JP3903435B2 - 材料供給装置 - Google Patents
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また、これに伴い、飢餓的材料供給法の特徴である材料が加熱・溶融される際に生じるガスや水蒸気をシリンダの材料供給口側へ逃がしやすくすることが可能な材料供給装置を提供することも目的とする。
好ましくは、前記シリンダの内径と前記スクリューの外径とは、前記シリンダの内壁と前記スクリューとの間に所定サイズ以上の間隙が設けられるように定められる。
上述のように、スクリューとシリンダとの間に間隙を設けたものの、材料の粒子が細かい場合や、粒子の大きさにバラつきがあるような場合には、細かい粒子の材料がシリンダの底部に滞留することがある。材料が長時間シリンダ内に滞留すると、吸湿等をして特性が変化してしまう場合がある。そのような材料が、あるとき突然、射出成形機に送り込まれると不良品の原因にもなる。そこで、上述のような偏心を行なうことにより、シリンダの底部に滞留した材料を確実に上方へ押し上げ、継続的に射出成形機へ供給することが可能となる。
特に、材料支持部とシリンダの内壁下部とで形成されるコーナー部は、シリンダの最下部であるため、材料の流れが悪く、滞留しやすい。このため、コーナー部に流動補助片を設けることにより、材料が滞留するのを防止することができる。
上述したようにシリンダは斜め上向きに設置されている。このため、材料換えが必要な場合や、材料を取り出したい場合には、材料供給装置から材料支持部を取り外すことにより、シリンダおよびホッパー内に充填された材料を材料支持部が取り付けられていたシリンダの開口部から外部へ一気に排出させることができる。
材料の種類によっては、スクリューが回転し、材料が攪拌されることにより静電気が発生し、材料が帯電する場合がある。材料が帯電すると、材料がスクリューに絡みつき、安定してシリンダから材料を落下させることが困難になる場合がある。また、材料の通過経路に材料が付着し、目詰まりを起こす場合もある。このため、スクリューをアースさせることにより、静電気の発生を防止することができ、材料付着や目詰まりを防止することができる。
静電除去エアーは、スクリューが回転することにより材料に帯電する電荷とは逆の電位を有するガスにするのがよい。例えば、材料が正電位に帯電する場合には、マイナスイオン化された静電除去エアーを供給する。これにより、材料が予め負電位に帯電し、シリンダ内で攪拌されることにより電位が0になる。
センサが材料を詰まっていることを検出した場合に、スクリューの回転を一定期間停止させるようにする。このため、材料が詰まっている場合には、射出成形機を停止させることなく射出成形機の材料を飢餓状態に戻すことができる。
ユーザは、ファイバースコープにより監視された画像を目視することにより、シリンダの材料供給口付近の材料が飢餓状態にあるか否かを知ることができ、材料の供給量を調節することが可能となる。また、シリンダの内部は溶融時に発生したガスや粉塵等が存在するため、これらがファイバースコープの先端に付着し、内部映像を鮮明に撮像することが困難であるが、窒素ガス供給管より窒素ガスを供給することにより、ガスや粉塵等がファイバースコープの先端に付着しにくくなるという効果もある。
ユーザは、ファイバースコープにより監視された画像を目視することにより、シリンダの材料供給口付近の材料が飢餓状態にあるか否かを知ることができ、材料の供給量を調節することが可能となる。
また、材料が帯電しにくく、安定して材料を射出成形機に供給することが可能な材料供給装置を提供することができる。
さらに、シリンダの底部に滞留した材料を確実に上方へ押し上げ、継続的に射出成形機へ供給することが可能な材料供給装置を提供することができる。
また、材料がまとまって落下し、射出成形機に供給されることがなくなり、少量ずつ材料を落下させることができる材料供給装置を提供することができる。
さらに、シリンダおよびホッパー内に充填された材料を材料支持部が取り付けられていたシリンダの開口部から外部へ一気に排出させることができる。
また、材料が内部で詰まった場合であっても、射出成形機を停止させることなく射出成形機の材料を飢餓状態に戻すことができる。
さらに、射出成形機のシリンダ内部の材料の溶融部分で発生したガスや水蒸気を材料供給口側へ移動しやすくすることができるとともに、溶融時の材料の酸化防止を合わせて行なうことができる材料供給装置を提供することができる。
また、ガスや粉塵等がファイバースコープの先端に付着しにくくすることができる。
射出成形システム10は、金型に樹脂を射出注入し成形するためのシステムであり、射出成形機12と、材料供給装置14と、ホッパー16とを備えている。
材料供給装置14は、ホッパー16と射出成形機12との間に設けられており、射出成形機12における材料22の飢餓的材料供給法を実現するために、材料22の供給量を調節しながら第1材料供給口20から射出成形機12へ材料22を供給していく。
射出成形システム10には、材料供給装置14の内部の材料22の詰まり具合を検出するためのセンサ32が設けられている。センサ32は、例えば、透過型光電スイッチなどから構成され、材料22が満杯の状態では光が透過しないためONし、材料22が満杯でない状態では光が透過するためOFFする。なお、センサ32より出力される光を透過させるため、材料供給装置14の光の通過する部分36は、ガラスなどの透明な材質で作られている。または、その位置に穴を開けるようにしてもよい。
図3は、材料供給装置14の内部断面を示す図である。材料供給装置14は、本体部60と、シリンダ50と、排気口34と、材料供給用スクリュー52と、モータ48とを備えている。
材料供給用スクリュー52は、シリンダ50内部に設けられており、螺旋状の凸部を有する。材料供給用スクリュー52の回転軸56は、シリンダ50の軸心46と平行である。すなわち、材料供給用スクリュー52の回転軸56はシリンダ50と同様に斜め上向きである。なお、シリンダ50の内径は約30mmであり、材料供給用スクリュー52の外径は約14mmである。また、材料供給用スクリュー52の回転軸56は、シリンダ50の軸心46に対して、シリンダ50の内壁下部側へ約4mm偏心している。
