JP4628751B2 - プリプラ式射出装置及びこの装置における漏出樹脂の排出方法 - Google Patents

Description

この発明は、プリプラ式射出装置に係り、特に射出プランジャのプランジャヘッドを乗り越えて後方のプランジャ軸部側へ漏出した溶融樹脂の排出に関する。

プリプラ式射出装置は、特開２００４−１６７７４０号公報に記載のように、可塑化部と射出部とを別々に構成し、可塑化部で可塑化した溶融樹脂を射出部へ送り、所定量の溶融樹脂が射出部に蓄えられたところ、すなわち溶融樹脂の計量が完了したところで射出プランジャを前進させて溶融樹脂を金型内へ射出するように構成されている。
特開２００４−１６７７４０号公報

ところで、上記の射出プランジャは、射出シリンダ内を摺動させるため、プランジャヘッドの外周面と射出シリンダの内面との間にクリアランスを設ける必要がある。そのため、溶融樹脂はプランジャヘッドを乗り越えてプランジャヘッドの後方に位置するプランジャ軸部側へわずかずつではあるが漏出する。この漏出した溶融樹脂は、射出、計量を繰り返すことによりその量が増加して蓄積される。

プランジャ軸部側に蓄積された溶融樹脂が固化、炭化すると、射出プランジャの摺動抵抗が増大し、射出工程において圧力損失を招くという問題があった。

この発明は、前述したような問題を解決するため、プランジャヘッドを乗り越えてプランジャ軸部側へ漏出した溶融樹脂を排出可能にしたプリプラ式射出装置及びこの装置における漏出樹脂の排出方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するためのこの発明は、加熱シリンダ内で回転するスクリュを有し、樹脂原料を可塑化する可塑化部と、射出シリンダ内で進退する射出プランジャを有すると共に逆流防止弁を介して前記可塑化部に接続され、前記射出プランジャの前方に形成された射出室に前記可塑化部から送られた溶融樹脂を蓄え、この溶融樹脂を前記射出プランジャの前進により金型内へ射出する射出部と、を備えたプリプラ式射出装置において、
前記射出プランジャを回転させる駆動部と、前記射出プランジャのプランジャヘッド後方に位置するプランジャ軸部に形成された螺旋状の溝と、を有し、成形サイクルの動作中に前記プランジャヘッドを乗り越えてプランジャ軸部側へ漏出した溶融樹脂を前記射出プランジャの回転により前記螺旋状の溝にて排出可能にしたことを特徴としている。

また、上記目的を達成するためのこの発明は、上記のプリプラ式射出装置における漏出樹脂の排出方法であって、成形サイクルの動作の中で前記射出室内の溶融樹脂を射出する前に、予め定めた所定時間だけ前記射出プランジャを回転させ、前記漏出した溶融樹脂を排出することを特徴としている。

なお、上記のプリプラ式射出装置における漏出樹脂の排出方法にあっては、成形サイクルの動作の中で前記射出室内の溶融樹脂を射出した後、予め定めた所定時間だけ前記射出プランジャを回転させ、前記漏出した溶融樹脂を排出するようにしてもよく、また、前記射出室内に溶融樹脂を蓄える成形サイクルの動作の中の計量工程中の少なくとも一部において前記射出プランジャを回転させ、前記漏出した溶融樹脂を排出するようにしてもよい。

この発明は、上記のように構成したため、プランジャヘッドを乗り越えてプランジャ軸部側へ漏出した溶融樹脂をより確実に排出することができ、この漏出した溶融樹脂の固化、炭化による射出プランジャの摺動抵抗の増大を抑え、射出工程における圧力損失の発生を抑えることができるという効果が得られる。

以下図1によりこの発明の一実施形態例について説明する。図1において、１０は可塑化部、１００は射出部である。可塑化部１０は、外周に図示省略したヒータを有する加熱シリンダ１１と、この加熱シリンダ１１内に回転のみ可能に設けられたスクリュ１２を有し、スクリュ１２は、加熱シリンダ１１の後端に配置されたスクリュ駆動部１３により回転を与えられる。加熱シリンダ１１の後端寄りには、樹脂原料を供給するためのホッパ１４が設けられている。この可塑化部１０は、ホッパ１４から供給された樹脂原料を可塑化して加熱シリンダ１１の先端の樹脂通路１５から溶融樹脂として吐出する。

射出部１００は、先端にノズル３０を備えた射出シリンダ１０１と、この射出シリンダ１０１内に進退及び回転可能に設けられた射出プランジャ１０２を有している。射出シリンダ１０１の先端寄り位置には、逆流防止弁２０を介して上記樹脂通路１５が接続され、射出シリンダ１０１の内面と射出プランジャ１０２の先端とにより形成された射出室１０３に溶融樹脂が送られる。

