成形装置および成形機構支持位置固定方法
【課題】ねじ部材を介して成形機構固定部を支持する固定部支持部材を備えて被成形材を成形する成形装置において、成形機構固定部を所望の支持位置で固定する作業を軽減させ、該作業にかかる時間を短縮させることを課題とする。
【解決手段】所定の位置決め方向（上下方向Ｄ１１）に向けて進出して力を加えるピストン（進出部材）８２を有するロック機構８０が成形機構固定部材（成形機構固定部）５５に取り付けられ、固定部支持部材６５に、進出したピストン８２を押し当てさせる押当部６７ｃが設けられ、ロック機構８０により進出させたピストン８２を押当部６７ｃに押し当てて力を加えることにより高さ調節ナット（ねじ部材）６０の緩みを防止させるようにした。ロック機構８０は、高さ調節ナット６０の螺合位置Ｌ２２を変更するときに成形機構固定部材５５を支えながら押当部６７ｃに加える力を弱めてもよい。
【解決手段】所定の位置決め方向（上下方向Ｄ１１）に向けて進出して力を加えるピストン（進出部材）８２を有するロック機構８０が成形機構固定部材（成形機構固定部）５５に取り付けられ、固定部支持部材６５に、進出したピストン８２を押し当てさせる押当部６７ｃが設けられ、ロック機構８０により進出させたピストン８２を押当部６７ｃに押し当てて力を加えることにより高さ調節ナット（ねじ部材）６０の緩みを防止させるようにした。ロック機構８０は、高さ調節ナット６０の螺合位置Ｌ２２を変更するときに成形機構固定部材５５を支えながら押当部６７ｃに加える力を弱めてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ部材を介して成形機構固定用の成形機構固定部を支持する固定部支持部材を備えて被成形材を成形する成形装置、および、成形機構固定部の支持位置を固定する成形機構支持位置固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、樹脂シート搬入機構により樹脂シートを搬入するときには加熱板と型とを離間させるとともに、搬入された樹脂シートに向けて加熱板と型とを近接させ、同樹脂シートを加熱軟化させつつ、この加熱軟化した樹脂シートを型の型面形状に合わせて変形させることにより成形品を形成する熱成形装置が記載されている。
【０００３】
図２３は、ロックナット５で上テーブル駆動機構１ｄの高さ（支持位置）を調節する従来の熱成形装置を正面から見て示す正面図である。同装置は、成形位置にある熱可塑性シートＳ１の下面Ｓ１ｂ側に配置されて該シートＳ１を加熱して軟化させる加熱板１ａと、前記成形位置にあるシートＳ１の上面Ｓ１ａ側に配置されて加熱板３０に対向する成形面が形成された型１ｂと、下面で型４０を保持する上テーブル１ｃと、上テーブル１ｃの上側の部位に取り付けられて上テーブル１ｃを上下方向へ往復駆動する上テーブル駆動機構１ｄと、を有する成形機構１と、支持される位置が上下方向へ変更可能とされて成形機構１の上側の部位を固定する成形機構固定部材２と、上下方向において成形機構固定部材２に位置決めされながら螺合する方向へ回転動作可能な複数の高さ調節ナット（ねじ部材）３と、各高さ調節ナット３と螺合する雄ねじ４ａが上下方向に向けて形成されて上下方向における支持位置を変更可能に高さ調節ナット３を介して成形機構固定部材２を支持する複数のガイド支柱（固定部材支持部）４と、成形機構固定部材２の下側で各ガイド支柱４の雄ねじ４ａと螺合して高さ調節ナット３との間で成形機構固定部材２を挟んで高さ調節ナット３の緩みを防止するロックナット５とを備えている。
【０００４】
成形機構固定用の成形機構固定部材２の高さを変更するとき、人手でロックナット５を緩めて下方へ移動させ、高さ調節ナット３を回転させて成形機構固定部材２の高さを変更し、再び人手でロックナット５を締めて上方へ移動させる作業を行っている。
【特許文献１】特開２００５−２９７３９９号公報
【特許文献２】特開２００１−９６５５４号公報
【特許文献３】特開平１１−２７７５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
成形機構固定部材の高さを変更するとき、ロックナットを緩めたり締めたりする作業に時間がかかっており、特に、これらの作業を人手でするのは容易ではなく、成形機構固定部材を所望の支持位置で固定する作業に多くの時間がかかっていた。
【０００６】
なお、特許文献２の段落００１２と図１，２には、各支柱（４）、（４）・・の上端にピッチの異なる２種類の雄螺子（４２）、（４３）が刻設され、各雄螺子（４２）、（４３）にそれぞれナット（７）、（８）が締結されることにより支柱（４）、（４）・・に不動盤（１）が固定されたプレス成形装置（Ａ）が記載されている。しかし、支柱（４）に受け板（４１）が取付けられ、この受け板（４１）の上に不動盤（１）が載置されているため、不動盤（１）の高さは受け板（４１）の高さで決まってしまい、不動盤（１）の高さを変更することができない。従って、成形機構固定用の成形機構固定部の高さを変更可能な成形装置における成形機構固定部の固定作業を軽減させる課題の解決に適用することができない。
【０００７】
また、特許文献３の段落０００９〜００１２と図１，２には、不動盤（１２）の上部に設けられた油圧シリンダー（２２）、（２２）……によりナット（１５）、（１５）……の弛みが防止されることが記載されている。油圧シリンダー（２２）は不動盤（１２）の上面に設けられている取り付けブロック（２１）に固定され、ナット（１５）の側面には垂直に突出したピン（２３）が設けられており、このピン（２３）が自在継手（２４）を介して油圧シリンダー（２２）のロッド（２５）に連結されている。しかし、特許文献２と同様、支柱（１４）に受け板が取付けられ、この受け板の上に不動盤（１２）が載置されているため、不動盤（１２）の高さは受け板の高さで決まってしまい、不動盤（１２）の高さを変更することができない。従って、成形機構固定部の高さを変更可能な成形装置における成形機構固定部の固定作業を軽減させる課題の解決に適用することができない。
【０００８】
本発明は、ねじ部材を介して成形機構固定用の成形機構固定部を支持する固定部支持部材を備えて被成形材を成形する成形装置において、成形機構固定部を所望の支持位置で固定する作業を軽減させ、該作業にかかる時間を短縮させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、支持される位置が所定の位置決め方向へ変更可能とされた成形機構固定部と、該成形機構固定部に支持されるとともに被成形材に対して近接および離間しながら該被成形材を成形する成形機構と、前記位置決め方向において前記成形機構固定部に位置決めされながら螺合する方向へ回転動作可能なねじ部材と、該ねじ部材と螺合するねじ部が前記位置決め方向に向けて形成された固定部支持部材とを備え、前記位置決め方向において前記ねじ部に対する前記ねじ部材の螺合位置に応じた支持位置で該ねじ部材を介して前記成形機構固定部を前記固定部支持部材にて支持する成形装置であって、前記位置決め方向に向けて進出して力を加える進出部材を有するロック機構が前記成形機構固定部に取り付けられ、前記固定部支持部材に、進出した前記進出部材を押し当てさせる押当部が設けられ、前記ロック機構により進出させた前記進出部材を前記押当部に押し当てて力を加えることにより前記ねじ部材の緩みを防止させるようにしたことを特徴とする。
また、本発明は、所定の位置決め方向においてねじ部に対するねじ部材の螺合位置に応じた支持位置で該ねじ部材を介して成形機構固定部を固定部支持部材にて支持する成形機構支持位置固定方法であって、前記位置決め方向に向けて進出して力を加える進出部材を有して前記成形機構固定部に取り付けられたロック機構により進出させた前記進出部材を前記固定部支持部材の所定の押当部に押し当てて力を加えることにより前記ねじ部材の緩みを防止させることを特徴とする。
