JP4522943B2 - プリプラ式射出装置 - Google Patents

Description

本発明は射出成形機の射出装置に係り、特に可塑化装置から供給される溶融樹脂をプランジャにより押し出して射出するプリプラ式射出装置に関する。

射出成形機の射出装置には、大きく分けてインライン式射出装置と、プリプラ（プリ・プラスティサイザ）式射出装置がある。インライン式射出装置では、スクリュを回転して樹脂を溶融しながらスクリュの前側に溶融樹脂を溜め、スクリュを前進することに溶融樹脂を射出する。プリプラ式射出装置では、樹脂を溶融する可塑化装置と、溶融樹脂を射出する射出装置とが独立して設けられており、可塑化装置で溶融した樹脂は射出装置の射出室に供給され、射出室に設けられたプランジャを前進することにより、溶融樹脂は射出される。プリプラ式射出装置は、インライン式射出装置に較べて、樹脂の安定した可塑化や射出ができるという利点がある。

プリプラ式射出装置では、可塑化装置で溶融した樹脂を射出装置の射出ノズルに繋がる射出室に充填し、射出室に一旦貯められた溶融樹脂をプランジャで押圧することにより射出ノズルから射出する。射出室はプランジャ用シリンダ内で進退可能に設けられたプランジャの前側に形成される空間であり、射出室には可塑化装置の溶融樹脂吐出ノズルから延在する溶融樹脂供給通路が接続される。

従来のプリプラ式射出装置の一例では、射出装置のプランジャ用シリンダに対して可塑化装置の可塑化シリンダをノズル側を頂点としたＶ字状に配置し、可塑化装置の溶融樹脂吐出ノズルを射出装置の射出室に接続するための溶融樹脂供給通路を設けている(例えば、特許文献１参照。）
特開２０００−２６３６００号公報

上述のように、プリプラ式射出装置では、プランジャにより溶融樹脂を押圧して射出するため、プランジャはプランジャシリンダ内で往復動可能に構成される。すなわち、プランジャはプランジャ用シリンダに対して摺動可能とするため、プランジャとプランジャ用シリンダとの間にはある程度のクリアランスが設けられる。

プランジャの前側で溶融樹脂を高圧にすると、僅かではあるが溶融樹脂はこのクリアランスに入り込みプランジャに沿って射出室とは反対方向にはみだしていく。はみだした溶融樹脂は、プランジャによる射出を行う毎にクリアランス内に溜まっていき、射出室とは反対方向に徐々に移動していく。

プランジャ用シリンダは樹脂を溶融状態に維持するために加熱されており、クリアランスに溜まった樹脂が熱により炭化してプランジャにこびりつくおそれがある。樹脂がプランジャにこびりつくと、プランジャの摺動抵抗が増大し、プランジャの移動ができなくなるという問題が発生する。

また、プランジャにこびりついた樹脂を除去するためには、プランジャをプランジャ用シリンダから抜き出さなくてはならず、メンテナンス作業が大掛かりとなるという問題もある。

本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、プランジャとプランジャ用シリンダとの間に入り込んだ樹脂を、射出動作を行っている際に容易に排出することのできるプリプラ式射出装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明によれば、樹脂可塑化装置から供給された溶融樹脂を射出する樹脂射出装置を有するプリプラ式射出装置であって、樹脂射出装置は、プランジャ用シリンダ内で回転可能に構成されたプランジャと、プランジャ用シリンダに形成され、内部においてプランジャの外周面の一部が露出する樹脂排出穴と、樹脂排出穴内に設けられ、プランジャの軸方向に延在する掻出し部材と、掻き出し部材をプランジャに向けて付勢する弾性体とを有し、掻出し部材は、プランジャ用シリンダに取り付けられる樹脂除去機構に含まれることを特徴とするプリプラ式射出装置が提供される。

上述のプリプラ式射出装置は、掻出し部材が、プランジャの外周面に対して傾斜した状態、及び記樹脂排出穴の中心からずれた状態、の少なくとも一方の状態で配置されることとしてもよい。また、掻出し部材のプランジャに当接する端部は、凸形状又は傾斜形状でることとしてもよい。

