JP2005306006A - 注型成形装置および注型成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄作業をなくし、作業工数も減らして、作業を簡略化するとともに、成形材料の廃棄による無駄を極力なくし、エアブロー用バルブの動作不良も防止することができる注型成形装置および注型成形方法を提供する。
【解決手段】給排気用ノズル１は、上ノズル２と下ノズル３とからなる。成形材料１１の注入時におけるキャビティ１３内のガスは押し出されて、下ノズル３の通気孔に設けられたメッシュフィルタ５を通り、上ノズル２の中空部分を通ることで大気に放出される。台形ネジ４を回転させて緩め、上ノズル２を後退させると、上ノズル２と下ノズル３との間に間隙ができるので、上ノズル２の上部から導入されたエアはこの間隙を通過して成形品１２にエア圧を作用させる。このエア圧により上型９と成形品１２との間が離れる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、上型と下型で構成されたキャビティ内のガスを外部に放出させ、硬化後の成形品を離型させるためのガスを導入する構造を備えた注型成形装置およびその注型成形方法に関する。

従来、合成樹脂に充填材を添加した成形材料を用い、注型人造大理石浴槽などを製造するためには、きれいに磨かれた下型の型表面を浴槽製品に写し取る必要があり、そのために、この種の注型人造大理石浴槽の成形装置は、図１７のように構成されている。

図１７（ａ）に示すように下型８３と上型８２とでキャビティ８６を形成し、上型８２にはベントノズルが装着されている。下型８３と土台との間には加圧用エアバッグ８３が設けられており、上型８２と下型８３とを固定するためにクランプ８４が設けられている。また、中央には下型エアブロー用通気孔８５が形成されている。

成形方法は、（ａ）のように構成した後に、キャビティ８６内に成形材料を流し込み、成形材料の硬化収縮時に加圧用エアバッグ８３にエアが供給される。

エアが供給されると、加圧用エアバッグ８３が膨らみ、これにより下型８３が押し上げられて成形材料の硬化収縮に追従する。キャビティ８６内に存在するガスは、成形材料注入時に、ベントノズル８１から外部に放出されるようになっている。成形材料の硬化収縮が完了すると、（ｂ）に示すようにベントノズルを外して、（ｃ）に示すようにエアブロー用ノズル８７に交換し、クランプ８４を外してエアブロー用ノズル８７と下型エアブロー用通気孔８５にエアを導入する。このエア圧により成形型から成形品を離型させる。

図１８は、ベントノズル８１の構造を示したものである。（ａ）に示すようにベントノズルはテーパ状の中空形状を有しており、上部９１と下部９２とはクランプ９３により結合され、台形ネジ９６によりベントノズル８１は上型８２に取り付けられる。その他、メッシュフィルタ９４やＯ−リング９５などにより構成されている。成形材料９７が流し込まれると、キャビティ内のガスはベントノズルの中空部分を通って外部へ放出される。

（ｂ）のように、キャビティ内の成形材料が硬化すると、ベントノズル８１を回転させてノズル先端の成形材料を切断し、上型８２から取り外す。ベントノズル内に流れ込んだ成形材料には、完全に硬化している部分と未硬化部分とが存在するため、（ｃ）に示すようにベントノズルを分解して完全硬化部分を叩き出した後、アセトン溶剤により内部を洗浄し、同時にメッシュフィルタ９４も洗浄する。

一方、図１９（ａ）に示すような浴槽の排水口付近におけるベントノズル部分の構造を（ｂ）に示す。ベントノズルの構造は図１８（ａ）と同じであるので説明を省略するが、下型エアブロー用通気孔８５に導入されたエアをキャビティ内に送り込むために下型エアブロー用バルブ９８を上方向に移動させる構造となっている。成形材料をキャビティ内に流し込む際には、下型エアブロー用バルブ９８と下型８３との隙間に成形材料が入り込むのを防ぐために樹脂流入防止粘着シート９７を使用してシール性を確保している。排水口の穴は、成形品を取り出してから穴形状加工を行っている。

