JP2011183602A

JP2011183602A - 基材成形装置及び基材の製造方法

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Publication number: JP2011183602A
Application number: JP2010049204A
Authority: JP
Inventors: Ryo Nakajima; 亮中嶌
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2010-03-05
Publication date: 2011-09-22
Anticipated expiration: 2030-03-05
Also published as: JP5397276B2

Abstract

【課題】基材を吊り下げた状態で搬送する際に、基材を所定の位置にて精度良く停止させることができる基材成形装置及び基材の製造方法を提供する。
【解決手段】植物性繊維と熱可塑性樹脂を含む材料からなる板状体を吊り下げた状態で搬送し、所定の形状に成形する基材成形装置であって、板状体を吊り下げることにより該板状体を保持するハンガー３０と、板状体の搬送方向に沿って延設された第１スライドレール５８ａと、を備えている。ハンガー３０には、第１スライドレール５８ａに載置されることでハンガー３０を移動可能に支持するローラ３６が設けられている。第１スライドレール５８ａには、ローラ３６と係合することにより、ハンガー３０の第１スライドレール５８ａに沿った移動を規制する係合面６１ａ、６１ｂが設けられている。
【選択図】図１４

Description

本発明は、植物性繊維と熱可塑性樹脂を含む材料からなる板状体を吊り下げた状態で搬送し、所定の形状に成形する基材成形装置及び基材の製造方法に関する。

従来、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂の繊維と植物性繊維とをほぼ同量配合したものをブレンダー工程、フォーマー工程を経てマット状に形成した後、プレス機により板状に形成した熱成形繊維板が知られている。植物性繊維としては、ケナフ繊維、ジュート繊維等が使用される。特に、ケナフ繊維を使用した場合には、ケナフは光合成により多くのＣＯ_２を吸収するという性質をもち、成長が早いことから、地球環境保全にとって有効である。このような熱成形繊維板の製造方法が、例えば特許文献１に開示されている。なお、この熱成形繊維板のように、熱可塑性樹脂と植物性繊維とを混合したものを加熱した後に、冷間プレス用の成形型にて所定の形状に成形して得られる成形体のことを、以下、基材と称する。

基材の成形工程において、基材を構成する板状体を搬送するに際し、板状体Ｗを吊り下げた状態で搬送する方法が知られている。図１８、図１９は、板状体Ｗを吊り下げたハンガー２３０をスライドレール２５８に載置して、このスライドレール２５８に沿ってハンガー２３０を搬送する従来の基材成形装置３００の一例を示したものである。図１８は、従来の基材成形装置の一部である予備加熱装置２５０と本加熱装置２４０の一部とを側面から視た側面図である。図１９は、図１８の本加熱装置２４０の一部とハンガー２３０を拡大した側面図である。

ハンガー２３０は、図１９に示すように、シャフト２３２を備えている。シャフト２３２の下部には、板状体Ｗの上縁部を挟むための２つのクランプ２３４が取り付けられている。シャフト２３２の上部には、２つのローラ２３６が取り付けられている。ローラ２３６は、スライドレール２５８に回転可能に載置されている。また、スライドレール２５８の近傍には、スライドレール２５８に沿って駆動チェーン２５６が配置されている。駆動チェーン２５６は、一対のスプロケット２５４に掛け回されており、この一対のスプロケット２５４が回転することにより駆動可能となっている。駆動チェーン２５６には、各ローラ２３６に対応して各ローラ２３６の搬送方向両側に配置された一対のストッパ２５７が取り付けられている。ローラ２３６がスライドレール２５８に載置されたハンガー３０は、両ストッパ２５７間にローラ２３６が配置された状態で、駆動チェーン２５６が駆動することにより、スライドレール２５８に沿って水平方向左向き（図１８の矢印Ａ方向）に搬送される。

スライドレール２５８は、図１８に示すように、予備加熱装置２５０から本加熱装置２４０の搬入部に亘って水平方向に延設されている。予備加熱装置２５０は、第１加熱炉２５０Ａと第２加熱炉２５０Ｂとにより構成されている。板状体Ｗを吊り下げた状態のハンガー２３０は、予備加熱装置２５０の第１加熱炉２５０Ａに投入され、第１加熱炉２５０Ａから本加熱装置２４０の搬入部までスライドレール２５８に沿って水平方向に搬送される。スライドレール２５８に沿って搬送されるハンガー２３０は、まず、第１加熱炉２５０Ａの所定の位置まで搬送され、その位置で停止して所定時間加熱される。次いで、第２加熱炉２５０Ｂの所定の位置まで搬送され、その位置で停止して所定時間加熱される。その後、ハンガー２３０は、本加熱装置２４０の搬入部まで搬送され、停止する。そして、ハンガー２３０は、本加熱装置２４０の図示しない搬送装置に載せ換えられて本加熱装置内で搬送されながら板状体Ｗが加熱される。

特開２００９−２６２４３１号公報

しかしながら、上記した従来の基材成形装置３００では、ハンガー２３０のローラ２３６を駆動チェーン２５６に円滑に係止させ、且つ本加熱装置２４０の搬入部では円滑に解除できるように両ストッパ２５７とローラ２３６との間に所定のクリアランスを設けておく必要がある。そのため、ハンガー２３０に取り付けられたローラ２３６がスライドレール２５８に回転可能に載置されており、本加熱装置２４０の搬入部において搬送時の慣性力や振動などによりハンガー２３０を所定の位置に精度良く停止させることができない。この結果、ハンガー２３０の停止位置がずれてしまい、本加熱装置２４０内の移動装置（図示しない）にハンガー２３０の載せ換えをする際、所定位置からずれて載せ換えられてその状態で搬送されるため、搬送異常が発生し、基材成形装置３００の稼働率が低下する虞がある。