また、本発明によるプリプラ式射出装置は、プランジャを回転させながら軸方向に移動させる手段を有することが好ましい。また、プランジャは先端部の外径より小さな外径を有する小径部を有しており、掻出し部材は小径部の外周面に当接することが好ましい。さらに、プランジャの小径部はプランジャの先端部と段差で接続されており、掻出し部材は、段差の近傍における小径部の外周面に当接することが好ましい。あるいは、プランジャの小径部とプランジャの先端部との間にテーパ部が設けられており、掻出し部材は、テーパ部の外周面に当接することとしてもよい。

上述の本発明によれば、プランジャとプランジャ用シリンダとの間に入り込んだ溶融樹脂を、プランジャが回転する際に掻出し部材によりプランジャから掻き取ることができ、プランジャに付着した溶融樹脂が硬化したり炭化したりしてプランジャの動作が阻害されることを防止することができる。

まず、本発明が適用されたプリプラ式射出装置の一例について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は本発明が適用されたプリプラ式射出装置の可塑化装置を示す断面図であり、図２は本発明が適用されたプリプラ式射出装置の射出装置を示す断面図である。図１に示す樹脂可塑化装置１０と図２に示す樹脂射出装置３０とにより本発明が適用されたプリプラ式射出装置が構成される。

図１に示す可塑化装置１０は、樹脂原料として樹脂ペレットを溶融して射出装置３０に供給するための装置である。可塑化装置１０は、可塑化シリンダ１２と、可塑化シリンダ１２内に設けられたスクリュ１４と、スクリュ１４を回転駆動する計量モータ１６と、計量モータ１６の回転量を検出するためのエンコーダ１８とを有する。

可塑化シリンダ１２の計量モータ１６側には、樹脂ペレット等の樹脂原料を可塑化シリンダ１２内のスクリュ１４に供給するためにホッパ口２０が設けられる。また、可塑化シリンダ１２の周囲には、シリンダ加熱用ヒータ２２が巻回される。

計量モータ１６によりスクリュ１４が回転されると、ホッパ口２０から供給された樹脂ペレットはスクリュ１４により前方（図中右側）に送り込まれる。この際、樹脂ペレットはスクリュ１４と可塑化シリンダ１２の内壁との間で圧縮され、そのせん断熱とシリンダ加熱用ヒータ２２から供給される熱とにより溶融される。そして溶融樹脂はスクリュ１４の先端に送り込まれる。

スクリュ１４の先端は、後述する射出装置３０のプランジャ用シリンダ３２に形成されたスクリュノズル室３２ｂ内に突出するように構成されており、溶融樹脂はプランジャ用シリンダ３２からプランジャ３４に形成された溝部３４ａを介して射出室３８に供給される。

なお、計量モータ１６の回転量は、エンコーダ１８の出力信号に基づいて制御され、スクリュ１２の回転量が制御される。これにより、適当な量の溶融樹脂が射出装置３０に供給される。

図２に示す樹脂射出装置３０は、プランジャ用シリンダ３２と、プランジャ用シリンダ３２内で軸方向に移動可能で且つ回転可能なプランジャ３４と、プランジャ用シリンダ３２の前端に設けられたノズル部３６と、プランジャ３４を軸方向に駆動し且つ回転させるプランジャ駆動部６０とよりなる。

プランジャ用シリンダ３２の先端にはノズル部３６が設けられ、ノズル部３６の内部でプランジャ３４の前端側に射出室３８が形成される。射出室３８はノズル３６ａに接続されており、プランジャ３４が前進するとノズル３６ａから溶融樹脂が射出される。

なお、プランジャ用シリンダ３２の周囲には、プランジャ用シリンダ加熱用ヒータ４０が巻回されており、また、ノズル部３６の周囲にもノズル加熱用ヒータ４２が巻回されている。プランジャ用シリンダ加熱用ヒータ４０及びノズル加熱用ヒータ４２は、射出装置１０から供給された溶融樹脂を溶融状態に維持するために、プランジャ用シリンダ３２及びノズル部３６を樹脂の溶融温度以上に加熱する。

樹脂可塑化装置１０の可塑化シリンダ１２の先端面が、樹脂射出装置３０のプランジャ用シリンダ３２の外周に形成された平面に対して固定されることで、可塑化装置１０と射出装置３０とは一体となり、プリプラ式射出装置が構成される。射出装置１０の可塑化シリンダ１２が、プランジャ用シリンダ３２の外周に形成された平面に対して固定された状態で、可塑化シリンダ１２内のスクリュ１４の先端部はプランジャ用シリンダ３２の平面部３２ａからプランジャ３４に向かって形成された空間に突出している。この空間をスクリュノズル室３２ｂと称する。

