特許 5736012 曲げ加工装置及び曲げ加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5736012

(24)【登録日】2015年4月24日

(45)【発行日】2015年6月17日

(54)【発明の名称】曲げ加工装置及び曲げ加工方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 53/04 20060101AFI20150528BHJP

   G02C 7/10 20060101ALI20150528BHJP

   G02C 7/12 20060101ALI20150528BHJP

【ＦＩ】

   B29C53/04

   G02C7/10

   G02C7/12

【請求項の数】8

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-154972(P2013-154972)

(22)【出願日】2013年7月25日

(65)【公開番号】特開2015-24552(P2015-24552A)

(43)【公開日】2015年2月5日

【審査請求日】2013年7月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】508052031

【氏名又は名称】エステックオオサカ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100168583

【弁理士】

【氏名又は名称】前井 宏之

(72)【発明者】

【氏名】出井 義之

【審査官】 関根 崇

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第００／０１２２９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−０４７５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１０４７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０７６８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０４３１９７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００７／０５２４６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−１７８９２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ５３／０４

Ｂ２９Ｃ ５９／０２

Ｂ２９Ｌ １１／００

Ｇ０２Ｃ ７／１０

Ｇ０２Ｃ ７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シート状物を所定形状に曲げ加工する曲げ加工装置であって、
前記シート状物を把持する把持手段と、
前記把持された前記シート状物を押圧して前記シート状物を所定形状に曲げ加工する成形型と、
前記把持された前記シート状物を前記成形型に相対的に接近させる駆動手段と、
前記把持されたシート状物が前記成形型から相対的に離間する方向に前記シート状物又は前記成形型を弾性付勢する緩衝手段と
を備え、
前記把持手段は、
前記シート状物を支持し、前記成形型を貫通させる貫通孔を有する支持手段と、
前記支持手段とともに前記シート状物を挟圧し、開口部を有する挟圧手段と
を有し、
前記成形型が前記シート状物を曲げ加工する際、前記挟圧手段と曲げ加工された前記シート状物とは、前記開口部の周囲でのみ接触し、前記開口部内では接触しないように構成されている、曲げ加工装置。

【請求項2】

前記挟圧手段の前記開口部の周囲には凸部が形成され、
前記支持手段は前記貫通孔の端部の周囲に前記凸部が嵌合可能な段部を有する、請求項１に記載の曲げ加工装置。

【請求項3】

前記シート状物をガイドする材料ガイドをさらに備え、
前記材料ガイドは、ガイド本体と、一対のガイド板と、一対のスペーサーとを有し、
前記一対のガイド板は、前記一対のスペーサーを介して前記ガイド本体に載置される、請求項１または請求項２に記載の曲げ加工装置。

【請求項4】

前記緩衝手段は、
圧縮又は引張することにより弾性付勢力を発生する弾性体と、
前記弾性体を保持するとともに、前記シート状物の前記成形型への相対的な接近に伴って前記弾性体を圧縮又は引張する保持手段と
を含む、請求項１から請求項３のうちの１項に記載の曲げ加工装置。

【請求項5】

前記弾性体が前記保持手段に着脱可能である、請求項４に記載の曲げ加工装置。

【請求項6】

前記シート状物は、眼鏡もしくはサングラスの偏光レンズに用いられる偏光積層シートの素材である、請求項１から請求項５のうちの１項に記載の曲げ加工装置。

【請求項7】

前記シート状物の厚みが０．１ｍｍ〜１．０ｍｍである、請求項６に記載の曲げ加工装置。

【請求項8】

シート状物を所定形状に曲げ加工する曲げ加工方法であって、
前記シート状物を把持手段によって把持する把持工程と、
前記把持された前記シート状物を駆動手段によって成形型に相対的に接近させつつ、緩衝手段によって前記シート状物が前記成形型から相対的に離間する方向に前記シート状物又は前記成形型を弾性付勢して前記シート状物を所定形状に成形する成形工程と
を包含し、
前記把持手段は、
前記シート状物を支持し、前記成形型を貫通させる貫通孔を有する支持手段と、
前記支持手段とともに前記シート状物を挟圧し、開口部を有する挟圧手段と
を有し、
前記成形工程において、前記挟圧手段と曲げ加工された前記シート状物とは、前記開口部の周囲でのみ接触し、前記開口部内では接触しない、曲げ加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シート状物を所定形状に曲げ加工する曲げ加工装置及び曲げ加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

