專利名稱：螺桿及注射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及螺桿及注射裝置。
背景技術(shù)：
以往，在成形機(jī)、例如注塑機(jī)中，通過將在加熱缸內(nèi)被加熱熔融的作 為成形材料的樹脂以高壓注射而填充到金屬模裝置的型腔空間，在該型腔 空間內(nèi)冷卻固化，能夠得到成形品。
為此，上述注塑機(jī)具有金屬模裝置、合模裝置及注射裝置，上述合模 裝置具備固定臺(tái)板及可動(dòng)臺(tái)板，合模用缸使可動(dòng)臺(tái)板進(jìn)退，由此進(jìn)行金屬 模裝置的閉模、合模及開模。
另一方面，上述注射裝置一般使用同軸往復(fù)螺桿方式的結(jié)構(gòu)，具備將 從儲(chǔ)料器供給的樹脂加熱并使其熔融的加熱缸、以及將熔融的樹脂注射的 注射噴嘴，在上述加熱缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如且進(jìn)退自如地配設(shè)有螺桿。并且，通 過由連結(jié)在后端的驅(qū)動(dòng)部使該螺桿進(jìn)退而將樹脂從注射噴嘴注射，通過由 上述驅(qū)動(dòng)部使其后退來進(jìn)行樹脂的計(jì)量。
圖1是表示以往的注射裝置的主要部分的剖視圖，圖2是表示在以往 的注射裝置內(nèi)樹脂熔融的狀態(tài)的概念圖，圖3是說明以往的注射裝置的展 開距離的圖。
在圖中，ll為加熱缸，注射噴嘴12被安裝在該加熱缸11的前端，在 加熱缸11的周圍配設(shè)有用來將加熱缸11加熱的加熱器hl h3。在上述加 熱缸11內(nèi)，旋轉(zhuǎn)自如且進(jìn)退自如地配設(shè)有螺桿14。并且，該螺桿14由刮 板部15及注射部16構(gòu)成，經(jīng)由后端的軸部21及聯(lián)軸器22與未圖示的驅(qū) 動(dòng)裝置連結(jié)。上述注射部16由頭部41、形成在該頭部41的后方的桿部42、 配設(shè)在該桿部42的周圍的止回環(huán)43、以及安裝在刮板部15的前端的密封 環(huán)44構(gòu)成。另外，由上述頭部41、桿部42等構(gòu)成螺桿頭。此外，止回環(huán) 43及密封環(huán)44在注射工序時(shí)作為防止樹脂倒流的防倒流裝置發(fā)揮功能。上述驅(qū)動(dòng)裝置由注射用馬達(dá)及計(jì)量用馬達(dá)構(gòu)成。并且，上述刮板部15具備棒 狀的主體部分以及形成在該主體部分的外周面上的螺旋狀的刮板23，沿著 該刮板23形成有螺旋狀的槽24。
在上述加熱缸11的后端的附近形成有樹脂供給口 25，于該樹脂供給口 25配設(shè)有漏斗狀的儲(chǔ)料器26，收容在該儲(chǔ)料器26中的顆粒狀的樹脂經(jīng)由 樹脂供給口 25被供給到加熱缸11內(nèi)。
上述樹脂供給口 25在將螺桿14置于加熱缸11內(nèi)的最前方的位置、即 前進(jìn)極限位置的狀態(tài)下，形成在與上述槽24的后端部對(duì)置的部位上。并且， 在上述刮板部15上，從后方到前方，依次形成有經(jīng)由樹脂供給口 25供給 樹脂的供給部P1、使被供給的樹脂一邊壓縮一邊熔融的壓縮部P2以及將 已熔融的樹脂每次計(jì)量一定量的計(jì)量部P3。
在上述結(jié)構(gòu)的注射裝置中，在計(jì)量工序時(shí)，如果通過驅(qū)動(dòng)上述計(jì)量用 馬達(dá)而使上述螺桿14旋轉(zhuǎn)，則從上述儲(chǔ)料器26被供給到加熱缸11內(nèi)的樹 脂沿著上述槽24依次經(jīng)過供給部Pl、壓縮部P2及計(jì)量部P3前進(jìn)，在該 期間被加熱器hl h3加熱，進(jìn)而，在形成于加熱缸11的內(nèi)周面與槽24之 間的空間(剪切空間)中樹脂受到剪切力而放熱(以下稱作"剪切放熱") 并熔融，隨之使螺桿14后退。
接著，隨著上述螺桿14后退，使上述止回環(huán)43相對(duì)于桿部42相對(duì)地 向前方移動(dòng)，所以到達(dá)了刮板部15的前端的樹脂通過桿部42與止回環(huán)43 之間的樹脂流路被送到螺桿頭的前方。因此，在螺桿14被置于加熱缸11 內(nèi)的最后方的位置、即后退極限位置的狀態(tài)下，將1次注射量的熔融的樹 脂積蓄在螺桿頭的前方。
接著，在注射工序時(shí)，如果通過驅(qū)動(dòng)上述注射用馬達(dá)使螺桿14前進(jìn)， 則積蓄在上述螺桿頭的前方的樹脂從上述注射噴嘴12注射，被填充到未圖 示的金屬模裝置的型腔空間中(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-50415號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，在上述以往的注射裝置中，經(jīng)由樹脂供給口25供給的樹脂如圖 2所示，在槽24內(nèi)沿箭頭方向前進(jìn)的期間凝聚，在熔池r內(nèi)形成由多個(gè)樹脂顆粒19構(gòu)成的固體床b。
