JP2009028998A - 成形機の材料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、フィードシリンダ内に滞留した樹脂を容易に且つ迅速に排出することのできる材料供給装置を提供することを課題とする。
【解決手段】成形機の材料供給装置において、フィードシリンダ１６Ａは、成形材料を送るフィードスクリュ１６Ａを内部に有し、成形材料が供給される供給口１６Ａｂと供給された成形材料を送出する送出口１７とを有する。フィードシリンダ１６Ａ内の成形材料を排出するための排出孔１６Ａｃが、フィードシリンダ１６Ａの送出口１７と供給口１６Ａｂとの間に設けられる。排出孔１６Ａｃを塞ぐための蓋部材５２が設けられる。
【選択図】図２

Description

本発明は材料供給装置に係り、より詳細には、射出成形機の加熱シリンダに粒状の樹脂等の成形材料を供給するための材料供給装置に関する。

射出成形機の加熱シリンダには、粒状の成形材料（樹脂ペレット等）を供給するためのホッパが設けられる。ホッパに蓄積された樹脂ペレットは、加熱シリンダ内のスクリュに形成されたフライトにより画成される空間に供給され、スクリュの回転により加熱シリンダの前方に送られる。

通常、ホッパに蓄積された樹脂ペレットは、加熱シリンダに形成された材料供給孔を介して加熱シリンダ内に供給される。材料供給孔は垂直方向に延在し、ホッパの出口から加熱シリンダ内のスクリュまで連通する。ホッパ内に供給された樹脂ペレットは重力により材料供給孔に充填され、スクリュのフライトにより画成される空間に充填される。したがって、通常、ホッパからスクリュのフライトにより画成される空間までの間には、重力により樹脂ペレットが密に充填された状態となる。

上述のような樹脂ペレット供給方法によると、加熱シリンダ内に供給される樹脂ペレットの量は、スクリュのフライトにより画成される空間に重力により充填される量に決定され、樹脂ペレットの供給量を調節することはできない。

そこで、加熱シリンダ内に供給する樹脂ペレットの供給量を制御することのできる材料供給装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この材料供給装置では、ホッパ内の樹脂ペレットを、一旦フィードシリンダに供給し、フィードシリンダ内で回転するフィードスクリュにより樹脂を一定の速度で一定量連続的に移動させ、フィードシリンダの先端から加熱シリンダの材料供給孔に供給する。加熱シリンダの材料供給孔には樹脂ペレットが密に充填されることはない。すなわち、フィードシリンダから供給された樹脂ペレットは材料供給孔内で滞留することなく、そのまま加熱シリンダ内に落下し、加熱シリンダ内のスクリュにより直ちに加熱シリンダの前方に送られる。
特開２００３−３００２１１号公報

上述の特許文献１に開示されているような材料供給装置において、供給する樹脂の種類を変更する場合やメンテナンス作業を行う場合、フィードシリンダ内の樹脂ペレットを排出する必要がある。通常、フィードシリンダ内に残った樹脂ペレットを排出するには、フィードスクリュを回転させて樹脂ペレットを送出口から排出することとなる。この場合、送出口から出た樹脂ペレットは射出成形機の加熱シリンダに入るように構成されているため、加熱シリンダを作動させて排出されたペレットを加熱シリンダから排出しなければならない。

また、フィードシリンダ内の樹脂を排出するために、フィードシリンダからフィードスクリュを抜き取ることも考えられる。ここで、通常、フィードシリンダの後側には、フィードスクリュを回転させるための駆動機構が設けられている。駆動機構の駆動源として、例えば比較的重量がある電動モータが用いられる。したがって、フィードシリンダからフィードスクリュを抜き取る前に、比較的重量のある駆動機構をフィードシリンダから取り外す作業を行わなければならない。

