WO1994011174A1

WO1994011174A1 - Screw preplasticating injection molding machine

Info

Publication number: WO1994011174A1
Application number: PCT/JP1993/001613
Authority: WO
Inventors: Shinji Fujita
Original assignee: Sodick Co., Ltd.
Priority date: 1992-11-06
Filing date: 1993-11-05
Publication date: 1994-05-26
Also published as: DE4395826C2; DE4395826T1; US5499915A

Description

明細書

プリブラ式射出成形機技術分野

本発明は、可塑化部と射出部とを別設したプリブラ式射出成形機に係り、詳しくはその射出部における射出プランジャの形状に関する。背景技術

一般に、スクリュプリブラ式射出成形機は、スクリュを有する可塑化部と、射出プランジャを有する射出部とを備えており、可塑化部で可塑化された溶融樹脂が連通路を通って射出部の射出室内に送られ、更に該射出室内の樹脂を射出プランジャによりノズルを通して金型のキヤビィティ内に射出している。そして、従来、前記連通路内に逆止ボール弁が設けられており、射出プランジャによる射出時に、射出室内の樹脂が可塑化部に逆流することを防止している。

該プリブラ式射出成形機は、独立した可塑化部を有する関係上、インライン式射出成形機に比して可塑化能力が大きく、特にハイサイクル成形に効果を発揮するが、上記逆止ボール弁にて、溶融樹脂の滞留が生じやすく、熱分解を起こしゃすい材料に対しては問題を生ずる虞れがある近時、本出願人は、逆止ボール弁をなくして、上記問題を解消したプリブラ式射出成形機を提案した。本射出成形機は、混練スクリュを回転する回転モー夕の外に、該スクリュをその軸線方向に移動するァクチュエー夕を備え、可塑化♦ 計量工程にあっては、スクリュを後退して該スクリュ先端と連通路との間に連通開口を形成し、この状態で溶融樹脂を射出部の射出室に送り込み、そして射出工程に際して、スクリュを前進して該スクリュ先端にて前記連通開口を閉塞し、これにより射出工程時における溶融樹脂の可塑化室への逆流を防止する。

特に、上述したスクリュを進退することにより射出室からの逆流を阻止するタイプのものは、逆止ボール弁部分での溶融樹脂の滞留をなくす外、正確な計量を可能とすると共に、非常に安定した可塑化を実現でき、プリブラ式射出成形機の優れた特性を発揮して、成形条件再現性、立上がり特性、安定性等に高い性能を有し、更に C A D、 C A M及び金型製造機と射出成形機とを結びつけたコンビユー夕支援射出成形（ C A I ) をも可能とする。

ところで、本射出成形機にあっては、第 1 1図に示すように、射出室 1 7のシリンダ前壁 2 3 aの中心部に射出用ノズルに連通する孔 2 7が開口しており、該前壁におけるシリンダ周縁近傍に可塑化部連通用の孔 3 0 bが開口している。また、射出プランジャ 1 6 ' は、その先端面 1 6 ' f が平面からなり、かつシリンダ周壁 1 5 aに摺接する頭部 1 6 ' aと該頭部より大幅に小さな径からなる柄部 1 6 ' bを有する。

射出工程に続く保圧工程に際して、射出プランジャ 1 6 ' とシリンダ前壁 2 3 aとの間に最小クッシヨン量として数 m mの間隙を存しており、成形品に、キヤビィティ内の樹脂の冷却に伴うヒケを発生しないように、樹脂に所定保持圧力を付与している。そして、該保圧工程が終了して、再び計量が開始されると、連通孔開口 3 0 bから溶融樹脂が射出室 1 7に勢いよく流入してくるが、前壁 2 3 a及び頭部の前面 1 6 ' f が共に平行な平坦面からなるため、連通孔開口からの樹脂流れは主に頭部 1 6 ' aに圧力として作用する。このため、該開口のノズル連通孔開口に対する反対側の閉空間 Aには新たな樹脂流れが導入されることなく、図 1 2に示すように、連通孔開口からの樹脂流れ Bは矢印に示すように分流されて、射出プランジャ 1 6 ' を後退する。これにより、上記閉空間 A部分には、新たな樹脂流れにより洗滌されない樹脂が滞留して前壁に付着し、該滞留樹脂が熱劣化する等により成形品に悪影響を及ぼす虞れがあると共に、色替えに際して、立上がり不良等の問題を生ずる虞れがある。

