TWI398343B - Injection device and injection method - Google Patents

Description

射出裝置及射出方法

本發明係有關於射出裝置。

以往，在例如射出成形機之成形機，將在加熱缸內被加熱而熔化的樹脂以高壓射出，而充填於模具裝置之模穴空間，藉由在該模穴空間內冷卻並固化，而可得到成形品。

因而，該射出成形機具有模具裝置、鎖模裝置以及射出裝置，該鎖模裝置包括有固定台板及可動台板，藉由鎖模用缸使可動台板進退，而可進行模具裝置的鎖模、閉模以及開模。

另一方面，該射出裝置一般使用直列螺桿方式，包括有：加熱缸，係將從料斗所供給之樹脂加熱而使熔化；及射出噴嘴，係射出熔化的樹脂；於該加熱缸內將螺桿配設成自由轉動而且自由進退。而，利用和螺桿之後端連結之驅動裝置使該螺桿前進，藉此從射出噴嘴射出樹脂，並藉由利用該驅動裝置後退，而進行樹脂的計量。

第1圖係表示以往之射出裝置的主要部分之剖面圖，第2圖係表示在以往的射出裝置內樹脂熔化之狀態的示意圖，第3圖係說明以往之射出裝置的展開距離之圖。

在圖上，11係加熱缸，射出噴嘴12安裝於該加熱缸11的前端，用以將加熱缸11加熱之加熱器h1~h3配設於加熱缸11的周圍。於該加熱缸11內，將螺桿14配設成自由轉動而且自由進退。而且，該螺桿14由刮板形成部15及射出部16所構成，經由後端的軸部21及聯軸器22，和未圖示之驅動裝置連結。該射出部16由頭部41、形成於該頭部41之後方的桿部42、配設於該桿部42之周圍的止回環43、以及安裝於刮板形成部15之前端的密封環44所構成。此外，由該頭部41、及桿部42等構成螺桿頭，又，止回環43及密封環44在射出步驟時，作為用以防止樹脂逆流的逆流防止裝置發揮功能。該驅動裝置由射出用馬達及計量用馬達所構成。而，該刮板形成部15包括有棒狀之本體部分、及形成於該本體部分的外周面之螺旋形的刮板23，沿著該刮板23而形成螺旋形的槽24。

樹脂供給口25形成於該加熱缸11之後端的附近，漏斗形之料斗26配設於該樹脂供給口25，該料斗26所收容之粒狀的樹脂，經由樹脂供給口25而供給加熱缸11內。

該樹脂供給口25在使螺桿14位於在加熱缸11內之最前方的位置，即前進極限位置之狀態，形成於和該槽24的後端部相對向之位置。而，於該刮板形成部15，從後方至前方，依序形成經由樹脂供給口25供給樹脂的供給部P1、一面壓縮所供給之樹脂並使熔化的壓縮部P2、以及逐次計量固定量之熔化的樹脂之計量部P3。

在該構造之射出裝置，在計量步驟時，藉由驅動該計量用馬達而使該螺桿14轉動時，從該料斗26供給加熱缸11內的樹脂，沿著該槽24，依序經由供給部P1、壓縮部P2以及計量部P3而前進，在該期間被加熱器h1~h3加熱，再在形成於加熱缸11的內周面和槽24之間的空間(剪切空間)樹脂受受剪切力而發熱(以下稱為「剪切發熱」)，並熔化，隨著，螺桿14後退。

然後，隨著該螺桿14後退，因為該止回環43對桿部42相對地前方移動，所以到達刮板形成部15之前端的樹脂，通過桿部42和止回環43之間的樹脂流路，而被送至螺桿頭的前方。因此，在螺桿14位於在加熱缸11內之最後方的位置，即後退極限位置之狀態，一次射出量之熔化的樹脂儲存於螺桿頭之前方。

接著，在射出步驟時，藉由驅動該射出用馬達而使螺桿14前進時，從該射出噴嘴12射出該螺桿頭之前方所儲存的樹脂並充填於未圖示之模具裝置的模穴空間(例如，參照專利文獻1)。

專利文獻1：特開2004-50415號公報

可是，在該以往的射出裝置，經由樹脂供給口25所供給之樹脂，如第2圖所示，在槽24內朝向箭號方向前進的期間凝聚，而在熔化池r內，形成由複數個樹脂粒19所構成之固體床b。

在該固體床b，熱易傳至位於外側的樹脂粒19，而熱難傳至位於內側的樹脂粒19，全部的樹脂粒19熔化費時。因此，加熱器h11~h13的熱難高效率地傳給全部的樹脂。

又，因為所形成的固體床b，複數個樹脂粒19在槽24之深度方向重疊，所以熱容量變大，即使在樹脂產生剪切發熱，亦如第3圖所示，至樹脂完全熔化的展開距離L1變長。

結果，需要使螺桿14隨著變長，隨著，因為加熱缸11亦變長，所以不僅射出裝置之軸向尺寸變長，而且在進行螺桿14之維修或管理，或更換螺桿14時，難進行螺桿14之插拔的作業。

