JP7079991B1 - 熱成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱成形装置を小型化する。【解決手段】樹脂シートＳに成形された成形品Ｓａを打ち抜くトリミング部５に、切断刃５４を有し、樹脂シートＳよりも上方で昇降可能でかつ集積部６に向けて移動可能な切断型５１と、樹脂シートＳよりも下方に配置され、切断型５１の下降移動に伴って成形品Ｓａを打ち抜いた切断刃５４を受ける受け部材５２と、打ち抜かれた成形品Ｓａを切断型５１に吸着させる吸着機構５６とを設ける。打ち抜き後の成形品Ｓａは、この成形品Ｓａを吸着しつつ集積部６に向けて移動した切断型５１を介して集積部６に供給される。【選択図】図５

Description

本発明は、熱成形装置に関する。

食品、電子部品、日用品、医薬品等を収容する容器やトレー、あるいは当該容器の蓋材等としては、樹脂シートに熱成形された成形品を樹脂シートからトリミングする（打ち抜く）ことで得られたものが広く使用されている。ここでいう「熱成形」とは、成形適温に加熱軟化させた樹脂シートを真空引き又は圧空供給、もしくはその双方を利用して成形型に密着させることにより、樹脂シートに成形型の凹凸形状に対応した凹凸形状を有する成形品を得る技術手段であり、いわゆる真空成形、圧空成形および真空圧空成形などを含む概念である。

本出願人は、下記の特許文献１において、樹脂シート（シートロールから繰り出された帯状の樹脂シート）をその長手方向に沿って間欠的に搬送するシート搬送部と、樹脂シートを成形適温に加熱軟化させる加熱部と、樹脂シートの軟化部に成形品を成形する成形部と、樹脂シートから成形品を打ち抜くトリミング部と、成形品を集積する集積部と、を備え、加熱部、成形部、トリミング部および集積部が樹脂シートの搬送方向上流側から下流側に向けて順に配置された熱成形装置、を提案している。

トリミング部としてのトリミング装置には、特許文献１に記載のように、切断予定線の一部を切り残した状態で成形品を打ち抜くものが採用される場合と、例えば特許文献２に記載のように、成形品を完全に打ち抜くものが採用される場合とがある。特許文献２に記載のトリミング装置は、何れも昇降可能に支持された上型および下型と、上型と下型の間に進入した第一停止位置、および第一停止位置から退避した第二停止位置の二位置間を往復動する成形品搬送部とを備える。上型は、環状の切断刃を有する切断型とされ、下型は、上型の下降時（成形品の打ち抜き時）に切断刃と当接する受け部材をその上端部に有する。このトリミング装置は、以下のように動作する。

まず、切断刃の刃先を受け板に当接させるようにして上型と下型を型締めすると、樹脂シートから成形品が打ち抜かれ、打ち抜かれた成形品は下型（受け板）の上面に載置される。上型と下型を型開きすると、成形品搬送部は、第二停止位置から第一停止位置に移動して下型の上面に載置された成形品を吸着し、その後、第一停止位置から第二停止位置に移動して吸着した成形品を解放する。解放された成形品は、自由落下して回収テーブル（集積台）上に集積される。

特開２００１－８８２０８号公報 特開２００５－２９７４００号公報

特許文献２のトリミング装置では、上型と下型の間に進入する成形品搬送部により、樹脂シートから打ち抜かれた成形品が集積部に向けて搬送されることから、上型と下型の型開き時には、成形品搬送部が上型（に支持された切断刃）および下型（に支持された受け板）の双方に干渉しないだけのスペースを上型と下型の間に確保する必要がある。そのため、下型を大きく昇降させ得る昇降機構が必要になる。一方、特許文献２のトリミング装置では、上型と下型を型締めすることで成形品が完全に打ち抜かれることから、切断刃を装着した上型を、高いプレス能力を有する大型のプレス装置の可動部材に取り付ける必要がある。この場合、下型を昇降させる昇降機構としては、トグル機構等、昇降移動量を十分に確保できることに加えて高い荷重負荷能力を有する大掛かりなものを採用する必要が生じるため、トリミング装置、ひいては熱成形装置の大型化が不可避となる。