一方、射出プランジャ 1 6 ' は柄部 1 6 ' bを設けて頭部 1 6 ' aとシリンダ周壁 1 5 aとの摩擦面積を所定範囲に保っているが、頭部とシリンダ周壁との間からリークした溶融樹脂が柄部とシリンダ周壁との広い空間 Dに堆積し、射出プランジャの往復動により該堆積物が堰のようになると共に、シリンダ加熱ヒー夕からの熱により炭化して、硬い塊となって容易に排出し得ない状態となることがあり、更には該硬い塊により、射出プランジャにコジリを生じて、プランジャのスムースな往復動を阻害する虞れがある。

また、射出プランジャを、柄部を設けずにすべて頭部と同じ径にすることも考えられるが、この場合、射出プランジャとシリンダ周壁との接触面積が大きくなり、射出プランジャの往復動を重くすると共に、射出プランジャに偏摩耗及びカジリを生じやすく、射出プランジャの耐久性を低下してしまう。

なお、このような問題点は、上述したスクリュの進退により樹脂の逆止めを図ったプリブラ式射出成形機において、他の課題を解決して精度の高い効率の良い射出成形を行う際に顕在化してくる。

そこで、本発明は、連通路開口からの新たな溶融樹脂の流れにより、射出室の閉空間をも洗滌して樹脂の滞留を防止し、もって上述課題を解決したプリプラ式射出成形機を提供することを目的とするものである。発明の開示

本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、加熱シリンダ（ 3 7 ) 内にてスクリュ（ 3 9 ) を回転して合成樹脂材料を可塑化する可塑化部（ 1 3 ) と、射出シリンダ（ 1 5 ) 内に射出プランジャ（ 1 6 ) を進退して前記可塑化された材料をノズル（ 25 ) から射出する射出部（ 1 2 ) と、を備え、前記加熱シリンダ（ 37 ) にて構成される可塑化室 ( 29 ) 先端と、前記加熟シリンダ（ 1 5 ) にて構成される射出室（ 1 7 ) 先端とを連通路（ 30 ) で連通してなるプリブラ式射出成形機（ 1 1 ) において、

前記スクリュ（ 39 ) を前記加熱シリンダ（ 34 ) 内に往復移動自在に支持すると共に往復駆動装置（ 43 ) に連結して該スクリュを前進することにより前記連通路（ 30 ) を遮断し、また該スクリュを後進することにより前記連通路を連通し、

また前記射出シリンダ前壁（ 23 a) の周縁部に前記連通路（ 30 ) を開口すると共に、該前壁の中央部に前記ノズル（ 25 ) に連通するノズル孔（ 27 ) を開口し、

更に前記射出プランジャ（ 1 6 ) が、前記射出シリンダ周壁に摺接する頭部（ 1 6 a) と、該頭部より僅かに小さい径からなる柄部（ 1 6 b ) とを備え、前記頭部の先端面（ ] 6 f ) が、その中央部を周縁部に比して高い中高形状（ a， e ) として、前記連通路開口（ 30 b) から射出室に注入される可塑化材料に、前記ノズル孔（ 27 ) の反対側までに亘る流れを生じるように構成した、

ことを特徴とするプリブラ式射出成形機。

また望ましくは、前記射出プランジャにおける頭部（ 1 6 a) の直径 ( D o ) と柄部（ 1 6 b ) の直径（ D , ) との差 Xが、

0. 0 5 < < 1 . 0 0 [mm]

の範囲にあり、かつ該頭部と柄部との段部にて、前記射出シリンダの周壁（ 1 5 a ) に付着した可塑化材料を搔取るスクレーバを構成し、更に該搔取られた材料を、前記柄部と射出シリンダ周壁（ 1 5 a) にて形成される狭い隙間（ S ) を通って排出してなる。

更に、前記射出プランジャの少なくとも頭部（ 16 a) に、 T i C, T i C N, T i N等のセラミックスコーティング（ 18 ) を施してなる ₀

