JP7138285B2 - Die lip opening and closing device - Google Patents
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Description
本発明は、Tダイのダイリップを開閉するダイリップ開閉装置に関する。 The present invention relates to a die lip opening and closing device for opening and closing a die lip of a T-die.
従来から、押出機により溶融、混錬された熱可塑性樹脂をTダイによりシート状に押し出す樹脂供給装置を備えて、該シート状の樹脂を金型により賦形する成形装置が提供されている。このような成形装置の樹脂供給装置は、Tダイのダイリップを開閉するダイリップ開閉装置を備える。ダイリップ開閉装置は、アキュムレータからTダイに溶融樹脂を充填する際にはダイリップを閉じる。一方、溶融樹脂をシート状に押し出す際、ダイリップ開閉装置はダイリップを開く。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been provided a molding apparatus equipped with a resin feeder for extruding a thermoplastic resin melted and kneaded by an extruder into a sheet form using a T-die, and shaping the sheet-shaped resin using a mold. A resin supply device for such a molding apparatus includes a die lip opening/closing device for opening and closing the die lip of the T-die. The die lip opening/closing device closes the die lip when the T-die is filled with the molten resin from the accumulator. On the other hand, when extruding the molten resin into a sheet, the die lip opening/closing device opens the die lip.
ここで、特許文献1には、油圧シリンダを用いたダイリップ開閉装置が開示される。このダイリップ開閉装置は、傾斜突起を備えて油圧シリンダと接続される摺動バーと、この突起と係合する傾斜溝を備えて一端がダイリップと固定される駆動片を有する。このダイリップ開閉装置は、摺動バーを直線的に移動させることにより駆動片を撓ませて、この駆動片を介してダイリップを撓ませて、ダイリップを開閉する。ダイリップを閉じる場合には、溶融樹脂が押し出されるダイリップのスリットが完全に閉じるように、ダイリップを強い力で撓ませる必要がある。 Here, Patent Literature 1 discloses a die lip opening/closing device using a hydraulic cylinder. This die lip opening/closing device has a sliding bar provided with an inclined projection and connected to a hydraulic cylinder, and a driving piece provided with an inclined groove engaging with the projection and having one end fixed to the die lip. This die lip opening/closing device bends a driving piece by linearly moving a sliding bar, bends the die lip via the driving piece, and opens and closes the die lip. When closing the die lip, it is necessary to bend the die lip with a strong force so that the slit of the die lip through which the molten resin is extruded is completely closed.
ダイリップを閉じる力は、成形に用いられる熱可塑性樹脂材料によって異なる場合がある。溶融樹脂の流動性が高い場合には、より強い力が望まれる。強い力でダイリップを閉じるためには、従来のダイリップ開閉装置においては、ダイリップ開閉装置を駆動する高出力の油圧シリンダが必要となる。すると、油圧シリンダが大型化し、高い油圧を発生させる大型の油圧ポンプや耐圧性の高い配管等の大型の設備が必要となってしまうことがあった。 The force to close the die lips may vary depending on the thermoplastic material used for molding. A stronger force is desired when the molten resin has a high fluidity. In order to close the die lip with a strong force, the conventional die lip opening/closing device requires a high-output hydraulic cylinder for driving the die lip opening/closing device. As a result, the hydraulic cylinder becomes large, and large-sized equipment such as a large-sized hydraulic pump that generates high hydraulic pressure and piping with high pressure resistance may be required.
本発明は、従来よりも小型化されたダイリップ開閉装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a die lip opening and closing device that is more compact than before.
本発明のダイリップ開閉装置は、駆動軸を備えるモータと、直線移動可能に設けられるプッシャーと、前記駆動軸の回転運動を前記プッシャーの直線運動に変換する螺合構造を備える駆動接続部と、前記プッシャーの直線移動に応じてTダイのダイリップを開閉する開閉構造と、を有することを特徴とする。 The die lip opening and closing device of the present invention includes a motor having a drive shaft, a pusher provided to be linearly movable, a drive connection portion having a screw structure for converting the rotary motion of the drive shaft into the linear motion of the pusher, and the and an opening/closing structure for opening and closing the die lip of the T-die according to linear movement of the pusher.
