JPH0985787A - プリプラ式射出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 射出シリンダとプランジャとの間のクリアラ
ンスに入り込んだ樹脂を、プランジャストロークの後に
設けた樹脂の抜き穴と掻取り用のスリーブとで排除し樹
脂の固化による計量時の障害を防止する。 【解決手段】 可塑化シリンダと並設して先端部を連通
した射出シリンダ１２に、プランジャ１０を所要のクリ
アランスを設けて進退自在に内装する。上記プランジャ
１０のプランジャストロークより後のシリンダ壁に樹脂
の抜き穴１６を設ける。その抜き穴１６の後壁上のシリ
ンダ内周囲に掻取用のスリーブ１９をプランジャ軸部と
の間に所要間隙を設けて配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、材料樹脂の可塑
化と射出とを異なったシリンダにより行うプリプラ式射
出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的にプリプラ式射出装置は、射出用
のプランジャを内装した射出シリンダに、可塑化用のス
クリュまたはプランジャを内装した可塑化シリンダを並
設するとともに、可塑化シリンダの先端を大径で短い筒
体等を介して射出シリンダの先端部に接続し、その筒体
等を樹脂路として可塑化シリンダで溶融・混練（以下可
塑化と称する）した樹脂を射出シリンダの前部に計量し
てのち、プランジャの前進により射出を行う構成からな
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記射出シリンダとプ
ランジャとの間には、プランジャの摺動を可能とするク
リアランスが設けてある。このクリアランスは溶融樹脂
の入り込みが困難な最小限の寸法に設計されているが、
どのようなクリアランスであっても計量・射出を繰り返
し行っているうちには入り込む樹脂もある。

【０００４】クリアランスに入り込んだ樹脂が溶融状態
にあって、射出シリンダとプランジャとの間に薄く介在
している限りでは、プランジャの摺動に大きな悪影響を
及ぼすことはないが、過密状態や固化状態で介在する
と、摺動抵抗が増して圧力損失を招くことになる。また
射出シリンダとプランジャとに芯ずれが生じて噛りも生
ずるようになる。

【０００５】上記クリアランスにおける樹脂の障害を除
く手段としては、樹脂の抜き穴を射出シリンダの後部に
設け、入り込んだ樹脂を順次抜き穴から排出することが
考えられるが、これは樹脂が加熱された状態にあって流
動性を有する場合に限られ、固化により流動性を失った
樹脂まで排除することはできない。

【０００６】また一般的にプランジャを内装した射出シ
リンダのヒーターゾーンは、プランジャのストローク範
囲とされているが、プランジャ周囲に入り込んだ樹脂の
固化を防止するために、抜き穴の後方までヒーターを設
けた場合でも、そのヒーターの取付けは射出シリンダの
露出部分に制限され、射出油圧シリンダの前部に挿入し
て保持された後端部までをヒーターにより所定温度に維
持することは困難である。このため溶融状態にあった樹
脂でもヒーターより後方の射出シリンダ端部では冷めて
固化するようになり、これがプランジャの進退移動に際
し摺動抵抗として作用するようになる。

【０００７】この射出シリンダ後端部における樹脂の摺
動抵抗は、その摩擦力が僅かなものであっても材料計量
に著しい影響を与える。プリプラ式の射出装置における
材料計量は、可塑化シリンダにより可塑化した材料樹脂
を先端部の樹脂路を経て射出シリンダの先端部内に圧送
し、その樹脂圧によりプランジャの先端を加圧して、射
出油圧シリンダにより所定の圧力（背圧力）が加えられ
たプランジャを後退移動させながら、シリンダ先端部内
に可塑化樹脂を蓄積することによるため、僅かな摩擦力
でも樹脂圧によるプランジャの後退移動にとっては大き
な障害となり、その結果下記のような課題を有する。

【０００８】固化した樹脂の摺動抵抗によりプランジャ
の後退移動が円滑に行われず、その抵抗を上回る樹脂圧
が要求されるため、射出シリンダの先端内の樹脂圧が
（樹脂圧＞背圧力＋摩擦力）にならなければプランジャ
の後退移動が行われず、この結果、計量時間が長くかか
る傾向にあり、場合によっては計量不能を来す。

