JP4618870B2

JP4618870B2 - Thermoforming apparatus and thermoforming method

Info

Publication number: JP4618870B2
Application number: JP2000354674A
Authority: JP
Inventors: 満亮滝藤; 俊広高井; 英信小木曽
Original assignee: Asano Laboratories Co Ltd
Current assignee: Asano Laboratories Co Ltd
Priority date: 2000-11-21
Filing date: 2000-11-21
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2020-11-21
Also published as: JP2002154154A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱成形装置および熱成形方法に関し、特に、熱成形時に成形型を成形適正温度に制御する熱成形装置および熱成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱成形の圧力差による成形を行なう熱成形装置に熱風供給手段を組み合わせた技術は周知技術として知られており、この熱風供給手段による加熱を利用して樹脂シートのシート温度を制御するシート温度制御が行なわれている。このとき、このシート温度制御は、樹脂シートの厚みに依存する加熱分布を解消するために、この樹脂シートの加熱分布を温度検出センサーにて検出し、この検出した加熱分布に基づいて行なわれる。
【０００３】
一方、シート温度制御の他の手法として、別回路から冷却用空気を導入して制御する試みがなされている。また、熱成形において加熱した樹脂シートを成形金型で成形するときは、成形金型の温度が低いため、樹脂シートが成形金型に接触すると、樹脂シートのシート温度は急激に低下する。このため、熱成形装置に金型温度調節装置を付属装置として併設させて金型が一定温度になるように制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の熱成形装置においては、樹脂シートの熱伝播が非線形であるため温度検出センサーにて検出されるシート温度が不確実なものとなり、このシート温度に基づいて実行されるシート温度制御に対応させて、樹脂シートのシート温度を上昇下降させることは困難である。従って、熱風供給手段を利用してシート温度制御を行なったとしてもシート温度が不安定になるという課題があった。また、別回路で冷却用空気を導入してもシート温度が上下にハンチングする課題があった。さらに、金型温度調節装置を利用したとしても、離型エアーの温度差によって金型温度が上下にハンチングしてしまうという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、熱成形時に成形型を成形適正温度に制御することが可能な熱成形装置および熱成形方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、成形型を所定の型温度に制御しつつ密封された成形型内に差圧気体を供給して樹脂シートの熱成形を行う熱成形装置であって、上記成形型に対して気体を供給する気体供給手段と、上記気体供給手段にて上記気体を上記成形型に供給するに際して、当該気体を所定の気体温度に調節する供給気体温度調節手段とを具備する構成としてもよい。本発明は、成形型を所定の型温度に制御しつつ密封された成形型内に気体を供給して樹脂シートの熱成形を行う熱成形装置であって、上記成形型に対して気体を供給する気体供給手段と、上記気体供給手段にて上記気体を上記成形型に供給するに際して、当該気体の気体温度を調節することにより上記成形型を上記所定の型温度に制御する供給気体温度調節手段とを具備し、上記供給気体温度調節手段は、上記成形型の実温度を計測する実温度計測手段と、当該実温度計測手段にて計測された成形型の実温度と上記所定の型温度とに基づいて上記気体に対する気体温度調節制御を実行する気体温度調節制御手段とを有する構成としてある。
【０００７】
上記構成においては、成形型を所定の型温度に制御しつつ密封された成形型内に差圧気体を供給して樹脂シートの熱成形を行うに際して、この成形型に所定の気体温度に調節された気体を供給して温度調節を行なうことが可能な熱成形装置を提供する。
このとき、気体供給手段は、成形型に対して気体を供給することが可能に構成されており、この気体供給手段にて成形型に供給される気体は、供給気体温度調節手段によって所定の気体温度に調節される。すなわち、本発明は成形型の型温度を気体供給手段にて供給する気体の気体温度にて調節するものであり、成形型を所定の型温度に制御する他の手法と、この気体温度による調節を併用することによって、成形型の型温度の変動を微小なものとすることを可能にする。このように、成形型の型温度を略一定に保持することにより間接的に樹脂シートのシート温度を略一定にすることが可能になる。
【０００８】
ここで、上記気体供給手段は、上記成形型に気体を供給することができれば良く、その構成は多種選択可能である。従って、この気体供給手段をエアーコンプレッサーで構成しても良いし、所定の風圧にて気体を吹き付けるファンで構成しても良く、適宜選択可能である。また、上記供給気体温度調節手段は、気体を所定の気体温度に調節することができれば良く、その構成は多種選択可能である。従って、加熱温度を調節可能な電熱線ヒータで構成しても良いし、ガスヒータで構成しても良く、適宜選択可能である。
【０００９】
供給気体温度調節手段にて調節する気体温度の一例として、熱成形装置において、上記供給気体温度調節手段は、上記成形型に供給する気体を上記所定の型温度に調節する構成としてもよい。本発明は、上記供給気体温度調節手段は、上記成形型の実温度が上記所定の型温度と同等である場合に、上記成形型に供給する気体を上記所定の型温度に調節する構成としてある。
上記構成においては、供給気体温度調節手段にて成形型に供給する気体を成形型に対して別に制御される所定の型温度に調節する。このように、所定の型温度に基づいて気体温度を調節すればよいため、簡易な手法で供給気体調節手段を構成にすることが可能になる。
【００１０】
気体供給手段が気体を供給するタイミングの一例として、本発明は、熱成形装置において、上記気体供給手段は、上記熱成形時に成形型に対して気体を供給する構成としてある。
上記構成においては、熱成形が行なわれるタイミングで気体供給手段にて成形型に気体を供給する。熱成形時は、成形型に対して圧空エアーや離型エアー等の気体が成形型内に吹き付けられる。これらが外乱となって所定の型温度に制御されている成形型の実際の型温度にハンチングが発生し得る。このタイミングで気体を供給することによって、外乱による成形型の型温度のハンチングを防止することが可能になる。
【００１１】
上述した手法によって成形型を所望の所定の型温度に略近接させることができる。一方で、成形型の実環境を鑑みて気体温度を調節すれば、成形型をより適切な型温度に調節することができる。
そこで、本発明は、熱成形装置において、上記供給気体温度調節手段は、上記成形型の実温度を計測する実温度計測手段と、当該実温度計測手段にて計測された成形型の実温度に基づいて上記気体に対する気体温度調節制御を実行する気体温度調節制御手段とを有する構成としてある。
上記構成においては、供給気体温度調節手段に実温度計測手段と、気体温度調節制御手段とを備えさせる。かかる場合、実温度計測手段にて成形型の実温度を計測し、気体温度調節制御手段によって当該実温度計測手段にて計測された成形型の実温度に基づき上記気体に対する気体温度調節制御を実行する。
【００１２】
上記気体温度調節制御手段にて実行される気体温度調節制御の一例として、本発明は、熱成形装置において、上記気体温度調節制御手段は、上記実温度計測手段が測定した実温度が上記所定の型温度よりも低い場合は、上記所定の型温度よりも高い温度に基づいて上記気体に対する気体温度調節制御を実行する構成としてある。
【００１３】
本発明は、熱成形装置において、上記気体温度調節制御手段は、上記所定の型温度より１０°Ｃ高い温度に基づいて上記気体に対する気体温度調節制御を実行する構成としてある。
【００１４】
上記気体温度調節制御手段にて実行される気体温度調節制御の他の一例として、本発明は、熱成形装置において、上記気体温度調節制御手段は、上記実温度計測手段が測定した実温度が上記所定の型温度よりも高い場合は、上記所定の型温度よりも低い温度に基づいて上記気体に対する気体温度調節制御を実行する構成としてある。
【００１５】
本発明は、熱成形装置において、上記気体温度調節制御手段は、上記所定の型温度より１０°Ｃ低い温度に基づいて上記気体に対する気体温度調節制御を実行する構成としてある。
【００１６】
上述した実温度計測手段の具体的な構成の一例として、本発明は、熱成形装置において、上記実温度計測手段は、接触形式の測定機器にて形成される構成としてある。
上記構成においては、実温度計測手段を接触形式の測定機器にて形成する。
【００１７】
また、実温度計測手段の具体的な構成の他の一例として、本発明は、熱成形装置において、上記実温度計測手段は、非接触形式の測定機器にて形成される構成としてある。
上記構成においては、実温度計測手段を非接触形式の測定機器にて形成する。
【００１８】
気体供給手段は成形型に気体を供給することができれば良く、その態様は適宜変更可能である。一方で、本熱成形装置は差圧気体にて熱成形を行なうものであることから、この差圧気体を利用できれば好適である。そこで、熱成形装置において、上記気体供給手段は、上記成形型内への差圧気体の供給を行なうとともに、この差圧気体の供給によって上記成形型に対する気体の供給を行なう構成としてもよい。
上記構成においては、気体供給手段にて成形型内への差圧気体の供給を行い、この差圧気体の供給を利用して成形型に対する気体の供給を行なう。
【００１９】
気体供給手段にて差圧気体を供給する場合に、成形型に気体を供給する一態様として、熱成形装置において、上記気体供給手段は、上記差圧気体を供給するにあたり正差圧を発生させるとともに、当該正差圧にて発生した差圧気体によって上記成形型に対する気体の供給を行なう構成としてもよい。
上記構成においては、気体供給手段にて差圧気体を供給するにあたり正差圧を発生させる。このとき、気体供給手段は当該正差圧にて発生した差圧気体によって成形型に対する気体の供給を行なう。
【００２０】
成形型の具体的構成およびこの具体的構成において成形型に気体を供給する際に好適な手法の一例として、本発明は、熱成形装置において、上記成形型は、一方に非金属製のプラグ型が配置される上下型にて形成されるとともに、上記気体供給手段は、当該プラグ型に対して上記気体を供給する構成としてある。
上記構成においては、成形型を一方に非金属製のプラグ型が配置された上下型にて形成する。このとき、気体供給手段は、このプラグ型に対して気体を供給する。非金属製の成形型は成形型の型温度の制御になじまないため、気体を供給することによって温度制御を可能としている。
【００２１】
ここで、上述してきた成形型を所定の型温度に制御しつつ略密封された成形型内に差圧気体を供給して熱成形を行うに際して成形型に所定の気体温度に調節された気体を供給して当該成形型の型温度調整を行なう手法は必ずしも実体のある装置に限られる必要はなく、その方法としても機能することは容易に理解できる。
このため、本発明は、成形型を所定の型温度に制御しつつ密封された成形型内に気体を供給して熱成形を行う熱成形方法であって、上記成形型に対して気体を供給する気体供給工程と、上記気体供給工程にて上記気体を上記成形型に供給するに際して、当該気体の気体温度を調節することにより上記成形型を上記所定の型温度に制御する気体調節工程とを具備し、上記気体調節工程は、上記成形型の実温度を計測する実温度計測工程と、当該実温度計測工程にて計測された成形型の実温度と上記所定の型温度とに基づいて上記気体に対する気体温度調節制御を実行する気体温度調節制御工程とを有する構成としてある。
すなわち、必ずしも実体のある装置に限らず、その方法としても有効であることに相違はない。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、成形型の型温度を気体供給手段にて供給する気体の気体温度にて調節するに際して、成形型を所定の型温度に制御する他の手法と、この気体温度による調節を併用することによって、成形型の型温度の変動を微小なものとすることが可能な熱成形装置を提供することができる。
また、本発明によれば、簡易な手法によって成形型に所定の気体温度の気体を供給することが可能になる。
さらに、本発明によれば、気体供給手段にて気体を供給する好適なタイミングを提示することが可能になる。
さらに、本発明によれば、熱成形時における成形型の型温度の変動に従って当該成形型に供給する気体温度を制御するため、成形型の型温度の変動をより微少なものにすることが可能になる。
【００２３】
さらに、本発明によれば、実施して効果のある気体温度調節制御の一態様を示すことができる。
さらに、本発明によれば、効果的な気体温度調節制御の具体的な温度を提示することができる。
さらに、本発明によれば、実施して効果のある気体温度調節制御の他の一態様を示すことができる。
さらに、本発明によれば、効果的な気体温度調節制御の具体的な他の温度を提示することができる。
【００２４】
さらに、本発明によれば、実温度計測手段の具体的な形成手法を提示することができる。
さらに、本発明によれば、実温度計測手段の他の具体的な形成手法を提示することができる。
さらに、成形型への気体の供給と、差圧気体を供給する構成を同一とするため、装置構成を簡素化することが可能になる。
さらに、差圧気体として正差圧を発生させる場合の気体の供給方法を提示することができる。
さらに、本発明によれば、非金属製のプラグ型を所定の温度に制御することが可能になる。
さらに、本発明によれば、成形型の型温度を気体供給手段にて供給する気体の気体温度にて調節するに際して、成形型を所定の型温度に制御する他の手法と、この気体温度による調節を併用することによって、成形型の型温度の変動を微小なものとすることが可能な熱成形方法を提供することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明にかかる熱成形装置の技術概念を表現した技術概念構成図と、この技術を適用した場合の効果を示したタイミングチャート図である。
同図において、熱成形装置Ａは、概略、熱成形を行なうための成形型Ａ１と、この成形型Ａ１に気体を供給する気体供給部Ａ２と、気体供給部Ａ２から成形型Ａ１に気体を供給するに際して、この気体の気体温度を調節する供給気体温度調節部Ａ３とを有している。かかる熱成形装置Ａにおいては、成形型Ａ１にて熱成形を行なう場合、熱成形の所定の工程において、当該成形型Ａ１に圧空エアーＡ４や離型エアーＡ５が供給される。圧空エアーＡ４は、成形型Ａ１に樹脂シートを圧着させて樹脂シートに成形品を形成するために供給され、離型エアーＡ５はこの圧着されて形成された成形品を成形型Ａ１から離脱させるために供給される。
【００２６】
ここで、成形型Ａ１は、図示しない温水等を利用した温度調節装置によってその型温度を温度制御することにより所定の制御温度に制御されている。しかし、上述したように、例えば、時刻ｔａ〜ｔｂにおいて圧空エアーＡ４が成形型Ａ１に供給されたり、時刻ｔｃ〜ｔｄにおいて離型エアーＡ５が成形型Ａ１に供給されると、これが外乱となって型温度が制御温度から低下してしまう。これは、温水等を利用した温度調節装置ではこの外乱に対して制御温度をリアルタイムに実現することが難しいからである。そこで、熱成形時に供給気体温度調節部Ａ３にて気体供給部Ａ２から成形型Ａ１に供給される気体温度を所定の気体温度に調節した熱風を成形型Ａ１に供給することにより、時刻ｔａ〜ｔｂあるいは時刻ｔｃ〜ｔｄに圧空エアーＡ４や離型エアーＡ５の外乱によって変動してしまう成形型Ａ１を所定の制御温度に保持可能にすることにより、制御温度が低下してしまうことを防止する。
【００２７】
図２は、本発明にかかる熱成形装置の熱成形部の概要構成を示した構成図である。同図において、熱成形部１は、当該熱成形部１の前工程である図示しない加熱部にて加熱軟化された樹脂シートＳの搬入を受け入れて、熱成形時に当該受け入れた樹脂シートＳに対して所定の成形型を作用させるために下降する上テーブル２１と、この下降を受ける下テーブル１１とを有している。そして、下テーブル１１は、上記樹脂シートＳを上方に押し込み可能な複数の略円筒の突起形状に形成された成形型としての下モールド１０を備えるとともに、上テーブル２１、上記下モールド１０の上方に配置され、熱成形時に下降して上記下モールド１０の各略円筒の突起形状の押し込みを受けて成形品を形成する略円筒の穴形状に形成された成形型としての上モールド２０を備えている。
【００２８】
また、下テーブル１１には各下モールド１０の間に、上記樹脂シートＳを真空吸引により密着させ、もしくは、圧縮空気を吹き出すための、複数個の下モールド小孔１３が配設されている。ここで、上モールド２０は、上述したように略円筒の突起部形状であるメス型であって、成形品の形状に合わせたキャビティー２０ａが凹設され、このキャビティー２０ａ内に圧縮空気を吹き出し、もしくは、樹脂シートＳを吸引成形するための複数個の上モールド小孔２３が配設されている。かかる構成において、下モールド小孔１３に連通する下モールド１０と下テーブル１１とにより形成される中継室１４に供給管１５が接続され、この供給管１５にこの供給管１５を通過する気体を加熱するための加熱ヒーター１６を介して圧空バルブ１７を連結し、この圧空バルブ１７にエアータンク３０、エアーコンプレッサー３１を順に連結する。
【００２９】
一方、上モールド２０と上テーブル２１とにより形成される中継室２４には、供給管２５が接続され、この供給管２５にこの供給管２５を通過する気体を加熱するための加熱ヒーター２６を介して離型バルブ２７を連結し、この離型バルブ２７に上述したエアータンク３０、エアーコンプレッサー３１を順に連結する。
また、中継室２４には、真空バルブ２８を配設した吸込管２９を接続し、この真空バルブ２８に真空タンク４０、真空ポンプ４１を順に連結する。そして、下モールド１０の中継室１４には、真空バルブ１８を配設した吸込管１９を接続し、この吸込管１９を真空バルブ１８を介して真空タンク４０の吸込側に連結する。
【００３０】
次に、上述した構成を備える熱成形部１にて当該熱成形部１の動作の一例について説明する。
最初に、熱成形を行う樹脂シートＳの材質、厚さ、加熱サイクルや外気温度等の固有データに基づき、所定の成形型温度調節装置によって下モールド１０と上モールド２０を加熱して成形可能温度に制御する。かかる状態で、圧空バルブ１７および真空バルブ２８が閉塞状態のまま、離型バルブ２７および真空バルブ１８を開放する。これにより樹脂シートＳは、下モールド小孔１３を通じて真空吸引されると同時に、上モールド２０のキャビティー２０ａ内に圧縮空気が吹き出されることによって、下モールド１０に密着する。このとき、加熱ヒーター２６で上記成形可能温度に調節して加熱された圧縮空気が熱風として供給管２５を通って中継室２４に送られ、上モールド２０の上モールド小孔２３から吹き出される。ついで、上テーブル２１が下降すると、上モールド２０が樹脂シートＳの上モールド１０の略周縁を押し下げる。
【００３１】
そこで、熱成形開始指令が発せられると、離型バルブ３６および真空バルブ１８を閉塞し、次いで、圧空バルブ１７および真空バルブ２８を開放する。これにより、加熱ヒーター１６で上記成形可能温度に調節して加熱された圧縮空気が熱風として供給管１５を通って中継室１４に送られ、下モールド１０の下モールド小孔１３から吹き出される。同時に、キャビティー２０ａ内の空気が上モールド小孔２３および吸込管２９を通じて真空ポンプ４１により真空吸引されるため、加熱軟化した樹脂シートＳは伸長されつつ上モールド２０のキャビティー２０ａ面に密着することによって、成形品が形成される。そして、下モールド１０の下モールド小孔１３から吹き出されていた圧縮空気が止められ、上モールド２０からの真空吸引が停止された後、離型バルブ２７が開放される。このとき、圧縮空気である離型エアーが吹き出されることによって、成形品が形成された樹脂シートＳがキャビティー２０ａから離脱し、トリミング等の後工程に搬送される。
【００３２】
図３は、熱成形装置の制御系システムの構成を示した構成図である。
同図において、本熱成形装置ではシーケンサシステムが採用されており、ベースユニット１００に電源ユニット１０１，ＣＰＵユニット１０２，出力ユニット１０３，デジタル／アナログ変換ユニット１０４等の制御ユニットが配設されている。そして、ＣＰＵユニット１０２の制御に基づいて制御プログラムが実行されて、全体として熱成形装置における各種制御動作を実現可能になっている。ここで、上述した構成においては、圧空バルブ１７，真空バルブ１８，離型バルブ２７，真空バルブ２８が出力ユニット１０３に接続されており、ＣＰＵユニット１０２の制御によってその開閉が実行される。また、デジタル／アナログ変換ユニット１０４には、加熱ヒーター１６，２６が接続されており、ＣＰＵユニット１０２の制御によってヒータ温度が上記した成形可能温度に調節される。
【００３３】
図４は、ＣＰＵユニット１０２にて本熱成形装置における熱成形の制御時であって、圧空成形時に実行される圧空時熱風制御処理の処理内容を示したフローチャート図である。
同図において、本熱成形装置では運転が開始される前に上記制御系システムに接続された表示ユニットから樹脂シートＳの厚みや成形インターバル、あるいは、上記成形可能温度等の設定が行なわれる。ここで、この表示ユニットにて作業者が運転開始を指示すると（ステップＳ１００）、ＣＰＵユニット１０２は成形可能温度として設定された設定温度を取得する（ステップＳ１０５）。そして、この設定温度に基づいてデジタル／アナログ変換ユニット１０４を介して加熱ヒーター１６，２６を加熱する（ステップＳ１１０）。
【００３４】
ここで、上テーブル２１を下降させる。すると、樹脂シートＳは下モールド１０によって上モールド２０のキャビティー２０ａ内に押し込まれる。かかる状況において、離型バルブ２７と真空バルブ１８とを閉塞するとともに、圧空バルブ１７と真空バルブ２８とを開放する（ステップＳ１１５）。すると、加熱ヒーター１６によって設定温度に加熱された熱風の圧縮空気が供給路１５を介して中継室１４内に供給される。このとき、この供給された熱風である圧縮空気は下モールド１０に吹き付けられる（ステップＳ１２０）。
【００３５】
