JP2005088359A

JP2005088359A - 圧縮成形機

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Publication number: JP2005088359A
Application number: JP2003324885A
Authority: JP
Inventors: Onobu Kubota; 穂伸窪田; Satoshi Tokida; 聡常田
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2023-09-17
Also published as: JP4124072B2

Abstract

【課題】成形品の高温取り出しを冷却装置により防止する。下部熱盤による金型の押上げにより圧縮効率を改善する。圧縮成形機による金型の予備加熱も可能なゴムなどの圧縮成形機を提供する。
【解決手段】機台上に往復移動自在に設けた移送台と、その移送台に設けた開口に昇降自在に載置した圧縮成形用の金型と、その金型の上下型間の成形材料を、上下熱盤により成形品に加熱圧縮する圧縮成形装置と、上下型間の成形品を冷却する金型冷却装置と、金型の上型を上方に型開して成形品の取出しと成形材料の供給とを可能となす金型開閉装置とからなる。それら装置を圧縮成形装置と金型開閉装置とを隣り合わせにして金型の移動経路にそれぞれ設置する。その設置位置に金型を停止して圧縮成形、金型冷却、金型開閉の各作業を順に行う。
【選択図】図１

Description

この発明は、ゴム、合成ゴム等の成形材料を金型と共に上下熱盤により圧縮して成形品に成形する圧縮成形機に関するものである。

従来のゴムの真空プレス成形機では、上熱盤の下方に設けたテーブルの上面に下熱盤を取付け、その下熱盤の上にセットした金型を、テーブルの引き出しにより下熱盤と共に装置外に引き出して、ゴム生地の充填や分解等の操作を行い、充填後にテーブルを元の位置に戻して、金型と下熱盤を上熱盤の下に位置させ、テーブルと共に金型と下熱盤とを上熱盤まで押し上げてプレス成形を行う構造からなる。
実公平６−５８５７号公報。

このようなプレス成形機では、２００℃程度の上下熱盤によりゴム生地をプレス成形することから、装置外に引き出して金型から取り出される成形品は冷却されておらず、高温の成形品を取り出すことになるので作業に危険を伴い。またプレス成形もテーブルごと押し上げて行うので、プレス効率にも課題を有するものであった。

この発明は、上記従来の課題を解決するために考えられたものであって、その目的は、冷却装置を備えることによって成形品の高温取り出しが防止でき、また下部熱盤による金型の押上げにより圧縮効率が改善され、圧縮成形機による金型の予備加熱も可能な新たな圧縮成形機を提供することにある。

上記目的によるこの発明は、機台上に往復移動自在に設けた移送台と、その移送台に設けた開口に昇降自在に載置した圧縮成形用の金型と、その金型の上下型間の成形材料を、上下熱盤により成形品に加熱圧縮する圧縮成形装置と、上下型間の成形品を冷却する金型冷却装置と、金型の上型を上方に型開して成形品の取出しと成形材料の供給とを可能となす金型開閉装置とからなり、それら装置を圧縮成形装置と金型開閉装置とを隣り合わせにして金型の移動経路にそれぞれ設置し、その設置位置に金型を停止して圧縮成形、金型冷却、金型開閉の各作業を順に行う構成からなる、というものである。

この発明の上記移送台は、機台中央の回転駆動手段に後端部を連結して、機台上に往復回動自在に設けた台板からなり、その先端部に設けた開口に上記金型を上下動自在に載置してなるというものであり、また機台上面に敷設した軌道に載置して往復移動自在に設けた台盤からなり、その面内に設けた開口上に上記金型を上下動自在に載置してなる、というものである。

この発明の上記金型は、座板に載置固定した下型と、座板両側に立設した複数の開閉シリンダのピストンロッドにより下型と開閉自在に支持した上型とからなり、その金型を座板と共に上記移送台の開口に上下動自在に載置してなる、というものである。

この発明の上記圧縮成形装置は、上記移送台の開口下側の機台に昇降自在に設けた下部熱盤と、その下部熱盤と成形作業スペースを設けて対設した機台上方の上部熱盤と、上部熱盤の上側から下向きに上記座板に対して昇降自在に設けた真空カップと、下部熱盤を移送台の開口を通して座板に当接し、上記金型を座板と共に押し上げて上部熱盤に押圧する機台内の加圧装置とからなる、というものである。

