JP4745371B2 - 材料計量供給装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、ベース材とマスターバッチ材との樹脂材料を所定の配合比において混合して混合材料を得るために、ベース材とマスターバッチ材とをそれぞれ個別に計量して供給する材料計量供給装置に関する。

この種の材料計量供給装置においては、例えば、特許文献１に開示されている。
これにおいては、材料ホッパの下端に連通して設けられた計量室内にローターが回転可能に配置される。この計量ローターの外周面には樹脂材料（ペレット状のマスターバッチ材）の粒寸法に対応した孔寸法の吸着孔が設けられる。そして、材料ホッパ内に貯留された樹脂材料が計量ローターの吸着孔に一粒だけ吸着されて計量がなされながら計量ローターの回転に基づいて樹脂材料が所定位置まで移送され、材料通路に放出されるようになっている。
また、材料ホッパの下部外周面のうち、計量ローターの中心を通る鉛直線から片側に所定距離だけ隔てたホッパ部分に、材料ホッパ内の樹脂材料を排出するための排出口が形成されている。
特開２０００−１７６９３９号公報

ところで、前記従来のものにおいて、装置が故障したり、あるいは材料ホッパ内の樹脂材料を他の樹脂材料と変更する場合などにおいて、材料ホッパ内の樹脂材料を取り出すときには、先ず、材料ホッパ下部の排出口のキャップを取り外した後、その排出口から材料ホッパ内の樹脂材料を取り出すことになる。
この際、排出口近傍に存在する樹脂材料の取り出しは比較的容易に行うことができるが、排出口と反対側で遠い位置となるホッパ部分の計量ローターの上部外周面に存在する樹脂材料は取り出しが困難であり、多くの手間や時間が必要となる。

この発明の目的は、前記従来の問題点に鑑み、材料ホッパ内の樹脂材料を容易に取り出すことができる材料計量供給装置を提供することである。

前記目的を達成するために、この発明の請求項１に係る材料計量供給装置は、樹脂材料を貯留しかつ下端に材料落下口を有する材料ホッパと、
前記材料ホッパの下端に配置された計量容器と、
前記計量容器内に回転可能に配設された計量ホイールと、
前記計量ホイールの上方部分に設けられかつ前記材料落下口から落下された樹脂材料を前記計量ホイールの上部外周面で受けて保留する材料保留空間と、
前記計量ホイールの外周面に沿って設けられかつ前記計量ホイールの外周面との間に前記材料保留空間に連通する材料供給路を形成する案内部材とを備え、
前記計量ホイールの周速に比例して前記材料保留空間の樹脂材料を前記材料供給路に沿って移送する材料計量供給装置であって、
前記材料保留空間は、前記計量ホイールの回転中心を通る鉛直線よりも前記材料供給路と反対側に位置する部分に設定され、
前記計量容器には、前記材料保留空間内の樹脂材料を前記計量ホイールの外周面に沿って流下させる排出経路が設けられ、
前記排出経路には、この排出経路を開く開放位置と、前記排出経路を閉じる閉鎖位置とに配置切換可能な開閉部材が配設されていることを特徴とする。

前記構成によると、材料ホッパ内の樹脂材料は材料落下口から計量容器内の材料保留空間に流れ落ちた後、計量ホイールの回転による送り作用によって計量ホイールの周速に比例した量の樹脂材料が材料供給路に沿って送られる。
また、装置が故障したり、あるいは材料ホッパ内の樹脂材料を他の樹脂材料と変更する場合などにおいて、材料ホッパ内の樹脂材料を取り出すときには、開閉部材が開放位置に配置されることによって、材料ホッパの材料落下口から計量容器内の材料保留空間に流下された樹脂材料が計量ホイールの外周面に沿う排出経路を流下して排出される。
このようにして、開閉部材を開放位置に配置させる簡単な操作によって材料ホッパ内及び計量容器内の材料保留空間内の樹脂材料を容易にかつ迅速に排出することができる。

請求項２に係る材料計量供給装置は、請求項１に記載された材料計量供給装置であって、
開閉部材は、計量容器にボルトと長孔によって開閉方向へスライド可能に取り付けられていることを特徴とする。
前記構成によると、ボルトを緩めた後、開閉部材を開閉方向へスライド操作することで、開閉部材を開放位置と閉鎖位置とに容易に配置切換することができる。

