JP2019209634A - 成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器をシートから切り離す場合に設備が大掛かりなものになるのを回避するとともに、シートから切り離した容器を装置から容易に出すことができるようにする。【解決手段】上金型４０及び下金型４１を互いに接離する方向に駆動する型駆動装置を備えている。上金型４０には、容器１００の外面を成形する成形用凹部４０ａが下方に開放するように形成されている。上金型４０の成形用凹部４０ａの周縁部には、カット刃４０ｂが設けられている。【選択図】図８

Description

本発明は、樹脂製シートを絞り成形して容器を得る成形装置に関し、特に、絞り成形と同工程で容器をシートから切り離すことが可能な構造の技術分野に属する。

従来より、例えば、特許文献１〜３に開示されているように、ロール状に巻かれた樹脂製の長尺シートから複数の容器を得るように構成された成形装置がある。これら特許文献に開示されている成形装置では、シートを下方に窪むように絞り成形することにより、上方に開放した容器を得るようにしている。

具体的には、特許文献１、２の成形装置は下金型とプラグとを備えており、下金型には上面に開口する凹部が形成され、この凹部の内面によって容器の外面が成形される。一方、プラグは、下金型の上面よりも上方の上方位置から凹部の内方へ向けて挿入される下方位置まで移動するように構成されており、プラグの外面によって容器の内面が成形される。成形時には、プラグを上方位置まで上昇させた後、そのプラグと下金型の上面との間に熱せられた樹脂製シートを配置してからプラグを下方位置まで降下させる。これにより、樹脂製シートがプラグによって下金型の凹部内へ向けて伸ばされて凹部の内面によって成形されるとともに、プラグの外面によって成形されて上方に開放した容器が得られる。

特開平１−１５６０３９号公報 国際公開第２０１４／１５７４００号 特開２０１７−２１８１７９号公報

ところで、得られた容器をシートから切り離してシートとは別にし、容器のみを集積し、シートは穴のあいた状態で回収したい場合がある。この場合、シートを絞り成形して容器を得た後、容器の周縁部をシートから切り離す工程が別途必要になるので、成形装置にプレス装置を組み込んでトリミングを行うか、成形装置とは別にプレス装置を設置してトリミングを行う必要があり、いずれの構成であっても設備が大掛かりなものになってしまう。

また、プレス装置を設置した場合、容器をシートから切り離すことはできたとしても、切り離した後の容器をプレス装置から取り出すのが課題となる。すなわち、特許文献１、２のように、樹脂シートを絞り成形する際には、シートに対してプラグを上方から押し当てて下方に窪むように成形するのが一般的であるので、容器の上端部がシートに対して連なって一体に成形されることになり、この容器の上端部の周縁部をカットすると、容器が自重によってシートの下へ落ちることになる。このとき、仮に、容器を下方から支持していたとしても、カットすると同時に容器の上端部がシートよりも下に位置するような変位が起こりやすく、従って、シートと容器とは上下方向に離れてしまい、シートとは別に容器をピックアップしなければならないので手間がかかるという問題があった。この問題は多数の容器を連続して成形する場合には特に顕著なものとなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、樹脂製シートを絞り成形することによって得た容器を当該シートから切り離す場合に、設備が大掛かりなものになるのを回避するとともに、シートから切り離した容器を当該シートと共に装置から容易に出すことができるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、上金型に成形用凹部を設け、下金型にプラグを設けておき、上金型及び下金型の少なくとも一方の金型に設けたカット刃によってシートにおける容器の周縁部となる部分を切断するようにした。

第１の発明は、長尺状の樹脂製シートを絞り成形して容器を得る成形装置において、前記シートを送るシート送り部と、前記シートを加熱するシート加熱部と、前記シートの上に配置され、前記容器の外面を成形する成形用凹部が下方に開放するように形成された上金型と、前記シートの下に配置され、前記成形用凹部に挿入されるプラグを有する下金型と、前記上金型及び前記下金型を互いに接離する方向に駆動する型駆動装置と、前記上金型及び前記下金型の少なくとも一方の金型に設けられ、前記上金型及び前記下金型が互いに接近する方向に駆動されて型が閉じた状態となったときに他方の金型と共に前記シートにおける前記容器の周縁部となる部分を切断するカット刃とを備えていることを特徴とする。このカット刃の形状や構造は特に限定されるものではなく、シートにせん断力を作用させて切断する構成とすることができる。

第１の発明によれば、型駆動装置によって上金型及び下金型が互いに接近し、シートの一部に対して下金型のプラグが下方から押し当てられると、シートはシート加熱部によって加熱されているので、シートが伸びて上金型の成形用凹部によって成形され、これにより、容器が得られる。上金型及び下金型が閉じた状態では、カット刃により容器の周縁部が切断されてシートから切り離される。よって、容器をシートから切り離すためのプレス装置は不要になる。

その後、型駆動装置により上金型及び下金型を互いに離れる方向に移動させた後、シートをシート送り部によって送る。このとき、容器が自重で落下しようとするが、容器の下には下金型が位置しているので、容器は下金型に載置された状態になり、下金型によって落下が防止される。一方、シートには容器を切り離した跡が穴として残っているので、下方へ変位した容器は、その周壁部がシートの穴の内方に位置することになる。従って、シートを送ると、容器の周壁部が穴の周縁部に引っ掛かった状態になるので、容器がシートと一緒に下流側へ送られることになる。これにより、容器を上金型と下金型との間から容易に取り出すことが可能になる。

