(57)【要約】【課題】ホッパー内での成形材料同士の密着を防いで該成形材料の射出装置への供給をスムーズに行なうことができる射出成形機を提供すること。【解決手段】投入口１１ａから成形材料（ペレット樹脂）２が投入されるホッパー１１を含む供給装置１０と、該供給装置１０の前記ホッパー１１の排出口１１ｂから供給される成形材料２を溶融させつつ該成形材料２を射出口（射出ノズル）２３から金型３０へと射出させる射出装置２０を備える射出成形機１において、前記ホッパー１１と前記射出装置２０との間に断熱手段を介設する。ここで、前記断熱手段は、断熱材５０或いは空気層５１又は真空層５２で構成される。又、前記ホッパー１１と前記射出装置２０との間に冷却手段を介設する。ここで、前記冷却手段は、冷却媒体を流す冷却通路６０によって構成される。この場合、前記冷却媒体は、空気又は水であっても良い。【選択図】図２
2020157599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入口から成形材料が投入されるホッパーを含む供給装置と、該供給装置の前記ホッパーの排出口から供給される成形材料を溶融させつつ射出口から該成形材料を金型へと射出する射出装置を備える射出成形機において、
前記ホッパーと前記射出装置との間に断熱手段を介設したことを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
前記断熱手段は、断熱材で構成されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記断熱手段は、空気層又は真空層で構成されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
【請求項４】
投入口から成形材料が投入されるホッパーを含む供給装置と、該供給装置の前記ホッパーの排出口から供給される成形材料を溶融させつつ該成形材料を射出口から金型へと射出させる射出装置を備える射出成形機において、
前記ホッパーと前記射出装置との間に冷却手段を介設したことを特徴とする射出成形機。
【請求項５】
前記冷却手段は、冷却媒体を流す冷却通路によって構成されることを特徴とする請求項４に記載の射出成形機。
【請求項６】
前記冷却媒体は、空気又は水であることを特徴とする請求項５に記載の射出成形機。
【請求項７】
前記冷却手段は、前記ホッパーの内周面から空気を当該ホッパー内に向けて噴射するものとして構成されることを特徴とする請求項５に記載の射出成形機。
【請求項８】
前記ホッパーの内周面に噴射口を周方向に複数形成し、これらの噴射口から噴出する空気を前記ホッパーの内壁斜面に当ててこれを上方に向けて流すことを特徴とする請求項７に記載の射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホッパーに投入される成形材料を射出装置へと供給するための供給装置を備える射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形によって樹脂製品等を製造するための射出成形機は、投入口からペレット樹脂等の成形材料が投入されるホッパーを含む供給装置と、該供給装置の前記ホッパーの排出口から供給される成形材料を溶融させつつ射出口から金型へと射出させる射出装置を備えている。ここで、斯かる射出成形機の従来例を図８に示す。
【０００３】
即ち、図８は従来の射出成形機のホッパー部の縦断面図であり、図示のように、ホッパー１１１は、略円筒形のタンクとして構成されており、その上面には、成形材料１０２が投入される円孔状の投入口１１１ａが開口している。又、このホッパー１１１の下端部内壁は、下方に向かって絞られた形状に成形されており、その中央には、上下方向に貫通する円孔状の排出口１１１ｂが形成されている。そして、ホッパー１１１の下方には、射出装置１２０の加熱シリンダ１２１が配置されており、加熱シリンダ１２１内には、スクリュー１２２が回転可能に挿通している。そして、加熱シリンダ１２１には、円孔状の供給口１２１ａが形成されており、この供給口１２１ａは、ホッパー１１１の底部に開口する前記排出口１１１ｂに連通している。尚、加熱シリンダ１２１には、不図示のヒータが内蔵されている。