これによって、通常は常温である圧縮空気の供給によって、下モールド１０の型温度が低下してしまうことを防止するとともに、圧縮空気を成形可能温度に加熱することによって、下モールド１０を成形可能温度に保持することが可能になる。下モールド１０を樹脂シートＳに作用させて圧縮空気を供給する工程が終了すると（ステップＳ１２５）、ステップＳ１１５にて開放した圧空バルブ１７と真空バルブ２８とを閉塞する（ステップＳ１３０）。次に、上モールド２０のキャビティー２０ａに押し込まれて略当接した樹脂シートＳを上モールド２０から離脱させるために、離型バルブ２７と真空バルブ１８とを開放する（ステップＳ１３５）。すると、加熱ヒーター２６によって設定温度に加熱された熱風の圧縮空気が供給路２５を介して中継室２４内に供給される。
【００３６】
このとき、この供給された熱風である圧縮空気は上モールド２０に吹き付けられる（ステップＳ１４０）。これによって、通常は常温である圧縮空気の供給によって、上モールド２０の型温度が低下してしまうことを防止するとともに、圧縮空気を成形可能温度に加熱することによって、上モールド２０を成形可能温度に保持することが可能になる。樹脂シートＳを上モールド２０から離型するための圧縮空気を供給する工程が終了すると（ステップＳ１４５）、ステップＳ１３５にて開放した離型バルブ２７と真空バルブ１８とを閉塞する（ステップＳ１５０）。そして、上述してきたステップＳ１１０〜Ｓ１５０の処理を運転終了まで成形サイクルに基づいて実行する（ステップＳ１５５）。
【００３７】
図５は、ＣＰＵユニット１０２にて本熱成形装置における熱成形の制御時であって、真空成形時に実行される真空時熱風制御処理の処理内容を示したフローチャート図である。
同図において、上述と同様に本熱成形装置では運転が開始される前に上記制御系システムに接続された表示ユニットから樹脂シートＳの厚みや成形インターバル、あるいは、上記成形可能温度等の設定が行なわれる。ここで、この表示ユニットにて作業者が運転開始を指示すると（ステップＳ２００）、ＣＰＵユニット１０２は成形可能温度として設定された設定温度を取得する（ステップＳ２０５）。そして、この設定温度に基づいてデジタル／アナログ変換ユニット１０４を介して加熱ヒーター１６，２６を加熱する（ステップＳ２１０）。
【００３８】
真空成形時は、下モールド１０で樹脂シートＳをアシストしつつ、上モールド小孔２３から真空吸引して樹脂シートＳをキャビティー２０ａの型面に略当接させることによって熱成形を行なう。このとき、上モールド２０は加熱軟化された樹脂シートＳから熱を吸収するため、成形可能温度より型温度が低下することはない。一方、下モールド１０はアシストする際に、低圧の圧縮空気をキャビティー２０ａに供給する。従って、この低圧の圧縮空気によって下モールド１０の型温度が低下してしまうことになる。そこで、かかる場合は、この低圧の圧縮空気を加熱して下モールド１０に対して供給する。
【００３９】
ステップＳ２１０にて加熱ヒーター１６，２６を加熱すると、上テーブル２１を下降させる。すると、樹脂シートＳは下モールド１０によって上モールド２０のキャビティー２０ａ内に押し込まれる。かかる状況において、離型バルブ２７と真空バルブ１８とを閉塞するとともに、圧空バルブ１７と真空バルブ２８とを開放する（ステップＳ２２０）。すると、加熱ヒーター１６によって設定温度に加熱された熱風の圧縮空気が供給路１５を介して所定の低圧で中継室１４内に供給される。このとき、この供給された熱風である圧縮空気は下モールド１０に吹き付けられる（ステップＳ２２５）。
【００４０】
これによって、通常は、常温である圧縮空気の供給によって、下モールド１０の型温度が低下してしまうことを防止するとともに、圧縮空気を成形可能温度に加熱することによって、下モールド１０を成形可能温度に保持することが可能になる。そして、樹脂シートＳは真空バルブ２８を開放することによってキャビティー２０ａ内に真空吸引され成形される。この真空吸引による工程が終了すると（ステップＳ２３５）、ステップＳ２２０，Ｓ２３０にて開放した圧空バルブ１７と真空バルブ２８とを閉塞する（ステップＳ２４０，Ｓ２４５）。次に、上モールド２０のキャビティー２０ａに押し込まれて略当接した樹脂シートＳを上モールド２０から離脱させるために、離型バルブ２７と真空バルブ１８とを開放する（ステップＳ２５０）。すると、加熱ヒーター２６によって設定温度に加熱された熱風の圧縮空気が供給路２５を介して中継室２４内に供給される。
【００４１】
このとき、この供給された熱風である圧縮空気は上モールド２０に吹き付けられる（ステップＳ２５５）。これによって、通常は常温である圧縮空気の供給によって、上モールド２０の型温度が低下してしまうことを防止するとともに、圧縮空気を成形可能温度に加熱することによって、上モールド２０を成形可能温度に保持することが可能になる。樹脂シートＳを上モールド２０から離型するための圧縮空気を供給する工程が終了すると（ステップＳ２６０）、ステップＳ２５０にて開放した離型バルブ２７と真空バルブ１８とを閉塞する（ステップＳ２６５）。そして、上述してきたステップＳ２１０〜Ｓ２６５の処理を運転終了まで成形サイクルに基づいて実行する（ステップＳ２７０）。
【００４２】
図６は、上述した所定の成形型温度調節装置によって下モールド１０と上モールド２０を加熱して成形可能温度に制御した場合における型温度の変化を示した温度変化図である。
同図においては、縦軸に型温度を設定し、横軸に時間を設定する。そして、成形可能温度をＴとし、最初の成形サイクルにおいて、時刻ｔ１〜ｔ２の間に圧空エアーが供給され、時刻ｔ３〜ｔ４の間に離型エアーが供給される。同様に、次の成形サイクルにおいて、時刻ｔ５〜ｔ６の間に圧空エアーが供給され、時刻ｔ７〜ｔ８の間に離型エアーが供給される。このとき、圧空エアーや離型エアーが原因となって、型温度が成形可能温度より一時的に低下することが分かる。一方、時刻ｔ２〜ｔ３および時刻ｔ６〜ｔ７は、加熱軟化された樹脂シートＳが上モールド２０および下モールド１０に略密着することによって型温度が上昇している。このように、型温度が上下に変動すると、一定品質の成形品を形成することが困難となる。
【００４３】
一方、図７は、この成形型温度調節装置によって下モールド１０と上モールド２０を加熱して成形可能温度に制御するのに合せて、ＣＰＵユニット１０２によって、熱風制御処理が実行された場合における型温度の変化を示した温度変化図である。
同図において、上記と同様に縦軸に型温度を設定し、横軸に時間を設定する。そして、成形可能温度をＴとし、最初の成形サイクルにおいて、時刻ｔ１〜ｔ２の間に圧空エアーが供給され、時刻ｔ３〜ｔ４の間に離型エアーが供給される。同様に、次の成形サイクルにおいて、時刻ｔ５〜ｔ６の間に圧空エアーが供給され、時刻ｔ７〜ｔ８の間に離型エアーが供給される。このとき、圧空エアーや離型エアーを加熱ヒーター１６，２６によって、成形可能温度Ｔに加熱して上モールド２０や下モールド１０に供給するため、型温度を成形可能温度Ｔに略一定させることが可能になることが分かる。このように、型温度の変動を抑制することによって、一定品質の成形品を形成することが可能になる。
【００４４】
上述した実施形態においては、上モールド２０および下モールド１０に気体を供給する手段として、エアータンク３０とエアーコンプレッサー３１とを共用する構成を採用した。このようにエアータンク３０とエアーコンプレッサー３１を利用すれば、圧空エアーや離型エアーを供給するのに合せて、加熱した気体を供給することができ、装置の簡素化という観点では好適である。しかし、上モールド２０や下モールド１０に気体を供給することが可能な構成としては、上記のように共用する構成に限定されるものではなく、独立した装置を配設する構成を採用しても良いことは言うまでもない。
【００４５】
図８は、上モールド２０や下モールド１０に気体を供給することが可能な構成として、独立した装置を配設する構成を採用した場合の熱成形部１の概要構成を示した概要構成図である。
同図においては、図２に示した構成から加熱ヒーター１６，２６を取り外すとともに、新たに、エアータンク６０と、エアーコンプレッサー６１と、加熱ヒーター６２と、供給路６３と、下モールド供給バルブ６４と、供給路６５と、供給路６６と、上モールド供給バルブ６７と、供給路６８とを設置する構成とする。かかる構成において、エアーコンプレッサー６１に発生させた圧縮空気を加熱ヒーター６２に加熱し、下モールド１０に加熱した気体を供給する場合には、上モールド供給バルブ６７を閉塞するとともに、下モールド供給バルブ６４を開放する。
【００４６】
一方で、上モールド２０に加熱した気体を供給する場合には、下モールド供給バルブ６４を閉塞するとともに、上モールド供給バルブ６７を開放する。本実施形態においては、この上モールド供給バルブ６７および下モールド供給バルブ６４の閉塞，開放を制御することによって、適宜加熱された気体を上モールド２０あるいは下モールド１０に供給し、圧空エアーや離型エアーによって型温度が低下してしまうことを防止する。
【００４７】
図９は、図８に示した構成においてＣＰＵユニット１０２が実行する気体供給に関する圧空時真空時制御処理の処理内容を示したフローチャート図である。
同図において、上述と同様に本熱成形装置では運転が開始される前に上記制御系システムに接続された表示ユニットから樹脂シートＳの厚みや成形インターバル、あるいは、上記成形可能温度等の設定が行なわれる。ここで、この表示ユニットにて作業者が運転開始を指示すると（ステップＳ３００）、ＣＰＵユニット１０２は成形可能温度として設定された設定温度を取得する（ステップＳ３０５）。そして、この設定温度に基づいてデジタル／アナログ変換ユニット１０４を介して加熱ヒーター６２を加熱する（ステップＳ３１０）。次に、熱成形が圧空成形であるか、真空成形であるかを判別する（ステップＳ３１５）。
【００４８】
圧空成形であれば、上モールド供給バルブ６７を閉塞するとともに、下モールド供給バルブ６４を開放する（ステップＳ３２０）。すると、加熱ヒーター６２によって設定温度に加熱された熱風の圧縮空気が供給路６３〜６５を介して中継室１４内に供給される。このとき、この供給された熱風である圧縮空気は下モールド１０に吹き付けられる（ステップＳ３２５）。そして、圧空成形のために、上テーブル２１を下降させると、樹脂シートＳは下モールド１０によって上モールド２０のキャビティー２０ａ内に押し込まれる。次に、離型バルブ２７と真空バルブ１８とを閉塞するとともに、圧空バルブ１７と真空バルブ２８とを開放する（ステップＳ３３０）。
【００４９】
このように加熱ヒーター６２にて加熱した気体を供給することによって、常温である圧縮空気の供給により、下モールド１０の型温度が低下してしまうことを防止するとともに、圧縮空気を成形可能温度に加熱することによって、下モールド１０を成形可能温度に保持することが可能になる。下モールド１０を樹脂シートＳに作用させて圧縮空気を供給する工程が終了すると（ステップＳ３３５）、ステップＳ３２０およびＳ３３０にて開放した下モールド供給バルブ６４および圧空バルブ１７，真空バルブ２８を閉塞する（ステップＳ３４０，３４５）。次に、上モールド２０のキャビティー２０ａに押し込まれて略当接した樹脂シートＳを上モールド２０から離脱させるに際して、上モールド２０に加熱した気体を供給するため、上モールド供給バルブ６７を開放する（ステップＳ３５０）。
【００５０】
これにより、加熱ヒーター６２によって設定温度に加熱された熱風の圧縮空気が供給路６６〜６８を介して中継室２４内に供給される（ステップＳ３５５）。次に、離型バルブ２７と真空バルブ１８とを開放する（ステップＳ３６０）。そして、樹脂シートＳを上モールド２０から離型するための圧縮空気を供給する工程が終了すると（ステップＳ３６５）、ステップＳ３５０およびＳ３６０にて開放した上モールド供給バルブ６７および離型バルブ２７，真空バルブ１８を閉塞する（ステップＳ３７０，Ｓ３７５）。そして、上述してきたステップＳ３１０〜Ｓ３７５の処理を運転終了まで成形サイクルに基づいて実行する（ステップＳ３８０）。
【００５１】
上述してきた実施形態においては、加熱ヒーター１６，２６，６２を加熱する温度は所定の成形可能温度に基づいて一定温度にしている。このように、表示ユニットで設定された成形可能温度の設定値に基づいて加熱ヒーター１６，２６，６２を加熱すれば、簡易な構成で型温度の制御を実現できることは明らかである。一方で、詳細な型温度を実現可能とすれば、より型温度の上下変動を抑制することが可能となり、これによって、より品質の高い成形品を形成することが可能になることは言うまでもない。かかる場合には、上モールド２０や下モールド１０に温度センサーを配設して、この温度センサーのセンサー値をフィードバックして加熱ヒーター１６，２６，６２の加熱を制御する。
【００５２】
図１０は、温度センサーを配設した場合の熱成形装置の制御系システムの構成を示した構成図である。
同図において、制御系システムは、上述と同様にベースユニット２００に電源ユニット２０１，ＣＰＵユニット２０２，出力ユニット２０３，アナログ／デジタル変換ユニット２０４，デジタル／アナログ変換ユニット２０５等の制御ユニットが配設されている。そして、ＣＰＵユニット２０２の制御に基づいて制御プログラムが実行されて、全体として熱成形装置における各種制御動作を実現可能になっている。ここで、上述した構成においては、圧空バルブ１７，真空バルブ１８，離型バルブ２７，真空バルブ２８，上モールド供給バルブ６７，下モールド供給バルブ６４が出力ユニット２０３に接続されており、ＣＰＵユニット２０２の制御によってその開閉が実行される。
【００５３】
また、アナログ／デジタル変換ユニット２０４には、上モールド２０に配設される温度センサー７０と下モールド１０に配設される温度センサー７１とが接続される。この温度センサーは接触式温度センサーであっても良いし、非接触式温度センサーであっても良い。そして、デジタル／アナログ変換ユニット２０５には、加熱ヒーター１６，２６，６２が接続されている。この実施形態においては、ＣＰＵユニット２０２の制御によって温度センサー７０，７１が検出した型温度に応じて、加熱ヒーター１６，２６，６２のヒータ温度が適宜所定の温度に調節される。
【００５４】
図１１は、ＣＰＵユニット２０２が温度センサー７０，７１にて検出された型温度に応じて加熱ヒーター１６，２６，６２のヒータ温度を制御する加熱ヒーター制御処理の処理内容を示したフローチャート図である。同図において、かかる加熱ヒーター制御処理は図４のステップＳ１１０，図５のステップＳ２１０，図９のステップＳ３１０にて実行されることになる。上述した各ステップＳ１１０，２１０，３１０に移行すると、温度センサー７０，７１が検出している型温度のセンサ値をアナログ／デジタル変換ユニット２０４を介して取得する（ステップＳ４００）。そして、設定された成形可能温度である設定温度とこのセンサ値とが同等であるか否かを判別する（ステップＳ４０５）。
【００５５】
同等でなければ、設定温度がセンサ値より大きいかを判別し（ステップＳ４１０）、大きければ、設定温度に１０℃を加算したものをヒータ温度とする（ステップＳ４１５）。そして、かかるヒータ温度に基づいてデジタル／アナログ変換ユニット２０５を介して加熱ヒーター１６，２６，６２を加熱する（ステップＳ４２０）。一方、ステップＳ４１０にて設定温度がセンサ値より小さいと判別された場合は（ステップＳ４２５）、設定温度から１０℃を減算したものをヒータ温度とし（ステップＳ４３０）、ステップＳ４２０にて加熱ヒーター１６，２６，６２を加熱する。また、ステップＳ４０５にて同等と判別されれば、設定温度によって（ステップＳ４３５）、ステップＳ４２０で加熱ヒーター１６，２６，６２を加熱する。
【００５６】
上述したように成形型、すなわち、上モールド２０および下モールド１０は温水等を利用した所定の成形型温度調節装置にて加熱気体の供給とは別に所定の成形可能温度に制御されている。この成形型温度調節装置は、図１２に示すように、水道水３００から水道水を温度調節機３０１に引込んで、この温度調節機３０１に設定された設定温度によって加熱され、この温水は供給路３０１ａを介して成形型（上モールド２０あるいは下モールド１０）に供給される。そして、成形型を加熱して温度が低下した水道水は帰還路３０１ｂを介して温度調節機３０１に戻り、再度、加熱されて成形型に供給される。図１３は、上述した温水の供給を受ける成形型の断面を示した断面図である。
【００５７】
同図においては、上モールド２０あるいは下モールド１０には、その内部に温水を通過させる流路３０３が形成されており、この流路３０３から温水によって加熱される構成となっている。一方、成形型に樹脂，木型，木型＋布フェルト等で形成されたプラグ型が利用されると、かかる成形型温度調節装置を適用することができない。従って、熱成形時に行なう熱風による補助的な成形型の加熱では、このプラグ型を成形可能温度に保持することは困難である。そこで、本実施形態においては、成形型に上述した非金属にて形成されたプラグ型を利用した場合に、このプラグ型を成形可能温度近辺に保持することが可能な手法として、熱成形時のみ熱風をプラグ型に供給するのではなく、熱風を運転開始と同時に継続してプラグ型に供給する。これによって、非金属製のプラグ型であっても、所定の成形可能温度に調節することが可能になる。
【００５８】
図１４は、非金属製のプラグ型に対する熱風制御処理の処理内容を示したフローチャート図である。
同図において、所定の操作盤等から作業者によって運転開始の指示が為されたか否かを判別し（ステップＳ５００）、運転開始が指示されると、温度センサー７０，７１が検出した成形型の実温度を取得する（ステップＳ５０５）。そして、この型温度が７０℃より小さい場合は（ステップＳ５１０）、圧空バルブ１７，真空バルブ２８，下モールド供給バルブ６４の開放および閉塞を適宜制御して（ステップＳ５１５）、非金属製のプラグ型にて形成された下モールド１０に熱風の供給を開始する（ステップＳ５２０）。この制御を運転が終了するまで継続して行ない（ステップＳ５２５）、運転が終了した段階で開放したバルブを閉塞する（ステップＳ５３０）。
【００５９】
このように、上モールド２０あるいは下モールド１０に加熱ヒーター１６，２６，６２にて加熱した気体を供給することによって、圧空エアーや離型エアーの外乱によって上モールド２０あるいは下モールド１０の型温度の上下変動を抑制することが可能になる。そして、型温度の上下変動を抑制することにより間接的に熱成形時における樹脂シートＳのシート温度のばらつきを低減させることが可能になる。また、このとき、圧空エアーおよび離型エアーを加熱して供給することによって、気体を供給するための装置を新たに設ける必要がないため、熱成形装置を簡素化することが可能になる。さらに、非金属製のプラグ型においては、熱成形のタイミングではなく、運転開始と同時に継続して熱風を供給することによって、当該プラグ型を成形可能温度に保持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる熱成形装置の技術概念を表現した技術概念構成図と、この技術を適用した場合の効果を示したタイミングチャート図である。
【図２】熱成形装置の熱成形部の概要構成を示した構成図である。
【図３】熱成形装置の制御系システムの構成を示した構成図である。
【図４】圧空成形時に実行される圧空時熱風制御処理の処理内容を示したフローチャート図である。
【図５】真空成形時に実行される真空時熱風制御処理の処理内容を示したフローチャート図である。
【図６】成形可能温度に制御した場合における型温度の変化を示した温度変化図である。
【図７】熱風制御処理が実行された場合における型温度の変化を示した温度変化図である。
【図８】熱成形装置の熱成形部の他の概要構成を示した構成図である。
【図９】圧空時真空時制御処理の処理内容を示したフローチャート図である。
【図１０】温度センサーを配設した場合の熱成形装置の制御系システムの構成を示した構成図である。
【図１１】加熱ヒーター制御処理の処理内容を示したフローチャートである。
【図１２】成形型温度調節装置の概略構成を示した構成図である。
【図１３】温水の供給を受ける成形型の断面を示した断面図である。
【図１４】非金属製のプラグ型に対する熱風制御処理の処理内容を示したフローチャート図である。
【符号の説明】
Ａ…熱成形部
Ａ１…成形型
Ａ２…気体供給部
Ａ３…供給気体温度調節部
Ａ４…圧空エアー
Ａ５…離型エアー
１…熱成形部
１０…下モールド
１１…下テーブル
１３…下モールド小孔
１４…中継室
１５…供給管
１６…加熱ヒーター
１７…圧空バルブ
１８…真空バルブ
１９…吸込管
２０…上モールド
２０ａ…キャビティー
２１…上テーブル
２３…上モールド小孔
２４…中継室
２５…供給管
２６…加熱ヒーター
２７…離型バルブ
２８…真空バルブ
２９…吸込管
３０…エアータンク
３１…エアーコンプレッサー
４０…真空タンク
４１…真空ポンプ
６０…エアータンク
６１…エアーコンプレッサー
６２…加熱ヒーター
６３…供給路
６４…下モールド供給バルブ
６５…供給路
６６…供給路
６７…上モールド供給バルブ
６８…供給路
７０…上モールド温度センサー
７１…下モールド温度センサー
１００…ベースユニット
１０１…電源ユニット
１０２…ＣＰＵユニット
１０３…出力ユニット
１０４…デジタル／アナログ変換ユニット
２００…ベースユニット
２０１…電源ユニット
２０２…ＣＰＵユニット
２０３…出力ユニット
２０４…アナログ／デジタル変換ユニット
２０５…デジタル／アナログ変換ユニット
３００…水道水
３０１…温度調節機
３０１ａ…供給路
３０１ｂ…帰還路
３０２…成形型
３０３…流路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermoforming apparatus and a thermoforming method, and more particularly, to a thermoforming apparatus and a thermoforming method for controlling a forming die to a proper forming temperature during thermoforming.
[0002]
[Prior art]
