JPH04501088A - 部材を熱成形するための方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 部材を熱成形するための方法及びその装置本発明は、薄板状部材を加熱曲げ（ｈ ｅａｔ　ｂｅｎｄｉｎｇ）するための工程に関し、また、そのような曲げ加工を 行うための装置に関する。

更に、特に、本発明は、前記予熱成形、真空成形及び／又は成形技術可能な手段 を備えた装置で、真空成形及び／又は部材に予熱を与えた後の成形技術を利用す ることによって、薄板状部材を所定の形状に曲げ加工及び形成する方法に関する 。

本発明は、特に、コーリアン（ｃｏｒｉａｎ）として既知の薄板状部材の曲げ加 工に適応できる。

これは、曲げ加工をした結果、その物理的性質のために、−面が張力を受け、他 の面が圧縮力を受けたとき、剛性及び脆性を有してしまうような部材である。

一般に薄板状部材及び特にコーリアン（ｃｏｒｉａｎ）が、たとえ、充分に伸縮 性を有していても、特に、かなりの長さあるいは大きな薄板のときは、この部材 にダメージを与えることなく、小さな曲率半径にできるような物理的性質を有し ない。

部材が予熱され、その後の形成工程が加熱された部材に施されるような、多数の 熱成形工程を有している。

このような工程の１つは、モールドの周りで、次の真空成形のために、フィルム を予熱する工程を含んでおり、予熱された部材は、真空状態の下、前記モールド の形状に型形成される。

しかし、このような工程を種々変更することは、しばらくの間、存在していたが 、モールドの周りのコーリアン（ｃｏｒｉａｎ）のような堅い部材を曲げ加工す ることは、今までのところ知られていない。真空下で臨界温度まで次の予熱処理 を施し、これによって、比較的小さな半径を有するように、部材に湾曲及び曲げ を施すための準備ができる。

また、真空にしないで湾曲又はあるいは曲げを施すために、予熱を利用して、こ のことから予熱されたコーリアン（ｃｏｒｉａｎ）のような部材の成形すること は、以前から知られていることではない。

部材に充分な湾曲を施すために企画されたオーブンでコーリアン（ｃｏｒｉａｎ ）を予熱することは、以前から知られている。

しかし、このような試みでは、予熱後、コーリアン（ｃｏｒｉａｎ）の取扱いが 困難であり、小さい及び大きな薄板の両方の曲げ加工前及び最中、均一な熱伝導 を達成及び維持することが困難であるので、うまく行かない。また、部材の大き さや厚さに応じた最適な加熱時間を設定することも困難である。

また、部材の亀裂、部材表面のひび割れという問題もある。

従来の形成方法を採用した場合、部材の反発弾性が減少してしまうという問題も ある。

コーリアン（ｃｏｒｉａｎ）等の部材は、従来の技術の欠点及びコーリアン（ｃ ｏｒｊａｎ）の特殊な物理的性質のために、不適当な曲げ加工状態によって軟弱 になるので、予熱ステージから最終曲げ加工ステージへの曲げ加工工程中での、 コーリアン（ｃｏｒｉａｎ）の取扱い用に、改良された方法及び装置の提供が望 まれている。

コーリアン（ｃｏｒｊａｎ）のような厚板状部材を小さな曲率半径に形成する場 合、室温状態下において、上述した目的を達成するには、曲げ加工状態下の部材 の脆性のため、この結果、部材の破壊につながる。

従来、上述したような部材に湾曲を施す場合、部材の面倒な機械加工及び接着あ るいは上述したようなオーブン加工を用いることによって達成された。

湾曲形成するための目的は、主に、機能性及び審美性のためであり、また、フェ ーシア領域の接合箇所を削除するためである。

部材の曲げ加工は、加熱された部材に二次成形型に対応して真空成形作業できる くらいに充分柔軟になるように、部材を臨界温度まで加熱させることによって促 進される。

あるいは、前記真空成形は型成形のためにのみ設定され得る。

部材の臨界温度までの加熱は、部材マトリックスの物理的及び機械的性質を変化 させる。このため、部材は、破損することなく、型に沿って曲げ加工され、小さ な曲率半径に形成される。

