JP2017001238A - 熱成形装置及び熱成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サイクルタイムの削減を可能とする熱成形装置及び熱成形方法を提供する。【解決手段】基台２２と、シート４を加熱する加熱面３ａを有する熱板３と、を有し、基台２２に保持された基材１０に対して、熱板３によって加熱されることで軟化したシート４を被覆させる熱成形装置１Ａであって、熱板３の加熱面３ａにシート４を供給するシート搬送部５０と、基台２２への基材１０の脱着、及び、加熱面３ａに対してシート４を挟んだ下方の基材供給位置に基材１０を配置可能に設けた基材供給部４０と、を備え、熱板３によるシート４の加熱と基台２２に設けられた基材治具６０への基材１０の脱着とを並行して実施可能とされている。【選択図】図７

Description

本発明は、熱成形装置及び熱成形方法に関する。

一般に、表皮シート（以下、シートという）を成形基材（以下、基材という）の外表面に接着する装置として、上下チャンバー内輻射加熱による真空プレス積層成形装置、熱板加熱による熱成形装置等が知られている。

例えば、特許文献１には、真空プレス積層成形装置が開示されている。この真空プレス積層成形装置は上下のチャンバーを備えている。下部チャンバー（第四のチャンバー）は成形基材を収容するとともに上部チャンバー（第一のチャンバー）側の周縁部にシートをセット可能である。上部チャンバーは上方にヒーターを備えた熱板を有している。上部チャンバーは、真空タンク及び加圧タンクに接続され、上下のチャンバーからなるチャンバー内を真空及び加圧可能である。下部チャンバーは真空タンクに接続され、チャンバー内を真空可能である。

特許文献１に記載の真空プレ図積層成形装置では、中間チャンバー（第三のチャンバー）を減圧して合成樹脂シートを基材より引き離した状態にて、下部チャンバーを減圧する。これにより、基材と合成樹脂シートとの間の空気が合成樹脂シートにより阻害されることなく充分に排除され、この後に上部チャンバーが加圧される。そのため、上部チャンバーと下部チャンバーとの差圧をもって、合成樹脂シートが真空状態にて基材に密着するようになる。

特許第３１０２９１６号公報

しかしながら、前記特許文献１の真空プレス積層成形装置では、基台への基材の装着完了後に上下のチャンバーを閉じ、チャンバー内を真空状態にするとともにシートの加熱を開始する必要がある。そのため、基台への基材の装着に要する時間、及びシートの加熱に要する時間がかかり、サイクルタイムの削減が難しいという問題があった。それによって、成形品を連続的に製造するのに効率化も図り難かった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、サイクルタイムの削減が可能な熱成形装置及び熱成形方法を提供する。

請求項１記載の熱成形装置は、基台と、シートを加熱する加熱面を有する熱板と、を有し、前記基台に保持された基材に対して、前記熱板によって加熱されることで軟化したシートを金型賦形する、又は前記基材に接着する熱成形装置であって、前記熱板の加熱面に前記シートを供給するシート搬送部と、前記基台への前記基材の脱着、及び、前記加熱面に対して前記シートを挟んだ下方の基材供給位置に前記基材を配置可能に設けた基材供給部と、を備え、前記熱板による前記シートの加熱と前記基台への前記基材の脱着とを並行して実施可能とされていることを特徴とする。
請求項１記載の熱成形装置では、シート搬送部によって熱板の加熱面に供給されたシートが加熱される間に、基台への基材の装着（脱着）作業を進めることが可能になる。そして、基材供給部によって基台及び基材が基材供給位置に配置される。従って、従来では基台への基材の装着後に行われていたシートの加熱が前記基材の装着と並行して行われ、シートの加熱時間が基台への基材の装着時間に含まれる。

請求項２記載の熱成形装置は、前記基材供給部は前記基材供給位置と該基材供給位置から外れた非基材供給位置との間で移動可能に設けられていることを特徴とする。
請求項２記載の熱成形装置によれば、基台への基材の装着が非基材供給位置で行われた場合であっても、基台に装着した基材が基材供給部によって基材供給位置に効率良く円滑に移動する。

請求項３記載の熱成形装置は、前記シート搬送部は、前記シートを前記熱板の前記加熱面の延在方向に沿って連続的に供給可能であることを特徴とする。
請求項３記載の熱成形装置によれば、シート搬送部によってシートが熱板の加熱面に連続的に供給され、バッチ式で供給される場合よりもシートの供給時間が短縮される。

請求項４記載の熱成形装置は、前記熱板と前記基材供給位置に配置される前記基材とは、上下方向に沿って相対移動可能に設けられていることを特徴とする。
請求項４記載の熱成形装置によれば、熱板と基材との上下方向における間隔が自在に調整され、基台への基材の脱着作業の効率化が図られる。