この発明の上記金型開閉装置は、上記移送台の開口下側の機台に設けた上記金型の昇降板と、その昇降板と開閉作業スペースを設けて対設した機台上方の型受板と、その型受板を上下に揺動自在に軸承した機台上部の支持部材と、その支持部材にシリンダを斜設してピストンロッドを型受板に連結した型開閉シリンダと、型受板上の伸縮駆動装置に取付けて型受板両側に進退自在に突設した上型の抱持部材と、昇降板を移送台の開口を通して座板に当接し、金型を座板と共に押し上げて型受板に当接する機台内の昇降装置とからなる、というものである。

この発明の上記金型冷却装置は、上記移送台の開口下側の機台上に昇降自在に設けた上記金型の下部冷却盤と、その下部冷却盤と冷却作業スペースを設けて対設した機台上方の上部冷却盤と、下部冷却盤を移送台の開口を通して座板に当接し、金型を座板と共に押し上げて上部冷却盤に当接する機台内の昇降装置とからなる、というものである。

上記構成では、圧縮成形後の金型を金型冷却装置に移送して、圧縮成形された成形品を冷却してから取り出すことができるので、成形品の取り出しに加熱による危険が伴うことがなく、安全作業を実施することができる。また圧縮成形は下部熱盤により金型を上部熱盤まで押し上げて行うので、テーブルと共に押し上げて圧縮成形する場合よりも圧縮効率がよく、加圧装置の小型化を図ることができる。さらにまた圧縮成形装置と金型開閉装置とを隣り合わせに設置したことによって、冷却された金型の予備加熱を圧縮成形装置により行うことができ、これにより成形品を金型と共に冷却するものであっても、材料供給後の金型の昇温時間が短縮され、圧縮成形に要する時間を速めることができる。

図中１は機台、２は機台上の移送台、３は移送台２の先端部に座板４と共に載置した圧縮成形用の金型である。５は圧縮成形装置、６は金型開閉装置、７は金型冷却装置で、それら装置は金型開閉装置６を中央に、その両側に圧縮成形装置５と金型冷却装置７を配して金型３の移動経路にそれぞれ設置してある。

上記移送台２は、先端部の板面に四辺形の開口９を穿設した板体からなり、その後端部を機台中央に設置した回転駆動手段８の歯車８ａの上に重ねて連結して、歯車８ａにより機台１の両端部に設置した圧縮成形装置５と金型冷却装置７の間を水平に往復回動（１８０°）し、かつ回転駆動手段８の制御により、各装置の設置位置に金型３を停止して、圧縮成形、金型冷却、金型開閉の各工程を順に行うにしてある。また移送台２を隣り合う圧縮成形装置５と金型開閉装置６との間を往復移動させて、成形品取出し後の金型３を圧縮成形装置５により予備加熱し、それから材料供給を行うこともできるようにしてある。

上記金型３は、複数のキャビティを上面に凹設した下型３１と、キャビティと対応する複数のコアを下面に突設した上型３２とを備え、下型３１を座板４に載置固定し、上型３２を座板両側に立設した複数の開閉シリンダ３３のピストンロッド３４により支持して、下型３１の上に開閉自在に重合したものからなり、座板４を移送台２の開口周縁のガイドピン３５に挿通して、座板４と共に上下動自在に開口９の上に載置してある。

上記座板４は、開口９よりも広面積で厚肉の鋼製板体からなり、その板体の開口内に位置する部分の両側に上記開閉シリンダ３３が立設してある。この開閉シリンダ３３は、シリンダを板体下面に取付けてピストンロッド３４を板体上に突出しており、そのピストンロッド３４の上端を下型３１の上に重ね設けた上型３２の両側の受縁に当接して、該上型３２を支持すると共に開閉シリンダ３３の作動により上型３２を上方へ開放して、下型３１との間に脱気スペースを確保し、また上型３２の荷重による上下型間の成形材料の押圧変形を防止できるようにしてある。また座板４の周囲には上記真空カップ５５の開口縁が当接される受縁４１が突設してあり、この受縁４１内に下型３１が収まっている。

