JP5504458B2 - 可塑化送出装置およびそのローターならびにこれを用いた射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、材料流入通路が形成されたバレルと、このバレルに摺接し得るローターとを含み、径方向内側端部がバレルの材料流入通路に連通する螺旋溝をローターに形成した可塑化送出装置およびそのローターならびにこれを用いた射出成形機に関する。

近年、射出成形機の小型化を企図して在来のスクリューをローターに置き換えた特許文献１に示すようなスクロールタイプの射出成形機が提案されている。この射出成形機は、溶融状態にある所定量の溶融樹脂を金型のキャビティに圧送する計量射出装置と、成形材料である樹脂を可塑化してこれを計量射出装置に送出する可塑化送出装置とを含む。

特開２００５−３０６０２８号公報

特許文献１に開示されたスクロールタイプの射出成形機においては、ローターに１本の螺旋溝を形成することによって画成された可塑化通路内で成形材料を混練しながら計量射出装置へと供給している。しかしながら、この射出成形処理の作業効率をさらに向上させるため、従来の１本の螺旋溝によって混錬能力をより促進するような溝形状に修正すると、より大量の可塑化された成形材料を効率よく計量射出装置へと供給することができなかった。

本発明の目的は、より大量の可塑化された成形材料を効率よく計量射出装置へと搬送することが可能な可塑化送出装置およびそのローターならびにこれを用いた射出成形機を提供することにある。

本発明の第１の形態は、バレルの一端面に開口する材料流入通路の開口を中心として回転駆動され、当該バレルの一端面に対して摺接する端面には、前記バレルの一端面との間に成形材料の可塑化通路として、径方向外側端部から成形材料が供給されると共に径方向内側端部が前記バレルの材料流入通路の開口端に連通する複数本の螺旋溝が形成され、前記螺旋溝は、前記成形材料を前記径方向外側壁に向かって誘導する誘い溝部を含む可塑化送出用のローターにある。

本発明においては、個々の螺旋溝の径方向外側端部からそれぞれ供給される成形材料がローターの回転に伴って螺旋溝の径方向内側端部に向けて個々の可塑化通路内を同時に移動する。可塑化通路の移動に伴って可塑化が促進される成形材料は、個々の螺旋溝の径方向内側端部からバレルの材料流入通路へと同時に圧送される。

本発明の第２の形態は、材料流入通路が一端面に開口するバレルと、このバレルの材料流入通路の開口を中心として回転駆動され、当該バレルの前記一端面に対して摺接する端面を有するローターと、前記ローターの端面には、前記バレルの一端面との間に成形材料の可塑化通路として、径方向外側端部から成形材料が供給されると共に径方向内側端部が前記バレルの材料流入通路の開口端にそれぞれ連通する複数本の螺旋溝とを具え、前記螺旋溝は、前記成形材料を前記径方向外側壁に向かって誘導する誘い溝部を含むことを特徴とする可塑化送出装置にある。

本発明の第３の形態は、溶融状態にある所定量の成形材料を金型のキャビティに圧送する計量射出装置と、成形材料を可塑化して前記計量射出装置に送出する可塑化送出装置とを含み、前記可塑化送出装置は、一端面に材料流入通路が開口するバレルと、このバレルの材料流入通路の開口を中心として回転駆動されるとともに、当該バレルの前記一端面に対して摺接する端面を有するローターと、前記成形材料を加熱する加熱手段とを具え、前記ローターには、前記バレルの一端面との間に前記成形材料の可塑化通路として形成されて径方向外側端部から成形材料が供給されると共に径方向内側端部が前記バレルの材料流入通路の開口端に連通する複数本の螺旋溝が形成され、前記螺旋溝は、前記成形材料を前記径方向外側壁に向かって誘導する誘い溝部を含むことを特徴とするものである。

本発明においては、個々の螺旋溝の径方向外側端部から供給される成形材料がローターの回転に伴ってこれら螺旋溝の径方向内側端部に向けて可塑化通路内を同時に移動する。可塑化通路内を移動する成形材料は、加熱手段により加熱を受け、次第に軟化溶融してその可塑化と充分な混練とがなされ、個々の螺旋溝の径方向内側端部から材料流入通路を介して計量射出装置へと同時に送出される。計量射出装置は、溶融状態にある所定量の成形材料を金型のキャビティへと圧送する。

