(57)【要約】【課題】基部に一体に立設するリブを、軽量且つ高強度で成形することができる真空成形装置及び樹脂成形品を提供すること。【解決手段】真空成形装置２０は、成形可能な樹脂シート３０を転写して成形する成形型２０ｇと、成形型２０ｇの底部に所定間隔離れて当該底部を上下に貫通して立設する２本の中空パイプ２０ｆ及びこれら中空パイプ２０ｆ内に挿通され各中空パイプ２０ｆの上端に架け渡されるワイヤ２０ｉを備えて構成されるリブ成形部２０ｊと、成形型２０ｇにセットされた樹脂シート３０を成形型２０ｇ及びリブ成形部２０ｊに転写させる真空ポンプ２５とを備える。そして、真空ポンプ２５で真空吸引を行って樹脂シート３０を成形型２０ｇ及びリブ成形部２０ｊに転写させた後、２本の中空パイプ２０ｆからワイヤ２０ｉを引き抜くようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形可能な樹脂シートを転写して成形する成形型と、
前記成形型の底部に所定間隔離れて当該底部を上下に貫通して立設する２本の中空パイプ及びこれら中空パイプ内に挿通され各中空パイプの上端に架け渡されるワイヤを備えて構成されるリブ成形部と、
前記成形型にセットされた前記樹脂シートを当該成形型及び前記リブ成形部に転写させる転写手段と、を備え、
前記転写手段で前記樹脂シートを転写させた後、前記２本の中空パイプからワイヤを引き抜くことを特徴とする真空成形装置。
【請求項２】
前記ワイヤを前記２本の中空パイプに挿通する前に、当該ワイヤに離型剤を塗布することを特徴とする請求項１に記載の真空成形装置。
【請求項３】
前記樹脂シートを前記成形型に転写する前に当該成形型を加熱し、前記樹脂シートが前記成形型に転写された後に当該成形型を冷却する温度調節手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の真空成形装置。
【請求項４】
基部と、当該基部に立設したリブとが一体成形され、
前記リブは、平板部と、前記平板部の両側に形成された一対の側辺部と、前記側辺部同士の先端を繋ぐ上辺部とを有し、
一対の前記側辺部と前記上辺部とに連通する中空空間が形成されていることを特徴とする樹脂成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂シートを成形型に転写して樹脂成形品を成形する真空成形装置及び樹脂成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂成形品を一体成形する装置として、真空成形装置が知られている（特許文献１参照）。真空成形装置は、成形型に樹脂シートを吸着して転写することにより樹脂成形品を成形する装置である。
【０００３】
従来の樹脂成形品として、図５（ａ）及び（ｂ）に示す構造の樹脂成形品１が知られている。図５（ａ）は樹脂成形品１の斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す樹脂成形品１のＡ１−Ａ１断面図である。
【０００４】
樹脂成形品１は、上面が開口した箱形の基部１ａと、基部１ａの底面中央部に底面に対して垂直に立設した板状のリブ１ｂとを一体に備えている。更に、リブ１ｂは、板状の上辺部１ｃが円筒状となっており、円筒状内部に円柱状の金属材３が挿入された構造となっている。このように、樹脂成形品１では、リブ１ｂの上辺部１ｃに金属材３を内蔵することによりリブ１ｂの強度を高めている。
【０００５】