A technology that combines hot air supply means with a thermoforming apparatus that performs molding by a pressure difference of thermoforming is known as a well-known technique, and sheet temperature control that controls the sheet temperature of a resin sheet using heating by this hot air supply means Has been done. At this time, the sheet temperature control is performed based on the detected heating distribution by detecting the heating distribution of the resin sheet with a temperature detection sensor in order to eliminate the heating distribution depending on the thickness of the resin sheet.
[0003]
On the other hand, as another method for controlling the seat temperature, attempts have been made to introduce and control cooling air from a separate circuit. Moreover, when the resin sheet heated in thermoforming is molded with a molding die, the temperature of the molding die is low. Therefore, when the resin sheet comes into contact with the molding die, the sheet temperature of the resin sheet rapidly decreases. For this reason, a mold temperature control device is provided as an accessory device in the thermoforming apparatus so that the mold is controlled at a constant temperature.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional thermoforming apparatus described above, the heat propagation of the resin sheet is non-linear, so the sheet temperature detected by the temperature detection sensor becomes uncertain, and the sheet temperature control executed based on this sheet temperature is performed. Correspondingly, it is difficult to raise and lower the sheet temperature of the resin sheet. Therefore, there is a problem that the sheet temperature becomes unstable even if the sheet temperature is controlled using the hot air supply means. Further, even if cooling air is introduced in a separate circuit, there is a problem that the sheet temperature hunts up and down. Furthermore, even if the mold temperature control device is used, there is a problem that the mold temperature hunts up and down due to the temperature difference of the release air.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a thermoforming apparatus and a thermoforming method capable of controlling a forming die to an appropriate forming temperature during thermoforming.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  To achieve the above purpose, MatureA thermoforming apparatus for performing thermoforming of a resin sheet by supplying a differential pressure gas into a sealed mold while controlling the mold at a predetermined mold temperature, and supplying gas to the mold When supplying the gas to the mold by the gas supply means, the supply gas temperature adjusting means for adjusting the gas to a predetermined gas temperature is provided.Also good. The present invention is a thermoforming apparatus that performs thermoforming of a resin sheet by supplying a gas into a sealed mold while controlling the mold at a predetermined mold temperature, and supplies the gas to the mold And a supply gas temperature adjusting means for controlling the molding die to the predetermined mold temperature by adjusting a gas temperature of the gas when the gas is supplied to the molding die by the gas supply means. The supply gas temperature adjusting means includes an actual temperature measuring means for measuring an actual temperature of the mold, an actual temperature of the mold measured by the actual temperature measuring means, and the predetermined mold temperature. And gas temperature adjustment control means for executing gas temperature adjustment control on the gas based on the above.
[0007]
  the aboveConstitutionIn this case, the mold is controlled to a predetermined mold temperature.TightWhen forming a differential pressure gas into a sealed mold and thermoforming a resin sheet, thermoforming can be performed by supplying a gas adjusted to a predetermined gas temperature to the mold. Providing equipment.
  At this time, the gas supply means is configured to be able to supply gas to the mold, and the gas supplied to the mold by the gas supply means is a predetermined gas by the supply gas temperature adjusting means. Adjusted to temperature. That is, the present invention adjusts the mold temperature of the mold by the gas temperature of the gas supplied by the gas supply means, and other methods for controlling the mold to a predetermined mold temperature, and adjustment by this gas temperature. By using together, it becomes possible to make the fluctuation | variation of the mold temperature of a shaping | molding die minute. Thus, by keeping the mold temperature of the mold substantially constant, the sheet temperature of the resin sheet can be indirectly made substantially constant.
[0008]
Here, the gas supply means only needs to be able to supply gas to the mold, and various configurations can be selected. Therefore, this gas supply means may be composed of an air compressor, or may be composed of a fan that blows gas at a predetermined wind pressure, and can be selected as appropriate. The supply gas temperature adjusting means only needs to be able to adjust the gas to a predetermined gas temperature, and various configurations can be selected. Therefore, it may be constituted by a heating wire heater capable of adjusting the heating temperature, or may be constituted by a gas heater, and can be appropriately selected.
[0009]
  As an example of the gas temperature adjusted by the supply gas temperature adjustment means,heatIn the molding apparatus, the supply gas temperature adjusting means adjusts the gas supplied to the mold to the predetermined mold temperature.Also good. In the present invention, the supply gas temperature adjusting means adjusts the gas supplied to the mold to the predetermined mold temperature when the actual temperature of the mold is equal to the predetermined mold temperature. .
  In the said structure, the gas supplied to a shaping | molding die is adjusted to the predetermined | prescribed mold | die temperature controlled separately with respect to a shaping | molding die by a supply gas temperature adjustment means. Thus, since the gas temperature may be adjusted based on a predetermined mold temperature, the supply gas adjusting means can be configured by a simple method.
[0010]
  As an example of the timing at which the gas supply means supplies gas,The present inventionIn the thermoforming apparatus, the gas supply means supplies gas to the mold during the thermoforming.
  the aboveConstitutionIn the method, gas is supplied to the mold by the gas supply means at the timing when thermoforming is performed. At the time of thermoforming, a gas such as compressed air or mold release air is blown into the mold. Hunting may occur in the actual mold temperature of the mold that is controlled by the predetermined mold temperature due to the disturbance. By supplying the gas at this timing, it is possible to prevent hunting of the mold temperature of the mold due to disturbance.
[0011]
  By the above-described method, the mold can be brought close to a desired predetermined mold temperature. On the other hand, if the gas temperature is adjusted in view of the actual environment of the mold, the mold can be adjusted to a more appropriate mold temperature.
  Therefore,The present inventionIn the thermoforming apparatus, the supply gas temperature adjusting means includes an actual temperature measuring means for measuring an actual temperature of the mold, and a gas for the gas based on the actual temperature of the mold measured by the actual temperature measuring means. Gas temperature adjustment control means for performing temperature adjustment control is provided.
  the aboveConstitutionIn the above, the supply gas temperature adjusting means is provided with an actual temperature measuring means and a gas temperature adjusting control means. In such a case, the actual temperature of the mold is measured by the actual temperature measuring means, and the gas temperature adjustment control for the gas is executed based on the actual temperature of the mold measured by the actual temperature measuring means by the gas temperature adjustment control means. To do.
[0012]
  As an example of the gas temperature adjustment control executed by the gas temperature adjustment control means, the present invention relates to a thermoforming apparatus, wherein the gas temperature adjustment control means is an actual temperature measured by the actual temperature measurement means.Is lower than the predetermined mold temperature, the temperature is higher than the predetermined mold temperature.The gas temperature adjustment control for the gas is performed based on.
[0013]
  BookThe present invention is the thermoforming apparatus, wherein the gas temperature adjustment control means is 10 ° C higher than the predetermined mold temperature.WarmIt is configured to execute the gas temperature adjustment control for the gas based on the degree.
[0014]
  As another example of the gas temperature adjustment control executed by the gas temperature adjustment control means, the present invention provides a thermoforming apparatus, wherein the gas temperature adjustment control means is an actual temperature measured by the actual temperature measurement means.When the temperature is higher than the predetermined mold temperature, the temperature is lower than the predetermined mold temperature.The gas temperature adjustment control for the gas is performed based on.
[0015]
  BookThe present invention is the thermoforming apparatus, wherein the gas temperature adjustment control means is the abovePredetermined mold temperature10 ° C lowerWarmIt is configured to execute the gas temperature adjustment control for the gas based on the degree.
[0016]
  As an example of the specific configuration of the actual temperature measuring means described above,The present inventionIn the thermoforming apparatus, the actual temperature measuring means is formed by a contact-type measuring device.
  the aboveConstitutionThe actual temperature measuring means is formed by a contact-type measuring device.
[0017]
