JPH04147819A - プリプラ式射出成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、可塑化室と射出室とを各独立させて設けた
いわゆるプリプラ式射出成形機に関するもので、射出室
における材料流路の開口構造およびプランジャの先端形
状に特徴がある射出成形機と、材料替え時における射出
室内の材料の排除方法に関するものである。

（従来の技術） スクリュなどの可塑化装置を備えた可塑化室とプランジ
ャを備えた射出室とを独立に設けたプリプラ式射出成形
機は、可塑化室と射出室の温度条件等を各独立に制御で
きること、可塑化スクリュと射出プランジャとの径を各
独立に選定可能であること、射出時にプランジ中とバレ
ルとの間に生じるバフタフローが少なく材料の射出量を
正確に制御できることおよび高圧での射出が可能である
などの特徴を有しているが、可塑化室と射出室との間に
材料の流路（以下「連結流路」という。）を設ける必要
がある。

この連結流路の可塑化室側は、可塑化室の先端に開口し
ているが、射出室６には先端にノズル流路１３が開口し
ているので、連結流路７の射出室側の開口をどこに設け
るかが問題になる。第５図ないし第９図はその従来構造
を示したもので、第５図のものは連結流路７を射出室６
の先端側面に設けたものであり、最も一般的な構造であ
る。

第６図のものは連結流路７をノズル流路１３に合流させ
て設けたもので、その合流点に切換弁４１が設けられて
いる。この切換弁４工は図示状態で連結流路７と射出室
６とを連通しており、右回りに９０度回動してノズル流
路１３を連通させる。

第７図に示すものは連結流路７を射出室６の先端の凹円
錐面に斜めに開口させたものである。上記第６図および
第７図に示したものの例は、例えば特開昭６１−１８５
４２７号公報に開示されている。

第８図に示す構造は特開昭５９−８１１４４号公報で提
唱されているもので、プランジャ５の先端にプランジャ
の最大ストロークよりも長い小径部４２を設け、連結流
Ｂ７をこの小径部４２が位置するバレルの周面部分に設
けている。小径部の先端には逆止リング４３が装着され
ており、連結流路７から送り込まれた材料は、逆止リン
グ４３を図の左方へ移動させて小径部４２との間の隙間
を通って射出室６へと流入する。一方射出動作が行われ
るときには、プランジャ５が左動して射出室６内の圧力
が高まるため、逆止リング４３は図で右方で相対的に移
動し、射出室６内の樹脂が小径部４２の周囲の隙間４４
に逆流するのが防止される。

また第９図に示すものは、バレルの周壁に設けた連結流
路７が、プランジ中５が最大ストロークで後退したとき
に初めて開口するようにしたもので、プランジャ５が射
出動作に入ると、前進するプランジャ５によって連結流
路７が閉鎖される構造である。この第８図に示すものと
第９図に示すものの特徴は、射出時の終期に生ずる高い
射出圧が連結流路７の開口部分に作用しないということ
である。

（発明が解決しようとする課題） 成形品の形状の複雑化と肉厚の薄肉化に伴い、射出成形
機により高い射出圧が要求されるようになってきている
。また難撚性プラスチックスやエンジニアリングプラス
チックス、スーパエンプラのような材料を成形したいと
いう要求がますます増えてきており、これらの要求に応
えるためには、従来装置よりも高い射出圧が得られ、か
つ射出室内での材料の滞留が生じない射出装置が要求さ
れる。

ところが、第５図および第６図に示す構造の従来装置は
、射出圧を高くしたいという要求に応えることができな
い。周知のように材料力学でいう厚肉円筒では、円筒内
径部の周方向応力が最大となり、この応力はバレルの肉
厚を厚くしてもあまり低下させることができない。そし
て第５図および第６図の構造のものでは、連結流路７の
開口部分に射出室６　（またはノズル流路１３）側と連
結流路７側とから内圧が作用し、しかも円孔切欠による
応力集中が生ずるため、図のＸ部分に極めて高い引張応
力が生じ、材料の疲労限度を超えてしまう。

また第７図のものは、連結流路７が凹円錐面に開孔して
いるので、バレルの周方向応力は小さいが、連結流路の
断面積が比較的大きいため、連結流路７とノズル流路１
３との間の部分Ｙの肉厚が小さくなり、隣合う流路周壁
同志の応力が重なり合ってこの部分の応力は決して小さ
いとはいえない。また連結流路７が射出室６の中心に対
して非対称に開口しているため、射出室の反対側の隅の
部分Ｚに材料が滞留しやすいという問題もある。

一方、第８図および第９図のものは、前述したように連
結流路７の開口部分の応力の問題は解決されるが、第８
図のものは連結流路７の反対側の隙間Ｕの部分に材料が
長時間滞留する傾向があり、また第９図のものでは、小
さい成形品を射出する場合に、プランジャ５が射出室の
先端にまでストロークしないこととなり、このとき材料
が図の矢印のように流れるため、射出室６の先端外周部
分Ｖに材料が滞留しやすいという欠点がある。

