JP3600172B2 - 成形体の形状修正方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３次元曲面などの複雑な曲面形状を有する発泡合成樹脂から成る被成形材などによって代表される成形体の反りなどの形状不良を、オーブンとも称される加熱炉内で真空加熱して形状修正する成形体の形状修正方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の技術の成形体の形状修正方法および装置を説明するための図であり、図６（１）は反りが発生した成形体１を切断ナイフ２によって切断して複数の分割部分３に分割する工程を示し、図６（２）は接着剤１０によって相互に接着された各分割部分３が成形型５上に載置された状態を示す。
【０００３】
近年、航空機および高速鉄道車両などには、空気力学的および機械的強度に基づいて決定された複雑な３次元曲面を成す複合材料パネルが、外板および内装材などとして用いられている。前記複合材料パネルは、成形体であるコア材に、プリプレグなどの複合材料が積層されたサンドイッチパネル構造を成し、前記コア材としては、等方性で耐衝撃性が高く、低吸湿性および賦形性に優れた発泡プラスチックコアが注目されている。
【０００４】
このような発泡プラスチックコアは、オーブンなどの加熱炉によって軟化させて真空加熱成形されるため、加熱成形後に加熱炉から炉外へ搬出されると、室温程度の炉外空気によって冷却され、形状を保持したまま硬化する。このとき、発泡プラスチックコアの軟化が充分でなかったり、表裏の加熱条件および冷却条件の相違などによって、設計値よりも曲率半径が大きくなる方向、すなわち元の素材形状である平板状に戻ろうとする、いわゆるスプリングバックと呼ばれる曲げ戻り変形が発生するため、これを設計値どおりの曲率に形状を修正する必要が生じる。
【０００５】
そこで、従来では、図６（１）に示されるように、前記加熱炉への搬入および搬出などの移動が可能なように、車輪６を備えた基台７に設置されている成形型５上に、前記湾曲した１枚の成形体１を載置して、その成形型５の成形面９に対して浮きが生じないように、適宜間隔を調整しながら、手作業で、切断ナイフ２によって、前記成形体１を切断して、複数の分割部分３に分割している。
【０００６】
次に、上記のように分割された各分割部分３は、図６（２）に示されるように、成形型５の成形面９上に正確に位置決めして配置された後、相互に隣接して対向する各側部間に、熱硬化型接着剤１０が充填され、前記加熱炉内へ搬入される。
【０００７】
加熱炉では、成形型５上の各分割部分３および接着剤１０を、各分割部分３が軟化せず、かつ接着剤が充分に硬化する温度が維持されるように、加熱装置の制御が開始される。加熱炉内で前記接着剤１０が充分に硬化して各分割部分３が一体化すると、基台７を成形型５および形状修正後の成形体１とともに加熱炉から搬出する。このようにして曲げ戻りなどの変形が発生した成形体１を、成形型５の成形面９に沿った曲面形状に形状修正している。
【０００８】
また、他の従来の技術では、上記の熱硬化型接着剤に代えて、常温硬化型接着剤が用いられる。この場合には、各分割部分３に重りなどを上載して各分割部分３を成形型５上で押さえて、成形面９に沿った状態にし、各分割部分３間に前記常温硬化型接着剤を充填して、常温下で所定時間、放置することによって、前記常温硬化型接着剤を硬化させ、各分割部分３を相互に接着して一体化し、成形型５の成形面９に沿った曲面形状に形状修正している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の各従来の技術では、反りなどの変形を伴う成形体１を形状修正するにあたって、その成形体１を手作業で切断ナイフ２を用いて複数の分割部分３に分割した後、各分割部分３間に接着剤１０を充填しなければならず、多大な時間および労力を要し、生産性が低いという問題がある。特に、航空機や高速鉄道車両に用いられる外板は、３次元曲面を成す大型部品であるため、この外板として用いられる上記の複合材料パネルを製造するには、成形体をコアとして数個〜数十個、組合わせる必要があり、個々の成形体の形状精度が正確に得られなければならないにも拘わらず、上記の各従来の技術では、充分な形状精度が得られず、形状精度の向上が望まれている。
