JP2006027072A - 成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 成形型の形状や大きさに依存することなく、真空排気を適宜に制御して、種々の成形品の成形を行なえる成形装置を提供する。
【解決手段】 成形装置１０は、成形型２０が載置される型受け台１１と、型受け台１１を収容するように上方が開放した箱状のハウジング１２と、ハウジング１２の開放した上端を開放可能に閉鎖するシールリッド１３と、ハウジング１２及びシールリッド１３により画成される内部空間を減圧するための真空排気ホース１６ｂが取り付けられる接続部１５とを有する。シールリッド１３はシリコンなど柔軟材で成形し、シールリッド１３の周縁を、ハウジング１２の上端の周縁に対して気密的に保持する密封手段１４を講ずる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車のバンパー等の樹脂部品を真空成形等にて成形するための成形装置に関する。

従来、熱可塑性樹脂等のシート状の樹脂成形素材を成形する方法として、真空成形方法が知られており、この真空成形方法によって、例えば自動車のバンパー等の各種成形部品が成形されている（例えば、特許文献１）。

このような真空成形方法は、例えば図７に示す成形装置を使用して実施される。
図７は、従来の成形装置の一例の構成を示す概念斜視図である。図８は図７の成形装置における要部を示す部分拡大斜視図である。図７に示すように、成形装置１は、表面側に転写すべき形状、例えば窪みが形成されている成形型２と、この成形型２が載置される型受け台３と、型受け台３上に成形型２の上から被せられるシート状の成形素材４と、この成形素材４の周縁を型受け台３の周縁に対して挟持し、気密的に保持するシール枠５と、から構成されている。
そして、上記型受け台３に備えられたノズル３ａに対して、真空ホース６を介して図示しない真空ポンプに接続されるようになっている。

このような成形装置１による成形工程を次に説明する。
まず、型受け台３上に、成形型２が載置され、図８に示すように、この成形型２の上から型受け台３の表面全体に成形素材４が被せられ、さらにその上からシール枠５が載置される。そして、シール枠５及び型受け台３の全周に亘って、例えば万力８を使用して、シール枠５及び型受け台３が互いに締め付けられ、成形素材４を挟持する。これにより、シール枠５は、成形素材４を介して型受け台３の全周に対して気密的に保持されることになる。

この状態から、成形装置１全体を加熱すると共に、ノズル３ａ及び真空ホース６を介して、図示しない真空ポンプにより型受け台３及び成形素材４で画成される内部空間が真空排気される。これにより、成形素材４が成形型２の表面の型面に密着され、成形素材４が成形型２の型面形状に成形されるようになっている。
図９は、図７の成形装置におけるシール状態を示す部分拡大断面図である。このとき、ワークである成形素材４は、図９に示すように、成形型２の角部２ａを利用して、シールされるようになっている。

特開２００３−１１７９９３号公報

しかしながら、図７に示した成形装置１においては、シール枠５を型受け台３に対して固定保持し、成形素材４を気密的に挟持するためには、多数の万力８を、シール枠５及び型受け台３の周縁に沿ってそれぞれ装着する必要がある。このため、多数の万力８が必要になって、コストが増大すると共に、これらの万力８の装着のために比較的長い時間がかかってしまう。

また、成形品が比較的小型の部品である場合においても、シール枠５は同じものを使用することから、シール枠５の大きさに対応した所定の大きさの成形素材４が必要となる。従って、成形素材４の利用効率が低下し、歩留まりが悪化してしまう。

さらに、真空ポンプによる真空排気は、例えば電磁式の開閉弁のオンオフにより制御されるようになっているため、真空排気による吸引量の微調整を行なうことができない。従って、例えば成形素材４の成形度を８０％程度に設定したり、または成形素材４を真空排気の途中で作業者の手作業により予備成形するなどして成形加減を行なうことはできなかった。

本発明は、上記課題に鑑み、成形型の形状や大きさに依存することなく、真空排気を適宜に制御可能にして、種々の成形品の成形を行なえる成形装置を提供することを目的とする。