サングラスや眼鏡の偏光レンズを形成するために偏光積層シートが用いられている。特許文献１には、偏光積層シートの素材であるシート状物を所定形状に曲げ加工する曲げ加工方法が開示されている。

【0003】

特許文献１の曲げ加工方法では、以下のようにして偏光積層シートの素材を曲げ加工する。すなわち、平面形状の素材を成形可能な温度に加熱した後、曲げ加工用の金型内に配置する。そして、金型に設けられた吸引孔から金型内の素材を真空吸引して素材を金型の凹部形状に沿う形状に成形する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−１７８９２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年、サングラスや眼鏡の軽量化やコストダウンがますます求められており、薄い偏光積層シートが使用されるようになってきている。その場合、特許文献１による曲げ加工方法では、以下に述べるような課題があった。

【0006】

すなわち、偏光積層シートの素材が薄くなると、素材を曲げ加工する際に、金型の吸引孔から供給される真空吸引圧によって素材の一部が吸引孔に引き込まれて凸状に変形し、外観が損なわれることがある。

【0007】

一方、真空吸引圧を小さくすると、素材が金型の凹部に十分に吸着されず、素材と凹部との間に空隙が形成されて素材の表面にシワが発生することがある。

【0008】

本発明は上記課題に鑑みて創案されたものであり、その目的は、偏光積層シートの素材等のシート状物に曲げ加工する際の外観不良の発生を抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明による第１の態様は、シート状物を所定形状に曲げ加工する曲げ加工装置であって、前記シート状物を把持する把持手段と、前記把持された前記シート状物を押圧して前記シート状物を所定形状に曲げ加工する成形型と、前記把持された前記シート状物を前記成形型に相対的に接近させる駆動手段と、前記把持されたシート状物が前記成形型から相対的に離間する方向に前記シート状物又は前記成形型を弾性付勢する緩衝手段とを備える。

【0010】

また、本発明による第２の態様は、シート状物を所定形状に曲げ加工する曲げ加工方法であって、前記シート状物を把持手段によって把持する把持工程と、前記把持された前記シート状物を駆動手段によって成形型に相対的に接近させつつ、緩衝手段によって前記シート状物を前記成形型から相対的に離間する方向に弾性付勢して前記シート状物を所定形状に成形する成形工程とを包含する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、偏光積層シートの素材等のシート状物を曲げ加工する際の外観不良の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明による実施形態の曲げ加工装置を備えた製造装置の正面図である。

【図2】図１に示される製造装置で製造される偏光積層シートの斜視図である。

【図3】図１に示される曲げ加工装置の側面図である。

【図4】図３に示される曲げ加工装置の上押型の型本体の側面図及び底面図である。

【図5】図３に示される曲げ加工装置の下押型の型本体の平面図及び側面図である。

【図6】図３に示される曲げ加工装置の材料ガイドの平面図及び側面図である。

【図7】図３に示される曲げ加工装置のリフトアップガイドの平面図及び側面図である。

【図8】図１に示される製造装置による偏光積層シートの製造方法を示すフローチャートである。

【図9】図３に示される曲げ加工装置による曲げ加工方法の説明図である。

【図10】図３に示される曲げ加工装置による曲げ加工方法の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して本発明による実施形態を説明する。図１は本発明による実施形態の曲げ加工装置４００を備えた製造装置１の正面図である。

