超小拔模角度纸浆模塑产品自动成型机

摘要

一种超小拔模角度纸浆模塑产品自动成型机，主要在于使翻转机构进行翻转动作时，由一扶正机构的扶正齿轮沿着一扶正轴杆上的扶正齿条做辅助性扶持上升或下降同步动作，以使吸浆模做上下移动及翻转动作时，皆能因该扶正齿轮与扶正齿条间的辅助性扶持，确实起到各轴同步平行升降到达定点位置的作用，以利该吸浆膜被带动上升与一挤压模合模时，或被带动下降与一移动模合模时，完全得以正确合模；同时该挤压模由一动力缸体控制一下降行程，以与上升的吸浆模合模，以减省该吸浆模的移动行程，以减省制造工时及人力，降低制造成本，进而提升合格及优良率及产品竞争力。

说明书

【技术领域】

本发明是关于一种超小拔模角度纸浆模塑产品自动成型机，尤指一种由挤 压模下降一行程，以与吸浆模合模塑形，并可使吸浆模确实到达定点位置以与 挤压模正确合模的超小拔模角度纸浆模塑产品自动成型机。

【背景技术】

早期很多工业产品、家用产品都是以塑料材料制造成型，后来研究得知由 塑料材料制成的产品，容易释出毒素对环境产生严重污染，难以回收再利用， 或回收分解难以处理，回收处理费用庞大等问题，因塑料产品数量庞大，导致 多年来已对环境保护产生严重伤害，在现今环保意识高涨的年代，寻找无毒且 容易回收处理的材料，已成为研究及实际应用上的主流。

目前已有发展以纸浆及/或植物纤维材质混合为材料，由一纸浆模塑产品成 型机的吸浆模进行吸浆，再与一挤压模压制塑形，然后经过热压定型技术制造 而成的产品，称之为「模塑产品」或「纸塑产品」，与「塑料产品」在名词及定 义上做出明显区分。以纸浆及/或植物纤维材质混合为材料制成的「模塑产品」 因容易回收再制造，所以符合环保再利用的节能减碳趋势，也因此模塑产品能 快速受到工商业界及大众重视并乐于接受及采用。

「模塑产品」的制造必须经过「吸浆塑形」及「热压整形」二道制造过程， 因此习知制造模塑产品的成型机上会配设有可以进行「吸浆塑形」制程的装置， 以及可以进行「热压整形」制程的装置，其中，可以进行「吸浆塑形」制程的 装置是有一主机架，下方设有一浆箱，该主机架上设有一可上下移动的框体， 该框体上设有一吸浆模，停止动作时该吸浆模朝下且停留于一起始位置，启动 作用时该框体由外在动力带动下降，连动使该吸浆模下降一行程进入浆箱内， 并由一外在的真空抽吸装置透过该吸浆模表面的多数吸浆孔对浆料进行真空吸 附，使在该吸浆模表面上形成一层饱满的浆料层，然后该框体被带动上升，连 动该吸浆模连同该浆料层被带动离开浆箱并上升回位，过程中该浆料层会因真 空抽吸力量持续作用而逐渐降低湿度，该框体上升的同时，由一同样设于该框 体上的翻转机构带动框体(连同该吸浆模及浆料层)整体翻转，使该吸浆模及该 浆料层朝上，并继续向上移动一行程去与一设于该主机架内部上方的挤压模合 模，以对浆料层挤压(压制)塑形为一初胚品；因该吸浆模与挤压模间共同留存 的空间即为预期模塑产品的轮廓，所以由该吸浆模与挤压模对浆料层共同挤压 (压制)后，所塑造出来的初胚品即为接近预期模塑产品型态，但尚具相当湿度 的中间产品；接着，该框体(连同该吸浆模及吸附住的初胚品)被带动下降，使 该吸浆模及初胚品离开挤压模，工作至此即完成「吸浆塑形」的制程。

