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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022114639
(43)【公開日】2022-08-08
(54)【発明の名称】熱成形装置および熱成形方法
(51)【国際特許分類】
B29C 51/10 20060101AFI20220801BHJP
B29C 51/46 20060101ALI20220801BHJP
【ＦＩ】
B29C51/10
B29C51/46
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021011011
(22)【出願日】2021-01-27
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2021-07-07
(71)【出願人】
【識別番号】304050369
【氏名又は名称】株式会社浅野研究所
(71)【出願人】
【識別番号】000241463
【氏名又は名称】豊田合成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000291
【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】高橋 利征
(72)【発明者】
【氏名】高井 章伍
(72)【発明者】
【氏名】寺本 一典
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 裕介
(72)【発明者】
【氏名】飯村 公浩
【テーマコード（参考）】
4F208
【Ｆターム（参考）】
4F208AC03
4F208MA01
4F208MB01
4F208MD01
4F208MH06
4F208MK15
(57)【要約】
【課題】安定してシートを熱成形できる熱成形装置および熱成形方法を提供する。
【解決手段】本開示の一態様は、熱可塑性のシートＳＨの上側に設けられる上チャンバ１６内に配置され、シートＳＨを加熱する熱板１２と、シートＳＨの下側に設けられる下チャンバ１７内に配置され、シートＳＨを成形する金型１３と、各種制御を行う制御部１５と、を有し、シートＳＨを熱成形する熱成形装置１において、上チャンバ１６内の真空圧を測定する上真空圧センサ２１と、下チャンバ１７内の真空圧を測定する下真空圧センサ３１と、を有し、制御部１５は、上真空圧センサ２１の測定値と下真空圧センサ３１の測定値に基づいて、上チャンバ１６内の真空圧または／及び下チャンバ１７内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、熱板１２の駆動または／及び金型１３の駆動を開始する。
【選択図】図５
【解決手段】本開示の一態様は、熱可塑性のシートＳＨの上側に設けられる上チャンバ１６内に配置され、シートＳＨを加熱する熱板１２と、シートＳＨの下側に設けられる下チャンバ１７内に配置され、シートＳＨを成形する金型１３と、各種制御を行う制御部１５と、を有し、シートＳＨを熱成形する熱成形装置１において、上チャンバ１６内の真空圧を測定する上真空圧センサ２１と、下チャンバ１７内の真空圧を測定する下真空圧センサ３１と、を有し、制御部１５は、上真空圧センサ２１の測定値と下真空圧センサ３１の測定値に基づいて、上チャンバ１６内の真空圧または／及び下チャンバ１７内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、熱板１２の駆動または／及び金型１３の駆動を開始する。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱可塑性のシートの上側に設けられる上チャンバ内に配置され、前記シートを加熱する熱板と、
前記シートの下側に設けられる下チャンバ内に配置され、前記シートを成形する成形型と、
各種制御を行う制御部と、を有し、
前記シートを熱成形する熱成形装置において、
前記上チャンバ内の真空圧を測定する上真空圧センサと、
前記下チャンバ内の真空圧を測定する下真空圧センサと、を有し、
前記制御部は、前記上真空圧センサの測定値と前記下真空圧センサの測定値に基づいて、前記上チャンバ内の真空圧または／及び前記下チャンバ内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、前記熱板の駆動または／及び前記成形型の駆動を開始すること、
を特徴とする熱成形装置。
前記シートの下側に設けられる下チャンバ内に配置され、前記シートを成形する成形型と、
各種制御を行う制御部と、を有し、
前記シートを熱成形する熱成形装置において、
前記上チャンバ内の真空圧を測定する上真空圧センサと、
前記下チャンバ内の真空圧を測定する下真空圧センサと、を有し、
前記制御部は、前記上真空圧センサの測定値と前記下真空圧センサの測定値に基づいて、前記上チャンバ内の真空圧または／及び前記下チャンバ内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、前記熱板の駆動または／及び前記成形型の駆動を開始すること、
を特徴とする熱成形装置。
【請求項2】
請求項１の熱成形装置において、
前記制御部は、
前記上チャンバ内の真空圧を前記設定圧力値にして前記熱板を前記シートに接触させて前記シートを加熱した後、