又，因為加熱缸11的表面積變大，所以散熱量變多，不僅能量效率變差，而且對樹脂過度地加熱，所以產生樹脂燒焦。此外，因為該位於外側之樹脂粒19充分地熔化，而位於內側之樹脂粒19無法充分地熔化，而且，隨著固體床b在槽24內前進，很多的樹脂粒19主要利用剪切發熱而熔化，所以無法使樹脂均勻地熔化。因此，成形品的品質降低。

本發明解決該以往之射出裝置的問題點，其目的在於提供一種射出裝置，其可使射出裝置之軸向尺寸變短、可易於進行螺桿的插拔作業、以及可提高成形品的品質。

因而，在本發明之射出裝置，具有加熱缸；螺桿，係在該加熱缸內配設成自由轉動；以及驅動裝置，係配設於該螺桿的後端。

而，該螺桿包括有可塑化部，其包括有本體部分、及向該本體部分的外周面突出而形成之刮板。

又，設螺桿行程為S、螺桿有效長度為L，將螺桿行程S及螺桿有效長度L之和除以螺桿行程S的值作為指標ε時，該指標ε位於

2.0<ε<4.5。

若依據本發明，在射出裝置，具有加熱缸；螺桿，係在該加熱缸內配設成自由轉動；以及驅動裝置，係配設於該螺桿的後端。

而，該螺桿包括有可塑化部，其包括有本體部分、及向該本體部分的外周面突出而形成之刮板。

又，設螺桿行程為S、螺桿有效長度為L，將螺桿行程S及螺桿有效長度L之和除以螺桿行程S的值作為指標ε時，該指標ε位於

2.0<ε<4.5。

在此情況，因為該指標ε位於

2.0<ε<4.5

，所以即使使螺桿變短，亦可使樹脂良好地熔化。因此，可使射出裝置之軸向尺寸變短、可易於進行螺桿的插拔作業、以及可提高成形品的品質。

以下，一面參照圖面一面說明本發明之實施形態。在此情況，說明作為成形機的射出成形機。

第4圖係表示本發明之第1實施形態的射出裝置之主要部分的示意圖，第5圖係表示本發明之第1實施形態的射出裝置之主要部分的放大圖。

在圖上，31係直列螺桿式的射出裝置。該射出成形機具有未圖示的模具裝置、鎖模裝置以及該射出裝置31，該模具裝置包括有作為第1模具的固定模具及作為第2模具的可動模具，而該鎖模裝置包括有安裝該固定模具的固定台板、及安裝可動模具的可動台板，鎖模用缸藉由使可動台板進退而進行模具裝置的鎖模、閉模以及開模。

該射出裝置31包括有作為缸構件的加熱缸17、安裝於該加熱缸17的前端之作為噴嘴構件的射出噴嘴18、在該加熱缸17內配設成自由轉動而且自由進退之作為射出構件而且作為計量構件的螺桿20、以包圍加熱缸17之方式安裝於該加熱缸17的外周之作為加熱構件的加熱器h11~h13、以及配設於該加熱缸17之後方的未圖示之驅動裝置等。

該螺桿20由作為射出構件本體之螺桿本體52、及配設於比該螺桿本體52前方的射出部46所構成，經由後端的軸部51而和驅動裝置連結。該螺桿本體52包括有作為可塑化部的刮板形成部45、及在前端對刮板形成部45配設成自由拆裝之作為揉合部的壓力構件54，該刮板形成部45包括有棒狀之本體部分45a、及向該本體部分45a的外周面突出而形成之螺旋形的刮板53，沿著該刮板53而形成螺旋形的槽67。此外，在該刮板形成部45，在刮板形成部45的整個區域，即從前端至後端之間，該刮板53以固定的刮板間距形成，而且係刮板53之外徑的刮板頂徑Di、及係本體部分45a之外徑的刮板谷徑d1設為定值，而槽67以固定的深度形成。

該壓力構件54於該刮板形成部45之從前端至前方的既定之區間，和逆流防止裝置62相鄰地形成，在既定之距離，將平坦的區域形成於表面。而且，該壓力構件54具有作為第1壓力部之傾斜部71，係愈前方外徑愈大，並具有圓錐形之形狀；及作為圓柱部而且作為第2壓力部之大徑部72，係和該傾斜部71的前端相鄰而且連接而形成，外徑d2在軸向為定值，並具有圓柱形。

又，未圖示之螺絲部形成於該傾斜部71的後方，於該刮板形成部45的前端面加工開口，而形成未圖示的螺絲孔。因此，藉由使該螺絲部和螺絲孔螺合，而可將該壓力構件54安裝於刮板形成部45。此外，在本實施形態，雖然該壓力構件54以螺絲固定於刮板形成部45而固定，但是亦可替代以螺絲固定，而利用焊接固定。

該傾斜部71之前端的外徑和大徑部72的外徑d2相等，傾斜部71之後端的外徑和刮板谷徑d1相等。此外，在本實施形態，雖然傾斜部71的外周面具有固定的傾斜，但是因應於需要，能根據既定之函數使彎曲。

