JP2014065192A - ポンプユニット及び成型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能であって、且つ、安価なポンプユニット及び成型装置を提供すること。
【解決手段】成型装置１に用いられるポンプユニット５は、架台１１と、樹脂材料を貯留する貯留槽１２と、架台１１に設けられ、シリンダ２４及びピストン２５を備えるポンプ１３と、貯留槽１２及びポンプ１３、又は、ポンプ１３及びその二次側を接続するとともに、前記接続を切替可能に形成された三方弁１６と、樹脂材料の温度を調整する温度調整装置１８と、架台１１に固定され、回転軸３１ａを有する駆動モータ３１、駆動モータ３１の回転軸３１ａの回転を直進方向の運動に変換する伝達機構３３及び伝達機構３３及びピストン２５を連結する連結部３４を具備する駆動機構１４と、を備える構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、樹脂材料を供給するポンプユニット、及び、樹脂成形品の成型装置に関する。

現在、樹脂材料を金型で成型することで、寝具、自動車用シート及び鉄道車両用シート等に用いられる、所謂軟質ポリウレタンフォームと呼ばれる樹脂成形品を製造する技術が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

この軟質ポリウレタンフォームは、高分子化合物を発泡させた樹脂材料を金型で成型することで形成される。具体的には、主原料の樹脂材料である発泡剤を含有するポリオール及びイソシアネートをそれぞれポンプユニットで混合部に供給し、混合部で混合されたポリオール及びイソシアネートから成る樹脂材料を、金型に供給し、キュアさせることで、樹脂成形品が成型される。

このような樹脂成形品の成型装置は、複数の主原料である樹脂材料を供給するポンプユニットと、ポンプユニットに接続され、供給された複数の主原料を混合する混合部を具備する混合装置と、混合装置により混合された樹脂材料が供給される金型装置と、を備える。

ここで、ポリオール及びイソシアネートを供給するために、ポンプユニットは、シリンダポンプと、シリンダポンプを駆動する油圧回路と、を備え、油圧回路によりシリンダポンプを駆動することで、定量の樹脂材料を供給可能に形成されている。このような、ポンプユニットは、用いる主原料の種類によって、それぞれシリンダポンプ及び油圧回路を有する。また、成型装置で製造される複数の樹脂成形品に用いる主原料の種類と同数だけ、シリンダポンプ及び油圧回路を設けることで、異なる樹脂成形品を、一つの成型装置で製造することが可能となる。

特開２００１−３１６４４２号公報 実開平６−７０８５２号公報

上述したポンプユニット及び成型装置では、以下の問題があった。即ち、ポンプユニットは、シリンダポンプを駆動するために、油圧回路を用いる構成とすると、油圧ポンプ、油圧ポンプを駆動するモータ、金属配管やホース等の配管類、各種弁装置、並びに、圧力や流量等の検出装置等が必要となる。このため、ポンプユニット及び成型装置の大型化となる。特に、成型装置で製造可能な樹脂成形品の数や、使用する主原料の数が増加すると、ポンプユニット及び成型装置の大型となる問題がある。

また、油圧回路は、その部品点数が多く、且つ、維持コストやランニングコストが高いという問題もある。

そこで本発明は、小型化が可能であって、且つ、安価なポンプユニット及び成型装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のポンプユニット及び成型装置は、次のように構成されている。

本発明の一態様として、ポンプユニットは、架台と、樹脂材料を貯留する貯留槽と、前記架台に設けられ、シリンダ及び前記シリンダの内部を往復動可能なピストンを備えるポンプと、前記貯留槽及び前記ポンプ、又は、前記ポンプ及びその二次側を接続するとともに、前記接続を切替可能に形成された三方弁と、前記樹脂材料の温度を調整する温度調整装置と、前記架台に固定され、回転軸を有する駆動モータ、前記駆動モータの前記回転軸の回転を直進方向の運動に変換する伝達機構及び前記伝達機構及び前記ピストンを連結する連結部を具備する駆動機構と、を備える。

本発明の一態様として、成型装置は、架台、樹脂材料を貯留する複数の貯留槽、前記架台に設けられ、ピストン及びシリンダを備えるポンプ、前記貯留槽及び前記ポンプ又は前記ポンプ及びその二次側を接続するとともに、前記接続を切替可能に形成された三方弁、前記樹脂材料の温度を調整する温度調整装置、並びに、前記架台に固定され、回転軸を有する駆動モータ、前記駆動モータの前記回転軸の回転を直進方向の運動に変換する伝達機構及び前記伝達機構及び前記ピストンを連結する連結部を具備する駆動機構を具備するポンプユニットと、前記三方弁の二次側に接続され、前記貯留槽に貯留された前記複数の樹脂材料を混合可能、且つ、前記混合した前記複数の樹脂材料を前記金型装置に供給可能な混合装置と、を備える。

本発明によれば、小型化が可能であって、且つ、安価なポンプユニット及び成型装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る成型装置の構成を示す説明図。 同成型装置に用いられるポンプユニットの構成を示す正面図。 同ポンプユニットに用いられるポンプ及び駆動機構の構成を示す側面図。

以下、本発明の一実施の形態に係る成型装置１を、図１乃至図３を用いて説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る成型装置１の構成を示す説明図、図２は成型装置１に用いられるポンプユニット５の構成を示す正面図、図３はポンプユニット５に用いられるポンプ１３及び駆動機構１４の構成を示す側面図である。