以上構成に基づき、計量工程時、スクリュ（ 39 ) は後退位置にあつて、可塑化室（ 29 ) 内の可塑化材料が連通路（ 30 ) を通って射出室 ( 1 7 ) に供給される。該計量工程の開始時、射出プランジャ（ 1 6 ) の先端面（ 1 6 f ) とシリンダ前壁（ 23 a) との間には数 mmの間隙があり、可塑化部（ 1 3 ) からの可塑化材料が連通路（ 30 ) を通って開口（ 30 b ) から勢いよく前記間隙に注入され、プランジャ先端面（ 1 6 f ) が中高形状からなるため、前記連通路開口（ 30 b) からの新たな材料は流れ Cを生じて、ノズル孔（ 27 ) の反対側の閉空間 Aの残留樹脂をも撹拌♦洗滌する。

そして、射出室（ 1 7 ) への連通路（ 30 ) からの可塑化材料の注入により、前記間隙に残っていた樹脂を撹拌しながら、射出プランジャ（ 1 6 ) は後退し、その際、プランジャ頭部（ 1 6 a) とシリンダ周壁 ( 1 5 a) との間からリークして該周壁に付着している樹脂は、段部からなるスクレーバ（ 1 6 c ) にて搔取られ、柄部（ 1 6 b) との間に狭い空隙（ S ) を通って、素早く窓（ 33 ) から排出される。

また、射出工程時、往復駆動装置（ 43 ) によりスクリュ（ 39 ) が前進して、連通路（ 30 ) を遮断する。そして、射出プランジャ（ 1 6 ) が前進するが、該プランジャ（ 1 6 ) の頭部（ 1 6 a) は、セラミックスコ一ティングが施されているため、シリンダ周壁 1 5 aに滑らかに案内されて移動すると共に、可塑化材料のリークを減少し、かつ耐久性が向上する。なお、上述カツコ内の符号は、図面を対照するためのものであるが- 何等本発明の構成を限定するものではない。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明を適用し得るプリブラ式射出成形機を示す平面断面図である。

第 2図は、本発明の第 1の実施例による射出プランジャを示す平面図である。

第 3図は、該プランジャを用いた射出室部分を示す拡大部分図で、（a ) は平面断面図、（b) は射出室の正面図である。

第 4図は、該射出プランジャの断面図である。

第 5図は、該断面の部分拡大図である。

第 6図は、第 2の実施例により射出プランジャを示す平面図である。第 7図は、更に一部変更した第 3の実施例による射出プランジャを示す断面図である。

第 8図は、更に変更した第 4の実施例による射出プランジャを示す平面図である。

第 9図は、第 5の実施例による射出プランジャを示す平面図である。第 1 0図は、更に変更した第 6の実施例による射出室部分を示す図で、 (a) は平面断面図、（b) は射出室の正面図である。

第 1 1図は、従来例による射出室部分を示す平面断面図である。

第 1 2図は、該射出室部分を示す正面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図面に沿って本発明の実施例について説明する。

スクリュプリブラ式射出成形機 1 1は、第 1図に示すように、射出部 1 2及び可塑化部 1 3を有している。射出部 1 2には射出シリンダ 1 5 及び該シリンダ 1 5に嵌揷されている射出プランジャ 1 6を有しており、これらシリンダ 1 5及びプランジャ 1 6にて射出室 1 7が形成されている。更に、射出プランジャ 1 6はロッド 1 8を介してラム 1 9に連結しており、該ラム 1 9はシリンダ 2 0に嵌挿して射出用油圧室 2 1及び戻し用油圧室 2 2を形成している。また、前記射出シリンダ 1 5の前端部分にはノズルアダプタ 2 3が固定されており、該アダプタ 2 3にはノズル 2 5が装着されて、該ノズル 2 5は固定プラテン 2 6に固定された金型内の注入口と接離し得る。更に、該アダプタ 2 3には射出室 1 7から前記ノズル 2 5に連通するノズル孔 2 7が形成されていると共に、可塑化部 1 3の可塑化室 2 9に連通する連通路 3 0が形成されている。なお、射出部 1 2にはリニアスケール 3 1が設けられており、該スケール 3 1はその可動部 3 1 aがアーム 3 2を介してロッド 1 8に連結して、射出ブランジャ 1 6の位置を検出し得る。また、射出シリンダ 1 5にはリーク樹脂排出用の窓 3 3が形成されており、更にケース 3 5にもァーム 3 2貫通用の窓 3 6が形成されている。