又，作為第1成形材料流路之樹脂流路73形成於該傾斜部71和加熱缸17之間，而作為第2成形材料流路之樹脂流路74形成於大徑部72和加熱缸17之間。在此情況，如上述所示，因為傾斜部71愈前方外徑愈大，所以樹脂流路73的截面積愈前方愈小。又，因為大徑部72之外徑d2在軸向為定值，所以樹脂流路74的截面積在軸向為定值。

在本實施形態，雖然該壓力構件54由傾斜部71及大徑部72所形成，但是可僅以無起伏的傾斜部形成。在此情況，愈前方外徑愈大，壓力構件54之後端的外徑和該刮板谷徑d1相等，而壓力構件54之前端的外徑和該外徑d2相等。

另一方面，該射出部46由前端部包括有圓錐形之部位的頭部55、以和該頭部55之後方相鄰的方式所形成之桿部56、配設於該桿部56之周圍的止回環57、以及安裝於螺桿本體52之前端的密封環58所構成。作為第3成形材料流路之樹脂流路75形成於該桿部56和止回環57之間。

又，未圖示之螺絲部形成於該桿部56的後方，於該壓力構件54的前端面加工開口，而形成未圖示的螺絲孔。因此，藉由使該螺絲部和螺絲孔螺合，而可在將該密封環58壓在壓力構件54之前端的狀態，將射出部46安裝於螺桿本體52。此外，利用該頭部55、桿部56以及螺絲部構成作為射出構件頭部的螺桿頭61，並利用止回環57及密封環58構成逆流防止裝置62，其在射出步驟時，防止作為成形材料之樹脂逆流。

而，在計量步驟時，隨著螺桿20後退，止回環57相對於桿部56向前方移動，而離開密封環58時，樹脂流路75和樹脂流路74連通，而解除逆流防止裝置62之密封。又，在射出步驟時，隨著螺桿20前進，止回環57相對於桿部56向後方移動，和密封環58抵接時，切斷樹脂流路75和樹脂流路74，而藉逆流防止裝置62進行密封。

而，該驅動裝置包括有作為計量用之驅動部的計量用馬達及作為射出用之驅動部的射出用馬達。

作為成形材料供給口之樹脂供給口65形成於該加熱缸17之後端附近的既定之位置，該樹脂供給口65在螺桿20位於加熱缸17內之前進極限位置的狀態，形成於和該槽67之後端部相對向的位置。

而，用以投入樹脂之作為成形材料供給裝置的投入部81安裝於該樹脂供給口65，用以收容樹脂之作為成形材料收容部的料斗82安裝於該投入部81的上端。該料斗82所收容之樹脂經由該投入部81被送至樹脂供給口65，再從該樹脂供給口65供給加熱缸17內。

該投入部81包括有朝水平方向延伸而配設之缸部83、從該缸部83的前端向下方延伸而配設之筒形的引導部84、在該缸部83內配設成自由轉動的進給螺桿85、使該進給螺桿85轉動之作為供給用的驅動部之進給馬達86、以及配設於該缸部83的外周之作為加熱構件的加熱器h21等，該缸部83於後端和該料斗82連結，於前端和引導部84連通。

因此，驅動該進給馬達86而使進給螺桿85轉動時，將料斗82內的樹脂供給缸部83內，並沿著形成於進給螺桿85之外周面的槽而前進，從進給螺桿85的前端被送至引導部84內，在該引導部84內落下，而供給加熱缸17內。此時，各樹脂粒19成一列地在引導部84內落下，再經由樹脂供給口65供給加熱缸17內。

在該加熱缸17之樹脂供給口65的附近，以包圍加熱缸17、樹脂供給口65以及引導部84之下端部的方式，形成作為冷卻裝置之環形的冷卻水套88，並向該冷卻水套88供給作為冷卻媒體的水。因此，利用該水，而防止在引導部84內落下，再經由樹脂供給口65供給加熱缸17內的樹脂熔化。

此外，S係表示該螺桿20之從後退極限位置至前進極限位置的距離之行程，即螺桿行程，L係表示螺桿20位於前進極限位置時之從樹脂供給口65的後端至螺桿20的前端之距離的有效長度，即螺桿有效長度。

而，為了控制射出成形機，驅動該射出用馬達、計量用馬達、進給馬達86等，或將加熱器h11~h13、h21通電，而配設未圖示的控制部，該控制部除了包括有作為運算裝置的CPU、作為記錄裝置的記憶體等以外，還包括有顯示部、操作部等，並根據既定之程式、資料等而進行各種運算，作為電腦發揮功能。

在該構造之射出裝置31，在計量步驟時，藉由朝向正方向驅動該進給馬達86及計量用馬達，而使該進給螺桿85及螺桿20朝向正方向旋轉時，從該料斗82向缸部83內所供給之樹脂，沿著該進給螺桿85的槽而前進，在此期間被預熱，並從缸部83的前端供給引導部84內，再經由樹脂供給口65供給加熱缸17內。此外，在缸部83內，將樹脂預熱至例如玻璃轉移溫度以下之不會熔化的溫度。