図１に示すように、成型装置１は、ポンプユニット５と、混合装置６と、金型装置７と、作業台８と、制御部９と、を備えている。成型装置１は、ポンプユニット５から供給された複数の樹脂材料を混合装置６で混合し、金型装置７に供給することで、樹脂成形品を成形可能に形成されている。成型装置１は、例えば、工場内等に設置される。

なお、成型装置１で製造される樹脂成形品は、寝具、自動車用シート及び鉄道車両用シート等に用いられる、所謂軟質ポリウレタンフォームである。図２に示すように、成型装置１は、軟質ポリウレタンフォームに、ポンプユニット５に貯留された複数の樹脂材料、例えば、第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２が用いられる。

第１樹脂材料Ｗ１は、ポリオールを主原料としてなる樹脂材料により構成される。ポリオールは、ポリオール化合物単体、又は、ポリオールが２種類以上混合されたものが用いられる。ポリオールは、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルエステルポリエール又はポリマーポリオール等が用いられる。

また、第１樹脂材料Ｗ１は、ポリオールとともに、発泡剤、触媒、整泡剤及びその他添加剤等が混合されることで形成されるが、これらをすべて含有する必要がなく、製造方法等に応じて適宜含有していればよい。

第２樹脂材料Ｗ２は、イソシアネートを主原料としてなる樹脂材料により構成される。イソシアネートは、軟質ポリウレタンフォーム発泡に用いるイソシアネート化合物単体、又は、イソシアネート化合物の混合物が用いられる。イソシアネート化合物は、例えば、脂肪族ジイソシアネート類、脂環式ジイソシアネート類、芳香族イソシアネート類、芳香族テトライソシアネート類、ポリイソシアネート類、又は、これらの混合物が用いられる。

脂肪族ジイソシアネート類は、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、１，２−プロピレンジイソシアネート、１，２−ブチレンジイソシアネート、２，３−ブチレンジイソシアネート、１，３−ブチレンジイソシアネート、エチリデンジイソシアネート又はブチリジイソシアネート等が用いられる。

脂環式ジイソシアネート類は、例えば、１，３−シクロペンタンジイソシアネート、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート又は１，２−シクロヘキサンジイソシアネート等が用いられる。

芳香族イソシアネート類は、例えば、ジアニンジンジイソシアネート、４，４´−ジフェニルエーテルジイソシアネート又はクロロジフェニルジイソシアネート等が用いられる。

ポリイソシアネート類には、例えば、トルエンジイソシアネートダイマー又はトルエンジイソシアネートトリマー等が用いられる。

発泡剤は、例えば、水、有機系発泡剤、無機系発泡剤又は二酸化炭素等が用いられる。有機系発泡剤は、例えば、ジクロロメタン、ニトロアルカン又は活性メチレン化合物が用いられる。無機系発泡剤は、例えば、ホウ酸、固体炭酸、又は、水酸化アルミニウム等が用いられる。

触媒は、ポリオール及びイソシアネートの反応速度を調整可能に形成されている。触媒は、例えば、三級アミン又は反応アミン等が用いられる。整泡剤は、例えば、シリコン系整泡剤又はフッ素系整泡剤等が用いられる。

その他添加物は、例えば、活性水素化合物、架橋材、光安定剤、可塑剤、酸化防止剤、熱安定化剤、充填剤又は顔料等が用いられる。

ポンプユニット５は、架台１１と、貯留槽１２と、ポンプ１３と、駆動機構１４と、ストレーナ１５と、三方弁１６と、配管１７と、温度調整装置１８と、を備えている。

架台１１は、ポンプ１３及び駆動機構１４を支持可能に形成されている。架台１１は、例えば、接地可能に形成され、ポンプユニット５の設置領域に配置された基部１１ａと、基部１１ａ上に設けられた柱部１１ｂと、柱部１１ｂの上端に設けられた方形枠状の天部１１ｃと、を備えている。基部１１ａは、柱部１１ｂを支持可能に形成された、板材又は鋼材である。

また、架台１１は、柱部１１ｂ間、又は、基部１１ａ、柱部１１ｂ及び天部１１ｃのいずれかを連結する補強部材１１ｄを備えている。本実施の形態においては、補強部材１１ｄは、架台１１の両側方の柱部１１ｂ間をそれぞれ２箇所で連結する。

貯留槽１２は、使用する樹脂材料を収納可能に、単数又は複数設けられる。貯留槽１２は、本実施の形態においては、第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２を貯留可能に２つ設けられる。貯留槽１２は、第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２を貯留可能なドラム缶２１と、ドラム缶２１内の圧力を一定に保持可能な加圧装置２２と、を備えている。加圧装置２２は、例えば、エアコンプレッサ２２ａ及びエアコンプレッサ２２ａに接続されたエア配管２２ｂにより構成され、エア配管２２ｂがドラム缶２１の蓋体を介してドラム缶２１内に接続される。

図２及び図３に示すように、ポンプ１３は、シリンダポンプが用いられる。具体的には、ポンプ１３は、シリンダ２４と、シリンダ２４内を摺動するピストン２５と、を備えている。ポンプ１３は、シリンダ２４内に、シリンダ２４及びピストン２５により形成され、ピストン２５の移動により容積が変化する２つのポンプ室である第１ポンプ室及び第２ポンプ室を備えている。

