JP3703571B2 - プラスチック成形物の冷却装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック成形機により成形された成形物を、空気により冷却するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形機などのプラスチック成形機を用いて、プラスチックを成形加工する場合、成形されるプラスチックを成形機に供給して金型を閉鎖し、射出成形機のシリンダー内でプラスチックを加熱可塑化させた後、プランジャーを前進させてノズルから加熱可塑化したプラスチックを金型内に射出して、この金型内を一定時間圧力保持した後にプランジャーを後退させ、冷却時間をおいた後、金型を開放して、所定形状に成形された成形物を取り出すようにしている。
【０００３】
そして、通常、この種の成形は、金型を閉鎖してから金型を開放して成形物を取り出すまでの工程を１つの製造サイクルとして繰り返され、１つの製造サイクルの時間は、主として射出時間と冷却時間とに依存している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
それゆえ、生産性の向上を図るべく、製造サイクルの短縮化、とりわけ冷却時間の短縮を図ることが望まれているが、金型内での冷却を十分に行おうとすると冷却時間が長くなる一方で、金型内での冷却を急激に行おうとすると、格別の冷却装置が必要で金型の構造が複雑となり、また、急激な冷却による激しい熱履歴に耐え得る材料で金型を製作しなければならないため、金型の製造コストが高くなり、さらには、急激な冷却により金型表面で空気が結露するという問題を生じる。
【０００５】
その一方、金型内での冷却を十分に行わずに金型を開放すると、冷却時間は短縮されるが、成形物は取り出された後にそりなどの変形を生じ、不良品の発生を招くこととなる。
【０００６】
また、従来、プラスチック成形機から取り出された成形物を、該成形物の搬送工程において、ファンなどを用いて補助的に空冷するものがあるが、このようなファンは、取り出し直後から冷気を送風するものではなく、冷却時間の短縮化に役立つものではない。
【０００７】
本発明の目的は、金型内での急激な冷却を行うことなく、金型内での冷却時間を短縮でき、しかも、成形物にそりなどの変形を生じさせることがないプラスチック成形物の冷却装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、プラスチック成形機１により成形され、該プラスチック成形機１の取出部１０から取り出された成形物６を、空気により冷却するための装置であって、前記取出部１０を囲み、温度を一定温度に保つための冷却ブース５と、冷却ブース５内に配置され、成形物６を搬送するコンベア８と、冷却ブース５内に配置され、前記取出部１０において開放される金型３から、成形物６を取出体１２によって取り出す取出機７と、冷却ブース５内に配置され、取出体１２で取り出された成形物６を受取体１５によって受け取り、受け取った成形物６をコンベア上に落下させる受取機９とを備え、冷却ブース５内に配置され、成形物６を取出体１２から受取体１５に受け渡す受渡位置に位置される取出体１２の背面側から成形物６に冷気を送風する第１送風ファン２０と、冷却ブース５内に配置され、前記第１送風ファン２０に対向し、受渡位置において位置される取出体１２に対向する受取位置に位置された受取体１５の背面側から成形物６に冷気を送風する第２送風ファン２１と、冷却ブース５内に配置され、コンベア８の搬送面１４に対向する位置に設けられる第３送風ファン２２とを備えている。
【００１１】
また、第１送風ファン２０および第２送風ファン２１は、独立に風量の調節が可能となっているのが好ましい。
【００１２】
また、本発明のプラスチック成形物の冷却装置は、成形物６の温度を検出する検出手段２３と、該検出手段２３から入力される検出値と予め設定された成形物６の温度の設定値とを比較して、成形物６の温度が設定値となるように、第１送風ファン２０、第２送風ファン２１および第３送風ファン２２の風量を調節するコントローラ２４とをさらに備えているのが好ましい。
【００１３】
また、本発明のプラスチック成形物の冷却装置は、薄板形状の成形物６の冷却ために用いられるのが好ましい。
【００１５】
【発明の作用効果】
本発明によれば、プラスチック成形機１の取出部１０から取り出された直後の成形物６へ、冷気を送風するので、金型３内での冷却を十分に行わなくとも、引き続き冷却が行われ、金型３内での冷却時間を短縮できながらも、取り出された成形物６にそりなどの変形を生じさせない。従って、成形された成形物６のばらつきがなく、常に一定形状の成形物６の安定的に供給できながら、製造サイクルを短縮して生産性の向上を図ることができる。