本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、フィードシリンダ内に滞留した樹脂を容易に且つ迅速に排出することのできる成形機の材料供給装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明によれば、成形機の材料供給装置であって、樹脂を送るフィードスクリュを内部に有し、成形材料が供給される供給口と供給された成形材料を送出する送出口とを有するフィードシリンダと、前記フィードシリンダの前記送出口と前記供給口との間に設けられ、前記フィードシリンダ内の成形材料を排出するための排出孔と、該排出孔を塞ぐための蓋部材とを有することを特徴とする成形機の材料供給装置が提供される。

上述の成形機の材料供給装置において、前記フィードスクリュを逆転させて前記フィードシリンダ内の成形材料を後方へ戻すこととしてもよい。また、前記フィードシリンダの前記供給口の手前で成形材料を遮断する遮断機構をさらに有することが好ましい。また、前記排出孔は前記フィードスクリュの前記送出口の近傍に設けられることとしてもよい。あるいは、前記排出孔は前記フィードスクリュの前記供給口の下方に設けられることとしてもよい。さらに、前記排出孔は、前記フィードスクリュの前記送出口の近傍及び前記フィードスクリュの前記供給口の下方に設けられることとしてもよい。また、前記フィードシリンダは前記送出口を上側にして傾斜していることとしてもよい。

本発明によれば、フィードシリンダに設けられた排出孔の蓋部材を開くことで、フィードシリンダ内に滞留した成形材料を排出孔から外部に排出することができる。したがって、成形材料を変更する際の作業やメンテナンス作業を容易に、且つ迅速に行うことができる。

まず、本発明が適用可能な射出成形機の材料供給装置について、図１を参照しながら説明する。図１は本発明が適用可能な材料供給装置としての樹脂供給装置が取り付けられた射出装置の断面図である。

図１において、樹脂供給装置１０は、射出装置１００の加熱シリンダ１０２に樹脂ペレットを供給するために、射出装置１００に取り付けられる。

射出成形機は、金型装置（図示せず）、型締装置（図示せず）及び上述の射出装置１００を有する。金型装置は、固定金型及び可動金型を備える。型締装置は、固定金型が取り付けられた固定プラテン、及び可動金型が取り付けられた可動プラテンを備え、型締用シリンダが可動プラテンを進退させることによって金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。

射出装置１００は、加熱シリンダ１０２、加熱シリンダ１0２の前端に取り付けられた射出ノズル１０４、加熱シリンダ１０２内において、回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリュ１０６、加熱シリンダ１０２の外周に取り付けられたヒータｈ１〜ｈ３、加熱シリンダ１０２の後方に配設された図示されない駆動装置１０８を備える。

スクリュ１０６は、棒状の本体部分の外周面から突出するように形成された螺旋状のフライト１１０を備え、フライト１１０に沿って螺旋状の溝１１２が形成される。スクリュ１０６の前端には、圧力部材１１４が取り付けられ、その前側に逆流防止装置１１６が取り付けられる。

駆動装置１０８は、計量用の駆動部としての計量用モータ、及び射出用の駆動部
としての射出用モータを備える。

加熱シリンダ１０２の後端の近傍の所定の位置には、材料供給孔としての樹脂供給孔１０２ａが形成される。樹脂供給孔１０２ａは、スクリュ１０６が加熱シリンダ１０２内における前進限位置にある状態において、溝１１２の後端部と対向する箇所に形成される。そして、樹脂供給孔１０２ａが形成された部分に、樹脂供給装置１０が取り付けられる。

樹脂供給装置１０は、成形材料である樹脂ペレットを収容する収容部としてのホッパ１２を有する。ホッパ１２に収容された樹脂ペレットは、投入部１４を介して樹脂供給孔１０２ａに送られ、樹脂供給孔１０２ａから加熱シリンダ１０２内に供給される。

投入部１４は、水平方向から所定角度傾斜して配置されたフィードシリンダ１６と、フィードシリンダ１６の前端から下方に延在すれ筒状の案内部１８とを有する。フィードシリンダ１６内には、フィードスクリュ２０が回転自在に設けられる。フィードシリンダ１６の後端部には、フィードスクリュ２０を回転させるための駆動機構としてフィードモータ２２が設けられる。フィードシリンダ１６の後端はホッパ１２に連結され、前端は案内部１８に固定される。

