JP2016055485A - 成形材料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成形不良の発生を抑制し得る成形材料供給装置を提供する。
【解決手段】合成樹脂成形機５の加熱筒６に連通するように該加熱筒を減圧する真空発生源２８を設け、該加熱筒に成形材料を供給する成形材料供給装置１であって、前記真空発生源によって減圧される前記加熱筒内の圧力を検出する圧力検出部１４と、この圧力検出部が示す圧力が、前記真空発生源によって最も減圧される圧力から大気圧までの任意の圧力となるように調節可能とする圧力調節部３０と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、成形機の加熱筒に成形材料を供給する成形材料供給装置に関する。

従来より、射出成形機等の合成樹脂成形機の加熱筒に成形材料を供給する供給装置が知られている。このような合成樹脂成形機の加熱筒内においては、供給された成形材料の溶融（可塑化）に伴い、水蒸気や添加剤等の揮発等によってガスが発生する。このような水蒸気やガスが溶融した成形材料とともに金型のキャビティに充填されれば、成形品に銀条や空洞等の成形不良が発生する場合があった。
例えば、下記特許文献１や下記特許文献２には、加熱シリンダ（加熱筒）内を減圧し、加熱シリンダ（加熱筒）内において発生した水蒸気やガスを吸引して除去すべく吸引ブロア（真空ポンプ）を設けた装置が開示されている。

特許第４１４２９９５号公報 特許第４５５０８７７号公報

しかしながら、加熱筒に供給される成形材料には、流動性や離型性等を向上させるための種々の添加剤が配合されているが、上記のような装置では、このような添加剤がより揮発（蒸散）し易くなり、成形材料中における添加剤の配合割合が著しく低下することが考えられた。この結果、成形品が所期の特性を有したものにならないなどの成形不良が生じることが考えられる。

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、成形不良の発生を抑制し得る成形材料供給装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明に係る成形材料供給装置は、合成樹脂成形機の加熱筒に連通するように該加熱筒を減圧する真空発生源を設け、該加熱筒に成形材料を供給する成形材料供給装置であって、前記真空発生源によって減圧される前記加熱筒内の圧力を検出する圧力検出部と、この圧力検出部が示す圧力が、前記真空発生源によって最も減圧される圧力から大気圧までの任意の圧力となるように調節可能とする圧力調節部と、を備えていることを特徴とする。

本発明においては、前記真空発生源を、回転駆動部を有した真空ポンプとし、前記圧力調節部を、前記回転駆動部の回転数を変更する構成としてもよい。
また、本発明においては、前記任意の圧力の操作入力を可能とする操作部と、この操作部を介して入力された圧力となるように前記圧力調節部を制御する制御部と、を備えたものとしてもよい。
また、本発明においては、前記加熱筒に供給する成形材料の供給量を調節する供給量調節部を備えたものとし、該加熱筒に成形材料を充満させた状態よりも空隙率が大きくなるように供給可能としてもよい。
また、本発明においては、前記加熱筒の材料投入口に連通するように接続される成形材料の供給管内に向けて気体を導入する気体導入口を設けてもよい。
また、本発明においては、前記気体導入口を、噴出方向が前記加熱筒の材料投入口側に向くように設けてもよい。

本発明に係る成形材料供給装置は、上述のような構成としたことで、成形不良の発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る成形材料供給装置の一例を模式的に示す概略システム構成図である。 同成形材料供給装置において実行される基本動作の一例を模式的に示す概略タイムチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は、本実施形態に係る成形材料供給装置の一例を模式的に示す図である。
なお、図１では、気体等が通過する経路となる管路（配管）の一部を、実線にて模式的に示している。
また、図２における概略タイムチャートでは、ＯＮ／ＯＦＦや出力周波数の増減、回転数の増減等を模式的に示している。また、図２のグラフでは、横軸を時間軸、縦軸を圧力検出部１４の検出圧力（加熱筒圧力）とし、その推移を模式的に示している。

本実施形態に係る成形材料供給装置１は、図１に示すように、合成樹脂成形機５の加熱筒（シリンダー）６に成形材料を供給する構成とされ、合成樹脂成形機５とともに、成形システムを構成する。
ここに、上記成形材料は、合成樹脂成形品の原料となるもので、ナチュラル材（バージン材）や粉砕材、マスターバッチ材、各種添加剤等が挙げられる。また、上記成形材料としては、例えば、粉体・粒体状の樹脂ペレットや、繊維状の樹脂繊維片等でもよく、また、ガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維を含んだ構成としてもよい。