請求項５記載の熱成形装置は、前記シート搬送部は、ロール状に巻き取られたロールシートを巻出し可能に支持するシート支持部と、ロール状に巻き取られたロールシートのシート端を着脱可能に保持するとともに、前記熱板と前記基材供給位置との間で前記加熱面の延在方向に沿って巻き出すように移動可能に設けられたシート巻出部と、前記シート巻出部によって保持された前記ロールシートを前記加熱面よりも巻き出し方向の後側で切断するシート切断部と、を備えたことを特徴とする。
請求項５記載の熱成形装置によれば、シート支持部に支持されたロールシートが、シート巻出部によって熱板と基材供給位置との間に連続的に巻き出され、巻き出し方向において所定の長さ寸法を有するようにシート切断部によって切断される。このようなロールシートの連続的な巻き出し及び切断が行われることで、シート搬送部によるシートの供給作業の効率化が図られる。

請求項６記載の熱成形装置は、前記シート搬送部は、前記シート切断部によって切断された前記ロールシートのシート端を保持する切断シート保持部をさらに備えたことを特徴とする。
請求項６記載の熱成形装置によれば、切断シート保持部によって切断後のロールシートのシート端が保持され、シートが所定の位置から脱落することなく、安定する。そのため、シート搬送部によるシートの供給作業が円滑に行われる。

請求項７記載の熱成形装置は、所定の大きさに切り取られた複数の前記シートを収容するシート収容部が設けられ、前記シート搬送部は、前記シート収容部から前記シートを一枚ずつ搬出して前記熱板の前記加熱面に供給することを特徴とする。
請求項７記載の熱成形装置によれば、シートが所定の大きさに切り取られ、それらのシートを一枚ずつバッチ式で熱板の加熱面に供給する場合でも、シート搬送部によって略自動的にシートが熱板の加熱面に順次供給される。そのため、ロールシートを用いる場合と同様に、シート搬送部によるシートの供給作業の効率化が図られる。

請求項８記載の熱成形方法は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の熱成形装置を用いた熱成形方法であって、前記基台に前記基材を設置するとともに、前記基台を前記基材供給位置に配置する第一工程と、前記シート搬送部によって前記シートを前記熱板の前記加熱面と前記基材供給位置との間に供給する第二工程と、前記熱板によってシートを加熱する第三工程と、前記基台及び前記基材を収容した枠体を前記熱板に対して相対的に近接させるとともに前記シートを介して前記熱板に接触させる第四工程と、前記シートと前記枠体とによって囲まれた密閉空間内を減圧すると共に、前記シートを金型賦形する、又は前記基材に接着する第五工程と、を備え、前記第一工程と前記第三工程とを並行して行うことを特徴とする。
請求項８記載の熱成形方法によれば、シート搬送部によって熱板の加熱面に供給されたシートを加熱する間に、基台への基材の装着（脱着）を完了させることができる。そして、基材供給部によって基台及び基材を基材供給位置に配置することができる。従って、シートの加熱時間を基台への基材の装着時間に含めることができ、シートの加熱時間を個別に確保せずに済む。

本発明の熱成形装置及び熱成形方法によれば、サイクルタイムを削減することができる。

本発明の第一実施形態に係る熱成形装置の構成を示す側面図である。 本発明の第一実施形態に係る熱成形装置の構成を示す平面図である。 本発明の第一実施形態に係る熱成形装置を用いた熱成形方法を説明するための側面図である。 本発明の第一実施形態に係る熱成形装置を用いた熱成形方法を説明するための平面図である。 本発明の第一実施形態に係る熱成形装置を用いた熱成形方法を説明するための側面図である。 本発明の第一実施形態に係る熱成形装置を用いた熱成形方法を説明するための平面図である。 本発明の第一実施形態に係る熱成形装置を用いた熱成形方法を説明するための側面図である。 本発明の第一実施形態に係る熱成形装置を用いた熱成形方法を説明するための平面図である。 本発明の第一実施形態に係る熱成形装置を用いた熱成形方法を説明するための側面図である。 本発明の第一実施形態に係る熱成形装置を用いた熱成形方法を説明するための側面図である。 本発明の第一実施形態に係る熱成形装置を用いた熱成形方法を説明するための側面図である。 本発明の第一実施形態に係る熱成形装置を用いた熱成形方法を説明するための側面図である。 本発明の第二実施形態に係る熱成形装置の構成を示す側面図である。 本発明の第二実施形態に係る熱成形装置の構成を示す平面図である。 本発明の第三実施形態に係る熱成形装置の構成を示す側面図である。 本発明の第三実施形態に係る熱成形装置の構成を示す平面図である。

以下、本発明に係る熱成形装置及び熱成形方法の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、及び厚みの比率等は実際のものと同一とは限らず、適宜変更することができる。

本発明に係る熱成形装置１は、熱板加熱方式のもので、基台２２と、シート４を加熱する加熱面３ａを有する熱板３と、を備えている。熱成形装置１は、基台２２に保持された基材１０に対して、熱板３によって加熱されることで軟化したシート４を被覆させる装置である（図１参照）。
以下では、熱成形装置１の実施形態である熱成形装置１Ａから１Ｃについて説明するが、各実施形態に共通する説明時には熱成形装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃを区別せず、熱成形装置１と記載する場合がある。

（第一実施形態）
以下、本発明に係る第一実施形態の熱成形装置１Ａについて説明する。

［熱成形装置１Ａの構成］
図１は、第一実施形態の熱成形装置１Ａの構成を示す側面図である。図２は、熱成形装置１Ａの構成を示す平面図である。
図１に示すように、熱成形装置１は、熱板３と、シート搬送部５０と、基材供給部４０と、を備えている。

