(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャッターにより上部を材料吸引室に下部を材料供給室に気密に区画し、その材料供給室の下端開口を供給口に接続して射出装置に立設した密閉構造の真空ホッパーと、上記シャッターの開閉装置と、上記材料吸引室と材料タンクとにわたり設けた給送管路と、上記材料吸引室に接続した吸引管のブロアーと、上記材料供給室に接続した減圧用の真空ポンプと、上記材料供給室の材料樹脂のレベル検知器とからなり、
上記給送管路に、上記シャッターの開作動に引き続いて上記ブロアーの吸引作動と同時に開放作動し、かつ材料給送量を開放時間によりシャッター位置を超えない範囲に制御する計量部を設け、上記真空ポンプの管路に、材料減検知後の上記シャッターの開作動前に開作動して、上記材料供給室の負圧を解消する通気バルブを設けてなることを特徴とする真空ホッパーによる射出成形機の材樹脂供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、真空ホッパーによる射出成形機の材料樹脂供給装置に関するものである。
【０００２】
射出成形機では、ホッパーから供給された合成樹脂材料を、射出装置の加熱筒内でスクリューの回転により溶融混練し、その溶融樹脂をスクリューの後退により加熱筒の先端部内に計量してから、金型に射出充填して所望の合成樹脂製品を成形している。
【０００３】
この材料樹脂の溶融混練の過程で、ホッパーから流入したエアー、または材料樹脂中の添加剤が加熱により気化して生じたガスなどが溶融樹脂に取り込まれると、これが金型のキャビティ表面のガス汚れの原因となって、成形品にヤケが生じたり、或いは光沢不良などの成形不良や寸法バラツキ等が生じる。
【０００４】
このような成形不良等の解決手段としては、射出装置の材料供給部及び加熱筒後部内のエアーやガスを、真空ポンプで吸引することができる真空ホッパー、または真空ポンプと不活性ガス注入装置の両方を備えた材料供給装置などが採用されている。
【０００５】
これまでの真空ホッパーは、ホッパー内をシャッターにより上部ホッパーと、射出装置の供給口に接続した下部ホッパーとに気密に区画し、下部ホッパーを真空ポンプにより減圧できるようにして、加熱筒内へのエアーの流入を防止し、又は加熱筒内で発生したガスを下部ホッパーに吸引して排気している。
【０００６】
また射出装置への材料供給は、上部ホッパーと下部ホッパーの両方で材料樹脂を蓄え、下部ホッパーの残量が設定量となったときに、シャッターを開いて常時減圧されている下部ホッパーに、上部ホッパーの材料樹脂を供給し、供給後に再びシャッターを閉じて上部ホッパーに材料樹脂を給送している。
【０００７】
このような真空ホッパーでは、シャッターを境にホッパー内の気圧が上下で異なり、下部ホッパー側が負圧となっていることから、ホッパー内のシャッターは常に下部ホッパー側に引っ張られ状態にあって、シャッター下面が下部ホッパー側のシール部材に圧接され、これが摩擦抵抗となって開閉がスムーズに行えないことが多い。
【０００８】
またシール構造によっては、材料樹脂と一緒に上部ホッパーに紛れ込んだ微細な樹脂屑が、閉塞中に下部ホッパー側の負圧によりシャッターとシール部材との摺動クリアランスに吸引されて入り込み、或いは下部ホッパーへの材料供給途中の閉鎖により紛状樹脂がシャッター受溝に入り込むなどし、これらが原因で気密シールが損なわれたり、シャッターの開閉不良を来すなどの課題を有する。特に粉分を多量に含む粉砕した再生材料では、そのような現象が頻繁に起こり易く、このため再生材料をブレンドした材料樹脂では、その混合比率に制限を受けるという課題をも有する。
【０００９】
この発明は上記事情から考えられたものであって、その目的は、吸引用のブロアーをホッパーへの材料給送に採用し、また真空ポンプの管路に負圧を解消する通気バルブを採用することによって、ホッパー自体の構造を大幅に変更することなく、シャッターの開閉不良及びシール不良等を解決することができる新たな真空ホッパーによる射出成形機の材料樹脂供給装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的によるこの発明は、シャッターにより上部を材料吸引室に下部を材料供給室に気密に区画し、その材料供給室の下端開口を供給口に接続して射出装置に立設した密閉構造の真空ホッパーと、上記シャッターの開閉装置と、上記材料吸引室と材料タンクとにわたり設けた給送管路と、上記材料吸引室に接続した吸引管のブロアーと、上記材料供給室に接続した減圧用の真空ポンプと、上記材料供給室の材料樹脂のレベル検知器とからなり、上記給送管路に、上記シャッターの開作動に引き続いて上記ブロアーの吸引作動と同時に開放作動し、かつ材料給送量を開放時間によりシャッター位置を超えない範囲に制御する計量部を設け、上記真空ポンプの管路に、材料減検知後の上記シャッターの開作動前に開作動して、上記材料供給室の負圧を解消する通気バルブを設けてなる、というものである。
