(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペレットを被供給部に供給するためのペレット供給装置であって、
ペレットを収容するペレット収容部と、
前記ペレット収容部の下方において第１の位置と第２の位置との間を往復移動可能に配置されかつ上下方向に貫通する計量室を有した計量部材と、
前記計量部材を前記第１の位置と第２の位置とにわたって往復移動させるアクチュエータと、
前記計量部材が前記第１の位置にあるときに前記計量室の下方に位置することにより、前記計量室から落とされたペレットを溜めるペレット溜め部と、
前記計量部材が前記第２の位置にあるときに前記計量室の上方に位置することにより、前記計量室に向けてペレットを落とすペレット供給孔と、
前記ペレット溜め部内のペレットを前記被供給部に移送するペレット移送機構と、
を具備し、
前記計量部材が前記第２の位置に移動した状態において、前記計量部材を前記計量室が前記ペレット供給孔から外れない程度の短いストロークで往復移動させるシャッフル動作を行なう手段を備えたことを特徴とするペレット供給装置。
【請求項２】
前記アクチュエータがエアシリンダであることを特徴とする請求項１に記載のペレット供給装置。
【請求項３】
前記ペレット移送機構は、前記計量部材が前記第１の位置にあるときに前記計量室の上方に位置するエア流通孔を有し、圧縮エアの供給源から供給されるエアを、前記エア流通孔を経て前記ペレット溜め部に供給することにより、前記ペレットをペレット移送管に送り込むことを特徴とする請求項１に記載のペレット供給装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のペレット供給装置を備えることを特徴とする成形機。
【請求項５】
ペレットを被供給部に供給するためのペレット供給方法であって、
前記ペレットが収容されたペレット収容部の下方において第１の位置と第２の位置との間を往復移動可能に配置された計量部材を前記第１の位置に移動させておくこと、
ペレット供給信号がオンになったときに前記計量部材を前記第２の位置に移動させることにより、前記ペレット収容部から前記計量部材の計量室内にペレットを落とすこと、
前記計量部材が前記第２の位置に移動した状態において前記計量部材を前記計量室が前記ペレット収容部の下方に位置するペレット供給孔から外れない程度の短いストロークで往復移動させるシャッフル動作をなすこと、
前記計量部材を前記第２の位置から第１の位置に移動させることにより、前記計量室内のペレットを前記計量室の下方のペレット溜め部に落とすこと、
所定回数の計量動作が終了したのち、前記計量室とペレット溜め部に向けてエアを供給することにより、前記ペレット溜め部内のペレットを前記被供給部に移送すること、
を具備したことを特徴とするペレット供給方法。
【請求項６】
前記計量部材を前記第１の位置と第２の位置との間を複数回移動させることにより、その移動回数に応じた量のペレットを前記ペレット溜め部に供給することを特徴とする請求項５に記載のペレット供給方法。
【請求項７】
前記計量部材が前記第１の位置に移動した状態において、前記計量部材の前記シャッフル動作を行なうことを特徴とする請求項５に記載のペレット供給方法。
【請求項８】
前記計量部材が前記第１の位置に移動した状態において、前記計量室の上方に位置するエア流通孔から前記計量室に向けて前記ペレットが前記ペレット溜め部内に落ちることを促進する程度の少量のエアを噴出することを特徴とする請求項５または７に記載のペレット供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばダイキャスト成形機や射出成形機等の成形機において、各種ペレットを供給するためのペレット供給装置と、ペレット供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
成形機の一例であるコールドチャンバ方式のダイキャスト成形機は、ラドルによって汲み取られた金属の溶湯をスリーブ（ショットスリーブとも称される）に供給したのち、スリーブ内の溶湯をプランジャ（ショットピストンあるいはチップとも称される）によって金型内のキャビティに高速かつ高圧で射出するようになっている。
【０００３】
