JP2010132002A

JP2010132002A - 熱可塑性樹脂シートの成形設備

Info

Publication number: JP2010132002A
Application number: JP2010026297A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Suzuki; 淳鈴木; Takayuki Nozawa; 孝行野澤
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2028-02-21
Also published as: JP4831504B2

Abstract

【課題】材料歩留まりの向上と成形性の向上を図るとともに、設備の小型化を図ることができる熱可塑性樹脂シートの成形設備を提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂シートの成形設備のシート搬送装置が、加熱装置の内部から成形装置の内部に配設される搬送機構と、熱可塑性樹脂シートの各辺を把持して、前記搬送機構に沿って移動可能な１台のシートクランプ枠機構と、該シートクランプ枠機構を前記加熱装置から成形装置へ移動させ該シートクランプ枠機構を前記搬送機構から持ち上げ、前記搬送機構と前記シートクランプ枠機構との保持を解除したのち、下成形型の成形面に向けて下降するとともに上成形型を下降して前記熱可塑性樹脂シートの成形を終えたのち、該樹脂シートの把持を解除した前記シートクランプ枠機構を上昇して前記搬送機構に移載する昇降機構と、搬送機構、シートクランプ枠機構、昇降機構および上成形型の動作を制御する制御装置とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱可塑性樹脂シートの成形設備に関する。さらに詳しくは、熱可塑性樹脂シートを加熱軟化させる加熱装置と該加熱軟化された樹脂シートを成形する成形装置を備える熱可塑性樹脂シートの成形設備に関する。

従来、長方形シート状の熱可塑性樹脂材料を成形する成形装置において、樹脂シートの各辺を把持し成形する成形装置では、枠に樹脂シートの各辺を保持するクランプを備えたクランプ枠を用い、クランプ枠内のクランプで樹脂シートを把持した後、加熱装置にクランプ枠を送り込み、樹脂シートを加熱した後成形装置にクランプ枠を搬送して成形する方法がある。
生産性を向上させるためには複数のクランプ枠を用い、一つのクランプ枠に把持された樹脂シートを成形している間に、他のクランプ枠への樹脂シートの供給と加熱、取出しの工程を行う必要がある。
たとえば、加熱装置（加熱ステーション）と成形装置（成形ステーション）を交互に行き来する２つの樹脂シート搬送冶具を設け、それぞれの樹脂シート搬送冶具の搬送経路を別にして、樹脂シート搬送冶具の搬送経路に高低差を持たせてすれ違うようにした方法がある（特許文献１）。
また、加熱・成形装置の前後にクランプ枠（樹脂シート搬送フレーム）の循環装置を設けて循環させる方法がある（特許文献２）。
しかしながら、特許文献１記載のクランプ枠を交互に入れ替わる方法では、加熱装置と成形装置とで同じ高さからすれ違う為、すれ違うスペースが必要となり加熱装置と成形装置の距離が離れること、加熱された材料が伸びてクランプ枠から下にはみ出した場合に、すれ違う時に上を通るクランプ枠に保持された材料が、下を通るクランプ枠にぶつからないようにすれ違うときの高さを大きく設けなければならないこと、特許文献２のような循環装置を設ける方法では、循環装置分のスペースが別に必要になり、装置が大型となるという問題があった。
また、循環方法上クランプ枠に対してケーブル類を取付けられず、クランプ枠内部の開閉機構等の内部機構の制御に問題があった。つまり、材料を保持する機構を制御するためのケーブル類をクランプ枠に付けた状態で、クランプ枠を循環させることができなかった。
また、これらの方法では上下の成形型がクランプ枠に向かって移動し成形する為、特に下成形型の昇降機構は上下成形型の重量と加圧力に耐えるだけの出力が必要で装置が大型化し多くのエネルギーを必要とする問題がある。この問題への対策として、下成形型を固定し、搬送機構と上成形型を降下させて成形する装置がある（特許文献３）。
そこで、特許文献３の装置は、搬送チェーンにより材料の２辺を把持して搬送する方式であるが、この材料は無端ローラチエンの爪に刺し込んでそれらの両側位置で把持した後、上・下成形型間に搬入し、無端ローラチエンと共に材料を下成形型へ下降させるものである。
ここで、材料を搬送する方法として、特許文献３の装置のように材料の対向する２辺を把持して搬送する方法がある。この方法では、機構が単純になりコストやメンテナンス性で有利であるが、把持していない２辺の材料が加熱時に垂れて引っ張られるため、その分材料の余裕をみなければならず材料歩留まりが低下しやすくなること、クランプしている辺としていない辺で成形時の伸び方が変わるため成形条件が出しにくく、また、成形性の向上を図るのが難しいという問題を残している。