シリンダ２４は、２つのポンプ室に接続された２つ第１ポート２４ａ及び第２ポート２４ｂを備えている。シリンダ２４は、第１ポート２４ａに三方弁１６が接続され、三方弁１６を介して一次側にドラム缶２１が接続され、その二次側に混合装置６が接続される。また、シリンダ２４は、第２ポート２４ｂに、充填液Ｘが貯留されたタンク２６等に接続される。

第１ポート２４ａは、重力方向で第２ポート２４ｂよりも上方に配置される。このような、ポンプ１３は、例えば、その軸心方向が水平方向に交差する垂直方向（重力方向）に延設して配置される。ポンプ１３は、第１ポート２４ａに接続された、重力方向で上方に位置する第１ポンプ室が、第１樹脂材料Ｗ１又は第２樹脂材料Ｗ２の吸込及び吐出を行う。

ピストン２５は、シリンダ２４内を２方向に摺動する、換言すると往復動するピストンヘッドと、ピストンヘッドに設けられたロッド部と、を備えている。

駆動機構１４は、駆動モータ３１と、減速機３２と、伝達機構３３と、連結部３４と、を備えている。駆動モータ３１は、固定子、回転子及び回転子に固定された回転軸３１ａを備えている。駆動モータ３１は、制御部９に接続され、所定の回転数で回転軸３１ａを回転可能、且つ、回転方向を切り替え可能に形成されている。駆動モータ３１は、架台１１の天部１１ｃの上面に固定される。

減速機３２は、回転軸３１ａ及び伝達機構３３を接続可能、且つ、回転軸３１ａの回転をボールねじ３３に伝達可能に形成されている。また、減速機３２は、回転軸３１ａの回転数を減速させて、伝達機構３３に回転軸３１ａの回転を伝達可能に形成されている。なお、ここで、減速機３２の減速比は、ピストン２５の移動速度が、所定の移動速度を得られる回転数であれば、各構成に応じて適宜設定可能である。

具体的には、減速機３２は、回転軸３１ａ及び伝達機構３３の回転する部材である後述するボールねじ３８に、カップリング３２ａを介して接続される。減速機３２は、異なる２方向に回転を伝達可能に形成されている。また、減速機３２は、架台１１の天部１１ｃの上面に固定される。

伝達機構３３は、減速機３２を介して伝達された回転軸３１ａの回転運動を直進運動に変換可能に形成されている。伝達機構３３は、ボールねじ３８及びボールナット３９を備えている。ボールねじ３８は、減速機３２を介して回転軸３１ａに接続され、回転可能に形成されている。ボールナット３９は、ボールねじ３８に接続され、ボールねじ３８の回転数及び回転方向に応じて、ボールねじ３８の軸心方向に沿って所定の移動速度で２方向に移動（往復動）可能に形成されている。

連結部３４は、ピストン２５のロッド部及びボールナット３９を連結可能に形成されている。連結部３４は、ピストン２５の軸心方向及びボールねじ３８の軸心方向を同方向に配置可能に、ピストン２５及びボールナット３９を連結する。換言すると、連結部３４は、ピストン２５及びボールナット３９を、それら移動方向が同一方向となるように連結する。なお、連結部３４は、高さ方向に延設される。

ストレーナ１５は、ドラム缶２１と三方弁１６との間に設けられる。ストレーナ１５は、ドラム缶２１からポンプ１３に移動する第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２内に含有する不純物をろ過可能に形成されている。

三方弁１６は、図３に実線及び破線の矢印で示すように、第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２のドラム缶２１からポンプ１３への流路Ｃ１、並びに、ポンプ１３から混合装置６への流路Ｃ２の切り替えが可能に、ドラム缶２１及びポンプ１３、並びに、ポンプ１３及び混合装置６を接続可能に形成されている。三方弁１６は、制御部９により制御されるエアコンプレッサに接続され、制御部９の指示に基づいて、ドラム缶２１及びポンプ１３、並びに、ポンプ１３及び混合装置６の接続を切り替え可能に形成された、例えば空気圧切替弁である。なお、三方弁１６は、制御部９により切替可能な電磁弁であってもよい。

配管１７は、ドラム缶２１、ストレーナ１５、三方弁１６、ポンプ１３、混合装置６を接続可能に形成されている。具体的には、配管１７は、ドラム缶２１及びストレーナ１５、ストレーナ１５及び三方弁１６、三方弁１６及びポンプ１３、並びに、三方弁１６及び混合装置６を接続する。配管１７は、金属材料若しくは樹脂材料で形成された配管、及び、樹脂材料等で形成されたホース等により構成される。

ドラム缶２１及びストレーナ１５を接続する配管１７は、その一方の端部が、ドラム缶２１内の樹脂材料Ｗ１，Ｗ２内に配置される。また、ドラム缶２１及びストレーナ１５を接続する配管１７は、その中途部に、混合装置６に接続された分岐管１７ａが接続される。分岐管１７ａは、混合装置６からのリターン流路を構成する。

温度調整装置１８は、熱交換器４１と、チラー装置４２と、循環ポンプ４３と、ヒータ４４と、熱交換器４１、チラー装置４２、循環ポンプ４３及びヒータ４４を接続することで、熱交換媒体の循環回路を形成する配管４５と、循環ポンプ４３を駆動制御する制御モータ４６と、を備えている。また、温度調整装置１８は、制御部９に接続された、熱交換媒体の温度を検出する温度検出器４７を備えている。

