JP2002096367A - 射出成形機の加熱筒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 長時間の使用に伴い加熱筒の内壁が磨耗して
当該加熱筒を交換する場合、加熱筒ヘッドのみを交換す
れば良く工事費を軽減できると共に交換作業が容易であ
り、加熱筒内で樹脂材料が硬化した場合でも不要物を除
去できる射出成形機の加熱筒を提供する。 【解決手段】 加熱筒本体２及び加熱筒ヘッド３に分割
可能な加熱筒とから構成された射出成形機の加熱筒１で
あって、加熱筒ヘッド３の加熱筒側における接合部が筒
状内径と接合方向の長さの比が約１対１６の長筒１２で
あると共に当該長筒１２の外側壁先端に雄ねじ溝１３が
切刻されている一方、雄ねじ溝１３に照応した雌ねじ溝
１５が加熱筒本体２の加熱筒側における長筒１２が照応
して挿入、螺着される受筒１４の内側壁に切刻されてお
り、加熱筒１は上記加熱筒本体２の受筒に加熱筒ヘッド
３の長筒１２を挿入、加熱筒本体２の雌ねじ溝１５に加
熱筒ヘッド３の雄ねじ溝１３を螺着するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、射出成形機の加熱
筒を改良して、射出成形機の使用頻度の増加に伴い上記
加熱筒に対する磨耗が進んでも、加熱筒本体の交換が不
要であって加熱筒ヘッドのみの交換によることができる
射出成形機の加熱筒に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、射出成形機には一本の加熱筒が使
用されている。この加熱筒を使用する成形機が熱可塑性
樹脂を用いる場合には、上記加熱筒の内部のスクリュ先
端部には逆流防止機構を取付ける事が必要となる。

【０００３】そこで、図５に従来の一般的な射出成形機
の先端部、即ち、ノズル、加熱筒ヘッド、加熱筒、スク
リュー、逆流防止リングの関係を現した概要図を示す。
ここで、図５に図示のように、加熱筒ヘッドの加熱筒側
における接合部は環状膨出部の外側壁に雄ねじ溝が切刻
されている一方、上記雄ねじ溝に照応する雌ねじ溝が加
熱筒本体先端部の陥没凹部の内側壁に切刻されており、
上記加熱筒は加熱筒本体先端部に施された雌ねじ溝に加
熱筒ヘッドの雄ねじ溝を螺着すると共に、上記加熱筒ヘ
ッドのフランジ部及び上記加熱筒本体先端部に穿設され
たボルト孔を位置合わせの上、ボルト留めして上記両者
を接合するようにしている。

【０００４】この際、逆流防止リングは加熱筒で溶融さ
れた樹脂をスクリューによってノズルから金型に射出し
て特に保圧する際、一端射出された樹脂がスクリュー側
に逆流するのを防止するためのものである。また、図５
のように従来の射出成形機の先端部の構造においては、
上記逆流防止リングはスクリューの先端に装填されてい
るスクリュー尖塔の背後にやや遊びを持って装着されて
いるものであり、これらスクリューは材料計量時には加
熱筒本体の内壁に沿って後退し、樹脂の射出の時には上
記加熱筒ヘッドに形成された略漏斗状底面に上記スクリ
ュー尖塔が当接する位置まで前進するようになってい
る。またここで、図示のように加熱筒ヘッド及び加熱筒
本体に樹脂充填圧が最も加わる保圧時の最前進位置にお
いて、上記逆流防止リングの先端が上記加熱筒本体と加
熱筒ヘッドとの接合位置に一致するように設計されてい
ることが分かる。これは、長時間の使用に伴い高温、高
圧を持ったスクリューが進退を繰り返す加熱筒本体の内
壁は、磨耗によって内壁が拡張するものであり、外形寸
法がほぼ加熱筒本体の内径寸法と一致するように設計さ
れていると共に保圧の高い樹脂充填圧を受けてた逆流防
止リングが加熱筒ヘッドと加熱筒本体の接合部位置上で
摺動を繰返すと、当該接合部に段差が生じやすくなり、
この接合部段差に逆流防止リングの外周部が引っかかり
逆流防止リングの円滑な動きを支障したり、更には、当
該逆流防止リングまたは上記接合部周縁を破損するとい
う問題があるため、これらの支障を回避するために、上
記のように保圧時の最前進位置においても逆流防止リン
グの先端が上記接合部位置以上に前進しないように構成
されているものである。