【００１１】
上記構成では、ホッパー上部の材料吸引室において、材料タンクから吸引給送された材料樹脂中の微細な樹脂屑や紛状樹脂が、吸引ブロアーにより吸引分離されて真空ホッパーから排出され、それらの樹脂によるシャッター開閉及び気密性の不具合が解消されるようになる。
【００１２】
また通気バルブの開作動による真空ポンプと大気との連通により、材料供給室の負圧を真空ポンプを停止することなく解消でき、これにより材料供給室側の負圧を解消してシャッターの開放が行えるので、負圧によるシャッターの開動作の不具合が解消されるようになる。
【００１３】
さらに真空ホッパーへの材料樹脂の計量が、これまでのようなシャッターの開放時間によらず、給送管路の計量部の開放時間で行えるので、シャッターは材料供給室の気密維持にのみ機能すればよく、シャツターの開閉タイミングにより計量に差が生ずることはないので、計量精度の向上ともなる。
【００１４】
なお、この発明における材料タンク等とは、通常に使用されている材料袋、材料容器、さらにはドライヤー装置等で、材料樹脂のタンクとして使用できるものを言う。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１において、１はスクリュー内装の射出装置、２は密閉構造の真空ホッパーで、下部周壁を漏斗状に形成した大径の上部と、その下部周壁に接続して下方へ長く連設した管状の下部とからなり、その管状下部の上側をシャツター３により水平に気密に区画して、上部を材料吸引室４に下部を材料供給室５に構成し、その材料供給室５の下端開口を供給口６に接続して、上記射出装置１に立設したものからなる。
【００１６】
上記材料吸引室４の上側部には、材料タンク７とにわたる透明な給送管路８が取付けてあり、その給送管路８の途中に、該管路の開閉と材料吸引室４への材料樹脂の供給量の制御とを兼ねる計量部９が設けてある。
また材料吸引室４の天井板には、吸引用のブロアー１０の吸引管１１が取付けてあり、その天井板の内側に網目板又は多孔板などによるフイルター１２を張設して、粒状やフレーク状の材料樹脂２１の吸引排出を防止し、微細な樹脂屑や粉状樹脂だけをブロアー１０の吸引により分離して排出できるようにしてある。
【００１７】
上記計量部９は、円筒状のバルブケース９１と、その内部に回転自在に設けた弁体９２とに、管路内径と同径の流通孔９３，９４を貫設したロータリーバルブからなり、そのバルブケース９ａを前後管路８ａ，８ｂの接続部位に取付けて給送管路８に設けてある。
このような計量部９では、弁体９２をエアー又は電気モータ等による駆動装置９５により、９０°回転することで給送管路８の開閉ができ、その開放時間の長短を任意に設定することによって、真空ホッパー２に給送する材料樹脂の計量を精度良く行うことができる。
【００１８】
上記材料供給室５の下部には、上記シャッター３により材料吸引室４と遮断した状態において、材料供給室５を設定気圧に減圧する真空ポンプ１３の管路１４が接続してある。また管路１４に該管路と大気とを連通及び遮断する電磁作動の通気バルブ１５が取付けてあり、その通気バルブ１５の開作動により真空ポンプ１３が稼働していても、材料供給室５の減圧による負圧を解消して、シャッター開放をスムーズに行えるようにしてある。
【００１９】
上記シャッター３は、材料供給室５の管体上部の周囲に水平に設けた受溝１６に側方から摺動自在に嵌挿され、その受溝１６の下側受面に埋設したシール部材１６ａに下面を接して、材料吸引室４と材料供給室５とを気密に区画している。またシャッター３の外端には、偏平な函状のガイド部材１７を介して、ホッパー側部に水平に取付けたエアシリンダ１８のピストンロッド１８ａが連結してあり、そのエアシリンダ１７によりシャッター３は前後に摺動して材料供給室５を開閉することができるようにしてある。
【００２０】
１９は光電管などによる材料供給室内の材料樹脂２１のレベル検知器で、材料供給室５の管体側部に取付けて、コントローラー２０に接続してある。このコントローラ２０には上記計量部９の駆動装置９５を始め、図では省略したが、ブロアー１０及び真空ポンプ１３の駆動装置、通気バルブ１５の励磁作動部、エアシリンダ１７の駆動源などが接続してあり、そのコントローラ２０により一連の材料供給動作が、レベル検知器１９からの電気信号により順に開始されるように構成してある。
【００２１】
図２は、上記計量部９の他の実施形態を示すもので、給送管路８の前後管路８ａ，８ｂをチャンバー９６を介して上下に接続し、そのチャンバー内に材料タンク側の前管路８ａの開口を開閉する板９７を、チャンバー外側のエアシリンダ９８のピストンロッド９９に取付けて設け、そのエアシリンダ９８による開閉板９７の進退移動により、図１に示す計量部９と同様に、給送管路８の開閉と開放時間による真空ホッパー２への材料樹脂２１の計量とが行えるようにしてなる。
