JP2005125654A

JP2005125654A - 空気圧成形方法

Info

Publication number: JP2005125654A
Application number: JP2003364688A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Sakachi; 和洋坂地
Original assignee: Asahi Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Life Solutions Asahi Co Ltd
Priority date: 2003-10-24
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2005-05-19

Abstract

【課題】加熱軟化した樹脂板の取り扱いを画期的に向上する。
【解決手段】トレー２に樹脂板１を載せた状態で前記樹脂板１を加熱軟化する工程と、前記トレー２に前記樹脂板１を載せた状態のまま前記トレー２を空気圧成形装置における保持台４に載せる工程と、前記トレー２に前記樹脂板１を載せた状態のまま前記樹脂板１を空気圧成形する工程とを備える。トレー２に樹脂板１を載せた状態で樹脂板１を加熱軟化させた後、トレー２に樹脂板１を載せた状態のままトレー２を空気圧成形装置における保持台４に載せ、空気圧成形するものであるため、加熱軟化した樹脂板１の取り扱いが画期的に向上され、樹脂板１を空気圧成形工程にスムーズに移行できる。
【選択図】図５

Description

本発明は、樹脂板を加熱軟化させてから空気圧で照明器具用グローブなどを成形する方法に関する。

樹脂板を加熱軟化させてから空気圧で成形して照明器具用グローブなどを製造する方法は、特許文献１などで開示されている。そのような公知の成形方法では、加熱装置にて樹脂板を加熱軟化させてから、その樹脂板を空気圧成形装置における保持台の上方まで移送してその保持台に載せ、その樹脂板を所望の形状に空気圧成形していた。
特許第３４３３９２１号公報

しかし、加熱軟化した樹脂板は保持台に対して位置精度良く載せにくい上、加熱軟化した樹脂板は部分的に垂れ下って変形しているため、保持台に載せたときにややもすれば局部的に変形しやすく、総じて加熱軟化した樹脂板の取り扱いが困難であった。本発明はこのような解決すべき課題を鑑み、加熱軟化した樹脂板の取り扱いを画期的に向上することを目的とする。

本発明を要約すると、トレーに樹脂板を載せた状態で前記樹脂板を加熱軟化する工程と、前記トレーに前記樹脂板を載せた状態のまま前記トレーを空気圧成形装置における保持台に載せる工程と、前記トレーに前記樹脂板を載せた状態のまま前記樹脂板を空気圧成形する工程とを備えた空気圧成形方法である。

本発明によれば、トレーに樹脂板を載せた状態で樹脂板を加熱軟化させた後、トレーに樹脂板を載せた状態のままトレーを空気圧成形装置における保持台に載せ、空気圧成形するものであるため、加熱軟化した樹脂板の取り扱いが画期的に向上され、樹脂板を空気圧成形工程にスムーズに移行できる。

次に、本発明の実施形態を説明するが、それはあくまで本発明に基づいて採択された例示的な実施形態であり、本発明をその実施形態に特有な事項に基づいて限定解釈してはならず、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の請求項に示した事項さらにはその事項と実質的に等価である事項に基づいて定めなければならない。

図１〜７は第一実施形態に関し、図１〜３は樹脂板１を載せるトレー２及び第二トレー３、図４は加熱軟化装置による加熱軟化工程、図５〜７は真空成形による空気圧成形装置を用いた成形工程を示す。

加熱軟化工程を含む空気圧成形方法について要約すれば、金属製が好ましいトレー２にアクリル樹脂などの樹脂板１を載せた状態で前記樹脂板１を加熱軟化する工程(図４参照)と、前記トレー２に前記樹脂板１を載せた状態のまま前記トレー２を空気圧成形装置(図５〜７参照)における金属製の保持台４に載せる工程(図5(A)参照)と、前記トレー２に前記樹脂板１を載せた状態のまま前記樹脂板１を空気圧成形する工程(図５〜７参照)とを備えている。このような工程によれば、トレー２に樹脂板１を載せた状態で樹脂板１を加熱軟化させた後、トレー２に樹脂板１を載せた状態のままトレー２を空気圧成形装置における保持台４に載せ、空気圧成形するものであるため、加熱軟化した樹脂板１の取り扱いが画期的に向上され、樹脂板１を空気圧成形工程にスムーズに移行できる。より具体的に言えば、トレー２を保持台４に対して位置精度良く載せやすい上、トレー２による支持により、加熱軟化した樹脂板１が部分的に垂れ下がることもないため、保持台４に載せたときに樹脂板１が局部的に変形するおそれも少なくなる。

