JPH11268071A

JPH11268071A - 発泡成形機の成形方法

Info

Publication number: JPH11268071A
Application number: JP10092772A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Nakatsuka; 吉久中塚; Katsunori Fujioka; 克典藤岡
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 1999-10-05
Anticipated expiration: 2018-03-20
Also published as: JP3995334B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、加熱工程でのオーバーシ
ュートをなくして蒸気の使用を適切にし、適切な加熱作
業による発泡成形体の焼きムラや焼け過ぎをなくして安
定的な品質の発泡成形体を製造する事をその解決課題と
する。【解決手段】発泡成形の加熱工程において、加熱
工程を複数の区分(i)(ii)(iii)…に分割して各区分(i)
(ii)(iii)…(h)…毎に金型(1)内の予備発泡ビーズ(15)
を加熱するための金型蒸気圧力の設定値(SE)と検出値(S
O1)(SO2)(SO3)…(SOh)…との乖離幅(△SA1)(△SA2)(△S
A3)…(△SAh)…を演算し、各区分(i)(ii)(iii)…(h)…
を経過する度に乖離幅(△SA1)(△SA2)(△SA3)…(△SAh)
…を次第に縮小させて検出値(SO1)(SO2)(SO3)…(SOh)…
を設定値(SE)に収斂させていく事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発泡成形機の成形方法
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】発泡成形は、一般的に『一方加熱』『逆
一方加熱』『両面加熱』『冷却』或いは『逆一方加熱』
を省略して『一方加熱』『両面加熱』『冷却』という工
程を辿る。『一方加熱工程』では、キャビティ内の予備
発泡ビーズ(35)内に蒸気を最大蒸気圧で実線で示すよう
に一方から通流させて膨張させ、続いて必要に応じて採
用される『逆一方加熱工程』では破線で示すように逆方
向から蒸気を最大蒸気圧で通流させて予備発泡ビーズ(3
5)を膨張させる。これにより予備発泡ビーズ(35)は膨張
し切って隣接する予備発泡ビーズ(35)同士がある程度融
着して発泡成形体(S)になり蒸気の通流はほとんどなく
なる。これを圧力検出装置(24a)で検出し、然る後『両
面加熱工程』に移り発泡成形体(S)の両面を蒸気加熱に
て焼き上げる。最後に『冷却工程』に移り、真空冷却や
水冷などを経て所定の温度まで下げ、発泡成形体(S)を
金型から取り出す。

【０００３】このような従来の発泡成形方法（図７の場
合は『一方加熱』→『逆一方加熱』→『両面加熱』でこ
れを従来の代表例として説明する。）にあっては、図７
(c)に示すように、両面加熱工程の初期に、場合によっ
ては逆一方加熱工程の終盤と両面加熱工程の初期に蒸気
供給量のオーバーシュート(イ')(ロ')が発生して加熱オー
バーが発生し、これによる焼きムラや焼け過ぎ等生じる
と言う問題がある。

【０００４】即ち、図２に示すように圧力検出装置(24
a)(24b)のパイロット配管(23a)(23b)を雌雄金型(21a)(2
1b)に直接接続し、雌雄金型(21a)(21b)の蒸気室(29a)(2
9b)の加熱工程における金型圧力（即ち、蒸気室(29a)(2
9b)内の蒸気圧）を測定し、この測定結果に基づいて各
工程毎にドレン弁(26a)(26b)や蒸気バルブ(25a)(25b)を
コントロールして前記蒸気の通流方向や蒸気圧力を制御
する。尚、蒸気バルブ(25a)(25b)は蒸気配管(28a)(28b)
に配設されており、蒸気供給源(27)に接続されている。

【０００５】ここで『逆一方加熱工程』から『両面加熱
工程』に切り替える場合にあっては、蒸気バルブ(25a)
(25b)を共に開状態にし且つドレン弁(26a)(26b)を共に
閉状態にして蒸気室(29a)(29b)に蒸気を送り込み、圧力
検出装置(24a)(24b)で蒸気室(29a)(29b)内の金型蒸気圧
力を検出し、蒸気バルブ(25a)(25b)をコントロールして
最適状態で発泡成形体(35)の両面加熱が完了するように
していたが、ドレン弁(26a)(26b)を共に閉状態にした時
に蒸気バルブ(25a)(25b)の開度を絞るタイミングが遅
れ、前述の蒸気の供給過多（オーバーシュート＝図７
(c)の(イ')に示す）による加熱オーバーがしばしば発生
し、これによる焼きムラや焼け過ぎ等が発生して発泡成
形体(35)の品質が大きく左右されるという問題があった
し、蒸気の使用量もその分過剰に使用するという問題が
あった。