熱交換器４１は、三方弁１６の一次側に設けられ、三方弁１６の一次側の配管１７内を通過する第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２と熱交換可能に形成されている。

チラー装置４２は、配管４５を移動する熱交換媒体を冷却可能に形成された温度調整手段である。チラー装置４２は、制御部９に接続されている。循環ポンプ４３は、制御モータ４６を備えている。循環ポンプ４３は、熱交換媒体を圧送し、熱交換媒体を配管４５内に循環させる。制御モータ４６は、制御部９に接続されている。ヒータ４４は、配管４５を移動する熱交換媒体を加熱可能に形成された温度調整手段である。

このような温度調整装置１８は、配管４５を介して、チラー装置４２及びヒータ４４により所定の温度に温度調整を行った熱交換媒体を熱交換器４１に供給可能に形成されている。

なお、ここで、所定の温度とは、混合された第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２が発泡するのに適した温度であり、より好ましくは、発泡に適した温度であって、且つ、ポンプ１３において第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２を吸い込むのに好ましい温度である。なお、ポンプ１３において第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２を吸い込むのに好ましい温度とは、第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２の粘度が、吸い込みに適した所定の粘度となる温度である。

具体的には、温度調整装置１８は、制御部９により、温度検出器４７から検出された熱交換媒体の温度に基づいてチラー装置４２及びヒータ４４が制御され、樹脂材料を所定の温度に熱交換可能な温度に調整される。温度調整装置１８は、当該温度が調整された熱交換媒体により、熱交換器４１を介して第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２の熱交換を行う。

混合装置６は、混合部５１と、駆動機構５２と、配管部５３と、を備えている。混合部５１は、配管部５３を介してポンプユニット５、具体的には、配管１７及び一対の三方弁１６を介して一対のポンプ１３に接続されている。また、混合部５１は、配管部５３を介して、ポンプユニット５の分岐管１７ａに接続されている。

混合部５１は、ポンプ１３から供給された樹脂材料、本実施の形態では第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２を混合可能に形成されている。混合部５１は、その先端に、第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２を混合することで形成される混合液を供給する供給口５１ａを備えている。

また、混合部５１は、ポンプ１３から供給され、混合を行わなかった第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２を、配管部５３及び分岐管１７ａを介して、ポンプユニット５のドラム缶２１及びポンプ１３に戻すことが可能に形成されている。

混合部５１は、制御部９に接続され、その内部に設けられた樹脂材料の流れ方向を切替可能に形成されている。混合部５１は、当該樹脂材料の流れ方向を切り替えることで、第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２を混合して二次側に吐出する流れ、及び、第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２をポンプユニット５へ戻す流れに切替可能に形成されている。

駆動機構５２は、駆動手段として例えば制御部９に接続された複数のモータを備え、混合部５１の供給口５１ａを金型装置７の後述する下型６５に対向する位置に移動可能に形成されている。駆動機構５２は、例えば、直交する三軸方向に混合部５１を移動可能に形成されている。

配管部５３は、ポンプユニット５の配管１７及び混合部５１、並びに、混合部５１及び分岐管１７ａを接続可能に形成されている。例えば、配管部５３は、金属材料又は樹脂材料で形成された配管、並びに、樹脂材料で形成されたホース等により構成されている。

金型装置７は、金型６１と、開閉機構６２と、移動機構６３と、金型加熱手段６４と、を備えている。金型６１は、例えば、下型６５及び上型６６を備えている。金型６１は、開閉機構６２に固定され、下型６５及び上型６６を開閉可能に形成されている。

開閉機構６２は、下型６５を支持し固定する第１支持部６７と、上型６６を支持し固定する第２支持部６８と、第１支持部６７及び第２支持部６８を離接可能に形成された接続部６９と、第２支持部６８を駆動する駆動手段７０と、第１支持部６７及び第２支持部６８を締め付け可能な固定具７１と、を備えている。開閉機構６２は、駆動手段７０により第１支持部６７及び第２支持部６８を駆動することで、下型６５及び上型６６を所定の力で閉塞するとともに、下型６５及び上型６６を開放可能に形成されている。

第１支持部６７は、下型６５に固定されている。第１支持部６７は、接続部６９により第２支持部６８に接続されている。

第２支持部６８は、上型６６に固定されている。第２支持部６８は、移動機構６３に接続され、第１支持部６７に対して回動可能に形成されている。第２支持部６８は、第１支持部６７に対して回動することで、上型６６を下型６５に対して離接可能に形成されている。

接続部６９は、第１支持部６７及び第２支持部６８の端部に設けられ、第１支持部６７を第２支持部６８に対して回動可能に形成されたヒンジである。具体的には、接続部６９は、第１支持部６７に接続された第１接続部７３と、第２支持部６８に接続された第２接続部７４と、第１接続部７３及び第２接続部７４を回動自在に支持する回転軸７５と、を備えている。接続部６９は、例えば、第１支持部６７が駆動手段７０により駆動されることで、回転軸７５を中心に第２接続部７４が第１接続部７３に対して回動し、この第２接続部７４の回動により、第２支持部６８に固定された上型６６を回動可能に形成される。

