成形品的冷却方法及冷却装置

文档序号:1759757 发布日期:2019-11-29 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 成形品的冷却方法及冷却装置 (The cooling means and cooling device of formed products ) 是由 远藤胜久 宇佐美雅人 于 2018-03-12 设计创作,主要内容包括:本发明涉及从以合成树脂为原材料的加压成形装置取出的成形品的冷却方法以及冷却装置,其目的是在缩短成形时间的同时确保产品质量。趁热从模具取出的成形品(M)通过投入口(34)被导入冷却室(24)内的旋转台(26)上设置的多个夹具(30)上。从冷却室(24)的上部的喷雾单元的喷嘴(60)朝着成形品(M)喷射干雾(F)。从喷嘴(60)喷射至成形品(M)的干雾(F)通过在成形品(M)所具有的热量下升华,从成形品(M)夺取热量,成形品(M)在不附着水滴的情况下被冷却,被冷却的成形品(M)从取出口(38)被排出。干雾喷射通过将冷却室(24)密闭而进行,此外,冷却中的成形品(M)被载放在用于防止由重力引起的变形的夹具(30)上。(The present invention relates to the cooling means and cooling device from the formed products taken out using synthetic resin as the press molder of raw material, and the purpose is to ensure product quality while shortening curring time.On the multiple fixtures (30) being arranged from the turntable (26) that the formed products (M) that mold takes out are imported into cooling chamber (24) by input port (34) while hot.Dry fog (F) is sprayed towards formed products (M) from the nozzle (60) of the sprayer unit on the top of cooling chamber (24).Dry fog (F) from nozzle (60) injection to formed products (M) under the heat possessed by formed products (M) by distilling, capture heat from formed products (M), formed products (M) are cooled in the case where non-cohesive water droplet, and cooled formed products (M) are discharged from outlet (38).Dry fog is ejected through cooling chamber (24) is closed and carries out, in addition, the formed products (M) in cooling are by placing in the fixture (30) for preventing the deformation as caused by gravity.)

成形品的冷却方法及冷却装置

技术领域

本发明涉及从以合成树脂为原材料的加压成形装置取出的成形品的冷却方法及冷却装置。

背景技术

为了通过加压成形来制造汽车用的合成树脂制品、例如挡泥板内衬或底盖等,已知将合成树脂原材料熔融,从模具以板状挤出,切割成规定长度,制成调为应呈现能加压成形的低刚性(柔软性)的温度的板片,将板片导入加压成形装置的上模和下模之间,通过使上模和下模合体,对板片赋予所希望的形状的成形品的加压成形方法(以下记为调温板片加压成形法)(专利文献1)。另一方面,为了缩短加压成形装置的循环时间、提高生产性,缩短1循环的成形时间是有效的手段。为了缩短1循环的成形时间,通常将成形品从模具中早早地(树脂还相当热时)取出,利用来自冷却风扇的空气流进行强制冷却。为了强制冷却,将来自模具的成形品一个个取出到输送带上,对着输送带设置多个冷却风扇,利用来自冷却风扇的空气流,进行输送带上的成形品的强制冷却。关于利用来自冷却风扇的空气流的成形品的强制冷却,记载在专利文献2中。但是,专利文献2并不涉及上述的调温板片加压成形法,而是涉及基于注塑成形法的加压成形中的成形品的冷却。此外,作为本发明的相关技术,作为基于干雾的成形品的冷却,专利文献3中记载了在吹塑成形中,与模具内的吹塑成形品的冷却相关的技术。此外,专利文献4和5等中记载了为获得超微细雾(所谓的干雾)的超微细喷雾形成喷嘴。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开昭64-40311号公报

专利文献2:日本专利特开平10-24474号公报

专利文献3:日本专利特开2000-141463号公报

专利文献4:日本专利特开昭62-289257号公报

专利文献5:日本专利特开平5-208148号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

基于冷却风扇的成形品的冷却中,冷却风的温度容易受由季节引起的外部气温的变化的影响,因此存在对尺寸精度的变化等产品质量的影响大的问题。此外,从加压成形装置取出时的成形品由于其高温度下的低刚性,容易在传送带上的搬运过程中因自重产生的外力的影响造成变形等,这有可能对产品质量造成影响。

本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的是在缩短成形时间的同时确保产品质量。

解决技术问题所采用的技术方案

根据本发明,提供一种成形品的冷却方法,其特征是,从将合成树脂在加热下进行成形的成形装置以仍具有热的状态取出成形品,对取出的成形品喷射雾,使喷射至成形品的雾在成形品所具有的热量下升华,从而从成形品夺取热,在使水滴实质上不附着于成形品的同时进行成形品的冷却。

本发明中,雾的平均粒径优选为10μm或在其以下。通过对从成形装置取出的仍然热的成形品喷射这样的粒径的雾,雾由于成形品的热而升华为水蒸气,不会作为水滴凝结,因此通常被称为“干雾”。作为用于获得干雾的喷嘴,可以采用通过使高压空气流与水流碰撞而将水滴粉碎为微细粒径的类型的喷嘴。作为这种喷嘴,提出了各种方案,可采用利用倾斜相向的喷口在以空气包围水的状态下使其喷射碰撞,将微粒化的雾向前方喷射的方式的喷嘴(参照专利文献4和5)。

