JP6304686B2 - Thermoforming equipment - Google Patents
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Description
本発明は、熱成形装置に関する。 The present invention relates to a thermoforming apparatus.
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。 In general, as a device for adhering a skin sheet (hereinafter referred to as a sheet) to the outer surface of a molding substrate (hereinafter referred to as a substrate), a vacuum press lamination molding device by radiant heating in the upper and lower chambers, a thermoforming device by hot plate heating, It has been known.
例えば、特許文献１には、上下チャンバーと加熱機構を内蔵した載置台と該載置台の昇降機構及びスライド機構と発熱体とを備えた熱成形装置が開示されている。この熱成形装置では、シートが基材の表面から底面に回り込んで貼り付けられた後、発熱体が基材の底面の所定位置でシートを溶断し、載置台の一部が水平方向にスライドして溶断箇所にせん断力を付与するようになっている。 For example, Patent Document 1 discloses a thermoforming apparatus that includes a mounting table including an upper and lower chamber and a heating mechanism, a lifting mechanism for the mounting table, a slide mechanism, and a heating element. In this thermoforming apparatus, after the sheet has been attached from the surface of the base material to the bottom surface, the heating element melts the sheet at a predetermined position on the bottom surface of the base material, and a part of the mounting table slides in the horizontal direction. Thus, a shearing force is applied to the fusing part.
また、特許文献２には、基材治具と接着手段とトリミング手段とを備えた熱成形装置が開示されている。この熱成形装置では、基材の外周部が基材治具の側周面より外側に延出させるため、基材治具の側周面が基材の外周面より内側となるように基材より小さく形成されている。また、特許文献２の熱成形装置におけるトリミング手段は、基材の外周部の底面に対向して設けられた刃と、基材治具と刃とを相対的に移動させることで基材の外周部の底面と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。
しかしながら、前記特許文献１及び２の成形装置では、基材の外周部の底面でトリミングされたシート端部が基材に完全に接着されていないため、トリミング工程後の成形品においてシート端部が基材から剥離する可能性が残っていた。そのため、従来ではトリミング後の成形品を成形装置から取り出した後、シート端部を基材に固着する別工程を設ける必要があった。
However, in the forming apparatuses of
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、トリミングされたシート端部を基材に対して確実に固着することができるうえ、作業工程の効率化を図ることができる熱成形装置の提供を課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a thermoforming device that can securely fix a trimmed sheet end to a base material and can improve the efficiency of a work process. Offering is an issue.
請求項１記載の熱成形装置は、基台上に設けられた基材治具と、シートを加熱する加熱面を有する熱板と、を有し、前記基材治具上に保持された基材に対して、前記熱板によって加熱され軟化したシートを被覆させる熱成形装置であって、前記基材に対して被覆されたシートのうち前記基材の底面側に回り込んで被覆している部分をトリミングする切断手段と、前記基材に対して上下方向に相対移動可能に設けられ、トリミングされるシート端部を下方から押圧することで、該シート端部を前記基材に熱溶着する発熱体と、
を備え、前記切断手段は、トリミングされた前記シートの外周に沿って配置されるとともに、上方に向けて突出する切断刃であり、前記発熱体は、前記切断刃の外周側に沿って配置されていることを特徴とする。
請求項２記載の熱成形装置は、基台上に設けられた基材治具と、シートを加熱する加熱面を有する熱板と、を有し、前記基材治具上に保持された基材に対して、前記熱板によって加熱され軟化したシートを被覆させる熱成形装置であって、前記基材に対して被覆されたシートのうち前記基材の底面側に回り込んで被覆している部分をトリミングする切断手段と、前記基材に対して上下方向に相対移動可能に設けられ、トリミングされるシート端部を下方から、前記基材との間に前記シート端部を挟み込んだ状態で押圧することで、該シート端部を前記基材に熱溶着する発熱体と、を備え、前記発熱体は、前記切断手段を兼ねた機能を有し、上方に移動させて前記シートを下方から押圧することで、その押圧部分を熱で溶融して切断するとともに、切断されたシート端部を前記基材に熱溶着する構成をなしていることを特徴とする。
請求項１及び請求項２記載の熱成形装置では、切断手段によってトリミングされたシート端部が発熱体によって下方から押圧及び加熱され、押圧された所定箇所のシート端部と基材が溶融し、強固に結合する。この熱溶着により、シート端部が基材に強着され、トリミング工程後の成形品に衝撃が加わった場合或いは他物体からの接触があった場合でも、シート端部と基材との接着状態が確実に保持される。
また、請求項１記載の熱成形装置によれば、切断手段である切断刃が上方に向いているので、切断刃の刃先がシートのトリミング領域の外周端に接触し、シートが切断される。また、発熱体が切断刃の外周側に沿って配置され、トリミングされたシート端部（即ち、前記所定のトリミング領域の外周部）を下方から押圧し、基材に熱溶着するので、前述のようにシート端部が基材に強着される。このように、トリミング工程とシート端部の固着工程とを略同時に行うことができるので、従来のようにトリミング後の成形品を成形装置から取り出して別途、シート端部の固着工程を行う必要がなく、作業工程の効率化が図られる。
また、請求項２記載の熱成形装置によれば、発熱体がシートのトリミング領域の外周端に接触し、シートを溶断すると共に、シート端部を下方から押圧し、基材に熱溶着するので、前述のようにシート端部が基材に強着される。また、トリミング工程とシート端部の固着工程とを略同時に行うことができるので、作業工程の効率化が図られる。
The thermoforming apparatus according to claim 1 includes a base jig provided on a base and a hot plate having a heating surface for heating the sheet, and the base held on the base jig. A thermoforming apparatus for covering a material with a sheet softened by being heated by the hot plate, and covering and covering the bottom surface side of the substrate among the sheets coated on the substrate. A cutting means for trimming a portion and a sheet end portion which is provided so as to be movable relative to the base material in the vertical direction and presses the trimmed sheet end portion from below, thereby thermally welding the sheet end portion to the base material. A heating element;
