(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡プラスチック成形用金型のキャビティ内へ圧縮空気を介して原料を充填する発泡プラスチックの原料充填機であって、
吐出口を開口した外筒ノズル部が前端に連接された外筒体と、
前記外筒体内に前後動可能に収納され、前記外筒ノズル部の前記吐出口から出没自在の吐出弁体部を前端に連接された内筒体と、
前記内筒体の後方が摺動自在に挿通され、かつ、内部をピストン運動するピストン体が嵌着固定された前記内筒体を前後動させる駆動手段と、
一方側が前記駆動手段の前方に連接され、他方側が前記外筒体の後方に挿入固定された圧縮空気導入部と、
前記駆動手段の後方に連接された原料供給管と、を備え、
前記吐出弁体部の外周には、複数の吐出穴及び軸心方向に傾斜する複数の傾斜穴を穿設し、
前記原料供給管から前記内筒体内及び前記吐出弁体部内に圧入供給された前記原料が、前記圧縮空気導入部から前記外筒体内周と前記内筒体外周の隙間内の間に形成した流路を通過し、前記傾斜穴から前記吐出弁体部内に流入される前記圧縮空気を介して、前記外筒ノズル部の前記吐出口から突出された状態の前記吐出弁体部の前記吐出穴から吐出される構成の発泡プラスチックの原料充填機。
【請求項２】
発泡プラスチック成形用金型のキャビティ内へ圧縮空気を介して原料を充填する発泡プラスチックの原料充填機であって、
吐出口を開口した外筒ノズル部が前端に連接された外筒体と、
前記外筒体内に前後動可能に収納され、前記外筒ノズル部の前記吐出口から出没自在の吐出弁体部を前端に連接された内筒体と、
前記内筒体の後方が摺動自在に挿通され、かつ、内部をピストン運動するピストン体が嵌着固定された前記内筒体を前後動させる駆動手段と、
一方側が前記駆動手段の前方に連接され、他方側が前記外筒体の後方に挿入固定された圧縮空気導入部と、
前記駆動手段の後方に連接された原料供給管と、を備え、
前記吐出弁体部の外周には、複数の吐出穴及び軸心方向に傾斜する複数の傾斜穴を穿設し、軸方向に非貫通の複数の溝を備え、
前記外筒ノズル部の前記吐出口を前記吐出弁体部で封止した状態において、
前記吐出弁体部内及び前記内筒体内に圧入供給された前記原料が、前記圧縮空気導入部から前記外筒体内周と前記内筒体外周の隙間内の間に形成した流路を通過し、前記溝及び前記傾斜穴から前記吐出弁体部内に流入した前記圧縮空気を介して、前記原料供給管側へブローバックされる構成の発泡プラスチックの原料充填機。
【請求項３】
前記吐出弁体部の外周に径を複数段に異ならせて外周環状段部を形成し、
前記外筒ノズル部の内周に径を複数段に異ならせて内周環状段部を形成し、
請求項１に記載の前記状態においては、前記外周環状段部と前記内周環状段部が当接状態とされ、
請求項２に記載の前記状態においては、前記外周環状段部と前記内周環状段部が離間状態とされることを特徴とした、請求項１又は請求項２に記載の発泡プラスチックの原料充填機。
【請求項４】
請求項２に記載の前記状態においては、前記外筒ノズル部の前端面と前記吐出弁体部の前端面が略面一となる構成であることを特徴とした、請求項２又は請求項３に記載の発泡プラスチックの原料充填機。
【請求項５】
請求項２に記載の前記状態においては、前記外筒ノズル部の前端面及び前記吐出弁体部の前端面が、前記発泡プラスチック成形用金型の前記キャビティ側の面と略面一となる構成であることを特徴とした、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の発泡プラスチックの原料充填機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡プラスチック成形用金型のキャビティ内に圧縮空気によって発泡プラスチックの原料を充填するための発泡プラスチックの原料充填機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発泡プラスチック（発泡スチロール、発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレン等）の成形は、発泡プラスチックの原料を発泡プラスチックの原料充填機（以下、「原料充填機」という）で発泡プラスチック成形用金型（以下、「金型」という）のキャビティ内にインジェクション（射出）して充填することにより行われている。この金型の材料としては、成形工程において蒸気加熱し、水等で冷却し形成されるため、耐食性や熱伝導が高い等の観点からアルミニウムが広く使用されており、また、発泡プラスチック成形品の離型の向上のためのテフロン（登録商標）コーティング等の表面処理が施されていることが多い。
【０００３】
