JPH04441B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱可塑性樹脂よりなる成形品特に人
形の頭部その他の各部等を経済的に製造するため
の自動成形装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来、熱可塑性樹脂製成形品例えば人形を成形
金型を用いて成形するものにおいては、原料注
入、成形金型の開閉蓋作業、加熱工程、冷却工程
及び脱型作業などをそれぞれ人手を要して行つて
いる場合が多く、各作業の機械化・自動化が望ま
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、熱可塑性樹脂製成形品特に人形の成
形分野にみられる従来技術の限界、即ち成形工程
に多大な人手を要するという問題、作業環境の作
業効果が劣悪であるという問題、大量生産ができ
ないという問題等を連続・自動化成形技術に改善
し、あわせて低コストの高品質の成形品を提供し
ようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、成形金型内壁に溶融スキン層を形成
する加熱炉と、該スキン層を成形金型内で冷却固
化する冷却室とを備え、この加熱炉と冷却室とに
成形金型を移動する成形金型保持機構部を設ける
と共に、前記成形金型に原料を注入する原料注入
機と、成形金型の金型蓋の開蓋・閉蓋を行う成形
金型蓋開閉機と、成形金型から成形品を脱型する
脱型機とを有して各機を前記成形金型に臨ましめ
るように変位可能に備えたロボツト機構部を装備
した合成樹脂製人形等の成形装置であつて、前記
成形金型保持機構部が、成形金型を複数備えたフ
レームと、該フレームを複数取付けられる取付板
を一対上下に重ねてスパイダとして設けた自転・
公転する二重軸アームと、該アームに伝動部材を
介して連動させる駆動部と、前記各成形金型に開
閉自在に設けられた蓋体とからなる構成としたこ
とを特徴とする合成樹脂製人形等の成形装置であ
る。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面を用いて説明する。

成形装置は成形金型（以下金型という）の成形
金型保持機構部Ａ，Ａ、加熱機構部としての加熱
炉Ｂ、冷却機構部としての冷却室Ｃ，Ｃ及び金型
への原料注入から成形品の取り出しまで行うロボ
ツト機構部Ｄからなり、自動制御機構部の制御盤
Ｅで各作業が自動的にコントロールされるように
なつている。

成形金型保持機構部Ａは二基設けられ、この成
形金型保持機構部Ａ，Ａの間で金型の旋回軌跡が
交差する位置に加熱炉機構部具体的には１基の加
熱炉Ｂが設けられている。冷却機構部即ち冷却室
Ｃ，Ｃは各々の成形金型保持機構部Ａ，Ａそれぞ
れ専用にそれぞれの金型の旋回軌跡上に設けられ
ている。ロボツト機構部Ｄは２基の成形金型保持
機構部Ａ，Ａの金型が加熱炉Ｂから冷却室Ｃへ旋
回して形成される２つの軌跡に交差せしめられる
よう設けられ、金型蓋開閉機６００、脱型機７０
０、脱型洩検出及びブロー機８００、原料注入機
９００と、これら各機を吊垂保持するサポート機
構としての支持機５００から構成されている。
〔第１，２図参照〕 成形金型保持機構部Ａは、コンベヤテーブルで
ある回転テーブル１０１上に設けたアーム１０２
の先端に回転板のスパイダ１１７を介して金型２
００を取付けて形成される。〔第１２〜１３図参
照〕 即ち、回転テーブル１０１は、基台１０３上に
敷設された軌道１０４上を転動する転輪としての
ローラ１０５，１０５と、基台１０３に立設した
支点ピン１０６によつて支えられており、回転テ
ーブル１０１に載置したブレーキ付ギヤードモー
タ１０７に連結され、且つ回転テーブル１０１下
面に設けられたピニオン１０８と基台１０３上に
支点ピン１０６を中心として円弧上に設けたラツ
ク１０９とを噛合させて、支点ピン１０６を中心
として基台１０３上に旋回可能としてある。

