JP2980965B2 - スラッシュモールディング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば塩化ビニル樹脂等のプラスチゾルか
ら人形、玩具等の中空製品をスラッシュ成形するに際
し、金型注入から製品を取り出すまでのすべての成形工
程を自動化したスラッシュモールディング装置に関す
る。

（従来の技術） 従来例えば人形、玩具、自動車のダッシュボード、ア
ームレスト等の製品を成形するに際し、中空殻状の金型
の内部に塩化ビニルペースト樹脂、可塑材、安定材、顔
料等よりなる液状混合物（プラスチゾル）を満たし、油
浴等によって外部から加熱して金型内壁面のゾル膜をゲ
ル化させ、一定の厚みが得られた時点で加熱用油浴から
取り出し、型内の未ゲル化部分を流し出した後再び加熱
して溶融ゲル化を完全に行ない成形するようなスラッシ
ュ成形法が知られている。

このような成形法は、例えば人形、玩具のように比較
的小型でしかも人気の移り変りの変化によって目まぐる
しくモデルを変えていく必要があるような場合は、処理
工程が殆ど手作業に頼られており、又金型も容易に形状
を変更出来るよう例えば銅メッキの電鋳型が使用され
る。つまり、かかる業界にあっては、激しいモデルチェ
ンジに対応するためには手作業の方が容易に対応出来る
ため自動化がなされていなかった。

更に自動化を妨げていた要因として次のような点があ
る。すなわち、金型内へのプラスチゾルの注入要領、油
浴加熱処理時間、加熱温度、冷却時間の決定等は金型形
状をも考慮して過去の経験又は勘がものをいういわゆる
職人芸的な熟練を必要とし、最終的に金型からペンチ、
プライヤ等によって成形体を取り出す際も、成形体に損
傷を与えないで抜き取るには特殊な技術が必要とされて
いた。つまり冷却後温度が高い状態にあると変形を起こ
しやすく、温度が低すぎると抜けなくなるからである。

以上のようなことから、従来の方法は殆どが手作業に
頼るものであるが、当然生産性は悪く人件費もかかるた
め早急に改良することが望まれていた。

（発明が解決しようとする課題） しかし、かかるスラッシュ成形は、金型にプラスチゾ
ルを注入する工程、金型内のプラスチゾルに含まれる気
泡等を処理する工程、金型の予熱によって金型内壁面に
半ゲル化ゾル膜を形成する工程、内部の未ゲル化ゾルを
排出する工程、金型内壁面の半ゲル化ゾル膜を完全にゲ
ル化溶融する工程、冷却工程、金型から製品を取出す工
程と非常に多くの処理工程を順次行なう必要があり、単
純にこれら各処理装置を１列に並べるような方式では非
常に大がかりでしかも大型の装置を構成しなければなら
なかった。又、自動化するためには前述のような熟練に
頼っていた処理部分の処理方法も解決する必要があっ
た。

（課題を解決するための手段） かかる課題を解決するため、本発明はプラスチゾルの
注入から製品の成形、抜き取りまでの処理工程を自動処
理するスラッシュモールディング装置を構成し、プラス
チゾルの注入部と成形処理部と金型処理部との間で金型
の授受を行なう金型移載ユニットと、金型授受部と製品
抜き取り部との間を移動自在な金型供給ユニットを設
け、成形処理部には昇降自在で且つ回転可能な回転ユニ
ットを設けた。そしてこの回転ユニットの周囲に、金型
加熱処理用の油槽と、冷却処理用の水槽と、未ゲル化ゾ
ル排出用の排出ゾル槽を円周上に沿って設けた。

そしてこの装置を縦型に構成し、プラスチゾルの注入
部を成形処理部の上方に設けて金型移載ユニットを昇降
動自在とした。

又、金型移載ユニットと金型供給ユニットと回転ユニ
ットには、夫々複数の金型を保持し得る複数の金型保持
部を設けた。

そして金型にプラスチゾルを注入する注入条件と、成
形処理部での各処理条件と、製品の抜き取り条件は、金
型の種類に応じて記憶させた実績データに基づいて制御
するか、又は目視で倣い式に制御することとした。

更に金型には抜き取りトレイを装着自在に設け、この
抜き取りトレイには金型の入口部に挿入可能な挿入部を
設けるとともに、この挿入部に成形品を抜き取る際に成
形体の一部を係合せしめるための突起を設けた。