そこで、本発明の主な目的は、熱成形装置を小型化することにある。

上記の目的を達成するために創案された本発明は、樹脂シートを加熱軟化させる加熱部と、軟化した樹脂シートに成形品を成形する成形部と、樹脂シートに成形された成形品を打ち抜くトリミング部と、打ち抜いた成形品を集積する集積部とを備え、加熱部、成形部およびトリミング部に、樹脂シートが間欠的に搬送される熱成形装置であって、トリミング部に、切断刃を有し、樹脂シートよりも上方で昇降可能でかつ集積部に向けて移動可能な切断型と、樹脂シートよりも下方に配置され、切断型の下降移動に伴って成形品を打ち抜いた切断刃を受ける受け部材と、切断刃により打ち抜かれた成形品を切断型に吸着させる吸着機構とを設け、打ち抜き後の成形品が、当該成形品を吸着しつつ集積部に向けて移動した切断型を介して、集積部に供給されることを特徴とする。

上記の構成を有する本発明に係る熱成形装置によれば、切断刃を有する切断型が下降移動するのに伴って樹脂シートに成形された成形品が打ち抜かれると、打ち抜き後の成形品は切断型に吸着された状態で集積部に向けて搬送される。この場合、切断型に設けられた切断刃とこれを受ける受け部材との間には、両者間に切断型とは別に設けられた成形品搬送部が進入する特許文献２に記載の熱成形装置（トリミング装置）で必要とされるような大きなスペースを確保する必要がない。そのため、成形品の打ち抜き時に下降した切断刃を受ける受け部材（下型）は、トグル機構のような大掛かりな機構に取り付ける必要はなく、熱成形装置の枠体に取り付ける、あるいは僅かな昇降移動を許容するような昇降機構に取り付ければ足りる。これにより、トリミング装置、ひいては熱成形装置を小型化することができる。

また、成形部で樹脂シートに成形品を成形する際には、真空引き又は圧空供給、もしくはその双方が利用されることから、熱成形装置はエアポンプ等のエア源を具備している。このエア源は、樹脂シートから打ち抜かれた成形品を切断型に吸着させる吸着機構においても活用することができるので、打ち抜き後の成形品を集積部に向けて確実に搬送可能としつつ、熱成形装置を簡素化・小型化することが可能となる。

上記の構成において、集積部に向けて移動した切断型の移動端と集積部との間には、吸着機構による吸着解除により落下した成形品を支持し、この成形品を集積部に向けて搬送する搬送機構を設けることができる。

このような搬送機構を設けておけば、トリミング部から集積部に向けての切断型の前進移動量（および集積部側からトリミング部への後退移動量）を必要最小限に留めることができる。これにより、トリミング部のサイクルタイムを短縮して成形品の生産効率を高めることができる他、切断型を集積部に向けて移動させるための機構をいたずらに大型化・長寸化する必要がなくなる。

集積部には、成形品を集積する集積台と、搬送機構によって搬送された成形品を、搬送機構から集積台上に移動させる移載装置とを設けることができる。

搬送機構によって搬送された成形品は、上記のとおり、移載装置によって搬送機構から集積台上に移動させることができる他、搬送機構の搬送力により搬送機構から搬送台上に移動させることもできる。後者の場合、移載装置を省略することができるので、熱成形装置を全体として簡素化・小型化することができるという利点がある。但し、この場合、集積部には、集積台上に移動した成形品とその移動方向で係合するストッパを設けておくのが好ましい。これにより、集積台上に移動した成形品を集積台の所定位置で停止させることができるので、集積台による成形品の集積作業を精度良くかつ効率良く実施することができる。

以上のことから、本発明によれば、熱成形装置を小型化することができる。

本発明の一実施形態に係る熱成形装置の概略側面図である。 成形部の概略断面図である。 トリミング部の概略断面図である。 図１の熱成形装置で実施されるトリミング工程を示す図である。 図１の熱成形装置で実施されるトリミング工程～集積工程を示す図である。 図１の熱成形装置で実施されるトリミング工程～集積工程を示す図である。 図１の熱成形装置で実施されるトリミング工程～集積工程を示す図である。 図１の熱成形装置で実施されるトリミング工程～集積工程を示す図である。 図１の熱成形装置で実施されるトリミング工程～集積工程を示す図である。 図１の熱成形装置で実施されるトリミング工程～集積工程を示す図である。 （ａ）図および（ｂ）図は、図１の熱成形装置の集積部で実施される成形品の払い出し作業を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る熱成形装置の概略側面図である。 図１２に示す熱成形装置で実施される集積工程の途中段階を示す図である。 図１３を上側から見た時の部分概略平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る熱成形装置１の概略側面図である。この熱成形装置１は、食品、電子部品、日用品、医薬品等を収容する容器やトレー、あるいは容器の蓋材等として使用される成形品を量産するために使用されるものであり、帯状をなした長尺の樹脂シートＳをその長手方向に沿って搬送するシート搬送部２と、樹脂シートＳ（の長手方向一部領域）を成形適温に加熱軟化させる加熱工程を実施する加熱部３と、軟化した樹脂シートＳ（樹脂シートＳの軟化部）に所定の立体形状を有する成形品Ｓａを成形（熱成形）する成形工程を実施する成形部４と、樹脂シートＳから成形品Ｓａを完全に打ち抜くトリミング工程を実施するトリミング部５と、打ち抜き後の成形品Ｓａを集積する集積工程を実施する集積部６とを備える。加熱部３、成形部４、トリミング部５および集積部６は、図１中に矢印Ａで示す樹脂シートＳの搬送方向（以下「シート搬送方向Ａ」ともいう）の上流側から下流側に向けて順に配置されている。