The cutting means is a cutting blade that is disposed along the outer periphery of the trimmed sheet and projects upward, and the heating element is disposed along the outer peripheral side of the cutting blade. It is characterized by.
The thermoforming apparatus according to
In the thermoforming apparatus according to claim 1 and claim 2, the sheet end portion trimmed by the cutting means is pressed and heated from below by the heating element, and the pressed sheet end portion and the base material are melted. Bond firmly. By this thermal welding, the sheet end is firmly attached to the base material, and even when an impact is applied to the molded product after the trimming process or when there is contact from another object, the adhesive state between the sheet end part and the base material Is securely held.
According to the thermoforming apparatus of the first aspect, since the cutting blade as the cutting means faces upward, the cutting edge of the cutting blade comes into contact with the outer peripheral edge of the trimming region of the sheet, and the sheet is cut. In addition, the heating element is arranged along the outer peripheral side of the cutting blade, presses the trimmed sheet end portion (that is, the outer peripheral portion of the predetermined trimming region) from below, and is thermally welded to the base material. Thus, the sheet end is firmly attached to the substrate. In this way, the trimming step and the sheet edge fixing step can be performed substantially simultaneously. Therefore, it is necessary to take out the trimmed molded product from the molding apparatus and perform the sheet edge fixing step separately as in the prior art. The efficiency of the work process is improved.
According to the thermoforming apparatus of
請求項３記載の熱成形装置では、前記発熱体におけるシート切断時の押圧時間が熱溶着時よりも長くなるように設定されてい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、発熱体が、シートのトリミング領域の外周端を切断する時に、シート端部と基材とを熱溶着する時よりもシートを下方から長い時間で押圧するので、押圧された所定箇所のシートが十分に加熱され、確実に溶断される。
In the thermoforming apparatus according to
According to the thermoforming apparatus of
請求項４記載の熱成形装置では、前記発熱体におけるシート切断時の押圧力が熱溶着時よりも大きくなるように設定さ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、発熱体が、シートのトリミング領域の外周端を切断する時に、シート端部と基材とを熱溶着する時よりもシートを下方から強い力で押圧するので、押圧された所定箇所のシートが十分加熱され、確実に溶断される。
The thermoforming apparatus according to
According to the thermoforming device of
本発明によれば、トリミングされたシート端部を基材に対して確実に固着することができるうえ、作業工程の効率化も図ることができる熱成形装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the trimming sheet | seat edge part can be reliably fixed with respect to a base material, and also the thermoforming apparatus which can aim at the efficiency of a work process is provided.
以下、本発明に係る熱成形装置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。 Hereinafter, embodiments of a thermoforming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings used in the following description are schematic, and the length, width, thickness ratio, and the like are not necessarily the same as the actual ones, and can be changed as appropriate.
（第一実施形態）
図１〜図５は、本発明の第一実施形態の熱成形装置１を示す図である。
熱成形装置１は、熱板加熱方式のもので、図１に示すように下枠２の収容空間Ｒに収容可能とされた基材治具６０と、下枠２の枠上縁部２ａに対して加熱面３ａを密接可能とされた熱板３と、を有するものである。そして、下枠２と熱板３との間に樹脂製のシート４が配置され、このシート４が熱板３によって加熱され、軟化し、成形されて基材１０に被覆される構成となっている。ここで、下枠２と熱板３とは上下に配置されており、熱板３は下枠２に対して上側に配置されている。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、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。
(First embodiment)
1-5 is a figure which shows the thermoforming apparatus 1 of 1st embodiment of this invention.
