JP2021133684A - 成形材料供給装置およびその成形材料供給方法 - Google Patents

成形材料供給装置およびその成形材料供給方法 Download PDF

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Abstract

【課題】脱気した成形材料Ｓを所望のタイミングで成形機１００に供給することができる成形材料供給装置１およびその成形材料供給方法が望まれる。【解決手段】本発明の成形材料供給装置１およびその成形材料供給方法は、第１排出部材１０を駆動して第１収容部１２に収容している成形材料Ｓをダイス１５の貫通孔１５ａを通して第２収容部２２に排出し、第１収容部１２とダイス１５で構成されている第２排出部材２０を前進させて第２収容部２２の中で脱気した成形材料Ｓを成形材料供給口１０１から成形機１００に排出させている。【選択図】図１

Description

本発明は、成形材料に混入しているガスを脱気しかつ脱気した成形材料を成形機に供給するための成形材料供給装置およびその成形材料供給方法に関する。
一般的に成形機は、成形材料を所望の形状に成形して成形品を得る。例えば、成形機は、射出成形機、押出成形機、およびブロー成形機などである。
特許文献１の射出装置は、ガスが混入している成形材料を射出装置に供給する前に脱気するための構成を提案している。材料供給部から供給される成形材料は、ダイスの貫通孔を通して材料受給部に排出されている。成形材料は、ダイスの貫通孔を通ることで糸状または帯状などに形成されたあと、材料受給部の中を通って射出装置に形成された材料供給口に供給されている。糸状または帯状などの形状に形成された成形材料は、内部に混入していた空気などのガスが外部に排出され易くなる。さらに材料受給部をチャンバにして、チャンバの内部を減圧装置で減圧すれば、さらに成形材料に含まれるガスを効率よく脱気することができる。
特許第６７２８４６２号
特許文献１の射出装置は、装置本体の材料供給口の上方にダイスが配置されている。ダイスから排出される糸状または帯状の成形材料は、チャンバの中を通り、材料供給口まで自重で落下している。このとき、糸状または帯状の成形材料は、その材質に因ってチャンバの中で湾曲する場合がある。湾曲した成形材料は、その粘性、粘着性または滑動性に因って成形材料が互いに密着し、あるいは、チャンバの内壁に密着して、チャンバの中に一時的に滞留して、所望のタイミングに装置本体に供給されない可能性があった。
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、脱気した成形材料を所望のタイミングで成形機に供給することができる成形材料供給装置およびその成形材料供給方法を提案することを目的とする。
本発明の成形材料供給装置は、成形材料に混入しているガスを脱気しかつ脱気した前記成形材料を成形機の成形材料供給口に供給する成形材料供給装置であって、第１排出部と第２排出部と制御装置とを備えて、前記第１排出部は、第１排出部材と、第１排出駆動装置と、第１収容部と、ダイスとを備えて、前記第１排出駆動装置は、前記第１排出部材を駆動させて、前記第１収容部は、前記第１排出部材を駆動可能に収容しかつ前記成形材料を収容する第１収容空間が形成されていて、前記第１収容空間と前記ダイスを連通する第１排出孔が形成されていて、前記ダイスは、前記第１排出孔に取り付けられて、前記第１排出孔と前記第１収容部の外部とを連通する少なくとも１つの貫通孔が形成されていて、前記第２排出部は、第２排出部材と、第２排出駆動装置と、第２収容部とを備えて、前記第２排出部材は、前記第１収容部と前記ダイスとを少なくとも有し、前記第２排出駆動装置は、前記第２排出部材を前後に移動させて、前記第２収容部は、前記第２排出部材を前後に移動可能に収容しかつ前記ダイスを通して排出される前記成形材料を前記第２排出部材の前方に収容する第２収容空間が形成されていて、前記第２収容空間と前記成形材料供給口を連通する第２排出孔が形成されていて、前記制御装置は、前記第１排出駆動装置および前記第２排出駆動装置に接続されていて、前記第１排出駆動装置を制御して前記第１排出部材を駆動させて前記ダイスを通して前記第１収容空間の中の前記成形材料を前記第２収容空間の中に排出させて、前記第２排出駆動装置を制御して前記第２排出部材を前進させて前記第２収容空間の中で脱気した前記成形材料を前記成形材料供給口から前記成形機に排出させている。
本発明の成形材料供給方法は、成形材料に混入しているガスを脱気しかつ脱気した前記成形材料を成形機の成形材料供給口に供給する成形材料供給方法であって、第１収容部の第１収容空間の中に前記成形材料を供給する準備工程と、少なくとも第１収容部およびダイスで構成されていてかつ第２収容部の第２収容空間の中で前後に移動可能に収容されている第２排出部材を前記第２収容部に対して所定の位置まで後退させる待機工程と、前記第１収容空間の中で駆動可能に収容されている第１排出部材を駆動して、前記第１収容空間の中の前記成形材料を前記ダイスの貫通孔を通して前記第２収容空間の中でかつ前記第２排出部材の前方に排出する脱気工程と、前記第２排出部材が前進して、脱気したあとの前記成形材料を前記第２収容空間から前記成形材料供給口に排出する供給工程と、を行う。