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、射出
圧をより高くすることができ、かつ射出室内での材料の
滞留をより減少させることができる構造の射出成形機を
得ることを課題としている。

（課題を解決するための手段） この発明では、可塑化室３と射出室６とを連結する連結
流路７の射出室６側の開口８を射出室６の先端中央部に
設け、複数本に分岐したノズル流路１３をこの連結流路
７０開口８を中心とする円周上に配置することにより、
上記課題を解決している。

１個の射出室６に対して１個のノズルが設けられる通常
構造の射出成形機では、分岐された複数のノズル流路１
３は、射出室６の延長線上で合流し、ノズル１１の先端
に開口する。連結流路７はノズル流路１３の合流点２３
より射出室に近い位ｔ７ａでノズル１１の中心から外れ
る方向に屈曲し、可塑化室３に連結される。

分岐された複数のノズル流路１３は、射出室６の外周に
接して開口させるのがよい。更に好ましくは、射出室６
の先端にノズル流路１３の開口を繋ぐ円周溝１５を設け
、プランジャ５の先端を射出室６の先端形状に合わせて
浅い円錐状とするとともにその外周部に上記円周溝１５
に入り込む鍔２２を設ける構造とする。

ノズル１１にシャフトオフバルブを設けるときには、連
結流路７の屈曲部７ａとノズル流路の合流点２３との間
にノズル１１の一方の側面に開口する凹所２４を穿設し
、ノズル１１の中心に沿って延在するニードル２６の基
端をこの凹所に突出させ、この凹所に先端を挿入したレ
バー３１を揺動させてニードル２６でノズル流路を開閉
する構造を採用することができる。このようなシャフト
オフバルブの構造は、それ自体は公知であるが、従来は
射出室の先端に開口させたノズル流路を途中で分岐して
その間に凹所２４を設けていたが、上記この発明の構造
では、ノズル流路が元々分岐された構造で射出室６に開
口しているので、上記構造のシャ７）オフバルブとの組
み合わせがより合理的である。

（作用） この発明の構造によれば、射出室６やノズル流路１３の
周壁に開口部が存在しないので、応力集中を考える必要
がなく、バレル１０やノズルＩＩを高い射出圧に耐える
ものとすることができる。

またノズル流路１３は複数本に分岐しておりかつ連結流
路７より小径にできるので、ノズル流路と連結流路の間
の部分Ｙの肉厚も充分に厚くすることができ、この部分
での応力の重なり合いも生じない。また連結流路７から
射出室６に流入した材料は、中心に対して対称に配置さ
れたノズル流路１３へと流入していくので、射出室６内
にいかなる滞留部分も生じることがない。

ノズル流路１３を射出室６の外周に接して開口させ、射
出室６の先端にその開口を繋ぐ円周溝１５を設け、プラ
ンジャ５の先端にこの円周溝１５に入り込む鍔２２を設
けたときは、プランジャ５が前進端に達したときに射出
室６内に残留する材料を非常に少なくできる。

また、この構造の場合には、連結流路７がら射出室６内
に流入する材料を円周方向外側へと円滑に導くことがで
きるので、材料替えのときに、プランジャ５をその前進
端に保持した状態でスクリュ２を回転させることにより
、射出室６内に残った前の材料を速やかに排除すること
が可能である。

（実施例） 第１図ないし第３図はこの発明の第１実施例を示すもの
で、ｌはスクリュ２を内蔵した可塑化ユニット、３は可
塑化室、４はプランジャ５を内蔵した射出ユニット、６
は射出室、７は射出室６の先端中央から可塑化室の先端
中央へ連結された連結流路、８は連結流路７の射出室側
開口、９はスクリュバレル、１０はプランジャバレル、
１１はノズルで、ノズル１１はプランジャバレル１０の
先端ニホルト１２で締結されたノズル基部１１ａと、ノ
ズル基部１１ａにネジｌｌｃで固定されたノズル先端部
１１ｂとで構成され、スクリュバＬル９はノズル基部１
１ａの側面に図示しないボッ１トで締結して固定されて
いる。

ノズル基部１１ａには、射出室６の先端の連糾通路の開
口８を中心とした円周上に対称に開口する平行な複数本
のノズル流路１３が穿設されてしる。ノズル流路１３が
開口する部分のノズル基部１１ａの両端面には、円周方
向の円周溝１４．１５が設けられており、ノズル先端部
１１ｂには俵端側の円周溝１４に連なる円錐凹所１６と
この［錐凹所の頂部からノズル先端に開口するノズルＲ
１７とが設けられている。

ノズル基部の先端側の円周溝１４の内側には、円錐凸部
１８が形成されており、ノズル先端部ｌｌｂをノズル基
部１１ａに装着したとき、複数のノズル流路１３の出口
から円周溝１４を経て、円錐凹所１６と円錐凸部工８の
隙間を通ってノズル孔１７に導かれる滑らかな波路が形
成される。

