JPH0344877B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、合成樹脂等の可塑物や粉体等を成形
割型を利用して加圧成形する方法およびその装置
に関し、更に詳しくは、成形割型の側部に勾配を
形成し、該割型の開閉方向に対して直交する方向
から前記勾配に対応した形状を持つ押圧部材を駆
動し、そのクサビ効果を利用して割型に型閉じ方
向の力を印加し割型内部の素材を加圧成形する技
術に関するものである。

［従来の技術］ 加圧成形に関する従来技術としては、成形割型
内に素材を供給し、次に割型を閉じる押圧力で該
素材を加圧して成形するものである。合成樹脂等
のような可塑物や各種粉体など多様な物性形状の
ものを成形でき、素材としては合成樹脂やゴム等
の他、ガラスやセラミツク、金属、木材等が含ま
れる。

このような素材を加圧成形するには、成形割型
の開閉方向に油圧式の押圧装置を配置し、割型を
閉じると同時にそのまま加圧する構成が採られて
いる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが前記のように成形割型をその開閉方向
に駆動する押圧装置によつて直接押圧する構成で
あるため、成形品の成形平面積が大きくなると非
常に大型の油圧機構が必要となる。

例えば２m²の成形平面席の成形品を250Kg／cm²
の圧力で成形するには5000tの押圧力を発生しう
る油圧機構が必要であり、これに耐える強度の成
形機は膨大な重量となり且つこれを駆動する動力
費も莫大なものとなる。

従来の加圧成形機では、小型の加圧成形ならば
経済的に成り立つものの、素材によつては大型の
加圧成形は難しく、このため経済性のある加圧成
形技術の開発が強く望まれている。

本発明は上記のような従来技術の実情に鑑みな
されたものであつて、その目的は加圧成形可能な
各種の素材を用いて特に成形平面積の大きな製品
を経済的に加圧成形できるような方法とその装置
を提供するこにある。

特に限定されるものではないが本発明は、合成
樹脂を素材とする成形平面積の大きい建材部門の
開発、例えば強度・耐寒性があり熱伝導が低いと
いう特性を生かし、寒冷地の引戸よ明り窓、雪害
に対処できる温室の屋根や下見等を経済的に枠ご
と一体成形したり、また自動車用の外板パネルの
開発を促進できる技術である。

［問題点を解決するための手段］ 上記のような目的を達成することのできる本発
明は、側方加圧式成形方法とその装置の２発明か
らなる。

第１番目の発明は、成形割型内に素材を入れて
予備加圧状態にし、内面に勾配を有する押圧部材
を成形割型の開閉方向に対して直交する内方に駆
動し、成形割型の側部に形成した加圧用の勾配に
嵌合させつつ押圧して両成形割型に型閉じ方向の
力を印加し、割型内部の素材を加圧成形する側方
加圧式成形方法である。

また第２番目の発明は、固定盤と可動盤とにそ
れぞれ取り付けて開閉自在の成形割型と、該割型
の側部に形成した加圧用の勾配を有する凸状嵌合
部と、該凸状嵌合部に対応する形状の凹状嵌合部
を有する押圧部材と、該押圧部材を割型の開閉方
向に対して直交する内方に駆動し、成形割型に型
閉じ方向の加圧力を作用させる押圧部材用の作動
手段を具備している側方加圧式成形装置である。

より好ましくは、成形割型の４側部にそれぞれ
勾配を設け、それらに対向して凹状嵌合部を有す
る押圧部材とその作動手段とを配置し、２方向か
らバランス良く押圧し素材を加圧する構成があ
る。

この成形装置は、成形割型が上下方向に移動す
る縦型成形機のみならず、水平方向に移動する横
型成形機にも適用できる。

［作用］ 成形割型はその移動手段等により開閉自在にな
つている。この移動手段は素材を加圧し、ある程
度型閉じできればよいから、大きな加圧力を及ぼ
す必要がなく、それ故小型のもので十分間に合
う。

成形割型は側部に勾配が設けられており、それ
らを組み合わせた時に凸状嵌合部を構成する。こ
の凸状嵌合部に丁度対応する凹状嵌合部を持つ押
圧部分が割型開閉方向に対して直角な内向き方向
に駆動されることによつて、前記勾配を利用して
両成形割型間に型閉じ方向の力が印加され、割型
内部の素材を加圧成形する。

