(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１供給弁を開くことで第１樹脂原料を第１計量シリンダへ供給し、第２供給弁を開くことで第２樹脂原料を第２計量シリンダへ供給し、供給が完了したら第１・第２供給弁を閉じ、第１・第２計量シリンダのプランジャを前進させることで、第１・第２樹脂原料を射出機構へ計量供給する液状原料計量供給方法において、
前記第１供給弁の閉じ時期を変更しながら、前記第１計量シリンダから射出機構へ向う第１樹脂原料の全量を抜取って重量を計ることで重量と第１計量シリンダ内圧との関係を調べ、この関係から基準重量に対応する内圧を求め、得られた内圧を第１計量シリンダ内圧の所定の圧力に設定し、
前記第２供給弁の閉じ時期を変更しながら、前記第２計量シリンダから射出機構へ向う第２樹脂原料の全量を抜取って重量を計ることで重量と第２計量シリンダ内圧との関係を調べ、この関係から基準重量に対応する内圧を求め、得られた内圧を第２計量シリンダ内圧の所定の圧力に設定し、
前記第１計量シリンダのプランジャが所定位置まで後退した後に、第１計量シリンダ内圧が前記第１計量シリンダ内圧の所定の圧力に達していないときには、この所定の圧力に達するまで第１供給弁の閉じ時期を遅らせ、
前記第２計量シリンダのプランジャが所定位置まで後退した後に、第２計量シリンダ内圧が前記第２計量シリンダ内圧の所定の圧力に達していないときには、この所定の圧力に達するまで第２供給弁の閉じ時期を遅らせることを特徴とする射出機構への液状原料計量供給方法。
【請求項２】
第１供給弁を開くことで第１樹脂原料を第１計量シリンダへ供給し、第２供給弁を開くことで前記第１樹脂原料より高粘度の第２樹脂原料を第２計量シリンダへ供給し、供給が完了したら第１・第２供給弁を閉じ、第１・第２計量シリンダのプランジャを前進させることで、第１・第２樹脂原料を射出機構へ計量供給する液状原料計量供給方法において、
前記第２供給弁の閉じ時期を変更しながら、前記第２計量シリンダから射出機構へ向う第２樹脂原料の全量を抜取って重量を計ることで重量と遅れ時間との関係を調べ、この関係から基準重量に対応する遅れ時間を求め、
前記第１計量シリンダのプランジャが所定位置まで後退したら第１供給弁は閉じるが、第２供給弁は、第２計量シリンダのプランジャが所定位置まで後退した時点から前記基準重量に対応する遅れ時間が経過するまで閉じ時期を遅らせることを特徴とする射出機構への液状原料計量供給方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液状で且つ性質の異なる第１・第２樹脂原料を射出機構へ計量して供給する技術の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開平６−６３９９２号公報「液状樹脂計量装置」の図１には、計量射出弁１０，１１を閉じ、樹脂計量弁７，８を開けて樹脂タンク５，６の液状樹脂を計量シリンダ１，３に吸引する。次に、樹脂計量弁７，８を閉じ、計量射出弁１０，１１を開き、サーボモータ２，４を回すことで液状樹脂を混合攪拌シリンダ９へ計量供給する計量装置が示されている。計量シリンダ１，３の内断面積とピストンのストロークとから、液状樹脂の「体積」が正確に計算できるため、樹脂粘度に関係なく高い精度で計量できると説明されている（同公報段落番号［００１７］参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発明者等が上記公報の技術を試したところ、取扱う液状樹脂の種類によっては計量精度が悪くなることが判明し、要因を調べたところ、次の２つが影響していることを突き止めた。
▲１▼低圧域では非圧縮性である液体（液状樹脂）が高圧域では僅かであるが圧縮性液体になり、その結果密度が変化し、計量体積が一定であるにも拘らず計量重量が変化する。
