(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリュを内部に備える加熱シリンダの成形材料供給口に接続された案内部と、
（ｂ）成形材料を切り出して前記案内部に供給する計量切出装置と、
（ｃ）該計量切出装置に前記成形材料を投入する投入装置と、
（ｄ）前記スクリュが前記成形材料を飢餓計量するように前記計量切出装置を制御する計量切出制御装置とを有し、
（ｅ）前記投入装置は成形材料乾燥機であり、
（ｆ）前記計量切出装置は前記成形材料乾燥機の付属装置であり、
（ｇ）前記計量切出制御装置は、前記スクリュが回転している間だけ前記成形材料を切り出すように前記計量切出装置を制御することを特徴とする成形材料供給装置。
【請求項２】
前記計量切出装置は、回転に伴って間欠的に成形材料を切り出す供給弁を備える請求項１に記載の成形材料供給装置。
【請求項３】
前記計量切出装置は、空気圧によって間欠的に開閉する開閉弁を備える請求項１に記載の成形材料供給装置。
【請求項４】
前記計量切出制御装置は、前記スクリュの溝内の成形材料の量に対応して前記計量切出装置を制御する請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形材料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形材料供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形機等の成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた成形材料としての樹脂を、高圧で射出して金型装置のキャビティ空間に充填（てん）し、該キャビティ空間内において冷却して固化させることによって成形品が成形されるようになっている。
【０００３】
前記射出成形機は金型装置、型締装置及び射出装置を有し、前記型締装置は、固定プラテン及び可動プラテンを備え、型締用シリンダが可動プラテンを進退させることによって金型装置の型閉、型締及び型開を行う。
【０００４】
一方、前記射出装置は、樹脂を加熱して溶融させる加熱シリンダ、及び、該加熱シリンダの前端に取り付けられ、溶融させられた樹脂を射出する射出ノズルを備え、前記加熱シリンダ内にスクリュが回転自在に、かつ、進退自在に配設される。そして、該スクリュを、後端に配設された駆動部によって前進させることにより射出ノズルから樹脂が射出され、前記駆動部によって回転させることにより樹脂の計量が行われる。
【０００５】
ところで、前記加熱シリンダに樹脂を供給するために樹脂投入部が形成され、該樹脂投入部には、ホッパ、開閉バルブ、案内部及びレベルゲージを備え、該レベルゲージによって案内部における樹脂のレベルが検出される。そして、射出及び計量が繰り返されるのに伴って樹脂のレベルが低くなると、前記開閉バルブが開放され、前記ホッパ内の樹脂が案内部に供給される。
【０００６】
また、前記スクリュは、フライト部、及び該フライト部の前端に配設されたスクリュヘッドを備える。そして、前記フライト部は、スクリュの本体、すなわち、該スクリュ本体の外周面に螺（ら）旋状に形成されたフライトを備え、該フライトによって螺旋状の溝が形成される。また、フライト部には、後方から前方にかけて順に、ホッパから落下した樹脂が供給される供給部、供給された樹脂を圧縮しながら溶融させる圧縮部、及び、溶融させられた樹脂を一定量ずつ計量する計量部が形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の射出装置においては、ホッパから落下した樹脂が供給部に溜（た）まり、供給部における樹脂の状態が密になるので、計量工程において加熱シリンダの内周面と樹脂との間の摩擦抵抗が大きくなってしまう。その結果、前記摩擦抵抗が必ずしも一定でないので、射出される樹脂量が変動してしまう。
【０００８】
また、樹脂の状態が密になるのに伴って、樹脂に剪（せん）断熱が発生するので、樹脂が炭化し、成形品にコンタミが混入してしまう。
