JP3070166U - 熱可塑性樹脂製シ―トの折り曲げ加工用ヒ―タユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【技術課題】 熱可塑性樹脂製シートの折り曲げ加工を
短時間で行うことが出来、且つ、折り曲げ寸法の精度が
向上する折り曲げ加工用ヒーターユニットを得る。 【解決手段】 電圧を印加することにより急激に温度上
昇し、冷却用流体を吹き込むことにより急激に冷却する
ことが可能な抵抗発熱体４０を用いることにより、抵抗
発熱体４０に熱可塑性樹脂製シート２０を密着状態に維
持したまま折り曲げ作業を行う。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、熱可塑性樹脂から成る樹脂製シートを折り曲げる場合、折り曲げ加 工精度が高く、さらに短時間の作業で行える折り曲げ加工用ヒータユニットに関 するものである。

【０００２】

【従来の技術】

通常、熱可塑性樹脂製（以後「樹脂製」と称する）シートの折り曲げ加工を行 う時、次の様な折り曲げ加工方法を用いている。 先ず、樹脂製のシートの折り曲げ部の裏面を、外形が希望する折り曲げ形状に 形成され、且つ、樹脂製シートの折り曲げ部を軟化するための温度を発生してい る折り曲げ治具に押し当ながら、樹脂製シートを一方向へ適宜な力で引っ張って 保持する。すると、樹脂製シートの折り曲げ部は折り曲げ治具の熱により軟化さ れ、折り曲げ治具の外形がシートに転写し、その結果、折り曲げ形状が形成され る。次に、折り曲げ形状を常温に戻して硬化させるため、押し当てた状態で折り 曲げ治具が常温に戻るまで保持するか、シートを折り曲げ治具から僅かに離して 冷却用気体を折り曲げ部に吹き付けたり、折り曲げ部と折り曲げ治具の間に吹き 込こんだりして樹脂製シートの折り曲げ部を冷却し硬化させていた。

【０００３】 図７は、従来の樹脂製シートの折り曲げ加工方法の例である。折り曲げ治具１ として電熱ヒータが内蔵されているものを用いている。樹脂製シート２の折り曲 げ部３の裏面を折り曲げ治具１に押し当て、矢印Ｄ方向へ引っ張りテンションを かけると折り曲げ治具１の外形に沿って軟化しながら転写される。

【０００４】 その後、図８の様に僅かに樹脂製シート２を折り曲げ治具１から離し、その隙 間にノズル４から冷却用気体５を吹き込んで折り曲げ部３を冷却させ硬化すると 折り曲げ加工が完了する。

【０００５】 以上の様に、樹脂製のシートの折り曲げ部である裏面を発熱体へ当て、樹脂を 軟化する温度まで加熱してから折り曲げ形成後、発熱体が冷却するまで押し当て ておき冷却完了後発熱体から外すか又は、発熱体より外し、冷却させるか等の方 法が一般的である。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、折り曲げ形成後発熱体からシートを取り外すとまだ冷却されて いないため、発熱体の外面に沿って折り曲げられた形状が変わってしまい、所望 する折り曲げ寸法が得られない。そのため、発熱体が冷却されるまで押し当てて シートが硬化した後、発熱体から取り外すことを行わなければならなくなり、作 業時間の短縮の妨げになる。

【０００７】 本考案は以上の様な課題を解決するため、急速な加熱及び冷却が可能である発 熱体を用いることにより、短時間でしかも折り曲げ寸法の精度が向上する事が出 来る折り曲げ用ヒータユニットを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するために、請求項１記載の考案では、熱可塑性樹脂 製シートの折り曲げ加工方法に用いる折り曲げ用ヒータユニットにおいて、中空 であるパイプ状の導電性発熱体と、前記発熱体に電圧を印加するため前記発熱体 の両端部に具備された２つの電極と、前記電極と電源とを接続する２本の電線と 、前記発熱体の一端に接続され冷却用流体を供給するためのエアホースと、から なることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】