然後，供給該加熱缸17內之樹脂，沿著該槽67前進，而且利用該加熱器h11~h13加熱，而熔化。此外，樹脂隨著從比壓力構件54僅前面既定之距離的壓力上昇起點前進至螺桿本體52的前端，而壓力逐漸變高。

接著，樹脂通過樹脂流路73，而壓力變成更高後，通過樹脂流路74再前進，在此期間被充分地揉合。

又，此時，因為該止回環57對桿部56相對地移至前方，所以樹脂流路74、75連通，樹脂流路74內的樹脂通過樹脂流路75，而被送至螺桿頭61的前方。因此，在螺桿20位於在加熱缸17內之後退極限位置的狀態，將1次射出量之熔化的樹脂儲存於螺桿頭61之前方。此外，未圖示之缺口形成於該頭部55，而將樹脂流路75和螺桿頭61的前方連通。

接著，在射出步驟時，驅動該射出用馬達，而使螺桿20前進時，該螺桿頭61之前方所儲存的樹脂，從該射出噴嘴18被射出，並充填於該模具裝置的模穴空間。

而，如上述所示，於螺桿本體52，從前端開始在既定之範圍形成壓力構件54，其和該逆流防止裝置62相鄰，並包括有平坦的外周面。

即，從樹脂供給口65所供給之樹脂，在計量步驟，隨著螺桿20轉動，而利用刮板53引導，在槽67內前進，但是到達壓力構件54時，因為未形成刮板，所以無刮板引導樹脂，而前進力變弱。

因此，因為在樹脂流路73、74內樹脂的移動速度變慢，所以壓力構件54作為對從後方在槽67內前進的樹脂，抑制前進之移動抑制構件發揮功能。結果，在槽67內的樹脂，因為被抑制前進，所以在比該壓力上昇起點前方的區域，愈前方壓力愈高。

又，在壓力構件54，傾斜部71愈前方外徑愈大，而樹脂流路73的截面積愈前方愈小，又，大徑部72的外徑d2比刮板谷徑d1大，而且比刮板頂徑Di小。

因此，可更提高在壓力構件54之作為移動抑制構件的功能，更可提高比該壓力上昇起點前方的區域之樹脂的壓力。此外，在徑向若將從本體部分45a的外周面至刮板53之外周邊的距離設為t1，則距離t1變成如下。

t1=(Di-d1)/2

又，若將從大徑部72的外周面至刮板53之周邊的距離設為t2，則距離t2對距離t1的比值t2/t1比1小。

結果，在螺桿20位於前進極限位置之狀態，因為從形成於樹脂供給口65之後端的位置之成形材料供給點至該壓力上昇起點的區域構成供給部，而從壓力上昇起點至刮板形成部45之前端的區域構成壓縮部，從刮板形成部45的前端至壓力構件54之前端的區域構成揉合(計量)部，所以可進行和以往之射出裝置一樣的可塑化，而可使樹脂的揉合性充分地變佳。又，在該揉合部，因為可提高熔化後之樹脂的壓力，所以可使揉合性變成更佳。

而且，因為只是形成該大徑部72，就可提高在壓縮部之樹脂的壓力，所以在刮板形成部45的軸向不必改變刮板谷徑d1。

因此，因為可簡化螺桿20的形狀，所以可降低螺桿20的費用。又，可使樹脂所滯留的位置隨著可簡化形狀之量而變少，因為可防止發生樹脂燒焦，所以可提高成形品的品質。

可是，經由樹脂供給口65所供給之樹脂在加熱缸17內前進的期間凝聚，而形成由複數個樹脂粒19(參照第2圖)所構成之固體床b時，全部的樹脂粒19要完全熔化很費時。

因此，在本實施形態，於在刮板形成部45之長度方向的既定之區間，形成用以防止形成固體床b的槽深設定區域，在該槽深設定區域，將樹脂粒19之直徑設為δ1時，將對直徑δ1之槽深τ1的比γ1

γ1=τ1/δ1

設成

1≦γ1≦2.5

，最好設成

1≦γ1≦2.0

。此外，因為該槽深τ1和距離t1相等，所以係

τ1=(Di-d1)/2

。

在本實施形態，雖然樹脂粒19具有球形的形狀，但是在具有球形以外之形狀的情況，樹脂粒19的直徑δ1可採用樹脂粒19之各部的直徑中之最大值，即最大直徑，或樹脂粒19之各部的直徑中之最小值，即最小直徑，或最大直徑和最小直徑之中間值，例如平均值。

該槽深設定區域只要在可防止形成固體床b之軸向長度形成即可，形成於螺桿20位於前進極限位置時之從樹脂供給口65的後端至刮板形成部45之前端的區間較佳。又，可將該槽深設定區域形成於從樹脂供給口65的後端至樹脂完全熔化的位置之區間，或從樹脂供給口65的後端向前方僅延伸螺桿行程S之長度的區間。

