JP2014094555A - 熱成形装置、及び、その型交換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱板でシートを加熱して型により成形する熱成形装置において、成形位置からシート搬送方向と直交した方向へ型を引き出すことができなくても型の交換を容易にさせること。
【解決手段】熱成形装置１に、成形位置Ｌ１を通る所定の搬送方向Ｄ１へシートＳＨ１を搬送するシート搬送手段Ｕ１と、シートＳＨ１を挟んで相対する熱板３０及び型４０を成形位置Ｌ１に有し該成形位置Ｌ１に搬送されたシートＳＨ１を熱板３０で加熱して型４０により成形する成形部Ｕ２と、成形部Ｕ２に隣接してシートＳＨ１を搬送方向Ｄ１へ案内するためのシート案内部（Ｕ３）と、シート案内部（Ｕ３）をシートＳＨ１の案内位置Ｌ２から退避可能にさせる案内部退避機構Ｕ４と、型４０を成形位置Ｌ１から案内位置Ｌ２の方へ引き出すための型引出機構Ｕ５とを設ける。
【選択図】図９

Description

本発明は、熱板でシートを加熱して型により成形する熱成形装置、及び、その型交換方法に関する。

特許文献１には、加熱板及び型を用いた熱成形装置が示されている。この装置は、連続した樹脂シートを成形位置に搬入するときには加熱板と型とを離間させるとともに、搬入された樹脂シートに向けて加熱板と型とを近接させ、同樹脂シートを加熱板で加熱軟化させて型の型面形状に合わせて差圧成形する。成形位置の上流側には、シート供給装置から繰り出された樹脂シートが配置されるとともに、この樹脂シートを成形位置へ案内するシートガイドが設けられる。成形位置の下流側には、成形位置から送り出された成形シートが配置されるとともに、この成形シートをトリミング装置へ搬送する搬送装置が設けられる。

上記装置で型を交換しようとすると、上テーブルに固定された型を外して別の型を取り付ける作業を成形位置で行う必要がある。重量の大きい型の交換作業は、容易ではなく、多くの時間がかかる。

特許文献２に示される熱成形装置は、成形位置からシートの搬送方向と直交した引出方向へ型を引き出し可能にさせる型引出機構を備える。

特許４１６６７２２号公報 特許４３９２４０３号公報

成形部の構造物等により成形位置からシート搬送方向と直交した方向へ型を引き出すことができない場合、テーブルに固定された型を外して別の型を取り付ける作業を成形位置で行う必要がある。

以上を鑑み、本発明は、熱板でシートを加熱して型により成形する熱成形装置において、成形位置からシート搬送方向と直交した方向へ型を引き出すことができなくても型の交換を容易にさせることを可能にする目的を有する。

上記目的を達成するため、本発明の熱成形装置は、成形位置を通る所定の搬送方向へシートを搬送するシート搬送手段と、前記シートを挟んで相対する熱板及び型を前記成形位置に有し、該成形位置に搬送されたシートを前記熱板で加熱して前記型により成形する成形部と、該成形部に隣接して前記シートを前記搬送方向へ案内するためのシート案内部と、該シート案内部を前記シートの案内位置から退避可能にさせる案内部退避機構と、前記型を前記成形位置から前記案内位置の方へ引き出すための型引出機構と、を備えた態様を有する。

すなわち、上記案内部退避機構があるので、シート案内部をシートの案内位置から退避させることができる。また、上記型引出機構があるので、シート案内部を退避させた状態で型を成形位置からシートの案内位置の方へ引き出すことができる。これにより、型の交換作業を容易に行うことができる。従って、成形位置からシート搬送方向と直交した方向へ型を引き出すことができなくても熱板を用いる成形用の型の交換が容易になり、型交換の作業効率が向上する。

また、本発明の熱成形装置の型交換方法は、前記シート案内部を前記シートの案内位置から退避可能にさせ、前記型を前記成形位置から前記案内位置の方へ引き出して交換する、態様を有する。
すなわち、シート案内部をシートの案内位置から退避させて型を成形位置から案内位置の方へ引き出して交換するので、型の交換作業を容易に行うことができる。従って、成形位置からシート搬送方向と直交した方向へ型を引き出すことができなくても熱板を用いる成形用の型の交換が容易になり、型交換の作業効率が向上する。むろん、請求項２〜請求項５に記載された構成を型交換方法に対応させることも可能である。

本発明を適用可能なシートは、成形可能なシートであればよく、例えば、樹脂シート、可塑性シート、等を用いることができる。
上記所定の搬送方向は、水平方向であるとシートを安定して搬送することができるので好適であるが、水平方向からずれた方向でも、鉛直方向でもよい。
上記熱板及び上記型は、シートに接触してもよいし、シートから離間して配置されてもよい。いずれの場合も、「シートを挟んで相対する熱板及び型」に含まれる。
上記成形には、差圧成形のような熱成形等を用いることができる。
上記シート案内部は、成形部に対して成形位置へシートを供給する位置に設けられてもよいし、成形部に対して成形位置からシートが送り出される位置に設けられてもよい。いずれの場合も「シートを搬送方向へ案内するためのシート案内部」に含まれる。

さらに、本発明は、熱成形装置及びトリミング装置を備えた成形品製造システム、熱成形方法、成形品製造方法、熱成形プログラム、成形品製造プログラム、これらのプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な媒体、等の態様も有する。

請求項１に係る発明によれば、熱板でシートを加熱して型により成形する熱成形装置において、成形位置からシート搬送方向と直交した方向へ型を引き出すことができなくても型の交換を容易にさせることが可能になる。
請求項２〜請求項５に係る発明では、型の交換を容易にさせる好適な熱成形装置を提供することができる。
請求項６に係る発明では、熱板でシートを加熱して型により成形する熱成形装置において、成形位置からシート搬送方向と直交した方向へ型を引き出すことができなくても型の交換を容易にさせることが可能な型交換方法を提供することができる。