このような成形機では、スリーブとプランジャとの潤滑のために、油性の液体潤滑剤が使用されていた。液体潤滑剤は、供給ポンプや配管系を介してスリーブの溶湯供給口からスリーブの内部に供給される。しかし油性の液体潤滑剤は成形機の周囲を汚しやすく、作業環境上も好ましくないため、最近ではペレット状の固形潤滑剤の使用が検討されている。成形機のスリーブ内にペレット状の固形潤滑剤を一定量ずつ供給するためには、それなりの供給装置が必要である。例えば下記の特許文献１あるいは特許文献２に開示されているように、複数のシャッタ機構を開閉させることによって所定量の材料を供給する材料供給装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２４００４１号公報
【特許文献２】特開２００５−２６３３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来例のようにシャッタ機構を備えた材料供給装置は、構造が複雑でかつ動作の制御も複雑であった。またペレットの一部がシャッタ付近に付着するなどして残留することがあり、ペレットの計量が不正確になる可能性があった。このためダイキャスト成形機等に適した簡便な構成で耐久性が高く、しかも必要に応じてペレットの供給量を変更できるようなペレット供給装置が望まれていた。
【０００６】
従って本発明の目的は、構成が比較的簡単でありながらペレットの計量精度が高く、しかも必要に応じて供給量を変更できるようなペレット供給装置と、ペレット供給方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のペレット供給装置は、ペレットを収容するペレット収容部と、前記ペレット収容部の下方において第１の位置と第２の位置との間を往復移動可能に配置されかつ上下方向に貫通する計量室を有した計量部材と、前記計量部材を前記第１の位置と第２の位置とにわたって往復移動させるアクチュエータと、前記計量部材が前記第１の位置にあるときに前記計量室の下方に位置することにより、前記計量室から落とされたペレットを溜めるペレット溜め部と、前記計量部材が前記第２の位置にあるときに前記計量室の上方に位置することにより、前記計量室に向けてペレットを落とすペレット供給孔と、前記ペレット溜め部内のペレットを前記被供給部に移送するペレット移送機構とを具備し、前記計量部材が前記第２の位置に移動した状態において、前記計量部材を前記計量室が前記ペレット供給孔から外れない程度の短いストロークで往復移動させるシャッフル動作を行なう手段を備えている。前記アクチュエータの一例は、エアシリンダである。
【０００８】
本発明の１つの実施形態では、前記ペレット移送機構は、前記計量部材が前記第１の位置にあるときに前記計量室の上方に位置するエア流通孔を有し、圧縮エアの供給源から供給されるエアを、前記エア流通孔を介して前記計量室と前記ペレット溜め部に供給することにより、前記ペレットをペレット移送管に送り込むように構成されている。  
【０００９】
本発明に係るペレット供給方法では、前記計量部材を前記第１の位置と第２の位置との間を複数回移動させることにより、その移動回数に応じた量のペレットを前記ペレット溜め部に供給する。また前記計量部材が前記第１の位置に移動した状態において、前記計量部材のシャッフル動作を行なってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エアシリンダ等のアクチュエータによって駆動される計量部材が第１の位置と第２の位置との間を往復移動することにより、計量部材の移動回数と計量室の容積に応じた量のペレットを被供給部に供給することができる。また、計量部材に与えるシャッフル動作によってペレットが落ちることを促進できるため、ペレットを正確に計量でき、所定量のペレットを被供給部に送ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の１つの実施形態に係るペレット供給装置を備えた成形機を模式的に示す断面図。
【図２】図１に示されたペレット供給装置のペレット計量部の内部を示す正面図。
【図３】図２に示されたペレット計量部の計量部材が第１の位置にある状態を一部断面で示す正面図。
【図４】図３中のＦ４−Ｆ４線に沿う計量機構の断面図。
【図５】図２に示されたペレット計量部の計量部材が第２の位置に移動した状態を一部断面で示す正面図。
