JP5840082B2 - 発泡混練物の造型装置及び発泡混練物の造型方法 - Google Patents

Description

本発明は、発泡混練物の造型装置及び発泡混練物の造型方法に関する。

発泡混練物を金型の鋳型造型用空間に充填して固化させることで鋳型を造型する方法がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２８９３７６号公報

しかしながら、発泡混練物を良好な発泡状態で金型の鋳型造型用空間に充填する点で改善の余地がある。

本発明は、上記事実を考慮して、発泡混練物を良好な発泡状態で金型の鋳型造型用空間に充填することができる発泡混練物の造型装置及び発泡混練物の造型方法を得ることが目的である。

請求項１に記載する本発明の発泡混練物の造型装置は、鋳型造型用空間を形成すると共に、充填口が形成された金型と、発泡混練物を供給可能な内部空間が形成されると共に、前記充填口に接続されることで前記内部空間が前記鋳型造型用空間と連通されるシリンダと、前記シリンダ内に供給された発泡混練物を前記金型の前記鋳型造型用空間の側に押圧するピストンと、前記ピストンに設けられ、前記シリンダ内に供給された発泡混練物を押圧する方向とその反対方向とに前記ピストンを進退移動させる進退移動機構と、前記ピストンをその進退移動方向に貫通する抜気孔と、前記抜気孔を閉止する閉止位置と前記抜気孔を開放する開放位置との間で変位可能な開閉部と、前記開閉部を前記閉止位置と前記開放位置との間で移動させる開閉駆動機構と、を備えた抜気機構と、前記シリンダ内における前記ピストンの位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記シリンダ内に供給された発泡混練物に前記ピストンが接する位置として想定された想定位置に前記ピストンが達していないものと判断した場合に、前記開閉部を前記開放位置に配置させるように前記開閉駆動機構を制御し、前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記想定位置に前記ピストンが達したものと判断した場合に、前記開閉部を前記閉止位置に配置させるように前記開閉駆動機構を制御する制御部と、を有する。

請求項１に記載する本発明の発泡混練物の造型装置によれば、シリンダは、金型の充填口に接続されることで、内部空間が金型の鋳型造型用空間と連通される。シリンダ内には、発泡混練物が供給可能となっており、シリンダ内に供給された発泡混練物は、ピストンによって金型の鋳型造型用空間の側に押圧される。また、ピストンは、進退移動機構によって、シリンダ内に供給された発泡混練物を押圧する方向とその反対方向とに進退移動させられ、シリンダ内におけるピストンの位置は、位置検出部によって検出される。一方、ピストンには、その進退移動方向に貫通する抜気孔が形成されており、抜気機構の開閉部は、開閉駆動機構により、抜気孔を閉止する閉止位置と抜気孔を開放する開放位置との間で変位させられる。

ここで、制御部は、位置検出部の検出結果に基づいて、シリンダ内に供給された発泡混練物にピストンが接する位置として想定された想定位置にピストンが達していないものと判断した場合、開閉部を開放位置に配置させるように開閉駆動機構を制御する。また、制御部は、位置検出部の検出結果に基づいて、前記想定位置にピストンが達したものと判断した場合、開閉部を閉止位置に配置させるように開閉駆動機構を制御する。このため、まず、シリンダ内側とピストンとの間にある空気が抜気孔から排出され、次に、抜気孔からの空気漏れを生じさせずにピストンが適正な押圧力で発泡混練物を金型の鋳型造型用空間に充填する。

請求項２に記載する本発明の発泡混練物の造型装置は、鋳型造型用空間を形成すると共に、充填口が形成された金型と、発泡混練物を供給可能な内部空間が形成されると共に、前記充填口に接続されることで前記内部空間が前記鋳型造型用空間と連通されるシリンダと、前記シリンダ内に供給された発泡混練物を前記金型の前記鋳型造型用空間の側に押圧するピストンと、前記ピストンに設けられ、前記シリンダ内に供給された発泡混練物を押圧する方向とその反対方向とに前記ピストンを進退移動させる進退移動機構と、前記ピストンをその進退移動方向に貫通する抜気孔と、前記抜気孔を閉止する閉止位置と前記抜気孔を開放する開放位置との間で変位可能な開閉部と、前記開閉部を前記閉止位置と前記開放位置との間で移動させる開閉駆動機構と、を備えた抜気機構と、前記シリンダ内の発泡混練物に作用する押圧力を検出する圧力検出部と、前記圧力検出部で検出した圧力値が前記ピストンで発泡混練物を押圧し始める場合に想定される圧力値未満の場合に、前記開閉部を前記開放位置に配置させるように前記開閉駆動機構を制御し、前記圧力検出部で検出した圧力値が前記ピストンで発泡混練物を押圧し始める場合に想定される圧力値以上の場合に、前記開閉部を前記閉止位置に配置させるように前記開閉駆動機構を制御する制御部と、を有する。

請求項２に記載する本発明の発泡混練物の造型装置によれば、シリンダは、金型の充填口に接続されることで、内部空間が金型の鋳型造型用空間と連通される。シリンダ内には、発泡混練物が供給可能となっており、シリンダ内に供給された発泡混練物は、ピストンによって金型の鋳型造型用空間の側に押圧される。また、ピストンは、進退移動機構によって、シリンダ内に供給された発泡混練物を押圧する方向とその反対方向とに進退移動させられ、圧力検出部は、シリンダ内の発泡混練物に作用する押圧力を検出する。一方、ピストンには、その進退移動方向に貫通する抜気孔が形成されており、抜気機構の開閉部は、開閉駆動機構により、抜気孔を閉止する閉止位置と抜気孔を開放する開放位置との間で変位させられる。

