JP2008119834A - 発泡樹脂成形機及びその運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金型の摩耗が進んだときにも、所定の型締め力を確保して発泡成形品を製造することができる発泡樹脂成形機及びその運転方法を提供する。
【解決手段】固定型３を有する固定ダイプレート１と、移動型４を有する移動ダイプレート２と、移動ダイプレート２を固体ダイプレート１に対して開閉させる金型開閉装置とを備える発泡樹脂成形機において、金型開閉装置を、移動ダイプレート２と型締めハウジング８との間に配置されるトグルリンク５と、当該トグルリンク５をクロスヘッド６を介して屈伸させる電動式のボールネジ７とからなるものとして、この金型開閉装置に、型締め力を測定して所定の型締め力に調整するための型締め力調整機構２０を接続した発泡樹脂成形機、及びその運転方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、発泡成形品を製造するための発泡樹脂成形機及びその運転方法に関するものである。

従来、発泡成形の分野で用いられている発泡樹脂成形機は、特許文献１に開示されているように、固定ダイプレートに対して移動ダイプレートをピストン駆動により近接・離間させてこれらのダイプレートを開閉する構造のものが多い。具体的には、図５に示すような金型開閉装置１０を備えたものが挙げられるが、このものは、前面に移動型４が取り付けられた移動ダイプレート２にピストン５１を取り付け、このピストン５１を駆動シリンダ５２で駆動することにより、移動型４を固定ダイプレート１に取り付けられた固定型３に対して近接・離間させるようにしたものである。

以上のような発泡樹脂成形機においては、固定型３と移動型４との間に所定のクラッキング間隙Ｓを確保して一旦停止させて、キャビティＣ内に原料ビーズを充填後にさらに近接させて型締めを行うように構成されている。クラッキング間隙Ｓは、エアの流れにより原料ビーズをキャビティＣ内に投入する際の、エアの逃げ道として重要である。

しかしながら、従来の油圧シリンダを用いる方式の発泡樹脂成形機においては、油の粘度、温度、移動ダイプレート２の速度、移動型４の重量により、移動ダイプレート２の押圧力が変動するので、移動ダイプレート２の停止位置の制御が不安定でクラッキング間隙Ｓが変動して成形条件がばらつくという問題があった。

以上のような問題を解決するために、出願人は、特願２００６−５６２２０号として、トグルリンクとボールネジとを備えた発泡樹脂成形機を先に出願した。この発明によれば、トグルリンクとボールネジの有する位置決め精度により、クラッキング間隙を高精度に設定することができる。しかしながら、この発泡成形機においても、固定型３、移動型４を長年使用して摩耗が進んだばあいには金型の型厚（固定型３と移動型４とを当接した場合の固定ダイプレート１と移動ダイプレート２との間の間隔）に変動が生ずるので、型締め限まで型締めを行った場合に所要の型締め力を確保することができないという問題があった。型締め力の過不足は、発泡成型品の密度のばらつきなどの品質不良の原因となるので、型締め力は一定に保つ必要がある。
特開平０５−１５４９３０号公報

本発明は、上記した従来の問題点に鑑み、クラッキング間隙を高精度に制御して、且つ常に所定の型締め力を確保して発泡成形品を製造することができる発泡樹脂成形機及びその運転方法を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するためになされた本発明に係る発泡樹脂成形機は、
固定型を有する固定ダイプレートと、移動型を有する移動ダイプレートと、移動ダイプレートを固体ダイプレートに対して開閉させる金型開閉装置とを備える発泡樹脂成形機において、
前記金型開閉装置を、移動ダイプレートと型締めハウジングとの間に配置されるトグルリンクと、当該トグルリンクをクロスヘッドを介して屈伸させるボールネジとからなるものとして、
この金型開閉装置に、型締め力を測定して所定の型締め力に調整するための型締め力調整機構を設けたことを特徴とするものである。

上記した発明において、型締め力調整機構を、型締め力の測定手段と、型締めハウジングを移動させて型締めされた金型の型厚を調整するための型厚調整手段と、測定された型締め力のずれの補正を型厚調整手段に指令するコントローラとからなるものとすることができ、
型締め力の測定手段として、ボールネジの駆動モータに接続したトルク検出手段またはタイバーに装着した伸び検出手段を用いることができ、
型厚調整手段を、型締めハウジングを移動させる型厚調整モータと、移動ダイプレートの位置を検出するロータリエンコーダとからなるものとすることができる。

本発明の発泡樹脂成形機の運転方法は、請求項１〜３の何れかに記載の発泡樹脂成型機の運転方法であって、
型締め限まで型締めを行って測定された型締め力が所定の目標値の範囲内にないときには、型厚調整手段により型締めハウジングを移動させて、型締め力を所定の範囲内に設定することを特徴とするものであり、前記目標値を、実成形時の型締め力の３０〜７０％とすることができる。