▲２▼チキソトロピー（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｙ）現象（高濃度の高分子液に外力を付与すると流動性が高まる現象）により、流路抵抗が変化する。特に、計量シリンダから混合攪拌シリンダ（又は射出機構）に至る管路における流路抵抗が変化（流動性が大きければ流れ抵抗は小さくなる。）し、この結果、混合攪拌シリンダ（又は射出機構）に供給する液状樹脂の重量が変化する。
【０００４】
これら▲１▼，▲２▼の変動要素が複合して計量精度を低下させたものである。しかし、微小部品や精密部品の射出成形においては、計量精度を高めることは必須であり、その対策が切望されている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記要望に応えるために請求項１は、第１供給弁を開くことで第１樹脂原料を第１計量シリンダへ供給し、第２供給弁を開くことで第２樹脂原料を第２計量シリンダへ供給し、供給が完了したら第１・第２供給弁を閉じ、第１・第２計量シリンダのプランジャを前進させることで、第１・第２樹脂原料を射出機構へ計量供給する液状原料計量供給方法において、
前記第１供給弁の閉じ時期を変更しながら、前記第１計量シリンダから射出機構へ向う第１樹脂原料の全量を抜取って重量を計ることで重量と第１計量シリンダ内圧との関係を調べ、この関係から基準重量に対応する内圧を求め、得られた内圧を第１計量シリンダ内圧の所定の圧力に設定し、
前記第２供給弁の閉じ時期を変更しながら、前記第２計量シリンダから射出機構へ向う第２樹脂原料の全量を抜取って重量を計ることで重量と第２計量シリンダ内圧との関係を調べ、この関係から基準重量に対応する内圧を求め、得られた内圧を第２計量シリンダ内圧の所定の圧力に設定し、
第１計量シリンダのプランジャが所定位置まで後退した後に、第１計量シリンダ内圧が前記第１計量シリンダ内圧の所定の圧力に達していないときには、この所定の圧力に達するまで第１供給弁の閉じ時期を遅らせ、
第２計量シリンダのプランジャが所定位置まで後退した後に、第２計量シリンダ内圧が前記第２計量シリンダ内圧の所定の圧力に達していないときには、この所定の圧力に達するまで第２供給弁の閉じ時期を遅らせることを特徴とする。
【０００６】
先ず、第１・第２計量シリンダの内圧をどの程度増加させることが適当であるかを、第１・第２計量シリンダから射出機構へ向う第１・第２樹脂原料の全量を抜取って重量を計ることで確認する。原始的な手法であるが、第１・第２計量シリンダの所定の内圧を確実に且つ低コストで求めることができる。
次に、第１・第２計量シリンダでは、それらのプランジャが所定位置まで後退した段階で体積計量を実施し、続く第１・第２計量シリンダの内圧増加により適正な重量になるように補正を施す。この結果、密度変化などの影響を受けること無く正しい重量の第１・第２樹脂原料を射出機構へ供給することができる。
【０００９】
請求項２は、第１供給弁を開くことで第１樹脂原料を第１計量シリンダへ供給し、第２供給弁を開くことで第１樹脂原料より高粘度の第２樹脂原料を第２計量シリンダへ供給し、供給が完了したら第１・第２供給弁を閉じ、第１・第２計量シリンダのプランジャを前進させることで、第１・第２樹脂原料を射出機構へ計量供給する液状原料計量供給方法において、
前記第２供給弁の閉じ時期を変更しながら、前記第２計量シリンダから射出機構へ向う第２樹脂原料の全量を抜取って重量を計ることで重量と遅れ時間との関係を調べ、この関係から基準重量に対応する遅れ時間を求め、
第１計量シリンダのプランジャが所定位置まで後退したら第１供給弁は閉じるが、第２供給弁は、第２計量シリンダのプランジャが所定位置まで後退した時点から前記基準重量に対応する遅れ時間が経過するまで閉じ時期を遅らせることを特徴とする。
【００１０】