合成樹脂成形機５は、加熱筒６の基端側に、本実施形態に係る成形材料供給装置１からの成形材料が投入される材料投入口７を設けた構成とされている。また、加熱筒６内には、材料投入口７を介して投入された成形材料を、加熱筒６の先端側（ノズル側）へ移送するスクリュー８が設けられている。また、図示は省略しているが、加熱筒６の周囲には、バンドヒーター等の加熱部が設けられている。また、スクリュー８の基端側には、スクリュー８を回転させるモーターや、スクリュー８を前進させる油圧シリンダー等が設けられている。なお、合成樹脂成形機５としては、スクリュー式のものに限られず、プランジャー式とされたものとしてもよく、どのようなものでもよい。

このような合成樹脂成形機５においては、スクリュー８を作動させ、適宜の成形サイクル、つまり、計量、射出、保圧、冷却等が実行される。また、加熱筒６の先端部のノズルは、金型９の固定型と可動型とによって形成されるキャビティー等に連通され、加熱筒６で溶融（可塑化）された成形材料（溶融樹脂）がノズルから金型９のキャビティーに射出されて充填され、成形品が逐次、成形される。なお、合成樹脂成形機５としては、このような射出成形機に限られず、押出成形機や圧縮成形機等の他の成形機としてもよい。

本実施形態に係る成形材料供給装置１は、合成樹脂成形機５の加熱筒６に連通するように設けられ加熱筒６を減圧する真空発生源２８と、この真空発生源２８によって減圧される加熱筒６内の圧力を検出する圧力検出部１４と、この圧力検出部１４が示す圧力が、真空発生源２８によって最も減圧される圧力から大気圧までの任意の圧力となるように調節可能とする圧力調節部３０と、を備えている。
本実施形態では、成形材料供給装置１は、任意の圧力の操作入力を可能とする操作部としての表示操作部３４と、この表示操作部３４を介して入力された圧力となるように圧力調節部３０を制御する制御部３２と、を有した制御盤３１を備えている。

また、成形材料供給装置１は、加熱筒６の材料投入口７に連通するように接続される成形材料の供給管１１を末端に有した供給本体部１０を備えている。また、本実施形態では、この供給本体部１０の供給管１１に連通する成形材料の貯留部２３の減圧状態が維持されるように、この貯留部２３に成形材料を補給可能な構成としている。
また、本実施形態では、成形材料供給装置１を、加熱筒６に供給する成形材料の供給量を調節する供給量調節部を構成する供給部２０を備えた構成とし、加熱筒６に成形材料を充満させた状態よりも空隙率が大きくなるように供給可能としている。

供給管１１は、管路方向（軸方向）を上下方向に沿わせて配設される構成とされ、その下端の排出口が加熱筒６の材料投入口７に連通するように加熱筒６に接続される。
この供給管１１には、供給部２０からの成形材料が供給される供給部側管路１２と、真空発生源２８に連通する吸引側管路１３と、が分岐するように設けられている。図例では、上下に延びる供給管１１の上端側に吸引側管路１３を設け、これよりも下方側部位の側部から分岐させるように供給部側管路１２を供給管１１に設けた例を示している。また、供給部側管路１２を、供給管１１側に向かうに従い下るように傾斜する傾斜状に設けた例を示している。
また、図例では、吸引側管路１３に、加熱筒６内の圧力を検出する圧力センサーや圧力ゲージ等の圧力検出部１４を設けている。この圧力検出部１４は、後記する制御部３２に信号線等を介して接続されている。なお、圧力検出部１４は、図例のような箇所に設けた態様に限られず、加熱筒６に連通する管路に設けるようにすればよく、例えば、供給管１１等に設けるようにしてもよく、その他、種々の箇所に設けるようにしてもよい。

吸引側管路１３に接続された真空発生源２８は、本実施形態では、回転駆動部としての駆動モーター（電動機）２９を有した真空ポンプ２８とされている。この真空ポンプ２８の吸込側が吸引側管路１３に接続されている。
なお、真空ポンプ２８は、所望する圧力範囲に応じた到達真空度を得られるものを採用するようにしてもよく、また、複数の真空ポンプを多段的に設けた真空発生源としてもよい。
また、真空ポンプ２８の吸込側には、適宜、大気開放弁や、フィルター等が設けられている。