【０００６】また、逆一方加熱工程の終盤でも予備発泡
ビーズ(35)の膨張による通流度の低下に対して蒸気バル
ブ(25a)(25b)の開度を絞るタイミングが遅れ、逆一方加
熱工程における金型蒸気圧力の設定値(SEr')が高い場
合、換言すれば、両面加熱工程での設定値(SE')に近い
場合には、図７(c)の(ロ')に示すように蒸気の供給過多
（オーバーシュート）による加熱オーバーが発生し前記
と同様の問題を生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、加熱工程、
特に両面加熱工程の前半部分や一方からの加熱工程（即
ち、逆一方加熱工程の終盤或いは、逆一方加熱を行わな
い場合には一方加熱の終盤）でのオーバーシュートをな
くして蒸気の使用を適切にし、適切な加熱作業による発
泡成形体の焼きムラや焼け過ぎをなくして安定的な品質
の発泡成形体を製造する事をその解決課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発泡成形機の
成形方法は、加熱工程(V)の全部或いは一部（内容は請
求項３以下で詳述する）を分割し、各区分(i)(ii)(iii)
…(h)…毎に、両面加熱工程(III)の設定値(SE)《又は一
方加熱工程(I)での設定値(SEs)、或いは逆一方加熱工程
(II)での設定値(SEr)。一般的には設定値(SE)が採用さ
れる。》と検出値(SO1)(SO2)(SO3)…(SOh)…との乖離幅
(△SA1)(△SA2)(△SA3)…(△SAh)…を演算して行く場合
で『発泡成形の加熱工程において、加熱工程を複数の区
分(i)(ii)(iii)…に分割して各区分(i)(ii)(iii)…(h)
…毎に金型(1)内の予備発泡ビーズ(15)を加熱するため
の金型蒸気圧力の設定値(SE)と検出値(SO1)(SO2)(SO3)
…(SOh)…との乖離幅(△SA1)(△SA2)(△SA3)…(△SAh)
…を演算し、各区分(i)(ii)(iii)…(h)…を経過する度
に乖離幅(△SA1)(△SA2)(△SA3)…(△SAh)…を次第に縮
小させて検出値(SO1)(SO2)(SO3)…(SOh)…を設定値(SE)
に収斂させていく』事を特徴とする。《図３(a)を参
照》

【０００９】図３(a)は、請求項１の制御方法を示した
もので、測定開始から測定終了までの区間を複数区分
(i)(ii)(iii)…(h)…に分割したもので、検出値(SO1)(S
O2)(SO3)…(SOh)…が収斂すべき点、即ち《設定値》を
両面加熱工程では(SE)とし、一方加熱工程(I)では(SEs)
とし、逆一方加熱工程(II)では(SEr)とする。勿論、
《設定値》を(SE)に統一してもよい。また、測定開始点
は、各工程の開始点でもよいし途中でもよい。同様に測
定終了点は各工程の途中でもよいし完了時点でもよい。
この点は請求項２の場合でも同様である。

【００１０】請求項１の発明によれば、各区分(i)(ii)
(iii)…(h)…毎に設定値(SE)《又は(SEs)或いは(SEr)》
との乖離幅(△SA1)(△SA2)(△SA3)…(△SAh)…が算出さ
れ、その算出結果に合わせて加熱工程の全体（一方加
熱、又は必要に応じて採用される逆一方加熱、或いは両
面加熱、又はその一部（即ち、一方加熱又は必要に応じ
て採用される逆一方加熱、或いは両面加熱のいずれか、
或いは一方加熱又は必要に応じて採用される逆一方加
熱、或いは両面加熱の一部、又は逆一方加熱の終盤から
両面加熱の前半にかけての部分）で蒸気室(2a)又は(2b)
或いは(2a)及び(2b)内の金型蒸気圧力が制御されて行く
ので、設定値(SE)に素早く且つオーバーシュートなしで
収斂して行き、過不足のない焼き上がり状態が再現性よ
く得られる。

【００１１】一般的に蒸気供給量のオーバーシュート
は、前述のように両面加熱工程(III)の前半部分、
及び両面加熱工程(III)における設定値(SE)に逆一方加
熱工程(II)の設定値(SEr)が近い場合《或いは逆一方
加熱工程(II)を取らない場合には一方加熱工程(I)の設
定値(SEs)が近い場合》には、逆一方加熱工程(II)《或
いは前記一方加熱工程(I)》の終盤でも発生する事があ
るが、請求項１の方法ではいずれの場合でもオーバーシ
ュートなしで設定値に収斂していく事になる。なお、本
発明において一方加熱工程を(I)、逆一方加熱工程を(I
I)、両面加熱工程を(III)、加熱工程全体を(V、)分割す
べき区分を(IV)で示す。

【００１２】請求項２に記載の発泡成形機の成形方法
は、本発明の別法で『発泡成形の加熱工程(V)におい
て、加熱工程を複数の区分(i)(ii)(iii)…(h)…に分割
し、各区分(i)(ii)(iii)…(h)…毎に設定された蒸気圧
の設定値(SE1)(SE2)(SE3)…(SEh)…と検出値(S02)(S02)
(S03)…(SOh)…との乖離幅(△SA1)(△SA2)(△SA3)…(△
SAh)…を演算し、次の区分(h)において前の区分(h-1)で
の乖離幅(△SA_h-1)を取り込んで次の区分(h)での蒸気圧
が次の区分設定値(SEh)に収斂する方向に制御する』事
を特徴とする。《図３(b)を参照》

