液状樹脂材料供給装置およびその制御方法
【課題】 液状樹脂材料の計量値の精度を向上させる。
【解決手段】 液状樹脂材料Ａ，Ｂを送出する圧送ポンプ２２と、圧送ポンプ２２により送出された材料を蓄えるシリンダ２４ａと、ピストン２４ｂを押し下げる押し下げ板２７を上下方向に移動させる移動装置２８と、圧送ポンプ２２およびシリンダ２４ａの間に設けられた材料流入弁２３の開閉を制御する流入弁制御部と、シリンダ２４ａおよび射出装置９の間に設けられた材料流出弁２５の開閉を制御し、少なくとも材料を射出装置９に供給するときには材料流出弁２５を開かせる流出弁制御部とを備える材料供給装置２であって、上記流出弁制御部は、射出装置９における材料の計量が終了することにより押し上げられる押し下げ板２７が、この押し下げ板２７の上昇限度位置まで上昇したときに開始される第１の所定時間が経過した後に、材料流出弁２５を閉じさせる。
【解決手段】 液状樹脂材料Ａ，Ｂを送出する圧送ポンプ２２と、圧送ポンプ２２により送出された材料を蓄えるシリンダ２４ａと、ピストン２４ｂを押し下げる押し下げ板２７を上下方向に移動させる移動装置２８と、圧送ポンプ２２およびシリンダ２４ａの間に設けられた材料流入弁２３の開閉を制御する流入弁制御部と、シリンダ２４ａおよび射出装置９の間に設けられた材料流出弁２５の開閉を制御し、少なくとも材料を射出装置９に供給するときには材料流出弁２５を開かせる流出弁制御部とを備える材料供給装置２であって、上記流出弁制御部は、射出装置９における材料の計量が終了することにより押し上げられる押し下げ板２７が、この押し下げ板２７の上昇限度位置まで上昇したときに開始される第１の所定時間が経過した後に、材料流出弁２５を閉じさせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出装置に対して材料を供給する液状樹脂材料供給装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、液状樹脂材料を射出する射出装置に対して、液状樹脂材料を供給する材料供給装置（原料計量供給装置）に関する技術が開示されている。この材料供給装置は、圧送ポンプから送出された液状樹脂材料をシリンダ内に蓄え、シリンダのピストンを前進させることによって液状樹脂材料を射出装置に供給している。また、この材料供給装置と射出装置との間には、液状樹脂材料を供給するときに開かれる流出弁（吐出弁）が備えられており、この流出弁は材料の供給が終了した時点で閉じられる。
【特許文献１】特開２００２−２５４４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、液状樹脂材料の供給が終了すると、流出弁と射出装置との間に残された液状樹脂材料には残留応力が生じる。そして、この残留応力によって液状樹脂材料の一部が射出装置に流れ込んでしまい液状樹脂材料の計量値が変化してしまうことがある。
【０００４】
そこで、本発明は、液状樹脂材料の計量値の精度を向上させることができる液状樹脂材料供給装置およびその制御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】
【０００５】
本発明の液状樹脂材料供給装置は、液状樹脂材料を計量して射出する射出装置に対して、液状樹脂材料を供給する液状樹脂材料供給装置であって、液状樹脂材料を送出する圧送ポンプと、圧送ポンプにより送出された液状樹脂材料を蓄えるシリンダと、シリンダのピストンを押し下げる押し下げ部材の移動を制御する押し下げ部材制御手段と、圧送ポンプおよびシリンダの間に設けられた流入弁の開閉を制御し、少なくとも液状樹脂材料をシリンダに蓄えるときには流入弁を開かせる流入弁制御手段と、シリンダおよび射出装置の間に設けられた流出弁の開閉を制御し、少なくとも液状樹脂材料を射出装置に供給するときには流出弁を開かせる流出弁制御手段と、を備え、上記押し下げ部材制御手段は、流出弁制御手段により流出弁が開かれたときに、押し下げ部材をピストンが押し下げられる方向に移動させるとともに、射出装置から計量が終了したことを示す計量終了信号を受信したときに、押し下げ部材をピストンが押し下げられる方向とは反対の方向に移動させ、上記流出弁制御手段は、押し下げ部材の上昇限度位置がピストン自体の上昇限度位置よりも下方または同じ高さに位置するように設計されている場合には、押し下げ部材が当該押し下げ部材の上昇限度位置まで上昇したとき、一方、押し下げ部材の上昇限度位置がピストン自体の上昇限度位置よりも上方に位置するように設計されている場合には、押し下げ部材がピストン自体の上昇限度位置まで上昇したときに開始される第１の所定時間が経過した後に流出弁を閉じさせることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の液状樹脂材料供給装置を制御する方法は、液状樹脂材料を計量して射出する射出装置に対して、液状樹脂材料を供給する液状樹脂材料供給装置を制御する方法であって、液状樹脂材料供給装置が、液状樹脂材料を送出する圧送ポンプと当該圧送ポンプにより送出された液状樹脂材料を蓄えるシリンダとの間に設けられた流入弁を開かせて、シリンダに液状樹脂材料を蓄えさせる工程と、シリンダと射出装置との間に設けられた流出弁を開かせるとともに、シリンダのピストンを押し下げる押し下げ部材を、ピストンが押し下げられる方向に移動させて、射出装置に液状樹脂材料を供給させる工程と、射出装置から液状樹脂材料の計量が終了したことを示す計量終了信号を受信したときに、押し下げ部材をピストンが押し下げられる方向とは反対の方向に移動させる工程と、押し下げ部材の上昇限度位置がピストン自体の上昇限度位置よりも下方または同じ高さに位置するように設計されている場合には、押し下げ部材が当該押し下げ部材の上昇限度位置まで上昇したとき、一方、押し下げ部材の上昇限度位置がピストン自体の上昇限度位置よりも上方に位置するように設計されている場合には、押し下げ部材がピストン自体の上昇限度位置まで上昇したときに開始される第１の所定時間が経過した後に、流出弁を閉じさせる工程と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
これらの発明によると、少なくとも液状樹脂材料をシリンダに蓄えている間は、流入弁制御手段により流入弁が開かれるため、圧送ポンプにより送出された液状樹脂材料はシリンダ内に蓄えられる。また、少なくとも液状樹脂材料を射出装置に供給している間は、流出弁制御手段により流出弁が開かれるため、押し下げ部材制御手段により制御される押し下げ部材がシリンダのピストンを押し下げることによって、シリンダに蓄えられた液状樹脂材料が射出装置に供給される。このような発明において、流出弁制御手段は、押し下げ部材の上昇限度位置がピストン自体の上昇限度位置よりも下方または同じ高さに位置するように設計されている場合には、押し下げ部材が当該押し下げ部材の上昇限度位置まで上昇したとき、一方、押し下げ部材の上昇限度位置がピストン自体の上昇限度位置よりも上方に位置するように設計されている場合には、押し下げ部材がピストン自体の上昇限度位置まで上昇したときに開始される第１の所定時間が経過した後に流出弁を閉じさせる。これにより、射出装置における計量が終了した後に、シリンダと射出装置との間にある液状樹脂材料に残留応力が生じていても、第１の所定時間が経過するまでは流出弁が開かれた状態で維持されるため、シリンダと射出装置との間にある液状樹脂材料の一部がシリンダ内に流れ込むことができ、上述した残留応力を低減させることができる。したがって、射出装置における計量が終了した後に、シリンダと射出装置との間にある液状樹脂材料が、残留応力によって射出装置に流れ込む事態を防止することができる。それゆえに、液状樹脂材料の計量値が変化してしまう事態を防止することができ、ひいては、液状樹脂材料の計量値の精度を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明の液状樹脂材料供給装置において、上記第１の所定時間は、シリンダと射出装置との間にある液状樹脂材料に生じる残留応力が、流出弁が閉じられたときに、少なくとも当該残留応力によって液状樹脂材料が射出装置に流出してしまうことがない程度にまで低減するのに要する時間であることが好ましい。
【０００９】
これにより、射出装置における計量が終了した後に、シリンダと射出装置との間にある液状樹脂材料に残留応力が生じていても、この残留応力によって液状樹脂材料が射出装置に流出してしまうことがない程度にまで残留応力を低減させることができるため、射出装置における計量が終了した後に、シリンダと射出装置との間にある液状樹脂材料が、残留応力によって射出装置に流れ込む事態を確実に防止することができる。
