JP3709988B2

JP3709988B2 - 射出装置の加熱筒冷却装置

Info

Publication number: JP3709988B2
Application number: JP2002087001A
Authority: JP
Inventors: 吉人宮本
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2022-03-26
Also published as: JP2003276068A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加熱筒冷却装置の簡易化技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加熱筒内にスクリューを回転自在に且つ前後進可能に挿入し、スクリューを所定方向に回しながら樹脂原料を加熱筒の先端に送るところの可塑化・計量工程を行う射出装置は広く普及している。原料の可塑化を促すために、加熱筒で原料を加熱し、加熱筒は先端を高温、後端を低温にするごとく原料の移動方向に温度勾配を設けることが一般に行われている。
【０００３】
しかし、加熱筒の熱が、加熱筒以外の部品、例えば射出シリンダに伝わることは射出シリンダのパッキン類の寿命を縮めるなどして、望ましくない。そこで、例えば▲１▼特開平２−５５１６号公報「射出成形機の射出装置」（以下、▲１▼の従来発明と記す。）の様な断熱構造が必要となる。
【０００４】
上記▲１▼の従来発明の公報第３図において、加熱シリンダ２から射出シリンダ３への伝熱を阻止するために両者の間に空間部４を設け、この空間部４で熱遮断するという構造が示されている。また、図中、符号１５は冷却水通路と思われる。
【０００５】
また、特に縦型射出装置（加熱筒の先端を下、加熱筒の後端を上位に配置した射出装置）では、熱及び熱気が上に向うという伝熱法則により、加熱筒の後端が低温にならぬことがある。そこで、例えば▲２▼実公平２−４３７０２公報「射出装置の加熱シリンダ」（以下、▲２▼の従来発明と記す。）の第１図に示される通り、加熱シリンダ１の後部１ａを取巻くように複数の冷却水路１２を設け、これらの冷却水路１２に冷却水を通すことで加熱シリンダ１の後部１ａを低温化するという構造が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記▲１▼の従来発明では、加熱シリンダ（加熱筒）は上述したとおりに、先端を高温にし、後端を低温にする必要がある。縦型射出装置を考えた場合、先端が下位、後端が上位にあり、熱が上へ伝わりやすいと言う伝熱法則から、後端が目標とする温度よりも高くなることがある。
【０００７】
これを解決するために、▲１▼の従来発明の公報第３図の符号１５に冷却水を供給するが、空間部４が存在し、この空間部４が断熱作用を発揮するため、加熱シリンダ２の後端を冷却水で冷却することはできない。
【０００８】
そこで、本発明の第１の目的は、断熱の為の空間部を備えた射出装置においても、加熱筒の後部を効果的に冷却することのできる技術を提供することにある。
【０００９】
また、上記▲２▼の従来発明の公報によれば、冷却水路１２は材料供給部７に開けられており、第１図によれば材料供給部７は鋳鉄などのブロックであるため、冷却水路１２を開けるには、高度な鋳造技術又は加工（穿孔）技術が必要となり、射出装置のコストアップに繋がる。そして、冷却水通路１２を設けるには材料供給部７を大径にする必要がある。
【００１０】
さらには、冷却水路１２が水あかやごみで詰った場合には、掃除や再穿孔を施さなければならないが、上記公報の冷却水路１２では掃除や再穿孔が面倒であり、掃除作業中や再穿孔作業中は射出作業を中断しなければならないので、生産効率が低下する。
【００１１】
そこで、本発明の第２の目的は、生産性を高めることができると共に材料供給部が小型で低コストで製造することのできる技術を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記要望に応えるために請求項１は、加熱手段を備えると共に後端又は後部にフランジを備えた加熱筒に、回転自在に且つ前後進可能にスクリューを挿入し、材料供給孔を備える加熱筒支持ブロックの前面にフランジを固定することにより、加熱筒支持ブロックに加熱筒を取付けた射出装置において、加熱手段は加熱筒のフランジを除く部位に備え、フランジは複数個のボルト穴を備え、これらのボルト穴に挿通する複数のボルトで加熱筒支持ブロックの前面に固定し、フランジの外周面を冷却部材で囲い、この冷却部材の内部通路に冷媒を流すことで、加熱筒を強制的に冷却することができるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
