特許 7370886 射出成形機および射出成形システム

(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】

(24)【登録日】2023-10-20

(45)【発行日】2023-10-30

(54)【発明の名称】射出成形機および射出成形システム

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/18 20060101AFI20231023BHJP

【ＦＩ】

B29C45/18

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020016798

(22)【出願日】2020-02-04

(65)【公開番号】P2021122997

(43)【公開日】2021-08-30

【審査請求日】2022-09-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000222587

【氏名又は名称】東洋機械金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002608

【氏名又は名称】弁理士法人オーパス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】下楠薗 壮

【審査官】和瀬田 芳正

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－３４４３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３４７０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０６２１２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加熱シリンダと、前記加熱シリンダに供給する樹脂を蓄えるホッパと、前記加熱シリンダに収容されたスクリューと、を有する射出成形機であって、
前記ホッパ内を、前記加熱シリンダと接続された第１供給部と、前記第１供給部の上方に位置する、樹脂供給装置と接続された第２供給部と、に仕切るように配置されたシャッタと、
制御装置と、を有し、
前記制御装置が、
前記第１供給部の樹脂の残量が基準残量より少なくかつ前記スクリューが停止していないとき、前記シャッタを閉じ、
前記第１供給部の樹脂の残量が前記基準残量より少なくかつ前記スクリューが停止しているとき、前記シャッタを開くように構成されていることを特徴とする射出成形機。

【請求項2】

請求項１に記載の射出成形機と、
前記射出成形機から出力された樹脂供給信号に応じて当該射出成形機のホッパに樹脂を供給する樹脂供給装置と、を有することを特徴とする射出成形システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、樹脂の供給を自動で行う射出成形機および射出成形システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の射出成形機の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１の射出成形機は、樹脂を移送する吸引式補給装置が接続されており、射出を行うたびにホッパへ樹脂を補給して、ホッパ内の樹脂の残量を射出毎に同一にする。

【0003】

特許文献１の射出成形機は、計量工程におけるスクリューの後退限界位置を位置検出装置が検知し、位置検出装置から出力される制御信号に基づいて吸引式補給装置を起動させる。吸引式補給装置を起動させるタイミングは、スクリューが後退限界位置に達したことを検出したときに限ることなく、計量工程が開始され、スクリューが一定の位置まで後退したときでもよい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平３－２６８９１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の射出成形機では、スクリューが回転していたり前後進していたりするなど、スクリューが停止していない状態でホッパに樹脂が供給されることがあった。そのため、樹脂の供給の際に生じる気流によりホッパ内で樹脂が舞い上がり、樹脂を加熱シリンダに供給する際に当該樹脂に加わる荷重が急変して、密度や混練度合いなどの可塑化した樹脂の状態にばらつきが生じてしまうおそれがあった。

【0006】

そこで、本発明は、樹脂の状態のばらつきを抑制できる射出成形機および射出成形システム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】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る射出成形機は、加熱シリンダと、前記加熱シリンダに供給する樹脂を蓄えるホッパと、前記加熱シリンダに収容されたスクリューと、を有する射出成形機であって、前記スクリューが停止しているときのみ、前記ホッパ内に樹脂が供給されるように構成されていることを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、加熱シリンダに収容されたスクリューが停止しているときのみ、ホッパ内に樹脂が供給される。このようにしたことから、樹脂の供給に伴ってホッパ内で樹脂が舞い上がるおそれがあるもののスクリューが停止しているため加熱シリンダに樹脂が供給されることがない。そして、舞い上がった樹脂が落下したあとにスクリューを動作させることで加熱シリンダに樹脂が供給される。そのため、樹脂を加熱シリンダに供給する際に当該樹脂に加わる荷重が急変することを防いで、樹脂の状態のばらつきを抑制できる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、樹脂の状態のばらつきを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る射出成形システムの概略構成を示す図である。

【図2】図１の射出成形システムの機能ブロック図である。

【図3】図１の射出成形システムが有する射出成形機のホッパおよびその近傍の拡大断面図である（シャッタを開いた状態）。

【図4】図１の射出成形システムが有する射出成形機のホッパおよびその近傍の拡大断面図である（シャッタを閉じた状態）。

【図5】図１の射出成形システムが有する射出成形機のホッパおよびその近傍の拡大断面図である（シャッタを再度開いた状態）。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の一実施形態に係る射出成形システムについて、図１～図５を参照して説明する。

