特許 6194232 可塑化装置、成形装置、押出機、成形品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6194232

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6日

(54)【発明の名称】可塑化装置、成形装置、押出機、成形品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/18 20060101AFI20170828BHJP

   B29C 45/47 20060101ALI20170828BHJP

   B29C 47/10 20060101ALI20170828BHJP

   B29C 47/92 20060101ALI20170828BHJP

   B29B 7/72 20060101ALI20170828BHJP

   B29C 31/06 20060101ALI20170828BHJP

【ＦＩ】

   B29C45/18

   B29C45/47

   B29C47/10

   B29C47/92

   B29B7/72

   B29C31/06

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-234401(P2013-234401)

(22)【出願日】2013年11月12日

(65)【公開番号】特開2015-93432(P2015-93432A)

(43)【公開日】2015年5月18日

【審査請求日】2016年8月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003458

【氏名又は名称】東芝機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100172580

【弁理士】

【氏名又は名称】赤穂 隆雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(72)【発明者】

【氏名】桃野 政道

(72)【発明者】

【氏名】淺沼 伸行

【審査官】 ▲高▼橋 理絵

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１７６９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５０９５０２５（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００１−０４７２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２０８８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２０３６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４８−０８３１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４７−０４２８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００３−５２２０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５１５６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３０５８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４５／００−４５／８４

Ｂ２９Ｃ ４７／００−４７／９６

Ｂ２９Ｂ ７／７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可塑化用容器と、
前記可塑化用容器内に第１の材料を供給する第１の供給部と、
前記可塑化用容器内に第２の材料を供給する第２の供給部と、
前記可塑化用容器内で前記第１の材料を可塑化する可塑化手段と、
前記可塑化用容器に供給される前記第２の材料の量を計量する計量部と、
を備え、
前記計量部は、前記第２の材料の移動経路に設けられるとともに前記第２の材料の移動に伴って回転可能なローラと、前記ローラの回転数を検出する回転数検出部と、前記回転数検出部の検出結果に基づいて前記第２の材料の供給量を算出する算出部とを備え、
前記第２の材料の単位時間当たりの供給量は、単位時間当たりの前記ローラの回転数と前記ローラの円周の積で算出される
ることを特徴とする可塑化装置。

【請求項2】

前記計量部は、前記可塑化用容器とは別体に備えられている
ことを特徴とする請求項１に記載の可塑化装置。

【請求項3】

表示部と、
前記表示部を制御する制御部と
を具備し、
前記制御部は、前記計量部の検出結果に基づいて、前記第２の材料の供給量を前記表示部に表示する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の可塑化装置。

【請求項4】

請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の可塑化装置と、
成形品を成形する型を開閉する開閉手段と、
前記可塑化装置によって混練された前記第１，２の材料の混合物を射出する射出手段と、
を備えることを特徴とする成形装置。

【請求項5】

請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の可塑化装置と、
前記可塑化装置によって混練された前記第１，２の材料の混合物を押し出す押出手段と、
を備えることを特徴とする押出機。

【請求項6】

可塑化用容器内に、第１の材料を供給し、
前記可塑化用容器に、第２の材料を供給し、
前記可塑化用容器内で前記第１,２の材料を混練し、
混練された前記第１,２の材料を型内に射出することにより成形品を製造する成形品の製造方法であって、
前記第２の材料の移動経路に設けられるとともに前記第２の材料の移動に伴って回転可能なローラの回転数を検出し、
前記ローラの回転数の検出結果に基づいて、前記可塑化用容器内に供給される前記第２の材料の供給量を算出し、
前記第２の材料の単位時間当たりの供給量は、単位時間当たりの前記ローラの回転数と前記ローラの円周の積で算出される
ことを特徴とする成形品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば樹脂などの材料を可塑化する際に、例えば繊維状の強化材を混入させる可塑化装置に関する。他の本発明は、前記可塑化装置を備える成形装置に関する。他の本発明は、前記可塑化装置を備える押出機に関する。他の本発明は、例えば樹脂などの材料を可塑化する際に、例えば繊維状の強化材を混入する成形品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、型の内部に樹脂などの可塑化された材料を射出して成形品を成形する射出装置成形装置では、材料を可塑化する可塑化装置を備えている。可塑化装置は、バレルと、バレル内を回転可能に形成されるスクリュと、バレルの周囲に設けられてバレルを加熱可能に形成される加熱装置とを備えている。バレル内に供給される樹脂などの母材は、バレル内において、スクリュの回転と、加熱装置による加熱により、可塑化される。

