JPH04445B2 - - 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、合成樹脂製人形等の成形金型内に熱
可塑性合成樹脂の原料をゾル状で定量注入して閉
蓋した成形金型を、該成形金型内壁に溶融スキン
層を形成する加熱工程と、該スキン層を成形金型
内で冷却固化する冷却工程とに回転しながらさら
したのち、開蓋した成形金型から成形品を取出す
成形方法において、前記成形金型の原料注入工程
と成形金型の金型蓋開閉工程と、成形品取出工程
とをロボツト機構部で一貫して行い、このロボツ
ト機構部の各工程中に成形金型を移送する成形金
型保持機構部を複数用い、一方の成形金型保持機
構の成形金型が加熱工程中にあるときに、他方の
成形金型保持機構の成形金型への原料注入、金型
閉蓋を行ない、一方の成形金型を冷却工程に移送
したのちに、他方の成形金型を加熱工程中に移送
し、さらに冷却工程より取り出した一方の成形金
型の開蓋、及び成形品の取り出し金型内清掃を含
む脱型工程を行つて交互に切り換え使用して、成
形金型を前記加熱工程と冷却工程とに交互に移送
して処理することを特徴とする合成樹脂製人形等
の成形方法である。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面を用いて説明する。

この成形装置は自動制御機構部と、成形金型保
持機構部と、成形金型蓋の開蓋・閉蓋を行う成形
金型蓋開閉機、成形金型から成形品を脱型する脱
型機、脱型洩れ検出及び清掃機、原料注入機を有
するロボツト機構部と、加熱機構部と冷却機構部
とで構成される。即ち、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、金型蓋開閉機構としての金型蓋開
閉機６００、脱型機構としての脱型機７００、脱
型洩れ検出及び清掃機構としての脱型洩検出及び
ブロー機８００、原料注入機構としての原料注入
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、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２００を取付けて形成され
る。〔第３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上を転動するローラ１０
５，１０５と、基台１０３に立設した支点ピン１
０６によつて支えられており、回転テーブル１０
１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１
０６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は外軸と内軸と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１１１，１１２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は内軸及び外軸に連結され、スピンドル
１１３の軸を中心とした回転（“自転”）、またア
ーム１０２の軸を中心とした回転（“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が取付られ
る。

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はフレームに10個を一例に並べて固
着され、取付板を介してスパイダ１１７に固着し
てある。

金型の蓋は金型２００の配置に対応して設けら
れる。

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２，３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は作用流体圧源に連絡
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が前記ギヤ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。即ち、ピン孔５１８
はギヤ５１３の上面に90゜間隔で設けられており、
コラム５１１に固着したシリンダ５２０のピスト
ン先端にロツクピン５１９が固着して設けられる
〔第８図参照〕 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はフレームに金型蓋を係止
する電磁石及び蓋と金型との係合を解くシリンダ
を固着して形成され、取付フランジ５２１にフレ
ームを固着して吊下されている。

脱型機７００は金型２００の配列に適合する挟
持片群を有した成形品取出機である。

ブロー機８００はエアーノズルを金型２００の
配列に合せて設けてなり、脱型洩検出機も並設し
ている。

原料注入機９００は熱可塑性合成樹脂の原料を
ゾル状で一定量注入するノズルを有している。

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、電磁石を入
力して磁性体を介して金型蓋を開閉機に係止さ
せ、金型２００群と金型蓋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６０
０を下部に金型蓋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のロツクを解除してシヤフ
ト５１２を回転させ、金型２００群上に脱型機７
００を位置せしめロツクする。そしてシリンダ５
１７₂により脱型機７００をチヤツクソーが金型
２００の開口で成形品をつかめる位置まで下降せ
しめる。そしてチヤツクソーで成形品をつまんだ
後シリンダにより回転せしめると共に上昇させ、
成形品はねじられながら金型２００から引張り出
される。これらの工程と同時にシリンダ５１７₂
により脱型機７００も上昇せしめられ、脱型は終
了する。

なお、成形品はシユート上においてシリンダを
作動してチヤツクソーを開いて落下させられる
し、落下しない成形品は支杆で払い落とされ、回
収箱に回収され必要に応じて次工程の煮沸工程へ
と導かれる。

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。そしてノズ
ルからは圧縮空気が例えば一組毎にタイマによつ
て交互に吹込まれ、金型２００内は清掃さる。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注入機９００を
下降せしめる。この時ノズル列は金型列の内の端
列上にあり、その列の金型２００内にプラスチツ
クスのゾル状原料を注入する。注入に当たつては
定量のゾル状原料は自動送給される。そしてその
供給量はシリンダのピストンのストロークにより
調整されるものである。注入が終わるとノズル列
はシリンダ５１７₄により一旦上昇し、モータに
より次の金型列上に移動して再度下降し注入し、
同様に続けて注入を完了し、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、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、成形金型の原料注入工程と成形金型
の金型蓋開閉工程と、成形品取出工程とをロボツ
ト機構部で一貫して行い、このロボツト機構部の
各工程中に成形金型を移送する成形金型保持機構
部を複数用い、一方の成形金型保持機構の成形金
型が加熱工程中にあるときに、他方の成形金型保
持機構の成形金型への原料注入、金型閉蓋を行な
い、一方の成形金型を冷却工程に移送したのち
に、他方の成形金型を加熱工程中に移送し、さら
に冷却工程より取り出した一方の成形金型の開
蓋、及び成形品の取り出し金型内清掃を含む脱型
工程を行つて交互に切り換え使用して、成形金型
を前記加熱工程と冷却工程とに交互に移送して処
理することにより、加熱工程での熱処理が無駄な
く連続的に行われ省エネルギー対策に寄与し、か
つ成形のための各作業工程の成形サイクルも短縮
化できて生産性を大幅に高められるし、良好な状
態で各工程の処理ができて品質向上にも役立つと
共に、人手を要することなく自動的に作業でき、
しかも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図は装置全
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、１１１，１１２……モータ、１
１３……スパイダスピンドル、１１７……スパイ
ダ、２００……金型、３０１……切欠、３０２…
…ドア、３０３……バーナ、３０４……循環フア
ン、３０５……排気フアン、４０１……切欠、４
０２……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、５０４……シヤフト、５
０５……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、５１１……コラム、５
１２……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、５１８……ピン孔、
５１９……ロツクピン、５２０……シリンダ、５
２１……取付フランジ、６００……金型蓋開閉
機、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 合成樹脂製人形等の成形金型内に熱可塑性合
   成樹脂の原料をゾル状で定量注入して閉蓋した成
   形金型を、該成形金型内壁に溶融スキン層を形成
   する加熱工程と、該スキン層を成形金型内で冷却
   固化する冷却工程とに回転しながらさらしたの
   ち、開蓋して成形金型から成形品を取出す成形方
   法において、前記成形金型の原料注入工程と成形
   金型の金型蓋開閉工程と、成形品取出工程とをロ
   ボツト機構部で一貫して行い、このロボツト機構
   部の各工程中に成形金型を移送する成形金型保持
   機構部を複数用い、一方の成形金型保持機構の成
   形金型が加熱工程中にあるときに、他方の成形金
   型保持機構の成形金型への原料注入、金型閉蓋を
   行ない、一方の成形金型を冷却工程に移送したの
   ちに、他方の成形金型を加熱工程中に移送し、さ
   らに冷却工程より取り出した一方の成形金型の開
   蓋、及び成形品の取り出し金型内清掃を含む脱型
   工程を行つて交互に切り換え使用して、成形金型
   を前記加熱工程と冷却工程とに交互に移送して処
   理することを特徴とする合成樹脂製人形等の成形
   方法。