本発明は、予熱ステーション及びモールドステーションを備えた装置を利用した 予熱及び真空型成形技術によって、本質的に剛性な部材の曲げ加工あるいは曲げ 形成用に改良された方法を提供することにある。

成形方法の選択的な実施例において、真空ステップは、ダイフォームあるいはダ イモールドされる部材の加熱の後の、ダイフオーム（ｄｉｅ　ｆｏｒｍ）曲げ加 工及び／又は補助サンドイッチモールドによって代用され得る。

このため、本発明は、方法と装置の２つの局面を有している。

本発明の方法の幅広い形式にいおいて、本発明は、以下の要件を備える。

部材の予熱及び次のダイあるいはモールド成形のための方法は、 ａ）少なくとも加熱ステーション及び部材成形ステーションを提供する手段を有 する支持装置上に、ダイあるいはモールドに沿って成形される前記長いあるいは シート部材を配置する工程と、 ｂ）前記加熱ステーションの加熱エレメントを、前記シート部材に、直接あるい は間接接触させ、あるいは、その側に置く工程と、 Ｃ）前記シート部材の少なくとも一部を、前記加熱エレメントによって、所定の 温度に加熱させる工程と、ｄ）前記加熱エレメントの前記部材に対する影響を除 去するように、前記加熱エレメントを前記シート部材から離間させ、あるいは、 前記部材を前記加熱エレメントから離間させる工程と、 ｅ）加熱された前記部材を、前記加熱ステーションの近傍の部材成形ステーショ ン上に配置する工程と、ｆ）所定の形状及び輪郭の第１の成形モールドあるいは ダイ上に前記部材を配置する工程と、 ｇ）前記部材及び前記モールドが、外皮の内に完全に収容されるように、前記外 皮を介して前記部材をシールする工程と、 ｈ）加熱された状態にある前記部材が、少なくとも前記モールドあるいはダイの 部分の形状の少なくとも一部に合致するように、前記外皮の内側を真空にする工 程と、ｉ）前記部材が前記の形状を維持するように、前記部材を冷却する工程と 、を備えている。

また、本発明は、方法の局面の変形例を有する。

部材を予熱及び次のダイあるいはモールド成形するための方法は、 ａ）少なくとも加熱ステーション及び部材成形ステーションを提供する手段を有 する支持装置上に、ダイあるいはモールドに沿って成形される前記長いあるいは シート部材を配置する工程と、 ｂ）前記加熱ステーションの加熱エレメントを、前記シート部材に、直接あるい は間接接触させ、あるいは、その側に置く工程と、 Ｃ）前記シート部材の少なくとも一部を、前記加熱エレメントによって、所定の 温度に加熱させる工程と、ｄ）前記加熱エレメントの影響を除去するように、前 記加熱エレメントを前記シート部材から離間させ、あるいは、前記部材を前記加 熱エレメントから離間させる工程と、ｅ）加熱された前記部材を、前記加熱ステ ーションの近傍の部材成形ステーション上に配置する工程と、ｆ）所定の形状及 び輪郭の第１の成形モールドあるいはダイ上に前記部材を配置する工程と、 ｇ）成形される前記部材を、前記モールドの少なくとも１方あるいは両方の部分 の輪郭された形状に合致させるため、前記モールドあるいはダイの間に挾み込む ように、前記部材に接触して、補助的な前記第２の形成モールドを第１の成形モ ールドあるいはダイに搬送する工程と、ｈ）前記部材が形成された形状を維持す るように、前記部材を冷却する工程と、を備えている。

好ましい実施例によれば、加熱エレメントは、形成される部材の上方あるいは下 方のいずれかに配置される。

本発明の装置の局面について、本発明は、少なくとも１つのモールドあるいはダ イに沿って、部材の予熱及び真空成形を行うための装置を備えている。

この装置は、 この装置上に、長いあるいはシート状部材を支持するための主台と、 前記主台上に配置された部材を加熱するための手段を有する加熱ステーションと 、 前記部材から前記加熱手段を離間させる手段と、前記加熱ステーションの成形ス テーションへの転換のため、あるいは、成形ステーションに前記部材を配置する ための手段と、を備え、 前記成形ステーションは、前記部材が少なくとも部分的に合致するモールドある いはダイと関係しており、また、真空が前記外皮内に施されたとき、前記部材の 少なくとも一部が前記真空圧によって押圧され、前記モールドあるいはダイの少 なくとも一部の形状に合致するように、前記装置は、少なくとも前記部材及び前 記成形ステーションを囲むための手段を備えている。