請求項３に係る材料計量供給装置は、請求項１に記載された材料計量供給装置であって、
開閉部材は、計量容器にヒンジによって開閉方向へ回動可能に取り付けられていることを特徴とする。
前記構成によると、開閉部材をヒンジを中心として開閉方向へ回動操作することで、開閉部材を開放位置と閉鎖位置とに容易に配置切換することができる。

請求項４に係る材料計量供給装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載された材料計量供給装置であって、
排出経路の出口には、この出口を通過する樹脂材料を流下案内する排出案内部材が配置されていることを特徴とする。
前記構成によると、計量ホイールの外周面に沿う排出経路を流下して排出される樹脂材料は排出経路の出口を経た後、排出案内部材に案内されて所定の排出位置まで排出されるため、排出された樹脂材料を装置回りに飛散させることなく良好に回収することができる。

この発明を実施するための最良の形態について実施例にしたがって説明する。

〔実施例１〕
この発明の実施例１を図１〜図５したがって説明する。
図１はこの発明の実施例１に係る複数の材料計量供給装置を備えた材料混合供給装置全体を示す縦断面図である。図２は材料混合供給装置の材料混合筒と複数の材料計量供給装置との関係を示す平断面図である。図３は材料計量供給装置としての材料計量供給ユニットを示す縦断面図である。図４は材料計量供給ユニットの計量容器の材料保留空間に対し開閉部材が閉鎖位置に配置された状態を示す縦断面図である。図５は材料計量供給ユニットの計量容器の材料保留空間に対し開閉部材が開放位置に配置された状態を示す縦断面図である。

図１と図２に示すように、この実施例１に係る材料計量供給装置は、射出成型機に対応する材料押出機１の所定位置に設けられた材料投入口２に臨んで設置され、複数種類の樹脂材料を所定の混合比率で混合して供給する材料混合供給装置に用いられる。
また、材料混合供給装置は、材料押出機１の材料投入口２の上方に直立状に接続される接続筒３と、この接続筒３の上端に連通して接続される、かつ材料混合通路５を有する材料混合筒６と、この材料混合筒６に複数種類、例えば、ナチュラル材（添加剤などが配合されていない樹脂材料）、マスターバッチ材（ナチュラル材と同等の樹脂材料と着色剤と、その他添加剤が設定の割合で配合された材料）及びリサイクル材（成形品の成形によって発生するゲート、スプル、ランナー等や廃棄樹脂製品の粉砕材）をそれぞれ計量して供給するためにユニット化された第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３（この発明の材料計量供給装置に相当する）を備えている。

図１に示すように、材料混合筒６は、上下に分割構成され、下側筒部分６ａの下端には、接続筒３の上端に接続される下端フランジ７ａが配置され、下側筒部分６ａの上端には中間フランジ７ｂが配置されている。
また、上側筒部分６ｂの下端は中間フランジ７ｂに支持され、上側筒部分６ｂの上端には、天蓋７ｃが配置されている。
さらに、下端フランジ７ａと中間フランジ７ｂは、下側筒部分６ａの外周に配置された複数の支柱８によって連結され、中間フランジ７ｂと天蓋７ｃは、上側筒部分６ｂの外周に配置された複数の支柱９によって連結されている。そして、天蓋７ｃの上面中心部には、アイボルト等の吊下具４が取り付けられている。
また、中間フランジ７ｂ上には、取付盤１０がボルト等によって着脱交換可能に取り付けられており、この取付盤１０上には、第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３が材料混合筒６を中心とする放射状をなして配置されている。

材料混合筒６の下側筒部分６ａ及び上側筒部分６ｂの筒内には、材料混合通路５が一直線に連通して形成されている。また、材料混合筒６の材料混合通路５を通過する各樹脂材料を外部から視認可能に、下側筒部分６ａ及び上側筒部分６ｂは透明部材によって形成されることが好ましく、さらに、静電気の影響を受けにくい透明ガラス材によって形成されることが望ましい。
また、上側筒部分６ｂには、次に詳述する第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３の各材料供給シュート６５が挿通される貫通孔が形成されている。