ここで、制御部は、圧力検出部で検出した圧力値がピストンで発泡混練物を押圧し始める場合に想定される圧力値未満の場合に、開閉部を開放位置に配置させるように開閉駆動機構を制御する。また、制御部は、圧力検出部で検出した圧力値がピストンで発泡混練物を押圧し始める場合に想定される圧力値以上の場合に、開閉部を閉止位置に配置させるように開閉駆動機構を制御する。このため、まず、シリンダ内側とピストンとの間にある空気が抜気孔から排出され、次に、抜気孔からの空気漏れを生じさせずにピストンが適正な押圧力で発泡混練物を金型の鋳型造型用空間に充填する。

請求項３に記載する本発明の発泡混練物の造型装置は、請求項１記載の構成において、前記シリンダ内の発泡混練物に作用する押圧力を検出する圧力検出部が設けられており、前記制御部は、前記位置検出部の検出結果に基づいて前記想定位置に前記ピストンが達したものと判断した場合で、前記圧力検出部で検出した圧力値が前記ピストンで発泡混練物を押圧し終える場合に想定される圧力値以上の場合に、前記ピストンの移動を停止するように前記進退移動機構を制御する。

請求項３に記載する本発明の発泡混練物の造型装置によれば、シリンダ内の発泡混練物に作用する押圧力が、圧力検出部によって検出される。ここで、制御部は、位置検出部の検出結果に基づいて前記想定位置にピストンが達したものと判断した場合で、圧力検出部で検出した圧力値がピストンで発泡混練物を押圧し終える場合に想定される圧力値以上の場合に、ピストンの移動を停止するように進退移動機構を制御する。このことより、シリンダ内に供給される発泡混練物に対する押圧力が必要以上に作用せず、鋳型のバリ発生を防止することができる。また、圧力検出部で検出した圧力値がピストンで発泡混練物を押圧し終える場合に想定される圧力値未満の場合は、ピストンが押圧を継続することにより充填不良を防ぐことができる。

請求項４に記載する本発明の発泡混練物の造型装置は、請求項２記載の構成において、前記シリンダ内における前記ピストンの位置を検出する位置検出部が設けられており、前記制御部は、前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記シリンダ内に供給された発泡混練物に前記ピストンが接する位置として想定された想定位置に前記ピストンが達したものと判断した場合で、前記圧力検出部で検出した圧力値が前記ピストンで発泡混練物を押圧し終える場合に想定される圧力値以上の場合に、前記ピストンの移動を停止するように前記進退移動機構を制御する。

請求項４に記載する本発明の発泡混練物の造型装置によれば、シリンダ内におけるピストンの位置が位置検出部によって検出される。ここで、制御部は、位置検出部の検出結果に基づいて、シリンダ内に供給された発泡混練物にピストンが接する位置として想定された想定位置にピストンが達したものと判断した場合で、圧力検出部で検出した圧力値がピストンで発泡混練物を押圧し終える場合に想定される圧力値以上の場合に、ピストンの移動を停止するように進退移動機構を制御する。このことより、シリンダ内に供給される発泡混練物に対する押圧力が必要以上に作用せず、鋳型のバリ発生を防止することができる。また、圧力検出部で検出した圧力値がピストンで発泡混練物を押圧し終える場合に想定される圧力値未満の場合は、ピストンが押圧を継続することにより充填不良を防ぐことができる。

請求項５に記載する本発明の発泡混練物の造型装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の構成において、前記ピストンの移動速度を検出する速度検出部が設けられており、前記制御部は、前記速度検出部で検出した移動速度と予め設定した前記ピストンの移動速度とが一致するように前記進退移動機構を制御する。

請求項５に記載する本発明の発泡混練物の造型装置によれば、ピストンの移動速度が速度検出部によって検出される。ここで、制御部は、速度検出部で検出した移動速度と予め設定したピストンの移動速度とが一致するように、進退移動機構を制御する。このように、ピストンを所望の速度で移動させることができるので、金型に発泡混練物を充填する際に、発泡混練物の発泡状態を維持可能でかつバリが生じにくいような速度でピストンを移動させることが可能となる。

請求項６に記載する本発明の発泡混練物の造型装置は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の構成において、前記制御部は、前記開閉部が前記開放位置にある場合における前記ピストンの移動速度よりも、前記開閉部が前記閉止位置にある場合における前記ピストンの移動速度が低速になるように前記進退移動機構を制御する。

請求項６に記載する本発明の発泡混練物の造型装置によれば、制御部は、開閉部が開放位置にある場合におけるピストンの移動速度よりも、開閉部が閉止位置にある場合におけるピストンの移動速度が低速になるように進退移動機構を制御する。このように、開閉部が開放位置にある場合（換言すれば、ピストンが発泡混練物に接する前）におけるピストンの移動速度を、開閉部が閉止位置にある場合（換言すれば、ピストンが発泡混練物に接した後）におけるピストンの移動速度よりも高速にすることで、処理時間が短縮される。また、開閉部が閉止位置にある場合（換言すれば、ピストンが発泡混練物に接した後）におけるピストンの移動速度を、開閉部が開放位置にある場合（換言すれば、ピストンが発泡混練物に接する前）におけるピストンの移動速度よりも低速にすることで、充填速度が速すぎるために生じる充填不良やバリの発生を抑えられる。

請求項７に記載する本発明の発泡混練物の造型方法は、シリンダ内に発泡混練物を供給する第一工程と、前記第一工程の後に、前記シリンダの内部空間が金型の鋳型造型用空間に連通された状態で、前記シリンダ内に配置したピストンを、前記ピストンに貫通形成された抜気孔を開放しながら、前記発泡混練物の側に向けて移動させる第二工程と、前記第二工程の後に、前記シリンダ内に供給された前記発泡混練物に前記ピストンが接する位置として想定された想定位置に前記ピストンが達したタイミングで抜気孔を閉止する第三工程と、前記第三工程の後に、前記ピストンを前記発泡混練物の側に移動させることで、前記シリンダ内に供給された前記発泡混練物を前記金型の鋳型造型用空間の側に押圧する第四工程と、を有する。