接着，必须进行「热压整形」的制造过程，方可使初胚品变成正式的模塑 产品，其是在该主机架侧面设有一侧机架，由一移动装置上设置有一热压下模 (同时亦为移动模)，并配设另一真空吸附装置，将该移动装置的热压下模(即移 动模)移动至该吸浆模及初胚品正下方，然后该框体带动该吸浆模及初胚品下 降，将初胚品置入该热压下模(即移动模)内，然后停止该吸浆模的真空抽吸力 量，并反执行吹气动作，同时启动该热压下模(即移动模)的真空抽吸力量，以 吸附住该初胚品，然后该框体带动该吸浆模上升回位（此时该初胚品已转移到 该移动模上），同时该热压下模(即移动模)移动至一设于该侧机架内部上方的热 压上模正下方，接着该热压上模被另一外在动力带动下降与该热压下模(即移动 模)合模，并即启动热量对该初胚品展开热压整形作用，同时保持该热压下模的 真空抽吸力量，以利快速抽吸蒸汽，使初胚品达到快速干燥的效果，此制程除 令该初胚品完全干燥外，并令该初胚品定型；当完成热压整形作业后，原本的 初胚品就已经转换为模塑产品，接着该热压上模停止加热并被带动上升回位， 同时该移动模吸附带动该模塑产品向侧机架外移动，再将模塑产品收集。

就习知制造模塑产品的成型机而言，最大缺失在于其翻转机构的翻转动作 难以掌控，操作过程中时有翻转动作过或不及的情形发生；再者，该框体的上 下移动动作是由外在动力(一般是动力缸体)推动，行程中并无其他机构扶持 对正，故上升或下降到达定点时，时有偏移和吸浆模板不平行情形发生，以致 吸浆模被带动上升与挤压模合模时，或被带动下降与移动模合模时，常发生合 模不正的情形，而须停机再调校。此种合模不正的情形除造成良率降低外，最 直接的影响就是浪费工时及人力，造成制造成本居高不下的缺失，实值改善。

另，习知制造模塑产品的成型机，皆将挤压模设置于该主机架内部上方固 定位置处，再由吸浆模向上移动一行程去与该挤压模合模，以对浆料层挤压(压 制)塑形为一初胚品，因此该吸浆模若以停止动作时的起始位置为基准计算移动 行程时，除要计算向下移动进入浆箱再向上回位的行程外，更要计算向上移动 与该挤压模合模然后再向下回位的行程，亦即习知吸浆模每次塑型一只初胚 品，即必须进行往下è往上è再往上è复往下的行程，其行程丝毫无法减省， 以致浪费工时，并同样造成制造成本居高不下的缺失，同值改善。

【发明内容】

本发明一种超小拔模角度纸浆模塑产品自动成型机的目的是：1、提供一种 可使吸浆模确实到达定点位置以与挤压模正确合模的超小拔模角度纸浆模塑产 品自动成型机。2、提供一种由一动力缸体推动一挤压模下降一行程，以与上升 的吸浆模合模塑形，以减省吸浆模移动行程的超小拔模角度纸浆模塑产品自动 成型机。3、提供一种可以减省制造工时及人力，降低制造成本，以提升合格优 良及产品竞争力的超小拔模角度纸浆模塑产品自动成型机。

