(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形材料を溶解して射出成形する射出成形機と、
前記成形材料を前記射出成形機に供給する成形材料供給装置と、
前記成形材料を貯留し、前記成形材料供給装置と連通された材料タンクと、
前記材料タンクと前記成形材料供給装置との連通を遮断可能に設けられたバルブと、を備え、
前記材料タンクから前記成形材料供給装置への前記成形材料の移送を前記成形材料供給装置および前記材料タンクの雰囲気の吸引によって行う射出成形システムにおいて、
前記材料タンクと前記成形材料供給装置との連通を遮断する指令を受けたとき、前記材料タンクと前記成形材料供給装置との圧力差を検出して該圧力差が所定の値以下になったところで前記バルブを閉じる制御手段をさらに備えたことを特徴とする射出成形システム。
【請求項２】
成形材料を溶解して射出成形する射出成形機と、
前記成形材料を前記射出成形機に供給する成形材料供給装置と、
前記成形材料を貯留し、前記成形材料供給装置と連通された材料タンクであって、大気開放されている材料タンクと、
前記材料タンクと前記成形材料供給装置との連通を遮断可能に設けられたバルブと、を備え、
前記材料タンクから前記成形材料供給装置への前記成形材料の移送を前記成形材料供給装置および前記材料タンクの雰囲気の吸引によって行う射出成形システムにおいて、
前記材料タンクと前記成形材料供給装置との連通を遮断する指令を受けたとき、大気圧と前記成形材料供給装置との圧力差を検出して該圧力差が所定の値以下になったところで前記バルブを閉じる制御手段をさらに備えたことを特徴とする射出成形システム。
【請求項３】
前記所定の値は、前記成形材料が前記材料タンクから前記成形材料供給装置へ向かって移動しない前記圧力差であることを特徴とする請求項１または２に記載の射出成形システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機の射出成形システムに関する。とくに、射出成形機に成形材料を安定して供給する射出成形システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
成形材料を溶解して射出成形する射出成形機においては、該成形材料に含まれている水分や揮発分により、成形品に気泡が混入することがある。成形品への気泡の混入により、成形品の機械的性質や外観品質が低下し、不良品となっていた。そのため、成形材料を射出成形機に投入する前に成形材料を予備加熱して成形材料に含まれる水分や揮発分を除去する必要があった。
【０００３】
しかしながら、成形材料を予備加熱することは、予備加熱するための装置に成形材料を移送し、該装置で予備加熱したあとの成形材料を射出成形機に投入するため、成形準備に費やす時間の増加や労力の増大を招き、成形品の生産効率の低下となっていた。
【０００４】
生産効率を下げることなく成形材料に含まれる水分や揮発分を取り除くことができる射出成形機として、ベント式射出成形機が知られている。ベント式射出成形機では、成形材料を溶解するシリンダに脱気孔（ベント）が形成されている。したがって、成形材料をシリンダで溶解するときに成形材料から発生した水分や揮発分を、該脱気孔を介してシリンダの外部へ放出することができる。成形材料を溶解しながら水分や揮発分の除去を行うことができるため、成形準備に費やす時間や労力を抑制することができ、成形品の生産の効率を高められる。
【０００５】
また、特許文献１では、脱気孔からシリンダの内部を吸引する真空脱気装置を備えた射出成形システムが開示されている。真空脱気装置を用いてシリンダの内部を吸引することにより、成形材料から発生する水分や揮発分をより短い時間で除去することができる。
【０００６】
さらに、特許文献２では、真空脱気装置を備えるとともに、成形材料が貯留されている材料タンクから雰囲気吸引によって成形材料を射出成形機へ移送する射出成形システムが開示されている。雰囲気吸引によって材料タンクから射出成形機へ成形材料を自動で供給することができ、成形準備に費やす労力を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１１９０９０号公報
