JP4841411B2 - パウダースラッシュ成形機 - Google Patents
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Description
このようなパウダースラッシュ成形を効率的に行うために、図15に示すように、金型201を加熱するための加熱装置202、パウダーを金型201の成形面に付着させるためのパウダリング装置203、樹脂を溶着させた金型201を冷却するための冷却装置204、成形された樹脂成形品を金型201から脱離するための脱型装置205を備え、金型201を、それぞれの処理装置を順次移動させて樹脂成形品の成形を行うことができるパウダースラッシュ成形機201が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
すなわち、本発明は、小型化され省スペース化に対応することができるパウダースラッシュ成形機を提供することを目的としている。
また、本発明のパウダースラッシュ成形機は、複数の金型を用いて、金型搬送装置によって搬送しながら樹脂成形品を連続的に製造するものであることから、単一の種類の樹脂成形品あるいは複数種類の樹脂成形品を効率的に製造することができる。
このパウダースラッシュ成形機は、パウダリングエリア及び金型冷却エリアを同一エリアに配置するとともに、パウダリングに用いられるパウダーボックスと、金型の冷却に用いられる冷却装置とを同一エリアに相互に出し入れ可能にしたことを特徴とする。
図1は、本実施形態のパウダースラッシュ成形機10の側面図を、図2は、図1のパウダースラッシュ成形機10を上面から見た平面図を、図3は、図1のパウダースラッシュ成形機10を側方(図中左側)から見た側面図を示している。
これらの図1〜図3に示すパウダースラッシュ成形機10は、金型の加熱炉20が配置された金型加熱エリアAと、金型移動装置30が配置された金型交換エリアBと、パウダリング装置40が配置されたパウダリングエリアCと、金型の冷却装置50が配置された金型冷却エリアDと、脱型装置60が配置された脱型エリアEとを備えている。このうち、パウダリングエリアCと金型冷却エリアDはエリアを共通にし、エリアC(D)には、パウダーボックス41と冷却装置50とが相互に出し入れ可能にされている。
金型加熱エリアAは、パウダリング工程で樹脂パウダーを金型Xの成形面に溶着させるために、金型Xを加熱するための金型加熱工程を行うためのエリアであり、この金型加熱エリアAには、加熱炉20が配置されている。
本実施形態のパウダースラッシュ成形機10では、成形機10の上方に配置された金型搬送装置70によって金型Xが搬送されて投入されるため、加熱炉20は、上方から金型Xを炉内に投入できるように構成されている。このような加熱炉20としては、公知のものを適宜使用することができるが、その一構成例を図4に示す。
炉本体部21は、熱風発生部22の上方に配置されており、開閉可能な蓋部23を備えた金型投入口21aが上方に設けられ、ステンレス等からなる箱状の筐体からなっている。この筐体は、金型の形状に対応させて、円筒状や立方体、あるいはそれ以外の形状とすることもできる。
また、炉本体部21の炉内底面21bには、熱風発生部22からの熱風が吹き込まれる熱風吹出口21cが設けられるとともに、炉本体部21内に吹き込まれた熱風の残留する熱量を回収するための熱エネルギ回収口21dが設けられている。この熱風吹出口21cには、熱風の進行方向を可変とするためのルーバー24が取り付けられ、金型Xの成形面S全体に対して均等に、あるいは、金型Xの成形面Sの形状に応じて吹き付け量にばらつきを持たせながら、熱風を吹き付けられるようになっている。
なお、熱エネルギ回収部21dは、炉内底面21b以外の側面等に設けられていてもよい。
本実施形態のパウダースラッシュ成形機10には、金型交換エリアBが設けられている。パウダースラッシュ成形を行っている最中に金型の損傷が発見されたり、あるいは、種類の異なるシート状物を成形したりするために金型を変更したりする場合があるが、この金型交換エリアBを備えることによって、パウダースラッシュ成形機10を稼動させたまま、金型の交換作業を行うことができる。