また、本実施形態では、供給管１１内に向けて気体を導入する気体導入口１８ａを設けている。また、本実施形態では、この気体導入口１８ａを、気体の噴出方向が加熱筒６の材料投入口７側に向くように設けている。
本実施形態では、供給管１１内において開口するように気体導入口１８ａを設けた気体導入管路１８を、供給管１１の下端部に接続するように設けている。図例では、気体導入管路１８を、供給部側管路１２の分岐部よりも下方側となる供給管１１の下端部に接続するように設けている。また、この気体導入管路１８を、気体導入口１８ａから噴出される気体の噴出方向が加熱筒６の材料投入口７側に向くように、供給管１１側に向かうに従い下るように傾斜する傾斜状に設けた例を示している。なお、気体導入口１８ａの噴出方向を加熱筒６の材料投入口７側に向ける態様としては、このような態様に限られない。例えば、気体導入口１８ａが材料投入口７側となる下向きに開口するように、気体導入管路１８を供給管１１に接続したような態様としてもよい。また、供給管１１を、供給部側管路１２及び吸引側管路１３に連通する内筒部と、この内筒部を内装するように気体導入管路１８に連通する外筒部と、を有した二重筒構造とし、内筒部の下端外周側に環状の気体導入口１８ａを設けたような態様等としてもよい。

また、本実施形態では、気体導入管路１８に、気体の導入量を調節可能とする流量調整弁１９を設けている。このような流量調整弁１９としては、後記する制御部３２によって流量調整の制御が可能とされた流量制御バルブ等としてもよいが、本実施形態では、手動操作によって流量の調整が可能とされた絞り弁（ニードルバルブ）としている。この流量調整弁１９によって調節されて供給管１１に導入される気体の流量は、真空発生源２８によって加熱筒６内が減圧状態となるように比較的に小流量としてもよく、加熱筒６内において発生するガスの濃度を低下させる観点等から適宜の流量としてもよい。
また、気体導入管路１８の始端には、気体源４が設けられている。このような気体源４としては、導入する気体を大気とする場合には、気体導入管路１８の始端を、フィルター等を介して大気開放させた態様としてもよい。または、例えば、気体源４を、圧縮空気源となるタンクや、さらには、窒素やアルゴンなどの不活性ガス源となるタンク等としてもよい。つまりは、導入する気体を、圧縮空気としたり、窒素やアルゴンなどの不活性ガスとしたりしてもよい。
なお、気体導入管路１８、供給部側管路１２及び吸引側管路１３は、供給管１１とは別体とされた管路部材を適宜の継手によって接続した構成とされたものとしてもよく、供給管１１に対して一体的に形成されたものとしてもよい。

供給部２０は、本実施形態では、成形材料を定量的に供給可能な構成とされ、図例では、駆動部としての駆動モーター２２によって回転されるローター２１を備えたロータリーフィーダーとしている。
この供給部２０のローター２１を収容するハウジングの受入口が、供給部２０の上方側に設けられた貯留部２３に連通するように接続されている。また、この供給部２０のローター２１を収容するハウジングの排出口に連通するように供給部側管路１２が設けられている。このような構成により、ローター２１を所定の回転数で回転させることで、貯留部２３に貯留された成形材料が供給部側管路１２を介して供給管１１に向けて定量的に供給される。また、このローター２１の回転数を変更することで、単位時間当たりにおける供給量の変更が可能とされている。

この供給部２０によって供給管１１に向けて単位時間当たりに供給される成形材料の供給量は、加熱筒６内に成形材料が充満状態にならないよう、つまり、いわゆる飢餓状態になるような供給量としてもよい。つまりは、合成樹脂成形機５においては、スクリュー８を作動させることで、材料投入口７を介して投入された成形材料が加熱筒６の先端側に向けて移送され、計量工程が実行されるが、この計量工程実行後に、加熱筒６全体に成形材料が充満された状態とならないような供給量としてもよい。このような供給量としては、例えば、成形材料を加熱筒６に充満させた状態における充填率を１とすれば、０．１〜０．９程度の充填率となるような供給量としてもよく、好ましくは、０．４〜０．８程度の充填率となるような供給量としてもよい。

なお、供給部２０の駆動部としての駆動モーター２２は、後記する制御部３２に信号線等を介して接続され、制御部３２によって作動制御がなされる。このような供給部２０の作動制御は、合成樹脂成形機５における計量工程に同期させるようにしてもよい。例えば、合成樹脂成形機５からの計量開始信号を受信すれば（または受信した後に所定の遅延時間が経過すれば）、合成樹脂成形機５からの計量完了信号を受信するまで（または受信した後に所定の遅延時間が経過するまで）、供給部２０を所定の回転数で作動させるような態様としてもよい。

また、供給部２０としては、図例のようなロータリーフィーダーに限られず、単位時間当たりにおける供給量の変更が可能とされたものであれば、種々の態様とされたものの採用が可能である。例えば、回転駆動されるスクリューを備えたスクリューフィーダーや、周面に材料を収容する凹部（マス部）を有した回転体を回転させることで切り出すマスフィーダー、上面に材料を収容する凹部（マス部）等を有した回転テーブルを回転させて排出口から切り出すテーブルフィーダー、テーブルを回転させスクレーパーでテーブル上の材料をかき出して切り出すミニテーブルフィーダー等を、供給部２０として採用するようにしてもよい。さらには、このような駆動モーター２２の回転数を変更することで単位時間当たりにおける供給量の変更が可能とされたものに限られず、振動フィーダーの振動やスライドダンパーの開度等を調整することで、単位時間当たりにおける供給量の変更が可能とされた供給部２０を採用するようにしてもよい。