特公平５−５４８０８号公報、図２特開平１１−３１４２３４号公報、図１特公平７−２０６５９号公報、図１

本発明は、材料歩留まりの向上と成形性の向上を図るとともに、設備の小型化を図ることができる熱可塑性樹脂シートの成形設備を提供することを目的とする。

熱可塑性樹脂シートを所定温度に加熱し軟化させる加熱装置と、該加熱軟化した熱可塑性樹脂シートを上下成形型により成形する成形装置と、前記加熱装置の内部と成形装置の内部とのあいだを移動可能なシート搬送装置とを備える熱可塑性樹脂シートの成形設備であって、前記シート搬送装置が、前記加熱装置の内部の上方位置から成形装置の内部の上方位置に配設される上段搬送機構と、前記加熱装置の内部の下方位置から成形装置の内部の下方位置に配設される下段搬送機構と、前記上段搬送機構と下段搬送機構に沿ってそれぞれ移動可能な２台のシートクランプ枠機構と、前記加熱装置の内部で前記熱可塑性樹脂シートの各辺を把持したシートクランプ枠機構を前記上段搬送機構から持ち上げ、前記搬送機構と前記シートクランプ枠機構との保持を解除したのち、下降して前記下段搬送機構に移載する第１昇降機構と、該下段搬送機構に移載されたシートクランプ枠機構を前記加熱装置から成形装置へ移動させ該シートクランプ枠機構を該下段搬送機構から持ち上げ、前記搬送機構と前記シートクランプ枠機構との保持を解除したのち、前記下成形型の成形面に向けて下降するとともに前記上成形型を下降して前記熱可塑性樹脂シートの成形を終えたのち、該樹脂シートの把持を解除した前記シートクランプ枠機構を上昇して前記上段搬送機構に移載する第２昇降機構と、前記上段搬送機構、下段搬送機構、シートクランプ枠機構、第１昇降機構、第２昇降機構および上成形型の動作を制御する制御装置とを備えてなる熱可塑性樹脂シートの成形設備。

本発明によれば、シートクランプ枠機構を、材料周囲各辺を把持したまま下成形型に向け下降させ、シートを成形させることにより、材料の各辺を把持することによる、材料歩留まりの向上、成形性の向上という効果を得ることができる。
材料の各辺を把持したまま材料を引っ張り成形することにより、しわを作らず成形することができ、また、真空成形を行う場合も型に材料を押し付けて空気が逃げないよう密着させることができる。このため、成形性が向上する。

また本発明によれば、上・下段二つの搬送機構を用いてシートクランプ枠機構を循環させ、さらに加熱された樹脂シートを保持したシートクランプ枠機構をすれ違う２つのシートクランプ枠機構のうち常に下側にすることで、上下のシートクランプ枠機構の間に樹脂シートを避ける為のすきまを設ける必要がなくなり装置の高さを小さくでき、また、加熱装置と成形装置の間に、シートクランプ枠機構がすれ違う為の移動距離を設けずにすむため、加熱装置と成形装置の距離が近くなり、設備を小さくすることができる。

また、シートクランプ枠機構への配線をシートクランプ枠機構毎に別の側からとることで、配線が搬送機構や他のシートクランプ枠機構の配線と干渉しないので、配線をつないだままシートクランプ枠機構を循環させることができ、シートクランプ枠機構内の把持機構を自由に決められる。

さらに、上・下段の搬送機構が別々に動作する為、二つのシートクランプ枠機構を共に加熱側もしくは成形側へ移動させられるので、成形部もしくは加熱部の一方にはシートクランプ枠機構が無い状態をつくることができスペースが空くので、型交換や整備の際の作業性が向上する。

本発明における成形設備は、加熱装置と成形装置の間に上・下段２本の搬送機構を設け、上の搬送機構でシートクランプ枠機構を成形装置から加熱装置へ移動させ、加熱後に加熱装置に備えたシートクランプ枠機構の昇降機構により上の搬送機構からシートクランプ枠機構を下の搬送機構に移載し、下の搬送機構により加熱装置から成形装置へ移動させた後、成形装置でシートクランプ枠機構を成形装置のシートクランプ枠機構の昇降機構により下成形型の成形面まで下降させ、その上から上成形型で押さえることにより、下成形型を動かすことなく成形する。成形後樹脂シートを下成形型に残してシートクランプ枠機構は上の搬送機構へ移載し、樹脂シートを供給した後、加熱装置へ移動するという動きを繰り返す。

