JPH09508866A - 自動回転成形装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 手作業が最小限または皆無で、中空プラスチック製品を回転成形法により製造できる自動回転成形装置。回転金型アッセンブリ（４２）は一対の金型（４０）を組み込み、この金型は、それぞれリッドおよびベースを構成する第１および第２の部品（６４，６６）を有する。金型のリッド（６４）は、ベース（６６）に対して相対的に、プラスチック材料粉末のショットの受容が準備できた閉位置と、完成回転成形品を脱型できる開位置との間を移動する。それぞれの金型（４０）には、一対の空気ラム（７０）が設けられリッド（６４）を開位置と閉位置とに移動させる。それぞれの金型（４０）には、複数の電熱線（７４）が設けられ回転中にリッドとベース（６４，６６）を加熱する。また、それぞれの金型（４０）には、複数の温度センサデバイス（８４）が設けられ金型内面の温度を検出するよう配置されている。インジェクタ（９０）は、アッセンブリ（４２）の回転中に粉末を金型（４０）内へ供給するために設けられている。金型内への粉末ショットの供給工程、金型の回転工程、予め定められた温度プロファイルにしたがう金型加熱の制御工程、金型の冷却工程、および完成回転成形品の脱型工程を含む全ての成形工程が、コンピュータで制御される。労働内容の削減、製造サイクルタイムの短縮、さらに効果的な「二段投入」行程、および品質管理の向上という利点がある。

Description

【発明の詳細な説明】 自動回転成形装置および制御方法 発明の技術分野 本発明は、回転成形装置および工程に関し、限定はされないが、特に自動回転 成形装置および制御方法に関する。発明の技術背景 回転成形（ロータモールディングともいう）は、中空プラスチック品を製造す るための方法であり、ポリエチレンおよび／またはポリプロピレンに代表される 粉状熱可塑性材料を、加熱した金型内で溶融させ、圧力を作用させることなくプ ラスチック材料を金型形状にする。プラスチック粉末を金型内に２分の１入れた のち、型締めして加熱炉内で回転させる。いくつかの回転成形システムでは、加 熱炉内において金型が１つの軸廻りに回転し、加熱炉自体および／または金型が 第２の直交軸廻りに旋回する（いわゆる「ロックンロール」回転成形システム） ものもあるが、一般的には、金型自体が直交する２つの軸廻りに回転する。 金型は、加熱炉内で回転することで一般的には約２００℃まで昇温し、プラス チック材料の粉末は、溶融し始めて金型内面を覆う。金型が２軸廻りに動作する ので、粉末は金型内面の全域にわたって実質的に均一に分散する。全ての粉末が 溶融すると、金型は、溶融プラスチック材料を所望の形状に固化させるために冷 却される。次いで金型の回転が終了したのち、プラスチック成形品を脱型するた めに型開きされる。回転成形の利点は、比較的金型費が廉価であること、歪み（ 射出成形ではいつも問題となっている）のない製品が製造できること、および新 規な形状やデザインが可能であること等、製造上の点からますます認められてい る。 従来の回転成形の装置および工程は、大きな労働力を要するものである。一般 的には、金型の開閉および金型内への粉末の投入に手作業が介入する。また、金 型を炉内に投入したり炉内から取り出したり、冷却場所に投入したりするのも手 作業で行われている。しかも、金型は２軸廻りに回転するので、一般的には、金 型内の工程において著しく微細に制御しなければならず、したがって、経験や試 行錯誤に頼らざるを得ない。後者の工程制御の問題は、ロートログ（ＲＯＴＯＬ ＯＧ）工程制御システムの進展によってある程度は解消されている。 ロートログシステムでは、金型内の空気温度を検出し、この情報を遠くに設置 されたコンピュータに送出する。ロートログシステムから即時に出力されること により、機械の操作者や品質管理担当者は、全ての粉末が溶融する時間、金型内 の空気温度が最大となる時間、成形品が固化する時間、回転成形工程における加 熱／冷却率を確認することができる。ロートログシステムにより、回転成形工程 から多くの当て推量が除去されたが、手作業の介入必要性のレベルを引き下げる には至っていない。しかも、ロートログシステムでは、実際の溶融温度や金型温 度ではなく金型内の空気温度が測定されるので、完成製品の特性に重大な影響を 及ぼすとされる金型内面の温度範囲を確認することはできない。発明の概要 本発明は、最小限または皆無の手作業をもって、回転成形品が製造できる改良 された回転成形装置および工程制御方法を提供するという観点でなされた。 本発明の一つの観点によれば、回転中に直接的に加熱するように設けられた加 熱手段を有し、回転可能に設けられた回転金型と、 回転中にプラスチック材料粉末を前記金型に供給する供給手段と、 前記供給手段および前記加熱手段に対して操作可能に接続され、前記金型への プラスチック材料の供給および前記金型の温度を制御することにより、使用時に 、手作業の介入なく、回転成形品を前記金型内で製造できる電気制御手段と、を 有する自動回転成形装置が提供される。 好ましくは、前記回転金型が、前記金型の温度を検出するように設けられた検 出手段をさらに有し、 前記電気制御手段が、前記金型の温度を制御するように、前記検出手段に対し て操作可能に接続されかつ前記検出手段に応答する。 好ましい実施形態では、前記回転金型が、複数のモジュールに設けられた複数 の回転金型の一つであり、各モジュールが、前記電気制御手段の制御下で互いに 独立して動作可能である。 一般的には、前記各金型が、第１の軸廻りに回転するよう付加された第１の支 持フレーム内に移動可能に設けられた第１および第２の部品を有し、 前記金型の第１の部品が、前記第２の部品に対して相対的に、前記金型が閉じ てプラスチック材料粉末の受容の準備ができた第１の位置と、前記金型が開いて 完成回転成形品が脱型できる位置との間を移動する。 好ましい実施形態では、前記各金型が、前記第１および第２の部品が前記第１ および第２の位置の間を動くように、前記電気制御手段に操作可能に接続された 作動手段をさらに有する。 さらに好ましくは、前記加熱手段が、前記金型の前記第１および第２の部品と 熱的に接触するよう設けられた複数の電熱線を有し、 前記検出手段が、所定の位置に、前記第１および第２の半金型に接続された複 数の温度検出素子を有する。好ましくは、前記供給手段が、１９９５年１月１９ 日に出願されたオーストラリア仮出願第ＰＮ０６６６号に記載され、「回転金型 への粉末導入」と題されたものと実質的に同じである。 好ましくは、前記各回転金型が、加熱後の金型の強制冷却を促進する冷却手段 をさらに有する。 一般的には、前記冷却手段が、前記金型の第１および第２の部品の近傍に延在 する通路と、前記通路を介して冷却媒体を圧送するように前記電気制御手段に操 作可能に接続された圧送手段とを有する。 好ましくは、前記金型から、当該金型から離れた位置まで、完成回転成形品を 搬送する搬送手段をさらに有する。 一つの実施形態として、前記完成回転成形品が前記離れた位置に到着したとき に、当該完成回転成形品を積み重ねる積重手段が設けられている。 本発明の他の観点によれば、第１のショットとして回転金型に供給すべく、プ ラスッチク材料粉末の第１の指示量を計測しながらホッパ内へ供給する工程と、 前記金型を加熱するために前記金型に設けられた加熱手段を操作する工程と、 前記ホッパから前記金型へ前記第１のショットの粉末を供給する供給手段を作 動させる工程と、 前記金型の内面に前記粉末が分散するように前記金型を回転させる工程と、 予め決められた温度プロファイルにしたがって前記加熱手段の操作を制御する 工程と、 前記金型を冷却する工程と、 前記金型から完成回転成形品を取り出す工程と、を有する自動回転成形工程の 制御方法が提供される。 