特許 6484849 樹脂成形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6484849

(24)【登録日】2019年3月1日

(45)【発行日】2019年3月20日

(54)【発明の名称】樹脂成形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 49/48 20060101AFI20190311BHJP

   B29C 49/62 20060101ALI20190311BHJP

【ＦＩ】

   B29C49/48

   B29C49/62

【請求項の数】6

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-215052(P2014-215052)

(22)【出願日】2014年10月22日

(65)【公開番号】特開2016-78403(P2016-78403A)

(43)【公開日】2016年5月16日

【審査請求日】2017年8月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000104674

【氏名又は名称】キョーラク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100144048

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 智弘

(74)【代理人】

【識別番号】100186679

【弁理士】

【氏名又は名称】矢田 歩

(74)【代理人】

【識別番号】100189186

【弁理士】

【氏名又は名称】大石 敏弘

(72)【発明者】

【氏名】大野 慶詞

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 秀次

【審査官】 ▲来▼田 優来

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２３１５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−０９５５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−０８６２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−３０９４３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ３３／１０，３３／１８，４９／４８，４９／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂成形装置であって、
シート状のパリソンを押し出す一対の押出装置と、
前記一対の押出装置のそれぞれから押し出される２枚の前記パリソンを所定形状に成形する型締め装置と、
圧縮空気を生成し、生成される前記圧縮空気を送出するコンプレッサと、
前記コンプレッサから送出される前記圧縮空気を流通させることによって真空を発生する真空発生器と
を備え、
前記型締め装置が、前記パリソンを成形するキャビティと、前記キャビティに接続される細管と、前記細管を介して前記キャビティに連通する真空吸引室とを有する金型を含み、
前記真空発生器が、前記圧縮空気を高速で放出するノズルと、前記ノズルから放出される前記圧縮空気を流通させることによって内圧を低下させるディフューザとを有し、
前記真空吸引室と前記ディフューザとが、配管を介して連通している樹脂成形装置。

【請求項2】

前記コンプレッサが、前記真空発生器への前記圧縮空気の送出を制御する切替え部を有する請求項１に記載の樹脂成形装置。

【請求項3】

前記真空発生器が、前記配管に連通する貫通孔を有し、
前記貫通孔が、前記ノズルの先端部の近傍に配設されている請求項１又は請求項２に記載の樹脂成形装置。

【請求項4】

前記ノズルが、前記ディフューザ内の圧縮空気流路と同軸に配設されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の樹脂成形装置。

【請求項5】

前記ディフューザの内径が、前記ノズルの内径よりも大きい請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の樹脂成形装置。

【請求項6】

前記一対の押出装置のそれぞれが、前記パリソンを挟圧しながら前記型締め装置へ送出する一対のローラを有する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の樹脂成形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、樹脂成形装置および樹脂成形方法に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえばブロー成形あるいは真空成形による樹脂成形装置は、真空吸引室を有する金型を備え、該真空吸引室は金型のキャビティ面に形成された複数の細管に連通されるようになっている。金型のキャビティ面に対向される熱可塑性樹脂は、真空吸引室を真空状態にすることによりキャビティ面に吸引され、該キャビティ面の凹凸に応じた形状に成形されるようになっている。そして、金型の真空吸引室には、電気を駆動力とするたとえばオイルロータリポンプ（油回転ポンプ）を用いた真空発生装置によって得られる真空圧に応じた圧力を発生させている。

【0003】

しかし、このように構成される樹脂成形装置は、その真空発生装置が大掛かりな初期投資を必要とし、配管が複雑になるとともに、常に負荷がかかるため、低寿命でありランニングコストが高くなるという不都合があった。

【0004】

なお、本発明に関連する技術として、たとえば下記特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１には、成型品を吸着パッドにより吸着保持して取り出す成型品取出し機において、吸着パッドの成型品に対する吸着保持は、負圧発生装置内において圧縮空気を通過させる際に発生する負圧によって行っている記載がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−２３３８１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、簡単な構成からなり、必要なときに真空を発生させることができ、高寿命でランニングコストの低い樹脂成形装置および樹脂成形方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の樹脂成形装置は、圧縮空気を生成するコンプレッサと、前記コンプレッサに接続され、前記コンプレッサから前記圧縮空気が送入されるノズルと、前記ノズルから高速で放出された前記圧縮空気が流入して圧力低下による真空を発生させるデフューザとを有する真空発生器と、前記デフューザに真空吸引室と配管を介して接続された金型と、を備えることを特徴とする。