シートの成形方法としては、真空成形法や圧空成形法、これらを組み合わせた真空圧空成形法を使用することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記型駆動装置は、前記上金型を上下方向に駆動する上金型駆動装置と、前記下金型を上下方向に駆動する下金型駆動装置とを含んでおり、前記上金型駆動装置により前記上金型を上方へ移動させ、前記下金型駆動装置により前記下金型を下方へ移動させて型を開いた状態と、前記上金型駆動装置により前記上金型を下方へ移動させ、前記下金型駆動装置により前記下金型を上方へ移動させて型を閉じた状態とに切り替えるように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、シート送り部によりシートを送っている最中には、型を開いた状態としておくことで、上金型からシートから上方へ退避し、下金型がシートから下方へ退避することになるので、シートと、上金型及び下金型との干渉が抑制される。

第３の発明は、第１または２の発明において、前記上金型及び前記下金型よりも前記シートの送り方向下流側に設けられ、前記シートの下に配置されて前記容器が載置される容器載置部材と、前記容器載置部材を上下方向に移動させて下位置と上位置とに切り替える載置部材駆動装置と、前記容器載置部材に載置されている前記容器から上方に離れて配置され、前記容器を吸着して搬送する吸着部とをさらに備え、前記載置部材駆動装置は、前記容器載置部材を、前記容器が載置される前に下位置にしておき、前記容器が載置された後に上位置に切り替えるように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、上金型及び下金型により成形された容器がシートの送り方向下流側へ移動していくと、容器載置部材に載置される。このとき、容器載置部材が下位置にあるので、容器が吸着部に吸着されることはなく、容器載置部材に載置する動作が吸着部によって阻害されない。その後、載置部材駆動装置が容器載置部材を上位置にすることで容器が上昇して吸着部に接近する。これにより、容器を吸着部によって吸着して搬送することが可能になる。吸着部は、例えば真空圧を利用したものとすることができる。

第４の発明は、第１から３のいずれか１つの発明において、前記プラグを前記下金型の上面から突出した成形位置と、前記下金型に収容された収容位置とに切り替えるプラグ駆動装置を備え、前記プラグ駆動装置は、前記プラグを、成形時に成形位置とする一方、前記シートを送るときには収容位置とするように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、シートを送るときにはプラグが収容位置となり、下金型に収容されるので、プラグとシートとが干渉し難くなる。

第５の発明は、第１から４のいずれか１つの発明において、前記型駆動装置は、前記シートを送るときに、前記下金型を、前記容器の成形時に比べて下げるように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、シートを送るときには下金型が容器の成形時に比べて下がるので、下金型とシートとが干渉し難くなる。特に、加熱されたシートは撓みやすくなっており、下金型を下方へ逃がすことにより、下金型がシートと接触しないように、また、下金型がシートと接触したとしても僅かな接触で済ませることができる。

第１の発明によれば、上金型に成形用凹部を設け、下金型にプラグを設けておき、上金型及び下金型の少なくとも一方の金型に設けたカット刃によって容器の周縁部を切断するようにしたので、プレス装置が不要になって設備が大掛かりなものになるのを回避できるとともに、シートから切り離した容器を当該シートの送り動作により成形装置から容易に出すことができる。

第２の発明によれば、上金型駆動装置により上金型を上方へ移動させ、下金型駆動装置により下金型を下方へ移動させて型を開いた状態にすることができるので、シートと、上金型及び下金型との干渉を抑制することができる。

第３の発明によれば、容器載置部材を下位置にした状態で容器を載置し、その後、容器載置部材を上位置にするようにしたので、容器載置部材に容器を載置する際にその動作が吸着部によって阻害されないようにしながら、容器を吸着部によって吸着して搬送することができる。

第４の発明によれば、シートを送るときにプラグを下金型に収容することができるので、プラグとシートとが干渉し難くなる。

第５の発明によれば、シートを送るときに下金型を下げることができるので、下金型とシートとが干渉し難くなる。

本発明の実施形態に係る成形装置の側面図である。 型駆動装置、上金型及び下金型の側面図であり、型が閉じた状態を示す。 型が開いた状態を示す図２相当図である。 上金型及び下金型の断面図であり、型が開いた状態を示す。 型が閉じた状態を示す図４相当図である。 プラグが成形位置にある状態を示す図４相当図である。 シートを空気圧で上金型の内面に密着させた状態を示す図４相当図である。 容器の成形後、型が開いた状態を示す図４相当図である。 容器を容器載置部材に載置した状態を示す図４相当図である。 容器が載置された容器載置部材を上位置に切り替えた状態を示す図４相当図である。 容器載置部材に載置されている容器を吸着部により吸着して搬送する状態を示す図４相当図である。 変形例に係る搬出部の構成を示す図である。 変形例に係る容器載置部材を上方から見た斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る成形装置１の側面図である。成形装置１は、長尺状の樹脂製シートＳを絞り成形して容器１００を得ることができる装置である。容器１００は例えばカップ、碗、箱等のように、使用状態とされたときに上端部が開口した各種容器を挙げることができる。容器１００の大きさは特に限定されないが、例えば深さが５ｃｍ〜１５ｃｍ程度、径が５ｃｍ〜１０ｃｍ程度の容器１００を成形することができ、このような深さを有する容器１００は、いわゆるシートＳを絞り成形、深絞り成形することで得ることができる。シートＳは、従来から絞り成形に使用されているシートであればよく、ポリプロピレン等からなるシートや、複数種の樹脂が積層されたシート等を使用することができる。このようなシートＳは、数十ｍ以上の長さを有しており、コイル状に巻かれた状態で成形装置１に供給することができる。