【００１０】
本発明の目的は、形状精度を向上し、成形体の形状修正作業に要する時間の短縮および労力の削減をして、生産性を向上することができるようにした成形体の形状修正方法および装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、耐熱性材料から成る成形型に、形状修正されるべき熱可塑性発泡合成樹脂から成る成形体を載置し、
この成形型上の成形体を、可撓性および耐熱性を有するシートによって気密に覆って加熱炉内に収容し、
前記成形体が載置される成形型とシートとの間の空間を、大気圧よりも低い予め定める第１圧力に維持しながら、前記加熱炉内の温度を上昇させて成形体を加熱し、
前記成形体の全体温度がその成形体の熱変形開始温度である第１温度に達したとき、前記空間の圧力を、前記第１圧力よりも高くかつ大気圧よりも低い予め定める第２圧力に上昇させ、
その後、前記加熱炉内を昇温して前記第1温度よりも高いとともに成形体が急激に板厚収縮を伴う熱変形温度である第２温度に向かって加熱し、成形体の表面が第２温度に達したとき、前記加熱を停止して成形体を急冷却した後、前記空間を大気に開放することを特徴とする成形体の形状修正方法である。
【００１２】
本発明に従えば、成形体は熱可塑性発泡合成樹脂から成り、真空加熱成形などの周知の手法によって、所定の形状となるように成形されるが、その成形体にはスプリングバックとも呼ばれる曲げ戻り変形が発生している。このような変形を伴う成形体は、成形型に載置してシートによって気密に覆い、加熱炉などの加熱成形設備へ搬入し、成形枠とシートとの間の空間を大気圧よりも低い第１圧力に減圧して、成形体がその熱変形開始温度である第１温度に均一に加熱される。その後、前記空間を、前記第１温度よりも高くかつ成形体が急激に板厚収縮を伴うような第２温度に向かって加熱し、成形体の表面温度が第２温度に達すると、加熱を停止して、成形体を急冷却する。これによって成形枠上の成形体が前記シートから受ける押圧力を弱くし、形状修正後に成形体が必要以上に薄くなるなどの形状修正前の形状不良以外の不所望な変形を生じることが防がれる。
【００１３】
このようにして不所望な変形を伴う成形体を、上記のように温度と圧力とを管理することによって、形状を所望の成形型の型形状となるように修正し、成形体の形状不良を容易に解消することができるので、前記従来の技術に比べて、成形体の形状修正作業に要する時間を短縮することができるとともに、作業者の形状修正作業の労力を少なくし、多くの成形体を短時間に高精度で製造することが可能となり、生産性を向上することができる。
【００１４】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の発明において、前記成形型には、複数の成形体が載置され、各成形体の相互に隣接して対向する各接合面の少なくとも一方には、熱硬化型接着剤が貼着されることを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、複数の成形体を熱硬化型接着剤によって相互に接着して連結し、成形型に載置してシートによって気密に覆い、請求項１記載の形状修正方法の手順で処理することによって、一度に複数の成形体を形状修正することができる。前記複数の成形体とは、真空加熱成形などの周知の手法によって個別に加熱成形された成形体を複数用いる場合と、単一個の成形体を分割したものを複数用いる場合との両者をいい、いずれの場合であっても一度の処理で、高精度に成形体の形状修正を行うことができ、形状修正作業に要する時間を短縮し、形状修正作業の労力の削減を図り、高精度の成形体の生産効率が向上される。
【００１６】
請求項３記載の本発明は、耐熱性材料から成り、形状修正されるべき熱可塑性発泡合成樹脂から成る成形体が載置される成形型と、
可撓性および耐熱性を有する材料から成り、成形型に載置された成形体を前記成形型上で気密に覆うシートと、
成形体が載置された状態で前記成形型が収容される加熱炉と、
加熱炉内に設けられる成形体を加熱する加熱手段と、
前記成形型上に載置され、かつ前記シートによって覆われた成形体の内部および表面の温度を検出する温度検出手段と、