従つて本発明によれば、ほとんど型閉じした割
型を更に加圧するだけだから押圧部材用の作動手
段のストロークは小さくて済み、また勾配による
クサビ効果によつて両割型間に大きな加圧力を与
えることができ、特に大型の加圧成形品に対して
極めて有効である。

［実施例］ 第１図〜第４図は本発明に係る側方加圧式成形
装置の一実施例とその動作を示しており、第５図
はその平面図である。

上割型１０は固定盤１２の下面に取り付けられ
ており、該固定盤１２は加圧ボツクス１４に固定
されている。この加圧ボツクス１４は基礎に立設
した支柱１６上で支持される。下割型１８は可動
盤２０の上面に取り付けられており、ステー２２
で支持される。ステー２２は図示するを省略する
摺動台と嵌合し油圧シリンダ等からなる上下動手
段により昇降自在となつている。上割型１０の下
面１０ａと下割型１８の上面１８ａがそれぞれ成
形面となる。

さて本発明の一つの特徴は、このような成形割
型１０，１８の側部に加圧用の勾配２８が形成さ
れ、両割型が合致いしたとき凸状嵌合部３０を構
成する（第２図参照）点である。この実施例では
第５図に示すように、各成形割型１０，１８の４
辺にそれぞれ凸状嵌合部３０が設けられており、
その上下面、即ち上割型１０の上面と、下割型１
８の下面がそれぞれ勾配２８になつている。その
勾配２８は、例えば1/20程度に設定される。

そしてそれら凸状嵌合部３０には、それらに対
応した勾配を有する形状の凹状嵌合部３２を備え
た断面が略コの字型の押圧部材３４が対向して位
置し、加圧ボツクス１４に取り付けられている作
動手段３６によつて横方向に押圧可能に構成され
ている。

押圧部材３４は板バネ３８の上を摺動する。押
圧部材３４は背面には受具４０が固定され、該受
具４０に作動手段３６のピストン先端部４２が遊
嵌し、それらによつてピストンの軸心に対して押
圧部材３４の中心が上下にずれて自動調心できる
ように工夫されている。

なお加圧ボツクス１４は固定盤１２や作動手段
３６等の保持のため、各所に梁を入れて強固な剛
構造になつている。

このように構成した側方加圧式成形装置の動作
は次の如くである。ここではポリカーボネートを
成形するものとし、その形状は厚さ５mm、縦横
1400mmの正方形板状体であり、その面積は約２
m²、重量は約11.8Kgである。

さて第１図において、加圧ボツクス１４の側方
４個所に設けた押圧部材３４が後退し、下割型１
８は降下している。この状態で下割型１８の上に
熱可塑化したポリカーボネート樹脂素材４４を12
Kg載せる。この素材４４は押出機で熱可塑化した
チヤンバーから所定量を急速に押し出したもので
ある。

素材４４を載せた下割型１８は、第２図に示す
ように上下動手段（図示せず）によつて押圧力
100t程度の力で速やかに上昇し、上割型１０を閉
じで予備加圧を行い、上下割型１０，１８の合致
部４６の間隙が５mm程度になるまで（即ち素材４
４の厚さが約10mm程度になるまで）押し潰して広
げる。このように上割型１０と下割型１８を組み
合わせることで両割型の上下周囲に設けた勾配２
８により凸状嵌合部３０が形成される。

次に加圧ボツクス１４の側方４個所に設けた作
動手段３６により凹状嵌合部３２を有する押圧部
材３４を前進させ、第３図に示すように上下割型
１０，１８の凸状嵌合部３０に嵌合させて側方か
ら加圧する。これによつて割型内部で予備加圧さ
れ素材４４は、割型の合致部４６が当接するまで
加圧されて成形される。上記した凸状嵌合部３０
の凹状嵌合部３２とは、片側で1/20の勾配で嵌合
しつつ圧入するため、約1/10の分力配分となり押
圧部材３４を駆動する作動手段３６の押圧力が小
さくても上下割型１０，１８を閉じる方向への力
は約10倍に拡大される。側方４個所の作動手段３
６が、それぞれ125tの押圧力で押圧部材３４を駆
動すると合計500tとなり、これで側方加圧するこ
とにより上下割型１０，１８を閉じる力は約10倍
の5000tに達し、その強大な加圧力で素材４４が
成形される。従つて第２図に示した上割型１０と
下割型１８に間隙を設けた状態にある熱軟化素材
４４（厚さ約10mm）は、約5000t（250Kg／cm²）で
合致部が当接するまで加圧され、成形平面積２
m²、厚さ５mmの樹脂板４５となる。余分の200ｇ
の樹脂はバリ溜り（図示せず）に押出される。