本発明の成形材料供給装置およびその成形材料供給方法は、成形材料を脱気し、かつ脱気した成形材料を所望のタイミングで成形機に供給することができる。
本発明の成形材料供給装置の構成を示す図である。 本発明の別の実施形態の成形材料供給装置の構成を示す図である。 本発明の別の実施形態の成形材料供給装置の構成を示す図である。 ダイスの上面を示す図である。 別の実施形態のダイスの上面を示す図である。 別の実施形態のダイスの上面を示す図である。 制御装置と、制御装置に接続される他の構成部との関係を示すブロック図である。 本発明の成形材料供給方法のフローチャートである。 準備工程で第１収容空間の中からプランジャを抜き出したときの本発明の成形材料供給装置を示す図である。 準備工程で第１収容空間の中に成形材料を供給したときの本発明の成形材料供給装置を示す図である。 待機工程で第２排出部材が後退して開閉弁が開く途中のときの本発明の成形材料供給装置を示す図である。 待機工程でさらに第２排出部材が所定の位置まで後退したときの本発明の成形材料供給装置を示す図である。 脱気工程のときの本発明の成形材料供給装置を示す図である。 供給工程で第２排出部材が前進して開閉弁が閉じたときの本発明の成形材料供給装置を示す図である。 供給工程でさらに第２排出部材が前進して成形機に成形材料が供給されているときの本発明の成形材料供給装置を示す図である。 本発明の成形材料供給装置を搭載したスクリュプリプラ方式の射出装置の構成を示す図である。 本発明の成形材料供給装置を搭載したプランジャ方式の射出装置の構成を示す図である。
以下、図１から図１７を用いて本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明の成形材料供給装置１は、空気などのガスＧが混入している成形材料Ｓから当該ガスＧを脱気し、かつ脱気した成形材料Ｓを成形機１００に供給する。成形材料供給装置１は、成形機１００の成形材料供給口１０１に接続されている。例えば、成形機１００は、射出成形機、押出成形機などである。また例えば、成形機１００は、ブロー成形で使われるプリフォームを成形する射出成形機も含まれる。また例えば、成形機１００は、ブロー成形で使われるパリソンまたはプリフォームを成形する射出成形機または押出成形機も含まれる。
射出成形機は、型締装置と、射出装置と、主制御装置とを備えている。型締装置は、金型ｍを搭載する。不図示の型締装置は、金型ｍの開閉と型締めを行う。射出装置は、成形材料供給口が形成されている。射出装置１１０は、成形材料供給口１０１から供給される成形材料Ｓを金型ｍの中に充填する。不図示の主制御装置は、型締装置および射出装置１１０を制御する。
射出装置１１０は、スクリュプリプラ方式、インラインスクリュ方式、およびプランジャ方式などがある。
図１６に示すスクリュプリプラ方式の射出装置１１０は、可塑化シリンダ１１１あるいは混合シリンダ１１３に成形材料供給口１０１が形成されていてもよい。成形材料Ｓは、成形材料供給口１０１から可塑化シリンダ１１１あるいは混合シリンダ１１３の中に供給されたあと、可塑化シリンダ１１１の中で回転する可塑化スクリュ１１２あるいは混合シリンダ１１３の中で回転する混合スクリュ１１４によって射出シリンダ１１５の中に供給されて、射出シリンダ１１５の中で前進する射出プランジャ１１６によって金型ｍの中に充填される。
不図示のインラインスクリュ方式の射出装置は、不図示の射出シリンダに成形材料供給口１０１が形成されていてもよい。成形材料Ｓは、成形材料供給口１０１から射出シリンダの中に供給されたあと、射出シリンダの中で回転しかつ後退する不図示のインラインスクリュによって、インラインスクリュの前方に供給されたあと、射出シリンダの中で前進するインラインスクリュによって金型ｍの中に充填される。
図１７に示す射出プランジャ方式の射出装置１１０は、射出シリンダ１１５に成形材料供給口１０１が形成されている。成形材料Ｓは、成形材料供給口１０１から射出シリンダ１１５の中に供給されたあと、射出シリンダ１１５の中で前進する射出プランジャ１１６によって金型ｍの中に充填される。
不図示の押出成形機は、押出装置と、主制御装置とを備えている。押出装置は、不図示の押出シリンダに成形材料供給口１０１が形成されている。成形材料Ｓは、成形材料供給口１０１から押出シリンダの中に供給されたあと、押出シリンダの中で回転する不図示の押出スクリュによって、不図示のダイスを通して押し出される。主制御装置は、押出装置を制御する。
また押出成形機は、さらに不図示の型締装置を備えてもよい。型締装置は、金型ｍを搭載する。搭載した金型ｍの開閉と型締めを行う。成形材料Ｓは、成形材料供給口１０１から押出シリンダの中に供給されたあと、押出シリンダの中で回転する押出スクリュによって、金型ｍの中に充填されてもよい。
また押出成形機は、押出スクリュに替えて押出シリンダの中で前進する不図示の押出プランジャによって成形材料Ｓを押し出してもよい。
ここからは、本発明の成形材料供給装置１を説明する。
図１から図３に示す本発明の成形材料供給装置１は、第１排出部２と、第２排出部３と、制御装置４とを備えている。
