JP6509772B2 - 成形材料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、成形装置に対して材料を供給する装置に関するものである。

合成樹脂（繊維強化樹脂を含有するものを含む）を成形する方法の１つとして、プレス成形がある。
プレス成形装置は、例えば、上型及び下型を有し、そのうちの少なくとも一方が可動型であり、開閉可能である。
そして、基材（成形材料）が加熱装置において加熱され、その高温状態の基材が開状態のプレス成形装置の両型の間（下型の上）にセットされ、両型が閉状態にされることによってプレス成形される。

そして、基材は、従来、次のように、プレス成形装置に供給（セット）されている。
加熱装置とプレス装置との間には、両者間に移動可能な把持装置が設けられている。そして、加熱装置で加熱されて高温状態の基材を把持装置が把持し、把持装置が加熱装置からプレス装置に移動し、下型上において把持装置が基材を解放し、基材がプレス装置にセットされる。

ところで、基材がプレス成形装置によって適切にプレス成形されるためには、その基材が所定の温度（高温）である必要がある。このため、前述したように、プレス成形される前に、基材が加熱装置において加熱されるのである。
しかしながら、基材が加熱装置で高温にされた時点から実際にプレス成形装置によってプレス成形される時点までの時間が長いと、その間に基材の温度が低下して、適切にプレス成形され得ないこととなる。すなわち、基材が加熱装置で高温にされた後には、迅速にプレス成形される必要がある。

しかしながら、従来の装置においては、把持装置が１）基材を把持し、２）移動し、３）基材を解放する、という多くの工程があり、全体として時間がかかり、適切にプレス成形される上でネックとなっている。すなわち、各工程が短時間となるように工夫されても、やはり全体として理想よりも時間がかかるのである。

なお、従来技術を示す特許文献として、下記に記載のものがある。

特開平０５−００４２４２号公報

本発明は、加熱された成形材料を迅速にプレス成形装置に対して供給することができる成形材料供給装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、加熱された成形材料を下型及び上型を有するプレス成形装置に対して供給する装置であって、加熱装置を伴う一対のレールと、成形材料が載置され前記一対のレールに沿って移動可能な移動載置台とを有し、前記移動載置台は、前記下型の上方に位置する状態で、前記下型に出没可能に設けられた複数のピンが貫通可能なものであるとともに、当該複数のピンが貫通した状態で上流側に移動可能なものである、成形材料供給装置である。

この発明の成形材料供給装置は、次のように使用（制御）され、次のような作用が得られる。
成形材料が移動載置台に載置された状態で、加熱装置によって成形材料が加熱され高温状態とされる。
次に、移動載置台が下流側に移動し、下型の上方に位置する状態で、下型に出没可能に設けられた複数のピンが上昇し、移動載置台を貫通する。こうして、それまで移動載置台に載置されていた成形材料が、複数のピンによって上昇される。
次に、移動載置台が上流側に移動する。その際、複数のピンによって、その移動が阻止されることがない。
次に、複数のピンが下降して下型に没入することによって、成形材料が下型にセットされる。

このように、この発明の成形材料供給装置では、移動載置台が移動するとともにピンが上下動することによって成形材料が下型（プレス成形装置）にセットされ得る。
こうして、この発明の成形材料供給装置では、高温にされた成形材料を迅速にプレス成形装置にセットすることが可能であり、その間に成形材料が冷却されることが最小限のものとされ、成形材料が高温状態のままプレス成形装置に供給されることが可能となり、適切にプレス成形されることが可能となる。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の成形材料供給装置であって、前記移動載置台は、前記一対のレールに沿って延びる棒状又は帯板状をなす複数の長尺部材が隙間を隔てて配設されて形成されているものであり、前記複数の長尺部材の間の隙間は、前記複数のピンが貫通可能なものである、成形材料供給装置である。

この発明の成形材料供給装置では、請求項１に係る発明の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
すなわち、この発明の成形材料供給装置では、移動載置台が一対のレールに沿って延びる棒状又は帯板状をなす複数の長尺部材が隙間を隔てて配設されて形成されているものであり、複数の長尺部材の間の隙間は複数のピンが貫通可能なものであるため、移動載置台が下型の上方に位置する状態で、複数のピンは、上昇することによって、移動載置台を確実に貫通する。
こうして、請求項１に係る発明の作用効果がより具体的に得られるのである。