アーム１０２は回転テーブル１０１に設けられ
た支台１１０に支持されていて、かつアーム１０
２は外軸１０２₁と内軸１０２₂からなる二重軸ア
ームで、それぞれブレーキ付ギヤードモータ１１
１，１１２に連絡されており、このアーム１０２
の先端にはアーム１０２に直交する直交軸即ちス
パイダスピンドル１１３が取付けられるが、スパ
イダスピンドル１１３は筒体１１４を介して内軸
１０２₂に、マイタギヤ１１５，１１６を介して
外軸１０２₂に連結され、スピンドル１１３の軸
を中心とした回転（“自転”）、またアーム１０２
の軸を中心として回転（“公転”）が可能である。

スパイダスピンドル１１３の両端には回転板の
スパイダ１１７，１１７が取付けられ、該スパイ
ダ１１７，１１７のスパイダスピンドル１１３と
は反対側の面には複数の金型２００が取付けられ
る。〔第１４図参照〕 基台１０３には、回転テーブル１０１が金型２
００群の原料注入脱型位置、加熱位置及び冷却位
置の３ケ所で停止可能にリミツトスイツチ１１８
が設けられており、モータ１０７のブレーキ動作
により停止・ロツクされるようにしてある。

また、原料注入・脱型位置において金型２００
群が水平且つ一定の配列方向にある時、アーム１
０２を停止・ロツク可能とするためアーム１０２
の駆動部にはコントロール部が備えられている
し、スパイダスピンドル１１３の回転数や回転テ
ーブル１０１の移動速度も制御可能である。

金型２００は支持枠としてのフレーム２０１に
10個を一例に並べて固着され、該フレーム２０１
は４個が取付板２０２に平行に並べられて固着さ
れている。該取付板２０２はスパイダ１１７に固
着してある。

取付板２０２は４ケ所にクランプコラム２０３
が突設され、クランプコラム２０３の頂部は係止
部２０４を備えている。〔第１６〜１８図参照〕 金型の蓋２１０は金型２００の配置に対応して
設けられる。即ち、４本のバー２１１に各10個の
蓋２１０が柄部を貫通させて上下動自在に保持さ
れており、各蓋２１０は蓋体上面とバー２１１と
の間にその間隔を大ならしめるよう附勢されたバ
ネ２２０を備えている。バー２１１上部には各バ
ーに直交してバー２１２が設けられ、該バー２１
２には前記クランプコラム２０３に係合する位置
にクランプ取付板２１５を介して１対のクランプ
フツク２１６がピン２２１で枢着吊下されてお
り、両クランプフツク２１６，２１６間にはその
間隔を小ならしめるよう附勢されたバネ２１９が
架装されている。〔第１７，１８図参照〕バー２
１２にはさらに前記クランプフツク２１６，２１
６上面に載置される位置にコラム２１４が貫通配
備されている。このコラム２１４は上下動自在
で、上部に金型蓋開閉機６００との当接部２１
７、下部にクランプフツク２１６，２１６との当
接部２１８を有している。このコラム２１４の重
力はバネ２１９の復元力より小であり、閉じたク
ランプフツク２１６，２１６上に載置支持されて
いるが、バネ２１９の復元力に抗してコラム２１
４を下方に押圧するとクランプフツク２１６，２
１６は開かれるようにしてある。さらに、バー２
１２の両端上面には電磁石６０２に当接可能に磁
性体２１３，２１３が固着されている。〔第１５
〜１８図参照〕 加熱炉Ｂはバーナを熱源とし強制熱風循環式の
釜で、金型２００を取付けられたスパイダ１１７
がアーム１０２及びスピンドル１１３を中心軸と
して回転可能な大きさを有し、加熱炉Ｂの両側部
にはアーム１０２を旋回可能とする切欠３０１，
３０１が設けられると共に、金型２００が出入す
る入口にはドア３０２がチエンの一端をピストン
に固着したシリンダにより昇降可能に設けられて
いる。炉内にはバーナ３０３及び循環フアン３０
４が設けられ、熱風が金型に吹付けられるように
なつていて炉天井には排気フアン３０５が設けら
れている。〔第４図参照） バーナ３０３は下向燃焼式プロパンガスバーナ
が用いられており、炉内には自動温度調節用、温
度記録用、温度デジタル表示用の各温度検出器が
備えられ、温度は自動制御可能であり加熱時間も
タイマで制御するようにしてある。〔第６，７図
参照〕 なお、切欠３０１，３０１は加熱炉Ｂ作動時に
は開口部分は閉蓋されるし、ドア３０２の開閉、
アーム１０２の旋回並びに循環フアン３０４、排
気フアン３０５の運転、バーナ３０３の点火等も
関連して制御される。