本発明は、上記の課題に鑑みて創作されたものである。本発明は、基材を吊り下げた状態で搬送する際に、基材を所定の位置にて精度良く停止させることができる基材成形装置及び基材の製造方法を提供することを目的とする。

本明細書で開示される技術は、植物性繊維と熱可塑性樹脂を含む材料からなる板状体を吊り下げた状態で搬送し、所定の形状に成形する基材成形装置であって、前記板状体を吊り下げることにより該板状体を保持する保持装置と、前記板状体の搬送方向に沿って延設された搬送レールと、を備え、前記保持装置は、前記搬送レールに載置されることで前記保持装置を移動可能に支持するローラを有し、前記搬送レールは、前記ローラと係合することにより、前記保持装置の前記搬送レールに沿った移動を規制する係合面を有している基材成形装置に関する。

上記の基材成形装置によると、所定の位置に保持装置を停止させる際に搬送レールの係合面にローラを係合させることにより、保持装置の搬送レールに沿った移動が規制される。このため、保持装置を所定の位置にて精度良く停止させることができる。

上記の基材成形装置では、前記搬送レール上に切り欠き部が設けられていると共に、この切り欠き部を構成する少なくとも一対の傾斜面によって前記係合面が構成されており、前記搬送レールにおける搬送方向の最下流に位置する一の前記傾斜面は、他の前記傾斜面に比して前記搬送レールの移動面に平行な面からの立ち上がり角度が大きくてもよい。

搬送レールにおける搬送方向の最下流では、保持装置を確実に停止させて保持装置の載せ換え作業を行う必要がある。上記の構成によると、傾斜面における搬送レールの移動面に平行な面からの立ち上がり角度が大きいほどローラが傾斜面を通過し難くなるため、搬送方向の最下流に位置する一の傾斜面では、他の傾斜面に比して立ち上がり角度を大きく設定することで、保持装置の移動を効果的に規制することができる。このため、搬送方向の最下流において保持装置を所定の位置に確実に停止させることができる。

上記の基材成形装置では、前記保持装置は、複数の前記ローラを有し、前記搬送レールは、複数の前記ローラに対応してこれらの前記ローラが個別に嵌り込む複数の前記切り欠き部を有していてもよい。

上記の構成によると、保持装置の各ローラが複数の切り欠き部に個別に嵌り込むことで、保持装置の移動が効果的に規制される。このため、保持装置を所定の位置に確実に停止させることができる。

上記の基材成形装置は、前記板状体を予備加熱する予備加熱装置と、前記予備加熱装置により予備加熱された前記板状体をさらに加熱する本加熱装置と、を備え、前記搬送レールは、前記予備加熱装置から前記本加熱装置の搬入部へ前記板状体を搬送するものであってもよい。

上記の構成によると、板状体を予備加熱装置から本加熱装置の搬入部へ搬送する際に、保持装置を所定の位置に効果的に停止させることができる。

本明細書で開示される技術の他の態様は、植物性繊維と熱可塑性樹脂を含む材料からなる板状体を保持装置に吊り下げ、該保持装置を搬送装置に載置した状態で、前記板状体を移送レールに沿って移送しながら加熱する加熱工程と、前記加熱工程で加熱された前記板状体を基材に成形する成形工程と、を備えた基材の製造方法であって、前記加熱工程の搬入部に向けて延設されている搬送レールに、前記保持装置に設けられたローラを載置し、該搬送レールに沿って前記保持装置を前記加熱工程の搬入部に搬送し、該搬送レールにおける搬送方向の最下流に設けられた係合面に前記ローラを係合させることにより、前記保持装置の前記搬送レールに沿った移動を規制し、該保持装置を前記搬送装置に載せ換える搬入工程を備える基材の製造方法に関する。

上記の基材の製造方法によると、搬入工程の搬送レールから加熱工程の移送レールに保持装置を載せ換えるに際して、保持装置を搬送レールの最下流における所定の位置に精度良く停止させることができる。

上記の製造方法は、前記搬入工程と前記加熱工程との間に、前記板状体を前記搬送レールに沿って搬送しながら予備加熱する予備加熱工程を備えていてもよい。

この方法によると、予備加熱工程において板状体を内部まで加熱することにより加熱ムラをなくすことができ、加熱工程における板状体の加熱時間を短縮して生産性を向上させることができる。

本明細書で開示される技術によると、基材を吊り下げた状態で搬送する際に、基材を所定の位置にて精度良く停止させることができる基材成形装置及び基材の製造方法を提供することができる。

実施形態１に係る基材Ｋの製造方法のフローチャートを示す。板状体Ｗを予備成形するための予備成形型１０の断面図であり、予備成形型１０が閉じる前の状態を示す。板状体Ｗを予備成形するための予備成形型１０の断面図であり、予備成形型１０が閉じた後の状態を示す。予備成形体Ｗ１を本成形するための本成形型２０の断面図であり、本成形型２０が閉じる前の状態でかつ予備成形型がセット中心に導入された状態を示す。予備成形体Ｗ１を本成形するための本成形型２０の断面図であり、本成形型２０が閉じる前の状態でかつ予備成形型が成形中心側に配置された状態を示す。予備成形体Ｗ１を本成形するための本成形型２０の断面図であり、本成形型２０が閉じた後の状態を示す。板状体Ｗがハンガー３０に吊り下げられた状態を斜め前方から視た斜視図を示す。板状体Ｗがハンガー３０に吊り下げられた状態を側方から視た側面図を示す。基材成形装置１００の全体斜視図を示す。基材成形装置１００の略後半部を表した平面図を示す。基材成形装置１００の略前半部を表した平面図を示す。基材成形装置１００の略前半部を表した側面図を示す。第１スライドレール５８ａに載置されたハンガー３０の平面図を示す。第１スライドレール５８ａに載置されたハンガー３０の側面図を示す。本加熱装置４０内に位置する第１スライドレール５８ａを拡大した側面図を示す。実施形態２に係る第１スライドレール１５８ａに載置されたハンガー１３０の側面図を示す。本加熱装置１４０内に位置する第１スライドレール１５８ａを拡大した側面図を示す。従来の基材成形装置３００の略前半部を表した側面図を示す。従来のスライドレール２５８に載置されたハンガー２３０の側面図を示す。