The thermoforming apparatus 1 is of a hot plate heating type, and as shown in FIG. 1, a
また、本実施形態の熱成形装置１は、基材１０に対して被覆されたシートのうち基材１０の底面１０ａ側に回り込んで被覆している部分をトリミング可能とされた切断手段８０と、トリミングされるシート端部４Ｐ（図５（ｄ）参照）を下方から押圧可能に設けられた発熱体７１と、を備えている。
Further, the thermoforming apparatus 1 according to the present embodiment includes a cutting
図２に示すように、下枠２は、金属製の部材からなり、平面視で四方が周壁部２１で囲われた収容空間Ｒを形成するものである。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。通気孔２ｂは、図１に示す真空ポンプ５１を備えた真空タンク５に接続され、成形時に真空ポンプ５１を駆動させて真空吸引することで収容空間Ｒを減圧するように構成されている。
図２に示すように、下枠２の周壁部２１の上端（即ち、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。
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIG. 2, the
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。
本実施形態では、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。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。
The
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、基材治具６０は、基台２２に対して昇降可能、即ち基台２２の上面に当接または近接した状態と充分に離間した状態との間を移動可能に構成されている。具体的には、基材治具６０の底面側には、昇降手段として複数のコイルバネ６１，６１が設けられている。図３（ａ）に示すように、各々のコイルバネ６１の一端は、基材治具６０の底面外周部に適宜な間隔をおいて形成配置された収容凹部６２内に収容されている。各々のコイルバネ６１の他端は基台２２の上面に接して配設されている。このような構成によって、基材治具６０は、コイルバネ６１によって基台２２の上面に近接離反する方向に昇降される。通常時、即ちシート端部の非押圧時には、図２及び図３（ａ）に示すように基台２２から所定距離離間した状態となっている。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、図１に示すコンプレッサ７２を備えた加圧タンク７によって収容空間Ｒ内に圧縮空気が導入されることにより、基材治具６０は基材１０を保持し、後述するように基材１０にシート４を被覆・接着した状態で、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。
In the present embodiment, the compressed air is introduced into the accommodation space R by the
熱板３は、加熱面３ａが滑らかな平面を有する平板形状であり、平面視で下枠２よりも大きい形状に形成されている。そして、熱板３は、下側の成形位置に配置されている下枠２に対して近接離反する方向に昇降可能に設けられ、下方に移動した状態で下枠２の枠上縁部２ａに密接して配置される構成となっている。
The
図２に示すように、熱板３の上面３ｃ側には、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。
また、熱板３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設けられている。図１に示すように、各々の通気孔３ｂは、加熱面３ａ側を真空吸引する前記真空ポンプ５１を備えた真空タンク５と、コンプレッサ７２による圧縮空気を貯める加圧タンク７とに接続されている。つまり、真空タンク５を設けることにより、減圧ロスが抑えられている。
As shown in FIG. 2, a plurality of
The
シート４は、印刷層と該印刷層の表面側に設けられた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。
図２に示すように、シート４の外周部４ａは、固定手段（図示略）によって下枠２の枠上縁部２ａに水平状態で固定されている。シート４の基材１０側（下面４ｂ側）が接着層となっており、下枠２に固定された状態で、下面４ｂと基材１０との間には隙間が形成されるようになっている。なお、基材１０と熱板３及びシート４との間の隙間は、例えば５ｍｍ程度であれば成形可能であり、該隙間を小さくすることで収容空間Ｒが最小限の容積に抑えられる。
The
As shown in FIG. 2, the outer
基材１０は、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、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れば、特に制限されない。
The
切断手段８０は、金属製等の鋭利な切断刃６３であり、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、シート４のトリミング領域の外周端４ｅに沿って配置されているものである。また、切断刃６３は、上方に向けて突設され、刃先６３ａがトリミングされるシート４のトリミング領域の外周端４ｅに接触可能とされている。即ち、切断刃６３は、不図示の昇降手段によって、刃先６３ａとシート端部４Ｐとの高さ方向における距離が調整され、上下方向に、シート端部４Ｐに対して相対的に移動可能とされている。但し、上述のように、コイルバネ６１による基材治具６０の昇降に伴って基材１０が昇降することで、基材１０の底面１０ａとの高さ方向における距離が十分に制御されるのであれば、切断刃６３の昇降手段は省略できる。
