JP3967726B2 - シートプレス成形設備 - Google Patents

Description

本発明は、溶融樹脂をシート状に押し出すとともに、押し出されたシート素材を所定の形状にプレス成形するためのシートプレス成形設備に関する。

この種のシートプレス成形に関しては、例えば特許文献１に開示された技術が既に知られている。この技術においては、押出装置から連続して押し出される樹脂シートが、第１コンベヤで受け取られてから第２コンベヤに送られる。第１コンベヤと第２コンベヤとの間には、樹脂シートを切断するための裁断装置が配置されている。この裁断装置によって所定の長さに切断された樹脂シートは、第１コンベヤから型枠上に送られ、この型枠の移動によってプレス成形装置の上下金型間に送られて成形される。
特開平６−１４４６６９号公報

従来の技術では、押出装置、裁断装置、第１，２コンベヤおよび型枠からなる搬送装置、成形装置によって一つのシートプレス成形設備が構成されているので、設備全体を大型のフレームで支持する必要がある。このため、設備の設置スペースが大きくなり、また、運搬や設置のための作業が大変になる。そして、設備のメンテナンスや改良に際しては、全体を交換することが多く、コスト面で不利である。

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、シートプレス成形設備の設置スペースが小さくて済み、かつ、運搬や設置のための作業が容易になるとともに、設備のメンテナンスや改良に際しても低コストで対応可能とすることである。

本発明は、上記の目的を達成するためのもので、以下のように構成されている。
請求項１に記載の発明は、溶融樹脂をシート状に成形して押し出す押出装置と、この押出装置から押し出され、かつ所定の長さに切断されたシート素材を受け取って搬送する搬送装置と、この搬送装置によって送り込まれたシート素材をプレス成形する成形装置とを備え、これらの押出装置、搬送装置および成形装置は、個々のフレームが個別に設置されている。

この構成によれば、押出装置、搬送装置および成形装置における個々のフレームをそれぞれ小型に設定でき、これらの各装置を一つに集約したときの設置スペースが小さくて済む。また、各装置を個別に扱うことができるので、運搬や設置のための作業が容易になるとともに、設備のメンテナンスや改良に際して、その対象となる装置のみを入れ替えるだけで対応でき、コストの軽減を図ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載されたシートプレス成形設備であって、押出装置は、フロア側のベースに立てられた一本の支柱により、昇降動作および支柱の軸線回りに旋回動作可能に支持されている。また、ベースはフロアに沿って往復移動可能に構成されている。
これにより、押出装置の設置作業やメンテナンスが容易であり、また、この押出装置を、大きさや形式の異なる搬送装置と組み合わせて使用することも可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載されたシートプレス成形設備であって、押出装置は、溶融樹脂をシート状に成形しながら一方向へ送るシート成形部と、このシート成形部で成形されるシート素材を一定形状に整えながら連続して外部へ押し出す押出ダイスと、この押出ダイスの出口側に設けられたカッターとを備えている。このカッターにより、シート素材を成形品の１個分に相当する長さに切断して搬送装置に送り出すように構成されている。
このように、押出装置で連続して成形されるシート素材を、その成形前に切断しておくことにより、成形後における処理工程が簡素化され、結果的に設備全体をコンパクトに収めるための一要因となる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載されたシートプレス成形設備であって、搬送装置は、押出装置における押出ダイスの下方部位と、成形装置における下型の上方部位との間を進退動作可能であるとともに、押出ダイスから押し出されるシート素材を受け取ることが可能で、かつ、シート素材を成形装置の下型上に送り込む方向への回転駆動が可能なコンベアを備えている。
これにより、搬送装置のコンベヤ上に押出ダイスから押し出されるシート素材を受け取るときは、この搬送装置をシート素材の押し出し速度に合わせて成形装置に向けて進行させ、シート素材を成形装置の下型上に送り込むときは、搬送装置を退行させながら、その退行速度に合わせてコンベヤをシート素材の送り込み方向へ回転駆動させることができる。この結果、押出ダイスから押し出されたシート素材は、重なりなどのない適正な状態で搬送装置のコンベヤ上に受け取られ、かつ、成形装置の下型上に送り込まれる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載されたシートプレス成形設備であって、搬送装置の進退動作において、押出ダイスから押し出されるシート素材をコンベヤ上に受け取った後の進行速度、およびシート素材をコンベヤ上から押出装置の下型上に送り込んだ後の退行速度が、それぞれ切り替えられるように設定されている。

