JP5309845B2 - プリプラ式射出成形機 - Google Patents

Description

本発明はプリプラ式射出成形機、特に出部と可塑化部とノズル部との間を連結する連結部を備えたプリプラ式射出成形機に関するものである。

一般に、射出成形機には、樹脂を可塑化する可塑化装置と、可塑化された樹脂を金型へ射出する射出装置とが設けられており、可塑化装置と射出装置との間には樹脂を通過させる通路を有する連結部を設けたものが知られている。

特許文献１には、図９に示すようなプリプラ式射出成形機が提案されている。この射出成形機は、加熱シリンダ１０１にてスクリューを回転して樹脂材料を可塑化する可塑化部１００と、射出シリンダ１１１内に射出プランジャを進退して可塑化された樹脂材料をノズルから射出する射出部１１０と、可塑化部１００と射出部１１０とを連結する連結部１２０とを備えた構造を有する。連結部１２０には、加熱シリンダにて形成される可塑化室１０２の先端と、射出シリンダ１１１にて形成される射出室１１２先端とを接続する樹脂流路１２１が形成されている。連結部１２０は、加熱シリンダに対して着脱自在な第１中空連結体１２２と、第１中空連結体に対して接続分離自在な第２中空連結体１２３とを有しており、第１中空連結体１２２と第２中空連結体１２３を射出部１１０の先端部に設けたノズルアダプタ１１３にボルトによって着脱自在に装着している。このように、連結部１２０は分解、組立が簡単な構造となっている。

しかしながら、連結部１２０の樹脂流路１２１がアンダーカット構造、つまり屈曲したり枝分かれした構造であるため、射出部１１０のメンテナンスの際、樹脂が固化した状態では、連結部１２０を分解しても樹脂流路の中で固化した樹脂を取り除くことができない。そのため、樹脂が溶融する高温（例えば１００〜３５０℃）下で分解作業を行う必要があり、作業性が悪いという問題があった。
特開平８−１９２４４８号公報

本発明の目的は、樹脂が固化した状態でも連結部の樹脂流路から固化した樹脂を簡単に取り除くことができる射出成形機を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、射出部と可塑化部とノズル部との間を連結する連結部を備え、可塑化部で可塑化された樹脂をノズル部を介して金型へ射出するプリプラ式射出成形機において、前記連結部には前記射出部と可塑化部とノズル部との間を繋ぐ樹脂流路が形成され、前記連結部は、前記射出部、可塑化部及びノズル部に対して着脱自在で、かつ前記連結部の主たる樹脂の流れの方向にそって平行に分解可能な複数のブロックで構成され、各ブロックは締結具により一体的に締結されており、前記連結部の樹脂流出側は、内部にリザーバ室を有する射出シリンダを介してノズル部と連結されていることを特徴とするプリプラ式射出成形機を提供する。

可塑化部で可塑化された樹脂は、連結部の樹脂流路を介して射出部に入り、ここでプランジャにより射出された樹脂は、樹脂流路からノズル部を通り、金型へ射出される。射出部（プランジャ部分）のメンテナンスの際、連結部を射出部、可塑化部及びノズル部に対して分離すると共に、連結部を各ブロックに分解する。この時、連結部は樹脂の流れの方向にそって平行に分解可能な複数のブロックで構成されているため、分解時の樹脂の抜き方向に対し、アンダーカットが生じない構造であり、固まった状態の樹脂でも連結部の樹脂流路から容易に取り出すことができ、常温で簡単にメンテナンス作業ができる。

好ましい実施の形態によれば、前記連結部を構成する各ブロックには、厚み方向に一定断面形状の樹脂流路が貫通形成されているのがよい。連結部は樹脂の流れの方向にそって分解可能であるが、各ブロックに厚み方向に一定断面形状の樹脂流路が貫通形成されている場合には、ブロックの中にある樹脂をピンなどで突き出せば、簡単に取り出すことができる。なお、固化した樹脂の抜き方向に徐々に流路の穴の断面積が大きくなるようなテーパを設けると、さらに樹脂を簡単に取り出すことができる。

前記連結部の樹脂流入側を構成するブロックに、逆流防止弁を着脱自在に嵌合してもよい。この場合には、逆流防止弁を、固化した樹脂と共に可塑化部から分離でき、かつ連結部を複数のブロックに分離する際に、そのブロックからも分離できる。そのため、逆流防止弁の交換、メンテナンスが容易になる。

前記連結部の樹脂流出側は、内部にリザーバ室を有する射出シリンダを介してノズル部と連結されているようにしてもよい。この場合には、可塑化部から送られた樹脂が射出シリンダの後方から前方に向かって流れることにより、常に新しい樹脂に入れ替わるため、滞留による樹脂の劣化が少ない。

