JP2014076627A - Hollow screw, hollow screw manufacturing method, and hollow screw assembly manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、中空スクリュ、中空スクリュの製造方法および中空スクリュ組立体の製造方法に係り、特に、合成樹脂成形機(プラスチック成形機)等に使用されるものに関する。 The present invention relates to a hollow screw, a method for producing a hollow screw, and a method for producing a hollow screw assembly, and more particularly, to one used for a synthetic resin molding machine (plastic molding machine).
従来、成形機のスクリュとして、円柱状の貫通孔が中心軸に沿って設けられた中空状のものが知られている(特許文献1参照)。そして、貫通孔内に冷却水等を流すことで、スクリュを適宜冷却している。 Conventionally, as a screw of a molding machine, a hollow one in which a cylindrical through hole is provided along the central axis is known (see Patent Document 1). Then, the screw is appropriately cooled by flowing cooling water or the like into the through hole.
ところで、上記従来の中空スクリュでは、冷却剤(たとえば冷却水)を流しているにもかかわらず、中空スクリュの表面温度が部位によって異なり、この中空スクリュの外周に接する被成形物(高温で溶融している樹脂等)に温度ムラが発生するという問題がある。 By the way, in the conventional hollow screw described above, the surface temperature of the hollow screw varies depending on the part even though a coolant (for example, cooling water) is flowing, and a molded object (melted at a high temperature) contacting the outer periphery of the hollow screw. There is a problem that temperature unevenness occurs in the resin etc.).
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、内側の孔に冷却剤を流して被成形物を冷却するとともに上記被成形物を搬送したり混練したりする中空スクリュにおいて、上記被成形物に温度ムラが発生することを防ぐことができる中空スクリュ、中空スクリュの製造方法および中空スクリュ組立体の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a hollow screw that cools a molding by flowing a coolant through an inner hole and transports or kneads the molding, An object of the present invention is to provide a hollow screw, a method for producing a hollow screw, and a method for producing a hollow screw assembly that can prevent occurrence of temperature unevenness in a molded product.
請求項1に記載の発明は、本体部の外周側面に設けられた雄ネジ状部と、中心軸が前記本体部の中心軸と一致し、前記本体部の径方向で、谷の底が前記雄ネジ状部の山の頂と一致し、山の頂が前記雄ネジ状部の谷の底と一致するように、前記本体部に設けられた雌ネジ状部とを有する中空スクリュである。 According to the first aspect of the present invention, the male thread-like portion provided on the outer peripheral side surface of the main body portion, the central axis coincides with the central axis of the main body portion, and the bottom of the valley is the radial direction of the main body portion. A hollow screw having a female screw-like portion provided in the main body portion so as to coincide with the top of the mountain of the male screw-like portion, and the top of the mountain coincides with the bottom of the valley of the male screw-like portion.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の中空スクリュにおいて、前記雄ネジ状部と前記雌ネジ状部とは切削加工によって形成されている中空スクリュである。 The invention according to claim 2 is the hollow screw according to claim 1, wherein the male screw-like portion and the female screw-like portion are formed by cutting.
請求項3に記載の発明は、素材の側面部に雄ネジ状部を切削加工にて形成する雄ネジ状部形成工程と、前記素材の中心軸に沿って円柱状の孔を形成する孔形成工程と、前記雄ネジ状部形成工程で雄ネジ状を形成し、前記孔形成工程で孔を形成した後、前記孔形成工程で形成した孔に沿って、切削加工により、中心軸が前記円柱状の素材の中心軸と一致し、前記円柱状の素材の径方向で、谷の底が前記雄ネジ状部の山の頂と一致し、山の頂が前記雄ネジ状部の谷の底と一致している雌ネジ状部を形成する雌ネジ状部形成工程とを有する中空スクリュの製造方法である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a male screw-like portion forming step for forming a male screw-like portion on a side surface portion of a material by cutting, and a hole formation for forming a cylindrical hole along the central axis of the material. Forming a male screw shape in the step and the male screw-shaped portion forming step, forming a hole in the hole forming step, and then cutting along the hole formed in the hole forming step so that the central axis is the circle It coincides with the central axis of the columnar material, and in the radial direction of the columnar material, the bottom of the valley coincides with the top of the mountain of the male screw-like portion, and the top of the mountain reaches the bottom of the valley of the male screw-like portion Is a manufacturing method of a hollow screw having an internal thread-shaped part forming step of forming an internal thread-shaped part that coincides with.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の中空スクリュの製造方法によって複数の中空スクリュを生成した後、これらの中空スクリュをこの長手方向でお互いに接続する接続工程とを有する中空スクリュ組立体の製造方法である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a hollow screw having a connecting step of connecting a plurality of hollow screws to each other in the longitudinal direction after producing a plurality of hollow screws by the hollow screw manufacturing method according to the third aspect. It is a manufacturing method of an assembly.