シートＳは、図１の左側から右側へ向かって送られるようになっている。図１の左側に、コイル状に巻かれたシートＳを仮想線で示している。図１の右側には、容器１００の成形が終わったシートＳが巻き取られた状態（回収された状態）を仮想線で示している。この実施形態の説明では、成形装置１の方向を定義する際に、シートＳの送り方向を基準として上流側及び下流側と定義する。上流側は図１の左側になり、下流側が図１の右側になる。また、成形装置１をシートＳの送り方向上流側から見たとき、左側となる側を成形装置１の左といい、右側となる側を成形装置１の右というものとする。成形装置１の左右方向は成形装置１の幅方向である。

（成形装置１の全体構成）
成形装置１は、シート送り部２と、シート加熱部３と、成形部４と、搬出部５と、吸着部６と、制御盤７とを備えている。シート送り部２により送られたシートＳがシート加熱部３により加熱される。加熱されたシートＳが成形部４に送られると、成形部４によって容器１００が成形され、成形された容器１００は、後述するように、シートＳの送り動作によって搬出部５へ自動的に搬出される。搬出部５へ搬出された容器１００は、吸着部６により吸着されて別の場所に搬送される。吸着部６により搬送された容器１００は、所定場所に積み重ねられて集積される。

成形装置１のシート送り部２よりも上流側には、コイル状に巻かれたシートＳを繰り出し可能に支持する上流側支持台８が設けられている。成形装置１の搬出部５よりも下流側には、容器１００の成形が終わったシートＳを巻き取った状態で支持する下流側支持台９が設けられている。上流側支持台８及び下流側支持台９も成形装置１を構成する部材である。

（シート送り部２の構成）
成形装置１は、例えば工場の床面２００等に固定された基台１０を備えている。シート送り部２は、成形装置１の上流側に配設されており、この実施形態では、上流側支持台８とシート加熱部３との間に位置している。基台１０の上部にシート送り部２が固定されており、シート送り部２は上流側支持台８よりも高い所に配置される。従って、シートＳは、上流側支持台８から下流側へ向かってシート送り部２まで上へ延びるように該シート送り部２にセットされることになる。

シート送り部２は、シートＳを下流側へ向けて送るための送り装置によって構成されている。例えば、水平軸回りに回転駆動されるローラ等をシートＳに押し付け、ローラの外周面とシートＳの表面との摩擦力を利用して送る送り装置等があるが、これに限られるものではなく、各種送り装置を使用することができる。シート送り部２は制御盤７に接続されており、この制御盤７によって制御され、シートＳの送り開始、停止、送り速度の調整が行われる。図示しないが、シートＳの幅方向（成形装置１の左右方向）両端部を水平方向に案内する案内部材が成形装置１には設けられており、シートＳは、図２に仮想線で示すように、略水平方向に延びる姿勢で上流側から下流側へ送られるようになっている。

尚、シート送り部２は、成形装置１の上流側に配設されていなくてもよく、例えば成形装置１のシートＳの送り方向中間部や下流側に配設されていてもよい。

（シート加熱部３の構成）
シート加熱部３は、シート送り部２の下流側に配設されており、この実施形態では、シート送り部２と成形部４との間に位置している。基台１０の上部においてシート送り部２の下流側にシート加熱部３が固定されており、シート加熱部３は上流側支持台８よりも高い所に配置される。

シート加熱部３は、ヒータ支持部材３ａと、上側ヒータ３ｂと、下側ヒータ３ｃと、ヒータ昇降装置３ｄとを備えている。ヒータ支持部材３ａは、基台１０の上部から上方へ突出するように構成されている。ヒータ支持部材３ａの上部にヒータ昇降装置３ｄが設けられている。ヒータ昇降装置３ｄは、ワイヤ３ｅと、ワイヤ３ｅが巻き掛けられるプーリ３ｆと、プーリ３ｆを正逆回転させるモータ（図示せず）とを備えている。

ワイヤ３ｅの一端部には、上側ヒータ３ｂが固定されている。上側ヒータ３ｂは、シートＳの上面に対向するように配置され、該シートＳを上方から加熱する電気式ヒータである。一方、ワイヤ３ｅの他端部には、下側ヒータ３ｃが固定されている。下側ヒータ３ｃは、シートＳの下面に対向するように配置され、該シートＳを下方から加熱する電気式ヒータである。プーリ３ｆを回転させると、ワイヤ３ｅが送られ、ワイヤ３ｅが送られることで上側ヒータ３ｂ及び下側ヒータ３ｃを昇降させることができるようになっている。

