(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホッパに貯留された材料をジャケットに形成されほぼ水平に延在する材料供給通路内に流下させるステップと、
前記材料供給通路内に流下した材料を材料供給プランジャの前進運動によって射出シリンダに形成された鉛直方向に沿って延在する射出チャンバ内に押し出すステップと、
前記材料供給プランジャをその前進端に保持したまま、前記射出チャンバ内に送り込まれた材料を射出プランジャの下降運動によって前記射出シリンダの下端に連結されたノズルから射出させるステップと、
前記射出プランジャの下降端位置があらかじめ設定した位置まで下降しているか否かを判定するステップと
を具え、前記射出プランジャがあらかじめ設定した位置まで下降していないと判定した場合、前記材料供給通路内の材料を前記射出プランジャ内に押し出すステップが次回の射出作業に先立って行われず、前記射出プランジャがあらかじめ設定した位置まで下降していると判定した場合、前記材料供給通路内の材料を前記射出プランジャ内に押し出すステップが次回の射出作業に先立って行われることを特徴とする材料供給方法。
【請求項２】
ホッパに貯留された材料を材料供給プランジャの後退端位置に応じて材料供給通路内に流下させるステップと、
前記材料供給通路内に流下した材料を前記材料供給プランジャの前進運動によって射出シリンダに形成された鉛直方向に沿って延在する射出チャンバ内に押し出すステップと、
前記材料供給プランジャをその前進端に保持したまま、前記射出チャンバ内に送り込まれた材料を射出プランジャの下降運動によって前記射出シリンダの下端に連結されたノズルから射出させるステップと、
前記射出プランジャの下降端位置があらかじめ設定した位置まで下降しているか否かを判定するステップと
を具え、前記射出プランジャがあらかじめ設定した位置まで下降していないと判定した場合、前記材料供給通路内の材料を前記射出プランジャ内に押し出すステップが次回の射出作業に先立って行われず、前記射出プランジャがあらかじめ設定した位置まで下降していると判定した場合、前記材料供給通路内の材料を前記射出プランジャ内に押し出すステップが次回の射出作業に先立って行われることを特徴とする材料供給方法。
【請求項３】
下端にノズルが連結され、鉛直方向に沿って延在する射出チャンバを有する射出シリンダと、
この射出シリンダの上方に設けられて下部が前記射出チャンバ内を摺動し得る射出プランジャと、
前記射出シリンダに連結され、ほぼ水平に延在する材料供給通路を有するジャケットと、
このジャケットの側方に設けられて前記材料供給通路内を摺動し得る材料供給プランジャと、
前記ジャケットに連結されて材料を貯留するホッパと、
前記射出シリンダに形成されて前記射出チャンバと前記材料供給通路とを連通する第１の連通路と、
前記ジャケットに形成されて下端が前記材料供給通路に連通すると共に上端が前記ホッパ内に連通する第２の連通路と、
前記射出プランジャの下降端位置があらかじめ設定した位置まで下降しているか否かを判定するための判定手段と、
前記射出プランジャの下降端位置があらかじめ設定した位置まで下降しているとの前記判定手段による判定結果に基づいて前記材料供給プランジャを作動させる作動手段と、
前記材料供給プランジャをその前進端に保持したまま、前記射出プランジャ内に送り込まれた材料を前記射出プランジャの下降運動によって前記射出シリンダの下端に連結されたノズルから射出させる射出手段と
を具えたことを特徴とする材料供給装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記射出プランジャの下降端位置があらかじめ設定した位置まで下降したことを検出するためのセンサを有することを特徴とする請求項３に記載の材料供給装置。
【請求項５】
前記作動手段は、前記センサからの検出結果に基づいて前記材料供給プランジャを作動させるアクチュエータを有することを特徴とする請求項４に記載の材料供給装置。
【請求項６】
前記材料供給プランジャの前進端位置は、前記第１の連通路内に設定されていることを特徴とする請求項３から請求項５の何れかに記載の材料供給装置。
【請求項７】