本発明の第１〜第３の形態において、複数本の螺旋溝をローターの回転中心に関して点対称となるように配することが好ましい。

個々の螺旋溝が底壁と径方向内側壁と径方向外側壁とを有し、相互に隣接する一方の螺旋溝の径方向内側壁と他方の螺旋溝の径方向外側壁とがこれらの径方向内側端部にて相互に接続するように、複数本の螺旋溝をこれらの径方向内側端部にて相互に連通させることができる。この場合、螺旋溝の径方向外側端部に位置する底壁が急傾斜部を含むものであってよい。

本発明の第１または第３の形態において、バレルの一端面が凸円錐面であって、ローターの端面がバレルの凸円錐面と対応する凹円錐面であり、ローターの端面から螺旋溝の底壁までの深さを径方向内側端部ほど浅く設定することが好ましい。

本発明の可塑化送出装置によると、バレルの一端面との間に成形材料の可塑化通路として複数本の螺旋溝をローターの端面に形成したので、従来のものよりもより大量の可塑化された成形材料を効率よく計量射出装置へと供給することができる。
また、螺旋溝が、成形材料を径方向外側壁に向かって誘導する誘い溝部を含んでいるので、成形材料が径方向外側壁により径方向内側へと誘導されるのに対し、誘い溝部によって成形材料が径方向外側壁へと誘導される結果、成形材料の混練をさらに促進させることができる。

複数本の螺旋溝をローターの回転中心に関して点対称となるように配した場合、ローターの回転に伴って発生するラジアル方向の力を平衡させることができ、ローターに対するスラスト方向の支持構造をより簡略化させることができる。

ローターの端面から螺旋溝の底壁までの深さを径方向内側端部ほど浅く設定した場合、成形材料を可塑化通路の径方向内側端部へとより円滑に圧送することができる。

相互に隣接する一方の螺旋溝の径方向内側壁と他方の螺旋溝の径方向外側壁とをこれらの径方向内側端部にて相互に接続させた場合、個々の螺旋溝から供給される成形材料をこれらの径方向内側端部にてさらに混練させることが可能となる。

本発明による射出成形機の一実施形態の外観を表す立体投影図である。 図１に示した実施形態における主要部の内部構造を模式的に表す破断平面図である。 図１に示した実施形態における金型の部分の内部構造を模式的に表す破断正面図である。 図２に示した主要部を抽出拡大した断面図である。 図２，図４に示した実施形態におけるローターの外観を表す立体投影図である。 図５に示したローターの正面図である。 本発明の他の実施形態におけるローターの外観を表す立体投影図である。 図７に示したローターの正面図である。 図８中のIX−IX矢視断面図である。

（実施形態１）
本発明による射出成形機の実施形態１について、図１〜図７を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明は、このような実施形態に限らず、必要に応じて本発明の精神に帰属する他の類似の技術にも応用することができることは言うまでもない。

本実施形態における射出成形機の外観を図１に示し、その正面形状を一部破断して図２に示し、その側面形状を一部破断して図３に示す。すなわち、本実施形態における射出成形機１０は、本発明における金型としての金型ユニット１１と、この金型ユニット１１の型締めを行うための型締め装置１２とを含む。また、この射出成形機１０は、溶融状態にある所定量の樹脂を成形材料として金型ユニット１１に形成されたキャビティ１３に圧送する計量射出装置１４と、成形材料である樹脂を可塑化して計量射出装置１４に送出する可塑化送出装置１５とをさらに含む。