【００１０】
すなわち、ロック機構が所定の位置決め方向に向けて進出部材を進出させると、該進出部材は、固定部支持部材の押当部に押し当たり、該押当部に対して前記位置決め方向へ力を加える。前記ロック機構は、成形機構固定部に取り付けられているので、進出部材から押当部へ加える力の反作用により本ロック機構から成形機構固定部へ力を加える。前記位置決め方向において前記成形機構固定部に位置決めされたねじ部材は、該成形機構固定部に加えられた位置決め方向の力を加えられ、緩みが防止される。これにより、ロックナットを用いることなく、成形機構固定部の支持位置を決めるねじ部材の緩み止めを機能させることができる。従って、ロックナットを緩めたり締めたりする作業が不要となり、成形機構固定部を所望の支持位置で固定する作業にかかる時間を少なくさせることが可能になる。
【００１１】
本発明を適用可能な被成形材は、成形可能な材質であればよく、樹脂シートや可塑性シート等のシート（フィルムを含む）、さらに厚みのある素材、等を用いることができる。上記成形には、差圧成形のような熱成形等を用いることができる。
上記成形機構固定部は、成形機構を支持する別部材でもよいし、成形機構と一体化された部位でもよい。上記押当部は、独立した部材でもよいし、上記固定部支持部材に一体化された部位でもよい。
上記位置決め方向は、上下方向でもよいし、水平方向でもよい。
【００１２】
ここで、前記位置決め方向は、上下方向とされ、前記進出部材は、下方に向けて進出して前記押当部に押し当てられて力を加える部材とされ、前記ロック機構は、前記ねじ部材の螺合位置を変更するときに前記成形機構固定部を支えながら前記押当部に加える力を弱めるようにしてもよい。成形機構固定部を昇降させるときに該成形機構固定部がロック機構で支えられるので、ねじ部材を回転させる負荷を軽減させることが可能になる。
なお、上下方向とされた位置決め方向は、重力を基準とした厳密な上下方向のみならず、該厳密な上下方向から斜めにずれた方向でもよい。
【００１３】
また、前記ねじ部材を双方向に回転駆動するねじ部材駆動機構をさらに備え、前記ロック機構は、前記ねじ部材駆動機構が前記ねじ部材の回転駆動を停止しているときに前記進出部材を進出させて前記押当部に押し当てて力を加えることにより前記ねじ部材の緩みを防止させ、前記ねじ部材駆動機構が前記ねじ部材を回転駆動するときに前記成形機構固定部を支えながら前記押当部に加える力を弱めるようにしてもよい。成形機構固定部が支持位置にあるときにはねじ部材の緩み止めが機能し、成形機構固定部の支持位置を変更するときにはねじ部材の緩み止めが解除されるので、利便性が向上する。そして、成形機構固定部を昇降させるためにねじ部材を回転駆動するときに該成形機構固定部がロック機構で支えられるので、ねじ部材を回転駆動する負荷を軽減させることが可能になる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、ねじ部材を介して成形機構固定用の成形機構固定部を支持する固定部支持部材を備えて被成形材を成形する成形装置において、ロックナットを不要にさせ、成形機構固定部を所望の支持位置で固定する作業を軽減させ、該作業にかかる時間を短縮させることが可能になる。
請求項２に係る発明では、ねじ部材を回転させる負荷を軽減させることができ、成形機構を支持した成形機構固定部の昇降を容易にさせることが可能になる。
【００１５】
請求項３に係る発明では、利便性を向上させることができるとともに、ねじ部材を回転駆動する負荷を軽減させることができ、成形機構を支持した成形機構固定部の昇降を容易にさせることが可能になる。
請求項４に係る発明では、成形機構を支持した成形機構固定部の重量が大きくても、容易にねじ部材を回転させ、容易に成形機構固定部を昇降させることが可能になる。
【００１６】
請求項５に係る発明では、圧力供給機構からシリンダへ供給される圧力が設計通りでない場合にその旨が通知されるので、利便性を向上させることができる。
請求項６に係る発明では、容易に圧縮される空気の圧力でピストンが押当部に押し当てられて力が加えられるので、その力の反作用によりシリンダからねじ部材へ力が加わる際にシリンダ内の空気が圧縮されて成形機構固定部からねじ部材へ適度な力が加わり、適度な力でねじ部材の緩み止めを機能させることが可能になる。
【００１７】
請求項７に係る発明では、複数の支柱に固定された当て板部材に進出部材が押し当てられるので、安定した力が進出部材から押当部に加えられ、より確実にねじ部材の緩み止めを機能させることが可能になる。
請求項８に係る発明では、複数の当て板部材が確実に複数の円柱状支柱に固定され、各当て板部材に複数のロック機構の進出部材が押し当てられるので、さらに安定した力が進出部材から押当部に加えられ、さらに確実にねじ部材の緩み止めを機能させることが可能になる。
請求項９に係る発明では、ねじ部材を介して成形機構固定用の成形機構固定部を支持する固定部支持部材を備えて被成形材を成形する成形装置において、ロックナットを不要にさせ、成形機構固定部を所望の支持位置で固定する作業を軽減させ、該作業にかかる時間を短縮させる成形機構支持位置固定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）成形装置の説明：
（２）成形装置の動作および作用：
（３）変形例：
【００１９】
（１）成形装置の説明：
図１は熱成形装置（成形装置）１００の外観を示す斜視図、図２は熱成形装置１００を正面から見て示す正面図、図３は成形用の型４０が所定の離間位置Ｌ１３にあるときの熱成形装置１００を右側面から見て示す右側面図、図４は型４０が所定の近接位置Ｌ１４にあるときの熱成形装置１００を右側面から見て示す右側面図、図５は熱成形装置１００の要部を上面から見て示す平面図、図６は図５のＡ１の方向からねじ部材駆動機構７０の要部を見て示す背面図、図７は図５のＡ２の位置でねじ部材駆動機構７０の要部を示す垂直断面図、図８は成形機構固定部材５５の要部を示す斜視図、図９は高さ調節ナット６０の外観を示す斜視図、図１０は固定部材５５の下から当て板部材６７等を上面から見て示す平面図、図１１は支柱６６に当て板部材６７を取り付ける様子を示す分解斜視図、図１２は当て板部材６７の下から熱成形装置１００等の要部を上面から見て示す平面図、図１３は型４０の下から型４０等の底面を見て示す底面図、図１４は型４０を組み立てる様子を底面側から見て示す分解斜視図、図１５は型４０の下から熱成形装置１００の要部を上面から見て示す平面図、図１６はロック機構８０のエアの流れを示すエア回路図、図１７は熱成形装置１００に設けられたコンピュータシステム８５の回路構成の概略を示すブロック図、図１８はコンピュータシステム８５が実行する処理を示すフローチャート、図１９は成形機構２０の動作を示すタイミングチャート、図２０はロック機構８０の動作を示すタイミングチャート、図２１は本成形装置の作用を模式的に説明する図、図２２は成形機構固定部材５５の高さを変えた様子を正面から見て示す正面図である。
なお、図２において、左から右へ向かう方向が所定の搬送方向Ｄ１であり、左側がシートＳ１の上流側、右側がシートＳ１の下流側である。図１３、図１５では、搬送されるシートＳ１の位置を破線で示している。
【００２０】
本発明の成形装置１００の基本部分は、成形機構固定部材（成形機構固定部）５５、成形機構２０、高さ調節ナット（ねじ部材）６０、固定部支持部材６５、ロック機構８０、からなる。
成形機構固定部材５５は、成形機構２０を支持する一方、高さ調節ナット６０を介して固定部支持部材６５に支持される。本固定部材５５は、支持される位置が上下方向（所定の位置決め方向）Ｄ１１へ変更可能とされている。
