特開 2024-146602 射出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024146602

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】射出装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/53 20060101AFI20241004BHJP

   B29C 45/62 20060101ALI20241004BHJP

   B22D 17/20 20060101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

B29C45/53

B29C45/62

B22D17/20 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023059603

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】519450639

【氏名又は名称】アドヴァンシング・プラスチックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126468

【弁理士】

【氏名又は名称】田久保 泰夫

(72)【発明者】

【氏名】川崎 孝明

【テーマコード（参考）】

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F206AC01

4F206AR071

4F206AR12

4F206JA07

4F206JD04

4F206JF01

4F206JF12

4F206JF23

4F206JM01

4F206JN03

4F206JQ31

4F206JQ44

(57)【要約】

【課題】種々の形状のペレットをむらなく効率的に溶融させることができるとともに、ＭＩＭ材料やＣＩＭ材料を含む溶融された材料を迅速に成形型に射出注入し、良好な成形品を効率的に製造することのできる射出装置を提供する。
【解決手段】本発明は、プランジャ形の射出装置に関し、ペレットＰを加熱溶融する溶融部１６の導入通路３６ａに、外周面がプランジャ１４側からノズル部２０側に向かって傾斜する上部円錐部３８ａを有する押圧部材３８を配設し、ペレットＰを上部円錐部３８ａにより導入通路３６ａの内壁面に押圧させながら加熱溶融させた後、ノズル部２０を介して成形型１８に射出注入する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ペレットが供給される供給口を有するシリンダと、
前記シリンダの内周面に沿って変位し、前記供給口から供給された前記ペレットを押圧するプランジャと、
前記シリンダに連結され、前記プランジャにより押圧されて供給された前記ペレットを加熱溶融する溶融部と、
前記溶融部に連結され、前記溶融部で溶融された前記ペレットを成形型内に射出する射出口を有するノズル部と、を備え、
前記溶融部は、
前記ペレットを前記プランジャ側から前記ノズル部側に導入する導入通路が形成される本体部と、
前記導入通路に配設され、前記プランジャ側から前記ノズル部側に向かって、前記導入通路の中央部から前記導入通路の内周面に徐々に近接する円錐状外周面を有し、前記ペレットを前記導入通路の前記内周面に向けて押圧する押圧部材と、
前記本体部に配設され、前記導入通路に導入された前記ペレットを前記導入通路の前記内周面を介して加熱溶融するための溶融熱を供給する加熱手段と、
を備えることを特徴とする射出装置。

【請求項2】

請求項１に記載の射出装置において、
前記押圧部材には、前記ノズル部の内周面に密接した状態で、加熱溶融された前記ペレットの滞留域を規制する規制部材が前記ノズル部内に配置されることを特徴とする射出装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の射出装置において、
前記シリンダ、前記プランジャ及び前記溶融部を有する複数組の射出装置を選択的に制御する制御部を備えることを特徴とする射出装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の射出装置において、
前記押圧部材は、前記円錐状外周面に接続して前記ノズル部側に配置され、前記導入通路の内周面に当接する円柱状外周面と、前記円柱状外周面に形成され、前記導入通路から前記ノズル部に連通する溝部とを有し、
前記円錐状外周面は、前記シリンダの軸線に対する傾斜角度が１５～４５°の範囲、前記円柱状外周面の前記軸線の方向の長さが前記押圧部材の前記軸線の方向の長さの１／８～１／３の範囲、前記溝部の幅が１～３ｍｍの範囲にそれぞれ設定されることを特徴とする射出装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載の射出装置において、
前記プランジャの外周面には、前記シリンダの内周面に当接するＯリングが配設されることを特徴とする射出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ペレットを溶融させて成形型に射出注入するプランジャ形の射出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