貯留部２３は、下端の排出口が供給部２０の受入口に連通するように接続されており、図例では、ホッパー形状とされている。この貯留部２３の上端部には、補給される成形材料を受け入れる受入口が設けられている。また、この貯留部２３には、図示は省略しているが、材料要求信号を出力する材料検出部が設けられている。このような材料検出部としては、当該貯留部２３に貯留された成形材料が所定の材料要求レベルに低下したことを検出可能なものとしてもよく、例えば、静電容量式等の非接触式センサーや、リミットスイッチ等を有した接触式センサー等としてもよい。
また、図例では、この貯留部２３の上端部と上記した吸引側管路１３とを連通させるように、上端側吸引管路１５を設けている。このような上端側吸引管路１５を設けた構成とすることで、後記するように当該貯留部２３に成形材料を補給すべく上端部の受入口が開放された際にも貯留部２３内における圧力差を抑制することができ、下方側の供給部２０に向けて成形材料をスムーズに流下させることができる。

また、本実施形態では、この貯留部２３の上段側に、予備減圧貯留部２５と、成形材料を捕集する捕集器２７と、を設けた構成としている。また、これら貯留部２３と予備減圧貯留部２５との間に下段側開閉機構２４を設け、予備減圧貯留部２５と捕集器２７との間に上段側開閉機構２６を設けた構成としている。
予備減圧貯留部２５は、貯留部２３と同様なホッパー形状とされており、その下端の排出口が下段側開閉機構２４を介して貯留部２３の受入口に接続されている。この下段側開閉機構２４を、開放させれば、予備減圧貯留部２５の排出口と貯留部２３の受入口とが連通される一方、閉鎖すれば、予備減圧貯留部２５と貯留部２３とが気密的に分離される構成とされている。このような下段側開閉機構２４としては、エアーシリンダ等の駆動部によってスライドされるスライド弁体を備えたスライドダンパー等を採用するようにしてもよく、その他、種々の開閉機構を採用するようにしてもよい。

また、この予備減圧貯留部２５の上端部には、補給される成形材料を受け入れる受入口が設けられている。
また、予備減圧貯留部２５の上端部と上記した吸引側管路１３とを連通させるように、予備吸引管路１６を設けている。また、この予備吸引管路１６には、当該予備吸引管路１６を開閉する予備減圧弁１７が設けられている。
捕集器２７は、上記した各貯留部２３，２５と概ね同様なホッパー形状とされており、その下端の排出口が、上記と同様な上段側開閉機構２６を介して予備減圧貯留部２５の受入口に接続されている。この捕集器２７には、材料元３からの成形材料を空気輸送する材料輸送管路が接続される材料管接続部と、吸引空気源２に接続される吸引管路が接続される吸引管接続部と、が設けられている。
なお、この捕集器２７は、成形材料に含まれる粉塵等を除去する機能や、複数種の材料を混合する機能を有したもの等としてもよい。

また、上記した上下の開閉機構２４，２６及び予備減圧弁１７は、後記する制御部３２に信号線等を介して接続され、制御部３２によって開閉制御がなされ、貯留部２３への成形材料の補給がなされる。
この貯留部２３への予備減圧貯留部２５からの成形材料の補給は、本実施形態では、真空発生源２８によって減圧される貯留部２３の減圧状態が維持されるように実行される。例えば、貯留部２３に成形材料を補給する際には、上下の開閉機構２４，２６を閉鎖させた状態で、予備減圧弁１７を開放させる。この予備減圧弁１７は、予備減圧貯留部２５が下段側の貯留部２３と概ね同程度の真空度となるように所定の時間が経過するまで開放させるようにしてもよい。これにより、予備減圧貯留部２５が減圧され、この状態で下段側開閉機構２４を開放させれば、貯留部２３や供給管１１、加熱筒６の減圧状態が破壊されることなく、予備減圧貯留部２５に貯留された成形材料が貯留部２３に投入される。この下段側開閉機構２４は、予備減圧貯留部２５に貯留された成形材料の全量が下段側の貯留部２３に投入されるよう適宜の開放時間が経過するまで開放させるようにしてもよい。なお、この貯留部２３への成形材料の補給は、上記した材料検出部からの材料要求信号に基づいてなされるものとしてもよい。

