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射出成形機のスクリュヘッド装置 - 日精樹脂工業株式会社
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発明の名称 射出成形機のスクリュヘッド装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−88179(P2001−88179A)
公開日 平成13年4月3日(2001.4.3)
出願番号 特願平11−270685
出願日 平成11年9月24日(1999.9.24)
代理人 【識別番号】100088579
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 茂
【テーマコード(参考)】
4F206
【Fターム(参考)】
4F206 AJ02 JA07 JD03 JL02 JQ14 JQ26 JQ27 
発明者 城田 亮 / 小泉 宏 / 宮川 正英
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 スクリュヘッド軸部に、リングバルブを前後にスライド自在に装填し、かつリングバルブの内周面とスクリュヘッド軸部間に後側樹脂通路を確保するとともに、スクリュヘッド頭部に、後側樹脂通路に連通する前側樹脂通路を軸方向に形成し、かつリングバルブの後方におけるスクリュ本体の前端を弁座に形成した樹脂の逆流防止機構を備える射出成形機のスクリュヘッド装置において、前記スクリュヘッド頭部の後部に、前記リングバルブの前方に位置して当該リングバルブの減耗を防止するボロン合金素材で一体成形した前リングスペーサを回動自在に装填するとともに、当該前リングスペーサを装填する前記スクリュヘッド頭部の後部に、外郭面が、当該スクリュヘッド頭部の外郭部と前記前側樹脂通路の底部の中間に位置し、前記前リングスペーサが最後方位置まで変位しても外れない長さに選定したスペーサガイド部を設けてなることを特徴とする射出成形機のスクリュヘッド装置。
【請求項2】 前記ボロン合金素材は、鉄基複硼化物系焼結合金を用いることを特徴とする請求項1記載の射出成形機のスクリュヘッド装置。
【請求項3】 前記リングバルブは、ボロン合金素材で一体成形することを特徴とする請求項1記載の射出成形機のスクリュヘッド装置。
【請求項4】 前記ボロン合金素材は、鉄基複硼化物系焼結合金を用いることを特徴とする請求項3記載の射出成形機のスクリュヘッド装置。
【請求項5】 前記スクリュヘッド頭部と前記スクリュヘッド軸部は、ボロン合金素材で一体成形することを特徴とする請求項1記載の射出成形機のスクリュヘッド装置。
【請求項6】 前記ボロン合金素材は、鉄基複硼化物系焼結合金を用いることを特徴とする請求項5記載の射出成形機のスクリュヘッド装置。
【請求項7】 前記スクリュ本体の前端に、前後端面を平面形成し、かつボロン合金素材で一体成形した後リングスペーサを取付けてなることを特徴とする請求項1記載の射出成形機のスクリュヘッド装置。
【請求項8】 前記ボロン合金素材は、鉄基複硼化物系焼結合金を用いることを特徴とする請求項7記載の射出成形機のスクリュヘッド装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は樹脂の逆流防止機構を備える射出成形機のスクリュヘッド装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、スクリュヘッド軸部に、リングバルブを前後にスライド自在に装填した樹脂の逆流防止機構を備える射出成形機のスクリュヘッド装置は知られている。この種のスクリュヘッド装置は、計量時にリングバルブが前方に変位し、スクリュにより可塑化された樹脂が、リングバルブの内周面とスクリュヘッド軸部間に設けられた樹脂通路を通ってスクリュヘッド頭部の前方に移動して計量が行われるとともに、射出時にはリングバルブが後方に変位し、スクリュヘッド頭部の前方に計量された樹脂が後方に逆流するのを防止する機能を有する。
【0003】ところで、このようなスクリュヘッド装置では、リングバルブの内周面とスクリュヘッド軸部間に、樹脂通路(後側樹脂通路)を確保することから、この後側樹脂通路からスクリュヘッド頭部の前端に至る前側樹脂通路を設ける必要がある。このため、例えば、実開平3−84125号公報等では、前側樹脂通路をリングバルブに形成したタイプが開示されている。しかし、このタイプは、リングバルブに前側樹脂通路となる孔部又は凹凸部を形成する必要があり、しかも、これらの孔部又は凹凸部は軸方向直角に設けるため、孔部又は凹凸部を設ける部位は薄肉形成する必要があるなど、リングバルブの前部に強度的に弱い部分が生ずるとともに、形状が複雑となり加工性に劣る欠点があった。
【0004】一方、このような欠点の無いタイプとして、スクリュヘッド頭部に、軸方向の前側樹脂通路を設けたタイプも、例えば、特公平3−12531号公報等で開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、スクリュヘッドに前側樹脂通路を設けるタイプでは、リングバルブに対する加工は不要になるものの、スクリュヘッド頭部に形成した前側樹脂通路によってスクリュヘッド頭部の後端に凹凸が生じ、計量時にこの凹凸がリングバルブに圧接しつつ回転することから、リングバルブの端面が凹凸の摺接によって減耗し、リングバルブの耐久性が損なわれる問題があった。
