特許 7253810 熱成形機

(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】

(24)【登録日】2023-03-30

(45)【発行日】2023-04-07

(54)【発明の名称】熱成形機

(51)【国際特許分類】

   B29C 51/46 20060101AFI20230331BHJP

   B29C 51/26 20060101ALI20230331BHJP

【ＦＩ】

B29C51/46

B29C51/26

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020098376

(22)【出願日】2020-06-05

(65)【公開番号】P2021191611

(43)【公開日】2021-12-16

【審査請求日】2022-01-13

(73)【特許権者】

【識別番号】304050369

【氏名又は名称】株式会社浅野研究所

(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】中井 貞興

(72)【発明者】

【氏名】高田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】加藤 雄起

【審査官】▲高▼村 憲司

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１２９３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／０４４７４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】実公昭３９－０２９７０３（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開平１１－０７７８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３６１７２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ５１／００ － ５１／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

成形型にて樹脂成形シートを成形する成形手段と、前記成形型に対して前記樹脂成形シートを保持する保持枠と、を有する熱成形機において、
前記保持枠を位置決めして保持する位置調整枠と、
該位置調整枠の位置調整を数値入力にて行う第１位置調整機構と第２位置調整機構と、を備え、
前記位置調整枠が、前記第１位置調整機構と前記第２位置調整機構を利用して前記成形型に対して角度調整可能に保持されていること、
を特徴とする熱成形機。

【請求項2】

成形型にて樹脂成形シートを成形する成形手段と、前記成形型に対して前記樹脂成形シートを保持する保持枠と、を有する熱成形機において、
前記保持枠を位置決めして保持する位置調整枠と、
該位置調整枠の位置調整を数値入力にて行う第１位置調整機構と第２位置調整機構と、を備え、
前記位置調整枠の４辺のうち１辺が、前記第１位置調整機構に対して移動可能に第１枠支持部によって挟持され、
前記第１枠支持部に支持された辺と対向する辺が、前記第２位置調整機構に対して回転可能に第２枠支持部に軸支されていること、
を特徴とする熱成形機。

【請求項3】

請求項２に記載の熱成形機において、
前記樹脂成形シートを投入する投入部と、
前記樹脂成形シートを加熱する加熱部と、
前記樹脂成形シートを前記成形手段によって成形する成形部と、
前記位置調整枠を、前記投入部、前記加熱部、及び前記成形部の間を移動させる移動手段と、を備え、
前記移動手段は、
フィードバック制御を行う制御部と、回転位置を検出する位置検出器と、を備えたモータによって駆動される、前記第１位置調整機構の機能を兼ねる第１駆動機構、及び前記第２位置調整機構の機能を兼ねる第２駆動機構よりなること、
を特徴とする熱成形機。

【請求項4】

請求項３に記載の熱成形機において、
前記制御部には、前記位置調整枠の角度及び停止位置を数値入力によって変更可能な入力手段が接続されていること、
を特徴とする熱成形機。

【請求項5】

請求項３または請求項４に記載の熱成形機において、
前記成形型は、成形型取付ベースに対して位置決めされて前記成形型取付ベースの上に配置され、
前記移動手段によって移動される前記位置調整枠の移動方向と直交する方向に前記成形型を移動し位置調整するベース位置調整機構を備えること、
を特徴とする熱成形機。

【請求項6】

請求項５に記載の熱成形機において、
前記ベース位置調整機構として、
前記成形型取付ベースはテーブル上に配置され、前記テーブルを貫通して前記成形型取付ベースを持ち上げ支持する昇降器と、
前記テーブルに固定され前記成形型取付ベースの前記移動方向への移動を規制する側面ガイド手段と、
前記成形型取付ベースの端面に係合され、前記移動方向と直交する方向に前記成形型を移動し位置調整する調整桿と、を備え、
前記昇降器の先端には、回転可能に支持されたコロ部材が設けられて、前記成形型取付ベースの下面に当接し、
前記側面ガイド手段は、前記テーブルに固定されて前記成形型取付ベースの側面をガイドしていること、
を特徴とする熱成形機。

【請求項7】

請求項６に記載の熱成形機において、
前記成形型取付ベースの端面と前記調整桿とは、前記成形型取付ベースの端面に設けられたガイドレールと前記調整桿の先端に取り付けられた先端部材とで係合され、
前記ガイドレールに前記成形型取付ベースの高さ方向に位置調整可能に前記先端部材が保持されていること、
を特徴とする熱成形機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱成形機を用いて樹脂成形シートを成形するにあたって、樹脂成形シートに対する成形型の位置を微調整することが可能な技術に関する。

【背景技術】

【0002】

熱成形機を用いて樹脂成形シートの成形をするにあたって、成形型（又は金型）に対する樹脂成形シートの位置を調整する必要があるケースがある。これは樹脂成形品によっては、先に印刷がされていたり、他の工程で部分的に穴を設ける必要があったりすることで、樹脂成形シートの成形精度を高める必要がでてくるためである。従来は、このような成形型に対する樹脂成形シートの位置を調整する場合には、作業者の手作業によって成形型の位置の調整を行っていた。しかし、手作業による成形型の位置調整は作業者の勘と経験に頼る部分が大きく、作業者によっては時間を要したり精度を出せなかったりする等の問題があった。また、成形型の型替えがある毎に初期配置位置を調整する作業を行う必要があり、作業効率の悪化は製品コストに直結する課題があった。こうした成形機の調整に関する従来技術としては以下に示すようなものが挙げられる。