本発明によれば、内側の孔に冷却剤を流して被成形物を冷却するとともに上記被成形物を搬送したり混練したりする中空スクリュにおいて、上記被成形物に温度ムラが発生することを防ぐことができるという効果を奏する。 According to the present invention, in the hollow screw that cools the molding by flowing a coolant through the inner holes and transports or kneads the molding, temperature unevenness occurs in the molding. There is an effect that it can be prevented.
本発明の実施形態に係る中空スクリュ組立体1は、射出成形機や押出成形機等のプラスチック成形機に使用されるものであり、高温で溶融された合成樹脂を搬送するときに使用されるものである(たとえば、特開2003−62892号公報参照)。 A hollow screw assembly 1 according to an embodiment of the present invention is used for a plastic molding machine such as an injection molding machine or an extrusion molding machine, and is used when a synthetic resin melted at a high temperature is conveyed. (For example, refer to Japanese Patent Laid-Open No. 2003-62892).
中空スクリュ組立体1は、図1に示すように、複数の中空スクリュ3を、この長手方向(中心軸C1の延伸方向)でお互いに接続して生成されている。各中空スクリュ3の中心軸C1はお互いが一致している。
As shown in FIG. 1, the hollow screw assembly 1 is formed by connecting a plurality of
中空スクリュ組立体1では、1つの中空スクリュ3Aの長手方向の端と、他の1つの中空スクリュ3Bの長手方向の端とがお互いに接続されており、各中空スクリュ3A、3Bが一体化されている。
In the hollow screw assembly 1, the longitudinal end of one
また、各中空スクリュ3A,3Bの接続部では、中空スクリュ組立体1の雄ネジ状部5と雌ネジ状部7とが、段差等を生じることなく滑らかに連続してつながっている。なお、雄ネジ状部5と雌ネジ状部7とについての詳細は後述する。
Moreover, in the connection part of each
中空スクリュ組立体1の長手方向の端部は、先端部構成体9で蓋をされている。中空スクリュ組立体1(中空スクリュ3)の雌ネジ状部7内には、筒状の冷媒(たとえば冷却水)供給パイプ11が設けられている。
The end of the hollow screw assembly 1 in the longitudinal direction is covered with a tip component 9. A cylindrical refrigerant (for example, cooling water)
そして、供給パイプ11により、雌ネジ状部7内(中空スクリュ組立体1内)に供給された冷媒によって、中空スクリュ組立体1が冷却され、高温で溶融された合成樹脂の温度が調整されるようになっている。
The
なお、合成樹脂の搬送は、中空スクリュ組立体1が中心軸C1を中心に回転することで、たとえば、図1の左側から右側に向かってなされるようになっている。 The synthetic resin is transported from the left side to the right side in FIG. 1, for example, by rotating the hollow screw assembly 1 about the central axis C1.