【0014】

図１に示される製造装置１は、眼鏡やサングラスの偏光レンズに用いられる偏光積層シートＳを製造する。製造装置１は、材料供給部１０と、予熱部２０と、予備加工部３０と、曲げ加工部４０と、抜き加工部５０と、材料搬送部６０と、浮き防止部７０と、粉砕部８０とを備える。

【0015】

材料供給部１０は巻取軸１１を備える。巻取軸１１には、シート状物としての原反Ｍがロール状に巻回されている。原反Ｍは帯状で、巻取軸１１から巻き出されてＸ軸方向に搬送される。原反Ｍは偏光積層シートＳの素材となるものであり、その構成は特に限定されないが、例えば、偏光層と、偏光層の両面に積層された支持層とを備える。偏光層は、例えばＰＶＡフィルムにより構成される。また、支持層は、例えばＴＡＣ、ＰＣ、ＣＡＢ、ナイロンにより形成される。また、原反Ｍの寸法は、例えば厚みが０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ、幅が１０５ｍｍである。

【0016】

予熱部２０は原反Ｍを予熱する。予熱部２０の構成は特に限定されないが、例えば熱風によって原反Ｍを加熱するものを用いることができる。原反Ｍの水分含有率が高いと、曲げ加工時にヘイズやフォグ（白濁）が発生するため、予熱処理が必要である。予熱温度や予熱時間は特に限定されないが、例えば厚さ０．２ｍｍの原反Ｍでは、予熱温度が１００℃の場合に予熱時間が６０秒〜１２０秒に設定され、予熱温度が１０５℃の場合に予熱時間が３０秒〜６０秒に設定される。

【0017】

予備加工部３０は原反Ｍに予備の曲げ加工を行う。すなわち、偏光積層シートＳの曲げ深さが大きい場合には、曲げ加工部４０で曲げ加工を行う前に原反Ｍをある程度の深さに曲げ加工しておくことで、曲げ加工部４０において原反Ｍをスムーズに最終形状に成形することができる。なお、偏光積層シートＳの曲げ深さが浅い場合には、予備加工部３０での曲げ加工を行わない場合もある。

【0018】

曲げ加工部４０は、予備加工部３０で曲げ加工された原反Ｍもしくはフラットな原反Ｍに曲げ加工を行い、原反Ｍを最終形状に成形する。

【0019】

抜き加工部５０は、原反Ｍのうち、曲げ加工部４０で所定形状に成形された部分を打ち抜いて偏光積層シートＳを得る。打ち抜かれた偏光積層シートＳは落下してシート受け５１内に収容される。

【0020】

材料搬送部６０は原反Ｍを長手方向に搬送する。原反Ｍは一方の面を上に向けた状態でＸ軸方向に水平に搬送される。

【0021】

浮き防止部７０は、原反Ｍの長手方向両側縁部を厚さ方向に挟圧して原反Ｍの一方の面を略水平な状態に維持する。

【0022】

粉砕部８０は、偏光積層シートＳが打ち抜かれた原反Ｍを粉砕する。粉砕によって生じた粉砕屑は落下して屑受け８１内に収容される。

【0023】

曲げ加工部４０は曲げ加工装置４００を備える。曲げ加工装置４００は、曲げ加工部４０に搬送されてくる原反Ｍに曲げ加工を行う。曲げ加工装置４００は駆動部４８０を備える。曲げ加工装置４００の詳細は図３〜図７を参照して後述する。

【0024】

製造装置１はフレーム２とフレーム３とをさらに備える。フレーム２は、予備加工部３０と、曲げ加工部４０と、抜き加工部５０とを支持する。フレーム３は、予熱部２０と、予備加工部３０と、曲げ加工部４０と、抜き加工部５０と、材料搬送部６０と、浮き防止部７０と、粉砕部８０とを支持する。

【0025】

図２は製造装置１で製造される偏光積層シートＳの斜視図である。図２（ａ）は円形の偏光積層シートＳを示し、図２（ｂ）は矩形の偏光積層シートＳを示す。偏光積層シートＳは、偏光層（図示せず）と、偏光層の両面に積層された支持層（図示せず）とを備える。支持層の数は特に限定されないが、例えば、偏光層の両面の各々に支持層が１〜３層積層される。偏光積層シートＳは、眼鏡やサングラスに用いられる偏光レンズの一部を構成する。

