特許 7138285 ダイリップ開閉装置

(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】

(24)【登録日】2022-09-08

(45)【発行日】2022-09-16

(54)【発明の名称】ダイリップ開閉装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 48/31 20190101AFI20220909BHJP

【ＦＩ】

B29C48/31

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019010451

(22)【出願日】2019-01-24

(65)【公開番号】P2020116846

(43)【公開日】2020-08-06

【審査請求日】2021-11-09

(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】110002022

【氏名又は名称】弁理士法人コスモ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 優

【審査官】▲高▼橋 理絵

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１４４６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０３４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２２５１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２４４５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２２７２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３２０５９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４８／００－４８／９６

Ｂ２９Ｃ ５１／００－５１／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動軸を備えるモータと、
直線移動可能に設けられるプッシャーと、
前記駆動軸の回転運動を前記プッシャーの直線運動に変換する螺合構造を備える駆動接続部と、
前記プッシャーの直線移動に応じてＴダイのダイリップを開閉する開閉構造と、
を有し、
前記螺合構造は、雌ねじ部を備えて前記駆動軸に設けられる回転軸と、前記プッシャーに設けられ前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を備えるプッシャー軸と、を有 することを特徴とするダイリップ開閉装置。

【請求項2】

前記雌ねじ部及び前記雄ねじ部は、台形ねじにより形成されることを特徴とする請求項１に記載のダイリップ開閉装置。

【請求項3】

前記モータは油圧モータとされて、減速機を介して前記駆動軸に駆動力が出力されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のダイリップ開閉装置。

【請求項4】

前記プッシャーは、前記プッシャーの位置を検出する位置検出センサを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか記載のダイリップ開閉装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｔダイのダイリップを開閉するダイリップ開閉装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、押出機により溶融、混錬された熱可塑性樹脂をＴダイによりシート状に押し出す樹脂供給装置を備えて、該シート状の樹脂を金型により賦形する成形装置が提供されている。このような成形装置の樹脂供給装置は、Ｔダイのダイリップを開閉するダイリップ開閉装置を備える。ダイリップ開閉装置は、アキュムレータからＴダイに溶融樹脂を充填する際にはダイリップを閉じる。一方、溶融樹脂をシート状に押し出す際、ダイリップ開閉装置はダイリップを開く。

【0003】

ここで、特許文献１には、油圧シリンダを用いたダイリップ開閉装置が開示される。このダイリップ開閉装置は、傾斜突起を備えて油圧シリンダと接続される摺動バーと、この突起と係合する傾斜溝を備えて一端がダイリップと固定される駆動片を有する。このダイリップ開閉装置は、摺動バーを直線的に移動させることにより駆動片を撓ませて、この駆動片を介してダイリップを撓ませて、ダイリップを開閉する。ダイリップを閉じる場合には、溶融樹脂が押し出されるダイリップのスリットが完全に閉じるように、ダイリップを強い力で撓ませる必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－１４４６３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ダイリップを閉じる力は、成形に用いられる熱可塑性樹脂材料によって異なる場合がある。溶融樹脂の流動性が高い場合には、より強い力が望まれる。強い力でダイリップを閉じるためには、従来のダイリップ開閉装置においては、ダイリップ開閉装置を駆動する高出力の油圧シリンダが必要となる。すると、油圧シリンダが大型化し、高い油圧を発生させる大型の油圧ポンプや耐圧性の高い配管等の大型の設備が必要となってしまうことがあった。

【0006】

本発明は、従来よりも小型化されたダイリップ開閉装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のダイリップ開閉装置は、駆動軸を備えるモータと、直線移動可能に設けられるプッシャーと、前記駆動軸の回転運動を前記プッシャーの直線運動に変換する螺合構造を備える駆動接続部と、前記プッシャーの直線移動に応じてＴダイのダイリップを開閉する開閉構造と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、小型のダイリップ開閉装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係るダイリップ開閉装置を備える成形装置を示す模式図である。

