JP3703571B2 - プラスチック成形物の冷却装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック成形機により成形された成形物を、空気により冷却するための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、射出成形機などのプラスチック成形機を用いて、プラスチックを成形加工する場合、成形されるプラスチックを成形機に供給して金型を閉鎖し、射出成形機のシリンダー内でプラスチックを加熱可塑化させた後、プランジャーを前進させてノズルから加熱可塑化したプラスチックを金型内に射出して、この金型内を一定時間圧力保持した後にプランジャーを後退させ、冷却時間をおいた後、金型を開放して、所定形状に成形された成形物を取り出すようにしている。
【0003】
そして、通常、この種の成形は、金型を閉鎖してから金型を開放して成形物を取り出すまでの工程を1つの製造サイクルとして繰り返され、1つの製造サイクルの時間は、主として射出時間と冷却時間とに依存している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
それゆえ、生産性の向上を図るべく、製造サイクルの短縮化、とりわけ冷却時間の短縮を図ることが望まれているが、金型内での冷却を十分に行おうとすると冷却時間が長くなる一方で、金型内での冷却を急激に行おうとすると、格別の冷却装置が必要で金型の構造が複雑となり、また、急激な冷却による激しい熱履歴に耐え得る材料で金型を製作しなければならないため、金型の製造コストが高くなり、さらには、急激な冷却により金型表面で空気が結露するという問題を生じる。
【0005】
その一方、金型内での冷却を十分に行わずに金型を開放すると、冷却時間は短縮されるが、成形物は取り出された後にそりなどの変形を生じ、不良品の発生を招くこととなる。
【0006】
また、従来、プラスチック成形機から取り出された成形物を、該成形物の搬送工程において、ファンなどを用いて補助的に空冷するものがあるが、このようなファンは、取り出し直後から冷気を送風するものではなく、冷却時間の短縮化に役立つものではない。
【0007】
本発明の目的は、金型内での急激な冷却を行うことなく、金型内での冷却時間を短縮でき、しかも、成形物にそりなどの変形を生じさせることがないプラスチック成形物の冷却装置を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、プラスチック成形機1により成形され、該プラスチック成形機1の取出部10から取り出された成形物6を、空気により冷却するための装置であって、前記取出部10を囲み、温度を一定温度に保つための冷却ブース5と、冷却ブース5内に配置され、成形物6を搬送するコンベア8と、冷却ブース5内に配置され、前記取出部10において開放される金型3から、成形物6を取出体12によって取り出す取出機7と、冷却ブース5内に配置され、取出体12で取り出された成形物6を受取体15によって受け取り、受け取った成形物6をコンベア上に落下させる受取機9とを備え、冷却ブース5内に配置され、成形物6を取出体12から受取体15に受け渡す受渡位置に位置される取出体12の背面側から成形物6に冷気を送風する第1送風ファン20と、冷却ブース5内に配置され、前記第1送風ファン20に対向し、受渡位置において位置される取出体12に対向する受取位置に位置された受取体15の背面側から成形物6に冷気を送風する第2送風ファン21と、冷却ブース5内に配置され、コンベア8の搬送面14に対向する位置に設けられる第3送風ファン22とを備えている。
【0011】
また、第1送風ファン20および第2送風ファン21は、独立に風量の調節が可能となっているのが好ましい。
【0012】
また、本発明のプラスチック成形物の冷却装置は、成形物6の温度を検出する検出手段23と、該検出手段23から入力される検出値と予め設定された成形物6の温度の設定値とを比較して、成形物6の温度が設定値となるように、第1送風ファン20、第2送風ファン21および第3送風ファン22の風量を調節するコントローラ24とをさらに備えているのが好ましい。
【0013】
また、本発明のプラスチック成形物の冷却装置は、薄板形状の成形物6の冷却ために用いられるのが好ましい。
【0015】
【発明の作用効果】
本発明によれば、プラスチック成形機1の取出部10から取り出された直後の成形物6へ、冷気を送風するので、金型3内での冷却を十分に行わなくとも、引き続き冷却が行われ、金型3内での冷却時間を短縮できながらも、取り出された成形物6にそりなどの変形を生じさせない。従って、成形された成形物6のばらつきがなく、常に一定形状の成形物6の安定的に供給できながら、製造サイクルを短縮して生産性の向上を図ることができる。