【０００９】計量完了と同時に背圧力を除くとプランジ
ャは樹脂圧によりある程度後退し、これにより計量樹脂
圧の均一化が自然に行われて残圧が除去されるが、摺動
抵抗があるとプランジャの戻りが悪く、計量樹脂に残圧
が生じて樹脂の一部がノズルから出て垂れるようにな
る。

【００１０】固化した樹脂の摺動抵抗にはバラツキがあ
るので、材料計量毎に摩擦力も相違し、このため計量樹
脂の密度が計量毎に変わるばかりか、プランジャの後退
過程でも摺動抵抗にバラツキが生ずるので、計量樹脂そ
のものにおいても部分的な密度の変化が起きるなどのこ
とから、成形品の成形精度にも影響を与える。

【００１１】この発明は、上記従来の課題を解決するも
のであって、その目的は、プランジャに溶融状態で付着
した上記樹脂を積極的に排除するとともに、射出シリン
ダの壁部に設けた抜き穴から排出して、樹脂の固化によ
る摺動抵抗をなくした新たなプリプラ式射出装置を提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的によるこの発明
は、プランジャを所要のクリアランスを設けて進退自在
に内装した射出シリンダに可塑化シリンダを並設し、そ
の射出シリンダと可塑化シリンダとを、射出シリンダ先
端部のプランジャ前進限に当たる部分の流入路と、可塑
化シリンダ先端の流出路とにわたり設けた樹脂路により
連通するとともに、上記プランジャのプランジャストロ
ークより後のシリンダ壁に射出シリンダとプランジャと
のクリアランスに入り込んだ樹脂の抜き穴を設け、その
抜き穴の後壁上のシリンダ内周囲に掻取用のスリーブを
プランジャ軸部との間に所要間隙を設けて配設してな
る、というものである。

【００１３】上記プランジャは全体が同一径のものでも
よいが、クリアランスに入り込んだ樹脂による摺動抵抗
の低減からは、軸部を頭部よりも小径に形成して軸周囲
のクリアランスを拡大し、頭部のクリアランスに入り込
んだ溶融状態の樹脂の後方移動を容易となして、摺動抵
抗を減少させるのが好ましい。

【００１４】上記構成では、プランジャの後退移動によ
り上記クリアランスに入り込んだ樹脂の殆どが溶融状態
で抜き穴の部分まで送られてくるので、樹脂はクリアラ
ンスに溜ることなく抜き穴から射出シリンダ外に排出さ
れてゆく。またプランジャに付着した樹脂は上記スリー
ブにより掻き取られて抜き穴に落ち、射出シリンダ外に
排出される。このためスリーブより後方のクリアランス
への樹脂の入り込みが防止され、射出シリンダ後端部に
生じた樹脂の固化による摺動抵抗が原因とされる、材料
計量時の上記従来の課題が解決される。

【００１５】

【発明の実施の形態】図中１は射出装置、２は射出装置
の上に並設した可塑化装置で両装置は先端部にわたり設
けた樹脂路３により連通している。

【００１６】上記射出装置１は射出用のプランジャ１０
を進退自在に内装し、かつ先端にノズル１１を備える射
出シリンダ１２と、その射出シリンダ１２の後端に連設
してピストン１３を上記プランジャ１０に連結した射出
用の油圧シリンダ１４とから構成されている。このプラ
ンジャ１０の外周面と射出シリンダ１２の内周面との間
には、プランジャ１０の進退移動に必要なクリアランス
が設けてある。

【００１７】上記射出シリンダ１２は、先端部１２ａの
プランジャ前進限に当たる上部に、上記樹脂路３の流入
路１５を有する。また射出シリンダ１２のプランジャス
トロークより後には、上記クリアランスに入り込んだ樹
脂の抜き穴１６が設けてあり、その抜き穴１６の後のシ
リンダ周囲までバンドヒーター１７が設けてある。

【００１８】上記射出プランジャ１０は、軸部１０ａを
頭部１０ｂよりも小径に形成して軸周囲のクリアランス
１８を拡大し、頭部１０ｂのクリアランスに入り込んだ
溶融状態の樹脂の後方移動を容易となして、頭部１０ｂ
における摺動抵抗を減少させてある。このクリアランス
１８の拡大によって、頭部１０ｂの外周囲の微細なクリ
アランス（0.005 〜0.01mm）に入り込んだ樹脂は、射出
プランジャ１０の前進移動時に上記クリアランス１８の
射出シリンダ側に付着して残るようになり、また頭部１
０ｂの後退時に頭部１０ｂの後端縁により、上記抜き穴
１６にまで掻き寄せられるようになる。

