JPH0735018U

JPH0735018U - 射出成形機の逆流防止装置

Info

Publication number: JPH0735018U
Application number: JP6747993U
Authority: JP
Inventors: 嘉之水谷; 健二杉田
Original assignee: 株式会社名機製作所
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1993-12-17
Publication date: 1995-06-27

Abstract

(57)【要約】【目的】樹脂の射出に際してシール時間のばらつきを
生じない逆流防止装置【構成】リングバルブ２８の前端面２８ａのヘッド部
２２の後部壁面２２ａとの接触面積を受圧面積Ａ1の２
０％未満とする。すなわちリングバルブ２８の有効受圧
面積Ａ2を受圧面積Ａ1の８０％以上とする。これによ
り、射出時にはリングバルブ２８に作用する一対の押圧
力はＦ2＞Ｆ1となり、リングバルブ２８は確実にシール
される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、射出成形機に溶融状態の成形材料を射出供給する射出装置の加熱筒に内装される逆流防止装置に関し、詳しくは、射出に際してのリングバルブのシール時間のばらつきを低減した射出成形機の逆流防止装置（以下、単に逆流防止装置ともいう）に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、金型内に溶融状態の成形材料を射出してこれを固化、成形する射出成形機において、溶融状態の成形材料を射出、充填する射出装置として、加熱筒内に逆流防止装置を備えた射出装置が各種知られている。

【０００３】図１に示すように、この種の射出装置に装着される逆流防止装置１０は、外殻となる加熱筒１２内に軸廻り（矢印Ｃ方向）に回転可能かつ軸方向（矢印Ｌ、Ｒ）に沿って前後進可能に挿通されたスクリュ１４を備えている。このスクリュ１４は加熱筒１２の内部孔１２ａを摺動回転するフライト１６を有し、スクリュ１４の先端部には環状のウエアプレート１８を介してスクリュヘッド２０が固着されている。このスクリュヘッド２０は先端側に配された砲弾状のヘッド部２２とウエアプレート１８側にテーパ２４ａが設けられた軸部２４とで構成されており、ヘッド部２２の後部壁面２２ａ、軸部２４およびウエアプレート１８の前部壁面１８ａとで環状溝部２６が形成されている。このヘッド部２２には樹脂溝２２ｂが穿設されており、樹脂溝２２ｂを介して環状溝部２６とスクリュヘッド２０の前方（矢印Ｌ）側とが連通されている。さらに軸部２４には、中央から前方に主孔部３０ａ、後部側にテーパ３０ｂが形成された貫通孔３０を有する筒状のリングバルブ２８が、軸部２４との間に所定の間隙を保って外嵌されている。このリングバルブ２８は、前端面２８ａをヘッド部の後部壁面２２ａに密接させる開放位置（図示の状態）と後端面２８ｂをウエアプレート１８の前部壁面１８ａに密接させる遮断位置との間で、矢印Ｌ、Ｒ方向に沿って加熱筒１２の内部孔１２ａを摺動して環状溝部２６内を往復変位可能である。

【０００４】このような構成により、図示省略している加熱筒１２の後端側に供給される例えばペレット状等の成形材料を、スクリュ１４の回転によって射出ノズル（図示略）側へと移送しつつ溶融し、スクリュヘッド２０前方の樹脂溜部３２に貯留できる。この際、リングバルブ２８は移送される樹脂の圧力（矢印Ｌ方向に作用する）によって図示の位置（開放位置）とされ、加熱筒１２の内部には、加熱筒１２の内部孔１２ａとスクリュ１４との間の空間→リングバルブ２８の貫通孔３０とスクリュヘッド２０の軸部２４との間隙→樹脂溝２２ｂ→スクリュヘッド２０の前方（矢印Ｌ方向）空間と、一連の樹脂通路４０が確保される。

【０００５】また、樹脂溜部３２に樹脂を貯留した状態でスクリュ１４を矢印Ｌ方向に前進させれば、リングバルブ２８は樹脂溜部３２側の樹脂の圧力によって矢印Ｒ方向に相対移動させられ、リングバルブ２８の後端面２８ｂはウエアプレート１８の前部壁面１８ａに密接させられる。これによって、樹脂通路４０は遮断され樹脂のスクリュ１４側への移動が規制されることにより樹脂の逆流は防止される。さらにスクリュ１４を前進させれば、樹脂溜部３２の樹脂は加圧されて射出ノズルから射出されることになる。

