JP2004009640A

JP2004009640A - Shutter for thermoforming machine

Info

Publication number: JP2004009640A
Application number: JP2002168688A
Authority: JP
Inventors: Norio Toyoshima; 豊嶋　範男; Shigehiro Koga; 古賀　茂弘
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2004-01-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shutter for a thermoforming machine which is excellent in reproducibility of operations, fast in operational speed and easy to control a stop position and the operational speed by vertically moving a lower shutter using a link mechanism driven by a servomotor. <P>SOLUTION: The shutter for the thermoforming machine has the lower shutter 50 vertically movably provided below a conveyance path of a resin sheet in the thermoforming machine including upper and lower molds for molding the heated resin sheet by clamping the upper and lower molds, the servomotor, and the double-crank-type link mechanism for converting the reciprocal rotational motion of the servomotor into vertical linear reciprocal motion and transmitting it to the lower shutter 50. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱成形機用シャッタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、連続した樹脂シートを成形して、食品、飲料、電気部品、日用品、医薬品等を収容する容器、該容器の蓋（ふた）等の樹脂製の成形品を成形するための樹脂シートの熱成形ラインにおいては、上型及び下型を有し、加熱された樹脂シートを型締して成形品を成形する熱成形機が使用されている。
【０００３】
ここで、該熱成形機は、連続した前記樹脂シート上に熱成形方法によって成形品を成形する装置であり、前記樹脂シートは、搬送装置によって１ショットの成形に要する長さずつ間欠的に搬送され、前記熱成形機に送り込まれる。そして、前記熱成形機の樹脂シート搬送方向における下流側にはトリミング装置が配設され、該トリミング装置において、前記成形品は樹脂シートから切断、分離され、集積された後、包装、箱詰め等の後工程に送り出される。
【０００４】
一方、前記熱成形機の樹脂シート搬送方向における上流側には加熱装置が配設され、該加熱装置において、前記樹脂シートは成形に適した温度にまで加熱されて、前記熱成形機に送り込まれる。そして、前記加熱装置は、通常、前記樹脂シートの搬送路の上下に配設された輻（ふく）射ヒータを有し、該輻射ヒータからの輻射熱によって、前記樹脂シートを加熱するようになっている。
【０００５】
ところで、熱成形において、型締して成形する際の樹脂シートの位置決めは極めて重要な成形ファクターであるから、前記熱成形機に送り込まれた樹脂シートは、型締して成形する際に把持手段によって把持されて、固定されている必要がある。
【０００６】
また、前記加熱装置の出口部分、すなわち、熱成形機側の部分からは加熱装置内部の熱が逃げやすいので、前記加熱装置の出口部分には、熱を逃がさないための部材を配設する必要がある。
【０００７】
このような問題を解決するために、従来の熱成形機においては、前記加熱装置との間の箇所、すなわち、前記加熱装置の出口に面している箇所である熱成形機の入口に、開閉式のシャッタを配設するようになっている。この場合、該シャッタは、前記樹脂シートが搬送される時に開き、前記樹脂シートが停止している時に閉じて、前記樹脂シートを上下から挟むようになっている。これにより、前記加熱装置から熱が逃げないだけでなく、型締して成形する際には、前記樹脂シートが上下方向からシャッタに把持されて位置決めされるので、成形中に型締によるシートの位置ズレが生じなくなり成形品が正確に前記樹脂シート上に成形される。
【０００８】
このように、前記熱成形機の入口に開閉式のシャッタを配設することによって、前記加熱装置から熱が逃げないので熱効率が向上するとともに、前記樹脂シートが上下方向からシャッタに把持されて位置決めされるので、成形中に型締によるシートの位置ズレが生じなくなり成形品が正確に前記樹脂シート上に成形される。よって、前記熱成形機における前記樹脂シートの熱成形が良好に行われ、良質な成形品を得ることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の熱成形機用シャッタ装置においては、上下のシャッタをエアーシリンダによって駆動して上下動させるようになっているので、動作に再現性が乏しく、特に熱成形機が型締するタイミングと上下のシャッタが閉じるタイミングとがズレてしまうことがあった。
【００１０】
この場合、樹脂シートはシャッタによって上下から把持されない状態、すなわち、位置決めされない状態のまま型締が開始されるので、型締に伴って樹脂シートが引き込まれて位置ズレを起こし、成形品が正確に樹脂シート上に成型されなくなってしまう。
【００１１】
また、エアーシリンダは一般に動作速度が遅いので、最近の樹脂シートの熱成形ラインの高速化に対応することが困難である。特に、下側シャッタは移動量が大きく、かつ、シャッタを閉じる際には、重量物を持ち上げることになるので前記下側シャッタを駆動するエアーシリンダに高負荷がかかることになる。そのため下側シャッタを駆動するエアーシリンダの高速化は極めて困難であった。
【００１２】
さらに、エアーシリンダの高速化を達成した場合も、エアーシリンダは動作速度の微妙な制御が困難であるので、シャッタが閉じる寸前、すなわち、停止寸前の移動速度の制御が不安定になってしまう。特に下側シャッタは移動の途中から、下に垂れている樹脂シートを持ち上げるようになっているので、停止寸前のシャッタの移動速度が速すぎると、樹脂シートが慣性によって上方にオーバーシュートしてしまい、位置決めすることができなくなってしまう。
【００１３】
さらに、シャッタによって樹脂シートを上下から把持する位置は、熱成形機の成形型に応じて調節することが望ましいが、エアーシリンダの場合、停止位置を正確に調整することが困難である。
【００１４】
なお、動作の再現性を向上させるために、エアーシリンダに代えて、ボールねじを利用するＡＣサーボ装置を用いることも考えられるが、このようなボールねじを利用するＡＣサーボ装置は寸法が大きくなるので、熱成形機用シャッタ装置に用いることは不適当である。
【００１５】
本発明は、前記従来の熱成形機用シャッタ装置の問題点を解決して、サーボモータによって駆動させられるリンク機構を使用して下側シャッタを上下動させることによって、動作の再現性が良好で、動作速度も速く、かつ、停止位置や動作速度の制御が容易な熱成形機用シャッタ装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の熱成形機用シャッタ装置においては、上型及び下型を備え該上型及び下型を型締することによって加熱された樹脂シートを成形する熱成形機における前記樹脂シートの搬送路下方に上下動可能に配設された下側シャッタと、サーボモータと、該サーボモータの往復回転運動を上下方向の直線往復運動に変換して前記下側シャッタに伝達するダブルクランク式のリンク機構とを有する。
【００１７】
本発明の他の熱成形機用シャッタ装置においては、さらに、前記下側シャッタと対向する位置に上下動可能に配設された上側シャッタを有する。
【００１８】
本発明の更に他の熱成形機用シャッタ装置においては、さらに、前記下側シャッタ及び上側シャッタは前記熱成形機における樹脂シート入口部分に配設されている。
【００１９】
本発明の更に他の熱成形機用シャッタ装置においては、さらに、前記上側シャッタを往復動させるシリンダ装置を有する。
【００２０】
本発明の更に他の熱成形機用シャッタ装置においては、さらに、前記シリンダ装置は、前記上側シャッタの下死点位置を調整することができる。
【００２１】
本発明の更に他の熱成形機用シャッタ装置においては、さらに、前記リンク機構は、前記サーボモータの駆動回転軸に固定された第１クランクアーム及び該第１クランクアームに一端が取り付けられた第１コネクティングロッド、並びに、前記駆動回転軸と同期して逆向きに回転する従動回転軸に固定された第２クランクアーム及び該第２クランクアームに一端が取り付けられた第２コネクティングロッドを備え、前記第１コネクティングロッド及び第２コネクティングロッドの他端は、前記下側シャッタの下側駆動部材に取り付けられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明の実施の形態におけるシャッタ装置の全体を示す図であり図３のＡ−Ａ矢視図、図２は本発明の実施の形態における熱成形機及び熱成形機用加熱装置の全体側面図、図３は本発明の実施の形態における熱成形機の側面及び熱成形機用加熱装置の側断面を示す要部概念図、図４は本発明の実施の形態におけるシャッタ装置の即断面を示す図であり図１のＢ−Ｂ矢視断面図、図５は本発明の実施の形態におけるシリンダ装置を示す図であり図４のＣ部拡大図、図６は本発明の実施の形態におけるサーボモータを示す図であり図４のＤ部拡大図、図７は本発明の実施の形態におけるサーボモータを示す図であり図６のＥ−Ｅ矢視図、図８は本発明の実施の形態におけるリンク機構を示す図であり図７のＦ−Ｆ矢視図である。
【００２４】
図２において、１０は熱成形機用加熱装置であり、連続した樹脂シート１４に、カップ麺（めん）、刺身、ゼリー等の食品、果汁、炭酸水等の飲料、電気部品、日用品、医薬品等を収容する容器、該容器の蓋等の樹脂製の成形品を成形する樹脂シート１４の熱成形ラインにおいて、前記樹脂シート１４の搬送方向における熱成形機３０の上流側に配設され、該熱成形機３０に送り込まれる前記樹脂シート１４を成形に適した温度にまで加熱する。
【００２５】
そして、前記熱成形機３０は、例えば、真空成形、圧空成形、絞り成形、プレス成形、マッチドモールド成形等の熱成形方法によって前記樹脂シート１４上に前記成形品を成形する。
【００２６】
なお、前記熱成形機用加熱装置１０は前記熱成形機３０と離して配設してもよいが、その場合、熱成形機用加熱装置１０から送り出された樹脂シート１４の温度が低下してしまうので、熱効率の観点から、前記熱成形機用加熱装置１０と前記熱成形機３０とは、互いに近接して配設することが望ましい。
【００２７】
また、前記樹脂シート１４は、原反ロール１５から繰り出されて、ピンやクランプを備えたチェーン、ベルト等を有する搬送装置１３によって両端を把持され、図示されない駆動装置によって１ショットの成形に要する長さずつ、図２において左方向へ、間欠的に搬送され、前記熱成形機３０に送り込まれる。そして、該熱成形機３０の樹脂シート１４の搬送方向における下流側には図示されないトリミング装置が配設され、該トリミング装置において、前記成形品は樹脂シート１４から切断、分離され、集積された後、包装、箱詰め等の後工程に送り出される。
【００２８】
本実施の形態における前記樹脂シート１４としては、いかなるものであってもよいが、例えば、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＳ（ポリスチレン）、発泡ポリスチレン、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネイト）、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、生分解性樹脂等が使用される。また、耐水性、ガスバリヤー性等を考慮して、複数種類の樹脂を積層したシートを使用することもできる。
【００２９】
