(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型に設けた真空穴を介して、被成形材を真空吸引して成形加工するようにした成形装置であって、
成形型のまわりに密着する容器状の補強枠を有し、補強枠の内面との接触面に上記真空穴を連通させる吸引バイパスを設けたことを特徴とする成形装置。
【請求項２】
前記成形型はシリコン材でなり、被成形材を真空吸引する際吸引バイパスによって補強枠の内面に吸着されることを特徴とする、請求項１に記載の成形装置。
【請求項３】
前記成形型は縦方向に沿って２分割構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の成形装置。
【請求項４】
成形型に設けた真空穴を介して、被成形材を真空吸引して成形加工する成形装置の製造方法であって、
成形すべき製品モデルに対して、真空穴に対応するように棒状の芯材を差し込んで装架する工程と、
芯材が装架された製品モデルを補強枠でなる容器内に収容する工程と、
容器内に型材料を流し込んで固化させる工程と、
型材料の固化後、内部の製品モデルおよび芯材を取り除くことにより真空穴を有する成形型を得る工程と、
を含んでいることを特徴とする成形装置の製造方法。
【請求項５】
型材料としてシリコン材を用い、溶融シリコンを容器内に流し込むことを特徴とする、請求項４に記載の成形装置の製造方法。
【請求項６】
型材料の固化後、製品モデルを取り除く際、縦方向に沿って２分割に切り開いて行うことを特徴とする、請求項４または５に記載の成形装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれかに記載の成形装置を用いて、真空成形する方法であって、
加温したシート材でなる被成形材を成形型の上部に載せてキャビティを塞ぎ、真空穴を介して被成形材を真空吸引することを特徴とする真空成形方法。
【請求項８】
被成形材を真空吸引する際、成形型を吸引バイパスによって補強枠の内面に吸着することを特徴とする、請求項７に記載の真空成形方法。
【請求項９】
キャビティ内の成形製品を、成形型を縦方向に沿って２分割することにより取り出すことを特徴とする、請求項７または８に記載の真空成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、典型的には加温したシート材でなる被成形材を真空にて成形するための成形装置、その製造方法およびその成形装置を用いた真空成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の真空成形工法には一般に金型が用いられ、成形時に金型および被成形材であるシート材はともに４００〜９００℃程度まで加温される。このように金型が用いられるのは、型の剛性があり大量生産に適しており、また型自体を加温することができるため、成形時に樹脂材料が冷めず成形し易い等の利点があるからである。
【０００３】
通称、「ペットボトル」などと呼ばれているプラスチック容器は、この成形法で成形される製品の典型的な例である。ここで、このペットボトルを例にして従来の真空成形工法を説明する。図５は真空成形工法の主要工程を示している。
【０００４】
図５（Ａ）において、開型された２分割構成の金型１００の間に被成形材の予備成形品Ｍ1 が降下される。金型１００はこのとき、所定温度に加温される。
次いで、図５（Ｂ）のように、予備成形品Ｍ1 は金型１００内に押入され、図５（Ｃ）に示すように、開型されていた金型１００が閉型され、これにより型がセットされる。
そして、図５（Ｄ）において、予備成形品Ｍ1 は金型１００の真空穴１００ａを介して真空吸引され、これにより所定形状に成形される。最後に、図５（Ｅ）に示すように、製品Ｍが開型された金型１００の間から脱型される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の成形装置では型の製作に時間がかかり、型コストが高くなる。また、型製作の工期が長く、製品が急がれる場合は有効に対応することができない。さらに、複雑な部品もしくは製品（特に負角形状もの）の場合には、金型の分割個数が多くなり、精度出しが難しくなる。
【０００６】
この発明は以上の点に鑑み、金型を用いることなく複雑な形状の製品を容易にかつ高精度に成形し得る成形装置、その製造方法およびその成形装置を用いた真空成形方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、成形型の適所に設けた真空穴を介して、被成形材を真空吸引して成形加工するようにした成形装置であって、成形型のまわりに密着する容器状の補強枠を有し、補強枠の内面との接触面に上記真空穴を連通させる吸引バイパスを設けた構成としている。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の成形装置において、成形型をシリコン材で形成し、被成形材を真空吸引する際、吸引バイパスによって補強枠の内面に吸着させるように構成している。
