JPS62199416A - 射出成形機の逆流防止リング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ュ式の射出成形機
において、射出時にノズル側からスクリュ本体側へ溶融
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ュヘッド外周面との間に
樹脂通路が形成され、スクリュ本体に対して軸方向に相
対移動することによっ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） インラインスクリュ式射出成形機は、スクリュ本体側に
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、スクリュを前進させることによってその溶
融樹脂をノズルから成形金型のキャビティ内に射出する
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ュ本体側に向
かって逆流することがある。こ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ｌには、その前
部にノズル２が設けられている。このシリンダｌの内部
には、モータ等の駆動装置（図示せず）によって中心軸
線のまわりに向転され、射出用油圧シリンダ（図示せず
）によって軸方向に前進及び後退されるスクリュ３がは
め込まれている。スクリュ３の本体４には、その前端に
スクリュヘッド５が固着されている。

そして、そのスクリュヘッド５とシリンダｌとの間に、
逆流防止リング６が設けられている。

逆流防止リング６は、全長にわたって一定の径のもので
、その外径はシリンダｌ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
の間を通っ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っている。ま
た、逆流防止リング６の内径はスクリュヘッド５の外径
より大きくされ、逆流防止リング６の内周面とスクリュ
ヘッド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の前端には、ノズル２側に向かって突
出する爪８あるいはピンが設けられており、この爪８あ
るいはピンが、スクリュヘッド５の外周面前端側に形成
された歯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がスクリュ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、
逆流防止リング６の後端面とスクリュ本体４の前端面と
の間に通路１０が形成され、シリンダ１内のスクリュ本
体側空間１１とノズル側空間１２とが、その通路ｌＯ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
連通ず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
スクリュ本体４の前端面とが一密着し、通路１０が閉塞
されるようになっている。こうして、逆流防止リング６
のスクリュ本体４に対する相対移動によって、樹脂通路
７が連通あるいは遮断されるようになっている。

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、スクリュ３を回転させると、その材料は
スクリュ本体４のスクリュ溝１３に沿って前方へと圧送
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って逆流防止リング６
が前方に移動しているので、その溶融樹脂は。

スクリュ本体側空間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
いはピンがスクリュヘッド５の歯９と噛み合っているの
で、スクリュ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
ュ３はその樹脂圧力によって後退する。それに伴って、
逆流防止リング６もスクリュヘッド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とスクリュ
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
クリュ３は射出用油圧シリンダによって急速に前進させ
られる。それによって、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の抵抗によって急速に高まるので、逆
流防止リング６はスクリュ３に対して相対的に後方に移
動する。したがって、樹脂通路７が遮断され、溶融樹脂
のスクリュ本体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に爪あ
るいはビンが設けられておらず、その逆流防止リング６
の前端面とスクリュヘッド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においても、スクリュ３の
回転時には、その逆流防止リング６の前端面とスクリュ
ヘッド５の歯９の後端面との摺接によって、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とスクリュヘッド５との摺接面に
おいて樹脂焼けが生ずる恐れがある。したがって、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。

このように、従来の逆流防止リング６は、いずれも、そ
の外径が全長にわたっ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） ところで、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とスクリュヘッド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、その結果、肉厚の小さい
ものとなっている。

また、このような逆流防止リング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ｌ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。一方、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
められるようになってきている。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しなけれ
ばならない、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は、できるだけ小さくな
るようにされている。

そのような小さなすきまには、溶融樹脂はごく少量しか
入り込まない、したがって、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り、薄肉の逆流防止リン
グ６では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ュヘッド５とともに回
転するが、スクリュヘッド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ｌ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
、スクリュへラド５は、シリンダ１に対して偏心して回
転することになる。したがって、そのスクリュヘッド５
に噛み合うことによって回転、あるいはそれとの間の摩
擦力によって回転する逆流防止リング６も、シリンダｌ
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ｌ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ｌ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とスクリュヘッ
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
ュヘッド５との係合部側、すなわちノズル２側はど大き
い、したがって、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側の部分はど強
大となる。

このような逆流防止リング６のかじりや焼付きを防止す
るために、逆流防止リング６の外周面とシリンダｌ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ｌ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っ
て、モの目的は、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
グのノズル側の部分を、スクリュ本体°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、ノズル側に向かって開く環状空間を
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−内周面側から作用するとと
もに、その逆流防止リングの小径部の外周面側からも作
用するようになる。したがって、逆流防止リングの拡開
が抑制され１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ュヘッドが多少偏心し
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
グのスクリュ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って防止される。

