JP2008290315A

JP2008290315A - 射出成形機の材料供給方法

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Publication number: JP2008290315A
Application number: JP2007137051A
Authority: JP
Inventors: Tokukazu Shimomura; 徳和下村; Koji Shimizu; 功次清水
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2007-05-23
Publication date: 2008-12-04

Abstract

【課題】安価な材料供給機構を備えた射出成形機の材料供給方法を提供することを課題とする。
【解決手段】材料供給機構を用いて、間欠的に供給しながら、可塑化・計量工程を実施する（ＳＴ２３）。スクリューが後退して、計量位置が計量完了位置に到達したら（ＳＴ２４）、このときの計量時間Ｔａｃｔ２を記録し（ＳＴ２５）、射出工程を実行し（ＳＴ２６）、成形品を取得する（ＳＴ２７）。
【効果】材料供給機構は、いわゆるオンオフ制御により成形材料を、成形材料を加熱筒へ間欠的に供給する。オンオフ制御は、連続制御に比較して格段に簡単であり、安価に構成することができる。この結果、材料供給機構の低コスト化が可能となり、射出成形機の設備コストを低減することができる。
【選択図】図１２

Description

本発明は、加熱筒へ、材料供給路を介して成形材料を供給する射出成形機の材料供給方法に関する。

加熱筒にホッパを備え、ホッパに蓄えた成形材料を、加熱筒に供給する形式の射出成形機は、広く実用に供されている。加熱筒にはスクリューが内蔵され、このスクリューを所定方向に一定の速度で回転させる。これで、ホッパに蓄えた成形材料が、徐々に加熱筒へ導かれる。導かれた成形材料は、スクリューで加熱筒の先端部へ送られる。

加熱筒の先端部に成形材料が溜まった分だけ、スクリューは後退する。この後退が所定位置に達したら、計量工程は終了する。次に、スクリューの回転を止め、スクリューを直線的に前進させることで射出工程が実施される。
前記計量工程では、成形材料は加熱筒の熱及びスクリューによる剪断圧縮熱で、軟らかくなり、液状になる。そこで、計量工程は、以下、可塑化・計量工程と呼ぶことにする。

ところで、成形材料には、溶融状態になると水蒸気やガスを多く発生する類のものがある。この類の成形材料を、単に可塑化・計量工程を経て射出すると、成形品に気泡が内在し好ましくない。可塑化・計量工程中にガス抜きが図られることが望まれる。

可塑化・計量工程中にガス抜きを図る技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１−１７１８３０号公報（第４頁、第５頁、第１図）

特許文献１の第５頁右上欄第１行〜第１２行に「・・・計量時間は、成形開始時点に１５秒であったものが最終的に１２秒に短縮された。その結果、成形品にソリ、ヒケ等を生じて外観が不均一になり、更には、引張、曲げ、衝撃等の成形品物性値も不均一となった。そこで、この発明を適用し、基準計量時間Ｔ_０を１０秒、修正係数Ｋを０．５に設定して、成形を行った。その結果、実際の計量時間Ｔ_１は、１４．６〜１５．４秒の間で変動したのみであり、得られた成形品の外観及び成形品の強度等は良好であり、品質は、一定の良好な範囲におさまった。」の記載がある。

すなわち、従来の計量時間は１２秒であったものを、発明を適用することで約１５秒に延ばした。約３秒の延長により、ガス抜きなどが図れ、成形品の品質を高めることができた。

ところで、特許文献１の第１図に、補正手段５の制御信号（ｔ）により制御される駆動装置３２が示されている。この開示から、計量時間の増減は、供給スクリュ３３の回転速度を連続制御することで行うことが分かる。連続制御のためには、回転速度が精密に制御できる制御モータなどを駆動装置３２に適用する必要がある。制御モータは高価であるため、射出成形機の設備コストが嵩むという、第１の欠点がある。

また、基準計量時間Ｔ_０の決め方は、特許文献１の第４頁左下欄第１９行〜右下欄第１３行に説明されている。この説明によれば、αやβを人為的に推定することや、「正確に重量測定した成形材料Ｍｇ」（右下欄第８行）を材料供給部２１へ供給する必要がある。

しかし、「正確に重量測定した成形材料Ｍｇ」を材料供給部２１へ供給することは、簡単ではない。具体的な供給方法は説明されていないので、供給方法を推定すると次の通りになる。
例えば、特許文献１の第１図において、先ず、ホッパ３１及び供給スクリュ３３廻りを空にする。次に、「正確に重量測定した成形材料Ｍｇ」をホッパ３１に投入する。そして、供給スクリュ３３を回して、成形材料を材料供給部２１へ供給する。