本実施形態における金型ユニット１１は、固定側金型１１_Sと、可動側金型１１_Mとを有し、これらの間に成形品の形状に対応した先のキャビティ１３が画成される。

本実施形態における型締め装置１２は、ベース１６と、このベース１６に取り付けられた型締め用モーター１７と、可動側ダイプレート１８と、この可動側ダイプレート１８と型締め用モーター１７とを機械的に接続するボールねじ機構１９とを含む。金型ユニット１１の可動側金型１１_Mを保持する可動側ダイプレート１８は、ベース１６に突設された支柱２０に対して摺動自在に嵌合されている。ボールねじ１９は、型締め用モーター１７に連結されるボールねじ軸１９_Aと、可動側ダイプレート１８に取り付けられるボールナット１９_Nとを含む。

従って、型締め用モーター１７を駆動することにより、可動側ダイプレート１８を可動側金型１１_Mと共に支柱２０に沿って移動させることができる。より具体的には、型締め操作の場合、可動側金型１１_Mを固定側金型１１_Sに所定圧力で押し当て、型開き操作の場合、可動側金型１１_Mを固定側金型１１_Sから引き離す。

なお、可動側ダイプレート１８には、成形品を可動側金型１１_Mから取り出すためのエジェクタ装置２１が組み込まれている。これら金型ユニット１１や型締め装置１２およびエジェクタ装置２１に関しては、既知の射出成形機と同じ構成のものや、特許文献１に開示されたものと同じ構成を採用することが可能である。

本実施形態における可塑化送出装置１５は、後述する固定側ダイプレート２２およびケーシング２３に収容されるバレル２４と、ローター２５と、ローター駆動手段２６と、本発明の加熱手段としてのヒーター２７とを含む。なおローター２５を回転可能に収容するケーシング２３には、射出成形機１０の設置時に上側になる面にホッパー３６が取り付けられ、ホッパー内に貯溜されたペレット状の成形材料はケーシング２３を介して、ローター２５の側面方向に向かって投下され、後述する可塑化通路へと供給される。

図２に示した可塑化送出装置１５および計量射出装置１４の主要部を抽出拡大して図４に示す。すなわち、本実施形態におけるバレル２４は、材料流入通路２８が一端面２４_Fの中央部に開口し、本実施形態ではこの一端面２４_Fが傾斜の非常に緩やかな凸円錐面にて形成されている。バレル２４の一端面（以下、これを凸円錐面と記述する）２４_F側の材料流入通路２８の開口端部は、その内径がローター２５側に向けて次第に拡がる漏斗状となっている。この材料流入通路２８の途中には、逆止め弁２９が組み込まれている。この逆止め弁２９は、後述する可塑化通路３０側から樹脂が供給されるチャンバー３１と材料流入通路２８との接続部分よりも材料流入通路２８の上流側に配され、チャンバー３１側から可塑化通路３０側への溶融状態にある樹脂の逆流を防止する。本実施形態における逆止め弁２９は、バレル２４の凸円錐面２４_F側の材料流入通路２８の開口端部を塞ぎ得る弁体３２と、この弁体３２を材料流入通路２８の長手方向（図４中、上下方向）に沿って摺動自在に保持する弁体保持筒３３とを具えている。内周側が材料流入通路２８を画成する弁体保持筒３３は、バレル２４に対して一体的に嵌着されている。弁体保持筒３３の一端部には、弁体３２の摺動方向に沿って延在し、材料流入通路２８の一部を画成する複数本の切欠き部３３_Cがこの弁体３２を囲むように形成されている。

ケーシング２３内に回転自在に収容される本実施形態におけるローター２５の外観を図４に示した状態から１８０度反転して図５に示し、その平面形状を図６に示し、そのVII−VII矢視断面構造を図７に示す。すなわち、本実施形態におけるローター２５は、バレル２４の凸円錐面２４_Fに対して摺接する端面２５_Fを有し、従って、この端面２５_Fはバレル２４の凸円錐面と対応した傾斜の非常に緩やかな凹円錐面にて形成されている。このように、バレル２４の凸円錐面２４_Fを凸円錐面に形成すると共にローター２５の端面２５_Fをこれと対応する凹円錐面に形成したことにより、バレル２４の凸円錐面２４_Fと材料との間で十分な摩擦力を確保して、可塑化通路３０内に介在する樹脂をより円滑にローター２５の回転中心Ｏ側へと付勢することができる。

