ペレット供給装置
【課題】計量されたペレットを被供給部に供給できるペレット供給装置を提供する。
【解決手段】ペレット供給装置はペレット計量部３１を備えている。ペレット計量部３１は、ホッパ４０を有するペレット収容部４１と、筒部４２と、筒部４２内を上下方向に移動可能な昇降ユニット４３と、アクチュエータ４４とを含んでいる。昇降ユニット４３は、蓋部材５０と、メッシュからなる底板部材５１と、蓋部材５０に対する底板部材５１の相対距離Ｌを調整可能な調整機構７０とを有している。蓋部材５０と底板部材５１との間に計量室５５が形成されている。蓋部材５０と底板部材５１とが上昇位置に移動すると、ペレット収容部４１内のペレットＰが計量室５５内に落下することにより、所定量のペレットＰが計量室５５に充填される。蓋部材５０と底板部材５１が下降位置に移動した状態において、エア導入室８０に導入されたエアにより、計量室５５内のペレットＰがペレット移送管３２を経て被供給部に移送される。
【解決手段】ペレット供給装置はペレット計量部３１を備えている。ペレット計量部３１は、ホッパ４０を有するペレット収容部４１と、筒部４２と、筒部４２内を上下方向に移動可能な昇降ユニット４３と、アクチュエータ４４とを含んでいる。昇降ユニット４３は、蓋部材５０と、メッシュからなる底板部材５１と、蓋部材５０に対する底板部材５１の相対距離Ｌを調整可能な調整機構７０とを有している。蓋部材５０と底板部材５１との間に計量室５５が形成されている。蓋部材５０と底板部材５１とが上昇位置に移動すると、ペレット収容部４１内のペレットＰが計量室５５内に落下することにより、所定量のペレットＰが計量室５５に充填される。蓋部材５０と底板部材５１が下降位置に移動した状態において、エア導入室８０に導入されたエアにより、計量室５５内のペレットＰがペレット移送管３２を経て被供給部に移送される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばダイキャスト成形機や射出成形機等の成形機において、各種ペレットを供給するためのペレット供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
成形機の一例であるコールドチャンバ方式のダイキャスト成形機は、ラドルによって汲み取られた金属の溶湯をスリーブ（ショットスリーブとも称される）に供給したのち、スリーブ内の溶湯をプランジャ（ショットピストンあるいはチップとも称される）によって金型内のキャビティに高速かつ高圧で射出するようになっている。
【０００３】
このような成形機では、スリーブとプランジャとの潤滑のために、油性の液体潤滑剤が使用されていた。液体潤滑剤は、供給ポンプや配管系を介してスリーブの溶湯供給口からスリーブの内部に供給される。しかし油性の液体潤滑剤は成形機の周囲を汚しやすく、作業環境上も好ましくないため、最近ではペレット状の固形潤滑剤の使用が検討されている。成形機のスリーブ内にペレット状の固形潤滑剤を一定量ずつ供給するためには、それなりの供給装置が必要である。例えば下記の特許文献１あるいは特許文献２に開示されているように、シャッタプレートを備えたシャッタ機構を開閉させることによって、所定量の材料（例えばペレット）を供給する材料供給装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２４００４１号公報
【特許文献２】特開２００５−２６３３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１の材料供給装置では、供給量に応じてシャッタプレートが何回か往復動するため、供給量を微調整することが難しい。また、所定の供給量を得るためにシャッタプレートの往復動が繰返されると、その分だけ時間が長くかかるという問題がある。特許文献２の材料供給装置では、シャッタ部材に形成された計量孔の容積に応じて供給量が決まるため、供給量を変えるにはシャッタ部材を交換する必要があり、供給量を簡便に微調整することが難しいという問題がある。このため成形機に適した簡便な構成でかつ必要に応じてペレットの供給量を調整できるようなペレット供給装置が望まれていた。
【０００６】
従って本発明の目的は、必要に応じて供給量を調整できるようなペレット供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のペレット供給装置は、ペレットを収容するペレット収容部と、前記ペレット収容部の下方に配置され前記ペレット収容部と連通する上端開口を有する筒部と、前記筒部に下降位置と上昇位置とにわたり移動可能に配置され、前記下降位置にあるときに前記筒部に挿入されることにより前記筒部の前記上端開口を閉鎖し、前記上昇位置に移動した状態において前記筒部の前記上端開口を開放させる蓋部材と、前記蓋部材の下方に配置されて前記蓋部材との間に計量室を形成する通気性の底板部材と、前記蓋部材に対する前記底板部材の相対距離を調整可能で該相対距離に応じて前記計量室の容積を変化させる調整機構と、アクチュエータと、ペレット移送機構とを備えている。
前記アクチュエータは、前記蓋部材と前記底板部材とを前記下降位置と前記上昇位置とにわたり往復移動させることが可能で、前記蓋部材を前記上昇位置に移動させたとき前記ペレット収容部内のペレットを前記筒部の前記上端開口から前記計量室に落下させるものである。また前記ペレット移送機構は、前記蓋部材と前記底板部材とが前記下降位置にあるときに前記計量室内に圧縮エアを供給することにより前記計量室内の計量されたペレットを被供給部に移送するものである。
【０００８】
本発明の１つの実施形態では、前記調整機構が上下方向に延びる調整軸を有し、該調整軸の上端部に設けられたねじ部が前記蓋部材に形成されたねじ孔に螺合され、該調整軸の軸線方向の中間部に前記底板部材が取付けられ、前記調整軸を回転させることにより、前記蓋部材に対する前記底板部材の前記相対距離が変化するよう構成されている。
【０００９】