【図６】図５中のＦ６−Ｆ６線に沿う計量機構の断面図。
【図７】図１に示されたペレット供給装置のペレット吐出部の正面図。
【図８】図７に示されたペレット吐出部の平面図。
【図９】図７に示されたペレット吐出部の吐出管が退避位置に移動した状態の正面図。
【図１０】図１に示されたペレット供給装置の動作の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の１つの実施形態について、図１から図１０を参照して説明する。  
図１は、成形機の一例であるコールドチャンバ方式のダイキャスト成形機１０を模式的に示している。ダイキャスト成形機１０は、固定ダイプレート１１と、移動ダイプレート１２と、互いに平行に延びる４本のタイバー１３，１４（２本のみ示す）と、ダイプレート駆動機構１５などを含んでいる。ダイプレート駆動機構１５は、移動ダイプレート１２をタイバー１３,１４に沿って水平方向に移動させる機能を有している。
【００１３】
この成形機１０は、操作パネル１６を有するコントローラ１７によって操作される。コントローラ１７には、成形動作および型締動作等を制御するためのコンピュータプログラムとメモリ等が組込まれている。操作パネル１６は、作業員が成形機１０を操作する際に使用するヒューマンマシン・インタフェースとして機能する。
【００１４】
固定ダイプレート１１に固定側金型２０が取付けられている。移動ダイプレート１２に移動側金型２１が取付けられている。これら金型２０，２１間に、成形品のためのキャビティ２２が形成されている。キャビティ２２は、溶湯通路２３を介して溶湯供給機構２４に連通している。溶湯供給機構２４は、スリーブ２５と、プランジャ２６と、プランジャ２６を駆動するための駆動源２７などを含んでいる。溶湯供給機構２４から溶融金属がキャビティ２２に供給されることにより、ダイキャスト製品が成形される。
【００１５】
このダイキャスト成形機１０はペレット供給装置３０を備えている。ペレット供給装置３０は、固形潤滑剤のペレットをスリーブ２５の被供給部２５ａに供給する機能を有している。固形潤滑剤のペレットの一例は、ワックスと黒鉛などからなる粒径１ｍｍ前後の粒子であり、スリーブ２５とプランジャ２６とを潤滑することができる。
【００１６】
ペレット供給装置３０は、図２から図６に示すペレット計量部３１と、ペレット移送管３２と、図７から図９に示すペレット吐出部３３と、ペレット供給装置３０の動作をつかさどる制御手段であるシーケンサ３４（図１に示す）と、ヒューマンマシン・インタフェースとして機能する入力部３５および表示部３６とを有している。シーケンサ３４は、ダイキャスト成形機１０のコントローラ１７に組込まれていてもよい。また、入力部３５と表示部３６は、ダイキャスト成形機１０の操作パネル１６に配置されていてもよい。
【００１７】
図２はペレット計量部３１の内部を示している。ペレット計量部３１は、筐体４０と、筐体４０の内部に配置されたホッパ４１を有するペレット収容部４２と、ペレットＰ（図３と図５に示す）を計量するための計量機構４３と、圧縮エアによってペレットＰを移送するペレット移送機構４４と、エアの流れを制御するための開閉弁４５と、切換弁４６などを含んでいる。開閉弁４５と切換弁４６は、それぞれ圧縮エアの供給源４７に接続されている。
【００１８】
図３から図６は計量機構４３を示している。計量機構４３は、ボディ５０を構成する上壁５１および下壁５２と、計量部材５３と、計量部材５３を駆動するためのアクチュエータの一例であるエアシリンダ５４と、ペレット溜め部５５を有する底部材５６などを備えている。
【００１９】
計量部材５３には、上下方向に貫通する計量室６０が形成されている。計量室６０の容積は、所定量（例えば０．５グラム）のペレットＰを収容できる大きさである。計量室６０は、計量部材５３の上方から見て円形の孔からなる。この計量部材５３はエアシリンダ５４によって、図３および図４に示す第１の位置と、図５および図６に示す第２の位置とにわたって、水平方向に往復移動することができるようになっている。
【００２０】
ボディ５０の上壁５１に、エア流通孔６１と、ペレット供給孔６２とが、互いに水平方向に離れた位置に形成されている。エア流通孔６１は、計量部材５３が第１の位置（図３，図４）にあるときに、計量室６０と連通する位置に形成されている。ペレット供給孔６２は、計量部材５３が第２の位置（図５，図６）にあるときに、計量室６０と連通する位置に形成されている。エア流通孔６１は、継手６５とエア配管６６とを介して、開閉弁４５に接続されている。
