JP3896131B2 - 成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート状に成形され、かつ、所定の長さに切断された樹脂製の予備成形品をプレス成形機などの上下型間に順次送り込んで所定の形状に成形した後、その成形品を上下型間から送り出す形式の成形装置に関する。

この種の成形装置としては、特許文献１に開示された技術が既に知られている。この技術は、加熱によって軟化した樹脂シートをプレス成形機の上下型間に送り込んで成形した後、成形品を上型側に保持した状態で型開きする。そして、上下型の間に受け型を進入させ、上型側に保持されている成形品を受け型上に移し、この受け型を上下型の外へ移動させることで成形品をプレス成形機から搬出する。
特許第２５５６７５４号公報

特許文献１に開示された技術では、プレス成形機の上下型が開いている状態で、受け枠が上型側に保持されている成形品を受け取りに行き、かつ、この受け枠が戻ってから次工程の樹脂シートを上下型の間に送り込んでいる。このため、プレス成形機の上下型が型開き状態のままで作動していない時間が長く、結果として成形サイクルが長くなる。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、成形機の上下型が作動していない時間を短くし、結果として成形サイクルの短縮を図ることである。

本発明は、シート状に成形され、かつ、所定の長さに切断された樹脂製の予備成形品を成形機に対し、その上下型の開閉方向と直交する一方向から送り込んで成形するとともに、その成形品を成形機からその上下型の開閉方向と直交する他方向へ送り出す形式の成形装置であって、成形機における成形品の送り出し側に設定された待機位置と、成形機における予備成形品の送り込み側に設定されたクランプ位置との間を、型開き状態にある上下型の間を通って往復移動することが可能なクランプユニットと、このクランプユニットに連結され、クランプユニットの往復移動に連動して待機位置側から繰り出され、あるいは待機位置側に引き戻される払出し用シートとを備えている。そして、クランプユニットは、その待機位置からクランプ位置に移動して予備成形品をクランプし、その状態で待機位置に戻ってクランプを解放することで、成形機における下型の上に予備成形品を載せるように構成されている。また、払出し用シートは、クランプユニットが待機位置からクランプ位置に移動したときに成形機における上下型の間に繰り出されて上型に保持されている成形品を受け取り、クランプユニットが待機位置に戻るときに成形品を成形機から送り出すように設定されている。

このように、クランプユニットがクランプ位置に移動して予備成形品をクランプし、待機位置に戻ってクランプを解放することにより、予備成形品を成形機に送り込むことができる。また、クランプユニットの移動に連動する払出し用シートにより、成形機から成形品を送り出すことができる。したがって成形機の上下型が開いているタイミングにおいて、予備成形品の送り込みと成形品の送り出しとを同時に並行して行うことができ、成形機の上下型が作動していない無駄な時間を少なくし、結果として成形サイクルを短縮できる。

また、予備成形品を成形機に向けて搬送するコンベアを備え、このコンベアの搬送速度は、クランプユニットの移動速度よりも低く設定されていることが好ましい。
この場合、クランプユニットによってクランプされて搬送される予備成形品が、コンベアで搬送されている後続の予備成形品から引き離されて適正に成形機の上下型間に送り込まれる。

さらに、クランプユニットは、型開き状態にある上下型の間を通って往復するように駆動される作動部材と、この作動部材に取り付けられ、予備成形品に対するクランプおよびアンクランプのための作動が可能で、常時はクランプ方向の付勢力を受けているクランプ部材とを備え、また待機位置とクランプ位置とのそれぞれにおいて、クランプ部材をアンクランプ状態に作動させることが可能なクランプ解除機構が配置されていることが好ましい。

さらに、払出し用シートは、クランプユニットの待機位置側に配置された巻き取りローラに巻き取られることで、繰り出された状態から待機位置側に引き戻されるように構成されていることが好ましい。
この場合、クランプユニットのクランプ位置から待機位置への移動に連動して、払出し用シートが繰り出し状態から円滑に引き戻される。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて説明する。
図１は、シート状樹脂材のプレス成形装置を表した正面図である。このプレス成形装置の設備を大別すると、押出し機１０、シート成形部１２、成形機２０、クランプユニット４０、および払出し用シート５０によって構成されている。

