JP4785062B2 - Injection device with screw heating circuit - Google Patents
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Description
この発明は、射出スクリュのスクリュ軸内に熱媒体による加熱回路を備えた射出装置に関するものである。 The present invention relates to an injection apparatus provided with a heating circuit using a heat medium in a screw shaft of an injection screw.
従来のインラインスクリュ式射出装置では、射出スクリュ内に軸心方向に延びる通孔を形成し、その通孔の加熱筒から突出した基端部側部と先端側部に開口を形成して、通孔の先端を加熱筒内と連通する一方、基端部側部の開口部位に連通孔を有するカップリングを嵌合し、そのカップリングを射出スクリュと共に移動するように射出シリンダの可動部にブラケットにより取付けて、カップリングからスクリュ軸内に熱風を圧送できるようにし、熱風発生装置で発生した熱風を通孔を通じて先端開口から加熱筒内に吹き出させて射出スクリュを加熱している。 In the conventional inline screw type injection device, a through hole extending in the axial direction is formed in the injection screw, and an opening is formed in the base end side portion and the distal end side portion protruding from the heating cylinder of the through hole. While the tip of the hole communicates with the inside of the heating cylinder, a coupling having a communication hole is fitted to the opening part of the base end side portion, and the bracket is attached to the movable part of the injection cylinder so that the coupling moves together with the injection screw. The hot air can be pumped from the coupling into the screw shaft, and the injection screw is heated by blowing the hot air generated by the hot air generator through the through hole into the heating cylinder.
また円柱形状で外周囲にスクリュを有する胴体部の内部に後端から管体を挿入し、その管体により管体先端で折り返す内外二重の加熱回路を胴体部内に成形して、内外回路の後端を熱媒体温度調節装置のスイベルジョイントの回転部に固設し、熱媒体温度調節装置から外回路に供給した熱媒体を内回路を経て熱媒体温度調節装置に循環する可塑化装置もある。
上記従来のインラインスクリュ式射出装置が採用のスクリュ加熱手段では、加熱筒と射出シリンダの可動部との間のスクリュ後部の中間部位に、熱風発生装置と接続したカップリングを嵌合していることから、射出スクリュの最前進位置は加熱筒の後端にカップリングが接するところとなって、射出スクリュの前進ストロークが通常のものより短くなるという課題を有する。 In the screw heating means employed by the conventional in-line screw type injection device, a coupling connected to the hot air generator is fitted in an intermediate portion of the screw rear portion between the heating cylinder and the movable portion of the injection cylinder. Therefore, the most advanced position of the injection screw is where the coupling comes into contact with the rear end of the heating cylinder, and the advance stroke of the injection screw is shorter than the normal one.
この前進ストロークは、カップリングの嵌合位置を可動部側に片寄せることで長くすることはできるが、カップリングが可動部に接近すると軸部からの伝熱による可動部の加熱が強くなり、射出シリンダの作動油や装置の潤滑油が加熱による劣化を来すようになる。このため射出スクリュは加熱筒から突出する軸部を長く形成した特別仕様のものとなる。 This forward stroke can be lengthened by moving the fitting position of the coupling to the movable part side, but when the coupling approaches the movable part, the heating of the movable part by heat transfer from the shaft part becomes stronger, The operating oil of the injection cylinder and the lubricating oil of the device will deteriorate due to heating. For this reason, the injection screw has a special specification in which a shaft portion protruding from the heating cylinder is formed long.
また射出スクリュ内の通路は一方通行で、スクリュ加熱後の熱風が加熱筒内の溶融材料中に吹き出ることから、熱風の一部が溶融材料中に気泡となって取り込まれ、圧縮により高温となって成形上好ましくない材料焼けの原因となる。このため射出スクリュの加熱手段として採用し難いという課題をも有する。 The passage in the injection screw is one-way, and the hot air after heating the screw blows into the molten material in the heating cylinder, so a part of the hot air is taken into the molten material as bubbles and becomes hot due to compression. This may cause undesired material burning. For this reason, it has the subject that it is difficult to employ | adopt as a heating means of an injection screw.
