(57)【要約】【課題】    成形シート１０を成形するための方法及び装置において、加熱された成形シートの不充分な冷却に関連した問題を防止することのできるものを提供する。【解決手段】成形シート１０が、上方成形型３、第１の下方成形型４及び第２の下方成形型５を備えた成形ステージ１により加熱されて搬送される。第１の成形部分を成形するにあたり、上方成形型３及び第１の下方成形型４が、成形シート１０を挟み込んで成形を行いつつ、水平方向へと成形シート１０と共に移動する。第１の下方成形型４は、この後の成形シート１０の冷却の際にも、成形シート１０と共に移動するが、上方成形型３は初期位置へと戻る。第２の成形部分を成形するにあたり、第２の下方成形型５が第１の下方成形型４の役割を引き継ぎ、第１の下方成形型４は、先に第２の下方成形型５が行ったようにして初期位置に戻る。【選択図】  図１
2005081840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形シート（１０）が、上方成形型（３）、第１の下方成形型（４）及び第２の下方成形型（５）を備えた成形ステージ（１）により加熱されて搬送され、
第１の成形部分を成形するにあたり、上方成形型（３）及び第１の下方成形型（４）は、成形シート（１０）の水平方向移動と同期が取られ、成形を行うべく互いに垂直方向に成形シート（１０）に当接するように移動するとともに、この成形の間は成形シート（１０）と連れだって移動し、
第１の下方成形型（４）が、引き続いて行われる、加熱された成形シート（１０）の冷却の間には、成形シート（１０）と連れだって移動し、この際、上方成形型（３）が初期位置へと戻り、
第２の成形部分を成形するにあたり、第２の下方成形型（５）が第１の下方成形型（４）の役割を引き継ぎ、第１の下方成形型（４）は、第２の下方成形型（５）が先に行ったように、他の下方成形型（４，５）を通り過ぎて初期位置に戻ることを特徴とする、成形シート（１０）に成形を施す方法。
【請求項２】
成形シート（１０）に当接する下方成形型（４，５）が成形シート（１０）の冷却に用いられることを特徴とする請求１記載の方法。
【請求項３】
成形シート（１０）に当接する下方成形型（４，５）が成形シート（１０）の搬送に用いられることを特徴とする請求１または２記載の方法。
【請求項４】
成形シート（１０）が、減圧でもって、当接する下方成形型（４，５）に対して、駆動連結されていることを特徴とする請求３記載の方法。
【請求項５】
当接する下方成形型（４，５）と、成形シート（１０）に形成された複数のカップ部との嵌合ないし係合が成形シート（１０）の駆動に用いられることを特徴とする請求３または４記載の方法。
【請求項６】
ステージ架台（２）の上に、上方成形型（３）並びに第１の下方成形型（４）及び第２の下方成形型（５）が、水平方向及び垂直方向に移動可能に保持されており、
各下方成形型（４，５）にそれぞれ別個の駆動部（６）が割り当てられており、
２つの下方成形型（４，５）には、垂直移動のために、一つの共通の昇降装置（７）が割り当てられるとともに、これら下方成形型（４，５）のそれぞれについて、成形シート（１０）に当接する位置すなわち、持ち上げられた位置に確実に保持するための係止装置（９）が割り当てられていることを特徴とする、請求項１〜５のいすれの方法を実施するための成形ステージ。
【請求項７】
２つの下方成形型（４，５）に割り当てられた駆動部（６）がサーボモーターから構成されることを特徴とする請求項６記載の成形ステージ。
【請求項８】
昇降装置（７）には、成形シート（１０）の移動方向に延びるレール（１３）が備えられており、レール（１３）における下流に位置する端部には、対応して下流へと移動する下方成形型（４，５）に嵌合ないし係合する駆動伝達部（１４）が設けられていることを特徴とする請求項６または７記載の成形ステージ。
【請求項９】
駆動伝達部（１４）がレール（１３）上を長手方向に移動可能に配置されていることを特徴とする請求項８記載の成形ステージ。
【請求項１０】
一方の下方成形型（４）にはステージ架台（２）の左側に、また、他方の下方成形型（５）にはステージ架台（２）の右側に、垂直ガイド（８）が割り当てられていることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の成形ステージ。
【請求項１１】
係止装置（９）が、垂直ガイド（８）の上方側にある自由端に配置されて、チャック装置として形成されており、下方成形型（４，５）は、駆動作用を受けて係止固定が解除されることを特徴とする請求項１０に記載の成形ステージ。
【請求項１２】
垂直ガイド（８）には、下方成形型（４，５）を冷却するための接続ライン（１１）及び下方成形型（４，５）に減圧を与えるための接続ライン（１２）が割り当てられていることを特徴とする請求項１または１１に記載の成形ステージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形シートに成形加工を施すための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
