JPH1119992A - スクリュインプランジャ式射出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクリュインプランジャ式の射出装置におい
て、スクリュによって混練された溶融材料にさらにねじ
りを与えることによって、溶融材料の混練効率を高め、
もって高品質の成形品を連続安定的に成形することがで
きる新規な構造を提供する。 【解決手段】 スクリュ６１の先端６２に設けられたス
クリュヘッド７１の後部７１Ｂには少なくとも２以上の
溶融材料流入口７２に連通する溶融材料流入通路７３が
それぞれ形成され、該溶融材料流入通路７３は合流部７
４において合流し、前記合流部７４は弁座部７５を介し
て逆流防止弁８１が内装された弁室７６と連通し、前記
弁室７６からはスクリュヘッド７１の前部７１Ｆの少な
くとも３以上の溶融材料流出口７７に至る溶融材料流出
通路７８がそれぞれ放射状に形成されていて、溶融材料
Ｍがスクリュヘッド７１の回転によりねじられながら前
記溶融材料流出口７７からプランジャ５１の前方側に流
出されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スクリュインプ
ランジャ式射出装置に関し、特にはゴムの射出成形に有
利なスクリュインプランジャ式射出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴムまたはプラスチックの成形におい
て、射出装置の加熱筒内に、スクリュが内装されたプラ
ンジャが所定ストローク往復動自在に配置されてなるス
クリュインプランジャ式の射出装置が使用される。この
タイプの射出装置にあっては、プランジャの後退によっ
て加熱筒内に大きな溶融材料貯留ゾーンが形成されるの
で、大容量の成形に有利である。

【０００３】ところで、この種スクリュインプランジャ
構造の射出装置においては、溶融材料の混練効果を高
め、材料をムラなく混練し材料の温度や粘度等の均一化
を図ることが重要であることはいうまでもない。特に、
ゴム（ゴム系樹脂を含む。）の連続成形では、ゴム材料
の混練が不均一であると部分的硬化（加硫）により不良
品の発生率が増加するという問題がある。しかしなが
ら、材料の混練をスクリュの回転のみに頼る従来のスク
リュインプランジャ式射出装置では、溶融材料の混練効
率におのずと限界があり、ゴム成形では射出装置が一時
的に停止すると、加熱筒内の溶融材料がわずかづつ加硫
しはじめ部分的に硬化して、この部分硬化が成形ムラや
成形品の物性低下を招くという現象を生じている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な状況に鑑みて提案されたものであって、スクリュイン
プランジャ式射出装置において、スクリュによって混練
された溶融材料にさらにねじりを与えることによって、
溶融材料の混練効率を高め、もって高品質の成形品を連
続安定的に成形することができる新規な構造を提供しよ
うとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
スクリュが内装されたプランジャが加熱筒内で所定スト
ロークを往復動する射出装置において、前記スクリュの
先端に設けられたスクリュヘッドの後部には少なくとも
２以上の溶融材料流入口に連通する溶融材料流入通路が
それぞれ形成され、該溶融材料流入通路は合流部におい
て合流し、前記合流部は弁座部を介して逆流防止弁が内
装された弁室と連通し、前記弁室からはスクリュヘッド
の前部の少なくとも３以上の溶融材料流出口に至る溶融
材料流出通路がそれぞれ放射状に形成されていて、溶融
材料がスクリュヘッドの回転によりねじられながら前記
溶融材料流出口からプランジャの前方側に流出されるよ
うにしたことを特徴とするスクリュインプランジャ式射
出装置に係る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下添付の図面に従ってこの発明
を詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例を示すス
クリュインプランジャ式射出装置のプランジャ後退（貯
留時）状態を示す断面図、図２はそのプランジャ前進
（射出時）状態を示す断面図、図３は同実施例のスクリ
ュインプランジャ式射出装置の要部を示す部分断面図、
図４はその斜視図、図５は図３の５−５線で切断した状
態の断面図、図６は図３の６−６線で切断した状態の断
面図、図７は加熱筒内に溶融材料が流出される状態を模
式的に示した側面図である。

【０００７】図示の射出装置１０はこの発明に係るスク
リュインプランジャ式射出装置全体を表し、加熱筒１１
ならびにその先端のシリンダヘッド２１、プランジャ５
１、およびスクリュ６１ならびにその先端のスクリュヘ
ッド７１を含む。なお、この実施例のスクリュインプラ
ンジャ式射出装置１０は、特にニトリルゴムやシリコン
ゴム等のゴム系樹脂を用いたゴム成形に適するように構
成されたものである。