押出し機１０は、加熱によって溶融させた樹脂材をシート成形部１２に連続して供給する。シート成形部１２では、溶融樹脂をシート状に成形しながら押出しダイス１４に送り込み、この押出しダイス１４においてシート状の樹脂材を所定寸法の幅あるいは厚みに整えて外部（図１の下方）に押し出す。押出しダイス１４から押し出されたシート状の樹脂材は、複数個のローラ１６間を通過することで、その寸法や形状がさらに整えられるとともに温度がコントロールされ、シート状の予備成形品Ｗ１（図５〜８）として下方のコンベア１８上に供給される。そして、予備成形品Ｗ１は、カッター（図示省略）によって所定の長さに切断された後、コンベア１８によって成形機２０に向けて搬送される。

成形機２０は、予備成形品Ｗ１を所定の形状にプレス成形するためのもので、上下型２４，２５を備えている。この成形機２０においては、上型２４が固定側であり、下型２５が駆動シリンダ２６の駆動制御によって昇降するようになっている。図１においては、下型２５を下降させた状態、つまり上下型２４，２５の型開き状態が示されている。この型開き状態における上下型２４，２５の間に対し、これらの開閉方向と直交する図１の左方向から予備成形品Ｗ１が送り込まれ、プレス成形後の成形品Ｗ２（図６〜８）は右方向へ送り出される。なお、上型２４は、成形品Ｗ２をエアの吸引力によって一時的に保持できる構成になっている。

クランプユニット４０は、型開き状態にある上下型２４，２５の間を通って図１の待機位置Ａとクランプ位置Ｂとの間を往復するように駆動されるプレート形状の作動部材４２と、この作動部材４２に取り付けられたクランプ部材４４とを備えている。なお、待機位置Ａは成形機２０における成形品Ｗ２の送り出し側に設定されており、クランプ位置Ｂは成形機２０における予備成形品Ｗ１の送り込み側に設定されている。

払出し用シート５０は、成形機２０における成形品Ｗ２の送り出し側（待機位置Ａ側）に設けられた巻き取りローラ５２に巻かれており、この巻き取りローラ５２からの繰り出し端部が作動部材４２に連結されている。また、巻き取りローラ５２の下側には、ウエイトローラ５４が配置されている。このウエイトローラ５４は、ウエイト５６が吊り下げられたロープなどが巻かれている。そして、巻き取りローラ５２とウエイトローラ５４とは、ベルトなどを通じて連動可能であり、結果的に巻き取りローラ５２には、ウエイト５６によって払出し用シート５０を巻き取る方向の回転力が付与されている。

そこで、作動部材４２（クランプユニット４０）が待機位置Ａからクランプ位置Ｂに向かって移動することにより、払出し用シート５０が巻き取りローラ５２から繰り出される。逆に、クランプユニット４０がクランプ位置Ｂから待機位置Ａに向かって移動することにより、払出し用シート５０が巻き取りローラ５２に巻き取られる。

図２は、待機位置Ａにおけるクランプユニット４０をその関連機構と共に表した拡大図である。図３は、クランプユニット４０を図２の右側から見た構成図である。図４は、クランプユニット４０の平面図である。これらの図面から明らかなように、クランプユニット４０の作動部材４２は、左右一対のフレーム部材４３の間に架け渡された状態で固定されている。これらのフレーム部材４３は、成形機２０のフレーム２２に固定された左右のガイドレール３６に案内されて移動するように支持され（図３）、かつ、それぞれの下部にはラック歯４６が設けられている（図２，３）。なお、両ガイドレール３６は、図１の待機位置Ａ付近からクランプ位置Ｂ付近までの間にわたって連続しており、これらのガイドレール３６に沿ってクランプユニット４０が往復移動する。

図３で示すように、両フレーム部材４３のラック歯４６には、一本の駆動軸３２上に固定された一対の歯車３４が個々に噛み合っている。この駆動軸３２には、駆動モータ３０の回転駆動力が減速歯車ボックス３１の歯車列を通じて伝達される。したがって、駆動モータ３０の回転を正逆に制御することにより、両歯車３４とラック歯４６との噛み合いを通じてクランプユニット４０が往復駆動される。