  As another example of the specific configuration of the actual temperature measuring means,The present inventionIn the thermoforming apparatus, the actual temperature measuring means is formed by a non-contact type measuring device.
  the aboveConstitutionThe actual temperature measuring means is formed by a non-contact type measuring device.
[0018]
  The gas supply means only needs to be able to supply gas to the mold, and its mode can be changed as appropriate. On the other hand, since this thermoforming apparatus performs thermoforming with a differential pressure gas, it is preferable if this differential pressure gas can be used. Therefore,heatIn the molding apparatus, the gas supply means supplies the differential pressure gas into the mold and supplies the gas to the mold by supplying the differential pressure gas.Good.
  In the above configuration, the differential pressure gas is supplied into the mold by the gas supply means, and the gas is supplied to the mold using the supply of the differential pressure gas.
[0019]
  As an aspect of supplying gas to the mold when supplying the differential pressure gas by the gas supply means,heatIn the molding apparatus, the gas supply means generates a positive differential pressure when supplying the differential pressure gas, and supplies gas to the molding die by the differential pressure gas generated at the positive differential pressure.Good.
  In the above configuration, a positive differential pressure is generated when the differential pressure gas is supplied by the gas supply means. At this time, the gas supply means supplies the gas to the mold with the differential pressure gas generated at the positive differential pressure.
[0020]
  As an example of a method suitable for supplying gas to the mold in the specific configuration of the mold and in this specific configuration,The present inventionIn the thermoforming apparatus, the forming die is formed by an upper and lower die on which a non-metallic plug die is arranged, and the gas supply means supplies the gas to the plug die. is there.
  the aboveConstitution, The forming die is formed by an upper and lower die in which a non-metallic plug die is arranged on one side. At this time, the gas supply means supplies gas to the plug mold. Since a non-metal mold is not suitable for controlling the mold temperature of the mold, the temperature can be controlled by supplying gas.
[0021]
  Here, the gas adjusted to the predetermined gas temperature is supplied to the molding die when performing the thermoforming by supplying the differential pressure gas into the substantially sealed molding die while controlling the molding die described above to the predetermined die temperature. The method of supplying and adjusting the mold temperature of the mold is not necessarily limited to a substantial apparatus, and it can be easily understood that it also functions as a method.
  For this reason, the present invention provides a mold inside a mold that is sealed while controlling the mold at a predetermined mold temperature.CareA thermoforming method for performing thermoforming by supplying a body, wherein a gas supply step for supplying a gas to the mold and a gas supply to the mold in the gas supply stepThe mold is controlled to the predetermined mold temperature by adjusting the gas temperature ofA gas adjusting step, wherein the gas adjusting step measures the actual temperature of the mold and the actual temperature of the mold measured in the actual temperature measuring step.And the predetermined mold temperatureAnd a gas temperature adjustment control step for executing the gas temperature adjustment control for the gas based on the above.
  That is, it is not necessarily limited to a substantial apparatus, and there is no difference that the method is also effective.
[0022]
【The invention's effect】
  As described above, in the present invention, when adjusting the mold temperature of the mold by the gas temperature of the gas supplied by the gas supply means, another method for controlling the mold to a predetermined mold temperature, and this gas temperature By using the adjustment according to the above, it is possible to provide a thermoforming apparatus capable of minimizing the mold temperature fluctuation of the mold.
  Also,BookAccording to the invention, a gas having a predetermined gas temperature can be supplied to the mold by a simple method.
  further,BookAccording to the invention, it is possible to present a suitable timing for supplying gas by the gas supply means.
  further,BookAccording to the invention, since the gas temperature supplied to the mold is controlled in accordance with the mold temperature variation of the mold during thermoforming, the mold temperature variation of the mold can be made smaller.
[0023]
  further,BookAccording to the invention, it is possible to show one aspect of gas temperature control that is effective when implemented.
  further,BookAccording to the invention, it is possible to present a specific temperature for effective gas temperature adjustment control.
  further,BookAccording to the invention, another aspect of the gas temperature control that is effective when implemented can be shown.
  further,BookAccording to the invention, other specific temperatures for effective gas temperature control can be presented.
[0024]
  Furthermore, according to the present invention, a specific method for forming the actual temperature measuring means can be presented.
  Furthermore, according to the present invention, another specific forming method of the actual temperature measuring means can be presented.
  further, MatureSince the gas supply to the mold is the same as the structure for supplying the differential pressure gas, the apparatus configuration can be simplified.
  further,differenceA gas supply method in the case of generating a positive differential pressure as a pressurized gas can be presented.
  Furthermore, according to the present invention, it is possible to control the non-metallic plug mold to a predetermined temperature.
  Furthermore, according to the present invention, when the mold temperature of the mold is adjusted by the gas temperature of the gas supplied by the gas supply means, another method for controlling the mold to a predetermined mold temperature, and this gas temperature By using the adjustment together, it is possible to provide a thermoforming method capable of minimizing the mold temperature variation of the mold.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a technical concept block diagram expressing the technical concept of the thermoforming apparatus according to the present invention, and a timing chart showing the effect when this technique is applied.
In the figure, a thermoforming apparatus A generally includes a molding die A1 for performing thermoforming, a gas supply unit A2 for supplying gas to the molding die A1, and supplying gas from the gas supply unit A2 to the molding die A1. In doing so, it has a supply gas temperature adjusting part A3 for adjusting the gas temperature of this gas. In the thermoforming apparatus A, when thermoforming is performed with the mold A1, the compressed air A4 and the release air A5 are supplied to the mold A1 in a predetermined process of thermoforming. The compressed air A4 is supplied to press the resin sheet on the mold A1 to form a molded product on the resin sheet, and the release air A5 is used to release the press-formed molded product from the mold A1. To be supplied.
[0026]
Here, the mold A1 is controlled to a predetermined control temperature by controlling the mold temperature by a temperature adjusting device using hot water or the like (not shown). However, as described above, for example, when the compressed air A4 is supplied to the mold A1 at the time ta to tb or the release air A5 is supplied to the mold A1 at the time tc to td, this becomes a disturbance. The mold temperature falls from the control temperature. This is because it is difficult to realize the control temperature in real time against this disturbance with a temperature control device using hot water or the like. Therefore, by supplying hot air in which the gas temperature supplied from the gas supply unit A2 to the molding die A1 to a predetermined gas temperature is supplied to the molding die A1 at the supply gas temperature adjustment unit A3 at the time of thermoforming, time ta to tb Alternatively, the control temperature is prevented from being lowered by enabling the mold A1 that fluctuates due to the disturbance of the compressed air A4 or the release air A5 to be maintained at a predetermined control temperature from time tc to td.
[0027]
FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a thermoforming unit of the thermoforming apparatus according to the present invention. In the same figure, the thermoforming unit 1 accepts a resin sheet S that has been heat-softened by a heating unit (not shown) that is a pre-process of the thermoforming unit 1, and receives the resin sheet S that has been received during thermoforming. The upper table 21 is moved down to allow the predetermined mold to act, and the lower table 11 receives the lowering. The lower table 11 includes a lower mold 10 as a molding die formed into a plurality of substantially cylindrical projections into which the resin sheet S can be pushed upward, and the upper table 21 is disposed above the lower mold 10. The upper mold 20 is provided as a molding die formed in a substantially cylindrical hole shape that is disposed and descends during thermoforming to receive the pressing of the projections of the substantially cylindrical shapes of the lower mold 10 to form a molded product. .
[0028]