此外，實際上形成該槽深設定區域的情況，可根據螺桿20的軸向長度設定，或根據槽67之長度設定。

其次，說明樹脂熔化之狀態。

第6圖係表示在本發明的第1實施形態之樹脂熔化的狀態之示意圖，第7圖係說明本發明之第1實施形態的射出裝置之展開距離的圖。

在圖上，17係加熱缸，20係螺桿，53係刮板，67係槽，19係樹脂粒，r係由熔化之樹脂所形成的熔化池。

如上述所示，因為將比γ1設成

1≦γ1≦2.5

，最好設成

1≦γ1≦2.0

，所以在該槽67，2個樹脂粒19幾乎不會在槽67之深度方向(徑向)重疊。因此，各樹脂粒19不會凝聚，而橫向排列並沿著槽67朝實線箭號方向前進。又，在該射出裝置31(第4圖)，為了使螺桿20轉動時熔化的樹脂前進，而將加熱缸17之內周面的摩擦係數設為比螺桿20之外周面的摩擦係數大。因此，該各樹脂粒19，隨著螺桿20的轉動，利用和加熱缸17之內周面的摩擦，而一面轉動一面在槽67內前進。

結果，因為該各樹脂粒19不會形成固體床b，所以各樹脂粒19在熱容量小之狀態被加熱。因此，可在短時間使樹脂熔化，如第7圖所示，可使至樹脂完全熔化的展開距離L2變短。而且，可使螺桿20隨著變短。

又，因為加熱缸17亦可變短，所以不僅射出裝置31之軸向尺寸變短，而且在進行螺桿20之維修或管理，或更換螺桿20時，可易於進行螺桿20之插拔的作業。

而且，因為加熱缸17的表面積變小，所以加熱量變小，不僅可提高能量效率，而且因為不會將樹脂過度地加熱，所以可抑制樹脂燒焦的產生。

此外，形成於加熱缸17的內周面和螺桿20之間的空間，作為將來自加熱器h11~h13的熱供給各樹脂粒19之熱供給空間發揮功能。而，因為各樹脂粒19一面和加熱缸17的內周面接觸，而且一面滾動，在槽67內前進，所以加熱器h11~h13的熱如虛線的箭號所示，經由加熱缸17利用滾動導熱而傳給各樹脂粒19。因此，可將樹脂高效率且均勻地加熱，而使熔化。結果，可提高成形品的品質。

此外，因為在缸部83內將各樹脂粒19預熱，所以被供給加熱缸17內時，馬上開始熔化。因此，因為可使各樹脂粒19完全熔化的時間變短，所以可使螺桿20變成更短，而可使射出裝置31之軸向尺寸變成更短。

而且，在槽67內，因為各樹脂粒19圓滑地前進，所以可抑制剪切發熱。因此，不會發生樹脂燒焦，而可提高成形品的品質。

可是，經由樹脂供給口65，不會控制供給量，例如，在短時間將很多樹脂供給加熱缸17內時，該熱供給空間過度地充滿樹脂，而對槽67熔化前的各樹脂粒19施加壓力，各樹脂粒19限制彼此的移動。隨著，各樹脂粒19無法滾動，無法利用滾動導熱將加熱器h11~h13的熱傳給各樹脂粒19，而部分的樹脂粒19不會熔化。因此，不僅無法使樹脂均勻地熔化，而且產生螺桿20之咬入的不良。

因此，該CPU的供給量控制處理手段(供給量控制處理部)進行供給量控制處理，藉由控制該進給馬達86的轉速，而控制供給加熱缸17內之樹脂的供給量。此情況之成為進給馬達86之目標的轉速，即目標轉速如第4圖所示，設定成既定量之樹脂粒19連續地掉下並供給樹脂供給口65。

如此，在本實施形態，因為控制樹脂的供給量，所以樹脂適當地充滿該熱供給空間，而對槽67熔化前的各樹脂粒19不會施加壓力，各樹脂粒19不會限制彼此的移動，而滾動地移動。隨著，因為利用滾動導熱將加熱器h11~h13的熱傳給各樹脂粒19，所以可使樹脂均勻地熔化，而可防止產生螺桿20之咬入的不良。結果，可提高成形品的品質。而且，因為可使樹脂充分地熔化，所以可使展開距離L2確實地變短，並可使螺桿20充分地變短。

又，該CPU的加熱量調整處理手段(加熱量調整處理部)進行加熱量調整處理，藉由控制加熱器h11~h13的通電，而調整將樹脂加熱的的加熱量，而控制樹脂的溫度。因此，可控制各樹脂粒19滾動的速度，即滾動速度，而可控制展開距離L2。