成形型とシートとの間の空間に吸引力を導く吸引手段と、
前記空間内の圧力を検出する圧力検出手段と、
温度検出手段および圧力検出手段からの各出力に基づいて、吸引手段および加熱手段を制御する制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記圧力検出手段からの出力に基づいて、成形体が収容される成形型とシートとの間の空間が大気圧よりも低い予め定める第１圧力に維持されるように、前記吸引手段を制御するとともに、前記成形体がその熱変形開始温度である第１温度に均一に加熱されるように、前記加熱手段を制御し、前記温度検出手段によって検出された成形体の全体温度が第１温度に達したとき、前記空間の圧力が、前記大気圧よりも低くかつ前記第１圧力よりも高い予め定める第２圧力に上昇するように、前記吸引手段を制御し、前記温度検出手段によって検出された成形体の表面温度が前記第１温度よりも高いとともに成形体が急激に板厚収縮を伴う熱変形温度である予め定める第２温度に達したとき、前記加熱手段の加熱動作を停止させることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、不所望に変形した成形体は、成形型に載置され、シートによって気密に覆われた状態で、加熱炉内へ搬入される。温度検出手段は、前記成形体の内部温度および表面温度を検出し、その検出信号を制御手段に出力する。制御手段は、吸引手段を制御して、空間内を大気圧よりも低い第１圧力となるように吸引動作させるとともに、加熱手段を制御して、成形体が第１温度に均一に加熱されるように加熱動作させる。
【００２１】
このような吸引手段の吸引動作によって、前記シートは、成形型に密着する方向に吸引され、これによって前記変形した成形体を成形型に押し付けるように押圧する。また前記加熱手段の加熱動作によって、成形体は均一に第１温度に加熱され、適度に軟化する。このようにして第１温度に加熱された成形体は、適度に軟化しているので、シートからの押圧力によって成形型の型形状に容易に変形させることができる。
【００２２】
次に、前記制御手段は、第１温度に均一に加熱された後、吸引手段を制御して、前記空間内の圧力を第２圧力に上昇させる。この第２圧力は、前記第１圧力よりも高くかつ大気圧よりも低い圧力に選ばれ、したがって前記空間内の圧力は、上昇し、シートによる成形体への押圧力は、前記第１圧力のときに比べて、弱められる。また制御手段は、加熱手段を制御して、成形体の表面温度を第２温度に達するように加熱する。成形体表面は、第２温度に加熱されることにより、急激に剛性を持たない軟化体となり、冷却後にスプリングバックを発生させるような内部応力が除去される。また前記第２圧力は、軟化したコア形状を型形状に保持するためだけの圧力であるため、成形体は厚みの収縮を起こさない。その後、加熱手段は成形体の表面温度が第２温度に達した後に加熱動作を停止する。
【００２３】
このようなシートによる成形体への押圧力の低減および加熱の停止によって、成形体の加熱が断たれ、軟化の促進を停止させて、形状修正の範囲を超えた過剰な変形が防がれ、成形型の型形状に正確に合致した形状に賦形することができる。
【００２４】
このようにして成形体の形状の修正を、上記のように構成された形状修正装置によって行うことができるので、形状修正作業に多大な時間および労力を要せず、成形体を高精度で効率よく製造することが可能となり、生産性が向上される。
【００２５】
請求項４記載の本発明は、前記成形型は、成形体よりも軟化点の高い合成樹脂をマトリックスとして用いた耐熱性の繊維強化プラスチックから成ることを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、前記成形型は成形体よりも軟化点が高い材料が用いられるので、成形体を加熱炉内で加熱して形状修正するにあたって、成形型が成形体よりも先に軟化して熱変形し、型形状が変化てしまうという不具合を防ぐことができる。
【００２７】