在固體床b中，相對(duì)于熱容易傳遞到存在于外側(cè)的顆粒19的情況，熱 難以傳遞到存在于內(nèi)側(cè)的顆粒19，在各顆粒19熔融中花費(fèi)時(shí)間。因此，不 能將加熱器hl h3的熱對(duì)所有的樹脂高效率地傳遞。
此外，由于固體床b是多個(gè)顆粒19在槽24的深度方向上重疊而形成 的，所以熱容量變大，即使在樹脂中發(fā)生剪切放熱，也如圖3所示那樣， 到樹脂完全熔融為止的展開距離Ll變長(zhǎng)。
結(jié)果，需要將螺桿14相應(yīng)地加長(zhǎng)，注射裝置的軸向尺寸變大。
進(jìn)而，相對(duì)于上述存在于外側(cè)的顆粒19充分地熔融、存在于內(nèi)側(cè)的顆 粒19不能充分地熔融，并且隨著固體床b在槽24內(nèi)前進(jìn)，許多顆粒19主 要通過剪切放熱而被熔融，所以不能使樹脂均勻地熔融。因此，成形品的 品質(zhì)下降。
本發(fā)明的目的是解決上述以往的注射裝置的問題，提供一種能夠減小 注射裝置的軸向尺寸、能夠使成形材料均勻地熔融、能夠使成形品的品質(zhì) 提高的螺桿及注射裝置。
為此，在本發(fā)明的螺桿中，在缸部件內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如地配設(shè)，后端連結(jié)在 驅(qū)動(dòng)裝置上。
并且，具有具備主體部分以及突出形成在該主體部分的外周面上的刮 板的塑化部。
此外，在該塑化(plastidzing)部的規(guī)定的區(qū)間中形成有槽深度設(shè)定區(qū) 域，在該槽深度設(shè)定區(qū)域中，當(dāng)設(shè)成形材料的直徑為S1、沿著上述刮板形 成的槽的槽深度為t1時(shí)，槽深度t1相對(duì)于直徑51的比y 1為
l《y 1《1.5。
發(fā)明效果-
根據(jù)本發(fā)明的螺桿，在缸部件內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如地配設(shè)，后端連結(jié)在驅(qū)動(dòng)裝 置上。
刮板的塑化部。 ^ 、 ， 、 、P 、。 、
此外，在該塑化部的規(guī)定的區(qū)間形成有槽深度設(shè)定區(qū)域，在該槽深度 設(shè)定區(qū)域中，當(dāng)設(shè)成形材料的直徑為S1、沿著上述刮板形成的槽的槽深度
7為T 1時(shí)，槽深度T 1相對(duì)于直徑S 1的比Y 1為
l《Y 1《1.5。
在此情況下，由于在塑化部的規(guī)定的區(qū)間中形成有槽深度設(shè)定區(qū)域， 在該槽深度設(shè)定區(qū)域中，當(dāng)設(shè)成形材料的直徑為S1、沿著上述刮板形成的
槽的槽深度為T 1時(shí)，槽深度T 1相對(duì)于直徑S 1的比Y 1為
l《Y 1《1.5，
所以在上述槽中，不再有兩個(gè)顆粒沿徑向重疊的情況，各顆粒在橫向上排 列，沿著槽并且一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一邊前進(jìn)。
因此，不再有各顆粒凝聚的情況，所以不會(huì)形成固體床。結(jié)果，熱容 易傳遞到各顆粒，顆粒完全熔融不花費(fèi)很多時(shí)間，所以能夠使螺桿相應(yīng)地 變短，能夠減小注射裝置的軸向尺寸。
并且，在槽內(nèi)，各顆粒平滑地前進(jìn)，所以能夠抑制剪切放熱。因此能 夠使成形材料均勻地熔融，能夠提高成形品的品質(zhì)。


圖1是表示以往的注射裝置的主要部分的剖視圖。
圖2是表示在以往的注射裝置中樹脂熔融的狀態(tài)的概念圖。 圖3是說明以往的注射裝置的展開距離的圖。
圖4是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的注射裝置的主要部分的概念圖。
圖5是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的注射裝置的主要部分的放大圖。
圖6是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的樹脂熔融的狀態(tài)的概念圖。
圖7是說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的注射裝置的展開距離的圖。
圖8是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的加熱缸的主要部分的縱剖視圖。
圖9是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的加熱缸的主要部分的俯視圖。
圖10是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的加熱缸的主要部分的橫剖視圖。
標(biāo)號(hào)說明
17加熱缸