【0003】

特許文献１には、カットシート真空成形方法及び装置に関する技術が開示されている。この構成によれば、ロールシートをそのまま用いるのではなく樹脂成形シートに相当するカットシートを枠に挟持固定し、成形位置に移動させて成形型によって製品を成形している。カットシートは枠に対して位置決めされ、枠はサーボモータを用いた搬送レール上を搬送される構成となっている。ただし、枠に対するカットシートの位置の微調整や枠に対する成形型の位置の調整については言及されていない。

【0004】

特許文献２には、成形機及び成型方法に関する技術が開示されている。この構成によれば、樹脂成形シート上に印刷された意匠と成形型に相当するキャビティとの位置合わせをクランプ枠、本体、キャビティの位置調整を行うことによって実施することが可能となる。この位置調整に関しては、ベースプレートに対して移動可能に保持されるキャビティを載せたキャビティプレートを、ベースプレートの２カ所に取り付けられた押しネジ機構によって角度調整可能な構成となっている。また、キャビティを載せた本体をクランプ枠の移動方向に対して垂直方向に調整する調整機構を備えており、キャビティの横方向位置を調整することで、樹脂成形シートに対するキャビティの位置を調整することが可能である。すなわち、成形型及びこれを固体するベースプレート又は本体の位置を調整することで成形型に対する樹脂成形シートの位置の調整を行う構成となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００１－２９３７７５号公報

【文献】特開２００２－３６１７２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、樹脂成形シートに対する成形型（特許文献２ではキャビティと記載される）の位置について、樹脂成形シートの搬送方向をＸ軸方向、搬送方向と直交する方向をＹ軸方向と定義すると、特許文献２に開示される技術を用いて、樹脂成形シートに対して成形型の角度調整及びＹ軸方向の位置調整が可能となる。しかし、角度調整に関しては押しネジ機構を採用することで作業者の手作業によって位置調整している点で、従来と同じく作業者の勘と経験に頼る部分が大きいと考えられる。

【0007】

また、Ｙ軸方向の位置調整に関しては成形型及び成形型のベースとなる本体ごと移動している点で装置の大型化、複雑化が避けられず、装置の高コスト化を招くと考えられる。成形型もそれなりの重量を有するが、成形型を取り付けた本体は成形型を昇降させる機構などを備えている。このため、ある程度の重量物を移動させるための構成にする必要があるからである。また、本体ごと移動する構成のうち、本体下部のハンドルで調整する方法も提案されているが、角度調整同様に作業者の勘と経験に頼る部分が大きいと考えられる。

【0008】

そこで、本発明はこの様な課題を解決し、樹脂成形シートの成形型に対する位置調整を作業者が簡易に行うことが可能な熱成形機の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成するために、本発明の一態様による熱成形機は、以下のような特徴を有する。

【0010】

（１）成形型にて樹脂成形シートを成形する成形手段と、前記成形型に対して前記樹脂成形シートを保持する保持枠と、を有する熱成形機において、前記保持枠を位置決めして保持する位置調整枠と、該位置調整枠の位置調整を行う第１位置調整機構と第２位置調整機構と、を備えていること、を特徴とする。

【0011】

上記（１）に記載の態様により、樹脂成形シートを熱成形機によって成形するにあたり、成形型に対する樹脂成形シートの位置を、位置調整枠を第１位置調整機構と第２位置調整機構を用いて調整することで変更することができるので、簡易な位置合わせが可能となる。この際、位置調整枠を例えばサーボモータのようなフィードバック制御を行う制御部と回転位置を検出する位置検出器を備えたモータを駆動機構に用いることで、数値入力による位置調整が行える。

【0012】

こうした位置調整は、引用文献２で示すような金型やその取付ベースごと動かす方法に比べ、位置調整枠を用いて位置調整を行う点で装置の簡略化が実現できる。また、第１位置調整機構と第２位置調整機構に対して数値入力による位置調整が可能となることで、作業者の勘に頼る作業を数値化できるので、調整が容易となる。このため、成形型の交換する毎に初期配置位置の調整を行う場合にも効率良く調整作業を行うことができる。

【0013】

（２）（１）に記載の熱成形機において、前記位置調整枠の４辺のうち１辺が、前記第１位置調整機構に対して移動可能に第１枠支持部によって挟持され、前記第１枠支持部に支持された辺と対向する辺が、前記第２位置調整機構に対して回転可能に第２枠支持部に軸支されていること、を特徴とする。

【0014】

上記（２）に記載の態様により、第１枠支持部と第２枠支持部に支持された位置調整枠が、第２枠支持部に軸支され第１枠支持部に移動可能に把持される構造となっていることで、第２枠支持部を回転中心として位置調整枠の成形型に対する位置の角度調整が可能となる。

【0015】

（３）（２）に記載の熱成形機において、前記樹脂成形シートを投入する投入部と、
前記樹脂成形シートを加熱する加熱部と、前記樹脂成形シートを前記成形手段によって成形する成形部と、前記位置調整枠を、前記投入部、前記加熱部、及び前記成形部の間を移動させる移動手段と、を備え、前記移動手段は、フィードバック制御を行う制御部と、回転位置を検出する位置検出器と、を備えたモータによって駆動される、前記第１位置調整機構の機能を兼ねる第１駆動機構、及び前記第２位置調整機構の機能を兼ねる第２駆動機構よりなること、を特徴とする。