【0003】

また、成形後の成形品の強度を強化するため、または剛性を向上するために、母材中に、例えばガラス繊維などの強化材を混入することが行われている。強化材は、スクリュの回転によって、バレル内で母材となる樹脂とともに混練される。強化材は、上述のように繊維状であり、バレルに形成される供給口を通して、バレル内に供給される。強化材は、バレル内のスクリュの回転によってバレル内に引き込まれる。

【0004】

成形品に含まれる強化材の量は、射出成形後、実際に引き込まれた強化材の量に基づいて、求められる。上述のように、強化材の引き込み量は、スクリュの回転に起因する。このため、要求される強度や剛性を備える成形品を成形するために要求される強化材の供給量が得られるように、事前に実験によってスクリュの回転数を求めることが行われている。実験によって求められた適切なスクリュの回転数に基づいてスクリュを回転することによって、安定して、所望の成形品を成形することができる。

【0005】

一方、繊維状の強化材を、所望の長さにするために、バレルに供給される前の強化材を切断するロービングカッタと、ロービングカッタに強化材を供給する一組の供給ローラを備える射出成形装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特表２００８−５１５６８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

成形品に含まれる強化材の実際の量は、成形後に求められる実際に供給された強化材の量に基づいて算出される。このため、スクリュの回転数と供給される強化材との関係が不意にずれたり、または、強化材が供給されないと、成形品に含まれる強化材の量が要求される量に満たないという不具合が生じえる。この場合、成形品を破棄するとともに、可塑化装置のバレル内および射出シリンダ内の材料も破棄しなければならない場合が生じ、材料が無駄になる。

【0008】

本発明は、材料の無駄の発生を抑制できる可塑化装置を提供することを目的とする。他の本発明は、前記可塑化装置を備える成形装置を提供することを目的とする。他の本発明は、前記可塑化装置を備える押出機を提供することを目的とする。他の本発明は、材料の無駄の発生を抑制できる成形品の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の可塑化装置は、可塑化用容器と、前記可塑化用容器内に第１の材料を供給する第１の供給部と、前記可塑化用容器内に第２の材料を供給する第２の供給部と、前記可塑化用容器内で前記第１の材料を可塑化する可塑化手段と、前記可塑化用容器に供給される前記第２の材料の量を計量する計量部と、を備える。前記計量部は、前記第２の材料の移動経路に設けられるとともに前記第２の材料の移動に伴って回転可能なローラと、前記ローラの回転数を検出する回転数検出部と、前記回転数検出部の検出結果に基づいて前記第２の材料の供給量を算出する算出部とを備える。前記第２の材料の単位時間当たりの供給量は、単位時間当たりの前記ローラの回転数と前記ローラの円周の積で算出される。

【0010】

本発明の成形品の製造方法は、可塑化用容器内に、第１の材料を供給し、前記可塑化用容器に、第２の材料を供給し、前記可塑化用容器内で前記第１,２の材料を混練し、混練された前記第１,２の材料を型内に射出することにより成形品を製造する成形品の製造方法であって、前記第２の材料の移動経路に設けられるとともに前記第２の材料の移動に伴って回転可能なローラの回転数を検出し、前記ローラの回転数の検出結果に基づいて、前記可塑化用容器内に供給される前記第２の材料の供給量を算出する。前記第２の材料の単位時間当たりの供給量は、単位時間当たりの前記ローラの回転数と前記ローラの円周の積で算出される。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、第１の材料に、第２の材料を、効率よく適切な量を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る射出成形装置を示す断面図。

【図2】同射出成形装置の第２の供給部によって強化材がバレル内に供給される様子を説明する説明図。

【図3】本発明の第２の実施形態に係る押出機を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の第１の実施形態に係る成形装置を、図１，２を用いて説明する。図１は、本実施形態の射出成形装置１０を示す断面図である。図１に示すように、射出成形装置１０は、一例として、いわゆる予備可塑化式射出装置である。