本発明においてシートクランプ枠機構とは、樹脂シートを把持して搬送を行うものであり、その内部構造等は問わない。たとえば図２に示されるように方形の枠状をしており、４辺の枠にあるシート把持機構Ｓによって樹脂シートの各辺を保持するものであるが、これに限定するものではない。また、本発明の説明において図面の簡略化のため１枚板で表現している。

以下、添付図面に基づいて本発明の熱可塑性樹脂シートの成形設備を説明する。
図１は、本発明による熱可塑性樹脂シートの成形設備の基本構成を示した正面概略図である。
本発明の一実施の形態にかかわる成形設備は、熱可塑性樹脂シート（図示せず）を所定温度に加熱し軟化させる加熱装置Ｂと、該加熱軟化した熱可塑性樹脂シートを上下成形型Ａ３、Ａ２により成形する成形装置Ａと、前記加熱装置Ｂの内部と成形装置Ａの内部とのあいだを移動可能なシート搬送装置Ｋとを備える熱可塑性樹脂シートの成形設備に適用することができる。
前記シート搬送装置Ｋが、上段搬送機構Ｕと、下段搬送機構Ｌと、前記上段搬送機構Ｕと下段搬送機構Ｌに沿って移動可能な２台のシートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂと、前記加熱装置でシートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂを昇降させる第１昇降機構Ｂ４と、前記成形装置でシートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂを昇降させる第２昇降機構Ａ６と、前記上段搬送機構Ｕ、下段搬送機構Ｌ、シートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂ、第１昇降機構Ｂ４、第２昇降機構Ａ６および上成形型の動作を制御する制御装置（図示せず）とを備えている。
前記上段搬送機構Ｕは、前記加熱装置Ｂの内部の上方位置から成形装置Ａの内部の上方位置に配設されている。
前記下段搬送機構Ｌは、前記加熱装置Ｂの内部の下方位置から成形装置Ａの内部の下方位置に配設されている。
上記シートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂは、前記上段搬送機構Ｕと下段搬送機構Ｌに沿って移動可能である。
前記第１昇降機構Ｂ４は、前記加熱装置Ｂの内部で前記熱可塑性樹脂シートの各辺を把持したシートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂを前記上段搬送機構Ｕから持ち上げ、解除したのち、下降して前記下段搬送機構Ｌに移載する。
前記第２昇降機構は、該下段搬送機構Ｌに移載されたシートクランプ枠機構を前記加熱装置Ｂから成形装置Ａへ移動させ該シートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂを該下段搬送機構Ｌから持ち上げ、前記下段搬送機構Ｌと前記シートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂとの保持を解除したのち、前記下成形型Ａ２の成形面に向けて下降するとともに前記上成形型Ａ３を下降して前記熱可塑性樹脂シートの成形を終えたのち、該樹脂シートの把持を解除した前記シートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂを上昇して前記上段搬送機構Ｕに移載する。
前記制御装置は、前記上段搬送機構Ｕ、下段搬送機構Ｌ、シートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂ、第１昇降機構Ｂ４、第２昇降機構Ａ６および上成形型Ａ３の動作を制御する。

