JP2002307485A - 材料供給装置およびこれを用いた材料供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粒状の材料を圧送する際に材料供給通路内で
材料のブリッジ現象が発生し、材料の安定した供給がで
きない。 【解決手段】 ホッパ１１に連通する材料供給通路１７
が形成された材料供給ブロック１３の下端部に連結さ
れ、材料圧送通路１８が形成された加熱シリンダ１６
と、材料圧送通路１８および材料供給通路１７の下端部
に連通するように、これらに対して傾斜状態で加熱シリ
ンダ１６および材料供給ブロック１３に跨がって形成さ
れた押し込み通路１９内に摺動自在に嵌合され、押し込
み通路１９に対して材料供給通路１７を連通させる退避
位置と材料供給通路１７を遮断する押し込み位置との間
を往復動する押し込みロッド２０と、材料圧送通路１８
内に摺動自在に嵌合され、材料圧送通路１８に対して押
し込み通路１９を連通させる退避位置と押し込み通路１
９を遮断する圧送位置との間を往復動する射出プランジ
ャ１５とを具える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホッパから供給さ
れる粒状の材料の嵩密度を高めた状態でこれを圧送する
材料供給装置およびこの材料供給装置を用いた材料供給
方法に関し、特にプランジャ式射出成形機に応用して好
適なものである。

【０００２】

【従来の技術】ペレット状あるいは顆粒状をなす成形樹
脂を射出成形機の加熱シリンダに供給する場合、その材
料供給通路の途中で材料が目詰まり、つまりブリッジを
発生しないように、材料供給通路内の材料を強制的に加
熱シリンダ側へ送り込むスクリュフィーダやシリンダな
どを組み込んだ材料供給装置が用いられる。

【０００３】このような材料供給装置の一例として、例
えば特開平８−２２９９４８号公報に開示されたものが
知られている。この特開平８−２２９９４８号公報に開
示された材料供給装置の主要部の概略構造を図６に示
す。すなわち、図示しない粒状の樹脂材料が貯溜された
ホッパ１は、射出スクリュ２が収容された加熱シリンダ
３の材料圧送通路４に材料供給通路５を介して連通して
いる。ホッパ１の上端には、材料供給通路５に送り込ま
れる押し込みロッド６を下向きに突設した流体圧シリン
ダ７が設けられており、この流体圧シリンダ７の作動に
よって押し込みロッド６は、材料供給通路５内に送り込
まれる押し込み位置と、材料供給通路５の上方に退避す
る退避位置との間を往復動し得るようになっている。

【０００４】このような材料供給装置をコストの低減を
企図してプランジャ式射出成形機に応用した場合の材料
の供給過程を図７〜図１０に示す。すなわち、押し込み
ロッド６および射出プランジャ８が退避位置にある図７
に示す状態では、ホッパ１内の樹脂材料９が材料供給通
路５から材料圧送通路４内に自然流下する。この状態か
ら押し込みロッド６を図８に示す押し込み位置まで下降
させ、材料供給通路５内に介在する樹脂材料９を材料圧
送通路４内に押し込み、材料圧送通路４内に介在する樹
脂材料９の嵩密度を高めた後、図９に示すように射出プ
ランジャ８を後退位置から前進させて材料供給通路５内
に介在する樹脂材料９を図示しない金型の成形キャビテ
ィ側に圧送する。しかる後、図１０に示すように射出プ
ランジャ８を再び退避位置に戻し、さらに押し込みロッ
ド６を退避位置まで上昇させ、ホッパ１内の樹脂材料９
を材料供給通路５から材料圧送通路４内に流下させる作
業を繰り返す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図７〜図１０に示した
プランジャ式射出成形機においては、射出プランジャ８
をその退避位置から図９に示すように前進させる射出時
に、材料圧送通路４内の樹脂材料９が材料供給通路５側
へと逆流しないように、押し込みロッド６をその押し込
み位置に保持して置く必要がある。

