JP2003311822A - 樹脂成形体の製造方法及びその製造装置 - Google Patents

樹脂成形体の製造方法及びその製造装置

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JP2003311822A
JP2003311822A JP2002120006A JP2002120006A JP2003311822A JP 2003311822 A JP2003311822 A JP 2003311822A JP 2002120006 A JP2002120006 A JP 2002120006A JP 2002120006 A JP2002120006 A JP 2002120006A JP 2003311822 A JP2003311822 A JP 2003311822A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エネルギー線照射による加熱時の矯正・拘束
部材の温度上昇を回避し、樹脂成形体の表面へのエネル
ギー線の集中を防止し、樹脂成形体の表面の変色、分解
を低減し、樹脂成形体が熱変形温度以下に早く降温さ
せ、品質を高め、生産性を高める。 【解決手段】 樹脂成形体Wのそり、変形が生じている
部分、若しくは残留する内部応力により使用環境下でそ
り変形が発生することが予想される部分の少なくともい
ずれかにエネルギー線透過性材料からなるエネルギー線
透過部を備えた矯正・拘束部材1を密着させて矯正、拘
束する矯正・拘束工程イと、矯正・拘束部材1を密着さ
せている樹脂成形体Wの部位にエネルギー線透過部を通
してエネルギー線を照射し、熱変形温度以上、融点以下
の所定温度に加熱する加熱工程ロと、照射加熱終了後、
樹脂成形体Wが熱変形温度以下の温度において矯正・拘
束部材1の矯正・拘束を解除する矯正・拘束解除工程ハ
とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂成形体の製造
方法及びその製造装置に関し、詳しくは、樹脂成形体を
矯正・拘束部材で矯正・拘束しながらエネルギー線を照
射して樹脂成形体のそり、変形の矯正及び変形を防止す
るのに際して、エネルギー線照射による加熱時の矯正・
拘束部材の温度上昇を回避し、樹脂成形体の表面へのエ
ネルギー線の集中を防止し、樹脂成形体の表面の変色、
分解を低減し、併せて、樹脂成形体が熱変形温度以下に
早く降温させ、品質を高め、生産性を高めようとする技
術に係るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、樹脂成形体の製造方法において
は、以下のような要因で樹脂成形体内部に不均衡な応力
が発生し、そり、変形や、残留する応力により使用環境
下でのそり、変形が生じるという問題であった。 1.成形加工時の流動過程中に高温の樹脂組成物が低温
の金型に接触することにより、樹脂成形体の表面部分が
急冷され、内部は徐冷され、その冷却速度差により収縮
差が発生する。 2.成形加工時の流動過程中に樹脂組成物の金型壁面と
の間で生じる剪断力が緩和されないままに急冷固化する
ために、樹脂成形体表面近傍に応力が残留する。 3.成形加工時の冷却過程中に樹脂成形体のコーナー部
や偏肉部、リブ部、ボス部等、形状に起因する樹脂成形
体の冷却速度差により収縮差が発生する。 4.成形加工時の冷却過程中に金型冷却管等、金型構造
に起因する樹脂成形体の冷却速度差により収縮差が発生
する。 5.成形加工後、樹脂成形体への金属端子等のインサー
ト部材の圧入時に、樹脂成形体内部に圧入による歪みが
発生する。一般的にこれらの樹脂成形体のそり、変形の
矯正方法、残留応力の緩和にあっては、矯正・拘束部材
でそり、変形部あるいは応力が残留している部位を矯正
あるいは拘束し、加熱する方法が知られている。しかし
ながら従来の方法では 1.加熱手段は加熱炉等の加熱雰囲気下でおこなわれる
が、熱伝達が伝導加熱であり、樹脂組成物は熱伝導率が
低いため加熱冷却に時間を要する。また製品全体を炉内
に投入する必要があり、エネルギー効率が悪くなる。 2.樹脂成形体の賦形状態を維持するために、加熱温度
は樹脂成形体を形成している樹脂組成物の熱変形温度以
下であり、そり、変形の矯正、応力の緩和が不完全であ
る。さらに加熱処理にも非常に時間を要する。 3.矯正・拘束部材は一般的に金属、セラミックス等、
樹脂組成物に比較して耐熱性かつ剛性のある材料からな
るが、樹脂成形体と同様に加熱冷却されるため、矯正・
拘束部材の熱容量の分だけ、樹脂成形体の加熱冷却に時
間を要する。等の課題がある。一方、加熱炉等の伝導加
熱の欠点を克服する方法として、赤外線等のエネルギー
線照射による輻射加熱方法が知られている。例えば特開
昭60−94335では熱可塑的に成形されたプラスチ
ックスの内部応力を減じるために、プラスチックス部品
に成形後、熱を赤外線照射によって伝達させる方法が開
示されている。この方法では赤外線による輻射加熱のた
め、加熱時間が短時間で済む。また輻射の特徴により部
分加熱が可能であるため、樹脂成形体全体の賦形状態を
維持したままで、樹脂成形体の不均衡な応力が発生して
いる部位のみを部分的に加熱することが可能となる。し
かしながら前記方法では、上記課題の1、2は解決に至
るが、課題3は未だ解決に至ってない。またエネルギー
線の波長と樹脂組成物の組み合わせによってはエネルギ
ー線が樹脂成形品の表面に集中し、熱によって表面樹脂
組成物を変色、分解させるという新たな課題も発生す
る。
【0003】このエネルギー線の樹脂成形品表面への集
中を回避する方法として、特許第2089507では、
コンベア炉内で成形体に対向する両面より赤外線照射に
よる輻射加熱と温風エアシャワーにより樹脂成形体表面
の熱を拡散し迅速かつ均一な加熱をおこなう方法が開示
されている。しかしながら、エアシャワーによる攪拌で
は単に炉内の気体を攪拌しているに過ぎず、完全に樹脂