そして、図３には、前記熱成形機用加熱装置１０及び熱成形機３０の要部における側断面が示されている。ここで、１１は前記熱成形機用加熱装置１０内において、前記樹脂シート１４の搬送路上方に配設された上ヒータ装置、１２は前記熱成形機用加熱装置１０内において、前記樹脂シート１４の搬送路下方に配設された下ヒータ装置である。そして、前記上ヒータ装置１１及び下ヒータ装置１２は、図示されない昇降駆動装置によって上方向及び下方向にそれぞれ移動させられる。
【００３０】
ここで、前記上ヒータ装置１１は、シーズヒータ、磁器製ヒータ、赤外線電球ヒータ等から成るブロック状輻射ヒータを同一面上に複数配設することによって全体として１枚の面状のヒータとしたものであり、輻射によって前記樹脂シート１４を上方から加熱する。なお、前記ブロック状輻射ヒータの大きさは、必ずしも同一の大きさでなくてもよい。
【００３１】
なお、前記上ヒータ装置１１として前記シーズヒータ、磁器製ヒータ、赤外線電球ヒータ等のうちからどれが選択されるかは、加熱温度、ヒータの性能、樹脂シート１４の材質等を考慮してなされる事項であるが、一般的には、樹脂シート１４がＰＰ、ＰＥ、ＰＳ、ＡＢＳ樹脂の場合はシーズヒータが選択され、発砲ポリスチレンや厚肉シートの場合は磁器製ヒータが選択されるのが望ましい。また、前記上ヒータ装置１１の温度は、前記ブロック状輻射ヒータがシーズヒータから成る場合は５００〜７００〔℃〕程度、磁器製ヒータから成る場合は３００〜５００〔℃〕程度とするのが望ましい。
【００３２】
一方、前記下ヒータ装置１２は、輻射によって前記樹脂シート１４を下方から加熱するためのものであり、前記上ヒータ装置１１と同様の構造を有し、前記樹脂シート１４の搬送路に関して、前記上ヒータ装置１１と対称に配設される。
【００３３】
なお、前記上ヒータ装置１１及び下ヒータ装置１２の搬送方向の寸法は、１ショットの成形に要する前記樹脂シート１４の長さよりもやや長い程度である。したがって、前記樹脂シート１４は、前記熱成形機用加熱装置１０内において、前記熱成形機３０が２ショットの成形を行う時間だけ加熱されることになる。
【００３４】
これをより詳細にみると、前記熱成形機用加熱装置１０内の樹脂シート入口側（図３において右側）の第１ゾーンにおいて、前記熱成形機３０が１ショットの成形を行う間停止していた前記樹脂シート１４の部分は、前記熱成形機３０が１ショットの成形の後、前記搬送装置１３によって間欠送りされて、前記熱成形機用加熱装置１０内の樹脂シート出口側（図３において左側）の第２ゾーンまで移動して停止する。続いて、前記熱成形機３０が１ショットの成形を行う間停止した後、前記搬送装置１３によって間欠送りされて、前記熱成形機３０内に送り込まれるようになっている。
【００３５】
さらに、前記熱成形機用加熱装置１０内の樹脂シート入口近傍には、前記樹脂シート１４の搬送路を挟んで、上遮蔽（へい）板１６及び下遮蔽板１７が配設される。ここで、前記上遮蔽板１６及び下遮蔽板１７は前記上ヒータ装置１１及び下ヒータ装置１２からの輻射熱を遮るためのものであり、搬送方向に移動可能に配設される。
【００３６】
ここで、前記第１ゾーンの樹脂シート入口側の起点よりも図３において右側の前記樹脂シート１４の部分が加熱されると、該部分は、その後、さらに、第１ゾーン及び第２ゾーンにおいて、前記熱成形機３０が２ショットの成形を行う時間加熱されるのであるから、温度が上昇し過ぎてしまう。これを防止するために、前記第１ゾーンの樹脂シート入口側の起点よりも右側の前記ブロック状輻射ヒータは加熱を停止するようになっているが、前記第１ゾーンに対応する前記ブロック状輻射ヒータからの輻射熱が前記第１ゾーンの樹脂シート入口側の起点よりも右側の前記樹脂シート１４の部分にも与えられるため、該部分は加熱されてしまう。
【００３７】
この場合、前記上遮蔽板１６及び下遮蔽板１７を配設することによって、前記第１ゾーンの樹脂シート入口側の起点よりも右側にある前記樹脂シート１４の部分は、前記第１ゾーンに対応する前記ブロック状輻射ヒータの輻射熱から遮蔽されるので、前記第１ゾーンに搬入される前に、前記樹脂シート１４が前記上ヒータ装置１１及び下ヒータ装置１２からの輻射熱によって加熱されて、温度が上昇し過ぎることがない。
【００３８】
また、前記熱成形機３０は、フレーム３１に固定された図示されない上テーブル駆動アクチュエータ及び下テーブル駆動アクチュエータ、該上テーブル駆動アクチュエータ及び下テーブル駆動アクチュエータにそれぞれ取り付けられた上テーブル３２及び下テーブル３４、該上テーブル３２及び下テーブル３４にそれぞれ着脱自在に取り付けられた上型３３及び下型３５を有する。
【００３９】
ここで、該上型３３及び下型３５は、通常、一方が雌型であり他方が雄型であるが、前記熱成形機３０が真空成形機である場合、例えば、雄型に代えてプラグを使用することもできる。また、成形品が食品、飲料、電気部品、日用品、医薬品等を収容する容器や該容器の蓋のような、小型の容器である場合、通常、前記上型３３及び下型３５はそれぞれ複数の成形型を有し、１回の成形動作、すなわち、１ショットで複数の成形品が樹脂シート１４上に成形される。例えば、成形品が小型の容器である場合、前記上型３３及び下型３５は、前記樹脂シート１４の幅方向（図３における図面に対して垂直方向）に１０個、樹脂シート搬送方向（図３における左右方向）に５列、合計１０×５＝５０個の成形型を有する。
【００４０】
また、樹脂シート成形ラインの生産計画や樹脂シート１４の幅等に応じて、前記上型３３及び下型３５に代えて、より小型の上型及び下型を使用することもできる。
【００４１】
なお、前記熱成形機３０と熱成形機用加熱装置１０との間には、開閉式のシャッタ装置が配設される。この場合、該シャッタ装置は、上側シャッタ４０及び下側シャッタ５０を有し、前記熱成形機３０における樹脂シート１４の入口部分のフレーム３１に取り付けられる。
【００４２】
ここで、前記上側シャッタ４０は、図１及び４に示されるように、上下に移動可能な上側支持部材４１、該上側支持部材４１の下部に固定された上側シート把持板４２、及び、前記上側支持部材４１の上部に固定された上側熱シール板４３から成る。
【００４３】
そして、前記上側支持部材４１は上下方向に延在し、その上下端部が前記フレーム３１に固定された左右のガイドロッド４６に摺（しゅう）動可能に嵌（かん）合されている。また、前記上側支持部材４１の中央部分には、上下方向に延在する上側駆動ロッド４４の下端部が固定されている。
【００４４】
さらに、前記上側駆動ロッド４４の上端部は、前記フレーム３１の上部に固定された図５に示されるようなシリンダ装置としての駆動シリンダ装置４５のピストンロッド４５ａに連結されている。なお、前記駆動シリンダ装置４５は、エアーシリンダから成るが、油圧シリンダであってもよい。ここで、前記駆動シリンダ装置４５は、いわゆる、両ロッド方式の装置であり、図５における上方にもピストンロッド４５ｂが突出している。そして、該ピストンロッド４５ｂには、二重ナット４５ｃが螺（ら）着されており、前記ピストンロッド４５ｂの軸方向における二重ナット４５ｃの位置を調整することによって、前記ピストンロッド４５ａの移動可能な長さを調整することができる。
【００４５】
これにより、前記上側支持部材４１、上側シート把持板４２及び上側熱シール板４３は、一体となって、前記駆動シリンダ装置４５が駆動することによって上下動させられる。また、上側シート把持板４２の下限位置、すなわち、クランプ位置を前記二重ナット４５ｃの位置を調整することによって、調整することができる。
【００４６】
一方、前記下側シャッタ５０は、図１及び４に示されるように、上下に移動可能な下側支持部材５１、該下側支持部材５１の上部に固定された下側シート把持板５２、及び、前記下側支持部材５１の下部に固定された下側熱シール板５３から成る。
【００４７】
そして、前記下側支持部材５１は上下方向に延在し、その上下端部が前記フレーム３１に固定された左右のガイドロッド４６に摺動可能に嵌合されている。また、前記下側支持部材５１の中央部分には、上下方向に延在する下側駆動部材５４の上端部が固定されている。該下側駆動部材５４は、図１に示されるように、長方形の枠のような中空形状を有している。
【００４８】
さらに、前記下側駆動部材５４の下端部には、第１コネクティングロッド５６ａ及び第２コネクティングロッド５６ｂの上端部がそれぞれ回転可能に取り付けられている。なお、前記第１コネクティングロッド５６ａ及び第２コネクティングロッド５６ｂは互いに同じ構成を有するものであり、長さ等の各部の寸法が同一である。そして、第１コネクティングロッド５６ａの下端部は、図６に示されるように、サーボモータとしてのＡＣサーボモータ５５の駆動回転軸６２ａに固定された第１クランクアーム５７ａの先端部に回転可能に取り付けられている。なお、前記ＡＣサーボモータ５５は前記フレーム３１の下部に固定されている。
【００４９】
ここで、前記ＡＣサーボモータ５５の駆動回転軸６２ａには、図７に示されるように、第１クランクアーム５７ａを介して同調用駆動ギヤ６１ａが取り付けられている。また、前記ＡＣサーボモータ５５に隣接して配設された軸受装置６３に従動回転軸６２ｂがベアリングを介して回転可能に取り付けられている。そして、前記従動回転軸６２ｂには第２クランクアーム５７ｂを介して同調用従動ギヤ６１ｂが取り付けられ、該同調用従動ギヤ６１ｂは前記同調用駆動ギヤ６１ａと噛（か）み合っている。この場合、前記同調用駆動ギヤ６１ａ及び同調用従動ギヤ６１ｂは互いに同じ構成を有するものであり、歯数、基準ピッチ円の直径等の各部の寸法が同一である。そのため、前記駆動回転軸６２ａが回転すると、従動回転軸６２ｂも、駆動回転軸６２ａの回転に同調し、同一の角速度で逆向きに回転するようになっている。
【００５０】
また、前記従動回転軸６２ｂには、図８に示されるように、第２クランクアーム５７ｂが固定されている。なお、第１クランクアーム５７ａ及び第２クランクアーム５７ｂは互いに同じ構成を有するものであり、長さ等の各部の寸法が同一である。そして、前記第２クランクアーム５７ｂの先端部には、第２コネクティングロッド５６ｂの下端部が回転可能に取り付けられている。このように、前記下側駆動部材５４、第１コネクティングロッド５６ａ及び第２コネクティングロッド５６ｂ、第１クランクアーム５７ａ及び第２クランクアーム５７ｂ、同調用駆動ギヤ６１ａ及び同調用従動ギヤ６１ｂ、並びに、駆動回転軸６２ａ及び従動回転軸６２ｂによってダブルクランク式のリンク機構が構成される。
【００５１】
この場合、前記第１クランクアーム５７ａ及び第２クランクアーム５７ｂは、先端部の高さ位置が互いに等しくなるように、駆動回転軸６２ａ及び従動回転軸６２ｂにそれぞれ取り付けられている。すなわち、図８において、駆動回転軸６２ａ及び従動回転軸６２ｂの軸中心を結ぶ線分の垂直二等分線を対称軸として、該対称軸に関して互いに対称となるように、駆動回転軸６２ａ及び従動回転軸６２ｂにそれぞれ取り付けられている。そして、駆動回転軸６２ａ及び従動回転軸６２ｂは互いに同調して、同一の角速度で逆向きに回転するのであるから、第１クランクアーム５７ａ及び第２クランクアーム５７ｂは、前記駆動回転軸６２ａ及び従動回転軸６２ｂの回転角度に関わらず、常に、前記対称軸に関して対称となる。そのため、第１クランクアーム５７ａ及び第２クランクアーム５７ｂも前記対称軸に関して常に対称となる。したがって、下側駆動部材５４の下端部に取り付けられた第１コネクティングロッド５６ａの上端部及び第２コネクティングロッド５６ｂの上端部の高さ位置は、常に等しくなる。
【００５２】
なお、図８において、６５及び６６は、支持部材６７に取り付けられたストッパ部材であり、前記駆動回転軸６２ａ及び従動回転軸６２ｂが所定角度以上回転した場合には、第１クランクアーム５７ａ及び第２クランクアーム５７ｂの先端部が前記ストッパ部材６５及び６６によって停止させられる。また、前記支持部材６７は、図８において、前記対称軸上に位置する。
【００５３】
これにより、前記下側支持部材５１、下側シート把持板５２及び下側熱シール板５３は、前記ＡＣサーボモータ５５が回転すると、前記リンク機構によって、一体的に上下動させられる。
【００５４】
なお、前記下側シート把持板５２及び下側熱シール板５３は、軽量化の観点からアルミニウム製であることが望ましい。
【００５５】
前記シャッタ装置は、前記樹脂シート１４が搬送される時に開き、該樹脂シート１４が停止している時に閉じて、前記上側シート把持板４２及び下側シート把持板５２によって、前記樹脂シート１４を上下から挟むようになっている。すなわち、前記上側シャッタ４０と下側シャッタ５０とは、協働して前記樹脂シート１４を把持する。これにより、前記熱成形機用加熱装置１０から熱が逃げないだけでなく、前記樹脂シート１４の位置決めがなされるので、成形品が正確に前記樹脂シート１４上に成形される。
【００５６】
