JPH11105088A - プリプラ式射出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂の可塑化履歴が全体として均一となるよ
うに射出できるようにして、射出室の溶融樹脂の滞留を
防止する。 【解決手段】 可塑化部２０から溶融樹脂を射出シリン
ダ２５に供給する樹脂供給通路２６の樹脂供給口２６ａ
を射出シリンダ２５の側部に開口するように設け、射出
工程完了から計量工程完了時にわたって樹脂供給口２６
ａと重なるような位置に樹脂供給通路と連通する長溝３
２を前記射出プランジャ２８の外周部に形成し、長溝３
２に連通し溶融樹脂を射出プランジャ２８の先端部を経
て射出室３０に導く樹脂通路３４を射出プランジャに形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリプラ式射出装
置に係り、特に、射出室での溶融樹脂の滞留をなくすよ
うに改良したプリプラ式射出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機の射出装置には、大きく分け
てインライン式射出装置と、プリプラ式射出装置があ
る。インライン式射出装置は、樹脂材料の溶融をスクリ
ュで行い、このスクリュが前進して溶融樹脂を射出す
る。プリプラ式射出装置では、樹脂を溶融する可塑化部
と、射出部とが独立に設けられており、可塑化部で溶融
した樹脂を射出部の射出室に送って、プランジャにより
射出するようになっている。

【０００３】プリプラ式射出装置は、インライン式射出
装置に較べて、射出容量や射出圧力を大きくとることが
できる利点がある。他方、樹脂の溶融と射出を加熱シリ
ンダ内で同軸上で実施できるインライン式は樹脂の滞留
が少ないのに対して、可塑化部と射出部が別々のプリプ
ラ式は、もともと構造的に溶融樹脂の滞留が生じ易い。
このため、プリプラ式射出装置では、溶融樹脂の滞留を
少なくするための種々の改良が加えられている。

【０００４】図３は、特開平６−２３７９６号公報に記
載されている従来のプリプラ式射出装置における射出部
を示す。射出部２は、射出シリンダ１０を有しており、
この射出シリンダ１０には、プランジャ１２が嵌挿され
る。射出室１４は、射出シリンダ１０においてプランジ
ャ１２の前方に形成される。この射出室１４には、可塑
化部で溶融された溶融樹脂が樹脂通路１５を通って供給
される。また、射出室１４の前方には、射出通路１６が
開口している。射出室１４では、計量工程で射出プラン
ジャ１２が後退しながら溶融樹脂が蓄えられ（図３
（ｂ））、射出工程では、射出プランジャ１２が前進し
て射出室１４に蓄積された溶融樹脂を射出通路１６を通
して図示しない射出ノズルを介して金型に射出する（図
３（ａ））。

【０００５】このようなプリプラ式射出装置では、溶融
樹脂は、図３（ｂ）に矢印で示すように樹脂通路１５か
ら射出室１４に流入する。したがって、射出通路１６を
間において樹脂通路１５の開口と反対側の隅の部分Ａ
は、樹脂が滞留しやすい。図３（ａ）の射出工程で、射
出プランジャ１２が前進しても、この隅の部分Ａの樹脂
は、射出されないまま残り易い。

【０００６】特開平６−２３７９６号公報では、このよ
うな樹脂の滞留を防止するため、図４に示すように、隅
の部分Ａのように射出室１４内で溶融樹脂の滞留の生じ
やすい場所と射出通路１６を連通させるバイパス通路２
１をノズルアダプタ１９に設けることを提案している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術のプリプラ式射出装置では、射出室１４の構造か
らみて、滞留の生じ易い部分に着眼している。

【０００８】これに対して、滞留との関連で射出室１４
内の溶融樹脂を動態的に着目すると、樹脂通路１６が射
出室１４の前方に開口しているために、射出室１４に蓄
積される樹脂の流入の時間的前後からいえば、射出プラ
ンジャ１２から遠いほど後から流入した樹脂である。し
たがって、射出プランジャ１２が前進すると、後から射
出室１４に入った溶融樹脂から先に金型内に射出されて
いくことになる。

