JPS5843012B2 - ダイレクトオ−トチヤ−ジによる樹脂プレス成形法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプレス成形における樹脂チャージ及び圧縮成型
の一連の成形動作を自動的に行なわんとする樹脂プレス
成形法に関する。

これまで開放型使用のプレスによる樹脂圧縮成形法の適
応範囲は狭く、主としてインジェクション成形に不向き
な比較的大型の成形品や、射出困難な長繊維（ガラス繊
維）入りの樹脂成型に限られており、通常ポリプロピレ
ンやポリエチレン等の汎用樹脂には使用されていない。

成形に際してはハンドリングチャージ方式がとられてお
り、素材はスタンパプルの場合殆んど樹脂シート状にし
て材料メーカーから供給を受け、加工メーカーは成形に
際し、これを再加熱（熱可塑性樹脂シートの場合）して
溶融シートとなし、これを金型に・・ンドリングチャー
ジする方式である。

プレスによる樹脂成形においては旧来より斯るノ・ンド
リングチャージ方式が採られており、既に定着した手法
となっている。

然るに樹脂シートは非常に高価であることや、再加熱に
多大の電力を費やすことが、企業の負担となるばかりか
、作業性、生産性が悪く作業に危険性を伴なう欠点があ
り、経済性、安全性の見地からみなおしに迫られている
。

又ハンドリングでは正確な樹脂チャージが困難で、製品
に厚みの不均一、欠落部の生成を招き易い。

又一旦硬化させた樹脂シートを再加熱した場合、表面部
と内部に溶融斑が発生するのを避は得す、これを回避す
るために余り高温で加熱すると表面が過加熱となり、表
層部に物性の劣化（一種の熱劣化）を生ずる恐れがある
。

本発明のプレス成形法は上記樹脂シートの再加熱、その
ハンドリングチャージを伴なわず、製品に適する任意の
流動性を与えられた溶融樹脂の適用を可能とし、該溶融
樹脂は下型上にダイレクトにオートチャージされる。

該オートチャージは樹脂注出用可動アームを型締面域内
で一次元及び二次元、必要に応じ三次元運動を加えたそ
の合成運動で移動させな力も、その樹脂注出口より樹脂
注出を行なうことによりなされる。

即ち、溶融樹脂供給源から押出された溶融樹脂を計量室
にストックする動作と、該ストック樹脂を上記計量室か
ら樹脂注出用可動アームに向は計量供給する動作とが繰
り返し行なわれ、計量された必要量の溶融樹脂が樹脂注
出用可動アームに断続的に供給される。

該各計量供給動作の都度、これと連動して樹脂注出用可
動アームの移動位置、移動速度、移動量、移動方向が制
御されこれによって下型上に上記樹脂注出による定めら
れたチャージパターンの樹脂分配がなされる。

溶融樹脂は注出口から棒状にして下型上に注出され、上
記アームの移動により、上記溶融樹脂の分配は定められ
たチャージパターンに従い連続した里場状又は柱状にな
される。

本発明によれば、必要な量の溶融樹脂が定められたチャ
ージパターンに従い下型上に短時間にダイレクトに供給
され、従来の樹脂シートの作成、該樹脂シートの再加熱
、そのハンドリングチャージ作業を不要とし、同工程に
おける無人化を達成でき、電力消費の削減、作業能率、
生産性の向上を図り得る。

加えてハンドリングチャージによる場合のチャージ量の
不正確さ、不均一性を解消し、樹脂シートの溶融斑及び
これにより生ずる成型品に対する悪影響等をも解消し得
る。

殊に本発明によれば樹脂のＭＩ（タルトインデックス）
の選択の巾を広くとれ、従来の真空成形からインジェク
ション成形の分野までその適用範囲を拡大する。

しかも射出成形では小さなノズルより射出された溶融樹
脂をスプルー、ランナーを通じて良好に供給できる面積
は限られており、大型の成形品には不向きであったが、
本発明によれば溶融樹脂のチャージ範囲を上記アームの
移動により自由に設定でき、大形の成形品のプレス成形
が可能となり、スプルー、ランナー等に留保される材料
がなく、材料歩どまりも良好となる。

しかもインジェクション成形の如き適用される樹脂の溶
融度（ＭＩ ）が高いものに限られず、射出では金型内
に流動していかない高粘度の樹脂の成形も可能で、各種
の充填剤や長繊維の混入も自由である。

又成形サイクルがインジェクションより短くでき、生産
性の向上が望める。

上述のように従来の開放型によるプレス成形においては
チャージ困難であった溶融度の高い樹脂チャージを可能
とし、樹脂の自由性が犬となるので圧縮強度、引張強度
、衝撃強度等に優れた強度の高い製品が得られる。

