JP5209246B2

JP5209246B2 - 成形装置

Info

Publication number: JP5209246B2
Application number: JP2007197590A
Authority: JP
Inventors: 剛木村; 喜代司澤田
Original assignee: KIMURA INDUSTRY CO.,LTD.
Current assignee: KIMURA INDUSTRY CO.,LTD.
Priority date: 2007-07-30
Filing date: 2007-07-30
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2027-07-30
Also published as: JP2009029072A

Description

本発明は、成形装置に関するものである。

従来、成形装置として、特許文献１に開示されたものが提案されている。この成形装置は、ベッドに対し液圧シリンダを介して下型を昇降可能に装着するとともに、昇降機構により上型を昇降可能に装着し、前記下型の下部に前記両型によって形成される成形用のキャビティに連通する被成形材料の貯留室を設けている。又、この成形装置は前記貯留室に前記ベッドに上向きに装着された押出ロッドを挿入し、前記上型を下降させて下型に型合わせした後に、両型を同時に下降させる工程により、前記貯留室の被成形材料を前記押出ロッドにより前記キャビティ内に押し出すように構成されている。

前記被成形材料が貯留室から押出ロッドによってキャビティ内に押し出される際には、キャビティ内のエアを外部に排出しないと、成形品にエアポケットによる巣が生じるので、キャビティ内のエアを排出するエア排出装置が設けられている。このエア排出装置は上型に前記キャビティに連通するように形成された連通路の開口に連通管を介して真空ポンプを接続し、前記上型が下降動作される際に、前記連通管に接続された電磁開閉弁を開閉制御して前記真空ポンプによるエアの吸引量を制御することにより、キャビティ内のエアの排出量を制御するようになっていた。
特開２００５‐２９７０６１号公報

ところが、上記従来の成形装置は、貯留室から被成形材料をキャビティ内へ移動する射出速度と、前記真空ポンプによるエアの排出量の制御の同期をとることが非常に難しいという問題があった。特に、成形される製品の種類が異なると、貯留室内の被成形材料を押出ロッドによりキャビティ内に押し出す速度を変更する必要があるが、この速度変更に応じてキャビティ内のエアの排出量を適正に制御することは非常に難しく、現状では不適正な制御となって製品の品質が低下するという問題があった。

又、高価な真空ポンプや電磁開閉弁、それらの制御を行う制御装置等が必要で、構成が複雑となり、部品点数が多くなって製造及び組付作業が面倒で、コストを低減することが難しいという問題があった。

本発明の主たる目的は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、貯留室から被成形材料をキャビティ内へ射出する速度と、キャビティ内のエアを排出する速度の同期を容易に図ることができる成形装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、上記目的に加えて、構造を簡素化して部品点数を低減し、製造及び組付作業を容易に行い、コストを低減することができる成形装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ベッドに対し第１昇降機構を介して下型ユニットを昇降可能に装着するとともに、第２昇降機構により上型ユニットを昇降可能に装着し、前記下型ユニットに対し前記両型ユニットが型合わせされることにより形成される成形用のキャビティに連通する貫通孔を上下方向に貫通形成し、前記貫通孔に対し前記ベッドに上向きに装着された押出ロッドを挿入して、前記貫通孔と押出ロッドの上面とにより被成形材料の貯留室を形成し、前記上型ユニットを下降させて下型ユニットに型合わせした後に、両型ユニットを同時に下降させる工程により、前記貯留室の被成形材料を前記押出ロッドにより前記キャビティ内に押し出して製品を成形するように構成した成形装置において、前記上型ユニットの下降動作に機械的に連動して前記キャビティ内のエアを外部に排出するためのエア排出機構を設けたことを要旨とする。