また、予備減圧貯留部２５に捕集器２７からの成形材料を供給する際には、予備減圧弁１７及び下段側開閉機構２４を閉鎖させた状態で、上段側開閉機構２６を開放させれば、捕集器２７に貯留された成形材料が予備減圧貯留部２５に投入される。これにより、下段側の貯留部２３や供給管１１、加熱筒６の減圧状態を破壊することなく、予備減圧貯留部２５に成形材料を供給することができる。なお、上段側開閉機構２６は、上記と概ね同様、捕集器２７に貯留された成形材料の全量がその下段側の予備減圧貯留部２５に投入されるよう適宜の開放時間が経過するまで開放させるようにしてもよい。
なお、この予備減圧貯留部２５への成形材料の供給は、予備減圧貯留部２５の成形材料を下段側の貯留部２３に供給した後に供給するようにしてもよく、または、下段側の貯留部２３の材料検出部からの材料要求信号に基づいてなされるものとしてもよい。つまりは、下段側の貯留部２３から材料要求があるまで予備減圧貯留部２５に成形材料を待機させておく態様としてもよく、または、下段側の貯留部２３からの材料要求に基づいて、予備減圧貯留部２５及び貯留部２３に順に成形材料を供給するような態様としてもよい。

また、捕集器２７への材料元３からの成形材料の輸送は、所定量の成形材料が捕集器２７に輸送されるように、吸引空気源２を所定の輸送時間が経過するまで作動させて輸送するようにしてもよい。この捕集器２７への成形材料の輸送は、捕集器２７の成形材料を下段側の予備減圧貯留部２５に供給した後に開始させるようにしてもよく、または、下段側の予備減圧貯留部２５の成形材料を貯留部２３に補給した後に開始させるようにしてもよい。
なお、上記した各貯留部２３，２５及び捕集器２７への成形材料の投入（輸送）タイミングや、予備減圧貯留部２５及び捕集器２７からの成形材料の排出タイミングは、一例に過ぎず、種々の変形が可能である。例えば、予備減圧貯留部２５や捕集器２７にも上記同様な材料検出部を設け、これに基づいて成形材料の供給や輸送がなされるものとしてもよい。

また、本実施形態では、貯留部２３の減圧状態が維持されるよう上下に二段の開閉機構２４，２６を設けた構成としているが、このような態様に限られない。例えば、所定量（例えば、１ロット）の成形品の成形が可能なような貯留量とされた比較的に大型の貯留部２３を採用するようにしてもよい。このような構成とすれば、貯留部２３への成形材料の補給による減圧状態の低下（真空破壊）が生じないため、上記した予備減圧貯留部２５や上段側開閉機構２６を設けないようにしてもよい。さらには、捕集器２７や下段側の開閉機構２４をも設けないようにしてもよい。この場合は、貯留部２３の材料投入口を気密的に封止する適宜の蓋体等を設けた構成等としてもよい。つまりは、供給管１１（供給部２０）の上方側に、供給管１１（供給部２０）に向けて成形材料を供給可能な構成とされ、かつ外部とは気密的に遮断される一方、供給管１１に連通して減圧状態とされる貯留部２３を設けた構成としてもよい。

制御部３２は、例えば、ＣＰＵ等からなり、計時手段や演算処理部等を有し、上記した各部を予め設定された所定のプログラムに従って制御する。この制御部３２は、適所に設けられる制御盤３１に内蔵されている。
制御盤３１には、制御部３２に信号線等を介してそれぞれに接続された表示操作部３４及び記憶部３３と、制御部３２に信号線等を介して接続され、上記した真空ポンプ２８の駆動モーター２９の回転数を変更するための圧力調節部を構成するインバーター３０と、が設けられている。なお、インバーター３０は、制御盤３１に内蔵されたものとしてもよく、制御盤３１とは別体的に設置されるものとしてもよい。

表示操作部３４は、ユーザーによる任意の圧力の操作入力が可能とされ、また、各種設定操作や、事前設定入力項目などが設定、入力されたり、各種設定条件や、各種運転モードなどを表示したりする構成とされている。
記憶部３３は、各種メモリ等から構成されており、表示操作部３４の操作により設定、入力された圧力等の設定条件や入力値、後記するような基本動作等を実行するための制御プログラムなどの各種プログラム、予め設定された各種動作条件や各種データテーブル等が格納される。
インバーター３０は、例えば、商用駆動電源から入力される交流をコンバータ回路で直流に変換し、インバーター回路で所定の出力周波数及び所定の出力電圧の交流に変換する、ＶＶＶＦ（可変電圧・可変周波数）型のものとしてもよい。このインバーター３０の出力周波数を、以下のように、所定のプログラムに従って、制御部３２によって変更制御することで、真空ポンプ２８の駆動モーター２９の回転数の変更がなされる。