請求項１に係る発明は、型締め力調整機構により型締め力を目標範囲内に設定することができる。

請求項２に係る発明は、コントローラの指令により型厚調整手段を作動させて、型締め力を調整することができる。

請求項３に係る発明は、駆動モータのトルク検出手段またはタイバーに接続した伸び検出手段により、型締め力を測定することができる。

請求項４に係る発明は、ロータリエンコーダが移動ダイプレートの位置を検出して、その位置を型厚調整モータにより調整することができる。

請求項５に係る発明は、型締め力が目標値の範囲内にないときには、型締め力調整機構により型締め力を所定の範囲内に調整することができる。

請求項６に係る発明は、型締め力を実成形時より低く設定することにより、金型の膨張等により実成形時の型締め力を適当な値とすることができる。

以下に本発明を実施形態に基づき詳細に説明する。
図１は本発明に係る型締め力調整機構を備えた発泡樹脂成形機を示す概略構成図である。図１において、固定ダイプレート１に対向して移動ダイプレート２が配置され、移動ダイプレート２の図中右側には型締めハウジング８が配置されている。

固定ダイプレート１には固定型３、移動ダイプレート２には移動型４が取り付けられている。固定型３と移動型４とからなる金型の間にはキャビティＣが形成されている。固定型３には固定ダイプレート１を貫通して、原料供給装置と、成形品を押し出すためのエジェクトピンが配設されている（図示していない）。さらに、固定型３と移動型４には、その内部に水、スチーム、エアなどを導入する配管が配設されている（図示していない）。

移動ダイプレート２および型締めハウジング８を貫通して４本のタイバー１４が配置され、タイバー１４の端部に螺合されている調整ナット１１によって、型締めハウジング８は位置決めされている。調整ナット１１に対して同軸上に小ギア３１が設けられ、この４本のタイバー１４の小ギア３１にはチェーン３５が架け渡されている。

型締めハウジング８と移動ダイプレート２の間には、金型開閉装置１０を構成するトグルリンク５が配置され、これらのトグルリンク５はクロスヘッド６に接続されている。クロスヘッド６にはボールナット１５が固定され、このボールナット１５にボールネジ７が螺入されている。ボールネジ７は回転可能な状態で型締めハウジング８を貫通して螺合されている。ボールネジ７のクロスヘッド６と反対側の端部にはボールネジ回転用の電動モータ１２が接続されている。即ち、金型開閉装置１０は、トグルリンク５と、当該トグルリンク５をクロスヘッド６を介して屈伸させるボールネジ７とからなる。

金型開閉装置１０は、型締め力調整機構２０に接続されている。型締め力調整機構２０は、型締め力の測定手段としてのトルク検出手段であるトルクセンサー２１と、型締めハウジング８を移動させて型締めされた金型の型厚を調整するための型厚調整手段９と、測定された型締め力のずれの補正を型厚調整手段９に指令するコントローラ５０とからなる。なお、トルクセンサー２１に替えて、タイバーに装着したストレンゲージなどの伸び検出手段を用いることができる。

型厚調整手段９は、型厚調整モータ９１と、移動ダイプレート２の位置を検出するロータリエンコーダ９２を備え、型厚調整モータ９１の回転軸に装着された駆動ギア９３に前記チェーン３５が架け渡されている。ロータリエンコーダ９２は型厚調整モータ９１の回転数を検出することにより移動ダイプレート２の位置を検出することができる。この型圧調整手段９において、型厚調整モータ９１を作動させれば、駆動ギア９３の回転がチェーン３５に伝達され、各小ギア３１は同時に一体回転する。各調整ナット１１は、各タイバー１４のねじ部に沿って進退移動するため、移動ダイプレート２も進退移動し、その前後方向の位置、即ち型厚を調整することができる。

コントローラ５０にはＣＰＵ５６と、システムプログラム及びユーザプログラムを格納しておくメモリ５１が内蔵されている。また、ＣＰＵ５６には、液晶などの成形機本体の作動状態を表示するモニター画面５２と、キーボードを含むタッチパネル５３とが接続されている。また、ＣＰＵ５６には、インターフェイス５４を介してトルクセンサー２１が接続され、さらに、ＣＰＵ５６は、インターフェイス５５を介して型厚調整手段９に接続されている。

型締め力調整機構２０を以上のように構成したことにより、トルクセンサー２１が型締め時における負荷トルクを型締め力として測定することができ、その結果に基づきコントローラ５０の指令により型厚調整手段９が型締めハウジング８を前後に位置微調整して、型締め力を調整することができる。

即ち、図２に示すように、タッチパネル５３のボタンを押下することにより型締めを行って、型締め力が目標の上限値より下かどうかを判定する。その結果、上限値を上回っていた場合には、トグルリンク５を開いたうえ、型厚調整手段９により移動ダイプレート２を後方に移動させて型厚を拡げる。この後再度型締めを行って型締め力を測定し、その値が上限値より下であった場合には、下限値より上かどうかを判定する。下限値より下回っていた場合には、トグルリンク５を開いてうえ、型厚調整手段９により移動ダイプレート２を前方に移動させて型厚を狭める。以上のような操作を繰り返して行い、型締め力が目標の上下限値の間となった場合には、型締め力の調整動作は完了する。なお、金型を厚みの異なるものに交換した場合にも、同様にして型締め力を調整することができる。