本発明の他の実施形態では、前記調整機構が上下方向に延びる調整軸を有し、該調整軸の上端部に前記蓋部材が接続され、前記調整軸の軸線方向の中間部に設けられたねじ部に螺合したナット部材を介して前記底板部材が支持され、該調整軸を回転させることにより、前記蓋部材に対する前記底板部材の前記相対距離が変化するよう構成されている。これらの実施形態において、前記調整軸に前記計量室の容積に対応した表示部が設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、蓋部材と底板部材とが昇降動作をすることにより、蓋部材と底板部材と間の計量室によってペレットを計量することができるとともに、計量された所定量のペレットを圧縮エアによって被供給部に供給することができる。また、蓋部材に対する底板部材の相対距離、すなわち計量室の容積を調整機構によって変化させることにより、１回の昇降動作で計量できるペレット量を無段階的に変化させることが可能であり、成形機の容量や仕様等に応じた最適な量のペレットを被供給部に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るペレット供給装置を備えた成形機を模式的に示す正面図。
【図２】図１に示されたペレット供給装置のペレット計量部の縦断面図。
【図３】図２に示されたペレット計量部の蓋部材の斜視図。
【図４】図２に示されたペレット計量部の底板部材の平面図。
【図５】図２に示されたペレット計量部の目盛り部の正面図。
【図６】図２に示されたペレット計量部の前記蓋部材と底板部材が上昇した状態の縦断面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るペレット計量部の縦断面図。
【図８】図７に示されたペレット計量部の蓋部材と底板部材とが上昇した状態の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の第１の実施形態に係るペレット供給装置について、図１から図６を参照して説明する。
図１は、成形機の一例であるコールドチャンバ方式のダイキャスト成形機１０（これ以降、単に成形機と称する）を模式的に示している。この成形機１０は、固定ダイプレート１１と、移動ダイプレート１２と、互いに平行に延びる４本のタイバー１３，１４（２本のみ示す）と、ダイプレート駆動機構１５などを含んでいる。ダイプレート駆動機構１５は、移動ダイプレート１２をタイバー１３,１４に沿って水平方向に移動させる機能を有している。
【００１３】
成形機１０は、操作パネル１６を有するコントローラ１７によって操作される。コントローラ１７には、成形動作および型締動作等を制御するためのコンピュータプログラムとメモリ等が組込まれている。操作パネル１６は、作業員が成形機１０を操作する際に使用するヒューマンマシン・インタフェースとして機能する。
【００１４】
固定ダイプレート１１に固定側金型２０が取付けられている。移動ダイプレート１２に移動側金型２１が取付けられている。これら金型２０，２１間に、成形品のためのキャビティ２２が形成されている。キャビティ２２は、溶湯通路２３を介して溶湯供給機構２４に連通している。溶湯供給機構２４は、スリーブ２５と、プランジャ２６と、プランジャ２６を駆動するための駆動源２７などを含んでいる。溶湯供給機構２４から溶融金属がキャビティ２２に供給されることにより、ダイキャスト製品が成形される。
【００１５】
この成形機１０はペレット供給装置３０を備えている。ペレット供給装置３０は、固形潤滑剤のペレットをスリーブ２５の被供給部２５ａに供給する機能を有している。固形潤滑剤のペレットの一例は、ワックスと黒鉛などからなる粒径１ｍｍ前後の粒子であり、スリーブ２５とプランジャ２６とを潤滑することができる。
【００１６】
図１に示すようにペレット供給装置３０は、ペレット計量部３１と、ペレット移送管３２と、ペレット吐出部３３と、ペレット供給装置３０の動作をつかさどる制御手段であるシーケンサ３４（図１ではコントローラ１７に設けられている）と、ヒューマンマシン・インタフェースとして機能する入力部３５および表示部３６とを有している。入力部３５と表示部３６は、成形機１０の操作パネル１６に配置されていてもよい。ペレット吐出部３３はスリーブ２５の被供給部２５ａの上方に配置され、ペレット吐出部３３から吐出されるペレットが被供給部２５ａに供給されるようになっている。
【００１７】
図２はペレット計量部３１を示す縦断面図である。ペレット計量部３１は、ホッパ４０を有するペレット収容部４１と、ペレット収容部４１の下方に配置された筒部４２と、筒部４２の軸線Ｘ方向に移動可能な昇降ユニット４３と、アクチュエータ４４などを備えている。ペレット収容部４１に粒状の多数のペレットＰが収容される。
【００１８】
昇降ユニット４３を上下方向に移動させるためのアクチュエータ４４の一例は、圧縮エア等の流体が供給されるシリンダ本体４４ａと、流体圧によってシリンダ本体４４ａの軸線方向に移動するロッド４４ｂとを有している。なおアクチュエータ４４として、シリンダ機構以外に、例えばソレノイドやリニヤモータ等のように電力によって往復動作する機構が採用されてもよい。
【００１９】
筒部４２は、ペレット計量部３１のボディを構成する円筒形の部材であり、その軸線Ｘが上下方向に延びている。筒部４２の上端に形成された上端開口４２ａは、図２にＨ１で示す位置にあり、ホッパ４０の下端開口を介してペレット収容部４１に連通している。筒部４２は底４２ｂを有している。筒部４２の側面にペレット出口４５が形成されている。
【００２０】
前記昇降ユニット４３は、蓋部材５０と、蓋部材５０の下方に配置された底板部材５１と、調整軸５２とを含んでいる。調整軸５２は、筒部４２の軸線Ｘに沿って上下方向に延びている。調整軸５２の下端側は、筒部４２の底４２ｂに設けられた案内リング５３を貫通して下方に延びている。調整軸５２の下端には、手で回転操作することのできる操作部５４が設けられている。
【００２１】
蓋部材５０と底板部材５１との間に計量室５５が形成されている。計量室５５は、筒部４２の内面と、蓋部材５０の下面と、底板部材５１の上面とによって囲まれる空間に相当する容積を有している。この計量室５５は、蓋部材５０から底板部材５１までの相対距離Ｌに比例する容積を有し、その容積分のペレットＰを収容することができる。