【００１９】抜き穴１６の後壁上のシリンダ内周囲には
掻取用のスリーブ１９がプランジャ１０の軸部１０ａと
の間に所要間隙（0.02〜0.05mm）を空けて設けてある。
このスリーブ１９は射出シリンダ１２の内径を抜き穴１
６の後部まで拡径し、その拡径部にシリンダ先端の開口
からスリーブ１９を嵌挿して抜き穴１６の後部に設置し
たのち、拡径部に嵌挿した内径がシリンダ後部内径と同
一のシリンダライナー１２ｂの先端により挟持固定して
シリンダ内周囲とに設けられ、またシリンダライナー１
２ｂによって拡径部を補完している。

【００２０】上記可塑化装置２は、可塑化用のスクリュ
２０を回転自在に内装し、かつ先端に流出路２１を有す
る可塑化シリンダ２２と、その可塑化シリンダ２２を保
持する後端部の保持シリンダ２３と、その保持シリンダ
２３の後端に連結したスクリュ前進後退用の油圧シリン
ダ２４及び該油圧シリンダ２４の後端に取付けたスクリ
ュ２０の回転駆動装置２５とから構成されている。

【００２１】この回転駆動装置２５の駆動軸２５ａは、
後端部を油圧シリンダ２４のピストン２４ａに貫挿し、
かつ軸方向に可動自在に上記保持シリンダ２３の内部に
軸承した回転軸２３ａと連結し、その回転軸２３ａの先
端に上記スクリュ２０の後端に連結してある。また回転
軸２３ａは上記ピストン２４ａと連結され、該ピストン
２４ａと共に進退移動して、ピストン２４ａを回転かつ
進退移動する。

【００２２】上記可塑化シリンダ２２の外周囲にはバン
ドヒーター２６が取付けてあり、保持シリンダ２３と嵌
合した可塑化シリンダ２２の後端部には供給穴２７が上
向きに設けてある。また上記スクリュ２０の先端にはき
のこ形の弁体２８が取付けてあり、この弁体２８が位置
する可塑化シリンダ２２の先端内は円錐形に形成され
て、該弁体２８との間に上記流出路２１と連通する所要
の流通間隙を形成しており、弁体２８の傾斜背面が臨む
部分には環状の弁座２９が設けてある。

【００２３】上記樹脂路３は細管３０によるもので外周
囲にバンドヒーター３１を備え、上部内には所要のミキ
シング部材３２を有する。また細管３０は射出シリンダ
１２の上記流入路１５と可塑化シリンダ２２の上記流出
路２１とにわたりジョイント３０ａ，３０ｂをもって斜
めに設けられている。

【００２４】上記射出装置１と可塑化装置２は、上記射
出装置１の油圧シリンダ１４の上に設けた支持台に上記
保持シリンダ２３を載置固定して上下２段に一体的に連
結され、型締装置の固定盤４にノズルタッチシリンダ５
を介して連結した摺動自在なベースブロック６に、射出
装置１の上記油圧シリンダ１４を載置固定して機台７の
上に設置してある。

【００２５】上記構成において、材料樹脂を供給穴２７
から可塑化シリンダ２２に送り込むと、材料樹脂はバン
ドヒーター２６による加熱とスクリュ２０の回転とによ
り可塑化されて順次前方へと圧送される。この樹脂圧に
よりスクリュ２０には前方への圧力が加わるので、先端
の弁体２８と弁座２９との間に樹脂の流通間隙が確保さ
れて、可塑化された樹脂は順次樹脂路３に圧送される。

【００２６】樹脂路３ではミキシング部材３２により樹
脂の細分化と交ぜ合わせが繰返し行われて、樹脂は一層
可塑化されまたは混色されながら上記流入路１５へと流
動してゆく。さらに樹脂は傾斜した流入路１５により射
出シリンダ１２内に斜めに流入するようになり、プラン
ジャ１０の先端面を加圧して、該プランジャ１０を後退
移動させながらシリンダ先端部内に蓄積される。この蓄
積はプランジャ１０が設定位置に後退するまで行われ
る。