フィードモータ２２を駆動してフィードスクリュ２０を回転させると、ホッパ１２内の樹脂ペレットは、フィードシリンダ１６内に供給され、フィードスクリュ２０の外周面に形成された溝に沿って前進させられる。樹脂ペレットは、フィードスクリュ２０の前端から案内部１８内に送られ、案内部１８内を落下し、加熱シリンダ１０２内に供給される。このとき、各樹脂ペレットは、一列になって案内部１８内を落下し、樹脂供給孔１０２ａを介して加熱シリンダ１０２内に供給される。

加熱シリンダ１０２内に供給された樹脂ペレットは、溝１１２に沿って前進させられるとともに、ヒータｈ１〜ｈ３によって加熱され、溶融する。溶融した樹脂は、スクリュ１０６の前方に送られる。スクリュ１０６が加熱シリンダ１７内における後退限位置にある状態で、逆流防止装置１１６の前方に１ショット分の溶融した樹脂が蓄えられる。逆流防止装置１１６の前方に溶融した樹脂が蓄えられたら、射出用モータが駆動されて、スクリュ１０６が前進させられる。これにより、逆流防止装置１１６の前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズル１０４から射出され、金型装置のキャビティ空間に充填される。

なお、射出成形機を制御し、駆動装置１０８の射出用モータ及び計量用モータ、樹脂供給装置１０のフィードモータ２２等を駆動したり、ヒータｈ１〜ｈ３に通電したりするために、制御部２００が設けられる。制御部２００は、演算装置としてのＣＰＵ、記録装置としてのメモリ等を備えるほかに、表示部、操作部等を備え、所定のプログラム、データ等に従って各種の演算を行い、コンピュータとして機能する。

次に、本発明の第１実施例による材料供給装置としての樹脂供給装置について、図２を参照しながら説明する。図２は本発明の第１実施例による樹脂供給装置の断面図である。図２において、図１に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。

本発明の第１実施例による樹脂供給装置は、フィードシリンダ１６Ａと、フィードシリンダ１６Ａの先端が接続された案内部１８Ａと、フィードシリンダ１６Ａの後端に取り付けられたホッパ１２とを有する。本実施例では、フィードシリンダ１６Ａと案内部１８Ａとが一体となっているが、別個の部品として製作した後、これらを互いに接続することとしてもよい。

フィードシリンダ１６Ａの内部には、フィードスクリュ２０Ａが回転可能に設けられる。フィードシリンダ１６Ａの後端部には、フィードスクリュ２０Ａを駆動するフィードスクリュ駆動機構として、フィードモータ３０が取り付けられる。フィードモータ３０は、図１に示すフィードモータ２２と同様に、フィードスクリュ２０Ａを駆動するために設けられる。フィードモータ３０の回転部であるモータ軸３２は、フィードスクリュ２０Ａと一体に成形される。

ここで、フィードモータ３０の構造について説明する。フィードモータ３０は、固定部としてのステータ３４と、回転部としてのロータ３６とを有する。ステータ３４には電磁石が形成され、ロータ３６には永久磁石が固定されている。ロータ３６は中心に貫通孔を有する中空構造となっており、この貫通孔にモータ軸３２が挿入されている。

フィードモータ３０の後部には、ロータ３６の回転速度を検出するためのロータリエンコーダ３８が取り付けられている。ロータリエンコーダ３８は、スケールが形成された回転子４０と、スケールを読み取る読取り部４２とを有する。回転子４０は、ねじ止めによりロータ３６に固定され、ロータ３６とともに回転する。読取り部４２はステータ３４を支持する後側モータプレート４４に固定される。

ロータリエンコーダ３８の回転子４０は、ロータ３６と同様の貫通孔を有する中空構造を有しており、ロータ３６の貫通孔と回転子４０の貫通孔にモータ軸３２が挿入される。モータ軸３２は回転子４０にねじ止めにより固定される。したがって、モータ軸３２と、回転子４０とロータ３６とは、互いに固定されて一体となり回転部を形成する。ロータ３６が回転することでモータ軸３２も回転する。本実施例では、モータ軸３２の前側の部分がフィードスクリュ２０Ａとして形成されており、モータ軸３２が回転することでフィードスクリュ２０Ａが回転する。