また、前記搬送装置１３は、前記樹脂シート１４の搬送路の両側に前記樹脂シート１４の幅方向に移動可能に配設されている。すなわち、左右の前記搬送装置１３は互いに平行であり、前記樹脂シート１４の幅寸法に合わせて、互いの間隔を変更することができるように、移動することができるようになっている。
【００５７】
なお、前記熱成形機３０は、図示されない制御装置を有する。該制御装置は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、半導体メモリ、ハードディスク等の記憶手段、マウス、キーボード、タッチパネル等の入力手段、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等の表示手段、Ｉ／Ｏ（入出力インターフェイス）等を有する。そして、前記制御装置は、オペレータの指令やあらかじめ入力されたプログラムに基づいて、前記上テーブル駆動アクチュエータ、下テーブル駆動アクチュエータ、駆動シリンダ装置４５、ＡＣサーボモータ５５、搬送装置１３等の動作を制御する。
【００５８】
さらに、前記制御装置は、前記熱成形機３０のすべて又は一部の動作を総括的に制御する。なお、前記制御装置としては、独立したものでなく、例えば、樹脂シート成形ラインにおける熱成形機用加熱装置１０、トリミング装置等の装置を制御する制御装置の一部として他の制御装置に統合されたものを使用することもできる。
【００５９】
また、前記熱成形機用加熱装置１０は、断熱のために周囲を覆う図示されない壁部材を有することが望ましい。該壁部材は、断熱材を有し、前記熱成形機用加熱装置１０の上下左右前後の面を覆うように取り付けられる。ただし、樹脂シート１４が通過する部分や、装置の一部が通過したり突出する箇所には開口が形成される。この場合、熱効率を向上させるために、前記開口の面積はできる限り少なくするとともに、開閉式のシャッタが取り付けられることが望ましい。また、前記熱成形機３０の熱効率を向上させるためには、壁部材を有することが望ましい。この場合、前記熱成形機用加熱装置１０の壁部材と一体の壁部材が取り付けられてもよい。
【００６０】
次に、前記構成の熱成形機用シャッタ装置の動作について説明する。
【００６１】
まず、熱成形機用加熱装置１０において、樹脂シート１４は、原反ロール１５から繰り出され、図３における右方から左方へ１ショットの成形に要する長さずつ間欠的に搬送される。そして、前記樹脂シート１４は、前記熱成形機用加熱装置１０内において所定時間停止し、その間、前記上ヒータ装置１１及び下ヒータ装置１２からの輻射熱によって成形に最適な温度範囲、すなわち、成形温度にまで加熱される。
【００６２】
この時、図１における駆動シリンダ装置４５が駆動して、上側支持部材４１、上側シート把持板４２及び上側熱シール板４３から成る上側シャッタ４０は下方へ移動させられ、また、ＡＣサーボモータ５５が駆動して、下側支持部材５１、下側シート把持板５２及び下側熱シール板５３から成る下側シャッタ５０は上方へ移動させられる。これにより、前記上側シャッタ４０の上側シート把持板４２及び下側シャッタ５０の下側シート把持板５２は、前記樹脂シート１４を上下から挟んで把持する。
【００６３】
なお、前記成形温度は、成形条件、前記樹脂シート１４の種類、厚さ等により異なるが、熱成形においては、一般的に、前記樹脂シート１４がＰＶＣの場合は１２０〜１４０〔℃〕、ＰＳの場合は１１０〜１５０〔℃〕、ＰＰの場合は１７０〜２２０〔℃〕、ＰＥの場合は１４０〜１９０〔℃〕、ＡＢＳ樹脂の場合は１３０〜１５０〔℃〕、ＰＥＴの場合は１３５〜１５５〔℃〕程度である。
【００６４】
ここで、前記樹脂シート１４の加熱温度は、前記上ヒータ装置１１及び下ヒータ装置１２の出力を調節して輻射熱の量を制御することによって、また、図示されない昇降駆動装置を作動させ、前記上ヒータ装置１１及び下ヒータ装置１２を上方及び下方に移動させて、前記樹脂シート１４と前記上ヒータ装置１１及び下ヒータ装置１２との距離をそれぞれ調整することによって、所定の成形温度にすることができる。
【００６５】
また、前記第１ゾーンの樹脂シート入口側の起点よりも図３における右側の前記樹脂シート１４の部分が加熱されると、該部分は、その後、さらに、第１ゾーン及び第２ゾーンにおいて、前記熱成形機３０が２ショットの成形を行う時間加熱されるのであるから、温度が上昇し過ぎてしまうので、これを防止するために、前記第１ゾーンの樹脂シート入口側の起点よりも右側の前記ブロック状輻射ヒータは停止させらることが望ましい。
【００６６】
さらに、前記第１ゾーンに対応する前記ブロック状輻射ヒータからの輻射熱が前記第１ゾーンの樹脂シート入口側の起点よりも右側の前記樹脂シート１４の部分にも与えられるため、該部分は加熱されてしまうので、前記上遮蔽板１６及び下遮蔽板１７の位置を調整して、前記第１ゾーンの樹脂シート入口側の起点よりも右側にある前記樹脂シート１４の部分が、前記第１ゾーンに対応する前記ブロック状輻射ヒータの輻射熱から遮蔽されるようにすることが望ましい。
【００６７】
これにより、前記第１ゾーンに搬入される前に、前記樹脂シート１４が前記上ヒータ装置１１及び下ヒータ装置１２からの輻射熱によって加熱されて、温度が上昇し過ぎることがない。
【００６８】
なお、熱成形装置３０の上型３３及び下型３５がサイズの異なるものに変更されたりして、前記樹脂シート１４の１ショットの送り量が変更されると、前記第１ゾーン及び第２ゾーンの長さが変わってしまう。このような場合には、前記第１ゾーンの樹脂シート入口側の起点よりも右側の範囲も変更されるので、停止させられるブロック状輻射ヒータの範囲も変更される。また、前記上遮蔽板１６及び下遮蔽板１７の位置も調整される。
【００６９】
次に、成形温度にまで加熱された前記樹脂シート１４は搬送され、前記熱成形機３０に送り込まれる。
【００７０】
この時、前記駆動シリンダ装置４５が駆動して、前記上側シャッタ４０は上方へ移動させられ、また、前記ＡＣサーボモータ５５が駆動して、前記下側シャッタ５０は下方へ移動させられる。これにより、前記上側シャッタ４０の上側シート把持板４２及び下側シャッタ５０の下側シート把持板５２は、前記樹脂シート１４の搬送路を開放する。これにより、前記樹脂シート１４は、スムーズに搬送される。　そして、前記樹脂シート１４が所定位置で停止すると、再び、前記駆動シリンダ装置４５が駆動して、前記上側シャッタ４０は下方へ移動させられ、また、前記ＡＣサーボモータ５５が駆動して、前記下側シャッタ５０は上方へ移動させられる。これにより、前記前記上側シャッタ４０の上側シート把持板４２及び下側シャッタ５０の下側シート把持板５２は、前記樹脂シート１４を上下から挟んで把持する。
【００７１】
一方、前記樹脂シート１４が所定位置で停止すると、図示されない上テーブル駆動アクチュエータ及び下テーブル駆動アクチュエータが作動し、上型３３及び下型３５が下方及び上方に移動することによって樹脂シート１４を型締して成形品を成形する。ここで、成形品が小型の容器である場合、例えば、５０個の成形品が１ショットで成形される。この後、前記上型３３及び下型３５はそれぞれ上方及び下方に、すなわち、互いに離れる方向に移動されて型開される。
【００７２】
そして、この間に、前記熱成形機用加熱装置１０においては、次の１ショット分の長さの樹脂シート１４が停止して成形温度にまで加熱される。
【００７３】
次に、再び、前記駆動シリンダ装置４５が駆動して、前記上側シャッタ４０は上方へ移動させられ、また、前記ＡＣサーボモータ５５が駆動して、前記下側シャッタ５０は下方へ移動させられる。これにより、前記上側シャッタ４０の上側シート把持板４２及び前記下側シャッタ５０の下側シート把持板５２は、前記樹脂シート１４の搬送路を開放する。そして、前記樹脂シート１４は再び搬送され、成形品は樹脂シート搬送方向における下流に搬送され前記熱成形機３０から送り出されるとともに、次の１ショット分の長さの樹脂シート１４が前記熱成形機３０に送り込まれる。
【００７４】
以上の動作を繰り返すことによって、樹脂シート成形ラインにおいては、多数の成形品が連続的に成形される。
【００７５】
ここで、下側シャッタ５０の動作を詳細に説明する。
【００７６】
図９は本発明の実施の形態におけるリンク機構の動作を示す第１の図、図１０は本発明の実施の形態におけるリンク機構の動作を示す第２の図である。
【００７７】
まず、樹脂シート１４が搬送される時は、下側シャッタ５０の下側支持部材５１は下方へ移動させられて、下側駆動部材５４、第１コネクティングロッド５６ａ及び第２コネクティングロッド５６ｂ、第１クランクアーム５７ａ及び第２クランクアーム５７ｂ、同調用駆動ギヤ６１ａ及び同調用従動ギヤ６１ｂ、並びに、駆動回転軸６２ａ及び従動回転軸６２ｂから成るダブルクランク式のリンク機構は、図８に示されるような状態となる。この場合、前記下側支持部材５１、第１クランクアーム５７ａ及び第２クランクアーム５７ｂの先端部等は下死点に位置している。
【００７８】
そして、前記樹脂シート１４が所定位置で停止すると、ＡＣサーボモータ５５が駆動して、下側シャッタ５０は上方へ移動させられる。この場合、前記ＡＣサーボモータ５５の駆動回転軸６２ａは、図８において反時計回り方向に回転する。すると、該駆動回転軸６２ａに取り付けられた第１クランクアーム５７ａ及び同調用駆動ギヤ６１ａも、矢印Ｇで示されるように、反時計回り方向に回転する。一方、前記同調用駆動ギヤ６１ａによって、同調用従動ギヤ６１ｂが回転させられるので、従動回転軸６２ｂ及び該従動回転軸６２ｂに取り付けられた第２クランクアーム５７ｂも回転する。なお、同調用従動ギヤ６１ｂ、従動回転軸６２ｂ及び第２クランクアーム５７ｂは、矢印Ｈで示されるように、時計回り方向に回転する。
【００７９】
この場合、従動回転軸６２ｂが駆動回転軸６２ａの回転に同調して同一の角速度で逆向きに回転するので、第２クランクアーム５７ｂも第１クランクアーム５７ａの回転に同調して同一の角速度で逆向きに回転する。そのため、ＡＣサーボモータ５５が駆動して駆動回転軸６２ａがある程度回転すると、図９に示されるような状態となる。この場合、駆動回転軸６２ａ及び従動回転軸６２ｂの軸中心を結ぶ線分の垂直二等分線を対称軸として、第１クランクアーム５７ａ及び第２クランクアーム５７ｂが互いに対称となっていることが分かる。そのため、下側駆動部材５４の下端部に取り付けられた第１コネクティングロッド５６ａの上端部及び第２コネクティングロッド５６ｂの上端部の高さ位置は等しい。
【００８０】
また、第１コネクティングロッド５６ａ及び第２コネクティングロッド５６ｂが垂直でなく、傾斜しているため、前記第１コネクティングロッド５６ａ及び第２コネクティングロッド５６ｂから下側駆動部材５４に加えられる力には、垂直成分と水平成分とが含まれる。しかし、第１コネクティングロッド５６ａ及び第２コネクティングロッド５６ｂが前記対称軸に関して対称であるので、前記第１コネクティングロッド５６ａから下側駆動部材５４に加えられる力の水平成分と、第２コネクティングロッド５６ｂから下側駆動部材５４に加えられる力の水平成分とは互いに打ち消し合うことが分かる。そのため、第１コネクティングロッド５６ａ及び第２コネクティングロッド５６ｂが傾斜している時でも、下側駆動部材５４や下側シャッタ５０の下側支持部材５１に横方向の荷重が加えられることがなく、ガイドロッド４６にも荷重が加わらない。したがって、下側シャッタ５０は、水平な状態を保ちながらスムーズに上昇する。
【００８１】
そして、下側シャッタ５０が上死点に近づくと、前記リンク機構は、図１０に示されるような状態となる。なお、前記下側シャッタ５０を下方へ移動させる時には、前記ＡＣサーボモータ５５を反時計回りに回転させる。すなわち、前記ＡＣサーボモータ５５は、一方向に回転するのではなく、揺動する、すなわち、所定角度の範囲内で往復回転する。
【００８２】
ここで、前記リンク機構の構造から、前記ＡＣサーボモータ５５の角速度が一定である場合、第１クランクアーム５７ａ及び第２クランクアーム５７ｂが、図９に示されるように、水平に近い状態である時には前記下側駆動部材５４及び下側シャッタ５０の移動速度は高く、前記第１クランクアーム５７ａ及び第２クランクアーム５７ｂが垂直に近づくにつれて、前記下側駆動部材５４及び下側シャッタ５０の移動速度は低くなっていくことが分かる。また、前記下側駆動部材５４及び下側シャッタ５０を移動させるのに必要な前記ＡＣサーボモータ５５のトルクは、第１クランクアーム５７ａ及び第２クランクアーム５７ｂが水平に近い状態である時大きく、前記第１クランクアーム５７ａ及び第２クランクアーム５７ｂが垂直に近づくにつれて減少することも分かる。
【００８３】
したがって、図８に示されるように、前記下側シャッタ５０が下死点にある状態から、前記ＡＣサーボモータ５５が時計回りに回転を開始すると、前記ＡＣサーボモータ５５が大きなトルクを発生しなくても、前記下側駆動部材５４及び下側シャッタ５０は上方に移動し始める。この時の前記下側駆動部材５４及び下側シャッタ５０の移動速度は極めて低い。
【００８４】
