JP3701604B2

JP3701604B2 - Molding material supply device

Info

Publication number: JP3701604B2
Application number: JP2001388621A
Authority: JP
Inventors: 雅治赤松
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2021-12-21
Also published as: JP2003236885A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形材料供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形機等の成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた成形材料としての樹脂を、高圧で射出して金型装置のキャビティ空間に充填（てん）し、該キャビティ空間内において冷却して固化させることによって成形品が成形されるようになっている。
【０００３】
前記射出成形機は金型装置、型締装置及び射出装置を有し、前記型締装置は、固定プラテン及び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、型締及び型開を行う。
【０００４】
一方、前記射出装置は、樹脂を加熱して溶融させる加熱シリンダ、及び、該加熱シリンダの前端に取り付けられ、溶融させられた樹脂を射出する射出ノズルを備え、前記加熱シリンダ内にスクリュが回転自在に、かつ、進退自在に配設される。そして、該スクリュを、後端に配設された駆動部によって前進させることにより射出ノズルから樹脂が射出され、前記駆動部によって回転させることにより樹脂の計量が行われる。
【０００５】
ところで、前記加熱シリンダに樹脂を供給するために樹脂投入部が形成され、該樹脂投入部には、ホッパ、開閉バルブ、案内部及びレベルゲージを備え、該レベルゲージによって案内部における樹脂のレベルが検出される。そして、射出及び計量が繰り返されるのに伴って樹脂のレベルが低くなると、前記開閉バルブが開放され、前記ホッパ内の樹脂が案内部に供給される。
【０００６】
また、前記スクリュは、フライト部、及び該フライト部の前端に配設されたスクリュヘッドを備える。そして、前記フライト部は、スクリュの本体、すなわち、該スクリュ本体の外周面に螺（ら）旋状に形成されたフライトを備え、該フライトによって螺旋状の溝が形成される。また、フライト部には、後方から前方にかけて順に、ホッパから落下した樹脂が供給される供給部、供給された樹脂を圧縮しながら溶融させる圧縮部、及び、溶融させられた樹脂を一定量ずつ計量する計量部が形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の射出装置においては、ホッパから落下した樹脂が供給部に溜（た）まり、供給部における樹脂の状態が密になるので、計量工程において加熱シリンダの内周面と樹脂との間の摩擦抵抗が大きくなってしまう。その結果、前記摩擦抵抗が必ずしも一定でないので、射出される樹脂量が変動してしまう。
【０００８】
また、樹脂の状態が密になるのに伴って、樹脂に剪（せん）断熱が発生するので、樹脂が炭化し、成形品にコンタミが混入してしまう。
【０００９】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、射出装置に供給される成形材料の量を適切に制御して、加熱シリンダの内周面と成形材料との間の摩擦抵抗を小さくすることができ、スクリュを回転及び前進させるために必要なトルクを安定化することができるとともに、成形材料に剪断熱が発生するのを防止することができ、樹脂の炭化によるコンタミの混入を防止することができる成形材料供給装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の成形材料供給装置においては、回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリュを内部に備える加熱シリンダの成形材料供給口に接続された案内部と、成形材料を切り出して前記案内部に供給する計量切出装置と、該計量切出装置に前記成形材料を投入する投入装置と、前記スクリュが前記成形材料を飢餓計量するように前記計量切出装置を制御する計量切出制御装置とを有し、前記投入装置は成形材料乾燥機であり、前記計量切出装置は前記成形材料乾燥機の付属装置であり、前記計量切出制御装置は、前記スクリュが回転している間だけ前記成形材料を切り出すように前記計量切出装置を制御する。
【００１２】
本発明の他の成形材料供給装置においては、さらに、前記計量切出装置は、回転に伴って間欠的に成形材料を切り出す供給弁を備える。
【００１３】
本発明の更に他の成形材料供給装置においては、さらに、前記計量切出装置は、空気圧によって間欠的に開閉する開閉弁を備える。
【００１５】
本発明の更に他の成形材料供給装置においては、さらに、前記計量切出制御装置は、前記スクリュの溝内の成形材料の量に対応して前記計量切出装置を制御する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明の成形材料供給装置は、種々の装置や方法に適用することができるものであるが、本実施の形態においては、説明の都合上、射出成形機に適用した場合について説明する。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施の形態における成形材料供給装置の機能ブロック図である。
【００１８】
図において、１１は射出装置の加熱シリンダであり、内部に後述されるスクリュ１２が回転自在に、かつ、進退（図における左右方向に移動）自在に配設されている。そして、８３は金型装置並びに該金型装置の型閉、型締及び型開を行うための型締装置を備える金型部であり、加熱シリンダ１１内において加熱され溶融させられた成形材料としての樹脂が、高圧で射出されて金型装置のキャビティ空間に充填され、該キャビティ空間内において冷却して固化することによって成形品が成形される。また、８２は、加熱シリンダ１１を進退させるとともに、該加熱シリンダ１１内のスクリュ１２を回転させ、かつ、進退させるための駆動部である。なお、８１は前記金型部８３及び駆動部８２が載置される射出成形機支持部である。
【００１９】
そして、１７は射出装置の上方に配設された成形材料乾燥機としての樹脂乾燥機である。ここで、該樹脂乾燥機１７は、成形材料を投入する投入装置として機能する。また、前記樹脂乾燥機１７は、ペレット状の樹脂を大量に収納する樹脂タンク及び該樹脂タンク内に収容されたペレット状の樹脂を乾燥する装置を備えるとともに、前記樹脂タンクの下端に樹脂排出管１６を介して接続された計量切出装置１８を備える。なお、該計量切出装置１８は、樹脂乾燥機１７の付属装置であることが、望ましいが、樹脂乾燥機１７と別個のものであってもよい。そして、前記計量切出装置１８は、樹脂タンク内に収容されたペレット状の樹脂を所定の量ずつ排出する、すなわち、切り出すための装置であり、いかなる種類のものであってもよいが、本実施の形態においては、後述されるように、回転に伴って間欠的に樹脂を切り出す供給弁としてのシャフト４３を備える。
【００２０】
また、前記計量切出装置１８の出口は、案内部１９及び負圧形成部２０を介して、加熱シリンダ１１の後述される樹脂供給口１５に接続され、樹脂乾燥機１７から切り出された樹脂が加熱シリンダ１１に供給されるようになっている。ここで、前記案内部１９には、樹脂のレベルを検出する上位レベル検出器５５ａ及び下位レベル検出器５５ｂを備えるレベル検出器５５が配設される。なお、必ずしも案内部１９を負圧にする必要もない。
【００２１】
図２は本発明の第１の実施の形態における射出装置の断面図である。
【００２２】
図において、１２は前記加熱シリンダ１１内において回転自在に、かつ、進退（図における左右方向に移動）自在に配設された射出部材としてのスクリュ、１３は前記加熱シリンダ１１の前端（図における左端）に取り付けられた射出ノズル、１４は該射出ノズル１３に形成されたノズル口である。そして、成形材料供給口としての樹脂供給口１５は前記加熱シリンダ１１の後端（図における右端）近傍の所定の位置に形成される。また、前記加熱シリンダ１１の外周には、面状のヒータｈ１〜ｈ３が配設され、該ヒータｈ１〜ｈ３を通電することによって、前記樹脂を加熱し、溶融させることができる。
【００２３】
ここで、前記スクリュ１２は、フライト部２１、及び、該フライト部２１の前端に配設されたスクリュヘッド２７を備える。そして、前記フライト部２１は、スクリュ本体の外周面に螺旋状に形成されたフライト２３を備え、該フライト２３によって螺旋状の溝２４が形成される。また、フライト部２１には、後方（図における右方）から前方（図における左方）にかけて、順に樹脂排出管１６から落下した樹脂が供給される供給部Ｐ１、供給された樹脂を圧縮しながら溶融させる圧縮部Ｐ２、及び、溶融させられた樹脂を一定量ずつ計量する計量部Ｐ３が形成される。そして、前記溝２４の底、すなわち、スクリュ本体の外径は、供給部Ｐ１において比較的小さくされ、圧縮部Ｐ２において後方から前方にかけて徐々に大きくされ、計量部Ｐ３において比較的大きくされる。したがって、加熱シリンダ１１の内周面とスクリュ本体の外周面との間隙（げき）は、前記供給部Ｐ１において比較的大きくされ、圧縮部Ｐ２において後方から前方にかけて徐々に小さくされ、計量部Ｐ３において比較的小さくされる。