前記材料供給プランジャは、前記第２の連通路の開度を変更し得るようにその後退端位置が調整可能であることを特徴とする請求項３から請求項６の何れかに記載の材料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、材料供給方法およびその装置に関し、特に竪型プランジャ式射出成形装置に応用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
竪型プランジャ式射出成形装置などにおいて、樹脂ペレットなどの材料を射出シリンダの射出チャンバ内に供給する場合、従来は材料自体の自然流下を利用するのが一般的である。
【０００３】
例えば、竪型プランジャ式射出成形装置に対するこのような従来の材料供給装置の一例を図４に示す。すなわち、樹脂ペレットＰsが貯えられたホッパ１０１は、その下端部が射出シリンダ１０２の上端部に取り付けられたジャケット１０３に固定される。ホッパ１０１と射出シリンダ１０２に形成された射出チャンバ１０４とは、ジャケット１０３に形成された材料供給通路１０５および射出シリンダ１０２に形成された連通路１０６を介して連通している。従って、ホッパ１０１内の樹脂ペレットＰsは、材料供給通路１０５および連通路１０６を通って射出シリンダ１０２の射出チャンバ１０４内に投入される。
【０００４】
射出チャンバ１０４内に投入された樹脂ペレットＰsは、射出シリンダ１０２を囲むバンドヒータ１０７の発生する熱により徐々に加熱溶融される。射出チャンバ１０４に対して摺動自在に嵌合された射出プランジャ１０８は、その上端側が油圧シリンダなどのアクチュエータ１０９に連結されており、このアクチュエータ１０９が作動することにより、射出シリンダ１０２の下端に固定されたノズル１１０側に下降を開始する。射出プランジャ１０８の下降動作により、射出プランジャ１０８内の樹脂ペレットＰsは射出シリンダ１０２の内壁面や射出チャンバ１１０４の下部に組み付けられたトーピード１１１に強く押し付けられ、その溶融が加速される。そして、射出プランジャ１０８のさらなる下降動作により、溶融樹脂Ｐmがノズル１１０から図示しない金型の成形キャビティに射出される。
【０００５】
従来の材料供給装置の他の一例を図５に示す。これは、ホッパ１０１とジャケット１０３との間にフィーダ１１２を介装したものであり、図４に示した材料供給装置と同じ機能の要素には、これと同一符号を記してある。
【０００６】
フィーダ１１２は、端板１１３を介してジャケット１０３に連結されるハウジング１１４と、このハウジング１１４内に回転自在に収容されるフィードスクリュ１１５と、このフィードスクリュ１１５を回転駆動するスクリュ駆動モータ１１６とを有する。ホッパ１０１はフィーダ１１２のハウジング１１４に取り付けられ、このハウジング１１４に形成された投入路１１７を介してホッパ１０１内の樹脂ペレットＰsがハウジング１１４内に流下する。フィードスクリュ１１５の回転が停止した状態では、樹脂ペレットＰsが射出シリンダ１０２の射出チャンバ１０４内に供給されず、スクリュ駆動モータ１１６を作動してフィードスクリュ１１５を回転させることにより、ハウジング１１４内の樹脂ペレットＰsがハウジング１１４および端板１１３に形成された接続路１１８を通り、ジャケット１０３の材料供給通路１０５から連通路１０６を介して射出シリンダ１０２の射出チャンバ１０４内に送り出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示した従来の材料供給装置の場合、射出シリンダ１０２の射出チャンバ１０４に対して斜め上方から樹脂ペレットＰsを供給するため、ホッパ１０１を射出シリンダ１０２の上端よりも相当高い位置に設置する必要があり、その点検や樹脂ペレットＰsの補充のための作業性が悪化するおそれがある。また、射出チャンバ１０４に対する樹脂ペレットＰsの投入量を規制することができないため、必要以上の樹脂ペレットＰsが射出チャンバ１０４内に供給されたり、逆に射出プランジャ１０８の昇降動作に伴って樹脂ペレットＰsが連通路１０６側に戻されてしまい、ノズル１１０から金型に射出される溶融樹脂Ｐmの量が不足してしまうおそれもあった。特に、ポリカーボネートなどの非晶質の材料が射出チャンバ１０４に過剰供給された場合、射出プランジャ１０８の射出ストロークが徐々に短くなる上、金型側への射出圧力の伝達が不充分となる結果、射出成形品の寸法変動を招き、最悪の場合にはショートが発生してしまう。
