(57)【要約】【課題】設備高さを抑え、袋体の剥離性を向上して材料の投入を良好に行うことが可能な材料投入装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、材料の自重を利用して前記材料を下方に向けて投入する材料投入装置に関する。材料投入装置１は、材料４を包み込むとともに、下方に向けて開口可能な袋体１０と、袋体１０を内部に収容するとともに、下方に向けて開口可能な容器２０と、容器２０を掴んで支持・搬送する搬送装置３０と、を具備する。袋体１０は、容器２０内に収容された状態で、当該容器２０の下方から側面中途部にまで延出され、搬送装置３０は、容器２０を掴んで支持する際に、容器２０とともに袋体１０の延出端部１１を掴持し、かつ、材料４を下方に向けて投入する際に、掴持した袋体１０の延出端部１１を上方に向けて引っ張り上げる。【選択図】図３
2011201612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料の自重を利用して前記材料を下方に向けて投入する材料投入装置であって、
前記材料を包み込むとともに、下方に向けて開口可能な袋体と、
前記材料を包み込んだ状態の袋体を内部に収容するとともに、下方に向けて開口可能な容器と、
前記材料及び袋体を収容した容器を掴んで支持するとともに、当該容器を搬送する搬送装置と、を具備し、
前記袋体は、前記容器内に収容された状態で、当該容器の下方から側面中途部にまで延出され、
前記搬送装置は、前記容器を掴んで支持する際に、当該容器とともに前記袋体の延出端部を掴持し、かつ、前記材料を下方に向けて投入する際に、掴持した前記袋体の延出端部を上方に向けて引っ張り上げる材料投入装置。
【請求項２】
前記搬送装置によって前記袋体を引っ張り上げる速度は、前記材料が下方に向けて落下する速度に応じて設定される請求項１に記載の材料投入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料投入装置に関し、特に、材料を収容する容器から下方に向けて材料を落下させる際の材料の投入技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属材料を溶解炉に投入する材料投入装置（例えば特許文献１参照）、若しくは、樹脂材料を射出成形装置のホッパ内に投入する材料投入装置等が知られている（例えば特許文献２参照）。
特許文献１には、金属材料を収容する容器の下方に開閉式の蓋を設けて、材料投入時に金属材料の自重と蓋の開動作とを併せることによって材料を容器下方に位置する溶解炉に投入する技術が開示されている。
特許文献２には、樹脂材料の自然落下を利用して、底部に設けられるバルブを介してホッパ内に樹脂材料を投入する技術が開示されている。
【０００３】
一方で、製品の材質が鉄から樹脂へ変化している近年の流れの中で、樹脂製品に対する需要が高まっている。また、製造過程でのサイクルタイムの短縮等を目的として、材料投入の自動化が求められている。
しかしながら、自動車部品、電気部品、電子部品等に広く用いられる熱硬化性樹脂は、硬化前においては粘性が高い半固体状であり、かつ、保管・搬送時に密閉性を要するため、材料投入作業の自動化が困難であることが知られている。すなわち、熱硬化性樹脂を剥離性の良いビニル製の部材で覆いつつ、そのビニル製の部材の密閉性を確保する必要がある。
【０００４】
例えば、熱硬化性樹脂からなる材料を成形装置のホッパ内に自動的に投入する装置として、図４に示すような材料投入装置１０１が考えられる。
材料投入装置１０１は、成形装置のホッパ１０３内に熱硬化性樹脂からなる材料１０４を投入するものであり、材料１０４を内部に貯溜し、下方に向けた開口を有する袋体１１０と、袋体１１０の開口を開閉する開閉手段を有し、袋体１１０を内部に収容し、搬送可能に支持される容器１２０とを具備する。
袋体１１０は、剥離性の良いビニル製の部材である。袋体１１０の開閉手段は、開閉式の蓋１２１と、蓋１２１の開動作をロックし、閉状態を維持して内部の密閉性を確保するストッパ１２２とを含む。袋体１１０は容器１２０の内部で材料１０４を包み込み、両側の蓋１２１の合わせ部分にて折り返された状態で外方へ向けて延出し、その延出端部１１１は容器１２０の外側面の中途部に固定されている。
【０００５】