上記圧縮成形装置５は、図２に示すように、機台内に縦設した加圧装置５１の加圧ラム５２に取付けて、移送台２の開口下側の機台上に昇降自在に設けた下部熱盤５３と、その下部熱盤５３と成形作業スペースを設けて対設した機台上方の上部熱盤５４と、上部熱盤５４の上側から下向きに上記座板４の受縁４１に対して昇降自在に設けた真空カップ５５とからなる。

上部熱盤５４と真空カップ５５は、機台上面の基盤１１に立設した複数本のタイバー１２に連結して、基盤１１の上方に並設した支持盤１３に取付けてある。上部熱盤５４は支持盤下側の支軸５６の下端に連結してあり、その支軸５６に真空カップ５５が昇降自在に気密に嵌挿してある。また真空カップ５５は支持盤１３の上側に立設した昇降装置５７の一対の昇降ロッド５８に連結して、支軸５６をガイドに昇降移動するようにしてある。

上記金型開閉装置６は、図３及び図４に示すように、移送台２の開口９下側の機台上に設けた金型３の昇降板６１と、上記支持盤１３の機台中央に位置する後端側面に取付けた縦長の支持部材６３に上下に揺動自在に軸承して、昇降板６１と開閉作業スペースを設けて対設した機台上方の型受板６２と、支持部材６３の上端部にシリンダを下向き斜めに設けて、ピストンロッド６４を型受板６２に連結した型開閉シリンダ６５と、型受板６２の上面に横向きに取付けたシリンダ６６ａの両側にピストンロッド６６ｂを備えた伸縮駆動装置６６と、各ピストンロッド６６ｂに取付けて、型受板６２の両側に内向きに進退自在に突設した上型３２の抱持部材６８と、シリンダ６９ａを機台内に縦設してピストンロッド６９ｂに上記昇降板６１を連結し、その昇降板６１を移送台２の開口９を通して座板４に当接し、金型３を座板４と共に押し上げて型受板６２に当接する昇降装置６９とからなる。

上記金型冷却装置７は、移送台２の開口９の下側の機台上に設けた金型３の下部冷却盤７１と、複数本のタイバー１２ａに連結して機台上方に固定した支持板１３ａの下側に取付けて、下部冷却盤７１と冷却作業スペースを設けて対設した機台上方の上部冷却盤７２と、シリンダ７３ａを機台内に縦設してピストンロッド７３ｂに下部冷却盤７１を連結し、金型開閉装置６の昇降装置６９と同様に、図では省略するが、下部冷却盤７１を移送台２の開口９を通して座板４に当接し、金型３を座板４と共に押し上げて上部冷却盤７２に当接する昇降装置７３とからなる。

上記構成の回動式圧縮成形機では、機台正面の中央部に位置する金型開閉装置６にて、金型３への成形材料１０の供給と成形品２０の取出しとが行われる。

金型開閉装置６では、図２及び図３に示すように、昇降板６１が移送台２よりも下側の降下位置に待機して、上方の型受板６２との間に開閉作業スペースを形成しており、その開閉作業スペースに金型３が移送台２の左回動（９０°）により金型冷却装置７から送られて停止し、開口９が昇降板６１の真上に位置すると、昇降装置６９のピストンロッド６９ｂが油圧により伸長作動して昇降板６１を上昇する。

昇降板６１は移送台２の開口９から、座板４を金型３と共に押し上げて、図５に示すように、上型３２を型受板６２に当接する。この当接動作に引き続いて伸縮駆動装置６６がエア又は油圧により縮小作動して、型受板６２の両側に抱持片を内向きに突設した抱持部材６８を引き寄せ、上型３２の両側の受縁を型受板６２の縁辺とにより挟持して、上型３２を型受板６２の下面に緩みなく両側から抱持する。

この上型６２の抱持作業が終了すると、型開閉シリンダ６５がエア又は油圧により縮小作動して、型受板６２を伸長支持していたピストンロッド６４を縮小する。これにより型受板６２は図４及び図６に示すように、支持部材６３との軸承部を支点として上型３２を抱えたまま上方に回動し、下型３１から蓋が開くように除かれてそのまま型開閉シリンダ６５により縦に保持される。

上型３２の除去により下型３１の上は無蓋の状態となるので、成形品２０の取出しが容易に行えるようになる。したがつて、人手以外にもロボットなどによる取出機を採用して、成形品２０の自動取出しをも行うことができる。