【０００９】射出成形における溶融樹脂の均質性には、
溶融樹脂の可塑化されてから射出されるまでの履歴（以
下、可塑化履歴という）が影響することが知られてい
る。毎回の射出工程でいつも均質な溶融樹脂が射出され
るようになるためには、射出室１４に蓄積される溶融樹
脂全体として可塑化履歴にばらつきがなく、同じように
なる必要がある。

【００１０】ところが、前記のように後から射出室１４
に入った新しい溶融樹脂から先に射出され（つまり、こ
の部分の樹脂の可塑化履歴は新しい）、最も古い溶融樹
脂は最後に射出される（この部分の可塑化履歴は古
い）。このように可塑化履歴に常にばらつきのある溶融
樹脂が射出される。これはバイパス通路２１を設けても
変わらない。

【００１１】この可塑化履歴のばらつきは、また、可塑
化履歴の古い樹脂ほど射出室１４内に留まる時間が長く
なるのを意味する。すなわち、本来的に溶融樹脂の滞留
し易い可塑化履歴の分布になっている。

【００１２】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、可塑化履歴が全体として均一と
なるように射出できるようにして、射出室の溶融樹脂の
滞留を防止するプリプラ式射出装置を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、加熱シリンダ内でスクリュを回転させ
て樹脂原料を可塑化する可塑化部と、射出シリンダ内で
射出プランジャ前方に形成される射出室に可塑化部から
送られる溶融樹脂を溜め、この溶融樹脂を前記射出プラ
ンジャの前進によりノズルから金型内に射出する射出部
とを独立に設けてなるプリプラ式射出装置において、前
記可塑化部から溶融樹脂を前記射出シリンダに供給する
樹脂供給通路の樹脂供給口を前記射出シリンダの側部に
開口するように設け、射出工程完了から計量工程完了時
にわたって前記樹脂供給口と重なるような位置に前記樹
脂供給通路と連通する長溝を前記射出プランジャの外周
部に形成し、前記長溝に連通し溶融樹脂を射出プランジ
ャの先端部を経て前記射出室に導く樹脂通路を前記射出
プランジャに形成したことを特徴とするものである。

【００１４】この発明によれば、溶融樹脂は、射出プラ
ンジャの先端部に向かって長溝、樹脂通路を流れて射出
室に導入され、射出室には、プランジャ側に近づくにつ
れて可塑化履歴の古い樹脂から徐々に新しい樹脂が蓄積
されてくる。したがって、可塑化履歴の古い樹脂から先
に射出されるので、溶融樹脂は射出室内に滞留し難くな
る。

【００１５】また、先に射出室入った樹脂は先に射出さ
れ、後から射出室に入った樹脂は後に射出されるという
ように、射出室に蓄積された溶融樹脂全体として射出さ
れるまでの可塑化履歴にばらつきがなくなる。つまり、
一部の樹脂が長く留まるということがなく、射出室に溜
まっている時間にばらつきがなくなり、樹脂全体として
温度等条件の均一化した溶融樹脂を金型内に射出するこ
とができる前記樹脂供給口は、前記射出プランジャの計
量完了位置で前記長溝の前端部と一致し、前記射出プラ
ンジャの射出完了位置で前記長溝の後端部と一致するよ
うにすることが、この長溝に樹脂の滞留しないようにす
るために好ましい。

【００１６】また、前記射出室に溶融樹脂を導く樹脂通
路は、前記射出プランジャの軸線上に形成されること
が、滞留防止にはより好ましい。

【００１７】さらに、射出プランジャは、断面円形であ
るため、前記射出プランジャが進退する間前記樹脂供給
口と前記長溝との周方向の位相がずれないように保持す
る位相合わせ手段が設けられる。

