(57)【要約】【課題】  異なる形状の成型品を成型可能な成型装置を提供する。【解決手段】  成型対象物を所望の形状に成型するための成型領域１２に移動可能に設けられた複数の素子１３と、複数の素子１３のそれぞれを個別に移動させる移動手段１８、１９と、移動手段１８、１９による素子１３の移動を制御する制御手段３４とを設ける。移動手段は、素子１３毎に設けられ、互いに反対方向に圧縮された２つのバネ１８、１９として構成する。一方のバネ１８は形状記憶合金からなるとともに、変態点より高温の場合に他方のバネ１９よりバネ力が強くなり、変態点より低温の場合に他方のバネ１９よりバネ力が弱くなるように構成され、一方のバネ１８に対する通電状態を切り替える通電切替手段３３を設け、制御手段３４は、通電切替手段３３による通電を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成型対象物を所望の形状に成型するための成型領域（１２）に移動可能に設けられた複数の素子（１３）と、
前記複数の素子（１３）のそれぞれを個別に移動させる移動手段（１８、１９）と、
前記移動手段（１８、１９）による前記素子（１３）の移動を制御する制御手段（３４）とを備えることを特徴とする成型装置。
【請求項２】
前記移動手段は、前記素子（１３）毎に設けられ、互いに反対方向に圧縮された２つのバネ（１８、１９）であり、前記２つのバネ（１８、１９）のうち一方のバネ（１８）は形状記憶合金からなり、
前記一方のバネ（１８）に対する通電状態を切り替える通電切替手段（３３）を備え、
前記制御手段（３４）は、前記通電切替手段（３３）による通電状態の切り替えを制御するように構成され、
前記一方のバネ（１８）は、通電されて変態点より高温となった場合に他方のバネ（１９）よりバネ力が強くなり、通電が遮断されて変態点より低温となった場合に他方のバネ（１９）よりバネ力が弱くなることを特徴とする請求項１に記載の成型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の形状の成型品を成型するための成型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、表面に所定形状が形成された金型を用いて樹脂成型品を成型する成型装置が知られている。このような成型装置の一例を図４に基づいて説明する。図４（ａ）は成型装置Ｊ１０の斜視図であり、図４（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である
図４に示す真空成型装置Ｊ１では、金型部Ｊ１０と真空吸引部Ｊ２０とを備えている。真空吸引部Ｊ２０には外部の真空ポンプ等の真空源に接続される真空吸引口Ｊ２１が設けられており、内部が真空室になっている。金型部Ｊ１０の表面Ｊ１１には所定形状の凹部Ｊ１００が形成されており、凹部Ｊ１００の底は真空吸引部Ｊ２０の真空室と連通する真空吸引孔Ｊ１０１が設けられている。そして、加熱軟化させた合成樹脂製シートを金型部Ｊ１０の表面で真空吸着させることで、合成樹脂製シートが金型部Ｊ１０の凹部Ｊ１００に対応した形状に成型される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような成型装置では、所望の形状の製品を成型するために、形状の異なる製品毎に金型を用意する必要があり、例えば１回限りの試作品を成型する場合であっても金型を新たに作る必要がある。このため、金型毎の製造コストが大きなものとなってしまうという問題がある。
【０００４】
また、形状の異なる製品毎に金型を用意するため、金型の管理が煩雑であり、金型の保管場所に多くのスペースが必要となる。
【０００５】
本発明は上記点に鑑み、異なる形状の成型品を成型可能な成型装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、成型対象物を所望の形状に成型するための成型領域（１２）に移動可能に設けられた複数の素子（１３）と、複数の素子（１３）のそれぞれを個別に移動させる移動手段（１８、１９）と、移動手段（１８、１９）による素子（１３）の移動を制御する制御手段（３４）とを備えることを特徴としている。
【０００７】
このように、成型領域（１２）に複数の移動可能な素子（１３）を設け、個々の素子（１３）を個別に移動させることで、成型領域（１２）に所望の凹凸形状を形成することができる。これにより、異なる形状の成型品を成型することが可能となる。
【０００８】
上記本発明の特徴において、移動手段は、素子（１３）毎に設けられ、互いに反対方向に圧縮された２つのバネ（１８、１９）として構成することができる。そして、一方のバネ（１８）は形状記憶合金からなるとともに、変態点より高温の場合に他方のバネ（１９）よりバネ力が強くなり、変態点より低温の場合に他方のバネ（１９）よりバネ力が弱くなるように構成され、一方のバネ（１８）に対する通電状態を切り替える通電切替手段（３３）を設け、制御手段（３４）は、通電切替手段（３３）による通電を制御することで、成型領域（１２）に所望の凹凸形状を形成することができる。
【０００９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の成型装置を真空成型装置に適用した一実施形態について図１〜図３に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態の成型装置１の斜視図である。図１に示すように、成型装置１は、金型部１０と真空吸引部２０を備えている。金型部１０の表面１１には、合成樹脂製シートを所定形状に成型する成型領域１２が設けられている。成型領域１２には、複数の素子１３が配置されている。素子１３は、成型領域１２に多数設けられており、各素子１３は図１における上下方向、すなわち表面１１に対して直交する方向に移動することができ、これにより成型領域１２に所望の形状を形成することができる。また、真空吸引部２０には、外部の真空ポンプ等の真空源に接続される真空吸引口２１が設けられており、内部が真空室になっている。
【００１２】
図２は、本実施形態の金型部１０の断面図である。図２に示すように、金型部１０には、上面に位置する第１板部１４とその下方に位置する第２板部１５が設けられている。第１板部１４と第２板部１５との間には第１空間１５が設けられ、第２板部１５の下方には第２空間１６が設けられている。