【0008】

（２）本発明の樹脂成形装置は、（１）の構成において、前記コンプレッサが、前記真空発生器の前記ノズルに前記圧縮空気の送入を制御する切替え部を有することを特徴とする。

【0009】

（３）本発明の樹脂成形方法は、コンプレッサによって圧縮空気を生成する工程と、前記コンプレッサからの前記圧縮空気を真空発生器に送入し、前記圧縮空気の高速流入による圧力低下によって前記真空発生器のデフューザに真空を発生させる工程と、前記デフューザの真空の発生に応じて金型の真空吸引室に真空を発生させる工程と、を備えることを特徴とする。

【0010】

（４）本発明の樹脂成形方法は、（３）の構成において、前記真空発生器への前記圧縮空気の送入が、前記コンプレッサに備えられた切替え部の制御によってなされることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

このような構成からなる樹脂成形装置および樹脂成形方法によれば、簡単な構成からなり、必要なときに真空を発生させることができ、高寿命でランニングコストを低くすることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の樹脂成形装置の実施形態１を示す側面図である。

【図2】本発明の樹脂成形装置の型締装置の部分であって、パリソンが金型のキャビティ面に吸引されていることを示した断面図である。

【図3】本発明の樹脂成形装置の型締装置の部分であって、一対のパリソンによって成形品が形成されていることを示した断面図である。

【図4】本発明の樹脂成形装置に備えられるコンプレッサと真空発生器との関係を示すブロック図である。

【図5】本発明の樹脂成形装置に備えられる真空発生器の構成を示す断面図である。

【図6】従来の樹脂成形装置における真空形成方法の一例を示したブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

【0014】

（実施形態１）
図１は、本発明の樹脂成形装置の実施形態１を示す側面図で、一部において断面図で示している。図１に示す樹脂成形装置１０は、いわゆるブロー成形を行うための装置となっており、押出装置２０と、押出装置２０の下方に配置された型締装置４０とから構成されている。押出装置２０から押し出された２枚のシート状の熱可塑性樹脂のパリソン５０（５０Ａ、５０Ｂ）を型締装置４０に送り、該型締装置４０によりパリソン５０（５０Ａ、５０Ｂ）を所定の形状に成形するようになっている。

【0015】

ここで、一方のパリソン５０Ａを押し出す押出装置２０と該パリソン５０Ａを成形する型締装置４０と他方のパリソン５０Ｂを押し出す押出装置２０と該パリソン５０Ｂを成形する型締装置４０とが左右対称のほぼ同様の構成となっている。それ故、左右の同様の構成部材には同番号を付し、図中左側の各構成部材には符号Ａを、図中右側の各構成部材には符号Ｂを添えて表すようにする。そして、図中左側の各構成部材を主として説明し、必要に応じて図中右側の各構成部材との関係を示すようにする。

【0016】

まず、押出装置２０Ａは、ホッパー２１Ａが敷設されたシリンダー２２Ａと、シリンダー２２Ａ内に設けられたスクリュー（図示せず）と、スクリューに連結された油圧モーター２３Ａと、シリンダー２２Ａと内部が連通したアキュムレータ２４Ａと、アキュムレータ２４Ａ内に設けられたプランジャー２５Ａとを有する。ホッパー２１Ａから投入された樹脂ペレットが、シリンダー２２Ａ内で油圧モーター２３Ａによるスクリューの回転により溶融、混錬され、溶融状態の樹脂がアキュムレータ２４Ａに移送されて一定量貯留され、プランジャー２５Ａの駆動によりＴダイ２６Ａに向けて溶融樹脂を送り、押出スリット２７Ａを通じて連続的なシート状のパリソン５０Ａが押し出されるようになっている。

【0017】

押し出されたパリソン５０Ａは、間隔を有して配置された一対のローラ２８Ａによって狭圧されながら下方に送り出されて型締装置４０に垂下されるようになる。押出装置２０Ｂも押出装置２０Ａと同様の構成となっており、押出装置２０Ｂからのパリソン５０Ｂは、押出装置２０Ａからのパリソン５０Ａとほぼタイミングを同じくして押し出され、パリソン５０Ａとともに型締装置４０に垂下されるようになっている。

