JPH0513047B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、主としてインラインスクリユ式の射
出成形機において、射出時にノズル側からスクリ
ユ本体側へ溶融樹脂が逆流するのを防止する逆流
防止装置に関するもので、特に、その内周面とス
クリユヘツド外周面との間に樹脂通路が形成さ
れ、スクリユ本体に対して軸方向に相対移動する
ことによつてその樹脂通路を開閉するようにし
た、射出成形機の逆流防止リングに関するもので
ある。

（従来の技術） インラインスクリユ式射出成形機は、スクリユ
本体側において可塑化された溶融樹脂をシリンダ
前部のノズル側空間に溜め、スクリユを前進させ
ることによつてその溶融樹脂をノズルから成形金
型のキヤビテイ内に射出するようにしたものであ
る。このような射出成形機においては、射出時に
はノズル側空間内の樹脂圧力が極めて高くなるの
で、その空間内の溶融樹脂がスクリユ本体側に向
かつて逆流することがある。そのような樹脂の逆
流が生じると、成形金型内に射出される樹脂量が
減少して、成形精度が低下してしまう。

そこで、そのような逆流を防止するために、
種々の逆流防止装置が開発されている。その中で
も、構造が簡単で、しかも作動が確実なものとし
て、逆流防止リングが用いられることが多い。

第５図及び第６図は、そのような逆流防止リン
グの従来例を示すもので、その逆流防止リングを
備えた射出成形機の要部の縦断面図である。

第５図に示されているように、シリンダ１に
は、その前部にノズル２が設けられている。その
シリンダ１の内部には、モータ等の駆動装置（図
示せず）によつて中心軸線のまわりに回転駆動さ
れ、射出用油圧シリンダ（図示せず）によつて軸
方向に前進及び後退されるスクリユ３がはめ込ま
れている。スクリユ３の本体４には、その前端に
スクリユヘツド５が固着されている。そして、そ
のスクリユヘツド５とシリンダ１との間に、所定
長さのリング本体部を備えた逆流防止リング６が
設けられている。

その逆流防止リング６のリング本体部は、全長
にわたつて一定径の円筒状のもので、その外径は
シリンダ１の内径とほぼ等しい大きさとされ、逆
流防止リング６の外周面とシリンダ１の内周面と
の間を通つて溶融樹脂が流れることのないように
されている。すなわち、逆流防止リング６の外周
面とシリンダ１の内周面との間はシールされるよ
うになつている。また、逆流防止リング６のリン
グ本体部の内径はスクリユヘツド５の外径より大
きくされ、そのリング本体部の内周面とスクリユ
ヘツド５の外周面との間に環状の樹脂通路７が形
成されるようにされている。

逆流防止リング６のリング本体部の前端には、
ノズル２側に向かつて突出する爪８あるいはピン
が設けられており、その爪８あるいはピンが、ス
クリユヘツド５の外周面前端部に形成されている
歯９とスプライン状に噛み合わされ（第１図Ｂ参
照）、逆流防止リング６がスクリユ３に対して相
対的に軸方向移動し得るようにされている。そし
て、逆流防止リング６が前方に位置するときに
は、その逆流防止リング６の後端面とスクリユ本
体４の前端面との間に通路１０が形成され、シリ
ンダ１内のスクリユ本体側空間１１とノズル側空
間１２とが、その通路１０及び逆流防止リング６
の内側の樹脂通路７を介して互いに連通するよう
にされている。また、逆流防止リング６が後方に
位置するときには、逆流防止リング６の後端面と
スクリユ本体４の前端面とが密着し、通路１０が
閉塞されるようになつている。こうして、逆流防
止リング６のスクリユ本体４に対する相対移動に
よつて、樹脂通路７が開閉されるようになつてい
る。