図５に示すように、材料投入装置１０１を用いて材料１０４をホッパ１０３内に投入する際には、材料投入装置１０１をホッパ１０３の上方に搬送し、ホッパ１０３の上方でストッパ１２２を解除することによって、容器１２０の蓋１２１が開き、内部に収容される袋体１１０が開かれる。これにより、材料１０４の自重を利用して材料１０４を袋体１１０から剥離し、容器１２０からホッパ１０３内に落下させる。
【０００６】
このとき、図５に示すように、容器１２０の外側面に固定される袋体１１０が、材料１０４の落下に伴い、材料１０４との粘着によって容器１２０の下方に垂れ下がるため、容器１２０とホッパ１０３との距離を所定の距離以上に保持する必要があり、設備高が高くなるという課題がある。また、ホッパ１０３の内部にも密閉性が求められるため、シャッタ等の開閉手段が備えられており、係る開閉手段に垂れ下がった袋体１１０が挟まるおそれもある。
さらに、熱硬化性樹脂は高粘度材料であるため、材料を収容する袋体１１０に剥離性の良好な素材を用いる必要がある。しかし、剥離性の良い特別な素材は高価であり、多数回にわたって使用される成形材料を収容するために用いるにはコスト的にも不利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１９８８２号公報
【特許文献２】特開平１１−２９１２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、設備高さを抑え、袋体の剥離性を向上して材料の投入を良好に行うことが可能な材料投入装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の材料投入装置は、材料の自重を利用して前記材料を下方に向けて投入する材料投入装置であって、前記材料を包み込むとともに、下方に向けて開口可能な袋体と、前記材料を包み込んだ状態の袋体を内部に収容するとともに、下方に向けて開口可能な容器と、前記材料及び袋体を収容した容器を掴んで支持するとともに、当該容器を搬送する搬送装置と、を具備し、前記袋体は、前記容器内に収容された状態で、当該容器の下方から側面中途部にまで延出され、前記搬送装置は、前記容器を掴んで支持する際に、当該容器とともに前記袋体の延出端部を掴持し、かつ、前記材料を下方に向けて投入する際に、掴持した前記袋体の延出端部を上方に向けて引っ張り上げる。
【００１０】
前記搬送装置によって前記袋体を引っ張り上げる速度は、前記材料が下方に向けて落下する速度に応じて設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、設備高さを抑え、袋体の剥離性を向上して材料の投入を良好に行うことが可能な材料投入装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の材料投入装置を示す概略図である。
【図２】袋体及び容器を示す斜視図である。
【図３】材料投入装置を用いた材料投入作業を示す図である。
【図４】従来の材料投入装置を示す概略図である。
【図５】従来の材料投入装置を用いた材料投入後の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、図面を参照して、本発明に係る材料投入装置の実施の一形態である材料投入装置１について説明する。材料投入装置１は、射出成形機等の成形装置２のホッパ３に射出成形の材料４を投入する。
なお、図１における上下方向を材料投入装置１の上下方向として説明する。
【００１４】
成形装置２は、シャッタ、蓋等の開閉手段によって内部空間を密閉可能なホッパ３を備える。ホッパ３は、上方に向けて開口しており、その開口に前記開閉手段を備える。
材料４は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂であり、材料投入装置１内でペースト状または半固体状の未硬化の状態で保管等の管理がなされ、ペースト状または半固体状に維持されたままホッパ３内に投入される。材料４は、成形装置２内で適宜の熱処理、計量等を経て成形される。
なお、材料投入装置１によって管理され、適宜投入される材料４は、上記の熱硬化性樹脂に限定されるものではなく、粘着性が高く、かつ、密閉性を必要とする素材であれば良く、さらに、管理・投入時にペースト状または半固体状の形態を有するものであれば良い。
【００１５】
図１に示すように、材料投入装置１は、袋体１０、容器２０、搬送装置３０を具備する。
【００１６】
