(57)【要約】【課題】粒状の原料を安定的に微量供給することが可能な原料供給ユニットを提供する。【解決手段】粒状の原料Ｐを後工程に微量供給するために用いられる原料供給ユニット１０であって、原料搬送路を構成するシリンダ２とシリンダ２の内部に配設された搬送スクリュ３とを備え、シリンダ２の後端部上面には原料投入口２ａが形成されており、シリンダ２の先端部下面には原料排出口２ｂが形成されている原料供給機１、および原料供給機１から排出された原料Ｐの一部を回収し、残部を後工程に供給する原料供給量調整機構１２を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状の原料を後工程に微量供給するために用いられる原料供給ユニットであって、
原料搬送路を構成するシリンダと前記シリンダの内部に配設された搬送スクリュとを備え、前記シリンダの後端部上面には原料投入口が形成されており、前記シリンダの先端部下面には原料排出口が形成されている原料供給機、および
前記原料供給機から排出された原料の一部を回収し、残部を前記後行程に供給する原料供給量調整機構を備えることを特徴とする原料供給ユニット。
【請求項２】
前記原料供給量調整機構は、
上部が開口した箱状の原料回収部と、
前記原料回収部を前記原料供給機の原料排出口の直下の位置と、原料排出口直下から離間した位置とに切り替える切替機構とを有することを特徴とする請求項１に記載の原料供給ユニット。
【請求項３】
前記原料供給量調整機構は、
半割れ筒状で長尺の原料回収部と、
前記原料回収部の一端を起倒可能に支持する支柱と、
前記原料回収部の他端を持ち上げ可能に支持し、通常状態では前記原料回収部の他端が前記原料排出口の直下に位置し、これを持ち上げた状態では、前記原料回収部の他端が前記原料排出口の直下から離間した場所に位置するよう切り替える切替機構とを有することを特徴とする請求項１に記載の原料供給ユニット。
【請求項４】
前記原料供給量調整機構は、
後端部分が一部切り欠かれて半割れ円筒状にて形成された筒状の原料回収部と、
前記半割れ円筒状の後端部分が上側の位置または下側の位置となるように切り替える切替機構とを有することを特徴とする請求項１に記載の原料供給ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒状原料の安定的な微量供給が可能な原料供給ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機や押出成形機といった各種成形機に粒状（ペレット状または短円柱状）の原料（樹脂原料）を供給するための装置として、原料供給機が従来から広く使用されている。
【０００３】
この従来の原料供給機１は、図４に示すように、先端部分が閉塞された筒状のシリンダ２、シリンダ２の内部に配設された搬送スクリュ３およびシリンダ２の後部に設けられ、搬送スクリュ３を回転可能に支持するモーター４により大略構成されている。
【０００４】
シリンダ２は、原料の搬送路を構成するもので、その後端部上面には、原料投入口２ａが形成されており、この原料投入口２ａにホッパ５が取り付けられている。また、シリンダ２の先端部下面には、原料排出口２ｂが形成されている。
【０００５】
ホッパ５に原料Ｐを投入すると、原料Ｐがホッパ５からシリンダ２内に流れこみ、搬送スクリュ３の回転によってシリンダ２内を少しずつ前方に送り出され、シリンダ２先端の原料排出口２ｂから排出され、成形機に供給される。
【０００６】
原料Ｐの成形機への供給量（換言すれば、原料排出口２ｂからの原料Ｐの排出量）は、搬送スクリュ３の回転数を制御することによって適宜調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１８８３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年の電子部品の小型化に伴い、これらに用いられる樹脂成形品も次第に小型化しており、成形機で射出される１回の樹脂量は、たとえば１ショットあたり１０〜１００ｇといった具合に僅かなものとなっている。これに伴い、原料供給機１による原料Ｐの供給量も当然少ないものとなる。
【０００９】
加えて、樹脂成形品の種類によっては、多種類の原料Ｐ（たとえば、主原料と、副原料となる各種添加剤）を混合したものが原料として使用されることがあり、このような場合には、複数台の原料供給機１を用いて複数種類の原料Ｐが成形機に供給される。このとき、副原料となる原料Ｐの量は、例えば主原料に対して僅か１％といった具合に極く僅かである。