この樹脂成形品１を、真空成形装置で一体成形する場合は、リブ１ｂを成形する型材の上端に金属材３を配置した状態で、真空成形を行うものと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−３９８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のように形成された樹脂成形品１は、板状のリブ１ｂに上述したような円柱形の金属材３を内蔵されているので強度は向上するが、その分、重量が重くなるという問題があった。重量の重い樹脂成形品１は、軽量化が要求される装置の部品としては採用することができない。つまり、リブ１ｂの強度の向上及び軽量化の両立を図ることが困難となるという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような課題を解決するために創作されたものであり、基部に一体に立設するリブを、軽量且つ高強度で成形することができる真空成形装置及び樹脂成形品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】
【０００９】
上記課題を解決するための、本発明の真空成形装置は、成形可能な樹脂シートを転写して成形する成形型と、前記成形型の底部に所定間隔離れて当該底部を上下に貫通して立設する２本の中空パイプ及びこれら中空パイプ内に挿通され各中空パイプの上端に架け渡されるワイヤを備えて構成されるリブ成形部と、前記成形型にセットされた前記樹脂シートを当該成形型及び前記リブ成形部に転写させる転写手段と、を備え、前記転写手段で前記樹脂シートを転写させた後、前記２本の中空パイプからワイヤを引き抜くことを特徴とする。
【００１０】
かかる構成によれば、樹脂シートを成形型に転写後、成形型の底部に立設したリブ成形部の各中空パイプからワイヤを引き抜くことにより、リブ成形部で成形された樹脂シートによるリブの上辺部に、ワイヤが存在した跡の中空空間（空洞）が形成される。更に、硬化した樹脂シートを成形型から取り外せば、当該樹脂シートによるリブから両側の中空パイプが引き抜かれるので、リブの側辺部に、その引き抜き跡の中空空間（空洞）が形成される。
【００１１】
これにより、リブの側辺部と上辺部とに連通した中空空間（空洞）が形成されて筒状となる。別言すれば、リブの側辺部および上辺部以外の中央部は密着させられ、空洞が形成されることがない。筒状は外部からの圧力に対抗する力が大きいので、リブの強度を高くすることができる。また、従来のように金属材は用いず、リブの内部が空洞となっているので、リブを軽量とすることができる。従って、樹脂成形品の基部に一体に立設したリブを、軽量且つ高強度とすることができる。
【００１２】
また、前記ワイヤを前記２本の中空パイプに挿通する前に、当該ワイヤに離型剤を塗布することを特徴とする。
【００１３】
かかる構成によれば、ワイヤに離型剤を塗布しておくことにより、各中空パイプへのワイヤの挿通が行い易くなり、ワイヤを引き抜く際には、引き抜き易くなる。
【００１４】
また、前記樹脂シートを前記成形型に転写する前に当該成形型を加熱し、前記樹脂シートが前記成形型に転写された後に当該成形型を冷却する温度調節手段を更に備えることを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、転写前に樹脂シートが加熱されるので、樹脂シートの成形が行い易くなり、樹脂シートを成形型に迅速に吸着させて隙間なく転写することができる。また、転写後に、成形型を冷却すれば、樹脂シートを迅速に冷やして硬化させることができる。
【００１６】
また、本発明の樹脂成形品は、基部と、当該基部に立設したリブとが一体成形され、前記リブは、平板部と、前記平板部の両側に形成された一対の側辺部と、前記側辺部同士の先端を繋ぐ上辺部とを有し、一対の前記側辺部、前記上辺部に連通する中空空間が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