【００２４】
そして、計量工程時に、前記スクリュ１２を正方向に回転させると、前記樹脂乾燥機１７内の樹脂が、計量切出装置１８を介して、樹脂供給口１５から供給部Ｐ１に供給され、溝２４内を前進（図における左方に移動）させられる。それに伴って、スクリュ１２が後退（図における右方に移動）させられ、樹脂がスクリュヘッド２７の前方に蓄えられる。なお、前記溝２４内の樹脂は、前記供給部Ｐ１においてペレット状の形状を有し、圧縮部Ｐ２において半溶融状態になり、計量部Ｐ３において完全に溶融させられて液状になる。
【００２５】
ここで、前記スクリュ本体の外周面及び加熱シリンダ１１の内周面の粗さが互いに等しいと、計量工程時に、スクリュ１２を回転させても、溝２４内の樹脂は、スクリュ１２と一体的に回転させられてしまい、前進しない。そのため、通常は、加熱シリンダ１１の内周面がスクリュ本体の外周面より粗くなるように加工される。
【００２６】
そして、射出工程時に、前記スクリュ１２を前進させると、スクリュヘッド２７の前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズル１３から射出され、図示されない金型装置内のキャビティ空間に充填される。このとき、スクリュヘッド２７の前方に蓄えられた樹脂が逆流しないように、スクリュヘッド２７の周囲に逆止リング３７及びシールリング３８から成る逆流防止装置３６が配設される。なお、前記計量工程時にスクリュ１２を回転させるために、第１の駆動手段としての図示されない計量用モータが、前記射出工程時にスクリュ１２を前進させるために、第２の駆動手段としての図示されない射出用モータが配設され、前記計量用モータ、射出用モータ、図示されない伝動機構等によって駆動部が構成される。
【００２７】
次に、前記計量切出装置１８、案内部１９及び負圧形成部２０について説明する。
【００２８】
図３は本発明の第１の実施の形態における計量切出装置、案内部及び負圧形成部を示す正面図、図４は本発明の第１の実施の形態における計量切出装置、案内部及び負圧形成部を示す断面図、図５は本発明の第１の実施の形態における計量切出装置、案内部及び負圧形成部を示す平面図である。
【００２９】
本実施の形態において、図４に示されるように、計量切出装置１８は、回転に伴って間欠的に成形材料を切り出す供給弁としてのシャフト４３、断面が四角形の形状を有する供給弁ケースとしてのケース４１を備える。前記シャフト４３はケース４１内において回転自在に支持された断面が円形の形状を有する。そして、前記ケース４１の上面には、前記樹脂排出管１６と連通させられる成形材料入口としての樹脂入口４４が形成され、前記ケース４１の下面には、前記案内部１９と連通させられる成形材料出口としての樹脂出口４５が、前記樹脂入口４４と同一軸上に形成される。また、前記シャフト４３は、大径部４６、及び、該大径部４６の両端に形成された小径部４７、４８から成り、該小径部４７、４８によって前記ケース４１に対して支持される。さらに、前記大径部４６の円周方向における所定の箇所には、所定の深さを有する成形材料収容部としてのポケット４９が、前記樹脂入口４４及び樹脂出口４５と対応する位置に形成され、前記シャフト４３を回転させることによって、前記ポケット４９が樹脂入口４４又は樹脂出口４５と選択的に連通させられる。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、前記大径部４６に一つのポケット４９が形成されるが、大径部４６の円周方向における複数箇所に同ピッチで二つ以上のポケットを形成することもできる。その場合、各ポケットを浅くすることができるので、切出量の変動を小さくすることができる。
【００３１】
そして、前記ケース４１の一端に隣接させて、計量切出装置１８を作動させるための第３の駆動手段としての供給用モータ５１が取り付けられ、該供給用モータ５１の出力軸５２は、前記小径部４８内に嵌（かん）入され、シャフト４３に固定される。したがって、前記供給用モータ５１を間欠的に駆動することによって、前記シャフト４３を回転させ、前記ポケット４９を樹脂入口４４と連通する位置に置き、前記樹脂排出管１６内の樹脂をポケット４９内に収容し、続いて、該ポケット４９を樹脂出口４５と連通する位置に置き、ポケット４９内の樹脂を案内部１９に、設定された量ずつ計量して供給する、すなわち、切り出すことができる。
【００３２】
ここで、前記案内部１９は、ガラス製の内管５３、及び、該内管５３より半径方向外方に、所定の距離を置いて配設された外管５４から成り、前記内管５３の上端は前記樹脂出口４５に臨ませて開口させられる。そして、前記内管５３と対向して樹脂のレベルを検出するレベル検出器５５が配設される。この場合、該レベル検出器５５は、内管５３内に充填されている樹脂が高いレベルにあることを検出する上位レベル検出器５５ａ、及び、前記樹脂が低いレベルにあることを検出する下位レベル検出器５５ｂを備える。なお、前記レベル検出器５５は、前記樹脂が高いレベルにあること及び低いレベルにあることを識別することができるのであれば、単一の検出器であってもよい。
【００３３】
また、前記負圧形成部２０は、内管５６、及び、該内管５６より半径方向外方に、所定の距離を置いて配設された外管５７から成る。ここで、該外管５７の下端にフランジ５８が取り付けられ、前記負圧形成部２０はフランジ５８を介して加熱シリンダ１１に固定される。そして、前記内管５３の下端と内管５６の上端とは互いに当接させられ、内管５３及び内管５６内に、加熱シリンダ１１内と連通する成形材料通路としての樹脂通路３１が形成される。また、前記加熱シリンダ１１内及び樹脂通路３１は、計量切出装置１８によって気密にされ、負圧形成部２０に負圧が形成されるようになっている。そのため、内管５６と外管５７との間に環状室６１が形成され、前記加熱シリンダ１１内及び樹脂通路３１は、内管５６の下端において、図３に示されるように、環状室６１と連通させられる。そして、前記外管５７の所定の箇所に吸引口６２が形成され、該吸引口６２に吸引パイプ６４を介してフィルタ装置６５が接続される。
【００３４】
そして、該フィルタ装置６５は、多数の孔を備える内管６６、及び、該内管６６より径方向外方に、所定の距離を置いて配設された外管６７から成り、前記内管６６と外管６７との間にフィルタ６８が配設される。また、前記外管６７の所定の箇所には、吸引口６９が形成され、該吸引口６９に、図５に示されるように、開閉弁７１及び吸引パイプ７２を介して負圧発生手段としての後述される真空ポンプ７８が接続される。したがって、該真空ポンプ７８を駆動することによって加熱シリンダ１１内に負圧が発生させられる。
【００３５】
次に、前記構成の成形材料供給装置を作動させるための制御装置について説明する。
【００３６】
図６は本発明の第１の実施の形態における制御装置を示すブロック図、図７は本発明の第１の実施の形態における飢餓計量の状態を示す図、図８は本発明の第１の実施の形態における通常計量の状態を示す図、図９は本発明の第１の実施の形態における射出装置の可塑特性を示す図である。なお、図７において、横軸にスクリュ１２（図２）の回転速度、すなわち、スクリュ回転速度Ｎを、縦軸にスクリュ１２の後退速度、すなわち、スクリュ後退速度Ｖｒを採ってある。
【００３７】
図６において、７５は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段、キーボード、タッチパネル等の入力手段、ＣＲＴ、液晶ディスプレー等の表示手段、入出力インターフェイス等を備え、計量切出制御装置として機能する制御部である。そして、該制御部７５は、独立して構成されて存在するものであってもよいし、射出成形機等の他の装置を制御するための制御装置と一体的に構成されたものであってもよいし、他の制御装置の中に構築されたシステムの一つであってもよい。本実施の形態においては、前記制御部７５が射出装置を作動させるための制御装置と一体的に形成されている場合について説明する。
【００３８】
ここで、８０は、通常計量のための切出回転数、飢餓計量のための切出回転数等のデータが格納されたデータベースである。なお、該データベース８０は、前記制御部７５が備える記憶手段の中に構築されたものであってもよいし、前記制御部７５から独立した外部の記憶手段の中に構築されたものであってもよい。
【００３９】
そして、７６はスクリュ回転用モータ、７７は射出用モータ、７８は前記吸引口６９に接続された真空ポンプである。また、１２ａはスクリュ１２の位置、すなわち、スクリュ位置を検出するスクリュ位置検出手段としてのスクリュ位置センサ、７６ａはスクリュ回転用モータ７６の回転速度を検出するスクリュ回転用速度センサ、７７ａは射出用モータ７７の回転速度を検出する射出用速度センサ、５１ａは供給用モータ５１の回転速度を検出する供給用速度センサである。
【００４０】
