JP4319480B2 - 逆流防止装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、逆流防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形機は射出装置を有し、該射出装置の加熱シリンダ内にスクリューが回転自在に、かつ、進退自在に配設され、駆動部を駆動することによって前記スクリューを回転させたり、進退させたりすることができるようになっている。そして、計量工程時に、前記駆動部を駆動することによってスクリューを回転させると、ホッパから落下した成形材料としての樹脂が溶融させられてスクリューヘッドの前方に蓄えられ、このとき、前記スクリューは樹脂の圧力によって後退させられる。また、射出工程時に、前記駆動部を駆動することによってスクリューを回転させることなく前進させると、前記スクリューヘッドの前方に蓄えられた樹脂が射出ノズルから射出される。
【０００３】
ところで、射出工程時に、前記スクリューヘッドの前方に蓄えられた樹脂が逆流しないように、逆流防止装置が配設される。
【０００４】
図２は従来の射出装置の要部を示す断面図である。
【０００５】
図において、１１は加熱シリンダであり、該加熱シリンダ１１は、前端（図において左端）に射出ノズル１４を有し、該射出ノズル１４の前端にノズル口１５が形成される。前記加熱シリンダ１１内に、スクリュー１２が回転自在に、かつ、進退（図において左右方向に移動）自在に配設され、図示されない駆動部を駆動することによって前記スクリュー１２を回転させたり、進退させたりすることができるようになっている。
【０００６】
該スクリュー１２は、前記加熱シリンダ１１内において後方（図において右方）に延び、後端（図において右端）において前記駆動部と連結されるとともに、前端にスクリューヘッド１３を有する。また、前記スクリュー１２のメータリング部１８の表面には、螺（ら）旋状のフライト１７が形成され、該フライト１７に沿って溝１６が形成される。
【０００７】
そして、計量工程時に、前記駆動部を駆動することによってスクリュー１２を回転させると、図示されないホッパから落下した図示されないペレット状の樹脂が、加熱シリンダ１１内に進入し、溝１６内を前進（図において左方向に移動）させられ、図示されないヒータによって溶融させられて、スクリューヘッド１３の前方（図において左方）に蓄えられる。このとき、前記スクリュー１２は樹脂の圧力によって後退（図において右方向に移動）させられる。
【０００８】
また、射出工程時に、前記駆動部を駆動することによってスクリュー１２を回転させることなく前進させると、前記スクリューヘッド１３の前方に蓄えられた樹脂が射出ノズル１４から射出され、図示されない金型装置のキャビティ空間に充填（てん）される。
【０００９】
ところで、射出工程時に、前記スクリューヘッド１３の前方に蓄えられた樹脂が逆流しないように、逆流防止装置が配設される。該逆流防止装置は、前記スクリューヘッド１３、環状の逆止リング２１及びシールリング２２を備え、前記スクリューヘッド１３は、前部（図において左部）に円錐（すい）形のヘッド本体部３１を、中央部に小径部３２を、後部（図において右部）に図示されないねじ部を有する。一方、メータリング部１８の前部に前記ねじ部に対応させて図示されないねじ穴が形成される。そして、前記ねじ部とねじ穴とを螺合させ、スクリューヘッド１３をメータリング部１８に捩（ね）じ込むようにしている。
【００１０】
また、前記小径部３２の外周に前記逆止リング２１が配設され、小径部３２と逆止リング２１との間に樹脂流路３５が形成される。そして、前記メータリング部１８の前端に、前記逆止リング２１の後端と接離自在に前記シールリング２２が配設される。
【００１１】