原料充填機としては、様々な種類のものが知られているが、例えば、特許文献１に記載の「原料充填機」がある。特許文献１に係る発明は、予備発泡粒子原料を発泡成形金型内へ充填するための原料充填機であって、前記金型内に縮径された充填用開口部２を有するとともに内外両筒１ａ、１ｂからなり該内外両筒１ａ、１ｂ間に原料給送用エア通路３を設けた原料供給管１を開口し、該原料供給管１の後方には充填用開口部２の開閉用ピストン５を作動するシリンダ４と、該シリンダ４に隣設して軸方向に平行な原料流通路６とを穿設してなる一体成形部材４０を連結し、該原料流通路６の先端部を原料供給管１に連通するとともに後端部を原料供給口７に連通した構成を採用している。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−７１７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に係る発明においては、内外両筒間に形成された原料給送用エア通路へ吹き込まれる原料給送用エアによって、原料供給管の充填用開口部より金型内へ原料を充填する構成であるため、金型の素材を公知公用の素材であるアルミニウムとした場合、他の金属と比較して柔らかいので、金型内に原料が充填用エアにより吹き込まれると、金型の表面（キャビティ面）の繰り返し当たる部分の損傷や表面処理の剥離等が生じる場合がある。また、外装美観の向上を目的として、製品となる発泡プラスチック成形品にシボ模様が施されることがあるが、金型内のシボ加工用の加工面に損傷が生じる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明は上記問題を回避するため、軸方向に対して略水平に原料を吐出させることにより金型の表面（キャビティ面）に直接に当てず、金型の表面損傷を回避する発泡プラスチックの原料充填機を提供するものである。
【０００７】
請求項１の発明は、発泡プラスチック成形用金型のキャビティ内へ圧縮空気を介して原料を充填する発泡プラスチックの原料充填機であって、吐出口を開口した外筒ノズル部が前端に連接された外筒体と、外筒体内に前後動可能に収納され、外筒ノズル部の吐出口から出没自在の吐出弁体部を前端に連接された内筒体と、内筒体の後方が摺動自在に挿通され、かつ、内部をピストン運動するピストン体が嵌着固定された内筒体を前後動させる駆動手段と、一方側が駆動手段の前方に連接され、他方側が外筒体の後方に挿入固定された圧縮空気導入部と、駆動手段の後方に連接された原料供給管と、を備え、吐出弁体部の外周には、複数の吐出穴及び軸心方向に傾斜する複数の傾斜穴を穿設し、原料供給管から内筒体内及び吐出弁体部内に圧入供給された原料が、圧縮空気導入部から外筒体内周と内筒体外周の隙間内の間に形成した流路を通過し、傾斜穴から吐出弁体部内に流入される圧縮空気を介して、外筒ノズル部の吐出口から突出された状態の吐出弁体部の吐出穴から吐出される構成の発泡プラスチックの原料充填機である。
【０００８】
請求項２の発明は、発泡プラスチック成形用金型のキャビティ内へ圧縮空気を介して原料を充填する発泡プラスチックの原料充填機であって、吐出口を開口した外筒ノズル部が前端に連接された外筒体と、外筒体内に前後動可能に収納され、外筒ノズル部の吐出口から出没自在の吐出弁体部を前端に連接された内筒体と、内筒体の後方が摺動自在に挿通され、かつ、内部をピストン運動するピストン体が嵌着固定された内筒体を前後動させる駆動手段と、一方側が駆動手段の前方に連接され、他方側が外筒体の後方に挿入固定された圧縮空気導入部と、駆動手段の後方に連接された原料供給管と、を備え、吐出弁体部の外周には、複数の吐出穴及び軸心方向に傾斜する複数の傾斜穴を穿設し、軸方向に非貫通の複数の溝を備え、外筒ノズル部の吐出口を吐出弁体部で封止した状態において、吐出弁体部内及び内筒体内に圧入供給された原料が、圧縮空気導入部から外筒体内周と内筒体外周の隙間内の間に形成した流路を通過し、溝及び傾斜穴から吐出弁体部内に流入した圧縮空気を介して、原料供給管側へブローバックされる構成の発泡プラスチックの原料充填機である。
【０００９】
請求項３の発明は、吐出弁体部の外周に径を複数段に異ならせて外周環状段部を形成し、外筒ノズル部の内周に径を複数段に異ならせて内周環状段部を形成し、請求項１に記載の前記状態においては、外周環状段部と内周環状段部が当接状態とされ、請求項２に記載の前記状態においては、外周環状段部と内周環状段部が離間状態とされることを特徴とした、請求項１又は請求項２に記載の発泡プラスチックの原料充填機である。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項２に記載の状態においては、外筒ノズル部の前端面と吐出弁体部の前端面が略面一となる構成であることを特徴とした、請求項２又は請求項３に記載の発泡プラスチックの原料充填機である。