【００１０】
また、本発明の液状樹脂材料供給装置において、上記流入弁制御手段は、流入弁が開くことにより押し上げられるピストンが、限界に達するまで押し上げられたときに開始される第２の所定時間が経過した後に、流入弁を閉じさせ、上記第２の所定時間は、シリンダ内の圧力が、少なくとも大気圧よりも高くなるために要する時間であることが好ましい。
【００１１】
これにより、ピストンが限界に達するまで押し上げられて、シリンダ内に液状樹脂材料が充満した後も、圧送ポンプにより送出される液状樹脂材料がシリンダ内に送り込まれるため、シリンダ内の圧力を大気圧よりも高くすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、液状樹脂材料の計量値の精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る液状樹脂材料供給装置および液状樹脂材料供給装置を制御する方法の好適な実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、材料計量システム１の構成を示すための図である。図１に示すように、材料計量システム１は、材料供給装置２（液状樹脂材料供給装置）と、射出装置９とに大別される。材料供給装置２は、射出成形のために射出される液状樹脂材料を、射出装置９に供給する装置である。射出装置９は、材料供給装置２から供給された液状樹脂材料を計量し、計量後の液状樹脂材料を射出する装置である。以下において材料供給装置２および射出装置９の構成について詳述する。
【００１５】
まず、材料供給装置２について説明する。材料供給装置２は、射出装置９に液状樹脂材料Ａ（例えば、液状シリコーンゴム；以下、材料Ａと記載する）を供給するための供給経路４と、射出装置９に液状樹脂材料Ｂ（例えば、液状シリコーンゴム；以下、材料Ｂと記載する）を供給するための供給経路５と、供給経路４、供給経路５および射出装置９を制御するための制御装置６とを備える。
【００１６】
供給経路４と供給経路５は、並列に設置され、同様の構成をしている。供給経路４，５における同じ構成要素には同じ番号を付し、さらにこれらの番号の後尾にAまたはBを付した。このＡまたはＢを付すことによって、供給経路４内の構成要素であるのか、供給経路５内の構成要素であるのかを区別する。なお、特に区別する必要がない場合には、AおよびBの表記を省略して説明する。
【００１７】
供給経路４は、容器２１Ａと、圧送ポンプ２２Ａと、材料流入弁２３Ａと、吐出装置２４Ａと、材料流出弁２５Ａと、押し下げ板２７Ａ（押し下げ部材）と、移動装置２８Ａとを備える。
【００１８】
容器２１Ａには、材料Ａが収容される。なお、射出装置９から射出される材料は、この容器２１Ａに収容される材料Ａと、容器２１Ｂに収容される材料Ｂとが混合された材料となる。
【００１９】
圧送ポンプ２２Ａは、容器２１Ａ内に収容された材料Ａを吸い上げて吐出装置２４Ａへ送出する。
【００２０】
材料流入弁２３Ａは、材料Ａの吐出装置２４Ａへの流入を制御するバルブである。具体的に説明すると、材料流入弁２３Ａが開いているときには、圧送ポンプ２２Ａから送出された材料Ａが吐出装置２４Ａに流入可能な状態となる。一方、材料流入弁２３Ａが閉じているときには、圧送ポンプ２２Ａから送出された材料Ａの吐出装置２４Ａへの流入が遮断されることになる。
【００２１】
吐出装置２４Ａは、シリンダ２４ａＡとピストン２４ｂＡとを有する。シリンダ２４ａＡは、圧送ポンプ２２Ａによって送出された材料Ａを蓄える。ピストン２４ｂＡは、シリンダ２４ａＡ内において上下に移動可能に配置されており、ピストン２４ｂＡの下端部には、パッキンが取り付けられている。ピストン２４ｂＡは、このパッキンによって水密かつ摺動可能な状態でシリンダ２４ａＡに内接している。ピストン２４ｂＡの上端部は、シリンダ２４ａＡの上端部に形成された貫通孔から外部に突出している。
【００２２】
押し下げ板２７Ａは、ピストン２４ｂＡの上端部の上方に配置されている。押し下げ板２７Ａは、移動装置２８Ａに取り付けられており、この移動装置２８Ａによって上下方向に移動させられる。なお、本実施形態における押し下げ板２７Ａの上昇限度位置は、ピストン２４ｂＡ自体の上昇限度位置よりも下方または同じ高さに位置するように設計されている。ここで、押し下げ板２７Ａの上昇限度位置がピストン２４ｂＡ自体の上昇限度位置よりも下方に設計されている場合には、ピストン２４ｂＡは、押し下げ板２７Ａが存在することによってピストン２４ｂＡ自体の上昇限度位置まで上昇することが不可能となる。
【００２３】
材料流出弁２５Ａは、材料Ａの射出装置９への流出を制御するバルブである。具体的に説明すると、材料流出弁２５Ａが開いているときには、吐出装置２４Ａに蓄えられた材料Ａが射出装置９に流出可能な状態となる。一方、材料流出弁２５Ａが閉じているときには、吐出装置２４Ａに蓄えられた材料Ａの射出装置９への流出が遮断されることになる。
【００２４】
供給経路５は、容器２１Ｂに収容される液状樹脂材料が、材料Ａとは異なる材料Ｂである点で、上述した供給経路４と異なる。したがって、その他の構成要素については、供給経路４と同様であるため、それらの説明を省略する。
【００２５】
次に、図２を参照して、制御装置６の機能構成について説明する。
【００２６】
制御装置６は、物理的には、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、各装置に制御信号を送信するためのインターフェース等から構成される。図２に示すように、制御装置６は、材料流出弁制御部６１（流出弁制御手段）と、材料流入弁制御部６２（流入弁制御手段）と、押し下げ板制御部６３（押し下げ部材制御手段）と、タイマー制御部６４とを有する。
【００２７】
材料流出弁制御部６１は、材料流出弁２５を開閉させるための制御信号を送信する。これにより、材料流出弁２５の開閉が制御される。なお、材料流出弁制御部６１は、少なくとも材料Ａまたは材料Ｂを射出装置９に供給するときには流出弁２５を開かせるための制御信号を送信する。
【００２８】
材料流出弁制御部６１による制御を具体的に説明すると、まず、材料流出弁制御部６１は、射出装置９において材料の計量が開始されたことを示す計量開始信号を受信した場合に、材料流出弁２５を開かせるための制御信号を送信する。
【００２９】
また、材料流出弁制御部６１は、第１の所定時間が経過した後に、材料流出弁２５を閉じさせるための制御信号を送信する。この第１の所定時間は、射出装置９における材料の計量が終了することにより上昇する押し下げ板２７が、当該押し下げ板２７の上昇限度位置まで上昇したときに開始する時間である。また、この第１の所定時間は、シリンダ２４ａと射出装置９との間に残された材料Ａまたは材料Ｂに生じる残留応力が、少なくとも当該残留応力によって材料Ａまたは材料Ｂが射出装置９に流出してしまうことがない程度にまで低減するのに要する時間であり、オペレータにより予め計測され、制御装置６内のメモリに格納されている。
【００３０】
材料流入弁制御部６２は、材料流入弁２３を開閉させるための制御信号を送信する。これにより、材料流入弁２３の開閉が制御される。なお、材料流入弁制御部６２は、少なくとも材料Ａまたは材料Ｂをシリンダ２４ａに蓄えるときには流入弁２３を開かせるための制御信号を送信する。
【００３１】
材料流入弁制御部６２による制御を具体的に説明すると、まず、材料流入弁制御部６２は、材料流出弁制御部６１によって材料流出弁２５が閉じられるときに、材料流入弁２３を開かせるための制御信号を送信する。
【００３２】
また、材料流入弁制御部６２は、第２の所定時間が経過した後に、材料流入弁２３を閉じさせるための制御信号を送信する。この第２の所定時間は、材料流入弁２３が開くことにより押し上げられるピストン２４ｂが、限界に達するまで押し上げられたときに開始される時間である。また、この第２の所定時間は、シリンダ２４ａ内の圧力が、少なくとも大気圧よりも高くなるために要する時間であり、オペレータにより予め計測され、制御装置６内のメモリに格納されている。
【００３３】
押し下げ板制御部６３は、押し下げ板２７を上下方向に移動させるための制御信号を送信する。押し下げ板２７は、制御信号を受信した移動装置２８によって、上下方向に移動させられることになる。
【００３４】
押し下げ板制御部６３による制御を具体的に説明すると、まず、押し下げ板制御部６３は、材料流出弁制御部６１によって材料流出弁２５が開かれたときに、押し下げ板２７を下方向に移動させるための制御信号を送信する。これにより、下方向に移動する押し下げ板２７によって、この押し下げ板２７に当接するピストン２４ｂが押し下げられるため、シリンダ２４ａ内に蓄えられた材料Ａまたは材料Ｂが、射出装置９に向かって流出することになる。