本发明中,优选对成形品喷射干雾实质上封闭收纳成形品的空间而进行,并且,以从成形装置取出的成形品依次被导入用于收纳成形品的上述空间中、冷却完成后的成形品从冷却室依次被排出、且使多个成形品停留在上述空间内的方式同时进行多个制品的冷却,此外,优选进行空间内的水蒸气的强制排气。通过在将成形品收纳在实质上封闭的空间内的状态下喷射雾,能够防止雾泄漏至外部,防止因在邻接设置的加压成形装置等的机械设备或建筑的壁面上的结露而造成的产生锈等的不良情况。

本发明中,优选将成形品载放在形状保持用夹具上来进行对成形品的喷雾。本发明的基于干雾的成形品的冷却因为冷却效率显著高,所以从成形装置取出成形品可以在成形品仍然相当热的、比以往更早的时刻进行,在该情况下,成形品因温度仍然较高而造成低刚性,因此由于自重而容易发生变形,但通过使用夹具能够防止冷却过程中的成形品的变形,不会损害产品质量。

根据本发明,提供一种成形品的冷却装置,其为基于干雾的成形品的冷却装置,其具备:冷却室,该冷却室收纳成形品,形成进行成形品的冷却的空间,且各冷却室具有利用专用的门能够开关的成形品的投入口和用于将被冷却的成形品取出的取出口;旋转台,该旋转台在冷却室内可绕着直立轴的周围旋转;夹具,在旋转台上设置多个该夹具,其在确保成形品的形状的同时将成形品保持在固定位置;以及干雾喷射装置,该干雾喷射装置设置在冷却室的上部,用于向由夹具保持的成形品喷射干雾。

本发明的冷却装置中,来自干雾喷射装置的干雾被喷射至冷却室内旋转台上的多个夹具上的成形品,能够进行高效的冷却。在旋转台停止时,打开专用的门将从成形装置取出的成形品投入与投入口对峙的夹具上,打开专用的门从与取出口对峙的夹具取出基于干雾的冷却完成后的成形品。通过将加压成形装置中的成形品的成形动作与冷却装置中的成形品的投入、取出动作和旋转台的旋转动作在时间上联动,能够在将成形品一个个地导入冷却室内的同时进行利用冷却室内的干雾喷射的成形品的所需的冷却,并且将所需的冷却完成后的成形品从取出口一个个地取出。

发明效果

通过利用成形品具有的热而使雾升华,能够夺取成形品的热,并在不伴有水滴附着的情况下进行成形品的急速冷却。因为能够进行成形品的急速冷却,能够在更高温的状态下将成形品从加压成形装置中取出,因为加压成形装置中的循环时间缩短,所以提高了成形品的生产速度,且因为进行了高效的冷却,所以无论是否较早取出成形品,也不会为了成形品的冷却而依赖于大规模的冷却装置,因此在成本上是有利的。

通过采用保持冷却中的制品的形状的夹具,能够减少冷却工序对质量产生影响的因素,可实现质量稳定。

通过在实质上封闭的空间内进行成形品的冷却,能够减少外部气温等制品的质量变动因素。

对于厚板制品或具有偏厚部的制品,通过调整用于形成雾的水压、水量、或气压等参数就能适应。

旋转台式的冷却方式与以往的基于输送带的冷却线相比,能够实现设备的小型化。

附图的简要说明

图1是作为汽车用树脂部件的汽车用挡泥板内衬的加压成形设备的示意布置图。

图2是图1中的加压成形装置的示意剖视图(沿着图1的II-II线显示的箭头方向观察剖视图)。

图3是由图2的加压成形装置制造的汽车用挡泥板内衬的示意立体图,(a)显示从成形装置取出时的左右的挡泥板内衬的一体形状,(b)显示利用修剪压力机修剪后的左右挡泥板内衬分离后的形状。

图4是图1的加压成形设备中的冷却装置的放大图(沿图5的IV-IV线的箭头方向观察剖视图)。

图5是旋转台的停止位置处的冷却装置的纵剖视图(沿图4的V-V线的箭头方向观察剖视图)。

图6与图4同样地为沿着图5的IV-IV线的箭头方向观察剖视图,但显示旋转台从图4的停止位置旋转60度的状态。

图7是旋转台的停止位置处的冷却装置的纵剖视图(沿图5的VII-VII线的箭头方向观察剖视图)。

图8是显示喷雾装置中使用的一个喷嘴的结构的示意的局部破断侧视图。

图9是水蒸气的强制排气装置的示意剖视图。

图10是显示成形装置的动作与冷却装置中的旋转台、夹具和喷雾单元的动作的联动的示意时序图。

图11是显示从向成形装置中投入材料起的温度变化的图。

具体实施方式

以下,对在专利文献1中记载的基于调温板片加压成形法的成形品的加压成形中,为了冷却从加压成形装置的模具取出的成形品而实施本发明的实施方式的情况进行说明,但是本发明并不限定于基于该加压成形法的加压成形品,在用于利用注塑成形法而加压成形的成形品的冷却中、以及在通常的从模具取出的温度高的成形品的冷却中,也能实施本发明。此外,以下的实施方式中,对挡泥板内衬或底罩这样的汽车用树脂部件进行了说明,但并非意在将本发明限定于在它们中的应用,毋庸明言,本发明能够应用于普遍的树脂部件。