特開平９−２７７２８０号公報 特開２００３−２７６０６０号公報

しかし、上記従来の成形装置や成形方法では、１ショットごとにベントノズルの分解洗浄が必要となり、成形工程においてベントノズルとエアブロー用ノズルとの交換作業が必要となる。また、ベントノズル内部に残る廃棄成形材料が無駄になるとともに、ベントノズル内部に未硬化樹脂が残るために廃棄処理時に環境面で問題となっている。

さらに、排水口付近の構造については、粘着シートが必要となるので、コストが増大するとともに、作業工程が増えるので処理作業に時間がかかっていた。また、粘着シート内に含まれる粘着材の堆積で下型エアブロー用バルブと下型との隙間が閉塞し、作動不良となってしまうという問題があった。

本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、洗浄作業をなくし、作業工数も減らして、作業を簡略化するとともに、成形材料の廃棄による無駄を極力なくし、エアブロー用バルブの動作不良も防止することができる注型成形装置および注型成形方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、上型と下型により構成された成形用のキャビティと、前記キャビティ内のガスの排気を行うとともに、成形材料硬化後に成形品を前記キャビティから離型させるためのガスを導入する通気孔と、前記通気孔に着脱可能なノズルとを備えた注型成形装置において、前記ノズルは前記通気孔の形成方向に可動で給排気を行うための上ノズルと前記上ノズルに嵌合し成形品側に配置される下ノズルとから構成され、前記下ノズルは成形材料を封止するためのフィルタを備え、前記上ノズルを前記通気孔内から外す方向に移動させることにより前記キャビティ内に給気を行うことを特徴とする注型成形装置である。

また、請求項２記載の発明は、前記上ノズルと前記下ノズルとの嵌合当接面には、弾性部材を用いることを特徴とする請求項１記載の注型成形装置である。

また、請求項３記載の発明は、前記上ノズルの内部を前記下ノズル側へ拡がるようにテーパ状にくり貫き、この形状に嵌合するように前記下ノズルの形状が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれか１項に記載の注型成形装置である。

また、請求項４記載の発明は、前記ノズルは成形品の穴加工位置に用いられるものであって、下ノズルの下部位置の下型には前記キャビティ内に離型用ガスを導入するためのブロー用バルブが設けられており、下ノズルが前記上型と前記下型との空間を塞ぐ支持部と前記ブロー用バルブから導入された離型用ガスを通過させるガス通路溝とを有する土台部分を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の注型成形装置である。

また、請求項５記載の発明は、前記ブロー用バルブを下型面から突出させて、前記下ノズルの下面と突合わせ構造にしたことを特徴とする請求項４記載の注型成形装置である。

また、請求項６記載の発明は、前記ブロー用バルブの上面と前記下ノズル下面とは対となる凹凸形状を有することを特徴とする請求項５記載の注型成形装置である。

また、請求項７記載の発明は、前記フィルタは、前記下ノズル内部の通気溝に設けられた内筒と外筒との間に挟み込むように取り付けられることを特徴とする請求項１〜請求項６記載の注型成形装置である。

また、請求項８記載の発明は、前記下ノズルは成形材料が流入する内側に凹凸形状を有することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の注型成形装置である。

また、請求項９記載の発明は、前記凹凸形状は、ねじ溝形状であることを特徴とする請求項８記載の注型成形装置である。

また、請求項１０記載の発明は、前記下ノズルの長さを前記上ノズルの長さと同じ又はそれ以上に形成し、前記フィルタをこの下ノズルの高さの少なくとも中間位置よりも上部に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の注型成形装置である。

また、請求項１１記載の発明は、上型と下型により構成された成形用のキャビティに成形材料を注入する一方で、前記キャビティ内のガスを前記上型に設けられた給排気用ノズルから排気する段階と、前記給排気用ノズルを構成する上ノズルを後退させて前記給排気用ノズルを構成するもう一方の下ノズルとの間に間隙をつくる段階と、前記間隙からキャビティ内に離型のためのガスを導入してガス圧を加える段階と、前記下ノズルを成形品から取り除く段階とを備えたことを特徴とする注型成形方法である。