＜実施形態１＞
図面を参照して実施形態１を説明する。図１は、基材Ｋの製造方法を示すフローチャートである。図１に示すように、基材Ｋを製造するためには、植物性繊維と熱可塑性樹脂を混合した材料からなる板状体Ｗを加熱した後に（予備加熱工程）、加熱した板状体Ｗをさらに加熱し（本加熱工程）、加熱した板状体Ｗを予備成形体Ｗ１に予備成形し（予備成形工程）、予備成形体Ｗ１を基材Ｋに本成形する（本成形工程）。これにより、所定の形状に成形された基材Ｋを得ることができる。

板状体Ｗに含まれる植物性繊維とは、植物由来の繊維材料のことである。このような繊維材料は、例えば、綿、麻、サイザル、ジュート、ケナフなどから採取することが可能である。この中では、特にケナフが好ましい。ケナフは、成長が早くしかもＣＯ_２を多く吸収することから、地球環境保全にとって有効だからである。また、ケナフの靭皮からは比較的長くて丈夫な繊維を採取することが可能だからである。

板状体Ｗに含まれる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）等を用いることができる。この中では、特にポリプロピレンが好ましい。

板状体Ｗを製造するためには、植物性繊維と熱可塑性樹脂を混合した材料を混綿させることでマット状とした後に、得られたマット体を熱圧プレスによって板状に成形する。これにより、所定の厚みを有する板状体Ｗを製造することができる。このような板状体Ｗの製造方法は、例えば、特開２００１−１７９７１６号公報、特開２００２−３７１４５５号公報等に開示されている。なお、板状体Ｗは、「熱成形用繊維板」、「プレボード」などの別の名称で呼ばれる場合がある。

板状体Ｗを加熱することによって、当該板状体Ｗに含まれる熱可塑性樹脂を溶融させることができる。例えば、板状体Ｗに含まれる熱可塑性樹脂がポリプロピレンである場合には、ポリプロピレンの融点は１６０℃〜１７０℃であるため、板状体Ｗをこれ以上の温度（例えば２００℃）に加熱することで当該板状体Ｗに含まれる熱可塑性樹脂を溶融させることができる。

図２、図３は、板状体Ｗを予備成形するための予備成形型１０の断面図である。図２に示すように、予備成形型１０は、一対の金型１２、１４を有している。このうち一方の金型１２は、中央部分が凹んだ形状を有しており、他方の金型１４は、中央部分が突出した形状を有している。一対の金型１２、１４は、型面同士が互いに対向するようにして左右に配置されている。そして、金型１２、１４の型面間に板状体Ｗが上下方向に吊り下げられた状態で配置される。図３に示すように、予備成形型１０を構成するこれら一対の金型１２、１４は、例えば金型１２を金型１４側に移動させ型閉じすることで上下方向に吊り下げられた状態の板状体Ｗを表裏両面からプレスすることが可能となっている。これにより、板状体Ｗは、予備成形体Ｗ１に成形される。

図４、図５、図６は、板状体Ｗを本成形するための本成形型２０の断面図である。図４に示すように、本成形型２０は、一対の金型２２、２４を有している。このうち一方の金型２２は、中央部分が凹んだ形状を有しており、他方の金型２４は、中央部分が突出した形状を有している。一対の金型２２、２４は、型面２２ａ、２４ａ同士が互いに対向するようにして左右に配置されている。図４において両型面２２ａ、２４ａの中心に配置された予備成形体Ｗ１の位置を以下「セット中心」という。

図５に示すように、予備成形体Ｗ１は、両金型２２、２４によって行われるプレス加工に先立って、予め他方の金型２４の型面２４ａ側（成形中心側）に配置される。次に図６に示すように、本成形型２０を構成するこれら一対の金型２２、２４は、例えば金型２２を金型２４側に移動させ型閉じすることで上下方向に吊り下げられた状態の板状体Ｗを表裏両面からプレスすることが可能となっている。

予備成形体Ｗ１を本成形するための本成形型２０は、冷間プレス用の成形型が用いられる。ここでいう「冷間プレス」とは、本成形型２０の型面を積極的に加熱しないで行うプレス成形のことを意味するが、加工熱や摩擦熱などによって本成形型２０の型面２２ａ、２４ａがある程度加熱される場合も含まれる。加熱した板状体Ｗを本成形型２０（冷間プレス型）でプレスすることによって、板状体Ｗに含まれている熱可塑性樹脂が冷却されて固化する。これにより、所定形状に成形された基材Ｋを得ることができる（図６参照）。図６において両型面２２ａ、２４ａの中心に配置された基材Ｋの位置を以下「成形中心」という。

