JP4972219B1 - 成形装置および成形方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基台22上に設けられた基材治具60と、基材治具60上に保持された基材10に対して被覆された、接着層を有するシート4を基材10に接着する接着手段と、シート4を接着した基材10に対し、基材10を基材治具60から取り外すことなくその状態でシート4のトリミングを行うトリミング手段と、を備えた成形装置である。
【選択図】図3
Description
加熱方式がチャンバー内輻射加熱であり、この加熱によりシートの軟化に起因して伸びが発生するため、この延びによる垂れ下がりを抑える必要がある。そこで、上下チャンバー内の真空圧調整を行い、シートの水平維持を図るようにしているが、このシートの正確な伸び量の確認が困難であることから、シート全面の温度分布が不均一となり、確実な成形、および接着を得ることができず、安定した品質が得られない。さらに、基材形状に対する印刷シートの位置ずれが発生する。
さらに、従来の上下チャンバーによる熱成形では、チャンバーの容積が大きいので、減圧時間がかかり、サイクルタイムが長くなり、成形効率が低下する。
この熱成形装置は、基材を収容可能な空間を有する下枠と、該下枠の枠上縁部に対して加熱面を密接可能とした熱板とを備え、前記下枠と熱板との間にシートを配置させ、そのシートを熱成形して金型賦形または前記基材に接着させる熱板加熱による熱成形装置であって、前記下枠には、前記枠上縁部に前記シートを固定可能で、且つ前記シートの下側の前記空間を減圧する減圧手段が設けられ、前記熱板には、前記加熱面側を吸引する減圧手段と、前記加熱面を加熱する加熱手段と、前記加熱面側を大気開放又は加圧する手段とが設けられ、前記下枠と熱板とを前記シートを挟んで密接させた状態で、前記熱板による吸着・加熱動作を行う吸着・加熱制御手段と、前記シートの下側の前記空間内の減圧動作を行う減圧制御手段と、前記吸着・加熱制御手段による吸着・加熱動作と前記減圧制御手段による減圧動作とを並行させ、これらの動作開始から所定時間後に前記吸着・加熱動作を停止し、前記熱板と前記シートとの間を大気開放する又は加圧する成形動作制御手段と、を有する。
そして、この熱成形装置によれば、基材形状にかかわらず高品質な成形を実現することができ、また基材形状に対する印刷シートの位置合わせを良好に行うことができ、さらに成形にかかるサイクルタイムを短縮して成形の効率化を図ることができる。
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や前記特許文献2の熱板加熱による熱成形装置にあっては、このようなトリミングを行う際の不都合に対する特段の考慮はなされていない。
このようにすれば、シートを接着した基材を保持する基材治具と刃とを移動手段によって相対的に移動させ、シートをカットすることにより、シートのトリミングを容易にかつ確実に行うことができる。
このようにすれば、基材にシートを接着した後、基材治具を移動させることなくその状態のままで、トリミングを行うことができる。
このようにすれば、付勢手段に抗して押圧手段で基材を押圧し、基材を刃に当接する方向に移動させることにより、シートのトリミングを容易にかつ確実に行うことができる。
このようにすれば、基材治具に基材を保持させた状態のままで基材とともに基材治具を押圧し、基材を刃に当接する方向に移動させることができ、したがってシートのトリミングを容易にかつ確実に行うことができる。
このようにすれば、進退手段によって刃を基材または基材治具、あるいはこれらの間に向けて進退させ、シートをカットすることにより、シートのトリミングを容易にかつ確実に行うことができる。
このようにすれば、基材治具に保持された基材の外周部の底面に刃を相対的に移動させ、底面上に接着されたシートをカットすることにより、シートのトリミングを容易にかつ確実に行うことができる。
このようにすれば、刃を基材または基材治具、あるいはこれらの間に向けて進退させることにより、シートのトリミングを容易にかつ確実に行うことができる。
図2に示すように下枠2の周壁部21の上端(枠上縁部2a)には、収容空間Rの開口を塞ぐようにしてシート4を固定することが可能になっている。
また、下枠2は、床上をスライド可能な架台6上に設けられており、図1に示すように熱板3の下側の成形位置に対して進退可能となっている。
