(57)【要約】      （修正有）【課題】シートを予め定められた形に形成させる成型部に角部があっても、当該角部に高い圧力を均一に加圧してシートを角部に沿った凹凸形状に形成させることにより、形成後のシートの厚さにばらつきの少ない圧空成型機を提供する。【解決手段】外部から取り込んだ空気を６．００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１００ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧力で圧縮するコンプレッサー１１と、上記コンプレッサーに接続され、上記コンプレッサーで圧縮された圧縮空気に含まれる水分を除去するドライヤー１２と、上記ドライヤーに接続され、上記ドライヤーで水分が除去された上記圧縮空気の配管を開閉するバルブ１３と、上記ドライヤーに接続され、上記圧縮空気を蓄えるアキュムレータ１４と、上記バルブに接続され、上記圧縮空気をシート２２に加圧して上記シートを予め定められた形に形成させる成型部１６と、を備える。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
外部から取り込んだ空気を６．００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１００ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧力で圧縮するコンプレッサーと、
上記コンプレッサーに接続され、上記コンプレッサーで圧縮された圧縮空気に含まれる水分を除去するドライヤーと、
上記ドライヤーに接続され、上記ドライヤーで水分が除去された上記圧縮空気の配管を開閉するバルブと、
上記ドライヤーに接続され、上記圧縮空気を蓄えるアキュムレータと、
上記バルブに接続され、上記圧縮空気をシートに加圧して上記シートを予め定められた形に形成させる成型部と、を備えていることを特徴とする圧空成型機。
【請求項２】
上記シートを加熱する加熱部を更に備え、
上記加熱部は、上記シートの両面側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧空成型機。
【請求項３】
上記シートを加熱する加熱部を更に備え、
上記加熱部は、上記シートの片面側にのみ設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧空成型機。
【請求項４】
上記加熱部は、上記成型部の外部に設けられていることを特徴とする請求項２または３記載の圧空成型機。
【請求項５】
上記加熱部は、上記成型部の内部に設けられていることを特徴とする請求項３記載の圧空成型機。
【請求項６】
上記加熱部によって加熱される上記シートの温度は８０℃から２９０℃であることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の圧空成型機。
【請求項７】
上記シートは、ポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）（延伸配向ＰＥＴ（Ｏ−ＰＥＴ）を含む）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）のいずれか一種からなることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の圧空成型機。
【請求項８】
上記シートは０．０５ｍｍから５．０ｍｍの厚さであることを特徴とする請求項７記載の圧空成型機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、圧空成型機に関するものである。特に、圧縮空気を注入することにより、加熱したシートが加圧されて予め定められた金型形状に形成される圧空成型機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮した空気をフィルムに吹き付けてフィルムを予め定められた形に形成するものとしては、例えば特許文献１に記載されたフィルム成形装置がある。このフィルム成形装置は、携帯電話機の筐体や自動車の計器パネル等の成形品表面にフィルムを一体化させるものであり、１Ｍｐａ〜５Ｍｐａ（１０．２０ｋｇｆ／ｃｍ２〜５０．９９ｋｇｆ／ｃｍ２）の圧力で圧縮した空気をフィルムに吹き付けるもの（フィルムに風圧をかけるもの）であった。このため、このフィルム成形装置は、弁当用容器、食品容器、ブリスター容器、トレー等の成形を主目的とする成型設備として用いることができなかった。
【特許文献１】特許第３９１６９８３号公報
【０００３】
また、０．１０ｋｇｆ／ｃｍ２〜０．５０ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で使用されている真空成型機では、シートに深さを出したい場合、シートに直角に近い形状を出したい場合には、加熱したシートをプラグによって押し込むことにより、予め定められた金型形状に近い高さを形成した後、真空圧により真空孔から吸引し、予め定められた金型形状に形成する。このため、成形品の角部が他の部分に比べて薄くなり、シートの厚さが均一にならず座屈強度が低下してしまう。この対策として厚みのあるシートを選択せざるを得なかった。