中空スクリュ3は、円柱状(円錐台状等の他の形状であってもよい。)の金属製の本体部(金属材料の素材)25の外周側面に設けられた雄ネジ状部5と、本体部25の内部に設けられた雌ネジ状部7とを備えて構成されている。
The
雄ネジ状部5は樹脂を搬送するために設けられているのであるが、雌ネジ状部7は、中空スクリュ3の肉厚の差(部位の違いによる肉厚の差)を小さくし肉厚を均一にするために、もしくは、肉厚の差を極力小さくするために設けられている。
The male screw-
さらに説明すると、雄ネジ状部5の中心軸と雌ネジ状部7の中心軸と円柱状の本体部25の中心軸(本体部25の円形状の底面の中心と本体部25の円形状の上面の中心とを通る直線の軸)と中空スクリュ組立体1の中心軸C1とはお互いに一致している。
More specifically, the central axis of the male screw-
また、本体部25の径方向で、雌ネジ状部7の螺旋状の谷の底が雄ネジ状部5の螺旋状の山の頂と一致しており、雌ネジ状部7の螺旋状の山の頂が雄ネジ状部5の螺旋状の谷の底と一致している。
Further, in the radial direction of the
換言すれば、中心軸C1と直交し雄ネジ状部5の山の頂を通る任意の直線上であって中心軸C1と雄ネジ状部5の山の頂との間に、雌ネジ状部7の谷の底が存在しており、中心軸C1と直交し雄ネジ状部5の谷の底を通る任意の直線上であって中心軸C1と雄ネジ状部5の山の頂との間に、雌ネジ状部7の山の頂が存在している。
In other words, the female screw-like portion is on an arbitrary straight line that is orthogonal to the central axis C1 and passes through the top of the male screw-
さらに説明すると、中心軸C1と直交する任意の平面による断面をとると(図4(b)参照)、雄ネジ状部5の山の頂を形成する部位13と、雌ネジ状部7の谷の底(谷の径を決定する底)とを形成する部位15と中心軸C1とが1直線上に存在している。
More specifically, when a cross section is taken by an arbitrary plane orthogonal to the central axis C1 (see FIG. 4B), a
また、雄ネジ状部5の谷の底を形成する部位17と、雌ネジ状部7の山の頂(内径を規定する頂)を形成する部位19と中心軸C1とが1直線上に0存在している。
Further, a
上記断面において、中心軸C1と雌ネジ状部7の谷の底を形成する部位15と雄ネジ状部5の山の頂を形成する部位13とが、中空スクリュ3の中心軸C1から外側に向かってこの順にならんでいる。
In the cross section, the central axis C1, the
また、上記断面において、中心軸C1と雌ネジ状部7の山の頂を形成する部位19と雄ネジ状部5の谷の底を形成する部位17とが、中空スクリュ3の中心軸C1から外側に向かってこの順にならんでいる。
Further, in the cross section, the central axis C1, the
また、円柱状の素材から生成される中空スクリュ3は、図4(b)に示す形状の図形(斜線でハッチングした図形)ものを、中心軸C1を回転中心にして一定の方向に一定の回転角速度で回転しつつ、図4(b)の紙面に直交する方向に一定の速度で一定の距離だけ移動したときに、図4(b)に示す形状の図形の軌跡で表わされる立体形状に形成されている。
Moreover, the
図4(b)に示す形状の図形で最も外側の円は、雄ネジ状部5が形成される前の円柱状の素材25の外周を示しており、最も外側の円に内接している楕円状のものは、雄ネジ状部5を示しており、内側の楕円状のものは、雌ネジ状部7を示している。
The outermost circle in the figure having the shape shown in FIG. 4B indicates the outer periphery of the
なお、図4(b)に示すハッチングの図形の軌跡であらわされる中空スクリュ3は、2条ネジになるが、必ずしも2条ネジである必要はなく、中空スクリュ3が1条ネジになっていてもよいし、3条ネジ等の多条ネジになっていてもよい。
The
また、図4等から理解されるように、雄ネジ状部5の螺旋や雌ネジ状部7の螺旋は、中心軸C1まわりで2回転しているが、必ずしも2回転である必要はなく、1回転以下の回転である等、他の回転角度になっていてもよい。
Further, as understood from FIG. 4 and the like, the spiral of the male screw-
さらに、上記説明では、図4(b)の斜線領域で示す中空スクリュ3の断面形状(中心軸C1に対して直交する平面による断面の形状)が一定の形状になっているが、断面形状が必ずしも一定である必要はなく、断面形状が、中心軸C1を回転中心にして一定の方向に一定の回転角速度で回転しつつ紙面に直交する方向に一定の速度で移動するにしたがって次第に変化していてもよい。たとえば、図4(b)に示す外側の楕円と内側の楕円との大きさが変化していてもよい。
Furthermore, in the above description, the cross-sectional shape of the
また、中空スクリュ3では、雄ネジ状部5と雌ネジ状部7とが切削加工(研削加工でもよい)によって形成されている。
Further, in the
たとえば、雄ネジ状部5は、バイトで切削加工されており、雌ネジ状部7は、雄ネジ状部5の形状にあわせて、たとえばサイドカッタ21(図4(a)参照)で切削加工されている。なお、数値制御の工作機械で中空スクリュ3の雄ネジ状部5と雌ネジ状部7とを加工する場合、雄ネジ状部5の加工プログラムを基にしたオフセットデータをベースにした加工プログラムを使用して、雌ネジ状部7が加工される。
For example, the male screw-
また、図4(a)では、中空スクリュ3の雌ネジ状部7の長手方向の両端部に小径部27が形成されているが、小径部27を削除して雌ネジ状部7だけの形態にしてもよい。
Moreover, in FIG. 4A, although the
次に、中空スクリュ組立体1の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the hollow screw assembly 1 will be described.