冷却室Ｃは金型２００が取付けられたスパイダ
１１７の回転を許す大きさを有し、アーム１０２
の出入口となる切欠４０１と金型２００の出入口
を備えている。金型２００の出入口にはカーテン
としてのシヤツタ４０２がモータ４０５で開閉可
能に設けられ、切欠４０１にはのれん状カーテン
（図示せず）が垂下されている。

冷却室Ｃ内部には圧力水を噴霧するノズルと排
水ピツトが設けられるほか、側部には空冷及び水
滴とばし用のフアン４０３が設けられ、水冷、空
冷の併用で徐冷も可能とし、上部には排気フアン
４０４が設けられ、冷却により生じた熱気及び蒸
気を排出するようになつている。〔第５図参照〕 ノズル及びフアン４０３の作動時間はタイマで
制御されるようにしてあるし、前記シヤツタ４０
２の開閉、アーム１０２の旋回、ノズル、フアン
などの作動はハーモナイズして自動制御されるよ
うにしてある。

前記ロボツト機構部Ｄは金型蓋開閉機６００、
脱型機７００、脱型洩検出及びブロー機８００、
原料注入機９００と各機を吊垂保持する支持機５
００からなる。〔第３図参照〕 支持機５００は先端にインデクス部５０１を有
するアーム５０２をコラム５０３に旋回可能に連
結し、インデクス部５０１に設けられた前記各機
６００，７００，８００，９００を金型位置に臨
ましめるものである。〔第８，９図参照〕 即ち、アーム５０２は一端下面にシヤフト５０
４とシヤフト５０４と同心上のギヤ５０５を固着
して備え、シヤフト５０４をコラム５０３の中空
部に回転自在に嵌挿してコラム５０３に連結され
る。コラム５０３の上部には前記ギヤ５０５に噛
合するピニオン５０６がブレーキ付ギヤードモー
タ５０７に連結されて設けられている。〔第１１
図参照〕 また、ギヤ５０５下面にはピン孔５０８，５０
８が穿設され、該ピン孔５０８に貫入するロツク
ピン５０９がコラム５０３上部に設けられてい
る。このロツクピン５０９はシリンダ５１０のピ
ストン先端に取付けられており、コラム５０３に
固着されたシリンダ５１０は作動流体圧源に連絡
されている。

インデクス部５０１はアーム５０２の先端に固
着した筒状のコラム５１１を介して取付けられ
る。コラム５１１の中空部にはシヤフト５１２が
回転自在に支持されており、コラム５１１から露
出したシヤフト下端周面にはギヤ５１３が、また
下端には４本の支持アーム５１４がシヤフト５１
２を中心に放射状に、それぞれ固着して設けられ
ている。

コラム５１１にはコラム５１１に固着したブレ
ーキ付ギヤードモータ５１５を介してピニオン５
１６がギヤ５１３に噛合して設けられている。
〔第１０図参照〕 さらに、コラム５１１とシヤフト５１２間には
前述のコラム５０３とアーム５０２間と同様のロ
ツク機構が設けられている。

４本の支持アーム５１４の先端にはシリンダ５
１７₁，５１７₂，５１７₃，５１７₄が各々設けら
れ、各シリンダ５１７下端には取付フランジ５２
１が固着されて、該取付フランジ５２１に各機６
００，７００，８００，９００が連結されて昇降
するようにしてある。