【0012】

図１は、本発明の一実施形態に係る射出成形システムの概略構成を示す図である。図２は、図１の射出成形システムの機能ブロック図である。図３～図５は、図１の射出成形システムが有する射出成形機のホッパおよびその近傍の拡大断面図であって、シャッタを開いた状態、閉じた状態、および、再度開いた状態を示す。

【0013】

図１に示すように、本実施形態に係る射出成形システム１は、樹脂供給装置５と、射出成形機８と、を有している。

【0014】

この射出成形システム１では、樹脂供給装置５の乾燥容器６に温度および湿度が管理された粒状または粉状の樹脂Ｐが収容されている。樹脂供給装置５の吸引機７によって吸引することにより、移送管５ａを通じて乾燥容器６から射出成形機８に樹脂Ｐを供給する。そして、射出成形機８によって可塑化された樹脂Ｐを固定側金型８１および可動側金型８２により形成されるキャビティ８３に射出充填する。

【0015】

射出成形機８は、型締装置１０と、射出装置２０と、制御装置３０と、を有している。

【0016】

型締装置１０は、固定ダイプレート１１と、可動ダイプレート１２と、型締駆動機構１３と、を有している。固定ダイプレート１１には、固定側金型８１が取り付けられる。可動ダイプレート１２には、可動側金型８２が取り付けられる。型締駆動機構１３は、固定ダイプレート１１と可動ダイプレート１２とにより固定側金型８１および可動側金型８２を図１の左右方向に締め付けて型締力を発生させる。

【0017】

射出装置２０は、加熱シリンダ２１と、スクリュー２２と、スクリュー駆動機構２３と、を有している。加熱シリンダ２１は、図１において固定ダイプレート１１の右側に配置されている。加熱シリンダ２１の前方の端部には、固定側金型８１にタッチするノズル２１ａが設けられている。スクリュー２２は、加熱シリンダ２１に回転可能かつ前後進可能に収容されている。スクリュー駆動機構２３は、加熱シリンダ２１内でスクリュー２２を回転および前後進させることにより、樹脂Ｐを可塑化してキャビティ８３に射出充填する。

【0018】

また、射出装置２０は、ホッパ２５と、シャッタ２６と、シャッタ駆動機構２７と、残量センサ２８と、を有している。

【0019】

ホッパ２５は、加熱シリンダ２１に供給する樹脂Ｐを蓄える。ホッパ２５は、図３に示すように、管部２５ａと、蓄積部２５ｂと、蓋体２５ｃと、を有している。管部２５ａは、内側が視認可能なように透明なガラスや合成樹脂で円形管状に形成されている。管部２５ａは、例えば、四角管状や六角管状など円形管状以外であってもよい。管部２５ａは、上下方向に沿って配置され、下端が加熱シリンダ２１の樹脂供給口２１ｂに接続されている。蓄積部２５ｂは、管部２５ａより大径の円筒形状を有し、管部２５ａの上端に連なっている。蓄積部２５ｂの下部は逆円錐状に形成されている。蓄積部２５ｂの上部開口は、蓋体２５ｃで塞がれている。蓋体２５ｃには、樹脂供給装置５の移送管５ａおよび排気管５ｂが貫通して配置されている。

【0020】

シャッタ２６は、ホッパ２５の管部２５ａの上端近傍に配置されている。すなわち、シャッタ２６は、ホッパ２５内を管部２５ａの内側の空間（第１供給部Ｓ１）と、蓄積部２５ｂの内側の空間（第２供給部Ｓ２）とに仕切るように配置されている。第１供給部Ｓ１は、加熱シリンダ２１と接続されている。第２供給部Ｓ２は、移送管５ａと接続されている。シャッタ駆動機構２７は、シャッタ２６を水平方向に移動させて、第１供給部Ｓ１と第２供給部Ｓ２とを接続したり分断したりする。

【0021】

残量センサ２８は、例えば、光電センサで構成されている。残量センサ２８は、ホッパ２５の管部２５ａの外周面に設置されており、管部２５ａ内にある樹脂Ｐの残量（高さ）に応じた信号を出力する。