成形機構２０は、固定部材５５に支持されるとともにシート（被成形材）Ｓ１に対して近接および離間しながら該シートＳ１を成形する。本成形機構２０は、成形位置Ｌ１にあるシートＳ１の下面（一面）Ｓ１ｂ側となる所定の熱板側成形位置Ｌ３に配置される加熱板（熱板）３０と、成形位置Ｌ１にあるシートＳ１の上面（他面）Ｓ１ａ側となる所定の型側成形位置Ｌ２に配置されて熱板３０に対向する所定の成形面４１ａが形成された型４０とを有している。そして、成形機構２０は、熱板３０と型４０とを近接させて成形位置Ｌ１のシートＳ１を加熱しながら成形面４１ａの形状に合わせて熱成形する。
高さ調節ナット（ねじ部材）６０は、位置決め方向Ｄ１１において固定部材５５に位置決めされながら螺合する方向Ｄ１２へ回転動作可能とされている。図５、図９に示すように、螺合する方向Ｄ１２は、支柱６６の雄ねじ部６６ｅを中心軸Ｌ２１とするとき、該中心軸Ｌ２１を中心として回転する方向であり、本実施形態では水平面内で回転する方向である。
【００２１】
固定部支持部材６５は、ナット６０と螺合する雄ねじ部（ねじ部）６６ｅが位置決め方向（上下方向Ｄ１１）に向けて形成されている。本固定部支持部材６５は、位置決め方向（上下方向Ｄ１１）において雄ねじ部６６ｅに対するナット６０の螺合位置Ｌ２２に応じた支持位置Ｌ２３で該ナット６０を介して成形機構固定部材５５を支持する。また、固定部支持部材６５は、ロック機構８０が進出させたピストン８２を押し当てさせる押当部６７ｃが設けられている。
ロック機構８０は、位置決め方向（上下方向Ｄ１１）に向けて進出して力を加えるピストン（進出部材）８２を有し、固定部材５５に取り付けられている。
本成形装置１００は、ロック機構８０により進出させたピストン８２を押当部６７ｃに押し当てて力を加えることにより高さ調節ナット６０の緩みを防止させるようにしている。
図２１の左側に示すように、進出したピストン８２から押当部６７ｃへ力Ｆ１を加えると、この力Ｆ１の反作用により押当部６７ｃからピストン８２へ反対向きの力Ｆ２（＝Ｆ１）が加わる。すると、この力Ｆ２と同じ向きの力Ｆ５が成形機構固定部材５５からナット６０へ加わり、緩みが防止される。これにより、ロックナットを用いることなく、高さ調節ナット６０の緩み止めを機能させることができる。従って、ロックナットを緩めたり締めたりする作業が不要となり、成形機構固定部材５５を所望の支持位置で固定する作業にかかる時間を少なくさせることが可能になる。
【００２２】
本実施形態のロック機構８０は、高さ調節ナット６０の螺合位置Ｌ２２を変更するときに成形機構固定部材５５を支えながら押当部６７ｃに加える力を弱める。ナットの螺合位置Ｌ２２を変更するときには、固定部材５５からナット６０へ押しつける力がほとんど加わらないようにするため、図２１の右側に示すように、成形機構固定部材５５からナット６０へ力が加わらない程度までピストン８２から押当部６７ｃへ加える力を弱める。同図では、ピストン８２から押当部６７ｃへ加える力をＦ１’（＜Ｆ１）まで弱めた状態を示している。ここで、力Ｆ１’を０にするのではなく、成形機構２０等を支持した成形機構固定部材５５の重量による力Ｆ４を打ち消すように弱める。これにより、固定部材５５の高さを変えるときに該固定部材５５がロック機構８０で支えられるので、高さ調節ナット６０を回転させる負荷が軽減され、例えば昇降モータ７３に高能力のモータを使用する必要が無くなるので、成形装置のコストを低減させることができる。
【００２３】
本成形装置１００は、さらに、高さ調節ナット６０を双方向に回転駆動するねじ部材駆動機構７０を備える。ここで、ロック機構８０は、ねじ部材駆動機構７０がナット６０の回転駆動を停止しているときにピストン８２を進出させて押当部６７ｃに押し当てて力Ｆ１を加えることによりナット６０の緩みを防止させ、ねじ部材駆動機構７０がナット６０を回転駆動するときに成形機構固定部材５５を支えながら押当部６７ｃに加える力を弱める。そして、ロック機構８０により進出させた進出部材８２を当て板部材６７の押当部６７ｃに押し当てて力を加えることにより成形機構固定部５５の本体部５６をねじ部材６０に押しつけて該ねじ部材６０の緩みを防止させるようにしている。
【００２４】
本成形装置１００は、さらに、シート搬送機構１０、型引出機構９８、熱板引出機構９９、を備える。
シート搬送機構１０は、所定の成形位置Ｌ１を通る所定の搬送方向Ｄ１へシートＳ１を搬送する。成形機構２０は、シート搬送機構１０によりシートＳ１が搬送されるときには熱板３０と型４０とを離間させ、シートＳ１が成形位置Ｌ１まで搬送されたときに熱板３０と型４０とを近接させてシートＳ１を加熱しながら成形面４１ａの形状に合わせて成形する。
型引出機構９８は、型４０を型側成形位置Ｌ２からシートＳ１の搬送方向Ｄ１とは異なる所定の引出方向Ｄ２へ引き出し可能にさせる。
熱板引出機構９９は、熱板３０を熱板側成形位置Ｌ３からシートＳ１の搬送方向Ｄ１とは異なる所定の熱板引出方向Ｄ３へ引き出し可能にさせる。
【００２５】
成形対象のシートＳ１は、成形可能なシートであればよく、例えば、熱可塑性樹脂シートのような樹脂シート、熱可塑性シートのように可塑性を示す可塑性シート、等を用いることができる。前記樹脂シートは、樹脂を含むシートであればよく、樹脂のみからなるシートでも、樹脂に充てん材等の添加材が添加された材質からなるシートでもよく、単層シートでも、異なる材質をラミネートした積層シートでもよい。前記樹脂は、熱可塑性樹脂のような合成樹脂等とすることができる。シートの素材としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、等を利用可能である。特に、ポリプロピレン樹脂は、比較的低価格でありながら、使用時における耐熱性があり、差圧成形の適性が良く、好適な合成樹脂である。また、シートＳ１は、シート状ないしフィルム状になっていればよく、ロール状に巻かれていても、所定の長さにカットされていてもよい。シートの厚みは、１〜２ｍｍ程度、０．２５〜１ｍｍ程度、等、様々な厚みとすることが可能であり、０．２５ｍｍ程度以下のフィルムでもよい。当該程度の厚みの熱可塑性シートを用いると、差圧成形を良好に行うことができる。
【００２６】
シートＳ１の成形は、熱成形により行われる。該熱成形は、真空成形、圧空成形、真空圧空成形、といった差圧成形が好適である。
シートの搬送方向Ｄ１は、水平方向としてシートが安定して搬送されるようにしているが、水平方向から上方向へずれた方向でも、水平方向から下方向へずれた方向でも、鉛直上方向でも、鉛直下方向でもよい。
型や熱板の引出方向Ｄ２，Ｄ３は、搬送方向Ｄ１と平行でない水平方向かつ上記搬送方向Ｄ１と直交する方向として型や熱板の引出量を最小限にして熱成形装置の設置に必要な面積を少なくさせるようにしているが、直交する方向とは異なる方向とすることも可能である。
【００２７】
本実施形態のシート搬送機構１０は、シート供給機構１２、クランプ搬送機構１４を備えている。シート供給機構１２は、ロール状に巻かれたシートＳ１を連続した状態で搬送方向Ｄ１へ送り出し可能とされている。クランプ搬送機構１４は、成形後のシートＳ２の両側縁部をクランプ（把持）するクランプ部材１４ａを有し、成形のタイミングに合わせて成形位置Ｌ１にて成形されたシートＳ２の両側縁部をクランプ部材１４ａでクランプして間欠的に連続した状態のシートＳ１を引っ張って搬送方向Ｄ１へ搬送する。
【００２８】
なお、本成形装置１００に、成形後のシートＳ２を所定の長さでカット（切断）して取り出す成形品取出機構を設けてもよい。該成形品取出機構は、例えば、成形後のシートＳ２を所定の長さでカットする切断機構、カットされたシートを昇降テーブル上に載置して積み重ねる成形品積載機構、積み重ねられた成形品スタックを取出台上に取り出す取出機構、を備える機構としてもよい。
【００２９】