なお、プランジャ用シリンダ３２は固定部４４に取り付けられ、固定部４４は前部フランジ４６に固定されている。したがって、プランジャ用シリンダ３２と、固定部４４と、前部フランジ４６とは一体化されている。前部フランジ４６には、複数本のガイドロッド４８を介して後部フランジ５０が取り付けられている。すなわち、ガイドロッド４８の一端はボルトｂ１によって前部フランジ４６に固定され、他端はボルトｂ２によって後部フランジ５０に固定されている。

ここで、前部フランジ４６の上方にプランジャ駆動部６０が設けられている。プランジャ駆動部６０は、プランジャ用シリンダ３２内でプランジャ３４を軸方向に移動し且つ回転させるための駆動機構である。

まず、プランジャ駆動部６０のうち、プランジャ３４を軸方向に移動する機構について説明する。

プランジャ３４の軸方向の移動は、ノズル部３６内の射出室３８に供給された溶融樹脂をノズル３６ａから射出するための動作である。

前部フランジ４６と後部フランジ５０との間に、ガイドロッド４８に案内されて前部フランジ４６と後部フランジ５０との間で移動可能な可動プレート６２が設けられている。すなわち、可動プレート６２はブッシュ６４を介してガイドロッド４８に摺動可能に支持されている。

可動プレート６２の外周部には射出モータ６６が固定されている。また、可動プレート６２の中央部分にはラジアルベアリングｂｒ１，ｂｒ２を介してベアリングホルダ６８が回転可能に支持されている。そして、射出モータ６６のシャフトに固定された小プーリ７０と、ベアリングホルダ６８にボルトｂ３によって固定された大プーリ７２との間にベルト７４が張られている。これにより、射出モータ６６が駆動されると、その回転がプーリ７０，７２とベルト７４を介してベアリングホルダ６８に伝達され、ベアリングホルダ６８は回転する。ベアリングｂｒ１は、ボルトｂ８によって押さえ板６３を介して可動プレート６２に固定されている。

ベアリングホルダ６８には、その中心軸上で後部フランジ５０に向かって延在するボールねじ軸７６がボルトｂ４によって固定されている。ボールねじ軸７６は、ボールねじナット８０と係合することで、運動方向変換機構が構成される。ボールねじナット８０の後部には、プランジャ３４に加えられた樹脂圧力を検出するための圧力検出部としてのロードセル７８がボルトｂ５によって取り付けられている。ロードセル７８は、ロードセルリテーナとともにボルトｂ６によって後部フランジ５０に固定されている。ここで、ロードセルリテーナ７９は、環状の部材であり、ボルトｂ６を締め付ける際にロードセル７８に与える締付け力を均一にするために設けられている。

したがって、ベアリングホルダ６８が回転してボールねじ軸７６が回転すると、ボールねじ軸７６とボールねじナット８０とにより構成されるボールねじの作用により、ベアリングホルダ６８が軸方向に移動する。この際、可動プレート６２はベアリングホルダ６８に対して回転可能であるが軸方向に関しては固定されているので、可動プレート６２もベアリングホルダ６８と共に軸方法に移動し、可動プレート６２とに固定されている射出モータ６６も可動プレート６２と共に移動する。

ベアリングホルダ６８の内側には、スラストベアリングｂｒ３を介して回転軸８２が回転可能に支持されている。スラストベアリングｂｒ３は、締付けナット８１によって与圧が加えられている。したがって、回転軸８２はベアアリングホルダ６８と共に回転することなく、ベアリングホルダと６８共に軸方向にのみ移動することができる。回転軸８２は内周にスプラインが形成されたスプライン穴を有している。

このスプライン穴に、プランジャ用シリンダ３２から延出したプランジャ３４のスプライン端部３４ｂが係合している。プランジャ３４のスプライン端部３４ｂの近傍にプランジャ連結部８４が固定され、プランジャ連結部８４は回転軸８２に取り付けられている。したがって、プランジャ３４は回転軸の軸方向の移動に伴い、軸方向に移動可能である。すなわち、射出モータ６６を正転、逆転することにより、プランジャ３４を軸方向に往復移動することができる。このプランジャ３４の往復移動により溶融樹脂の射出動作が行なわれる。

なお、射出モータ６６には、シャフトの回転量を検出するためのエンコーダ６６ａが設けられている。エンコーダ６６ａからの検出信号に基づいて射出モータ６６の回転量が制御され、これにより、プランジャ３４の移動量が制御される。