さらに詳しく説明すると、本設備は成形装置Ａと加熱装置Ｂに分かれており、シートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂを搬送する上段搬送機構Ｕと下段搬送機構Ｌが、成形装置のフレームＡ１と加熱装置のフレームＢ１に固定されている。
成形装置Ａには下成形型Ａ２と、上成形型Ａ３があり、上成形型Ａ３を固定した上成形型テーブルＡ４を、上成形型昇降シリンダＡ５が動かすことにより上成形型Ａ３が昇降する。成形装置Ａの左右にはシートクランプ枠機構昇降用の第２昇降機構Ａ６があり、これによりシートクランプ枠機構の上・下段への架け替え、成形位置までの降下を行う。
加熱装置Ｂには材料を過熱する上ヒータＢ２、下ヒータＢ３、第１昇降機構Ｂ４がある。該下ヒータＢ３は、第１昇降フレームＢ５に固定されており、第１昇降シリンダＢ６により昇降される。また、前記第１昇降機構は、第１昇降フレームＢ５と前記第１昇降シリンダＢ６によってシートクランプ枠機構を昇降させる。
二つのシートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂにはケーブル接続用ブラケットＣ４ａ、Ｃ４ｂがシートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂの走行方向に対して両側部の位置に設けられている。そしてこのケーブル接続用ブラケットＣ４ａの上部Ｎにはケーブル案内部材Ｃ５ａの一端部が固定され、他端部が加熱装置のフレームＢ１に固定されている。また、前記ケーブル接続用ブラケットＣ４ｂの上部Ｎにはケーブル案内部材Ｃ５ｂの一端部が固定され、他端部が加熱装置のフレームＢ１に固定されている。このケーブル案内部材Ｃ５ａ、Ｃ５ｂは、加熱装置のフレームＢ１の両側部の位置に配置されているため、接続用ブラケット同士の干渉を避けてシートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂを循環させることができる。これにより、各シートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂの把持機構Ｓに動力と信号を供給している。図７も参照すると理解が容易である。

図３は、本発明による熱可塑性樹脂シートの成形設備を、図１の右側面から見た側面概略図である。図４は図３Ｄ部を拡大した図である。
前記上段搬送機構Ｕおよび下段搬送機構Ｌは、上・下段直線走行部Ｕ２、Ｌ２と、該上・下段直線走行部に連結される上・下段搬送フック受け部Ｕ１、Ｌ１と、該上・下段搬送フック受け部Ｕ１、Ｌ１を前記上・下段直線走行部に沿って移動させる駆動機構Ｐと、を備えている。
駆動機構Ｐは、上・下段搬送ピニオンＵ４、Ｌ４および上・下段搬送ラックＵ５、Ｌ５および上・下段搬送モータＵ３、Ｌ３を備えている。

前記上・下段搬送フック受け部Ｕ１、Ｌ１にそれぞれシートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂがかかっており、上段搬送フック受け部Ｕ１に固定された上段搬送ラックＵ５とかみ合った上段搬送ピニオンＵ４を成形装置のフレームＡ１に固定された上段搬送駆動モータＵ３が回すことにより、上段直線走行部Ｕ２に沿って上段搬送フック受け部Ｕ１が加熱装置Ｂと成形装置Ａを行き来し、また、下段搬送フック受け部Ｌ１に固定された下段搬送ラックＬ５とかみ合った下段搬送ピニオンＬ４を成形装置のフレームＡ１に固定された下段搬送駆動モータＬ３が回すことによって、下段直線走行部Ｌ２に沿って下段搬送フック受け部Ｌ１が加熱装置Ｂと成形装置Ａを行き来する。

前記上段搬送機構Ｕはシートクランプ枠機構Ｃa、Ｃｂの上方に位置し、該シートクランプ枠機構の幅（シートクランプ枠機構の搬送方向と直行する方向の幅）内に配設されており、シートクランプ枠機構の側面上部にある上段搬送フックＣ１を上段搬送フック受け部Ｕ１が受けて保持し、前記下段搬送機構Ｌにおける下段直線走行部Ｌ２はシートクランプ枠機構Ｃa、Ｃｂの外側にあり、シートクランプ枠機構Ｃa、Ｃｂの側面にある下段搬送フックＣ２を下段搬送フック受け部Ｌ１が受けて保持する。
図３および７に示すように、２つのシートクランプ枠機構Ｃa、Ｃｂのケーブル接続用ブラケットＣ４ａ、Ｃ４ｂはシートクランプ枠機構Ｃａでは右（図１では奥）側、シートクランプ枠機構Ｃｂでは左（図１では手前）側とそれぞれ別の側に接続されており、接続用ブラケット同士の干渉を避けている。
さらに、上段搬送機構Ｕはケーブル接続用ブラケットＣ４ａ、Ｃ４ｂの上方内側にあり、下段搬送機構Ｌは外側にあるため、上・下段搬送機構Ｕ、Ｌとケーブル接続用ブラケットＣ４ａ、Ｃ４ｂとの干渉も避けている。この構成によりケーブルを接続したままシートクランプ枠機構を循環させることができる。
また、成形中にシートクランプ枠機構が下成形型高さまで降下した位置（図２２）でもケーブル類が下段搬送機構等に干渉しないよう、接続用ブラケットＣ４ａ、Ｃ４ｂは高さを持った構造体をしており、その上部Ｎにおいてケーブル案内部材Ｃ５ａ、Ｃ５ｂと接続されている。その構造体の形状として、シートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂの端部に基部が接続され、その基部から垂直に立ち上がる垂直部があり、その垂直部の上部に水平に突き出た水平部がある。それらは全てケーブルが通ることができるように中空となっている。
また、シートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂの把持機構Ｓに動力と信号を送るケーブルは、シートクランプ枠機構からケーブル接続用ブラケットＣ４ａ、Ｃ４ｂの内部へ、そしてケーブル接続用ブラケットの上部Ｎからケーブル案内部材Ｃ５ａ、Ｃ５ｂを通り図示しない制御装置へ繋がっている。
該制御装置は、上段搬送機構Ｕの動作、下段搬送機構Ｌの動作、シートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂの把持機構Ｓ、第１昇降機構Ｂ４の昇降、第２昇降機構Ａ６の昇降および上成形型Ａ３の昇降を制御する。