【００３５】
また、押し下げ板制御部６３は、材料の計量が終了したことを示す計量終了信号を射出装置９から受信したときに、押し下げ板２７を上方向に移動させるための制御信号を送信する。これにより、押し下げ板２７によるピストン２４ｂへの押し下げ圧力が開放されるため、ピストン２４ｂは押し下げ板２７からの圧力を受けることなく上昇することができる。
【００３６】
タイマー制御部６４は、第１の所定時間および第２の所定時間の計測を開始させる制御信号を送信する。これにより、材料供給装置２のタイマー（不図示）において、第１の所定時間および第２の所定時間の計測が開始される。
【００３７】
次に、図１に示す射出装置９について説明する。射出装置９は、射出用シリンダ９１およびスクリュー９２を有する。射出用シリンダ９１は、材料供給装置２から供給された液状樹脂材料を収容し、スクリュー９２は、射出用シリンダ９１に収容された液状樹脂材料を外部に射出させるスクリュー型のピストンである。
【００３８】
次に、図３および図４を参照して、材料供給装置２において実行される材料供給処理について説明する。この材料供給処理は、処理を開始させるスイッチがＯＮ状態になってからＯＦＦ状態になるまでの間、繰り返しかつ連続して実行される。また、以下において説明する材料供給処理の処理手順は、繰り返しかつ連続して実行される処理手順のうち、射出装置９において計量が開始されてから、次回に計量が開始されるまでを一の処理単位とした場合における処理手順である。
【００３９】
図３は、材料供給処理の処理手順を説明するためのフローチャートであり、図４は、材料供給処理にかかわる各種信号の変化を説明するためのタイミングチャートである。
【００４０】
ここで、図４（ａ）は、射出装置９において材料の計量が開始されたときに出力される計量開始信号の波形を示す図であり、図４（ｂ）は、射出装置９における材料の計量値の変化を示す図である。また、図４（ｃ）は、材料供給装置２の材料流出弁制御部６１から出力される材料流出弁２５を開閉させるための制御信号の波形を示す図である。この波形がローレベルであるときには、材料流出弁２５を閉じさせるための制御信号が出力されていることを示し、ハイレベルであるときには、材料流出弁２５を開かせるための制御信号が出力されていることを示す。また、図４（ｄ）は、材料供給装置２の押し下げ板制御部６３から出力される押し下げ板２７を上下方向に移動させるための制御信号の波形を示す図である。すなわち、この波形により、材料供給装置２の押し下げ板２７の上下方向の位置の変化が示される。また、図４（ｅ）は、材料供給装置２のピストン２４ｂの上下方向の位置の変化を示す図である。図４（ｆ）は、第１の所定時間の波形を示す図である。この波形のハイレベルである期間が、第１の所定時間に相当する。また、図４（ｇ）は、材料供給装置２の材料流入弁制御部６２から出力される材料流入弁２３を開閉させるための制御信号の波形を示す図である。この波形がローレベルであるときには、材料流入弁２３を閉じさせるための制御信号が出力されていることを示し、ハイレベルであるときには、材料流入弁２３を開かせるための制御信号が出力されていることを示す。さらに、図４（ｈ）は、第２の所定時間の波形を示す図である。この波形のハイレベルである期間が、第２の所定時間に相当する。
【００４１】
まず、図４に示す時間ｔ１において、射出装置９で材料の計量が開始されたことを示す計量開始信号が、ローレベルからハイレベルに切り替わると（図４（ａ））（ステップＳ１）、材料供給装置２の材料流出弁制御部６１は、材料流出弁２５を開かせるための制御信号を出力する。これにより、材料流出弁制御信号がローレベルからハイレベルに切り替わり（図４（ｃ））、材料流出弁２５が開くことになる（ステップＳ２）。これと並行して、押し下げ板制御部６３は、押し下げ板２７を下方向に移動させるための制御信号が出力する（図４（ｄ））。これにより、押し下げ板２７が下降するとともに、この押し下げ板２７に当接するピストン２４ｂが押し下げ板２７に押し下げられながら下降する（図４（ｅ））（ステップＳ３）。
【００４２】
次に、時間ｔ２において、射出装置９で計量されている材料の計量値が目標値に達したときに（図４（ｂ））、材料の計量が終了したことを示す計量終了信号が射出装置９から出力される。押し下げ板制御部６３は、この計量終了信号を受信したときに（ステップＳ４）、押し下げ板２７を上方向に移動させるための制御信号を出力する（図４（ｄ））。これにより、押し下げ板２７が上昇するとともに、この押し下げ板２７により下方向に圧力を受けていたピストン２４ｂが、押し下げ板２７からの圧力が開放されることによって徐々に上昇する（図４（ｅ））（ステップＳ５）。ここで、押し下げ板２７からの圧力が開放されたピストン２４ｂは、シリンダ２４ａと射出装置９との間にある材料Ａまたは材料Ｂに生じた残留応力によって押し上げられながら徐々に上昇することになる。
【００４３】
次に、時間ｔ３において、押し下げ板２７が、この押し下げ板２７の上昇限度位置まで上昇した場合に（図４（ｄ））（ステップＳ６；ＹＥＳ）、タイマー制御部６４は、第１の所定時間の計測を開始させるための信号を出力する。これにより、材料供給装置２のタイマーは、第１の所定時間の計測を開始する（図４（ｆ））（ステップＳ７）。
【００４４】
次に、時間ｔ４において、材料供給装置２のタイマーが第１の所定時間の計測を終了すると（図４（ｆ））（ステップＳ８）、材料流出弁制御部６１は、材料流出弁２５を閉じさせるための制御信号を出力する。これにより、材料流出弁制御信号がハイレベルからローレベルに切り替わり（図４（ｃ））、材料流出弁２５が閉じることになる（ステップＳ９）。これと並行して、材料流入弁制御部６２は、材料流入弁２３を開かせるための制御信号を出力する。これにより、材料流入弁制御信号がローレベルからハイレベルに切り替わり（図４（ｇ））、材料流入弁２３が開くことになる（ステップＳ１０）。
【００４５】
次に、時間ｔ５において、ピストン２４ｂが限界に達するまで押し上げられた場合に（図４（ｅ））（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、タイマー制御部６４は、第２の所定時間の計測を開始させるための信号を出力する。これにより、材料供給装置２のタイマーは、第２の所定時間の計測を開始する（図４（ｈ））（ステップＳ１２）。
【００４６】
次に、時間ｔ６において、材料供給装置２のタイマーが第２の所定時間の計測を終了すると（図４（ｈ））（ステップＳ１３）、材料流入弁制御部６２は、材料流入弁２３を閉じさせるための制御信号を出力する。これにより、材料流入弁制御信号がハイレベルからローレベルに切り替わり（図４（ｇ））、材料流入弁２３が閉じることになる（ステップＳ１４）。その後、射出装置９において、次回の材料の計量が開始されるまでの間に、材料の計量値が０にリセットされる。
【００４７】
上述した本実施形態における材料供給装置２によると、少なくとも材料Ａまたは材料Ｂをシリンダ２４ａに蓄えている間は、材料流入弁制御部６２により材料流入弁２３が開かれるため、圧送ポンプ２２により送出された材料Ａまたは材料Ｂは、シリンダ２４ａ内に蓄えられる。また、少なくとも材料Ａまたは材料Ｂを射出装置９に供給している間は、材料流出弁制御部６１により材料流出弁２５が開かれるため、押し下げ板制御部６３により制御される押し下げ板２８がシリンダ２４ａのピストン２４ｂを押し下げることによって、シリンダ２４ａに蓄えられた材料Ａまたは材料Ｂが射出装置９に供給される。
【００４８】
このような材料供給装置２において、本実施形態における材料流出弁制御部６１は、射出装置９における材料の計量が終了することにより押し上げられる押し下げ板２７が、この押し下げ板２７の上昇限度位置まで上昇したときに開始される第１の所定時間が経過した後に、材料流出弁２５を閉じさせている。そして、この第１の所定時間として、シリンダ２４ａと射出装置９との間にある材料Ａまたは材料Ｂに生じる残留応力が、材料流出弁２５が閉じられたときに、少なくとも当該残留応力によって材料Ａまたは材料Ｂが射出装置９に流出してしまうことがない程度にまで低減するのに要する時間が設定されている。
【００４９】