そして、前記第１クランクアーム５７ａ及び第２クランクアーム５７ｂが、図９に示されるような水平となる状態に近づくにつれて、前記下側駆動部材５４及び下側シャッタ５０の移動速度は上昇し、前記第１クランクアーム５７ａ及び第２クランクアーム５７ｂが水平の時に最高となる。この場合、前記下側駆動部材５４及び下側シャッタ５０は、既に移動しつつある状態なので、前記ＡＣサーボモータ５５が大きなトルクを発生する必要がない。
【００８５】
次いで、前記第１クランクアーム５７ａ及び第２クランクアーム５７ｂが垂直に近づくにつれて、前記下側駆動部材５４及び下側シャッタ５０の移動速度は低下し、図１０に示されるように、前記下側シャッタ５０が上死点にある状態に近くなると、極めて低くなる。
【００８６】
一方、ＡＣサーボモータ５５が大きなトルクを発生しなくても、前記下側駆動部材５４及び下側シャッタ５０は上方に移動させる力は大きくなる。
【００８７】
したがって、上側シャッタ４０の上側シート把持板４２と下側シャッタ５０の下側シート把持板５２とが樹脂シート１４を上下から挟んで把持する際に、樹脂シート１４に接触する寸前の下側シート把持板５２の移動速度は極めて低くなるので、上側シート把持板４２と下側シート把持板５２とが衝撃的に当接することがない。また、下に垂れている樹脂シート１４を高い速度で持ち上げることがないので、樹脂シート１４が慣性により上方にオーバーシュートしてしまうこともない。さらに、樹脂シート１４は、下側シート把持板５２の強い上向きの力によって、上側シート把持板４２との間で把持されるので、位置ズレが発生することもない。
【００８８】
また、前記ＡＣサーボモータ５５の回転角を変更することによって、前記下側シャッタ５０の上死点及び下死点の位置を変更することができる。
【００８９】
したがって、前記熱成形機３０の上型３３及び下型３５を交換したり、樹脂シート１４を異なる厚みのものに変更した場合のように、前記上死点の位置を変更する必要が生じても、前記ＡＣサーボモータ５５の回転角を変更するだけで、容易に対応することができる。この場合、前記上死点の位置を０．１〔ｍｍ〕単位で変更することができる。なお、第１、第２クランクアーム５７ａ、５７ｂの長さを変えることでも可能である。
【００９０】
ところで、樹脂シート１４は熱成形機用加熱装置１０によって加熱されることにより垂れ下がってしまう、すなわち、ドローダウンする。このドローダウンの量は、樹脂シート１４の材質、加熱温度、加熱時間等により変化する。そして、樹脂シート１４が熱成形機３０に搬送される時に、ドローダウンした部分が下側シャッタ５０に接触しないようにする必要がある。この場合、ＡＣサーボモータ５５の回転角を変更することによって下側シャッタ５０の下死点の位置を変更し、樹脂シート１４のドローダウンの量に適した位置とすることにより、下側シャッタ５０の移動量を適切のものにすることができ、動作を効率化することができる。
【００９１】
なお、一般的に、上側シャッタ４０の移動量は下側シャッタ５０の移動量よりも短いので、動作速度を上げる必要がない。したがって、駆動シリンダ装置４５によって駆動されていても格別の問題が生じることがない。
【００９２】
さらに、下側シャッタ５０の移動量が所定の値以上となって、上側シャッタ４０を上方に押し上げてしまっても、駆動シリンダ装置４５がエアーシリンダから成る場合には、前記駆動シリンダ装置４５が上側シート把持板４２の動きを吸収するので、下側シート把持板５２、上側シート把持板４２等の部材に過大な力がかかる恐れがない。
【００９３】
そのため、下側シャッタ５０の押し上げ力が上側シャッタ４０の押し付け力を上回るように設定することができる。これにより、下側シャッタ５０の上死点の位置が樹脂シート１４を把持する高さ位置を規定するので、駆動シリンダ装置４５によって上側シャッタ４０の下死点位置を厳密に制御する必要がない。なお、上側シャッタ４０の押し付け力を樹脂シート１４に与えることを回避する必要がある場合には、ピストンロッド４５ｂの軸方向における二重ナット４５ｃの位置を調整して前記ピストンロッド４５ａの伸張可能な長さを調整することによって、上側シャッタ４０の下死点位置を調整することができる。
【００９４】
もっとも、必要であれば、駆動シリンダ４５に代えて、下側シャッタ５０と同様に、ＡＣサーボモータとリンク機構によって上側シャッタ４０を駆動するようにすることもできる。
【００９５】
このように、本実施の形態においては、下側支持部材５１、下側シート把持板５２及び下側熱シール板５３から成る下側シャッタ５０は、前記ＡＣサーボモータ５５が回転すると、下側駆動部材５４、第１コネクティングロッド５６ａ及び第２コネクティングロッド５６ｂ、第１クランクアーム５７ａ及び第２クランクアーム５７ｂ、同調用駆動ギヤ６１ａ及び同調用従動ギヤ６１ｂ、並びに、駆動回転軸６２ａ及び従動回転軸６２ｂから成るダブルクランク式のリンク機構によって、一体的に上下動させられる。
【００９６】
したがって、上側シャッタ４０の上側シート把持板４２と下側シャッタ５０の下側シート把持板５２とが樹脂シート１４を上下から挟んで把持する際に、下側シャッタ５０の動作の再現性が極めて高く常に所定のタイミングで上方に移動させられるので、熱成形機３０が型締するタイミングと上側シート把持板４２と下側シート把持板５２とが樹脂シート１４を上下から挟んで把持するタイミングとがズレてしまうことがない。
【００９７】
また、第１コネクティングロッド５６ａ及び第２コネクティングロッド５６ｂから加えられる力の水平成分が互いに打ち消し合うので、下側駆動部材５４や下側シャッタ５０の下側支持部材５１に横方向の荷重が加えられることがない。そのため、ガイドロッド４６にも荷重が加わらないので、下側シャッタ５０は、水平な状態を保ちながらスムーズに上昇する。そして、下側シャッタ５０の動作の速度が速いので、樹脂シート１４の熱成形ラインの高速化に対応することができる。
【００９８】
さらに、下側シート把持板５２が樹脂シート１４に接触する寸前の下側シャッタ５０の移動速度は極めて低くなるので、上側シート把持板４２と下側シート把持板５２とが衝撃的に当接することがない。また、下に垂れている樹脂シート１４を速い速度で持ち上げることがないので、樹脂シート１４が慣性により上方にオーバーシュートしてしまうこともない。
【００９９】
そして、下側シャッタ５０を上下動させるための駆動装置としてＡＣサーボモータ５５によって駆動するダブルクランク式のリンク機構を採用しているので、駆動装置が広いスペースを占有することなく、下側シャッタ５０のストロークを大きくすることができる。これにより、樹脂シート１４のドローダウンの量が大きい場合にも、適切に対処することができる。
【０１００】
また、ＡＣサーボモータ５５の回転角を変更することによって、下側シャッタ５０の上死点の位置を変更することができるので、熱成形機３０の上型３３及び下型３５を交換したり、樹脂シート１４を異なる厚みのものに変更した場合のように、前記上死点の位置を変更する必要が生じても、ＡＣサーボモータ５５の回転角を変更するだけで、容易に対応することができる。この場合、前記上死点の位置を０．１〔ｍｍ〕単位で変更することができる。なお、ＡＣサーボモータ５５の回転角を変更することによって下側シャッタ５０の下死点の位置を変更し、樹脂シート１４のドローダウンの量に適した位置とすることにより、下側シャッタ５０の移動量を適切のものとして、動作を効率化することができる。
【０１０１】
さらに、上側シャッタ４０の押し付け力を樹脂シート１４に与えることを回避する必要がある場合には、ピストンロッド４５ｂの軸方向における二重ナット４５ｃの位置を調整して前記ピストンロッド４５ａの移動可能な長さを調整することによって、上側シャッタ４０の下死点位置を調整することができる。
【０１０２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【０１０３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、熱成形機用シャッタ装置においては、上型及び下型を備え該上型及び下型を型締することによって加熱された樹脂シートを成形する熱成形機における前記樹脂シートの搬送路下方に上下動可能に配設された下側シャッタと、サーボモータと、該サーボモータの往復回転運動を上下方向の直線往復運動に変換して前記下側シャッタに伝達するダブルクランク式のリンク機構とを有する。
【０１０４】
この場合、上側シャッタと下側シャッタとが樹脂シートを上下から挟んで把持する際に、下側シャッタの動作の再現性が極めて高く常に所定のタイミングで上方に移動させられるので、熱成形機が型締するタイミングと上側シャッタと下側シャッタとが樹脂シートを上下から挟んで把持するタイミングとがズレてしまうことがない。
【０１０５】
また、下側シャッタに横方向の荷重が加えられることがないので、下側シャッタは水平な状態を保ちながらスムーズに上昇する。
【０１０６】
さらに、サーボモータの回転角を変更することによって、下側シャッタの上死点及び下死点の位置を変更することができるので、熱成形機の上型及び下型を交換したり、樹脂シートを異なる厚みのものに変更した場合や樹脂シートのドローダウンの量が変化した場合のように、下側シャッタの上死点や下死点の位置を変更する必要が生じても、サーボモータの回転角を変更するだけで、容易に対応することができる。
【０１０７】
他の熱成形機用シャッタ装置においては、さらに、前記上側シャッタを往復動させるシリンダ装置を有する。
【０１０８】
更に他の熱成形機用シャッタ装置においては、さらに、前記シリンダ装置は、前記上側シャッタの下死点位置を調整することができる。
【０１０９】
この場合、上側シャッタの押し付け力を樹脂シートに与えることを回避する必要がある場合には、上側シャッタの下死点位置を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるシャッタ装置の全体を示す図であり図３のＡ−Ａ矢視図である。
【図２】本発明の実施の形態における熱成形機及び熱成形機用加熱装置の全体側面図である。
【図３】本発明の実施の形態における熱成形機の側面及び熱成形機用加熱装置の側断面を示す要部概念図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるシャッタ装置の即断面を示す図であり図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるシリンダ装置を示す図であり図４のＣ部拡大図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるサーボモータを示す図であり図４のＤ部拡大図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるサーボモータを示す図であり図６のＥ−Ｅ矢視図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるリンク機構を示す図であり図７のＦ−Ｆ矢視図である。
【図９】本発明の実施の形態におけるリンク機構の動作を示す第１の図である。
【図１０】本発明の実施の形態におけるリンク機構の動作を示す第２の図である。
【符号の説明】
１４　　樹脂シート
３０　　熱成形機
３３　　上型
３５　　下型
４０　　上側シャッタ
４５　　駆動シリンダ装置
５０　　下側シャッタ
５４　　下側駆動部材
５５　　ＡＣサーボモータ
５６ａ　　第１コネクティングロッド
５６ｂ　　第２コネクティングロッド
５７ａ　　第１クランクアーム
５７ｂ　　第２クランクアーム
６２ａ　　駆動回転軸
６２ｂ　　従動回転軸[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a shutter device for a thermoforming machine.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a continuous resin sheet is molded to heat a resin sheet for molding a resin molded article such as a container for storing foods, beverages, electric parts, daily necessities, pharmaceuticals, and the like, and a lid (lid) of the container. BACKGROUND ART In a molding line, a thermoforming machine that has an upper mold and a lower mold and forms a molded product by clamping a heated resin sheet is used.