熱板３は、シート４を加熱することで軟化させるための構成要素であり、加熱面３ａを有する。加熱面３ａは滑らかな平面であり、熱板３はその底面を加熱面３ａとする平板形状を有している。
熱板３は、下側の基材供給位置Ｐ１（図２参照）に対して近接離反する方向に昇降可能に設けられている。また、下方に移動した状態で基材供給部４０の下枠２の枠上縁部２ａに密接して配置可能とされている。

熱板３の上面３ｃには、複数のヒーター３１，…，３１が所定の間隔をあけて設けられている。
熱板３の加熱面３ａには、加熱面３ａに開口する複数の通気孔３ｂ，…，３ｂが所定の間隔をあけて形成されている。各々の通気孔３ｂは、加熱面３ａ側を真空吸引する真空ポンプ（図示略）と、コンプレッサによって圧縮空気を貯める加圧ポンプ（図示略）とに接続されている。このように、真空タンクが設けられることで、熱成形装置１における減圧ロスが抑えられる。

シート４は、印刷層と該印刷層の表面側に設けられた不図示の保護フィルムまたはキャリフィルムと、を有し、印刷層の裏面側に接着層を有した公知の多層シートである。シート４の材質は、発熱体７１によって加熱及び成形され、且つ冷却された際に固化し得るものである。
第一実施形態のシート４は、ロール状に巻き取られたロールシート（以下、単に「シート」と記載する場合がある）とされている。

基材１０は、シート４を被覆・接着させる対象であり、例えばポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂からなる成形品の本体である。但し、基材１０の材質は前記樹脂に限定されない。

シート搬送部５０は、熱板３の加熱面３ａにシート４を供給する目的で設けられ、前記目的を達成する構成要素として、例えばシート支持部５２と、シート巻出部と、シート切断部と、切断シート保持部５６と、を備えている。

シート支持部５２は、シート４を巻出し可能に支持するための構成要素であり、シート４の芯材４ｘを支持する部材（図示略）と、シート４の巻き出しが開始される位置でシート４を支持する支持部材で構成されている。
シート支持部５２の支持部材は、図１に示すようにシート４を熱板３の加熱面３ａの延在方向に沿うシート４の巻き出し方向Ｄ１（以下、単に巻き出し方向Ｄ１という場合がある）に沿って貫通させるものであってもよく、単にシート４を載せるものであってもよい。

シート巻出部５８は、シート４のシート端４ｅを着脱可能に保持するとともに、熱板３の加熱面３ａの下方で巻き出し方向Ｄ１に沿って巻き出すための構成要素である。シート巻出部５８は、例えば巻き出し方向Ｄ１及び巻き出し方向Ｄ１とは反対の戻り方向Ｄ２に沿って移動可能に設けられた部材で構成されている。従って、シート巻出部５８は、図１に実線で示す位置と、同図に二点鎖線で示す位置との間を自在に往復することができる。

シート切断部５４は、シート巻出部５８によって保持されたシート４を熱板３の加熱面３ａよりも巻き出し方向Ｄ１の後側で切断するための構成要素である。シート切断部５４としては、例えばロールシートの幅方向に延在するカッターであってもよく、ロールシートの幅方向に平行して走査可能なカッターであってもよい。また、前記カッターはシート４に対して近接離反する方向に昇降可能とされていてもよい。

切断シート保持部５６は、シート切断部５４によって切断されたシート４のシート端４ｅを保持するための構成要素である（図６及び図７参照）。切断シート保持部５６は、例えばシート４に対して近接離反する方向に昇降可能な部材で構成されている。

シート搬送部５０は、例えば上記構成要素を備え、シート巻出部５８によってシート４の巻き出し方向Ｄ１に沿ってシート４を順次巻き出し、シート切断部５４によって切断しながら、加熱面３ａの延在方向に沿って連続的に供給することができる。

基材供給部４０は、少なくとも基台２２を備え、基台２２への基材１０（図１では不図示）の脱着、及び、熱板３の加熱面３ａに対してシート４を挟んだ下方の基材供給位置Ｐ１に基材１０を配置可能に設けられている。基材供給部４０は、基材１０を前述のように配置するための構成として、下枠２を備えている。

下枠２は、ステンレス等の金属製の部材であって、基台２２と、周壁部２１と、を備えている。
基台２２は、平面視において熱板３よりも小さい形状に形成され、架台６上に設けられている。架台６は、床上をスライド可能であり、かつ基材供給位置Ｐ１と、図２に示す平面視で基材供給位置Ｐ１から外れた非基材供給位置Ｐ２との間（図２参照）で移動に設けられている。
なお、非基材供給位置Ｐ２は、平面視で基材供給位置Ｐ１に対してずれた位置に外れた任意の位置であって、かつ下枠２内の基台２２に基材１０を脱着できる位置であればよい。つまり、基材供給位置Ｐ１に位置する下枠２と非基材供給位置Ｐ２に位置する下枠２とが部分的に重なっていてもよい。
また、架台６は省略することができ、基台２２が上記のように移動可能とされていれば、基台２２の設置場所及び形態も特に限定されない。
上記の構成によって、図２に示すように、基材供給部４０は可能に設けられている。
周壁部２１は、基台２２の外周側に立設されている。