好ましくは、回転中の前記金型温度を検出するように前記金型に設けられた検 出手段を監視する工程をさらに有し、 前記加熱手段の操作を制御する工程が、前記検出手段の監視に応答して実行さ れる。 一般的には、第２のショットとして回転金型に供給すべく、プラスッチク材料 粉末の第２の指示量を計測しながらホッパ内へ供給する工程と、 前記ホッパから前記回転金型へ前記第２のショットの粉末を供給する供給手段 を作動させる工程と、をさらに有する。 本発明のさらに他の観点によれば、開位置と閉位置との間を動く第１および第 ２の部品を有し、 前記第１および第２の部品が、当該金型を直接的に加熱するように設けられた 加熱手段を有し、これにより使用時に、金型およびこれに受容されたプラスチッ ク材料粉末の加熱が精密に制御可能とされる回転成形装置の回転金型が提供され る。 好ましくは、前記第１および第２の部品のうちの少なくとも一つに、前記金型 の温度を検出し温度信号を生成する検出手段がさらに設けられ、 これにより使用時に、金型の加熱が、前記検出手段からの前記温度信号に応答 して制御される。 さらに好ましくは、前記加熱手段が、前記第１および第２の部品の所定領域に 熱的に接触して設けられた複数の電熱線を有し、 前記検出手段が、前記金型の前記第１および第２の部品の少なくとも一方の所 定位置に設けられた複数の温度検出素子を有し、 これにより使用時に、前記金型の前記所定領域の温度が、完成回転成形品が望 ましい機械的特性を有するように、互いに独立して制御可能である。 好ましくは、前記金型の前記第１および第２の部品が、回転成形品の固化を促 進する金型の強制冷却が可能なように設けられた冷却手段を有する。 一般的には、前記冷却手段が、前記第１および第２の部品の近傍に延在する通 路と、 前記通路を介して冷却媒体を圧送する圧送手段とを有する。 本発明のさらに他の観点によれば、金型の第１および第２の部品を閉位置に移 動させるように、作動手段を操作する工程と、 前記金型の内面に粉末を分散させるように、前記金型を回転させる工程と、 前記金型を直接的に加熱すべく前記第１および第２の部品に設けられた加熱手 段を操作し、これにより使用時に、回転成形品を製造する金型の操作が精密に制 御される工程と、を有する回転成形装置の回転金型の操作制御方法が提供される 。 好ましくは、回転中の金型温度を検出するように前記金型に設けられた検出手 段を監視する工程をさらに有する。 一般的には、前記金型を冷却するために前記第１および第２の部品に設けられ た冷却手段を操作する工程と、 前記第１および第２の部品を開位置に移動させるように前記作動手段を操作し 、これにより使用時に、完成回転成形品が取り出される工程とをさらに有する。図面の簡単な説明 以下、本発明の特質の理解をより高めるために、単なる例示ではあるが、自動 回転成形装置および制御方法についての好ましい実施形態を添付図面を参照しな がら詳細に説明する。 図１は、自動パレット製造装置（ＡＰＭともいう）を構成する本発明に係る自 動回転成形装置の好ましい実施形態を示す側面図、 図２は、図１のＡＰＭを示す平面図、 図３は、図１のＡＰＭを部分的に示す概略図、 図４は、一対の２軸回転フレームに設けられている図１のＡＰＭ用回転金型の 好ましい実施形態を示す平面図、 図５は、図４の回転金型を示す側面図、 図６は、好ましい積重手段にパレットを搬送するための搬送手段へ取り出され た完成成形パレットを示す図、 図７は、図６の積重手段を示す背面図、 図８は、図１のＡＰＭの制御モジュールにおける空気回路、粉末の流路、およ び電源および制御回路を示す概略ブロック図、 図９（ａ）および図９（ｂ）は、図１のＡＰＭの製造モジュールにおける空気 回路、粉末の流路、および電源および制御回路を示す概略ブロック図、 図１０は、図１のＡＰＭの制御シーケンスを示すフローチャート、 図１１は、図４の金型の熱サイクルにおける一般的な温度一時間特性を示すグ ラフである。好ましい実施形態の詳細な説明 以下の詳細な説明は、回転成形法による大量生産用プラスチック製パレットを 製造する自動パレット製造装置（以下、ＡＰＭともいう）に関して行う。著しい 数のパレットが製造され、積み荷を移送したり保管するために世界中で使用され ている。現在、プラスチック材料から製造される数は増加しているものの、この ようなパレットの大部分は未だ木材から製造されている。木材製パレットに匹敵 するためには、プラスチック製パレットは強度的に等しく、経済的に製造される ことが必要である。回転成形法はこの要請に適している。なぜなら、パレットは 中空構造に形成されており、設計に留意することにより、木材製パレットに比べ 高くないまでも等しい機械的強度および取り扱い容易性が得られるからである。 開示された自動回転成形装置および制御方法は、他の回転成形品の製造にも適 用され、プラスチック製パレットの製造にのみ限定されないことは容易に理解さ れるであろう。多少の改変と適切な金型によって、ここで開示された自動回転成 形装置は、回転成形によるあらゆる製造品に適用することができる。 図１および図２は、自動パレット製造装置（ＡＰＭ）１０を構成する自動回転 成形装置を示し、４つのモジュール、すなわち一つの制御モジュール１２と実質 的に同じ三つの製造モジュール１４とを有している。本実施形態では、これらの モジュールは、パレット製造ラインを形成する直線的配列で配置されている。Ａ ＰＭ１０の上部に設けられたキャットウォーク１６により、工程操作者あるいは 監視者は、上方から各モジュール１２，１４の動作を監視するために、装置の長 手方向に沿って歩くことができる。モジュール１２，１４の側壁１８には蝶番が 設けられており、保守目的でアクセスしたりＡＰＭ１０の構成を変更するために 開閉自在となっている。コンベア２０は、三つの製造モジュールの長手方向全域 にわたって延在しており、パレットスタッカ２２を構成する積重手段へ完成パレ ットを運ぶよう付加されている。 制御モジュール１２は、製造モジュール１４の操作を制御するもので、電気制 御手段を有している。この電気制御手段は、制御モジュール１２の側壁１８の制 御コンソール内に設けられた一またはそれ以上のコンピュータ端末２４を有して いる。また、電気制御手段は、結合される周辺装置と、遠隔端末ユニット（ＲＴ Ｕｓ）またはプログラム可能なロジックコントローラ（ＰＬＣｓ）とを有してい る。コンピュータ端末１２のビデオディスプレイユニット（ＶＤＵｓ）は視覚情 報を提供し、ＡＰＭ１０の多数の制御パラメータおよび動作を装置操作者にフィ ードバックする。また、制御モジュール１２の制御コンソールは、例えばＡＰＭ １０の操作を監視するためのＬＥＤディスプレイなどのように、その他種々の視 覚的および聴覚的な表示器をも有している。コンピュータ端末２４のキーボード により、操作者は、ＡＰＭに、回転成形法に必要とされる「処方（ｒｅｃｉｐｅ ）」を組み込むことができ、工程制御プログラムのあらゆるレベルにアクセスす ることができる。電気制御手段は、製造モジュールに設けられた一またはそれ以 上のＰＬＣｓ（ロジックコントローラ）と交信するための遠隔コンピュータイン ターフェースを含んでも良い。 一般的に、工程制御プログラムは、ＡＰＭの所有者が制御工程および製造「処 方」に関する重要な管理情報に対して不許可のアクセスを防止できるように、ア クセスに対するいくつかの警備レベルを提供する。すなわち、例えば、操作者は 最初の二つのレベルのみにアクセス可能となっているのに対して、ＡＰＭ１０の 所有者は装置の操作に関する種々の報告機能を含む他のレベルにもアクセス可能 となっている。リース契約の装置では、ＡＰＭ１０の供給者は、装置の契約使用 を管理するための診断その他の報告システムを含むさらなるレベルにアクセスし ても良い。また、電気制御手段は、一般電話回線網を介して供給者とＡＰＭ１０ との間のオンライン交信を可能とするモデムを含んでも良い。こうすることで、 供給者は、「とがめ立て」の目的で、または種々の報告システムから最新情報を 得るために、ＡＰＭの電気制御手段に応答指令信号を送ることができる。