成形体表面に集中する熱を分散できない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題に鑑みてなされたもので、樹脂成形体を矯正・拘束
部材で矯正・拘束しながらエネルギー線を照射して樹脂
成形体Wのそり、変形の矯正及び変形を防止するのに際
して、エネルギー線照射による加熱時の矯正・拘束部材
の温度上昇を回避し、樹脂成形体の表面へのエネルギー
線の集中を防止し、樹脂成形体の表面の変色、分解を低
減し、併せて、樹脂成形体が熱変形温度以下に早く降温
させ、品質を高め、生産性を高めることができる樹脂成
形体の製造方法及びその製造装置を提供することを課題
とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明において
は、樹脂成形体Wを矯正・拘束部材1によって矯正・拘
束した状態で樹脂成形体Wを加熱して残留応力を緩和し
樹脂成形体のそり、変形を矯正する樹脂成形体の製造方
法であって、樹脂成形体Wのそり、変形が生じている部
分、若しくは残留する内部応力により使用環境下でそり
変形が発生することが予想される部分の少なくともいず
れかにエネルギー線透過性材料からなるエネルギー線透
過部を備えた矯正・拘束部材1を密着させて矯正、拘束
する矯正・拘束工程イと、矯正・拘束部材1を密着させ
ている樹脂成形体Wの部位にエネルギー線透過部を通し
てエネルギー線を照射し、熱変形温度以上、融点以下の
所定温度に加熱する加熱工程ロと、照射加熱終了後、樹
脂成形体Wが熱変形温度以下の温度において矯正・拘束
部材1の矯正・拘束を解除する矯正・拘束解除工程ハと
を備えることを特徴とするものである。このような構成
によれば、矯正・拘束部材1のエネルギー線透過部はエ
ネルギー線を透過するために、照射による温度上昇はな
く、照射によって温度上昇した樹脂成形体Wの表面から
の熱伝導でのみ温度上昇するのであり、従って、エネル
ギー線透過部の樹脂成形体Wへの密着面はエネルギー線
吸収により温度上昇した樹脂成形体Wに比較すると低温
であるため、 ・矯正・拘束部材1の冷却作用により、加熱時に樹脂成
形体Wの表面に熱が集中することがない。従って、表面
の樹脂組成物の変色・分解を低減させることができる。
【0006】・加熱終了後は、矯正・拘束部材1自体は
エネルギー線照射による温度上昇がないので、矯正・拘
束部材1が樹脂成形体Wの熱量を奪うため冷却効率がよ
く、早く熱変形温度以下の所定の温度に降温させること
ができる。しかして、樹脂成形体を矯正・拘束部材で矯
正・拘束しながらエネルギー線を照射して樹脂成形体の
そり、変形の矯正、内部応力の緩和を図りながら、簡易
に、品質を高め、生産性を高めることができる。
【0007】請求項2の発明においては、矯正・拘束工
程イは、樹脂成形体Wにエネルギー線を照射して、樹脂
成形体Wが熱変形温度以下であって、熱変形温度近傍の
所定温度になった後におこなうことを特徴とするもので
ある。このような構成によれば、熱変形温度近傍の所定
温度までは矯正・拘束部材1を密着させ矯正・拘束して
いないため、矯正・拘束部材1に樹脂成形体Wの表面の
熱が拡散せず、迅速に温度を上昇させることができ、熱
変形温度近傍の所定温度を越えてからは矯正・拘束部材
1を密着させて矯正・拘束をおこなうことによって、樹
脂成形体Wの表面に熱が集中して樹脂組成物の分解、変
色を避けることができる。
【0008】請求項3の発明においては、加熱工程ロ
は、矯正・拘束部材1による変形を矯正した時の矯正力
を検出し、検出した矯正力が予め設定した値になるまで
エネルギー線照射加熱をおこなうことを特徴とするもの
である。このような構成によれば、樹脂成形体Wが熱変
形温度以上、融点以下の所定温度に達するタイミング
を、矯正力をその代用特性として検出し、検出した矯正
力が予め設定した値になるまで照射加熱することによ
り、確実にそり、変形を矯正できる。
【0009】請求項4の発明においては、加熱工程ロ
は、矯正・拘束部材1で樹脂成形体Wに一定の矯正力を
付加した時の樹脂成形体Wの変形量を検出し、検出した
変形量が予め設定した値になるまでエネルギー線照射加
熱をおこなうことを特徴とするものである。このような
構成によれば、樹脂成形体Wの変形量を直接検出し、検
出値が予め設定した値になるまで照射加熱することによ
り、簡便、確実にそり、変形を矯正できる。
【0010】請求項5の発明においては、矯正・拘束部
材1はエネルギー透過材にて形成したローラ状もしくは
球状の回転体2を備え、回転体2を樹脂成形体Wに密着
した状態で移動させながら、回転体2を経てエネルギー
線を樹脂成形体Wの照射領域に照射することを特徴とす
るものである。このような構成によれば、エネルギー線
透過材からなる矯正・拘束部材1が樹脂成形体Wに密着
する面がローラ状または球状となっていて回転移動がで
きるため、樹脂成形体Wは常に新しい矯正・拘束部材1
の面と密着することになり、矯正・拘束部材1の温度上
昇が少なく短時間で効率的な処理ができる。
【0011】請求項6の発明においては、樹脂成形体W
のそり、変形部または樹脂成形体Wの内部応力残留部は
インサート部材3が樹脂成形品に圧入されることによっ
て生じた部位であることを特徴とするものである。一般
に、インサート部材3を圧入することによって生じる樹
脂成形体Wの弾性変形力がインサート部材3を保持する
力となるのであり、インサート部材3が圧入された部位
を加熱しすぎると弾性変形部が塑性変形してしまい、イ
ンサート部材3を保持する力が極端に低下することにな
る。しかして、請求項6の発明においては、インサート
部材3が圧入された部位をエネルギー線によって均一に
精度良く加熱するのであり、インサート部材3が圧入さ
れた部位が塑性変形することがなく、そり、変形または
内部応力を除去できる。
【0012】請求項7の発明においては、樹脂成形体W
を複数の矯正・拘束部材1、1によって矯正・拘束した
状態で樹脂成形体Wを加熱して残留応力を緩和し樹脂成
形体Wのそり、変形を矯正する樹脂成形体の製造装置で
あって、樹脂成形体Wのそり、変形が生じている部分、