基台２２及び周壁部２１で囲われた収容空間Ｒには、基材治具６０が収容されている。収容空間Ｒの底部となる基台２２の周壁部２１側には、収容空間Ｒに連通する多数の通気孔２ｂ，…，２ｂが形成されている。各々の通気孔２ｂは、真空ポンプ（図示略）に接続されている。成形時には、前記真空ポンプが作動し、真空吸引することで、収容空間Ｒが減圧される。

基材治具６０は、基台２２上に配設された金属等からなるもので、その上部に樹脂等からなる基材１０を被着し、保持するようになっている。
第一実施形態では、基材治具６０は、平面視で基材１０よりも一回り小さい形状に形成されている（図４参照）。従って、基材１０は、その外周部が基材治具６０の側周面より外側に延出し、基材治具６０の側周面上部を被覆した状態で基材治具６０に保持可能とされている。即ち、基材治具６０は、基材治具６０の側周面が基材１０の外周面より内側となるように配置及び形成されている。

さらに、基材治具６０は、不図示の加圧タンク等によって収容空間Ｒ内に圧縮空気が導入されることで、基材１０にシート４を被覆・接着させた状態を保ち、導入された圧縮空気によって押圧され、基台２２側に下降するようになっている。

［熱成形装置１Ａを用いた熱成形方法］
次に、熱成形装置１Ａを用いた熱成形方法について説明する。第一実施形態の熱成形方法は、少なくとも第一工程から第五工程までの各工程と、さらに第六工程と、を有する。
各構成要素が図１及び図２に示す位置に配置された状態を初期状態とする。

＜第一行程（Ｉ）＞
本工程では、基台２２に基材１０を設置する。

図３及び図４は、熱成形装置１Ａを用いた熱成形方法を説明するための側面図及び平面図であって、基台２２に基材１０を設置する様子と、シート搬送部５０によってシート４を熱板３の加熱面３ａと基材供給位置Ｐ１との間に供給する様子と、を示している。
図３及び図４に示すように、先ず、下枠２の基台２２上に配置された基材治具６０上に基材１０を設置する。これにより、基材１０を基材治具６０上に被着し、保持させる。

＜第二工程＞
本工程では、シート搬送部５０によってシート４を熱板３の加熱面３ａと基材供給位置Ｐ１との間に供給する。
第一工程開始と略同時に、予め巻き出し方向Ｄ１の後側に移動したシート巻出部５８によって、シート４のシート端４ｅを保持する。その後、図３及び図４に示すように、シート端４ｅを保持したシート巻出部５８を、巻き出し方向Ｄ１に沿って、熱板３の加熱面３ａよりも巻き出し方向Ｄ１の前方に移動させる。
シート巻出部５８が加熱面３ａよりも巻き出し方向Ｄ１の前方に移動完了すると、シート４が熱板３の加熱面３ａと基材供給位置Ｐ１との間に敷設された状態となる。

＜第一工程（ＩＩ）＞
本工程では、基台２２を基材供給位置Ｐ１に配置する。
図５及び図６は、熱成形装置１Ａを用いた熱成形方法を説明するための側面図及び平面図であって、基台２２を基材供給位置Ｐ１に移動させる様子と、熱板３によって加熱面３ａにシート４が吸着した状態と、を示している。
図５及び図６に示すように、基材１０を基材治具６０上に被着させた状態で、架台６を平面視において熱板３に近づく方向（即ち、水平方向であって、矢印Ｄ３方向）に移動させ、熱板３と重なるように配置する。これにより、基台２２及び基材１０は、熱板３の下方の基材供給位置Ｐ１に配置される（図８参照）。

熱成形装置１Ａを用いた熱成形方法では、上記説明した第一工程（Ｉ）及び（ＩＩ）と同時に、少なくとも以下に説明する第三工程を行う。第一工程（Ｉ）の所要時間は、第一工程（ＩＩ）や第二工程の所要時間に対して比較的長いことから、第一工程（Ｉ）と同時に、第二工程及び第三工程とを同時に行ってもよい。

［第三工程］
本工程では、熱板３によってシート４を加熱する。
図５及び図６に示すように、熱板３とシート４との間を減圧し、その加熱面３ａにシート４を吸着させて加熱する。
具体的には、ヒーター３１によって熱板３を加熱すると共に、前述した真空ポンプを作動させ、通気孔３ｂを介してシート４を熱板３の加熱面３ａ側に移動する方向に真空吸引する。これにより、熱板３の加熱面３ａにシート４を吸着させ、吸着したシート４を加熱することができる。

＜第四工程＞
本工程では、基台２２及び基材１０を収容した下枠（枠体）２を熱板３に対して相対的に近接させるとともにシート４及び熱板３に接触させる。
熱成形装置１Ａを用いた熱成形方法では、熱板３を下方に移動させ、加熱面３ａの外周部を、シート４を介して下枠２の枠上縁部２ａに密接させる。この際、シート４は、熱板３の加熱面３ａに沿って上面の全面がほぼ接触した状態に配置される。これにより、シート４の外周部は、下枠２と熱板３とによって挟持された状態となる。また、下枠２の開口が塞がれることで密閉空間Ｒが形成され、下枠２の周壁部２１の枠上縁部２ａにシート４が密接する（図９参照）。
但し、下枠２は熱板３に対して相対的に近接可能であればよく、熱板３の位置を固定とし、その熱板３に対して下枠２を含む基材供給部４０を昇降させてもよい。