【０００６】このため、押し込みロッド６の下端と射出
プランジャ８の外周面との間の材料供給通路５内に密閉
される樹脂材料９が加圧され、押し込みロッド６および
射出プランジャ８を退避位置に戻してもここに介在する
樹脂材料９が材料圧送通路４内に落下せず、ブリッジを
形成してしまう不具合が生ずる。特に、小さな射出成形
品を対象とする小型のプランジャ式射出成形機では、一
回当たりの樹脂材料の射出量が少ないため、加熱シリン
ダ３の材料圧送通路４や材料供給通路５の内径も細くな
る結果、上述したブリッジの発生がさらに発生し易くな
る傾向にある。

【０００７】

【発明の目的】本発明の目的は、粒状の材料を圧送する
際に材料供給通路内で発生する材料のブリッジ現象を防
止し、特にプランジャ式射出成形機に用いても樹脂材料
の安定した供給が可能な材料供給装置およびこれを用い
た材料供給方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の形態は、
粒状の材料が貯溜されるホッパと、このホッパの下端部
の開口に連通する材料供給通路がほぼ垂直に形成された
第１の通路形成部材と、この第１の通路形成部材の下端
部に連結されると共にほぼ水平方向に延在する材料圧送
通路が形成された第２の通路形成部材と、この第２の通
路形成部材の前記材料圧送通路および前記材料供給通路
の下端部に連通するように、これら材料圧送通路および
材料供給通路に対して傾斜状態で当該第２の通路形成部
材および前記第１の通路形成部材に跨がって形成された
押し込み通路と、この押し込み通路内に摺動自在に嵌合
される押し込みロッドと、この押し込みロッドが前記押
し込み通路に対して前記材料供給通路を連通させる退避
位置と前記材料供給通路を遮断する押し込み位置との間
を往復動するように当該押し込みロッドを駆動するロッ
ド駆動手段と、前記材料圧送通路内に摺動自在に嵌合さ
れるプランジャと、このプランジャが前記材料圧送通路
に対して前記押し込み通路を連通させる退避位置と前記
押し込み通路を遮断する圧送位置との間を往復動するよ
うに当該プランジャを駆動するプランジャ駆動手段とを
具えたことを特徴とする材料供給装置にある。

【０００９】本発明においては、押し込みロッドおよび
プランジャをそれぞれ退避位置に保持してホッパ内の材
料を材料供給通路および押し込み通路を介して材料圧送
通路へと流下させ、次いで押し込みロッドを押し込み位
置に移動して押し込み通路内に介在する材料を材料圧送
通路内に押し込み、材料圧送通路内の材料の嵩密度を高
める。そして、押し込みロッドを押し込み位置に保持し
た状態でプランジャを圧送位置に移動して材料圧送通路
内の材料を圧送した後、プランジャを退避位置に戻し、
プランジャの外周面と押し込みロッドの先端との間の押
し込み通路内に保持されていた材料を材料圧送通路内に
落下させ、さらに押し込みロッドを退避位置に戻す操作
が繰り返され、ホッパ内に貯溜された粒状の材料を材料
圧送通路から間欠的に送り出す。

【００１０】本発明の第２の形態は、本発明の第１の形
態による材料供給装置を用いてホッパ内に貯溜された粒
状の材料を材料圧送通路から送り出す材料供給方法であ
って、押し込みロッドおよびプランジャがそれぞれ退避
位置にある状態から前記押し込みロッドを押し込み位置
に移動し、前記押し込み通路内に介在する材料を前記材
料圧送通路内に押し込み、前記材料圧送通路内の材料の
嵩密度を高めるステップと、前記押し込みロッドを前記
押し込み位置に保持した状態で前記プランジャを圧送位
置に移動し、前記材料圧送通路内の材料を圧送するステ
ップと、前記プランジャを退避位置に戻し、このプラン
ジャの外周面と前記押し込みロッドの先端との間の前記
押し込み通路内に保持されていた材料を前記材料圧送通
路内に落下させるステップと、前記押し込みロッドを前
記退避位置に戻し、前記ホッパ内の材料を材料供給通路
および押し込み通路を介して前記材料圧送通路へと流下
させるステップとを具えたことを特徴とするものであ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の第１の形態による材料供
給装置において、押し込み通路は、この押し込み通路内
に介在する材料が材料圧送通路に向けて移動する場合、
プランジャの作動による材料圧送通路内での材料の移動
方向に沿った移動成分を有するように傾斜していること
が好ましい。