【００１８】前記樹脂供給口を有するノズル部材の先端
部を前記長溝に係合させ、前記ノズル部材と前記長溝と
の組み合わせにより前記位相合わせ手段を構成するよう
にしてもよい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるプリプラ式射
出装置の一実施形態について、添付の図面を参照して説
明する。図１は、本実施の形態によるプリプラ式射出装
置の縦断面を示す図である。２０は、樹脂原料を可塑化
する可塑化部を示し、２２は、溶融樹脂を図示しない金
型内に射出する射出部を示す。

【００２０】可塑化部２０は、加熱シリンダ２３の内部
にスクリュ２４が挿入されている。図示しないホッパか
ら加熱シリンダ２３内に投入された樹脂原料は、このス
クリュ２４が回転して可塑化させられる。加熱シリンダ
２３の先端部のフランジ部２３ａは、射出部２２の備え
る射出シリンダ２５の側面部に設けられたフランジ部２
５ａに接合されており、この可塑化部２０と射出部２２
との連結部の内部には、樹脂供給通路２６が形成されて
いる。この樹脂供給通路２６は、射出シリンダ２５の側
部に樹脂供給口２６ａとして開口し、溶融樹脂はスクリ
ュ２４の回転とともに、この樹脂供給通路２６の樹脂供
給口２６ａを通ってシリンダ２５内に供給されるように
なっている。また、この樹脂供給通路２６には、射出工
程の間に溶融樹脂の可塑化部２０への逆流を防止する逆
止弁２７が組み込まれている。このように射出シリンダ
２５にその側部から溶融樹脂を供給する構造とすること
により、可塑化部２０と金型との接近性が良好になり、
干渉しにくい構造となる。

【００２１】射出部２２の射出シリンダ２５には、射出
プランジャ２８が進退自在に挿入されている。また、射
出シリンダ２５の内部においては、射出プランジャ２８
の前方に、可塑化部２０から送られた溶融樹脂が蓄積さ
れる射出室３０が形成されている。射出シリンダ２５の
前端部には、フランジ３１を介してノズル２９が取り付
けられており、ノズルタッチのために射出部２２が前進
したときに、ノズル２９は図示しない金型に接続される
ようになっている。

【００２２】次に、射出プランジャ２８の外周部には、
長溝３２が形成されている。この長溝３２は、射出プラ
ンジャ２８の軸方向に沿って所定の長さを有する溝で、
その設けられる位置は、射出プランジャ２８の先端部よ
りも後方である。また、この長溝３２は、樹脂供給通路
２６の樹脂供給口２６ａと、射出プランジャ２８が射出
工程完了から計量工程完了する間進退するどの位置にあ
っても重なり合うような位置に設けられる。

【００２３】この実施の形態では、樹脂供給通路２６の
樹脂供給口２６ａは、図１（ｂ）に示す射出プランジャ
２８が計量工程完了位置にあるときに、長溝３２の前端
部の輪郭と一致して重なり合うようになっている。ま
た、図１（ａ）に示す射出プランジャ２８が射出工程完
了位置にあるときには、樹脂供給通路２６の樹脂供給口
２６ａは、長溝３２の後端部の輪郭と一致して重なり合
うようになっている。従って、計量工程の間、樹脂供給
通路２６から導入された溶融樹脂は、長溝３２を流路と
して導かれ、次に説明する樹脂通路３４を通って射出室
３０に導出される。

【００２４】樹脂通路３４は、前記長溝３２と連通する
とともに、真っ直ぐに射出プランジャ２８の先端部を貫
いて軸線上に形成される流路である。この実施の形態で
は、射出プランジャ２８の先端部は、円錐形状に形成さ
れており、樹脂通路３４の出口は、射出プランジャ２８
の先端の尖頂部に開口するようになっている。なお、射
出室３０の前方を形成するフランジ３１の内周面は、射
出プランジャ２８の円錐形状およびその寸法に対応させ
てノズル２９側に向かって縮径するテーパ面３５が形成
され、これにより溶融樹脂の滞留しにくい形状になって
いる。