電気制 御手段の操作および制御ソフトウエアは、さらに詳細に後述する。 制御モジュール１２には、一般的に、例えばそれぞれに二つの異なるタイプの プラスチック材料粉末を収容する二つの第１のホッパ２６が設けられている。各 第１のホッパ２６には、計測手段２８（図３参照）が設けられており、所定量の プラスチック材料粉末をそれぞれの第２のホッパ３０に計測しながら送り込む。 計測手段２８は、計測スクリュまたはバタフライバルブから構成することができ る。第２のホッパ３０には、排気バルブ３５が設けられており、第２のホッパに 粉末が満たされるときに、空気を第１のホッパ２６に戻す。各第２のホッパ３０ には、流動チューブ３２が取り付けられており、空気システムに粉末の小粒を流 動させ、移送ライン３４を介して進路変更バルブ３６（図３には図示せず）へ送 る。進路変更バルブ３６は、粉末移送ライン３８に接続され、プラスチック材料 粉末が、当該ラインを介して製造モジュール１４の一つの回転金型４０へ移送さ れる。第１および第２のホッパ２６，３０、計測手段２８、移送ライン３４，３ ８、流動チューブ３２、および進路変更バルブは、全て供給手段の好ましい形態 の一部を構成し、回転中にプラスチック材料粉末を回転金型４０へ供給する。粉 末が空気システムによって回転金型４０へ運ばれるというこの供給手段の好まし い形態は、関連文献としてここに取り込まれるオーストラリア仮出願第ＰＮ０６ ６６号の明細書中に詳述されている。 図８および図９は、電源および制御回路だけでなくＡＰＭ１０における空気回 路および粉末の流路を示す概略ブロック図である。図８は、制御モジュール１２ に見られるそれぞれの回路を部分的に示したもので、これに対して図９（ａ）お よび図９（ｂ）は、製造モジュール１４に見られる回路を部分的に示したもので ある。 図８に示すように、制御モジュール１２はエアーコンプレッサ１１６をも有し ており、圧縮空気をＡＰＭの空気回路に供給する。コンプレッサ１１６からの圧 縮空気は、後に続くクーラ１１８によって部分的に冷却され、ウォータトラップ １２０およびドライヤ１２２を通過する際に空気に含まれる湿気が除去される。 プラスチック材料粉末の流動に使用される空気流は、湿気が粉末とともに金型内 へ入らないように乾燥させることが重要である。回転成形品の品質に悪影響を与 えるからである。次に、ドライヤ１２２からの冷却空気は、エアーフィルタ１２ ４および圧力レギュレータ１２６を通ったのち、ＡＰＭ１０の残りの空気回路内 へ送られる。圧力スイッチ１２８は、連続してレギュレータ１２６からの空気圧 を監視し、指示範囲内に確実に維持する。空気圧が所定の最小しきい値より下が るか、所定の最大しきい値を超えると、遠隔端末ユニット（ＲＴＵ）１３０を介 してコンピュータ端末２４へ信号が送出される。制御モジュール１２内のＲＴＵ １３０は、プログラム可能なマイクロプロセッサおよび他の統合回路を有してお り、ＡＰＭ内の例えば圧力スイッチ１２８からの圧力信号など、種々のセンサか らのアナログ信号をディジタル信号に変換する。また、ＲＴＵ１３０は、ラジオ 周波数リンク１３１およびモデム１３２を介して、コンピュータ端末２４からの あるいはコンピュータ端末２４への制御信号のシリアルプロセッシングをパラレ ルプロセッシングに、およびその逆に提供する。ＲＴＵ１３０は、ＡＰＭ１０か らの種々のディジタルおよびアナログ入力をたえず更新し、そして、コンピュー タ端末２４は、１秒に１回、各ＲＴＵｓにポーリングし、ＲＴＵｓ内のメモリレ ジスタに格納された現在の値を取り込む。ＡＰＭ１０内に使用される、例えば進 路変更バルブ３６を作動させるためのシリンダ１３４の如き各空気シリンダには 、近接センサが設けられており、空気ラムが完全に開く位置および完全に閉じる 位置になったときを検出する。 ３相電源が、コンプレッサ１１６、後に続くクーラ１１８、ドライヤ１２２、 計測手段２８を運転するための電気モータ、およびコンベア２０を運転するため の電気モータに接続されており、過負荷回路ブレーカ１３６およびリレー１３８ を介して接続されている。各リレー１３８は、ＲＴＵ１３０に接続されており、 各制御モジュールへの電源が、コンピュータ端末２４の直接的制御下におかれる ようになっている。また、図８には、四つの空気バルブ１４０が示されており、 流動チューブ３２、排気バルブ３５および進路変更バルブ３６用空気ラム１３４ への圧縮空気の供給を制御する。 各製造モジュール１４の各回転金型およびこれらと協働する制御デバイスを、 図２，４，５，９（ａ），および図９（ｂ）を参照して説明する。 図２において、回転金型４０が、製造モジュール１４の一つにのみ見えている が、他の二つの製造モジュール１４もまた回転金型アッセンブリ４２が設けられ ており、図示されたものと実質的に同一である。図４および図５には、ＡＰＭ１ ０に使用される回転金型アッセンブリ４２の一つがより詳細に示されている。 回転成形金型４０は、第１および第２の互いに直交する軸４４，４６の廻りに ２軸回転するように設けられている。金型４０は、第１の支持フレーム４８に固 定されており、この第１の支持フレームは、第１の軸４４の廻りに回転可能に設 けられ、第２の軸４６の廻りに回転可能に設けられた第２の支持フレーム５０に よってもまた支持される。各第１および第２の支持フレーム４８，５０は、チェ ーンおよびスプロケットトランスミッション５４を介して、それぞれ電気モータ （ギヤボックス付き）５２によって運転される。第１の支持フレーム４８を運転 するモータおよびトランスミッションは、第２の支持フレーム５０に設けられて いるのに対し、第２の支持フレーム５０を運転するモータおよびトランスミッシ ョンはＡＰＭ１０の枠フレーム５６に設けられている。第２の支持フレーム５０ を運転する電気モータ５２には、バリアブルスピードドライブ（ＶＳＤ）ユニッ トが予めセットされており、モータ５２がそれぞれスイッチオンまたはスイッチ オフされたらいつも、所定の割合でモータのスピードに上昇または下降の傾斜を 付ける。 第１のロータリジョイント５８は、プラスチック材料粉末を運ぶ空気流が、回 転金型４０に対して静止している支持フレーム５０の外面上のジョイントの一方 側から、第１の軸４８廻りに回転する第１の支持フレーム４８とともに回転する ジョイントの他方側へ流れることができるように付加されている。第２のロータ リジョイント６０は、枠フレーム５６に設けられ、移送付加ライン６２を介して 第１のロータリジョイント５８に接続されている。第１のロータリジョイント５ ８は第２の軸４６廻りに旋回する。第２のロータリジョイント６０は、付加ライ ン６２からの空気流が、回転金型４０に対して静止している枠フレーム５６の外 面上のジョイント６０の一方側から、第２の軸４６廻りに金型４０とともに回転 する第２の支持フレーム５０の内面側に流れることができるように付加されてい る。第１および第２のロータリジョイント５８，６０は、移送ライン３８を介し て空気流に乗って運ばれてきたプラスチック材料粉末を、金型４０が第１および 第２の直交軸４４，４６廻りに２軸的に回転しているときに、金型４０内へ供給 することができるように動作する。 ロータリジョイント５８，６０の特殊な構造および動作は、上で参照した出願 第ＰＮ０６６６号の明細書に詳細に述べられており、ここでは改めて詳細には説 明しないこととする。 図５に最も明確に示されるように、ＡＰＭ１０の各回転金型アッセンブリ４２ は、それぞれの金型のリッドとベースとをそれぞれ構成する第１および第２の部 品６４，６６を有する一対のパレット金型４０を組み込んでいる。図５では、上 型４０が開いた状態を示しているのに対し、下型４０は閉じた状態を示している 。各パレット金型のリッド６４とベース６６は、完成回転成形パレットの所望の 構造を提供するように形成されており、完成パレットの脚部を構成するために、 金型のベース６６には一連の９つの凹所６８を有している。