【００１２】押し込みロッドの先端部が円錐状，円錐台
状または半球状をなし、押し込み位置にある押し込みロ
ッドの先端部が圧送位置にあるプランジャの外周面の直
近に位置していることが好ましい。

【００１３】プランジャおよび第２の通路形成部材がプ
ランジャ式射出成形機の射出プランジャおよび加熱シリ
ンダであってよい。

【００１４】本発明の第２の形態による材料供給方法に
おいて、材料が樹脂ペレットであってよい。

【００１５】

【実施例】本発明による材料供給装置をプランジャ式射
出成形機に応用した一実施例について、図１〜図５を参
照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例
のみに限らず、これらをさらに組み合わせたり、この特
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。

【００１６】本実施例の主要部の断面構造を図１に示
す。すなわち、図示しない粒状の樹脂材料が貯溜される
ホッパ１１は、その上端に着脱自在に被せられる上蓋１
２によって内部を密閉状態に保つことが可能であり、そ
の下端部が本発明による第１の通路形成部材としての材
料供給ブロック１３の上端部にボルト１４を介して一体
的に固定されている。この材料供給ブロック１３の下端
部には、射出プランジャ１５を収容した加熱シリンダ１
６が本発明の第２の通路形成部材として当該材料供給ブ
ロック１３を貫通した状態で一体的に固定されている。

【００１７】材料供給ブロック１３には、ホッパ１１の
下端部の開口１１ａに上端が連通する材料供給通路１７
がほぼ垂直に形成されており、また加熱シリンダ１６に
は射出プランジャ１５を摺動自在に挿通する材料圧送通
路１８がほぼ水平に形成されている。射出プランジャ１
５は、図示しないアクチュエータの作動により後述する
押し込み通路１９と材料圧送通路１８との連通状態を遮
断する射出位置と、押し込み通路１９と材料圧送通路１
８との連通状態を維持する退避位置との間を往復動す
る。

【００１８】材料供給通路１７の下端部と材料圧送通路
１８の基端部（図１中、右端部）とは、材料供給ブロッ
ク１３および加熱シリンダ１６に跨がって形成された押
し込み通路１９を介して連通しており、この押し込み通
路１９は材料圧送通路１８および材料供給通路１７に対
して傾斜状態となっている。本実施例における押し込み
通路１９の傾斜方向は、この押し込み通路１９内に介在
する樹脂材料が材料圧送通路１８に向けて移動する際、
射出プランジャ１５の作動による材料圧送通路１８内で
の樹脂材料の移動方向に沿った移動成分を有するように
設定されており、これによって押し込み通路２８内に介
在する樹脂材料を円滑に材料圧送通路１８内に押し込む
ことが可能となり、材料圧送通路１８内の材料の嵩密度
をより高めることができる。具体的には、例えば樹脂材
料２２としてＰＯＭ（ポリオキシメチレン）を採用し、
射出プランジャ１５の外径が１４.０mm，その往復動ス
トロークが３５mmのプランジャ式射出成形機を用いた場
合、１回当たりの射出樹脂量を１.４ｇから２.８ｇへ増
加させることができる。

【００１９】この押し込み通路１９には、先端部２０ａ
を円錐状に突出させた押し込みロッド２０が摺動自在に
挿通されており、この円錐状をなす押し込みロッド２０
の先端部２０ａの頂角は、例えば材料供給通路１７また
は材料圧送通路１８に対する押し込み通路１９の傾斜角
と等しく設定することができる。本実施例では、押し込
みロッド２０の先端部２０ａを円錐状に形成したが、半
球状または円錐台状に形成することも可能である。押し
込みロッド２０は、材料供給ブロック１３に取り付けら
れた流体圧シリンダ２１の作動により、材料供給通路１
７と押し込み通路１９との連通状態を遮断する押し込み
位置と、材料供給通路１７と押し込み通路１９との連通
状態を維持する退避位置との間を往復動する。本実施例
においては、押し込みロッド２０が押し込み位置にある
場合、その先端部２０ａが材料圧送通路１８の直近に位
置するように設定され、射出位置にある射出プランジャ
１５と押し込み位置にある押し込みロッド２０の先端部
２０ａとの間の押し込み通路１９内に閉じ込められる樹
脂材料の容量が最小となるように配慮している。