图1显示挡泥板内衬或底罩等汽车用树脂部件的加压成形设备的示意布置图,该加压成形设备是进行调温至能够加压成形的温度(树脂原材料为聚丙烯(为了调整熔点,有时也含有少量的聚乙烯等其他种类的原料)的情况下,为120度左右的温度)的板片的加压成形的设备,图1中到调温后的板片的形成为止的设备虽然省略了图示,但如专利文献1所记载,具备制造板片的设备:将聚丙烯或聚乙烯等合成树脂原材料(片为主体,但混入了部分废料)熔融,从塑模挤出为板状,切割成规定长度的板片,如果需要,通过额外的加热调温至适于加压成形的温度。图1中,10表示从板片利用模具进行加压成形的加压成形装置(成形压力机),12表示基于干雾的成形品的冷却装置(干雾冷却装置),14表示加压成形品的修剪用加压装置(修剪压力机),15表示用于修剪后的成形品的工作台,16表示由修剪产生的废料的输送机(废料输送机),18、20、22表示用于操作成形品的多关节型机械手(机器人)。这里,干雾是指本实施方式中平均粒径在10μm以下的雾,在向成形品喷射雾的情况下,仅利用成形品所具有的热量就能升华,利用其气化潜热从成形品夺取热,能够以在成形品上不附着水滴的方式进行成形品的冷却。

成形压力机10如图2示意地所示,具备上模10-1和下模10-2,上模10-1与未图示的曲柄压力机连接。上述的调温后的板片S被导入上模10-1和下模10-2之间,使上模10-1朝向下模10-2下降,使两者合体,从而板片S在修剪后被加压成形为成为挡泥板内衬的一体成形品(以下简称为成形品)M的形状。关于成形品M,由图3(a)示意地示出从成形压力机10取出时的具体形状,在该实施方式中,成形品M是将汽车用的前轮用的左右的树脂制挡泥板内衬一体化而得的成形品,通过利用成形压力机10对以聚丙烯等为原材料的调温板S进行加压成形而得到。成形压力机10在成形品M仍需要冷却的热的状态(聚丙烯的情况下,为70℃左右的温度)下,使上模10-1上升(开模),成形品M由机器人18搬入干雾冷却装置12的内部,如下所述,通过干雾喷射可以在不伴有水滴附着的情况下冷却至所期望的温度(聚丙烯的情况下,为40℃左右)。冷却后的成形品M由机器人20从干雾冷却装置12中取出,用修剪压力机14进行修剪。利用修剪压力机14修剪后的挡泥板内衬的状态示意地示于图3(b),自成形品M(图3(a))修剪不需要部分(沿着需要的成形品的轮廓进行切割),分离成汽车的前轮用的左右的挡泥板内衬M1和M2,挡泥板内衬M1和M2如图1所示,暂时载放在工作台15上。机器人22进行挡泥板内衬M1和M2的取出,此外,取出挡泥板内衬M1和M2后的废料SR用废料输送机16运送至未图示的树脂回收装置,在树脂回收装置中用成形压力机10将废料SR形成为再用于成形品M的成形的树脂原料。

对作为本发明的实施方式的基于干雾的成形品的干雾冷却装置12的构成进行说明,干雾冷却装置12如图4和图5所示,具备:矩形箱型的冷却室24;旋转台26;支柱28,该支柱28的上下端以能旋转的方式枢轴支承于冷却室24的上下壁24-1、24-2(图5),并固定于旋转台26;3组成形品保持用夹具(以下记为夹具)30,所述夹具以相互120度的等间隔固定于旋转台26上,将从成形压力机10取出的仍然热且柔软的成形品以不受其自重的外力的影响且不变形的方式载放保持在规定位置;隔板32,所述隔板32在图4中以相互120度的间隔沿铅垂方向配置在旋转方向(箭头a)上相邻的夹具30之间;投入口34,所述投入口34呈矩形形成在与成形压力机10相对的冷却室24的侧壁24-3上,用于成形品的投入;门36,通过升降所述门36来进行投入口34的开闭;气压气缸37,所述气压气缸37用于门36的开闭;取出口38,所述取出口38形成在与修剪压力机14(图1)相对的冷却室24的侧壁24-4上,用于成形品的取出;门40,通过升降所述门40来进行取出口38的开闭;气压气缸41,所述气压气缸41用于门40的升降驱动;驱动用电动机42,所述驱动用电动机42设置在冷却室24的上壁24-1上,通过使支柱28旋转以使旋转台26,换言之,使旋转台26上的夹具30旋转;3组喷雾单元44A、44B、44C,如图7所示在夹具30的上方的冷却室24内以120度间隔设置3个喷雾单元,如下所述,构成向保持于夹具30的成形品M喷射干雾的干雾喷射装置;和排气装置46,所述排气装置46设置在冷却室24的底部,用于进行冷却室24的强制排气。