技術水準により、加熱成形機械に設置された成形ステージが知られている。この成形ステージは、リズミカルな間欠駆動により、上方成形型と下方成形型とでもって、加熱された成形シートに対して変形・成形を施す。上方成形型と下方成形型との間で、加熱された成形シートは、ストローク長の分だけ正確に搬送され成形が施される。この変形・成形に引き続いて、形成された形状を保つようにするために、加熱された成形シートの冷却が行われる。リズミカルな間欠駆動と、所望の高い処理速度とが、冷却のための所要時間により著しい悪影響を受けることとなる。このことは、次のような欠点につながる。成形シートは、上方成形型及び下方成形型から解き放たれた後には、もはや冷却を受けず、曲げや反りが生じる他、成形シートに形成された複数のカップ部（浅い皿状のものやポケット状のものを含む）の寸法が変化する。このことは、加熱成形機械の後の段階において、問題を引き起こし、製造工程に悪影響を与える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の根底をなす課題は、加熱された成形シートの不充分な冷却に関連した問題を防止することのできる方法を提供することにある。さらには、そのような方法を実行するように準備されている装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題の方法の部分は、以下のような方法によって解決される。成形シート（薄いフィルムを含む）が、上方成形型（上型）、第１の下方成形型（下型）及び第２の下方成形型を備えた成形ステージにより加熱されて搬送される。第１の成形部分を成形するにあたり、上方成形型及び第１の下方成形型が、成形シートの水平方向移動と同期が取られ（移動速度が合わせられており）、成形を行うべく互いに垂直方向に成形シートに当接するように移動するとともに、この成形の間は成形シートに連れだって移動する。第１の下方成形型が、引き続いて行われる、加熱された成形シートの冷却の間には成形シートと連れだって移動する。この際、上方成形型は、初期位置へと戻る。引き続いて第２の成形部分を成形するにあたり、第２の下方成形型が第１の下方成形型の役割を引き継ぐ。また、第１の下方成形型は、第２の下方成形型が先に行ったように、他の下方成形型を通り過ぎて初期位置に戻る。
【発明の効果】
【０００５】
このような方法は、次のような利点と結びついている。従来の間欠駆動される加熱成型機械中への設置に限られず、連続的に押し動かし駆動される成形シートに対して用いることができる。また、冷却時間について、間欠的な作動の時間の間のほんの短い時間に限られているという制約を取り除くことができ、時間的に長く引き延ばすことができる。また、下方成形型に成形シートが当接しており、複数のカップ部を形成した成形シートの形状は、環境温度に達するまで保持される。さらに注目すべきことには、２つの下方成形型を用いることにより、成形ステージの作動効率は、時間的に長く持続する冷却によって悪影響を受けない。２つの下方成形型が、交替しつつ成形シートに対する加工を施すからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
これら下方成形型を設置するにあたり次のように選択される。常に２つの下方成形型のうちの一方は成形シートに当接し、他方は、成形シートから解き放たれ、成形シートの押し動かし方向の逆側へと、初期位置に復帰し、そこで成形シートの動きに同期されるまでの時間的なインターバルのために充分に用いられる。
【０００７】
本発明の枠内において、成形シートに当接する下方成形型がシートの冷却のために用いられるならば特に好ましい。このようであると、成形シートとの直接的な長時間の接触に、特に適しているからである。
【０００８】
また、成形シートに当接する下方成形型がシートの搬送のために用いられるならば特に好ましい。下方成形型は、成形シートに平行に移動し、したがって、この動きが成形シートを駆動するのに用いられるのであり、これとは別の成形シート駆動部を成形ステージに設ける必要が省かれる。また、成形シートを連続的に帯状に走行させる（流すように移動させる）にあたり、均一な駆動を確実に実現することができる。２つの下方成形型のうちの一方が常に成形シートに当接し、これにより常に駆動を行うことができるからである。
【０００９】
下方成形型による成形シートの駆動は、簡単な具合に実現することができる。成形シートが、減圧により、下方成形型に対して、駆動伝達を行うように接続される。駆動についての高い確実性の観点からは、当接する下方成形型と、成形シートに設けられた複数のカップ部との間の嵌合ないし係合（すなわち凹凸の噛み合わせ）が、成形シートの駆動のために用いられているのであれば好ましい。
【００１０】