ローター２５の端面（以下、これを凹円錐面と記述する）２５_Fには、径方向外側端部３４_OEから樹脂が供給されると共に径方向内側端部３４_IEがバレル２４の材料流入通路２８の開口端に連通する螺旋溝３４が２本形成されている。各螺旋溝３４は、ローター２５の凹円錐面２５_Fと向き合った場合、その径方向外側端部３４_OEから右回り（時計回り）で径方向内側端部３４_IEへと旋回するような螺旋状となっている。より具体的には、螺旋溝３４の径方向外側端部３４_OEから径方向内側端部３４_IEへと向かう方向をローター２５の回転方向に対して逆方向に設定している。本実施形態における一対の螺旋溝３４は、ローター２５の回転中心Ｏに関して点対称となるように、これらの位相が相互に１８０度ずれた状態で配されている。

各螺旋溝３４は、凹円錐面２５_F側を向く底壁３４_Bと、この底壁３４_Bの幅方向一端側に位置する径方向内側壁３４_IWと、底壁３４_Bを挟んで径方向内側壁３４_IWの反対側に位置する径方向外側壁３４_OWとを有する。これら螺旋溝３４は、バレル２４の凸円錐面２４_Fとの間に樹脂に対する一対の可塑化通路３０をそれぞれ画成する。相互に隣接する一方の螺旋溝３４の径方向内側壁３４_IWと、他方の螺旋溝３４の径方向外側壁３４_OWとは、これらの径方向内側端部３４_IEにて相互に接続している。つまり、一対の螺旋溝３４はこれらの径方向内側端部３４_IEにて相互に連通状態となっており、これによって個々の螺旋溝３４から供給される樹脂をこれらの径方向内側端部３４_IEにてさらに混練させた状態で材料流入通路２８へと送出させることができる。また、ローター２５の端面２５_Fから螺旋溝３４の底壁３４_Bまでの深さは、径方向内側端部３４_IEほど浅く設定されている。

本実施形態における螺旋溝３４の径方向内側壁３４_IWおよび径方向外側壁３４_OWは、ローター２５の回転中心Ｏと同心状をなす円を基準とするインボリュート曲線に基づいてそれぞれ形成されている。これにより、ローター２５の回転に伴ってその回転中心Ｏを通る任意の径方向直線を横切る螺旋溝３４に介在する樹脂が、見掛け上、ローター２４の回転中心Ｏに向かって等速で移動することとなり、樹脂を可塑化通路３０内で円滑に流動させることが可能となる。本実施形態では、インボリュート曲線の基礎円に関してほぼ１８０度程度乃至２７０度程度の範囲に亙って螺旋溝３４を形成しているため、径方向外側端部３４_OEから径方向内側端部３４_IEに至る可塑化通路３０の通路長が従来のものよりも相対的に短くなっている。

このように、複数本の螺旋溝３４をローター２５に形成した場合、従来のような１本の螺旋溝と比較すると、ローター２５の１回転当たりの個々の可塑化通路３０に介在する成形材料の移動量をより多く設定することができる。また、バレルの加熱をより均一化させることも可能となる。さらに、複数本の螺旋溝３４をローター２５の回転中心Ｏに関して点対称をなすように形成した場合、ローター２５の回転に伴って樹脂により発生する径方向の搬送反力を点対称にてバランスさせることができる。

ここで、ローター２５の回転中心Ｏおよび径方向外側壁３４_OWの任意の位置Ｐを結ぶ線分ｄと、この任意の位置Ｐにおける径方向外側壁３４_OWに対する接線ｔとのなす角γをリード角と定義する。可塑化通路３０内の成形材料は、特に径方向外側壁３４_OWの付近で混練や圧縮力による脱気ならびに圧送の作用を受ける。この場合、従来のようにローター２５の凹円錐面２５_Fの面積に対して螺旋の巻き数を密に形成し、インボリュート曲線の基礎円に関して例えば７２０度を越える（２巻き以上の）螺旋溝を形成すると、径方向外側壁３４_OWのリード角γが大きくなってしまう。この結果、樹脂の流動方向に対して樹脂が径方向外側壁３４_OWに突き当たる角度が小さくなる。