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項２に記載の前記状態においては、外筒ノズル部の前端面及び吐出弁体部の前端面が、発泡プラスチック成形用金型の前記キャビティ側の面と略面一となる構成であることを特徴とした、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の発泡プラスチックの原料充填機である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、原料充填時において、原料が吐出弁体部の軸方向に対して略水平に吐出されるため、金型の表面（キャビティ面）に原料が直接に当たらず、金型の表面損傷を回避することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、原料充填時には必要最低限の圧縮空気を出し、原料充填後のブローバック時においては、吐出弁体部に設けられた傾斜穴からの圧縮空気の他、別経路となる溝からの圧縮空気がプラスされる構造であるため、圧縮空気の削減ができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、簡易な構成によりシーリング効果が期待でき、これにより原料充填時における原料の吐出効率が上昇する。また、ブローバック時における圧縮空気を溝への導くことができる。
【００１５】
請求項４又は請求項５の発明の発明によれば、発泡プラスチックの成形品を外観良く成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】前動限界位置（原料充填時）における本発明の断面図である。
【図２】図１の一部拡大断面図であり、圧縮空気及び原料の流れを図示したものである。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】後動限界位置（原料充填完了後ブローバック時）における本発明の断面図である。
【図５】図４の一部拡大断面図であり、圧縮空気及び原料の流れを図示したものである。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】外筒ノズル部の側面図である。
【図８】図７の断面図である。
【図９】吐出弁体部の側面図である。
【図１０】図９の断面図である。
【図１１】原料充填時における本発明を使用した構成概略図である。
【図１２】ブローバック時における本発明を使用した構成概略図である。
【図１３】原料充填時における本発明を使用した要部概略図である。
【図１４】ブローバック時における本発明を使用した要部概略図である。
【図１５】本発明を使用した金型の加熱時及び冷却時の構成概略図である。
【図１６】本発明を使用した離型時の構成概略図である。
【図１７】従来例の原料充填機による原料充填時の概略図である。
【図１８】従来例の原料充填機によるブローバック時の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、発泡プラスチック（成形品）１００の原料Ｘ（予備発泡粒等）を発泡プラスチック成形用の金型８０のキャビティ８５内に、充填エア等の圧縮空気（加圧気体）を介して充填するための発泡プラスチック１００の原料充填機１であり、その主な構成は、外筒体１０、外筒ノズル部２０、内筒体３０、吐出弁体部４０、圧縮空気導入部５０、駆動手段６０、原料供給管７０等を備えている。そして、原料供給管７０の充填口７１から圧入された原料Ｘを、外筒ノズル部２０の開口した吐出口２２ａより突出した状態の吐出弁体部４０の吐出穴４８から圧縮空気を介して吐出する構成である。なお、キャビティ８５とは、原料Ｘを充填して射出成形品である発泡プラスチック１００を形成するための金型（オス型８１及びメス型８２）内の空間のことである。
【００１８】
以下、実施形態について説明する。なお、発泡プラスチック１００の原料Ｘは、ビーズ状の物が好適であるが、ストロー状のもの等であってもよい。便宜上、以下単に「原料Ｘ」とする。発泡プラスチック成形用の金型８０は、以下、単に「金型８０」とし、発泡プラスチックの原料充填機１は、単に「原料充填機１」とする。また、本発明において、「前」とは吐出弁体部４０側を示し、「後」とは原料供給管７０側を示す。なお、図中、圧縮空気の流れを矢印で図示する場合がある。
【００１９】
外筒体１０は、前後動可能な内筒体３０を収納する中空の筒体である。外筒体１０の後方を圧縮空気導入部５０と連接している。また、原料充填機１を金型８０へ取り付けるための取付具１５を外周１３に嵌着している。
【００２０】
外筒体１０の前端１０ａには外筒ノズル部２０が連接している。連接に関してはどのような連接構造でもよいが、例えば、内周１２又は外周１３に螺子溝が螺刻された外筒体１０と、螺子溝が螺刻された外筒ノズル部２０を螺合することが望ましい。
【００２１】
外筒ノズル部２０は、外筒体１０と連接する筒状部であり、連接部２１と、連接部２１に連なる本体部２２とに部位を分類できる（図７、図８参照）。連接部２１は、外筒体１０と連接する箇所であるため、外筒ノズル部２０の後方に位置する。連接部２１は、例えば、外筒体１０と螺合する構成の場合は、上述のように、螺子溝を螺刻する構成が挙げられる。本体部２２には、吐出弁体部４０を出没可能とする吐出口２２ａを開口している。
【００２２】