駆動手段７０は、例えば、油圧によって駆動する油圧アクチュエータや、空圧により駆動する空圧アクチュエータである。具体的には、駆動手段７０は、空圧シリンダ７０ａ及びピストン７０ｂを備えている。空圧シリンダ７０ａは、第１支持部６７に支持される。

ピストン７０ｂは、その端部が第２接続部７４に接続されている。ピストン７０ｂは、その往復動により、回転軸７５を中心に第２接続部７４を第１接続部７３に対して回動させ、第２支持部６８を第１支持部６７に対して離接させる。

固定具７１は、第１支持部６７及び第２支持部６８の端部、具体的には、接続部６９が設けられた端部とは相対する端部に設けられ、第１支持部６７及び第２支持部６８を互いに近接する方向に固定可能に形成されている。固定具７１は、第１支持部６７に設けられた第１固定部７７と、第２支持部６８に設けられ、第１固定部７７と固定される第２固定部７８と、を備えている。

固定具７１は、所謂締め具等と呼ばれ、下型６５及び上型６６が所定の力で互いに近接するように、第１支持部６７及び第２支持部６８を固定可能に形成されている。また、固定具７１は、第１固定部７７及び第２固定部７８の固定、及び、当該固定の解除が可能に形成されている。固定具７１は、当該固定及び固定の解除を、制御部９により、油圧的、電気的若しくは機械的に行う構成であればよい。

金型加熱手段６４は、金型６１の下型６５及び上型６６を所定の温度、ここでは、混合された第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２のキュア温度に加熱可能に形成されており、制御部９に電気的に接続されている。

移動機構６３は、開閉機構６２を移動可能に形成されている。即ち、移動機構６３は、開閉機構６２を移動させることで、金型６１を移動可能に形成されている。例えば、移動機構６３は、開閉機構６２を支持するベース８１と、ベース８１を回動させる回動手段８２と、開閉機構６２を傾斜させる傾斜手段８３と、を備えている。

ベース８１は、例えば、円盤状に形成され、金型６１が支持された開閉機構６２及び傾斜手段８３を配置可能に形成されている。ベース８１は、例えば、その中心に回転軸８１ａを備え、回転軸８１ａを中心に回転可能に設置される。

回動手段８２は、第１モータ８６と、第１モータ８６の回転をベース８１に伝達する伝達手段８７と、を備えている。第１モータ８６は、制御部９に接続されている。伝達手段８７は、例えば、第１モータ８６の回転軸に設けられた第１スプロケット８７ａと、ベース８１の外周面に設けられた第１チェーン８７ｂと、を備えている。回動手段８２は、第１モータ８６の回転力を、伝達手段８７を介してベース８１に伝達することで、ベース８１を回転可能に形成されている。回動手段８２は、ベース８１を回転させることで、開閉機構６２に支持された金型６１を混合装置６及び作業台８の一方に対向させることが可能に形成されている。

傾斜手段８３は、ベース８１上に高さ方向に延設された柱部９０と、ベース８１に設けられた第２モータ９１と、一方が第２モータ９１の回転軸に設けられ、他方が柱部９０に回転可能に固定された一対の第２スプロケットと、一対の第２スプロケットに設けられ、柱部９０に沿って延設された第２チェーンと、第２チェーンに固定され、開閉機構６２の一部を支持する支持ブロックと、ベース８１上に設けられ、開閉機構６２の一部を支持する支持ローラ９５と、を備えている。

柱部９０は、例えば、ベース８１上に配置された金型６１及び開閉機構６２の一方の端部側に隣接して、高さ方向に沿って設けられる。第２モータ９１は、制御部９に接続され、回転することで、一方の第２スプロケットを回転可能に形成されている。第２チェーンは、第２モータ９１の回転軸に固定された第２スプロケットが回転することで、柱部９０に沿って移動可能に形成されている。第２チェーンは、その移動に伴って、固定された支持ブロックを高さ方向に移動可能に形成されている。

支持ブロックは、第２チェーンに固定されるとともに、開閉機構６２の一部、例えば、第１支持部６７の接続部６９が設けられる側の端部に固定され、第１支持部６７を介して開閉機構６２を支持可能に形成されている。

支持ローラ９５は、開閉機構６２の一部、具体的には、第１支持部６７の支持ブロックが設けられる端部と相対する端部側の下面を支持可能に形成されている。支持ローラ９５は、第１支持部６７を介して金型６１を支持可能に形成されている。支持ローラ９５は、例えば、ベース８１上に回転可能に形成された円筒状のローラであり、支持ブロックの移動による第１支持部６７（金型６１）の傾斜（回動）時においても、第１支持部６７を介して金型６１を支持可能に形成されている。

作業台８は、ベース８１に隣接して設けられている。作業台８は、作業者Ｈが、その上部に立つことで、ベース８１上の金型６１と対向可能に形成されている。作業台８は、作業者Ｈが、金型６１を用いて作業を行う立ち台であって、作業者Ｈの行動範囲を限定する案内である。

制御部９は、三方弁１６、駆動モータ３１、チラー装置４２、ヒータ４４、制御モータ４６、温度検出器４７、混合部５１、駆動機構５２、金型加熱手段６４、第１モータ８６及び第２モータ９１に、信号線Ｓを介して電気的に接続されている。また、制御部９は、空圧シリンダ７０ａを駆動可能に形成されている。

