(57)【要約】【課題】  ペレットの供給量が調節できるにも拘わらず、回転機械に見られるような噛み込みの問題もない、プラスチックペレットの供給装置を提供する。【解決手段】ホッパ（１）に貯留されているペレットを弾性材からなる弁体（１５）を通って重力により加熱シリンダ（４０）に供給する。弁体（１５）をプレナム室（１６）内に配置し、プレナム室（１４６）に空気圧を給排して、弁体（１５）のペレット流路の開閉を行い。ペレット流路の開度は開度調節板（１７、１７）により行う。また、ホッパ（１）の下端部の開口部近傍に、貯留されるペレットの嵩密度を緩和する嵩密度緩和部材（２）を設ける。【選択図】  図１
2015229243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペレットが一時的に貯留されるホッパと、その上方端部が前記ホッパの下端部に、その下方端部が加熱シリンダに接続されている弁体とからなり、前記ホッパに貯留されているペレットが前記弁体のペレット流路を通って重力により前記加熱シリンダに供給されるようになっているペレット供給装置であって、
前記弁体は、復元性のある弾性材から筒状に構成されてプレナム室に配置され、前記ペレット流路の開度は前記プレナム室に給排される空気圧により変形して調節されると共に、前記ペレット流路の開度を保持する開度調節板によっても調節されるようになっていることを特徴とする、プラスチックペレットの供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、前記ペレット流路の開閉は前記プレナム室に給排される空気圧により、前記ペレット流路の開度は前記開度調節板により調節されるようになっている、プラスチックペレットの供給装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の装置において、前記ホッパの下端部の、前記弁体に連通する開口部近傍には、貯留されるペレットの嵩密度を緩和する嵩密度緩和部材が設けられている、プラスチックペレットの供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックペレットの供給装置に関するもので、具体的には加熱シリンダと、この加熱シリンダの内部に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュとからなる射出成形機の、前記加熱シリンダに射出材料であるペレットを供給するための、プラスチックペレットの供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機は、従来周知のように、概略的には、射出ユニットと型締ユニットとから構成されている。射出ユニットは、加熱シリンダ、この加熱シリンダの内部に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュ等からなっている。加熱シリンダの基端部には射出材料供給装置すなわちペレット供給装置が、先端部には射出ノズルがそれぞれ取り付けられ、外周部には加熱用のバンドヒータが設けられている。一方、型締ユニットは、固定盤に取り付けられている固定側金型、可動盤に取り付けられている可動側金型、固定側金型に対して可動側金型を型締めする型締装置等から構成されている。したがって、加熱シリンダの基端部にペレット供給装置から射出材料を供給すると共に、スクリュを回転駆動すると、射出材料は前方へ送られる過程で、バンドヒータから加えられる熱、スクリュを回転駆動する時に発生する摩擦熱、剪断熱等により溶融し、加熱シリンダの前方の計量室に蓄積される。このとき、スクリュは蓄積される射出材料の圧力により、あるいはプルバックにより後退する。計量が終わったらスクリュを軸方向に駆動して射出ノズルから、固定側金型と可動側金型との間に構成されるキャビティに、射出充填する。冷却固化を待って可動側金型を開くと成形品を得ることができる。
【０００３】
上記のようにして成形品を得る射出材料には、一般にプラスチックが使用される。プラスチック製品は、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの複数の素材をブレンドすることにより製品の強度や柔軟性などを調整することができ、また安定剤、可塑化剤、シリコーンなどの添加剤を加えることにより滑り性などの機能を増すことができる。このような複数の素材、添加剤等は、その後の取り扱い、成形加工等がしやすいように粒状の素材に加工されている。すなわち、ペレット化されている。また、ペットボトルなどの廃棄プラスチックも再利用しやすいように破砕、溶融してペレット化されている。
【０００４】