なお、回転子４０はロータ３６に対して嵌合した状態で、回転子４０の回転軸がロータ３６の回転軸に一致するように構成されている。また、回転軸３２は回転子４０に対して嵌合した状態で、回転軸３２の回転軸がロータ３６の回転軸に一致するように構成されている。したがって、ロータ３６に回転子４０を取り付けて固定し、さらにモータ軸３２を回転子４０に取り付けて固定することで、ロータ３６の回転軸、すなわちモータ３０の回転軸に対してモータ軸３２の回転軸を一致させることができる。

ロータ３６は、前側と後側においてベアリングを介して、ステータ３４を支持する前側モータプレート４６と後側モータプレート４４に、回転可能に取り付けられている。前側モータプレート４６は、フランジプレート４８に固定されている。フランジプレート４８は中央に貫通孔を有し、この貫通孔内にモータ軸３２が挿入され、フィードスクリュ２０Ａがフィードモータ３０の前方に突出した状態となる。

フランジプレート４８をフィードスクリュ１６Ａのフランジ部１６Ａａにボルト等で固定することで、フィードモータ３０はフィードシリンダ１６Ａに固定される。フランジプレート４８とフランジ部１６Ａａには嵌合部が設けられており、フランジプレート４８をフランジ部１６Ａａに取り付けると、フィードモータ３０の回転軸（すなわち、フィードスクリュ２０Ａの回転軸）とフィードシリンダ１６Ａの中心軸が一致するようになっている。なお、モータ軸３２とフランジプレート４８との間には、オイルシール等のシール部材４８ａが設けられ、フィードシリンダ１６Ａから樹脂ペレットの粉末がフィードモータ３０の内部に入らないようにシールされている。

図２において、ホッパ１２に収容された樹脂ペレットは、供給口１６Ａｂを通ってフィードシリンダ１６Ａ内に供給される。フィードシリンダ１６Ａ内に供給された樹脂は、フィードスクリュ１６Ａの回転に伴って移動し、フィードシリンダ１６Ａの先端の送出口１７から案内部１８Ａの内部に供給される。案内部１８Ａは加熱シリンダ１０２の材料供給孔１０２ａに通じており、案内部１８Ａ内を落下してきた樹脂ペレットは材料供給孔１０２ａを通じて加熱シリンダ１０２に供給される
本実施例では、ホッパ１２からフィードシリンダ１６Ａへの樹脂ペレットの供給を遮断するための遮断機構として、仕切弁５０がホッパ１２とフィードシリンダ１６Ａの供給孔１６Ａｂとの間に設けられる。仕切弁５０の取手５０ａを引くことで、ホッパ１２とフィードシリンダ１６Ａの供給孔１６Ａｂとの間の樹脂通路が開き、ホッパ１２内の樹脂ペレットをフィードシリンダ１６Ａに供給することができる。仕切弁５０の取手５０ａを押すことで、ホッパ１２とフィードシリンダ１６Ａの供給孔１６Ａｂとの間の樹脂通路が閉じられ（図２に示す様態）、ホッパ１２からフィードシリンダ１６Ａへの樹脂ペレットの供給が遮断される。

また、本実施例では、フィードシリンダ１６Ａの供給孔１６Ａｂの下方に排出孔１６Ａｃが設けられる。排出孔１６Ａｃは、フィードシリンダ１６Ａの壁部を貫通して形成され、フィードシリンダ１６Ａ内の樹脂ペレットを排出可能な大きさの貫通孔である。また、排出孔１６Ａｃを開閉するための蓋部材５２が排出孔１６Ａｃを覆うようにフィードシリンダ１６Ａに取り付けられる。蓋部材５２は、例えばねじ止めによりフィードシリンダ１６Ａに取り外し可能に取り付けられる。

