JPH04355108A - 成形型の温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スラッシュ成形用成形
型の型温を制御するための成形型の温度制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車のインストルメントパネ
ル等を組み込む内装体として、樹脂系材料を用いてスラ
ッシュ成形された表皮体（成形体）が用いられている。 この場合、前記スラッシュ成形では、成形型を予め加熱
する工程と、この加熱された成形型に塩化ビニル製プラ
スチゾルや粉末等の成形材料を投入するとともに、過剰
な成形材料を排出する工程と、前記成形型をさらに加熱
する工程と、この加熱された成形型を冷却する工程と、
成形型から表皮体を取り出す工程等があり、この成形型
を前記の各工程間に順次搬送させて表皮体が成形されて
いる。

【０００３】ところで、前記加熱工程の際、従来からス
ラッシュ成形型の加熱方法の１つとして、熱風炉を用い
たものが知られている。この熱風炉は、炉内の温度を所
望の一定温度に保持しながら、炉内における熱風を介し
て成形型を設定時間以上加熱することにより、成形型を
所望の温度とするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
熱風炉による加熱方法では、炉内温度が一定であること
から、加熱に多くの時間を要するという不都合があった
。

【０００５】そこで、成形型の加熱時間を短縮するため
に、該型に与える熱量をコントロールすることが考えら
れる。しかし、発熱源の加熱出力や送風量を連続的にコ
ントロールすることは困難であり、また多大の費用がか
かることになる。

【０００６】また、このように短時間で昇温させる場合
、例えば、ニッケル電鋳からなる成形型の特性等により
、同一条件で加熱しても温度にばらつきが生じやすいと
いう問題がある。この場合、加熱時間をコントロールし
てばらつきをなくす方法も考えられる。しかしながら、
各作業ステーション間を効率よく移送させるためには、
各ステーションの処理時間を一定に保つ必要がある。な
ぜなら、処理時間が変化することにより、次のステーシ
ョンへ移送されるまでの待ち時間が変化すると、均一に
保持された型温度にばらつきが生じるからである。

【０００７】さらに、同一のスラッシュ成形装置を用い
て、大きさ、形状等の異なる複数種類の型（例えば、所
謂インパネ用、ドア内装用等の型）を流す場合、前記一
定の加熱時間を保持しつつ所望の温度に昇温させるため
には、コントロールする熱量の幅を大きくとることが必
要になる。

【０００８】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、成形型の加熱出力切換時間または送風量切換時間
を演算し、加熱出力または送風量を多段階に切換制御す
ることにより、成形型の特性の相違および使用される型
の種類、大きさ等に影響されることなく、一定の加熱時
間内で効率的に所望の温度に調整可能な成形型の温度制
御方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、各作業ステーション間に移送されて樹
脂系成形材料から成形体を成形する成形型を、発熱源の
加熱出力が多段階に制御可能な熱風加熱炉を介して加熱
することにより、所望の温度に制御する方法であって、
加熱ステーションに設けられた前記熱風加熱炉からの成
形型の出炉温度の設定、成形型の加熱時間の設定、前記
熱風加熱炉内に搬入前の成形型の温度の検出、および前
記成形型搬入前の熱風加熱炉内の温度の検出を行う過程
と、前記設定された成形型の出炉温度および加熱時間と
、前記検出された搬入前の成形型の温度および熱風加熱
炉内の温度とから、前記熱風加熱炉の加熱出力切換時間
を演算する過程と、を有することを特徴とする。

【００１０】さらに、本発明は、各作業ステーション間
に移送されて樹脂系成形材料から成形体を成形する成形
型を、送風量が多段階に制御可能な熱風加熱炉を介して
加熱することにより、所望の温度に制御する方法であっ
て、加熱ステーションに設けられた前記熱風加熱炉から
の成形型の出炉温度の設定、成形型の加熱時間の設定、
前記熱風加熱炉内に搬入前の成形型の温度の検出、およ
び前記成形型搬入前の熱風加熱炉内の温度の検出を行う
過程と、前記設定された成形型の出炉温度および加熱時
間と、前記検出された搬入前の成形型の温度および熱風
加熱炉内の温度とから、前記熱風加熱炉の送風量切換時
間を演算する過程と、を有することを特徴とする。

【００１１】

【作用】■　　上記の本発明に係る成形型の温度制御方
法では、予め設定された成形型の出炉温度および加熱時
間と、成形型搬入前の成形型の温度および熱風加熱炉内
の温度とから、熱風加熱炉における加熱出力切換時間が
演算されるため、成形型の特性の相違や使用される型の
種類、大きさ等に影響されることなく、この成形型を一
定の加熱時間内で効率的に所望の温度に加熱することが
できる。

