘッド3の円錐形先端部外面に複数形
成されている螺旋状の溝を通じてシリンダ前方部に供給
され計量される。
【0019】螺旋状の溝4を仕切っている凸条6の後端
部については、逆流防止弁2の前側端面2bがその凸条
後端部の接触面6bと接触し、その接触面6bで滑り運
動を生じるため、凸条後端部6bに滞留しようとする樹
脂は逆流防止弁2の回転によって掻き落とされる。従っ
て、樹脂は樹脂流路に滞留せず完全に排出することがで
きる。次に射出動作に移ると、逆流防止弁2は押し金7
方向にシフトし、計量した樹脂がスクリュー1側へ戻る
ことを防止する。即ち、バルブ作用として働く。
【0020】図3は本発明の他の実施例を示すものであ
る。なお、図2と同じ構成要素については同一符号を付
してその説明を省略する。同図に示す凸条後端部は、接
触面6bから長さLについて鈎状に延出する部分が形成
され、この延出部分6cからさらに円弧状面6eが形成
されてスクリューヘッド基部外周面3aと連続するよう
に構成されている。
【0021】図4は本発明のさらに他の実施例を示した
ものである。同図に示す凸条後端部は、接触面6bから
長さLについて鈎状に延出する部分が形成され、この延
出部分6cから第一の円弧状面6fが形成され、さらに
この円弧状面6fと連続して第二の円弧状面6gが形成
されてスクリューヘッド基部外周面3aと連続するよう
に構成されている。即ち、延出部分6cは波状を形成し
てスクリューヘッド基部外周面3aと連続している。
【0022】従来構成のスクリューでは製品中に異物が
混入するトラブルを防止するため2〜3日毎にスクリュ
ーヘッド及び逆流防止弁の清掃を行わなければならなか
ったが、本実施例の構成では、清掃を行わず1カ月以上
の連続運転が可能となった。なお、上記実施例ではスク
リューヘッドにおける円錐形先端部に螺旋状の溝を形成
した構成を示したが、溝の形状はこれに限らず、スクリ
ュー軸方向に対して所定の交差角度を有する直線溝で構
成することもできる。ただし、この場合であっても溝の
傾き方向はスクリュー溝のねじれ方向と同一にする必要
がある。
【0023】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば、スクリューヘッドの樹脂流路内に樹脂
を滞留させることなく確実に排出することができる。ま
た、スクリューヘッドの凸条後端部から延出部分を形成
し、スクリュー基部内面となだらかに連続させたため、
樹脂流路における樹脂の流れが円滑になり、樹脂の滞留
防止を助成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成を示す一部切欠きを有す
る説明図である。
【図2】同実施例の要部拡大図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す図2相当図である。
【図4】本発明のさらに他の実施例を示す図2相当図で
ある。
【図5】従来例の構成を示す断面図である。
【図6】従来例の構成を示す断面図である。
【図7】従来例の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 スクリュー 2 逆流防止弁 3 スクリューヘッド 4 溝 5 樹脂流路 6 凸条 7 押し金
フロントページの続き (72)発明者 吉田 敏寛 愛知県小牧市大字下末字流180番地 日 本クラウンコルク株式会社 小牧事業所 内 (56)参考文献 特開 平5−269810(JP,A) 特開 平3−106628(JP,A) 特開 平3−65321(JP,A) 特開 昭62−30016(JP,A) 実開 平1−122915(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 45/52 B29C 45/60

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スクリューヘッドの基部に筒状の逆流防
    止弁を備え、スクリューヘッドにおける円錐形先端部外
    面に、スクリュー溝のねじれ方向と同一方向の螺旋状の
    溝またはスクリュー軸方向と交差する方向に直線溝を複
    数形成して前記スクリューヘッド基部外周面と前記逆流
    防止弁内周面との間の樹脂流路と連通させてなる射出成
    形機用のスクリューにおいて、前記溝を仕切っている凸条の後端部が、前記スクリュー
    軸と直交する方向に立ち上げられ逆流防止弁が回転する
    際にその前側端面と接触する接触面と、樹脂が滞留しな
    いように前記接触面から前記逆流防止弁の内周面に沿っ
    て鉤状に延出される延出部と、この延出部の後部と前記
    スクリューヘッド基部外周面とを傾斜面で連絡する傾斜
    部と、から構成されている ことを特徴とする射出成形用
    スクリュー。
  2. 【請求項2】 前記延出部の延出長さをL、前記逆流防
    止弁の作動時の移動距離をSとするとき、L≧Sの関係
    を有する請求項1記載の射出成形用スクリュー。
  3. 【請求項3】 前記スクリューヘッド及び前記逆流防止
    弁はCr,Ni,NiP,TiN,TiC,CrN,A
    lTiN等の硬質被膜が形成されたものである請求項1
    または2に記載の射出成形用スクリュー。
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