【００１０】
このような背景から、原料供給機１による原料Ｐの微量供給が求められるケースが増えており、従来は、搬送スクリュ３を低速回転させたり、搬送スクリュ３の回転を一時的に停止するといった対応を取ることによって原料排出口２ｂから排出される原料Ｐの量（成形機への原料供給量）を調整するようにしていた。
【００１１】
しかしながら、上述した方法では、以下に述べる「なだれ現象」による供給ムラが生じるため、成形品の品質を安定化させることができないという問題があった。
【００１２】
すなわち、シリンダ２内には、搬送スクリュ３の羽根３ａの間に副原料である原料Ｐが隙間なく充填された状態でシリンダ２内を搬送されるので、副原料である原料Ｐを微量供給するために搬送スクリュ３を極く低速で回転させて（或いは、搬送スクリュ３を停止させて）、搬送スクリュ３の谷の部分（図４のＡで示した部分）に入り込んでいた必要量の原料Ｐを原料排出口２ｂから排出しようとすると、このときの振動により、搬送スクリュ３の上に載せられて運ばれてきた原料Ｐ（図４のＢで示した部分）までもがちょうど「なだれ」のように崩れ落ちて不所望に排出されてしまう。
【００１３】
このような「なだれ現象」が起きると、副原料としての原料Ｐの投入量に粗密が発生し、主原料との混合割合が不均一となり、成形品の品質を安定させることができなくなってしまう。
【００１４】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、粒状の原料を安定的に微量供給することが可能な原料供給ユニットを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１に記載した発明は、「粒状の原料Ｐを後工程に微量供給するために用いられる原料供給ユニット１０であって、
原料搬送路を構成するシリンダ２とシリンダ２の内部に配設された搬送スクリュ３とを備え、シリンダ２の後端部上面には原料投入口２ａが形成されており、シリンダ２の先端部下面には原料排出口２ｂが形成されている原料供給機１、および原料供給機１から排出された原料Ｐの一部を回収し、残部を後工程に供給する原料供給量調整機構１２を備える」ことを特徴とする原料供給ユニット１０である。
【００１６】
請求項２に記載した発明は、原料供給量調整機構１２の具体例で、「原料供給量調整機構１２Ａは、上部が開口した箱状の原料回収部１４と、原料回収部１４を原料供給機１の原料排出口２ｂの直下の位置と、原料排出口２ｂ直下から離間した位置とに切り替える切替機構１６とを有する」ことを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載した発明は、原料供給量調整機構１２の他の例で、「原料供給量調整機構１２Ｂは、半割れ筒状で長尺の原料回収部６０と、
原料回収部６０の一端を起倒可能に支持する支柱６２と、
原料回収部６０の他端を持ち上げ可能に支持し、通常状態では原料回収部６０の他端が原料排出口２ｂの直下に位置し、これを持ち上げた状態では、原料回収部６０の他端が原料排出口２ｂの直下から離間した場所に位置するよう切り替える切替機構６４とを有する」ことを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載した発明は、原料供給量調整機構１２のさらに他の例で、「原料供給量調整機構１２Ｃは、後端部分５０ｂが一部切り欠かれて半割れ円筒状にて形成された筒状の原料回収部５０と、半割れ円筒状の後端部分５０ｂが上側の位置または下側の位置となるように切り替える切替機構５２とを有する」ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１〜４に記載の原料供給ユニット１０によれば、原料供給機１から排出された原料Ｐの一部を回収し、必要な量だけを後工程に精度よく供給することができるので、後工程への原料Ｐの微小供給を安定的に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施例の原料供給ユニットならびにこれを用いた成形ユニットを示す図である。
【図２】原料供給量調整機構の他の実施例を示す図である。
【図３】原料供給量調整機構のさらに他の実施例を示す図である。