上記本発明の課題における装置の部分は、次のような成形ステージにより解決される。ステージ架台の上に、上方成形型並びに第１の下方成形型及び第２の下方成形型が、水平方向及び垂直方向に移動可能に保持される。また、各下方成形型にそれぞれ別個の駆動部が割り当てられる。２つの下方成形型には、垂直移動のために、一つの共通の昇降装置が割り当てられる。また、これら下方成形型のそれぞれについて、成形シートに当接する、持ち上げられた位置に確実に保持するための係止装置が割り当てられている。成形ステージは、構造がシンプルである他、本発明の方法を実施する上での自由度が大きい点で際だっている。製造工程に時間消費における影響を与えることなく、寸法や様式の変更を行うことができるからである。寸法様式の変更には、成形型のみを取り替えれば良い。成形型の動きは、成形ステージ内にて、先に用いられていた成形型を基準に、割り当てられていた水平駆動部により、簡単な方法で適したものとすることができる。したがって、この目的のために、２つの別個の水平駆動部を備えるのは有意義である。しかし、２つの別個の昇降装置を用いる必要はないので、場所及びコストの観点からは、一つの共通の昇降装置が用いられる。この昇降装置は、一つの下方成形型が成形シートから離れた時点で、他方の下方成形型が当接するということを確実に実現する。このような一つの共通の昇降装置は、２つの係止装置との組み合わせを必要とする。係止装置と組み合わされたことで、下方成形型は、昇降装置が動くことに動くのではなくなっている。昇降装置は、一方の下方成形型のサイクルごとに、昇降運動を行う。
【００１１】
特に簡単な方法で、下方成形型の動きを寸法様式変更に適したものとするためには、２つの下方成形型に割り当てられた水平駆動部がサーボモーターから構成される。サーボモーターの制御は、寸法様式変更の際、単に適当な具合に調整されるだけで良い。
【００１２】
構造をシンプルにする観点から好ましい一実施形態によると、昇降装置には、成形シートの移動方向に延びるレールが備えられており、レールにおける下流に位置する端部には、対応して下流へと移動する下方成形型に嵌合ないし係合する駆動伝達部が設けられていることを特徴とする。持ち上げ動作のために、一つの下方成形型は、その高い方の位置にて係止装置により保持されるまで、昇降装置のみにより下方から支持される必要がある。下方成形型を引き下げるにあたり、昇降装置と下方金型との接触は、係止装置を使用していることから、解除を行うのに不充分であある。したがって、駆動伝達部が備えられる。これにより、昇降装置は、下方成形型に対し、係止装置が下方金型に対して及ぼしている力を上回る力を加えることができる。
【００１３】
簡単な方法により昇降装置を寸法様式の変更に適したものにするためには、駆動伝達部が、レールの長手方向に移動可能に取り付けられる。
【００１４】
また、構造をシンプルにするためには次のことが想定されている。一方の下方成形型にはステージ架台の左側に、他方の下方成形型にはステージ架台の右側に、垂直ガイドが割り当てられている。
【００１５】
そこで、係止装置は、垂直ガイドの上方自由端に配置され、締め付け力等によるチャック装置として設けられており、下方成形型に対する牽引操作等の駆動により解除される。
【００１６】
さらには、垂直ガイドには、下方の成形型の冷却及び減圧のための導管その他の接続ラインが備えられる。
【実施例】
【００１７】
以下に、本発明を、図面に描かれた実施例により、詳細に説明する。
【００１８】
図１には、それ自身は示さない加熱成形機械と協同で作動するように設置されてステージ架台２の上に備えられた成形ステージ１が描かれている。この成形ステージ１には、上方成形型３、第１の下方成形型４及び第２の下方成形型５が、水平方向及び垂直方向に移動可能に取り付けられている。各下方成形型４，５は、別個の、サーボモーターにより構成された水平駆動部６が割り当てられている。一方の下方成形型４のためにはステージ架台２の左側（図面では後方側）に、他方の下方成型工具５のためにはステージ架台２の右側（図面では前方側）に、垂直ガイド８が割り当てられている。垂直ガイド８は、水平駆動部６上に配置されており、その上方の自由端には、係止装置９が取り付けられている。係止装置９は、２つの下方成形型４，５が持ち上げられて成形シート１０に当接する位置で固定するためのチャック装置（締め付け等による解除自在の固定装置）として機能する。下方成形型４，５は、牽引等の駆動作用を受けて解き放たれる。垂直ガイド８には、下方成形型４，５のための、冷却用導管１１、及びこのための減圧用導管１２が割り当てられている。また、２つの下方成形型４，５は、垂直移動のための、一つの共通の昇降装置７が利用可能に備えられる。
【００１９】
昇降装置７は、成形シート１０の移動方向に延びるレール１３を備え、この下流に位置する端部には、牽引部ないし駆動伝達部１４が、対応して下流へ動く下方成形型４，５に嵌合または係合するように設けられている。駆動伝達部１４は、寸法・様式変更のために、レール１３上を長手方向に移動可能に設けられている。
【００２０】
特には図７Ａ〜７Ｆに基づき、以下に、上記に述べた成形ステージ１の作動の様式について説明する。
【００２１】