ところで、前記逆止リング２１は、スクリュー１２を回転させたときに連動して回転するように共廻り構造を有する。そのために、前記ヘッド本体部３１の円周方向における複数箇所（本実施の形態においては、２箇所）に所定の深さの、軸方向に延びる流通溝３７が形成され、前記逆止リング２１の前端に、前記流通溝３７と対応させて爪３８が形成される。
【００１２】
したがって、前記計量工程時に、スクリュー１２を回転させると、前記樹脂は、溝１６内を前進させられ、溶融させられて更に前進させられ、逆止リング２１に当たり、樹脂の圧力によって逆止リング２１をスクリュー１２に対して相対的に前方に移動させる。それに伴って、逆止リング２１とシールリング２２との間に間隙（げき）が形成され、樹脂は、間隙を抜け、樹脂流路３５を抜け、更に流通溝３７を抜けてスクリューヘッド１３の前方に蓄えられる。このとき、スクリュー１２は樹脂の圧力によって後退させられる。
【００１３】
また、前記射出工程時に、スクリュー１２を前進させると、前記スクリューヘッド１３の前方に蓄えられた樹脂は射出ノズル１４から射出されるとともに、逆流して後方に移動しようとするが、逆止リング２１が、樹脂の圧力によってスクリュー１２に対して相対的に後方に移動させられ、前記逆止リング２１の後端がシールリング２２に当接してシールを行うので、前記スクリューヘッド１３の前方に蓄えられた樹脂が逆流するのを防止することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【００１４】
【特許文献１】
特開平１１−２９１３０６号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の逆流防止装置においては、樹脂が逆流するのを確実に防止しようとすると、逆止リング２１の外周面と加熱シリンダ１１の内周面との隙間Ｇを小さくすることが考えられる。しかしながら、隙間Ｇを小さくしすぎると、潤滑剤として機能する樹脂が逆止リング２１の外周面と加熱シリンダ１１の内周面との隙間Ｇに進入しなくなり、逆止リング２１が高圧、高温及び高速で加熱シリンダ１１と接触して回転し、かつ、摺（しゅう）動するので、逆止リング２１の外周面及び加熱シリンダ１１の内周面は、高温になって摩擦が発生したり、逆止リング２１と加熱シリンダ１１との間で焼付きが発生したりしてしまう。
【００１６】
そこで、樹脂が進入しやすい程度に隙間Ｇを大きくすることが考えられるが、その場合、逆止リング２１の寸法が長いので、逆止リング２１の外周面と加熱シリンダ１１の内周面との隙間Ｇに樹脂が進入しない。その結果、隙間Ｇ内の樹脂が入れ替わらないので、該樹脂は剪（せん）断力を受けて発熱し、樹脂に焼け、すなわち、樹脂焼けが発生し、成形品の品質が低下してしまう。
【００１７】
また、前記隙間Ｇを更に大きくすることが考えられるが、隙間Ｇが大きくなると、射出工程時に樹脂の逆流が発生し、キャビティ空間への樹脂の充填量にばらつきが発生し、成形品の品質が低下してしまう。
【００１８】
本発明は、前記従来の逆流防止装置の問題点を解決して、成形材料が逆流するのを確実に防止することができ、成形品の品質を向上させることができ、逆止リングの外周面及び加熱シリンダの内周面に摩耗が発生したり、逆止リングと加熱シリンダとの間で焼付きが発生したり、成形材料に焼けが発生したりするのを防止することができる逆流防止装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の逆流防止装置においては、ヘッド本体部及び小径部を備えたスクリューヘッドと、前記小径部の周囲に、前記スクリューヘッドに対して係止させて配設された逆止リングとを有する。
【００２０】
そして、該逆止リングは、軸に対して平行な外周面を備えた平行部、及び軸に対して傾斜した外周面を備えたテーパ部を備える。
また、前記平行部における爪が形成されていない部分の前端から後端までの長さをκとし、前記逆止リングにおける前記爪が形成されていない部分の前端から後端までの長さをＬとしたとき、
κ＝（１／３）Ｌ〜（１／２）Ｌ
とされる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