また、６．００ｋｇｆ／ｃｍ２未満で使用されている圧空成型機では、シャープな角部を形成したい、シートの肉厚の均一化を計りたいという要望があった。なお、上記圧力でシャープな角部を形成するためにはシートを加熱する温度を高くせざるを得ないという不具合がある。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案は、上記従来技術の有する問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、シートの厚さを均一にして座屈強度を向上させ、シャープな角部を形成することができる圧空成型機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案の上記課題は、下記の手段によって達成される。請求項１の考案に係る圧空成型機にあっては、外部から取り込んだ空気を６．００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１００ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧力で圧縮するコンプレッサーと、上記コンプレッサーに接続され、上記コンプレッサーで圧縮された圧縮空気に含まれる水分を除去するドライヤーと、上記ドライヤーに接続され、上記ドライヤーで水分が除去された上記圧縮空気の配管を開閉するバルブと、上記ドライヤーに接続され、上記圧縮空気を蓄えるアキュムレータと、上記バルブに接続され、上記圧縮空気をシートに加圧して上記シートを予め定められた形に形成させる成型部と、を備えていることを特徴とする。
【０００６】
請求項１記載の考案に係る圧空成型機にあっては、外部から取り込んだ空気を６．００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１００ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧力で圧縮するコンプレッサーを備えているので、シートは６．００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１００ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧縮空気で加圧される。この結果、シートは従来に比べて金型により強く瞬時に押し付けられる。
【０００７】
請求項２の考案に係る圧空成型機にあっては、シートを加熱する加熱部を更に備え、上記加熱部が上記シートの両面側に設けられていることを特徴とする。また、請求項３の考案に係る圧空成型機にあっては、シートを加熱する加熱部を更に備え、上記加熱部が上記シートの片面側にのみ設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４の考案に係る圧空成型機にあっては、上記加熱部が上記成型部の外部に設けられていることを特徴とする。請求項４記載の考案に係る圧空成型機にあっては、加熱部が成型部の外部に設けられているので、成型部の内部構造が複雑な構造とならずにすむ。
【０００９】
請求項５の考案に係る圧空成型機にあっては、上記加熱部が上記成型部の内部に設けられていることを特徴とする。請求項５記載の考案に係る圧空成型機にあっては、加熱部が成型部の内部に設けられているので、加熱した圧縮空気でシートを加圧することができる。
【００１０】
請求項５の考案に係る圧空成型機にあっては、上記加熱部によって加熱される上記シートの温度が８０℃から２９０℃であることを特徴とする。また、請求項６の考案に係る圧空成型機にあっては、上記シートがポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）（延伸配向ＰＥＴ（Ｏ−ＰＥＴ）を含む）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）のいずれか一種からなることを特徴とする。また、請求項７の考案に係る圧空成型機にあっては、上記シートが０．０５ｍｍから５．０ｍｍの厚さであることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１１】
請求項１記載の考案に係る圧空成型機にあっては、外部から取り込んだ空気を６．００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１００ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧力で圧縮するコンプレッサーを備えているので、シートは６．００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１００ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧縮空気で加圧される。この結果、シートは従来に比べて金型により強く瞬時に押し付けられるので、シートを予め定められた形に形成させる成型部に角部があっても、高い圧力を均一に加えてシートを角部に沿った凹凸形状に形成させることができる。
また、シートが６．００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１００ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧縮空気で加圧されることから、シートの肉厚の均一化が計られ、形成された容器の座屈強度が向上する。これにより、シートの厚さを従来よりも薄肉化することができる。従って、容器の形成に用いる材料を低減することができると共に、シートの加熱に要するエネルギーを従来の半分に低減することができる。
【００１２】
また、請求項２記載の考案に係る圧空成型機にあっては、シートの加熱に要するエネルギーを従来の半分に低減することができるので、シートの両面側に設けられた各々の加熱部に要するエネルギーは従来の加熱部に比べて１／４ですむ。また、請求項２記載の考案にあっては、従来に比べてシートの厚さを半分にすることができるため、加熱時間の短縮ならびにサイクルタイムを短縮することができる。