射出プランジャ１０２は、プランジャヘッド１０２Ａとプランジャ軸部１０２Ｂを有し、プランジャヘッド１０２Ａは、前述したように、その外周面が射出シリンダ１０１の内面との間にクリアランスを形成して射出プランジャ１０２が射出シリンダ１０１内を摺動できるように構成されている。

プランジャ軸部１０２Ｂは、従来のプリプラ式射出装置における射出プランジャのプランジャ軸部のようにプランジャヘッド１０２Ａより単に細い軸形状ではなく、外径をプランジャヘッド１０２Ａの外径と等しくし、その外周面に螺旋状の溝１０４が設けられている。

射出プランジャ１０２の後端は、プランジャ駆動部１０５を構成する中間プレート１０６に軸受け１０７を介して回転のみ自在に取り付けられると共に、中間プレート１０６に取り付けられた電動サーボモータ又はステッピングモータ等からなる回転駆動部１０８に連結され、回転を与えられる。

中間プレート１０６は、射出シリンダ１０１と一体的に設けられたフロントプレート１０９とリアプレート１１０との間に、射出プランジャ１０２と平行に設けられた複数本のガイドバー１１１に摺動可能に取り付けられている。

中間プレート１０６には、ガイドバー１１１と平行に後方（図１において右方）へ伸びる２本のボールネジ１１２が取り付け固定され、リアプレート１１０には、これらのボールネジ１１２に可逆回転可能に螺合するボールナット１１３が軸受け１１４により回転のみ可能に取り付けられている。ボールナット１１３の図１において右端にはタイミングプーリ１１５が設けられ、リアプレート１１０に取り付けられた電動サーボモータ等からなる進退駆動部１１６によりタイミングプーリ１１７及びタイミングベルト１１８を介してボールナット１１３に正逆の回転を与え、中間プレート１０６を進退させて射出プランジャ１０２を進退させるようになっている。

上記可塑化部１０のスクリュ駆動部１３及び射出部１００の進退駆動部１１６は、制御部４０により作動を制御され、従来のプリプラ式射出装置と同様に、スクリュ１２を回転させると共に射出プランジャ１０２を進退させる。回転駆動部１０８は、同じく制御部４０により作動を制御され、射出プランジャ１０２を所定の速度及びタイミングで回転させるようになっている。なお、図示は省略するが、制御部４０は逆流防止弁２０の開閉をも制御するように構成されている。

次いでこの装置の作用について説明する。可塑化部１０のスクリュ駆動部１３は、制御部４０により作動を制御され、所定の速度でスクリュ１２を回転させ、ホッパ１４から加熱シリンダ１１内に樹脂原料を取り込み、この樹脂原料を可塑化して加熱シリンダ１１の先端の樹脂通路１５から溶融樹脂として吐出する。樹脂通路１５に吐出された溶融樹脂は、開状態に置かれた逆流防止弁２０を通って射出室１０３へ送られる。

このとき、射出部１００の回転駆動部１０８は停止状態におかれ、進退駆動部１１６のみが作動状態に置かれている。射出室１０３へ送られた溶融樹脂は、その圧力により射出プランジャ１０２を後方（図１において右方）へ押圧する。この射出プランジャ１０２を後方へ押圧する力は、中間プレート１０６、ボールネジ１１２、ボールナット１１３、タイミングプーリ１１５、タイミングベルト１１８及びタイミングプーリ１１７を介して進退駆動部１１６に作用する。進退駆動部１１６は制御部４０により回転トルクを制御され、射出プランジャ１０２に所定の背圧を与え、射出室１０３内の圧力が所定の値になるように、ボールナット１１３を回転させてボールネジ１１２を後退させ、中間プレート１０６と共に射出プランジャ１０２を後退させる。

こうして射出プランジャ１０２が所定量後退して射出室１０３に所定量の溶融樹脂が蓄えられ、いわゆる計量工程が完了すると、逆流防止弁２０が制御部４０により閉じられ、射出工程に移る。

ところで、前述したように射出シリンダ１０１の内面と射出プランジャ１０２のプランジャヘッド１０２Ａの外周面との間にはクリアランスがあるため、上記計量工程中に射出室１０３内の溶融樹脂はプランジャヘッド１０２Ａを乗り越え、矢印Ａで示すように、後方のプランジャ軸部１０２Ｂ側へわずかではあるが漏出する。

そこで、この発明では、射出工程に移る前に、制御部４０により予め定めた所定時間だけ回転駆動部１０８を作動させ、射出プランジャ１０２を所定の速度で回転させる。この射出プランジャ１０２の回転により、プランジャ軸部１０２Ｂに設けられた螺旋状の溝１０４が回転し、いわゆるスクリュの送り作用によりプランジャ軸部１０２Ｂ側へ漏出した溶融樹脂をプランジャヘッド１０２Ａから離れるように後方へ移動させる。