【０００４】
而して、射出成形機においては、ホッパー１１１の投入口１１１ａからペレット樹脂等の成形材料１０２が当該ホッパー１１１内に投入されると、成形材料１０２は、自重によってホッパー１１１内を落下し、該ホッパー１１１の下部に開口する排出口１１１ｂ及びこれに連通する加熱シリンダ１２１の供給口１２１ａを通って当該加熱シリンダ１２１内へと供給される。ここで、加熱シリンダ１２１においては、スクリュー１２２が不図示の駆動装置によって回転駆動されており、加熱シリンダ１２１内に供給された成形材料１０２は、加熱シリンダ１２１に内蔵された不図示のヒータによって加熱されて溶融しつつ、回転するスクリュー１２２によって不図示の射出口（射出ノズル）に向かって図８の左方へと搬送される。
【０００５】
そして、溶融状態にある成形材料（溶融樹脂）１０２は、加熱シリンダ１２１の先端に開口する不図示の射出口（射出ノズル）から高圧で不図示の金型内のキャビティへと射出され、キャビティへと射出された成形材料（溶融樹脂）１０２は、金型内で冷却されて固化し、これによって所望の形状（キャビティと同じ形状）の製品が製造される。
【０００６】
ところで、射出成形機に関して、特許文献１には、ポリエステル樹脂容器を成形するための射出成形機において、樹脂供給部の側壁に開口部を設け、この開口部を通じて樹脂供給部と樹脂溶融部を、減圧状態又は不活性ガス雰囲気状態による酸素濃度低減雰囲気状態にして、樹脂材料を供給することによって、副生物のアルデヒド類の生成を抑止するようにした成形方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１１０８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１において開示された射出成形機を含む従来の射出成形機においては、図８に示すように、ホッパー１１１が高温の加熱シリンダ１２１に直接接触しているため、加熱シリンダ１２１の熱がホッパー１１１へと伝導し、この熱によってホッパー１１１内の成形材料１０２が加熱される。このようにホッパー１１１内の成形材料１０２が加熱されると、成形材料１０２同士が密着してブリッジを形成するため、加熱シリンダ１２１への成形材料１０２の供給が阻害されるという問題が発生する。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、ホッパー内での成形材料同士の密着を防いで該成形材料の射出装置への供給をスムーズに行なうことができる射出成形機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、第１発明は、投入口から成形材料が投入されるホッパーを含む供給装置と、該供給装置の前記ホッパーの排出口から供給される成形材料を溶融させつつ該成形材料を射出口から金型へと射出させる射出装置を備える射出成形機において、前記ホッパーと前記射出装置との間に断熱手段を介設したことを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記断熱手段は、断熱材或いは空気層又は真空層で構成されても良い。
【００１２】
第２発明は、投入口から成形材料が投入されるホッパーを含む供給装置と、該供給装置の前記ホッパーの排出口から供給される成形材料を溶融させつつ該成形材料を射出口から金型へと射出させる射出装置を備える射出成形機において、前記ホッパーと前記射出装置との間に冷却手段を介設したことを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記冷却手段は、冷却媒体を流す冷却通路によって構成されても良い。この場合、前記冷却媒体は、空気又は水であっても良い。又、前記冷却手段は、前記冷却媒体としての空気を前記ホッパーの内周面から当該ホッパー内に向けて噴射するものとして構成されても良い。この場合、前記ホッパーの内周面に噴射口を周方向に複数形成し、これらの噴射口から噴出する空気を前記ホッパーの内壁斜面に当ててこれを上方に向けて流すようにしても良い。