【００１３】
素子１３は、四角柱形状の頭部１３ａと、頭部１３ａから下方に向かって延びるように設けられた軸部１３ｂを備えている。本実施形態の素子１３は、頭部１３ａの断面を構成する四角形が１ｍｍ四方程度の大きさとなっている。第１板部１４は、成型領域１２に素子１３の頭部１３ａを収納可能で、かつ、素子１３の頭部１３ａの高さより深い凹形状として構成されている。
【００１４】
第１板部１４および第２板部１５には、各素子１３に対応して貫通孔１４ａ、１５ａが設けられており、素子１３の軸部１３ｂがこれらの貫通孔１４ａ、１５ａを貫通している。第２空間１６の下方は、真空吸引部２０の真空室に連通しており、貫通孔１４ａ、１５ａを介して成型領域１２が真空吸引される。
【００１５】
素子１３の軸部１３ｂには、径が広がった第１鍔部１３ｃと第２鍔部１３ｄが設けられている。第１鍔部１３ｃは、軸部１３ｂの途中に設けられており、における第１板部１４と第２板部１５との間に配置される。第２鍔部１３ｄは、軸部１３ｂにおける頭部１３ａの反対側に端部に設けられ、下端に位置している。
【００１６】
素子１３は、図２における上下方向に移動可能となっており、頭部１３ａの下端が第１板部１４の上面に接触する状態が下限位置となり、第１鍔部１３ｃが第１板部１４の下面に接触する状態が上限位置となる。素子１３が上限位置にある場合には、頭部１３ａの上端が金型部１０の表面１１と同一面に位置する。
【００１７】
第１鍔部１３ｃと第２板部１５との間には、第１バネ部材１８が配置されており、第２板部１５と第２鍔部１３ｄとの間には、第２バネ部材１９が配置されている。第１バネ部材１８および第２バネ部材１９は、圧縮式のコイルスプリングとして構成されている。第１バネ部材１８および第２バネ部材１９は、第２板部１５を介して対向するように配置され、互いに反対方向に圧縮されている。また、第１バネ部材１８は、両端が電極となっており、必要に応じて通電され、通電により発熱するように構成されている。
【００１８】
第１バネ部材１８は、周知の形状記憶合金から構成されている。第１バネ部材１８を構成する形状記憶合金としては、例えばＴｉ−Ｎｉ合金を用いることができる。第１バネ部材１８は、バネが伸びた状態で形状記憶されている。第１バネ部材１８は、変態点を境に相変化し、変態点より高温で形状記憶された形状に戻ろうとする形状回復力が発生する。この形状回復力は、変態点より低温でバネ部材１８を変形させるために必要な変形力より大きい。つまり、第１バネ部材１８は、変態点より高温の場合には変態点より低温の場合よりバネ力（反発力）の強さが強くなる。
【００１９】
第２バネ部材１９は、形状記憶合金ではない金属等の弾性材料から構成されている。第２バネ部材１９は、低温状態の第１バネ部材１８を変形させるバイアスバネとして機能する。第２バネ部材１９のバイアス力は、第１バネ部材１８の変形力より大きく、第１バネ部材１８の形状回復力より小さくなっている。つまり、第１バネ部材１８は、変態点より高温の場合に第２バネ部材１９よりバネ力が強くなり、変態点より低温の場合に第２バネ部材１９よりバネ力が弱くなる。このため、第１バネ部材１８が変態点より低温または高温に変化することで、素子１３が上方または下方に移動する。
【００２０】
図３は、第１バネ部１８を含んだ成型装置１の回路構成を示している。複数の第１バネ部１８それぞれには、電源３０から電源供給される。電源３０と第１バネ部１８との間には、電圧を上昇させるための第１トランス部３１および第２トランス部３２が設けられている。第２トランス部３２は電圧可変式のトランスとなっている。複数の第１バネ部１８それぞれに対応して、電源をオン／オフするためのスイッチ３３が設けられている。
【００２１】
本実施形態の成型装置１には、制御部３４が設けられている。制御部３４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムに従って各種処理を実行するように構成されている。制御部３４は各スイッチ３３に対して制御信号を出力し、各スイッチ３３は制御部３４からの制御信号に従ってオンオフを切り替える。制御部３４は、成型品（成型対象物）の形状に応じて、金型部１０の成型領域１２が所望の凹凸形状となるように素子１３のオンオフを制御する。
【００２２】
スイッチ３３がオフの場合には、第１バネ部１８に通電されず、第１バネ部材１８が変態点より低温になっている。この場合には、第２バネ部１９のバイアス力により第１バネ部１８が圧縮され、素子１３が下方に位置する。そして、スイッチ３３がオンになった場合には、第１バネ部１８に通電され、第１バネ部１８はジュール熱により発熱して変態点より高温になる。そして、第１バネ部１８が変態点より高温になることで、第１バネ部１８の形状回復力により第２バネ部１９が圧縮され、素子１３が上方に移動する。
【００２３】
以上のように、金型部１０の成型領域１２に多数の素子１３を設け、個々の素子１３に対応するスイッチ３３をオンオフ制御することで、金型部１０の表面１１における成型領域１２に所望の凹凸形状を形成することができる。
【００２４】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、本発明の成型装置を真空吸引成型装置に適用したが、これに限らず、本発明は他の種類の成型装置にも適用可能である。
【００２５】
また、上記実施形態では、本発明の成型装置を雌型を用いるストレート成型に適用したが、これに限らず、雄型を用いるドレープ成型にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】上記実施形態の成型装置の斜視図である。
【図２】図１の成型装置の金型部の断面図である。
【図３】上記実施形態の成型装置の回路図である。
【図４】（ａ）は従来の成型装置の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…成型装置、１０…金型部、１１…表面、１２…成型領域、１３…素子、１８…第１バネ部、１９…第２バネ部、２０…真空吸引部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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