为达成上述目的，本发明一种超小拔模角度纸浆模塑产品自动成型机，具 有一主机架及位于侧边的侧机架，该主机架内装设进行吸浆塑形制程的构造组 成，该侧机架内则装设进行热压整形制程的构造组成，于该主机架内完成吸浆 塑形制程后塑形出的初胚品，进一步送入该侧机架内进行热压整形制程，以制 造完成出模塑产品；该主机架具有一顶板及一工作板，于该顶板与工作板间由 若干定距柱支撑固定出上下间的距离，并使该顶板与工作板间形成一作用空 间；一组支撑柱，分别各设置于该作用空间的前、后侧；一前作用座体，穿设 于该前侧支撑柱间；一后作用座体，穿设于该后侧支撑柱间；该工作板上于定 距柱间开设为透空，下方设有一浆箱；特征在于；有一翻转机构，架设于该前 作用座体正面所固设一作用板上，该翻转机构是在该作用板上设置有一动力源 及一减速机，该减速机的出力轴穿设入该前作用座体内部，并由一出力齿轮出 力；有一作用框体，容置于由该等顶板、工作板及前、后作用座体所界定出的 作用空间内，该作用框体固设有一前后走向的转轴，该转轴的前、后端头分别 穿设入该等前、后作用座体的内部以受到支撑，其中该转轴的前端头固设一被 动齿轮，并于该前作用座体内部与该出力齿轮啮接，以接受该出力齿轮的出力 带动并即连动该转轴及该作用框体整体转动；该作用框体的前、后侧各为一面 板，各面板上各开设有一对称的容置弧槽，该等容置弧槽是以该转轴为中心轴 线而呈弧形开设，该等面板共同一侧间架设有一表面导引有真空抽吸力量的吸 浆模，另一侧间则架设有一同为前后走向，但架设位置与该转轴偏斜一角度的 平衡锤；有一扶正机构，设置于该前、后作用座体及一侧的支撑柱上，包含有 一扶正轴杆，杆体穿设过该作用框体的前、后容置弧槽而由二端端头分别架设 于该等前、后作用座体内部，二端头各固设一扶正齿轮，同一侧的支撑柱上于 面临该扶正齿轮的面固设一呈上下走向的扶正齿条，并使各扶正齿轮与对应的 扶正齿条啮接，该等前、后作用座体被带动下降或上升时，该等扶正齿轮会被 带动同步下降或上升；有一挤压模，设置于由该等顶板、工作板及前、后作用 座体所界定出的作用空间内部，并位于邻近该顶板的位置处。

上述超小拔模角度纸浆模塑产品自动成型机中，更包括有一前动力缸体及 一后动力缸体，皆设置于该顶板顶面上，该前、后动力缸体的缸轴向下穿设过 该顶板后与该前、后作用座体分别固接；该等前、后动力缸体的缸轴同步做出 伸出或缩回的动作时，即带动该等前、后作用座体沿着前、后侧支撑柱同步做 出下降或上升的动作，以达到控制该作用框体下降或上升的作用。

上述超小拔模角度纸浆模塑产品自动成型机中，更包括有一电机装置令该 扶正轴杆做正向或反向转动，连动该等扶正齿轮转动，使该等扶正齿轮沿着该 扶正轴杆做上升或下降动作，以达到控制该作用框体下降或上升的作用。

上述超小拔模角度纸浆模塑产品自动成型机中，该电机装置是由一动力源 配合一减速机达成。

上述超小拔模角度纸浆模塑产品自动成型机中，该挤压模可与一动力缸体 的缸轴固接，该动力缸体设置于该顶板顶面上，其缸轴向下穿设过该顶板后与 该挤压模固接，以达到控制该挤压模下降或上升的作用。

上述超小拔模角度纸浆模塑产品自动成型机中，该挤压模表面导引有真空 抽吸力量。

上述超小拔模角度纸浆模塑产品自动成型机中，该挤压模可由任何加热器 达成加热效果以具加热作用。

本发明优点及功效在于：该翻转机构进行翻转动作时，会由该扶正机构的 扶正齿轮沿着该扶正轴杆上的扶正齿条做辅助性扶持上升或下降动作，因此该 吸浆模做上下移动及翻转动作时，皆能因该扶正齿轮与扶正齿条间的辅助性扶 持，确实起到各轴同步平行升降到达定点位置，不会有过或不及的情形发生， 因此该吸浆膜被带动上升与挤压模合模时，或被带动下降与移动模合模时，完 全得以正确合模；再者，本发明设计由该动力缸体伸出缸轴推动该挤压模下降 一行程，以与上升的吸浆模合模，以减省该吸浆模的移动行程，以减省制造工 时及人力，降低制造成本，进而提升合格优良率及产品竞争力。