【０００９】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、射出装置に供給される成形材料の量を適切に制御して、加熱シリンダの内周面と成形材料との間の摩擦抵抗を小さくすることができ、スクリュを回転及び前進させるために必要なトルクを安定化することができるとともに、成形材料に剪断熱が発生するのを防止することができ、樹脂の炭化によるコンタミの混入を防止することができる成形材料供給装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の成形材料供給装置においては、回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリュを内部に備える加熱シリンダの成形材料供給口に接続された案内部と、成形材料を切り出して前記案内部に供給する計量切出装置と、該計量切出装置に前記成形材料を投入する投入装置と、前記スクリュが前記成形材料を飢餓計量するように前記計量切出装置を制御する計量切出制御装置とを有し、前記投入装置は成形材料乾燥機であり、前記計量切出装置は前記成形材料乾燥機の付属装置であり、前記計量切出制御装置は、前記スクリュが回転している間だけ前記成形材料を切り出すように前記計量切出装置を制御する。
【００１２】
本発明の他の成形材料供給装置においては、さらに、前記計量切出装置は、回転に伴って間欠的に成形材料を切り出す供給弁を備える。
【００１３】
本発明の更に他の成形材料供給装置においては、さらに、前記計量切出装置は、空気圧によって間欠的に開閉する開閉弁を備える。
【００１５】
本発明の更に他の成形材料供給装置においては、さらに、前記計量切出制御装置は、前記スクリュの溝内の成形材料の量に対応して前記計量切出装置を制御する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明の成形材料供給装置は、種々の装置や方法に適用することができるものであるが、本実施の形態においては、説明の都合上、射出成形機に適用した場合について説明する。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施の形態における成形材料供給装置の機能ブロック図である。
【００１８】
図において、１１は射出装置の加熱シリンダであり、内部に後述されるスクリュ１２が回転自在に、かつ、進退（図における左右方向に移動）自在に配設されている。そして、８３は金型装置並びに該金型装置の型閉、型締及び型開を行うための型締装置を備える金型部であり、加熱シリンダ１１内において加熱され溶融させられた成形材料としての樹脂が、高圧で射出されて金型装置のキャビティ空間に充填され、該キャビティ空間内において冷却して固化することによって成形品が成形される。また、８２は、加熱シリンダ１１を進退させるとともに、該加熱シリンダ１１内のスクリュ１２を回転させ、かつ、進退させるための駆動部である。なお、８１は前記金型部８３及び駆動部８２が載置される射出成形機支持部である。
【００１９】
そして、１７は射出装置の上方に配設された成形材料乾燥機としての樹脂乾燥機である。ここで、該樹脂乾燥機１７は、成形材料を投入する投入装置として機能する。また、前記樹脂乾燥機１７は、ペレット状の樹脂を大量に収納する樹脂タンク及び該樹脂タンク内に収容されたペレット状の樹脂を乾燥する装置を備えるとともに、前記樹脂タンクの下端に樹脂排出管１６を介して接続された計量切出装置１８を備える。なお、該計量切出装置１８は、樹脂乾燥機１７の付属装置であることが、望ましいが、樹脂乾燥機１７と別個のものであってもよい。そして、前記計量切出装置１８は、樹脂タンク内に収容されたペレット状の樹脂を所定の量ずつ排出する、すなわち、切り出すための装置であり、いかなる種類のものであってもよいが、本実施の形態においては、後述されるように、回転に伴って間欠的に樹脂を切り出す供給弁としてのシャフト４３を備える。
【００２０】
また、前記計量切出装置１８の出口は、案内部１９及び負圧形成部２０を介して、加熱シリンダ１１の後述される樹脂供給口１５に接続され、樹脂乾燥機１７から切り出された樹脂が加熱シリンダ１１に供給されるようになっている。ここで、前記案内部１９には、樹脂のレベルを検出する上位レベル検出器５５ａ及び下位レベル検出器５５ｂを備えるレベル検出器５５が配設される。なお、必ずしも案内部１９を負圧にする必要もない。
【００２１】
図２は本発明の第１の実施の形態における射出装置の断面図である。
【００２２】
図において、１２は前記加熱シリンダ１１内において回転自在に、かつ、進退（図における左右方向に移動）自在に配設された射出部材としてのスクリュ、１３は前記加熱シリンダ１１の前端（図における左端）に取り付けられた射出ノズル、１４は該射出ノズル１３に形成されたノズル口である。そして、成形材料供給口としての樹脂供給口１５は前記加熱シリンダ１１の後端（図における右端）近傍の所定の位置に形成される。また、前記加熱シリンダ１１の外周には、面状のヒータｈ１〜ｈ３が配設され、該ヒータｈ１〜ｈ３を通電することによって、前記樹脂を加熱し、溶融させることができる。
【００２３】