まず、中空スクリュ3を次のようにして製造する。
First, the
円柱状の素材25の側面部(外周部)に雄ネジ状部5を、たとえばバイトを用いた数値制御の加工プログラムで切削加工にて形成する(雄ネジ状部形成工程;図2参照)。螺旋状の雄ネジ状部5の中心軸は、円柱状の素材25の中心軸C1と一致している。
The male threaded
また、前記円柱状の素材の中心軸C1に沿って円柱状の孔23を形成する(孔形成工程;図3参照)。雄ネジ状部形成工程と孔形成工程とはこの順序が逆になってもよい。
Further, a
孔形成工程で形成された孔23は、たとえばドリルで形成された貫通孔である。この孔23の痕跡が、小径部27になる場合もある。円柱状の孔23の外径(内径)の値は、雄ネジ状部5の谷径の値よりも小さくなっており、円柱状の素材の中心軸C1と円柱状の孔23の中心軸とはお互いが一致している。
The
雄ネジ状部形成工程で雄ネジ状部5を形成し、孔形成工程で孔23を形成した後、孔形成工程で形成した孔23に沿い、孔23を広げる態様で、たとえばT溝カッタ21を用いた切削加工によって、雌ネジ状部7を形成する(雌ネジ状部形成工程;図4参照)。
After forming the male screw-
螺旋状の雌ネジ状部7の中心軸は円柱状の素材25の中心軸C1と一致している。雌ネジ状部7は、円柱状の素材25の径方向で、谷の底が雄ネジ状部5の山の頂と一致し、山の頂が雄ネジ状部5の谷の底と一致している。
The central axis of the spiral female screw-
中空スクリュ3を複数本生成した後、これらの中空スクリュ3をこの長手方向(中心軸C1の延伸方向)でお互いに接続する(接続工程;図1参照)。
After a plurality of
接続工程での各中空スクリュ3の接続は、たとえば溶接によってなされる。接続工程での各中空スクリュ3の接続がなされた後、必要に応じて、中空スクリュ組立体1の外周表面を仕上げ加工(たとえば、研削加工)し、続いて、中空スクリュ組立体1の外周表面に溶射等によって薄膜を設ける。
Each
この後フェージング処理(溶射被膜と基材との間の密着力を向上させて被膜に内在する空隙を無気孔にする処理)をし、この後、基材(溶射がなされていない中空スクリュ組立体1)に合わせて焼き入れ、焼き戻しを行う。 This is followed by fading treatment (treatment to improve the adhesion between the thermal spray coating and the base material so that the voids in the coating are non-porous), and then the base material (hollow screw assembly not sprayed) In accordance with 1), quenching and tempering are performed.
中空スクリュ組立体1によれば、雄ネジ状部5と雌ネジ状部7との間における肉厚の差が小さくなっている(いずれの部位でも肉厚がほぼ等しくなっているので)、雌ネジ状部7内に冷却水を流した場合、表面(雄ネジ状部5)の温度ムラがほぼなくなり、中空スクリュ組立体1の搬送対象である被成形物に温度ムラが発生することを防ぐことができる。
According to the hollow screw assembly 1, the difference in thickness between the male screw-
また、中空スクリュ組立体1によれば、雄ネジ状部5と雌ネジ状部7とが切削加工(機械加工)で形成されているので、製造工程(製造期間)を短縮することができ、しかも、材料選択の自由度が高まる。
Moreover, according to the hollow screw assembly 1, since the
詳しく説明すると、従来の中空スクリュは、これを製造するとき、鋳鉄等を溶融しこの溶融した材料を中子を備えた型に注湯していた(鋳造によって生成していた)。鋳造では、溶融成形後に冷却や枯らし工程等が必要であり、製造期間が長期にわたってしまう。 More specifically, when a conventional hollow screw is manufactured, cast iron or the like is melted and the molten material is poured into a mold having a core (generated by casting). Casting requires a cooling and drying process after melt molding, and the production period is long.
しかし、中空スクリュ組立体1は、素材を切削加工することで製造できるので、冷却や枯らし工程等が不要になり(場合によっては、製鍛造工程も不要になり)、製造期間を短縮することができる。また、金属材料を溶かした後再結晶させることがないので、鋳造の場合のように特殊な材料を使用する必要がなくなり、材料の選択の自由度が高まる。 However, since the hollow screw assembly 1 can be manufactured by cutting a material, a cooling or withering process or the like is unnecessary (in some cases, a forging process is also unnecessary), and the manufacturing period can be shortened. it can. In addition, since the metal material is not recrystallized after being melted, it is not necessary to use a special material as in the case of casting, and the degree of freedom in selecting the material is increased.