上記従来の可塑化装置のように、管体の挿入によりスクリュ胴体部内に内外二重の加熱回路を形成した場合には、スクリュ後端を連結した熱媒体温度調節装置から外回路に圧送された熱媒体が、スクリュ胴体部を加熱した後に管体先端で内回路に折り返して熱媒体温度調節装置に戻るので、上記一方通行の場合のような課題は生じない。しかし、スクリュ胴体部は内部の管体と共に熱媒体温度調節装置のスイベルジョイントに固設され、熱媒体温度調節装置に後端を支持された状態にあって、シリンダ内にて回転はしても進退移動はできないので、それを加熱筒内の進退移動する射出スクリュの加熱手段として採用することは難しい。 When the inner and outer double heating circuit is formed in the screw body by inserting the tube as in the conventional plasticizing device, the heat medium temperature control device connected to the rear end of the screw is pumped to the outer circuit. Since the heat medium heats the screw body and then returns to the inner circuit at the tip of the tube and returns to the heat medium temperature control device, the problem as in the one-way case does not occur. However, the screw body is fixed to the swivel joint of the heat medium temperature adjusting device together with the internal tube body, and the rear end is supported by the heat medium temperature adjusting device, and the screw body portion rotates even in the cylinder. Since it cannot move forward and backward, it is difficult to adopt it as a heating means for an injection screw that moves forward and backward in the heating cylinder.
この発明の目的は、射出装置における加熱筒内の射出スクリュを、内外二重の加熱回路を採用して加熱することができ、またスクリュ外周囲に熱媒体の供給ブロックを備えるものであっても、射出スクリュの前進ストロークの短縮は許容範囲で済み、スクリュ後端を連結した駆動装置への伝熱による加熱の影響も少ない新たなスクリュ加熱回路を備えた射出装置を提供することにある。 An object of the present invention is to employ an internal / external double heating circuit to heat an injection screw in a heating cylinder in an injection apparatus, and to provide a heat medium supply block around the outside of the screw. It is an object of the present invention to provide an injection device equipped with a new screw heating circuit that can reduce the forward stroke of the injection screw within an allowable range and that is less affected by heating due to heat transfer to the drive device connected to the screw rear end.
上記目的によるこの発明は、加熱筒の後端に同心に取付けた熱媒体の供給口を有する環状の供給ブロックと、その供給ブロックを通して加熱筒内に回転かつ進退自在に設けた射出スクリュと、スクリュ軸の後端から軸方向に穿設した長孔と該長孔に挿入した管体とにより内外二重に形成され、その管体の先端で折り返すスクリュ軸内の加熱回路と、上記射出スクリュの最後退位置で上記供給口に臨む部位の軸部に穿設して加熱回路の外路と連通したスクリュ軸後部の回路入口と、管体後端の密閉部材からスクリュ軸に穿設して加熱回路の内回路と連通したスクリュ軸後端部の回路出口とを具備し、該回路出口は、スクリュ軸後端部の外周面に形成した連結用の環状溝内に開口し、その環状溝と該環状溝に内縁を嵌合して互いに結合した一対の割りリングによるジョイントとの間隙を排出部としてなる、というものである。 According to the above-mentioned object, the present invention provides an annular supply block having a heating medium supply port concentrically attached to the rear end of the heating cylinder, an injection screw rotatably and reciprocatingly provided in the heating cylinder through the supply block, and a screw. A heating circuit in the screw shaft that is formed into an inner and outer double by a long hole drilled in the axial direction from the rear end of the shaft and a tube inserted in the long hole, and that is folded at the tip of the tube, and the injection screw Drilling in the screw shaft from the circuit inlet at the rear of the screw shaft that is drilled in the shaft portion of the portion facing the supply port at the last retracted position and communicated with the outer path of the heating circuit, and from the sealing member at the rear end of the tube body. A circuit outlet at the rear end of the screw shaft communicating with the inner circuit of the circuit, and the circuit outlet opens into an annular groove for connection formed on the outer peripheral surface of the rear end of the screw shaft. A pair of the inner edges fitted into the annular groove and coupled to each other Ri becomes a discharge portion of the gap between the joint by ring, is that.