図１に示すように、シート搬送部２は、シートロールＳＲを回転可能に支持した架台２１と、シートロールＳＲから繰り出された帯状の樹脂シートＳを水平姿勢（略水平姿勢）で搬送する水平搬送部２２と、トリミング部５で成形品Ｓａが打ち抜かれた穴開きの樹脂シートＳ（スクラップシートＳ’）をロール状に巻き取るスクラップワインダ２３とを備える。水平搬送部２２は、加熱部３からトリミング部５に至るまで連続して配置される。スクラップワインダ２３は、水平搬送部２２によって搬送される樹脂シートＳの下方で、かつトリミング部５と集積部６の間に配置される。

詳細な図示は省略しているが、水平搬送部２２としては、例えば、複数のクランプが所定間隔で取り付けられた無端チェーンと、外周に掛け回された上記無端チェーンを水平面内で周回移動させるように垂直軸回りに回転駆動する回転駆動部２２ａとを樹脂シートＳの幅方向（図１の紙面と直交する方向）両側にそれぞれ配置したものが採用される。このような構成を有する水平搬送部２２では、各無端チェーンに取り付けられた複数のクランプで樹脂シートＳの幅方向一方側および他方側の端部を掴みつつ、両回転駆動部２２ａを同期して互いに反対方向に回転駆動させると、両無端チェーンが互いに反対方向に同速度で周回移動することで樹脂シートＳが水平方向に沿って搬送される。この水平搬送部２２とスクラップワインダ２３は同期して間欠駆動される。これにより、シート搬送部２は、樹脂シートＳを間欠的に搬送する。シート搬送部２により間欠搬送される樹脂シートＳの送りピッチは、成形部４の１回の成形動作で成形される成形品Ｓａのシート搬送方向Ａの長さ分とする。水平搬送部２２で搬送される樹脂シートＳは、その長手方向（シート搬送方向Ａ）および幅方向の双方で緊張した状態にある。つまり、加熱部３と成形部４の間や、成形部４とトリミング部５の間に、樹脂シートＳを弛ませた領域は存在しない。

図１に示すように、加熱部３は、樹脂シートＳ（水平搬送部２２で搬送される樹脂シートＳ）の上方および下方にそれぞれ配置された上側ヒータ３１および下側ヒータ３２を備え、上側ヒータ３１および下側ヒータ３２は、それぞれ、昇降可能な上側保持部材３３および下側保持部材３４に取り付けられている。熱成形装置１の通常運転中、上側保持部材３３および下側保持部材３４は、それぞれ下死点および上死点に位置して相手側の保持部材と当接し、樹脂シートＳの長手方向一部領域（両ヒータ３１，３２と対向する被加熱領域）を密封している。これにより、樹脂シートＳの被加熱領域を効率良く加熱軟化させることができる。

図示は省略するが、上側保持部材３３および下側保持部材３４を昇降移動させる駆動機構としてはエア圧を利用するもの、例えば、保持部材３３，３４に駆動力を付与するエアシリンダと、エアコンプレッサと、エアコンプレッサにより圧縮された圧縮エアを貯留するエアタンクと、エアタンクとエアシリンダの圧力室（詳細には、エアシリンダの直動部材を後退させる側、すなわち保持部材３３，３４を相対的に離反移動させる側の圧力室）を接続するエア流路上に配置されたソレノイドバルブとを備えるものが使用される。上記ソレノイドバルブには、通電時には上記エア流路を閉塞してエアタンクからエアシリンダの上記圧力室への圧縮エアの供給を遮断する一方、非通電時には上記エア流路を開放してエアタンクから上記圧力室への圧縮エアの供給を許容するもの（シングルソレノイドバルブ）が使用される。そして、熱成形装置１の運転中には上記ソレノイドバルブに常時通電されている。

