JP6862308B2 - Injection molding screw and injection molding machine - Google Patents
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Description
本発明は、材料供給装置を備えることなく一定量の材料に対する射出成形が可能な射出成形用スクリュ(フィーダレススクリュ)、および当該スクリュを備えた射出成形機に関する。 The present invention relates to an injection molding screw (feederless screw) capable of injection molding on a certain amount of material without providing a material supply device, and an injection molding machine provided with the screw.
材料供給装置を備えることなく、射出成形を行う射出成形機が知られている(例えば、特許文献1参照)。かかる射出成形機においては、所定量の材料(例えば、樹脂ペレット)がホッパからシリンダ内に投入され、可塑化された材料をノズルから射出して成形を行っている。シリンダには、射出成形用のスクリュが回転可能に配置されている。スクリュは、定量移送部(スターブフィード部)、供給部(フィード部)、圧縮部(コンプレッション部)、計量部(メタリング部)を有している。これら各部は、スクリュ本体と、スクリュ本体の外周面に沿って螺旋状に連続するフライトとによって構成されている。スクリュ本体においては、回転移動装置に連結される基端から先端に向かって順に、定量移送部、供給部、圧縮部、計量部が並んでいる。回転移動装置は、スクリュをスクリュ本体の軸芯を中心に回転させるとともに、当該軸芯に沿って直線移動させる。 An injection molding machine that performs injection molding without providing a material supply device is known (see, for example, Patent Document 1). In such an injection molding machine, a predetermined amount of material (for example, resin pellets) is put into a cylinder from a hopper, and a plasticized material is injected from a nozzle to perform molding. A screw for injection molding is rotatably arranged on the cylinder. The screw has a fixed quantity transfer unit (starve feed unit), a supply unit (feed unit), a compression unit (compression unit), and a weighing unit (metering unit). Each of these parts is composed of a screw body and a spirally continuous flight along the outer peripheral surface of the screw body. In the screw main body, the fixed quantity transfer unit, the supply unit, the compression unit, and the measuring unit are arranged in order from the base end connected to the rotary moving device to the tip end. The rotary moving device rotates the screw around the axis of the screw body and linearly moves the screw along the axis.
射出成形にあたっては、ホッパから定量移送部に対して所定量の材料が投入される。投入された材料は、スクリュの回転によって可塑化されつつ、前方に搬送される。そして、搬送された材料に押されてスクリュが退行(後退)する。スクリュが計量完了位置まで後退したとき、回転を停止させる。この状態で、スクリュを進行(前進)させる。この結果、可塑化材料がノズルから金型へ向けて射出される。 In injection molding, a predetermined amount of material is charged from the hopper to the fixed quantity transfer section. The charged material is transported forward while being plasticized by the rotation of the screw. Then, the screw regresses (regresses) by being pushed by the conveyed material. When the screw retracts to the weighing completion position, the rotation is stopped. In this state, the screw is advanced (advanced). As a result, the plasticizing material is ejected from the nozzle toward the mold.
ホッパから供給される材料は、成形品の種類や材質などに応じて適宜置換する必要がある。このような材料の置換時には、スクリュ(例えば、フライトによりスクリュ本体に構成される螺旋状の溝)に残留する置換前の材料(以下、残留材料という)を取り除く作業(以下、パージという)を行う必要がある。パージにおいては、置換後の材料やクリーニング用の材料(以下、これらを置換材料という)をホッパからシリンダ内に供給しつつ、スクリュを連続して回転させ、可塑化された置換材料を前方へ送ってノズルから放出させる。これにより、スクリュに付着した残留材料は、置換材料によって押し出される。 The material supplied from the hopper needs to be appropriately replaced according to the type and material of the molded product. At the time of replacement of such a material, work (hereinafter, referred to as purging) is performed to remove the material before replacement (hereinafter, referred to as residual material) remaining in the screw (for example, the spiral groove formed in the screw body by flight). There is a need. In purging, while supplying the material to be replaced and the material for cleaning (hereinafter referred to as the replacement material) from the hopper into the cylinder, the screw is continuously rotated to send the plasticized replacement material forward. And discharge from the nozzle. As a result, the residual material adhering to the screw is extruded by the replacement material.
ところで、供給部よりも後方(スクリュの後退側)に定量移送部を有するスクリュにおいて、材料の投入口(ホッパ口)は、スクリュが最大スクリュストローク(スクリュの最大進退可能距離)の範囲内に亘って進退する間、定量移送部と常に対向するように、シリンダに開口している。すなわち、材料は、射出成形時およびパージ時のいずれにおいても、投入口から定量移送部に投入されている。また、スクリュにおいて、フライト間に形成される溝の軸芯に沿った断面積(端的には容積)は、供給部よりも定量移送部の方が小さい。このため、供給部は、定量移送部から移送された置換材料によって充満状態とはならず、飢餓状態となる。なお、充満状態とは、フライト間の溝が材料(置換材料)で満たされた状態であり、飢餓状態とは、フライト間の溝が材料(置換材料)で満たされない状態である。 By the way, in a screw having a fixed quantity transfer section behind the supply section (retracting side of the screw), the material input port (hopper port) covers the range of the maximum screw stroke (maximum advancing / retreating distance of the screw). The cylinder is opened so as to always face the fixed quantity transfer unit while advancing and retreating. That is, the material is charged into the fixed quantity transfer unit from the charging port at both the injection molding and the purging. Further, in the screw, the cross-sectional area (in short, the volume) along the axis of the groove formed between flights is smaller in the fixed quantity transfer section than in the supply section. Therefore, the supply unit is not filled with the replacement material transferred from the fixed quantity transfer unit, and is starved. The filled state is a state in which the grooves between flights are filled with the material (replacement material), and the starvation state is a state in which the grooves between the flights are not filled with the material (replacement material).