上記供給口又は回路入口の何れか一方は、供給ブロックの内周面又はスクリュ軸の外周面に設けた環状溝内に開口し、供給ブロックの内周面とスクリュ軸の外周面は、供給ブロックの内面外側に埋設したシールリングにより気密にシールされている、というものである。 Either the supply port or the circuit inlet opens into an annular groove provided on the inner peripheral surface of the supply block or the outer peripheral surface of the screw shaft, and the inner peripheral surface of the supply block and the outer peripheral surface of the screw shaft are connected to the supply block. It is said that it is airtightly sealed by a seal ring embedded outside the inner surface .
この発明では、熱媒体の供給口を有する環状の供給ブロックを加熱筒側に片寄せて取付けたので、加熱筒から突出した供給ブロックによる射出ストロークの短縮は許容範囲で済み、通常仕様の長さの射出スクリュに加熱回路を設けることができる。また供給ブロックが加熱筒の後端となるので射出スクリュの挿入も通常仕様の場合と同様に行い得る。 In this invention, since the annular supply block having the heat medium supply port is attached to the heating cylinder side by side, the injection stroke shortened by the supply block protruding from the heating cylinder is within an allowable range, and the length of the normal specification The injection screw can be provided with a heating circuit. Further, since the supply block serves as the rear end of the heating cylinder, the injection screw can be inserted in the same manner as in the normal specification.
またスクリュ軸内の加熱回路を、スクリュ軸の後端から軸方向に穿設した長孔と該長孔に挿入した管体とにより内外二重に形成したものであっても、回路入口と回路出口をスクリュ軸の後部に前後して設けたので、加熱筒内で回転かつ進退移動する射出装置にも支障なく採用することができる。また外回路と接続する回路入口が加熱筒後端の供給ブロック内に位置し、管体内の内回路との関連において外回路に供給された熱媒体がスクリュ軸内を前方へと流動するので、回路入口より後部のスクリュ軸に対する加熱は少なく、また外部に露出する軸部も長いので放熱によるスクリュ後端への伝熱も小さくなることから、駆動装置に対する加熱の影響は生じない。したがって、高温の熱媒体による射出スクリュの加熱が可能となる。 Even if the heating circuit in the screw shaft is formed into an inner and outer double by a long hole drilled in the axial direction from the rear end of the screw shaft and a tube inserted in the long hole, the circuit inlet and circuit Since the outlet is provided back and forth at the rear part of the screw shaft, it can be employed without any trouble in the injection device that rotates and moves back and forth within the heating cylinder. In addition, the circuit inlet connected to the external circuit is located in the supply block at the rear end of the heating cylinder, and the heat medium supplied to the external circuit in relation to the internal circuit in the tube flows forward in the screw shaft. Heating to the screw shaft at the rear of the circuit entrance is small, and since the shaft portion exposed to the outside is long, heat transfer to the screw rear end due to heat radiation is also small, so that the heating device is not affected. Therefore, the injection screw can be heated with a high-temperature heat medium.
また供給ブロックの供給口とスクリュ軸の回路入口は、射出スクリュの最後退位置で接続し、その接続はスクリュ前進により遮断されるので、熱媒体の加熱回路への供給は最後退位置での停止時間に制限され、スクリュ移動中は供給停止となることから、熱媒体による射出スクリュの加熱は射出スクリュの移動と停止の繰返しによる自動的な断続加熱となる。これにより熱媒体の常時供給による連続加熱では過熱し易い高温の熱媒体による加熱を、バルブ装置による断続操作によらず行うことができるので、加熱装置の簡略化ともなる。 Also, the supply port of the supply block and the circuit inlet of the screw shaft are connected at the last retracted position of the injection screw, and the connection is interrupted by the screw advancement, so the supply of the heat medium to the heating circuit is stopped at the last retracted position. Since the time is limited and the supply is stopped during screw movement, heating of the injection screw by the heat medium is automatic intermittent heating by repeated movement and stop of the injection screw. As a result, heating with a high-temperature heat medium, which is easily overheated by continuous heating with constant supply of the heat medium, can be performed without intermittent operation by the valve device, thus simplifying the heating device.