または残留する内部応力により使用環境下でそり変形が
発生する部分に密着させ矯正・拘束する少なくともひと
つがエネルギー線透過性材料からなる複数の矯正・拘束
部材1と、矯正・拘束部材1を樹脂成形体Wに密着させ
てエネルギー線を照射する加熱手段4とを備えて成るこ
とを特徴とするものである。このような構成によれば、
請求項1の作用と同様な作用を得ることができる。
【0013】請求項8の発明においては、矯正・拘束部
材1は、エネルギー透過材にて形成したローラ状もしく
は球状の回転体2を備え、回転体2を移動する樹脂成形
体Wに密着させた状態で従動回転させる回転軸5を設け
たことを特徴とするものである。このような構成によれ
ば、請求項5の作用と同様な作用を得ることができる。
【0014】請求項9の発明においては、矯正・拘束部
材1と、樹脂成形体Wにインサートされたインサート部
材3を保持するための保持部材6とを弾性体33にて連
結していることを特徴とするものである。
【0015】このような構成によれば、樹脂成形体Wを
矯正・拘束部材1によって矯正・拘束をおこなった後
に、インサート部材3を弾性体33の弾性作用によって
保持部材6にて保持することができ、インサート部材3
の保持を簡単な構成で可能となる。
【0016】請求項10の発明においては、樹脂成形体
Wを拘束した矯正・拘束部材1を搬送する搬送装置7
と、搬送中の樹脂成形体Wにエネルギー線を照射する加
熱手段4を備えていることを特徴とするものである。こ
のような構成によれば、樹脂成形体Wを矯正・拘束した
矯正・拘束部材1を搬送装置7により搬送することがで
き、連続処理が可能となり、生産性を高めることができ
る。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1は樹脂成形体の製造装置を示し、同図(a)
は断面図、同図(b)は(a)のC−C線断面図であ
る。図2は製造装置による矯正・拘束前の樹脂成形体を
示し、同図(a)は平面図、同図(b)は(a)のA−
A線断面図である。図3は加熱工程を示す断面図であ
る。図4は矯正・拘束工程を示す断面図である。図5は
冷却工程を示す断面図である。図6は矯正・拘束解除工
程を示す断面図である。
【0018】本発明における樹脂成形体の製造方法を実
施した製造装置によって、そり、変形の矯正及び変形を
防止される樹脂成形体Wは、例えば、図2に示すよう
に、円板の上に円筒の縁部が連結されている形状のもの
であるが、他の形状であってもよく、そりの方向も樹脂
成形体Wの肉厚、金型の温度分布等によっては図示のも
のと反対の方向に生じることもある。以下、製造装置を
詳述する。下側冶具取付体8に下側取付板9が取付けら
れ、下側取付板9に下側の矯正・拘束部材1が取付けら
れ、下側の矯正・拘束部材1には位置決めブロック10
が取付けられ、位置決めブロック10に樹脂成形体Wが
取付けられるのである。又、加熱手段4を構成する上側
冶具取付体11に上側取付板12が取付けられ、上側取
付板12に保持ブロック13が取付けられ、保持ブロッ
ク13に上側の矯正・拘束部材1が保持されている。下
側冶具取付体8は昇降手段(図示せず)にて昇降自在に
なっていて上下の矯正・拘束部材1、1によって樹脂成
形体Wを矯正・拘束するようにしている。
【0019】上側の矯正・拘束部材1は、エネルギー線
透過材にて形成して、加熱手段4を構成するエネルギー
線照射装置14からのエネルギー線を上側の矯正・拘束
部材1を透過して樹脂成形体Wに照射して加熱するよう
にしている。下側の矯正・拘束部材1はエネルギー線透
過材であっても、非透過材であってもよい。
【0020】保持ブロック13には冷却管15が環状の
冷却溝46に配管されて樹脂成形体Wからの伝熱によっ
て上側の矯正・拘束部材1が昇温するのを抑制してい
る。下側の矯正・拘束部材1には温度センサー16を設
けて樹脂成形体Wの温度を検知するようにしている。こ
のように、上側の矯正・拘束部材1はエネルギー線を透
過するために、照射による温度上昇はなく、照射によっ
て温度上昇した樹脂成形体Wの表面からの熱伝導でのみ
温度上昇するのであり、従って、矯正・拘束部材1のエ
ネルギー線透過部の樹脂成形体Wへの密着面は、エネル
ギー線吸収により温度上昇した樹脂成形体Wに比較する
と低温であるため、 ・矯正・拘束部材1の冷却作用により、加熱時に樹脂成
形体Wの表面に熱が集中することがない。従って、表面
の樹脂組成物の変色・分解を低減させることができる。 ・加熱終了後は、矯正・拘束部材1自体はエネルギー線
照射による温度上昇がないので、矯正・拘束部材1が樹
脂成形体Wの熱量を奪うため冷却効率がよく、早く熱変
形温度以下の所定の温度に降温させることができる。し
かして、樹脂成形体Wを矯正・拘束部材1、1で矯正・
拘束しながらエネルギー線を照射して樹脂成形体Wのそ
り、変形の矯正、内部応力の緩和を図りながら、簡易
に、品質を高め、生産性を高めることができる。
【0021】この場合、図4に示す矯正・拘束工程イ
は、図3に示すように、樹脂成形体Wにエネルギー線を
照射して、樹脂成形体Wが熱変形温度以下であって、熱
変形温度近傍の所定温度になった後におこなうものであ
る。具体的には、温度センサー16による温度の測定に
よって、変形発生部の近傍の温度が樹脂成形体Wの樹脂
組成物の熱変形温度近傍の所定温度に到達した時点にお
いて、下側冶具取付体8を備えた下側冶具17が図示し
ない昇降手段によって上昇され、上側冶具取付体11を
備えた上側冶具18のエネルギー線透過材からなる矯正
・拘束部材1と下側の矯正・拘束部材1で樹脂成形体W
を密着し矯正、拘束するのである。このように、熱変形
温度近傍の所定温度まではエネルギー線透過性材料から
なる矯正・拘束部材1、1を密着させ矯正・拘束してい
ないため、矯正・拘束部材1、1に樹脂成形体Wの表面
の熱が拡散せず、迅速に温度を上昇させることができ、
熱変形温度近傍の所定温度を越えてからはエネルギー線
透過性材料からなる矯正・拘束部材1を密着させて矯正
・拘束をおこなうことによって、樹脂成形体Wの表面に