以上の構成により、ロール状のシートＳ１は、順次必要量がシート供給機構１２から巻き出され、所定の搬送方向Ｄ１へ搬送されて、成形位置Ｌ１に搬入される。なお、シートが搬送されるとき、熱板３０と型４０とは離間した状態にされている。ここで、成形位置にあるシートの下面Ｓ１ｂ側に該下面と接触して熱板３０が配置されているので、成形位置のシートＳ１は熱板３０から熱を供給され、加熱されて軟化する。シートが成形位置まで搬送されたとき、熱板３０と型４０とが近接して成形位置の加熱軟化したシートＳ１を挟み、該シートＳ１を差圧成形により成形面４１ａに密接させる。これにより、シートＳ１が成形面４１ａの形状に合わせて成形される。
成形後、熱板３０と型４０とが離間すると、既に成形位置Ｌ１から搬送方向Ｄ１へ搬出された成形後のシートＳ２の両側縁部がクランプ位置Ｌ１１のクランプ部材１４ａでクランプされ、クランプ搬送機構１４が前記クランプ位置から所定の解放位置Ｌ１２まで水平移動してシートＳ２をさらに搬送方向Ｄ１へ所定量搬送する。すると、既にクランプされていた成形後のシートＳ２が例えば成形品取出機構へ送られる。該成形品取出機構では、例えば、所定の長さでカットされて、必要に応じて順次下がっていく昇降テーブル上で積み重ねられ、成形品あるいは成形品スタックが取出機構により取出台上へ送り出される。
以上により、シートＳ１から成形品を形成することができる。
【００３０】
本実施形態の成形機構２０は、金属製基台２１、真空圧空供給機構２５、熱板３０、下テーブル（熱板用テーブル）３５、成形用の型４０、上テーブル（型用テーブル）４５、型用テーブル駆動機構５０、等から構成されている。また、本実施形態の型引出機構９８は、型引出レール部材９８ａ、レール部材退避機構９８ｂ、キャスター付支持部材９８ｃ、を備えている。
上テーブル４５は、例えば金属製とされ、熱板３０に対向する下面４５ａで型４０を保持する。レール部材９８ａ，９８ａは、上テーブルの縁部４５ｃ，ｄから型４０における熱板に対向する下面４２ａに回り込んで接触することにより型４０を引出方向Ｄ２へ移動可能にさせる。
【００３１】
本実施形態の型は、図１４に示すように、複数の交換用雌型（交換用型）４１と、型ベース部材４２とを有している。各雌型４１は、例えば金属製とされ、それぞれ熱板３０に対向する成形面４１ａが形成されて、該成形面に通気孔（第二の通気孔）４１ｂが形成されている。型ベース部材４２は、例えば、金属製とされ、略板状に形成されて、熱板に対向する下面４２ａで複数の雌型４１を着脱可能に保持する型保持部位４２ｅが形成されている。該型保持部位には、雌型の通気孔４１ｂの位置に合わせて通気孔４２ｂが多数形成されている。ここで、該型保持部位に雌型を着脱可能に取り付けて固定するためには、例えば、前記型保持部位と前記雌型とにねじ孔を形成しておき、該ねじ孔にねじを螺合させて前記型保持部位に対して前記雌型を固定し、ねじを外して前記型保持部位から前記雌型を取り外す構成とすることができる。
上テーブル４５は、レール部材９８ａに接触した型ベース部材４２の両側縁部４２ｃ，ｄをクランプ部材４７ａ，４７ａでクランプして引き寄せる型ベース部材クランプ機構４７，４７を有し、該機構により熱板に対向する下面４２ａで型ベース部材４２を保持する。型ベース部材クランプ機構４７，４７には、図示しないクランプ部材昇降切替スイッチが接続されており、このスイッチを下降側に切り替えられるとクランプ部材４７ａ，４７ａを下降させて型ベース部材４２をレール部材９８ａ上に載置させて型ベース部材の両側縁部４２ｃ，ｄのクランプを解除し、前記スイッチを上昇側に切り替えられるとレール部材９８ａ上に載置された型ベース部材の両側縁部４２ｃ，ｄをクランプして型ベース部材４２を上昇させて上テーブルの下面４５ａに接触させて保持する。
【００３２】
以上の構成により、型ベース部材４２の下面に複数の雌型４１を取り付け、型４０を引出位置Ｌ４から型側成形位置Ｌ２まで水平移動させると、クランプ機構４７，４７で型ベース部材４２の両側縁部４２ｃ，ｄをクランプして引き上げることにより型４０を上テーブル４５の下面に保持させることができる。
【００３３】
また、床に接触した基台２１には、搬送されるシートＳ１および引き出される型４０と接触しない位置に固定部支持部材６５の複数の支柱６６が上方に向かって立設されている。複数の支柱６６は、熱板３０を位置決めしながら成形機構固定部材５５に向けて立設されてナット６０を介して固定部材５５を下から支持する。同複数の支柱６６は、上テーブル４５の近接および離間の往復動をガイドする。型用テーブル駆動機構５０は、上テーブル４５における熱板に対向する下面４５ａとは反対側の上部４５ｂに取り付けられ、成形位置Ｌ１で型４０を保持した上テーブル４５を熱板３０に対して近接および離間させる。
【００３４】
図５、図１０、図１２、図１３に示すように、複数の支柱６６は、引き出される型４０よりも前記搬送されるシートＳ１の上流側において該搬送されるシートＳ１を挟む位置に配置された第一の円柱状支柱６６ａおよび第二の円柱状支柱６６ｂと、引き出される型４０よりも前記搬送されるシートＳ１の下流側において該搬送されるシートＳ１を挟む位置に配置された第三の円柱状支柱６６ｃおよび第四の円柱状支柱６６ｄとから構成されている。ここで、第一の支柱６６ａと第三の支柱６６ｃとが搬送されるシートＳ１からみて同じ側に配置され、第二の支柱６６ｂと第四の支柱６６ｄとが搬送されるシートＳ１からみて同じ側に配置されている。なお、複数の支柱６６は、円柱状支柱６６ａ〜ｄから少なくとも構成されればよい。
【００３５】
型用テーブル駆動機構５０は、成形機構固定部材５５と上テーブル４５とを近接および離間させるリンク機構５２を備えている。なお、固定部材５５は、例えば金属製とされ、Ｈ字形に形成されて、該Ｈ字形の４箇所の端部５５ａ〜ｄで前記立設された支柱６６ａ〜ｄの先端部に固定される。リンク機構５２は、リンク部材５２ａ、ボールねじ機構５２ｂ、電動モータ５２ｃ、を備え、固定部材５５の前記Ｈ字形の中央部５５ｅと上テーブル４５との間に設けられて固定部材５５と上テーブル４５とを近接および離間させる。モータ５２ｃは、固定部材５５の前記Ｈ字形の中央部５５ｅに取り付けられ、ボールねじ機構５２ｂに接続されて該ボールねじ機構を駆動する。ボールねじ機構５２ｂは、リンク部材５２ａに接続されて該リンク部材を連動させる。リンク部材５２ａは、上テーブルの上部４５ｂに取り付けられて、ボールねじ機構５２ｂの移動に応じて上テーブルを上下方向へ往復動させる。
【００３６】
図１２に示すように、上テーブル４５は、支柱６６ａ、支柱６６ｂ、支柱６６ｃ、支柱６６ｄの径よりもそれぞれ大きい径とされて該支柱を上下方向へ貫通させる第一の貫通穴４６ａ、第二の貫通穴４６ｂ、第三の貫通穴４６ｃ、第四の貫通穴４６ｄ、が形成されている。ここで、対角の位置にある貫通穴４６ａ，ｄの径は、対角の位置にある貫通穴４６ｂ，ｃの径よりも大きくされている。これにより、遊びの少ない貫通穴４６ｂ，ｃで上テーブルが位置決めされる。熱板を用いて成形を行う場合、生じる熱により装置の部材が膨張する等して寸法のずれが生じることがあるが、以上の構成により支柱や上テーブルに過大な力が加わることが無いので、より円滑にシートを成形することが可能になる。
なお、貫通穴４６ｂ，ｃの径を貫通穴４６ａ，ｄの径よりも大きくしてもよい。
【００３７】
図２、図３等に示すように、熱板３０は、型４０に対向する上面３０ａが成形位置Ｌ１のシートＳ１の下面Ｓ１ｂに接触するように配置され、成形位置Ｌ１に搬入されたシートＳ１を加熱して軟化させる。熱板３０は、下テーブル（熱板用テーブル）３５上に載置された台座３１上に載置されている。ここで、台座３１には図示しないヒータ（加熱機構）が設けられており、ヒータに通電するとヒータから熱が発生し、台座３１が加熱される結果、熱板３０が加熱される。また、台座３１には熱板３０の温度を検出する温度センサも設けられており、図示しない加熱温度フィードバック制御機構により熱板３０を設定温度となるように加熱する。熱板の加熱温度は、シートの材質や厚み等に応じて設定され、例えばシートが軟化する温度以上溶融する温度以下とすることができる。
【００３８】