同様に流動性の高い樹脂を適用するインジェクション成
型では密閉型内への樹脂射出が機構上点状にしかなされ
ず、これが樹脂の配向性を悪化し、材料の突合せによる
ウェルドラインの生成の機会を多くし、成形品の強度低
下を招く恐れがあったものを、本発明ではプレス成形に
おいて自由性の犬なる樹脂の適用を可能とする。

該樹脂チャージは定められたチャージパターンに従い里
場状又は柱状になされ、樹脂を線状に分配するので、プ
レス時における樹脂の配向性が少なく、材料移動が単純
となり上記ウェルドライン生成の機会を極端に少なくす
る。

この結果、縦、横の強度の差が少ない成形品を得ること
ができ、不良品生成の率を大巾に低下する。

里場状、柱状に分配された樹脂の分配量、分配率は計量
室から供給される樹脂の一回毎の供給量の選択及び樹脂
注出用可動アームの各区間毎の移動速度の選択等により
、設定される。

従ってチャージ材料の過不足がなく、厚み出し不足、欠
落部の発生を良好に抑制し、肉厚の変化も自由にできる
。

図面は上記本発明の具体的実施装置の一例を示している
。

１は溶融樹脂供給源たるエクストルーダーを示し、溶融
樹脂は該ルーダ−１に内蔵したスクリュー等により前方
に押出さｈる。

ルーダ−１の前方には自在接手２を介して該ルーダ−１
と連通ずる樹脂供給用自在アーム３が設けられ、該アー
ム３の先端部に逆止弁１２を介してアキュームシリンダ
ー４が設けられる。

ルーダ−１より押出された溶融樹脂は上記自在アーム３
を通してアキュームシリンダー４にストックされる。

該アキュームシリンダー４は前記計量室を横取する。

アキュームシリンダー４の前方に開閉弁１３を介して該
アキュームシリンダー４と連通する樹脂注出用可動アー
ム５が設けられ、プレス成形機ＳＴへ向かって延ばされ
ている。

アキュームシリンダー４にストックされた溶融樹脂はそ
のシリンダーピストンの前進にて上記樹脂注出用可動ア
ーム５に向は供給される。

弁１３及び１４はこの時開かれる。

この樹脂注出用アーム５に向は供給される溶融樹脂の量
はピストンのストロークをその都度必要に応じ変化させ
ることにより、設定される。

樹脂注出用アーム５に供給された計量樹脂はアーム５の
樹脂注出口６より下型１６上に注出される。

アキュームシリンダー４からの上記計量樹脂の供給はル
ーダ−１から該シリンダー４に樹脂供給がなされる都度
繰り返し行なわれる。

同様に上記樹脂注出動作は該計量樹脂の供給の都度なさ
れ、同時に上記可動アーム５が一次元、二次元に動かさ
れる。

該アーム移動と上記計量樹脂の注出とが同期的になされ
、これを繰り返すことにより下型１６上に所定のチャー
ジパターンに従った樹脂分配がなされる。

図面は樹脂注出口６を備えた可動アーム５の上記移動機
構の一例を示している。

図示の如く上記可動アーム５はアキュームシリンダー４
の前方に一体に延設し、該アキュームシリンダー４を支
持せる第１可動台８を第２可動台９上にＹ軸方向に移動
可に設け、又第２可動台９を第１可動台８を支持したま
まＸ軸方向に移動可に設ける。

Ｍｌは第１可動台移動用のスクリューシャフト１０を回
転させるサーボモータ、Ｍ２は第２可動台移動用のスク
リューシャフト１１を回転させるサーボモータである。

各サーボモータＭ１゜Ｍ２の駆動を制御することにより
、第１、第２可動台８，９は定められた距離及び速度で
Ｘ軸、Ｙ軸方向に移動させられる。

この合成運動によりアキュームシリンダー４及び樹脂注
出用可動アーム５は型締面域内におけるその移動距離及
び速度並びに方向等が定められる。

斯くして下型１６上に定められたチャージパターンの樹
脂分配がなされる。

第３図は成形型１６に対する樹脂チャージパターンの一
例を示している。

図中Ｐ１乃羊Ｐ、−８は前記樹脂注出の起点及び終点を
示し、点線Ｘは注出口６の移動軌跡、即ち里場状に分配
される溶融樹脂の注出パターンを示している。

前述のように樹脂注出アーム５、即ち樹脂注出口６は計
量室からの計量樹脂の供給の都度、起点Ｐ１→Ｐ２→Ｐ
３・・・・・・の順で各区間毎に移動され、各区間に所
定量、所定割合の樹脂分配を行なう。

樹脂注出用可動アーム５は上記サーボモータＭ１２Ｍ２
の動作、又は押出機全体をコロＴ等で支持し、これを動
かすことにより型締面域に対し進退可能とされ、これを
上記樹脂分配完了後、型締面域外に後退させ、上型１５
を下降し型締を行なう。

