JPH0615204B2

JPH0615204B2 - 真空成形装置

Info

Publication number: JPH0615204B2
Application number: JP62129975A
Authority: JP
Inventors: 和男荒木; 靖二松本; 四志雄小林; 寿夫福島
Original assignee: Shigeru Kogyo KK
Current assignee: Shigeru Kogyo KK
Priority date: 1987-05-28
Filing date: 1987-05-28
Publication date: 1994-03-02
Anticipated expiration: 2009-03-02
Also published as: US4847034A; JPS63295233A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、成形すべきシートをプラグによってめす型
の凹部内へ押し込むようにした真空成形装置に関するも
のである。

［従来の技術］従来、シートを真空吸引して型の壁面に密着させて成形
するようにした真空成形法には、各種の形式のものがあ
るが、深絞りが可能である等の利点から、最近ではプラ
グを用いたプラグアシスト成形法が多用されている。第
７図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそのようなプラグアシス
ト成形法の一例を示すものである。第７図において、符
号１は上面に凹部１ａが形成されためす型であり、凹部
１ａ内は真空吸引手段（図示せず）により、パイプ２お
よび連通孔１ｂを介して真空引きされるようになってい
る。また、符号３はシート４を凹部１ａ内へ押し込むた
めのプラグであり、押し込む１ａとほぼ相似形をなして
いる。

このような構成の真空成形装置によってシート４を成形
するには、まずシート４をめす型１の上方に配置された
ヒータ（図示せず）によって熱して軟化させる。次に、
プラグ３を凹部１ａ内へ所定位置まで移動させ、シート
４を凹部ａ内へ押し込む。その後、凹部１ａ内を真空引
きし、シート４を凹部１ａの内面に密着させて固化させ
る。

［発明が解決しようとする問題点］上記のプラグアシスト成形法においては、単にシートを
真空吸引して凹部の内面に密着させるようにしたストレ
ート成形法に比して深い絞り成形が可能であるが、それ
にも一定の限度があり、未だ十分に満足し得るものでな
かった。

すなわち、プラグ３を凹部１ａ側へ向かって移動させる
と、プラグ３はシート４に接触してこれを押圧するとと
もに、シート４をめす型１に接触させる。この結果、シ
ート４は点Ａにおいてめす型１に拘束され、点Ｂにおい
てプラグ３に拘束される。この状態でプラグ３をさらに
下動させると、シート４はＡ，Ｂ間の極めて狭い部分が
大きく引き伸ばされる。したがって、Ａ，Ｂ間に対応す
る成形品の一部が他の部分より大幅に薄い肉になってし
まう。このため、従来のプラグアシスト成形法にあって
は、十分に満足し得る絞り深さを得ることができなかっ
たのである。また、凹部１ａの側面が垂直に形成されて
いる場合には、プラグ３と側面との間の距離を極めて狭
くせざるを得ず、このため上記問題がより一層顕著にな
り、したがってプラグ成形法を採用すること自体が困難
になるという問題があった。

［発明の目的］この発明は、上記事情を考慮してなされたもので、従来
の真空成形法に比して大幅に深い絞り下降を行うことが
でき、しかも凹部の側面が垂直であるような場合であっ
ても成形することができる真空成形装置を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］まず、この発明の真空成形装置の構成について第１図お
よび第２図を参照しながら説明すると、この発明の装置
おいてもめす型１１およびプラグ１２が用いられてい
る。

めす型１１の上面（一面）には凹部１１ａが形成されて
いる。この凹部１１ａは、断面矩形状をなしており、連
通孔１１ｂおよびパイプＰを介して真空タンク等の真空
吸引手段（図示せず）に接続されている。

一方、プラグ１２は、シリンダ１３（第１の移動手段）
によって凹部１１ａの深さ方向へ移動せしめられるのみ
ならず、シリンダ１４（第２の移動手段）によって凹部
１１ａの深さ方向と長交する方向へ移動せしめられるこ
とにより、凹部１１ａの側面１１ｃに接近せしめられる
ようになっている。