The lower table 11 is provided with a plurality of lower mold small holes 13 between the respective lower molds 10 for bringing the resin sheet S into close contact by vacuum suction or blowing out compressed air. Here, the upper mold 20 is a female mold having a substantially cylindrical projection shape as described above, and a cavity 20a corresponding to the shape of the molded product is recessed, and compressed air is introduced into the cavity 20a. A plurality of upper mold small holes 23 for blowing out or molding the resin sheet S by suction are provided. In this configuration, the supply pipe 15 is connected to the relay chamber 14 formed by the lower mold 10 and the lower table 11 communicating with the lower mold small hole 13, and the gas passing through the supply pipe 15 is heated to the supply pipe 15. A pressure air valve 17 is connected via a heater 16 for performing the operation, and an air tank 30 and an air compressor 31 are connected to the pressure air valve 17 in this order.
[0029]
On the other hand, a supply pipe 25 is connected to a relay chamber 24 formed by the upper mold 20 and the upper table 21, and a heating heater 26 for heating the gas passing through the supply pipe 25 is connected to the supply pipe 25. The release valve 27 is connected to the release valve 27, and the air tank 30 and the air compressor 31 are connected to the release valve 27 in this order.
In addition, a suction pipe 29 provided with a vacuum valve 28 is connected to the relay chamber 24, and a vacuum tank 40 and a vacuum pump 41 are connected to the vacuum valve 28 in this order. A suction pipe 19 provided with a vacuum valve 18 is connected to the relay chamber 14 of the lower mold 10, and the suction pipe 19 is connected to the suction side of the vacuum tank 40 via the vacuum valve 18.
[0030]
Next, an example of operation | movement of the said thermoforming part 1 is demonstrated in the thermoforming part 1 provided with the structure mentioned above.
First, on the basis of specific data such as the material, thickness, heating cycle, outside air temperature, etc. of the resin sheet S to be thermoformed, the lower mold 10 and the upper mold 20 are heated by a predetermined mold temperature control device to allow molding. To control. In this state, the release valve 27 and the vacuum valve 18 are opened while the pneumatic valve 17 and the vacuum valve 28 are closed. As a result, the resin sheet S is vacuum-sucked through the lower mold small holes 13 and at the same time, the compressed air is blown into the cavity 20 a of the upper mold 20, thereby closely contacting the lower mold 10. At this time, the compressed air heated to the above moldable temperature by the heater 26 is sent as hot air to the relay chamber 24 through the supply pipe 25 and blown out from the upper mold small hole 23 of the upper mold 20. Next, when the upper table 21 is lowered, the upper mold 20 pushes down the substantially peripheral edge of the upper mold 10 of the resin sheet S.
[0031]
Therefore, when a thermoforming start command is issued, the release valve 36 and the vacuum valve 18 are closed, and then the pneumatic valve 17 and the vacuum valve 28 are opened. Thereby, the compressed air heated by the heater 16 so as to be adjusted to the moldable temperature is sent as hot air to the relay chamber 14 through the supply pipe 15 and blown out from the lower mold small hole 13 of the lower mold 10. At the same time, since the air in the cavity 20a is sucked by the vacuum pump 41 through the upper mold small hole 23 and the suction pipe 29, the heat-softened resin sheet S is in close contact with the cavity 20a surface of the upper mold 20 while being stretched. As a result, a molded product is formed. Then, after the compressed air blown from the lower mold small hole 13 of the lower mold 10 is stopped and the vacuum suction from the upper mold 20 is stopped, the release valve 27 is opened. At this time, the release air, which is compressed air, is blown out, whereby the resin sheet S on which the molded product is formed is detached from the cavity 20a and conveyed to a subsequent process such as trimming.
[0032]
FIG. 3 is a configuration diagram showing the configuration of the control system of the thermoforming apparatus.
In this figure, the thermoforming apparatus employs a sequencer system, and a control unit such as a power supply unit 101, a CPU unit 102, an output unit 103, a digital / analog conversion unit 104 is disposed in a base unit 100. A control program is executed based on the control of the CPU unit 102, and various control operations in the thermoforming apparatus can be realized as a whole. Here, in the above-described configuration, the pneumatic valve 17, the vacuum valve 18, the release valve 27, and the vacuum valve 28 are connected to the output unit 103, and opening / closing thereof is executed under the control of the CPU unit 102. Further, the heaters 16 and 26 are connected to the digital / analog conversion unit 104, and the heater temperature is adjusted to the above-described moldable temperature under the control of the CPU unit 102.
[0033]
FIG. 4 is a flowchart showing the processing content of the hot air control process at the time of compressed air that is executed at the time of pressure forming when the CPU unit 102 controls the thermoforming in the present thermoforming apparatus.
In this figure, before the operation is started in this thermoforming apparatus, the thickness of the resin sheet S, the molding interval, the moldable temperature, and the like are set from the display unit connected to the control system. Here, when the operator gives an instruction to start operation with this display unit (step S100), the CPU unit 102 acquires the set temperature set as the moldable temperature (step S105). Then, the heaters 16 and 26 are heated via the digital / analog conversion unit 104 based on the set temperature (step S110).
[0034]
Here, the upper table 21 is lowered. Then, the resin sheet S is pushed into the cavity 20 a of the upper mold 20 by the lower mold 10. In such a situation, the release valve 27 and the vacuum valve 18 are closed, and the compressed air valve 17 and the vacuum valve 28 are opened (step S115). Then, compressed air of hot air heated to a set temperature by the heater 16 is supplied into the relay chamber 14 via the supply path 15. At this time, the supplied compressed air, which is hot air, is blown onto the lower mold 10 (step S120).
[0035]
This prevents the mold temperature of the lower mold 10 from being lowered due to the supply of compressed air, which is normally room temperature, and also heats the compressed air to a moldable temperature, thereby forming the lower mold 10 at a moldable temperature. It becomes possible to hold on. When the process of supplying the compressed air by causing the lower mold 10 to act on the resin sheet S is completed (step S125), the compressed air valve 17 and the vacuum valve 28 opened in step S115 are closed (step S130). Next, the release valve 27 and the vacuum valve 18 are opened in order to release the resin sheet S that has been pressed into the cavity 20a of the upper mold 20 and substantially in contact with the upper mold 20 (step S135). Then, compressed air of hot air heated to the set temperature by the heater 26 is supplied into the relay chamber 24 via the supply path 25.
[0036]
At this time, the supplied compressed air, which is hot air, is blown onto the upper mold 20 (step S140). Accordingly, it is possible to prevent the mold temperature of the upper mold 20 from being lowered by the supply of compressed air, which is normally room temperature, and to heat the compressed air to a moldable temperature, thereby forming the upper mold 20 at a moldable temperature. It becomes possible to hold on. When the process of supplying compressed air for releasing the resin sheet S from the upper mold 20 is completed (step S145), the release valve 27 and the vacuum valve 18 opened in step S135 are closed (step S150). And the process of step S110-S150 mentioned above is performed based on a shaping | molding cycle until the completion | finish of operation (step S155).
[0037]
FIG. 5 is a flowchart showing the processing contents of the hot-air control process during vacuum that is executed during vacuum forming when the CPU unit 102 controls thermoforming in the present thermoforming apparatus.
In the same figure, the setting of the thickness of the resin sheet S, the molding interval, or the moldable temperature is set from the display unit connected to the control system system before the operation is started in the thermoforming apparatus as described above. Done. Here, when the operator gives an instruction to start operation on the display unit (step S200), the CPU unit 102 acquires a set temperature set as the moldable temperature (step S205). Then, the heaters 16 and 26 are heated via the digital / analog conversion unit 104 based on the set temperature (step S210).
[0038]
At the time of vacuum forming, while the resin sheet S is assisted by the lower mold 10, vacuum forming is performed from the upper mold small hole 23 so that the resin sheet S is brought into substantially contact with the mold surface of the cavity 20a. At this time, since the upper mold 20 absorbs heat from the heat-softened resin sheet S, the mold temperature does not fall below the moldable temperature. On the other hand, the lower mold 10 supplies low-pressure compressed air to the cavity 20a when assisting. Therefore, the mold temperature of the lower mold 10 is lowered by the low-pressure compressed air. Therefore, in such a case, this low-pressure compressed air is heated and supplied to the lower mold 10.
[0039]
When the heaters 16 and 26 are heated in step S210, the upper table 21 is lowered. Then, the resin sheet S is pushed into the cavity 20 a of the upper mold 20 by the lower mold 10. In such a situation, the release valve 27 and the vacuum valve 18 are closed, and the compressed air valve 17 and the vacuum valve 28 are opened (step S220). Then, compressed air of hot air heated to the set temperature by the heater 16 is supplied into the relay chamber 14 through the supply path 15 at a predetermined low pressure. At this time, the supplied compressed air, which is hot air, is blown onto the lower mold 10 (step S225).