第１排出部２は、第１排出部材１０と、第１排出駆動装置１１と、第１収容部１２と、ダイス１５とを備えている。なお第１排出部２は、例えば、第１排出装置でもよい。また第１収容部１２は、例えば、第１収容部材でもよい。
第１排出部材１０は、例えば、図１に示すように、後述される第１収容空間１３の中に前後に移動可能に収容されたプランジャ１０ａである。プランジャ１０ａは、前進することで成形材料Ｓを前方に押し出す。また第１排出部材１０は、例えば、図２に示すように、第１収容空間１３の中に回転可能に収容されたスクリュ１０ｂでもよい。スクリュ１０ｂは、らせん状のフライトが形成されていて、回転することで成形材料Ｓを前方に押し出す。なおスクリュ１０ｂの場合、第１収容部１２の外周に開口しかつ後述される第１収容空間１３に連通する供給孔２１２が形成されて、供給孔２１２から成形材料Ｓを第１収容空間１３の中に供給する。
第１排出駆動装置１１は、第１排出部材１０を駆動する。第１排出部材１０がプランジャ１０ａであれば、第１排出駆動装置１１は、プランジャ１０ａを前後に移動させる。このときの第１排出駆動装置１１は、例えば、油圧シリンダである。第１排出部材１０がスクリュ１０ｂであれば、第１排出駆動装置１１は、スクリュを回転させる。このときの第１排出駆動装置１１は、例えば、油圧モータである。第１排出駆動装置１１は、必要な推進力または必要なトルクを得ることができれば、油圧シリンダ、空圧シリンダ、リニアモータ、電動モータ、油圧モータ、または空圧モータなどの各種駆動源を採用することができる。
第１収容部１２は、第１収容空間１３および第１排出孔１４が形成されている。第１収容部１２は、第１収容空間１３が形成された部材と第１排出孔１４が形成された部材を連結して構成されていてもよい。
第１収容空間１３は、第１排出部材１０を駆動可能に収容する。また第１収容空間１３は、成形材料供給装置１の外部から供給される成形材料Ｓを収容する。第１排出部材１０を駆動することにより、第１収容空間１３の中の成形材料Ｓは、第１排出孔１４に押し出される。
第１排出孔１４は、第１収容空間１３とダイス１５を連通する。第１排出孔１４の入口１４ａは、第１収容空間１３の中に開口している。第１排出孔１４の出口１４ｂは、第１収容部１２の外部に開口している。
ダイス１５は、第１排出孔１４に取り付けられている。ダイス１５は、第１排出孔１４の出口１４ｂを覆うように取り付けられているとよい。ダイス１５は、第１排出孔１４と第１収容部１２の外部とを連通する少なくとも１つの貫通孔１５ａが形成されている。ここで第１収容部１２の外部とは、後述される第２収容空間２３である。第１排出部材１０を駆動することにより、第１収容空間１３の中の成形材料Ｓは、ダイス１５を介して第２収容空間２３に押し出される。
例えば、図４に示すダイス１５は、端部断面が円形である貫通孔１５ａを少なくとも１つ有してもよい。ダイス１５を通して排出される成形材料Ｓは、細い糸状である。
また例えば、図５に示すダイス１５は、端部断面が長方形である貫通孔１５ａを少なくとも１つ有してもよい。ダイス１５を通して排出される成形材料Ｓは、薄い帯状である。
また例えば、図６に示すダイス１５は、端部断面が連続したＳ字形状である貫通孔１５ａを少なくとも１つ有してもよい。ダイス１５を通して排出される成形材料Ｓは、薄い帯状でかつその長手方向に対して垂直方向の断面が連続したＳ字形状である。またダイス１５は、貫通孔１５ａの大きさを調整可能にする不図示の調整部材を有してもよい。
ダイス１５の貫通孔１５ａを通過した成形材料Ｓは、細い糸状または薄い帯状などに形成されて表面積が大きくなることで脱気されやすくなる。
第２排出部３は、第２排出部材２０と、第２排出駆動装置２１と、第２収容部２２とを備えている。なお第２排出部３は、例えば、第２排出装置でもよい。また第２収容部２２は、例えば、第２収容部材でもよい。
第２排出部材２０は、第１収容部１２およびダイス１５を少なくとも含んでいる。
第２排出駆動装置２１は、第２排出部材２０を前後に移動させる。このときの第２排出駆動装置２１は、例えば、空圧シリンダである。第２排出駆動装置２１は、必要な推進力または必要なトルクを得ることができれば、油圧シリンダ、空圧シリンダ、リニアモータ、電動モータ、油圧モータ、または空圧モータなどの各種駆動源を採用することができる。
第２収容部２２は、第２収容空間２３および第２排出孔２４が形成されている。第２収容部２２は、第２収容空間２３が形成された部材と第２排出孔２４が形成された部材を連結して構成されていてもよい。
第２収容空間２３は、第２排出部材２０を前後に移動可能に収容する。また第２収容空間２３は、第１収容空間１３からダイス１５の貫通孔１５ａを通して排出される成形材料Ｓを第２排出部材２０の前方に収容する。第２収容空間２３の中に収容される成形材料Ｓは、ダイス１５によって細い糸状または細い帯状などに形成されていて、脱気されやすくなる。また第２収容空間２３の中の成形材料Ｓは、第２排出部材２０が前進することで第２排出孔２４に成形材料Ｓを押し出す。
第２排出孔２４は、第２収容部２２の第２収容空間２３と成形機１００の成形材料供給口１０１を連通する。第２排出孔２４の入口２４ａは、第２収容空間２３の中に開口している。第２排出孔２４の出口２４ｂは、第２収容部２２の外部に開口している。第２排出孔２４の出口２４ｂは、成形機１００の成形材料供給口１０１に接続されている。第２排出孔２４の出口２４ｂと成形材料供給口１０１の間は、不図示のパッキンなどのシール部材でシールされていてもよい。