請求項７に記載する本発明の発泡混練物の造型方法によれば、第一工程では、シリンダ内に発泡混練物を供給する。第一工程の後の第二工程では、シリンダの内部空間が金型の鋳型造型用空間に連通された状態で、シリンダ内に配置したピストンを、ピストンに貫通形成された抜気孔を開放しながら、発泡混練物の側に向けて移動させる。これにより、発泡混練物とピストンとの間の空気は、抜気孔から排出される。次に、第二工程の後の第三工程では、シリンダ内に供給された発泡混練物にピストンが接する位置として想定された想定位置にピストンが達したタイミングで抜気孔を閉止する。第三工程の後の第四工程では、ピストンを発泡混練物の側に移動させることで、シリンダ内に供給された発泡混練物を金型の鋳型造型用空間の側に押圧する。このとき、抜気孔は閉止されているので、ピストンは、抜気孔からの空気漏れを生じさせずに適正な押圧力で、発泡混練物を金型の鋳型造型用空間に充填する。

請求項８に記載する本発明の発泡混練物の造型方法は、シリンダ内に発泡混練物を供給する第一工程と、前記第一工程の後に、前記シリンダの内部空間が金型の鋳型造型用空間に連通された状態で、前記シリンダ内に配置したピストンを、前記ピストンに貫通形成された抜気孔を開放しながら、前記発泡混練物の側に向けて移動させる第二工程と、前記第二工程の後に、前記発泡混練物に作用する押圧力が前記ピストンで前記発泡混練物を押圧し始める場合に想定される圧力値に達したタイミングで抜気孔を閉止する第三工程と、前記第三工程の後に、前記ピストンを前記発泡混練物の側に移動させることで、前記シリンダ内に供給された前記発泡混練物を前記金型の鋳型造型用空間の側に押圧する第四工程と、を有する。

請求項８に記載する本発明の発泡混練物の造型方法によれば、第一工程では、シリンダ内に発泡混練物を供給する。第一工程の後の第二工程では、シリンダの内部空間が金型の鋳型造型用空間に連通された状態で、シリンダ内に配置したピストンを、ピストンに貫通形成された抜気孔を開放しながら、発泡混練物の側に向けて移動させる。これにより、発泡混練物とピストンとの間の空気は、抜気孔から排出される。次に、第二工程の後の第三工程では、発泡混練物に作用する押圧力がピストンで発泡混練物を押圧し始める場合に想定される圧力値に達したタイミングで抜気孔を閉止する。第三工程の後の第四工程では、ピストンを発泡混練物の側に移動させることで、シリンダ内に供給された発泡混練物を金型の鋳型造型用空間の側に押圧する。このとき、抜気孔は閉止されているので、ピストンは、抜気孔からの空気漏れを生じさせずに適正な押圧力で、発泡混練物を金型の鋳型造型用空間に充填する。

請求項９に記載する本発明の発泡混練物の造型方法は、請求項７又は請求項８に記載の構成において、前記第二工程における前記ピストンの移動速度よりも、前記第四工程における前記ピストンの移動速度を低速にしている。

請求項９に記載する本発明の発泡混練物の造型方法によれば、第二工程におけるピストンの移動速度よりも、第四工程におけるピストンの移動速度を低速にしている。第二工程におけるピストンの移動速度を第四工程におけるピストンの移動速度よりも高速にすることで処理時間が短縮され、第四工程におけるピストンの移動速度を第二工程におけるピストンの移動速度よりも低速にすることで、充填速度が速すぎるために生じる充填不良やバリの発生を抑えられる。

以上説明したように、本発明に係る発泡混練物の造型装置及び発泡混練物の造型方法によれば、発泡混練物を良好な発泡状態で金型の鋳型造型用空間に充填することができるという優れた効果を有する。

本発明の第１の実施形態に係る発泡混練物の造型装置の要部を示す模式的な縦断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る発泡混練物の造型装置を用いた発泡混練物の造型方法の工程の一部を示す模式的な縦断面図である。図２（Ａ）は、抜気状態を示す。図２（Ｂ）は抜気孔を閉止するタイミングを示す。図２（Ｃ）は金型の鋳型造型用空間に発泡混練物を充填する途中の状態を示す。図２（Ｄ）は金型の鋳型造型用空間に発泡混練物が充填された状態を示す。 本発明の第１の実施形態に係る発泡混練物の造型装置を用いた発泡混練物の造型方法の工程の一部を示す模式的な縦断面図である。図３（Ａ）はシリンダ等を金型の上方側に退避させた状態を示す。図３（Ｂ）は造型された鋳型を金型から外した状態を示す。 本発明の第１の実施形態に係る発泡混練物の造型装置においてシリンダに発泡混練物を供給している状態を模式的に示す縦断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る発泡混練物の造型装置の要部を示す模式的な縦断面図である。

［第１実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る発泡混練物の造型装置及び発泡混練物の造型方法について図１〜図４を用いて説明する。なお、発泡混練物は、固体粒子と発泡した液体との混練物（発泡骨材混合物ともいう）であり、図２〜図４では発泡混練物を符号ａで示す。

図１に示されるように、発泡混練物の造型装置１０は、金型１２を備えている。金型１２は、上型１２Ａと下型１２Ｂとを含んで構成され、鋳型造型用空間１４（キャビティともいう）を形成している。金型１２における上型１２Ａには、鋳型造型用空間１４への入り口となる充填口１６が形成されている。

金型１２上には、圧入ユニット１８が設置可能となっている。圧入ユニット１８は、シリンダ２０を備えている。シリンダ２０には、発泡混練物を供給可能な内部空間２２が形成されている。そして、シリンダ２０は、金型１２の充填口１６に断熱材２４を介して接続されることで、内部空間２２が鋳型造型用空間１４と連通されるようになっている。すなわち、シリンダ２０の底部２０Ａには充填孔２０Ａ１が貫通形成され、断熱材２４にも充填孔２４Ａが貫通形成されると共に、圧入ユニット１８の設置状態では、充填孔２０Ａ１、２４Ａが金型１２の充填口１６の上方位置に設定されるようになっている。