しかし、成形材料の全てが材料供給部２１へ供給できたか否かは、確認が難しい。ホッパ３１から覗いても材料供給部２１が見えないからである。そして、構造的には供給スクリュ３３廻りに成形材料の一部が残留する可能性が高い。加えて、人為的に推定するαやβも基準計量時間の誤差要因となる。
したがって、基準計量時間Ｔ_０の精度が悪いという第２の欠点がある。

そこで、上記第１の欠点及び第２の欠点が解消できる射出成形機の材料供給方法が求められる。

本発明は、安価な材料供給機構を備え、サイクル時間（基準計量時間に対応する時間）を精度良く定めることができる射出成形機の材料供給方法を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、可塑化・計量、射出を行う加熱筒へ、材料供給路を介して成形材料を供給する射出成形機の材料供給方法において、前記材料供給路に備えられている材料供給機構を用いて、前記加熱筒へ成形材料を定量供給する供給モードと、成形材料の供給を休止する休止モードとを交互に繰り返すことで、成形材料を加熱筒へ間欠的に供給することを特徴とする。

請求項２に係る発明では、前記供給モードを１回実施する供給時間に、前記休止モードを１回実施する休止時間を加えてなるサイクル時間は、次の手順で決定されることを特徴とする。
手順１：前記材料供給機構を用いないで、前記射出成形機により射出成形を実行し、この実行に要した計量時間及び実行で得られた成形品の質量を計測する。
手順２：前記計量時間に１．０を超える値を乗じて、望ましい計量時間を定める。
手順３：前記材料供給機構を用いるが、この材料供給機構の出口は秤に臨ませる。
手順４：間欠的な供給を実行し、材料供給機構で成形材料を切出し、１回当たりの切出し質量を求める。
手順５：手順１で計測した成形品の質量を、手順４で求めた１回当たりの切出し質量で割ることで、必要な切出し回数を求める。
手順６：手順２で定めた望ましい計量時間を、手順５で求めた切出し回数で割ることで、サイクル時間を定める。

請求項３に係る発明では、手順６で定めたサイクル時間で、可塑化・計量工程を実施し、このときの計量時間を記録し、この記録した計量時間が前記望ましい計量時間より小さいときにはサイクル時間を長めのサイクル時間に修正し、記録した計量時間が望ましい計量時間より大きいときにはサイクル時間を短めのサイクル時間に修正することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、材料供給機構に、ピストンが後退したときに供給モードが得られ、ピストンが前進したときに休止モードが得られるピストン式機構を採用したことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、材料供給機構に、切出しスクリューが回転したときに供給モードが得られ、前記切出しスクリューが停止したときに休止モードが得られるスクリュー式機構を採用したことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、材料供給路に備えられている材料供給機構を用いて、加熱筒へ成形材料を定量供給する供給モードと、成形材料の供給を休止する休止モードとを交互に繰り返すことで、成形材料を加熱筒へ間欠的に供給する。材料供給機構は、いわゆるオンオフ制御により、成形材料を加熱筒へ間欠的に供給する。オンオフ制御は、連続制御に比較して格段に簡単であり、安価に構成することができる。この結果、材料供給機構の低コスト化が可能となり、射出成形機の設備コストを低減することができる。

請求項２に係る発明では、手順３で、材料供給機構の出口に秤を望ませ、手順４で、材料供給機構から切出しされた成形材料を秤量する。材料供給機構の出口で秤量するため、材料供給機構内部に成形材料が残留するか否かに拘わらず、正確にサイクル時間を定めることができる。

請求項３に係る発明では、サイクル時間の微調整の方法を示した。サイクル時間を微調整することにより、サイクル時間の精度を向上させることができる。

請求項４に係る発明によれば、材料供給機構に、ピストン式機構を採用した。ピストン式機構はオンオフ制御に適しており、安価である。

請求項５に係る発明によれば、材料供給機構に、スクリュー式機構を採用した。スクリュー式機構は、入手が容易であって、安価である。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。また、以下に述べる射出成形機は、射出機、射出機構又は射出装置とも呼ばれる。