また、前記ベッドには前記第１昇降機構を構成する複数のシリンダが上向きに立設固定され、前記各シリンダのピストンロッドの上端部に前記下型ユニットが連結され、前記各シリンダのピストン側シリンダ室には両型ユニットの型締め力を付与する流体圧が付与されるように構成され、前記エア排出機構は、前記下型ユニットに形成された第１連通路と、上型ユニットに形成された第２連通路とを備え、前記第１連通路の一端は前記下型ユニットの上面に開口され、他端は前記シリンダのロッド側シリンダ室に可撓配管又はピストンロッドに形成された連通路により連通され、前記第２連通路の一端は、前記キャビティに開口され、他端は上型ユニットの下面に対し、前記第１連通路の一端開口と上下に対応するように開口され、前記上型ユニットが下型ユニットに型合わせされたとき、第１連通路と第２連通路が連通されるように構成したことも要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記ベッドには吸気用シリンダが上向きに立設され、前記吸気用シリンダのピストン及びピストンロッドは常にはバネによって上方に付勢され、前記吸気用シリンダのロッド側シリンダ室は、前記可撓配管と分岐管により接続され、前記吸気用シリンダのピストンロッドは前記上型ユニットの下降動作により下方に移動されるように構成されていることを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記分岐管には開閉弁が設けられていることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、ベッドに対し第１昇降機構を介して下型ユニットを昇降可能に装着するとともに、第２昇降機構により上型ユニットを昇降可能に装着し、前記下型ユニットに対し前記両型ユニットが型合わせされることにより形成される成形用のキャビティに連通する貫通孔を上下方向に貫通形成し、前記貫通孔に対し前記ベッドに上向きに装着された押出ロッドを挿入して、前記貫通孔と押出ロッドの上面とにより被成形材料の貯留室を形成し、前記上型ユニットを下降させて下型ユニットに型合わせした後に、両型ユニットを同時に下降させる工程により、前記貯留室の被成形材料を前記押出ロッドにより前記キャビティ内に押し出して製品を成形するように構成した成形装置において、前記上型ユニットの下降動作に機械的に連動して前記キャビティ内のエアを外部に排出するためのエア排出機構を設け、前記ベッドには吸気用シリンダが上向きに立設され、前記吸気用シリンダのピストンロッドは、上型ユニットの昇降動作に連動して昇降可能に前記上型ユニットに連結され、前記エア排出機構は、前記上型ユニット及びピストンロッドに、前記シリンダのロッド側シリンダ室とキャビティを連通する連通路を形成したことを要旨とする。

（作用）
この発明は下型ユニットに上型ユニットが型合わせされた後、両型ユニットの下降動作に同期して機械的にキャビティ内のエアが外部に排出されるので、貯留室から被成形材料をキャビティ内へ射出する速度と、キャビティ内からエアを外部に排出する速度との同期を容易にとることができる。

請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明によれば、貯留室から被成形材料をキャビティ内へ射出する速度と、キャビティ内のエアを排出する速度の同期を容易に図ることができる。

請求項１記載の発明によれば、第１昇降機構を構成するシリンダを利用してエア排出機構を構成したので、上記効果に加えて、構造を簡素化して部品点数を低減し、製造及び組付作業を容易に行い、コストを低減することができる。

以下、本発明を具体化した成形装置の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、ベッド１１の上面には複数箇所に第１昇降機構を構成する油圧シリンダ１２が上向きに立設されている。各油圧シリンダ１２はハウジング１３、ピストン１４及びピストンロッド１５により構成され、各ピストンロッド１５の上端部には下型ユニット１６が上下方向の往復動可能に装着されている。この下型ユニット１６は前記各ピストンロッド１５の上端部に連結されたホルダ１７と、該ホルダ１７の上面１７ａに形成された収容凹所１７ｂに嵌合固定された下型１８とを備えている。前記下型１８の上面１８ａには製品の成形面１８ｂが形成されている。前記ホルダ１７及び下型１８の中央部に上下方向に形成された貫通孔１７ｃ，１８ｃには円筒状の貯留室形成体１９が挿入固定されている。前記ベッド１１の中央部上面には押出ロッド２０が立設固定され、該押出ロッド２０の上端部は前記貯留室形成体１９の貫通孔１９ａに挿入されている。この押出ロッド２０の上面と前記貯留室形成体１９の貫通孔１９ａとによって、溶湯Ｙの貯留室２１が形成されている。

前記ベッド１１には図示しない例えば油圧シリンダ等よりなる第２昇降機構を介して上型ユニット２２が上下方向の往復動可能に装着されている。この上型ユニット２２はホルダ２３と、該ホルダ２３の下面に接合固定された上型２４とによって構成されている。前記上型２４の下面２４ａには、製品の成形面２４ｂが形成されている。

次に、前記各油圧シリンダ１２を作動させる油圧回路について説明する。
ポンプ３１によってオイルタンク３２から汲み上げられたオイルは、管路３３を介して前記油圧シリンダ１２のピストン側シリンダ室３４に供給されるようになっている。前記管路３３には、中立ポート３５ａ、供給ポート３５ｂ及び排出ポート３５ｃを有する電磁開閉弁３５が接続され、該電磁開閉弁３５には圧力調整弁３６が接続されている。

次に、図２に示すように前記下型ユニット１６の下型１８に対し上型ユニット２２の上型２４が型合わせされた後、下型１８の成形面１８ｂと上型２４の成形面２４ｂとによって形成されたキャビティＫ内のエアを外部に排出するためのエア排出機構について説明する。