制御部９は、三方弁１６及び駆動モータ３１を制御することで、ポンプ１３を駆動し、第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２を、混合部５１に供給可能に形成されている。また、制御部９は、チラー装置４２、ヒータ４４、制御モータ４６を制御することで、所定の温度の熱交換媒体を熱交換器４１に供給し、第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２の熱交換が可能に形成されている。

制御部９は、混合部５１を制御することで、第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２を混合して供給口５１ａから吐出するとともに、第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２を混合せずに、ポンプユニット５に戻すことが可能に形成されている。

制御部９は、第１モータ８６及び第２モータ９１を制御することで、ベース８１を回転させて、金型６１を混合部５１及び作業台８に対向可能に形成されている。また、制御部９は、空圧シリンダ７０ａを制御することで、金型６１を傾斜可能に形成されている。

次に、このように構成された成型装置１を用いた樹脂成形品の製造について説明する。
先ず、制御部９は、ポンプ１３を駆動し、ドラム缶２１に貯留された第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２を混合部５１に供給する。また、制御部９は、温度調整装置１８を制御することで、混合部５１に供給する第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２を制御する。

具体的には、制御部９は、２つの三方弁１６をそれぞれ制御し、図３に示すドラム缶２１及びポンプ１３が接続する流路Ｃ１に切り替える。また、制御部９は、駆動モータ３１を駆動し、ボールねじ３８を回転させることで、ボールナット３９を移動させ、ピストン２５を、第１ポンプ室の体積が増大する方向、換言するとピストン２５、連結部３４及びボールナット３９が減速機３２から離間する方向に移動させる。

また、制御部９は、温度検出器４７により検出された熱交換媒体の温度に基づいて、チラー装置４２及びヒータ４４を駆動し、熱交換媒体の温度を所定の温度となるように制御を行う。また、制御部９は、循環ポンプ４３を駆動することで、当該所定の温度となった熱交換媒体を熱交換器４１に供給し、ポンプ１３へ移動する前の第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２の熱交換を行い、第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２を所定の温度に制御する。

これにより、ドラム缶２１にそれぞれ貯留された第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２が、熱交換器４１により所定の温度に熱交換され、第１ポート２４ａからシリンダ２４内に吸い込まれる。また、第２ポート２４ｂからシリンダ２４内の充填液Ｘがタンク２６へ吐出される。

次に、制御部９は、２つの三方弁１６をそれぞれ制御し、図３に示すポンプ１３及び混合部５１が接続する流路Ｃ２に切り替える。

また、制御部９は、駆動モータ３１を駆動し、ボールねじ３８を回転させることで、ボールナット３９を移動させ、ピストン２５を、第２ポンプ室の体積が増大する方向、換言すると、ピストン２５、連結部３４及びボールナット３９が減速機３２に近接する方向に移動させる。

これにより、第１ポンプ室に吸い込まれた第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２が、第１ポート２４ａから吐出され、混合部５１に供給されるとともに、タンク２６に貯留された充填液Ｘが、第２ポート２４ｂから第２ポンプ室内に移動する。

次に、制御部９は、駆動機構５２、開閉機構６２及び移動機構６３を駆動することで混合部５１及び金型６１を移動させて互いに対向させる。制御部９は、混合部５１を制御して第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２を混合し、当該混合により形成された第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２からなる混合液を金型６１に供給して、樹脂成形品を成型する。

具体的には、制御部９は、回動手段８２の第１モータ８６を駆動し、ベース８１を回動させて、金型６１を混合装置６と対向する位置に移動させる。また、制御部９は、傾斜手段８３の第２モータ９１を駆動し、開閉機構６２を下降させて、金型の傾斜角度を０度、即ち金型６１が傾斜していない状態とする。

なお、このとき、開閉機構６２は、固定具７１を解除し、駆動手段７０を駆動して第２支持部６８を第１支持部６７と離間する方向に移動させることで、金型６１を開状態とする。また、制御部９は、駆動機構５２を駆動させて、混合部５１を、ベース８１上の金型６１の下型６５と対向する位置に移動させる。

この状態で、制御部９は、混合部５１を制御し、混合部５１で第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２を混合させる。次に制御部９は、下型６５に第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２の混合液を供給する。

次に、制御部９は、駆動手段７０を駆動して第２支持部６８を第１支持部６７に近接させて、金型６１を閉状態とし、固定具７１により、第１支持部６７及び第２支持部６８を固定する。

なお、金型６１は、金型加熱手段６４により所定の温度に加熱されており、制御部９は、所定の時間を経過するまで金型６１の閉状態を維持し、供給された第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２の混合液をキュアさせる。

また、混合液を所定の時間キュアさせた後、制御部９が金型６１を開状態とし、且つ、金型６１を移動させる。具体的には、制御部９は、駆動手段７０を駆動して第２支持部６８を移動させて第１支持部６７と離間させ、金型６１を開状態とする。次に制御部９は、第２モータ９１を駆動して、開閉機構６２を上昇させて、金型６１を所定の傾斜角度とする。次に、制御部９は、第１モータ８６を駆動してベース８１を回動させ、金型６１を作業台８に対向する位置に移動させる。