また、外筒ノズル部２０の内周２７に内周環状段部２３を形成する。たとえば、外筒ノズル部２０の内周径を複数段に異ならせる。具体的には、外筒ノズル部２０の内周２７形状を小径部分２７ａと大径部分２７ｂとの少なくとも２つの径を有する形状に形成し、これら小径部分２７ａと大径部分２７ｂの境が内周環状段部２３とする構成が挙げられる。外筒体１０内において内筒体３０が前後動することにより外筒ノズル部２０の小径部分２７ａを吐出弁体部４０の出没部４６の外周４０ｂが摺動する。
【００２３】
また、金型８０内の蒸気効率を高める等の目的で、本体部２２の外周２８に前端１０ａ側から後端側（連接部２１側）にかけてスリット２２ｂを形成してもよい。スリット２２ｂはテーパー状で、前端１０ａ側では深く、後端側に近づくに従って浅くなる構成が挙げられる。このスリット２２ｂの数は問わず、例えば、複数個形成し、前端１０ａ視放射状に形成してもよい。なお、外筒体１０の前端１０ａに外筒ノズル部２０を螺合する構成等の場合、外筒体１０の前端１０ａに外筒ノズル部２０を締め付けるため、また、外筒体１０の前端１０ａに締め付けている外筒ノズル部２０を脱着するため、スパナやレンチ等の締め付け工具の先端が係合できるような窪み（不図示）を本体部に備えてもよい。
【００２４】
外筒体１０内の気密性を保つために外筒ノズル部２０にはパッキン（不図示）が設けられる。具体的には、連接部２１と本体部２２との境部分にパッキンを装着するための周溝２１ａを形成し、この周溝２１ａにパッキンを嵌着する。
【００２５】
内筒体３０は、外筒体１０内に前後動可能に収納され、内部を原料搬送路とし、原料充填時には原料Ｘを前端３０ａ側に、また、後述するブローバック時には後端３０ｂ側に圧送可能な中空の筒体であり、内筒体３０の後方が駆動手段６０に摺動自在に挿通されている。駆動手段６０内における内筒体３０の外周３３との関係については、駆動手段６０の内部をピストン運動するピストン体６５が内筒体３０に嵌着固定されることによって内筒体３０とピストン体６５を一体化している。したがって、ピストン体６５が前動すれば内筒体３０も前動し、ピストン体６５が後動すれば内筒体３０も後動する。さらには、内部を原料搬送路としているため、原料供給管７０と連通する。
【００２６】
駆動手段６０の後方に原料供給管７０が連接されており、原料供給管７０と内筒体３０が内部において連通しているが、外筒体１０に対する内筒体３０の後動限界位置Ｚにおいては、内筒体３０の後端３０ｂが駆動手段６０の後端よりも突出する。このように、内筒体３０の後方は原料供給管７０内において摺動する。
【００２７】
そして、この移動体である内筒体３０の前端３０ａには吐出弁体部４０が連接されている（図９、図１０参照）。吐出弁体部４０は、内筒体３０の前端３０ａに連接された、下端部が開放された有天井の円筒形状部であり、内筒体３０と連接する連接部４１と、連接部４１に連なる本体部４２と、本体部４２に連なる出没部４６とに部位を分類できる。
【００２８】
連接に関してはどのような連接構造でもよいが、例えば、内周３２又は外周３３に螺子溝が螺刻された内筒体３０と、連接部４１に螺子溝が螺刻された吐出弁体部４０を螺合することが望ましい。
【００２９】
連接部４１は、内筒体３０と連接する箇所であるため、吐出弁体部４０の最後方に位置する。連接部４１は、例えば、内筒体３０と螺合する構成の場合は、上述のように、連接部４１に螺子溝を螺刻する構成が挙げられる。
【００３０】
本体部４２は、連接部４１と出没部４６との間、換言すると、吐出弁体部４０の略中腹に位置する。吐出弁体部４０の外周４０ｂに外周環状段部４３を形成する。例えば、吐出弁体部４０の外周径を複数段に異ならせる。本体部４２の外径は出没部４６の外径よりも大径とすることにより少なくとも２つの径を有する形状に形成し、本体部４２には出没部４６との境に外周環状段部４３を形成する構成が挙げられる。
【００３１】
そして、本体部４２の外周４０ｂには、軸心方向に向かって傾斜する複数の傾斜穴４５が穿設されており、この傾斜穴４５から圧縮空気である充填エアが吐出弁体部４０内へ流入される構成である。傾斜穴４５の形状、大きさ、傾斜角度、数の多少も問わない。傾斜穴４５の数は、均一に充填エアを流入させるため、例えば、６〜１０個を等間隔に穿設するのが望ましい。
【００３２】
出没部４６は、外筒ノズル部２０の前端面２５に開口した吐出口２２ａから出没（一部）する箇所であるため、吐出弁体部４０の最前方に位置する。この出没部４６の外周４０ｂ側面には圧縮空気によって原料Ｘを吐出するための吐出穴４８が複数穿設されている。吐出穴４８の形状、大きさ、数の多少も問わない。吐出穴４８が複数穿設された場合は、吐出穴４８と吐出穴４８との間に隔壁４２ａが残ることとなる。
【００３３】
さらには、出没部４６の外周４０ｂには軸方向に非貫通の複数の溝４７を備えている（図９等参照）。この溝４７は、非貫通であれば、横長楕円形状の他、どのような形状であってもよい。また、溝４７の深さ、数の多少も問わないが、数に関しては、２〜３か所程が望ましい。
【００３４】