成形品製造システムＳＹ１の概略を例示する正面図。 熱成形装置１の要部を例示する平面図。 成形部Ｕ２を例示する正面図。 型４０が所定の離間位置Ｌ１３にあるときの成形部Ｕ２を例示する右側面図。 型４０が所定の近接位置Ｌ１４にあるときの成形部Ｕ２を例示する右側面図。 型４０を組み立てる一例を底面側から見て示す分解斜視図。 型４０の下から見た成形部Ｕ２の要部を例示する平面図。 熱成形装置１の動作を例示するタイミングチャート。 成形部上流側を開けて型替え台車２００を開口部ＯＰ１に近付ける様子を例示する平面図。 型４０を載置した型替え台車２００を例示する右側面図。 制御盤１００で行われる制御処理を例示するフローチャート。 型４０を型替え台車２００上に引き出す様子を例示する平面図。 新たな型４０Ｂを成形位置Ｌ１に入れる様子を例示する平面図。 変形例に係る熱成形装置１の要部を示す平面図。 変形例に係る熱成形装置１の要部を示す平面図。

以下、本発明の実施形態を説明する。むろん、以下に説明する実施形態は、本発明を例示するものに過ぎない。

（１）熱成形装置を含む成形品製造システムの概要：
まず、図１〜９を適宜参照して、熱成形装置を含む成形品製造システム例の概要を説明する。なお、図１〜３，９において、左から右へ向かう方向が所定の搬送方向Ｄ１であり、左側がシートＳＨ１の上流側、右側がシートＳＨ１の下流側である。図２，７では、搬送されるシートＳＨ１の位置を二点鎖線で示している。分かり易く示すため、各図は整合していないことがある。
図１に例示する成形品製造システムＳＹ１は、Ｚ１〜Ｚ８で表した各部を制御盤１００が制御し、シートＳＨ１から成形品ＰＲ１を形成する。成形品製造システムＳＹ１の構造物の主要部は、例えば金属で形成することができる。

シート供給ゾーンＺ１には、シート繰り出し装置１２が設けられている。シート繰り出し装置１２は、連続して繋がった連続シートＳＨ１を巻いたロールＳＨ０から繰り出す。シートＳＨ１は、熱可塑性樹脂シートのような樹脂シート、熱可塑性を示す樹脂以外の熱可塑性シート、紙、等の成形可能なシートを用いることができる。前記樹脂シートは、熱可塑性樹脂等の樹脂のみからなる樹脂シートでも、樹脂に充てん材等の添加剤が添加された材質からなるシートでもよく、単層シートでも、異なる材質をラミネートした積層シートでもよい。シートＳＨ１の素材には、ポリエチレン（Polyethylene）、ポリプロピレン（Polypropylene）、等を利用可能である。また、シートＳＨ１は、シート状ないしフィルム状になっていればよく、ロール状に巻かれていても、所定の長さにカットされていてもよい。シートの厚みは、１〜２ｍｍ程度、０．２５〜１ｍｍ程度、等、様々な厚みとすることが可能であり、３ｍｍ程度以上の厚物シートでもよいし、０．２５ｍｍ程度以下のフィルムでもよい。シートＳＨ１から形成される成形品ＰＲ１には、食品容器といった容器、家電製品の内箱や操作パネルといった構成品、等がある。

シート搬入ゾーンＺ２には、シートガイド（シート案内部）Ｕ３が設けられている。シートガイドＵ３は、成形部Ｕ２に隣接してシートＳＨ１を搬送方向Ｄ１へ案内する。成形ゾーンＺ３では、シートガイドＵ３から搬入されたシートＳＨ１をショット毎に熱板３０で加熱して型４０により成形する。シートガイドＵ３及び成形部Ｕ２の詳細は、後述する。

シート搬出ゾーンＺ４には、図３に示す保持搬送装置１４が設けられている。保持搬送装置１４は、成形ゾーンＺ３から搬出された成形シートＳＨ２の縁部をショット毎に保持部材１４ａで保持して緩衝ゾーンＺ５へ搬送する。これにより、成形シートＳＨ２に繋がった未成形のシートＳＨ１がショット毎にシートガイドＵ３から所定の成形位置Ｌ１へ移動する。シート縁部の保持は、シート縁部のクランプでもよいし、突き刺し部材によりシート縁部を突き刺すことによる保持でもよい。保持搬送装置は、搬送方向Ｄ１に対して複数に分割されてもよい。搬送方向Ｄ１へ繋がったシートＳＨ１〜ＳＨ３は、制御盤１００の制御に従って間欠的に搬送される。

トリミングゾーンＺ６では、ショット毎に、緩衝ゾーンＺ５から成形シートＳＨ２を搬入し、トムソン刃といった切刃を有する型Ｚ６１と受け部材Ｚ６２とを近接させて成形シートＳＨ２から所定数の成形品ＰＲ１を分離する。各型Ｚ６１は、上方へ凸とされた形状以外にも、下方へ凹んだ形状や凹凸のある形状でもよい。また、切刃を上側に配置し受け部材を下側に配置してもよいし、型を上側に配置してもよい。むろん、トリミング装置は、切刃を受け部材に押し当てて成形シートを切断する装置の他、型の周囲の切刃により成形シートを打ち抜く装置、上刃と下刃とを摺接させる等して成形シートを打ち抜く装置、等が含まれる。

スクラップ回収ゾーンＺ７では、成形品分離後のスクラップシートＳＨ３を回収する。このとき、次ショットの成形シートＳＨ２がトリミングゾーンＺ６に搬入される。製品取出ゾーンＺ８には、離間した型Ｚ６１と受け部材Ｚ６２との間に進出可能な吸着ボックスＺ７１が設けられている。吸着ボックスＺ７１は、型Ｚ６１に配置された所定数の成形品ＰＲ１をショット毎に取り出す。