図５は、シートクランプ枠機構Ｃｂを上段搬送機構Ｕに保持する上段搬送フックＣ１と上段搬送フック受け部Ｕ１の関係と、第２昇降機構Ａ６とシートクランプ枠機構Ｃｂの昇降受け部Ｃ３の関係を示した図である。また、図６はシートクランプ枠機構Ｃｂを下段搬送機構Ｌに保持する下段搬送フックＣ２と下段搬送受け部Ｌ１の関係と、第２昇降機構Ａ６とシートクランプ枠機構Ｃｂの昇降受け部Ｃ３との関係を示した図である。シートクランプ枠機構の側面には上段搬送フックＣ１と下段搬送フックＣ２、昇降受け部Ｃ３があり、上段搬送フックＣ１は上段搬送機構Ｕの上段搬送フック受け部Ｕ１と、下段搬送フックＣ２は下段搬送機構Ｌの下段搬送フック受け部Ｌ１と、昇降受け部Ｃ３は第２昇降機構Ａ６もしくは第１昇降フレームＢ５とかみ合う。各部は溝もしくはピンが設けられており、これらがはまりあうことにより位置決めを行う。図５および６では第２昇降機構Ａ６のみ示しているが加熱装置側の第１昇降機構Ｂ４でも同様である。

以下、これらの構成を用いた場合の動きについて説明する。なお、シートクランプ枠機構は、本発明の説明において図面の簡略化のため１枚板で表現している。
図７は、上・下段搬送機構とシートクランプ枠機構の位置関係を示したものである。動作は図１、７の状態から開始される。図示していない材料供給装置により、シートクランプ枠機構Ｃａに材料を供給する。加熱側にあるシートクランプ枠機構Ｃｂは材料が把持され、材料が加熱し終わった状態であるものとする。

まずは上・下段搬送機構Ｕ、Ｌにより、成形装置Ａ側にあるシートクランプ枠機構Ｃａは方向６に向けて加熱装置Ｂ側へ、加熱装置Ｂ側にあるシートクランプ枠機構Ｃｂは方向７に向けて成形装置Ａ側に送られる。図９はシートクランプ枠機構の移動時の擦れ違っている状態を示している。シートクランプ枠機構がそれぞれ移動を完了した後、図９から１０、図１３から１４に示すように第２昇降機構Ａ６、第１昇降機構Ｂ４がそれぞれフックと受け部のかみあいを解除する方向１、３の方向へ上昇し、それぞれシートクランプ枠機構Ｃｂ、Ｃａを持ち上げる（図１０、１４）。持ち上げることで各フックと受け部のかみあいが外れる。図２０（ａ）は上段搬送機構の上段フック受けとシートクランプ枠機構の上段フックのかみあいであり、方向１の方へ持ち上げたことにより図２０（ｂ）のようにかみあいが外れる。下段搬送機構も同様に図２１（ａ）から図２１（ｂ）のようにかみあいが外れる。搬送機構とシートクランプ枠機構のかみあいがはずれた後に図１０、１５、２０（ｃ）、２１（ｃ）に示すように上段搬送フック受け部Ｕ１を方向５へ、下段搬送フック受け部Ｌ１を方向８へとシートクランプ枠機構と干渉しない位置まで移動させる。
フックが干渉しない位置まで来たところで、第２昇降機構Ａ６が方向４へ下降を始め、シートクランプ枠機構Ｃｂは成形位置まで下降すると共に、上成形型昇降シリンダＡ５も稼動して上成形型も方向９へ向けて下降し、成形を行う。搬送機構のフック受け部Ｕ１、Ｌ１は、干渉を避ける為の移動をしたのち止まらずに、上・下段同時にそのまま次工程の待機位置まで移動する。図１１、１６、２２は成形中の状態である。

