JP4369396B2

JP4369396B2 - プリプラ式射出装置

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Publication number: JP4369396B2
Application number: JP2005135434A
Authority: JP
Inventors: 直史助田
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2005-05-06
Filing date: 2005-05-06
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2025-05-06
Also published as: JP2006312259A

Description

本発明は射出成形機の射出装置に係り、特に可塑化装置から供給される溶融樹脂をプランジャにより押し出して射出するプリプラ式射出装置に関する。

射出成形機の射出装置には、大きく分けてインライン式射出装置と、プリプラ（プリ・プラスティサイザ）式射出装置がある。インライン式射出装置では、スクリュを回転して樹脂を溶融しながらスクリュの前側に溶融樹脂を溜め、スクリュを前進することに溶融樹脂を射出する。プリプラ式射出装置では、樹脂を溶融する可塑化装置と、溶融樹脂を射出する射出装置とが独立して設けられており、可塑化装置で溶融した樹脂は射出装置の射出室に供給され、射出室に設けられたプランジャを前進することにより、溶融樹脂は射出される。プリプラ式射出装置は、インライン式射出装置に較べて、樹脂の安定した可塑化や射出ができるという利点がある。

ところが、プリプラ式射出装置では、溶融した樹脂を射出装置のプランジャの前側の射出室に供給するための溶融樹脂通路が必要となる。溶融樹脂通路は、樹脂が溶融した状態を維持するために加熱しておく必要があり、溶融樹脂通路の周囲には加熱用ヒータが設けられる。したがって、溶融樹脂通路が長いと、樹脂が滞留し余分な熱履歴を与えてしまう。また、加熱用ヒータを設ける部分も大きくなり、装置全体が大型化してしまう。

そこで、溶融樹脂通路を極力短くするために、射出装置のプランジャに対して中心軸が垂直となるように可塑化装置を設け、可塑化装置のノズル（溶融樹脂が吐出される部分）を極力プランジャに近接させ、且つノズルに対向するプランジャの外周部分に平面部を設けてプランジャの平面部とシリンダの外壁との間の空間を溶融樹脂通路とする構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、溶融樹脂通路を極力短くするために、射出装置のプランジャに対して中心軸が垂直となるように可塑化装置を設け、可塑化装置のノズル（溶融樹脂が吐出される部分）を極力プランジャに近接させ、且つプランジャに長溝を設けて長溝とプランジャの前端とを接続する樹脂通路をプランジャ内に設けることで、ノズルからの溶融樹脂を長溝と樹脂通路とを介して溶融樹脂をプランジャの前側の射出室に導く構成が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開昭６２−２６１４１７号公報特開平１１−１０５０８８号公報

上述の特許文献１記載の射出装置では、プランジャの外周部に平面部を設けることにより樹脂通路を形成するため、平面部に溶融樹脂の射出圧力が加わる。平面部はプランジャの片側に設けられているため、プランジャは平面部と反対側のシリンダ壁に対して押圧されることとなり、平面部の反対側のプランジャの外面や、プランジャを収容するシリンダの内面に局部的に大きな摩耗が発生するおそれがある。

上述の特許文献２記載の射出装置では、プランジャに長溝を形成するため、溶融樹脂の射出圧力に起因してプランジャに加わる中心軸と垂直な方向の荷重は、特許文献１に示す平面部を設けた場合よりは低減される。しかし、長溝とプランジャの前端面とを接続する接続通路をプランジャの内部に形成する必要があり、プランジャの加工が複雑となる。また、溶融樹脂通路を遮断して溶融樹脂が可塑化装置側に逆流しないように、逆支弁あるいは閉止弁を溶融樹脂通路の途中などに設ける必要がある。このため、逆支弁あるいは閉止弁を設ける部分を確保する必要があり、この分、装置が大型となるという問題がある。