射出装置は、例えば、粒状、棒状又は粉末状のペレットを加熱溶融して、所望の形状からなるキャビティを有する金型内に射出注入する装置である。射出装置としては、シリンダ内に供給されたペレットを溶融し、プランジャによって成形金型内に押圧注入するプランジャ形のものが知られている（特許文献１参照）。なお、ペレットとしては、樹脂材料を用いる場合が多いが、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ）では樹脂材料と金属材料を混合させた材料が用いられ、ＣＩＭ（Ｃｅｒａｍｉｃｓ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ）では、樹脂材料とセラミックスを混合させた材料が用いられるが、射出成形は困難である。

【0003】

特許文献１に開示された射出装置では、プランジャを有するシリンダの端部にペレットを加熱溶融するための溶融部が連結されている。溶融部には、外周部に板状ヒータや電磁誘導コイル等の加熱手段が装着され、この加熱手段により発生したジュール熱が溶融部を加熱してペレットを溶融させる。ペレットが供給される溶融部内には、プランジャ側から、溶融されたペレットである溶湯（以下、溶融された樹脂材料、MIM材料、CIM材料等を含め「溶湯」という）が射出されるノズル部側に掛けて、徐々に縮径する複数の円錐形状の通路が設けられており、溶湯は、この通路を介してノズル部から成形金型内に射出注入される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５４５３５６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の射出装置のペレットは、溶融部から円錐形状の通路の内壁を介して供給されるジュール熱により溶融される。しかしながら、溶融部には、多数の円錐形状の通路が形成されているため、溶融部の質量は、通路の分だけ少なくなる。従って、溶融部は、充分な熱量を蓄積できないために、ペレットを効率的に溶融することは困難である。特に、ペレットが供給される円錐形状の通路の入口側は、溶融部の質量が最も少ない部分であり、供給されたペレットは、この入口側で溶融を開始するが、溶融部は、入口側での蓄熱量が少ないため、ペレットを高い圧力でノズル部側に押圧しても、ペレットの溶融速度が遅く、充分な射出速度を得ることができない。しかも、ペレットは、プランジャに面する多数の通路間の隔壁があるため、ノズル部側へ容易に移動することができない。この場合、大きなペレットや長い形状のペレットは、通路内に入らず、また、この隔壁がペレットに対するプランジャによる押圧力を減少させてしまうため、押圧力がペレットに十分に付与されず、その分、ペレットの溶融速度及び射出速度がさらに低下してしまう。

【0006】

また、板状ヒータや電磁誘導コイル等の加熱手段は、溶融部の外周部に装着され、溶融部を間接的に加熱しているため、溶融部を大きくして熱容量を増加させようとすると、射出装置全体が大型化してしまう。さらに、溶融部は、加熱手段によって外側から加熱されているため、溶融部の中央部分の温度が周辺部分である加熱手段側の温度よりも低くなる。従って、円錐形状の通路間に温度むらが生じ、その温度むらにより温度の低い溶湯の一部が通路内に滞留し、通路の目詰まりが発生する場合がある。また、熱伝導率の高い金属材料やセラミックス等のペレットを使用するＭＩＭ、ＣＩＭ等では、入り口側の隔壁表面で一度溶融したペレットがシリンダ内で溶融拡散した後、再度固化することでプランジャが動かなくなってしまう場合がある。

【0007】

さらにまた、ペレットには、成形品の強度を確保するために繊維状材料を混入させる場合がある。かかる場合には、繊維状材料は、開口面積の小さい通路の入口によって移動が阻害され、溶湯樹脂中に均一に分散しないことや、通路の目詰まりを生じさせることがある。