（２）熱成形装置、及び、その型交換方法の概要：
図１〜９に例示される熱成形装置は、Ｕ１〜Ｕ５の基本要素を備え、熱板３０でシートＳＨ１を加熱して型４０により成形する。シート搬送手段Ｕ１は、成形位置Ｌ１を通る所定の搬送方向Ｄ１へシートＳＨ１を搬送する。成形部Ｕ２は、シートＳＨ１を挟んで相対する熱板３０及び型４０を成形位置Ｌ１に有し、該成形位置Ｌ１に搬送されたシートＳＨ１を熱板３０で加熱して型４０により成形する。シートガイドＵ３は、成形部Ｕ２に隣接してシートＳＨ１を搬送方向Ｄ１へ案内する。案内部退避機構Ｕ４は、シートガイドＵ３をシートＳＨ１の案内位置Ｌ２から退避可能にさせる。型引出機構Ｕ５は、型４０を成形位置Ｌ１から案内位置Ｌ２の方へ引き出し可能にさせる。

すなわち、上記案内部退避機構Ｕ４があるので、図２，９に例示するように、シートガイドＵ３をシートＳＨ１の案内位置Ｌ２から退避させることができる。また、上記型引出機構Ｕ５があるので、シートガイドＵ３を退避させた状態で型４０を成形位置Ｌ１からシート案内位置Ｌ２の方へ引き出すことができる。また、シートガイドＵ３を退避させた状態で新たな型をシート案内位置Ｌ２から成形位置Ｌ１に入れることができる。

成形位置Ｌ１からシート搬送方向Ｄ１と直交した幅方向Ｄ２へ型４０を引き出すことができない場合、上記案内部退避機構Ｕ４が無いと、重量の大きい型の交換作業は容易ではない。この作業は、型テーブルに固定された型を外してクレーン等で搬出し、別の型をクレーン等で搬入して取り付ける作業を成形位置で行う必要があるため、多くの時間がかかる。
本熱成形装置は、案内部退避機構Ｕ４と型引出機構Ｕ５があるので、シートガイドＵ３を退避させた状態で型４０を成形位置Ｌ１からシート案内位置Ｌ２の方へ引き出して交換することができる。従って、成形位置Ｌ１から幅方向Ｄ２へ型４０を引き出すことができなくても型４０の交換が容易であり、型交換の作業効率が向上する。

（３）熱成形装置の具体例：
図１〜９に示す熱成形装置１は、Ｕ１〜Ｕ７の要素を備え、シート搬送手段Ｕ１によりシートＳＨ１が搬送されるときには熱板３０と型４０とを離間させ、シートＳＨ１が成形位置Ｌ１まで搬送されたときに熱板３０と型４０とを近接させてシートＳＨ１を加熱して型４０の形状に合わせて成形する。熱成形装置１の構造物の主要部は、例えば金属で形成することができる。

シート搬送手段Ｕ１は、図１，２に示すシート繰り出し装置１２と図３に示す保持搬送装置１４とを備え、成形シートＳＨ２に繋がった未成形のシートＳＨ１を成形のタイミングに合わせて間欠的に搬送方向Ｄ１へ搬送する。シートの搬送方向Ｄ１は、水平方向としてシートが安定して搬送されるようにしているが、水平方向から上方向へずれた方向でも、水平方向から下方向へずれた方向でも、鉛直上方向でも、鉛直下方向でもよい。

成形部Ｕ２は、基台２１、差圧供給装置２５、熱板３０、下テーブル（熱板用テーブル）３５、成形用の型４０、上テーブル（型用テーブル）４５、型用テーブル駆動機構５０、支柱５５、等を備えている。シートＳＨ１の成形は、熱成形により行われる。該熱成形は、真空成形、圧空成形、真空圧空成形、といった差圧成形が好適である。
基台２１は、例えば、シート搬出ゾーンＺ４を含めて床に接触した金属製基台とされる。

差圧供給装置２５は、図７に示すように、熱板３０の通気孔３０ｂに繋がる通気経路２５ａを有し、熱板３０でシートＳＨ１を加熱するときには通気孔３０ｂに真空圧といった負圧を作用させ、加熱軟化したシートＳＨ１を型４０の成形面４１ａに密接させるときには通気孔３０ｂに圧空を供給する。

熱板３０は、成形位置Ｌ１にあるシートＳＨ１の下面（一面）ＳＨ１ｂ側に配置される。図３，４等に示すように、熱板３０は、型４０に対向する上面３０ａが成形位置Ｌ１のシートＳＨ１の下面ＳＨ１ｂに接触するように配置され、成形位置Ｌ１に搬入されたシートＳＨ１を加熱して軟化させる。熱板３０は、下テーブル（熱板用テーブル）３５上に載置された台座３１上に載置されている。台座３１には図示しないヒーター（加熱手段）が設けられており、ヒーターに通電するとヒーターから熱が発生し、台座３１が加熱される結果、熱板３０が加熱される。また、台座３１には熱板３０の温度を検出する温度センサーも設けられており、図示しない加熱温度フィードバック制御手段により熱板３０を設定温度となるように加熱する。熱板の加熱温度は、シートの材質や厚み等に応じて設定され、例えばシートが軟化する温度以上溶融する温度以下とすることができる。

熱板３０は、例えば、図７等に示すように矩形板形状に形成された金属板とされる。また、熱板３０には、上下方向へ貫通した通気孔（第一の通気孔）３０ｂが多数形成されている。各通気孔３０ｂは、通気経路２５ａに接続され、差圧供給装置２５から真空圧を作用させられたり（空気を吸引されたり）、真空圧の供給（減圧）から解放されたり、圧空を供給されたり、圧空の供給を解除されたりする。
下テーブル３５は、例えば、円柱状支柱５５，５５を上下方向へ貫通させる貫通穴３６，３６が形成された金属部材とされる。

