JPS5852675A - 地球儀等の製造方法 - 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】 本発明は、地球儀等の新規な製造方法に関する。さらに
詳しくは、透明な球殻の内面に、地図が印刷された無口
■塑性樹脂シートを肉厚が均−となるように密着せしめ
てなる地球儀等の製造方法に関する。

従来、地球儀、天球儀または月球儀（以下、地球儀等と
いう）は、あらかじめ地図や模様を印刷した熱可塑性樹
脂シート（以下、シートという）を熱成形金型を用いて
、たとえば北半球と南半球の２つの半球を別々に熱成形
し、ついで２つの半球を接合または接着ゼしめることに
より製造されている。シー　トを半球状に熱成形するに
は、通常真空成形法が用いられている。

すなわち第１図に示されるように内面が半球面に形成さ
れた金型０１）の」二面にシートθ２）を１箔し、シー
トの周辺部（１２ａ）を金型（１１）上面の周辺部に密
封状居−で固定し、シート０２）をヒータ０４）で加熱
しながら金型空洞部（Ｂ）を減圧状態にし、それにより
シート（１２）を金型内面（１，］、ａ）に密着させて
半球をうる（第１図において、２点鎖線は加工途中のシ
ートを示している）。

ところがこの方法においては、加工途中のシー　）　（
１２）の中心部はヒータ（］４）から放射される放射熱
を均一に受けるのに対し、周辺部はクランプ部および外
気の１勢（温度、風など）を受け、単位面積あたりの吸
収結団は中央部はと大きくなり、シートの周辺部の伸び
は小さく中央部はど伸びが大きくなる。さらにこの方法
においては、シートの外周部が固定されているため、周
辺部では円周方向の伸びか規制されているのに対し、中
央部近辺では規制のない状態で伸ばされるため、たとえ
ばシートが有する内部歪などにより、同緯度線上の２つ
の部分を比較しても伸びが均一でなく、緯度線や経度線
がゆがむ原因となり、ときにはもとの円板状シートの中
心点が半球にされた状態の極点からずれることになる。

このように通常の熱成形法では、シートの部分部分の伸
びが均一でないため、あらかじめシートに地図を印刷す
るときには、これらの伸びの不均一を見込んだ変形図柄
を印刷する必要がある。

すなわち仮の地図をシートに印刷し、これを半球に熱成
形し、これを正確な地球儀等をもとに修正し、さらに熱
成形温度以上に加熱して軟化したうえで、もとの平面状
に戻し、印刷版をこれにあわせて修正し、変形図柄をつ
る。実際はこのような修正を何度も繰りがえさなければ
ならず、かつ再現性をうろことがきわめて困難であり、
精度も低いという欠点がある。また前記のごとく、周辺
部の伸びが小さく中央部はど伸びが大きいために、シー
トの厚さは周辺部が厚く、中央部はど薄く形成される。

ちなみに従来の熱成形法では、中央部のＩＳさけもとの
シート厚さの６０％程度であるのに対し、シートが均一
に伸ばされたときには５０％程度と厚い。このように、
周辺部と中央部の厚さが極端に異なることは製品の印刷
色濃度を不均一にせしめるとともに、製品の精度検査を
困難とし、地図の再現性の精度が低下する原因となる。

また、シートは地図を印刷した薄いシートの表面に、透
明シートを積層し、印刷面の保時と地球儀の強度を補強
しているが、シート全体の厚さが厚くなるため、シート
の内部歪が大きくなり、シートの伸びが不均一となる欠
点がある。

そこで本発明者らは、値上の欠点を排除すべく鋭意研究
を重ねた結果、あらかじめ半球体に成形された透明な半
球体の内側に地図を印刷した熱可塑性樹脂レートを熱成
形により密着させ、さらに接着または融着せしめてえた
地球儀等の２つの半球を接着または融着するばあいにお
いて、前記シートの中心に孔を設け、該孔に前記半球殻
体内を上下に移動しつる軸の端部を挿入し、前記孔の周
縁部を前記軸の端部に締着し、シートの外周部を半球殻
体のつば部に固定せしめたのち、半球殻体の上方からヒ
ータでシートを加熱しながら、前記軸を下方に移動せし
めることによりシート各部位の加熱温度を均一化させさ
らにシートを真空または圧空成形により前記半球殻体内
面に密着せしめるときは、地球儀等の全体にわたりシー
トを均一に伸ばすように成形せしめうろことを見出し、
本発明を完成するにいたった。