上記構成を有する駆動機構であれば、仮に、熱成形装置１の運転中（両保持部材３３，３４が互いに当接して樹脂シートＳを加熱している最中）に停電が発生した場合には、上記ソレノイドバルブが閉状態から開状態に移行してエアタンクに貯留された圧縮エアがエアシリンダの上記圧力室に供給されるため、両保持部材３３，３４に、両保持部材３３，３４を相対的に離反移動させる方向の駆動力を作用させることができる。これにより、余熱による樹脂シートＳの過加熱、ひいては過加熱されて溶け落ちた樹脂シートＳに由来する火災の発生を未然に防止することができる。

図１に示すように、成形部４は、樹脂シートＳの上方および下方にそれぞれ配置された上型４１および下型４２を有する成形型と、上型４１および下型４２を昇降させる昇降機構とを備える。本実施形態の上型４１は、図２に概念的に示すように、樹脂シートＳに成形される成形品Ｓａの形状に対応した凹部４１ａが設けられた雌型とされ、下型４２は、型締め時に凹部４１ａ内に樹脂シートＳを押し込むための凸部４２ａが設けられた雄型とされる。上型４１には一端が凹部４１ａに開口した無数の通気孔４１ｂが設けられ、この通気孔４１ｂの他端はエアホース等を介してエアポンプ等のエア源（図示省略）に接続される。

以上の構成により、上型４１を下降移動させると共に下型４２を上昇移動させることにより成形型を型締めした後、上型４１に設けた通気孔４１ｂを介して両型４１，４２間に介在する樹脂シートＳに対して吸引力が付与されると、樹脂シートＳが凹部４１ａに沿って変形し、所定形状の成形品Ｓａが樹脂シートＳに成形される（真空成形）。なお、成形品Ｓａは、真空引きを利用した上記の真空成形の他、圧空供給を利用した圧空成形、真空引きおよび圧空供給を併用した真空圧空成形によって成形される場合もある。また、成形品Ｓａの形状等によっては、図示例とは逆に、上型４１が雄型、下型４２が雌型となる場合もある。

図１に示すように、トリミング部５は、樹脂シートＳの上方に配置された切断型５１と、樹脂シートＳの下方に配置された受け部材５２と、プレス装置５３と、吸着機構５６（図３参照）と、切断型搬送機構５８とを備える。

図３に拡大して示すように、切断型５１は、支持部材５５と、支持部材５５に取り付けられた切断刃５４とを備える。切断刃５４は、トムソン刃と称される薄い帯状の刃を成形品Ｓａの輪郭形状に対応する環状形態に形成したものであり、成形品Ｓａのサイズ・形状等に応じて交換される。

受け部材５２は、切断型５１の下降移動に伴って切断刃５４が樹脂シートＳを貫通することにより樹脂シートＳから成形品Ｓａが打ち抜かれた時に切断刃５４の刃先５４ａを受けるものであり、例えばポリプロピレン（ＰＰ）やポリアミド（ＰＡ）等の樹脂材料で作製された板材が使用される。これにより、成形品Ｓａの打ち抜きに伴って切断刃５４の刃先５４ａが早期に欠損等するのを可及的に防止することができる。

切断型５１は、プレス装置５３（の可動部材）に昇降可能に支持される。切断型５１、プレス装置５３、受け部材５２および切断型搬送機構５８は、水平方向に一体にスライド移動可能に設けられる。樹脂シートＳに成形される成形品Ｓａのサイズ（特にシート搬送方向Ａの長さ）が変更されると、それに応じてシート搬送部２で樹脂シートＳを間欠搬送する際の送りピッチが変更される。この際、切断型５１、プレス装置５３、受け部材５２および切断型搬送機構５８も一体に水平方向にスライドさせ、これら（トリミング部５）と成形部４との間の水平方向の離間距離が樹脂シートＳの送りピッチの整数倍（２倍以上）となるように調整される。これにより、樹脂シートＳに成形された成形品Ｓａを精度良く打ち抜くことができる。

吸着機構５６は、切断型５１の下降移動に伴って切断刃５４が打ち抜いた成形品Ｓａを切断型５１に対して吸着および分離させる。吸着機構５６として、ここでは、切断型５１に、一端が切断型５１の内部空間５１ａに開口した複数の吸気孔５１ｂが設けられる。各吸気孔５１ｂの他端には、エアホース等を介してエアポンプ等のエア源５７が接続される。エア源５７には、成形部４で成形品Ｓａを真空成形する際に使用するエア源を活用することができる。この吸着機構５６により、切断刃５４により打ち抜かれた成形品Ｓａが切断型５１に吸着され、内部空間５１ａに収容される。