また回路出口を、スクリュ軸後端部の連結用の環状溝内に開口し、その環状溝とジョイントとの間隙から内回路の加熱後の熱媒体を排出できるようにしたので、回路出口から余熱のある熱媒体が強く噴出するのが防止され、また排出の際の熱交換により媒体温度が降温するので、熱媒体の機外排出を安全に行うことができる。 In addition, the circuit outlet is opened in an annular groove for connection at the rear end of the screw shaft so that the heat medium after heating the internal circuit can be discharged from the gap between the annular groove and the joint. Therefore, it is possible to safely discharge the heat medium out of the apparatus because the medium temperature is lowered by heat exchange at the time of discharge.
図中1は加熱筒で、先端にノズル部材(図では省略)を有し、後部上に材料供給口2を有する通常構造のもので、内部に射出スクリュ3を回転かつ進退自在に備える。4は加熱筒1の保持盤で、盤体中央に加熱筒1の後端部が盤体外面から盤体内面まで嵌合して止着してある。5は射出スクリュ3の油圧又は電動の駆動装置の可動部で、その詳細は省略するが通常構造からなり、その可動部5に射出スクリュ3がスクリュ軸31の後端を当接して、一対の割りリングによるジョイント6により連結してある。
In the figure, reference numeral 1 denotes a heating cylinder having a nozzle member (not shown in the figure) at the tip and a normal structure having a material supply port 2 on the rear part, and an
7は熱媒体の供給ブロックで、内径が加熱筒1の内径と同一の環状ブロックに供給口71を穿設したものからなり、その供給口71が開口した内周面の外側にはシールリング72が埋設してある。この供給ブロック7は供給口71を上側にして開口縁にOリングを嵌めた加熱筒1の後端に同心に取付けてあり、その供給ブロック7を通して上記射出スクリュ3が加熱筒内に挿入してある。
8はスクリュ軸31の内部中央に設けた加熱回路で、スクリュ後端から軸方向(フィードゾーン)に穿設した長孔9と、該長孔9に挿入した細径の管体10とにより形成された管体先端で折り返す内外二重の回路8a,8bからなる。また管体10の後端は長孔9の密閉部材11に嵌着してスクリュ軸31に固定してあり、その密閉部材11の前部内には内回路8bの延長路8b′がT状に穿設してある。
8 is a heating circuit provided in the center of the inside of the
12はスクリュ軸31の後部に穿設して外回路8aと接続した回路入口で、図2に示すように、射出スクリュ3の最後退位置で、上記供給口71に臨む部位のスクリュ軸後部に穿設してある。この回路入口12は複数でスクリュ軸31の外周面に設けた環状溝12′内に開口し、その環状溝12′を経て供給口71からの熱媒体が複数の回路入口12に流入するようにしてある。場合によっては供給口71が開口した供給ブロック7の内面に鎖線で示すように環状溝71′を設けて、環状溝12′を省略することができる。
13はスクリュ軸31の後端部に穿設した複数の回路出口で、外周面に形成した連結用の環状溝14内に開口し、その環状溝14に上記割りリングの結合によるジョイント6の内縁が嵌合してある。また回路出口13は上記密閉部材11の延長路8b′を介して内回路8bと接続し、環状溝14とジョイント6との間隙を排出部として熱媒体を外部に排出できるようにしてある。
上記構成では、供給ブロック7の供給口71に熱媒体(例えばホットエア)の管路15を連結して、ホットエアをブロアーから圧送すると、ホットエアは回路入口12から外回路8aに流入し、スクリュ軸部31を加熱しながら長孔9の先端へと流動する。長孔先端に達すると管体先端から内回路8bに流入し、密閉部材11内の延長路8b′を通って回路出口13から排出される。
In the above configuration, when the heat medium (for example, hot air)
このホットエアの加熱回路8への圧送は、射出スクリュ3が最後退位置にあって、図2に示すように、回路入口12が供給口71に位置し、その供給口71を介して管路15が回路入口12と接続しているときに行われる。射出スクリュ3が最後退位置から前進移動すると、回路入口12の位置が図3に示すように供給口71からずれて、供給口71がスクリュ軸31により塞がれ、加熱回路8と管路15が遮断されて自動的にホットエアの圧送停止となる。
The hot air is pumped to the
したがって、ホットエアによる射出スクリュ3の加熱は、スクリュ後退による材料計量時及びスクリュ前進による材料射出時には行われず、計量後退終了から次の射出前進に移行する間でスクリュ軸31の後部が外部に露出している停止時間(例えば1秒)に制限される。これにより熱媒体による加熱は射出スクリュ3の移動と停止の繰返しにより自動的に生ずる断続加熱となる。
Therefore, the heating of the