熱が集中して樹脂組成物の分解、変色を避けることがで
きる。
【0022】ここで、エネルギー線及び、エネルギー線
透過材の種類については、例えば、樹脂組成物がポリメ
チルメタクリレート(PMMA)であった場合、エネル
ギー線としては赤外線(CO2レーザ)、エネルギー線
透過材としてはセレン化亜鉛が望ましい。
【0023】ところで、樹脂成形体Wに密着することに
よって、上側の矯正・拘束部材1は樹脂成形体Wからの
熱の伝導によって温度上昇するが、保持ブロック13に
は冷却管15、冷却溝46を経由して冷却媒体が常時循
環しているため、加熱時の温度上昇が少なく、品質良
く、短時間にそり、変形の矯正、内部応力の緩和が可能
となる。ここで、熱変形温度は一般的に荷重たわみ温度
を用いる。熱変形温度近傍の所定温度は熱変形温度より
10〜30℃低いほうが好ましく、また、矯正・拘束力
としては1〜100kPa特には5〜20kPaが好ま
しい。図示しない駆動(昇降)加熱手段は油圧、空圧、
モータ、手動プレス等のものが用いられる。また、本実
施の形態は下側が駆動するようにしたが、上側のみ又は
両者を駆動してもよい。図5は冷却工程を示し、温度セ
ンサー16の温度測定によって、変形発生部の近傍の温
度が樹脂成形体Wを構成している樹脂組成物の熱変形温
度以上、融点以下の所定温度に到達した時点において、
矯正、拘束状態を維持したままで照射加熱を終了して冷
却工程に移るものである。エネルギー線透過材からなる
上側の矯正・拘束部材1はエネルギー線を透過するた
め、照射時の温度上昇は成形品表面からの熱伝導でのみ
温度上昇している。従って樹脂成形体Wのエネルギー線
吸収による温度上昇に比較すると低温であり、樹脂成形
体Wの熱量を奪うため冷却効率がよく、早く熱変形温度
以下の所定の温度に降温する。図6は矯正・拘束解除工
程を示し、温度センサー16の温度測定によって、矯正
・拘束部の温度が樹脂成形体Wを構成している樹脂組成
物の熱変形温度近傍の所定温度に降温した時点におい
て、矯正・拘束部材1、1による矯正・拘束を解除し、
樹脂成形体Wを取り出す。
【0024】図7は他の実施の形態を示し、但し、本実
施の形態の基本構成は上記実施の形態と共通であり、共
通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。本
実施の形態においては、エネルギー線の照射加熱工程に
おいて、温度センサー16による樹脂成形体Wのエネル
ギー照射部近傍の温度検出をおこない、検出した値を増
幅器19で増幅した後、比較演算器20において、予め
設定しておいた昇温プロファイルと比較する。温度プロ
ファイルの例を同図(b)に示す。ここで、予め設定し
ておいた昇温プロファイルに追従するように、比較演算
器20よりエネルギー線照射強度調整器21に信号を送
り、エネルギー線照射強度のコントロールをおこなう。
このようにして、毎回、正確な昇温プロファイルが得ら
れ、熱履歴の同一の均質な樹脂成形体Wを得ることが可
能となる。
【0025】図8は更に他の実施の形態を示し、但し、
本実施の形態の基本構成は上記実施の形態と共通であ
り、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略す
る。
【0026】本実施の形態においては、エネルギー線の
照射加熱時に、矯正・拘束部材1によって変形を矯正し
た時の矯正力を駆動(昇降)加熱手段に取り付けたロー
ドセル等の荷重測定装置(図示せず)により検出し、測
定矯正力Fを増幅器19で増幅した後、比較演算器20
において、予め設定しておいた荷重値と比較し、測定矯
正力Fが予め設定しておいた荷重値になった時点で照射
加熱を終了する。この場合、予め設定した荷重値はエネ
ルギー線照射加熱による、そり、変形矯正による減少と
樹脂成形体Wを構成している樹脂組成物の温度上昇によ
る弾性率減少を考慮した値である。このことにより、樹
脂成形体Wが熱変形温度以上、融点以下の所定温度に達
するタイミングを、矯正力をその代用特性として検出
し、これが予め設定した値になるまで照射加熱すること
により、簡便、確実にそり、変形を矯正可能となる。
【0027】図9は更に他の実施の形態を示し、但し、
本実施の形態の基本構成は上記実施の形態と共通であ
り、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略す
る。
【0028】本実施の形態においては、エネルギー線の
照射加熱時に、矯正・拘束部材1、1で樹脂成形体Wに
一定の矯正力を負荷した時の上側、下側冶具18、17
の間隔を測定する。検出した測定間隔Lを増幅器19で
増幅した後、比較演算器20において、予め設定してお
いた値と比較する。予め設定しておいた値はそり、変形
量が樹脂成形体Wの許容範囲の寸法に上側、下側冶具1
8、17の間隔に樹脂成形体Wを構成している樹脂組成
物の温度上昇による弾性率減少を考慮した値である。従
って予め設定した値と測定値の差が矯正すべき変形量と
なる。しかして、上側、下側冶具18、17の測定間隔
Lが予め設定しておいた値になった時点で照射加熱を終
了する。図10及び図11はフローチャートを示す。こ
のように、樹脂成形体Wの変形量を直接検出し、検出値
が予め設定した値になるまで照射加熱することにより、
簡便、確実にそり、変形を矯正可能となる。図12は更
に他の実施の形態を示し、但し、本実施の形態の基本構
成は上記実施の形態と共通であり、共通する部分には同
一の符号を付して説明は省略する。本実施の形態におい
ては、樹脂成形体Wのそり、変形部または樹脂成形体W
の内部応力残留部はインサート部材3が樹脂成形品に圧
入されることによって生じた部位とし、かかる箇所のそ
り、変形及び残留応力を取るものである。一般に、イン
サート部材3を圧入することによって生じる樹脂成形体
Wの弾性変形力がインサート部材3を保持する力となる
のであり、インサート部材3が圧入された部位を加熱し
すぎると弾性変形部が塑性変形してしまい、インサート