型４０は、成形位置Ｌ１にあるシートＳＨ１の上面（他面）ＳＨ１ａ側に配置されて熱板３０に対向する所定の成形面４１ａが形成されている。図６に示す型４０は、複数の交換用型４１と、型ベース部材４２とを有している。各交換用型４１は、例えば、金属製の雌型とされ、熱板３０に対向する成形面４１ａが形成されて、該成形面に通気孔（第二の通気孔）４１ｂが形成されている。交換用型は、雄型、凹凸を有する金型、等でもよい。型ベース部材４２は、例えば、略板状に形成された金属部材とされ、熱板に対向する下面４２ａで複数の交換用型４１を着脱可能に保持する型保持部位４２ｅが形成されている。該型保持部位には、交換用型の通気孔４１ｂの位置に合わせて通気孔４２ｂが多数形成されている。例えば、型保持部位４２ｅと交換用型４１とにねじ孔を形成すると、該ねじ孔にねじを螺合させて型保持部位４２ｅに交換用型４１を固定し、ねじを外して型保持部位４２ｅから交換用型４１を取り外すことができる。
なお、型ベース部材４２を冷却液や熱電対等で冷却してもよい。

上テーブル４５は、例えば、図４等に示すように円柱状支柱５５，５５を上下方向へ貫通させる貫通穴４６，４６が形成された金属部材とされる。上テーブル４５は、熱板３０に対向する下面４５ａで型４０を保持する。上テーブル４５における幅方向Ｄ２の両側縁部には、長手方向を型の引出方向Ｄ３に向けた一対の型引出レール部材６１，６１が取り付けられている。該レール部材６１は、上テーブル４５の幅方向Ｄ２の縁部から型ベース部材４２の下面４２ａに回り込んで接触することにより型４０を引出方向Ｄ３へ移動可能にさせる。上テーブル４５は、レール部材６１に接触した型ベース部材４２の幅方向Ｄ２の両側縁部を保持部材でクランプして引き寄せる型ベース部材クランプ機構４７を有し、該機構により熱板に対向する下面４２ａで型ベース部材４２を保持する。型ベース部材クランプ機構４７には、図示しない保持部材昇降切替スイッチが接続されており、このスイッチを下降側に切り替えられると保持部材を下降させて型ベース部材４２をレール部材６１上に載置させて型ベース部材の幅方向Ｄ２の両側縁部のクランプを解除し、前記スイッチを上昇側に切り替えられるとレール部材６１上に載置された型ベース部材の幅方向Ｄ２の両側縁部をクランプして型ベース部材４２を上昇させて上テーブルの下面４５ａに接触させて保持する。

型用テーブル駆動機構５０は、上テーブル４５の上部４５ｂに取り付けられ、成形位置Ｌ１で型４０を保持した上テーブル４５を熱板３０に対して近接及び離間させる。支柱５５，５５は、搬送されるシートＳＨ１と接触しない幅方向Ｄ２の外側で基台２１から上方に向かって立設されている。複数の支柱５５は、熱板３０を位置決めしながら型用テーブル駆動機構５０を下から支持し、上テーブル４５の昇降をガイドする。これらの支柱５５が幅方向Ｄ２の外側にあるため、成形位置Ｌ１からシート搬送方向Ｄ１と直交した幅方向Ｄ２へ型４０を引き出すことができない。
型用テーブル駆動機構５０は、固定部材５１、リンク機構５２、を備えている。固定部材５１は、例えば、複数の支柱５５の先端部に固定される金属部材とされる。リンク機構５２は、電動モーター５２ｃを備え、固定部材５１と上テーブル４５とを近接及び離間させる。むろん、型用テーブル駆動機構は、クランク機構、シリンダーを用いた機構、等でもよい。

熱板３０と型４０とは、制御盤１００の制御に従って相対移動する。制御盤１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、不揮発性メモリー、タイマー回路、入出力回路、等を有し、信号ケーブルを介した信号送受により熱成形装置１を含む成形品製造システムＳＹ１の動作を制御する。例えば、シート繰り出し装置１２の動作は、シートガイドＵ３を通した信号ケーブル８７を介して制御される。

図８は、制御盤１００の制御に従った熱成形装置１の動作を示すタイミングチャートである。初期状態では、保持搬送装置１４の保持部材１４ａのシート保持をオフにして成形シートＳＨ２の保持（例えばクランプ）を解除させた状態にし、保持搬送装置１４を上流側の所定の保持位置Ｌ１１にさせ、型４０を所定の離間位置Ｌ１３にさせ、差圧供給装置２５から通気孔３０ｂへの負圧（例えば真空圧）又は圧空の供給を解除している状態にしている。この状態で、まず、保持部材１４ａのシート保持をオンにしてシートＳＨ２の両側縁部を保持搬送装置１４にクランプさせる（タイミングt1）。次に、保持搬送装置１４を保持位置Ｌ１１から下流側の所定の解放位置Ｌ１２まで移動させる（タイミングt2〜t3）。すると、成形シートＳＨ２が所定量搬送方向Ｄ１へ搬送され、成形前のシートＳＨ１も成形後のシートＳＨ２に引っ張られて所定量搬送方向Ｄ１へ搬送されて成形位置Ｌ１に搬入される。さらに、保持部材１４ａのシート保持をオフにしてシートＳＨ２の保持を解除させた状態にする（タイミングt4）。なお、タイミングt2に戻るまでに、所定のタイミングで保持搬送装置１４を解放位置Ｌ１２から保持位置Ｌ１１まで戻すようにしている。

その後、差圧供給装置２５から通気孔３０ｂへ負圧を作用させ、成形位置Ｌ１のシートＳＨ１を熱板３０に密接させる（タイミングt5）。すると、成形位置のシートＳＨ１は、熱板３０にて加熱され、軟化する。次に、型用テーブル駆動機構５０で上テーブル４５を下降させ、図５に示すように、型４０を所定の近接位置Ｌ１４にさせる（タイミングt6〜t7）。そして、差圧供給装置２５から通気孔３０ｂへ圧空を供給して、型の通気孔４１ｂからエアを排出させながら加熱軟化状態のシートＳＨ１を型の成形面４１ａに密接させる（タイミングt8）。すると、熱板３０の温度よりも低い温度の成形面４１ａに密接したシートが冷却され、固化する。
なお、型の通気孔４１ｂに負圧を作用させると、シートに対して真空圧空成形を行うことができる。このとき、通気孔３０ｂへ圧空を供給しないと、シートに対して真空成形を行うことができる。