本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、プランジャに印加される軸に垂直な方向の荷重を低減すると共に、逆支弁や閉止弁を用いずに溶融樹脂の逆流を防止しながら溶融樹脂を射出することのできるプリプラ式射出装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明によれば、樹脂原料をスクリュにより可塑化して溶融樹脂を吐出する可塑化装置と、可塑化装置から供給される溶融樹脂をプランジャにより押し出して射出する射出装置とを独立に有するプリプラ式射出装置であって、前記プランジャの外周面に対向するように配置され、前記プランジャの外周面に対向するように配置され、前記可塑化装置からの溶融樹脂を前記射出装置に供給するための樹脂流入孔と、前記プランジャの外周面に形成され、前記プランジャの長手方向に延在する溝部とを有し、前記溝部は前記プランジャの先端面まで延在して該先端面において開口し、前記プランジャは、前記溝部が前記可塑化装置の樹脂流入孔に面する位置と、該樹脂流入孔から外れた位置との間で回動可能であることを特徴とするプリプラ式射出装置が提供される。

上述の本発明によるプリプラ式射出装置において、前記プランジャの直径をＬ０とし、前記溝部の断面における開口寸法をＬ１としたとき、Ｌ０及びＬ１はＬ１／Ｌ０≦０．８を満足することが好ましい。また、前記可塑化装置において溶融樹脂の流れる通路の断面積をＡ０とし、前記樹脂流入孔の断面積をＡ１としたとき、Ａ０及びＡ１とはＡ１／Ａ０≧０．２１を満足することが好ましい。さらに、前記可塑化装置において溶融樹脂の流れる通路の断面積をＡ０とし、前記溝部の断面積をＡ２としたとき、Ａ０及びＡ２とはＡ２／Ａ０≧０．２１を満足することが好ましい。

上述の本発明によるプリプラ式射出装置において、前記プランジャの回転位置を検出して検出信号を出力する検出器をさらに有し、該検出器からの検出信号に基づいて前記可塑化装置の前記スクリュの作動を制御することとしてもよい。また、前記検出器は近接スイッチであり、該近接スイッチに近接して作動させる部材は前記プランジャと共に回転する回転部材に取り付けられ、該近接スイッチは該回転部材の周囲に配置され、該近接スイッチを作動させる部材は、前記プランジャの前記溝部が所定の位置に達する時点より所定時間前に作動するような位置に配置されることとしてもよい。

以上の如く、本発明によればプランジャに形成された溝部を溶融樹脂供給通路とするため、溶融樹脂供給通路を別個に設ける必要はなく、溶融樹脂供給通路を短くすることができる。また、プランジャの直径に対する溝部の開口寸法の比率を０．８以下とすることで、溶融樹脂の圧力により発生するプランジャへの横方向の荷重をある程度抑えることができ、プランジャ及びシリンダの偏摩耗を抑制することができる。

また、プランジャの回転位置を検出する検出器を設けることで、可塑化装置のスクリュの回転開始時期をプランジャの回転位置に基づいて制御することができ、適切なタイミングでスクリュの作動を開始して、効率的な射出動作を行なうことができる。

本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら以下に説明する。

図１は本発明の一実施の形態によるプリプラ式射出装置の可塑化装置を示す断面図であり、図２は本発明の一実施の形態によるプリプラ式射出装置の射出装置を示す断面図である。図１に示す可塑化装置１０と図２に示す射出装置３０とにより本発明の一実施の形態によるプリプラ式射出装置が構成される。

図１に示す可塑化装置１０は、樹脂ペレットを溶融して射出装置３０に供給するための装置である。可塑化装置１０は、可塑化シリンダ１２と、可塑化シリンダ１２内に設けられたスクリュ１４と、スクリュ１４を回転駆動する計量モータ１６と、計量モータ１６の回転量を検出するためのエンコーダ１８とを有する。

可塑化シリンダ１２の計量モータ１６側には、樹脂ペレット等の樹脂原料を可塑化シリンダ１２内のスクリュ１４に供給するためにホッパ口２０が設けられる。また、可塑化シリンダ１２の周囲には、シリンダ加熱用ヒータ２２が巻回される。

計量モータ１６によりスクリュ１４が回転されると、ホッパ口２０から供給された樹脂ペレットはスクリュ１４により前方（図中右側）に送り込まれる。この際、樹脂ペレットはスクリュ１４と可塑化シリンダ１２の内壁との間で圧縮され、そのせん断熱とシリンダ加熱用ヒータ２２から供給される熱とにより溶融される。そして溶融樹脂はスクリュ１４の先端に送り込まれる。