図１は本発明の実施の形態における射出装置の要部を示す断面図である。
【００２６】
図において、１１はシリンダ部材としての加熱シリンダであり、該加熱シリンダ１１は、前端（図において左端）に図示されない射出ノズルを有し、該射出ノズルの前端にノズル口が形成される。前記加熱シリンダ１１内に、射出部材としてのスクリュー１２が回転自在に、かつ、進退（図において左右方向に移動）自在に配設され、図示されない駆動部を駆動することによって前記スクリュー１２を回転させたり、進退させたりすることができるようになっている。
【００２７】
前記スクリュー１２は、前記加熱シリンダ１１内において後方（図において右方）に延び、後端（図において左端）において前記駆動部と連結されるとともに、前端にスクリューヘッド１３を有する。また、前記スクリュー１２のメータリング部１８の表面には、螺旋状のフライト１７が形成され、該フライト１７に沿って溝１６が形成される。
【００２８】
そして、計量工程時に、前記駆動部を駆動することによってスクリュー１２を回転させると、図示されないホッパから落下した図示されないペレット状の成形材料としての樹脂が、加熱シリンダ１１内に進入し、溝１６内を前進（図において左方向に移動）させられ、図示されないヒータによって溶融させられて、スクリューヘッド１３の前方（図において左方）に蓄えられる。このとき、前記スクリュー１２は樹脂の圧力によって後退（図において右方向に移動）させられる。
【００２９】
また、射出工程時に、前記駆動部を駆動することによってスクリュー１２を回転させることなく前進させると、前記スクリューヘッド１３の前方に蓄えられた樹脂が前記射出ノズルから射出され、図示されない金型装置のキャビティ空間に充填される。
【００３０】
ところで、射出工程時に、前記スクリューヘッド１３の前方に蓄えられた樹脂が逆流しないように、逆流防止装置が配設される。該逆流防止装置は、スクリューヘッド１３、環状の逆止リング５１及びシールリング５２を備え、前記スクリューヘッド１３は、前部（図において左部）に円錐形のヘッド本体部３１を、中央部に小径部３２を、後部（図において右部）に図示されないねじ部を有する。一方、メータリング部１８の前部に前記ねじ部に対応させて図示されないねじ穴が形成される。そして、前記ねじ部とねじ穴とを螺合させ、スクリューヘッド１３をメータリング部１８に捩じ込むようにしている。
【００３１】
また、前記小径部３２の外周に前記逆止リング５１が配設され、小径部３２と逆止リング５１との間に樹脂流路３５が形成される。そして、前記メータリング部１８の前端に、前記逆止リング５１の後端と接離自在に前記シールリング５２が配設される。
【００３２】
ところで、前記逆止リング５１は、スクリュー１２を回転させたときに連動して回転するように共廻り構造を有する。そのために、前記ヘッド本体部３１の円周方向における複数箇所（本実施の形態においては、２箇所）に所定の深さの、軸方向に延びる被係止部としての流通溝３７が形成され、前記逆止リング５１の前端に、前記流通溝３７と対応させて係止部としての爪５４が形成される。
【００３３】
したがって、前記計量工程時に、スクリュー１２を回転させると、樹脂は、溝１６内を前進させられ、溶融させられて更に前進させられ、逆止リング５１に当たり、樹脂の圧力によって逆止リング５１をスクリュー１２に対して相対的に前方に移動させる。それに伴って、逆止リング５１とシールリング５２との間に間隙が形成され、樹脂は、間隙を抜け、樹脂流路３５を抜け、更に流通溝３７を抜けてスクリューヘッド１３の前方に蓄えられる。このとき、前記スクリュー１２は樹脂の圧力によって後退させられる。
【００３４】