[0040]
This prevents the mold temperature of the lower mold 10 from being lowered due to the supply of compressed air, which is normally room temperature, and the lower mold 10 can be molded by heating the compressed air to a moldable temperature. It becomes possible to maintain the temperature. The resin sheet S is vacuum-sucked into the cavity 20a by opening the vacuum valve 28 and molded. When the process by the vacuum suction is finished (step S235), the compressed air valve 17 and the vacuum valve 28 opened in steps S220 and S230 are closed (steps S240 and S245). Next, the release valve 27 and the vacuum valve 18 are opened in order to release the resin sheet S pushed into the cavity 20a of the upper mold 20 and substantially in contact with the upper mold 20 (step S250). Then, compressed air of hot air heated to the set temperature by the heater 26 is supplied into the relay chamber 24 via the supply path 25.
[0041]
At this time, the supplied compressed air, which is hot air, is blown onto the upper mold 20 (step S255). Accordingly, it is possible to prevent the mold temperature of the upper mold 20 from being lowered by the supply of compressed air, which is normally room temperature, and to heat the compressed air to a moldable temperature, thereby forming the upper mold 20 at a moldable temperature. It becomes possible to hold on. When the process of supplying compressed air for releasing the resin sheet S from the upper mold 20 is completed (step S260), the release valve 27 and the vacuum valve 18 opened in step S250 are closed (step S265). And the process of step S210-S265 mentioned above is performed based on a shaping | molding cycle until a driving | operation end (step S270).
[0042]
FIG. 6 is a temperature change diagram showing changes in the mold temperature when the lower mold 10 and the upper mold 20 are heated to the moldable temperature by the predetermined mold temperature adjusting device described above.
In the figure, the mold temperature is set on the vertical axis, and the time is set on the horizontal axis. Then, assuming that the moldable temperature is T, in the first molding cycle, compressed air is supplied between times t1 and t2, and release air is supplied between times t3 and t4. Similarly, in the next molding cycle, compressed air is supplied between times t5 and t6, and release air is supplied between times t7 and t8. At this time, it can be seen that the mold temperature temporarily falls below the moldable temperature due to the compressed air or the release air. On the other hand, at time t2 to t3 and time t6 to t7, the mold temperature rises because the heat-softened resin sheet S substantially adheres to the upper mold 20 and the lower mold 10. As described above, when the mold temperature fluctuates up and down, it becomes difficult to form a molded product having a constant quality.
[0043]
On the other hand, FIG. 7 shows a mold when the hot air control process is executed by the CPU unit 102 in accordance with heating the lower mold 10 and the upper mold 20 and controlling the moldable temperature by the mold temperature adjusting device. It is the temperature change figure which showed the change of temperature.
In the figure, the mold temperature is set on the vertical axis and the time is set on the horizontal axis in the same manner as described above. Then, assuming that the moldable temperature is T, in the first molding cycle, compressed air is supplied between times t1 and t2, and release air is supplied between times t3 and t4. Similarly, in the next molding cycle, compressed air is supplied between times t5 and t6, and release air is supplied between times t7 and t8. At this time, since the compressed air and the release air are heated to the moldable temperature T by the heaters 16 and 26 and supplied to the upper mold 20 and the lower mold 10, the mold temperature can be made substantially constant at the moldable temperature T. I understand that it will be possible. In this way, it is possible to form a molded product with a constant quality by suppressing the variation in mold temperature.
[0044]
In the embodiment described above, a configuration in which the air tank 30 and the air compressor 31 are shared as means for supplying gas to the upper mold 20 and the lower mold 10 is employed. If the air tank 30 and the air compressor 31 are used in this manner, heated gas can be supplied in accordance with the supply of compressed air or release air, which is preferable from the viewpoint of simplifying the apparatus. However, the configuration capable of supplying gas to the upper mold 20 and the lower mold 10 is not limited to the shared configuration as described above, and a configuration in which an independent device is provided may be adopted. It goes without saying that it is good.
[0045]
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a schematic configuration of the thermoforming unit 1 when a configuration in which an independent apparatus is disposed is adopted as a configuration capable of supplying gas to the upper mold 20 and the lower mold 10. is there.
In the same figure, the heaters 16 and 26 are removed from the configuration shown in FIG. 2, and an air tank 60, an air compressor 61, a heater 62, a supply path 63, and a lower mold supply valve 64 are newly added. The supply path 65, the supply path 66, the upper mold supply valve 67, and the supply path 68 are installed. In such a configuration, when the compressed air generated in the air compressor 61 is heated by the heater 62 and the heated gas is supplied to the lower mold 10, the upper mold supply valve 67 is closed and the lower mold supply valve 64 is closed. Is released.
[0046]
On the other hand, when supplying heated gas to the upper mold 20, the lower mold supply valve 64 is closed and the upper mold supply valve 67 is opened. In the present embodiment, by controlling the closing and opening of the upper mold supply valve 67 and the lower mold supply valve 64, an appropriately heated gas is supplied to the upper mold 20 or the lower mold 10, and compressed air or mold release is performed. Prevents mold temperature from being lowered by air.
[0047]
FIG. 9 is a flowchart showing the processing content of the vacuum time control process related to gas supply executed by the CPU unit 102 in the configuration shown in FIG.
In the same figure, the setting of the thickness of the resin sheet S, the molding interval, or the moldable temperature is set from the display unit connected to the control system system before the operation is started in the thermoforming apparatus as described above. Done. Here, when the operator gives an instruction to start operation with this display unit (step S300), the CPU unit 102 acquires the set temperature set as the moldable temperature (step S305). Based on this set temperature, the heater 62 is heated via the digital / analog conversion unit 104 (step S310). Next, it is determined whether the thermoforming is pressure forming or vacuum forming (step S315).
[0048]
In the case of pressure forming, the upper mold supply valve 67 is closed and the lower mold supply valve 64 is opened (step S320). Then, compressed air of hot air heated to the set temperature by the heater 62 is supplied into the relay chamber 14 via the supply paths 63 to 65. At this time, the supplied compressed air, which is hot air, is blown onto the lower mold 10 (step S325). When the upper table 21 is lowered for pressure forming, the resin sheet S is pushed into the cavity 20 a of the upper mold 20 by the lower mold 10. Next, the release valve 27 and the vacuum valve 18 are closed, and the compressed air valve 17 and the vacuum valve 28 are opened (step S330).
[0049]
By supplying the gas heated by the heater 62 in this way, it is possible to prevent the mold temperature of the lower mold 10 from being lowered due to the supply of compressed air at room temperature, and the compressed air is brought to a moldable temperature. By heating, the lower mold 10 can be maintained at a moldable temperature. When the process of supplying the compressed air by applying the lower mold 10 to the resin sheet S is completed (step S335), the lower mold supply valve 64, the pneumatic valve 17 and the vacuum valve 28 opened in steps S320 and S330 are closed ( Steps S340 and 345). Next, when the resin sheet S pushed into the cavity 20a of the upper mold 20 and substantially in contact with the upper mold 20 is released from the upper mold 20, the upper mold supply valve 67 is opened to supply heated gas to the upper mold 20. (Step S350).
[0050]
Thereby, the compressed air of the hot air heated to the set temperature by the heater 62 is supplied into the relay chamber 24 through the supply paths 66 to 68 (step S355). Next, the release valve 27 and the vacuum valve 18 are opened (step S360). When the process of supplying compressed air for releasing the resin sheet S from the upper mold 20 is completed (step S365), the upper mold supply valve 67, the release valve 27, and the vacuum valve opened in steps S350 and S360. 18 is closed (steps S370 and S375). And the process of step S310-S375 mentioned above is performed based on a shaping | molding cycle until completion | finish of operation (step S380).
[0051]
In the embodiment described above, the temperature at which the heaters 16, 26, 62 are heated is set to a constant temperature based on a predetermined moldable temperature. As described above, it is obvious that the mold temperature can be controlled with a simple configuration by heating the heaters 16, 26, 62 based on the set value of the moldable temperature set by the display unit. On the other hand, if a detailed mold temperature can be realized, it is possible to further suppress the vertical fluctuation of the mold temperature, and it is needless to say that a molded product with higher quality can be formed. In such a case, a temperature sensor is provided in the upper mold 20 or the lower mold 10, and the heating of the heaters 16, 26, 62 is controlled by feeding back the sensor value of the temperature sensor.