【０００５】しかしながら、上記従来の射出成形機の先
端部構造によっては、長時間の使用に伴い加熱筒本体の
内壁が磨耗によって拡張してしまい、加熱筒ヘッドと加
熱筒本体の接合面から樹脂が外部に漏れ出すという支障
が生じる。更に遂には、スクリューによる充填圧力を加
えると溶融樹脂が加熱筒内壁と当該スクリュー間を逆流
して所謂バックフローするという事態を生じる。従来、
このような場合には、加熱筒本体を交換する以外にはな
いものであり、多額の費用を要すという欠点がある。

【０００６】一方、樹脂混練用ミキシング機構を有する
射出スクリューと加熱シリンダー本体、シリンダーヘッ
ドとに分割可能な射出シリンダーとから構成された熱硬
化性樹脂射出成形機において、前記射出スクリュウのの
該ミキシング機構部の末端若しくは該末端部の後方に、
該射出シリンダーの該ヘッドと該本体との連結部に生ず
る内面接合面を配した射出成形装置を有したものが特開
昭５２−４２５５２号と知られている。更に、上記特開
昭５２−４２５５２号の基本的な技術を踏襲すると共
に、加熱シリンダーとノズルとの連結部に生ずる接合部
内周の段差に逆流防止リングの外周部がひっかかり、逆
流防止リングのスムーズな動きを妨げたり、逆流防止リ
ング又はノズルの接合部の周縁を破損したりしないよう
にしたものとして特開平９−２４５２９号が知られてい
る。ここで、上記特開昭５２−４２５５２号に係る発明
の目的は、ノズルを外したとき、逆流防止リングが加熱
シリンダーより完全に外部に出るようして、熱硬化性樹
脂による射出成形の際、加熱シリンダー内で樹脂材料が
硬化した場合でも、不要物を容易に除去できるようにす
ることであった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
技術の項に記載の欠点等に鑑み成されたものである。ま
た、本発明者による実際に磨耗の進んだ加熱筒の内径寸
法の測定結果によれば、上記加熱筒の内壁の磨耗につい
ては、加熱筒本体に樹脂充填圧が最も加わる保圧時の逆
流防止リングの最前進位置に相当する内壁箇所が最も磨
耗に伴う内径拡張が大きく、次にはホッパーに投入され
たペレットが加熱筒ヘッド方向に送出され、加熱筒本体
に付帯された最初のヒータによって固形状の上記ペレッ
トが軟化を開始する第一ヒータの直下に相当する加熱筒
の内壁箇所が意外にも次に磨耗が高いことが明らかとな
ったため、本発明は当該知見に基づき成されたものでも
ある。そこで、本発明の目的は、長時間の使用に伴い加
熱筒の内壁が磨耗して当該加熱筒を交換しなければなら
ない場合であっても、加熱筒ヘッドのみを交換すれば良
く工事費を軽減できると共に交換作業が容易である射出
成形機の加熱筒を提供することにある。更に、併せて熱
硬化性樹脂による射出成形の際、加熱筒内で樹脂材料が
硬化した場合でも不要物を除去できる射出成形機の加熱
筒を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る射出成形機の加熱筒は、先端部に逆流
防止リングを有するスクリューと、加熱筒本体及び加熱
筒ヘッドに分割可能な加熱筒とから構成された射出成形
機の加熱筒であって、加熱筒ヘッドの加熱筒側における
接合部が筒状内径と接合方向の長さの比が１対１０乃至
１対２０の長筒であると共に当該長筒の外側壁の一部に
雄ねじ溝が切刻されている一方、上記雄ねじ溝に照応し
た雌ねじ溝が加熱筒本体の上記加熱筒側における長筒が
照応して挿入、螺着される受筒の内側壁に切刻されてお
り、上記加熱筒は上記加熱筒本体の受筒に上記加熱筒ヘ
ッドの長筒を挿入、上記加熱筒本体の雌ねじ溝に上記加
熱筒ヘッドの雄ねじ溝を螺着するようにしたことを要旨
とするものである。

