JP4396900B2 - 成型品熱処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂成形機から取り出された成型品を加熱して所望の形状に修正する成型品熱処理装置に関する。

成型品を成形する際には、型締めされた一対の金型間に溶融した合成樹脂を射出して成形した成型品が金型内で約５０〜８０℃になって不完全ではあるが、取出し可能なまでに硬化した際、型開した金型内から成型品を外部に取り出して自然冷却又は送風等の強制冷却により常温まで冷却して硬化させることにより所望形状の成型品に形成している。

しかし、硬化した成型品に歪みや反り等の変形がある場合には、成型品を加熱して変形を修正することにより所望形状の成型品とすることができるが、この場合にあっても熱望膨張方向や加熱温度分布が不均一になって所望の形状に修正することが困難であった。
特開平−号公報

解決しようとする問題点は、変形した成型品の熱膨張方向や加熱温度分布をほぼ一定にして所望形状に修正することが困難な点にある。

請求項１は、互いに相対し、内部に流路が設けられると共にそれぞれの相対面が成型品に一致する形状に形成され、両者間にて成型品を保持する第１及び第２保持部材と、第１及び第２保持部材のいずれか一方を、成型品に応じて設定された弾性力により付勢して両者間に位置する成型品を加圧する弾性部材と、弾性部材の弾性力に抗して第１及び第２保持部材相互を離間させる駆動部材と、第１及び第２保持部材の流路に熱媒を供給して回収する熱媒供給手段とを備え、成型品を、第１及び第２保持部材間にて弾性部材の弾性力により加圧しながらそれぞれの流路内を流通する熱媒により加熱して所望形状に熱変形可能にしたことを特徴とする。
請求項３は、樹脂成形機の操作側又は反操作側に並行配置され、成型品の一面側形状と一致する形状で、内部に流路が設けられた少なくとも２個以上の第１保持部材と、それぞれの第１保持部材に対して選択的に相対するように移動可能に支持され、成型品の他面側形状と一致する形状で、内部に流路が設けられた１個の第２保持部材と、それぞれの第１保持部材に対して第２保持部材を選択的に一致させる移動部材と、相対する第１及び第２保持部材のいずれか一方を、成型品に応じて設定された弾性力により付勢して両者間に位置する成型品を加圧する弾性部材と、弾性部材の弾性力に抗して第１及び第２保持部材相互を離間させる駆動部材と、相対する第１及び第２保持部材の流路に熱媒を供給して回収する熱媒供給手段とを備え、成型品を、選択的に相対する第１及び第２保持部材間にて弾性部材の弾性力により加圧しながらそれぞれの流路内を流通する熱媒により加熱して所望形状に熱変形可能にしたことを特徴とする。

本発明は、変形した成型品の熱膨張方向や加熱温度分布をほぼ一定にして所望形状に修正することができる。

本発明は、成型品を第１及び第２保持部材間にて拘束した状態でそれぞれの流路内を流通する熱媒により加熱して所望形状に熱変形可能にしたことを最良の形態とする。

以下に実施形態を示す図に従って本発明を説明する。
図１〜図３において、成型品熱処理装置１は成型品３を射出成形する樹脂成形機の固定側取付盤（何れも図示せず）上部に固定された成型品取出機（図示せず）の成型品解放位置（樹脂成形機の操作側または反操作側）に配置される。

該成型品熱処理装置１の本体フレーム５には、第１保持部材７が設けられる。図は本体フレーム５上に２個の第１保持部材７を並列配置した例を示すが、第１保持部材７としては１個であっても、また３個以上であってもよい。第１保持部材７の設置個数は後述する冷却時間又は加熱時間と成形時間の関係により適宜設定され、例えば成形時間に比べて冷却時間又は加熱時間が長い場合には第１保持部材７を２個以上設け、冷却処理又は加熱処理の途中に成形が終了して次の成型品３が取り出される場合にはこの成型品３を他方の第１保持部材７上にてセットして待機させる。

本体フレーム５に垂設された左右一対の縦フレーム５ａには支持レール９が横架され、該支持レール９にはスライダー１１が図示する左右方向へ移動可能に支持される。該支持レール９には水平駆動部材１３が連結され、該水平駆動部材１３の駆動に伴ってスライダー１１をそれぞれの第１保持部材７上方へ選択的に移動させる。

図は水平駆動部材１３として空圧や油圧等の流体圧シリンダーを示すが、該水平駆動部材１３としては電動モータに連結された送りねじに、スライダー１１に設けられたナットを噛み合わせた送りねじ駆動機構、一方に電動モータが連結された左右一対の回転体に張設され、一部をスライダー１１に固定したチェーンやタイミングベルト等の走行部材からなる走行駆動機構、または支持レール９に取り付けられる固定子とスライダー１１に設けられる可動子からなるリニアモータ等の何れであってもよい。