[0052]
FIG. 10 is a configuration diagram showing the configuration of the control system of the thermoforming apparatus when a temperature sensor is provided.
In the figure, in the control system, a control unit such as a power supply unit 201, a CPU unit 202, an output unit 203, an analog / digital conversion unit 204, and a digital / analog conversion unit 205 is arranged in the base unit 200 as described above. ing. Then, a control program is executed based on the control of the CPU unit 202, and various control operations in the thermoforming apparatus can be realized as a whole. Here, in the configuration described above, the pneumatic valve 17, the vacuum valve 18, the release valve 27, the vacuum valve 28, the upper mold supply valve 67, and the lower mold supply valve 64 are connected to the output unit 203, and the CPU unit 202. The opening / closing is executed under the control of.
[0053]
Further, a temperature sensor 70 disposed in the upper mold 20 and a temperature sensor 71 disposed in the lower mold 10 are connected to the analog / digital conversion unit 204. This temperature sensor may be a contact temperature sensor or a non-contact temperature sensor. The digital / analog conversion unit 205 is connected to heaters 16, 26, and 62. In this embodiment, the heater temperatures of the heaters 16, 26, 62 are appropriately adjusted to a predetermined temperature according to the mold temperatures detected by the temperature sensors 70, 71 under the control of the CPU unit 202.
[0054]
FIG. 11 is a flowchart showing the processing contents of the heater control process in which the CPU unit 202 controls the heater temperatures of the heaters 16, 26, 62 in accordance with the mold temperatures detected by the temperature sensors 70, 71. . In the figure, the heater control process is executed in step S110 in FIG. 4, step S210 in FIG. 5, and step S310 in FIG. When the process proceeds to the above-described steps S110, 210, and 310, the sensor value of the mold temperature detected by the temperature sensors 70 and 71 is acquired through the analog / digital conversion unit 204 (step S400). Then, it is determined whether or not the set temperature, which is the settable molding temperature, is equal to this sensor value (step S405).
[0055]
If not equal, it is determined whether the set temperature is greater than the sensor value (step S410). If greater, the heater temperature is set to 10 ° C added to the set temperature (step S415). Then, the heaters 16, 26 and 62 are heated via the digital / analog conversion unit 205 based on the heater temperature (step S420). On the other hand, if it is determined in step S410 that the set temperature is smaller than the sensor value (step S425), the heater temperature is obtained by subtracting 10 ° C. from the set temperature (step S430). 26 and 62 are heated. If it is determined in step S405 that they are equivalent, the heaters 16, 26, 62 are heated in step S420 according to the set temperature (step S435).
[0056]
As described above, the molds, that is, the upper mold 20 and the lower mold 10 are controlled to a predetermined moldable temperature separately from the supply of the heated gas by a predetermined mold temperature controller using hot water or the like. As shown in FIG. 12, this mold temperature controller draws tap water from tap water 300 into a temperature adjuster 301 and is heated at a set temperature set in the temperature adjuster 301. It is supplied to the mold (upper mold 20 or lower mold 10) via 301a. Then, the tap water whose temperature has been lowered by heating the mold is returned to the temperature controller 301 via the return path 301b, heated again, and supplied to the mold. FIG. 13 is a cross-sectional view showing a cross-section of a molding die that receives the supply of warm water described above.
[0057]
In the figure, the upper mold 20 or the lower mold 10 has a flow path 303 through which warm water passes, and the flow path 303 is heated by the warm water. On the other hand, when a plug mold made of resin, wooden mold, wooden mold + cloth felt or the like is used as the mold, such a mold temperature adjusting device cannot be applied. Therefore, it is difficult to maintain the plug mold at a moldable temperature by heating the auxiliary mold with hot air performed during thermoforming. Therefore, in the present embodiment, when a plug mold made of the above-described nonmetal is used for the molding die, as a technique capable of maintaining the plug mold near the moldable temperature, only at the time of thermoforming. Rather than supplying hot air to the plug mold, hot air is continuously supplied to the plug mold as soon as the operation is started. As a result, even a non-metallic plug mold can be adjusted to a predetermined moldable temperature.
[0058]
FIG. 14 is a flowchart showing the contents of hot air control processing for a non-metallic plug mold.
In the figure, it is determined whether or not an operator has instructed to start operation from a predetermined operation panel or the like (step S500). When the operation start is instructed, the molds detected by the temperature sensors 70 and 71 are detected. The actual temperature is acquired (step S505). When the mold temperature is lower than 70 ° C. (step S510), the opening and closing of the pneumatic valve 17, the vacuum valve 28, and the lower mold supply valve 64 are appropriately controlled (step S515), and a non-metallic plug mold is used. Supply of hot air is started to the lower mold 10 formed in (Step S520). This control is continued until the operation is completed (step S525), and the valve that is opened when the operation is completed is closed (step S530).
[0059]
In this way, by supplying the gas heated by the heaters 16, 26, 62 to the upper mold 20 or the lower mold 10, the mold temperature of the upper mold 20 or the lower mold 10 can be reduced by disturbance of compressed air or release air. It becomes possible to suppress vertical fluctuation. And it becomes possible to reduce the dispersion | variation in the sheet | seat temperature of the resin sheet S at the time of thermoforming indirectly by suppressing the vertical fluctuation | variation of mold temperature. Further, at this time, it is not necessary to newly provide an apparatus for supplying gas by heating and supplying the compressed air and the release air, so that the thermoforming apparatus can be simplified. Furthermore, in a non-metallic plug mold, it is possible to maintain the plug mold at a moldable temperature by supplying hot air continuously at the start of operation, not at the timing of thermoforming.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a technical concept block diagram expressing a technical concept of a thermoforming apparatus according to the present invention, and a timing chart showing an effect when this technology is applied.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a thermoforming unit of a thermoforming apparatus.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a configuration of a control system of a thermoforming apparatus.
FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents of a hot air control process for compressed air executed at the time of compressed air molding.
FIG. 5 is a flowchart showing the processing content of a hot-air control process performed during vacuum forming.
FIG. 6 is a temperature change diagram showing a change in mold temperature when the moldable temperature is controlled.
FIG. 7 is a temperature change diagram showing a change in mold temperature when a hot air control process is executed.
FIG. 8 is a configuration diagram showing another schematic configuration of a thermoforming unit of a thermoforming apparatus.
FIG. 9 is a flowchart showing the processing contents of a vacuum control process during vacuum.
FIG. 10 is a configuration diagram showing a configuration of a control system of a thermoforming apparatus when a temperature sensor is provided.
FIG. 11 is a flowchart showing the processing contents of a heater control process.
FIG. 12 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a mold temperature control device.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a cross section of a molding die that receives supply of hot water.
FIG. 14 is a flowchart showing the content of hot air control processing for a non-metallic plug mold.
[Explanation of symbols]
A ... Thermoforming part
A1 ... Mold
A2 ... Gas supply unit
A3 ... Supply gas temperature control unit
A4 ... compressed air
A5 ... Release air
1 ... Thermoforming part
10 ... Lower mold
11 ... Lower table
13 ... Lower mold hole
14 ... Relay room
15 ... Supply pipe
16 ... Heating heater
17 ... Pneumatic valve
18 ... Vacuum valve
19 ... Suction pipe
20 ... Upper mold
20a ... cavity
21 ... Upper table
23 ... Upper mold small hole
24 ... Relay room
25 ... Supply pipe
26 ... Heating heater
27 ... Release valve
28 ... Vacuum valve
29 ... Suction pipe
30 ... Air tank
31 ... Air compressor
40 ... Vacuum tank
41 ... Vacuum pump
60 ... Air tank
61 ... Air compressor
62 ... Heating heater
63 ... Supply path
64 ... Lower mold supply valve
65 ... supply path
66 ... supply path
67 ... Upper mold supply valve
68 ... Supply path
70: Upper mold temperature sensor
71 ... Lower mold temperature sensor
100 ... Base unit
101 ... Power supply unit
102 ... CPU unit
103 ... Output unit
104 ... Digital / analog conversion unit
200 ... Base unit
201 ... power supply unit
202 ... CPU unit
203 ... Output unit
204: Analog / digital conversion unit
205 ... Digital / analog conversion unit
300 ... tap water
301 ... Temperature controller
301a ... Supply path
301b ... Return way
302 ... Mold
303 ... flow path