The cutting means 80 is a
発熱体７１は、ニッケルとクロムとの合金等からなり、切断刃６３の外周側に沿って配置されているものである。なお、発熱体７１の材質は、シート端部４Ｐと基材１０とを所定の時間及び電流、電圧で押圧することにより熱溶着させることができるものであれば、前記合金に限定されない。先端に発熱体７１を有する支持部７３には、所定の電流、電圧で発熱体７１に電気を供給可能な電気供給手段（図示略）が設けられている。
発熱体７１の上端面７１ａの高さは、基材１０の底面１０ａ及び切断刃６３の刃先６３ａに対して上下方向に相対移動可能とされている。即ち、不図示の昇降手段が発熱体７１に設けられていてもよい。但し、上述のように、コイルバネ６１による基材治具６０の昇降に伴って基材１０が昇降し、不図示の昇降手段によって切断刃６３が昇降することで、基材１０の底面１０ａ及び切断刃６３の刃先６３ａの各々との高さ方向における距離が十分に制御されるのであれば、発熱体７１の昇降手段は省略できる。
The
The height of the
図２に示すように、発熱体７１の外周側には、発熱体７１及び支持部７３の外側面を覆うカバー６４が設けられている。カバー６４の上端面の高さは、発熱体７１の上部のみを突出させるように設定されている。カバー６４によって、シート４が切断刃６３及び発熱体７１の外側面に接着することが防止される。
なお、カバー６４は、発熱体７１内を除く基台２２上の全体に設けられていてもよく、発熱体７１の外周近傍部のみに設けられていてもよい。但し、カバー６４は、下枠２の通気孔２ｂを塞がないように配置されることが好ましい。また、基台２２上に突出する切断刃６３及び発熱体７１の長さが充分に短い場合には、カバー６４を省略できる。
As shown in FIG. 2, a
Note that the
次に、熱成形装置１による成形方法について説明する。この成形方法は、基材保持工程と、シート載置工程と、シート吸着工程と、接着工程と、トリミング工程と、熱溶着工程と、成形品取り外し工程と、を有する。 Next, the shaping | molding method by the thermoforming apparatus 1 is demonstrated. This forming method includes a base material holding step, a sheet placing step, a sheet adsorbing step, an adhering step, a trimming step, a thermal welding step, and a molded product removing step.
［基材保持行程］
先ず、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を設置し、基材１０を基材治具６０上に被着し保持させる。なお、この状態では、基材治具６０はコイルバネ６１の付勢によって上方に配置され、基台２２上に浮いた状態となっている。
[Base material holding process]
First, as shown in FIG. 1, the
［シート載置工程］
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。即ち、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。
その後、基材１０をセットした下枠２を熱板３の下側の成形位置に移動させる。
[Sheet placement process]
Subsequently, the
Thereafter, the
［シート吸着工程］
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４ａは、下枠２と熱板３とによって挟持された状態となる。
続いて、熱板３とシート４との間を減圧し、その加熱面３ａにシートを吸着させて加熱
する。また、この加熱工程と並行して、シート４の下側の収容空間Ｒを減圧する。
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、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に示す矢印Ｐ１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。加熱中においては、真空タンク５を開放し、通気孔３ｂを介してシート４が下方に移動する方向（図４に示す矢印Ｐ２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、図２に示す矢印Ｅ１方向に吸引され、収容空間Ｒが減圧されて高真空度状態になる。
[Sheet adsorption process]
Next, as shown in FIG. 2, the
Subsequently, the pressure between the
Specifically, the
［接着工程］
次いで、シート吸着工程における収容空間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側へ向けて加圧する。
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、基材１０を被覆し、接着される。
[Adhesion process]
Next, the suction operation of the