【附图说明】

图1所示是本发明实施例的构造组成示意图。

图2所示是本发明实施例进行「吸浆塑形」制程的构造组成立体图(一)。

图3所示是本发明实施例进行「吸浆塑形」制程的构造组成立体图(二)。

图4所示是图3中的部分放大图。

图5、图6、图7、图8及图9所示是本发明实施例进行「吸浆塑形」制程的连 续动作示意图。

图中标号说明如下：

成型机1        主机架10       浆箱11         顶板111

工作板112      定距柱113      支撑柱114      支撑柱115

前作用座体116  后作用座体117  前动力缸体16   缸轴161

作用板162      后动力缸体17   缸轴171        动力缸体18

缸轴181        侧机架20       翻转机构30     动力源31

减速机32       出力轴321      出力齿轮322    作用框体40

转轴41         被动齿轮42     面板43         容置弧槽431

平衡锤44       吸浆模50       扶正机构60     扶正轴杆61

扶正齿轮62     扶正齿条63     挤压模70

【具体实施方式】

请参阅图1所示，本发明实施例整体是一成型机1，乃用以制造(成型)模 塑产品用的自动成型机，特别是适用于制造超小拔模角度的模塑产品的自动化 成型机，该成型机1具有一主机架10及位于二侧边的侧机架20，该主机架10 内装设有用以进行「吸浆塑形」制程的构造组成，而侧机架20内则装设有用以 进行「热压整形」制程的构造组成，亦即于该主机架10内完成「吸浆塑形」制 程后塑形出的初胚品，被进一步依序往右或往左送入侧机架20内进行「热压整 形」制程，以制造完成出模塑产品。

请参阅图2所示，该主机架10于一顶板111与一工作板112间由若干定距 柱113支撑以固定出上下间的距离，并使该顶板111与工作板112间形成一作 用空间，该作用空间的前、后侧再各设置一组(二支)支撑柱114、115，前侧支 撑柱114间穿设一前作用座体116，后侧支撑柱115间则穿设一后作用座体 117，该前作用座体116顶面与一前动力缸体16的缸轴161接设，该后作用座 体117顶面则与一后动力缸体17的缸轴171接设，该等前、后动力缸体16、 17是皆设置于该顶板111顶面上，并使其缸轴161、171向下穿设过该顶板111 后与该前、后作用座体116、117分别固接，故该等前、后动力缸体16、17的 缸轴161、171同步做出伸出(下降)或缩回(上升)的动作时，即带动该等前、后 作用座体116、117沿着前、后侧支撑柱114同步做出下降或上升的动作，亦即 该等前、后作用座体116、117的下降或上升动作是受到该等前、后动力缸体 16、17的缸轴161、171所控制，而且会沿着前、后侧支撑柱114同步做下降 或上升动作，所以其上下行程一致，上下到达的位置(又称上、下死点)也一致。

接着，请同时参阅图2-4所示，该工作板112上于定距柱113间开设为透 空，并于下方设有一浆箱11，该前作用座体116正面固设有一作用板162，该 作用板162上架设有一翻转机构30，其是在该作用板162上设置有一动力源 31(例如动力马达)及一减速机32，该减速机32的出力轴321穿设入该前作用 座体116内部，并由一出力齿轮322出力；有一作用框体40容置于由该等顶板 111、工作板112及前、后作用座体116、117所界定出的作用空间内，该作用 框体40固设有一前后走向的转轴41，该转轴41的前、后端头分别穿设入该等 前、后作用座体116、117的内部以受到支撑，其中该转轴41的前端头固设一 被动齿轮42，并于该前作用座体116内部与该出力齿轮322啮接(如图4所示)， 因此当该出力齿轮322出力(转动)时，即带动该被动齿轮42转动，并即连动该 转轴41及该作用框体40整体转动；该作用框体40的前、后侧各为一面板43， 各面板43上各开设有一对称的容置弧槽431，该等容置弧槽431是以该转轴41 为中心轴线而呈弧形开设，该等面板43共同一侧间架设有一吸浆模50(表面导 引有真空抽吸力量)，另一侧间则架设有一同为前后走向，但架设位置与该转轴 41偏斜一角度的平衡锤44；有一扶正机构60设置于该前、后作用座体116、 117及一侧的支撑柱114、115上，其是包含有一扶正轴杆61，杆体穿设过该作 用框体40的前、后容置弧槽431而由二端端头分别架设于该等前、后作用座体 116、117内部，二端头各固设一扶正齿轮62，同一侧的支撑柱114、115上于 面临该扶正齿轮62的面固设一呈上下走向的扶正齿条63，并使各扶正齿轮62 与对应的扶正齿条63啮接(如图4所示)，故该等前、后作用座体116、117被 带动进行下降或上升的动作时，该等扶正齿轮62即因被带动同步下降或上升， 而沿着扶正齿条63转动，助使该该作用框体40升降时上下到达的位置(又称 上、下死点)确实一致。