図１に実線で示すように、上側ヒータ３ｂを上昇端位置にすると、下側ヒータ３ｃが下降端位置になり、これにより、上側ヒータ３ｂ及び下側ヒータ３ｃがシートＳから離れて退避状態になる。プーリ３ｆを回転させ、図１に仮想線で示すように、上側ヒータ３ｂを下降端位置にすると、下側ヒータ３ｃが上昇端位置になり、これにより、上側ヒータ３ｂ及び下側ヒータ３ｃがシートＳに接近した状態になる。この実施形態では、上側ヒータ３ｂ及び下側ヒータ３ｃを昇降させることによってシートＳに接近した状態とシートＳから退避した状態とに切り替えることができるので、成形装置１の幅方向にヒータを移動させる場合に比べて成形装置１の幅が広くなってしまうのを抑制することができる。

シート加熱部３の上側ヒータ３ｂ及び下側ヒータ３ｃと、プーリ３ｆを回転させるためのモータとは、制御盤７に接続されており、この制御盤７によって制御される。例えば、シートＳが成形に適した温度となるように、上側ヒータ３ｂ及び下側ヒータ３ｃの出力を調整することや、加熱が不要な時に上側ヒータ３ｂ及び下側ヒータ３ｃをシートＳから退避した状態にし、加熱が必要な時に上側ヒータ３ｂ及び下側ヒータ３ｃをシートＳに接近した状態にすることができる。

尚、シート加熱部３は、加熱効率を高めるために、閉空間とすることができる。

（成形部４の構成）
成形部４は、シート加熱部３の下流側に設けられており、上金型４０と、下金型４１と、型駆動装置４２とを備えている。上金型４０は、シートＳの上に配置されている。図４に示すように、上金型４０には、容器１００の外面を成形するための成形用凹部４０ａが下方に開放するように形成されている。尚、図４では、成形部４の一部のみ示している。

成形用凹部４０ａの内面には、複数の吸着孔（図示せず）が形成されている。これら吸着孔には真空引き配管４ａが接続されている。真空引き配管４ａを介して吸着孔に負圧が作用するようになっており、負圧によってシートＳが成形用凹部４０ａの内面に密着するように変形して成形される。これにより真空成形が可能になる。上金型４０の下面には、上側カット刃４０ｂが成形用凹部４０ａの下端開口を囲むように連続して形成されている。

下金型４１は、プラグ４１ｂを有するとともに、上金型４０の真下、即ち、シートＳの下に配置されている。下金型４１には、プラグ４１ｂを収容するプラグ収容凹部４１ａが下方に窪むように形成されている。プラグ収容凹部４１ａは上方に開放しており、このプラグ収容凹部４１ａの上端開口と、上金型４０の成形用凹部４０ａの下端開口とは略一致するようになっている。プラグ収容凹部４１ａの内面には、図示しない空気吐出孔が形成されている。空気吐出孔には、圧縮空気を導入するための導入配管４ｂが接続されている。導入配管４ｂ及び空気吐出孔を介してプラグ収容凹部４１ａに圧縮空気を導入することができるようになっており、圧縮空気によってシートＳが上金型４０の成形用凹部４０ａの内面に密着するように変形して成形される。これにより、圧空成形が可能になる。この実施形態に係る成形装置１は、上金型４０の真空と、下金型の圧縮空気とを利用して成形することが可能な真空圧空成形機である。尚、上金型４０の真空と、下金型の圧縮空気との一方のみを利用して成形するようにしてもよい。

下金型４１の上面には、下側カット刃４１ｃがプラグ収容凹部４１ａの上端開口を囲むように連続して形成されている。例えば、図５に示すように型が閉じた状態では、下側カット刃４１ｃと上側カット刃４０ｂとによってシートＳに対してせん断力を作用させ、このせん断力によってシートＳにおける容器１００の周縁部となる部分を切断することができるようになっている。つまり、上金型４０及び下金型４１が互いに接近する方向に駆動されて型が閉じた状態となったときに、一方の金型のカット刃が他方の金型のカット刃と共にシートＳにおける容器１００の周縁部となる部分を切断するように構成されている。尚、シートＳに対して切断可能なせん断力を作用させることができればよいので、下側カット刃４１ｃと上側カット刃４０ｂの一方のみを設けて、そのカット刃と、金型のエッジ部分とで容器１００の周縁部を切断するようにしてもよい。カット刃の構造及び形状は特に限定されるものではない。

下金型４１の下方には、プラグ４１ｂを上下方向に駆動するプラグ駆動装置４３が設けられている。プラグ駆動装置４３は、例えば流体圧シリンダや送りネジ装置等で構成することができ、制御盤７に接続され、この制御盤７によって制御される。プラグ駆動装置４３の上部にプラグ４１ｂの下部が固定されている。プラグ４１ｂは円柱に近い形状とされている。プラグ４１ｂの上面は、上方へ突出するように湾曲形成されている。プラグ４１ｂの形状は図示した形状に限られるものではなく、容器１００の形状等に応じて適宜変更することができる。

プラグ駆動装置４３は、プラグ４１ｂを、下金型４１の上面から突出した成形位置（図６に示す）と、下金型４１のプラグ収容凹部４１ａに収容した収容位置（図４や図５等に示す）とに切り替えるためのものである。プラグ駆動装置４３は、プラグ４１ｂを、容器１００の成形時には成形位置とする一方、シートＳを送るときには収容位置とするように構成されている。成形位置にあるプラグ４１ｂの上面がシートＳに対して下方から押し当てられることにより、シートＳが上方へ伸ばされて上金型４０の成形用凹部４０ａの内面に接近するようになっている。シートＳを送るときにはプラグ４１ｂが収容されるように、プラグ４１ｂの動きを制御することができる。この実施形態の成形装置１は、シートＳに押し付けられるプラグ４１ｂを備えているのでプラグアシスト型の成形装置である。