【００１２】さらに、型の種類、大きさ等が変化する場
合には、前記加熱出力の制御作用下に熱風炉における送
風量を切り換えることにより一定の加熱時間内で効率的
に所望の温度に加熱することができる。

【００１３】■　　本発明に係る成形型の温度制御方法
では、予め設定された成形型の出炉温度および加熱時間
と、成形型搬入前の成形型の温度および熱風加熱炉内の
温度とから、熱風加熱炉における送風量切換時間が演算
されるため、成形型の特性の相違や使用される型の種類
、大きさ等に影響されることなく、この成形型を一定の
加熱時間内で効率的に所望の温度に加熱することができ
る。

【００１４】さらに、型の種類、大きさ等が変化する場
合には、前記送風量の制御作用下に発熱源の加熱出力を
切り換えることにより一定の加熱時間内で効率的に所望
の温度に加熱することができる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明に係る成形型の温度制御方法に
ついてこれを実施するための成形装置との関連で好適な
実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。

【００１６】図２において、参照符号１０は、本実施例
に係る成形型の温度制御方法を実施するための成形装置
を示す。この成形装置１０は、搬送台１１に固定された
成形型１２を所望の温度に加熱する第１加熱ステーショ
ン１４と、前記加熱された成形型１２に、樹脂系成形材
料を供給して溶着させた後不要な成形材料を排出する溶
着ステーション１６と、前記溶着した成形材料を加熱す
る第２加熱ステーション１８と、前記成形型を冷却する
冷却ステーション２０と、冷却終了後の成形型から表皮
体（成形体）を取り出すための取出ステーション２２と
、第１加熱ステーション１４、溶着ステーション１６お
よび第２加熱ステーション１８とを二段構造にするため
の第１および第２昇降ステーション２４、２６と、各ス
テーション１４乃至２６間に成形型１２を循環移送可能
な搬送機構２８とを備える。これらの各ステーションは
、制御装置２９により駆動制御される。

【００１７】図３に示すように、第１加熱ステーション
１４は、熱風加熱炉３０を有し、この熱風加熱炉３０内
に発熱源であるバーナ３１ａ、３１ｂおよび送風発生手
段３２からなる熱風発生手段３３が配置されている。こ
の熱風発生手段３３により生じた熱風を、成形型１２に
供給する複数の熱風吹き出し口３４と、この熱風を回収
する複数の熱風回収口３６と、前記回収された熱風を熱
風発生手段３３に循環させる通路３８とが設けられてい
る。熱風加熱炉３０には、成形型１２を回転（揺動）さ
せるための駆動手段４１が設けられ、また、熱風加熱炉
３０内の温度を検出すべく図示しない温度検出センサが
配設され、この温度検出センサは制御装置２９に熱風加
熱炉３０の温度情報を供給する。

【００１８】溶着ステーション１６は、成形型１２の成
形用キャビテイに表皮層を形成するための樹脂供給機構
３７と、前記表皮層に発泡層を成形するための発泡性樹
脂供給機構３９と、この成形型１２を回転させるための
駆動手段４０とを備える。

【００１９】第２加熱ステーション１８は、加熱炉４２
を有するとともに、この加熱炉４２内で成形型１２を所
定の角度範囲で揺動させるべく、駆動手段４４を備える
。

【００２０】第１加熱ステーション１４、溶着ステーシ
ョン１６および第２加熱ステーション１８の出入口には
、シリンダ４６ａ乃至４６ｄに係合するシャッタ４８ａ
乃至４８ｄが配設される。

【００２１】冷却ステーション２０は、冷却水供給手段
５０が収容された冷却室５２を有するとともに、この冷
却室５２内で成形型１２を反転させるための駆動手段５
４を備える。この冷却ステーション２０と第２加熱ステ
ーション１８との間には、表皮体を徐冷すべく、エアブ
ロー手段５６が配置される。

【００２２】取出ステーション２２は、成形装置１０の
循環搬送路外に設けられ、成形型１２から表皮体を取り
出すべくこの成形型１２を揺動させるための駆動手段５
８を有する。

【００２３】第１および第２昇降ステーション２４、２
６は、モータ６０に係合する昇降台６２を備え、搬送機
構２８を構成し上下に平行に配設された搬送ベルト６４
、６６と、この昇降台６２とにより環状搬送路が形成さ
れる。この搬送機構２８は、取出ステーション２２に配
置された搬送路６８を有し、この搬送路６８は成形型１
２を取出ステーション２２と昇降台６２との間で進退さ
せる。