【0026】

次に、図３〜図７を参照して、曲げ加工装置４００の詳細について説明する。図３は曲げ加工装置４００の側面図であり、図４は曲げ加工装置４００の上押型４１０の型本体４１１の側面図及び底面図であり、図５は曲げ加工装置４００の下押型４２０の型本体４２１の平面図及び側面図であり、図６は曲げ加工装置４００の材料ガイド４４０の平面図及び側面図であり、図７は曲げ加工装置４００のリフトアップガイド４５０の平面図及び側面図である。

【0027】

図３に示すように、曲げ加工装置４００は、上押型４１０と、下押型４２０と、ヒーター４３０と、材料ガイド４４０と、リフトアップガイド４５０と、複数本のガイドロッド４６０と、緩衝機構４７０と、駆動部４８０とを備える。

【0028】

図３及び図４に示すように、上押型４１０は、例えば金属や合成樹脂等により形成され、型本体４１１と支軸４１２とを備える。型本体４１１は上端部が閉鎖された円筒状に形成され、下面に開口部４１１ａを有し、開口部４１１ａの周囲には環状の凸部４１１ｂが形成されている。型本体４１１の上端部の中心部には孔４１１ｃが設けられており、孔４１１ｃには支軸４１２の下端部が圧入固定される。支軸４１２は鉛直方向に延びており、製造装置１のフレーム２を貫通して上端部が駆動部４８０の駆動軸に連結されている。

【0029】

図３及び図５に示すように、下押型４２０は型本体４２１とホルダー４２２とを備える。型本体４２１は熱伝導性が良好な金属や合成樹脂等により形成され、円柱状を呈する。型本体４２１の頂部は球面状の押圧面４２１ａとなっている。ホルダー４２２は型本体４２１を取り囲むように形成されている。下押型４２０は円形の偏光積層シートＳ（図２（ａ）参照）を成形するためのもので、円柱状を呈しているが、他の形状でもよい。例えば、矩形の偏光積層シートＳ（図２（ｂ）参照）を成形する下押型は角柱状に形成される。

【0030】

図３に示すように、ヒーター４３０はホルダー４２２に取り付けられており、下押型４２０の型本体４２１の内部に延びている。ヒーター４３０は、型本体４２１を例えば１００℃程度に加熱する。

【0031】

図３及び図６に示すように、材料ガイド４４０は、ガイド本体４４１と、一対のガイド板４４２と、一対のスペーサー４４３とを備える。

【0032】

ガイド本体４４１は矩形板状で、下押型４２０の型本体４２１を貫通させる貫通孔４４１ａを有する。ガイド板４４２はスペーサー４４３を介してガイド本体４４１の上面の両側縁部上に載置され、ネジ等の固定部材４４４によって、ガイド板４４２、スペーサー４４３、及びガイド本体４４１が共締めされている。ガイド板４４２は円弧状の切欠部４４２ａを有しており、切欠部４４２ａは下押型４２０の型本体４２１の外周面に沿っている。

【0033】

図３及び図７に示すように、リフトアップガイド４５０は円環状で、貫通孔４５０ａと、段部４５０ｂと、複数のガイド孔４５０ｃとを有する。貫通孔４５０ａは下押型４２０の型本体４２１を貫通させる。段部４５０ｂは貫通孔４５０ａの上端の周囲に形成されており、上押型４１０の凸部４１１ｂ（図４参照）が接離する。リフトアップガイド４５０及び上押型４１０は本発明の把持手段として機能する。

【0034】

複数のガイド孔４５０ｃの各々にはガイドロッド４６０の上端部が圧入固定される。ガイドロッド４６０は、ホルダー４２２及びフレーム３を摺動自在に貫通し、下端部が緩衝機構４７０の押さえ部材４７４に固着されている。本実施形態では、ガイドロッド４６０が４本であるが、ガイドロッド４６０の本数は４本以外の本数（例えば、６本）でもよい。