成形品２０を取り出した後の下型３１には、図では省略するが、予め所要温度（ゴムでは９０℃）に加熱したシート状（または塊状）のゴム等の成形材料１０が任意の手段をもって供給される。この材料供給に際して金型温度を上げておく必要がある場合には、材料供給前に下記型閉により上型３２を一旦戻して、金型３を圧縮成形装置５に移送し、上下熱盤により金型３を予備加熱してから、再び金型開閉装置６に移送して型開を行い、成形材料１０の供給を行う。成形材料１０が熱硬化性の場合には上記往復移動による金型３の予備加熱は行わず、上記金型冷却装置７により冷却された金型３に材料供給を行う。

成形材料１０が下型６１の上面に載せられると、型開閉シリンダ６５が伸長作動してピストンロッド６４により型受板６２が、上型３２を抱持したまま元の位置まで回動して水平に戻される。下型３１の上方に上型６２が並行に位置すると、開閉シリンダ３３がエア又は油圧により伸長作動して、ピストンロッド３４による上型３２の支持が行われる。

上型３２の支持が終わると、伸縮駆動装置６６が伸長作動して抱持部材６８を型受板６２の両側から外方に押し出して上型３２の受縁から外し、上型３２を型受板６２から離す。これにより上型３２はピストンロッド３４により下型３１から離れた上方に支持され、上下型間に脱気スペースを形成するとともに、上下型間に上型３２の荷重による成形材料１０の加圧変形を防止して、圧縮成形が行われるまで下型３１のキャビティと成形材料１０との間に脱気間隙を確保する。

抱持部材６８が元の位置まで押し戻されると、昇降装置６９が縮小作動して伸長していたピストンロッド６９ｂが縮小し、昇降板６１が移送台２より下側の待機位置まで降下する。昇降板６１により押し上げられていた金型３は、座板４と共に移送台２まで降りて開口９の上に再び載置される。この金型３の載置後に移送台２は上記回転駆動装置８の作動により、圧縮成形装置５の所まで９０°左回動して停止する。

圧縮成形装置５では真空カップ５５が上昇位置に、下部熱盤５３が移送台２よりも下側の降下位置にそれぞれ待機している。金型３は上型３２を下型３１から離した状態で、圧縮成形装置５の所要温度（ゴムでは１８０℃）に加熱されている下部熱盤５３と上部熱盤５４との間の成形作業スペースに、図２に示すように、移送台２と共に停止して開口９が下部熱盤６１の真上に位置する。

移送台２の停止後、油圧により昇降装置５７が伸長作動して、図７に示すように、真空カップ５５を開口縁が座板４の受縁４１に当接するまで降下し、座板上の金型３及び上部熱盤５４の周囲を閉ざす。真空カップ５５の支軸５６との嵌合周縁と受縁４１の受面には、Ｏリングなどの密閉部材が設けてあることから、真空カップ内は気密に閉ざされる。この真空カップ５５による金型３の閉鎖は、開閉シリンダ３３により上型３２を下型３１から離したまま行う。

次に真空カップ内が真空に減圧（−９６ＫＰａ）される。金型３では上下型間が脱気スペースとなって、下型３１に凹設したキャビティの真空脱気が行われる。またピストンロッド３４による上型３２の支持により、上型３２の荷重による成形材料２０の押圧変形が防止さることから、キャビティと成形材料１０との間に、キャビティ内を真空脱気するのに充分な隙間が確保され、キャビティ内の真空脱気が効率よく行われる。

真空脱気作業が終了すると、開閉シリンダ３３がオープンとなって上型３２が自由状態となる。この状態で加圧装置５１を油圧により伸長作動する。加圧ラム５２は伸長により下部熱盤５３を移送台２の開口９から、受縁４１に真空カップ９が当接された座板４に接する。この際、昇降装置５７の圧力を加圧装置５１の圧力により真空カップ５５が上昇後退する圧力に制御する。