また、第１送風ファン２０と第２送風ファン２１とは、それぞれ互いに反対側から成形物６に対して冷気を送風して、成形物６におけるそれぞれ異なった特定の部位を冷却可能としているので、熱の分布が一定でない取り出し直後の成形物６が、その熱の分布に応じて特定の方向に変形しようとしても、その特定部位を局部的に冷却することができ、成形物６の変形を有効に防止し、或いは矯正することができる。
【００１８】
また、第１送風ファン２０および第２送風ファン２１が、独立に風量の調節を可能としていると、熱の分布が一定でない取り出し直後の成形物６を、その分布に応じた好適な状態で冷却することができ、成形物６の変形を一層有効に防止し、或いは矯正することができる。
【００１９】
また、成形物の温度を検出する検出手段２３と、該検出手段２３から入力される検出値に基づき第１送風ファン２０、第２送風ファン２１および第３送風ファン２２の風量を調節するコントローラ２４とをさらに備えていると、雰囲気温度の変動などにより、成形物６の温度が変化して、成形物６に変形が生じようとしたときにも、検出手段１８が成形物６の温度を検知して、コントローラ２４が第１送風ファン２０、第２送風ファン２１および第３送風ファン２２の風量を補正するので、常に一定の形状の成形物６を確実に得ることができる。
【００２０】
また、薄板形状の成形物６は、取り出し直後において特に変形が生じ易いため、本発明のプラスチック成形物の冷却装置は、この薄板形状の成形物６の冷却のために、特に好適に用いることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のプラスチック成形物の冷却装置を、プラスチック成形機としての射出成形機１に適用した実施形態を示した図であって、この射出成形機１は、原料のプラスチックが供給されるホッパー２と、供給されたプラスチックを加熱可塑化して射出する射出部４と、射出されたプラスチックを所定の形状に成形する金型３とを備えている。
【００２３】
そして、ホッパー２から供給されたプラスチックは、射出部４により金型３へ射出され、前記金型３内で一定時間圧力保持し、冷却時間をおいた後に、取出部１０において金型３が開放されて、成形物６として取り出されるようになっている。なお、本実施形態では、成形物６は、たとえばコンパクトディスク用容器のような薄板形状を有している。
【００２４】
そして、図２及び図３に示すように、前記射出成形機１には、金型３が開放されたときに形成される取出部１０を囲むように冷却ブース５が設けられており、この冷却ブース５には、空調装置２７の空調ダクト１９を配管しており、冷却ブース５の温度を常に一定温度に保てるようにしている。
【００２５】
また、この冷却ブース５内には、射出成形機１のほかに、成形物６を搬送するコンベア８と、金型３から成形物６を取り出す取出機７と、取出機７で取り出した成形物６を受け取り、受け取った成形物６をコンベア８上に落下させる受取機９とが配設されている。
【００２６】
前記取出機７は、図２に示すように、一端が取出部１０に延び、他端がコンベア８上に延びる支持アーム１１と、該支持アーム１１に、取出部１０において成形物６を取り出す取出位置（図２における仮想線で示す位置）と、コンベア８上において成形物６を受取機９に受け渡す受渡位置（図２における実線で示す位置）とにスライド自在に取り付けられている取出体１２とを備えており、前記取出体１２には、成形物６を吸引して保持する吸引部１３が備えられている。
【００２７】
そして、取出体１２を取出位置に位置させて、開放された金型３から、成形直後の成形物６を前記吸引部１３で吸引して取り出すと共に該吸引部１３で保持し、その後、成形物６を保持したまま、取出体１２を支持アーム１１に沿ってスライドさせて、コンベア８上の受渡位置に位置させる。そして、成形物６を取出体１２から後述する受取機９に受け渡たすのである。
【００２８】
前記受取機９は、図３に示すように、コンベア８上の受渡位置に位置した取出体１２と対向する受取位置（図３における実線で示す位置）と、コンベア８の搬送面１４に対向する落下位置（図３における仮想線で示す位置）とに揺動可能な受取体１５を備えており、該受取体１５には、成形物６を吸引して保持する吸引部１６が備えられている。
【００２９】
そして、成形物６を保持した取出体１２がコンベア８上の受渡位置に位置したとき、前記受取体１５を前記取出体１２に対向する受取位置に位置させて、前記受取体１５の吸引部１６で吸引して成形物６を保持させる一方、前記取出体１２の吸引部１３の吸引を解除して、受取体１５が取出体１２から成形物６を受け取るようにしている。そして、受取体１５が下方向に揺動して、コンベア８の搬送面１４に対向する落下位置に位置したときに、吸引部１６の吸引を解除し、成形物６をコンベア８上に落下させるようにしている。