したがって、供給部が飢餓状態である場合、例えば供給部においてフライトの引き側(スクリュの後進側)に残留材料が付着している場合、供給部に置換材料が移送されても、当該置換材料と残留材料との間に空隙が生じるおそれがある。この場合、残留材料の除去性(置換材料への置換性)が悪く、材料の置換に時間を要してしまう可能性がある。 Therefore, if the supply unit is starved, for example, if residual material is attached to the pull side of the flight (reverse side of the screw) in the supply unit, even if the replacement material is transferred to the supply unit, the replacement material will be used. There may be voids between the residue and the material. In this case, the removability of the residual material (replaceability with a replacement material) is poor, and it may take time to replace the material.
本発明は、これを踏まえてなされたものであり、その目的は、供給部における残留材料の除去性(置換材料への置換性)の向上を図り、材料の置換を迅速に行うことが可能な射出成形用スクリュ(フィーダレススクリュ)および射出成形機を提供することにある。 The present invention has been made on the basis of this, and an object of the present invention is to improve the removability of residual material (replaceability with a replacement material) in a supply unit, and to quickly replace a material. It is an object of the present invention to provide an injection molding screw (feederless screw) and an injection molding machine.
かかる目的を達成するために、本発明の射出成形用のスクリュは、ホッパから投入されて可塑化させた材料を射出して成形品を成形する射出成形機のシリンダ内に回転可能に配置され、シリンダ内を所定の最大ストロークの範囲内で進退可能とされている。かかる射出成形用のスクリュは、成形品の射出成形時に材料がホッパから投入される第1のスクリュ部と、第1のスクリュ部のスクリュの進行側に配置され、材料の置換時に置換後の材料がホッパから投入されて、置換前の材料と置換後の材料とにより充満される第2のスクリュ部と、を備える。第1のスクリュ部および第2のスクリュ部は、それぞれ、直線状の軸芯を中心に回転するとともに、軸芯に沿って進退するスクリュ本体と、スクリュ本体の外周面に沿って螺旋状にねじれたフライトと、によって構成される。フライトによってスクリュ本体に構成される螺旋状の溝におけるフライトのねじれピッチ当たりの軸芯に沿った断面積は、第2のスクリュ部よりも第1のスクリュ部の方が小さい。第1のスクリュ部の全長は、最大ストロークよりも短い。 In order to achieve such an object, the screw for injection molding of the present invention is rotatably arranged in a cylinder of an injection molding machine that is charged from a hopper and ejects a plasticized material to mold a molded product. It is possible to advance and retreat in the cylinder within a predetermined maximum stroke range. The screws for injection molding are arranged on the advancing side of the first screw portion where the material is input from the hopper and the screw portion of the first screw portion at the time of injection molding of the molded product, and the material after replacement at the time of material replacement. There comprising been turned from a hopper, and a second screw portion that will be filled by the material after substitution and before the replacement material. The first screw portion and the second screw portion rotate around a linear shaft core, and twist the screw body that moves forward and backward along the shaft core and spirally along the outer peripheral surface of the screw body, respectively. It consists of a screw and a flight. The cross-sectional area along the axis per twist pitch of the flight in the spiral groove formed in the screw body by the flight is smaller in the first screw portion than in the second screw portion. The total length of the first screw portion is shorter than the maximum stroke.
本発明によれば、残留材料の除去性(置換材料への置換性)の向上を図るとともに、材料の置換を迅速に行うことが可能な射出成形用スクリュ(フィーダレススクリュ)および射出成形機を実現することができる。 According to the present invention, an injection molding screw (feederless screw) and an injection molding machine capable of improving the removability of residual material (replaceability with a replacement material) and rapidly replacing the material are provided. It can be realized.