本発明によれば、ノズルの洗浄作業を行う必要がなくすることができる。また、作業工数を減少させることができ、作業を簡略化することができる。成形材料の廃棄による無駄や未硬化樹脂部分の廃棄を極力なくすることができる。さらに、粘着シートを使用しなくても良いので、作業を迅速に行うことができ、粘着剤によるトラブルを未然に防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明の注型成形装置のノズル部分の構成例を示す図である。

図１に示すように、給排気用ノズル１は、上ノズル２と下ノズル３とからなる。上ノズル２は中空部分を有しており、上ノズル２の下方部分はテーパ形状に形成されている。このテーパ形状部分に下ノズル３が嵌り合うように形成されている。また、上ノズル２には台形ネジ４が設けられており、この台形ネジ４により上型９に取り付けられる。

上ノズル２に取り付けられた弾性部材としてのＯ−リング７とＯ−リング８は、上型９と上ノズル２との隙間をシールするためのものであり、下ノズル３に取り付けられた弾性部材としてのＯ−リング６は上ノズル２と下ノズル３との隙間をシールするためのものである。

下ノズル３には、通気孔が形成されており、メッシュフィルタ５が取り付けられている。成形材料１１の注入時におけるキャビティ１３内のガスは押し出されて、下ノズル３の通気孔に設けられたメッシュフィルタ５を通り、上ノズル２の中空部分を通って外部に放出される。

図２は、成形材料１１が硬化収縮して成形品１１になった後に、離型のためのガスとしてエアを用い、エア注入により離型作業を行う様子を示したものである。台形ネジ４を回転させて緩め、上ノズル２を後退させると、上ノズル２と下ノズル３との間に間隙ができるので、上ノズル２の上部から導入されたエアはこの間隙を通過して成形品１２にエア圧を作用させる。このエア圧により上型９と成形品１２との間が離れるようになる。

図３は上型９を取り外して下型１０から成形品１２を離型させようとしている図である。下ノズル３を成形品１２から切り取って取り除き、メッシュフィルタ５は廃棄して新しいメッシュフィルタに交換して、次の成形工程に用いる。

このようにノズルを排気ガスと給気エアの通路が異なる構造とすることで、ノズルの溶剤洗浄作業が不要となり、上型の金型でのノズル着脱作業が不要となる。

また、上下ノズルの嵌合部分をテーパ状としていることで、上下ノズルの分割を容易にすることができ、上ノズルのわずかなストロークで給気経路を容易に確保できる。

図１の給排気用ノズルを用いた作業手順を示すのが、図４である。（ａ）は上型９と下型１０とを閉めて成形材料１１を注入し硬化させた状態、（ｂ）は台形ネジ４を回転させて緩め上ノズル２を後退させた状態、（ｃ）は上型９と成形品間をエアブローし、上型９を上昇させた状態、（ｄ）は下型１０と成形品間をエアブローして離型した状態、（ｅ）は上ノズル２を前進させて最初の下位置に戻した状態、（ｆ）は下ノズル３を取り出しメッシュフィルタを交換しようとしている状態、（ｇ）はメッシュフィルタ交換後、上ノズル２内に下ノズルを嵌合させて次のショットに備えている状態を示す。

図５は、図１４（ａ）の排水口などの穴加工位置に用いられる給排気用ノズル形状を示す。給排気用ノズル２１は上ノズル２２と下ノズル２３とから構成されており、上ノズル２２は、台形ネジ２４、Ｏ−リング２７、Ｏ−リング２８などで構成されている。下ノズル２３はＯ−リング２６、メッシュフィルタ２５などから構成されている。以上の構成については図１の給排気用ノズル１と同様であるので説明を省略する。

次に、下ノズル２３の下部にはガス通路溝３１が形成されている。図５の下の図は下ノズル２３の平面図を示すが、下ノズル２３の下部土台部分は、下型１０と当接して下ノズル２３を支える支持部３２が形成されており、ガス通路溝３１は米字形状に掘られている。キャビティ内のガスは、このガス通路溝３１を通過してノズルから大気に放出される。