さらに加圧ラム５２は座板４を金型３と共に押し上げ、また座板４が受縁４１を介して真空カップ９を閉鎖状態のまま押上げて、上型３２を上部熱盤５４に当接する。金型温度が成形温度に達すると、加圧装置５１が下部熱盤５３を強圧して、成形材料１０を上型３２の下面のコアによりキャビティに圧入し、図８に示すように圧縮成形する。このコアによる圧縮成形に際して、キャビティ内は完全に真空脱気されているので、成形材料１０による空気の封じ込みが皆無となり、表面に空気の痕跡がない成形品２０を圧縮成形することができる。

圧縮成形後、真空カップ５５は昇降装置５７の上昇作動により元の位置に戻されて移送台上が開放され、また開放作動に並行して加圧装置５１が作動し、加圧ラム５２の縮小による下部熱盤５３の降下により、座板４と共に金型３が型閉状態で移送台上まで降下して開口部上に載置される。成形終了後、移送台２は回転駆動装置８により上記金型開閉装置６を通過して、金型冷却装置７の所まで１８０°右回動して停止する

金型冷却装置７では、図２に示すように、下部冷却盤７１が移送台２よりも下側の降下位置に待機している。金型３は上型３２を閉じた状態で、通水により所要温度（ゴムでは４０°〜６０℃）に冷却されている下部冷却盤７１と上部冷却盤７２との間の成形作業スペースに、移送台２と共に停止して開口９が下部冷却盤７１の真上に位置する。

移送台２が停止すると、昇降装置７３のピストンロッド７３が油圧により伸長作動して下部冷却盤７１を上昇する。下部冷却盤７１は移送台２の開口９から、座板４を金型３と共に押し上げて、図では省略するが、上型３２を上部冷却盤７２当接する。金型３は下部冷却盤７１と上部冷却盤７２とに挟まれて、上下から金型内の成形品２０の冷却が行われる。

冷却作業が終了すると、ピストンロッド７３が縮小作動して下部冷却盤７１の降下し、金型３が座板４と共に移送台２上まで戻されて開口部上に再び載置される。また下部冷却盤７１が開口９の下側の元の降下位置に戻ると、回転駆動装置８が作動して、移送台２を上記金型開閉装置６の所まで９０°左回動して停止する。そして上記手段による成形品２０の取出しと成形材料１０の供給が行われたのち、再び圧縮成形装置５に移送されてゆく。

図９及び図１０は、移送台２を直線移動する圧縮成形機を示すもので、移送台２を面内が開口９となった枠状の台盤により構成し、その移送台２を機台１の上面両側に敷設した軌条２１に、下面両側のガイド２２を摺動自在に嵌合して載置し、その移送台２を電動サーボモータ８１により駆動する構成からなる。ガイド２２の軌条２１との嵌合部分には、図では省略するが、移動を円滑となすボールベアリングなどが施される。

このような圧縮成形機においても、圧縮成形用の金型３は、上記回動式と同様に移送台２の開口９に上記座板４と共に上下動自在に載置され、その金型３の移動経路に圧縮成形装置５、金型開閉装置６、金型冷却装置７の各装置が、圧縮成形装置５と金型開閉装置６とを隣り合わせにして設置している。また下部熱盤５３、昇降盤６１、下部冷却盤７１のそれぞれは、機台１の上面に穿設した開口内に位置して、移送台２による金型３の移動障害とならないようにしてある。

移送台２の駆動は、台盤側部に固定したボールナット部材８２と螺合して、軌条２１と並行に機台上に回転自在に軸承したボールねじ軸８３を、機台端部に設置した上記電動サーボモータ８１により回転して行い、その電動サーボモータ８１によるボールねじ軸８３の回転制御により、移送台２を上記各装置の設置に停止して、上記回転式と同様に金型３を金型開閉装置６から圧縮成形装置５に移送し、圧縮成形後に金型冷却装置７に移送して冷却を行った後、金型開閉装置６に移送して戻し、成形品の取出しと材料供給とを行うことができる。また金型３の予備加熱も行い得る。

なお、上記実施形態では何れも金型開閉装置６を機台１の中央に設置しているが、圧縮成形装置５を機台１の中央部に設置してもよく、両装置を隣り合わせに設置してあれば、金型３の往復動による予備加熱を短い移送距離で行うことができる。