外筒体１０内の気密性を保つために吐出弁体部４０の前方にはパッキン（不図示）が設けられる。具体的には、吐出弁体部４０の前方にパッキンを装着するための周溝４９を形成し、この周溝４９にパッキンを嵌着する。
【００３５】
内筒体３０は、外筒体１０内に前後動可能に収納されており、外筒体１０と内筒体３０で二重筒構造を採用している。そして、外筒体１０の内周１２と内筒体３０の外周３３との間には流路３５を形成し、空気圧送手段（不図示）からの圧縮空気が圧縮空気導入部５０を介してこの流路３５を通過する。空気圧送手段としては、例えば、エアコンプレッサが使用される。
【００３６】
駆動手段６０によって外筒体１０内の内筒体３０を前後動させる。この駆動手段６０としては、例えば、電動モータや油圧シリンダ等を使用することも可能である。しかし、電動モータや油圧シリンダは複雑な電源装置や油圧発生装置等の特別な装置が必要な場合があるため、簡素なエアシリンダを使用することが望ましい。以下、エアシリンダの一例について説明する。
【００３７】
エアシリンダは、本体６０ａと、エアコンプレッサ等の空気圧送手段から圧送された駆動エアが流入する前動用空気室６２や後動用空気室６７からなる室内を前後動するピストン体６５を主な構成要素としている。図２等で図示したように、室内は、その前方を前壁体６８、後方を後壁体６３としている。なお、本体６０ａ内には、内筒体３０やピストン体６５との各摺動部位に図示しないパッキンを具備している。
【００３８】
駆動手段６０の前側には後動用エア供給口６６が穿設され、後側には前動用エア供給口６１が穿設されている。すなわち、室内を軸方向に前後動するピストン体６５を境に、ピストン体６５より前側に後動用エア供給口６６が、ピストン体６５より後側に前動用エア供給口６１が穿設されており、前動用エア供給口６１と前動用空気室６２が連通し、後動用エア供給口６６と後動用空気室６７が連通する。
【００３９】
本体内の前動用空気室６２や後動用空気室６７へ駆動エアを供給するための前動用エア供給口６１や後動用エア供給口６６には、エアコンプレッサからの駆動エアを送るための供給管（不図示）が装着される。このように、前動用エア供給口６１や後動用エア供給口６６に供給管を装着するが、エルボ（Ｌ型配管継ぎ手）等を介して供給管を装着してもよい。
【００４０】
駆動手段６０の前方に圧縮空気導入部５０が連接されている。具体的には、圧縮空気導入部５０の一方側（後側）には駆動手段６０が連接され、圧縮空気導入部５０の他方側（前側）には外筒体１０の後方が挿入固定されている。すなわち、外筒体１０、圧縮空気導入部５０、駆動手段６０が軸方向に連接されている。駆動手段６０と圧縮空気導入部５０が別部材である場合、連接に関してはどのような連接構造でもよいが、例えば、内周又は外周に螺子溝が螺刻され、圧縮空気導入部５０と駆動手段６０を螺合することが望ましい。
【００４１】
圧縮空気導入部５０には充填エア供給口５２が穿設されており、充填エア供給口５２と充填空気室５４が連通する。圧縮空気導入部５０内の充填空気室５４へ圧縮空気である充填エアを供給するための充填エア供給口５２には、エアコンプレッサ等の空気圧送手段からの充填エアを送るための充填エア導入管（不図示）が装着される。このように、充填エア供給口５２に充填エア導入管を装着するが、エルボ（Ｌ型配管継ぎ手）等を介して原料充填エア導入管を装着してもよい。
【００４２】
前動用エア供給口６１から前動用空気室６２に駆動エアが入ることによって本体６０ａ内部のピストン体６５が前動する。そして、吐出弁体部４０の外周環状段部４３と外筒ノズル部２０の内周環状段部２３が当接することによってピストン体６５の前動が停止し、この位置が外筒体１０に対する内筒体３０の前動限界位置Ｙとなる。前動限界位置Ｙにおいては、外筒ノズル部２０の前端面２５の開口した吐出口２２ａから出没部４６の一部が突出した状態となっており（図１参照）、原料充填時の状態となる。原料充填時は、内筒体３０が前動限界位置Ｙにあり、後述するように吐出弁体部４０の外周環状段部４３と外筒ノズル部２０の内周環状段部２３が当接しシーリング状態となっている。
【００４３】
吐出弁体部４０の外周環状段部４３と外筒ノズル部２０の内周環状段部２３が当接する前動限界位置Ｙの場合は、駆動手段６０内部（室内）のピストン体６５の前端面６５ａと前壁体６８が当接されない構成となる。したがって、内筒体３０の前動限界位置Ｙにおいては、ピストン体６５の前端面６５ａと前壁体６８との間に僅かなクリアランス６９が形成される（図１参照）。
【００４４】
後動用エア供給口６６から後動用空気室６７に駆動エアが入ることによって本体６０ａ内部（室内）のピストン体６５が後動する。そして、駆動手段６０内部のピストン体６５の後端面６５ｂが後壁体６３に当接することによってピストン体６５の後動が停止し、この位置が外筒体１０に対する内筒体３０の後動限界位置Ｚとなる。後動限界位置Ｚにおいては、外筒ノズル部２０の前端面２５と吐出弁体部４０の前端面４４が略面一の状態となっている（図４参照）。また、後動限界位置Ｚにあっては、吐出弁体部４０の外周環状段部４３と外筒ノズル部２０の内周環状段部２３が離間状態となる。