部材3を保持する力が極端に低下することになる。しか
して、本実施の形態においては、インサート部材3が圧
入された部位をエネルギー線によって均一に精度良く加
熱するのであり、インサート部材3が圧入された部位が
塑性変形することがなく、そり、変形または内部応力を
除去できる。又、本実施の形態においては、平板状に形
成した樹脂成形体Wに並列して形成したリブ22の間に
インサート部材3が圧入された形状のものを示すが、こ
のような形状に限定されるものではない。例えば、携帯
電話等の小型電器機器に使用される薄型のコネクタのよ
うに、樹脂成形体Wの角形状等の穴に板金状金属端子を
圧入した形状のものであってもよい。又、樹脂成形体W
の平板形状は矩形、円形等いかなる形状でもよい。図1
3は同上の製造方法を実施した製造装置の基本動作を示
す。但し、基本構成は上記実施の形態と共通であり、共
通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。下
側冶具17に保持ブロック13aが取付けられ、保持ブ
ロック13aには冷却管15を冷却溝46に配管して外
部から冷却媒体を循環させる冷却回路を形成している。
保持ブロック13aに位置決めブロック10を設けてイ
ンサート部材3を圧入して変形が生じている樹脂成形体
Wを位置決めして保持するようにしている。上側冶具1
8に取付けた上側取付板12に昇降ガイド孔23を形成
し、上側の矯正・拘束部材1に軸26を固定し、軸26
を昇降ガイド孔23の範囲内に昇降自在にして下側の矯
正・拘束部材1を昇降自在に取付けている。上側取付板
12にインサート部材3を保持するための保持部材6を
取付けている。保持部材6に孔30を形成して軸26を
遊挿している。保持部材6の孔30に連続して浅い大径
孔25を形成し、大径孔25に一部を入れ、かつ、軸2
6に挿通したスプリング27を保持部材6と矯正・拘束
部材1との間に設けている。保持部材6には凸部28
を、インサート部材3には凹部29を形成している。矯
正・拘束部材1には通孔31を形成してインサート部材
3を挿通できるようにしている。しかして、図13乃至
図15に示すように、インサート部材3を圧入した樹脂
成形体Wを保持ブロック13aの位置決めブロック10
に位置決めして保持させ、上側冶具18を昇降手段によ
って下昇させ、インサート部材3を上側の矯正・拘束部
材1の通孔31に通して上側の矯正・拘束部材1と下側
の矯正・拘束部材1によって樹脂成形体Wを挟持して矯
正・拘束し、この矯正・拘束によって、インサート部材
3のピッチは製品の寸法公差内に入る。この場合、スプ
リング27の作用によって凸28と凹部29との間には
隙間があってインサート部材3は保持されていない(図
14参照)。その後、上側冶具18の一層の下昇によっ
て、保持部材6の凸部28にインサート部材3の凹部2
9が嵌合して保持される(図15参照)。このように、
上側の矯正・拘束部材1と保持部材6とを弾性体33と
してのスプリング27にて弾性的に連結された形となっ
ていて、樹脂成形体Wを矯正・拘束部材1、1によって
挟持して矯正・拘束をおこなった後に、インサート部材
3を弾性体33の弾性作用によって保持部材6にて弾性
的に保持することができ、インサート部材3の保持を簡
単な構成で可能となる。この場合、下側の矯正・拘束部
材1はエネルギー線透過材で形成しているが、上側の矯
正・拘束部材1の材質はエネルギー線透過、非透過いず
れでもよい。図15に示すように、インサート部材3の
保持完了後、下側に設置したエネルギー線照射装置14
であるレーザ照射装置により照射したレーザを駆動モー
タ(図示せず)を装備した走査用ミラー32によって走
査し、エネルギー線透過材製の下側の矯正・拘束部材1
を透過して樹脂成形体Wへのインサート部材3の圧入に
基因するそり、変形部または応力残留部に照射を開始す
るのである。この場合、エネルギー線透過材からなる下
側の矯正・拘束部材1の作用、効果は詳述した基本の実
施の形態(図1〜図6)のものと同様である。ここで、
エネルギー線及びエネルギー線透過材の種類について
は、例えば、樹脂組成物がPMMAであった場合、エネ
ルギー線としてはCO2レーザ、エネルギー線透過材と
してはセレン化亜鉛が望ましい。詳しくは、エネルギー
線透過材は、照射するエネルギー線の波長帯を透過する
ものを選択するのであり、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、サ
ファイヤ、石英ガラス、硼珪酸クラウンガラス、硼珪酸
ガラスなどある。又、エネルギー線照射装置14として
は、照射するエネルギー線の照射対象である樹脂成形体
Wを構成する物質が吸収し得る波長帯を有するものを適
宜選択する。紫外線(エキシマレーザ等)、赤外線(C
O2レーザ、YAGレーザ、ハロゲンランプ等)、マイ
クロ波、可視光、X線電子線、γ線などがある。図16
は冷却工程を示し、レーザ照射部近傍の温度を温度セン
サー(図示せず)にて計測し、計測温度が樹脂成形体W
を構成している樹脂組成物の熱変形温度以上、融点以下
の所定温度に到達した時点において、矯正・拘束及びイ
ンサート部材3の保持状態を維持したままで照射加熱を
終了する。この場合、応力残留部の温度上昇は、詳述し
た基本の実施の形態と同様に温度センサーによる測定で
も熱計算による解析値でもかまわない。また熱変形温度
は、詳述した基本の実施の形態のものと同様、一般的に
荷重たわみ温度を用いる。図17は樹脂成形体Wの矯正
・拘束の解除及びインサート部材3の保持解除工程を示
し、矯正・拘束部の温度が樹脂成形体Wを構成している
樹脂組成物の熱変形温度近傍の所定温度に降温した時点
において、下側の矯正・拘束部材1の矯正・拘束を解除
するとともにインサート部材3の保持を解除して、樹脂
成形体Wを取り出すのである。このように、エネルギー
線照射により、そり、変形部または内部応力残留部を均
一に精度良く加熱すると、インサート部材3の保持部分
が塑性変形することなく、そり、変形または内部応力を