19顆粒
20螺桿
31注射裝置45刮板部 45a主體部分 52螺桿主體 53刮板 54壓力部件 61螺桿頭 62防倒流裝置 65樹脂供給口 81投入部 91槽
hll 13加熱器 pi成形材料約束部
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。在此情況下， 對(duì)作為成形機(jī)的注塑機(jī)進(jìn)行說明。
圖4是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的注射裝置的主要部分的概念圖， 圖5是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的注射裝置的主要部分的放大圖。
在圖中，31是注塑機(jī)的同軸往復(fù)螺桿方式的注射裝置。上述注塑機(jī)具 有未圖示的金屬模裝置、合模裝置及上述注射裝置31，上述金屬模裝置具 備作為第1金屬模的固定金屬模及作為第2金屬模的可動(dòng)金屬模，上述合 模裝置具備安裝有上述固定金屬模的固定臺(tái)板、以及安裝有可動(dòng)金屬模的 可動(dòng)臺(tái)板，通過合模用缸使可動(dòng)臺(tái)板進(jìn)退，進(jìn)行金屬模裝置的閉模、合模 及開模。
上述注射裝置31具備作為缸部件的加熱缸17;安裝在該加熱缸17 的前端的作為噴嘴部件的注射噴嘴18;在上述加熱缸17內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如且進(jìn)退 自如地配設(shè)的作為注射部件的、并且作為計(jì)量部件的螺桿20;安裝在上述 加熱缸17的外周上的作為加熱部件的加熱器hll hl3;配設(shè)在上述加熱缸 17的后方的未圖示的驅(qū)動(dòng)裝置等。
上述螺桿20由作為注射部件主體的螺桿主體52以及配設(shè)在該螺桿主
9體52的前方的注射部46構(gòu)成，經(jīng)由后端的軸部51與上述驅(qū)動(dòng)裝置連結(jié)。 上述螺桿主體52具有作為塑化部的刮板部45、以及相對(duì)于刮板部45拆裝 自如地配設(shè)在前端的作為壓縮-混勻部的壓力部件54，上述刮板部45具備 棒狀的主體部分45a以及突出形成在該主體部分45a的外周面上的螺旋狀 的刮板53，沿著上述刮板53形成有螺旋狀的槽57。另外，在上述刮板部 45上，在刮板部45的整個(gè)區(qū)域、即從前端到后端之間，上述刮板53以一 定的刮板間距形成，并且使作為刮板53的外徑的刮板山徑Di、以及作為主 體部分45a的外徑的刮板谷徑dl為一定，槽67以一定的深度形成。
上述壓力部件54與防倒流裝置62相鄰地形成在從上述刮板部45的前 端向前方規(guī)定的范圍中，遍及規(guī)定的距離在表面上形成平坦的區(qū)域。并且， 上述壓力部件54具有越靠前方外徑越大、具有圓錐形的形狀的作為第1 壓力部的傾斜部71;以及相鄰并連接在該傾斜部71的前端上而形成、使外 徑d2在軸向上為一定、具有圓柱狀的形狀的作為圓柱部的、并且作為第2 壓力部的大徑部72。
此外，在上述傾斜部71的后方形成有未圖示的螺紋部，在上述刮板部 45的前端面上開口而形成未圖示的螺紋孔。因此，通過將上述螺紋部與上 述螺紋孔螺合，能夠?qū)⑸鲜鰤毫Σ考?4安裝在刮板部45上。另外，在本 實(shí)施方式中，上述壓力部件54通過螺紋緊固而相對(duì)于刮板部45固定，但 也可以代替螺紋緊固而通過焊接固定。
使上述傾斜部71的前端的外徑與大徑部72的外徑d2相等，使傾斜部 71的后端的外徑與刮板谷徑dl相等。另外，在本實(shí)施方式中，傾斜部71 的外周面具有一定的傾斜度，但根據(jù)需要也可以以規(guī)定的函數(shù)彎曲。
此外，在上述傾斜部71與加熱缸17之間形成有作為第1成形材料流 路的樹脂流路73，在大徑部72與加熱缸17之間形成有作為第2成形材料 流路的樹脂流路74。在此情況下，如上所述，由于使傾斜部71越靠前方外 徑越大，所以使樹脂流路73的截面積越靠前方越小。此外，大徑部72使 外徑d2在軸向上為一定，所以使樹脂流路74的截面積在軸向上為一定。
在本實(shí)施方式中，上述壓力部件54由傾斜部71及大徑部72形成，但 可以僅由沒有起伏的傾斜部形成。在此情況下，越靠前方使外徑越大，使 壓力部件54的后端的外徑與上述刮板谷徑dl相等，使壓力部件54的前端的外徑與上述外徑d2相等。
另一方面，上述注射部46由在前端具備圓錐形部位的頭部55、相鄰地 形成在該頭部55的后方的桿部56、配設(shè)在該桿部56的周圍的止回環(huán)57、 以及安裝在刮板部45的前端的密封環(huán)58構(gòu)成。在桿部56與止回環(huán)57之 間形成有作為第3成形材料流路的樹脂流路75。