図１は本発明に係る射出成形機の側面図であり、射出成形機１０は、スクリュー１１を回転自在及び移動自在に収納した加熱筒１２と、この加熱筒１２を支える筒支持台１３と、前記スクリュー１１に直結した射出プレート１４と、この射出プレート１４に設けたボールナット１５と、このボールナット１５にねじ込んだボールねじ１６と、このボールねじ１６を回す射出モータ１７と、筒支持台１３の載せたレール１８と、このレール１８に載せたスライドブロック１９（詳細後述）とからなる。

図２は図１の２−２線断面図であり、スライドブロック１９には、加熱筒１２へ成形材料を供給するために第１の材料供給路２１と、第２の材料供給路２２とが、一定の間隔を置いて縦向きに貫通して形成されている。
そして、第１の材料供給路２１の上部に第１ホッパ２３が設けられ、第１の材料供給路２１の途中にシャッタ板２４が設けられている。このシャッタ板２４は、シャッタ開閉機構２５で駆動される。

また、第２の材料供給路２２の上部に第２ホッパ２６が設けられ、第２の材料供給路２２の途中に材料供給機構３０（詳細後述）が設けられている。２７は秤である。
そして、スライドブロック１９は、スライダ移動機構２８でレール１８上を図左右に移動する。

図３は図２の作動説明図であり、（ａ）に示すように、第１の材料供給路２１を、加熱筒１２側の材料投入口２９を臨ませ、シャッタ板２４を開くことで、第１ホッパ２３内の成形材料を加熱筒１２内へ供給することができる。
また、（ｂ）に示すように、シャッタ板２４は閉じておき、材料供給機構３０を用いて第２ホッパ２６内の成形材料を秤２７へ落下させることができる。

さらには、（ｃ）に示すように、スライドブロック１９を図左へ移動して、第２の材料供給路２２を材料投入口２９に臨ませる。そして、材料供給機構３０を用いて第２ホッパ２６内の成形材料を加熱筒１２内へ落下させることができる。
なお、上記実施例では、スライドブロック１９に２つのホッパを搭載し、２つの材料供給路を設けたものを例示したが、１つのホッパと１つの材料供給路をスライダ移動機構によりレール上を左右に移動するようにしても構わない。

図４は本発明に係る材料供給機構の断面図であり、先ず、第２の材料供給路２２は、第２ホッパ２６から落下する成形材料を受け入れる導入通路３２と、加熱筒１２へ成形材料を排出する排出通路３３と、導入通路３２の出口３４に繋がるとともに排出通路３３の入口３５に繋がっている中間通路３６とからなる。

材料供給機構３０は、導入通路３２の出口３４を塞ぐようにして中間通路３６に移動可能に収納されたピストン３７と、成形材料を収納するためにピストン３７の先端に切り欠き形成され且つ前端が開放されている溝部３８と、この溝部３８を導入通路３２の出口３４から臨む（見る）ことができるときのピストン３７の先端位置Ｐ１を後退限位置とし溝部３８が導入通路３２の出口３４から臨む（見る）ことができないときのピストン３７の先端位置Ｐ２を前進限位置とするようにピストン３７を往復させる駆動手段３９と、この駆動手段３９をピストン３７が、例えば１秒間で１０往復するように制御する制御部４１とからなる。

以上に述べた材料供給機構３０は、ピストン３７を往復させるため、ピストン式機構と呼ばれる。このピストン式機構はオンオフ制御に適しており、安価である。

４２は回数カウンタである。制御部４１は、往復回数が所定の回数に達したら、駆動手段３９を止める。駆動手段３９はエアシリンダが好適であるが、油圧シリンダや電動シリンダなど直線駆動が可能なアクチュエータであれば種類は任意である。

図５はピストンの斜視図であり、ピストン３７は円柱であって、先端に半円断面の溝部３８を備える。この溝部３８は上面及び前端が開放されている。好ましくは、溝部３８はピストン３７の先端３７ａに向かって溝の深さＤが増加するとともに、先端３７ａに向かって溝の幅Ｗが増加する、スプーン形状にする。

以上の構成からなる材料供給機構３０の作用を次に述べる。
図６は後退限位置にあるピストンを途中まで前進させるときの作用説明図であり、（ｂ）は後退限位置にピストンがあるときの断面図、（ａ）は（ｂ）の要部平面図、（ｄ）は途中にピストンがあるときの断面図、（ｃ）は（ｄ）の要部平面図である。