クランプ部材４４は、作動部材４２の両サイドにそれぞれ配置されており、個々に一対の爪状の部材が、固定軸４４ａの軸心回りに回動できるように支持された構成になっている。そして、両クランプ部材４４の後端部は、それぞれ一対のリンク４４ｂを介して可動軸４４ｃに連結されている。つまり、両クランプ部材４４は、それぞれのリンク４４ｂと共に四節リンク機構を構成している。固定軸４４ａおよび可動軸４４ｃは、両クランプ部材４４に共通の軸であり（図４）、固定軸４４ａは作動部材４２に支持され、可動軸４４ｃは作動部材４２に対してフリーになっている。また、図４で示すように、固定軸４４ａ側と可動軸４４ｃ側との間には、一対のスプリング４４ｄが個々のガイドシャフト４４ｆ上に支持された状態で設けられている。そして、可動軸４４ｃのほぼ中間部位には被押圧部４４ｅが固定されている。

被押圧部４４ｅに対して図２，４の左方向への押圧力が加えられると、可動軸４４ｃがスプリング４４ｄの付勢力に抗して固定軸４４ａに接近する方向（図２，４の左方向）へ移動する。この結果、四節リンク機構が図２の仮想線で示す状態に作動し、クランプ部材４４が実線で示すクランプ状態から仮想線で示すアンクランプ状態に切り替えられる。なお、被押圧部４４ｅに対する押圧力が解除されれば、スプリング４４ｄの付勢力によって可動軸４４ｃが元の位置に押し戻され、クランプ部材４４は実線で示すクランプ状態に保たれる。

図１で示されている待機位置Ａには、図２で示すようなクランプ解除機構４８が設けられている。クランプ解除機構４８は、クランプユニット４０の幅方向のほぼ中間に配置されている。このクランプ解除機構４８の構成は、扇形状の回動部材４８ａが成形機２０のフレーム２２側に対し、支持軸４８ｃによって上下方向への回動自在に支持されている。回動部材４８ａの下側端面には、アジャスタボルトを利用した押圧部４８ｂがもうけられている。また、回動部材４８ａの上側端部には、フレーム２２に取り付けられたシリンダ４８ｄのロッドが連結されている。

クランプ解除機構４８におけるシリンダ４８ｄの駆動制御により、回動部材４８ａが押圧部４８ｂと共に図２の実線位置から仮想線の位置に回動する。この結果、押圧部４８ｂによってクランプユニット４０の被押圧部４４ｅに押圧力が加えられ、既に説明したようにクランプ部材４４がクランプ状態からアンクランプ状態に切り替えられる。なお、図１のクランプ位置Ｂにおいてもクランプ解除機構４８と同じ構成で、かつ、同じ機能を有するクランプ解除機構が設けられているが、その説明は省略する。

つづいて、成形装置による成形作業について説明する。
図５〜８は、成形装置の各工程を図１と対応させて表した正面図である。まず、図５の工程においては、クランプユニット４０は待機位置Ａにあり、成形機２０はその上下型２４，２５が型締めされたプレス成形状態にある。なお、押出しダイス１４からは次に成形されるシート状の予備成形品Ｗ１がコンベア１８上に供給されている。

成形機２０におけるプレス成形が終了すると、図６で示すように下型２５が下降して型開き状態とが、成形品Ｗ２はエアの吸引力によって上型２４側に保持されている。そして、上下型２４，２５の型開きと同時にクランプユニット４０が待機位置Ａからクランプ位置Ｂに向かって移動を開始する。また、クランプユニット４０の移動に連動して、払出し用シート５０が巻き取りローラ５２から繰り出される。一方、コンベア１８上の予備成形品Ｗ１は、すでに所定の長さに切断され、このコンベア１８によって成形機２０に向けて搬送されている。

図７で示す工程では、クランプユニット４０がクランプ位置Ｂに到達し、コンベア１８によって搬送されてきた予備成形品Ｗ１の端部をクランプ部材４４によってクランプしている。つまり、クランプ部材４４は、クランプ位置Ｂのクランプ解除機構（図示省略）によって一旦アンクランプ状態に開かれ、予備成形品Ｗ１の端部を受け入れると同時に再びクランプ状態に切り替えられる。また、この時点での払出し用シート５０は、上下型２４，２５の間に位置しており、この払出し用シート５０の上に上型２４側に保持されていた成形品Ｗ２が落とされる。