【図2】本発明の実施形態に係るダイリップ開閉装置の要部を横断面で表した下面図である。

【図3】本発明の実施形態に係るダイリップ開閉装置の要部を図２のＡ－Ａ断面で表した側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図に基づいて、本発明の実施形態を説明する。図１に示す成形装置１０は、樹脂供給装置１２と、型締装置１４とを備える。樹脂供給装置１２は、ホッパ１６及び油圧モータ２０を備える押出機１８が設けられる。押出機１８の内部には、油圧モータ２０に接続されたスクリュー（図示せず）が設けられ、ホッパ１６から投入される樹脂が溶融、混錬される。

【0011】

押出機１８は、プランジャ２６を備えるアキュムレータ２４と接続される。アキュムレータ２４は、バルブ２７を介してＴダイ２８と接続される。Ｔダイ２８には、Ｔダイ２８のダイリップ２８ａのスリットの隙間量Ｓ（図２，３参照）を調整するダイボルト４６が設けられる。Ｔダイ２８のダイリップ２８ａは、詳細を後述するダイリップ開閉装置５０により開閉される。

【0012】

押出機１８で溶融、混錬された樹脂は、アキュムレータ２４に充填される。アキュムレータ２４に充填された樹脂は、プランジャ２６が作動してＴダイ２８に高圧で充填される。Ｔダイ２８への溶融樹脂の充填中は、Ｔダイ２８のダイリップ２８ａは閉じられる。成形に必要な量の溶融樹脂がアキュムレータ２４やＴダイ２８に十分に充填されると、ダイリップ開閉装置５０によりダイリップ２８ａが開かれ、ダイリップ２８ａのスリットから溶融樹脂シートＰが押し出される。

【0013】

溶融樹脂シートＰの材料である熱可塑性樹脂は、適宜選択することができる。例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンや、ポリアミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のアクリル誘導体の何れか、又は２種類以上の混合物に発泡剤を添加した材料が挙げられる。例えば、溶融樹脂シートＰは、発泡ポリスチレンや発泡ポリプロピレンを含む材料からなる。発泡剤としては、物理発泡剤、化学発泡剤およびその混合物のいずれを用いてもよい。物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡剤、およびブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。

【0014】

Ｔダイ２８の下方に配置される型締装置１４は、対向して配置される金型３２Ａ，３２Ｂを備える。金型３２Ａにはキャビティ１１６が形成される。Ｔダイ２８の下方における、金型３２Ａ，３２ＢとＴダイ２８との間には、対向して配置されるローラ３０Ａ，３０Ｂが設けられる。溶融樹脂シートＰは、樹脂供給装置１２で押し出された後、ローラ３０Ａ，３０Ｂにより下方に送られながらローラ３０Ａ，３０Ｂ間を通過して、金型３２Ａ，３２Ｂ間に配置される。尚、ローラ３０Ａ，３０Ｂはなくてもよい。ローラ３０Ａ，３０Ｂの挟み込みにより発泡倍率が低下することを防止できる。本発明によれば、ダイリップ２８ａの開度を調整することで溶融樹脂シートＰの厚さを調整できるため、ローラ３０Ａ，３０Ｂの使用を省くことができる。また、溶融樹脂シートＰを押し出しながら、連続的にダイリップ２８ａの開度を変化させることで、ローラ３０Ａ，３０Ｂを使用しなくても、溶融樹脂シートＰの厚さを連続的に変化させることができる。押し出しながら徐々にダイリップ開度を大きくすることで、ローラ３０Ａ，３０Ｂを使用しなくても、ドローダウンを抑制することができ、鉛直方向に長い溶融樹脂シートＰを形成することができる。