また、前記射出工程時に、スクリュー１２を前進させると、前記スクリューヘッド１３の前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズルから射出されるとともに、逆流して後方に移動しようとするが、逆止リング５１が、樹脂の圧力によってスクリュー１２に対して相対的に後方に移動させられ、前記逆止リング５１の後端がシールリング５２に当接してシールを行うので、前記スクリューヘッド１３の前方に蓄えられた樹脂が逆流するのを防止することができる。
【００３５】
ところで、樹脂が逆流するのを確実に防止しようとして、前記逆止リング５１の外周面と加熱シリンダ１１の内周面との隙間を小さくすることが考えられる。しかしながら、隙間を小さくしすぎると、潤滑剤として機能する樹脂が逆止リング５１の外周面と加熱シリンダ１１の内周面との隙間に進入しなくなり、逆止リング５１が高圧、高温及び高速で加熱シリンダ１１と接触して回転し、かつ、摺動するので、逆止リング５１の外周面及び加熱シリンダ１１の内周面は、高温になって摩擦が発生したり、逆止リング５１と加熱シリンダ１１との間で焼付きが発生したりしてしまう。
【００３６】
そこで、樹脂が進入しやすい程度に隙間を大きくすることが考えられるが、その場合、逆止リング５１の寸法が長いので、逆止リング５１の外周面と加熱シリンダ１１の内周面との隙間に樹脂が進入しない。その結果、隙間内の樹脂が入れ替わらないので、該樹脂は剪断力を受けて発熱し、樹脂焼けが発生し、成形品の品質が低下してしまう。
【００３７】
そこで、逆止リング５１において爪５４が形成されていない部分の前端から後端までの長さをＬとしたとき、該長さＬの平行部ＡＲ１を従来の逆止リング２１（図２参照）より短くする。また、爪５４が形成されていない部分の前端から所定の距離κ
κ＝（１／３）Ｌ〜（１／２）Ｌ
にわたる部分を平行部ＡＲ１とし、該平行部ＡＲ１の後端から逆止リング５１の後端までの部分をテーパ部ＡＲ２として設定する。そして、前記平行部ＡＲ１の外周面は、軸方向において一定の径を有し、軸に対して平行な面、すなわち、平行面を構成する。また、前記テーパ部ＡＲ２の外周面は、軸方向における前方ほど径が大きく、後方ほど径が小さくされ、軸に対して一定の傾きで傾斜させられた面、すなわち、テーパ面を構成する。なお、本実施の形態において、該テーパ面は、軸に対して一定の傾きで傾斜させられるが、湾曲させて、前方ほど傾きを小さく、後方ほど傾きを大きくすることもできる。
【００３８】
このように、前記平行部ＡＲ１は、逆止リング５１の全体からみて十分に短くされるので、逆止リング５１の外周面と加熱シリンダ１１の内周面との間隙に進入した樹脂が円滑に入れ替わり、樹脂焼けが発生するのを確実に防止することができる。しかも、平行部ＡＲ１が短くされるので、逆止リング５１の外周面と加熱シリンダ１１の内周面との摺動面積が少なくなり、逆止リング５１の外周面と加熱シリンダ１１の内周面との摩擦による発熱がその分少なくなるとともに、摩擦が発生したり、逆止リング５１と加熱シリンダ１１との間で焼付きが発生したりするのを確実に防止することができる。さらに、逆止リング５１の外周面と加熱シリンダ１１の内周面との間隙に進入した樹脂の潤滑作用によって、逆止リング５１の外周面と加熱シリンダ１１の内周面との摩擦による発熱が一層少なくなるとともに、摩擦が発生したり、逆止リング５１と加熱シリンダ１１との間で焼付きが発生したりするのを一層確実に防止することができる。
【００３９】
また、前記テーパ部ＡＲ２にテーパ面が形成され、軸方向における後方ほど外周面の径が小さくされるので、計量工程時にスクリュー１２を回転させ、それに伴って、スクリュー１２が後退させられるときに、樹脂がテーパ部ＡＲ２と加熱シリンダ１１との間隙に進入しやすくなる。したがって、逆止リング５１と加熱シリンダ１１との間隙に樹脂による被膜が形成されるので、逆止リング５１の外周面及び加熱シリンダ１１の内周面に摩耗が発生したり、逆止リング５１と加熱シリンダ１１との間で焼付きが発生したりするのを一層防止することができるとともに、逆止リング５１の外周面と加熱シリンダ１１の内周面との間隙に進入した樹脂を一層円滑に入れ替えることができる。