なお、第１、第２の移動手段としてシリンダ１３，１４
を用いているが、他の移動手段を用いてもよいことは勿
論である。また、第１の移動手段についてはめす型１１
に付設し、プラグ１２が凹部１１ａの深さ方向へ相対移
動するように、めす型１１を移動させてもよい。しか
し、第２の移動手段については、プラグ１２の配置数お
よび配置状況によって異なる。

すなわち、第１図に示すように、プラグ１２を２つ以上
用いた場合には、仮にめす型１１を移動させることによ
り、一方のプラグ１２が凹部１１ａの側面１１ｃに接近
するように相対移動させると、他方のプラグ１２が凹部
１１ａの側面１１ｃから離れるように相対移動してしま
う。したがって、このような場合には、各プラグ１２を
それぞれ移動させる必要がある。

一方、第２図に示すように、プラグ１２を１つのみ用い
ている場合、またプラグを複数用いているが、めす型の
移動によって全てのプラグが同一の側面に向かって相対
移動するような場合には、第２の移動手段によってめす
型を移動させてもよい。

なお、プラグ１２の形状については、シリンダ１４によ
る移動方向と長交する断面における形状を同断面におけ
る凹部１１ａの形状と相似形にするのが望ましい。

［作用］シート１５を成形するに際しては、プラグ１２を予め凹
部１１ａの中心側に位置させておく。次に、プラグ１２
を凹部１１ａの深さ方向へ所定位置まで移動させ、シー
ト１５を凹部１１ａ内に押し込む。これと同時に、また
はその後、プラグ１２を凹部１１ａ深さ方向と直交する
方向へ移動させて側面１１ｃに接近させる。そして、凹
部１１ａ内を真空吸引してシート１５を凹部１１ａの内
面（側面１１ｃを含む内面）に密接させる。

このように、この発明の真空成形装置においては、プラ
グ１２を凹部１１ａの深さ方向と直交する方向へ移動さ
せるようにしているから、その移動の分だけシート１５
におけるプラグ１２とめす型１１とによって拘束される
部分（第１図（Ａ）において符号Ｃ，Ｄ間の部分）の間
隔が従来のものに比して広くなる。したがって、シート
１５の一部が過度に薄くなることがない。

しかも、シート１５のポリマー分子の並び方向とプラグ
１２の移動方向とを考慮することにより、成形後のシー
ト１５の厚さをより一層均一にすることができる。

すなわち、シート１５の引っ張り強度は全方向に均一で
なく、ポリマー分子が並んだ方向の強度が高く、これと
直交する方向の強度が低い。このようなシート１５を成
形するに際しては、強度の低い方向を第２の移動手段１
４によるプラグ１２の移動方向に合致させ、強度の高い
方向はプラグ１２の移動方向と直交する方向に合致させ
る。

このように配置すると、強度が低い方向については、上
記のようにＣ−Ｄ間が広くなっているので、引き伸ばし
量が小さくなる。したがって、成形後の厚さを比較的厚
くすることができる。

一方、強度が高い方向については、プラグ１２が同方向
へ移動しないから、凹部１１ａの上端縁とプラグ１２と
の間隔（第７図のＡ−Ｂの間隔に相当）が成形開始時に
狭くなっている。したがって、成形後は大きく引き伸ば
されて薄くなるはずである。しかし、実際には、同方向
におけるシート１５の強度が高いので、プラグ１２が凹
部１１ａの深さ方向へ移動すると、凹部１１ａの上端縁
に対するシート１５の当初の接触箇所（第７図のＡ点に
相当）が凹部１１ａの底部側へ若干移動するとともに、
プラグ１２に対するシート１５の当初の接触箇所（第７
図のＢ点に相当）が凹部１１ａの上端縁へ若干し、Ａ−
Ｂ間のみならず、それに近接する部分が引き伸ばされ
る。したがって、Ａ−Ｂ間の部分が過度に引き伸ばされ
ることなく、その引き伸ばし量は、強度が低い方向にお
ける引き伸ばし量とほぼ同一になる。したがって、成形
後のシート１５全体の厚さをほぼ均一にすることができ
る。