【００１３】図３(b)は、請求項２の制御方法を示した
もので、測定開始から測定終了までの区間を複数区分
(i)(ii)(iii)…(h)…に分割したもので、検出値(SO1)(S
O2)(SO3)…(SOh)…が収斂すべき点、即ち《設定値》を
各区分(i)(ii)(iii)…(h)…毎に予め設定して理想的な
カーブを描くようにしたものである。設定値は、両面加
熱工程(III)では(SE)とし、一方加熱工程(I)では(SEs)
とし、逆一方加熱工程(II)では(SEr)とする。図３(b)で
は(SE1)(SE2)…と(SE)を代表例として表示したが、(SE
s)の場合は(SEs1)(SEs2)…であり、(SEr)の場合は(SEr
1)(SEr2)…となる。また、測定開始点は、各工程の開始
点でもよいし途中でもよい。同様に測定終了点は各工程
の途中でもよいし完了時点でもよい。

【００１４】このように制御して行けば、各区分(i)(i
i)(iii)…(h)…毎の設定値(SE1)(SE2)(SE3)…(SEh)…に
対する制御が可能となり、検出値(S02)(S02)(S03)…(SO
h)…が設定値(SE1)(SE2)(SE3)…(SEh)…に沿ったカーブ
で設定値(SE)《又は(SEs)或いは(SEr)》に収斂していく
事になる。

【００１５】請求項３は前記２項において分割される工
程を規定したもので『複数区分(i)(ii)(iii)…(h)…に
分割される加熱工程(V)が、両面加熱工程(III)、或いは
一方からの加熱工程(I)(II)とこれに続く両面加熱工程
(III)である』事を特徴とする。即ち、オーバーシュー
トする工程は両面加熱工程(III)、或いは一方から
の加熱工程(I)(II)とこれに続く両面加熱工程(III)であ
るので、この工程を制御しておけばオーバーシュートを
防ぐことができる。

【００１６】請求項４は、設定値に関する規定で『金型
蒸気圧力の設定値が、両面加熱工程(III)における設定
値(SE)である』事を特徴とする。一般的には、両面加熱
工程(III)での蒸気圧が最も高くなるし、焼けムラや焼
け過ぎが発生するのは両面加熱工程(III)であるので、
加熱工程の設定値は両面加熱工程(III)の設定値(SE)が
採用される。このようにしておけば前記不良は概ね解消
される。

【００１７】請求項５は、請求項４と異なり各工程別で
設定される場合である。即ち、『金型蒸気圧力の設定値
が、一方からの加熱工程(I)(II)の設定値(SEs)又は(SE
r)、或いは両面加熱工程(III)における各設定値(SE)で
ある』事を特徴とする。このようにすれば、各工程の設
定値を個別に設定できて各工程毎に蒸気圧制御ができる
ようになる。

【００１８】請求項６は、特殊な場合の区分の仕方で
『複数の区分(i)(ii)(iii)…(h)…に分割される加熱工
程が、両面加熱工程(III)の前半部分、或いは一方から
の加熱工程(I)(II)の後半部分からこれに続く両面加熱
工程(III)の前半部分にかけての領域である』事を特徴
とする。即ち、前述のように蒸気供給量のオーバーシュ
ートが発生するのは、両面加熱工程(III)の前半部
分、或いは一方からの加熱工程(I)(II)の後半部分か
らこれに続く両面加熱工程(III)の前半部分にかけての
領域であるので、この部分だけを細かく制御してやれ
ば、オーバーシュートを防ぐことができるという考えに
よる。この場合の測定開始時点の設定は、タイマ或いは
蒸気圧検出により所定の蒸気圧に達した処で測定を開始
する事になる。

【００１９】

【発明の実施の態様】以下、本発明にかかる発泡成形機
の概略とその制御方法を図示実施例に従って詳述する。
図１はその実施例で、発泡成形用の金型(1)は雄型(1a)
と雌型(1b)に分けられ、それぞれに蒸気室(2a)(2b)が設
けられており、ドレン配管(20a)(20b)、冷却配管(22a)
(22b)、図示しないが、エアー配管その他必要部材が設
置されている。

【００２０】蒸気源(10)からは蒸気配管(3a)(3b)が導出
されており、雌雄金型(1a)(1b)にそれぞれ接続されてい
る。この蒸気配管(3a)(3b)にはコントロール弁(5a)(5b)
が設置されている。コントロール弁(5a)(5b)は、高圧の
蒸気源(10)から出た蒸気の圧力を必要圧力迄減圧すると
共にその流量を制御して蒸気室(2a)(2b)内の圧力が所定
の圧力に保たれるように制御するもので、ピストン弁を
開度調整すれば同じ作用を得る事ができるので本実施例
ではピストン弁がコントロール弁として使用されてい
る。また、蒸気配管(3a)(3b)は、蒸気側ホース(14a)(14
b)を介して雌雄金型(1a)(1b)に設けられた蒸気側口金(1
3a)(13b)に接続されている。