このようにして得られた基材Ｋは、軽量でかつ強度が高いことから、車両用内装材の基材として用いることができる。例えば、基材Ｋは、ドアトリム、インストルメントパネル、シートバックボード、パーティションボード、コンソールボックス、ピラーガーニッシュ、クォータトリムなどに用いることができる。

図２と図４を比較すればわかるように、予備成形型１０を構成する一対の金型１２、１４のクリアランスＣＬ１は、本成形型２０を構成する一対の金型２２、２４のクリアランスＣＬ２よりも大きく設定されている。例えば、ＣＬ２が５ｍｍである場合には、クリアランスＣＬ１がそれよりも大きい１０ｍｍに設定されている。したがって、板状体Ｗを一回で基材Ｋに成形するのではなく、まず、板状体Ｗを予備成形体Ｗ１に成形し、次に、この予備成形体Ｗ１を基材Ｋに成形することにより、段階的に（２段階で）成形することが可能となっている。

さらに、本成形工程でセット中心に導入された予備成形体Ｗ１を成形中心側に移動させて本成形することにより、両金型２２、２４を型閉じする途中で予備成形体Ｗ１がロックされることを回避し、プレス加工後に基材Ｋの中央部分が引き延ばされて薄肉となることを規制できる。

図７は、板状体Ｗを吊り下げた状態で保持するためのハンガー３０の斜視図である。図８は、ハンガー３０の側面図である。

図７に示すように、ハンガー３０には、鉄やアルミニウムなどの金属製のパイプ状部材からなるシャフト３２が設けられている。シャフト３２の長さは、板状体Ｗの横幅よりも大きく形成されている。シャフト３２の下部には、板状体Ｗの上縁部を挟むための２つのクランプ３４が取り付けられている。シャフト３２の上部には、後述するスライドレール６２に載置されるローラ３６が取り付けられている。シャフト３２の両端には一対の取付部材３８，３８が設けられており、ローラ３６は、この取付部材３８を介してシャフト３２の上部にそれぞれ取り付けられている。なお、ローラ３６は、取付部材３８の表面と裏面にそれぞれ取り付けられている。従って、ハンガー３０には、４つのローラ３６が取り付けられている。クランプ３４および取付部材３８は、シャフト３２を上下に貫通するボルト（図示しない）によって連結されている。

図８に示すように、クランプ３４は、鉄やアルミニウムなどの金属製の板状部材からなる一対の挟持部材を有している。両挟持部材は、ヒンジ３５を支点としてその下端部を開閉させることで板状体Ｗの上縁部を挟むことができるように構成されている。すなわち、両挟持部材の一方は、同他方に対して板状体Ｗの上縁部を保持する閉じ位置と板状体Ｗの上縁部を解除する開き位置との間を開閉可能とされている。両挟持部材の上端部間には、ばね部材３７が取り付けられており、このばね部材３７によって両挟持部材の下端部がヒンジ３５を支点として閉じる方向に付勢されている。両挟持部材の下端部の内面側には、板状体Ｗが下方に落ちることを規制するための滑り止め用の溝部３４ａが形成されている。

図９は、基材Ｋを成形するための基材成形装置１００の全体斜視図であり、図１０は、基材成形装置１００の上面図である。図９および図１０に示すように、基材成形装置１００は、板状体Ｗを加熱する加熱装置を備えている。この加熱装置は、予備加熱装置５０と本加熱装置４０とから構成されている。予備加熱装置５０と本加熱装置４０は、基材成形装置１００の入口側からこの順に配置されており、本加熱装置４０は、予備加熱装置５０と平面視略垂直かつ略水平に配置されている。すなわち、予備加熱装置５０と本加熱装置４０は、平面視略Ｌ字状に直交する配置で連結されている。板状体Ｗは、予備加熱装置５０で約１７０℃に加熱され、加熱状態のまま本加熱装置４０に投入される。

本加熱装置４０は、板状体Ｗをその内部に通過させることで均一に加熱することのできる熱風循環式の加熱炉４２と、その加熱炉４２の内部において板状体Ｗを搬送することのできる搬送装置４４とを備えている。加熱炉４２の内部温度は例えば２００℃（本発明の「所定の温度」の一例）に設定されており、予め１７０℃付近に加熱された板状体Ｗを２００℃に加熱し保持することにより、当該板状体Ｗに含まれる熱可塑性樹脂の溶融状態を維持させることが可能となっている。

搬送装置４４は、並列に配置された２台のチェーンコンベヤ４６ａ、４６ｂによって構成されており、この２台のチェーンコンベヤ４６ａ、４６ｂは同期して駆動されている。この２台のチェーンコンベヤ４６ａ、４６ｂの上面には、前述したハンガー３０を構成するシャフト３２の両端部が載置される。これにより、搬送装置４４は、ハンガー３０によって吊り下げられた状態で保持される板状体Ｗを加熱炉４２の内部で搬送することができるようになっている。

加熱炉４２の内部には、板状体Ｗを予備成形するための予備成形型１０が設置されている。搬送装置４４と予備成形型１０は、加熱炉４２の内部においてオフセット位置に設置されている。ここでいう「オフセット位置」とは、「互いの中心軸が離れた位置」という意味であり、具体的には、搬送装置４４の中心軸Ｐ１と、予備成形型１０の中心軸Ｐ２が水平方向に離れた位置という意味である。

予備成形型１０の下方には、本成形型２０が設置されている。予備成形型１０と本成形型２０は、オフセット位置に配置されている。ここでいう「オフセット位置」とは、「互いの中心軸が離れた位置」という意味であり、具体的には、予備成形型１０の中心軸Ｐ２と、本成形型２０の中心軸Ｐ３が上下方向に離れた位置という意味である。