【0016】

上記（３）に記載の態様により、移動手段として用いる第１駆動機構と第２駆動機構に例えばサーボモータのようなフィードバック制御を行う制御部と、回転位置を検出する位置検出器と、を備えたモータによって駆動される構成とすることで、数値入力による位置調整枠の位置調整が可能となる。このことで、作業者の勘に頼る作業を数値化できるので、調整が容易となる。また、位置検出器を備えていることで細かな位置制御が可能となるため、微調整が容易に行える。

【0017】

（４）（３）に記載の熱成形機において、前記制御部には、前記位置調整枠の角度を数値入力によって変更可能な入力手段が接続されていること、を特徴とする。

【0018】

上記（４）に記載の態様により、例えばタッチパネルのような入力手段が設けられていることで、作業者は数値入力による位置調整をより容易に実施できる。また、タッチパネルを用いて視覚的に位置調整枠の位置や角度の情報を表示することで、作業者は数値入力が感覚的に把握しやすくなり、作業性が向上する。

【0019】

（５）（３）または（４）に記載の熱成形機において、前記成形型は、成形型取付ベースに対して位置決めされて前記成形型取付ベースの上に配置され、前記移動手段によって移動される前記位置調整枠の移動方向と直交する方向に前記成形型を移動し位置調整するベース位置調整機構を備えること、を特徴とする。

【0020】

上記（５）に記載の態様により、成形型取付ベースを位置調整枠の移動方向と直交する方向に調整可能とする位置調整機構を備えることにより、成形型の位置を調整することができ、樹脂成形シートに対する成形型の位置を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及び回転方向の角度を調整することが可能となるため、より細かい調整が可能となる。このことで樹脂成形シートの成形位置ズレを抑えてより精密な成形品を製造することが可能となる。

【0021】

（６）（５）に記載の熱成形機において、前記ベース位置調整機構として、
前記成形型取付ベースはテーブル上に配置され、前記テーブルを貫通して前記成形型取付ベースを持ち上げ支持する昇降器と、前記テーブルに固定され前記成形型取付ベースの前記移動方向への移動を規制する側面ガイド手段と、前記成形型取付ベースの端面に係合され、前記移動方向と直交する方向に前記成形型を移動し位置調整する調整桿と、を備え、前記昇降器の先端には、回転可能に支持されたコロ部材が設けられて、前記成形型取付ベースの下面に当接し、前記側面ガイド手段は、前記テーブルに固定されて前記成形型取付ベースの側面をガイドしていること、を特徴とする。

【0022】

上記（６）に記載の態様により、テーブルの下面に取り付けられた昇降器を用いて成形型取付ベースをリフトアップすることで、調整桿を用いた搬送枠の移動方向と直交する方向への成形型取付ベースの位置調整が容易になる。また、成形型取付ベースはその左右側面を側面ガイド手段、例えばガイドローラなどを用いることによってガイドされるため、搬送枠の移動方向への移動が規制されつつ軽い抵抗での位置調整が可能である。これは、昇降器の先端に設けられたコロ部材と、テーブルに固定される側面ガイド手段によって成形型取付ベースが位置決めされるため、必要最低限の摩擦で調整桿を操作できる構造になっているからである。なお、側面ガイド手段としては、ガイドローラ以外にもリニアガイドやスライドメタルなどを用いたガイド方法を適用することができる。

【0023】

（７）（６）に記載の熱成形機において、前記成形型取付ベースの端面と前記調整桿とは、前記成形型取付ベースの端面に設けられたガイドレールと前記調整桿の先端に取り付けられた先端部材とで係合され、前記ガイドレールに前記成形型取付ベースの高さ方向に位置調整可能に前記先端部材が保持されていること、を特徴とする。

【0024】

上記（７）に記載の態様により、調整桿の先端が成形型取付ベースの端面に設けられガイドレールに先端部材が係合する構造とされることで、調整桿の先端に対する成形型取付ベースの位置を高さ方向に変更できる。このために、昇降機を用いて成形型取付ベースをリフトアップした状態で、調整桿による前後の位置調整を容易としている。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本実施形態の、熱成形機の全体概略を示す側面図である。

【図2】本実施形態の、熱成形機の搬送枠移動面を示す平面図である。

【図3】本実施形態の、熱成形機の成形部を示す平面図である。

【図4】本実施形態の、第２支持板部側からの枠支持部材を示す側面図である。

【図5】本実施形態の、成形部の正面図である。

【図6】本実施形態の、成形部の平面図である。

【図7】本実施形態の、下部成形型ユニットのリフトアップ部の部分拡大図である。

【図8】本実施形態の、調整桿について説明する部分側面図である。

【図9】本実施形態の、調整桿について説明する部分平面図である。

【図10】本実施形態の、熱成形機の制御部に関するブロック図である。

【図11】本実施形態の、位置調整枠の調整に関するフローチャートである。

【図12】本実施形態の、下側成形型の調整に関するフローチャートである。

【図13】本実施形態の、入力手段に関する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

本発明の実施形態について、図面を用いて説明を行う。図１は、本実施形態の熱成形機１０の全体に関する側面図である。図２は、熱成形機１０の搬送枠移動面を示す平面図である。熱成形機１０は、シート投入取出部１００、成形部２００、及び加熱部３００の３つの機能を有するユニットから構成される。シート投入取出部１００では樹脂成形シート５０が投入でき、成形後の図示しない成形品を取り出すことができる。成形部２００では、成形型２２０（プラグ２２０ａ及びキャビティ２２０ｂ）を用いて樹脂成形シート５０の成形を行う。加熱部３００では、樹脂成形シート５０の加熱を行う。