【００４５】
本発明による発泡プラスチック１００の成形は、金型８０のキャビティ８５内に本発明を利用してインジェクション（射出）作用で原料Ｘを充填し、その後、金型８０をスチーム加熱及び冷却し、発泡プラスチック１００を完成させる。この本発明を利用して発泡プラスチック１００を成形する工程について説明する。原料Ｘの充填時においては図１１で、原料Ｘの充填完了後のブローバック時においては図１２で図示している。これら図１１、図１２では、本発明の他、原料Ｘが入ったホッパー９０、原料Ｘが充填される金型８０等各構成の概略を図示している。
【００４６】
まず、本発明の金型８０（例えば、メス型８２）への取り付けの一例について説明する。外筒体１０をメス型８２の裏面８２ａからメス型８２内に挿通し、メス型８２側のキャビティ８５に通じる原料充填口８３に外筒ノズル部２０を装着する。そして、外筒体１０の外周１３に嵌着した取付具１５を介してメス型８２に本発明を取り付ける。これにより、メス型８２への本発明の取り付けが完了する。なお、メス型８２の原料充填口８３に外筒ノズル部２０を装着する際、外筒ノズル部２０の前端面２５とメス型８２の表面８２ｂ（キャビティ８５側の面）は略面一とするのが望ましい。また、オス型８１の場合は、外筒ノズル部２０の前端面２５とオス型８１の表面８１ｂは略面一とするのが望ましい。
【００４７】
金型８０装着後は、原料充填機１を最初の状態、すなわち、駆動手段６０の前動用空気室６２への駆動エアの供給により内筒体３０を前動させ、吐出弁体部４０の出没部４６の一部が外筒ノズル部２０の前端面２５よりも前方へ突出させた状態とする（図１参照）。この場合の外筒ノズル部２０と吐出弁体部４０の内部状態は、吐出弁体部４０の外周環状段部４３と外筒ノズル部２０の内周環状段部２３が当接した状態となっており、換言すると加圧されたシーリング状態となっている。この時点においては、室内のピストン体６５及びピストン体６５に嵌着された内筒体３０は前動限界位置Ｙにある。
【００４８】
内筒体３０が前動限界位置Ｙ、すなわち、吐出弁体部４０の出没部４６の一部を外筒ノズル部２０の前端面２５よりも前方へ突出させた状態で、エアコンプレッサ（不図示）からホッパー９０へ空気を圧入する。
【００４９】
ホッパー９０からの原料Ｘの流れは、エアコンプレッサとホッパー９０との間には、加圧弁９１を備えており、加圧弁９１をＯＮの状態とすることによって開弁し、ホッパー９０内に所定の圧力が加わることによって、ホッパー９０から原料供給ホース７５等を介して本発明の原料供給管７０内、内筒体３０内、吐出弁体部４０内へ圧入供給される。また当然、ホッパー９０内の加圧を減少させる排気弁９２をもホッパー９０に連設しており、原料Ｘの充填時においては、排気弁９２をＯＦＦの状態とすることによって閉弁している。
【００５０】
内筒体３０内、吐出弁体部４０内へ原料Ｘが供給されると、次に圧縮空気である充填エアの充填を開始する。エアコンプレッサからの充填エアの流れは、本発明の圧縮空気導入部５０の充填エア供給口５２、充填空気室５４を介して外筒体１０内周１２と内筒体３０外周３３の隙間内の間の流路３５に流入され、この流路３５を通過する。原料充填時においては、吐出弁体部４０の外周環状段部４３と外筒ノズル部２０の内周環状段部２３が当接したシーリング状態であるため、充填エアは、吐出弁体部４０の本体部４２に穿設した傾斜穴４５から吐出弁体部４０内へ流入する。この時点では、吐出弁体部４０内へは傾斜穴４５からのみ充填エアが流入する。そして、外筒ノズル部２０の吐出口２２ａから突出した状態の吐出弁体部４０の吐出穴４８から、原料Ｘが圧縮空気を介して吐出される（図２参照）。
【００５１】
図２で図示したように、傾斜穴４５から流入した充填エアは、一点鎖線の方向（軸心方向）へ進み、そして、外筒ノズル部２０の前端面２５から一部突出した状態の吐出弁体部４０の出没部４６の吐出穴４８から原料Ｘと共に吐出される。このように本発明では、吐出弁体部４０の出没部４６の外周４０ｂ側面に穿設された吐出穴４８から原料Ｘが吐出される。すなわち、吐出弁体部４０の軸方向に対して側面から充填エアを介して原料Ｘが吐出される。
【００５２】
図１７で図示した従来例の原料充填機Ｅの場合、原料Ｘを吐出する充填口Ｃ１が前端に穿設されているため、原料Ｘが軸方向に対し略垂直に吐出される。しかし、本発明の原料充填機１の場合、吐出弁体部４０の軸方向に対して側面に吐出穴４８が穿設されているため、原料Ｘが軸方向に対し略水平に吐出される。
【００５３】
以上により、オス型８１とメス型８２で形成されるキャビティ８５内へ充填エアを介し、成形品となる発泡プラスチック１００の肉厚方向から徐々に原料が充填され（図１３等参照）、充填が完了する。
【００５４】
原料Ｘの充填が完了した後は、エアコンプレッサからホッパー９０へエアの圧入を停止し、加圧弁９１をＯＦＦの状態とすることによって閉弁し、かつ、排気弁９２をＯＮの状態とすることによって開弁させ、これによりホッパー９０内を大気圧化する。これにより、ホッパー９０から原料Ｘの圧入供給を停止する。