【特許文献２】特開２００６−３４７０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２で開示されている射出成形システムの構成について説明する。図２は、特許文献２に開示されている射出成形システムの構成を示した概略図である。
【０００９】
図２に示すように、射出成形システムは、射出成形機１、成形材料供給装置２、真空脱気装置３および吸引式移送装置４を備えている。
【００１０】
射出成形機１は、成形材料を溶解するシリンダ５と、シリンダ５の軸方向に沿って移動可能かつシリンダ５の軸周りに回転可能にシリンダ５に格納された射出スクリュ６と、を備えている。シリンダ５の外周には成形材料に熱を加えるヒータ７が配設されている。シリンダ５に投入された成形材料は、ヒータ７から加えられる熱や、射出スクリュ６の回転に伴って発生する摩擦熱やせん断熱により溶解される。
【００１１】
成形材料供給装置２は、供給経路体８、フィードスクリュ９、ストックホッパ１０、吸引ホッパ１１およびホッパ用バルブ１２を含んでいる。供給経路体８は、シリンダ５と連通するように設けられており、供給経路体８の内部を成形材料が進むことによって成形材料がシリンダ５に供給される。
【００１２】
供給経路体８の内部には、成形材料が進む方向に沿ってフィードスクリュ９が格納されている。フィードスクリュ９が回転することによって成形材料が供給経路体８の内部をシリンダ５へ向かって移動する。また、フィードスクリュ９の回転量によって、シリンダ５への成形材料の供給量を調整することができる。
【００１３】
供給経路体８の、フィードスクリュ９が格納されている部分の鉛直方向上側には、ストックホッパ１０が供給経路体８と連通するように設けられている。ストックホッパ１０には成形材料が貯留されており、供給経路体８からシリンダ５に供給された成形材料の量に応じて、ストックホッパ１０から供給経路体８に成形材料が移動する。
【００１４】
ストックホッパ１０の鉛直方向上側には、吸引式移送装置４によって移送された成形材料を受け取る吸引ホッパ１１がストックホッパ１０と連通するように配設されている。ストックホッパ１０と吸引ホッパ１１との間にはホッパ用バルブ１２が設けられており、ホッパ用バルブ１２を開くことによって吸引ホッパ１１からストックホッパ１０へ成形材料が移動する。
【００１５】
吸引式移送装置４は、成形材料を貯留する材料タンク１３と、材料タンク１３の雰囲気を吸引することによって成形材料を移送する吸引ブロワ１４と、を備えている。材料タンク１３は、材料配管１５を用いて吸引ホッパ１１に連通されており、吸引ブロワ１４は、雰囲気配管１６を用いて吸引ホッパ１１に連通されている。
【００１６】
吸引ブロワ１４を駆動させることによって、材料タンク１３の雰囲気が吸引ブロワ１４へ向かって吸引され、その雰囲気の吸引に伴って材料タンク１３に貯留されている成形材料が移送される。吸引ホッパ１１と雰囲気配管１６との接続部には不図示のフィルタが設けられており、成形材料が雰囲気配管１６へ進入しないようになっている。したがって、材料タンク１３の雰囲気の吸引に伴って材料タンク１３から移送された成形材料は、吸引ホッパ１１に滞留する。
【００１７】
真空脱気装置３は、例えば真空ポンプというような、流体を吸引して容器内の真空度を高めるものである。真空脱気装置３は、第１真空配管１７を用いて供給経路体８と連通されている。供給経路体８は、シリンダ５やストックホッパ１０とも連通しているため、真空脱気装置３を駆動させることにより、シリンダ５、供給経路体８及びストックホッパ１０の雰囲気を吸引してこれらの真空度を高めることができる。すなわち、真空脱気装置３は、シリンダ５で成形材料を溶解するときに発生する水分や揮発分をシリンダ５から取り除くことができる。
【００１８】
また、真空脱気装置３は、第２真空配管１８を用いて吸引ホッパ１１と連通されており、吸引ホッパ１１の雰囲気を吸引することによって吸引ホッパ１１の真空度が高められる。ストックホッパ１０と吸引ホッパ１１との真空度を略等しくした状態でホッパ用バルブ１２を開けることによって、真空度差から生じる衝撃を抑制しつつ、吸引ホッパ１１からストックホッパ１０へと成形材料を移動させることができる。