本発明によれば、小型のダイリップ開閉装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a compact die lip opening/closing device.
以下、図に基づいて、本発明の実施形態を説明する。図1に示す成形装置10は、樹脂供給装置12と、型締装置14とを備える。樹脂供給装置12は、ホッパ16及び油圧モータ20を備える押出機18が設けられる。押出機18の内部には、油圧モータ20に接続されたスクリュー(図示せず)が設けられ、ホッパ16から投入される樹脂が溶融、混錬される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A
押出機18は、プランジャ26を備えるアキュムレータ24と接続される。アキュムレータ24は、バルブ27を介してTダイ28と接続される。Tダイ28には、Tダイ28のダイリップ28aのスリットの隙間量S(図2,3参照)を調整するダイボルト46が設けられる。Tダイ28のダイリップ28aは、詳細を後述するダイリップ開閉装置50により開閉される。
The
押出機18で溶融、混錬された樹脂は、アキュムレータ24に充填される。アキュムレータ24に充填された樹脂は、プランジャ26が作動してTダイ28に高圧で充填される。Tダイ28への溶融樹脂の充填中は、Tダイ28のダイリップ28aは閉じられる。成形に必要な量の溶融樹脂がアキュムレータ24やTダイ28に十分に充填されると、ダイリップ開閉装置50によりダイリップ28aが開かれ、ダイリップ28aのスリットから溶融樹脂シートPが押し出される。
The resin melted and kneaded by the
溶融樹脂シートPの材料である熱可塑性樹脂は、適宜選択することができる。例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンや、ポリアミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のアクリル誘導体の何れか、又は2種類以上の混合物に発泡剤を添加した材料が挙げられる。例えば、溶融樹脂シートPは、発泡ポリスチレンや発泡ポリプロピレンを含む材料からなる。発泡剤としては、物理発泡剤、化学発泡剤およびその混合物のいずれを用いてもよい。物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡剤、およびブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。 The thermoplastic resin that is the material of the molten resin sheet P can be appropriately selected. Examples thereof include polyolefins such as polypropylene and polyethylene, acrylic derivatives such as polyamide, polystyrene, and polyvinyl chloride, and materials obtained by adding a foaming agent to a mixture of two or more of them. For example, the molten resin sheet P is made of a material containing expanded polystyrene or expanded polypropylene. As the foaming agent, any of physical foaming agents, chemical foaming agents and mixtures thereof may be used. As physical blowing agents, inorganic physical blowing agents such as air, carbon dioxide gas, nitrogen gas, and water, organic physical blowing agents such as butane, pentane, hexane, dichloromethane, and dichloroethane, and supercritical fluids thereof are used. be able to.