タイミングt9で差圧供給装置２５から通気孔３０ｂへの圧空の供給を解除すると、型用テーブル駆動機構５０で上テーブル４５を上昇させ、型４０を所定の離間位置Ｌ１３にさせる（タイミングt10〜t11）。
以上で１サイクルが終了し、以下、タイミングt1〜t11を繰り返すことにより、シートから熱板を用いた差圧成形を連続して行うことができる。なお、成形シートＳＨ２は、緩衝ゾーンＺ５を経てトリミングゾーンＺ６に搬入され、成形品ＰＲ１が分離される。分離後の成形品ＰＲ１は製品取出ゾーンＺ８に取り出され、スクラップシートＳＨ３はスクラップ回収ゾーンＺ７で回収される。

シートガイドＵ３は、成形部Ｕ２に対して成形位置Ｌ１へシートＳＨ１を供給する入り口側の位置（Ｌ３）に設けられている。保持搬送装置１４を設ける必要のあるシート送出位置Ｌ４ではなく、シート供給位置Ｌ３にシートガイドＵ３があることにより、容易にシートガイドＵ３をシートＳＨ１の案内位置Ｌ２から退避して型４０を成形位置Ｌ１から案内位置Ｌ２の方へ引き出すことができる。

図２，３等に示すシートガイドＵ３は、７１〜７３の各部が金属を主体に形成され、成形部Ｕ２の上流側に隣接してシートＳＨ１を搬送方向Ｄ１へ案内する。基部７１は、後述する連結部８１で成形部Ｕ２に連結され、床から離れて配置され、シート案内位置Ｌ２にあるときにシートＳＨ１を載置する。ガイド板７２，７２は、基部７１が案内位置Ｌ２にあるときにシートＳＨ１の幅方向Ｄ２の両外側となる位置で基部７１上に設けられる。幅調節機構７３は、ハンドル（操作部）７３ａを操作することによりガイド板７２，７２の間隔、すなわち、幅方向Ｄ２の長さを調節可能である。これにより、シートＳＨ１の幅に合わせてガイド板７２，７２の位置を調整することができる。

案内部退避機構Ｕ４は、シートガイドＵ３を成形部Ｕ２の上流位置から退避可能にさせる。図２，３等に示す案内部退避機構Ｕ４は、連結部８１とロック機構８３とが金属を主体として形成され、シートＳＨ１の幅方向外側の一方Ｄ２ａとなる回転軸ＡＸ１を中心としてシートガイドＵ３を回転動作可能にさせる。回転軸ＡＸ１の向きは鉛直方向とされているため、シートガイドＵ３は水平方向に移動する。案内部退避機構Ｕ４は、シートガイドＵ３をシート案内位置Ｌ２から退避可能にすればよいため、回転軸ＡＸ１の向きは、鉛直方向から１５°以内でずれた方向、３０°以内でずれた方向、４５°以内でずれた方向、さらに、水平方向、水平方向から１５°以内でずれた方向、３０°以内でずれた方向、４５°以内でずれた方向、等でもよい。回転軸ＡＸ１の位置も、シートＳＨ１よりも上側となる位置等でもよい。

連結部８１は、成形部Ｕ２に固定された成形部側連結部材８１ａと、シートガイドＵ３に固定されたシートガイド側連結部材８１ｂとが回転軸ＡＸ１を中心として回転可能とされている。すなわち、連結部８１は、幅方向Ｄ２の外側の一方Ｄ２ａに設けられ、成形部Ｕ２に対してシートガイドＵ３を回転動作可能に連結している。これにより、作業者は、図２に示すような退避方向Ｄ５にシートガイドＵ３を回転操作することにより、容易に、シートガイドＵ３をシート案内位置Ｌ２から退避させ、図９に示すように成形部Ｕ２の上流側の開口部ＯＰ１を開放することができる。また、図９に示すような戻す方向Ｄ６にシートガイドＵ３を回転操作することにより、容易にシートガイドＵ３を退避位置Ｌ５からシート案内位置Ｌ２に戻し、開口部ＯＰ１を閉じることができる。従って、本熱成形装置１は、型４０の交換を容易にさせる。
さらに、両連結部材８１ａ，８１ｂが幅方向Ｄ２の外側の一方Ｄ２ａに設けられ、開口部ＯＰ１を開閉するように回転動作するシートガイドＵ３が水平方向へ移動する。従って、ある程度重量を必要とするシートガイドＵ３の回転操作が容易である。

ロック機構８３は、成形部Ｕ２側の要素（８３ａ〜８３ｄ）と、シートガイドＵ３側の要素（８３ｅ，８３ｆ）とを幅方向Ｄ２の外側の他方Ｄ２ｂに有し、シート案内位置Ｌ２にあるシートガイドＵ３の回転動作の許否を選択可能である。すなわち、ロック機構８３は、連結部８１とは反対側となる幅方向Ｄ２の外側の他方Ｄ２ｂに設けられ、シートガイドＵ３の回転動作を許可状態にしたりシート案内位置Ｌ２で禁止状態にしたりすることができる。

成形部側の要素は、成形部Ｕ２に固定された成形部側取付基部８３ａ、この成形部側取付基部８３ａから幅方向外側の他方Ｄ２ｂ側に突出した支軸部８３ｂ、この支軸部８３ｂに対して回転動作可能に設けられた操作部８３ｃ、この操作部８３ｃに対して回転動作可能に設けられたフック８３ｄ、を有する。シートガイド側の要素は、シートガイド基部７１から幅方向外側の他方Ｄ２ｂ側に突出したシートガイド側取付基部８３ｅがシートガイド基部７１に固定され、シートガイド側取付基部８３ｅにおいて支軸部８３ｂに対向する面に受け部８３ｆが固定されている。図２には、シートガイド側の要素（８３ｅ，８３ｆ）の正面図も示している。作業者は、図２に示す移動禁止状態から操作部８３ｃを幅方向Ｄ２の他方Ｄ２ｂ側に引き（状態ＳＴ１）、受け部８３ｆからフック８３ｄを外すと（状態ＳＴ２）、容易にシートガイドＵ３を回転操作することができる。また、シートガイドＵ３をシート案内位置Ｌ２に配置し、フック８３ｄを受け部８３ｆに入れ（状態ＳＴ１）、操作部８３ｃを幅方向Ｄ２の一方Ｄ２ａ側へ押すと、容易に案内位置Ｌ２のシートガイドＵ３を移動禁止状態で固定することができる。従って、本熱成形装置１は、型４０の交換を容易にさせる。