【０００９】また、本発明に係る射出成形機の加熱筒
は、上記に記載の要旨の他、加熱筒ヘッドの長筒に当該
長筒の内壁側と外壁側を貫通してガス孔が穿設され、更
に当該ガス孔の外壁側開口から上記長筒の長さ方向に上
記長筒基端、また連続して加熱筒ヘッドのフランジ部裏
面にかけてガス排出溝が形成されて、続いて上記フラン
ジ部裏面のガス排出溝から当該フランジ部上面側に貫通
してガス送出孔が穿設されているものでも良い。

【００１０】

【作用】本発明に係る射出成形機の加熱筒においては、
射出成形機の使用頻度の増加に伴い磨耗が進んでも上記
加熱筒ヘッドの長筒の内壁が磨耗によって拡張するのみ
で、加熱筒本体に対する磨耗は生じないため、上記加熱
筒ヘッドを交換するば加熱筒の性能が維持されるよう作
用する。

【００１１】次に、本発明に係る射出成形機の加熱筒に
おいては、上記のように溶融樹脂の押出し及び保圧に伴
い高い加圧が掛かり内壁の磨耗が最も大きいと推定され
る加熱筒ヘッドの内側底部、更に加熱筒本体に付帯され
た最初のヒータによって固形状の上記ペレットが軟化を
開始する第一ヒータの直下の磨耗の大きい内壁箇所をも
超えて加熱筒ヘッドの長筒が構成されており、加熱筒ヘ
ッドと加熱筒本体との接合面には溶融樹脂による加圧が
及ばないため、使用頻度の増加に伴い加熱筒ヘッドの内
側面が磨耗によって拡張した場合でも、従来の射出成形
機の加熱筒のように、加熱筒ヘッドと加熱筒本体の接合
面から樹脂が外部に漏れ出すという支障が生じることが
ないように作用する。

【００１２】続いて、本発明に係る射出成形機の加熱筒
においては、従来の技術の項に記載の特開昭５２−４２
５５２号に係る発明が解決しようとする課題について
も、加熱筒本体と加熱筒ヘッドの螺着を解き、上記加熱
筒本体の受筒から上記加熱筒ヘッドの長筒を抜き取る
と、スクリューが上記加熱筒本体の受筒内側面と所定の
隙間を持って突出状態で現れるため、熱硬化性樹脂によ
る射出成形の際、加熱筒内で樹脂材料が硬化した場合で
も、不要物を除去できるよう作用する。

【００１３】更にまた、本発明に係る射出成形機の加熱
筒においては、上記のように磨耗が大きい加熱筒ヘッド
の内側底部、次に磨耗の大きい第一ヒータの直下の内壁
をも超えて加熱筒ヘッドの長筒が構成されていると共
に、射出成形工程に伴い進退するスクリューにおける逆
流防止リングが当該長筒の内側壁上に沿って進退するよ
うに構成したので、上記逆流防止リングの進退軌道上に
加熱筒本体と加熱筒ヘッドとの接合面による段差を生じ
ることがないため、上記逆流防止リングが円滑な動きを
行うことができるよう作用する。

【００１４】そしてまた、本発明に係る射出成形機の加
熱筒においては、加熱筒ヘッドにガス孔、ガス排出溝、
ガス送出孔を設けたので、充填樹脂の溶融に伴い加熱筒
内に発生したガスを機外に排出することができるので、
当該ガスに起因する成形不良といった支障が解消できる
よう作用する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、更に
本発明に係る好適な実施の形態を通して引き続き本発明
を詳説するものとする。