また、トレー２に形成した窓孔５の周縁部にやはり金属製が好ましい第二トレー３が載せられ、前記樹脂板１を空気圧成形する工程中(図６参照)において、前記樹脂板１の膨らみ度合を測定するための測距装置６の上昇により前記第二トレー３が持ち上げられるものである。そうすると、測距装置６による測距が支障なく行われる。なお、測距装置６としては、レーザービームなどを発射することにより、膨らんだ樹脂板１の内面で反射して戻ってくる反射ビームを受光して、樹脂板１の内面までの距離を測定するものなどが好ましい。

そしてまた、測距装置６は、図5(B)で使用される上方測距機能と、図６で使用される側方測距機能を併せ備え、第二トレー３には上方測距時の測距ビーム(図5(B)の点線矢印参照)が通過する孔７が形成されている。これにより、測距装置６による測距が支障なく行われる。なお、測距装置６の側方測距機能は約９０度間隔で水平４方向に向けられ、平面視形状としては十字形状を成すものが好ましい。これは第二トレー３を持ち上げた際の第二トレー３の位置安定性にも寄与する。また、上方測距が不要であれば孔７も不要となる。

次に、図１〜３を参照してさらに詳述すれば、第二トレー３の周縁部はトレー２の窓孔５の周縁部に形成した段差部８に載せられて横方向の位置決めが成され、かつ、第二トレー３の上面とトレー２の上面がほぼ面一に揃っている。

そして、図２にて分かるように、トレー２(第二トレー３を含む)の上面に不織布９を接着などの手段で設けており、トレー２(第二トレー３を含む)に不織布９を介して樹脂板１を載せるようにしている。このようにすれば、図４のように加熱軟化装置１０の内部でヒーター１１の発熱により樹脂板１を加熱軟化させる工程において、樹脂板１が金属製のトレー２(第二トレー３を含む)の表面に実質的に触れることがないため、樹脂板１下面の異常な温度上昇が回避され、樹脂板１は表裏とも、より均一な温度になりやすい。しかも、不織布９により保温性が優れているため、加熱軟化工程後の温度低下が少なくなり、空気圧成形工程における樹脂板１の成形性が良好になる。なお、不織布９としては、アラミド繊維、フッ素樹脂繊維、フェルトなどが好適である。また、加熱軟化装置１０において、トレー２は支持装置１２に支持されており、より具体的には、支持装置１２の上面側に設けた凸部１３の外周縁にトレー２の外周折曲縁１４が位置決めされるなどして、支持装置１２とトレー２とが的確に位置決めされている。

また、樹脂板１の外周縁近傍に対応してトレー２の上面に環状のリブ１５を設けるとともに、このリブ１５の上面を除きトレー２(第二トレー３を含む)の上面に実質的に不織布９が設けられている。なお、リブ１５はトレー２と一体の金属製であると好ましい。そうすると、樹脂板１を図５〜６の工程で空気圧成形する場合に、リブ１５と樹脂板１の外周縁近傍が直接的に接触されるため、両者の密着性を向上できて成形性が向上する。この詳細については、次に説明する空気圧成形工程において説明する。

図５〜７は真空成形による空気圧成形工程を示し、まず、その空気圧成形装置について説明する。この空気圧成形装置は、保持台４と、筒状の真空ボックス１６と、真空ボックス１６内にて可動とされた上金型１７と、上金型１７と対向配置され対を成す割型になっている半周リング形状の下金型１８、１８とを備えている。上金型１７の外周付近には複数の吸引孔１９…が形成されて、吸引孔１９…の下端は上金型１７の外周付近下面に開口され、吸引孔１９…の上端は各々配管２０…にて開閉弁２１に集中結合され、開閉弁２１からは図外の真空引きポンプにつながる配管２２が引き出されている。なお、真空引きポンプは常時的に作動されており、開閉弁２１を開制御すると金型１７、１８間の空気が真空引きされ、閉制御すると真空引きは成されない。また、測距装置６はサーボモータ２３の作動によりアーム２４を介して上下に移動可能とされている。