ここで、前記スクリュ１２は、フライト部２１、及び、該フライト部２１の前端に配設されたスクリュヘッド２７を備える。そして、前記フライト部２１は、スクリュ本体の外周面に螺旋状に形成されたフライト２３を備え、該フライト２３によって螺旋状の溝２４が形成される。また、フライト部２１には、後方（図における右方）から前方（図における左方）にかけて、順に樹脂排出管１６から落下した樹脂が供給される供給部Ｐ１、供給された樹脂を圧縮しながら溶融させる圧縮部Ｐ２、及び、溶融させられた樹脂を一定量ずつ計量する計量部Ｐ３が形成される。そして、前記溝２４の底、すなわち、スクリュ本体の外径は、供給部Ｐ１において比較的小さくされ、圧縮部Ｐ２において後方から前方にかけて徐々に大きくされ、計量部Ｐ３において比較的大きくされる。したがって、加熱シリンダ１１の内周面とスクリュ本体の外周面との間隙（げき）は、前記供給部Ｐ１において比較的大きくされ、圧縮部Ｐ２において後方から前方にかけて徐々に小さくされ、計量部Ｐ３において比較的小さくされる。
【００２４】
そして、計量工程時に、前記スクリュ１２を正方向に回転させると、前記樹脂乾燥機１７内の樹脂が、計量切出装置１８を介して、樹脂供給口１５から供給部Ｐ１に供給され、溝２４内を前進（図における左方に移動）させられる。それに伴って、スクリュ１２が後退（図における右方に移動）させられ、樹脂がスクリュヘッド２７の前方に蓄えられる。なお、前記溝２４内の樹脂は、前記供給部Ｐ１においてペレット状の形状を有し、圧縮部Ｐ２において半溶融状態になり、計量部Ｐ３において完全に溶融させられて液状になる。
【００２５】
ここで、前記スクリュ本体の外周面及び加熱シリンダ１１の内周面の粗さが互いに等しいと、計量工程時に、スクリュ１２を回転させても、溝２４内の樹脂は、スクリュ１２と一体的に回転させられてしまい、前進しない。そのため、通常は、加熱シリンダ１１の内周面がスクリュ本体の外周面より粗くなるように加工される。
【００２６】
そして、射出工程時に、前記スクリュ１２を前進させると、スクリュヘッド２７の前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズル１３から射出され、図示されない金型装置内のキャビティ空間に充填される。このとき、スクリュヘッド２７の前方に蓄えられた樹脂が逆流しないように、スクリュヘッド２７の周囲に逆止リング３７及びシールリング３８から成る逆流防止装置３６が配設される。なお、前記計量工程時にスクリュ１２を回転させるために、第１の駆動手段としての図示されない計量用モータが、前記射出工程時にスクリュ１２を前進させるために、第２の駆動手段としての図示されない射出用モータが配設され、前記計量用モータ、射出用モータ、図示されない伝動機構等によって駆動部が構成される。
【００２７】
次に、前記計量切出装置１８、案内部１９及び負圧形成部２０について説明する。
【００２８】
図３は本発明の第１の実施の形態における計量切出装置、案内部及び負圧形成部を示す正面図、図４は本発明の第１の実施の形態における計量切出装置、案内部及び負圧形成部を示す断面図、図５は本発明の第１の実施の形態における計量切出装置、案内部及び負圧形成部を示す平面図である。
【００２９】
本実施の形態において、図４に示されるように、計量切出装置１８は、回転に伴って間欠的に成形材料を切り出す供給弁としてのシャフト４３、断面が四角形の形状を有する供給弁ケースとしてのケース４１を備える。前記シャフト４３はケース４１内において回転自在に支持された断面が円形の形状を有する。そして、前記ケース４１の上面には、前記樹脂排出管１６と連通させられる成形材料入口としての樹脂入口４４が形成され、前記ケース４１の下面には、前記案内部１９と連通させられる成形材料出口としての樹脂出口４５が、前記樹脂入口４４と同一軸上に形成される。また、前記シャフト４３は、大径部４６、及び、該大径部４６の両端に形成された小径部４７、４８から成り、該小径部４７、４８によって前記ケース４１に対して支持される。さらに、前記大径部４６の円周方向における所定の箇所には、所定の深さを有する成形材料収容部としてのポケット４９が、前記樹脂入口４４及び樹脂出口４５と対応する位置に形成され、前記シャフト４３を回転させることによって、前記ポケット４９が樹脂入口４４又は樹脂出口４５と選択的に連通させられる。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、前記大径部４６に一つのポケット４９が形成されるが、大径部４６の円周方向における複数箇所に同ピッチで二つ以上のポケットを形成することもできる。その場合、各ポケットを浅くすることができるので、切出量の変動を小さくすることができる。
【００３１】