このような射出成形機においては、シリンダ１
内に樹脂材料を投入し、スクリユ３を回転させる
と、その材料はスクリユ本体４のスクリユ溝１３
に沿つて前方へと圧送され、その間に可塑化して
溶融樹脂となる。そして、このときには、その樹
脂の圧力によつて逆流防止リング６が前方に移動
しているので、その溶融樹脂は、スクリユ本体側
空間１１から通路１０及び７を通してノズル側空
間１２へと流れ、その空間１２内に溜められる。
この間において、逆流防止リング６は、その爪８
あるいはピンがスクリユヘツド５の歯９と噛み合
つているので、スクリユ３とともに回転する。

ノズル側空間１２に溶融樹脂が溜まるにつれ
て、スクリユ３はその樹脂圧力によつて後退す
る。それに伴つて、逆流防止リング６もスクリユ
ヘツド５の歯９に押されて後退する。このときに
は、逆流防止リング６とスクリユ３との相対位置
は変動しない。

ノズル側空間１２内に所定量の溶融樹脂が溜ま
ると、スクリユ３は射出用油圧シリンダによつて
急速に前進させられる。それによつて、その空間
１２内の溶融樹脂がノズル２から射出される。こ
のとき、その空間１２内の樹脂圧力がノズル２の
抵抗によつて急速に高まるので、逆流防止リング
６はスクリユ３に対して相対的に後方に移動す
る。したがつて、通路１０が遮断され、溶融樹脂
のスクリユ本体４側への逆流が防止される。

第６図に示されているものは、逆流防止リング
６が爪あるいはピンのない円筒状のリング本体部
のみからなるものとされ、そのリング本体部の前
端面とスクリユヘツド５の歯９の後端面とが摺接
するようにされているだけで、他の構成は第５図
に示されたものと同様である。

このような逆流防止リング６の場合には、その
逆流防止リング６はスクリユに対して相対回転可
能となるので、強い抵抗力が加えられたときには
逆流防止リング６は回転しないが、通常は、スク
リユ３の回転時、その逆流防止リング６の前端面
とスクリユヘツド５の歯９の後端面との摺接摩擦
によつて、逆流防止リング６は回転する。その他
の作用は第５図に示されたものと同様である。

第５図に示されたものでは、逆流防止リング６
の本体部前端から突出する爪８あるいはピンが折
損することがある。第６図に示されたものでは、
そのような問題はない代わりに、逆流防止リング
６とスクリユヘツド５との摺接面において樹脂焼
けが生ずる恐れがある。したがつて、これらは、
使用樹脂や成形条件等に応じて適宜使い分けされ
ている。

いずれにしても、従来の逆流防止リング６は、
そのリング本体部の外径が全長にわたつて一定の
大きさのものとされていた。

（発明が解決しようとする問題点） そころで、近年、複雑な形状の成形品がより精
密に成形されるようにするために、射出圧力をよ
り高くするとともに、射出時における溶融樹脂の
逆流が極力防止されるようにすることが求められ
るようになつてきている。そのように逆流が防止
されるためには、逆流防止リング６の外周面とシ
リンダ１の内周面との間が確実にシールされるよ
うにする必要がある。すなわち、逆流防止リング
６の外周面とシリンダ１の内周面との間のすきま
を、できるだけ小さくすることが必要となる。

しかしながら、逆流防止リング６は、シリンダ
１に対して回転及び軸方向移動し得るようにしな
ければならないので、その外周面とシリンダ１の
内周面との間には、ある程度のすきまを設ける必
要がある。したがつて、そのすきまを小さくする
としても、それには限界がある。

また、そのすきまを小さくすると、そのすきま
には、溶融樹脂はごく少量しか入り込まない。し
たがつて、逆流防止リング６の外周面に加えられ
る樹脂圧力は極めて小さいことになる。これに対
して、逆流防止リング６の内周面には、射出時に
は樹脂通路７を介してノズル側空間１２内の大き
な樹脂圧力、すなわち射出圧力が伝えられる。そ
のために、射出圧力を高くしたときには、逆流防
止リング６の内周面側と外周面側との圧力差が著
しく大きくなる。

