JPH10202695A - 反応射出成形における材料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 計量バルブの採用により材料ごとの計量を行
い、その複数の計量材料を加圧手段を共用して同時に射
出装置に供給することによって計量及び供給量の精度向
上を図る。 【解決手段】 複数本のタイロッド３により結合して対
設した一対のベースプレート１，２の間に加圧プレート
４を進退自在に配設する。一方のベースプレート１の外
側中央部にブースター６を設置してシリンダ８から突出
したラム９を加圧プレート４に連結する。他方のベース
プレート２の外側面に少なくとも主剤及び硬化剤等の複
数個の計量バルブ１２，１４をプランジャ突出側の本体
端部を止着して並列に取付ける。プランジャ１５，１７
を加圧プレート４にベースプレート２を貫通して接離自
在に位置させる。各プランジャ１５，１７の後退による
主剤及び硬化剤等の材料計量を計量バルブ１２，１４ご
とに個々に、各プランジャ１５，１７の前進による計量
バルブから射出装置１０１への各材料の供給は、加圧プ
レート４を共通の部材として上記ブースター６の駆動に
より行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液状樹脂を用い
た熱硬化性樹脂の反応射出成形に採用することができる
材料供給装置に関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】一般にＬＩＭと略称さ
れている反応射出成形では、材料タンクと計量及び圧送
用のシリンダと混合装置とを、途中に切換バルブを設け
た循環路により接続し、材料の計量は上記シリンダのピ
ストンの後退により材料タンクから材料をシリンダに吸
引して行い、また混合装置への供給はピストンの前進に
より計量材料をシリンダから吐出して行う構成からな
る。

【０００３】反応射出成形では、主剤と硬化剤さらには
添加剤を混合して金型に射出充填する関係上、それらの
材料ごとに上記装置が必要となる。また計量はシリンダ
のピストンの後退による吸引により行っているため急速
に行えず、供給も個々にピストンを前進して行うことか
ら時間差が生じ易く、同調装置が必要となる。

【０００４】この発明の目的は、計量バルブの採用によ
り材料ごとの計量を行い、その複数の計量材料を加圧手
段を共用して同時に射出装置に供給することにより、上
記従来の課題を解決することができる新たな材料供給装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的によるこの発明
は、複数本のタイロッドにより結合して対設した一対の
ベースプレートと、そのタイロッドに挿通してベースプ
レート間に進退自在に配設した加圧プレートと、一方の
ベースプレートの外側中央部に設置してシリンダから突
出したラムを上記加圧プレートに連結したブースター
と、他方のベースプレートの外側面にプランジャ突出側
の本体端部を止着して並列に取付けられ、かつプランジ
ャを上記加圧プレートにベースプレートを貫通して接離
自在に位置させた少なくとも主剤及び硬化剤の複数個の
計量バルブ、あるいは主剤及び硬化剤と添加剤の３個の
計量バルブからなり、上記各プランジャの後退による主
剤及び硬化剤等の材料計量は計量バルブごとに個々に、
各プランジャの前進による計量バルブから射出装置への
各材料の供給は、上記加圧プレートを共通の部材として
上記ブースターの駆動により行う構成からなる、という
ものである。

【０００６】このような構成では、各計量バルブの計量
室によって材料タンク側から圧送された主剤及び硬化剤
等の計量を行うことができ、また計量は材料圧により各
プランジャを押出ながら行われるので負圧の発生はな
く、しかも計量室の断面積の差から計量速度が相違して
も、各プランジャは自由状態にあるので互いに干渉し合
わず、最終時には後退位置の加圧プレートに接する位置
までそれなりに全てが達するので、吸引による計量の場
合よりも計量時間が短縮される。

【０００７】また上記プランジャのそれぞれは、外端に
上記加圧プレートと接する所要のプレートを備え、その
各当接プレートと一対の上記ベースプレートの何れか一
方とにわたり、各プランジャのストローク量を個々に算
出して供給量を監視するための位置検出器を配設してな
るというものでもあり、これにより加圧プレートを共通
の部材として各プランジャを押圧した際に、その加圧プ
レートに撓みが生じても検出値に影響を与えず、材料ご
との供給量を正確に把握することができる。

【０００８】また上記計量バルブは、上記プランジャが
挿入された円筒形の計量室と、その計量室のプランジャ
と対向する端部に隣接して、該計量室に対し横方向に配
設した流路切換用のバルブ室と、該バルブ室と計量室の
上記端部とにわたり設けた計量流路と、その計量流路を
流入路と流出路とに交互に接続するバルブ室内の軸方向
に可動自在なバルブ部材とを内部に有するブロック状の
本体と、その本体の流出側に設けたバルブ切換用のパイ
ロットシリンダとからなる。