図２，９等に示すように、シート繰り出し装置１２（シート搬送手段Ｕ１）の動作を制御する信号を伝送するため成形部Ｕ２からシートガイドＵ３へ渡される信号ケーブル８７は、連結部８１側、すなわち、幅方向Ｄ２の外側の一方Ｄ２ａに配置されている。信号ケーブル８７の先端部にコネクター８７ａを取り付けておけば、このコネクター８７ａをシート繰り出し装置１２に対して着脱することができる。例えば、シートガイドＵ３を案内位置Ｌ２から退避させるときにシート繰り出し装置１２から信号ケーブル８７を外せば、シートガイドＵ３の退避動作を円滑にすることができる。信号ケーブル８７が幅方向Ｄ２の外側の一方Ｄ２ａ側、すなわち、回転軸ＡＸ１側に配置されていることにより、極力シートガイドＵ３の退避動作の邪魔とならないようにすることができる。従って、本熱成形装置１は、型４０の交換を容易にさせる。

型引出機構Ｕ５は、ベアリング６２を有する長尺な型引出レール部材６１，６１を備え、型４０を成形位置Ｌ１から上流側のシート案内位置Ｌ２の方へ引き出し可能にさせる。図４，９等に示す型引出レール部材６１は、長手方向をシート搬送方向Ｄ１に向け、上テーブル４５における幅方向Ｄ２の縁部から型ベース部材４２の下面４２ａに回り込んで接触する金属部材とされている。型引出レール部材６１の回り込んだ部位には、複数のベアリング６２が引出方向Ｄ３へ並べられている。ベアリング６２は、ローラーベアリングが好ましいものの、ローラーベアリングに限定されない。型ベース部材４２は、複数のベアリング６２に載置されて引出側縁部４２ｆの側から引出方向Ｄ３へ移動可能とされる。図２，９等に示す引出方向Ｄ３はシート搬送方向Ｄ１と平行にされているが、型の引出方向は、シート搬送方向から１５°以内でずれた方向、シート搬送方向から３０°以内でずれた方向、シート搬送方向から４５°以内でずれた方向、等でもよい。ずれる向きは、鉛直方向と水平方向の両方が考えられる。

型４０の交換には、例えば、図９，１０に示すような型替え台車２００を用いることができる。この型替え台車２００は、ベアリング２１２を有する長尺な型引出レール部材２１１，２１１を備える。図９，１０に示す型引出レール部材２１１，２１１は、長手方向を並行させ、型ベース部材４２の下面４２ａに接触する金属部材とされている。型引出レール部材２１１には、複数のベアリング２１２が型引出レール部材２１１の長手方向へ並べられている。ベアリング２１２は、ローラーベアリングが好ましいものの、ローラーベアリングに限定されない。型ベース部材４２は、複数のベアリング２１２に載置されて型引出レール部材２１１の長手方向へ移動可能とされる。

ロック検出センサーＵ６は、シートガイドＵ３がシート案内位置Ｌ２にあるか否かを判別するための検出部である。図２等に示すロック検出センサーＵ６は、成形部側取付基部８３ａに取り付けられている。むろん、ロック検出センサーは、成形部側取付基部８３ａ以外の成形部Ｕ２に取り付けられてもよいし、シートガイドＵ３に取り付けられてもよいし、床など成形部Ｕ２及びシートガイドＵ３以外の場所に取り付けられてもよい。ロック検出センサーには、リミットスイッチといった接触式の位置検出センサー、赤外線センサーを含む光センサーや磁気センサーといった非接触式の位置検出センサー、等を用いることができる。ロック検出センサーは、シートガイドがシート案内位置にあるときに所定電圧の検出信号を出力したり導通状態や遮断状態といった所定の状態になったりするセンサーでもよいし、シートガイドがシート案内位置にないときに所定電圧の検出信号を出力したり導通状態や遮断状態といった所定の状態になったりするセンサーでもよい。

制御盤１００は、シートガイドＵ３がシート案内位置Ｌ２にないと判別される場合にシート搬送手段Ｕ１と成形部Ｕ２の少なくとも一方の動作を停止させる。図１１は、制御盤１００で行われる制御処理をフローチャートにより示している。ステップＳ１０４，Ｓ１０８の処理を行う制御盤１００は、動作停止手段Ｕ７を構成する。
制御盤１００の電源をオンにする等して制御処理を開始させると、制御盤１００は、ロック検出センサーＵ６の検出状態を読み込む（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０４では、前記検出状態に基づいて、シートガイドＵ３が案内位置Ｌ２にあるか否かを判断する。
ロック検出センサーＵ６からシートガイドＵ３が案内位置Ｌ２にあることを表す検出信号を入力する等してシートガイドＵ３が案内位置Ｌ２にあると判断した場合、制御盤１００は、シート搬送手段Ｕ１及び成形部Ｕ２を動作させてシートＳＨ１の熱成形を実行し（ステップＳ１０６）、処理をステップＳ１１０に進める。ロック検出センサーＵ６からシートガイドＵ３が案内位置Ｌ２にないことを表す検出信号を入力する等してシートガイドＵ３が案内位置Ｌ２にないと判断した場合、制御盤１００は、シート搬送手段Ｕ１と成形部Ｕ２の少なくとも一方の動作を停止させ（ステップＳ１０８）、処理をステップＳ１１０に進める。動作停止は、シート搬送手段Ｕ１と成形部Ｕ２の両方が好ましいものの、シート搬送手段Ｕ１のみ停止して成形部Ｕ２の動作を継続させてもよいし、成形部Ｕ２のみ停止してシート搬送手段Ｕ１の動作を継続させてもよい。