スクリュ１４の先端は、後述する射出装置３０のプランジャ用シリンダ３２に形成されたスクリュノズル室３２ｂ内に突出するように構成されており、溶融樹脂はプランジャ用シリンダ３２からプランジャ３４に形成された溝部３４ａを介して射出室３８に供給される。

なお、計量モータ１６の回転量は、エンコーダ１８の出力信号に基づいて制御され、スクリュ１２の回転量が制御される。これにより、適当な量の溶融樹脂が射出装置３０に供給される。

図２に示す射出装置３０は、プランジャ用シリンダ３２と、プランジャ用シリンダ３２内で軸方向に移動可能で且つ回転可能なプランジャ３４と、プランジャ用シリンダ３２の前端に設けられたノズル部３６と、プランジャ３４を軸方向に駆動し且つ回転させるプランジャ駆動部６０とよりなる。

プランジャ用シリンダ３２の先端にはノズル部３６が設けられ、ノズル部３６の内部でプランジャ３４の前端側に射出室３８が形成される。射出室３８はノズル３６ａに接続されており、プランジャ３４が前進するとノズル３６ａから溶融樹脂が射出される。

なお、プランジャ用シリンダ３２の周囲には、プランジャ用シリンダ加熱用ヒータ４０が巻回されており、また、ノズル部３６の周囲にもノズル加熱用ヒータ４２が巻回されている。プランジャ用シリンダ加熱用ヒータ４０及びノズル加熱用ヒータ４２は、射出装置１０から供給された溶融樹脂を溶融状態に維持するために、プランジャ用シリンダ３２及びノズル部３６を樹脂の溶融温度以上に加熱する。

可塑化装置１０の可塑化シリンダ１２が、射出装置３０のプランジャ用シリンダ３２の外周に形成された平面に対して固定されることで、可塑化装置１０と射出装置３０とは一体となり、プリプラ式射出装置が構成される。射出装置１０の可塑化シリンダ１２が、プランジャ用シリンダ３２の外周に形成された平面に対して固定された状態で、可塑化シリンダ１２内のスクリュ１４の先端はプランジャ用シリンダ３２の平面部３２ａからプランジャ３４に向かって形成された空間に突出している。この空間をスクリュノズル室３２ｂと称する。

なお、プランジャ用シリンダ３２は固定部４４に取り付けられ、固定部４４は前部フランジ４６に固定されている。したがって、プランジャ用シリンダ３２と、固定部４４と、前部フランジ４６とは一体化されている。前部フランジ４６には、複数本のガイドロッド４８を介して後部フランジ５０が取り付けられている。すなわち、ガイドロッド４８の一端はボルトｂ１によって前部フランジ４６に固定され、他端はボルトｂ２によって後部フランジ５０に固定されている。

ここで、前部フランジ４６の上方にプランジャ駆動部６０が設けられている。プランジャ駆動部６０は、プランジャ用シリンダ３２内でプランジャ３４を軸方向に移動し且つ回転させるための駆動機構である。

まず、プランジャ駆動部６０のうち、プランジャ３４を軸方向に移動する機構について説明する。

プランジャ３４の軸方向の移動は、ノズル部３６内の射出室３８に供給された溶融樹脂をノズル３６ａから射出するための動作である。

前部フランジ４６と後部フランジ５０との間に、ガイドロッド４８に案内されて前部フランジ４６と後部フランジ５０との間で移動可能な可動プレート６２が設けられている。すなわち、可動プレート６２はブッシュ６４を介してガイドロッド４８に摺動可能に支持されている。

可動プレート６２の外周部には射出モータ６６が固定されている。また、可動プレート６２の中央部分にはベアリングを介してベアリングホルダ６８が回転可能に支持されている。そして、射出モータ６６のシャフトに固定された小プーリ７０と、ベアリングホルダ６８に固定された大プーリ７２との間にベルト７４が張られている。これにより、射出モータ６６が駆動されると、その回転がプーリ７０，７２とベルト７４を介してベアリングホルダ６８に伝達され、ベアリングホルダ６８は回転する。ベアリングｂｒ１は、ボルトｂ８によって押さえ板６３を介して可動プレート６２に固定されている。