Specifically, the
その際、収容空間Ｒ内は均一に減圧されていることから、シート４は、図３（ｂ）、図４及び図５（ａ）に示すように、基材１０の外周部の底面１０ａ、基材治具６０の側周面の一部からカバー６４の上面にまで接着する。このようにしてシート４が基材１０に接着しても、この状態では基材治具６０にこれを下降させるだけの圧が加わらないので、基材治具６０は基台２２側に下降することなく、コイルバネ６１によって浮いた状態を維持している。
なお、熱板３とシート４との間を大気開放する際、図１に示す真空タンク５を加圧タンク７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、収容空間Ｒ内を加圧するようにしてもよい。但し、その際の加圧力については、基材治具６０を保持しているコイルバネ６１の保持力よりも充分に小さい圧力とし、基材治具６０が下降しないようにする。
At that time, since the inside of the accommodating space R is uniformly depressurized, the
When the space between the
［トリミング工程］
次いで、図１に示す加圧タンク７から予め設定された圧の圧縮空気を、熱板３の通気孔３ｂを介して収容空間Ｒ内に導入する。導入する圧縮空気の圧（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下枠２側へ向けて加圧した際の圧より充分に大きい圧、つまり基材治具６０を保持するコイルバネ６１の力より大きい圧とする。
このようにして加圧タンク７から予め設定された圧の圧縮空気を収容空間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。前述のように圧縮空気の圧はコイルバネ６１の力より大きい圧となっているので、図３（ｃ）及び図５（ｂ）に示すように、基材治具６０は、コイルバネ６１の付勢に抗して基材１０を保持した状態のまま下降する。
[Trimming process]
Next, compressed air having a preset pressure is introduced into the accommodating space R from the
When compressed air having a preset pressure is introduced from the
基材治具６０が下降し、基材１０も同時に押圧されて下降すると、基台２２には基材１０の外周部の底面１０ａに対向して切断刃６３が配置されているため、切断刃６３が相対的に基材１０の底面１０ａ側に移動し、図５（ｃ）に示すように、底面１０ａ上に接着しているシート４を切断する。このようにして、基材１０に接着したシート４のトリミングがなされる。切り離されたトリミング領域外のシート４Ｒは矢印Ｐ７方向に排除される。
なお、必要に応じて、基材治具６０及び基材１０の下降時に、或いは基材治具６０及び基材１０を下降させる代わりに、切断刃６３の昇降手段（図示略）を作動させて切断刃６３を上昇させてもよい。
When the
If necessary, the lifting / lowering means (not shown) of the
［熱溶着工程］
シート４が切断されたのと略同時に、図５（ｄ）に示すように、発熱体７１の昇降手段（図示略）を作動させ、発熱体７１の上端面７１ａをトリミングされたシート端部４Ｐに向けて、矢印Ｐ３方向に相対的に上昇させる。そして、発熱体７１をシート端部４Ｐに下方から、予め設定された時間及び力で押圧する。また、支持部７３に設けられた電気供給手段（図示略）から、発熱体７１に所定の電流、電圧を印加する。予め設定された時間及び力は、下方から押圧されたシート端部４Ｐとシート端部４Ｐに当接している基材１０とを溶断せずに溶融させ、一体的に結合可能とするように、シート４及び基材１０の各々の材質や厚み、発熱体７１に印加される電流及び電圧等を考慮して予め設定されている。
[Thermal welding process]
At substantially the same time when the
発熱体７１が下方から押圧することで、発熱体７１の上端面７１ａに接するシート端部４Ｐが熱により溶融し、さらにシート端部４Ｐに接する底面１０ａ付近の基材１０が溶融する。これらの溶融部分は、シート４と基材１０とが一体的に結合した結合部となるので、シート端部４Ｐと基材１０が融着される。
When the
次いで、図１に示す加圧タンク７からの圧縮空気の導入を停止し、収容空間Ｒ内を再度大気圧に戻す。このようにして加圧状態（押圧状態）から開放されることで、基材治具６０はコイルバネ６１の作用によって再度上昇し、基台２２から浮いた状態となる。また、切断刃６３及び発熱体７１は基材１０の底面１０ａから離間し、成形品が完成する。
なお、必要に応じて、基材治具６０及び基材１０の上昇時に、切断刃６３及び発熱体７１の昇降手段（図示略）を作動させてこれらを下降させてもよい。
Next, the introduction of compressed air from the
If necessary, when the
［成形品取り外し工程］
次いで、熱板３を上方に移動させ、下枠２を図１に示す架台６と共に横方向に移動させて熱板３の下方位置より移動させる。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から取り外し、収容空間Ｒ内から取り出す。
以上の作業により、成形品が完成し、一連の成形動作が完了する。
[Molded product removal process]
Next, the
Through the above operations, a molded product is completed, and a series of molding operations is completed.