（ｂ）に示すとおりに、導入通路３２に溜まっている成形材料４４は、概ねピストン３７に載っている。ただし、（ａ）に示すように、溝部３８には成形材料４５（便宜上、符号を変えた。）が載っている。
ピストン３７を高速で図左へ移動させると、（ｄ）に示すようにピストン３７は前進する。この瞬間には、（ｃ）に示すように、溝部３８の基部に１個（又は数個）の成形材料４６（便宜上、符号を変えた。）が存在する。この成形材料４６の粒径が大きければ、導入通路３２に残り、粒径が小さければ、溝部３８に収納されたまま図左へ移動する。

溝部３８の有効性を明らかにするために、次図の比較例を説明する。
図７は溝無しピストンによる作用説明図であり、図６と同様に、（ｂ）は後退限位置にピストンがあるときの断面図、（ａ）は（ｂ）の要部平面図、（ｄ）は途中にピストンがあるときの断面図、（ｃ）は（ｄ）の要部平面図である。

後退限位置では（ａ）に示すように、ピストン１２０の先端に、半月状又は三日月状の隙間１２１が開く。すると、（ｂ）に示すように、成形材料１２２が直接的に中間通路１２３へ落下する。この落下した成形材料１２２のかなりの部分は中間通路１２３に留まらないで排出通路１２４に落下する。落下量が変動するため、切出し量が安定しない。

また、ピストン１２０を前進させた（ｃ）においては、ピストン１２０の先端と導入通路１２５の縁との間に多数個の成形材料１２６が介在する。これらの多数個の成形材料１２６が抵抗になるため、ピストン１２０を強く押す必要がある。
さらにまた、成形材料１２６の粒径が大きい場合には、ピストン１２０の先端と導入通路１２５の縁との間に隙間が形成されるため、その隙間から成形材料１２２が排出通路に落下する場合もあり、切出し量が安定しない一因となっている。

この点、図６（ａ）、（ｂ）ではスプーン形状の溝部３８に成形材料４５を載せるため成形材料４５が排出通路３３へ直接落下する心配はなく、落下したとしても微量であり、切出し量の精度に悪影響を及ぼさない。
また、図６（ｃ）に示すように、１個の成形材料４６がピストン３７の先端と導入通路の入口３４の縁との間に介在するだけであるから、ピストン３７の前進抵抗が増えることはない。

図６に続く作用を図８で説明する。
図８はピストンを前進限位置まで前進させるとき及び前進限位置から後退限位置まで後退させるときの作用説明図である。
（ａ）に示すように、前進限位置ではピストン３７は、胴部３７ｂで導入通路３２を塞ぐ。また、先端の溝部３８はスプーンのように成形材料４５を載せる。
次に、前進限位置位置のピストン３７を高速で後退させる。すると、（ｂ）に示すように、成形材料４５が溝部３８から離れ、排出通路３３を落下する。

ピストン３７を角度θだけ傾斜させて配置すると、切出しが円滑になり、特にピストン３７を高速で後退させたときに、溝部３８から成形材料４５が良好に離れる。角度θは１０°〜３０°の範囲が好適である。３０°を超えると、図８（ａ）の段階で、成形材料４４が落下する危険が増すので好ましくない。
しかし、切出し量の精度がそれ程要求されない場合、又はピストン３７の後退速度をより高速にした場合は、角度θを０、すなわち、ピストン３７を水平に配置してもよい。

以上に説明した図６及び図８に基づいてサイクル時間を説明する。
図９はサイクル時間の説明図であり、横軸は時間軸、縦軸はモード軸を表す。図中、Ｐ３までは、図８（ａ）に示すようにピストンが前進限位置にあり、成形材料の供給はあまり行われない。そして、Ｐ３で、図８（ｂ）に示すようにピストンが後退し、成形材料の供給が始まる。Ｐ４で、図６（ｂ）に示すようにピストンは後退限位置に達する。Ｐ４からは、図６（ｄ）に示すようにピストンは前進する。Ｐ５で、図８（ａ）に示すようにピストンは前進限位置に達する。以降、Ｐ５からＰ６の間は、ピストンは前進限位置にあり、成形材料の供給はあまり行われない。

Ｐ３からＰ５の間は、ごく短い時間（０．０５秒〜０．１秒）となり、ピストンが１往復することで、１回の切出しが行われる。そのため、Ｐ３からＰ５の間は、供給モードであり、そのための時間は供給時間となる。