【００２１】また、蒸気配管(3a)(3b)のコントロール弁
(5a)(5b)の上流側には２方向弁である切替弁(6a)(6b)が
配設されており、蒸気配管(3a)(3b)の開閉制御を直接行
っている。ドレン側は、雌雄金型(1a)(1b)の底部から導
出されたドレン口金部(12a)(12b)に、ドレンホース(7a)
(7b)が着脱自在に接続されており、ドレンホース(7a)(7
b)の下流側に設けられた配管部分(9a)(9b)にドレン弁(8
a)(8b)が接続されており、これらで前記ドレン配管(20
a)(20b)を構成している。

【００２２】圧力検出装置(4a)(4b)に接続しているパイ
ロット配管(11a)(11b)は、ドレンホース(7a)(7b)とドレ
ン弁(8a)(8b)との間の配管部分(9a)(9b)、或いは弁体よ
り上流側にてドレン弁(8a)(8b)そのものに接続され、蒸
気室(2a)(2b)内の蒸気圧力と一致するドレン配管(20a)
(20b)内の圧力を検出し、アナログ信号に変えて後述す
る制御部(cont)にアナログ信号を送るようになってい
る。勿論、パイロット配管(11a)(11b)の接続位置は前記
位置に限定されるものでなく、従来のように直接蒸気室
(2a)(2b)に接続してもよい。

【００２３】制御部(cont)は、キーボード(23)、制御回
路(17)及び電空比例弁のようなコントロール駆動部(19
a)(19b)とで構成されており、コントロール弁駆動空圧
源(18)がコントロール弁駆動配管(18イ)を通ってコント
ロール駆動部(19a)(19b)に接続されている。コントロー
ル駆動部(19a)(19b)によって制御されたパイロット用の
圧縮空気はコントロール駆動部(19a)(19b)から出たパイ
ロット配管(11a')(11b')、切替弁(6a)(6b)を通ってコン
トロール弁(5a)(5b)のコントロール部(5イ)(5イ)に供給さ
れ、コントロール弁(5a)(5b)の弁開度制御を行うように
なっている。

【００２４】前記制御回路(17)は、キーボード(23)からの入力を受けるデジタル設定回
路(17a)、デジタル設定回路(17a)に入力した設定値を記憶
し、キーボード(23)からの入力に応じて記憶内容を比較
回路(17f)に出力する記憶回路(17b)、圧力検出装置(4a)(4b)からの出力に、記憶回路(17
b)からの読み出し値（設定値）を対応させるためにデー
タ変換を行うデータ変換回路(17c)、記圧力検出装置(4a)(4b)からのアナログ信号を取り
込むアナログ入力回路(17d)、前記アナログ入力回路(17d)の入力値をデジタル変
換するＡ/Ｄデータ変換回路(17e)、前記記憶回路(17b)の出力値とＡ/Ｄデータ変換回路
(17e)の出力値とを取り込んで比較し、その偏差を出力
する比較処理回路(17f)、前記比較処理回路(17f)の出力値を取り込んでフィ
ードバック演算を行うフィードバック演算回路(17g)、前記フィードバック演算回路(17g)の出力値をデジ
タル値からアナログ値に変換するＤ/Ａデータ変換回路
(17h)、Ｄ/Ａデータ変換回路(17h)からの値をコントロール
駆動部(19a)(19b)に出力するアナログ出力回路(17i)と
で構成されている。なお、ドレン口径が小さい場合、或いはドレン出口り配
管が長い場合には、背圧が立ち蒸気圧を検出することが
あるので、必要に応じて圧力設定をおこなってもよい。

【００２５】ここで前記制御部(cont)の作用ついて説明
する。発泡成形工程としては既述のように大別して『金
型加熱工程』、『一方加熱工程(I)』、必要に応じて行
われる『逆一方加熱工程(II)』、『両面加熱工程(II
I)』及び『冷却工程』があり、本発明では、蒸気の使用
がなされる『金型加熱工程』、『一方加熱工程(I)』、
『逆一方加熱工程(II)』及び『両面加熱工程(III)』に
おいて制御部(cont)による本発明方法の制御が基本的に
行われる事になるが、特に蒸気供給量の過多による『両
面加熱工程(III)』或いは『一方からの加熱工程(I)(I
I)』《即ち、『逆一方加熱工程(II)』を採用する場合は
『逆一方加熱工程(II)』とこれに続く『両面加熱工程(I
II)』、『逆一方加熱工程(II)』がない場合には『一方
加熱工程(I)』とこれに続く『両面加熱工程(III)』》で
のオーバーシュートの防止を目的とするものであるから
この工程での制御が非常に重要となる。

【００２６】前記『一方加熱工程(I)』、必要に応じて
採用される『逆一方加熱工程(II)』及び『両面加熱工程
(III)』では、少なくともいずれか一方、即ちドレン弁
(8a)又は(8b)、或いは(8a)及び(8b)が閉じられる。する
と閉じられた方のドレン弁(8a)又は(8b)、或いは(8a)及
び(8b)では蒸気が流れないから、流れない方のドレン配
管(20a)又は(20b)、或いは(20a)又は(20b)と蒸気室(2a)
又は(2b)、或いは(2a)及び(2b)と同じ圧力になる。従っ
て、蒸気室(2a)又は(2b)、或いは(2a)及び(2b)の圧力検
出は閉じられた方のドレン弁(8a)又は(8b)、或いは(8a)
及び(8b)側の圧力検出装置(4a)又は(4b)、或いは(4a)又
は(4b)を使用する事になる。