【００２２】
図３は、蓋部材５０の斜視図である。蓋部材５０は上方から見て円形をなしている。蓋部材５０の上面に接続部６０が設けられている。この接続部６０を介して蓋部材５０がアクチュエータ４４（図２に示す）のロッド４４ｂの下端に接続されている。蓋部材５０の下面側にねじ孔６５が形成されている。このねじ孔６５には、調整軸５２の上端部に形成されたねじ部６６が螺合される。蓋部材５０の外周面には、筒部４２の内面との滑りを良くするために、低摩擦係数の材料をコーティングするなどの表面処理が施されているとよい。
【００２３】
蓋部材５０に形成されたねじ孔６５に調整軸５２のねじ部６６をねじ込むことにより、蓋部材５０と底板部材５１とが互いに調整軸５２を介して連結されている。ねじ孔６５に対するねじ部６６のねじ込み量を変化させることにより、蓋部材５０から底板部材５１までの相対距離Ｌを変化させることができる。
【００２４】
図４は、底板部材５１の平面図である。底板部材５１は金網などのようにペレットＰが漏れない程度の大きさの網目状の多数の通気孔を有する通気性の材料（メッシュ）からなり、上方から見て円形をなしている。この底板部材５１は、調整軸５２に設ける保持部材６８によって、調整軸５２の軸線Ｘ方向の中間部の所定位置に保持されている。このため底板部材５１は、調整軸５２と一体に軸線Ｘ方向に移動することができる。底板部材５１の外周には、筒部４２の内面との滑りを良くするために、低摩擦係数の摺動部材６９が設けられているとよい。
【００２５】
前記調整軸５２の操作部５４によって調整軸５２を回転させることができるため、調整軸５２の回転方向と回転量に応じて、底板部材５１が上下方向に相対的に移動する。すなわち計量室５５の容積を連続的に変化させることができる。本実施形態の場合、蓋部材５０のねじ孔６５と調整軸５２のねじ部６６は、蓋部材５０に対する底板部材５１の相対距離Ｌを調整するための調整機構７０として機能する。
【００２６】
操作部５４は、作業員が手で回転させることが可能な手動式でもよいし、あるいは電動アクチュータによって所定量回転させることが可能な電動式であってもよい。蓋部材５０に対する底板部材５１の上下方向の位置は、例えば調整軸５２に設けられた目盛り部７１によって読取ることができるようになっている。
【００２７】
図５は目盛り部７１の一例を示す正面図である。目盛り部７１は、目盛り線７１ａと、数値７１ｂとからなる。数値７１ｂは、計量室５５の計量単位に応じて例えば０．１グラム単位で表示されているが、これ以外の計量単位であってもよい。各目盛り線７１ａごとの数値７１ｂが案内リング５３によって隠されないように、数値７１ｂは各目盛り線７１ａの下側に描かれている。調整軸５２が上下方向に移動すると、目盛り部７１も上下方向に移動するため、所望の目盛り線７１ａを案内リング５３の下面に合わせることにより、計量したい量（グラム）だけ計量することができる。
【００２８】
なお、調整軸５２を前記電動アクチュータによって回転させるように構成されている場合には、エンコーダ等の回転角センサを用いることにより、調整軸５２の回転位置、すなわち蓋部材５０に対する底板部材５１の上下方向の相対位置（計量室５５の容積）を検出することが可能である。
【００２９】
図２に示すように昇降ユニット４３が下降位置にあるとき、蓋部材５０の上端が停止する位置Ｈ２は、ペレット出口４５の上端よりも上側としている。これは、昇降ユニット４３が下降位置にあるときに、蓋部材５０の上側に存在するペレットＰがペレット出口４５に漏れることを防ぐためである。筒部４２の上端開口４２ａの位置Ｈ１は一定であるため、上端開口４２ａに蓋部材５０が挿入されることにより、上端開口４２ａが閉鎖される。このように昇降ユニット４３が下降位置にあるとき、蓋部材５０の下面の位置Ｈ３は、ペレット出口４５の上端よりも低くかつペレット出口４５の下端よりも高い位置にある。しかも底板部材５１の位置Ｈ４は、ペレット出口４５の下端よりも下側にある。これは、計量室５５内のペレットＰが底板部材５１の下側に漏れることを防ぐためである。
【００３０】
図６に示すように昇降ユニット４３が上昇位置にあるとき、蓋部材５０の下端が停止する位置Ｈ５は、筒部４２の上端開口４２ａの位置Ｈ１よりも上側にある。これは、昇降ユニット４３が上昇位置にあるときに、ペレット収容部４１内のペレットＰを計量室５５内に落とすためである。また、昇降ユニット４３が上昇位置にあるとき、底板部材５１の位置Ｈ６は、ペレット出口４５の上端よりも上側としている。これは、計量室５５内のペレットＰがペレット出口４５に漏れることを防ぐためである。
【００３１】
計量室５５の下方すなわち底板部材５１の下方に、エア導入室８０が形成されている。エア導入室８０には圧縮エアの供給管８１が接続されている。圧縮エアの供給管８１は、圧縮エアの供給源８２（図１に示す）に接続されている。
【００３２】
計量室５５の側面に形成されたペレット出口４５に、ペレット移送管３２の一端が接続されている。ペレット移送管３２の他端は、ペレット吐出部３３（図１に示す）に接続されている。圧縮エアの供給源８２からエア導入室８０に導入されたエアによって、計量室５５内のペレットＰがペレット移送管３２に送り出されるため、計量されたペレットＰをペレット吐出部３３に供給することができる。エア導入室８０と、圧縮エアの供給源８２と、ペレット移送管３２などによって、ペレット移送機構９０が構成されている。
【００３３】
以下に前記構成のペレット供給装置３０の作用について説明する。
ペレットＰの計量に先立って、成形機１０の容量や仕様等に応じたペレット供給量となるように、予めペレット計量部３１の底板部材５１の高さを調整することにより、計量室５５の容積を調整しておく。計量室５５の容積は、目盛り部７１によって読取ることができる。
【００３４】
図６は、昇降ユニット４３の蓋部材５０と底板部材５１とがアクチュエータ４４によって上昇位置に移動した状態を示している。アクチュエータ４４はコントローラ１７からの指令によって作動することができる。蓋部材５０と底板部材５１が上昇位置に移動すると、蓋部材５０が筒部４２の上端開口４２ａの位置Ｈ１よりも上側に位置するため、上端開口４２ａが開放される。このためペレット収容部４１内のペレットＰが、蓋部材５０とホッパ４０との間を通って計量室５５に落下することにより、計量室５５の容積に応じた所定量のペレットＰが計量室５５に充填される。