前記下チャンバ内を吸引し、前記下チャンバ内の真空圧が前記設定圧力値に到達したときに、前記熱板の上昇を開始して前記熱板を前記シートから離間させるとともに、前記成形型の上昇を開始して前記成形型を前記シートに接触させ、
前記成形型により前記シートを成形すること、
を特徴とする熱成形装置。
前記制御部は、
前記上チャンバ内の真空圧を前記設定圧力値にして前記熱板を前記シートに接触させて前記シートを加熱した後、
前記下チャンバ内を吸引し、前記下チャンバ内の真空圧が前記設定圧力値に到達したときに、前記熱板の上昇を開始して前記熱板を前記シートから離間させるとともに、前記成形型の上昇を開始して前記成形型を前記シートに接触させ、
前記成形型により前記シートを成形すること、
を特徴とする熱成形装置。
【請求項3】
請求項２の熱成形装置において、
前記制御部は、前記上チャンバ内の真空圧と前記下チャンバ内の真空圧とを同圧または略同圧に保持した状態で、前記熱板と前記成形型を上昇させること、
を特徴とする熱成形装置。
前記制御部は、前記上チャンバ内の真空圧と前記下チャンバ内の真空圧とを同圧または略同圧に保持した状態で、前記熱板と前記成形型を上昇させること、
を特徴とする熱成形装置。
【請求項4】
請求項２または３の熱成形装置において、
前記制御部は、前記成形型により前記シートを成形するときに、前記上チャンバ内に圧縮空気を供給して前記上チャンバ内を加圧すること、
を特徴とする熱成形装置。
前記制御部は、前記成形型により前記シートを成形するときに、前記上チャンバ内に圧縮空気を供給して前記上チャンバ内を加圧すること、
を特徴とする熱成形装置。
【請求項5】
請求項１乃至４のいずれか１つの熱成形装置において、
前記上チャンバ内を吸引する第１真空ポンプと前記上チャンバとに繋がる流路を開閉する上開閉弁と、
前記下チャンバ内を吸引する第２真空ポンプと前記下チャンバとに繋がる流路を開閉する下開閉弁と、を有し、
前記制御部は、前記上真空圧センサの測定値と前記下真空圧センサの測定値に基づいて、前記上開閉弁と前記下開閉弁を開閉して、前記上チャンバ内の真空圧と前記下チャンバ内の真空圧を前記設定圧力値に保持すること、
を特徴とする熱成形装置。
前記上チャンバ内を吸引する第１真空ポンプと前記上チャンバとに繋がる流路を開閉する上開閉弁と、
前記下チャンバ内を吸引する第２真空ポンプと前記下チャンバとに繋がる流路を開閉する下開閉弁と、を有し、
前記制御部は、前記上真空圧センサの測定値と前記下真空圧センサの測定値に基づいて、前記上開閉弁と前記下開閉弁を開閉して、前記上チャンバ内の真空圧と前記下チャンバ内の真空圧を前記設定圧力値に保持すること、
を特徴とする熱成形装置。
【請求項6】
熱可塑性のシートの上側に設けられる上チャンバ内に配置され、前記シートを加熱する熱板と、
前記シートの下側に設けられる下チャンバ内に配置され、前記シートを成形する成形型と、を使用し、
前記シートを熱成形する熱成形方法において、
前記上チャンバ内の真空圧を測定する上真空圧センサと、
前記下チャンバ内の真空圧を測定する下真空圧センサと、を使用し、
前記上真空圧センサの測定値と前記下真空圧センサの測定値に基づいて、前記上チャンバ内の真空圧または／及び前記下チャンバ内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、前記熱板の駆動または／及び前記成形型の駆動を開始すること、
を特徴とする熱成形方法。
前記シートの下側に設けられる下チャンバ内に配置され、前記シートを成形する成形型と、を使用し、
前記シートを熱成形する熱成形方法において、
前記上チャンバ内の真空圧を測定する上真空圧センサと、
前記下チャンバ内の真空圧を測定する下真空圧センサと、を使用し、
前記上真空圧センサの測定値と前記下真空圧センサの測定値に基づいて、前記上チャンバ内の真空圧または／及び前記下チャンバ内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、前記熱板の駆動または／及び前記成形型の駆動を開始すること、
を特徴とする熱成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、熱成形装置および熱成形方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、芯材表面に表皮材を真空貼着して積層成形体を成形する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００２－１８９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
シートを熱形成する際に、シートが配置されるチャンバ内の圧力（真空圧）が安定しない場合には、成形対象のシートの挙動を制御できず、安定してシートを熱成形できないおそれがある。特許文献１には、芯材表面に表皮材を真空貼着して積層成形体を成形する技術が開示されているが、成形対象となる芯材や表皮材の挙動の制御に関しては開示されておらず、シートを熱形成する際に安定してシートの熱成形を行うための手法については、何ら開示されていない。
【0005】