【発明の効果】
【００１４】
第１発明によれば、ホッパーと射出装置との間に断熱手段を介設したため、高温の射出装置からホッパーへの熱伝導が断熱手段によって遮断され、ホッパー内の成形材料同士の熱による融着が防がれて該成形材料の射出装置への供給がスムーズになされる。
【００１５】
第２発明によれば、ホッパーと射出装置との間に介設された冷却手段によってホッパーが冷却されてその温度上昇が抑えられるため、該ホッパー内の成形材料同士の熱による融着が防がれて該成形材料の射出装置への供給がスムーズになされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１発明の実施の形態１に係る射出成形機の全体構成を示す破断側面図である。
【図２】第１発明の実施の形態１に係る射出成形機要部（ホッパー部）の縦断面図である。
【図３】第１発明の実施の形態２に係る射出成形機要部（ホッパー部）の縦断面図である。
【図４】第２発明の実施の形態１に係る射出成形機要部（ホッパー部）の縦断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】第２発明の実施の形態２に係る射出成形機要部（ホッパー部）の縦断面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】従来の射出成形機要部（ホッパー部）の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１発明］
＜実施の形態１＞
以下に第１発明の実施の形態１を図１及び図２に基づいて説明する。
【００１８】
図１は第１発明に係る射出成形機の全体構成を示す破断側面図、図２は同射出成形機要部（ホッパー部）の縦断面図であり、本発明に係る射出成形機１は、図１に示すように、ホッパー１１を含む供給装置１０と、ホッパー１１から供給される成形材料（以下、「ペレット樹脂」と称する）２を射出する射出装置２０と、内部にキャビティＣが形成された金型３０と、金型３０を支持しつつこれを開閉する型締装置４０を含んで構成されている。尚、図示しないが、射出成形機１には、金型３０から製品である成形品を取り出すための取出装置、金型３０に冷却水を供給するための冷却水供給装置、射出成形機１の作動を制御する制御装置、各種スイッチや表示パネル等を備えた操作盤等が設けられている。
【００１９】
ここで、供給装置１０に設けられたホッパー１１は、垂直に起立する略円筒状のタンクであって、その上面には円孔状の投入口１１ａが開口している。又、このホッパー１１の下部内壁は、図２に示すように、下方に向かってテーパ状に絞られた形状に成形されており、その中心には円孔状の排出口１１ｂが貫設されている。ここで、本実施の形態においては、ホッパー１１の投入口１１ａと排出口１１ｂとは、平面視において互いにオーバーラップしている（図２参照）。尚、図示しないが、供給装置１０には、ホッパー１１から射出装置２０へのペレット樹脂２の供給量を計量するための排出口自動開閉装置と、ホッパー１１内に投入されたペレット樹脂２に熱風を送りつつこれらのペレット樹脂２を掻き混ぜるためのホッパードライヤが設けられている。
【００２０】
射出装置２０は、ホッパー１１から供給されるペレット樹脂２をヒータによる加熱によって溶融させつつ搬送し、溶融樹脂を金型３０内へと射出する装置であって、水平方向に長く配置された加熱シリンダ２１と、この加熱シリンダ２１内に回転可能に挿通支持されたスクリュー２２を備えている。ここで、加熱シリンダ２１には不図示のヒータが内蔵されており、この加熱シリンダ２１の先端には、図１に示すように、溶融樹脂を金型３０に向かって高圧で射出するための射出ノズル（射出口）２３が取り付けられている。尚、スクリュー２２は、モータ等を駆動源とする不図示の駆動装置によって回転駆動され、駆動装置の作動開始・停止タイミングは、不図示の制御装置によって制御される。
【００２１】
ここで、加熱シリンダ２１の一部には、図２に示すように、円孔状の供給口２１ａが形成されており、この供給口２１ａは、ホッパー１１の底部に開口する排出口１１ｂに連通している。