この構成において、押出装置からシート素材を受け取った後の搬送装置の進行速度を低速から高速に切り替えれば、この搬送装置が素早く成形装置の下型上に進行してシート素材を下型上に送り込むことができる。また、シート素材を下型上に送り込んだ後の搬送装置の退行速度を低速から高速に切り替えれば、この搬送装置が、素早く型上から退行して押出ダイスの下方部位に戻り、つぎのシート素材をコンベヤ上に受け取ることができる。したがって、シート成形のサイクルタイムが短縮され、効率がよい。

なお、押出ダイスから押し出されたシート素材は、自然に冷却されることになるが、搬送装置の進行速度を調整することで、下型上に送り込まれるときのシート素材の温度コントロールが可能となる。つまり、搬送装置の進行速度を速くしてシート素材の冷却を抑えるとか、逆に搬送装置の進行速度を遅くしてシート素材の冷却を促進させるといった調整が可能となり、結果として成形品の品質を安定させることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載されたシートプレス成形設備であって、成形装置は、搬送装置によって送り込まれるシート素材を受け止めるストッパーを備えている。
このストッパーにより、搬送装置が成形装置に向かって進行して停止したときに、シート素材が慣性によって規定位置よりも飛び出すこと、あるいは搬送装置から成形装置に送り込まれるときのシート素材が規定位置よりも飛び出すことが防止される。

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、シートプレス成形設備を表した正面図である。図２は、図１の一部を破断して表した平面図である。図３は、図１の側面図である。図４は、図１の一部を拡大して表した正面図である。これらの図面で示すシートプレス成形設備の構成は、押出装置１０、ローラー機構２０、搬送装置３０、および成形装置４０に大別され、これらは個々に独立して構成されている。

押出装置１０は、図２のモータ１１ａを駆動源とする押出機１１と、それに続く筒形状のシート成形部１２とを備えている。シート成形部１２においては、その内部にホッパー１３から粒状の樹脂材が供給され、この樹脂材を加熱によって溶融させ、かつ、押出機１１の駆動によって溶融樹脂をシート状に成形しながら押出ダイス１４に向けて送る。押出ダイス１４は、シート成形部１２から送られてくるシート状の樹脂材を、所定寸法の幅あるいは厚みに整えながら外部に押し出す。

押出装置１０は、フロア側のベース１５上に立てられた支柱１６に支持されている。ベース１５は、フロアに沿って図１，２の矢印方向（左右方向）へ移動可能であり、支柱１６は、昇降動作およびその軸線回りに旋回動作可能である。これにより、押出装置１０は例えば押出ダイス１４の高さ、あるいは前後左右の位置を自由に調整することが可能である。

ローラー機構２０は、押出ダイス１４の出口に接近して配置され、そのフレーム２１に4個のローラー２２〜２５が支持されている。図４で明らかなように、各ローラー２２〜２５はそれぞれ矢印方向へ回転駆動され、押出ダイス１４から押し出されたシート素材Ｓは、まずローラー２２，２３の間に送り込まれる。このシート素材Ｓは、上方へ反転されてローラー２３，２４の間を通過し、さらにローラー２４，２５の間を通って下方へ送り出される。シート素材Ｓが各ローラー２２〜２５の間を通過することにより、このシート素材Ｓの温度がコントロール（冷却）されるとともに、その寸法や形状が整えられる。

ローラー機構２０のフレーム２１には、ローラー２４，２５の下方においてカッター２６が配置されている。このカッター２６は、エアシリンダー２８の作動により、図４で示す待機位置から左方向へ進出するようになっている。つまり、このカッター２６を進出させることで、ローラー２４，２５の間を通って下方へ送り出されるシート素材Ｓが、成形装置４０で成形される成形品に対応した長さに切断される。

搬送装置３０は、図１で示すように、ベルト状のコンベア３１が一対のコンベアローラー３２間にかけ渡された構成で、かつ、図１の実線で示す押出ダイス１４の下方部位と、仮想線で示す成形装置４０側の部位との間を進退動作可能である。また、搬送装置３０は一般に知られているベルトコンベアと同様に、いずれか一方のコンベアローラー３２を回転駆動させてコンベア３１をエンドレスに移動させることも可能である。