本発明の装置の局面の他の実施例について、本発明は、モールドあるいはダイに 沿って、部材を予熱及びモールドあるいはダイ成形するための装置を備えている 。

このような装置は、 この装置上に、長いあるいはシート状部材を支持するための主台と、 前記主台上に配置された部材を加熱するための手段を有する加熱ステーションと 、 前記部材から前記加熱手段を離間させる手段と、前記加熱ステーションの成形ス テーションへの転換のため、あるいは、成形ステーションに前記部材を配置する だめの手段と、を備え、 前記成形ステーションは、第１のモールドあるいはダイ、及び、前記第１のモー ルドあるいはダイを補助するため輪郭された形状を有する第２のモールドあるい はダイと関係しており、前記部材が前記第１のモールドあるいはダイ上に配置さ れたとき、鉛直、旋回、回転、横に、調節可能な前記第２のモールドあるいはダ イは、搬送されて前記部材に接触し、前記部材の少なくとも一部が、前記第１の モールドあるいはダイに沿って変形あるいは屈曲され、このため、前記一部を、 前記第２及び／又は前記第１のモールドあるいはダイの形状に合致させる。

本発明の装置の局面の好ましい実施例において、前記部材が前記加熱ステーショ ンに配置されたとき、前記エレメントを前記部材の上下に配置させるように、前 記主台は、成形された加熱エレメントの列を選択的に移動可能なテーブルを備え ている。

前記加熱エレメントと協働して、前記台は、前記加熱ステーションを構成する。

一実施例において、前記エレメントは、熱要量に応じて前記エレメントを上昇及 び下降させるために、鉛直に調節可能な１つあるいは複数のハウジング内に収容 されている。

また、このようなハウジングは、加熱される部材の温度をコントロールする。

また、前記加熱エレメントは、前記主台に、即ち、処理される部材の下に、配置 され得る。

この好ましい実施例において、前記成形ステーションは、前記主台と、モールド あるいはダイを支持及び保持するための手段と、を備えている。

成形ステーションは、この成形ステーションに沿う外皮を創造可能に設けられ、 交互に、気密スペースが形成されており、負圧が前記スペースに供給される。

このような成形ステーションは、前記外皮の位置の密閉及び調節を行う手段を備 えている。

本発明は、好ましく限定されることのない実施例及び添付した図面に言及して、 詳細に説明される。

第１図は、本発明の好ましい実施例による成形装置の平面図である。

第２図は、第１図の装置の立面図である。

第３図は、第１図の装置の側面図である。

第４図は、第２図における外皮が除かれ、第２のダイか設けられた立面図である 。

第１図は、部材成形装置１の平面図を示しており、この部材成形装置１は、主台 ２と、真空作用成形台３と、を備えている。主台２及び真空作用成形台３は、支 持テーブル４（第２図参照）によって支持されている。

主台２は、その上方に、ハウジング６内に配置された加熱エレメント５の列を備 えている。ハウジング６は、所定の温度に到達したとき、加熱エレメント５を、 加熱される部材、即ち物体１３に接近する方向に移動させ、その後、前記物体１ ３から離間する方向に移動させるように、鉛直方向に移動可能に設けられている 。

他の加熱エレメント７の列は、物体１３が下からも所定の温度に加熱され得るよ うに、穴８を備えている。通路９内に配置された物体１３は、加熱エレメント５ と共に所定の加熱が施されて、物体１３の両側が均一に加熱されるように、これ ら加熱エレメントの上に配置される。

本実施例において、真空作用成形台３は、モールド１２及びこのモールド１２の 頂部に配置された物体１３を覆うシリコン外皮１１を支持するための主機構１０ を備えている。

処理される物体１３が、主台（加熱台）２上で加熱され、次に、モールド１２上 に配置されたとき、シリコン外皮１１は、このシリコン外皮１１によるシールが 中間部１４に効果を与えるように、手動あるいは自動で下方に搬送される。