図７及び図８は、熱成形装置１Ａを用いた熱成形方法を説明するための側面図及び平面図であって、熱板３によって加熱面３ａにシート４が吸着させたまま、シート４を切断する様子を示している。
第三工程の開始時から第四工程の完了時の間に、図７及び図８に示すように、予め巻き出したシート４を基材１０への被覆・接着を行うのに必要充分な大きさに切断する。
具体的には、シート４の巻き出し方向において、熱板３の加熱面３ａよりも巻き出し方向の後側、即ちシート支持部５２の支持部材と切断シート保持部５６との間で、シート４をシート切断部５４によって切断する。シート４の切断前後には、切断シート保持部５６にもシート４を保持させる。このようにシート支持部５２の支持部材と切断シート保持部５６との両方でシート４を保持することで、シート４の切断後に、シート端４ｆが切断シート保持部５６に保持され、シート端４ｇがシート支持部５２の支持部材に支持される。従って、熱板３の加熱面３ａよりも巻き出し方向Ｄ１の後側で、シート４がシート端４ｆ，４ｇから下降して熱成形装置１Ａから脱落する、又は架台６に貼りつく等の事態を回避することができる。

＜第五工程＞
本工程では、シート４と下枠２とによって囲まれた密閉空間Ｒ内を減圧するとともに、シート４を基材１０の表面に被覆する。
図９は、熱成形装置１Ａを用いた熱成形方法を説明するための側面図であって、シート４を介して熱板３を下枠２に密接させた状態を示している。第五工程前には、図９に示すように、熱板３と基材供給部４０の下枠２とで囲まれた密閉空間Ｒが形成されている。この状態から、熱板３の通気孔３ｂを介してシート４が下方に移動する方向に真空吸引する。これにより、シート４の下側の収容空間Ｒの空気は、基台２２に向けて吸引され、密閉空間Ｒが減圧されて高真空度状態になる。

次いで、密閉空間Ｒの減圧動作を維持した状態で、シート４の吸着動作を停止し、熱板３とシート４との間を大気開放する、又は下枠２の基台２２に向けて加圧する。
具体的には、熱板３に吸着されたシート４が所定温度に加熱され、所定時間を経過した後に、熱板３の通気孔３ｂの真空吸引を止めて吸着動作を停止する。これにより、熱板３とシート４との間が大気開放されるので、シート４を挟んで上下の空間に圧力差が生じる。

図１０は、熱成形装置１Ａを用いた熱成形方法を説明するための側面図であって、シート４が基材１０の表面に被覆された状態を示している。
図１０に示すように、加熱によって軟化したシート４は熱板３の加熱面３ａから離れ、シート４下側の下枠２の基台２２（基材１０側）に向かって移動し、基材１０の表面に押し付けられる。これにより、シート４が基材１０を被覆し、基材１０の表面に接着される。
なお、熱板３とシート４との間を大気開放する際、各々に接続されている真空タンクを加圧タンクに切り替えることで、熱板３の通気孔３ｂより圧縮空気を噴出させ、密閉空間Ｒ内を加圧するようにしてもよい。

次いで、熱板３の通気孔３ｂを介して、不図示の加圧タンクから予め設定された圧の圧縮空気を密閉空間Ｒ内に導入する。導入する圧縮空気の圧（即ち、予め設定された圧）は、先に熱板３とシート４との間を大気開放する、又は基台２２に向けて加圧した際の圧より充分に大きい圧とする。
このようにして予め設定された圧の圧縮空気を密閉空間Ｒ内に導入すると、圧縮空気は収容空間Ｒの開口側全面に位置するシート４を押圧することにより、シート４を介して基材１０及び基材治具６０を押圧する。
この後、必要に応じてシート４のトリミングを行ってもよい。

＜第六工程＞
本工程では、シート４が被覆された基材１０を基材治具６０から取り外す。
図１１及び図１２は、熱成形装置１Ａを用いた熱成形方法を説明するための側面図及び平面図であって、シート４が被覆された基材１０を基材供給位置Ｐ１から非基材供給位置Ｐ２に移動させ、基材治具６０から取り外す様子を示している。
図１１及び図１２に示すように、熱板３を上方に移動させ、かつ、下枠２を熱板３から離れる方向かつ水平方向に移動させる。このようにして、基材供給部４０によって、基材１０及び基台２２を基材供給位置Ｐ１から非基材供給位置Ｐ２に移動させる。そして、シート４を被覆及び接着させた基材１０を基材治具６０から取り外す。
なお、複数の基材１０，…，１０にシート４を被覆して、連続的な熱成形を行う場合は、本工程の実施時に、次の熱成形に備えて第二工程を開始してもよい。
以上の作業によって成形品が完成し、一連の成形動作が完了する。