一方、このような逆流防止リング６を備えた射
出成形機においては、可塑化工程における溶融樹
脂の流れを良くするために、逆流防止リング６と
スクリユヘツド５との間の樹脂通路７の面積を大
きくすることが求められる。そのために、その逆
流防止リング６は、内径ができるだけ大きくなる
ようにされる。その結果、逆流防止リング６は肉
厚の小さいものとなつている。そして、そのよう
に逆流防止リング６が薄肉とされるために、射出
圧力を高くしたとき、割れが生じるという問題が
発生している。

更に、このような射出成形機の逆流防止リング
６は、樹脂の可塑化工程においてはスクリユヘツ
ド５とともに回転するが、スクリユヘツド５の中
心軸線は、加工誤差や重力による撓み等のため
に、シリンダ１の中心軸線に対して多少偏心して
いることが多い。そのような場合には、スクリユ
ヘツド５は、シリンダ１に対して偏心して回転す
ることになる。したがつて、そのスクリユヘツド
５に噛み合うことによつて回転、あるいはそれと
の間の摩擦力によつて回転する逆流防止リング６
も、シリンダ１に対して偏心して回転することに
なる。その結果、その逆流防止リング６は、シリ
ンダ１の内周面に部分的に強く回転接触すること
になり、かじりや焼付きが生じてしまう。

このようなかじりや焼付きが生じると、逆流防
止リング６のシリンダ１に対する回転摺動抵抗が
増大するので、第５図のもののような場合には爪
８あるいはピンの折損から逆流防止リング６全体
の破損へと進展し、第６図のもののような場合に
は逆流防止リング６とスクリユヘツド５との摺接
面が急激に摩耗してしまう。

このような逆流防止リング６の回転の偏心量
は、スクリユヘツド５との係合部側、すなわちノ
ズル２側ほど大きい。したがつて、その偏心回転
によるかじりや焼付きも、逆流防止リング６の外
周面のノズル２側の部分ほど強大となる。

従来のようにリング本体部の外径が全長にわた
つて一定の大きさとされる逆流防止リング６で
は、このように、その外周面とシリンダ１の内周
面との間のすきまを小さくすることには問題があ
る。そこで、逆流防止リング６の外周面とシリン
ダ１の内周面との間のすきまをやや過大に設定す
ることも行われているが、その場合には、そのす
きまを通しての溶融樹脂の逆流を防止するため
に、逆流防止リング６の全長を大きくして、その
外周のシール面を延長させることが必要となる。
しかしながら、逆流防止リング６の外周面は、シ
リンダ１に対する円滑な回転摺動が確保されるよ
うにするために、高度な加工精度が必要であるの
で、逆流防止リング６の全長を長くすると、その
加工コストが増大してしまう。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたも
のであつて、その目的は、高い射出圧力にも耐え
ることができ、しかも、シリンダに対して円滑に
回転摺動する、射出成形機の安価な逆流防止リン
グを得ることである。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明では、逆流
防止リングの円筒状本体部のスクリユ本体側の部
分をシリンダ内周面と摺接するシール面とすると
ともに、そのノズル側の部分を、スクリユ本体側
の部分より外径の小さい小径部とし、その小径部
の外周面とシリンダの内周面との間に、ノズル側
に向かつて開く環状空間を形成するようにしてい
る。

（作用） このように構成することにより、射出工程にお
いてノズル側空間内の溶融樹脂に射出圧力が加え
られると、その圧力が、逆流防止リングのリング
本体部に内周面側から作用するとともに、その逆
流防止リング本体部の小径部に外周面側からも作
用するようになる。したがつて、逆流防止リング
の拡開が抑制され、割れの発生が防止される。

また、可塑化工程においてスクリユヘツドが多
少偏心して回転しても、それに係合する逆流防止
リングの部分が小径部とされているので、逆流防
止リングの外周面がシリンダの内周面に強く接触
することはなくなる。