次に、プランジャ駆動部６０のうち、プランジャ３４を回転させる回転機構について説明する。

プランジャ３４は、樹脂可塑化装置１０から溶融樹脂が射出室３８に供給されるときには、溝部３４ａが樹脂流入孔３２ｃに一致しており、スクリュ１４によりスクリュノズル室３２ｂに送り込まれる溶融樹脂を射出室３８に導くことができる。しかし、射出室３８に供給された溶融樹脂をノズル３６ａから射出するときには、溝部３４ａとスクリュノズル室３２ｂとの間の溶融樹脂の通路を遮断しないと、溶融樹脂がスクリュノズル室３２ｂ（可塑化装置１０側）に逆流してしまう。

そこで、上述のプリプラ式射出装置では、溶融樹脂を射出室３８に供給し終わった時点、あるいはその少し前の時点で、プランジャ３４を例えば１８０度回転さて、溝部３４ａが樹脂流入孔３２ｃから外れるようにする。これにより、樹脂流入孔３２ｃはプランジャ３４の外周面により閉鎖され、スクリュノズル室３２ｂと射出室３８との間の溶融樹脂の通路は遮断される。

上述のプランジャ３４の回転を行なうために回転機構が設けられている。上述のように、プランジャ３４はプランジャ連結部８４により回転軸８２に取り付けられており、回転軸と８２一体的に回転できるようになっている。回転軸８２には大プーリ８６がボルトｂ７によって固定されており、回転軸８２は大プーリ８６と共に回転可能である。

ここで、可動プレート６２の外周部にはシール開閉モータ８８が固定されており、シール開閉モータ８８のシャフトには小プーリ９０が取り付けられている。そして、小プーリ９０と回転軸８２の大プーリ８６とに、ベルト９２が張られている。したがって、シール開閉モータ８８が駆動されて小プーリ９０が回転すると、その回転はベルト９２及び大プーリ８６を介して、回転軸８２に伝達され、回転軸８２が回転する。これに伴い、回転軸８２に固定されているプランジャ３４が回転し、溝部３４ａが樹脂流入孔３２ｃから外れて、樹脂流入孔３２ｃはプランジャ３４の外周面により閉鎖される。

なお、シール開閉モータ８８には、シャフトの回転量を検出するためのエンコーダ８８ａが設けられる。エンコーダ８８ａからの検出信号に基づいてシール開閉モータ８８の駆動を制御することとしてもよい。ただし、本実施の形態では、後述のように、プランジャ３４と共に回転する部分の回転位置を検出することで、シール開閉モータ８８の作動及び停止を制御している。

本発明が適用されるプリプラ式射出装置は以上のような構成を有しており、樹脂可塑化装置１０から樹脂射出装置３０への溶融樹脂の供給に関する構成が簡素化されている。すなわち、可塑化装置１０のスクリュ１４の先端が、プランジャ用シリンダ３２の内部に形成されたスクリュノズル室３２ｂに突出しており、可塑化装置１０に通常設けられている溶融樹脂を吐出するノズルが、プランジャ用シリンダ３２の内部に形成された樹脂流入孔３２ｃに相当している。したがって、可塑化装置１０のノズル（樹脂流入孔３２ｃ）が直接、プランジャ３４の溝部３４ａに繋がる構成である。

プランジャ３４の溝部３４ａは、プランジャ３４の前端面まで延在しており、樹脂流入孔３２ｃと射出室３８とを接続する。したがって、プランジャ３４の溝部３４ａは、溶融樹脂を樹脂可塑化装置１０から射出室３８に供給するための溶融樹脂供給通路として機能する。

射出室３８への溶融樹脂の供給が完了したら、上述のようにシール開閉モータ８８を駆動してプランジャ３４を回転させることで、溝部３４ａを樹脂流入孔３２ｃに繋がらない位置とする。これにより、射出室３８とスクリュノズル室３２ｂとの接続は遮断される。したがって、プランジャ３４を前進させることで、射出室３８の溶融樹脂をスクリュノズル室３２ｂ側に逆流させることなく、ノズル３６ａから射出することができる。すなわち、プランジャ３４の回転は、従来設けられていた逆止弁又は閉止弁の機能を提供する。