本実施形態では、パ レット金型のリッド６４は、金型が閉じてプラスチック材料粉末のショットの受 容が準備できた第１の位置と、金型が開いて完成回転成形パレットを取り出す第 ２の位置との間を、ベース６６に対して相対的に移動可能になっている。また、 各金型４０には、一対の空気ラム７０で構成される作動手段が設けられており、 金型のリッド６６を開位置と閉位置との間で移動させる。 本発明の重要な特徴は、各回転金型４０には、回転中に当該金型を直接的に加 熱するように加熱手段が設けられていることである。本実施形態では、加熱手段 は、金型４０の第１および第２の部品６４，６６の所定領域にきわめて近接して 設けられた複数の電熱線７４を有している。加熱素子７４の配列は、図４に最も 明確に示されている。加熱素子７４は、第１および第２の部品６４，６６のそれ ぞれの外表面に熱的接触を持って設けられており、加熱素子７４によって生じる 殆どの熱を金型４０へ確実に反射および／または導くように設計された断熱被覆 材７６によって被覆されている。金型４０の第１および第２の部品６４，６６は 、一般的に、アルミ鋳造物のような熱伝導性に優れた材料から製造されており、 断熱被覆材７６は、アルミニウムの真空成形反射層を有するガラスファイバー製 断熱マットを有し、鋳鉄７８内に収容されている。電熱線７４は、金型４０を２ ００℃以上に加熱することができるが、最大加熱温度であっても、鉄被覆材７８ の外表面は手で触れるほどの温度を維持する。 加熱素子７４の電源は、上述した第１および第２のロータリジョイント５８， ６０と同様の方法で、第１および第２の回転軸４４，４６に設けられた第１およ び第２の電気回転接点８０，８２を介して、回転金型４０へ供給される。本実施 形態では、加熱素子７４は、金型の内面領域全体にわたって実質的に均一な加熱 が行われるような方法で、金型の第１および第２の部品６４，６６上に配列され ている。しかしながら、加熱素子７４は、金型の内面にわたって所望の熱的プロ ファイルを提供するように、当該金型に接続して配列できることはいうまでもな い。さらに、各加熱素子は、金型のある選択された領域に対する加熱の上昇およ び下降を独立して行うように操作することもできる。このことは、例えば、選択 された領域の回転成形品の壁に特別な厚さが要求されている場合になどに有利で ある。付加された熱は、当該領域において、金型の内面のその他の領域に比べて 、溶融したプラスチック材料粉末の堆積を促進するように、選択された領域に与 えられる。 また、各回転金型４０には、検出手段が設けられており、金型の温度を検出し 、そして電気回転接点８０，８２を介して電気制御手段に送出される温度信号を 生成する。検出手段は、一般に、例えばＫ型サーモカップル８４の如き、複数の 温度検出デバイスを有し、金型の第１および第２の部品６４，６６の少なくとも 何れか一つの所定位置に埋設されている。一般的には、金型のリッド６４とベー ス６６の両方に二つのサーモカップル８４が設けられ、そのうちの少なくとも一 つは、金型の内面温度を検出するように配置されている。他方のサーモカップル ８４は、金型の第１および第２の部品６４，６６のそれぞれの外表面の温度を検 出するように配置しても良い。金型のこれら二つの半割体は、溶融したプラスチ ッ ク材料の厚さに依存して温度プロファイルが相違することがあるかもしれないか らである。 また、回転金型アッセンブリ４２は、金型４０内へプラスチック材料粉末を噴 射する手段を組み込んでいる。一般的に、粉末を噴射する手段は、金型４０内へ 延在するように付加された入口９２と出口９４とを有するインジェクタ９０（図 ５参照）を有し、プラスチック材料粉末を金型内へ導く。流動プラスチック材料 粉末を搬送する空気流は、第１のロータリジョイント５８から第２の移送ライン ９８を介してインジェクタ９０に送られる。空気ラム９９は、インジエクタ９０ を作動させるために設けられており、第１の出口９４が金型内へ伸びてプラスチ ック材料粉末が金型内へ流入できる第１の位置（図５に示す）と、第１の出口９ ４が後退して金型内へプラスチック材料粉末を流入させない第２の位置との間で 動作させる。図５では一つの金型４０のみにインジェクタ９０が取り付けられて いることが示されているが、一般的には、両方の金型４０に、回転中に粉末を金 型内へ供給するインジェクタが設けられる。インジェクタ９０の構造および動作 は、オーストラリア特許出願第ＰＮ０６６０の明細書に詳細に開示されており、 ここでは改めて説明しないこととする。 パレット金型の第１および第２の部品６４，６６は、冷却手段を有し、この冷 却手段は、加熱サイクルの終了時において回転成形品の固化を促進するために金 型４０の冷却を加速することができるよう、当該金型に設けられている。本実施 形態の冷却手段は、金型４０のそれぞれのリッド６４およびベース６６の外表面 の近傍の被覆材７８を通るように延在する流路（図示しない）を有している。エ アームーバ１０１が、空気流路となる入口１００に接続され、流路を介して冷却 空気を圧送し、空気出日１０２から排出させる。冷却空気の出口１０２は、空気 の入口１００から離れて、かつそれらの軸が実質的に直交するように配列されて おり、冷却空気は被覆材７８内を強制的に循環する。空気流路を通過して圧送さ れる空気の大部分は、冷却効果を高めるために、冷却空気であることが好ましい 。 図９（ａ）は、製造モジュール１４の回転金型アッセンブリ４２の外部にある 空気回路、粉末の流路、電源、制御回路を部分的に示す概略図である。ＲＴＵ１ ４４は、制御モジュール１２のＲＴＵ１３０と同様の機能を司る。一対の過負荷 回路ブレーカ１３６およびリレー１３８は、三相電力を回転金型アッセンブリ４ ２の電気モータ５２に供給する。電力は、静止した枠フレーム５６上に設けられ たモータ５２に直接供給され、回転接点８２を介して第２の回転し時フレーム５ ０上に設けられたモータに供給される。また、三相電力は、回転接点８０を介し て、金型４０上の電気ヒータに供給される。また、ＲＴＵ１４４は、空気バルブ １５０を介して空気シリンダ１４８を制御し、流動プラスチック材料粉末が進路 変更バルブ１５２を介して回転金型アッセンブリ４２に供給されるのを制御する 。粉末は、上述したようにして、回転接点６０を介して回転金型へ供給される。 パレットスタッカの昇降アーム１１０を作動する空気シリンダ１１２も、空気バ ルブ１５４を介してＲＴＵ１４４により制御される。各製造モジュール１４には 、二つのＲＴＵが設けられており、第１のＲＴＵ１４４は回転金型アッセンブリ ４２の外部に設置され、第２のＲＴＵ１６０（図９（ｂ）参照）は回転金型アッ センブリ４２の内部に設けられている。 図９（ｂ）は、一つの製造モジュール１４の回転金型アッセンブリ４２の第 １の支持フレーム４８内にある空気回路、粉末の流路、電源、制御回路を部分的 に示す概略図である。空気回路も電気回路も、制御モジュール１２のＲＴＵ１３ ０と同様の機能を司るＲＴＵ１６０で制御される。モジュール４０の第１および 第２の部品６４，６６に設けられた各加熱素子７４への三相電力の供給は、回路 ブレーカ１３６およびリレー１３８を介してＲＴＵ１６０により制御される。ま た、ＲＴＵ１６０は、空気バルブ１６２を介して１１個の空気シリンダのそれぞ れを操作制御する。二つのバルブ１６２は、相当する空気シリンダ７０の対を制 御し、パレット金型のリッド６４を開位置と閉位置との間で移動させる。各空気 ラム７０は、空気シリンダ１６６によって解除されるロック機構１６４により開 位置と閉位置とに固定される。したがって、圧縮空気の供給がどのような原因で 誤ろうとも、金型４０は開位置または閉位置で固定状態を維持することとなる。 二つの空気バルブ１６２は、各一対の固定用空気シリンダ１６６を制御する。二 つの更なる空気バルブ１６２は、シリンダ９９への圧縮空気の供給を制御し、サ イクロン９０を金型４０に出没させる。