【００３０】
尚、取出体１２の吸引部１３及び受取体１５の吸引部１６の吸引及び解除は、エアー式により行われている。
【００３１】
そして、コンベア８上に落下した成形物８は、該コンベア８により冷却ブース５の外に設置されている集積装置１７へ搬送されて、該集積装置１７で成形物６はストックされる。
【００３２】
このような成形、取出及び搬送の工程において、本発明のプラスチック成形機の冷却装置は、射出成形機１の取出部１０近傍に配置され、前記射出成形機１の取出部１０から取り出された直後の成形物６へ、冷気を送風する空気冷却手段１８を備えている。
【００３３】
前記空気冷却手段１８は、図２及び図３に示すように、前記取出機７の取出体１２がコンベア８上に位置した位置と、受取機９の受取体１５が前記取出体１２に対向する位置にある位置とを挟んで対向する二つの位置に、第１送風ファン２０及び第２送風ファン２１を備えている。
【００３４】
前記第１送風ファン２０は、成形物６に対し取出体１２の背面側から成形物６に冷気を送風しており、また、前記第２送風ファン２１は、成形物６に対し受取体１５の背面側から冷気を送風するようにしており、つまり、各送風ファン２０、２１は、成形物６に対して、それぞれ互いに反対側から冷気の送風を可能として、成形物６における異なった特定の部位を、それぞれの送風ファン２０、２１により冷却できるようにしている。また、これら第１ファン２０及び第２ファン２１は、それぞれ独立して風量の調節が可能となっている。
【００３５】
さらに、前記空気冷却手段１８は、前記第２送風ファン２１よりもコンベア８の搬送方向下流側であって、且つコンベア８の搬送面１４に対向する位置に第３送風ファン２２を備えており、この第３送風ファンにより、コンベア８で搬送されている成形物６に冷気を送風して、第１ファン２０、及び第２ファン２１による成形物６の冷却を補っている。
【００３６】
このようにして、前記空気冷却手段１８は、射出成形機１の取出部１０から取り出された直後の成形物６へ冷気を送風することができるので、金型３内での冷却を十分に行なわなくとも、引き続き空気冷却手段１８による冷却が行われ、金型３内での冷却時間を短縮できながらも、取り出された成形物６にそりなどの変形を生じさせず、従って、成形された成形物６のばらつきがなく、常に一定形状の成形物６を安定的に供給できながら、製造サイクルを短縮して生産性の向上を図ることができる。
【００３７】
また、前記空気冷却手段１８は、取出部１０から取り出されたのち１０秒以内の成形物６へ冷気の送風を可能としている。すなわち、上記の構成においては、取出体１２が成形直後の成形物６を取り出して、支持アーム１１に沿ってスライドしてコンベア８上に位置するまでの時間は、約２秒であり、第１送風ファン２０及び第２送風ファン２１は、成形物６を取り出し直後から２秒以内に冷却することができる。このように、金型３内で冷却されていた成形物６は、金型３からの取り出し後、極短時間の時間内において前記空気冷却手段１８により引き続き冷却が行われるので、冷却時間の短縮化をより図ることができながら、成形物６の変形をより一層少なくすることができる。
【００３８】
また、第１送風ファン２０と第２送風ファン２１とは、それぞれ互いに反対側から成形物６に対して冷気を送風して、成形物６におけるそれぞれ異なった特定の部位を冷却可能としているので、熱の分布が一定でない取り出し直後の成形物６が、その熱の分布に応じて特定の方向に変形しようとしても、例えば、第１送風ファン２０若しくは第２送風ファン２１の何れかの送風を停止したり、或いは、第１送風ファン２０及び第２送風ファン２１の風量をそれぞれ変えるやることで、その特定部位を局部的に冷却することができるので、成形物６の変形を有効に防止し、或いは矯正することができる。
【００３９】
さらに、本発明のプラスチック成形機の冷却装置は、成形物６の温度を検出する検出手段２３と、該検出手段２３から入力される検出値と予め設定された成形物６の温度の設定値とを比較して、成形物６の温度が設定値となるように、空気冷却手段１８の風量を調節するコントローラ２４とを備えている。
【００４０】
さらに詳述すると、前記検出手段２３は、図３に示すように、第２送風ファン２１と第３送風ファン２２との間であってコンベア８の搬送面１４の上側と下側に、それぞれ、赤外線温度センサー２５ａ、２５ｂを備えている。
【００４１】