接着,对干雾冷却装置12的上述构成部件进行更详细的说明,在图5中,旋转台26在下表面固定有支承台48,支承台48通过脚轮50载放在冷却室24的底壁面24-2上,藉此可获得旋转台26的流畅的旋转动作。此外,冷却室24的底壁面24-2形成为朝外周倾斜的倾斜面。底壁面24-2的倾斜结构在与换气装置46的关联中后述。

隔板32由固定于支柱28的旋转部52和固定于冷却室24的上部壁24-1的下表面的固定部54构成,旋转部52在沿圆周方向相邻的夹具30之间、从支柱28外周面沿半径方向延伸至旋转台26的外周面(图4)。如图5所示,在旋转部52的上端面和固定部54的下端面,以不妨碍旋转部52的旋转的方式留有一些间隙。

支柱28在从冷却室24的上部壁24-1向外部延伸出的上端处具备变速器56,变速器56因为是众所周知的,所以未图示其结构,基本上内置有输出侧的(支柱28侧的)小齿轮和输入侧的蜗轮,能够将连接于蜗轮的变速器56的输入构件57的旋转减速并传递至支柱28。另一方面,电动机42的旋转轴通过内部的适当的齿轮与连接于变速器56的输入构件57的输出轴58连接,电动机42的旋转轴的旋转被减速并传递至支柱28,通过支柱28的旋转使旋转台26旋转,旋转台26上的夹具30在冷却室24内以适当的速度旋转,在该期间对保持于夹具30的成形品进行喷雾,实施成形品的冷却。

接着,说明基于旋转台26的旋转的夹具30的旋转位置与投入口34及取出口38的关系。为了便于说明,对于旋转时设置的3个夹具30,为了区别而标记No.1、No.2、No.3(图4)。这些No.1、No.2、No.3的夹具30中,No.1的夹具是成形品M投入前的空的状态,用实线表示,No.2、No.3的夹具30是载放了成形品M的状态,用虚线表示。此外,图1中,对于No.1、No.2、No.3的夹具30,全都以投入成形品M的状态图示。图4如上所述,表示旋转台26每旋转120度时产生的停止位置之一,此时,3个保持用夹具中的No.1夹具30位于与投入口34对峙的投入位置A,No.3夹具30位于旋转方向上相邻的(相隔120度的)中间位置B,No.2夹具30位于与取出口38对峙的成形品排出位置C。这里,成形品投入位置A、中间位置B、成形品排出位置C表示相对于直立中心在旋转方向上相互间隔120度的冷却室24的内部的固定位置。在旋转台26的图4的停止位置处,如图5所示,用于投入口34的门36开放,进行从成形压力机10来到投入位置A的成形品M向夹具30的投入的准备,此外,用于取出口38的门40开放,进行来到成形品排出位置C的冷却完成后的成形品M从夹具30的排出的准备。接着,在图4的旋转台26的停止位置,如图5所示,隔板32与固定于支柱28的旋转部52和固定于冷却室24的上部壁24-1的下表面的固定部54位于同一直线上。若在投入位置A进行成形品M向夹具30中的导入以及在成形品排出位置C进行冷却完成了的成形品M从夹具30中的排出,则旋转台26旋转120度,图4中位于成形品排出位置C的No.2的夹具30来到图4中的投入位置A,可以从成形压力机10接受用于冷却的新的成形品,位于中间位置B的No.3的夹具30来到成形品排出位置C,进行成形品的排出,位于投入位置A的夹具30来到中间位置B。通过重复这样的旋转台26的停止、旋转的动作,可一个个地进行来自成形装置的待冷却的成形品的投入和冷却完成后的成形品的排出。

在旋转台26像这样旋转运动期间,隔板32的旋转部52与旋转台26一起旋转,隔板32的固定部54保持不动,因此,在旋转台26的旋转过程中旋转部52和固定部54的相对位置变化,在图4的停止位置处,旋转部52和固定部54在上下方向上对齐,通过旋转台26自停止位置起的旋转,旋转部52相对于固定部54的旋转角度(=间隔)增大,通过旋转台26的自停止位置起的60度旋转,如图6所示,固定部54位于相邻的旋转部52间的中间,旋转部52和固定部54之间的间隙为最大,通过进一步的60度旋转,恢复至原状。

