JPH0632344Y2 - 原料充填器を備えた発泡成形機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、型合わせされた成形型同士の間に形成される
型窩内に発泡性熱可塑性樹脂粒子を充填するのに供され
る原料充填器を備えた発泡成形機に関するものである。

〔従来の技術〕

成形型の型窩内へ発泡性熱可塑性樹脂粒子からなる原料
を充填し、これを蒸気等の加熱媒体により加熱膨張させ
て発泡成形品を得る発泡成形機において、例えば直方体
形状などの比較的単純な形状のブロック成形品を得る、
いわゆるブロック成形においては、例えば実公昭６１−
３９５４９号公報等に示されているように、原料ホッパ
ーから成形型までの原料供給通路の途中に、コンプレッ
サーまたはブロワーなどを配備し、ここから供給される
加圧空気により原料を圧送し原料充填器から吐出させ
て、型窩内に原料を充填する方法が一般に採用されてい
る。

上記のブロック成形において用いられる原料充填器は、
例えば第２図に示すように、シリンダ２０の先端部が、
成形型Ｂにおけるバックプレート２１、蒸気室２２さら
にキャビティフレーム２３を貫通して、型窩２６を形成
するキャビティフレーム２３の成形面２３ａに対して面
一状となるように設定して固定される一方、シリンダ２
０の内部にはピストン２４が進退移動自在に嵌装されて
いる。そして、原料充填時には、原料供給口２５よりも
後方位置までピストン２４を後退させ、この原料供給口
２５から加圧空気とともに原料を供給して型窩２６内に
充填する。原料充填後は、ピストン２４を前進させてシ
リンダ２０の先端部に形成された原料充填口２７を閉鎖
して、原料の供給を停止するように構成されている。

ところが、ブロック成形に用いられる上記の原料充填器
においては、原料ホッパーから供給される発泡性熱可塑
性樹脂粒子からなる原料を短時間のうちに大量に輸送し
て型窩２６内に充填するといった、高い原料輸送効率お
よび原料充填効率を達成するために、シリンダ２０の原
料充填口２７の開口径が通常Φ８０mm以上と大きく設定
されている一方、この開口径の大きさに対応して、シリ
ンダ２０に嵌装されているピストン２４の径も大きく形
成されている。

それゆえ、型窩２６内への原料充填後における原料に対
する蒸気加熱時において、成形型Ｂにおけるバックプレ
ート２１とキャビティフレーム２３との間に形成された
蒸気室２２に蒸気が供給され、この蒸気がキャビティフ
レーム２３に設けられた図示しない多数の蒸気孔を通じ
て型窩２６内に導入されるが、このとき、原料充填器付
近における型窩２６の比較的広い形成面域は原料充填器
によって、蒸気室２２内の蒸気が型窩２６内へ導入され
ない箇所となる。

このように、比較的広い面域にわたって蒸気の導入され
ない箇所があると、型窩２６内に充填されている原料に
加熱むらを生じて蒸気による加熱膨張が均一になされ
ず、成形される発泡成形品が不均一な発泡状態となって
品質を低下させたり、また、原料充填器付近に充填され
ている原料を十分に加熱膨張させようとすれば蒸気加熱
に要する時間が掛かり過ぎて発泡成形品の生産効率を低
下させるという問題を招来する。

また、原料を蒸気加熱した後の冷却工程においても、型
窩２６内で成形されている発泡成形品における原料充填
器付近の部位には、蒸気室２２内に導入された冷却水に
よる熱交換が十分に行われないので、型窩２６内の発泡
成形品に冷却むらを生じ、これが発泡成形品の品質に悪
影響を及ぼすことになる。また、この発泡成形品を十分
に冷却しようとすれば、冷却時間が掛かり過ぎて生産効
率を著しく低下させるという問題を生ずることになる。

そこで、例えば特開昭４９−８２７６５号公報や、実開
昭５２−６２３７５号公報等には、シリンダ壁を貫通さ
せてシリンダ内を蒸気室に連通させる貫通孔を設けると
共に、ピストンによる原料供給通路の閉鎖時において、
上記貫通孔を通して蒸気室と連通状態となる連通路を上
記ピストンの周面から先端面にかけて設けた原料充填器
が開示されている。

