JP5801754B2 - 溶融装置および射出成形装置 - Google Patents
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Description
前記溶融部を加熱する加熱部と、
前記溶融部へ前記固形材料を圧送するプランジャーと、
前記溶融部にて前記固形材料を溶融させることにより得られた溶融材料を一時的に貯留する貯留部と、
前記貯留部の前記溶融材料を前記貯留部の外部へ圧送するピストンと、
前記溶融部、前記プランジャー、前記貯留部、及び前記ピストンを内部に有するシリンダーと、
を有し、
前記ピストンは、前記溶融部を貫通して、前記貯留部の前記溶融材料を圧送し、かつ回転しながら軸方向に移動することを特徴とする溶融装置を提供する。
図1は第1の実施形態に係る溶融装置100の模式図である。このうち図1(a)は溶融装置100の模式的な正面断面図、図1(b)は溶融装置100の模式的な平断面図、図1(c)はピストン7の先端部の模式的な正面図である。図8は第1の実施形態に係る射出成形装置150の模式的な正面断面図である。
図8に示すように、本実施形態に係る溶融装置100は、射出成形用の金型130と組み合わせることによって、射出成形装置150として用いることができる。すなわち、本実施形態に係る射出成形装置150は、溶融装置100を含んで構成されている。金型130は、例えば、一対の分割金型110、120からなる。溶融装置100は、例えば射出装置として、分割金型110、120の間に形成されるキャビティ内に溶融樹脂5を射出する。
以下、詳細に説明する。
また、ここでは、油圧シリンダーによってピストン7を軸方向に移動させるときに、ピストン7の雄ネジ部71が保持部材72の雌ネジ部73に対して回転する例を説明したが、この例に限らない。例えば、ピストン7を図示しないモーターにより軸周りに回転させることによって、ピストン7の雄ネジ部71が保持部材72の雌ネジ部73に対して回転しながら、ピストン7が軸方向に直線移動するようにしても良い。
上記のように溶融部2の横断面積が貯留部6側に向けて徐々に小さくなっているため、例えば、加熱部3による溶融部2内の材料の加熱能力を位置によらず均一に設定することにより、このような温度勾配を実現できる。
シリンダー8とピストン7の間に形成される溶融部2は、空洞でも良いが、図9(a)に示すように、シリンダー8の内面よりピストン7側に向けて突出し且つ鉛直に配置された1つ又は複数の仕切り板18によって、水平方向において複数の領域に仕切られていても良い。仕切り板18は、シリンダー8の内面によって片持ち式に支持する。また、ピストン7の動作を阻害しないように、ピストン7と仕切り板18との間にクリアランスを設ける。仕切り板18はシリンダー8およびピストン7からの伝熱により加温されるため、樹脂ペレット1に熱がより伝わり易くなり、樹脂ペレット1を効率的に溶解できる。またシリンダー8と仕切り板18との少なくとも何れか一方の表面に凹凸を形成し、シリンダー8と仕切り板18との少なくとも何れか一方と樹脂ペレット1との接触面積を増やしても良い。
要するに、せん断による材料の分解と、装置の大型化とを抑制することができる。
図2は第2の実施形態に係る溶融装置200の模式図である。このうち図2(a)は溶融装置200の模式的な正面断面図、図2(b)は溶融装置200の模式的な平断面図である。
シリンダー8と内筒部81との間に形成される溶融部2は、空洞でも良いが、図9(b)に示すように、鉛直に配置された仕切り板18によって、水平方向において複数の領域に仕切られていても良い。本実施形態の場合、仕切り板18は、シリンダー8の内面から内筒部81の外面に亘って架設する。仕切り板18はシリンダー8および内筒部81からの伝熱により加温されるため、樹脂ペレット1と熱源との接触面積が増えて、樹脂ペレット1に熱がより伝わり易くなり、樹脂ペレット1を効率的に溶解できる。またシリンダー8、内筒部81および仕切り板18のうちの少なくとも何れか1つ以上の表面に凹凸を形成し、これらの少なくとも何れか1つ以上と樹脂ペレット1との接触面積を増やしても良い。
内筒部81の下端付近には、シリンダー8と内筒部81との間に、溶融樹脂5の流動方向を一方向に規制する図示しない逆止弁を設けても良い。ピストン7の下降に伴い、貯留部6内の溶融樹脂5を溶融部2の方向(図2の上方向)に押し戻そうとする圧がかかるが、逆止弁により溶融樹脂5の逆流を防止することができる。
前者の場合、第3ヒータ33が第2ヒータ32の代わりに溶融部2を内側から加熱する。後者の場合、第3ヒータ33が第2ヒータ32とともに溶融部2を内側から加熱する。
第2の実施形態による溶融装置200は、射出成形用の金型130と組み合わせることによって、射出成形装置として用いることができる。溶融装置200を射出成形装置として用いた場合に、特に、上記のように成形サイクルを効率的に実施できることによるメリットが大きい。
第1の実施形態ならびに後述する他の実施形態によっても、同様の利点が得られる。