成形が終わると、シートクランプ枠機構Ｃｂは成形した樹脂シートを開放し樹脂シートを下成形型Ａ２に残して、シートクランプ枠機構Ｃｂと上成形型は、共に上昇し、シートクランプ枠機構Ｃｂは上段搬送機構Ｕを超えて、架け替え高さまで移動する。このとき、上段搬送フック受け部Ｕ１はシートクランプ枠機構Ｃｂの上段搬送フックＣ１に干渉しないよう保持位置より手前で待機している（待機位置）。加熱側のシートクランプ枠機構Ｃａは加熱を終了すると第１昇降機構Ｂ４により方向２へ下降し、下段搬送フック受け部Ｌ１に保持されると共に第１昇降機構Ｂ４から外れる（図１２、１７）。
図１７に示すように、シートクランプ枠機構Ｃｂが第２昇降機構Ａ６によって方向３へ架け替え高さまで上昇した後、上段搬送フック受け部Ｕ１がシートクランプ枠機構の上段搬送フックＣ１の下まで方向５へ移動し（図１８）、第２昇降機構Ａ６が方向４へ下降する事でシートクランプ枠機構Ｃｂは上段搬送機構に保持される（図１９）。その後、下成形型Ａ２から成形した樹脂シートを取り出し、シートクランプ枠機構Ｃｂに樹脂シートを供給する。
この一連の動作をシートクランプ枠機構Ｃａとシートクランプ枠機構Ｃｂを入れ替えて繰り返すことで、連続して生産が行われる。シートクランプ枠機構Ｃａ、Ｃｂと第１・２昇降機構Ｂ４、Ａ６および上・下段搬送機構Ｕ、Ｌの動きは図７、１３〜１９の順に参照するとわかりやすい。なお、前記樹脂シートは成形装置Ａ側で供給されるが、加熱装置Ｂ側で供給することができる

本発明は、熱可塑性樹脂シートを成形する成形設備において、樹脂シートを把持する２つのシートクランプ枠機構を、上下２段の搬送機構を用いて成形装置と加熱装置の間を循環させ、シートクランプ枠機構と上成形型を固定した下成形型に降下させて成形するようにしたから、成形装置と加熱装置の距離が近づいて装置が小型化したと共に、下成形型を昇降させずに成形することで、下型を稼動させるエネルギーを抑えることができ、また、下成形型に昇降機構が無いので成形装置を小型化できる。

本発明において、シートクランプ枠機構と上成形型は個別に降下し成形加圧されるが、シートクランプ枠機構と上成形型の降下を同期させ、それぞれの降下速度を調整することで、下成形型と樹脂シート、上成形型と樹脂シートの接触タイミングを調整することができる。この調整により、樹脂シートを最適な条件で加圧成形することができる。

また、加熱部昇降機構は下ヒータの昇降と、シートクランプ枠機構の昇降を同時におこなっているが、シートクランプ枠機構の昇降機構と下ヒータの昇降機構とを分離させることで、上下ヒータとシートクランプ枠機構内の樹脂シートの距離を任意に調整可能となり、ヒータ出力の調節とあわせて、最適な加熱を行うことができる。

さらに、上・下段の搬送機構は加熱装置と成形装置の間だけでなく、レールを延長して、樹脂シート供給部等を加熱装置や成形装置の横に設けた形とすることもできる。

さらに、図２３に示すように、シートクランプ枠機構を一つに減らし、さらに一つの搬送機構により加熱装置と成形装置を交互に移動して成形する構成をとることで、装置をさらに小型に作ることもできる。図２３には、搬送装置として下段搬送装置Ｌおよびシートクランプ枠機構としてＣａを用いているが、上段搬送装置Ｕ、シートクランプ枠機構Ｃｂでもよく、これに限定するものではない。