図１５等に示すように、熱板３０は、例えば金属製とされ、矩形板形状に形成されている。また、熱板３０には、上下方向へ貫通した通気孔（第一の通気孔）３０ｂが多数形成されている。各通気孔３０ｂは、通気経路２５ａに接続され、真空圧空供給機構２５から真空圧を作用させられたり（空気を吸引されたり）、真空圧の供給（減圧）から解放されたり、圧空を供給されたり、圧空の供給を解除されたりする。
なお、差圧成形を円滑に行うため、雌型４１の成形面４１ａにも複数の通気孔４１ｂが形成されている。
台座３１は、例えば金属製とされ、矩形板形状に形成されている。図１５に示すように、台座３１は、下テーブル３５に対してシートの搬送方向Ｄ１とは異なる所定の熱板引出方向Ｄ３へ引出可能に設けられており、熱板３０を載置して熱板引出方向Ｄ３の往復双方向へスライド可能とされている。
【００３９】
下テーブル３５は、支柱６６ａ、支柱６６ｂ、支柱６６ｃ、支柱６６ｄの径よりもそれぞれ大きい径とされて該支柱を上下方向へ貫通させる第一の貫通穴３６ａ、第二の貫通穴３６ｂ、第三の貫通穴３６ｃ、第四の貫通穴３６ｄ、が形成されている。ここで、対角の位置にある貫通穴３６ａ，ｄの径は、対角の位置にある貫通穴３６ｂ，ｃの径よりも大きくされている。これにより、遊びの少ない貫通穴３６ｂ，ｃで下テーブルが位置決めされる。熱板を用いて成形を行う場合、生じる熱により装置の部材が膨張する等して寸法のずれが生じることがあるが、以上の構成により支柱や下テーブルに過大な力が加わることが無いので、より円滑にシートを成形することが可能になる。
なお、貫通穴３６ｂ，ｃの径を貫通穴３６ａ，ｄの径よりも大きくしてもよい。
【００４０】
成形機構２０は、シートＳ１が成形位置Ｌ１まで搬送されて熱板３０と型４０とを所定の近接位置（Ｌ１４）まで近接させるときには熱板の通気孔３０ｂに真空圧を作用させてシートＳ１を熱板３０に密接させる。そして、熱板３０と型４０とが近接位置（Ｌ１４）まで近接したときに熱板の通気孔３０ｂに作用させた真空圧を解除してシートＳ１を型の成形面４１ａに密接させることにより差圧成形する。本成形機構は、熱板と型との近接時に真空圧空供給機構２５から通気孔３０ｂに圧空を供給して真空圧を解除し、型の通気孔４１ｂからシートＳ１の上側の空気を抜けさせて該シートを成形面４１ａに密接させる圧空成形を行う。
【００４１】
図１９のタイミングチャートに示すように、初期状態では、クランプ搬送機構のクランプ部材１４ａのシートクランプをオフにしてシートＳ２のクランプを解除させた状態にし、クランプ搬送機構１４を上流側の所定のクランプ位置Ｌ１１にさせ、型４０を所定の離間位置Ｌ１３にさせ、真空圧空供給機構２５から通気孔３０ｂへの真空圧または圧空の供給を解除している状態にしている。この状態で、まず、クランプ部材１４ａのシートクランプをオンにしてシートＳ２の両側縁部をクランプ搬送機構１４にクランプさせる（タイミングt1）。次に、クランプ搬送機構１４をクランプ位置Ｌ１１から下流側の所定の解放位置Ｌ１２まで移動させる（タイミングt2〜t3）。すると、成形後のシートＳ２が所定量搬送方向Ｄ１へ搬送され、成形前のシートＳ１も成形後のシートＳ２に引っ張られて所定量搬送方向Ｄ１へ搬送されて、成形されていないシートＳ１が成形位置Ｌ１に搬入される。さらに、クランプ部材１４ａのシートクランプをオフにしてシートＳ２のクランプを解除させた状態にする（タイミングt4）。なお、タイミングt2に戻るまでに、所定のタイミングでクランプ搬送機構１４を解放位置Ｌ１２から上流側のクランプ位置Ｌ１１まで移動させるようにしている。
【００４２】
その後、真空圧空供給機構２５から通気孔３０ｂへ真空圧を作用させ、成形位置Ｌ１のシートＳ１を熱板３０に密接させる（タイミングt5）。すると、成形位置のシートＳ１は、熱板３０にて加熱され、軟化する。次に、図４に示すように、型用テーブル駆動機構５０にて上テーブル４５を下降させ、型４０を所定の近接位置Ｌ１４にさせて、熱板３０と型４０とを近接させる（タイミングt6〜t7）。そして、真空圧空供給機構２５から通気孔３０ｂへ圧空を供給して、型の通気孔４１ｂからエアを排出させながら加熱軟化状態のシートＳ１を型の成形面４１ａに密接させる（タイミングt8）。ここで、雌型４１の温度は熱板３０よりも低いため、成形面４１ａに密接したシートが冷却され、固化する。これにより、シートが圧空成形され、カット前の成形品が形成される。
なお、型の通気孔４１ｂに真空圧を作用させる（空気を吸引する）減圧機構を該通気孔４１ｂに接続し、タイミングt8〜t9で通気孔４１ｂに真空圧を作用させてもよい。すると、シートに対して真空圧空成形を行うことができる。このとき、真空圧空供給機構２５から通気孔３０ｂへ圧空を供給しないと、シートに対して真空成形を行うことができる。
【００４３】
タイミングt9で真空圧空供給機構２５から通気孔３０ｂへの圧空の供給を解除すると、型用テーブル駆動機構５０にて上テーブル４５を上昇させ、型４０を所定の離間位置Ｌ１３にさせて、熱板３０と型４０とを離間させる（タイミングt10〜t11）。
以上で１サイクルが終了し、以下、タイミングt1〜t11を繰り返すことにより、シートから熱板を用いた差圧成形を連続して行うことができる。
【００４４】
成形機構固定部材５５は、例えば金属製とされ、Ｈ字形に形成されて、該Ｈ字形の４箇所の端部５５ａ〜ｄで前記立設された各円柱状支柱６６ａ〜ｄの先端部にそれぞれ高さ調節ナット６０を介して固定されている。本固定部材５５は、Ｈ字形の本体部５６と、該Ｈ字形の４箇所の端部で本体部５６の上部に固定されたナット保持部材（ねじ部材保持部）５７とを有している。
本体部５６は、リンク機構５２が取り付けられて固定され、成形機構２０の上部を固定するとともに、下部にロック機構８０が取り付けられて固定されている。
各ナット保持部材５７は、図７と図８に示すように、上部５７ａの径が小さくされた筒状に形成され、上部の開口５７ｂからナット６０の内嵌部材６１の上部を貫通させ、上部５７ａと本体部５６との間で内嵌部材６１の下部（基部６１ａ）を上下に挟み、ボルト５７ｃで本体部５６に取り付けられて固定されることにより、上下方向を中心軸として内嵌部材の基部６１ａを回転可能に保持する。従って、ナット保持部材５７は、本体部５６の上側でナット６０を上下方向において位置決めし、雄ねじ部６６ｅを中心軸Ｌ２１としてナット６０を回転可能に保持する。
【００４５】
各高さ調節ナット６０は、例えば金属製とされ、図７と図９に示すように、雄ねじ部６６ｅと螺合する雌ねじ６１ｂが内周部６０ａに形成され、ウォームギヤ７１と噛合する（噛み合う）ギヤ６２ａが外周部６０ｂに形成されている。本高さ調節ナット６０は、雌ねじ６１ｂを有する内嵌部材６１の上部の外周にギヤ６２ａを有する外嵌部材６２が嵌め込まれてボルト６３で固定されることにより形成される。内嵌部材の基部６１ａは、上部よりも径が大きくされ、上下方向において固定部材５５の本体部５６とナット保持部材５７とで位置決めされて上下方向を中心軸として回転可能に保持される。従って、高さ調節ナット６０は、雄ねじ部６６ｅを中心軸Ｌ２１とした外周部にギヤ６２ａが形成され、位置決め方向Ｄ１１において固定部材５５に位置決めされながら螺合する方向Ｄ１２へ回転動作可能とされている。
【００４６】
ねじ部材駆動機構７０は、各高さ調節ナットのギヤ６２ａと噛合した各ウォームギヤ７１、昇降モータ７３からの動力をウォームギヤ７１へ伝達する動力伝達機構７２、該動力伝達機構を介して各ウォームギヤ７１を回転駆動する電動サーボモータ（昇降モータ７３）、を備えている。動力伝達機構７２は、例えば、ウォームギヤ７１の回転の中心軸となる２本のロッド部材７２ａ、各ロッド部材７２ａに中心部を外嵌された各スプロケット７２ｂ、該各スプロケット７２ｂに架け回されて連動するチェーン７２ｃ、昇降モータ７３に回転駆動されるとともにスプロケット７２ｂ，７２ｂの間でチェーン７２ｃと噛み合って連動するスプロケット７２ｄ、を備えている。各部材７１，７２ａ〜ｄは、例えば金属製とされる。
