JPH043785Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜技術分野＞ この発明は、発泡成形用原料充填器に関し、ポ
リスチレン等からなる発泡性熱可塑性樹脂粒子
を、成形型の型窩内に充填し、加熱発泡させて、
発泡成形品を製造する、いわゆるビーズ成形にお
いて、原料となる樹脂粒子を成形型の型窩内に充
填するための充填器に関している。

＜従来技術＞ 上記したビーズ成形における原料充填器として
は、基本的には原料粒子の供給口、圧力空気の導
入口、および型窩に開口する充填口とを有し、こ
の圧力空気の導入口と、原料粒子の供給口および
充填口に対する連通を、エアシリンダ状の原料充
填器の内部を摺動するピストンロツドによつて、
遮断もしくは連通させて、原料粒子の充填を制御
している。

さらに、上記原料充填器のピストンロツドを、
型窩内で成形された発泡成形品の突出しにも兼用
することが考案され、例えば実公昭55−1859号公
報に開示されている。

上記先行技術では、充填器のピストンシヤフト
に対して、後端には固定されたピストンを設け、
シヤフト途中には、シヤフトに沿つて移動可能な
補助ピストンを設けてあり、充填器のエアシリン
ダには、シヤフトの固定ピストンの後方、固定ピ
ストンと補助ピストンの中間、および補助ピスト
ンの前方に圧力空気のエア入口を設け、各エア入
口への圧力空気の供給を制御することによつて、
原料充填時には、シヤフトがエアシリンダの最後
部にあり、原料充填が完了して発泡成形を行う段
階では、原料充填器の充填口を閉鎖するため、シ
ヤフトが前進し、次に成形された発泡成形品を成
形型から突き出す際には、シヤフトがさらに前進
するように、シヤフトの移動を２段階で行えるよ
うになつている。

そして、上記作用のうち、充填口を閉鎖するた
めに、シヤフトは一段階だけ前進した状態では、
シヤフトの後方の固定ピストンに加わるエア圧に
よる押圧力を、前方の補助ピストンに加えたエア
圧による押圧力で支えることによつて、シヤフト
を定位置に停止させている。

従つて、補助ピストンの前方に加える押圧力
が、固定ピストンに加わる押圧力よりも強くない
と、シヤフトが確実に停止せず、停止位置が変動
して、シヤフトの先端面が型面と一致しなくなる
問題が生じる。

そのため、上記先行技術においては、固定ピス
トン側の主エアシリンダの内径よりも、補助ピス
トン側の補助エアシリンダの内径のほうを、大き
く形成しておき、主エアシリンダと補助エアシリ
ンダとに、同じ一定の空気圧を加えても、補助ピ
ストン側に加わる押圧力のほうが、固定ピストン
側に加わる押圧力よりも大きくなつて、所定位置
での確実な停止を果せるようにしている。

しかし、エアシリンダの前方と後方とで、内径
の異なる主シリンダと補助シリンダとを別々に製
造して組合せるのは、非常に面倒であり、しかも
この場合、固定ピストンと補助ピストンの外径も
違える必要があるため、原料充填器全体の加工や
製造の手間が非常にかかり、コスト的にも高くつ
く問題があつた。

＜目的＞ そこで、この考案の目的としては、上記従来技
術の問題点を解消し、充填の制御と発泡成形品の
突き出し作用とを兼用できる、複動式のピストン
機構を備えた原料充填器であつて、作動が確実で
あると同時に、構造が簡単で製造が容易になり、
製造コストを低減できる充填器を提供することに
ある。