除去できる。又、エネルギー線にレーザを用いることに
より、複数のインサート部材3が樹脂成形体Wに狭いピ
ッチで配列していても樹脂成形体Wの必要な部分のみを
選択的に加熱でき、インサート部材3の保持部分が塑性
変形することなく、そり、変形または残留応力を除去で
きる。更に、矯正・拘束部材1と、インサート部材3を
保持するための保持部材6が弾性体33としてのスプリ
ング27によって連結されている形となることにより、
矯正・拘束部材1、1による樹脂成形体Wのそり矯正・
拘束後にインサート部材3の保持をおこなうことがで
き、樹脂成形体Wを熱変形温度以上に加熱しても、イン
サート部材3の位置を精度良く維持することができる。
図18〜図21は更に他の実施の形態を示し、但し、基
本構成は上記実施の形態と共通であり、共通する部分に
は同一の符号を付して説明は省略する。図18は製造装
置の構成を示し、下側の矯正・拘束部材1がベース34
上を紙面の表裏方向及び左右方向の2方向に移動可能に
設置されている。下側の矯正・拘束部材1の材質はエル
ギー線透過、非透過いずれでもよい。べ一ス34上には
主コラム35が固定され、主コラム35にはエネルギー
線照射装置14と副コラム36を取付けている。アーム
状のローラ軸受け部材37が副コラム36に昇降自在に
取付けられた支持材38に取付けられている。ローラ軸
受け部材37の先端の回転軸5にはエネルギー線透過材
からなるローラ状の矯正・拘束部材1が回転体2として
回転自在に取付けられている。回転軸5はスプリング4
0によって矯正・拘束力を調節可能にしている。エネル
ギー線照射装置14は照射するエネルギー線がエネルギ
ー線透過材からなるローラ状の矯正・拘束部材1(回転
体2)に透過可能な位置に配置されている。図19は矯
正・拘束状態から照射加熱工程への作用を示し、樹脂成
形体Wを位置決めブロック10によって下側の矯正・拘
束部材1に位置決めした後、副コラム36においてロー
ラ状の矯正・拘束部材1の位置を調節して、樹脂成形体
Wに密着させ、矯正・拘束する。矯正・拘束完了後、エ
ネルギー線照射装置14により照射加熱を開始する。照
射部温度が樹脂成形体Wを構成している樹脂組成物の熱
変形温度以上、融点以下の所定温度に到達した時点にお
いて、照射加熱を終了する。図20は冷却工程から下側
の矯正・拘束部材1の移動工程を示し、照射加熱終了
後、照射部温度が樹脂成形体Wを構成している樹脂組成
物の熱変形温度近傍の所定温度に降温すると同時に下側
の矯正・拘束部材1がベース34上を所定量移動する。
ローラ状の矯正・拘束部材1は矯正・拘束力により下側
の矯正・拘束部材1の移動に伴って回転する。以下、同
様に照射加熱→冷却→下側の矯正・拘束部材1の移動を
繰り返し、そり、変形部の全領域を照射して加熱冷却を
終了する。この場合、ローラ状の矯正・拘束部材1が回
転移動するため、樹脂成形体Wは常に新しい矯正・拘束
部材1の面と密着することになり、矯正・拘束部材1の
温度上昇が少なく短時間で効率的な処理ができる。尚、
エネルギー線及び、エネルギー線透過材の種類について
は、詳述した基本の実施の形態と同様であり、又、応力
残留部の温度上昇は基本の実施の形態と同様に温度セン
サーによる測定でも熱計算による解析値でもかまわな
い。また熱変形温度は基本の実施の形態と同様一般的に
荷重たわみ温度を用いる。図21は矯正・拘束の解除工
程を示し、そり、変形部の全領域を照射して加熱冷却を
終了後、ローラ状の矯正・拘束部材1の位置を調節(上
昇)して、樹脂成形体Wの矯正、拘束を解除する。図2
2は更に他の実施の形態を示し、但し、基本構成は上記
実施の形態と共通であり、共通する部分には同一の符号
を付して説明は省略する。本実施の形態の製造装置は、
複数の樹脂成形体Wを矯正・拘束する上下の矯正・拘束
部材1、1を備えた矯正・拘束冶具41とセラミックヒ
ータ等のエネルギー線照射装置14と矯正・拘束冶具4
1を搬送する搬送装置7としてのコンベア42とこれら
を収納する炉室43から構成されている。矯正・拘束冶
具41は下側の矯正・拘束部材1とエネルギー線透過材
からなる上側の矯正・拘束部材1と上側の矯正・拘束部
材1を挟持する一対の保持ブロック44、44と保持ブ
ロック44を介して樹脂成形体Wを矯正・拘束するため
の加圧用スプリング45から構成されている。矯正・拘
束冶具41は樹脂成形体Wを複数個取付可能になってい
る。エネルギー線照射装置14はコンベア42による搬
送中にエネルギー線照射が可能な位置に配してある。コ
ンベア42の長さはおよそ2〜5mである。矯正・拘束
冶具41をコンベア42の長さに応じて多数個製作する
ことにより、連続大量処理が可能となり、生産性の優れ
た製造装置を提供可能となる。
【0029】
【発明の効果】請求項1の発明においては、樹脂成形体
のそり、変形が生じている部分、若しくは残留する内部
応力により使用環境下でそり変形が発生することが予想
される部分の少なくともいずれかにエネルギー線透過性
材料からなるエネルギー線透過部を備えた矯正・拘束部
材を密着させて矯正、拘束する矯正・拘束工程と、矯正
・拘束部材を密着させている樹脂成形体の部位にエネル
ギー線透過部を通してエネルギー線を照射し、熱変形温
度以上、融点以下の所定温度に加熱する加熱工程と、照
射加熱終了後、樹脂成形体が熱変形温度以下の温度にお
いて矯正・拘束部材の矯正・拘束を解除する矯正・拘束
解除工程とを備えているから、矯正・拘束部材のエネル
ギー線透過部はエネルギー線を透過するために、照射に
よる温度上昇はなく、照射によって温度上昇した樹脂成
形体の表面からの熱伝導でのみ温度上昇するのであり、
従って、エネルギー線透過部の樹脂成形体への密着面は
エネルギー線吸収により温度上昇した樹脂成形体に比較
すると低温であるため、矯正・拘束部材の冷却作用によ
り、加熱時に樹脂成形体の表面に熱が集中することがな
い。従って、表面の樹脂組成物の変色・分解を低減させ
ることができる。加熱終了後は、矯正・拘束部材自体は
エネルギー線照射による温度上昇がないので、矯正・拘
束部材が樹脂成形体の熱量を奪うため冷却効率がよく、