すなわち、逆流防止リングのシール面は、スクリュ本体
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１図面を用いて本発明の詳細な説明する。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
の前端に、ノズル２側に向かって突出する爪８が設けら
れている。この爪８は、スクリュヘッド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てい
る。スナわち、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の前側の部分、すなわちノズル２
側の部分は、その外径がシリンダ１の内径より小さいも
のとされている。一方、その後側の部分、すなわちスク
リュ本体４側の部分は、その外径がシリンダｌの内径と
ほぼ等しくされ、その外周面がシール面２０とされてし
）る、こうして、逆流防止リング６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に向かって開く環状空間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においては、溶
融樹脂の射出時には、スクリュ３が前進し、スクリュ本
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。したがって、樹ＶＷ１通
路７を介してのスクリュ本体側空間１１とノズル側空間
１２との連通が遮断される。また、逆流防止リング６の
外周面とシリンダｌの内周面との間は、逆流防止リング
６の外周面のスクリュ本体４側の部分に形成されたシー
ル面２０によっ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からスクリュ本体側空間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に伝えられて逆流防止リング
６の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。したがって、逆流防止リング６のノ
ズルｚ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のスクリュ本体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いので、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。したがって、その内周面に作用する圧力は、
シリンダ１によっ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、したがって、
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はスクリュヘッド５に駆動されて回転
する。このとき、スクリュヘッド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
がって、逆流防止リング６のかじりや焼付きは防止され
る。このように、逆流防止リング６の外周面がシリンダ
ｌ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ュ本体４側の部分、す
なわちシール面２０と、シリンダｌ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。それによって、
その間のシール性は十分に確保される。したがって、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
とができるようになる。

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縦断面図及び横
断面図である。

三の実施例では、逆流防止リング６は、その前端面がス
クリュヘッド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ｌの内周面との間に、ノズル側空間１２に向かって
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３０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Ｂの小径部２１の外周
面に、スクリュ本体４のスクリュ溝１３と同一ねじり方
向のスクリュ溝２３が形成されている。

このようなスクリュ溝２３を設けることにより、可塑化
工程においてスクリュ３が回転するとき、小径部２１と
シリンダｌとの間の環状空間２２内に滞留していた樹脂
が、そのスクリュ溝２３の搬送作用によってノズル側空
間１２へと排出されるようになる。

このようなスクリュ溝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２１のスク
リュ本体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。この貫通孔２４は、外周側に向かって前方
へ傾斜するものとされている。

このような貫通孔２４を設けることによって、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。したがって
、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ュ３が後退するとき、そ
れに伴って逆流防止リング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２
２内に導入されるようになり、それによって環状空間２
２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の外周面にスクリュ溝２３が
形成された逆流防止リング６にも、そのスクリュ溝２３
のスクリュ本体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２２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っ
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加え
ちれるようになり、逆流防止リングの径の拡大が抑制さ
れ、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り、逆流防止リングのノ
ズル側外周面のかじりや焼付きが防止されるようになる
。

そして、逆流防止リングのスクリュ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ュ本体
側の部分にのみ設けられるようになるので、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
Ｉ−Ｉ線による横断面図、 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■−■線による横断面図、 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１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
クリュ　　　　　４・・・スクリュ本体５・・・スクリ
ュヘッド　　６・・・逆流防止リング７・・・樹脂通路
　　　　ｌＯ・・・通路１１・・・スクリュ本体側空間 １２・・・ノズル側空間 １３・・・スクリュ本体のスクリュ溝 ２０・・・シール面　　　　２１・・・小径部２２・・
・環状空間　　　　２３・・・スクリュ溝２４・・・貫
通孔 特許出願人　株式会社日本製鋼所 代　理　人　　弁理士　　森　下　端　侑（Ａ＞ η （Ａ） ■ ９、．７５３ ”　　　　　　　”−Ｔ−’　　ｉ　Ｘ−’Ｎへ、−二
＼、」　へ第１図 （Ｂ） 窮２図 （Ｂ） 第３図 ＾ 第４図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周面とシリンダ内周面との間がシールされると
   ともに、 内周面とスクリュヘッド外周面との間に、シリンダ内の
   スクリュ本体側空間とノズル側空間とを連通させる環状
   の樹脂通路が形成され、スクリュ本体に対して相対的に
   軸方向移動することによって、前記樹脂通路が連通ある
   いは遮断されるようにされた、 射出成形機の逆流防止リングであって； ノズル側の部分が、スクリュ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シリンダ内周
   面との間に、ノズル側空間に向かって開く環状空間が形
   成されている、射出成形機の逆流防止リング。
2. （２）前記小径部の外周面に、前記スクリュ本体のスク
   リュ溝と同一ねじり方向のスクリュ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. （３）前記小径部のスクリュ本体側の端部に、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
   。