【００２５】射出プランジャ２８は、断面形状が円形で
あるため、回転により樹脂供給通路２６の樹脂供給口２
６ａと、長溝３２との周方向の位相がずれて、重なり合
わないようになる虞がある。そこで、樹脂供給口２６ａ
と長溝３２との位相が常に合うように、この実施形態で
は、位相合わせ手段として、キー溝３６とキー３７を利
用している。この場合、キー溝３６は、射出プランジャ
２８の下部側面に形成され、このキー溝３６に射出シリ
ンダ２５側に固定されたキー３７が係合する。キー溝３
６の長さは、ほぼ長溝３２の長さに対応し、射出プラン
ジャ２８が射出完了位置にあるときには、キー３７がキ
ー溝３６の後ろ端部に位置するようにし、射出プランジ
ャ２８が計量完了位置にあるときには、キー３７が溝の
前端部に位置するようにすることが好ましい。こうする
ことにより、キー溝３６およびキー３７は、位相合わせ
だけでなく、ストッパとしての機能も果たすことができ
る。

【００２６】次に、以上のように構成されるプリプラ式
射出装置の作用について説明する。図１（ａ）に示す射
出工程完了から計量工程が開始される。可塑化部２０で
回転するスクリュ２４により可塑化された溶融樹脂は、
樹脂供給通路２６を通り、樹脂供給口２６ａから長溝３
２に流入する。さらに、長溝３２、樹脂通路３４を流れ
て射出室３０に導入される。

【００２７】射出プランジャ２８が後退する間、樹脂供
給口２６ａと長溝３２は連通し合っているため、溶融樹
脂は、射出プランジャ２８が後退するにしたがって、射
出室３０に蓄積される。

【００２８】図１（ｂ）は、射出プランジャ２８が計量
完了位置まで後退した状態を示す。このとき、溶融樹脂
は、射出プランジャ２８の後退とともにその先端部から
射出室３０に導かれるため、射出室３０に蓄積された溶
融樹脂の可塑化履歴は、ノズル２９側から射出プランジ
ャ２８側に向かって徐々に新しくなる。

【００２９】計量工程が終了し、今度は、射出プランジ
ャ２８が前進して射出工程に入ると、射出プランジャ２
８によって金型内に射出される溶融樹脂は、可塑化履歴
の古い樹脂から先に射出される。したがって、可塑化履
歴の古い樹脂から先に射出されるので、溶融樹脂は射出
室３０内に滞留し難い。

【００３０】また、先に射出室３０に入った樹脂は先に
射出され、後から射出室３０に入った樹脂は後に射出さ
れるというように、射出室３０に蓄積された溶融樹脂全
体として射出されるまでの可塑化履歴にばらつきがなく
なる。つまり、一部の樹脂が長く留まるということがな
く、射出室３０に溜まっている時間にばらつきがなくな
り、樹脂全体として温度等条件の均一化した溶融樹脂を
金型内に射出することができる。

【００３１】また、上記のように可塑化履歴の古い樹脂
から先に射出するのを、射出プランジャ２８に長溝３
２、樹脂流路３４を形成することにより達成するので、
特に、特別な大がかりな機構を付加することもなく、簡
易に達成することができる。

【００３２】また、樹脂流路３４を射出プランジャ２８
と同軸上に設け、しかも、射出プランジャ２８の先端か
ら射出室３０に溶融樹脂を導くことにより、射出室３０
への溶融樹脂の流れ、射出室３０の構造上、溶融樹脂が
射出室３０の隅部等に滞留し難くすることができる。そ
の場合、射出プランジャ２８の先端部を円錐状にすると
ともに、これに対応するテーパ面３５を設けると一層効
果的である。