ベアリングホルダ６８には、その中心軸上で後部フランジ５０に向かって延在するボールねじ軸７６がボルトｂ４によって固定されている。ボールねじ軸７６は、ボールねじナット８０と係合することで、運動方向変換機構が構成される。ボールねじナット８０の後部には、プランジャ３４に加えられた樹脂圧力を検出するための圧力検出部としてのロードセル７８がボルトｂ５によって取り付けられている。ロードセル７８は、ロードセルリテーナとともにボルトｂ６によって後部フランジ５０に固定されている。ここで、ロードセルリテーナ７９は、環状の部材であり、ボルトｂ６を締め付ける際にロードセル７８に与える締付け力を均一にするために設けられている。

したがって、ベアリングホルダ６８が回転してボールねじ軸７６が回転すると、ボールねじ軸７６とボールねじナット８０とにより構成されるボールねじの作用により、ベアリングホルダ６８が軸方向に移動する。この際、可動プレート６２はベアリングホルダ６８に対して回転可能であるが軸方向に関しては固定されているので、可動プレート６２もベアリングホルダ６８と共に軸方法に移動し、可動プレート６２とに固定されている射出モータ６６も可動プレート６２と共に移動する。

ベアリングホルダ６８の内側には、スラストベアリングｂｒ３を介して回転軸８２が回転可能に支持されている。スラストベアリングｂｒ３は、締付けナット８１によって与圧が加えられている。したがって、回転軸８２はベアアリングホルダ６８と共に回転することなく、ベアリングホルダと６８共に軸方向にのみ移動することができる。回転軸８２は内周にスプラインが形成されたスプライン穴を有している。

このスプライン穴に、プランジャ用シリンダ３２から延出したプランジャ３４のスプライン端部３４ｂが係合している。プランジャ３４のスプライン端部３４ｂの近傍にプランジャ連結部８４が固定され、プランジャ連結部８４は回転軸８２に取り付けられている。したがって、プランジャ３４は回転軸の軸方向の移動に伴い、軸方向に移動可能である。すなわち、射出モータ６６を正転、逆転することにより、プランジャ３４を軸方向に往復移動することができる。このプランジャ３４の往復移動により溶融樹脂の射出動作が行なわれる。

なお、射出モータ６６には、シャフトの回転量を検出するためのエンコーダ６６ａが設けられている。エンコーダ６６ａからの検出信号に基づいて射出モータ６６の回転量が制御され、これにより、プランジャ３４の移動量が制御される。

次に、プランジャ駆動部６０のうち、プランジャ３４を回転させる回転機構について説明する。

プランジャ３４は、可塑化装置１０から溶融樹脂が射出室３８に供給されるときには、溝部３４ａが樹脂流入孔３２ｃに一致しており、スクリュ１４によりスクリュノズル室３２ｂに送り込まれる溶融樹脂を射出室３８に導くことができる。しかし、射出室３８に供給された溶融樹脂をノズル３６ａから射出するときには、溝部３４ａとスクリュノズル室３２ｂとの間の溶融樹脂の通路を遮断しないと、溶融樹脂がスクリュノズル室３２ｂ（可塑化装置１０側）に逆流してしまう。

そこで、本実施の形態では、溶融樹脂を射出室３８に供給し終わった時点、あるいはその少し前の時点で、プランジャ３４を例えば１８０度回転さて、溝部３４ａが樹脂流入孔３２ｃから外れるようにする。これにより、樹脂流入孔３２ｃはプランジャ３４の外周面により閉鎖され、スクリュノズル室３２ｂと射出室３８との間の溶融樹脂の通路は遮断される。

上述のプランジャ３４の回転を行なうために回転機構が設けられている。上述のように、プランジャ３４はプランジャ連結部８４により回転軸８２に取り付けられており、回転軸８２と一体的に回転できるようになっている。回転軸８２には大プーリ８６がボルトｂ７によって固定されており、回転軸８２は大プーリ８６と共に回転可能である。