【0008】

本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであって、種々の形状のペレットをむらなく効率的に溶融させることができるとともに、ＭＩＭ材料やＣＩＭ材料を含む溶融された材料を迅速に成形型に射出注入し、良好な成形品を効率的に製造することのできる射出装置を提供することを目的とする。なお、本発明においては、樹脂の溶融効率が上がることにより低圧成形が可能となり、成形型は金属である必要が無く、樹脂型やシリコン型、石膏や木版等においても適用可能となることから、成形型と称する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る射出装置は、ペレットが供給される供給口を有するシリンダと、前記シリンダの内周面に沿って変位し、前記供給口から供給された前記ペレットを押圧するプランジャと、前記シリンダに連結され、前記プランジャにより押圧されて供給された前記ペレットを加熱溶融する溶融部と、前記溶融部に連結され、前記溶融部で溶融された前記ペレットを成形型内に射出する射出口を有するノズル部と、を備え、前記溶融部は、前記ペレットを前記プランジャ側から前記ノズル部側に導入する導入通路が形成される本体部と、前記導入通路に配設され、前記プランジャ側から前記ノズル部側に向かって、前記導入通路の中央部から前記導入通路の内周面に徐々に近接する円錐状外周面を有し、前記ペレットを前記導入通路の前記内周面に向けて押圧する押圧部材と、前記本体部に配設され、前記導入通路に導入された前記ペレットを前記導入通路の前記内周面を介して加熱溶融するための溶融熱を供給する加熱手段と、を備えることを特徴とする。

【0010】

また、前記射出装置において、前記押圧部材には、前記ノズル部の内周面に密接した状態で、加熱溶融された前記ペレットの滞留域を規制する規制部材が前記ノズル部内に配置されることを特徴とする。

【0011】

また、前記射出装置において、前記シリンダ、前記プランジャ及び前記溶融部を有する複数組の射出装置を選択的に制御する制御部を備えることを特徴とする。

【0012】

また、前記射出装置において、前記押圧部材は、前記円錐状外周面に接続して前記ノズル部側に配置され、前記導入通路の内周面に当接する円柱状外周面と、前記円柱状外周面に形成され、前記導入通路から前記ノズル部に連通する溝部とを有し、前記円錐状外周面は、前記シリンダの軸線に対する傾斜角度が１５～４５°の範囲、前記円柱状外周面の前記軸線の方向の長さが前記押圧部材の前記軸線方向の長さの１／８～１／３の範囲、前記溝部の幅が１～３ｍｍの範囲にそれぞれ設定されることを特徴とする。

【0013】

また、前記射出装置において、前記プランジャの外周面には、前記シリンダの内周面に当接するＯリングが配設されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明の射出装置では、押圧部材の円錐状外周面によってペレットを導入通路の内周面に向けて押圧させることにより、加熱手段により発生した溶融熱を種々の形状のペレットに供給して、ＭＩＭ材料やＣＩＭ材料を含むペレットをむらなく効率的に溶融させることができる。また、溶融部に配置される押圧部材は、プランジャ側に広い開口が確保されているため、ペレットは、目詰まりを起こすことなく導入通路内に容易に導入される。従って、溶融されたペレットは、ノズル部を介して迅速に成形型に射出注入され、良好な成形品を効率的に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施形態の射出装置の断面図である。

【図2】溶融部を構成する本体部及び押圧部材の一部破断分解斜視図である。

【図3】図３Ａは、射出装置に溶融前のペレットを供給した状態の断面図であり、図３Ｂは、射出装置に供給されたペレットを溶融させて射出する状態の断面図である。

【図4】図４Ａは、ペレットの溶融開始時の状態の要部詳細説明図であり、図４Ｂは、ペレットの溶融中の状態の要部詳細説明図である。

【図5】図５Ａ～図５Ｃは、射出成形処理後の射出装置からペレットＰ等を除去する処理工程の動作説明図であり、図５Ｄは、図５Ａの状態からプランジャを上昇させた状態の説明図である。

【図6】図６Ａ～図６Ｄは溶融部を構成する本体部の変形例の斜視図である。

【図7】他の実施形態に係る射出装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

＜射出装置１０の構成の説明＞
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の射出装置の断面図である。図２は、溶融部を構成する本体部及び押圧部材の一部破断分解斜視図である。

【0017】

射出装置１０は、シリンダ１２、プランジャ１４、溶融部１６及びノズル部２０を備える。シリンダ１２は、ペレットＰが供給される供給口１２ａを有する。プランジャ１４は、シリンダ１２の内周面に沿って上下に変位し、供給口１２ａから供給されたペレットＰを押圧する。溶融部１６は、シリンダ１２の下端部に連結され、プランジャ１４により押圧されて供給されたペレットＰを加熱溶融する。ノズル部２０は、溶融部１６の下端部に連結され、溶融部１６で溶融されたペレットＰ（以下、溶融された樹脂材料、MIM材料、CIM材料等を含め「溶湯Ｍ」という）を成形型１８内のキャビティ１８ａに射出する射出口２０ａを有する。