切断型搬送機構５８は、打ち抜き後の成形品Ｓａを吸着した切断型５１を集積部６に向けて移動させる。本実施形態の切断型搬送機構５８は、切断型５１を水平方向に往復動させるものであり、より詳細には、トリミング部５で実施される成形品Ｓａの打ち抜き加工の実施位置（打ち抜き位置Ｐ１：図１参照）、および後述する「搬送機構」としての成形品搬送コンベア６３に対して成形品Ｓａを受け渡す受け渡し位置Ｐ２（図１参照）の二位置間で切断型５１を水平方向に往復動させる。この切断型搬送機構５８は、例えば、回転駆動源（例えば、サーボモータ）と、回転駆動源の回転運動を水平方向の直線運動に変換する運動変換機構とを組み合わせた電動アクチュエータ（電動シリンダ）で構成することができる。なお、切断型搬送機構５８は、切断型５１とともに昇降移動する。つまり、プレス装置５３は、切断型５１および切断型搬送機構５８を昇降可能に支持している。

トリミング部５と集積部６との間、具体的には切断型搬送機構５８により集積部６に向けて移動した切断型５１の移動端と集積部６との間には、「搬送機構」としての成形品搬送コンベア６３が配置される。トリミング部５で打ち抜かれ、切断型５１に吸着保持された成形品Ｓａは、切断型搬送機構５８により切断型５１が受け渡し位置Ｐ２まで搬送された後、吸着機構５６による吸着の解除に伴って切断型５１から離脱し、成形品搬送コンベア６３の搬送面上に自由落下する。成形品搬送コンベア６３（の搬送面）の上流側部分は、切断型搬送機構５８の直下に配置されている。また、この成形品搬送コンベア６３は、搬送面を鉛直下方に投影したときの投影面の少なくとも一部（ここでは、上流側部分）が水平搬送部２２に沿って搬送される樹脂シートＳ（スクラップシートＳ’）と重なるように、当該樹脂シートＳよりも高位に配置される。これにより、受け渡し位置Ｐ２で成形品搬送コンベア６３の搬送面上に落下した成形品Ｓａは、成形品搬送コンベア６３によって集積部６に向けて搬送される。

図１等に示すように、集積部６は、集積台６１および排出コンベア６２を備える。

集積台６１は、成形品Ｓａを集積する集積作業の実施位置（集積作業位置）Ｐ４に配置されており、上端面が成形品搬送コンベア６３の搬送面と略同一平面上に位置する上昇位置（図１中に実線で示す）、および上端面が排出コンベア６２の搬送面と略同一平面上に位置する下降位置（図１中に二点鎖線で示す）の二位置間を昇降可能に設けられ、高さ方向の任意の位置で停止可能となっている。本実施形態の集積作業は、複数の成形品Ｓａを鉛直方向に積み重ねる作業であり、集積台６１は、その上面に成形品Ｓａが載置されていない集積作業の開始段階では上昇位置に位置し、集積作業が進展する（成形品Ｓａの積み重ね個数が増加する）のに伴って徐々に下降移動する。

成形品搬送コンベア６３と集積部６との間には、成形品搬送コンベア６３で搬送された成形品Ｓａを集積台６１上に移動させる（集積台６１に移載する）移載装置６４が設けられる。移載装置６４は、成形品搬送コンベア６３から集積台６１に移載される成形品Ｓａを保持する保持部材６５と、保持部材６５を水平方向に往復動させる直動アクチュエータ６６とを備える。本実施形態では、成形品Ｓａをその上方から吸着することにより成形品Ｓａを保持する保持部材６５が使用される。そのため、詳細な図示は省略しているが、保持部材６５には、一端が成形品Ｓａとの対向面（下面）に開口した吸気孔が設けられ、この吸気孔の他端は、エアホース等を介してエアポンプ等のエア源に接続されている。このエア源には、トリミング部５の吸着機構５８に接続されるエア源５７と同様に、成形部４で成形品Ｓａを真空成形する際に使用するエア源を活用することができる。

図１（および図４等）に示すように、直動アクチュエータ６６には、電動モータ等の回転駆動源およびボールねじ等の運動変換機構等を組み合わせた電動シリンダが採用され、この電動シリンダは直動部材６６ａが水平方向に進退移動するように横姿勢で配置される。保持部材６５は、ブラケットを介して直動部材６６ａの先端に取り付けられている。保持部材６５は、直動部材６６ａの先端が前進限に位置した時に、成形品搬送コンベア６３の下流側部分の上方（待機位置Ｐ３）に位置し、直動部材６６ａの先端が後退限に位置した時に集積台６１の上方（集積作業位置Ｐ４）に位置する。なお、直動アクチュエータ６６としては、電動シリンダに替えて、エアシリンダや油圧シリンダ等の流体圧シリンダを用いても良い。