成形工程を順に説明すると、図5(A)のように、前工程にて加熱軟化された樹脂板１を載せた状態のままトレー２が保持台４に載せられる。ここでも、保持台４の外縁にトレー２の外周折曲縁１４が位置決めされるなどして、トレー２は保持台４に対して的確に位置決めされている。次に、図5(B)のように、真空ボックス１６と金型１７、１８を下降して、下金型１８で樹脂板１の外周付近をクランプする。このとき、樹脂板１は、下金型１８と図１〜３で明瞭に示したリブ１５との間にクランプされて、下金型１８と樹脂板１とが気密性よく密着される。そうすると、図5(B)のように上金型１７を上昇させるときに金型１７、１８間の気圧が良好に減圧されて、樹脂板１を良好に膨らませることができる。なお、この時、開閉弁２１を開けてあえて真空引きしなくても、開閉弁２１を閉としたままでも樹脂板１を良好に膨らませることができる。また、樹脂板１の頂点高さは測距装置６で測定されて適切な高さになると、上金型１７の上昇が止まるように制御され、樹脂板１の膨らみが維持される。

次に、図6(A)のように測距装置６が上昇されて第二トレー３を持ち上げた状態となる。そして、上金型１７を下降させる。そうすると、樹脂板１の頂点付近は上金型１７にて押し下げられてその分、横方向に張り出すように扁平に膨らみ始める。このとき、測距装置６は樹脂板１の張り出し方向の距離を測定(測距ビームは点線矢印で示す)しているので、張り出しが小さいと上金型１７の下降速度を速くして、樹脂板１の温度が下がらないうちに張り出しを大きくする制御が成され、張り出しが大きいと上金型１７の下降速度を遅くして、樹脂板１の温度低下を待つことにより張り出しが過度に大きくならないように制御される。そして、図6(B)のように上金型１７がさらに下降して、上金型１７の外周部下面が下金型１８の外周部上面に当接した段階で、前記張り出しが上金型１７と下金型１８の内周面に略近接するようになる。そして、ここで開閉弁２１が開けられて最終的な真空引きが行われ、樹脂板１は上金型１７と下金型１８の内周面にぴったりと沿うようになって、その膨張形状が決まり、しかる後、開閉弁２１は閉じられる。なお、図6(B)の状態では、上金型１７と下金型１８間の微小な隙間(互いに当接しても、ごく微小な隙間はある)から吸引孔１９を通じて真空引き可能である。

次に、測距装置６が下降されて第二トレー３も下降する。そして、図７のように保持台４が下降され、下金型１８、１８が外側に退避され、真空ボックス１６と上金型１７がともに上昇して、樹脂板１が張り出し部のある照明器具用グローブとして成形されて、取り出し可能となる。このようにして、トレー２に樹脂板１を載せた状態のまま樹脂板１が空気圧成形される。なお、前記照明器具用グローブにおいて下金型１８とトレー２の間でクランプされていた箇所は、後工程にて切除されて照明器具用グローブとして完成する。

次に、本発明の第二実施形態を図８、９を参照して説明する。これは、よく知られた圧空成形による空気圧成形方法に適する。この実施形態では、単一のトレー２(金属製)を備えている。そして、トレー２に小さめの孔３１が形成され、さらに、トレー２の上面に環状のリブ１５が一体的に形成されている。また、トレー２の外縁には折曲縁１４が第一実施形態と同様に形成される。さらにまた、図示に適さないものの前記不織布９と同様な不織布がリブ１５の上面を除きトレー２の上面に付着される。この実施形態でも、トレー２に樹脂板１を載せた状態で樹脂板１を加熱軟化してから、トレー２に樹脂板１を載せた状態のままトレー２を空気圧成形装置(図９参照)における保持台３２に載せ、そのまま樹脂板１を空気圧成形するものである。