なお、加熱炉４２の略後半部は、平面視において略Ｌ字形（図１０参照）に形成されており、オフセット位置に配置された搬送装置４４と予備成形型１０をともに収容できるようになっている。本成形型２０は、予備成形型１０の下方であって、かつ、加熱炉４２の外部に設置されている。

図１０および図１１に示すように、基材成形装置１００は、第１スライドレール５８ａから搬送装置４４にハンガー３０を受け渡すための第１ハンガー受け渡し機構８０ａと、搬送装置４４から第２スライドレール５８ｂにハンガー３０を受け渡すための第２ハンガー受け渡し機構８０ｂとを備えている。第１ハンガー受け渡し機構８０ａおよび第２ハンガー受け渡し機構８０ｂは、それぞれ２つのアーム８１を備えており、この２つのアーム８１によってハンガー３０を構成するシャフト３２の両端部を下方から持ち上げることが可能となっている。

さらに、基材成形装置１００は、板状体Ｗを予備加熱装置５０の入口側から本加熱装置４０へ移送するための第１板状体移送機構６０ａと、板状体Ｗを搬送装置４４から予備成形型１０へ移送するための第２板状体移送機構６０ｂとを備えている。第２板状体移送機構６０ｂは、搬送装置４４の後方に搬送装置４４と平面視略垂直かつ略水平に配置された第２スライドレール５８ｂと、その第２スライドレール５８ｂに載置されたハンガー３０を水平方向に移動させることのできる第２水平方向移動機構６４ｂによって構成されている。なお、第１板状体移送機構６０ａについては後で詳細に説明する。

第２水平方向移動機構６４ｂは、第２スライドレール５８ｂに載置されているハンガー３０を水平方向に移動させることが可能である。ローラ３６が第２スライドレール５８ｂに載置される際には、取付部材３８の一方面側に取り付けられている２つのローラ３６のみが載置される。したがって、第２スライドレール５８ｂ及び第２水平方向移動機構６４ｂによって構成される第２板状体移送機構６０ｂは、第２スライドレール５８ｂに載置されているハンガー３０を水平方向に移動させることによって、ハンガー３０によって保持されている板状体Ｗを搬送装置４４から予備成形型１０へ移送することが可能となっている。

第２水平方向移動機構６４ｂによって予備成形型１０に搬送されたハンガー３０は、ハンガー移送機構６６に受け取られる。ハンガー移送機構６６は、図９に示すように、一対のアーム６７を有し、シャフト３２の両端部を両アーム６７に支持した状態で、板状体Ｗないし予備成形体Ｗ１を移送可能である。予備成形体Ｗ１は、ハンガー移送機構６６によって予備成形型１０から本成形型２０へ移送される。

次に、予備加熱装置５０の構成について図１１、図１２の図面を参照しながら説明する。図１１は、予備加熱装置５０を上方から見た平面図である。図１２は、予備加熱装置５０を側面から見た側面図である。

図１１および図１２に示すように、予備加熱装置５０は、第１加熱炉５０Ａと第２加熱炉５０Ｂとから構成されており、上述した第１板状体移送機構６０ａを備えている。各加熱炉５０Ａ，５０Ｂには、過熱水蒸気を噴出する複数の噴出部５１が設けられている。これらの噴出部５１は噴出部配管５２に配設されており、この噴出部配管５２は、板状体Ｗの表裏両側に対向配置されている。ハンガー３０に保持された板状体Ｗは、予備加熱装置５０内を搬送方向に移動しながら各加熱炉５０Ａ，５０Ｂ内の所定の位置でそれぞれ停止し、対向配置された両噴出部配管５２の間で表裏両側からムラなく加熱される。このため、本加熱工程における板状体Ｗの加熱時間を短縮することができる。

第１板状体移送機構６０ａは、搬送装置４４の前方に搬送装置４４と平面視略垂直かつ略水平に配置された第１スライドレール５８ａと、その第１スライドレール５８ａに載置されたハンガー３０を水平方向に移動させるための第１水平方向移動機構６４ａ（図１２参照）とによって構成されている。ローラ３６が第１スライドレール５８ａに載置される際には、取付部材３８の他方面側に取り付けられている２つのローラ３６のみが載置される。スライドレールに載置されたローラ３６はスライドレールの溝（図示しない）に深く嵌り込むため、スライドレールから外れにくい。このため、このように２つのローラ３６のみが載置された状態でも、ハンガー３０を第１スライドレール５８ａや第２スライドレール５８ｂに沿って安定して搬送させることができる。

第１水平方向移動機構６４ａは、図１２に示すように、一対のスプロケット５４と、駆動チェーン５６とから構成されている。一対のスプロケット５４は、第１水平方向移動機構６４ａの両端に設けられている。この一対のスプロケット５４には、駆動チェーン５６が掛け回されている。図示しない電動モータによって一対のスプロケット５４を時計回りあるいは反時計回りに回転させることにより、両スプロケット５４の下側を通る駆動チェーン５６を左方向あるいは右方向に駆動させることができる。

図１３は、第１スライドレール５８ａに載置され、本加熱装置４０の搬入部４０Ａ内の所定の位置に停止したハンガー３０を拡大した上面図である。図１４は、第１スライドレール５８ａに載置され、本加熱装置４０の搬入部４０Ａ内の所定の位置に停止したハンガー３０を拡大した側面図である。また、図１５は、本加熱装置４０の搬入部４０Ａ内に位置する第１スライドレール５８ａを拡大した側面図である。