【０００６】このスクリュ１４の前進開始時点でリングバルブ２８にはスクリュ１４側からは矢印Ｌ方向の押圧力Ｆ1が、スクリュヘッド２２側からは矢印Ｒ方向の押圧力Ｆ2が作用し、リングバルブ２８を矢印Ｒ方向に相対移動させるには、

【０００７】

【数１】

【０００８】が必須となる。また、

【０００９】

【数２】

【００１０】である。ただし、Ｐ1；スクリュ１４側の樹脂圧力Ｐ2；スクリュヘッド２０側の樹脂圧力Ａ1；リングバルブ２８の受圧面積Ａ2；リングバルブ２８の前端面２８ａの有効受圧面積であり、図１（ｂ）、（ｃ）にハッチングを施して示すように、Ａ1はリングバルブ２８の断面積に相当し、Ａ2は（リングバルブ２８の前端面２８ａの面積） −（リングバルブ２８に接しているヘッド部２２の後部壁面２２ａの面積）に相当する。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、スクリュヘッド２０側からスクリュ１４側への樹脂の逆流に伴う圧力損失ΔＰ2やリングバルブ２８の有効受圧面積Ａ2等によっては、確実に

【００１２】

【数３】

【００１３】が実現されないことがあり、スクリュ１４の前進開始からリングバルブ２８が遮断位置へ変位するまでの時間（シール時間）にばらつきが発生することがあった。考案者らは、逆流防止装置におけるこのようなばらつきの発生を防止することを目的として鋭意研究の結果、リングバルブ２８の前端面２８ａに占めるリングバルブ２８の有効受圧面積Ａ2の割合を特定の比率以上とすれば上記のシール時間のばらつきを防止できることを発見しこの考案を完成したものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための手段として、本考案の射出成形機の逆流防止装置は、成形材料を溶融・射出する射出成形機の加熱筒に内装される射出成形機の逆流防止装置であって、スクリュの先端部に固着されて上記加熱筒の内壁とで環状溝部を形成するスクリュヘッドと、該環状溝部の上記スクリュ側の壁面に後端面を密接させる遮断位置と該環状溝部の上記スクリュヘッド側の壁面に前端面を密接させる連通位置との間で上記環状溝部内で往復変位するリングバルブとを備える射出成形機の逆流防止装置において、上記連通位置における上記リングバルブの前端面の上記スクリュヘッド側の壁面との接触面積が上記リングバルブの前端面の受圧面積の２０％未満であることを特徴とする。

【００１５】

【作用】

上記構成の射出成形機の逆流防止装置においては、連通位置におけるリングバルブの前端面のスクリュヘッド側の壁面との接触面積がリングバルブの前端面の受圧面積の２０％未満である。すなわち、リングバルブの前端面の有効受圧面積は、前端面の受圧面積の８０％以上となっている。

【００１６】このため、樹脂の射出に際してスクリュが前進を開始したときに、確実に

【００１７】

【数４】

【００１８】が実現され、シール時間にばらつきが発生することはなくなる。

【００１９】

【実施例】

次に、本考案の実施例を説明するが、本実施例の射出成形機の逆流防止装置の構成は従来技術の説明で参照した図１の逆流防止装置１０と同様であるので、以下、逆流防止装置各部の名称には図１と同符号を使用し構成の説明は省略する。

【００２０】なお、図１においては樹脂溝２２ｂが４個の場合を示しているが、本考案は４個の樹脂溝２２ｂを有する逆流防止装置に限定されるものではなく、３個以下または５個以上でもよい。例えば後部壁面２２ａのリングバルブ２８との総接触面積を同一とすると、後部壁面２２ａの一箇所（一組の樹脂溝２２ｂに挟まれる部分）当りの面積は、樹脂溝２２ｂを３個とする方が樹脂溝２２ｂを４個とするよりも大きくできる。したがって、樹脂溝２２ｂを３個とする方が、樹脂溝２２ｂを４個とするよりも後部壁面２２ａの一箇所当りの接触面圧を低下させることができ、後部壁面２２ａとリングバルブ２８との摺動面の摩擦を低減できる。（シール時間測定実験）次の表１は、逆流防止装置１０においてリングバルブ２８の前端面２８ａとヘッド部２２の後部壁面２２ａとの接触面積を変化させて（＝有効受圧面積Ａ2を変化させて）シール時間のばらつきの有無を測定したシール時間測定実験の結果を表している。