一方、可塑化部 1 3は加熱シリンダ 3 7及び該シリンダ 3 7内に回転及び往復移動自在に嵌挿されている混練スクリュ 3 9を有しており、これらシリンダ 3 7及びスクリュ 3 9の先端にて可塑化室 2 9が形成されている。更に、該シリンダ 3 7の先端にはブラケット 4 0を介して連結ブロック 4 1が固定されており、該ブロック 4 1により、可塑化部 1 3 が射出部 1 2に対して所定角度を持って V字状に連結されている。そして、連結ブロック 4 1及びブラケッ卜 4 0には前記連通路 3 0が連通して形成されており、該連通路 3 0の先端が可塑化室 2 9に開口している。更に、該可塑化室 2 9の先端部分は円錐形状となっていると共に、該円錐頂部に前記連通路開口 3 0 aが位置しており、またスクリュ 3 9の先端が円錐状からなる。そして、スクリュ 3 9が後退した位置にあっては、前記連通路 3 0の開口 3 0 aが可塑化室 2 9と射出室 1 7とを連通し、またスクリュ 3 9が前進すると、該スクリュの先端が前記開口 3 0 aを閉塞して、可塑化室 2 9と射出室 1 Ίとの連通を遮断する。

そして、加熱シリンダ 3 7の後端にはスクリュ進退位置調整装置 4 2 を介してスクリュ往復駆動装置 4 3が連結されている。該往復駆動装置 4 3はシリンダケース 4 5及びピストン部材 4 6を有しており、ビストン部材 4 6はケース 4 5に回転自在及び所定量軸方向移動自在に支持されていると共に、その前部にてスクリュ 3 9に一体に連結され、かつその後部にて A C電動モー夕又は油圧モー夕等の回転モー夕 4 7に回転のみ一体に連結されている。従って、該回転モー夕 4 7の回転は、ピストン部材 4 6を介してスクリュ 3 9に伝達され、また油路 4 8を介して油室 4 9に導入される油圧に基づき、ビス卜ン部材 4 6はスクリュ 3 9と共に前進する。なお、図中、 5 0は樹脂材料供給用のホッパ孔であり、また 5 1はスクリュ回転検出用のロー夕リエンコーダである。

本プリブラ式射出成形機 1 1は、以上のような構成からなるので、回転モー夕 4 7の回転により、スクリュ 3 9は回転して、ホッパロ 5 0からの合成樹脂材料を、加熱シリンダ 3 7からの加熱と、スクリュ 3 9に設けた螺旋溝の変化による材料の圧縮によって発熱して溶融し、該溶融した可塑化材料はスクリュ 3 9の先端側に送られる。同時に、該溶融した材料（以下、ボリマという）の圧力でスクリュ 3 9が後退し、これにより、該スクリュ 3 9の先端は連通開口 3 0 aとの間に僅かな隙間を形成し、前記ポリマは連通路 3 0を通って、射出部 1 2の射出室 1 7へ流入する。すると、射出室 1 7では該ポリマの圧力で射出プランジャ 1 6 を後退させ、ポリマを蓄積♦計量する。そして、射出プランジャ 1 6が一定量後退すると、前述したスクリュ 3 9の回転を停止すると同時に、スクリュ往復駆 ¾J装置 4 3の油圧室 4 9に油圧を送り、スクリュ 3 9を前進して、その先端にて連通開口 3 0 aを閉塞する。ついで、射出用油室 2 1に圧油を送ると、ラム 1 9が前進し、これにより射出プランジャ 1 6も前進して、射出室 1 7内のポリマはノズル孔 2 7を通して射出ノズル 2 5から金型のキヤビィティに注入される。この射出に際して、ポリマの一部は連通路 3 0を通じて、可塑化室 2 9側へ逆流しょうとするが、該連通路 3 0の開口 3 0 aは、スクリュ 3 9の先端で閉塞状態にあるので、逆流することはない。

射出が終ると引き続き保圧され、キヤビィティ内の成形品は冷却され、金型が開状態となり、成形品は押出されるか、取出し機で取出される。同時に、射出用油室 2 1の圧を抜き、他方、ピストン部材 4 6に作用する油圧室 4 9の油圧力を抜くと共に回転モータ 4 7を回転させることにより、再びスクリュ 3 9が回転して合成樹脂材料を溶融し始め、計量が開始される。