以下、本発明の実施形態に係る射出成形用スクリュ(以下適宜、スクリュという)1および射出成形機10について、図1から図5を参照して説明する。
Hereinafter, the injection molding screw (hereinafter, appropriately referred to as a screw) 1 and the
図1に示すように、射出成形機10は、スクリュ1と、バレル2と、加熱装置3と、冷却装置4と、ベント機構5とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
バレル2は、内部にシリンダ20を有している。シリンダ20は、バレル2に沿って真っ直ぐに伸びた円柱状の空間(中空)として構成されている。バレル2の基端寄りには、ホッパ21が接続された材料23の投入口(ホッパ口)22が設けられている。投入口22は、バレル2の外面2sからシリンダ20の内周面20sに亘って貫通している。投入口22は、後述する第1のスクリュ部1aおよび第2のスクリュ部1bとそれぞれ対向可能な位置に設けられている。これにより、投入口22は、成形品の射出成形時に第1のスクリュ部1aと対向し、材料23の置換時(パージ時)に第2のスクリュ部1bと対向する(詳細は後述)。
The
ホッパ21には、成形品を成形するための材料23が供給される。ホッパ21に供給された材料23は、投入口22を通ってシリンダ20内に投入される。バレル2の先端には、シリンダ20に連通したノズル24が設けられている。ノズル24は、スクリュ1によって可塑化された材料23(図2に示す可塑化材料25)を射出可能に構成されている。これにより、可塑化材料25は、ノズル24を通ってシリンダ20外(例えば、金型)に射出可能となる。
A
シリンダ20内には、スクリュ1が回転可能に配置されている。スクリュ1は、基端から先端に向かって真っ直ぐに伸びている。スクリュ1の基端には、カップリング11が設けられている。カップリング11には、回転移動装置(図示省略)が連結されている。回転移動装置は、スクリュ1がシリンダ20内に挿通された状態において、スクリュ1を回転させるとともに、直線状の軸芯12に沿って移動(進退)させる。スクリュ1は、所定の最大ストロークLm(図3参照)の範囲内でシリンダ20内を進退可能とされている(詳細は後述)。なお、スクリュ1の回転方向(左回転もしくは右回転)とは、スクリュ1の基端の側から見た場合の回転方向である。
A screw 1 is rotatably arranged in the
バレル2には、当該バレル2を加熱する加熱装置3が設けられている。加熱装置3としては、例えばヒータ31を適用することができる。ヒータ31は、バレル2の外面2sに沿って配置されている。ヒータ31を発熱させることで、バレル2を加熱することができる。
The
また、バレル2には、当該バレル2を冷却する冷却装置4が設けられている。冷却装置4としては、例えば冷却水通路41を適用することができる。冷却水通路41は、シリンダ20の周囲に配管されている。冷却水通路41に冷却水を流すことで、バレル2を冷却することができる。
Further, the
このように、バレル2に加熱装置3および冷却装置4を設けることで、ヒータ31を制御してバレル2を設定温度まで加熱することができる。これにより、シリンダ20内を加熱することができる。そして、バレル2が設定温度を超えた場合、冷却水通路41に冷却水を流してバレル2を冷却する。これにより、シリンダ20内を設定温度まで冷却することができる。
By providing the
さらに、バレル2には、ベント機構5が設けられている。ベント機構5は、シリンダ20内に発生した気体成分(例えば、ガス、空気、その他の揮発成分など)をシリンダ20外へ排気可能に構成されている。なお、本実施形態では、バレル2にベント機構5を設けて射出成形機10を構成しているが、ベント機構5を省略して射出成形機を構成することも可能である。
Further, the
本実施形態において、スクリュ1は、4つのスクリュ部1a,1b,1c,1dを備えて構成されている。スクリュ1においては、バレル2の基端から先端(図1においては、右端から左端)に向かって順に、第1のスクリュ部1a、第2のスクリュ部1b、第3のスクリュ部1c、第4のスクリュ部1dが並んでいる。スクリュ1は、バレル2の基端から先端に向かう方向に進行(前進)し、その反対方向(先端から基端に向かう方向)に退行(後退)する。すなわち、第2のスクリュ部1bは、第1のスクリュ部1aのスクリュ1の進行側(図1においては左側。以下、単に進行側という)に配置されている。同様に、第3のスクリュ部1cは、第2のスクリュ部1bの進行側、第4のスクリュ部1dは、第3のスクリュ部1cの進行側にそれぞれ配置されている。
In the present embodiment, the screw 1 is configured to include four
第1のスクリュ部1aは、バレル2の投入口22から投入された材料23を定量的に移送可能な定量移送部(スターブフィード部)である。第2のスクリュ部1bは、第1のスクリュ部1aから移送された材料23を連続的に供給可能な供給部(フィード部)である。第3のスクリュ部1cは、第2のスクリュ部1bから供給された材料23を可塑化可能な圧縮部(コンプレッション部)である。第4のスクリュ部1dは、第3のスクリュ部1cによって可塑化された材料23を計量可能な計量部(メタリング部)である。
The
4つのスクリュ部1a,1b,1c,1dは、それぞれ、スクリュ本体61,62,63,64と、フライト71,72,73,74とを備えて構成されている。
The four
スクリュ本体61,62,63,64は、基端(スクリュ1におけるカップリング11側の端部)から先端(カップリング11とは反対側の端部)まで、直線状の軸芯12に沿って伸びている。また、スクリュ本体61,62,63,64は、軸芯12を中心に同心円状に構成されている。そして、回転移動装置(図示省略)により、スクリュ本体61,62,63,64は、軸芯12を中心に回転可能とされているとともに、軸芯12に沿って進退(前進および後退)可能とされている。
The
スクリュ本体61,62,63,64は、第1のスクリュ部1aにおける第1のスクリュ本体61と、第2のスクリュ部1bにおける第2のスクリュ本体62と、第3のスクリュ部1cにおける第3のスクリュ本体73と、第4のスクリュ部1dにおける第4のスクリュ本体64とを備えて構成されている。第1のスクリュ本体61、第2のスクリュ本体62、および第4のスクリュ本体64は、差渡し寸法が一定の外周面61s,62s,64sを有している。すなわち、これらのスクリュ本体61,62,64は、円柱形状をなしている。第3のスクリュ本体63は、第2のスクリュ本体62から第4のスクリュ本体64に向かって差渡し寸法が拡大する外周面63sを有している。すなわち、第3のスクリュ本体63は、円錐台形状(先太り形状)をなしている。
