JP4053456B2

JP4053456B2 - 型締め装置及び成形装置

Info

Publication number: JP4053456B2
Application number: JP2003117463A
Authority: JP
Inventors: 伸也小林; 誠幹伊藤; 勝彦日置
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2023-04-22
Also published as: JP2004322371A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、型締め装置及び該型締め装置を具備する成形装置に係り、特に、ドアウエザストリップ等を成形する際に好適に用いられる型締め装置及び成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ウエザストリップのコーナー部に相当する部位は、金型によって型成形される。かかる型成形に際しては、型締め装置を具備する成形装置によって成形される。金型は、固定状態にある下型と、該下型に対し一側部にて開閉可能に支持された上型とを備える。そして、上型に対し所定の型締めが行われた状態で、金型により形成されたキャビティ内にゴム材料等が充填され、ゴム材料の場合には、さらに加硫が施される。
【０００３】
従来、上型の開閉動作、及び、型締め作業は、油圧機構を採用することにより行われていた。すなわち、上型の上方には油圧シリンダが設置され、上型が閉じられた状態で、ロッドが下方へ突出させられる。この突出により、ロッド下端が上型上面に当接し、押圧力（型締め力）が付与される。
【０００４】
また、金型の開閉のための油圧装置を利用して型締め力が付与されるものもある。
【０００５】
さらにまた、上記のように、油圧機構のみに頼らない技術として、例えば、開口部を有するホルダを用意しておき、該ホルダの内側に楔状のテーパ面を形成しておき、金型を該テーパ面に沿って移動させることで型締め力を付与する技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特公平１−２１７７７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記油圧機構に頼る技術では、上型の開閉及び押圧を油圧機構でまかなうため、押圧に際してのロッドのストローク量が大きくなってしまう。それ故、オペレータの安全面を考慮すると、型締め装置には、幾多の安全機構、例えば、侵入検知センサや、防護壁等を設ける必要がある。このため、設備自体が複雑かつ大型なものとなってしまい、コストの増大につながるおそれがある。また、安全機構等を設けるために、作業スペースが阻害されてしまい、作業性の悪化を招くおそれもある。
【０００８】
また、上記公報に開示された技術では、金型を収容するホルダ、つまり、金型よりもはるかに大きなホルダを必要とするとともに、金型を移動させるスペースを必要とする。そのため、設備の大型化を招くか、或いは、金型が著しく小さい場合に限られてしまうという不具合が存在する。そればかりか、作業工数の増大を招くおそれもある。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、作業性の低下を抑制でき、しかも、設備の簡素化を図ることができ、スペース面でも有利な型締め装置及び成形装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段及びその効果】
以下、上記目的等を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果等を付記する。
【００１１】
手段１．固定状態にある下型と、前記下型に対し一側部にて支持された状態で開閉可能に設けられた上型とからなる金型を有し、該金型の型締め状態の上型に対し、所定の型締め力を付与するための型締め装置であって、
前記上型の上方位置に配置されたときに鉛直方向に延びる押圧部材と、
該押圧部材を支持し前記上型の上方位置にまで移動可能に設けられた移動機構と、