【0027】

成形品の成形の手順の概略を説明すると、シート投入取出部１００で作業者が樹脂成形シート５０をセットし、セットされた樹脂成形シート５０を加熱部３００にて所定の温度まで昇温させ、成形部２００で樹脂成形シート５０を成形して成形品の形状を作り、シート投入取出部１００で成形品を取り出す流れとなる。次に、各部の構成について簡単に説明する。

【0028】

［搬送枠３０及びシート投入取出部１００の構成について］
図３に、熱成形機１０の成形部の平面図に示す。樹脂成形シート５０は、シート投入取出部１００で位置調整枠に相当する搬送枠３０に位置決めされて保持されるクランプ枠３５内にセットされる。搬送枠３０には、図３に示すように中央に保持枠に相当するクランプ枠３５が備えられ、クランプ枠３５によって樹脂成形シート５０を挟んで保持可能な構成となっている。樹脂成形シート５０はクランプ枠３５に対して位置決めされ、クランプ枠３５は搬送枠３０に対して位置決めされる。なお、樹脂成形シート５０の厚みにあわせてクランプ枠３５を段取り替えするなどの構成にすることを妨げない。

【0029】

略コの字状に形成される枠支持部材３６の両端には、第１支持板部３６ａと第２支持板部３６ｂとが配置される。また、枠支持部材３６には搬送枠３０を開閉するための枠回転用シャフト３４が回動可能に備えられ、搬送枠３０の両端側面と枠回転用シャフト３４は枠シリンダ３３を介して接続されている。枠回転用シャフト３４の一端が搬送枠３０の両側面に固定され、他端が枠回転用シャフト３４に固定される構成となっており、枠シリンダ３３は搬送枠３０の側面に対して、図１に示すように斜めに取り付けられている。この枠シリンダ３３の伸縮によって、シャフト３４が回転し、搬送枠３０が開閉する。

【0030】

一方、図１に示すように投入取出部１００に備える、昇降テーブル１１１及びその昇降テーブル１１１を昇降させるテーブル昇降シリンダ１１０、ガイドロッド１１２を備えることで、図１に示すように投入取出部１００にて搬送枠３０が傾斜して、樹脂成形シート５０のセット及び図示しない成形品の取り出しが容易になる。

【0031】

第１支持板部３６ａには、枠揺動支持部３２が備えられ、第２支持板部３６ｂには、枠軸支部３１が備えられる。枠軸支部３１には後述のベアリング３１ａが内蔵されることにより枠支持部材３６を軸支する構造であり、枠揺動支持部３２にも図示しないベアリングが内蔵されて枠支持部材３６が枠軸支部３１を中心に揺動された時に、ガタがでない構造となっている。

【0032】

図４に、第２支持板部側３６ｂからの枠支持部材３６の側面図を示す。なお、図４には説明の都合上、搬送枠３０などは割愛している。第２支持板部３６ｂは、リニアガイドレール２４上に配置されるリニアガイドブロック２５の上に固定された第２サイド板３７ｂに、枠軸支部３１によって軸支されている。枠軸支部３１はベアリング３１ａの内輪に嵌め合い保持され、ベアリング３１ａの外輪は第２支持板部３６ｂに嵌め合い保持される。枠軸支部３１の両脇に配置されるガイドピン３１ｂは、外周に鍔付ブッシュ３１ｃを備えて第２支持板部３６ｂの厚み方向にガイドを行っている。

【0033】

第２支持板部３６ｂと第２サイド板３７ｂの間には潤滑性の高い物性の図示しない板材が挟まれており、これによって第２サイド板３７ｂに対して第２支持板部３６ｂが、枠軸支部３１を中心に回動可能に保持される。第２サイド板３７ｂの端部には第２ボールネジナット２３ｂが固定されており、駆動用第２ボールネジ軸２２ｂが回転されることで螺合する第２ボールネジナット２３ｂに動力が伝達され、第２サイド板３７ｂが移動する移動力を得ることができる。駆動用第２ボールネジ軸２２ｂはその端部にて駆動用第２サーボモータ２６ｂと接続されている。

【0034】

第１支持板部３６ａ側の構成も、図４に示される第２支持板部３６ｂ側の構成とほぼ同じであるが、第１支持板部３６ａの中央あたりに備えられるのが枠揺動支持部３２である点で異なる。枠支持部材３６のこのような構成によって、枠軸支部３１を回転中心として枠支持部材３６の角度調整が可能である。したがって、枠支持部材３６に保持される搬送枠３０に関しても角度θだけ角度調整を行うことが可能となる。また、駆動用第１サーボモータ２６ａと駆動用第２サーボモータ２６ｂがそれぞれ駆動用第１ボールネジ軸２２ａと駆動用第２ボールネジ軸２２ｂを同期して回転させることで、搬送枠３０を移動させることが可能な構成となっている。