【００１９】
吸引ホッパ１１の雰囲気には、吸引ブロワ１４を用いて吸引される場合と、真空脱気装置３を用いて吸引される場合と、がある。そのため、吸引ホッパ１１に接続されている材料配管１５、雰囲気配管１６および第２真空配管１８には、それぞれの連通を遮断可能な材料配管用バルブ１９、雰囲気配管用バルブ２０および第２真空配管用バルブ２１が設けられている。
【００２０】
吸引ブロワ１４を用いて成形材料を材料タンク１３から吸引ホッパ１１へ移送させる場合には、第２真空配管用バルブ２１を閉め、材料配管用バルブ１９および雰囲気配管用バルブ２０を開けておく。また、真空脱気装置３を用いて吸引ホッパ１１の真空度を高める場合には、材料配管用バルブ１９および雰囲気配管用バルブ２０を閉め、第２真空配管用バルブ２１を開ける。材料配管用バルブ１９、雰囲気配管用バルブ２０および第２真空配管用バルブ２１の開閉を切り替えることによって、吸引ホッパ１１を、成形材料を材料タンク１３から受け入れる状態と成形材料をストックホッパ１０に送る状態と、に切り替えることができる。
【００２１】
しかしながら、材料配管用バルブ１９を閉じるときに成形材料が材料配管用バルブ１９に挟まり、材料配管用バルブ１９を完全に閉じることができない場合があった。この場合、材料タンク１３の雰囲気が吸引ホッパ１１に流入し続けるため、真空脱気装置３を駆動させても吸引ホッパ１１の真空度を高めることができない。その結果、ホッパ用バルブ１２を開けることができず、吸引ホッパ１１からストックホッパ１０へ成形材料を移動させることができなくなっていた。
【００２２】
材料配管用バルブ１９に成形材料が挟まった場合には、材料配管用バルブ１９に挟まった成形材料を除去する作業が生じる。この作業をしている間は、吸引ホッパ１１の真空度を高めることができないため、ストックホッパ１０へ成形材料を供給することができない。したがって、射出成形をすることができないため、成形品の生産効率が低下していた。とくに、材料配管用バルブ１９の分解を必要とする場合には、材料配管用バルブ１９の復旧により多くの時間を必要とするため、成形品の生産効率がより大きく低下していた。
【００２３】
材料配管用バルブ１９への成形材料の挟まりは、成形材料が材料タンク１３から吸引ホッパ１１へ移動している最中に材料配管用バルブ１９を閉じるときに発生しやすい。
【００２４】
材料配管用バルブ１９の開閉は、オペレータが送る指令や、射出成形システムに内蔵されているタイマが送る指令などによって行われていた。その指令は、吸引ブロワ１４が停止したときや雰囲気配管用バルブ２０が閉じられたときを見計らって送られていた。そのため、オペレータの操作ミスやタイマの設定ミスにより成形材料が移動している最中に材料配管用バルブ１９が閉じられることがあった。
【００２５】
また、吸引ブロワ１４が停止するまでの時間にもばらつきがある。とくに、１つの吸引式移送装置４で複数の成形材料供給装置２に成形材料を移送する場合には、吸引ブロワ１４が停止して成形材料の移動が止まるまでの時間により大きなばらつきが生ずる。そのため、成形材料の移動が止まるタイミングを事前に予測しておくことが困難であった。
【００２６】
成形材料の移動の停止が予測されるタイミングから比較的長く時間をあけて、材料配管用バルブ１９を閉じるタイミングを設定してもよいが、それは吸引ホッパ１１の真空度を高めるタイミングを遅くすることになる。その結果、ストックホッパ１０およびシリンダ５への成形材料の供給が遅れ、成形品の生産効率を低下させる虞がある。
【００２７】