なお、真空タンク5を設けずに、真空ポンプ51の駆動によって直接吸引させることで真空度を高めるようにしてもよい。
まず、図1に示すように、下枠2の基台22上に配置された基材治具60上に基材10をセットし、該基材10を基材治具60上に被着し保持させる(保持工程)。なお、この状態では、基材治具60はコイルバネ61の作用によって上方に付勢され、基台22上に浮いた状態となっている。
続いて、下枠2の枠上縁部2aにシート4を載置し、下枠2に対して密接させる。すなわち、収容空間Rの開口を塞ぐようにして、下枠2の周壁部21の枠上縁部2aにシート4を固定する。
次いで、図2に示すように熱板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。このとき、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、その外周部4aが下枠2と熱板3とによって挟持された状態となる。
具体的には、ヒーター31によって熱板3を加熱するとともに、前記真空タンク5を開放し、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(図2で矢印P1方向)に真空吸引する。これにより、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。
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、所定時間経過した後に熱板3側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。そのため、図4に示すように加熱によって軟化したシート4が熱板3の加熱面3aから離れ、シート4下側の下枠2の基台22側(基材10側)に向かって矢印E2方向へ移動し、基材10の表面に押し付けられてこれを被覆し、接着する(接着工程)。
したがって、従来のように基材10からシート4が剥がれたりシート4が破損するのを防止し、生産性を格段に向上することができる。
また、本実施形態では、移動手段として付勢手段と押圧手段とを備えた構成としたが、このような移動手段に代えて、基材治具60を昇降可能にする移動手段を用いてもよい。この移動手段としては、例えば基材治具60を昇降可能にする公知のエアーシリンダ機構を用いることができる。ただし、その場合には、エアーシリンダ機構で基材治具60を下降させた際、基材治具60に伴われて基材10も共に下降するよう、基材治具60に基材10を固定する機構、例えば真空吸着などによる固定機構を設けておくのが好ましい。ただし、シート4が基材10に接着した際、その一部が基材治具60の側周面にも接着するため、このシート4を介して基材治具60と基材10とは一体化する。したがって、基材治具60を下降させた際に基材10も共に下降するようになるため、前記の固定機構を省略することもできる。
図5に示した成形装置が図1〜図4に示した成形装置1と異なるところは、前記移動手段における押圧手段として、加圧タンク7による空気圧を用いるのに代えて、押さえ治具65とプレス機構としての熱板3とを用いた点にある。
その後、基材10上から押さえ治具65を取り除き、以下、第1実施形態と同様にして完成した成形品(シート4を被覆・接着した基材10)を取り出し、一連の成形動作を完了する。
したがって、従来のように基材10からシート4が剥がれたりシート4が破損するのを防止し、生産性を格段に向上することができる。
図6に示した成形装置が図1〜図4に示した成形装置1と異なるところは、前記トリミング手段として、刃80と進退手段81とを備えて構成されている。なお、本実施形態では、基材治具60はその平面視した外形が基材10の平面視した外形とほぼ同じであり、したがって基材治具60の側周面と基材10の外周面とは、ほぼ面一になるように構成されている。
この刃80は、複数の刃が平面視環状に組まれて配置され、それぞれが互いに干渉し合うことなく進退することで、基材10または基材治具60の外周を同時にまたは順次カットし(切り込み)、結果として基材10の外周に位置する余分な部位のシートを除去し、トリミングするようになっている。なお、刃80の周囲には、刃80の側面を覆い、その先端部のみを突出させるとともに、該刃80の進退をガイドするカバー82aが設けられている。また、進退手段81にも、シート4が付着するのを防止するカバー82bが設けられている。
その後、進退手段81によって刃80を後退させる。これにより、トリミングが終了して成形品を完成する。