【００１３】
また、請求項３記載の考案に係る圧空成型機にあっては、シートの加熱に要するエネルギーを従来の半分に低減することができるので、シートの片面側に設けられた加熱部に要するエネルギーは従来の加熱部に比べて１／２ですむ。また、請求項３記載の考案においても、従来に比べてシートの厚さを半分にすることができるため、加熱時間の短縮ならびにサイクルタイムを短縮することができる。
【００１４】
また、請求項４記載の考案に係る圧空成型機にあっては、加熱部が成型部の外部に設けられているので、成型部の内部構造が複雑な構造とならずにすむ。この結果、簡易な内部構造を有する成型部を備えた圧空成型機であっても高圧な圧縮空気でシートを加圧することによりシートを角部に沿ってシャープな形状とすることができる。
【００１５】
また、請求項５記載の考案に係る圧空成型機にあっては、加熱部が成型部の内部に設けられているので、加熱した圧縮空気でシートを加圧することができる。この結果、シートを軟化させながら、角部に沿ったシャープな形状を成型することができる。
【００１６】
また、請求項５記載の考案に係る圧空成型機にあっては、加熱部によって加熱されるシートの温度が８０℃から２９０℃であるので、加工するシートの材料として複数種類の中から一種類を選択することができる。また、請求項６記載の考案に係る圧空成型機にあっては、シートの素材としてポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）（延伸配向ＰＥＴ（Ｏ−ＰＥＴ）を含む）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）のいずれか一種を用いることができるので、例えば製造する容器の用途に応じて適切なシートの素材を選択することができる。また、請求項７の考案に係る圧空成型機にあっては、上記シートが０．０５ｍｍから５．０ｍｍの厚さであるので、例えば製造する容器の用途に応じて適切なシートの厚さを選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本考案に係る圧空成型機の一実施の形態を示した概要図である。
【図２】図２は本発明に係る圧空成型機によるシートの成型工程（シート加熱およびシート供給）を示す図である。
【図３】図３は本発明に係る圧空成型機によるシートの成型工程（型上昇および型締め）を示す図である。
【図４】図４は本発明に係る圧空成型機によるシートの成型工程（成型（圧縮空気の注入））を示す図である。
【図５】図５は本発明に係る圧空成型機によるシートの成型工程（冷却後離型）を示す図である。
【図６】図６は本考案に係る圧空成型機の他の実施の形態を示した概要図である。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本考案の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、本考案の圧空成型機は、以下の実施例に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００１９】
図１は本実施の形態に係る圧空成型機１０の一例を示した概要図である。図１に示すように、圧空成型機１０は、コンプレッサー１１と、コンプレッサー１１に接続されるドライヤー１２と、ドライヤー１２に接続されるバルブ１３と、ドライヤー１２に接続されるアキュムレータ１４と、圧縮空気供給配管１５を介してバルブ１３に接続される成型部１６と、成型部１６の外部に設けられている加熱部１７とを備えている。
【００２０】
コンプレッサー１１は、吸気ダクト１８および塵埃除去フィルタを介して圧空成型機１０の外部から取り込んだ空気を６．００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１００ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧力で圧縮する。すなわち、本実施の形態に係る圧空成型機１０は従来の圧空成型機に比べて高い圧力で外部から取り込んだ空気を圧縮する。コンプレッサー１１は、圧縮空気供給配管１９を介して圧縮空気をドライヤー１２に供給する。
【００２１】
ドライヤー１２は、エアドライヤーであって、コンプレッサー１１で圧縮された空気に含まれる水分を除去する。ドライヤー１２は、圧縮空気供給配管２０を介して水分を除去した圧縮空気をバルブ１３およびアキュムレータ１４に供給する。
【００２２】
バルブ１３は、ドライヤー１２で水分が除去された圧縮空気の圧縮空気供給配管１５を開閉する。本実施の形態に係るバルブ１３は６．００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１００ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧力で圧縮した圧縮空気に耐えうるものであり、電気的に開閉制御される。例えば、バルブ１３は、予め定められたタイミングでソレノイドに通電し、弁をスライドさせることによって圧縮空気の通路を開き、予め定められたタイミングでソレノイドへの通電を停止し、弁を元の位置にスライドさせることによって圧縮空気の通路を閉じる。
【００２３】
アキュムレータ１４は、圧縮空気を蓄える蓄圧機であり、ドライヤー１２とバルブ１３との間の圧縮空気の圧力を一定に保つ。すなわち、アキュムレータ１４は、バルブ１３が開いて成型部１６へ圧縮空気が供給された場合に、圧力が低下することを防ぎ、定められた圧力を維持するために有用である。