ついで、本発明に係る射出プランジャについて、第 2図ないし第 5図に沿って説明する。

第 2図は本発明の一実施例による射出プランジャ 1 6 を示す平面図であり、該射出プランジャ 1 6 X は頭部 1 6 ！ a及び柄部 1 6 _l bを有しており、かつ該頭部 1 6 ！ aの先端面 1 6 ！ f はその頂角が大きな鈍角からなる円錐凸形状 aからなる。そして、第 3図（a) に示すように、頭部 1 6 aは射出室 1 7のシリンダ周壁 1 5 aに摺接する直径 D。からなり、また柄部 1 6 1 bは該頭部の直径 D 。より僅かに小さい直径 D t 例えば D。一 D i = 0 . 1 [ mm] からなり、従つて柄部 1 6 ！ bとシリンダ周壁 1 5 aとの間には僅かな隙間 S、例えば 0 . 0 5 [ m m ] の隙間を有する。なお、頭部 1 6 i aの長さ Lは直径 D。と略々等しいか又はそれよりもやや長く構成されて、シリンダ周壁 1 5 aとの間に充分な接触面積を確保している。また、前記頭部と柄部の直径の差（D。 - D i = x ) は、 0. 05 < χ< 1. 00 Cim] の範囲まで許される。また、頭部 1 6 ₁ aと柄部 1 6 ₁ bとの間の段部 16 cは、頭部 1 6 1 aとシリンダ周壁 1 5 aとの間からリークして、' 周壁 1 5 aに薄く付着しているポリマを搔取るスクレーバを構成する。また、頭部 1 6 i aの先端面 1 6 a f の周縁部 1 6 X dは円錐角が大きな角度からなることに基づき、底面角度 Vが 30度以下好ましくは 1 5度以下となっており、ポリマを搔取るスクレーバを構成している。

また、射出室 1 7の前壁を構成するアダプタ 23の前壁 23 aは前記プランジャ先端面 1 6 ！ f の円錐角と同等の頂角からなる円錐凹状に形成されており、かつそのシリンダ周壁近傍の周縁部に連通路 30の開口 30 bが形成されていると共に、円錐部中央部にノズル孔 27が開口している。

そして、第 4図に示すように、射出プランジャ 1 6 tの頭部 1 6 , a 及び柄部 1 6 ！ bには、その先端面 1 6 1 f に亘つて T i C等のセラミヅクスコ一ティングが施されている。具体的には、工具鋼（SK D 1 1 ) からなる射出シリンダ母材 Gを、切削加工後、熱処理して、更に研削 •羽布研磨により仕上げる。そして、第 5図に示すように、該母材 Gの表面に、物理的蒸着法（PVD ) にて、 T i C又は T i N等のセラミツクス材料 Hを約 3 [ μ m ] の膜厚にてコーティングする。なお、コ一ティング素材としては、 T i C , T i C N , W ₂ c , T i Ν等があり、いずれを用いてもよいが、特に T i C, T i Nが好ましく、また物理的蒸着法に限らず、科学的蒸着法（ CVD ) にてコーティングしてもよく、更に膜厚は 2 [ μ π！ ]〜 6 [ μ m ] が望ましい。

該セラミックスコーティングにより、射出プランジャ 1 6 ！の表面硬度（マイクロビーカス硬度）は、例えば T i C Nコーティングで [ 3 , 000〜2， 500 ] 、 T i Cコーティングで [ 3 , 800〜 3 , 00 0 ] となり、従来の硬質クロムメツキ [ 1， 300〜1 , 000 ] に比して、大幅に高くなる。更に、該セラミックスコーティング Hは、母材 Gとの密着性が高く、剥離し難いと共に、極めて摩擦係数の小さい鏡面仕上げとなって、シリンダ周壁 1 5 aとの間で滑らかに滑動する。また、 PVD法を用いると-、 500 [°C] 程度の低い温度でコーティングが可能なため、後の熱処理が不要となって、コーティング膜厚が一定であることと相俟って射出プランジャの寸法精度を精密に管理し得、かつプランジャが単純な形状からなるため、該 PVD法によっても、正確かつ確実に蒸着することができる。

