JP5090067B2 - 溶融樹脂の搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、溶融樹脂の搬送装置に関し、詳しくは、上流工程からシート状に連続的に押し出された溶融樹脂を受け取ってチェーンコンベアへ向けて搬送するベルトコンベアと、そのベルトコンベアから搬送された溶融樹脂を下流工程へ搬送するチェーンコンベアとから構成されている溶融樹脂の搬送装置に関する。

この種の溶融樹脂の搬送装置として、本出願人が既に出願した特許文献１に示される技術が存在している。この技術では、図３および、その主要部の模式図である図４に示されるように、溶融樹脂の搬送装置は、第１ベルトコンベア１３０からシート状に連続的に押し出された溶融樹脂（以下、「シート素材」と記す）ｓを１対のローラ１４２、１４３に掛け渡されたベルト１４１の表面で受け取って、ローラ１４２、１４３を回転させることで受け取ったシート素材ｓをチェーンコンベア１５０へ向けて搬送する第２ベルトコンベア１４０と、その第２ベルトコンベア１４０から搬送されたシート素材ｓの両側部を上下にそれぞれ挟み込む格好で受け取って、その受け取ったシート素材ｓを成形装置１７０へ搬送するチェーンコンベア１５０とから構成されている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特願２００７−１０２６２５号公報

しかしながら、上述した溶融樹脂の搬送装置では、粘性を有する状態でシート素材ｓは搬送されているため、その搬送中にシート素材ｓが第２ベルトコンベア１４０のベルト１４１の表面に張り付いてしまうといった状態が発生していた。この張り付き状態で、第２ベルトコンベアを起動させると、そのローラはシート素材によって大きな負荷が掛った状態となっているため、チェーンコンベアの搬送速度に対してベルトの搬送速度に遅れが生じることになり、シート素材がチェーンコンベアによって引っ張られることとなっていた。これにより、シート素材にシワが生じることとなっていた。

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、シート素材にシワを生じさせることがない溶融樹脂の搬送装置を提供することである。

本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。
請求項１に記載の発明は、溶融樹脂を連続的にシート状に押し出す押出装置と、この押出装置から押し出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成形する成形装置とからなり、搬送装置は、第１ベルトコンベアと、第２ベルトコンベアと、チェーンコンベアとから構成されており、第１ベルトコンベアは、押出装置のダイスから押し出されたシート素材をベルト表面で受け取り、その受け取ったシート素材を成形装置に対して反対方向に向けて搬送するとともに、その搬送したシート素材がヘッドローラー側に到達すると、その到達したシート素材をベルトリターン面に巻き回した状態で搬送可能となっており、且つ、ベルトの上方でベルトのヘッド側と同テール側との間をダイスが相対的に往復動作するよう成形装置に対して進退動作可能に構成されており、第２ベルトコンベアは、ベルトの表面と第１ベルトコンベアのベルトのリターン面との間で第１ベルトコンベアのベルトのリターン面側に巻き回され搬送されているシート素材の上下面をクランプさせた状態でシート素材をチェーンコンベアに向けて搬送可能に構成されており、チェーンコンベアは、第２ベルトコンベアから受け取ったシート素材の両サイドをクランプした状態で成形装置の上下型の間に搬送可能に構成されており、成形装置での成形が開始すると、第１ベルトコンベアは、押出装置から受け取るシート素材に撓みや引きちぎりが生じることがないように搬送動作とコンベア自身の後退動作によってシート素材を蓄えていき、第２ベルトコンベアは、シート素材の搬送を停止しており、チェーンコンベアは、シート素材の搬送を停止しており、成形装置での成形が終了すると、第１ベルトコンベアは、後退動作する前の位置に戻るよう進行動作するとともに、押出装置から受け取るシート素材と次の成形に必要となるシート素材の１成形長の搬送動作を行い、第２ベルトコンベアは、第１ベルトコンベアの進行動作速度と同搬送動作速度の合算速度でシート素材の搬送動作を行い、チェーンコンベアは、第２ベルトコンベアのシート素材の搬送動作速度に対して遅れが生じることがない搬送動作速度でシート素材の搬送動作を行い、第２ベルトコンベアのベルトの張力は、第２ベルトコンベアを無負荷の状態で運転させたとき、ローラの外周面に対してベルトがシート素材の搬送方向へ滑ることないように設定されており、且つ、第２ベルトコンベアを負荷の状態で運転させたとき、ローラの外周面に対してベルトがシート素材の搬送方向へ滑り可能に設定されている溶融樹脂の搬送装置である。
この構成によれば、シート素材が第２ベルトコンベアのベルトの表面に張り付いた状態で第２ベルトコンベアを起動させたとき、チェーンコンベアの搬送速度に対してベルトの搬送速度に遅れが生じても、チェーンコンベアがシート素材と共にベルトを引っ張ることができる。これにより、シート素材にシワが生じることがない。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図１〜２を用いて説明する。
図１は、本発明の溶融樹脂の搬送装置をシート成形設備に適用した全体構成図である。図２は、図１のベルト３１と両チェーン５１、６１の取り回しを示す模式図である。まず、図１、２を参照して、シート成形設備を構成する各装置を個別に説明する。シート成形設備は、押出装置１０、第１ベルトコンベア３０、第２ベルトコンベア４０、チェーンコンベア５０、成形装置７０およびトリミングプレス機８０に大別され、これら各装置は個々に独立して構成されている。

