JPH0890595A - 成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形型内に有機高分子材料を連続的に注入す
ることができると共に、確実に有機高分子材料を成形型
内に保持することができる成形機を提供することを目的
とする。 【構成】 吐出装置１と連結した注入装置２に接続さ
れ、内部中空部をキャビティ部とする紙管４ａと、それ
ぞれ貫通孔を有し、紙管４ａの両端開口部に嵌着された
上下キャップ５、６とからなる複数の成形型４と、下側
貫通孔より紙管４ａを軸通すると共に、上側貫通孔を閉
塞する軸と、軸の上昇用シリンダ８ｂ及び下降用シリン
ダ８ａとからなり、上昇用シリンダ８ｂを作動させて軸
を上昇させて下側貫通孔を開口させると共に、下降用シ
リンダ８ａを作動させて軸を下降させることにより下側
貫通孔を閉塞させるようにした成形機Ａにより、成形材
料（有機高分子材料）を成形型４内に連続注入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、成形型内に有機高分子
材料を連続的に注入することができると共に、確実に成
形型内に保持することができる成形機に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、有機高分子材料、例えば合成ゴム、ポリウレタン及
びポリオレフィン系有機弾性高分子化合物（以下、成形
材料とする）の成形方法としては、コンプレッション成
形、トランスファ成形、射出成形及び注型（キャスティ
ング）成形方法等が採用されている。これらの方法を採
用して成形材料を連続的に成形型に注入するには、開放
形の成形型を用いるか、又は注入口を有する成形型を用
いて注入及び注入停止の都度に成形型の注入口を開閉す
ることが行われていた。

【０００３】しかし、開放形の成形型を用いる場合は、
注入する際の注入漏れ、成形材料のはみ出し、液漏れ等
により成形型や成形機の他の部位に汚れが生じていた。
一方、注入口を開閉する場合には、注入のサイクル毎に
成形機の駆動を一旦停止し、再運転せざるを得ず、その
ため、停止状態から再運転を行う際に吐出量の変動、流
量比変動及び材質変化が生じていた。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、成形型内に成形材料を注入漏れや材料のはみ出しを
生じることなく連続的に注入することができると共に、
成形材料を液漏れさせることなく成形型内に確実に保持
することができる成形機を提供することを目的とするも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、（１）
注入口を有する複数の成形型と、上記複数の成形型が配
設され、所定量の有機高分子材料を上記複数の成形型に
その注入口から連続して注入する注入装置に上記複数の
成形型を連続的に移送してこれと連結する移送装置と、
更に上記成形型の注入口を開閉するシャッター機構とを
具備したことを特徴とする成形機、（２）上記成形型
は、内部中空部をキャビティ部とする管状体と、それぞ
れ中央部に貫通孔を有し、上記管状体の両端開口部に嵌
着されたキャップとからなり、上記シャッター機構は、
上記一方のキャップの貫通孔より上記管状体を軸通する
と共に、他方のキャップの貫通孔を閉塞する軸と、その
軸を上昇及び下降させる機構とからなり、上記上昇機構
を作動させて上記軸を上昇させることにより他方のキャ
ップの貫通孔を開口させると共に、上記下降機構を作動
させて上記軸を下降させることにより他方のキャップの
貫通孔を閉塞させるようにしたことを特徴とする（１）
の成形機、及び（３）上記成形型の型主体は、紙材又は
合成樹脂からなることを特徴とする（１）（２）の成形
機を提供する。

【０００６】

【作用】本発明によれば、移送装置が作動することによ
り、移送装置に配置された複数の成形型は、順次、注入
装置に連結され、この注入装置に連結された成形型内に
注入装置を通じて所定量の成形材料がその注入口から注
入される。この場合、シャッター機構により、成形型の
注入口は成形材料の注入時には開口されており、注入停
止時には閉塞され、移送装置の移送にしたがって順次、
注入装置に連結される成形型に連続的に成形材料が注入
される。