The screw
第1のスクリュ本体61と第2のスクリュ本体62の差渡し寸法(例えば、直径)は、同一に設定されている。これらのスクリュ本体61,62の差渡し寸法は、第4のスクリュ本体64の差渡し寸法(例えば、直径)よりも小さく設定されている。換言すれば、第4のスクリュ本体64の差渡し寸法は、第1のスクリュ本体61および第2のスクリュ本体62の差渡し寸法よりも大きく設定されている。第3のスクリュ本体63の差渡し寸法(例えば、直径)は、第2のスクリュ本体62側から第4のスクリュ本体64側に向かうに従って、連続的に大きくなるように設定されている。
The delivery dimensions (for example, diameter) of the first screw
フライト71,72,73,74は、シリンダ20内に投入された材料23を、第1のスクリュ部1a、第2のスクリュ部1b、第3のスクリュ部1c、第4のスクリュ部1dの順に、連続的に搬送するように構成されている。フライト71,72,73,74は、互いに同一方向に向かって螺旋状にねじれている。フライト71,72,73,74のねじれ方向としては、例えば、右ねじと同様に時計回りに設定してもよいし、あるいは左ねじと同様に反時計回りに設定してもよい。フライト71,72,73,74のねじれ方向(時計回りもしくは反時計回り)とは、スクリュ1の基端の側から見た場合のねじれ方向である。
In
図1には、時計回りにねじられたフライト71,72,73,74が示されている。この場合、スクリュ1(スクリュ本体61,62,63,64)の回転方向は、軸芯12を中心に反時計回り(左回転)に設定すればよい。なお、フライト71,72,73,74が反時計回りにねじられている場合、スクリュ1(スクリュ本体61,62,63,64)の回転方向は、軸芯12を中心に時計回り(右回転)に設定すればよい。
FIG. 1 shows
具体的に説明すると、第1のスクリュ部1aにおいて、第1のスクリュ本体61の外周面61sには、螺旋状にねじられた第1のフライト71が設けられている。第1のフライト71のねじれ方向は、右ねじと同様に時計回りに設定されている。換言すると、第1のフライト71は、第1のスクリュ本体61(スクリュ1)の回転方向とは逆方向にねじれている。第1のフライト71のねじれピッチは、一定である。
Specifically, in the
第2のスクリュ部1bにおいて、第2のスクリュ本体62の外周面62sには、螺旋状にねじられた第2のフライト72が設けられている。第2のフライト72のねじれ方向は、右ねじと同様に時計回りに設定されている。換言すると、第2のフライト72は、第2のスクリュ本体62(スクリュ1)の回転方向とは逆方向にねじれている。第2のフライト72のねじれピッチは、一定である。
In the
第3のスクリュ部1cにおいて、第3のスクリュ本体63の外周面63sには、螺旋状にねじられた第3のフライト73が設けられている。第3のフライト73のねじれ方向は、右ねじと同様に時計回りに設定されている。換言すると、第3のフライト73は、第3のスクリュ本体63(スクリュ1)の回転方向とは逆方向にねじれている。第3のフライト73のねじれピッチは、第2のスクリュ本体62側から第4のスクリュ本体64側に向かうに従って、大きくなっている。
In the
第4のスクリュ部1dにおいて、第4のスクリュ本体64の外周面64sには、螺旋状にねじられた第4のフライト74が設けられている。第4のフライト74のねじれ方向は、右ねじと同様に時計回りに設定されている。換言すると、第4のフライト74は、第4のスクリュ本体64(スクリュ1)の回転方向とは逆方向にねじれている。第4のフライト74のねじれピッチは、一定である。
In the
第1のフライト71と第2のフライト72のねじれピッチは、同一、かつ第3のフライト73の最小ピッチよりも小さく設定されている。第4のフライト74のねじれピッチは、第3のフライト73の最大ピッチよりも大きく設定されている。
The twist pitches of the
また、フライト71,72,73,74は、軸芯12に沿った方向のフライト幅を有している。フライト幅とは、フライト71,72,73,74の軸芯12方向に沿った厚さである。フライト幅は、各フライト71,72,73,74において同一であってもよいし、異なっていてもよい。本実施形態では一例として、図1に示すように、第2のフライト72、第3のフライト73、および第4のフライト74のフライト幅W72,W73,W74は、同一、かつ第1のフライト71のフライト幅W71よりも小さく設定されている。すなわち、第1のフライト71のフライト幅W71は、第2のフライト72のフライト幅W72よりも大きい。
Further, the
スクリュ本体61,62,63,64(スクリュ1)をシリンダ20に挿通させた状態において、これらの外周面61s,62s,63s,64sとシリンダ20の内周面20sとの間隔は、次のように設定されている。第1のスクリュ本体61の外周面61sとシリンダ20の内周面20sとの間隔は、第2のスクリュ本体62の外周面62sと内周面20sとの間隔と同一となっている。外周面62sと内周面20sとの間隔は、第4のスクリュ本体64の外周面64sと内周面20sとの間隔よりも大きくなっている。第3のスクリュ本体63の外周面63sと内周面20sとの間隔は、第2のスクリュ本体62側から第4のスクリュ本体64側に向かうに従って、連続的に小さくなっている。
With the
スクリュ本体61,62,63,64には、フライト71,72,73,74によって螺旋状の溝61a,62a,63a,64aが構成されている。第1のスクリュ本体61において、第1のフライト71のねじれピッチ当たりの溝61aの軸芯12に沿った断面積(以下、単に溝61aの断面積という)S61は一定である。また、第2のスクリュ本体62において、第2のフライト72のねじれピッチ当たりの溝62aの軸芯12に沿った断面積(以下、単に溝62aの断面積という)S62は一定である。そして、第1のスクリュ本体61における溝61aの断面積S61は、第2のスクリュ本体62における溝62aの断面積S62よりも小さい。これにより、第1のスクリュ部1aから第2のスクリュ部1bへの材料23の移送量(供給量)を制限することができる。このため、溝62aに残留する材料23を減少させ、脱気経路を確保することができる。この結果、材料23から発生した気体成分に起因する成形品の不良(ヤケやシルバーなど)を低減することが可能となる。