【００３５】
図２は、昇降ユニット４３の蓋部材５０と底板部材５１とがアクチュエータ４４によって下降位置に移動した状態を示している。蓋部材５０と底板部材５１が下降位置に移動すると、蓋部材５０が筒部４２の上端開口４２ａから筒部４２内に挿入されるため、蓋部材５０によって筒部４２の上端開口４２ａが閉鎖される。
【００３６】
固形潤滑剤（ペレット）の供給を指示するペレット供給信号がコントローラ１７から出力されると、圧縮エアの供給源８２から圧縮エアがエア導入室８０に供給される。エア導入室８０に供給された圧縮エアは、金網等のメッシュからなる底板部材５１の下側から底板部材５１を通って計量室５５に入り、ペレット出口４５を経てペレット移送管３２に向けて高速で流れる。このエア（ペレット移送用エア）により、計量室５５内の所定量のペレットが、ペレット移送管３２を経てペレット吐出部３３に送られ、ペレット吐出部３３からスリーブ２５の被供給部２５ａに供給される。
【００３７】
こうして所定量のペレットが被供給部２５ａに供給されたのち、スリーブ２５の溶湯供給口（被供給部２５ａ）に溶湯が供給され、駆動源２７によってプランジャ２６が加圧されることにより、スリーブ２５内の溶湯がキャビティ２２に供給される。
【００３８】
本実施形態のペレット供給装置３０によれば、計量室５５を構成する蓋部材５０と底板部材５１とが、下降位置（図２）と上昇位置（図６）との間を１回往復する昇降動作により、計量された所定量のペレットＰが計量室５５に充填されたのち、計量室５５内のペレットＰが圧縮エアによって被供給部２５ａに供給される。こうして被供給部２５ａに供給された所定量のペレットＰによって、スリーブ２５とプランジャ２６との潤滑を行なうことができる。
【００３９】
本実施形態のペレット計量部３１は、調整軸５２を備えた調整機構７０によって、蓋部材５０に対する底板部材５１の相対距離Ｌを変化させることにより、計量室５５の容積を連続的に変化させることができる。このため昇降ユニット４３の１回の昇降動作で計量できるペレット量を無段階的に変化させることが可能であり、成形機１０の容量や仕様等に応じた最適な量のペレットを被供給部２５ａに供給することができるものである。
【００４０】
図７と図８は、本発明の第２の実施形態に係るペレット計量部３１´を示している。このペレット計量部３１´の昇降ユニット４３の調整軸５２の上端部は、蓋部材５０に対して軸線Ｘまわりに回転自在にかつ上下方向の相対位置関係が変わらないように蓋部材５０に接続されている。調整軸５２の軸線Ｘ方向の中間部にねじ部１００が形成されている。このねじ部１００にナット部材１０１が螺合され、ナット部材１０１によって底板部材５１が支持されている。底板部材５１は、筒部４２に設けられた軸線Ｘ方向に延びる昇降ガイド１０２と、昇降ガイド１０２に対して昇降可能に嵌合するスライダ１０３によって、筒部４２に対する底板部材５１の回り止めがなされている。
【００４１】
この実施形態のペレット計量部３１´の場合、調整軸５２を回転させると、ねじ部１００を介してナット部材１０１と底板部材５１が上下方向に移動するため、蓋部材５０に対する底板部材５１の相対距離Ｌを変化させることができ、計量室５５の容積を変化させることができる。それ以外の構成と作用について、このペレット計量部３１´は第１の実施形態のペレット計量部３１と共通であるため、互いに対応する箇所に共通の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
なお本発明を実施するに当たって、成形機の具体的な構成をはじめとして、ペレット供給装置を構成する種々の要素の具体的な態様を、必要に応じて変更して実施できることは言うまでもない。例えばペレット収容部や蓋部材、底板部材、調整機構、ペレット移送機構等の具体的な形状や配置等を適宜に変更して実施することができる。また本発明は、固形潤滑剤を用いるダイキャスト成形機以外に、ペレットを用いる成形機であれば同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０…成形機（ダイキャスト成形機）、２５ａ…被供給部、３０…ペレット供給装置、３１，３１´…ペレット計量部、４１…ペレット収容部、４２…筒部、４２ａ…上端開口、４３…昇降ユニット、４４…アクチュエータ、５０…蓋部材、５１…底板部材、５２…調整軸、５５…計量室、９０…ペレット移送機構。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばダイキャスト成形機や射出成形機等の成形機において、各種ペレットを供給するためのペレット供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
成形機の一例であるコールドチャンバ方式のダイキャスト成形機は、ラドルによって汲み取られた金属の溶湯をスリーブ（ショットスリーブとも称される）に供給したのち、スリーブ内の溶湯をプランジャ（ショットピストンあるいはチップとも称される）によって金型内のキャビティに高速かつ高圧で射出するようになっている。
【０００３】
このような成形機では、スリーブとプランジャとの潤滑のために、油性の液体潤滑剤が使用されていた。液体潤滑剤は、供給ポンプや配管系を介してスリーブの溶湯供給口からスリーブの内部に供給される。しかし油性の液体潤滑剤は成形機の周囲を汚しやすく、作業環境上も好ましくないため、最近ではペレット状の固形潤滑剤の使用が検討されている。成形機のスリーブ内にペレット状の固形潤滑剤を一定量ずつ供給するためには、それなりの供給装置が必要である。例えば下記の特許文献１あるいは特許文献２に開示されているように、シャッタプレートを備えたシャッタ機構を開閉させることによって、所定量の材料（例えばペレット）を供給する材料供給装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２４００４１号公報