【0018】

型締装置４０Ａは、２つの分割形式の金型４１Ａ、４１Ｂを有し、各金型４１Ａ、４１Ｂは各パリソン５０Ａ、５０Ｂを間にして互いに近接する方向（図中α方向）へ駆動できるように配置されている。各金型４１Ａ、４１Ｂはそれらキャビティ４２Ａ、４２Ｂを互いに対向させた状態で配置されている。金型４１Ａのキャビティ４２Ａの表面には、パリソン５０Ａによって成形される成形品の外形に応じた凹凸部（図示せず）が設けられている。

【0019】

また、金型４１Ａにおいて、キャビティ４２Ｂの回りには環状の突起からなるピンチオフ部４３Ａが形成されている。金型４１Ｂのキャビティ４２Ｂの表面もパリソン５０Ｂによって成形される成形品の外形に応じた凹凸部（図示せず）が設けられ、キャビティ４２Ｂの回りには環状の突起からなるピンチオフ部４３Ｂが形成されている。これらピンチオフ部４３Ａ、４３Ｂは、パリソン５０Ａ、５０Ｂによって成形される成形品のいわゆるパーティングラインを形成するようになっている。

【0020】

また、金型４１Ａ内には真空吸引室４５Ａが形成され、真空吸引室４５Ａは金型４１Ａのキャビティ４２Ａ面に散在して形成された複数の細管４６Ａに連通されるようになっている。また、真空吸引室４５Ａは金型４１Ａのキャビティ４２Ａが形成された面と反対側の面に取り付けられた真空発生器４８Ａと連通孔（配管）４７Ａを通して連通されるようになっている。真空吸引室４５Ａは連通孔（配管）４７Ａを通して真空発生器４８Ａによって減圧されるようになっている。同様に、金型４１Ｂ内にもキャビティ４２Ｂ面に散在して形成された複数の細管４６Ｂに連通された真空発生器４８Ｂが形成され、該真空発生器４８Ｂは金型４１Ｂのキャビティ４２Ｂ面と反対側の面に取り付けられた真空発生器４８Ｂと連通孔（配管）４７Ｂを通して連通されるようになっている。真空吸引室４５Ｂは連通孔（配管）４７Ｂを通して真空発生器４８Ｂによって減圧されるようになっている。

【0021】

ここで、たとえば真空発生器４８Ａは、図４に示すように、コンプレッサ６０から圧縮空気が送入されるようになっており、この圧縮空気の送入にともなって金型４１Ａ内の真空吸引室４５Ａに圧力低下による真空を発生させるようになっている。コンプレッサ６０には切替え部６０Ｐが備えられ、この切替え部６０Ｐの制御（たとえば、ＯＮ、ＯＦＦ）によって必要なときに真空発生器４８Ａに圧縮空気を送入できるようになっている。

【0022】

そして、コンプレッサ６０から真空発生器４８Ａへの圧縮空気の送入経路において、順次コントロールバルブ６２及び切替えバルブ６４が備えられている。コントロールバルブ６２は、コンプレッサ６０から導入される圧縮空気（正圧エア）の流量を調整できるようになっている。たとえば、コントロールバルブ６２は、圧縮空気の流量を３００ｌ／ｍｉｎ〜１５００ｌ／ｍｉｎの範囲で調整することによって、コントロールバルブ６２からの圧縮空気（正圧エア）の圧力を１．２Ｂａｒ〜４．０Ｂａｒに調整できるようなっている。

【0023】

また、切替えバルブ６４は、真空吸引のタイミングでＯＮ、ＯＦＦ切替えを行って真空を発生させるバルブであり、この切替えバルブ６４の操作によって、−３０ｋＰａ以上の真空圧、好ましくは−３５ｋＰａ〜−９５ｋＰａの真空圧を得、成形時の転写性を良好にできるようになっている。このようにコントロールバルブ６２と切換えバルブ６４を併用することで所定のタイミングで所望の真空圧を得ることができるため、成形するパリソンを構成する樹脂の種類、肉厚、金型の形状によって真空圧を最適な範囲に調整することが容易となる。また、加飾のカーペットあるいはシートをインサート成形する際は、真空圧は−６０ｋＰａ以上とすることが好ましい。なお、真空吸引室４５Ａの詳細な構成については後述する。