このような関係とするため、本実施形態では一例として、第1のスクリュ部1aと第2のスクリュ部1bは、次のように構成されている。すなわち、第1のスクリュ本体61と第2のスクリュ本体62の差渡し寸法(例えば、直径)は、同一に設定されている。また、第1のフライト71と第2のフライト72のねじれピッチは、同一に設定されている。そして、第1のフライト71のフライト幅W71は、第2のフライト72のフライト幅W72よりも大きく設定されている。
In order to have such a relationship, as an example in the present embodiment, the
これにより、第1のスクリュ本体61の溝61aの断面積S61を、第2のスクリュ本体62の溝62aの断面積S62よりも小さくすることができる。すなわち、溝61a,62aの単位長さ(第1のフライト71のねじれピッチ)当たりの容積は、第2のスクリュ本体62よりも第1のスクリュ本体61の方が小さい。したがって、シリンダ20内に投入された材料23を、第1のスクリュ部(定量移送部)1aによって定量的かつ安定的に、第2のスクリュ部(供給部)1bに移送することができる。
As a result, the cross-sectional area S61 of the
なお、本実施形態の構成に限らず、第1のスクリュ部1aと第2のスクリュ部1bは、次の3つの条件のうちの少なくとも1つを必須条件として、溝61aの断面積S61が溝62aの断面積S62よりも小さくなるような構成とすればよい。第1の条件は、第1のスクリュ本体61の差渡し寸法(換言すれば、溝61aの深さ)を第2のスクリュ本体62の差渡し寸法(換言すれば、溝62aの深さ)よりも小さく(浅く)することである。第2の条件は、第1のフライト71の幅W71を第2のフライト72の幅W72よりも大きく(広く)することである。第3の条件は、第1のフライト71のねじれピッチを第2のフライト72のねじれピッチよりも小さく(狭く)することである。
Not limited to the configuration of the present embodiment, the
このようなスクリュ1を用いた射出成形機10の動作について、説明する。射出成形にあたって、射出成形機10は、ベント機構5を通してシリンダ20内を負圧に引いた状態とされる。この状態において、射出成形機10は、回転移動装置によってスクリュ1を回転させる。この時、スクリュ1は、その先端をノズル24に近接させた状態で回転する。ここで、ホッパ21に材料23(例えば、樹脂ペレット)を供給すると、供給された材料23は、投入口22を通ってシリンダ20内に投入される。
The operation of the
投入された材料23は、第1のスクリュ部1aによって定量的に移送される。移送された材料23は、第2のスクリュ部1bによって連続的に、第3のスクリュ部1cに供給される。供給された材料23は、第3のスクリュ部1cによって可塑化される。すなわち、第3のスクリュ部1cにおいて、材料23は、ヒータ31により加熱されつつ圧縮されることで、溶融(可塑化)される。そして、可塑化された材料23(可塑化材料25)は、第4のスクリュ部1dを通ってスクリュ1の先端に搬送される。
The charged
この時、図2に示すように、スクリュ1の先端に搬送された可塑化材料25に押されて、スクリュ1が後退する。この間、当該スクリュ1には、背圧(back pressure)がかけられている。そして、スクリュ1が所望の計量完了位置まで後退したとき、スクリュ1の回転を停止させる。この時、シリンダ20には、1つの成形品を作るのに必要な可塑化材料25が蓄えられたことになる。計量完了位置は、成形品の種類や大きさなどにより定まる可塑化材料25の量に応じて設定される(一例として、図2に示す位置P)。必要な可塑化材料25が蓄えられると、サックバック(suck back)が行われる。すなわち、計量完了後、スクリュ1を若干後退させる。これにより、ノズル24からの材料漏れを防止することができる。
At this time, as shown in FIG. 2, the screw 1 is pushed back by the
次いで、非回転状態のスクリュ1をノズル24に向けて前進させる。すなわち、スクリュ1は、図2に示す位置から図1に示す位置に変位する。これにより、シリンダ20内に蓄えられた可塑化材料25をシリンダ20外(例えば、金型)に射出させることができる。続いて、金型を冷却する。その後、脱型により、目的の成形品を得ることができる。
Next, the non-rotating screw 1 is advanced toward the
ここで、スクリュ1は、最大ストロークLmの範囲内で進退させることができるようになっている。図3には、ノズル24に近接させた位置(PF)から最大ストロークLmに亘ってスクリュ1を後退させた状態を示す。すなわち、最大ストロークLmは、射出成形機10の仕様に基づいて、スクリュ1を最大限進退可能な長さ(範囲)として設定されている。例えば、スクリュ1の差渡し寸法(直径)をDとすれば、最大ストロークLmは、4.0D以上、4.5D以下程度の長さに設定される。
Here, the screw 1 can be moved forward and backward within the range of the maximum stroke Lm. FIG. 3 shows a state in which the screw 1 is retracted over the maximum stroke Lm from the position (PF) close to the
スクリュ1の差渡し寸法(D)は、フライト71,72,73,74の最外径を含んだ径寸法として規定されている。本実施形態において、スクリュ1の差渡し寸法(D)は、4つのスクリュ部1a,1b,1c,1dを含んだ全体に亘って、一定(同一)の寸法に設定されている。
The delivery dimension (D) of the screw 1 is defined as a diameter dimension including the outermost diameters of