図１に示すように、押出装置１０は、モータ１１ａの回転駆動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。このシート成形部１２は、その内部にホッパー１３から粒状の樹脂材料が供給され、この樹脂材料を加熱によって溶融させ、且つ、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ダイス１４に向けて送るものである。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料（シート素材Ｓ）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ものである。この押出装置１０は、フロアに設けられたハウジング１５に固定されている。

図２に示すように、第１ベルトコンベア３０は、ベルト３１が１対のローラ（ヘッドローラ３２、テールローラ３３）に掛け渡されて構成されている。また、ヘッドローラ３２は、モータ（図示しない）の回転駆動によって、図２において反時計回り方向（図２において、矢印Ａ方向）に回転可能となっている。これにより、第１ベルトコンベア３０はシート素材Ｓをベルト３１の表面で受け取ると、その受け取ったシート素材Ｓを搬送することができる。

このとき、図２からも明らかなように、第１ベルトコンベア３０はベルト３１の表面で受け取ったシート素材Ｓを成形装置７０に対して反対方向に向けて搬送している。しかし、この搬送したシート素材Ｓがヘッドローラ３２側に到達すると、第１ベルトコンベア３０は、その到達したシート素材Ｓをベルト３１のリターン面に巻き回した状態で成形装置７０の方向に向けて搬送することができる。

また、第１ベルトコンベア３０は、モータ（図示しない）の回転駆動によって、図２の実線で示すベルト３１のヘッド側にダイス１４が位置する状態と、同図の想像線で示すベルト３１のテール側にダイス１４が位置する状態との間を往復動作可能である。このように第１ベルトコンベア３０は、成形装置７０に対して進退可能に構成されている。この第１ベルトコンベア３０が特許請求の範囲に記載の「上流工程」に相当する。

第２ベルトコンベア４０は、ベルト４１が１対のローラ（ヘッドローラ４２、テールローラ４３）に掛け渡されて構成されている。ヘッドローラ４２は、モータ（図示しない）の回転駆動によって、図２において時計回り方向（図２において、矢印Ｄ方向）に回転可能となっている。また、第２ベルトコンベア４０は、ベルト４１の表面と第１ベルトコンベア３０のベルト３１のリターン面との間で第１ベルトコンベア３０のベルト３１のリターン面側に巻き回され搬送されているシート素材Ｓの上下面をクランプさせた状態でシート素材Ｓをチェーンコンベア５０に向けて搬送可能に構成されている。

また、第２ベルトコンベア４０のヘッドローラ４２は、成形装置７０とチェーンコンベア５０のテールスプロケット６３との間に配置されている。すなわち、第２ベルトコンベア４０の両サイドにチェーンコンベア５０の両チェーン５１、６１が配置される格好となっている。なお、この第２ベルトコンベア４０が特許請求の範囲に記載の「ベルトコンベア」に相当する。