接着,在本发明中,为了冷却从成形压力机10取出的成形品,向成形品喷射来自后述的喷嘴60的超微细喷雾,在作为冷却对象物的成形品上不会产生水滴,而是形成水蒸气,利用其潜热进行高效的冷却。在本实施方式中,干雾喷射装置具备设置在3个位置的喷雾单元44A、44B、44C。喷雾单元44A、44B、44C分别固定设置在冷却室24内部的投入位置A、中间位置B、成形品排出位置C(参照图6和图7)。因此,当旋转台26来到停止位置(图4)时,喷雾单元44A、44B、44C位于各夹具30的各自的上方。此外,喷雾单元44A、44B、44C如图7所示,位于隔板32中的在圆周方向上相邻的固定部54之间。对各喷雾单元44A、44B、44C的构成进行说明,各喷雾单元44A、44B、44C具备用于喷射直径为10μm或在其以下的雾的喷嘴60。在利用这样微小粒径的雾冷却对象物时,雾因为其微小的粒径,不经由液体的状态而蒸发(升华),因此被称为不会使冷却对象物湿润的干雾。作为用于形成干雾的喷嘴的构成,通过使压缩空气与通过从喷嘴喷出水而形成的水的粒子(粒径仍较大)碰撞,从而能够将水的粒子粉碎,形成干雾。作为这样的碰撞型的喷嘴,所谓两流体式的微粒化喷嘴是公知的,本实施方式中,喷嘴60也采用具有两流体式的微粒化喷嘴的构成(专利文献4和5)。在本实施方式中,作为喷嘴60,使用池内株式会社(株式会社いけうち)制的商品名AKIJet(注册商标)的两流体式喷嘴。喷嘴60的概略结构简略示于图8,主体60-1具有水流入通路60-2和压缩空气流入通路60-3,自主体60-1起喷嘴支承部60-4、60-5分岔为二股状,喷嘴主体支承部60-4、60-5具备与主体60-1的水流入通路60-2以及压缩空气流入通路60-3分别连通的水通路和压缩空气通路(未图示)。喷嘴支承部60-6、60-7分别连接于喷嘴主体支承部60-4、60-5。喷嘴支承部60-6、60-7具备与喷嘴主体支承部60-4、60-5内的水通路和压缩空气通路内部分别连通的同芯的内侧水喷出喷嘴和外侧压缩空气喷出喷嘴,得到内侧的水和外侧的压缩空气的2流体的喷射流fA、fB,通过并列喷射流fA、fB的碰撞,可得到超微细化的喷雾F(详细内容参照专利文献4和5的记载)。此外,喷嘴支承部60-4、60-5以及喷嘴支承部60-4、60-5在外侧整体被罩60-8覆盖,此外,罩60-8形成为在中央部具备成为喷雾F的通道的开口部60-9的结构。喷雾单元44A、44B、44C如后所述,分别具有24个喷嘴60(图7),各喷嘴60的水流入通路60-2和压缩空气流入通路60-3分别通过未图示的共通的水供给配管和压缩空气供给配管连接至同样未图示的水供给泵和空气压缩机。此外,在水供给配管和压缩空气供给配管中,能够测定水量、水压、压缩空气流量和压缩空气压。

在本实施方式中,如图7所示,各喷雾单元44A、44B、44C分别具有4列具备6个喷嘴60的纵单元62,总计6×4=24个喷嘴60,使所有喷嘴的喷口部(图8的开口部60-9)朝向下方。如图5所示,形成为从各喷雾单元44A、44B、44C的喷嘴60一起喷射朝下的喷雾F。纵单元62固定于支承框64,形成各个喷雾单元44A、44B、44C。来自喷嘴60的向下喷雾F指向夹具30上的成形品M(图5),进行成形品M的冷却。如图5所示,各喷雾单元44A、44B、44C安装在各自的支承构件66上,各支承构件66连接至未图示的升降装置(例如绞车式的升降装置),喷雾单元44A、44B、44C设置成利用各自的升降装置能够升降(箭头g),能够调整喷雾单元44A、44B、44C相对于载放在夹具30上的成形品的高度位置。即,根据作为冷却对象物的成形品的高度,存在喷嘴60相对于成形品的最佳高度位置,例如,作为成形品,如果是汽车的挡泥板内衬(本发明实施方式中的成形品M),则如图5所示,喷雾单元44A、44B、44C的高度比较高;作为冷却对象物的成形品如果是车体底罩,则因为是平坦形状的物体,优选使喷嘴60降至比图5的位置更低的位置。但是,从避免干扰隔板32的旋转部52的需求考虑,喷嘴60不可下降到沿隔板32的旋转部52的上缘的线L以下。

接着,对冷却室24中的投入口34和取出口38的开闭装置进行说明,门36用于对矩形框体进行内部观察,因此可通过张贴透明、且具有不会因开闭操作时施加的负荷而发生破损的强度的、足够厚的膜(透明板)来构成,门36通过在纵向的两侧延伸的引导板72A、72b(图4和图7),能够在上下方向上滑动。门36具备在门框的高度方向的中间延伸的横棒36-1(图5),空气压气缸37的活塞杆37-1的下端旋转安装于横棒36-1。因此,根据空气压气缸37的活塞杆37-1的伸缩,门36能够在封闭投入口34的下侧位置(假想线36a)和打开投入口34的图5的用实线图示的上侧位置之间移动。实现用于关闭取出口38的门40的升降的构成也同样,两侧通过引导板73A、73b引导而能够在纵向上滑动,根据与在门框的高度方向的中间延伸的横棒40-1连接的空气压气缸41的活塞杆41-1的伸缩,门40能够在封闭取出口38的图5的实线下侧位置和打开投入口34的用假想线40a表示的上侧位置之间升降。