＜構成＞ そして、上記目的を達成するための構成として
は、発泡性熱可塑性樹脂からなる原料粒子を型窩
内に充填する充填制御と、型窩内で上記原料粒子
を加熱処理することにより得られた発泡成形品を
上記成形型から突出す突出し作用とに兼用するピ
ストンロツドを、エアシリンダの内部に設け、ピ
ストンロツドの後部側には、エアシリンダの後方
筒部内をピストンロツドと一体になつて移動する
固定ピストンを設け、ピストンロツドの前部側に
は、エアシリンダの前方筒部内を移動するととも
に、ピストンロツドに対して、軸方向に沿つて移
動可能な可動ピストンを設け、充填器のエアシリ
ンダには、ピストンロツドの固定ピストンの後
方、固定ピストンと可動ピストンの中間、および
可動ピストンの前方にピストン駆動用の圧力空気
のエア入口をそれぞれ設けた、発泡成形用原料充
填器において、上記エアシリンダの内径を、後方
筒部と前方筒部とで同一径に形成すると共に、固
定ピストンの後部側に突出したピストンロツドの
後方軸部の外径を、可動ピストンの前部側に突出
したピストンロツドの前方軸部の外径よりも、大
きく形成していることを特徴としている。

＜実施例＞ 次いで、この考案の実施例について、図を参照
しながら以下に説明する。

第１図には、原料充填器１の全体を示してお
り、全体が筒状をなし、先端部分を成形型２に挿
入取付けして、最先端に形成した原料粒子の充填
口１０を、成形型２の型窩２０に開口している。
また、上記充填口１０は、原料充填器１の内部を
貫通する貫通路１１に連通し、この貫通路１１に
は、原料粒子の供給口１２および充填用の圧力空
気の導入口１３が開口形成してある。そして、上
記した原料粒子の供給口１２および圧力空気の導
入口１３と、充填口１０との連通および遮断を、
貫通路１１に貫挿して摺動する、ピストンロツド
３の前方軸部３０によつて制御するものである。
なお、上記した原料充填器１の基本構造について
は、従来の原料充填器と同様のものである。

次に、ピストンロツド３は、原料充填器１の上
方に形成したエアシリンダとしてのシリンダ部４
の中央を貫通しており、シリンダ部４は全体が略
同一内径の円筒状をなし、軸方向の途中で、内方
に突出形成した仕切り部４０によつて、前方筒部
４１と後方筒部４２とに分割されている。そし
て、シリンダ部４のうち、前方筒部４１の最前
部、仕切り部４０の内周、および後方筒部４２の
最後部には、各々圧力空気の供給口４３，４４，
４５が形成してある。

また、ピストンロツド３の前方軸部３０のう
ち、シリンダ部４の前方筒部４１の内部には、可
動ピストン５０が取付けてあり、可動ピストン５
０はピストンロツド３の前方軸部３０に対して軸
方向に摺動自在に形成されている。また、前方ピ
ストン５０には、後方側に突出した延長筒部５１
が形成してあり、この延長筒部５１の長さによつ
て、後述する、ピストンロツド３の型窩２０側へ
の突出長さを設定できる。ピストンロツド３の前
方軸部３０のうち、シリンダ部４の後方筒部４２
の内部には、固定ピストン５２が取付けてあり、
この固定ピストン５２はピストンロツド３と一体
になつて移動する。

次に、ピストンロツド３のうち、固定ピストン
５２よりも後方には、前方軸部３０よりも外径の
大きな後方軸部３１が形成してあり、この後方軸
部３１はシリンダ部４の後端を貫通して、充填器
１の外部に突出してあり、充填器１の外部で、後
方軸部３１の外周に延出した回り止め片３２を、
充填器１の後部に突出形成した回り止め軸６０に
貫挿係止して、後方軸部３１が回転せず、軸方向
のみに自由に移動できるようになつている。

なお、各ピストン５０，５２とシリンダ部４と
の摺動個所、ピストンロツド３と充填器４の貫通
部分等には、Ｏリング等も密封機構を設けて、圧
力空気が漏れないようにしている。

以上のような構造を有する、原料充填器１の使
用状態を、第１図〜第３図へと、成形工程順に説
明する。

まず、第１図は、成形工程完了後の、ピストン
ロツド３の復帰工程時または原料粒子の充填工程
時を示しており、３個所の圧力空気の供給口４
３，４４，４５のうち、前方筒部４１の最前部の
供給口４３および仕切り部４０の供給口４４に圧
力空気を供給する。

