JP2002210814A - 6ステーション回転式熱成形装置 - Google Patents
6ステーション回転式熱成形装置Info
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Abstract
と製品品質の定価を損なわない回転式成形装置を得る。 【解決手段】6ステーション回転式熱成形装置として
は、第1または上側のパネルのための第1の搬入ステー
ション50と、第2または下側のパネルのための第2の
搬入ステーション52と、パネルを加熱するための2つ
の隣り合った加熱ステーション54,56と、熱成形ス
テーション60と、搬出ステーション64と、これらの
各ステーション間で熱成形可能なパネルを移行するため
のカルーセルとを設けた。カルーセルは、中心に配置さ
れた駆動組立体によって駆動される回転する円形フレー
ムを含み、円形フレームは、周辺クランプ部材を有する
6つのキャリア組立体を載せ、かつ支持する。ステーシ
ョンの数とそれぞれのステーションで形成するプラスチ
ックパネルが滞留する時間が、1対のシート熱成形製品
の生産出力を最適化する。
Description
能パネルのための複数ステーション式成形装置に関し、
より詳細には、搬入ステーション、加熱ステーション、
成形ステーション、搬出ステーション、およびそのよう
なステーション間で熱成形可能パネルを移送するための
カルーセル(回転式コンベヤ)を備えた6ステーション
式熱成形装置に関する。
的な要求に対応して、熱可塑性シートや熱硬化性シート
の比較的大規模な熱成形技術が開発されている。熱成形
したパネルは、比較的剛性が高く、耐候性が高く、軽量
で、丈夫で、強く、錆びない構成要素が必要とされる、
自動車やその他の広範な種類の製品において、トノーカ
バー、フロアパネル、本体パネル、遮音仕切り板などと
して使用される。
および製造装置の研究開発を促進してきた。そのような
1つの装置は、米国特許第4,769,106号に開示
されており、この特許は、1対のプラスチックシートの
周囲を溶着することによってそれらを一体的に組み立て
る装置に関するものである。この装置は、溶着ステーシ
ョン、切断ステーション、および組立てステーション内
でプラスチックシートを移送する搬送装置を含む。搬送
装置は、プラスチックシートの周囲と係合する把握装置
を備えた可動キャリッジを含む。カム機構が動作し、把
握装置を、プラスチックシートと係合する第1の位置か
らプラスチックシートを解放する第2の位置に移動させ
る。この装置の直線的な構造と各ステーションにおける
単一装置の使用により、装置全体の最高速度は、最も遅
いステーションの最高速度によって制限される。この状
況は、共通の製造問題であり、生産効率に悪影響を及ぼ
す。
転式熱成形装置が開示されている。この装置において、
回転する実質的に円形のフレームは、プラスチックシー
トを保持または解放するために係合または解放すること
ができる周辺クランプ部材を有する4つのサブ・フレー
ムを含む。4つのキャリッジを支持するフレームが、回
転し、その4つのキャリッジを割り出して、搬入ステー
ションから2つの加熱ステーションを通り熱成形製品を
作成する成形ステーションに送る。
よび従来技術の装置を調べると、ある一定の設計上の選
択および装置構成が、生産速度を制限し、生産のスルー
プットと製品品質を両方とも低下させていることが分か
る。本発明は、従来技術における上記の欠点及びその他
の欠点を解決する熱成形装置の改良に関するものであ
る。
成形装置は、カルーセルと、第1または上側のパネルの
ための第1の搬入ステーション、第2または下側のパネ
ルのための第2の搬入ステーション、パネルを加熱する
隣り合った2つのステーション、熱成形ステーション、
および搬出ステーションとを含む。カルーセルは、中心
に配置された駆動組立体によって駆動される回転円形フ
レームを含む。このフレームは、周辺クランプ部材を備
えた6個のキャリアフレーム組立体を載せ、かつ支持し
ている。このキャリアフレーム組立体は、熱成形可能材
料のパネルを受け取り、回転して、パネルをひとつのス
テーションから次のステーションに連続して移動させ
る。2つの加熱ステーションはそれぞれ、上側および下
側放射ヒータを含む。熱成形ステーションは、パネルと
係合しそのパネルを成形するそれぞれの型を収容する垂
直方向に並進可能な1対の対向するプラテンを含む。熱
成形ステーションの隣りには、製品の製造中にプレフォ
ームを型に入れるインサートまたはプレフォーム搬入装
置がある。ステーションの数および各ステーションで成
形するプラスチックパネルの滞留時間により、一対のシ
ート熱成形製品の生産出力が最適化される。
ョン回転式熱成形装置を提供することである。
ーションと1つの成形ステーションを有する6ステーシ
ョン回転式熱成形装置を提供することである。
ーションと1つの熱成形ステーションを有する6ステー
ション回転式熱成形装置を提供することである。
合キャリアフレーム組立体を含むカルーセルと、中心に
配置された駆動ユニットとを有する6ステーション回転
式熱成形装置を提供することである。
の好ましい実施形態の説明および添付図面を参照するこ
とによって明らかになろう。なおr、同一の参照番号は
同じ構成要素、部品または特徴を示す。
を参照すると、本発明による回転式熱成形装置が示さ
れ、全体が参照番号10で示されている。回転式熱成形
装置10は、複数の垂直支持部材14と1対の水平レー
ルまたはビーム16を備える剛性の上部構造またはフレ