【００２４】前記冷却ステーション２０の直前および第
１昇降ステーション２４に成形型１２の温度を検出すべ
く放射温度計（図示せず）が配設され、この放射温度計
は、前記成形型１２の温度情報を制御装置２９に供給す
る。

【００２５】次に、上記のように構成される成形装置１
０および制御装置２９の動作を、本実施例に係る温度制
御方法との関係で図１に示すフローチャートを参照しな
がら以下に説明する。■　　第１加熱ステーション１４
に設けられた熱風加熱炉３０からの成形型１２の出炉温
度Ｔ１が前記成形型１２の材質、形状等の特性データに
基づいて設定されて制御装置２９に供給される。■　　
熱風加熱炉３０内に搬入前の成形型１２の温度Ｔ２が、
第１昇降ステーション２４に配設された放射温度計（図
示せず）により検出されて制御装置２９に供給される。 ■　　成形型１２が搬入される前の熱風加熱炉３０内の
温度Ｔ３が、図示しない温度検出センサを介して検出さ
れて制御装置２９に供給される。■　　成形型１２の材
質、形状等から判断し、前記成形型１２の所望の加熱時
間Ｓ（秒）が設定されて制御装置２９に供給される。■
　　このように、前記設定された成形型１２の出炉温度
Ｔ１、前記検出された搬入前の成形型１２の温度Ｔ２お
よび熱風加熱炉３０内の温度Ｔ３とに係る温度情報およ
び前記設定された加熱時間Ｓ（秒）が制御装置２９に入
力される。この制御装置２９は、前記情報に基づいて加
熱出力切換時間Ｐまたは送風量切換時間Ｐ（秒）を演算
する。 前記加熱出力切換時間Ｐまたは送風量切換時間Ｐ（秒）
は、次の式により求められる。

【００２６】 Ｐ＝α×Ｔ２＋β×Ｔ３＋γ×Ｔ１＋Ｓ＋Ｋ但し、α、
β、γおよびＫは、定数であって、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、
ＳおよびＰを一組とした多数回のデータを取り、このデ
ータを基にして統計的手法により最も適切な値に選択さ
れる。従って、これらの値は型の種類、加熱出力および
送風量の切り換え段階等の条件によって変化する。

【００２７】制御装置において計時開始後、上式により
求められた加熱出力切換時間Ｐまたは送風量切換時間Ｐ
（秒）後に、加熱出力または送風量の切り換えが行われ
る。

【００２８】これにより、熱風加熱炉３０に搬入直前の
成形型１２の温度Ｔ２並びにこの熱風加熱炉３０内の温
度Ｔ３が種々の外的条件の変動により変化しても、予め
設定された一定の加熱時間Ｓで常に所望の出炉温度Ｔ１
に加熱することができる。従って、後述する成形作業に
より、高品質な表皮体を効率的に成形することが可能と
なるという効果が得られる。

【００２９】これを、図４を用いて説明すると、このグ
ラフは、バーナ３１ａ、３１ｂのＨｉ、Ｌｏｗによる二
段階の加熱出力の切り換えによる放射加熱および送風発
生手段３２の送風量の多、少による送風量の切り換えに
より、成形型１２を熱風加熱した状態を示す。なお、加
熱時間Ｓは、８０秒に設定している。

【００３０】ここで、総熱量曲線Ｄ１は、バーナ３１ａ
、３１ｂの加熱出力をＬｏｗに、且つ、送風発生手段３
２の送風量を少に切り換えた状態における熱風加熱状態
、総熱量曲線Ｄ２は、バーナ３１ａ、３１ｂの加熱出力
をＨｉに、且つ、送風発生手段３２の送風量を少に切り
換えた状態における熱風加熱状態、総熱量曲線Ｄ３は、
バーナ３１ａ、３１ｂの加熱出力をＬｏｗに、且つ、送
風発生手段３２の送風量を多に切り換えた状態における
熱風加熱状態、総熱量曲線Ｄ４は、バーナ３１ａ、３１
ｂの加熱出力をＨｉに、且つ、送風発生手段３２の送風
量を多に切り換えた状態における熱風加熱状態を夫々示
している。このような、総熱量曲線Ｄ１乃至Ｄ４におけ
る加熱時間８０秒後の総熱量において、総熱量曲線Ｄ３
の総熱量を上限とし総熱量曲線Ｄ１の総熱量を下限とす
る低加熱出力制御範囲と、総熱量曲線Ｄ４の総熱量を上
限とし総熱量曲線Ｄ２の総熱量を下限とする高加熱出力
制御範囲とが規定される。従って、前記範囲内において
所望の高低加熱出力範囲内にコントロールするために、
図１に示すような送風量切換時間Ｐを制御装置２９で演
算し、この演算結果に基づいて、総熱量曲線Ｄ４におけ
る送風量切換時間Ｐ１　にバーナ３１ａ、３１ｂの加熱
出力をＨｉに保持したまま、送風発生手段３２の送風量
を多から少に切り換えることにより、高加熱出力制御範
囲内において所望の総熱量に制御することができる（総
熱量曲線Ｄ６参照）。同様に、制御装置２９における演
算結果に基づいて、総熱量曲線Ｄ３における送風量切換
時間Ｐ２　にバーナ３１ａ、３１ｂの加熱出力をＬｏｗ
に保持したまま、送風発生手段３２の送風量を多から少
に切り換えることにより、低加熱出力制御範囲内におい
て所望の総熱量に制御することができる（総熱量曲線Ｄ
５参照）。