まず、制御部７５が真空ポンプ７８を駆動すると、加熱シリンダ１１内及び樹脂通路３１（図４）の空気が吸引され、加熱シリンダ１１内に負圧が発生させられる。次に、前記制御部７５は、計量工程を開始し、計量開始信号を発生させてスクリュ回転用モータ７６に送り、該スクリュ回転用モータ７６を駆動することによってスクリュ１２を回転させる。また、前記制御部７５は、前記計量開始信号を供給用モータ５１に送り、該供給用モータ５１を駆動することによってシャフト４３を間欠的に回転させる。それに伴って、樹脂乾燥機１７内の樹脂がポケット４９を介して樹脂通路３１内に切り出され、更に樹脂供給口１５を介して供給部Ｐ１に供給される。そして、該供給部Ｐ１に供給された樹脂は、スクリュ１２の回転に伴って溝２４内を前進し、圧縮部Ｐ２において半溶融状態になり、計量部Ｐ３において完全に溶融させられて液状になり、スクリュヘッド２７の前方に溜められる。
【００４１】
この間、前記真空ポンプ７８は駆動し続け、加熱シリンダ１１内に負圧が発生させられる。したがって、加熱シリンダ１１内及び樹脂通路３１に進入した空気、計量が行われるのに伴って発生させられたガス等が排出されるので、樹脂焼けが発生するのを防止することができる。
【００４２】
続いて、前記スクリュ位置センサ１２ａからの信号に基づいて、スクリュ１２が所定の計量終了位置に到達したことが分かると、前記制御部７５は、計量工程を終了し、計量終了信号を発生させてスクリュ回転用モータ７６に送り、該スクリュ回転用モータ７６の駆動を停止させることによってスクリュ１２の回転を停止させる。また、前記制御部７５は、前記計量終了信号を供給用モータ５１に送り、該供給用モータ５１の駆動を停止させることによってシャフト４３の回転を停止させ、樹脂の切出を停止する。
【００４３】
次に、前記制御部７５は、射出工程を開始し、射出開始信号を発生させて射出用モータ７７に送り、該射出用モータ７７を駆動することによってスクリュ１２を前進させる。これに伴って、スクリュヘッド２７の前方に溜められた樹脂は射出ノズル１３から射出される。
【００４４】
ところで、前記樹脂乾燥機１７内から切り出され、樹脂供給口１５を介して供給部Ｐ１に供給される樹脂の量は、シャフト４３を回転させる回転数によって制御される。すなわち、前記制御部７５はデータベース８０にアクセスし、該データベース８０に格納されている飢餓計量のための前記回転数を取得し、供給用モータ５１を駆動することによってシャフト４３を回転させる。これにより、スクリュ１２は樹脂を飢餓計量することができる。なお、データベース８０にアクセスせずに手動で入力するこもできる。
【００４５】
ここで、飢餓計量とは、図７に示されるように、樹脂供給口１５内に樹脂が溜まっておらず、供給部Ｐ１において、スクリュ１２の溝２４内に樹脂が満たされていない状態で、スクリュ１２によって樹脂が計量される状態である。一方、通常計量とは、図８に示されるように、樹脂供給口１５内に樹脂が溜まっており、供給部Ｐ１において、スクリュ１２の溝２４内に樹脂が満たされた状態で、スクリュ１２によって樹脂が計量される状態である。なお、図７及び８において符号８８は樹脂を示している。
【００４６】
通常計量の状態においては、樹脂が供給部Ｐ１に溜まり、供給部Ｐ１における樹脂の状態が密になるので、計量工程において加熱シリンダ１１の内周面と樹脂との間の摩擦抵抗が大きくなり、スクリュ１２を回転させるために必要なトルクが大きくなる。また、射出工程においても加熱シリンダ１１の内周面と樹脂との間の摩擦抵抗が大きいので、スクリュ１２を前進させるために必要な推力が大きくなる。さらに、前記摩擦抵抗は必ずしも一定でないので、射出される樹脂量が変動してしまう。
【００４７】
これに対し、飢餓計量の状態においては、樹脂が供給部Ｐ１に溜まらず、供給部Ｐ１における樹脂の状態が疎になるので、計量工程において加熱シリンダ１１の内周面と樹脂との間の摩擦抵抗が小さくなり、スクリュ１２を回転させるために必要なトルクが小さくてよい。また、射出工程においても加熱シリンダ１１の内周面と樹脂との間の摩擦抵抗が小さいので、スクリュ１２を前進させるために必要な推力が小さくてよい。さらに、前記摩擦抵抗が一定となるので、射出される樹脂量が変動しない。
【００４８】
ここで、前記飢餓計量のための前記シャフト４３の回転数は、射出成形機を予備的に運転することによって、あらかじめ設定することができる。
【００４９】
まず、通常計量の状態で、射出成形機を連続的に運転する。この場合、樹脂は前記内管５６及び内管５３の内部に充填されている。そして、前記スクリュ１２が所定の計量終了位置に到達して計量工程が終了し、シャフト４３が回転して、樹脂を切り出すと、前記内管５６及び内管５３の内部に充填されている樹脂のレベルが上昇する。そして、ガラス製の内管５３内の樹脂が該内管５３と対向して配設された上位レベル検出器５５ａの検出レベルに到達すると、制御部７５は前記上位レベル検出器５５ａの検出信号を受信し、シャフト４３を停止させ、樹脂の切出を停止する。
【００５０】
一方、再び計量工程が開始されると、前記スクリュ１２が回転するので、供給部Ｐ１に供給された樹脂は、スクリュ１２の溝２４内に送り込まれる。これにより、前記内管５６及び内管５３の内部に充填されている樹脂のレベルは低下する。そして、ガラス製の内管５３内の樹脂が該内管５３と対向して配設された下位レベル検出器５５ｂの検出レベルに到達すると、制御部７５は前記下位レベル検出器５５ｂの検出信号を受信し、シャフト４３を回転させ、樹脂の切出を開始する。
【００５１】
通常計量の場合、前述の動作が繰り返され、ガラス製の内管５３内の樹脂のレベルは、前記上位レベル検出器５５ａの検出レベルと下位レベル検出器５５ｂの検出レベルとの間にあるように保たれる。これにより、樹脂供給口１５内に樹脂が溜まり、供給部Ｐ１においてスクリュ１２の溝２４内に樹脂が満たされた状態が維持される。ここで、計量工程時におけるスクリュ１２の回転している時間、すなわち、計量時間Ｔ１を計測する。更に、計量時間Ｔ１と成形品の重量により可塑化能力を算出する。この場合、データベース８０には、前記可塑化能力を基に、可塑化能力に対応する飢餓計量のための前記シャフト４３の回転数が格納されており、希望する飢餓計量の割合に応じたシャフト４３の回転数Ｒ１をデータベース８０より導き出す。飢餓計量のためのシャフト４３の回転数Ｒ１は、通常の計量時のシャフト４３の回転数Ｒ２より少ない。ここで、飢餓計量のための切出回転数Ｒ１は、Ｒ１＜Ｒ２の条件を満たせば任意に設定してもよいが、少なすぎると、スクリュ１２の溝２４内の樹脂の供給量が少なくなりすぎ、計量工程に要する時間が長くなってしまう。なお、前記飢餓計量を導き出す方法に変えて、通常の計量時間Ｔ１に対し、例えば、１．２倍の計量時間Ｔ２を算出し、該計量時間Ｔ２になるように前記シャフト４３の回転数を調整（通常の計量時より回転数が少なくなる）する。その回転数が決まれば、以後、その回転数で飢餓計量を行う。
【００５２】
前述されたように、制御部７５はデータベース８０にアクセスし、該データベース８０に格納されている飢餓計量のための切出回転数を取得し、スクリュ１２が計量終了位置に達するまで間だけ樹脂乾燥機１７内の樹脂を切り出して、供給部Ｐ１に供給する。その結果、前記供給部Ｐ１においては、樹脂の状態が疎にされ、溝２４内に樹脂が１００〔％〕満たされることはない。
【００５３】
一方、前記圧縮部Ｐ２及び計量部Ｐ３においては、樹脂の状態が密にされ、溝２４内に樹脂が１００〔％〕満たされる。そして、溝２４内に樹脂が１００〔％〕満たされる部分の最後端位置がほぼ圧縮部Ｐ２と供給部Ｐ１との境に置かれる。
【００５４】
また、スクリュ回転速度Ｎ及びスクリュ後退速度Ｖｒによって表される可塑化能力は、射出装置の型式、寸法、規格等によって決まるが、図９に示される可塑化能力標準ラインＬｓより低い側、すなわち、ハッチング部分に収まるようになる。例えば、可塑化能力標準ラインＬｓにおいて、スクリュ回転速度Ｎが値ｎであるときのスクリュ後退速度Ｖｒが値ｖである場合、スクリュ回転速度Ｎを値ｎで固定したとき、供給用モータ５１の回転速度を調整することによって、スクリュ後退速度Ｖｒは、
Ｖｒ＜ｖ
にされる。
【００５５】
また、スクリュ後退速度Ｖｒを値ｖで固定したとき、供給用モータ５１の回転速度を調整することによって、スクリュ回転速度Ｎは、
Ｎ＞ｎ
にされる。すなわち、可塑化能力が可塑化能力標準ラインＬｓより低く、低速度側及び高回転側の領域で計量が行われる。
【００５６】
このように設定することによって、計量工程中だけ、しかも、計量に必要な量だけの樹脂が供給部Ｐ１に供給されるので、供給部Ｐ１において、樹脂の状態が疎にされ、溝２４内に樹脂が１００〔％〕満たされることがない。
【００５７】
そのため、前記供給部Ｐ１においては、樹脂の状態が疎にされるので、計量工程において加熱シリンダ１１の内周面と樹脂との間の摩擦抵抗を小さくすることができる。
【００５８】
また、前記摩擦抵抗が一定となるので、射出される樹脂量が変動せず、成形が安定する。
【００５９】
さらに、樹脂の状態が疎にされるので、樹脂に剪断熱が発生するのを防止することができる。したがって、樹脂の炭化が防止できるので成形品へのコンタミの混入を防止することができる。
【００６０】