作業者Ｈは、開状態となった金型６１から、成型された樹脂成形品を取り出すことで、樹脂成形品が成型される。

制御部９は、次の樹脂成形品の成型として、上述の工程を繰り返し行うことで、樹脂成形品を製造する。

このように構成された成型装置１によれば、ポンプユニット５は、駆動モータ３１による回転力を、ボールねじ３８及びボールナット３９により軸心方向の移動に変換し、当該軸心方向の移動により、ポンプ１３のピストン２５を移動させて、ポンプ室により第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２を供給する構成である。また、ポンプ１３により供給する第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２の供給量は、ポンプ室の容積の変化量であり、ポンプ室の容積の変化量は、ピストン２５の移動量から求められる。また、ピストン２５の移動量は、ボールねじ３８の回転数とねじのピッチから求められる。

このようなことから、ポンプユニット５は、ピストン２５の移動量を制御することで、供給する樹脂材料（Ｗ１，Ｗ２）を定量供給することが可能となる。

また、ポンプユニット５は、ポンプ１３を、駆動モータ３１、減速機３２、伝達機構３３及び連結部３４により駆動する構成とすることで、簡単な構成、且つ、小型化が可能となる。

具体的には、従来のポンプユニットにおいては、油圧ポンプ等が用いられており、油圧によりポンプを駆動することで、ポンプを駆動するための油圧回路や流量計の付帯設備等の構成が必要であり、大型となる原因であった。また、油圧ポンプでは、供給量の調整が困難であることから、第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２の供給量にばらつきが発生する虞があった。

しかし、本実施形態のポンプユニット５においては、ポンプ１３を駆動するのに必要な構成は、駆動モータ３１、減速機３２、伝達機構３３及び連結部３４であり、簡単な構成とすることが可能となる。このため、ポンプユニット５は、製造コストを低減することが可能となり、安価となる。

また、ポンプユニット５は、ポンプ１３のピストン２５の移動方向を重力方向とすることで、これら各構成品の配置は、高さ方向に配置することが可能となり、設置スペースの低減、及び、ポンプユニット５の小型化が可能となる。

また、ポンプユニット５は、ポンプ１３の一次側に熱交換器４１を設け、ポンプ１３に供給される第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２の温度を所定の温度に調整することが可能となる。

第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２の温度を所定の温度に調整することで、ポンプ１３により吸い込まれる第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２の粘度が、所定の粘度となる。このため、ポンプ１３で吸い込むために必要な力が一定となり、駆動モータ３１の小型化が可能となるとともに、ポンプ１３により定量の第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２を安定して定量供給することが可能となる。

また、ポンプ１３は、第１ポンプ室で第１樹脂材料Ｗ１又は第２樹脂材料Ｗ２の吸込及び吐出を行う構成とすることで、ポンプ１３内のエア抜きが容易となる。具体的に説明すると、シリンダ２４及びピストン２５を用いたポンプ１３では、その構成から、第１ポート２４ａ及び第２ポート２４ｂは、第１ポンプ室及び第２ポンプ室の死点側に位置する。このため、重力方向で下方に位置する第２ポンプ室では、第２ポート２４ｂよりも上方に空気溜まりが発生すると、エア抜きが困難となる。

このため、第１ポンプ室で第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２の吸込及び吐出を行う構成とすることで、極力エア抜きが可能となる。換言すると、第１ポンプ室では、第１ポート２４ａよりも上方に空気溜まりが発生する可能性が少なく、このため、第１ポンプ室で第１樹脂材料Ｗ１又は第２樹脂材料Ｗ２の吸込及び吐出を行う構成とすることで、ポンプ１３内のエア抜きが容易となる。

また、ポンプ１３は、下方に位置するポンプ室を、充填液Ｘが貯留されたタンク２６に接続することで、第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２の吐出時に、充填液Ｘがポンプ室内に吸い込まれる。これにより、シリンダ２４及びピストン２５の摺動部に充填液Ｘを供給する、換言すると、シリンダ２４及びピストン２５間の摺動部を潤滑することが可能となる。

上述したように、本発明の一実施の形態に係る成型装置１によれば、ポンプユニット５に、駆動モータ３１により駆動するシリンダ２４及びピストン２５を用いたポンプ１３を用いることで、簡単な構成であって、小型化とすることが可能となる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、伝達機構３３はボールねじ３８及びボールナット３９を用いる構成を説明したがこれに限定されない。例えば、伝達機構３３は、駆動モータ３１の回転軸３１ａの回転運動を直進運動に変換可能に形成されていればよく、例えば、ラック及びピニオン、並びに、ボルト及びナット等であってもよい。ただし、好ましくは、小型化、摩擦、摺動抵抗、変換時の損失及びストローク量の精度等の観点から、伝達機構３３は、ボールねじ３８及びボールナット３９が好ましい。

また、上述した例では、ポンプユニット５及び混合装置６は、２つの樹脂材料（第１樹脂材料及び第２樹脂材料）を供給して混合する構成を説明したがこれに限定されない。例えば、樹脂材料は、３つの樹脂材料を混合する構成であってもよい。

また、上述した例では、ポンプ１３は、第１ポート２４ａに接続された、重力方向で上方に位置する第１ポンプ室が、第１樹脂材料Ｗ１又は第２樹脂材料Ｗ２の吸込及び吐出を行う構成を説明したがこれに限定されない。例えば、第２ポート２４ｂに配置された、重力方向で下方に位置する第２ポンプ室で第１樹脂材料Ｗ１又は第２樹脂材料Ｗ２の吸込及び吐出を行う構成であってもよい。