【００２７】いま、蒸気がコントロール弁(5a)(5b)を介
して最大流量或いはコントロールされつつ蒸気室(2a)又
は(2b)、或いは(2a)及び(2b)に供給されると、閉じられ
た方のドレン弁(8a)又は)又は(8b)、或いは(8a)及び(8
b)に接続された圧力検出装置(4a)又は(4b)、或いは(4a)
及び(4b)によって蒸気室(2a)又は(2b)、或いは(2a)及び
(2b)の各区分(i)(ii)(iii)…(h)…の蒸気圧がそれぞれ
検出される。今、区分ｈ番目を取ると、その区分(h)で
はアナログ信号(SOh')となってアナログ入力回路(17d)
に入力される。このアナログ信号(SOh')はＡ/Ｄデータ
変換回路(17e)にてデジタル信号(SOh)に変換され、比較
処理回路(17f)に入力される。

【００２８】比較処理回路(17f)では入力された２つの
例えばｈ番目の設定値(SEh)と検出値(SOh)とを比較処理
した後、フィードバック演算回路(17g)に入力し、ここ
で設定値(SEh)を基準としてその乖離幅(△SAh)を演算
し、Ａ/Ｄ変換回路(17h)に出力する。このデジタル信号
(△SAh)はＤ/Ａ変換回路(17h)にてアナログ信号(△SA
h')に変換され、アナログ出力回路(17i)に出力される。

【００２９】アナログ出力回路(17i)からは変換された
アナログ信号(△SAht')がコントロール弁駆動部(19a)又
は(19b)、或いは(19a)及び(19b)に出力され、設定値(S
E)と圧力検出装置(4a)又は(4b)、或いは(4a)及び(4b)の
検出値(SOh)とが不一致の場合、設定値(SE)検出値(SOh)
がより近づくようにコントロール弁駆動部(19a)又は、
(19b)、或いは(19a)及び(19b)によるコントロール弁(5
a)又は(5b)、或いは(5a)及び(5b)の開度制御が行われ
る。そして各区分(i)(ii)(iii)…(h)…を経過する度に
乖離幅(△SA1)(△SA2)(△SA3)…(△SAh)…を次第に縮小
させて検出値(SO1)(SO2)(SO3)…(SOh)…を最終の設定値
《ここでは両面加熱工程(III)の設定値(SE)》に収斂さ
せていく。

【００３０】次に、前記制御部(cont)による演算方法の
第１例を詳述する。発泡成形の加熱工程(V)は図３(a)に
示すように測定開始から測定終了に至るまで蒸気室(2a)
又は(2b)、或いは(2a)及び(2b)の蒸気圧は次第に上昇し
て行く。従来例は図１０(a)(b)の実線で示すように両面
加熱工程(III)の前半、或いは逆一方加熱工程(II)の終
盤から両面加熱工程(III)に入ると、ドレン弁(26a)又は
(26b)を急に閉じるために図１０(イ')(ロ')で示すように
オーバーシュートする事が多く、これが焼けムラや焼け
過ぎの原因となっていた。本発明の第１例では図４(a)
及び(b)に示すように設定蒸気圧(SE)にスムーズに収斂
するように蒸気供給により加熱したい。そこで、加熱領
域を複数区分に分割し、各区分(i)(ii)(iii)…(h)…(n)
において設定値(SE)との偏差を演算する。

【００３１】演算の方法は次の式に従う。ｆ(x)＝Ｓp
(n)＋Ｓu(n) ｈ番目の演算値に着目すると、Ｓp(h)＝(△SAh)/ａ＝《(SE)−(SOh)》/ａ＋ｂＳu(h)＝Ｓu_(h-1)＋(△SAh)/ｃａ＝比例定数；ハンチングやオーバーシュートを修正す
るカーブ修正変数ｂ＝微分定数；ピストン弁のバネ定数に対する変数ｃ＝積分定数；ハンチングやオーバーシュートを修正す
るカーブ修正変数

【００３２】以上の式ｆ(x)により各区分(i)(ii)(iii)
〜(h)〜(n)における出力を演算し、Ｄ/Ａデータ変換回
路(17h)に出力する。このデータはアナログ入力回路(17
i)にてアナログデータに変換され、コントロール弁駆動
部(19a)(19b)に出力され、コントロール弁駆動部(19a)
(19b)をデータに合わせてコントロールし、コントロー
ル弁(5a)(5b)の弁開度を調節し、設定値(SE)にオーバー
シュートやハンチングを起こす事なく蒸気の供給をコン
トロールする。