上記のようなプラスチックペレットの供給装置の従来例が図２に示されている。図２の（ア）において、参照数字５０は加熱シリンダを、そして数字５１は前記加熱シリンダ５０内に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュ５１をそれぞれ示している。加熱シリンダ５０の、図において左方の先端部には、図では省略されているが射出ノズルが設けられ、右方端部にはスクリュ駆動装置が設けられている。このような、加熱シリンダ５０の右方端部寄りすなわち後方端部寄りにペレット供給装置５５が設けられている。ペレット供給装置５５は、加熱シリンダ５０に、その下端部が開口しているペレット供給筒５６と、この供給筒５６の上方に設けられている漏斗状のホッパ５７とからなっている。ペレット供給筒５６の開口部に対応した供給部のスクリュ５１のプライト５２の間隔は広くなっている。あるいは、スクリュ軸は細くなっている。
【０００５】
したがって、スクリュ５１を回転駆動すると、ホッパ５７中のペレットはペレット供給筒５６から加熱シリンダ５０のスクリュ５１のフライト５２、５２間に重力により落下供給され、そして前方へ送られる。前方へ送られる過程で、前述したようにして可塑化される。
【０００６】
ところで、上記ペレット供給装置５５には、回転ロータ、スクリュ等の定量供給装置がないので、構造は単純で安価であるという特徴は有する。しかし、落下供給量が調節できない欠点がある。すなわち、ペレットは、ホッパローダにより過不足なくホッパ５７に供給されるようにはなっているが、ホッパ５７中のペレットレベルは常に一定ではなく、変動するので落下供給量はペレットの嵩密度に依存して不安定になる。そこで、ペレットの供給量が制御できるペレット供給装置が特許文献１等により提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−６９０号公報
【０００８】
特許文献１には、射出材料供給装置が示されている。この射出材料供給装置６０は、図２の（イ）に示されているように、ホッパ６１、該ホッパ６１の下端部に上り勾配に設けられているフィードシリンダ６２、フィードシリンダ６２内で回転駆動されるフィードスクリュ６３、フィードシリンダ６３の終端部に接続されている案内落下筒６５等から構成されている。この案内落下筒６５の下端部が、射出成形機の加熱シリンダ５０内に開口している。加熱シリンダ５０内には、スクリュ５１が回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられている。加熱シリンダ５０の、図２の（イ）において左方端部には射出ノズルが、後方端部にスクリュ駆動装置が設けられている。このように構成されている射出材料供給装置６０のフィードシリンダ６２の内周壁とフィードスクリュ６３の外径との間の間隔は、図２の（イ）には正確には示されていないが、ホッパ６１側は大きく、案内落下筒６５側は小さくなっている。
【０００９】
したがって、フィードスクリュ６３をフィードモータ６４で所定回転速度で駆動すると、ホッパ６１からフィードシリンダ６２に供給される射出材料は、フィードスクリュ６３により上方へ所定量宛圧送され、そして案内落下筒６５を経て加熱シリンダ５０内へ落下供給される。   
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上のように、特許文献１により提案されている射出材料供給装置６０の射出材料の送り量は、フィードスクリュ６３の回転速度によるので、一応供給量は制御されることになる。しかしながら、ホッパ６１からフィードシリンダ６２への供給は、図２（ア）に示されている従来の供給装置と同様に、重力によっているので、ホッパ６１内の嵩密度の影響を受け、正確な制御はできない。また、ペレットはフィードスクリュ６３とフィードシリンダ６２のクリアランス部に噛み込まれ、ペレットの安定供給が妨げられる。さらには、フィードシリンダ６２の内周壁とフィードスクリュ６３のフライトの外周面との間隔は、案内落下筒６５側すなわち下流端が小さくなっているので、供給量によっては下流端部近傍で混練が始まり、安定した供給は望めない。以上のように、ロータリ供給機と同様にフィードスクリュ６３という回転機械を備えているので、供給量は制御できることになるが、回転機械において生じる噛み込みの問題は避けられない。また、回転機械が設けられているので、複雑で高価にもなっている。
したがって、本発明は、ペレットの加熱シリンダへの供給量が調節できるにも拘わらず、回転機械に見られる噛み込みの問題もない、安価なプラスチックペレットの供給装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の上記目的は、その内部がペレット流路となっている弁体を復元力のあるゴムのような弾性材から構成し、この弁体のペレット流路の開度を空気圧により変形させて調節でき、また機械的手段によっても調節できるように構成することにより達成される。他の発明は、ペレットを一時的に貯留するホッパ内に嵩密度緩和部材を設けるように構成される。
【００１２】