ーム12を含む。回転式熱成形装置10は、また、垂直
支持部材14に固定された複数のローラ22上に周辺が
支持された回転する概略円形のフレームまたはカルーセ
ル組立体18を含む。カルーセル組立体18は、また、
中心支柱24によって支持されており、この中心支柱2
4は、フレーム12に固定されたクロスメンバ28に取
り付けられた適切な軸受26に回転可能に収容されかつ
支持されている。中心支柱24は、大きい被駆動チェー
ン・スプロケット32を含み、この大きい被駆動チェー
ン・スプロケット32は、減速ユニット38の出力によ
って駆動される小さいチェーン駆動スプロケット36と
も係合するチェーン34を受けている。減速ユニット3
8は、電動モータ40によって駆動される。動作時にお
いては、電動モータ40は、カルーセル組立体18が、
割り出しするように、すなわち60°の増分または円弧
だけ回転し、ある処理段階が行われている間の一定期間
回転を止めるかまたは停止し、次に割り出し回転サイク
ルを繰り返すように間欠的に作動される。或いは、減速
ユニット38と共に動作可能な関係で配置されたクラッ
チ(図示せず)を係合・非係合の状態にして、カルーセ
ル組立体18の上記のような間欠的回転を行ってもよ
い。カルーセル組立体18は、外側円形箱型ビーム・フ
レーム42、内側六角箱型ビーム・フレーム44、およ
び適切な弦状および放射状ブレース46を含む。外側円
形フレーム42と内側六角フレーム44は、複数、好ま
しくは6つのキャリアフレーム組立体48を支持し収容
する。
ル組立体18の中心支柱24のまわりに概略同心状に配
置された複数の動作または処理ステーションを含む。後
で説明するように第1または上側のパネルをキャリアフ
レーム組立体48内に搬入する第1の搬入ステーション
50と、第2または下側パネルを別のキャリアフレーム
組立体48内に搬入する第2の搬入ステーション52
と、カルーセル組立体18内の隣接するパネルに放射熱
を提供する第1の加熱ステーション54と、これと同様
にカルーセル組立体18内のパネルに熱を提供する第2
の加熱ステーション56と、回転式熱成形装置10で製
造された製品を組み立てる成形ステーション60とがあ
る。ロボット式搬入組立体62は、成形ステーション6
0と協力して、製造される製品にプレフォームまたはイ
ンサートを供給する。最後に、回転式熱成形装置10
は、熱成形装置10から、具体的にはカルーセル組立体
18のキャリアフレーム組立体48から完成品を取り出
す搬出ステーション64を含む。
第2の搬入ステーション52について説明する。最初
に、第1の搬入ステーション50が、カルーセル組立体
18内に第1または上側の熱成形可能シートまたはパネ
ル66Aだけを搬入し、第2の搬入ステーション52
は、カルーセル組立体18内に第2または下側の熱成形
可能シートまたはパネル66Bだけを搬入することを理
解されたい。熱成形可能シートまたはパネル66Aおよ
び66Bは、高密度ポリエチレン(HDPE)であるこ
とが好ましいが、類似の丈夫で耐久性のある任意の熱可
塑性または熱硬化性材料でよい。第1の搬入ステーショ
ン50と第2の搬入ステーション52は、回転式熱成形
装置10内に互いに隣り合って配置され、動作および設
計が同一である。したがって、図2に示した第2の搬入
ステーション52についてのみ説明するが、第2の搬入
ステーション52に関係する以下の説明は、第1の搬入
ステーション50にも完全かつ正確に当てはまることを
理解されたい。
2または下側の熱成形可能パネル66Bの垂直スタック
68を備える。搬入組立体70は、個々の下側熱成形可
能パネル66Bを、スタック68からキャリアフレーム
組立体48に移送する。搬入組立体70は、関連する駆
動組立体76によって垂直方向に上昇され下降される垂
直方向のジャッキねじまたは親ねじ74に取り付けられ
た可動フレーム72を有する。空気圧シリンダおよびそ
れと類似の双方向直線並進装置はすべて、適切な代替の
駆動装置である。フレーム72から複数の吸引(真空)
リフト・カップ78がぶら下がっている。吸引リフト・
カップ78は、制御可能な真空源(図示せず)と流体連
通している。駆動組立体76およびジャッキねじまたは
親ねじ74の動作によってフレーム72が下がると、吸
引リフト・カップ78は、スタック68の最上の下側熱
成形可能パネル66Bと係合し、吸引リフト・カップ7
8内が真空になると、下側熱成形可能パネル66Bが係
合され、持ち上げられる。下側熱成形可能パネル66B
は、従来から行われているように、中の真空を断つこと
により吸引リフト・カップ78から容易に開放すること
ができる。
すると、搬入組立体70は、下側熱成形可能パネル66
Bのうちの1つをキャリアフレーム組立体48のうちの
1つに個々に移送する。フレーム組立体48はそれぞ
れ、複数の空気ピストン・シリンダ組立体84が旋回式
に取り付けられた外周方形取付けフレーム82を含む。
組立体84のピストンは、フレーム82の内部に延在す
る内側方形フレーム面88の方に旋回する細長い旋回ク
ランプ86を作動させる。一般的には、内側フレーム面
88の構造は、熱成形可能パネル66Aおよび66Bの
長方形形状よりも少し大きい長方形形状を規定する。搬
入組立体70が、スタック68から下側熱成形可能パネ
ル66Bのうちの1つを持ち上げると、キャリアフレー
ム組立体48のうちの1つが、その上に正確に位置合わ
せされ、下側熱成形可能パネル66Bが、内側方形フレ
ーム面88と係合するまで上昇される。このとき、ピス
トン・シリンダ組立体84が作動され、図5に示したよ