上記説明したように、本実施形態の熱成形装置１は、基材１０に対して被覆されたシート４のうち基材１０の底面１０ａ側に回り込んで被覆している部分（図５（ｄ）参照）をトリミングする切断手段８０としての切断刃６３と、基材１０に対して上下方向に相対移動可能に設けられ、トリミングされるシート端部４Ｐを下方から押圧することで、シート端部４Ｐを基材１０に熱溶着する発熱体７１と、を備えている。そして、切断刃６３は、トリミングされたシート４の外周に沿って配置されると共に、上方に向けて突出して設けられている。また、発熱体７１は、切断刃６３の外周側に沿って配置されている。
この構成によれば、先ず上方に向けられた切断刃６３の刃先６３ａがシート４のトリミング領域の外周端４ｅに接触し、切断刃６３によってシート４がトリミングされる。次に、切断刃６３の外周側に沿って位置するシート端部４Ｐが発熱体７１によって下方から押圧される。そのため、押圧されたシート端部４Ｐと底面１０ａ付近の基材１０が溶融し、一体的且つ強固に結合する。このような熱溶着により、シート端部４Ｐが基材１０に強着される。そして、完成した成形品に衝撃が加わった場合或いは他物体からの接触があった場合でも、シート端部４Ｐと基材１０との接着状態が確実に保持される。即ち、トリミングされたシート端部４Ｐを基材１０に対して確実に固着することができる。そのうえ、従来のようにトリミング工程後にシート端部４Ｐを基材１０に固着する別工程を行う必要がなく、作業工程の効率化を図ることができる。
As described above, the thermoforming apparatus 1 according to the present embodiment is a portion of the
According to this configuration, the
（第二実施形態）
図６及び図７は、本発明の第二実施形態の熱成形装置５０を示す図である。
図６に示すように、熱成形装置５０は、切断刃６３及び発熱体７１を除く熱成形装置１と同一の構成要素を備え、切断刃６３及び発熱体７１に替えて、発熱体７５を備えている。なお、図６及び図７に示す本実施形態の熱成形装置５０の構成要素において、図１〜図５に示す第一実施形態の熱成形装置１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。
(Second embodiment)
6 and 7 are views showing a
As shown in FIG. 6, the
図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、発熱体７５は、熱成形装置１の発熱体７１の機能に加えて切断手段８０を兼ねた機能を有している。即ち、発熱体７５は、シート４のトリミングを行い、且つトリミングされるシート端部４Ｐと基材１０とを熱溶着するためのものである。
発熱体７５は、基材１０に対して相対的に上方に移動させて下方からシート４を押圧することで、その押圧部分を熱で溶融して切断し、トリミングする。従って、図７（ａ）に示すように、発熱体７５は、トリミングされるシート端部４Ｐ（シート４の外周）に沿って配置されている。
As shown in FIGS. 7A to 7D, the
The
発熱体７５は、ニッケルとクロムとの合金等からなり、シート４のトリミングと基材１０との熱溶着とを行うために好適な形態及び形状を有して設けられている。例えば、発熱体７５には、シート４のトリミング領域の外周端４ｅを押圧及び溶融して切断した後、外周端４ｅからトリミング領域の内側に至るシート端部４Ｐに上端面７５ａを押圧可能とするために図示しない水平方向移動手段が設けられていてもよい。
但し、発熱体７５の形態及び形状は、シート４のトリミングと基材１０との熱溶着とを実施できれば、上記内容に限定されない。
The
However, the form and shape of the
次に、熱成形装置５０による成形方法について説明する。この成形方法は、熱成形装置１による成形方法と同様の基材保持工程と、シート載置工程と、シート吸着工程と、接着工程と、成形品取り外し工程と、を有し、トリミング工程と熱溶着工程に替えて、トリミング及び熱溶着工程と、を有する。なお、熱成形装置５０による成形方法の説明において、熱成形装置１による成形方法と同様の工程については、その説明を省略する。
Next, the shaping | molding method by the
［トリミング及び熱溶着工程］
接着工程を行った後、図６に示す加圧タンク７から前記予め設定された圧の圧縮空気を、熱板３の通気孔３ｂを介して収容空間Ｒ内に導入し、シート４を介して基材１０及び基材治具６０を押圧する。
[Trimming and heat welding process]
After performing the bonding step, the compressed air having the preset pressure is introduced into the accommodation space R through the
基材治具６０が下降し、基材１０も同時に押圧されて下降すると、基台２２には基材１０の外周部の底面１０ａに対向して発熱体７５が配置されているため、発熱体７５が相対的に基材１０の底面１０ａ側に移動する。
なお、必要に応じて、基材治具６０及び基材１０の下降時に、或いは基材治具６０及び基材１０を下降させる代わりに、発熱体７５の昇降手段（図示略）を作動させて発熱体７５を上昇させてもよい。
When the
In addition, as needed, when the
次いで、図７（ａ），（ｂ）に示すように、発熱体７５の上端面７５ａをシート４のトリミング領域の外周端４ｅに向けて、矢印Ｐ４方向に相対的に上昇させ、発熱体７５を外周端４ｅの下方から、予め設定された時間及び力で押圧させる。また、支持部７３に設けられた電気供給手段（図示略）から、発熱体７５に所定の電流、電圧を印加する。このとき（即ち、シート切断時）、発熱体７５をシート４に押圧する時間及び力は、シート４を溶断可能とするように、シート４の材質や厚み、発熱体７５に印加される電流及び電圧を考慮して予め設定されている。図７（ｃ）に示すように、発熱体７５の熱により、トリミング領域の外周端４ｅのシート４は溶融し、トリミング領域外方のシート４と切り離される。このようにして、基材１０に接着したシート４のトリミングがなされる。