図１に示すように、前記下型ユニット１６のホルダ１７には第１連通路４１が形成され、その一端開口４１ａは、ホルダ１７の上面１７ａに形成され、他端開口４１ｂはホルダ１７の左側面に形成されている。前記第１連通路４１の他端開口４１ｂは前記油圧シリンダ１２のロッド側シリンダ室４２と可撓配管４３によって接続されている。

一方、前記上型ユニット２２のホルダ２３及び上型２４には、第２連通路４４が形成され、該連通路４４の一端開口４４ａは、前記ホルダ２３の下面２３ａに形成され、他端の二つの開口４４ｂは前記上型２４の成形面２４ｂに形成されている。前記一端開口４４ａは、前記下型ユニット１６のホルダ１７に形成された第１連通路４１の一端開口４１ａと上下方向において同一直線状に位置するように形成され、図２に示す型合わせ状態において、第１連通路４１と第２連通路４４が互いに連通されるようにしている。

次に、前記のように構成された成形装置の動作について説明する。
図１は前記上型ユニット２２が下型ユニット１６から上方の離型位置に保持されるとともに、前記電磁開閉弁３５が中立ポート３５ａに保持され、ピストン側シリンダ室３４にオイルが供給されて下型ユニット１６が上限位置に保持され、前記貯留室形成体１９の内部に形成された貯留室２１の容積が最大の状態を示す。この状態において、図示しない溶湯Ｙの注入機構により溶湯Ｙが前記貯留室２１の内部に供給される。

次に、図示しない第２昇降機構によって、上型ユニット２２が所定距離だけ下方に移動されると、図２に示すように下型１８の上面１８ａに上型２４の下面２４ａが接触されるとともに、ホルダ１７の上面１７ａにホルダ２３の下面２３ａが接触され、第１連通路４１の一端開口４１ａに第２連通路４４の一端開口４４ａが接続され、第１連通路４１と第２連通路４４が連通される。この状態で、前記電磁開閉弁３５が中立ポート３５ａから排出ポート３５ｃに切り替えられ、上型ユニット２２がさらに下方に移動されると、貯留室２１内の溶湯Ｙが押出ロッド２０によって上方向に相対的に押し出され、溶湯ＹがキャビティＫ内に供給される。この過程においてキャビティＫ内のエアが前記油圧シリンダ１２のピストン１４及びピストンロッド１５が下方へ移動されることによって、ロッド側シリンダ室４２内の容積が増大し、これによって前記第２連通路４４、第１連通路４１及び配管４３を介してキャビティＫ内のエアが前記ロッド側シリンダ室４２に吸い込まれる。

図３に示すように、下型ユニット１６及び上型ユニット２２が最下限位置に移動された状態で、貯留室２１内の溶湯ＹがキャビティＫに流動され、所望する製品が成形される。
一つの製品の成形動作が終了すると、図３において、上型ユニット２２が図示しない第２昇降機構により上方に移動されるとともに、電磁開閉弁３５の排出ポート３５ｃが供給ポート３５ｂに切り換えられて、油圧シリンダ１２のピストン側シリンダ室３４に圧油が供給され、下型ユニット１６が上限位置に移動され、図１に示す離型状態となる。

なお、前記キャビティＫ内の溶湯Ｙは、前記第２連通路４４の開口４４ｂから第２連通路４４内に侵入しようとするが、開口４４ｂは小径寸法に形成されているので、溶湯Ｙが入り込むことは無い。

上記実施形態の成形装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、前記下型ユニット１６を昇降動作させる油圧シリンダ１２のロッド側シリンダ室４２と下型１８と上型２４によって形成されるキャビティＫとを、下型ユニット１６のホルダ１７に設けた第１連通路４１、ロッド側シリンダ室４２と第１連通路４１を接続する可撓配管４３及び上型ユニット２２に形成された第２連通路４４によって連通可能に構成した。このため、前記上型ユニット２２の下降動作に同期してキャビティＫ内のエアを外部に排出することができ、製品の品質を向上することができる。特に、上型ユニット２２の下降速度が製品の種類に応じて、変更された場合にも、それに同期してエアの排出量を適正に制御することができる。

（２）上記実施形態では、ホルダ１７に第１連通路４１を形成し、第１連通路４１とロッド側シリンダ室４２を可撓配管４３により連結し、前記上型ユニット２２に第２連通路４４を形成するのみの極めて簡単な構成とすることができ、部品点数を低減し、製造及び組付作業を容易に行い、コストを低減することができる。