これにより、射出装置９における計量が終了した後に、シリンダ２４ａと射出装置９との間にある材料Ａまたは材料Ｂに残留応力が生じていても、上述した第１の所定時間が経過するまでは材料流出弁２５が開かれた状態で維持されるため、シリンダ２４ａと射出装置９との間にある材料Ａまたは材料Ｂの一部がシリンダ２４ａ内に流れ込むことができ、シリンダ２４ａと射出装置９との間に生じた残留応力を低減または消滅させることができる。したがって、射出装置９における計量が終了した後に、シリンダ２４ａと射出装置９との間にある材料Ａまたは材料Ｂが、残留応力によって射出装置９に流れ込む事態を確実に防止することができ、射出装置９における材料の計量値の精度を向上させることができる。さらに、射出装置９における材料の計量値の精度が向上することによって、射出装置９から射出された材料により成形される成形品に生じるバリを低減させることができ、成形品の品質を向上させることができる。
【００５０】
また、本実施形態における材料流入弁制御部６２は、材料流入弁２３が開くことにより押し上げられるピストン２４ａが限界に達するまで押し上げられたときに開始される第２の所定時間が経過した後に、材料流入弁２３を閉じさせている。そして、この第２の所定時間として、シリンダ２４ａ内の圧力が、少なくとも大気圧よりも高くなるために要する時間が設定されている。
【００５１】
したがって、ピストン２４ｂが限界に達するまで押し上げられて、シリンダ２４ａ内に材料Ａまたは材料Ｂが充満した後も、圧送ポンプ２２により送出される材料Ａまたは材料Ｂがシリンダ２４ａ内に送り込まれるため、シリンダ２４ａ内の圧力を大気圧よりも高くすることができる。これにより、シリンダ２４ａ内に蓄えられている材料Ａまたは材料Ｂに気泡が発生した場合であっても、シリンダ２４ａ内の内圧が高められるため、気泡を消滅させることができる。さらに、気泡を消滅させることによって、気泡の存在により発生する材料Ａまたは材料Ｂの供給量のバラツキを解消させることができる。これにより、材料Ａと材料Ｂの供給比を、予め設定した値に維持させることが可能になるため、射出装置９から射出された材料により成形される成形品の品質を安定させることができる。また、気泡を消滅させることにより、材料供給装置２をより安定して稼働させることができる。
【００５２】
また、本実施形態における材料供給装置２において、射出装置９に材料を供給している間は、押し下げ板２７によってピストン２４ｂが押し下げられているため、シリンダ２４ａ内の圧力は大気圧よりも高い状態で維持される。また、射出装置９への供給が終了したときから材料流出弁２５を閉じるまでの間は、シリンダ２４ａと射出装置９との間にある材料Ａまたは材料Ｂの一部が残留応力によりシリンダ２４ａ内に流れ込むため、シリンダ２４ａ内の圧力が大気圧よりも高い状態で維持される。さらに、材料流出弁２５が閉じると同時に開かれる材料流入弁２３が開かれている間は、圧送ポンプ２２によって材料Ａまたは材料Ｂがシリンダ２４ａ内に送出されているため、シリンダ２４ａ内の圧力が大気圧よりも高い状態で維持される。このように、本実施形態における材料供給装置２では、シリンダ２４ａ内の圧力を常時大気圧よりも高い状態に維持させることができる。これにより、ピストン２４ｂの下端部に取り付けられたパッキンにゆるみが発生する事態を防止することができ、シリンダ２４ａ内を密閉状態のまま維持することができる。さらに、シリンダ２４ａ内を密閉状態のまま維持することにより、シリンダ２４ａ内に空気が混入する事態を防止することができ、材料Ａおよび材料Ｂの射出装置９への供給を安定して行わせることができる。
【００５３】
なお、上述した実施形態における第１の所定時間は、押し下げ板２７が、当該押し下げ板２７の上昇限度位置まで上昇してから開始しているが、第１の所定時間を開始させるタイミングは、これに限定されない。例えば、押し下げ板２７Ａの上昇限度位置が、ピストン２４ｂＡ自体の上昇限度位置よりも上方に位置するように設計されている場合には、押し下げ板２７Ａがピストン２４ｂＡ自体の上昇限度位置まで上昇してから開始することとしてもよい。この場合には、押し下げ板２７が当該押し下げ板２７の上昇限度位置に到達する前に、第１の所定時間が開始されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】材料計量システムの構成を例示するための図である。
【図２】材料供給装置に含まれる制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】材料供給処理の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図４】材料供給処理にかかわる各種信号の変化を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・材料計量システム、２・・・材料供給装置、２１Ａ，２１Ｂ・・・容器、２２Ａ，２２Ｂ・・・圧送ポンプ、２３Ａ，２３Ｂ・・・材料流入弁、２４Ａ，２４Ｂ・・・吐出装置、２４ａＡ，２４ａＢ・・・シリンダ、２４ｂＡ，２４ｂＢ・・・ピストン、２５Ａ，２５Ｂ・・・材料流出弁、２７Ａ，２７Ｂ・・・押し下げ板、２８Ａ，２８Ｂ・・・移動装置、４，５・・・供給経路、６・・・制御装置、６１・・・材料流入弁制御部、６２・・・材料流出弁制御部、６３・・・押し下げ板制御部、６４・・・タイマー制御部、９・・・射出装置、Ａ，Ｂ・・・液状樹脂材料。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出装置に対して材料を供給する液状樹脂材料供給装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、液状樹脂材料を射出する射出装置に対して、液状樹脂材料を供給する材料供給装置（原料計量供給装置）に関する技術が開示されている。この材料供給装置は、圧送ポンプから送出された液状樹脂材料をシリンダ内に蓄え、シリンダのピストンを前進させることによって液状樹脂材料を射出装置に供給している。また、この材料供給装置と射出装置との間には、液状樹脂材料を供給するときに開かれる流出弁（吐出弁）が備えられており、この流出弁は材料の供給が終了した時点で閉じられる。
【特許文献１】特開２００２−２５４４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、液状樹脂材料の供給が終了すると、流出弁と射出装置との間に残された液状樹脂材料には残留応力が生じる。そして、この残留応力によって液状樹脂材料の一部が射出装置に流れ込んでしまい液状樹脂材料の計量値が変化してしまうことがある。
【０００４】
そこで、本発明は、液状樹脂材料の計量値の精度を向上させることができる液状樹脂材料供給装置およびその制御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】
【０００５】
本発明の液状樹脂材料供給装置は、液状樹脂材料を計量して射出する射出装置に対して、液状樹脂材料を供給する液状樹脂材料供給装置であって、液状樹脂材料を送出する圧送ポンプと、圧送ポンプにより送出された液状樹脂材料を蓄えるシリンダと、シリンダのピストンを押し下げる押し下げ部材の移動を制御する押し下げ部材制御手段と、圧送ポンプおよびシリンダの間に設けられた流入弁の開閉を制御し、少なくとも液状樹脂材料をシリンダに蓄えるときには流入弁を開かせる流入弁制御手段と、シリンダおよび射出装置の間に設けられた流出弁の開閉を制御し、少なくとも液状樹脂材料を射出装置に供給するときには流出弁を開かせる流出弁制御手段と、を備え、上記押し下げ部材制御手段は、流出弁制御手段により流出弁が開かれたときに、押し下げ部材をピストンが押し下げられる方向に移動させるとともに、射出装置から計量が終了したことを示す計量終了信号を受信したときに、押し下げ部材をピストンが押し下げられる方向とは反対の方向に移動させ、上記流出弁制御手段は、押し下げ部材の上昇限度位置がピストン自体の上昇限度位置よりも下方または同じ高さに位置するように設計されている場合には、押し下げ部材が当該押し下げ部材の上昇限度位置まで上昇したとき、一方、押し下げ部材の上昇限度位置がピストン自体の上昇限度位置よりも上方に位置するように設計されている場合には、押し下げ部材がピストン自体の上昇限度位置まで上昇したときに開始される第１の所定時間が経過した後に流出弁を閉じさせることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の液状樹脂材料供給装置を制御する方法は、液状樹脂材料を計量して射出する射出装置に対して、液状樹脂材料を供給する液状樹脂材料供給装置を制御する方法であって、液状樹脂材料供給装置が、液状樹脂材料を送出する圧送ポンプと当該圧送ポンプにより送出された液状樹脂材料を蓄えるシリンダとの間に設けられた流入弁を開かせて、シリンダに液状樹脂材料を蓄えさせる工程と、シリンダと射出装置との間に設けられた流出弁を開かせるとともに、シリンダのピストンを押し下げる押し下げ部材を、ピストンが押し下げられる方向に移動させて、射出装置に液状樹脂材料を供給させる工程と、射出装置から液状樹脂材料の計量が終了したことを示す計量終了信号を受信したときに、押し下げ部材をピストンが押し下げられる方向とは反対の方向に移動させる工程と、押し下げ部材の上昇限度位置がピストン自体の上昇限度位置よりも下方または同じ高さに位置するように設計されている場合には、押し下げ部材が当該押し下げ部材の上昇限度位置まで上昇したとき、一方、押し下げ部材の上昇限度位置がピストン自体の上昇限度位置よりも上方に位置するように設計されている場合には、押し下げ部材がピストン自体の上昇限度位置まで上昇したときに開始される第１の所定時間が経過した後に、流出弁を閉じさせる工程と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