そして、前記ケース４１の一端に隣接させて、計量切出装置１８を作動させるための第３の駆動手段としての供給用モータ５１が取り付けられ、該供給用モータ５１の出力軸５２は、前記小径部４８内に嵌（かん）入され、シャフト４３に固定される。したがって、前記供給用モータ５１を間欠的に駆動することによって、前記シャフト４３を回転させ、前記ポケット４９を樹脂入口４４と連通する位置に置き、前記樹脂排出管１６内の樹脂をポケット４９内に収容し、続いて、該ポケット４９を樹脂出口４５と連通する位置に置き、ポケット４９内の樹脂を案内部１９に、設定された量ずつ計量して供給する、すなわち、切り出すことができる。
【００３２】
ここで、前記案内部１９は、ガラス製の内管５３、及び、該内管５３より半径方向外方に、所定の距離を置いて配設された外管５４から成り、前記内管５３の上端は前記樹脂出口４５に臨ませて開口させられる。そして、前記内管５３と対向して樹脂のレベルを検出するレベル検出器５５が配設される。この場合、該レベル検出器５５は、内管５３内に充填されている樹脂が高いレベルにあることを検出する上位レベル検出器５５ａ、及び、前記樹脂が低いレベルにあることを検出する下位レベル検出器５５ｂを備える。なお、前記レベル検出器５５は、前記樹脂が高いレベルにあること及び低いレベルにあることを識別することができるのであれば、単一の検出器であってもよい。
【００３３】
また、前記負圧形成部２０は、内管５６、及び、該内管５６より半径方向外方に、所定の距離を置いて配設された外管５７から成る。ここで、該外管５７の下端にフランジ５８が取り付けられ、前記負圧形成部２０はフランジ５８を介して加熱シリンダ１１に固定される。そして、前記内管５３の下端と内管５６の上端とは互いに当接させられ、内管５３及び内管５６内に、加熱シリンダ１１内と連通する成形材料通路としての樹脂通路３１が形成される。また、前記加熱シリンダ１１内及び樹脂通路３１は、計量切出装置１８によって気密にされ、負圧形成部２０に負圧が形成されるようになっている。そのため、内管５６と外管５７との間に環状室６１が形成され、前記加熱シリンダ１１内及び樹脂通路３１は、内管５６の下端において、図３に示されるように、環状室６１と連通させられる。そして、前記外管５７の所定の箇所に吸引口６２が形成され、該吸引口６２に吸引パイプ６４を介してフィルタ装置６５が接続される。
【００３４】
そして、該フィルタ装置６５は、多数の孔を備える内管６６、及び、該内管６６より径方向外方に、所定の距離を置いて配設された外管６７から成り、前記内管６６と外管６７との間にフィルタ６８が配設される。また、前記外管６７の所定の箇所には、吸引口６９が形成され、該吸引口６９に、図５に示されるように、開閉弁７１及び吸引パイプ７２を介して負圧発生手段としての後述される真空ポンプ７８が接続される。したがって、該真空ポンプ７８を駆動することによって加熱シリンダ１１内に負圧が発生させられる。
【００３５】
次に、前記構成の成形材料供給装置を作動させるための制御装置について説明する。
【００３６】
図６は本発明の第１の実施の形態における制御装置を示すブロック図、図７は本発明の第１の実施の形態における飢餓計量の状態を示す図、図８は本発明の第１の実施の形態における通常計量の状態を示す図、図９は本発明の第１の実施の形態における射出装置の可塑特性を示す図である。なお、図７において、横軸にスクリュ１２（図２）の回転速度、すなわち、スクリュ回転速度Ｎを、縦軸にスクリュ１２の後退速度、すなわち、スクリュ後退速度Ｖｒを採ってある。
【００３７】
図６において、７５は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段、キーボード、タッチパネル等の入力手段、ＣＲＴ、液晶ディスプレー等の表示手段、入出力インターフェイス等を備え、計量切出制御装置として機能する制御部である。そして、該制御部７５は、独立して構成されて存在するものであってもよいし、射出成形機等の他の装置を制御するための制御装置と一体的に構成されたものであってもよいし、他の制御装置の中に構築されたシステムの一つであってもよい。本実施の形態においては、前記制御部７５が射出装置を作動させるための制御装置と一体的に形成されている場合について説明する。
【００３８】
ここで、８０は、通常計量のための切出回転数、飢餓計量のための切出回転数等のデータが格納されたデータベースである。なお、該データベース８０は、前記制御部７５が備える記憶手段の中に構築されたものであってもよいし、前記制御部７５から独立した外部の記憶手段の中に構築されたものであってもよい。
【００３９】