【０００７】ここで、成形型は、内部中空部をキャビテ
ィ部と、それぞれ中央部に貫通孔を有し、管状体の両端
開口部に嵌着されたキャップとからなる構成とし、シャ
ッター機構は、一方のキャップの貫通孔より管状体を軸
通すると共に、他方のキャップの貫通孔を閉塞する軸
と、その軸を上昇及び下降させる機構とからなる構成と
すると、例えば、成形型の下方から成形材料を注入する
に当たり、上下のキャップで軸を成形型の中心軸に固定
し、上昇及び下降させる機構により一方のキャップの貫
通孔内で軸を上昇又は下降させて、軸の先端面により他
方のキャップの貫通孔を開口又は閉塞することにより、
成形型内への成形材料の注入を容易に仕切ることができ
る。なお、軸は成形品の芯金として利用すれば、円筒状
又は多角形筒状のローラ成形品が容易に得られる。

【０００８】さらに、成形型の型主体を紙材又は合成樹
脂からなるものとすると、金属製の成形型に比べて成形
型の材料の価格は安価となり、成形型を製作することも
容易である。また、成形型は軽量であるため、使用時の
取り扱いも簡便である。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を実施例及び実験例に基づいて
説明するが、本発明は、下記の実施例に制限されるもの
ではない。

【００１０】本発明の成形機は、有機高分子材料を成形
するものであり、例えば、射出成形機、注型成形機、ト
ランスファ成形機又は発泡成形機等である。成形材料と
なる有機高分子としては、合成ゴム、ポリウレタン及び
ポリオレフィン系高分子化合物等の有機弾性体を挙げる
ことができ、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂のいずれで
も良い。これらの材料は、成形機の吐出装置からエラス
トマー状、又はフォーム材等として注入装置に吐出され
る。

【００１１】注入装置としては、成形材料の注入時間又
は成形型の内圧等により制御されて、連結された成形型
内に所定量の成形材料を順次、連続的に注入するものが
好適であり、成形材料を成形型に注入するには、成形材
料の状態等に合わせて、注入、射出又は真空注入方法等
を適宜選択して行うことができる。成形型を順次、注入
装置に連結する移送装置としては、例えばターンテーブ
ルを用いることができ、これは複数の成形型をその回転
軸に対して放射状に配設するものが好適である。

【００１２】成形型は、注入口を有するものであること
が必要であり、注入口を有する限り、その形状は制限さ
れないが、内部中空部をキャビティ部とする管状体を型
主体とする円筒状、多角形筒状等が好適である。成形型
の形状を適宜選択することにより、丸形の成形品（円柱
状、円筒状等）のみならず、多角形柱状、多角形筒状等
の種々の形状の一般成形品を成形することができる。

【００１３】この場合、成形型の型主体を紙材又は合成
樹脂により製作すると、より好適である。紙材として
は、一般的な紙のみならず、合成紙のように一般的な紙
と類似の繊維絡合状の構造と物性をもつシート状材料の
すべてを含むものである。具体的には、無機質の天然繊
維状物質である石綿やグラスファイバー等を利用したも
の、有機質の繊維状物質であるレーヨンポリアミド系
（ナイロン）、ポリエステル系（テトロン）及びポリア
クリル系（カシミロン、ボンネル）等を紙状にすいたも
のなどを挙げることができる。これらの紙材は、型主体
として使用するに耐え得る強度を有する限り、単層に形
成されたものであっても複合層に形成されたものでも良
い。合成樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、テフ
ロン、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル樹脂等
を挙げることができる。

【００１４】なお、合成樹脂を型主体として用いた場
合、型主体を目的とする成形品の最外層の材料で構成し
ておけば、後工程である仕上加工が不要となり、さら
に、後工程で塗膜等の処理を行なう場合でも塗布直前に
成形型から成形品を引き抜くことによりキズ、ゴミ等か
ら塗膜面を保護することができる。

【００１５】成形型の注入口を開閉するシャッター機構
としては、それぞれ中央部に貫通孔を有し、管状体の両
端開口部に嵌着されたキャップの一方のキャップの貫通
孔より管状体を軸通すると共に、他方のキャップの貫通
孔を閉塞する軸と、その軸を上昇及び下降させる機構と
からなり、上昇機構を作動させて軸を上昇させることに
より他方のキャップの貫通孔を開口させると共に、下降
機構を作動させて軸を下降させることにより他方のキャ
ップの貫通孔を閉塞させるようにした構成とすると好適
である。