これらの発明によると、少なくとも液状樹脂材料をシリンダに蓄えている間は、流入弁制御手段により流入弁が開かれるため、圧送ポンプにより送出された液状樹脂材料はシリンダ内に蓄えられる。また、少なくとも液状樹脂材料を射出装置に供給している間は、流出弁制御手段により流出弁が開かれるため、押し下げ部材制御手段により制御される押し下げ部材がシリンダのピストンを押し下げることによって、シリンダに蓄えられた液状樹脂材料が射出装置に供給される。このような発明において、流出弁制御手段は、押し下げ部材の上昇限度位置がピストン自体の上昇限度位置よりも下方または同じ高さに位置するように設計されている場合には、押し下げ部材が当該押し下げ部材の上昇限度位置まで上昇したとき、一方、押し下げ部材の上昇限度位置がピストン自体の上昇限度位置よりも上方に位置するように設計されている場合には、押し下げ部材がピストン自体の上昇限度位置まで上昇したときに開始される第１の所定時間が経過した後に流出弁を閉じさせる。これにより、射出装置における計量が終了した後に、シリンダと射出装置との間にある液状樹脂材料に残留応力が生じていても、第１の所定時間が経過するまでは流出弁が開かれた状態で維持されるため、シリンダと射出装置との間にある液状樹脂材料の一部がシリンダ内に流れ込むことができ、上述した残留応力を低減させることができる。したがって、射出装置における計量が終了した後に、シリンダと射出装置との間にある液状樹脂材料が、残留応力によって射出装置に流れ込む事態を防止することができる。それゆえに、液状樹脂材料の計量値が変化してしまう事態を防止することができ、ひいては、液状樹脂材料の計量値の精度を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明の液状樹脂材料供給装置において、上記第１の所定時間は、シリンダと射出装置との間にある液状樹脂材料に生じる残留応力が、流出弁が閉じられたときに、少なくとも当該残留応力によって液状樹脂材料が射出装置に流出してしまうことがない程度にまで低減するのに要する時間であることが好ましい。
【０００９】
これにより、射出装置における計量が終了した後に、シリンダと射出装置との間にある液状樹脂材料に残留応力が生じていても、この残留応力によって液状樹脂材料が射出装置に流出してしまうことがない程度にまで残留応力を低減させることができるため、射出装置における計量が終了した後に、シリンダと射出装置との間にある液状樹脂材料が、残留応力によって射出装置に流れ込む事態を確実に防止することができる。
【００１０】
また、本発明の液状樹脂材料供給装置において、上記流入弁制御手段は、流入弁が開くことにより押し上げられるピストンが、限界に達するまで押し上げられたときに開始される第２の所定時間が経過した後に、流入弁を閉じさせ、上記第２の所定時間は、シリンダ内の圧力が、少なくとも大気圧よりも高くなるために要する時間であることが好ましい。
【００１１】
これにより、ピストンが限界に達するまで押し上げられて、シリンダ内に液状樹脂材料が充満した後も、圧送ポンプにより送出される液状樹脂材料がシリンダ内に送り込まれるため、シリンダ内の圧力を大気圧よりも高くすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、液状樹脂材料の計量値の精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る液状樹脂材料供給装置および液状樹脂材料供給装置を制御する方法の好適な実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、材料計量システム１の構成を示すための図である。図１に示すように、材料計量システム１は、材料供給装置２（液状樹脂材料供給装置）と、射出装置９とに大別される。材料供給装置２は、射出成形のために射出される液状樹脂材料を、射出装置９に供給する装置である。射出装置９は、材料供給装置２から供給された液状樹脂材料を計量し、計量後の液状樹脂材料を射出する装置である。以下において材料供給装置２および射出装置９の構成について詳述する。
【００１５】
まず、材料供給装置２について説明する。材料供給装置２は、射出装置９に液状樹脂材料Ａ（例えば、液状シリコーンゴム；以下、材料Ａと記載する）を供給するための供給経路４と、射出装置９に液状樹脂材料Ｂ（例えば、液状シリコーンゴム；以下、材料Ｂと記載する）を供給するための供給経路５と、供給経路４、供給経路５および射出装置９を制御するための制御装置６とを備える。
【００１６】
供給経路４と供給経路５は、並列に設置され、同様の構成をしている。供給経路４，５における同じ構成要素には同じ番号を付し、さらにこれらの番号の後尾にAまたはBを付した。このＡまたはＢを付すことによって、供給経路４内の構成要素であるのか、供給経路５内の構成要素であるのかを区別する。なお、特に区別する必要がない場合には、AおよびBの表記を省略して説明する。
【００１７】
供給経路４は、容器２１Ａと、圧送ポンプ２２Ａと、材料流入弁２３Ａと、吐出装置２４Ａと、材料流出弁２５Ａと、押し下げ板２７Ａ（押し下げ部材）と、移動装置２８Ａとを備える。
【００１８】
容器２１Ａには、材料Ａが収容される。なお、射出装置９から射出される材料は、この容器２１Ａに収容される材料Ａと、容器２１Ｂに収容される材料Ｂとが混合された材料となる。
【００１９】
圧送ポンプ２２Ａは、容器２１Ａ内に収容された材料Ａを吸い上げて吐出装置２４Ａへ送出する。
【００２０】
材料流入弁２３Ａは、材料Ａの吐出装置２４Ａへの流入を制御するバルブである。具体的に説明すると、材料流入弁２３Ａが開いているときには、圧送ポンプ２２Ａから送出された材料Ａが吐出装置２４Ａに流入可能な状態となる。一方、材料流入弁２３Ａが閉じているときには、圧送ポンプ２２Ａから送出された材料Ａの吐出装置２４Ａへの流入が遮断されることになる。
【００２１】
吐出装置２４Ａは、シリンダ２４ａＡとピストン２４ｂＡとを有する。シリンダ２４ａＡは、圧送ポンプ２２Ａによって送出された材料Ａを蓄える。ピストン２４ｂＡは、シリンダ２４ａＡ内において上下に移動可能に配置されており、ピストン２４ｂＡの下端部には、パッキンが取り付けられている。ピストン２４ｂＡは、このパッキンによって水密かつ摺動可能な状態でシリンダ２４ａＡに内接している。ピストン２４ｂＡの上端部は、シリンダ２４ａＡの上端部に形成された貫通孔から外部に突出している。
【００２２】
押し下げ板２７Ａは、ピストン２４ｂＡの上端部の上方に配置されている。押し下げ板２７Ａは、移動装置２８Ａに取り付けられており、この移動装置２８Ａによって上下方向に移動させられる。なお、本実施形態における押し下げ板２７Ａの上昇限度位置は、ピストン２４ｂＡ自体の上昇限度位置よりも下方または同じ高さに位置するように設計されている。ここで、押し下げ板２７Ａの上昇限度位置がピストン２４ｂＡ自体の上昇限度位置よりも下方に設計されている場合には、ピストン２４ｂＡは、押し下げ板２７Ａが存在することによってピストン２４ｂＡ自体の上昇限度位置まで上昇することが不可能となる。
【００２３】
材料流出弁２５Ａは、材料Ａの射出装置９への流出を制御するバルブである。具体的に説明すると、材料流出弁２５Ａが開いているときには、吐出装置２４Ａに蓄えられた材料Ａが射出装置９に流出可能な状態となる。一方、材料流出弁２５Ａが閉じているときには、吐出装置２４Ａに蓄えられた材料Ａの射出装置９への流出が遮断されることになる。
【００２４】