【0024】

図２は、図１に示す樹脂成形装置１０のうち型締装置４０を抜き出して示した図である。図２において、垂下されたパリソン５０Ａに対して金型４１Ａが図中α方向に駆動し、金型４１Ａのピンチオフ部４３Ａがパリソン５０Ａに当接したときに、真空発生器４８Ａによって真空吸引室４５Ａを減圧し、パリソン５０Ａをキャビティ４２Ａ（図１参照）の表面に吸引させるようになっている。これにより、パリソン５０Ａはキャビティ４２Ａの表面の凹凸部に応じた外観形状が得られるようになる。金型Ｂも同様の動作をし、パリソン５０Ｂはキャビティ４２Ｂ（図１参照）の表面の凹凸部に応じた外観形状が得られるようになる。

【0025】

なお、図３は、金型４１Ａ、４１Ｂがさらに近接され、金型４１Ａのピンチオフ部４３Ａと金型４１Ｂのピンチオフ部４３Ｂがパリソン５０Ａ、５０Ｂを介して当接するまで駆動された場合を示している。これにより、キャビティ４２Ａ内のパリソン５０Ａとキャビティ４２Ｂ内のパリソン５０Ｂとで成形品が形成されピンチオフ部４３Ａ、４３Ｂに挟持された部分がパーティングラインとして形成されるようになっている。本実施形態では２枚のシート状パリソンを用いた特殊なブロー成形方法について説明を行ったが、通常の円筒状のパリソンを用いた一般的なブロー成形方法における真空吸引に適用することが可能であり、型締め後にパリソン内への加圧エアの導入と併用して金型キャビティの表面から金型とパリソン間の空気を真空吸引することで、複雑な形状、微細な表面形状、ブロー比の高い成形し難い形状であってもパリソンの破れや、外観の低下を生じることなく成形することが可能となる。

【0026】

図５は、真空発生器４８Ａの構成を示す断面図である。図５において、真空発生器４８Ａは、上述したように、たとえば金型４１Ａの面に真空吸引室４５Ａ（図１参照）に連通される連通孔（配管）４７Ａを被うようにして取り付けられている。真空発生器４８Ａは、圧縮空気流路７１を備え、その一端の真空発生器４８Ａの側面にはコンプレッサ６０（図４参照）からの圧縮空気が送入される送入口７２が形成され、他端の真空発生器４８Ａの側面には該圧縮空気が送出される送出口７３が形成されている。圧縮空気流路７１の一端の近傍には圧縮空気流路７１と同軸にノズル７４が配置されている。ノズル７４から送出口７３までの圧縮空気流路７１はデフューザ７５として機能するようになっている。

【0027】

送入口７２から送入された圧縮空気（図中符号Ｐで示す）は該ノズル７４によって流経が絞られて放出（高速噴出）され、デフューザ７５へ流入することにより該デフューザ７５内は圧力が低下し、真空が発生するようになっている。この場合、圧縮空気流路７１内の減圧は、コンプレッサ６０（図４参照）からの圧縮空気の量の増大に応じて増大させることができ、その制御を容易にすることができる。

【0028】

一方、金型４１の連通孔（配管）４７Ａは、圧縮空気流路７１のノズル７４の先端部の近傍における内壁面に設けられた貫通孔７６に連通されるようになっている。また、金型４１Ａの連通孔（配管）４７Ａが形成された周辺面と貫通孔７６が形成された真空発生器４８Ａの周辺面の間には、弾性を有する樹脂製の筒状パッド７７が連通孔（配管）４７Ａおよび貫通孔７６とほぼ同軸になるように介在されている。筒状パッド７７は、連通孔（配管）４７Ａと貫通孔７６との気密性を確保して連通を図るようになっている。

【0029】

上述したように、真空発生器４８Ａの送入口７２にコンプレッサ６０（図４参照）からの圧力調整された圧縮空気を送入することにより、ノズル７４の近傍の圧縮空気流路７１内は減圧され、この減圧は、金型４１Ａの真空吸引室４５Ａ（図１参照）内の空気を、連通孔（配管）４７Ａ、筒状パッド７７及び貫通孔７６を通して引き込み（図中符号Ｑで示す）、減圧させるようになる。

