JP3896131B2 - 成形装置 - Google Patents

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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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