そして、７６はスクリュ回転用モータ、７７は射出用モータ、７８は前記吸引口６９に接続された真空ポンプである。また、１２ａはスクリュ１２の位置、すなわち、スクリュ位置を検出するスクリュ位置検出手段としてのスクリュ位置センサ、７６ａはスクリュ回転用モータ７６の回転速度を検出するスクリュ回転用速度センサ、７７ａは射出用モータ７７の回転速度を検出する射出用速度センサ、５１ａは供給用モータ５１の回転速度を検出する供給用速度センサである。
【００４０】
まず、制御部７５が真空ポンプ７８を駆動すると、加熱シリンダ１１内及び樹脂通路３１（図４）の空気が吸引され、加熱シリンダ１１内に負圧が発生させられる。次に、前記制御部７５は、計量工程を開始し、計量開始信号を発生させてスクリュ回転用モータ７６に送り、該スクリュ回転用モータ７６を駆動することによってスクリュ１２を回転させる。また、前記制御部７５は、前記計量開始信号を供給用モータ５１に送り、該供給用モータ５１を駆動することによってシャフト４３を間欠的に回転させる。それに伴って、樹脂乾燥機１７内の樹脂がポケット４９を介して樹脂通路３１内に切り出され、更に樹脂供給口１５を介して供給部Ｐ１に供給される。そして、該供給部Ｐ１に供給された樹脂は、スクリュ１２の回転に伴って溝２４内を前進し、圧縮部Ｐ２において半溶融状態になり、計量部Ｐ３において完全に溶融させられて液状になり、スクリュヘッド２７の前方に溜められる。
【００４１】
この間、前記真空ポンプ７８は駆動し続け、加熱シリンダ１１内に負圧が発生させられる。したがって、加熱シリンダ１１内及び樹脂通路３１に進入した空気、計量が行われるのに伴って発生させられたガス等が排出されるので、樹脂焼けが発生するのを防止することができる。
【００４２】
続いて、前記スクリュ位置センサ１２ａからの信号に基づいて、スクリュ１２が所定の計量終了位置に到達したことが分かると、前記制御部７５は、計量工程を終了し、計量終了信号を発生させてスクリュ回転用モータ７６に送り、該スクリュ回転用モータ７６の駆動を停止させることによってスクリュ１２の回転を停止させる。また、前記制御部７５は、前記計量終了信号を供給用モータ５１に送り、該供給用モータ５１の駆動を停止させることによってシャフト４３の回転を停止させ、樹脂の切出を停止する。
【００４３】
次に、前記制御部７５は、射出工程を開始し、射出開始信号を発生させて射出用モータ７７に送り、該射出用モータ７７を駆動することによってスクリュ１２を前進させる。これに伴って、スクリュヘッド２７の前方に溜められた樹脂は射出ノズル１３から射出される。
【００４４】
ところで、前記樹脂乾燥機１７内から切り出され、樹脂供給口１５を介して供給部Ｐ１に供給される樹脂の量は、シャフト４３を回転させる回転数によって制御される。すなわち、前記制御部７５はデータベース８０にアクセスし、該データベース８０に格納されている飢餓計量のための前記回転数を取得し、供給用モータ５１を駆動することによってシャフト４３を回転させる。これにより、スクリュ１２は樹脂を飢餓計量することができる。なお、データベース８０にアクセスせずに手動で入力するこもできる。
【００４５】
ここで、飢餓計量とは、図７に示されるように、樹脂供給口１５内に樹脂が溜まっておらず、供給部Ｐ１において、スクリュ１２の溝２４内に樹脂が満たされていない状態で、スクリュ１２によって樹脂が計量される状態である。一方、通常計量とは、図８に示されるように、樹脂供給口１５内に樹脂が溜まっており、供給部Ｐ１において、スクリュ１２の溝２４内に樹脂が満たされた状態で、スクリュ１２によって樹脂が計量される状態である。なお、図７及び８において符号８８は樹脂を示している。
【００４６】
通常計量の状態においては、樹脂が供給部Ｐ１に溜まり、供給部Ｐ１における樹脂の状態が密になるので、計量工程において加熱シリンダ１１の内周面と樹脂との間の摩擦抵抗が大きくなり、スクリュ１２を回転させるために必要なトルクが大きくなる。また、射出工程においても加熱シリンダ１１の内周面と樹脂との間の摩擦抵抗が大きいので、スクリュ１２を前進させるために必要な推力が大きくなる。さらに、前記摩擦抵抗は必ずしも一定でないので、射出される樹脂量が変動してしまう。
【００４７】
これに対し、飢餓計量の状態においては、樹脂が供給部Ｐ１に溜まらず、供給部Ｐ１における樹脂の状態が疎になるので、計量工程において加熱シリンダ１１の内周面と樹脂との間の摩擦抵抗が小さくなり、スクリュ１２を回転させるために必要なトルクが小さくてよい。また、射出工程においても加熱シリンダ１１の内周面と樹脂との間の摩擦抵抗が小さいので、スクリュ１２を前進させるために必要な推力が小さくてよい。さらに、前記摩擦抵抗が一定となるので、射出される樹脂量が変動しない。
【００４８】