請求項３に記載の成形装置では、前記成形型を縦方向に沿って２分割構成したことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明は、成形型の適所に設けた真空穴を介して、被成形材を真空吸引して成形加工する成形装置の製造方法であって、成形すべき製品モデルに対して、真空穴に対応するように棒状の芯材を差し込んで装架する工程と、芯材が装架された製品モデルを補強枠でなる容器内に収容する工程と、容器内に型材料を流し込んで固化させる工程と、型材料の固化後、内部の製品モデルおよび芯材を取り除くことにより真空穴を有する成形型を得る工程と、を含んでいることを特徴とする。
上記成形装置の製造方法において、好ましくは、型材料としてシリコン材を用い、溶融シリコンを容器内に流し込むようにしている。
また、好ましくは、型材料の固化後、製品モデルを取り除く際、縦方向に沿って２分割に切り開いて行うようにし得る。
また、本発明の真空成形方法は、請求項１に記載の成形装置を用い、加温したシート材でなる被成形材を成形型の上部に載せてキャビティを塞ぎ、真空穴を介して被成形材を真空吸引するように構成し得る。
また、本発明の真空成形方法において被成形材を真空吸引する際、成形型が吸引バイパスによって補強枠の内面に吸着されるようにしてもよい。
また、本発明の真空成形方法において、キャビティ内の成形製品は、成形型を縦方向に沿って２分割することにより取り出されることができる。
【０００９】
この発明によれば、成形型はシリコン材で形成されるため、柔軟性を有し、複雑な負角形状の製品を容易に成形することができる。また、被成形材を真空吸引する際、成形型が吸引バイパスによって補強枠の内面に吸着されることで、型くずれをなくし精度よく成形加工を行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、この発明による成形装置、その製造方法およびその成形装置を用いた真空成形方法の好適な実施の形態を説明する。
図１はこの発明の成形装置の実施形態における要部構成例を示している。この実施形態において、前述した場合のように複雑な負角形状を有する製品を成形加工するものとする。
【００１１】
図１において、１は成形型、２は成形型１のまわりに密着する容器状の補強枠である。３は成形型の適所に設けた真空穴、４は成形型１における補強枠２の内面との接触面に設けられた真空穴３を連通させるための吸引バイパスである。また、５は被成形材であるシート材ｍを保持するためのシート保持枠である。本発明装置は、成形型１の適所に設けた真空穴３を介して、被成形材のシート材ｍを真空吸引して、たとえば図示のような製品Ｍを成形加工する。
【００１２】
成形型１は好適には、後述するようにシリコン材でなり、被成形材を真空吸引する際、吸引バイパス４によって補強枠２の内面に吸着される。また、成形型１は縦方向に沿って２分割構成されている。つまり、この例ではパーティングライン１ａに沿って分割可能である。
【００１３】
ここで、図１に示されるように本実施形態では、複雑な負角形状を有するボトル状の製品Ｍを成形するものとする。成形型１の内部には、製品Ｍに対応するキャビティ６が画成されている。真空穴３はキャビティ６から放射状に、かつ上下に所定間隔をおいて数段形成される。吸引バイパス４は、上下方向の真空穴３を連通させるように成形型１の外表面に形成される（図２参照）。
【００１４】
つぎに、本発明の成形装置の製造方法およびこの成形装置を用いた真空成形方法について説明する。
図３は、これらの方法の主要工程を順に示している。
図３（Ａ）において、まず本発明方法に使用する製品Ｍの発泡成形により製品モデルＭ0 が製作される。
【００１５】
図３（Ｂ）において、真空穴３を設定するために製品モデルＭ0 に対して、真空穴３に対応するように棒状の芯材１１を差し込んで装架する。芯材１１は、製品モデルＭ0 から放射状に、かつ上下に所定間隔おいて数段形成される。なお、この芯材１１としては溶接棒等が好適である。
図３（Ｃ）において、芯材が装架された製品モデルＭ0 を補強枠２でなる容器内に収容する。このとき、芯材１１の先端が容器の内面、すなわち補強枠２に当接するように容器内にぴったりと収容するようにする。さらに、その容器内に型材料を流し込んで固化させる。型材料としてシリコン材を用い、溶融シリコンを容器内に流し込む。