そうすると、加熱軟化された樹脂板１を載せた状態のままのトレー２を保持台３２に載せるものであるため、トレー２を保持台３２に対して位置精度良く載せやすい上、トレー２による支持により、加熱軟化した樹脂板１が部分的に垂れ下がることもないため、保持台３２に載せたときに樹脂板１が局部的に変形するおそれも少なくなり、総じて加熱軟化した樹脂板１の取り扱いが画期的に向上され、樹脂板１を空気圧成形工程にスムーズに移行できる。なお、図９は予張ブロー工程を示し、樹脂板１の外周を下金型１８とトレー２との間でクランプして、上金型１７を上方に離間した状態で保持台３２に設けた孔３３から保持台３２内に空気を吹き込んでおり、トレー２の孔３１を通じた空気圧により樹脂板１が膨らんだ状態となっている。なお、下金型１８による樹脂板１のクランプにより前記リブ１５と樹脂板１とが密着して、樹脂板１内からの空気もれが防止されている。

また、保持台３２の内部空間において、トレー２の孔３１の下方には樹脂板１の膨らみ度合(頂点高さ)を測定するための測距装置３４が設けられているが、測距装置３４の測距ビーム(点線矢印)はトレー２の孔３１を通過して樹脂板１の頂点下面に到達し、そこからの反射光も孔３１を通過するため、測距装置３４による測距が支障なく行われる。なお、この予張ブローの後に上金型１７を下降させて下金型１８に当接させ、側方へ張り出した形状のグローブを成形することは第一実施形態の場合と別段変わりはない。また、この第二実施形態では前述の真空ボックス１６は必要がない。

第一実施形態のトレーの分解時斜視図 (A) 同組立時部分断面図、(B) 同部分拡大断面図図１の組立時断面図加熱軟化装置の断面図 (A) 第一実施形態の空気圧成形装置による第１工程断面図、(B) 同第２工程断面図 (A) 同第３工程断面図、(B) 同第４工程断面図同第５工程断面図第二実施形態のトレーの分解時斜視図第二実施形態の空気圧成形装置による予張ブロー工程断面図

符号の説明

１樹脂板
２トレー
３第二トレー
４保持台
５窓孔
６測距装置
７孔
９不織布
１５リブ
３１孔
３４測距装置

Claims

トレーに樹脂板を載せた状態で前記樹脂板を加熱軟化する工程と、前記トレーに前記樹脂板を載せた状態のまま前記トレーを空気圧成形装置における保持台に載せる工程と、前記トレーに前記樹脂板を載せた状態のまま前記樹脂板を空気圧成形する工程とを備えた空気圧成形方法。
請求項１において、トレーに形成した窓孔の周縁部に第二トレーが載せられ、樹脂板を空気圧成形する工程中において、前記樹脂板の膨らみ度合を測定するための測距装置の上昇により前記第二トレーが持ち上げられるものである空気圧成形方法。
請求項２において、測距装置は上方測距機能と側方測距機能を併せ備え、第二トレーには上方測距時の測距ビームが通過する孔が形成されている空気圧成形方法。
請求項１において、トレーには孔が形成されている空気圧成形方法。
請求項４において、空気圧成形工程において、孔の下面には樹脂板の膨らみ度合を測定するための測距装置を備えた空気圧成形方法。
請求項１において、樹脂板の外周縁近傍に対応してトレーの上面に環状のリブを設けるとともに、このリブの上面を除き前記トレーの上面に実質的に不織布を設け、前記樹脂板を空気圧成形する場合に前記リブと樹脂板の外周縁近傍を直接的に接触させて両者の密着性を向上した空気圧成形方法。
請求項２において、樹脂板の外周縁近傍に対応してトレーの上面に環状のリブを設けるとともに、このリブの上面を除き第二トレーを含む前記トレーの上面に実質的に不織布を設け、前記樹脂板を空気圧成形する場合に前記リブと樹脂板の外周縁近傍を直接的に接触させて両者の密着性を向上した空気圧成形方法。