うに、旋回クランプ86が、面88の下側熱成形可能パ
ネル66Bと係合しかつ保持する。第1の搬入ステーシ
ョン50が、第1または上側の熱成形可能パネル66A
を、キャリアフレーム組立体48のうちの1つに搬入
し、第2の搬入ステーション52が、第2または下側の
熱成形可能パネル66Bを、キャリアフレーム組立体4
8のうちのその隣りに搬入した後で、電動モータ40が
作動され、カルーセル組立体が60°回転される。
可能パネル66Bに、別々の搬入ステーション50およ
び52を利用することによって、製品の外側面に、図
柄、木目、ロゴなどの特定の外面処理または特徴を容易
に配置することができ、同時に熱成形可能パネル66
A、66Bの両面にそのような表面処理またはロゴを設
ける必要性が軽減されることを理解されたい。或いは、
製品要素の結合または接着を容易にするため、木目やそ
の他の表面処理を内側面に設けることが望ましい。いず
れの場合も、装置10が、熱成形可能パネル66Aと6
6Bの2つの別々のスタック68を利用し、キャリアフ
レーム組立体48内の熱成形可能パネル66Aおよび6
6Bの位置が有効に追跡されるため、そのような表面処
理またはロゴが上向きまたは下向きの状態で第1のステ
ーション50に搬入された熱成形可能パネル66Aは、
常に、製品の上部パネルとして利用され、その結果、任
意の表面処理またはロゴが、必要に応じて、すなわち製
品の露出した上面または上側パネル66Aの内側面に配
置され、またそのような表面処理またはロゴが下向きま
たは上向きの状態で第2のステーション52に搬入され
た熱成形可能パネル66Bは、常に、製品の下部パネル
として利用され、その結果、任意のロゴまたは所望の表
面処理が、製品の目に見える下側面すなわち露出した下
側面か下側パネルの内側面のどちらかに配置される。
ステーション54と第2の加熱ステーション56につい
て説明する。加熱ステーション54と56が同一であ
り、2つの加熱ステーションを組み込むことで、特に、
処理サイクル時間が改善されることを理解されたい。2
つの加熱ステーション54および56は、構造が実質的
に同一であるため、第1の加熱ステーション54につい
てのみ説明するが、2つのステーション54と56で
は、電気入力または加熱要素と製品の間隔のような動作
上およびプロセス上の違いだけはあることを理解された
い。
間されたアレイで配置された複数の電気抵抗加熱要素9
4を有する第1または上側の放射加熱組立体92を含
む。上側加熱組立体92は、カルーセル組立体18の数
インチ上に配置され、フレーム12の水平レールまたは
ビーム16に比較的しっかりと固定されることが好まし
い。「比較的しっかりと固定する」とは、放射加熱組立
体92は、カルーセル組立体18に対する高さ調整を容
易にできるようには取り付けられていないが、必要に応
じて上昇または下降させることができ、その取付け構造
が、そのような調整を妨げないことを意味する。
8の垂直方向の下側に、第2または下側の放射加熱組立
体98が配置されている。また、第2または下側の放射
加熱組立体98は、複数の電気抵抗加熱要素102の離
間されたアレイを含む。しかしながら、第2または下側
の放射加熱組立体98は、容易に調整可能であり、はさ
み式リフト組立体104で支持される。このリフト組立
体104は、慣用のパンタグラフ型構造と、液圧ピスト
ン・シリンダ組立体106あるいは電気駆動モータと親
ねじなどのアクチュエータとを有する。容易に理解され
るように、アクチュエータの作動により、第2または下
側の放射加熱組立体98を上昇または下降させる。した
がって、第2または下側の加熱組立体98から、カルー
セル組立体18のフレーム組立体48内に保持された熱
成形可能パネル66Aおよび66Bに、放射と対流両方
で提供される熱の量を容易に調整することができ、その
パネル66Aおよび66Bを適切に加熱し、パネル66
Aおよび66Bが熱成形ステーション60に到達したと
きに、それらが適切な可撓性と成形性を有するようにで
きる。
熱ステーション54と実質的に同一であり、したがっ
て、離間したアレイで配置された複数の電気抵抗加熱要
素94を有する上側放射加熱組立体92を含む。第2の
加熱ステーション56は、また、上側放射加熱組立体9
2と垂直方向に位置合わせされ、かつ離間したアレイの
複数の電気抵抗加熱要素102を有する第2または下側
の放射加熱組立体98を含む。同様に、第2の放射加熱
組立体98は、液圧ピストン・シリンダ組立体106に
よって駆動されるはさみ式リフト組立体104に取り付
けられる。
加熱ステーション54と第2の加熱ステーション56の
両方の近くに、光源(図示せず)と併せて利用する光電
式たれ下がりセンサ108を配置して、加熱したときの
ステーション54および56のそれぞれの熱成形可能パ
ネル66Aおよび66Bのたれ下がりを検出するように
してもよい。下側加熱組立体98上のたれ下がりセンサ
108の選択した垂直位置によって、パネル66Aまた
は66Bのうちの1つのパネルのたれ下がりを検出した
ことを示すたれ下がりセンサ108のうちの1つのセン
サからの信号を、様々な形で利用することができる。た
とえば、たれ下がりセンサ108が、カルーセル組立体
18とキャリアフレーム組立体48の平面に比較的近い
場合は、たれ下がり信号を、熱成形可能パネル66Aま
たは66Bが、十分に加熱され可撓性であること、カル
ーセル組立体18を割り出しできること、熱成形を進め
ることができることを示す操作信号として使用すること