この金型移動装置30は、金型交換エリアBと金型段取エリアFとにまたがって配置されたローラコンベア31と、金型Xが載置され、ローラコンベア31上を移動する載置台32と、この載置台32を移動させるための駆動モータ(図示せず)とを備え、載置台32が外部制御によりローラコンベア31上を移動可能になっている。
パウダリングエリアCは、金型加熱エリアAで加熱された金型Xを、成形面を内側にしてパウダーボックス41と一体化した後、金型X及びパウダーボックス41を回転させることによって、金型Xの成形面に樹脂パウダーを溶着させるためのパウダリング工程を行うためのエリアである。このパウダリングエリアCには、パウダーボックス41を取り付けた状態で金型Xを回転させるためのパウダリング装置40が配置されている。
本実施形態のパウダースラッシュ成形機10に備えられたパウダリング装置40の一構成例を図5に示す。
金型Xを回転させる回転機構42は、例えば、回転軸方向の両側にギアシャフト43が固定された枠状の載置台44と、ギアシャフト43を軸線を中心に回転させて金型X及びパウダーボックス41とともに載置台44を回転させるための駆動モータ(図示せず)と、このギアシャフト43及び駆動モータにそれぞれ接続され、駆動用モータの駆動力をギアシャフト43に伝達するチェーンベルト(図示せず)とを備えている。枠状の載置台44には、フレーム部Fに保持された金型Xが載置され固定されるとともに、パウダーボックス41も固定されるようになっている。これによって、所望の回転速度で所定時間モータを駆動させることにより、パウダーボックス41及び金型Xを一体化した状態で回転させて、パウダーボックス41に収容された樹脂パウダーを金型Xの成形面Sに溶着させることができる。
なお、このX方向移動用のローラコンベア81Xの部分81XCは、後述する金型冷却装置50を金型冷却エリアDに移動し、上昇する際にも用いられる。
また、このような平面循環移動型のボックス循環装置であれば、ボックスを循環させるための領域を形成するために地面を掘り下げる必要もなく、パウダースラッシュ成形機を設置する際の作業が容易になる。
金型冷却エリアDは、パウダリング工程で、成形面に樹脂パウダーが溶着した金型Xを冷却するための金型冷却工程を行うエリアであり、この金型冷却エリアDには、冷却装置50が出し入れできるようにされている。
本実施形態のパウダースラッシュ成形機10では、パウダリング工程を行った後、金型Xが枠状の載置台44に支持された状態で金型Xの成形面が上方を向くように保持し、冷却装置50を下方側から、配置するようになっている。そのため、冷却装置50は、金型Xが取り付けられる開口部51aが上部に設けられている。かかる冷却装置50としては、水冷タイプや空冷タイプをはじめとして、公知のものを適宜使用することができるが、そのうち水冷タイプの一構成例を図7に示す。
この冷却装置50は、上部に開口部51aを有する筐体51と、噴霧装置52と、シャワー装置53とを備えている。金型Xを、成形面Sを上方に向けた状態で筐体51内に投入した後、初期段階では噴霧装置52を使用し、次いで、シャワー装置53を使用して冷却できるため、金型Xが高温状態から急激に冷却されて、熱損傷や割れ等が発生することを防止することができる。
また、シャワー装置53のノズル54は首振り可能に構成されており、金型Xの成形面Sの裏面側Srに対して、均等に、あるいは、成形面Sの形状に応じて冷却水を吹き付けることができるようになっている。
なお、シャワー装置及び噴霧装置は、一つの給水タンクに連結し、吹き出し口に設けた制御弁等の切り替え装置によって、噴霧量やシャワー量を決定できるように構成することもできる。
脱型エリアEは、金型冷却エリアDで冷却され、固化された樹脂成形品を金型Xから取り外す工程を行うエリアであり、この脱型エリアEには脱型装置60が備えられている。