第8圖係表示在本發明的第1實施形態之是否已形成固體床的評估結果之圖。

在第8圖，╳表示已形成固體床b，而○表示未形成固體床b。

如第8圖所示，在比γ1係1.0、2.0以及2.5的情況，未形成固體床b，而在係3.0及3.5的情況，已形成固體床b。

可是，在本實施形態，如上述所示，將對直徑δ1之槽深τ1的比γ1設成

1≦γ1≦2.5

，最好設成

1≦γ1≦2.0

，為了將各樹脂粒19預熱，而配設投入部81，或控制對加熱缸17內供給之樹脂的供給量，在滿足用以使樹脂熔化的條件，即熔化條件的情況，若螺桿行程S、螺桿有效長度L等之螺桿20的設計條件不適當時，無法使樹脂良好地熔化。即，相對於螺桿行程S，螺桿有效長度L比適當值短的情況，無法使樹脂完全熔化，而在螺桿有效長度L比適當值長的情況，樹脂在加熱缸17內前進的時間過長，而產生樹脂燒焦。

因此，在本實施形態，將螺桿行程S及螺桿有效長度L之和除以螺桿行程S的值作為表示螺桿20之設計條件是否適當的指標ε

ε=(S+L)/S

，改變該指標ε，並觀察那時樹脂熔化的狀態。

結果，如後述之第10圖~第13圖所示，得知使該指標ε位於

2.5<ε<4.5

之範圍時，可使樹脂良好地熔化。即，可使樹脂充分熔化，而且可防止樹脂燒焦的產生。

另，該指標ε位於

3.0<ε<4.0

之範圍時，可使樹脂更良好地熔化。即，可使樹脂完全熔化，而且可確實地防止樹脂燒焦的產生。

此外，在射出裝置31，從使樹脂熔化的狀態看，可使螺桿有效長度L和從加熱缸17的後端至射出噴嘴18之前端的距離，即加熱缸長度Lh近似。

因此，將把螺桿行程S及加熱缸長度Lh之和除以螺桿行程S的值作為表示螺桿20之設計條件是否適當的指標ε’

ε’=(S+Lh)/S

，改變該指標ε’，並觀察那時樹脂熔化的狀態。

結果，得知使該指標ε’位於和指標ε一樣之範圍時，可使樹脂更良好地熔化。

可是，在該構造之射出裝置31，形成於螺桿20之刮板53具有單刮板的情況，由連續地捲繞成螺旋形而形成的一條突出片所構成。因此，刮板53繞1圈時朝軸向前進的距離，即導程(刮板53的間距)和螺桿20在軸向之槽67的槽寬相等。

而，在引導部84內落下，再經由樹脂供給口65供給加熱缸17之樹脂，雖然利用該刮板53，在連續地捲繞成螺旋形而形成的一條槽67內前進，但是此時，若槽67的槽寬比樹脂粒19的直徑δ1大，則槽67內收容多個樹脂粒19，而對各樹脂粒19施加壓力，各樹脂粒19限制彼此的移動。結果，無法使樹脂充分地熔化。

而，若使導程變短，而使槽67的槽寬變窄時，槽67隨著變長，樹脂停留於加熱缸17內的時間變長，而產生樹脂燒焦。

因此，說明本發明之第2實施形態，其在槽67內，各樹脂粒19不會限制彼此的移動，而可使樹脂充分地熔化，而且不會產生樹脂燒焦。此外，關於具有和第1實施形態相同之構造，藉由賦予相同的符號，而省略說明，關於具有相同之構造的發明之效果，沿用該實施形態的效果。

第9圖係表示本發明之第2實施形態的射出裝置之主要部分的示意圖。

在第9圖，45係作為可塑化部之刮板形成部，該刮板形成部45包括有棒形之本體部分45a、及向該本體部分45a的外周面突出而形成之螺旋形的刮板53，沿著該刮板53而形成包括有第1、第2槽67a、67b之螺旋形的槽67。而，在本實施形態，刮板53具有雙刮板之構造，包括有連續地捲繞成螺旋形而形成的多條突出片所構成第1、第2刮板53a、53b，並沿著該第1、第2刮板53a、53b，而形成第1、第2槽67a、67b。因此，使在引導部84內落下，再經由作為成形材料供給口之樹脂供給口65而供給作為缸構件之加熱缸17的樹脂，在各第1、第2槽67a、67b內獨立地前進。

在此情況，即使使各第1、第2刮板53a、53b之導程和在第1實施形態之刮板53的導程相等，亦因為可使各第1、第2槽67a、67b的槽寬變成在第1實施形態之槽67的槽寬之一半，所以可使各第1、第2槽67a、67b內所收容之樹脂粒19(第7圖)的量變成一半。因此，在各第1、第2槽67a、67b內對各樹脂粒19不會施加壓力，而可防止各樹脂粒19限制彼此的移動。結果，可使樹脂充分地熔化。

