JP2019166735A - 差圧成形装置、及び、差圧成形方法 - Google Patents
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Abstract
Description
成形ゾーンを通る搬送方向へ前記シートを搬送する搬送部と、
前記成形ゾーンにおいて前記シートを差圧により成形する差圧成形部と、
前記成形ゾーンに配置され、前記シートのマークを検出するマーク検出部と、を備え、
前記搬送部により搬送されている前記シートのマークが前記マーク検出部により検出されると、この検出時から前記ショットの間隔よりも短い設定距離の搬送が行われた時点で前記シートの搬送を停止させ、前記差圧成形部により前記シートを成形する、態様を有する。
成形ゾーンを通る搬送方向へ前記シートを搬送部により搬送し、
前記成形ゾーンに配置されたマーク検出部により前記シートのマークを検出し、
前記搬送部により搬送されている前記シートのマークが前記マーク検出部により検出されると、この検出時から前記ショットの間隔よりも短い設定距離の搬送が行われた時点で前記シートの搬送を停止させ、前記成形ゾーンにおいて差圧成形部により前記シートを差圧により成形する、態様を有する。
まず、図1〜15に示される例を参照して本発明に含まれる技術の概要を説明する。尚、本願の図は模式的に例を示す図であり、これらの図に示される各方向の拡大率は異なることがあり、各図は整合していないことがある。むろん、本技術の各要素は、符号で示される具体例に限定されない。
本技術の一態様に係る差圧成形装置1は、図1,2等に例示するように、搬送部U1、差圧成形部U2、及び、マーク検出部U3を備え、成形のショットST1に合わせたマークM0を有する連続したシートSH1を前記ショットST1の単位で間欠的に搬送して差圧により成形することを繰り返す。前記搬送部U1は、成形ゾーンZ3を通る搬送方向D1へ前記シートSH1を搬送する。前記差圧成形部U2は、前記成形ゾーンZ3において前記シートSH1を差圧により成形する。前記マーク検出部U3は、前記成形ゾーンZ3に配置され、前記シートSH1のマークM0を検出する。本差圧成形装置1は、図13等に例示するように、前記搬送部U1により搬送されている前記シートSH1のマークM0が前記マーク検出部U3により検出されると、この検出時から前記ショットST1の間隔L1よりも短い設定距離(L2)の搬送が行われた時点で前記シートSH1の搬送を停止させ、前記差圧成形部U2により前記シートSH1を成形する。
前記シートは、差圧により成形可能なシートであればよく、例えば、樹脂シート、可塑性シート、等を用いることができる。
前記シートのマークは、マーク検出部を配置する点から成形範囲外に有る方が好ましいものの、成形範囲内に有ってもよい。成形範囲は、シートのうち差圧成形部の成形型(例えば図3に示す成形型73)が接触する範囲とする。
前記搬送部は、加熱ゾーン及び成形ゾーンを通る搬送方向へシートを搬送してもよい。この場合、シートを差圧成形前に予備加熱することができる。むろん、搬送方向は、加熱ゾーンの手前においてシートを供給するシート供給ゾーンといった別のゾーンを通る方向でもよいし、成形ゾーンの後において成形シートをトリミングするトリミングゾーンといった別のゾーンを通る方向でもよい。
尚、上述した付言は、以下の態様においても適用される。
図2等に例示するように、前記搬送部U1は、前記シートSH1において前記搬送方向D1と直交する幅方向D2の縁部SH10を解放可能に保持した状態において前記成形ゾーンZ3を通り前記縁部SH10とともに前記搬送方向D1の下流側D1Lへ移動する保持機構10を有してもよい。当該搬送部U1は、図7等に例示するように、前記保持機構10を該保持機構10の移動方向D4へ案内するレール25を含む支持部20を有してもよい。本差圧成形装置1は、図5等に例示するように、前記支持部20とともに前記保持機構10の前記幅方向D2における位置を調整する位置調整機構40を備えてもよい。前記マーク検出部U3は、前記成形ゾーンZ3において前記支持部20に取り付けられてもよい。
尚、上記態様2には含まれないが、支持部とは別の場所にマーク検出部が取り付けられる場合も、本技術に含まれる。