ここで、プランジャ３４とプランジャ用シリンダ３２との間には、プランジャ３４がプランジャ用シリンダ３２内で移動可能なようにクリアランス（僅かな間隙）が設けられている。射出室３８に溶融樹脂を供給してからプランジャ３４を前進させて溶融樹脂に圧力をかけて射出する際、このクリアランスに溶融樹脂が入り込む。射出動作を繰り返す毎にクリアランスに僅かずつではあるが溶融樹脂が入り込み、プランジャ３４に沿って射出室３４の反対側へと移動していく。

プランジャ３４は、図３に拡大して示すように、射出室３８側の部分で溝部３４ａが形成された部分が太く、そこから延在する中央部分である小径部３４ｃは僅かに細くなっている。これは、プランジャ３４の全体にわたってプランジャ用シリンダ３２とのクリアランスを小さくすると摺動抵抗が大きくなるため、射出室３８側だけクリアランスを小さくして、摺動抵抗を小さく抑えつつ溶融樹脂の漏れを少なくするためである。

したがって、プランジャ３４には図３において矢印Ａで示すように段差が形成される。ここで、溶融樹脂が射出室３８側からクリアランスに入りこんで徐々に移動してプランジャ３４の小径部３４ｃまで移動する際、この段差の隅の部分に樹脂が滞留し、滞留した樹脂の焼け（炭化）が生じやすいことがわかった。

そこで、図４に示すように、段差をなくしてなだらかに小径部３４ｃに繋がるようにテーパ部３４ｄを設けることで、クリアランス内の樹脂はプランジャ３４に沿って滑らかに移動し、小径部３４ｃに到達するまでの樹脂の滞留を無くすことができる。

ただし、樹脂の滞留を無くしたとしても、樹脂がクリアランス内に入ってくることを防げるわけではなく、依然として樹脂はプランジャ３４とプランジャ用シリンダ３２との間のクリアランスに入り込んで奥へ移動してくる。

そこで、本発明によるプリプラ式射出装置では、プランジャ３４の小径部３４ｃあるいはテーパ部３４ｄまで移動してきた樹脂をプランジャ用シリンダ３２の外部へ取り除くための樹脂除去機構１００（図２参照）が設けられている。

樹脂除去機構１００は、図２に示すように、外筒部１０２と、外筒部の内側に設けられた内筒部１０４と、内筒部１０４に取り付けられた掻出し板１０６とを有する。外筒部１０２はプランジャ用シリンダ３２に形成された樹脂排出穴に固定される。樹脂排出穴はプランジャ３４が収容されているプランジャ穴（シリンダ）に対して垂直に形成されてプランジャ穴まで延在するように形成される。したがって、樹脂排出穴の内部でプランジャ３４の外周面の一部が露出した状態となる。

なお、樹脂排出穴の位置は、内部で露出するプランジャ３４の外周面が、プランジャ３４の小径部３４ｃで段差に近い部分、あるいはテーパ部３４となるような位置であることが望ましい。

内筒部１０４は外筒部１０２より奥まで延在し、内筒部１０４の先端側に取り付けられた掻出し板１０６が、樹脂排出穴の中でプランジャ３４の外周面に当接する。掻出し板１０６はプランジャ３４の軸方向に平行に延在するように配置される。したがって、プランジャ３４がプランジャ用シリンダ３２内で回転するとプランジャ３４の外周面に付着していた樹脂が掻出し板１０６により掻き取られて内筒部１０４の中に排出される。掻出し板１０６は板形状に限られず、プランジャ３４の外周面に当接して溶融樹脂を掻き取ることができるようなものであれば、いかなる形状の部材（掻出し部材とも称する）であってもよい。

なお、掻出し板１０６をプランジャ３４に当接させるために、掻出し板１０６を支持する内筒部１０４は、外筒部１０２との間に設けられたスプリング（図５又は図６参照）によりプランジャ３４の方向に付勢される。これにより、掻出し板１０６はプランジャ３４の外周面の一部に対して押圧され、プランジャ３４が回転することによりプランジャ３４に付着した溶融樹脂を掻き取ることができる。

次に、本発明の第１実施例によるプリプラ式射出装置の樹脂除去機構１００について、図５を参照しながら説明する。図５は本発明の第１実施例による樹脂除去機構１００の断面図であり、図２におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