かかる構成によれば、従来のように金属材を用いていないので軽量化を図ることができる。また、リブの側辺部と上辺部による外周部が筒状となっているので、外部圧力に対する抗力が大きくなりリブの強度を高くすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る真空成形装置によれば、基部に一体に立設するリブが軽量且つ高強度で成形される樹脂成形品を形成することができる。また、本発明に係る樹脂成形品によれば、基部に一体に立設するリブを、軽量且つ高強度とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る真空成形装置で成形される樹脂成形品の構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す樹脂成形品のＡ２−Ａ２断面図、（ｃ）は（ａ）に示す樹脂成形品のＡ３−Ａ３断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態に係る樹脂成形品を成形する真空成形装置の構成を示す正面側の断面図、（ｂ）は真空成形装置の側面側の断面図である。
【図３】（ａ）真空成形装置に樹脂シートをセットした状態を示す側面側の断面図、（ｂ）成形型に樹脂シートが転写される過程を示す側面側の断面図、（ｃ）成形型に樹脂シートが転写された状態を示す側面側の断面図である。
【図４】（ａ）樹脂シートの転写後、中空パイプからワイヤを引き抜いた状態を示す側面側の断面図、（ｂ）樹脂シート転写による樹脂成形品を成形型から取り外した状態を示す側面側の断面図である。
【図５】（ａ）従来の樹脂成形品の構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す樹脂成形品のＡ１−Ａ１断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
＜実施形態の構成＞
図１（ａ）は本発明の実施形態に係る真空成形装置で成形される樹脂成形品の構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す樹脂成形品のＡ２−Ａ２断面図、（ｃ）は（ａ）に示す樹脂成形品のＡ３−Ａ３断面図である。
【００２１】
図１（ａ）に示す樹脂成形品１０は、後述するように、成形可能な樹脂シートを、ワイヤを挿通した中空パイプを用いた成形型に転写した後、ワイヤを引き抜いて成形されるものである。この樹脂成形品１０は、上面が開口した箱形の基部１０ａと、基部１０ａの底面中央部に底面に対して垂直に立設した板状（長方形状）のリブ１０ｂとを一体に備えている。この立設したリブ１０ｂは、基部１０ａの側面とは離間している。
【００２２】
更に、リブ１０ｂは、図１（ｂ）及び（ｃ）も参照すると、当該リブ１０ｂの垂直方向の側辺部１０ｃ，１０ｃがそれぞれ中空空間１０ｋを有し、水平方向の上辺部１０ｄが中空空間１０ｆを有する。中空空間１０ｋ，１０ｋ，１０ｆは、筒状を呈して連通している。この側辺部１０ｃ及び上辺部１０ｄの筒状で囲まれる部分は平らな平板部１０ｅとなっている。このように、平板部１０ｅの外周を筒状で囲んだ形状とすることにより、リブ１０ｂを、軽量且つ高強度としている。
【００２３】
樹脂成形品１０を成形する真空成形装置の構成を図２に示す。図２（ａ）は本発明の実施形態に係る樹脂成形品を成形する真空成形装置の構成を示す正面側の断面図、（ｂ）は真空成形装置の側面側の断面図である。
図２（ａ）及び（ｂ）に示す真空成形装置２０は、樹脂成形品１０（図１参照）の基部１０ａの平面状底面と同形状の上下面を有する直方体状の型本体２０ａと、型本体２０ａの４側面を上下方向に突き出て四方を隙間なく囲むことにより、型本体２０ａの上方及び下方に凹部２０ｂ，２０ｃを形成する４枚の縦フレーム２０ｄと、下方凹部２０ｃを閉塞して閉塞空間２０ｈを構成する水平板２０ｅとを備える。
【００２４】