一方、成形材料もガス通路溝３１を進んでいき、メッシュフィルタ２５まで達する。硬化後は、下ノズル２３内に進入した成形材料はバリとなって下ノズルに付着する。ガス通路溝３１の厚みは０．５ｍｍ程度なので、バリは簡単に成形品から取り除くことができる。

離型の際には、図２でも説明したように台形ネジ２４を回転させて緩め、上ノズル２２を後退させて、エアを注入して上型９を成形品から離す。次にエアブロー用バルブ２９を上方に少し押し上げてエアブロー用バルブ２９と下型１０との間に間隙をつくり、下方から導入されたエアをこの間隙から供給して、エアブロー圧で成形品が下型１０から浮くことで上記バリと成形品とが切断されて、成形品に穴部分が形成される。

このようにすることで、従来のような樹脂流入防止粘着シートを用いずにシール性を確保できるので、エアブロー用バルブ２９の安定した作動を得ることができる。また、上記のように離型の際にバリが取り除かれるので、穴形状加工のための後加工を行わなくても良いという効果がある。

図６は、穴加工位置に用いられる給排気用ノズルの別形状を示す。図５と同じ番号を付与している部分は同じ構成となっており、説明を省略する。下ノズル４３についても、Ｏ−リング４４、メッシュフィルタ４５、ガス通路溝４６については図５と同じ構成である。

異なるのは、下ノズル４３の下部に円形状の台座部４８を設けたことである。台座部４８は凸形状となっており、この凸部分に合うようにエアブロー用バルブ２９側に凹形状の窪みが形成され、台座部４８とエアブロー用バルブ２９側の窪みとはクリアランスを設けるように形成されている。さらに、エアブロー用バルブ２９の上部は、下型１０の上面より突出させ、下型１０の上面に乗り上げるようにしてキャビティ内に入り込む構造に形成されている。

上記のように構成することで、下ノズル４３の位置決めが容易に行えるようになる。上ノズルと下ノズル間で位置ずれがあった場合、位置決めにクリアランスを設けているので、上ノズル２２のテーパを利用して移動させることができ、型損傷を防ぐことができる。

図７は図１の給排気用ノズルにおけるフィルタ構造を示す。（ｂ）は（ａ）のＡ部分を拡大した図である。円筒状の内筒５１と外筒５２との間にメッシュフィルタ５３を下側から挟み込むようになっている。内筒５１と外筒５２は、ポリエチレンチューブを用いている。

メッシュフィルタ５３は成形品を製造する工程毎に捨てられ、新しいものと交換する。メッシュフィルタの交換作業は、簡単に行うことができる。上記のように構成することで、連続成形中では下ノズル３が昇温されて通気孔の内部溝径が大きくなっているため、内筒５１と外筒５２とで挟み込んだフィルタの差し入れが容易に行える。また、ポリエチレンチューブは弾力性があるため、下ノズル３の通気孔部分に密着して、下ノズル３の内部側壁から成形材料が漏れることがない。

図８は、穴加工位置に用いられる給排気用ノズルにおけるフィルタ構造を示す。（ｂ）は（ａ）のＢ部分を拡大した図を示す。円筒状の内筒６２と外筒６１との間にメッシュフィルタ６３を上側から挟み込むようになっている。内筒６２と外筒６１は、ポリエチレンチューブを用いている。このフィルタ構造も図７の場合と同様な効果が得られる。

また、図７や図８で示したメッシュフィルタ５３、６３は、格子状の構造となっており、目開きは、約１０〜２００μｍのものを用いている。このような構造により、メッシュフィルタは、エアなどのガスは通過させるが、充填材を含む樹脂などの成形材料は通過させないようになっている。

図９は、図１の給排気ノズル１において下ノズルの異なる構造を示す。図１と上ノズルの構成は同様であるが、下ノズル３３は図１と異なり、下ノズル３３の内側に凹凸形状として斜歯溝形状３６が形成されており、この斜歯溝形状３６はねじ溝形状を構成している。また、下ノズル３３の中空部分（通気孔）の中段当たりに通過孔３４が複数形成されている。