すなわち本発明の方法は、シートがヒータの放射熱を均
一に受けるために中心部と周辺部との伸びが均一になる
と共に、シートの中心部が軸により規制されているので
、シートの半径方向の伸びが全周にわたってずれること
なく均一となり、さらにシートの中心部が下方に荷重を
かけられているので半径方向に均一な張力が発生し、そ
のため円周方向の伸びもずれることなく均一となり、そ
の結果地図がずれることなく正確に所定部位に形成され
た地球儀等をつることができるという顕著な効果を突し
うる。

つぎに図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明の方法に用いる装置の一例を示す断面図
、第３〜５図はそれぞれ本発明の方法をＨシロ明するた
めの断面図である。

第２図において（１）は半球殻体であり、該半球殻体（
１）は内ｍ−１が半球面状に形成された金型０（））内
に固定される。（２）はあらかじめ熱融着性インクで地
図を印刷した熱可塑性樹ｊ１［１シートであり、該シー
ト（２）の中心には孔（２ａ）がｂｑ　＆−ｔられる。

（３）は半球殻体（１）の底部に穿孔された孔（１ｄ）
に挿通され、半球殻体（１）外部の機構（図示されてい
ない）により上下方向に移動されうる。軸（３）の上端
部（３ａ）には、シート（２）の孔（２ａ）の周縁をナ
ツト（４）と共に挾持しつる段部（３ｂ）が形成されて
いる。（５）はシート（２）の外周部（２ｂ）を半球殻
体（１）のつば部（１ｂ）に挟持して固定する円環状の
クランプである。

つぎに斜上のごとく構成された装置を用いてシート（２
）を半球に熱成形する方法を説明する。

はじめに、シート（２）を半球殻体（１）のつば部（１
ｂ）に配置するとともに、シート（２）の中心の孔（２
ａ）を軸（３）の上端部に嵌入し、ナツト（４）と段部
（３ｂ）とで孔（２ａ）の周縁を締着し、さらにクラン
プ（５）によりシート（２）の外周部（２ｂ）を半球殻
体（１）のつば部（ｌｂ）に固定する（第３図）。

つぎに半球殻体（１）の」一方に設けたヒータ（６）で
、シート（２）を加熱しながら軸（３）に下向きの荷重
を加え、シート（２）が中心を頂点とする円錐形に加熱
されるにしたがい軸（８）を下方に移動せしめる。

つぎに前記熱成形を継続しながらシート（２）と半球殻
体内面（１１ａ）との間の空洞（Ａ）を減圧にし、軸（
３）が最下端近傍まで移動したときにシート（ｚ）を半
球殻体内面（１ａ）に密着させる（第４〜５図）。

このとき熱融着性インキにより、シート（２）と半球殻
体（１）とは接合せられる。

さらに第５図の状態でシートを冷却し、形状を固定化し
たのち、ナツト（４）およびクランプ（５）を除去する
。このようにして地球儀等の半球をうる。

半球をえたのち、名牛球殻体（１）のつば部（２ｂ）を
切り離し、対応する２つσ）半球（北半球と南半球）を
一体に、熱融消により接合するか、あるいは接着剤によ
り接完して１つの球殻（地球儀等）をうる。

前記実施例において、空洞（勾を減圧しはじめる時点は
、たとえばシートが厚さ０．５ｍｍのＰＶｏ、１１ であるときは円錐形の直径と高さの比か１〜ｉの時点が
好ましい。

また軸（８）には、スライディングキー、スプラインあ
るいはガイドなどにより釧り止めの手段を設けるのが好
ましく、それにより加工中のシートを正確に下方に引く
ことができる。

さらに接合または接着される２つの半球のうち一方の周
縁部に第５図に示されるような折り込み（γ）を設けて
おけば嵌合させることができ、接合または接着を容易に
行なうことができる。

またシート（２）を半球殻体内ｉｉｉ　（ｌａ）に密着
させる方法としては、前述のごとき真空成形法のほか、
シートの１一部を密閉して、空気を圧入する圧空成形法
などの種々の熱成形法を採用することができる。

本発明において用いられるシートは熱変形温度以上での
熱伸縮の異方差が２％以下であるのが好ましい。ここで
異方差とはシートをカレンダー加工などにより押出す際
に、その押出し方向とこれに直角な方向との間における
伸縮差を意味している。シートの異方差を２％以下にす
る方法としては、たとえばシートを平滑な２枚の金属板
の間にはさみ、熱処理する方法などがあげられる。しか
して本発明においては、シートの熱伸縮の異方差を少な
くすることにより、より一層伸びが均一な熱成形品をう
ることができる。