一方、Ｐ５からＰ６の間は、切出しが行われない。そのため、Ｐ５からＰ６の間は、休止モードであり、そのための時間は休止時間となる。この休止時間は任意に定めることができる。
そして、１回の供給時間と１回の休止時間との合計が、サイクル時間Ｓｔとなる。

以上に説明したサイクル時間Ｓｔを用いて実施する射出成形機の材料供給方法を、図１０〜図１３に基づいて説明する。
図１０は望ましい計量時間を求めるためのフロー図であり、ステップ（以下、ＳＴと記す）０１で、射出成形機の形態を、図３（ａ）に設定する。そして、射出成形機に備えられている計量完了位置検出センサ（リミットスイッチなど）の位置を設定することで、計量完了位置を設定する（ＳＴ０２）。

これで、通常の射出成形のための準備が完了したので、通常の可塑化・計量工程を開始する（ＳＴ０３）。加熱筒内の先端に成形材料が溜まるとスクリューが後退する。このスクリューの位置（計量位置）が計量完了位置に到達したら（ＳＴ０４）、計量に要した時間（計量時間Ｔａｃｔ）を記録し（ＳＴ０５）、射出工程を実行する（ＳＴ０６）。

得られた成形品の質量Ｗａｃｔを計測する（ＳＴ０７）。また、ガス抜きなどを目的に計量時間の延長を達成する必要があるので、そのために１．２〜２．０の範囲のＫ値を人為的に設定し（ＳＴ０８）、このＫ値を、ＳＴ０５で記録したＴａｃｔに乗じることで、望ましい計量時間Ｔｉｄｌｅを定める（ＳＴ０９）。

望ましい計量時間Ｔｉｄｌｅ＝Ｋ・Ｔａｃｔの計算において、Ｔａｃｔは、ＳＴ０１〜ＳＴ０４の通常の射出操業で、一義的に得られる値である。したがって、望ましい計量時間Ｔｉｄｌｅは簡単に定まり、変動する心配はない。

図１１はサイクル時間を求めるためのフロー図であり、射出成形機を図３（ｂ）の形態に設定する（ＳＴ１１）。そして、材料供給機構を作動させて、複数回（例えばｍ＝１００）切出して、成型材料を秤へ落下させる（ＳＴ１２）。切出した成形材料の質量の合計Ｗｍを量る（ＳＴ１３）。Ｗｍをｍで割ることで、１回（１往復）当たりの切出し質量を求める（ＳＴ１４）。

図１０のＳＴ０７で得た成形品の質量Ｗａｃｔを、１回当たりの切出し質量で割れば、必要な切出し回数Ｎを求めることができる（ＳＴ１５）。

ところで、材料供給機構は、加熱筒へ成形材料を定量供給する供給モードと、成形材料の供給を休止する休止モードとを交互に繰り返すことで、成形材料を加熱筒へ間欠的に供給する作用を発揮する。
そして、図９で説明したように、供給モードを１回実施する供給時間に、休止モードを１回実施する休止時間を加えてなる時間を、サイクル時間Ｓｔとした。このサイクル時間ＳｔとＴｉｄｌｅとの関係は、ＳＴ１５の図右下に示した波形図に示すとおりである。

そこで、サイクル時間Ｓｔは、（Ｔｉｄｌｅ／Ｎ）の計算で求めることができる（ＳＴ１６）。Ｓｔは、整数である必要はない。
ＳＴ１４での１回当たりの切出し質量は、一義的に定まり、変動する心配はない。ＳＴ１５での必要な切出し回数Ｎも一義的に定まる。この結果、サイクル時間Ｓｔは一義的に定まり、変動する心配はない。

図１２は量産における操業のフロー図であり、射出成形機を図３（ｃ）の形態に設定する（ＳＴ２１）。そして、図１１のＳＴ１６で定めたサイクル時間Ｓｔを読込む。これで、量産操業の準備が整ったことになる。
材料供給機構を用いて、間欠的に供給しながら、可塑化・計量工程を実施する（ＳＴ２３）。スクリューが後退して、計量位置が計量完了位置に到達したら（ＳＴ２４）、このときの計量時間Ｔａｃｔ２を記録し（ＳＴ２５）、射出工程を実行し（ＳＴ２６）、成形品を取得する（ＳＴ２７）。