【００１６】先ず、図５は従来の一般的な射出成形機の
先端部を中心に示した概要図である。図示のように、一
般的に射出成形機の加熱筒１００は、加熱筒本体１０１
の先端部に加熱筒ヘッド１０２、更に加熱筒ヘッド１０
２の先端にノズル１０３が備えられている。ここで、加
熱筒本体１０１は略筒状体であって、当該略筒状体内に
はスクリュー尖塔１０４、逆流防止リング１０５、スク
リュー本体１０６から成るスクリュー１０７が配置され
ている。そして、スクリュー１０７は樹脂の計量、射出
充填など射出成形機の成型工程に従い、上記加熱筒本体
１０１の内壁に沿って進退するようになっている。一
方、加熱筒本体１０１の外周には図示のように熱伝対１
０８による三連のヒータ１０９が具備されており、ホッ
パー１１０から投入された樹脂ペレットはスクリュー１
０７によって加熱筒ヘッド１０２側に押出される際、こ
のヒータ１０９によって溶融されるようになっている。
またここで、加熱筒ヘッド１０２の加熱筒側における接
合部は環状膨出部の外側壁に雄ねじ溝が切刻されている
一方、上記雄ねじ溝に照応する雌ねじ溝が加熱筒本体１
０１先端部の陥没凹部の内側壁に切刻されており、上記
加熱筒１００は加熱筒本体１０１先端部に施された雌ね
じ溝に加熱筒ヘッド１０２の雄ねじ溝を螺着すると共
に、上記加熱筒ヘッド１０２のフランジ部１１１及び上
記加熱筒本体先端部に穿設されたボルト孔１１２を位置
合わせの上、ボルト留めして上記両者を接合するように
している。以上のように構成される加熱筒１００は、使
用頻度の増加に伴い上記加熱筒本体１０１に対する磨耗
が進んで遂には、充填樹脂がスクリュー１０７に側に逆
流する、所謂、バックフローを生じるようになる。

【００１７】次に、本発明者が上記加熱筒本体１０１の
内壁の磨耗の状態について測定調査した結果を示す。測
定調査を行った加熱筒本体は何れも三年間以上射出成形
に使用されたものである。ただし、近年樹脂製品におい
ては、機械的強度、耐熱性、難燃性の向上を目的にガラ
ス繊維や炭素繊維等の硬質材を充填材に用いることが主
流となり、これより上記の加熱筒本体１０１の磨耗も増
し耐用年数が短くなったと言われている。先ず、第一例
として内径２２ミリ、長さ６７６ミリの加熱筒本体につ
いて測定を実施したところ、加熱筒本体の内壁先端から
２０ミリの位置において磨耗が最大で直経０．２７ミリ
の拡張、そして次に内壁先端から３６０ミリの位置で直
経０．２３ミリの拡張であった。続いて、第二例として
内径２２ミリ、長さ５６０ミリの加熱筒本体について測
定したところ、加熱筒本体の内壁先端から２０ミリ及び
３０ミリの位置において磨耗が最大で直経０．６８ミ
リ、続いて内壁先端から２８０ミリの位置で直経０．３
７ミリの拡張であった。そしてまた、第三例として内径
２２ミリ、長さ６１５ミリの加熱筒本体について測定し
た。この場合、加熱筒本体の内壁先端から２０ミリの位
置において磨耗で直経０．１６ミリ、そして内壁先端か
ら２００ミリの位置で最大磨耗０．４２ミリという結果
であった。

【００１８】以上のような結果から、加熱筒本体の内壁
における磨耗の状況が明らかになると共に、上記磨耗位
置について調査したところ、先ず第一に加熱筒本体１０
１の内壁先端から２０ミリの位置とは、スクリュー尖塔
１０４が加熱筒ヘッド１０２の略漏斗状底面に当接し保
圧が行われる際の逆流防止リング１０５の停止位置に当
たるものであり、加熱筒の製作メーカによって加熱筒本
体の長さ、スクリューの長さはそれぞれ異なるものであ
るが、上記逆流防止リング１０５の停止位置は内径が同
一である限り同じである。次に、加熱筒本体の内壁のや
や後部位置における磨耗についてであるが、これらは何
れも加熱筒本体の外周に付帯された第一ヒータの直下位
置に当たることが判明した。その磨耗の詳細な理由につ
いては不明であるが、この位置はホッパー１１０から投
入された樹脂ペレットが軟化を開始する位置に当たるも
のである。以上のような知見に基づき本発明は創出され
たものである。