先ず、第２計量シリンダの内圧をどの程度増加させることが適当であるかを、第１・第２計量シリンダから射出機構へ向う第２樹脂原料の全量を抜取って重量を計ることで確認する。原始的な手法であるが、第２計量シリンダの制御基準を確実に且つ低コストで定めることができる。
次に、高粘度側の樹脂原料を第２計量シリンダで計量することを前提とする。そして、第１・第２計量シリンダでは、それらのプランジャが所定位置まで後退した段階で体積計量を実施し、次に第２計量シリンダの内圧増加により適正な重量になるように補正を施す。この結果、密度変化などの影響を受けること無く正しい重量の第１・第２樹脂原料を射出機構へ供給することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る射出機構への液状原料計量供給装置の原理図であり、射出機構への液状原料計量供給装置（以下「原料計量供給装置」と略記する。）１０は、第１樹脂原料１１を貯溜する第１原料容器１２と、この第１原料容器１２から第１樹脂原料１１を汲上げる第１ポンプ１３と、この第１ポンプ１３から第１計量シリンダ１４まで延ばした第１供給管１５と、この第１供給管１５に介設した第１供給弁１６と、第１計量シリンダ１４から射出機構１８まで延ばした第１吐出管１９と、この第１吐出管１９に順に介設した第１圧力センサ２１、第１吐出弁２２及び第１三方弁２３と、この第１三方弁２３の下方に配置した第１カップ２４及び第１秤（はかり）２５と、第２樹脂原料３１を貯溜する第２原料容器３２と、この第２原料容器３２から第２樹脂原料３１を汲上げる第２ポンプ３３と、この第２ポンプ３３から第２計量シリンダ３４まで延ばした第２供給管３５と、この第２供給管３５に介設した第２供給弁３６と、第２計量シリンダ３４から射出機構１８まで延ばした第２吐出管３９と、この第２吐出管３９に順に介設した第２圧力センサ４１、第２吐出弁４２及び第２三方弁４３と、この第２三方弁４３の下方に配置した第２カップ４４及び第２秤４５と、前記第１・第２計量シリンダ１４，３４間に設けた計量板シリンダ４７と、この計量板シリンダ４７のピストンロッド４８にＴ字をなすように取付けた計量板４９と、第１計量シリンダ１４のプランジャ１４ａに対向する位置にて計量板４９に取付けた第１リミットスイッチＬＳ１と、第２計量シリンダ３４のプランジャ３４ａに対向する位置にて計量板４９に取付けた第２リミットスイッチＬＳ２と、計量板４９の後退限位置を規定する第３リミットスイッチＬＳ３と、からなる。
【００１４】
なお、前記第１・第２ポンプ１３，３３はエア駆動ポンプであって連続運転させる。第１三方弁２３は、通常の弁（二方弁）に分岐口２３ａを追加することで合計３個の口を備える。第２三方弁４３も同様に分岐口４３ａを備える。これらの作用は後述する。
【００１５】
以上の構成からなる原料計量供給装置１０の作用を次に説明する。
図２は本発明に係る計量供給説明図であり、計量が完了した状態は後述の図４で説明するが、計量完了後に図２において第１・第２供給弁１６，３６を閉じて第１・第２吐出弁２２，４２を開く。そして、計量板シリンダ４７を矢印丸数字１の通りに前進動作させる。この前進動作により、第１・第２計量シリンダ１４，３４のプランジャ１４ａ，３４ａを同時に前進（図では下へ移動）させる。この結果、第１・第２計量シリンダ１４，３４に計量してあった第１・第２樹脂原料を矢印丸数字２，２の通り、図１の射出機構１８へ供給する。
【００１６】
ここで、プランジャ１４ａ，３４ａの移動ストロークとプランジャ１４ａ，３４ａの断面積との積が供給量（体積）となり、第１・第２樹脂原料１１，３１の密度や粘度が変化しなければ供給量（体積）から重量を正確に算出することができるので、一般にこの供給を「計量供給」と呼ぶ。
【００１７】
図３は本発明に係る計量途中の説明図であり、前工程の計量供給が完了したら、計量板シリンダ４７を矢印▲３▼の通りに後退動作させる。この後退動作は第３リミットスイッチＬＳ３に計量板４９が当った時点で終了する。すなわち、計量板４９を図の位置で待機させる。