ここで、前記飢餓計量のための前記シャフト４３の回転数は、射出成形機を予備的に運転することによって、あらかじめ設定することができる。
【００４９】
まず、通常計量の状態で、射出成形機を連続的に運転する。この場合、樹脂は前記内管５６及び内管５３の内部に充填されている。そして、前記スクリュ１２が所定の計量終了位置に到達して計量工程が終了し、シャフト４３が回転して、樹脂を切り出すと、前記内管５６及び内管５３の内部に充填されている樹脂のレベルが上昇する。そして、ガラス製の内管５３内の樹脂が該内管５３と対向して配設された上位レベル検出器５５ａの検出レベルに到達すると、制御部７５は前記上位レベル検出器５５ａの検出信号を受信し、シャフト４３を停止させ、樹脂の切出を停止する。
【００５０】
一方、再び計量工程が開始されると、前記スクリュ１２が回転するので、供給部Ｐ１に供給された樹脂は、スクリュ１２の溝２４内に送り込まれる。これにより、前記内管５６及び内管５３の内部に充填されている樹脂のレベルは低下する。そして、ガラス製の内管５３内の樹脂が該内管５３と対向して配設された下位レベル検出器５５ｂの検出レベルに到達すると、制御部７５は前記下位レベル検出器５５ｂの検出信号を受信し、シャフト４３を回転させ、樹脂の切出を開始する。
【００５１】
通常計量の場合、前述の動作が繰り返され、ガラス製の内管５３内の樹脂のレベルは、前記上位レベル検出器５５ａの検出レベルと下位レベル検出器５５ｂの検出レベルとの間にあるように保たれる。これにより、樹脂供給口１５内に樹脂が溜まり、供給部Ｐ１においてスクリュ１２の溝２４内に樹脂が満たされた状態が維持される。ここで、計量工程時におけるスクリュ１２の回転している時間、すなわち、計量時間Ｔ１を計測する。更に、計量時間Ｔ１と成形品の重量により可塑化能力を算出する。この場合、データベース８０には、前記可塑化能力を基に、可塑化能力に対応する飢餓計量のための前記シャフト４３の回転数が格納されており、希望する飢餓計量の割合に応じたシャフト４３の回転数Ｒ１をデータベース８０より導き出す。飢餓計量のためのシャフト４３の回転数Ｒ１は、通常の計量時のシャフト４３の回転数Ｒ２より少ない。ここで、飢餓計量のための切出回転数Ｒ１は、Ｒ１＜Ｒ２の条件を満たせば任意に設定してもよいが、少なすぎると、スクリュ１２の溝２４内の樹脂の供給量が少なくなりすぎ、計量工程に要する時間が長くなってしまう。なお、前記飢餓計量を導き出す方法に変えて、通常の計量時間Ｔ１に対し、例えば、１．２倍の計量時間Ｔ２を算出し、該計量時間Ｔ２になるように前記シャフト４３の回転数を調整（通常の計量時より回転数が少なくなる）する。その回転数が決まれば、以後、その回転数で飢餓計量を行う。
【００５２】
前述されたように、制御部７５はデータベース８０にアクセスし、該データベース８０に格納されている飢餓計量のための切出回転数を取得し、スクリュ１２が計量終了位置に達するまで間だけ樹脂乾燥機１７内の樹脂を切り出して、供給部Ｐ１に供給する。その結果、前記供給部Ｐ１においては、樹脂の状態が疎にされ、溝２４内に樹脂が１００〔％〕満たされることはない。
【００５３】
一方、前記圧縮部Ｐ２及び計量部Ｐ３においては、樹脂の状態が密にされ、溝２４内に樹脂が１００〔％〕満たされる。そして、溝２４内に樹脂が１００〔％〕満たされる部分の最後端位置がほぼ圧縮部Ｐ２と供給部Ｐ１との境に置かれる。
【００５４】
また、スクリュ回転速度Ｎ及びスクリュ後退速度Ｖｒによって表される可塑化能力は、射出装置の型式、寸法、規格等によって決まるが、図９に示される可塑化能力標準ラインＬｓより低い側、すなわち、ハッチング部分に収まるようになる。例えば、可塑化能力標準ラインＬｓにおいて、スクリュ回転速度Ｎが値ｎであるときのスクリュ後退速度Ｖｒが値ｖである場合、スクリュ回転速度Ｎを値ｎで固定したとき、供給用モータ５１の回転速度を調整することによって、スクリュ後退速度Ｖｒは、
Ｖｒ＜ｖ
にされる。
【００５５】
また、スクリュ後退速度Ｖｒを値ｖで固定したとき、供給用モータ５１の回転速度を調整することによって、スクリュ回転速度Ｎは、
Ｎ＞ｎ
にされる。すなわち、可塑化能力が可塑化能力標準ラインＬｓより低く、低速度側及び高回転側の領域で計量が行われる。
【００５６】
このように設定することによって、計量工程中だけ、しかも、計量に必要な量だけの樹脂が供給部Ｐ１に供給されるので、供給部Ｐ１において、樹脂の状態が疎にされ、溝２４内に樹脂が１００〔％〕満たされることがない。
【００５７】
そのため、前記供給部Ｐ１においては、樹脂の状態が疎にされるので、計量工程において加熱シリンダ１１の内周面と樹脂との間の摩擦抵抗を小さくすることができる。
【００５８】
また、前記摩擦抵抗が一定となるので、射出される樹脂量が変動せず、成形が安定する。