【0014】

射出成形装置１０は、成形品を成形可能に形成される金型２０を締めることが可能に形成される型締装置３０と、成形品の材料を可塑化可能に形成される可塑化装置４０と、可塑化された材料を金型２０内に射出する射出部７０と、金型２０から成形品を押し出す押出装置８０と、制御装置１００と、モニタ１１０と、報知装置１２０とを備えている。また、可塑化装置４０と、射出部７０とを合わせて射出装置９０と呼ぶこともある。

【0015】

可塑化装置４０は、第１の材料（母材）の一例である樹脂材４１を可塑化するとともに、当該樹脂材４１内に第２の材料の一例である強化材４２を混練可能に形成されている。樹脂材４１は、一例として、ペレット状である。強化材４２は、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、ボロン繊維、アラミド繊維等であり、線状である。

【0016】

可塑化装置４０は、バレル４３と、バレル４３内に収容されるスクリュ４４と、スクリュ駆動部４５と、加熱ヒータ４６と、第１の供給部４７と、第２の供給部４８と、計量装置４９とを備えている。

【0017】

バレル４３は、円筒状に形成される。スクリュ４４は、バレル４３内に収容される。スクリュ４４は、バレル４３の軸と同軸に配される軸体５０と、軸体５０の外周面に形成された螺旋状のフライト５１とを備えている。スクリュ４４については、後で具体的に説明する。

【0018】

スクリュ駆動部４５は、バレル４３の一端部に設けられており、スクリュ４４の一端部に連結されている。スクリュ駆動部４５は、スクリュ４４をその軸線回りに回転可能に形成されている。一例として、スクリュ駆動部４５は、モータを備えており、当該モータが回転することによって、スクリュ４４が回転される。

【0019】

加熱ヒータ４６は、バレル４３内に供給された樹脂材４１を可塑化するための加熱手段の一例である。加熱ヒータ４６は、バレル４３の周囲に設けられており、バレル４３を加熱可能に形成されている。加熱ヒータ４６によってバレル４３の周壁部が加熱されることによって、バレル４３内の樹脂材４１が加熱される。

【0020】

第１の供給部４７は、バレル４３内に樹脂材４１を供給可能に形成されている。第１の供給部４７は、バレル４３に設けられる第１の供給口５２と、ホッパ５３とを備えている。第１の供給口５２は、バレル４３の周壁部を貫通している。本実施形態では、第１の供給口５２は、一例として、バレル４３においてスクリュ駆動部４５が設けられる側の端部に設けられている。ホッパ５３は、第１の供給口５２に設けられており、第１の供給口５２を通してバレル４３内と連通する。ホッパ５３は、内部に樹脂材４１を貯留可能に形成されている。ホッパ５３内に貯留される樹脂材４１は、第１の供給口５２を通してバレル４３内に供給される。

【0021】

第２の供給部４８は、バレル４３内に強化材４２を供給可能に形成されている。第２の供給部４８は、バレル４３に設けられる第２の供給口５４と、強化材４２が巻きつけられたボビン５５とを備えている。なお、図１中では、ボビン５５は、省略されており、図２に示されている。図２は、第２の供給部４８によって強化材４２がバレル４３内に供給される様子を説明する説明図である。図２に示すように、ボビン５５に巻きつけられた強化材４２の一端部は、第２の供給口５４を通してバレル４３内に挿入される。強化材４２は、バレル４３内でスクリュ４４が回転することによって、第２の供給口５４を通してバレル４３内に引き込まれる。

【0022】

バレル４３の先端部には、後述される射出部７０の射出シリンダ７１内に可塑化された材料を吐出する吐出ノズル５６が設けられている。なお、ここで言う可塑化された材料とは、混練された、バレル４３内で可塑化された樹脂材４１と強化材４２との混合物である。

【0023】

スクリュ４４について、具体的に説明する。フライト５１は、スクリュ４４がバレル４３内に収容された状態において、軸体５０において第１の供給口５２に対向する位置から先端部まで形成されている。