第１・第２吐出弁２２，４２を閉じておき、第１・第２供給弁１６，３６を開く。すると、第１・第２供給管１５，３５を介して矢印▲４▼，▲４▼の通りに、第１・第２樹脂原料が第１・第２計量シリンダ１４，３４へ進入する。この進入によりプランジャ１４ａ，３４ａは後退（図で上へ移動）し、この移動はプランジャ１４ａ，３４ａが計量板４９に当るまで、すなわちリミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２が作動するまで続く。
【００１８】
図４は本発明に係る計量完了説明図であり、プランジャ１４ａ，３４ａが計量板４９に当って止まり、そのことをリミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２で検出した状態を示し、この状態で計量は完了し、図２に戻る。
今まで説明しなかったが、図４の制御部５０は、第１・第２リミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２の検知情報、第１・第２圧力センサ２１，４１の圧力情報を受け、且つ後述する遅延制御に基づいて第１・第２供給弁１６，３６を適宜開閉制御する。
【００１９】
図５は本発明に係る樹脂原料の抜取り計量の説明図であり、射出機構１８の極く近傍に第１・第２三方弁２３，４３を設けておく。そして、第１・第２三方弁２３，４３は、矢印▲５▼，▲５▼と矢印▲６▼，▲６▼との流れを任意に選択することができる弁である。
そこで、図２の手順で計量供給する樹脂原料の真の重量を計る必要があれば、第１・第２三方弁２３，４３を切換えて矢印▲６▼，▲６▼の様に第１樹脂原料の全量を第１カップ２４に満たし、それを第１秤２５で計り、同様に第２樹脂原料の全量を第２カップ４４に満たし、それを第２秤４５で計れば、第１・第２樹脂原料の重量を知ることができる。
【００２０】
次に本発明で実施する遅延制御を説明する。
図６は本発明に係る制御フロー（第１実施例）図であり、ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ０１：計量板停止。すなわち、図３で第３リミットスイッチＬＳ３に計量板４９が当って停止した状態を示す。この状態は第３リミットスイッチＬＳ３の検知信号により知ることができる。
ＳＴ０２：第３リミットスイッチで計量板を検知したら、制御部は第１供給弁を開く。
ＳＴ０３：図３に示す通りに、プランジャ１４ａが後退し、第１リミットスイッチＬＳ１に向うので、このリミットスイッチＬＳ１がプランジャ１４ａを検知するまで待つ。
【００２１】
ＳＴ０４：ＳＴ０３がＹＥＳになったら、制御部で第１計量シリンダの内圧に相当する第１圧力センサの読みＰ１が、所定の圧力Ｐａ１以上であるか否かを調べる。
所定の圧力Ｐａ１は次の様にして定める。図３において、プランジャ１４ａが計量板４９に当った後に第１供給弁１６を開いたままでいると、第１計量シリンダ１４の内圧は時間とともに第１ポンプの吐出圧に合致するまで上昇する。従って、第１供給弁１６の閉じ時期（閉じタイミング）を変更しながら、第１計量シリンダ１４から図５の射出機構１８へ向う第１樹脂原料１１の全量を抜取って重量を計ることで重量と第１計量シリンダ内圧との関係を調べる。この関係から基準重量に対応する内圧を求め、得られた内圧を第１計量シリンダ内圧の所定の圧力Ｐａ１に設定する。
この所定の圧力Ｐａ１は樹脂原料の種類別に原則１回だけ調べればよく、以降はその値を用いてＳＴ０４を瞬時に実行することができる。
【００２２】
ＳＴ０５：ＳＴ０４がＹＥＳになったら、第１供給弁を閉じる。これで、第１計量シリンダの内圧はＰａ１に定まる。
【００２３】
同様に、ＳＴ０６〜ＳＴ０９を実施する。すなわち、
ＳＴ０６：第３リミットスイッチで計量板を検知したら、制御部は第２供給弁を開く。