すなわち、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、ペレットが一時的に貯留されるホッパと、その上方端部が前記ホッパの下端部に、その下方端部が加熱シリンダに接続されている弁体とからなり、前記ホッパに貯留されているペレットが前記弁体のペレット流路を通って重力により前記加熱シリンダに供給されるようになっているペレット供給装置であって、前記弁体は、復元性のある弾性材から筒状に構成されてプレナム室に配置され、前記ペレット流路の開度は前記プレナム室に給排される空気圧により変形して調節されると共に、前記ペレット流路の開度を保持する開度調節板によっても調節されるように構成される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の装置において、前記ペレット流路の開閉は前記プレナム室に給排される空気圧により、前記ペレット流路の開度は前記開度調節板により調節されるように構成され、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の装置において、前記ホッパの下端部の、前記弁体に連通する開口部近傍には、貯留されるペレットの嵩密度を緩和する嵩密度緩和部材が設けられる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によると、ホッパに貯留されているペレットは弁体のペレット流路を通って重力により加熱シリンダに供給されるようになっているが、その弁体が復元性のある弾性材から構成されてプレナム室に配置され、そして前記ペレット流路の開度は前記プレナム室に給排される空気圧によっても、機械的な開度調節板によっても変形して調節されるようになっているので、使い勝手が良いという効果が得られる。例えば、ペレット流路の開閉は空気圧で、開度の調節は開度調節板で行うなどの、使い分けができる効果が得られる。また、ペレットの供給量はペレット流路の開度により調節できるので、すなわち供給量が調節できるにも拘わらず、フィードスクリュ、ロータリ供給機等の回転機械を必要としないので、ペレットの噛み込みの問題もない、安価なペレット供給装置を提供できる。他の発明によると、ホッパの下端部には嵩密度緩和部材が設けられているので、上記のような効果に加えて、ホッパ中のペレットの貯留量に関係なく、安定した供給ができる効果がさらに得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る供給装置を示す図で、その（ア）は弁体を開いた状態で示す断面図、その（イ）は閉じた状態でそれぞれ示す断面図である。
【図２】従来例の供給装置を示す図で、その（ア）は重力による一般的な例を示す断面図、その（イ）は特許文献１に記載のフィードスクリュを備えた回転供給装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態に係るペレット供給装置は、図１の（ア）に示されているように、最上方に位置するホッパ１、このホッパ１の下端部に接続されている供給装置本体１０、該本体１０の下端部に接続されている繋ぎ供給筒３０等から構成され、この供給筒３０の下端部が加熱シリンダ４０内に周知の態様で開口している。
【００１７】
ホッパ１は、従来周知のように全体として略漏斗状を呈している。そして、その下端部の開口部近傍に、本実施の形態では嵩密度緩和部材２が設けられている。嵩密度緩和部材２は、円盤状の天板３と、この天板３から下方に向かって末広がり状に延びている周壁４とからなっている。周壁４に複数個のペレット通過孔５、５…が形成されている。このように構成されている嵩密度緩和部材２がホッパ１の開口部を覆うようにして設けられている。したがって、ホッパ１中のペレットは、複数個のペレット通過孔５、５、…を通って緩衝されて供給装置本体１０に供給されることになる。このとき、天板３の上方に位置するペレットの重力は天板３に作用するので、ホッパ１中のペレットの量が多くなっても、ホッパ１の下端部の開口部に作用する嵩密度は大きくはならない。また、重力に対して斜めになっている周壁４によっても緩和される。
【００１８】
供給装置本体１０は、内側部に窪み、すなわちキャビティ１２が形成されている筒状のケーシング１１と、該ケーシング１１の内部に同心状に設けられているゴムのような復元性のある弾性材、望ましくはＥＰＤＭ、バイトン等の耐熱性材料からなる筒状の弁体１５とから構成されている。弁体１５の外周面の上下端部分はケーシング１１の内周面に気密的に密着されている。これにより、ケーシング１１のキャビティ１２の内周面と弁体１５の外周面との間にはプレナム室１６が形成されている。したがって、プレナム室１６が大気に解放されている状態では、筒状の弁体１５は復元してその内部すなわちペレット流路は全開し、圧縮空気が供給されると両側から圧迫・変形されて閉鎖される。全開している状態が図１の（ア）に、閉鎖されている状態が図１の（イ）に示されている。このように構成されているケーシング１１の上方端部がホッパ１の下端部に、その下端部が繋ぎ供給筒３０の上端部にそれぞれ接続されている。
【００１９】