このような構成によって、蒸気加熱時においては比較的
広い面域を有するピストンの先端面からも加熱蒸気が型
窩内へ吐出されるので、原料の加熱むらが低減されると
ともに加熱時間の短縮を図ることが可能になる。また、
冷却時においても、ピストンの内部に冷却水が入り込ん
で熱交換を促進し、発泡成形品の冷却むらがなくなると
ともに、冷却時間の短縮を図ることが可能となる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来公報記載の各装置においては、
ピストン中途部に上記貫通孔に連通する空間形状の導入
路を設け、そして、この導入路に、ピストン先端に開口
する複数の分岐路を連通させて、貫通孔からシリンダ内
を通してピストン先端へと至る連通路が構成されている
が、上記の導入路は、貫通孔に比べて充分に大きな空間
容積を有する形状で形成されており、このために、この
導入路内に流入した蒸気に温度低下が生じ、さらには、
凝縮して水滴を発生し易いという問題がある。

すなわち、導入路内で蒸気は断熱膨張に伴う温度低下を
生じ、これによって、凝縮して水滴を生じ易い。このた
め、例えば上記のような水滴が成形型の型窩内に流入す
ると、この水滴の再蒸発時の潜熱により周囲の温度低下
が生じ、したがって、ピストンの先端面領域では他の領
域よりも温度が低くなり易い。このため、成形型内の原
料の局部な加熱むらが充分には解消されず、この結果、
発泡成形品の均一性が必ずしも充分には確保されないと
いう問題を生じている。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係る原料充填器を備えた発泡成形機は、上記の
問題点を解決するために、シリンダの先端部に形成され
た原料充填口が成形型を貫通して型窩を臨むように固定
され、このシリンダの内部に、進退移動によって原料供
給口から原料充填口への原料供給通路を開放または閉鎖
するピストンが設けられた原料充填器において、上記シ
リンダに成形型の蒸気室と連通する貫通孔が設けられる
一方、ピストンには、原料供給通路の閉鎖時に上記貫通
孔と連通状態となるように、ピストンの周面から先端面
にかけて連通孔が設けられ、上記連通孔は、ピストン周
面での上記貫通孔との連通位置からピストンの進退方向
に略直交する方向にピストン内を延びる導入孔に、一端
がピストンの先端面に開口する複数の分岐孔の各他端を
それぞれ接続した形状で形成され、かつ、上記導入孔
は、上記貫通孔とほぼ同等の流路幅を有する形状にて形
成されていることを特徴としている。

〔作用〕

上記構成の原料充填器を備えた発泡成形機においては、
蒸気室から貫通孔を通してピストンの導入孔へと流入し
た蒸気は、この導入孔と貫通孔とがほぼ同等の流路幅を
有する形状であるので、大きな膨張を伴わずにさらに各
分岐孔へと流れて成形型内に送られる。したがって、上
記構成においては、流路の拡大に伴う膨張度合いが抑制
された流れでピストン内を通して蒸気の供給が行われる
ので、従来生じていた断熱膨張に伴う水滴の発生が抑制
され、この結果、ピストン先端面の領域においても均一
な蒸気加熱状態を維持することができるので、より均質
な発泡成形体を成形することが可能となる。

〔実施例〕

本考案の一実施例を第１図に基づいて説明すれば、以下
の通りである。

成形型Ａにおいて、キャビティフレーム１とバックプレ
ート２との間には蒸気室３が形成されており、また、上
記キャビティフレーム１には蒸気室３と型窩４とを連通
する図示しない多数の蒸気孔が設けられている。これら
蒸気孔は、型窩４内に充填された発泡性熱可塑性樹脂粒
子からなる原料が入り込まない程度の細い貫通孔（キリ
孔）であってもよいし、公知のコアベントがキャビティ
フレーム１に嵌め込まれた構造であってもよい。上記の
原料としては、例えば予備発泡した発泡性ポリスチレン
粒子などの発泡性熱可塑性樹脂粒子が用いられる。

上記の成形型Ａには、バックプレート２、蒸気室３、さ
らにキャビティフレーム１を貫通して、型窩４を形成す
るキャビティフレーム１の成形面１ａに対して面一状と
なるように、シリンダ５の先端部が嵌め込まれて型窩４
を臨むように固定されている。

上記シリンダ５は、その先端開口部が原料充填口６をな
しており、また、原料充填口６よりも後方位置には、図
示しない原料供給通路を介して原料ホッパーと接続され
る原料供給口７が形成されている。なお、上記原料供給
通路の途中には、原料ホッパー内に収容されている発泡
性熱可塑性樹脂粒子からなる原料を原料充填器を通じて
加圧空気とともに型窩４内へ圧送するためのコンプレッ
サーまたはブロワーが配備されている。

シリンダ５の原料充填口６よりやや後方位置であって原
料供給口７よりも前方位置の周壁部には、成形型Ａの蒸
気室３とシリンダ５内部とを連通する貫通孔８が設けら
れている。