シリンダ２０内には、シリンダ２０内に供給された発泡混練物を金型１２の鋳型造型用空間１４の側に押圧するピストン２６が配置可能となっている。ピストン２６は、短円柱状とされており、シリンダ２０の内部空間２２はピストン２６により上下二室に隔成されている。

ピストン２６は、進退移動機構２８（エアシリンダ機構）のロッド部２８Ａの先端部（下端部）に取り付けられており、ロッド部２８Ａは、上下方向を軸線方向として配置されている。ロッド部２８Ａの基端部（上端部）はピストン部２８Ｂに固定されており、ピストン部２８Ｂは、シリンダ部２８Ｃ内で空気圧（広義には流体圧）によって往復運動可能となっている。すなわち、圧入ユニット１８は、ピストン部２８Ｂが往復運動してロッド部２８Ａが伸縮することで、シリンダ２０に対するピストン２６の相対位置を変更可能となっている。シリンダ部２８Ｃには、エア方向制御機器（電磁弁等）３０を介してエア供給源３２と接続されており、エア方向制御機器３０は、制御部３８に接続されている。制御部３８は、例えば、ＣＰＵ等を有する電子回路を備えて構成されており、エア方向制御機器３０を制御することで、ピストン部２８Ｂの変位を制御できるようになっている。以上により、ピストン２６に設けられた進退移動機構２８は、シリンダ２０内に供給された発泡混練物を押圧する方向（底部２０Ａ側へ向かう方向）とその反対方向とにピストン２６を進退移動させることが可能となっている。

一方、ピストン２６には、シリンダ２０内におけるピストン２６の位置を検出する位置検出部としての位置検出センサ３４が設けられている。位置検出センサ３４は、制御部３８に接続されており、シリンダ２０内におけるピストン２６の上下方向位置に応じた信号を制御部３８に出力する。

また、ピストン２６には、ピストン２６の移動速度を検出する速度検出部としての速度検出センサ３６が設けられている。速度検出センサ３６は、制御部３８に接続されており、ピストン２６の移動速度に応じた信号を制御部３８に出力する。これに対して、制御部３８は、速度検出センサ３６で検出した移動速度と予め設定したピストン２６の移動速度とが一致するように進退移動機構２８を制御する。

また、ピストン２６には、抜気機構４０（エア抜き機構）が設けられている。抜気機構４０は、ピストン２６をその進退移動方向（板厚方向）に貫通する抜気孔４０Ａ（エア抜き孔）と、抜気孔４０Ａの開閉用とされた開閉部としての開閉栓４０Ｂと、を備えている。すなわち、抜気孔４０Ａは、ピストン２６の下方側空間とピストン２６の上方側空間とを連通させる連通路を形成し、開閉栓４０Ｂは、抜気孔４０Ａを閉止する閉止位置と、抜気孔４０Ａを開放する開放位置と、の間で変位可能となっている。

開閉栓４０Ｂは、開閉駆動機構４２（エアシリンダ機構）のロッド部４２Ａの先端部（下端部）に取り付けられている。ロッド部４２Ａの基端部（上端部）はピストン部４２Ｂに固定されており、ピストン部４２Ｂは、シリンダ部４２Ｃ内で空気圧（広義には流体圧）によって往復運動可能となっている。すなわち、ピストン部４２Ｂが往復運動してロッド部４２Ａが伸縮することで、抜気孔４０Ａに対する開閉栓４０Ｂの相対位置を変更可能となっている。ピストン部４２Ｂには、エア方向制御機器（電磁弁等）４４を介してエア供給源４６と接続されており、エア方向制御機器４４は、制御部３８に接続されている。制御部３８は、エア方向制御機器４４を制御することで、ピストン部４２Ｂの変位を制御できるようになっている。以上により、開閉栓４０Ｂに設けられた開閉駆動機構４２は、開閉栓４０Ｂを、抜気孔４０Ａを閉止する閉止位置（図１に示される位置）と、抜気孔４０Ａを開放する開放位置（図２（Ａ）参照）と、の間で移動させることが可能となっている。

また、制御部３８は、位置検出センサ３４の検出結果に基づいて、シリンダ２０内に供給された発泡混練物にピストン２６が接する位置として想定された想定位置Ｘにピストン２６が達していないものと判断した場合に、開閉栓４０Ｂを開放位置に配置させるように開閉駆動機構４２を制御する。さらに、制御部３８は、位置検出センサ３４の検出結果に基づいて、想定位置Ｘにピストン２６が達したものと判断した場合に、開閉栓４０Ｂを閉止位置に配置させるように開閉駆動機構４２を制御する。

また、本実施形態では、制御部３８は、開閉栓４０Ｂが開放位置にある場合におけるピストン２６の移動速度よりも、開閉栓４０Ｂが閉止位置にある場合におけるピストン２６の移動速度が低速になるように進退移動機構２８を制御する。

シリンダ２０の底部２０Ａには、圧力検出部としての圧力検出センサ４８が設けられており、この圧力検出センサ４８は、シリンダ２０内の発泡混練物に作用する押圧力を検出する。圧力検出センサ４８は、制御部３８に接続されており、シリンダ２０内の発泡混練物に作用する押圧力に応じた信号を制御部３８に出力する。

これに対して、制御部３８は、圧力検出センサ４８で検出した圧力値と、予め設定した（ピストン２６が発泡混練物を押圧する）圧力値とが一致するように進退移動機構２８を制御する。また、制御部３８は、位置検出センサ３４の検出結果に基づいて想定位置Ｘにピストン２６が達したものと判断した場合で、圧力検出センサ４８で検出した圧力値がピストン２６で発泡混練物を押圧し終える場合（押圧最終状態）に想定される圧力値以上の場合に、ピストン２６の移動を停止するように進退移動機構２８を制御する。