【0015】

金型３２Ａのキャビティ１１６の外周には、型枠３３Ａが設けられる。金型３２Ｂには、型枠３３Ａに対向して型枠３３Ｂが設けられる。型枠３３Ａ，３３Ｂは、略環状に形成され、互いに接近する方向に移動可能に形成される。型枠３３Ａ，３３Ｂは、溶融樹脂シートＰに接触して溶融樹脂シートＰを挟み込み、金型３２Ａ（キャビティ１１６）、型枠３３Ａ及び溶融樹脂シートＰとで囲まれる空間領域を密閉空間とするものである。成形上の必要に応じて、金型３２Ｂ、型枠３３Ｂ及び溶融樹脂シートＰとで囲まれる空間も密閉空間とされる。そして、金型３２Ａ，３２Ｂを閉じて型締する際、溶融樹脂シートＰとキャビティ１１６等で形成される密閉空間の内部空気を真空ポンプ（図示せず）にて減圧して、キャビティ１１６の形状に溶融樹脂シートＰを賦形する。このとき、金型３２Ｂ、型枠３３Ｂ及び溶融樹脂シートＰとで囲まれる空間には、加圧流体が送り込まれる場合もある。尚、前記の金型（金型３２Ａ，３２Ｂ）に限らず、金型が閉じたときに、一対のキャビティ面が、溶融樹脂シートＰの厚さよりも大きい所定の間隔で離れて配置されるような一対の金型を用いてもよい。この場合、溶融樹脂シートＰが一対のキャビティ間に挟み込まれて密閉された状態で、両側のキャビティ面に設けられた微小の吸引穴から溶融樹脂シートＰを吸引する。これにより、発泡樹脂シートＰが厚さ方向に引っ張られ、発泡倍率が向上する。結果として、発泡倍率の高い、発泡成形品を得ることができる。

【0016】

次に、図２及び図３に基づいて、ダイリップ開閉装置５０を詳細に説明する。ダイリップ開閉装置５０のフレーム７０の上下のプレート７１，７２は、ブラケット７３を介してＴダイ２８に固定して設けられる。なお、図３に示すフレーム７０の上下のプレート７１，７２は、図２では省略されている。

【0017】

Ｔダイ２８の反対側におけるフレーム７０のプレート７４には、油圧モータ５１が設けられる。油圧モータ５１は、図示しない油圧ポンプにより駆動される。油圧モータ５１は、減速機５２を介して駆動軸５３が突出し、油圧モータ５１の駆動力が出力される。減速機５２と組み合わされた油圧モータ５１は、ダイリップ開閉装置５０のフレーム７０に固定される。

【0018】

駆動軸５３の回転運動は、駆動接続部Ｒにより、プッシャー６０の直線運動に変換される。駆動接続部Ｒは、螺合構造Ｑを備える。具体的には、駆動軸５３には、略円筒状に形成される回転軸５４が設けられる。回転軸５４は、プレート７４に設けられるベアリング５５により、軸方向は固定され、軸回りは回転自在に支持される。回転軸５４の一方端の内径部分には駆動軸５３が挿入して固定され、他方端の内径部分には雌ねじ部５４ａが形成される。雌ねじ部５４ａには、後述するプッシャー軸６１の雄ねじ部６１ａが螺合する。駆動接続部Ｒは、回転軸５４と、雌ねじ部５４ａと雄ねじ部６１ａが螺合する螺合構造Ｑと、プッシャー軸６１とを備える。

【0019】

雌ねじ部５４ａ、雄ねじ部６１ａは、本実施形態においては台形ねじで形成される。雌ねじ部５４ａと螺合する雄ねじ部６１ａによる螺合構造Ｑは、本実施形態においては台形ねじを用いたが、これに限られず、ねじ山の種類は三角ねじや角ねじ等を用いてもよく、また、螺合構造Ｑの種類も種々採用することができ、例えばボールねじを用いることもできる。但し、本実施形態のように台形ねじとすることで、強いスラスト力にも対応可能な螺合構造Ｑとすることができる。