ここで、可動プレート６２の外周部にはシール開閉モータ８８が固定されており、シール開閉モータ８８のシャフトには小プーリ９０が取り付けられている。そして、小プーリ９０と回転軸８２の大プーリ８６とに、ベルト９２が張られている。したがって、シール開閉モータ８８が駆動されて小プーリ９０が回転すると、その回転はベルト９２及び大プーリ８６を介して、回転軸８２に伝達され、回転軸８２が回転する。これに伴い、回転軸８２に固定されているプランジャ３４が回転し、溝部３４ａが樹脂流入孔３２ｃから外れて、樹脂流入孔３２ｃはプランジャ３４の外周面により閉鎖される。

なお、シール開閉モータ８８には、シャフトの回転量を検出するためのエンコーダ８８ａが設けられる。エンコーダ８８ａからの検出信号に基づいてシール開閉モータ８８の駆動を制御することとしてもよい。ただし、本実施の形態では、後述のように、プランジャ３４と共に回転する部分の回転位置を検出することで、シール開閉モータ８８の作動及び停止を制御している。

本実施の形態によるプリプラ式射出装置は以上のような構成を有しており、可塑化装置１０から射出装置３０への溶融樹脂の供給に関する構成が簡素化されている。すなわち、可塑化装置１０のスクリュ１４の先端が、プランジャ用シリンダ３２の内部に形成されたスクリュノズル室３２ｂに突出しており、可塑化装置１０に通常設けられている溶融樹脂を吐出するノズルが、プランジャ用シリンダ３２の内部に形成された樹脂流入孔３２ｃに相当している。したがって、可塑化装置１０のノズル（樹脂流入孔３２ｃ）が直接、プランジャ３４の溝部３４ａに繋がる構成である。

プランジャ３４の溝部３４ａは、プランジャ３４の前端面まで延在しており、樹脂流入孔３２ｃと射出室３８とを接続する。したがって、プランジャ３４の溝部３４ａは、溶融樹脂を可塑化装置１０から射出室３８に供給するための溶融樹脂供給通路として機能する。

射出室３８への溶融樹脂の供給が完了したら、上述のようにシール開閉モータ８８を駆動してプランジャ３４を回転させることで、溝部３４ａを樹脂流入孔３２ｃに繋がらない位置とする。これにより、射出室３８とスクリュノズル室３２ｂとの接続は遮断される。したがって、プランジャ３４を前進させることで、射出室３８の溶融樹脂をスクリュノズル室３２ｂ側に逆流させることなく、ノズル３６ａから射出することができる。すなわち、プランジャ３４の回転は、従来設けられていた逆支弁又は閉止弁の機能を提供する。

ここで、プランジャ３４に設ける溝部３４ａの形状について、図３を参照しながら説明する。図３（Ａ）はＵ字形状の溝部３４ａが形成された部分におけるプランジャ３４の断面図であり、図３（Ｂ）は溝部３４ａの形状を図３（Ａ）とは異なるＶ字形状とした場合のプランジャ３４の断面図である。

図３（Ａ）に示す例では、溝部３４ａはＵ字形状の断面を有している。Ｕ字形状の溝部３４ａは、円柱状のプランジャ３４の外周に平面部を設けた形状とは異なり、開口寸法Ｌ１を小さくしながら、断面積Ａ２を大きくとることができる。溝部３４ａの開口寸法Ｌ１は、プランジャに作用する溶融樹脂の圧力に影響を及ぼす。すなわち、開口寸法Ｌ１が大きくなるとそれに比例して、溝部３４ａ内の溶融樹脂の圧力に起因してプランジャ３４の軸方向に垂直な方向に作用する力が大きくなる。プランジャ３４の軸方向に垂直な方向に作用する力は、プランジャ３４をプランジャ用シリンダ３２の内壁に押し付ける力となるため、なるべく小さな値とすることが好ましい。ただし、開口寸法Ｌ１を小さくすると、溝部３４ａの断面積Ａ２が小さくなり、溶融樹脂供給通路の断面が小さくなってしまう。

本実施の形態では、溝部３４ａの断面をＵ字形状にして溝部３４ａにある程度の深さを持たせることにより、開口寸法Ｌ１を小さくしながら、溶融樹脂を流すのに必要な断面積Ａ２を確保している。ここで、プランジャ３４の軸方向に垂直な方向に作用する力をある程度に抑えておくには、開口寸法Ｌ１をプランジャ３４の直径Ｌ０の８０％以下とすることが好ましい。すなわち、Ｌ１／Ｌ０≦０．８を満足するように開口寸法Ｌ１を決定することが好ましい。