図１に示されるシリンダ２０の位置（充填位置）に対して、上方側でかつ水平方向にずれた位置には、図４に示される供給装置５０が配置されている。供給装置５０は、シリンダ２０内に発泡混練物ａを供給する装置である。なお、変形例として、シリンダ２０内で発泡混練物を得るためにシリンダ２０内に攪拌装置（図示省略）を設け、供給装置からは発泡していない材料がシリンダ２０内に供給される場合もある。

また、シリンダ２０には、図示しない変位機構が設けられている。変位機構は、シリンダ２０を、図１に示される充填位置と、図４に示される供給装置５０の下方側の供給位置と、の間で移動させるようになっている。前記変位機構の構成には、公知の構成が適用されるため、詳細説明を省略するが、図１に示される充填位置を最下降位置としてシリンダ２０を昇降させる昇降機構と、前記昇降機構で上昇させたシリンダ２０の最上昇位置（図４では二点鎖線で図示）と図４に示される供給位置との間を水平移動させる水平移動機構と、を備えている。前記昇降機構及び前記水平移動機構には、一例として、ガイドレール、スライダ、ピニオン、ラック、及び駆動用モータ等を備えた機構が適用される。

（発泡混練物の造型方法及び作用・効果）
次に、図１に示される発泡混練物の造型装置１０を用いた発泡混練物の造型方法について説明しながら、上記実施形態の作用及び効果について説明する。

まず、図４に示されるように、供給装置５０がシリンダ２０内に発泡混練物ａを供給する（第一工程）。本実施形態では、一例として、金型１２（図１参照）に複数回充填できる量の発泡混練物ａが最初にシリンダ２０内に供給され、その後、シリンダ２０から金型１２（図１参照）への充填がなされる毎に、一回分の充填量の発泡混練物ａが補充される。

次に、図示しない前記変位機構によって、シリンダ２０が図４に示される供給位置から図２（Ａ）に示される充填位置に移動させられる。なお、シリンダ２０の底部２０Ａには充填孔２０Ａ１が貫通形成されているが、発泡混練物ａは、粘性があるため、充填孔２０Ａ１からは漏れ出ない。

シリンダ２０は、金型１２の充填口１６に接続されることで、内部空間２２が金型１２の鋳型造型用空間１４と連通される。そして、シリンダ２０の内部空間２２が金型１２の鋳型造型用空間１４に連通された状態で、シリンダ２０内に配置したピストン２６を、ピストン２６に貫通形成された抜気孔４０Ａを開放しながら、発泡混練物ａの側に向けて移動させる（第二工程）。これにより、発泡混練物ａとピストン２６との間の空気は、抜気孔４０Ａから排出される。このとき、ピストン２６は、進退移動機構２８（図１参照）の駆動力で移動しており、シリンダ２０内におけるピストン２６の位置は、位置検出センサ３４によって検出される。

次に、図２（Ｂ）に示されるように、シリンダ２０内に供給された発泡混練物ａにピストン２６が接する位置として想定された想定位置Ｘにピストン２６が達したタイミングで抜気孔４０Ａを開閉栓４０Ｂで閉止する（第三工程、矢印Ｙ参照）。このとき、開閉栓４０Ｂは、開閉駆動機構４２（図１参照）の駆動力で、抜気孔４０Ａを開放する開放位置（図２（Ａ）参照）から抜気孔４０Ａを閉止する閉止位置（図２（Ｂ）参照）に変位させられる。

すなわち、図１に示される制御部３８は、位置検出センサ３４の検出結果に基づいて、シリンダ２０内に供給された発泡混練物にピストン２６が接する位置として想定された想定位置Ｘにピストン２６が達していないものと判断した場合には、開閉栓４０Ｂを開放位置に配置させるように開閉駆動機構４２を制御し、位置検出センサ３４の検出結果に基づいて、想定位置Ｘにピストン２６が達したものと判断した場合、開閉栓４０Ｂを閉止位置に配置させるように開閉駆動機構４２を制御する。

次に、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）の順に、ピストン２６を発泡混練物ａの側に移動させることで、シリンダ２０内に供給された発泡混練物ａを金型１２の鋳型造型用空間１４の側に押圧する（第四工程）。このとき、抜気孔４０Ａは閉止されているので、ピストン２６は、抜気孔４０Ａからの空気漏れを生じさせずに適正な押圧力で、発泡混練物ａを金型１２の鋳型造型用空間１４に充填する。また、発泡混練物ａとピストン２６との間の空気は既に抜気されているので、発泡混練物ａとピストン２６との間の空気が金型１２の鋳型造型用空間１４に入り込むことに起因した充填不良も防止される。

ここで、本実施形態では、図２（Ａ）に示される第二工程におけるピストン２６の移動速度よりも、図２（Ｃ）及び図２（Ｄ）に示される第四工程におけるピストン２６の移動速度を低速にしている。すなわち、図１に示される制御部３８は、開閉栓４０Ｂが開放位置にある場合におけるピストン２６の移動速度よりも、開閉栓４０Ｂが閉止位置にある場合におけるピストン２６の移動速度が低速になるように進退移動機構２８を制御する。

このように、図２（Ａ）に示される開閉栓４０Ｂが開放位置にある場合（換言すれば、ピストン２６が発泡混練物ａに接する前である第二工程）におけるピストン２６の移動速度を、図２（Ｃ）及び図２（Ｄ）に示される開閉栓４０Ｂが閉止位置にある場合（換言すれば、ピストン２６が発泡混練物ａに接した後である第四工程）におけるピストン２６の移動速度よりも高速にすることで、処理時間が短縮される。また、開閉栓４０Ｂが閉止位置にある場合（換言すれば、ピストン２６が発泡混練物ａに接した後である第四工程）におけるピストン２６の移動速度を、図２（Ａ）に示される開閉栓４０Ｂが開放位置にある場合（換言すれば、ピストン２６が発泡混練物ａに接する前である第二工程）におけるピストン２６の移動速度よりも低速にすることで、充填速度が速すぎるために生じる充填不良やバリの発生を抑えられ、ひいては、造型される鋳型の表面を均一化することができる。