【００２１】
ボディ５０の下壁５２には、ペレット落とし孔７０が形成されている。このペレット落とし孔７０は、計量部材５３が第１の位置（図３，図４）にあるときに、計量室６０と連通する位置に形成されている。ペレット落とし孔７０の下方にペレット溜め部５５が形成されている。ペレット溜め部５５には、継手７１を介してペレット移送管３２の一端３２ａが接続されている。
【００２２】
ペレット移送管３２の他端３２ｂ（図１と図７〜図９に示す）は、ペレット吐出部３３に接続されている。これらペレット移送管３２や開閉弁４５、エア流通孔６１、エア配管６６などによって、ペレット溜め部５５内のペレットをエアによって送り出すためのペレット移送機構４４が構成されている。
【００２３】
計量機構４３のエアシリンダ５４は、筐体４０に取付けられたシリンダ本体８０と、第１のエア供給口８１と、第２のエア供給口８２と、ロッド８３などを有している。エア供給口８１，８２は、それぞれエア配管８５，８６を介して切換弁４６に接続されている。ロッド８３には、接続部材８７を介して計量部材５３が連結されている。
【００２４】
図１と図７〜図９に示されたペレット吐出部３３は、固定ダイプレート１１側の部材１１ａ（図８に示す）に取付けるベース部材９０と、ベース部材９０に設けられた駆動源の一例であるエアシリンダ９１と、エアシリンダ９１によって水平方向に往復駆動される可動体９２と、可動体９２に取付けられた吐出管９３と、吐出管９３の先端に設けられた網状の材料（メッシュ）からなるカバー部材９４などを有している。吐出管９３は、ペレット移送管３２の他端３２ｂに接続されている。エアシリンダ９１には、エア配管９５と切換弁４６（図２に示す）を介して、圧縮エアの供給源４７が接続されている。
【００２５】
ペレット吐出部３３の可動体９２と吐出管９３は、エアシリンダ９１によって、図７および図８に示す前進位置と、図９に示す退避位置とにわたって駆動される。すなわち吐出管９３が前進位置（図７，図８）にあるとき、カバー部材９４の開口部９４ａがスリーブ２５の溶湯供給口（被供給部２５ａ）の上方に位置する。吐出管９３が退避位置（図９）に移動すると、カバー部材９４の開口部９４ａが被供給部２５ａの側方に退避するようになっている。
【００２６】
ペレット吐出部３３のカバー部材９４は、下面側に開口部９４ａを有している。吐出管９３が前進位置（図７，図８）にあるときに、吐出管９３の先端からカバー部材９４に向かってペレットＰがエアと共に噴出すると、これらのペレットＰは、カバー部材９４の内面に衝突したのち、開口部９４ａから被供給部２５ａに向かって落下する。
【００２７】
図１０は、前記のように構成されたペレット供給装置３０の動作の一例を示すフローチャートである。以下に、図１０を参照してペレット供給装置３０によるペレット供給方法について説明する。
【００２８】
図１０に示すステップＳ１において、計量機構４３の計量部材５３が第１の位置（図３と図４に示す後退位置）で待機している。このとき計量室６０はペレット供給孔６２から外れた位置にあり、ペレット供給孔６２は上壁５１によって遮断されているため、ペレット収容部４２内のペレットＰが計量室６０内に落ちることはない。  
ステップＳ２において、固形潤滑剤（ペレット）の供給を指示するペレット供給信号がコントローラ１７から出力されると、ステップＳ３に進む。
【００２９】
ステップＳ３では、エアシリンダ５４の第２のエア供給口８２にエアが供給されることにより、ロッド８３と計量部材５３が第２の位置（図５と図６に示す）まで前進する。計量部材５３が第２の位置に移動すると、計量室６０がペレット供給孔６２に連通するため、ペレット収容部４２内のペレットＰがペレット供給孔６２を通って計量室６０内に落下する。このため規定量のペレットＰが計量室６０に収容される。
【００３０】