【特許文献２】特開２００５−２６３３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１の材料供給装置では、供給量に応じてシャッタプレートが何回か往復動するため、供給量を微調整することが難しい。また、所定の供給量を得るためにシャッタプレートの往復動が繰返されると、その分だけ時間が長くかかるという問題がある。特許文献２の材料供給装置では、シャッタ部材に形成された計量孔の容積に応じて供給量が決まるため、供給量を変えるにはシャッタ部材を交換する必要があり、供給量を簡便に微調整することが難しいという問題がある。このため成形機に適した簡便な構成でかつ必要に応じてペレットの供給量を調整できるようなペレット供給装置が望まれていた。
【０００６】
従って本発明の目的は、必要に応じて供給量を調整できるようなペレット供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のペレット供給装置は、ペレットを収容するペレット収容部と、前記ペレット収容部の下方に配置され前記ペレット収容部と連通する上端開口を有する筒部と、前記筒部に下降位置と上昇位置とにわたり移動可能に配置され、前記下降位置にあるときに前記筒部に挿入されることにより前記筒部の前記上端開口を閉鎖し、前記上昇位置に移動した状態において前記筒部の前記上端開口を開放させる蓋部材と、前記蓋部材の下方に配置されて前記蓋部材との間に計量室を形成する通気性の底板部材と、前記蓋部材に対する前記底板部材の相対距離を調整可能で該相対距離に応じて前記計量室の容積を変化させる調整機構と、アクチュエータと、ペレット移送機構とを備えている。
前記アクチュエータは、前記蓋部材と前記底板部材とを前記下降位置と前記上昇位置とにわたり往復移動させることが可能で、前記蓋部材を前記上昇位置に移動させたとき前記ペレット収容部内のペレットを前記筒部の前記上端開口から前記計量室に落下させるものである。また前記ペレット移送機構は、前記蓋部材と前記底板部材とが前記下降位置にあるときに前記計量室内に圧縮エアを供給することにより前記計量室内の計量されたペレットを被供給部に移送するものである。
【０００８】
本発明の１つの実施形態では、前記調整機構が上下方向に延びる調整軸を有し、該調整軸の上端部に設けられたねじ部が前記蓋部材に形成されたねじ孔に螺合され、該調整軸の軸線方向の中間部に前記底板部材が取付けられ、前記調整軸を回転させることにより、前記蓋部材に対する前記底板部材の前記相対距離が変化するよう構成されている。
【０００９】
本発明の他の実施形態では、前記調整機構が上下方向に延びる調整軸を有し、該調整軸の上端部に前記蓋部材が接続され、前記調整軸の軸線方向の中間部に設けられたねじ部に螺合したナット部材を介して前記底板部材が支持され、該調整軸を回転させることにより、前記蓋部材に対する前記底板部材の前記相対距離が変化するよう構成されている。これらの実施形態において、前記調整軸に前記計量室の容積に対応した表示部が設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、蓋部材と底板部材とが昇降動作をすることにより、蓋部材と底板部材と間の計量室によってペレットを計量することができるとともに、計量された所定量のペレットを圧縮エアによって被供給部に供給することができる。また、蓋部材に対する底板部材の相対距離、すなわち計量室の容積を調整機構によって変化させることにより、１回の昇降動作で計量できるペレット量を無段階的に変化させることが可能であり、成形機の容量や仕様等に応じた最適な量のペレットを被供給部に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るペレット供給装置を備えた成形機を模式的に示す正面図。
【図２】図１に示されたペレット供給装置のペレット計量部の縦断面図。
【図３】図２に示されたペレット計量部の蓋部材の斜視図。
【図４】図２に示されたペレット計量部の底板部材の平面図。
【図５】図２に示されたペレット計量部の目盛り部の正面図。
【図６】図２に示されたペレット計量部の前記蓋部材と底板部材が上昇した状態の縦断面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るペレット計量部の縦断面図。
【図８】図７に示されたペレット計量部の蓋部材と底板部材とが上昇した状態の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の第１の実施形態に係るペレット供給装置について、図１から図６を参照して説明する。
図１は、成形機の一例であるコールドチャンバ方式のダイキャスト成形機１０（これ以降、単に成形機と称する）を模式的に示している。この成形機１０は、固定ダイプレート１１と、移動ダイプレート１２と、互いに平行に延びる４本のタイバー１３，１４（２本のみ示す）と、ダイプレート駆動機構１５などを含んでいる。ダイプレート駆動機構１５は、移動ダイプレート１２をタイバー１３,１４に沿って水平方向に移動させる機能を有している。
【００１３】
成形機１０は、操作パネル１６を有するコントローラ１７によって操作される。コントローラ１７には、成形動作および型締動作等を制御するためのコンピュータプログラムとメモリ等が組込まれている。操作パネル１６は、作業員が成形機１０を操作する際に使用するヒューマンマシン・インタフェースとして機能する。
【００１４】
固定ダイプレート１１に固定側金型２０が取付けられている。移動ダイプレート１２に移動側金型２１が取付けられている。これら金型２０，２１間に、成形品のためのキャビティ２２が形成されている。キャビティ２２は、溶湯通路２３を介して溶湯供給機構２４に連通している。溶湯供給機構２４は、スリーブ２５と、プランジャ２６と、プランジャ２６を駆動するための駆動源２７などを含んでいる。溶湯供給機構２４から溶融金属がキャビティ２２に供給されることにより、ダイキャスト製品が成形される。
【００１５】