冷却後は第４図に示すように、作動手段３６に
より押圧部材３４を後退させ、上下割型１０，１
８の凸状嵌合部３０と押圧部材３４の凹状嵌合部
３２との係合を解き、上下動手段を駆動して下割
型１８を降下させ、成形した樹脂板４５を離型す
ることになる。

さて第２図および第３図において上割型１０と
下割型１８を組み合わせた凸状嵌合部３０が押圧
部材３４の凹状嵌合部３２と合致する厚さは、上
下割型１０，１８内で予備加圧された素材４４の
厚さにより割型合致部４６が多少の隙間を生じる
ように寸法を決める。つまりこの隙間の線の付け
代だけ凸状嵌合部３０の厚さが増大する。これだ
け厚さが増した凸状嵌合部３０を凹状嵌合部３２
で加圧して側方より型閉じ方向への力を加えるた
め、加圧ボツクス１４内にある押圧部材３４の下
に板スプリング３８が設けられており、それによ
つて押圧部材３４の嵌合前進による心ずれに対し
て上下方向の微動を可能にしている。また押圧部
材３４の凹状嵌合部３２の先端は広く、割型の凸
状嵌合部３０の先端部は狭く共に同一の勾配を持
ち、押圧部材３４は合致しながら前進し前記間隙
である締め付け代を加圧しながら閉じる。これを
可能にするため作動手段３６と押圧部材３４を受
具４０とピストン先端部４２の遊嵌により係合さ
せ、前記板スプリング３８の作用と相俟て押圧部
材３４の前進に対する心ずれが自動調節される。

さて第６図〜第９図は本発明の他の実施例を示
している。基本的な考え方は前記実施例の場合と
同様であるから、説明を簡略化するため対応する
部分には同一符号を付し、それらについての説明
は省略する。

この実施例が前記の実施例と顕著に相違する点
は、上割型１０とその上部の構造である。上割型
１０は中央に可塑物の圧入孔６０が形成されてい
る。そしてそれと連通するように固定盤１２に可
塑物の圧入機構６２が設けられる。この可塑物の
圧入機構６２は、上割型１８の圧入孔６０と連通
するチヤンバー６４と、その中心に位置し上下動
するマレンドレル６６と、押出しプランジヤ６８
を備えており、チヤンバー６４は押出機（図示せ
ず）に連結されている。

第６図はマンドレル６６を下降させて圧入孔６
０を閉じた状態を示している。この状態では押出
機からの熱可塑化した樹脂がチヤンバー６４内に
充填されている。下割型１８では上下動手段によ
り下降しており、側方加圧する押圧部材３４は後
退している。

次に上下動手段を作動させて下割型１８を上昇
させ、上下割型１０，１８を閉じた状態にする
（第７図参照）。この場合、当初は上下割型１０，
１８の合致部４６に間隙が生じないように型閉じ
する。マンドレル６６を上昇させて上割型１０の
圧入孔６０を開き、チヤンバー６４と上下割型１
０，１８の成形空間とを連通させ、押出しプラン
ジヤ６８の作動で該チヤンバー６４に備えられて
いる熱可塑化したポリカーボネート樹脂を割型内
の成形空間に押出す。割型内に押し出された素材
４４は成形面に沿つて流動し下割型１８にかかる
圧力は上下動手段の型閉じ力より大きくなる。こ
のため下割型１８は５mm程度下降して素材４４の
押出圧と均衡し、上割型１０と下割型１８との間
で５mm程度の間隙を生じた状態となり、厚さ約９
mm程度の熱可塑化した素材が予備成形される（第
７図参照）。

次にマンドレル６６を降下させて圧入孔６０を
塞ぐ、その後は前記第３図および第４図に示す場
合と同様、加圧ボツクス１４の側方４個所に設け
た作動手段３６を駆動して押圧部材３４を駆動
し、上下割型１０，１８を組み合わせてなる凸状
嵌合部３０の勾配２８に沿つて前進させることに
より、上下割型１０，１８を側方から押圧し、型
閉じ方向へ加圧する。これによつて成形空間に圧
入された厚さ９mm程度の熱可塑化した素材４４は
厚さ４mmまで加圧され、該成形空間を満たすよう
に所定の形状に成形される（第８図参照）。