そして、加熱シリンダ１１内に負圧が発生されるので、前記樹脂の状態が疎にされても、樹脂が空気と接触することがなくなる。したがって、樹脂が空気によって酸化するのを防止することができる。
【００６１】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、前記第１の実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【００６２】
図１０は本発明の第２の実施の形態における樹脂乾燥機の計量切出装置を示す概略図である。
【００６３】
図において、９１は開閉弁ケース、９６は入口端が樹脂排出管１６に接続され、出口端が開閉弁ケース９１に接続される樹脂導入管、９２は開閉弁ケース９１内に配設され、前記樹脂導入管９６の出口端を開閉する開閉弁である。なお、開閉弁ケース９１の出口は、案内部１９を介して、加熱シリンダ１１の樹脂供給口１５に接続され、樹脂乾燥機１７から切り出された樹脂が加熱シリンダ１１に供給されるようになっている。
【００６４】
また、９３は前記開閉弁９２を駆動するためのエアシリンダ装置であり、該エアシリンダ装置９３のピストン９３ａは、前記開閉弁９２のコネクティングロッド９２ａに接続されている。そして、図示されない高圧エア供給源に接続された高圧エア供給管９４は、電磁切替弁９５を介して、枝管９４ａ及び枝管９４ｂに分岐されている。なお、該枝管９４ａ及び枝管９４ｂはエアシリンダ装置９３のピストン９３ａの両側に形成された２つの圧力室にそれぞれ接続される。これにより、前記電磁切替弁９５を作動させ、高圧エア供給管９４を介して高圧エア供給源から供給される高圧エアを枝管９４ａ又は枝管９４ｂに選択的に流通させて、前記ピストン９３ａを進退させ、前記開閉弁９２を開閉させることができる。
【００６５】
そして、図示されない高圧エア供給源に接続された高圧エア供給管８６が、電磁開閉弁８７を介して、樹脂導入管９６に接続されている。ここで、前記電磁開閉弁８７は、前記開閉弁９２とともに開閉するようになっている。そのため、該開閉弁９２が開き、樹脂乾燥機１７内の樹脂が樹脂排出管１６及び樹脂導入管９６を通って開閉弁ケース９１内に流入する際、前記樹脂導入管９６に高圧エアが吹き込まれる。したがって、前記樹脂は樹脂導入管９６の内部、該樹脂導入管９６の出口端と開閉弁９２との間の部分等において、滞留したり詰まったりすることなく、前記開閉弁ケース９１内に流入する。
【００６６】
このように、本実施の形態において、計量切出装置１８は、エアシリンダ装置９３によって駆動される開閉弁９２を備える。そのため、電磁切替弁９５を作動させ、エアシリンダ装置９３に供給される高圧エアの流れを変えることによって、容易に樹脂の切出を行うことができる。
【００６７】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【００６８】
図１１は本発明の第３の実施の形態における射出装置の断面図である。
【００６９】
この場合、図に示されるように、スクリュ１２を前進限界位置に置いたときの、加熱シリンダ１１における成形材料供給口としての樹脂供給口１５より前方（図における左方）の供給部Ｐ１に対応する位置に、加熱シリンダ１１に臨ませて、３個の成形材料検出手段としてのホトセンサ５９が所定のピッチで配設される。前記各ホトセンサ５９は、供給部Ｐ１における溝２４内の樹脂を検出し、溝２４内の樹脂の量に比例するセンサ出力を発生させる。
【００７０】
そして、計量工程において、制御部７５は、各ホトセンサ５９のセンサ出力を受信し、データベース８０に格納された図示されない供給用モータ回転速度テーブルを参照し、前記センサ出力に対応する供給用モータ５１の目標回転速度を読み出し、供給用モータ５１の回転速度が目標回転速度になるように供給用モータ５１を駆動して、計量切出装置１８による樹脂の切出量を設定する。この場合、前記目標回転速度は、通常計量の状態に対応する供給用モータ５１の回転速度よりも低い速度である。そのため、計量切出装置１８による樹脂の切出量は飢餓計量のための切出量になる。なお、前記供給用モータ５１の回転速度は供給用速度センサ５１ａによって検出され、フィードバック制御が行われる。
【００７１】
その結果、前記供給部Ｐ１においては、樹脂の状態が疎にされ、溝２４内に樹脂が１００〔％〕満たされることはない。
【００７２】
このように、本実施の形態において、計量切出装置１８は、供給部Ｐ１における溝２４内の樹脂を検出して、飢餓計量のための切出量だけ樹脂乾燥機１７内の樹脂を切り出して、供給部Ｐ１に供給するようになっている。そのため、前記供給部Ｐ１における樹脂の状態を適切に制御することができる。また、樹脂乾燥機１７の計量切出装置１８を使用しているので、特別に樹脂切出装置を必要としない。
【００７３】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、成形材料供給装置においては、回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリュを内部に備える加熱シリンダの成形材料供給口に接続された案内部と、成形材料を切り出して前記案内部に供給する計量切出装置と、該計量切出装置に前記成形材料を投入する投入装置と、前記スクリュが前記成形材料を飢餓計量するように前記計量切出装置を制御する計量切出制御装置とを有し、前記投入装置は成形材料乾燥機であり、前記計量切出装置は前記成形材料乾燥機の付属装置であり、前記計量切出制御装置は、前記スクリュが回転している間だけ前記成形材料を切り出すように前記計量切出装置を制御する。
【００７５】
この場合、スクリュの供給部においては、樹脂の状態が疎にされるので、計量工程において加熱シリンダの内周面と樹脂との間の摩擦抵抗を小さくすることができる。
【００７６】
したがって、前記摩擦抵抗が一定となるので、射出される樹脂量が変動せず、成形が安定する。
【００７７】
また、樹脂の状態が疎にされるので、樹脂に剪断熱が発生するのを防止することができる。さらに、樹脂の炭化が防止できるので、成形品へのコンタミの混入を防止することができる。
【００７９】
計量切出装置を特段用意する必要がないので、成形材料供給装置の製造コストを低くすることができる。
【００８１】
この場合、計量切出装置の動作が単純で済むので、成形材料乾燥機の付属装置のような通常の計量切出装置を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における成形材料供給装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における射出装置の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における計量切出装置、案内部及び負圧形成部を示す正面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における計量切出装置、案内部及び負圧形成部を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における計量切出装置、案内部及び負圧形成部を示す平面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における制御装置を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における飢餓計量の状態を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における通常計量の状態を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における射出装置の可塑特性を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における樹脂乾燥機の計量切出装置を示す概略図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態における射出装置の断面図である。
【符号の説明】
１１加熱シリンダ
１２スクリュ
１５樹脂供給口
１７樹脂乾燥機
１８計量切出装置
１９案内部
４３シャフト
７１、９２開閉弁
７５制御部
８８樹脂[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a molding material supply apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a molding machine such as an injection molding machine, a resin as a molding material heated and melted in a heating cylinder is injected at a high pressure and filled in a cavity space of a mold apparatus. The molded product is molded by cooling and solidifying inside.