【0020】

回転軸５４のＴダイ２８側には、プッシャー６０が設けられる。プッシャー６０は、回転軸５４の軸方向と直交する方向を長手方向とする長矩形状のプッシャーベース６２が設けられる。プッシャーベース６２の油圧モータ５１側には、２本のガイドポスト７５が立設する。各ガイドポスト７５は、プレート７４に設けられるブッシュ７６により回転軸５４の軸方向に直線移動可能に支持される。プッシャーベース６２からは、前述のプッシャー軸６１が立設する。プッシャー軸６１は、固定用のボス６２ａを介してプッシャーベース６２に固定される。

【0021】

プッシャーベース６２のＴダイ２８側には、略円柱状の複数のプッシャーバー６３が設けられる。本実施形態においては、プッシャーバー６３は、プッシャーベース６２の長手方向に亘って等間隔に４本設けられる。各プッシャーバー６３は、ブラケット７３に設けられるブッシュ７３ａにより、回転軸５４の軸方向に直線移動可能にガイドされる。各プッシャーバー６３の先端部には、先端を側面視湾曲状とされるプッシャーヘッド６３ａが形成される。プッシャーヘッド６３ａは、プッシャーベース６２の長手方向に沿って長く形成され、４本のプッシャーバー６３が接続される。

【0022】

このように、プッシャー軸６１、プッシャーベース６２、プッシャーバー６３等を備えるプッシャー６０は、油圧モータ５１側をガイドポスト７５とブッシュ７６、Ｔダイ２８側をプッシャーバー６３とブッシュ７３ａによりガイドされて、直線方向に移動可能に形成される。すなわち、プッシャー６０は、フレーム７０により回転軸５４の軸方向にガイドされる。

【0023】

また、プッシャーベース６２のボス６２ａは、位置検出センサ１００と接続される。位置検出センサ１００は、渦電流式変位センサとされ、プッシャー６０の位置を検出することができる。位置検出センサ１００としては、近接センサ等の他の方式のセンサを採用することもできる。

【0024】

Ｔダイ２８には、プッシャーバー６３に対応して受駒８０が設けられる。受駒８０は、後述のダイリップ２８ａの受駒接続部８１ｂに向かって登る傾斜面８０ａを備える。傾斜面８０ａには、プッシャーヘッド６３ａの下側が摺接する。受駒８０は、ダイリップ２８ａに設けられるダイリップ片８１と接続される。ダイリップ片８１は、略直方体状のブロックが大きく切り欠かれて、薄肉に形成される撓み部８１ａと、受駒８０が取り付けられる受駒接続部８１ｂと、Ｔダイ２８の本体に固定される固定部８１ｃと、を備える。すなわち、受駒接続部８１ｂと固定部８１ｃは、撓み部８１ａにより接続される。隙間量Ｓで示されるダイリップ２８ａのスリットを開閉する開閉構造Ｗは、受駒８０、ダイリップ片８１を備える。

【0025】

ダイリップ開閉装置５０は、以下のように動作する。アキュムレータ２４やＴダイ２８に溶融樹脂を充填する場合には、ダイリップ２８ａのスリットを閉じる必要がある。この場合には、油圧モータ５１の駆動軸５３を正転方向に回転すると、駆動軸５３と共に回転軸５４が回転する。すると、回転軸５４の雌ねじ部５４ａと螺合する雄ねじ部６１ａを備えるプッシャー軸６１が前進する。従って、プッシャー６０（プッシャーバー６３）が前進（Ｔダイ２８方向に直線移動）する。プッシャーヘッド６３ａが前進すると、プッシャーヘッド６３ａは摺接する受駒８０の傾斜面８０ａを下方に押し付ける。すると、受駒８０及びダイリップ片８１の受駒接続部８１ｂは、撓み部８１ａが撓むことにより、撓み部８１ａ部分を中心に下方に向けて回転するように移動する。すると、スリットの隙間量Ｓが縮小され、０となる。換言すれば、ダイリップ２８ａが閉じられる。