排气装置46是为了将在成形品的冷却时因雾(超微细水滴)气化而生成的水蒸气强制排出而设置的。即,在本发明中,采用通过对从成形压力机10取出的仍然热的成形品喷射雾而使水滴气化(形成水蒸气),利用其气化潜热进行成形品的冷却的构造,在冷却室24的内部空间充满水蒸气。为了防止因水蒸气的长时间滞留而造成温度降低,并由此造成因水蒸气结露引起的水滴附着在成形品上,设置了将冷却室24的内部空间的水蒸气强制排出的构造。在本实施方式中,排气装置46还具备分离结露水的功能,如图9所示,具备电动式的排气扇74,排气扇74位于冷却室24的壁面中的排气孔76中。排气扇74的旋转轴连接于电动机75,在排气扇74的前部和后部设置有护罩78、79,并且在护罩78、79的前面和后面设置有脱水用的冲孔板80、81,在冲孔板80、81的正下方的冷却室底壁面24-2上设置有排水孔82、84。电动机75设置在固定于室外侧的护罩79的罩85的中心部。通过排气扇74的旋转,产生从冷却室24的内部经由排气孔76和罩85的通风孔朝向外部的强制流动(箭头h),能够进行水蒸气的强制排气。水蒸气中可能少量含有的水滴通过冲孔板80、81时,使其附着在孔周边的板上并落下,能够通过排水孔82、84排出。此外,因过量的雾或水蒸气的滞留而在冷却室24的内部空间内产生的结露水可以通过冷却室的底壁面24-2的斜坡而自然流下(箭头E),并在排水孔82、84被回收(箭头D)。图5中图示了仅在冷却室的一个壁面(侧壁24-4)上设置排气装置46,但如图1的总布置图中略示的那样,在其他三个壁面上也可同样地设置排气装置46。

以上说明了装置的概略动作,模具在仍然热时打开(上模10-1上升(图2)),成形品M(图3(a))被机器人18取出。机器人18在多关节臂18-1的前端具备吸引保持成形压力机10的下模10-2上的成形品M的吸盘18-2(图5)。在从成形压力机10取出成形品M时,干雾冷却装置12处于停止状态(图4),该停止状态下,旋转台26上的一个夹具30(图4中的No.1夹具)位于与投入口34对峙的成形品导入位置A,旋转台26上的另一个夹具30(图4中的No.2夹具)位于与成形品排出口对峙的成形品排出位置C,旋转台26上的剩余的一个夹具30(图4中的No.3夹具)位于中间位置C,旋转台26停止其旋转,通过空气压气缸37的活塞杆37-1的收缩,使门36在上升位置,投入口34被打开,将成形品M保持于吸盘18-2的机器人18的多关节臂18-1通过投入口34被导入冷却室24的内部,成形品M被载放在与投入口34对峙的夹具30上,吸盘18-2停止吸引动作。以假想线M’表示通过吸盘18-2停止吸引动作而准确设置在夹具30上的成形品。在成形品M′设置在夹具30上之后,机器人18的多关节臂18-1后退至冷却室12的外部,通过空气压气缸37的活塞杆37-1的伸展使门36处于下降位置,门36将投入口34封闭(图5的假想线36a)。另一方面,在与夹具30对峙的取出口38处,通过空气压气缸41的活塞杆41-1的收缩,使门40处于上升位置(40a),取出口38打开,在前端具有吸盘20-2的机器人20的多关节臂20-1通过取出口38被导入冷却室24的内部,吸盘20-2接触载置在夹具30上的成形品的上表面,吸盘20-2开始吸引动作。机器人20的多关节臂20-1后退,成形品M如假想线所示从夹具30离开,通过取出口38从冷却室24被取出,如上所述,被送至修剪压力机14。通过空气压气缸41的活塞杆41-1的伸展,使门40处于下降位置,封闭取出口38。以上说明的将用于冷却的成形品投入冷却室24内部的投入动作、和冷却结束后的成形品的取出动作同时执行。此外,在该成形品的投入动作和成形品的取出动作的执行期间,对于位于投入位置A的喷雾单元44A和位于成形品排出位置C的喷雾单元44C,停止从喷嘴喷射干雾。此外,对于位于中间位置B的喷雾单元44B,继续进行对位于该位置B的夹具30上的成形品M的干雾喷射。即,在图4的停止位置,隔板32与固定于支柱28的旋转部52和固定于冷却室24的上部壁24-1的下表面的固定部54在上下方向上对齐(图5),位于中间位置B的夹具30上的成形品M从两侧被隔板32遮挡(图4),隔板32间形成实质上封闭的空间,能够在实质上阻止来自喷雾单元44B的雾泄漏至冷却室外部的同时,继续进行通过对成形品喷射干雾来实施的成形品的冷却。

旋转台26的停止状态下的待冷却的成形品的投入和冷却后的成形品的取出以及利用门36、40的投入口34、取出口38的封闭完成后,重新开始旋转台26的旋转移动,同时,对于位于投入位置A的喷雾单元44A和位于成形品排出位置C的喷雾单元44C,重新开始来自喷嘴60的雾的喷射。随着旋转台26的移动,位于投入位置A的夹具上的成形品M逐渐远离喷雾单元44A,但逐渐接近喷雾单元44B,因此位于投入位置A的夹具上的成形品M受到的喷雾量是均衡的。对于位于中间位置B的夹具上的成形品M也可以是同样的,虽然逐渐远离喷雾单元44B,但逐渐接近喷雾单元44B,因此夹具上的成形品M受到的喷雾量与喷雾单元44A、44B、44C的固定配置无关,以相对于旋转台26的旋转变化不太大的方式进行设计。