そこで、本開示は上記した課題を解決するためになされたものであり、安定してシートを熱成形できる熱成形装置および熱成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、熱可塑性のシートの上側に設けられる上チャンバ内に配置され、前記シートを加熱する熱板と、前記シートの下側に設けられる下チャンバ内に配置され、前記シートを成形する成形型と、各種制御を行う制御部と、を有し、前記シートを熱成形する熱成形装置において、前記上チャンバ内の真空圧を測定する上真空圧センサと、前記下チャンバ内の真空圧を測定する下真空圧センサと、を有し、前記制御部は、前記上真空圧センサの測定値と前記下真空圧センサの測定値に基づいて、前記上チャンバ内の真空圧または／及び前記下チャンバ内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、前記熱板の駆動または／及び前記成形型の駆動を開始すること、を特徴とする。
【0007】
この態様によれば、上チャンバ内の真空圧または／及び下チャンバ内の真空圧をトリガとして、熱板や成形型の駆動を開始する。そのため、上チャンバ内または／及び下チャンバ内の環境を安定させて、シートの挙動を制御しながら、熱板によるシートの加熱や成形型によるシートの成形を行うことができる。したがって、安定してシートを熱成形できる。
【0008】
上記の態様においては、前記制御部は、前記上チャンバ内の真空圧を前記設定圧力値にして前記熱板を前記シートに接触させて前記シートを加熱した後、前記下チャンバ内を吸引し、前記下チャンバ内の真空圧が前記設定圧力値に到達したときに、前記熱板の上昇を開始して前記熱板を前記シートから離間させるとともに、前記成形型の上昇を開始して前記成形型を前記シートに接触させ、前記成形型により前記シートを成形すること、が好ましい。
【0009】
この態様によれば、シートを加熱した後、加熱されたシートを成形型により成形するときに、下チャンバ内の真空圧をトリガとして、熱板及び成形型の上昇を開始する。そのため、下チャンバ内の環境を安定させて、シートの挙動を制御しながら、成形型によるシートの成形を行うことができる。したがって、安定してシートを熱成形できる。
【0010】
上記の態様においては、前記制御部は、前記上チャンバ内の真空圧と前記下チャンバ内の真空圧とを同圧または略同圧に保持した状態で、前記熱板と前記成形型を上昇させること、が好ましい。
【0011】
この態様によれば、シートを水平に保ちながら、成形型によるシートの成形を行うことができる。
【0012】
上記の態様においては、前記制御部は、前記成形型により前記シートを成形するときに、前記上チャンバ内に圧縮空気を供給して前記上チャンバ内を加圧すること、が好ましい。
【0013】
この態様によれば、成形型によりシートを成形する際に、上チャンバ内を加圧することにより、より確実にシートを成形型に接触させることができるので、より安定して成形型によるシートの成形を行うことができる。
【0014】
上記の態様においては、前記上チャンバ内を吸引する第１真空ポンプと前記上チャンバとに繋がる流路を開閉する上開閉弁と、前記下チャンバ内を吸引する第２真空ポンプと前記下チャンバとに繋がる流路を開閉する下開閉弁と、を有し、前記制御部は、前記上真空圧センサの測定値と前記下真空圧センサの測定値に基づいて、前記上開閉弁と前記下開閉弁を開閉して、前記上チャンバ内の真空圧と前記下チャンバ内の真空圧を前記設定圧力値に保持すること、が好ましい。
【0015】
この態様によれば、安定して上チャンバ内の真空圧と下チャンバ内の真空圧を設定圧力値に保持できるので、より正確にシートの挙動を制御できる。
【0016】
上記課題を解決するためになされた本開示の他の形態は、熱可塑性のシートの上側に設けられる上チャンバ内に配置され、前記シートを加熱する熱板と、前記シートの下側に設けられる下チャンバ内に配置され、前記シートを成形する成形型と、を使用し、前記シートを熱成形する熱成形方法において、前記上チャンバ内の真空圧を測定する上真空圧センサと、前記下チャンバ内の真空圧を測定する下真空圧センサと、を使用し、前記上真空圧センサの測定値と前記下真空圧センサの測定値に基づいて、前記上チャンバ内の真空圧または／及び前記下チャンバ内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、前記熱板の駆動または／及び前記成形型の駆動を開始すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【0017】
本開示の熱成形装置および熱成形方法によれば、安定してシートを熱成形できる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本実施形態の熱成形装置の概略構成を示す図であり、加熱工程を示す図である。
【図2】本実施形態の熱成形装置の概略構成を示す図であり、真空工程を示す図である。
【図3】本実施形態の熱成形装置の概略構成を示す図であり、成形工程を示す図である。
【図4】本実施形態における上真空バルブと下真空バルブと熱板と金型の駆動のタイミングを表したタイムチャートを示す図である。
【図6】従来技術における上真空バルブと下真空バルブと熱板と金型の駆動のタイミングを表したタイムチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本開示の熱成形装置および熱成形方法の１つの実施形態を実現する熱成形装置１について説明する。
【0020】
＜熱成形装置の全体の概要説明＞
まず、熱成形装置１の全体の概要について説明する。
まず、熱成形装置１の全体の概要について説明する。
【0021】
【0022】