［実施例］以下、この発明の一実施例について第３図〜第６図を参
照して説明する。なお、第３図はこの発明にかかる真空
成形装置の正面図、第４図はその側面図である。

図において、符号２１は床面Ｐ上に設けられた基台であ
る。この基台２１の上には、装置本体２２が載置固定さ
れている。この装置本体２２は、基台２１に固定された
基板２２ａと、この基板２２ａに対向してその上方に配
置された天板２２ｂと、それらの間に設けられ、天板２
２ａを支持する支柱（図示せず）とから構成されてい
る。基板２２ａと天板２２ｂとの間には、案内支柱２３
が設けられている。

案内支柱２３の下部には、シリンダ（第１の移動手段）
２４によって上下動する下テーブル２５が摺動自在に設
けられている。この下テーブル２５の上面には、めす型
２６が載置固定されている。このめす型２６の上面には
成形用の凹部２７が形成されている。この凹部２７の中
央部には、第３図の左右方向へ延びる突出部２７ａが形
成されている。また、凹部２７内は真空ガイド２８およ
びフレキシブルチューブ（図示せず）を介して真空タン
ク（真空吸引手段）２９に連通されている。なお、符号
３０は不慮の事故によって下テーブル２５が落下するの
を防止するための落下防止装置である。

一方、案内支柱２３の上部には、シリンダ３１によって
上下動する上テーブル３２が摺動自在に設けられてい
る。この上テーブル３２の下面には、後述する移動機構
（第２の移動手段）３３によってＸ方向へ移動せしめら
れるプラグ３４が設けられている。このプラグ３４は、
鉄板等の適度の強度を有する板体３４ａの外部を発泡プ
ラスチック等の軟質材からなる保護層３４ｂによって被
覆したもので、移動方向と直交する断面における形状が
凹部２７の突出部２７ａと側壁２７ｂとによって区画さ
れる部分の断面形状とほぼ同一形状になっている。な
お、図中符３５は上テーブル３２が不慮の事故によって
落下するのを防止するための落下防止装置である。

前記移動機構３３は、第５図に示すように構成されてい
る。すなわち、第５図において、符号３３１は四角枠状
をなす支持枠であり、上テーブル３２の下面に固定され
ている。この支持枠３３１のＸ方向と直交する水平方向
（以下、Ｙ方向という。）の一側部には、パルスモータ
等の駆動源３３２によってＹ方向へ移動せしめられる駆
動軸３３３が設けられている。この駆動軸３３３の先端
部にはリンク３３４，３３５の各一端部が回動可能に設
けられている。各リンク３３４，３３５の他端部には、
リンク３３６，３３７の一端部がそれぞれ回動可能に設
けられている。リンク３３６，３３７の他端部は、支持
枠３３１の他側部に突出して設けられた支持腕３３８に
回動可能に設けられている。これら４つのリンク３３４
〜３３７は全体として菱形状をなしており、駆動軸３３
３がその先端側へ向かって移動すると、リンク３３４，
３３６の結合部とリンク３３５，３３７の結合部との間
が広がり、逆に駆動軸３３３がその後端側へ向かって移
動すると狭くなるように構成されている。

また、支持枠３３１のＸ方向の各端部の一側部と他側部
とには、Ｘ方向に延びる案内軸３３９がそれぞれ設けら
れている。各端部に設けられた案内軸３３９，３３９に
よって支持板３４０が摺動可能に支持されている。支持
板３４０の下端部の一側部と他側部とには、プラグ３４
が固定されている。また、一方の支持板３４０とリンク
３３４，３３６の結合部との間、および他方の支持板３
４０とリンク３３５，３３７の結合部との間には、ねじ
機構によってそれ自体が伸縮して長さ調整が可能になさ
れた連結棒３４１がそれぞれ設けられている。

上記構成において、駆動軸３３３をその先端側へ移動さ
せると、２つのプラグ３４，３４が凹部２７の長手方向
（Ｘ方向）に沿って互いに離間するように移動し、凹部
２７の側面２７ｃ，２７ｃにそれぞれ接近移動する。駆
動軸３３３をその後端側へ移動させれば、プラグ３４，
３４が逆方向へ移動するのは勿論である。