以下、図１および図４～図１１を参照しながら、熱成形装置１のトリミング部５および集積部６でそれぞれ実施されるトリミング工程および集積工程の実施態様を詳細に説明する。

まず、図１および図４に示すように、樹脂シートＳに成形された成形品Ｓａがトリミング部５に搬入されて打ち抜き位置Ｐ１に配置されると、プレス装置５３が切断型５１（および切断型搬送機構５８）を下降移動させる。これに伴って切断型５１に取り付けられた切断刃５４（図３参照）が樹脂シートＳを貫通することにより、樹脂シートＳから成形品Ｓａが完全に打ち抜かれる。切断刃５４によって成形品Ｓａが打ち抜かれると、吸着機構５６が作動し、打ち抜かれた成形品Ｓａが切断型５１に吸着保持される。成形品Ｓａを吸着保持した切断型５１が上昇移動すると、図５に示すように、切断型搬送機構５８が駆動し、成形品Ｓａを吸着保持した切断型５１が集積部６に向けて移動（打ち抜き位置Ｐ１から受け渡し位置Ｐ２に移動）する。なお、成形品Ｓａを吸着した切断型５１が上昇移動すると、シート搬送部２が駆動して後続の成形品Ｓａを打ち抜き位置Ｐ１に配置する。

図６に示すように、成形品Ｓａを吸着保持した切断型５１が受け渡し位置Ｐ２に到達すると、吸着機構５６による成形品Ｓａの吸着状態が解除される。これにより、成形品Ｓａは、切断型５１から分離して自由落下し、成形品搬送コンベア６３に受け渡される（成形品搬送コンベア６３により下方側から支持される）。成形品搬送コンベア６３への成形品Ｓａの受け渡しが完了すると、図７に示すように、成形品搬送コンベア６３が成形品Ｓａを受け渡し位置Ｐ２から待機位置Ｐ３に搬送し、また、切断型搬送機構５８が切断型５１を受け渡し位置Ｐ２から打ち抜き位置Ｐ１に後退移動させる。

図８に示すように、待機位置Ｐ３に搬送された成形品Ｓａは、移載装置６４を構成する保持部材６５により上方から吸着保持される。またこのとき、打ち抜き位置Ｐ１に移動した切断型５１（および切断型搬送機構５８）が下降移動することにより、樹脂シートＳに成形されている後続の成形品Ｓａが打ち抜かれる。

図９に示すように、保持部材６５に吸着保持された成形品Ｓａは、直動アクチュエータ６６の直動部材６６ａが短縮動作することにより、待機位置Ｐ３から集積作業位置Ｐ４に搬送される。成形品Ｓａが集積作業位置Ｐ４に搬送されると、保持部材６５から成形品Ｓａが解放され、解放された成形品Ｓａが集積台６１上に載置される。これにより、成形品搬送コンベア６３から集積台６１への成形品Ｓａの移載が完了する。また、樹脂シートＳから打ち抜かれた後続の成形品Ｓａが製品搬送コンベア６３に搬送される。図１０に示すように、集積台６１上に成形品Ｓａが載置されると、この載置された成形品Ｓａと、次に待機位置Ｐ３から集積作業位置Ｐ４に搬送される後続の成形品Ｓａとが干渉しないように、集積台６１が所定量下降移動する。

そして、図１１（ａ）に示すように、集積台６１上に成形品Ｓａが所定個数積み重ねられると、集積台６１は、その上面が排出コンベア６２の搬送面と略同一平面上に位置する下降位置まで下降移動する。その後、図１１（ｂ）に示すように、ノックアウト具７０が前進移動し、集積台６１上に載置された成形品Ｓａの積層体を排出コンベア６２に払い出す。排出コンベア６２は、成形品Ｓａの積層体を受け取り、これを熱成形装置１の外側に排出する。

熱成形装置１においては、以上で説明した、切断型５１による成形品Ｓａの打ち抜きおよび成形品搬送コンベア６３への搬送（図４～図６等）、成形品搬送コンベア６３による集積部６側への成形品Ｓａの搬送（図７）、並びに移載装置６４および集積台６１による成形品Ｓａの移載・集積（図８～図１０）の他、図１に示す加熱部３による樹脂シートＳの加熱軟化、および成形部４による樹脂シートＳへの成形品Ｓａの成形などが並行して実施される。