袋体１０は、材料４を内部に貯溜する袋状の部材であり、材料４（本実施形態では熱硬化性樹脂）との剥離性の良いビニル製の部材である。袋体１０は材料４と密着した状態で材料４の全周を包み込むことによって、袋体１０内の密閉性が確保されている。
袋体１０は、下方向に開口するように形成され、上側から材料４を包み込んだ状態で、材料４の下端部から下方に向けて所定距離だけ延出するような長さを有する。そして、下方に向けて延出される延出端部１１が袋体１０の開口端部として形成されている。つまり、袋体１０内に貯溜される材料４は、袋体１０の延出端部１１側を開放することによって、下方に向けて放出される。
【００１７】
容器２０は、所定の強度を有する（例えばブラスチック製の）直方体の容器であり、材料４を包み込んだ状態の袋体１０を内部に収容する。容器２０は、袋体１０の開口方向と同一方向（下方向）に開口可能である。
より具体的には、容器２０は、下面に、開閉式の蓋２１と、蓋２１の開閉動作を制御するストッパ２２とを備える。
【００１８】
蓋２１は、例えば容器２０の対向する２側面から下方へ延出する部分を、それぞれ前記側面との境界部分で内側へ折り曲げて構成した、両開きの扉式の蓋として構成されており、その合わせ部分２１ａが容器２０の中央に位置するように配置されている。材料４を貯溜した袋体１０を容器２０内に収容した場合、袋体１０の延出部が蓋２１の合わせ部分２１ａから容器２０の外方に向けて延出される。
なお、蓋２１は、容器２０の下面の対向する二辺にヒンジ等を介して取り付けられる両開きの扉式の蓋等として構成することも可能である。
【００１９】
ストッパ２２は、蓋２１の合わせ部分２１ａを下方から押さえ込むように配置される板状の部材であり、保管時・搬送時等の材料４の投入時以外は蓋２１を閉状態に保持し、材料４の投入時には適宜の制御信号を受けて、合わせ部分２１ａの押さえ込み状態を解除する。ストッパ２２が合わせ部分２１ａの押さえ込み状態を解除することにより、容器２０に収容される材料４の自重により蓋２１が閉状態から開状態に移行する。このように、材料４を投入する際には、ストッパ２２を作動させることにより蓋２１を開状態にして、袋体１０を開放する。つまり、ストッパ２２は、蓋２１と袋体１０との開閉動作を制御するものとして容器２０に備えられる。
【００２０】
搬送装置３０は、容器２０を支持しつつ搬送する。搬送装置３０は、容器２０を掴んで支持するチャック３１と、チャック３１を平面的に移動するガントリー３２とを備える。
容器２０は、図示せぬリフターによって適宜の高さまでリフトされた後、チャック３１によって掴持され、ガントリー３２によって容器２０を上方から掴持した状態で平面方向に移動する。このようにして、適宜のスペースに保管された容器２０が搬送装置３０によってホッパ３の上方まで搬送される。
【００２１】
図２に示すように、容器２０は、開口が下方に位置するようにして保管・搬送される。このとき、容器２０の下方から延出される袋体１０は、容器２０の外側面に沿って、下面から側面中途部へと上方に向けて折り返され、延出端部１１が上方を向いた状態で保管・搬送される。
容器２０の各側面には、突起２３・２３・・・が上方に向けて突出した状態で形成されている。また、袋体１０の延出端部１１近傍には、各突起２３に応じた形状を有する開口１３・１３・・・が、各突起２３の形成位置に応じて設けられている。
上述のように容器２０の外側面に沿って上方に折り返される袋体１０は、開口１３・１３・・・を突起２３・２３・・・に上方から係合することによって、容器２０に支持されており、袋体１０の延出部が容器２０の下方へ垂れ下がることが防止されている。
【００２２】
また、図１に示すように、チャック３１は、上下方向に移動する昇降装置３３をさらに備える。
昇降装置３３は、容器２０の外側面に複数取り付けられている。各昇降装置３３は、上下方向に移動可能に容器２０の外側面に支持されている。各昇降装置３３の下端部には、チャック３３ａが設けられており、チャック３３ａによって袋体１０を上方から掴持可能である。昇降装置３３は、シリンダ、モータ等のアクチュエータを含み、そのアクチュエータを作動することによって、昇降装置３３（チャック３３ａ）が上下方向に移動する。
【００２３】
より厳密には、チャック３３ａは、袋体１０の延出端部１１を掴んで支持するように構成されている。つまり、各昇降装置３３は、チャック３３ａが、上述のように上方に向けた状態で支持される袋体１０の延出端部１１を掴持可能な位置に配置されている。