フランジの２つの側面のうち、一方は加熱筒支持ブロックに当て、他方はボルト取付け面になるため、フランジの両側面は他の目的には使用し難い。そこで、請求項１では、フランジの外周面を使用する。すなわち、フランジの外周面に冷却部材を当て、この冷却部材でフランジを冷却し、加熱筒を強制冷却する。
請求項１によれば、断熱のための空間部を備える射出装置においても、加熱筒の後部を冷却することができる。
【００１４】
請求項１では、加熱筒支持ブロック（材料供給部に相当）に、別体の冷却部材を後付けするので、加熱筒支持ブロック自体には冷却水路を設ける必要が無く、加熱筒支持ブロックの小型化且つ低コスト化を容易に図ることができる。
【００１５】
請求項２では、冷却部材は、フランジから径外方へ取外すことができるように、複数個の分割体で構成したことを特徴とする。
【００１６】
冷媒通路が詰るなどの不都合が発生すれば、冷却部材をフランジから外して、新しい冷却部材に交換することができ、生産中断時間を短縮することができ、生産性を高めることができる。
【００１７】
請求項３では、冷却部材は、銅板で構成した中空体であることを特徴とする。
【００１８】
普通に構造物に使用される鋼の熱伝導率は約５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。これに対して純銅の熱伝導率は３８６Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。この様な高い熱伝導率の銅板を使用することにより、フランジから盛んに熱を奪うことができ、加熱筒後端若しくは後部を効率よく冷却することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る冷却部材の斜視図であり、冷却部材１０は、中空体で且つ分割体である中空分割体１１Ａ（同一要素の符号にＡ，Ｂを添えて区別する。）と中空分割体１１Ｂとを組合わせてなる。
【００２０】
中空分割体１１Ａは、後述する加熱筒の後端に設けたフランジの幅に対応する幅の銅製帯板を加熱筒の後端のフランジ径に対応する径で半円弧状に曲げた内面板１２Ａと、この内面板１２Ａから所定の間隔ｔをおいて設けた外面板１３Ａと、これらの内面板１２Ａ及び外面板１３Ａに渡した一対の側部１４Ａと、外面板１３Ａの両端に固定したアングル１５Ａ，１５Ａと、これらのアングル１５Ａ，１５Ａに干渉しない位置に取付けた入口ソケット１７Ａ及び出口ソケット１８Ａとからなる。他方の中空分割体１１Ｂも同構成であり、符号にＢを添えることにより構造説明を省略する。
【００２１】
以上の中空分割体１１Ａ，１１Ｂ同士をボルト２１，２１、ナット２２，２２で一体化することで１個の円環を形成する。ナット２２，２２はアングル１５Ｂ，１５Ｂに溶接止めしたウエルドナットにすれば、ナット紛失の虞れが無く、ボルト２１，２１の着脱作業も楽になる。
【００２２】
以上の構成の中空分割体１１Ａ，１１Ｂは全てを銅製か若しくはソケット１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ、アングル１５Ａ，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｂ及びボルト・ナット２１，２１，２２，２２を除き、内面板１２Ａ，１２Ｂ、外面板１３Ａ，１３Ｂ及び側部１４Ａ，１４Ｂを銅製とすることが伝熱上好ましい。
【００２３】
図２（ａ），（ｂ）は本発明に係る中空分割体の取付け要領図である。
（ａ）において、本発明で対象とする射出装置３０は、ヒータなどの加熱手段３１，３２，３３を備えると共に後端又は後部にフランジ３４を備えた加熱筒３５に、回転自在に且つ前後進可能にスクリュー３６を挿入し、材料供給孔３７を備える加熱筒支持ブロック３８の前面にフランジ３４をボルト３９，３９にて固定することにより、加熱筒支持ブロック３８に加熱筒３５を取付けた標準的射出装置である。なお、加熱筒３５から加熱筒支持ブロック３８側へ伝わる熱を遮断するための設ける空間部は図示を省略した。
【００２４】
（ｂ）は、フランジ３４に冷却部材１０を取付けた後の射出装置３０を示す。フランジ３４に対する冷却部材１０の取付け要領詳細を次図で説明する。
【００２５】
図３は図２（ｂ）の３−３線断面図であり、左右から中空分割体１１Ａ，１１Ｂを矢印▲１▼，▲２▼のごとくフランジ３４に添わせ、アングル１５Ａ，１５Ｂ同士をボルト・ナット２１，２２で接近させることにより、内面板１２Ａ，１２Ｂをフランジ３４の外周面に密着させる。
【００２６】
取付けが終わったら、一方の入口ソケット１７Ａから矢印▲３▼のごとく冷媒を供給すれば、冷媒は矢印▲４▼のように中空分割体１１Ａの内部通路２３Ａを通過し、出口ソケット１８Ａから流出する。これをホース２４で他方の入口ソケット１７Ｂへ導き（矢印▲５▼）、入口ソケット１７Ｂから冷媒を供給すれば、冷媒は矢印▲６▼のように中空分割体１１Ｂの内部通路２３Ｂを通過し、矢印▲７▼のごとく出口ソケット１８Ｂから流出する。内面板１２Ａ，１２Ｂを介して冷媒でフランジ３４を冷却することができる。