【０００９】このような計量バルブではバルブ部材の往
復移動によって計量流路の切り換えを流入路と流出路と
に容易に行え、またバルブ部材の往復移動も、流入路側
のコイルばねにより弾圧されたバルブ部材を、体側部に
設けたパイロットシリンダによりコイルばねに抗して押
圧するだけで済むので操作性もよく、パイロットシリン
ダの駆動源をエアとして各計量バルブのパイロットシリ
ンダを同時駆動できるので応答性にも優れ、計量材料の
供給を時間差なく行うことが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図中１，２は横長の板体による一
対のベースプレートで、四隅部をタイロッド３，３によ
り結合して対設してある。また両ベースプレート１，２
の間には、横長の板体による加圧プレート４が四隅部に
設けた筒状のスライダー５，５を上記タイロッド３，３
に挿通して進退自在に配設してある。

【００１１】上記一方のベースプレート１の外側面に
は、エア駆動の材料供給用のブースター６が、背部の中
継端子ボックス７と共に中央部に位置させて取付けてあ
る。このブースター６のシリンダ８から突出したラム９
はベースプレート１を貫通して、上記加圧プレート４の
中央部にねじ着して突設した部材１０の上部に、ねじ部
材１１をもって連結され、その部材１０を介して加圧プ
レート４を進退移動する構成よりなる。

【００１２】上記他方のベースプレート２の外側面に
は、シリコーンなどの主剤の計量バルブ１２，着色剤、
油等の添加剤の計量バルブ１３，硬化剤の計量バルブ１
４の３個の計量バルブが、それぞれプランジャ１５，１
６，１７が突出した本体端部をねじビスなどにより止着
して並列に取付けてある。また各プランジャ１５，１
６，１７はベースプレート２を貫通して、予め設定され
た上記加圧プレート４の最後退位置まで長く突出し、そ
れらの端部にねじビスを用いてＴ字型に取付けた同一肉
厚の当接プレート１８，１９，２０を介して、加圧プレ
ート４に接離自在に位置せしめてある。

【００１３】また各当接プレート１８，１９，２０とベ
ースプレート２とにわたってポテンショメータ等による
位置検出器２１，２２，２３が配設してある。この位置
検出器は供給開始位置と完了位置を検出し、その検出位
置から各プランジャ１５，１６，１７のストローク量を
計算し、各データについて最大、最小、平均、偏差等の
演算を行って主剤及び硬化剤と添加剤等の供給量を監視
し、異常をも検知する手段として設けられている。な
お、上記位置検出器は他方のベースプレート２にわたっ
て設けられることもある。

【００１４】上記計量バルブ１２，１３，１４は同一構
造のものからなる。図４は添加剤の計量バルブ１３を１
例として示すもので、縦長のブロック状の本体３１の内
部に上記プランジャ１６が挿入された円筒形の計量室３
２を長手方向に有する。この計量室３２のプランジャ１
６と対向する端部に隣接して、本体側部から下部に穿設
された流路のバルブ室３３が、計量室３２に対し横方向
に配設してある。

【００１５】このバルブ室３３と計量室３２の上記端部
との間には、計量室３２よりも小径の計量流路３４が斜
めに設けてあり、またバルブ室３３には前後２個所に通
孔３５，３６を穿設したスリーブ３７が、両端にバルブ
シート３８を配して嵌挿してある。

【００１６】このスリーブ３７の内部には上記通孔３
５，３６の開閉を交互に行うバルブ部材３９が軸方向に
可動自在に挿入してあり、そのバルブ部材３９により計
量流路３４を交互に流入路４０側と流出路４１側とに接
続して、上記計量室３２への材料の流入と、計量材料の
射出装置への供給が行えるようにしてある。

【００１７】上記バルブ部材３９は流入路４０側に設け
たコイルばね４２により常に流出路４１側に弾圧されて
計量室３２と流入路４０とを接続している。また流出側
の本体３１の側部にはエア駆動のパイロットシリンダ４
３が設けてあり、その内部のピストン４４のロッド４５
は本体側部から流出路４１に挿入されて、流出路４１に
突出したバルブ部材３９の軸部４６に先端を当接し、パ
イロットシリンダ４３の作動により軸部４６を介してバ
ルブ部材３９を、上記コイルばね４２に抗して流入路４
０側のバルブシート３８まで押圧移動する。これにより
通孔３５が閉鎖されて計量室３２は開放された通孔３６
を経て流出路４１側と接続するようになる。したがっ
て、上記パイロットシリンダ４３の作動によって材料の
計量と供給とが行えることになる。