ステップＳ４では、計量部材５３が第２の位置にあるときに、切換弁４６が短い周期で繰返し切換わることにより、エアシリンダ５４が小ストロークで例えば３回ほど短時間で往復動する。ここで言う小ストロークとは、計量室６０がペレット供給孔６２から外れない程度の距離である。この小ストローク（短周期）での往復動により、計量部材５３が激しく揺さぶられる。これがシャッフル動作である。シャッフル動作が行なわれると、計量部材５３に生じる振動と衝撃などにより、計量室６０の上方にあるペレットＰが計量室６０内に落下することが促進される。このためペレットＰが計量室６０に確実に落とし込まれ、規定量のペレットＰが計量室６０に収容される。
【００３１】
ステップＳ５において、前記シャッフル動作が所定回数（例えば３回）繰返されると、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、エアシリンダ５４の第１のエア供給口８１にエアが供給されることによって、ロッド８３と計量部材５３が第１の位置（図３と図４）に後退する。計量部材５３が第１の位置まで後退すると、計量室６０がペレット落とし孔７０に連通することにより、計量室６０内のペレットＰがペレット落とし孔７０を通ってペレット溜め部５５内に落下する。
【００３２】
ステップＳ７では、計量部材５３が第１の位置にあるときに、切換弁４６が短い周期で繰返し切換わることにより、エアシリンダ５４が小ストロークで例えば２回ほど短時間で往復動する。ここで言う小ストロークとは、計量室６０がペレット落とし孔７０から外れない程度の距離である。このシャッフル動作が行なわれると、計量部材５３に生じる振動と衝撃などにより、計量室６０やペレット落とし孔７０内のペレットＰがペレット溜め部５５に落下することが促進される。
【００３３】
ステップＳ８において、前記シャッフル動作が所定回数（例えば２回）繰返されると、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、計量回数が所定数（例えば３回）に達したか否かが判定され、計量回数が所定数に達していなければ、再びステップＳ３からステップＳ９までの一連の計量動作が繰返されることにより、計量部材５３が往復した回数に比例した量のペレットＰがペレット溜め部５５に貯留される。例えば計量部材５３が前記第１の位置と第２の位置との間を３回往復すると、(０．５グラム×３）で合計１．５グラムのペレットＰがペレット溜め部５５に貯留される。計量回数は、必要に応じて、任意の値を入力部３５からコントローラ１７に入力することができるため、さらに多くのペレットＰをペレット溜め部５５に貯留することも勿論可能である。
【００３４】
計量回数が所定数に達すると、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、計量部材５３が前記第１の位置に停止した状態で、開閉弁４５（図２に示す）が開弁することにより、圧縮エアの供給源４７から送られるエアが、エア流通孔６１から計量室６０とペレット溜め部５５を通ってペレット移送管３２に高速で流れる。このエア（ペレット移送用エア）により、ペレット溜め部５５内のペレットがペレット移送管３２を経てペレット吐出部３３に送られるとともに、これらペレットが吐出管９３の先端からカバー部材９４に向かってエアと共に噴出する。このとき吐出管９３は、図７に示す前進位置にある。
【００３５】
吐出管９３の先端に取付けられたカバー部材９４は網状の材料（メッシュ）からなるため、エアと共にカバー部材９４の内面に衝突したペレットＰは、エアがカバー部材９４を通り抜けて出てゆくため、ペレットＰのみがカバー部材９４の開口部９４ａから落下し、スリーブ２５の被供給部２５ａに供給される。こうして一連のペレット供給サイクルが終了する。
【００３６】
以上説明したペレット供給サイクルが終了したのち、吐出管９３が図９に示す退避位置に移動する。そしてダイキャスト成形機１０の成形サイクルの一環として、スリーブ２５の溶湯供給口（被供給部２５ａ）に溶湯が供給され、駆動源２７によってプランジャ２６が加圧されることにより、スリーブ２５内の溶湯がキャビティ２２に供給される。
【００３７】
本実施形態のペレット供給装置３０によれば、計量部材５３が第１の位置と第２の位置との間で複数回往復移動することにより、希望する量のペレットを計量して被供給部２５ａに供給することができる。しかも計量部材５３が上壁５１と下壁５２との間をエアシリンダ５４によって往復移動するだけであるので、動作が簡単で制御も容易であり、構成も簡単である。計量室６０の大きさ（孔径）を変えれば、計量するペレット量を変化させることができる。また、計量室６０の容積が異なる複数種類の計量部材５３を用意しておき、計量するペレット量に応じて計量部材５３を取り替えてもよい。