ＳＴ０７：図３に示す通りに、プランジャ３４ａが後退し、第２リミットスイッチＬＳ２に向うので、このリミットスイッチＬＳ２がプランジャ３４ａを検知するまで待つ。
【００２４】
ＳＴ０８：ＳＴ０７がＹＥＳになったら、制御部で第２計量シリンダの内圧に相当する第２圧力センサの読みＰ２が、所定の圧力Ｐａ２以上であるか否かを調べる。
所定の圧力Ｐａ２の定め方はＳＴ０４で説明したものと同じであるから、説明を省略する。
ＳＴ０９：ＳＴ０８がＹＥＳになったら、第２供給弁を閉じる。これで、第２計量シリンダの内圧はＰａ２に定まる。
【００２５】
ＳＴ１０：図２の要領で、計量供給を開始する。
この制御フローでは、ＳＴ０４及びＳＴ０８を設けることにより、第１・第２供給弁の閉じタイミングを遅延させたことを特徴とする。
そして、この遅延制御の結果、第１・第２樹脂原料を重量で計量することができた。従来の体積での計量では、密度変化などにより計量値に信頼性が乏しかったが、本発明は重量を計量するので計量値の信頼性は格段に高くなる。
【００２６】
以上の図６をまとめると、第１供給弁を開くことで第１樹脂原料を第１計量シリンダへ供給し、第２供給弁を開くことで第２樹脂原料を第２計量シリンダへ供給し、供給が完了したら第１・第２供給弁を閉じ、第１・第２計量シリンダのプランジャを前進させることで、第１・第２樹脂原料を射出機構へ計量供給する液状原料計量供給方法において、第１計量シリンダのプランジャが所定位置まで後退した後に、第１計量シリンダ内圧が所定の圧力に達していないときには、所定の圧力に達するまで第１供給弁の閉じ時期を遅らせ、第２計量シリンダのプランジャが所定位置まで後退した後に、第２計量シリンダ内圧が所定の圧力に達していないときには、所定の圧力に達するまで第２供給弁の閉じ時期を遅らせることを特徴とする。
【００２７】
図７は本発明に係る制御フロー（第２実施例）図であり、図６と重複するステップは簡単に説明する。なお、第１樹脂原料の粘度より、第２樹脂原料の粘度が高いときの例を示すので、粘度の高低が逆の場合には第１を第２、第２を第１と読み換える。
ＳＴ１１：計量板停止。
ＳＴ１２：計量板停止で第１供給弁を開く。
ＳＴ１３：第１リミットスイッチＬＳ１がオンになるまで待つ。
ＳＴ１４：第１リミットスイッチＬＳ１がオンで第１供給弁を閉じる。
【００２８】
ＳＴ１５：計量板停止で第２供給弁を開く。
ＳＴ１６：第２リミットスイッチＬＳ２がオンになるまで待つ。
ＳＴ１７：第２リミットスイッチＬＳ２がオンで制御部に内蔵のタイマをスタートさせる。
【００２９】
ＳＴ１８：タイムアップ、すなわち所定の時間が経過したら、次に進む。
ＳＴ１９：所定の時間が経過、すなわち所定の時間を遅らせて第２供給弁を閉じる。
遅れ時間（経過時間）は次の要領で決める。図３において、プランジャ３４ａが計量板４９に当った後に第２供給弁３６を開いたままでいると、第２計量シリンダ３４の内圧は時間とともに第２ポンプの吐出圧に合致するまで上昇する。従って、第２供給弁３６の閉じ時期を変更しながら、第２計量シリンダ３４から図５の射出機構１８へ向う第２樹脂原料３１の全量を抜取って重量を計ることで重量と遅れ時間との関係を調べる。この関係から基準重量に対応する遅れ時間を求め、得られた遅れ時間だけ第２供給弁３６の閉じ時期を遅らせる。
【００３０】
ＳＴ２０：図２の要領で、計量供給を開始する。
この制御フローでは、ＳＴ１８を設けることにより、第２供給弁の閉じタイミングを遅延させたことを特徴とする。
第１樹脂原料に比較して第２樹脂原料が高粘度であり、高粘度であれば流路抵抗が大きくなり、結果的に射出機構に到達する第２樹脂原料の量が不足気味になる。そこで、第２供給弁の閉じタイミングを遅らせることで、第２計量シリンダの内圧を増し、流路抵抗の増分を相殺するようにした。
【００３１】