【００２２】
次に図１に示す実施形態による材料樹脂の一連の供給動作を、図３〜図６により順に説明する。
図３は、成形機が稼働中で、材料供給室５の粒状の材料樹脂２１が消費され、材料樹脂２１の残量レベルが設定レベル以下となった状態を示すもので、プロワー１０はＯＦＦ、計量部９の駆動装置９５もＯＦＦで給送管路８は閉鎖され、材料タンク７からの材料樹脂の給送は停止状態にある。またシャッター３は前進位置にあって、材料吸引室４と材料供給室５とを気密に遮断し、真空ポンプ１３はＯＮ、通気弁１５はＯＦＦで材料供給室内は減圧状態となっている。
【００２３】
図３の状態において、レベル検知器１９が材料減を検知すると、検知信号がコントローラ２０に入力され、そのコントローラ２０からの信号により、図４に示すように、先ず通気バルブ１５がＯＮとなって開作動し、次にシャッター３のエアシリンダ１８が後退作動してシャッター３の開放が行われる。
【００２４】
上記通気バルブ１５の開作動により管路１４は大気と連通する。これにより大気は真空ポンプ１３による吸引で管路１４に流入するので、材料供給室５の減圧が行われなくなり、材料供給室５の気圧が上昇して負圧が解消される。また負圧によるシャッター３の上記シール部材１６ａへの圧接も解消されるので、開放に際する摩擦抵抗も小さく、シャッター３はスムーズに後退して材料吸引室４に対して材料供給室５を開放する。
【００２５】
上記シャッター３の開作動に引き続いて、コントローラ２０からの信号により計量部９とブロアー１０とがＯＮとなり、図５に示すように、弁体９２が９０°回転して給送管路８を開放する。また同時にブロアー１０が吸引作動する。
これにより材料タンク７の粒状の材料樹脂２１が、給送管路８を通って材料吸引室４に吸引移送される。また弁体９２の開放時間はコントローラ２０に予め設定されており、その開放時間を計量時間として材料樹脂２１の計量が行われる。この開放時間は、粒状の材料樹脂２１の通過量がシャッター位置を超えない範囲に制限され、これによりシャッター閉鎖時の材料樹脂の噛み込みによる作動の不具合を防止している。
【００２６】
上記材料吸引室４では、粒状の材料樹脂２１に紛れ込んだ微細な樹脂屑や粉状樹脂が、フイルター１２を通過して管路１１に吸引され、ホッパー外に排出除去される。また粒状の材料樹脂２１は自重により材料供給室５へと落下して蓄積されるようになる。
計量時間が終了すると、コントローラ２０からの信号により計量部９が閉作動して弁体９２が９０°回転する。これにより図６に示すように、給送管路８が計量部９により閉鎖され、引き続いてブロアー１０がＯＦＦとなって材料吸引を停止し、材料タンク７からの材料供給が停止する。
【００２７】
次にコントローラ２０はエアシリンダ１８を前進作動に切換え、通気バルブ１５を閉作動してＯＦＦとなす。シャッター３はエアシリンダ１８のピストンロッド１８ａにより受溝１６を前進移動して、再び材料吸引室４と材料供給室５とを気密に遮断する。また通気バルブ１５の閉作動により管路１４は大気と遮断され、真空ポンプ１３により材料供給室５が再び減圧される。
【００２８】
したがて、材料樹脂が消費されるごとに、断続的な材料計量と供給とが上記一連の動作の繰り返しにより行われ、材料供給時以外は加熱筒内の溶融樹脂から発生す水分、ガス等を減圧により外部へ排気して、成形品における瑕疵の発生や成形不良を防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る真空ホッパーによる射出装置の材料供給装置の１実施形態の略示説明図である。
【図２】  この発明における他の実施形態の計量部の説明図である。
【図３】  材料供給前の状態説明図である。
【図４】  材料供給前の通気バルブとシャッターの開作動状態を示す説明図である。
【図５】  材料供給状態を示す説明図である。
【図６】  材料供給後の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１    射出装置
２    真空ホッパー
３    シャッター
４    材料吸引室
５    材料供給室
６    供給口
７    材料タンク
８    給送管路
９    計量部
１０    吸引用のプロワー
１２    フイルター
１３    真空ポンプ
１４    管路
１５    通気バルブ
１６    シャッターの受溝
１８    シャッターのエアシリンダ
１９    レベル検知器
２０    コントローラ
２１    材料樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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