【0035】

［成形部２００の構成について］
図５に、成形部２００の正面図を示す。図６に、成形部２００の平面図を示す。熱成形機１０のフレーム１１の中央辺りに備えられる成形部２００には、樹脂成形シート５０を成形する成形型２２０としてプラグ２２０ａとキャビティ２２０ｂを備えている。プラグ２２０ａは上側成形ユニット２２０Ａに保持され、キャビティ２２０ｂは下側成形ユニット２２０Ｂに保持される。

【0036】

そして、上側成形ユニット２２０Ａは上部に備えられる駆動機構によって下降する機能を備えている。同様に下側成形ユニット２２０Ｂは下部に備えられる駆動機構によって上昇する機能を備えている。例えば、上側成形ユニット２２０Ａ及び下側成形ユニット２２０Ｂの四隅に図示しないスライドメタルを用いた板材を備え、フレーム１１側にも板材に対応する位置にガイドを設けて上側成形ユニット２２０Ａ及び下側成形ユニット２２０Ｂの昇降をガイドし、リンク機構とシリンダを組み合わせた駆動機構を備えることで上側成形ユニット２２０Ａ及び下側成形ユニット２２０Ｂを昇降させることができる。また、上側成形ユニット２２０Ａには図示しない圧空用の空圧機器が、下側成形ユニット２２０Ｂには図示しない真空発生機構に接続されている。ただし、これらの駆動機構や空圧機器の構成は本発明に直接関係しないので説明を割愛する。

【0037】

この下側成形ユニット２２０Ｂには、図５及び図６に説明するように調整桿２３０が備えられている。下側成形ユニット２２０Ｂは、テーブル２１０とテーブル２１０に固定された成形型取付ベース２１８を備えている。４本のベース用リニアシャフト２１１はフレーム１１に立設され、テーブル２１０はテーブル２１０に固定されたベース用シャフトホルダ２１２を介してベース用リニアシャフト２１１に昇降可能に支持されている。

【0038】

成形型取付ベース２１８には図６に示されていないがキャビティ２２０ｂが成形型プレート２２５を介して固定される。そして、成形型取付ベース２１８はベースロックシリンダ２４１によってテーブル２１０に対して固定される。ベースロックシリンダ２４１の先端にはベース固定部材２１３が備えられ、ベース固定部材２１３は成形型取付ベース２１８の切欠部２１７を貫通して配置される。

【0039】

また、成形型取付ベース２１８の両脇には、側面ガイドローラ２１５が備えられている。側面ガイドローラ２１５はその先端に図示しないベアリングが内蔵されたローラを備えており、該ローラで成形型取付ベース２１８の両側面が挟まれるようにガイドされている。したがって、ベースロックシリンダ２４１が上昇端にある時は、成形型取付ベース２１８が側面ガイドローラ２１５にガイドされた状態で切欠部２１７の切り欠き方向に移動可能である。ベースロックシリンダ２４１が下降端にある時は、成形型取付ベース２１８はテーブル２１０に対して動かないようにベースロックシリンダ２４１の先端に設けられたベース固定部材２１３により保持される。

【0040】

図７に、下部成形型ユニット２２０Ｂのリフトアップ部を部分拡大図に示す。ベースリフトシリンダ２１４は、図７に示すようにテーブル２１０の下面にスペーサ２１９を介してボルト固定されて取り付けられている。このベースリフトシリンダ２１４は、図６に示すように、成形型取付ベース２１８の下部４カ所に配置されて設けられている。そして、ベースリフトシリンダ２１４の先端には先端ローラ２１６が備えられていて、先端ローラ２１６が成形型取付ベース２１８の下面に当接し、ベースリフトシリンダ２１４の前進端で数ｍｍ程度の成形型取付ベース２１８のリフトアップが可能である。先端ローラ２１６は、成形型取付ベース２１８がリフトアップされた状態で調整桿２３０が操作された時に、成形型取付ベース２１８の移動方向に回動可能に軸支されていて、成形型取付ベース２１８のリフトアップによって調整桿２３０による調整がし易い構成となっている。

【0041】

図８に、調整桿２３０について説明する部分側面図を示す。図９に、調整桿２３０について説明する部分平面図を示す。調整桿２３０は手動で回転可能にローレットつまみ２３１が備えられており、図示しないベアリングが内蔵された第１ブラケット２３４及び雌ネジが切られた第２ブラケット２３５によって支持されている。調整桿軸２３２には第２ブラケット２３５に設けられた図示しない雌ネジ部と勘合する雄ネジ部２３２ａが形成されている。そして、調整桿２３０の先端にはベアリング２３９を介して先端部材２３８が取り付けられている。先端部材２３８に対して調整桿軸２３２は回動可能に保持されており、先端部材２３８の両端には先端ガイドローラ２３７が設けられている。先端ガイドローラ２３７は、成形型取付ベース２１８の端面に固定されたガイド溝部材２３６によって挟持されている。

【0042】

したがって、ベースリフトシリンダ２１４によって成形型取付ベース２１８がリフトアップされた状態でもリフトダウンされた状態でも、調整桿２３０の先端部分は成形型取付ベース２１８に対して係合された状態を維持できる。すなわちガイド溝部材２３６と先端部材２３８とが成形型取付ベース２１８に対するアジャスト機構として機能する。