成形装置４０は、シート素材Ｓを所定の形状にプレス成形するための装置であって、これに隣接する位置には、受け入れ台４５が配置されている。この受け入れ台４５は、搬送装置３０が図１の実線で示す部位から仮想線で示す部位に進行したときの下方に位置している。この受け入れ台４５は、一対の平行なレール４５ａがそれぞれ脚部４５ｂによってフロア上に支持された構造であり、レール４５ａには板状のスライダー４６が成形装置４０に向けて移動可能に支持されている。このスライダー４６上には、成形装置４０における金型の下型４９がセットされている。なお、受け入れ台４５の上方には、搬送装置３０が図１の仮想線で示す部位に進行したときのコンベア３１端部と対向する位置においてストッパー４７が設けられている（図１）。

成形装置４０のフレーム４１は、フロア側のロアフレーム４１ａとアッパーフレーム４１ｂとの間に、4本のポール４１ｃが立てられた構造になっている。アッパーフレーム４１ｂ下面には、成形装置４０における金型の上型４８がセットされている。また、成形装置４０は、上型４８の下方において、各ポール４１ｃに案内されて昇降動作可能な昇降ベース４２を備えている。昇降ベース４２の下面側には、エアシリンダ４４が上下向きに配置されており、このエアシリンダ４４の駆動制御によって昇降ベース４２を昇降させることができる。図２，３で示すように、成形装置４０において受け入れ台４５の反対側には製品台５０および粉砕投入口５１が設けられている。なお、図２においては、フレーム４１のアッパーフレーム４１ｂ側を取り除いた状態が示されている。

受け入れ台４５のスライダー４６は下型４９とともに、成形装置４０の昇降ベース４２上に移動させることができる。そして、昇降ベース４２には、スライダー４６を位置決めするために、例えば一対の位置決めピン４３が設けられている（図２，３）。これらの位置決めピン４３は、エアシリンダ（図示省略）の制御によって昇降ベース４２の上面に突出し、あるいは、上面から没入することが可能である。昇降ベース４２上にスライダー４６を移動させた状態で、位置決めピン４３を昇降ベース４２の上面から突出させることにより、位置決めピン４３がスライダー４６下面の孔（図示省略）に係合し、昇降ベース４２にスライダー４６が位置決めされる。

つづいて、シートプレス成形設備によるシート成形からプレス成形までの各工程を説明する。既に説明したように、押出装置１０の押出ダイス１４から連続して押し出されるシート素材Ｓは、ローラー機構２０の各ローラー２２〜２５の間を通過することで、温度のコントロール、あるいは寸法や形状が整えられる。そして、最後のローラー２４，２５間を通過したシート素材Ｓは、図１の実線で示す位置で待機している搬送装置３０のコンベア３１上に供給される。このときの搬送装置３０は、コンベア３１上にシート素材Ｓを受け取りながら、シート素材Ｓの供給速度、つまり押出ダイス１４からのシート素材Ｓの押し出し速度に合わせて図１の実線位置から仮想線位置に向けて進行する。これによって、シート素材Ｓは、重なりやシワなどを生じることなく、コンベア３１上に適正に供給される。そして、成形品の１個分に対応する長さのシート素材Ｓがコンベア３１上に送り込まれるように、シート素材Ｓをカッター２６によって切断する。

成形品の１個分に対応する長さのシート素材Ｓをコンベア３１上に受け取った後の搬送装置３０は、その進行速度が高速に切り替えられて図１の仮想線位置に向けて素早く進行して停止する。図１の仮想線位置に進行した搬送装置３０は、受け入れ台４５の真上の位置しており、受け入れ台４５にはスライダー４６上にセットされた下型４９が位置している。そこで、コンベア３１上のシート素材Ｓを下型４９上に送り込む。この送り込みに際しては、搬送装置３０を図１の実線位置に向けて退行させながら、その退行速度に合わせてコンベア３１をシート素材Ｓの送り込み方向へ駆動させる。これにより、シート素材Ｓが下型４９上に適正に送り出される。

シート素材Ｓを下型４９上に送り出した後の搬送装置３０は、後退速度が高速に切り替えられて図１の実線位置に向けて素早く退行する。これにより、つぎのプレス成形のために、押出装置１０の押出ダイス１４から押し出されるシート素材をコンベア３１上に受け取ることが可能な状態となる。