【００５９】
さらに、樹脂の状態が疎にされるので、樹脂に剪断熱が発生するのを防止することができる。したがって、樹脂の炭化が防止できるので成形品へのコンタミの混入を防止することができる。
【００６０】
そして、加熱シリンダ１１内に負圧が発生されるので、前記樹脂の状態が疎にされても、樹脂が空気と接触することがなくなる。したがって、樹脂が空気によって酸化するのを防止することができる。
【００６１】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、前記第１の実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【００６２】
図１０は本発明の第２の実施の形態における樹脂乾燥機の計量切出装置を示す概略図である。
【００６３】
図において、９１は開閉弁ケース、９６は入口端が樹脂排出管１６に接続され、出口端が開閉弁ケース９１に接続される樹脂導入管、９２は開閉弁ケース９１内に配設され、前記樹脂導入管９６の出口端を開閉する開閉弁である。なお、開閉弁ケース９１の出口は、案内部１９を介して、加熱シリンダ１１の樹脂供給口１５に接続され、樹脂乾燥機１７から切り出された樹脂が加熱シリンダ１１に供給されるようになっている。
【００６４】
また、９３は前記開閉弁９２を駆動するためのエアシリンダ装置であり、該エアシリンダ装置９３のピストン９３ａは、前記開閉弁９２のコネクティングロッド９２ａに接続されている。そして、図示されない高圧エア供給源に接続された高圧エア供給管９４は、電磁切替弁９５を介して、枝管９４ａ及び枝管９４ｂに分岐されている。なお、該枝管９４ａ及び枝管９４ｂはエアシリンダ装置９３のピストン９３ａの両側に形成された２つの圧力室にそれぞれ接続される。これにより、前記電磁切替弁９５を作動させ、高圧エア供給管９４を介して高圧エア供給源から供給される高圧エアを枝管９４ａ又は枝管９４ｂに選択的に流通させて、前記ピストン９３ａを進退させ、前記開閉弁９２を開閉させることができる。
【００６５】
そして、図示されない高圧エア供給源に接続された高圧エア供給管８６が、電磁開閉弁８７を介して、樹脂導入管９６に接続されている。ここで、前記電磁開閉弁８７は、前記開閉弁９２とともに開閉するようになっている。そのため、該開閉弁９２が開き、樹脂乾燥機１７内の樹脂が樹脂排出管１６及び樹脂導入管９６を通って開閉弁ケース９１内に流入する際、前記樹脂導入管９６に高圧エアが吹き込まれる。したがって、前記樹脂は樹脂導入管９６の内部、該樹脂導入管９６の出口端と開閉弁９２との間の部分等において、滞留したり詰まったりすることなく、前記開閉弁ケース９１内に流入する。
【００６６】
このように、本実施の形態において、計量切出装置１８は、エアシリンダ装置９３によって駆動される開閉弁９２を備える。そのため、電磁切替弁９５を作動させ、エアシリンダ装置９３に供給される高圧エアの流れを変えることによって、容易に樹脂の切出を行うことができる。
【００６７】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【００６８】
図１１は本発明の第３の実施の形態における射出装置の断面図である。
【００６９】
この場合、図に示されるように、スクリュ１２を前進限界位置に置いたときの、加熱シリンダ１１における成形材料供給口としての樹脂供給口１５より前方（図における左方）の供給部Ｐ１に対応する位置に、加熱シリンダ１１に臨ませて、３個の成形材料検出手段としてのホトセンサ５９が所定のピッチで配設される。前記各ホトセンサ５９は、供給部Ｐ１における溝２４内の樹脂を検出し、溝２４内の樹脂の量に比例するセンサ出力を発生させる。
【００７０】
そして、計量工程において、制御部７５は、各ホトセンサ５９のセンサ出力を受信し、データベース８０に格納された図示されない供給用モータ回転速度テーブルを参照し、前記センサ出力に対応する供給用モータ５１の目標回転速度を読み出し、供給用モータ５１の回転速度が目標回転速度になるように供給用モータ５１を駆動して、計量切出装置１８による樹脂の切出量を設定する。この場合、前記目標回転速度は、通常計量の状態に対応する供給用モータ５１の回転速度よりも低い速度である。そのため、計量切出装置１８による樹脂の切出量は飢餓計量のための切出量になる。なお、前記供給用モータ５１の回転速度は供給用速度センサ５１ａによって検出され、フィードバック制御が行われる。
【００７１】
その結果、前記供給部Ｐ１においては、樹脂の状態が疎にされ、溝２４内に樹脂が１００〔％〕満たされることはない。
【００７２】