図３に示すように、第１の材料計量供給ユニット１１は、材料ホッパ２０と、計量容器３０と、計量ホイール４０と、材料供給シュート６５と、開閉部材７０と、材料排出シュート７５とを備えてユニット化されている。
材料ホッパ２０は、材料供給ダクト（図示しない）を通して移送される樹脂材料としてのマスターバッチ材を保留すると共に、材料ホッパ２０の下端には、保留したマスターバッチ材を次に詳述する計量容器３０に向けて流下させる材料落下口２１が形成されている。

図３に示すように、計量容器３０は、方形箱形状に形成され、その下端部において取付盤１０上にボルト等によって取り付けられている。
計量容器３０内には、円筒状の計量ホイール４０が回転可能に配置されており、この計量ホイール４０は、駆動モータ４５を駆動源として回転されるようになっている（図２参照）。
さらに、図４に示すように、計量ホイール４０の外周面には、ローレット加工等によって凹凸面をなす材料送り面４０ａが形成されている。そして、計量ホイール４０の回転動作によって樹脂材料としてのマスターバッチ材が次に述べる材料供給路６０に沿って移送されるようになっている。

図４に示すように、計量容器３０内の上部には、材料ホッパ２０の材料落下口２１から落下されたマスターバッチ材（樹脂材料）を計量ホイール４０の上部外周面で受けて保留する材料保留空間５０が設けられている。
また、計量容器３０内の上部から片側中間にわたる部分には、計量ホイール４０の外周面との間に材料供給路６０を構成する円弧状の通路壁６２を有する案内部材６１が配置されている。
さらに、図３に示すように、材料供給路６０の一端は材料保留空間５０に連通し、同材料供給路６０の他端には、基端から先端に向けて所定角度（マスターバッチ材が自重によって流下可能な角度）をもって下傾する材料供給シュート６５が配置されている。この材料供給シュート６５の基端部は計量容器３０のフレームに固定され、先端部は、材料混合筒６の上側筒部分６ｂの貫通孔を通して上側筒部分６ｂの内部に突入されている。
そして、計量ホイール４０の周速に比例して材料保留空間５０内のマスターバッチ材を材料供給路６０に沿って移送した後、材料供給シュート６５を経て材料混合筒６の上側筒部分６ｂの内部（材料混合通路５）に供給するようになっている。

図４に示すように、計量容器３０内の材料保留空間５０は、計量ホイール４０の回転中心を通る鉛直線Ｌよりも材料供給路６０と反対側に位置する部分に設定されている。そして、計量容器３０には、材料保留空間５０内のマスターバッチ材（樹脂材料）を計量ホイール４０の外周面に沿って流下させる排出経路６８が設けられている。
排出経路６８には、図５に示すように、排出経路６８を開く開放位置と、図４に示すように、排出経路６８を閉じる閉鎖位置とに配置切換可能な開閉部材７０が配設されている。

この実施例１において、開閉部材７０は、計量容器３０の上板の片側に延長された延長部分の下面にボルト７２と長孔７３によって開閉方向（図４において左右方向）へスライド可能に取り付けられている。
さらに、この実施例１において、開閉部材７０の先端側下面には、計量ホイール４０の外周面の沿いかつ計量ホイール４０の外周面と協働して排出経路６８を開閉可能に構成する傾斜面７０ａ又は円弧面が形成されている。
そして、開閉部材７０が閉鎖位置に配置されたときには、傾斜面７０ａの先端部７０ｂが計量ホイール４０の外周面に接近して排出経路６８を閉じ、開閉部材７０が開放位置に配置されたときには、傾斜面７０ａ及び先端部７０ｂが計量ホイール４０の外周面から所定量だけ離反して排出経路６８を開くように構成されている。

また、この実施例１において、計量容器３０には、排出経路６８の出口近傍において、材料排出シュート（この発明の排出案内部材に相当する）７５が傾斜状に配置されており、排出経路６８の出口を通過するマスターバッチ材（樹脂材料）を材料排出シュート７５によって所定位置まで流下案内するようになっている。

図１と図２に示すように、第２の材料計量供給ユニット１２及び第３の材料計量供給ユニット１３においても、第１の材料計量供給ユニット１１と同様にして構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
そして、第２の材料計量供給ユニット１２の材料ホッパ２０には樹脂材料としてのナチュラル材が材料供給ダクト（図示しない）を通して供給され、第３の材料計量供給ユニット１３の材料ホッパ２０には、樹脂材料としてのリサイクル材が材料供給ダクト（図示しない）を通して供給されるようになっている。