【００１６】上記の軸としては、金属製、合成樹脂製等
のものを挙げることができ、これらの中から成形品であ
るローラ物の目的、用途に合わせて適宜選択することが
できる。この軸は、有機高分子材料の硬化後に切断して
も良いが、成形品の中にインサートされるシャフトや他
の部材として利用することができる。軸を上昇又は下降
させるシリンダとしては、エアシリンダ、パルスモータ
等が好適である。

【００１７】キャップとしては、金属製、樹脂製又は木
製等のものを用いることができ、管状体内側に嵌挿され
る凸型のものと、管状体外側に嵌め込まれる凹型のもの
がある。上記一方の貫通孔の孔径は、孔内で軸が上下動
でき、軸が貫通された上記貫通孔から空気が流通し、且
つ軸を貫通孔に貫通させることにより管状体内での軸の
位置が固定される程度の大きさである。その条件を満た
す限り、一方の貫通孔は、円柱孔、又はキャップが管状
体に嵌着された時に外側となる方を筒口とする漏斗形孔
等とすることができる。

【００１８】上記他方の貫通孔は、上記の軸の先端面に
より閉塞される必要があるが、この貫通孔を注入口とし
て利用し、成形材料を注入装置により注入するので、例
えば注入ノズルの先端部を孔内に挿入させて注入するこ
とを想定すれば、孔の形状は、中途部分が軸径よりも小
径であって、この小径部より下方向に向かって広がる孔
形とすることにより、上記小径上端部周縁を軸の係止面
とする形状にすることが好適である。

【００１９】シャッター機構を上記のように構成すれ
ば、上記キャップの一方の貫通孔に挿入された軸を上昇
及び下降させる機構により上昇又は下降させて、上記他
方の貫通孔を開口又は軸先端面により閉塞することがで
きる。従って、例えば、成形型の下方より成形材料を連
続して注入する際に、上下のキャップで芯金となる軸を
管状体の中心軸に固定すると共に、注入時に軸を上に上
げて下側のキャップの貫通孔を注入口として利用し、注
入が終了して硬化、熟成する時には、軸を下に下げて下
側のキャップの貫通孔を閉塞して液漏れを防止する、と
いうように、成形型内への成形材料の注入を仕切ること
が可能となる。

【００２０】上記のように本発明の成形型を成形材料を
連続注入して、例えばＯＡローラや印刷ローラ等のロー
ラ物を成形する際に利用すれば、材料が硬化した後に成
形型を装着したまま研削をすることができ、成形品の脱
型及びクリーニングを行う必要もなく、軸をローラ物の
芯金とすることができ、簡単にローラ物を成形、加工す
ることができる。

【００２１】［実験例］図面は、本実験例に係る成形機
Ａの説明図である。

【００２２】この成形機Ａは、ゴムあるいはポリウレタ
ン製のローラを成形するローラ成形機であり、吐出装置
１に連結された注入装置２に接続され、移送装置を構成
する上下一対のターンテーブル３と、このターンテーブ
ル３に、その軸３ａに対して放射状に配設された２０本
の成形型４（図２においては簡略化）とを備えている。

【００２３】吐出装置１は、材料供給装置（図示せず）
と注入装置２とを連結するものであり、残圧を解放する
バルブ１ａとパイプ１ｂとからなる。注入装置２は、駆
動シリンダ２ａと注入ブロック２ｂとからなり、駆動シ
リンダ２ａにより注入ブロック２ｂの注入ノズル２ｃが
上下動して成形型４に接触、離隔する。成形型４に接触
する時には、成形材料９の注入時間により制御されて各
成形型４に所定量の成形材料９を注入するものである。
ターンテーブル３は、上下一対となって成形型４を保持
し、軸３ａを回転中心として回転ギヤ３ｂにより時計廻
りに回転するものである。また、上側のターンテーブル
３の軸挿入部３ｃには、軸固定用磁石（図示せず）が固
設されている。なお、図１において、軸挿入部３ｃは一
部省略している。