前記射出シリンダと対向する連結部の部位に、前記射出シリンダの内径より細い樹脂射出用プランジャが前後移動自在に設けられ、前記連結部の部位に前記プランジャの外周部をシールするシール部材が設けられている構成としてもよい。この場合には、プランジャとシリンダとの間には隙間があるため、プランジャを前進させた時にシリンダの中の樹脂がプランジャの後方へ回り込む可能性があるが、その樹脂はシール部材によって外部へ漏れだすことがない。プランジャとシリンダの内壁とが接触しないため、内壁が摩耗しない。よって、高額なシリンダを交換する必要がなく、保全コストを削減できる。また、シリンダの内径寸法精度を高くする必要がないため、シリンダの製作コストを低減できる。

以上のように、本発明によれば、樹脂流路を備えた連結部が主たる樹脂の流れの方向にそって平行に分解可能な複数のブロックで構成されているため、分解時の樹脂の抜き方向に対しアンダーカットが生じない構造であり、固まった状態の樹脂（常温下）でも連結部から容易に分離することができ、メンテナンス作業が容易になる。

〔実施形態１〕
本発明に係るプリプラ式射出成形機の第１実施形態について、図１，図２を参照しながら説明する。

本射出成形機Ａはスクリュープリプラ式であり、可塑化部を構成する可塑化シリンダ１０と、射出部を構成する射出シリンダ２０とが並列に設けられ、可塑化シリンダ１０と射出シリンダ２０の先端部同士が連結部４０を介して着脱自在に連結されている。連結部４０の射出シリンダ２０と対向する対向面にはノズル３０が着脱自在に連結されている。

可塑化シリンダ１０の内部にはスクリュー１１が回転自在に配置され、シリンダ１０の周囲にはヒータ１２が巻装され、シリンダ１０の後部には樹脂投入用ホッパ１３が設けられている。ホッパ１３から供給されたペレット状の樹脂は、モータ１４で回転駆動されるスクリュー１１によって可塑化シリンダ１０の前方に送られながら、ヒータ１２の熱によって溶融状態となる。なお、スクリュー１１の先端部には、射出時の逆圧による樹脂の逆流を防止する公知のチェックリング１５が装着されている。

射出シリンダ２０の内部には、直動するアクチュエータ２１に連結されたプランジャ２２が前後移動自在に挿入されている。図１ではアクチュエータ２１が流体圧シリンダである例を示すが、これに限るものではない。可塑化シリンダ１０で可塑化された溶融樹脂は、連結部４０の中の樹脂流路４１を通り、射出シリンダ２０の先端部（リザーバ）内に充填される。そのため、リザーバの樹脂圧が増加するに従い、プランジャ２２が後退する。１ショット分の樹脂がリザーバに溜められると、プランジャ２２が前進駆動され、連結部４０の中の樹脂流路４１を通り、ノズル３０を介して溶融樹脂を図示しない金型に射出する。ノズル３０のノズル穴３１はプランジャ２２の動作方向と同一方向に延びている。

連結部４０は、図２に示すように、樹脂の流れの方向に沿って平行に分解可能な複数のブロック４２，４３，４４で構成されている。ここでは、３個のブロックに分解されるが、ブロックの個数は任意である。第１ブロック４２は、可塑化シリンダ１０及び射出シリンダ２０の先端部とそれぞれ連通する貫通穴４２ａ，４２ｂを有し、第２ブロック４３は、両シリンダ１０，２０を繋ぐ連通路を構成する広口の貫通穴４３ａを有し、第３ブロック４４は、ノズル３０のノズル穴３１と連通する貫通穴４４ａを有する。各ブロック４２，４３，４４は一定厚みの平板で構成されている。樹脂流路４１を構成するこれら貫通穴４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４４ａは、ブロックの厚み方向に貫通形成された一定断面形状の貫通穴である。

連結部４０を構成するブロック４２，４３，４４と可塑化シリンダ１０とはボルト３５によって締結固定され、ノズル３０とブロック４２，４３，４４と射出シリンダ２０とはボルト３６によって締結固定されている。ボルト３５，３６を外すことで、可塑化シリンダ１０，射出シリンダ２０，連結部４０及びノズル３０に分解できると同時に、連結部４０を複数のブロック４２，４３，４４に分解できる。なお、ノズル３０とブロック４２，４３，４４と射出シリンダ２０とを共通のボルト３６によって締結する必要はなく、例えばノズル３０とブロック４２，４３，４４とを締結するボルトと、ブロック４２，４３，４４と射出シリンダ２０とを締結するボルトとを別にしてもよい。