【０００８】加熱筒１１は、射出装置１０のシリンダ部
を構成するとともに射出材料の温調を行なうもので、該
加熱筒１１内にはプランジャ５１が挿入され、前端１２
にはシリンダヘッド２１がパッキンＰを介して取り付け
られている。

【０００９】前記加熱筒１１前部１１ａおよびシリンダ
ヘッド２１は、図１に示すプランジャ５１後退時（溶融
材料貯留時）に溶融材料貯留ゾーンＭｚを構成する。な
お、前記シリンダヘッド２１の内周面は、図２に示すプ
ランジャ５１前進時（射出時）にプランジャ５１の先端
５２およびスクリュヘッド７１が当接するように形成さ
れており、また、該ヘッド２１前端には成形装置のスプ
ル部（図示せず）に当接するノズル部２２が取り付けら
れている。このシリンダヘッド２１は、射出時の大きな
射出圧に十分耐えられるように加熱筒１１の前端１２に
多数のボルト２３等によって強固に結合されている。な
お、図示の符号２４はシリンダヘッド２１を加熱するた
めの加熱ヒータである。

【００１０】前記貯留ゾーンＭｚとなるシリンダヘッド
２１および加熱筒１１前部１１ａには、加熱筒１１から
シリンダヘッド２１に至る筒方向に延設された複数の通
路３２が該通路３２の前側接続部３３および後側接続部
３４において順に接続された円周方向に連続する前側温
調用流路３１が形成されている。なお、この実施例で
は、前記通路３２は６本とされ、前記前側接続部３３は
シリンダヘッド２１の加熱筒１１との境界面２５（加熱
筒１１への取り付け面）に略弧状に形成され、一方、前
記後側接続部３４は該通路３２と一体に略弧状に形成さ
れている。当該前側温調用流路３１に適宜温度に設定さ
れた熱媒が循環することにより、精度の高い貯留ゾーン
Ｍｚの温調を行うことができるとともに、ボルト２３等
が多数配置される加熱筒１１とシリンダヘッド２１の境
界部分における温調用通路を確保することができる。な
お、前側温調用流路３１の熱媒流入口３５および熱媒流
出口（３６）には、図示しない温調装置の配管接続プラ
グが接続される。

【００１１】一方、前記貯留ゾーンＭｚより後側となる
加熱筒１１後部１１ｂには、環状に連続する後側温調用
流路４１が形成されている。この後側温調用流路４１
は、加熱筒１１後部１１ｂの適宜箇所の外周面１１ｃ
に、該外周面１１ｃの円周方向に沿う互いに平行な複数
の環状溝４２を形成し、その各環状溝４２の一部に設け
られた連通部４３で互いに連通した構成とされている。
この実施例では、前記連通部４３は、熱媒が確実に各環
状溝４２を循環するように、半周位置（１８０度位置）
に交互に設けられている。また、前記外周面１１ｃには
ジャケットカバー４６が、該カバー４６に設けられた熱
媒供給口４７および熱媒排出口４８が前記流路４１の熱
媒流入口４４および熱媒流出口４５にそれぞれ合うよう
に、覆われている。なお、図示しないが、前記ジャケッ
トカバー４６の熱媒供給口４７および熱媒排出口４８に
は温調装置の配管接続プラグが接続される。

【００１２】このように、貯留ゾーンＭｚ（加熱筒前部
１１ａ）の温調と他の部分（加熱筒後部１１ｂ）の温調
を別系統で異なった温調を行なうので、射出装置１０の
前部と後部に各々適した温度に調整することができる。
特に、貯留ゾーンＭｚで高度な温調精度が要求されるゴ
ム成形に用いるスクリュインプランジャ式射出装置にお
いては、極めて有効である。なお、前記後側温調用流路
４１は、前記貯留ゾーンＭｚにおける温調と比し、あま
り高度な温調精度を必要とされないため前記したような
構成となっているが、勿論、前記貯留ゾーンＭｚの前側
温調用流路３１と同じような構成にしてもよい。

【００１３】プランジャ５１は、前記貯留ゾーンＭｚに
貯留された溶融材料を射出するためのもので、前記加熱
筒１１内に挿入されるとともに、油圧シリンダ装置によ
って所定ストロークＳ往復動するようにされている。図
では、該プランジャ５１は先端５２がテーパとされた円
筒形状からなり、内側にはスクリュ６１が内装されてい
る。また、図示しないが、このプランジャ５１の適宜箇
所には、原料ホッパと接続される原料供給口が設けら
れ、プランジャ５１とスクリュ６１間にゴム系樹脂原料
が供給される。