そこで、径方向外側壁３４_OWのリード角γが小さくなるように、ローター２５の凹円錐面２５_Fの面積に対して螺旋の巻き数を疎に形成し、インボリュート曲線の基礎円に関して例えば３６０度以下の螺旋溝を形成することで、樹脂の流動方向に対して径方向外側壁３４_OWの角度をたてることにより径方向外側壁３４面で軟化溶融材料の回転流れが発生し、この回転によって材料の攪拌が起こり、混錬力を向上することができる。
しかしながら一方で、このようなリード角の小さい螺旋溝は径方向外側端部３４_OEから径方向内側端部３４_IEに至る可塑化通路３０の通路長が従来のものよりも相対的に短くなっている。そのため、このようなリード角の小さい螺旋溝を、従来のように一本の螺旋溝により形成しようとすると、径方向外側壁３４_OWの長さに対する成形材料の供給量をバランスさせるため（すなわち、径方向外側壁３４_OWの通路長に対して可塑化通路３０に供給する成形材料が過多とならないように）、ローター２５の外周縁に位置する径方向外側端部３４_OEの開口面積（つまり材料の投下口）を狭くする必要が生じ、結果として成形材料の供給量が少なくなってしまう。

したがって、本実施形態においては、複数本の螺旋溝３４を形成することにより、径方向外側壁３４_OWの合計長さを１本の螺旋溝３４の複数倍にすることができ、同時に可塑化通路３０の容積も複数倍にすることができる。

このため、可塑化通路３０内の成形材料に対する混練や圧送ならびに圧縮の作用あるいは成形材料の供給量を低下させることなく、かつ螺旋溝３４の径方向外側壁３４_OWのリード角γを小さく設定することができて、これにより成形材料の混練を向上するができる。このような混錬能力の高いローター２５は、特に複数種類の樹脂や着色材を混練する場合に、均一性を高め色ムラ等をなくすことができ有効である。なお、このように螺旋溝外側端部から螺旋溝内側端部までのリード角の平均値が従来のものより高い曲線を２本形成した一対の螺旋溝３４は、１つの態様として、本実施形態のように、ローター上面の形状が略Ｓ字形状となっている。

このように、複数本の螺旋溝３４をローター２５に形成したことにより、従来のような１本の螺旋溝と比較すると、ローター２５の回転に伴って発生する材料流入通路２８側への成形材料に対する推進力および混練力を高めることが可能である。しかも、複数本の螺旋溝３４を形成したことと相俟って、材料流入通路２８側への成形材料の供給量を増大させることができ、可塑化通路３０とバレル２４との対向面積を大きくすることで、バレル２４から成形材料への熱量の移動を増大させることも可能となる。

なお、成形材料である樹脂に対する加圧送出を促進するため、上述したリード角γを螺旋溝３４の径方向外側ほど大きく形成することも有効であり、螺旋溝３４をインボリュート曲線以外の曲線などに基づいて形成するようにしてもよい。この場合、螺旋溝３４の底壁３４_B，径方向外側壁３４_OW，底壁３４_Bが径方向内側端部３４_IEから径方向外側端部３４_OEに亙って連続していることがより好ましいと言える。何れの場合においても、成形材料の混練と搬送力とのバランスを考慮して螺旋溝３４の形状や寸法などを任意に設定することが可能である。

また、本実施形態では径方向に横切った場合の可塑化通路３０の断面積を螺旋溝３４の径方向内側端部３４_IEほど小さく設定し、より具体的には螺旋溝３４の深さをその径方向内側端部３４_IEほど浅く設定している。このように、可塑化通路３０の断面積が螺旋溝３４の径方向内側端部３４_IEほど小さくなるように設定した場合、螺旋溝３４の径方向内側端部３４_IEに向けて可塑化通路３０内を移動中の軟化溶融した樹脂が次第に加圧力を受けることとなる。このため、成形材料をより円滑に可塑化通路３０の径方向内側端部へと圧送することができ、結果として軟化溶融した樹脂の流動に連れてその脱気効果を高めることが可能である。