又，因為各第1、第2刮板53a、53b的導程不會長，所以樹脂停留於加熱缸17內的時間不會長，而不會產生樹脂燒焦。

在本實施形態，改變該指標ε，並觀察那時樹脂熔化的狀態。

結果，如後述之第10圖~第13圖所示，得知使該指標ε位於

2.0<ε<4.0

之範圍時，可使樹脂良好地熔化。即，可使樹脂充分地熔化，而且可確實地防止樹脂燒焦的產生。

此外，使該指標ε位於

2.5<ε<3.5

之範圍時，可使樹脂更良好地熔化。即，可使樹脂完全熔化，而且可確實地防止樹脂燒焦的產生。

其次，說明使用該以往的射出裝置及第1、第2實施形態的射出裝置31時樹脂熔化之狀態的比較結果。

第10圖係表示樹脂熔化之狀態的第1圖，第11圖係表示樹脂熔化之狀態的第2圖，第12圖係各螺桿之樹脂熔化的狀態之細部比較圖，第13圖係各螺桿之樹脂熔化的狀態之比較圖。此外，在第10圖，橫軸表示指標ε，縱軸表示樹脂到達刮板形成部45(第9圖)之前端時的溫度，在第11圖，橫軸表示指標ε，縱軸表示在樹脂完全熔化後停留於加熱缸17內之滯留時間，在第12圖，橫軸表示螺桿行程S，縱軸表示螺桿有效長度L。

在第10圖及第11圖，Q1表示使用在以往之射出裝置的標準螺桿時樹脂熔化的狀態，Q2表示使用在本實施形態之包括有單刮板之作為射出構件而且作為計量構件的螺桿20之射出裝置31(第4圖)時樹脂熔化的狀態，Q3表示使用在第2實施形態之包括有雙刮板的螺桿20(第9圖)之射出裝置31時樹脂熔化的狀態。又，Q4表示使用包括有單刮板之螺桿20的射出裝置31時，在樹脂完全熔化後停留於加熱缸17內之滯留時間，而Q5表示使用包括有雙刮板之螺桿20的射出裝置31時，在樹脂完全熔化後停留於加熱缸17內之滯留時間。又，Ta係樹脂完全熔化的溫度。

如上述所示，在雙刮板之螺桿20，在第1、第2槽67a、67b內對各樹脂粒19不會施加壓力，和單刮板之螺桿20相比，可防止各樹脂粒19限制彼此的移動。結果，因為可使樹脂充分地熔化，所以可使以狀態Q3所表示之溫度變成比以狀態Q2所表示的溫度高。

而，在第12圖及第13圖，╳表示無法使樹脂充分地熔化，或無法防止樹脂燒焦的產生，△表示可使樹脂充分地熔化，而且可防止樹脂燒焦的產生，○表示可使樹脂更良好地熔化，即，可使樹脂完全熔化，而且可確實地防止樹脂燒焦的產生。

又，第12圖表示刮板頂徑Di(第5圖)係22[ψ：mm]、32[ψ：mm]、63[ψ：mm]以及84[ψ：mm]，使用具有因應於刮板頂徑Di而決定之螺桿行程S及螺桿有效長度L的單刮板之螺桿20及雙刮板的螺桿20，進行可塑化時，評估樹脂熔化之狀態的結果。

而，在第12圖，表示各刮板頂徑Di之縱線的左側係使用單刮板之螺桿20時的評估結果，縱線的右側係使用雙刮板之螺桿20時的評估結果。

又，Q11~Q14各自係指標ε變成2.0、2.5、4.0以及4.5的線，如後述所示，得知對於單刮板之螺桿，以線Q12及Q14為界限而樹脂之熔化狀態變化，而對於雙刮板之螺桿，以線Q11及Q13為界限而樹脂之熔化狀態變化，即，如第12圖及第13圖所示，在單刮板之螺桿20，使該指標ε位於

2.5<ε<4.5

之範圍時，可使樹脂充分地熔化，而且可防止樹脂燒焦的產生，而使指標ε位於

3.0<ε<4.0

之範圍時，可使樹脂完全熔化，而且可確實地防止樹脂燒焦的產生。

又，在雙刮板之螺桿20，使該指標ε位於

2.0<ε<4.0

之範圍時，可使樹脂充分地熔化，而且可防止樹脂燒焦的產生，而使指標ε位於

2.5<ε<3.5

之範圍時，可使樹脂完全熔化，而且可確實地防止樹脂燒焦的產生。

在單刮板之螺桿20，在指標ε變成

ε≦2.5

之區域，因為螺桿有效長度L比螺桿行程S短，所以無法充分地確保用以使樹脂溶化的展開距離。因此，無法使樹脂充分地熔化，而產生成形不良。

又，在單刮板之螺桿20，在指標ε變成

4.5≦ε

之區域，在雙刮板之螺桿20，在指標ε變成

4.0≦ε

之區域，因為螺桿有效長度L變成相對於螺桿行程S過度地長，所以樹脂滯留於加熱缸17內的時間變長，而可能產生樹脂燒焦。

而，在指標ε變成

ε≦2.0

之區域，因為螺桿有效長度L比螺桿行程S短，所以在螺桿20位於後退極限位置時，螺桿頭61就位於樹脂供給口65的後方。因此，在射出裝置31無法進行射出。

此外，在上述之各實施形態，雖然設定成各樹脂粒19在引導部84內成一列地落下並供給樹脂供給口65，但是未必需要成一列，只要在樹脂熔化前的階段，為了避免對各樹脂粒19施加壓力，而在加熱缸17和螺桿20之間形成在各樹脂粒19間產生間隙的狀態即可。例如，藉由在所設定的各時間集中地供給所預設之供給量的樹脂，而可避免對各樹脂粒19施加壓力。