[0003]
Here, the thermoforming machine is a device for forming a molded product on the continuous resin sheet by a thermoforming method, and the resin sheet is intermittently conveyed by a conveying device by a length required for forming one shot. And sent to the thermoforming machine. A trimming device is disposed downstream of the thermoforming machine in the resin sheet conveying direction. In the trimming device, the molded product is cut from the resin sheet, separated, and stacked, and then packed, packed, and so on. It is sent to the post process.
[0004]
On the other hand, a heating device is disposed on the upstream side in the resin sheet conveying direction of the thermoforming machine, and in the heating device, the resin sheet is heated to a temperature suitable for molding and sent to the thermoforming machine. . The heating device generally has radiant heaters disposed above and below the resin sheet conveying path, and heats the resin sheet by radiant heat from the radiant heater. I have.
[0005]
By the way, in thermoforming, since the positioning of the resin sheet when molding by clamping is an extremely important molding factor, the resin sheet fed into the thermoforming machine is provided with a gripping means when molding by clamping. Must be held and fixed by the
[0006]
In addition, since the heat inside the heating device easily escapes from the outlet portion of the heating device, that is, the portion on the thermoforming machine side, it is necessary to provide a member for preventing the heat from being released at the outlet portion of the heating device. There is.
[0007]
In order to solve such a problem, in a conventional thermoforming machine, a portion between the heating device and the opening of the thermoforming machine, which is a portion facing the outlet of the heating device, is opened and closed. A shutter of the type is provided. In this case, the shutter opens when the resin sheet is conveyed, closes when the resin sheet is stopped, and sandwiches the resin sheet from above and below. This not only prevents the heat from escaping from the heating device, but also allows the resin sheet to be gripped and positioned by the shutter from above and below when the mold is clamped and molded. The molded article is accurately formed on the resin sheet without displacement.
[0008]
In this way, by disposing the openable shutter at the entrance of the thermoforming machine, heat does not escape from the heating device, so that the thermal efficiency is improved, and the resin sheet is held by the shutter from above and below for positioning. As a result, the sheet is not misaligned due to mold clamping during molding, and the molded article is accurately molded on the resin sheet. Therefore, thermoforming of the resin sheet in the thermoforming machine is performed favorably, and a high quality molded product can be obtained.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional shutter device for a thermoforming machine, since the upper and lower shutters are driven up and down by an air cylinder, the operation is poor in reproducibility, and particularly when the thermoforming machine is closed by a mold. And when the upper and lower shutters close.
[0010]
In this case, the resin sheet is not gripped from above and below by the shutter, that is, the mold clamping is started without being positioned, so that the resin sheet is pulled in with the mold clamping, causing a displacement, and the molded article is accurately formed. It will not be molded on the resin sheet.
[0011]
In addition, since the operating speed of the air cylinder is generally slow, it is difficult to cope with recent speeding-up of a thermoforming line for resin sheets. In particular, since the lower shutter has a large moving amount and lifts a heavy object when closing the shutter, a high load is applied to the air cylinder that drives the lower shutter. Therefore, it has been extremely difficult to increase the speed of the air cylinder that drives the lower shutter.
[0012]
Further, even when the speed of the air cylinder is increased, it is difficult to finely control the operation speed of the air cylinder. Therefore, the control of the moving speed immediately before the shutter closes, that is, immediately before the shutter stops, becomes unstable. In particular, since the lower shutter lifts the resin sheet hanging downward from the middle of the movement, if the moving speed of the shutter immediately before the stop is too high, the resin sheet overshoots upward due to inertia. However, positioning cannot be performed.
[0013]
Further, the position at which the resin sheet is gripped from above and below by the shutter is preferably adjusted according to the molding die of the thermoforming machine. However, in the case of an air cylinder, it is difficult to accurately adjust the stop position.
[0014]
In order to improve the reproducibility of the operation, an AC servo device using a ball screw may be used instead of the air cylinder. However, the size of the AC servo device using such a ball screw is large. Therefore, it is inappropriate to use the shutter device for a thermoforming machine.
[0015]
The present invention solves the problems of the conventional shutter device for a thermoforming machine, and uses a link mechanism driven by a servomotor to move the lower shutter up and down, thereby improving the reproducibility of the operation. It is another object of the present invention to provide a shutter device for a thermoforming machine which has a high operation speed and can easily control a stop position and an operation speed.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the shutter device for a thermoforming machine of the present invention, an upper mold and a lower mold are provided, and the resin sheet in the thermoforming machine that molds the heated resin sheet by clamping the upper mold and the lower mold is formed. A lower shutter disposed movably up and down below the conveyance path; a servo motor; and a double crank type that converts the reciprocating rotational motion of the servo motor into a linear reciprocating motion in the vertical direction and transmits the linear reciprocating motion to the lower shutter. A link mechanism.
[0017]
In another shutter device for a thermoforming machine according to the present invention, the shutter device further includes an upper shutter movably disposed at a position facing the lower shutter.
[0018]
In still another shutter device for a thermoforming machine according to the present invention, the lower shutter and the upper shutter are disposed at a resin sheet inlet portion of the thermoforming machine.
[0019]
The shutter device for a thermoforming machine according to the present invention further includes a cylinder device for reciprocating the upper shutter.
[0020]
In still another shutter device for a thermoforming machine according to the present invention, the cylinder device can adjust a bottom dead center position of the upper shutter.
[0021]
In still another shutter device for a thermoforming machine of the present invention, the link mechanism further includes a first crank arm fixed to a drive rotation shaft of the servomotor and a first crank arm having one end attached to the first crank arm. A connecting rod, a second crank arm fixed to a driven rotation shaft that rotates in the opposite direction in synchronization with the drive rotation shaft, and a second connecting rod having one end attached to the second crank arm. The other ends of the first connecting rod and the second connecting rod are attached to a lower drive member of the lower shutter.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1 is a view showing the entirety of a shutter device according to an embodiment of the present invention, and is a view taken in the direction of arrows AA in FIG. 3, and FIG. 2 is a thermoforming machine and a heating device for the thermoforming machine in the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a conceptual view of a main part showing a side surface of a thermoforming machine and a side cross section of a heating device for the thermoforming machine according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an immediate view of a shutter device according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 1; FIG. 5 is a view showing a cylinder device according to an embodiment of the present invention; FIG. 4 is an enlarged view of a portion D in FIG. 4, FIG. 7 is a diagram showing a servo motor in an embodiment of the present invention, and is a view taken along the line EE in FIG. 6, and FIG. It is a figure which shows the link mechanism in embodiment, and is an FF arrow line view of FIG.
[0024]
In FIG. 2, reference numeral 10 denotes a heating device for a thermoforming machine, and foods such as cup noodles, sashimi and jelly, beverages such as fruit juice and carbonated water, electric parts, daily necessities, pharmaceuticals, etc. In a thermoforming line for the resin sheet 14 for molding a resin-made molded product such as a container for accommodating the resin sheet, the resin sheet 14 is disposed on the upstream side of the thermoforming machine 30 in the conveying direction of the resin sheet 14, The resin sheet 14 fed into the molding machine 30 is heated to a temperature suitable for molding.
[0025]
Then, the thermoforming machine 30 forms the molded product on the resin sheet 14 by a thermoforming method such as vacuum forming, air pressure forming, drawing forming, press forming, and matched mold forming.
[0026]
The heating device 10 for a thermoforming machine may be disposed separately from the thermoforming machine 30, but in this case, the temperature of the resin sheet 14 sent out from the heating device 10 for a thermoforming machine decreases. Therefore, from the viewpoint of thermal efficiency, it is desirable that the heating device 10 for a thermoforming machine and the thermoforming machine 30 be disposed close to each other.
[0027]
The resin sheet 14 is unwound from the material roll 15 and is gripped at both ends by a transfer device 13 having a chain, a belt, and the like provided with pins and clamps, and a length required for forming one shot by a driving device (not shown). Each time, it is conveyed intermittently to the left in FIG. 2 and sent to the thermoforming machine 30. A trimming device (not shown) is provided on the downstream side of the thermoforming machine 30 in the conveying direction of the resin sheet 14. In the trimming device, the molded product is cut from the resin sheet 14, separated, and collected. , Packaging, boxing and other post-processes.
[0028]
As the resin sheet 14 in the present embodiment, any material may be used. For example, PVC (polyvinyl chloride), PS (polystyrene), expanded polystyrene, PP (polypropylene), PE (polyethylene), PET ( Polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), ABS resin, methacrylic resin, biodegradable resin and the like are used. In addition, a sheet in which a plurality of types of resins are laminated can be used in consideration of water resistance, gas barrier properties, and the like.
[0029]
FIG. 3 shows a side cross section of the main part of the thermoforming machine heating device 10 and the thermoforming machine 30. Here, 11 is an upper heater device disposed above the conveying path of the resin sheet 14 in the heating device 10 for the thermoforming machine, and 12 is a resin sheet 14 in the heating device 10 for the thermoforming machine. Is a lower heater device disposed below the transfer path. The upper heater device 11 and the lower heater device 12 are moved upward and downward, respectively, by an elevation drive device (not shown).