上記シリンダ５の内部には、図示しない駆動源により作
動するピストン９が進退移動自在に嵌装されており、ピ
ストン９の進退移動によって原料供給口７から原料充填
口６への原料供給通路１１を開放または閉鎖できるよう
に構成されている。

上記ピストン９には、その周面から先端面にかけて連通
孔１０が設けられている。この連通孔１０は、図のよう
に、ピストン９の周面に軸心方向へ凹入する断面略矩形
形状で設けられた連通部と、この連通部からピストン９
の進退方向に略直交する方向にピストン９内を延びる孔
（以下、この孔を導入孔という）と、この導入孔に一端
が接続されると共に他端がピストン９の先端面に開口す
る複数の孔（以下、これらの孔を分岐孔という）とを順
次連ねて形成されている。なお、上記連通部は、ピスト
ン９が原料供給通路１１を図のように閉鎖した前進位置
において、前記貫通孔８に確実に連通するように、この
貫通孔８よりもやや流路幅を大きくして形成されている
が、この連通部に連なる導入孔は、貫通孔８とほぼ同等
の流路幅を有する形状にてそれぞれ形成されている。一
方、ピストン９の先端面に開口する分岐孔は、その先端
開口部１０ａ…が、前記した蒸気孔と同様に、型窩４内
に充填された発泡性熱可塑性樹脂粒子からなる原料が入
り込まない程度で形成することが必要であり、このた
め、例えばΦ２mm程度のキリ孔で上記分岐孔を形成し、
或いは、この分岐孔の形成部位を、公知のコアベントを
ピストン９の先端部に嵌め込んで構成してもよい。

上記構造により、ピストン９がシリンダ５の内部を前進
した状態、すなわちシリンダ５の内部に形成される原料
供給通路１１の閉鎖時には、シリンダ５の貫通孔８およ
びピストン９の連通孔１０を通しても、蒸気室３が成形
型Ａの型窩４内に連通するようになっている。

上記の構成において、成形型Ａの型窩４内への原料充填
時には、図示しない駆動源を作動させてピストン９を原
料供給口７よりも後方位置まで後退させ、図示しない原
料ホッパーに収容されている原料を、コンプレッサーま
たはブロワーの作動により加圧空気とともに原料供給経
路を通じて原料充填器の原料供給口７から原料供給通路
１１内へ供給し、さらに原料充填器の原料充填口６から
成形型Ａの型窩４に充填する。

次に、型窩４内への原料の充填工程が終了する時点で、
ピストン９を前進させてその先端面がキャビティフレー
ム１の成形面１ａに対して面一状態となる位置で停止さ
せる。これにより、原料充填器の原料充填口６は閉鎖さ
れるので、原料供給口７から原料充填口６への原料およ
び加圧空気の供給が停止される。

原料充填工程が終了すると、次に図示しない蒸気供給管
路を通じて成形型Ａの蒸気室３内に蒸気を供給する。こ
の蒸気は、蒸気室３を経て、キャビティフレーム１に形
成された図示しない多数の蒸気孔を通じて型窩４内に供
給されるが、このとき蒸気室３内の蒸気の一部はシリン
ダ５の貫通孔８を通じてピストン９の連通孔１０の内部
に流入し、この連通孔１０内の蒸気は分岐して多数の開
口部１０ａを通じてピストン９の先端面から型窩４内に
吐出される。これによって、型窩４を形成する全周壁面
からほぼ均一に、型窩４内へ蒸気が供給されることにな
るので、原料に対する加熱むらがなくなるとともに、蒸
気加熱効率を促進して加熱時間の短縮が図られる。型窩
４内に供給された蒸気は、型窩４内に充填されている発
泡性熱可塑性樹脂粒子からなる原料粒子間に入り込んで
蒸気加熱し、これにより原料は加熱膨張されるとともに
粒子同士が融着して一体の発泡成形品が得られる。

原料に対する蒸気加熱工程が終了すると、次に図示しな
い冷却水供給管路を通じて成形型Ａの蒸気室３内に冷却
水を供給する。この冷却水は、蒸気室３内を循環したの
ち、図示しないドレン管を通じて排出されるが、このと
き蒸気室３内の冷却水の一部はシリンダ５の貫通孔８を
通じてピストン９の連通孔１０の内部に流入して、ピス
トン９を冷却する。このような蒸気室３内の冷却水の循
環によってキャビティフレーム１等と熱交換されて型窩
４内の発泡成形品が冷却されると同時に、連通孔１０内
に流入した冷却水によりピストン９とも十分に熱交換さ
れて、発泡成形品におけるピストン９との近接部品につ
いても他の部位と同様に冷却されることになる。したが
って、発泡成形品に対する冷却むらが生じないばかりで
なく、発泡成形品の冷却効率を高めて冷却時間の短縮が
図られる。