【００２７】
すなわち、本発明の射出装置の加熱筒冷却装置４０は、フランジ３４の外周面を冷却部材１０で囲い、これの内部通路２３Ａ，２３Ｂに冷媒を流すことで、加熱筒を強制的に冷却することができるようにしたことを特徴とする。
【００２８】
図２（ｂ）に戻って、フランジ３４を冷却すれば、加熱筒３５の後端又は後部を自在に低温にすることができ、ヒータ３３の熱が加熱支持ブロック３８へ伝わることを防止若しくは抑制することができる。
【００２９】
なお、図３において、冷却部材１０は、非分割の１個の中空環状体であってもよい。この場合は、アングル１５Ａ，１５Ｂが不要になるなどして構造が単純になる。しかし、図面表裏方向への移動作業によってフランジ３４を着脱することになるので、冷却部材の着脱作業が実施例よりは面倒になる。
【００３０】
すなわち、構造は複雑になるが着脱性を高めるには、冷却部材１０を実施例の様に２分割構成にするか、若しくは３分割以上の多分割構造にする。そうすれば、矢印▲１▼，▲２▼のごとく簡単に冷却部材１０をフランジ３４に取付けることができるからである。
【００３１】
さらに、図２（ａ），（ｂ）から明らかなように、加熱筒支持ブロック３８自体に冷却水路（内蔵冷却水路）を設ける必要がないため、射出装置３０自体のコストアップを抑えることができる。
加えて、図３から明らかなように、万一、中空分割体１１Ａ又は１１Ｂに、冷媒洩れや目詰りなどの不都合が発生したときには、中空分割体１１Ａ又は１１Ｂを新品に交換するだけで済むため、トラブル発生に伴なう生産中止時間を短縮することができる。
【００３２】
尚、冷媒は水、空気、油、窒素ガスなど通常に使用されている液体、気体の何れでも良い。
また、請求項１，２では冷却部材の材質は、鋼（含むステンレス鋼）製やアルミニウム合金製であってもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、フランジの外周面に冷却部材を当て、この冷却部材でフランジを冷却し、加熱筒を強制冷却する。すなわち、加熱筒支持ブロックに、別体の冷却部材を後付けするので、加熱筒支持ブロック自体には冷却水路を設ける必要が無く、加熱筒支持ブロックの小型化且つ低コスト化を容易に図ることができる。
【００３４】
そして、請求項１によれば断熱のための空間部を加熱筒後端に備える射出装置においても、加熱筒の後部を冷却することができる。
【００３５】
請求項２では、冷却部材は、フランジから径外方へ取外すことができるように、複数個の分割体で構成したことを特徴とする。冷媒通路が詰るなどの不都合が発生すれば、冷却部材をフランジから外して、新しい冷却部材に交換することができ、生産中断時間を短縮することができ、生産性を高めることができる。
【００３６】
請求項３では、冷却部材は、銅板で構成した中空体であることを特徴とし、高い熱伝導率の銅板を使用することにより、フランジから盛んに熱を奪うことができ、加熱筒後端若しくは後部を効率よく冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る冷却部材の斜視図
【図２】本発明に係る中空分割体の取付け要領図
【図３】図２（ｂ）の３−３線断面図
【符号の説明】
１０…冷却部材、１１Ａ，１１Ｂ…中空体並びに分割体としての中空分割体、１２Ａ，１２Ｂ…内面板、１７Ａ，１７Ｂ…入口ソケット、１８Ａ，１８Ｂ…出口ソケット、２３Ａ，２３Ｂ…内部通路、３０…射出装置、３１，３２，３３…加熱手段、３４…フランジ、３５…加熱筒、３６…スクリュー、３７…材料供給孔、３８…加熱筒支持ブロック、４０…加熱筒冷却装置。

Claims

加熱手段を備えると共に後端又は後部にフランジを備えた加熱筒に、回転自在に且つ前後進可能にスクリューを挿入し、材料供給孔を備える加熱筒支持ブロックの前面に前記フランジを固定することにより、加熱筒支持ブロックに加熱筒を取付けた射出装置において、
前記加熱手段は加熱筒の前記フランジを除く部位に備え、前記フランジは複数個のボルト穴を備え、これらのボルト穴に挿通する複数のボルトで加熱筒支持ブロックの前面に固定し、
前記フランジの外周面を冷却部材で囲い、この冷却部材の内部通路に冷媒を流すことで、加熱筒を強制的に冷却することができるようにしたことを特徴とする射出装置の加熱筒冷却装置。
前記冷却部材は、フランジから径外方へ取外すことができるように、複数個の分割体で構成したことを特徴とする請求項１記載の射出装置の加熱筒冷却装置。
前記冷却部材は、銅板で構成した中空体であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の射出装置の加熱筒冷却装置。