【０００８】
このような不具合は、図５に示したフィーダ１１２を材料供給装置に組み込むことにより、ある程度緩和させることができる。つまり、射出チャンバ１０４に供給される樹脂ペレットＰsの量をスクリュ駆動モータ１１６の回転数で制御したり、あるいはそのオン／オフを切り換えることによって制御することができる。しかしながら、このような高価なフィーダ１１２を小型の射出成形装置に組み込むことは、装置の大型化を招来する上、設備コストの点でも問題がある。さらに、フィーダ１１２を使用したとしても、射出チャンバ１０４に対する材料の供給量を高精度に制御することが基本的に困難であり、長時間に亙る連続的な操業においては、射出チャンバ１０４内に樹脂ペレットＰsが次第に蓄積して行き、金型側への射出圧力の伝達が不充分となって成形品の寸法変動やショートを招くおそれがあった。
【０００９】
【発明の目的】
本発明の目的は、射出チャンバに対して常に適切な量の材料を供給することができる簡便な方法およびそのためのコンパクトな材料供給装置を低コストにて提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の形態は、ホッパに貯留された材料をジャケットに形成されほぼ水平に延在する材料供給通路内に流下させるステップと、前記材料供給通路内に流下した材料を材料供給プランジャの前進運動によって射出シリンダに形成された鉛直方向に沿って延在する射出チャンバ内に押し出すステップと、前記材料供給プランジャをその前進端に保持したまま、前記射出チャンバ内に送り込まれた材料を射出プランジャの下降運動によって前記射出シリンダの下端に連結されたノズルから射出させるステップと、前記射出プランジャの下降端位置があらかじめ設定した位置まで下降しているか否かを判定するステップとを具え、前記射出プランジャがあらかじめ設定した位置まで下降していないと判定した場合、前記材料供給通路内の材料を前記射出プランジャ内に押し出すステップが次回の射出作業に先立って行われず、前記射出プランジャがあらかじめ設定した位置まで下降していると判定した場合、前記材料供給通路内の材料を前記射出プランジャ内に押し出すステップが次回の射出作業に先立って行われることを特徴とする材料供給方法にある。
また、本発明の第２の形態は、ホッパに貯留された材料を材料供給プランジャの後退端位置に応じて材料供給通路内に流下させるステップと、前記材料供給通路内に流下した材料を前記材料供給プランジャの前進運動によって射出シリンダに形成された鉛直方向に沿って延在する射出チャンバ内に押し出すステップと、前記材料供給プランジャをその前進端に保持したまま、前記射出チャンバ内に送り込まれた材料を射出プランジャの下降運動によって前記射出シリンダの下端に連結されたノズルから射出させるステップと、前記射出プランジャの下降端位置があらかじめ設定した位置まで下降しているか否かを判定するステップとを具え、前記射出プランジャがあらかじめ設定した位置まで下降していないと判定した場合、前記材料供給通路内の材料を前記射出プランジャ内に押し出すステップが次回の射出作業に先立って行われず、前記射出プランジャがあらかじめ設定した位置まで下降していると判定した場合、前記材料供給通路内の材料を前記射出プランジャ内に押し出すステップが次回の射出作業に先立って行われることを特徴とする材料供給方法にある。
【００１１】
本発明の第３の形態は、下端にノズルが連結され、鉛直方向に沿って延在する射出チャンバを有する射出シリンダと、この射出シリンダの上方に設けられて下部が前記射出チャンバ内を摺動し得る射出プランジャと、前記射出シリンダに連結され、ほぼ水平に延在する材料供給通路を有するジャケットと、このジャケットの側方に設けられて前記材料供給通路内を摺動し得る材料供給プランジャと、前記ジャケットに連結されて材料を貯留するホッパと、前記射出シリンダに形成されて前記射出チャンバと前記材料供給通路とを連通する第１の連通路と、前記ジャケットに形成されて下端が前記材料供給通路に連通すると共に上端が前記ホッパ内に連通する第２の連通路と、前記射出プランジャの下降端位置があらかじめ設定した位置まで下降しているか否かを判定するための判定手段と、前記射出プランジャの下降端位置があらかじめ設定した位置まで下降しているとの前記判定手段による判定結果に基づいて前記材料供給プランジャを作動させる作動手段と、前記材料供給プランジャをその前進端に保持したまま、前記射出プランジャ内に送り込まれた材料を前記射出プランジャの下降運動によって前記射出シリンダの下端に連結されたノズルから射出させる射出手段とを具えたことを特徴とする材料供給装置にある。