さらに第２排出部３は、外部と第２収容空間２３を連通しかつ第２収容空間２３に排気口２５ａが開口している少なくとも１つの排気孔２５が形成されているとよい。排気孔２５は、第２排出部材２０または第２収容部２２のうちのどちらか一方またはそれらの両方に形成されているとよい。排気孔２５は、第２収容空間２３の中の成形材料Ｓから脱気されたガスを第２排出部３の外部に排出する。さらに第２収容空間２３と第２排出部材２０の間は、第２収容空間２３に対して第２排出部材２０が摺動可能に不図示のパッキンなどのシール部材でシールされていてもよい。
またさらに第２排出部３は、排気孔２５を開閉する開閉弁２６を備えているとよい。開閉弁２６は、第２排出部材２０が前進して第２収容空間２３の中の成形材料Ｓを成形機１００に押し出す際に、排気孔２５の中に成形材料Ｓが侵入することを防止する。例えば、排気孔２５が第２排出部材２０に形成されている場合において、開閉弁２６は、弁体２７と、付勢部材２８と、規制部材２９とを備えているとよい。付勢部材２８は、第２排出部材２０と弁体２７の間に設けられて、弁体２７が第２排出部材２０に対して後退する方向に付勢力を発生する。規制部材２９は、弁体２７が第２収容部２２に対して規制位置を超えて後退することを規制する。
弁体２７は、第２排出部材２０と一緒に第２収容部２２に対して前後方向に移動可能なときは付勢部材２８の付勢力によって第２収容空間２３の中から引っ込んで排気口２５ａを閉じ、規制位置に留まりかつ第２排出部材２０に対して相対的に前後方向に移動可能なときは付勢部材２８の付勢力に抗して第２収容空間２３に突き出でて排気口２５ａを開くとよい。付勢部材２８は、例えばスプリングなどである。なお開閉弁２６は、制御装置４に接続された駆動源によって開閉するものでもよい。
さらに成形材料供給装置１は、減圧装置５を備えてもよい。減圧装置５と第２収容空間２３は、排気孔２５によって接続されるとよい。減圧装置５は、第２収容空間２３の気圧を減圧して、第２収容空間２３に収容された成形材料Ｓの脱気をさらに促進させる。減圧装置５は、例えば真空ポンプなどである。
制御装置４は、図７に示すように、第１排出駆動装置１１および第２排出駆動装置２１に接続されている。また制御装置４は、必要に応じて、位置センサ６ａ，６ｂなどのような各種センサ６と接続されている。
制御装置４は、第１排出駆動装置１１を制御して第１排出部材１０を駆動させて、ダイス１５を通して第１収容空間１３の中の成形材料Ｓを第２収容空間２３の中に排出させている。また制御装置４は、第２収容空間２３の中に所定量の成形材料Ｓを収容したことが検出されたなら、第２排出駆動装置２１を制御して第２排出部材２０を前進させて、第２収容空間２３の中で脱気した成形材料Ｓを成形材料供給口１０１から成形機１００に排出させている。
第２収容空間２３の中に収容された成形材料Ｓの量は、第１排出部２が排出した成形材料Ｓの量によって検出することができる。例えば、第１排出部材１０がプランジャ１０ａであり、第１収容部１２がシリンダ形状であり、第１収容空間１３がシリンダ孔であれば、第１排出部２が排出した成形材料Ｓの量は、シリンダ孔の内径およびプランジャ１０ａの前進距離に基づいて検出できる。制御装置４は、プランジャ１０ａの位置を検出する位置センサ６ａの出力信号を受信して、第２収容空間２３の中に収容された成形材料Ｓの量を検出することができる。位置センサ６ａは、例えば、リニアエンコーダ、ロータリエンコーダなどである。
また第２収容空間２３の中に収容された成形材料Ｓの量は、第２収容空間２３の中に堆積した成形材料Ｓの高さによって検出されるようにしてもよい。
また制御装置４は、成形材料Ｓを第２収容空間２３の中に排出させる前の準備として、第２排出駆動装置２１を制御して第２排出部材２０を所定の位置まで後退させて、第２収容空間２３の容積を拡大させて、所定量の成形材料Ｓを収容できるようにしている。制御装置４は、第２排出部材２０の位置を検出する位置センサ６ｂの出力信号を受信して、第２排出部材２０を所定の位置まで後退させる。位置センサ６ｂは、例えば、リニアエンコーダ、ロータリエンコーダなどである。
さらに制御装置４は、図７に示すように、減圧装置５に接続されているとよい。制御装置４は、減圧装置を制御して、所定のタイミングで第２収容空間２３の中の気圧を減圧させるとよい。
例えば、制御装置４は、ダイス１５を通して第１収容空間１３の中の成形材料Ｓを第２収容空間２３の中に排出させているときに、減圧装置５を制御して、第２収容空間２３の中の気圧を減圧させているとよい。また例えば、制御装置４は、所定量の成形材料Ｓを収容できるように第２収容空間２３の容積を拡大させたあとから、ダイス１５を通して第１収容空間１３の中の成形材料Ｓを第２収容空間２３の中に排出させる前まで、減圧装置５を制御して、第２収容空間２３の中の気圧を減圧させているとよい。