【００１４】また、図示するように前記プランジャ５１
の外周面の所定位置には段差５３が設けられ、プランジ
ャ５１の先端５２から段差５３までのプランジャ外周面
を前記加熱筒１１内面１３と摺接するシール部５４と
し、かつ、前記加熱筒１１内面１３と該外周面が摺接し
ない該段差５３より後部のプランジャ外周面（小径の外
周面）との間を漏洩材料逃し間隙部５５としている。な
お、前記段差５３の位置は、概ねプランジャ先端５２か
ら該プランジャ５１のストロークＳの半分から１．５倍
の長さとされる。すなわち、伝熱性上の観点から最低限
必要とされる加熱筒１１とプランジャ５１との接触長さ
はプランジャ５１のストロークＳの半分以上とされ、か
つ、漏洩材料がシール部５４に蓄積せずに前記漏洩材料
逃し間隙部５５に進行可能な長さはプランジャ５１のス
トロークＳの１．５倍以内とされるためである。

【００１５】このような構成にすれば、プランジャ５１
の前進時（射出時）に溶融材料が加熱筒１１とプランジ
ャ５１間の微小な摺動空間に侵入しても、前記漏洩材料
逃し間隙部５５により漏洩材料を逃すことができる。従
って、当該漏洩材料がプランジャ５１と加熱筒１１間の
前記摺動空間で蓄積硬化するのを防ぐことができ、プラ
ンジャ５１の移動をスムーズに行なうことができる。な
お、加熱筒１１とプランジャ５１間に侵入した漏洩材料
は、前記逃し間隙部５５を介して、射出装置１０外へ排
出される。

【００１６】スクリュ６１は、前記原料ホッパーから供
給される前記原料を混練して連続的に前記貯留ゾーンＭ
ｚに移送するためのもので、油圧モータ等が接続されて
回動自在に構成されている。そして、スクリュ６１先端
６２にはスクリュヘッド７１が螺着等適宜手段により固
定されている。なお、スクリュ６１は、前記プランジャ
５１の移動とともに進退自在とされている。

【００１７】スクリュヘッド７１は、本発明の特徴的構
成を表す部分で、図３および図４に示すように、スクリ
ュヘッド後部７１Ｂとスクリュヘッド前部７１Ｆと逆流
防止弁８１とを有する。なお、この実施例では、前記ス
クリュヘッド後部７１Ｂと前記スクリュヘッド前部７１
Ｆは別部材からなり、両者は螺合によって結合されてい
る。また、該スクリュヘッド７１は、図１および図２に
示したように、プランジャ５１の先端５２の内周に嵌入
されてスクリュ６１の回動とともにプランジャ５１に対
して回動するようになっている。

【００１８】スクリュヘッド後部７１Ｂは、スクリュ６
１と固定される部分で、該スクリュヘッド後部７１Ｂ内
には、少なくとも２以上の溶融材料流入口７２に連通す
る溶融材料流入通路７３がそれぞれ形成されている。こ
の実施例では、図５よりよりよく理解されるように、後
部７１Ｂの外周面（プランジャ５１の内周面に当接しな
い外周面）の１２０度位置に３つの略円形状の溶融材料
流入口７２が設けられ、該溶融材料流入口７２に連通す
る３つの略円筒状の溶融材料流入通路７３が放射状に形
成されている。そして、該流入通路７３は、合流部７４
において合流し、前記合流部７４は弁座部７５を介し
て、後述する逆流防止弁８１が内装された弁室７６と連
通している。なお、前記弁室７６は、スクリュヘッド後
部７１Ｂの先端側に形成された後方弁室構成部７６ｂと
スクリュヘッド前部７１Ｆの後端側に形成された前方弁
室構成部７６ｆとにより構成される。