【図４】原料供給器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を図面に従って説明する（ここでは、樹脂成形品を形成する場合について説明する。）。図１は、本発明にかかる原料供給ユニット１０ならびに該原料供給ユニット１０を用いた成形ユニット３０を示す図である。以下には、まず、本発明にかかる原料供給ユニット１０について説明し、然る後、原料供給ユニット１０を用いた成形ユニット３０について説明する。
【００２２】
原料供給ユニット１０は、原料供給機１および原料供給量調整機構１２により大略構成されている。
【００２３】
原料供給機１は、従来技術で述べたことの繰り返しになるが、図４に示すように、先端部分が閉塞された筒状のシリンダ２、シリンダ２の内部に配設された搬送スクリュ３およびシリンダ２の後部に設けられ、搬送スクリュ３を回転可能に支持するモーター４により大略構成されている。
【００２４】
シリンダ２は、原料搬送路を構成するもので、その後端部上面には、原料投入口２ａが形成されており、この原料投入口２ａにホッパ５が取り付けられている。また、シリンダ２の先端部下面には、原料排出口２ｂが形成されている。
【００２５】
原料供給量調整機構１２は、原料供給機１から排出された粒状の原料Ｐの一部を回収し、残部を後工程の成形機３２に供給するものであり、図１に示す第１実施例では、原料回収部１４と切替機構１６とで大略構成されている。
【００２６】
原料回収部１４は、上部が開口したバスケット状（箱状）のもので、原料供給機１から排出された原料Ｐを受けとめてこれを貯留できるようになっている。
【００２７】
切替機構１６は、例えばエアシリンダーのようなもので、水平方向に出没可能に設けられたアーム１６ａの先端に上述した原料回収部１４が取り付けられている。
【００２８】
切替機構１６のアーム１６ａが伸長した状態にあっては、原料回収部１４は、実線で示したように原料供給機１の原料排出口２ｂの直下位置に配置されており、原料排出口２ｂから排出された原料Ｐを原料回収部１４に回収することができる。この状態からアーム１６ａを収縮させると、破線で示したように原料回収部１４が原料供給機１の原料排出口２ｂの直下から離れた位置へと移動するため、原料排出口２ｂから排出された原料Ｐは原料回収部１４に回収されず、後工程である成形機３２（後述）に供給される。
【００２９】
このように、原料供給量調整機構１２では、アーム１６ａを伸長させることによって原料回収部１４で原料Ｐの一部を回収し（原料回収状態）、アーム１６ａを縮めることによって残部を後工程である成形機３２に供給する（原料供給状態）。そして、原料回収状態と原料供給状態のそれぞれの保持時間を切替機構１６で調整することによって原料供給機１から後工程である成形機３２に供給される原料Ｐの量を任意に設定することができる。
【００３０】
なお、原料回収部１４に回収された原料Ｐは、ホッパ５に再度投入することにより無駄なく利用することができる。
【００３１】
次に、原料供給ユニット１０を用いた成形ユニット３０について説明する。ここでは、
主原料と副原料をそれぞれ１種類ずつ使用する場合について説明する。
【００３２】
成形ユニット３０は、主原料供給用の原料供給機１’、副原料供給用の原料供給ユニット１０および成形機３２により大略構成されている。
【００３３】
主原料供給用の原料供給機１’は、原料供給ユニット１０の原料供給機１と大きさが異なる以外はその構成が同一であるため、その説明については上述の記載を援用する（ただし、ここでは、両者を区別するために主原料供給用の原料供給機の参照番号にダッシュ『’』を付すこととする）。
【００３４】
成形機３２は、主原料供給用の原料供給機１’および副原料供給用の原料供給ユニット１０から供給された原料Ｐを混練・溶融して各種成形品を形成するものであり、射出シリンダ３４、射出スクリュ３６、モーター３８、ホッパ４０および金型４２を備えている。
【００３５】
射出シリンダ３４は、筒状のシリンダ本体３４ａと、シリンダ本体３４ａの先端に設けられた先細り形状のノズル３４ｂとを有しており、ノズル３４ｂの先端部分には、シリンダ本体３４ａ内で溶融混練された原料Ｐが射出される細孔３４ｃが穿設されている。
【００３６】
射出シリンダ３４の内部には、射出スクリュ３６が配設されており、この射出スクリュ３６の後端部がモーター３８によって回転可能に支持されている。
【００３７】