他の一つの空気バルブ１６２は空気シリ ンダ１６８への圧縮空気の供給を制御し、この空気シリンダ１６８は進路変更バ ルブ１７０を制御し、この進路変更バルブ１７０は、サイクロン９０を介して流 動プラスチック材料粉末を回転金型４０へ供給するのを制御する。このようにし て流動粉末が一つの金型４０内へ供給される。最後に、各金型の被覆材７８に冷 却空気を供給するエアームーバ１０１は、別に設けられた空気バルブ１６２によ って制御される。 また、ＲＴＵ１６０は、種々の検出デバイスから空気入力信号を受信する。各 空気ラム７０，９９および１６８には、近接センサが取り付けられており、コン ピュータ端末２４は、ＲＴＵ１６０にポーリングすることにより、各金型の第１ および第２の部品６４，６６の位置、サイクロン９０の位置、および進路変更バ ルブ１７０の位置をいつでも検出することができる。また、ＲＴＵ１６０は、各 サーモカップル８４からの入力信号も受信し、コンピュータ端末２４は、被覆材 ７８の内部だけでなく、各金型のリッド６４およびベース６６の内面の温度分布 を監視することができる。もし必要であれば、検出デバイスと制御機能に応じて ＲＴＵ１６０への入力信号および出力信号を増加させても良い。 図６および図７には、ＡＰＭ１０から排出される際にパレット１０４を積み重 ねるパレットスタッカ２２の好ましい形態が示されている。図６に示されるよう に、パレット１０４が回転金型アッセンブリ４２から排出されると、コンベア２ ０によってパレットスタッカ２２に搬送される。パレットスタッカ２２は、底か ら順にパレットを積み重ねることにより操作される。コンベア２０が、一つのパ レットをスタッカの底に搬送すると、パレット１０４は結局スタッカの壁１０６ に当接して止まる。これは、スタッカ内での持ち上げ機構を自動的に引き起こす 。すなわち、この持ち上げ機構では、パレット１０４を支持された高さまで持ち 上げ、次のパレットの下に空間を形成するように複数のトグルラッチ１０８によ って保持される。持ち上げ機構は、速度可変で自力復帰する各空気ラム１１２に よって作動する一対のリフティングアーム１１０を有している。空気ラム１１２ が作動すると、リフティングアーム１１０は、最新のパレット１０４（スタッカ 内に既に投入されている以前のパレットとともに）をトグルラッチ１０８のちょ うど上の高さまで持ち上げる。トグルラッチ１０８は、最新のパレット１０４が 上方へ移動できるように内側に旋回し、次いで、リフティングアーム１１０が最 下 位置に復帰したときに、積み重ね位置にパレットを保持するように再び外側へ旋 回する。次いで、スタッカ２２は、次のパレット１０４の受容を待機する。 もし望ましくは、各完成パレットに標識を付す手段をパレットスタッカ２２に 近接してまたはパレットスタッカ２２に関連付けて設けても良い。このような標 識付与手段は、例えば各パレットに、工場の製造名、商標および／または連番を 印刷するインクジェットプリンタを有する。 以下、一つのコンピュータ端末２４に設けられる工程制御プログラムによって なされるＡＰＭ１０用制御シーケンスを詳細に説明する。図１１に示されるよう に、電源がＯＮされた後の第１のステップ２００では、装置操作者に対して端末 ２４への登録（ログオン）を要求する。次いでステップ２０２にて、回転成形に 好ましい処方が、例えばフロッピディスクからコンピュータ端末に読み込まれる 。回転成形の一般的な工程制御処方は、以下の制御パラメータを明記することが 好ましい。 （ｉ） 加熱（ｃｏｏｋｉｎｇ）の温度−時間特性 （ｉｉ） 各ショットにおける粉末の量（重量） （ｉｉｉ）粉末のダンプ数 （ｉｖ） 温度−時間特性に対するダンプの手順およびタイミング （ｖ） 回転金型アッセンブリの開始位置および停止位置 （ｖｉ） 回転割合 （ｖｉｉ）成形終了温度 回転割合Ｒ_rotは、以下により計算される。 ここで、Ｖ_min（ＲＰＭ）＝回転の副軸廻りの金型の回転速度。 Ｖ_maj（ＲＰＭ）＝回転の主軸廻りの金型の回転速度。 回転割合Ｒ_rotは、成形品の形状に依存して種々に変化し、これにより金型の 内面へのプラスチック材料粉末の望ましい分散を達成することができる。 図１１は、発泡ポリエチレンで満たされた高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）層 を有する回転成形パレットを製造する際に使用される一般的な温度−時間特性で ある。ＨＤＰＥ層を形成するのに使用される粉末は、回転成形工程においては第 １のショットまたはダンプであり、発泡ポリエチレン内面は第２のショットまた はダンプである。 図１１の縦軸は、粉末が最初に溶融し始める金型内面の温度を示す。時間Ｔ₀ における金型の初期温度は、外気温度以上であり、パレットが充分に固化して金 型から取り出せるように冷却（その前のサイクルで）された温度である。 図１０に示すステップ２０２にて処方が読み込まれると、ステップ２０４にて 、コンピュータ端末２４の工程制御プログラムは、処方から提供される数値をセ ットし確認する。ステップ２０６にて、プログラムは、粉末、ＡＰＭ内の空気回 路、電源回路をチェックし、全ての過負荷と警告状態を監視し続ける。これで、 ＡＰＭは、プラスチック製パレットの自動大量生産の開始を待機することとなる 。ステップ２０８にて、装置操作者による開始指示がなされると、回転成形工程 が処方に基づいて開始される。これは、図１１に時間Ｔ₀として表されている。 ステップ２１０にて、時間Ｔ₀において、工程制御プログラムは、一つの回転金 型アッセンブリ４２の二つの金型に設けられた電気ヒータのスイッチをオンし、 そして同時に、指示された量のプラスチック材料粉末を第１のショットとしてス テップ２１２にて処方に従い計量する。ステップ２１４で処方によってセットさ れサーモカップル８４にて検出された指示温度に達すると、ステップ２１６にて 第１のショットの粉末が金型内へ投入される。図１０には示さないが、金型の加 熱が開始されたとき、またはこれより後であってステップ２１６による第１のシ ョットの粉末が金型内へ投入される前に、回転金型アッセンブリ４２の回転もス テップ２１０で開始される。 ステップ２１８では、制御プログラムは、処方に提供された温度−時間特性に したがい加熱サイクルを開始する。金型温度と溶融温度は連続して監視され、加 熱素子７４への電力は、指示された温度−時間特性にできる限り等しく追随する ように調節される。時間Ｔ₁にて、投入物であるダンプは溶融を開始し、吸熱反 応による温度特性に顕著な変化が現れる。 その間に、制御プログラムは、第２のプラスチック材料粉末のショットをステ ップ２１２にて計量し、最初のホッパ２６の一つに投入する。第２のショットは 、プラスチックパレットの内側発泡プラスチック母材を形成する。ステップ２２ ０にて第１のダンプが加熱されると、粉末の第２のショットが図１０のステップ ２２２に示される時間Ｔ₂で投入される。その間に、制御プログラムは、ステッ プ２１２にてさらに他の粉末のショットを計量し、これが次のパレットの第１の ショットとなる。時間Ｔ₃にて、粉末の第２のダンプが溶融を開始し、金型の温 度は、図１０のステップ２２４に示されるように、処方にしたがって維持される 。時間Ｔ₄では加熱素子のスイッチがオフし、ステップ２２６にて冷却サイクル が開始される。溶融の結晶化および／または固化が生じ得るように、指示された 時間だけ、金型は自然冷却され得る。時間Ｔ₅において、エアームーバ１０１の 作動による金型の強制冷却が開始される。時間Ｔ₆では、冷却サイクルが完了し 、ステップ２２８にて、金型が開かれ、パレットが取り出される。時間Ｔ₆とＴ₇ との間では、回転金型アッセンブリ４２は、それぞれの金型が開かれさらにパレ ットの冷却が生じる第１の位置に回転し、次に図６に示されるように、パレット がその自重でコンベア２０上に落下し得る第２の位置に回転する。制御プログラ ムが金型アッセンブリを正確に配置し得るために、モータ５２上のＶＳＤユニッ トが減速中に作動すると、外側の支持フレーム５０上の近接スイッチが作動する 。