図１３および図１４に示すように、駆動チェーン５６の一部には、一対のストッパ５７が設けられている。両ストッパ５７は、ハンガー３０の取付部材３８を搬送方向両側から当接可能な構成となっている。図１２に示すように、予備加熱装置５０に投入されたハンガー３０は、その取付部材３８がストッパ５７に当接可能な状態で、第１スライドレール５８ａに載置される。第１スライドレール５８ａに載置されたハンガー３０は、取付部材３８がストッパ５７に当接した状態で、駆動チェーン５６の駆動に伴い、第１スライドレール５８ａに沿って水平方向へ搬送される。

第１スライドレール５８ａには、図１２に示すように、複数の切り欠き部５９ａ〜５９ｆが設けられている。各切り欠き部５９ａ〜５９ｆは、係合面を有している。例えば図１４に示すように、本加熱装置４０の搬入部４０Ａ内に位置する第１スライドレール５８ａにおいて、切り欠き部５９ｅは係合面６１ａを有し、切り欠き部５９ｆは係合面６１ｂを有している。図１５に示すように、係合面６１ａは、複数の傾斜面６３ａ〜６３ｄによって構成されており、係合面６１ｂは、複数の傾斜面６３ｅ〜６３ｇによって構成されている。なお、第１スライドレール５８ａの最も左側に位置する傾斜面（板状体Ｗの搬送方向の最下流に位置する傾斜面）６３ｇは、第１スライドレール５８ａの移動面５８ａ１に平行な面Ｐとの成す角度ｓが、他の傾斜面と第１スライドレール５８ａの移動面５８ａ１に平行な面Ｐとの成す角度（例えば、傾斜面６３ｄと成す角度ｔ１や傾斜面６３ｅと成す角度ｔ２など）より大きい。

各切り欠き部５９ａ〜５９ｆは、ハンガー３０に取り付けられたローラ３６が個別に嵌り込む大きさに形成されている。このため、各切り欠き部５９ａ〜５９ｆまで移動したローラ３６は、板状体Ｗを吊り下げたハンガー３０の重みによりその切り込み部５９ａ〜５９ｆに嵌り込む。切り込み部５９ａ〜５９ｅに嵌り込んだローラ３６は、切り込み部５９ａ〜５９ｅから搬送方向に移動するために各係合面６１ａを乗り超える必要がある。このため、各ローラ３６が各切り込み部５９ａ〜５９ｆに嵌り込むことにより、ハンガー３０の第１スライドレール５８ａに沿った移動が効果的に規制され、ハンガー３０を所定の位置で精度良く停止させることができる。

また、各切り欠き部５９ａ〜５９ｆは、図１２に示すように、予備加熱装置５０の第１加熱炉５０Ａ内と第２加熱炉５０Ｂ内と本加熱装置４０の搬入部４０Ａ内との所定の位置に、それぞれ２つずつ形成されている。以下では、各加熱炉５０Ａ、５０Ｂ内又は本加熱装置４０の搬入部４０Ａ内の第１スライドレール５８ａにそれぞれ形成されている２つの切り欠き部を、一対の切り欠き部と称することとする。一対の切り欠き部５９ａ〜５９ｆは、ハンガー３０に設けられた一対の取付部材３８，３８の間隔と略等しい間隔で形成されている。例えば図１４に示すように、本加熱装置４０の搬入部４０Ａ内に位置する第１スライドレール５８ａに設けられた一対の切り欠き部５９ｅ、５９ｆは、ハンガー３０に設けられた一対の取付部材３８，３８の間隔と等しい間隔で形成されている。このため、一対の取付部材３８，３８にそれぞれ取り付けられたローラ３６は、一対の切り欠き部５９ｅ、５９ｆに同時に嵌り込んでいる。

さて、搬入工程において、板状体Ｗを吊り下げた状態で予備加熱装置５０の入口側に投入されたハンガー３０は、予備加熱工程において、第１スライドレール５８ａに沿って水平方向左向き（図１２の矢印Ａ方向）に搬送される。この予備加熱工程では、ハンガー３０が第１加熱炉５０Ａ内の一対の切り欠き部５９ａ、５９ｂまで搬送されると、この一対の切り欠き部５９ａ、５９ｂに各ローラ３６が同時に嵌り込む。これと同時に第１水平方向移動機構６４ａの駆動が停止する。その結果、切り欠き部５９ａ、５９ｂにローラ３６が嵌り込んだ状態でハンガー３０が停止する。各ローラ３６が一対の切り欠き部５９ａ、５９ｂに嵌り込むことにより各ローラ３６と各係合面６１ａとが係合するため、ハンガー３０の搬送方向に沿った移動が規制される。そして、第１加熱炉５０Ａ内の所定の位置にハンガー３０が停止した状態で、板状体Ｗの第１予備加熱が行われる。

板状体Ｗの第１予備加熱が終了すると、第１水平方向移動機構６４ａが再び駆動し、水平方向左側に向かう力がハンガー３０に加わる。これにより、一対の切り欠き部５９ａ、５９ｂに嵌り込んだ各ローラ３６が各係合面６１ａを乗り超え、各ローラ３６と各係合面６１ａとの係合が外れる。そして、ハンガー３０は、第１スライドレール５８ａに沿って再び水平方向左側に搬送される。ハンガー３０が第２加熱炉５０Ｂ内の一対の切り欠き部５９ｃ、５９ｄまで搬送されると、この一対の切り欠き部５９ｃ、５９ｄに各ローラ３６が同時に嵌り込む。これと同時に第１水平方向移動機構６４ａの駆動が停止する。その結果、一対の切り欠き部５９ａ、５９ｂに各ローラ３６が嵌り込んだ状態でハンガー３０が停止する。各ローラ３６が一対の切り欠き部５９ａ、５９ｂに嵌り込むことにより各ローラ３６と各係合面６１ａとが係合するため、ハンガー３０の搬送方向に沿った移動が規制される。そして、第２加熱炉５０Ｂ内の所定の位置にハンガー３０が停止した状態で、板状体Ｗの第２予備加熱が行われる。