【００２２】
金型３０は、射出装置２０から射出される溶融樹脂をキャビティＣ内で冷却固化させて所望の形状の成形品（製品）とするためのものであって、図１に示すように、固定型３１と可動型３２によって構成されている。ここで、固定型３１と可動型３２が図１に示すように閉じている状態では、両者の間には、成形品（製品）と同形状のキャビティＣが形成されている。尚、図示しないが、金型３０には冷却器が設けられている。
【００２３】
型締装置４０は、油圧によって金型３０の固定型３１と可動型３２を開閉する装置であって、図１に示すように、油圧シリンダ４１と、該油圧シリンダ４１内に水平方向（図１の左右方向）に摺動可能に嵌装されたピストン４２とを備えており、ピストン４２には、金型３０の可動型３２が取り付けられている。そして、油圧シリンダ４１内には、ピストン４２によって区画された油室Ｓ１と油室Ｓ２が形成されている。
【００２４】
而して、上記のように構成された型締装置４０によって金型３０を閉じるときには、一方の油室Ｓ１に油圧を供給する。すると、ピストン４２が金型３０の可動型３２と共に図１の右方へと摺動し、可動型３２が固定型３１に当接するために金型３０が図示のように閉じられる。これに対して、金型３０を開くときには、他方の油室Ｓ２に油圧を供給する。すると、ピストン４２が可動型３２と共に図１の左方へと摺動するため、固定型３１に当接していた可動型３２が固定型３１から離間するために金型３０が開かれる。
【００２５】
ところで、本実施の形態においては、図２に示すように、ホッパー１１と加熱シリンダ２１との間に、断熱手段としてのリングプレート状の断熱材５０が介設されている。
【００２６】
次に、以上のように構成された射出成形機１の作用について説明する。
【００２７】
本実施の形態に係る射出成形機１を用いて樹脂製品を成形する際には、不図示の送り装置によって所定量のペレット樹脂２がホッパー１１の投入口１１ａから当該ホッパー１１内に投入される。すると、投入された複数のペレット樹脂２は、ホッパー１１内を自重によって落下するが、本実施の形態では、図２に示すように、ホッパー１１と加熱シリンダ２１との間に断熱材５０を介設したため、後述のように不図示のヒータによって加熱された高温の加熱シリンダ２１からホッパー１１への熱伝導が断熱材５０による断熱効果によって効果的に遮断される。このため、ホッパー１１内のペレット樹脂２が熱によって溶融することがなく、ペレット樹脂２同士が融着してブリッジを形成することがない。この結果、ホッパー１１から加熱シリンダ２１へのペレット樹脂２の供給がスムーズになされる。
【００２８】
而して、ペレット樹脂２が射出装置２０の加熱シリンダ２１内へとスムーズに供給されると、これらのペレット樹脂２は、回転駆動されるスクリュー２２によって加熱シリンダ２１内を先端（図１及び図２の左方）へと搬送されるが、その過程で、加熱シリンダ２１に内蔵された不図示のヒータによって加熱されて溶融する。そして、この溶融樹脂は、加熱シリンダ２１の先端に取り付けられた射出ノズル２３（図１参照）から図１に示すように閉じ状態にある金型３０のキャビティＣへと高圧で射出され、キャビティＣ内で冷却されることによって固化する。この結果、金型３０内には、キャビティＣと同形状の樹脂成形品が形成され、型締装置４０によって可動型３２を移動させて金型３０を開き、不図示のロボットハンド等の取出装置によって樹脂成形品を金型３０から取り出すことによって、一連の射出成形作業が終了する。
【００２９】
以上の説明で明らかなように、本実施の形態によれば、ホッパー１１と加熱シリンダ２１との間に断熱材５０を介設したため、加熱シリンダ２１からホッパー１１への熱伝導が断熱材５０によって遮断され、ホッパー１１内のペレット樹脂２同士の熱による融着が防がれて該ペレット樹脂２の加熱シリンダ２１への供給がスムーズになされるという効果が得られる。
【００３０】
＜実施の形態２＞
次に、第１発明の実施の形態２を図３に基づいて以下に説明する。
【００３１】
図３は第１発明の実施の形態２に係る射出成形装置要部（ホッパー部）の縦断面図であり、本図においては、図２において示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