以上の構成により、昇降モータ７３に通電すると、該モータ７３がスプロケット７２ｄを回転駆動し、該スプロケットがチェーン７２ｃを介してスプロケット７２ｂ，７２ｂを回転させ、各スプロケット７２ｂが各ロッド部材７２ａを介してそれぞれ２つのウォームギヤ７１を回転させ、各ウォームギヤ７１が各高さ調節ナット６０を回転させる。すると、各ナット６０の螺合位置Ｌ２２はサーボモータ７３の回転量に応じた位置とされ、成形機構固定部材５５の高さはモータ７３の回転量に応じた高さとされる。
【００４７】
固定部支持部材６５は、互いに並行して設けられた複数の支柱６６と、これらの複数の支柱に固定されて該支柱の間に架け渡されるとともに押当部６７ｃが形成された当て板部材６７とを有している。各円柱状支柱６６ａ〜ｄは、例えば金属製とされ、図１１に示すように、それぞれ先端部に雄ねじ部６６ｅが形成され、該雄ねじ部の下方で径が細くされた細径部６６ｆが形成されている。当て板部材６７は、例えば金属製で平板形状とされ、第一および第二の当て板部材６７ａ，ｂから構成されている。第一の当て板部材６７ａは、一端に第一の支柱６６ａの細径部６６ｆを嵌め込み可能な第一の凹部６７ａ１が形成され他端に第三の支柱６６ｃの細径部６６ｆを嵌め込み可能な第二の凹部６７ａ２が形成された本体部材６８ａ１を有している。そして、凹部６７ａ１，６７ａ２にそれぞれ支柱６６ａ，ｃの細径部６６ｆを嵌め込んで支柱６６ａ，ｃに架け渡され、閉塞部材６８ａ２，６８ａ３をボルト止めすることにより支柱６６ａ，ｃに固定される。第二の当て板部材６７ｂは、一端に第二の支柱６６ｂの細径部６６ｆを嵌め込み可能な第三の凹部６７ｂ１が形成され他端に第四の支柱６６ｄの細径部６６ｆを嵌め込み可能な第四の凹部６７ｂ２が形成された本体部６８ｂ１を有している。そして、凹部６７ｂ１，６７ｂ２にそれぞれ支柱６６ｂ，ｄの細径部６６ｆを嵌め込んで支柱６６ｂ，ｄに架け渡され、閉塞部材６８ｂ２，６８ｂ３をボルト止めすることにより支柱６６ｂ，ｄに固定される。
【００４８】
ロック機構８０は、図１０に示すように、第一の当て板部材６７ａの上方で成形機構固定部材５５の下面から下方に向けて立設された第一および第二のロック機構８０ａ，ｂと、第二の当て板部材６７ｂの上方で成形機構固定部材５５の下面から下方に向けて立設された第三および第四のロック機構８０ｃ，ｄとから構成されている。ここで、複数のロック機構８０は、ロック機構８０ａ〜ｄから少なくとも構成されればよく、ロック機構８０ａ〜ｄのみから構成されても、さらに、別の位置で成形機構固定部から立設されたロック機構を含めて構成されてもよい。
第一のロック機構８０ａは、第一の支柱６６ａと第三の支柱６６ｃとの間で第一の当て板部材６７ａに向けてＨ字形の固定部材５５における第一の支柱６６ａの近傍に立設されている。第二のロック機構８０ｂは、支柱６６ａと支柱６６ｃとの間で当て板部材６７ａに向けて固定部材５５における支柱６６ｃの近傍に立設されている。第三のロック機構は、第二の支柱６６ｂと第四の支柱６６ｄとの間で第二の当て板部材６７ｂに向けて固定部材５５における第二の支柱６６ｂの近傍に立設されている。第四のロック機構は、支柱６６ｂと支柱６６ｄとの間で当て板部材６７ｂに向けて固定部材５５における支柱６６ｄの近傍に立設されている。
【００４９】
図１６と図１７に示すように、本ロック機構８０は、各ロック機構８０ａ〜ｄに対応して設けられた各エアシリンダ（シリンダ）８１ａ〜ｄ、該各エアシリンダに対して進退可能な各ピストン（進出部材）８２ａ〜ｄ、エアシリンダ８１ａ〜ｄに空気圧（圧力）を供給する圧空供給機構（圧力供給機構）８３、空気圧が設計通りに切り替わるかどうかを検知するための圧力スイッチ（圧力検知機構）８４、空気圧が設計通りでない場合にその旨を外部へ出力する圧力状態出力手段８５、を備えている。
エアシリンダ８１は、供給される空気圧に応じてピストン８２を上下方向へ進退させる。ピストン８２は、固定部材５５が最も高い位置に固定されても進出したときに押当部６７ｃに突き当たるようにストロークが設計され、固定部材５５が最も低い位置に固定されても退避したときに押当部６７ｃから離間するようにストロークが設計されている。
なお、シリンダとして油圧に応じてピストンを進退させる油圧シリンダを使用することも可能であるが、容易に圧縮可能なエアを圧力伝達媒体としたエアシリンダを用いることにより、ピストンから押当部に加わる力の反作用によりシリンダから高さ調節ナットへ力が加わる際にシリンダ内のエアが圧縮されて成形機構固定部材からナットへ適度な力が加わり、適度な力で高さ調節ナットの緩みを防ぐことが可能になる。
図１６に示すように、圧空供給機構８３は、圧空供給源８３ａ、エア流路８３ｂ、圧力切替機構８３ｃ〜ｆ、を備えている。定圧弁８３ｃと増圧弁８３ｄとは、エア流路８３ｂを介して圧空供給源８３ａに接続されている。電磁弁８３ｅは、エア流路８３ｂを介して増圧弁８３ｄに接続されている。シリンダバルブ８３ｆは、エア流路８３ｂを介して定圧弁８３ｃと増圧弁８３ｄとに接続されるとともに、切替圧力入力部８３ｆ１にエア流路８３ｂを介して電磁弁８３ｅが接続されている。エアシリンダ８１ａ〜ｄは、エア流路８３ｂを介して同じシリンダバルブ８３ｆに接続されている。圧力スイッチ８４は、シリンダバルブ８３ｆからエアシリンダ８１ａ〜ｄへ接続されたエア流路８３ｂに接続されている。
【００５０】
増圧弁８３ｄは、圧空供給源８３ａからの圧空を所定の設定圧Ｐｕ（単位：ＭＰａ）まで増圧してエアシリンダ８１に略設定圧Ｐｕの高圧エアを供給するために設けられている。この設定圧Ｐｕは、高さ調節ナットの緩みを防止させるときに、進出した進出部材から押当部へ加えられる設計上の圧力である。一方、定圧弁８３ｃは、圧空供給源８３ａからの圧空を所定の設定圧Ｐｌ（単位：ＭＰａ。Ｐｌ＜Ｐｕ）にしてエアシリンダ８１に略設定圧Ｐｌの低圧エアを供給するために設けられている。この設定圧Ｐｌは、高さ調節ナットの螺合位置を変更するときに、進出した進出部材から押当部へ加えられる設計上の圧力である。
電磁弁８３ｅは、ソレノイドに通電されていないときには増圧弁８３ｄからの高圧エアをシリンダバルブ８３ｆに供給し、ソレノイドに通電されると内蔵するばねの付勢力に逆らって弁を切り替えることにより増圧弁８３ｄからのエア流路を遮断し、シリンダバルブ８３ｆへのエア流路を大気圧に開放する。シリンダバルブ８３ｆは、電磁弁８３ｅから高圧エアが供給されると内蔵するばねの付勢力に逆らって弁を切り替えることにより増圧弁８３ｄからの設定圧Ｐｕの高圧エアをエアシリンダ８１に供給し、電磁弁８３ｅからのエア流路が大気圧に開放されると定圧弁８３ｃからの設定圧Ｐｌの低圧エアをエアシリンダに供給する。
圧力スイッチ８４は、所定の設定圧Ｐｔ（単位：ＭＰａ。Ｐｌ＜Ｐｔ＜Ｐｌ）から高い空気圧になると内蔵するばねの付勢力に逆らってスイッチをオンにし、同設定圧Ｐｔから低い空気圧になるとスイッチをオフにする。この設定圧Ｐｔは設定圧Ｐｕと設定圧Ｐｌとの間の所定の圧力であり、圧力スイッチ８４は、この設定圧Ｐｔと、圧空供給機構８３からエアシリンダ８１へ供給される圧力と、の大小を検知する。
【００５１】
低圧エアの設定圧Ｐｌは、成形機構２０等を支持した成形機構固定部材５５の重量による下向きの力（図２１のＦ４）をちょうど打ち消す程度に設定すると、固定部材５５と高さ調節ナット６０とが押し合う力がほとんど無くなって軽い負荷でナット６０を回転させることができるので、好適である。図２１の右側を参照して説明すると、エアシリンダ８１に供給する圧力Ｐｌは、ピストン８２から当て板部材６７へ加える力Ｆ１’とエアシリンダ８１の口径によって決まり、当て板部材６７からピストン８２へ加わる反力Ｆ２’はＦ１’となる。固定部材５５がナット６０を押し上げようとする力Ｆ３’は、成形機構２０等を支持した固定部材５５の重量の偏り等で変わってくるが、Ｆ２’に応じた力となる。固定部材５５からナット６０へ加えられる力Ｆ５’は、成形機構２０等を支持した固定部材５５の重量による力をＦ４として、力Ｆ３’から力Ｆ４を差し引いた力となるため、力Ｆ４と力Ｆ３’とがほぼ同じになるように設定圧Ｐｌを設定すると、力Ｆ４がちょうど打ち消されることになる。