ここで、第２ベルトコンベア４０のベルト４１の張力Ｆ（Ｎ／ｍｍ）は、無負荷の状態で第２ベルトコンベア４０を運転させたとき、両ローラ４２、４３の外周面に対してベルト４１がシート素材Ｓの搬送方向へ滑ることがないように設定されている。すなわち、第２ベルトコンベア４０のベルト４１の張力Ｆ（Ｎ／ｍｍ）は、無負荷運転状態でベルト４１が空回り（スリップ）始めるときの張力Ｆ₁（Ｎ／ｍｍ）より大きくなるように設定されている（Ｆ₁＜Ｆ）。

これと同様に、第２ベルトコンベア４０のベルト４１の張力Ｆ（Ｎ／ｍｍ）は、負荷の状態で第２ベルトコンベア４０を運転させたとき、ローラ４２、４３の外周面に対してベルト４１がシート素材Ｓの搬送方向へ滑り可能に設定されている。すなわち、第２ベルトコンベア４０のベルト４１の張力Ｆ（Ｎ／ｍｍ）は、負荷運転状態でベルト４１が空回り（スリップ）始めるときの張力Ｆ₂（Ｎ／ｍｍ）以下となるように設定されている（Ｆ≦Ｆ₂）。

チェーンコンベア５０は、チェーン５１が１対のスプロケット（ヘッドスプロケット５２、テールスプロケット５３）に掛け渡されたものと、これと同様に、チェーン６１が１対のスプロケット（ヘッドスプロケット６２、テールスプロケット６３）に掛け渡されたものとから構成されている。これら両チェーン５１、６１は、第２ベルトコンベア４０から送り込まれてくるシート素材Ｓの両側部において、それぞれの上下に位置するよう設けられている。

ヘッドスプロケット５２は、モータ（図示しない）の回転駆動によって、図２において反時計回り方向（図２において、矢印Ｂ方向）に回転可能となっている。これと同様に、ヘッドスプロケット６２は、モータ（図示しない）の回転駆動によって、図２において時計回り方向（図２において、矢印Ｃ方向）に回転可能となっている。また、両ヘッドスプロケット５２、６２は成形装置７０とトリミングプレス機８０との間に設けられ、両テールスプロケット５３、６３は第１ベルトコンベア３０のテールローラ３３と第２ベルトコンベア４０のヘッドローラ４２との間に設けられている。これにより、チェーン５１、６１によって、第１ベルトコンベア３０から送り込まれてくるシート素材Ｓの両サイドを上下から挟み込む格好でクランプし、このクランプ状態でシート素材Ｓを成形装置７０の上下型間へ送り込むことができる。

成形装置７０は、シート素材Ｓを所定の形状に成形するための装置であって、例えば、公知の真空成形機等である。この成形装置７０が特許請求の範囲に記載の「下流工程」に相当する。トリミングプレス機８０は、成形後のシート素材Ｓから製品部分Ｗを切り離す切断機である。そして、製品部分Ｗは搬送ベルト８２等によってシュートを通じて排出され、不要部分（スクラップ）はスクラップ排出機構によって粉砕機に送られ、樹脂材料として再利用されている。

なお、このトリミングプレス機８０のフレーム８１には、滑車９０が回転可能に取り付けられている。この滑車９０には、チェーン９１が掛け回されており、このチェーン９１の一端は、チェーンコンベア５０のヘッドスプロケット６２の支軸（図示しない）に引っ掛けられ、その他端には、このチェーン９１にテンションが作用するようにおもり９２が締結されている。このチェーン９１によって、成形後のシート素材Ｓはトリミングプレス機８０へ搬送されている。

続いて、上述した構成からなるシート成形設備の一連の動作について、図２を参照して説明する。この一連の動作を説明するにあたって、図２に示すように、予め、成形装置７０にはシート素材Ｓが送り込まれており、この送り込まれた状態から説明を開始する。また、説明の前提条件として、成形装置７０の１サイクルが３５秒間であり、そのうちの３０秒間で１８００ｍｍのシート素材Ｓを成形する場合を説明する。