Tダイ28の下方に配置される型締装置14は、対向して配置される金型32A,32Bを備える。金型32Aにはキャビティ116が形成される。Tダイ28の下方における、金型32A,32BとTダイ28との間には、対向して配置されるローラ30A,30Bが設けられる。溶融樹脂シートPは、樹脂供給装置12で押し出された後、ローラ30A,30Bにより下方に送られながらローラ30A,30B間を通過して、金型32A,32B間に配置される。尚、ローラ30A,30Bはなくてもよい。ローラ30A,30Bの挟み込みにより発泡倍率が低下することを防止できる。本発明によれば、ダイリップ28aの開度を調整することで溶融樹脂シートPの厚さを調整できるため、ローラ30A,30Bの使用を省くことができる。また、溶融樹脂シートPを押し出しながら、連続的にダイリップ28aの開度を変化させることで、ローラ30A,30Bを使用しなくても、溶融樹脂シートPの厚さを連続的に変化させることができる。押し出しながら徐々にダイリップ開度を大きくすることで、ローラ30A,30Bを使用しなくても、ドローダウンを抑制することができ、鉛直方向に長い溶融樹脂シートPを形成することができる。
The
金型32Aのキャビティ116の外周には、型枠33Aが設けられる。金型32Bには、型枠33Aに対向して型枠33Bが設けられる。型枠33A,33Bは、略環状に形成され、互いに接近する方向に移動可能に形成される。型枠33A,33Bは、溶融樹脂シートPに接触して溶融樹脂シートPを挟み込み、金型32A(キャビティ116)、型枠33A及び溶融樹脂シートPとで囲まれる空間領域を密閉空間とするものである。成形上の必要に応じて、金型32B、型枠33B及び溶融樹脂シートPとで囲まれる空間も密閉空間とされる。そして、金型32A,32Bを閉じて型締する際、溶融樹脂シートPとキャビティ116等で形成される密閉空間の内部空気を真空ポンプ(図示せず)にて減圧して、キャビティ116の形状に溶融樹脂シートPを賦形する。このとき、金型32B、型枠33B及び溶融樹脂シートPとで囲まれる空間には、加圧流体が送り込まれる場合もある。尚、前記の金型(金型32A,32B)に限らず、金型が閉じたときに、一対のキャビティ面が、溶融樹脂シートPの厚さよりも大きい所定の間隔で離れて配置されるような一対の金型を用いてもよい。この場合、溶融樹脂シートPが一対のキャビティ間に挟み込まれて密閉された状態で、両側のキャビティ面に設けられた微小の吸引穴から溶融樹脂シートPを吸引する。これにより、発泡樹脂シートPが厚さ方向に引っ張られ、発泡倍率が向上する。結果として、発泡倍率の高い、発泡成形品を得ることができる。
33 A of molds are provided in the outer periphery of the
次に、図2及び図3に基づいて、ダイリップ開閉装置50を詳細に説明する。ダイリップ開閉装置50のフレーム70の上下のプレート71,72は、ブラケット73を介してTダイ28に固定して設けられる。なお、図3に示すフレーム70の上下のプレート71,72は、図2では省略されている。
Next, the die lip opening/
Tダイ28の反対側におけるフレーム70のプレート74には、油圧モータ51が設けられる。油圧モータ51は、図示しない油圧ポンプにより駆動される。油圧モータ51は、減速機52を介して駆動軸53が突出し、油圧モータ51の駆動力が出力される。減速機52と組み合わされた油圧モータ51は、ダイリップ開閉装置50のフレーム70に固定される。
A
駆動軸53の回転運動は、駆動接続部Rにより、プッシャー60の直線運動に変換される。駆動接続部Rは、螺合構造Qを備える。具体的には、駆動軸53には、略円筒状に形成される回転軸54が設けられる。回転軸54は、プレート74に設けられるベアリング55により、軸方向は固定され、軸回りは回転自在に支持される。回転軸54の一方端の内径部分には駆動軸53が挿入して固定され、他方端の内径部分には雌ねじ部54aが形成される。雌ねじ部54aには、後述するプッシャー軸61の雄ねじ部61aが螺合する。駆動接続部Rは、回転軸54と、雌ねじ部54aと雄ねじ部61aが螺合する螺合構造Qと、プッシャー軸61とを備える。
The rotary motion of the
雌ねじ部54a、雄ねじ部61aは、本実施形態においては台形ねじで形成される。雌ねじ部54aと螺合する雄ねじ部61aによる螺合構造Qは、本実施形態においては台形ねじを用いたが、これに限られず、ねじ山の種類は三角ねじや角ねじ等を用いてもよく、また、螺合構造Qの種類も種々採用することができ、例えばボールねじを用いることもできる。但し、本実施形態のように台形ねじとすることで、強いスラスト力にも対応可能な螺合構造Qとすることができる。
The female threaded