如图2-3所示，有一挤压模70设置于由该等顶板111、工作板112及前、 后作用座体116、117所界定出的作用空间内部，并位于邻近该顶板111的位置 处，该挤压模70是受到一动力缸体18所控制，该动力缸体18设置于该顶板 111顶面上，并使其缸轴181向下穿设过该顶板111后与该挤压模70固接，故 该动力缸体18的缸轴181做出伸出(下降)或缩回(上升)的动作时，即带动该 挤压模70同步做出下降或上升的动作，该挤压模70表面亦导引有真空抽吸力 量，同时该挤压模70上更可增设有加热作用，是可由任何加热器达成加热效果 者。

根据上述构造组成，启动时如图5所示，该作用框体40是停留于基准位置， 且该吸浆模50模面朝下，故此时该平衡锤44位于上方；接着如图6所示，令 该等前、后动力缸体16、17的缸轴161、171同步做伸出的动作，以带动该作 用框体40下降，使该吸浆模50进入浆箱11内进行吸浆作用，以在该吸浆模 50表面上吸附一层饱满的浆料层；继续则如图7所示，该等前、后动力缸体16、 17的缸轴161、171同步做缩回的动作，以带动该作用框体40上的吸浆模50 及浆料层上升离开浆箱11，随即并令该翻转机构30的动力源31启动，通过减 速机32使出力齿轮322出力，因此该转轴41前端头上的被动齿轮42被带动转 动时，即会连动该作用框体40(包含转轴41、平衡锤44、吸浆模50及浆料层) 整体做出逆时针方向转动，过程中该容置弧槽431是同步逆时针转动，但该扶 正轴杆61的位置为相对不动，过程中实际上该扶正轴杆61因被带动上升，所 以由其端头的扶正齿轮62沿着扶正齿条63做上升并且转动的动作，但对该容 置弧槽431而言该扶正轴杆61的位置是为相对不动，过程中，并令该动力缸体 18伸出缸轴181，以推动该挤压模70下降一行程；

继续如图8所示，整体作用框体40(包含转轴41、平衡锤44、吸浆模50 及浆料层)的转动动作至该吸浆模50及浆料层朝上即停止，转动过程中该平衡 锤44的重力是可平衡该吸浆模50因转动动作所导致的振动现象，使转动动作 可以正确停止，随即并令该等前、后动力缸体16、17的缸轴161、171继续做 缩回的动作，以带动整体作用框体40(包含转轴41、平衡锤44、吸浆模50及 浆料层)继续上升，使该吸浆模50与该挤压模70二者准确合模，一来由该吸浆 模50及/或该挤压模70上所导引的真空抽吸力量可将该浆料层内的水分快速抽 吸排除掉，二来由准确合模的挤压作用可将该浆料层内多余的水分迅速挤压排 除掉，三来可选择性(视产品尺寸或体积大小及制程长短而选择)启动该挤压模 70上的加热作用，总的来讲使该吸浆模50与该挤压模70二者准确合模，主要 即可对该浆料层起到准确的挤压塑形的作用，使之快速变成初胚品，并因在此 段快速排除水分，因此相对可使后段「热压整形」制程时间缩短，以达致节能 效果，最后如图9所示，该吸浆模50吸附住初胚品下降离开挤压模70，该挤 压模70同时由该动力缸体18的缸轴181缩回而带动上升回位，该吸浆模50 下降时随即由该翻转机构30的动力源31启动反转，通过减速机32使出力齿轮 322反向出力，并即带动被动齿轮42反向转动，连动该作用框体40(包含转轴 41、平衡锤44及吸浆模50)整体做出顺时针方向转动，过程中该容置弧槽431 是同步顺时针转动，但该扶正轴杆61的位置为相对不动，过程中实际上该扶正 轴杆61因被带动下降，所以由其端头的扶正齿轮62沿着扶正齿条63做下降并 且转动的动作，但对该容置弧槽431而言该扶正轴杆61的位置是为相对不动， 转动动作直至该吸浆模50(吸附住初胚品)朝下为止，同时该平衡锤44转回到 位于上方的位置。如此即完成「吸浆塑形」制程的一次循环(One Cycle)。