【００１９】続いて、図１は本発明に係る射出成形機の
先端部を中心に示した概要図である。図示のように、本
発明に係る射出成形機の加熱筒１は、加熱筒本体２と当
該加熱筒本体２の先端方から装填された加熱筒ヘッド
３、更に加熱筒ヘッド３の先端にノズル４が備えられて
いる。ここで、加熱筒本体２は略筒状体であって、当該
略筒状体内にはスクリュー尖塔５、逆流防止リング６、
スクリュー本体７から成るスクリュー８が配置されてい
る。一方、加熱筒本体２の外周には図示のように熱伝対
９による三連のヒータ１０が具備されており、ホッパー
１１から投入された樹脂ペレットはスクリュー８によっ
て加熱筒ヘッド３側に押出される際、このヒータ１０に
よって溶融されるようになっている。またここで、加熱
筒ヘッド３の加熱筒本体側における接合部は長筒１２と
なっている。また、当該長筒１２の外側壁先端には雄ね
じ溝１３が切刻されている一方、加熱筒本体２の長筒１
２が照応して挿入、螺着される受筒１４の内側壁の底部
には雄ねじ溝１３に照応した雌ねじ溝１５が切刻されて
いる。そして、加熱筒１は加熱筒本体２の受筒１４に加
熱筒ヘッド３の長筒１２を挿入、加熱筒本体２の雌ねじ
溝１５に加熱筒ヘッド３の雄ねじ溝１３を螺着するよう
にしたものである。そしてまた、上記長筒１２において
は筒状内径と接合方向の長さの比が約１対１６になって
おり、この結果図示のように、長筒１２の先端は第一ヒ
ータ１０の直下位置よりも更に延伸したホッパー１１の
樹脂ペレット供給口１６の手前位置にまで達している。
そして、加熱筒ヘッド３のフランジ部１７及び上記加熱
筒本体先端部に穿設されたボルト孔１８を位置合わせの
上、ボルト留めして上記両者が接合されている。

【００２０】更に続いて、図２は本発明に係る加熱筒本
体の断面図、図３は本発明に係る加熱筒ヘッドの断面
図、同じく図４は図３の方向に対する右側面図である。
ここで、図２は本発明に係る加熱筒１から加熱筒ヘッド
３を取り外した状態の断面図であるが、図示のようにス
クリュー８が加熱筒本体２の受筒１４内側面と隙間を持
って突出状態で現れるため、熱硬化性樹脂による射出成
形の際、加熱筒内で樹脂材料が硬化した場合でも、不要
物が除去できる。なお、その場合には、上記スクリュー
８を受筒１４の開口方向に進行させるようにすることが
好ましい。一方、図３、図４に図示のように加熱筒ヘッ
ド３の長筒１２には、その内壁側と外壁側を貫通してガ
ス孔１９が穿設され、更にガス孔１９の外壁側開口から
長筒１２の長さ方向に長筒基端、また連続して加熱筒ヘ
ッド３のフランジ部１７裏面にかけてガス排出溝２０が
形成されて、続いてフランジ部１７裏面のガス排出溝２
０からフランジ部１７上面側に貫通してガス送出孔２１
が穿設されている。これによって、充填樹脂の溶融に伴
い加熱筒１内に発生したガスを機外に排出することがで
きる。

【００２１】

【本発明の効果】本発明は、上記に詳述したよう構成さ
れていることから、以下に記載されるような効果を奏
す。

【００２２】本発明に係る射出成形機の加熱筒において
は、上記のように溶融樹脂の押出し及び保圧に伴い高い
加圧が掛かり内壁の磨耗が最も大きいと推定される加熱
筒ヘッドの内側底部、更に加熱筒本体に付帯された最初
のヒータによって固形状の上記ペレットが軟化を開始す
る第一ヒータの直下の磨耗の大きい内壁箇所をも超えて
溶融樹脂による加圧が及ばない位置まで加熱筒ヘッドの
長筒が構成されており、使用頻度の増加に伴い加熱筒ヘ
ッドの内側面が磨耗によって拡張した場合でも、上記加
熱筒ヘッドを交換すれば良く、安価な費用と簡単な交換
作業で加熱筒を再生することができるという効果があ
る。