なお、型締め力の設定値は、実成形時の型締め力の３０〜７０％とするのが望ましい。
実成形時には、蒸気による金型の膨張、吹き込みエアによる加圧によって型締め力が増大するからである。なお、３０％未満では実生産時において型締め力が不足し、７０％を超えると型締め力が過大となる。

以下に、発泡樹脂成形機の運転方法を、図３の工程フロー図により簡単に説明する。
先ず、取り付けられている金型の型厚Ｔに見合うように型厚調整モータ９１の駆動により型締めハウジング８が予め位置調整される。そして、トグルリンク５を伸長させて型締め限まで型締めを行って、電動モータ１２の負荷トルクを型締め力として測定する。その後、一旦型開きを行うのであるが、このとき型締め力が目標の範囲内であるかどうかをコントローラ５０が判定する。型締め力に過不足がある場合には型締めハウジング８が前後に位置を微調整されて型締め力が調整される。

型締め力が目標範囲内である場合には、トグルリンク５の伸長により型締めが開始され、０．１〜１０ｍｍ程度のクラッキング間隔Ｓを残した位置で型締めが停止される。クラッキング位置に移動型４を停止させた後は、原料供給装置により原料ビーズをキャビティＣ内に充填開始し、原料供給装置に設けたタイマーのカウントアウトにより原料の充填を終了する。

次いで、型締め限まで再型締めを行った後に、固定型３、移動型４内にスチーム用配管からスチームを導入する。そして、スチーム導入用タイマーのカウントアウトによりスチームの導入を停止する。キャビティＣ内の原料は膨張融着される。その後、固定型３、移動型４内に送水用配管から冷却水を注入し、注水用タイマーのカウントアウトで注入を停止する。膨張された原料は冷却されて固着し成形が完了する。

成形後は低い初速で型開きが開始され、型締め限から２〜３ｍｍ型開きされた位置で中速型開きに移行するが、型開き開始と同時或いは型開き開始前から固定型３にエアを入れながら型開きをし、離型型開きのクラッキング位置で型開きを停止させて、成形品をエアで浮かせて移動型４側に預ける。次いで、移動型４にエアを入れながら離型型締めのクラッキング位置まで中速型締めして、型締めを停止し、成形品を固定型３に預ける。その後、高速で型開きをしながらエジェクトピンで成形品を押し出すことにより成形品を下方に落下させて取り出すことができる。

以上のようにして、１サイクルの成形品の成形が完了する。引き続いて同一成形品を成形する場合には、型開き限界まであるいは途中まで型開きを行ったうえ、原料充填のための型締めを開始することができる。

以上に説明したように、本発明の発泡樹脂成形機は、金型の摩耗が進んで型締め力に変動が生じた場合にも、型締め力調整機構により適正な範囲に調整することができるので、製品不良を発生させることがないという効果を奏する。

本発明の発泡樹脂成形機の概略構成図である。 型締め力調整工程のフロー図である。 発泡成形品を製造する工程フロー図である。 従来の発泡樹脂成形機の概略構成図である。

符号の説明

１ 固定ダイプレート、２ 移動ダイプレート、３ 固定型、４ 移動型、５ トグルリンク、６ クロスヘッド、７ ボールネジ、８ 型締めハウジング、２０ 型締め力調整機構、

Claims (6)

1. 固定型を有する固定ダイプレートと、移動型を有する移動ダイプレートと、移動ダイプレートを固体ダイプレートに対して開閉させる金型開閉装置とを備える発泡樹脂成形機において、
   前記金型開閉装置を、移動ダイプレートと型締めハウジングとの間に配置されるトグルリンクと、当該トグルリンクをクロスヘッドを介して屈伸させるボールネジとからなるものとして、
   この金型開閉装置に、型締め力を測定して所定の型締め力に調整するための型締め力調整機構を接続したことを特徴とする発泡樹脂成形機。
2. 型締め力調整機構は、型締め力の測定手段と、型締めハウジングを移動させて型締めされた金型の型厚を調整するための型厚調整手段と、測定された型締め力のずれの補正を型厚調整手段に指令するコントローラとからなる請求項１に記載の発泡成形機。
3. 型締め力の測定手段として、ボールネジの駆動モータに接続したトルク検出手段またはタイバーに装着した伸び検出手段を用いる請求項２に記載の発泡樹脂成形機。
4. 型厚調整手段は、型締めハウジングを移動させる型厚調整モータと、移動ダイプレートの位置を検出するロータリエンコーダとからなる請求項２または３に記載の発泡樹脂成形機。
5. 請求項１〜３の何れかに記載の発泡樹脂成型機の運転方法であって、
   型締め限まで型締めを行って測定された型締め力が所定の目標値の範囲内にないときには、型厚調整手段により型締めハウジングを移動させて、型締め力を所定の範囲内に設定することを特徴とする発泡樹脂成形機の運転方法。
6. 前記目標値を、実成形時の型締め力の３０〜７０％とした請求項５に記載の発泡樹脂成形機の運転方法。

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