このような成形ステージ１は、基本的に加熱成形機械と協同で作動するように設置されており、加熱成形機械から成形ステージ１に、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）またはポリプロピレンの加熱シート１０が供給される。成形ステージ１における充分な変形加工のために、成形シート１０が加熱される。これは、成形ステージ１の前に配置された加熱ステージで行われる。しかし、純粋な原理上では、直接成形ステージ１上で行われても良い。加熱された成形シート１０の変形加工のためには、上方成形型３及び第１の下方成形型４が、成形ステージ１中を流されて送られる成形シート１０の連続的な動きと、同期されている（図７Ａ）。すなわち、正確に一致した動作をとるようにされている。成形シート１０にカップ状ないし皿状のカップ部１５を形成するためには、上方成形型３及び第１の下方成形型４が、成形シート１０に当接するようにされる（図７Ｂ）。この際、第１の下方成形型４は、係止装置９によって連結されている。成形シート１０に成形を加えた後でその形状を安定化させるため、成形シート１０が冷却される。この冷却は、成形シート１０に当接する第１の下方成形型４でもって行われる。第１の下方成形型４は、成形シート１０の移動のためにも用いられる。上述した実施例においては、より正確には、成形シート１０の駆動部として用いられている。したがって、成形シート１０は、全体として、長時間にわたって第１の下方成形型４と接触し、この接触の時間範囲の間に環境温度にまで冷却される。上方の成形型３は、この段階で、成形シート１０から離れて上昇し、初期位置に戻る（図７Ｆ）。第１の下方成形型４が成形シート１０とともに、その移動経路の終端に達したならば、第１の下方成形型４は、昇降装置７でもって下方に移動される。このために、駆動伝達部１４が第１の下方成形型４に噛み合わされており、昇降装置７が下方に移動する際に第１の下方成形型４が係止装置９から外される。この状態で、第１の下方成形型４は、水平駆動部６でもって、初期位置へと送られる。この初期位置にて、第１の下方成形型４は、成形シート１０の動きに同期して上方へと移動させることができる。第２の下方成形型５は、連続的に、それ自身のサイクルにおける段階を、ずれた位相にて進むこととなる。ここで、昇降装置７による上昇運動の際、昇降装置７により、第１の下方成形型５が成形シート１０に当接するようにされる。昇降装置７の上方の位置・姿勢が充分に用いられるのである。そして、この後に続く降下の際には、第２の下方成形型５が、成形シート１０から離され（図７Ｃ）、初期位置へと戻っていく（図７Ｄ）。
【００２２】
注目すべきことには、下方成形型４，５のいずれかが常に、成形シート１０と連続的に接触している。したがって、下方成形型４，５により、成形シート１０についての間断のない駆動が確実に行われることとなる。この駆動のためには、成形シート１０と、これに当接する下方成形型４，５との間に生成される減圧、及び、当接する下方成形型４，５と成形シート１０に形成されたカップ部１５との間の噛み合い係合が寄与することとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】成形ステージの模式的な斜視図である。
【図２】一つの下方成形型と、この移動のために必要な構造部分とを取り出して示す斜視図である。
【図３】下方成形型を省いた、図２に対応する図である。
【図４】下方成形型とともに係止装置を省いた、図２に対応する図である。
【図５】下方成形型を水平駆動部とともに取りだした斜視図である。
【図６】本発明の成形ステージを側面から見た場合の模式図である。
【図７Ａ】図６に対応する図示による全サイクルの工程図である（１）。
【図７Ｂ】図６に対応する図示による全サイクルの工程図である（２）。
【図７Ｃ】図６に対応する図示による全サイクルの工程図である（３）。
【図７Ｄ】図６に対応する図示による全サイクルの工程図である（４）。
【図７Ｅ】図６に対応する図示による全サイクルの工程図である（５）。
【図７Ｆ】図６に対応する図示による全サイクルの工程図である（６）。
【符号の説明】
【００２４】
１  成形ステージ
２  ステージ架台
３  上方成形型
４，５  第１及び第２の下方成形型
６  サーボモーターにより構成された水平駆動部
７  昇降装置
８  垂直ガイド
９  係止装置
１０  成形シート
１１  冷却用導管
１２  減圧用導管
１３  レール
１４  駆動伝達部
１５  カップ部（ポケット部）
【図１】
2005081840.tif 000003
【図２】
2005081840.tif 000004
【図３】
2005081840.tif 000005
【図４】
2005081840.tif 000006
【図５】
2005081840.tif 000007
【図６】
2005081840.tif 000008
【図７Ａ】
2005081840.tif 000009
【図７Ｂ】
2005081840.tif 000010
【図７Ｃ】
2005081840.tif 000011
【図７Ｄ】
2005081840.tif 000012
【図７Ｅ】
2005081840.tif 000013
【図７Ｆ】
2005081840.tif 000014