また、このような成形体よりも熱変形温度の高い材料として、前記熱変形温度が高い合成樹脂がマトリックスの耐熱性の繊維強化プラスチックが用いられるので、たとえば金属製の成形型に比べて格段に軽量であり、加熱炉への搬入時および搬出時などの成形型を移動するに際して、その移動作業の労力を軽減し、形状修正作業を簡素化して、より一層、生産性を向上することができる。また、前記成形型は板厚も薄いので、熱伝導率が高く、加熱時の昇温が早く、一連の形状修正作業を短時間で行うことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の成形体の形状修正方法が実施される形状修正装置２０の簡略化した断面図である。本実施の形態の形状修正装置２０は、耐熱性材料から成り、形状修正されるべき熱可塑性材料から成る成形体２１が載置される成形型２２と、可撓性および耐熱性を有する材料から成り、成形型２２に載置された成形体２１を前記成形型２２上で気密に覆うシート２３と、成形体２１が載置された状態で前記成形型２２が収容される加熱炉２４と、加熱炉２４内に設けられる成形体２１を加熱する加熱手段２５と、前記成形型２２上に載置され、かつ前記シート２３によって覆われた成形体２１の内部および表面の温度を検出する温度検出手段２６と、成形型２２とシート２３との間の空間２７に吸引力を導く吸引手段２８と、前記空間２７内の圧力を検出する圧力検出手段２９と、温度検出手段２６および圧力検出手段２９からの各出力に基づいて、吸引手段２８および加熱手段２５を制御する制御手段３０とを含む。
【００２９】
前記成形体２１は、航空機および高速鉄道車両などの外板として用いられるサンドイッチパネルのコア材であって、発泡プラスチックから成る３次元曲面形状に前工程で真空加熱成形されており、複数（本実施の形態では３）のパネル材２１ａ，２１ｂ，２１ｃによって構成される。前記サンドイッチパネルは、前記発泡プラスチックから成るコア材を複合材料によって挟んだ面板が積層された構成を有する。コア材は、軽量であり、機械的特性が等方であり、衝撃吸収特性に優れ、複雑形状への賦形性に優れているなどの多くの利点を有するため、空気力学的に決定される複雑な３次元曲面に高精度で賦形して、用いることができる。前記発泡プラスチックは、熱可塑性合成樹脂から成り、好ましくは、内部に結露などによって発生した水が溜まらないポリメタクリルイミドまたはポリエーテルイミドの発泡体などが用いられる。
【００３０】
前記成形型２２は、予め定める成形形状に対応するたとえば３次元曲面の成形型面３２を有し、この成形型面３２を上方にして基台３３に搭載される。基台３３は、基台本体３４と、基台本体３４の下面の４隅に設けられる車輪３５とを有し、各車輪３５は鉛直軸線まわりに回転自在なキャスタによって実現され、任意の方向へ移動自在である。前記成形型２２は、熱伝導率の高いカーボン繊維強化複合材料またはガラス繊維強化複合材料から成り、一定の厚みＴを有する。この厚みＴは、成形型２２上に成形体２１を上載してシート２３によって気密に覆い、空間２７を吸引手段２８によって真空吸引したときに、変形しない適度の剛性が得られるように決定され、たとえば４〜１２ｍｍに選ばれる。
【００３１】
前記シート２３は、展開状態で前記成形型２２を覆うことができるシリコーンゴムから成り、１〜３ｍｍ程度の厚みを有する。このシート２３の周縁部と成形型２２の周縁部との間には、無端状のシール部材３６が介在される。このシール部材３６は、耐熱性合成樹脂から成る。
【００３２】
前記加熱炉２４は、オーブンとも呼ばれ、前記成形型２２に成形体２１、シール部材３６およびシート２３を上載した基台３３が通過可能な開口４０が形成される炉体３８と、開口４０を開放しまたは閉鎖する扉３９とを有する。これらの炉体３８および扉３９は、耐熱材から成る。
【００３３】
前記加熱手段２５は、加熱炉２４の天井壁３７の下面に設けられ、加熱炉２４内の前記基台３３が成形型２２、シート２３および成形体２１とともに収容されて炉体３８内の空気を循環しながら均一に加熱することができるように構成される。この加熱手段２５は、前記制御手段３０からの制御指令に応答して、たとえば電気ヒータなどによって実現される発熱体を発熱させて、炉体３８内の空気を循環させながら加熱し、間接的に成形体２１を予め定める加熱温度、たとえば１９０℃付近に維持されるように加熱する。
【００３４】