また、溝部３４ａの断面積Ａ２は、溶融樹脂が流れる際の圧力損失を考慮すると、可塑化装置１０におけるスクリュ１４の谷径と可塑化シリンダ１２の内径とにより画成される溶融樹脂の流れる空間の断面積をＡ０とし、プランジャ３４の溝部３４ａに繋がる樹脂流入孔３２ｃ（ノズル）の断面積をＡ１とすると、通常、Ａ１／Ａ０≧０．２１を満たすようにＡ０及びＡ１が決定される。これは、可塑化シリンダ１２内でスクリュ１４により送り込まれる溶融樹脂が、最終的にノズル（樹脂流入孔３２ｃ）で流量が大きく制限されないようにするためである。したがって、ノズル（樹脂流入孔３２ｃ）に繋がって溶融樹脂が流れる通路である溝部３４ａにも同様な条件を満足させることが好ましい。すなわち、溝部３４ａの断面積Ａ２と、可塑化シリンダ１２において溶融樹脂の流れる空間の断面積Ａ０は、Ａ２／Ａ０≧０．２１を満たすようにＡ０及びＡ２が決定されることが好ましい。

以上の開口寸法Ｌ１及び断面積Ａ２に関する条件は、図３（Ｂ）に示すようなＶ字型の溝部３４ａにもあてはまる。

なお、溝部３４ａの断面形状はＵ字形状やＶ字形状に限定されるものではなく、平面ではなくて凹部を形成するような溝であれば任意の形状とすることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、プランジャ３４の前端面まで延在して前端面で開口する溝部３４ａを設け、且つプランジャ３４を回転させる回転機構を設けたことにより、従来の独立した溶融樹脂供給通路と逆士弁又は閉止弁とを簡略化することができ、装置が小型化される。また、溶融樹脂供給通路が溝部３４ａだけとなり、短縮されるため、溶融樹脂供給通路内の残留樹脂量が低減される。また、溶融樹脂供給通路を加熱するためのヒータを特別に設ける必要がなくなる。

次に、本実施の形態において、プランジャ３４の回転位置を検出する機構について、図２及び図４を参照しながら説明する。図４は図２の大プーリ８６を下側から見た状態を示す模式図である。なお、図４に示す状態は、プランジャ３４が図２に示す状態から１８０度回転した状態であり、プランジャ３４の溝部３４ａは、樹脂流入孔３２ｃに一致する位置から１８０度回転した閉鎖位置にある。

大プーリ８６はプランジャ３４を回転させるためのプーリであり、プランジャ３４と共に回転する部材である。本実施の形態では、プランジャ３４の回転位置を検出するために（すなわち、溝部３４ａの回転位置を検出するために）、二つの近接スイッチ１００，１０２が、夫々大プーリ８６を挟んで略１８０度対向したガイドロッド４８に取り付けられている。そして、大プーリ８６には、スクリュトリガプレート１０４とプランジャトリガプレート１０６の二つのプレートが取り付けられている。

ここで、例えば近接スイッチ１００，１０２が磁気近接スイッチである場合、スクリュトリガプレート１０４及びプランジャトリガプレート１０６は、永久磁石又は磁性材料である。ただし、近接スイッチ１００，１０２は磁気式に限ることなく、物体が近接したことを検出して電気信号を出力するものであれば、光センサを用いたものなど、どのような検出器であってもよい。

スクリュトリガプレート（第１のプレート）１０４は、近接スイッチ１００を作動させてスクリュ１４を駆動するためのトリガ信号を発生するためのプレートである。一方、プランジャトリガプレート（第２のプレート）１０６は、プランジャ３４の回転位置（すなわち、溝部３４ａの位置）を検出して検出信号を発生するためのプレートである。