請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明の成形材料供給装置であって、前記移動載置台のうち前記ピンが貫通する部分よりも下流側の部分において、前記複数の長尺部材は相互に連結されていない、成形材料供給装置である。

この発明の成形材料供給装置では、請求項２に係る発明の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
すなわち、この発明の成形材料供給装置では、移動載置台のうちピンが貫通する部分よりも下流側の部分において複数の長尺部材は相互に連結されていないため、移動載置台が下型の上方に位置し複数のピンが移動載置台（複数の長尺部材の間の隙間）を貫通した状態で、移動載置台が上流側に移動することが可能である。
こうして、請求項２に係る発明の作用効果がより具体的に得られるのである。

請求項４に係る発明は、請求項２又は請求項３に係る発明の成形材料供給装置であって、複数の長尺部材は、帯板状をしており、前記レールの長さ方向を自身の長さ方向とし、鉛直方向を自身の幅方向とし、移動載置台の幅方向を自身の厚さ方向としている、成形材料供給装置である。

この発明の成形材料供給装置では、請求項２又は請求項３に係る発明の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
移動載置台（複数の長尺部材）の上に成形材料が載置された状態で、各長尺部材は、成形材料に対して、各長尺部材の厚さ方向を幅方向とし各長尺部材の長さ方向を長さ方向とする線状に当接し、その接触面積は小さなものとされる。
このため、高温状態の成形材料が長尺部材によって冷却されることが低減され、その点でも、成形材料が高温状態のままプレス成形装置に供給されることが可能となり、適切にプレス成形されることが可能となる。

請求項５に係る発明は、請求項２〜請求項４のいずれかに係る発明の成形材料供給装置であって、前記複数の長尺部材の上面は凹凸状をしている、成形材料供給装置である。

この発明の成形材料供給装置では、請求項２〜請求項４のいずれかに係る発明の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
移動載置台（複数の長尺部材）の上に成形材料が載置された状態で、各長尺部材は、成形材料に対して、その凸状の部分において当接し、その接触面積は小さなものとされる。
このため、高温状態の成形材料が長尺部材によって冷却されることが低減され、その点でも、成形材料が高温状態のままプレス成形装置に供給されることが可能となり、適切にプレス成形されることが可能となる。

本発明の一実施例の成形材料供給装置を示す斜視図である。 本発明の一実施例の成形材料供給装置を示す側面図である。 本発明の一実施例の成形材料供給装置のうち移動載置台を取り出して示す斜視図である。 本発明の一実施例の成形材料供給装置の作用を示す図である。最初の段階を示す。要部のみを簡略に示す縦断面図（成形材料供給装置の長さ方向の鉛直面で仮想的に切断した図）である（このことは図４Ｂ〜図４Ｉにおいても同様である）。 本発明の一実施例の成形材料供給装置の作用を示す図である。図Ａの次の段階を示す。 本発明の一実施例の成形材料供給装置の作用を示す図である。図Ｂの次の段階を示す。 本発明の一実施例の成形材料供給装置の作用を示す図である。図Ｃの次の段階を示す。 本発明の一実施例の成形材料供給装置の作用を示す図である。図Ｄの次の段階を示す。 本発明の一実施例の成形材料供給装置の作用を示す図である。図Ｅの次の段階を示す。 本発明の一実施例の成形材料供給装置の作用を示す図である。図Ｆの次の段階を示す。 本発明の一実施例の成形材料供給装置の作用を示す図である。図Ｇの次の段階を示す。 本発明の一実施例の成形材料供給装置の作用を示す図である。図Ｈの次の段階を示す。 本発明の一実施例の成形材料供給装置の作用を示す図である。図４Ｄの段階を示す。（ａ）は要部の斜視図であり、（ｂ）は要部の縦断面図（成形材料供給装置の幅方向の鉛直面で仮想的に切断した図）である（これらのことは図５Ｂ〜図５Ｃにおいても同様である）。 本発明の一実施例の成形材料供給装置の作用を示す図である。図４Ｅの段階を示す。 本発明の一実施例の成形材料供給装置の作用を示す図である。図４Ｆの段階を示す。