Claims

成形型を所定の型温度に制御しつつ密封された成形型内に気体を供給して樹脂シートの熱成形を行う熱成形装置であって、
上記成形型に対して気体を供給する気体供給手段と、
上記気体供給手段にて上記気体を上記成形型に供給するに際して、当該気体の気体温度を調節することにより上記成形型を上記所定の型温度に制御する供給気体温度調節手段とを具備し、
上記供給気体温度調節手段は、上記成形型の実温度を計測する実温度計測手段と、当該実温度計測手段にて計測された成形型の実温度と上記所定の型温度とに基づいて上記気体に対する気体温度調節制御を実行する気体温度調節制御手段とを有することを特徴とする熱成形装置。The mold A thermoforming apparatus for heat molding of the resin sheet by supplying air body while controlling the sealed mold to a predetermined mold temperature,
Gas supply means for supplying gas to the mold,
Supply gas temperature adjusting means for controlling the molding die to the predetermined mold temperature by adjusting the gas temperature of the gas when the gas is supplied to the molding die by the gas supply means;
The supply gas temperature adjusting means includes an actual temperature measuring means for measuring the actual temperature of the molding die, the gas based on the actual temperature of the molding die measured by the actual temperature measuring means and the predetermined mold temperature. And a gas temperature adjustment control means for performing gas temperature adjustment control on the thermoforming apparatus.

上記請求項１に記載の熱成形装置において、
上記供給気体温度調節手段は、上記成形型の実温度が上記所定の型温度と同等である場合に、上記成形型に供給する気体を上記所定の型温度に調節することを特徴とする熱成形装置。In the thermoforming apparatus according to claim 1,
The supply gas temperature adjusting means adjusts the gas supplied to the mold to the predetermined mold temperature when the actual temperature of the mold is equal to the predetermined mold temperature. apparatus.

上記請求項１または請求項２のいずれかに記載の熱成形装置において、
上記気体供給手段は、上記熱成形時に成形型に対して気体を供給することを特徴とする熱成形装置。In the thermoforming apparatus according to claim 1 or 2,
The said gas supply means supplies the gas with respect to a shaping | molding die at the time of the said thermoforming, The thermoforming apparatus characterized by the above-mentioned.

上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の熱成形装置において、
上記気体温度調節制御手段は、上記実温度計測手段が測定した実温度が上記所定の型温度よりも低い場合は、上記所定の型温度よりも高い温度に基づいて上記気体に対する気体温度調節制御を実行することを特徴とする熱成形装置。In the thermoforming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
When the actual temperature measured by the actual temperature measuring means is lower than the predetermined mold temperature , the gas temperature adjustment control means performs gas temperature adjustment control on the gas based on a temperature higher than the predetermined mold temperature. A thermoforming apparatus characterized in that it is executed.

上記請求項４に記載の熱成形装置において、
上記気体温度調節制御手段は、上記所定の型温度より１０°Ｃ高い温度に基づいて上記気体に対する気体温度調節制御を実行することを特徴とする熱成形装置。In the thermoforming apparatus according to claim 4,
The gas temperature control means, thermoforming apparatus characterized by performing the gas temperature control for the gas on the basis of 10 ° C higher have temperature than the predetermined mold temperature.

上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の熱成形装置において、
上記気体温度調節制御手段は、上記実温度計測手段が測定した実温度が上記所定の型温度よりも高い場合は、上記所定の型温度よりも低い温度に基づいて上記気体に対する気体温度調節制御を実行することを特徴とする熱成形装置。In the thermoforming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
When the actual temperature measured by the actual temperature measuring unit is higher than the predetermined mold temperature , the gas temperature adjustment control unit performs the gas temperature adjustment control on the gas based on a temperature lower than the predetermined mold temperature. A thermoforming apparatus characterized in that it is executed.

上記請求項６に記載の熱成形装置において、
上記気体温度調節制御手段は、上記所定の型温度より１０°Ｃ低い温度に基づいて上記気体に対する気体温度調節制御を実行することを特徴とする熱成形装置。In the thermoforming apparatus according to claim 6,
The gas temperature control means, thermoforming apparatus characterized by performing the gas temperature control for the gas on the basis of the 10 ° C low not temperature than the predetermined mold temperature.

上記請求項１〜請求項７のいずかに記載の熱成形装置において、
上記実温度計測手段は、接触形式の測定機器にて形成されることを特徴とする熱成形装置。In the thermoforming apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The thermoforming apparatus, wherein the actual temperature measuring means is formed by a contact-type measuring device.

上記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の熱成形装置において、
上記実温度計測手段は、非接触形式の測定機器にて形成されることを特徴とする熱成形装置。In the thermoforming apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The thermoforming apparatus, wherein the actual temperature measuring means is formed by a non-contact type measuring device.

上記請求項１〜請求項９のいずれかに記載の熱成形装置において、
上記成形型は、一方に非金属製のプラグ型が配置される上下型にて形成されるとともに、上記気体供給手段は、当該プラグ型に対して上記気体を供給することを特徴とする熱成形装置。In the thermoforming apparatus according to any one of claims 1 to 9 ,
The forming mold is formed by an upper and lower mold in which a non-metallic plug mold is disposed on one side, and the gas supply means supplies the gas to the plug mold. apparatus.

成形型を所定の型温度に制御しつつ密封された成形型内に気体を供給して熱成形を行う熱成形方法であって、
上記成形型に対して気体を供給する気体供給工程と、
上記気体供給工程にて上記気体を上記成形型に供給するに際して、当該気体の気体温度を調節することにより上記成形型を上記所定の型温度に制御する気体調節工程とを具備し、
上記気体調節工程は、上記成形型の実温度を計測する実温度計測工程と、当該実温度計測工程にて計測された成形型の実温度と上記所定の型温度とに基づいて上記気体に対する気体温度調節制御を実行する気体温度調節制御工程とを有することを特徴とする熱成形方法。The mold A thermoforming method by supplying a gas material for heat molding while controlling the sealed mold to a predetermined mold temperature,
A gas supply step for supplying gas to the mold,
A gas adjusting step of controlling the molding die to the predetermined mold temperature by adjusting a gas temperature of the gas when supplying the gas to the molding die in the gas supply step;
The gas adjusting step includes an actual temperature measuring step for measuring an actual temperature of the molding die, a gas for the gas based on the actual temperature of the molding die measured in the actual temperature measuring step and the predetermined mold temperature And a gas temperature adjustment control step for performing temperature adjustment control.