【００１２】
本発明によると、材料供給プランジャをその後退端位置に移動することにより、ホッパに貯留された材料をジャケットの第２の連通路を介して材料供給通路内に流下させる。一方、射出プランジャをその上昇端位置に移動させた状態において、材料供給プランジャをその前進端位置に移動することにより、材料供給通路内に流下した材料を第１の連通路を介して射出チャンバ内に押し出し、材料供給プランジャをその前進端位置に保持したまま、射出プランジャをその下降端位置に移動することにより、射出チャンバ内に送り込まれた材料をノズルから射出させる。
【００１３】
ここで、射出プランジャがあらかじめ設定した位置まで下降していなかった場合、材料供給通路内の材料を射出プランジャ内に押し出す動作を行わずに射出プランジャを駆動して次回の射出作業が行われる。逆に、射出プランジャがあらかじめ設定した位置まで下降した場合、材料供給プランジャを駆動して材料供給通路内の材料を射出プランジャ内に押し出した後、射出プランジャを駆動して次回の射出作業が行われる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の第３の形態による材料供給装置において、判定手段は、射出プランジャの下降端位置があらかじめ設定した位置まで下降したことを検出するためのセンサを有するものであってよい。この場合、作動手段はセンサからの検出結果に基づいて材料供給プランジャを作動させるアクチュエータを有することができる。
【００１６】
材料供給プランジャの前進端位置を第１の連通路内に設定することができる。
【００１７】
材料供給プランジャは、第２の連通路の開度を変更し得るようにその後退端位置が調整可能であってよい。
【００１８】
【実施例】
本発明による材料供給装置を竪型プランジャ式射出成形装置に応用した一実施例について、図１〜図３を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施例のみに限らず、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の技術にも当然応用することができる。
【００１９】
本実施例における材料供給装置の主要部の概略構造を図１に示し、その射出状態を図２に示す。すなわち、図示しない金型のゲートに押し当てられるノズル１１を下端に取り付けた射出シリンダ１２の上方には、この射出シリンダ１２に形成された射出チャンバ１３に対して摺動自在に嵌合する射出プランジャ１４を射出チャンバ１３内で昇降させ、この射出チャンバ１３内に供給される樹脂ペレットＰsをノズル１１側に送り込み、このノズル１１から金型に射出するための射出用アクチュエータ１５が設けられている。射出用アクチュエータ１５は、射出プランジャ１４を昇降させることができさえすれば、どのような機構のものを採用してもかまわないが、一般的には射出プランジャ１４を任意の圧力で加圧し得る流体圧を利用したものが好適である。射出用アクチュエータ１５には、射出プランジャ１４の上昇端位置と下降端位置とを検出するための上下一対のセンサ１６，１７が取り付けられており、本実施例では射出用アクチュエータ１５に対する下側のセンサ１７の取り付け位置は射出プランジャ１４の昇降方向に沿って任意に変更し得るようになっている。
【００２０】
射出シリンダ１２の下部には、この射出チャンバ１３内に供給された樹脂ペレットＰsを軟化溶融させるためのバンドヒータ１８が巻き付けられており、このバンドヒータ１８による加熱を促進するため、射出チャンバ１３の下部には樹脂を射出チャンバ１３の内壁に沿って流下させるトーピード１９が介装されており、このトーピード１９は、周知のようにその外周から放射状に突出する図示しないスポークを介して射出チャンバ１３の中央に固定される。