また、このように真空ポンプ２８の駆動モーター２９の回転数を変更することで、加熱筒６内の圧力が、表示操作部３４を介して入力された任意の圧力となるように制御される。この真空ポンプ２８の駆動モーター２９の回転数を最大（最大出力）のままにすれば、加熱筒６内が最も減圧された状態となり、この真空ポンプ２８の駆動モーター２９の回転数を最小にすれば（つまりは真空ポンプ２８を停止させれば）、加熱筒６内が略大気圧となる。
また、本実施形態では、図２に示すように、加熱筒６内の圧力を検出する圧力検出部１４の検出値に基づいて、この検出値が表示操作部３４を介して入力された任意の圧力（目標圧力）になるように、駆動モーター２９の回転数（インバーター３０の出力周波数）を、変更制御する構成としている。つまり、圧力検出部１４の検出値が目標圧力よりも低ければ（高真空であれば）、インバーター３０の出力周波数を下げる一方、圧力検出部１４の検出値が目標圧力よりも高ければ（低真空であれば）、インバーター３０の出力周波数を上げるような制御がなされる。このようなインバーター３０の出力周波数の増減は、予め設定された所定周波数毎（例えば、０．１Ｈｚ毎等）に段階的になされるものとしてもよい。このような態様に代えて、または加えて、目標圧力に応じた回転数となるようにインバーター３０の出力周波数を変更するようにしてもよい。例えば、加熱筒６内の圧力と駆動モーター２９の回転数（またはインバーター３０の出力周波数）とを対応させたデータを予め格納させておき、このデータに基づいてインバーター３０の出力周波数を変更するようにしてもよい。

また、このような目標圧力は、実験的乃至は経験的に定められるものとしてもよい。例えば、合成樹脂成形機５を連続運転させる前に、１回または複数回の試し打ち（成形テスト）毎に加熱筒６内の圧力を異ならせて試し打ちを成形品が良品になるまで繰り返し行い、この成形品が良品になった圧力を、目標圧力として設定し、合成樹脂成形機５を連続運転させるようにしてもよい。成形品が良品であるか否かの判別は、目視等によって判別するようにしてもよく、または、適宜の試験機等を用い、例えば、成形品に含まれる添加剤の配合割合等が所定範囲内にあるか否かを判別するような態様等としてもよい。
または、上記目標圧力は、成形材料に含まれる添加剤等の揮発を抑制可能な圧力となるように、成形材料に含まれる添加剤等の種類や配合割合等に応じて設定されるものとしてもよい。

本実施形態では、図２に示すように、加熱筒６内の圧力が概ね所定の変動幅内に納まるように、目標圧力値に、所定の値を加減（プラスマイナス）した上下の閾値（制御巾）を設定している。つまり、図２に示すように、圧力検出部１４の検出値が、大気圧側からこの上下の閾値の範囲内に入れば、インバーター３０の出力周波数を、第１の所定値（例えば、０．１Ｈｚ）下げ、さらに、圧力検出部１４の検出値が、上下の閾値の範囲よりも低下すれば、インバーター３０の出力周波数を、第２の所定値下げる制御がなされる。また、圧力検出部１４の検出値が、上下の閾値の範囲よりも上昇すれば、インバーター３０の出力周波数を、第３の所定値上げる制御がなされる。なお、上記第１の所定値、上記第２の所定値及び第３の所定値は、同一の値でもよく、異なる値（例えば、第２の所定値を０．２Ｈｚ、第３の所定値を０．３Ｈｚとするなど）でもよい。

また、本実施形態では、真空ポンプ２８の起動による急激な圧力降下を抑制するためや、外乱等によって生じた圧力上昇を、迅速に目標圧力（上記上下の閾値の範囲内）に近づけるべく、目標圧力よりも大気圧側となる所定の上限圧力値を設定し、この上限圧力値に基づくインバーター３０の出力周波数の増減度合を、上記した目標圧力に基づくインバーター３０の出力周波数の増減度合よりも大きくしている。つまり、図２に示すように、圧力検出部１４の検出値が、大気圧側からこの上限圧力値を下回れば、インバーター３０の出力周波数を、第４の所定値（例えば、０．５Ｈｚ）下げる制御がなされる。一方、外乱等によって目標圧力を上回り、さらにこの上限圧力値を上回れば、インバーター３０の出力周波数を、第５の所定値上げる、または最大周波数に変更する制御がなされる。なお、上記第４の所定値及び第５の所定値は、同一の値でもよく、異なる値（例えば、第５の所定値を１．０Ｈｚとするなど）でもよい。