板状体Ｗの第２予備加熱が終了すると、第１水平方向移動機構６４ａが再び駆動し、各ローラ３６と各係合面６１ａとの係合が外れ、ハンガー３０は、第１スライドレール５８ａに沿って再び水平方向左側に搬送される。ハンガー３０が本加熱装置４０の搬入部４０Ａ内の一対の切り欠き部５９ｅ、５９ｆまで搬送されると、この一対の切り欠き部５９ｅ、５９ｆに各ローラ３６が同時に嵌り込む。これと同時に第１水平方向移動機構６４ａの駆動が停止する。その結果、一対の切り欠き部５９ｅ、５９ｆに各ローラ３６が嵌り込んだ状態でハンガー３０が停止する。各ローラ３６が一対の切り欠き部５９ｅ、５９ｆに嵌り込むことにより各ローラ３６と各係合面６１ａ、６１ｂとが係合するため、ハンガー３０の搬送方向に沿った移動が規制される。一対の切り欠き部５９ｅ、５９ｆに各ローラ３６が嵌り込んだ状態でハンガー３０が停止すると、ハンガー３０は、第１ハンガー受け渡し機構８０ａによって、第１スライドレール５８ａから搬送装置４４に載せ換えされる。搬送装置４４でハンガー３０を搬送することにより、板状体Ｗは、本加熱装置４０内においてさらに加熱される。

上述したように、本実施形態に係る基材成形装置１００では、第１スライドレール５８ａの各切り欠き部５９ａ〜５９ｆにハンガー３０の各ローラ３６が嵌り込むことにより、ハンガー３０の移動が規制され、ハンガー３０を所定の位置に精度良く停止させることができる。これにより、ハンガー３０を搬送装置４４の所定位置に精度よく載せ換えられ搬送されるため、板状体Ｗの搬送異常を抑制することができ、基板成形装置１００の稼働率を向上させることができる。

また、第１スライドレール５８ａにおける搬送方向の最下流では、ハンガー３０を搬送機構４４に載せ換えるため、第１スライドレール５８ａに沿ってハンガー３０をそれ以上搬送する必要がなく、ハンガー３０を確実に停止させる必要がある。本実施形態に係る基材成形装置１００では、切り欠き部５９ａ〜５９ｆが複数の傾斜面によって構成されており、かつ、第１スライドレール５８ａ上の搬送方向の最下流に位置する傾斜面６３ｇと第１スライドレール５８ａの移動面５８ａ１に平行な面Ｐから立ち上がる角度ｓが、他の傾斜面と第１スライドレール５８ａの移動面５８ａ１に平行な面Ｐから立ち上がる角度ｔ１，ｔ２より大きい。これにより、搬送方向の最下流に位置する傾斜面６３ｇでは、他の傾斜面６３ａ〜６３ｆに比してローラ３６が傾斜面６３ｇを乗り超え難くなり、ハンガー３０の移動が効果的に規制される。このため、搬送方向の最下流においてハンガー３０を所定の位置に確実に停止させることができる。

また、本実施形態に係る基材成形装置１００では、ハンガー３０は、複数のローラ３６を有し、第１スライドレール５８ａは、複数のローラ３６に対応してこれらのローラ３６が個別に嵌り込む複数の切り欠き部５９ａ〜５９ｆを有している。これにより、ハンガー３０の各ローラ３６が複数の切り欠き部５９ａ〜５９ｆに個別に嵌り込み、ハンガー３０の移動が効果的に規制される。このため、ハンガー３０を所定の位置に確実に停止させることができる。

また、基材の製造工程において、本加熱工程は最も時間のかかる工程であり、本加熱装置５０内に配置される板状体Ｗの枚数も多いことから、搬送異常があった場合に、大量の板状体Ｗが不良品になってしまう。このため、予備加熱装置５０から本加熱装置４０に移送する際に搬送異常が発生することを極力抑制することが要求される。本実施形態に係る基材成形装置１００では、基材成形装置１００が、板状体を予備加熱する予備加熱装置５０と、該板状体Ｗをさらに加熱する本加熱装置４０と、を備えており、第１スライドレール５８ａは、予備加熱装置５０から本加熱装置４０の搬入部４０Ａへ板状体Ｗを搬送するように構成されている。このため、予備加熱装置５０から本加熱装置４０の搬入部４０Ａに移送する際に搬送異常が発生することを抑制することができる。

＜実施形態２＞
図１６に、実施形態２に係る基材成形装置２００において、第１スライドレール１５８ａに載置され、本加熱装置内の所定の位置に停止したハンガー１３０を拡大した上面図を示す。また、図１７に、第１スライドレール１５８ａに載置され、本加熱装置内の所定の位置に停止したハンガー１３０を拡大した側面図を示す。実施形態２は、切り欠き部の係合面の大きさが、実施形態１のものと異なっている。その他の構成については上記の実施形態１と同じであるため、構造、作用、および効果の説明は省略する。なお、図１６、図１７において、図１４、図１５の参照符号に数字１００を加えた部材は、実施形態１で説明した部材と同一である。