【0018】

円筒状のシリンダ１２の上端部には、ギア２２ａ、２２ｂを介してサーボモータ２４が連結される。サーボモータ２４は、モータ制御部２６により制御される。ギア２２ａには、シリンダ１２の軸線に沿ってシリンダ１２内に配置されるボールねじ２８が連結される。ボールねじ２８には、変位部材３０が螺合する。変位部材３０には、シリンダ１２の内周面に沿って変位する円筒状のプランジャ１４が連結される。プランジャ１４の下端部外周には、シリンダ１２の内周面に摺接するＯリング３２が装着される。ペレットＰの供給口１２ａは、シリンダ１２の上下方向の略中間部分に配置される。ペレットＰの供給量及び供給タイミングは、ペレット供給制御部３４により制御される。

【0019】

溶融部１６は、本体部３６、押圧部材３８及び加熱手段４０を有する。本体部３６の形状は、肉厚な円筒形状である。押圧部材３８は、本体部３６の中央部に形成されペレットＰをプランジャ１４側からノズル部２０側に導入する導入通路３６ａに配設される。加熱手段４０は、本体部３６の内部に複数配設される。

【0020】

本体部３６は、加熱手段４０によって発生されたジュール熱を導入通路３６ａに導入されたペレットＰに効率的に伝達すべく、熱伝導率の大きい材料によって形成されることが好ましい。また、本体部３６の体積は、中央部に形成された導入通路３６ａの容積の３～１０倍に設定することにより、蓄熱量を充分に確保することができる。

【0021】

押圧部材３８は、上部円錐部３８ａ、円柱部３８ｂ、溝部３８ｃ及び下部円錐部３８ｄを有する。

【0022】

上部円錐部３８ａは、プランジャ１４側からノズル部２０側に向かって、導入通路３６ａの中央部から導入通路３６ａの内周面に徐々に近接する円錐状外周面を有する。上部円錐部３８ａの円錐状外周面の導入通路３６ａの軸線に対する傾斜角度θは、θ＝１５～４５°の範囲に設定することにより、ペレットＰを導入通路３６ａの内壁面に効果的に押圧させることができる。

【0023】

円柱部３８ｂは、上部円錐部３８ａの下部に一体的に形成される。また、円柱部３８ｂは、外径が本体部３６の導入通路３６ａの内径に略等しくなるように設定される。円柱部３８ｂの高さは、上部円錐部３８ａ及び円柱部３８ｂの全高の１／８～１／３倍に設定することが好ましい。

【0024】

下部円錐部（規制部材）３８ｄは、円柱部３８ｂの下部に一体的に形成される。下部円錐部３８ｄは、ノズル部２０の内周面に密接した状態でノズル部２０内に配置され、加熱溶融されたペレットＰのノズル部２０内の滞留域を規制する規制部材である。

【0025】

溝部３８ｃは、溶融されたペレットＰの溶湯Ｍが通過する通路であり、円柱部３８ｂ及び下部円錐部３８ｄの外周面に所定間隔で複数形成される。円柱部３８ｂ及び下部円錐部３８ｄの外周面に形成される溝部３８ｃの幅は、１～３ｍｍの範囲に設定することが好ましい。円柱部３８ｂの外周面に形成された溝部３８ｃに連通して下部円錐部３８ｄの外周面に形成される複数の溝部３８ｃは、円柱部３８ｂ側から徐々に接近し、下部円錐部３８ｄの下端部において合流する。

【0026】

加熱手段４０は、ジュール熱を発生させてペレットＰを溶融させるものであり、ヒータ制御部４２により制御される。加熱手段４０は、例えば、本体部３６の軸線方向と平行に配置される棒状ヒータである。加熱手段４０は、具体的には、ニクロム線のような発熱体をコイル状に巻回し、絶縁体で被覆して金属パイプに収容した棒状ヒータであるカートリッジヒータを使用することができる。