[0030]
Here, the upper heater device 11 is a sheet heater as a whole by arranging a plurality of block-shaped radiant heaters including a sheathed heater, a porcelain heater, an infrared light bulb heater, and the like on the same surface. The resin sheet 14 is heated from above by radiation. The size of the block-shaped radiant heaters does not necessarily have to be the same.
[0031]
Which of the sheath heater, the porcelain heater, the infrared light bulb heater, and the like is selected as the upper heater device 11 is determined in consideration of a heating temperature, a heater performance, a material of the resin sheet 14, and the like. Generally, it is desirable to select a sheathed heater when the resin sheet 14 is PP, PE, PS, or ABS resin, and to select a porcelain heater when the resin sheet 14 is foamed polystyrene or a thick sheet. . The temperature of the upper heater device 11 is preferably about 500 to 700 ° C. when the block-shaped radiant heater is a sheathed heater, and about 300 to 500 ° C. when the block radiant heater is a porcelain heater. .
[0032]
On the other hand, the lower heater device 12 is for heating the resin sheet 14 from below by radiation, has the same structure as the upper heater device 11, and It is arranged symmetrically with the heater device 11.
[0033]
The dimensions of the upper heater device 11 and the lower heater device 12 in the transport direction are slightly longer than the length of the resin sheet 14 required for forming one shot. Therefore, the resin sheet 14 is heated in the heating device 10 for the thermoforming machine for a time during which the thermoforming machine 30 performs the two-shot molding.
[0034]
More specifically, in the first zone on the resin sheet inlet side (the right side in FIG. 3) in the heating device 10 for the thermoforming machine, the thermoforming machine 30 is stopped while performing one-shot molding. The portion of the resin sheet 14 is intermittently fed by the conveying device 13 after the thermoforming machine 30 forms one shot, and the resin sheet exit side in the heating device 10 for the thermoforming machine (in FIG. 3). Move to the second zone (left side) and stop. Subsequently, after the thermoforming machine 30 stops while performing one-shot molding, the thermoforming machine 30 is intermittently fed by the transfer device 13 and fed into the thermoforming machine 30.
[0035]
Further, an upper shield (shield) plate 16 and a lower shield plate 17 are disposed near the resin sheet entrance in the heating device 10 for the thermoforming machine with the conveyance path of the resin sheet 14 interposed therebetween. Here, the upper shield plate 16 and the lower shield plate 17 are for blocking radiant heat from the upper heater device 11 and the lower heater device 12, and are disposed so as to be movable in the transport direction.
[0036]
Here, when the portion of the resin sheet 14 on the right side in FIG. 3 from the starting point of the first zone on the resin sheet inlet side is heated, the portion is further further heated in the first zone and the second zone. Since the thermoforming machine 30 is heated for performing the two-shot molding, the temperature is excessively increased. In order to prevent this, the block-shaped radiant heater on the right side of the starting point of the first zone on the resin sheet inlet side stops heating, but the block-shaped radiant heater corresponding to the first zone is stopped. Since the radiant heat from the heater is also applied to the portion of the resin sheet 14 on the right side of the starting point of the first zone on the resin sheet inlet side, the portion is heated.
[0037]
In this case, by disposing the upper shielding plate 16 and the lower shielding plate 17, the portion of the resin sheet 14 on the right side of the starting point on the resin sheet entrance side of the first zone corresponds to the first zone. Before being carried into the first zone, the resin sheet 14 is heated by the radiant heat from the upper heater device 11 and the lower heater device 12, so that the temperature is reduced. Never rise too high.
[0038]
The thermoforming machine 30 includes an upper table driving actuator and a lower table driving actuator (not shown) fixed to the frame 31, an upper table 32 and a lower table 34 attached to the upper table driving actuator and the lower table driving actuator, respectively. An upper die 33 and a lower die 35 are detachably attached to the upper table 32 and the lower table 34, respectively.
[0039]
Here, one of the upper mold 33 and the lower mold 35 is usually a female mold and the other is a male mold. When the thermoforming machine 30 is a vacuum molding machine, for example, a plug is used instead of the male mold. Can also be used. In addition, when the molded article is a small container such as a container or a lid of a container for accommodating foods, beverages, electric components, daily necessities, pharmaceuticals, and the like, the upper mold 33 and the lower mold 35 are usually provided with a plurality of It has a molding die, and a plurality of molded products are molded on the resin sheet 14 by one molding operation, that is, one shot. For example, when the molded article is a small container, the upper die 33 and the lower die 35 are ten in the width direction of the resin sheet 14 (the direction perpendicular to the drawing in FIG. 3), and 5 (in the left-right direction in FIG. 3), having a total of 10 × 5 = 50 molds.
[0040]
Further, depending on the production plan of the resin sheet molding line, the width of the resin sheet 14, and the like, smaller upper and lower dies can be used instead of the upper and lower dies 33 and 35.
[0041]
An openable shutter device is provided between the thermoforming machine 30 and the heating device 10 for the thermoforming machine. In this case, the shutter device has an upper shutter 40 and a lower shutter 50 and is attached to the frame 31 at the entrance of the resin sheet 14 in the thermoforming machine 30.
[0042]
Here, as shown in FIGS. 1 and 4, the upper shutter 40 includes an upper support member 41 that can move up and down, an upper sheet gripping plate 42 fixed to a lower portion of the upper support member 41, An upper heat seal plate 43 fixed to the upper portion of the support member 41 is provided.
[0043]
The upper support member 41 extends in the up-down direction, and its upper and lower ends are slidably fitted to left and right guide rods 46 fixed to the frame 31. A lower end of an upper drive rod 44 extending in the vertical direction is fixed to a central portion of the upper support member 41.
[0044]
Further, the upper end of the upper drive rod 44 is connected to a piston rod 45a of a drive cylinder device 45 as a cylinder device as shown in FIG. The drive cylinder device 45 is composed of an air cylinder, but may be a hydraulic cylinder. Here, the drive cylinder device 45 is a so-called double rod type device, and a piston rod 45b also projects upward in FIG. A double nut 45c is screwed onto the piston rod 45b, and the piston rod 45a can be moved by adjusting the position of the double nut 45c in the axial direction of the piston rod 45b. Length can be adjusted.
[0045]
As a result, the upper support member 41, the upper sheet gripping plate 42, and the upper heat seal plate 43 are integrally moved up and down by driving the drive cylinder device 45. Further, the lower limit position of the upper sheet gripping plate 42, that is, the clamp position can be adjusted by adjusting the position of the double nut 45c.
[0046]
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 4, the lower shutter 50 includes a lower support member 51 that can move up and down, a lower sheet gripping plate 52 fixed to an upper portion of the lower support member 51, and And a lower heat seal plate 53 fixed to a lower portion of the lower support member 51.
[0047]
The lower support member 51 extends vertically, and upper and lower ends thereof are slidably fitted to left and right guide rods 46 fixed to the frame 31. An upper end of a lower drive member 54 extending in the up-down direction is fixed to a central portion of the lower support member 51. As shown in FIG. 1, the lower drive member 54 has a hollow shape like a rectangular frame.
[0048]
Further, the lower end of the lower drive member 54 is rotatably mounted with the upper ends of the first connecting rod 56a and the second connecting rod 56b. The first connecting rod 56a and the second connecting rod 56b have the same configuration, and have the same dimensions such as length. As shown in FIG. 6, the lower end of the first connecting rod 56a is rotatably attached to the distal end of a first crank arm 57a fixed to a drive rotation shaft 62a of an AC servomotor 55 as a servomotor. Have been. The AC servo motor 55 is fixed to a lower part of the frame 31.
[0049]
Here, a tuning drive gear 61a is attached to the drive rotation shaft 62a of the AC servomotor 55 via a first crank arm 57a, as shown in FIG. Further, a driven rotary shaft 62b is rotatably mounted via bearings on a bearing device 63 disposed adjacent to the AC servomotor 55. A tuning driven gear 61b is attached to the driven rotating shaft 62b via a second crank arm 57b, and the tuning driven gear 61b meshes with the tuning drive gear 61a. In this case, the tuning drive gear 61a and the tuning driven gear 61b have the same configuration, and have the same dimensions such as the number of teeth and the diameter of a reference pitch circle. Therefore, when the drive rotation shaft 62a rotates, the driven rotation shaft 62b also synchronizes with the rotation of the drive rotation shaft 62a, and rotates in the opposite direction at the same angular velocity.
[0050]
As shown in FIG. 8, a second crank arm 57b is fixed to the driven rotation shaft 62b. The first crank arm 57a and the second crank arm 57b have the same configuration, and the dimensions of each part such as the length are the same. The lower end of the second connecting rod 56b is rotatably attached to the tip of the second crank arm 57b. Thus, the lower drive member 54, the first connecting rod 56a and the second connecting rod 56b, the first crank arm 57a and the second crank arm 57b, the tuning drive gear 61a and the tuning driven gear 61b, and the drive The rotating shaft 62a and the driven rotating shaft 62b constitute a double crank type link mechanism.
[0051]
In this case, the first crank arm 57a and the second crank arm 57b are attached to the drive rotation shaft 62a and the driven rotation shaft 62b, respectively, such that the height positions of the distal ends are equal to each other. That is, in FIG. 8, a vertical bisector that connects the center of the drive rotation shaft 62 a and the driven rotation shaft 62 b is set as a symmetric axis, and the drive rotation shaft 62 a and the driven Each is attached to the rotating shaft 62b. Since the drive rotation shaft 62a and the driven rotation shaft 62b are synchronized with each other and rotate in the opposite directions at the same angular velocity, the first crank arm 57a and the second crank arm 57b are connected to the drive rotation shaft 62a and the driven rotation shaft 62a. Irrespective of the rotation angle of the rotation shaft 62b, it is always symmetric with respect to the symmetry axis. Therefore, the first crank arm 57a and the second crank arm 57b are also always symmetric with respect to the symmetry axis. Therefore, the height positions of the upper end of the first connecting rod 56a and the upper end of the second connecting rod 56b attached to the lower end of the lower drive member 54 are always equal.
[0052]
In FIG. 8, reference numerals 65 and 66 denote stopper members attached to the support member 67. When the drive rotary shaft 62a and the driven rotary shaft 62b rotate by a predetermined angle or more, the first crank arm 57a and the second The tip of the two crank arm 57b is stopped by the stopper members 65 and 66. The support member 67 is located on the axis of symmetry in FIG.
[0053]
Accordingly, the lower support member 51, the lower sheet gripping plate 52, and the lower heat seal plate 53 are integrally moved up and down by the link mechanism when the AC servomotor 55 rotates.
[0054]
The lower sheet holding plate 52 and the lower heat sealing plate 53 are preferably made of aluminum from the viewpoint of weight reduction.
[0055]
The shutter device opens when the resin sheet 14 is conveyed, closes when the resin sheet 14 is stopped, and moves the resin sheet 14 up and down by the upper sheet gripping plate 42 and the lower sheet gripping plate 52. It is designed to be sandwiched from. That is, the upper shutter 40 and the lower shutter 50 cooperate to grip the resin sheet 14. Thereby, not only does heat not escape from the heating device 10 for the thermoforming machine, but also the positioning of the resin sheet 14 is performed, so that a molded article is accurately formed on the resin sheet 14.
[0056]
The transport device 13 is disposed on both sides of the transport path of the resin sheet 14 so as to be movable in the width direction of the resin sheet 14. That is, the right and left transfer devices 13 are parallel to each other, and can be moved so that the distance between them can be changed according to the width dimension of the resin sheet 14.