型駆動装置４２は、上金型４０及び下金型４１を互いに接離する方向に駆動するための装置であり、制御盤７に接続され、この制御盤７によって制御される。型駆動装置４２は、上金型４０を上下方向に駆動する上金型駆動装置４４と、下金型４１を上下方向に駆動する下金型駆動装置４５とを含んでいる。そして、上金型駆動装置４４により上金型４０を上方へ移動させ、下金型駆動装置４５により下金型４１を下方へ移動させて型を開いた状態と、上金型駆動装置４４により上金型４０を下方へ移動させ、下金型駆動装置４５により下金型４１を上方へ移動させて型を閉じた状態とに切り替えるように構成されている。上金型駆動装置４４と下金型駆動装置４５とは、制御盤７によって制御され、同期するようになっている。

すなわち、上金型駆動装置４４は、例えば流体圧シリンダや送りネジ装置等、またはこれらの組み合わせで構成されており、基台１０に対して支持部材等（図示せず）を介して動かないように固定されている。上金型駆動装置４４の下部に、上金型４０が連結されており、上金型駆動装置４４が伸長動作を行うことによって上金型４０が下降し（図５に示す）、一方、上金型駆動装置４４が縮む動作を行うことによって上金型４０が上昇する（図４に示す）。制御盤７からの信号によって上金型駆動装置４４の動作開始タイミング及び動作量が決定される。

図２及び図３に示すように、下金型駆動装置４５は、電動モータ４５ａと、減速機４５ｂと、駆動レバー４５ｃと、駆動リンク４５ｄと、第１従動レバー４５ｅと、第２従動レバー４５ｆと、コンロッド４５ｈとを備えている。電動モータ４５ａは、制御盤７に接続され、この制御盤７によって制御される。電動モータ４５ａの出力は減速機４５ｂに入力される。駆動レバー４５ｃは減速機４５ｂの出力軸（成形装置１の幅方向且つ水平方向に延びる軸）に固定されており、該出力軸の回転力によって水平軸回りに回動するようになっている。駆動レバー４５ｃの先端部には、駆動リンク４５ｄの一端部が水平軸回りに回転可能に連結されている。

一方、第１従動レバー４５ｅと、第２従動レバー４５ｆとは相対的に回転しないように、軸４５ｇを介して一体化されている。軸４５ｇは、水平方向に延びるとともに、基台１０に対して回転可能に支持されている。よって、第１従動レバー４５ｅと第２従動レバー４５ｆは、水平軸回りに一緒に回転することになる。第１従動レバー４５ｅの先端部に、駆動リンク４５ｄの他端部が水平軸回りに回転可能に連結されている。

第２従動レバー４５ｆの先端部には、コンロッド４５ｈの一端部が水平軸回りに回転可能に連結されている。コンロッド４５ｈの他端部は、下金型４１とコンロッド４５ｈとを連結するための連結部材４１ｅに対して水平軸回りに回転可能に連結されている。下金型４１と、プラグ４１ｂと、プラグ駆動装置４３とは、一体化されて一緒に昇降するようになっている。

電動モータ４５ａが回転すると、駆動レバー４５ｃが回動し、駆動リンク４５ｄが図１の左右方向に移動する。駆動リンク４５ｄの移動力は第１従動レバー４５ｅに伝達されて第１従動レバー４５ｅ及び第２従動レバー４５ｆが水平軸回りに回動する。第２従動レバー４５ｆが回動すると、コンロッド４５ｈが上下方向に移動することになり、これにより、コンロッド４５ｈが連結部材４１ｅを介して連結された下金型４１が昇降動作する。電動モータ４５ａの回転方向によって下金型４１を上昇させたり、下降させることができる。制御盤７からの信号によって電動モータ４５ａの回転方向、回転速度、回転開始及び停止を制御することができるようになっており、これにより、下金型４１の動作開始タイミング及び動作量が決定される。図２に示す状態は、下金型４１が上昇端に位置した状態であり、図３に示す状態は、下金型４１が下降端に位置した状態である。

上述した下金型駆動装置４５の構成は一例であり、上述した構成に限られるものではない。例えば流体圧シリンダ等で下金型駆動装置４５を構成することもできる。

また、型駆動装置４２は、シート送り部２がシートＳを送るときに、下金型４１を、容器１００の成形時に比べて下げるように構成されている。すなわち、図４に示すように、シート送り部２がシートＳを送るときには、下金型４１の上面がシートＳの軌跡（仮想線で示す）よりも下に位置するように、下金型駆動装置４５を作動させる。これにより、下金型４１の上面とシートＳの下面との間に所定の隙間が形成される。尚、下金型４１の上面とシートＳの下面との間には所定の隙間が形成されなくてもよく、この場合も下金型４１の上面が下がっている分、シートＳの下面との干渉の程度を低くすることができる。その後、シートＳの送り動作が停止すると、図５〜図７に示すように容器１００の成形時に、下金型４１の上面がシートＳの下面に接触するように、下金型駆動装置４５を作動させる。