また、第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３の各計量ホイール４０をそれぞれ個別に回転駆動する駆動モータ４５は、制御装置（図示しない）にそれぞれ接続されており、設定されたプログラムに基づいて作動制御されるようになっている。
例えば、マスターバッチ材と、ナチュラル材と、リサイクル材との混合比率を１：１：１の混合比率の混合材料を供給する際に、第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３の各計量ホイール４０のホイール外径が同じである場合、第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３の各計量ホイール４０の周速が同じになるように、制御装置によって第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３の各駆動モータ４５が同速で作動制御される。
また、第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３の各計量ホイール４０のホイール外径がそれぞれ異なる場合には、各材料を等量に供給するために、第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３の各計量ホイール４０の周速が同じになるように各計量ホイール４０の回転数が制御される。

この実施例１に係る材料計量供給装置は上述したように構成される。
したがって、材料供給時には、第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３の各材料ホッパ２０内のマスターバッチ材と、ナチュラル材と、リサイクル材とがそれぞれの材料落下口２１から計量容器３０内の材料保留空間５０に流れ落ちた後、各計量ホイール４０の回転による送り作用によって各計量ホイール４０の周速に比例した量のマスターバッチ材と、ナチュラル材と、リサイクル材とがそれぞれの材料供給路６０に沿って移送された後、各材料供給シュート６５を経て材料混合筒６の上側筒部分６ｂの内部（材料混合通路５）を通してに供給され、これによって、マスターバッチ材と、ナチュラル材と、リサイクル材とが設定された混合比率で混合されて混合樹脂材料となり材料混合筒６の材料混合通路５内を落下する。
その後、混合樹脂材料は、接続筒３内を落下して射出成型機に対応する材料押出機１の材料投入口２に投入される。

装置（射出成型機、材料押出機、第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３等の装置）が故障したり、あるいは、第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３の材料ホッパ２０内のマスターバッチ材、ナチュラル材、リサイクル材の樹脂材料を他の樹脂材料と変更する場合などにおいて、例えば、第１の材料計量供給ユニット１１の材料ホッパ２０内のマスターバッチ材を取り出すときには、まず、ボルト７２を所定量だけ緩める。

次に、図５に示すように、開閉部材７０を、その長孔７３においてボルト７２に沿って開放方向へスライドして開放位置に配置させる。
すると、材料ホッパ２０の材料落下口２１から計量容器３０内の材料保留空間５０に流下されたマスターバッチ材が計量ホイール４０の外周面に沿う排出経路６８を流下する。
その後、マスターバッチ材は、排出経路６８の出口を経た後、排出案内部材としての材料排出シュート７５に案内されて所定の排出位置まで排出される。
このようにして、開閉部材７０を開放位置に配置させる簡単な操作によって材料ホッパ２０内及び計量容器３０の材料保留空間５０内のマスターバッチ材を容易にかつ迅速に排出することができる。

前記したように、この実施例１においては、ボルト７２を緩めた状態で開閉部材７０を開閉方向へスライド操作することで、開閉部材７０を開放位置と閉鎖位置とに容易に配置切換することができる。
また、この実施例１において、計量ホイール４０の外周面に沿う排出経路６８を流下して排出されるマスターバッチ材は排出経路６８の出口を経た後、材料排出シュート７５に案内されて所定の排出位置まで排出される。このため、排出されたマスターバッチ材を装置回りに飛散させることなく良好に回収することができる。
また、第２又は第３の材料計量供給ユニット１２、１３の材料ホッパ２０内のナチュラル材又はリサイクル材を取り出すときにも、前記と同様の操作によって各樹脂材料を容易にかつ迅速に取り出す（排出する）ことができる。

〔実施例２〕
次に、この発明の実施例２を図６にしたがって説明する。
図６はこの発明の実施例２に係る材料計量供給装置としての第１（又は第２又は第３）の材料計量供給ユニットの材料ホッパの開閉部材を示す縦断面図である。
図６に示すように、この実施例２においては、計量容器３０の材料保留空間５０内の樹脂材料（マスターバッチ材、又はナチュラル材、又はリサイクル材）を計量ホイール４０の外周面に沿って流下させる排出経路６８を開閉する開閉部材１７０が、その一端部（図では上端部）において、計量容器３０の上板部にヒンジ１７１によって開閉回動可能に取り付けられている。
また、計量容器３０の所定位置には、開閉部材１７０に係脱可能に係合して開閉部材１７０を閉じ位置に保持するための閉止部材（図示しない）が配設されている。そして、開閉部材１７０は、閉止部材を操作して開閉部材１７０との係合が外された状態でヒンジ１７１を中心として開閉方向へ回動可能となっている。
この実施例２のその他の構成は、実施例１と同様に構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。