（作用） 金型授受部において金型供給ユニットから金型を受け
取った金型移載ユニットが、プラスチゾル注入部に移動
すると金型内にプラスチゾルが注入される。次いでこの
金型は回転ユニットに受け渡され、回転ユニットによっ
て振りまわされて型内の気泡が処理される。次いでこの
金型は、回転ユニットによって油槽の位置に割り出さ
れ、金型は、所定温度に設定された油槽内で所定時間加
熱されて目付（肉付け）処理が行なわれる。すなわち金
型内壁面に半ゲル化ゾル膜が形成される。次いで金型は
回転ユニットによって排出ゾル槽の位置に割り出され、
反転させられて内部の未ゲル化ゾルを排出ゾル槽の中に
排出した後、再び油槽の位置に割り出され、油槽中で完
全ゲル化処理が行なわれる。

続いて金型は回転ユニットによって水槽の位置に割り
出され、水槽中で冷却後金型移載ユニットによって金型
供給ユニットに移載される。そして金型供給ユニットに
よって製品抜き取り部まで移送された後、金型から製品
が抜き取られる。

又、以上のような自動処理装置を縦型に構成し、成形
処理部に設けた１つの回転ユニットで油槽、水槽、排出
ゾル槽への金型の割り出しを行なうようにしたため、装
置本体が極めてコンパクトに纏まる。

又、同時に複数の金型を保持して処理するようにすれ
ば、生産性を向上させることが出来る。

各処理条件を過去のデータに基づいて制御することに
より、過去の実績データの最適の条件で処理することが
出来、いわゆる職人芸に頼った特殊な技術がなくともこ
れに劣らない均質な仕上がりの製品を得ることが出来
る。又、目視により最適の状態を確認しながら倣い式に
制御することも可能である。

又、抜き取りトレイを使用することで、製品の抜き取
り作業を同時多量に処理することが出来、極めて迅速な
作業となる。

（実施例） 本発明のスラッシュモールディング装置の実施例につ
いて添付した図面に基づき説明する。

第１図から第３図は、本発明のスラッシュモールディ
ング装置を示し、第１図が正面図、第２図が平面図、第
３図が側面図である。

本発明のスラッシュモールディング装置は、例えば塩
化ビニル製の玩具用人形等を成形するための装置として
構成され、従来人手によって行なっていた成形処理を殆
ど自動で処理することの出来るものである。

この装置本体１は、第１図に示すように枠体２の中央
部下方に成形処理部３を備え、この成形処理部３の上方
には、プラスチゾル注入部４（第２図、第３図）が設け
られるとともに、成形処理部３の側方（第１図の右方
側）には製品抜き取り部５が設けられている。そして成
形処理部３と製品抜き取り部５の中間位置が、金型授受
部６として構成されている。

そして金型８は、例えば第７図に示すように人形形状
をした中空殻状の成形型9aを多数備えたタイプのもの、
或いは大型の製品を成形するため深底に形成した大型の
中空状の成形型9bのタイプのもの等々であり、これら成
形型9a,9bの内部にプラスチゾルが注入されて成形され
ることとなる。尚、この金型８には、該金型を保持する
ための掛止部43が設けられているが、更に細部の構造に
ついては後述する。

プラスチゾル注入部４には、第２図及び第３図に示す
ように一対の吐出体10,10が設けられている。この吐出
体10は枠体２の上部に固定され、第２図に示すプラスチ
ゾル供給タンク45（第２図にのみ示す）から液状のプラ
スチゾルの供給を受けて、以下に述べる移載ユニット11
がクランプ保持する金型８内にプラスチゾルを充填す
る。

移載ユニット11は、第３図に示すような一対のクラン
プアーム12を備えてこのクランプアーム12によって金型
８上端をクラプ可能に構成している。又、このクランプ
アーム12は、昇降機13に取り付けられて、昇降用シリン
ダユニット14によって昇降動自在とされ、又、この昇降
機13は第１図に示す水平駆動シリンダユニット15によっ
て、枠体２上部のガイド部16に沿って水平に往復動可能
とされている。このため昇降用シリンダユニット14と水
平駆動シリンダユニット15によって、移載ユニット11の
クランプアーム12は第４図鎖線に示すような軌跡で移動
可能とされることとなる。つまり図中（イ）がプラスチ
ゾル注入部４であり、（ロ）が成形処理部３であり、
（ハ）が金型授受部６である。