複数の基材１０，…，１０にシート４を被覆して、連続的な熱成形を行う場合は、図１２に示す配置において、シート支持部５２の支持部材によって支持されているシート端４ｇを新たにシート端４ｅと置き換え、上記説明した第一工程から第六工程までの各工程を順次行えばよい。

［熱成形装置１Ａ及び熱成形方法による作用効果］
上記説明したように、熱成形装置１によれば、シート搬送部５０によって熱板３の加熱面３ａに供給されたシート４が加熱される間に、少なくとも基台２２に設けられた基材治具６０への基材１０の装着（脱着）が完了する。第一実施形態の熱成形装置１Ａでは基材治具６０への基材１０の脱着が非基材供給位置Ｐ２で行われるので、上記のようにシート４が加熱される間に、基材供給部４０によって基台２２及び基材１０が基材供給位置Ｐ１に配置される。従って、基台２２への基材１０の装着とシート４の加熱とが並行して行われ、シート４の加熱時間が基台２２への基材１０の装着時間に含まれる。従って、熱成形装置１を用いた熱成形のサイクルタイムにおいてシート４の加熱時間を個別に確保する必要なく、サイクルタイムを削減することができる。

また、第一実施形態の熱成形装置１Ａによれば、上述のように基台２２に設けられた基材治具６０への基材１０の装着が非基材供給位置Ｐ２で行われても、基材供給部４０の架台６によって基台２２及び基材１０を基材供給位置Ｐ１に効率良く円滑に移動させることができる。
また、第一実施形態の熱成形装置１Ａによれば、熱板３が基材供給部４０に対して昇降可能であることで、熱板３と基材１０との上下方向における間隔を自在に調整し、基材治具６０への基材１０の脱着作業を効率良く行うことができる。

また、第一実施形態の熱成形装置１Ａによれば、シート搬送部５０によってシート４を熱板３の加熱面３ａに連続的に供給し、バッチ式で供給される場合よりもシート４の供給時間を短縮することができる。従って、サイクルタイムをより削減することができ、連続的に熱成形を行う際にその効果がより高められる。
第一実施形態の熱成形装置１Ａによれば、シート搬送部５０によるシート４の連続的な供給形態として、シート支持部５２に支持されたロールシートを、シート巻出部５８によって熱板３と基材供給位置Ｐ１との間に連続的に巻き出す。そして、巻き出し方向において所定の長さ寸法を有するように、シート切断部５４によってシート４を切断する。シート４の切断時には、シート支持部５２の支持部材及び切断シート保持部５６によって切断後のロールシートのシート端４ｆ，４ｇを保持する。このような構成を備えたシート搬送部５０によれば、シート４を所定の位置から脱落させることなく、安定して連続的に供給することができる。そのため、ロールシートの連続的な巻き出し及び切断を行い、シート４の供給作業を効率良く円滑に行うことができる。

熱成形装置１を用いた熱成形方法によれば、シート搬送部５０によって熱板３の加熱面３ａに供給されたシート４を加熱する間に、基台２２への基材１０の装着を完了させることができる。そして、基台２２への基材１０の脱着位置が基材供給位置Ｐ１であるか、非基材供給位置Ｐ２であるかに関わらず、基材供給部４０によって基台２２及び基材１０を基材供給位置Ｐ１に配置することができる。従って、シート４の加熱時間を基台２２への基材１０の装着時間に包含することができ、サイクルタイムを削減することができる。

（第二実施形態）
以下、本発明に係る第二実施形態の熱成形装置１Ｂについて説明する。

［熱成形装置１Ｂの構成］
図１３及び図１４は、第二実施形態の熱成形装置１Ｂの構成を示す側面図及び平面図である。
なお、図１３及び図１４に示す熱成形装置１Ｂの構成要素において、図１及び図２に示す第一実施形態の熱成形装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１３に示すように、熱成形装置１Ｂは、熱成形装置１Ａと同一の構成要素を備えている。熱成形装置１Ｂでは、シート搬送部５０のシート切断部５４の設置位置が熱成形装置１Ａから変更されている。

シート切断部５４は、下枠２においてシート４の巻き出し方向Ｄ１の後方に位置する周壁部２１の外周側に当接して設けられている。
シート切断部５４は、上方に向けて突設されたカッターであり、その刃先がシート４のトリミング領域の外周縁に接触可能とされている。詳細には、シート切断部５４の刃先の架台６の上面からの高さ寸法は、下枠２の枠上縁部２ａの架台６の上面からの高さ寸法と同等とされている。また、不図示の昇降手段によって、シート切断部５４の刃先とシート４との高さ方向における距離が微調整可能とされている。

［熱成形装置１Ｂを用いた熱成形方法］
次に、熱成形装置１Ｂを用いた熱成形方法について説明する。第二実施形態の熱成形方法は、第一実施形態の熱成形方法と同様に、少なくとも第一工程から第五工程までの各工程と、さらに第六工程と、を有する。従って、第一実施形態の熱成形方法と同様の工程についてはその説明を省略し、第一実施形態の熱成形方法と異なる点のみ説明する。