さらに、図１の下ノズル３に設けられていたＯ−リング６が装着されない構造となっている。通過孔３４の上側には中空の円筒部分で構成された貯留部３５を設けている。また、図９に示すように通過孔３４の下側にはフェルト等のフィルタ３７が取り付けられる。

下ノズル３３は圧縮性のある樹脂材料、例えば軟質系ポリエチレン等が用いられる。圧縮性の樹脂材料を用いることで、上ノズルと下ノズルとの間の密着性を高め、隙間から成形材料１１が漏れることを防止することができる。図１０は、下ノズル３３にフィルタ３７が装着された後に、キャビティ１３に充填された成形材料が硬化収縮して成形品になった状態を示す。

上記のように上ノズルと下ノズルとの間の密着性が高まるが、離型の際に上ノズル２に付着して移動しやすくなる。しかし、斜歯溝形状３６を形成することで、図１０に示すように斜歯溝形状３６にまで成形材料が入り込み下ノズル３３が成形品側に固定されるようになるので、上ノズル２を後退させて離型作業を行うときに、下ノズル３３は容易に上ノズル側に付着していかない。

また、斜歯溝形状３６（ねじ溝形状）のねじ溝方向を、上ノズル２の台形ネジ４のねじ溝方向とは逆向きに形成しておけば、台形ネジ４を緩めて上ノズル２を後退させるときに、上ノズルの回転方向と下ノズル３３を斜歯溝形状３６に沿って後退させる（緩めていく）回転方向とは逆になるので、下ノズル３３が上ノズル２に付着していくことをより一層防止することができる。さらに、下ノズル３３内に凹凸形状を形成する場合、ねじ溝形状はコア型を回転させて離型すれば成形できるので、大きな凹凸よりも成形が簡単である。

フィルタ３７はフェルト等の布状のものを用いているので、図１０に示すようにガスだけでなく成形用樹脂等もわずかに通過させる。このフィルタを通過した微量の成形材料（成形用樹脂）を拡散させないように保持しておくために貯留部３５が設けられている。キャビティ内のガスはフィルタ３７、通過孔３４を通って大気中に放出されるとともに、成形材料の一部（微量）もフィルタ３７、通過孔３４を通過して貯留部３５に保持されるが、成形材料中のシリカ分はフィルタ３７を通過してこない。

また、フィルタ３７として不織布を用いても良い。材質は、耐熱性の高いアクリルニトリル、ポリエステル、ナイロン等が、通気度は４０〜２００ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ程度が考えられる。不織布は他のフィルタ材料と比較して加工が容易で安価であるという効果を奏する。

図１１は、上記した下ノズル３３を用いた給排気用ノズルを使用した成形の状態を示す。キャビティ１３内に成形材料が注入されていくと、キャビティ１３内のガスは押し出されて、下ノズル３３に設けられたフィルタ３７、通過孔３４を通り、上ノズル２の中空部分を通って外部に放出されるが、フィルタ３７は成形材料を少量ではあるが通過させるために、成形材料が硬化すると、フィルタ３７が目詰まりを起こしてしまい、キャビティ内のガスも通過させないようになってしまう。そこでエアトラップという状態が発生する可能性があり、このエアトラップ状態が図１１に示されている。キャビティ内の気泡３８（ガス）が完全に外部に抜けきれずに下ノズル３３付近の成形材料内に残留する。

図１２に図１１のようなエアトラップを防止できる下ノズル構造を示す。上ノズル２は図１と同じであるが、下ノズル３９の構造は異なる。下ノズル３９の高さ（長さ）を上ノズル２と同様か又はそれ以上とし、フィルタ３７を下ノズル３９の高さの中間位置よりも少なくとも上側に装着するようにしている。下ノズル３９の底面からフィルタ３７までの距離を十分取ることにより、フィルタ３７が目詰まりを起こしても、キャビティ内の気泡３８は成形材料とともに下ノズル３９の内筒内にまでは達するので、気泡３８を下ノズル３９の内筒内に閉じ込めることができ、離型の際には既述のように下ノズル３９を成形品から切り取って取り除くようにしているので、成形品にはガスが残留しない。