図５において、プランジャ用シリンダ３２の水平断面が示され、プランジャ用シリンダ３２の中央にプランジャ３４が位置している。なお、プランジャ用シリンダ３２の外周にはヒータ４０が巻回されているが、図示は省略されている。プランジャ３４が収容されているプランジャ穴に対してプランジャ用シリンダ３２の径方向に樹脂排出穴１０８が形成され、樹脂排出穴１０８の先端はプランジャ穴まで到達している。

樹脂排出穴１０８の入り口部分付近にはテーパねじが形成されており、このテーパねじに外筒部１０２の先端に形成されたテーパねじがねじ込まれ、外筒部１０２はプランジャ用シリンダ３２の軸方向に垂直に固定されている。

外筒部１０２の内側には内筒部１０４の後ろ側の部分（プランジャ３４から遠い側）が移動可能に配置される。一方、内筒部１０４の前側（プランジャ３４に面する側）は、外筒部１０２の先端部を超えて樹脂排出穴１０８内に延在している。内筒部１０４は中空の円筒形状であり、その先端部の内側に掻出し板１０６が取り付けられている。

掻出し板１０６は、その端部がプランジャ３４の軸方向に沿って外周面に当接するように、内筒部１０４の内側に固定されている。すなわち、内筒部１０４をプランジャ３４に向かって付勢すると、掻出し板１０６の端部は樹脂排出穴１０８内で露出したプランジャ３４の外周面の一部に当接する。

内筒部１０４への付勢力は、内筒部１０４と外筒部１０２との間に配置された弾性体としてのコイルスプリング１１０により発生する。すなわち、内筒部１０４の先端部は、樹脂排出穴１０８の内壁に摺動する程度の外径であるが、先端部以外は先端部より外径が小さくなっており、樹脂排出穴１０８の内壁と内筒部１０４の外周との間に空間が形成される。この空間内にコイルスプリング１１０が配置されており、コイルスプリング１１０の一端が外筒部１０２の端面に当接し、他端が内筒部１０４の先端側の段部に当接する。コイルスプリング１１０は予め圧縮された状態で配置されるような長さであり、コイルスプリング１１０が戻る力が、内筒部１０４をプランジャ３４の方向に押圧する付勢力となる。なお、弾性体としてのコイルスプリング１１０はコイルスプリングに限られず、例えばゴムや樹脂のような弾性体であってもよい。

ここで、プランジャ３４とプランジャ用シリンダ３２との間のクリアランスに入り込んだ溶融樹脂は、掻出し板１０６の端部がプランジャ３４に当接した部分に次第に移動してくる。プランジャ３４は射出工程において上述のように樹脂供給路を開閉するために回転するため、プランジャ３４の外周に付着した溶融樹脂は、プランジャ３４が回転する際に掻出し板１０６により掻き取られ、内筒部１０４の内側に溜まることとなる。

したがって、プランジャ３４とプランジャ用シリンダ３２との間のクリアランスに入り込んだ溶融樹脂がプランジャ３４の外周面に長時間付着することがなく、プランジャ３４の外周面に付着した溶融樹脂の炭化を防止することができ、長時間にわたってプランジャ用シリンダ３２内におけるプランジャ３４の正常な運動を維持することができる。

なお、内筒部１０４の内側に溜まった溶融樹脂は、例えば、一日一回程度の頻度で除去することが望ましい。

ここで、プランジャ３４の回転は通常１８０度の回転であり、往復回転運動となるが、１８０度の往復回転であると、プランジャ３４の外周面の周方向の半分しか掻出し板１０６に当接しないので、溶融樹脂を全て掻き取ることができなくなる。そこで、プランジャ３４の回転方向を一方向とすることにより、より好ましい結果を得ることができる。すなわち、溶融樹脂供給のためにプランジャ３４を１８０度回転させ、溶融樹脂の供給が終わったら、プランジャ３４を同じ方向に１８０度回転させて、樹脂供給路を遮断する。これにより、掻出し板１０６をプランジャ３４の外周面の全周にわたって当接させることができ、プランジャ３４の全周にわたって溶融樹脂を掻き取ることができる。

また、プランジャ３４の回転は、プランジャ３４がその軸方向の移動範囲（進退範囲）の前端部及び後端部に位置しているところで行われる。このため、プランジャ３４が移動範囲の中程に位置している際に掻出し板１０６がプランジャ３４に当接している部分では、プランジャ３４が回転しないので溶融樹脂を掻き取ることはできない。射出工程を連続して行っているときには、この樹脂はプランジャ３４に沿って掻出し板１０６が当接している部分まで移動してくるので、掻き取ることができる。ただし、射出装置の稼動を停止した場合には、掻き取り部より前の部分に付着している樹脂はそのままとなってしまう。そこで、射出装置の稼動を停止した際には、稼動停止後の後処理として、プランジャ３４を回転させながら同時に軸方向に移動させることにより、プランジャ３４に付着して残っている溶融樹脂を掻き取ることが望ましい。