【００２４】
成型部１６は、圧縮空気供給配管１５を介して成型部１６内に注入された圧縮空気により、成型部１６内に挿入されたシート２２を瞬時に加圧してシート２２を予め定められた形に形成する。成型部１６は、圧縮空気供給配管１５と接続されるブロー側圧空ボックス２３と、挿入されたシート２２を予め定められた形状に形成させるための金型２４と、金型２４を支持する支持側ボックス２５とを有する。金型２４は少なくとも１つ以上の貫通孔２６を有し、シート２２と金型２４との間に存在する空気を、貫通孔２６を介して金型２４外部へ排出する。金型２４外部へ排出された空気は排出側ボックス２５に接続された排気ダクト２７を介して圧空成型機１０の外部へ排気される。
【００２５】
加熱部１７は、クランプコンベヤによって搬送されるシート２２を予め定められた温度に加熱する。加熱部１７は、シート２２の両面側に設けられている。なお、本実施の形態において、加熱部１７はシート２２の両面側に設けられているが、シート２２の片面側にのみ設けてもよい。加熱部１７によって加熱されるシート２２の温度は８０℃から２９０℃である。例えば、シート２２が０．０５ｍｍから５．０ｍｍの厚みを有するものであって、ポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ：polyethylene terephthalate）（延伸配向ＰＥＴ（Ｏ−ＰＥＴ）を含む）からなる場合には８０℃から１１０℃の温度範囲で加熱され、シート２２が０．０５ｍｍから５．０ｍｍの厚みを有するものであって、ポリスチレン（ＰＳ：polystyrene）からなる場合には１００℃から１２０℃の温度範囲で加熱され、シート２２が０．０５ｍｍから５．０ｍｍの厚みを有するものであって、ポリプロピレン（ＰＰ：polypropylene）からなる場合には１１０℃から１３０℃の温度範囲で加熱される。
【００２６】
なお、シート２２の厚み、素材、および温度範囲は、上記に限られることはなく、形成する容器の用途に応じてシート２２の厚みを適宜変更してもよいし、シート２２の素材を適宜変更してもよいし、シート２２の厚み及び素材に応じてシート２２の加熱温度を適宜変更してもよい。また、シート２２の加熱温度は加熱部１７とシート２２との間の距離に応じて変更してもよい。
【００２７】
図２から図５は、本実施の形態に係る圧空成型機１０によるシート２２の成型工程を示す図である。図１及び図２に示すように、加熱部１７によって加熱されたシート２２は、矢印２８で示すように成型部１６の外部からクランプコンベヤによって搬送され、金型２４上に配置される。次に、図３に示すように、成型部１６は、支持側ボックス２５内の金型２４を矢印３９で示すように上死点まで上げる。続いて、ブロー側圧空ボックス２３を矢印２９方向に移動させて、シート２２を金型２４に押し当てながらシート２２をブロー側圧空ボックス２３と支持側ボックス２５とで挟み込みながら型締めする。
【００２８】
次に、図４に示すように、圧空成型機１０は、図３に示す型締め直後にソレノイドに通電してバルブ１３を開き、６．００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１００ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧縮空気３０でシート２２を加圧する。シート２２は、従来に比べて強い圧力で瞬時に金型２４に押し付けられるので、均一な肉厚で金型２４の形状に沿って形成される。この際、シート２２と金型２４との間に存在した空気３１（図３参照）は、矢印３２で示すように貫通孔２６および排気ダクト２７を介して成型部１６の外部へと排気される。
【００２９】
その後、成型部１６は支持側ボックス２５および金型２４の温度により成型後のシート２２を冷却する。圧空成型機１０は、シート２２を冷却した後、ソレノイドへの通電を停止してバルブ１３を閉じ、圧縮空気３０の供給を停止する。続いて、ブロー側圧空ボックス２３に設けられている排気弁から成型部１６内の圧縮空気３０を抜いて成型部１６内の圧力を下げる。
【００３０】
成型部１６内の圧力を下げた後、型締めを解除して図５に示すように、ブロー側圧空ボックス２３を矢印３３方向に移動させて、シート２２の成型を完了させる。シート２２は金型２４から取り外された後、不要な部分がトリミングされて製品となる。
【００３１】
本実施の形態に係る圧空成型機１０によれば、外部から取り込んだ空気を６．００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１００ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧力で圧縮するコンプレッサー１１を備えているので、シート２２は６．００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１００ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧縮空気で加圧される。この結果、シート２２は従来に比べて金型２４により強く瞬時に押し付けられるので、シート２２を予め定められた形に形成させる成型部１６に角部があっても、当該角部に高い圧力を均一に加えてシート２２を角部に沿った凹凸形状に形成させることができる。
【００３２】
また、本実施の形態に係る圧空成型機１０によれば、シート２２が６．００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１００ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧縮空気で加圧されることから、シート２２の肉厚の均一化が計られ、形成された容器の座屈強度が向上する。これにより、シート２２の厚みを従来よりも薄肉化することができる。従って、容器の形成に用いる材料を低減することができると共に、シートの加熱に要するエネルギーを従来の半分に低減することができる。