ができる。カルーセル組立体18を割り出しするために
たれ下がり信号を利用する場合は、当然ながら、たれ下
がりを検出したときに直ぐにカルーセル組立体18を割
り出しすることができるように、個々の加熱ステーショ
ン54、56における加熱サイクルは、一般に、熱成形
サイクルのステップの時間よりも長くかかるようにする
必要がある。変形例においては、たれ下がりを検出した
ときに、電気加熱要素94および102への電気エネル
ギーを制限または減少させて、さらに加熱せずに、熱成
形可能パネル66Aおよび66Bの温度を維持すること
ができる。更に別の変形例においては、たれ下がりセン
サ108が、第2または下側の放射加熱組立体98の比
較的近くに配置され、たれ下がり検出を利用して、熱成
形可能パネル66Aおよび66Bがさらにたれ下がる
と、パネル66Aおよび66Bと電気抵抗加熱要素10
2が接触する可能性があることを警告するアラームを出
すかまたはそれをオペレータに知らせる制御信号を提供
する。最後の変形例では、複数の垂直位置に複数のたれ
下がりセンサ108を利用して、必要に応じて、動作信
号と、制限または警告信号の両方を提供することができ
る。
して、本発明による回転式熱成形装置10の熱成形ステ
ーション60について説明する。熱成形ステーション6
0は、垂直支持部材14、水平支持部材16、上側フレ
ーム部材112および上側水平フレーム部材114によ
って位置決めされた上側型組立体110が中に配置され
ている。上側型組立体110は、複数のギヤ・ラック1
18を含む。ギヤ・ラック118は、固定式で、垂直方
向に配置され、水平フレーム部材114に取り付けられ
た片持ちばり支持プレート122から吊るされている。
ギヤ・ラック118は、上側プラテン126に固定され
たブッシングまたはジャーナル軸受124内に摺動可能
に収容されている。図6に示したように、上側プラテン
126と共に、少なくとも4つのギヤ・ラック118お
よびそれと関連したジャーナル軸受またはブッシング1
24が利用される。
うに、ギヤ・ラック118はそれぞれ、ジャーナル軸受
またはブッシング124の適切な開口を貫通するギヤ・
ラック118と係合する相補的形状の平歯車128によ
って駆動される。平歯車128はそれぞれ、ピロー型軸
受134などの適切な軸受に支持された1対の横断シャ
フト132の一方に固定されている。各シャフト132
には、被駆動チェーン・スプロケット136が固定され
る。1対のチェーン138が、被駆動チェーン・スプロ
ケット136のそれぞれと係合し、減速組立体146の
出力シャフト144に配置された1対のチェーン駆動ス
プロケット142の一方と係合する。減速組立体146
は、上側プラテン126に取り付けられた双方向電動モ
ータ148によって駆動される。図6と図7に示したよ
うに、1対のチェーン駆動スプロケット142が、ギヤ
減速組立体146の出力シャフト144上に配置され、
駆動チェーン138のそれぞれを受け、駆動チェーン1
38は、上側プラテン126の前と後ろ両方で、横断シ
ャフト132上に配置された駆動チェーン・スプロケッ
ト136と係合していることを理解されよう。すなわ
ち、駆動チェーン138は、プラテン組立体136の前
と後ろの両方まで延在し、垂直方向に配置されたギヤ・
ラック118と係合する各端部で横断シャフト132お
よび平歯車128を駆動する。したがって、出力シャフ
ト144とチェーン駆動スプロケット142が回転する
とき、その動きは、前述の構成要素を介して伝達され、
上側プラテン126を上昇または下降させ、その水平の
姿勢を、図面に示したように維持する。
組立体110と垂直方向に位置合わせされ、またその下
側に配置された下側型組立体160を含む。下側型組立
体160は、多くの点で上側型組立体110と類似して
おり、下側プラテン162を上昇および下降させる類似
の構造の機械構成要素を含む。したがって、下側型組立
体160は、複数(好ましくは4つ)のギヤ・ラック1
64を含み、このギア・ラック164は、下側プラテン
162に固定されたブッシングまたはジャーナル軸受1
66内に摺動可能に収容されている。2つの横断シャフ
ト172上に配置された同じ複数の平歯車168が、ギ
ヤ・ラック164と係合し、回転により、下側プラテン
162を上昇および下降させる。シャフト172は、そ
れぞれ、チェーン176によって駆動されるチェーン駆
動スプロケット174を含み、このチェーン176は、
ギヤ減速組立体184の出力シャフト182の上に配置
された1対のチェーン・スプロケット178によって駆
動される。ギヤ減速組立体184は、双方向電動モータ
186によって駆動される。電動モータ186が第1の
方向に回転すると下側プラテン162が上昇し、またそ
の逆も成り立つことを理解されたい。また、双方向駆動
モータ148と186の両方ならびにそれと関連する機
械式リンク機構が、上側プラテン126を、カルーセル
組立体18、具体的にはキャリアフレーム48の上側面
近くまで下方に移動させることができ、下側プラテン1
62を、カルーセル組立体18、具体的にはキャリアフ
レーム48の下側面近くまで上方に移動させることがで
きることを理解されよう。
と、熱成形ステーション60、具体的には上側型組立体
110と下側型組立体160は両方とも、熱成形操作中
に、上側プラテン126と下側プラテン162を、規定
された近接関係で確実かつ積極的に固定しかつ保持する
連動可能な組立体190を含む。そのような組立体19
0は、外周に雄ねじ194を有する細長いロッドを規定