【0035】

図３に示すように、緩衝機構４７０は、支持部材４７１と、弾性体４７２と、シャフト４７３と、押さえ部材４７４とを備える。緩衝機構４７０は本発明の緩衝手段として機能する。

【0036】

支持部材４７１は板状を呈する。弾性体４７２は、例えば、発泡ウレタン等の合成樹脂により形成され、筒状を呈する。発泡ウレタンとしては、例えば、株式会社ハヤシのラポック（商品名）を用いることができる。弾性体４７２は支持部材４７１の上面に垂直に載置され、支持部材４７１と押さえ部材４７４との間に圧縮可能に保持される。弾性体４７２が圧縮されることで、押さえ部材４７４を上向きに弾性付勢する力が発生する。その結果、複数本のガイドロッド４６０を介してリフトアップガイド４５０が向きに弾性付勢される。支持部材４７１及び押さえ部材４７４は本発明の保持手段として機能する。

【0037】

シャフト４７３の上部の外周面にはネジ山が形成されている。フレーム３には当該ネジ山が螺合するネジ孔３ａが形成されている。シャフト４７３は、支持部材４７１の下方から、支持部材４７１、弾性体４７２、及び押さえ部材４７４を摺動自在に貫通し、上端部がフレーム３のネジ孔３ａに螺合している。

【0038】

シャフト４７３を軸線周りに回転させることで、シャフト４７３がフレーム３に対して軸線方向に移動する。フレーム３へねじ込まれる方向と反対方向にシャフト４７３を回転させることで、シャフト４７３の上端部がフレーム３から抜け出して、支持部材４７１及び弾性体４７２がシャフト４７３とともにフレーム３から離脱する。その状態で、弾性体４７２をシャフト４７３から抜いて他の弾性体に交換することができる。弾性体４７２を弾性率が異なる他の弾性体に交換することで、弾性体４７２がリフトアップガイド４５０を上向きに弾性付勢する力を調節することができる。

【0039】

駆動部４８０は、例えば空気圧シリンダ等のアクチュエーターにより構成される。駆動部４８０によって、上押型４１０はＺ軸に沿う方向に往復移動する。駆動部４８０は本発明の駆動手段として機能する。

【0040】

なお、予備加工部３０（図１参照）は、曲げ深さが曲げ加工部４０よりも小さい点を除いては曲げ加工部４０と実質的に同一の構成である。

【0041】

次に、図１、図３、図８、図９及び図１０を参照して、製造装置１による偏光積層シートＳの製造方法を説明する。図８は製造装置１による偏光積層シートＳの製造方法を示すフローチャートであり、図９及び図１０は曲げ加工装置４００による曲げ加工方法の説明図である。

【0042】

図１において、作業員が製造装置１を起動すると、材料搬送部６０が材料供給部１０から原反Ｍを巻き出してＸ軸方向に搬送する。そして、図８のステップＳ１００において、予熱部２０が原反Ｍを所定温度に予熱する。次に、ステップＳ２００において、予備加工部３０が必要に応じて原反Ｍに予備の曲げ加工を行う。

【0043】

次に、ステップＳ３００において、曲げ加工装置４００（図３参照）の上押型４１０が下降して、図９に示すように、上押型４１０の凸部４１１ｂがリフトアップガイド４５０の段部４５０ｂに嵌合し、凸部４１１ｂが段部４５０ｂの底面との間で原反Ｍを挟圧して原反Ｍを把持する。ステップＳ３００は本発明の把持工程に相当する。

【0044】

次に、図８のステップＳ４００において、上押型４１０がさらに下降して、上押型４１０とリフトアップガイド４５０とによって把持された原反Ｍが下押型４２０に接近する。その結果、図１０に示すように、原反Ｍが型本体４２１の押圧面４２１ａによって厚さ方向に押圧されて押圧面４２１ａに沿って変形し、所定形状に成形される。ステップＳ４００は本発明の成形工程に相当する。