供給経路５は、容器２１Ｂに収容される液状樹脂材料が、材料Ａとは異なる材料Ｂである点で、上述した供給経路４と異なる。したがって、その他の構成要素については、供給経路４と同様であるため、それらの説明を省略する。
【００２５】
次に、図２を参照して、制御装置６の機能構成について説明する。
【００２６】
制御装置６は、物理的には、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、各装置に制御信号を送信するためのインターフェース等から構成される。図２に示すように、制御装置６は、材料流出弁制御部６１（流出弁制御手段）と、材料流入弁制御部６２（流入弁制御手段）と、押し下げ板制御部６３（押し下げ部材制御手段）と、タイマー制御部６４とを有する。
【００２７】
材料流出弁制御部６１は、材料流出弁２５を開閉させるための制御信号を送信する。これにより、材料流出弁２５の開閉が制御される。なお、材料流出弁制御部６１は、少なくとも材料Ａまたは材料Ｂを射出装置９に供給するときには流出弁２５を開かせるための制御信号を送信する。
【００２８】
材料流出弁制御部６１による制御を具体的に説明すると、まず、材料流出弁制御部６１は、射出装置９において材料の計量が開始されたことを示す計量開始信号を受信した場合に、材料流出弁２５を開かせるための制御信号を送信する。
【００２９】
また、材料流出弁制御部６１は、第１の所定時間が経過した後に、材料流出弁２５を閉じさせるための制御信号を送信する。この第１の所定時間は、射出装置９における材料の計量が終了することにより上昇する押し下げ板２７が、当該押し下げ板２７の上昇限度位置まで上昇したときに開始する時間である。また、この第１の所定時間は、シリンダ２４ａと射出装置９との間に残された材料Ａまたは材料Ｂに生じる残留応力が、少なくとも当該残留応力によって材料Ａまたは材料Ｂが射出装置９に流出してしまうことがない程度にまで低減するのに要する時間であり、オペレータにより予め計測され、制御装置６内のメモリに格納されている。
【００３０】
材料流入弁制御部６２は、材料流入弁２３を開閉させるための制御信号を送信する。これにより、材料流入弁２３の開閉が制御される。なお、材料流入弁制御部６２は、少なくとも材料Ａまたは材料Ｂをシリンダ２４ａに蓄えるときには流入弁２３を開かせるための制御信号を送信する。
【００３１】
材料流入弁制御部６２による制御を具体的に説明すると、まず、材料流入弁制御部６２は、材料流出弁制御部６１によって材料流出弁２５が閉じられるときに、材料流入弁２３を開かせるための制御信号を送信する。
【００３２】
また、材料流入弁制御部６２は、第２の所定時間が経過した後に、材料流入弁２３を閉じさせるための制御信号を送信する。この第２の所定時間は、材料流入弁２３が開くことにより押し上げられるピストン２４ｂが、限界に達するまで押し上げられたときに開始される時間である。また、この第２の所定時間は、シリンダ２４ａ内の圧力が、少なくとも大気圧よりも高くなるために要する時間であり、オペレータにより予め計測され、制御装置６内のメモリに格納されている。
【００３３】
押し下げ板制御部６３は、押し下げ板２７を上下方向に移動させるための制御信号を送信する。押し下げ板２７は、制御信号を受信した移動装置２８によって、上下方向に移動させられることになる。
【００３４】
押し下げ板制御部６３による制御を具体的に説明すると、まず、押し下げ板制御部６３は、材料流出弁制御部６１によって材料流出弁２５が開かれたときに、押し下げ板２７を下方向に移動させるための制御信号を送信する。これにより、下方向に移動する押し下げ板２７によって、この押し下げ板２７に当接するピストン２４ｂが押し下げられるため、シリンダ２４ａ内に蓄えられた材料Ａまたは材料Ｂが、射出装置９に向かって流出することになる。
【００３５】
また、押し下げ板制御部６３は、材料の計量が終了したことを示す計量終了信号を射出装置９から受信したときに、押し下げ板２７を上方向に移動させるための制御信号を送信する。これにより、押し下げ板２７によるピストン２４ｂへの押し下げ圧力が開放されるため、ピストン２４ｂは押し下げ板２７からの圧力を受けることなく上昇することができる。
【００３６】
タイマー制御部６４は、第１の所定時間および第２の所定時間の計測を開始させる制御信号を送信する。これにより、材料供給装置２のタイマー（不図示）において、第１の所定時間および第２の所定時間の計測が開始される。
【００３７】
次に、図１に示す射出装置９について説明する。射出装置９は、射出用シリンダ９１およびスクリュー９２を有する。射出用シリンダ９１は、材料供給装置２から供給された液状樹脂材料を収容し、スクリュー９２は、射出用シリンダ９１に収容された液状樹脂材料を外部に射出させるスクリュー型のピストンである。
【００３８】
次に、図３および図４を参照して、材料供給装置２において実行される材料供給処理について説明する。この材料供給処理は、処理を開始させるスイッチがＯＮ状態になってからＯＦＦ状態になるまでの間、繰り返しかつ連続して実行される。また、以下において説明する材料供給処理の処理手順は、繰り返しかつ連続して実行される処理手順のうち、射出装置９において計量が開始されてから、次回に計量が開始されるまでを一の処理単位とした場合における処理手順である。
【００３９】
図３は、材料供給処理の処理手順を説明するためのフローチャートであり、図４は、材料供給処理にかかわる各種信号の変化を説明するためのタイミングチャートである。
【００４０】
ここで、図４（ａ）は、射出装置９において材料の計量が開始されたときに出力される計量開始信号の波形を示す図であり、図４（ｂ）は、射出装置９における材料の計量値の変化を示す図である。また、図４（ｃ）は、材料供給装置２の材料流出弁制御部６１から出力される材料流出弁２５を開閉させるための制御信号の波形を示す図である。この波形がローレベルであるときには、材料流出弁２５を閉じさせるための制御信号が出力されていることを示し、ハイレベルであるときには、材料流出弁２５を開かせるための制御信号が出力されていることを示す。また、図４（ｄ）は、材料供給装置２の押し下げ板制御部６３から出力される押し下げ板２７を上下方向に移動させるための制御信号の波形を示す図である。すなわち、この波形により、材料供給装置２の押し下げ板２７の上下方向の位置の変化が示される。また、図４（ｅ）は、材料供給装置２のピストン２４ｂの上下方向の位置の変化を示す図である。図４（ｆ）は、第１の所定時間の波形を示す図である。この波形のハイレベルである期間が、第１の所定時間に相当する。また、図４（ｇ）は、材料供給装置２の材料流入弁制御部６２から出力される材料流入弁２３を開閉させるための制御信号の波形を示す図である。この波形がローレベルであるときには、材料流入弁２３を閉じさせるための制御信号が出力されていることを示し、ハイレベルであるときには、材料流入弁２３を開かせるための制御信号が出力されていることを示す。さらに、図４（ｈ）は、第２の所定時間の波形を示す図である。この波形のハイレベルである期間が、第２の所定時間に相当する。
【００４１】
まず、図４に示す時間ｔ１において、射出装置９で材料の計量が開始されたことを示す計量開始信号が、ローレベルからハイレベルに切り替わると（図４（ａ））（ステップＳ１）、材料供給装置２の材料流出弁制御部６１は、材料流出弁２５を開かせるための制御信号を出力する。これにより、材料流出弁制御信号がローレベルからハイレベルに切り替わり（図４（ｃ））、材料流出弁２５が開くことになる（ステップＳ２）。これと並行して、押し下げ板制御部６３は、押し下げ板２７を下方向に移動させるための制御信号が出力する（図４（ｄ））。これにより、押し下げ板２７が下降するとともに、この押し下げ板２７に当接するピストン２４ｂが押し下げ板２７に押し下げられながら下降する（図４（ｅ））（ステップＳ３）。
【００４２】
次に、時間ｔ２において、射出装置９で計量されている材料の計量値が目標値に達したときに（図４（ｂ））、材料の計量が終了したことを示す計量終了信号が射出装置９から出力される。押し下げ板制御部６３は、この計量終了信号を受信したときに（ステップＳ４）、押し下げ板２７を上方向に移動させるための制御信号を出力する（図４（ｄ））。これにより、押し下げ板２７が上昇するとともに、この押し下げ板２７により下方向に圧力を受けていたピストン２４ｂが、押し下げ板２７からの圧力が開放されることによって徐々に上昇する（図４（ｅ））（ステップＳ５）。ここで、押し下げ板２７からの圧力が開放されたピストン２４ｂは、シリンダ２４ａと射出装置９との間にある材料Ａまたは材料Ｂに生じた残留応力によって押し上げられながら徐々に上昇することになる。
【００４３】