ローター駆動手段２６は、詳細の図示を省略するが、ボスが駆動部係合溝４２と断熱材を介して脱着可能に係合するウォームホイール、該ウォームホイールに噛合するウォームギア、該ウォームギアを回転させるローター駆動モーター３５、スラストベアリング等を有している。ローター駆動モーター３５を駆動することにより、その回転数がウォームホイール及びウォームギアにより減速されながらローター２５に伝達されて、ローター２５の凸円錐面２５_Fとバレル２４の凸円錐面２４_Fとが当接した状態のまま、バレル２４の材料流入通路２８を中心としてローター２５を回転駆動する。

バレル２４内に組み込まれたヒーター２７は、材料流入通路２８および可塑化通路３０内に介在する樹脂を加熱して軟化溶融させるためのものである。このヒーター２７に対する通電を制御することによって、バレル２４の温度が樹脂の融点温度以上かつローター２５の温度がバレル２４の温度以下または樹脂の融点以下となるように調整される。

ペレット状をなす樹脂は、ケーシング２３に取り付けられたホッパー３６内からケーシング２３を介してローター２５の螺旋溝３４の径方向外側端部３４_OEへと供給される。そして、ローター駆動モーター３５の作動によるローター２５の回転に伴い、バレル２４とローター２５との間に形成された可塑化通路３０内を径方向外側端部３４_OEから径方向内側端部３４_IEへと流動する。この時、可塑化通路３０内に介在する樹脂が大きな圧力を受けながらその径方向内側へと流動する結果、樹脂ペレット間に介在する空隙や気泡が圧力の低い径方向外側へと押し出されてその脱気が促進される。同時に、径方向外側壁３４_OWの径方向内側ほど樹脂が強く摺接する状態となるため、樹脂の混練効果も促進される。さらに、急傾斜部_BOを通過して可塑化通路３０の径方向内側へと流動するに連れ、ヒーター２７により樹脂の軟化溶融が進行し、バレル２４の凸円錐面２４_Fに対する樹脂の粘性抵抗が増大する。この結果、樹脂は可塑化通路３０の断面積の漸減作用と相俟って圧力上昇を伴って螺旋溝３４の径方向内側端部３４_IEへと流動することとなる。

前記計量射出装置１４は、固定側金型１１_Sを保持する固定側ダイプレート２２と、固定側金型１１_Sに挿通されるノズル３７と、射出プランジャー３８と、射出・計量用モーター３９とを含む。

先端がキャビティ１３に臨むノズル３７は、バレル２４に形成された材料流入通路２８に連通する樹脂通路４０が形成されている。また、バレル２４には材料流入通路２８に連通する先のチャンバー３１がその側方に画成され、射出プランジャー３８は、このチャンバー３１に対して摺動自在に嵌合し、チャンバー３１内に介在する樹脂をノズル３７の樹脂通路４０側に所定量ずつ圧送する。射出プランジャー３８は、減速機４１および図示しない動力伝達機構を介して射出・計量用モーター３９に機械的に連結されている。

ローター駆動モーター３５によるローター２５の回転と、射出・計量用モーター３９の逆転駆動による射出プランジャー３８の後退動作（図４中、右方向移動）とを組み合わせ、可塑化通路３０から材料流入通路２８へと導かれた樹脂をチャンバー３１内に収容する。しかる後、射出・計量用モーター３９の正転駆動による射出プランジャー３８の前進動作（図４中、左方向移動）によって、チャンバー内３０に収容された所定量の樹脂をノズル３７から金型ユニット１１のキャビティ１３内に射出する。

このように、本実施形態におけるスクロール型の射出成形機１０は、旧来のプリプラ方式の射出成形機と比較すると、可塑化送出装置１５を大幅に小型化することができるため、射出成形機１０としての全体的な小型化を企図することが可能である。