【００５５】
次に、エアコンプレッサ等の空気圧送手段からエアシリンダの後動用エア供給口６６、これに連通するエアシリンダ内の後動用空気室６７へ駆動エアを供給し、エアシリンダ内のピストン体６５及びピストン体６５に嵌着された内筒体３０が後動限界位置Ｚまで移動する。これによって内筒体３０の前端３０ａの吐出弁体部４０が外筒体１０の前端１０ａの外筒ノズル部２０の開口した吐出口２２ａを封止（閉塞）する。この外筒体１０に対する内筒体３０の後動限界位置Ｚにおいては、外筒ノズル部２０の前端面２５及び吐出弁体部４０の前端面４４が、金型８０のキャビティ８５側の面（表面８２ｂ）又はコア８６側の面（表面８１ｂ）と略面一となる構成であることが望ましい。
【００５６】
外筒体１０に対して内筒体３０が後動限界位置Ｚにある場合は、外筒体１０の吐出口２２ａを吐出弁体部４０によって封止（閉塞）しているため、原料Ｘは勿論のこと、充填エアも吐出口２２ａから吐出することがなくなる。この状態において充填エア供給口５２から充填エアを充填し続けると、充填エアがＵターンして吐出弁体部４０内及び内筒体３０内を逆流し、これら吐出弁体部４０内及び内筒体３０内に残存する原料Ｘが、Ｕターンした充填エアの流れによって原料供給ホース７５内の原料Ｘと共にホッパー９０内に環流されるブローバック（吹き戻し）がなされる（図１２、図１４参照）。このブローバックについて主に内部構造を基に説明する。
【００５７】
外筒体１０に対して内筒体３０が後動限界位置Ｚにある場合の外筒ノズル部２０内部における傾斜穴４５及び溝４７の位置関係について説明すると、傾斜穴４５は、外筒ノズル部２０の大径部分２７ｂに面する。また、溝４７は、吐出弁体部４０の溝４７の一部（後端側）は大径部分２７ｂに面し、吐出弁体部４０の溝４７の一部（先端側）は外筒ノズル部２０内の小径部分２７ａに面する。
【００５８】
上記のような位置関係により、流路３５を通過し、大径部分２７ｂに面する傾斜穴４５から流入した充填エアが吐出弁体部４０内へ流入することにより内筒体３０へブローバックされる（図５参照）。また、流路３５、そして、吐出弁体部４０の本体部４２の外周４０ｂを通過した充填エアは、大径部分２７ｂに面する溝４７の一部（後端側）から小径部分２７ａに面する溝４７の一部（先端側）に通過し、さらには、吐出弁体部４０の出没部４６の吐出穴４８から吐出弁体部４０内に流入し、内筒体３０、原料供給管７０側へブローバックされる。
【００５９】
以上により、この逆流された充填エアによって吐出弁体部４０、内筒体３０、原料供給管７０、原料供給ホース７５等の内部の余分な原料Ｘがホッパー９０へとブローバックされる。
【００６０】
そして、金型８０内の加熱や冷却を行うことで、発泡プラスチック１００の成形品が形成される。図１５では、原料充填後の金型８０の加熱時及び冷却時を図示している。
【００６１】
そして、発泡プラスチック１００成形品が成形後は、図１６で図示するように、発泡プラスチック１００成形品を金型８０から離型する。メス型８２に取り付けている本発明は、原料充填時の時のように吐出弁体部４０が外筒ノズル部２０の開口した吐出口２２ａより出没させることができるため、メス型８２から発泡プラスチック１００の成形品を押し出すことによって金型８０から離型することができる。したがって、本発明の吐出弁体部４０が発泡プラスチック１００成形体のエジェクトピンを兼ねる。
【００６２】
ホッパー９０からの原料Ｘの充填方法としては、主に、大気圧化状態のホッパー９０から空気圧のインジェクションにより充填を行う大気圧充填と、加圧可能なタンク状のホッパー９０から一定圧力をかけて充填を行う加圧充填の二種類あるが、近年は原料充填時間が短く、また、細部の充填効率が良い加圧充填が主流となっている。
【００６３】
しかし、加圧充填の場合、金型８０内への原料Ｘの充填完了後、余った原料Ｘをホッパー９０に戻すブローバックの際、タンク状のホッパー９０では体積も小さく排気も十分に取りにくく、また、従来例の原料充填機Ｅでは、充填エアの出口Ｃ２（図１７参照）とブローバックエアの出口Ｃ２（図１８参照）が同じ出口（空気吹出穴）Ｃ２の一箇所であるため、充填エアの量を原料Ｘの充填のためでなくブローバックの勢いを増すために多くしなければならず、原料充填時に必要な量の倍程度になることがある。
【００６４】
この点、本発明の原料充填機１は、原料充填完了後には吐出弁体部４０が後動し、原料充填時に使用したエアに加え、吐出弁体部４０に設けられた傾斜穴４５及び別経路となる溝４７の二箇所を通じ充填エアが吐出弁体部４０、内筒体３０へ流入し、余り原料をタンク状のホッパー９０に戻すことができる。すなわち、出没部４６の外周４０ｂには、原料充填時における充填エアの入口である傾斜穴４５とは別に、ブローバック用の充填エアの入口として、軸方向に非貫通の溝４７を備えており、二箇所の入口からの充填エアでブローバックを行うことができる。したがって、従来例の原料充填機Ｅと比較して充填工程での充填エア使用量を大幅に少なくでき、圧縮空気の削減になる。