プランジャ３４が図４に示す回転位置において、溶融樹脂の射出が終了すると、プランジャ３４の溝部３４ａを１８０度回転させて樹脂流入孔３２ｃに一致（接続）させるために、シール開閉モータ８８が駆動され、大プーリ８６は図４中矢印Ａの方向へ回転する。この際、プランジャトリガプレート１０６が近接スイッチ１０２に近接しており、近接スイッチ１０２は作動して検出信号が出力されている。この出力信号により、その時点で、溝部３４ａは樹脂流入孔３２ｃに一致（接続）した位置ではなく、１８０度回転した位置であることが認識できる。

大プーリ８６が回転矢印Ａ方向に１８０度回転すると、まず、スクリュトリガプレート１０４が近接スイッチ１００に近接する。この時に近接スイッチ１００から出力される信号はスクリュトリガ信号であり、この信号をトリガとして可塑化装置１０のスクリュ１４の作動が開始される。大プーリ８６はその後も回転を続け、スクリュトリガプレート１０４は近接スイッチ１００を通り過ぎ、プランジャトリガプレート１０６が近接スイッチ１００に近接する。この時に近接スイッチ１００から出力される信号はプランジャ回転停止信号であり、この信号をトリガとしてプランジャ３４を回転させるためのシール開閉モータ８８の駆動が停止される。この時、プランジャ３４の溝部３４ａの位置は樹脂流入孔３２ｃに一致しており、作動が開始されたスクリュ１４により送り出される溶融樹脂を溝部３４ａを介して射出室３８に供給することができる。

以上の動作において、プランジャトリガプレート１０６が近接スイッチ１００に近接して、プランジャ３４の溝部３４ａが樹脂流入孔３２ｃに一致（接続）した位置となったことが検出される前に、スクリュトリガプレート１０４が近接スイッチ１００に近接してスクリュトリガ信号が近接スイッチ１００から出力される。このスクリュトリガ信号をトリガとして可塑化装置１０の計量モータ１６が駆動され、スクリュ１４が回転をはじめる。すなわち、プランジャ３４の溝部３４ａが樹脂流入孔３２ｃに一致（接続）する位置より所定角度手前の位置で、スクリュ１４の回転が開始されて可塑化装置１０が作動する。これにより、スクリュ１４により樹脂が十分に加圧された後に、溝部３４ａが樹脂流入孔３２ｃに一致する位置となり、効率的に可塑化装置１０から溶融樹脂を射出装置３０に供給することができる。すなわち、溝部３４ａが樹脂流入孔３２ｃに一致する位置となった時点で、初めてスクリュ１４を始動すると、樹脂の圧力が所望の圧力まで上昇するまでの時間は、溶融樹脂を供給することができず、この時間は無駄な時間となってしまう。そこで、上述のように、プランジャ３４の溝部３４ａが樹脂流入孔３２ｃに一致（接続）する位置となる時点よりも所定の時間だけ前に近接スイッチが作動するように、スクリュトリガプレートの位置を設定しておき、所定時間早めにスクリュ１４の回転を開始して可塑化装置１０を作動させることとすれば、樹脂圧力上昇のための無断な時間は実質的に無くなり、効率的な樹脂供給が行われる。

射出室への溶融樹脂の供給が終了すると、プランジャ３４は図４の矢印Ａの反対方向に回転される。この際、近接スイッチ１００を通り過ぎていたスクリュトリガプレート１０４は、再び近接スイッチ１００に近接する。この時に近接スイッチ１００から出力される信号は、スクリュ作動禁止信号であり、この信号が出力されてから再び近接スイッチから信号が出力されるまでは（すなわち、次のサイクルでプランジャ３４が矢印Ａ方向に回転し、スクリュトリガプレート１０４が近接して、スクリュトリガ信号を出力するまでは）、スクリュ１４の作動は禁止される。これにより、樹脂流入孔３２ｃが閉鎖された状態でスクリュ１４が作動してしまうといった不具合を防止することができる。

大プーリ８６が矢印Ａと反対方向に回転を続けると、プランジャトリガプレート１０６が近接スイッチ１０２に近接する。この時に近接スイッチ１０２から出力される信号は、プランジャ３４が１８０度回転したことを示す信号であり、この信号に基づいてシール開閉モータ８８の作動が停止され、プランジャ３４の回転は停止する。この状態が図４に示す状態である。