【0043】

［加熱部３００の構成について］
加熱部３００は、図１に示すように、上側ヒータユニット３１０及び下側ヒータユニット３２０を備え、開閉シリンダ３０５によって開閉が可能となっている。上側ヒータユニット３１０と下側ヒータユニット３２０の間には、樹脂成形シート５０がセットされた搬送枠３０が移動してくるスペースが備えられており、搬送枠３０の移動端で樹脂成形シート５０の加熱が可能である。樹脂成形シート５０の加熱は、上側ヒータユニット３１０及び下側ヒータユニット３２０に備えられる、図２に示すようなパネルヒータ３０１によって短時間で行われる。その詳細については本発明と直接関係しないので説明を割愛する。

【0044】

［制御部の概略構成について］
図１０に、熱成形機１０の制御部５００に関するブロック図を示す。制御部５００は図示しない制御盤に収められており、搬送枠３０を駆動する構成として、制御ユニット５０８に接続されるパルス入力ユニット５０６、入力ユニット５０７、サーボユニット５０５及び、第１サーボアンプ５０３、第２サーボアンプ５０４、第１エンコーダ５０１、第２エンコーダ５０２などが設けられている。また、駆動用第１サーボモータ２６ａには、第１サーボアンプ５０３及び第１エンコーダ５０１が接続され、駆動用第２サーボモータ２６ｂには第２サーボアンプ５０４及び第２エンコーダ５０２が接続されている。これらの構成によって搬送枠３０の移動及び調整を行うことができる。

【0045】

駆動用第１サーボモータ２６ａは、前述したように駆動用第１ボールネジ軸２２ａを回転させ、第１エンコーダ５０１によって駆動用第１サーボモータ２６ａの回転をパルスにて把握しつつ、制御ユニット５０８でサーボユニット５０５を介して制御を行う。駆動用第２サーボモータ２６ｂも同様に、駆動用第２ボールネジ軸２２ｂを回転させ、第２エンコーダ５０２によって駆動用第２サーボモータ２６ｂの回転をパルスにて把握しつつ、制御ユニット５０８でサーボユニット５０５を介して制御を行う。パルスの把握はパルス入力ユニット５０６によって行われ制御ユニット５０８に渡されている。入力ユニット５０７はメモリ機能を有する他、図１３に示すタッチパネルＰなどに接続されており、作業者によって数値入力による駆動用サーボモータ２６（駆動用第１サーボモータ２６ａ、駆動用第２サーボモータ２６ｂ）の制御が可能であるが、この点については後述する。

【0046】

［搬送枠３０の調整について］
上記構成の熱成形機１０は、上述したように樹脂成形シート５０を成形品に成形することができるが、精密な成形品を作るためには、成形型２２０を交換した際に、課題で示唆したように樹脂成形シート５０に対する成形型２２０の位置調整を必要とする。図１１に、搬送枠３０の調整に関するフローチャートを示す。搬送枠３０は、駆動用サーボモータ２６の入力位置を変更することで、角度及び位置の調整が可能となる。入力手法に関しては図１３に示すタッチパネルＰの操作画面に「クランプ枠現在位置」の調整を行うモードがあり、数値入力することで調整が可能である。この操作画面が表示された状態であれば、図１１に示すように、制御ユニット５０８が調整モードであると判断し（S10でYes）、調整モードでなければ（S10でNo）本処理を終了する。

【0047】

調整モードである場合に、左軸値が入力されなければ（S11でNo）、S13に進み、左軸値が入力されれば（S11でYes）、制御ユニット５０８に対して数値を記憶する処理となる第１サーボ数値入力処理を行う（S12）。この数値に基づいて、駆動用第１サーボモータ２６ａの位置補正を行い、S13に進む。次に、右軸値が入力されなければ（S13でNo）、S15に進み、右軸値が入力されれば（S13でYes）、制御ユニット５０８に対して数値を記憶する処理となる第２サーボ数値入力処理を行う（S14）。この数値に基づいて、駆動用第２サーボモータ２６ｂの位置補正を行い、S15に進む。S15では調整モードが終了したかどうかを判断して、調整モードが終了していなければ（S15でNo）S11に戻り、調整モードが終了していれば（S15でYes）本処理を終了する。

【0048】

図１１に示す処理では、駆動用第１サーボモータ２６ａと駆動用第２サーボモータ２６ｂの位置補正を数値入力によって行うことができ、作業員が図１３に示すようなタッチパネルの操作画面を利用して設定できる。駆動用第１サーボモータ２６ａと駆動用第２サーボモータ２６ｂの入力値を異ならせることで搬送枠３０は角度調整を行うことができる。同じ数値を入れれば、搬送枠３０の移動方向に対する位置補正が行える。なお、搬送枠３０の角度を入力する方法で位置補正を行っても良い。

【0049】

［成形型２２０の調整について］
上記構成の熱成形機１０はまた、成形型２２０の位置調整を行うことができる。図１２に成形型２２０の位置調整手順を示したフローを示す。まず、成形型２２０の位置調整が必要かどうか判断する（S20）。判断の手法はいろいろ考えられるが、例えば操作パネルでベースロックシリンダ２４１の操作画面が選択されていれば、位置調整が必要だという判断（S20でYes）ができるので、S21に進む。そうでなければ（S20でNo）本処理を終了する。S21ではベースロックシリンダ２４１の開放を行う（S21）。その後、ベースリフトシリンダ２１４を前進させて成形型取付ベース２１８をリフトアップさせ（S22）、操作画面に成形型取付ベース２１８の位置調整が可能である旨の表示を行う（S23）。