【００２７】プランジャ１０が設定位置まで後退する
と、上記油圧シリンダ２４が後退作動してスクリュ２０
を強制的に後退移動し、弁体２８を弁座２９に圧接す
る。これにより可塑化シリンダ２２の先端部内が閉弁状
態となって可塑化された樹脂の圧送が一時的に停止され
る。この結果、射出シリンダ１２のプランジャ前部に予
め設定された分量の樹脂が蓄積される。これまでの工程
を一般に成形材料の計量と称しており、その後に計量し
た樹脂の射出が行われる。

【００２８】上記弁体２８を閉じた状態でプランジャ１
０を前進移動すると、射出シリンダ内の樹脂はノズル１
１から金型（図示せず）に射出充填される。プランジャ
１０による射出圧力は上記樹脂路３に残存している樹脂
を介して可塑化シリンダ側にも作用するようになる。し
かし弁体２８は閉弁状態にあるので可塑化シリンダ側へ
の樹脂の逆流は防止され、計量樹脂の全量がノズル１１
から射出される。

【００２９】射出工程の完了が確認されると、上記油圧
シリンダ２４が前進移動してスクリュ２０を所要寸法だ
け前進移動する。これにより先端の弁体２８が弁座２９
より離れて弁体前面に形成されている流通間隙と連通す
る流路が形成され、可塑化された樹脂が上記樹脂路３を
経て射出装置側に圧送されて、工程は再び計量に移行す
る。

【００３０】上記計量・射出に際するプランジャ１０の
進退移動により、頭部１０ｂの上記クリアランスに入り
込んだ樹脂は、順次シリンダ後方へと移動する。この樹
脂は射出シリンダ外周のバンドヒーター１７により射出
シリンダ１２が上記抜き穴１６の後方まで加熱されてい
ることから、シリンダ後方に移動しても途中で冷めて固
化することがなく溶融状態で抜き穴１６に達し、また上
記軸部１０ａに付着した樹脂は、軸部１０ａの後退力に
より上記スリーブ１９により掻き取られて抜き穴１６に
落ち、そのいずも時間の経過と共に射出シリンダ外に排
出される。このためスリーブより後方のクリアランスへ
の樹脂の入り込みが防止され、また軸部１０ａに付着し
てそのまま後方に入り込んだとしても、その樹脂は軸部
表面の薄い樹脂膜としてであって、そのまま固化したと
しても、射出シリンダ後端部には充分なクリアランスが
確保されるので、プランジャ１０の進退移動に対する摺
動抵抗となり難い。この結果、この発明ではクリアラン
スにて固化した樹脂による材料計量時の摺動抵抗がなく
なり、計量時間や計量樹脂の密度、計量樹脂の漏れなど
が改善される。

【００３１】なお、上記実施例の可塑化シリンダはスク
リュを内装したものであるが、この発明はプランジャを
内装のものにも応用できるので、この発明は特にスクリ
ュプリプラ式射出装置に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係るプリプラ式射出装置の１実施
例の縦断面図である。

【図２】 射出シリンダの要部縦断面図である。

【符号の説明】

１ 射出装置 ２ 可塑化装置 ３ 樹脂路 １０ 射出用のプランジャ １０ａ 軸部 １０ｂ 頭部 １２ 射出シリンダ １２ｂ シリンダライナー １５ 流入路 １６ 樹脂の抜き穴 １７ バンドヒーター １８ 軸部周囲のクリアランス １９ 掻取用のスリーブ ２２ 可塑化シリンダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プランジャを所要のクリアランスを設け
   て進退自在に内装した射出シリンダに可塑化シリンダを
   並設し、その射出シリンダと可塑化シリンダとを、射出
   シリンダ先端部のプランジャ前進限に当たる部分の流入
   路と、可塑化シリンダ先端の流出路とにわたり設けた樹
   脂路により連通するとともに、上記プランジャのプラン
   ジャストロークより後のシリンダ壁に樹脂の抜き穴を設
   け、その抜き穴の後壁上のシリンダ内周囲に掻取用のス
   リーブをプランジャ軸部との間に所要間隙を設けて配設
   してなることを特徴とするプリプラ式射出装置。