以上の図７をまとめると、第１供給弁を開くことで第１樹脂原料を第１計量シリンダへ供給し、第２供給弁を開くことで前記第１樹脂原料より高粘度の第２樹脂原料を第２計量シリンダへ供給し、供給が完了したら第１・第２供給弁を閉じ、第１・第２計量シリンダのプランジャを前進させることで、第１・第２樹脂原料を射出機構へ計量供給する液状原料計量供給方法において、第１計量シリンダのプランジャが所定位置まで後退したら第１供給弁は閉じるが、第２供給弁は、第２計量シリンダのプランジャが所定位置まで後退した時点から所定時間経過するまで閉じ時期を遅らせることを特徴とする。
【００３２】
尚、実施例で示したリミットスイッチＬＳ１〜ＬＳ３は、機械式リミットスイッチ、圧電素子を内蔵した電気式リミットスイッチ、その他光学的非接触スイッチの何れでもよい。
また、三方弁は２個の二方弁を組合わせることで同等の機能を発揮させることができる。さらに、カップや秤は例示であり、重量計測手段は周知の手段であれば実施例に限るものではない。
【００３３】
又、請求項１に記載した「所定の圧力」を、請求項２とは異なる手法で決定することは差支えない。同様に、請求項３に記載した「（遅れた）閉じ時期」を、請求項４とは異なる手法で決定することは差支えない。
【００３４】
さらには、本発明方法は図１で述べた構成の原料計量供給装置に適用する他、従来の技術で述べた様な単純な構成（第１計量シリンダと第２計量シリンダとを互いに独立して作動させる構成）に適用することは差支えない。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、第１・第２計量シリンダの内圧をどの程度増加させることが適当であるかを、第１・第２計量シリンダから射出機構へ向う第１・第２樹脂原料の全量を抜取って重量を計ることで確認する。原始的な手法であるが、第１・第２計量シリンダの所定の内圧を確実に且つ低コストで求めることができる。
そして、第１・第２計量シリンダでは、それらのプランジャが所定位置まで後退した段階で体積計量を実施し、続く第１・第２計量シリンダの内圧増加により適正な重量になるように補正を施す。この結果、密度変化などの影響を受けること無く正しい重量の第１・第２樹脂原料を射出機構へ供給することができる。
【００３７】
請求項２では、第２計量シリンダの内圧をどの程度増加させることが適当であるかを、第２計量シリンダから射出機構へ向う第２樹脂原料の全量を抜取って重量を計ることで確認する。原始的な手法であるが、第２計量シリンダの制御基準を確実に且つ低コストで定めることができる。
そして、高粘度側の樹脂原料を第２計量シリンダで計量するとしたときに、第１・第２計量シリンダでは、それらのプランジャが所定位置まで後退した段階で体積計量を実施し、次に第２計量シリンダの内圧増加により適正な重量になるように補正を施す。この結果、密度変化などの影響を受けること無く正しい重量の第１・第２樹脂原料を射出機構へ供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る射出機構への液状原料計量供給装置の原理図
【図２】本発明に係る計量供給説明図
【図３】本発明に係る計量途中の説明図
【図４】本発明に係る計量完了説明図
【図５】本発明に係る樹脂原料の抜取り計量の説明図
【図６】本発明に係る制御フロー（第１実施例）図
【図７】本発明に係る制御フロー（第２実施例）図
【符号の説明】
１０…射出機構への液状原料計量供給装置（原料計量供給装置）、１１…第１樹脂原料、１４…第１計量シリンダ、１６…第１供給弁、１８…射出機構、２１…第１圧力センサ、２３…第１三方弁、２５…第１秤、３１…第２樹脂原料、３４…第２計量シリンダ、３６…第２供給弁、４１…第２圧力センサ、４３…第２三方弁、４５…第１秤、５０…制御部、ＬＳ１…第１リミットスイッチ、ＬＳ２…第２リミットスイッチ、ＬＳ３…第３リミットスイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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