ステップＳ１１０では、シートＳＨ１の熱成形を終了するか否かを判断する。例えば、成形動作を所定ショット数行ったか否かを判断する。成形動作を所定ショット数行ったと判断するなど熱成形を終了すると判断した場合、制御盤１００は、制御処理を終了させる。成形動作を所定ショット数行っていないと判断するなど熱成形を終了しないと判断した場合、制御盤は、ステップＳ１０２〜Ｓ１１０の処理を繰り返す。

以上の制御処理により、シートガイドＵ３がシート案内位置Ｌ２にない場合に熱成形処理が停止する。従って、本熱成形装置１は、シートガイドＵ３が退避して型４０の交換を容易にさせる好適な装置である。

（４）型交換方法、並びに、熱成形装置の作用及び効果：
次に、成形部Ｕ２の型の交換方法を説明する。
ある型を使用した熱成形を終了したとき、図２に示すように、シートガイドＵ３は移動禁止状態にある。成形部Ｕ２の型を交換する場合、作業者は、まず、操作部８３ｃを幅方向Ｄ２の他方Ｄ２ｂ側に引き（状態ＳＴ１）、受け部８３ｆからフック８３ｄを外す（状態ＳＴ２）ことになる。これにより、ロック機構８３が解除され、シートガイドＵ３が移動可能状態となる。作業者は、図２に示す退避方向Ｄ５にシートガイドＵ３を開くように回転操作すると、シートガイドＵ３がシート案内位置Ｌ２から退避し、図９に示すように成形部Ｕ２の上流側の開口部ＯＰ１が開放される。開口部ＯＰ１に型替え台車２００を配置するためには、シートガイドＵ３を９０°以上（１８０°以内、より好ましくは１３５°以内）回転操作することが好ましい。

次いで、作業者は、型を載置していない型替え台車２００をシート案内位置Ｌ２に配置し、型ベース部材クランプ機構４７による型ベース部材４２のクランプを解除し、図１２に示すように、交換前の型４０を成形位置Ｌ１から案内位置Ｌ２の方へ引き出す。図１２に示す型の引出方向Ｄ３は、シート搬送方向Ｄ１とは逆の方向である。型替え台車２００に交換前の型４０を完全に載せると、作業者は、型替え台車２００を案内位置Ｌ２から例えば所定の型保管場所に移動させて交換前の型４０を型替え台車２００から降ろす。

次いで、作業者は、例えば所定の型保管場所から新たな型４０を型替え台車２００に載せ、図１３に示すように、型替え台車２００をシート案内位置Ｌ２に配置し、新たな型４０Ｂをシート案内位置Ｌ２から成形位置Ｌ１の方へ押し込む。図１３に示す型４０Ｂの収容方向Ｄ４は、シート搬送方向Ｄ１に一致する。成形位置Ｌ１に新たな型４０Ｂを収容すると、作業者は、型ベース部材クランプ機構４７により型ベース部材４２をクランプし、型替え台車２００をシート案内位置Ｌ２から退避させる。

次いで、作業者は、図９，１３に示す戻す方向Ｄ６にシートガイドＵ３を閉じるように回転操作して、シートガイドＵ３をシート案内位置Ｌ２に配置する。この状態でフック８３ｄを受け部８３ｆに入れ（図２の状態ＳＴ１）、操作部８３ｃを幅方向Ｄ２の一方Ｄ２ａ側へ押すことになる。これにより、ロック機構８３が働き、案内位置Ｌ２のシートガイドＵ３が移動禁止状態で固定される。

以上説明したように、本熱成形装置は、案内部退避機構Ｕ４と型引出機構Ｕ５があるので、シートガイドＵ３を退避させた状態で型を成形位置Ｌ１からシート案内位置Ｌ２の方へ引き出して交換することができる。これにより、重量の大きい型の交換作業にクレーン等を用いる必要が無くなる。従って、成形位置Ｌ１からシート搬送方向Ｄ１と直交した幅方向Ｄ２へ型を引き出すことができなくても型の交換が容易であり、型交換の作業効率が向上する。

（５）変形例：
本技術は、種々の変形例が考えられる。
例えば、型の交換のためには、成形部から分離される型替え台車以外にも、成形部に対して分離不能に設けられた型交換用レール部材等を用いてもよい。
型を自動的に成形位置から引き出したり成形位置に収容したりする自動型送り手段を熱成形装置に設けてもよい。
熱板を成形位置から引き出すための熱板引出機構を熱成形装置に設けてもよい。

熱板と型の位置は、熱板がシートの上面側、型がシートの下面側とされてもよい。シートを鉛直方向に搬送する場合には、熱板と型とを同じ高さに配置してもよい。
熱板は、シートの一面に接触しても、接触せずシートの一面に対面配置されてもよい。シートを加熱する際には、接触加熱以外にも、輻射加熱、接触加熱と輻射加熱の併用、等によりシートを加熱してもよい。型は、シートの他面に接触しても、接触せずシートの他面に対面配置されてもよい。
熱板と型とを近接及び離間させる際には、熱板と型の両方を移動させてもよいし、熱板のみ移動させてもよいし、シートを型又は熱板の方へ移動させてもよい。

シート案内位置Ｌ２から退避可能なシートガイドＵ３は、図１４に示すように、成形部Ｕ２に対して成形位置Ｌ１からシートＳＨ１が送り出される位置（シート送出位置Ｌ４）にも設けられてもよい。この場合、シートの入り口側と出口側の両方で型を出し入れすることができるので、型交換時の利便性が向上する。むろん、シート送出位置Ｌ４のシートガイドＵ３に保持搬送装置１４を設けてもよい。
また、図１５に示すように、シート案内位置Ｌ２から退避可能なシートガイドＵ３をシート送出位置Ｌ４のみに設けてもよい。