この成形機１０はペレット供給装置３０を備えている。ペレット供給装置３０は、固形潤滑剤のペレットをスリーブ２５の被供給部２５ａに供給する機能を有している。固形潤滑剤のペレットの一例は、ワックスと黒鉛などからなる粒径１ｍｍ前後の粒子であり、スリーブ２５とプランジャ２６とを潤滑することができる。
【００１６】
図１に示すようにペレット供給装置３０は、ペレット計量部３１と、ペレット移送管３２と、ペレット吐出部３３と、ペレット供給装置３０の動作をつかさどる制御手段であるシーケンサ３４（図１ではコントローラ１７に設けられている）と、ヒューマンマシン・インタフェースとして機能する入力部３５および表示部３６とを有している。入力部３５と表示部３６は、成形機１０の操作パネル１６に配置されていてもよい。ペレット吐出部３３はスリーブ２５の被供給部２５ａの上方に配置され、ペレット吐出部３３から吐出されるペレットが被供給部２５ａに供給されるようになっている。
【００１７】
図２はペレット計量部３１を示す縦断面図である。ペレット計量部３１は、ホッパ４０を有するペレット収容部４１と、ペレット収容部４１の下方に配置された筒部４２と、筒部４２の軸線Ｘ方向に移動可能な昇降ユニット４３と、アクチュエータ４４などを備えている。ペレット収容部４１に粒状の多数のペレットＰが収容される。
【００１８】
昇降ユニット４３を上下方向に移動させるためのアクチュエータ４４の一例は、圧縮エア等の流体が供給されるシリンダ本体４４ａと、流体圧によってシリンダ本体４４ａの軸線方向に移動するロッド４４ｂとを有している。なおアクチュエータ４４として、シリンダ機構以外に、例えばソレノイドやリニヤモータ等のように電力によって往復動作する機構が採用されてもよい。
【００１９】
筒部４２は、ペレット計量部３１のボディを構成する円筒形の部材であり、その軸線Ｘが上下方向に延びている。筒部４２の上端に形成された上端開口４２ａは、図２にＨ１で示す位置にあり、ホッパ４０の下端開口を介してペレット収容部４１に連通している。筒部４２は底４２ｂを有している。筒部４２の側面にペレット出口４５が形成されている。
【００２０】
前記昇降ユニット４３は、蓋部材５０と、蓋部材５０の下方に配置された底板部材５１と、調整軸５２とを含んでいる。調整軸５２は、筒部４２の軸線Ｘに沿って上下方向に延びている。調整軸５２の下端側は、筒部４２の底４２ｂに設けられた案内リング５３を貫通して下方に延びている。調整軸５２の下端には、手で回転操作することのできる操作部５４が設けられている。
【００２１】
蓋部材５０と底板部材５１との間に計量室５５が形成されている。計量室５５は、筒部４２の内面と、蓋部材５０の下面と、底板部材５１の上面とによって囲まれる空間に相当する容積を有している。この計量室５５は、蓋部材５０から底板部材５１までの相対距離Ｌに比例する容積を有し、その容積分のペレットＰを収容することができる。
【００２２】
図３は、蓋部材５０の斜視図である。蓋部材５０は上方から見て円形をなしている。蓋部材５０の上面に接続部６０が設けられている。この接続部６０を介して蓋部材５０がアクチュエータ４４（図２に示す）のロッド４４ｂの下端に接続されている。蓋部材５０の下面側にねじ孔６５が形成されている。このねじ孔６５には、調整軸５２の上端部に形成されたねじ部６６が螺合される。蓋部材５０の外周面には、筒部４２の内面との滑りを良くするために、低摩擦係数の材料をコーティングするなどの表面処理が施されているとよい。
【００２３】
蓋部材５０に形成されたねじ孔６５に調整軸５２のねじ部６６をねじ込むことにより、蓋部材５０と底板部材５１とが互いに調整軸５２を介して連結されている。ねじ孔６５に対するねじ部６６のねじ込み量を変化させることにより、蓋部材５０から底板部材５１までの相対距離Ｌを変化させることができる。
【００２４】
図４は、底板部材５１の平面図である。底板部材５１は金網などのようにペレットＰが漏れない程度の大きさの網目状の多数の通気孔を有する通気性の材料（メッシュ）からなり、上方から見て円形をなしている。この底板部材５１は、調整軸５２に設ける保持部材６８によって、調整軸５２の軸線Ｘ方向の中間部の所定位置に保持されている。このため底板部材５１は、調整軸５２と一体に軸線Ｘ方向に移動することができる。底板部材５１の外周には、筒部４２の内面との滑りを良くするために、低摩擦係数の摺動部材６９が設けられているとよい。
【００２５】
前記調整軸５２の操作部５４によって調整軸５２を回転させることができるため、調整軸５２の回転方向と回転量に応じて、底板部材５１が上下方向に相対的に移動する。すなわち計量室５５の容積を連続的に変化させることができる。本実施形態の場合、蓋部材５０のねじ孔６５と調整軸５２のねじ部６６は、蓋部材５０に対する底板部材５１の相対距離Ｌを調整するための調整機構７０として機能する。
【００２６】
操作部５４は、作業員が手で回転させることが可能な手動式でもよいし、あるいは電動アクチュータによって所定量回転させることが可能な電動式であってもよい。蓋部材５０に対する底板部材５１の上下方向の位置は、例えば調整軸５２に設けられた目盛り部７１によって読取ることができるようになっている。
【００２７】
図５は目盛り部７１の一例を示す正面図である。目盛り部７１は、目盛り線７１ａと、数値７１ｂとからなる。数値７１ｂは、計量室５５の計量単位に応じて例えば０．１グラム単位で表示されているが、これ以外の計量単位であってもよい。各目盛り線７１ａごとの数値７１ｂが案内リング５３によって隠されないように、数値７１ｂは各目盛り線７１ａの下側に描かれている。調整軸５２が上下方向に移動すると、目盛り部７１も上下方向に移動するため、所望の目盛り線７１ａを案内リング５３の下面に合わせることにより、計量したい量（グラム）だけ計量することができる。
【００２８】
なお、調整軸５２を前記電動アクチュータによって回転させるように構成されている場合には、エンコーダ等の回転角センサを用いることにより、調整軸５２の回転位置、すなわち蓋部材５０に対する底板部材５１の上下方向の相対位置（計量室５５の容積）を検出することが可能である。
【００２９】