【0024】

フライト５１の外周側端であるエッジとバレル４３の内面との間には、ギャップが形成される。フライト５１は、バレル４３の内面と軸体５０の外周面との間の空間を、螺旋状に仕切る。この空間内には、樹脂材４１と、強化材４２とが収容される。

【0025】

樹脂材４１は、スクリュ４４が回転することによってバレル４３内で攪拌されるとともに、加熱ヒータ４６によって加熱されることによって、可塑化される。強化材４２は、攪拌される樹脂材４１によって生じるせん断力などによって切断されて、可塑化される樹脂材内に混練される。このように可塑化された材料は、スクリュ４４の回転によって、螺旋状に形成されるフライト５１に押されてバレル４３の吐出ノズル５６に送られる。

【0026】

計量装置４９は、第２の供給部４８が供給する強化材４２の量を計量可能に形成されている。なお、計量装置４９は、計量装置４９の周囲の構造を示すために図１では図示が省略されており、図２に示されている。図２は、計量装置４９を示す概略図である。

【0027】

図２に示すように、計量装置４９は、バレル４３とは別体に、（独立に、）備えられていても良い。あるいは、図２とは異なるが、計量装置４９は、バレル４３と一体的に備えられていても良い。計量装置４９は、計量ローラ５７と、光源装置５８と、押さえローラ５９と、パルスカウンタ６０とを備えている。計量ローラ５７は、強化材４２の移動経路Ｌに配置されている。移動経路Ｌは、線状の強化材４２が移動する、言い換えると送られる経路である。

【0028】

計量ローラ５７は、一例として平板形状であり、回転軸６１回りに回転可能に形成されている。計量ローラ５７は、複数のスリット６２が形成されている。複数のスリット６２は、計量ローラ５７の周縁部に配置されており、各々、回転軸６１回りに等間隔離間して並んでいる。各スリット６２は、計量ローラ５７を貫通している。

【0029】

計量ローラ５７は、計量ローラ５７の周縁が移動経路Ｌ上に配置されて当該周縁が強化材４２に接触するように、配置されている。強化材４２と計量ローラ５７の周縁との間には摩擦が生じるため、強化材４２が移動経路Ｌ上を移動すると、この移動に伴って、計量ローラ５７が回転する。

【0030】

光源装置５８は、計量ローラ５７の周縁部の一部に対向する位置に配置されている。なお、図２では、光源装置５８は、その一部が計量ローラ５７を挟んで紙面奥に配置されている。光源装置５８は、固定されている。光源装置５８は、計量ローラの周縁部のうち、計量ローラ５７が対向する部分に向って光を照射可能に形成されている。

【0031】

押さえローラ５９は、移動経路Ｌを挟んで、計量ローラ５７と対向する位置に配置されている。押さえローラ５９は、回転軸６３回りに回転自由に形成されている。

【0032】

押さえローラ５９の周縁部の一部は、移動経路Ｌ上に配置されており、計量ローラ５７との間に強化材４２を挟持可能に配置されている。また、押さえローラ５９は、強化材４２が計量ローラ５７の周縁部に対して滑らないように、強化材４２を計量ローラ５７の周縁に押さえつけるとともに、強化材４２が計量ローラ５７から外れないように、計量ローラ５７との間に強化材４２を挟持可能に形成されている。

【0033】

例えば、計量ローラ５７の側面と押さえローラ５９の側面には、強化材４２に対応して凹む溝が形成されている。この溝内に強化材４２が入り込むことによって、強化材４２が計量ローラ５７と押さえローラ５９との間から外れることが抑制される。

【0034】

パルスカウンタ６０は、計量ローラ５７において光源装置５８から光が照射されるスリット６２に対向する位置に配置されている。光源装置５８から照射された光は、計量ローラ５７のスリット６２を通過して、パルスカウンタ６０に到達する。また、計量ローラ５７が回転することによって、スリット６２の位置が変化するので、光は、断続的に、パルスカウンタ６０に到達する。パルスカウンタ６０は、光が照射されると、後述される制御装置１００に信号を送信可能に形成されている。上述のように、光はスリット６２を通過することによってパルスカウンタ６０に照射されるので、パルスカウンタ６０は、制御装置１００に断続的に送信する。