【００１８】このような添加剤の計量バルブ１３と上記
主剤及び硬化剤の計量バルブ１２，１４との構造上の相
違は、主剤及び硬化剤よりも添加剤の供給量が少量（例
えば添加剤が着色剤の場合には、１０：１０：１）であ
ることから、プランジャ及び計量室の径が小径に構成さ
れている、ということのみである。

【００１９】なお、図中４７は計量室３２のパッキン、
４８はピストン４４の復帰用コイルばね、５０は各計量
バルブの流出路４１に配設した三方切換バルブで、射出
装置側と材料タンク側の両方に接続してあり、この三方
切換バルブ５０の切換操作により計量材料のタンク還流
とガス抜きが行えるようにしてある。５１は上記ブース
ター６のストローク調整ストッパーである。

【００２０】上記構成の材料供給装置１００は、図５に
示すように、計量バルブ側を下側にして射出装置１０１
の供給部１０２の上部に縦に設置し、三方切換バルブ５
０に接続した管路を供給部１０２の内部に挿入して用い
られる。図では説明上、材料供給装置１００を射出装置
１０１と並行に設置しているが、実際には交差方向に設
置される。

【００２１】この材料供給装置１００における材料の計
量は、上記加圧プレート４を予め設定した後退位置まで
戻した状態で行う。各計量バルブのプランジャ１５，１
６，１７はタンクから計量室３２に送り込まれた材料の
圧力によって計量室内を移動することから、加圧プレー
ト４を上記ブースター６のラム９の縮小により設定位置
まで後退移動しても、プランジャ１５，１６，１７は押
し下げられた位置に止まる。

【００２２】タンク（図示しない）から各計量バルブ１
２，１３，１４に主剤、添加剤、硬化剤の各材料が圧送
され、それらが各々の計量室３２に流入すると、その流
入量に等しく各プランジャ１５，１６，１７が個々に上
昇移動する。この移動速度はプランジャ及び計量室の断
面積により異なるが、混合割合を同じくする主剤と硬化
剤の計量バルブ１２，１４では殆ど同じ速度で設定位置
までプランジャ１５，１７が上昇する。他との比較で断
面積が小さく設定された添加剤の計量バルブ１３では、
プランジャ１６の移動速度が他よりも早く、このため図
３に示すように設定位置に達する間に差が生ずるように
なる。

【００２３】しかし、全てのプランジャ１５，１６，１
７は上記加圧プレート４に連結されておらず、上方への
移動に対しては自由状態にあるので、プランジャ位置の
高低差は計量の過程のみの減少となり、最終時には同一
高さレベルに達する。かかる状態において、上記バルブ
部材３９をパイロットシリンダ４３のエア駆動により押
圧してスリーブ内を移動し、計量流路３４を通孔３６を
経て流出路４１側に接続してから、上記ブースター６を
エア駆動すると、ラム９が伸長して加圧プレート４を押
圧降下する。これにより当接プレート１８，１９，２０
は加圧プレート４の下面に接して各プランジャ１５，１
６，１７を殆ど同時に加圧し、計量室３２の材料を流出
路４１から射出装置１０１の供給部内に流出する。

【００２４】この材料の供給量は、開始位置から完了位
置までプランジャの位置を常時検出している上記位置検
出器２１，２２，２３によって個々に監視される。この
位置検出器２１，２２，２３は各プランジャの当接プレ
ート１８，１９，２０に直接設けられているので、加圧
プレート４の撓みなどによる検出誤差が防止され、また
各計量バルブごとの供給量が把握されて、供給材料の過
不足が防止される。

【００２５】また供給量の少ない添加剤の計量バルブ１
３を、供給量の多い主剤と硬化剤の計量バルブ１２，１
４の中間に配したことによって、受圧抵抗が大きい両側
の計量バルブ１２，１４のプランジャ１５，１７が加圧
プレート４を受けることになり、これにより加圧プレー
ト４による押圧力は片寄らずスムーズに作動して、長期
間の使用においても全てのプランジャ１５，１６，１７
を均等に押圧して計量材料の供給を行う。