スライダー１１には上下駆動部材１５が取り付けられ、該上下駆動部材１５には第２保持部材１７が取り付けられるホルダー１９が固定される。また、スライダー１１の対角位置には上下方向へ軸線を有したガイドロッド２１が軸線方向へ摺動可能に支持され、該ガイドロッド２１の軸端部にホルダー１９が固定される。そしてスライダー１１とホルダー１９間に位置する各ガイドロッド２１には圧縮ばね等の弾性部材２３が装着され、これら弾性部材２３の弾性力によりスライダー１１に対してホルダー１９を常に下方向へ付勢して第１保持部材７に第２保持部材１７を圧接させる。該弾性部材２３の弾性力は成型品３が上記した約５０〜８０℃から常温に冷却する際の熱収縮度に応じて適宜設定される。

上下駆動部材１５はその駆動時に弾性部材２３の弾性力に抗して第２保持部材１７を第１保持部材７から離間させるもので、図は上下駆動部材１５として空圧や油圧等の流体圧シリンダーを示すが、上記した送りねじ駆動機構や走行駆動機構、またはリニアモータ等の何れであってもよい。

上記した第１保持部材７の上面は成型品３の下面に、また第２保持部材１７の下面は成型品３の上面に一致する形状にそれぞれ形成される。即ち、成型品３が、例えば導光板等のように平面板の場合には第１保持部材７の上面を平滑面に、また第２保持部材１７の下面を、製品である成型品３の所定厚さと一致する深さの凹所に形成する。また、成型品３が、例えば中空半球形状等のように三次元形状の場合にあっては、第１保持部材７の上面に成型品３の内面と一致して嵌合可能な凸部を、第２保持部材１７の下面に成型品３の外面と一致して嵌合可能な凹所をそれぞれ形成する。

また、上記した第１保持部材７及び第２保持部材１７は放熱性に優れた、例えばアルミニウム材からなり、内部には複数の流路７ａ・１７ａがそれぞれ設けられる。そして各流路７ａ・１７ａの流入口には冷媒及び熱媒の供給パイプ２５が、また各流路７ａ・１７ａの吐出口には冷媒及び熱媒の回収パイプ２７が夫々接続され、これら供給パイプ２５と回収パイプ２７は並列接続された冷却装置２９及び加熱装置６１とこれらに直列接続された圧送装置３１を介して接続されている。

流路７ａ・１７ａに供給される冷媒又は熱媒としての媒体は、水が好適で、樹脂成形機から取り出された直後で、約５０〜８０℃の温度を有する成型品３を常温へ硬化させたり、変形した成型品３を約５０〜８０℃に加熱させる。

各第１保持部材７の両側に位置する本体フレーム５上には一対の静電除去装置３３が夫々配置される。該静電除去装置３３はイオン発生装置及び送風装置を組み合せた公知のもので、接続されたパイプ３３ａを介してイオンを含んだイオン風を第１保持部材７の上面（合せ面）に吹き付けて成型品３に帯電した静電気を電気的に中和して除電する。

次に、成型品熱処理装置１による冷却処理及び加熱処理の作用を説明する。
先ず、金型内から取り出された成型品３を冷却するには、樹脂成形機の金型内によう有した合成樹脂を射出し、金型内で成型品３が約５０〜８０℃に冷却されると、成型品取出機により型開した金型内から成型品３を取り出して一方の第１保持部材７上に載置させる。このとき、第１保持部材７上にセットされた成型品３は上記した約５０〜８０℃の熱を保っている。

そして水平駆動部材１３を駆動して第２保持部材１７を、成型品３がセットされた第１保持部材７の上方へ移動した後、上下駆動部材１５の駆動を中断して第２保持部材１７を弾性部材２３の弾性力により下方向へ移動して第１保持部材７にセットされた成型品３の上面に圧接させる。

このとき、第１保持部材７にセットされた成型品３が、例えば導光板のような平板の場合には、第２保持部材１７の下面に、成形される成型品３としての導光板の所定厚さと一致する深さに形成された凹所内に導光板を嵌め込むが、セットされた成型品としての導光板自体が熱膨張により規定の厚さより厚くなっているため、第２保持部材１７を弾性部材２３の弾性力により第１保持部材７に押し付けて成型品３を拘束させる。

尚、冷却する成形品３が平板状の場合には、冷却される成型品３を所定の厚さに規制するため、第１保持部材７の上面または第２保持部材１７の下面に成型品３に要求される厚さと一致する長さのスペーサ（図示せず）を取り付け、該スペーサにより第１及び第２保持部材７・１７の相互間隔を一定に保って成型品３を所定の厚さになるように冷却硬化することができる。