なお、取付フランジ５２１には前記各機６０
０，７００，８００，９００が成形工程に便なる
配置で固着吊下されるものであるし、シリンダ５
１７，５２０は油圧操作できるコンプレツサ、バ
ルブを含む作動流体圧装置に連絡されている。

また、アーム５０２及びインデクス部５０１の
旋回停止位置はリミツトスイツチにより検出さ
れ、旋回速度も制御可能であつて、ロボツト機構
部Ｄの各動作も信号により自動的に操作可能にし
てある。

金型蓋開閉機６００はフレーム６０１に電磁石
６０２及びシリンダ６０３を固着して形成され、
取付フランジ５２１にフレーム６０１を固着して
吊下されている。

前記電磁石６０２はバー２１２の磁性体２１３
に当接する位置に、またシリンダ６０３はピスト
ンロツド６０４の先端がコラム２１４の当接部２
１７に当接する位置に、それぞれ設けられる。

なお、シリンダ６０３は作動流体圧装置Ｆに、
電磁石６０２は作動電源に、それぞれ接続されて
いる。〔第１５〜１８図参照〕 脱型機７００は金型２００から成形品を取出す
もので開閉自在の爪を有するチヤツキング部とチ
ヤツキング部をねじりながら持ち上げる伝動機構
を備えているもので、爪は金型２００の配列に適
合するよう設けられている。

脱型洩検出及びブロー機８００はフレームに圧
縮空気吹出ノズルを備えたもので、ノズルは金型
２００の配置に合わせて設けられる。フレームに
は脱型洩検出機構が配備されている。

原料注入機９００は原料供給用ポンプに連絡さ
れたノズルをフレームに備えるものである。

なお、ロボツト機構部Ｄのコラム５０３近傍
で、且つアーム５０２の両旋回位置において脱型
機７００が描く旋回軌跡が重なる部分の下方には
成形品を受入れるシユート又はコンベヤが設置さ
れる。このシユート或いはコンベヤには脱型機７
００に垂下されて旋回移動してくる成形品に当接
可能の高さに支杆若しくは横棒又は払棒が設けら
れ、落下しない成形品を強制的に落下せしめるよ
うにしてある。また、回収された成形品を脱脂・
整形する煮沸機構を成形装置に並設してある。

次にプラスチツクス原料の成形工程について説
明する。便宜上前記成形金型保持機構部Ａの一方
の金型保持機構部A₁は金型２００内に原料を注
入され、加熱炉Ｂを経て冷却室Ｃにて冷却を完了
したところとし、他方の金型保持機構部A₂は加
熱炉Ｂ中にある状態下とする。〔第２図参照〕 金型保持機構部A₁の回転テーブル１０１をモ
ータ１０７により旋回させ、金型２００群を脱
型・原料注入位置に移動する。ここで回転テーブ
ル１０１はロツクされるし、アーム１０２は金型
２００群の４列が水平で且つ所定の方向に並ぶ位
置に設定、ロツクされる。

他方、ロボツト機構部Ｄのアーム５０２をモー
タ５０７により旋回させ、金型保持機構部A₁の
脱型・原料注入位置に移動してロツクする。

まず、モータ５１５によりシヤフト５１２を回
転させ金型２００群上に金型蓋開閉機６００を位
置せしめロツクする。次でシリンダ５１７₁によ
り金型蓋開閉機６００を下降せしめ、電磁石６０
２を入力し磁性体２１３を介して金型蓋２１０を
開閉機に係止すると共に、シリンダ６０３を作動
させてクランプフツク２１６，２１６を開き金型
２００群と金型蓋２１０との係合を解除する。そ
してシリンダ５１７₁により金型蓋開閉機６００
を下部に金型蓋２１０を保持した状態で上昇さ
せ、開蓋は終了する。

次にシヤフト５１２のロツククを解除してシヤ
フト５１２を回転させ、金型２００群上に脱型機
７００を位置せしめロツクする。そしてシリンダ
５１７₂により脱型機７００をを下降せしめ、爪
で成形品をつかむ。つかんだ後ねじりながら成形
品を抜き、上昇せしめられて脱型は終了する。