成形処理部３には、第１図に示すような回転ユニット
としての回転機18が設けられている。この回転機18に
は、移載ユニット11のクランプアーム12で保持する一対
の金型8,8を受取り保持するための保持アーム19,19が設
けられ、この保持アーム19は、例えば前述の金型８の２
ケ所の掛止部43を支えるため平行な２本のアームとし
て、例えば上面の一部には、金型掛止部43係合用の凹溝
を備えている。そしてこの回転機18は、内蔵する昇降駆
動部によって上下動可能となり、又回転駆動部によって
中心の垂直軸のまわりに回転可能とされている。そして
回転機18が上昇した位置において、移載ユニット11の下
降したクランプアーム12の金型８を受け取る。

又、この成形処理部３には、第２図に示すように回転
機18を中心とする円周上に沿ってそれぞれ一対の水槽2
0,20と加熱油槽21,21と排出ゾル槽22,22が各対角線上に
配設されている。そして回転機18の割り出し回転によっ
て、保持アーム19の金型８がいずれかの槽の直上に臨
み、加熱処理或いは冷却処理或いは未ゲル化ゾルの排出
処理が行なわれる。すなわち油槽21、水槽20での処理に
あっては、回転機18が下降し、保持アーム19で保持する
金型８を油槽21中或いは水槽20中に浸す。又、排出ゾル
槽22部での処理にあっては、該排出ゾル槽22上で移載ユ
ニット11のクランプアーム12によって金型８を反転さ
せ、金型８内の未ゲル化ゾルを排出ゾル溝22中に排出す
る。そしてこの排出ゾルは、再処理して再び使用するた
め、第２図に示すような還流路23を排出ゾル槽22に接続
してリターンタンク25へ戻すようにしている。尚、同図
中24は真空脱泡用のポンプであり、処理中に含まれた気
泡を除去して良好な状態にしてリターンタンク25へ戻す
ものである。

又、油槽21中には、例えば硝酸カリウム等の成分を含
んだ媒体液が約200℃程度の温度に加熱されて蓄えられ
ており、この熱媒体液から発生する微量のガスを遮断す
るため、開閉操作が制御自在なカバー26を設けている。

以上の回転機18の割り出し位置を図に示すと第６図の
とおりであり、（尚、第６図では説明上、水平に回転す
る回転軌跡を垂直方向に変換して示している。）（ニ）
の位置に割り出して金型８を水槽20上に臨ませ、（ホ）
の位置に割り出して排出ゾル槽22上に臨ませ、（ヘ）の
位置に割り出して油槽21上に臨ませる。そして（Ｂ）の
位置が回転機18が上昇した位置であり、（Ａ）の位置が
降下位置である。

次に金型供給ユニット28について説明する。この金型
供給ユニット28は第１図、第２図に示すように、枠体２
に沿って水平に往復動自在な一対の保持体29,29と、往
復動駆動用の駆動機30を備え、この保持体29は製品抜き
取り部５では傾動軸31まわりに傾動可能とされている。
すなわち第５図に示うように前進した状態の（ト）の位
置で金型授受部６に臨み、後退した（チ）の位置で製品
抜き取り部５に臨むこととなる。そしてこの保持体29
は、金型８を保持するため第１図に示すような前後２ケ
所の金型保持部32,33を備えるとともに、各保持部32,33
間で金型８をスライド移動させるためのスライド機構を
備えており、一方の保持部32で保持される金型８は他方
の保持部33に向けてスライド移送可能とされている。
又、製品抜き取り部５の下方には、温風加熱器34が設け
られて、傾動した保持体29が保持する金型８を、下方か
ら温風加熱することが出来るよう構成されている。

更にこの製品抜き取り部５には、金型８から製品を抜
き取るための抜き取り機構が設けられている。

金型８は、既述のように製品形状によって各種の成形
型9a,9b等を変更して使用するが、例えば第７図に示す
ような人形玩具の成形型9a等は銅メッキを施した電鋳型
として簡易に形成している。すなわち第７図の部分的拡
大図である第８図に示すように、平皿状の型取付皿36底
面に複数の取付孔37を穿孔し、この取付孔37に取り付け
た筒状のホルダ部38に人形形状の中空殻状成形型9aを取
り付けている。そして、型取付皿36内にプラスチゾルを
吐出することにより、各成形型9a内部にプラスチゾルを
注入させる訳であるが、本発明の場合には、型取付皿36
に装着自在な抜き取りトレイ39を設けている。