【0035】

射出部７０は、バレル４３の吐出ノズル５６と連通する射出シリンダ７１と、射出シリンダ７１内に収容される射出プランジャ１３０と、進退駆動部７３と、プランジャ駆動部１６０とを備えている。

【0036】

射出シリンダ７１は、筒状に形成されている。射出プランジャ１３０は、射出シリンダ内に収容されている。進退駆動部７３は、射出シリンダ７１を、後述される金型２０に向う方向および金型から離れる方向に沿って移動可能に形成されている。本実施形態では、可塑化装置４０と射出部７０とは、互いに連結されている。このため、進退駆動部７３によって、可塑化装置４０と射出部７０とは、一体に移動する。

【0037】

プランジャ駆動部１６０は、射出プランジャ１３０を、射出シリンダ７１の先端に向う方向および先端から離れる方向に移動させることができるように形成されている。

【0038】

可塑化装置４０のバレル４３内で可塑化された樹脂材４１と強化材４２との混練材料（樹脂材料４１と強化材４２との混合物）は、吐出ノズル５６を通して射出プランジャ１３０の先端側に送られる。混練材料が射出プランジャ１３０の先端に送られると、先端の圧力が高くなる。この混練材料の圧力上昇によって、射出プランジャ１３０が後退させられる。この、圧力に起因する射出プランジャ１３０の後退動作に基づいて、射出プランジャ１３０の先端側に進入した混練材料の計量動作が行われる。

【0039】

混練材料の計量後に、制御装置１００の制御によって、プランジャ駆動部１６０が駆動される。プランジャ駆動部１６０は、射出シリンダ７１内を金型２０に向って移動することにより、射出シリンダ７１内の混練材料を、射出シリンダ７１の吐出ノズル７７から金型２０内に射出する。

【0040】

射出部７０の射出シリンダ７１に対向する位置には、金型２０と、型締装置３０と、押出装置８０とが配置されている。

【0041】

型締装置３０は、固定プラテン３１と、移動プラテン３２と、トグル機構３３と、型締駆動部３４とを備えている。固定プラテン３１と移動プラテン３２とは、互いに離間し、互いに対向するように配置されている。トグル機構３３は、一端部が移動プラテン３２に連結されている。固定プラテン３１は、固定されている。移動プラテン３２は、固定プラテン３１に対して、移動可能に形成されている。

【0042】

金型２０は、固定プラテン３１に取り付けられた固定型２１と、移動プラテン３２に取り付けられた可動型２２とを備えている。固定型２１と可動型２２とには、各々、成形品に対応する窪みが形成されている。固定型２１と可動型２２とが互いに接触して重ねられたときに、これら窪みが互いに重なることによって、成形品の形状に対応するキャビティが形成される。

【0043】

型締駆動部３４は、トグル機構３３を駆動可能に形成されている。トグル機構３３は、型締駆動部３４によって駆動されることによって伸縮可能であり、移動プラテン３２を固定プラテン３１に向って移動可能に形成されている。移動プラテン３２が移動されることによって、可動型２２が固定型２１に接触し、キャビティが形成される。このように、トグル機構３３によって、金型２０が開閉される。

【0044】

押出装置８０は、例えば可動型２２の近傍に配置されており、金型２０内で成形された成形品を金型２０内から押し出し可能に形成されている。

【0045】

モニタ１１０は、計量装置４９によって計量された、可塑化装置４０に供給された強化材４２の供給量を表示可能に形成されている。報知装置１２０は、本実施形態では、一例として、スピーカを備えている。報知装置１２０は、スピーカから警報を発することによって、周囲に報知可能に形成されている。

【0046】

制御装置１００は、射出成形装置１０の動作を制御する。具体的には制御装置１００は、可塑化装置４０に対しては、スクリュ駆動部４５と、加熱ヒータ４６と動作を制御するとともに、パルスカウンタ６０の検出結果に基づいて強化材４２の供給量を算出可能である。