【0027】

本実施形態に係る射出装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作について図３、図４に基づいて説明する。

【0028】

＜射出装置１０の動作の説明＞
図３Ａは、射出装置１０に溶融前のペレットＰを供給した状態の断面図であり、図３Ｂは、射出装置１０に供給されたペレットＰを溶融させて射出する状態の断面図である。図４Ａは、ペレットＰの溶融開始時の状態の要部詳細説明図であり、図４Ｂは、ペレットＰの溶融中の状態の要部詳細説明図である。

【0029】

先ず、モータ制御部２６は、プランジャ１４の下端部がペレットＰの供給口１２ａよりも上に位置する状態となるようにサーボモータ２４を駆動する（図１参照）。この状態において、ペレット供給制御部３４は、ホッパ等を介して供給口１２ａから所定量のペレットＰをシリンダ１２内に供給する。シリンダ１２内に供給されたペレットＰは、図３Ａに示されるように、シリンダ１２内と、導入通路３６ａに配設されている押圧部材３８の上部円錐部３８ａの周囲とに充填される。この場合、押圧部材３８は、上部円錐部３８ａの頂点側がプランジャ１４側となるように配置され、導入通路３６ａの上部に広い開口面積が確保されている。そのため、ペレットＰは、大きな形状や長い形状のものであっても導入通路３６ａ内に容易に充填される。また、例えば、ペレットＰが繊維状材料を含んでいる場合であっても、繊維状材料は、溶湯Ｍから分離されることがなく、適度に混在された状態を維持して充填される。

【0030】

次いで、ヒータ制御部４２は、溶融部１６の本体部３６に配設された加熱手段４０を駆動制御する。加熱手段４０が駆動制御されると、図４Ａに示されるように、加熱手段４０により発生したジュール熱Ｈは、本体部３６を加熱し、導入通路３６ａに充填されているペレットＰを加熱溶融する。この場合、ペレットＰは、図４Ｂに示されるように、導入通路３６ａの内壁面側から加熱溶融される。なお、加熱手段４０は、本体部３６の内部に配設されているため、ジュール熱Ｈは、外部に放出されずに、本体部３６を介して効率的にペレットＰに供給され、ペレットＰが迅速に加熱溶融される。

【0031】

ペレットＰの加熱溶融が完了すると、モータ制御部２６は、サーボモータ２４を駆動して図３Ｂに示される状態からプランジャ１４を下降させる。

【0032】

プランジャ１４は、ペレットＰに対して所定の押圧力Ｆを付与する。シリンダ１２の軸線方向からペレットＰに付与された押圧力Ｆは、押圧部材３８の上部円錐部３８ａの円錐状外周面に沿った押圧力に分圧される。この円錐状外周面に沿った押圧力の分力は、ペレットＰを導入通路３６ａの内壁面に押圧する。この結果、ペレットＰは、導入通路３６ａの内壁面に押圧密着され、極めて効率的に加熱溶融される。

【0033】

ペレットＰが加熱溶融された溶湯Ｍは、押圧部材３８の円柱部３８ｂ及び下部円錐部３８ｄの外周面に形成されている複数の溝部３８ｃを介してノズル部２０の射出口２０ａから成形型１８のキャビティ１８ａに射出注入される。この場合、ノズル部２０の中には、押圧部材３８の下部に下部円錐部３８ｄが配置されているため、余分な溶湯Ｍがノズル部２０内で滞留することがなく、無駄なく且つ温度を低下させずに成形型１８に迅速に供給される。この結果、所望の成形品が効率的に製造される。