前記吸引手段２８は、図示しない吸引ポンプと、この吸引ポンプを駆動するモータとを含んで構成され、前記制御手段３０からの指令に基づいて、吸引動作が制御され、成形型２２とシート２３との間の空間に吸引力を導いて減圧することができるように構成される。
【００３５】
前記圧力検出手段２９は、前記成形体２１を構成する複数のパネル２１ａ〜２１ｃ毎に、その表面温度を検出する表面温度検出器４１ａ〜４１ｃと、各パネル２１ａ〜２１ｃの内部温度を検出する内部温度検出器４２ａ〜４２ｃとを含む。
【００３６】
各表面温度検出器４１ａ〜４１ｃおよび各内部温度検出器４２ａ〜４２ｃは、熱電対によって実現される。このような各表面温度検出器４１ａ〜４１ｃおよび各内部温度検出器４２ａ〜４２ｃからの検出温度は、前記制御手段３０に入力され、制御手段３０は各検出温度に基づいて、前記加熱手段２５を制御する。
【００３７】
前記制御手段３０は、前記圧力検出手段２９からの出力に基づいて、成形体２１が収容される成形型２２とシート２３との間の空間２７が大気圧Ｐよりも低い予め定める第１圧力Ｐ１に維持されるように、前記吸引手段２８を制御するとともに、前記成形体２１が熱変形開始温度である第１温度Ｔ１に均一に加熱されるように、前記加熱手段２５を制御し、前記温度検出手段２６によって検出された成形体２１の全体温度が第１温度Ｔ１に達したとき、前記空間２７の圧力が、前記大気圧よりも低くかつ前記第１圧力Ｐ１よりも高く、かつ大気圧よりも低い予め定める第２圧力Ｐ２に上昇するように、前記吸引手段２８を制御し、前記温度検出手段２６によって検出された成形体２１の表面温度が前記第１温度Ｔ１よりも高い予め定める第２温度Ｔ２に達したとき、前記加熱手段２５の加熱動作を停止させる。
【００３８】
図２は図１に示される形状修正装置２０によって実施される形状修正方法に従う形状修正手順を説明するためのフローチャートであり、図３は基台３３に設置された成形型２２上に各パネル２１ａ〜２１ｃ、シール部材３６およびシート２３を乗載する状態および形状修正後に成形型２２からシート２３およびシール部材３６を撤去する状態を示す図であり、図３（１）は前記各パネル２１ａ〜２１ｃ、シート２３およびシール部材３６を乗載する状態を示し、図３（２）は形状修正後にシート２３およびシール部材３６を撤去する状態を示す。図４は成形体２１の表面温度Ｔ１１および内部温度Ｔ１２を示すグラフであり、図５は空間２７内の圧力変化を示すグラフである。
【００３９】
まず、ステップａ１では、時刻ｔ０において、成形体２１の形状修正作業が開始される。このときの空間２７内の温度は常温付近Ｔ０であり、空間２７内の圧力は大気付近である。次にステップａ２で、各パネル２１ａ〜２１ｃを、図３（１）に示されるように、成形型２２上に載置した後、シール部材３６を各パネル２１ａ〜２１ｃを外囲するように載置し、各パネル２１ａ〜２１ｃの相互に隣接して対向する各側面のうち一方側の側面４３，４４には、フィルム状接着剤を貼着しておく。
【００４０】
このフィルム状接着剤は、たとえば熱硬化型エポキシ系接着剤であって、０．０５〜０．２ｍｍ程度の厚みを有する。その後、各パネル２１ａ〜２１ｃを外囲するように前記シール部材３６を成形型２２上に載置し、このシール部材３６および各パネル２１ａ〜２１ｃ上にシート２３を乗載し、基台３３を移動させて加熱炉２４内に搬入し、扉３９を閉鎖して開口４０を気密に塞ぎ、加熱室３８ａ内への空気の出入りを遮断をする。
【００４１】
上記のようにして各パネル２１ａ〜２１ｃを成形型２２に乗載した基台３３が加熱炉２４内に搬入されると、ステップａ３に移り、制御手段３０は時刻ｔ１で加熱手段２５に加熱動作を開始させるとともに、吸引手段２８に吸引動作を開始させる。その後、ステップａ４で、制御手段３０は、圧力検出手段２９からの空間２７内の圧力が第１圧力Ｐ１か否かを判断し、この第１圧力Ｐ１に達するまで前記圧力の監視動作を継続する。前記空間２７内の圧力が時刻ｔ２で第１圧力Ｐ１に達すると、ステップａ５で吸引手段２８による吸引動作を停止し、空間２７内を第１圧力Ｐ１に保持する。
【００４２】