【0047】

具体的には、制御装置１００は、計量装置４９のパルスカウンタ６０から送信された信号に基づいて、バレル４３に供給された強化材４２の量を算出する。具体的には、制御装置１００は、パルスカウンタ６０から送信される信号の数をカウントする。このカウント数を用いて、以下の数式１に基づいて、供給された強化材４２の量を算出する。

【0048】

数式１は、Fw＝（Pulse／slit）×（１／１０００）×（π×RD）×Fuwとなる。ここで、Fwは、供給された強化材４２の量を示す。Pulseは、制御装置１００がカウントした信号の数を示す。RDは、計量ローラ５７の直径を示す。Fuｗは、強化材４２の単位質量であり、言い換えると、１ｍ当たりの質量である。RDとFuwとは、事前に求められており、制御装置１００に記憶されている。このため、本実施形態では、制御装置１００は、可塑化装置４０の一部であると捉えることもできる。

【0049】

射出部７０では、進退駆動部７３と、プランジャ駆動部１６０とを制御する。このため、制御装置１００は、射出部７０の一部であると捉えることもできる。

【0050】

また、制御装置１００は、モニタ１１０と報知装置１２０の動作とを制御する。制御装置１００は、算出した強化材４２の供給量をモニタ１１０に表示するよう、モニタ１１０を制御する。

【0051】

次に、射出成形装置１０の動作を説明する。制御装置１００は、加熱ヒータ４６を駆動してバレル４３を加熱する。バレル４３の温度は温度センサなどの温度検出装置によって検出されて、制御装置１００へ送られる。

【0052】

制御装置１００は、バレル４３の温度が所定値に達したと判断すると、第１の供給部４７を作動させて、第１の供給口５２から樹脂材４１をバレル４３内に供給する。そして、制御装置１００は、スクリュ駆動部４５を駆動して、スクリュ４４を回転させる。スクリュ４４が回転することによって、強化材４２がバレル４３内に引き込まれる。

【0053】

樹脂材４１は、スクリュ４４の回転によって、バレル４３の先端に向って送られる。樹脂材４１は、スクリュ４４によってバレル４３の先端に向って送られる過程で加熱ヒータ４６によって加熱されて溶けて軟化されるとともに、強化材４２が混入される。樹脂材４１と強化材４２とは、スクリュ４４の回転によって混練される。

【0054】

また、制御装置１００は、光源装置５８を駆動して、計量ローラ５７に向って光を照射させる。計量ローラ５７は、強化材４２がバレル４３内に供給される際の強化材４２の移動に伴って、回転する。これは、計量ローラ５７と強化材４２との間に摩擦力が生じるためである。計量ローラ５７が回転することによって、パルスカウンタ６０と光源装置５８との間が、断続的に遮断される。これは、計量ローラ５７が回転することによって、計量ローラ５７において隣り合うスリット６２の間の部分が、光源装置５８とパルスカウンタ６０との間を遮断するためである。

【0055】

このため、光源装置５８から照射された光は、断続的にパルスカウンタ６０に照射される。パルスカウンタ６０は、断続的に照射されるので、制御装置１００に断続的に信号を送信する。

【0056】

制御装置１００は、パルスカウンタ６０から送信された信号の数をカウントし、数式１Fw＝（Pulse／slit）×（１／１０００）×（π×RD）×Fuwに基づいて、供給量を算出する。制御装置１００は、モニタ１１０を駆動して算出結果をモニタ１１０に表示させる。なお、射出成形装置１０が駆動されている状態では、制御装置１００は、強化材４２の供給量をリアルタイムで算出し、モニタ１１０に表示させる。例えば作業員は、モニタ１１０を監視することによって、強化材４２の供給量をリアルタイムに確認することができる。

【0057】

作業員は、強化材４２の供給量が適切な量ではないと判断すると、射出成形装置１０の動作を停止することができる。なお、ここで言う適切な量とは、成形品に対して要求される強度や剛性などによって予め決定されている値である。そして、作業員は、適切な量の強化材４２が供給されるように、スクリュ４４の回転数など、可塑化装置４０を調整する。

【0058】

以上の動作によって、樹脂材４１と強化材４２とが混練されるとともに、供給された強化材４２の供給量が算出されてモニタ１１０に表示される。混練された樹脂材４１と強化材４２との混合物は、射出部７０の射出プランジャ１３０の先端側に供給される。