また、第1送風ファン20と第2送風ファン21とは、それぞれ互いに反対側から成形物6に対して冷気を送風して、成形物6におけるそれぞれ異なった特定の部位を冷却可能としているので、熱の分布が一定でない取り出し直後の成形物6が、その熱の分布に応じて特定の方向に変形しようとしても、その特定部位を局部的に冷却することができ、成形物6の変形を有効に防止し、或いは矯正することができる。
【0018】
また、第1送風ファン20および第2送風ファン21が、独立に風量の調節を可能としていると、熱の分布が一定でない取り出し直後の成形物6を、その分布に応じた好適な状態で冷却することができ、成形物6の変形を一層有効に防止し、或いは矯正することができる。
【0019】
また、成形物の温度を検出する検出手段23と、該検出手段23から入力される検出値に基づき第1送風ファン20、第2送風ファン21および第3送風ファン22の風量を調節するコントローラ24とをさらに備えていると、雰囲気温度の変動などにより、成形物6の温度が変化して、成形物6に変形が生じようとしたときにも、検出手段18が成形物6の温度を検知して、コントローラ24が第1送風ファン20、第2送風ファン21および第3送風ファン22の風量を補正するので、常に一定の形状の成形物6を確実に得ることができる。
【0020】
また、薄板形状の成形物6は、取り出し直後において特に変形が生じ易いため、本発明のプラスチック成形物の冷却装置は、この薄板形状の成形物6の冷却のために、特に好適に用いることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明のプラスチック成形物の冷却装置を、プラスチック成形機としての射出成形機1に適用した実施形態を示した図であって、この射出成形機1は、原料のプラスチックが供給されるホッパー2と、供給されたプラスチックを加熱可塑化して射出する射出部4と、射出されたプラスチックを所定の形状に成形する金型3とを備えている。
【0023】
そして、ホッパー2から供給されたプラスチックは、射出部4により金型3へ射出され、前記金型3内で一定時間圧力保持し、冷却時間をおいた後に、取出部10において金型3が開放されて、成形物6として取り出されるようになっている。なお、本実施形態では、成形物6は、たとえばコンパクトディスク用容器のような薄板形状を有している。
【0024】
そして、図2及び図3に示すように、前記射出成形機1には、金型3が開放されたときに形成される取出部10を囲むように冷却ブース5が設けられており、この冷却ブース5には、空調装置27の空調ダクト19を配管しており、冷却ブース5の温度を常に一定温度に保てるようにしている。
【0025】
また、この冷却ブース5内には、射出成形機1のほかに、成形物6を搬送するコンベア8と、金型3から成形物6を取り出す取出機7と、取出機7で取り出した成形物6を受け取り、受け取った成形物6をコンベア8上に落下させる受取機9とが配設されている。
【0026】
前記取出機7は、図2に示すように、一端が取出部10に延び、他端がコンベア8上に延びる支持アーム11と、該支持アーム11に、取出部10において成形物6を取り出す取出位置(図2における仮想線で示す位置)と、コンベア8上において成形物6を受取機9に受け渡す受渡位置(図2における実線で示す位置)とにスライド自在に取り付けられている取出体12とを備えており、前記取出体12には、成形物6を吸引して保持する吸引部13が備えられている。
【0027】
そして、取出体12を取出位置に位置させて、開放された金型3から、成形直後の成形物6を前記吸引部13で吸引して取り出すと共に該吸引部13で保持し、その後、成形物6を保持したまま、取出体12を支持アーム11に沿ってスライドさせて、コンベア8上の受渡位置に位置させる。そして、成形物6を取出体12から後述する受取機9に受け渡たすのである。
【0028】
前記受取機9は、図3に示すように、コンベア8上の受渡位置に位置した取出体12と対向する受取位置(図3における実線で示す位置)と、コンベア8の搬送面14に対向する落下位置(図3における仮想線で示す位置)とに揺動可能な受取体15を備えており、該受取体15には、成形物6を吸引して保持する吸引部16が備えられている。
【0029】
そして、成形物6を保持した取出体12がコンベア8上の受渡位置に位置したとき、前記受取体15を前記取出体12に対向する受取位置に位置させて、前記受取体15の吸引部16で吸引して成形物6を保持させる一方、前記取出体12の吸引部13の吸引を解除して、受取体15が取出体12から成形物6を受け取るようにしている。そして、受取体15が下方向に揺動して、コンベア8の搬送面14に対向する落下位置に位置したときに、吸引部16の吸引を解除し、成形物6をコンベア8上に落下させるようにしている。