[0057]
The thermoforming machine 30 has a control device (not shown). The control device includes arithmetic means such as a CPU and an MPU; storage means such as a semiconductor memory and a hard disk; input means such as a mouse, a keyboard and a touch panel; display means such as a CRT and a liquid crystal display; and I / O (input / output interface). Having. Then, the control device controls the operations of the upper table drive actuator, the lower table drive actuator, the drive cylinder device 45, the AC servomotor 55, the transfer device 13, and the like based on an operator's command or a program input in advance. .
[0058]
Further, the control device totally controls the operation of all or a part of the thermoforming machine 30. Note that the control device is not an independent device, and is integrated with another control device as a part of a control device for controlling a device such as a heating device 10 for a thermoforming machine and a trimming device in a resin sheet molding line. Can also be used.
[0059]
Further, it is desirable that the heating device 10 for a thermoforming machine has a wall member (not shown) that covers the periphery for heat insulation. The wall member has a heat insulating material, and is attached so as to cover the upper, lower, left, right, front and rear surfaces of the heating device 10 for the thermoforming machine. However, an opening is formed in a portion through which the resin sheet 14 passes and a portion through which a part of the device passes or protrudes. In this case, in order to improve the thermal efficiency, it is desirable that the area of the opening be as small as possible and that an openable shutter is attached. In order to improve the thermal efficiency of the thermoforming machine 30, it is desirable to have a wall member. In this case, a wall member integrated with the wall member of the heating device 10 for the thermoforming machine may be attached.
[0060]
Next, an operation of the shutter device for a thermoforming machine having the above configuration will be described.
[0061]
First, in the heating device 10 for a thermoforming machine, the resin sheet 14 is unwound from the material roll 15 and is intermittently conveyed from right to left in FIG. 3 by a length required for forming one shot. Then, the resin sheet 14 is stopped for a predetermined time in the heating device 10 for the thermoforming machine, and during that time, the temperature range optimal for molding by the radiant heat from the upper heater device 11 and the lower heater device 12, that is, the molding temperature Heated to
[0062]
At this time, the drive cylinder device 45 in FIG. 1 is driven to move the upper shutter 40 including the upper support member 41, the upper sheet gripping plate 42, and the upper heat seal plate 43 downward, and the AC servomotor 55 When driven, the lower shutter 50 including the lower support member 51, the lower sheet gripping plate 52, and the lower heat seal plate 53 is moved upward. Accordingly, the upper sheet gripping plate 42 of the upper shutter 40 and the lower sheet gripping plate 52 of the lower shutter 50 grip the resin sheet 14 from above and below.
[0063]
The molding temperature varies depending on molding conditions, the type and thickness of the resin sheet 14, but in thermoforming, generally, when the resin sheet 14 is PVC, 120 to 140 ° C., PS 110-150 [° C] for PP, 170-220 [° C] for PP, 140-190 [° C] for PE, 130-150 [° C] for ABS resin, 135-135 for PET It is about 155 [° C.].
[0064]
Here, the heating temperature of the resin sheet 14 is controlled by controlling the output of the upper heater device 11 and the lower heater device 12 to control the amount of radiant heat. By moving the heater device 11 and the lower heater device 12 upward and downward to adjust the distance between the resin sheet 14 and the upper heater device 11 and the lower heater device 12, respectively, a predetermined molding temperature can be obtained. it can.
[0065]
Further, when the portion of the resin sheet 14 on the right side in FIG. 3 from the starting point of the first zone on the resin sheet entrance side is heated, the portion is further further moved in the first zone and the second zone. Since the thermoforming machine 30 is heated for the time of performing the two-shot molding, the temperature is excessively increased. To prevent this, in order to prevent this, the right side of the starting point of the first zone on the resin sheet inlet side is used. It is desirable that the block-shaped radiant heater be stopped.
[0066]
Furthermore, since the radiant heat from the block-shaped radiant heater corresponding to the first zone is also applied to the portion of the resin sheet 14 on the right side of the starting point of the first zone on the resin sheet inlet side, the portion is heated. Therefore, the positions of the upper shielding plate 16 and the lower shielding plate 17 are adjusted so that the portion of the resin sheet 14 located on the right side of the starting point of the first zone on the resin sheet entrance side is in the first zone. It is desirable to shield from the radiant heat of the corresponding block-shaped radiant heater.
[0067]
Accordingly, the resin sheet 14 is heated by the radiant heat from the upper heater device 11 and the lower heater device 12 before being carried into the first zone, and the temperature does not rise too much.
[0068]
When the upper mold 33 and the lower mold 35 of the thermoforming device 30 are changed to have different sizes, and the feed amount of one shot of the resin sheet 14 is changed, the first zone and the second zone are changed. Will change the length. In such a case, the range on the right side of the starting point of the first zone on the resin sheet inlet side is also changed, so that the range of the block-shaped radiant heater to be stopped is also changed. Further, the positions of the upper shielding plate 16 and the lower shielding plate 17 are also adjusted.
[0069]
Next, the resin sheet 14 heated to the molding temperature is conveyed and sent to the thermoforming machine 30.
[0070]
At this time, the drive cylinder device 45 is driven to move the upper shutter 40 upward, and the AC servomotor 55 is driven to move the lower shutter 50 downward. Accordingly, the upper sheet gripping plate 42 of the upper shutter 40 and the lower sheet gripping plate 52 of the lower shutter 50 open the conveying path of the resin sheet 14. Thereby, the resin sheet 14 is smoothly conveyed. When the resin sheet 14 stops at a predetermined position, the drive cylinder device 45 is driven again, the upper shutter 40 is moved downward, and the AC servomotor 55 is driven to move the lower shutter 40 downward. The side shutter 50 is moved upward. As a result, the upper sheet holding plate 42 of the upper shutter 40 and the lower sheet holding plate 52 of the lower shutter 50 hold the resin sheet 14 from above and below.
[0071]
On the other hand, when the resin sheet 14 stops at a predetermined position, an upper table drive actuator and a lower table drive actuator (not shown) operate, and the upper mold 33 and the lower mold 35 move downward and upward, thereby clamping the resin sheet 14. To form a molded article. Here, when the molded product is a small container, for example, 50 molded products are molded in one shot. Thereafter, the upper mold 33 and the lower mold 35 are moved upward and downward, that is, moved away from each other, and are opened.
[0072]
In the meantime, in the heating device 10 for the thermoforming machine, the resin sheet 14 having a length corresponding to the next one shot is stopped and heated to the molding temperature.
[0073]
Next, the drive cylinder device 45 is driven again to move the upper shutter 40 upward, and the AC servomotor 55 is driven to move the lower shutter 50 downward. Accordingly, the upper sheet gripping plate 42 of the upper shutter 40 and the lower sheet gripping plate 52 of the lower shutter 50 open the conveying path of the resin sheet 14. Then, the resin sheet 14 is conveyed again, the molded article is conveyed downstream in the resin sheet conveying direction and sent out from the thermoforming machine 30, and the resin sheet 14 having the length of the next one shot is formed by the thermoforming machine. It is sent to 30.
[0074]
By repeating the above operation, a large number of molded products are continuously molded in the resin sheet molding line.
[0075]
Here, the operation of the lower shutter 50 will be described in detail.
[0076]
FIG. 9 is a first diagram illustrating the operation of the link mechanism according to the embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a second diagram illustrating the operation of the link mechanism according to the embodiment of the present invention.
[0077]
First, when the resin sheet 14 is conveyed, the lower support member 51 of the lower shutter 50 is moved downward, and the lower drive member 54, the first connecting rod 56a, the second connecting rod 56b, and the first A double-crank link mechanism including the crank arm 57a and the second crank arm 57b, the tuning drive gear 61a and the tuning driven gear 61b, and the drive rotation shaft 62a and the driven rotation shaft 62b is as shown in FIG. State. In this case, the lower end of the lower support member 51, the first crank arm 57a, and the second crank arm 57b are located at the bottom dead center.
[0078]
When the resin sheet 14 stops at a predetermined position, the AC servomotor 55 is driven, and the lower shutter 50 is moved upward. In this case, the drive rotation shaft 62a of the AC servomotor 55 rotates counterclockwise in FIG. Then, the first crank arm 57a and the tuning drive gear 61a attached to the drive rotation shaft 62a also rotate in the counterclockwise direction as shown by the arrow G. On the other hand, since the tuning driven gear 61b is rotated by the tuning drive gear 61a, the driven rotation shaft 62b and the second crank arm 57b attached to the driven rotation shaft 62b also rotate. Note that the tuning driven gear 61b, the driven rotation shaft 62b, and the second crank arm 57b rotate clockwise as indicated by an arrow H.
[0079]
In this case, since the driven rotation shaft 62b rotates in the opposite direction at the same angular velocity in synchronization with the rotation of the drive rotation shaft 62a, the second crank arm 57b also synchronizes with the rotation of the first crank arm 57a at the same angular velocity. Rotate in the opposite direction. Therefore, when the AC servomotor 55 is driven and the drive rotation shaft 62a rotates to some extent, the state shown in FIG. 9 is obtained. In this case, the first crank arm 57a and the second crank arm 57b may be symmetric with respect to a vertical bisector of a line connecting the centers of the drive rotation shaft 62a and the driven rotation shaft 62b. I understand. Therefore, the height positions of the upper end of the first connecting rod 56a and the upper end of the second connecting rod 56b attached to the lower end of the lower drive member 54 are equal.
[0080]
Further, since the first connecting rod 56a and the second connecting rod 56b are not vertical but are inclined, the force applied from the first connecting rod 56a and the second connecting rod 56b to the lower driving member 54 is vertical. Component and a horizontal component. However, since the first connecting rod 56a and the second connecting rod 56b are symmetric with respect to the axis of symmetry, the horizontal component of the force applied to the lower drive member 54 from the first connecting rod 56a and the second connecting rod 56b It can be seen that the horizontal component of the force applied to the lower drive member 54 cancels each other. Therefore, even when the first connecting rod 56a and the second connecting rod 56b are inclined, a lateral load is not applied to the lower driving member 54 or the lower supporting member 51 of the lower shutter 50, and the guides are not guided. No load is applied to the rod 46. Therefore, the lower shutter 50 rises smoothly while maintaining a horizontal state.
[0081]
When the lower shutter 50 approaches the top dead center, the link mechanism is in a state as shown in FIG. When the lower shutter 50 is moved downward, the AC servomotor 55 is rotated counterclockwise. That is, the AC servomotor 55 swings, that is, reciprocates within a predetermined angle range, instead of rotating in one direction.
[0082]
Here, due to the structure of the link mechanism, when the angular velocity of the AC servomotor 55 is constant, the first crank arm 57a and the second crank arm 57b are nearly horizontal as shown in FIG. Sometimes, the moving speed of the lower driving member 54 and the lower shutter 50 is high, and as the first crank arm 57a and the second crank arm 57b approach the vertical, the moving speed of the lower driving member 54 and the lower shutter 50 are increased. It turns out that becomes lower. Further, the torque of the AC servomotor 55 required to move the lower drive member 54 and the lower shutter 50 is large when the first crank arm 57a and the second crank arm 57b are in a nearly horizontal state, It can also be seen that the first and second crank arms 57a and 57b decrease as they approach vertical.
[0083]
Therefore, as shown in FIG. 8, when the AC servomotor 55 starts rotating clockwise from the state where the lower shutter 50 is at the bottom dead center, the AC servomotor 55 does not generate a large torque. However, the lower drive member 54 and the lower shutter 50 start moving upward. The moving speed of the lower drive member 54 and the lower shutter 50 at this time is extremely low.