筐体１１の内部には、シートＳＨが配置され、シートＳＨの上側に上チャンバ１６が設けられ、シートＳＨの下側に下チャンバ１７が設けられている。
【0023】
シートＳＨは、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ：ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）等、一般的な熱可塑性の樹脂製シートである。なお、ＪＩＳ（日本工業規格）の包装用語による規格は、厚さ２５０μｍ以上の薄板状のプラスチック材をシートとし、厚さ２５０μｍ未満の膜状のプラスチック材をフィルムとして、規定している。しかしながら、本実施形態では、熱成形装置１で熱成形するプラスチック材をその厚みで区別せず、フィルムの範疇にある厚さのプラスチック材であっても、シートＳＨと総称している。
【0024】
熱板１２は、上チャンバ１６内に配置され、シートＳＨに接触して、当該シートＳＨを加熱する板である。
【0025】
金型１３は、下チャンバ１７内に配置され、シートＳＨに対して熱板１２とは反対側の位置に設けられており、シートＳＨに接触して、当該シートＳＨを成形する成形型である。
【0026】
テーブル１４は、その上面に金型１３が配置されており、金型１３を上下させる台である。
【0027】
制御部１５は、熱成形装置１における各機器の各種制御を行う機器であり、例えば、熱板１２やテーブル１４を上下させる制御、熱板１２によりシートＳＨを加熱する制御、金型１３によりシートＳＨを成形する制御など、を行う。また、制御部１５は、後述する上真空圧センサ２１や下真空圧センサ３１の測定値を受け取ることができるようになっている。
【0028】
本実施形態では、熱成形装置１は、上真空圧センサ２１と、第１真空ポンプ２２と、上真空バルブ２３と、下真空圧センサ３１と、第２真空ポンプ３２と、下真空バルブ３３と、両引き真空バルブ４１と、圧空供給部５１と、圧空バルブ５２と、を有する。
【0029】
上真空圧センサ２１は、上チャンバ１６内の真空圧を測定するセンサである。第１真空ポンプ２２は、上チャンバ１６内を吸引するポンプである。上真空バルブ２３は、上チャンバ１６内と第１真空ポンプ２２とに繋がる流路２４に設けられるバルブであって、流路２４を開閉する。なお、上真空バルブ２３は、本開示の「上開閉弁」の一例である。
【0030】
下真空圧センサ３１は、下チャンバ１７内の真空圧を測定するセンサである。第２真空ポンプ３２は、下チャンバ１７内（または、上チャンバ１６内）を吸引するポンプである。下真空バルブ３３は、下チャンバ１７内と第２真空ポンプ３２とに繋がる流路３４に設けられるバルブであって、流路３４を開閉する。なお、下真空バルブ３３は、本開示の「下開閉弁」の一例である。
【0031】
両引き真空バルブ４１は、流路２４における上真空バルブ２３よりも第１真空ポンプ２２側の位置と、流路３４における下真空バルブ３３よりも第２真空ポンプ３２側の位置とに繋がる流路４２に設けられ、流路４２を開閉するバルブである。
【0032】
圧空供給部５１は、上チャンバ１６に圧縮空気を供給する機器である。圧空バルブ５２は、上チャンバ１６内と圧空供給部５１とに繋がる流路５３に設けられるバルブであって、流路５３を開閉する。
【0033】
このような構成の熱成形装置１において、まず、図１に示すように、加熱工程として、制御部１５は、上チャンバ１６内を真空状態にして、熱板１２をシートＳＨに接触させて当該シートＳＨを加熱する。次に、図２に示すように、真空工程として、制御部１５は、上チャンバ１６内とともに、下チャンバ内１７を真空状態にする。そして、制御部１５は、熱板１２を上昇させてシートＳＨから離間させるとともに、テーブル１４を上昇させることにより金型１３をシートＳＨに接触させる。次に、図３に示すように、成形工程として、制御部１５は、上チャンバ１６内を圧空状態（すなわち、圧縮空気により加圧された状態）として、金型１３によりシートＳＨを成形する。
【0034】
＜チャンバ内の真空圧と各機器の駆動タイミングについて＞
ここで、従来技術では、真空工程から成形工程へ移行する際に、図６に示すように、上真空バルブ２３と下真空バルブ３３を開弁状態にして、第１真空ポンプ２２と第２真空ポンプ３２により上チャンバ１６内と下チャンバ１７内を吸引した。そして、上チャンバ１６内の真空圧と下チャンバ１７内の真空圧とが同圧になると想定されるタイミング（図７の時間ｔ）で、熱板１２と金型１３が上昇位置に配置されるように、熱板１２と金型１３の上昇を開始した。
ここで、従来技術では、真空工程から成形工程へ移行する際に、図６に示すように、上真空バルブ２３と下真空バルブ３３を開弁状態にして、第１真空ポンプ２２と第２真空ポンプ３２により上チャンバ１６内と下チャンバ１７内を吸引した。そして、上チャンバ１６内の真空圧と下チャンバ１７内の真空圧とが同圧になると想定されるタイミング（図７の時間ｔ）で、熱板１２と金型１３が上昇位置に配置されるように、熱板１２と金型１３の上昇を開始した。
【0035】
しかしながら、熱板１２と金型１３を上昇位置に配置させるタイミングが早すぎた場合（図７の時間ｔ－α）には、図７に示すように、上チャンバ１６内と下チャンバ１７内との間に圧力差が発生して、具体的には、上チャンバ１６内の真空圧（真空度）が下チャンバ１７内の真空圧（真空度）よりも低くなって（高くなって）、熱板１２と金型１３が上昇位置に配置されたときに、シートＳＨが上に膨れ上がった状態になるおそれがある。そうすると、金型１３により安定してシートＳＨを成形できなくなるおそれがある。