上記のような構成とすれば、図２に示すように、当該成形材料供給装置１が起動され、真空ポンプ２８の駆動モーター２９の起動がなされた当初は、最大出力（最大（初期）周波数）の回転数で作動がなされる。そして、圧力検出部１４の検出値が、大気圧側から上記上限圧力値を下回れば、駆動モーター２９の回転数が、インバーター３０の出力周波数（最大（初期）周波数）を上記第４の所定値下げた出力周波数に応じた回転数に下げられ、圧力の降下速度が緩やかになる。また、圧力検出部１４の検出値が、目標圧力となるように、インバーター３０の出力周波数の増減がなされることで、駆動モーター２９の回転数が増減され、概ね所定の変動幅内に納まるように圧力が変動する。
なお、上記第１の所定値〜第５の所定値は、予め設定されたものとしてもよく、表示操作部３４を介して入力や変更が可能とされたものとしてもよい。また、上記した第１の所定値〜第５の所定値は、一例に過ぎず、適宜、変更するようにしてもよい。
また、上記のような真空ポンプ２８の駆動モーター２９の回転数を変更することによる加熱筒６内の圧力変更制御は、合成樹脂成形機５の成形サイクルに関わらず、実行するようにしてもよいが、成形サイクル毎に応じた好適な圧力となるように圧力変更制御を実行するような態様等としてもよい。例えば、成形サイクルにおける計量工程と他の工程とで目標圧力を異ならせるような制御を実行するようにしてもよい。当該成形材料供給装置１を用いた加熱筒６内の圧力変更制御の態様としては、上記した例に限られず、種々の変形が可能である。

本実施形態に係る成形材料供給装置１は、上述のような構成としたことで、成形不良の発生を抑制することができる。
つまり、合成樹脂成形機５の加熱筒６に連通するように加熱筒６を減圧する真空発生源（真空ポンプ）２８を設けている。従って、加熱筒６内において発生した水蒸気や添加剤等の揮発ガスを、吸引して除去することができ、成形品に銀条や空洞等の成形不良が発生することを抑制することができる。
また、真空発生源（真空ポンプ）２８によって減圧される加熱筒６内の圧力を検出する圧力検出部１４と、この圧力検出部１４が示す圧力が、真空発生源（真空ポンプ）２８によって最も減圧される圧力から大気圧までの任意の圧力となるように調節可能とする圧力調節部３０と、を備えた構成としている。従って、成形材料に含まれる添加剤の配合割合が著しく低下しないよう、添加剤の揮発を抑制するように、加熱筒６内の圧力を調節することができる。これにより、成形品の品質を向上させることができる。

また、本実施形態では、真空発生源を、回転駆動部（駆動モーター）２９を有した真空ポンプ２８とし、圧力調節部３０を、回転駆動部（駆動モーター）２９の回転数を変更する構成としている。従って、例えば、真空発生源をエジェクタとした場合と比べて、最大到達真空圧を低く（つまりは高真空に）することができる。また、真空ポンプ２８の回転駆動部（駆動モーター）２９の回転数を変更することで圧力を調節することができるので、例えば、外気等の気体の導入（リーク）量を調節して圧力を調節するような態様と比べて、省電力化が図れ、また、制御性を向上させることができる。
なお、このような真空ポンプ２８の駆動モーター２９の回転数を変更するインバーターを圧力調節部３０とした態様に代えて、または加えて、気体導入口１８ａを介して導入させる気体の導入量を調節する流量調整弁を圧力調節部とした態様としてもよい。また、真空発生源を、回転駆動部（駆動モーター）２９を有した真空ポンプ２８とした態様に代えて、エジェクタ装置としてもよい。この場合は、エジェクタ装置に供給する流体の圧力を調節することで、加熱筒６内の圧力を調節可能としたような構成としてもよい。

また、本実施形態では、任意の圧力（目標圧力）の操作入力を可能とする操作部（表示操作部）３４と、この操作部（表示操作部）３４を介して入力された圧力となるように圧力調節部（インバーター）３０を制御する制御部３２と、を備えた構成としている。従って、所望する圧力に言わば自動的に制御することができるので、例えば、手動操作によって圧力調節部（インバーター）３０を調節する必要があるものと比べて、成形時の作業性を向上させることができる。また、例えば、上述のように、圧力を変更して試し打ち等を繰り返し行い、成形品が良品となった圧力を、目標圧力として入力するようなこともできる。
なお、このように操作部（表示操作部）３４を介して任意の圧力を入力させる態様に代えて、合成樹脂成形機５の稼働態様（成形品の種別等を含む成形条件）に応じて、稼働態様毎に予め設定された圧力が上記目標圧力として設定されるような態様等としてもよい。
また、このように設定された目標圧力となるように制御部３２によって圧力調節部（インバーター）３０を制御する態様に代えて、圧力検出部１４が示す圧力が任意の圧力となるように手動操作によって圧力調節部（インバーター）３０の調節がなされるような態様等としてもよい。つまりは、圧力調節部３０を調節する操作部を設けた構成としてもよい。

