JP4744478B2 - 加熱筒後端部の封止機構 - Google Patents

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本発明は、スクリュを回転往復動自在に嵌挿した射出装置の加熱筒内を気密に保持させるための加熱筒後端部の封止機構に関するものである。
この技術分野においては、例えば特許文献１が開示されている。特許文献１に記載のシール機構は、射出装置の射出シリンダ内の気密性を保つため、鋼に対する動摩擦係数が、０．２以下である外殻部材と、該外殻部材の内部に配置され、弾力性を有する材質または構造からなる内部部材とを具備するシール部材を、射出シリンダの後端面とスクリュの外側との間に設けたものである。
ところで、スクリュの前進、回転、後退の動きのなかで、スクリュの軸は半径方向に振れが生ずる。特許文献１においては、その振れは０．２ｍｍ程度であるとの記載がある。しかしながら、大型の射出装置におけるスクリュ軸の振れは、スクリュ径の大きさ等に起因して、０．５ｍｍから１ｍｍに及ぶことがある。そのため、特許文献１の技術によるスクリュ基部の加熱筒後端面におけるシール部材ではスクリュ軸の振れに追従できず、気密が十分に保たれない事態が惹起する。
特開２０００−２３８０９７号公報
本発明は、上記した問題を解決すべくなされたものであって、スクリュ軸の振れが大きくても加熱筒内の気密性を十分に保ち得る加熱筒後端部の封止機構を提供することを目的とする。
本発明は、スクリュを回転往復動自在に嵌挿した射出装置の加熱筒内を気密に保持する該加熱筒後端部の封止機構であって、スクリュ延長部外周面の径方向変位に追従しつつ該延長部外周面との間を封止する封止体と、前記加熱筒の内孔に連続する保持筒の内周面である保持内孔と前記封止体との間に設けられた間隙Ｇ３を径方向に弾性変形しつつ封止するＯリングと、封止体とスクリュ延長部外周面の間に設けられたＵパッキングからなり、スクリュのリード外周面又はスクリュの摺動部の外周面と加熱筒の内孔の間隙Ｇ１よりも前記間隙Ｇ３のほうが大きく設けられたことを特徴とする加熱筒後端部の封止機構に関する。
本発明の加熱筒後端部の封止機構によれば、スクリュの振れが大きくても加熱筒内の気密性を十分に保つことができる。
図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の加熱筒後端部の封止機構を示す射出装置の加熱筒後端部の縦断面図である。
射出成形機等の射出装置は、スクリュ４を回転往復動可能に嵌挿する加熱筒１を備える。スクリュ４は、そのリード溝を刻設開始する基部である摺動部５から縮径して延長された延長部６に接続される図示しない回転駆動手段により回転される。加熱筒１の後部上方に穿孔・開口される原料投入口２から供給された成形原料は、加熱筒１の外周面に捲着された図示しないバンドヒータにより加熱され、スクリュ４のリード溝と加熱筒の内孔３とにより内孔３の前方へ搬送されつつ溶融される。成形原料が溶融して溶融材料となるとき、水分やガス分が混入していると、成形品の表面にシルバーストリークやもや等が発生して不良品となるので、加熱筒内を気密に保持して原料投入口２の通路途中等から真空ポンプで空気とともに水分やガス分を吸引するのである。スクリュ４の前部は溶融材料が密に充満し、原料投入口２は図示しない部分で別途封止されているので、本発明によるスクリュ４延長部６と加熱筒後端部との封止が実施されれば、加熱筒１内の気密は保たれる。
このようにして、成形品に悪影響を及ぼす水分やガス分が効果的に除去された溶融材料は、内孔３内のスクリュ４前方に貯留される。そして、貯留された溶融材料は、延長部６に接続された図示しないスクリュ前後進駆動手段でスクリュ４を前進移動させることにより、図示しない金型へ射出されて成形品となる。
図１に基づいて、スクリュ４延長部６と加熱筒１後端部との間を気密に封止する封止機構２０について説明する。図１に示す加熱筒１後端部は、スクリュ４が回転し成形原料を最大計量ストロークで可塑化して後退したか、又は、図示しないスクリュ前後進駆動手段でスクリュ４を強制的に後退限度まで後退させた状態を示すものである。したがって、原料投入口２は、スクリュ４基部の摺動部５から最大計量ストロークに相当する距離を加熱筒１後端部から前方に隔てて位置することとなる。またそのとき、封止機構２０は、摺動部５に最近傍の延長部６に位置し、スクリュ４の前進移動に伴って、延長部６の外表面を図１の紙面上右側に摺動することになる。