【0036】
あるいは、熱板１２と金型１３を上昇位置に配置させるタイミングが遅すぎた場合（図７の時間ｔ＋α）には、図７に示すように、上チャンバ１６内と下チャンバ１７内との間に圧力差が発生して、具体的には、上チャンバ１６内の真空圧（真空度）が下チャンバ１７内の真空圧（真空度）よりも高くなって（低くなって）、熱板１２と金型１３が上昇位置に配置されたときに、シートＳＨが下に垂れ下がった状態になってしまうおそれがある。そうすると、金型１３により安定してシートＳＨを成形できなくなるおそれがある。
【0037】
そこで、本実施形態では、制御部１５は、真空工程において下真空圧センサ３１の測定値に基づいて下チャンバ１７内の真空圧が設定圧力値に到達したら、熱板１２と金型１３を上昇させて、成形工程へ移行するように制御する。
【0038】
以下、本実施形態の熱成形装置１において、上真空バルブ２３と下真空バルブ３３と熱板１２と金型１３の各機器の駆動のタイミングと、上チャンバ１６内の真空圧と下チャンバ１７内の真空圧の変化の様子について、詳しく説明する。
【0039】
まず、加熱工程では、図４に示すように、時間ｔ１にて、制御部１５は、熱板１２と金型１３を下降位置に配置し（図１参照）、上真空バルブ２３を開弁状態にして、第１真空ポンプ２２によるチャンバ１６内の吸引を開始する。また、制御部１５は、両引き真空バルブ４１を開弁状態にして、第２真空ポンプ３２によるチャンバ１６内の吸引も開始する。これにより、図５に示すように、上チャンバ１６内の真空圧が低下する（すなわち、真空度が高くなる）。
【0040】
そして、その後、時間ｔ２にて、制御部１５は、上真空圧センサ２１の測定値に基づいて、上チャンバ１６内の真空圧が設定圧力値（詳しくは、設定圧力値の上限と下限の間の値）に到達すると、図４に示すように、上真空バルブ２３を閉弁状態にし、上チャンバ１６内の真空圧を設定圧力値に保持する。また、このとき、制御部１５は、両引き真空バルブ４１も閉弁状態にする。そして、制御部１５は、上チャンバ１６内の真空圧を設定圧力値に保持した状態で、熱板１２によりシートＳＨを加熱する。なお、下真空バルブ３３は、加熱工程では閉弁状態になっている。
【0041】
次に、真空工程では、時間ｔ３にて、制御部１５は、熱板１２と金型１３を下降位置に配置したままで（図２参照）、下真空バルブ３３を開弁状態にして、第２真空ポンプ３２による下チャンバ１７内の吸引を開始する。これにより、図５に示すように、下チャンバ１７内の真空圧が低下する。なお、真空工程では、制御部１５は、上真空圧センサ２１の測定値に基づいて、上真空バルブ２３を開閉させて、上チャンバ１６内の真空圧を設定圧力値に保持する。
【0042】
次に、時間ｔ４にて、制御部１５は、下真空圧センサ３１の測定値に基づいて、下チャンバ１７内の真空圧が設定圧力値（詳しくは、設定圧力値の上限と下限の間の値）に到達したときに、熱板１２と金型１３の上昇を開始する。そして、時間ｔ５にて、熱板１２と金型１３が上昇位置（図３に示す位置）に配置される。
【0043】
ここで、時間ｔ４～時間ｔ５にて、制御部１５は、上チャンバ１６内の真空圧と下チャンバ１７内の真空圧とを同圧または略同圧に保持した状態で、熱板１２と金型１３を上昇させる。これにより、熱板１２と金型１３を上昇させて金型１３をシートＳＨに接触させるときに、シートＳＨを水平に保つことができるので、シートＳＨと金型１３の位置合わせにおいて、位置ずれを抑制することができる。
【0044】
また、上チャンバ１６内の真空圧と下チャンバ１７内の真空圧とが同圧または略同圧に保持されており、真空工程から成形工程に素早く移行できるので、シートＳＨが熱板１２から離れて金型１３が接触するまでの時間を短くできる。そのため、真空工程から成形工程に移行する際に、シートＳＨの温度の低下を抑制して、シートＳＨの成形性の悪化を防ぐことができる。
【0045】
なお、図５に示す例では、上チャンバ１６内の真空圧と下チャンバ１７内の真空圧とを略同圧に保持した状態になっている。詳しくは、シートＳＨがその自重により下に垂れることなく水平になるように、上チャンバ１６内の真空圧（真空度）が下チャンバ１７内の真空圧（真空度）よりも僅かに低く（高く）なっている。
【0046】
その後、図４に示すように、制御部１５は、熱板１２と金型１３を上昇位置に配置した状態で、上真空圧センサ２１の測定と下真空圧センサ３１の測定値に基づいて、上真空バルブ２３と下真空バルブ３３を各々開閉させて、図５に示すように、上チャンバ１６内と下チャンバ１７内の真空圧を設定圧力値に保持する。
【0047】
そして、成形工程では、時間ｔ６にて、制御部１５は、圧空バルブ５２を開弁状態にして圧空供給部５１から流路５３を介して上チャンバ１６内に圧縮空気を供給して加圧することにより、上チャンバ１６内の真空圧を上昇させて（すなわち、真空度を低くして）圧空状態として、金型１３によりシートＳＨを成形する。
【0048】
このようにして、本実施形態では、制御部１５は、真空工程から成形工程へ移行する際に、下真空圧センサ３１の測定値に基づいて、下チャンバ１７内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、熱板１２の駆動及び金型１３の駆動を開始する。詳しくは、制御部１５は、下チャンバ１７内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、熱板１２の上昇を開始して熱板１２をシートＳＨから離間させるとともに、金型１３の上昇を開始して金型１３をシートＳＨに接触させ、金型１３によりシートＳＨを成形する。