する複数(好ましくは4つ)のバヨネット192を含
む。バヨネット192は、バヨネット192の軸方向の
位置を調整するために回転させかつ固定することができ
るねじ式ロック・カラー196内に収容される。また、
バヨネット192はそれぞれ、軸方向のキー溝198を
有し、このキー溝198は、駆動カラー202の内壁か
ら延在するキー200または類似の半径方向内側に突出
する構成要素をそれぞれ受ける。また、駆動カラー20
2はそれぞれ、駆動リンク機構206に旋回式に固定さ
れた半径方向を向いたクランク・アーム204を含む。
駆動リンク機構206は、複動ピストン・シリンダ組立
体210のピストン・シャフト208に旋回式に結合さ
れている。複動ピストン・シリンダ組立体210が作動
すると、カラー202が回転し、それによりバヨネット
192が、第1の角度位置から第2の角度位置まで鋭角
に回転する。バヨネット192の下端近傍には、1対の
半径方向に延在するバヨネット・ピン212がある。
ット・ピン212は、相補的に配置され位置合わせされ
た同じ複数のバヨネット・ソケット216のそれぞれに
よって受け入れられ。バヨネット・ソケット216はそ
れぞれ、バヨネット192に対してほぼ相補的な垂直方
向の軸方向に延在する通路218を含む。バヨネット・
ソケット216の壁には、バヨネット・ロック通路22
2が適切に形成されており、このバヨネット・ロック通
路222は、この従来のバヨネット動作により、バヨネ
ット・ピン212を軸方向に収容し、バヨネット192
の回転時に、バヨネット・ピン212およびしたがって
バヨネット192を、バヨネット・ソケット216に対
して固定された軸方向位置にロックする。当然ながら、
そのようなバヨネット192の回転は、図9に示したピ
ストン・シリンダ組立体210によって達成される。
形ステーション60に隣接して、機械式またはロボット
式搬入組立体62が配置されている。機械式またはロボ
ット式搬入組立体62は、垂直トラックまたはフレーム
部材226と共に長方形フレームを規定する水平横断部
材228を有する複数の垂直トラックまたはフレーム部
材226を含む。第1のキャリッジ230は、垂直トラ
ックまたはフレーム部材226に沿って垂直方向かつ双
方向に並進する。この第1のキャリッジ230は、ガイ
ドやスライド232などの摩擦低減部材と、複数のロー
ラまたはそれと等価な装置とを含み、これらの両方は、
キャリッジ230をフレーム内に保持し、かつそれらに
よって規定された経路に沿って垂直方向に案内する。第
1のキャリッジ230は、空気圧ピストン・シリンダ組
立体234、あるいは親ねじ機構やボールねじ機構など
の他の線形アクチュエータによって垂直方向かつ双方向
に並進される。ピストン・シリンダ組立体234やその
他の装置を複動式にして、第1のキャリッジ230を上
下に積極的に駆動することが好ましいが、単動式でもよ
く、その力が、第1のキャリッジ230を上昇させるた
めにのみ使用される、第1のキャリッジ230の下降
は、重力あるいはピストン・シリンダ組立体234の内
に配置されるバイアスばねによって達成される。
ライド242あるいは複数のローラなどの類似の摩擦低
減手段上に配置された水平方向に延長可能なアームまた
は部材240と一緒に並進する。水平方向に延長可能な
部材240は、双方向アクチュエータ244によって駆
動され、この双方向アクチュエータ244は、前述のよ
うな複動式空気圧シリンダまたは電動直線アクチュエー
タ、ボールねじなどでよい。延長可能部材240は、複
数(好ましくは2つ)の吸引(真空)リフト・カップ2
46を含む。図10に搬入位置で示された吸引リフト・
カップ246と延長可能部材240は、熱成形ステーシ
ョン60の近くに配置された垂直方向に揃えられたイン
サート・スタック252の最も上のインサート250と
係合する。適時に、吸引リフト・カップ246に真空が
供給され、最も上のインサート250が係合され、アク
チュエータ234および244が作動し、次により詳し
く説明するようにインサート250が、熱成形ステーシ
ョン60内に並進される。
ーション64について説明する。搬出ステーション64
は、カルーセル組立体18および、具体的には6つの割
り出しされた位置のうちの1つに位置するキャリアフレ
ーム組立体48のうちの1つとほぼ垂直方向に位置合わ
せされた傾斜可能なテーブル256を含む。テーブル2
56は、ギヤ・ラック258などの1つまたは1対の垂
直方向に向けられた双方向に並進可能な部材の上に配置
される。ギヤ・ラック258は、駆動アクチュエータ2
60によって双方向に並進され、これらは両方とも、長
方形フレーム組立体262によって支持されている。傾
斜止め264は、ギヤ・ラック258のテーブル256
から製品を排出したい方向と反対側においてにフレーム
組立体262から上方に延在する。駆動アクチュエータ
260は、熱成形装置10の他の動作とタイミングを合
わせてテーブル256を上昇させ、カルーセル組立体1
8のキャリアフレーム組立体48のうちの1つに含まれ
る成形した製品266と係合するように選択的に作動さ
せることができる。成形した製品266がテーブル25
6に解放され、アクチュエータ260が反対方向に作動
され、テーブル256が下降する。テーブル256の下
面が傾斜止め264と係合すると、テーブル256が傾
斜し、成形した製品266が、隣りのコンベヤ組立体2
70の上に放出される。
よび図13を参照し、次に、熱成形装置10の動作およ
び熱成形装置10が実行するプロセスについて説明す