[0003]
The injection molding machine includes a mold device, a mold clamping device, and an injection device. The mold clamping device includes a fixed platen and a movable platen, and the mold clamping cylinder moves the movable platen forward and backward to move the mold of the mold device. Close, clamp and open.
[0004]
On the other hand, the injection device includes a heating cylinder that heats and melts the resin, and an injection nozzle that is attached to the front end of the heating cylinder and injects the molten resin, and the screw is rotatable in the heating cylinder. In addition, it is disposed so as to freely advance and retract. Then, the resin is injected from the injection nozzle by advancing the screw by a driving unit disposed at the rear end, and the resin is measured by rotating by the driving unit.
[0005]
By the way, a resin charging part is formed to supply resin to the heating cylinder, and the resin charging part is provided with a hopper, an opening / closing valve, a guide part, and a level gauge, and the level gauge allows the resin level in the guide part to be increased. Detected. When the resin level is lowered as the injection and metering are repeated, the opening / closing valve is opened, and the resin in the hopper is supplied to the guide portion.
[0006]
The screw includes a flight part and a screw head disposed at a front end of the flight part. The flight part includes a screw body, that is, a flight formed in a spiral shape on the outer peripheral surface of the screw body, and a spiral groove is formed by the flight. In addition, in the flight part, the supply part to which the resin dropped from the hopper is supplied in order from the rear to the front, the compression part for melting the supplied resin while compressing, and the molten resin are metered by a certain amount. A weighing unit is formed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional injection device, the resin dropped from the hopper accumulates in the supply unit, and the state of the resin in the supply unit becomes dense. Therefore, in the weighing process, the inner peripheral surface of the heating cylinder and the resin The frictional resistance between them increases. As a result, since the frictional resistance is not necessarily constant, the amount of resin injected varies.
[0008]
In addition, as the resin becomes dense, heat insulation is generated in the resin, so that the resin is carbonized and contamination is mixed into the molded product.
[0009]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, appropriately controls the amount of molding material supplied to the injection device, and reduces the frictional resistance between the inner peripheral surface of the heating cylinder and the molding material. It is possible to stabilize the torque required to rotate and advance the screw, to prevent generation of shear heat in the molding material, and to prevent contamination by resin carbonization. An object of the present invention is to provide a molding material supply device that can perform the above-described process.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
For this purpose, in the molding material supply device of the present invention, a guide part connected to a molding material supply port of a heating cylinder having a screw disposed therein in a rotatable and reciprocating manner, and a molding material are cut out. And a metering device for controlling the metering and cutting device so that the screw can starve and meter the molding material. With a cutting control device The feeding device is a molding material dryer, the metering and cutting device is an accessory device of the molding material dryer, and the metering and cutting control device is configured so that the molding material is only rotated while the screw is rotating. The metering device to control .
[0012]
The present invention Other In the molding material supply device, the metering device further includes a supply valve that intermittently cuts the molding material as it rotates.
[0013]
In still another molding material supply device of the present invention, the metering device further includes an on-off valve that opens and closes intermittently by air pressure.
[0015]
In still another molding material supply device of the present invention, the metering and cutting control device controls the metering and cutting device in accordance with the amount of molding material in the groove of the screw.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The molding material supply apparatus of the present invention can be applied to various apparatuses and methods. In the present embodiment, for the sake of explanation, a case where the molding material supply apparatus is applied to an injection molding machine will be described.
[0017]
FIG. 1 is a functional block diagram of a molding material supply apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0018]
In the figure, reference numeral 11 denotes a heating cylinder of an injection device, in which a screw 12 (to be described later) is rotatably arranged and can be moved back and forth (moved in the left-right direction in the figure). Reference numeral 83 denotes a mold unit including a mold apparatus and a mold clamping apparatus for performing mold closing, mold clamping, and mold opening of the mold apparatus, and as a molding material heated and melted in the heating cylinder 11. The resin is injected at a high pressure to fill the cavity space of the mold apparatus, and the molded product is molded by cooling and solidifying in the cavity space. Reference numeral 82 denotes a drive unit for moving the heating cylinder 11 back and forth and rotating the screw 12 in the heating cylinder 11 and moving it back and forth. Reference numeral 81 denotes an injection molding machine support part on which the mold part 83 and the drive part 82 are placed.
[0019]
Reference numeral 17 denotes a resin dryer as a molding material dryer disposed above the injection device. Here, the resin dryer 17 functions as a charging device for charging the molding material. The resin dryer 17 includes a resin tank for storing a large amount of pellet-shaped resin and a device for drying the pellet-shaped resin stored in the resin tank, and a resin discharge pipe at the lower end of the resin tank. 16 is provided with a metering device 18 connected via 16. The metering and cutting device 18 is preferably an accessory device of the resin dryer 17, but may be separate from the resin dryer 17. The metering / cutting device 18 is a device for discharging a predetermined amount of the pellet-shaped resin stored in the resin tank, that is, for cutting out, and may be of any kind. In the embodiment, as will be described later, a shaft 43 is provided as a supply valve that intermittently cuts out the resin with rotation.
[0020]
The outlet of the metering device 18 is connected to a resin supply port 15 (described later) of the heating cylinder 11 via the guide portion 19 and the negative pressure forming portion 20, and the resin cut out from the resin dryer 17 It is supplied to the heating cylinder 11. Here, the guide unit 19 is provided with a level detector 55 having an upper level detector 55a and a lower level detector 55b for detecting the resin level. In addition, it is not necessary to make the guide part 19 into a negative pressure.
[0021]
FIG. 2 is a sectional view of the injection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0022]
In the figure, 12 is a screw as an injection member disposed so as to be rotatable and reciprocating (moving in the horizontal direction in the figure) in the heating cylinder 11, and 13 is a front end (left end in the figure) of the heating cylinder 11. The injection nozzle 14 attached to the injection nozzle 14 is a nozzle port formed in the injection nozzle 13. A resin supply port 15 as a molding material supply port is formed at a predetermined position near the rear end (right end in the drawing) of the heating cylinder 11. In addition, planar heaters h1 to h3 are disposed on the outer periphery of the heating cylinder 11, and the resin can be heated and melted by energizing the heaters h1 to h3.
[0023]
Here, the screw 12 includes a flight part 21 and a screw head 27 disposed at the front end of the flight part 21. The flight portion 21 includes a flight 23 formed in a spiral shape on the outer peripheral surface of the screw body, and the spiral groove 24 is formed by the flight 23. In addition, the flight part 21 is supplied from the rear (right side in the figure) to the front (left side in the figure) in order from the supply part P1 to which the resin dropped from the resin discharge pipe 16 is supplied, while compressing the supplied resin. A compression part P2 to be melted and a weighing part P3 for weighing the melted resin by a certain amount are formed. The bottom of the groove 24, that is, the outer diameter of the screw body is relatively small in the supply part P1, gradually increased from the rear to the front in the compression part P2, and relatively large in the measuring part P3. Therefore, the gap between the inner peripheral surface of the heating cylinder 11 and the outer peripheral surface of the screw body is relatively large in the supply portion P1, gradually decreased from the rear to the front in the compression portion P2, and in the measuring portion P3. Relatively small.