また、本実施例では、フィードスクリュ駆動機構であるフィードモータ３０を正逆両回転可能なモータとしている。

なお、フィードスクリュ２０Ａが供給口１６Ａｂの下方よりもさらに後方まで延在している場合は、排出孔１６Ａｃはフィードスクリュの端部の真下、あるいはフィードシリンダ１６Ａの最下端部付近に設けることが好ましい。

上述のような構成の樹脂供給装置において、例えばホッパ１２内の樹脂ペレットを異なる樹脂ペレットに変える場合を考える。この場合、まず、仕切弁５０を閉じてから、蓋部材５２を移動して排出孔１６Ａｃを開く。これにより、排出孔１６Ａｃ近傍にあった樹脂ペレットが排出孔１６Ａｃを介してフィードシリンダ１６Ａ外に排出される。

そして、フィードモータ３０を逆転させることにより、排出孔１６Ａｃより送出口１７側に滞留している樹脂ペレットは排出孔１６Ａｃの方に移動され、排出孔１６Ａｃを介してフィードシリンダ１６Ａ外に排出される。

フィードシリンダ１６Ａ内に滞留していた樹脂ペレットが排出されたらフィードモータ３０の逆転を停止し、蓋部材５２により排出孔１６Ａｃを覆うことで排出孔１６Ａｃを閉じる。そして、仕切弁５０を開いて、新たな樹脂ペレットをホッパ１２に供給することで、新たな樹脂ペレットがフィードシリンダ１６Ａに供給される。

以上のように、本実施例によれば、仕切弁５０を閉じて蓋部材５２を開き、フィードモータ３０を逆転させるだけで、フィードシリンダ１６Ａ内に滞留している樹脂ペレットをフィードシリンダ１６Ａ外に排出することができる。したがって、フィードシリンダ１６Ａ内に滞留している樹脂ペレットは、送出口１７から送出されて加熱シリンダ１０２に供給されることはない。本実施例によれば、フィードシリンダ１６Ａ内に滞留している樹脂ペレットを容易に且つ迅速にフィードシリンダ１６Ａ外に排出することができる。また、排出孔１６Ａｃはフィードシリンダ１６Ａの最下部に設けられる排出孔であり、樹脂が排出され難い部分に設けられるので、フィードシリンダ１６Ａ内の樹脂ペレットや樹脂粉を完全に排出することができる。

次に、本発明の第２実施例による材料供給装置としての樹脂供給装置について、図３を参照しながら説明する。図３は本発明の第２実施例による樹脂供給装置の断面図である。図３において、図２に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。

本実施例では、図２に示す排出孔１６Ａｃの代わりに、排出孔１６Ａｄがフィードシリンダ１６Ａの送出口１７の近傍に設けられる。排出孔１６Ａｄは、フィードシリンダ１６Ａの壁部を貫通して形成され、フィードシリンダ１６Ａ内の樹脂ペレットを排出可能な大きさの貫通孔である。また、排出孔１６Ａｄを開閉するための蓋部材５４が排出孔１６Ａｄを覆うようにフィードシリンダ１６Ａに取り付けられる。蓋部材５２は、例えばねじ止めによりフィードシリンダ１６Ａに取り外し可能に取り付けられる。排出孔１６Ａｄを設ける位置は、送出口１７に近いことが好ましい。

上述のような構成の樹脂供給装置において、例えばホッパ１２内の樹脂ペレットを異なる樹脂ペレットに変える場合を考える。この場合、まず、仕切弁５０を閉じてから、蓋部材５４を移動して排出孔１６Ａｄを開く。これにより、排出孔１６Ａｄ近傍にあった樹脂ペレットが排出孔１６Ａｄを介してフィードシリンダ１６Ａ外に排出される。

そして、フィードモータ３０を正転させることにより、供給口１６Ａｂと送出口１７の間に滞留している樹脂ペレットは排出孔１６Ａｄに向けて移動され、排出孔１６Ａｄを介してフィードシリンダ１６Ａ外に排出される。