すると、可動ピストン５０および固定ピストン
５２は、何れも後方側に移動し、固定ピストン５
２に固定されたピストンロツド３は、最後部まで
後退する。そして、ピストンロツド３の前方軸部
３０は、原料粒子の供給口１２および圧力空気の
導入口１３よりも上方に後退しているので、導入
口１３から充填口１０へと噴射する圧力空気と共
に、原料粒子が成形型２の型窩２０に供給充填さ
れる。

次に、第２図は、原料粒子を充填した後、加熱
発泡させる成形工程時を示しており、前方筒部４
１の最前部の供給口４３および後方筒部４２の最
後部の供給口４５に、圧力空気を供給する。

すると、固定ピストン５２が前方に移動し、固
定ピストン５２と一体になつたピストンロツド３
も前進する。また、可動ピストン５０は、前方筒
部４１の後方、即ち仕切り部４０の前面に押し付
けられたままである。

即ち、第３図に詳しく示すように、後方から前
進する固定ピストン５２が、可動ピストン５０の
延長筒部５１に当接して、前方側へ押動しようと
すると同時に、可動ピストン５０には、前方側か
らの圧力空気によつて、後方側への押圧力が加わ
つている。

このとき、固定ピストン５２の後方に供給され
た圧力空気の圧力、および可動ピストン５０の前
方に供給された圧力空気の圧力は、全く同じであ
るが、固定ピストン５２の後方側の受圧面積は、
シリンダ部４の後方筒部４２の内径からピストン
ロツド３の後方軸部３１の外径を差し引いた部分
の面積になり、可動ピストン５０の前方側の受圧
面積は、シリンダ部４の前方筒部４１の内径から
ピストンロツド３の前方軸部３０の外径を差し引
いた部分の面積になる。

そして、後方筒部４２と前方筒部４１の内径は
同じであるが、後方軸部３２の外径は前方軸部３
０の外径よりも大きいので、固定ピストン５２側
の受圧面積よりも可動ピストン５０側の受圧面積
のほうが広くなり、可動ピストン５０の後方側へ
の押圧力のほうが強くなる。

従つて、固定ピストン５２が前進しようとして
も、可動ピストン５０に当接した段階で、可動ピ
ストン５０の押圧力に対向して、それ以上移動す
ることはできず、確実に前進は止り、この位置で
停止してしまう。

このとき、ピストンロツド３の前方軸部３０の
先端は、貫通路１１を閉塞し、圧力空気の導入口
１３および原料粒子の供給口１２の、充填口１０
への連通を遮断して、原料充填を終了すると同時
に、充填口１０の開口部分をピストンロツド３の
先端面で塞ぎ、型窩２０の表面とピストンロツド
３の先端面が同一面になる。この状態で、型窩２
０内に、加熱蒸気等の加熱媒体を供給して、原料
粒子の加熱発泡を行い、発泡成形品Ｆを成形製造
する。

次に、第４図は成形された発泡成形品を成形型
２から突き出す、型外し工程時を示しており、後
方筒部４２の最後部の供給口４５および仕切り部
４０の供給口４４に圧力空気を導入する。

すると、可動ピストン５０が前方に移動するこ
とによつて、固定ピストン５２も前進することが
可能になり、固定ピストン５２が仕切り部４０に
当接するまで前進する。そして、ピストンロツド
３は、前方軸部３０の先端が、充填口１０と同一
面から、さらに前方の型窩２０内に突出移動し、
型窩２０内の発泡成形品Ｆを、成形型２から突き
出して、型外しを行う。

以上の各工程を経て、一サイクルの成形工程が
完了し、順次各工程を反復実行することによつ
て、発泡成形品Ｆの製造が行われる。

以上に説明した原料充填器１のうち、原料粒子
の供給口１２、圧力空気の導入口１３、あるいは
充填口１０等の構造、充填器１と成形型２との取
付け構造等は、従来の通常の充填器と同様の構造
で実施でき、図示した実施例以外にも変更可能で
ある。