封止機構２０は、加熱筒１の後部端面にパッキング７を介してボルト１５で固着された円筒状の保持筒８と、保持筒８の内周面である保持内孔１８に間隙Ｇ３を設けて内挿され外周面である案内面１９に刻設された溝にＯリング１３，１３を装着した案内筒９と、案内筒９の内周部にボルト１６で固着された封止体１０と、案内筒９及び封止体１０を保持筒８の保持内孔１８の内側で径方向に変位可能とする間隙Ｇ４を設けてボルト１７で保持筒８の端面に固着された押え板１４とからなる。なお、案内面１９に刻設された溝の側面とＯリング１３，１３との間には、必要に応じて、バックアップリングが介挿される。
封止体１０は、断面矩形の環状体であり、その内周面は延長部６外周面との間に間隙Ｇ２が設けられて摺動可能となっている。封止体１０の案内筒９に当接する側面の内周側角部には、Ｕパッキング１１が設けられている。Ｕパッキング１１は、断面Ｕ字状の合成樹脂製であり、公知の市販品である。Ｕパッキング１１は、その機能上、開口面が高圧側となるように取付けられる。すなわち、加熱筒１内が真空である場合、大気が高圧側となるので、Ｕパッキング１１は、図１に示すように、開口面が大気となるように取付けられる。なお、加熱筒１内に窒素ガス等を圧入・封入して、溶融材料の酸化を抑制して、成形品の焼けや黒点による不良を防止する場合もある。そのときのＵパッキング１１の開口面は、加熱筒１内が高圧側となるので、図１に図示する状態とは逆に、加熱筒１内側となるように取付けられる。封止体１０の外周面には溝が刻設され、その溝にＯリング１２が装着されている。Ｏリング１２は、封止体１０と案内筒９とが密着して固着されるので、断面径の比較的細いものが用いられる。なお、案内筒９と封止体１０とは固着され実質的・機能的に一体のものとなっているが、両者を一の部材として構成してもよいことは当然である。また、Ｕパッキング１１は、回転往復動する延長部６との間を良好に耐久性よく封止するものであれば、他の種類のパッキングと代えてもよい。
Ｏリング１３，１３は、その断面径が比較的太いものであることが好ましい。すなわち、Ｏリング１３，１３の好ましい断面径は、スクリュ４の軸の最大振れ寸法（スクリュ４のリード外周面又は摺動部５の外周面と内孔３との間隙Ｇ１の２倍）の１０倍から２０倍までの範囲である。
実施例に基づいて作動を説明する。間隙Ｇ１が０．２５ｍｍとすると、スクリュ４の軸の振れは最大０．５ｍｍとなる。間隙Ｇ２は０．１ｍｍのように間隙Ｇ１より小さく設定してあるので、封止体１０のＵパッキング１１は最大０．２ｍｍのスクリュ４の軸の振れに対応すればよく、十分封止性能が維持できる。このとき、案内筒９は、０．２ｍｍを越え０．５ｍｍまでのスクリュ４の軸の振れに対応して半径方向へ変位する。間隙Ｇ３は余裕をもってＧ１より大きく０．５ｍｍに設定してある。Ｏリング１３，１３は間隙Ｇ１（０．２５ｍｍ）の１６．８×２倍である８．４ｍｍの断面径を有しているので、案内面１９に刻設した溝の底面と側面及び保持内孔１８に接触しつつ容易に径方向に弾性変形して間隙Ｇ３を封止する。
本発明の封止機構２０は、上記のように構成するので、回転往復動するスクリュ４の延長部６との間隙Ｇ２を良好に封止する封止体１０と、スクリュ４の軸の振れによる封止体１０の変位を許容して間隙Ｇ３を封止するＯリング１３，１３とが協働して、スクリュ４の延長部６を良好に封止する機構を低コストで実現することができる。
この発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を付加して実施することができる。
本発明の加熱筒後端部の封止機構を示す射出装置の加熱筒後端部の縦断面図である。
符号の説明
１ 加熱筒
２ 原料投入口
３ 内孔
４ スクリュ
５ 摺動部
６ 延長部
７ パッキング
８ 保持筒
９ 案内筒
１０ 封止体
１１ Ｕパッキング
１２，１３ Ｏリング
１４ 押え板
１５，１６，１７ ボルト
１８ 保持内孔
１９ 案内面
２０ 封止機構
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４ 間隙

Claims (2)

  1. スクリュを回転往復動自在に嵌挿した射出装置の加熱筒内を気密に保持する該加熱筒後端部の封止機構であって、
    スクリュ延長部外周面の径方向変位に追従しつつ該延長部外周面との間を封止する封止体と、前記加熱筒の内孔に連続する保持筒の内周面である保持内孔と前記封止体との間に設けられた間隙Ｇ３を径方向に弾性変形しつつ封止するＯリングと、封止体とスクリュ延長部外周面の間に設けられたＵパッキングからなり、加熱筒とスクリュのリード外周面又はスクリュの摺動部の外周面と加熱筒の内孔の間隙Ｇ１よりも前記間隙Ｇ３のほうが大きく設けられたことを特徴とする加熱筒後端部の封止機構。
  2. 前記Ｏリングは、前記スクリュ軸の最大振れ寸法の１０〜２０倍の範囲の断面径を有する請求項１に記載の加熱筒後端部の封止機構。
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