また、射出成形機10においては、最大ストロークLmとは別に、推奨ストロークが設定されている。射出成形時は、推奨ストロークの範囲内でスクリュ1を進退させる。推奨ストロークは、最大ストロークLmよりも短い所定の長さ(範囲)に設定されている。推奨ストロークは、例えば、最大ストロークLmの70%から90%程度の長さに設定される。計量完了位置(P)は、推奨ストロークの範囲内に設定されている。すなわち、スクリュ1は、推奨ストロークの範囲内で、射出に際し、ノズル24に近接した位置から計量完了位置(P)まで後退させる。
Further, in the
一方、パージ時においては、ノズル24に近接した位置から最大ストロークLmに亘ってスクリュ1を後退させる(図3参照)。パージとは、種類や材質などが異なる成形品を成形するために材料23を置換する際、スクリュ1をクリーニングする作業である。パージにより、スクリュ1の溝62a,63a,64a(フライト72,73,74)に残留する置換前の材料23(以下、残留材料という)が取り除かれる。具体的には、置換後の材料やクリーニング用の材料(以下、これらを置換材料という)をホッパ21からシリンダ20内に投入しつつ、スクリュ1を連続して回転させ、可塑化された置換材料を前方へ送ってノズル24から放出させる。この時、スクリュ1は、進退(前進および後退)しない。また、金型は、ノズル24から取り外されている。これにより、溝62a,63a,64a(フライト72,73,74)に付着した残留材料は、置換材料とともに押し出される。すなわち、パージによって、残留材料がスクリュ1に付着されたままとなることを抑制し、置換材料への適正な置換が図られる。
On the other hand, at the time of purging, the screw 1 is retracted from a position close to the
バレル2の投入口(ホッパ口)22と、スクリュ1の最大ストロークLmおよび推奨ストロークとの関係について、図2および図3を参照して説明する。射出成形時において、スクリュ1をノズル24に近接させた位置(PF)から、計量完了位置(P)まで後退させる間、投入口22は、第1のスクリュ本体61(第1のスクリュ部1a)と対向可能な範囲に常に位置付けられる。スクリュ1をノズル24に近接させた位置(PF)は、射出成形する際、投入口22から材料23が投入開始される位置に相当する。すなわち、スクリュ1の推奨ストロークの範囲内において、投入口22は、その中心位置P22が第1のスクリュ部1aの溝61aと対向可能となるように、シリンダ20内に向けて開口している。この場合、中心位置P22が、第1のスクリュ部1aのフライト71の縁にかかっていればよい。図2には、投入口22が推奨ストロークの範囲内に開口している態様の一例を示す。
The relationship between the inlet (hopper opening) 22 of the
また、投入口22は、パージ時、つまりノズル24に近接した位置(PF)から最大ストロークLmに亘ってスクリュ1を後退させた状態において(図3に示す状態)、第2のスクリュ本体62(第2のスクリュ部1b)と対向可能に位置付けられている。すなわち、かかる状態において、投入口22は、その中心位置P22が第2のスクリュ部1bの溝62aと対向可能となるように、シリンダ20内に向けて開口している。この場合、中心位置P22が、第2のスクリュ部1bのフライト72の縁にかかっていればよい。
Further, the
投入口22は、射出成形時およびパージ時において上記のとおり開口する(中心位置P22が位置付けられる)ように、バレル22に配置されている。これにより、成形品の射出成形時においては、材料23がホッパ21から第1のスクリュ部1a(具体的には、その溝61a)に投入される。これに対し、パージ時(材料23の置換時)においては、材料23(置換材料)がホッパ21から、第1のスクリュ部1aではなく、第2のスクリュ部1b(具体的には、その溝62a)に投入される。
The charging
このため、第1のスクリュ部1aの全長L1は、最大ストロークLmよりも短く設定されている。例えば、第1のスクリュ部1aの全長L1は、最大ストロークLmの50%以上、90%以下の長さに設定されている(0.5Lm≦L1≦0.9Lm)。より好ましくは、第1のスクリュ部1aの全長L1は、最大ストロークLmの70%以上、80%以下の長さに設定する(0.7Lm≦L1≦0.8Lm)。
Therefore, the total length L1 of the
別の捉え方をすれば、第1のスクリュ部1aの全長L1は、最大ストロークLmよりも0.5D以上、2.0D以下だけ短い長さに設定されている。より好ましくは、第1のスクリュ部1aの全長L1は、最大ストロークLmよりも1.0D以上、1.5D以下だけ短い長さに設定する。Dの値は、第1のスクリュ部1aの差渡し寸法、つまりスクリュ1の差渡し寸法である。
Another way of thinking is that the total length L1 of the
本実施形態において、第1のスクリュ部1aの全長L1は、次のように規定する。すなわち、第1のスクリュ部1aの全長L1は、スクリュ1において第2のスクリュ部1bよりも基端側で、溝62aの断面積S62よりも溝の断面積(本実施形態では、溝61aの断面積S61)が小さくなっている部分の軸芯12方向に沿った長さとして規定する。端的には、溝61a(別の捉え方をすれば、第1のフライト71)の起点(スクリュ1の基端側)から終点(第2のフライト72との連続点)までの軸芯12方向に沿った長さである。
In the present embodiment, the total length L1 of the
本実施形態によれば、第1のスクリュ部1aをこのような長さとすることで、次のような作用効果が得られる。
According to the present embodiment, by setting the
成形品の射出成形時においては、材料23を投入口22から第1のスクリュ部1aの溝61aに投入することができ、パージ時(材料23の置換時)においては、材料23(置換材料)を投入口22から第2のスクリュ部1bの溝62aに投入することができる。
At the time of injection molding of the molded product, the
したがって、成形品の射出成形時においては、投入された材料23を定量的かつ安定的に第1のスクリュ部1aから第2のスクリュ部1bに移送させることができる。このため、例えば材料供給装置を別途備えることなく、一定量の材料23に対する射出成形が可能となる。