上記目的は、本発明の構成によれば、成形型が載置される型受け台と、型受け台を収容するように上方が開放した箱状のハウジングと、ハウジングの開放した上端を開放可能に閉鎖するシールリッドと、ハウジング及びシールリッドにより画成される内部空間を減圧するための真空排気ホースが取り付けられる接続部と、を含み、リールリッドは柔軟材料から成っており、シールリッドの周縁を、ハウジングの上端の周縁に対して気密的に保持する密封手段が備えられていることを特徴とする、成形装置により達成される。
この構成によれば、成形型をハウジング内に収容された型受け台上に載置して、この成形型の型面に前もって加熱した成形素材を載置した後、このハウジングの上方の開放端をシールリッドで閉鎖し、密封手段によりシールリッドの周縁をハウジングの上端の周縁に対して気密的に密着させた状態で、上記ハウジングとシールリッドとで画成される内部空間を接続部から真空排気することで、成形素材がシールリッドにより成形型の型面に密着され、この成形素材が真空成形によって成形型の型面形状に成形される。
また、成形素材を成形するための成形型はハウジング内に収容されることから、成形品の型となる成形型が比較的小型の場合には、成形素材は、成形型の成形型面の大きさに対応した大きさで済むので、成形素材を無駄なく使用でき、成形素材の利用効率が向上し、歩留まりが向上する。
さらに、成形の準備作業は、従来のようにシール枠の周囲に沿って多数の万力を装着する必要がないので、成形型の大きさや形状に関係なく、容易に行なうことができる。

本発明による成形装置において、好ましくは、前記接続部が、開閉の度合いを調整可能な調整弁を備えている。この構成によれば、調整弁により真空排気の吸引量の微調整を行なうことができる。従って、真空成形による成形度を所定割合、例えば８０％程度に設定したり、また成形途中で成形素材を作業者の手作業で予備成形するような、成形加減を行なうことができる。

本発明による成形装置において、好ましくは、前記型受け台の成形型を載置する領域には、通気構造体が備えられている。この構成によれば、成形型を型受け台に載置したとしても、成形型の型受け台への接触面が、上記通気構造体を介して確実に真空に曝される。よって、全体として均一に真空成形を行なうことができる。

本発明による成形装置において、好ましくは、前記密封手段は、ハウジングの上端の周縁に全周に亘って設けられ且つ前記接続部に連通した溝部とシールリッドの周縁にて上記溝部に対向する突条部と、から構成されている。この構成によれば、接続部を介して真空排気が行なわれる際に、接続部を介してハウジングの上縁の溝部内が真空排気されることになり、これに伴ってこの溝部内に嵌合するシールリッドの突条部が当該溝部内に真空吸着され、ハウジング内部の気密性がより高められ得る。

本発明による成形装置において、好ましくは、前記シールリッドの一縁が、ハウジングの対応する側縁から下方に回り込むように形成されていて、上記側縁に係合する係合部を備えている。この構成によれば、シールリッドとハウジングとの接続のために、別途接続手段を設けることなく、簡単な構成により、低コストでシールリッドの一縁をハウジングの対応する側縁に対して取り付けることができる。

本発明による成形装置において、好ましくは、前記係合部が、凸状に形成されており、水平方向に延びるように前記側縁に形成された凹陥部に係合する。この構成によれば、シールリッドの凸状の係合部をハウジングの側縁に形成された凹陥部内に嵌合させることにより、シールリッドをハウジングの側縁に対して容易に取り付けることができる。

本発明による成形装置において、好ましくは、前記シールリッドが、シリコンから成形されている。これにより、シールリッドがシリコンから容易に成形できると共に、内部空間を真空排気する際に、シールリッドが、成形素材を載置した成形型の外形に従って十分に変形するので、より高精度の成形を行なうことができる。

本発明によれば、成形品を成形するための成形型の大きさや形状に関係なく、準備作業や成形作業を無駄な工程を含むことなく容易に行なうことができる。また、真空排気の吸引量の微調整により、成形度を変更したり、真空成形の途中でワークに対して手作業による予備加工を行なうことができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は本発明による成形装置１０の一実施形態の構成を示す斜視図、図２は成形装置１０における要部を示す部分断面図である。
上記成形装置１０は、図１や図２に示すように、成形型２０（詳細は後述）が載置される型受け台１１と、この型受け台１１を収容するように上方が開放したハウジング１２と、このハウジング１２の開放した上端を開放可能に閉鎖するシールリッド１３と、このシールリッド１３の全周縁を上記ハウジング１２の上端の周縁に対して気密的に密着させて保持する密封手段１４と、上記ハウジング１２及びシールリッド１３により画成される内部空間を真空排気するために真空排気チューブが取り付けられる接続部１５と、を含んでいる。

上記型受け台１１は、図２に示すように、平坦な板状部材から構成され、板状部材に脚部１１ａを備えることにより、ハウジング１２の底面から浮き上がって支持されている。また、その成形型２０が載置される領域には、例えばメッシュ１１ｂなどの通気構造体を備えており、ハウジング１２及びシールリッド１３により画成される内部空間の空気を、メッシュ１１ｂ及び板状部材に穿設されている多数の孔１１ｃを介して、吸気できるように構成されている。

上記ハウジング１２は、上方が開放した箱状に形成されており、内側に画成された内部空間内に、前記型受け台１１を収容できるようになっている。

上記シールリッド１３は、例えばシリコン等の柔軟材料から構成され、全体が平坦な肉薄の長方形状に形成されている。ここで、上記シールリッド１３は、その大きさが、上記ハウジング１２の開放した上端全体を覆うように選定されている。