続いて、シヤフト５１２のロツクを解除して回
転させ脱型洩検出及びブロー機８００を空の金型
２００群上に位置せしめロツクする。そしてシリ
ンダ５１７₃により、下降せしめ脱型洩検出及び
圧縮空気による清掃が行われる。清掃終了後シリ
ンダ５１７₃により機は上昇する。

続いて、シリンダ５１２のロツクを解除して回
転させ原料注入機９００を清掃済の金型２００群
上に位置せしめロツクする。

そしてシリンダ５１７₄により金型２００の開
口にノズルの開口が臨む位置まで原料注入機９０
０を下降せしめ、金型２００内にゾル状原料を注
入後、注入機９００を上昇させ待機位置まで戻
す。

最後にシヤフト５１２のロツクを解除して回転
させ、下方に金型蓋２１０を保持した金型蓋開閉
機６００を位置せしめ、シリンダ５１７₁により
下降せしめる。そして電磁石６０２と磁性体２１
３が当接した位置で電磁石６０２の入力を解除
し、クランプフツク２１６，２１６がクランプコ
ラム２０３の係止部２０４に係合可能な位置でシ
リンダ６０３によりクランプフツク２１６，２１
６を閉じて、金型２００の閉蓋が完了する。

なお、金型保持機構部A₁には二枚のスパイダ
１１７，１１７が備えられているので、スパイダ
スピンドル１１３を回転せしめてもう一面の方の
金型２００にも同様の作業が連続して行われる。

金型保持機構部A₁の金型２００に原料注入が
終了すると、回転テーブル１０１はロツクを解除
されて旋回し、金型２００が加熱炉Ｂ内に収容さ
れる加熱位置にて停止、ロツクされる。

加熱炉Ｂは金型２００を収容した後ドア３０２
は閉じられ、バーナ３０３により加熱される。こ
の時、スパイダスピンドル１１３はスピンドルの
軸心を中心としてまたアーム１０２の軸心を中心
として回転させられ、金型２００内壁に溶融スキ
ン層が良好な状態に成形される。

加熱終了後、ドア３０２を開き、回転テーブル
１０１をロツクを解除後旋回させて冷却室Ｃ中に
金型２００を移動させて、ロツクする。

冷却室Ｃのシヤツタ４０２を降した後、ノズル
から圧力水を噴霧するほかフアン４０３を作動さ
せて冷却する。

ここでもスパイダスピンドル１１３を回転しつ
つ冷却され、金型２００内の溶融スキン層は効率
よく冷却固化する。

他方の金型保持機構部A₂は金型保持機構部A₁
が冷却位置乃至脱型・原料注入位置にある時に加
熱位置において加熱を終了しており、冷却後脱
型・原料注入位置に移動される。そしてロボツト
機構部Ｄもアーム５０２を金型保持機構部A₂の
脱型・原料注入位置に旋回させ、金型保持機構部
A₁の金型２００に対してと同様の作業を自動的
に行うものである。

上述の実施例ではロボツト機構部Ｄとして上下
方向の軸を中心とした旋回運動と上下直線運動と
により各機を移動可能に構成したが、水平軸を回
転軸として回転可能の支持体に軸に沿つて各機を
設けたり、水平直線運動により移動する構成とす
ることもできる。