【００３２】
本実施の形態に係る射出成形機の基本構成は、図１に示すものと同じであり、ホッパー１１と加熱シリンダ２１との間に介設された断熱手段の形態のみが異なる。即ち、本実施の形態においては、図３に示すように、ホッパー１１と加熱シリンダ２１との間に、断熱手段として空気層５１又は真空層５２を介設している。具体的には、ホッパー１１の底面に凹部１１ｃを形成し、この凹部１１ｃの底面開口部を、断熱性の高いシール板５３で覆うことによって、ホッパー１１の底部に密閉空間を形成している。そして、この密閉空間を熱伝導率の小さい空気が存在する空気層５１とし、或いは密閉空間を真空引きすることによってこの密閉空間を真空層５２としている。
【００３３】
従って、本実施の形態によれば、ホッパー１１と加熱シリンダ２１との間に空気層５１又は真空層５２を介設したため、加熱シリンダ２１からホッパー１１への熱伝導が空気層５１又は真空層５２によって遮断され、実施の形態１と同様に、ホッパー１１内のペレット樹脂２同士の熱による融着が防がれて該ペレット樹脂２の加熱シリンダ２１への供給がスムーズになされるという効果が得られる。
【００３４】
［第２発明］
次に、第２発明の実施の形態について説明する。
【００３５】
＜実施の形態１＞
図４は第２発明に係る射出成形機要部（ホッパー部）の縦断面図、図５は図４のＡ−Ａ線断面図であり、これらの図においても、図２において示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
【００３６】
本実施の形態に係る射出成形機の基本構成は、図１に示すものと同じであり、ホッパー１１と加熱シリンダ２１との間に冷却手段を介設した点のみが異なる。即ち、本実施の形態においては、ホッパー１１と加熱シリンダ２１との間に冷却通路６０を形成し、この冷却通路６０に空気や水等の冷却媒体を流すようにしている。
【００３７】
具体的には、図４に示すように、ホッパー１１の底面に凹部１１ｃを形成し、この凹部１１ｃの底面開口部を、断熱性の高いリングプレート状のシール板６１で覆うことによってホッパー１１の底部に冷却通路６０を形成している。そして、図５に示すように、この冷却通路６０の一方側に複数（図示例では、３つ）の流入口６０ａを開口させ、他側に複数（図示例では、３つ）の排出口６０ｂを開口させている。そして、不図示のエアコンプレッサから吐出される空気を各流入口６０ａから冷却通路６０へと流入させれば、この空気は冷却通路６０を図５に矢印にて示すように流れてホッパー１１の底部を冷却する。そして、ホッパー１１の冷却に供された空気は、各排出口６０ｂから大気中へと排出される。このような作用が連続的に繰り返されることによって、ホッパー１１の低部が空気によって冷却されるため、ホッパー１１内のペレット樹脂２が加熱されて互いに融着することがなく、ペレット樹脂２の加熱シリンダ２１への供給がスムーズになされる。ここで、ホッパー１１内のペレット樹脂２が湿気を嫌う場合には、冷却通路６０へは乾燥空気を流すことが望ましい。
【００３８】
或いは、不図示のウォータポンプから吐出される冷却水を各流入口６０ａから冷却通路６０へと流入させれば、この冷却水は冷却通路６０を図５に矢印にて示すように流れてホッパー１１の底部を冷却する。そして、ホッパー１１の冷却に供された冷却水は、各排出口６０ｂから冷却通路６０の外へと排出される。このような作用が連続的に繰り返されることによって、ホッパー１１の底部が冷却水によって冷却されるため、ホッパー１１内のペレット樹脂２が加熱されて互いに融着することがなく、ペレット樹脂２の加熱シリンダ２１への供給がスムーズになされる。
【００３９】
尚、本実施の形態では、冷却通路６０に各３つの流入口６０ａと排出口６０ｂを開口させたが、これらの流入口６０ａと排出口６０ｂの数は任意である。
【００４０】
＜実施の形態２＞
次に、第２発明の実施の形態２を図６及び図７に基づいて以下に説明する。
【００４１】