早く熱変形温度以下の所定の温度に降温させることがで
きる。しかして、樹脂成形体を矯正・拘束部材で矯正・
拘束しながらエネルギー線を照射して樹脂成形体のそ
り、変形の矯正、内部応力の緩和を図りながら、簡易
に、品質を高め、生産性を高めることができるという利
点がある。
【0030】請求項2の発明においては、請求項1の効
果に加えて、矯正・拘束工程は、樹脂成形体にエネルギ
ー線を照射して、樹脂成形体が熱変形温度以下であっ
て、熱変形温度近傍の所定温度になった後におこなうか
ら、熱変形温度近傍の所定温度まではエネルギー線透過
性材料からなる矯正・拘束部材を密着させ矯正・拘束し
ていないため、矯正・拘束部材に樹脂の表面の熱が拡散
せず、迅速に温度を上昇させることができ、熱変形温度
近傍の所定温度を越えてからはエネルギー線透過性材料
からなる矯正・拘束部材を密着させて矯正・拘束をおこ
なうことによって、樹脂成形体の表面に熱が集中して樹
脂組成物の分解、変色を避けることができるという利点
がある。
【0031】請求項3の発明においては、請求項1又は
2の効果に加えて、加熱工程は、矯正・拘束部材による
変形を矯正した時の矯正力を検出し、検出した矯正力が
予め設定した値になるまでエネルギー線照射加熱をおこ
なうから、樹脂成形体が熱変形温度以上、融点以下の所
定温度に達するタイミングを、矯正力をその代用特性と
して検出し、検出した矯正力が予め設定した値になるま
で照射加熱することにより、確実にそり、変形を矯正で
きるという利点がある。
【0032】請求項4の発明においては、請求項1又は
2又は3の効果に加えて、加熱工程は、矯正・拘束部材
で樹脂成形体に一定の矯正力を付加した時の樹脂成形体
の変形量を検出し、検出した変形量が予め設定した値に
なるまでエネルギー線照射加熱をおこなうから、樹脂成
形体の変形量を直接検出し、検出値が予め設定した値に
なるまで照射加熱することにより、簡便、確実にそり、
変形を矯正できるという利点がある。
【0033】請求項5の発明においては、請求項1乃至
4のいずれかの効果に加えて、矯正・拘束部材はエネル
ギー透過材にて形成したローラ状もしくは球状の回転体
を備え、回転体を樹脂成形体に密着した状態で移動させ
ながら、回転体を経てエネルギー線を樹脂成形体の照射
領域に照射するから、エネルギー線透過材からなる矯正
・拘束部材が樹脂成形体に密着する面がローラ状または
球状となっていて回転移動ができるため、樹脂成形体は
常に新しい矯正・拘束部材の面と密着することになり、
矯正・拘束部材の温度上昇が少なく短時間で効率的な処
理ができるという利点がある。
【0034】請求項6の発明においては、請求項1の効
果に加えて、樹脂成形体のそり、変形部または樹脂成形
体の内部応力残留部はインサート部材が樹脂成形品に圧
入されることによって生じた部位であるから、一般に、
インサート部材を圧入することによって生じる樹脂成形
体の弾性変形力がインサート部材を保持する力となるの
であり、インサート部材が圧入された部位を加熱しすぎ
ると弾性変形部が塑性変形してしまい、インサート部材
を保持する力が極端に低下することになる。しかして、
請求項6の発明においては、インサート部材が圧入され
た部位をエネルギー線によって均一に精度良く加熱する
のであり、インサート部材が圧入された部位が塑性変形
することがなく、そり、変形または内部応力を除去でき
るという利点がある。
【0035】請求項7の発明においては、樹脂成形体を
複数の矯正・拘束部材によって矯正・拘束した状態で樹
脂成形体を加熱して残留応力を緩和し樹脂成形体のそ
り、変形を矯正する樹脂成形体の製造装置であって、樹
脂成形体のそり、変形が生じている部分、または残留す
る内部応力により使用環境下でそり変形が発生する部分
に密着させ矯正・拘束する少なくともひとつがエネルギ
ー線透過性材料からなる複数の矯正・拘束部材と、矯正
・拘束部材を樹脂成形体に密着させてエネルギー線を照
射する加熱手段とを備えているから、請求項1の効果と
同様な効果を得ることができる。
【0036】請求項8の発明においては、請求項7の効
果に加えて、矯正・拘束部材は、エネルギー透過材にて
形成したローラ状もしくは球状の回転体を備え、回転体
を移動する樹脂成形体に密着させた状態で従動回転させ
る回転軸を設けたから、請求項5と同様な効果を得るこ
とができる。
【0037】請求項9の発明においては、請求項7の効
果に加えて、矯正・拘束部材と、樹脂成形体にインサー
トされたインサート部材を保持するための保持部材とを
弾性体にて連結しているから、樹脂成形体を矯正・拘束
部材によって矯正・拘束をおこなった後に、インサート
部材を弾性体の弾性作用によって保持部材にて保持する
ことができ、インサート部材の保持を簡単な構成で可能
となるという利点がある。
【0038】請求項10の発明においては、請求項7の
効果に加えて、樹脂成形体を拘束した矯正・拘束部材を
搬送する搬送装置と、搬送中の樹脂成形体にエネルギー
線を照射する加熱手段を備えているから、樹脂成形体を
矯正・拘束した矯正・拘束部材を搬送装置により搬送す
ることができ、連続処理が可能となり、生産性を高める
ことができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の樹脂成形体の製造装置を示し、(a)
は概略断面図、(b)は(a)のC−C線断面図であ
る。
【図2】同上の方法及び装置による矯正・拘束前の樹脂
成形体を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のA−
A線断面図である。
【図3】同上の加熱工程を示す断面図である。
【図4】同上の矯正・拘束工程を示す断面図である。
【図5】同上の冷却工程を示す断面図である。
【図6】同上の矯正・拘束解除工程を示す断面図であ
る。
【図7】(a)は同上の他の実施の形態の製造装置の説
明図、(b)は温度プロファイルを示す説明図である。
【図8】同上の更に他の実施の形態の製造装置の説明図
である。