前記押圧部材が前記上型上の所定位置に移動されたときに、前記押圧部材に所定の押圧力を付与可能な押圧力付与機構と
を具備し、
前記押圧部材の下端と、前記上型上面との間の距離を、５ｍｍ以下に設定したことを特徴とする型締め装置。
【００１２】
手段１によれば、固定状態にある下型に上型が閉じられた状態、すなわち、型閉じ状態において、上型の上面に対し、所定の型締め力が付与される。型締め力付与に際しては、移動機構が、例えばその鉛直軸を中心に旋回し、これにより、移動機構に支持された鉛直方向に延びる押圧部材が上型上の所定位置に案内される。そして、この状態で、押圧力付与機構により、押圧部材に所定の押圧力が付与される。このため、直接シリンダロッドで上型を押圧する構成が採用されていた従来技術とは異なり、押圧部材が所定位置に案内された時点で押圧力付与機構による押圧力付与が可能となる。従って、押圧力付与に際しての押圧力付与機構のストローク量を比較的小さくできる。そのため、設備自体の簡素化を図ることができ、コストの低減、作業性の向上を図ることができる。
また、押圧部材の下端と、前記上型上面との間の距離が５ｍｍ以下（より好ましくは３ｍｍ以下）に設定されることで、オペレータ等が押圧部材の下端と上型との間に挟まれたりするといった事態を防止できる。
【００１３】
手段２．固定状態にある下型と、前記下型に対し一側部にて支持された状態で開閉可能に設けられた上型とからなる金型を有し、該金型の型締め状態の上型に対し、所定の型締め力を付与するための型締め装置であって、
前記上型の上方位置に配置されたときに、鉛直方向に延び上下方向に移動可能な押圧部材と、該押圧部材を先端部において支持し、基端部側において前記金型から離間した位置に立設された鉛直軸に連結され、該鉛直軸を中心に旋回可能に設けられた移動機構としてのアームとからなる旋回駆動機構と、
前記押圧部材が前記上型上の所定位置に旋回されたときに、前記押圧部材に対し上方から下方へ所定の押圧力を付与可能な押圧力付与機構と
を具備し、
前記押圧部材の下端と、前記上型上面との間の距離を、５ｍｍ以下に設定したことを特徴とする型締め装置。
【００１４】
手段２によれば、型締め力付与に際して、旋回駆動機構のアームが鉛直軸を中心に旋回させられ、これにより、アームの先端側に支持された鉛直方向に延びる押圧部材が上型上の所定位置に移動される。そして、この状態で、押圧力付与機構により、押圧部材が押し下げられ、上型に所定の押圧力が付与される。このため、直接シリンダロッドで上型を押圧する構成が採用されていた従来技術とは異なり、押圧部材が所定位置に案内された時点で押圧力付与機構による押圧力付与が可能となる。従って、押圧力付与に際しての押圧力付与機構のストローク量を比較的小さくできる。また、型締めしていないときには、押圧部材を金型から離間した位置に維持できるため、かかる点で一層のスペースの有効化を図ることができる。結果として、より一層設備自体の簡素化を図ることができ、コストの低減、作業性の向上を図ることができる。
また、押圧部材の下端と、前記上型上面との間の距離が５ｍｍ以下（より好ましくは３ｍｍ以下）に設定されることで、オペレータ等が押圧部材の下端と上型との間に挟まれたりするといった事態を防止できる。
【００１５】
手段３．前記移動機構と前記押圧部材との間に、弾性部材を介在させて両者を相対的に移動可能としたことを特徴とする手段１又は２に記載の型締め装置。
【００１６】
手段３によれば、押圧力付与機構により押圧力が付与されるに際し、弾性部材が介在させられているので、移動機構（アーム）に直接的な押圧力がかかることなく、押圧部材の下動が許容される。そのため、アームの破損等の不具合を抑制できる。
【００１７】
手段４．前記押圧部材の上端と、前記押圧力付与機構との間の距離を、所定距離以下に設定したことを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の型締め装置。
【００１８】
手段４のように、押圧部材の上端と、前記押圧力付与機構との間の距離が所定距離以下（例えば５ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以下）に設定されることで、オペレータ等が押圧部材の上端と押圧力付与機構との間に挟まれたりするといった事態を防止できる。