また回路入口12より後のスクリュ軸内では熱媒体の流動は生じないので加熱は少なく、外部に露出する軸部も長いので放熱によるスクリュ後端への伝熱も小さくなることから、駆動装置に加熱の影響が及ぶようなこともないので、高温の熱媒体による射出スクリュ3の加熱が可能となる。例えば溶融温度が低温(50〜60℃のワックスでは、スクリュ温度が低いとスクリュ表面に付着して固化するので、高温(400℃)で加熱したホットエアを熱媒体として供給し、これにより射出スクリュ3を加熱して、溶融状態のワックスの付着を防止することができる。
In addition, since there is no flow of the heat medium in the screw shaft after the
上記内回路8bを流動する加熱後の熱媒体は、スクリュ軸後端部の連結用の環状溝14に開口した回路出口13から、環状溝14とジョイント6との間隙を通って外部に排出される。この排出は熱媒体の供給中にのみ生ずるので間欠排出となる。上記間隙からの排出では回路出口13から余熱のある熱媒体が強く噴出するのが防止され、また排出の際のジョイント6との熱交換により媒体温度が降温するので、加熱後の熱媒体を安全に機外に排出することができる。
The heated heating medium flowing in the
1 加熱筒
3 射出スクリュ
31 スクリュ軸
5 駆動装置の可動部
6 ジョイント
7 熱媒体の供給ブロック
71 熱媒体の供給口
72 シールリング
8 加熱回路
8a 外回路
8b 内回路
8b′ 内回路の延長路
9 スクリュ軸内の長孔
10 管体
11 長孔の密閉部材
12 回路入口
13 回路出口
14 連結用の環状溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
その供給ブロックを通して加熱筒内に回転かつ進退自在に設けた射出スクリュと、
スクリュ軸の後端から軸方向に穿設した長孔と該長孔に挿入した管体とにより内外二重に形成され、その管体の先端で折り返すスクリュ軸内の加熱回路と、
上記射出スクリュの最後退位置で上記供給口に臨む部位の軸部に穿設して加熱回路の外回路と連通したスクリュ軸後部の回路入口と、
管体後端の密閉部材からスクリュ軸に穿設して加熱回路の内回路と連通したスクリュ軸後端部の回路出口とを具備し、
上記回路出口は、スクリュ軸後端部の外周面に形成した連結用の環状溝内に開口し、その環状溝と該環状溝に内縁を嵌合して互いに結合した一対の割りリングによるジョイントとの間隙を排出部としてなる
ことを特徴とするスクリュ加熱回路を備えた射出装置。 An annular supply block having a heat medium supply port concentrically attached to the rear end of the heating cylinder;
An injection screw provided in the heating cylinder through the supply block so as to be rotatable and movable back and forth;
A heating circuit in the screw shaft that is formed into an inner and outer double by a long hole drilled in the axial direction from the rear end of the screw shaft and a tube inserted in the long hole, and folded at the tip of the tube;
A circuit inlet at the rear of the screw shaft that is drilled in the shaft portion of the portion facing the supply port at the last retracted position of the injection screw and communicated with the outer circuit of the heating circuit;
A screw shaft drilled from the sealing member at the rear end of the tubular body, and a circuit outlet at the rear end of the screw shaft communicating with the inner circuit of the heating circuit ;
The circuit outlet is opened in an annular groove for connection formed on the outer peripheral surface of the rear end portion of the screw shaft, and a joint by a pair of split rings that are coupled to each other by fitting the inner edge of the annular groove to the annular groove. The gap between
An injection device provided with a screw heating circuit.
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