此外，在上述桿部56的后方形成有未圖示的螺紋部，在上述壓力部件 54的前端面開口而形成未圖示的螺紋孔。因此，通過使上述螺紋部與螺紋 孔螺合，能夠在將上述密封環(huán)58推壓到壓力部件54的前端的狀態(tài)下將注 射部46安裝到刮板部45上。另外，由上述頭部55、桿部56及螺紋部構(gòu)成 作為注射部件頭部的螺桿頭61 ，由止回環(huán)57及密封環(huán)58構(gòu)成在注射工序 時(shí)防止樹脂倒流的防倒流裝置62。
并且，在計(jì)量工序時(shí)，如果隨著使螺桿20后退而使止回環(huán)57相對(duì)于 桿部56向前方移動(dòng)，從密封環(huán)58離開，則使樹脂流路75與樹脂流路74 連通，防倒流裝置62的密封被解除。此外，在注射工序時(shí)，如果隨著使螺 桿20前進(jìn)而使止回環(huán)57相對(duì)于桿部56向后方移動(dòng)，抵接在密封環(huán)58上， 則將樹脂流路74與樹脂流路75斷開，進(jìn)行防倒流裝置62的密封。
并且，上述驅(qū)動(dòng)裝置具備作為計(jì)量用的驅(qū)動(dòng)部的計(jì)量用馬達(dá)、以及作 為注射用的驅(qū)動(dòng)部的注射用馬達(dá)。
在上述加熱缸17的后端附近的規(guī)定位置上形成有作為成形材料供給口 的樹脂供給口 65，該樹脂供給口 65在將螺桿置于加熱缸內(nèi)的前進(jìn)極限位置 的狀態(tài)下，形成在與上述槽67的后端部對(duì)置的部位上。并且，在上述樹脂 供給口65，安裝有用來投入樹脂的作為成形材料供給裝置的投入部81，在 該投入部81的上端安裝有收容樹脂的作為成形材料收容部的儲(chǔ)料器82。收 容在該儲(chǔ)料器82中的樹脂經(jīng)由上述投入部81被送到樹脂供給口 65中，從 該樹脂供給口 65被供給到加熱缸17內(nèi)。
上述投入部81具備沿水平方向延伸配設(shè)的缸部83;從該缸部83的 前端向下方延伸配設(shè)的筒狀的導(dǎo)引部84;旋轉(zhuǎn)自如地配設(shè)在上述缸部83 內(nèi)的給料螺桿85;使該給料螺桿85旋轉(zhuǎn)的作為供給用驅(qū)動(dòng)部的給料馬達(dá) 86;和配設(shè)在上述缸部83的外周上的作為加熱部件的加熱器h21等，上述 缸部83在后端與上述儲(chǔ)料器82連結(jié)，在前端上與導(dǎo)引部84連通。因此，如果驅(qū)動(dòng)上述給料馬達(dá)86而使給料螺桿85旋轉(zhuǎn)，則儲(chǔ)料器82 內(nèi)的樹脂被供給到缸部83內(nèi)，沿著形成在給料螺桿85的外周面上的槽前 進(jìn)，從給料螺桿85的前端被送到導(dǎo)引部84內(nèi)，在該導(dǎo)引部84內(nèi)下落，被 供給到加熱缸17內(nèi)。此時(shí)，各顆粒19成一列在導(dǎo)引部84內(nèi)下落，經(jīng)由樹 脂供給口 65被供給到加熱缸17內(nèi)。
在加熱缸17的樹脂供給口 65的附近，包圍加熱缸17、樹脂供給口 65 及導(dǎo)引部84的下端部，形成有作為冷卻裝置的環(huán)狀的冷卻套管88，在該冷 卻套管88中被供給作為冷卻介質(zhì)的水。因此，通過該水能夠防止在導(dǎo)引部 84內(nèi)下落、經(jīng)由樹脂供給口 65被供給到加熱缸17中的樹脂熔融。
另外，為了控制注塑機(jī)、驅(qū)動(dòng)上述注射用馬達(dá)、計(jì)量用馬達(dá)、給料用 馬達(dá)86、或?qū)⒓訜崞鱤ll h13、 h21通電，配設(shè)有未圖示的控制部，該控 制部除了具備作為運(yùn)算裝置的CPU、作為記錄裝置的存儲(chǔ)器等以外，還具 備顯示部、操作部等，按照規(guī)定的程序、數(shù)據(jù)等進(jìn)行各種運(yùn)算，作為計(jì)算 機(jī)發(fā)揮功能。
在上述結(jié)構(gòu)的注射裝置31中，在計(jì)量工序時(shí)，如果通過將上述給料馬 達(dá)86及計(jì)量用馬達(dá)向正方向驅(qū)動(dòng)而使上述給料螺桿85及螺桿20向正方向 旋轉(zhuǎn)，則使從儲(chǔ)料器82供給到缸部83內(nèi)的樹脂沿著上述給料螺桿85的槽 前進(jìn)，在此期間預(yù)熱，從缸部83的前端供給到導(dǎo)引部84內(nèi)，經(jīng)由樹脂供 給口 65供給到加熱缸17內(nèi)。另外，在缸部83內(nèi)，樹脂被預(yù)熱到不熔融的 溫度、例如玻璃轉(zhuǎn)移點(diǎn)以下的規(guī)定的溫度。
接著，使供給到上述加熱缸17內(nèi)的樹脂沿上述槽67前進(jìn)，并且通過 上述加熱器hll W3加熱、熔融。另外，樹脂隨著從距壓力部件54僅規(guī) 定距離跟前的壓力上升開始點(diǎn)到螺桿主體52的前端前進(jìn)，壓力逐漸變高。
然后，樹脂通過樹脂流路73，壓力進(jìn)一步變高之后，通過樹脂流路74 前進(jìn)，在此期間被充分地混勻。