なお、熱成形装置の基本部分Ｕ１〜Ｕ５のみでも、型の交換を容易にさせる効果が得られる。
むろん、従属請求項に係る構成要件を有しておらず独立請求項に係る構成要件のみからなる技術等でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。

以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、型の交換を容易にさせることが可能な技術等を提供することができる。
また、上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。

１…熱成形装置、
１２…シート繰り出し装置、１４…保持搬送装置、１４ａ…保持部材、
２５…差圧供給装置、２５ａ…通気経路、
３０…熱板、３１…台座、３５…下テーブル（熱板用テーブル）、
４０，４０Ｂ…型、４１…交換用型、４１ａ…成形面、４２…型ベース部材、
４５…上テーブル（型用テーブル）、４７…型ベース部材クランプ機構、
５０…型用テーブル駆動機構、５５…支柱、
６１…型引出レール部材、６２…ベアリング、
７１…基部、７２…ガイド板、７３…幅調節機構、７３ａ…ハンドル（操作部）、
８１…連結部、８１ａ…成形部側連結部材、８１ｂ…シートガイド側連結部材、
８３…ロック機構、
８３ａ…成形部側取付基部、８３ｂ…支軸部、８３ｃ…操作部、８３ｄ…フック、
８３ｅ…シートガイド側取付基部、８３ｆ…受け部、
８７…信号ケーブル、８７ａ…コネクター、
１００…制御盤、
２００…型替え台車、２１１…型引出レール部材、２１２…ベアリング、
ＡＸ１…回転軸、
Ｄ１…搬送方向、
Ｄ２…幅方向、Ｄ２ａ…幅方向外側の一方、Ｄ２ｂ…幅方向外側の他方、
Ｄ３…引出方向、Ｄ４…収容方向、Ｄ５…退避方向、Ｄ６…戻す方向、
Ｌ１…成形位置、Ｌ２…案内位置、Ｌ３…シート供給位置、Ｌ４…シート送出位置、
Ｌ５…退避位置、
Ｌ１１…保持位置、Ｌ１２…解放位置、Ｌ１３…離間位置、Ｌ１４…近接位置、
ＯＰ１…開口部、
ＰＲ１…成形品、ＳＨ０…ロール、ＳＨ１…シート、ＳＨ２…成形シート、
ＳＹ１…成形品製造システム、
Ｕ１…シート搬送手段、Ｕ２…成形部、Ｕ３…シートガイド（シート案内部）、
Ｕ４…案内部退避機構、Ｕ５…型引出機構、
Ｕ６…ロック検出センサー（検出部）、Ｕ７…動作停止手段。

また、本発明の熱成形装置の型交換方法は、前記シート案内部を前記シートの案内位置から退避させ、前記型を前記成形位置から前記案内位置の方へ引き出して交換する、態様を有する。
すなわち、シート案内部をシートの案内位置から退避させて型を成形位置から案内位置の方へ引き出して交換するので、型の交換作業を容易に行うことができる。従って、成形位置からシート搬送方向と直交した方向へ型を引き出すことができなくても熱板を用いる成形用の型の交換が容易になり、型交換の作業効率が向上する。むろん、請求項２に記載された構成を型交換方法に対応させることも可能である。

請求項１に係る発明によれば、熱板でシートを加熱して型により成形する熱成形装置において、成形位置からシート搬送方向と直交した方向へ型を引き出すことができなくても型の交換を容易にさせることが可能になる。
請求項２に係る発明では、型の交換を容易にさせる好適な熱成形装置を提供することができる。
請求項３に係る発明では、熱板でシートを加熱して型により成形する熱成形装置において、成形位置からシート搬送方向と直交した方向へ型を引き出すことができなくても型の交換を容易にさせることが可能な型交換方法を提供することができる。

Claims (6)

1. 成形位置を通る所定の搬送方向へシートを搬送するシート搬送手段と、
   前記シートを挟んで相対する熱板及び型を前記成形位置に有し、該成形位置に搬送されたシートを前記熱板で加熱して前記型により成形する成形部と、
   該成形部に隣接して前記シートを前記搬送方向へ案内するためのシート案内部と、
   該シート案内部を前記シートの案内位置から退避可能にさせる案内部退避機構と、
   前記型を前記成形位置から前記案内位置の方へ引き出すための型引出機構と、を備えた熱成形装置。
2. 前記案内部退避機構は、前記成形部に対して前記シート案内部を回転動作可能に連結する連結部と、前記案内位置にあるシート案内部の回転動作の許否を選択可能なロック機構とを有する、請求項１に記載の熱成形装置。
3. 前記シートの幅方向外側の一方に前記連結部が設けられ、
   前記シートの幅方向外側の他方に前記ロック機構が設けられ、
   前記シート搬送手段の動作を制御する信号を伝送するため前記成形部から前記シート案内部へ渡されるケーブルが前記シートの幅方向外側の一方に配置された、請求項２に記載の熱成形装置。
4. 前記シート案内部が前記案内位置にあるか否かを判別するための検出部と、
   前記シート案内部が前記案内位置にないと判別される場合に前記シート搬送手段と前記成形部の少なくとも一方の動作を停止させる動作停止手段とを備えた、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の熱成形装置。
5. 前記シート案内部が前記成形部に対して前記成形位置へ前記シートを供給する位置に設けられた、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の熱成形装置。
6. 成形位置を通る所定の搬送方向へシートを搬送するシート搬送手段と、前記シートを挟んで相対する熱板及び型を前記成形位置に有し、該成形位置に搬送されたシートを前記熱板で加熱して前記型により成形する成形部と、該成形部に隣接して前記シートを前記搬送方向へ案内するためのシート案内部と、を備えた熱成形装置の型交換方法であって、
   前記シート案内部を前記シートの案内位置から退避可能にさせ、前記型を前記成形位置から前記案内位置の方へ引き出して交換する、熱成形装置の型交換方法。

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