以上に説明した図１２から、次の発明が提供される。
可塑化・計量、射出を行う加熱筒へ、材料供給路を介して成形材料を供給する射出成形機の材料供給方法において、前記材料供給路に備えられている材料供給機構を用いて、前記加熱筒へ成形材料を定量供給する供給モードと、成形材料の供給を休止する休止モードとを交互に繰り返すことで、成形材料を加熱筒へ間欠的に供給することを特徴とする。

材料供給機構は、いわゆるオンオフ制御により成形材料を、成形材料を加熱筒へ間欠的に供給する。オンオフ制御は、連続制御に比較して格段に簡単であり、安価に構成することができる。この結果、材料供給機構の低コスト化が可能となり、射出成形機の設備コストを低減することができる。

また、以上に説明した図１０〜図１１に基づいて、次の発明が提供される。
供給モードを１回実施する供給時間に、休止モードを１回実施する休止時間を加えてなるサイクル時間は、次の手順で決定されることを特徴とする。
手順１：前記材料供給機構を用いないで、射出成形機により射出成形を実行し（図１０のＳＴ０６）、この実行に要した計量時間及び実行で得られた成形品の質量を計測する（ＳＴ０７）。
手順２：前記計量時間に１．０を超える値を乗じて、望ましい計量時間を定める（ＳＴ０９）。

手順３：前記材料供給機構を用いるが、この材料供給機構の出口は秤に臨ませる（図１１のＳＴ１０）。
手順４：間欠的な供給を実行し、材料供給機構で成形材料を切出し、１回当たりの切出し質量を求める（ＳＴ１４）。
手順５：手順１で計測した成形品の質量を、手順４で求めた１回当たりの切出し質量で割ることで、必要な切出し回数を求める（ＳＴ１５）。
手順６：手順２で定めた望ましい計量時間を、手順５で求めた切出し回数で割ることで、サイクル時間を定める（ＳＴ１６）。

手順３で、材料供給機構の出口に秤を望ませ、手順４で、材料供給機構から切出しされた成形材料を秤量する。材料供給機構の出口で秤量するため、材料供給機構内部に成形材料が残留するか否かに拘わらず、正確にサイクル時間を定めることができる。

サイクル時間は、信頼性が高く十分に実用に供することができる。
しかし、成形材料が大気中の湿度や温度を変化に敏感なものである場合は、サイクル時間を状況の変化に対応して微調整することが望まれる。

図１３はサイクル時間の微調整作業を説明するフロー図であり、図１２のＳＴ２５で記録したＴａｃｔ２を読込む（ＳＴ３１）。また、図１０のＳＴ０９で定めたＴｉｄｌｅを読込む（ＳＴ３２）。そして、Ｔａｃｔ２とＴｉｄｌｅとの差が、許容される時間差α以下であるか否かを調べる（ＳＴ３３）。Ｔａｃｔ２とＴｉｄｌｅとの差が、許容される時間差α以下であれば、サイクル時間Ｓｔは修正しない（ＳＴ３４）。

なお、許容される時間差αは、少なくともサイクル時間Ｓｔ以上にすることが望ましい。この許容される時間差αは、切出し量のバラツキの他に、先に設定した必要回数Ｎの端数の切捨処理に起因して必要となる。そのため、厳密には、必要供給量と材料供給量は相違し、時間の経過とともに、端数分だけ材料供給量が増減していく。材料供給量が必要供給量より多い場合には、加熱筒内には必要供給量よりも多くの材料が供給されているため、計量が円滑に行われ、Ｔａｃｔ２が短くなる。

逆に、材料供給量が必要供給量より少ない場合には、加熱筒内の材料が必要供給量に満たないため、必要供給量に達するまで計量が完了せず、Ｔａｃｔ２が長くなる。Ｔａｃｔ２が変化すると一時的ではあるが材料供給回数が減少又は増加する。材料供給回数が減少又は増加することにより必要供給量に対して材料供給量が補正され、以降のＴａｃｔ２はＴｉｄｌｅに近づくことになる。このため、許容される時間差αをサイクル時間Ｓｔ以上にすることにより、材料供給量を増減させることが可能となり、供給状態に応じて材料供給量を自動的に補正することができる。

Ｔａｃｔ２とＴｉｄｌｅとの差が、許容される時間差αを超えている場合は、Ｔａｃｔ２とＴｉｄｌｅとの大小関係を調べる（ＳＴ３５）。
Ｔａｃｔ２が小さければ、成形材料が予定より多めに供給されたことになる。これを是正するには、休止時間を延ばす必要があり、具体的にはサイクル時間をβだけ延ばす（ＳＴ３６）。
Ｔａｃｔ２が大きければ、成形材料が予定より少なめに供給されたことになる。これを是正するには、休止時間を縮める必要があり、具体的にはサイクル時間をβだけ短縮する（ＳＴ３７）。