【００２０】このような本実施例による実際の材料の供
給過程を図２〜図５に示す。すなわち、押し込みロッド
２０および射出プランジャ１５が退避位置にある図２に
示す状態では、ホッパ１１内の樹脂材料２２が材料供給
通路１７から押し込み通路１９を介して材料圧送通路１
８内に自然流下する。この状態から押し込みロッド２０
を図３に示す押し込み位置まで下降させ、材料供給通路
１７および押し込み通路１９内に介在する樹脂材料２２
を材料圧送通路１８内に押し込み、この材料圧送通路１
８内に介在する樹脂材料２２の嵩密度を高める。しかる
後、図４に示すように射出プランジャ１５をその後退位
置から射出位置まで前進させて材料圧送通路１８内に介
在する樹脂材料２２を図示しない金型の成形キャビティ
側に圧送する。この場合、射出プランジャ１５の前進移
動により材料圧送通路１８と押し込み通路１９との連通
状態が完全に遮断されるまで、押し込みロッド２０を押
し込み位置に保持しておき、射出プランジャ１５を射出
位置に前進させる際に材料圧送通路１８内の樹脂材料の
一部が押し込み通路１９内に押し戻されないようにする
ことが望ましい。しかる後、図５に示すように射出プラ
ンジャ１５を再び図２に示す退避位置に戻し、射出プラ
ンジャ１５の外周面と押し込みロッド２０の先端部２０
ａとの間の押し込み通路１９内に保持されていた樹脂材
料を自重により材料圧送通路１８内に落下させる。さら
に、押し込みロッド２０を図２に示す退避位置まで上昇
させ、ホッパ１１内の樹脂材料２２を材料供給通路１７
から押し込み通路１９を介して材料圧送通路１８内に流
下させる作業を繰り返す。

【００２１】本実施例では、押し込みロッド２０が押し
込み位置にある場合、その先端部２０ａが射出位置にあ
る射出プランジャ１５の外周面に近接状態となっている
ため、射出位置にある射出プランジャ１５の外周面と、
押し込み位置にある押し込みロッド２０の先端部２０ａ
との間の押し込み通路１９内に閉じ込められる樹脂材料
２２の容量を最小にすることができる。この結果、射出
プランジャ１５を射出位置に移動させた場合、射出プラ
ンジャ１５の外周面と押し込みロッド２０の先端部２０
ａとの間に保持される樹脂材料２２を従来のものよりも
大幅に少なくすることができるため、射出プランジャ１
５および押し込みロッド２０をそれぞれ退避位置に戻し
た場合、押し込み通路１９内に残留していた樹脂材料２
２が材料圧送通路１８内に落下してブリッジの発生を抑
制することができ、樹脂材料２２を安定して材料圧送通
路１８内に圧送することが可能となる。

【００２２】また、押し込みロッド２０の先端部２０ａ
を円錐状，円錐台状または半球状に突出させ、押し込み
位置にある押し込みロッド２０の先端部２０ａを圧送位
置にある射出プランジャ１５の外周面の直近に位置させ
た場合には、射出プランジャ１５を圧送位置に移動させ
た時に押し込み通路１９内に残留する樹脂材料２２をさ
らに少なくすることが可能となり、押し込み通路１９内
における樹脂材料２２のブリッジの発生をほぼ確実に防
止することができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の材料供給装置によると、第２の
通路形成部材の材料圧送通路および材料供給通路の下端
部に連通するように、材料圧送通路および材料供給通路
に対して傾斜状態で第２の通路形成部材および第１の通
路形成部材に跨がって押し込み通路を形成し、材料圧送
通路内に介在する材料の圧送を行うプランジャの往復動
に連動し、かつ押し込み通路に対して材料供給通路を連
通させる退避位置と材料供給通路を遮断する押し込み位
置との間を往復動する押し込みロッドを設けたので、材
料圧送通路内に供給される材料の嵩密度を従来のものよ
りも高めることができる。また、押し込み位置における
押し込みロッドの先端をプランジャの外周面に近接させ
ることにより、プランジャを圧送位置に移動させた場合
に押し込み通路内に残留する材料を従来のものよりも大
幅に少なくすることができる結果、押し込み通路内にお
ける材料のブリッジの発生を抑制することができ、材料
を安定して圧送することが可能である。