フィードシリンダ１６Ａ内に滞留していた樹脂ペレットが排出されたらフィードモータ３０の正転を停止し、蓋部材５４により排出孔１６Ａｄを覆うことで排出孔１６Ａｄを閉じる。そして、仕切弁５０を開いて、新たな樹脂ペレットをホッパ１２に供給することで、新たな樹脂ペレットがフィードシリンダ１６Ａに供給される。

以上のように、本実施例によれば、仕切弁５０を閉じて蓋部材５４を開き、フィードモータ３０を正転させるだけで、フィードシリンダ１６Ａ内に滞留している樹脂ペレットをフィードシリンダ１６Ａ外に排出することができる。したがって、フィードシリンダ１６Ａ内に滞留している樹脂ペレットは、送出口１７から送出されて加熱シリンダ１０２に供給されることはない。本実施例によれば、フィードシリンダ１６Ａ内に滞留している樹脂ペレットを容易に且つ迅速にフィードシリンダ１６Ａ外に排出することができる。

なお、本実施例では、送出口１７の近傍の排出孔１６Ａｄだけをフィードシリンダ１６Ａに設けたが、上述の第１実施例における排出孔１６Ａｃも同時に設けることとしてもよい。

本発明が適用可能な材料供給装置が取り付けられた射出装置の断面図である。 本発明の第１実施例による材料供給装置の断面図である。 本発明の第２実施例による材料供給装置の断面図である。

符号の説明

１０ 樹脂供給装置
１２ ホッパ
１４ 投入部
１６，１６Ａ フィードシリンダ
１６Ａａ フランジ部
１６Ａｂ 供給口
１６Ａｃ，１６Ａｄ 排出孔
１８ 案内部
２０，２０Ａ フィードスクリュ
２２，３０ フィードモータ
３２ モータ軸
３４ ステータ
３６ ロータ
３８ ロータリエンコーダ
４０ 回転子
４２ 読取り部
４４ 後側モータプレート
４６ 前側モータプレート
４８ フランジプレート
４８ａ シール部材
５０ 仕切弁
５０ａ 取手
５２，５４ 蓋部材
１００ 射出装置
１０２ 加熱シリンダ
１０２ａ 材料供給孔
１０４ 射出ノズル
１０６ スクリュ
１０８ 駆動装置
１１０ フライト
１１２ 溝
２００ 制御部

Claims (7)

1. 射出成形機の材料供給装置であって、
   成形材料を送るフィードスクリュを内部に有し、成形材料が供給される供給口と供給された成形材料を送出する送出口とを有するフィードシリンダと、
   前記フィードシリンダの前記送出口と前記供給口との間に設けられ、前記フィードシリンダ内の成形材料を排出するための排出孔と、
   該排出孔を塞ぐための蓋部材と
   を有することを特徴とする成形機の材料供給装置。
2. 請求項１記載の成形機の材料供給装置であって、
   前記フィードスクリュを逆転させて前記フィードシリンダ内の成形材料を後方へ戻すことを特徴とする成形機の材料供給装置。
3. 請求項１記載の成形機の材料供給装置であって、
   前記フィードシリンダの前記供給口の手前で成形材料を遮断する遮断機構をさらに有することを特徴とする成形機の材料供給装置。
4. 請求項１記載の成形機の材料供給装置であって、
   前記排出孔は前記フィードスクリュの前記送出口の近傍に設けられたことを特徴とする成形機の材料供給装置。
5. 請求項１記載の成形機の材料供給装置であって、
   前記排出孔は前記フィードスクリュの前記供給口の下方に設けられたことを特徴とする成形機の材料供給装置。
6. 請求項１記載の成形機の材料供給装置であって、
   前記排出孔は、前記フィードスクリュの前記送出口の近傍及び前記フィードスクリュの前記供給口の下方に設けられたことを特徴とする成形機の材料供給装置。
7. 請求項１記載の成形機の材料供給装置であって、
   前記フィードシリンダは前記送出口を上側にして傾斜していることを特徴とする成形機の材料供給装置。

Images