[0024]
When the screw 12 is rotated in the forward direction during the metering step, the resin in the resin dryer 17 is supplied from the resin supply port 15 to the supply unit P1 via the metering device 18, and the groove 24 It can be moved forward (moved to the left in the figure). Along with this, the screw 12 is moved backward (moved to the right in the figure), and the resin is stored in front of the screw head 27. The resin in the groove 24 has a pellet shape in the supply part P1, is in a semi-molten state in the compression part P2, and is completely melted in the metering part P3 to become a liquid.
[0025]
Here, if the roughness of the outer peripheral surface of the screw body and the inner peripheral surface of the heating cylinder 11 are equal to each other, the resin in the groove 24 is integrated with the screw 12 even if the screw 12 is rotated during the measuring step. It is rotated and does not move forward. Therefore, normally, the inner peripheral surface of the heating cylinder 11 is processed to be rougher than the outer peripheral surface of the screw body.
[0026]
When the screw 12 is advanced during the injection process, the resin stored in front of the screw head 27 is injected from the injection nozzle 13 and filled in a cavity space in a mold apparatus (not shown). At this time, a backflow prevention device 36 including a check ring 37 and a seal ring 38 is disposed around the screw head 27 so that the resin stored in front of the screw head 27 does not flow back. In order to rotate the screw 12 during the metering step, a metering motor (not shown) serving as a first drive means performs an injection (not shown) as a second drive means to advance the screw 12 during the injection process. A motor is disposed, and a driving unit is configured by the measuring motor, the injection motor, a transmission mechanism (not shown), and the like.
[0027]
Next, the metering device 18, the guide part 19, and the negative pressure forming part 20 will be described.
[0028]
FIG. 3 is a front view showing a metering device, a guide unit, and a negative pressure forming unit according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a metering device and guide unit according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a plan view showing the metering-out device, the guide part, and the negative pressure forming part in the first embodiment of the present invention.
[0029]
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the metering and cutting device 18 includes a shaft 43 as a supply valve that intermittently cuts the molding material as it rotates, and a supply valve case having a quadrangular cross section. The case 41 is provided. The shaft 43 is rotatably supported in the case 41 and has a circular cross section. A resin inlet 44 as a molding material inlet communicating with the resin discharge pipe 16 is formed on the upper surface of the case 41, and a molding material outlet communicating with the guide portion 19 is formed on the lower surface of the case 41. The resin outlet 45 is formed on the same axis as the resin inlet 44. The shaft 43 includes a large-diameter portion 46 and small-diameter portions 47 and 48 formed at both ends of the large-diameter portion 46, and is supported to the case 41 by the small-diameter portions 47 and 48. Furthermore, a pocket 49 as a molding material container having a predetermined depth is formed at a predetermined position in the circumferential direction of the large diameter portion 46 at a position corresponding to the resin inlet 44 and the resin outlet 45, By rotating the shaft 43, the pocket 49 is selectively communicated with the resin inlet 44 or the resin outlet 45.
[0030]
In the present embodiment, one pocket 49 is formed in the large diameter portion 46, but two or more pockets may be formed at the same pitch at a plurality of locations in the circumferential direction of the large diameter portion 46. it can. In that case, since each pocket can be made shallow, the variation of the cutout amount can be reduced.
[0031]
A supply motor 51 as a third driving means for operating the metering device 18 is attached adjacent to one end of the case 41, and the output shaft 52 of the supply motor 51 has the small diameter. It fits in the part 48 and is fixed to the shaft 43. Accordingly, the shaft 43 is rotated by intermittently driving the supply motor 51, the pocket 49 is placed at a position communicating with the resin inlet 44, and the resin in the resin discharge pipe 16 is placed in the pocket 49. Then, the pocket 49 is placed at a position communicating with the resin outlet 45, and the resin in the pocket 49 can be metered and supplied to the guide portion 19 by a set amount, that is, cut out.
[0032]
Here, the guide portion 19 includes a glass inner tube 53 and an outer tube 54 disposed at a predetermined distance radially outward from the inner tube 53. The upper end is opened facing the resin outlet 45. A level detector 55 that detects the level of resin is disposed opposite to the inner tube 53. In this case, the level detector 55 includes an upper level detector 55a for detecting that the resin filled in the inner pipe 53 is at a high level, and a lower level for detecting that the resin is at a low level. A detector 55b is provided. The level detector 55 may be a single detector as long as it can identify that the resin is at a high level and a low level.
[0033]
The negative pressure forming unit 20 includes an inner tube 56 and an outer tube 57 disposed at a predetermined distance radially outward from the inner tube 56. Here, a flange 58 is attached to the lower end of the outer tube 57, and the negative pressure forming portion 20 is fixed to the heating cylinder 11 via the flange 58. The lower end of the inner tube 53 and the upper end of the inner tube 56 are brought into contact with each other, and a resin passage 31 as a molding material passage communicating with the inside of the heating cylinder 11 is formed in the inner tube 53 and the inner tube 56. The Further, the inside of the heating cylinder 11 and the resin passage 31 are hermetically sealed by the metering device 18 so that a negative pressure is formed in the negative pressure forming portion 20. Therefore, an annular chamber 61 is formed between the inner tube 56 and the outer tube 57, and the inside of the heating cylinder 11 and the resin passage 31 are connected to the annular chamber 61 at the lower end of the inner tube 56 as shown in FIG. Communicated. A suction port 62 is formed at a predetermined location of the outer tube 57, and a filter device 65 is connected to the suction port 62 via a suction pipe 64.
[0034]
The filter device 65 includes an inner tube 66 having a large number of holes, and an outer tube 67 disposed radially outward from the inner tube 66 at a predetermined distance. A filter 68 is disposed between the outer tube 67 and the outer tube 67. Further, a suction port 69 is formed at a predetermined location of the outer pipe 67, and the suction port 69 serves as a negative pressure generating means via an on-off valve 71 and a suction pipe 72 as shown in FIG. A vacuum pump 78 described later is connected. Accordingly, a negative pressure is generated in the heating cylinder 11 by driving the vacuum pump 78.
[0035]
Next, a control device for operating the molding material supply device having the above-described configuration will be described.
[0036]
FIG. 6 is a block diagram showing the control device in the first embodiment of the present invention, FIG. 7 is a diagram showing the state of starvation weighing in the first embodiment of the present invention, and FIG. 8 is the first diagram of the present invention. FIG. 9 is a diagram showing a state of normal weighing in the embodiment, and FIG. 9 is a diagram showing plastic characteristics of the injection device in the first embodiment of the present invention. In FIG. 7, the horizontal axis represents the rotational speed of the screw 12 (FIG. 2), that is, the screw rotational speed N, and the vertical axis represents the backward speed of the screw 12, ie, the screw backward speed Vr.
[0037]
In FIG. 6, reference numeral 75 denotes a calculation means such as a CPU or MPU, a storage means such as a semiconductor memory or a magnetic disk, an input means such as a keyboard or a touch panel, a display means such as a CRT or a liquid crystal display, an input / output interface, etc. It is a control part which functions as a cutting-out control apparatus. The control unit 75 may be configured to exist independently, or may be configured integrally with a control device for controlling other devices such as an injection molding machine. Alternatively, it may be one of systems built in another control device. In the present embodiment, a case will be described in which the control unit 75 is formed integrally with a control device for operating the injection device.
[0038]
Here, reference numeral 80 denotes a database in which data such as a cutting speed for normal weighing and a cutting speed for starvation weighing are stored. The database 80 may be constructed in the storage means included in the control unit 75 or constructed in external storage means independent of the control unit 75. Also good.
[0039]
Reference numeral 76 denotes a screw rotation motor, 77 denotes an injection motor, and 78 denotes a vacuum pump connected to the suction port 69. 12a is a screw position sensor as a screw position detecting means for detecting the position of the screw 12, that is, a screw position, 76a is a screw rotation speed sensor for detecting the rotation speed of the screw rotation motor 76, and 77a is an injection motor. An injection speed sensor 51 for detecting the rotation speed 77 and a supply speed sensor 51 a for detecting the rotation speed of the supply motor 51 are provided.