【００２１】
手段５．前記押圧力付与機構は、上下方向に出没可能なロッドを具備してなる油圧シリンダ機構であって、前記油圧シリンダ機構の圧力源を気圧にて付与するよう構成したことを特徴とする手段１乃至４のいずれかに記載の型締め装置。
【００２２】
手段５によれば、押圧力付与機構のロッドを介して押圧力が押圧部材に付与される。ここで、押圧力付与機構は油圧シリンダ機構であるため、型締めに必要な所定の押圧力を十分に付与することができる。一方で、油圧シリンダ機構の圧力源が気圧にて付与されるため、大がかりな油圧源を必要とせず、システム（工場等）における設備の簡素化を図ることができる。
【００２３】
手段６．前記圧力源たる気圧を、それよりも大きな油圧に増大変換させるためのエアハイドロ機構を設けたことを特徴とする手段５に記載の型締め装置。
【００２４】
手段６によれば、エアハイドロ機構により、圧力源たる気圧が、それよりも大きな油圧に増大変換させられることで、上記手段５の作用効果がより確実に奏される。なお、増大変換に際しては、例えばパスカルの原理を応用することができる。
【００２５】
手段７．前記上型上の所定位置は、充填用のゲートに対応する位置であることを特徴とする手段１乃至６のいずれかに記載の型締め装置。
【００２６】
成形に際しては、可塑化状態にある材料が上型及び下型によって構成されるキャビティ内にゲートを介して注入、充填される。手段７では、押圧部材が充填用のゲートに対応した位置において、押圧力が加えられるため、注入時におけるゲートから注入される材料による圧力に対し、直接的に押さえつけけることが可能となり、型開き方向に働く力を効果的に抑制することができる。
【００２７】
手段８．固定状態にあり所定の成形面を有する下型及び前記下型に対し一側部にて開閉可能に設けられ、所定の成形面を有する上型からなり、前記各成形面によりキャビティを形成可能とした金型と、手段１乃至７のいずれかに記載の型締め装置と、前記キャビティ内に可塑化状態にある原料を充填可能な充填手段とを具備してなる成形装置。
【００２８】
手段８によれば、成形装置に関し、上述した各作用効果が奏される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態に係る型締め装置を具備してなる成形装置１１を概略的に示す斜視図である。本実施の形態において、成形装置１１は、例えば自動車用ドアの外周縁に沿うようにして取付けられるＥＰＤＭよりなるウエザストリップのコーナー部分に相当する型成形部を成形するに際し用いられる。
【００３０】
同図に示すように、架台１２上には、下型１３が載置固定されている。また、下型１３に相対するようにして上型１４が設けられている。上型１４は、奥側の一側部において、ヒンジ部１５を介して下型１３に対し支持された状態で開閉可能に設けられている。上型１４及び下型１３には図示しない成形面が形成されており、これら成形面により、型閉じ状態においてキャビティが形成されるようになっている。
【００３１】
前記架台１２は、複数本の脚部１６を介して所定高さ位置に設置されている。架台１２よりも下方位置には、注入シリンダ１７が設けられている。この注入シリンダ１７の作動に基づき、図示しないプランジャが上方へ押し上げられ、未加硫のＥＰＤＭが図示しないゲートを介して前記キャビティ内へと充填されるようになっている。また、架台１２の前面側には、起動スイッチをはじめとする各種操作ボタン等を具備する操作部１８が設けられている。また、架台１２及び脚部１６の後面側には、各種制御を司るための制御盤１９が取付けられている。
【００３２】
前記架台１２の両側には、一対の側壁２１，２２が立設されている。当該側壁２１，２２は、作業者の作業を阻害しないよう、その奥行き幅が比較的短く形成されている。また、側壁２１，２２上には、天壁部２３が設けられている。天壁部２３には、前記ゲートに対応するようにして油圧シリンダ２４が設けられている。この油圧シリンダ２４には、下方へ延びるロッド２５が出没可能に設けられている（図３参照）。