主機構１０は、手動あるいは図示しない水力手段のいずれかで、摺動して、ガイ ドボスト１５に沿う方向に上下動する。

前記シールは、気密シールを構成しており、このため、施された真空状態により 、物体１３は、モールド１２の輪郭された形状に合致される。このような工程を 用いることで、シート部材及び実際は他の形状の部材は、特にそれらの先端で、 種々の丸みを帯びたカーブあるいは屈曲に形成され得る。これにより、他の装置 及び又は上述のような屈曲を形成するための方法の必要性が削減される。

他の実施例において、前述の真空ステップは必要としない。

この場合、真空を施すことよりも、部材を所望の輪郭に屈曲させるために、第２ のモールドが用いられる。

第２のモールドは、補助的な形状であり、モールド間で、加熱されたコーリアン （ｃｏｒｉａｎ）部材を圧搾する。このとき、コーリアン（ｃｏｒｉａｎ）部材 は、少なくとも第１のモールド１２の形状に合致する。第１のモールド１２は、 コーリアン（ｃｏｒｉａｎ）部材が所定の形状に合致すうように屈曲させるダイ として機能する。

本発明の前記他の実施例において、前記成形ステーションは、ダイ２のダイある いはモールド１７（ダイ４図参照）を備えている。このモールド１７は、ダイあ るいはモールド１２の間に、物体１３を挾み込んでいる。この実施例によれば、 モールド１７は、中間部１４あるいはモールド１２のいずれかに枢着され得る。

ダイ２のモールド１７の使用は、モールド１２に沿って、真空成形の使用が選択 可能となる。

加熱温度及び時間は、上述した工程や装置が用られる部材の効果的な屈曲に対応 している。加熱温度や時間は、部材の厚さに応じて変化する。特に、１３１１層 のシートの場合には、３１／２分間、はぼ１８０℃の温度が必要である。１９Ｉ Ｉ１１のシートの場合には、１８０℃で５１／２分間の加熱時間が必要である。

成形される部材は、８ＩＩＩｉないし２０ｔｓｒａの厚さ以内が好ましい。

好ましくは、部材は、２及び４分の間、はぼ１８０℃の温度で、加熱されれる。

一般的に、成形される比較的薄いシート部材では、シートに柔軟性を与えるのに 必要な時間は比較的短い。好ましくは、加熱割合は、１６０℃ないし２００℃で あり、所望の柔軟性を与えるためには、１８０℃が、最適温度である。

好ましくは、本発明の装置及び方法によって成形されるシートは、シートの長手 方向に沿って丸みを帯びた縁部を備えている。理想的には、丸みを帯びた縁部の 曲率は、１２ａ＋ｍないし１５０■以内がよいが、これは、前記方法を用いて達 成できる可能な半径の限界であるため、構成できない。

前記工程は、シート成形において、種々のアクリル製品に用いるのに適当である 。温度の調節及び保温及び均一分布を維持するために、ハウジング１６が、利用 され、加熱エレメントを収容している。

本発明は、コーリアン（ｃｏｒｉａｎ）を屈曲することに関して述べてきたが、 その工程は、室温で砕けやすいが加熱処理の下では柔軟性を有するような、他の 部材を屈曲させるために用いることもできる。