図１４はスクリュー式の材料供給機構の原理図であり、スクリュー式の材料供給機構５０は、横置きシリンダ５１と、このシリンダ５１に回転自在に収納された切出しスクリュー５２と、この切出しスクリュー５２を回すモータ５３とで構成される。

切出しスクリュー５２を回すと、第２ホッパ２６内の成形材料４４がシリンダ５１内に導かれる。成形材料４４は切出しスクリュー５２の螺旋羽根５４の作用で図左へ移動され、第２の材料供給路２２から加熱筒１２内へ落下する。切出しスクリュー５２を止めると、成形材料４４の移動も止まる。移動量（切出し量）は、螺旋羽根５４のピッチと、切出しスクリュー５２の回転速度とから一義的に決まるため、定量切出しが行える。

スクリュー式の材料供給機構５０は、構造及び作動が単純であるため、広く採用されている。すなわち、スクリュー式機構は、入手が容易であって、安価である。

本発明は、加熱筒へ少なめの成形材料を供給する射出成形方法に好適である。

本発明に係る射出成形機の側面図である。図１の２−２線断面図である。図２の作動説明図である。本発明に係る材料供給機構の断面図である。ピストンの斜視図である。後退限位置にあるピストンを途中まで前進させるときの作用説明図である。溝無しピストンによる作用説明図である。ピストンを前進限位置まで前進させるとき及び前進限位置から後退限位置まで後退させるときの作用説明図である。サイクル時間の説明図である。望ましい計量時間を求めるためのフロー図である。サイクル時間を求めるためのフロー図である。量産における操業のフロー図である。サイクル時間の微調整作業を説明するフロー図である。スクリュー式の材料供給機構の原理図である。

符号の説明

１０…射出成形機、１２…加熱筒、２１…材料供給路（第１の材料供給路）、２２…材料供給路（第２の材料供給路）、２７…秤、３０…材料供給機構（ピストン式機構）、３７…ピストン、５０…スクリュー式材料供給機構、５２…切出しスクリュー。

Claims

可塑化・計量、射出を行う加熱筒へ、材料供給路を介して成形材料を供給する射出成形機の材料供給方法において、
前記材料供給路に備えられている材料供給機構を用いて、前記加熱筒へ成形材料を定量供給する供給モードと、成形材料の供給を休止する休止モードとを交互に繰り返すことで、成形材料を加熱筒へ間欠的に供給することを特徴とする射出成形機の材料供給方法。
前記供給モードを１回実施する供給時間に、前記休止モードを１回実施する休止時間を加えてなるサイクル時間は、次の手順で決定されることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の材料供給方法。
手順１：前記材料供給機構を用いないで、前記射出成形機により射出成形を実行し、この実行に要した計量時間及び実行で得られた成形品の質量を計測する。
手順２：前記計量時間に１．０を超える値を乗じて、望ましい計量時間を定める。
手順３：前記材料供給機構を用いるが、この材料供給機構の出口は秤に臨ませる。
手順４：間欠的な供給を実行し、材料供給機構で成形材料を切出し、１回当たりの切出し質量を求める。
手順５：手順１で計測した成形品の質量を、手順４で求めた１回当たりの切出し質量で割ることで、必要な切出し回数を求める。
手順６：手順２で定めた望ましい計量時間を、手順５で求めた切出し回数で割ることで、サイクル時間を定める。
前記手順６で定めたサイクル時間で、可塑化・計量工程を実施し、このときの計量時間を記録し、この記録した計量時間が前記望ましい計量時間より小さいときにはサイクル時間を長めのサイクル時間に修正し、記録した計量時間が望ましい計量時間より大きいときにはサイクル時間を短めのサイクル時間に修正することを特徴とする請求項２記載の射出成形機の材料供給方法。
前記材料供給機構には、ピストンが後退したときに供給モードが得られ、前記ピストンが前進したときに休止モードが得られるピストン式機構を採用したことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の射出成形機の材料供給方法。
前記材料供給機構には、切出しスクリューが回転したときに供給モードが得られ、前記切出しスクリューが停止したときに休止モードが得られるスクリュー式機構を採用したことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の射出成形機の材料供給方法。