次に、時間ｔ３において、押し下げ板２７が、この押し下げ板２７の上昇限度位置まで上昇した場合に（図４（ｄ））（ステップＳ６；ＹＥＳ）、タイマー制御部６４は、第１の所定時間の計測を開始させるための信号を出力する。これにより、材料供給装置２のタイマーは、第１の所定時間の計測を開始する（図４（ｆ））（ステップＳ７）。
【００４４】
次に、時間ｔ４において、材料供給装置２のタイマーが第１の所定時間の計測を終了すると（図４（ｆ））（ステップＳ８）、材料流出弁制御部６１は、材料流出弁２５を閉じさせるための制御信号を出力する。これにより、材料流出弁制御信号がハイレベルからローレベルに切り替わり（図４（ｃ））、材料流出弁２５が閉じることになる（ステップＳ９）。これと並行して、材料流入弁制御部６２は、材料流入弁２３を開かせるための制御信号を出力する。これにより、材料流入弁制御信号がローレベルからハイレベルに切り替わり（図４（ｇ））、材料流入弁２３が開くことになる（ステップＳ１０）。
【００４５】
次に、時間ｔ５において、ピストン２４ｂが限界に達するまで押し上げられた場合に（図４（ｅ））（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、タイマー制御部６４は、第２の所定時間の計測を開始させるための信号を出力する。これにより、材料供給装置２のタイマーは、第２の所定時間の計測を開始する（図４（ｈ））（ステップＳ１２）。
【００４６】
次に、時間ｔ６において、材料供給装置２のタイマーが第２の所定時間の計測を終了すると（図４（ｈ））（ステップＳ１３）、材料流入弁制御部６２は、材料流入弁２３を閉じさせるための制御信号を出力する。これにより、材料流入弁制御信号がハイレベルからローレベルに切り替わり（図４（ｇ））、材料流入弁２３が閉じることになる（ステップＳ１４）。その後、射出装置９において、次回の材料の計量が開始されるまでの間に、材料の計量値が０にリセットされる。
【００４７】
上述した本実施形態における材料供給装置２によると、少なくとも材料Ａまたは材料Ｂをシリンダ２４ａに蓄えている間は、材料流入弁制御部６２により材料流入弁２３が開かれるため、圧送ポンプ２２により送出された材料Ａまたは材料Ｂは、シリンダ２４ａ内に蓄えられる。また、少なくとも材料Ａまたは材料Ｂを射出装置９に供給している間は、材料流出弁制御部６１により材料流出弁２５が開かれるため、押し下げ板制御部６３により制御される押し下げ板２８がシリンダ２４ａのピストン２４ｂを押し下げることによって、シリンダ２４ａに蓄えられた材料Ａまたは材料Ｂが射出装置９に供給される。
【００４８】
このような材料供給装置２において、本実施形態における材料流出弁制御部６１は、射出装置９における材料の計量が終了することにより押し上げられる押し下げ板２７が、この押し下げ板２７の上昇限度位置まで上昇したときに開始される第１の所定時間が経過した後に、材料流出弁２５を閉じさせている。そして、この第１の所定時間として、シリンダ２４ａと射出装置９との間にある材料Ａまたは材料Ｂに生じる残留応力が、材料流出弁２５が閉じられたときに、少なくとも当該残留応力によって材料Ａまたは材料Ｂが射出装置９に流出してしまうことがない程度にまで低減するのに要する時間が設定されている。
【００４９】
これにより、射出装置９における計量が終了した後に、シリンダ２４ａと射出装置９との間にある材料Ａまたは材料Ｂに残留応力が生じていても、上述した第１の所定時間が経過するまでは材料流出弁２５が開かれた状態で維持されるため、シリンダ２４ａと射出装置９との間にある材料Ａまたは材料Ｂの一部がシリンダ２４ａ内に流れ込むことができ、シリンダ２４ａと射出装置９との間に生じた残留応力を低減または消滅させることができる。したがって、射出装置９における計量が終了した後に、シリンダ２４ａと射出装置９との間にある材料Ａまたは材料Ｂが、残留応力によって射出装置９に流れ込む事態を確実に防止することができ、射出装置９における材料の計量値の精度を向上させることができる。さらに、射出装置９における材料の計量値の精度が向上することによって、射出装置９から射出された材料により成形される成形品に生じるバリを低減させることができ、成形品の品質を向上させることができる。
【００５０】
また、本実施形態における材料流入弁制御部６２は、材料流入弁２３が開くことにより押し上げられるピストン２４ａが限界に達するまで押し上げられたときに開始される第２の所定時間が経過した後に、材料流入弁２３を閉じさせている。そして、この第２の所定時間として、シリンダ２４ａ内の圧力が、少なくとも大気圧よりも高くなるために要する時間が設定されている。
【００５１】
したがって、ピストン２４ｂが限界に達するまで押し上げられて、シリンダ２４ａ内に材料Ａまたは材料Ｂが充満した後も、圧送ポンプ２２により送出される材料Ａまたは材料Ｂがシリンダ２４ａ内に送り込まれるため、シリンダ２４ａ内の圧力を大気圧よりも高くすることができる。これにより、シリンダ２４ａ内に蓄えられている材料Ａまたは材料Ｂに気泡が発生した場合であっても、シリンダ２４ａ内の内圧が高められるため、気泡を消滅させることができる。さらに、気泡を消滅させることによって、気泡の存在により発生する材料Ａまたは材料Ｂの供給量のバラツキを解消させることができる。これにより、材料Ａと材料Ｂの供給比を、予め設定した値に維持させることが可能になるため、射出装置９から射出された材料により成形される成形品の品質を安定させることができる。また、気泡を消滅させることにより、材料供給装置２をより安定して稼働させることができる。
【００５２】
また、本実施形態における材料供給装置２において、射出装置９に材料を供給している間は、押し下げ板２７によってピストン２４ｂが押し下げられているため、シリンダ２４ａ内の圧力は大気圧よりも高い状態で維持される。また、射出装置９への供給が終了したときから材料流出弁２５を閉じるまでの間は、シリンダ２４ａと射出装置９との間にある材料Ａまたは材料Ｂの一部が残留応力によりシリンダ２４ａ内に流れ込むため、シリンダ２４ａ内の圧力が大気圧よりも高い状態で維持される。さらに、材料流出弁２５が閉じると同時に開かれる材料流入弁２３が開かれている間は、圧送ポンプ２２によって材料Ａまたは材料Ｂがシリンダ２４ａ内に送出されているため、シリンダ２４ａ内の圧力が大気圧よりも高い状態で維持される。このように、本実施形態における材料供給装置２では、シリンダ２４ａ内の圧力を常時大気圧よりも高い状態に維持させることができる。これにより、ピストン２４ｂの下端部に取り付けられたパッキンにゆるみが発生する事態を防止することができ、シリンダ２４ａ内を密閉状態のまま維持することができる。さらに、シリンダ２４ａ内を密閉状態のまま維持することにより、シリンダ２４ａ内に空気が混入する事態を防止することができ、材料Ａおよび材料Ｂの射出装置９への供給を安定して行わせることができる。
【００５３】
なお、上述した実施形態における第１の所定時間は、押し下げ板２７が、当該押し下げ板２７の上昇限度位置まで上昇してから開始しているが、第１の所定時間を開始させるタイミングは、これに限定されない。例えば、押し下げ板２７Ａの上昇限度位置が、ピストン２４ｂＡ自体の上昇限度位置よりも上方に位置するように設計されている場合には、押し下げ板２７Ａがピストン２４ｂＡ自体の上昇限度位置まで上昇してから開始することとしてもよい。この場合には、押し下げ板２７が当該押し下げ板２７の上昇限度位置に到達する前に、第１の所定時間が開始されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】材料計量システムの構成を例示するための図である。
【図２】材料供給装置に含まれる制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】材料供給処理の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図４】材料供給処理にかかわる各種信号の変化を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・材料計量システム、２・・・材料供給装置、２１Ａ，２１Ｂ・・・容器、２２Ａ，２２Ｂ・・・圧送ポンプ、２３Ａ，２３Ｂ・・・材料流入弁、２４Ａ，２４Ｂ・・・吐出装置、２４ａＡ，２４ａＢ・・・シリンダ、２４ｂＡ，２４ｂＢ・・・ピストン、２５Ａ，２５Ｂ・・・材料流出弁、２７Ａ，２７Ｂ・・・押し下げ板、２８Ａ，２８Ｂ・・・移動装置、４，５・・・供給経路、６・・・制御装置、６１・・・材料流入弁制御部、６２・・・材料流出弁制御部、６３・・・押し下げ板制御部、６４・・・タイマー制御部、９・・・射出装置、Ａ，Ｂ・・・液状樹脂材料。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状樹脂材料を計量して射出する射出装置に対して、前記液状樹脂材料を供給する液状樹脂材料供給装置であって、