また、制御手段３０は、前記吸引手段２８に時刻ｔ１で吸引動作を開始させるのとほぼ同時に、加熱手段２５に加熱動作を開始させ、加熱炉２４内の雰囲気ガス、たとえば空気を加熱昇温して、この加熱炉２４内に収容されている各パネル２１ａ〜２１ｃを加熱する。各パネル２１ａ〜２１ｃの表面温度Ｔ１１および内部温度Ｔ１２は、各複数の表面温度検出器４１ａ〜４１ｃおよび内部温度検出器４２ａ〜４２ｃによってそれぞれ検出される。
【００４３】
上記の図４には、各パネル２１ａ〜２１ｃが高温の雰囲気ガスによって均一に加熱され、各表面温度検出器４１ａ〜４１ｃによって検出される各検出温度の差またはばらつきが小さいため、各検出温度を１つの温度変化曲線Ｔ１１によって包括的に示し、各内部温度検出器４２ａ〜４２ｃによって検出される各内部温度を、１つの温度変化曲線Ｔ１２によって包括的に示す。
【００４４】
この図４からも明らかなように、吸引および加熱の開始時刻ｔ１から時間が経過するにつれて、各パネル２１ａ〜２１ｃの表面温度Ｔ１１および内部温度Ｔ１２が上昇する。このような表面温度Ｔ１１および内部温度Ｔ１２は、前記制御手段３０に入力され、予め制御手段３０に設定された第１温度Ｔ１および第２温度Ｔ２と比較される。
【００４５】
前記制御手段３０は、ステップａ６で、内部温度検出器４２ａ〜４２ｃからの検出温度に基づいて、成形体、すなわち各パネル２１ａ〜２１ｃの内部温度Ｔ１２が第１温度Ｔ１に達した（Ｔ１２＝Ｔ１）か否かを判断する。時刻ｔ４で各パネル２１ａ〜２１ｃの内部温度Ｔ１２が第１温度Ｔ１に達すると、ステップａ７で加熱手段２５による加熱動作を停止させた後、各表面温度検出器４１ａ〜４１ｃからの検出温度を監視し、各表面温度検出器４１ａ〜４１ｃからの検出温度の全てが前記第１温度Ｔ１に達したか否かを判断する。達した場合には、ステップａ８で、制御手段３０は吸引手段２８を制御して内部圧力をＰ１からＰ２へ変化させ、ステップａ９で第２圧力Ｐ２に達したか否かを判断する。時刻ｔ４で空間２７内の圧力が第２圧力Ｐ２に達すると、ステップａ１０で、制御手段３０は吸引手段２８による吸引動作を停止させ、第２圧力Ｐ２を保持する。
【００４６】
さらに制御手段３０は、ステップａ１１で、加熱手段２５に加熱を再開させ、ステップａ１２で各表面温度検出器４１ａ〜４１ｃからの検出温度に基づいて、各パネル２１ａ〜２１ｃの表面温度が第２温度Ｔ２に達したか否かを監視する。この第２温度Ｔ２は、成形体２１が急激に板厚収縮を伴う熱変形温度、たとえば２００℃に選ばれる。このように第２温度Ｔ２を板厚収縮を伴う熱変形温度とすることによって、成形体２１の表面付近だけを軟化させて内部応力を除去し、形状不良を解消することができる。
【００４７】
時刻ｔ５で表面温度が第２温度Ｔ２に達すると、ステップａ１３で、第２圧力Ｐ２を保持したまま、加熱手段２５の加熱動作を停止させ、ステップａ１５において、時刻ｔ６で加熱炉２４内の空気を排気して、常温の空気を取込み、すでに一体化して形状修正された成型体２１を急冷し、時刻ｔ７で吸引手段２８により吸引動作を停止させ、内部の圧力を大気圧に戻す。
【００４８】
こうして加熱炉２４内に作業者が入れる状態になると、ステップａ１４で扉３９を開けて加熱炉２４を開放し、図３（２）に示されるように、一体化して形状修正された成形体２１を乗載した基台３３を成形型２２とともに炉外へ搬出し、形状修正作業が終了する。
【００４９】
上記の実施の形態によれば、サンドイッチパネルなどのコア材として用いられる成形体２１のいわゆるスプリングバックとも呼ばれる曲げ戻りなどの変形を形状修正するために、加熱炉２４内で成形型２２とシート２３との間の成形体２１が収容される空間２７内の圧力を大気圧よりも低い第１圧力Ｐ１として、シート２３によって変形した成形体２１、すなわち各パネル２１ａ〜２１ｃを成形型２２上で押圧するとともに、加熱手段２５によって成形体２１の熱変形開始温度である第１温度Ｔ１に全体を均一に加熱するので、成形体２１は適度に軟化し、そこへシート２３からの押圧力が作用することによって、容易に成形型２２の成形型面３２に沿って形状修正される。
【００５０】
また成形体２１の全体温度が第１温度Ｔ１に達した直後に加熱手段２５による加熱を停止するとともに、吸引手段２８による吸引力を低下させて第２圧力Ｐ２とし、これによって軟化した成形体が必要以上に大きな力でシート体２３によって押圧され、不所望な変形を生じることが防がれる。
【００５１】