【0049】
＜本実施形態の作用効果＞
以上のように、本実施形態によれば、制御部１５は、真空工程から成形工程へ移行する際に、下真空圧センサ３１の測定値に基づいて、下チャンバ１７内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、熱板１２及び金型１３の上昇（駆動）を開始する。
以上のように、本実施形態によれば、制御部１５は、真空工程から成形工程へ移行する際に、下真空圧センサ３１の測定値に基づいて、下チャンバ１７内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、熱板１２及び金型１３の上昇（駆動）を開始する。
【0050】
このようにして、下チャンバ１７内の真空圧をトリガとして、熱板１２や金型１３の上昇を開始する。そのため、下チャンバ１７内の環境（すなわち、圧力）を安定させて、シートＳＨの挙動を制御しながら、金型１３によるシートＳＨの成形を行うことができる。したがって、安定してシートＳＨを熱成形できる。
【0051】
より詳しくは、制御部１５は、加熱工程として熱板１２をシートＳＨに接触させてシートＳＨを加熱した後、真空工程として下チャンバ１７内を吸引する。そして、その後、制御部１５は、下チャンバ１７内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、熱板１２の上昇を開始して熱板１２をシートＳＨから離間させるとともに、金型１３の上昇を開始してシートＳＨに接触させて、成形工程として金型１３によりシートＳＨを成形する。
【0052】
このようにして、シートＳＨを加熱する加熱工程の後、加熱されたシートＳＨを金型１３により成形する成形工程を行うときに、下チャンバ１７内の真空圧をトリガとして、熱板１２及び金型１３の上昇を開始する。そのため、下チャンバ１７内の環境を安定させて、シートＳＨの挙動を制御しながら、金型１３によるシートＳＨの成形を行うことができる。したがって、安定してシートＳＨを熱成形できる。
【0053】
また、制御部１５は、上チャンバ１６内の真空圧と下チャンバ１７内の真空圧とを同圧または略同圧に保持した状態で、熱板１２と金型１３を上昇させる。
【0054】
これにより、シートＳＨを水平に保ちながら、真空工程から成形工程へ移行して、安定して金型１３によるシートＳＨの成形を行うことができる。
【0055】
また、制御部１５は、成形工程にて、金型１３をシートＳＨに接触させてシートＳＨを成形する際に、上チャンバ１６内に圧縮空気を供給して上チャンバ１６内を加圧する。
【0056】
このようにして、金型１３によりシートＳＨを成形する際に、上チャンバ１６内を加圧することにより、より確実にシートＳＨを金型１３に接触させることができるので、より安定して金型１３によるシートＳＨの成形を行うことができる。
【0057】
また、制御部１５は、上真空圧センサ２１の測定値と下真空圧センサ３１の測定値に基づいて、上真空バルブ２３と下真空バルブ３３を各々開閉しながら、上チャンバ１６内の真空圧と下チャンバ１７内の真空圧を設定圧力値に保持する。
【0058】
これにより、安定して上チャンバ１６内の真空圧と下チャンバ１７内の真空圧を設定圧力値に保持できるので、より正確にシートＳＨの挙動を制御できる。
【0059】
例えば、上チャンバ１６内の設定圧力値を下チャンバ１７内の設定圧力値よりも低くして、上チャンバ１６内の真空度を下チャンバ１７内の真空度よりも高くするようにして、チャンバ１６内と下チャンバ１７内の各々の真空圧を保持してもよい。これにより、シートＳＨを上側にブロー（すなわち、変形）させた状態で、熱板１２と金型１３を上昇させて、金型１３をシートＳＨに接触させて、金型１３によりシートＳＨを成形することができる。そして、これにより、シートＳＨの部位によって金型１３とシートＳＨの接触状態を変えることができるので、シートＳＨの各部位の肉厚のバランスを制御することができる。
【0060】
または、上チャンバ１６内の設定圧力値を下チャンバ１７内の設定圧力値のバランスを変えて、上チャンバ１６内の真空度と下チャンバ１７内の真空度のバランスを変えるようにして、チャンバ１６内と下チャンバ１７内の各々の真空圧を保持してもよい。これにより、シートＳＨに発生したシワの有無、位置、大きさに変化を付けることができる。
【0061】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【0062】
例えば、制御部１５は、加熱工程にて、上真空圧センサ２１の測定値に基づいて、上チャンバ１６内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、熱板１２の下降を開始して、熱板１２をシートＳＨに接触させてもよい。
【符号の説明】
【0063】
１ 熱成形装置
１１ 筐体
１２ 熱板
１３ 金型
１４ テーブル
１５ 制御部
１６ 上チャンバ
１７ 下チャンバ
２１ 上真空圧センサ
２２ 第1真空ポンプ
２３ 上真空バルブ
２４ 流路
３１ 下真空圧センサ
３２ 第２真空ポンプ
３３ 下真空バルブ
３４ 流路
４１ 両引き真空バルブ
４２ 流路
５１ 圧空供給部
５２ 圧空バルブ
５３ 流路
ＳＨ シート