シート送り部２によるシートＳの送り動作が停止すると、型駆動装置４２の下金型駆動装置４５は、下金型４１を、シートＳの送り時に比べて上昇させる（図５に示す）。このときの下金型４１の上面は、シートＳの軌跡上、即ちシートＳの下面に接触する位置になる。

尚、上金型４０及び下金型４１は、シートＳの送り方向に複数並べて設けてもよいし、成形装置１の左右方向に複数並べて設けてもよい。また、１つの上金型４０に成形用凹部４０ａを複数形成してもよいし、１つの下金型４１にプラグ収容凹部４１ａを複数形成してもよい。

（搬出部５の構成）
図１に示すように、搬出部５は、成形部４の下流側に設けられており、支持台５０と、容器載置部材５１と、載置部材駆動装置５２とを備えている。支持台５０は、床面２００に固定されている。支持台５０の上面には、載置部材駆動装置５２が固定されている。この載置部材駆動装置５２には、容器載置部材５１が固定されている。容器載置部材５１は、上金型４０及び下金型４１よりもシートＳの送り方向下流側に設けられ、シートＳの下に配置される。容器載置部材５１と、上金型４０及び下金型４１とは接近しており、容器載置部材５１と、上金型４０及び下金型４１との間に容器１００が落下しないようになっている。

容器載置部材５１には、成形された直後の容器１００が、上金型４０及び下金型４１の間からシートＳとともに下流側へ送られた際に載置されるようになっている。容器載置部材５１は、例えば水平方向に延びる板材等で構成することができる。容器載置部材５１の下流側の端部は、下方へ屈曲ないし傾斜させることができる。これにより、容器載置部材５１の上面に載置されている容器１００が容器載置部材５１の上面から下流側へ移動しやすくなる。

載置部材駆動装置５２は、容器載置部材５１を上下方向に移動させて下位置と上位置とに切り替えるための装置であり、例えば流体圧シリンダや送りネジ装置等で構成することができる。載置部材駆動装置５２は、制御盤７に接続され、この制御盤７によって制御される。載置部材駆動装置５２は、容器載置部材５１を、容器１００が載置される前に下位置（図８、図９及び図１１に示す）にしておき、容器１００が載置された後に上位置（図１０に示す）に切り替えるように構成されている。

容器載置部材５１が下位置にあるときには、容器載置部材５１の上面がシートＳの軌跡よりも下に位置することになる。これにより、容器１００が上金型４０及び下金型４１の間からシートＳとともに下流側へ送られた際に容器載置部材５１に引っ掛かるようになることはなく、容器載置部材５１に確実に載置される。

容器載置部材５１が上位置にあるときには、容器載置部材５１の上面がシートＳの軌跡と略同じか、シートＳの軌跡よりも上に位置することになる。これにより、容器１００の上端部が吸着部６に接近することになり、容器１００が吸着部６によって吸着されやすくなる。

（吸着部６の構成）
吸着部６は、容器載置部材５１に載置されている容器１００の上端部から上方に離れて配置され、容器１００を吸着して搬送するための装置である。吸着部６には、真空引き配管６ａが接続されており、吸着部６の下端部には負圧が作用するようになっている。また、吸着部６は、例えば搬送装置（図示せず）に固定されるアーム６ｂを有しており、このアーム６ｂが搬送装置に固定された状態で搬送装置によって容器１００を任意の場所に搬送することができるようになっている。搬送装置は、例えばロボット等であってもよい。

（制御盤７の構成）
制御盤７は、シート送り部２、シート加熱部３、成形部４、搬出部５及び吸着部６を制御する制御装置であり、例えば、従来から周知のマイクロコンピュータやシーケンサ等で構成することができる。制御盤７には、シート送り部２、シート加熱部３、成形部４、搬出部５及び吸着部６の動作タイミングや動作速度、動作順等をプログラムとして記憶させることができるようになっている。制御盤７は、記憶されているプログラムに従い、シート送り部２、シート加熱部３、成形部４、搬出部５及び吸着部６を後述するように動作させる。

（製造方法）
次に、上記のように構成された成形装置１を使用して容器１００を成形する方法について説明する。以下に説明する方法は、制御盤７に記憶されているプログラムによって実現することができるが、作業者がそれぞれ行うようにしてもよい。

まず、シートＳをシート送り部２にセットする。これは作業者が行う。そして、作業者が制御盤７を操作すると、シート送り部２がシートＳを所定位置まで送る。また、シート加熱部３の上側ヒータ３ｂ及び下側ヒータ３ｃをＯＮにして通電を開始して予熱が完了した後、上側ヒータ３ｂを下降端位置にし、下側ヒータ３ｃを上昇端位置にする。これにより、上側ヒータ３ｂ及び下側ヒータ３ｃがシートＳに接近して、シートＳを成形に適した所定温度となるまで加熱する。シートＳは、上側ヒータ３ｂ及び下側ヒータ３ｃにより加熱されることで柔らかくなり、撓むように変形することがある。

また、成形部４は、図４に示すように型駆動装置４２によって型が開いた状態としておく。このとき、上金型駆動装置４４によって上金型４０を上方へ移動させるとともに、下金型駆動装置４５によって下金型４１を下方へ移動させて、シートＳの上面及び下面に上金型４０及び下金型４１が当たらないようにする。これにより、シートＳを送る際にシートＳと上金型４０及び下金型４１とが干渉しないようにすることができる。