また、本実施形態では、加熱筒６に供給する成形材料の供給量を調節する供給量調節部（供給部）２０を備えた構成とし、加熱筒６に成形材料を充満させた状態よりも空隙率が大きくなるように供給可能としている。つまり、いわゆる飢餓供給を可能としている。従って、例えば、垂れ流し等によって成形材料を加熱筒６に供給し充満させれば、加熱筒６内の先側等において発生したガスをスムーズに吸引し難くなることが考えられるが、加熱筒６内の空隙を介してスムーズにガスを吸引することができる。
なお、このような供給量調節部（供給部）２０を設けずに、貯留部２３に貯留された成形材料が自重によって言わば垂れ流し状に供給管１１に向けて供給されるような態様としてもよい。

また、本実施形態では、加熱筒６の材料投入口７に連通するように接続される成形材料の供給管１１内に向けて気体を導入する気体導入口１８ａを設けている。従って、加熱筒６の先側よりも極端に温度が低くなり、ガスが結露したり、昇華（固化）したりし易くなる材料投入口７付近に気体を導入させることで、加熱筒６内において発生したガスの濃度を低下させることができる。これにより、材料投入口７付近におけるガスの結露や固化を抑制することができ、ガスをより効果的に吸引して除去することができる。
また、本実施形態のように、成形材料を加熱筒６へ飢餓供給する態様とすれば、材料投入口７付近の加熱筒６内にも効果的に気体を導入させることができ、気体によるすすぎ作用がより効果的となる。

また、本実施形態では、気体導入口１８ａを、噴出方向が加熱筒６の材料投入口７側に向くように設けている。従って、例えば、気体導入口１８ａを、噴出方向が水平方向に向くように設けたり、反材料投入口側（斜め上方側等）に向くように設けたものと比べて、より効果的に材料投入口７付近に気体を導入させることができる。
なお、このような態様に代えて、気体導入口１８ａを、噴出方向が水平方向に向くように設けたり、反材料投入口側（斜め上方側等）に向くように設けるようにしてもよい。さらには、このような気体導入口１８ａや気体導入管路１８を設けないようにしてもよい。
また、上記した成形材料供給装置１は、一例に過ぎず、真空発生源２８によって減圧される加熱筒６内の圧力を検出する圧力検出部１４と、この圧力検出部１４が示す圧力が、真空発生源２８によって最も減圧される圧力から大気圧までの任意の圧力となるように調節可能とする圧力調節部３０と、を備えたものであればよく、種々の変形が可能である。

１ 成形材料供給装置
１１ 供給管
１４ 圧力検出部
１８ａ 気体導入口
２０ 供給部（供給量調節部）
２８ 真空ポンプ（真空発生源）
２９ 駆動モーター（回転駆動部）
３０ インバーター（圧力調節部）
３２ 制御部
３４ 表示操作部（操作部）
５ 合成樹脂成形機
６ 加熱筒
７ 材料投入口

Claims (6)

1. 合成樹脂成形機の加熱筒に連通するように該加熱筒を減圧する真空発生源を設け、該加熱筒に成形材料を供給する成形材料供給装置であって、
   前記真空発生源によって減圧される前記加熱筒内の圧力を検出する圧力検出部と、この圧力検出部が示す圧力が、前記真空発生源によって最も減圧される圧力から大気圧までの任意の圧力となるように調節可能とする圧力調節部と、を備えていることを特徴とする成形材料供給装置。
2. 請求項１において、
   前記真空発生源は、回転駆動部を有した真空ポンプとされ、前記圧力調節部は、前記回転駆動部の回転数を変更する構成とされていることを特徴とする成形材料供給装置。
3. 請求項１または２において、
   前記任意の圧力の操作入力を可能とする操作部と、この操作部を介して入力された圧力となるように前記圧力調節部を制御する制御部と、を備えていることを特徴とする成形材料供給装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項において、
   前記加熱筒に供給する成形材料の供給量を調節する供給量調節部を備え、該加熱筒に成形材料を充満させた状態よりも空隙率が大きくなるように供給可能とされていることを特徴とする成形材料供給装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項において、
   前記加熱筒の材料投入口に連通するように接続される成形材料の供給管内に向けて気体を導入する気体導入口を設けたことを特徴とする成形材料供給装置。
6. 請求項５において、
   前記気体導入口を、噴出方向が前記加熱筒の材料投入口側に向くように設けたことを特徴とする成形材料供給装置。

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