[0040]
First, when the control unit 75 drives the vacuum pump 78, the air in the heating cylinder 11 and the resin passage 31 (FIG. 4) is sucked and a negative pressure is generated in the heating cylinder 11. Next, the control unit 75 starts a measurement process, generates a measurement start signal, sends the measurement start signal to the screw rotation motor 76, and rotates the screw 12 by driving the screw rotation motor 76. Further, the control unit 75 sends the measurement start signal to the supply motor 51 and drives the supply motor 51 to rotate the shaft 43 intermittently. Along with this, the resin in the resin dryer 17 is cut into the resin passage 31 through the pocket 49 and further supplied to the supply unit P1 through the resin supply port 15. The resin supplied to the supply part P1 advances in the groove 24 as the screw 12 rotates, becomes a semi-molten state in the compression part P2, and is completely melted in the measurement part P3 to become a liquid state. The water is collected in front of the screw head 27.
[0041]
During this time, the vacuum pump 78 continues to be driven, and a negative pressure is generated in the heating cylinder 11. Therefore, the air that has entered the heating cylinder 11 and the resin passage 31, the gas that is generated as the metering is performed, and the like are discharged, so that it is possible to prevent the resin from burning.
[0042]
Subsequently, when it is found based on the signal from the screw position sensor 12a that the screw 12 has reached a predetermined measurement end position, the control unit 75 ends the measurement process and generates a measurement end signal. The rotation of the screw 12 is stopped by feeding to the screw rotating motor 76 and stopping the driving of the screw rotating motor 76. Further, the control unit 75 sends the measurement end signal to the supply motor 51 and stops the drive of the supply motor 51, thereby stopping the rotation of the shaft 43 and stopping the resin cutting.
[0043]
Next, the control unit 75 starts an injection process, generates an injection start signal, sends it to the injection motor 77, and drives the injection motor 77 to advance the screw 12. Along with this, the resin stored in front of the screw head 27 is injected from the injection nozzle 13.
[0044]
By the way, the amount of the resin cut out from the resin dryer 17 and supplied to the supply unit P <b> 1 through the resin supply port 15 is controlled by the number of rotations for rotating the shaft 43. That is, the controller 75 accesses the database 80, acquires the rotational speed for starvation measurement stored in the database 80, and rotates the shaft 43 by driving the supply motor 51. Thereby, the screw 12 can starve the resin. It is also possible to input manually without accessing the database 80.
[0045]
Here, the starvation metering means that, as shown in FIG. 7, the resin is not accumulated in the resin supply port 15, and the groove 24 of the screw 12 is not filled with the resin in the supply part P1, In this state, the resin is measured by the screw 12. On the other hand, as shown in FIG. 8, the normal metering means that the resin is accumulated in the resin supply port 15, and the screw 12 is filled with the resin in the groove 24 of the screw 12 in the supply part P <b> 1. The resin is being weighed. 7 and 8, reference numeral 88 indicates a resin.
[0046]
In the normal weighing state, the resin accumulates in the supply part P1, and the resin state in the supply part P1 becomes dense, so that the frictional resistance between the inner peripheral surface of the heating cylinder 11 and the resin increases in the weighing process, The torque required to rotate the screw 12 increases. Also, in the injection process, the frictional resistance between the inner peripheral surface of the heating cylinder 11 and the resin is large, so that the thrust required to advance the screw 12 is increased. Furthermore, since the frictional resistance is not necessarily constant, the amount of resin injected varies.
[0047]
On the other hand, in the state of starvation metering, the resin does not collect in the supply part P1, and the resin state in the supply part P1 becomes sparse, so that the friction between the inner peripheral surface of the heating cylinder 11 and the resin in the metering step. The resistance is reduced, and the torque required to rotate the screw 12 may be small. Also, in the injection process, the frictional resistance between the inner peripheral surface of the heating cylinder 11 and the resin is small, so that the thrust required to advance the screw 12 may be small. Furthermore, since the frictional resistance is constant, the amount of injected resin does not vary.
[0048]
Here, the rotation speed of the shaft 43 for the starvation measurement can be set in advance by operating the injection molding machine in a preliminary manner.
[0049]
First, the injection molding machine is continuously operated in a normal weighing state. In this case, the resin is filled in the inner tube 56 and the inner tube 53. Then, when the screw 12 reaches a predetermined measurement end position, the measurement process ends, and the shaft 43 rotates to cut out the resin, the resin filled in the inner tube 56 and the inner tube 53 is removed. Level increases. Then, when the resin in the glass inner tube 53 reaches the detection level of the upper level detector 55a disposed facing the inner tube 53, the control unit 75 sends the detection signal of the upper level detector 55a. Then, the shaft 43 is stopped and the resin cutting is stopped.
[0050]
On the other hand, when the weighing process is started again, the screw 12 rotates, so that the resin supplied to the supply part P1 is fed into the groove 24 of the screw 12. Thereby, the level of the resin filled in the inner pipe 56 and the inner pipe 53 is lowered. Then, when the resin in the glass inner tube 53 reaches the detection level of the lower level detector 55b arranged opposite to the inner tube 53, the control unit 75 outputs the detection signal of the lower level detector 55b. Receiving, the shaft 43 is rotated, and resin cutting is started.
[0051]
In the case of normal weighing, the above-described operation is repeated so that the resin level in the glass inner tube 53 is between the detection level of the upper level detector 55a and the detection level of the lower level detector 55b. Kept. Thereby, resin accumulates in the resin supply port 15, and the state where the resin is filled in the groove 24 of the screw 12 in the supply part P1 is maintained. Here, the time during which the screw 12 is rotating in the weighing process, that is, the weighing time T1 is measured. Further, the plasticizing ability is calculated from the measuring time T1 and the weight of the molded product. In this case, the rotation speed of the shaft 43 for the starvation weighing corresponding to the plasticizing ability is stored in the database 80 based on the plasticizing ability, and the shaft 43 corresponding to the ratio of the desired starvation weighing is stored. Is derived from the database 80. The rotation speed R1 of the shaft 43 for starvation measurement is smaller than the rotation speed R2 of the shaft 43 during normal measurement. Here, the rotation speed R1 for starvation measurement may be arbitrarily set as long as the condition of R1 <R2 is satisfied. However, if it is too small, the amount of resin supplied in the groove 24 of the screw 12 decreases. Too much and the time required for the weighing process becomes long. In addition, instead of the method of deriving the hunger measurement, for example, a measurement time T2 that is 1.2 times the normal measurement time T1 is calculated, and the rotation speed of the shaft 43 is adjusted so as to be the measurement time T2. (The number of revolutions is less than during normal weighing.) If the number of rotations is determined, then starvation weighing is performed at that number of rotations.
[0052]
As described above, the control unit 75 accesses the database 80, obtains the rotation speed for starvation weighing stored in the database 80, and dries the resin only until the screw 12 reaches the measurement end position. The resin in the machine 17 is cut out and supplied to the supply unit P1. As a result, in the supply part P1, the state of the resin is sparse and the groove 24 is not filled with 100% of the resin.
[0053]
On the other hand, in the compression part P2 and the measurement part P3, the state of the resin is made dense and the groove 24 is filled with 100% of the resin. The rear end position of the portion where the resin is filled in the groove 24 by 100% is almost located at the boundary between the compression portion P2 and the supply portion P1.
[0054]
Further, the plasticizing ability represented by the screw rotation speed N and the screw retreating speed Vr is determined by the type, size, standard, etc. of the injection apparatus, but is lower than the plasticizing ability standard line Ls shown in FIG. Fits in the hatched area. For example, in the plasticizing capacity standard line Ls, when the screw retraction speed Vr when the screw rotation speed N is the value n is the value v, the rotation of the supply motor 51 is fixed when the screw rotation speed N is fixed at the value n. By adjusting the speed, the screw retraction speed Vr is
Vr <v
To be.
[0055]
Further, when the screw retraction speed Vr is fixed at a value v, by adjusting the rotation speed of the supply motor 51, the screw rotation speed N is
N> n
To be. That is, the plasticizing ability is lower than the plasticizing ability standard line Ls, and the measurement is performed in the low speed side and the high rotation side regions.