【0030】
尚、取出体12の吸引部13及び受取体15の吸引部16の吸引及び解除は、エアー式により行われている。
【0031】
そして、コンベア8上に落下した成形物8は、該コンベア8により冷却ブース5の外に設置されている集積装置17へ搬送されて、該集積装置17で成形物6はストックされる。
【0032】
このような成形、取出及び搬送の工程において、本発明のプラスチック成形機の冷却装置は、射出成形機1の取出部10近傍に配置され、前記射出成形機1の取出部10から取り出された直後の成形物6へ、冷気を送風する空気冷却手段18を備えている。
【0033】
前記空気冷却手段18は、図2及び図3に示すように、前記取出機7の取出体12がコンベア8上に位置した位置と、受取機9の受取体15が前記取出体12に対向する位置にある位置とを挟んで対向する二つの位置に、第1送風ファン20及び第2送風ファン21を備えている。
【0034】
前記第1送風ファン20は、成形物6に対し取出体12の背面側から成形物6に冷気を送風しており、また、前記第2送風ファン21は、成形物6に対し受取体15の背面側から冷気を送風するようにしており、つまり、各送風ファン20、21は、成形物6に対して、それぞれ互いに反対側から冷気の送風を可能として、成形物6における異なった特定の部位を、それぞれの送風ファン20、21により冷却できるようにしている。また、これら第1ファン20及び第2ファン21は、それぞれ独立して風量の調節が可能となっている。
【0035】
さらに、前記空気冷却手段18は、前記第2送風ファン21よりもコンベア8の搬送方向下流側であって、且つコンベア8の搬送面14に対向する位置に第3送風ファン22を備えており、この第3送風ファンにより、コンベア8で搬送されている成形物6に冷気を送風して、第1ファン20、及び第2ファン21による成形物6の冷却を補っている。
【0036】
このようにして、前記空気冷却手段18は、射出成形機1の取出部10から取り出された直後の成形物6へ冷気を送風することができるので、金型3内での冷却を十分に行なわなくとも、引き続き空気冷却手段18による冷却が行われ、金型3内での冷却時間を短縮できながらも、取り出された成形物6にそりなどの変形を生じさせず、従って、成形された成形物6のばらつきがなく、常に一定形状の成形物6を安定的に供給できながら、製造サイクルを短縮して生産性の向上を図ることができる。
【0037】
また、前記空気冷却手段18は、取出部10から取り出されたのち10秒以内の成形物6へ冷気の送風を可能としている。すなわち、上記の構成においては、取出体12が成形直後の成形物6を取り出して、支持アーム11に沿ってスライドしてコンベア8上に位置するまでの時間は、約2秒であり、第1送風ファン20及び第2送風ファン21は、成形物6を取り出し直後から2秒以内に冷却することができる。このように、金型3内で冷却されていた成形物6は、金型3からの取り出し後、極短時間の時間内において前記空気冷却手段18により引き続き冷却が行われるので、冷却時間の短縮化をより図ることができながら、成形物6の変形をより一層少なくすることができる。
【0038】
また、第1送風ファン20と第2送風ファン21とは、それぞれ互いに反対側から成形物6に対して冷気を送風して、成形物6におけるそれぞれ異なった特定の部位を冷却可能としているので、熱の分布が一定でない取り出し直後の成形物6が、その熱の分布に応じて特定の方向に変形しようとしても、例えば、第1送風ファン20若しくは第2送風ファン21の何れかの送風を停止したり、或いは、第1送風ファン20及び第2送風ファン21の風量をそれぞれ変えるやることで、その特定部位を局部的に冷却することができるので、成形物6の変形を有効に防止し、或いは矯正することができる。
【0039】
さらに、本発明のプラスチック成形機の冷却装置は、成形物6の温度を検出する検出手段23と、該検出手段23から入力される検出値と予め設定された成形物6の温度の設定値とを比較して、成形物6の温度が設定値となるように、空気冷却手段18の風量を調節するコントローラ24とを備えている。
【0040】
さらに詳述すると、前記検出手段23は、図3に示すように、第2送風ファン21と第3送風ファン22との間であってコンベア8の搬送面14の上側と下側に、それぞれ、赤外線温度センサー25a、25bを備えている。
【0041】