【００２６】供給部１０２の内部に圧入された材料は、
インラインスクリュ式の場合には内部の射出スクリュに
より攪拌混合され、またプランジャ内装の場合には先端
部の混練部材により攪拌混合されて、所定の金型に射出
充填される。

【００２７】射出充填後、各三方切換バルブ５０は閉鎖
され、また場合によってはバルブ操作によりエア抜きを
行ったのち、工程は材料計量に切換わる。すなわち、ブ
ースター６の復帰作動により加圧プレート４が設定位置
まで戻され、またパイロットシリンダ４３の復帰作動に
よりバルブ部材３９がコイルばね４２により押し戻され
て、計量流路３４が通孔３５を経て流入路４０側と接続
される。そして計量室３２への新たな材料の圧入が行わ
れることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係わる材料供給装置の計量完了時
における一部縦断正面図である。

【図２】 同上の側面図である。

【図３】 計量過程における一部縦断正面図である。

【図４】 添加剤の計量バルブの縦断正面図である。

【図５】 射出装置に設置した場合の略示説明図ある。

【符号の説明】

１ 一方のベースプレート ２ 他方のベースプレート ３ タイロッド ４ 加圧プレート ６ ブースター ９ ラム １２ 主剤の計量バルブ １３ 添加剤の計量バルブ １４ 硬化剤の計量バルブ １５ 主剤の計量バルブのプランジャ １６ 添加剤の計量バルブのプランジャ １７ 硬化剤の計量バルブのプランジャ １８ 主剤のプランジャの当接プレート １９ 添加剤のプランジャの当接プレート ２０ 硬化剤のプランジャの当接プレート ２１ 主剤のプランジャの位置検出器 ２２ 添加剤のプランジャの位置検出器 ２３ 硬化剤のプランジャの位置検出器 ３１ 計量バルブの本体 ３２ 計量室 ３３ バルブ室 ３４ 計量流路 ３９ バルブ部材 ４０ 流入路 ４１ 流出路 ４３ パイロットシリンダ ４５ ロッド ４６ バルブ部材の軸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂井 重夫 奈良県五条市住川町テクノパーク なら工 業団地５−２ 日本バルカー工業株式会社 奈良工場内 (72)発明者 藤井 充史 奈良県五条市住川町テクノパーク なら工 業団地５−２ 日本バルカー工業株式会社 奈良工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本のタイロッドにより結合して対設
   した一対のベースプレートと、そのタイロッドに挿通し
   てベースプレート間に進退自在に配設した加圧プレート
   と、一方のベースプレートの外側中央部に設置してシリ
   ンダから突出したラムを上記加圧プレートに連結したブ
   ースターと、他方のベースプレートの外側面にプランジ
   ャ突出側の本体端部を止着して並列に取付けられ、かつ
   プランジャを上記加圧プレートにベースプレートを貫通
   して接離自在に位置させた少なくとも主剤及び硬化剤等
   の複数個の計量バルブとからなり、 その各プランジャの後退による主剤及び硬化剤等の材料
   計量は計量バルブごとに個々に、各プランジャの前進に
   よる計量バルブから射出装置への各材料の供給は、上記
   加圧プレートを共通の部材として上記ブースターの駆動
   により行う構成からなることを特徴とする反応射出成形
   における材料供給装置。
2. 【請求項２】 上記プランジャのそれぞれは、外端に上
   記加圧プレートと接する所要のプレートを備え、その各
   当接プレートと一対の上記ベースプレートの何れか一方
   とにわたり、各プランジャのストローク量を個々に算出
   して供給量を監視するための位置検出器を配設してなる
   ことを特徴とするる請求項１記載の反応射出成形におけ
   る材料供給装置。
3. 【請求項３】 上記計量バルブは、上記プランジャが挿
   入された円筒形の計量室と、その計量室のプランジャと
   対向する端部に隣接して、該計量室に対し横方向に配設
   した流路切換用のバルブ室と、該バルブ室と計量室の上
   記端部とにわたり設けた計量流路と、その計量流路を流
   入路と流出路とに交互に接続するバルブ室内の軸方向に
   可動自在なバルブ部材とを内部に有するブロック状の本
   体と、その本体の流出側に設けたバルブ切換用のパイロ
   ットシリンダとからなることを特徴とする請求項１記載
   の反応射出成形における材料供給装置。
4. 【請求項４】 上記計量バルブは主剤及び硬化剤と添加
   剤の３個からなる請求項１記載の反応射出成形における
   材料供給装置。