制御装置４は、成形機１００の主制御装置と接続されていて、成形機１００から送られてくる出力信号に応じて、第１排出駆動装置１１、第２排出駆動装置２１および減圧装置５を制御するようにしてもよい。例えば、制御装置４は、成形機１００の主制御装置からの出力信号に応じて、第２排出駆動装置２１を制御して、第２収容空間２３の中の成形材料Ｓを成形機１００の成形材料供給口１０１に排出して、成形機１００に脱気された成形材料Ｓを供給するようにしてもよい。また例えば、制御装置４は、成形機１００の主制御装置からの出力信号に応じて、成形材料供給装置１からの成形材料Ｓの供給を停止するようにしてもよい。制御装置４は、成形機１００の主制御装置に含まれていてもよい。
さらに本発明の成形材料供給装置１を以下の実施例で詳しく説明する。
成形材料Ｓは、例えば、ゴムなどである。成形材料Ｓは、例えば、加硫される前のゴムである。加硫は、架橋と称されることもある。加硫とは、例えば、ゴムに加硫材を混合するとともに加硫材が混合されたゴムを加熱することである。また加硫では、加硫材が混合されたゴムを加熱および加圧する場合もある。加硫されたゴムは、分子が網目状の連結構造になることで、弾性および耐久性が大きく向上する。ここで加硫される前のゴムとは、例えば、加硫材が混合された状態であるが、未だ加熱されていない状態である。このとき加硫される前のゴムは、加硫材が混合された状態で成形機１００に供給されて、成形機１００によって金型ｍの中に充填されたあと、金型ｍの中で加熱されて加硫されてもよい。また加硫される前のゴムとは、加硫材が混合される前の状態であってもよい。このとき加硫される前のゴムは、成形機１００に供給されて、成形機１００の中で加硫材が混合されたあと、成形機１００によって金型ｍの中に充填されたあと、金型ｍの中で加熱されて加硫されてもよい。
ゴムは、例えば、天然ゴム、合成ゴムまたはシリコンゴムである。シリコンゴムは、例えば、ミラブル型のシリコンゴムである。加硫される前のミラブル型のシリコンゴムは、加硫される前の天然ゴムの状態または加硫される前の合成ゴムの状態に類似し、ゴム練り用のロール機などで混合、混錬あるいは可塑化することが可能な状態をしている。
図１に示すように、第１排出部材１０は、プランジャ１０ａである。第２排出部材２０は、第１収容部１２およびダイス１５で構成されている。
第１収容空間１３の中でプランジャ１０ａが前進すると第１収容空間１３の容積が縮小する。第１収容空間１３の中でプランジャ１０ａが後退すると第１収容空間１３の容積が拡大する。第２収容空間２３の中で第２排出部材２０が前進すると第２収容空間２３の容積が縮小する。第２収容空間２３の中で第２排出部材２０が後退すると第２収容空間２３の容積が拡大する。
第１収容部１２は、シリンダ形状である。第１収容部１２のシリンダ孔は、前の部分が第１排出孔１４であり、後ろの部分が第１収容空間１３である。
第１収容空間１３は、第１収容部１２の後端に開口している。プランジャ１０ａは、第１収容部１２の後端に開口している第１収容空間１３の開口部１３ａから第１収容空間１３の中に挿入される。成形材料Ｓは、第１収容空間１３からプランジャ１０ａを抜き出したあと、第１収容部１２の後端に開口している第１収容空間１３の開口部１３ａから第１収容空間１３の中に供給される。
図３に示すように、第１収容部１２の外周に開口しかつ第１収容空間１３に連通する供給孔２１２が形成されてもよい。プランジャ１０ａを第１収容空間１３から抜き出すことなく、プランジャ１０ａを供給孔２１２よりも後ろに後退させるだけで、供給孔２１２から成形材料Ｓを第１収容空間１３の中に供給することができる。
第１排出孔１４の入口１４ａは、第１収容空間１３に開口している。第１排出孔１４の出口１４ｂは、第１収容部１２の前端に開口している。
ダイス１５は、第１収容部１２の前端に取り付けられている。ダイス１５は、第１排出孔１４の出口１４ｂを覆っている。ダイス１５に形成されている少なくとも１つの貫通孔１５ａは、第１排出孔１４と第２収容空間２３を連通している。ダイス１５は、例えば図２に示すように、貫通孔１５ａを形成したダイス本体１５ｂと、ダイス本体１５ｂを脱着可能なダイス取り付け部材１５ｃとで構成されて、ダイス本体１５ｂを取り付けたダイス取り付け部材１５ｃを第１収容部１２の前端に取り付けるようにしてもよい。
プランジャ１０ａは、第１排出駆動装置１１の駆動軸に接続して前後に移動する。第１排出駆動装置１１は、油圧シリンダである。
第２収容部２２は、シリンダ形状である。第２収容部２２のシリンダ孔は、前の部分が第２排出孔２４であり、後の部分が第２収容空間２３である。
第２収容空間２３は、第２収容部２２の後端に開口している。成形材料Ｓおよび第２排出部材２０は、第２収容部２２の後端に開口している第２収容空間２３の開口部２３ａから収容される。
第２排出孔２４の入口２４ａは、第２収容空間２３に開口している。第２排出孔２４の出口２４ｂは、第２収容部２２の前端に開口し、成形機１００の成形材料供給口１０１に接続している。第２収容部２２の前端は、成形機１００に取り付けられている。
第２排出部材２０は、第２排出駆動装置２１の駆動軸に接続して前後に移動する。第２排出駆動装置２１は、空圧シリンダである。