【００３３】
また、本実施の形態に係る圧空成型機１０によれば、シート２２の加熱に要するエネルギーを従来の半分に低減することができるので、シート２２の両面側に設けられた各々の加熱部に要するエネルギーは従来の加熱部に比べて１／４ですむ。また、本実施の形態に係る圧空成型機１０によれば、従来に比べてシート２２の厚みを半分にすることができるため、加熱時間の短縮ならびにサイクルタイムを短縮することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態に係る圧空成型機１０において、シート２２を加熱する加熱部１７をシート２２の片面側にのみ設けた場合には、シート２２の片面側に設けられた加熱部に要するエネルギーは従来の加熱部に比べて１／２ですむ。また、この場合においても従来に比べてシート２２の厚みを半分にすることができるため、加熱時間の短縮ならびにサイクルタイムを短縮することができる。
【００３５】
また、本実施の形態に係る圧空成型機１０によれば、加熱部１７が成型部１６の外部に設けられているので、成型部１６の内部構造が複雑な構造とならずにすむ。この結果、簡易な内部構造を有する成型部１６を備えた圧空成型機１０であっても高圧な圧縮空気でシート２２を加圧することによりシート２２を角部に沿ったシャープな形状とすることができる。
【００３６】
また、本実施の形態に係る圧空成型機１０によれば、加熱部１７によって加熱されるシート２２の温度が８０℃から２９０℃であるので、加工するシート２２の材料として複数種類の中から一種類を選択することができる。また、本実施の形態に係る圧空成型機１０によれば、シート２２の素材としてポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）（延伸配向ＰＥＴ（Ｏ−ＰＥＴ）を含む）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）のいずれか一種を用いることができるので、例えば製造する容器の用途に応じて適切なシート２２の素材を選択することができる。また、本実施の形態に係る圧空成型機１０によれば、シート２２が０．０５ｍｍから５．０ｍｍの厚さであるので、例えば製造する容器の用途に応じて適切なシート２２の厚みを選択することができる。
【００３７】
図６は他の実施の形態に係る圧空成型機３４の一例を示した概要図である。なお、図１と同一部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。図６に示す圧空成型機３４は、成型部３５の内部に加熱部３６が設けられている点、および加熱部３６の内部に圧縮空気供給配管１５の先端部２１が挿入されている点において、図１に示した圧空成型機１０と相違する。
【００３８】
先端部２１には複数の圧縮空気排出孔３７が設けられている。このため、圧縮空気供給配管１５から成型部３５内に注入される圧縮空気は、加熱部３６によって加熱された後、成型部３５内に挿入されたシート２２を加圧する。
【００３９】
すなわち、シート２２には、コンプレッサー１１で６．００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１００ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧力で圧縮され、更に加熱部３６によって加熱された圧縮空気が加圧される。従って、シート２２は軟化しながら金型３８に押し付けられ、金型２４の形状に沿って型成形される。この際、シート２２と金型３８との間に存在する空気は貫通孔２６および排気ダクト２７を介して成型部３５の外部へと排気される。なお、金型３８の形状は、支持側ボックス２５側に窪んだ凹形状であるが、金型の形状はこれに限られることは無く、金型２４のようにブロー側圧空ボックス２３側に突出した凸形状であってもよい。
【００４０】
他の実施の形態に係る圧空成型機３４によれば、加熱部３６が成型部３５の内部に設けられているので、加熱した圧縮空気でシート２２を加圧することができる。この結果、シート２２を軟化させながら、角部に沿ったシャープな形状を成型することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本考案の圧空成型機は、弁当用容器、食品容器、ブリスター容器、トレー等の成形を主目的とする成型設備に極めて有用である。
【符号の説明】
【００４２】
１０，３４・・・圧空成型機
１１・・・コンプレッサー
１２・・・ドライヤー
１３・・・バルブ
１４・・・アキュムレータ
１５、１９、２０・・・圧縮空気供給配管
１６，３５・・・成型部
１７，３６・・・加熱部
１８・・・吸気ダクト
２１・・・先端部
２２・・・シート
２３・・・ブロー側圧空ボックス
２４，３８・・・金型
２５・・・支持側ボックス
２６・・・貫通孔
２７・・・排気ダクト
２８，２９，３２，３３，３９・・・矢印
３０・・・圧縮空気
３１・・・空気
３７・・・圧縮空気排出孔
【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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【図６】
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