以下、第1実施形態と同様にして完成した成形品を取り出し、一連の成形動作を完了する。
したがって、従来のように基材10からシート4が剥がれたりシート4が破損するのを防止し、生産性を格段に向上することができる。
図7に示した成形装置が図6に示した成形装置と異なるところは、前記トリミング手段を、基材10にシート4を接着する装置に対して移動可能に設けた点である。
本実施形態において、基材10に対してシート4を接着する装置(図示せず)としては、図2に示した成形装置1において、刃63と基材治具60を付勢するコイルバネ61とを除いた構成のものが用いられる。
次いで、進退手段81によって刃80を後退させる。これにより、トリミングが終了して成形品を完成する。その後、前記の移動機構によってサイドカット装置85を基台22上から初期位置に戻す。
以下、第1実施形態と同様にして完成した成形品を取り出し、一連の成形動作を完了する。
したがって、従来のように基材10からシート4が剥がれたりシート4が破損するのを防止し、生産性を格段に向上することができる。
例えば、本発明の成形装置としては、図2〜図4に示したトリミング手段、図5に示したトリミング手段、図6に示したトリミング手段、図7に示したトリミング手段のうちの複数を備え、基材10の形態やシート4の性状等に応じてトリミング手段を適宜に選択し、使用できるようにしてもよい。
また、前記実施形態では、基材治具60と刃63とを相対的に移動させる移動手段として、基材治具60を刃63に対して移動させる構成を採用したが、基材治具60を固定し、刃63を移動させるように構成してもよく、両者を共に移動させるように構成してもよい。
また、前記実施形態では、図1に示したように成形装置の下枠2を図1に示すように熱板3の下側の成形位置に対して進退可能、すなわち前後方向にスライドするスライド式としたが、例えば平面視円周状に回転するロータリー方式としてもよい。
このように構成した場合には、下枠2を複数備えることで、基材10へのシート4の接着とトリミングとを並行して行うことができ、生産性をより一層高めることができる。
Claims (6)
- 基台上に設けられた基材治具と、
前記基材治具上に保持された基材に対して被覆された、接着層を有するシートを前記基材に接着する接着手段と、
前記シートを接着した前記基材に対し、該基材を前記基材治具から取り外すことなくその状態で前記シートのトリミングを行うトリミング手段と、を備え、
前記基材治具は、前記基材の外周部が該基材治具の側周面より外側に延出するよう、その側周面が前記基材の外周面より内側となるように前記基材より小さく形成され、
前記トリミング手段は、前記基材治具の側周面より外側に延出した前記基材の外周部の底面に対向して設けられた刃と、前記基材治具と前記刃とを相対的に移動させることで前記基材の外周部の底面と前記刃とを接離可能に移動させる移動手段と、を備えて構成されていることを特徴とする成形装置。 - 前記刃は前記基台に設けられていることを特徴とする請求項1記載の成形装置。
- 前記移動手段は、前記基材治具上に保持された前記基材が前記刃から離間する方向に該基材治具を付勢する付勢手段と、前記基材治具上に保持された前記基材を前記刃に当接する方向に押圧する押圧手段と、を備えて構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の成形装置。
- 前記押圧手段は、空気圧を用いてなることを特徴とする請求項3記載の成形装置。
- 前記押圧手段は、押さえ治具と、これを押圧するプレス機構とを有して構成されることを特徴とする請求項3記載の成形装置。
- 基材治具に基材を保持させる保持工程と、
前記基材に接着層を有するシートを被覆し接着する接着工程と、
シートを接着した前記基材を前記基材治具から取り外すことなくその状態で前記シートのトリミングを行うトリミング工程と、を備え、
前記保持工程では、前記基材の外周部が該基材治具の側周面より外側に延出するよう、前記基材治具の側周面が前記基材の外周面より内側となるように前記基材治具に前記基材を保持させ、
前記トリミング工程では、前記基材治具の側周面より外側に延出した前記基材の外周部の底面に対向して設けた刃を、前記基材の外周部の底面に相対的に移動させることにより、該底面上に接着された前記シートをカットすることでトリミングを行うことを特徴とする成形方法。
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