【００２１】
本実施例では、ノズル１１から射出される溶融樹脂Ｐmの溶融状態を適切に保つため、ノズル１１の外周にもバンドヒータ２０が巻き付けられており、これによって金型内に適正な粘度の溶融樹脂Ｐmを射出することができる。
【００２２】
射出シリンダ１２の上部には、射出チャンバ１３を中心として半径方向にほぼ水平に延在する材料供給通路２１を形成したジャケット２２が固定されており、上述した射出シリンダ１２には、ジャケット２２の材料供給通路２１に対して一直線状に延在して射出チャンバ１３と材料供給通路２１とを連通する連通路（第２の連通路）２３が形成されている。ジャケット２２に取り付けられたブラケット２４には、材料供給通路２１に対して摺動自在に嵌合する材料供給プランジャ２５を材料供給通路２１内で往復動させ、この材料供給通路２１内に供給される樹脂ペレットＰsを連通路２３を介して射出チャンバ１３内に送り込むための供給用アクチュエータ２６が設けられている。この供給用アクチュエータ２６による材料供給プランジャ２５の前進端位置は、図２に示すように、材料供給プランジャ２５の先端が射出プランジャ１４に近接する連通路２３内に位置するように設定されている。これにより、射出プランジャ１４を下降して射出チャンバ１３内の樹脂ペレットＰsをノズル１１側に押し込む際に、樹脂ペレットＰsの一部が材料供給通路２１側に逆流するような不具合を未然に防止することができる。また、本実施例における材料供給プランジャ２５の後退端位置は、その前後動方向に沿って任意に変更し得るようになっている。
【００２３】
なお、上述した射出プランジャ１４がその上昇端位置にある場合、射出プランジャ１４の下端は射出シリンダ１２の連通路２３を塞がない位置に設定される。
【００２４】
ジャケット２２上には、射出成形品となる樹脂ペレットＰsなどの材料を貯留するホッパ２７が搭載されており、ジャケット２２には、ホッパ２７の下端から下向きに延在してホッパ２７と材料供給通路２１とを連通する連通路（第１の連通路）２８が形成されている。従って、ホッパ２７内の樹脂ペレットＰsは、連通路２８から材料供給通路２１内に自重により流下するが、材料供給通路２１が水平となっているため、ここに流下する樹脂ペレットＰsの量は、所定の平衡状態に止まる。上述したように、材料供給プランジャ２５の後退端位置が任意に変更可能となっているため、図３に示すように材料供給プランジャ２５の後退端位置を連通路２８を絞るような位置に設定することにより、材料供給通路２１内に流下する樹脂ペレットＰsの量をノズル１１から射出される溶融樹脂Ｐmの量に応じて任意に変更することが可能である。
【００２５】
従って、射出プランジャ１４が上側のセンサ１６によって規定されたその上昇端に退避すると共に材料供給プランジャ２５が後退端位置にある図１に示した状態において、ホッパ２７から連通路２８を通って材料供給通路２１に自然流下する樹脂ペレットＰsは、材料供給通路２１が水平に延在しているため、この材料供給通路２１内に止まる。金型が型締めされた状態でノズル１１が金型に当接すると、供給用アクチュエータ２６が作動して材料供給プランジャ２５がその後退端位置から前進端位置へと前進を開始し、材料供給通路２１内に介在する樹脂ペレットＰsを連通路２３から射出チャンバ１３内に投入する。材料供給プランジャ２５がその前進端位置まで達した後、射出用アクチュエータ１５が作動して射出プランジャ１４がその上昇端位置から下降端位置へと下降を開始し、射出チャンバ１３内の樹脂ペレットＰsをノズル１１側に押し出す。トーピード１９と射出シリンダ１２との間の射出チャンバ１３を通過する溶融樹脂Ｐmは、射出プランジャ１４の下降動作により、ノズル１１から金型のゲートを介して図示しない成形キャビティ内に射出される。
【００２６】