また、上述したような本発明は、種々変更及び修正が可能であることが、技術者 によって確認されている。

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Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. １．長いあるいはシート状部材を支持するための主台と、前記主台上に配置され た部材を加熱するための手段を有する加熱ステーションと、 前記部材から前記加熱手段を離間させる手段と、前記加熱ステーションの成形ス テーションヘの転換のため、あるいは、成形ステーションに前記部材を配置する ための手段と、を備え、 前記成形ステーションは、前記部材が少なくとも部分的に合致するモールドある いはダイと関係しており、また、真空が外皮内に施されたとき、前記部材の少な くとも一部が前記真空圧によって押圧され、前記モールドあるいはダイの少なく とも一部の形状に合致するように、少なくとも前記部材及び前記成形ステーショ ンを囲むための手段を備える少なくとも１つのモールドあるいはダイに沿って、 部材の予熱及び真空成形を行うための装置。
2. ２．前記加熱ステーションは、加熱エレメントあるいは複数のエレメントに関連 して、主支持台を備える請求項１に記載の装置。
3. ３．前記成形ステーションは、第２の支持台によって支持される少なくとも１つ のモールドあるいはダイを備える請求項２に記載の装置。
4. ４．前記加熱ステーションの前記加熱エレメントあるいは複数のエレメントは、 前記部材全体に均一に熱が伝熱するように、前記部材の上下に配置されている請 求項３に記載の装置。
5. ５．前記加熱エレメントは、夫々、保温のためのハウジング内に収容されている 請求項３に記載の装置。
6. ６．前記成形ステーションは、前記加熱ステーションの側に配置され、装置の運 転手によって手動であるいは機械的な運搬のいずれかによって前記部材を加熱し た後、前記部材によって、前記加熱ステーションに接近可能である請求項５に記 載の装置。
7. ７．第１のダイあるいはモールドは、前記主支持台に連結されている前記第２の 支持台上に配置される請求項６に記載の装置。
8. ８．前記成形ステーションは、シール外皮を構成する外皮部材を支持するために 設けられた枠組みを備えている請求項７に記載の装置。
9. ９．前記シールは、前記外皮部材の先端が前記第２の支持台にシール可能に接続 されたとき、達成される請求項８に記載の装置。
10. １０．前記外皮部内での真空状態を助長する真空ポンプを備える請求項９に記載 の装置。
11. １１．前記真空は、前記部材を少なくとも１つの長手方向の縁に沿って前記ダイ の形状に合致させる請求項１０に記載の装置。
12. １２．長いあるいはシート状部材を支持するための主台と、前記主台上に配置さ れた部材を加熱するための手段を有する加熱ステーションと、 前記部材から前記加熱手段を離間させる手段と、前記加熱ステーションの成形ス テーションヘの転換のため、あるいは、成形ステーションに前記部材を配置する ための手段と、を備え、 前記成形ステーションは、第１のモールドあるいはダイ、及び、前記第１のモー ルドあるいはダイを補助するため輪郭された形状を有する第２のモールドあるい はダイと関係しており、前記部材が前記第１のモールドあるいはダイ上に配置さ れたとき、鉛直、旋回、回転、横に、調節可能な前記第２のモールドあるいはダ イは、搬送されて前記部材に接触し、前記部材の少なくとも一部が、前記第１の モールドあるいはダイに沿って変形あるいは屈曲され、このため、前記一部を、 前記第２及び／又は前記第１のモールドあるいはダイの形状に合致させるモール ドあるいはダイに沿って部材を予熱及びモールドあるいはダイ成形するための装 置。
13. １３．前記加熱ステーションは、加熱エレメントあるいは複数のエレメントに関 連して、主支持台を備える請求項１２に記載の装置。
14. １４．前記成形ステーションは、第２の支持台によって支持される少なくとも１ つのモールドあるいはダイを備える請求項１３に記載の装置。
15. １５．前記加熱ステーションの前記加熱エレメントあるいは複数のエレメントは 、前記部材全体に均一に熱が伝熱するように、前記部材の上下に配置されている 請求項１４に記載の装置。
16. １６．前記加熱エレメントは、夫々、保温のためのハウジング内に収容されてい る請求項１５に記載の装置。
17. １７．前記成形ステーションは、前記加熱ステーションの側に配置され、装置の 運転手によって手動であるいは機械的な運搬のいずれかによって前記部材を加熱 した後、前記部材によって、前記加熱ステーションに接近可能である請求項１６ に記載の装置。
18. １８．第１のダイあるいはモールドは、前記主支持台に連結されている前記第２ の支持台上に配置される請求項１７に記載の装置。