射出シリンダ３４の後端部上面は開口しており、この開口部分にホッパ４０が取り付けられている。ホッパ４０は、主原料供給用の原料供給機１’および副原料供給用の原料供給ユニット１０から供給された原料Ｐを受け入れてこれをストックする部分であり、すり鉢状に形成された受入部４０ａと、受入部４０ａの下端から下方に向けて真っ直ぐに延びる供給部４０ｂとを有している。供給部４０ｂには、ホッパ４０内に溜まった原料Ｐを掻き混ぜるための攪拌器４０ｃが設けられており、この攪拌器４０ｃがモーター４４によって回転可能に支持されている。
【００３８】
射出シリンダ３４の先端には、金型４２が設けられている。金型４２は、固定金型４２ａと可動金型４２ｂとを有している。固定金型４２ａと図示しない型締装置との間には、タイバー４６が架設されており、このタイバー４６に可動金型４２ｂが固定金型４２ａに対して近接離間方向にスライド可能に設けられている。可動金型４２ｂの移動は、型締装置の油圧機構４８によって行われる。
【００３９】
以上のように構成された成形ユニット３０を使用し、主原料に対して副原料を１％の割合で混合した原料を用いて成形品を成形する方法について説明する。
【００４０】
まず、主原料供給用の原料供給機１’、副原料供給用の原料供給ユニット１０ならびに成形機３２の電源をそれぞれ投入し、原料樹脂Ｐの供給量の調整を行う。
【００４１】
まず、主原料供給用の原料供給機１’においては、成形機３２の処理能力に応じて、例えば１時間あたり６００ｇの原料Ｐを成形機３２に供給できるよう搬送スクリュ３’の回転数を制御する。なお、この程度の量であれば、従来技術で述べた「なだれ現象」によるバラつきが問題となることはない。
【００４２】
一方、副原料供給用の原料供給ユニット１０においては、原料供給機１と原料供給量調整機構１２の調整を行うことにより、主原料に対して１％の供給量（１時間あたり６ｇ）となるように設定することになる。まず、搬送スクリュ３の回転数を、従来技術で述べた
「なだれ現象」によるバラつきが生じない範囲（例えば、１時間あたり１００ｇ）に設定する。
【００４３】
必要とされる副原料としての原料Ｐが１時間あたり６ｇであるのに対し、原料供給機１から排出される原料Ｐは１時間あたり１００ｇである。したがって、原料供給機１からは、１時間あたり９４ｇの原料Ｐが過剰に排出されることとなる。
【００４４】
そこで、この過剰分の原料Ｐを回収するために、原料供給量調整機構１２を調整することになる。具体的には、原料回収部１４が１時間あたり９４ｇ分の原料Ｐを回収できるように、上述した「原料回収状態」と「原料供給状態」のそれぞれの保持時間を切替機構１６で調整する。これにより、原料供給ユニット１０全体として１時間あたり６ｇという極微量の原料Ｐを安定的に供給することができるようになる。なお、原料回収部１４による原料Ｐの回収は、一回にまとめて行うようにしてもよいし、複数回に分散して行うようにしてもよい。
【００４５】
主原料供給用の原料供給機１’および副原料供給用の原料供給ユニット１０からそれぞれ必要の原料Ｐが成形機３２のホッパ４０に投入されると、原料Ｐは攪拌器４０ｃで均一に攪拌される。
【００４６】
そして均一に攪拌された原料Ｐが射出スクリュ３６によって射出シリンダ３４の前方へ向けて送られつつヒーター（図示省略）によって加熱溶融され、ノズル３４ｂから１ショット量ずつ金型４２内に射出され、所定の成形品が形成される。
【００４７】
上述した実施例によれば、副原料供給用の原料供給ユニット１０において極微量の原料Ｐを安定的に後工程である成形機３２に供給することができるので、成形品の品質を安定化させることが可能となった。
【００４８】
なお、上述実施例では、切替機構１６のアーム１６ａを前後方向に出没させることによって原料回収部１４を原料排出口２ｂ直下の位置と、原料排出口２ｂ直下から離間した位置とに切り替えるようにしたが、図示しないが、アーム１６ａを左右方向に首振りさせることによって原料回収部１４を原料排出口２ｂ直下の位置と、原料排出口２ｂ直下から離間した位置とに切り替えるようにしてもよい。
【００４９】
また、図２に示す原料供給量調整機構１２Ｂのように、原料回収部６０を半割れ円筒状の長尺部材とし、原料回収部６０の一端を支柱６２で起倒可能に支持し、他端を切替機構６４で持ち上げ可能に支持してもよい。切替機構６４は、エアーシリンダーのようなもので、上下方向に出没するアーム６４ａの先端に原料回収部６０の他端が取り付けられている。