【００３１】なお、図４では、送風量切換時間に基づい
て、送風発生手段３２の送風量を切り換えたが、これと
は反対に、加熱出力切換時間に基づいて、バーナ３１ａ
、３１ｂの加熱出力を切り換えた場合を図５に示す。

【００３２】図５においては、図４と同様の条件のもと
に設定しており、バーナ３１ａ、３１ｂのＨｉ、Ｌｏｗ
による二段階の加熱出力の切り換えおよび送風発生手段
３２の送風量の多、少による切り換え、加熱時間Ｓを８
０秒に設定している。図において、Ｐ３　、Ｐ４　、Ｐ
５　は加熱出力切換時間を示し、前記Ｐ３　、Ｐ４　、
Ｐ５　秒にバーナ３１ａ、３１ｂの加熱出力をＨｉから
Ｌｏｗに切り換えることにより、総熱量曲線Ｄ１１乃至
Ｄ１６により所望の成形型の熱量を得ることができる。

【００３３】次に、この表皮体の成形作業について概略
的に説明する。

【００３４】第１加熱ステーション１４の熱風加熱炉３
０内に成形型１２が搬入されると、駆動手段４１を介し
てこの成形型１２と搬送台１１とが一体的に回転（揺動
）されながら、熱風発生手段３３が駆動される。この熱
風発生手段３３は、バーナ３１ａ、３１ｂの熱放射作用
下に送風発生手段３２が駆動されて熱風を発生させるこ
とができる。この熱風は、熱風吹き出し口３４から成形
型１２に熱風が供給され、前記供給された熱風は、熱風
回収口３６から通路３８を介して熱風発生手段３３に循
環され、この熱風発生手段３３により熱風加熱されて成
形型１２に導出される。

【００３５】その際、このバーナ３１ａ、３１ｂおよび
送風発生手段３２は二段階に切り換え可能に構成されて
いる。すなわち、バーナ３１ａ、３１ｂは、加熱出力を
高低（Ｈｉ、Ｌｏｗ）に切り換え可能であり、送風発生
手段３２は、送風量を多、少に切り換えることができる
。このようなバーナ３１ａ、３１ｂの加熱出力の高低（
Ｈｉ、Ｌｏｗ）および送風発生手段３２の送風量の多、
少は、制御装置２９における加熱出力切換時間、または
送風量切換時間のコントロール下に行われる。以上のよ
うにして、制御装置２９により計時が開始され、成形型
１２が予め設定された一定の加熱時間だけ熱風加熱され
る。

【００３６】熱風加熱終了後の成形型１２は、搬送機構
２８を介し溶着ステーション１６に搬送された後、先ず
、樹脂供給機構３７の作用下にその成形用キャビテイの
内部に粉末状の非発泡性樹脂が投入されて表皮層が形成
される。さらに、発泡性樹脂供給機構３９の作用下に粉
末状の発泡性樹脂が前記表皮層に供給されて溶着した後
、駆動手段４０の作用下に搬送台１１が３６０°回転し
て成形型１２内の不要な発泡性樹脂が外部に排出される
。

【００３７】第２加熱ステーション１８に搬送された成
形型１２は、駆動手段４４を介して所定の角度範囲で揺
動し、発泡性樹脂が発泡して表皮体が形成されるに至る
。

【００３８】搬送台１１は、第２昇降ステーション２６
の昇降台６２に搬送されて、モータ６０の作用下に下降
される。その際、エアブロー手段５６が駆動されて成形
型１２に冷却空気が供給され、この成形型１２および表
皮体が徐冷される。