【００２４】この押し込み通路内に介在する材料が材料
圧送通路に向けて移動する際に、プランジャの作動によ
る材料圧送通路内での材料の移動方向に沿った移動成分
を有するように押し込み通路を傾斜させた場合、押し込
み通路内に介在する材料を円滑に材料圧送通路内に押し
込むことが可能となり、材料圧送通路内の材料の嵩密度
をさらに高めることができる。

【００２５】押し込みロッドの先端部を円錐状，円錐台
状または半球状に形成し、押し込み位置にある押し込み
ロッドの先端部を圧送位置にあるプランジャの外周面の
直近に位置させた場合には、プランジャを圧送位置に移
動させた時に押し込み通路内に残留する材料をさらに少
なくすることが可能となり、押し込み通路内における材
料のブリッジの発生をほぼ確実に防止することができ
る。

【００２６】プランジャおよび第２の通路形成部材がプ
ランジャ式射出成形機の射出プランジャおよび加熱シリ
ンダの場合には、所定量の樹脂材料を安定して金型のキ
ャビティ内に供給することができる。

【００２７】本発明の材料供給方法によると、本発明に
よる材料供給装置を用いて押し込みロッドおよびプラン
ジャがそれぞれ退避位置にある状態から押し込みロッド
を押し込み位置に移動し、押し込み通路内に介在する材
料を材料圧送通路内に押し込んで材料圧送通路内の材料
の嵩密度を高め、押し込みロッドを押し込み位置に保持
した状態でプランジャを圧送位置に移動し、材料圧送通
路内の材料を圧送した後、プランジャを退避位置に戻
し、このプランジャの外周面と押し込みロッドの先端と
の間の押し込み通路内に保持されていた材料を材料圧送
通路内に落下させるようにしたので、材料圧送通路内に
供給される材料の嵩密度を従来のものよりも高めること
ができる。また、プランジャを圧送位置に移動させた場
合に押し込み通路内に残留する材料を従来のものよりも
大幅に少なくすることができる結果、押し込み通路内に
おける材料のブリッジの発生を抑制することができ、材
料を安定して圧送することが可能である。しかも、プラ
ンジャを圧送位置に移動させる際に押し込みロッドを押
し込み位置に保持しているので、材料圧送通路から押し
込み通路側への材料の逆流が防止され、材料圧送通路内
に介在する材料の嵩密度が低下してしまうような不具合
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による材料供給装置をプランジャ式射出
成形機に組み込んだ一実施例の概略構造を表す断面図で
ある。