チャック３３ａの作動は、チャック３１の作動と連動しており、適宜の制御信号を受けて、チャック３１によって容器２０を掴持するのと同時に、チャック３３ａによって袋体１０の延出端部１１を掴持する。つまり、材料投入装置１では、材料４を搬送する際に、容器２０を掴持すると同時に、袋体１０を掴持している。
【００２４】
以下では、図３を参照して、材料投入装置１による材料投入作業について説明する。
図３（ａ）に示すように、搬送装置３０のチャック３１・３３ａによって、容器２０及び袋体１０を掴持した状態で、容器２０がホッパ３の上方に位置するように、容器２０及び袋体１０内に収容された材料４が搬送される。その後、ストッパ２２に適宜の制御信号を送信し、蓋２１を開状態に移行して容器２０の開口を開放する。これにより、材料４が自然落下可能となる。
【００２５】
図３（ｂ）に示すように、材料４は、その自重によって容器２０内から下方に落下する。このとき、高い粘性を有する熱硬化性樹脂からなる材料４は、袋体１０との間に粘着力を発生させるため、材料４と袋体１０とがともに落下することとなる。
そこで、材料投入装置１では、ストッパ２２を作動するとともに、各昇降装置３３を作動させて、袋体１０の延出端部１１を掴持するチャック３３ａを上昇させる。このようにして、袋体１０の延出端部１１を材料４の落下方向と逆方向に引っ張ることによって、粘着力に抗した外力を付与することができるため、袋体１０からの材料４の剥離を促進し、材料４の良好な投入を実現することが可能となる。
なお、チャック３３ａを上昇させて袋体１０を引っ張り上げる際に、各突起２３と、それに上方から係合していた袋体１０の各開口１３との係合が解除される。
【００２６】
図３（ｃ）に示すように、材料４と袋体１０とが完全に剥離した状態、つまり、材料投入装置１から材料４が放出された状態では、袋体１０の延出端部１１を掴持するチャック３３ａが上死点を迎え、袋体１０が容器２０内からチャック３１側に引っ張り上げられる。
このように、容器２０及び袋体１０内から材料４が放出される際に、袋体１０が垂れ下がることがなくなるため、材料投入装置１とホッパ３との間の距離を最小限に留めることが可能となる。従って、材料投入装置１の設備高を低くすることが可能となる。
また、昇降装置３３（チャック３３ａ）の上昇速度、つまり袋体１０を引っ張り上げる速度は、材料４が落下する速度に応じて設定されているため、袋体１０と材料４との剥離を最大限に向上することが可能である。
【００２７】
図４及び図５に示す従来の材料投入装置１０１による材料投入作業では、袋体１１０と材料１０４との剥離は、材料１０４の自重のみを利用したものであるため、材料１０４の剥離性が悪いため、袋体１１０に対して高価な素材を用いる必要があった。また、材料投入装置１０１は、袋体１１０が容器１２０から垂れ下がる形態を採用しているため、袋体１１０の垂れ下がり分を考慮して、十分な高さから材料１０４を投入する必要があった。
これに対して、本実施形態の材料投入装置１では、材料４を投入する際に、材料４の自重と、袋体１０の引き上げとを利用するため、より良い剥離性を実現している。
さらに、容器２０から袋体１０が垂れ下がることがないため、材料４を投入する高さ、つまり容器２０を支持する高さを必要最小限に設定することが可能となり、より低い設備高を実現している。特に、従来の材料投入装置１０１と比較すると、袋体１１０の垂れ下がりが無い分、材料投入作業の自動化に大きく寄与する搬送装置３０の設備高を抑えることが可能である。
【００２８】
また、材料４を熱硬化性樹脂とした場合の成形装置２のホッパ３には、材料投入装置１と同様に密閉性が求められる。つまり、ホッパ３の上面に設けられる開口部には、その開口を塞ぐためのシャッタ、蓋等の開閉手段が設けられることとなる。
材料投入装置１を用いた投入作業では、材料４を覆う袋体１０が下方に垂れ下がることがないため、袋体１０がホッパ３の前記開閉手段に挟まれるおそれがない。
【符号の説明】
【００２９】
１      材料投入装置
４      材料
１０    袋体
１１    延出端部
２０    容器
２１    蓋
２２    ストッパ
３０    搬送装置
【図１】
2011201612.tif 000003
【図２】
2011201612.tif 000004
【図３】
2011201612.tif 000005
【図４】
2011201612.tif 000006
【図５】
2011201612.tif 000007