【００５２】
高圧エアの設定圧Ｐｕは、高さ調節ナット６０の緩みを十分に防止させ、かつ、必要以上に強すぎない力Ｆ５が固定部材５５からナット６０へ加わるように設定すると、好適である。図２２の左側を参照して説明すると、エアシリンダ８１に供給する圧力Ｐｕは、ピストン８２から当て板部材６７へ加える力Ｆ１とエアシリンダ８１の口径によって決まり、当て板部材６７からピストン８２へ加わる反力Ｆ２はＦ１となる。固定部材５５がナット６０を押し上げようとする力Ｆ３は、Ｆ２に応じた力となる。固定部材５５からナット６０へ加えられる力Ｆ５は、成形機構２０等を支持した固定部材５５の重量による力をＦ４として、力Ｆ３から力Ｆ４を差し引いた力となるため、Ｆ３−Ｆ４がナット６０の緩みを十分に防止させる必要最低限の力となるように設定圧Ｐｕを設定すると、必要以上に強すぎない力を固定部材５５からナット６０へ加えながらナット６０の緩み止めを十分に機能させることができる。
すなわち、高圧Ｐｕと低圧Ｐｌとの差圧による力Ｆ５が固定部材５５からナット６０を押す推力としていることになる。
なお、設定圧Ｐｕ，Ｐｌ，Ｐｔは、大気圧で定義されてもよいし、大気圧との差圧であるゲージ圧で定義されてもよい。ここで、低圧Ｐｌは、固定部材５５を支える観点からは大気圧より大きくされ、ゲージ圧が０より大きくされる。高圧Ｐｕは、成形機構２０等を固定した固定部材５５の重量やシリンダ８１の口径等によって変わってくるが、例えばゲージ圧で０．２〜１．５ＭＰａ程度とすることができる。低圧Ｐｌは、上述した条件を満たせばよいが、例えば高圧Ｐｕよりも０．１〜１．０ＭＰａ程度小さい圧力とすることができる。
【００５３】
エアシリンダ８１へ供給する空気圧の切り替えは、例えば図１７に示すコンピュータシステム８５で行うことができる。本システム８５は、パーソナルコンピュータ等で構成されるコンピュータ８６と、シーケンサ回路等で構成される制御盤８８とを備えている。制御盤８８は、成形を行う自動モードと型を交換する型替モードを少なくとも有する複数のモード（設定）の中からいずれかのモードに切り替えるためのセレクトスイッチ８８ａ、成形機構２０に接続されて該成形機構の動作を制御する成形機構制御回路２０ａ、昇降モータ７３に接続されて該昇降モータの動作を制御する昇降モータ制御回路７３ａ、電磁弁８３ｅに接続されて該電磁弁の動作を制御する電磁弁制御回路８３ｅ１、圧力スイッチ８４に接続されて該圧力スイッチの状態を読み込むスイッチ状態読込回路８４ａ、等の回路を備えている。
コンピュータ８６の内部では、バス８６ａに、ＣＰＵ８７ａ、ＲＯＭ（不揮発性半導体メモリ）８７ｂ、ＲＡＭ（揮発性の半導体メモリ）８７ｃ、Ｉ／Ｏ回路（入出力回路）８７ｄ、タイマ回路８７ｋ、等が接続されるとともに、ハードディスクドライブを介してハードディスク（磁気記録媒体）８７ｅ、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）を介してディスプレイ８７ｆ、Ｉ／Ｆを介して音声出力器８７ｇ、Ｉ／Ｆを介してマウス（ポインティングデバイス）８７ｈ、Ｉ／Ｆを介してキーボード８７ｉ、Ｉ／Ｆを介してプリンタ８７ｊ、等も接続されている。ＣＰＵ８７ａは、ＲＯＭ８７ｂやハードディスク８７ｅに記録された制御プログラムに基づいてメモリ８７ｃ，ｅをワークエリアとして利用しながら各部を制御する。
【００５４】
Ｉ／Ｏ回路８７ｄには、制御盤８８のセレクトスイッチ８８ａや成形機構制御回路２０ａや昇降モータ制御回路７３ａや電磁弁制御回路８３ｅ１やスイッチ状態読込回路８４ａ等が接続されている。Ｉ／Ｏ回路と制御盤との接続は、ＵＳＢやＲＳ−２３２Ｃ等のシリアルインターフェイスによる接続、パラレルインターフェイスによる接続、無線による接続、等、様々な接続が考えられる。成形機構制御回路２０ａは、コンピュータ８６の指示に従ってシーケンサにより成形機構２０の動作を制御する。昇降モータ制御回路７３ａは、コンピュータ８６の指示に応じた回転量でモータ７３の動作を制御する。電磁弁制御回路８３ｅ１は、コンピュータ８６の指示に従って電磁弁８３ａに通電したり該電磁弁への通電を停止したりする。スイッチ状態読込回路８４ａは、圧力スイッチ８４のオンオフの状態をＩ／Ｏ回路８７ｄへ伝達する。
コンピュータシステム８５は、図１８に示す処理を行い、ねじ部材駆動機構７０が高さ調節ナット６０の回転駆動を停止しているときにピストン８２を進出させて押当部６７ｃに押し当てて力を加えることによりナット６０の緩みを防止させ、ねじ部材駆動機構７０がナット６０を回転駆動するときに成形機構固定部材５５を支えながら押当部６７ｃに加える力を弱める制御を行う。なお、初期状態では、昇降モータ７３が停止状態にされ、エアシリンダ８１に高圧エアが供給され、成形機構２０の動作が停止状態となるようにしている。ここで、Ｓ１１２〜Ｓ１１４，Ｓ１１８〜Ｓ１２０，Ｓ１２６〜Ｓ１２８の処理を行うコンピュータシステム８５が圧力状態出力手段を構成し、Ｓ１１２，Ｓ１１８，Ｓ１２６でシリンダへ供給される圧力が設計通りであるか否かを判断し、Ｓ１１４，Ｓ１２０，Ｓ１２８で該圧力が設計通りでない場合にその旨を外部に出力する。
【００５５】
（２）成形装置の動作および作用：
コンピュータシステム８５の電源をオンにする等して図１８に示す処理を開始すると、まず、セレクトスイッチ８８ａの状態に応じて処理を分岐させる（ステップＳ１０２。以下、「ステップ」の記載を省略）。セレクトスイッチが「自動モード」に切り替えられている場合、図１９のタイミングチャートで示される動作を行う制御を行う成形処理を行い（Ｓ１０４）、シートＳ１に対して上述した差圧成形を行う。そして、操作入力デバイス８７ｈ，ｉにて成形終了を意味する所定の操作が行われたか否かを判断する等により、成形を終了するか否かを判断する（Ｓ１０６）。操作入力デバイスにて成形終了の所定の操作が行われていない場合、Ｓ１０４〜Ｓ１０６の処理を繰り返すことにより、上述した差圧成形を連続して行う。操作入力デバイスにて成形終了の所定の操作が行われた場合、上述した差圧成形を終了して、Ｓ１０２に戻る。
【００５６】
セレクトスイッチが「型替モード」に切り替えられている場合、ディスプレイ８７ｆに型の高さ（熱板３０の上面と型４０の下面との間の上下方向の距離）を設定するための画面を表示し、型の高さの設定入力を操作入力デバイス８７ｈ，ｉから受け付ける（Ｓ１１０）。型の高さの設定入力が行われると、型の高さを表す情報をＲＡＭに記憶するとともに、圧力スイッチ８４のオンオフの状態を読み込み、該状態に応じて処理を分岐させる（Ｓ１１２）。成形機構固定部材５５の高さを変更しない常時は、エアシリンダ８１に高圧Ｐｕが供給される設定であるため、設計上圧力スイッチ８４がオンになるはずである。従って、圧力スイッチ８４がオフ（低圧）である場合には、エアシリンダに供給される空気圧が設計通りでないことになり、設計通りの高圧エアが供給されていない旨の警報を外部に出力し（Ｓ１１４）、Ｓ１１０に戻る。なお、警報を外部に出力する態様には、ディスプレイ８７ｆに圧力が設計通りでない旨を表示すること、音声出力器８７ｇから所定の警報音を発生させること、プリンタ８７ｊから圧力が設計通りでない旨を印刷媒体に印刷させること、等が考えられる。以下も、同様である。
【００５７】