次に、本発明の第２実施例によるプリプラ式射出装置の樹脂除去機構１００Ａについて、図６を参照しながら説明する。図６は本発明の第２実施例による樹脂除去機構１００Ａの断面図であり、図２におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図に相当する。本実施例における樹脂除去機構１００Ａは、上述の樹脂除去機構１００のコイルスプリング１１０の配置位置を変更したものである。

上述の樹脂除去機構１００において、内筒部１０４の先端側の外径と樹脂排出穴１０８の内径との差ｔは、加工上の公差の関係で、例えば１ｍｍ程度となる場合がある。この場合、プランジャ３４に付着していた溶融樹脂が内筒部１０４の外周面と樹脂排出穴１０８の内周面との間に入り込み、徐々にコイルスプリング１１０が収容された空間に入り込むおそれがある。そのような状態となると、コイルスプリング１１０に溶融樹脂が付着し、その後硬化したり炭化したりしてコイルスプリング１１０が正常に機能しなくなるおそれがある。

そこで、本実施例による樹脂除去機構１００Ａでは、コイルスプリング１１０Ａをプランジャ３４から遠い位置に配置すると共に、コイルスプリング１１０Ａが収容された空間まで溶融樹脂が入り込みにくい構造としている。以下に、樹脂除去機構１００Ａの構造を上述の樹脂除去機構１００と比較しながら説明する。

樹脂除去機構１００Ａでは、外筒部１０２Ａの先端部は樹脂排出穴１０８の奥まで延在し、内筒部１０４Ａの先端には外径の太い部分は設けられていない。そして、内筒部１０４Ａの後端は外筒部１０２Ａの後端より突出するように延在している。内筒部１０４Ａの後端部には外径の小さな部分が形成されており、この部分と外筒部１０２Ａの内周面との間に空間が形成されている。この空間にコイルスプリング１１０Ａが収容されている。そして、コイルスプリング１１０Ａの後端に当接するスプリング押さえ１１２が外筒部１０２Ａの外周に嵌まり込む状態で固定されている。

上述の構成の樹脂除去機構１００Ａは、樹脂除去機構１００と同様にプランジャ３４に付着した溶融樹脂を掻出し板１０６で掻き取ることができ、樹脂除去機構１００と同様の効果を得ることができる。

また、コイルスプリング１１０Ａが収容される空間はプランジャ３４から離れた位置にあり、コイルスプリング１１０Ａが収容された空間に溶融樹脂が入り込む可能性は低減されている。さらに、外筒部１０２Ａと内筒部１０４Ａとは共に小型の機械加工部品であるため、外筒部１０２Ａの内周面と内筒部１０４Ａの外周面との間のクリアランスは、例えば０．２ｍｍ程度のクリアランスにすることができる。これにより、溶融樹脂が外筒部１０２Ａの内周面と内筒部１０４Ａの外周面との間のクリアランスを通ってコイルスプリング１１０Ａが収容された空間に入り込む可能性はさらに低減される。したがって、コイルスプリング１１０Ａに溶融樹脂が付着して機能しなくなるおそれはほとんどない。また、もし、溶融樹脂が外筒部１０２Ａの内周面と内筒部１０４Ａの外周面との間のクリアランスを通ってコイルスプリング１１０Ａが収容された空間に入りこんだとしても、スプリング押さえ１１２を外すだけで、コイルスプリング１１０Ａと内筒部１０４Ａとを簡単に取り外すことができ、容易に溶融樹脂を除去することができる。

なお、上述の樹脂除去機構１００及び１００Ａにおいて、掻出し板１０６の位置を図７又は図８に示す位置に変更してもよい。

図７に示す掻出し板１０６は、プランジャ３４の回転方向（図中、矢印で示す）に傾斜するように設けられており、プランジャ３４に付着した溶融樹脂をすくいあげるようにして掻きとることができ、樹脂の掻き取りを効率的に行うことができる。