次に、成形すべきシート（図示せず）の搬入および固定
手段について説明すると、第４図に示すように、基板２
２ａの一側部と天板２２ｂの一側部との間には、一対の
ブラケット３６が設けられている。一対のブラケット３
６の間の高さ方向の中央部には、モータ３７によって回
転せしめられる軸３８が回動自在に設けられている。こ
の軸３８の一端部と他端部とには、駆動ロール３９がそ
れぞれ固定されている。駆動ロール３９には、シリンダ
４０によってピンチロール４１が押圧接触せしめられ、
これら駆動ロール３９とピンチロール４１とによってシ
ートが送り込まれるようになっている。送り込まれたシ
ートについては、この実施例では、人手によってめす型
２７とプラグ３４との間に引き込むようにしているが、
これを装置自体によって行わせてもよいことは勿論であ
る。そして、シートを所定量送り込んだことを駆動ロー
ル３９の回転数によって検出するとモータ３７が停止す
るようになっている。なお、軸３８の中央部には、送り
込まれるシートの中央部が下方に垂れ下がるのを防止す
るための案内ロール４２が設けられている。

次に、シートの固定手段であるが、第３図に示すよう
に、基板２２ａ天板２２ｂとの中間部には、下押さえ枠
４３が配置固定されている。この下押さえ枠４３は、そ
の上面が駆動ロール３９とピンチロール４１との接点と
ほぼ同一高さに位置し、また、めす型２６の上方に位置
する箇所に四角枠状をなす部分を有している。その枠状
部分の内法寸法は、めす型２６の外法寸法と同等か若干
大きく形成されている。また、下押さえ枠４３の４隅に
は、シリンダ４４がその軸線を上下に向けて固定されて
いる。このシリンダ４４から上方へ向かって突出したロ
ッド４５の上端部には、上押さえ枠４６が固定されてお
り、ロッド４５の伸張・退縮によって上押さえ枠４６が
下動するようになっている。

また、上押さえ枠４６が上下動するときに、それが水平
状態を保つように、同期装置４７が設けられている。す
なわち、下押さえ枠４３の４隅には、軸線を上下に向け
た案内筒４８が固定されている。この案内筒４８には、
上端部が上押さえ枠４６に固定された案内ロッド４９が
摺動自在に挿入されている。この案内ロッド４９には、
ラック（図示せず）が形成されている。また、第６図に
示すように、下押さえ枠４３の前側と両側部側（一方の
側部については図示していない。）とには、水平方向に
延びるシャフト５０が配置されている。各シャフト５０
は、笠歯車５１を介して連結されている。また、各シャ
フト５０には平歯車５２が固定されており、この平歯車
５２が案内ロッド４９のラックに噛み合っている。この
ような構成の下で、上押さえ枠４６は水平状態を保ち、
全体が同時に下押さえ枠４３とシートを挾持することに
なる。

また、第４図に示すように、装置本体２２の後側には、
その後面側から前面側へ向かって延びるレール５３，５
４が二対配置されている。下側の一対のレール５３，５
３（一方は図示せず。）には、シリンダ５５によって前
後に移動せしめられる下ヒータ５６が走行し、上側の一
対のレール５４，５４（一方は図示せず。）には、シリ
ンダ５７によって前後に移動せしめられる上ヒータ５８
が走行するようになっている。

なお、第４図において、符号５９は、成形したシートを
凹部２７から離脱させるのが困難である場合に凹部２７
の壁面とシートとの間に圧縮空気を送ってシートを離脱
させるための圧縮空気タンクであり、切替弁（図示せ
ず）を介して真空ガイド２８から凹部２７に連通されて
いる。また、図示していないが、上テーブル３２の下面
にはスプレーおよびファンが配置されており、成形され
たシートに冷却水を噴霧するとともに冷却風を送り、短
時間でシートを冷却するようになっている。

次に、上記構成の真空成形装置の作用について、動作制
御と併せて説明する。なお、動作制御については、リミ
ットスイッチ、近接スイッチまたは数値制御等を適宜用
いて行うようになっているが、ここではその説明を省略
する。