更に、逆流防止リングの外周面とシリンダの内
周面との間のすきまを通しての溶融樹脂の逆流
は、逆流防止リングのスクリユ本体側の部分の外
周面とシリンダの内周面との間のすきまを小さく
することによつて防止される。すなわち、逆流防
止リングのシール面は、スクリユ本体側の部分の
みとなるので、精度の高い加工を要する部分が短
くなり、その逆流防止リングが安価なものとな
る。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。なお、以下の実施例において、射出成形機及
び逆流防止リングの基本的な構成及び作用は第５
図及び第６図により説明した従来のものと同様で
あるので、第５，６図と同様の部分には同じ符号
を付すことにより、重複する説明は省略する。

図中、第１図Ａ，Ｂは、本発明による逆流防止
リングを備えた射出成形機の一実施例を示す要部
の縦断面図及び横断面図である。

この図から明らかなように、逆流防止リング６
には、その円筒状のリング本体部の前端に、ノズ
ル２側に向かつて突出する爪８が設けられてい
る。その爪８は、スクリユヘツド５の外周面前端
側に設けられた歯９とスプライン状に噛み合わさ
れいる。すなわち、この実施例は、第５図で説明
したものと同様の形式のものである。

この逆流防止リング６の円筒状本体部の前半部
分、すなわちノズル２側の部分は、その外径がシ
リンダ１の内径より小さくされている。一方、そ
の後側の部分、すなわちスクリユ本体４側の部分
は、その外径がシリンダ１の内径とほぼ等しくさ
れ、その外周面がシリンダ１の内周面に摺接する
シール面２０とされている。こうして、逆流防止
リング６本体部のノズル２側の部分は他部より小
径の小径部２１とされ、その小径部２１の外周面
とシリンダ１の内周面との間に、ノズル側空間１
２に向かつて開く環状空間２２が形成されるよう
にされている。

このように構成された逆流防止リング６におい
ては、その前半部分の小径部２１の外周面とシリ
ンダ１の内周面との間にはほとんど摩擦が生じな
いので、その後半部分のシール面２０とシリンダ
１の内周面とが摺接するようにしても、その逆流
防止リング６全体の回転や軸方向移動に対する抵
抗は小さく抑えられる。したがつて、そのシール
面２０とシリンダ１の内周面との間のすきまは従
来のものより十分に小くすることができる。

溶融樹脂の射出時には、スクリユ３が前進し、
スクリユ本体４の前端面と逆流防止リング６の後
端面とが接触するので、通路１０が閉じられる。
したがつて、樹脂通路７を介してのスクリユ本体
側空間１１とノズル側空間１２との連通が遮断さ
れる。その場合、逆流防止リング６のリング本体
部は所定の長さとされているので、小径部２１が
設けられていても、その作用に影響が及ぼされる
ことはない。また、逆流防止リング６の外周面と
シリンダ１の内周面との間は、逆流防止リング６
の外周面のスクリユ本体４側の部分に形成された
シール面２０によつてシールされている。その結
果、溶融樹脂がノズル側空間１２からスクリユ本
体側空間１１に逆流することが防止される。

このとき、ノズル側空間１２内には高い樹脂圧
力が発生し、その圧力が樹脂通路７に伝えられて
いる逆流防止リング６のリング本体部内周面に作
用するが、同時にその圧力は逆流防止リング６の
本体部外周の環状空間２２にも伝えられるので、
逆流防止リング６の小径部２１の内外両面には同
じ圧力が作用することになる。したがつて、逆流
防止リング６のノズル２側の部分における径の拡
大は抑制されるようになる。また、逆流防止リン
グ６のスクリユ本体４側の部分は、その外周のシ
ール面２０とシリンダ１の内周面との間のすきま
が極めて小さくされるので、内周面に高圧が作用
して径が拡大すると、その外周面がシリンダ１の
内周面に密着する。したがつて、その内周面に作
用する圧力は、シリンダ１によつて支持されるよ
うになる。しかも、逆流防止リング６のシール面
２０は短いので、内周面にのみ圧力が加えられる
部分の面積は小さい。したがつて、逆流防止リン
グ６を拡開させようとする力も小さいことにな
る。その結果、逆流防止リング６の割れが防止さ
れる。