【００６５】
本発明のような外筒ノズル部２０から吐出弁体部４０が出没する構造以外の構造の従来例の原料充填機Ｅ（図１７、図１８参照）は、原料充填直後においては金型８０へ原料Ｘを充填する充填口Ｃ１部分の原料の過充填、すなわち、密度が異常に高くなる「密の状態Ｃ（図１８参照）」が起き、その部分に関して金型８０蒸気の透過性が悪くなることによる加熱不足、原料Ｘの高密度による冷却不足で発泡プラスチック１００の成形品が不良品になることがあった。
【００６６】
しかし、本発明は原料充填時において吐出弁体部４０が発泡プラスチック１００成形品の肉厚内に突出しているが、原料Ｘの充填が終了すると、発泡プラスチック１００成形品の外面（裏面）まで吐出弁体部４０が没入するため、吐出弁体部４０があった部分の原料の充填密度が低い「疎の状態Ｓ（図５参照）」となり、次の金型８０の加熱工程でこの疎の状態Ｓの近傍の充填密度の比較的高い部分から疎の状態Ｓの部分へ原料を補われることにより、発泡プラスチック１００成形品の密度が平均化され不良品になることがない。
【００６７】
以上、各実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、各実施形態に記載の技術、または、その他の公知や周知の技術を組み合わせるようにしてもよい。
【００６８】
なお、各図において各実施形態を示したが、図を分かり易くする等のために、一部構成を省略、簡略化、透視化した部分を含むため、本発明は図示した実施形態のみに限定されるものではない。
【００６９】
各実施形態で説明した「連接」は、他の部材を介在させてもよいし、また、一体成形されていてもよい。具体的には、外筒体１０と外筒ノズル部２０、内筒体３０と吐出弁体部４０、駆動手段６０と圧縮空気導入部５０、駆動手段６０と原料供給管７０が一体成形されていてもよい。
【００７０】
外筒ノズル部２０の内周径を複数段に異ならせなくても凸部等を備えたり、また、外筒ノズル部２０の内周２７に別部材等を介在させることにより内周環状段部２３と同じ効果を奏する段部を形成してもよい。また、本体部４２の外径を出没部４６の外径よりも大径とせず凸部等を備えたり、また、外周４０ｂに別部材等を介在させることにより外周環状段部４３と同じ効果を奏する段部を形成してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１：発泡プラスチックの原料充填機（原料充填機）
１０：外筒体
１０ａ：前端
１２：内周
１３：外周
１５：取付具
２０：外筒ノズル部
２１：連接部
２１ａ：周溝
２２：本体部
２２ａ：吐出口
２２ｂ：スリット
２３：内周環状段部
２５：前端面
２７：内周
２７ａ：小径部分
２７ｂ：大径部分
２８：外周
３０：内筒体
３０ａ：前端
３０ｂ：後端
３２：内周
３３：外周
３５：流路
４０：吐出弁体部
４０ｂ：外周
４１：連接部
４２：本体部
４２ａ：隔壁
４３：外周環状段部
４４：前端面
４５：傾斜穴
４６：出没部
４７：溝
４８：吐出穴
４９：周溝
５０：圧縮空気導入部
５２：充填エア供給口
５４：充填空気室
６０：駆動手段
６０ａ：本体
６１：前動用エア供給口
６２：前動用空気室
６３：後壁体
６５：ピストン体
６５ａ：前端面
６５ｂ：後端面
６６：後動用エア供給口
６７：後動用空気室
６８：前壁体
６９：クリアランス
７０：原料供給管
７１：充填口
７５：原料供給ホース
８０：発泡プラスチック成形用金型（金型）
８１：オス型
８１ｂ：表面
８２：メス型
８２ａ：裏面
８２ｂ：表面
８３：原料充填口
８５：キャビティ
９０：ホッパー
９１：加圧弁
９２：排気弁
１００：発泡プラスチック（成形品）
Ｃ：密の状態
Ｃ１：充填口
Ｃ２：出口
Ｅ：従来例の原料充填機
Ｓ：疎の状態
Ｘ：発泡プラスチックの原料（原料）
Ｙ：前動限界位置
Ｚ：後動限界位置
【要約】
【課題】  従来の原料充填機においては、原料が金型に直角方向（略垂直）から充填されている為、離型向上の為のテフロン（登録商標）コーティング加工や外観美観向上のシボ加工等が繰り返しの原料充填で削られることがあった。また、充填工程には原料充填と、余り原料をホッパーに戻すブローバックの二つの工程があるが、従来の原料充填機においてはどちらの工程においても同じ空気吹出穴から圧縮空気を出す構造であった。その為ブローバックを完全に行うため充填工程において必要以上の圧縮空気が出されていた。
【構成】  本発明は、発泡プラスチック成形品の肉厚の平行方向（略水平）に原料の充填を行うので、金型損傷等の恐れがない。また、原料充填時には必要最低限の圧縮空気を出し、ブローバック工程においては別経路からの圧縮空気がプラスされる構成である。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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