〔発明の効果〕

本発明は、合成樹脂製人形等の成形装置であつ
て、前記成形金型保持機構部が、成形金型を複数
備えたフレームと、該フレームを複数取付けられ
る取付板を一対上下に重ねてスパイダとして設け
た自転・公転する二重軸アームと、該アームに伝
動部材を介して連動させる駆動部と、前記各成形
金型に開閉自在に設けられた蓋体とからなる構成
としたことにより、成形サイクルにおいて成形金
型を加熱炉中で回転して熱が無駄なく用いられ生
産性を大幅に高められるし、多数の成形金型の保
持をも適確し、かつ蓋体の開閉も安全で良好な成
形状態を維持でき品質向上に寄与できると共に、
熱可塑性合成樹脂の成形を人手を要することなく
自動的に行える装置を提供することができ、ロー
テーシヨン成形設備の自動化で作業の効率化が可
能で大量生産に適し、著しく低コストで生産でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は全体の
斜視図、第２図はその平面図、第３図はその一部
の側面図、第４図は加熱炉の縦断面図、第５図は
冷却室の側面図、第６図はバーナの平面図、第７
図はその正面図、第８図はロボツト機構部の一部
切断側面図、第９図はその平面図、第１０図は第
９図線断面図、第１１図は第９図線断面
図、第１２図は金型保持機構部の一部の平面図、
第１３図は第１２図線断面図、第１４図は二
重軸アームの断面図、第１５図は金型蓋開閉機の
平面図、第１６図はその作用説明図、第１７図は
一部の拡大詳細作用説明図、第１８図は第１７図
線断面図である。 Ａ……金型保持機構部、Ｂ……加熱炉、Ｃ……
冷却室、Ｄ……ロボツト機構部、Ｅ……制御盤、
Ｆ……作動流体圧装置、１０１……回転テーブ
ル、１０２……アーム、１０３……基台、１０４
……軌道、１０５……ローラ、１０６……支点ピ
ン、１０７……モータ、１０８……ピニオン、１
０９……ラツク、１１０……支台、１１１，１１
２……モータ、１１３……スパイダスピンドル、
１１４……筒体、１１５，１１６……マイタギ
ヤ、１１７……スパイダ、１１８……リミツトス
イツチ、２００……金型、２０１……フレーム、
２０２……取付板、２０３……クランプコラム、
２０４……係止部、２１０……蓋、２１１，２１
２……バー、２１３……磁性体、２１４……コラ
ム、２１５……クランプ取付板、２１６……クラ
ンプフツク、２１７，２１８……当接部、２１
９，２２０……バネ、２２１……ピン、３０１…
…切欠、３０２……ドア、３０３……バーナ、３
０４……循環フアン、３０５……排気フアン、４
０１……切欠、４０２……シヤツタ、４０３……
フアン、４０４……排気フアン、４０５……モー
タ、５００……支持機、５０１……インデクス
部、５０２……アーム、５０３……コラム、５０
４……シヤフト、５０５……ギヤ、５０６……ピ
ニオン、５０７……モータ、５０８……ピン孔、
５０９……ロツクピン、５１０……シリンダ、５
１１……コラム、５１２……シヤフト、５１３…
…ギヤ、５１４……支持アーム、５１５……モー
タ、５１６……ピニオン、５１７……シリンダ、
５２１……取付フランジ、６００……金型蓋開閉
機、６０１……フレーム、６０２……電磁石、６
０３……シリンダ、６０４……ピストンロツド、
７００………脱型機、８００……脱型洩検出及び
ブロー機、９００……原料注入機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 成形金型内壁に溶融スキン層を形成する加熱
   炉と、該スキン層を成形金型内で冷却固化する冷
   却室とを備え、この加熱炉と冷却室とに成形金型
   を移動する成形金型保持機構部を設けると共に、
   前記成形金型に原料を注入する原料注入機と、成
   形金型の金型蓋の開蓋・閉蓋を行う成形金型蓋開
   閉機と、成形金型から成形品を脱型する脱型機と
   を有して各機を前記成形金型に臨ましめるように
   変位可能に備えたロボツト機構部を装備した合成
   樹脂製人形等の成形装置であつて、前記成形金型
   保持機構部が、成形金型を複数備えたフレーム
   と、該フレームを複数取付けられる取付板を一対
   上下に重ねてスパイダとして設けた自転・公転す
   る二重軸アームと、該アームに伝動部材を介して
   連動させる駆動部と、前記各成形金型に開閉自在
   に設けられた蓋体とからなる構成としたことを特
   徴とする合成樹脂製人形等の成形装置。