【００１６】
次に、図３（Ｄ）および（Ｅ）に示すように、型材料の固化後、内部の製品モデルＭ0 および芯材１１を取り除くことにより、真空穴３を有する成形型１を得る。この場合、製品モデルＭ0 を取り除く際、パーティングライン１ａに沿って縦方向に２分割に切り開いて行う。そして、製品モデルＭ0 を取り出した後、上下方向の真空穴３を連通させるように成形型１の外表面に吸引バイパス４を形成する。
【００１７】
次いで、図３（Ｆ）に示すように、ふたたび補強枠２でなる容器内に成形型１をセットする。補強枠２は、図１にも示したように釘等を用いて相互に結合され、必要かつ十分な剛性を有する。以上の工程によりこの実施形態の成形装置が完成する。
【００１８】
つぎに、この成形装置を用いて真空成形を行う。図３（Ｇ）〜（Ｉ）は、この真空成形の主要工程を示している。
図３（Ｇ）において、加温したシート材ｍでなる被成形材を成形型１の上部に載せてキャビティ６を塞ぎ、真空穴３を介して被成形材を真空吸引する。この場合、シート保持枠５によってシート材ｍの周辺部を上下から挟むように保持し、成形型１の底部から真空吸引を行う。
【００１９】
ここで図４は、成形時の成形型１内の様子を詳細に示している。図４（Ａ）のようにシート保持枠５によって保持されたシート材ｍは、成形型１の上部に載せられる。そして真空引きを開始すると、図４（Ｂ）の太線矢印のように成形型１は、吸引バイパス４によって補強枠２側へ寄せられ、その内面に吸着される。キャビティ６内の空気は、真空穴３や吸引バイパス４を通って成形型１外部へ排出される。この場合、真空穴３の径＜吸引バイパス４の径、となるように、これらの穴等を寸法設定することが必要である。すなわち、真空穴３により真空引き経路を絞り込むことで、成形型１を補強枠２の内面に吸着させることができる。
【００２０】
シート材ｍは図４（Ｂ）のように、キャビティ６内に引き込まれ、さらに図４（Ｃ）のようにキャビティ６内面に密着することにより真空引きが完了する。
【００２１】
ここで、図３（Ｈ）において、キャビティ６内の成形製品Ｍは、成形型１を縦方向に沿って２分割することにより取り出される。取り出した成形製品Ｍを仕上げることにより、成形工程が終了する（図３（Ｉ））。
【００２２】
このように本発明では、成形装置の製造とこの成形装置による製品Ｍの成形を一連の工程として一括して行い、極めて効率よく成形製品を得ることができる。この場合、成形型１はシリコン材で形成されるため柔軟性を有し、複雑な負角形状の製品Ｍを容易に成形することができる。また、被成形材を真空吸引する際、成形型１が吸引バイパスによって補強枠２の内面に吸着されることで、型くずれをなくし精度よく成形加工を行うことができる。
【００２３】
上記実施形態における成形製品Ｍは、図示例のものに限定されず、その他種々の形状の製品に対して本発明を適用することができる。また、真空穴３や吸引バイパス等の数量等につき、製品に応じて適宜設定可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、この種の真空成形において金型を使用することなく、複雑な負角形状の製品を容易かつ短期間で成形することができる。したがって、納期が短い製品に対しても有効に対応することができ、型構造が簡単でしかもゴム材で形成されるため、型自体の製造コストを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の成形装置の実施形態における要部構成例を示す分解斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の成形装置の製造方法およびこの成形装置を用いた真空成形方法の主要工程を順に示す図である。
【図４】本発明の成形装置における成形時の成形型内の様子を示す図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】従来の真空成形工法の主要工程を示す図である。
【符号の説明】
１      成形型
２      補強枠
３      真空穴
４      吸引バイパス
５      シート保持枠
６      キャビティ
１１    芯材
ｍ      シート材
Ｍ      製品
Ｍ0     製品モデル
【図１】
0003706963.tif 000002
【図２】
0003706963.tif 000003
【図３】
0003706963.tif 000004
【図４】
0003706963.tif 000005
【図５】
0003706963.tif 000006