このようにして不所望な変形を伴う成形体２１を、上記のように温度と圧力とを制御手段３０によって管理しながら、軟化した成形体２１をシート２３によって強制的に押圧して成形形状に矯正することができるので、前記従来の技術に比べて、成形体２１の形状修正作業に要する時間を格段に短縮することができるとともに、作業者の形状修正作業の労力を少なくし、多くの成形体２１を短時間に高精度で形状修正して製造することが可能となり、成形体２１の生産性を向上することができる。
【００５２】
また上記のように、隣接する各パネル２１ａ〜２１ｃの相互に対向する各側面のうちの一方の側面４３，４４にはフィルム状接着剤が貼着されるので、複数のパネル２１ａ〜２１ｃを形状修正とともに相互に一体化して、１枚の成形体を製造することができ、これによって比較的小さなパネル２１ａ〜２１ｃを用いて１枚の大きなパネルを形成することが可能となり、高精度にかつ短時間で希望する大きさの成形体２１を製造することができる。
【００５３】
上述の実施の形態では、成形型２２は、所定の３次面曲面を成す成形型面３２を有する板状体であったが、本発明の実施の他の形態として、成形体２１の熱変形温度よりも高い熱変形温度を有する耐熱性材料から成る一定の厚みで所定の成形形状に湾曲した成形型を、２枚の可撓性および耐熱性を有するバッグシートによって気密に挟持し、一方のバッグシートと成形型との間に成形体を介在させて、上記と同様に加熱炉内で各バッグシート間の空間を真空吸引して加熱して、形状修正するようにしてもよい。このような形状修正方法によっても、上記と同様な効果を達成することができる。
【００５４】
本発明の実施のさらに他の形態として、相互に平行に一定の間隔を開けて立設される複数のコンパネボードの各上面によって所定の成形型面を構成し、各コンパネボード間に成形体が入り込むのを防止するためのシートを各上面に乗載した状態で２枚の可撓性および耐熱性バックシートによって成形体を気密に挟持し、各バックシート間の空間を真空引きしながら上記と同様に加熱して、形状を修正するようにする。このような形状修正方法によってもまた、上記と同様な効果を達成することができる。また、成形型は、熱伝導率が高く、板厚も薄いので、加熱および冷却が早く、一連の形状修正時間を短縮して、生産性を向上することができる。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、形状修正されるべき成形体を成形型に載置してシートによって気密に塞ぎ、このシートと成形型との間の空間を、加熱による成形体の第１および第２温度に対応して第１および第２圧力に制御して、成形体を形状修正することによって、前記従来の技術に比べて成形体の形状修正作業に要する時間を短縮することができるとともに、作業者の形状修正作業の労力を少なくして、多くの成形体を短時間に高精度で製造することができるようにして、生産性の向上を図ることができる。
【００５６】
請求項２記載の本発明によれば、複数の成形体を熱硬化型接着剤によって相互に接着して連結することができるので、一度の処理によって複数の成形体を一体化するとともに形状修正を行うことができ、このようにして複数の成形体に対して形状修正作業に要する時間の短縮および労力の削減を図り、成形体を高精度で形状修正することができるようになる。
【００５８】
請求項３記載の本発明によれば、制御手段によって吸引手段および加熱手段を制御するので、成形体の加熱による軟化によって不所望な変形が発生せず、高精度で短時間に形状修正を行うことができる。
【００５９】
請求項４記載の本発明によれば、前記成形型を耐熱性の繊維強化プラスチックが用いられるので、成形型を軽量化することができ、これによって加熱炉への搬入および搬出に対する運搬ないしは移動作業の労力を軽減し、形状修正作業の効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の成形体の形状修正方法が実施される形状修正装置２０の簡略化した断面図である。
【図２】図１に示される形状修正装置２０によって実施される形状修正方法に従う形状修正手順を説明するためのフローチャートである。