図7,9等に例示するように、前記支持部20は、前記シートSH1の一面SH1a側において前記マーク検出部U3を着脱可能な第一取付部位21と、前記シートSH1の他面SH1b側において前記マーク検出部U3を着脱可能な第二取付部位22と、を有してもよい。前記マーク検出部U3は、前記第一取付部位21と前記第二取付部位22との少なくとも一方に取り付けられてもよい。
尚、上記態様3には含まれないが、支持部に第一取付部位と第二取付部位の一方しか無い場合も、本技術に含まれる。
図2等に例示するように、前記保持機構10は、無端チェーン11を有してもよい。当該保持機構10は、図8等に例示するように、前記無端チェーン11に設けられて前記シートSH1の前記縁部SH10を解放可能に保持する複数の保持部15を有してもよい。前記搬送部U1は、前記保持部15が前記下流側D1Lへ移動する範囲内において前記保持部15に前記縁部SH10を保持させてもよい。本態様は、マーク検出部のシート幅方向における位置の調整を不要にする好適な例を提供することができる。
ところで、本技術の一態様に係る差圧成形方法は、成形ゾーンZ3を通る搬送方向D1へ前記シートSH1を搬送部U1により搬送し、前記成形ゾーンZ3に配置されたマーク検出部U3により前記シートSH1のマークM0を検出し、前記搬送部U1により搬送されている前記シートSH1のマークM0が前記マーク検出部U3により検出されると、この検出時から前記ショットST1の間隔L1よりも短い設定距離(L2)の搬送が行われた時点で前記シートSH1の搬送を停止させ、前記成形ゾーンZ3において差圧成形部U2により前記シートSH1を差圧により成形する。本態様5の作用は、上記態様1の作用に類似する。従って、本態様5は、差圧成形位置の精度を向上させる差圧成形方法を提供することができる。
図1は、差圧成形装置を含むシステムの例として成形品製造システムSY1を模式的に示している。図2は、差圧成形装置1を模式的に例示する平面図である。図2に示す連続シートSH1は、印刷模様PRT1を有する印刷シートであり、差圧成形のショットST1に合わせたマークM0を成形範囲A1における幅方向D2の外側に有している。成形範囲A1は、シートSH1のうち差圧成形部U2の成形型73(図3参照)が接触する範囲である。尚、符号D1はシートSH1の搬送方向を示し、符号D1Uは搬送方向D1の上流側を示し、符号D1Lは搬送方向D1の下流側を示し、符号D2はシートSH1の幅方向を示し、符号D3は上下方向を示す。搬送方向D1と幅方向D2と上下方向D3とは、互いに直交するものとするが、設計等により直交しない場合も互いに交差していれば本技術に含まれる。尚、「直交」は、厳密な90°に限定されず、誤差により厳密な90°からずれることを含む。また、方向や位置等の同一は、厳密な一致に限定されず、誤差により厳密な一致からずれることを含む。さらに、各部の位置関係の説明は、例示に過ぎない。従って、左右方向を上下方向又は前後方向に変更したり、上下方向を左右方向や前後方向に変更したり、前後方向を左右方向や上下方向に変更したり、回転方向を逆方向に変更したり等することも、本技術に含まれる。
尚、シートSH1の概念には、搬送方向D1に沿った成形前のシートの他、ロールSH0、成形シートSH2、及び、スクラップシートSH3が含まれる。シート縁部SH10の保持は、シート縁部SH10のクランプでもよいし、突き刺し部材によりシート縁部SH10を突き刺すことによる保持でもよい。搬送方向D1へ繋がったシートSH1は、制御部U4の制御盤100の制御に従って間欠的に搬送される。
チェーン11は、複数のリンクを連結した金属製の無端チェーン(エンドレスチェーン)であり、スプロケット14a,14bに架けられて、水平面内で周回動作するように配置されている。下流側のスプロケット14bは、無端材14cを介してサーボモーター14の駆動力が伝達される。チェーン11には、シートSH1の幅方向D2の縁部SH10を解放可能に保持する保持機構10が設けられている。図2に示すチェーン11は、クランプチェーンやグリップチェーンとも呼ばれ、周回動作しながらシート縁部SH10を解放可能に把持する。チェーン11は、シートSH1側が搬送方向D1へ移動し、シートSH1の幅方向外側となる部分が搬送方向とは反対の戻り方向へ移動する。