【0006】本発明はこのような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、スクリュヘッドに前側樹脂通路を設けるタイプにおけるリングバルブの減耗を確実に防止し、リングバルブの耐久性を高めることができる射出成形機のスクリュヘッド装置の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明はスクリュヘッド軸部2に、リングバルブ3を前後にスライド自在に装填し、かつリングバルブ3の内周面とスクリュヘッド軸部2間に後側樹脂通路Rrを確保するとともに、スクリュヘッド頭部4に、後側樹脂通路Rrに連通する前側樹脂通路Rfを軸方向に形成し、かつリングバルブ3の後方におけるスクリュ本体Smの前端を弁座に形成した樹脂の逆流防止機構5を備える射出成形機のスクリュヘッド装置1を構成するに際して、スクリュヘッド頭部4の後部に、リングバルブ3の前方に位置して当該リングバルブ3の減耗を防止するボロン合金素材で一体成形した前リングスペーサ7を回動自在に装填するとともに、当該前リングスペーサ7を装填するスクリュヘッド頭部4の後部に、外郭面6sが、当該スクリュヘッド頭部4の外郭部4sと前側樹脂通路Rfの底部Rfdの中間に位置し、前リングスペーサ7が最後方位置まで変位しても外れない長さに選定したスペーサガイド部6を設けてなることを特徴とする。
【0008】この場合、好適な実施の形態により、ボロン合金素材は鉄基複硼化物系焼結合金を用いることが望ましい。一方、リングバルブ3も、ボロン合金素材、望ましくは鉄基複硼化物系焼結合金を用いて一体成形できるとともに、スクリュヘッド頭部4とスクリュヘッド軸部2も、ボロン合金素材、望ましくは鉄基複硼化物系焼結合金を用いて一体成形できる。さらに、スクリュ本体Smの前端には、前後端面8f,8rを平面形成し、かつボロン合金素材、望ましくは鉄基複硼化物系焼結合金で一体成形した後リングスペーサ8を取付けることができる。
【0009】これにより、計量時には、スクリュ本体Smの回転により樹脂が可塑化される。また、可塑化された樹脂は、前方に移動するため、リングバルブ3を前方へ変位させる。これにより、リングバルブ3は弁座となるスクリュ本体Smの前端から離間し、リングバルブ3の内周面とスクリュヘッド軸部2間に設けられた後側樹脂通路Rrは開放される。この結果、樹脂は後側樹脂通路Rr及び前側樹脂通路Rfを通ってスクリュヘッド頭部4の前方に移動し、計量が行われる。この際、スクリュヘッド頭部4は回転するも、スクリュヘッド頭部4とリングバルブ3間には、硬質素材であるボロン合金素材で一体成形した前リングスペーサ7が介在するため、スクリュヘッドに前側樹脂通路Rfを設けるタイプであっても、リングバルブ3がスクリュヘッド頭部4の凹凸によって減耗することはない。一方、射出時には、スクリュ本体Smが前進し、スクリュヘッド頭部4の前方に計量された樹脂が金型に射出充填される。この際、リングバルブ3は計量された樹脂によって後方に変位せしめられ、リングバルブ3の後端がスクリュ本体Smの前端(弁座)に当接し、後側樹脂通路Rrが遮断されることにより、後方への樹脂の逆流が阻止される。
【0010】
【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【0011】まず、本実施例に係る射出成形機のスクリュヘッド装置1の構成について、図1〜図6を参照して説明する。
【0012】図1において、Sは射出成形機における加熱筒11の内部に挿入したスクリュを示す。スクリュSはスクリュ本体Smを備え、このスクリュ本体Smの前端に本実施例に係るスクリュヘッド装置1を備える。スクリュヘッド装置1は、スクリュヘッドSh、リングバルブ3、前リングスペーサ7及び後リングスペーサ8により構成する。
【0013】スクリュヘッドShは、スクリュヘッド軸部2とこのスクリュヘッド軸部2の前部に一体形成したスクリュヘッド頭部4からなり、スクリュヘッドSh(スクリュヘッド頭部4及びスクリュヘッド軸部2)は、セラミック素材(Si34等)よりも欠けにくい性質、即ち、靭性を有するボロン合金素材により一体成形する。ボロン合金素材としては、特に、鉄基複硼化物系焼結合金が望ましい。鉄基複硼化物系焼結合金は、鉄を基礎とし、Cr,Mo,Ni,W等の合金成分を含む硬質焼結合金であり、高い強度と、耐摩耗性,耐食性,耐高温酸化性を示す。また、スクリュヘッド頭部4の外周面には図1及び図2に示す四つの凹溝状の前側樹脂通路Rf…を形成する。この場合、各前側樹脂通路Rf…は軸方向に平行となり、かつ周方向に等間隔に設けられる。また、スクリュヘッド頭部4の後部には、外郭面6sが、スクリュヘッド頭部4の外郭部4sよりも内側に位置し、かつ前側樹脂通路Rfの底部Rfdよりも外側に位置するスペーサガイド部6を一体に形成する。この際、スペーサガイド部6は、前リングスペーサ7が最後方位置まで変位しても、前リングスペーサ7が外れない長さに選定する。