以上で説明した本発明の実施形態に係る熱成形装置１によれば、切断刃５４を有する切断型３１が打ち抜き位置Ｐ１で下降移動するのに伴って樹脂シートＳから成形品Ｓａが打ち抜かれると、打ち抜かれた成形品Ｓａは切断型５１に吸着された状態で集積部６に向けて搬送される。この場合、切断型５１に取り付けられた切断刃５４と切断刃５４を受ける受け部材５２との間には、両者間に切断型とは別に設けられた成形品搬送部が進入する特許文献２に記載の熱成形装置（トリミング装置）で必要とされるような大きなスペースを確保する必要がなくなる。そのため、成形品Ｓａの打ち抜き加工時に切断刃５４を受ける受け部材５２は、トグル機構のような大掛かりな機構に取り付ける必要はなく、熱成形装置１の枠体に取り付ける、あるいは僅かな昇降移動を許容するような昇降機構に取り付ければ足りる。これにより、トリミング部５、ひいては熱成形装置１を高さ方向で小型化することができる。

また、熱成形装置１の成形部４で樹脂シートＳに成形品Ｓａを成形する際には、真空引き又は圧空供給、もしくはその双方が利用されることから、熱成形装置１はエアポンプ等のエア源を具備する。このエア源は、樹脂シートＳから打ち抜かれた成形品Ｓａを切断型５１に吸着させる吸着機構５６においても活用することができるので、トリミング部５で打ち抜かれた成形品Ｓａを集積部６に対して確実に供給可能としつつ、熱成形装置１を簡素化・小型化することが可能となる。

ところで、熱成形装置１では大小様々なサイズの成形品が成形されることから、前述したとおり、シート搬送部２による樹脂シートＳの間欠送り量、さらに言えば成形部４（成形品Ｓａの成形位置）とトリミング部５（成形品Ｓａの打ち抜き位置Ｐ１）のシート搬送方向Ａにおける離間距離は、樹脂シートＳに成形すべき成形品Ｓａのシート搬送方向Ａのサイズに応じて調整される。具体例を挙げると、成形品Ｓａのサイズが小さくなるほど成形部４とトリミング部５のシート搬送方向Ａの離間距離は小さく設定されることになる。その一方、集積台６１（集積部６）は、トリミング部５のように成形品Ｓａのサイズに応じてシート搬送方向Ａにおける設置位置を変更する必要がない（水平搬送部２２に沿って搬送される樹脂シートＳに対して何らかの作業を施す部位ではない）ことから、トリミング部５（水平搬送部２２）よりもシート搬送方向Ａの下流側の所定位置に固定的に設置されるのが一般的である。

従って、図１等に示す本実施形態の熱成形装置１とは異なり、仮に、樹脂シートＳから打ち抜かれた成形品Ｓａを切断型５１によって直接集積台６１（集積作業位置Ｐ４）まで搬送するようにした場合、成形品Ｓａのサイズによっては、切断型５１の往復移動距離、ひいてはトリミング部５のサイクルタイムが大幅に増加する。また、この場合には、切断型５１を往復動させる切断型搬送機構５８を、図１等に示す本実施形態の熱成形装置１よりもシート搬送方向Ａの下流側に大きく延長させる必要が生じる。そのため、切断型５１および切断型搬送機構５８を支持するプレス装置５３を大型化する必要が生じる他、熱成形装置１（特にトリミング部５）の枠体等を高強度化・高剛性化しなければ、切断型搬送機構５８が大型化するのに伴って増大する荷重（モーメント荷重）を確実に支持することが難しくなる。

これに対し、本実施形態の熱成形装置１には、集積部６に向けて移動する切断型５１の移動端（下流側端部）と集積部６との間に、吸着機構５８による吸着解除により落下した成形品Ｓａを下方側から支持し、これを集積部６に向けて搬送する搬送機構としての成形品搬送コンベア６３を設けている。これにより、切断型５１の往復移動量（切断型搬送機構５８による成形品Ｓａの搬送量）を、集積装置６１の設置位置に関係なく必要最小限に留めることができるので、トリミング部５（切断型５１）のサイクルタイムを短縮して成形品Ｓａの生産効率を高めることができる。また、切断型搬送機構５８をシート搬送方向Ａでむやみに大型化する必要がなくなるので、切断型５１および切断型搬送機構５８を昇降可能に支持したプレス装置５３を大型化したり、トリミング部５を支持する枠体を高強度化・高剛性化したりする必要がなくなる。

以上、本発明の一実施形態に係る熱成形装置１について説明を行ったが、本発明の実施の形態はこれに限られない。図１２に、本発明の他の実施形態に係る熱成形装置１の概略側面図を示す。