【0050】

この状態で、作業者によって操作桿２３０による成形型取付ベース２１８の位置調整を行うことが可能である。そして、位置調整の終了を待って（S24でYesになるまで待機）、ベースリフトシリンダ２１４を後退させて成形型取付ベース２１８をリフトダウンし（S25）、ベースロックシリンダ２４１で成形型取付ベース２１８をクランプする（S26）。そして本処理を終了する。

【0051】

本実施形態の熱成形機１０は、上記構成であるため、以下に示すような作用及び効果を奏する。

【0052】

まず、樹脂成形シート５０と成形型２２０に対する位置調整を作業者が簡易に行うことが可能となる。これは、成形型２２０にて樹脂成形シート５０を成形する成形手段と、成形型２２０に対して樹脂成形シート５０を保持するクランプ枠３５と、を有する熱成形機１０において、クランプ枠３５を位置決めして保持する位置調整枠に相当する搬送枠３０と、搬送枠３０の位置調整を数値入力にて行う第１位置調整機構に相当する駆動用第１ボールネジ軸２２ａと第２位置調整機構に相当する駆動用第２ボールネジ軸２２ｂと、を備えているからである。

【0053】

また、熱成形機１０はこの構成において、搬送枠３０の４辺のうち１辺が、駆動用第１ボールネジ軸２２ａに対して移動可能に第１支持板部３６ａによって把持され、第１支持板部３６ａに支持された辺と対向する辺が、駆動用第２ボールネジ軸２２ｂに対して回転可能に第２支持板部３６ｂに軸支されている。

【0054】

また、熱成形機１０はこの構成において、樹脂成形シート５０を投入する投入部に相当するシート投入取出部１００と、樹脂成形シート５０を加熱する加熱部３００と、樹脂成形シート５０を成形手段によって成形する成形部２００と、搬送枠３０を、シート投入取出部１００、加熱部３００、及び成形部２００の間を移動させる移動手段に相当する駆動用ボールネジ軸２２と、を備え、駆動用ボールネジ軸２２は、フィードバック制御を行う制御部と、回転位置を検出する位置検出器と、を備えたモータに相当する駆動用サーボモータ２６によって駆動される、第１位置調整機構の機能を兼ねる第１駆動機構（駆動用第１ボールネジ軸２２ａ）、及び第２位置調整機構の機能を兼ねる第２駆動機構（駆動用第２ボールネジ軸２２ｂ）よりなる。

【0055】

また、制御部５００には、搬送枠３０の角度を数値入力によって変更可能な入力手段として図１３に示すようなタッチパネルＰの画面が用意されている。

【0056】

このような構成によって、搬送枠３０の位置調整に関して数値入力による調整が可能となり、回転方向への調整についても角度θまでの範囲で可能となる。その角度調整は、図１３に示すような画面での駆動用第１サーボモータ２６ａ及び駆動用第２サーボモータ２６ｂの位置を数値入力によって行うことが可能である。数値入力は駆動用第１サーボモータ２６ａ及び駆動用第２サーボモータ２６ｂ、それぞれに対して図１１に示すような手順で補正値を入力することで実現している。例えば、駆動用第１サーボモータ２６ａ側は「０ｍｍ」のままで、駆動用第２サーボモータ２６ｂ側を「０．１ｍｍ」補正するように入力すれば、図１３の画面に示すように補正値と共に傾き（右基準）として角度表示される。もちろん、傾きを角度θとして直接入力しても良い。

【0057】

そして、搬送枠３０に樹脂成形シート５０が保持されて成形部２００に移動した場合に、その停止位置において補正値が反映され、図３に示すような角度θだけ枠軸支部３１を中心に傾いて停止する。したがって、成形型２２０に対して搬送枠３０に保持された樹脂成形シート５０は指定した補正値に対応する角度θだけ傾いた状態に微調整されて成形品を成形することができる。このように、どれだけの傾きを加えたかが作業者に視覚的に判断でき、微調整が数値として把握されて調整しやすくなる。

【0058】

また例えば、駆動用第１サーボモータ２６ａ側は「０．１ｍｍ」、駆動用第２サーボモータ２６ｂ側も「０．１ｍｍ」と同じ数値を入力すれば、搬送枠３０の成形部２００における停止位置は、搬送枠３０の進行方向に０．１ｍｍだけ進んだ位置で停止することになる。このため、成形型２２０に対して搬送枠３０に保持された樹脂成形シート５０は指定した補正値に対応する距離だけ進んだ状態に微調整されて成形品を成形することができる。マイナス値を入力すれば停止位置を逆方向に移動させることが可能となる。

【0059】

また例えば、成形型２２０を変更した場合にも、成形の初期位置は微調整を行うことでよりきめ細かく調整が可能である。そして、特許文献２に示される様な押しネジ機構を用いている場合には感覚的な調整作業を要求されるが、本発明の態様によれば作業者の勘や経験だけに頼ることなく数値を調整しながらの調整が行えるため、効率よく実施することができる。その結果、初期位置調整によるムダうちを減らすことにも繋がり、調整時間の短縮にも貢献できる。