次に、本発明の一実施例について、図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、この成形材料供給装置１０は、加熱装置６０を伴っており、加熱装置６０において加熱された高温状態の成形材料（基材）Ｍ（図２）をプレス成形装置８０に対して提供するものである。
この成形材料供給装置１０は制御装置（図示省略）を有し、その制御装置によって各種の制御がされる。

この成形材料供給装置１０は、支持フレーム１２を有し、支持フレーム１２上には一対のレール２０が固定されている。
一対のレール２０に対して、移動載置台５０（図３）が設けられている。すなわち、移動載置台５０は、次のように、一対のレール２０（図１）に沿って往復移動可能に設けられている。

図１及び図２に示すように、各レール２０に対して、スライド部材３０が各々移動可能に設けられている。各スライド部材３０は、各レール２０の長さ方向に延びており、各レール２０の内側において各レール２０に沿って移動可能である。

すなわち、支持フレーム１２にはモータ２５が設置されており、モータ２５の回転に伴って回転軸２６が回転する。回転軸２６の各端部にはピニオン２８が設けられているとともに、各スライド部材３０の下縁部にはラック３２が形成されており、各ラック３２と各ピニオン２８とが噛み合っている。
こうして、モータ２５の各回転方向への回転に基づいて、各ピニオン２８が各方向に回転し、各スライド部材３０が各レール２０の長さ方向に沿って（各レール２０にガイドされつつ）各方向に移動するのである。なお、そのガイド機構は周知のものであり、その具体的構成の図示及び説明は省略する。

各スライド部材３０に対して、ロッドレスシリンダ４０が各々固定されている。各ロッドレスシリンダ４０は、各スライド部材３０及び各レール２０の長さ方向に延びており、各キャリッジ４５が各ロッドレスシリンダ４０の長さ方向に沿って各方向に移動する。

図１及び図３に示すように、移動載置台５０は移動フレーム５２を有し、移動フレーム５２は、一対の移動方向材５３及び２本の幅方向材５４を有している。
移動載置台５０は、複数の長尺部材５５を有している。複数の長尺部材５５は、一対のレール２０（移動載置台５０の移動方向）に沿って、すなわち、一対のレール２０に平行（又はほぼ平行）に延びており、隙間を隔てて設けられている。

図１及び図２に示すように、移動載置台５０（各移動方向材５３）は、各ロッドレスシリンダ４０のキャリッジ４５に固定されている。
こうして、各キャリッジ４５が各ロッドレスシリンダ４０においてその長さ方向に移動することによって、移動載置台５０が移動する。また、各スライド部材３０が各レール２０に対してその長さ方向に移動することによっても、移動載置台５０が移動する。
それらの移動は、前述の制御装置（図示省略）によって制御される。

図１及び図３に示すように、２本の幅方向材５４のうち、１本の幅方向材５４は、移動載置台５０のうちの上流側（プレス成形装置８０とは反対側）の端部において一対の移動方向材５３を連結している。他の１本の幅方向材５４は、移動載置台５０のうちの上流側の端部の近傍において一対の移動方向材５３を連結している。

複数の長尺部材５５は、２本の幅方向材５４に固定されている。すなわち、複数の長尺部材５５のうちの下流側（プレス成形装置８０の側）の部分は相互に連結されていない。
こうして、移動載置台５０は、櫛状をしている。

各長尺部材５５は、帯板状をしており、レール２０の長さ方向を自身の長さ方向とし、鉛直方向を自身の幅方向とし、移動載置台５０の幅方向を自身の厚さ方向としている。
各長尺部材５５の上面は凹凸状をしている。

前述したように、この成形材料供給装置１０には加熱装置６０が伴っている。加熱装置６０自体の構成は公知のものであるため、その詳細な説明及び図示は省略する。
加熱装置６０は、この成形材料供給装置１０（一対のレール２０）のほぼ中流部に設けられている。
このため、移動載置台５０は、最も上流側に位置した状態で、加熱装置６０よりも上流側に位置している。

図１及び図２に示すように、プレス成形装置８０は、成形材料供給装置１０の下流側に位置している。
プレス成形装置８０は、下型８１及び上型８２を有している。下型８１は固定型であり、上型８２は可動型であって、上昇位置（図２において実線で示す）と下降位置（同じく２点鎖線で示す）との間を上下動可能である。
上型８２が上昇位置に位置する状態が開状態であり、開状態の際に両型８１・８２間（下型８１の上）に基材Ｍ（図２）がセットされる。
上型８２が下降位置に位置する状態が閉状態であり、両型８１・８２間にキャビティが形成される。