この抜き取りトレイ39は、型取付皿36内に嵌め込むこ
との出来る形状とされ、しかも各成形型9aの入口部に挿
入可能な挿入部40を備えている。そしてこの挿入部40
は、ホルダ部38の筒径より僅かに小径の筒状部材とし、
下端部外周の一部に突起41を設けて、この突起41の突出
端がホルダ部38の内壁に接するようにしている。そして
この突起41を、円周方向に沿って２ケ所又は３ケ所設け
ることによって、例えばホルダ部38上面付近まで充填し
たプラスチゾルのゲル化層が突起41部のみには形成され
ないこととなる。このため製品が固化して抜き出す際、
抜き取りトレイ39を引き抜くことによって突起41部で係
合する多数の成形体が同時にそのまま抜き取られる。そ
して成形体のうち、この突起によって穴のあいた部分は
不要部として切除する。又、この挿入部40は、抜き取り
トレイ39に対して簡易にネジ42止めしておくことによ
り、成形型9aのタイプを変更する場合にも、型に合った
挿入部に容易に取り換え可能である。

尚、抜き取りトレイ39に挿入部40を設けず、単にホル
ダ部38の開口部より径の狭い開口部のみを設けるように
してもよい。すなわち、かかる抜き取りトレイを装着
し、プラスチゾルを充填する際抜き取りトレイ39の底面
より高い位置まで充填して、抜き取りトレイ39底面上に
もゲル化層を形成すれば、抜き取りトレイ39を引き抜く
際に各成形型9a内の製品が同時に引き抜かれることとな
る。しかしこの場合には、成形後無駄になる部分が多い
ため、前記の挿入部を設ける方法がよりベターである。

以上のような構成によるスラッシュモールディング装
置の作動の概要について第９図に基づき説明する。

第９図（Ａ）に示すように、プラスチゾル注入部４の
移載ユニット11は、紙面垂直方向に一対の金型８を保持
し、この金型８内にプラスチゾルが注入される。この注
入量は多すぎるとバリ等の要因となり、少なすぎると欠
損の不具合を招くことから、成形型の口元まで適量に充
填されるようCPUで制御される。

注入が終えると、回転機18が上昇して保持アーム19が
割り出し回転させられ、各金型８の下方の位置に臨む。

次いで（Ｂ）図に示すように移載ユニット11の昇降機
13が降下して、保持していた金型８を回転機18の保持ア
ーム19に受け渡し、再び上昇する。この時、製品抜き取
り部５では既に処理の終えた製品の抜き取りが行なわれ
ている。

その後（Ｃ）図に示すように回転機18による金型の振
り廻しが行なわれる。この回転は、成形型内部に充填さ
れたプラスチゾル内の気泡を遠心力で取除くためのもの
であり、特に複雑な金型形状の場合に有効なものであ
る。

気泡除去処理が終えると（Ｄ）図に示すように金型８
は油槽21の位置に割り出され、約200℃の温度に加熱さ
れた油槽内で目付（肉付け）処理される。つまり回転機
18が所定時間降下した後再び上昇して金型８を引揚げ
る。そしてこの処理時間もCPUで制御される。すなわち
この処理時間及び前述のプラスチゾルの注入量並びに後
述の加熱、冷却処理等の一連の処理は、金型の種類によ
って登録した過去の実績による最適データによってCPU
で制御する。尚、各処理状態を目視で確認しつつ制御す
ることも可能である。

上記の目付（肉付け）によって金型内壁面に半ゲル化
ゾル膜が形成されると、回転機18が割り出し回転して金
型８を排出ゾル槽22の位置に臨ませ、次いで（Ｅ）図に
示すように移載ユニット11の昇降機13を降下させてクラ
ンプアーム12によって金型８を反転させる。つまり金型
８内の未ゲル化ゾルを排出ゾル槽22中に排出する。

反転排出が終えるとクランプアーム12は上昇し、金型
８は（Ｄ）図に示すように再び油槽21の位置に割り出さ
れ、完全ゲル化処理が行なわれる。つまり所定時間油槽
21中で加熱される。

尚、この油槽21は、使用中以外の時は、自動的にカバ
ー26で蓋をするようにしている。

加熱処理後は水槽20中での冷却処理が行なわれる。こ
れは金型内壁面に肉付けされたゲル化層を金型表面から
冷却して固形化の促進を図るものであり、油浴と同様の
操作で所定時間行なわれる。

この処理が終えると再び（Ｅ）図に示すように移載ユ
ニット11のクランプアーム12が降下し、金型８をクラン
プして上昇する。ここで（Ｆ）図に示すように回転機18
が降下し、金型供給ユニット28の保持体29が金型授受部
６まで前進する。