【００３３】
また、天壁部２３には、奥行き方向へ延びる第１ブラケット２６が延設されており、該第１ブラケット２６には、斜め下方に延びる型開き用エアシリンダ２７が設けられている。型開き用エアシリンダ２７には、ロッド２８が出没可能に設けられており、該ロッド２８の先端は、前記上型１４の上面前部に連結されている。従って、型開き用エアシリンダ２７のロッド２８が没入状態とされることで、上型１４が持ち上げられ、型開き状態とされるようになっている。
【００３４】
さらに、正面からみて左側の側壁２１には、移動機構の鉛直軸３１が設けられ、該鉛直軸３１には水平方向に延びるアーム３２（主として移動機構を構成する）が設けられている。すなわち、アーム３２は、その基端部において鉛直軸３１に連結されており、該鉛直軸３１を中心にして図示しない旋回駆動手段により旋回可能となっている。また、アーム３２は、その先端部において、円筒形状をなすホルダ部３３を有している。該ホルダ部３３には、鉛直方向に延びる押圧部材３４が挿通されて、両者は相対的に移動可能となっている。より詳しくは、押圧部材３４は、中央の小径部３５と、その上下両端に設けられた上部大径部３６及び下部大径部３７とを具備している。そして、前記ホルダ部３３と上部大径部３６との間には、弾性部材としてのコイルスプリング３８が介在されている。該コイルスプリング３８の付勢力により、下部大径部３７が押し上げられ、これにより押圧部材３４は、常には、図３に示すような基本位置に維持されるようになっている。なお、本実施の形態では、前記鉛直軸３１、アーム３２、押圧部材３４及び旋回駆動手段により、旋回駆動機構が構成されている。
【００３５】
また、上記基本位置にあっては、押圧部材３４の上部大径部３６の上端面と、前記油圧シリンダ２４のロッド２５の下面との間の距離が、所定距離以下（例えば３ｍｍ程度）となるように設定されている。また、押圧部材３４の下部大径部３７の下端面と、閉状態にある上型１４上面との間の距離が、所定距離以下（例えば３ｍｍ程度）となるように設定されている。このように、隙間が所定距離以下となるよう設定されていることで、オペレータの指等が誤ってその隙間に侵入できないようにしている。
【００３６】
併せて、天壁部２３には、前記第１ブラケット２６よりも上方位置において、奥行き方向へ延びる第２ブラケット３９が延設されており、該第２ブラケット３９には、エアハイドロ機構４１が設けられている。図２に示すように、このエアハイドロ機構４１は、ブースター４２を備えており、該ブースター４２内にピストン４３が同図左右方向に移動可能に設けられている。該エアハイドロ機構４１は、パスカルの原理に基づいて空気圧を油圧に変換するとともに、該変換に際して圧力を増大せしめるものである。すなわち、設備内において供給される空気圧が０．４ＭＰａであるのに対し、該空気圧が下流側の油圧管４４においては、１１．２ＭＰａまで増幅させられるようになっている。そして、このように圧力が高められた油圧が、図示しないパイプを介して、前記油圧シリンダ２４に供給されるようになっている。換言すれば、本実施の形態における油圧シリンダ２４には、気圧が圧力源として付与されるようになっている。本実施の形態では、油圧シリンダ２４及びエアハイドロ機構４１等により押圧力付与機構が構成されている。
【００３７】
次に、上記のように構成されてなる型締め装置を具備してなる成形装置１１に関し、成形の手順を一連の動作とともに説明する。まず、図３に示すように、上型１４を開いた状態として、予め公知の押出成形法により成形された図示しない押出成形部の先端部を下型１３にセットする。次いで、上型１４を閉じる。本実施の形態では、上型１４の閉鎖作業を人手により行うこととしているが、別途上記型開き用エアシリンダ２７等の助けを借りて又は、自動的に閉鎖するような構成としてもよい。この時点で、前記キャビティが構成されることとなる。
【００３８】
次に、オペレータが起動スイッチを操作することで、図４に示すように、旋回駆動機構が作動し、アーム３２が鉛直軸３１を中心に旋回する。そして、それまで、金型から離間した位置（奥側位置）にあった押圧部材３４がホルダ部３３とともに上型１４上の所定位置まで移動させられる。この所定位置は、ちょうど前記ゲートに対応する部位であり、かつ、前記油圧シリンダ２４のロッド２５に対応する部位である。