当完成「吸浆塑形」制程后，接着即必须进行「热压整形」的制程，方可 使该初胚品变成正式的模塑产品，其是在侧机架20内设置有一移动装置，可驱 动一热压下模(同时亦为移动模)移动到该吸浆模50及初胚品的正下方，再由该 等前、后动力缸体16、17伸出缸轴161、171，带动该作用框体40连同该吸浆 模50及初胚品下降，以将初胚品置入该热压下模(即移动模)内，然后停止该吸 浆模50对初胚品的吸附力量，并反执行吹气动作，同时启动该热压下模(即移 动模)的吸附力量以吸附住该初胚品，然后该等前、后动力缸体16、17缩回缸 轴161、171，带动该作用框体40连同该吸浆模50上升回位（初胚品已转移到 该移动模上），同时该热压下模(即移动模)移动至一设于该侧机架20内部上方 的热压上模正下方，接着由该热压上模下降与该热压下模(即移动模)合模，并 启动热量对该初胚品展开热压整形作用，同时保持该热压下模的真空抽吸力 量，以利快速抽吸蒸汽，使初胚品达到快速干燥的效果，以令该初胚品完全干 燥并且定型，完成后原本尚具湿度的初胚品即转换为完全干燥的模塑产品，然 后该热压上模停止加热并被带动上升回位，同时该移动模吸附带动该模塑产品 向侧机架20外移动，以将模塑产品收集。

上述构造组成中，该作用框体40的升降动作是由该等前、后动力缸体16、 17的缸轴161、171所带动，亦即必须由启动该等前、后动力缸体16、17，令 缸轴161、171缩回或伸出，方能带动该作用框体40的升或降，在相同技术原 理下，亦可改变作用型态，省略掉该等前、后动力缸体16、17的构造组成，改 由一电机装置(例如动力源配合减速机)来令该扶正轴杆61做正向或反向转 动，也即令该等扶正齿轮62转动，则该等扶正齿轮62即被迫沿着该扶正轴杆 61做上升或下降动作，以达到带动该作用框体40完成升降动作的作用。至于 在此种型态时，该作用框体40的翻转动作则仍是由该翻转机构30的动力源31 启动，通过减速机32使出力齿轮322出力，带动该转轴41前端头上的被动齿 轮42转动，以连动该作用框体40(包含转轴41、平衡锤44及吸浆模50)整体 做出转动动作。

图1中所示的自动化成型机1是在该主机架10二侧边各设有一侧机架 20(即一主机架10对应二侧机架20的型态)，且各侧机架20内部皆装设有用以 进行「热压整形」制程的构造组成，只是二侧机架20内所装设的构造组成是为 反向对应，所以该主机架10内进行「吸浆塑形」制程后完成的第一个初胚品， 可以送至右(或左)侧的侧机架20进行「热压整形」制程，同时该主机架10内 再完成第二个初胚品时，则可送至左(或右)侧的侧机架20进行「热压整形」制 程，如此由该主机架10完成初胚品后，依序往右侧及往左侧送入侧机架20内 进行「热压整形」制程，可以快速自动化制造出模塑产品来，此种型态的成型 机适用于「吸浆塑形」制程及「热压整形」制程皆快速者，特别是适用于超小 拔模角度的模塑产品采自动化制造成型使用。在相同技术原理下，一主机架10 亦可采对应一侧机架20的型态使用，亦即该主机架10完成的初胚品皆送至单 一(或同一)侧机架20进行「热压整形」制程，凡此种种使用上的变化，只要构 造组成及使用功效相同或近似于本案者，即为本发明所含括。