Therefore, at the time of injection molding of the molded product, the charged
これに対し、パージ時においては、材料23(置換材料)を第1のスクリュ部1aの溝61aではなく、第2のスクリュ部1bの溝62aに直接投入することができる。例えば、パージ時において、材料23(置換材料)を第1のスクリュ部1aの溝61aに投入した場合、材料23(置換材料)は、第2のスクリュ部1bに移送される。溝62aの断面積S62は、溝61aの断面積S61よりも大きいので、溝62aは、移送された材料23(置換材料)によって充満状態とはならず、飢餓状態となる(図4参照)。この場合、図4示すように、溝62aにおいてフライト72の引き側(スクリュ1の後進側)に付着した残留材料26は、材料23(置換材料)によって取り除くことが難しい。
On the other hand, at the time of purging, the material 23 (replacement material) can be directly charged into the
本実施形態では、材料23(置換材料)を第2のスクリュ部1bの溝62aに投入してパージを行うので、パージ時において、溝62aが充満状態となるまで、投入口22から材料23(交換材料)を溝62aに投入することができる(図5参照)。溝62aを充満状態とすることができるため、図5に示すように、材料23(交換材料)と残留材料26との間に空隙を生じさせることなく、これらを密着させることができる。すなわち、材料23(交換材料)と残留材料26とを一体化させることができる。これにより、材料23(交換材料)によって残留材料26を容易に取り除くことができる。この結果、残留材料26の除去性(置換材料への置換性)の向上を図るとともに、材料23の置換を迅速に行うことが可能となる。
In the present embodiment, the material 23 (replacement material) is charged into the
このように本実施形態においては、パージ性能を高めることができるので、残留材料26が材料23(置換材料)に混在して成形品が成形されることを抑制できる。したがって、スクリュ1を用いた射出成形機10によれば、成形品の品質の向上を図ることが可能となる。
As described above, in the present embodiment, since the purging performance can be improved, it is possible to prevent the
以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。また、上述した新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the above-described embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. In addition, the above-mentioned novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
上述した本実施形態においては、スクリュ1のフライト71,72,73,74を一条(シングルフライト)としたが、スクリュ(フライト)の構成は、これに限定されない。例えば、スクリュは、フライト71,72,73,74のピッチ間にサブフライトを設けて構成されていてもよい。また、フライトは、多条構成であってもよい。
In the above-described embodiment, the
1…射出成形用スクリュ(スクリュ)、1a…第1のスクリュ部、1b…第2のスクリュ部、1c…第3のスクリュ部、1d…第4のスクリュ部、2…バレル、3…加熱装置、4…冷却装置、5…ベント機構、10…射出成形機、11…カップリング、12…軸芯、20…シリンダ、21…ホッパ、22…投入口、23…材料、24…ノズル、25…可塑化材料、26…残留材料、61,62,63,64…スクリュ本体、61a,62a,63a,64a…溝、61s,62s,63s,64s…外周面、71,72,73,74…フライト、D…スクリュの差渡し寸法、L1…第1のスクリュ部の全長、Lm…最大ストローク、P…計量完了位置、P22…投入口の中心位置、PF…スクリュをノズルに近接させた位置、S61,S62…溝の断面積、W71,W72,W73,W74…フライト幅。 1 ... Injection molding screw (cylinder), 1a ... 1st screw part, 1b ... 2nd screw part, 1c ... 3rd screw part, 1d ... 4th screw part, 2 ... barrel, 3 ... heating device 4, 4 ... Cooling device, 5 ... Vent mechanism, 10 ... Injection molding machine, 11 ... Coupling, 12 ... Shaft core, 20 ... Cylinder, 21 ... Hopper, 22 ... Input port, 23 ... Material, 24 ... Nozzle, 25 ... Plasticized material, 26 ... Residual material, 61, 62, 63, 64 ... Screw body, 61a, 62a, 63a, 64a ... Groove, 61s, 62s, 63s, 64s ... Outer surface, 71, 72, 73, 74 ... Flight , D ... Cylinder delivery size, L1 ... Overall length of first screw, Lm ... Maximum stroke, P ... Weighing completion position, P22 ... Center position of injection port, PF ... Position where screw is close to nozzle, S61 , S62 ... Groove cross-sectional area, W71, W72, W73, W74 ... Flight width.