上述した実施形態では、ローター２５の凹円錐面２５_Fに一対の螺旋溝３４を１８０度隔てて形成し、計量射出装置１４に対する成形材料の供給量を高めることができるように配慮している。しかしながら、ローター２５の凹円錐面２５_Fに３つ以上の螺旋溝３４を形成することによって、さらに成形材料の供給量を増大させることが可能であることに注意されたい。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態１について説明したが、本発明は実施形態１に限定されるものではない。例えば、本実施形態ではさらに、図７から図９に示すように、螺旋溝３４の径方向外側端部３４_OEに位置する底壁３４_Bは、ローター２５の端面２５_Fとのなす角が相対的に大きな（例えば６０度程度）急傾斜部３４_BOを含む。

このような急傾斜部３４_BOは、径方向内側壁３４_IWに接する急傾斜部内側端部３４BOIにおいて、急傾斜部３４_BOより径方向外側の螺旋溝３４の深さを、急傾斜部３４_BOより径方向内側の螺旋溝３４の深さより一段と深く形成するようにしている（以下、急傾斜部３４_BOにより形成される、急傾斜部３４_BOより径方向外側の螺旋溝３４の部分を特に誘い溝という）。より詳細には、急傾斜部３４_BOは、急傾斜部内側端部３４BOIから、径方向外側壁３４_OWに接する急傾斜部外側端部３４BOOまで、円弧を描き延在するとともに、徐々にその急傾斜部３４_BOの面積を狭めるように設けられる。急傾斜部３４_BOによって形成される誘い溝は、急傾斜部３４_BOが急傾斜部外側端部３４BOOに向かうにつれて径方向幅が細く収束するよう設けられ、急傾斜部外側端部３４BOOに達した部分においては、急傾斜部３４_BOより径方向内側の螺旋溝３４に合流し、これと同等の深さとなる。なお、この急傾斜部３４_BOは、ローター２５の回転中心Ｏを母線とする円錐面の一部であり、ローター２５の回転中心Ｏから所定距離以遠に形成されている。

このような急傾斜部３４_BOを形成したことにより、ローター２５の側面方向から投下し径方向外側端部３４_OEへと投入されたペレット状の材料は、落下方向に直面する急傾斜部３４_BOの壁に当たり、径方向外側壁３４_OWへと誘導されることとなる。このような径方向外側壁３４_OWへの材料の引き込み形状により、より多くの成形材料を径方向外側壁３４_OWのインボリュート曲線に沿わせることができて、径方向外側壁３４_OWによる混錬の作用をより効率よく材料に与えることができる。

以上のようなローター構造とすることで、上述した実施形態１と比べて、急傾斜部３４_BOの存在によって径方向外側壁３４_OWに在する樹脂の混練をより促進させることが可能である。

以上、本発明の実施形態として射出成形機により説明したが、本発明は、射出成形機用の可塑化送出装置や射出成形機の可塑化用ローターも対象である。なお、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。例えば、上述の実施形態ではバレル２４の一端面を凸円錐面に形成すると共にローター２５の端面２５_Fをこれと対応する凹円錐面に形成したが、バレルの一端面を凹円錐に、ローターの端面をこれと対応する凸円錐に形成したり、双方を平面で形成して螺旋溝のみを径方向内側端部に向かうにつれて浅く形成するようにしても良い。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。

１０ 射出成形機
１１ 金型ユニット
１２ 型締め装置
１３ キャビティ
１４ 計量射出装置
１５ 可塑化送出装置
２４ バレル
２４_F バレルの一端面（凸円錐面）
２５ ローター
２５_F ローターの端面（凹円錐面）
２６ ローター駆動手段
２７ ヒーター
２８ 材料流入通路
３０ 可塑化通路
３４ 螺旋溝
３４_IE 径方向内側端部
３４_OE 径方向外側端部
３４_B 底壁
３４_BO 急傾斜部
３４_OW 径方向外側壁
３４_IW 径方向内側壁
３５ ローター駆動モーター
Ｏ ローターの回転中心
Ｐ 径方向外側壁の任意の位置
ｄ 線分
ｔ 接線
γ リード角

Claims (11)