[0056]
By setting in this way, only the amount of resin necessary for weighing is supplied to the supply part P1 only during the measurement process, so that the state of the resin is sparse in the supply part P1, and the groove 24 The resin is not filled 100%.
[0057]
Therefore, in the supply part P1, since the state of the resin is sparse, the frictional resistance between the inner peripheral surface of the heating cylinder 11 and the resin can be reduced in the measuring step.
[0058]
In addition, since the frictional resistance is constant, the amount of injected resin does not vary and the molding is stable.
[0059]
Furthermore, since the state of the resin is sparse, it is possible to prevent generation of shear heat in the resin. Therefore, carbonization of the resin can be prevented, and contamination of the molded product can be prevented.
[0060]
Since a negative pressure is generated in the heating cylinder 11, the resin does not come into contact with air even if the resin is sparse. Therefore, the resin can be prevented from being oxidized by air.
[0061]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The description of the same structure and the same operation as those in the first embodiment will be omitted.
[0062]
FIG. 10 is a schematic view showing a metering-out device of a resin dryer in the second embodiment of the present invention.
[0063]
In the figure, 91 is an on-off valve case, 96 is a resin introduction pipe whose inlet end is connected to the resin discharge pipe 16, and its outlet end is connected to the on-off valve case 91, 92 is disposed in the on-off valve case 91, This is an open / close valve that opens and closes the outlet end of the resin introduction pipe 96. The outlet of the on-off valve case 91 is connected to the resin supply port 15 of the heating cylinder 11 via the guide portion 19 so that the resin cut out from the resin dryer 17 is supplied to the heating cylinder 11. Yes.
[0064]
Reference numeral 93 denotes an air cylinder device for driving the opening / closing valve 92, and a piston 93 a of the air cylinder device 93 is connected to a connecting rod 92 a of the opening / closing valve 92. A high-pressure air supply pipe 94 connected to a high-pressure air supply source (not shown) is branched into a branch pipe 94a and a branch pipe 94b via an electromagnetic switching valve 95. The branch pipe 94a and the branch pipe 94b are connected to two pressure chambers formed on both sides of the piston 93a of the air cylinder device 93, respectively. As a result, the electromagnetic switching valve 95 is operated, and the high-pressure air supplied from the high-pressure air supply source via the high-pressure air supply pipe 94 is selectively circulated to the branch pipe 94a or the branch pipe 94b. The on-off valve 92 can be opened and closed by advancing and retreating.
[0065]
A high-pressure air supply pipe 86 connected to a high-pressure air supply source (not shown) is connected to the resin introduction pipe 96 via an electromagnetic on-off valve 87. Here, the electromagnetic on-off valve 87 opens and closes together with the on-off valve 92. Therefore, when the on-off valve 92 is opened and the resin in the resin dryer 17 flows into the on-off valve case 91 through the resin discharge pipe 16 and the resin introduction pipe 96, high-pressure air is blown into the resin introduction pipe 96. . Therefore, the resin flows into the on-off valve case 91 without staying or clogging in the inside of the resin introduction pipe 96, a portion between the outlet end of the resin introduction pipe 96 and the on-off valve 92, or the like. .
[0066]
Thus, in the present embodiment, the metering device 18 includes the on-off valve 92 that is driven by the air cylinder device 93. Therefore, the resin can be easily cut out by operating the electromagnetic switching valve 95 and changing the flow of the high-pressure air supplied to the air cylinder device 93.
[0067]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The description of the same structure and the same operation as those of the first and second embodiments will be omitted.
[0068]
FIG. 11 is a cross-sectional view of an injection apparatus according to the third embodiment of the present invention.
[0069]
In this case, as shown in the drawing, when the screw 12 is placed at the forward limit position, it corresponds to the supply portion P1 in front of the resin supply port 15 as the molding material supply port in the heating cylinder 11 (left side in the drawing). The photosensors 59 as three molding material detection means are arranged at a predetermined pitch so as to face the heating cylinder 11 at the position where they are placed. Each photosensor 59 detects the resin in the groove 24 in the supply part P1, and generates a sensor output proportional to the amount of resin in the groove 24.
[0070]
In the weighing process, the control unit 75 receives the sensor output of each photosensor 59, refers to a supply motor rotation speed table (not shown) stored in the database 80, and controls the supply motor 51 corresponding to the sensor output. The target rotation speed is read, the supply motor 51 is driven so that the rotation speed of the supply motor 51 becomes the target rotation speed, and the amount of resin cut out by the metering cutting device 18 is set. In this case, the target rotational speed is lower than the rotational speed of the supply motor 51 corresponding to the normal weighing state. Therefore, the amount of resin cut out by the metering device 18 becomes the amount of cutting for starvation weighing. The rotational speed of the supply motor 51 is detected by a supply speed sensor 51a, and feedback control is performed.
[0071]
As a result, in the supply part P1, the state of the resin is sparse and the groove 24 is not filled with 100% of the resin.
[0072]
Thus, in the present embodiment, the metering and cutting device 18 detects the resin in the groove 24 in the supply unit P1, and cuts out the resin in the resin dryer 17 by the cutting amount for starvation weighing. , And supply to the supply part P1. Therefore, the state of the resin in the supply part P1 can be appropriately controlled. Further, since the metering device 18 of the resin dryer 17 is used, no special resin device is required.
[0073]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.
[0074]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the molding material supply device is connected to the molding material supply port of the heating cylinder having a screw disposed therein so as to be freely rotatable and movable back and forth. A guide unit, a metering device that cuts out the molding material and supplies the molding material to the guide unit, a charging device that feeds the molding material into the metering device, and the screw so that the molding material is starvedly metered. Weighing and cutting control device for controlling weighing and cutting device The feeding device is a molding material dryer, the metering and cutting device is an accessory device of the molding material dryer, and the metering and cutting control device is configured so that the molding material is only rotated while the screw is rotating. The metering device to control .
[0075]
In this case, since the state of the resin is sparse in the screw supply unit, the frictional resistance between the inner peripheral surface of the heating cylinder and the resin can be reduced in the measuring step.
[0076]
Therefore, since the frictional resistance is constant, the amount of resin to be injected does not fluctuate and the molding is stabilized.
[0077]
Further, since the state of the resin is sparse, it is possible to prevent the generation of shear heat in the resin. Furthermore, since carbonization of the resin can be prevented, contamination of the molded product can be prevented.
[0079]
Since there is no need to prepare a metering device, the manufacturing cost of the molding material supply device can be reduced.
[0081]
In this case, since the operation of the metering / cutting device is simple, a normal metering / cutting device such as an accessory of the molding material dryer can be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram of a molding material supply apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the injection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a front view showing a metering device, a guide part, and a negative pressure forming part in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a metering device, a guide part, and a negative pressure forming part in the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing a metering device, a guide part, and a negative pressure forming part in the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a control device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a state of starvation weighing in the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a state of normal weighing in the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing plastic characteristics of the injection device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic view showing a metering device for a resin dryer according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view of an injection apparatus according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 Heating cylinder
12 Screw
15 Resin supply port
17 Resin dryer
18 Weighing and cutting device
19 Guide
43 Shaft
71, 92 On-off valve
75 Control unit
88 resin

Claims

(A) a guide unit connected to a molding material supply port of a heating cylinder provided with a screw disposed rotatably and reciprocally;
(B) a metering device for cutting out the molding material and supplying it to the guide part;
(C) a charging device for charging the molding material into the metering device;
; (D) screw have a metering clipping control device the molding material to control the metering cutting device to starvation metering,
(E) the charging device is a molding material dryer;
(F) The metering device is an accessory device of the molding material dryer,
(G) The molding material supply device , wherein the metering / cutting control device controls the metering / cutting device so as to cut out the molding material only while the screw is rotating .

The molding material supply device according to claim 1 , wherein the metering device includes a supply valve that intermittently cuts the molding material with rotation.

The molding material supply device according to claim 1 , wherein the metering device includes an on-off valve that opens and closes intermittently by air pressure.

The metering clipping control device, the molding material supply device according to any one of claims 1 to 3 for controlling the metering cutting device in response to the amount of the molding material in the groove of the screw.