この下ノズル３９の詳細な構成を示すのが図１３である。軟質ポリエチレン等からなる駒４０をベースにして、この駒４０にフィルタ３７が所定の位置に装着された円筒状の外ホース４２を瞬間接着剤により接着し、外ホース４２の上部にプライマーを塗布したポリエチレン等からなる円筒状の内ホース４１を所定位置まで挿入して瞬間接着剤で接着する。

例えば、Ｌ１は３０ｍｍ以上、Ｌ２は３００ｍｍ以上、Ｌ３は８ｍｍ、Ｌ４は１９ｍｍ、Ｌ５は直径６．３ｍｍとすることができ、内ホース４１の内径は４ｍｍ、外径は６ｍｍ、外ホース４２の内径は６ｍｍ、外径は８ｍｍ、フィルタ３７の直径６．５ｍｍ、肉厚３．５ｍｍとすることができる。下ノズルが、図１４のような大きさである場合には、駒４０の底面からフィルタ３７までの距離（Ｌ２＋Ｌ４）を１５０〜４００ｍｍにするのが望ましい。

図１４に、以上述べてきた給排気用ノズルを用いた注型浴槽の成形方法を示す。樹脂槽７１には、例えば、主原料と充填材とからなる成形用樹脂７２が注入されている。上型９と下型１０とをクランプ７３で固定した後、注入筒７５を成形型に差し込んで、上型９と下型１０とで形成されているキャビティ１３に成形用樹脂を流し込む。キャビティ内のガスは給排気用ノズル１の内部を通って大気に放出される（図１４（ａ））。ここで、下型エアブロー用通気孔３０の上部に配置された給排気用ノズルは、上述した穴加工位置に用いられるノズルを使用している。

次に成形用樹脂の硬化収縮時に加圧用エアバッグ８３にエア源７６からエアが供給される（図１４（ｂ））。エアが供給されると、加圧用エアバッグ７４が膨らみ、これにより下型１０が押し上げられて成形用樹脂の硬化収縮に追従する。

成形用樹脂の硬化収縮が完了すると、図１４（ｃ）に示すようにクランプ７３を外し、給排気用ノズル１の上ノズルを後退させて、エア源からエアを給排気用ノズルに注入する。このエア圧により上型９を成形品から離型させる。また、下型エアブロー用通気孔３０にもエア源からエアを導入して、このエア圧により下型１０を成形品から離型させる。

次に、給排気用ノズル１の下ノズルを成形品から取り除いて交換作業（フィルタを交換する）を行う（図１４（ｄ））。注入筒７５は洗浄し、次の成形工程に備えるようにする。

ところで、上記注型浴槽の成形例として、人造大理石浴槽（質量２０Ｋｇ〜５０Ｋｇ）の場合、成形材料の主原料としてメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）等、成形材料の充填剤としてシリカ等が用いられ、樹脂注入圧は0.15ＭＰａ、樹脂保圧0.4ＭＰａ、型締圧力0.6ＭＰａ以下、成形時間３０〜６０分とすることができる。

また、人造大理石調カウンターの場合、成形材料の主原料としてポリエステル等、成形材料の充填剤として水酸化アルミ、炭酸カルシウム等が用いられ、型締圧力0.6ＭＰａ以下、成形時間１５〜３０分とすることができる。

上記注型浴槽の上型及び下型の温度条件としては、例えば、成形用樹脂注入時には、上型温度と下型温度を５０度程度に保っておき、成形用樹脂を硬化させるために、上型及び下型の温度を８０度程度にまで上昇させ、さらに９５度まで上型及び下型の温度を上昇させることで、成形品を形成してその後離型させることができる。

図１５に成形材料注入から上型離型までの作業を自動的に行う自動離型装置の構成を示し、図１６に図１５の自動離型装置の給排気用ノズル付近の詳細構成を示す。ガス圧を発生させるエア源６４は電磁弁６５に接続されるとともに、メカニカルバルブ６８のエア入力端子にカプラ１０３等により接続されている。電磁弁６５のＸ、Ｙの端子はシーケンサ６６によって切り替えられるようになっている。Ｘの端子の一方ははアクチェータ６７に、他方はメカニカルバルブ６８の制御端子に接続されている。また、Ｙの端子についても一方はアクチェータ６７に、他方はメカニカルバルブ６８の制御端子に接続されている。