成形装置７０での成形が開始すると、第１ベルトコンベア３０は、押出装置１０から受け取ったシート素材Ｓに撓みや引きちぎりが生じることがないように搬送動作とコンベア自身の後退動作（図２において、第１ベルトコンベア３０が実線で示される位置から想像線で示される位置への移動動作）によってシート素材Ｓを蓄えていく。ここで蓄えていくとは、シート素材Ｓを直ぐにチェーンコンベア５０へ搬送することなく、一旦、自身のベルト３１上に保存しておくことで、チェーンコンベア５０から逃がすと言った意味合いである。このとき、チェーンコンベア５０は、シート素材Ｓの搬送を停止している。

この例では、成形装置７０での成形中、３０秒間に１８００ｍｍのシート素材Ｓが押し出されているため、シート素材Ｓの押し出し速度は６０ｍｍ／ｓとなる。この速度で押し出されるシート素材Ｓを第１ベルトコンベア３０の搬送動作と成形装置７０に対する後退動作によって撓みや引きちぎりが生じることがないように吸収しなければいけない。そのため、第１ベルトコンベア３０の搬送速度は、シート素材Ｓの押し出し速度×１／２、すなわち、６０ｍｍ／ｓ×１／２＝３０ｍｍ／ｓとなる。また、シート素材Ｓに撓みや引きちぎりが生じることがないように第１ベルトコンベア３０の後退速度を搬送速度と一致させなければならない。そのため、第１ベルトコンベア３０の後退速度は、３０ｍｍ／ｓとなる。また、この成形中、シート素材Ｓを新たに成形装置７０に対して送り込んではいけないために、チェーンコンベア５０を停止させている。なお、この成形中、第１ベルトコンベア３０は「９００ｍｍ」後退したことになる。

やがて、成形装置７０での成形が終了すると、第１ベルトコンベア３０は、後退動作する前の位置に戻るよう成形装置７０に対して進行動作していく。このとき、第１ベルトコンベア３０は、押出装置１０から受け取るシート素材Ｓと次の成形に必要となるシート素材Ｓの１成形長の搬送動作を行う。また、このとき、チェーンコンベア５０は、第１ベルトコンベア３０から受け取るシート素材Ｓの搬送動作を行っている。

この例では、次の成形が始まるまでに、第１ベルトコンベア３０は、後退する前の位置に戻らなければいけないため、第１ベルトコンベア３０の進行速度は、９００ｍｍ／（３５−３０）ｓ＝１８０ｍｍ／ｓとなる。このとき、第１ベルトコンベア３０は、押出装置１０から受け取るシート素材Ｓと次の成形に必要となるシート素材Ｓの１成形長の搬送動作を行うため、第１ベルトコンベア３０の搬送速度は、シート素材Ｓの押し出し速度と上記算出した進行速度とを合算した速度となり、６０ｍｍ／ｓ＋１８０ｍｍ／ｓ＝２４０ｍｍ／ｓとなる。

また、第２ベルトコンベア４０は、第１ベルトコンベア３０から受け取るシート素材Ｓの搬送動作を遅延なく行うために、第１ベルトコンベア３０の進行速度と同搬送速度の合算した速度でシート素材Ｓをチェーンコンベア５０へ送り込む。そのため、第２ベルトコンベア４０の搬送速度は、１８０ｍｍ／ｓ＋２４０ｍｍ／ｓ＝４２０ｍｍ／ｓとなる。このことは、チェーンコンベア５０についても同様である。そのため、チェーンコンベア５０の搬送速度は、４２０ｍｍ／ｓとなる。

そして、成形装置７０から搬出された個々の成形品は、チェーン９１によってトリミングプレス機８０まで繋がったままで送られ、このトリミングプレス機８０で製品部分Ｗと不要部分とに切り離される。なお、成形装置７０の成形は繰り返されるため、上述したシート成形設備の一連の動作は繰り返される。