此外，由于此時(shí)上述止回環(huán)57相對(duì)于桿部56相對(duì)地向前方移動(dòng)，所 以使樹脂流路74與樹脂流路75連通，樹脂流路74內(nèi)的樹脂通過樹脂流路 75被送到螺桿頭61的前方。因此，在螺桿20被置于加熱缸17內(nèi)的后退極 限位置的狀態(tài)下，在螺桿頭61的前方積蓄1次注射量的熔融樹脂。另外， 在上述頭部55形成有未圖示的切口 ，使樹脂流路75與螺桿頭61的前方連
12通。
接著，在注射工序時(shí)，如果驅(qū)動(dòng)上述注射用馬達(dá)而使螺桿20前進(jìn)，則
積蓄在上述螺桿頭61的前方的樹脂被從上述注射噴嘴18射出，被填充到 上述金屬模裝置的型腔空間中。
如上所述，在螺桿主體52上，在距離前端規(guī)定的范圍中，與上述防倒 流裝置62相鄰地形成有壓力部件54，在該壓力部件54上具備平坦的外周 面。
艮P，被從樹脂供給口 65供給的樹脂如果在計(jì)量工序中隨著螺桿20旋 轉(zhuǎn)而被刮板53引導(dǎo)、在槽67內(nèi)前進(jìn)、到達(dá)壓力部件54，則由于沒有形成 刮板，所以不進(jìn)行基于刮板的樹脂的引導(dǎo)，前進(jìn)的力變?nèi)酢?br> 因此，在樹脂流路73、 74內(nèi)樹脂的移動(dòng)速度變低，所以壓力部件54 對(duì)于從后方在槽67內(nèi)前進(jìn)的樹脂作為抑制前進(jìn)的移動(dòng)抑制部件發(fā)揮功能。 結(jié)果，在槽67內(nèi)的樹脂，由于前進(jìn)被抑制，所以在上述壓力上升開始點(diǎn)的 前方的區(qū)域中，越靠前方壓力越高。
此外，在壓力部件54中，使傾斜部71越靠前方外徑越大，使樹脂流 路73的截面積越靠前方越小，此外，使大徑部72的外徑d2比刮板谷徑dl 大并且比刮板山徑Di小。
因此，能夠使壓力部件54的作為移動(dòng)抑制部件的功能變得更高，所以 能夠使上述壓力上升開始點(diǎn)的前方的區(qū)域的樹脂的壓力變得更高。另外， 如果在徑向使從主體部分45a的外周面到刮板53的外周緣為止的距離為 tl，則距離tl為
tl= (Di-dl) /2
此外，如果設(shè)從大徑部72的外周面到刮板53的周緣為止的距離為t2,則 距離t2相對(duì)于距離tl的比t2/tl變得比1小。
結(jié)果，在將螺桿20置于前進(jìn)極限位置的狀態(tài)下，從形成在與樹脂供給 口65對(duì)應(yīng)的位置上的成形材料供給點(diǎn)到上述壓力上升開始點(diǎn)的區(qū)域構(gòu)成供 給部，從壓力上升開始點(diǎn)到刮板部45的前端的區(qū)域構(gòu)成壓縮部，從刮板部 45的前端到壓力部件54的前端的區(qū)域構(gòu)成計(jì)量部，所以能夠進(jìn)行與以往的 注射裝置同樣的塑化，能夠充分地使樹脂的混勻性變好。此外，在上述計(jì) 量部中，能夠使熔融后的樹脂的壓力變高，所以能夠使混勻性變得更好。并且，僅通過形成上述大徑部72，就能夠提高壓縮部中的樹脂的壓力， 不需要使刮板谷徑dl在刮板部45的軸向上變化。
因此，能夠使螺桿20的形狀簡(jiǎn)單化，所以能夠使螺桿20的成本變低。 此外，能夠使樹脂滯留的部位變少能夠使形狀簡(jiǎn)單化的量，能夠防止樹脂 發(fā)生燒傷，所以能夠提高成形品的品質(zhì)。
如果使經(jīng)由樹脂供給口 65供給的樹脂在加熱缸17內(nèi)前進(jìn)的期間凝聚、 形成由多個(gè)樹脂的顆粒構(gòu)成的固體床，則各顆粒完全熔融要花費(fèi)時(shí)間。
所以，在本實(shí)施方式中，在刮板部45的長(zhǎng)度方向上的規(guī)定的區(qū)間形成 用來防止形成固體床的槽深度設(shè)定區(qū)域，在該槽深度設(shè)定區(qū)域中，在設(shè)顆 粒徑(直徑)為S 1、在徑向從主體部分45a的外周面到加熱缸17的內(nèi)周 面的距離、即槽深度為t 1時(shí)，則槽深度t l相對(duì)于徑S 1的比Y 1為
y 1=t 1/S 1， l《y 另外，如果設(shè)加熱缸17的內(nèi)徑為Di，則上述槽深度Tl為 t 1= (Di-dl) /2
此外，在本實(shí)施方式中，顆粒具有球形的形狀，但在具有球形以外的形狀 的情況下，顆粒徑S 1可以設(shè)為顆粒的各部的直徑中的最大者、即最大徑； 或者顆粒的各部的直徑中的最小者、即最小徑；或最大徑與最小徑的中間 的值、例如平均值。
上述槽深度設(shè)定區(qū)域只要遍及能夠防止形成固體床的軸向長(zhǎng)度形成就 可以，優(yōu)選地形成在從刮板部45的后端(對(duì)應(yīng)于將螺桿20置于前進(jìn)極限 位置時(shí)的樹脂供給口 65的后端的點(diǎn))到刮板部45的前端的區(qū)間中。此外， 可以將上述槽深度設(shè)定區(qū)域形成在從刮板部45的后端到樹脂完全熔融的部 位的區(qū)間，或者遍及從刮板部45的后端到螺桿20的前進(jìn)極限位置與后退 極限位置之間的距離、即螺桿行程的長(zhǎng)度來形成。
另外，在實(shí)際形成上述槽深度設(shè)定區(qū)域的情況下，可以以螺桿20的軸 向長(zhǎng)度設(shè)定、或以槽67的長(zhǎng)度設(shè)定。