前記液状樹脂材料を送出する圧送ポンプと、
前記圧送ポンプにより送出された前記液状樹脂材料を蓄えるシリンダと、
前記シリンダのピストンを押し下げる押し下げ部材の移動を制御する押し下げ部材制御手段と、
前記圧送ポンプおよび前記シリンダの間に設けられた流入弁の開閉を制御し、少なくとも前記液状樹脂材料を前記シリンダに蓄えるときには前記流入弁を開かせる流入弁制御手段と、
前記シリンダおよび前記射出装置の間に設けられた流出弁の開閉を制御し、少なくとも前記液状樹脂材料を前記射出装置に供給するときには前記流出弁を開かせる流出弁制御手段と、を備え、
前記押し下げ部材制御手段は、前記流出弁制御手段により前記流出弁が開かれたときに、前記押し下げ部材を前記ピストンが押し下げられる方向に移動させるとともに、前記射出装置から計量が終了したことを示す計量終了信号を受信したときに、前記押し下げ部材を前記ピストンが押し下げられる方向とは反対の方向に移動させ、
前記流出弁制御手段は、前記押し下げ部材の上昇限度位置が前記ピストン自体の上昇限度位置よりも下方または同じ高さに位置するように設計されている場合には、前記押し下げ部材が当該押し下げ部材の上昇限度位置まで上昇したとき、一方、前記押し下げ部材の上昇限度位置が前記ピストン自体の上昇限度位置よりも上方に位置するように設計されている場合には、前記押し下げ部材が前記ピストン自体の上昇限度位置まで上昇したときに開始される第１の所定時間が経過した後に前記流出弁を閉じさせることを特徴とする液状樹脂材料供給装置。
【請求項２】
前記第１の所定時間は、前記シリンダと前記射出装置との間にある前記液状樹脂材料に生じる残留応力が、前記流出弁が閉じられたときに、少なくとも当該残留応力によって前記液状樹脂材料が前記射出装置に流出してしまうことがない程度にまで低減するのに要する時間であることを特徴とする請求項１記載の液状樹脂材料供給装置。
【請求項３】
前記流入弁制御手段は、前記流入弁が開くことにより押し上げられる前記ピストンが、限界に達するまで押し上げられたときに開始される第２の所定時間が経過した後に、前記流入弁を閉じさせ、
前記第２の所定時間は、シリンダ内の圧力が、少なくとも大気圧よりも高くなるために要する時間であることを特徴とする請求項１または２記載の液状樹脂材料供給装置。
【請求項４】
液状樹脂材料を計量して射出する射出装置に対して、前記液状樹脂材料を供給する液状樹脂材料供給装置を制御する方法であって、
前記液状樹脂材料供給装置が、
前記液状樹脂材料を送出する圧送ポンプと当該圧送ポンプにより送出された前記液状樹脂材料を蓄えるシリンダとの間に設けられた流入弁を開かせて、前記シリンダに前記液状樹脂材料を蓄えさせる工程と、
前記シリンダと前記射出装置との間に設けられた流出弁を開かせるとともに、前記シリンダのピストンを押し下げる押し下げ部材を、前記ピストンが押し下げられる方向に移動させて、前記射出装置に前記液状樹脂材料を供給させる工程と、
前記射出装置から前記液状樹脂材料の計量が終了したことを示す計量終了信号を受信したときに、前記押し下げ部材を前記ピストンが押し下げられる方向とは反対の方向に移動させる工程と、
前記押し下げ部材の上昇限度位置が前記ピストン自体の上昇限度位置よりも下方または同じ高さに位置するように設計されている場合には、前記押し下げ部材が当該押し下げ部材の上昇限度位置まで上昇したとき、一方、前記押し下げ部材の上昇限度位置が前記ピストン自体の上昇限度位置よりも上方に位置するように設計されている場合には、前記押し下げ部材が前記ピストン自体の上昇限度位置まで上昇したときに開始される第１の所定時間が経過した後に、前記流出弁を閉じさせる工程と、
を備えることを特徴とする液状樹脂材料供給装置を制御する方法。
【請求項１】
液状樹脂材料を計量して射出する射出装置に対して、前記液状樹脂材料を供給する液状樹脂材料供給装置であって、
前記液状樹脂材料を送出する圧送ポンプと、
前記圧送ポンプにより送出された前記液状樹脂材料を蓄えるシリンダと、
前記シリンダのピストンを押し下げる押し下げ部材の移動を制御する押し下げ部材制御手段と、
前記圧送ポンプおよび前記シリンダの間に設けられた流入弁の開閉を制御し、少なくとも前記液状樹脂材料を前記シリンダに蓄えるときには前記流入弁を開かせる流入弁制御手段と、
前記シリンダおよび前記射出装置の間に設けられた流出弁の開閉を制御し、少なくとも前記液状樹脂材料を前記射出装置に供給するときには前記流出弁を開かせる流出弁制御手段と、を備え、
前記押し下げ部材制御手段は、前記流出弁制御手段により前記流出弁が開かれたときに、前記押し下げ部材を前記ピストンが押し下げられる方向に移動させるとともに、前記射出装置から計量が終了したことを示す計量終了信号を受信したときに、前記押し下げ部材を前記ピストンが押し下げられる方向とは反対の方向に移動させ、
前記流出弁制御手段は、前記押し下げ部材の上昇限度位置が前記ピストン自体の上昇限度位置よりも下方または同じ高さに位置するように設計されている場合には、前記押し下げ部材が当該押し下げ部材の上昇限度位置まで上昇したとき、一方、前記押し下げ部材の上昇限度位置が前記ピストン自体の上昇限度位置よりも上方に位置するように設計されている場合には、前記押し下げ部材が前記ピストン自体の上昇限度位置まで上昇したときに開始される第１の所定時間が経過した後に前記流出弁を閉じさせることを特徴とする液状樹脂材料供給装置。
【請求項２】
前記第１の所定時間は、前記シリンダと前記射出装置との間にある前記液状樹脂材料に生じる残留応力が、前記流出弁が閉じられたときに、少なくとも当該残留応力によって前記液状樹脂材料が前記射出装置に流出してしまうことがない程度にまで低減するのに要する時間であることを特徴とする請求項１記載の液状樹脂材料供給装置。
【請求項３】
前記流入弁制御手段は、前記流入弁が開くことにより押し上げられる前記ピストンが、限界に達するまで押し上げられたときに開始される第２の所定時間が経過した後に、前記流入弁を閉じさせ、
前記第２の所定時間は、シリンダ内の圧力が、少なくとも大気圧よりも高くなるために要する時間であることを特徴とする請求項１または２記載の液状樹脂材料供給装置。
【請求項４】
液状樹脂材料を計量して射出する射出装置に対して、前記液状樹脂材料を供給する液状樹脂材料供給装置を制御する方法であって、
前記液状樹脂材料供給装置が、
前記液状樹脂材料を送出する圧送ポンプと当該圧送ポンプにより送出された前記液状樹脂材料を蓄えるシリンダとの間に設けられた流入弁を開かせて、前記シリンダに前記液状樹脂材料を蓄えさせる工程と、
前記シリンダと前記射出装置との間に設けられた流出弁を開かせるとともに、前記シリンダのピストンを押し下げる押し下げ部材を、前記ピストンが押し下げられる方向に移動させて、前記射出装置に前記液状樹脂材料を供給させる工程と、
前記射出装置から前記液状樹脂材料の計量が終了したことを示す計量終了信号を受信したときに、前記押し下げ部材を前記ピストンが押し下げられる方向とは反対の方向に移動させる工程と、
前記押し下げ部材の上昇限度位置が前記ピストン自体の上昇限度位置よりも下方または同じ高さに位置するように設計されている場合には、前記押し下げ部材が当該押し下げ部材の上昇限度位置まで上昇したとき、一方、前記押し下げ部材の上昇限度位置が前記ピストン自体の上昇限度位置よりも上方に位置するように設計されている場合には、前記押し下げ部材が前記ピストン自体の上昇限度位置まで上昇したときに開始される第１の所定時間が経過した後に、前記流出弁を閉じさせる工程と、
を備えることを特徴とする液状樹脂材料供給装置を制御する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２０５６６０（Ｐ２００６−２０５６６０Ａ）
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３６３３（Ｐ２００５−２３６３３）
【出願日】平成１７年１月３１日（２００５．１．３１）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月３１日（２００５．１．３１）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
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