【００４０】
そして、前記隙間を大きくする必要がないので、樹脂が逆流するのを確実に防止することができ、キャビティ空間への樹脂の充填量にばらつきが発生することがなく、成形品の品質を向上させることができる。
【００４１】
さらに、前記平行部ＡＲ１において軸に対して平行な面が形成されるので、逆止リング５１が加熱シリンダ１１及びスクリュー１２に対して傾斜することがない。しかも、樹脂がテーパ部ＡＲ２と加熱シリンダ１１との間隙に進入することによって、逆止リング５１は、加熱シリンダ１１の内周面に対して自動的に調心される。このことにより、逆止リング５１と加熱シリンダ１１との間隙が均等化され、逆止リング５１の外周面と加熱シリンダ１１の内周面との摩擦による発熱が一層少なくなるとともに、摩擦が発生したり、逆止リング５１と加熱シリンダ１１との間で焼付きが発生したりするのを一層確実に防止することができる。
【００４２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、逆流防止装置においては、ヘッド本体部及び小径部を備えたスクリューヘッドと、前記小径部の周囲に、前記スクリューヘッドに対して係止させて配設された逆止リングとを有する。
【００４４】
そして、該逆止リングは、軸に対して平行な外周面を備えた平行部、及び軸に対して傾斜した外周面を備えたテーパ部を備える。
また、前記平行部における爪が形成されていない部分の前端から後端までの長さをκとし、前記逆止リングにおける前記爪が形成されていない部分の前端から後端までの長さをＬとしたとき、
κ＝（１／３）Ｌ〜（１／２）Ｌ
とされる。
【００４５】
この場合、平行部は、逆止リングの全体からみて十分に短くされるので、逆止リングの外周面と加熱シリンダの内周面との間隙に進入した成形材料が円滑に入れ替わり、逆止リングの外周面及び加熱シリンダの内周面に摩耗が発生したり、逆止リングと加熱シリンダとの間で焼付きが発生したり、平行部と加熱シリンダとの隙間内で成形材料に焼けが発生したりするのを防止することができる。
【００４６】
そして、前記隙間を大きくする必要がないので、成形材料が逆流するのを確実に防止することができ、キャビティ空間への成形材料の充填量にばらつきが発生することがなく、成形品の品質を向上させることができる。
【００４７】
さらに、前記平行部において軸に対して平行な面が形成されるので、逆止リングが加熱シリンダ及びスクリューに対して傾斜することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における射出装置の要部を示す断面図である。
【図２】従来の射出装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１３ スクリューヘッド
３１ ヘッド本体部
３２ 小径部
５１ 逆止リング
５２ シールリング
ＡＲ１ 平行部
ＡＲ２ テーパ部

Claims (3)

1. （ａ）ヘッド本体部及び小径部を備えたスクリューヘッドと、
   （ｂ）前記小径部の周囲に、前記スクリューヘッドに対して係止させて配設された逆止リングとを有するとともに、
   （ｃ）該逆止リングは、軸に対して平行な外周面を備えた平行部、及び軸に対して傾斜した外周面を備えたテーパ部を備え、
   （ｄ）前記平行部における爪が形成されていない部分の前端から後端までの長さをκとし、前記逆止リングにおける前記爪が形成されていない部分の前端から後端までの長さをＬとしたとき、
   κ＝（１／３）Ｌ〜（１／２）Ｌ
   とされることを特徴とする逆流防止装置。
2. 前記テーパ部の外周面は、軸に対して一定の傾きで傾斜させられる請求項１に記載の逆流防止装置。
3. 前記テーパ部の外周面は、湾曲させられ、前方ほど傾きが小さく、後方ほど傾きが大きくされる請求項１に記載の逆流防止装置。

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