接著，對(duì)樹脂熔融的狀態(tài)進(jìn)行說明。
圖6是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的樹脂熔融的狀態(tài)的概念圖，圖7 是說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的注射裝置的展開距離的圖。
在圖中，17是加熱缸，20是螺桿，53是刮板，67是槽，19是顆粒，r是由熔融的樹脂形成的熔池。 如上所述，由于比Y 1為 l《Y 1《1.5，
所以在上述槽67中，不再有兩個(gè)顆粒19在槽67的深度方向(徑向)上重 疊的情況。因此，各顆粒19不會(huì)凝聚，而是橫向排列，沿著槽67向?qū)嵕€ 箭頭方向前進(jìn)。此外，在上述注射裝置31 (圖4)中，將加熱缸17的內(nèi)周 面的摩擦系數(shù)設(shè)定得比螺桿20的外周面的摩擦系數(shù)大，以使得當(dāng)使螺桿20 旋轉(zhuǎn)時(shí)熔融的樹脂前進(jìn)。因此，使上述各顆粒19隨著螺桿20的旋轉(zhuǎn)，通 過與加熱缸17的內(nèi)周面的摩擦一邊轉(zhuǎn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn)) 一邊在槽67內(nèi)前進(jìn)。
結(jié)果，不再有由上述各顆粒19形成固體床的情況，所以各顆粒19在 熱容量較小的狀態(tài)下被加熱。因此，能夠?qū)渲诙虝r(shí)間內(nèi)熔融，如圖7 所示，能夠使到樹脂完全熔融為止的展開距離L2變短。并且，由于能夠使 螺桿20相應(yīng)地變短，所以能夠使注射裝置的軸向尺寸變小。
此外，形成在加熱缸17的內(nèi)周面與螺桿20之間的空間作為將來自加 熱器hll hl3的熱向各顆粒19供給的熱供給空間發(fā)揮功能。并且，由于各 顆粒19 一邊與加熱缸17的內(nèi)周面接觸并一邊轉(zhuǎn)動(dòng)， 一邊在槽67內(nèi)前進(jìn)， 所以加熱器hll hl3的熱如虛線箭頭所示那樣經(jīng)由加熱缸17通過轉(zhuǎn)動(dòng)傳 熱傳遞給各顆粒19。因此，能夠?qū)渲咝是揖鶆虻丶訜帷⑷廴?。結(jié)果， 能夠使成形品的品質(zhì)提高。
另外，由于各顆粒19在缸部83內(nèi)被預(yù)熱，所以如果被供給到加熱缸 17內(nèi)，則立刻開始熔融。因此，能夠縮短各顆粒19完全熔融的時(shí)間，所以 能夠使螺桿20變得更短，能夠進(jìn)一步減小注射裝置31的軸向尺寸。
并且，由于在槽67內(nèi)各顆粒19平滑地前進(jìn)，所以能夠抑制剪切放熱。 因此，不再會(huì)發(fā)生樹脂燒傷，能夠提高成形品的品質(zhì)。
如果不經(jīng)由樹脂供給口 65控制供給量，例如在短時(shí)間將許多樹脂供給 到加熱缸17內(nèi)，則上述熱供給空間被樹脂過量地填滿，在槽67內(nèi)對(duì)熔融 之前的各顆粒19施加壓力，各顆粒19相互約束運(yùn)動(dòng)。隨之，各顆粒19不 再轉(zhuǎn)動(dòng)，加熱器hll h13的熱不再通過轉(zhuǎn)動(dòng)傳熱傳遞給各顆粒19， 一部分 顆粒19沒有熔融，不僅不能使樹脂均勻地熔融，而且發(fā)生螺桿20的咬入 不良。結(jié)果，不再能夠提高成形品的品質(zhì)。并且，不再能夠使樹脂充分地
15熔融，所以不能充分地縮短展開距離L2，不能充分地縮短螺桿20。
所以，上述CPU的供給量控制處理機(jī)構(gòu)(供給量控制處理部)進(jìn)行供 給量控制處理，通過控制上述給料馬達(dá)86的旋轉(zhuǎn)速度，控制供給到加熱缸 17內(nèi)的樹脂的供給量。作為此情況下的給料馬達(dá)86的目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)速度即目 標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度如圖4所示那樣設(shè)定為，使得規(guī)定量的顆粒19連續(xù)地下落而被 供給到樹脂供給口 65中。
這樣，在本實(shí)施方式中，由于控制樹脂的供給量，所以上述熱供給空 間被樹脂適當(dāng)?shù)靥顫M，在槽67內(nèi)沒有對(duì)熔融之前的各顆粒19施加壓力， 各顆粒19沒有相互約束運(yùn)動(dòng)，而是轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)。隨之，加熱器hll hl3的 熱通過轉(zhuǎn)動(dòng)傳熱被傳遞給各顆粒19，所以能夠使樹脂均勻地熔融，能夠防 止發(fā)生螺桿20的咬入不良。結(jié)果，能夠使成形品的品質(zhì)提高。并且，由于 能夠使樹脂充分地熔融，所以能夠可靠地使展開距離L2變短，能夠使螺桿 20充分地變短。