本考案は、樹脂製のシートを折り曲げる時、折り曲げ部の裏面に押し当てる折 り曲げ治具に、急速に昇温及び急速に冷却することが可能である電気抵抗に基づ く発熱体（以下「抵抗発熱体」と称する）を用いるものである。この抵抗発熱体 を用いてシートを折り曲げる方法を次に説明する。先ず、樹脂製シートの折り曲 げ部の裏面を、外形を希望する折り曲げ形状に形成された抵抗発熱体へ当て、且 つ、引っ張りテンションをあたえることにより抵抗発熱体に沿って密着すること が可能となる。次に、前記抵抗発熱体の両端部付近より電圧を印加する（加熱時 間）。前記抵抗発熱体はジュール熱により急速に昇温し始め、所定の時間経過後 電圧の印加を停止しその余熱にて希望する温度まで達する（余熱時間）。その温 度により抵抗発熱体に押し当てた折り曲げ部は軟化し、さらに、引っ張りテンシ ョンにより抵抗発熱体へ密着しているので抵抗発熱体の外形が樹脂製シートへ短 時間で転写される。

【００１０】 次に、余熱時間が経過し転写加工終了後、樹脂製シートが抵抗発熱体に密着し た状態を保持しながら抵抗発熱体の一端より中空部へ冷却用流体を供給し、次い で他端から開放すると抵抗発熱体は熱を冷却用流体に奪われるため急速に冷却さ れ、その結果、密着している樹脂製シートの折り曲げ部は硬化し、折り曲げ形状 が形成されて折り曲げ作業が完了する。

【００１１】

【考案の実施の形態】

本考案に用いる抵抗発熱体の材料は、抵抗率の高いものであれば良く、例えば ステンレス、鉄または鉄合金などがある。

【００１２】 更に、折り曲げ加工する樹脂製のシートの材料は、熱可塑性樹脂からなるもの であればよく、例えばポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネ ート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリオレフィン、アクリル、ポリエステ ルなどの各樹脂で、これらは単独で若しくは二種以上をブレンド又はアロイとし て使用できる。また、樹脂製シートの厚みは０．１〜１．０mmが望ましい。 以下、各図に基づいて、本考案の実施例を紹介する。

【００１３】

【実施例】

図１は本実施例に用いる折り曲げ加工用ヒータユニット１０の説明図、図２は 図１におけるＡ−Ａ部断面図、図３は図１の折り曲げ加工用ヒータユニット１０ ａ、１０ｂを２個使用した樹脂製シート２０の折り曲げ加工説明図、図４は折り 曲げ加工用ヒータユニットにおける各電線の接続図、図５は図３におけるＢ−Ｂ 部断面図である。

【００１４】 先ず図１に基づいて本考案の折り曲げ加工用ヒータユニット１０について説明 する。 ４０は、円筒で中空部４１（図２参照）を有するパイプ状の抵抗発熱体である 。その直径は、折り曲げ加工において所望する曲面を形成する半径をＲとした場 合、２Ｒの直径を有する抵抗発熱体４０を用いる。本実施例では、折り曲げ仕上 げ寸法Ｒを３．０mmとするため、直径が６．０ｍｍであるステンレス製のパイプ を使用した。なお、板厚は１．０ｍｍである。

【００１５】 抵抗発熱体４０の両端付近部には、真鍮製の板を抵抗発熱体４０の外形に沿っ て巻くように取り付けて電極５０とし、さらに電気的導通を確実にするため溶接 を行った。電極５０におけるお互いの真鍮板の接合部には貫通したネジ孔５１を 形成し、前記ネジ孔５１を利用して電線６０の端末に圧着した端子６１をネジ５ ２及びナット５３を用いて電極５０に固定した。