る。そのような動作はすべて、カルーセル18およびキ
ャリアフレーム組立体48の割り出しされた回転すなわ
ち間欠的な回転とタイミングが合わされている。したが
って、熱成形装置10の動作は、これに対応して説明さ
れる。最初に、完全に空のカルーセル組立体18、すな
わち6つの空のキャリアフレーム組立体48が、図1に
示したように、熱成形装置10の6つの動作ステーショ
ンに位置合わせて配置され、第1の搬入ステーション5
0と関連した搬入組立体70が、第1または上側の熱成
形可能パネル66Aをキャリアフレーム48内に搬入
し、ピストン・シリンダ組立体84が作動され、旋回ク
ランプ86を熱成形可能パネル66Aに係合させて熱成
形可能パネル66Aをキャリアフレーム48内に保持す
る。これと同時に、または割り出しサイクルの同じサイ
クル中に、第2の搬入ステーション52と関連した搬入
組立体70が、第2または下側の熱成形可能パネル66
Bを、このとき図5に示したように第2の位置に配置さ
れているキャリアフレーム48内に搬入することによっ
て、類似の機能を開始し達成する。
ン50および第2の搬入ステーション52と関連したス
タック68が、別々でありかつ独立しているので、上側
と下側の熱成形可能パネル66Aと66Bはそれぞれ、
完成品266の目に見える(露出した)上側面または下
側面あるいは隠れた(内側)パネル面のために意図され
た位置固有の表面処理またはしるし、すなわち木目やロ
ゴなどを含むことができ、熱成形装置10は、そのよう
なパネル66Aおよび66Bを、成形した製品266に
おいて表面処理が要求に従って配置されるように取り扱
う。次に、電動モータ40が作動して、カルーセル組立
体18をさらに60°割り出し、その結果、各キャリア
フレーム48は、あるステーションから次の(隣の)ス
テーションに時計回りに移動することができる。この時
点で、下側熱成形可能パネル66Bは、第1の加熱ステ
ーション54の中にある。たとえば、熱成形ステーショ
ン60の動作または第1の加熱ステーション54内のパ
ネル66Bの第1段階の加熱にかかる時間によって決定
されるドエル時間の後、電動モータ40は、再び作動さ
れ、カルーセル組立体18が、再び60°割り出しす
る。このとき、下側熱成形可能パネル66Bが、第2の
加熱ステーション56内にあり、上部熱成形パネル66
Aが、第1の加熱ステーション54内にあり、第1の搬
入ステーション50と第2の搬入ステーション52内に
ある2つのキャリアフレーム48が空であり、前に説明
したように搬入されていてもよい。
ンサ108の作動により、下側熱成形可能パネル66B
が十分に加熱されたことが判定されると、、カルーセル
組立体18は、再び割り出しされ、60°回転され、下
側熱成形パネル66Bが、図12に示したように下側真
空型280のすぐ上の熱成形ステーション60に配置さ
れそれと位置合わせされる。この時点で、電動モータ1
86が作動し、そのとき熱成形ステーション60内に配
置されているキャリアフレーム48内にある熱成形可能
パネル66Bの下側面と接触している下側プラテン16
2と下側型280を上昇させる。従来の慣例通り、下側
型280の下側型キャビティ282内に真空が導入さ
れ、図13に示したように、熱成形可能パネル66B
は、下側型キャビティ282の形になる。この時点で、
ピストン・シリンダ組立体84は、停止され、旋回クラ
ンプ86が、下側熱成形可能パネル66Bを解放する。
電動モータ40を作動させてカルーセル組立体18をさ
らに60°だけ割り出し回転させる前に、電気駆動モー
タ186を作動させて下側プラテン162を下降させ
る。次に、そのようなカルーセル組立体18の割り出し
回転により、上側熱成形可能パネル66Aが、上側プラ
テン126によって固定され保持される上側真空型29
0と位置合わせされる。下側型組立体160の動作と同
じように、電動モータ148が作動されて、上側型キャ
ビティ292が上側熱成形可能パネル66Aと隣接する
ように上側プラテン126と上側型290が下降され
る。上側型キャビティ292内に真空が導入され、図1
5に示したように、上側熱成形可能パネル66Aが、上
側型キャビティ292の表面と合致する。
述の動作の間に、および図10と図15に示したよう
に、ロボット・搬入組立体62が作動され、プレフォー
ムまたはインサート250が、スタック252から下側
熱成形可能パネル66Bの内部に搬送される。プレフォ
ームまたはインサートの250は、様々な補強材料から
選択することができ、たとえば、木材、アルミニウム、
ハニカム、プラスチック・フォーム、ならびにファイバ
または樹脂含浸ファイバと、ポリウレタン、ポリエチレ
ン、スチロフォームなどの発泡材料層とから成る多層サ
ンドイッチ体でもよい。
側プラテン162およびそれと関連した下側型280を
上昇させ、その結果、熱成形可能パネル66Aおよび6
6Bの対向面が互いに係合する。下側プラテン162が
同じように上昇して、バヨネット192および半径方向
に延在するバヨネット・ピン212が、通路218およ
びバヨネット・ロック通路222と係合する。この時点
で、ピストン・シリンダ組立体210が作動して、バヨ
ネット192を回転させ、その結果、バヨネット・ピン
212が、バヨネット・ロック通路222と係合しロッ
クし、それにより上側プラテン126と下側プラテン1
62の相対的な垂直方向の動きが防止され、上側熱成型
可能パネル66A、下側熱成形可能パネル66B、およ
びインサートまたはプレフォーム250が、下側プラテ
ン162と下側型280の間に配置された複数の空気袋