【0030】

なお、金型４２Ａに取り付けられる真空発生器４８Ｂも上述した真空発生器４８Ａの構成とほぼ同様となっている。

【0031】

このような樹脂成形装置１０は、コンプレッサ６０によって圧縮空気を生成する工程と、コンプレッサ６０からの圧縮空気を真空発生器４８Ａ、４８Ｂに送入し、圧縮空気の高速流入による圧力低下によって真空発生器４８Ａ、４８Ｂのデフューザ７５に真空を発生させる工程と、デフューザ７５の真空の発生に応じて金型４１Ａ、４１Ｂの真空吸引室４５Ａ、４５Ｂに真空を発生させる工程と、を経る樹脂成形方法によって樹脂成形を行うことができるようになっている。

【0032】

そして、このように構成された真空発生器４８Ａ、４８Ｂは、コンプレッサ６０からの圧縮空気の送入を行うときにのみ真空引きが行われることから、エネルギーロスを低減させる効果を奏する。また、真空発生器４８Ａ、４８Ｂは、構成が簡単なノズル７４とデフューザ７５とを主として備える構成となっており、占有面積、ランニングコスト、イニシャルコストのいずれにおいても従来の真空発生器よりも大幅に低減させる効果を奏する。さらに、構成が簡単になることから、配管レイアウトの自由度を高くでき、寿命を長くできる効果を奏する。

【0033】

ちなみに、図６は、従来の樹脂成形装置における真空形成方法の一例を示したブロック図である。図６において、符号８０はブレーカ、符号８１はオイルロータリポンプからなる真空装置、符号８２はタンク、符号８３はバルブ、符号８４は金型を示している。ブレーカ８０のオンによって真空装置８１が駆動され、タンク８２内が所定の真空度になった際に、バルブ８３を解放させて金型８４の真空吸引室８４Ａ内に真空を発生させるようになっている。この場合、真空装置８１のオイルロータリポンプは常時駆動され、真空吸引室８４Ａの真空発生のタイミングはバルブ８３の操作によって制御するようになっている。このため、真空装置８１の駆動に要する電力消費は大きくなってしまうことを免れない。これに対して本発明の場合、必要なときにおいてコンプレッサ６０（図４参照）を駆動させるだけで、金型４１Ａ、４１Ｂの真空吸引室４５Ａ、４５Ｂを真空にすることができ、電力消費の大幅な低減を図ることができるようになる。

【0034】

（実施形態２）
実施形態１では、真空発生器４８Ａ、４８Ｂは、それぞれ、金型４１Ａ、４１Ｂに取り付けて用いられていることを示したものである。しかし、これに限定されることはなく、真空発生器４８Ａ、４８Ｂは金型４１Ａ、４１Ｂと物理的に分離させて用いるようにしてもよい。この場合、真空発生器４８Ａ、４８Ｂは配管を通して金型４１Ａ、４１Ｂ内の真空吸引室４５Ａ、４５Ｂに接続されるようになる。

【0035】

（実施形態３）
実施形態１では、いわゆるブロー成形に本発明を適用したものである。しかし、これに限定されることはなく、たとえば真空成形等においても適用できることはいうまでもない。

【0036】

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0037】

１０ 樹脂成形装置
２０、２０Ａ、２０Ｂ 押出装置
２１Ａ、２１Ｂ ホッパー
２２Ａ、２２Ｂ シリンダー
２３Ａ、２３Ｂ 油圧モーター
２４Ａ、２４Ｂ アキュムレータ
２５Ａ、２５Ｂ プランジャー
２６Ａ、２６Ｂ Ｔダイ
２７Ａ、２７Ｂ 押出スリット
２８Ａ、２８Ｂ ローラ
４０、４０Ａ、４０Ｂ 型締装置
４１Ａ、４１Ｂ 金型
４２Ａ、４２Ｂ キャビティ
４３Ａ、４３Ｂ ピンチオフ部
４５Ａ、４５Ｂ 真空吸引室
４６Ａ、４６Ｂ 細管
４７Ａ、４７Ｂ 連通孔（配管）
４８Ａ、４８Ｂ 真空発生器
５０、５０Ａ、５０Ｂ パリソン
６０ コンプレッサ
６２ コントロールバルブ
６４ 切替えバルブ
７１ 圧縮空気流路
７２ 送入口
７３ 送出口
７５ デフューザ
７６ 貫通孔
７７ 筒状パッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】