（３）上記実施形態では、図２に示す下型ユニット１６と上型ユニット２２の型合わせ後に、電磁開閉弁３５を中立ポート３５ａから排出ポート３５ｃに切り換え圧力調整弁３６によりピストン側シリンダ室３４からオイルタンク３２に排出されるオイルの量を制限するようにした。このため、下型ユニット１６及び上型ユニット２２が下方に移動される過程において下型ユニット１６に対し上型ユニット２２を適正な型締め状態に保持することができ、キャビティＫ内の溶湯Ｙが型合わせ面から漏出するのを防止することができる。

次に、この発明の成形装置を具体化した別の実施形態を図４に基づいて説明する。この実施形態の成形装置は、前述したに実施形態の成形装置の構成に加えて、前記キャビティＫの容積が増大した場合に、キャビティＫ内のエアを適正に外部に排出することができる機能を備えたものである。

この実施形態では、図４に示すように前記ベッド１１の上面に吸気用シリンダ５１を上向きに固定している。この吸気用シリンダ５１はハウジング５２と、ピストン５３と、該ピストン５３に連結されたピストンロッド５４と、前記ピストン側シリンダ室５５内に収容され、かつ前記ピストン５３を上方に付勢するコイルばね５６とによって構成されている。吸気用シリンダ５１の前記ピストン側シリンダ室５５は大気に開放され、前記ロッド側シリンダ室５７は、前記可撓配管４３と分岐管５８によって連通され、分岐管５８には切換弁５９が設けられている。

一方、前記上型ユニット２２のホルダ２３には、前記吸気用シリンダ５１のピストンロッド５４と上下方向に対応するように作動ロッド６０が片持ち支持されている。
次に、上記のように構成された成形装置の動作について説明する。

図４は上型ユニット２２が上方向の型開き位置に移動され、切換弁５９が分岐管５８を連通する連通ポート５９ａに切り替えられた状態を示す。この状態において、上型ユニット２２が図示しない第２昇降機構により下方に移動されると、下型ユニット１６の上面に上型ユニット２２の下面が接合され、これと同期して作動ロッド６０の先端がピストンロッド５４の上端に接触される。この状態でさらに前記上型ユニット２２が下方に移動されると、油圧シリンダ１２のロッド側シリンダ室４２の容積の膨張による吸引作用及び前記吸気用シリンダ５１のロッド側シリンダ室５７の容積の膨張による吸引作用によって、キャビティＫ内のエアが効率よく外部に排出される。従って、キャビティＫの容積が大きい場合に、エアを適正に排出して製品の品質を向上することができる。

前記下型１８と上型２４がキャビティＫの容積の小さいものと交換された場合には、前記切換弁５９が連通ポート５９ａから大気開放ポート５９ｂに切り換えられて、ロッド側シリンダ室５７が大気開放状態に切り換えられ、吸気用シリンダ５１の動作が無効化される。

次に、この発明の成形装置を具体化した別の実施形態を図５に基づいて説明する。
この実施形態においては、図１で述べた第１連通路４１及び可撓配管４３を省略するとともに、ベッド１１の上面に吸気用シリンダ６１を上向きに立設している。このシリンダ６１はハウジング６２、ピストン６３、常時大気に開放されたピストン側シリンダ室６４、ロッド側シリンダ室６５、及び前記ピストン６３に連結されたピストンロッド６６によって構成されている。前記ピストンロッド６６はＬ字状に屈曲され、該ピストンロッド６６の上端部は、上型ユニット２２のホルダ２３の側面に連結されている。そして、ピストンロッド６６の中心部に形成された第１連通路６６ａによって、前記上型ユニット２２の第２連通路４４の開口４４ａと、前記シリンダ６１のロッド側シリンダ室６５とが連通されている。

次に、上記のように構成された成形装置の動作について説明する。
図５は上型ユニット２２が上方の離型位置に保持され、ピストン６３及びピストンロッド６６が上方向に移動された状態を示す。この状態において、上型ユニット２２が図しない第２昇降機構によって下降動作されると、ピストンロッド６６によってピストン６３が下方に移動され、ロッド側シリンダ室６５の容積が増大する。前記下型ユニット１６の上面に上型ユニット２２の下面が接合された後は、ピストン６３の下方への移動によるロッド側シリンダ室６５の容積の増大により、キャビティＫ内のエアが外部に排出されて、製品の成形が適正に行われる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図示しないが、上型ユニット２２に形成された第２連通路４４に連通管を介してポンプを接続し、このポンプを上型ユニット２２の下降動作に同期して機械的に作動するように構成してもよい。