【0022】

制御装置３０は、射出成形システム１全体の動作を司る。制御装置３０は、マイクロコンピュータを有して構成されている。制御装置３０は、型締駆動機構１３、スクリュー駆動機構２３、シャッタ駆動機構２７、および、樹脂供給装置５の吸引機７などの各駆動機構の動作を制御する。また、制御装置３０は、残量センサ２８から出力される信号に基づいて管部２５ａ内の樹脂Ｐの残量を検出する。

【0023】

次に、上述した本実施形態の射出成形システム１における動作の一例について、図３～図５を参照して説明する。

【0024】

射出成形システム１の射出成形機８のホッパ２５には、図３に示すように、複数回の射出が可能な量の樹脂Ｐが蓄えられている。射出成形機８の制御装置３０は、各駆動機構を制御して、固定側金型８１および可動側金型８２を型締する型締動作、可塑化した樹脂Ｐをキャビティ８３に射出充填する射出動作、キャビティ８３に射出充填する樹脂Ｐを可塑化して計量する可塑化動作、固定側金型８１および可動側金型８２を型開して成形品を取り出す型開動作、を繰り返し実行する。本実施形態において、型開動作時は、スクリュー２２が回転または前後進しておらず停止している。これ以外にも、例えば、各動作の間にスクリュー２２が停止する状態を設けてもよい。

【0025】

制御装置３０は、型締動作、射出動作、計量動作、型開動作を繰り返し実行しているときに、残量センサ２８が出力する信号に基づいて、ホッパ２５の管部２５ａ内（第１供給部Ｓ１）の樹脂Ｐの残量を検出する。そして、制御装置３０は、管部２５ａ内の樹脂Ｐの高さが残量センサ２８を設置した高さより低いこと、すなわち、第１供給部Ｓ１の樹脂Ｐの残量が基準残量Ｒより少ないことを検出すると、吸引機７に樹脂供給信号を出力する。樹脂供給信号は、樹脂Ｐの供給を要求する信号である。これにより、吸引機７によって移送管５ａを通じて乾燥容器６からホッパ２５の蓄積部２５ｂ内（第２供給部Ｓ２）に複数回の射出を可能とする所定量の樹脂Ｐが供給される。

【0026】

制御装置３０は、第１供給部Ｓ１の樹脂Ｐの残量が基準残量Ｒより少なくかつスクリュー２２が回転または前後進していて停止していないとき、図４に示すように、シャッタ駆動機構２７を制御してシャッタ２６を閉じる。これにより、第１供給部Ｓ１と第２供給部Ｓ２とが分断されて、第２供給部Ｓ２から第１供給部Ｓ１に樹脂Ｐが供給されることを回避する。

【0027】

制御装置３０は、第１供給部Ｓ１の樹脂Ｐの残量が基準残量Ｒより少なくかつスクリュー２２が回転または前後進しておらず停止しているとき、図５に示すように、シャッタ駆動機構２７を制御してシャッタ２６を開く。これにより、第１供給部Ｓ１と第２供給部Ｓ２とが接続されて、第２供給部Ｓ２から第１供給部Ｓ１に樹脂Ｐが供給される。

【0028】

制御装置３０は、第１供給部Ｓ１の樹脂Ｐの残量が基準残量Ｒ以上のとき、吸引機７に樹脂供給信号を出力しない。そのため、樹脂Ｐが蓄積部２５ｂ内に供給されないことから、ホッパ２５内の樹脂Ｐが舞い上がることもないので、このとき制御装置３０は、シャッタ駆動機構２７を制御してシャッタ２６を開くようにしてもよい。

【0029】

このようにすることで、射出成形機８は、スクリュー２２が停止しているときに、第１供給部Ｓ１に樹脂Ｐが供給されるようになり、かつ、スクリュー２２が停止していないときに、第１供給部Ｓ１に樹脂が供給されることを防ぐ。

【0030】

以上より、本実施形態の射出成形システム１によれば、加熱シリンダ２１に収容されたスクリュー２２が停止しているときのみ、ホッパ２５における加熱シリンダ２１と接続された管部２５ａの内側の空間（第１供給部Ｓ１）に樹脂Ｐが供給される。このようにしたことから、樹脂Ｐの供給に伴ってホッパ２５内で樹脂Ｐが舞い上がるおそれがあるもののスクリュー２２が停止しているため加熱シリンダ２１に樹脂Ｐが供給されることがない。そして、舞い上がった樹脂Ｐが落下したあとにスクリュー２２を動作させることで加熱シリンダ２１に樹脂Ｐが供給される。そのため、樹脂Ｐを加熱シリンダ２１に供給する際に当該樹脂Ｐに加わる荷重が急変することを防いで、樹脂Ｐの状態のばらつきを抑制できる。