以上のように、本実施の形態では、二つの近接スイッチを用いて、プランジャの回転位置を検出してプランジャ３４の回転及び停止を制御するための信号を生成し、且つ、スクリュ１４の作動を制御するための信号も生成している。ただし、例えば近接スイッチを一箇所に設け、プレートを二つ１８０度異なる位置に配置することによって、プランジャ３４の回転位置のみを検出することとしてもよく、他に近接スイッチとプレートとの組み合わせで様々な制御用の信号を得ることができる。

また、近接スイッチを用いた例を示したが、シール開閉モータ８８に備えられたエンコーダ８８ａによって検出された回転量に基づいて、プランジャ３４の回転角を検出するようにしてもよい。この場合、エンコーダ８８ａの検出値に対応して、計量モータの回転が開始される。このようにプランジャ３４の回転に対応して計量モータの駆動は制御される。

本発明の一実施の形態によるプリプラ式射出装置の可塑化装置を示す断面図である。本発明の一実施の形態によるプリプラ式射出装置の射出装置を示す断面図である。（Ａ）はＵ字形状の溝部が形成された部分におけるプランジャの断面図であり、（Ｂ）は溝部の形状をＶ字形状とした場合のプランジャの断面図である。図２に示す大プーリを下側から見た状態を示す模式図である。

符号の説明

１０可塑化装置
１２可塑化シリンダ１２
１４スクリュ
３０射出装置
３２プランジャ用シリンダ
３２ｂスクリュノズル室
３２ｃ樹脂流入孔
３４プランジャ
３４ａ溝部
３６ノズル部
６０プランジャ駆動部
６６射出モータ
８６大プーリ
８８シール開閉モータ
１００，１０２近接スイッチ
１０４スクリュトリガプレート
１０６プランジャトリガプレート

Claims

樹脂原料をスクリュにより可塑化して溶融樹脂を吐出する可塑化装置と、可塑化装置から供給される溶融樹脂をプランジャにより押し出して射出する射出装置とを独立に有するプリプラ式射出装置であって、
前記プランジャの外周面に対向するように配置され、前記可塑化装置からの溶融樹脂を前記射出装置に供給するための樹脂流入孔と、
前記プランジャの外周面に形成され、前記プランジャの長手方向に延在する溝部と
を有し、
前記溝部は前記プランジャの先端面まで延在して該先端面において開口し、
前記プランジャは、前記溝部が前記可塑化装置の樹脂流入孔に面する位置と、該樹脂流入孔から外れた位置との間で回動可能であることを特徴とするプリプラ式射出装置。
請求項１記載のプリプラ式射出装置であって、
前記プランジャの直径をＬ０とし、前記溝部の断面における開口寸法をＬ１としたとき、Ｌ０及びＬ１はＬ１／Ｌ０≦０．８を満足することを特徴とするプリプラ式射出装置。
請求項１記載のプリプラ式射出装置であって、
前記可塑化装置において溶融樹脂の流れる通路の断面積をＡ０とし、前記樹脂流入孔の断面積をＡ１としたとき、Ａ０及びＡ１とはＡ１／Ａ０≧０．２１を満足することを特徴とするプリプラ式射出装置。
請求項１記載のプリプラ式射出装置であって、
前記可塑化装置において溶融樹脂の流れる通路の断面積をＡ０とし、前記溝部の断面積をＡ２としたとき、Ａ０及びＡ２とはＡ２／Ａ０≧０．２１を満足することを特徴とするプリプラ式射出装置。
請求項１記載のプリプラ式射出装置であって、
前記プランジャの回転位置を検出して検出信号を出力する検出器をさらに有し、
該検出器からの検出信号に基づいて前記可塑化装置の前記スクリュの作動を制御することを特徴とするプリプラ式射出装置。
請求項５記載のプリプラ式射出装置であって、
前記検出器は近接スイッチであり、該近接スイッチに近接して作動させる部材は前記プランジャと共に回転する回転部材に取り付けられ、該近接スイッチは該回転部材の周囲に配置され、該近接スイッチを作動させる部材は、前記プランジャの前記溝部が所定の位置に達する時点より所定時間前に作動するような位置に配置されることを特徴とするプリプラ式射出装置。