上述した構成によれば、シート素材Ｓが第２ベルトコンベア４０からチェーンコンベア５０へ乗り移るとき、従来技術で説明したようにチェーンコンベア１５０の搬送速度に対して第２ベルトコンベア１４０の搬送速度に遅れが生じた場合でも、第２ベルトコンベア４０のベルト４１の張力Ｆは、負荷運転状態でベルト４１が空回り（スリップ）可能な張力Ｆ₂となるように設定されているため、第２ベルトコンベア４０のベルト４１がシート素材Ｓを介してチェーンコンベア５０によって引っ張られることになる。これにより、チェーンコンベア１５０の搬送速度に対する第２ベルトコンベア１４０の搬送速度の遅れが解消されることとなる。そのため、シート素材Ｓにシワが生じることがない。

上述した内容は、あくまでも本発明の一実施の形態に関するものであって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。
実施例において、説明の前提条件とした数値は、これに限られるものでなく、本発明を成し得る範囲の数値であれば、いくらでもよい。
また、成形装置７０は、真空成形機に限定されることなく、公知のプレス成形機等であっても構わない。

図１は、本発明の溶融樹脂の搬送装置をシート成形設備に適用した全体構成図である。 図２は、図１のベルトと両チェーンの取り回しを示す模式図である。 図３は、従来技術の溶融樹脂の搬送装置をシート成形設備に適用した全体構成図である。 図４は、図３のベルトと両チェーンの取り回しを示す模式図である。

符号の説明

３０ 第１ベルトコンベア（上流工程）
４０ 第２ベルトコンベア
４１ ベルト
４２ ヘッドローラ
４３ テールローラ
５０ チェーンコンベア
７０ 搬送装置（下流工程）

Claims (1)

1. 溶融樹脂を連続的にシート状に押し出す押出装置と、この押出装置から押し出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成形する成形装置とからなり、
   搬送装置は、第１ベルトコンベアと、第２ベルトコンベアと、チェーンコンベアとから構成されており、
   第１ベルトコンベアは、
   押出装置のダイスから押し出されたシート素材をベルト表面で受け取り、その受け取ったシート素材を成形装置に対して反対方向に向けて搬送するとともに、その搬送したシート素材がヘッドローラー側に到達すると、その到達したシート素材をベルトリターン面に巻き回した状態で搬送可能となっており、且つ、ベルトの上方でベルトのヘッド側と同テール側との間をダイスが相対的に往復動作するよう成形装置に対して進退動作可能に構成されており、
   第２ベルトコンベアは、
   ベルトの表面と第１ベルトコンベアのベルトのリターン面との間で第１ベルトコンベアのベルトのリターン面側に巻き回され搬送されているシート素材の上下面をクランプさせた状態でシート素材をチェーンコンベアに向けて搬送可能に構成されており、
   チェーンコンベアは、
   第２ベルトコンベアから受け取ったシート素材の両サイドをクランプした状態で成形装置の上下型の間に搬送可能に構成されており、
   成形装置での成形が開始すると、
   第１ベルトコンベアは、押出装置から受け取るシート素材に撓みや引きちぎりが生じることがないように搬送動作とコンベア自身の後退動作によってシート素材を蓄えていき、
   第２ベルトコンベアは、シート素材の搬送を停止しており、
   チェーンコンベアは、シート素材の搬送を停止しており、
   成形装置での成形が終了すると、
   第１ベルトコンベアは、後退動作する前の位置に戻るよう進行動作するとともに、押出装置から受け取るシート素材と次の成形に必要となるシート素材の１成形長の搬送動作を行い、
   第２ベルトコンベアは、第１ベルトコンベアの進行動作速度と同搬送動作速度の合算速度でシート素材の搬送動作を行い、
   チェーンコンベアは、第２ベルトコンベアのシート素材の搬送動作速度に対して遅れが生じることがない搬送動作速度でシート素材の搬送動作を行い、
   第２ベルトコンベアのベルトの張力は、
   第２ベルトコンベアを無負荷の状態で運転させたとき、ローラの外周面に対してベルトがシート素材の搬送方向へ滑ることないように設定されており、
   且つ、第２ベルトコンベアを負荷の状態で運転させたとき、ローラの外周面に対してベルトがシート素材の搬送方向へ滑り可能に設定されている溶融樹脂の搬送装置。

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