【0026】

また、溶融樹脂シートＰの押し出しの際には、油圧モータ５１の駆動軸５３を逆転方向に回転させて、プッシャー６０（プッシャーヘッド６３ａ）を後退させる。すると、プッシャーヘッド６３ａによる受駒８０の押圧が解除されて、ダイリップ片８１の撓み部８１ａの復元力により受駒８０及び受駒接続部８１ｂが復帰して、ダイリップ２８ａ（スリット）を開くことができる。

【0027】

このように、油圧モータ５１の回転運動を螺合構造Ｑによって直線運動に変換してプッシャー６０を直線移動させてダイリップ２８ａを閉じるので、従来のように、油圧シリンダを用いてプッシャー６０を直線移動させてダイリップ２８ａを閉じる場合に比べて、油圧シリンダのダンパ効果によるダイリップ２８ａ（スリット）の閉塞が緩むこともなく、強固にダイリップ２８ａを閉じることができる。従って、出力が大きい油圧シリンダを有する大型の駆動装置を用いなくても、ダイリップ２８ａを強い力で閉じることができるダイリップ開閉装置５０とすることができる。

【0028】

また、油圧モータ５１や螺合構造Ｑを備える駆動接続部Ｒ等によりダイリップ２８ａのスリットを閉塞する力が向上したことにより、Ｔダイ２８等への溶融樹脂の充填中にダイリップ２８ａのスリットから溶融樹脂がしみ出してしまうことが低減される。特に、流動性の高い樹脂材料を用いる場合には、ダイリップ開閉装置５０を用いると好適である。

【0029】

また、ダイリップ開閉装置５０は、プッシャー６０を駆動するアクチュエータを小型とすることができるので、プッシャー６０に位置検出センサ１００を容易に設けることができる。そして、プッシャー６０に位置検出センサ１００を設けたことにより、ダイリップ２８ａのスリットの隙間量Ｓの寸法制御を高精度に行うことができる。よって、溶融樹脂シートＰの押し出し時において溶融樹脂シートＰの肉厚の制御を高精度に行うことができる。これにより、１枚の溶融樹脂シートＰから多数の製品を成形する場合における精度を向上させることができる。

【0030】

以上、本発明は本実施形態によって限定されることは無く、種々の形態で実施することができる。例えば、本実施形態においては油圧モータ５１を用いたが、これに限られず、電動のモータ等、回転する駆動軸を備える種々のモータを用いることができる。

【符号の説明】

【0031】

１０ 成形装置 １２ 樹脂供給装置
１４ 型締装置 １６ ホッパ
１８ 押出機 ２０ 油圧モータ
２４ アキュムレータ ２６ プランジャ
２７ バルブ ２８ Ｔダイ
２８ａ ダイリップ ３０Ａ ローラ
３０Ｂ ローラ ３２Ａ 金型
３２Ｂ 金型 ３３Ａ 型枠
３３Ｂ 型枠 ４６ ダイボルト
５０ ダイリップ開閉装置 ５１ 油圧モータ
５２ 減速機 ５３ 駆動軸
５４ 回転軸 ５４ａ 雌ねじ部
５５ ベアリング ６０ プッシャー
６１ プッシャー軸 ６１ａ 雄ねじ部
６２ プッシャーベース ６２ａ ボス
６３ プッシャーバー ６３ａ プッシャーヘッド
７０ フレーム ７１ プレート
７２ プレート ７３ ブラケット
７３ａ ブッシュ ７４ プレート
７５ ガイドポスト ７６ ブッシュ
８０ 受駒 ８０ａ 傾斜面
８１ ダイリップ片 ８１ａ 撓み部
８１ｂ 受駒接続部 ８１ｃ 固定部
１００ 位置検出センサ １１６ キャビティ
Ｐ 溶融樹脂シート Ｑ 螺合構造
Ｒ 駆動接続部 Ｓ スリットの隙間量
Ｗ 開閉構造

【図1】

【図2】

【図3】