また、第二の側S2において、保持機構10Bは、シートSH1の第二縁部SH12を解放可能に保持した状態において成形ゾーンZ3を通り第二縁部SH12とともに搬送方向D1の下流側D1Lへ移動する。駆動部DR2は、サーボモーター14の回転駆動力を保持機構10Bに伝える。レール25Bは、保持機構10Bを該保持機構10Bの第二移動方向D42へ案内する。カバー30Bは、シートSH1の第二縁部SH12を保持した状態の保持機構10Bの第二移動方向D42に沿って保持機構10Bを覆っている。
尚、シートSH1の差圧成形は、上述した真空成形以外にも、圧空成形又は圧空真空成形でもよい。
尚、トリミング装置は、切刃を受け部材に押し当てて成形シートを切断する装置、型の周囲の切刃により成形シートを打ち抜く装置、上刃と下刃とを摺接させる等して成形シートを打ち抜く装置、等が含まれる。
製品取出ゾーンZ6にある製品取出装置DE6は、例えば、吸着装置DE61を型83の上方まで進入させ、各型83に配置された成形品PR1を吸着して製品取出ゾーンZ6まで搬送し、取出テーブルDE62に積み重ねる。これにより、成形品PR1が取り出される。むろん、成形品PR1を積み重ねずに取出テーブルDE62から取り出してもよい。
図5,6は、シートSH1の保持機構10A,10Bの間隔を変える例を模式的に示している。図7は、シートSH1の上面(一面SH1a)側にマーク検出部U3が配置された差圧成形装置1の要部を模式的に例示している。図8は、保持機構及びレールの例として、第二送り部U12における保持機構10B及びレール25Bを模式的に示している。第一送り部U11における保持機構10A及びレール25Aは、図8に示す保持機構10B及びレール25Bと左右対称に現れるので、図示を省略している。まず、図8を参照して、保持機構10の具体例を説明する。
リンク12の上部には、レール25の対向部25a,25bに挟まれた被案内部12bが設けられている。アタッチメント12aに取り付けられた保持部15は、台部15a、可動軸15b、及び、ばね15eを備えている。台部15aは、アタッチメント12aに取り付けられて固定され、シート縁部SH10を載置する。可動軸15bは、台部15aの上面に突き当たる突き当て部15c、並びに、シートSH1の保持を開始する手前位置及びシートSH1の保持の終了位置において突き当て部15cを台部15aから離隔させるための壁部19に接触する被接触部15dを有し、台部15aに対して昇降可能に取り付けられている。ばね15eは、例えば圧縮コイルばねとされ、台部15aに突き当て部15cが突き当たる向きに可動軸15bを付勢する。
また、保持部15がシートSH1の保持の終了位置に来ると、被接触部15dが壁部19に接触して可動軸15bが上昇し突き当て部15cが台部15aから離隔する。保持部15がシートSH1の保持の終了位置を過ぎると、被接触部15dが壁部19から離隔し、突き当て部15cが台部15aに突き当たる。これにより、台部15aと突き当て部15cとの挟持からシート縁部SH10が解放される。
以上より、送り部U11,U12は、保持部15が下流側D1Lへ移動する範囲内において保持部15にシート縁部SH10を保持させる。図2,4,5には、第一送り部U11の保持部15がシートSH1の第一縁部SH11を解放可能に保持した状態における第一移動方向D41、及び、第二送り部U12の保持部15がシートSH1の第二縁部SH12を解放可能に保持した状態における第二移動方向D42を示している。ここで、移動方向D41,D42を移動方向D4と総称する。
レール25A,25Bとカバー30A,30Bを有する支持部20A,20Bは、いずれも、マーク検出部U3を取り付けるための取付部位21,22を有している。
むろん、上述した説明が支持部20A,20Bの両方に当てはまる。
以上のようにして、各位置P1〜P3において支持部20とともに保持機構10の幅方向D2における位置が調整される。これにより、支持部20に取り付けられているマーク検出部U3も幅方向D2における位置が調整される。従って、マーク検出部U3の幅方向D2における位置を調整する機構を別途設ける必要がなく、保持機構10A,10Bの間隔をシートSH1の幅に合わせるという必要な作業を行っておけばマーク検出部U3の幅方向D2における位置を調整する作業は不要である。
また、位置調整機構40の設置箇所は、3箇所に限定されず、位置P1,P2の間に位置調整機構を追加する等して4箇所以上にしてもよいし、減らして2箇所又は1箇所に限定してもよい。