また、ピストンロツド３の回り止め機構として
は、図示した実施例のように、ピストンロツド３
の後方軸部３１を、充填器１の後部を貫通して、
充填器１の外部に突出させ、この後方軸部３１の
回転を、回り止め片３２と回り止め軸６０との係
合によつて、規制する構造のもののほか、後方軸
部３１に対して、軸方向の移動は可能であるが、
円周方向の回転を阻止できる、適宜係合構造を設
けておくこともでき、さらに、充填器１の内部
に、後方軸部３１または前方軸部３０と係合し
て、回り止めを果しながら軸方向への移動を可能
にする、適宜凹凸形状を形成しておいてもよい。
例えば、ピストンロツド３および、これと摺動す
るシリンダ部４または充填器１の貫通路１１等
を、円形以外の異形状に形成しておけば、回り止
め機能を果すことが可能である。

そして、上記した回り止め機構の効果として
は、ピストンロツド３の先端で発泡成形品Ｆを突
き出す際に、発泡成形品Ｆに対する当接面が回転
すると、発泡成形品Ｆの表面にピストンロツド３
の跡が付いたり、傷を付ける問題があり、またピ
ストンロツド３の回転によつて、発泡成形品Ｆを
回転させたり、捩じ曲げようとする力が加わり、
発泡成形品Ｆを直線的にスムーズに突き出すこと
ができず、確実な型外し作用が果せなくなる問題
があるので、上記したように、ピストンロツド３
の回転を防止する、回り止め機構が有効となる。

さらに、通常の成形型２では、充填器１は成形
型２の型面のうち、平坦な個所に設けて、ピスト
ンロツド３の先端面も平坦に形成しておくが、成
形型２の型面形状が複雑で、この型面形状に沿わ
せるため、ピストンロツド３の先端面を平坦に形
成しておくことができず、先端面に湾曲や傾斜、
あるいは段部等の凹凸が形成されている場合、ピ
ストンロツド３が回転すると、ピストンロツド３
の先端面と成形型２の型面とが一致しなくなり、
発泡成形品Ｆの仕上がりが汚くなつたり、商品価
値が低下する問題についても、上記した回り止め
機構によつて、完全に解消することができる。

なお、ピストンロツド３の作動用に、各供給口
４３，４４，４５に供給する圧力空気は、原料充
填、その他、成形装置の他部分の作動用空気と、
共通の空気配管から供給される、通常の圧力空気
が使用でき、圧力空気の圧力としては、２〜７
Kg／cm²Ｇ程度で実施される。

＜効果＞ 以上のごとく構成された、この考案の原料充填
器１によれば、シリンダ部４内で摺動するピスト
ンロツド３に取付けた、固定ピストン５２および
可動ピストン５０の作動によつて、ピストンロツ
ド３を、２段階に前進移動させ、原料粒子の充填
および遮断、ならびに成形された発泡成形品Ｆの
突き出し型外しに兼用できるものである。

そして、上記ピストンロツド３の作動部分の構
造として、シリンダ部４のうち、固定ピストン５
２を収容する後方筒部４２の内径と、可動ピスト
ン５０を収容する前方筒部４１の内径とは同一に
形成しておくのに対し、ピストンロツド３のう
ち、固定ピストン５２の後方の後方軸部３１の外
径を、可動ピストン５０の前方の前方軸部３０の
外径よりも大きく形成しておくことによつて、原
料粒子の充填終了時に、固定ピストン５２を一定
の前進位置で確実に停止させることができるもの
である。

即ち、固定ピストン５２の後方に圧力空気を供
給して、前進させたときに、固定ピストン５２が
可動ピストン５０に当接した時点で、固定ピスト
ン５２と可動ピストン５０とが互いに押動し合う
ことになる。

このとき、固定ピストン５２を押動する圧力空
気と、可動ピストン５０を押動する圧力空気の圧
力は同じであるが、前記した後方軸部３１と前方
軸部３０との外径の差によつて、固定ピストン５
２よりも可動ピストン５０の受圧面積が大きくな
つており、従つて、可動ピストン５０の固定ピス
トン５２に対する押動力のほうが大きいので、固
定ピストン５２は可動ピストン５０に当接した位
置から前方へは前進できず、確実に停止すること
になる。