そこで、本発明は、成形材料の移送を雰囲気吸引によって行う射出成形システムにおいて、材料配管用バルブへの成形材料の挟まりを抑制し、生産効率を向上させることができる射出成形システムを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記目的を達成するために、本発明の一つの態様は、成形材料を溶解して射出成形する射出成形機と、成形材料を射出成形機に供給する成形材料供給装置と、成形材料を貯留し、成形材料供給装置と連通された材料タンクと、材料タンクと成形材料供給装置との連通を遮断可能に設けられたバルブと、を備え、材料タンクから成形材料供給装置への成形材料の移送を成形材料供給装置および材料タンクの雰囲気吸引によって行う射出成形システムに係る。この態様において、本発明は、材料タンクと成形材料供給装置との連通を遮断する指令を受けたとき、材料タンクと成形材料供給装置との圧力差を検出して該圧力差が所定の値以下になったところでバルブを閉じる制御手段をさらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の射出成形システムによれば、成形材料の移送を雰囲気吸引によって行う射出成形システムにおいて、材料配管用バルブへの成形材料の挟まりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態における射出成形システムの構成を示した概略図である。
【図２】特許文献２に開示されている射出成形システムの構成を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、本発明の実施形態における射出成形システムを図１に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態における射出成形システムの構成を示す概略図である。
【００３２】
図１に示すように、射出成形システムは、射出成形機１、成形材料供給装置２、真空脱気装置３および吸引式移送装置４を備えている。これらの構成は図２に示した特許文献２の各構成と同じであるため、これらの説明については省略する。
【００３３】
本実施形態における射出成形システムは、材料配管用バルブ１９を操作するための制御手段２２を備えている。制御手段２２は、吸引ホッパ１１と材料タンク１３との圧力差を検出し、該圧力差が所定の値以下になったところで材料配管用バルブ１９を閉じる。
【００３４】
ここで、所定の値について説明する。
【００３５】
本実施形態では、材料タンク１３から成形材料供給装置２への成形材料の移送は、吸引ブロワ１４の駆動による吸引ホッパ１１および材料タンク１３の雰囲気の吸引によって行われる。吸引ブロワ１４を駆動することによって、吸引ホッパ１１の雰囲気が吸引され、吸引ホッパ１１の圧力が低下する。吸引ホッパ１１と材料タンク１３との圧力差により材料タンク１３の雰囲気が吸引ホッパ１１へ向かって流れ、該雰囲気の流れに伴って成形材料が材料タンク１３から吸引ホッパ１１へ移送される。
【００３６】
吸引ホッパ１１と材料タンク１３との圧力差が小さくなるにつれて、材料タンク１３の雰囲気の流れの力の大きさも小さくなる。吸引ホッパ１１と材料タンク１３との圧力差がある値よりも小さくなると、該雰囲気の流れは成形材料を移送する力を持たなくなる。その結果、成形材料が材料タンク１３から成形材料供給装置２へ向かって移動しなくなる。すなわち、本実施形態における圧力差の所定の値とは、成形材料が材料タンク１３から成形材料供給装置２へ向かって移動しなくなるときの圧力差の値である。
【００３７】
もちろん、材料タンク１３が大気開放されており、材料タンク１３における圧力を常に大気圧として扱うことができる場合には、吸引ホッパ１１の圧力と大気圧との圧力差を検出すればよい。
【００３８】
次に、本発明の実施形態における射出成形システムの動作について説明する。
【００３９】
ストックホッパ１０に貯留されている成形材料が少なくなり、ストックホッパ１０へ成形材料を供給する必要が生じると、オペレータや不図示の制御手段が材料配管用バルブ１９および雰囲気配管用バルブ２０を開く。ストックホッパ１０における成形材料の貯留量の減少は、例えばストックホッパ１０に設けられた材料空感知センサによって検出することができる。
【００４０】
材料配管用バルブ１９および雰囲気配管用バルブ２０を開いた状態で吸引ブロワ１４を駆動させることによって、吸引ホッパ１１の圧力が低下し、材料タンク１３の雰囲気が吸引ホッパ１１へ向かって流れる。該雰囲気の流れに伴って、成形材料が材料タンク１３から吸引ホッパ１１へ移送される。なお、このときホッパ用バルブ１２および第２真空配管用バルブ２１は閉じられている。