排気孔２５は、第２排出部材２０に形成されている。排気孔２５を開閉する開閉弁２６は、第２排出部材２０の前端に設けられている。開閉弁２６の弁体２７は、排気孔２５の少なくとも一部と排気口２５ａが形成されている。弁体２７は、前後に移動可能に第２排出部材２０に設けられている。規制部材２９は、ピン部材２９ａと引っ掛け部材２９ｂを有する。ピン部材２９ａは、第２収容部２２に取り付けられている。引っ掛け部材２９ｂの後端部は、弁体２７に取り付けられている。引っ掛け部材２９ｂの前端部は、第２収容部２２に対して弁体２７が規制位置まで後退したときにピン部材２９ａに引っ掛かる。規制部材２９は、弁体２７と一緒に移動し、弁体２７が第２収容部２２に対して後退する際に、引っ掛け部材２９ｂがピン部材２９ａに引っ掛かることで、前記弁体２７が第２収容部２２に対して規制位置を超えて後退することを規制する。
第２収容空間２３の中に所定量の成形材料Ｓを収容するために第２収容部２２に対して第２排出部材２０を所定の位置まで後退させる際に、弁体２７が突き出る。所定の位置は、例えば、第２排出部材２０が抜け出ない状態でかつ最も後退した位置である。規制位置は、所定の位置よりも前方に設定される。弁体２７は、後退している第２排出部材２０が所定の位置に到達する直前に第２排出部材２０の前端から第２収容空間２３の中に突き出し、所定の位置から第２排出部材２０が前進を開始した直後に第２収容空間２３の中から第２排出部材２０の前端に引っ込むようにするとよい。
排気口２５ａは、弁体２７の外周面に形成されていて、弁体２７が突き出た際に第２収容空間２３に開放され、弁体２７が押し戻された際に塞がれる。
ここからは、本発明の成形材料供給方法を説明する。
本発明の成形材料供給方法は、図８のフローチャートに示すように、準備工程Ｓ１、待機工程Ｓ２、脱気工程Ｓ３および供給工程Ｓ４を少なくとも含んでいる。
準備工程Ｓ１は、第１収容部１２の第１収容空間１３の中にガスＧを含んだ成形材料Ｓを供給する工程である。
待機工程Ｓ２は、第２収容部２２に対して所定の位置まで第２排出部材２０を後退させる工程である。また待機工程Ｓ２は、第２排出部材２０を後退させたあと減圧装置５で第２収容空間２３の中の気圧を減圧するようにしてもよい。
脱気工程Ｓ３は、第１排出部材１０を駆動して、第１収容空間１３の中の成形材料Ｓをダイス１５の貫通孔１５ａを通して第２収容空間２３の中でかつ第２排出部材２０の前方に排出する工程である。また脱気工程は、減圧装置５で第２収容空間２３の中の気圧を減圧するようにしてもよい。
供給工程Ｓ４は、第２排出部材２０が前進して、脱気したあとの成形材料Ｓを第２収容空間２３から成形機１００の成形材料供給口１０１に排出する工程である。
第１収容空間１３の中から排出可能な成形材料Ｓの量が、次回の脱気工程Ｓ３で必要な成形材料Ｓの量よりも少ない場合には、準備工程Ｓ１、待機工程Ｓ２、脱気工程Ｓ３および供給工程Ｓ４の順に工程を実施する。
第１収容空間１３の中から排出可能な成形材料Ｓの量が、次回の脱気工程Ｓ３で必要な成形材料Ｓの量以上ある場合には、待機工程Ｓ２、脱気工程Ｓ３および供給工程Ｓ４の順に工程を実施する。
さらに本発明の成形材料供給方法を以下の実施例で詳しく説明する。
成形材料Ｓは、例えば、ゴムなどである。成形材料Ｓは、例えば、加硫される前のゴムである。ゴムは、例えば、天然ゴム、合成ゴムまたはシリコンゴムである。シリコンゴムは、例えば、ミラブル型のシリコンゴムである。加硫される前のミラブル型のシリコンゴムは、加硫される前の天然ゴムの状態または加硫される前の合成ゴムの状態に類似し、ゴム練り用のロール機などで混合、混錬あるいは可塑化することが可能な状態をしている。
第１排出部材１０は、プランジャ１０ａである。第２排出部材２０は、第１収容部１２およびダイス１５で構成されている。
まず準備工程Ｓ１を実施する。図９に示すように、第１収容空間１３の中からプランジャ１０ａを抜き出すためにプランジャ１０ａを後退させる。図１０に示すように、プランジャ１０ａを抜いたあとの第１収容空間１３の中に成形材料Ｓを供給する。第１収容空間１３の中に成形材料Ｓを収容したあとプランジャ１０ａを前進させて、第１収容空間１３の中にプランジャ１０ａを挿入する。ただし第１収容空間１３の中の成形材料Ｓは、まだ第２収容空間２３の中に排出されていない。
つぎに待機工程Ｓ２を実施する。図１１および図１２に示すように、第２排出部材２０を後退させることで第２収容空間２３の容積は拡大する。図１１に示すように、開閉弁２６の弁体２７は、第２排出部材２０が後退を完了する直前から、第２収容空間２３の中へ突き出し始める。図１２に示すように、第２収容空間２３の中に所定量の成形材料Ｓを収容するために、第２排出部材２０を所定の位置まで後退させる。所定の位置は、例えば、第２排出部材２０が抜け出ない状態でかつ最も後退した位置である。このときの第２収容空間２３の容積は、最大である。またこのとき開閉弁２６の弁体２７は、第２排出部材２０の前端から第２収容空間２３の中に突き出しているので、排気口２５ａを開放している。第２収容空間２３の気圧が減圧装置５で減圧されている。
つぎに脱気工程Ｓ３を実施する。図１３に示すように、第１収容空間１３の中の成形材料Ｓを予め決められた量だけ第２収容空間２３の中に排出させるために、プランジャ１０ａを所定の距離だけ前進させる。このとき第１収容空間１３の中の成形材料Ｓは、ダイス１５の貫通孔１５ａを通して第２収容空間２３に排出される。第２収容空間２３の中の成形材料Ｓは、ダイス１５によって、例えば、糸状または帯状などの脱気されやすい形状に形成されている。またこのとき開閉弁２６の弁体２７は、第２収容空間２３の中に突き出しているので、排気口２５ａが開放されている。第２収容空間２３の気圧が減圧装置５で減圧されている。第２収容空間２３の中の成形材料Ｓは、脱気される。