【0059】

また、制御装置１００は、パルスカウンタ６０からの信号を受信しなくなると、計量ローラ５７が回転していない状態であり、強化材４２がなくなった状態、強化材４２が途中で第２の供給口５４に到達する前に切断された状態、強化材４２が計量ローラ５７から外れた状態のいずれかの状態であると判断する。

【0060】

これらの状態は、強化材４２が正常にバレル４３内に供給されていない状態または、強化材４２が計量ローラ５７から外れており、通常の移動経路Ｌから外れている状態であるので、報知装置１２０を駆動する。

【0061】

作業員は、報知装置１２０が駆動されると、上述の状態であることを認識できるので、射出成形装置１０の動作を停止する。

【0062】

次いで、制御装置１００は、型締駆動部３４を駆動してトグル機構３３を介して移動プラテン３２を移動することにより金型２０を閉じる。

【0063】

次いで、制御装置１００は、射出部７０の進退駆動部７３を駆動して射出部７０を金型２０に近接させ、吐出ノズル７７が金型２０のキャビティに連通するようにセットする。

【0064】

次いで、制御装置１００は、射出プランジャ１３０の先端に送られた混練材料の圧力による射出プランジャ１３０の後退によって計量（計量動作）を行う。そして、計量結果に基づく所定のタイミングでプランジャ駆動部１６０を駆動して射出プランジャ１３０を前後動作させることによって、混練材料を金型２０内に射出させる。

【0065】

制御装置１００は、混練材料の射出動作が終了すると、成形品の成形が完了した所定のタイミングで型締駆動部３４を駆動して金型２０を開くとともに進退駆動部７３を駆動して射出部７０を金型２０から退避させる。

【0066】

その後、制御装置１００は、押出装置８０を駆動して成形品を可動型２２から突出させる。突出された成形品は、取出装置により取り出される。

【0067】

本実施形態では、計量装置４９によって、強化材４２が供給される動作中に強化材４２の供給量を検出することができる。このため、作業員は、この検出結果に基づいて、強化材４２の供給量が適切であるか否かの判断をすることができる。このため、材料の無駄の発生を抑制することができる。

【0068】

この点について、具体的に説明する。例えば、強化材４２の供給量がリアルタイムで検出されない場合、例えば、射出成形後に、強化材の減少量に基づいて強化材４２の供給量を検出する場合などでは、強化材４２がどの時点で供給されなくなったかを判断しにくくなる。このため、成形された成形品に強化材４２が含まれていない場合があるため、成形された成形品、および、可塑化装置４０のバレル４３内と射出部７０の射出シリンダ７１内に含まれる混練材料とを破棄しなければならない場合がある。

【0069】

しかしながら、本実施形態では、装置の動作中に強化材４２の供給量を検出することによって、強化材４２が供給されていない状態に気づくことができるので射出成形装置１０の動作を停止することができる。そして、強化材４２がなくなっている場合には新しい強化材４２を設置して強化材４２を第２の供給口を通してバレル４３内に挿入し、または、強化材４２が切断されている場合は強化材４２を第２の供給口を通してバレル４３内に挿入しなおした後、射出成形装置１０の動作を再開することにより、成形品破棄、および、バレル４３と射出シリンダ７１内にある混練材料を破棄することがないので、材料を無駄にすることを抑制できる。

【0070】

さらに、射出成形装置１０は、可塑化装置４０のスクリュ４４の回転によって、強化材４２がバレル４３内に引き込まれる構成である。このため、作業員などは、強化材４２の供給量の検出結果に基づいて、スクリュ４４の回転数を調整することによって、供給量を調整することができ、適切な供給量を得ることができる。このため、材料の無駄が発生することを抑制できる。

【0071】

また、計量装置４９は、計量ローラ５７を備える構造であるので、簡素な構造にすることができる。また、計量装置４９は、押さえローラ５９を備えるので、強化材４２が計量ローラ５７の周縁から離れることを抑制できる。