また半球殻体としては、塩化ビニル樹脂、メタクリル樹
脂、スチレン樹脂なとの熱可塑性樹脂の酋明シートを熱
成形するか、また（Ｊ上記熱可塑性透明樹脂を射出成形
等をすることによりえられた半球殻体が好適に採用され
る。

本発明の方法において、あらかじめシー　トに地図を印
刷するときに熱融Ｘ１性インキを用いるか、あるいは通
常のインキで目Ｊ刷しておき、半球殻体の内１１ｎに合
成ゴム糸、エポキシ糸などの接着剤を塗布しておりば、
熱成形と、シー　トと半球殻体の接合を同時に行なうこ
とができ、作業が簡略化される。

本発明の方法によれは、シートは円錐形の状部で加熱さ
れるため、シートの各部分はヒータの放射熱を均一に受
は中心部にあまり加熱されずに伸びが抑制され、周辺部
は充分に加熱されて伸びが促進される。これにより、え
られる半球は中心部と周辺部の伸びが均一となるように
加熱される。さらにシートの中心部が軸により規制され
ているため、半径方向の伸びは全周にわたりずれること
なく均一となり、シートの中心と極点とがずれることは
ない。またシートの中心部が軸により下方に荷重をかけ
られているため、シートには半径方向の張力が加えられ
ている。このため円周方向の伸びもずれることなく均一
となる。これらのことから、同緯度線上の２つの部分の
伸びは等しいものとなる。

値上のごとく、本発明の方法においては印刷されたシー
トの肉厚が薄く内部応力が少ないためシートを均一に伸
ばして半球に熱成形することが容易であり、地図の印刷
版の製造を簡略化することができる。

さらに透明な半球殻体の内面に地図が描かれているため
、えられる地球儀等の強度上の欠点が排除される。また
均一な印刷濃度の製品かえられると共に、地図の印刷画
を好適に保護しうる。

また製品のｉＥ規の仕上り状態が、全体の厚さが一定で
あることから、加工精度の維持は厚ざを一定に維持すれ
ばよく、精度検査を容易にするとともに、地図のｒｊＪ
現粘度を大幅に向上させることができる。

値上のごとく構成される本発明の方法は、地球儀のみな
らず、天球儀や月球儀など、さらには照明ソエードなど
の成形にも採用することができ、その実用的価値はきわ
めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は地球儀等を製造する従来の方法を示す断面図、
第２Ｎ（ま本発明の方法に用いる装置の一例を示す断面
図、第６〜５図はそれぞれ本発明の詳細な説明するだめ
の断ｍ１図である。 （図面の主要符号） （］）：牛半球殻 体ｌａ）　：　半球殻体内向 （１１））　：　半球殻体のつば部 （２）：シート （２ａ）　：孔 （２ｂ）？外周部 （８）：軸 （３ａ）；軸の端部 （６）：ヒータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　あらかじめ半球殻体に成形された透明な半球体の内
   側に、地図を印刷した熱可塑性樹脂シートを熱成形によ
   り密着させ、さらに接着または融着せしめてえた地球儀
   等の２つの半球を接着または融着してなる地球儀、天球
   儀、月球儀等の製造方法であって、前記シートの熱成形
   がシー　トの中心に孔を段目、該孔に前記半球殻内を上
   下に移動しうる軸の端部を挿入し、前記孔の周縁部を前
   記軸の端部に締着し、前記シートの外周部をあらかじめ
   熱成形または射出成形等で成形された透明な半球殻体の
   つば部に固定せしめたのち、半球殻体の上方からヒータ
   でシートを加熱しながら前記軸を下方に移動せしめるこ
   とにより、シート各部位の加熱温度を均一化させ、さら
   にシートを前記半球殻体内面に密着せしめる地球儀等の
   製造方法。 ２　前記シートと前記半球殻体との間を減圧状態にして
   シートを半球殻体内面に密着せしめることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３　前記シートの熱変形温度以」二での熱伸縮の異方差
   が２％以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ４　前記地図の印刷が、熱融着性インキにより行なわれ
   、半球状に熱成形された前記シートと前記半球殻体とを
   前記熱融着性インキにより熱融着せしめることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の方法。