実施形態２に係る基材成形装置２００では、図１４および図１５に示すように、１つの切り欠き部１５９の係合面１６１が、ハンガー１３０に設けられた一対の取付部材３８，３８の間隔と略等しい大きさで形成されている。即ち、一対の取付部材３８，３８にそれぞれ取り付けられた２つのローラ１３６が、１つの切り欠き部１５９に同時に嵌り込むことが可能な構成となっている。このような構成であっても、１つの切り欠き部１５９に２つのローラ１３６が嵌り込むことによりローラ１３６と係合面１６１とが係合されるため、ハンガー１３０の搬送方向に沿った移動が効果的に規制される。

実施形態の構成と本発明の構成との対応関係を記載しておく。ハンガー３０、１３０が「保持装置」の一例である。また、第１スライドレール５８ａ、１５８ａ、第２スライドレール５８ｂが「搬送レール」の一例である。

上記の各実施形態の変形例を以下に列挙する。
（１）上記の各実施形態では、第１スライドレールに切り欠き部が設けられている構成を例示しているが、第２スライドレールに切り欠き部が設けられている構成としてもよい。

（２）切り欠き部は、切り欠き部にローラが嵌り込むことによりハンガーの第１スライドレールに沿った移動が規制される大きさであればよく、切り欠き部の大きさは限定されない。

（３）上記の各実施形態では、熱媒体として過熱水蒸気を例示しているが、水蒸気や空気を熱媒体をしてもよい。

（４）上記の各実施形態では、予備成形工程と本成形工程とによって板状体を基材に成形しているが、板状体を一度で基材に成形してもよい。

（５）上記の各実施形態では、予備加熱工程と本加熱工程に分けて板状体Ｗを加熱しているが、一つの加熱工程において熱媒体（過熱水蒸気）と熱風の双方を用いて板状体Ｗを加熱してもよい。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：予備成形型、１２、１４、２２、２４：金型、２０：本成形型、２２ａ、２４ａ：型面、３０、１３０、２３０：ハンガー、３２、１３２、２３２：シャフト、３４、１３４、２３４：クランプ、３４ａ：溝部、３５：ヒンジ、３６、１３６、２３６：ローラ、３７：ばね部材、３８、１３８、２３８：取付部材、４０、２４０：本加熱装置、４２：加熱炉、４４：搬送装置、４６ａ、４６ｂ：チェーンコンベヤ、５０、２５０：予備加熱装置、５０Ａ、２５０Ａ：第１加熱炉、５０Ｂ、２５０Ｂ：第２加熱炉、５１：噴出部、５２：噴出部配管、５４：スプロケット、５６：駆動チェーン、５８ａ、１５８ａ：第１スライドレール、５８ａ１、１５８ａ１：移動面、５８ｂ：第２スライドレール、５９ａ〜５９ｆ、１５９：切り欠き部、６１ａ、６１ｂ、１６１：係合面、６３ａ〜６３ｇ、１６３ａ〜１６３ｃ：傾斜面、６０ａ：第１板状体移送機構、６０ｂ：第２板状体移送機構、６４ａ：第１水平方向移動機構、６４ｂ：第２水平方向移動機構、６６：ハンガー移送機構、６７：アーム、８０ａ：第１ハンガー受け渡し機構、８０ｂ：第２ハンガー受け渡し機構、１００、２００、３００：基材成形装置、２５８：スライドレール

Claims

植物性繊維と熱可塑性樹脂を含む材料からなる板状体を吊り下げた状態で搬送し、所定の形状に成形する基材成形装置であって、
前記板状体を吊り下げることにより該板状体を保持する保持装置と、
前記板状体の搬送方向に沿って延設された搬送レールと、を備え、
前記保持装置は、前記搬送レールに載置されることで前記保持装置を移動可能に支持するローラを有し、
前記搬送レールは、前記ローラと係合することにより、前記保持装置の前記搬送レールに沿った移動を規制する係合面を有していることを特徴とする基材成形装置。
前記搬送レール上に切り欠き部が設けられていると共に、この切り欠き部を構成する少なくとも一対の傾斜面によって前記係合面が構成されており、
前記搬送レールにおける搬送方向の最下流に位置する一の前記傾斜面は、他の前記傾斜面に比して前記搬送レールの移動面に平行な面からの立ち上がり角度が大きいことを特徴とする請求項１に記載の基材成形装置。
前記保持装置は、複数の前記ローラを有し、
前記搬送レールは、複数の前記ローラに対応してこれらの前記ローラが個別に嵌り込む複数の前記切り欠き部を有していることを特徴とする請求項２に記載の記載成形装置。
前記板状体を予備加熱する予備加熱装置と、
前記予備加熱装置により予備加熱された前記板状体をさらに加熱する本加熱装置と、を備え、
前記搬送レールは、前記予備加熱装置から前記本加熱装置の搬入部へ前記板状体を搬送するものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基材成形装置。
植物性繊維と熱可塑性樹脂を含む材料からなる板状体を保持装置に吊り下げ、該保持装置を搬送装置に載置した状態で、前記板状体を搬送しながら加熱する加熱工程と、
前記加熱工程で加熱された前記板状体を基材に成形する成形工程と、を備えた基材の製造方法であって、
前記加熱工程の搬入部に向けて延設されている搬送レールに、前記保持装置に設けられたローラを載置し、該搬送レールに沿って前記保持装置を前記加熱工程の搬入部に搬送し、該搬送レールにおける搬送方向の最下流に設けられた係合面に前記ローラを係合させることにより、前記保持装置の前記搬送レールに沿った移動を規制し、該保持装置を前記搬送装置に載せ換える搬入工程を備えたことを特徴とする基材の製造方法。
前記搬入工程と前記加熱工程との間に、前記板状体を予備加熱する予備加熱工程を備えたことを特徴とする請求項５に記載の基材の製造方法。