情報出力部131は、例えばディスプレイや音声出力器やプリンターで構成され、利用者から操作入力を受け付けた各種設定の内容や熱成形品製造システムSY1の運転状況を表す各種情報を表示等により出力する。操作部132は、例えば、カーソルボタンや数字ボタンや確定ボタンといった複数のボタンで構成され、利用者から操作入力を受け付ける。
図11は、制御盤100が行う設定処理を例示している。この処理は、制御盤100の中央制御回路101が主体となって行い、マルチタスクにより他の処理と並列して行われる。
制御盤100は、設定入力画面を表示させる操作を受け付けると、図11に示すような設定入力画面140を情報出力部131に表示する(ステップS102。以下、「ステップ」の記載を省略)。設定入力画面140には、ショット間隔L1(図4参照)の入力欄141、検出後送りL2(図4参照)の入力欄142、及び、マーク検出範囲L3の入力欄143を有している。長さL1は、ショットST1の間隔である。長さL2は、マークセンサーSN1,SN2でマークM1,M2を検出してからショットST1の位置までのシートSH1の搬送距離である。マーク検出範囲L3は、ショットST1毎にマークセンサーSN1,SN2でマークM1,M2が検出されるか否かを判断する範囲である。
制御盤100は、成形を開始させる操作を受け付けると、図12に示す搬送成形処理を開始し、ヒーター制御部114においてヒーター群HGへの通電を開始する(S202)。これにより、ヒーター群HGは、シートSH1を予備加熱する。以降、シートSH1において第一縁部SH11の送りと第二縁部SH12の送りとを別々に独立して駆動する処理を行う。図12において、S210,S212,S214,S216は第一縁部SH11を送る処理を示し、S220,S222,S224,S226は第二縁部SH12を送る処理を示している。
以上により、両縁部SH11,SH12は、搬送速度V1で搬送方向D1へ移動する。
以上により、両縁部SH11,SH12は、マークM1,M2から設定距離(L2)の位置において停止する。
以上により、両縁部SH11,SH12は、搬送速度V1で搬送方向D1へ移動する。上述した処理の繰り返しにより、シートSH1がショットST1の間隔L1で間欠的に搬送されて停止時にシートSH1が差圧により成形される処理が繰り返される。
また、マークセンサーSN1がレールを含む支持部から離れた場所に設置されていると、シートSH1の幅が変わる度にマークセンサーSN1の幅方向D2における位置を調整する必要がある。
また、レール25を含む支持部20にマーク検出部U3が取り付けられているので、シートSH1の幅が変わってもマーク検出部U3のシート幅方向D2における位置を調整する必要が無くなる。
さらに、シートSH1に対して一面SH1a側からマークM0を検出することもできれば他面SH1b側からマークM0を検出することもできるので、差圧成形の自由度が高い。
さらに、使用によりチェーン11の伸びに差が生じるといった各縁部SH11,SH12の送りの速度に差が生じても、各マークM1,M2の検出を起点として設定距離(L2)の送りが行われた時点で各縁部SH11,SH12の送りが停止する。従って、この点でも、差圧成形位置の精度が向上し、成形品PR1の位置が印刷模様PRT1の位置からずれ難い。
本技術は、種々の変形例が考えられる。
例えば、成形品製造システムは、製品取出装置が無くてもよく、スクラップ回収装置が無くてもよく、トリミング装置が無くてもよく、シート供給装置が無くてもよい。これらの成形品製造システムに含まれる差圧成形装置も、本技術に含まれる。別の装置によりシートが加熱されて軟化する場合、成形品製造システムは加熱装置が無くてもよい。この成形品製造システムに含まれる差圧成形装置も、本技術に含まれる。
シートの搬送部は、チェーンを有する搬送部に限定されず、シート縁部を挟むローラー対を有する搬送部等でもよい。
マーク検出部は、カバーを介してレールに取り付けられることに限定されず、例えば、レールに直接接触して取り付けられてもよい。
また、マークセンサーSN1,SN2の一方が無くても、図14に示すような処理を行うことにより、本技術を適用可能である。
上述した処理の繰り返しにより、シートSH1がショットST1の間隔L1で間欠的に搬送されて停止時にシートSH1が差圧により成形される処理が繰り返される。