内側フレーム４８上の光学センサにより、ＡＰＭは内側フレームを所望の位置 に停止させることができる。制御プログラムは、ある程度の自動修正ができ、例 えば仮にパレットが自重によって落下しない場合には回転金型アッセンブリ４２ は、再度トライする前に、予め定義された手順で回転する。パレットの取り出し は、図１０のステップ２３０に示されている。回転金型アッセンブリ４２から両 方のパレットが取り出されると、ステップ２３２にて金型は閉じる。制御プログ ラムは、ステップ２１０の加熱サイクルの最初に戻り、そして他の対のパレット が製造されるときには、時間Ｔ₈にて加熱サイクルが再び開始される。 ＡＰＭ１０の各製造モジュールの加熱サイクルは、電力消費を最小とするため に、三相電源が、いつも一つだけの回転金型アッセンブリの電熱線に供給される ように連続して動作する。勿論、電力供給の過負荷が生じなければ加熱サイクル におけるオーバーラップは許容することができる。また、図１０では一つの金型 のみが参照されるが、各製造モジュールの金型も実質的に同じように作動する。 ただし、ステップ２１６の各金型への粉末の供給、すなわち、進路変更バルブ１ ７０（図９（ｂ）参照）を作動させることによって順次実行されることと、ステ ップ２３０の一つの金型からパレットが取り出されたのち他の金型から取り出さ れることのみが例外である。上述した製造モジュールの連続動作によって、ＡＰ Ｍ１０は、約１０分毎に一対の新たなプラスチック製パレットを製造する。 ＡＰＭ１０は、従来のプラスチック製パレットの製造方法に比べ、多くの重要 な利点を有し、特にパレット製造コストを実質的に低減できる利点を有する。特 に限定されないが、ＡＰＭの利点には以下のものが含まれる。 （ａ）製造時の労働内容が殆ど削減される。 （ｂ）金型の直接加熱により製造サイクル時間が短縮する。 （ｃ）粉末供給手段により二段投入が自動化できる。 （ｄ）完成パレットの脱型、搬送、スタックの自動化。 （ｅ）品質管理の向上。 ここでは、自動回転成形工程および制御方法の好ましい実施形態を詳細に説明 したが、基本的な発明概念から離脱しない限り既述したものに加えて種々に変更 および改変しても良いことは、関連する機械、電気および回転成形技術に精通し た者にとっては明らかであろう。例えば、もっと複雑な形状が必要とされたら、 回転金型はさらに二つの部品を備えても良い。さらに、モジュールの数と配列は 変更することができ、各製造モジュールは異なる製品を製造するように設定され ても良い。ＡＰＭでは、回転成形パレットの一般的製造サイクルタイムの故に、 三つの製造モジュールが選定された。さらに、各製造モジュール１４は、必要で あれば、遠隔コンピュータの制御下で、他のモジュールと独立して動作すること もできる。これに加え、回転中にプラスチック材料粉末を金型へ供給する供給手 段は、オーストラリア特許出願第ＰＮ０６６６号に開示されたものが好ましいが 、種々の適切なものも使用できる。金型を直接加熱するために、他の形態の加熱 手段、例えばファンでガスを燃焼させる熱交換器を使用することもできる。所望 の温度まで加熱するために金型内または直近に設けられた通路に熱風を圧送する 。この構成では、金型を冷却するためにクーラントが圧送されるのと同じ通路が 使 用できるという効果がある。金型の内面全面の温度プロファイルは、通路の輪郭 を注意深く選定することにより設計することができる。クーラントは、水または 水蒸気を含んでも良く、蒸発による冷却効果を発揮するように設計しても良い。 このような全ての変更と改変とは、本発明の範囲内とみなすことができ、本発明 の特質は前述した説明と添付した請求の範囲により決定される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年１月１６日 【補正内容】 ［第２頁の差し替え］ 一般的には、金型の開閉および金型内への粉末の投入に手作業か介入する。ま た、金型を炉内に投入したり炉内から取り出したり、冷却場所に投入したりする のも手作業で行われている。しかも、金型は２軸廻りに回転するので、一般的に は、金型内の工程において著しく微細に制御しなければならず、したがって、経 験や試行錯誤に頼らざるを得ない。後者の工程制御の問題は、クイーンズユニバ ーシティオブベルファストによって開発され、ＷＯ９１／０５６４（”ＲＯＴＯ ＬＯＧ ｓｙｓｔｅｍ”）に開示されている回転成形工程制御システムの進展に よってある程度は解消されている。 ロートログシステムでは、金型内の空気温度を検出し、この情報を遠くに設置 されたコンピュータに送出する。ロートログシステムから即時に出力されること により、機械の操作者や品質管理担当者は、全ての粉末が溶融する時間、金型内 の空気温度が最大となる時間、成形品が固化する時間、回転成形工程における加 熱／冷却率を確認することができる。ロートログシステムにより、回転成形工程 から多くの当て推量が除去されたが、手作業の介入必要性のレベルを引き下げる には至っていない。 ［第４頁の差し替え］ 好ましい実施形態では、前記回転金型が、複数のモジュールに設けられた複数 の回転金型の一つであり、各モジュールが、前記電気制御手段の制御下で互いに 独立して動作可能である。一般的には、前記各金型が、第１の軸廻りに回転する よう付加された第１の支持フレーム内に移動可能に設けられた第１および第２の 部品を有し、前記金型の第１の部品が、前記第２の部品に対して相対的に、前記 金型が閉じてプラスチック材料粉末の受容の準備ができた第１の位置と、前記金 型か開いて完成回転成形品が脱型できる位置との間を移動する。好ましい実施形 態では、前記各金型が、前記第１および第２の部品が前記第１および第２の位置 の間を動くように、前記電気制御手段に操作可能に接続された作動手段をさらに 有する。 さらに好ましくは、前記加熱手段が、前記金型の前記第１および第２の部品と 熱的に接触するよう設けられた複数の電熱線を有し、前記検出手段が、所定の位 置に、前記第１および第２の半金型に接続された複数の温度検出素子を有する。 好ましくは、前記各回転金型が、加熱後の金型の強制冷却を促進する冷却手段 をさらに有する。一般的には、前記冷却手段が、前記金型の第１および第２の部 品の近傍に延在する通路と、前記通路を介して冷却媒体を圧送するように前記電 気制御手段に操作可能に接続された圧送手段とを有する。 ［第１３頁の差し替え］ 第２の支持フレーム５０を運転する電気モータ５２には、バリアブルスピード ドライブ（ＶＳＤ）ユニットが予めセットされており、モータ５２がそれぞれス イッチオンまたはスイッチオフされたらいつも、所定の割合でモータのスピード に上昇または下降の傾斜を付ける。 第１のロータリジョイント５８は、プラスチック材料粉末を運ぶ空気流が、回 転金型４０に対して静止している支持フレーム５０の外面上のジョイントの一方 側から、第１の軸４８廻りに回転する第１の支持フレーム４８とともに回転する ジョイントの他方側へ流れることができるように付加されている。第２のロータ リジョイント６０は、枠フレーム５６に設けられ、移送付加ライン６２を介して 第１のロータリジョイント５８に接続されている。第１のロータリジョイント５ ８は第２の軸４６廻りに旋回する。第２のロータリジョイント６０は、付加ライ ン６２からの空気流が、回転金型４０に対して静止している枠フレーム５６の外 面上のジョイント６０の一方側から、第２の軸４６廻りに金型４０とともに回転 する第２の支持フレーム５０の内面側に流れることができるように付加されてい る。第１および第２のロータリジョイント５８，６０は、移送ライン３８を介し て空気流に乗って運ばれてきたプラスチック材料粉末を、金型４０が第１および 第２の直交軸４４，４６廻りに２軸的に回転しているときに、金型４０内へ供給 することができるように動作する。 