【００２３】また、本発明に係る射出成形機の加熱筒に
おいては、加熱筒ヘッドが長筒状に形成されているの
で、使用頻度の増加に伴い加熱筒ヘッドの内側面が磨耗
によって拡張した場合でも、従来の射出成形機の加熱筒
のように、加熱筒ヘッドと加熱筒本体の接合面から樹脂
が外部に漏れ出す事がないという効果もある。

【００２４】更に、本発明に係る射出成形機の加熱筒に
おいては、加熱筒本体の受筒から加熱筒ヘッドの長筒を
抜き取ると、スクリュウが上記加熱筒本体の受筒内側面
と所定の隙間を持って突出状態で現れるため、熱硬化性
樹脂による射出成形の際、加熱筒内で樹脂材料が硬化し
た場合でも、不要物を除去できるという効果もある。

【００２５】続いてまた、本発明に係る射出成形機の加
熱筒においては、上記のように磨耗が大きい加熱筒ヘッ
ドの内側底部、次に磨耗の大きい第一ヒータの直下の内
壁をも超えて加熱筒ヘッドの長筒が構成されていると共
に、射出成形工程に伴い進退するスクリューにおける逆
流防止リングが当該長筒の内側壁上に沿って進退するよ
うに構成したので、上記逆流防止リングの進退軌道上に
加熱筒本体と加熱筒ヘッドとの接合面による段差を生じ
ることがないため、上記逆流防止リングが円滑な動きを
行うことができるという効果もある。

【００２６】更にまた、本発明に係る射出成形機の加熱
筒においては、加熱筒ヘッドにガス孔、ガス排出溝、ガ
ス送出孔を設けたので、充填樹脂の溶融に伴い加熱筒内
に発生したガスを機外に排出することができるので、当
該ガスに起因する成形不良がなく製品精度が向上できる
という効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る射出成形機の先端部を中心に示
した概要図。

【図２】 本発明に係る加熱筒本体の断面図。

【図３】 本発明に係る加熱筒ヘッドの断面図。

【図４】 図３の方向に対する右側面図。

【図５】 従来の一般的な射出成形機の先端部を中心に
示した概要図。

【符号の説明】

１、１００ 加熱筒 ２、１０１ 加熱筒本体 ３、１０２ 加熱筒ヘッド ４、１０３ ノズル ５、１０４ スクリュー尖塔 ６、１０５ 逆流防止リング ７、１０６ スクリュー本体 ８、１０７ スクリュー ９、１０８ 熱伝対 １０、１０９ ヒータ １１、１１０ ホッパー １２ 長筒 １３ 雄ねじ溝 １４ 受筒 １５ 雌ねじ溝 １６ 樹脂ペレット供給口 １７、１１１ フランジ部 １８、１１２ ボルト孔 １９ ガス孔 ２０ ガス排出溝 ２１ ガス送出孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端部に逆流防止リングを有するスクリュ
   ーと、加熱筒本体及び加熱筒ヘッドに分割可能な加熱筒
   とから構成された射出成形機の加熱筒であって、加熱筒
   ヘッドの加熱筒側における接合部が筒状内径と接合方向
   の長さの比が１対１０乃至１対２０の長筒であると共に
   当該長筒の外側壁の一部に雄ねじ溝が切刻されている一
   方、上記雄ねじ溝に照応した雌ねじ溝が加熱筒本体の上
   記加熱筒側における長筒が照応して挿入、螺着される受
   筒の内側壁に切刻されており、上記加熱筒は上記加熱筒
   本体の受筒に上記加熱筒ヘッドの長筒を挿入、上記加熱
   筒本体の雌ねじ溝に上記加熱筒ヘッドの雄ねじ溝を螺着
   するようにしたことを特徴とする、射出成形機の加熱
   筒。
2. 【請求項２】加熱筒ヘッドの長筒に当該長筒の内壁側と
   外壁側を貫通してガス孔が穿設され、更に当該ガス孔の
   外壁側開口から上記長筒の長さ方向に上記長筒基端、ま
   た連続して加熱筒ヘッドのフランジ部裏面にかけてガス
   排出溝が形成されて、続いて上記フランジ部裏面のガス
   排出溝から当該フランジ部上面側に貫通してガス送出孔
   が穿設されていることを特徴とする、請求項１記載の射
   出成形機の加熱筒。