・図示しないが、可撓配管４３に代えて、前記ピストンロッド１５に第１連通路４１とロッド側シリンダ室４２を連通する連通路を形成してもよい。

この発明の成形装置を具体化した１実施形態を示す離型状態の断面図。成形装置の型合わせ状態の断面図。成形装置の成形完了状態を示す断面図。この発明の成形装置の別の実施形態を示す離型状態の断面図。この発明の成形装置の別の実施形態を示す離型状態の断面図。

符号の説明

Ｋ…キャビティ、１１…ベッド、１４，５３，６３…ピストン、１５，５４，６６…ピストンロッド、１６…下型ユニット、１７ａ…上面、１７ｃ，１８ｃ，１９ａ…貫通孔、２０…押出ロッド、２１…貯留室、２２…上型ユニット、２３ａ…下面、３４，５５，６４…ピストン側シリンダ室、４１，６６ａ…第１連通路、４１ａ，４４ａ…一端開口、４２，５７，６５…ロッド側シリンダ室、４３…可撓配管、４４…第２連通路、４４ａ，４４ｂ…開口、５１，６１…吸気用シリンダ、５８…分岐管、６１…シリンダ。

Claims

ベッドに対し第１昇降機構を介して下型ユニットを昇降可能に装着するとともに、第２昇降機構により上型ユニットを昇降可能に装着し、前記下型ユニットに対し前記両型ユニットが型合わせされることにより形成される成形用のキャビティに連通する貫通孔を上下方向に貫通形成し、前記貫通孔に対し前記ベッドに上向きに装着された押出ロッドを挿入して、前記貫通孔と押出ロッドの上面とにより被成形材料の貯留室を形成し、前記上型ユニットを下降させて下型ユニットに型合わせした後に、両型ユニットを同時に下降させる工程により、前記貯留室の被成形材料を前記押出ロッドにより前記キャビティ内に押し出して製品を成形するように構成した成形装置において、
前記上型ユニットの下降動作に機械的に連動して前記キャビティ内のエアを外部に排出するためのエア排出機構を設け、前記ベッドには前記第１昇降機構を構成する複数のシリンダが上向きに立設固定され、前記各シリンダのピストンロッドの上端部に前記下型ユニットが連結され、前記各シリンダのピストン側シリンダ室には両型ユニットの型締め力を付与する流体圧が付与されるように構成され、前記エア排出機構は、前記下型ユニットに形成された第１連通路と、上型ユニットに形成された第２連通路とを備え、前記第１連通路の一端は前記下型ユニットの上面に開口され、他端は前記シリンダのロッド側シリンダ室に可撓配管又はピストンロッドに形成された連通路により連通され、前記第２連通路の一端は、前記キャビティに開口され、他端は上型ユニットの下面に対し、前記第１連通路の一端開口と上下に対応するように開口され、前記上型ユニットが下型ユニットに型合わせされたとき、第１連通路と第２連通路が連通されるように構成したことを特徴とする成形装置。
請求項１において、前記ベッドには吸気用シリンダが上向きに立設され、前記吸気用シリンダのピストン及びピストンロッドは常にはバネによって上方に付勢され、前記吸気用シリンダのロッド側シリンダ室は、前記可撓配管と分岐管により接続され、前記吸気用シリンダのピストンロッドは前記上型ユニットの下降動作により下方に移動されるように構成されていることを特徴とする成形装置。
請求項２において、前記分岐管には開閉弁が設けられていることを特徴とする成形装置。
ベッドに対し第１昇降機構を介して下型ユニットを昇降可能に装着するとともに、第２昇降機構により上型ユニットを昇降可能に装着し、前記下型ユニットに対し前記両型ユニットが型合わせされることにより形成される成形用のキャビティに連通する貫通孔を上下方向に貫通形成し、前記貫通孔に対し前記ベッドに上向きに装着された押出ロッドを挿入して、前記貫通孔と押出ロッドの上面とにより被成形材料の貯留室を形成し、前記上型ユニットを下降させて下型ユニットに型合わせした後に、両型ユニットを同時に下降させる工程により、前記貯留室の被成形材料を前記押出ロッドにより前記キャビティ内に押し出して製品を成形するように構成した成形装置において、
前記上型ユニットの下降動作に機械的に連動して前記キャビティ内のエアを外部に排出するためのエア排出機構を設け、前記ベッドには吸気用シリンダが上向きに立設され、前記吸気用シリンダのピストンロッドは、上型ユニットの昇降動作に連動して昇降可能に前記上型ユニットに連結され、前記エア排出機構は、前記上型ユニット及びピストンロッドに、前記シリンダのロッド側シリンダ室とキャビティを連通する連通路を形成したことを特徴とする成形装置。