回転軸54のTダイ28側には、プッシャー60が設けられる。プッシャー60は、回転軸54の軸方向と直交する方向を長手方向とする長矩形状のプッシャーベース62が設けられる。プッシャーベース62の油圧モータ51側には、2本のガイドポスト75が立設する。各ガイドポスト75は、プレート74に設けられるブッシュ76により回転軸54の軸方向に直線移動可能に支持される。プッシャーベース62からは、前述のプッシャー軸61が立設する。プッシャー軸61は、固定用のボス62aを介してプッシャーベース62に固定される。
A
プッシャーベース62のTダイ28側には、略円柱状の複数のプッシャーバー63が設けられる。本実施形態においては、プッシャーバー63は、プッシャーベース62の長手方向に亘って等間隔に4本設けられる。各プッシャーバー63は、ブラケット73に設けられるブッシュ73aにより、回転軸54の軸方向に直線移動可能にガイドされる。各プッシャーバー63の先端部には、先端を側面視湾曲状とされるプッシャーヘッド63aが形成される。プッシャーヘッド63aは、プッシャーベース62の長手方向に沿って長く形成され、4本のプッシャーバー63が接続される。
A plurality of substantially cylindrical pusher bars 63 are provided on the T-die 28 side of the
このように、プッシャー軸61、プッシャーベース62、プッシャーバー63等を備えるプッシャー60は、油圧モータ51側をガイドポスト75とブッシュ76、Tダイ28側をプッシャーバー63とブッシュ73aによりガイドされて、直線方向に移動可能に形成される。すなわち、プッシャー60は、フレーム70により回転軸54の軸方向にガイドされる。
Thus, the
また、プッシャーベース62のボス62aは、位置検出センサ100と接続される。位置検出センサ100は、渦電流式変位センサとされ、プッシャー60の位置を検出することができる。位置検出センサ100としては、近接センサ等の他の方式のセンサを採用することもできる。
Also, the
Tダイ28には、プッシャーバー63に対応して受駒80が設けられる。受駒80は、後述のダイリップ28aの受駒接続部81bに向かって登る傾斜面80aを備える。傾斜面80aには、プッシャーヘッド63aの下側が摺接する。受駒80は、ダイリップ28aに設けられるダイリップ片81と接続される。ダイリップ片81は、略直方体状のブロックが大きく切り欠かれて、薄肉に形成される撓み部81aと、受駒80が取り付けられる受駒接続部81bと、Tダイ28の本体に固定される固定部81cと、を備える。すなわち、受駒接続部81bと固定部81cは、撓み部81aにより接続される。隙間量Sで示されるダイリップ28aのスリットを開閉する開閉構造Wは、受駒80、ダイリップ片81を備える。
The T-die 28 is provided with a receiving
ダイリップ開閉装置50は、以下のように動作する。アキュムレータ24やTダイ28に溶融樹脂を充填する場合には、ダイリップ28aのスリットを閉じる必要がある。この場合には、油圧モータ51の駆動軸53を正転方向に回転すると、駆動軸53と共に回転軸54が回転する。すると、回転軸54の雌ねじ部54aと螺合する雄ねじ部61aを備えるプッシャー軸61が前進する。従って、プッシャー60(プッシャーバー63)が前進(Tダイ28方向に直線移動)する。プッシャーヘッド63aが前進すると、プッシャーヘッド63aは摺接する受駒80の傾斜面80aを下方に押し付ける。すると、受駒80及びダイリップ片81の受駒接続部81bは、撓み部81aが撓むことにより、撓み部81a部分を中心に下方に向けて回転するように移動する。すると、スリットの隙間量Sが縮小され、0となる。換言すれば、ダイリップ28aが閉じられる。
The die lip opening/
また、溶融樹脂シートPの押し出しの際には、油圧モータ51の駆動軸53を逆転方向に回転させて、プッシャー60(プッシャーヘッド63a)を後退させる。すると、プッシャーヘッド63aによる受駒80の押圧が解除されて、ダイリップ片81の撓み部81aの復元力により受駒80及び受駒接続部81bが復帰して、ダイリップ28a(スリット)を開くことができる。
Further, when pushing out the molten resin sheet P, the
このように、油圧モータ51の回転運動を螺合構造Qによって直線運動に変換してプッシャー60を直線移動させてダイリップ28aを閉じるので、従来のように、油圧シリンダを用いてプッシャー60を直線移動させてダイリップ28aを閉じる場合に比べて、油圧シリンダのダンパ効果によるダイリップ28a(スリット)の閉塞が緩むこともなく、強固にダイリップ28aを閉じることができる。従って、出力が大きい油圧シリンダを有する大型の駆動装置を用いなくても、ダイリップ28aを強い力で閉じることができるダイリップ開閉装置50とすることができる。
In this manner, the rotary motion of the