【0045】

上押型４１０がリフトアップガイド４５０を下降させる際には、押さえ部材４７４（図３参照）が弾性体４７２を圧縮する。上押型４１０が下降するに従って弾性体４７２の圧縮量が大きくなり、弾性体４７２がリフトアップガイド４５０を上向き（すなわち、原反Ｍが下押型４２０から離間する方向）に弾性付勢する力が大きくなる。したがって、リフトアップガイド４５０は一気に下降せず、弾性体４７２によって緩衝されながら徐々に下降する。

【0046】

その結果、原反Ｍが下押型４２０の押圧面４２１ａに押圧されて所定形状に成形される際において、原反Ｍに過大な力が作用することがなく、原反Ｍが破断することが抑制される。

【0047】

次に、図８のステップＳ５００において、抜き加工部５０（図１参照）が原反Ｍに打ち抜き加工を行い、所定形状の偏光積層シートＳ（図２参照）を作製する。打ち抜かれた偏光積層シートＳはシート受け５１内に落下する。偏光積層シートＳは偏光レンズの製造工程に搬送され、射出成形や熱重合等によって偏光レンズが作製される。

【0048】

そして、図８のステップＳ６００において、偏光積層シートＳが打ち抜かれた原反Ｍを粉砕部８０が粉砕する。それによって生じる粉砕屑は屑受け８１内に落下する。

【0049】

以上のように、製造装置１によれば、長尺の原反Ｍを長手方向に搬送し、搬送方向に配置された各種装置によって原反Ｍに順次加工を行うため、偏光積層シートＳを効率良く製造することができる。また、曲げ加工装置４００は、原反Ｍを真空吸引せずに曲げ加工を行うため、作製された偏光積層シートＳに真空吸引の痕跡が残ることがない。したがって、偏光積層シートＳの歩留まり率が向上し、偏光積層シートＳを安価に製造することができる。

【0050】

以上、図１〜図１０を参照して、本発明の実施形態を説明したが、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で本実施形態に種々の改変を施すことができる。

【0051】

例えば、本実施形態では、シート状物を成形型に対して接近及び離間させて曲げ加工を行うようにしているが、成形型をシート状物に対して接近及び離間させて曲げ加工を行うようにしてもよい。

【0052】

また、本実施形態では、シート状物を成形型から離間する方向に弾性付勢しながら成形型に押圧しているが、成形型をシート状物から離間する方向に弾性付勢しながらシート状物に押圧してもよい。

【0053】

また、本実施形態では、シート状物を成形型から相対的に離間する方向に弾性付勢するための弾性体として、合成樹脂製の弾性体が用いられているが、当該弾性体に換えて他の弾性体（例えば、コイルバネ）を用いてもよい。

【0054】

また、本実施形態では、圧縮することにより弾性付勢力を発生する弾性体が用いられているが、引張することにより弾性付勢力を発生する弾性体を用いてもよい。引張することにより弾性付勢力を発生する弾性体を用いる場合には、シート状物の成形型への相対的な接近に伴って弾性体が引っ張られるように保持手段を構成する。

【0055】

また、本発明は、眼鏡やサングラスの偏光レンズに用いられる偏光積層シートの素材となるシート状物以外のシート状物に曲げ加工を行う場合にも適用可能である。

【0056】

その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で本実施形態に種々の改変を施すことができる。

【符号の説明】

【0057】

１ 製造装置
２ フレーム
３ フレーム
４００ 曲げ加工装置
４１０ 上押型（把持手段）
４２１ 下押型（成形型）
４５０ リフトアップガイド（把持手段）
４８０ 駆動部（駆動手段）
４７０ 緩衝機構（緩衝手段）
４７１ 支持部材（保持手段）
４７２ 弾性体
４７４ 押さえ部材（保持手段）
Ｓ 偏光積層シート
Ｍ 原反（シート状物）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】