【0034】

ここで、例えば、次の成形品を製造するために成形型１８の交換等を行う際、射出装置１０内に残っている溶湯Ｍが垂れ落ち、成形型１８の湯口回りや作業台等を汚してしまうことが懸念される。しかしながら、射出装置１０では、プランジャ１４の下端部外周部にＯリング３２が配設されており、シリンダ１２内の気密性が確保されている。そのため、射出装置１０は、例えば、成形型１８を交換する際、後述する図５Ｄに示されるように、プランジャ１４をペレットＰの供給口１２ａの手前まで引き上げてシリンダ１２内に負圧を発生させることにより、溶湯Ｍの垂れ落ちを確実に回避することができる。

【0035】

＜射出成形処理後のペレットＰ等を除去する処理工程に関する説明＞
次に、射出成形処理が終了した後、射出装置１０には、一部が溶融したペレットＰ及び溶湯Ｍ（以下、「ペレットＰ等」という）が残留している。このペレットＰ等を除去する処理工程につき、図５Ａ～図５Ｃに基づいて説明する。図５Ａ～図５Ｃは、射出成形処理後の射出装置からペレットＰ等を除去する処理工程の動作説明図である。具体的には、図５Ａは、射出成形処理が終了した射出装置１０の状態を示す第１工程、図５Ｂは、第２工程、図５Ｃは、第３工程の説明図である。

【0036】

射出成形処理が終了した直後は、プランジャ１４が溶融部１６に最接近した下端部に位置している。溶融部１６の導入通路３６ａには、ペレットＰ及び溶湯Ｍが残留しており、ノズル部２０内には、溶湯Ｍが残留している。つまり、第１工程として、図５Ａに示されるように、射出装置１０は、残留しているペレットＰ等を除去する所定の場所まで移動される。

【0037】

さらに、モータ制御部２６は、第２工程として、図５Ｂに示されるように、プランジャ１４を供給口１２ａよりも上の位置となるように矢印方向に上昇させる。このとき、シリンダ１２内には、供給口１２ａから外気が流入する。そして、モータ制御部２６は、第３工程として、図５Ｃに示されるように、再びプランジャ１４を矢印方向に下降させると、外気が圧縮されペレットＰ等を加圧し、シリンダ１２内に残留していたペレットＰ等がノズル部２０を介して外部に排出される。

【0038】

以上のように、導入通路３６ａ及びノズル部２０内に残留していたペレットＰ等は、確実に外部に排出されるため、例えば、ペレットＰの材料を交換するための専用のパージ材等を用いることなく、射出装置１０に異なる種類の材料からなるペレットＰを供給し、速やかに次の成形処理に移行することができる。

【0039】

＜本体部３６の変形例の説明＞
図６Ａ～図６Ｄは、溶融部１６を構成する本体部３６の変形例の斜視図を示す。図６Ａに示される本体部４４は、直方体形状の本体部４４の中央部に導入通路４４ａが形成され、導入通路４４ａの軸線と略平行に加熱手段４０が配設されている。図６Ｂに示される本体部４６は、直方体形状の角部が切り欠かれ、その中央部に導入通路４６ａが形成され、導入通路４６ａの軸線と略平行に加熱手段４０が配設されている。図６Ｃに示される本体部４８は、ノズル部２０が装着される下方向に向かって縮径される円錐台形状であって、中央部に導入通路４８ａが形成され、導入通路４８ａに徐々に接近するように傾斜させた状態で加熱手段４０が配設されている。図６Ｄに示される本体部５０は、直方形状の本体部５０の中央部に導入通路５０ａが形成され、導入通路５０ａの軸線と略直交する方向に加熱手段４０が配設されている。これらの本体部３６、４４、４６、４８、５０は、射出装置１０が設置される場所や射出装置１０の構成に応じて適宜選択される。