本実施形態のパウダースラッシュ成形機10に備えられる脱型装置60としては、公知のものを適宜使用することができるが、図8に例示される脱型装置60は、回転軸方向両側にギアシャフト61が固定された枠状の載置台62と、ギアシャフト61を軸線を中心に回転させて金型Xとともに載置台62を回転させるための駆動モータ(図示せず)と、このギアシャフト61及び駆動モータにそれぞれ接続され、駆動用モータの駆動力をギアシャフト61に伝達するチェーンベルト(図示せず)とを備えている。ギアシャフト61は、載置台62の端部側に取り付けられており、金型Xを回転させた場合に、比較的低い位置まで下げることができるようになっている。したがって、作業者が脱型作業を行うためのステップ台等を備える必要がなくなり、その分だけ、パウダースラッシュ成形機10の平面的な大きさが小さくされている。
金型搬送装置70は、各エリアに金型Xを順次移動させるための装置である。本実施形態のパウダースラッシュ成形機10では、骨格をなすフレーム11のうち上方の二本のフレーム11a、11b上に配置された搬送用レール12a、12b上を行き来する金型搬送装置70が備えられている。
図9は、本実施形態のパウダースラッシュ成形機10に備えられた金型搬送装置70を示している。この金型搬送装置70は、レール上を回動する車輪71と、車輪71を駆動させるためのモータ(図示せず)とを備えており、モータの駆動によってレール12a、12b上を行き来させることができる。また、レール12a、12bの高さ位置から下方に向かって延設されたアーム73と、このアーム73に沿って上下動可能に備えられ、金型Xを両側から係止する係止レバー74と、この係止レバー74を上下に移動させるためのチェーン75及びモータ(図示せず)とで構成されるアーム部72を備えており、金型Xを吊下げ支持し、各エリアに投入したり、あるいは、各エリアから搬出したりすることができる。
また、アーム部72とは別に、レール12a、12bの高さ位置において、金型Yを係止し保持するための係止部77を備えており、アーム部72と係止部77とによって同時期に金型搬送装置70上に二つの金型X及び金型Yを保持させることができるようになっている。したがって、金型の移動作業の時期の自由度を高めることができ、複数の金型を使用して連続的に行うパウダースラッシュ成形の効率を向上させることができる。
金型Xは、フレーム部Fに取り付けられた状態で、それぞれのエリアを移動する。この金型Xのフレーム部Fと成形面Sとの継ぎ目となる部分は、例えばシール材によって防水処理されている。これにより、金型冷却工程において、樹脂成形品の表面に、過度に水分が付着することを防止することができる。
また、金型Xは、フレーム部Fが金型搬送装置に係止された状態で動かされ、それぞれのエリアの上方に移動させ、上方からそれぞれのエリアに投入できるようにされている。したがって、金型の搬送が容易になるとともに、パウダースラッシュ成形機における各エリアを容易に配置することができる。
また、図示しないものの、パウダースラッシュ成形機は、さらに表面処理エリアを備えた構成とすることもできる。この表面処理エリアは、パウダースラッシュ成形された樹脂成形品の表面あるいは裏面に対して表面処理を行うエリアであり、例えば、樹脂成形品の表面あるいは裏面に別の部材を積層する場合に、密着性を上げるための処理を行うエリアとすることができる。また、この表面処理エリアは、独立したエリアとして設けても構わないが、成形機全体の平面的な大きさが大きくなることを防ぐためには、上記のいずれかのエリアと同一のエリアに配置することが好ましい。例えば、脱型エリアとエリアを共通にし、表面処理装置を脱型エリアに出し入れできるように構成することができる。
次に、これまで説明したパウダースラッシュ成形機を用いて連続的にパウダースラッシュ成形が行われる際の動作について説明する。図1〜図3に示すパウダースラッシュ成形機10では、複数の金型を同時に投入してパウダースラッシュ成形を連続的に実施することができるが、以下、二つの金型を同時に投入して行う場合と、三つの金型を同時に投入して行う場合とを例にとって説明する。
なお、以下の動作はあくまでも一例であり、それぞれの工程における処理時間に応じて適宜変更することが可能である。
二つの金型X及び金型Yを同時に投入してパウダースラッシュ成形を行う場合の動作フローを図10に示す。金型Xが金型搬送装置70のアーム部72に係止され、金型Yが脱型エリアEの脱型装置60に置かれている状態を開始位置として説明する(ステップ0)。