射出成形機は、定期的にメンテナンスを行う必要があり、内部に溜まった樹脂を取り除く必要がある。特に、ＬＣＰのような付着性の高い樹脂の場合、樹脂流路に少しでもアンダーカット部分があると、内部に溜まった樹脂を取り除くことが困難である。また、１ショットの樹脂量が０．１〜５ｃｃ程度の小型射出成形機の場合、樹脂流路も細くなり、単位体積当たりの樹脂と樹脂流路との接触面積が相対的に大きくなるため、樹脂の取出しが一層困難になる。前述のように、樹脂流路４１を構成するブロック４２，４３，４４には、直線状の貫通穴が形成されているに過ぎず、アンダーカット部分（屈曲部や枝分かれ部分）がないため、図２のようにブロック４２，４３，４４を分解すれば、固化した状態の樹脂Ｒを容易に取り出すことができる。従って、メンテナンスの際の分解掃除を常温下で行え、作業効率を上げることができる。

なお、図２では、連結部４０及びノズル３０の中に入っている固化樹脂Ｒを一体状態で取り出す例について図示してあるが、必ずしも一体状態で取り出す必要はない。

〔実施形態２〕
図３，図４は、本発明に係るプリプラ式射出成形機の第２実施形態を示す。連結部を除いて他の構成は第１実施形態と同じであるため、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。

第２実施形態の射出成形機Ｂでは、連結部５０の可塑化シリンダ１０との接続部に、射出時の樹脂の逆流を防止する逆流防止弁５１を樹脂の抜き方向と同方向に設けてある。スクリュー１１の先端部にはチェックリング１５（図１参照）が装着されていない。逆流防止弁５１は、弁本体５１ａと、その内部に収容されたボール５１ｂとを備えており、固化した樹脂と共に、連結部５０を構成するブロック５２，５３から分離できるようになっている。そのため、逆流防止弁５１の交換、メンテナンスが容易である。

第２実施形態の場合、連結部５０は２個のブロック５２，５３で構成され、一方のブロック５２は可塑化シリンダ１０及び射出シリンダ２０の先端部とそれぞれ連通する貫通穴５２ａ，５２ｂを有している。一方の貫通穴５２ａに逆流防止弁５１の弁本体５１ａが着脱自在に嵌合されている。ブロック５３の一側面には、貫通穴５２ａ，５２ｂと連通する広口の通路穴５３ａが形成され、他側面には、通路穴５３ａと連通しかつノズル３０と連通する狭口の貫通穴５３ｂが形成されている。つまり、ブロック５３は第１実施形態における２個のブロック４３，４４を合体した構造となっている。通路穴５３ａは凹状であるが、その深さＤは非常に浅いので、固化状態の樹脂を通路穴５３ａから取り除くことは容易である。なお、ブロック５３を第１実施形態と同様に２個のブロックに分割してもよい。

〔実施形態３〕
図５，図６は、本発明に係るプリプラ式射出成形機の第３実施形態を示す。第１実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。

第３実施形態の射出成形機Ｃでは、連結部６０の樹脂流入側、つまり可塑化シリンダ１０との接続部に、第２実施形態と同様な逆流防止弁６１が設けられている。また、連結部の樹脂流出側は、内部にリザーバ室２３ａを有する射出シリンダ２３を介してノズル３０と連結されている。連結部６０の射出シリンダ２３と対向する部位に、樹脂射出用プランジャ２２の外周部をスライド自在をシールするシール部材６２が設けられている。リザーバ室２３ａの内径はプランジャ２２の外径より大きく、リザーバ室２３ａの内壁とプランジャ２２の外周面との間には隙間が設けられている。アクチュエータ２１を作動させてプランジャ２２を前進させることにより、プランジャ２２はリザーバ室２３ａの中に挿入される。

連結部６０は２個のブロック６３，６４で構成され、一方のブロック６３には逆流防止弁６１を着脱自在に嵌合する嵌合用穴６３ａと、シール部材６２を着脱自在に嵌合する嵌合用穴６３ｂとが形成されている。他方のブロック６４には、樹脂流路を構成する凹状の通路穴６４ａと、リザーバ室２３ａと同一径の貫通穴６４ｂとが形成されている。なお、ブロック６４を第１実施形態のように２個のブロックに分割してもよい。ブロック６３，６４はボルト３５によって可塑化シリンダ１０に締結され、射出シリンダ２３は、ブロック６３，６４及びノズル３０と共にボルト３７によって共締めされている。

第３実施形態の場合、図５に示すように、可塑化シリンダ１０で可塑化された溶融樹脂がリザーバ室２３ａに後方から流れ込み、プランジャ２２によって前方（ノズル方向）へ押し出されるため、リザーバ室２３ａ内が常に新しい樹脂と入れ替わる。そのため、滞留による樹脂の劣化が少ない。また、プランジャ２２とリザーバ室２３ａの内壁とが接触しないため、内壁が摩耗しない。よって、高額な射出シリンダ２３を交換する必要がなく、保全コストを削減できるという利点がある。また、シリンダ２３の内径寸法精度を高くする必要がないため、シリンダ２３の製作コストを下げることができる。