この発明に係わる圧縮成形機の一部を切断した略示平面図である。同上の圧縮成形機の一部を縦断した略示正面図である。同じく一部を縦断して示す略示側面図である。同じく上型開放時を一部を縦断して示す略示側面図である。金型開閉装置の上型開放前の部分縦断説明図である。金型開閉装置の上型開放時の部分縦断説明図である。圧縮成形装置の圧縮成形前の部分縦断説明図である。圧縮成形装置の圧縮成形時の部分縦断説明図である。移送台が軌条により直線移動する圧縮成形機の上部を切除した略示平面図である。同上の圧縮成形機の一部を金型と共に縦断して示す説明図である。

符号の説明

１機台
２移送台
３金型
４座板
５圧縮成形装置
６金型開閉装置
７金型冷却装置
８回転駆動装置
９開口
１０成形材料
２０成形品
２１軌条
２２ガイド
３１下型
３２上型
３３開閉シリンダ
５１加圧装置
５３下部熱盤
５４上部熱盤
５５真空カップ
６１昇降盤
６２型受盤
６３支持部材
６５型開閉シリンダ
６６伸縮駆動装置
６８抱持部材
６９昇降装置
７１下部冷却盤
７２上部冷却盤
７３昇降装置
８１電動サーボモータ
８２ボールナット部材
８３ボールねじ軸

Claims

機台上に往復移動自在に設けた移送台と、
その移送台に設けた開口に昇降自在に載置した圧縮成形用の金型と、
その金型の上下型間の成形材料を、上下熱盤により成形品に加熱圧縮する圧縮成形装置と、
上下型間の成形品を冷却する金型冷却装置と、
金型の上型を上方に型開して成形品の取出しと成形材料の供給とを可能となす金型開閉装置とからなり、
それら装置を圧縮成形装置と金型開閉装置とを隣り合わせにして金型の移動経路にそれぞれ設置し、その設置位置に金型を停止して圧縮成形、金型冷却、金型開閉の各作業を順に行う構成からなることを特徴とする圧縮成形機。
上記移送台は、機台中央の回転駆動手段に後端部を連結して、機台上に往復回動自在に設けた台板からなり、その先端部に設けた開口に上記金型を上下動自在に載置してなることを特徴とする請求項１記載の圧縮成形機。
上記移送台は、機台上面に敷設した軌道に載置して往復移動自在に設けた台盤からなり、その面内に設けた開口上に上記金型を上下動自在に載置してなることを特徴とする請求項１記載の圧縮成形機。
上記金型は、座板に載置固定した下型と、座板両側に立設した複数の開閉シリンダのピストンロッドにより下型と開閉自在に支持した上型とからなり、その金型を座板と共に上記移送台の開口に上下動自在に載置してなることを特徴とする請求項１記載の圧縮成形機。
上記圧縮成形装置は、上記移送台の開口下側の機台に昇降自在に設けた下部熱盤と、その下部熱盤と成形作業スペースを設けて対設した機台上方の上部熱盤と、上部熱盤の上側から下向きに上記座板に対して昇降自在に設けた真空カップと、下部熱盤を移送台の開口を通して座板に当接し、上記金型を座板と共に押し上げて上部熱盤に押圧する機台内の加圧装置とからなることを特徴とする請求項１記載の圧縮成形機。
上記金型開閉装置は、上記移送台の開口下側の機台に設けた上記金型の昇降板と、その昇降板と開閉作業スペースを設けて対設した機台上方の型受板と、その型受板を上下に揺動自在に軸承した機台上部の支持部材と、その支持部材にシリンダを斜設してピストンロッドを型受板に連結した型開閉シリンダと、型受板上の伸縮駆動装置に取付けて型受板両側に進退自在に突設した上型の抱持部材と、昇降板を移送台の開口を通して座板に当接し、金型を座板と共に押し上げて型受板に当接する機台内の昇降装置とからなることを特徴とする請求項１記載の圧縮成形機。
上記金型冷却装置は、上記移送台の開口下側の機台上に昇降自在に設けた上記金型の下部冷却盤と、その下部冷却盤と冷却作業スペースを設けて対設した機台上方の上部冷却盤と、下部冷却盤を移送台の開口を通して座板に当接し、金型を座板と共に押し上げて上部冷却盤に当接する機台内の昇降装置とからなることを特徴とする請求項１記載の圧縮成形機。