シート送り部２によるシートＳの送りを停止させた後、図５に示すように、上金型駆動装置４４によって上金型４０を下方へ移動させるとともに、下金型駆動装置４５によって下金型４１を上方へ移動させて型を閉じた状態にする。下側カット刃４１ｃと上側カット刃４０ｂとによってシートＳに対してせん断力を作用させ、このせん断力によってシートＳにおける容器１００の周縁部となる部分が完全に切断される。このとき、容器１００の周縁部となる部分は、上金型４０の成形用凹部４０ａの周縁部と、下金型４１のプラグ収容凹部４１ａの周縁部とによって厚み方向に挟持しておくことができる。シートＳを切断するタイミングは、型が開くまでであればよく、容器１００の成形が完了するまでは切断せずに、容器１００の成形が完了した後に、上金型４０を下に移動させるか、下金型４１を上に移動させることによってシートＳに対してせん断力を作用させて切断するようにしてもよい。

その後、図６に示すように、プラグ駆動装置４３によりプラグ４１ｂを上昇させて下金型４１の上面から突出した成形位置とする。これにより、プラグ４１ｂの上面によってシートＳが上方へ伸ばされて上金型４０の成形用凹部４０ａの内面に接近する。

このとき、真空引き配管４ａを介して上金型４０の成形用凹部４０ａ内に負圧が作用しているとともに、導入配管４ｂを介して下金型４１のプラグ収容凹部４１ａに圧縮空気が導入されているので、図７に示すように、シートＳが上金型４０の成形用凹部４０ａの内面に密着して該内面によって成形されて容器１００となる。以上のようにして容器１００の成形が完了する。

次いで、図８に示すように、上金型駆動装置４４によって上金型４０を上方へ移動させるとともに、下金型駆動装置４５によって下金型４１を下方へ移動させて型を開いた状態にする。この間に容器１００が次第に冷却されていき、容器１００を構成する樹脂が硬化する。型を開くとき、図示しないが、従来から周知のように上金型４０に設けた脱型ピン等により、容器１００を下方へ押して上金型４０から離型する。上金型４０から離型した容器１００は、容器１００の自重により、容器１００の下端部（容器１００の使用時には上端部となる）が下金型４１の上面に載置された状態になり、下金型４１によって容器１００が下方から支持されて容器１００の落下を抑制することができる。下金型４１は、上述したように、下金型４１の上面がシートＳよりも下に位置するように、下金型駆動装置４５によって下降しているので、容器１００の下端部はシートＳの下面よりも下に位置することになる。

また、図８に示すように、シートＳには、容器１００が切断された跡に穴Ｓ１が形成されることになる。容器１００の下端部がシートＳの下面よりも下に位置しているので、穴Ｓ１の高さは、容器１００の下端部よりも上、即ち容器１００の周壁部（側面部）に対応する高さとなる。従って、その後、シート送り部２によりシートＳを送ると、容器１００の周壁部がシートＳの穴Ｓ１の周縁部に引っ掛かった状態になって係合するので、容器１００がシートＳと一緒に下流側へ送られることになる。これにより、容器１００を取り出す専用の部材や装置を設けることなく、シートＳを利用して当該容器１００を上金型４０と下金型４１との間から容易に取り出すことが可能になる。以上のように、型が開いた時の下金型４１の高さを設定しているので、容器１００の周壁部とシートＳの穴Ｓ１の周縁部とを確実に係合させることができる。

シート送り部２の動作によって上金型４０と下金型４１との間から取り出された容器１００は、図９に示すように容器載置部材５１の上面に載置される。このとき、容器載置部材５１は下位置とされており、容器１００の上端部（容器１００の使用時には下端部となる）と、吸着部６の下端部とは所定距離離れている。この所定距離は、容器１００の重量や吸着部６が発揮する吸着力等によって設定することができる距離であり、容器１００が吸着部６に吸着されない距離以上離しておくのが好ましい。具体的には、容器１００の重量が重ければ、軽い場合に比べて短くすることができ、また、吸着部６が発揮する吸着力が大きければ、小さい場合に比べて長くすることができる。

容器載置部材５１の上面に容器１００を載置した後、図１０に示すように、載置部材駆動装置５２は、容器載置部材５１を上位置に切り替える。これにより、容器１００の上端部と、吸着部６の下端部との距離が所定距離未満になるので、容器１００が吸着部６に吸着される。上位置にしたときの容器１００の上端部と吸着部６の下端部との距離は、容器１００の上端部が確実に吸着されるように設定する。

その後、図１１に示すように、載置部材駆動装置５２は、吸着部６を動かすことなく、容器載置部材５１を下位置に切り替える。容器１００の上端部が吸着部６に吸着されているので容器１００は容器載置部材５１の上面から離れた状態になる。そして、搬送装置によって容器１００を任意の場所に搬送して集積する。容器１００は下に開口した状態で成形されるので、上下反転させることなく、そのままの状態で積み重ねてストックすることができる。

（実施形態の作用効果）
以上説明したように、この実施形態に係る成形装置１によれば、上金型４０及び下金型４１によって容器１００を得ることができ、しかも、下側カット刃４１ｃと上側カット刃４０ｂとにより容器１００の周縁部となる部分を切断してシートＳから切り離すことができる。よって、容器１００をシートＳから切り離すためのプレス装置は不要になるので、設備が大掛かりなものになるのを回避することができる。