また、ピストン２６の移動速度は、図１に示される速度検出センサ３６によって検出される。ここで、制御部３８は、速度検出センサ３６で検出した移動速度と予め設定したピストン２６の移動速度とが一致するように、進退移動機構２８を制御する。このように、ピストン２６を所望の速度で移動させることができるので、金型１２に発泡混練物を充填する際に、発泡混練物の発泡状態を維持可能でかつバリが生じにくいような速度でピストン２６を移動させることが可能となる。

また、本実施形態では、シリンダ２０内の発泡混練物に作用する押圧力が、シリンダ２０の底部に設けられた圧力検出センサ４８によって検出される。ここで、制御部３８は、位置検出センサ３４の検出結果に基づいて想定位置Ｘにピストン２６が達したものと判断した場合で、圧力検出センサ４８で検出した圧力値がピストン２６で発泡混練物を押圧し終える場合に想定される圧力値以上の場合に、ピストン２６の移動を停止するように進退移動機構２８を制御する。このことより、シリンダ２０内に供給される発泡混練物に対する押圧力が必要以上に作用せず、鋳型のバリ発生を防止することができる。また、圧力検出センサ４８で検出した圧力値がピストン２６で発泡混練物を押圧し終える場合に想定される圧力値未満の場合は、ピストン２６が押圧を継続することにより充填不良を防ぐことができる。

一方、図３には、鋳型造型後の工程が示されている。鋳型造型後には、まず、図３（Ａ）に示されるように、シリンダ２０等の圧入ユニット１８が図示しない変位機構によって上昇させられる。そして、最後に、図３（Ｂ）に示されるように、発泡混練物ａで造型された鋳型ｂが金型１２から外される。

以上説明したように、図１に示される発泡混練物の造型装置１０及び発泡混練物の造型方法によれば、発泡混練物を良好な発泡状態で金型１２の鋳型造型用空間１４に充填することができ、良好な充填を安定的に行うことができる。

なお、本実施形態の発泡混練物の造型装置１０は、ピストン２６の移動速度、位置、及び圧力を監視することが可能であるため、より良好な充填をするための条件（ピストン２６の最適な移動速度、位置、及び圧力）を見出すために用いることもできる。すなわち、発泡混練物の造型装置１０では、発泡混練物を金型１２の鋳型造型用空間１４に充填する際における充填不良及びバリ発生を低減する条件やピストン２６が発泡混練物と共に空気を押圧することに起因した空気巻き込み欠陥をなくすための充填条件を見出すこともできる。

［第１実施形態の変形例］
次に、上記第１の実施形態の変形例について説明する。なお、この第１の実施形態の変形例は、制御部３８の制御ロジックが異なる点を除いて第１の実施形態と同様の構成とされている。

この変形例の制御部３８は、圧力検出センサ４８で検出した圧力値がピストン２６で発泡混練物を押圧し始める場合に想定される圧力値未満の場合に、開閉栓４０Ｂを開放位置に配置させるように開閉駆動機構４２を制御し、圧力検出センサ４８で検出した圧力値がピストン２６で発泡混練物を押圧し始める場合に想定される圧力値以上の場合に、開閉栓４０Ｂを閉止位置に配置させるように開閉駆動機構４２を制御する。

すなわち、この変形例の第三工程では、上記第１の実施形態の第三工程に代えて、発泡混練物に作用する押圧力がピストン２６で発泡混練物を押圧し始める場合に想定される圧力値に達したタイミングで抜気孔４０Ａを開閉栓４０Ｂで閉止する。

なお、この変形例の制御部３８も、位置検出センサ３４の検出結果に基づいて、シリンダ２０内に供給された発泡混練物にピストン２６が接する位置として想定された想定位置Ｘにピストン２６が達したものと判断した場合で、圧力検出センサ４８で検出した圧力値がピストン２６で発泡混練物を押圧し終える場合に想定される圧力値以上の場合に、ピストン２６の移動を停止するように進退移動機構２８を制御する。

このような変形例によっても、発泡混練物を良好な発泡状態で金型１２の鋳型造型用空間１４に充填することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る発泡混練物の造型装置及び発泡混練物の造型方法について図５を用いて説明する。図５には、第２の実施形態に係る発泡混練物の造型装置６０の要部が模式的な縦断面図にて示されている。この図に示されるように、発泡混練物の造型装置６０は、進退移動機構２８（図１参照、エアシリンダ機構）に代えて、進退移動機構６２（電動シリンダ機構）を備える点で、第１の実施形態に係る発泡混練物の造型装置１０（図１参照）とは異なる。また、位置検出センサ３４（図１参照）に代えて位置検出部としての位置検出器７２、速度検出センサ３６（図１参照）に代えて速度検出部としての速度検出器７４、及び、圧力検出センサ４８（図１参照）に代えて圧力検出部としての圧力検出器７６が、それぞれ進退移動機構６２に内蔵されている点で、第１の実施形態に係る発泡混練物の造型装置１０（図１参照）とは異なる。他の構成は、第１の実施形態と実質的に同様の構成となっている。よって、第１の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。

図５に示されるように、ピストン２６は、進退移動機構６２のロッド部６２Ａの先端部（下端部）に取り付けられている。進退移動機構６２の構造は、公知の電動シリンダ機構であるため、詳細説明を省略するが、以下簡単に説明する。

ロッド部６２Ａは、上下方向を軸線方向として配置されている。ロッド部６２Ａの上部は、シリンダ６２Ｂ内に配置されると共に、当該上部には雌ネジ部６２Ａ１が形成されている。また、ロッド部６２Ａは、雌ネジ部６２Ａ１がボールネジ６２Ｃの雄ネジ部６２Ｃ１と噛み合うと共に、シリンダ６２Ｂに対しては上下方向の軸周りに相対回転不能に配置されている。また、ボールネジ６２Ｃは、上下方向を軸線方向として配置されてその軸周りに回転可能とされている。