なお、射出プランジャ 1 6 1 の頭部 1 6 ！ aの周面及び先端面 1 6 , f にセラミツクスコ一ティングを施せば足りるが、実際には柄部 1 6！ b側にも該セラミツクスコ一ティングは付着する。この薄膜状のコーティング層は、頭部 1 6 1 aの周面にセラミックコーティングしたコーテイング層と連続していて、表面硬さも同様であり、緻密な層を形成しているから、射出プランジャ 1 6 iの頭部 1 6 , aと射出シリンダ 1 5の隙間から洩れ出すポリマが付着しても、その緻密で硬い表面層を形成した柄部 1 6 ₁ bに粘着するポリマとの剥離性が良く、かつ、溶融樹脂から発する鉄に有毒なガス（銃を発生させ易いガス）からの影響を防止することになる。更に、柄部 1 6 ！ b側で例えばワイパー（図示はないが、スクレーバのように柄部 1 6 , bと常に接触するもの）を設けて掃除をするようにすると、ポリマは容易に剥すように除去できる。

本実施例は以上のような構成からなるので、保圧工程にあっては、射出プランジャ 1 6 ！はシリンダ前壁 23 aから数 mm離れた位置にあり、キヤビィティ内樹脂の冷却に伴う収縮に拘らず、所定保圧力を保証する。そして、該保圧工程が終了して計量工程に入ると、可塑化部 1 3にて可塑化されたポリマが連通路 3 0を通って、第 3図に示すように、開口 3 0 bから勢いよく射出室 1 7内に注入される。この際、射出室 1 7 はプランジャ先端面 1 6 t f とシリンダ前壁 2 3 aとの間に数 m mの隙間があり、かつプランジャ先端面は円錐形状 aからなるため、第 3図（b ) に矢印 Cで示すように、上記連通路開口 3 0 bから注入されるポリマは、シリンダ周壁 1 5 aに沿うような円弧状の流れによりプランジャ先端面の円錐形状 aの等高線に沿って流れる。そして、ノズル孔 2 7の反対方向に位置する閉空間 A部分の残留ポリマも、上記矢印 C方向の流れにより撹拌され、これにより前回保圧時に残留していたポリマは、新たなポリマと混合されてプランジャ 1 6 を後退する。即ち、射出プランジャ 1 6 ，の前進時、その頭部先端角部 1 6 X dからなるスクレーバによりシリンダ周壁 1 5 aから搔取られたポリマ層が新たなポリマの流れ Cにより撹拌されると共に、プランジャ頭部先端面 1 6 ！ f に付着しているボリマ層が同様に、新たなポリマ流れ Cにより剥離 ·洗滌されて撹拌される。

そして、射出プランジャ 1 6 i の移動により、該プランジャの頭部 1 6 ！ aとシリンダ周壁 1 5 aとの間からポリマが僮かにリークしてシリンダ周壁 1 5 aに付着するが、射出プランジャ 1 6 ！が後退する際、柄部 1 6 i bと頭部 1 6 aとの段部 1 6 i cからなるスクレーバにより上記付着ポリマが搔取られ、該搔取られたポリマは、柄部 1 6 とシリンダ周壁 1 5 aとの隙間 Sが極めて狭いので、ポリマが軟かい状態のときに順次押出されて、堰を作ることなく、該隙間 Sを通って窓 3 3から素早く排出される。更に、材料替えのときに行うパージングに際し、射出プランジャ 1 6 ！をその射出シリンダ 1 5内で通常使用されるストローク以上に後退させると、前記スクレーバ段部 1 6 ！ cがシリンダ周壁 1 5 aに付着しているポリマを完全に扱いて、窓 3 3から排出する。即ち、該スクレーバは、材料替えや色替えのとき及びパージングの際に、ラム 1 9のストローク分一杯に後退させて、シリンダ周壁 1 5 aにある堆積した樹脂を搔き取り清掃する。

更に、射出プランジャ 1 6 1 にセラミツクスコ一ティングが施されているので、極めて耐摩耗性が高くなり、摩耗を考慮することなく、精密に寸法精度を管理♦維持することができる。従って、プランジャからのポリマのリークを殆どなくして、正確な射出を行うことができ、前述したスクリュ進退による確実♦正確なポリマの逆止めを行な得ると共に可塑化及び射出の機能を分離して正確な制御を得るプリブラ式射出成形機の特性と相俟って、超高精度及び超高品質の要求に対応し得る。

また、射出プランジャ 1 6 t は、その頭部 1 6 ！ aの周面を摩擦係数の低いセラミックスコ一ティングが施されているので、上記寸法精度の向上と相俟って、シリンダ周壁 1 5 aとの間を極めて滑らかに摺接して、動力損を減少すると共に、正確な制御を可能とし、かつコジリの発生を防止する。