【0072】

また、制御装置１００が、計量ローラ５７が回転していないと判断すると、報知装置１２０によって当該状態が発生したことが報知されるので、作業員などは、当該状態が発生したことを認識することができる。作業員などは、当該状態が発生したことを認識することによって射出成形装置１０の動作を停止するので、強化材４２が供給されない状態の発生を抑制することができる。さらに、材料の無駄の発生を抑制することができる。

【0073】

また、成形動作後に、強化材４２の減少量に基づいて成形品内に含まれる強化材４２の量を算出する場合では、強化材４２の供給量が適切な量となるスクリュ４４の回転数を実験などによって求めることになる。しかしながら、本実施形態では、供給量を検出することによって、供給量が適切な量となるスクリュ４４の回転数を少ない時間で求めることができるので、無駄になる材料の量を小さく抑えることができる。

【0074】

また、強化材４２の供給量をモニタ１１０に表示することによって、作業員などが供給量を容易に確認にすることができる。

【0075】

また、報知装置１２０を備えることによって、パルスカウンタ６０からの信号を受信しなくなった状態などの異常状態が発生したことを、報知することができる。

【0076】

なお、本実施形態では、報知装置１２０は一例としてスピーカであり、音で報知する。他の例としては、例えば報知装置１２０は、ランプを備える構造であってもよい。ランプを備える構造である場合は、ランプを点灯することによって、異常状態を報知することができる。

【0077】

また、本実施形態では、制御装置１００は、強化材４２がバレル４３内に供給されていない状態を検出すると、報知装置１２０を駆動した。他の例としては、制御装置１００は、強化材４２の供給量の適切な値を記憶するとともに、算出した供給量と記憶された適切な値とを比較するようにしてもよい。そして、算出した供給量と記憶された適切な値とが異なる場合は、報知装置１２０を駆動するようにしてもよい。

【0078】

また、本実施形態では、制御装置１００は、強化材４２が供給されていない状態を検出すると、射出成形装置１０の動作を停止するようにしてもよい。同様に、他の例としては、制御装置１００が、上述のように、供給量の算出結果と記憶された適切な値とを比較する場合は、供給量の算出結果と記憶された適切な値とが異なる場合は、射出成形装置１０の動作を停止してもよい。

【0079】

また、本実施形態では、１つの強化材４２が供給される構造を説明した。複数の強化材４２が供給される場合は、計量装置４９は、強化材４２ごとに1つずつ設けられる。そして、制御装置１００は、各強化材４２の供給量を算出するとともに、当該算出結果の合算値を強化材４２の供給量とする。

【0080】

次に、本発明の第２の実施形態に係る押出機について、図３を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。

【0081】

図３は、本実施形態の押出機２００を示す断面図である。図３に示すように、押出機２００は、第１の実施形態の可塑化装置４０と同様に構成される。なお、吐出ノズル５６に代えて、所望の形状のダイが取り付けられる。本実施形態では、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

【0082】

第１，２の実施形態では、金型２０は、型の一例である。バレル４３は、可塑化用容器の一例である。スクリュ４４と加熱ヒータ４６は、可塑化手段の一例を構成している。射出プランジャ１３０とプランジャ駆動部１６０とは、射出手段の一例を構成するとともに、押出手段の一例を構成している。計量ローラ５７は、ローラの一例である。パルスカウンタ６０は、回転数検出部の一例である。射出部７０は、射出手段の一例である。制御装置１００は、算出部の一例である。型締装置３０は、金型２０を開閉する開閉手段の一例である。計量装置４９は、計量部、あるいは計量手段の一例である。

【0083】

この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態の構成を組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0084】

１０…射出成形装置（成形装置）、２０…金型（型）、３０…型締装置（開閉手段）、４３…バレル（可塑化用容器）、４４…スクリュ（可塑化手段）、４６…加熱ヒータ（可塑化手段）、４７…第１の供給部、４８…第２の供給部、４９…計量装置（計量部、計量手段）、５７…計量ローラ（ローラ）、６０…パルスカウンタ（回転数検出部）、７０…射出部（射出手段、射出装置）、１００…算出部、１３０…射出プランジャ（射出手段、押出手段）、１６０…プランジャ駆動部（射出手段、押出手段）。

【図1】

【図2】

【図3】