図３は、図１の成形装置１０における密封手段１４を示す部分展開斜視図である。密封手段１４は、図３に示すように、シールリッド１３の周縁に沿って全周に亘って備えられた突条部１３ａと、ハウジング１２の上端の周縁に沿って全周に亘って備えられた溝部１２ａとを備える。この溝部１２ａの下側には、図２や図３に示すように、ハウジング１２の周縁内部に沿ってインナーゲート１２ｂが形成されており、このインナーゲート１２ｂは、適宜の間隔で設けられた複数のサブゲート１２ｃを介して上記溝部１２ａと連通している。また、インナーゲート１２ｂは、接続部１５に接続されている。
これにより、シールリッド１３の突条部１３ａがハウジング１２の溝部１２ａ内に嵌入すると共に、上記溝部１２ａが接続部１５からインナーゲート１２ｂ及びサブゲート１２ｃを介して真空排気されることにより、上記突条部１３ａが溝部１２ａ内に真空吸着保持されて、気密的に密着して保持され、シールリッド１３によりハウジング１２の内部空間が密閉されるようになっている。

図４は、図１の成形装置１０におけるシールリッド１３の取付部を示す部分斜視図である。シールリッド１３は、その一側縁が、図１や図４に示すように、ハウジング１２の対応する側縁から下方に回り込んだ延長部１３ｂを備えている。
そして、上記シールリッド１３は、延長部１３ｂの上縁外側にて水平に延びる肉薄に形成されたヒンジ部１３ｃと、その下方内側にて水平に延びる凸状の係合部１３ｄと、を備えている。この係合部１３ｄに対応するように、上記ハウジング１２は、図１に示すように、上記側縁の係合部１３ｄに対応する高さ位置に、水平に延びる係合凹部１２ｄを備えている。これにより、シールリッド１３は、その係合部１３ｄをハウジング１２の係合凹部１２ｄと係合させれば、ヒンジ等の部品を使用することなく、ハウジング１２の一側縁に対して取り付けることができる。

上記接続部１５は、図１に示すように、真空排気装置１６の真空ポンプ１６ａからの真空排気ホース１６ｂから分岐ジョイント１５ａを介して、さらに開閉度合いを調整可能な調整弁１５ｂを介してハウジング１２の内部に連通した第一の吸引ゲート１５ｃと、調整弁を介さず直接密封手段１４のインナーゲート１２ｂに連通した第二の吸引ゲート１５ｄとから構成されている。

ここで、上記成形型２０は、図２に示すように、表面側に転写すべき形状、例えば窪み等の型面が形成されていると共に、型面の隅部から裏面側まで貫通した通気孔２０ａを備えている。これにより、成形型２０の表面にワークである成形素材２１を載置して、ハウジング１２内が真空排気されたとき、成形型２０の表面と成形素材２１との間に存在する空気が通気孔２０ａを介して排気される。よって、成形素材２１が成形型２０の型面に密着して、成形素材２１が成形型２０の型面形状に真空成形されるようになっている。

本発明による成形装置１０は以上のように構成されており、成形品の成形作業は以下のようにして行なわれる。
即ち、図２に示すように、まず、ハウジング１２内に収容されている型受け台１１上に、成形品を成形するための成形型２０が載置され、成形型２０の上から、前もって加熱したシート状の成形素材２１が載置される。

次に、図２に矢印で示すように、ハウジング１２の開放した上端面にシールリッド１３を被せ、シールリッド１３の周縁の突条部１３ａを、ハウジング１２の上縁の溝部１２ａに対して嵌合する。これにより、上記シールリッド１３の周縁の突条部１３ａが、ハウジング１２の周縁の溝部１２ａに対して気密的に保持され、上記ハウジング１２及びシールリッド１３により画成される内部空間が全周に亘って密閉される。

その後、接続部１５の調整弁１５ｂを閉弁にした状態にて、真空ポンプ１６ａを作動する。
図５は、成形装置１０におけるシールリッド１３のシール時の状態を示す部分断面図である。この状態では、図５に示すように、第二の吸引ゲート１５ｄのみを介して、真空排気が行なわれる。なお、図５に示した矢印は真空排気される空気の流れを示す。
これにより、ハウジング１２の溝部１２ａとシールリッド１３の突条部１３ａとの間が、サブゲート１２ｃ及びインナーゲート１２ｂを介して真空排気され、溝部１２ａ内に嵌合するシールリッド１３の突条部１３ａが溝部１２ａ内に真空吸着される。この結果として、シールリッド１３がハウジング１２に対して真空吸着されるになり、ハウジング１２の内部空間が確実に気密的に密閉される。