19. １９．前記第２の支持台は、前記部材が前記ダイ１及びダイ２のモールドあるい はダイに輪郭に合致するように、前記第２の支持台と前記第１のモールドあるい はダイの間で前記部材を挟み込むために設けられた第２モールドあるいはダイと 共に第１のモールドあるいはダイを支持する請求項１８に記載の装置。
20. ２０．前記第２のモールドあるいはダイは、前記第２の支持台上に配置されてお り、前記第１のモールドあるいはダイに対応して鉛直方向への移動のために設け られている請求項１９に記載の装置。
21. ２１．加熱温度及び期間を制御可能なコントロールパネルを備える請求項１ない し２０のいずれか１に記載の装置。
22. ２２．ａ）少なくとも加熱ステーション及び部材成形ステーションを提供する手 段を有する支持装置上に、ダイあるいはモールドに沿って成形される長いあるい はシート部材を配置する工程と、 ｂ）前記加熱ステーションの加熱エレメントを、前記シート部材に、直接あるい は間接接触させ、あるいは、その側に置く工程と、 ｃ）前記シート部材の少なくとも一部を、前記加熱エレメントによって、所定の 温度に加熱させる工程と、ｄ）前記加熱エレメントの前記部材に対する影響を除 去するように、前記加熱エレメントを前記シート部材から離間させ、あるいは、 前記部材を前記加熱エレメントから離間させる工程と、 ｅ）加熱された前記部材を、前記加熱ステーションの近傍の部材成形ステーショ ン上に配置する工程と、ｆ）所定の形状及び輪郭の第１の成形モールドあるいは ダイ上に前記部材を配置する工程と、 ｇ）前記部材及び前記モールドが、外皮の内に完全に収容されるように、前記外 皮を介して前記部材をシールする工程と、 ｈ）加熱された状態にある前記部材が、少なくとも前記モールドあるいはダイの 部分の形状の少なくとも一部に合致するように、前記外皮の内側を真空にする工 程と、ｉ）前記部材が前記の形状を維持するように、前記部材を冷却する工程と 、を備える部材の予熱及び次のダイあるいはモールド成形のための方法。
23. ２３．ａ）少なくとも加熱ステーション及び部材成形ステーションを提供する手 段を有する支持装置上に、ダイあるいはモールドに沿って成形される長いあるい はシート部材を配置する工程と、 ｂ）前記加熱ステーションの加熱エレメントを、前記シート部材に、直接あるい は間接接触させ、あるいは、その側に置く工程と、 ｃ）前記シート部材の少なくとも一部を、前記加熱エレメントによって、所定の 温度に加熱させる工程と、ｄ）前記加熱エレメントの影響を除去するように、前 記加熱エレメントを前記シート部材から離間させ、あるいは、前記部材を前記加 熱エレメントから離間させる工程と、ｅ）加熱された前記部材を、前記加熱ステ ーションの近傍のモールドあるいはダイ上に配置する工程と、ｆ）所定の形状及 び輪郭の第１の成形モールドあるいはダイ上に前記部材を配置する工程と、 ｇ）成形される前記部材を、前記モールドの少なくとも１方あるいは両方の部分 の輪郭された形状に合致させるため、前記モールドあるいはダイの間に挟み込む ように、前記部材に接触し、て、補助的な前記第２の形成モールドあるいはダイ を第１の成形モールドに搬送する工程と、ｈ）前記部材が形成された形状を維持 するように、前記部材を冷却する工程と、を備えている部材を予熱及び次のダイ あるいはモールド成形するための方法。
24. ２４．成形される前記部材は、８ｍｍないし２０ｍｍの厚さ内である請求項２２ 又は２３に記載の方法。
25. ２５．前記部材は、１６０℃ないし２００℃の範囲内の温度で、２ないし４分間 加熱される請求項２４に記載の方法。
26. ２６．厚さ１３ｍｍのシート部材が所望の形状に成形されたとき、前記部材は、 １８０℃の温度で加熱され、ほぼ３１／２分間その温度で維持される請求項２５ に記載の方法。
27. ２７．厚さ１９ｍｍのシート状部材が所望の形状に成形されたとき、前記部材は 、１８０℃の温度で加熱され、ほぼ５１／２分間その温度で維持される請求項２ ６に記載の方法。
28. ２８．成形される前記部材は、加熱前、高い曲げ剛性を有しており、前記部材を 加熱することで、部材が柔軟性を有する請求項２７に記載の方法。
29. ２９．成形工程の後、前記部材は、少なくとも１つの丸みを帯びた縁部を備える 請求項２８に記載の方法。
30. ３０．成形工程の後、前記部材は、１２ｍｍないし１５０ｍｍの範囲内で曲率半 径を有する長手方向の縁部に沿って丸みを帯びる請求項２９に記載の方法。
31. ３１．前記加熱エレメントは、前記台内に配置される請求項１ないし３０のいず れか１に記載の装置。
32. ３２．前記モールドあるいはダイは、材木、金属、ラバーあるいはプラスチック 部材で形成されている請求項３１に記載の装置。