図3は第3の実施形態に係る溶融装置300の模式図である。このうち図3(a)は溶融装置300の模式的な正面断面図、図3(b)は溶融装置300の模式的な平断面図である。
ピストン7の下降に伴い、貯留部6内の溶融樹脂5を溶融部2の方向に押し戻そうとする圧がかかる。これを防止するため、溶融部材15の下端付近に、図示しない逆止弁を設けても良い。
図4は第4の実施形態に係る溶融装置400の模式的な正面断面図である。
図5は溶融装置400のピストン7の先端部の構造を示す模式図である。このうち図5(a)は正面図、図5(b)及び図5(c)は図5(a)のA−A線に沿った平断面図、図5(d)は下面図である。図5(b)及び図5(d)は、開閉部170が閉状態となっているときの状態を示し、図5(c)は、開閉部170が開状態となっているときの状態を示す。
本体部700の外径は、貯留部6の内径よりも小さい。
その代わり、開閉部170は、貯留部6の横断面を閉塞する閉状態と、閉塞しない開状態と、に切り替わり可能に構成されており、ピストン7により貯留部6の溶融樹脂5を圧送する時に、開閉部170が閉状態となるようになっている。
例えば、図6(a)に示すように、溶融孔16は、内径が段階的に(階段状に)細くなる形状であっても良い。或いは、図6(b)及び(c)に示すように、内径が2次曲線状に細くなる形状であっても良い。このうち図6(b)の例では、溶融孔16は、入り口側に近い部位での径の変化量が大きい竜巻形状である。図6(c)の例では、溶融孔16は、出口側に近い部位での径の変化量が大きい逆釣鐘形状である。
2 溶融部
3 加熱部
4 プランジャー
5 溶融樹脂
6 貯留部
7 ピストン
7a リブ
8 シリンダー
9 材料供給部
11 冷却部
12 ヒータ
15 溶融部材
16 溶融孔
18 仕切り板
31 第1ヒータ
32 第2ヒータ
33 第3ヒータ
41 本体部
42 スクリューネジ
43 回転伝達部
61 射出口
71 雄ネジ部
72 保持部材
73 雌ネジ部
74 溝
75 第1軸部
76 第2軸部
76a 突起
77 第3軸部
77a 突起
78 第4軸部
78a 突起
81 内筒部
82 雌ネジ部
82 第2内筒部
91 貯留容器
92 供給配管
93 第1電磁弁
94 ガス配管
95 第2電磁弁
100 溶融装置
110 分割金型
120 分割金型
130 金型
150 射出成型装置
170 開閉部
171、172、173、174、175、176、177、178 羽根部
200 溶融装置
300 溶融装置
400 溶融装置
700 本体部
Claims (10)
- 固形材料を溶融させる溶融部と、
前記溶融部を加熱する加熱部と、
前記溶融部へ前記固形材料を圧送するプランジャーと、
前記溶融部にて前記固形材料を溶融させることにより得られた溶融材料を一時的に貯留する貯留部と、
前記貯留部の前記溶融材料を前記貯留部の外部へ圧送するピストンと、
前記溶融部、前記プランジャー、前記貯留部、及び前記ピストンを内部に有するシリンダーと、
を有し、
前記ピストンは、前記溶融部を貫通して、前記貯留部の前記溶融材料を圧送し、かつ回転しながら軸方向に移動することを特徴とする溶融装置。 - 前記溶融部は、横断面形状がドーナツ状であり、前記ピストンの周囲に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の溶融装置。
- 前記プランジャーは、前記ピストンの周囲に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の溶融装置。
- 前記プランジャーは、横断面形状がドーナツ状であることを特徴とする請求項3に記載の溶融装置。
- 前記ピストンの先端部の外径が、前記貯留部の内径と等しいことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の溶融装置。
- 前記ピストンは、
柱状の本体部と、
前記本体部の先端に設けられ、前記貯留部の横断面を閉塞する閉状態と、閉塞しない開状態と、に切り替わり可能な開閉部と、
を有し、
前記ピストンによる前記溶融材料の圧送時に、前記開閉部が閉状態となることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の溶融装置。 - 前記加熱部は、前記溶融部の周囲に配置されている第1ヒータを有していることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の溶融装置。
- 前記加熱部は、前記ピストンに組み込まれている第2ヒータを有していることを特徴とする請求項7に記載の溶融装置。
- 当該溶融装置における前記溶融部の入口側の近傍の部分を冷却する冷却部を有していることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の溶融装置。
- 請求項1乃至9の何れか一項に記載の溶融装置を含む射出成形装置。
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