ロータリジョイント５８，６０の特殊な構造および動作は、１９９５年１月１ ９日に出願され、一般に所有されているオーストラリア特許出願第 号 の明細書に詳細に述べられており、ここでは改めて詳細には説明しないこととす る。 ［第１６頁の差し替え］（第１６頁の第５行目〜第１６頁の第３６行目まで） また、回転金型アッセンブリ４２は、金型４０内へプラスチック材料粉末を噴 射する手段を組み込んでいる。一般的に、粉末を噴射する手段は、金型４０内へ 延在するように付加された入口９２と出口９４とを有するインジェクタ９０（図 ５参照）を有し、プラスチック材料粉末を金型内へ導く。流動プラスチック材料 粉末を搬送する空気流は、第１のロータリジョイント５８から第２の移送ライン ９８を介してインジェクタ９０に送られる。空気ラム９９は、インジェクタ９０ を作動させるために設けられており、第１の出口９４か金型内へ伸びてプラスチ ック材料粉末が金型内へ流入できる第１の位置（図５に示す）と、第１の出口９ ４が後退して金型内へプラスチック材料粉末を流入させない第２の位置との間で 動作させる。図５では一つの金型４０のみにインジェクタ９０が取り付けられて いることが示されているが、一般的には、両方の金型４０に、回転中に粉末を金 型内へ供給するインジェクタが設けられる。インジェクタ９０の構造および動作 は、オーストラリア特許出願第 の明細書に詳細に開示されており、ここ では改めて説明しないこととする。 パレット金型の第１および第２の部品６４，６６は、冷却手段を有し、この冷 却手段は、加熱サイクルの終了時において回転成形品の固化を促進するために金 型４０の冷却を加速することができるよう、当該金型に設けられている。本実施 形態の冷却手段は、金型４０のそれぞれのリッド６４およびベース６６の外表面 の近傍の被覆材７８を通るように延在する流路（図示しない）を有している。 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年３月１２日 【補正内容】 ［第３頁の差し替え］発明の概要 本発明は、最小限または皆無の手作業をもって、回転成形品が製造できる改良 された回転成形装置および工程制御方法を提供するという観点でなされた。 本発明の一つの観点によれば、回転中に直接的に加熱するように設けられた加 熱手段と、前記金型の温度を検出するように設けられた検出手段とを有し、回転 可能に設けられた回転金型と、 回転中にプラスチック材料粉末を前記金型に自動供給する供給手段と、 前記供給手段、前記加熱手段および前記検出手段に対して操作可能に接続され 、前記金型へのプラスチック材料の供給および前記金型の温度を、回転成形工程 の前記検出手段への応答により制御し、これにより、使用時に、手作業の介入な く、回転成形品を前記金型内で製造できる電気制御手段と、を有する自動回転成 形装置が提供される。 ［第５〜７頁の差し替え］ 好ましくは、前記金型から、当該金型から離れた位置まで、完成回転成形品を 搬送する搬送手段をさらに有する。一つの実施形態として、前記完成回転成形品 が前記離れた位置に到着したときに、当該完成回転成形品を積み重ねる積重手段 が設けられている。 本発明の他の観点によれば、供給手段、加熱手段および検出手段に操作可能に 接続された電気制御手段を用いた自動回転成形工程の制御方法であって、 第１のショットとして回転金型に供給すべく、プラスッチク材料粉末の第１の 指示量を計測しながらホッパ内へ供給する工程と、 前記金型を加熱するために前記金型に設けられた加熱手段を操作する工程と、 前記ホッパから前記金型へ前記第１のショットの粉末を供給する供給手段を作 動させる工程と、これと同時に、前記金型の内面に前記粉末が分散するように前 記金型を回転させる工程と、 回転中の前記金型温度を検出するように前記金型に設けられた検出手段を監視 する工程と、 予め決められた温度プロファイルにしたがって前記加熱手段の操作を制御する 工程と、 前記金型を冷却する工程と、 前記金型から完成回転成形品を取り出す工程と、を有する自動回転成形工程の 制御方法が提供される。 好ましくは、前記完成回転成形品をコンベアに載せて積み重ね装置に搬送する 工程と、 前記完成回転成形品を積み重ねる工程とをさらに有する。図面の簡単な説明 以下、本発明の特質の理解をより高めるために、単なる例示ではあるが、自動 回転成形装置および制御方法についての好ましい実施形態を添付図面を参照しな がら詳細に説明する。 図１は、自動パレット製造装置（ＡＰＭともいう）を構成する本発明に係る自 動回転成形装置の好ましい実施形態を示す側面図、 図２は、図１のＡＰＭを示す平面図、 図３は、図１のＡＰＭを部分的に示す概略図、 図４は、一対の２軸回転フレームに設けられている図１のＡＰＭ用回転金型の 好ましい実施形態を示す平面図、 図５は、図４の回転金型を示す側面図、 図６は、好ましい積重手段にパレットを搬送するための搬送手段へ取り出され た完成成形パレットを示す図、 図７は、図６の積重手段を示す背面図、 図８は、図１のＡＰＭの制御モジュールにおける空気回路、粉末の流路、およ び電源および制御回路を示す概略ブロック図、 図９（ａ）および図９（ｂ）は、図１のＡＰＭの製造モジュールにおける空気 回路、粉末の流路、および電源および制御回路を示す概略ブロック図、 図１０は、図１のＡＰＭの制御シーケンスを示すフローチャート、 ［第２６〜２８頁の差し替え］ 請求の範囲 １． 回転中に直接的に加熱するように設けられた加熱手段と、前記金型の温度を検 出するように設けられた検出手段とを有する回転可能に設けられた回転金型と、 回転中にプラスチック材料粉末を前記金型に自動供給する供給手段と、 前記供給手段、前記加熱手段および前記検出手段に対して操作可能に接続され 、前記金型へのプラスチック材料の供給および前記金型の温度を、回転成形工程 の前記検出手段への応答により制御し、これにより、使用時に、手作業の介入な く、回転成形品を前記金型内で製造できる電気制御手段と、を有する自動回転成 形装置。 ２． 前記回転金型は、複数のモジュールに設けられた複数の回転金型の一つであり 、各モジュールは、前記電気制御手段の制御下で互いに独立して動作可能である 請求項１記載の自動回転成形装置。 ３． 前記各金型は、第１の軸廻りに回転するよう付加された第１の支持フレーム内 に移動可能に設けられた第１および第２の部品を有し、 前記金型の第１の部品を、前記第２の部品に対して相対的に、前記金型が閉じ てプラスチック材料粉末の受容が準備できた第１の位置と、前記金型が開いて完 成回転成形品が脱型できる位置との間で自動的に移動させる作動手段が設けられ ている請求項２記載の自動回転成形装置。 ４． 前記作動手段は、前記第１および第２の部品が前記第１および第２の位置の間 を動くように、前記電気制御手段に操作可能に接続された空気ラムを有する請求 項３記載の自動回転成形装置。 ５． 前記加熱手段は、前記金型の前記第１および第２の部品と熱的に接触するよう 設けられた複数の電熱線を有し、 前記検出手段は、所定の位置に、前記第１および第２の半金型に接続された複 数の温度検出素子を有する請求項４記載の自動回転成形装置。 ６． 前記各回転金型は、加熱後の金型の強制冷却を促進する冷却手段をさらに有す る請求項２記載の自動回転成形装置。 ７． 前記冷却手段は、前記金型の第１および第２の部品の近傍に延在する通路と、 前記通路を介して冷却媒体を圧送するように前記電気制御手段に操作可能に接続 された圧送手段とを有する請求項６記載の自動回転成形装置。 ８． 前記金型から、当該金型から離れた位置まで、完成回転成形品を搬送する搬送 手段をさらに有する請求項１記載の自動回転成形装置。 ９． 前記完成回転成形品が前記離れた位置に到着したときに、当該完成回転成形品 を積み重ねる積重手段が設けられている請求項８記載の自動回転成形装置。 １０． 