【0060】

また、成形型２２０は、成形型取付ベース２１８に対して位置決めされて成形型取付ベース２１８の上に配置され、駆動用ボールネジ軸２２によって移動される搬送枠３０の移動方向と直交する方向に成形型２２０を移動し位置調整する調整桿２３０を有する位置調整機構を備えている。

【0061】

また、位置調整機構として、成形型取付ベース２１８はテーブル２１０上に配置され、テーブル２１０を貫通して成形型取付ベース２１８を持ち上げ支持する昇降器であるベースリフトシリンダ２１４と、テーブル２１０に固定され成形型取付ベース２１８の移動方向への移動を規制する側面ガイドローラ２１５と、成形型取付ベース２１８の端面に係合され、移動方向と直交する方向に成形型であるキャビティ２２０ｂを移動し位置調整する調整桿２３０と、を備え、ベースリフトシリンダ２１４の先端には、回転可能に支持されたコロ部材である先端ローラ２１６が設けられて、成形型取付ベース２１８の下面に当接し、側面ガイドローラ２１５は、テーブル２１０に軸支されて成形型取付ベース２１８の側面に当接している。

【0062】

また、成形型取付ベース２１８の端面と調整桿２３０とは、成形型取付ベース２１８の端面に設けられたガイド溝を有するガイド溝部材２３６と調整桿２３０の先端に取り付けられた先端部材２３８とで係合され、ガイド溝部材２３６に成形型取付ベース２１８の高さ方向に位置調整可能に先端部材２３８が保持されている。

【0063】

下側成形ユニット２２０Ｂに備えられるキャビティ２２０ｂの位置は、調整桿２３０を用いて成形型取付ベース２１８の位置を搬送枠３０の移動方向と直交する方向に調整することができる。この調整桿２３０での調整にあたって、キャビティ２２０ｂが成形型プレート２２５を介して固定されている成形型取付ベース２１８をベースリフトシリンダ２１４で持ち上げる。そして、成形型取付ベース２１８の両サイドには先端ローラ２１６でガイドされていることで、側面保持に関する摩擦も最小限に抑えられている。

【0064】

下側成形ユニット２２０Ｂはこのような構成になっているので、調整桿２３０をローレットつまみ２３１を回転させることで成形型取付ベース２１８の微調整が可能である。成形型取付ベース２１８をベースリフトシリンダ２１４でリフトアップした際に、ベースリフトシリンダ２１４の先端には先端ガイドローラ２３７が取り付けられており、図示しないベアリングが内蔵されることで、小さな力で成形型取付ベース２１８を移動させることができる。また、この調整が終わった後、ベースリフトシリンダ２１４でリフトダウンを行った上で、ベース用ベース固定部材２１３によって成形型取付ベース２１８が動かないようにベースロックシリンダ２４１でロックすることで位置決めがなされる。

【0065】

こうして、樹脂成形シート５０に対する成形型２２０の位置調整について、キャビティ２２０ｂを固定している成形型取付ベース２１８を移動させることで調整する。この際に、ベースリフトシリンダ２１４によってリフトアップされるので、微調整が容易となり作業者の作業効率が向上する。なお、本実施形態では調整桿２３０を用いて手動での調整をしているが、例えばサーボモータを調整桿軸２３２の回転駆動に用い、数値入力による位置調整を可能とすることを妨げない。また、必要に応じて上側成形ユニット２２０Ａに調整桿２３０と同様の構成による位置調整機構を備えることを妨げない。

【0066】

よって、このような下側成形ユニット２２０Ｂの構成と搬送枠３０の構成によって、樹脂成形シート５０に対する成形型２２０の位置について、課題で定義したＸ軸方向（搬送枠３０の移動方向と直交する方向）とＹ軸方向（搬送枠３０の移動方向）、及び回転方向への角度調整が可能となる。こうした構成は、搬送枠３０の位置や角度の調整については、第１支持板部３６ａ及び第２支持板部３６ｂの保持方法を工夫することで、駆動用第１ボールネジ軸２２ａ及び駆動用第２ボールネジ軸２２ｂを利用して行うことができる。また、下側成形ユニット２２０Ｂの位置調整についても、キャビティ２２０ｂを固定している成形型取付ベース２１８に係合された調整桿２３０を用いた構成となっている。したがって、特許文献２の構成と比べても比較的安価に構造を採用することができ、作業者にとって調整しやすい構成となっている。

【0067】

以上、本発明に係る熱成形機１０に関する説明をしたが、本発明はこれに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、搬送枠３０の移動方法に駆動用ボールネジ軸２２を用いているが、別の駆動方法、例えばチェーンやベルトを用いて駆動することを妨げない。また、例えば調整桿２３０の駆動に関して、ローレットつまみ２３１を用いて手動で調整するのではなく、サーボモータなどの駆動機構を用い、数値入力による位置調整が行える構成とすることを妨げない。

【0068】

また、側面ガイドローラ２１５のガイドによるテーブル２１０の側面ガイドの方法に関しても、他のガイド方法、ボールガイドやスライドメタル、或いはリニアガイドなどの直線運動部をガイドする機構をテーブル２１０のガイドに用いることを妨げない。

【符号の説明】

【0069】

１０ 熱成型機
２２ 駆動用ボールネジ軸
２２ａ 駆動用第１ボールネジ軸
２２ｂ 駆動用第２ボールネジ軸
３０ 搬送枠
５０ 樹脂成型シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】