図１２に示す熱成形装置１は、受け渡し位置Ｐ２で切断型５１に対する吸着状態が解消されることにより成形品搬送コンベア６３に受け渡された（成形品搬送コンベア６３の搬送面で支持される）成形品Ｓａが、図１３に拡大して示すように、成形品搬送コンベア６３の搬送力（駆動力）Ｔを利用して成形品搬送コンベア６３から集積台６１上に移動する点において、図１等に示す熱成形装置１と大きく異なる。

この場合、図１等に示す熱成形装置１に設けられていた移載装置６４を省略することができるので、熱成形装置１を全体として簡素化・小型化することができるというメリットがある反面、以下のようなデメリットがある。
・集積台６１上に移動した成形品Ｓａ（特に、集積台６１上に直接載置される成形品Ｓａ）の停止位置が安定しない。
・集積台６１上に移動した成形品Ｓａが慣性力によって必要以上に前進移動してしまい、成形品Ｓａが集積台６１から落下する可能性がある。
上記のデメリットは、成形品Ｓａの集積作業を精度良くかつ効率良く実施することを困難にする。

そのため、移載装置６４を省略し、成形品搬送コンベア６３の搬送力Ｔを利用して成形品Ｓａを成形品搬送コンベア６３から集積台６１上に移動させる場合には、図１４に概念的に示すように、集積台６１上に移動した成形品Ｓａとその移動方向（ここでは、成形品搬送コンベア６３による成形品Ｓａの搬送方向と同じ方向）で係合可能なストッパ７１を設けておく。これにより、集積台６１上に移動した成形品Ｓａを集積台６１の所定位置で停止させることができるので、成形品Ｓａの集積作業を効率良くかつ精度良く実施することができる。

以上、本発明の実施形態に係る熱成形装置１について説明を行ったが、熱成形装置１には本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更を施すことが可能である。

例えば、樹脂シートＳを成形適温に加熱軟化させる加熱部３は、上側ヒータ３１および下側ヒータ３２を備えるものに替えて、上側ヒータ３１又は下側ヒータ３２の何れか一方を備えるものとしても良い。

１ 熱成形装置
２ シート搬送部
３ 加熱部
４ 成形部
５ トリミング部
６ 集積部
２２ 水平搬送部
５１ 成形型
５２ 受け部材
５４ 切断刃
５６ 吸着機構
５８ 切断型搬送機構
６１ 集積台
６３ 成形品搬送コンベア（搬送機構）
６４ 移載装置
Ｓ 樹脂シート
Ｓａ 成形品

Claims (4)

1. 樹脂シートを加熱軟化させる加熱部と、軟化した前記樹脂シートに成形品を成形する成形部と、前記樹脂シートに成形された前記成形品を打ち抜くトリミング部と、打ち抜いた前記成形品を集積する集積部とを備え、前記加熱部、前記成形部および前記トリミング部に、前記樹脂シートが間欠的に搬送される熱成形装置であって、
   前記トリミング部に、
   切断刃を有し、前記樹脂シートよりも上方で昇降可能でかつ前記集積部に向けて移動可能な切断型と、
   前記樹脂シートよりも下方に配置され、前記切断型の下降移動に伴って前記成形品を打ち抜いた前記切断刃を受ける受け部材と、
   前記切断刃により打ち抜かれた前記成形品を前記切断型に吸着させる吸着機構とが設けられ、
   打ち抜き後の前記成形品が、当該成形品を吸着しつつ前記集積部に向けて移動した前記切断型を介して、前記集積部に供給されるものにおいて、
   前記集積部に向けて移動した前記切断型の移動端と前記集積部との間に、前記吸着機構による吸着解除により落下した前記成形品を支持し、当該成形品を前記集積部に向けて搬送する搬送機構を設け、
   前記トリミング部に搬送された樹脂シートよりも上方に前記搬送機構を配置し、前記搬送機構と前記トリミング部から排出された穴開きの前記樹脂シートとを上下方向でオーバーラップさせたことを特徴とする熱成形装置。
2. 前記集積部が前記成形品を集積する集積台と、
   前記搬送機構によって搬送された前記成形品を、前記搬送機構から前記集積台上に移動させる移載装置と、を備える請求項１に記載の熱成形装置。
3. 前記集積部が前記成形品を集積する集積台を備え、
   前記成形品を、前記搬送機構の搬送力により前記搬送機構から前記集積台上に移動させる請求項１に記載の熱成形装置。
4. 前記集積部が、前記集積台上に移動した前記成形品とその移動方向で係合するストッパを有する請求項３に記載の熱成形装置。

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