【0040】

射出装置１０は、ペレットＰが供給される供給口１２ａを有するシリンダ１２と、前記シリンダ１２の内周面に沿って変位し、前記供給口１２ａから供給された前記ペレットＰを押圧するプランジャ１４と、前記シリンダ１２に連結され、前記プランジャ１４により押圧されて供給された前記ペレットＰを加熱溶融する溶融部１６と、前記溶融部１６に連結され、前記溶融部１６で溶融された前記ペレットＰを成形型１８内に射出する射出口２０ａを有するノズル部２０と、を備え、前記溶融部１６は、前記ペレットＰを前記プランジャ１４側から前記ノズル部２０側に導入する導入通路３６ａが形成される本体部３６と、前記導入通路３６ａに配設され、前記プランジャ１４側から前記ノズル部２０側に向かって、前記導入通路３６ａの中央部から前記導入通路３６ａの内周面に徐々に近接する円錐状外周面３８ａを有し、前記ペレットＰを前記導入通路３６ａの前記内周面に向けて押圧する押圧部材３８と、前記本体部３６に配設され、前記導入通路３６ａに導入された前記ペレットＰを前記導入通路３６ａの前記内周面を介して加熱溶融するための溶融熱を供給する加熱手段４０と、を備える。

【0041】

射出装置１０によれば、押圧部材３８の上部円錐部３８ａによってペレットＰを導入通路３６ａの内周面に向けて押圧させることにより、加熱手段４０により発生した溶融熱をペレットＰに供給して、ペレットＰをむらなく効率的に溶融させることができる。また、押圧部材３８は、プランジャ１４側に広い開口が確保されているため、ペレットＰは、その大きさにかかわらず目詰まりを起こすことなく容易に導入通路内に導入される。従って、溶融されたペレットＰは、ノズル部２０を介して迅速に成形型１８に射出注入され、良好な成形品を効率的に製造することができる。

【0042】

射出装置１０において、前記押圧部材３８には、前記ノズル部２０の内周面に密接した状態で、加熱溶融された前記ペレットＰの滞留域を規制する規制部材である下部円錐部３８ｄが前記ノズル部２０内に配置される。

【0043】

射出装置１０において、前記押圧部材３８は、前記円錐状外周面３８ａに接続して前記ノズル部２０側に配置され、前記導入通路３６ａの内周面に当接する円柱状外周面３８ｂと、前記円柱状外周面３６ｂに形成され、前記導入通路３６ａから前記ノズル部２０に連通する溝部３８ｃとを有し、前記円錐状外周面３８ａは、前記シリンダ１２の軸線に対する傾斜角度θが１５～４５°の範囲、前記円柱状外周面３８ｂの前記軸線の方向の長さが前記押圧部材３８の前記軸線の方向の長さの１／８～１／３の範囲、前記溝部３８ｃの幅が１～３ｍｍの範囲にそれぞれ設定される。

【0044】

射出装置１０において、前記プランジャ１４の外周面には、前記シリンダ１２の内周面に当接するＯリング３２が配設される。

【0045】

＜射出装置の他の実施形態の説明＞
次に、射出装置１０の他の実施形態である射出装置６０について、図７に基づいて説明する。図７は、他の実施形態に係る射出装置６０の断面図を示す。

【0046】

射出装置６０は、２組の射出装置６２Ａ及び６２Ｂを組み合わせて構成される。射出装置６２Ａは、サーボモータ６４により駆動されシリンダ６６内を移動するプランジャ６８を有し、シリンダ６６の下端部には、溶融部７０が装着される。シリンダ６６には、ペレットＰを供給する供給口６６ａが配設される。溶融部７０を構成する本体部７２の内部には、加熱部７４が配設されるとともに、本体部７２の中央部に形成された導入通路７２ａに押圧部材７６が配設される。押圧部材７６は、プランジャ６８側が円錐形状となる上部円錐部７６ａと、上部円錐部７６ａの下部に配設される円柱部７６ｂと、円柱部７６ｂに形成される複数の溝部７６ｃとを有する。溶融部７０の下端部には、溶湯Ｍを成形型１８のキャビティ１８ａに射出注入するためのノズル部７８が装着される。

【0047】

射出装置６２Ｂは、射出装置６２Ａと同様に構成される。溶融部７０を構成する本体部７２及びノズル部７８は、射出装置６２Ａと共通である。

【0048】

射出装置６０は、射出装置６２Ａ、６２Ｂの各サーボモータ６４を選択的に制御するモータ制御部２６と、射出装置６２Ａ、６２Ｂへ選択的にペレットＰを供給するペレット供給制御部３４と、溶融部７０を制御するヒータ制御部４２とを備える。