続いて、接続部１５の調整弁１５ｂを全開する。
図６は、成形装置１０による成形時の状態を示した部分断面図である。接続部１５の調整弁１５ｂが全開されると、図６に示すように、ハウジング１２の内部空間が第一の吸引ゲート１５ｃを介して真空排気される。なお、図６に示した矢印は真空排気される空気の流れを示す。
ハウジング１２の内部空間が減圧されると、シールリッド１３がハウジング１２の内部空間で成形型２０の型面に対して真空吸着される。これにより、成形素材２１が成形型２０の型面に押圧されて、成形素材２１が成形型２０の型面形状に成形される。このとき、単に成形素材２１と成形型２０との間が減圧されることで成形素材２１が成形型２０に押し当てられるだけでなく、シールリッド１３も成形素材２１の上方から空圧により押し付け、真空成形及び空圧成形が同時に行なわれる。

ここで、調整弁１５ｂを全開せずに、開閉の度合いを調整して真空排気の吸引量を適宜に調整することにより、上記吸引量を微調整することができる。これにより、成形度を所定の割合、例えば８０％程度に設定したり、吸引速度を遅くすることができる。よって、途中で成形素材２１のうち成形困難な箇所を予備成形するなど、成形型の形状に応じて成形の度合いを適宜調整することができる。

以上説明した本発明を実施するための最良の形態は、本発明の具体的な一例であって、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々変更が可能である。例えば、上述した実施形態においては、シールリッド１３はシリコンから成形されているが、これに限らず、他の柔軟材料から形成されていてもよい。
また、シールリッド１３の周縁に突条部１３ａが形成され、ハウジング１２の上端の周縁に溝部１２ａが形成されているが、これに限らず逆に、シールリッド１３の周縁に溝部が形成され、ハウジング１２の上端の周縁に突条部が形成されるようにしてもよい。

このようにして、本発明の成形装置によれば、成形型の形状や大きさに依存することなく、真空排気を適宜に制御可能にして、種々の成形品の成形を行なうことができる。

本発明による成形装置の一実施形態の構成を示す斜視図である。 図１の成形装置の要部を示す部分断面図である。 図１の成形装置の密封手段の構成を示す部分展開斜視図である。 図１の成形装置のシールリッドの取付部を示す部分斜視図である。 図１の成形装置におけるシールリッドのシール時の状態を示す部分断面図である。 図１の成形装置による成形時の状態を示す部分断面図である。 従来の成形装置の一例の構成を示す概略斜視図である。 図７の成形装置における要部を示す部分拡大斜視図である。 図７の成形装置におけるシール状態を示す部分拡大断面図である。

符号の説明

１０ 成形装置
１１ 型受け台
１１ａ 脚部
１１ｂ メッシュ
１１ｃ 孔
１２ ハウジング
１２ａ 溝部
１２ｂ インナーゲート
１２ｃ サブゲート
１２ｄ 係合凹部
１３ シールリッド
１３ａ 突条部
１３ｂ 延長部
１３ｃ ヒンジ部
１３ｄ 係合部
１４ 密封手段
１５ 接続部
１５ａ 分岐ジョイント
１５ｂ 調整弁
１５ｃ 第一の吸引ゲート
１５ｄ 第二の吸引ゲート
１６ 真空排気装置
１６ａ 真空ポンプ
１６ｂ 真空排気ホース
２０ 成形型
２０ａ 通気孔
２１ 成形素材

Claims (6)

1. 成形型が載置される型受け台と、
   上記型受け台を収容するように上方が開放した箱状のハウジングと、
   上記ハウジングの開放した上端を開放可能に閉鎖するシールリッドと、
   上記ハウジング及びシールリッドにより画成される内部空間を減圧するための真空排気ホースが取り付けられる接続部と、
   を含み、
   上記リールリッドは柔軟材料から成っており、
   上記シールリッドの周縁を、上記ハウジングの上端の周縁に対して気密的に保持する密封手段が備えられていることを特徴とする、成形装置。
2. 前記接続部が、開閉の度合いを調整可能な調整弁を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の成形装置。
3. 前記型受け台の成形型を載置する領域には、通気構造体が備えられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の成形装置。
4. 前記密封手段が、前記ハウジングの上端の周縁に全周に亘って設けられ且つ前記接続部に連通した溝部と、前記シールリッドの周縁にて上記溝部に対向する突条部と、から構成されていることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の成形装置。
5. 前記シールリッドの一縁が、前記ハウジングの対応する側縁から下方に回り込むように形成されていて、上記側縁に係合する係合部を備えていることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の成形装置。
6. 前記シールリッドが、シリコンから成形されていることを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載の成形装置。
   

Images