供給手段、加熱手段および検出手段に操作可能に接続された電気制御手段を用 いた自動回転成形工程の制御方法であって、 第１のショットとして回転金型に供給すべく、プラスッチク材料粉末の第１の 指示量を計測しながらホッパ内へ供給する工程と、 前記金型を加熱するために前記金型に設けられた加熱手段を操作する工程と、 前記ホッパから前記金型へ前記第１のショットの粉末を供給する供給手段を作 動させる工程と、これと同時に、前記金型の内面に前記粉末が分散するように前 記金型を回転させる工程と、 回転中の前記金型温度を検出するように前記金型に設けられた検出手段を監視 する工程と、 予め決められた温度プロファイルにしたがって前記加熱手段の操作を制御する 工程と、 前記金型を冷却する工程と、 前記金型から完成回転成形品を取り出す工程と、を有する自動回転成形工程の 制御方法。 １１． 第２のショットとして回転金型に供給すべく、プラスッチク材料粉末の第２の 指示量を計測しながらホッパ内へ供給する工程と、 前記ホッパから前記回転金型へ前記第２のショットの粉末を供給する供給手段 を作動させる工程と、をさらに有する請求項１０記載の自動回転成形工程の制御 方法。 １２． 前記完成回転成形品をコンベアに載せて積み重ね装置に搬送する工程と、 前記完成回転成形品を積み重ねる工程とをさらに有する請求項１０記載の自動 回転成形工程の制御方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ 【要約の続き】 熱の制御工程、金型の冷却工程、および完成回転成形品 の脱型工程を含む全ての成形工程が、コンピュータで制 御される。労働内容の削減、製造サイクルタイムの短 縮、さらに効果的な「二段投入」行程、および品質管理 の向上という利点がある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 回転中に直接的に加熱するように設けられた加熱手段を有し、回転可能に設け られた回転金型と、 回転中にプラスチック材料粉末を前記金型に供給する供給手段と、 前記供給手段および前記加熱手段に対して操作可能に接続され、前記金型への プラスチック材料の供給および前記金型の温度を制御することにより、使用時に 、手作業の介入なく、回転成形品を前記金型内で製造できる電気制御手段と、を 有する自動回転成形装置。 ２． 前記回転金型は、前記金型の温度を検出するように設けられた検出手段をさら に有し、 前記電気制御手段は、前記金型の温度を制御するように、前記検出手段に対し て操作可能に接続されかつ前記検出手段に応答する請求項１記載の自動回転成形 装置。 ３． 前記回転金型は、複数のモジュールに設けられた複数の回転金型の一つであり 、各モジュールは、前記電気制御手段の制御下で互いに独立して動作可能である 請求項１または２記載の自動回転成形装置。 ４． 前記各金型は、第１の軸廻りに回転するよう付加された第１の支持フレーム内 に移動可能に設けられた第１および第２の部品を有し、 前記金型の第１の部品は、前記第２の部品に対して相対的に、前記金型が閉じ てプラスチック材料粉末の受容が準備できた第１の位置と、前記金型が開いて完 成回転成形品が脱型できる位置との間を移動する請求項３記載の自動回転成形装 置。 ５． 前記各金型は、前記第１および第２の部品が前記第１および第２の位置の間を 動くように、前記電気制御手段に操作可能に接続された作動手段をさらに有する 請求項４記載の自動回転成形装置。 ６． 前記加熱手段は、前記金型の前記第１および第２の部品と熱的に接触するよう 設けられた複数の電熱線を有し、 前記検出手段は、所定の位置に、前記第１および第２の半金型に接続された複 数の温度検出素子を有する請求項４記載の自動回転成形装置。 ７． 前記各回転金型は、加熱後の金型の強制冷却を促進する冷却手段をさらに有す る請求項３記載の自動回転成形装置。 ８． 前記冷却手段は、前記金型の第１および第２の部品の近傍に延在する通路と、 前記通路を介して冷却媒体を圧送するように前記電気制御手段に操作可能に接続 された圧送手段とを有する請求項７記載の自動回転成形装置。 ９． 前記金型から、当該金型から離れた位置まで、完成回転成形品を搬送する搬送 手段をさらに有する請求項１記載の自動回転成形装置。 １０． 前記完成回転成形品が前記離れた位置に到着したときに、当該完成回転成形品 を積み重ねる積重手段が設けられている請求項９記載の自動回転成形装置。 １１． 第１のショットとして回転金型に供給すべく、プラスッチク材料粉末の第１の 指示量を計測しながらホッパ内へ供給する工程と、 前記金型を加熱するために前記金型に設けられた加熱手段を操作する工程と、 前記ホッパから前記金型へ前記第１のショットの粉末を供給する供給手段を作 動させる工程と、 前記金型の内面に前記粉末が分散するように前記金型を回転させる工程と、 予め決められた温度プロファイルにしたがって前記加熱手段の動作を制御する 工程と、 前記金型を冷却する工程と、 前記金型から完成回転成形品を取り出す工程と、を有する自動回転成形工程の 制御方法。 １２． 回転中の前記金型温度を検出するように前記金型に設けられた検出手段を監視 する工程をさらに有し、 前記加熱手段の操作を制御する工程が、前記検出手段の監視に応答して実行さ れる請求項１１記載の自動回転成形工程の制御方法。 １３． 第２のショットとして回転金型に供給すべく、プラスッチク材料粉末の第２の 指示量を計測しながらホッパ内へ供給する工程と、 前記ホッパから前記回転金型へ前記第２のショットの粉末を供給する供給手段 を作動させる工程と、をさらに有する請求項１１記載の自動回転成形工程の制御 方法。 １４． 開位置と閉位置との間を動く第１および第２の部品を有し、 前記第１および第２の部品は、当該金型を直接的に加熱するように設けられた 加熱手段を有し、これにより使用時に、金型およびこれに受容されたプラスチッ ク材料粉末の加熱が精密に制御可能とされる回転成形装置の回転金型。 １５． 前記第１および第２の部品のうちの少なくとも一つに、前記金型の温度を検出 し温度信号を生成する検出手段がさらに設けられ、 これにより使用時に、金型の加熱が、前記検出手段からの前記温度信号に応答 して制御される請求項１４記載の回転成形装置の回転金型。 １６． 前記加熱手段は、前記第１および第２の部品の所定領域に熱的に接触して設け られた複数の電熱線を有し、 前記検出手段は、前記金型の前記第１および第２の部品の少なくとも一方の所 定位置に設けられた複数の温度検出素子を有し、 これにより使用時に、前記金型の前記所定領域の温度が、完成回転成形品が望 ましい機械的特性を有するように、互いに独立して制御可能とされる請求項１５ 記載の回転成形装置の回転金型。 １７． 前記金型の前記第１および第２の部品は、回転成形品の固化を促進する金型の 強制冷却が可能なように設けられた冷却手段を有する請求項１６記載の回転成形 装置の回転金型。 １８． 前記冷却手段は、前記第１および第２の部品の近傍に延在する通路と、 前記通路を介して冷却媒体を圧送する圧送手段とを有する請求項１７記載の回 転成形装置の回転金型。 １９． 金型の第１および第２の部品を閉位置に移動させるように、作動手段を操作す る工程と、 前記金型の内面に粉末を分散させるように、前記金型を回転させる工程と、 前記金型を直接的に加熱すべく前記第１および第２の部品に設けられた加熱手 段を操作し、これにより使用時に、回転成形品を製造する金型の動作が精密に制 御される工程と、を有する回転成形装置の回転金型の動作制御方法。 ２０． 回転中の金型温度を検出するように前記金型に設けられた検出手段を監視する 工程をさらに有する請求項１９記載の回転成形装置の回転金型の動作制御方法。 ２１． 前記金型を冷却するために前記第１および第２の部品に設けられた冷却手段を 操作する工程と、 前記第１および第２の部品を開位置に移動させるように前記作動手段を操作し 、これにより使用時に、完成回転成形品が取り出される工程と、をさらに有する 請求項１９記載の回転成形装置の回転金型の動作制御方法。