【００２４】成形型４は、円筒状の紙管４ａと、この紙
管４ａの上下端部開口部にそれぞれ嵌挿された上キャッ
プ５と下キャップ６とを備えている。紙管４ａは、天然
パルプ材を主原料として紙状にすいて二層に形成した厚
さ０．６ｍｍの紙材を内径２５ｍｍ、長さ２３０ｍｍの
中空円筒体に形成し、乾燥させたものである。成形型４
の上下端部開口部には、それぞれ上キャップ５と下キャ
ップ６とが嵌着されている。これらのキャップ５、６
は、ポリプロピレン製の凹型キャップであり、上キャッ
プ５は、下面に紙管４ａの上端が嵌入される凹部５ｂが
形成されていると共に、凹部中央部に孔径６ｍｍの円柱
状の貫通孔５ａが穿設された構成とされている。下キャ
ップ６は、上面に紙管４ａの下端が嵌入される凹部６ｂ
が形成され、この凹部底面の中央部に貫通孔６ａが穿設
された構成とされている。この場合、貫通孔６ａは円錐
台状孔であり、凹部６ｂ底面における孔径（最小孔径）
は５ｍｍである。

【００２５】成形型４の円筒中心には軸７が軸通してい
る。この軸７は、鉄製の軸径６ｍｍ、長さ２７０ｍｍの
棒体を脱脂したものであり、上記一方の貫通孔５ａから
挿入されて、他方の貫通孔６ａを閉塞する。即ち、上記
下キャップ６の貫通孔６ａの孔径は、軸７の外径より小
径であり、これによって凹部６ｂの底面中央部（貫通孔
６ａの上端外周縁部）が係止面をなしている。注入ノズ
ル２ｃの設置された位置に対応する上側のターンテーブ
ル３の上方には、本実験例のシャッター機構の一部であ
る下降機構を構成する下降用シリンダ８ａが設置され、
また下降用シリンダ８ａの回転方向２ピッチ後方には、
上昇機構を構成する上昇用シリンダ８ｂが設置されてい
る。これらの下降用及び上昇用シリンダ８ａ、８ｂはエ
アーシリンダであるが、下降用シリンダ８ａは注入ノズ
ル２ｃ上方と回転方向２ピッチ先方との間を揺動可能と
なるように配設され、上昇用シリンダ８ｂの先端部に
は、磁石（図示せず）が組み付けられている。

【００２６】また、本実験例の成形機Ａには、成形型４
をターンテーブル３にセットする際に各成形型４を嵌入
して、各成形型４の位置を保持する保持具（図示せず）
と、その保持具をターンテーブル外側に押し出して、成
形型４を機械的にターンテーブル３より解除するエアー
シリンダ（図示せず）とが設置されている。

【００２７】上記のように構成された成形機Ａにより、
以下のようにウレタン製のローラの成形が行われる。

【００２８】成形型４をターンテーブル３にセットする
と、上側のターンテーブル３の上方に設置された上昇用
シリンダ８ｂが、その先端部の磁石で下方に位置する成
形型４に挿入されている軸７を一時的に引き上げる。引
き上げられて軸７は、軸挿入部３ｃの軸固定用磁石によ
り引き上げられた状態で固定され、キャップ６の貫通孔
６ａは開口した状態が維持されて注入口となる。そし
て、この成形型４は、ターンテーブル３の回転により注
入ノズル２ｃの上方に移動する。成形機Ａの駆動開始と
共に、原料混合装置により混練された成形材料９である
ウレタンが、吐出装置１のバルブ１ａで残圧解除され、
パイプ１ｂを通じて注入装置２へと吐出される。注入装
置２の駆動シリンダ２ａにより注入ノズル２ｃは上昇し
て成形型４のキャップ６の下側から貫通孔６ａ内に挿入
されて、成形型４内に成形材料９を注入する。