また、射出成形機の可塑化工程においては、逆
流防止リング６はスクリユヘツド５に駆動されて
回転する。このとき、スクリユヘツド５が多少偏
心していても、それに噛み合う逆流防止リング６
の前半部分、すなわち逆流防止リング６のノズル
２側の部分は小径とされ、その外周面とシリンダ
１の内周面との間に十分な大きさのすきまが設け
られているので、逆流防止リング６の外周面とシ
リンダ１の内周面とが接触することはない。した
がつて、逆流防止リング６のかじりや焼付きは防
止される。そして、そのように、逆流防止リング
６の外周面がシリンダ１の内周面にかじり付いた
り焼き付いたりする恐れがなくなるので、その外
周面のスクリユ本体４側の部分、すなわちシール
面２０と、シリンダ１の内周面との間のすきまは
極めて小さくすることができる。それによつて、
その間のシール性は十分に確保される。したがつ
て、高度な加工精度が要求されるシール面２０の
長さは小さくすることができ、逆流防止リング６
を安価に製造することが可能となる。

第２図Ａ，Ｂは、本発明による逆流防止リング
を備えた射出成形機の他の実施例を示す要部の縦
断面図及び横断面図である。

この実施例では、逆流防止リング６は円筒状の
リング本体部のみからなるものとされ、その前端
面がスクリユヘツド５に形成された歯９の後端面
と摺接するようにされている。すなわち、この実
施例は、第６図で説明したものと同様の形式のも
のである。

この逆流防止リング６においても、そのノズル
２側の部分は小径部２１とされ、その小径部２１
の外周面とシリンダ１の内周面との間に、ノズル
側空間１２に向かつて開く環状空間２２が形成さ
れている。

このように構成された逆流防止リング６におい
ても、第１図の実施例と同様に、射出工程におけ
る逆流防止リング６の割れが防止されるととも
に、可塑化工程における逆流防止リング６のかじ
りや焼付きが防止される。

第３図は、第１図の逆流防止リング６を更に改
良した実施例を示す斜視図である。

この実施例では、逆流防止リング６の小径部２
１の外周面に、スクリユ本体４のスクリユ溝１３
と同一ねじり方向のスクリユ溝２３が形成されて
いる。

このようなスクリユ溝２３を設けることによ
り、可塑化工程においてスクリユ３とともに逆流
防止リング６が回転するとき、小径部２１とシリ
ンダ１との間の環状空間２２内に滞留していた樹
脂が、そのスクリユ溝２３の搬送作用によつてノ
ズル側空間１２へと排出されるようになる。

このようなスクリユ溝２３は、第２図の実施例
の逆流防止リング６にも設けることができる。

第４図は、第２図の実施例の更に改良された実
施例を示す射出成形機の要部の縦断面図である。

この実施例の逆流防止リング６には、小径部２
１のスクリユ本体４側の端部に、逆流防止リング
６の内側の樹脂通路７と外側の環状空間２２とを
結ぶ貫通孔２４が形成されている。その貫通孔２
４は、外周側に向かつて前方へ傾斜するものとさ
れている。

このような貫通孔２４を設けることによつて、
逆流防止リング６の内周面に作用する圧力が直ち
に環状空間２２に伝播されるようになり、その小
径部２１に内外両面から作用する圧力が常に均衡
するようになる。したがつて、小径部２１の肉厚
をより小さくすることができる。また、可塑化工
程においてスクリユ３が後退するとき、それに伴
つて逆流防止リング６が後退するので、樹脂通路
７内の溶融樹脂がその貫通孔２４を通して環状空
間２２内に導入されるようになり、それによつて
環状空間２２内の滞留樹脂がノズル側空間１２へ
と排出されるようになる。