そして、図4に示すように、センサー25a、25bで検出した成形物6の表面温度を検出値としてコントローラ24に入力し、該コントローラ24において、検出値と予め設定された成形物6の表面温度の設定値とを比較して、検出値が設定値と異なっている場合は、検出値と設定値とが一致するような風量となる信号を、各送風ファン20、21、22に出力して、成形物6の表面温度が常に設定値となるようにしている。
【0042】
このような制御により、センサー25a、25bが成形物6の表面温度を直接検出して、成形工程のランニング状態を直接且つ連続的に管理するので、例えば、雰囲気温度の変動などにより成形物6の温度が変化して、成形物6に変形が生じようとしたときにも、検出手段23が成形物6の温度をすぐさま検知して、コントローラ24が各送風ファン20、21、22の風量を補正するので、常に一定した形状の成形物6を確実に得ることができる。
【0043】
また、本実施形態では、冷却ブース5内に、該冷却ブース5内の温度を検出する温度センサー26をさらに設けて、この温度センサー26の検出信号をコントローラ24に入力すると共に、コントローラ24からの出力信号を空調装置27にも与えており、センサー25と各送風ファン20、21、22とによる成形物6の温度制御に加えて、冷却ブース5内の温度制御を行ない、雰囲気温度の変動を少なくすると共に、より的確に成形物6の温度制御を行うことができるようにしている。
【0044】
以上述べたように、本発明のプラスチック成形機の冷却装置は、金型3内での冷却時間を短縮できながらも成形物6にそりなどの変形を生じさせることがないため、とりわけ、取り出し直後において特に変形が生じ易い、例えば、コンパクトディスク用容器などの薄板形状の成形物の冷却のために、特に好適に用いることができる。
【0045】
尚、本実施形態においては、プラスチック成形機として射出成形機を例示したが、本発明のプラスチック成形機の冷却装置は、圧縮成形機や押出成形機などの公知のプラスチック成形機にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプラスチック成形物の冷却装置を適用した射出成形機を示す側面図である。
【図2】図1における冷却ブースのAーA線断面図である。
【図3】図2における冷却ブースのBーB線断面図である。
【図4】図2における冷却ブース内の温度制御機構を示す説明図である。
【符号の説明】
1 射出成形機
6 成形物
10 取出部
18 空気冷却手段
20 第1送風ファン
21 第2送風ファン
23 検出手段
24 コントローラ
Claims (4)
- プラスチック成形機(1)により成形され、該プラスチック成形機(1)の取出部(10)から取り出された成形物(6)を、空気により冷却するための装置であって、
前記取出部(10)を囲み、温度を一定温度に保つための冷却ブース(5)と、
冷却ブース(5)内に配置され、成形物(6)を搬送するコンベア(8)と、
冷却ブース(5)内に配置され、前記取出部(10)において開放される金型(3)から、成形物(6)を取出体(12)によって取り出す取出機(7)と、
冷却ブース(5)内に配置され、取出体(12)で取り出された成形物(6)を受取体(15)によって受け取り、受け取った成形物(6)をコンベア上に落下させる受取機(9)とを備え、
冷却ブース(5)内に配置され、成形物(6)を取出体(12)から受取体(15)に受け渡す受渡位置に位置される取出体(12)の背面側から成形物(6)に冷気を送風する第1送風ファン(20)と、
冷却ブース(5)内に配置され、前記第1送風ファン(20)に対向し、受渡位置において位置される取出体(12)に対向する受取位置に位置された受取体(15)の背面側から成形物(6)に冷気を送風する第2送風ファン(21)と、
冷却ブース(5)内に配置され、コンベア(8)の搬送面(14)に対向する位置に設けられる第3送風ファン(22)とを備えていることを特徴とするプラスチック成形物の冷却装置。 - 第1送風ファン(20)および第2送風ファン(21)は、独立に風量の調節が可能となっている請求項1に記載のプラスチック成形物の冷却装置。
- 成形物(6)の温度を検出する検出手段(23)と、該検出手段(23)から入力される検出値と予め設定された成形物(6)の温度の設定値とを比較して、成形物(6)の温度が設定値となるように、第1送風ファン(20)、第2送風ファン(21)および第3送風ファン(22)の風量を調節するコントローラ(24)とをさらに備えている請求項1または2に記載のプラスチック成形物の冷却装置。
- 薄板形状の成形物(6)の冷却のために用いられる請求項1〜3のいずれかに記載のプラスチック成形物の冷却装置。
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