【００２１】なお、この実験においては、リングバルブ２８がスクリュヘッド２０に対して軸廻りに相対回転可能なフリー式のリングバルブ２８を有する逆流防止装置（図１参照）の他に、爪を介してスクリュヘッドに係合してスクリュヘッド（スクリュ）と共回りする（ただし、軸方向の変位は可能）引掛式のリングバルブを有する逆流防止装置も対象とされている。

【００２２】

【表１】

【００２３】上記表１から明かなように、リングバルブ２８の受圧面積Ａ1に対する前端面２８ａと後部壁面２２ａとの接触面積の割合を２０％未満（＝受圧面積Ａ1に対する有効受圧面積Ａ2の割合を８０％以上）とすると、シール時間のばらつきは防止されている。

【００２４】以上のように、実施例１〜３の逆流防止装置はシール時間のばらつきは発生しない。なお、参考までに示せば、Ｐ1＝ΔＰ1、Ｐ2＝Ｐ1＋ΔＰ2は以下の式にて理論値を計算できる。

【００２５】スクリュ１４の前進時におけるスクリュ１４側の樹脂圧力Ｐ1は、この時の樹脂のスクリュ１４後方側への逆流による圧力損失ΔＰ1と等しくなる。樹脂がスクリュ１４のフライト１６の１ピッチを逆流するときの圧力損失ΔＰ1＝Ｐ1は、

【００２６】

【数５】

【００２７】ここで、 η；樹脂の粘度［ｋｇｆ・ｓｅｃ／ｃｍ²］Ｌ；流動長さ［ｃｍ］Ｑ；流量［ｃｍ³／ｓｅｃ］ｌ；スクリュ溝幅［ｃｍ］ｈ；スクリュ溝深さ［ｃｍ］である。

【００２８】一方、リングバルブ２８のスクリュヘッド２２側の樹脂圧力Ｐ2は、樹脂圧力Ｐ1にリングバルブ２８内を逆流する樹脂による圧力損失ΔＰ2を加えた値であり、

【００２９】

【数６】

【００３０】である。ここで、Ｌ1 ；主孔部３０ａの流動長さ［ｃｍ］Ｌ1’；テーパ３０ｂの流動長さ［ｃｍ］ｂ；軸部２４と主孔部３０ａとの間隙［ｃｍ］ｂ’ ；軸部２４とテーパ３０ｂとの間隙［ｃｍ］ｄ；主孔部３０ａの内径［ｃｍ］ｄ’ ；テーパ３０ｂの開口径［ｃｍ］である。

【００３１】したがって、リングバルブ２８の受圧面積Ａ1または有効受圧面積Ａ2の一方を決定すれば、上記算出されたＰ1、Ｐ2の理論値と上記（１）式とに基づいて他方を決定できる。ただし、このような理論的な値と実際の樹脂の挙動とが完全に一致するものではないから、このような理論計算を基礎として実験等を加味して適切な有効受圧面積Ａ2の割合を、受圧面積Ａ1の８０％以上の範囲で決定することが望ましい。

【００３２】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の逆流防止装置は、樹脂の射出に際してシール時間のばらつきは発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術および実施例の逆流防止装置の説明
図であり、図１（ａ）はスクリュヘッド付近の一部断面
図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線端面図、図１
（ｃ）はリングバルブの右側面図である。

【符号の説明】

１０・・・逆流防止装置、１２・・・加熱筒、１４・・
・スクリュ、１８・・・ウエアプレート、１８ａ・・・
前部壁面（スクリュ側の壁面）、２０・・・スクリュヘ
ッド、２２ａ・・・後部壁面（スクリュヘッド側の壁
面）、２６・・・環状溝部、２８・・・リングバルブ、
２８ａ・・・前端面、２８ｂ・・・後端面、Ａ1・・・
受圧面積、Ａ2・・・有効受圧面積。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】成形材料を溶融・射出する射出成形機の
加熱筒に内装される射出成形機の逆流防止装置であっ
て、スクリュの先端部に固着されて上記加熱筒の内壁とで環
状溝部を形成するスクリュヘッドと、該環状溝部の上記
スクリュ側の壁面に後端面を密接させる遮断位置と該環
状溝部の上記スクリュヘッド側の壁面に前端面を密接さ
せる連通位置との間で上記環状溝部内で往復変位するリ
ングバルブとを備える射出成形機の逆流防止装置におい
て、上記連通位置における上記リングバルブの前端面の上記
スクリュヘッド側の壁面との接触面積が上記リングバル
ブの前端面の受圧面積の２０％未満であることを特徴と
する射出成形機の逆流防止装置。