このように、本実施の形態において、計量切出装置１８は、供給部Ｐ１における溝２４内の樹脂を検出して、飢餓計量のための切出量だけ樹脂乾燥機１７内の樹脂を切り出して、供給部Ｐ１に供給するようになっている。そのため、前記供給部Ｐ１における樹脂の状態を適切に制御することができる。また、樹脂乾燥機１７の計量切出装置１８を使用しているので、特別に樹脂切出装置を必要としない。
【００７３】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、成形材料供給装置においては、回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリュを内部に備える加熱シリンダの成形材料供給口に接続された案内部と、成形材料を切り出して前記案内部に供給する計量切出装置と、該計量切出装置に前記成形材料を投入する投入装置と、前記スクリュが前記成形材料を飢餓計量するように前記計量切出装置を制御する計量切出制御装置とを有し、前記投入装置は成形材料乾燥機であり、前記計量切出装置は前記成形材料乾燥機の付属装置であり、前記計量切出制御装置は、前記スクリュが回転している間だけ前記成形材料を切り出すように前記計量切出装置を制御する。
【００７５】
この場合、スクリュの供給部においては、樹脂の状態が疎にされるので、計量工程において加熱シリンダの内周面と樹脂との間の摩擦抵抗を小さくすることができる。
【００７６】
したがって、前記摩擦抵抗が一定となるので、射出される樹脂量が変動せず、成形が安定する。
【００７７】
また、樹脂の状態が疎にされるので、樹脂に剪断熱が発生するのを防止することができる。さらに、樹脂の炭化が防止できるので、成形品へのコンタミの混入を防止することができる。
【００７９】
計量切出装置を特段用意する必要がないので、成形材料供給装置の製造コストを低くすることができる。
【００８１】
この場合、計量切出装置の動作が単純で済むので、成形材料乾燥機の付属装置のような通常の計量切出装置を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における成形材料供給装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における射出装置の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における計量切出装置、案内部及び負圧形成部を示す正面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における計量切出装置、案内部及び負圧形成部を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における計量切出装置、案内部及び負圧形成部を示す平面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における制御装置を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における飢餓計量の状態を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における通常計量の状態を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における射出装置の可塑特性を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における樹脂乾燥機の計量切出装置を示す概略図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態における射出装置の断面図である。
【符号の説明】
１１    加熱シリンダ
１２    スクリュ
１５    樹脂供給口
１７    樹脂乾燥機
１８    計量切出装置
１９    案内部
４３    シャフト
７１、９２    開閉弁
７５    制御部
８８    樹脂
【図１】
0003701604.tif 000002
【図２】
0003701604.tif 000003
【図３】
0003701604.tif 000004
【図４】
0003701604.tif 000005
【図５】
0003701604.tif 000006
【図６】
0003701604.tif 000007
【図７】
0003701604.tif 000008
【図８】
0003701604.tif 000009
【図９】
0003701604.tif 000010
【図１０】
0003701604.tif 000011
【図１１】
0003701604.tif 000012