シートＳには容器１００を切り離した跡が穴Ｓ１として残っているので、シートＳをシート送り部２によって送る際に、容器１００の周壁部が穴Ｓ１の周縁部に引っ掛かった状態になり、容器１００をシートＳと一緒に下流側へ送ることができる。これにより、容器１００を上金型４０と下金型４１との間から容易に取り出すことができる。

また、シートＳを送るときにプラグ４１ｂを下金型４１のプラグ収容凹部４１ａに収容することができるので、プラグ４１ｂとシートＳとが干渉し難くなる。さらに、シートＳを送るときに下金型４１を下げることができるので、下金型４１とシートＳとが干渉し難くなる。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

図１２及び図１３は、実施形態の変形例に係るものである。この変形例では、容器載置部材５１に、上流側から下流側へ延びるスリット５１ａが幅方向に互いに間隔をあけて複数設けられている。各スリット５１ａの真上に、下流側へ送られた容器１００が下向きに配置されるようになっている。この例では、容器１００が容器載置部材５１の幅方向に複数並び、かつ、上流側と下流側とに２列並んで成形されるように、成形部４は、上金型４０及び下金型４１を複数有している。

図１２に示すように、搬出部５は、容器載置部材５１の他に、固定された昇降シリンダ５５と、押し上げプレート５６と、ロッド５７とを有している。押し上げプレート５６は、昇降シリンダ５５に取り付けられており、昇降シリンダ５５の動作によって上下動するようになっている。ロッド５７は、容器載置部材５１に配置される容器１００の数と同じ数だけ設けられており、押し上げプレート５６の上面から上方へ突出している。ロッド５７は、容器載置部材５１の各スリット５１ａの下方に位置するように配置されている。昇降シリンダ５５によって押し上げプレート５６が押し上げられると、ロッド５７の上側が容器載置部材５１の各スリット５１ａから上方へ突出する。この状態でロッド５７の上側が容器１００内に挿入されて容器１００を押し上げることができるようになっている。これにより、シートＳが加熱によってうねった状態になっていたとしても、容器１００を確実に押し上げて吸着部６に吸着させることができる。

以上説明したように、本発明に係る成形装置は、例えば、コップ等を成形する場合に使用することができる。

１ 成形装置
２ シート送り部
３ シート加熱部
６ 吸着部
４０ 上金型
４０ａ 成形用凹部
４０ｂ 上側カット刃
４１ 下金型
４１ａ プラグ収容凹部
４１ｂ プラグ
４１ｃ 下側カット刃
４２ 型駆動装置
４４ 上金型駆動装置
４５ 下金型駆動装置
５１ 容器載置部材
５２ 載置部材駆動装置
１００ 容器
Ｓ シート

Claims (5)

1. 長尺状の樹脂製シートを絞り成形して容器を得る成形装置において、
   前記シートを送るシート送り部と、
   前記シートを加熱するシート加熱部と、
   前記シートの上に配置され、前記容器の外面を成形する成形用凹部が下方に開放するように形成された上金型と、
   前記シートの下に配置され、前記成形用凹部に挿入されるプラグを有する下金型と、
   前記上金型及び前記下金型を互いに接離する方向に駆動する型駆動装置と、
   前記上金型及び前記下金型の少なくとも一方の金型に設けられ、前記上金型及び前記下金型が互いに接近する方向に駆動されて型が閉じた状態となったときに他方の金型と共に前記シートにおける前記容器の周縁部となる部分を切断するカット刃とを備えていることを特徴とする成形装置。
2. 請求項１に記載の成形装置において、
   前記型駆動装置は、前記上金型を上下方向に駆動する上金型駆動装置と、前記下金型を上下方向に駆動する下金型駆動装置とを含んでおり、
   前記上金型駆動装置により前記上金型を上方へ移動させ、前記下金型駆動装置により前記下金型を下方へ移動させて型を開いた状態と、前記上金型駆動装置により前記上金型を下方へ移動させ、前記下金型駆動装置により前記下金型を上方へ移動させて型を閉じた状態とに切り替えるように構成されていることを特徴とする成形装置。
3. 請求項１または２に記載の成形装置において、
   前記上金型及び前記下金型よりも前記シートの送り方向下流側に設けられ、前記シートの下に配置されて前記容器が載置される容器載置部材と、
   前記容器載置部材を上下方向に移動させて下位置と上位置とに切り替える載置部材駆動装置と、
   前記容器載置部材に載置されている前記容器から上方に離れて配置され、前記容器を吸着して搬送する吸着部とをさらに備え、
   前記載置部材駆動装置は、前記容器載置部材を、前記容器が載置される前に下位置にしておき、前記容器が載置された後に上位置に切り替えるように構成されていることを特徴とする成形装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の成形装置において、
   前記プラグを前記下金型の上面から突出した成形位置と、前記下金型に収容された収容位置とに切り替えるプラグ駆動装置を備え、
   前記プラグ駆動装置は、前記プラグを、成形時に成形位置とする一方、前記シートを送るときには収容位置とするように構成されていることを特徴とする成形装置。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の成形装置において、
   前記型駆動装置は、前記シートを送るときに、前記下金型を、前記容器の成形時に比べて下げるように構成されていることを特徴とする成形装置。

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