【００３３】なお、加熱工程(V)は、一方加熱、必要に
応じて採用される逆一方加熱、両面加熱のずれかを各加
熱領域にしてもよいし或いはこれら全部を１加熱領域と
してもよい。或いは、逆一方加熱から両面加熱にかけて
の領域で必要に応じて複数に分割される。また、設定値
は前述のように一般的には両面加熱工程(III)の設定値
(SE)が採用されるが、勿論これに限られず、各工程で別
々の設定値(SEs)(SEr)を採用する事は可能である。従っ
て図３(a)における設定値は(SE)の他に(SEs)(SEr)も記
載した。

【００３４】次に、もう一つの制御例を図３(b)に従っ
て説明する。この場合は加熱工程(V)の測定開始から測
定終了までの区間《前述同様、一方加熱、必要に応じて
採用される逆一方加熱、両面加熱のずれかを各加熱領域
にしてもよいし或いはこれら全部を１加熱領域としても
よい。或いは、逆一方加熱から両面加熱にかけての領
域》をを複数の区分(i)(ii)(iii)…(h)…に分割し、各
区分(i)(ii)(iii)…(h)…毎に設定された蒸気圧の設定
値(SE1)(SE2)(SE3)…(SEh)…と検出値(S02)(S02)(S03)
…(SOh)…との乖離幅(△SA1)(△SA2)(△SA3)…(△SAh)
…を演算し、次の区分(h)において前の区分(h-1)での乖
離幅(△SA_h-1)を取り込んで次の区分(h)での蒸気圧が次
の区分設定値(SEh)に収斂する方向に制御するようにす
る場合である。

【００３５】このように制御して行けば、各区分(i)(i
i)(iii)…(h)…毎の設定値(SE1)(SE2)(SE3)…(SEh)…に
対する制御が可能となり、検出値(S02)(S02)(S03)…(SO
h)…が予め設定された設定値(SE1)(SE2)(SE3)…(SEh)…
をプロットした理想的なカーブに沿った金型蒸気圧制御
がなされ、設定値(SE)《又は(SEs)或いは(SEr)》に収斂
していく事になる。設定値は、前述同様両面加熱工程(I
II)では(SE)とし、一方加熱工程(I)では(SEs)とし、逆
一方加熱工程(II)では(SEr)とする。また、測定開始点
は、各工程の開始点でもよいし途中でもよい。同様に測
定終了点は各工程の途中でもよいし完了時点でもよい。

【００３６】次に、発泡成形機における加熱工程(V)で
の本発明の作用例を簡単に説明する。まず、発泡成形作
業に先だって、保有金型(1)…のデータ（例えば、図３
(b)の場合は、一方加熱、逆一方加熱、両面加熱などの
各工程の金型蒸気圧力の設定値(SEs)Kg/cm²、(SEr)Kg/c
m²、(SE)Kg/cm²…などであり、図３(a)の場合は一般的
には両面加熱工程(III)の金型蒸気圧力の設定値(SE)Kg/
cm²が採用される）をキーボード(23)にてデジタル設定
回路(17a)に入力し、記憶装置(17b)に記憶させる。勿
論、記憶装置(17b)を用いず、金型交換のたびに最適デ
ータを個別にキーボード(23)から入力するようにしても
よい。

【００３７】このように環境設定の終わった発泡成形機
に金型(1)を取り付け、その金型(1)のデータを記憶装置
(17b)が記憶している場合はその金型番号を、個別にデ
ータを入力する場合には前述のようにその最適データを
キーボード(23)から記憶装置(17b)に入力する。

【００３８】次に《金型加熱工程》に移るが、ここでは
まず、金型(1)を型閉し、型閉された雌雄金型(1a)(1b)
のキャビティ(16)に、フィラー（図示せず）を通して予
備発泡ビーズ(15)を充填する。予備発泡ビーズ(15)の充
填が終了すると、ドレン弁(8a)(8b)が常時閉の場合、雌
雄金型(1a)(1b)のドレン弁(8a)(8b)及びコントロール弁
駆動部(19a)(19b)を作動させて切替弁(6a)(6b)を開き、
パイロットエアをコントーロール部(5イ)(5イ)に供給して
（或いは、ドレン弁(8a)(8b)が常時開の場合、切替弁(6
a)(6b)を閉じてコントーロール部(5イ)(5イ)へのパイロッ
トエアの遮断を行い）コントロール弁(5a)(5b)を開き、
蒸気源(10)の蒸気を雌雄金型(1a)(1b)の蒸気室(2a)(2b)
を通流させ、雌雄金型(1a)(1b)を加熱する。

【００３９】一般的にはこの工程では最大蒸気圧が供給
されるので、コントロール弁(5a)(5b)は全開される事に
なる。蒸気室(2a)(2b)に最大蒸気圧で供給された蒸気は
ドレン配管(20a)(20b)を通って排出され、金型(1a)(1b)
の加熱と金型(1a)(1b)内の空気とドレンの排出が行われ
る。この間、ドレン弁(8a)(8b)は一般的には全開されて
いるので、蒸気室(2a)(2b)内の蒸気圧は低く圧力検出装
置(4a)(4b)によって蒸気室(2a)(2b)内の蒸気圧は検出さ
れない。なお、ドレン口径が小さい場合、或いはドレン
出口り配管が長い場合には、背圧が立ち蒸気圧を検出す
ることがあるので、必要に応じて圧力設定をおこなって
もよい。