[0084]
Then, as the first crank arm 57a and the second crank arm 57b approach a horizontal state as shown in FIG. 9, the moving speed of the lower driving member 54 and the lower shutter 50 increases, and It is highest when the first crank arm 57a and the second crank arm 57b are horizontal. In this case, since the lower drive member 54 and the lower shutter 50 are already moving, there is no need for the AC servomotor 55 to generate a large torque.
[0085]
Next, as the first crank arm 57a and the second crank arm 57b approach vertical, the moving speed of the lower drive member 54 and the lower shutter 50 decreases, and as shown in FIG. It becomes extremely low when 50 approaches the state at the top dead center.
[0086]
On the other hand, even if the AC servomotor 55 does not generate a large torque, the force to move the lower drive member 54 and the lower shutter 50 upward increases.
[0087]
Accordingly, when the upper sheet holding plate 42 of the upper shutter 40 and the lower sheet holding plate 52 of the lower shutter 50 hold the resin sheet 14 from above and below, the lower sheet holding just before contacting the resin sheet 14 is held. Since the moving speed of the plate 52 is extremely low, the upper sheet gripping plate 42 and the lower sheet gripping plate 52 do not abut against each other. Further, since the resin sheet 14 hanging down is not lifted at a high speed, the resin sheet 14 does not overshoot upward due to inertia. Further, the resin sheet 14 is gripped between the upper sheet gripping plate 42 by the strong upward force of the lower sheet gripping plate 52, so that no positional deviation occurs.
[0088]
Further, by changing the rotation angle of the AC servomotor 55, the positions of the top dead center and the bottom dead center of the lower shutter 50 can be changed.
[0089]
Therefore, even when the upper mold 33 and the lower mold 35 of the thermoforming machine 30 are exchanged, or the resin sheet 14 is changed to one having a different thickness, it is necessary to change the position of the top dead center. By simply changing the rotation angle of the AC servomotor 55, it is possible to easily cope with the problem. In this case, the position of the top dead center can be changed in units of 0.1 [mm]. It is also possible to change the length of the first and second crank arms 57a, 57b.
[0090]
By the way, the resin sheet 14 hangs down by being heated by the heating device 10 for a thermoforming machine, that is, draws down. The amount of the drawdown varies depending on the material of the resin sheet 14, the heating temperature, the heating time, and the like. Then, when the resin sheet 14 is conveyed to the thermoforming machine 30, it is necessary to prevent the drawn-down portion from contacting the lower shutter 50. In this case, by changing the rotation angle of the AC servomotor 55, the position of the bottom dead center of the lower shutter 50 is changed to a position suitable for the amount of drawdown of the resin sheet 14, so that the lower shutter 50 is moved. Can be set to an appropriate amount, and the operation can be made more efficient.
[0091]
Note that, in general, the moving amount of the upper shutter 40 is shorter than the moving amount of the lower shutter 50, so that it is not necessary to increase the operation speed. Therefore, even if driven by the drive cylinder device 45, no particular problem occurs.
[0092]
Further, even if the amount of movement of the lower shutter 50 is equal to or more than a predetermined value and the upper shutter 40 is pushed upward, if the drive cylinder device 45 is an air cylinder, the drive cylinder device 45 Since the movement of the sheet gripping plate 42 is absorbed, there is no possibility that an excessive force is applied to members such as the lower sheet gripping plate 52 and the upper sheet gripping plate 42.
[0093]
Therefore, the pushing force of the lower shutter 50 can be set to exceed the pushing force of the upper shutter 40. Thus, since the position of the top dead center of the lower shutter 50 defines the height position at which the resin sheet 14 is gripped, it is not necessary to strictly control the bottom dead center position of the upper shutter 40 by the drive cylinder device 45. When it is necessary to avoid applying the pressing force of the upper shutter 40 to the resin sheet 14, the position of the double nut 45c in the axial direction of the piston rod 45b can be adjusted to extend the piston rod 45a. By adjusting the length, the bottom dead center position of the upper shutter 40 can be adjusted.
[0094]
However, if necessary, the upper shutter 40 can be driven by an AC servomotor and a link mechanism, similarly to the lower shutter 50, instead of the drive cylinder 45.
[0095]
As described above, in the present embodiment, the lower shutter 50 including the lower support member 51, the lower sheet gripping plate 52, and the lower heat seal plate 53 is driven by the lower drive when the AC servomotor 55 rotates. The member 54, the first connecting rod 56a and the second connecting rod 56b, the first crank arm 57a and the second crank arm 57b, the drive gear 61a for tuning and the driven gear 61b for tuning, and the drive rotary shaft 62a and the driven rotary shaft 62b Are moved up and down integrally by a double crank type link mechanism consisting of
[0096]
Therefore, when the upper sheet gripping plate 42 of the upper shutter 40 and the lower sheet gripping plate 52 of the lower shutter 50 grip the resin sheet 14 from above and below, the reproducibility of the operation of the lower shutter 50 is extremely high. Since the thermoforming machine 30 is always moved upward at a predetermined timing, the timing at which the thermoforming machine 30 closes the mold and the timing at which the upper sheet gripping plate 42 and the lower sheet gripping plate 52 sandwich the resin sheet 14 from above and below are shifted. I won't.
[0097]
Also, since the horizontal components of the forces applied from the first connecting rod 56a and the second connecting rod 56b cancel each other, a lateral load is applied to the lower drive member 54 and the lower support member 51 of the lower shutter 50. Nothing. Therefore, no load is applied to the guide rod 46, and the lower shutter 50 smoothly rises while maintaining a horizontal state. Since the operation speed of the lower shutter 50 is high, it is possible to cope with an increase in the speed of the thermoforming line for the resin sheet 14.
[0098]
Further, the moving speed of the lower shutter 50 immediately before the lower sheet gripping plate 52 comes into contact with the resin sheet 14 becomes extremely low, so that the upper sheet gripping plate 42 and the lower sheet gripping plate 52 come into abutting contact. There is no. In addition, since the resin sheet 14 hanging down is not lifted at a high speed, the resin sheet 14 does not overshoot upward due to inertia.
[0099]
Since a double-crank link mechanism driven by an AC servomotor 55 is employed as a driving device for vertically moving the lower shutter 50, the driving device does not occupy a large space and the lower shutter 50 can be moved. Stroke can be increased. Accordingly, it is possible to appropriately cope with the case where the amount of drawdown of the resin sheet 14 is large.
[0100]
Also, by changing the rotation angle of the AC servomotor 55, the position of the top dead center of the lower shutter 50 can be changed, so that the upper mold 33 and the lower mold 35 of the thermoforming machine 30 can be exchanged, Even if it is necessary to change the position of the top dead center as in the case where the resin sheet 14 is changed to one having a different thickness, it is possible to easily cope with it only by changing the rotation angle of the AC servomotor 55. it can. In this case, the position of the top dead center can be changed in units of 0.1 [mm]. The position of the bottom dead center of the lower shutter 50 is changed by changing the rotation angle of the AC servomotor 55, and the position of the lower dead center of the lower shutter 50 is adjusted to a position suitable for the amount of drawdown of the resin sheet 14. The movement can be made more appropriate and the operation can be made more efficient.
[0101]
Further, when it is necessary to avoid applying the pressing force of the upper shutter 40 to the resin sheet 14, the position of the double nut 45c in the axial direction of the piston rod 45b is adjusted so that the piston rod 45a is movable. By adjusting the length, the bottom dead center position of the upper shutter 40 can be adjusted.
[0102]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified based on the gist of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
[0103]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a shutter device for a thermoforming machine includes an upper mold and a lower mold, and forms a heated resin sheet by clamping the upper mold and the lower mold. A lower shutter disposed vertically below the resin sheet conveyance path in the thermoforming machine, a servomotor, and converting the reciprocating rotational motion of the servomotor into a linear reciprocating motion in the up-down direction. And a double-crank link mechanism for transmitting to the shutter.
[0104]
In this case, when the upper shutter and the lower shutter grip the resin sheet from above and below, the reproducibility of the operation of the lower shutter is extremely high and the shutter is always moved upward at a predetermined timing. The timing at which the mold is clamped and the timing at which the upper shutter and the lower shutter sandwich the resin sheet from above and below are not displaced.
[0105]
In addition, since no lateral load is applied to the lower shutter, the lower shutter rises smoothly while maintaining a horizontal state.
[0106]
Further, by changing the rotation angle of the servo motor, the positions of the top dead center and the bottom dead center of the lower shutter can be changed. Even if it is necessary to change the position of the top dead center or the bottom dead center of the lower shutter, such as when the thickness of the lower shutter is changed or the amount of drawdown of the resin sheet changes, Only by changing the rotation angle, it is possible to easily cope with the problem.
[0107]
Another shutter device for a thermoforming machine further includes a cylinder device for reciprocating the upper shutter.
[0108]
In still another shutter device for a thermoforming machine, the cylinder device can adjust a bottom dead center position of the upper shutter.
[0109]
In this case, when it is necessary to avoid applying the pressing force of the upper shutter to the resin sheet, the lower dead center position of the upper shutter can be adjusted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing the entirety of a shutter device according to an embodiment of the present invention, and is a view taken along the line AA in FIG.
FIG. 2 is an overall side view of a thermoforming machine and a heating device for the thermoforming machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram of a main part showing a side surface of a thermoforming machine and a side cross section of a heating device for the thermoforming machine in an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a straight section of the shutter device according to the embodiment of the present invention, and is a sectional view taken along the line BB of FIG. 1;
FIG. 5 is a view showing a cylinder device according to the embodiment of the present invention, and is an enlarged view of a portion C in FIG. 4;
6 is a diagram showing a servomotor according to the embodiment of the present invention, and is an enlarged view of a portion D in FIG. 4;
FIG. 7 is a view showing a servomotor according to the embodiment of the present invention, and is a view taken along the line EE in FIG. 6;
FIG. 8 is a view showing a link mechanism in the embodiment of the present invention, and is a view as seen in the direction of arrows FF in FIG. 7;
FIG. 9 is a first diagram illustrating the operation of the link mechanism according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a second diagram showing the operation of the link mechanism according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
14 Resin sheet
30 Thermoforming machine
33 Upper type
35 lower mold
40 Upper shutter
45 Drive cylinder device
50 Lower shutter
54 Lower drive member
55 AC servo motor
56a 1st connecting rod
56b 2nd connecting rod
57a first crank arm
57b second crank arm
62a drive shaft
62b driven rotation shaft

Claims

(A) A thermoforming machine for forming a resin sheet heated by clamping the upper and lower dies with the upper and lower dies is disposed so as to be vertically movable below a conveying path of the resin sheet. A lower shutter,
(B) a servo motor;
(C) a double-crank link mechanism for converting the reciprocating rotational movement of the servomotor into a linear reciprocating movement in the vertical direction and transmitting the linear reciprocating movement to the lower shutter.

The shutter device for a thermoforming machine according to claim 1, further comprising an upper shutter disposed at a position facing the lower shutter so as to be vertically movable.

The shutter device for a thermoforming machine according to claim 2, wherein the lower shutter and the upper shutter are disposed at a resin sheet entrance portion of the thermoforming machine.

The shutter device for a thermoforming machine according to claim 2, further comprising a cylinder device that reciprocates the upper shutter.

The shutter device for a thermoforming machine according to claim 4, wherein the cylinder device is capable of adjusting a bottom dead center position of the upper shutter.

The link mechanism includes a first crank arm fixed to a drive rotation shaft of the servomotor, a first connecting rod having one end attached to the first crank arm, and a reverse direction synchronized with the drive rotation shaft. A second crank arm fixed to the rotating driven rotation shaft and a second connecting rod having one end attached to the second crank arm; the other ends of the first connecting rod and the second connecting rod are connected to the lower side; The shutter device for a thermoforming machine according to claim 1, wherein the shutter device is attached to a lower drive member of the shutter.