下型８１には、複数のピン８５が出没可能に設けられている。ピン８５はシリンダ８６（図２）によって上下動可能である。ピン８５が没入位置に下降した状態で、ピン８５は下型８１の内部に没入する（図２，図４Ａ〜図４Ｄ，図４Ｇ，図４Ｈ参照）。ピン８５が上昇位置に上昇した状態で、ピン８５の上端部は移動載置台５０（長尺部材５５）よりも高い位置に位置する（図４Ｅ及び図５Ｂ参照）。

移動載置台５０が最も下流側に位置した状態で、移動載置台５０（その下流側部分）は、下型８１の上に位置する（図４Ｄ，図４Ｅ参照）。またその際に、各ピン８５は、隣接する長尺部材５５の間の隙間に対応する（図５Ｂ参照）。各部材は、このような位置関係とされている。

次に、この成形材料供給装置１０の作用（制御内容）及び効果について、図４Ａ〜図４Ｉ，図５Ａ〜図５Ｃに基づいて説明する。

まず、図４Ａに示すように、移動載置台５０は最も上流側に位置づけられる。その状態で、移動載置台５０に基材Ｍがセットされる。すなわち、複数の長尺部材５５（図１，図３）のうち、下流側の幅方向材５４よりも下流側の部分に、基材Ｍが載置される。
次に、図４Ａ→図４Ｂに示すように、各ロッドレスシリンダ４０の作動に基づいて、移動載置台５０が下流側に移動し、基材Ｍが加熱装置６０内に位置づけられる。こうして、基材Ｍが加熱されて高温状態となる。
次に、図４Ｂ→図４Ｃに示すように、各ロッドレスシリンダ４０の作動に基づいて、移動載置台５０がさらに下流側に移動し、基材Ｍが加熱装置６０から流出する。

次に、図４Ｃ→図４Ｄに示すように、モータ２５（図２）の回転に基づくスライド部材３０の作動に基づいて、移動載置台５０がさらに下流側に移動し、基材Ｍが開状態のプレス成形装置８０の下型８１の上（両型８１・８２の間）に位置する。

次に、図４Ｄ→図４Ｅ及び図５Ａ→図５Ｂに示すように、シリンダ８６の作動に基づいて、それまで没入状態にあったピン８５が上昇し、ピン８５は隣接する長尺部材５５の間の隙間を貫通し、基材Ｍを長尺部材５５よりも上方に持ち上げる。
その際、各ピン８５は、隣接する長尺部材５５の間の隙間に対応しているために、その隙間に貫通することができるのである。

次に、図４Ｅ→図４Ｆ及び図５Ｂ→図５Ｃに示すように、スライド部材３０及びロッドレスシリンダ４０の作動に基づいて、移動載置台５０が加熱装置６０よりも上流側に戻る。
その際、複数の長尺部材５５は、レール２０（移動載置台５０（長尺部材５５）の移動方向）と平行（又はほぼ平行）に延びるものであるとともに、その下流側部分は結合されていない（櫛状をしている）ため、移動載置台５０が各ピン８５と干渉することなく、移動載置台５０は円滑に上流側に戻ることができるのである。

次に、図４Ｆ→図４Ｇに示すように、シリンダ８６の作動に基づいて、ピン８５が下降して下型８１の内部に没入し、基材Ｍが下型８１の上面にセットされる。
次に、図４Ｇ→図４Ｈに示すように、上型８２が下降位置まで下降し、両型８１・８２は閉状態とされる。
こうして、基材Ｍはプレスされて所定の形状が付与されるとともに、冷却することによって、所定の形状に成形され、成形品Ｐが製造される。

次に、図４Ｈ→図４Ｉに示すように、上型８２が上昇して両型８１・８２は開状態とされるとともに、シリンダ８６の作動に基づいて、ピン８５が上昇し、成形品Ｐが上昇する（下型８１から離隔する）。
そして、その成形品Ｐが取り出される。

以上のように、この成形材料供給装置１０では、移動載置台５０が移動することと、ピン８５が上下動することによって、基材Ｍがプレス成形装置８０に供給される。
このため、加熱装置６０で加熱され高温となった基材Ｍが、短時間でプレス成形装置８０にセットされ、基材Ｍが高温状態のままプレスされることが可能となるのである。