【００４０】雌雄金型(1a)(1b)の加熱が完了すると、
《一方加熱工程(I)》に切り替わり、充填ビーズ(15)の
加熱、ビーズ(15)間の空気とドレンの排出を図り、ビー
ズ(15)の均一な膨張を図る。ここでは雄型(1a)のドレン
弁(8a)を開き、雄型(1a)のコントロール弁(5a)を閉じ、
そして雌型(1b)のドレン弁(8b)を閉じ、雌型(1b)のコン
トロール弁(5b)を開くと最大流量或いはフィードバック
制御された蒸気圧にて蒸気が図１の実線で示すように雌
型(1b)の蒸気室(2b)からキャビティ(16)を通り、キャビ
ティ(16)内の予備発泡ビーズ(15)を加熱した後、雄型(1
a)の蒸気室(2a)に入り、雄型(1a)のドレン弁(8a)から流
出して行く。

【００４１】そして、この間もドレン弁(8b)に接続され
た圧力検出装置(4b)によって蒸気室(2b)の圧力が検出さ
れる。一方加熱が進むと次第に予備発泡粒発泡ビーズ(1
5)が膨らみ蒸気の通流が悪くなる。換言すれば、蒸気室
(2b)の圧力が次第に上昇しこれが検出される事になる。
そこで、前述のフィードバック制御による一方加熱が行
われる。そして、前記蒸気圧が必要に応じてディスプレ
（図示せず）に表示される。

【００４２】一方加熱工程(I)が終了すると、必要に応
じて《逆一方加熱》が行われる（換言すれば、逆一方加
熱を行わない場合もある）。この工程は一方加熱の通流
方向に対してその通流方向が逆転し、前述同様ビーズ(1
5)の加熱とビーズ(15)間の空気とドレンの排出を図り、
更なるビーズ(15)の膨張を図る。雄型(1a)のドレン弁(8
a)を閉じ、雄型(1a)のコントロール弁(5a)を開き、そし
て雌型(1b)のドレン弁(8b)を開き、雌型(1b)のコントロ
ール弁(5b)を閉じると蒸気が雄型(1a)の蒸気室(2a)から
図１の破線で示すようにキャビティ(16)を通り、発泡の
進行状態にあるキャビティ(16)内の予備発泡ビーズ(15)
を逆方向から加熱した後、雌型(1b)の蒸気室(2b)に入
り、雌型(1b)のドレン弁(8b)から流出して行く。

【００４３】この間、前述したようにドレン配管(20a)
に接続された圧力検出装置(4a)によって蒸気室(2a)から
(2b)へと通流した蒸気室(2a)の蒸気圧が検出され、前述
の手法でフィードバック制御され、本金型(1)における
逆一方加熱工程(II)の最適蒸気圧による逆一方加熱が行
われることになる。逆一方加熱工程(II)の終盤に至ると
キャビティ内のビース(15)は十分発泡して発泡成形体
(S)となり蒸気の通流はほとんどない。そこで次の両面
加熱工程(III)に切り替えられる。

【００４４】《両面加熱工程(III)》は、蒸気圧力を上
げて加熱温度を高くし、発泡成形体(S)の表面部分の融
着を主として図る工程である。雌雄金型(1a)(1b)のドレ
ン弁(8a)(8b)を閉じ、雌雄金型(1a)(1b)のコントロール
弁(5a)(5b)を開き、雌雄金型(1a)(1b)の蒸気室(2a)(2b)
に蒸気を供給する。この場合、蒸気はキャビティ(16)を
通流せず、発泡成形体(S)の両面を加熱して十分に発泡
成形体(S)の表面部分のビース(15)同士が融着しあうよ
うにする。

【００４５】この時、蒸気は両ドレン配管(20a)(20b)に
は流れないが圧力検出装置(4a)(4b)はドレン弁(8a)(8b)
に接続していて蒸気室(2a)(2b)の蒸気圧を検出出来るよ
うになっており、前記の手法で両面加熱工程(III)にお
ける蒸気圧のフィードバック制御が行われ、最適条件で
の両面加熱が実施される。

【００４６】両面加熱が終了すると、真空冷却、水冷な
どの適当な手段によってキャビティ内の発泡成形体が所
定の温度になるまで冷却される。《冷却工程》

【００４７】然る後、型開されて発泡成形体(S)が金型
(1)から取り出されて成形が終了する。このようなサイ
クルを繰り返して発泡成形体(S)の成形が行われるので
あるが、該ロットが終了し、次のロットに変わる前に金
型交換が行われる。この時、前述のように交換された金
型の金型番号或いはその金型の各工程のデータをキーボ
ード(23)を介して記憶装置(17b)に打ち込み、発泡成形
作業を開始する。