なお、パウダーボックス41Aが金型交換エリアBに移動し終えたときには、他方のパウダーボックス41Bについてもパウダーボックス待機エリアGに移動している。
次いで、金型Xを金型搬送装置70のアーム部72に係止して、脱型エリアEへ移動するとともに、成形面Sを下方に向けた状態で脱型装置60の枠状の載置台62に載置する(ステップ8)。脱型エリアEでは、金型Xを載置台62とともに回転させて、図11(d)に示すように、樹脂成形品100が取り出される。
樹脂成形品を取出した後、金型Xを、金型搬送装置70のアーム部72に係止した後、上昇させて、上方の係止部77に係止保持する(ステップ9)。
なお、パウダーボックス41Bが金型交換エリアBに移動し終えたときには、他方のパウダーボックス41Aについてもパウダーボックス待機エリアGに移動している。
樹脂成形品を取出した後は、金型Yを、金型搬送装置70のアーム部72に係止した後、上昇させて、上方の係止部77に係止保持する(ステップ16)。
以降、上述のステップ3〜ステップ17と同様の工程が繰り返し行われる。このようにして、二つの金型を用いたパウダースラッシュ成形の連続的な実施が行われる。
金型Xの交換は、金型Xが冷却された状態、かつ、成形面Sに樹脂パウダーが溶着していない状態で行うことが望ましいため、ここでは、脱型工程終了後、金型加熱工程前に行う場合、すなわち、上述のステップ11の後、ステップ12に進むまでの間に行う場合を例にとって説明する。
上述のステップ11の状態では、金型YがパウダリングエリアCに投入されている一方、金型Xは金型搬送装置70の上方側の係止部77に係止されている。このときまでに、新たに導入する金型Zを金型段取エリアFにおいて金型移動装置30の載置台32上にセットし、金型交換エリアBに移動しておく(ステップ20)。
この状態で、金型搬送装置70を金型交換エリアBに移動し、金型移動装置30の載置台32上に置かれた金型Zを、アーム部72によって係止保持する(ステップ21)。
この間に、金型搬送装置70を再び金型交換エリアBに移動し、上方の係止部77に係止していた金型Xをアーム部72によって下降させ、金型移動装置30の載置台32上に載置する(ステップ23)。載置台32上に置かれた金型Xは金型段取エリアFに移動し、搬出される。
このようにして、パウダースラッシュ成形機10の稼動を中断することなく、金型Xの交換作業を行うことができる。
次に、三つの金型X、金型Y及び金型Zを同時に投入してパウダースラッシュ成形を行う場合の動作フローを図13に示す。金型Xが金型交換エリアBの金型移動装置30上に置かれ、金型Yが脱型エリアEの脱型装置60に置かれ、金型ZがパウダリングエリアCのパウダリング装置40に置かれている状態を開始位置として説明する(ステップ50)。なお、開始時点では、金型搬送装置70上には金型が一切保持されていない。
なお、パウダーボックス41Aが金型交換エリアBに移動し終えたときには、パウダーボックス41Bについてもパウダーボックス待機エリアGに移動している。
このまま、金型搬送装置70をパウダリングエリアCに移動し、パウダリング装置40の枠状の載置台44上に金型Yを載置し固定する。この載置台44には、下方側からパウダーボックス41Bが取り付けられ、パウダリング工程が行われる(ステップ62)。このとき取り付けられるパウダーボックス41Bは、金型Xのパウダリングに用いられたパウダーボックス41Aではなく、ボックス循環装置80によって循環移動してきたパウダーボックス41Bが取り付けられる。
なお、パウダーボックス41Bが金型交換エリアBに移動し終えたときには、パウダーボックス41Cについてもパウダーボックス待機エリアGに移動している。
そのまま、金型搬送装置70を金型冷却エリアDに移動し、金型Yをアーム部72に係止して、脱型エリアEへ移動するとともに、成形面Sを下方に向けた状態で脱型装置60の枠状の載置台62に載置する(ステップ67)。