【００３８】
また本実施形態のペレット供給装置３０によれば、計量部材５３が第１の位置（図３，図４）に移動したときのシャッフル動作により、計量室６０とペレット落とし孔７０内に残留しようとするペレットを確実にペレット溜め部５５に落とすことができる。また、計量部材５３が第２の位置（図５，図６）に移動したときのシャッフル動作により、ペレット供給孔６２内のペレットＰを確実に計量室６０に落とすことができ、かつ、計量室６０内に規定量のペレットを充填させることができる。
【００３９】
このため、正確に計量されたペレットを被供給部２５ａに供給することができ、スリーブ２５とプランジャ２６との潤滑を正しく行なうことができる。前記シャッフル動作を行なうための手段は、エアシリンダ５４の作動制御をなすシーケンサ３４において、切換弁４６の作動タイミングを制御するシーケンスプログラムに手を加えるだけでよいため、シャッフル動作のための部材や機構を追加する必要がなく、低コストで実現できる。
【００４０】
なお、計量部材５３が第１の位置に移動した状態において、エア流通孔６１から計量室６０とペレット溜め部５５に向けて少量のエアを噴出することにより、計量室６０やペレット落とし孔７０内のペレットがペレット溜め部５５内に落ちることを促進してもよい。ここで言う少量エア噴出動作は、前記シャッフル動作と同時あるいは前記シャッフル動作の代わりに実施してもよい。
【００４１】
以上説明したように本実施形態のペレット供給方法は、少なくとも下記の工程を具備している。  
（１）計量部材５３を第１の位置に移動させておくこと（ステップＳ１）、  
（２）ペレット供給信号がオンになったとき計量部材５３を第２の位置に移動させることにより、ペレット収容部４２内のペレットを計量室６０に落とすこと（ステップＳ２，Ｓ３）、  
（３）計量部材５３が第２の位置に移動した状態において、計量部材５３を小ストロークで往復移動させることによりシャッフル動作を行なうこと（ステップＳ４）、  
（４）前記シャッフル動作が所定回数行なわれたのち計量部材５３を第１の位置に移動させることにより、計量室６０内のペレットをペレット溜め部５５に落とすこと（ステップＳ５，Ｓ６）、  
（５）計量部材５３が第１の位置に移動した状態において、計量部材５３を小ストロークで往復移動させることによりシャッフル動作を行なうこと（ステップＳ７，Ｓ８）、  
（６）計量回数が所定数に達したのち、エア流通孔６１にエアを供給することにより、ペレット溜め部５５内のペレットをエアによって被供給部２５ａに送ること（ステップＳ９，Ｓ１０）。
【００４２】
なお本発明を実施するに当たって、成形機の具体的な構成をはじめとして、ペレット供給装置を構成する種々の要素の具体的な態様を、必要に応じて変更して実施できることは言うまでもない。例えば、計量部材を往復移動させるアクチュエータとしてエアシリンダ以外のアクチュエータが採用されてもよい。また本発明は、固形潤滑剤を用いるダイキャスト成形機以外に、ペレットを用いる成形機であれば同様に適用することができる。さらにペレット収容部や計量機構、ペレット移送機構、ペレット吐出部等の具体的な形状や配置等を適宜に変更して実施できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４３】
１０…成形機（ダイキャスト成形機）
２５ａ…被供給部
３０…ペレット供給装置
４２…ペレット収容部
４３…計量機構
４４…ペレット移送機構
５３…計量部材
５４…エアシリンダ（アクチュエータ）
５５…ペレット溜め部
６０…計量室
６１…エア流通孔
６２…ペレット供給孔
【図１】
0005814540.tif 000002
【図２】
0005814540.tif 000003
【図３】
0005814540.tif 000004
【図４】
0005814540.tif 000005
【図５】
0005814540.tif 000006
【図６】
0005814540.tif 000007
【図７】
0005814540.tif 000008
【図８】
0005814540.tif 000009
【図９】
0005814540.tif 000010
【図１０】
0005814540.tif 000011