適用される樹脂が熱可塑性樹脂の場合は、冷却硬化後離
型し、熱硬化性樹脂の場合は加熱硬化後離型する。

樹脂注出アーム５、即ち樹脂注出口６の移動は一次元、
二次元の他、実施に応じ三次元（Ｚ軸）に移動される。

例えば実施例中の可動アーム５を上下に動かす装置を付
属させれば良い。

例えば成形品により型の高低の位置が変化した場合、又
は型面に段差がある場合、上記三次元移動が有効となる
。

以上述べた供給源からの溶融樹脂の押出し、計量室から
の計量樹脂の供給、樹脂注出用可動アームの移動、弁の
開閉、型締等の各動作のタイミング起動及び動作コント
ロール等は既知のマイクロコンピュータ−の使用により
容易に実施可能である。

上記具体的装置の使用により、本発明が好適に実用化さ
れ得る。

本発明によってプレス成型における樹脂チャージ、プレ
ス成形の一連の動作が自動化され得る。

しかも開放型使用のプレス成形においてこれまで考えら
れなかった流動性の低いものから高いものまでの溶融樹
脂を下型上にダイレクトにオートチャージする方法が本
発明によってはじめて実用される。

又本発明による樹脂チャージはこれまでのチャージ概念
と全く原理を異にし、下型上には常に一定のチャージパ
ターンに従った樹脂分配がなされる。

既に詳述したように、プレス成形分野における斯るダイ
レクトオートチャージ式プレス成形法の確立により、在
来のハントリングチ・ヤージ方式のプレス成形における
多くの問題点を解消すると共に、プレス成形の利用分野
をインジェクション底形の分野まで拡大することを可能
とし、加えてインジェクション底形における各種成形条
件面での制約を解消する。

上記の通り、本発明に従い、実施される装置はインジェ
クション成形機に比較し、設備費が極めて安圃で、樹脂
の応用範囲が非常に広く、大形の成形品は勿論、小形の
パーツの成形にも実施可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する装置側面図、第２図は同平面
図、第３図は本発明による樹脂チャージ法を説明する成
形品のチャージパターン平面図、第４図は同斜面図であ
る。 １・・・・・°エクストルーター、４・パ・パアキュー
ムシリンダー、５・・・・・・樹脂注出用可動アーム、
６・・・・・・樹脂注出口、１６−・・・・下型、ＳＴ
・・・・・・プレス成形機、Ｐｌ、Ｐ２、・・−・・・
樹脂注出の起点及び終点、Ｘ・・・・・・樹脂注出口の
軌跡即ち樹脂注出パターン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 押し出し機のルーダ−出口から樹脂供給用自在アー
   ムを介し押し出された溶融樹脂をアキュームシリンダー
   に所要量ストックさせ、該ストックされた溶融樹脂を該
   アキュームシリンダーの作動により該アキュームシリン
   ダーに連設された樹脂注出用可動アームへ供給してこれ
   を該樹脂注出用可動アームの樹脂注出口からプレス成形
   機の下型上へダイレクトに注出し、該注出後上型と下型
   の型締を行うダイレクトオートチャージによる樹脂プレ
   ス成形法であって、上記アキュームシリンダーによる樹
   脂供給動作と連動して上記両アームを少なくとも一次元
   及び二次元に移動させ、該移動にて上記樹脂注出用可動
   アームの樹脂注出口を上記型締面域内において移動起点
   Ｐ、からＰ２．Ｐ３・・・・・・の順で所望する成形品
   に応じた軌跡を以って移動させ、該樹脂注出口の定軌跡
   移動と連動し上記樹脂注出口からの樹脂注出動作を行わ
   せることにより上記移動起点Ｐ１からＰ２、Ｐ２からＰ
   ３・・・・・・の各移動区間毎に溶融樹脂を里場状又は
   柱状に連続した状態で下型上に分配させ、全体で一個の
   成形品に応じた定められた樹脂チャージパターンを形成
   し、上記両アーム及び注出口の移動はマイクロコンピュ
   ータ−に予め記憶された上記成形品に応じた樹脂チャー
   ジパターンを設定するための情報に基づき制御され、上
   記注出口の移動位置と移動方向と移動距離の制御によっ
   て上記注出口の各移動起点及び移動区間が設定されると
   共に、上記注出口の移動速度の制御にて上記各移動区間
   へ注出される樹脂分配量、分配率が設定され、斯くして
   上記各移動区間毎に分配量、分配率が設定された上記樹
   脂チャージパターンが下型上に形成され、上記樹脂チャ
   ージパターンの形成後に上記注出口を型締面域外へ移動
   させ、上型と下型による上記型締を行うことを特徴とす
   る上記ダイレクトオートチャージによる樹脂プレス成形
   法。