弾性材からなる弁体１５は、プレナム室１６に圧力が作用しない状態では、前述したように、復元力により全開するので、その開度の位置を規制する部材として、面状を呈する所定形状の一対の開度調節板１７、１７が設けられている。開度調節板１７、１７には、ケーシング１１に形成されている雌ネジに螺合している調節ボルト１８、１８の先端部が自在継ぎ手を介して接続されている。この調節ボルト１８、１８により、開度調節板１７、１７を進退させると、弁体１５の復元力が開度調節板１７、１７により規制されてペレット流路の開度が調節されることになる。
【００２０】
本実施の形態によると、弁体１５のペレット流路の開閉あるいは開度はプレナム室１６に供給される空気圧によっても調整される。その調節のために本実施の形態では、加圧ポンプ２０から吐出される圧縮空気は、電磁開閉弁２１、減圧弁２２等を介して給気管２４からプレナム室１６に供給されるようになっている。供給圧力は、調整ハンドル２３により所定圧力に調節される。また、図１には示されていないが、プレナム室１６から排気する排気管にも電磁開閉弁が設けられている。
【００２１】
射出成形機は、従来周知であり、前述したように構成されているので、図１にはその一部である加熱シリンダ４０と、この加熱シリンダ４０の内部に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュ４１のみが示されている。繋ぎ供給筒３０の下端部は、加熱シリンダ４０の基端部近傍の内部に開口している。加熱シリンダ４０の前方には、周知のように射出ノズルが、後方端部にはスクリュ駆動装置が設けられている。
【００２２】
本実施の形態は、次のように作用する。ホッパローダにより、ホッパ１にペレットを適宜継ぎ足し貯留する。供給装置本体１０の弁体１５を開く。ホッパ中のペレットは嵩密度緩和部材２のペレット通過孔５、５…から供給装置本体１０の弁体１５のペレット流路に重力により供給される。そして、繋ぎ供給筒３０から加熱シリンダ４０に供給される。従来周知のようにスクリュ４１を回転駆動して可塑化する。可塑化が終わったら、弁体１５のペレット流路を閉じる。そして、軸方向に駆動して射出・成形する。以下同様にして成形する。
【００２３】
上記のようにして可塑化するとき、弁体１５の開度とペレットの供給量との関係を把握しておく。例えば、弁体１５のペレット流路の開閉は空気圧で行い、ペレット流路の開度の調節は開度調節板１７、１７により調整する。すなわち、プレナム室１６に所定圧の圧縮空気を供給すると、弾性材からなる弁体１５は空気圧により圧迫・変形されて図１の（イ）に示されているように閉鎖される。逆に、排気管から圧縮空気を排出すると、弁体１５は復元力により、図１の（ア）に示されているように開く。このようにして、弁体１５の開閉を行う。また、圧縮空気を排気すると、弁体１５は復元するが、復元する量を開度調節板１７、１７の進退量で調整する。これにより、弁体１５の開度が調節される。このようにして、ペレット流路が開いている時間およびペレット流路の開度と、ペレットの供給量との関係を把握する。把握した数値に基づいて可塑化する時間内に１ショット分のペレットが過不足なく供給されるように、調整して射出成形する。  
【００２４】
本実施の形態によると、ホッパ１には嵩密度緩和部材２が設けられているので、前記したように貯留されるペレットの量に関係なく嵩密度は略一定になり供給量は安定する。また、弁体１５は弾性材から構成されているので、ペレット流路を閉じたときペレットを挟み込んでいても、回転式供給機のように噛み込んではいないので、開くとペレットの供給は再開される。
【００２５】
本実施の形態によると、機械的な開度調節板１７、１７と、流体圧すなわち空気圧給排手段２０、２４の両手段を備えているので、一方の手段のみにより弁体１５のペレット流路の開閉と開度を調節して所定時間内に所定量可塑化することもできる。例えば、調節ボルト１８、１８により開度調節板１７、１７を進退させペレット流路を開閉し、弁体１５はその復元力により開度調節板１７、１７に当接して位置決めされるので、進退量を調節してペレット流路の開度を調節できる。調節ボルト１８、１８によると、弁体１５のペレット流路の「開閉速度」が遅くなることがある。このようなときは、調節ボルト１８、１８に代えてリンク機構等により開度調節板１７、１７を駆動するように実施することもできる。また、空気圧給排手段２０、２４によるときはプレナム室１６に供給する空気圧を減圧弁２２により調整して開度を調節する。弁体１５の開閉速度は、単位時間当たりの圧縮空気の給排量で調節することができる。
【００２６】
上記実施の形態では、プレナム室１６を加圧すると弁体１５が閉鎖されるようになっているが、復元方向が逆の弁体１５を適用すると、負圧で開くように実施することもできる。負圧で実施すると、プレナム室１６が大気圧に解放されているとき弁体１５が閉じる利点が得られる。
【符号の説明】
【００２７】
１      ホッパ            ２      嵩密度緩和部材
１０      供給装置本体    １６      プレナム室
１７      開度調節板      ２０      圧縮ポンプ
２４      給気管          ４０      加熱シリンダ
【図１】
2015229243.tif 000003
【図２】
2015229243.tif 000004