【0031】

また、射出成形機８は、ホッパ２５内を管部２５ａの内側の空間（第１供給部Ｓ１）と当該第１供給部Ｓ１の上方に位置する、樹脂供給装置５と接続された蓄積部２５ｂの内側の空間（第２供給部Ｓ２）とに仕切るように配置されたシャッタ２６と、第１供給部Ｓ１の樹脂Ｐの残量が基準残量Ｒより少ないとき、樹脂供給装置５の吸引機７に樹脂供給信号を出力する制御装置３０と、を有している。そして、制御装置３０が、第１供給部Ｓ１の樹脂Ｐの残量が基準残量Ｒより少なくかつスクリュー２２が停止していないとき、シャッタ２６を閉じ、第１供給部Ｓ１の樹脂Ｐの残量が基準残量Ｒより少なくかつスクリュー２２が停止しているとき、シャッタ２６を開くように構成されている。このようにすることで、スクリュー２２が停止しているときのみ、ホッパ２５の第２供給部Ｓ２から第１供給部Ｓ１に樹脂Ｐが供給されるので、樹脂Ｐを加熱シリンダ２１に供給する際に当該樹脂Ｐに加わる荷重が急変することを防いで、樹脂Ｐの状態のばらつきを抑制できる。

【0032】

上述した実施形態では、シャッタ２６によりホッパ２５内を第１供給部Ｓ１と第２供給部Ｓ２とに仕切る構成であったが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態の射出成形システムにおいて、シャッタ２６を省略した構成としてもよい。このようなシャッタ２６を省略した構成では、ホッパ２５内の全体を、加熱シリンダ２１と接続されるとともに樹脂供給装置５とも接続される第１供給部Ｓ１とみなすことができる。そして、制御装置３０は、ホッパ２５内（第１供給部Ｓ１）の樹脂Ｐの残量が基準残量Ｒより少なくかつスクリュー２２が停止するタイミングに応じて、樹脂供給装置５の吸引機７に樹脂供給信号を出力する。すなわち、制御装置３０は、ホッパ２５内の樹脂Ｐの残量が基準残量Ｒより少なくなったことを検出すると、タイミングを見計らって樹脂供給信号を出力する。このタイミングは、樹脂供給信号を出力してから実際にホッパ２５内に樹脂Ｐが供給されるまでに時間差がない場合（時間差がほぼない場合を含む）には、スクリュー２２が停止するタイミングと一致する。または、このタイミングは、樹脂供給信号を出力してから実際にホッパ２５内に樹脂Ｐが供給されるまでに時間差がある場合には、当該時間差を見込んで、スクリュー２２が停止するより早いタイミングとする。このような構成を採用することでも、スクリュー２２が停止しているときに合わせて樹脂供給装置５からホッパ２５内に樹脂Ｐを供給することができるので、スクリュー２２が停止しているときのみ、ホッパ２５内に樹脂Ｐを供給して、樹脂Ｐを加熱シリンダ２１に供給する際に当該樹脂Ｐに加わる荷重が急変することを防いで、樹脂Ｐの状態のばらつきを抑制できる。

【0033】

上記に本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0034】

１…射出成形システム、５…樹脂供給装置、５ａ…移送管、５ｂ…排気管、６…乾燥容器、７…吸引機、８…射出成形機、１０…型締装置、１１…固定ダイプレート、１２…可動ダイプレート、１３…型締駆動機構、２０…射出装置、２１…加熱シリンダ、２１ａ…ノズル、２１ｂ…樹脂供給口、２２…スクリュー、２３…スクリュー駆動機構、２５…ホッパ、２５ａ…管部、２５ｂ…蓄積部、２５ｃ…蓋体、２６…シャッタ、２７…シャッタ駆動機構、２８…残量センサ、３０…制御装置、８１…固定側金型、８２…可動側金型、８３…キャビティ、Ｓ１…第１供給部、Ｓ２…第２供給部、Ｐ…樹脂、Ｒ…基準残量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】