此外，本發明未限定為上述之各實施形態，可根據本發明的主旨進行各種變形，未從本發明之範圍排除那些變形。

17．．．加熱缸

20．．．螺桿

31．．．射出裝置

45．．．刮板形成部

45a．．．本體部分

53．．．刮板

第1圖係表示以往之射出裝置的主要部分之剖面圖。

第2圖係表示在以往的射出裝置內樹脂熔化之狀態的示意圖。

第3圖係說明以往之射出裝置的展開距離之圖。

第4圖係表示本發明之第1實施形態的射出裝置之主要部分的示意圖。

第5圖係表示本發明之第1實施形態的射出裝置之主要部分的放大圖。

第6圖係表示在本發明之第1實施形態的射出裝置內樹脂熔化之狀態的示意圖。

第7圖係說明本發明之第1實施形態的射出裝置之展開距離的圖。

第8圖係表示在本發明的第1實施形態之是否已形成固體座的評估結果的圖。

第9圖係表示本發明之第2實施形態的射出裝置之主要部分的示意圖。

第10圖係表示樹脂熔化之狀態的第1圖。

第11圖係表示樹脂熔化之狀態的第2圖。

第12圖係各螺桿之樹脂熔化的狀態之細部比較圖。

第13圖係各螺桿之樹脂熔化的狀態之比較圖。

17．．．加熱缸

18．．．射出噴嘴

19．．．樹脂粒

20．．．螺桿

31．．．射出裝置

45．．．刮板形成部

45a．．．本體部分

46．．．射出部

51．．．軸部

52．．．螺桿本體

53．．．刮板

54．．．壓力構件

65．．．樹脂供給口

67．．．槽

81．．．投入部

82．．．料斗

83．．．缸部

84．．．引導部

85．．．進給螺桿

86．．．進給馬達

88．．．冷卻水套

h11、h12、h13、h21．．．加熱器

L．．．螺桿有效長度

S．．．螺桿行程

Claims (8)

1. 一種射出裝置，其特徵在於具有：(a)加熱缸；(b)螺桿，係在該加熱缸內配設成自由轉動；以及(c)驅動裝置，係配設於該螺桿的後端；而且(d)該螺桿包括有可塑化部，其包括有本體部分、及向該本體部分的外周面突出而形成之刮板；(e)設該螺桿的螺桿行程為S、表示該螺桿位於前進極限位置時之從加熱缸中的成形材料供給口的後端至螺桿的前端之距離的螺桿有效長度為L，將螺桿行程S及螺桿有效長度L之和除以螺桿行程S的值作為指標ε時，該指標ε位於2.0<ε<4.5。
2. 如申請專利範圍第1項之射出裝置，其中該螺桿係，設成形材料之直徑為δ 1、沿著該刮板所形成之槽的槽深為τ 1時，對直徑δ 1之槽深τ 1的比γ 1位於如下所述之區間：1≦γ 1≦2.5。
3. 如申請專利範圍第1項之射出裝置，其中螺桿行程S及加熱缸中的加熱缸長度Lh之和除以螺桿行程S的值作為指標ε’時，該指標ε’位於2.0<ε’<4.5。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之射出裝置，更包括：成形材料供給裝置，以該加熱缸內的成形材 料不互相重疊的方式供給成形材料至加熱缸內。
5. 如申請專利範圍第1項所述之射出裝置，其中(a)該螺桿係，刮板被形成，具備將成形材料可塑化的可塑化部、以及被配設於該可塑化部的前端且具有可塑化部的外徑以上的外徑的壓力構件；(b)刮板不被形成在該壓力構件。
6. 如申請專利範圍第1項所述之射出裝置，其中多條刮板被形成在該可塑化部。
7. 一種射出方法，其特徵在於在具有加熱缸、在該加熱缸內配設成自由轉動且在外周面具備刮板的螺桿、以及配設於該螺桿的後端的驅動裝置的射出裝置中；其中該螺桿包括有可塑化部，其包括有本體部分、及向該本體部分的外周面突出而形成之刮板；設該螺桿的螺桿行程為S、表示該螺桿位於前進極限位置時之從加熱缸中的成形材料供給口的後端至該螺桿的前端之距離的螺桿有效長度為L，將螺桿行程S及螺桿有效長度L之和除以螺桿行程S的值作為指標ε時，該指標ε位於2.0<ε<4.5，其中以該加熱缸內的成形材料不互相重疊的方式供給成形材料至加熱缸內。
8. 如申請專利範圍第7項所述之射出方法，其中(a)在該可塑化部中將成形材料可塑化；(b)藉由被配設於該可塑化部的前端的壓力構件將成形材料揉合。