なお、ピン８５の下降（図４Ｆ→図４Ｇ）と上型８２の下降（図４Ｇ→図４Ｈ）とは、同時に行われてもよく（すなわち、そのように制御されてもよく）、その方が好ましい。
これによって、その分、基材Ｍが高温とされてからプレス完了までの時間が短縮化され、その点でも、基材Ｍが高温状態のまま適切にプレスされることが可能となるのである。

また、前述したように、移動載置台５０（図１，図３）の長尺部材５５は帯板状をなし、レール２０の長さ方向を自身の長さ方向とし、移動載置台５０の幅方向を自身の厚さ方向としている。このため、各長尺部材５５は基材Ｍ（図２等）に対して線状に当接する。
さらに、各長尺部材５５の上面は凹凸状をしているため、各長尺部材５５は基材Ｍに対して破線状に当接する。
このようにして、基材Ｍと各長尺部材５５との接触面積は極小化されている。このため、高温状態の基材Ｍが各長尺部材５５と接触によって冷却されることが、最小限とされる。
すなわち、基材Ｍは各長尺部材５５とともに加熱装置６０において加熱されて高温とされるのであるが、各長尺部材５５が金属等の熱伝導性の高い物質で形成されている場合には、基材Ｍが長尺部材５５とともに加熱装置６０から流出した後において、各長尺部材５５は周囲の空気によって基材Ｍよりも冷却されやすく、その冷却された各長尺部材５５によって基材Ｍも冷却されることとなる。しかしながら、基材Ｍと各長尺部材５５との接触面積が極小化されているために、その冷却度合いが最小限のものとされるのである。
このことからも、この成形材料供給装置１０では、基材Ｍが高温状態のままプレスされることが可能となるのである。

なお、上記のものはあくまで本発明の数例の実施例にすぎず、当業者の知識に基づいて種々の変更を加えた態様で本発明を実施できることはもちろんである。

例えば、下型８１が可動型であってもよい。
また、移動載置台５０は、面状をベースとするとともに、複数のピン８５に対応して、その下流端から上流側に向けてスリットが形成されていてもよい。その場合は、その隣接するスリットの間の部分が長尺部材５５に該当する。
さらには、その隣接するスリットの間の部分に対して、同一高さの複数のピンが立設されていてもよい。これによって、移動載置台（ピンの上端部）と基材Ｍとの接触面積は小さなものに維持される。

１０ 成形材料供給装置
２０ レール
３０ スライド部材
４０ ロッドレスシリンダ
５０ 移動載置台
５５ 長尺部材
６０ 加熱装置
８０ プレス成形装置
８１ 下型
８５ ピン
Ｍ 基材（成形材料）

Claims (5)

1. 加熱された成形材料を下型及び上型を有するプレス成形装置に対して供給する装置であって、
   加熱装置を伴う一対のレールと、
   成形材料が載置され前記一対のレールに沿って移動可能な移動載置台とを有し、
   前記移動載置台は、前記下型の上方に位置する状態で、前記下型に出没可能に設けられた複数のピンが貫通可能なものであるとともに、当該複数のピンが貫通した状態で上流側に移動可能なものである、
   成形材料供給装置。
2. 請求項１に記載の成形材料供給装置であって、
   前記移動載置台は、前記一対のレールに沿って延びる棒状又は帯板状をなす複数の長尺部材が隙間を隔てて配設されて形成されているものであり、
   前記複数の長尺部材の間の隙間は、前記複数のピンが貫通可能なものである、
   成形材料供給装置。
3. 請求項２に記載の成形材料供給装置であって、
   前記移動載置台のうち前記ピンが貫通する部分よりも下流側の部分において、前記複数の長尺部材は相互に連結されていない、
   成形材料供給装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の成形材料供給装置であって、
   前記複数の長尺部材は、帯板状をしており、前記レールの長さ方向を自身の長さ方向とし、鉛直方向を自身の幅方向とし、移動載置台の幅方向を自身の厚さ方向としている、
   成形材料供給装置。
5. 請求項２〜請求項４のいずれかに記載の成形材料供給装置であって、
   前記複数の長尺部材の上面は凹凸状をしている、
   成形材料供給装置。

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