また、型本体２０ａは、当該型本体２０ａの中央部分に所定間隔離れて上下面を上下に貫通して立設する２本の中空パイプ２０ｆと、各中空パイプ２０ｆの上端に直線状に架け渡され、各中空パイプ２０ｆ内に挿通されて保持されるワイヤ２０ｉとを備えている。中空パイプ２０ｆは、円筒形や角筒形等の一端から他端に貫通する細長い筒状を成すものであればよい。また、ワイヤ２０ｉは、断面円形状が好ましいが、断面が楕円形や多角形等の他の形状であってもよい。
【００２５】
ワイヤ２０ｉは、当該ワイヤ２０ｉの両端がそれぞれ、各中空パイプ２０ｆの上端開口から挿入されて下端開口へ抜け、この抜けた各々の端部が逆方向に引っ張られる。これにより、各中空パイプ２０ｆの上端に直線状に架け渡され、図示せぬワイヤ保持部でワイヤ２０ｉに所定の張力が作用した状態で保持される。ワイヤ２０ｉの重量や柔軟性、並びに、各中空パイプ２０ｆの上端の間隔によっては、ワイヤ保持部を用いなくても、ワイヤ２０ｉが自重で各中空パイプ２０ｆの上端に直線状に架け渡される場合もある。
【００２６】
このような立設する２本の中空パイプ２０ｆと、各中空パイプ２０ｆの上端に直線状に架け渡されたワイヤ２０ｉとによって、リブ成形部２０ｊが構成される。なお、ワイヤ２０ｉの各中空パイプ２０ｆへの挿通及び架け渡しは、図示せぬロボットアーム等により自動的に行われるようにしてもよい。
【００２７】
更に、真空成形装置２０においては、上方凹部２０ｂの４側内面及び型本体２０ａの上面、並びにリブ成形部２０ｊにより、成形型２０ｇが構成される。また、縦フレーム２０ｄの下方側には、閉塞空間２０ｈの気密が損なわれないように、真空ポンプ２５の引込口２５ａが貫通されている。真空ポンプ２５で真空吸引することにより、閉塞空間２０ｈが負圧となって、型本体２０ａに垂直方向に貫通して形成された複数の吸引孔２６を介してエア吸引が行われる。なお、真空ポンプ２５等により本請求項の転写手段が構成されている。
【００２８】
つまり、成形型２０ｇの開口を被覆する状態に樹脂シート｛図３（ａ）の樹脂シート３０を参照｝をセットし、この後、真空ポンプ２５で真空吸引することにより吸引孔２６を介して吸引が行われ、この吸引により、樹脂シートが成形型２０ｇに引き寄せられて転写する。この転写した樹脂シート３０が冷えて硬化した後に、ワイヤ２０ｉをワイヤ保持部から解放して各中空パイプ２０ｆから引き抜き、硬化した樹脂シート３０を成形型２０ｇから取り外せば、樹脂成形品１０（図１参照）が完成するようになっている。樹脂シート３０のセットは、図示せぬロボットアーム等により自動的に行われるようにしてもよい。
【００２９】
なお、図示せぬロボットアーム等による各中空パイプ２０ｆへのワイヤ２０ｉの挿通及び架け渡しの制御、成形型２０ｇへの樹脂シート３０のセットの制御、並びに、真空ポンプ２５による真空吸引の起動及び停止動作の制御は、図示せぬ制御装置によって行われる。この制御装置は、例えば図示せぬＣＰＵ(Central Processing Unit)や、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)及びＨＤＤ(Hard Disk Drive)等の記憶手段を備え、ＣＰＵが記憶手段に書き込まれたプログラムを実行して上記の制御を行うようになっている。
【００３０】
＜実施形態の動作＞
次に、本実施形態の真空成形装置２０で樹脂成形品１０を成形する際の動作を、図２〜図４を参照して説明する。
【００３１】
但し、ロボットアーム（図示せず）による各中空パイプ２０ｆへのワイヤ２０ｉの挿通及び架け渡しの制御、成形型２０ｇへの樹脂シート３０のセットの制御、並びに、真空ポンプ２５による真空吸引の起動及び停止動作の制御は、制御装置（図示せず）によって行われるものとする。また、中空パイプ２０ｆは円筒形、ワイヤ２０ｉは中空パイプ２０ｆに挿通可能な断面円形状であるとする。