図２に示すように昇降ユニット４３が下降位置にあるとき、蓋部材５０の上端が停止する位置Ｈ２は、ペレット出口４５の上端よりも上側としている。これは、昇降ユニット４３が下降位置にあるときに、蓋部材５０の上側に存在するペレットＰがペレット出口４５に漏れることを防ぐためである。筒部４２の上端開口４２ａの位置Ｈ１は一定であるため、上端開口４２ａに蓋部材５０が挿入されることにより、上端開口４２ａが閉鎖される。このように昇降ユニット４３が下降位置にあるとき、蓋部材５０の下面の位置Ｈ３は、ペレット出口４５の上端よりも低くかつペレット出口４５の下端よりも高い位置にある。しかも底板部材５１の位置Ｈ４は、ペレット出口４５の下端よりも下側にある。これは、計量室５５内のペレットＰが底板部材５１の下側に漏れることを防ぐためである。
【００３０】
図６に示すように昇降ユニット４３が上昇位置にあるとき、蓋部材５０の下端が停止する位置Ｈ５は、筒部４２の上端開口４２ａの位置Ｈ１よりも上側にある。これは、昇降ユニット４３が上昇位置にあるときに、ペレット収容部４１内のペレットＰを計量室５５内に落とすためである。また、昇降ユニット４３が上昇位置にあるとき、底板部材５１の位置Ｈ６は、ペレット出口４５の上端よりも上側としている。これは、計量室５５内のペレットＰがペレット出口４５に漏れることを防ぐためである。
【００３１】
計量室５５の下方すなわち底板部材５１の下方に、エア導入室８０が形成されている。エア導入室８０には圧縮エアの供給管８１が接続されている。圧縮エアの供給管８１は、圧縮エアの供給源８２（図１に示す）に接続されている。
【００３２】
計量室５５の側面に形成されたペレット出口４５に、ペレット移送管３２の一端が接続されている。ペレット移送管３２の他端は、ペレット吐出部３３（図１に示す）に接続されている。圧縮エアの供給源８２からエア導入室８０に導入されたエアによって、計量室５５内のペレットＰがペレット移送管３２に送り出されるため、計量されたペレットＰをペレット吐出部３３に供給することができる。エア導入室８０と、圧縮エアの供給源８２と、ペレット移送管３２などによって、ペレット移送機構９０が構成されている。
【００３３】
以下に前記構成のペレット供給装置３０の作用について説明する。
ペレットＰの計量に先立って、成形機１０の容量や仕様等に応じたペレット供給量となるように、予めペレット計量部３１の底板部材５１の高さを調整することにより、計量室５５の容積を調整しておく。計量室５５の容積は、目盛り部７１によって読取ることができる。
【００３４】
図６は、昇降ユニット４３の蓋部材５０と底板部材５１とがアクチュエータ４４によって上昇位置に移動した状態を示している。アクチュエータ４４はコントローラ１７からの指令によって作動することができる。蓋部材５０と底板部材５１が上昇位置に移動すると、蓋部材５０が筒部４２の上端開口４２ａの位置Ｈ１よりも上側に位置するため、上端開口４２ａが開放される。このためペレット収容部４１内のペレットＰが、蓋部材５０とホッパ４０との間を通って計量室５５に落下することにより、計量室５５の容積に応じた所定量のペレットＰが計量室５５に充填される。
【００３５】
図２は、昇降ユニット４３の蓋部材５０と底板部材５１とがアクチュエータ４４によって下降位置に移動した状態を示している。蓋部材５０と底板部材５１が下降位置に移動すると、蓋部材５０が筒部４２の上端開口４２ａから筒部４２内に挿入されるため、蓋部材５０によって筒部４２の上端開口４２ａが閉鎖される。
【００３６】
固形潤滑剤（ペレット）の供給を指示するペレット供給信号がコントローラ１７から出力されると、圧縮エアの供給源８２から圧縮エアがエア導入室８０に供給される。エア導入室８０に供給された圧縮エアは、金網等のメッシュからなる底板部材５１の下側から底板部材５１を通って計量室５５に入り、ペレット出口４５を経てペレット移送管３２に向けて高速で流れる。このエア（ペレット移送用エア）により、計量室５５内の所定量のペレットが、ペレット移送管３２を経てペレット吐出部３３に送られ、ペレット吐出部３３からスリーブ２５の被供給部２５ａに供給される。
【００３７】
こうして所定量のペレットが被供給部２５ａに供給されたのち、スリーブ２５の溶湯供給口（被供給部２５ａ）に溶湯が供給され、駆動源２７によってプランジャ２６が加圧されることにより、スリーブ２５内の溶湯がキャビティ２２に供給される。
【００３８】
本実施形態のペレット供給装置３０によれば、計量室５５を構成する蓋部材５０と底板部材５１とが、下降位置（図２）と上昇位置（図６）との間を１回往復する昇降動作により、計量された所定量のペレットＰが計量室５５に充填されたのち、計量室５５内のペレットＰが圧縮エアによって被供給部２５ａに供給される。こうして被供給部２５ａに供給された所定量のペレットＰによって、スリーブ２５とプランジャ２６との潤滑を行なうことができる。
【００３９】
本実施形態のペレット計量部３１は、調整軸５２を備えた調整機構７０によって、蓋部材５０に対する底板部材５１の相対距離Ｌを変化させることにより、計量室５５の容積を連続的に変化させることができる。このため昇降ユニット４３の１回の昇降動作で計量できるペレット量を無段階的に変化させることが可能であり、成形機１０の容量や仕様等に応じた最適な量のペレットを被供給部２５ａに供給することができるものである。
【００４０】
図７と図８は、本発明の第２の実施形態に係るペレット計量部３１´を示している。このペレット計量部３１´の昇降ユニット４３の調整軸５２の上端部は、蓋部材５０に対して軸線Ｘまわりに回転自在にかつ上下方向の相対位置関係が変わらないように蓋部材５０に接続されている。調整軸５２の軸線Ｘ方向の中間部にねじ部１００が形成されている。このねじ部１００にナット部材１０１が螺合され、ナット部材１０１によって底板部材５１が支持されている。底板部材５１は、筒部４２に設けられた軸線Ｘ方向に延びる昇降ガイド１０２と、昇降ガイド１０２に対して昇降可能に嵌合するスライダ１０３によって、筒部４２に対する底板部材５１の回り止めがなされている。
【００４１】