したがって、この実施例２においては、閉止部材（図示しない）を操作して開閉部材１７０との係合を外した状態で、開閉部材１７０をヒンジ１７１を中心として開放位置まで回動操作することで、材料ホッパ２０の材料落下口２１から計量容器３０内の材料保留空間５０に流下された樹脂材料（マスターバッチ材、又はナチュラル材、又はリサイクル材）が計量ホイール４０の外周面に沿う排出経路６８を流下した後、材料排出シュート７５に案内されて所定の排出位置まで排出される。
このように、この実施例２においては、開閉部材７０をヒンジ１７１を中心として開放位置に配置させる簡単な操作によって材料ホッパ２０内及び計量容器３０の材料保留空間５０内の樹脂材料を容易にかつ迅速に排出することができる。

なお、この発明は前記実施例１及び２に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない領域内において、種々なる形態で実施することもできる。

この発明の実施例１に係る複数の材料計量供給装置を備えた材料混合供給装置全体を示す縦断面図である。 同じく材料混合供給装置の材料混合筒と複数の材料計量供給装置との関係を示す平断面図である。 同じく材料計量供給装置としての材料計量供給ユニットを示す縦断面図である。 同じく材料計量供給ユニットの計量容器の材料保留空間に対し開閉部材が閉鎖位置に配置された状態を示す縦断面図である。 同じく材料計量供給ユニットの計量容器の材料保留空間に対し開閉部材が開放位置に配置された状態を示す縦断面図である。 この発明の実施例２に係る材料計量供給装置としての第１（又は第２又は第３）の材料計量供給ユニットの材料ホッパの開閉部材を示す縦断面図である。

符号の説明

６ 材料混合筒
１１、１２、１３ 第１〜第３の材料計量供給ユニット（材料計量供給装置）
２０ 材料ホッパ
２１ 材料落下口
３０ 計量容器
４０ 計量ホイール
５０ 材料保留空間
６５ 材料供給シュート
７０ 開閉部材
７５ 材料排出シュート（排出案内部材）

Claims (4)

1. 樹脂材料を貯留しかつ下端に材料落下口を有する材料ホッパと、
   前記材料ホッパの下端に配置された計量容器と、
   前記計量容器内に回転可能に配設された計量ホイールと、
   前記計量ホイールの上方部分に設けられかつ前記材料落下口から落下された樹脂材料を前記計量ホイールの上部外周面で受けて保留する材料保留空間と、
   前記計量ホイールの外周面に沿って設けられかつ前記計量ホイールの外周面との間に前記材料保留空間に連通する材料供給路を形成する案内部材とを備え、
   前記計量ホイールの周速に比例して前記材料保留空間の樹脂材料を前記材料供給路に沿って移送する材料計量供給装置であって、
   前記材料保留空間は、前記計量ホイールの回転中心を通る鉛直線よりも前記材料供給路と反対側に位置する部分に設定され、
   前記計量容器には、前記材料保留空間内の樹脂材料を前記計量ホイールの外周面に沿って流下させる排出経路が設けられ、
   前記排出経路には、この排出経路を開く開放位置と、前記排出経路を閉じる閉鎖位置とに配置切換可能な開閉部材が配設されていることを特徴とする材料計量供給装置。
2. 請求項１に記載された材料計量供給装置であって、
   開閉部材は、計量容器にボルトと長孔によって開閉方向へスライド可能に取り付けられていることを特徴とする材料計量供給装置。
3. 請求項１に記載された材料計量供給装置であって、
   開閉部材は、計量容器にヒンジによって開閉方向へ回動可能に取り付けられていることを特徴とする材料計量供給装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載された材料計量供給装置であって、
   排出経路の出口には、この出口を通過する樹脂材料を流下案内する排出案内部材が配置されていることを特徴とする材料計量供給装置。

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