＜第四工程＞
熱成形装置１Ｂを用いた熱成形方法では、図１３に示すように第三工程で熱板３の加熱面３ａにシート４を吸着させて加熱した状態から、熱板３を下方に移動させ、加熱面３ａの外周部を、シート４を介して下枠２の枠上縁部２ａに密接させると同時に、シート切断部５４の刃先をシート４に下方から当接させる。これにより、予め巻き出したシート４を基材１０への被覆・接着を行うのに必要充分な大きさに切断する。
なお、図１４に示すように、シート端４ｆは切断シート保持部５６に対して巻き出し方向の前側になるが、切断前にシート４を予め熱板３の加熱面３ａに吸着させているので、シート４がシート端４ｆから下降して熱成形装置１Ａから脱落する、又は架台６等に貼りつくことはない。また、シート端４ｇは切断シート保持部５６とシート支持部５２の支持部材とによって保持される。この場合、切断シート保持部５６は省略することができる。

［熱成形装置１Ｂ及び熱成形方法による作用効果］
上記説明したように、第二実施形態の熱成形装置１Ｂによれば、第一実施形態の熱成形装置１Ａと同様の構成要素を備えることで、第一実施形態の熱成形装置１Ａと同様の作用効果が得られる。また、熱成形装置１Ｂを用いた熱成形方法についても、熱成形装置１Ａを用いた熱成形方法と同様の作用効果が得られる。即ち、熱成形のサイクルタイムにおいてシート４の加熱時間を個別に確保する必要なく、サイクルタイムを削減することができる。
また、第二実施形態の熱成形装置１Ｂによれば、シート４を介して熱板３を下枠２の枠上縁部２ａに密接させると同時に、シート４を切断することで、シート４の切断時間を個別に確保する必要もなく、サイクルタイムをより削減することができる。

（第三実施形態）
以下、本発明に係る第二実施形態の熱成形装置１Ｃについて説明する。

［熱成形装置１Ｃの構成］
図１５及び図１６は、第三実施形態の熱成形装置１Ｃの構成を示す側面図である。
なお、図１５及び図１６に示す熱成形装置１Ｃの構成要素において、図１及び図２に示す第一実施形態の熱成形装置１Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１３に示すように、熱成形装置１Ｃは、熱成形装置１Ａと同一の構成要素に加え、シート収容部８０を備えている。
シート収容部８０は、ロール状に巻かれた形態ではなく、所定の大きさに予め切り出された形態の複数のシート４，…，４を収容する目的で設けられている。シート収容部８０としては例えば上面が開口されている箱体が挙げられるが、前記目的を達成できれば、特に限定されない。

熱成形装置１Ｃのシート搬送部５０は、シート収容部８０に収容されている複数のシート４…，４を一枚ずつ搬出し、熱板３の加熱面３ａの延在方向（即ち、巻き出し方向Ｄ１）に沿って供給する目的で、設けられている。このようなシート搬送部５０としては、例えば基材供給位置Ｐ１の直上（即ち、上下方向から見れば、熱板３の上昇位置と同じ位置）に配置された際に熱板３に緩衝しないアーム型の部材（以下、アームとする）８２が挙げられる。アーム８２の先端部には不図示の通気孔が形成され、この通気孔に不図示の真空ポンプが接続されることで、真空吸引し、シート４を吸着可能とされている。即ち、アーム８２は、第一実施形態の熱成形装置１Ａにおけるシート支持部５２及び切断シート保持部５６の機能を兼ね備えている。
なお、前記目的を達成できれば、シート搬送部５０の構成は特に限定されない。

［熱成形装置１Ｃを用いた熱成形方法］
次に、熱成形装置１Ｃを用いた熱成形方法について説明する。第三実施形態の熱成形方法は、第一実施形態の熱成形方法と同様に、少なくとも第一工程から第五工程までの各工程と、さらに第六工程と、を有する。従って、第一実施形態の熱成形方法と同様の工程についてはその説明を省略し、第一実施形態の熱成形方法と異なる点のみ説明する。

＜第二工程＞
本工程では、シート搬送部５０のアーム８２によってシート４を熱板３の加熱面３ａと基材供給位置Ｐ１との間に供給する。
第一工程開始と略同時に、アーム８２を例えば熱板３の加熱面３ａよりも巻き出し方向の後側に配置されたシート収容部８０の直上に移動させる。続いて、図１５及び図１６に示すように、アーム８２の先端にシート収容部８０に収容されたシート４，…，４のうち最上のシート４を吸着させ、アーム８２を上方（矢印Ｊ１方向）に移動させる。さらに、アーム８２を熱板３の加熱面３ａの巻き出し方向Ｄ１に沿って（矢印Ｊ２方向に）移動させ、熱板３の加熱面３ａを囲むように配置する。アーム８２の移動が完了すると、シート４が熱板３の加熱面３ａと基材供給位置Ｐ１との間に敷設された状態となる。

＜第三工程＞
本工程では、熱成形装置１Ａを用いた熱成形方法と同様に、熱板３によってシート４を加熱する。
図１６に示すように、熱板３とシート４との間を減圧し、その加熱面３ａにシート４を吸着させて加熱する。なお、アーム８２の先端部における真空吸着は、シート４を加熱面３ａに吸着させた以降とする。
その後、熱成形装置１Ａを用いた熱成形方法と同様に進める。