【００４１】
所定の量の成形材料が材料タンク１３から吸引ホッパ１１へ移送されたところで、吸引ブロワ１４が停止する。吸引ブロワ１４の停止は、吸引ブロワ１４が作動してから所定の時間が経過したところで停止するものでも良い。
【００４２】
その後、オペレータや射出成形システムに内蔵されている不図示の指令部が材料タンク１３と成形材料供給装置２との連通を遮断する指令を制御手段２２へ送る。この指令は有線で送られても無線で送られてもよい。
【００４３】
吸引ブロワ１４が停止することによって、吸引ホッパ１１の圧力が上昇し、吸引ホッパ１１と材料タンク１３との圧力差が小さくなる。制御手段２２は、材料タンク１３と成形材料供給装置２との連通を遮断する指令を受けたとき、吸引ホッパ１１と材料タンク１３との圧力差を検出する。該圧力差が所定の値よりも小さくなったところで制御手段２２が材料配管用バルブ１９を閉じる。
【００４４】
吸引ホッパ１１と材料タンク１３との圧力差が所定の値よりも小さくなったところ、すなわち成形材料の移動が停止したところで材料配管用バルブ１９が閉じられるため、材料配管用バルブ１９に成形材料が挟まることがほとんどない。
【００４５】
その後、雰囲気配管用バルブ２０を閉じる。雰囲気配管用バルブ２０は、所定の量の成形材料が材料タンク１３から吸引ホッパ１１へ移送されたときや、吸引ブロワ１４が作動してから所定の時間が経過したときに閉じても良い。これは、雰囲気配管には成形材料が進入しないため、雰囲気配管用バルブ２０に成形材料が挟まることがないからである。
【００４６】
次に、第２真空配管用バルブ２１を開き、吸引ホッパ１１の雰囲気を真空脱気装置３で吸引させて、吸引ホッパ１１の真空度を上昇させる。このとき、供給経路体８、シリンダ５およびストックホッパ１０の内部は、すでに真空脱気装置３で充分に真空度が高められている。
【００４７】
吸引ホッパ１１とストックホッパ１０との真空度が略等しくなったところでホッパ用バルブ１２を開け、吸引ホッパ１１に滞留している成形材料をストックホッパ１０へ移動させる。吸引ホッパ１１とストックホッパ１０との真空度が略等しいとは、真空度の差によるストックホッパ１０やストックホッパ１０に残留している成形材料に衝撃を与えない程度に等しければよい。
【００４８】
成形材料が吸引ホッパ１１からストックホッパ１０へ移動したところで、ホッパ用バルブ１２および第２真空配管用バルブ２１を閉じる。
【００４９】
以上の動作によって、材料タンク１３から成形材料供給装置２への成形材料の移送が完了する。
【００５０】
本発明によれば、成形材料が材料タンク１３から吸引ホッパ１１へ移送されない程度まで圧力差が低下した状態で材料配管用バルブ１９が閉じられる。すなわち、成形材料が移送されていない状態で材料配管用バルブ１９が閉じられるため、材料配管用バルブ１９に成形材料が挟まることがない。材料配管用バルブ１９に挟まった成形材料を除去する作業が生じることがなく、必要なときに吸引ホッパ１１の真空度を高めることができ、ストックホッパ１０へ成形材料を供給することができる。したがって、成形品の生産効率の低下を抑制することができる。
【００５１】
また、材料タンク１３から吸引ホッパ１１への成形材料の移送が終わったところから比較的短い時間で吸引ホッパ１１の真空度を高める動作に移ることができる。したがって、ストックホッパ１０およびシリンダ５への成形材料の供給が遅れることがなく、成形品の生産効率の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１      射出成形機
２      成形材料供給装置
３      真空脱気装置
４      吸引式移送装置
１０    ストックホッパ
１１    吸引ホッパ
１２    ホッパ用バルブ
１３    材料タンク
１４    吸引ブロワ
１５    材料配管
１９    材料配管用バルブ
２２    制御手段
【図１】
0005235967.tif 000002
【図２】
0005235967.tif 000003