最後に供給工程Ｓ４を実施する。図１４および図１５に示すように、第２収容空間２３の中の成形材料Ｓを第２排出孔２４から排出させるために、第２排出部材２０を前進させる。図１４に示すように、開閉弁２６の弁体２７は、第２排出部材２０が前進を開始した直後から、第２収容空間２３の中から引っ込み始めて、第２排出部材２０が第２収容空間２３の中の成形材料に当接する前に第２収容空間２３の中から完全に引っ込む。図１５に示すように、第２収容空間２３の中の成形材料Ｓを成形機１００の成形材料供給口１０１に排出させるために、第２排出部材２０を所定の距離だけ前進させる。脱気された成形材料Ｓが成形機１００に供給される。このとき開閉弁２６の弁体２７は、排気口２５ａを塞いでいるので、排気孔２５に成形材料Ｓが侵入するのを防止する。また排気口２５ａが塞がれているので、第２収容空間２３は、減圧装置５によって減圧されていない。
供給工程Ｓ４が完了したあと、一連の工程を繰り返し実施するか否かを判断する（Ｓ５）。
一連の工程を繰り返す場合には、第１収容空間１３の中の成形材料Ｓの残量に応じて、準備工程Ｓ１を実施するか否か判断する（Ｓ６）。
第１収容空間１３の中の成形材料Ｓを予め決められた量だけ第２収容空間２３の中に排出させるために、プランジャ１０ａが所定の距離だけ前進しても前進可能な限界位置を超えない場合には、待機工程Ｓ２、脱気工程Ｓ３および供給工程Ｓ４を順番に繰り返す。
第１収容空間１３の中の成形材料Ｓを予め決められた量だけ第２収容空間２３の中に排出させるために、プランジャ１０ａを所定の距離だけ前進させてしまうと前進可能な限界位置を超えてしまう場合には、準備工程Ｓ１を実施したあと、待機工程Ｓ２、脱気工程Ｓ３および供給工程Ｓ４を順に再び繰り返す。
成形機１００において１度の成形に必要な成形材料Ｓの量に対して、成形材料供給装置１において１回の供給工程Ｓ４で成形機１００に供給可能な成形材料Ｓの最大量が少ない場合がある。成形材料供給装置１は、１度の成形に必要な成形材料Ｓの量を成形機１００が計量するまで、一連の工程を複数回繰り返すこともある。例えば、成形材料供給装置１の制御装置４は、成形機１００の主制御装置が計量完了信号を出力するまで、一連の工程を繰り返すようにしてもよい。
以上説明した本発明は、この発明の精神および必須の特徴的事項から逸脱することなく他のいろいろな形態で実施することができる。また以上説明した本発明は、この発明の精神および必須の特徴的事項から逸脱することなく、例えば、液状シリコンゴム、熱硬化性樹脂材料または熱可塑性樹脂材料のような成形材料Ｓに対して実施することができる。また以上説明した本発明は、この発明の精神および必須の特徴的事項から逸脱することなく、他のいろいろな成形材料Ｓに対して実施することができる。したがって、本明細書に記載した実施例は例示的なものであり、これに限定して解釈されるべきものではない。
本発明は、成形機に成形材料を供給する成形材料供給装置およびその成形材料供給方法に利用することができる。
１ 成形材料供給装置
２ 第１排出部
３ 第２排出部
４ 制御装置
５ 減圧装置
６ 各種センサ
６ａ 位置センサ
６ｂ 位置センサ
１０ 第１排出部材
１０ａ プランジャ
１０ｂ スクリュ
１１ 第１排出駆動装置
１２ 第１収容部
１３ 第１収容空間
１３ａ 第１収容空間の開口部
１４ 第１排出孔
１４ａ 第１排出孔の入口
１４ｂ 第１排出孔の出口
１５ ダイス
１５ａ ダイスの貫通孔
１５ｂ ダイス本体
１５ｃ ダイス取り付け部材
２０ 第２排出部材
２１ 第２排出駆動装置
２２ 第２収容部
２３ 第２収容空間
２３ａ 第２収容空間の開口部
２４ 第２排出孔
２４ａ 第２排出孔の入口
２４ｂ 第２排出孔の出口
２５ 排気孔
２５ａ 排気口
２６ 開閉弁
２７ 弁体
２８ 付勢部材
２９ 規制部材
２９ａ ピン部材
２９ｂ 引っ掛け部材
１００ 成形機
１０１ 成形材料供給口
１１０ 射出装置
１１１ 可塑化シリンダ
１１２ 可塑化スクリュ
１１３ 混合シリンダ
１１４ 混合スクリュ
１１５ 射出シリンダ
１１６ 射出プランジャ
２１２ 供給孔
Ｓ 成形材料
Ｇ ガス
ｍ 金型

Claims (14)

  1. 成形材料に混入しているガスを脱気しかつ脱気した前記成形材料を成形機の成形材料供給口に供給する成形材料供給装置であって、
    第１排出部と第２排出部と制御装置とを備えて、
    前記第１排出部は、
    第１排出部材と、第１排出駆動装置と、第１収容部と、ダイスとを備えて、
    前記第１排出駆動装置は、前記第１排出部材を駆動させて、
    前記第１収容部は、前記第１排出部材を駆動可能に収容しかつ前記成形材料を収容する第１収容空間が形成されていて、前記第１収容空間と前記ダイスを連通する第１排出孔が形成されていて、
    前記ダイスは、前記第１排出孔に取り付けられて、前記第１排出孔と前記第１収容部の外部とを連通する少なくとも１つの貫通孔が形成されていて、
    前記第２排出部は、
    第２排出部材と、第２排出駆動装置と、第２収容部とを備えて、