【００３９】
その後、押圧力付与機構を作動させて油圧シリンダ２４を駆動させ、所定の圧力を付与することで、図５に示すようにロッド２５が下方へ突出する。これにより、押圧部材３４がコイルスプリング３８の付勢力に抗して押し下げられ、下部大径部３７が上型１４に当接し、上型１４には下方への押圧力、すなわち、型締め力が付与される。なお、このとき、アーム３２には、直接的な押圧力がかかることなく、押圧部材３４の下動が許容されるため、アーム３２の破損等を懸念する必要がない。
【００４０】
当該型締め状態において、前記注入シリンダ１７を作動させることで、プランジャによってポットからゲートを介してキャビティ内に未加硫のＥＰＤＭが注入、充填される。充填後、加熱により加硫を施すことで、ＥＰＤＭが固化される。
【００４１】
その後、前記型締めが解除され、アーム３２が元の位置に戻される。そして、型開き用エアシリンダ２７が作動させられることで、上型１４が開かれ、成形品が取り外され、上述した型成形部が得られることとなる。
【００４２】
以上詳述したように、本実施の形態によれば、型締め力付与に際して、アーム３２が鉛直軸３１を中心に旋回させられ、これにより、アーム３２の先端側のホルダ部３３及び該ホルダ部３３に支持された押圧部材３４が上型１４上の所定位置にまで移動する。そして、この状態で、油圧シリンダ２４により、押圧部材３４が押し下げられ、上型１４に所定の押圧力が付与される。このため、直接シリンダロッドで上型を押圧する構成が採用されていた従来技術とは異なり、押圧部材３４が所定位置に案内された時点ではじめて押圧力付与が可能となる。従って、押圧力付与に際しての油圧シリンダ２４のロッド２５のストローク量を著しく小さくできる（例えば５ｍｍ程度）。そのため、ストローク量が大きいが故に従来必要とされていた各種補強機構や各種安全機構のうち省略することができるものが生じ、装置を簡素化することができた。また、型締めしていないときには、押圧部材３４を金型から離間した位置に維持できるため、かかる点で一層のスペースの有効化を図ることができる。結果として、設備自体の簡素化を図ることができ、コストの低減、作業性の向上を図ることができる。
【００４３】
特に、本実施の形態では、上部大径部３６の上端面とロッド２５の下面との間の距離、並びに、下部大径部３７の下端面と上型１４上面との間の距離が、それぞれ所定距離以下となるように設定されているため、オペレータの指等が誤って侵入できないようにしている。
【００４４】
さらに、本実施の形態では、エアハイドロ機構４１を採用することで油圧シリンダ２４の圧力源として空気圧が利用できる。このため、大がかりな油圧源を必要とせず、システム（工場等）における設備の簡素化を図ることができる。
【００４５】
併せて、ゲートに対応する位置で押圧部材３４に押圧力が付与されるため、ゲートに対応する材料から伝播される圧力に対し、直接的に押さえつけけることが可能となり、ひいてはバリ等の発生を効果的に抑制することができる。
【００４６】
尚、上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
【００４７】
（ａ）上記実施の形態では、ウエザストリップの型成形部を成形するための成形装置１１に具体化しているが、他の製品を成形するための成形装置に具体化することも可能である。例えば、樹脂成形品を成形するための射出成形装置に具体化することとしてもよい。
【００４８】
（ｂ）型開き用エアシリンダ２７を省略することも可能である。
【００４９】
（ｃ）上記実施の形態では、エアハイドロ機構４１を採用することで油圧シリンダ２４の圧力源として空気圧を利用しているが、該エアハイドロ機構４１を省略してもよい。すなわち、油圧シリンダ２４の圧力源として、油圧をそのまま利用することとしてもよい。
【００５０】
（ｄ）上記距離に関する数値はあくまでも例示したに過ぎず、各種用途等に応じて適宜設定することとして差し支えない。
【００５１】