ロッド部６２Ａは、シリンダ６２Ｂ内のボールネジ６２Ｃの回転によってシリンダ６２Ｂに対して相対移動（上下方向に往復運動）可能となっている。すなわち、進退移動機構６２は、ロッド部６２Ａが上下方向に往復運動することで、ピストン２６もこれと連動して上下方向に変位するようになっている。

進退移動機構６２は、電動サーボモータ６４を備えている。電動サーボモータ６４は、ボールネジ６２Ｃの回転駆動用とされ、モータ軸がギヤ列６６を介してボールネジ６２Ｃに接続されている。また、電動サーボモータ６４は、制御部７０に接続されている。制御部７０は、例えば、ＣＰＵ等を有する電子回路を備えて構成されており、電動サーボモータ６４を制御することで、ロッド部６２Ａの変位を高精度で制御できるようになっている。以上により、ピストン２６に設けられた進退移動機構６２は、シリンダ２０内に供給された発泡混練物を押圧する方向（底部２０Ａ側へ向かう方向）とその反対方向とにピストン２６を進退移動させることが可能となっている。

また、進退移動機構６２には、シリンダ２０内におけるピストン２６の位置を検出する位置検出器７２が内蔵されている。位置検出器７２は、制御部７０に接続されており、シリンダ２０内におけるピストン２６の上下方向位置に応じた信号を制御部７０に出力する。

また、進退移動機構６２には、ピストン２６の移動速度を検出する速度検出器７４が内蔵されている。速度検出器７４は、制御部７０に接続されており、ピストン２６の移動速度に応じた信号を制御部７０に出力する。

さらに、進退移動機構６２には、シリンダ２０内の発泡混練物に作用する押圧力を検出する圧力検出器７６が内蔵されている。圧力検出器７６は、制御部７０に接続されており、シリンダ２０内の発泡混練物に作用する押圧力に応じた信号を制御部７０に出力する。

また、制御部７０は、第１の実施形態におけるエア方向制御機器３０（図１参照）に代えて、電動サーボモータ６４を制御する点、及び接続相手となる各検出部（位置検出器７２、速度検出器７４、圧力検出器７６）が第１の実施形態とは異なるものの、第１の実施形態における制御部３８（図１参照）と同様の制御ロジックで、進退移動機構６２及び開閉駆動機構４２を制御する。

また、本実施形態における発泡混練物の造型装置６０を用いて、第１の実施形態における発泡混練物の造型方法と同様の方法を実施することが可能である。そして、第１の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。なお、本実施形態の構成では、第１の実施形態の構成と比べて、より高精度でピストン２６の位置を制御できるというメリットがある。

なお、本実施形態の変形例として、開閉駆動機構４２に代えて、電動シリンダ機構の開閉駆動機構を設けてもよい。さらに、本実施形態の他の変形例として、制御部７０は、第１の実施形態の変形例と同様の制御ロジックで、進退移動機構６２及び開閉駆動機構４２を制御してもよい。

［実施形態の補足説明］
なお、上記第１の実施形態では、図１に示される進退移動機構２８がエアシリンダ機構とされ、上記第２の実施形態では、図５に示される進退移動機構６２が電動シリンダ機構とされているが、進退移動機構は、例えば、油圧シリンダ機構等のような他の進退移動機構であってもよい。また、開閉駆動機構も、例えば、油圧シリンダ機構等のような開閉駆動機構であってもよい。

また、上記実施形態では、図１及び図５に示される制御部３８、７０は、位置検出センサ３４の検出結果に基づいて、シリンダ２０内に供給された発泡混練物にピストン２６が接する位置として想定された想定位置Ｘにピストン２６が達したものと判断した場合で、圧力検出センサ４８で検出した圧力値がピストン２６で発泡混練物を押圧し終える場合に想定される圧力値以上の場合に、ピストン２６の移動を停止するように進退移動機構２８、６２を制御しているが、このような制御を行わない構成も採り得る。

また、上記実施形態では、ピストン２６の移動速度を検出する速度検出部（速度検出センサ３６、速度検出器７４）が設けられており、このような構成がより好ましいが、速度検出部を設けない構成とすることも可能である。

また、上記実施形態では、制御部３８、７０は、開閉栓４０Ｂが開放位置にある場合（第二工程）におけるピストン２６の移動速度よりも、開閉栓４０Ｂが閉止位置にある場合（第四工程）におけるピストン２６の移動速度が低速になるように進退移動機構２８、６２を制御しているが、例えば、処理時間を短縮する必要がない場合には、このような制御ロジック（発泡混練物の造型方法）を採らなくてもよい。

また、上記第１の実施形態の変形例として、図１に示される位置検出センサ３４及び速度検出センサ３６は、シリンダ２０に設置されてもよいし、ロッド部２８Ａに設置されてもよい。

なお、上記実施形態及び上述の複数の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。

１０ 発泡混練物の造型装置
１２ 金型
１４ 鋳型造型用空間
１６ 充填口
２０ シリンダ
２２ 内部空間
２６ ピストン
２８ 進退移動機構
３４ 位置検出センサ（位置検出部）
３６ 速度検出センサ（速度検出部）
３８ 制御部
４０ 抜気機構
４０Ａ 抜気孔
４０Ｂ 開閉栓（開閉部）
４２ 開閉駆動機構
４８ 圧力検出センサ（圧力検出部）
６０ 発泡混練物の造型装置
６２ 進退移動機構
７０ 制御部
７２ 位置検出器（位置検出部）
７４ 速度検出器（速度検出部）
７６ 圧力検出器（圧力検出部）
ａ 発泡混練物
Ｘ 想定位置

Claims (9)