【００５０】
この実施例では、アーム６４ａの通常状態において原料回収部６０の上端部が原料排出口２ｂ直下に位置する（実線部分）。原料回収部６０は、切替機構６４側が高く、支柱６２側が低くなるように設定されているので、原料排出口２ｂから排出された原料樹脂Ｐは、原料回収部６０を切替機構６４側から支柱６２側へ向けて滑り落ち、原料回収箱６６に回収される（原料回収状態）。
【００５１】
一方、この状態からアーム６４ａを伸長させて原料回収部６０の他端を持ち上げると、原料回収部６０の他端が原料排出口２ｂの直下から離れた位置へと移動するため（破線部）、原料排出口２ｂから排出された原料Ｐは原料回収部６０に回収されることなく、そのまま成形機３２に供給される（原料供給状態）。
【００５２】
そして、上述同様、原料回収状態と原料供給状態のそれぞれの保持時間を切替機構６４で調整することによって原料供給機１から成形機３２に供給される原料Ｐの量を任意に設定することができる。
【００５３】
図３は、原料供給量調整機構１２Ｃのさらに他の実施例である。原料供給量調整機構１２Ｃは、原料回収部５０と切替機構５２とで大略構成されている。
【００５４】
原料回収部５０は、先端部分５０ａが先細り形状となっている円筒状の部材で、その後端部分５０ｂは一部が切り欠かれて半割れ円筒状となっている。
【００５５】
切替機構５２は、例えばエアーシリンダーのようなもので、水平方向に出没可能に設けられたアーム５２ａの上面に上述した原料回収部５０が載置されている。なお、アーム５２ａの上面には滑り止め防止用の溝５２ｂが複数刻設されている。
【００５６】
本実施例の原料供給量調整機構１２Ｃにおいては、原料回収部５０の後端部分５０ｂである半割れ円筒状部分が上側の位置にあるとき（図３における破線部分）、原料供給機１から排出された原料Ｐは、この半割れ円筒状の後端部分５０ｂが邪魔板となって跳ね返り、原料回収部５０内を通過しない（原料回収状態）。なお、この散らばった原料Ｐの回収を容易にするために、原料供給量調整機構１２Ｃの周囲に回収用のシートや箱を置くようにしてもよい。
【００５７】
一方、原料回収部５０の半割れ円筒状部分である後端部分５０ｂが下側の位置にあるとき（図３における実線部分）、原料供給機１から排出された原料Ｐは、この半割れ円筒状の後端部分５０ｂによって受け止められ、原料回収部５０内を通過して先細りになった先端部分５０ａから外部に排出され、直下の成形機３２のホッパ４０へと供給される（原料供給状態）。
【００５８】
そして、原料回収部５０の後端部分５０ｂが上側の位置にある状態（原料回収状態）と、下側の位置にある状態（原料供給状態）とに切り替えるタイミングを切替機構５２で調整することによって原料供給機１から成形機３２への原料Ｐの供給量を任意に制御できる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、粒状体を必要量微量計量して後工程に供給することが求められるような分野であれば適用することが可能である。たとえば、樹脂原料以外にも、小豆や大豆を取り扱う食品分野或いは金属ペレットを取り扱う工業分野など、粒状体を微少量且つ安定的に供給することが求められる分野全般に利用され得る。
【符号の説明】
【００６０】
１，１’：原料供給機、２：シリンダ、２ａ：原料投入口、２ｂ：原料排出口、３：搬送スクリュ、３ａ：羽根、４：モーター、５：ホッパ、１０，１０’：原料供給ユニット、１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ：原料供給量調整機構、１４：原料回収部、１６：切替機構、１６ａ：アーム、３０：成形ユニット、３２：成形機、３４：射出シリンダ、３４ａ：シリンダ本体、３４ｂ：ノズル、３４ｃ：細孔、３６：射出スクリュ、３８：モーター、４０：ホッパ、４０ａ：受入部、４０ｂ：供給部、４０ｃ：攪拌器、４２：金型、４２ａ：固定金型、４２ｂ：可動金型、４４：モーター、４６：タイバー、４８：油圧機構、５０：原料回収部、５０ａ：先端部分、５０ｂ：後端部分、５２：切替機構、５２ａ：アーム、５２ｂ：溝、６０：原料回収部、６２：支柱、６４：切替機構、６４ａ：アーム、Ｐ：原料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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