1. バレルの一端面に開口する材料流入通路の開口を中心として回転駆動され、当該バレルの一端面に対して摺接する端面には、前記バレルの一端面との間に成形材料の可塑化通路として、径方向外側端部から成形材料が供給されると共に径方向内側端部が前記バレルの材料流入通路の開口端に連通する複数本の螺旋溝が形成され、
   前記螺旋溝は、前記成形材料を前記径方向外側壁に向かって誘導する誘い溝部を含むことを特徴とするローター。
2. 個々の前記螺旋溝は、底壁と、径方向内側壁と、径方向外側壁とで画成し、相互に隣接する一方の螺旋溝の径方向外側壁が他方の螺旋溝の径方向内側壁を構成するとともに、前記相互に隣接する一方の螺旋溝の径方向外側壁と他方の螺旋溝の径方向内側壁とがこれらの径方向内側端部にて相互に接続していることを特徴とする請求項１に記載のローター。
3. 前記螺旋溝の深さが径方向内側端部ほど浅く設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のローター。
4. 前記複数本の螺旋溝は、前記ローターの回転中心に関して点対称となるように配されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のローター。
5. 材料流入通路が一端面に開口するバレルと、
   前記バレルの材料流入通路の開口を中心として回転駆動され、当該バレルの前記一端面に対して摺接する端面を有するローターと、
   前記ローターの端面には、前記バレルの一端面との間に成形材料の可塑化通路として、径方向外側端部から成形材料が供給されると共に径方向内側端部が前記バレルの材料流入通路の開口端にそれぞれ連通する複数本の螺旋溝と
   を具え、前記螺旋溝は、前記成形材料を前記径方向外側壁に向かって誘導する誘い溝部を含むことを特徴とする可塑化送出装置。
6. 個々の前記螺旋溝は、底壁と、径方向内側壁と、径方向外側壁とで画成し、相互に隣接する一方の螺旋溝の径方向外側壁が他方の螺旋溝の径方向内側壁を構成するとともに、前記相互に隣接する一方の螺旋溝の径方向外側壁と他方の螺旋溝の径方向内側壁とがこれらの径方向内側端部にて相互に接続していることを特徴とする請求項５に記載の可塑化送出装置。
7. 前記バレルの一端面が凸円錐面であり、かつ前記ローターの端面が前記バレルの凸円錐面と対応する凹円錐面であり、前記ローターの端面から前記螺旋溝の底壁までの深さが径方向内側端部ほど浅く設定されていることを特徴とする請求項６に記載の可塑化送出装置。
8. 前記複数本の螺旋溝は、前記ローターの回転中心に関して点対称となるように配されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の可塑化送出装置。
9. 溶融状態にある成形材料を金型のキャビティに圧送する計量射出装置と、成形材料を可塑化して前記計量射出装置に送出する可塑化送出装置と
   を含み、前記可塑化送出装置は、
   一端面に材料流入通路が開口するバレルと、
   前記バレルの材料流入通路の開口を中心として回転駆動されるとともに前記バレルの一端面に対して摺接する端面を有するローターと、
   前記成形材料を加熱する加熱手段と
   を具え、前記ローターには、前記バレルの一端面との間に前記成形材料の可塑化通路として形成されて径方向外側端部から成形材料が供給されると共に径方向内側端部が前記バレルの材料流入通路の開口端に連通する複数本の螺旋溝が形成され、
   前記螺旋溝は、前記成形材料を前記径方向外側壁に向かって誘導する誘い溝部を含むことを特徴とする射出成形機。
10. 個々の前記螺旋溝は、底壁と、径方向内側壁と、径方向外側壁とで画成し、相互に隣接する一方の螺旋溝の径方向外側壁が他方の螺旋溝の径方向内側壁を構成するとともに、前記相互に隣接する一方の螺旋溝の径方向外側壁と他方の螺旋溝の径方向内側壁とがこれらの径方向内側端部にて相互に接続していることを特徴とする請求項９に記載の射出成形機。
11. 前記複数本の螺旋溝は、前記ローターの回転中心に関して点対称となるように配されていることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の射出成形機。

Images