この実施形態のペレット計量部３１´の場合、調整軸５２を回転させると、ねじ部１００を介してナット部材１０１と底板部材５１が上下方向に移動するため、蓋部材５０に対する底板部材５１の相対距離Ｌを変化させることができ、計量室５５の容積を変化させることができる。それ以外の構成と作用について、このペレット計量部３１´は第１の実施形態のペレット計量部３１と共通であるため、互いに対応する箇所に共通の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
なお本発明を実施するに当たって、成形機の具体的な構成をはじめとして、ペレット供給装置を構成する種々の要素の具体的な態様を、必要に応じて変更して実施できることは言うまでもない。例えばペレット収容部や蓋部材、底板部材、調整機構、ペレット移送機構等の具体的な形状や配置等を適宜に変更して実施することができる。また本発明は、固形潤滑剤を用いるダイキャスト成形機以外に、ペレットを用いる成形機であれば同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０…成形機（ダイキャスト成形機）、２５ａ…被供給部、３０…ペレット供給装置、３１，３１´…ペレット計量部、４１…ペレット収容部、４２…筒部、４２ａ…上端開口、４３…昇降ユニット、４４…アクチュエータ、５０…蓋部材、５１…底板部材、５２…調整軸、５５…計量室、９０…ペレット移送機構。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペレットを収容するペレット収容部と、
前記ペレット収容部の下方に配置され前記ペレット収容部と連通する上端開口を有する筒部と、
前記筒部に下降位置と上昇位置とにわたり移動可能に配置され、前記下降位置にあるときに前記筒部に挿入されることにより前記筒部の前記上端開口を閉鎖し、前記上昇位置に移動した状態において前記筒部の前記上端開口を開放させる蓋部材と、
前記蓋部材の下方に配置されて前記蓋部材との間に計量室を形成する通気性の底板部材と、
前記蓋部材に対する前記底板部材の相対距離を調整可能で該相対距離に応じて前記計量室の容積を変化させる調整機構と、
前記蓋部材と前記底板部材とを前記下降位置と前記上昇位置とにわたり往復移動させることが可能で、前記蓋部材を前記上昇位置に移動させたとき前記ペレット収容部内のペレットを前記筒部の前記上端開口から前記計量室に落下させるアクチュエータと、
前記蓋部材と前記底板部材とが前記下降位置にあるときに前記計量室内に圧縮エアを供給することにより前記計量室内の計量されたペレットを被供給部に移送するペレット移送機構と、
を具備したことを特徴とするペレット供給装置。
【請求項２】
前記調整機構が上下方向に延びる調整軸を有し、該調整軸の上端部に設けられたねじ部が前記蓋部材に形成されたねじ孔に螺合され、該調整軸の軸線方向の中間部に前記底板部材が取付けられ、前記調整軸を回転させることにより、前記蓋部材に対する前記底板部材の前記相対距離が変化するよう構成された請求項１に記載のペレット供給装置。
【請求項３】
前記調整機構が上下方向に延びる調整軸を有し、該調整軸の上端部に前記蓋部材が接続され、前記調整軸の軸線方向の中間部に設けられたねじ部に螺合したナット部材を介して前記底板部材が支持され、前記調整軸を回転させることにより、前記蓋部材に対する前記底板部材の前記相対距離が変化するよう構成された請求項１に記載のペレット供給装置。
【請求項４】
前記調整軸に、前記計量室の容積に対応した表示部が設けられたことを特徴とする請求項２または３に記載のペレット供給装置。
【請求項１】
ペレットを収容するペレット収容部と、
前記ペレット収容部の下方に配置され前記ペレット収容部と連通する上端開口を有する筒部と、
前記筒部に下降位置と上昇位置とにわたり移動可能に配置され、前記下降位置にあるときに前記筒部に挿入されることにより前記筒部の前記上端開口を閉鎖し、前記上昇位置に移動した状態において前記筒部の前記上端開口を開放させる蓋部材と、
前記蓋部材の下方に配置されて前記蓋部材との間に計量室を形成する通気性の底板部材と、
前記蓋部材に対する前記底板部材の相対距離を調整可能で該相対距離に応じて前記計量室の容積を変化させる調整機構と、
前記蓋部材と前記底板部材とを前記下降位置と前記上昇位置とにわたり往復移動させることが可能で、前記蓋部材を前記上昇位置に移動させたとき前記ペレット収容部内のペレットを前記筒部の前記上端開口から前記計量室に落下させるアクチュエータと、
前記蓋部材と前記底板部材とが前記下降位置にあるときに前記計量室内に圧縮エアを供給することにより前記計量室内の計量されたペレットを被供給部に移送するペレット移送機構と、
を具備したことを特徴とするペレット供給装置。
【請求項２】
前記調整機構が上下方向に延びる調整軸を有し、該調整軸の上端部に設けられたねじ部が前記蓋部材に形成されたねじ孔に螺合され、該調整軸の軸線方向の中間部に前記底板部材が取付けられ、前記調整軸を回転させることにより、前記蓋部材に対する前記底板部材の前記相対距離が変化するよう構成された請求項１に記載のペレット供給装置。
【請求項３】
前記調整機構が上下方向に延びる調整軸を有し、該調整軸の上端部に前記蓋部材が接続され、前記調整軸の軸線方向の中間部に設けられたねじ部に螺合したナット部材を介して前記底板部材が支持され、前記調整軸を回転させることにより、前記蓋部材に対する前記底板部材の前記相対距離が変化するよう構成された請求項１に記載のペレット供給装置。
【請求項４】
前記調整軸に、前記計量室の容積に対応した表示部が設けられたことを特徴とする請求項２または３に記載のペレット供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−３５０３０（Ｐ２０１３−３５０３０Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７３２２３（Ｐ２０１１−１７３２２３）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
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