成形品の冷却後は第９図に示すように作動手段
３６により押厚部材３４を後退させて成形割型１
０，１８との係合を解き、上下動手段で下割型１
８を下降して成形品４５を離型する。

また他の実施例としては、第６図から第７図の
状態において、予め上割型１０と下割型１８との
合致部４６を当初から約５mm程度開いた状態で保
持し、その空間に素材を圧入し、その後前述した
ように側方から加圧成形することも可能である。

以上本発明の好ましい実施例について詳述した
が、本発明はこのような構成のみに限定されるも
のではない。前記の各実施例では加圧ボツクスの
四隅にそれぞれ押圧部材とその作動手段を配置し
ているが、特に成形品が小型の場合には相対向す
る一方向のみにそれら押圧部材とその作動手段を
設けてもよい。

また本発明で用いる上下割型は、それ自体が金
型としての機能を有するものであるが、場合によ
つては加圧用のホルダと金型本体との組み合わせ
とし、金型本体のみを交換できるような構造にす
るのも有効である。その場合には加圧用のホルダ
と金型本体とが本発明で言う成形割型を構成す
る。そのようにすると、形状の異なる種々の成形
品に対して金型本体のみを交換するだけで容易に
対応可能となる。

なお上記の実施例は合成樹脂の成形の場合であ
つたが、本発明は合成樹脂やゴム等の可塑物のみ
ならず、金属や木材、セラミツク、ガラス等の粒
体や粉体、繊維の混入物を素材とする成形にも適
用できる。

［発明の効果］ 本発明は成形割型の合致で間隙が生じるように
原料素材を予備加圧し、これを更に加圧成形する
ため内面に勾配を有する押圧部材を成形割型の開
閉方向に対して直交する内方向に移動して成形割
型の側部に形成した勾配に嵌合させつつ側方から
押圧し、成形割型に型閉じ方向の力を生じさせて
加圧し、前記成形割型内にある予備加圧された素
材を最終的に加圧成形する技術であるから、従来
のような直圧式の加圧成形と異なり小さな力で大
きな加圧力が得られる効果がある。

成形割型の開閉方向にかかる成形圧の大部分を
押圧部材自身の強度で保持することができ、成形
割型の開閉するストロークは長くてもエネルギー
消費は少なく、成形機重量が大幅に減少するので
経済的である。

従つて本発明は特に合成樹脂やセラミツクス等
の可塑物および粉体や粒体等を成形平面積の大き
な成形割型で加圧成形するとき有効であり、従来
経済的に見合わなかつた大型の成形品でも十分対
応することができる。また成形割型を加圧ホルダ
として用いれば種々の形状の成形品を容易に且つ
安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図は本発明に係
る側方加圧式成形装置の構成とその動作を示す説
明図、第５図はその平面図、第６図、第７図、第
８図、第９図は本発明の他の実施例の構成とその
動作を示す説明図である。 １０……上割型、１２……固定盤、１４……加
圧ボツクス、１８……下割型、２０……可動盤、
２８……勾配、３０……凸状嵌合部、３２……凹
状嵌合部、３４……押圧部材、３６……作動手
段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 成形割型内に素材を入れて予備加圧状態に
   し、内面に勾配を有する押圧部材を成形割型の開
   閉方向に対して直交する内方に駆動し、成形割型
   の側部に形成した加圧用の勾配に嵌合させつつ押
   圧して両成形割型に型閉じ方向の力を印加し、割
   型内部の素材を加圧成形することを特徴とする側
   方加圧式成形方法。 ２ 固定盤と可動盤とにそれぞれ取り付けて開閉
   自在の成形割型と、該割型の側部に形成した加圧
   用の勾配を有する凸状嵌合部と、該凸状嵌合部に
   対応する形状の凹状嵌合部を有する押圧部材と、
   該押圧部材を割型の開閉方向に対して直交する内
   方に駆動し、成形割型に型閉じ方向の加圧力を作
   用させる押圧部材用の作動手段を具備しているこ
   とを特徴とする側方加圧式成形装置。