このようにプランジャ軸部１０２Ｂ側へ漏出した溶融樹脂を後方へ移動させた後、射出工程に入る。すなわち、制御部４０により進退駆動部１１６を所定速度で回転させ、タイミングプーリ１１７、タイミングベルト１１８及びタイミングプーリ１１５を介してボールナット１１３を回転させ、ボールネジ１１２を前進（図１において左進）させ、中間プレート１０６を介して射出プランジャ１０２を前進させ、射出室１０３内の溶融樹脂をノズル３０から図示しない金型内へ射出充填する。

この射出工程が完了すると、逆流防止弁２０が再び開かれ、可塑化部１０から射出室１０３内へ再び溶融樹脂が供給され、以下、上記動作が繰り返される。

上記射出プランジャ１０２を回転させてプランジャ軸部１０２Ｂ側へ漏出した溶融樹脂を後方へ移動させる漏出樹脂の排出工程は、各成形サイクル毎に行うか、又は数回の成形サイクルに１回の割合で行うようにしてもよい。いずれにおいても、この漏出樹脂の排出工程は、繰り返し行われるため、漏出樹脂は順次後方へ移動され、最後には射出シリンダ１０１外へ排出される。そこで、上記漏出樹脂がプランジャ軸部１０２Ｂ側に長時間滞留して固化、炭化することがなくなり、射出プランジャの摺動抵抗の増大及びこれに伴う射出工程での圧力損失の発生が抑えられる。

なお、プランジャ軸部１０２Ｂ側への溶融樹脂の漏出は、前述した計量工程のほか、射出工程においても生じるが、これは次サイクルにおける射出プランジャ１０２の回転により後方へ移動されて排出される。

前述した実施の形態では、漏出樹脂の排出工程を射出工程の前に行う例を示したが、この発明はこれに限定されるものではなく、漏出樹脂の排出工程を射出工程の後、又は計量工程中の全部もしくは一部において行うようにしてもよい。

この発明は、プリプラ式射出装置の全般に適用可能である。

この発明によるプリプラ式射出装置の一実施形態例を示す要部概要図。

符号の説明

１０ 可塑化部
１１ 加熱シリンダ
１２ スクリュ
１３ スクリュ駆動部
１４ ホッパ
１５ 樹脂通路
２０ 逆流防止弁
３０ ノズル
４０ 制御部
１００ 射出部
１０１ 射出シリンダ
１０２ 射出プランジャ
１０２Ａ プランジャヘッド
１０２Ｂ プランジャ軸部
１０３ 射出室
１０４ 螺旋状の溝
１０５ プランジャ駆動部
１０６ 中間プレート
１０７、１１４ 軸受け
１０８ 回転駆動部
１０９ フロントプレート
１１０ リアプレート
１１１ ガイドバー
１１２ ボールネジ
１１３ ボールナット
１１５、１１７ タイミングプーリ
１１６ 進退駆動部
１１８ タイミングベルト

Claims (4)

1. 加熱シリンダ内で回転するスクリュを有し、樹脂原料を可塑化する可塑化部と、
   射出シリンダ内で進退する射出プランジャを有すると共に逆流防止弁を介して前記可塑化部に接続され、前記射出プランジャの前方に形成された射出室に前記可塑化部から送られた溶融樹脂を蓄え、この溶融樹脂を前記射出プランジャの前進により金型内へ射出する射出部と、
   を備えたプリプラ式射出装置において、
   前記射出プランジャを回転させる駆動部と、前記射出プランジャのプランジャヘッド後方に位置するプランジャ軸部に形成された螺旋状の溝と、を有し、成形サイクルの動作中に前記プランジャヘッドを乗り越えてプランジャ軸部側へ漏出した溶融樹脂を前記射出プランジャの回転により前記螺旋状の溝にて排出可能にしたことを特徴とするプリプラ式射出装置。
   
2. 前記請求項１に記載のプリプラ式射出装置における漏出樹脂の排出方法であって、成形サイクルの動作の中で前記射出室内の溶融樹脂を射出する前に、予め定めた所定時間だけ前記射出プランジャを回転させ、前記漏出した溶融樹脂を排出することを特徴とするプリプラ式射出装置における漏出樹脂の排出方法。
   
3. 前記請求項１に記載のプリプラ式射出装置における漏出樹脂の排出方法であって、成形サイクルの動作の中で前記射出室内の溶融樹脂を射出した後、予め定めた所定時間だけ前記射出プランジャを回転させ、前記漏出した溶融樹脂を排出することを特徴とするプリプラ式射出装置における漏出樹脂の排出方法。
   
4. 前記請求項１に記載のプリプラ式射出装置における漏出樹脂の排出方法であって、前記射出室内に溶融樹脂を蓄える成形サイクルの動作の中の計量工程中の少なくとも一部において前記射出プランジャを回転させ、前記漏出した溶融樹脂を排出することを特徴とするプリプラ式射出装置における漏出樹脂の排出方法。

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