【００２９】そして、この成形型４の注入が終了した時
に、下降用シリンダ８ａが駆動し、軸挿入部３ａの軸固
定用磁石の磁力に抗して軸７を下方に押し下げて、成形
材料９内に押し込む。これにより、軸７の先端面は貫通
孔６ａを閉塞して、成形材料９の液漏れが防止される。
次いで、ターンテーブル３の回転により、この成形型４
及び下降用シリンダ８ａは２ピッチ移動し、次いで、軸
７を押し下げていた下降用シリンダ８ａが解除される。
この時点で、成形型４内に注入されたウレタン（成形材
料９）は硬化し始めているので、軸７は押し下げられた
状態を維持することができる。このようにして各装置が
上記と同様の操作を繰り返すことにより、順次、各成形
型４内に成形材料９が連続注入される。

【００３０】成形材料が充填された成形型４は、上述し
た図示しないエアーシリンダにより図示しない保持具が
ターンテーブル３の外側に押し出され、成形型４はその
保持具より外されてターンテーブル３から解除される。
この成形型４をホルダー（図示せず）に固定し、６０〜
１００℃で１時間余り加熱して成形材料９を硬化させ、
更に、常温常圧下で２日間放置して熟成させる。得られ
た硬化物を成形型４を装着したまま研削して、軸７を芯
金としたローラを得る。

【００３１】本実験例の成形機Ａによれば、成形材料９
を注入する時の注入漏れや成形材料９のはみ出し、注入
終了後の液漏れ等を生じることなく、連続して成形型４
に成形材料９を注入することができ、高品質のローラを
容易に成形、加工することができた。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、成形型内に成形材料を
注入漏れや材料のはみ出しを生じることなく連続的に注
入することができると共に、成形材料を液漏れさせるこ
となく成形型内に確実に保持することができる成形機を
得ることができる。

【００３３】即ち、本発明の成形機によれば、開放形の
成形型を用いることなく連続注入することができるの
で、成形材料を注入する際の注入漏れ、成形材料のはみ
出し、液漏れ等により成形型や成形機の他の部位に汚れ
が生じることもなく、注入口を開閉するために、注入の
サイクル毎に成形機の駆動を一旦停止する必要もないの
で、停止状態から再運転を行う際の吐出量の変動、流量
比変動及び材質変化が生じることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実験例に係る成形機の斜視図である。

【図２】上記成形機の説明図である。

【図３】上記成形機における注入機構を説明する上記成
形機の一部破断図である。

【図４】上記成形機のシャッター機構の説明図である。

【符号の説明】

Ａ 成形機 １ 吐出装置 ２ 注入装置 ３ ターンテーブル（移送装置） ４ 成形型 ５、６ キャップ ５ａ、６ａ 貫通孔 ７ 軸（シャッター機構） ８ａ 下降用シリンダ（シャッター機構） ８ｂ 上昇用シリンダ（シャッター機構） ９ 成形材料（有機高分子材料）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 注入口を有する複数の成形型と、上記複
   数の成形型が配設され、所定量の有機高分子材料を上記
   複数の成形型にその注入口から連続して注入する注入装
   置に上記複数の成形型を連続的に移送してこれと連結す
   る移送装置と、更に上記成形型の注入口を開閉するシャ
   ッター機構とを具備したことを特徴とする成形機。
2. 【請求項２】 上記成形型は、内部中空部をキャビティ
   部とする管状体と、それぞれ中央部に貫通孔を有し、上
   記管状体の両端開口部に嵌着されたキャップとからな
   り、上記シャッター機構は、上記一方のキャップの貫通
   孔より上記管状体を軸通すると共に、他方のキャップの
   貫通孔を閉塞する軸と、その軸を上昇及び下降させる機
   構とからなり、上記上昇機構を作動させて上記軸を上昇
   させることにより他方のキャップの貫通孔を開口させる
   と共に、上記下降機構を作動させて上記軸を下降させる
   ことにより他方のキャップの貫通孔を閉塞させるように
   したことを特徴とする請求項１記載の成形機。
3. 【請求項３】 上記成形型の型主体は、紙材又は合成樹
   脂からなることを特徴とする請求項１又は２記載の成形
   機。