1. 鋳型造型用空間を形成すると共に、充填口が形成された金型と、
   発泡混練物を供給可能な内部空間が形成されると共に、前記充填口に接続されることで前記内部空間が前記鋳型造型用空間と連通されるシリンダと、
   前記シリンダ内に供給された発泡混練物を前記金型の前記鋳型造型用空間の側に押圧するピストンと、
   前記ピストンに設けられ、前記シリンダ内に供給された発泡混練物を押圧する方向とその反対方向とに前記ピストンを進退移動させる進退移動機構と、
   前記ピストンをその進退移動方向に貫通する抜気孔と、前記抜気孔を閉止する閉止位置と前記抜気孔を開放する開放位置との間で変位可能な開閉部と、前記開閉部を前記閉止位置と前記開放位置との間で移動させる開閉駆動機構と、を備えた抜気機構と、
   前記シリンダ内における前記ピストンの位置を検出する位置検出部と、
   前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記シリンダ内に供給された発泡混練物に前記ピストンが接する位置として想定された想定位置に前記ピストンが達していないものと判断した場合に、前記開閉部を前記開放位置に配置させるように前記開閉駆動機構を制御し、前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記想定位置に前記ピストンが達したものと判断した場合に、前記開閉部を前記閉止位置に配置させるように前記開閉駆動機構を制御する制御部と、
   を有する発泡混練物の造型装置。
2. 鋳型造型用空間を形成すると共に、充填口が形成された金型と、
   発泡混練物を供給可能な内部空間が形成されると共に、前記充填口に接続されることで前記内部空間が前記鋳型造型用空間と連通されるシリンダと、
   前記シリンダ内に供給された発泡混練物を前記金型の前記鋳型造型用空間の側に押圧するピストンと、
   前記ピストンに設けられ、前記シリンダ内に供給された発泡混練物を押圧する方向とその反対方向とに前記ピストンを進退移動させる進退移動機構と、
   前記ピストンをその進退移動方向に貫通する抜気孔と、前記抜気孔を閉止する閉止位置と前記抜気孔を開放する開放位置との間で変位可能な開閉部と、前記開閉部を前記閉止位置と前記開放位置との間で移動させる開閉駆動機構と、を備えた抜気機構と、
   前記シリンダ内の発泡混練物に作用する押圧力を検出する圧力検出部と、
   前記圧力検出部で検出した圧力値が前記ピストンで発泡混練物を押圧し始める場合に想定される圧力値未満の場合に、前記開閉部を前記開放位置に配置させるように前記開閉駆動機構を制御し、前記圧力検出部で検出した圧力値が前記ピストンで発泡混練物を押圧し始める場合に想定される圧力値以上の場合に、前記開閉部を前記閉止位置に配置させるように前記開閉駆動機構を制御する制御部と、
   を有する発泡混練物の造型装置。
3. 前記シリンダ内の発泡混練物に作用する押圧力を検出する圧力検出部が設けられており、
   前記制御部は、前記位置検出部の検出結果に基づいて前記想定位置に前記ピストンが達したものと判断した場合で、前記圧力検出部で検出した圧力値が前記ピストンで発泡混練物を押圧し終える場合に想定される圧力値以上の場合に、前記ピストンの移動を停止するように前記進退移動機構を制御する、請求項１記載の発泡混練物の造型装置。
4. 前記シリンダ内における前記ピストンの位置を検出する位置検出部が設けられており、
   前記制御部は、前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記シリンダ内に供給された発泡混練物に前記ピストンが接する位置として想定された想定位置に前記ピストンが達したものと判断した場合で、前記圧力検出部で検出した圧力値が前記ピストンで発泡混練物を押圧し終える場合に想定される圧力値以上の場合に、前記ピストンの移動を停止するように前記進退移動機構を制御する、請求項２記載の発泡混練物の造型装置。
5. 前記ピストンの移動速度を検出する速度検出部が設けられており、前記制御部は、前記速度検出部で検出した移動速度と予め設定した前記ピストンの移動速度とが一致するように前記進退移動機構を制御する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発泡混練物の造型装置。
6. 前記制御部は、前記開閉部が前記開放位置にある場合における前記ピストンの移動速度よりも、前記開閉部が前記閉止位置にある場合における前記ピストンの移動速度が低速になるように前記進退移動機構を制御する、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発泡混練物の造型装置。
7. シリンダ内に発泡混練物を供給する第一工程と、
   前記第一工程の後に、前記シリンダの内部空間が金型の鋳型造型用空間に連通された状態で、前記シリンダ内に配置したピストンを、前記ピストンに貫通形成された抜気孔を開放しながら、前記発泡混練物の側に向けて移動させる第二工程と、
   前記第二工程の後に、前記シリンダ内に供給された前記発泡混練物に前記ピストンが接する位置として想定された想定位置に前記ピストンが達したタイミングで抜気孔を閉止する第三工程と、
   前記第三工程の後に、前記ピストンを前記発泡混練物の側に移動させることで、前記シリンダ内に供給された前記発泡混練物を前記金型の鋳型造型用空間の側に押圧する第四工程と、
   を有する発泡混練物の造型方法。
8. シリンダ内に発泡混練物を供給する第一工程と、
   前記第一工程の後に、前記シリンダの内部空間が金型の鋳型造型用空間に連通された状態で、前記シリンダ内に配置したピストンを、前記ピストンに貫通形成された抜気孔を開放しながら、前記発泡混練物の側に向けて移動させる第二工程と、
   前記第二工程の後に、前記発泡混練物に作用する押圧力が前記ピストンで前記発泡混練物を押圧し始める場合に想定される圧力値に達したタイミングで抜気孔を閉止する第三工程と、
   前記第三工程の後に、前記ピストンを前記発泡混練物の側に移動させることで、前記シリンダ内に供給された前記発泡混練物を前記金型の鋳型造型用空間の側に押圧する第四工程と、
   を有する発泡混練物の造型方法。
9. 前記第二工程における前記ピストンの移動速度よりも、前記第四工程における前記ピストンの移動速度を低速にしている、請求項７又は請求項８に記載の発泡混練物の造型方法。

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