本発明による熱可塑性樹脂シートの成形設備の基本構成を示した正面概略図である。本発明に使用されるシートクランプ枠の一例を示す図である。図１の装置を右側面から見た側面概略図である。図３側面概略図のＤ部の拡大図である。上段搬送機構、昇降機構とシートクランプ枠機構の接続・保持方法を示す斜視図である。下段搬送機構、昇降機構とシートクランプ枠機構の接続・保持方法を示す斜視図である。生産中の二つのシートクランプ枠機構と搬送・昇降機構の動きを示す斜視図で、樹脂シート供給・加熱完了後の状態である。図７の斜視図において、上・下段のシートクランプ枠機構がすれ違っている状態の図である。図１の正面概略図において、シートクランプ枠機構が加熱装置、成形装置に移動した状態の図である図１の正面概略図において、シートクランプ枠機構が上・下段の搬送機構から昇降機構に移載された状態の図である。図１の正面概略図において、成形装置のシートクランプ枠機構が成形・加熱装置のシートクランプ枠機構が加熱完了して下段搬送機構に移載された状態の図である。図１の正面概略図において、成形完了し、シートクランプ枠機構が上段搬送機構に移載された状態の図である。図７の斜視図において、シートクランプ枠機構が加熱装置、成形装置に移動した状態の図である。図７の斜視図において、シートクランプ枠機構昇降機構がシートクランプ枠機構を持ち上げた状態の図である。図７の斜視図において、上・下段の搬送機構の搬送フック受け部が移動し、シートクランプ枠機構が開放された状態の図である。図７の斜視図において、成形装置のシートクランプ枠機構が成形位置まで降下し、搬送機構の搬送フックが次工程の位置まで移動した状態の図である。図７の斜視図において、加熱装置のシートクランプ枠機構が下段搬送機構に移載され、成形装置のシートクランプ枠機構が上段搬送機構への移載位置にある状態の図である。図７の斜視図において、上段搬送フックがシートクランプ枠機構の保持位置まで移動した状態の図である。図７の斜視図において、成形装置のシートクランプ枠機構が昇降機構を離れ、上段搬送機構に移載された状態の図である。（ａ）シートクランプ枠機構と上段搬送機構のかみあいを示す部分拡大斜視図である。（ｂ）シートクランプ枠機構と上段搬送機構のかみあいを示す部分拡大斜視図で、シートクランプ枠機構が持ち上げられた状態である。（ｃ）シートクランプ枠機構と上段搬送機構のかみあいを示す部分拡大斜視図で、シートクランプ枠機構が持ち上げられ、搬送フック受け部が移動して結合が外れた状態である。（ａ）シートクランプ枠機構の下段搬送機構からの取り外しの動作を示す部分拡大斜視図である。（ｂ）シートクランプ枠機構の下段搬送機構からの取り外しの動作を示す部分拡大斜視図で、シートクランプ枠機構が持ち上げられた状態である。（ｃ）シートクランプ枠機構の下段搬送機構からの取り外しの動作を示す部分拡大斜視図で、シートクランプ枠機構が持ち上げられ、搬送フック受け部が移動して結合が外れた状態である。図３の側面外略図において、成形中の状態の図である。本発明の他の実施例における搬送機構が一つ、シートクランプ枠機構が一つの図である。

Ａ成形装置
Ａ１成形装置のフレーム
Ａ２下成形型
Ａ３上成形型
Ａ４上成形型テーブル
Ａ５上成形型昇降シリンダ
Ａ６第２昇降機構
Ｂ加熱装置
Ｂ１加熱装置のフレーム
Ｂ２上ヒータ
Ｂ３下ヒータ
Ｂ４第１昇降機構
Ｂ５第１昇降フレーム
Ｂ６第１昇降シリンダ
Ｋシート搬送装置
Ｕ上段搬送機構
Ｕ１上段搬送フック受け部
Ｕ２上段直線走行部
Ｕ３上段搬送駆動モータ
Ｕ４上段搬送ピニオン
Ｕ５上段搬送ラック
Ｕ６上段搬送駆動軸
Ｕ７プーリ＆ベルト
Ｌ下段搬送機構
Ｌ１下段搬送フック受け部
Ｌ２下段直線走行部
Ｌ３下段搬送駆動モータ
Ｌ４下段搬送ピニオン
Ｌ５下段搬送ラック
Ｌ６下段搬送駆動軸
Ｃａ、Ｃｂシートクランプ枠機構
Ｃ１上段搬送フック
Ｃ２下段搬送フック
Ｃ３昇降受け部
Ｃ４ａケーブル接続用ブラケット１
Ｃ４ｂケーブル接続用ブラケット２
Ｃ５ａケーブル案内部材１
Ｃ５ｂケーブル案内部材２
Ｎケーブル接続用ブラケット上部
Ｅケーブル
Ｓシート把持機構
１第１昇降機構を上昇させる方向
２第１昇降機構を下降させる方向
３第２昇降機構を上昇させる方向
４第２昇降機構を下降させる方向
５上段搬送機構フック受け部を成形装置側へ移動させる方向
６上段搬送機構フック受け部を加熱装置側へ移動させる方向
７下段搬送機構フック受け部を成形装置側へ移動させる方向
８下段搬送機構フック受け部を加熱装置側へ移動させる方
９上成形型昇降シリンダを下降させる方向
１０上成形型昇降シリンダを上昇させる方向