射出成形品の重量よりも材料供給プランジャ２５により供給される樹脂ペレットＰsの量が多い場合、ショットを重ねる毎に射出チャンバ１３内の樹脂の量が増大して行くが、本実施例では下側のセンサ１７によって射出プランジャ１４の下降端位置を検出しているため、射出プランジャ１４を下降させてもセンサ１７による検出信号が出力されなかった場合、つまり射出プランジャ１４が下降端位置に達しなかった場合には、次回のショットにおいて材料供給プランジャ２５を作動させず、射出プランジャ１４のみ作動して射出動作を行う。これにより、射出チャンバ１３内に常に最適な量の樹脂を投入することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の材料供給方法によると、射出作業中に射出プランジャがあらかじめ設定した位置まで下降しなかった場合、材料供給通路内の材料を射出プランジャ内に押し出すステップを次回の射出作業に先立って行わず、射出プランジャがあらかじめ設定した位置まで下降した場合、材料供給通路内の材料を射出プランジャ内に押し出すステップを次回の射出作業に先立って行うようにしたので、材料が自重で射出チャンバ内に流下するのを防止することができる上、材料供給通路から射出チャンバ内への材料の過剰供給を確実に防止することができる。
【００２８】
また、ホッパに貯留された材料を材料供給プランジャの後退端位置に応じて材料供給通路内に流下させているため、ホッパから材料供給通路内への材料の流下量を任意に規制してノズルからの射出量に応じた材料の供給を正確に行うことができる。
【００２９】
本発明の材料供給装置によると、ほぼ水平に延在する材料供給通路を有するジャケットを射出シリンダに連結し、材料供給通路内を摺動し得る材料供給プランジャをジャケットの側方に設け、射出チャンバと材料供給通路とを連通する第１の連通路を射出シリンダに形成し、下端が材料供給通路に連通すると共に上端がホッパ内に連通する第２の連通路をジャケットに形成したので、材料が自重で射出チャンバ内に過剰に流下するのを防止することができる上、材料供給通路内の材料を任意のタイミングで射出チャンバ内に送り込むことができる。また、フィーダのような高価でかさばるものを使用していないので、この材料供給装置のコンパクト化と同時にこれを低コストにて製造することができる。
【００３０】
また、射出プランジャの下降端位置があらかじめ設定した位置まで下降したことを検出するためのセンサを設けているため、射出プランジャが所定の下降端位置まで下降したか否かを容易かつ確実に検出することができ、材料供給通路から射出チャンバ内への材料の過剰供給を防止することができる。特にこのセンサが射出プランジャの昇降方向に沿ってその取り付け位置を変更し得る場合には、ノズルからの材料の射出量を容易かつ任意に調整することができる。
【００３１】
材料供給プランジャの前進端位置を第１の連通路内に設定した場合には、射出プランジャの下降動作に伴って材料供給通路側に材料が押し戻されるような不具合を確実に防止することができ、ノズルからの材料の射出量を正確に規定することが可能である。
【００３２】
第２の連通路の開度を変更し得るように、材料供給プランジャの後退端位置を調整可能とした場合には、ホッパから材料供給通路内への材料の流下量を任意に規制してノズルからの射出量に応じた材料の供給を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による材料供給装置を竪型プランジャ式射出成形装置に応用した一実施例の主要部を表す断面図であり、待機中の状態を示す。
【図２】図１に示した実施例において、射出作業中の状態を表す断面図である。
【図３】図１に示した実施例において、ホッパからの流下量を規制した状態を表す断面図である。
【図４】竪型プランジャ式射出成形装置に対する従来の材料供給装置の一例を表す断面図である。
【図５】竪型プランジャ式射出成形装置に対する従来の材料供給装置の他の一例を表す断面図である。
【符号の説明】
１１  ノズル
１２  射出シリンダ
１３  射出チャンバ
１４  射出プランジャ
１５  射出用アクチュエータ
１６，１７  センサ
１８  バンドヒータ
１９  トーピード
２０  バンドヒータ
２１  材料供給通路
２２  ジャケット
２３  連通路
２４  ブラケット
２５  材料供給プランジャ
２６  供給用アクチュエータ
２７  ホッパ
２８  連通路
Ｐs   樹脂ペレット
Ｐm   溶融樹脂
【図１】
0004248791.tif 000002
【図２】
0004248791.tif 000003
【図３】
0004248791.tif 000004
【図４】
0004248791.tif 000005
【図５】
0004248791.tif 000006