この後、トリミング領域外方のシート４Ｒがシート４から円滑に切り離されるように、適宜発熱体７５の昇降手段（図示略）を作動させ、シート４に対する発熱体７５の高さを調整してもよい。
Next, as shown in FIGS. 7A and 7B, the upper end surface 75 a of the
After that, even if the height of the
シート４がトリミングされたのと略同時に、図７（ｄ）に示すように、発熱体７５をシート端部４Ｐに下方から、予め設定された時間及び力で押圧させる。また、支持部７３に設けられた電気供給手段（図示略）から、発熱体７５に所定の電流、電圧を印加する。このとき（即ち、熱溶着時）、予め設定された時間及び力は、下方から押圧されたシート端部４Ｐとシート端部４Ｐに当接している底面１０ａ付近の基材１０とを溶断せずに溶融させ、一体的に結合可能とするように、シート４及び基材１０の各々の材質やシート４の厚み、発熱体７５に印加される電流及び電圧等を考慮して予め設定されている。
At substantially the same time as the
なお、図７（ｄ）には、シート切断時と熱溶着時で発熱体７５の水平方向の位置を変えていない場合を図示しているが、上記熱溶着時に、必要に応じて発熱体７５の上端面７５ａの発熱領域を水平方向、即ちシート４の外周端４ｅからシート端部４Ｐに向かう方向に移動させてもよい。この発熱領域の移動は、発熱体７５に水平方向移動手段（図示略）が付設されていれば、該水平方向移動手段により発熱体７５を外周端４ｅからシート端部４Ｐに向かう方向に移動させることで行ってもよい。
FIG. 7D shows a case where the horizontal position of the
発熱体７５が下方から押圧することで、発熱体７５の上端面７５ａに接するシート端部４Ｐが熱により溶融し、さらにシート端部４Ｐに接する底面１０ａ付近の基材１０が溶融する。これらの溶融部分は、シート４と基材１０とが一体的に結合した結合部となるので、シート端部４Ｐと基材１０が融着される。
なお、上記工程では、発熱体７５の一回の押圧動作により押圧条件を変えずにトリミング工程と熱溶着工程が行われている。但し、一回に限らず、トリミング工程及び熱溶着工程で押圧条件を変えて発熱体７５を段階的に作動させてもよい。発熱体７５を段階的に作動させる場合には、シート端部４Ｐと底面１０ａ付近の基材１０とを溶断せずに溶融させ、一体的に結合させる点から、熱溶着時の発熱体７５の押圧時間は、シート切断時よりも短く設定されていることが好ましい。また、同観点から、熱溶着時の発熱体７５の押圧力は、シート切断時よりも小さく設定されていることが好ましい。
When the
In the above process, the trimming process and the thermal welding process are performed without changing the pressing condition by one pressing operation of the
次いで、図６に示す加圧タンク７からの圧縮空気の導入を停止し、収容空間Ｒ内を再度大気圧に戻す。このようにして加圧状態から開放されることで、基材治具６０はコイルバネ６１の作用によって再度上昇し、基台２２から浮いた状態となる。また、発熱体７５は基材１０の底面１０ａから離間し、成形品が完成する。
なお、必要に応じて、基材治具６０及び基材１０の上昇時に、発熱体７５の昇降手段（図示略）を作動させて発熱体７５を下降させてもよい。
Next, the introduction of compressed air from the
If necessary, when the
上記説明したように、本実施形態の熱成形装置５０は、第一実施形態の熱成形装置１の切断刃６３及び発熱体７５に替えて、発熱体７５を備えている。発熱体７５は、切断手段８０を兼ねた機能を有し、基材１０に対して上方に相対移動させてシート４を下方から押圧することで、その押圧部分、即ちシート４のトリミング領域の外周端４ｅ近傍を熱で溶融して切断すると共に、切断されたシート端部４Ｐを基材１０に熱溶着する。
この構成によれば、発熱体７５がシート４のトリミング領域の外周端４ｅを下方から押圧して溶融し、切断すると共に、トリミングされたシート端部４Ｐを下方から押圧し、基材に熱溶着する。これにより、押圧されたシート端部４Ｐと基材１０の底面１０ａが一体的且つ強固に結合する。このような熱溶着により、シート端部４Ｐが基材１０に強着される。そして、完成した成形品に衝撃が加わった場合或いは他物体からの接触があった場合でも、シート端部４Ｐと基材１０との接着状態が確実に保持される。即ち、トリミングされたシート端部４Ｐを基材１０に対して確実に固着することができる。そのうえ、従来のようにトリミング工程後にシート端部４Ｐを基材１０に固着する別工程を行う必要がなく、作業工程の効率化を図ることができる。
As described above, the
According to this configuration, the
また、本実施形態の熱成形装置５０において、発熱体７５を段階的に作動させる場合には、前述のように、発熱体７５におけるシート切断時の押圧時間が熱溶着時よりも長くなるように設定されていることが好ましい。
これにより、発熱体７５が、シート４のトリミング領域の外周端４ｅを切断する時に、シート端部４Ｐと基材１０とを熱溶着する時よりもシート４を下方から長い時間で押圧するので、押圧された所定箇所のシート４が十分に加熱され、確実に溶断される。
Further, in the
Thereby, when the
また、本実施形態の熱成形装置５０において、発熱体７５におけるシート切断時の押圧力が熱溶着時よりも大きくなるように設定されていることが好ましい。
これにより、発熱体７５が、シート４のトリミング領域の外周端４ｅを切断する時に、シート端部４Ｐと基材１０とを熱溶着する時よりもシート４を下方から強い力で押圧するので、押圧された所定箇所のシート４が十分加熱され、確実に溶断される。
Moreover, in the
Accordingly, when the