［熱成形装置１Ｃ及び熱成形方法による作用効果］
上記説明したように、第三実施形態の熱成形装置１Ｃによれば、第一実施形態の熱成形装置１Ａと同様の構成要素を備えることで、第一実施形態の熱成形装置１Ａと同様の作用効果が得られる。また、熱成形装置１Ｃを用いた熱成形方法についても、熱成形装置１Ｃを用いた熱成形方法と同様の作用効果が得られる。即ち、熱成形のサイクルタイムにおいてシート４の加熱時間を個別に確保する必要なく、サイクルタイムを削減することができる。
また、第三実施形態の熱成形装置１Ｃによれば、シート４が所定の大きさに切り取られ、シート収容部８０に収容され、それらのシート４，…，４を一枚ずつ熱板３の加熱面３ａに供給する場合でも、アーム８２によって略自動的に順次供給される。そのため、シート搬送部５０によるシート４の供給作業を効率良く円滑に行うことができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変更が可能である。

例えば、本発明に係るいずれの実施形態の熱成形装置１においても、下枠２が基材供給位置Ｐ１と非基材供給位置Ｐ２との位置関係として、水平方向（例えば、図６に示す矢印Ｄ３方向）に移動しているが、このような位置関係に限定されない。例えば、非基材供給位置Ｐ２の位置として、下枠２が基材供給位置Ｐ１よりも下方に移動した適宜な位置で、かつ下枠２内の基台２２に基材１０を脱着可能な位置とすることができる。この場合、下枠２が上下方向に基材供給位置Ｐ１と非基材供給位置Ｐ２との間で移動する構成となる。
なお、本発明に係るいずれの実施形態の熱成形装置１及び熱成形方法についても、金型賦形と被覆接着の両工法に適用することができる。

なおまた、熱板３は上記実施形態における説明及び図面で例示した構成に限定されず、例えば、熱成形対象となる基材の収容領域を有する枠材と、平面視で四角形状の加熱面、及び外周縁から枠材側に向けて突出する枠部を有し、該枠部が該枠材の枠縁部に対して当接可能とした熱板と、を備えていてもよい。また、該熱板には、加熱面における枠部とのコーナー部であって、平面視で前記熱板の外周部に開口する真空穴が設けられていてもよい。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…熱成形装置
３…熱板
３ａ…加熱面
４…シート
１０…基材
１０ａ…底面
２２…基台
４０…基材供給部
５０…シート搬送部
６０…基材治具
Ｐ１…基材供給位置
Ｐ２…非基材供給位置

Claims (8)

1. 基台と、シートを加熱する加熱面を有する熱板と、を有し、前記基台に保持された基材に対して、前記熱板によって加熱されることで軟化したシートを金型賦形する、又は前記基材に接着する熱成形装置であって、
   前記熱板の加熱面に前記シートを供給するシート搬送部と、
   前記基台への前記基材の脱着、及び、前記加熱面に対して前記シートを挟んだ下方の基材供給位置に前記基材を配置可能に設けた基材供給部と、を備え、
   前記熱板による前記シートの加熱と前記基台への前記基材の脱着とを並行して実施可能とされていることを特徴とする熱成形装置。
2. 前記基材供給部は前記基材供給位置と該基材供給位置から外れた非基材供給位置との間で移動可能に設けられていることを特徴とする熱成形装置。
3. 前記シート搬送部は、
   前記シートを前記熱板の前記加熱面の延在方向に沿って連続的に供給可能であることを特徴とする請求項２に記載の熱成形装置。
4. 前記熱板と前記基材供給位置に配置される前記基材とは、上下方向に沿って相対移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の熱成形装置。
5. 前記シート搬送部は、
   ロール状に巻き取られたロールシートを巻出し可能に支持するシート支持部と、
   ロール状に巻き取られたロールシートのシート端を着脱可能に保持するとともに、前記熱板と前記枠体との間で前記加熱面の延在方向に沿って巻き出すように移動可能に設けられたシート巻出部と、
   前記シート巻出部によって保持された前記ロールシートを前記加熱面よりも巻き出し方向の後側で切断するシート切断部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の熱成形装置。
6. 前記シート搬送部は、
   前記シート切断部によって切断された前記ロールシートのシート端を保持する切断シート保持部をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の熱成形装置。
7. 所定の大きさに切り取られた複数の前記シートを収容するシート収容部が設けられ、
   前記シート搬送部は、前記シート収容部から前記シートを一枚ずつ搬出して前記熱板の前記加熱面に供給することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の熱成形装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の熱成形装置を用いた熱成形方法であって、
   前記基台に前記基材を設置するとともに、前記基台を前記基材供給位置に配置する第一工程と、
   前記シート搬送部によって前記シートを前記熱板の前記加熱面と前記基材供給位置との間に供給する第二工程と、
   前記熱板によってシートを加熱する第三工程と、
   前記基台及び前記基材を収容した枠体を前記熱板に対して相対的に近接させるとともに前記シートを介して前記熱板に接触させる第四工程と、
   前記シートと前記枠体とによって囲まれた密閉空間内を減圧すると共に、前記シートを金型賦形する、又は前記基材に接着する第五工程と、
   を備え、
   前記第一工程と前記第三工程とを並行して行うことを特徴とする熱成形方法。

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