接着,对成形压力机10中的成形动作和冷却装置12中的冷却动作的连接进行说明。在成形压力机10(图2)中的作为成形品的成形品M的成形工序是由用于开模的上模10-1的上升、成形品取出及材料供给动作、用于闭模的上模10-1的下降、加压保持动作构成的工序的重复。另一方面,在基于干雾冷却装置12的冷却工序中,是在旋转台26的停止过程中的在投入位置A从成形压力机10向夹具30中投入待冷却的成形品M的投入动作、在取出位置C取出冷却后的成形品M的取出动作、这些投入动作和取出动作结束后的到下一停止位置为止的旋转台的120度的旋转动作的重复。在本发明的该实施方式中,基本上,在成形压力机10处的成形品取出和材料供给动作的期间停止旋转台26,进行将成形品投入旋转台26的夹具30中的投入动作和成形品的取出动作,在成形压力机10处的加压保持(将板S成形为成形品M的工序)中进行旋转台26的旋转,从而使基于加压成形装置10的成形动作与冷却装置12中的旋转台26的旋转、停止动作同步。因此,成为旋转台26旋转120度的时间=成形压力机10中的加压保持时间动作,换言之,旋转台26的旋转速度由成形压力机10中的加压保持时间动作确定。此外,关于冷却室内的基于干雾喷射的成形品的冷却,在旋转台26的停止过程中,因为在投入位置A和取出位置C打开门36、40,所以为了不使喷雾泄漏到冷却室的外部,停止喷雾装置44A、44C,使喷雾装置44A、44C在门36、40关闭的旋转台26的旋转过程中进行喷雾。另一方面,对于中间位置的喷雾装置44B,即使门36、40打开,也从旋转台26到冷却室24的上壁面24-1为止用隔板32将两侧封闭(图4和图5),是在实质上完全封闭空间内的喷雾,不会泄漏至外部,由此进行停止过程中的喷雾。在该实施方式中,成形品在投入位置A投入冷却装置,将门36、40封闭后,在直到为了在取出位置C取出成形品而打开门36、40为止的期间受到干雾的喷雾(冷却),在该期间需要将成形品降低(冷却)至所期望的温度。为了进行必要的冷却,需要进行水量、水压、压缩空气压、喷雾距离、冷却室的温度、喷雾时间(喷雾装置的动作时间)等的设定。此外,喷雾装置的动作时间间接地受到机器人18、20、22及门36、40的动作速度的影响,因此毋庸言明,还需要对这些因素进行最佳调整。此外,在成形品的壁厚特别厚的情况下或存在偏厚的情况下,可以通过调整水量、水压、空气压来应对。

利用图10的示意时序图详细说明以上概略说明的成形压力机中的成形动作与基于冷却装置的冷却动作的联动。图中,带圆圈的数字1~4分别表示由使上模上升后的开模状态下的成形品取出和材料供给动作、和使上模下降后的闭模状态下的加压动作构成的成形压力机的一连串的4循环的成形动作。为了便于说明,如图4所示,设为从停止的状态开始的状态:冷却装置所具备的3个夹具30中,No.1夹具30(空)位于投入位置A,No.2夹具位于取出位置C(搭载冷却完成后的成形品M),剩余的No.3夹具(搭载冷却中的成形品M)位于中间位置B。在成形压力机10中,从板S成形为成形品M的成形完成,上模10-1自下模10-2上升。冷却室24的门36和40打开,在投入位置A的No.1的夹具30中,开始从成形压力机10投入成形品M,在取出位置C的No.2的夹具30中,开始取出冷却完成后的成形品M,喷雾单元44A、44C停止(t1)。在旋转台26停止期间,喷雾单元44A、44C停止,但中间位置B的喷雾单元44B在喷雾单元44A、44C停止过程中仍继续喷雾。如果在成形压力机10中完成用于下一成形的板的供给,则成形压力机10的上模10-1朝向下模10-2下降,通过进行加压保持,开始成形品M的成形。比上模10-1的下降开始稍晚一些,成形品M的投入和取出都完成,因此关闭门36和40,开始从喷雾单元44A、44C喷射干雾及旋转台26的旋转(t2)。在成形压力机中经过加压保持时间后,模具上升,停止从喷雾单元44A、44C喷射干雾及旋转台26的旋转,此时,No.3的夹具来到取出位置C,No.2的夹具30来到投入位置A,打开门36和40,开始在投入位置A向No.2的夹具30中投入成形品M,开始在取出位置C从No.3的夹具取出冷却完成后的成形品M(t3)。在成形压力机中,若为了准备成形而供给原材料,则成形压力机下降,通过进行加压保持,开始成形品M的成形。比成形品M的成形开始稍晚一些,重新开始从喷雾单元44A、44C喷射干雾以及旋转台26的旋转(t4)。在成形压力机中经过规定的加压保持时间后,上模开始上升,停止从喷雾单元44A、44C喷射干雾及旋转台26的旋转,此时,No.1的夹具来到取出位置C,No.3的夹具30来到投入位置A,因此,通过打开门36和40,可进行在投入位置A向No.3的夹具30中投入成形品M、在排出位置C从No.1的夹具30排出冷却完成后的成形品M(t5)。在成形压力机中,若为了准备下一次成形而供给板材,则成形压力机的上模下降,通过进行加压保持,开始下一个成形品M的成形。比上模的下降稍晚一些,封闭门36和40,重新开始从喷雾单元44A、44C喷射干雾及旋转台26的旋转(t6)。若在成形压力机中经过规定的加压保持时间,则上模上升,停止从喷雾单元44A、44C喷射干雾及旋转台26的旋转,No.1的夹具来到投入位置A,No.2的夹具30来到取出位置C(t7)。以下是到此为止描述的工序的重复,但表示第4次的成形压力机的动作循环中的冷却装置的动作,在成形压力机中的板材料投入过程中,停止旋转台,进行成形品M的投入和取出,开始由加压模具的下降引起的加压保持动作,由此关闭门,开始旋转台的旋转(t8),在加压模具中的加压保持动作完成(模具的上升)时,停止旋转台的旋转(t9)。