クランプユニット４０が予備成形品Ｗ１をクランプしたまま、待機位置Ａに移動し、クランプ解除機構４８によってクランプ部材４４がアンクランプ状態に切り替えられる。これによって、図８で示すように下型２５の上に予備成形品Ｗ１が載せられる。一方、クランプユニット４０がクランプ位置Ｂから待機位置Ａに移動することにより、払出し用シート５０が巻き取りローラ５２に巻き取られる。したがって、払出し用シート５０の上に載っていた成形品Ｗ２は成形機２０から送り出される。この後は再び図５の状態となり、以降の工程が繰り返される。

なお、クランプユニット４０の移動速度は、コンベア１８の搬送速度よりも速く設定されている。このため、予備成形品Ｗ１が押出しダイス１４からコンベア１８上に連続して供給されていても、クランプユニット４０でクランプされて搬送される予備成形品Ｗ１は後続の予備成形品Ｗ１から的確に引き離される。また、成形機２０がトリミング機能も兼ねている場合、払出し用シート５０によって成形品Ｗ２と共にスクラップも成形機２０から送り出され、スクラップは図８で示す粉砕機６０に投入される。

このように、成形機２０の上下型２４，２５が開いている図６〜８のタイミングにおいて、下型２５への予備成形品Ｗ１の送り込みと、成形品Ｗ２の送り出しとを並行して行うことにより、成形機２０が作動していない無駄な時間を少なくして成形サイクルを短縮することが可能となる。
なお、成形機２０は、プレス成形に限るものでなく、シート状の予備成形品Ｗ１を真空成形する成形機であってもよい。

シート状樹脂材のプレス成形装置を表した正面図 待機位置Ａにおけるクランプユニットをその関連機構と共に表した拡大図 クランプユニットを図２の右側から見た構成図 クランプユニットの平面図 成形装置の型締め工程を図１と対応させて表した正面図 成形装置の型開き工程を図１と対応させて表した正面図 成形装置の型開き工程を図１と対応させて表した正面図 成形装置の型開き工程を図１と対応させて表した正面図

符号の説明

２０ 成形機
２４ 上型
２５ 下型
４０ クランプユニット
５０ 払出し用シート
Ａ 待機位置
Ｂ クランプ位置
Ｗ１ 予備成形品
Ｗ２ 成形品

Claims (4)

1. シート状に成形され、かつ、所定の長さに切断された樹脂製の予備成形品を成形機に対し、その上下型の開閉方向と直交する一方向から送り込んで成形するとともに、その成形品を成形機からその上下型の開閉方向と直交する他方向へ送り出す形式の成形装置であって、
   成形機における成形品の送り出し側に設定された待機位置と、成形機における予備成形品の送り込み側に設定されたクランプ位置との間を、型開き状態にある上下型の間を通って往復移動することが可能なクランプユニットと、このクランプユニットに連結され、クランプユニットの往復移動に連動して待機位置側から繰り出され、あるいは待機位置側に引き戻される払出し用シートとを備え、クランプユニットは、その待機位置からクランプ位置に移動して予備成形品をクランプし、その状態で待機位置に戻ってクランプを解放することで、成形機における下型の上に予備成形品を載せるように構成され、払出し用シートは、クランプユニットが待機位置からクランプ位置に移動したときに成形機における上下型の間に繰り出されて上型に保持されている成形品を受け取り、クランプユニットが待機位置に戻るときに成形品を成形機から送り出すように設定されている成形装置。
2. 請求項１に記載された成形装置であって、
   予備成形品を成形機に向けて搬送するコンベアを備え、このコンベアの搬送速度は、クランプユニットの移動速度よりも低く設定されている成形装置。
3. 請求項１又は２に記載された成形装置であって、
   クランプユニットは、型開き状態にある上下型の間を通って往復するように駆動される作動部材と、この作動部材に取り付けられ、予備成形品に対するクランプおよびアンクランプのための作動が可能で、常時はクランプ方向の付勢力を受けているクランプ部材とを備え、また待機位置とクランプ位置とのそれぞれにおいて、クランプ部材をアンクランプ状態に作動させることが可能なクランプ解除機構が配置されている成形装置。
4. 請求項１，２又は３に記載された成形装置であって、
   払出し用シートは、クランプユニットの待機位置側に配置された巻き取りローラに巻き取られることで、繰り出された状態から待機位置側に引き戻されるように構成されている成形装置。
   

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