駆動ロール３９上にシートを載置した状態で、起動スイ
ッチ（図示せず）を入れると、ピンチロール４１が下動
してシートを挾持する。すると、モータ３９が起動し、
シートを装置本体２２内へ送り込む。所定長さ送り込む
と、モータ３７が停止する。この状態で起動スイッチを
いれると、上押さえ枠４６が下動し、下押さえ枠４３と
によってシートを挾持固定する。すると、上下のヒータ
５６，５８が前方へ移動し、シートに対向して停止す
る。その後、シートを上下から熱する。所定時間加熱す
るとヒータ５６，５８は元の位置に復帰する。すると、
下テーブル２５が上動するとともに、上テーブル３２が
下動する。上テーブル３２は、プラグ３４の下端面がシ
ートに接触してこれを所定量押し下げると停止する。上
テーブル３２が停止したとき、下テーブル２５の上動に
よってめす型２６の上端面がシートにほぼ接するように
なる。この状態からさらに下テーブル２５は上動し続け
る。この下テーブル２５の上動と同時に、プラグ３４が
移動機構３３によってＸ方向へ移動せしめられる。この
結果、各プラグ３４は凹部２７の深さ方向へ移動すると
同時に、深さ方向と直交する方向（Ｘ方向）へ移動して
側面２７ｂ，２７ｂに接近する。そして、プラグ３４が
シートを介して凹部２７の内面にほぼ接すると、下テー
ブル２５および移動機構３３が停止する。なお、停止状
態においては、めす型２６の上面がシートより上方に位
置している。したがって、めす型２６はシートを上方へ
押しあげることになり、めす型２６の上面によってもシ
ートを成形するようになっている。

また、めす型２６の上端面がシートに接触して凹部２７
内が気密状態になると、真空タンク２９によって凹部２
７内の真空引きが開始される。この真空引きは、プラグ
３４によってシートが凹部２７の壁面に接触せしめられ
た後、所定時間経過するまで続けられる。所定時間経過
すると、真空タンク２９が閉じられる。その後、スプレ
ーおよびファンによってシートが冷却される。冷却後、
下テーブル２５が下動するとともに、上テーブル３２が
下動する。それと同時に、プラグ３４が移動機構３３に
よって凹部２７の中心側へ向かって移動せしめられる。
そして、全体が元の状態に復帰して装置が停止する。

［発明の効果］以上説明したように、この発明の真空成形装置によれ
ば、プラグをめす型の凹部の深さ方向のみならず、凹部
の深さ方向と直交する方向へ移動させて凹部の側面に接
近移動させるようにしているから、シートのプラグとめ
す型とによって拘束される部分間の向さを従来のものに
比して大幅に広くすることができる。したがって、成形
されたシートの一部が過度に薄くなるのを防止し、全体
を均一な厚さにすることができる。しかも、プラグの移
動方向とシートの強度が低い方向とを合致させることに
より、成形後のシートの厚さをより一層均一にすること
ができる。さらに、従来不可能であった凹部の側壁が垂
直な場合であっても何等支障なく成形することができる
等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はこの発明の主要構成と
その作用を説明するための図、第２図はこの発明の主要
構成の他の例を示す図、第３図〜第６図はこの発明の一
実施例を示すもので、第３図はその正面図、第４図はそ
の側面図、第５図は移動機構を示す第３図のＶ矢視図、
第６図は第３図のVI円部の拡大図、第７図(A)，(B)，
(C)は従来の真空成形装置の概略構成とその作用を説明
するための図である。１１……めす型、１１ａ……凹部、１１ｃ……側面、１
２……プラグ、１３……シリンダ（第１の移動手段）、
１４……シリンダ（第２の移動手段）、１５……シー
ト、２４……シリンダ（第１の移動手段）、２６……め
す型、２７……凹部、２７ｂ……側面、２９……真空タ
ンク（真空吸引手段）、３３……移動機構（第２の移動
手段）、３４……プラグ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一面に成形用の凹部が形成されためす型
と、このめす型の凹部に導通され、凹部内を真空吸引す
る真空吸引手段と、前記めす型の一面に対向して配置さ
れ、成形すべきシートを前記凹部内へ押し込むプラグと
を備えた真空成形装置において、前記プラグを前記めす
型に対し前記凹部の深さ方向へ相対移動させる第１の移
動手段を設けるとともに、前記プラグをめす型に対し前
記凹部の深さ方向と直交する方向へ相対移動させて凹部
の側面に接近させる第２の移動手段を設けたことを特徴
とする真空成形装置。