【００３２】
まず、図２（ａ）に示すように、ワイヤ２０ｉの両端を、ロボットアームにより把持し、当該ワイヤ２０ｉの両端をそれぞれ、各中空パイプ２０ｆの上端開口から挿入し、下端開口へ抜け出るようにする。この抜けた各々の端部をロボットアームで逆方向に引っ張り、各中空パイプ２０ｆの上端に直線状に架け渡され、所定の張力が作用した状態で、ワイヤ保持部（図示せず）によりワイヤ２０ｉを保持させる。
【００３３】
これにより、成形型２０ｇにリブ成形部２０ｊがセットされるので、図３（ａ）に示すように、成形型２０ｇの開口上部にロボットアームで樹脂シート３０を載置してセットする。このセットにより、成形型２０ｇの開口が樹脂シート３０で覆われた状態となる。樹脂シート３０は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を用いる。
【００３４】
次に、真空ポンプ２５で真空吸引を行うと、閉塞空間２０ｈが負圧となって、型本体２０ａの吸引孔２６を介して、成形型２０ｇの樹脂シート３０で覆われた内部がエア吸引される。この吸引により、図３（ｂ）に示すように樹脂シート３０が成形型２０ｇに引き寄せられ、その後、図３（ｃ）に示すように樹脂シート３０が成形型２０ｇに吸着して転写する。この転写後、真空吸引を停止する。
【００３５】
この際、樹脂シート３０は、成形型２０ｇの中央部分に立設したリブ成形部２０ｊにも転写し、この転写部分が長方形状で立設する。この樹脂シート３０による長方形状の立設部分は、側辺部内に中空パイプ２０ｆが包み込まれ、上辺部内にワイヤ２０ｉが包み込まれている。このため、側辺部と上辺部とを連通した外周部が概略断面円形状に盛り上がっている。その外周部で囲まれた内側部分は、樹脂シート３０が両側から直接貼り合わさった平板状となっている。この平板状の部分が、図１（ａ）に示すリブ１０ｂの平板部１０ｅとなり、外周部がリブ１０ｂの筒状の側辺部１０ｃ及び上辺部１０ｄとなる。
【００３６】
次に、図４（ａ）に示すように、転写した樹脂シート３０が硬化した後に、ワイヤ２０ｉをワイヤ保持部から解放して、何れか一方の中空パイプ２０ｆの下端開口から垂れ下がったワイヤ２０ｉを、ロボットアームにより引き抜く。これによって、リブ成形部２０ｊの上辺部の上にワイヤ２０ｉが存在しなくなるので、上辺部の上にはワイヤ２０ｉが存在した跡の円柱形状の中空空間１０ｆが形成される。
【００３７】
この後、硬化した樹脂シート３０を図４（ｂ）に示すように、成形型２０ｇから取り外せば、リブ成形部２０ｊからは、各中空パイプ２０ｆが引き抜かれるので、この引き抜き跡に円柱形状の中空空間１０ｋが形成される。これにより、リブ１０ｂの側辺部１０ｃと上辺部１０ｄとに連通した中空空間（空洞）１０ｋ，１０ｆが形成されて筒状となる。これによって、基部１０ａと、当該基部１０ａに立設したリブ１０ｂとが一体成形され、当該リブ１０ｂの側辺部１０ｃと上辺部１０ｄとが筒状に連通した樹脂成形品１０が得られる。
【００３８】
＜実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態の真空成形装置２０は、成形可能な樹脂シート３０を転写して成形する成形型２０ｇと、成形型２０ｇの底部に所定間隔離れて当該底部を上下に貫通して立設する２本の中空パイプ２０ｆ及びこれら中空パイプ２０ｆ内に挿通され各中空パイプ２０ｆの上端に架け渡されるワイヤ２０ｉを備えて構成されるリブ成形部２０ｊと、成形型２０ｇにセットされた樹脂シート３０を吸引して成形型２０ｇ及びリブ成形部２０ｊに転写させる真空ポンプ２５とを備える。そして、真空ポンプ２５で真空吸引を行って樹脂シート３０を成形型２０ｇ及びリブ成形部２０ｊに転写させた後、２本の中空パイプ２０ｆからワイヤ２０ｉを引き抜く構成とした。