图11表示从向成形压力机10中投入板片(S)起的经过时间与成形品的温度的关系。在树脂原料为聚丙烯的情况下,投入时的板片的温度为120℃(T0)左右。用实线表示的本发明的情况下,在下降到80℃左右的温度T1的时刻(时刻P1),腾空成形压力机10(上模10-1上升),取出成形品。由于成形品的取出,与模具呈非接触状态,因此温度下降的速度暂时变缓,通过投入干雾冷却装置12中,接受干雾的喷雾,从而成形品的冷却由于干雾的升华作用而急速地进行,但在降至40度左右的温度时,冷却变得缓慢。线N表示能够进行成形品的修整的上限温度,聚丙烯的情况下,为40℃左右。当下降至稍微低于能够修整的线N的温度(35度左右)时(点P2))、结束冷却,从冷却装置取出成形品。以虚线表示成形品的冷却中依赖冷却风扇的现有技术的情况下的冷却动作的例子。以往的基于输送带和冷却风扇的冷却的情况下的成形品的温度下降在到打开模具之前,沿着与本发明相同的线变化。从模具取出的时刻用Q1表示,与本发明的时刻P1相比相当晚,从模具取出后,被旋转的冷却风扇的冷却风冷却,将稍微低于能够修整的上限温度线N的冷却结束的时刻用Q2表示。将本发明与现有技术比较,可知成形品从成形压力机10中的取出从以往的Q1时刻提前至P1时刻,提前了图示的δ1秒(本实施方式中约为4秒)。这表示作为1个循环的成形时间,缩短了δ1秒,可知由于1个循环的成形时间的缩短,能够提高相应程度的成形品的生产速度。另一方面,关于冷却时间,若比较从在成形压力机10中的成形品的取出到冷却结束为止的时间,则本发明中为P2,与以往的Q2相比缩短了δ2秒(本实施方式中约为50秒),这意味着在本发明中,成形品从成形压力机10中的取出虽然提前,但冷却早早地结束,意味着本发明的使用干雾的冷却方式与以往的冷却风扇方式的技术相比,冷却性非常优异。

在本发明的实施方式中,如图10中所说明的那样,在成形压力机10的1个循环的成形工序中的加压保持期间,进行相当于相邻的冷却装置12的1个循环的旋转台26的120度旋转。这表明,旋转台26的旋转速度由加压保持的时间确定,加压保持时间越短,换言之,根据本实施方式,越是加快成形品从成形压力机10中的取出,则越需要加快旋转台26的旋转速度。由于加快旋转台26的旋转速度,来自干雾喷射装置(喷雾单元44A、44B、44C)的总喷雾量减少与之相应的量,冷却有可能变得不充分。在该情况下,可以采取将夹具30从图4的3台增加为4台的对策,该情况下,冷却装置的1个循环为旋转台26的90度旋转,因为在相同的加压保持时间内进行90度的旋转,所以旋转台26的速度减慢与之相应的程度。此外,相反地,在可以不用将成形压力机10的生产速度提至过高的情况下(循环时间长的情况下),可以构造成仅有2个夹具30的结构。在仅有2个夹具的情况下,无法进行在夹具停止状态下的雾喷射,但能够减慢与循环时间长相应的程度的转速,所以通过旋转中的雾喷射,可以进行成形品的所希望的冷却。

符号说明

10……成形压力机

10-1……上模

10-2……下模

12……干雾冷却装置

14……修剪压力机

15……工作台

16……废料输送机

18、20、22……多关节型机械手(机器人)

24……冷却室

26……旋转台

28……支柱

30……成形品保持用夹具

32……隔板

34……投入口

36……投入口门

38……取出口

40……取出口门

42……电动机

44A、44B、44C……喷雾单元

46……排气装置

48……支承台

52……隔板的旋转部

54……隔板的固定部

56……变速器

60……干雾喷射用喷嘴

66……喷雾单元支承构件

74……排气扇

78、79……护罩

80、81……脱水用冲孔板

82、84……排水孔

A……成形品导入位置

B……中间位置

C……成形品排出位置

M……成为挡泥板内衬的一体成形品

M1、M2……挡泥板内衬

S……板片

SR……废料。

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