１１ 筐体
１２ 熱板
１３ 金型
１４ テーブル
１５ 制御部
１６ 上チャンバ
１７ 下チャンバ
２１ 上真空圧センサ
２２ 第1真空ポンプ
２３ 上真空バルブ
２４ 流路
３１ 下真空圧センサ
３２ 第２真空ポンプ
３３ 下真空バルブ
３４ 流路
４１ 両引き真空バルブ
４２ 流路
５１ 圧空供給部
５２ 圧空バルブ
５３ 流路
ＳＨ シート
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【手続補正書】
【提出日】2021-04-21
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、熱可塑性のシートの上側に設けられる上チャンバ内に配置され、前記シートを加熱する熱板と、前記シートの下側に設けられる下チャンバ内に配置され、前記シートを成形する成形型と、各種制御を行う制御部と、を有し、前記シートを熱成形する熱成形装置において、前記上チャンバ内の真空圧を測定する上真空圧センサと、前記下チャンバ内の真空圧を測定する下真空圧センサと、を有し、前記制御部は、前記上真空圧センサの測定値と前記下真空圧センサの測定値に基づいて、前記上チャンバ内の真空圧または／及び前記下チャンバ内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、前記熱板の駆動または／及び前記成形型の駆動を開始するものであって、前記上チャンバ内の真空圧を前記設定圧力値にして前記熱板を前記シートに接触させて前記シートを加熱した後、前記下チャンバ内を吸引し、前記下チャンバ内の真空圧が前記設定圧力値に到達したときに、前記熱板の上昇を開始して前記熱板を前記シートから離間させるとともに、前記成形型の上昇を開始して前記成形型を前記シートに接触させ、前記成形型により前記シートを成形すること、を特徴とする。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
この態様によれば、上チャンバ内の真空圧または／及び下チャンバ内の真空圧をトリガとして、熱板や成形型の駆動を開始する。そのため、上チャンバ内または／及び下チャンバ内の環境を安定させて、シートの挙動を制御しながら、熱板によるシートの加熱や成形型によるシートの成形を行うことができる。したがって、安定してシートを熱成形できる。
また、シートを加熱した後、加熱されたシートを成形型により成形するときに、下チャンバ内の真空圧をトリガとして、熱板及び成形型の上昇を開始する。そのため、下チャンバ内の環境を安定させて、シートの挙動を制御しながら、成形型によるシートの成形を行うことができる。したがって、安定してシートを熱成形できる。
また、シートを加熱した後、加熱されたシートを成形型により成形するときに、下チャンバ内の真空圧をトリガとして、熱板及び成形型の上昇を開始する。そのため、下チャンバ内の環境を安定させて、シートの挙動を制御しながら、成形型によるシートの成形を行うことができる。したがって、安定してシートを熱成形できる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0016】
上記課題を解決するためになされた本開示の他の形態は、熱可塑性のシートの上側に設けられる上チャンバ内に配置され、前記シートを加熱する熱板と、前記シートの下側に設けられる下チャンバ内に配置され、前記シートを成形する成形型と、を使用し、前記シートを熱成形する熱成形方法において、前記上チャンバ内の真空圧を測定する上真空圧センサと、前記下チャンバ内の真空圧を測定する下真空圧センサと、を使用し、前記上真空圧センサの測定値と前記下真空圧センサの測定値に基づいて、前記上チャンバ内の真空圧または／及び前記下チャンバ内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、前記熱板の駆動または／及び前記成形型の駆動を開始するものであって、前記上チャンバ内の真空圧を前記設定圧力値にして前記熱板を前記シートに接触させて前記シートを加熱した後、前記下チャンバ内を吸引し、前記下チャンバ内の真空圧が前記設定圧力値に到達したときに、前記熱板の上昇を開始して前記熱板を前記シートから離間させるとともに、前記成形型の上昇を開始して前記成形型を前記シートに接触させ、前記成形型により前記シートを成形すること、を特徴とする。
【手続補正6】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱可塑性のシートの上側に設けられる上チャンバ内に配置され、前記シートを加熱する熱板と、
前記シートの下側に設けられる下チャンバ内に配置され、前記シートを成形する成形型と、
各種制御を行う制御部と、を有し、
前記シートを熱成形する熱成形装置において、
前記上チャンバ内の真空圧を測定する上真空圧センサと、
前記下チャンバ内の真空圧を測定する下真空圧センサと、を有し、
前記制御部は、
前記上真空圧センサの測定値と前記下真空圧センサの測定値に基づいて、前記上チャンバ内の真空圧または／及び前記下チャンバ内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、前記熱板の駆動または／及び前記成形型の駆動を開始するものであって、
前記上チャンバ内の真空圧を前記設定圧力値にして前記熱板を前記シートに接触させて前記シートを加熱した後、