冷却工程が終了すると、成形型Ａが開けられて型窩４内
の発泡成形品が取り出される。

以上の説明のように、上記実施例においては、シリンダ
５内のピストン９には、蒸気室３に連通して先端面に開
口する連通孔１０が設けられているので、原料充填器の
シリンダ５およびピストン９の径が大きく形成されてい
ても、型窩４内に充填されている原料に対する蒸気加熱
時においては、比較的低い面域を有するピストン９の先
端面からも加熱蒸気が型窩４内へ吐出されるので、原料
充填器付近の加熱不足を補って、原料の加熱むらが低減
されるとともに、加熱時間の短縮を図ることができる。

また、型窩４内にて成形された発泡成形品に対する冷却
時においても、ピストン９の内部に冷却水が入り込んで
原料充填器付近の冷却不足を補うので、発泡成形品の冷
却むらがなくなるとともに、冷却時間の短縮を図ること
ができる。

さらに、上記実施例においては、ピストン９の連通孔１
０における特に前記の導入孔は、シリンダ５に形成され
ている貫通孔８とほぼ同等の流路幅で形成されているの
で、蒸気室３から貫通孔８を通して連通孔１０内に流入
する蒸気には、断熱膨張に伴う温度低下が抑制され、こ
れによって、上記の導入孔内で水滴となることが防止さ
れる。従来、このような水滴が型窩４内に流入すると、
例えばこの水滴の再蒸発時の潜熱により周囲の温度低下
が生じ、したがって、ピストンの先端面領域では他の領
域よりも温度が低くなるというような温度むらを生じる
ものとなっていた。しかしながら、上記実施例において
は、ピストン９を通しても水滴を含まない蒸気の吐出状
態が維持されるので、全体的な加熱温度の均一性が向上
し、この結果より均質な発泡成形体を成形することがで
きる。したがって、高品質の発泡成形品を高い生産効率
で生産することが可能である。

〔考案の効果〕

本考案の原料充填器を備えた発泡成形機は、以上のよう
に、シリンダに成形型の蒸気室と連通する貫通孔が設け
られる一方、ピストンには、原料供給通路の閉鎖時に上
記貫通孔と連通状態となるように、ピストンの周面から
先端面にかけて連通孔が設けられ、上記連通孔は、ピス
トン周面での上記貫通孔との連通位置からピストンの進
退方向に略直交する方向にピストン内を延びる導入孔
に、一端がピストンの先端面に開口する複数の分岐孔の
各他端をそれぞれ接続した形状で形成され、かつ、上記
導入孔は、上記貫通孔とほぼ同等の流路幅を有する形状
にて形成されている構成である。

これにより、蒸気室から貫通孔を通してピストンの導入
孔へと流入した蒸気は、大きな膨張を伴わずにさらに各
分岐孔へと流れて成形型内に送られる。したがって、流
路の拡大に伴う膨張度合いが抑制された流れでピストン
内を通して蒸気の供給が行われるので、従来生じていた
断熱膨張に伴う水滴の発生が抑制され、この結果、ピス
トン先端面の領域においても均一な蒸気加熱状態を維持
することができるので、より均質な発泡成形体を成形す
ることが可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す原料充填器を備えた発
泡成形機の要部縦断面図、第２図は従来例における原料
充填器を備えた発泡成形機の要部縦断面図である。 Ａは成形型、１はキャビティフレーム、１ａは成形面、
２はバックプレート、３は蒸気室、４は型窩、５はシリ
ンダ、６は原料充填口、７は原料供給口、８は貫通孔、
９はピストン、１０は連通孔、１０ａは開口部、１１は
原料供給通路である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダの先端部に形成された原料充填口
   が成形型を貫通して型窩を臨むように固定され、このシ
   リンダの内部に、進退移動によって原料供給口から原料
   充填口への原料供給通路を開放または閉鎖するピストン
   が設けられた原料充填器において、 上記シリンダに成形型の蒸気室と連通する貫通孔が設け
   られる一方、ピストンには、原料供給通路の閉鎖時に上
   記貫通孔と連通状態となるように、ピストンの周面から
   先端面にかけて連通孔が設けられ、上記連通孔は、ピス
   トン周面での上記貫通孔との連通位置からピストンの進
   退方向に略直交する方向にピストン内を延びる導入孔
   に、一端がピストンの先端面に開口する複数の分岐孔の
   各他端をそれぞれ接続した形状で形成され、かつ、上記
   導入孔は、上記貫通孔とほぼ同等の流路幅を有する形状
   にて形成されていることを特徴とする原料充填器を備え
   た発泡成形機。