【００１６】 抵抗発熱体４０の両末端部には、耐熱性のエアホース７０を差込み、一方のエ アホース７０から冷却用流体を供給し抵抗発熱体４０の中空部４１を通り抜け、 他端のエアホース７０から外部へ導く様にした。なお、例えば、冷却用流体が外 部に放出しても環境的に問題が生じない場合は供給用エアーホースのみでも良い 場合がある。

【００１７】 以上の構成から成る本実施例の折り曲げ加工用ヒータユニット１０を断面図に 示したのが図２である。 次に、本実施例の折り曲げ加工用ヒータユニット１０を２個用いた折り曲げ装 置３０にて樹脂製シート２０を折り曲げ加工する方法を図３、図４、及び、図５ に基づいて説明する。

【００１８】 本実施例で折り曲げ加工する樹脂製シート２０は、ポリエチレンテレフタレー ト（ＰＥＴ）樹脂で厚みは０．２ｍｍである。折り曲げ形状は、樹脂製シート２ ０の両端をピッチ１００ｍｍで折り曲げてコ字状に形成し、折り曲げ部２１の折 り曲げ半径は３ｍｍとする。

【００１９】 折り曲げ装置３０のヒータ受け台は、両側面に折り曲げ加工用ヒータユニット を取り付ける溝８１を形成し、前記溝８１に２個の折り曲げ加工用ヒータユニッ ト１０ａ、１０ｂの間隔を中心で９４ｍｍの位置に設置した。溝８１の周囲には 、折り曲げ加工用ヒータユニット１０ａ、１０ｂの熱がヒータ受け台８０に逃げ ないようＬ形に厚さ１０ｍｍの断熱材８２を具備した。

【００２０】 ヒータ受け台８０の天面８３は、折り曲げ加工用ヒータユニット１０ａ、１０ ｂの加熱部４２と同一平面とし、樹脂製シート２０を折り曲げ装置３０に取り付 けた時、均一な水平面で受けるようにした。

【００２１】 抵抗発熱体４０ａ、４０ｂに取り付けた電線６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ は図４の様に接続し、巻線トランス９０の６Ｖ出力の２次側端子へ接続した。巻 線トランス９０の１次側はリレー（図示せず）を介して商用電源１００Ｖへ接続 した。

【００２２】 抵抗発熱体４０ａ、４０ｂの両端に差し込んだエアホースは、一方のエアホー スを供給用エアホース７０ａ、７０ｃとし、電磁弁を介して本実施例の冷却用流 体として用いた圧縮空気のタンクへ接続する。また、他方のエアホースは、排気 用エアホース７０ｂ、７０ｄとして任意の長さにし、大気中に圧縮空気を開放す る様にした。

【００２３】 なお、巻線トランス９０の１次側に接続したリレーを制御する制御回路には、 折り曲げ工程の時間を次の様に予め設定した。 ・Ｔ１：加熱時間（抵抗発熱体へ電圧印加する時間） ４秒 ・Ｔ２：余熱時間（電圧印加を停止し加熱時の熱を利用） ２秒 ・Ｔ３：冷却時間（抵抗発熱体内に圧縮空気を吹き込む） １０秒

【００２４】 以上の様に構成された折り曲げ装置３０を用いて樹脂製シート２０を折り曲げ 加工する。 まず、樹脂製シート２０を、ヒータ受け台８０と抵抗発熱体４０ａ、４０ｂと を跨ぐように設置すると共に、樹脂製シート２０の両端面をクランプ装置等（図 示せず）にて挟み９．８Ｎの力で矢印Ｃ方向へ引っ張ると、樹脂製シート２０の 折り曲げ部２１は抵抗発熱体４０ａ、４０ｂの側面である加熱部４２に沿って密 着される。