ただし、ポンプ１３内のエア抜きを考慮すると、重力方向で上方に位置する第１ポンプ室で第１樹脂材料Ｗ１及び第２樹脂材料Ｗ２の吸込及び吐出を行う構成が好ましい。

また、ポンプ１３は、両方のポンプ室で、異なる樹脂材料又は同一の樹脂材料を吸込及び吐出を行う構成であってもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

１…成型装置、５…ポンプユニット、６…混合装置、７…金型装置、８…作業台、９…制御部、１１…架台、１２…貯留槽、１３…ポンプ、１４…駆動機構、１５…ストレーナ、１６…三方弁、１７…配管、１７ａ…分岐管、１８…温度調整装置、２１…ドラム缶、２２…加圧装置、２４…シリンダ、２５…ピストン、２６…タンク、３１…駆動モータ、３１ａ…回転軸、３２…減速機、３２ａ…カップリング、３３…伝達機構、３４…連結部、３９…ボールナット、４１…熱交換器、４２…チラー装置、４３…循環ポンプ、４３ａ…モータ、４４…ヒータ、４５…配管、４６…制御モータ、４７…温度検出器、５１…混合部、５２…駆動機構、５３…配管部、６１…金型、６２…開閉機構、６３…移動機構、６４…金型加熱手段、６５…下型、６６…上型、６７…第１支持部、６８…第２支持部、６９…接続部、７０…駆動手段、７１…固定具、７３…第１接続部、７４…第２接続部、７５…回転軸、７７…固定部、７８…固定部、８１…ベース、８１ａ…回転軸、８２…回動手段、８３…傾斜手段、８６…第１モータ、８７…伝達手段、９０…柱部、９１…第２モータ、９５…支持ローラ、Ｈ…作業者、Ｓ…信号線、Ｗ１…第１樹脂材料、Ｗ２…第２樹脂材料。

Claims (10)

1. 架台と、
   樹脂材料を貯留する貯留槽と、
   前記架台に設けられ、シリンダ及び前記シリンダの内部を往復動可能なピストンを備えるポンプと、
   前記貯留槽及び前記ポンプ、又は、前記ポンプ及びその二次側を接続するとともに、前記接続を切替可能に形成された三方弁と、
   前記樹脂材料の温度を調整する温度調整装置と、
   前記架台に固定され、回転軸を有する駆動モータ、前記駆動モータの前記回転軸の回転を直進方向の運動に変換する伝達機構及び前記伝達機構及び前記ピストンを連結する連結部を具備する駆動機構と、
   を備えることを特徴とするポンプユニット。
2. 前記伝達機構は、ボールねじ及びボールナットであることを特徴とする請求項１に記載のポンプユニット。
3. 前記温度調整装置は、前記三方弁の一次側に設けられた熱交換器と、前記熱交換器に熱交換媒体を供給するポンプと、前記熱交換媒体の温度を調整する温度調整手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のポンプユニット。
4. 前記ピストン及び前記伝達機構の前記直進方向の運動は、重力方向に延設され、
   前記ポンプは、前記駆動モータよりも下方に配置されることを特徴とする請求項１に記載のポンプユニット。
5. 前記ポンプは、２つのポンプ室、及び、前記ポンプ室にそれぞれ接続されたポートを具備し、
   前記三方弁は、上方に配置された前記ポンプ室に、前記ポートを介して接続されることを特徴とする請求項１に記載のポンプユニット。
6. 架台、複数の樹脂材料を貯留する複数の貯留槽、前記架台に設けられ、ピストン及びシリンダを備えるポンプ、前記貯留槽及び前記ポンプ又は前記ポンプ及びその二次側を接続するとともに、前記接続を切替可能に形成された三方弁、前記樹脂材料の温度を調整する温度調整装置、並びに、前記架台に固定され、回転軸を有する駆動モータ、前記駆動モータの前記回転軸の回転を直進方向の運動に変換する伝達機構及び前記伝達機構及び前記ピストンを連結する連結部を具備する駆動機構を具備するポンプユニットと、
   樹脂材料を成型する金型装置と、
   前記三方弁の二次側に接続され、前記貯留槽に貯留された前記複数の樹脂材料を混合可能、且つ、前記混合した前記複数の樹脂材料を前記金型装置に供給可能な混合装置と、
   を備えることを特徴とする成型装置。
7. 前記伝達機構は、ボールねじ及びボールナットであることを特徴とする請求項６に記載の成型装置。
8. 前記温度調整装置は、前記三方弁の一次側に設けられた熱交換器と、前記熱交換器に熱交換媒体を供給するポンプと、前記熱交換媒体の温度を調整する温度調整手段と、を備えることを特徴とする請求項６に記載の成型装置。
9. 前記ピストン及び前記伝達機構の前記直進方向の運動は、重力方向に延設され、
   前記ポンプは、前記駆動モータよりも下方に配置されることを特徴とする請求項６に記載の成型装置。
10. 前記ポンプは、２つのポンプ室、及び、前記ポンプ室にそれぞれ接続されたポートを具備し、
    前記三方弁は、上方に配置された前記ポンプ室に、前記ポートを介して接続されることを特徴とする請求項６に記載の成型装置。

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