そして、図４に示すように、センサー２５ａ、２５ｂで検出した成形物６の表面温度を検出値としてコントローラ２４に入力し、該コントローラ２４において、検出値と予め設定された成形物６の表面温度の設定値とを比較して、検出値が設定値と異なっている場合は、検出値と設定値とが一致するような風量となる信号を、各送風ファン２０、２１、２２に出力して、成形物６の表面温度が常に設定値となるようにしている。
【００４２】
このような制御により、センサー２５ａ、２５ｂが成形物６の表面温度を直接検出して、成形工程のランニング状態を直接且つ連続的に管理するので、例えば、雰囲気温度の変動などにより成形物６の温度が変化して、成形物６に変形が生じようとしたときにも、検出手段２３が成形物６の温度をすぐさま検知して、コントローラ２４が各送風ファン２０、２１、２２の風量を補正するので、常に一定した形状の成形物６を確実に得ることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、冷却ブース５内に、該冷却ブース５内の温度を検出する温度センサー２６をさらに設けて、この温度センサー２６の検出信号をコントローラ２４に入力すると共に、コントローラ２４からの出力信号を空調装置２７にも与えており、センサー２５と各送風ファン２０、２１、２２とによる成形物６の温度制御に加えて、冷却ブース５内の温度制御を行ない、雰囲気温度の変動を少なくすると共に、より的確に成形物６の温度制御を行うことができるようにしている。
【００４４】
以上述べたように、本発明のプラスチック成形機の冷却装置は、金型３内での冷却時間を短縮できながらも成形物６にそりなどの変形を生じさせることがないため、とりわけ、取り出し直後において特に変形が生じ易い、例えば、コンパクトディスク用容器などの薄板形状の成形物の冷却のために、特に好適に用いることができる。
【００４５】
尚、本実施形態においては、プラスチック成形機として射出成形機を例示したが、本発明のプラスチック成形機の冷却装置は、圧縮成形機や押出成形機などの公知のプラスチック成形機にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラスチック成形物の冷却装置を適用した射出成形機を示す側面図である。
【図２】図１における冷却ブースのＡーＡ線断面図である。
【図３】図２における冷却ブースのＢーＢ線断面図である。
【図４】図２における冷却ブース内の温度制御機構を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 射出成形機
６ 成形物
１０ 取出部
１８ 空気冷却手段
２０ 第１送風ファン
２１ 第２送風ファン
２３ 検出手段
２４ コントローラ

Claims (4)

1. プラスチック成形機（１）により成形され、該プラスチック成形機（１）の取出部（１０）から取り出された成形物（６）を、空気により冷却するための装置であって、
   前記取出部（１０）を囲み、温度を一定温度に保つための冷却ブース（５）と、
   冷却ブース（５）内に配置され、成形物（６）を搬送するコンベア（８）と、
   冷却ブース（５）内に配置され、前記取出部（１０）において開放される金型（３）から、成形物（６）を取出体（１２）によって取り出す取出機（７）と、
   冷却ブース（５）内に配置され、取出体（１２）で取り出された成形物（６）を受取体（１５）によって受け取り、受け取った成形物（６）をコンベア上に落下させる受取機（９）とを備え、
   冷却ブース（５）内に配置され、成形物（６）を取出体（１２）から受取体（１５）に受け渡す受渡位置に位置される取出体（１２）の背面側から成形物（６）に冷気を送風する第１送風ファン（２０）と、
   冷却ブース（５）内に配置され、前記第１送風ファン（２０）に対向し、受渡位置において位置される取出体（１２）に対向する受取位置に位置された受取体（１５）の背面側から成形物（６）に冷気を送風する第２送風ファン（２１）と、
   冷却ブース（５）内に配置され、コンベア（８）の搬送面（１４）に対向する位置に設けられる第３送風ファン（２２）とを備えていることを特徴とするプラスチック成形物の冷却装置。
2. 第１送風ファン（２０）および第２送風ファン（２１）は、独立に風量の調節が可能となっている請求項１に記載のプラスチック成形物の冷却装置。
3. 成形物（６）の温度を検出する検出手段（２３）と、該検出手段（２３）から入力される検出値と予め設定された成形物（６）の温度の設定値とを比較して、成形物（６）の温度が設定値となるように、第１送風ファン（２０）、第２送風ファン（２１）および第３送風ファン（２２）の風量を調節するコントローラ（２４）とをさらに備えている請求項１または２に記載のプラスチック成形物の冷却装置。
4. 薄板形状の成形物（６）の冷却のために用いられる請求項１〜３のいずれかに記載のプラスチック成形物の冷却装置。

Images