Claims

熱可塑性樹脂シートを所定温度に加熱し軟化させる加熱装置と、
該加熱軟化した熱可塑性樹脂シートを上下成形型により成形する成形装置と、
前記加熱装置の内部と成形装置の内部とのあいだを移動可能なシート搬送装置とを備える熱可塑性樹脂シートの成形設備であって、
前記シート搬送装置が、
前記加熱装置の内部の上方位置から成形装置の内部の上方位置に配設される上段搬送機構と、
前記加熱装置の内部の下方位置から成形装置の内部の下方位置に配設される下段搬送機構と、
前記上段搬送機構と下段搬送機構に沿ってそれぞれ移動可能な２台のシートクランプ枠機構と、
前記加熱装置の内部で前記熱可塑性樹脂シートの各辺を把持したシートクランプ枠機構を前記上段搬送機構から持ち上げ、前記下段搬送機構と前記シートクランプ枠機構との保持を解除したのち、下降して前記下段搬送機構に移載する第１昇降機構と、
該下段搬送機構に移載されたシートクランプ枠機構を前記加熱装置から成形装置へ移動させ該シートクランプ枠機構を該下段搬送機構から持ち上げ、前記搬送機構と前記シートクランプ枠機構との保持を解除したのち、前記下成形型の成形面に向けて下降するとともに前記上成形型を下降して前記熱可塑性樹脂シートの成形を終えたのち、該樹脂シートの把持を解除した前記シートクランプ枠機構を上昇して前記上段搬送機構に移載する第２昇降機構と、
前記上段搬送機構、下段搬送機構、シートクランプ枠機構、第１昇降機構、第２昇降機構および上成形型の動作を制御する制御装置と
を備えてなる熱可塑性樹脂シートの成形設備。
前記上段搬送機構および下段搬送機構が、対向して配置される一対の直線走行部、該直線走行部に連結される搬送フック受け部および該搬送フック受け部を前記直線走行部に沿って移動させる駆動機構を具備するとともに、前記シートクランプ枠機構が該搬送フック受け部に載置される搬送フック部を具備してなる請求項１記載の熱可塑性樹脂シートの成形設備。
前記制御装置が、前記加熱装置に移動するシートクランプ枠機構を前記上段搬送機構から下段搬送機構に移載したのち、該上段搬送機構の搬送フック受け部を前記成形装置に移動させるとともに、前記成形装置に移動するシートクランプ枠機構を前記下段搬送機構から上段搬送機構に移載したのち、該下段搬送機構の搬送フック受け部を前記加熱装置に移動させる受け部移動回路を具備する請求項１または２記載の熱可塑性樹脂シートの成形設備。
前記上段搬送機構が、前記２台のシートクランプ枠機構から上方に位置し、該シートクランプ枠機構の幅内に配設されており、かつ前記下段搬送機構における直線走行部が、前記２台のシートクランプ枠機構の外側に配設されている請求項１、２または３記載の熱可塑性樹脂シートの成形設備。
前記２台のシートクランプ枠機構のうち、一方のシートクランプ枠機構に設けられるケーブル案内部材と他方のシートクランプ枠機構に設けられるケーブル案内部材とが、対向して配置されており、前記ケーブル案内部材の一端部がシートクランプ枠機構の側端に固着されるケーブル接続用ブラケットに固定するとともに、他端部がフレームに固定され、かつ、ケーブル接続用ブラケットが成形時に前記上段搬送機構および前記下段搬送機構に干渉しない構造体をしている請求項１、２、３または４記載の熱可塑性樹脂シートの成形設備。