また、例えば中空半球形状等の三次元形状からなる成型品３にあっては、第１保持部材７に成型品３をセットする際に成型品３の内部中空部内に第１保持部材７の凸部を嵌め込んだ後、成型品３の外面に対して第２保持部材１７の凹所を嵌め込んで弾性部材２３の弾性力により押し付けることにより成型品３を拘束させる。（図４参照）

これにより第１保持部材７上にセットされた成型品３自体、約５０〜８０℃の温度で熱膨張して正規の形状になっていないが、弾性部材２３の弾性力により圧接し合う第１保持部材７及び第２保持部材１７により成型品３を拘束して収縮方向を規制する。

そして上記状態にて流路７ａ・１７ａ内を流通する冷媒により全体的に冷却された第１保持部材７及び第２保持部材１７により拘束された成型品３を常温まで冷却して硬化させる。このとき、冷却に伴って成型品３が熱収縮するが、第１保持部材７及び第２保持部材１７により成型品３が拘束されているため、成型品３の熱収縮方向を所定の方向に規制して収縮させて反りや歪の発生を防止することができる。また、冷却された第１及び第２保持部材７・１７により成型品３を拘束しながら冷却するため、成型品３を全体的に冷却し、局所的な冷却を回避して冷却温度分布をほぼ均一にして冷却して反りや歪の発生を防止することができる。（図５参照）

一方、例えば冷却の不均一により硬化した成型品３に反りや歪等の変形がある場合には、変形した成型品３を加熱処理して修正する必要がある。このような変形した成型品３を修正するには、変形した成型品３を第１保持部材７上にセットした後、第１保持部材７に第２保持部材１７を弾性部材２３の弾性力により圧接させて成型品３を拘束した状態で流路７ａ・１７ａ内に、冷媒の代わりに熱媒を供給して全体的に約５０〜８０℃に加熱された第１保持部材７及び第２保持部材１７により変形した成型品３を拘束しながらほぼ均一に加熱して熱膨張させることにより反り等の変形を修正させる。

このとき、成型品３自体、第１及び第２保持部材７・１７により拘束されているため、ほぼ均一に熱膨張させることができ、局所的な熱膨張による新たな変形を防止することができる。

次に、上記状態にて流路７ａ・１７ａに供給される媒体を熱媒から冷媒へ切り換えて第１保持部材７及び第２保持部材１７の全体を冷却して加熱された成型品３をほぼ均一に冷却して反り等の発生を抑制しながら常温まで冷却して硬化させることにより変形した成型品３を反り等の変形がない所望の形状に修正することができる。

成型品熱処理装置の全体斜視図である。 成型品熱処理装置の平面図である。 第１及び第２保持部材の中央縦断面図である。 熱処理前の状態を示す説明図である。 熱処理後の状態を示す説明図である。

符号の説明

１−成型品熱処理装置、３−成型品、７−第１保持部材、７ａ−流路、１７−第２保持部材、１７ａ−流路、２３−弾性部材

Claims (3)

1. 互いに相対し、内部に流路が設けられると共にそれぞれの相対面が成型品に一致する形状に形成され、両者間にて成型品を保持する第１及び第２保持部材と、
   第１及び第２保持部材のいずれか一方を、成型品に応じて設定された弾性力により付勢して両者間に位置する成型品を加圧する弾性部材と、
   弾性部材の弾性力に抗して第１及び第２保持部材相互を離間させる駆動部材と、第１及び第２保持部材の流路に熱媒を供給して回収する熱媒供給手段と、
   を備え、
   成型品を、第１及び第２保持部材間にて弾性部材の弾性力により加圧しながらそれぞれの流路内を流通する熱媒により加熱して所望形状に熱変形可能にした成型品熱処理装置。
2. 請求項１において、イオン風を発生する静電気除去手段を設け、イオン風を第１又は第２保持部材に保持された成型品に吹き付けて帯電した静電気を除電可能にした成型品熱処理装置。
3. 樹脂成形機の操作側又は反操作側に並行配置され、成型品の一面側形状と一致する形状で、内部に流路が設けられた少なくとも２個以上の第１保持部材と、
   それぞれの第１保持部材に対して選択的に相対するように移動可能に支持され、成型品の他面側形状と一致する形状で、内部に流路が設けられた１個の第２保持部材と、
   それぞれの第１保持部材に対して第２保持部材を選択的に一致させる移動部材と、
   相対する第１及び第２保持部材のいずれか一方を、成型品に応じて設定された弾性力により付勢して両者間に位置する成型品を加圧する弾性部材と、
   弾性部材の弾性力に抗して第１及び第２保持部材相互を離間させる駆動部材と、
   相対する第１及び第２保持部材の流路に熱媒を供給して回収する熱媒供給手段と、
   を備え、
   成型品を、選択的に相対する第１及び第２保持部材間にて弾性部材の弾性力により加圧しながらそれぞれの流路内を流通する熱媒により加熱して所望形状に熱変形可能にした成型品熱処理装置。

Images