【図２】図３〜図５と共に図１に示した実施例における
材料の流動過程を表す概念図である。

【図３】図２，図４，図５と共に図１に示した実施例に
おける材料の流動過程を表す概念図である。

【図４】図２，図３，図５と共に図１に示した実施例に
おける材料の流動過程を表す概念図である。

【図５】図２〜図４と共に図１に示した実施例における
材料の流動過程を表す概念図である。

【図６】従来の材料供給装置の一例を表す断面図であ
る。

【図７】図８〜図１０と共に図６に示した従来の材料供
給装置をプランジャ式射出成形機に組み込んだ場合にお
ける材料の流動過程を表す概念図である。

【図８】図７，図９，図１０と共に図６に示した従来の
材料供給装置をプランジャ式射出成形機に組み込んだ場
合における材料の流動過程を表す概念図である。

【図９】図７，図８，図１０と共に図６に示した従来の
材料供給装置をプランジャ式射出成形機に組み込んだ場
合における材料の流動過程を表す概念図である。

【図１０】図７〜図９と共に図６に示した従来の材料供
給装置をプランジャ式射出成形機に組み込んだ場合にお
ける材料の流動過程を表す概念図である。

【符号の説明】

１１ ホッパ １１ａ ホッパの下端部の開口 １２ 上蓋 １３ 材料供給ブロック １４ ボルト １５ 射出プランジャ １６ 加熱シリンダ １７ 材料供給通路 １８ 材料圧送通路 １９ 押し込み通路 ２０ａ 先端部 ２０ 押し込みロッド ２１ 流体圧シリンダ ２２ 樹脂材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F201 AC01 AL02 AL09 AL10 AL12 AL16 BC01 BC02 BC12 BC19 BD04 BK01 BK71 BQ07 BQ17 BQ29 BQ34 BQ52 4F206 AL17 AM32 JA07 JF01 JF12 JF23

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒状の材料が貯溜されるホッパと、 このホッパの下端部の開口に連通する材料供給通路がほ
   ぼ垂直に形成された第１の通路形成部材と、 この第１の通路形成部材の下端部に連結されると共にほ
   ぼ水平方向に延在する材料圧送通路が形成された第２の
   通路形成部材と、 この第２の通路形成部材の前記材料圧送通路および前記
   材料供給通路の下端部に連通するように、これら材料圧
   送通路および材料供給通路に対して傾斜状態で当該第２
   の通路形成部材および前記第１の通路形成部材に跨がっ
   て形成された押し込み通路と、 この押し込み通路内に摺動自在に嵌合される押し込みロ
   ッドと、 この押し込みロッドが前記押し込み通路に対して前記材
   料供給通路を連通させる退避位置と前記材料供給通路を
   遮断する押し込み位置との間を往復動するように当該押
   し込みロッドを駆動するロッド駆動手段と、 前記材料圧送通路内に摺動自在に嵌合されるプランジャ
   と、 このプランジャが前記材料圧送通路に対して前記押し込
   み通路を連通させる退避位置と前記押し込み通路を遮断
   する圧送位置との間を往復動するように当該プランジャ
   を駆動するプランジャ駆動手段とを具えたことを特徴と
   する材料供給装置。
2. 【請求項２】 前記押し込み通路は、この押し込み通路
   内に介在する材料が前記材料圧送通路に向けて移動する
   場合、前記プランジャの作動による前記材料圧送通路内
   での材料の移動方向に沿った移動成分を有するように傾
   斜していることを特徴とする請求項１に記載の材料供給
   装置。
3. 【請求項３】 前記押し込みロッドの先端部は、円錐
   状，円錐台状または半球状をなし、前記押し込み位置に
   ある前記押し込みロッドの先端部は、前記圧送位置にあ
   る前記プランジャの外周面の直近に位置していることを
   特徴とする請求項１または請求項２に記載の材料供給装
   置。
4. 【請求項４】 前記プランジャおよび前記第２の通路形
   成部材がプランジャ式射出成形機の射出プランジャおよ
   び加熱シリンダであることを特徴とする請求項１から請
   求項３の何れかに記載の材料供給装置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４の何れかに記載の
   材料供給装置を用いてホッパ内に貯溜された粒状の材料
   を材料圧送通路から送り出す材料供給方法であって、 押し込みロッドおよびプランジャがそれぞれ退避位置に
   ある状態から前記押し込みロッドを押し込み位置に移動
   し、前記押し込み通路内に介在する材料を前記材料圧送
   通路内に押し込み、前記材料圧送通路内の材料の嵩密度
   を高めるステップと、 前記押し込みロッドを前記押し込み位置に保持した状態
   で前記プランジャを圧送位置に移動し、前記材料圧送通
   路内の材料を圧送するステップと、 前記プランジャを退避位置に戻し、このプランジャの外
   周面と前記押し込みロッドの先端との間の前記押し込み
   通路内に保持されていた材料を前記材料圧送通路内に落
   下させるステップと、 前記押し込みロッドを前記退避位置に戻し、前記ホッパ
   内の材料を材料供給通路および押し込み通路を介して前
   記材料圧送通路へと流下させるステップとを具えたこと
   を特徴とする材料供給方法。
6. 【請求項６】 材料が樹脂ペレットであることを特徴と
   する請求項４に記載の材料供給方法。