図4は、シリンダ50内に材料22を充填させた状態の材料供給装置14の内部断面を示す図である。材料供給用スクリュー52は、回転軸56を中心とし、図中C方向に対して右ネジを巻く方向に回転する。これにより、シリンダ50の内部に充満している材料22が徐々にシリンダ50の上部に移動し、図に示した安息角θを超えた時点で材料落下管58を通って下方へ落下する。従って、図3に示した第2材料供給口62は、材料22を供給した際に、材料が安息角θを超えて落下しないような位置に設けられる。
モータ48、材料供給用スクリュー52および流動補助片54が一体となったモータ部86とシリンダ50を含む材料供給装置14の本体部84とは、材料供給装置14使用時には止め金具82により固定されている。この止め金具82をはずすことにより、材料供給装置14からモータ部86を取り外すことができる。モータ部86を取り外した状態では、シリンダ50の下部に開口部88が生じる。上述したようにシリンダ50は斜め上向きに設置されている。このため、材料供給装置14からモータ部86を取り外すことにより、シリンダ50およびホッパー16内に充填された材料22を開口部88から外部へ一気に排出させることができる。
例えば、上述の実施の形態では、シリンダ50の傾斜角は水平方向を基準として約30度としているが、この角度に限定されるものではない。
また、シリンダ50の内径を約30mmとし、材料供給用スクリュー52の外径を約14mmであるとしているが、これらの値に限定されるものではない。
さらに、材料供給用スクリュー52の回転軸56を、シリンダ50の軸心46に対して、シリンダ50の内壁下部側へ約4mm偏心させているが、この値に限定されるものではない。
また、材料供給用スクリュー52の先端部72はテーパー状にカッティングされているが、砲弾型形状にカッティングするようにしてもよい。
12 射出成形機
14 材料供給装置
16 ホッパー
18 射出用スクリュー
20 第1材料供給口
22 材料
24 圧縮部分
26 シリンダ
28 窒素ガス供給管
30 ファイバースコープ
32 センサ
34 排気口
42 材料投入口
44 静電除去エアー供給口
46 軸心
48 モータ
50 シリンダ
52 材料供給用スクリュー
54 流動補助片
56 回転軸
58 材料落下管
60、84 本体部
62 第2材料供給口
64、88 開口部
72 先端部
82 止め金具
86 モータ部
Claims (16)
- 射出成形機に材料を供給する材料供給装置であって、
材料供給口と前記射出成形機に前記材料を供給するための材料排出口とを有する内部が空洞の筒状のシリンダと、
前記シリンダ内部に配置された回動可能なスクリューと、
前記シリンダの一方の端部の前記シリンダの空洞を塞ぐ位置に設けられた材料支持部とを備え、
前記材料排出口は前記シリンダの他方の端部に設けられ、かつ前記材料が安息角を形成する斜面に対し下方位置に設けられ、
前記シリンダは、前記一方の端部が前記他方の端部よりも下方位置にあるように傾斜しており、
前記スクリューの回転軸は、前記シリンダの軸心に対し前記シリンダの内壁下部側へ偏心している
ことを特徴とする材料供給装置。 - さらに、前記材料支持部と前記シリンダの内壁下部とで形成されるコーナー部に設けられ、前記材料を支持するための流動補助片を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の材料供給装置。 - 前記シリンダの前記材料排出口側に設けられた前記スクリューの先端部分の形状はテーパー状である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の材料供給装置。 - 前記シリンダの前記材料排出口側に設けられた前記スクリューの先端部分の形状は砲弾型形状である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の材料供給装置。 - 前記スクリューのうち前記先端部分以外の部分は、前記材料を供給した際に、前記材料が安息角を形成する斜面を越えない位置に設けられている
ことを特徴とする請求項3または4に記載の材料供給装置。 - 前記材料支持部は、着脱可能に形成されている
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の材料供給装置。 - 前記スクリューはアースされている
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の材料供給装置。 - さらに、前記材料に静電除去エアーを供給する静電除去エアー供給手段を備える
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の材料供給装置。 - 前記静電除去エアーは、イオン化された窒素ガスである
ことを特徴とする請求項8に記載の材料供給装置。 - 前記静電除去エアーは、イオン化された窒素リッチガスである
ことを特徴とする請求項8に記載の材料供給装置。 - さらに、前記材料排出口から前記射出成形機までの経路における前記材料の詰まり具合を検出するセンサを備える
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の材料供給装置。 - さらに、前記センサが前記材料が詰まっていることを検出した場合には、前記スクリューの回転を一定期間停止させる手段を備える
ことを特徴とする請求項11に記載の材料供給装置。 - さらに、前記シリンダ内部に窒素ガスを供給するための窒素ガス供給管を備える
ことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の材料供給装置。 - 前記窒素ガス供給管のガス出口は、前記シリンダ内部の前記材料供給口に存在する
ことを特徴とする請求項13に記載の材料供給装置。 - さらに、前記シリンダ内で前記材料を溶融することにより発生するガスを排気する排気管を備える
ことを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の材料供給装置。 - さらに、前記シリンダ内部を監視可能な位置に設けられたファイバースコープを備える
ことを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の材料供給装置。
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