このような貫通孔２４は、第１図の実施例にお
ける逆流防止リング６にも設けることができる。
また、第３図の実施例のように小径部２１の外周
面にスクリユ溝２３が形成された逆流防止リング
６にも、そのスクリユ溝２３のスクリユ本体４側
の端部にこのような貫通孔２４を設けるようにす
ることができる。そのようにすれば、環状空間２
２内の滞留樹脂は、一層確実に排出されるように
なる。

（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、逆流防止リングの円筒状リング本体部のノズ
ル側の部分に小径部を設け、その外周面とシリン
ダの内周面との間に、ノズル側空間に向かつて開
く環状空間を形成するようにしているので、射出
工程における射出圧力が逆流防止リングの内外両
面に作用するようになり、逆流防止リングの円筒
状本体部における径の拡大が抑制される。したが
つて、逆流防止リングが薄肉であつても、その割
れが防止されるようになる。また、可塑化工程に
おいて逆流防止リングの外周面がシリンダ内周面
に接触することが軽減されるようになるので、逆
流防止リングのノズル側外周面のかじりや焼付き
を防止することが可能となる。

そして、逆流防止リングのスクリユ本体側外周
面をシール面とすることにより、溶融樹脂の逆流
が確実に防止されるようになるので、成形品の成
形精度も向上する。しかも、そのシール面は、逆
流防止リングのスクリユ本体側の部分にのみ設け
られるので、その加工も容易となり、逆流防止リ
ングを安価なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による逆流防止リングの一実
施例を示すもので、同図Ａはその逆流防止リング
を備えた射出成形機の要部の縦断面図、同図Ｂは
同図Ａの−線に沿う横断面図、第２図は、本
発明による逆流防止リングの他の実施例を示すも
ので、同図Ａはその逆流防止リングを備えた射出
成形機の要部の縦断面図、同図Ｂは同図Ａの−
線に沿う横断面図、第３図は、本発明による逆
流防止リングの更に他の実施例を示す斜視図、第
４図は、本発明による逆流防止リングの更に異な
る実施例を示すもので、その逆流防止リングを備
えた射出成形機の要部の縦断面図、第５図は、従
来の逆流防止リングを備えた射出成形機の一例を
示す要部の縦断面図、第６図は、従来の逆流防止
リングを備えた射出成形機の他の例を示す要部の
縦断面図である。 １…シリンダ、２…ノズル、３…スクリユ、４
…スクリユ本体、５…スクリユヘツド、６…逆流
防止リング、７…樹脂通路、１０…通路、１１…
スクリユ本体側空間、１２…ノズル側空間、１３
…スクリユ本体のスクリユ溝、２０…シール面、
２１…小径部、２２…環状空間、２３…スクリユ
溝、２４…貫通孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スクリユ本体の先端に取り付けられるスクリ
   ユヘツドの外周に設けられ、その内周面とスクリ
   ユヘツド外周面との間に、シリンダ内のスクリユ
   本体側空間とノズル側空間とを連通させる環状の
   樹脂通路を形成する、所定長さの円筒状のリング
   本体部を有し、 前記スクリユ本体に対して相対的に軸方向移動
   することによつて前記樹脂通路を開閉する、射出
   成形機の逆流防止リングであつて； 前記リング本体部のスクリユ本体側の部分の外
   周面が、前記シリンダの内周面に摺接するシール
   面とされるとともに、 そのリング本体部のノズル側の部分が、前記ス
   クリユ本体側の部分より外径の小さい小径部とさ
   れ、その小径部の外周面と前記シリンダの内周面
   との間に、そのシリンダ内のノズル側空間に向か
   つて開く環状空間が形成されていることを特徴と
   する、 射出成形機の逆流防止リング。 ２ 前記小径部の外周面に、前記スクリユ本体の
   スクリユ溝と同一ねじり方向のスクリユ溝が設け
   られている、 特許請求の範囲第１項記載の逆流防止リング。 ３ 前記小径部のスクリユ本体側の端部に、前記
   環状空間と前記樹脂通路とを連通させる貫通孔が
   設けられている、 特許請求の範囲第１項又は第２項記載の逆流防
   止リング。