このまま、金型搬送装置70をパウダリングエリアCに移動し、パウダリング装置40の枠状の載置台44上に金型Zを載置し固定する。この載置台44には、下方側からパウダーボックス41Cが取り付けられ、パウダリング工程が行われる(ステップ69)。このとき取り付けられるパウダーボックス41Cは、金型Xや金型Yのパウダリングに用いられたいずれのパウダーボックス41A、41Bでもなく、ボックス循環装置80によって循環移動してきたパウダーボックス41Cが取り付けられる。したがって、金型Xにはパウダーボックス41Aが、金型Yにはパウダーボックス41Bが、金型Zにはパウダーボックス41Cがそれぞれ一体化されることになり、種類の異なる樹脂成形品であっても、同時にかつ連続的に生産することが可能になっている。
以降、上述のステップ52〜ステップ70と同様の工程が繰り返し行われる。このようにして、三つの金型を用いたパウダースラッシュ成形の連続的な実施が行われる。
金型Xの交換は、金型Xが冷却された状態、かつ、成形面Sに樹脂パウダーが溶着していない状態で行うことが望ましいため、ここでは、脱型工程終了後、金型加熱工程前に行う場合、すなわち、上述のステップ69の後、ステップ70に進むまでの間に行う場合を例にとって説明する。
上述のステップ69の状態では、金型Yが脱型エリアEに置かれ、金型Zが金型冷却エリアD(パウダリングエリアC)に投入されている一方、金型Xは金型搬送装置70の上方の係止部77に係止されている。このときまでに、新たに導入する金型Wを金型段取エリアFにおいて金型移動装置30の載置台32上にセットし、金型交換エリアBに移動しておく(ステップ80)。
この状態で、金型搬送装置70を金型交換エリアBに移動し、金型移動装置70の載置台32上に置かれた金型Wを、アーム部72によって係止保持する(ステップ81)。
このようにして、パウダースラッシュ成形機10の稼動を中断することなく、金型Xの交換作業を行うことができる。
Claims (7)
- 金型を加熱するための金型加熱エリアと、加熱した前記金型の成形面に樹脂パウダーを溶着させて樹脂成形品を成形するためのパウダリングエリアと、前記樹脂パウダーが溶着した前記金型を冷却するための金型冷却エリアと、前記樹脂成形品を前記金型から脱離するための脱型エリアと、が配置されるとともに、それぞれのエリア間を前記金型を移動させるための金型搬送装置を備え、複数の前記金型を用いて前記樹脂成形品の製造を連続的に実施するためのパウダースラッシュ成形機において、
前記パウダリングエリア及び前記金型冷却エリアを同一エリアに配置するとともに、
パウダリングに用いられるパウダーボックスと、前記金型の冷却に用いられる冷却装置と、を前記同一エリアに相互に出し入れ可能にしたことを特徴とするパウダースラッシュ成形機。 - 前記樹脂成形品の製造を連続的に実施しながら、前記金型を交換するための金型交換エリアをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のパウダースラッシュ成形機。
- 前記パウダーボックスを複数備え、当該複数のパウダーボックスを前記パウダリングエリアを経由するように循環移動させるためのボックス循環装置を備えることを特徴とする請求項2に記載のパウダースラッシュ成形機。
- 前記ボックス循環装置は、少なくとも前記金型交換エリア、前記金型加熱エリア、前記脱型エリアのいずれかのエリアを経由することを特徴とする請求項3に記載のパウダースラッシュ成形機。
- 前記金型交換エリアと、前記金型の投入、搬出又は待機を行う金型段取エリアと、の間を前記金型を移動させるための金型移動装置を備えることを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載のパウダースラッシュ成形機。
- 前記ボックス循環装置の移動位置の少なくとも一部が、前記金型移動装置の移動位置と重なることを特徴とする請求項5に記載のパウダースラッシュ成形機。
- 前記金型搬送装置は、前記金型を吊下げ支持するとともに上下方向に移動するためのアーム部と、前記金型を係止し保持するための係止部と、を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のパウダースラッシュ成形機。
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