アクチュエータ６７の回転軸は、ノズル回転用治具１００と連結されており、ノズル回転用治具１００は給排気用ノズル１の台形ネジ４に連結されている。アクチュエータ６７は、アクチュエータセット用治具１０１によって最適な位置に固定される。メカニカルバルブ６８は、ニップル１０４等を介して給排気用ノズル１の上端部に装着される。メカニカルバルブ６８内に設けられている３方弁６８Ａはガスの流路を切り替えるものである。

シーケンサ６６は上型９内に配置された圧力センサ６９と接続され、この圧力センサ６９からの信号により電磁弁６５の出力端子Ｘ、Ｙを切り替える。Ｘ端子に切り替えられたときには、エア源６４からのエアにより、アクチュエータ６７はノズル回転用治具１００を台形ネジ４が締め付けられる方向（給排気ノズル１が前進する方向）に回転させ、また、メカニカルバルブ６８は三方弁６８Ａの流路を給排気用ノズル１の中空内部と大気開放側とが繋がるように切り替える。

一方、Ｙ端子に切り替えられたときには、アクチュエータ６７はノズル回転用治具１００を台形ネジ４が緩められる方向（給排気ノズル１が後退する方向）に回転させ、また、メカニカルバルブ６８は三方弁６８Ａの流路を給排気用ノズル１の中空内部とカプラ１０５側（エア導入端子側）とが繋がるように切り替える。また、注入ノズル７０が成形材料をキャビティ１３内に注入するために設けられている。

この自動離型装置の動作を説明する。まず、シーケンサ６６の働きにより、電磁弁６５の端子がＸ側に切り替えられる。エア源６４からのエアにより、アクチュエータ６７はノズル回転用治具１００を回転させて台形ネジ４を締め付け、給排気ノズル１を前進させて上型９内に装着させる。また、メカニカルバルブ６８は三方弁６８Ａの流路を給排気用ノズル１の中空内部と大気開放側とが繋がるように切り替える。

次に、図１４（ａ）に示すように、上型９と下型１０とをクランプ７３で固定した後、注入筒７５を注入ノズル７０に差し込んで、上型９と下型１０とで形成されているキャビティ１３に成形用樹脂（成形材料）を流し込む。キャビティ内のガスは給排気用ノズル１の内部を通ってメカニカルバルブ６８内の大気開放側から大気中に放出される。図１４（ｂ）に示すように、成形用樹脂の硬化収縮時に加圧用エアバッグ８３にエア源７６からエアが供給されるエアが供給されると、加圧用エアバッグ７４が膨らみ、これにより下型１０が押し上げられて成形用樹脂の硬化収縮に追従する。

キャビティ１３に成形用樹脂が流れ込んでいるときには、圧力センサ６９で所定の圧力が感知されるが、キャビティ内に成形用樹脂が満たされて、この成形樹脂が硬化収縮すると、圧力センサ６９で圧力が感知されなくなり、検出圧力が０となる。

検出圧力０が検知されると、図１４（ｃ）に示すようにクランプ７３を外し、シーケンサ６６は電磁弁６５の端子をＹ側に切り替える。エア源６４からのエアにより、アクチュエータ６７はノズル回転用治具１００を台形ネジ４が緩めて、給排気ノズル１を後退させる。メカニカルバルブ６８は三方弁６８Ａの流路を給排気用ノズル１の中空内部とカプラ１０５側（エア導入端子側）とが繋がるように切り替えられて、エアを給排気用ノズル１に注入する。このエア圧により上型９を成形品から離型させる。

また、図１４（ｄ）に示すように、給排気用ノズル１の下ノズルを成形品から取り除いて交換作業（フィルタを交換する）を行い、注入筒７５は洗浄し、次の成形工程に備えるようにする。