【００３９】搬送機構２８を介して冷却ステーション２
０に搬送された搬送台１１は、駆動手段５４の作用下に
反転されるとともに、冷却水供給手段５０を介して成形
型１２の外面側に冷却水が供給され、この成形型１２が
急冷される。

【００４０】冷却ステーション２０から第１昇降ステー
ション２４に搬送された搬送台１１は、昇降台６２を介
して搬送路６８と同一高さまで上昇された後、この搬送
路６８を介し、取出ステーション２２に搬送され、駆動
手段５８により揺動されて表皮体の取出作業が行われる
。

【００４１】ここで、成形装置１０には、三台の成形型
１２が循環搬送されており、これらの成形型１２により
表皮体が順次成形される。

【００４２】なお、本実施例では、加熱出力をＨｉ、Ｌ
ｏｗの二段階に、送風量を多、少の二段階に切り換えて
説明しているがそれに限定されるものではなく、加熱出
力および送風量を多段階に切り換えて制御できることは
勿論である。

【００４３】

【発明の効果】本発明に係る成形型の温度制御方法によ
れば、以下の効果が得られる。

【００４４】すなわち、予め設定された成形型の出炉温
度および加熱時間と、検出された搬入前の成形型の温度
および熱風加熱炉の温度とからこの成形型を加熱する加
熱出力切換時間、または前記熱風加熱炉の送風量切換時
間が演算される。これにより、成形型の特性の相違や前
記型の種類、大きさ等に影響されることなく、成形型の
加熱出力切換時間または送風量切換時間のもとに加熱出
力または送風量を多段階に切換制御することにより、一
定の加熱時間内で効率的に所望の加熱温度に調整するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る成形型の温度制御方法を説明する
ためのフローチャートである。

【図２】本発明に係る成形型の温度制御方法を実施する
ための成形装置および制御装置の正面説明図である。

【図３】図２において成形装置を構成する第１加熱ステ
ーションの側面図である。

【図４】本発明に係る成形型の温度制御方法を説明する
ための総熱量と加熱時間との関係図である。

【図５】本発明に係る成形型の温度制御方法を説明する
ための総熱量と加熱時間との関係図である。

【符号の説明】

１０…成形装置 １１…搬送台 １２…成形型 １４、１８…加熱ステーション １６…溶着ステーション ２０…冷却ステーション ２２…取出ステーション ３０…熱風加熱炉 ３１ａ、３１ｂ…バーナ ３２…送風発生手段 ３３…熱風発生手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各作業ステーション間に移送されて樹脂系
   成形材料から成形体を成形する成形型を、発熱源の加熱
   出力が多段階に制御可能な熱風加熱炉を介して加熱する
   ことにより、所望の温度に制御する方法であって、加熱
   ステーションに設けられた前記熱風加熱炉からの成形型
   の出炉温度の設定、成形型の加熱時間の設定、前記熱風
   加熱炉内に搬入前の成形型の温度の検出、および前記成
   形型搬入前の熱風加熱炉内の温度の検出を行う過程と、
   前記設定された成形型の出炉温度および加熱時間と、前
   記検出された搬入前の成形型の温度および熱風加熱炉内
   の温度とから、前記熱風加熱炉の加熱出力切換時間を演
   算する過程と、を有することを特徴とする成形型の温度
   制御方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の方法において、該成形型を
   熱風加熱炉内に搬入する前に、型の種類を判別し、該型
   の種類に対応して熱風加熱炉内の送風量を切り換えるこ
   とを特徴とする成形型の温度制御方法。
3. 【請求項３】各作業ステーション間に移送されて樹脂系
   成形材料から成形体を成形する成形型を、送風量が多段
   階に制御可能な熱風加熱炉を介して加熱することにより
   、所望の温度に制御する方法であって、加熱ステーショ
   ンに設けられた前記熱風加熱炉からの成形型の出炉温度
   の設定、成形型の加熱時間の設定、前記熱風加熱炉内に
   搬入前の成形型の温度の検出、および前記成形型搬入前
   の熱風加熱炉内の温度の検出を行う過程と、前記設定さ
   れた成形型の出炉温度および加熱時間と、前記検出され
   た搬入前の成形型の温度および熱風加熱炉内の温度とか
   ら、前記熱風加熱炉の送風量切換時間を演算する過程と
   、を有することを特徴とする成形型の温度制御方法。
4. 【請求項４】請求項３記載の方法において、該成形型を
   熱風加熱炉内に搬入する前に、型の種類を判別し、該型
   の種類に対応して発熱源の加熱出力を切り換えることを
   特徴とする成形型の温度制御方法。