本実施形態の場合も、メンテナンスに当たってボルト３５，３７を外すことにより、ブロック６３，６４、可塑化シリンダ１０、射出シリンダ２３及びノズル３０を容易に分解できる。そして、ブロック６４内、シリンダ２３内、及びノズル３０内の樹脂流路にアンダーカット部分が殆どないので、樹脂流路に残った樹脂Ｒを固化状態で簡単に取り除くことができる。

〔実施形態４〕
図７，図８は、本発明に係るプリプラ式射出成形機の第４実施形態を示す。第１実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。第４実施形態は、第１実施形態におけるノズル３０の向きを、プランジャ２２の動作方向に対して直角方向に変更したものである。

第４実施形態の射出成形機Ｄの場合には、連結部７０は２個のブロック７１，７２で構成されている。一方のブロック７１には、可塑化シリンダ１０及び射出シリンダ２０の先端部とそれぞれ連通する連通穴７１ａ，７１ｂが形成されている。他方のブロック７２には、両シリンダ１０，２０を繋ぐ連通路を構成する段差状の連通穴７２ａが形成されている。連通穴７２ａは、一側面と下面とに開口している。ノズル３０はブロック７１，７２の下面にボルト３８によって締結固定され、ノズル穴３１は連通穴７２ａと連通している。一方、ブロック７１，７２は、可塑化シリンダ１０の前面にボルト３５によって締結固定され、かつ射出シリンダ２０の前面にボルト３６によって締結固定されている。ボルト３８と、ボルト３５，３６との向きは直交している。メンテナンス時にはボルト３５，３６，３８を外すことで、図８に示すように、可塑化シリンダ１０，射出シリンダ２０，ブロック７１，７２及びノズル３０に分解でき、固化した樹脂Ｒを簡単に取り出すことができる。

前記実施例では、可塑化シリンダと射出シリンダとを平行に配置した例を示したが、両者は必ずしも平行である必要はない。また、射出方向つまりノズル３０の向きを可塑化シリンダ１０による溶融樹脂の排出方向と同方向又は直交方向の例を示したが、可塑化シリンダ１０による溶融樹脂の排出方向と逆方向であってもよいし、斜め方向であってもよい。

本発明の第１実施形態であるプリプラ式射出成形機の断面図である。 図１に示すプリプラ式射出成形機の分解断面図である。 本発明の第２実施形態であるプリプラ式射出成形機の断面図である。 図３に示すプリプラ式射出成形機の分解断面図である。 本発明の第３実施形態であるプリプラ式射出成形機の断面図である。 図５に示すプリプラ式射出成形機の分解断面図である。 本発明の第４実施形態であるプリプラ式射出成形機の断面図である。 図７に示すプリプラ式射出成形機の分解断面図である。 従来のプリプラ式射出成形機の一部断面図である。

符号の説明

Ａ〜Ｄ 射出成形機
１０ 可塑化シリンダ（可塑化部）
１１ スクリュー
１２ ヒータ
１４ モータ
２０ 射出シリンダ（射出部）
２１ アクチュエータ
２２ プランジャ
２３ 射出シリンダ
３０ ノズル
３５〜３８ ボルト（締結具）
４０ 連結部
４１ 樹脂流路
４２〜４４ ブロック
４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４４ａ 連通穴
６１ 逆流防止弁
６２ シール部材
６３，６４ ブロック
６３ａ 逆流防止弁用嵌合穴
６３ｂ シール部材用嵌合穴

Claims (4)

1. 可塑化部とノズル部との間を連結する連結部を備え、可塑化部で可塑化された樹脂をプランジャを前進させることによりノズル部を介して金型へ射出するプリプラ式射出成形機において、
   前記連結部には前記可塑化部とノズル部との間を繋ぐ樹脂流路が形成され、
   前記連結部は、前記可塑化部及びノズル部に対して着脱自在で、かつ前記連結部の主たる樹脂の流れの方向にそって平行に分解可能な複数のブロックで構成され、
   各ブロックは締結具により一体的に締結されており、
   前記連結部の樹脂流出側は、内部にリザーバ室を有する射出シリンダを介してノズル部と連結されていることを特徴とするプリプラ式射出成形機。
2. 前記連結部を構成する各ブロックには、厚み方向に一定断面形状の樹脂流路が貫通形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプリプラ式射出成形機。
3. 前記連結部の樹脂流入側を構成するブロックに、逆流防止弁が着脱自在に嵌合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプリプラ式射出成形機。
4. 前記射出シリンダと対向する連結部の部位に、前記射出シリンダの内径より細い樹脂射出用プランジャが前後移動自在に設けられ、前記連結部の部位に前記プランジャの外周部をシールするシール部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプリプラ式射出成形機。

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