（ｅ）アーム３２や押圧部材３４に外的応力が加えられた際、作動を停止させるような機構を設けてもよい。
【００５２】
（ｆ）アーム３２や押圧部材３４を、旋回ではなく、スライドにより移動させることとしてもよい。
【００５３】
（ｇ）押圧部材３４は、少なくとも押圧力付与に際し、鉛直方向に延びるようになっていればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態において型締め装置を具備してなる成形装置を概略的に示す斜視図である。
【図２】エアハイドロ機構を模式的に示す断面図である。
【図３】型締めに際しての動作を説明するための断面模式図である。
【図４】型締めに際しての動作を説明するための断面模式図である。
【図５】型締めに際しての動作を説明するための断面模式図である。
【符号の説明】
１１…成形装置、１２…架台、１３…下型、１４…上型、１５…ヒンジ部、１７…注入シリンダ、２４…油圧シリンダ、２５…ロッド、３１…鉛直軸、３２…アーム、３３…ホルダ部、３４…押圧部材、３８…弾性部材としてのコイルスプリング、４１…エアハイドロ機構。

Claims

固定状態にある下型と、前記下型に対し一側部にて支持された状態で開閉可能に設けられた上型とからなる金型を有し、該金型の型締め状態の上型に対し、所定の型締め力を付与するための型締め装置であって、
前記上型の上方位置に配置されたときに鉛直方向に延びる押圧部材と、
該押圧部材を支持し前記上型の上方位置にまで移動可能に設けられた移動機構と、
前記押圧部材が前記上型上の所定位置に移動されたときに、前記押圧部材に所定の押圧力を付与可能な押圧力付与機構と
を具備し、
前記押圧部材の下端と、前記上型上面との間の距離を、５ｍｍ以下に設定したことを特徴とする型締め装置。
固定状態にある下型と、前記下型に対し一側部にて支持された状態で開閉可能に設けられた上型とからなる金型を有し、該金型の型締め状態の上型に対し、所定の型締め力を付与するための型締め装置であって、
前記上型の上方位置に配置されたときに、鉛直方向に延び上下方向に移動可能な押圧部材と、該押圧部材を先端部において支持し、基端部側において前記金型から離間した位置に立設された鉛直軸に連結され、該鉛直軸を中心に旋回可能に設けられた移動機構としてのアームとからなる旋回駆動機構と、
前記押圧部材が前記上型上の所定位置に旋回されたときに、前記押圧部材に対し上方から下方へ所定の押圧力を付与可能な押圧力付与機構と
を具備し、
前記押圧部材の下端と、前記上型上面との間の距離を、５ｍｍ以下に設定したことを特徴とする型締め装置。
前記移動機構と前記押圧部材との間に、弾性部材を介在させて両者を相対的に移動可能としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の型締め装置。
前記押圧部材の上端と、前記押圧力付与機構との間の距離を、所定距離以下に設定したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の型締め装置。
前記押圧力付与機構は、上下方向に出没可能なロッドを具備してなる油圧シリンダ機構であって、前記油圧シリンダ機構の圧力源を気圧にて付与するよう構成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の型締め装置。
前記圧力源たる気圧を、それよりも大きな油圧に増大変換させるためのエアハイドロ機構を設けたことを特徴とする請求項５に記載の型締め装置。
前記上型上の所定位置は、充填用のゲートに対応する位置であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の型締め装置。
固定状態にあり所定の成形面を有する下型及び前記下型に対し一側部にて開閉可能に設けられ、所定の成形面を有する上型からなり、前記各成形面によりキャビティを形成可能とした金型と、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の型締め装置と、
前記キャビティ内に可塑化状態にある原料を充填可能な充填手段と
を具備してなる成形装置。