此外，上述CPU的加熱量調(diào)節(jié)處理機(jī)構(gòu)(加熱量調(diào)節(jié)處理部)進(jìn)行加 熱量調(diào)節(jié)處理，控制加熱器hll h13的通電，調(diào)節(jié)加熱樹脂的加熱量，控 制樹脂的溫度。因此，能夠控制各顆粒19轉(zhuǎn)動(dòng)的速度即轉(zhuǎn)動(dòng)速度，能夠控 制展開距離L2。
另外，在本實(shí)施方式中，設(shè)定為使各顆粒19在導(dǎo)引部84內(nèi)成一列下 落而被供給到樹脂供給口 65中，但不一定必須形成一列，只要在加熱缸17 與螺桿20之間形成在各顆粒19間產(chǎn)生間隙的狀態(tài)，以使得在使樹脂熔融 之前的階段不對(duì)各顆粒19施加壓力就可以。例如，可以通過按照設(shè)定的時(shí) 間一起供給預(yù)先所設(shè)定的供給量的樹脂，使得不對(duì)各顆粒19施加壓力。
接著，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，對(duì)于具有與第1實(shí) 施方式相同的構(gòu)造賦予相同的標(biāo)號(hào)，對(duì)于因具有相同構(gòu)造而帶來的發(fā)明的 效果引用上述實(shí)施方式的效果。
圖8是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的加熱缸的主要部分的縱剖視圖， 圖9是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的加熱缸的主要部分的俯視圖，圖10是 表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的加熱缸的主要部分的橫剖視圖。
在此情況下，在作為成形材料供給口的樹脂供給口 65附近的規(guī)定部位 上，在本實(shí)施方式中在從樹脂供給口 65的后端到樹脂供給口 65的前方的規(guī)定的點(diǎn)之間設(shè)定有成形材料限制部pl，在該成形材料限制部pl的作為缸
部件的加熱缸17的內(nèi)周面上，為了限制顆粒19 (圖4)的運(yùn)動(dòng)而以等間距 形成沿軸向延伸的多個(gè)槽91。該各槽91在前端的附近具備過渡部92，在 該過渡部92中，槽91逐漸變淺。
并且，將作為注射部件的、且作為計(jì)量部件的螺桿20置于前進(jìn)極限位 置時(shí)的、對(duì)應(yīng)于上述成形材料限制部pl的部分被設(shè)定為樹脂的投入?yún)^(qū)域， 在該投入?yún)^(qū)域中，當(dāng)設(shè)表示在徑向從主體部分45a的外周面到槽91的谷部 ql (直徑最大的部分)的距離的最大的槽深度、即最大槽深度為T2時(shí)，最 大槽深度t 2相對(duì)于顆粒19的直徑5 1的比y 2為
y2=t 2/s 1， l《y2《2 此外，當(dāng)設(shè)表示從主體部分45a的外周面到槽91的山部q2(直徑變得最小 的部分)的距離的最小的槽深度、即最小槽深度為T3時(shí)，最小槽深度t3 相對(duì)于顆粒19的直徑s 1的比Y 3為
y3=t3/S1， y3《1 在此情況下，最大槽深度t2及最小槽深度t3為
t 3< t 2 另外，在本實(shí)施方式中，由于山部q2由加熱缸17的內(nèi)周面形成，所以上 述最小槽深度t 3為 t3= (Di誦dl) /2。
在本實(shí)施方式中，經(jīng)由樹脂供給口 65供給到加熱缸17內(nèi)的顆粒19進(jìn) 入到各槽91內(nèi)，但如上所述，由于比y3為1以下，所以運(yùn)動(dòng)被限制，不 會(huì)越過山部q2，而沿著槽91在投入?yún)^(qū)域中前進(jìn)。
因此，在投入?yún)^(qū)域內(nèi)各顆粒19在槽91內(nèi)前進(jìn)，所以更不會(huì)有凝聚的 情況，也不會(huì)形成固體床。結(jié)果，能夠使顆粒19平滑地前進(jìn)，能夠進(jìn)一步 抑制剪切放熱。
在本實(shí)施方式中，對(duì)通過使螺桿20旋轉(zhuǎn)而使樹脂熔融、進(jìn)而通過使上 述螺桿20前進(jìn)而注射樹脂的同軸往復(fù)螺桿方式的注射裝置進(jìn)行了說明，但 也能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用到通過使螺桿旋轉(zhuǎn)而使樹脂熔融、通過使與螺桿不同 的部件、例如使柱塞前進(jìn)來注射樹脂的預(yù)塑式的注射裝置、以及在筒內(nèi)旋 轉(zhuǎn)自如地配設(shè)有螺桿的擠壓機(jī)中。另外，本發(fā)明并不限于上述各實(shí)施方式，能夠基于本發(fā)明的主旨進(jìn)行 各種變形，而不應(yīng)將它們從本發(fā)明的技術(shù)范圍中排除。 工業(yè)實(shí)用性
能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用在注塑機(jī)的注射裝置中。