【0049】

以上のように構成される射出装置６０は、以下のように動作させることができる。

【0050】

先ず、モータ制御部２６は、射出装置６２Ａのサーボモータ６４を駆動し、射出装置６２Ａのプランジャ６８を射出装置６２Ｂのプランジャ６８よりも先に下降させてペレットＰに押圧力を付与し、射出装置６２Ａの溶融部７０で加熱溶融されたペレットＰの溶湯Ｍが成形型１８のキャビティ１８ａに射出注入される。次いで、モータ制御部２６は、射出装置６２Ａによる射出処理の開始から所定時間経過後、射出装置６２Ｂのサーボモータ６４を駆動し、射出装置６２Ｂのプランジャ６８を下降させてペレットＰに押圧力を付与し、射出装置６２Ｂの溶融部７０で加熱溶融されたペレットＰの溶湯Ｍが成形型１８のキャビティ１８ａに射出注入される。一方、射出装置６２Ａは、射出装置６２Ｂから溶湯Ｍがキャビティ１８ａに射出注入されている間にプランジャ６８を上昇させ、ペレット供給制御部３４がシリンダ６６内に次のペレットＰを供給する。

【0051】

以上の動作を交互に繰り返すことにより、射出装置６０は、成形型１８に対して溶湯Ｍを連続的に射出注入することができる。この結果、容量の大きな成形品を効率的に製造することができる。

【0052】

なお、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

【0053】

上述の実施形態では、押圧部材３８を構成する上部円錐部３８ａ、円柱部３８ｂ及び下部円錐部３８ｄは、一体的に形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、下部円錐部３８ｄを別体として円柱部３８ｂの下部に連結させるようにしてもよい。また、押圧部材３８は、ノズル部２０内に残留するペレットＰ等を容易に排出できる場合や、ノズル部２０内に滞留する溶湯Ｍが少ない場合には、下部円錐部３８ｄを省略してもよい。

【0054】

また、上述した他の実施形態において、射出装置６０は、２組の射出装置６２Ａ、６２Ｂにより構成されているが、設置場所やコストの面で許容できるのであれば、射出装置の構成数はこれに限定されるものではない。例えば、射出装置６０を３組以上の射出装置で構成してもよい。

【0055】

また、シリンダ１２の材質は、溶融したペレットから発生するガスによって腐食されにくい材料であれば、限定されるものではない。例えば、シリンダ１２として、ステンレス系の鋼材や、クロムメッキした鉄系の素材で形成しても良い。

【0056】

さらに、ノズル部２０の材質は、熱伝導率の高い材料であれば、限定されるものではない。例えば、ノズル部２０として、ステンレス、真鍮、銅、ベリリウム鋼等で形成しても良い。

【0057】

また、Ｏリング３２は、耐熱性の高い材料であれば、限定されるものではない。例えば、Ｏリング３２として、シリコンで形成しても良い。

【0058】

また、押圧部材３８の材質は、耐熱性の高い材料であれば、限定されるものではない。例えば、押圧部材３８として、金属、セラミックス、ガラス等で形成しても良い。

【符号の説明】

【0059】

１０、６０、６２Ａ、６２Ｂ…射出装置
１２、６６…シリンダ
１２ａ…供給口
１４、６８…プランジャ
１６、７０…溶融部
１８…成形型
１８ａ…キャビティ
２０、７８…ノズル部
２２ａ、２２ｂ…ギア
２４、６４…サーボモータ
２６…モータ制御部
２８…ボールねじ
３０…変位部材
３２…Ｏリング
３４…ペレット供給制御部
３６、４４、４６、４８、５０、７２…本体部
３６ａ、７２ａ…導入通路
３８、７６…押圧部材
３８ａ、７６ａ…上部円錐部
３８ｂ、７６ｂ…円柱部
３８ｃ、７６ｃ…溝部
３８ｄ…下部円錐部
４０、７４…加熱手段
４２…ヒータ制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】