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、差圧成形位置の精度を向上させる技術等を提供することができる。むろん、独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術及び上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。
10,10A,10B…保持機構、11…チェーン、15…保持部、
20,20A,20B…支持部、21…第一取付部位、22…第二取付部位、
25,25A,25B…レール、30,30A,30B…カバー、
40…位置調整機構、
50,50A,50B…支持部材、
70…成形装置、
100…制御盤、131…情報出力部、132…操作部、140…設定入力画面、
A1…成形範囲、C1…中心、
D1…搬送方向、D1U…上流側、D1L…下流側、D2…幅方向、D3…上下方向、
D4…移動方向、D41…第一移動方向、D42…第二移動方向、
DE1…シート供給装置、DE2…加熱装置、DE4…トリミング装置、
DE5…スクラップ回収装置、DE6…製品取出装置、
DR0,DR1,DR2…駆動部、
M0,M1,M2…マーク、
PR1…成形品、PRT1…模様、
S1…第一の側、S2…第二の側、
SH1…シート、SH1a…一面、SH1b…他面、SH2…成形シート、
SH10…縁部、SH11…第一縁部、SH12…第二縁部、
SN1…マークセンサー(第一マーク検出部の構成要素の例)、
SN2…マークセンサー(第二マーク検出部の構成要素の例)、
ST1,ST2…ショット、
SY1…熱成形品製造システム、
U1…搬送部、U2…差圧成形部、U3…マーク検出部、U4…制御部、
U11…第一送り部、U12…第二送り部、
Z1…シート供給ゾーン、Z2…加熱ゾーン、Z3…成形ゾーン、
Z4…トリミングゾーン、Z5…スクラップ回収ゾーン、Z6…製品取出ゾーン。
Claims (5)
- 成形のショットに合わせたマークを有する連続したシートを前記ショットの単位で間欠的に搬送して差圧により成形することを繰り返す差圧成形装置において、
成形ゾーンを通る搬送方向へ前記シートを搬送する搬送部と、
前記成形ゾーンにおいて前記シートを差圧により成形する差圧成形部と、
前記成形ゾーンに配置され、前記シートのマークを検出するマーク検出部と、を備え、
前記搬送部により搬送されている前記シートのマークが前記マーク検出部により検出されると、この検出時から前記ショットの間隔よりも短い設定距離の搬送が行われた時点で前記シートの搬送を停止させ、前記差圧成形部により前記シートを成形する、差圧成形装置。 - 前記搬送部は、
前記シートにおいて前記搬送方向と直交する幅方向の縁部を解放可能に保持した状態において前記成形ゾーンを通り前記縁部とともに前記搬送方向の下流側へ移動する保持機構と、
該保持機構を該保持機構の移動方向へ案内するレールを含む支持部と、を有し、
本差圧成形装置は、前記支持部とともに前記保持機構の前記幅方向における位置を調整する位置調整機構と、を備え、
前記マーク検出部は、前記成形ゾーンにおいて前記支持部に取り付けられている、請求項1に記載の差圧成形装置。 - 前記支持部は、前記シートの一面側において前記マーク検出部を着脱可能な第一取付部位と、前記シートの他面側において前記マーク検出部を着脱可能な第二取付部位と、を有し、
前記マーク検出部は、前記第一取付部位と前記第二取付部位との少なくとも一方に取り付けられている、請求項2に記載の差圧成形装置。 - 前記保持機構は、無端チェーンと、該無端チェーンに設けられて前記シートの前記縁部を解放可能に保持する複数の保持部と、を有し、
前記搬送部は、前記保持部が前記下流側へ移動する範囲内において前記保持部に前記縁部を保持させる、請求項2又は請求項3に記載の差圧成形装置。 - 成形のショットに合わせたマークを有する連続したシートを前記ショットの単位で間欠的に搬送して差圧により成形することを繰り返す差圧成形方法において、
成形ゾーンを通る搬送方向へ前記シートを搬送部により搬送し、
前記成形ゾーンに配置されたマーク検出部により前記シートのマークを検出し、
前記搬送部により搬送されている前記シートのマークが前記マーク検出部により検出されると、この検出時から前記ショットの間隔よりも短い設定距離の搬送が行われた時点で前記シートの搬送を停止させ、前記成形ゾーンにおいて差圧成形部により前記シートを差圧により成形する、差圧成形方法。
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