【００４８】

【発明の効果】以上本第１発明方法によれば、加熱工程
を複数の区分に分割して各区分毎に金型内の予備発泡ビ
ーズを加熱するための金型蒸気圧力の設定値と検出値と
の乖離幅を演算し、各区分を経過する度に乖離幅を次第
に縮小させて検出値を設定値に収斂させていくので、設
定値に素早く且つオーバーシュートなしで収斂して行
き、過不足のない焼き上がり状態が再現性よく得られる
という利点がある。また、本第２発明によれば、各区分
毎に設定された蒸気圧の設定値と検出値との乖離幅を演
算していくので、各区分毎の設定値に対する制御が可能
となり、検出値が区分毎の設定値に沿ったカーブで設定
値に収斂していく事になり、やはりオーバーシュートな
しで過不足のない焼き上がり状態を再現性よく得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例の配管系統図

【図２】従来例の主要配管系統図

【図３】(a)は第１発明の制御例を示すグラフであり、
(b)は第２発明の制御例を示すグラフである。

【図４】(a)は逆一方加熱を行う場合の雄型側の圧力検
出装置による金型圧力検出グラフであり、(b)は雌型側
の圧力検出装置による金型圧力検出グラフであり、(c)
は両者を重ね合わせたグラフである。

【図５】(c)は第１発明の制御例で、逆一方加熱を採用
した場合の両圧力検出装置による金型圧力検出グラフを
重ね合わせたグラフであり、(d)は全加熱工程区分した
場合であり、(e)は逆一方加熱工程と両面加熱工程とを
区分した場合であり、(f)は両面加熱工程を区分した場
合であり、(g)は逆一方加熱工程の終盤から両面加熱工
程の前半部分を区分した場合であり、(h)は両面加熱工
程の前半部分を区分した場合のグラフである。

【図６】(c)は第２発明の制御例で、逆一方加熱を採用
した場合の両圧力検出装置による金型圧力検出グラフを
重ね合わせたグラフであり、(d')は全加熱工程区分した
場合であり、(e')は逆一方加熱工程と両面加熱工程とを
区分した場合であり、(f')は両面加熱工程を区分した場
合であり、(g')は逆一方加熱工程の終盤から両面加熱工
程の前半部分を区分した場合であり、(h')は両面加熱工
程の前半部分を区分した場合のグラフである。

【図７】従来例における金型圧力検出グラフであり、
(a)は逆一方加熱を行う場合の雌型側の圧力検出装置に
よる金型圧力検出グラフであり、(b)は雄型側の圧力検
出装置による金型圧力検出グラフであり、(c)は両者を
重ね合わせたグラフである。

【符号の説明】

(1)…金型 (1a)…雄型 (1b)…雌型 (2a)(2b)…蒸気室 (3a)(3b)…蒸気配管 (4a)(4b)…圧力検出装置 (5a)(5b)…コントロール弁 (6a)(6b)…切替弁 (7a)(7b)…ドレンホース (8a)(8b)…ドレン弁 (9a)(9b)…ドレンホースからドレン弁迄の配管部分 (10)…蒸気源 (11a)(11b)(11a')(11b')…バイロット配管 (20a)(20b)…ドレン配管 (cont)…制御部 (I)…一方加熱工程 (II)…逆一方加熱工程 (III)…両面加熱工程 (IV)…分割区分領域 (V)…加熱工程 (i)(ii)(iii)…(h)…区分 (SE)…両面加熱工程の設定値 (SEs)…一方加熱工程での設定値 (SEr)…逆一方加熱工程での設定値 (SO1)(SO2)(SO3)…(SOh)…区分毎の検出値 (△SA1)(△SA2)(△SA3)…(△SAh)…乖離幅

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発泡成形の加熱工程において、加
熱工程を複数の区分に分割して各区分毎に金型内の予備
発泡ビーズを加熱するための金型蒸気圧力の設定値と検
出値との乖離幅を演算し、各区分を経過する度に乖離幅
を次第に縮小させて検出値を設定値に収斂させていく事
を特徴とする発泡成形機の成形方法。
【請求項２】発泡成形の加熱工程において、加
熱工程を複数の区分に分割し、各区分毎に設定された蒸
気圧の設定値と検出値との乖離幅を演算し、次の区分に
おいて前の区分での乖離幅を取り込んで次の区分での蒸
気圧が次の区分設定値に収斂する方向に制御する事を特
徴とする発泡成形機の成形方法。
【請求項３】複数区分に分割される加熱工程
が、両面加熱工程或いは一方からの加熱工程とこれに続
く両面加熱工程である事を特徴とする請求項１又は2に
記載の発泡成形機の成形方法。
【請求項４】金型蒸気圧力の設定値が、両面加
熱工程における設定値である事を特徴とする請求項１又
は３に記載の発泡成形機の成形方法。
【請求項５】金型蒸気圧力の設定値が、一方か
らの加熱工程、或いは両面加熱工程における各設定値で
ある事を特徴とする請求項１又は３に記載の発泡成形機
の成形方法。
【請求項６】複数の区分に分割される加熱工程
が、両面加熱工程の前半部分、或いは一方からの加熱工
程の後半部分からこれに続く両面加熱工程の前半部分に
かけての領域である事を特徴とする請求項１〜５のいず
れか記載の発泡成形機の成形方法。