    前記第２排出部材は、前記第１収容部と前記ダイスとを少なくとも有し、
    前記第２排出駆動装置は、前記第２排出部材を前後に移動させて、
    前記第２収容部は、前記第２排出部材を前後に移動可能に収容しかつ前記ダイスを通して排出される前記成形材料を前記第２排出部材の前方に収容する第２収容空間が形成されていて、前記第２収容空間と前記成形材料供給口を連通する第２排出孔が形成されていて、
    前記制御装置は、
    前記第１排出駆動装置および前記第２排出駆動装置に接続されていて、
    前記第１排出駆動装置を制御して前記第１排出部材を駆動させて前記ダイスを通して前記第１収容空間の中の前記成形材料を前記第２収容空間の中に排出させて、
    前記第２排出駆動装置を制御して前記第２排出部材を前進させて前記第２収容空間の中で脱気した前記成形材料を前記成形材料供給口から前記成形機に排出させている、
    成形材料供給装置。
  2. 前記第２排出部は、外部と前記第２収容空間を連通しかつ前記第２収容空間に排気口が開口している少なくとも１つの排気孔が形成されている、
    請求項１の成形材料供給装置。
  3. 前記排気孔は、前記第２排出部材に形成されていて、
    前記第２排出部材は、前記排気孔を開閉する開閉弁を備えて、
    前記開閉弁は、付勢部材と、規制部材と、弁体と、を備えて、
    前記付勢部材は、前記第２排出部材と前記弁体の間に設けられて、前記弁体が前記第２排出部材に対して後退する方向に付勢力を発生して、
    前記規制部材は、前記弁体が前記第２収容部に対して規制位置を超えて後退することを規制して、
    前記弁体は、前記第２排出部材と一緒に前記第２収容部に対して前後方向に移動可能なときは前記付勢力によって前記第２収容空間の中から引っ込んで前記排気口を閉じ、前記規制位置に留まりかつ前記第２排出部材に対して相対的に前後方向に移動可能なときは前記付勢力に抗して前記第２収容空間の中に突き出でて前記排気口を開く、
    請求項２の成形材料供給装置。
  4. 減圧装置を備えて、
    前記排気孔は、前記第２収容空間と前記減圧装置を接続し、
    前記減圧装置は、前記第２収容空間の中の気圧を減圧する、
    請求項２の成形材料供給装置。
  5. 制御装置は、前記減圧装置に接続されていて、少なくとも前記ダイスを通して前記第１収容空間の中の前記成形材料を前記第２収容空間の中に排出させているときに、前記減圧装置を制御して、前記第２収容空間の中の気圧を減圧させている、
    請求項４の成形材料供給装置。
  6. 前記制御装置は、
    前記成形材料を前記第２収容空間の中に排出させる前に、前記第２排出駆動装置を制御して前記第２排出部材を所定の位置まで後退させている、
    請求項１の成形材料供給装置。
  7. 前記第１排出部材は、プランジャであり、
    前記第１排出駆動装置は、前記プランジャを前後に移動させて、
    前記第１収容空間は、前記プランジャを前後に移動可能に収容し、前記成形材料を前記プランジャの前方に収容している、
    請求項１の成形材料供給装置。
  8. 前記第１排出部材は、スクリュであり、
    前記第１排出駆動装置は、前記スクリュを回転させて、
    前記第１収容空間は、前記スクリュを回転可能に収容している、
    請求項１の成形材料供給装置。
  9. 前記成形機は、射出成形機であり、
    前記成形材料供給口は、可塑化スクリュを収容する可塑化シリンダ、混合スクリュを収容する混合シリンダ、インラインスクリュを収容する射出シリンダ、またはプランジャを収容する射出シリンダに形成されている、
    請求項１の成形材料供給装置。
  10. 前記成形材料は、ミラブル型のシリコンゴムである、
    請求項１の成形材料供給装置。
  11. 成形材料に混入しているガスを脱気しかつ脱気した前記成形材料を成形機の成形材料供給口に供給する成形材料供給方法であって、
    第１収容部の第１収容空間の中に前記成形材料を供給する準備工程と、
    少なくとも第１収容部およびダイスで構成されていてかつ第２収容部の第２収容空間の中で前後に移動可能に収容されている第２排出部材を前記第２収容部に対して所定の位置まで後退させる待機工程と、
    前記第１収容空間の中で駆動可能に収容されている第１排出部材を駆動して、前記第１収容空間の中の前記成形材料を前記ダイスの貫通孔を通して前記第２収容空間の中でかつ前記第２排出部材の前方に排出する脱気工程と、
    前記第２排出部材が前進して、脱気したあとの前記成形材料を前記第２収容空間から前記成形材料供給口に排出する供給工程と、を行う成形材料供給方法。
  12. 前記脱気工程は、減圧装置で前記第２収容空間の中の気圧を減圧する、
    請求項１１の成形材料供給方法。
  13. 前記待機工程は、前記第２排出部材を前記所定の位置まで後退させたあと減圧装置で前記第２収容空間の中の気圧を減圧する、
    請求項１１の成形材料供給方法。
  14. 前記成形材料は、ミラブル型のシリコンゴムである、
    請求項１１の成形材料供給方法。
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