図８に示す掻出し板１０６は、プランジャ３４の回転方向（図中、矢印で示す）の下流側にずれた位置に配置されており、掻き取られた溶融樹脂が溜まる空間を大きくとることができ、樹脂の掻き取りを効率的に行うことができる。

また、上述の樹脂除去機構１００及び１００Ａにおいて、掻出し板１０６のプランジャ３４に当接する端部の形状は直線でもよいが、図９（ａ）に示すように、一部が突出した形状や凸に湾曲した形状とすることで、掻出し板１０６をプランジャ３４に押圧した際にプランジャ３４に大きな負荷を加えることなく、プランジャ３４の回転を妨げないようにすることができる。あるいは、掻出し板１０６を図４に示すプランジャ３４のテーパ部３４ｄに当接させる場合は、図９（ｂ）に示すように、書き取り掻出し板１０６のプランジャ３４に当接する端部をテーパ部３４ｄに沿って傾斜する形状としてもよい。

本発明が適用されたプリプラ式射出装置の射出装置を示す断面図である。 本発明が適用されたプリプラ式射出装置の射出装置を示す断面図である。 図２に示すプランジャの拡大図である。 テーパ部が設けられたプランジャの拡大図である。 本発明の第１実施例による樹脂除去機構の断面図である。 本発明の第２実施例による樹脂除去機構の断面図である。 傾斜した掻出し板が設けられた樹脂除去機構の断面図である。 位置がずらされた掻出し板が設けられた樹脂除去機構の断面図である。 掻出し板の変形例を示す図である。

符号の説明

１０ 樹脂可塑化装置
１２ 可塑化シリンダ
１４ スクリュ
３０ 樹脂射出装置
３２ プランジャ用シリンダ
３２ｃ 樹脂流入孔
３４ プランジャ
３４ａ 溝部
３４ｂ スプライン部
３４ｃ 小径部
３４ｄ テーパ部
３６ ノズル部
６０ プランジャ駆動部
６６ 射出モータ
８８ シール開閉モータ
１００，１００Ａ 樹脂除去機構
１０２，１０２Ａ 外筒部
１０４，１０４Ａ 内筒部
１０６ 掻出し板
１０８ 樹脂排出穴
１１０，１１０Ａ コイルスプリング
１１２ スプリング押さえ

Claims (7)

1. 樹脂可塑化装置から供給された溶融樹脂を射出する樹脂射出装置を有するプリプラ式射出装置であって、
   該樹脂射出装置は、
   プランジャ用シリンダ内で回転可能に構成されたプランジャと、
   該プランジャ用シリンダに形成され、内部において該プランジャの外周面の一部が露出する樹脂排出穴と、
   該樹脂排出穴内に設けられ、前記プランジャの軸方向に延在する掻出し部材と、
   前記掻き出し部材を前記プランジャに向けて付勢する弾性体とを有し、
   前記掻出し部材は、前記プランジャ用シリンダに取り付けられる樹脂除去機構に含まれることを特徴とするプリプラ式射出装置。
2. 請求項１記載のプリプラ式射出装置であって、
   前記掻出し部材は、前記プランジャの前記外周面に対して傾斜した状態、及び前記樹脂排出穴の中心からずれた状態、の少なくとも一方の状態で配置されることを特徴とするプリプラ式射出装置。
3. 請求項１記載のプリプラ式射出装置であって、
   前記掻出し部材の前記プランジャに当接する端部は、凸形状又は傾斜形状でることを特徴とするプリプラ式射出装置。
4. 請求項１記載のプリプラ式射出装置であって、
   前記プランジャを回転させながら軸方向に移動させる手段を有することを特徴とするプリプラ式射出装置。
5. 請求項１記載のプリプラ式射出装置であって、
   前記プランジャは先端部の外径より小さな外径を有する小径部を有しており、前記掻出し部材は該小径部の外周面に当接することを特徴とするプリプラ式射出装置。
6. 請求項５記載のプリプラ式射出装置であって、
   前記プランジャの前記小径部は前記プランジャの前記先端部と段差で接続されており、前記掻出し部材は、該段差の近傍における前記小径部の前記外周面に当接することを特徴とするプリプラ式射出装置。
7. 請求項５記載のプリプラ式射出装置であって、
   前記プランジャの前記小径部と前記プランジャの前記先端部との間にテーパ部が設けられており、前記掻出し部材は、該テーパ部の外周面に当接することを特徴とするプリプラ式射出装置。

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