なお、搬送装置３０が図１の仮想線位置に進行して停止したとき、コンベア３１上のシート素材Ｓ端部がストッパー４７で受け止められ、このシート素材Ｓが慣性によって規定位置よりも飛び出すことが防止される。また、コンベア３１上のシート素材Ｓを下型４９上に送り込むときも、シート素材Ｓ端部がストッパー４７で受け止められ、このシート素材Ｓが下型４９上の規定位置よりも飛び出すことが防止される。このストッパー４７は、受け入れ台４５における縦フレームの一部４５ｃ（図１）に、位置調整可能に支持されている。

下型４９上にシート素材Ｓが送り込まれた後、スライダー４６が成形装置４０の昇降ベース４２上に移動し、位置決めピン４３によって位置決めされる。つづいて、エアシリンダ４４により、昇降ベース４２が下型４９（スライダー４６も含む）とともに上型４８に向けて上昇する。これによって、シート素材Ｓが上型４８と下型４９との間で所定の形状にプレス成形され、かつ、成形品周囲のトリミング加工が行われる。

プレス成形後は、昇降ベース４２を下型４９とともに下降させ、かつ、スライダー４６を下型４９とともに受け入れ台４５側に移動させる。この状態において、成形品およびスクラップを成形装置４０から取り出し、成形品は製品台５０へ載せ、スクラップは粉砕投入口５１に投入されて再使用される。なお、本実施の形態における成形装置４０では、成形品およびスクラップともに上型４８側に保持されるようになっている。そこで、下型４９が受け入れ台４５側へ移動した後の上型４８下方に、ワイヤーやシートを用いたシューター（図示省略）を位置させることができる。この場合、上型４８から落下させた成形品およびスクラップをシューターで受け止め、これらを選別して製品台５０あるいは粉砕投入口５１に送り出すことも可能である。

以上の説明から明らかなように、押出装置１０、搬送装置３０、および成形装置４０が個々に独立して構成されていることから、個々の装置のフレームを小型に設定でき、これらの各装置を一つに集約したときの設置スペースが小さくて済む。また、搬送装置３０を前記のように進退動作させることにより、シート成形のサイクルタイムを短縮できるとともに、押出ダイス１４から押し出された後のシート素材Ｓの温度コントロールも可能となる。

シートプレス成形設備を表した正面図 図１の一部を破断して表した平面図 図１の側面図 図１の一部を拡大して表した正面図

符号の説明

１０ 押出装置
３０ 搬送装置
４０ 成形装置
Ｓ シート素材

Claims (6)

1. 溶融樹脂をシート状に成形して押し出す押出装置と、この押出装置から押し出され、かつ所定の長さに切断されたシート素材を受け取って搬送する搬送装置と、この搬送装置によって送り込まれたシート素材をプレス成形する成形装置とを備え、これらの押出装置、搬送装置および成形装置は、個々のフレームが個別に設置されているシートプレス成形設備。
2. 請求項１に記載されたシートプレス成形設備であって、押出装置は、フロア側のベースに立てられた一本の支柱により、昇降動作および支柱の軸線回りに旋回動作可能に支持されているとともに、ベースはフロアに沿って往復移動可能に構成されているシートプレス成形設備。
3. 請求項１又は２に記載されたシートプレス成形設備であって、押出装置は、溶融樹脂をシート状に成形しながら一方向へ送るシート成形部と、このシート成形部で成形されるシート素材を一定形状に整えながら連続して外部へ押し出す押出ダイスと、この押出ダイスの出口側に設けられたカッターとを備え、このカッターにより、シート素材を成形品の１個分に相当する長さに切断して搬送装置に送り出すように構成されているシートプレス成形設備。
4. 請求項３に記載されたシートプレス成形設備であって、搬送装置は、押出装置における押出ダイスの下方部位と、成形装置における下型の上方部位との間を進退動作可能であるとともに、押出ダイスから押し出されるシート素材を受け取ることが可能で、かつ、シート素材を成形装置の下型上に送り込む方向への回転駆動が可能なコンベアを備えているシートプレス成形設備。
5. 請求項４に記載されたシートプレス成形設備であって、搬送装置の進退動作において、押出ダイスから押し出されるシート素材をコンベヤ上に受け取った後の進行速度、およびシート素材をコンベヤ上から押出装置の下型上に送り込んだ後の退行速度が、それぞれ切り替えられるように設定されているシートプレス成形設備。
6. 請求項１に記載されたシートプレス成形設備であって、成形装置は、搬送装置によって送り込まれるシート素材を受け止めるストッパーを備えているシートプレス成形設備。
   

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