この時保持体29の保持部32には、空状態の金型８が保
持されているが、（Ｇ）図に示すようにこの金型８はス
ライド機構によって保持部33側に移送され、元の保持部
32側を待ち受け状態とする。

これと同時に移載ユニット11は、金型授受部６に向け
て水平移動し、クランプアーム12を降下させて保持する
金型８を保持部32に受け渡す。

新たな金型８を受け取った保持体29は、（Ｈ）図に示
すように製品抜き取り部５に向けて後退し、保持部33で
保持する空状態の金型８を移載ユニット11下方に臨ま
せ、これを降下したクランプアーム12がクランプして再
びプラスチゾル注入部４に搬送し、元の（Ａ）図の状態
となる。

一方製品抜き取り部５では、既述のように引き抜く前
に一旦温風加熱器34で加熱して、製品を抜き取り易い状
態まで軟化した後抜き取りトレイ39によって一斉に引き
抜く、この温風加熱器34による軟化処理も、倣い制御で
行なって最適の生き抜き状態にすることは既述のとおり
である。

（発明の効果） 以上のように本発明のスラッシュモールディング装置
は、従来手作業の行なっていた成形処理を自動化し、し
かもCPUで制御して最適の処理条件で処理するようにし
たため、人件費の大幅な削減が可能となり、しかも従来
行なっていた微妙な勘や職人芸に頼らなくても均質な仕
上がりを得ることが出来る。

又装置本体を縦型に構成し、床面積を最小に抑えるよ
うにしているため、設置条件に制約を受けるようなこと
がない。

そしてこのような自動装置は、特に塩ビ製品等の玩具
人形を製作する業界にはなかったため、需要に応じて高
い生産性を保障し得る装置として今後同業界での大いな
る貢献が期待されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明のスラッシュモールディング
装置を示し、第１図が正面図、第２図が平面図、第３図
が側面図、第４図は移載ユニットの動作図、第５図は金
型供給ユニットの動作図、第６図は回転ユニットの動作
図、第７図は金型の説明図、第８図は金型の要部拡大
図、第９図は作用図である。 尚同図中、１は装置本体、３は成形処理部、４はプラス
チゾル注入部、５は製品抜き取り部、６は金型授受部、
８は金型、11は移載ユニット、18は回転機、20は水槽、
21は油槽、22は排出ゾル槽、28は金型供給ユニット、36
は型取付皿、39は抜き取りトレイ、40は挿入部、41は突
起を示す。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型内にプラスチゾルを注入し、金型内壁
   面に付着するゾル膜をゲル化させて製品形状に成形して
   金型から抜き取るまでの処理工程を自動処理するように
   したスラッシュモールディング装置において、 この装置は、プラスチゾルの注入部と成形処理部と金型
   授受部との間で金型の授受を行なう金型移載ユニット
   と、前記金型授受部と製品抜き取り部の間を移動可能な
   金型供給ユニットを備えるとともに、前記成形処理部に
   は、昇降自在で且つ回転可能な回転ユニットを設け、こ
   の回転ユニットの周囲には、金型を加熱処理する油槽
   と、冷却処理する水槽と、未ゲル化ゾルを排出する排出
   ゾル槽を円周上に設けたことを特徴とするスラッシュモ
   ールディング装置。
2. 【請求項２】前記装置は縦型に構成され、プラスチゾル
   の注入部を成形処理部の上方に設けて、前記金型移載ユ
   ニットを昇降動自在としたことを特徴とする請求項第１
   に記載のスラッシュモールディング装置。
3. 【請求項３】前記金型移載ユニットと金型供給ユニット
   と回転ユニットは、それぞれ複数の金型を保持可能な複
   数の金型保持部を備えたことを特徴とする請求項第１に
   記載のスラッシュモールディング装置。
4. 【請求項４】前記金型へのプラスチゾルの注入条件と、
   成形処理部での各処理条件と、製品の抜き取り条件は、
   金型の種類に応じて記憶させた実績データにより制御す
   るか、又は目視で倣い式に制御することを特徴とする請
   求項第１に記載のスラッシュモールディング装置。
5. 【請求項５】前記金型には抜き取りトレイが装着自在と
   なり、この抜き取りトレイには、金型の入口部に挿入可
   能な挿入部を設けるとともに、この挿入部には成形品を
   抜き取る際に成形体の一部を係合せしめるための突起を
   設けたことを特徴とする請求項第１に記載のスラッシュ
   モールディング装置。