300によって生成された圧縮力により、型280およ
び290の内部において互いに固定される。空気袋30
0は、下側プラテン126の下側面全体を実質的に占有
し、少なくとも約100p.s.iの圧力の圧縮空気が
充填される。一般に、空気袋300の空気圧と下側プラ
テン162の表面積により、約75〜100トン以上の
大きい圧力が生成され、型280および290に加えら
れる。
囲を互いに固定する成形および封止ステップが完了する
と、空気袋300内の空気圧が解放され、ピストン・シ
リンダ組立体210が反対方向に作動され、その結果、
バヨネット・ピン212がバヨネット・ロック通路22
2から解放される。次に、電気駆動モータ148および
186が作動し、上側プラテン126およびそれに関連
した上側型290を上昇させ、下側プラテン162およ
びそれと関連した下側型280を下降させる。
ータ40が作動し、カルーセル組立体18をさらに60
°割り出し、その結果、形成製品266が、搬出ステー
ション64と位置合わせされる。このとき、ピストン・
シリンダ組立体84を停止し、旋回クランプ86を解放
することによって、製品266が、キャリアフレーム4
8から解放される。次に、形成した製品266が落下
し、製品266のすぐ下の位置まで上昇したテーブル2
56によって係合され、その結果製品が、大きな距離落
下することはない。次に、駆動アクチュエータ260が
作動して、テーブル256と製品266を降下させる。
傾斜止め264が、テーブル256の下部と係合してそ
れを傾斜させ、製品266が、コンベヤ270上にスラ
イドする。次に、形成した製品266は、コンベヤ27
0から取り除かれ、その結果、格納および出荷の前に、
最終的なばり取りやその他のポストプロダクション・プ
ロセスを完了することができる。
フレーム48が、上側熱成形可能パネル66Aと下側熱
成形可能パネル66Bを受け取り、隣り合った加熱ステ
ーション54および56内で加熱され、成形ステーショ
ン60において完成品266に成形されかつ結合され、
最終的に搬出ステーション64において回転式熱成形装
置10から搬出されるときの、2つの隣り合ったキャリ
アフレーム48の動作およびシーケンスに関するもので
あった。しかし、上側熱成形可能パネル66Aと下側熱
成形可能パネル66Bが、キャリアフレーム48内に連
続的かつ交互に搬入され、その結果、成形した製品26
6がカルーセル組立体18の2つ分の割り出しサイク
ル、すなわち120°回転する度、またはその後で生産
されるようにしてもよいことを理解されたい。
明者によって考え出された最良の形態である。しかしな
がら、回転式熱成形装置の技術分野の技術者にとって、
変形および変更を加えた装置および方法は明白である。
以上の開示は、本発明を実施するために発明者によって
熟考された最良の形態を提示し、当業者がこの発明を実
施できるようにすることを意図したものであり、本発明
を限定するものではなく、上記のような自明な変形も含
むように解釈され、また特許請求の趣旨および範囲によ
ってのみ限定されるべきである。
の概略平面図である。
ション回転式熱成形装置の側面図である。
における6つのパネル受けキャリアフレームを含むカル
ーセル組立体の平面図である。
が開位置または非係合位置にあるカルーセル組立体上の
キャリアフレーム組立体のうちの1つの完全な断面図で
ある。
がロック位置または係合位置にあるカルーセル組立体上
のキャリアフレーム組立体のうちの1つの完全な断面図
である。
ション回転式熱成形装置の熱成形ステーションの正面図
である。
のプラテンを並進させるための機構を示す熱成形ステー
ションの側面図である。
のプラテン並進駆動組立体の一部分の拡大斜視図であ
る。
よる6ステーション回転式熱成形装置の熱成形ステーシ
ョン上のバヨネット駆動組立体の部分断面図である。
置のコアまたはインサート・搬入ステーションの側面図
である。
置の搬出ステーションの側面図である。
明による6ステーション回転式熱成形装置の熱成形ステ
ーションの正面図である。
本発明による6ステーション回転式熱成形装置の熱成形
ステーションの正面図である。
発明による6ステーション回転式熱成形装置の熱成形ス
テーションの正面図である。
型部の下部パネル内に補強コアが配置された状態の本発
明による6ステーション回転式熱成形装置の熱成形ステ
ーションの正面図である。
明による6ステーション回転式熱成形装置の熱成形ステ
ーションの正面図である。
Claims (26)
- 【請求項1】第1の熱成形可能パネルを搬入するための
第1の搬入ステーションと、 第2の熱成形可能パネルを搬入するための第2の搬入ス
テーションと、 前記パネルを加熱するための少なくとも1つの加熱ステ
ーションと、 型部を収容するように適合された並進可能な1対の対向
するプラテンを有する熱成形ステーションと、 搬出ステーションと、 前記ステーション間で前記熱成形可能パネルを受け取り
かつ移動させるためのカルーセル組立体と、 の組合せを含む回転式熱成形装置。 - 【請求項2】前記カルーセル組立体を間欠的に回転させ
るように適合された駆動組立体を更に含む請求項1に記
載の回転式熱成形装置。 - 【請求項3】前記熱成形可能パネルのたれ下がりを検出
するために、前記少なくとも1つの加熱ステーションに
隣接して配置されたセンサを更に含む請求項1に記載の
回転式熱成形装置。 - 【請求項4】前記搬入ステーションが、吸引リフト・カ
ップを含む請求項1に記載の回転式熱成形装置。 - 【請求項5】前記熱成形ステーションが、前記プラテン