Claims (7)
前記成形品の射出成形時に前記材料が前記ホッパから投入される第1のスクリュ部と、
前記第1のスクリュ部の前記スクリュの進行側に配置され、前記材料の置換時に置換後の前記材料が前記ホッパから投入されて、置換前の前記材料と置換後の前記材料とにより充満される第2のスクリュ部と、を備え、
前記第1のスクリュ部および前記第2のスクリュ部は、それぞれ、
直線状の軸芯を中心に回転するとともに、前記軸芯に沿って進退するスクリュ本体と、前記スクリュ本体の外周面に沿って螺旋状にねじれたフライトと、によって構成され、
前記フライトによって前記スクリュ本体に構成される螺旋状の溝における前記フライトのねじれピッチ当たりの前記軸芯に沿った断面積は、前記第2のスクリュ部よりも前記第1のスクリュ部の方が小さく、
前記第1のスクリュ部の全長は、前記最大ストロークよりも短い
射出成形用スクリュ。 For injection molding, which is rotatably arranged in the cylinder of an injection molding machine that injects a plasticized material that is charged from a hopper and molds a molded product, and can advance and retreat in the cylinder within a predetermined maximum stroke range. Cylinder
A first screw portion in which the material is charged from the hopper during injection molding of the molded product, and
Wherein arranged in the traveling side of the first of the screw of the screw portion, wherein the material after the replacement when replacement of the material is charged from the hopper, Ru is filled by said material after the replacement with the material before replacement With a second screw part,
The first screw portion and the second screw portion are respectively.
It is composed of a screw body that rotates around a linear axis and moves back and forth along the axis, and a flight that is spirally twisted along the outer peripheral surface of the screw body.
The cross-sectional area of the spiral groove formed in the screw body by the flight along the axis per the twist pitch of the flight is smaller in the first screw portion than in the second screw portion. ,
The total length of the first screw portion is shorter than the maximum stroke of the injection molding screw.
請求項1に記載の射出成形用スクリュ。 The screw for injection molding according to claim 1, wherein the total length of the first screw portion is set to a length of 50% or more and 90% or less of the maximum stroke.
請求項1に記載の射出成形用スクリュ。 The total length of the first screw portion is set to a length 0.5D or more and 2.0D or less shorter than the maximum stroke, where D is the transfer dimension of the first screw portion. Item 1. The screw for injection molding according to Item 1.
前記第2のスクリュ部における前記フライトのねじれピッチは一定であり、
前記第1のスクリュ部は、前記第2のスクリュ部よりも前記フライトのフライト幅が大きい
請求項2または3に記載の射出成形用スクリュ。 The twist pitch of the flight in the first screw portion is constant,
The twist pitch of the flight in the second screw portion is constant, and the twist pitch is constant.
Said first screw portion, said second injection molding screw according to the flight width of the flight is greater claim 2 or 3 than the screw portion.
請求項2または3に記載の射出成形用スクリュ。 The injection molding screw according to claim 2 or 3, wherein the delivery dimension of the screw main body in the first screw portion is the same as the delivery dimension of the screw main body in the second screw portion.
前記シリンダを内部に有するバレルと、を備え、
前記バレルは、前記材料を前記シリンダ内に投入する投入口を有し、
前記投入口は、前記成形品の射出成形時に前記第1のスクリュ部と対向可能で、かつ前記材料の置換時に前記第2のスクリュ部と対向可能に配置されている
射出成形機。 The injection molding screw according to any one of claims 1 to 5.
With a barrel having the cylinder inside,
The barrel has an inlet for charging the material into the cylinder.
An injection molding machine in which the injection port is arranged so as to face the first screw portion when the molded product is injection-molded and to face the second screw portion when the material is replaced.
前記最大ストロークに亘って前記スクリュを退行させた状態において、該投入口の中心位置を前記第2のスクリュ部と対向させ、かつ、
前記最大ストロークよりも短いストロークに亘って前記スクリュを退行させた状態において、前記中心位置を前記第1のスクリュ部と対向させるように、
前記シリンダ内に向けて開口している
請求項6に記載の射出成形機。 The slot is
In a state where the screw is retracted over the maximum stroke, the center position of the input port is made to face the second screw portion, and
In a state where the screw is retracted over a stroke shorter than the maximum stroke, the center position is made to face the first screw portion.
The injection molding machine according to claim 6, which is open toward the inside of the cylinder.
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