【００３９】
この構成によれば、樹脂シート３０を成形型２０ｇ及びリブ成形部２０ｊに転写後、成形型２０ｇの底部に立設したリブ成形部２０ｊの各中空パイプ２０ｆからワイヤ２０ｉが引き抜かれる。これにより、リブ成形部２０ｊで成形された樹脂シート３０によるリブ１０ｂの上辺部１０ｄに、ワイヤ２０ｉが存在した跡の中空空間（筒の空間）１０ｆが形成される。更に、硬化した樹脂シート３０を成形型２０ｇから取り外せば、当該樹脂シート３０によるリブ１０ｂから、両側の中空パイプ２０ｆが引き抜かれる。これにより、リブ１０ｂの側辺部１０ｃに、その引き抜き跡の中空空間（筒の空間）１０ｋが形成される。
【００４０】
これにより、リブ１０ｂの側辺部１０ｃと上辺部１０ｄとに連通した中空空間（空洞）１０ｋ，１０ｆが形成されて筒状となる。筒状は外部からの圧力に対抗する力が大きいので、リブ１０ｂの強度を高くすることができる。また、リブ１０ｂの外周部は筒状で空洞となっているので、リブ１０ｂを軽量とすることができる。このため、樹脂成形品１０の基部１０ａに一体に立設したリブ１０ｂを、軽量且つ高強度として成形することができる。
【００４１】
＜実施形態の変形例＞
上記実施形態の真空成形装置２０で成形される樹脂成形品は、樹脂成形品１０に限定されるものではなく、基部と、基部に立設するリブとを一体に備えたものであれば、他の形状であってもよい。
【００４２】
また、上記実施形態において、ワイヤ２０ｉを各中空パイプ２０ｆに挿通する前に、ワイヤ２０ｉに離型剤を塗布してもよい。ワイヤ２０ｉに離型剤を塗布しておくことにより、各中空パイプ２０ｆへのワイヤ２０ｉの挿通が行い易くなり、ワイヤ２０ｉを引き抜く際には、引き抜き易くなる。このため、リブ１０ｂの上辺部１０ｄからもワイヤ２０ｉをスムーズに引き抜くことができるので、上辺部１０ｄ内面にワイヤ２０ｉが引っ掛かってリブ１０ｂを破損するといった不具合を防止することができる。
【００４３】
また、型本体２０ａの内部、言い換えれば成形型２０ｇの底部に、図示せぬヒータ及び冷却装置を有する温度調節手段を備えても良い。この温度調節手段は、型本体２０ａを加熱又は冷却して温度調節することにより、成形型２０ｇの型面を加熱又は冷却して、成形型２０ｇにセットされる樹脂シート３０を加熱又は冷却する。
【００４４】
このような熱可塑性樹脂の樹脂シート３０を用いる場合、樹脂シート３０を予め所定の温度で加熱しておき、成形可能な状態としておく。また、温度調節手段によって成形型２０ｇの温度を所定の温度に加熱しておくのが好ましい。この処理によって樹脂シート３０の成形が行い易くなる。
【００４５】
この条件で成形型２０ｇに樹脂シート３０をセットして、真空ポンプ２５で上述したように真空引きを行えば、樹脂シート３０を成形型２０ｇに迅速に吸着させて隙間なく転写することができる。この後、温度調節手段により成形型２０ｇを冷却すれば、樹脂シート３０を迅速に冷やして硬化させることができる。
【００４６】
以上本発明の実施形態及び変形例について説明したが本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  樹脂成形品
１０ａ  基部
１０ｂ  リブ
１０ｃ  側辺部
１０ｄ  上辺部
１０ｅ  平板部
１０ｆ，１０ｋ  中空空間
２０  真空成形装置
２０ａ  型本体
２０ｂ，２０ｃ  凹部
２０ｄ  縦フレーム
２０ｅ  水平板
２０ｆ  中空パイプ
２０ｇ  成形型
２０ｈ  閉塞空間
２０ｉ  ワイヤ
２０ｊ  リブ成形部
２５  真空ポンプ
２５ａ  引込口
２６  吸引孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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