を上昇させかつ下降させる駆動手段と、前記プラテンを
互いに固定するロック手段とを更に含む請求項1に記載
の回転式熱成形装置。 - 【請求項6】前記駆動手段が、ブッシング内に収容さ
れ、モータ駆動組立体によって駆動される平歯車が係合
する複数の固定ギヤ・ラックを含む請求項5に記載の回
転式熱成形装置。 - 【請求項7】前記ロック手段が、前記プラテンのうちの
1つと一緒に動くように配置されバヨネット・ピンを有
する複数のバヨネットと、前記プラテンの別のものと一
緒に動くように配置された同数の複数のバヨネット・ソ
ケットとを含む請求項5に記載の回転式熱成形装置。 - 【請求項8】前記1対のプラテンのそれぞれの上に配置
された1対の型部と、前記1対の型部のうちの1つと前
記プラテンのうちの1つの間に配置された複数の空気袋
とを更に含む請求項1に記載の回転式熱成形ステーショ
ン。 - 【請求項9】複数のパネル受けフレームを有するカルー
セルと、 第1の熱成形可能パネルを前記フレーム内に搬入する第
1の搬入ステーションと、 第2の熱成形可能パネルを前記フレーム内に搬入する第
2の搬入ステーションと、 前記熱成形可能パネルを加熱する少なくとも1つの加熱
ステーションと、 前記熱成形可能パネルと係合するように適合された垂直
方向に並進可能な型部を有する熱成形ステーションと、 搬出ステーションとの組合せを含み、 前記カルーセル
組立体が、ステーション間で前記熱成形可能パネルを移
行させる回転式熱成形装置。 - 【請求項10】前記少なくとも1つの加熱ステーション
に隣接して配置された第2の加熱ステーションを更に含
む請求項9に記載の回転式熱成形装置。 - 【請求項11】前記熱成形ステーションの隣りに配置さ
れたインサート搬入組立体を更に含む請求項9に記載の
回転式熱成形装置。 - 【請求項12】前記熱成形ステーションが、前記プラテ
ンを上昇させかつ下降させる駆動手段と、前記プラテン
を互いに固定するロック手段とを更に含む請求項9に記
載の回転式熱成形装置。 - 【請求項13】前記駆動手段が、ブッシング内に収容さ
れ、モータ駆動組立体によって駆動される平歯車が係合
する複数の固定ギヤ・ラックを含む請求項12に記載の
回転式熱成形装置。 - 【請求項14】前記ロック手段が、前記プラテンの一方
と一緒に垂直方向に並進運動するように配置されバヨネ
ット・ピンを有する複数のバヨネットと、前記プラテン
の別の方と共に垂直方向に並進するように配置された同
数の複数のバヨネット・ソケットとを含む請求項12に
記載の回転式熱成形装置。 - 【請求項15】前記カルーセルを間欠的に回転させるよ
うに適合された駆動組立体を更に含む請求項9に記載の
回転式熱成形装置。 - 【請求項16】前記熱成形可能パネルのたれ下がりを検
出するために、前記少なくとも1つの加熱ステーション
に隣接して配置されたセンサを更に含む請求項9に記載
の回転式熱成形装置。 - 【請求項17】前記カルーセル・フレームが、前記熱成
形可能パネルと係合するように適合されたクランプ部材
と、前記クランプ部材に結合されたアクチュエータとを
含む請求項9に記載の回転式熱成形装置。 - 【請求項18】前記第1の熱成形可能パネルが、前記第
2の熱成形可能パネルと異なる表面の特徴を有する請求
項9に記載の回転式熱成形装置。 - 【請求項19】複数のパネル受けフレームを有するカル
ーセルと、 前記カルーセルを回転させるように適合された駆動組立
体と、 熱成形可能パネルを前記カルーセル・フレーム内に搬入
する第1の搬入ステーションと、 第2の熱成形可能パネルを前記カルーセル・フレーム内
に搬入する第2の搬入ステーションと、 前記熱成形可能パネルを加熱する少なくとも1つの加熱
ステーションと、 前記熱成形可能パネルと係合するように適合された垂直
方向に並進可能な型部を有する熱成形ステーションと搬
出ステーションとの組合せを含み、前記カルーセル組立
体が、ステーション間で前記熱成形可能パネルを移行さ
せる回転式熱成形装置。 - 【請求項20】前記少なくとも1つの加熱ステーション
に隣接して配置された第2の加熱ステーションを更に含
む請求項19に記載の回転式熱成形装置。 - 【請求項21】前記少なくとも1つの加熱ステーション
に隣接して配置され、前記熱成形可能パネルのたれ下が
りを検出するためのセンサを更に含む請求項19に記載
の回転式熱成形装置。 - 【請求項22】前記型部のうちの1つと前記プラテンの
うちの1つの間に配置された複数の空気袋を更に含む請
求項19に記載の回転式熱成形装置。 - 【請求項23】前記熱成形ステーションの隣りに配置さ
れたインサート搬入組立体を更に含む請求項19に記載
の回転式熱成形装置。 - 【請求項24】前記熱成形ステーションが、前記プラテ
ンを上昇させかつ下降させる駆動手段と、前記プラテン
を互いに固定するロック手段とを更に含む請求項19に
記載の回転式熱成形装置。 - 【請求項25】前記駆動手段が、ブッシング内に収容さ
れ、モータ駆動組立体によって駆動される平歯車が係合
する複数の固定ギヤ・ラックを含む請求項24に記載の
回転式熱成形装置。 - 【請求項26】前記ロック手段が、前記プラテンの一方
と共に垂直方向に並進するように配置されバヨネット・
ピンを有する複数のバヨネットと、前記プラテンの別の
ものと共に垂直方向に並進するように配置された同数の
複数のバヨネット・ソケットとを含む請求項24に記載
の回転式熱成形装置。
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