前記下チャンバ内を吸引し、前記下チャンバ内の真空圧が前記設定圧力値に到達したときに、前記熱板の上昇を開始して前記熱板を前記シートから離間させるとともに、前記成形型の上昇を開始して前記成形型を前記シートに接触させ、
前記成形型により前記シートを成形すること、
を特徴とする熱成形装置。
前記シートの下側に設けられる下チャンバ内に配置され、前記シートを成形する成形型と、
各種制御を行う制御部と、を有し、
前記シートを熱成形する熱成形装置において、
前記上チャンバ内の真空圧を測定する上真空圧センサと、
前記下チャンバ内の真空圧を測定する下真空圧センサと、を有し、
前記制御部は、
前記上真空圧センサの測定値と前記下真空圧センサの測定値に基づいて、前記上チャンバ内の真空圧または／及び前記下チャンバ内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、前記熱板の駆動または／及び前記成形型の駆動を開始するものであって、
前記上チャンバ内の真空圧を前記設定圧力値にして前記熱板を前記シートに接触させて前記シートを加熱した後、
前記下チャンバ内を吸引し、前記下チャンバ内の真空圧が前記設定圧力値に到達したときに、前記熱板の上昇を開始して前記熱板を前記シートから離間させるとともに、前記成形型の上昇を開始して前記成形型を前記シートに接触させ、
前記成形型により前記シートを成形すること、
を特徴とする熱成形装置。
【請求項2】
請求項１の熱成形装置において、
前記制御部は、前記上チャンバ内の真空圧と前記下チャンバ内の真空圧とを同圧または略同圧に保持した状態で、前記熱板と前記成形型を上昇させること、
を特徴とする熱成形装置。
前記制御部は、前記上チャンバ内の真空圧と前記下チャンバ内の真空圧とを同圧または略同圧に保持した状態で、前記熱板と前記成形型を上昇させること、
を特徴とする熱成形装置。
【請求項3】
請求項１または２の熱成形装置において、
前記制御部は、前記成形型により前記シートを成形するときに、前記上チャンバ内に圧縮空気を供給して前記上チャンバ内を加圧すること、
を特徴とする熱成形装置。
前記制御部は、前記成形型により前記シートを成形するときに、前記上チャンバ内に圧縮空気を供給して前記上チャンバ内を加圧すること、
を特徴とする熱成形装置。
【請求項4】
請求項１乃至３のいずれか１つの熱成形装置において、
前記上チャンバ内を吸引する第１真空ポンプと前記上チャンバとに繋がる流路を開閉する上開閉弁と、
前記下チャンバ内を吸引する第２真空ポンプと前記下チャンバとに繋がる流路を開閉する下開閉弁と、を有し、
前記制御部は、前記上真空圧センサの測定値と前記下真空圧センサの測定値に基づいて、前記上開閉弁と前記下開閉弁を開閉して、前記上チャンバ内の真空圧と前記下チャンバ内の真空圧を前記設定圧力値に保持すること、
を特徴とする熱成形装置。
前記上チャンバ内を吸引する第１真空ポンプと前記上チャンバとに繋がる流路を開閉する上開閉弁と、
前記下チャンバ内を吸引する第２真空ポンプと前記下チャンバとに繋がる流路を開閉する下開閉弁と、を有し、
前記制御部は、前記上真空圧センサの測定値と前記下真空圧センサの測定値に基づいて、前記上開閉弁と前記下開閉弁を開閉して、前記上チャンバ内の真空圧と前記下チャンバ内の真空圧を前記設定圧力値に保持すること、
を特徴とする熱成形装置。
【請求項5】
熱可塑性のシートの上側に設けられる上チャンバ内に配置され、前記シートを加熱する熱板と、
前記シートの下側に設けられる下チャンバ内に配置され、前記シートを成形する成形型と、を使用し、
前記シートを熱成形する熱成形方法において、
前記上チャンバ内の真空圧を測定する上真空圧センサと、
前記下チャンバ内の真空圧を測定する下真空圧センサと、を使用し、
前記上真空圧センサの測定値と前記下真空圧センサの測定値に基づいて、前記上チャンバ内の真空圧または／及び前記下チャンバ内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、前記熱板の駆動または／及び前記成形型の駆動を開始するものであって、
前記上チャンバ内の真空圧を前記設定圧力値にして前記熱板を前記シートに接触させて前記シートを加熱した後、
前記下チャンバ内を吸引し、前記下チャンバ内の真空圧が前記設定圧力値に到達したときに、前記熱板の上昇を開始して前記熱板を前記シートから離間させるとともに、前記成形型の上昇を開始して前記成形型を前記シートに接触させ、
前記成形型により前記シートを成形すること、
を特徴とする熱成形方法。
前記シートの下側に設けられる下チャンバ内に配置され、前記シートを成形する成形型と、を使用し、
前記シートを熱成形する熱成形方法において、
前記上チャンバ内の真空圧を測定する上真空圧センサと、
前記下チャンバ内の真空圧を測定する下真空圧センサと、を使用し、
前記上真空圧センサの測定値と前記下真空圧センサの測定値に基づいて、前記上チャンバ内の真空圧または／及び前記下チャンバ内の真空圧が設定圧力値に到達したときに、前記熱板の駆動または／及び前記成形型の駆動を開始するものであって、
前記上チャンバ内の真空圧を前記設定圧力値にして前記熱板を前記シートに接触させて前記シートを加熱した後、
前記下チャンバ内を吸引し、前記下チャンバ内の真空圧が前記設定圧力値に到達したときに、前記熱板の上昇を開始して前記熱板を前記シートから離間させるとともに、前記成形型の上昇を開始して前記成形型を前記シートに接触させ、
前記成形型により前記シートを成形すること、
を特徴とする熱成形方法。