そして、上記固定ピストン５２の停止手段とし
て、従来の充填器では、ピストンロツドの外径は
一定にして、シリンダ部分の内径を、固定ピスト
ン側よりも可動ピストン側が大きくなるようにし
て、可動ピストンの受圧面積を大きくしていたの
で、加工の難しいシリンダ内径を、前方部分と後
方部分で変えたり、固定ピストンと可動ピストン
の外径が異なるものを製造する必要がある等、非
常に製造が面倒で、技術的に困難な問題があつた
のに対し、この考案では、比較的加工の容易な、
ピストンロツド３の外径を、前方軸部３０と後方
軸部３１とで変えるだけで、シリンダ部４の内径
や、固定ピストン５２と可動ピストン５０の外径
等は、全く共通でよいため、極めて加工製造が容
易で、製造コストは安価になる。

特に、シリンダやピストン等は、径が大きくな
るほど、高い加工精度を要求され、気密維持や滑
らかな作動が困難になつて、高度な製造技術を要
求されるので、従来のように、可動ピストン部分
を大径に形成するのは極めて難しく、加工上の問
題も多く発生する欠点があるが、この考案の場合
には、シリンダ部４の全体を、一定の径寸法で形
成しておけばよいので、上記のごとき従来技術の
困難性は完全に解消できた。

さらに、シリンダやピストンに装着するＯリン
グ等の部品や、加工工具も、同じ径であれば、共
通することができ、製造組立、あるいは保守点検
の手間も省くことができる。

以上のように、原料粒子の充填制御と同時に、
発泡成形品Ｆの型外しにも兼用できる、２段階に
作動する原料充填器１を、極めて簡単な構造で、
安価に製造でき、成形装置全体のコストダウンに
も大きく貢献できる、種々の優れた実用的効果を
発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

図はこの考案の実施例を示すものであり、第１
図はピストンロツド後退時の断面図、第２図は第
１段階前進時の断面図、第３図は前図要部拡大
図、第４図は第２段階前進時の断面図である。 １……充填器、３……ピストンロツド、３０…
…前方軸部、３１……後方軸部、３２……回り止
め片、４……シリンダ部、４１……前方筒部、４
２……後方筒部、４３，４４，４５……圧力空気
供給口、５０……可動ピストン、５２……固定ピ
ストン、６０……回り止め軸。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 発泡性熱可塑性樹脂からなる原料粒子を型窩
   内に充填する充填制御と、型窩内で上記原料粒
   子を加熱処理することにより得られた発泡成形
   品を上記成形型から突出す突出し作用とに兼用
   するピストンロツドを、エアシリンダの内部に
   設け、ピストンロツドの後部側には、エアシリ
   ンダの後方筒部内をピストンロツドと一体にな
   つて移動する固定ピストンを設け、ピストンロ
   ツドの前部側には、エアシリンダの前方筒部内
   を移動するとともに、ピストンロツドに対し
   て、軸方向に沿つて移動可能な可動ピストンを
   設け、充填器のエアシリンダには、ピストンロ
   ツドの固定ピストンの後方、固定ピストンと可
   動ピストンの中間、および可動ピストンの前方
   にピストン駆動用の圧力空気のエア入口をそれ
   ぞれ設けた、発泡成形用原料充填器において、
   上記エアシリンダの内径を、後方筒部と前方筒
   部とで同一径に形成すると共に、固定ピストン
   の後部側に突出したピストンロツドの後方軸部
   の外径を、可動ピストンの前部側に突出したピ
   ストンロツドの前方軸部の外径よりも、大きく
   形成していることを特徴とする発泡成形用原料
   充填器。 ２ ピストンロツドに対して、軸方向への移動は
   自由で、回転を規制する回り止め機構を設けて
   いる上記実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   発泡成形用原料充填器。