図６は第２発明の実施の形態２に係る射出成形装置要部（ホッパー部）の縦断面図、図７は図６のＢ−Ｂ線断面図であり、これらの図においても、図２において示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
【００４２】
本実施の形態においては、冷却手段が、冷却媒体としての空気をホッパー１１の内周面から当該ホッパー１１内に向けて噴射するものとして構成されている。具体的には、図６及び図７に示すように、ホッパー１１の底部外周には、リングチャンネル状の流路部材７０が嵌着されており、ホッパー１１の底部には、流路部材７０の内部と当該ホッパー１１の内部とを連通させる直線状の複数（図示例では、８つ）の空気通路７１が水平且つ放射状に形成されている（図７参照）。従って、ホッパー１１底部の内壁斜面１１ｄには、各空気通路７１の端部が噴射口７１ａとして周方向に等間隔で複数（図示例では、８つ）開口している。尚、流路部材７０の外周の一部には、流入口７０ａが開口している。
【００４３】
而して、不図示のエアコンプレッサから吐出される空気（圧縮空気）が流入口７０ａから流路部材７０内へと流入すると、この空気は、ホッパー１１の底部に形成された複数の空気通路７１内をホッパー１１の中心に向かって流れ、ホッパー１１底部の内壁斜面１１ｄに開口する各噴射口７１ａからそれぞれ水平に噴射する。そして、各噴射口７１ａから噴射する空気は、図６に矢印にて示すように、ホッパー１１底部の内壁斜面１１ａに当たって流れ方向が上方へと変えられ、上方に向かって流れる過程でホッパー１１内のペレット樹脂（図７には不図示）を冷却する。このため、ホッパー１１内のペレット樹脂が加熱されて互いに融着することがなく、ペレット樹脂の加熱シリンダ２１への供給がスムーズになされる。ここで、空気をホッパー１１内で上方へと流すためには、ホッパー１１の内壁斜面１１ｄの傾斜角は４５°であることが望ましい。又、ホッパー１１内のペレット樹脂が湿気を嫌う場合には、ホッパー１１内へと噴射する空気としては乾燥空気を用いることが望ましい。
【００４４】
尚、ホッパー１１に形成される空気通路７１と流路部材７０に形成される流入口７０ａの数は任意であって、本実施の形態において図示した数に限定される訳ではない。
【００４５】
又、第１及び第２発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４６】
１          射出成形機
２          ペレット樹脂（成形材料）
１０        供給装置
１１        ホッパー
１１ａ      ホッパーの投入口
１１ｂ      ホッパーの排出口
１１ｃ      ホッパーの凹部
１１ｄ      ホッパーの内壁斜面
２０        射出装置
２１        加熱シリンダ
２１ａ      加熱シリンダの供給口
２２        スクリュー
２３        射出ノズル（射出口）
３０        金型
３１        金型の固定型
３２        金型の可動型
４０        型締装置
４１        型締装置の油圧シリンダ
４２        型締装置のピストン
５０        断熱材（断熱手段）
５１        空気層（断熱手段）
５２        真空層（断熱手段）
５３        シール板
６０        冷却通路（冷却手段）
６０ａ      冷却通路の流入口
６０ｂ      冷却通路の排出口
６１        シール板
７０        流路部材
７０ａ      流路部材の流入口
７１        空気通路
７１ａ      空気通路の噴射口
Ｃ          キャビティ
Ｓ１，Ｓ２  油室
【図１】
2020157599.tif 000003
【図２】
2020157599.tif 000004
【図３】
2020157599.tif 000005
【図４】
2020157599.tif 000006
【図５】
2020157599.tif 000007
【図６】
2020157599.tif 000008
【図７】
2020157599.tif 000009
【図８】
2020157599.tif 000010