方射出時には、射出室６内の材料がノズル基部１１ａの
射出室側の円周溝１５によって導かれて分岐されたノズ
ル流路１３に滑らかに案内される。

図のものでは、ノズル流路１３は、第２図に示すように
、射出室６の外周に接して開口するように対称に４個設
けられており、連結流路７は２本のノズル流路の間を通
って可塑化室３に導がれている。

第４図はこの発明の第２実施例を示したもので、プラン
ジャ５の先端を射出室６の先端形状に合わせた形状とし
、ノズル１１にニードル式のシャフトオフバルブ２１を
設けたものである。プランジャ５の先端は、射出室の先
端形状に合わせて浅い円錐状とするとともに、その外周
部に円周溝１５に入り込む鍔２２を設け、プランジャ５
が前進端に達したときに、射出室６内に残留する材料を
できるだけ少なくする形状としている。同時にプランジ
ャ先端をこのような形状にすることにより、連結流路７
から射出室６内に流入する材料を円周方向外側へと円滑
に導くことができ、前回の射出時に射出室内に残った材
料を次の射出時に速やかにノズル流路１３に流入させる
ように導くことができる。

シャットオフバルブ２１は、公知の構造なので簡単に説
明する。連結流路７の屈曲部７ａと複数のノズル流路１
３０合流点２３との間に２本のノズル流路の間を通って
側面に開口し、奥端がノズルの中心線に達する矩形の凹
所２４を設け、ノズル基部１１ａには先端側からこの凹
所２４に連通ずる支持孔２５を設けて、この支持孔にニ
ードル２６の基端を挿通して凹所２４に突出させるとと
もに、ニードル２６の先端をノズル孔１７の開口部に設
けた弁座２７に臨ませる。ニードル２６の中央部には、
ノズル流路１３からの材料を淀みなくノズル孔１７に導
くように、円錐状の膨出部２８を設けるとともに、凹所
２４の突出部分に直角方向の溝孔２９を設け、この溝孔
にピン３ｏでノズル１部１１ａに枢支されたシーソーレ
バー３１の先端を嵌挿する。シーソーレバー３１の基端
は、シリンダロンドなどの往復駆動杆３２にピン３３で
連結し、この往復駆動杆３２を進退させることにより、
ノズル孔１７を開閉する。

また、射出時の射出室６から可塑化室３への材料の逆流
は、可塑化スクリュ２を進出させてその先端で連結流路
７の可塑化室側開口を閉鎖する構造とするのが良い。

以上のようなニードルを用いたノズル孔の開閉構造やス
クリュ先端による連結流路の開閉構造は、ロータリ弁や
逆止弁を設けた構造と比べて材料の流路を滑らかにでき
、材料の滞留を防止するうえで極めて好適である。

（発明の効果） 以上説明したこの発明によれば、射出室やノズル流路の
周壁に応力集中を住じさせないで高い射出圧を実現する
という要求と、可塑化室から射出室を経てノズル孔先端
に至る樹脂流路を短くし均一にし、かつ材料の滞留を生
じさせないという要求をともに満たすことができ、高圧
射出を要求される製品の成形や熱によって変質しやすい
材料の成形に特に好適な射出成形機を得ることができる
。

またこの発明の方法によれば、材料替えの際に射出室に
残った旧い材料を簡単な操作で短時間に排出することが
でき、材料替えを速やかにおこなうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の第１実施例を示す図で
、第１図は可塑化ユニ７トの先端部とともに示す断面平
面図、第２図は第１図のＡ部断面図、第３図は第２図の
Ｂ部断面図である。第４図はこの発明の第２実施例を示
す断面側面図である。 第５図ないし第９図は射出室への連結流路の開口部の従
来構造を示す断面図である。 図中、 スクリュ　　　　　３：可塑化室 プランジャ　　　　６：射出室 連結流路　　　　　８：開口 ノズル　　　　　　１３：ノズル流路 円周溝　　　　　　２２：鍔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）可塑化室（３）と射出室（６）とを連結する連結
   流路（７）の射出室（６）側の開口（８）を射出室（６
   ）の先端中央部に設け、複数本に分岐したノズル流路（
   １３）をこの連結流路（７）の開口（８）を中心とする
   円周上に配置したことを特徴とする、プリプラ式射出成
   形機。
2. （２）分岐された複数のノズル流路（１３）を射出室（
   ６）の外周に接して開口させ、その開口を繋ぐ円周溝（
   １５）を射出室（６）の先端に設け、プランジャ（５）
   の先端を射出室（６）の先端形状に合わせて浅い円錐状
   とするとともにその外周部に上記円周溝（１５）に入り
   込む鍔（２２）を設けた、請求項１記載のプリプラ式射
   出成形機。
3. （３）請求項２記載のプリプラ式射出成形機を使用する
   成形作業時の材料替え方法において、プランジャ（５）
   をその前進端に保持したままスクリュ（２）を回転させ
   て新たな材料を射出室（６）に送り込み、射出室（６）
   内の旧い材料をノズル（１１）から排出することを特徴
   とする、プリプラ式射出成形機の材料替え方法。