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。 The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, but the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention described in the claims. It can be changed.
１，５０ 熱成形装置
３ 熱板
３ａ 加熱面
４ シート
４Ｐ シート端部
１０ 基材
１０ａ 底面
２２ 基台
６０ 基材治具
７１，７５ 発熱体
８０ 切断手段
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記基材に対して被覆されたシートのうち前記基材の底面側に回り込んで被覆している部分をトリミングする切断手段と、
前記基材に対して上下方向に相対移動可能に設けられ、トリミングされるシート端部を下方から押圧することで、該シート端部を前記基材に熱溶着する発熱体と、
を備え、
前記切断手段は、トリミングされた前記シートの外周に沿って配置されるとともに、上方に向けて突出する切断刃であり、
前記発熱体は、前記切断刃の外周側に沿って配置されていることを特徴とする熱成形装置。 A base plate jig provided on the base and a hot plate having a heating surface for heating the sheet, and the base plate held on the base plate jig is heated by the hot plate A thermoforming device for covering the softened sheet,
A cutting means for trimming a portion of the sheet coated on the base material that wraps around and covers the bottom surface side of the base material;
A heating element that is provided so as to be relatively movable in the vertical direction with respect to the base material and presses the trimmed sheet end portion from below, so that the sheet end portion is thermally welded to the base material,
Equipped with a,
The cutting means is a cutting blade that is arranged along the outer periphery of the trimmed sheet and projects upward.
The thermoforming apparatus , wherein the heating element is disposed along an outer peripheral side of the cutting blade .
前記基材に対して被覆されたシートのうち前記基材の底面側に回り込んで被覆している部分をトリミングする切断手段と、
前記基材に対して上下方向に相対移動可能に設けられ、トリミングされるシート端部を下方から、前記基材との間に前記シート端部を挟み込んだ状態で押圧することで、該シート端部を前記基材に熱溶着する発熱体と、
を備え、
前記発熱体は、前記切断手段を兼ねた機能を有し、上方に移動させて前記シートを下方から押圧することで、その押圧部分を熱で溶融して切断するとともに、切断されたシート端部を前記基材に熱溶着する構成をなしていることを特徴とする熱成形装置。 A base plate jig provided on the base and a hot plate having a heating surface for heating the sheet, and the base plate held on the base plate jig is heated by the hot plate A thermoforming device for covering the softened sheet,
A cutting means for trimming a portion of the sheet coated on the base material that wraps around and covers the bottom surface side of the base material;
By pressing the sheet end that is provided so as to be movable relative to the substrate in the vertical direction and is trimmed from below , the sheet end is sandwiched between the sheet end and the sheet end. A heating element that thermally welds the part to the substrate;
Equipped with a,
The heating element has a function also serving as the cutting means, and is moved upward to press the sheet from below, so that the pressed portion is melted by heat and cut, and the cut end of the sheet A thermoforming apparatus characterized in that the structure is thermally welded to the base material .
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