さらに、素材として、様々な種類(たとえば超硬材料)のものを簡単に試すことができる(中空スクリュ組立体1の使用の態様に合致しているか否かを簡単に試すことができる)。 Furthermore, various types of materials (for example, cemented carbide materials) can be easily tested (whether or not they match the mode of use of the hollow screw assembly 1).
また、中空スクリュ組立体1によれば、数値制御の工作機械で中空スクリュ3の雄ネジ状部5と雌ネジ状部7とを加工する場合、雄ネジ状部5の加工プログラムを基にしたオフセットデータをベースにした加工プログラムを使用して、雌ネジ状部7を加工するので、加工プログラムの生成工数を削減することができる。
Further, according to the hollow screw assembly 1, when machining the male screw-
また、中空スクリュ3をこの長手方向につなぐことで中空スクリュ組立体1が製造できるので、中空スクリュ組立体1の製造に際し、オーバーハング量の小さいサイドカッタ21を用いて複雑な形状の雌ネジ状部7を切削加工することができ、雌ネジ状部7の形状を正確なものにすることができる。
Further, since the hollow screw assembly 1 can be manufactured by connecting the
なお、上記説明では、中空スクリュ組立体1で樹脂等の被成形物を搬送することにしているが、高温で溶融された樹脂を混練や脱気するため等他の用途に、中空スクリュ組立体1を使用してもよい。 In the above description, the hollow screw assembly 1 is used to transport a molded object such as a resin. However, the hollow screw assembly is used for other purposes such as kneading or degassing a resin melted at a high temperature. 1 may be used.
さらに、中空スクリュ3をつなげることなく、1本の中空スクリュ3で中空スクリュ組立体1を構成してもよい。
Further, the hollow screw assembly 1 may be constituted by one
1 中空スクリュ組立体
3、3A、3B 中空スクリュ
5 雄ネジ状部
7 雌ネジ状部
9 先端部構成体
11 供給パイプ
13、15、 部位
17、19 部位
21 サイドカッタ(T溝カッタ)
23 孔
25 本体部(素材)
27 小径部
C1 中心軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
23
27 Small diameter part C1 Center axis
Claims (4)
中心軸が前記本体部の中心軸と一致し、前記本体部の径方向で、谷の底が前記雄ネジ状部の山の頂と一致し、山の頂が前記雄ネジ状部の谷の底と一致するように、前記本体部に設けられた雌ネジ状部と、
を有することを特徴とする中空スクリュ。 A male screw-like portion provided on the outer peripheral side surface of the main body,
The central axis coincides with the central axis of the main body portion, and in the radial direction of the main body portion, the bottom of the valley coincides with the top of the mountain of the male screw-like portion, and the top of the mountain corresponds to the trough of the male screw-like portion. A female threaded portion provided in the main body so as to coincide with the bottom;
A hollow screw characterized by comprising:
前記雄ネジ状部と前記雌ネジ状部とは切削加工によって形成されていることを特徴とする中空スクリュ。 The hollow screw according to claim 1,
The hollow screw characterized in that the male screw-like portion and the female screw-like portion are formed by cutting.
前記素材の中心軸に沿って円柱状の孔を形成する孔形成工程と、
前記雄ネジ状部形成工程で雄ネジ状を形成し、前記孔形成工程で孔を形成した後、前記孔形成工程で形成した孔に沿って、切削加工により、中心軸が前記円柱状の素材の中心軸と一致し、前記円柱状の素材の径方向で、谷の底が前記雄ネジ状部の山の頂と一致し、山の頂が前記雄ネジ状部の谷の底と一致している雌ネジ状部を形成する雌ネジ状部形成工程と、
を有することを特徴とする中空スクリュの製造方法。 A male threaded portion forming step of forming a male threaded portion on the side surface of the material by cutting;
A hole forming step of forming a cylindrical hole along the central axis of the material;
A material in which the center axis is the cylindrical shape by cutting along the hole formed in the hole forming step after forming the male screw shape in the male screw portion forming step and forming the hole in the hole forming step. In the radial direction of the cylindrical material, the bottom of the valley coincides with the top of the mountain of the male screw-like portion, and the top of the mountain coincides with the bottom of the valley of the male screw-like portion. A female threaded portion forming step for forming the female threaded portion,
A process for producing a hollow screw characterized by comprising:
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