【0014】一方、リングバルブ3は図1及び図4に示すように、ボロン合金素材、望ましくは上述した鉄基複硼化物系焼結合金によりリング状(筒状)に一体成形する。この場合、リングバルブ3は、加熱筒11の内部に収容した際に、当該リングバルブ3の内周面とスクリュヘッド軸部2間に後側樹脂通路Rrが確保されるように、内外径寸法を選定する。また、リングバルブ3は外周面に段差部12を設け、スクリュヘッド頭部4側を小径にする。なお、リングバルブ3の外周面は全て同径に形成し、段差部12を設けなくてもよい。
【0015】他方、前リングスペーサ7は図1〜図3に示すように、前後端面7f,7rを平面形成した単純なリング状(筒状)に形成する。この場合、前リングスペーサ7は、全体を、ボロン合金素材、望ましくは上述した鉄基複硼化物系焼結合金により一体成形する。
【0016】また、後リングスペーサ8は図1及び図5に示すように、前後端面8f,8rを平面形成した単純なリング状に形成する。この場合、後リングスペーサ8も前リングスペーサ7と同様に、全体を、ボロン合金素材、望ましくは上述した鉄基複硼化物系焼結合金により一体成形する。
【0017】よって、図1に示すように、前リングスペーサ7,リングバルブ3及び後リングスペーサ8に、スクリュヘッド軸部2を挿通し、スクリュヘッド軸部2の後部をスクリュ本体Smの前端に装着すれば、後リングスペーサ8はスクリュヘッド軸部2の段差部2sによりスクリュ本体Smの前端に固定される。また、リングバルブ3は前後にスライド自在に装填されるとともに、リングバルブ3の内周面とスクリュヘッド軸部2間には後側樹脂通路Rrが確保される。さらにまた、スペーサガイド部6に前リングスペーサ7が装填される。これにより、逆流防止機構5を備えるスクリュヘッド装置1が構成される。
【0018】次に、本実施例に係るスクリュヘッド装置1の機能について、図1及び図6を参照して説明する。
【0019】まず、計量時には、スクリュ本体Smの回転により樹脂が可塑化されるため、可塑化された樹脂は前方に移動し、図1に示すように、リングバルブ3を前方へ変位させる。これにより、リングバルブ3は、弁座となる後リングスペーサ8から離間し、後側樹脂通路Rrが開放される。よって、樹脂は矢印Wで示すように、後側樹脂通路Rr及び前側樹脂通路Rfを通ってスクリュヘッド頭部4の前方に移動し、計量が行われる。
【0020】この際、スクリュヘッド頭部4は回転するも、スクリュヘッド頭部4,スクリュヘッド軸部2,リングバルブ3,前リングスペーサ7,後リングスペーサ8は、それぞれ硬質素材であるボロン合金素材(鉄基複硼化物系焼結合金)により一体成形するため、スクリュヘッドに前側樹脂通路Rfを設けるタイプであっても、リングバルブ3をはじめ、樹脂通路を形成する重要構成部品における各接触部分の減耗が有効に回避される。
【0021】一方、射出時には、スクリュ本体Smが前進し、スクリュヘッド頭部4の前方に計量された樹脂が金型に射出充填される。この際、図6に示すように、リングバルブ3は計量された樹脂によって後方に変位せしめられ、リングバルブ3の後端が弁座として機能する後リングスペーサ8の前端面8fに当接し、後側樹脂通路Rrが遮断される。これにより、後方への樹脂の逆流が阻止される。
【0022】以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではない。例えば、後リングスペーサは必要により設けることができるものであり、必ずしも設けることを要しない。その他、細部の構成、形状、素材、数量等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更できる。
【0023】
【発明の効果】このように、本発明に係る射出成形機のスクリュヘッド装置は、スクリュヘッド頭部の後部に、リングバルブの前方に位置して当該リングバルブの減耗を防止するボロン合金素材で一体成形した前リングスペーサを回動自在に装填するとともに、当該前リングスペーサを装填するスクリュヘッド頭部の後部に、外郭面が、当該スクリュヘッド頭部の外郭部と前側樹脂通路の底部の中間に位置し、前リングスペーサが最後方位置まで変位しても外れない長さに選定したスペーサガイド部を設けてなるため、次のような顕著な効果を奏する。
【0024】■ スクリュヘッドに前側樹脂通路を設けるタイプにおけるリングバルブの減耗を確実に防止し、もって、リングバルブの耐久性を飛躍的に高めることができる。特に、前リングスペーサは、全体を、セラミック素材よりも欠けにくい、即ち、靭性を有するボロン合金素材,望ましくは鉄基複硼化物系焼結合金により一体成形するため、本発明構造においてリングバルブの減耗を防止する素材として最適である。
【0025】■ 好適な実施の形態により、さらに、スクリュヘッド頭部及びスクリュヘッド軸部,リングバルブ,後リングスペーサの一又は二以上を、ボロン合金素材,望ましくは鉄基複硼化物系焼結合金によりそれぞれ一体成形すれば、リングバルブのみならず、樹脂通路を形成する重要構成部品における各摺接部分の減耗が有効に回避される。




 

 


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