本発明の注型成形装置のノズル部分の構成例を示す縦断面図である。 図１の構成において、エア注入により離型作業を行う様子を示す縦断面図である。 図１の構成において、成形品を離型させようとしている様子を示す縦断面図である。 図１の給排気用ノズルを用いた成形の作業手順を示す図である。 穴加工位置に用いる給排気用ノズルの構成例を示す図である。 穴加工位置に用いる給排気用ノズルの他の構成例を示す図である。 図１の給排気用ノズルにおけるフィルタ構造を示す図である。 穴加工位置に用いられる給排気用ノズルにおけるフィルタ構造を示す図である。 下ノズルの他の構造を示す縦断面図である。 図１０の下ノズルにおいて成形後の様子を示す縦断面図である。 エアトラップ発生の様子を示す図である。 エアトラップを防止できる給排気ノズル構造を示す縦断面図である。 図１３の下ノズルの詳細な構成を示す縦断面図である。 給排気用ノズルを用いた注型成形装置による成形方法を示す図である。 自動離型装置の構成を示す図である。 図１７の装置の給排気用ノズル付近の詳細構成を示す図である。 従来の注型人造大理石浴槽の成形装置を示す図である。 従来のベントノズル構造を示す縦断面図である。 従来の穴加工位置付近の構造を示す図である。

Claims (11)

1. 上型と下型により構成された成形用のキャビティと、前記キャビティ内のガスの排気を行うとともに、成形材料硬化後に成形品を前記キャビティから離型させるためのガスを導入する通気孔と、前記通気孔に着脱可能なノズルとを備えた注型成形装置において、
   前記ノズルは前記通気孔の形成方向に可動で給排気を行うための上ノズルと前記上ノズルに嵌合し成形品側に配置される下ノズルとから構成され、前記下ノズルは成形材料を封止するためのフィルタを備え、前記上ノズルを前記通気孔内から外す方向に移動させることにより前記キャビティ内に給気を行うことを特徴とする注型成形装置。
2. 前記上ノズルと前記下ノズルとの嵌合当接面には、弾性部材を用いることを特徴とする請求項１記載の注型成形装置。
3. 前記上ノズルの内部を前記下ノズル側へ拡がるようにテーパ状にくり貫き、この形状に嵌合するように前記下ノズルの形状が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれか１項に記載の注型成形装置。
4. 前記ノズルは成形品の穴加工位置に用いられるものであって、下ノズルの下部位置の下型には前記キャビティ内に離型用ガスを導入するためのブロー用バルブが設けられており、下ノズルが前記上型と前記下型との空間を塞ぐ支持部と前記ブロー用バルブから導入された離型用ガスを通過させるガス通路溝とを有する土台部分を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の注型成形装置。
5. 前記ブロー用バルブを下型面から突出させて、前記下ノズルの下面と突合わせ構造にしたことを特徴とする請求項４記載の注型成形装置。
6. 前記ブロー用バルブの上面と前記下ノズル下面とは対となる凹凸形状を有することを特徴とする請求項５記載の注型成形装置。
7. 前記フィルタは、前記下ノズル内部の通気溝に設けられた内筒と外筒との間に挟み込むように取り付けられることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の注型成形装置。
8. 前記下ノズルは成形材料が流入する内側に凹凸形状を有することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の注型成形装置。
9. 前記凹凸形状は、ねじ溝形状であることを特徴とする請求項８記載の注型成形装置。
10. 前記下ノズルの長さを前記上ノズルの長さと同じ又はそれ以上に形成し、前記フィルタをこの下ノズルの高さの少なくとも中間位置よりも上部に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の注型成形装置。
11. 上型と下型により構成された成形用のキャビティに成形材料を注入する一方で、
    前記キャビティ内のガスを前記上型に設けられた給排気用ノズルから排気する段階と、
    前記給排気用ノズルを構成する上ノズルを後退させて前記給排気用ノズルを構成するもう一方の下ノズルとの間に間隙をつくる段階と、
    前記間隙からキャビティ内に離型のためのガスを導入してガス圧を加える段階と、
    前記下ノズルを成形品から取り除く段階とを備えたことを特徴とする注型成形方法。
    

Images