また、硬度の高いかつ寸法精度の高い射出プランジャにより、ポリマのリークを大幅に減少するが、僅かに洩れたポリマも、該高い硬度及び寸法 S精度により、段部 1 6 i cにより確実に搔取って排出することができる。

ついで、一部変更した実施例について説明する。なお、上記実施例と同一部分は、同一符号にサフィクスを付けて説明を省略する。

第 6図に示す射出プランジャ 1 6 ₂ は、その頭部先端面 1 6 ₂ ： f が中央部を円錐形 aに周縁部を平坦面 cに形成している。平坦面 cは頭部 1 6 ₂ aの角部 1 6 ₂ dを 9 0度に構成し、プランジャ前進時のスクレーパ効果を高めると共に、円錐形 aは、頂角を大きくして、連通路開口 3 0 bからの新たなボリマによる流れ Cを強めることができる。従って、射出プランジャ 1 6 ₂を前進する際、角部 1 6 ₂ dによるスクレーパ効果によりシリンダ周壁 1 5 aに付着するポリマを確実に搔取る。また、連通路開口 3 0 bからの新たなポリマの流入は、角度の大きな中央円錐形 aにより流れ Cを生じ、閉空間 Aの残留ポリマを確実に撹拌する。この際、円錐形 aが形成する角度 V (第 2図参照）が 3 0度以上になっても、該円錐形 aとシリンダ周壁 1 5 aとの間に平坦面 cが存在するので、プランジャ 1 6 ₂の前進時、ポリマをシリンダ周壁 1 5 a に向けて押出すような力を作用させることがない。

更に、第 7図に示すように平坦面部分を凹面 dとして、角部 1 6 ₃ d を鋭角に構成し、スクレーバ効果を一層高めてもよい。

また、第 8図は、頭部先端面 1 6 4 f が球面形状 eからなる射出ブランジャ 1 6 ₄ を示している。該球面形状 eはその曲率半径を小さくすると、角部 1 6 ₄ dの角度 V (第 2図参照）が大きくなり、スクレーバ効果を発揮できないため、曲率半径の比較的大きなものが用いられる。なお、第 6図及び第 7図と同様に、球面形状を中央部のみに形成し、周縁部を平坦面 c又は凹面 dにしてもよい。

第 9図は、射出プランジャ 1 6 ₅の一部のみを膨出したものである。該プランジャ 1 6 ₅ は、膨出部分がシリンダ周壁と摺接する頭部 1 6 ₅ aを形成し、その後方の柄部 1 6 5 bとの間に段スクレーバ部 1 6 5 c を構成する。更に、該頭部 1 6 ₅ aの前方には柄部と同じ径からなる短い突出部 1 6 ₅ eが形成され、該突出部の先端面 1 6 ₅ ： f が円錐形 aにて構成されていると共に、該突出部と頭部との段部 1 6 ₅ dにて前方スクレーパが構成されている。

また、第 1 0図（a) ， (b) は、可塑化部からの連通路 3 0 ' を、ブランジャ軸線に対して接線方向に斜めに形成している。これにより、連通路開口 3 0 ' bからのポリマは射出プランジャ先端面 1 6： f に対して斜めに衝突し、第 8図（b) に矢印 Cで示すような一方向の回転流れを生ずる。これにより、閉空間 A部分を含めて残留ポリマは確実に撹拌され、プランジャ先端面 1 6 f に付着しているポリマ層等は確実に剥離♦洗滌される。

なお、シリンダ前壁 2 3 aは、第 3図に示すような円錐形状とせずに、第 1 1図に示すように平坦面としてもよく、この場合、連通路 3 0からの可塑化樹脂注入開始時、プランジャ先端面 1 6 f との間に環状の空間を形成し、新たな樹脂注入による流れを一層確実にする。

また、上述実施例は、可塑化部 1 3のスクリュ 3 9の進退及び射出部 1 2のプランジャ 1 6の進退を油圧にて行っているが、これを、ボールネジ装置及び回転モー夕により行ってもよい。また、第 6図〜第 1 0図に示す実施例にあっても、少なくともその頭部に、セラミックスコーティングが施されている。