また、油圧モータ51や螺合構造Qを備える駆動接続部R等によりダイリップ28aのスリットを閉塞する力が向上したことにより、Tダイ28等への溶融樹脂の充填中にダイリップ28aのスリットから溶融樹脂がしみ出してしまうことが低減される。特に、流動性の高い樹脂材料を用いる場合には、ダイリップ開閉装置50を用いると好適である。
In addition, since the force for closing the slit of the
また、ダイリップ開閉装置50は、プッシャー60を駆動するアクチュエータを小型とすることができるので、プッシャー60に位置検出センサ100を容易に設けることができる。そして、プッシャー60に位置検出センサ100を設けたことにより、ダイリップ28aのスリットの隙間量Sの寸法制御を高精度に行うことができる。よって、溶融樹脂シートPの押し出し時において溶融樹脂シートPの肉厚の制御を高精度に行うことができる。これにより、1枚の溶融樹脂シートPから多数の製品を成形する場合における精度を向上させることができる。
In addition, in the die lip opening/
以上、本発明は本実施形態によって限定されることは無く、種々の形態で実施することができる。例えば、本実施形態においては油圧モータ51を用いたが、これに限られず、電動のモータ等、回転する駆動軸を備える種々のモータを用いることができる。
As described above, the present invention is not limited by this embodiment, and can be implemented in various forms. For example, although the
10 成形装置 12 樹脂供給装置
14 型締装置 16 ホッパ
18 押出機 20 油圧モータ
24 アキュムレータ 26 プランジャ
27 バルブ 28 Tダイ
28a ダイリップ 30A ローラ
30B ローラ 32A 金型
32B 金型 33A 型枠
33B 型枠 46 ダイボルト
50 ダイリップ開閉装置 51 油圧モータ
52 減速機 53 駆動軸
54 回転軸 54a 雌ねじ部
55 ベアリング 60 プッシャー
61 プッシャー軸 61a 雄ねじ部
62 プッシャーベース 62a ボス
63 プッシャーバー 63a プッシャーヘッド
70 フレーム 71 プレート
72 プレート 73 ブラケット
73a ブッシュ 74 プレート
75 ガイドポスト 76 ブッシュ
80 受駒 80a 傾斜面
81 ダイリップ片 81a 撓み部
81b 受駒接続部 81c 固定部
100 位置検出センサ 116 キャビティ
P 溶融樹脂シート Q 螺合構造
R 駆動接続部 S スリットの隙間量
W 開閉構造
10
Claims (4)
直線移動可能に設けられるプッシャーと、
前記駆動軸の回転運動を前記プッシャーの直線運動に変換する螺合構造を備える駆動接続部と、
前記プッシャーの直線移動に応じてTダイのダイリップを開閉する開閉構造と、
を有し、
前記螺合構造は、雌ねじ部を備えて前記駆動軸に設けられる回転軸と、前記プッシャーに設けられ前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を備えるプッシャー軸と、を有 することを特徴とするダイリップ開閉装置。 a motor with a drive shaft;
a pusher provided to be linearly movable;
a drive connection portion having a threaded structure for converting rotary motion of the drive shaft into linear motion of the pusher;
an opening and closing structure for opening and closing the die lip of the T-die according to the linear movement of the pusher;
havedeath,
The threaded structure includes a rotary shaft provided on the drive shaft and having a female thread, and a pusher shaft provided on the pusher and provided with a male thread that engages with the female thread. A die lip opening and closing device characterized by:
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