【００２５】 以上の状態を保ちながら、事前に設定しておいた時間に基づいて電圧を印加、 停止そして冷却を行った。

【００２６】 加熱及び余熱による温度で抵抗発熱体４０ａ、４０ｂの加熱部４２に密着した樹 脂製シート２０は軟化されて抵抗発熱体４０ａ、４０ｂの加熱部４２の曲面に沿 ってその形状が転写される。その後、冷却時間になると供給用エアホース７０ａ 、７０ｃから圧縮空気を抵抗発熱体４０ａ、４０ｂの中空部４１へ吹き込み、且 つ、排気用エアホース７０ｂ、７０ｄにて外部へ導き出されるため、抵抗発熱体 ４０ａ、４０ｂの熱は圧縮空気に吸収されて短時間に常温へ戻る。その結果、軟 化した樹脂製シート２０の折り曲げ部２１は転写形状を保ちながら硬化して折り 曲げ形状が形成された。

【００２７】 作業時間経過による抵抗発熱体４０ａ、４０ｂの温度変化を図６に示す。 加熱時間（Ｔ１）において１９７℃まで急速に上昇し、余熱時間（Ｔ２）にお いては１７５℃までなだらかに降下する。余熱時間終了後、冷却硬化にて急速に 常温（周囲温度）である２２℃に戻った。

【００２８】 以上の折り曲げ加工用ヒータユニット１０を用いた折り曲げ加工方法によって 形成された折り曲げ仕上げ寸法は、目的とする折り曲げ半径３．０ｍｍに対し、 中心部３．０mm、右側端部３．２mm、左側端部３．２mmとなり、十分に満足でき る寸法で仕上がり、しかも短時間（１６秒）で折り曲げ加工が出来た。

【００２９】 図５は図３のＢ−Ｂ部断面図である。 なお、抵抗発熱体へ圧縮空気を送り込んで冷却させる時、樹脂製シートにおけ る折り曲げ部の表面も冷却するとより短時間に冷却させることができる。

【００３０】

【比較例】

図７、図８に示す従来の方法を用いて、実施例と同様の樹脂製シートを用いて 折り曲げ加工を行った。その結果、中心部３．１mm、右側端部３．６mm、左側端 部３．６mmとなり、目的とする３．０mmに対し中心部では満足できたが、両端部 では規格を外れてしまった。これは、樹脂製シートを冷却する時電熱ヒータから 離して冷却させるため場所により収縮が生じるためである。さらに折り曲げ作業 時間も２５秒要した。

【００３１】

【考案の効果】

以上の様に、本考案の樹脂製シートの折り曲げ加工用ヒータユニットにより次 の様な効果が得られる。 ａ．発熱体に密着しながら急速に冷却硬化できるので、折り曲げ加工寸法精度が 向上する。 ｂ．発熱体が折り曲げ作業時のみ発熱するので、省エネルギーが図れ、また、作 業者がやけどする危険性が軽減する。 ｃ．折り曲げ加工時間の短縮を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に用いる折り曲げ加工用ヒータユニッ
トの説明図。

【図２】図１におけるＡ−Ａ部断面図。

【図３】本実施例における樹脂製シートの折り曲げ加工
説明図

【図４】本実施例における配線図。

【図５】図３におけるＢ−Ｂ部断面図。

【図６】抵抗発熱体の温度変化を示すグラフ。

【図７】従来の樹脂製シートの折り曲げ加工方法の説明
図。

【図８】従来の樹脂製シートの折り曲げ加工方法の説明
図。

【符号の説明】

１０ 加工用ヒータユニット ２０ 樹脂製シート ２１ 折り曲げ部 ３０ 折り曲げ装置 ４０ 抵抗発熱体 ４１ 中空部 ５０ 電極 ６０ 電線 ７０ エアホース ８０ ヒータ受け台

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空であるパイプ状の導電性発熱体と、
   前記発熱体に電圧を印加するため前記発熱体の両端部に
   具備された２つの電極と、前記電極と電源とを接続する
   ２本の電線と、前記発熱体内に冷却用流体を供給するた
   めのエアホースと、からなることを特徴とする熱可塑性
   樹脂製シートの折り曲げ加工用ヒータユニット。