【００３３】次に、本発明の他の実施形態について、図
２を参照しながら説明する。図２に示す実施形態は、可
塑化部２０から溶融樹脂を射出部２２に供給する樹脂供
給通路２６にノズル部材４０を接続し、このノズル部材
４０の先端部の樹脂供給口４０ａが長溝３２に臨むよう
にしたものである。このようにすることにより、ノズル
部材４０の先端部を長溝３２に係合させる。これによ
り、長溝３２をキー溝として、ノズル部材４０の先端部
をキー３７として、ノズル部材４０は図１の実施形態に
おける位相合わせ手段として構成することができる。

【００３４】図２において、図２（ａ）は、射出プラン
ジャ２８が射出完了位置にある状態を示し、図２（ｂ）
は、射出プランジャ２８が計量完了位置にある状態を示
し、その作用、効果は、図１の実施形態と同様である。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、射出プランジャによって金型内に射出される
溶融樹脂は、可塑化履歴の古い樹脂から先に射出される
ので、溶融樹脂の射出室内での滞留を防止できる。

【００３６】また、射出室に蓄積された溶融樹脂全体と
して射出されるまでの可塑化履歴にばらつきがなくな
り、樹脂全体として温度等条件の均一化した溶融樹脂を
金型内に射出することができるので、安定した品質の成
形品を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるプリプラ式射出装置
の縦断面図。

【図２】他の実施形態によるプリプラ式射出装置の縦断
面図。

【図３】従来のプリプラ式射出装置の射出部を示す図。

【図４】従来のプリプラ式射出装置の射出部に取り付け
られるバイパス通路を有するノズルを示す断面図。

【符号の説明】

２０ 可塑化部 ２２ 射出部 ２４ スクリュ ２５ 射出シリンダ ２６ 樹脂供給通路 ２６ａ 樹脂供給口 ２７ 逆止弁 ２８ 射出プランジャ ２９ ノズル ３０ 射出室 ３２ 長溝 ３４ 樹脂通路 ３６ キー溝 ３７ キー ４０ ノズル部材 ４０ａ 樹脂供給口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱シリンダ内でスクリュを回転させて樹
   脂原料を可塑化する可塑化部と、射出シリンダ内で射出
   プランジャ前方に形成される射出室に可塑化部から送ら
   れる溶融樹脂を溜め、この溶融樹脂を前記射出プランジ
   ャの前進によりノズルから金型内に射出する射出部とを
   独立に設けてなるプリプラ式射出装置において、 前記可塑化部から溶融樹脂を前記射出シリンダに供給す
   る樹脂供給通路の樹脂供給口を前記射出シリンダの側部
   に開口するように設け、 射出工程完了から計量工程完了時にわたって前記樹脂供
   給口と重なるような位置に前記樹脂供給通路と連通する
   長溝を前記射出プランジャの外周部に形成し、 前記長溝に連通し溶融樹脂を射出プランジャの先端部を
   経て前記射出室に導く樹脂通路を前記射出プランジャに
   形成したことを特徴とするプリプラ式射出装置。
2. 【請求項２】前記樹脂供給口は、前記射出プランジャの
   計量完了位置で前記長溝の前端部と一致し、前記射出プ
   ランジャの射出完了位置で前記長溝の後端部と一致する
   ようにしたことを特徴とする請求項１に記載のプリプラ
   式射出装置。
3. 【請求項３】前記射出室に溶融樹脂を導く樹脂通路は、
   前記射出プランジャの軸線上に形成されたことを特徴と
   する請求項１または２に記載のプリプラ式射出装置。
4. 【請求項４】前記射出プランジャが進退する間前記樹脂
   供給口と前記長溝との周方向の位相がずれないように保
   持する位相合わせ手段を備えることを特徴とする請求項
   ３に記載のプリプラ式射出装置。
5. 【請求項５】前記樹脂供給口を有するノズル部材の先端
   部を前記長溝に係合させ、前記ノズル部材と前記長溝と
   の組み合わせにより前記位相合わせ手段を構成すること
   を特徴とする請求項４に記載のプリプラ式射出装置。