權(quán)利要求
1、一種螺桿，在缸部件內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如地配設(shè)，后端連結(jié)在驅(qū)動(dòng)裝置上，其特征在于，(a)具有塑化部，該塑化部具備主體部分以及突出地形成在該主體部分的外周面上的刮板，并且，(b)在該塑化部的規(guī)定的區(qū)間形成有槽深度設(shè)定區(qū)域，(c)在該槽深度設(shè)定區(qū)域，當(dāng)設(shè)成形材料的直徑為δ1、沿著上述刮板形成的槽的槽深度為τ1時(shí)，槽深度τ1相對(duì)于直徑δ1的比γ1為1≤γ1≤1.5。
2、 如權(quán)利要求l所述的螺桿，其特征在于， 上述槽深度設(shè)定區(qū)域形成在從塑化部的后端到前端的區(qū)間。
3、 如權(quán)利要求l所述的螺桿，其特征在于，上述槽深度設(shè)定區(qū)域遍及槽的展開距離形成，在該展開距離中成形材 料在槽的深度方向上不重疊地在槽內(nèi)移動(dòng)，在此期間熱向成型材料傳遞而 使其熔融。
4、 如權(quán)利要求1所述的螺桿，其特征在于，上述槽深度設(shè)定區(qū)域從塑化部的后端開始遍及螺桿行程的長(zhǎng)度而形成。
5、 如權(quán)利要求1所述的螺桿，其特征在于，在上述缸部件內(nèi)，使成形材料在運(yùn)動(dòng)沒有被約束的狀態(tài)下向前方移動(dòng)。
6、 如權(quán)利要求1所述的螺桿，其特征在于，(a) 螺桿主體具備在從上述塑化部的前端開始的規(guī)定的范圍內(nèi)，與防 倒流裝置相鄰接地形成的壓力部件；(b) 該壓力部件具備平坦的外周面，該平坦的外周面具有上述塑化部的主體部分的外徑以上的外徑。
7、 一種注射裝置，其特征在于，具有(a) 缸部件、(b) 在該缸部件內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如地配設(shè)的螺桿、和(c) 配設(shè)在該螺桿的后端的驅(qū)動(dòng)裝置， 并且，(d) 上述螺桿具備塑化部，該塑化部具有主體部分以及突出地形成在 該主體部分的外周面上的刮板，(e) 在該塑化部的規(guī)定的區(qū)間形成有槽深度設(shè)定區(qū)域，(f) 在該槽深度設(shè)定區(qū)域，當(dāng)設(shè)成形材料的直徑為5 1、沿著上述刮 板形成的槽的槽深度為t 1時(shí)，槽深度t 1相對(duì)于直徑5 1的比Y 1為l《Y 1《1.5。
8、 如權(quán)利要求7所述的注射裝置，其特征在于，具有一邊控制供給量一邊將成形材料供給到上述缸部件內(nèi)的成形材料 供給裝置。
9、 如權(quán)利要求7所述的注射裝置，其特征在于， 具有用來控制使上述成形材料熔融所需的槽的展開距離的加熱部件。
10、 如權(quán)利要求7所述的注射裝置，其特征在于， 在上述缸部件的成形材料供給口附近的規(guī)定部位上，形成有限制顆粒的移動(dòng)的成形材料限制部。
11、 如權(quán)利要求10所述的注射裝置，其特征在于， 上述成形材料限制部具備沿軸向延伸的多個(gè)槽。
12、 如權(quán)利要求ll所述的注射裝置，其特征在于，在上述成形材料限制部中，使最大槽深度t 2相對(duì)于成形材料的直徑51 的比Y2為l《y2《2，使最小槽深度t 3相對(duì)于成形材料的直徑S 1的比Y 3為并且使最大槽深度t 2及最小槽深度t 3為 t 3<t 2。
全文摘要
本發(fā)明涉及螺桿及注射裝置，能夠使注射裝置的軸向尺寸變小，能夠使成形材料均勻地熔融，能夠使成形品的品質(zhì)提高。在螺桿(20)中，具有具備主體部分(45a)、以及突出形成在主體部分(45a)的外周面上的刮板(53)的塑化部。在塑化部的規(guī)定的區(qū)間中形成有槽深度設(shè)定區(qū)域，在槽深度設(shè)定區(qū)域中，在設(shè)成形材料的直徑為δ1、沿著刮板(53)形成的槽(67)的槽深度為τ1時(shí)，槽深度τ1相對(duì)于直徑δ1的比γ1為1≤γ1≤1.5。在槽(67)中，各顆粒橫向排列，沿著槽(67)并且一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一邊前進(jìn)。由于各顆粒不再凝聚，所以不會(huì)形成固體床。
文檔編號(hào)B29C45/60GK101588909SQ20078005035
公開日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2007年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月9日
發(fā)明者丸本洋嗣, 神谷宗克 申請(qǐng)人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社;螺旋邏輯有限公司