以上説明したように、本発明によると、射出プランジャの先端面を中高形状として、連通路開口から射出室に注入される新たな可塑化材料により、円弧状の流れを生じるので、ノズル孔に対して開口から反対側に位置する閉空間の残留樹脂も、該流れにより新たな樹脂と撹拌♦洗滌されて、滞留状態となることはなく、該滞留により樹脂の熱劣化等の不具合を防止できると共に、色替えに際して、素早い立上りを行うことができる。

また、柄部は頭部より僅かに小径からなり、所定剛性を有すると共に、シリンダ周壁に摺接することはなく、従って頭部によりシリンダ周壁に摺接する面積を所定範囲に保持して、射出プランジャの剛性を維持したままで、射出プランジャの後退往復動を軽くすると共に、上述したリーク樹脂のスムースな排出と相俟って、コジリや偏摩耗の発生を防止して、射出プランジャの耐久性を向上することができる。更に、射出プランジャは、頭部とそれより僅かに小さい外径を有する柄部とを備え、これら頭部と柄部との段部にてスクレーパを構成しているので、射出プランジャの後退時、該スクレーパにてシリンダ周壁に付着しているリーク樹脂を搔取り、そして柄部とシリンダ周壁との狭い隙間を通って該リーク樹脂を素早く排出して、射出プランジャのスムースな移動を保持することができる。

また、射出プランジャの頭部にセラミックスコーティングを施しているのて、高い耐摩耗性と低い摩擦係数を得ることができ、寸法精度を上し得ることと相俟って、射出プランジャを高精度に管理 ·維持できると共に、該射出プランジャを射出シリンダに対して滑らかに摺接し、かつ高い耐久性を保証することができる。

そして、スクリュの前進により連通路を遮断し、射出時における射出室からの逆流を確実かつ正確に阻止することができ、かつプリブラ式射出成形機の優れた性能及び制御特性と上記各効果とが相俟って、超精密及び超高品質の射出成形の要求に対応することができる。産業上の利用可能性

以上のように、本発明に係る射出成形機は、溶融した合成樹脂材料を金型のキヤビィティ内に射出して成形するものであり、該プラスチックの成形に用いられる。特に、本プリブラ式射出成形機は、高い成形条件再現性を有し、コンピュータを用いた高度の制御が可能となり、超精密及び超高品質そして超ハイサイクルの射出成形に適用し得る。

Claims

請求の範囲

1 . 加熱シリンダ内にてスクリュを回転して合成樹脂材料を可塑化する可塑化部と、射出シリンダ内に射出プランジャを進退して前記可塑化された材料をノズルから射出する射出部と、を備え、前記加熱シリンダにて構成される可塑化室先端と、前記射出シリンダにて構成される射出室先端とを連通路で連通してなるプリブラ式射出成形機において、前記スクリュを前記加熱シリンダ内に往復移動自在に支持すると共に往復駆動装置に連結して、該スクリュを前進することにより前記連通路を遮断し、また該スクリュを後進することにより前記連通路を連通し、また前記射出シリンダ前壁の周縁部に前記連通路を開口すると共に、該前壁の中央部に前記ノズルに連通するノズル孔を開口し、

更に前記射出プランジャが、前記射出シリンダ周壁に摺接する頭部と、該頭部より僅かに小さい径からなる柄部とを備え、前記頭部の先端面が、その中央部を周縁部に比して高い中高形状として、前記連通路開口から射出室に注入される可塑化材料に、前記ノズル孔の反対側までに亘る流れを生じるように構成した、

ことを特徴とするプリブラ式射出成形機。

2 . 前記射出プランジャにおける頭部の直径と柄部の直径との差 Xが、

0 . 0 5 < X < 1 . 0 0 [ mm]

の範囲にあり、かつ該頭部と柄部との段部にて、前記射出シリンダの周壁に付着した可塑化材料を搔取るスクレーバを構成し、更に該搔取られた材料を、前記柄部と射出シリンダ周壁にて形成される狭い隙間を通つて排出してなる、

請求項 1記載のプリブラ式射出成形機。

3 . 前記射出プランジャの少なくとも頭部に、 T i C， T i C N , T i N等のセラミックスコーティングを施してなる、請求項 1記載のプリブラ式射出成形機。

4 . 前記プランジャ頭部の先端面が、その底面角度を 3 0度以下とした円錐凸形状からなり、また前記射出シリンダ底面が円錐凹形状からなる請求項 1記載のプリブラ式射出成形機。