【図9】同上の更に他の実施の形態の製造装置の説明図
である。
【図10】同上のフローチャートである。
【図11】同上のフローチャートである。
【図12】同上の更に他の実施の形態を示し、(a)
(b)(c)はインサート部材の圧入作用を示す説明図
である。
【図13】同上の更に他の実施の形態の製造装置の断面
図である。
【図14】同上の更に他の実施の形態の製造装置の矯正
・拘束工程を示す断面図である。
【図15】同上のインサート部材を保持し加熱開始時を
示す断面図である。
【図16】同上の冷却工程を示す断面図である。
【図17】同上の矯正・拘束工程及びインサート部材の
解除工程を示す断面図である。
【図18】同上の更に他の実施の形態を示し、(a)は
製造装置の側面図、(b)は(a)のB−B線断面図で
ある。
【図19】同上の矯正・拘束工程及び加熱開始時の説明
図である。
【図20】同上の下側の矯正・拘束部材の移動を示す説
明図である。
【図21】同上の下側の矯正・拘束部材の移動及び上側
の矯正・拘束の解除を示す説明図である。
【図22】同上の更に他の実施の形態を示し、(a)は
製造装置の概略側面図、(b)は得られた樹脂成形体の
断面図である。
【符号の説明】
1 矯正・拘束部材 2 回転体 3 インサート部材 4 加熱手段 5 回転軸 6 保持部材 7 搬送装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F209 AD32 AP01 AP05 AP06 AR06 NA11 NB01 NB11 NG01 NG11 NH18 NJ11 NJ21 NJ29 NK07

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂成形体を矯正・拘束部材によって矯
    正・拘束した状態で樹脂成形体を加熱して残留応力を緩
    和し樹脂成形体のそり、変形を矯正する樹脂成形体の製
    造方法であって、 樹脂成形体のそり、変形が生じている部分、若しくは残
    留する内部応力により使用環境下でそり変形が発生する
    ことが予想される部分の少なくともいずれかにエネルギ
    ー線透過性材料からなるエネルギー線透過部を備えた矯
    正・拘束部材を密着させて矯正、拘束する矯正・拘束工
    程と、 矯正・拘束部材を密着させている樹脂成形体の部位にエ
    ネルギー線透過部を通してエネルギー線を照射し、熱変
    形温度以上、融点以下の所定温度に加熱する加熱工程
    と、 照射加熱終了後、樹脂成形体が熱変形温度以下の温度に
    おいて矯正・拘束部材の矯正・拘束を解除する矯正・拘
    束解除工程とを備えることを特徴とする樹脂成形体の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 矯正・拘束工程は、樹脂成形体にエネル
    ギー線を照射して、樹脂成形体が熱変形温度以下であっ
    て、熱変形温度近傍の所定温度になった後におこなうこ
    とを特徴とする請求項1記載の樹脂成形体の製造方法。
  3. 【請求項3】 加熱工程は、矯正・拘束部材による変形
    を矯正した時の矯正力を検出し、検出した矯正力が予め
    設定した値になるまでエネルギー線照射加熱をおこなう
    ことを特徴とする請求項1又は2記載の樹脂成形体の製
    造方法。
  4. 【請求項4】 加熱工程は、矯正・拘束部材で樹脂成形
    体に一定の矯正力を付加した時の樹脂成形体の変形量を
    検出し、検出した変形量が予め設定した値になるまでエ
    ネルギー線照射加熱をおこなうことを特徴とする請求項
    1又は2又は3記載の樹脂成形体の製造方法。
  5. 【請求項5】 矯正・拘束部材はエネルギー透過材にて
    形成したローラ状もしくは球状の回転体を備え、回転体
    を樹脂成形体に密着した状態で移動させながら、回転体
    を経てエネルギー線を樹脂成形体の照射領域に照射する
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の樹
    脂成形体の製造方法。
  6. 【請求項6】 樹脂成形体のそり、変形部または樹脂成
    形体の内部応力残留部はインサート部材が樹脂成形品に
    圧入されることによって生じた部位であることを特徴と
    する請求項1記載の樹脂成形体の製造方法。
  7. 【請求項7】 樹脂成形体を複数の矯正・拘束部材によ
    って矯正・拘束した状態で樹脂成形体を加熱して残留応
    力を緩和し樹脂成形体のそり、変形を矯正する樹脂成形
    体の製造装置であって、 樹脂成形体のそり、変形が生じている部分、または残留
    する内部応力により使用環境下でそり変形が発生する部
    分に密着させ矯正・拘束する少なくともひとつがエネル
    ギー線透過性材料からなる複数の矯正・拘束部材と、 矯正・拘束部材を樹脂成形体に密着させてエネルギー線
    を照射する加熱手段とを備えて成ることを特徴とする樹
    脂成形体の製造装置。
  8. 【請求項8】 矯正・拘束部材は、エネルギー透過材に
    て形成したローラ状もしくは球状の回転体を備え、回転
    体を移動する樹脂成形体に密着させた状態で従動回転さ
    せる回転軸を設けたことを特徴とする請求項7記載の樹
    脂成形体の製造装置。
  9. 【請求項9】 矯正・拘束部材と、樹脂成形体にインサ
    ートされたインサート部材を保持するための保持部材と
    を弾性体にて連結して成ることを特徴とする請求項7記
    載の樹脂成形体の製造装置。
  10. 【請求項10】 樹脂成形体を拘束した矯正・拘束部材
    を搬送する搬送装置と、搬送中の樹脂成形体にエネルギ
    ー線を照射する加熱手段を備えて成ることを特徴とする
    請求項7記載の樹脂成形体の製造装置。
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