【００１９】一方、スクリュヘッド前部７１Ｆは、スク
リュヘッド７１の先端部となる部分で、該スクリュヘッ
ド前部７１Ｆ内には、前記弁室７６から少なくとも３以
上の略円形状の溶融材料流出口７７に至る溶融材料流出
通路７８がそれぞれ放射状に形成されている。この実施
例では、スクリュヘッド前部７１Ｆの先端側外周面はテ
ーパ形状にされているとともに、図６よりよりよく理解
されるように、スクリュヘッド前部７１Ｆの外周面（前
記テーパ形状の基点部分の外周面）の９０度位置に４つ
の溶融材料流出口７７が設けられ、該溶融材料流出口７
７から前記弁室７６に至る４つの溶融材料流出通路７８
が放射状に形成されている。

【００２０】逆流防止弁８１は、貯留ゾーンＭｚに貯留
された溶融材料Ｍが逆流するのを防ぐためのもので、球
形状を有し、前記弁室７６に内装される。すなわち、溶
融材料Ｍの貯留ゾーンＭｚへの貯留完了前（貯留時）に
は、該逆流防止弁８１は前記弁座部７５から離間し、逆
流防止弁８１と弁座部７５との間隙を介して前記合流部
７４から弁室７６への溶融材料Ｍの流入を可能とし、貯
留完了後（射出時）には、該逆流防止弁８１は前記弁座
部７５に閉止し、溶融材料Ｍの逆流を防止する。

【００２１】スクリュヘッド７１をこのような構成とす
ることによって、スクリュ６１により混練された溶融材
料Ｍは、前記溶融材料流入口７２よりヘッド７１内に流
入して前記合流部７４で合流し、図７のように、スクリ
ュヘッド７１の回転によりねじられながら、前記溶融材
料流出口７７からプランジャ５１の前方側となる貯留ゾ
ーンＭｚに流出される。従って、貯留ゾーンＭｚに貯留
される溶融材料Ｍの混練効率は飛躍的に向上し、混練が
均一化される。

【００２２】実験例では、ゴムパッキン（製品重量８２
ｇ）の連続成形の８１ショット目に２３分間の一時停止
をし、その後成形を再開したところ、計量時間がわずか
にみだれたが、部分硬化等の成形不良等を生ずることな
く、製品に影響なく良品が得られた。

【００２３】

【発明の効果】以上図示し説明したように、この発明の
スクリュインプランジャ式射出装置によれば、スクリュ
によって混練された溶融材料にさらにねじりを与えるこ
とによって、溶融材料の混練効率を高め、もって高品質
の成形品を連続安定的に成形することができた。特に、
この発明によれば、この溶融材料の混練効率の向上によ
って、ゴム等の連続成形に際して一時的な成形停止があ
った場合にも再開後の部分硬化等の問題が改善され良品
の連続成形が可能となり、この種成形において極めて有
利な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すスクリュインプラン
ジャ式射出装置のプランジャ後退（貯留時）状態を示す
断面図である。

【図２】そのプランジャ前進（射出時）状態を示す断面
図である。

【図３】同実施例のスクリュインプランジャ式射出装置
の要部を示す部分断面図である。

【図４】その斜視図である。

【図５】図３の５−５線で切断した状態の断面図であ
る。

【図６】図３の６−６線で切断した状態の断面図であ
る。

【図７】加熱筒内に溶融材料が流出される状態を模式的
に示す側面図である。

【符号の説明】

１０ 射出装置 １１ 加熱筒 ５１ プランジャ ６１ スクリュ ６２ スクリュ先端 ７１ スクリュヘッド ７１Ｂ スクリュヘッドの後部 ７１Ｆ スクリュヘッドの前部 ７２ 溶融材料流入口 ７３ 溶融材料流入通路 ７４ 合流部 ７５ 弁座部 ７６ 弁室 ７７ 溶融材料流出口 ７８ 溶融材料流出通路 ８１ 逆流防止弁 Ｍ 溶融材料 Ｓ プランジャのストローク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリュが内装されたプランジャが加熱
   筒内で所定ストロークを往復動する射出装置において、 前記スクリュの先端に設けられたスクリュヘッドの後部
   には少なくとも２以上の溶融材料流入口に連通する溶融
   材料流入通路がそれぞれ形成され、該溶融材料流入通路
   は合流部において合流し、前記合流部は弁座部を介して
   逆流防止弁が内装された弁室と連通し、前記弁室からは
   スクリュヘッドの前部の少なくとも３以上の溶融材料流
   出口に至る溶融材料流出通路がそれぞれ放射状に形成さ
   れていて、溶融材料がスクリュヘッドの回転によりねじ
   られながら前記溶融材料流出口からプランジャの前方側
   に流出されるようにしたことを特徴とするスクリュイン
   プランジャ式射出装置。