【図３】基台３３に設置された成形型２２上に各パネル２１ａ〜２１ｃ、シール部材３６およびシート２３を乗載する状態および形状修正後に成形型２２からシート２３およびシール部材３６を撤去する状態を示す図であり、図３（１）は前記各パネル２１ａ〜２１ｃ、シート２３およびシート部材３６を乗載する状態を示し、図３（２）は形状修正後にシート２３およびシール部材３６を撤去する状態を示す。
【図４】成形体２１の表面温度Ｔ１１および内部温度Ｔ１２を示すグラフである。
【図５】空間２７内の圧力変化を示すグラフである。
【図６】従来の技術の成形体の形状修正方法および装置を説明するための図であり、図６（１）は反りが発生した成形体１を切断ナイフ２によって切断して複数の分割部分３に分割する工程を示し、図６（２）は接着剤４によって相互に接着された各分割部分３が成形型５上に載置された状態を示す。
【符号の説明】
２０ 形状修正装置
２１ 成形体
２２ 成形型
２３ シート
２４ 加熱炉
２５ 加熱手段
２６ 温度検出手段
２７ 空間
２８ 吸引手段
２９ 圧力検出手段
３０ 制御手段
３２ 成形型面
３６ シール部材
３８ 加熱室
４１ａ〜４１ｃ 表面温度検出器
４２ａ〜４２ｃ 内部温度検出器
４３，４４ 側面

Claims (4)

1. 耐熱性材料から成る成形型に、形状修正されるべき熱可塑性発泡合成樹脂から成る成形体を載置し、
   この成形型上の成形体を、可撓性および耐熱性を有するシートによって気密に覆って加熱炉内に収容し、
   前記成形体が載置される成形型とシートとの間の空間を、大気圧よりも低い予め定める第１圧力に維持しながら、前記加熱炉内の温度を上昇させて成形体を加熱し、
   前記成形体の全体温度がその成形体の熱変形開始温度である第１温度に達したとき、前記空間の圧力を、前記第１圧力よりも高くかつ大気圧よりも低い予め定める第２圧力に上昇させ、
   その後、前記加熱炉内を昇温して前記第1温度よりも高いとともに成形体が急激に板厚収縮を伴う熱変形温度である第２温度に向かって加熱し、成形体の表面が第２温度に達したとき、前記加熱を停止して成形体を急冷却した後、前記空間を大気に開放することを特徴とする成形体の形状修正方法。
2. 前記成形型には、複数の成形体が載置され、各成形体の相互に隣接して対向する各接合面の少なくとも一方には、熱硬化性接着剤が貼着されることを特徴とする請求項１記載の成形体の形状修正方法。
3. 耐熱性材料から成り、形状修正されるべき熱可塑性発泡合成樹脂から成る成形体が載置される成形型と、
   可撓性および耐熱性を有する材料から成り、成形型に載置された成形体を前記成形型上で気密に覆うシートと、
   成形体が載置された状態で前記成形型が収容される加熱炉と、
   加熱炉内に設けられる成形体を加熱する加熱手段と、
   前記成形型上に載置され、かつ前記シートによって覆われた成形体の内部および表面の温度を検出する温度検出手段と、
   成形型とシートとの間の空間に吸引力を導く吸引手段と、
   前記空間内の圧力を検出する圧力検出手段と、
   温度検出手段および圧力検出手段からの各出力に基づいて、吸引手段および加熱手段を制御する制御手段とを含み、
   前記制御手段は、前記圧力検出手段からの出力に基づいて、成形体が収容される成形型とシートとの間の空間が大気圧よりも低い予め定める第１圧力に維持されるように、前記吸引手段を制御するとともに、前記成形体がその熱変形開始温度である第１温度に均一に加熱されるように、前記加熱手段を制御し、前記温度検出手段によって検出された成形体の全体温度が第１温度に達したとき、前記空間の圧力が、前記大気圧よりも低くかつ前記第１圧力よりも高い予め定める第２圧力に上昇するように、前記吸引手段を制御し、前記温度検出手段によって検出された成形体の表面温度が前記第１温度よりも高いとともに成形体が急激に板厚収縮を伴う熱変形温度である予め定める第２温度に達したとき、前記加熱手段の加熱動作を停止させることを特徴とする請求項３記載の成形体の形状修正装置。
4. 前記成形型は、成形体よりも軟化点の高い合成樹脂をマトリックスとして用いた耐熱性の繊維強化プラスチックから成ることを特徴とする請求項３記載の成形体の形状修正装置。

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