Ｓ１１２で圧力スイッチ８４がオン（高圧）であった場合、電磁弁８３ｅに通電することにより、シリンダバルブ８３ｆを高圧側から低圧側に切り替え、定圧弁８３ｃからの低圧エアをシリンダ８１へ供給する（Ｓ１１６、図２０のタイミングt21）。すると、図２１の右側に示すように、力Ｆ１から弱められた力Ｆ１’がピストン８２から押当部６７ｃへ加わり、この力Ｆ１’の反作用により押当部６７ｃからピストン８２へ反対向きの力Ｆ２’（＝Ｆ１’）が加わる。すると、ピストン８２から固定部材５５へ力Ｆ２’に相当する力が加わり、力Ｆ２’に応じた力Ｆ３’が固定部材５５からナット６０へ上向きに加えられる。固定部材５５からナット６０へ上向きに加わる力Ｆ５’は、成形機構２０等を支持した固定部材５５の重量による下向きの力をＦ４として、Ｆ３’からＦ４を差し引いた力になるので、下向きの力Ｆ４が上向きの力Ｆ３’で打ち消されることになる。これにより、固定部材５５を昇降させるときに該固定部材５５がロック機構８０で支えられるので、高さ調節ナット６０を回転させる負荷を軽減させることができ、成形機構２０等を支持した成形機構固定部材５５の昇降を容易にさせることが可能になる。
【００５８】
エアシリンダに低圧エアを供給した後、圧力スイッチ８４のオンオフの状態を読み込み、該状態に応じて処理を分岐させる（Ｓ１１８）。ここで、エアシリンダ８１に低圧Ｐｌが供給される設定であるため、設計上圧力スイッチ８４がオフになるはずである。従って、圧力スイッチ８４がオン（高圧）である場合には、エアシリンダに供給される空気圧が設計通りでないことになり、設計通りの低圧エアが供給されていない旨の警報を外部に出力し（Ｓ１２０）、Ｓ１１０に戻る。
【００５９】
Ｓ１１８で圧力スイッチ８４がオフ（低圧）であった場合、昇降モータ７３に必要量通電することにより高さ調節ナット６０を回転駆動し、記憶されている型の高さを表す情報に応じた支持位置Ｌ２３まで固定部材５５の高さを変更するようにナット６０の螺合位置Ｌ２２を移動させる（Ｓ１２２、図２０のタイミングt22〜t23）。すなわち、サーボモータ７３の回転駆動によりスプロケット７２ｄが回転し、該スプロケットがチェーン７２ｃを回転させ、該チェーンがスプロケット７２ｂ，７２ｂを回転させ、該スプロケット７２ｂ，７２ｂがロッド部材７２ａ，７２ａを介して４つのウォームギヤ７１を回転させ、該ウォームギヤがナット６０を回転させる。ここで、成形機構２０等を支持した固定部材５５は、各ナット６０の上下方向を位置決めしながら雄ねじ部６６ｅを中心軸Ｌ２１として回転動作可能に保持しているので、ナット６０の螺合位置Ｌ２２に応じた支持位置Ｌ２３まで移動する。なお、サーボモータ７３の回転量を制御することにより、固定部材５５の移動量を制御することができる。
Ｓ１２２の処理を行っている段階で、型４０を引き出して交換用型４１を交換すると、好適である。むろん、型４０全体を交換してもよいし、熱板３０を引き出して清掃してもよい。型替えにより熱板の上面と型の下面との間隔が狭まり固定部材５５を上昇させる必要がある場合には、交換前の型を取り付けた状態で交換後の型に応じた高さまで固定部材５５を上昇させる操作を行い、型を交換すればよい。型替えにより熱板の上面と型の下面との間隔が拡がり固定部材５５を下降させる必要がある場合には、先に型を交換し、交換後の型を取り付けた状態で交換後の型に応じた高さまで固定部材５５を下降させる操作を行えばよい。むろん、Ｓ１２２にて、一旦固定部材５５を最も高い位置に上昇させる処理を行い、上昇後に型替えを行い、その後、型の高さを表す情報に応じた支持位置Ｌ２３まで固定部材５５を下降させる処理を行うと、型と熱板との干渉を確実に防止して型を交換することが可能になる。
【００６０】
固定部材５５の移動を完了した後、電磁弁８３ｅへの通電を停止することにより、シリンダバルブ８３ｆを低圧側から高圧側に切り替え、増圧弁８３ｄからの高圧エアをシリンダ８１へ供給する（Ｓ１２４、図２０のタイミングt24）。すると、図２１の左側に示すように、力Ｆ１がピストン８２から押当部６７ｃへ加わり、この力Ｆ１の反作用により押当部６７ｃからピストン８２へ反対向きの力Ｆ２（＝Ｆ１）が加わる。すると、ピストン８２から固定部材５５へ力Ｆ２に相当する力が加わり、力Ｆ２に応じた力Ｆ３が固定部材５５からナット６０へ上向きに加えられる。固定部材５５からナット６０へ上向きに加わる力Ｆ５は、成形機構２０等を支持した固定部材５５の重量による下向きの力をＦ４として、Ｆ３からＦ４を差し引いた力になるので、Ｆ３−Ｆ４の力が固定部材５５の本体部５６からナット６０へ上向きに押しつけるように加えられる。これにより、ロックナットを用いることなく、高さ調節ナット６０の緩みが防止される。
【００６１】
エアシリンダに高圧エアを供給した後、圧力スイッチ８４のオンオフの状態を読み込み、該状態に応じて処理を分岐させる（Ｓ１２６）。ここで、エアシリンダ８１に高圧Ｐｕが供給される設定であるため、設計上圧力スイッチ８４がオンになるはずである。従って、圧力スイッチ８４がオフ（低圧）である場合には、エアシリンダに供給される空気圧が設計通りでないことになり、設計通りの高圧エアが供給されていない旨の警報を外部に出力し（Ｓ１２８）、Ｓ１１０に戻る。一方、圧力スイッチ８４がオン（高圧）である場合には、型替えを終了した旨を外部に出力して（Ｓ１３０）、Ｓ１０２に戻る。ここでも、型替え終了の旨を表示したり、型替え終了の旨を音声出力したり、型替え終了の旨を印刷したりすればよい。
なお、セレクトスイッチ８８ａが「自動モード」に切り替えられると、エアシリンダに高圧エアが供給されてナット６０の緩みが防止された状態で上述した成形処理が行われる（図２０のタイミングt25〜t26）。
【００６２】
以上説明したように、本発明によると、ロック機構８０が進出部材８２から成形機構固定部の押当部６７ｃへ力を加えることにより成形機構固定部５５からねじ部材６０へ力が加わるので、ロックナットを用いることなく、ねじ部材６０の緩みが防止される。従って、ロックナットを不要にさせ、成形機構固定部を所望の支持位置で固定する作業を軽減させ、該作業にかかる時間を短縮させることが可能になる。
また、ねじ部材の螺合位置Ｌ２２を変更するときにロック機構８０が進出部材８２から押当部６７ｃに加わる力を弱めながら成形機構固定部５５を支えるので、ねじ部材６０を回転させる負荷を軽減させることができ、成形機構を支持した成形機構固定部の昇降を容易にさせることが可能になる。
さらに、圧力供給機構からシリンダへ供給される圧力が設計通りでない場合にその旨が通知されるので、本成形装置は便利である。
さらに、複数の支柱に架け渡された当て板部材６７に進出部材８２が押し当てられて力が加えられるので、確実にねじ部材の緩み止めを機能させることが可能になる。
【００６３】
（３）変形例：
なお、Ｓ１１２〜Ｓ１１４の処理、Ｓ１１８〜Ｓ１２０の処理、Ｓ１２６〜Ｓ１２８の処理、のいずれかを省略しても、本発明の圧力状態出力手段が構成される。また、圧力スイッチの代わりにシリンダへ供給される空気圧をアナログ量またはデジタル量で検出し、該空気圧が所定の圧力Ｐｔから高いか低いかを判断して設計通りでない場合にその旨を出力するようにしてもよい。なお、圧力検知機構や圧力状態出力手段を設けなくても、本発明の基本的な効果が得られる。また、図１８に示す処理を行わない成形装置でも、本発明の基本的な効果が得られる。
【００６４】
上記成形機構では、シートの上面側に熱板を配置し、シートの下面側に型を配置してもよい。また、シートを鉛直方向に搬送する場合には、熱板と型とを同じ高さに配置してもよい。
上記シートの一面側に配置される熱板は、該シートの一面に接触しても、接触せず該シートの一面に対面配置されてもよい。なお、シートを加熱する際には、接触加熱する以外にも、輻射加熱や、接触加熱と輻射加熱の併用によりシートを加熱してもよい。上記シートの他面側に配置される型は、該シートの他面に接触しても、接触せず該シートの他面に対面配置されてもよい。
上記熱板と上記型とを近接および離間させる際には、型のみ移動させる以外にも、熱板のみ移動させても、熱板と型の両方を移動させてもよい。また、熱板と型との近接および離間の際、シートの位置を変えないのみならず、シートを型の方向へ移動させたり、シートを熱板の方向へ移動させたりしてもよい。
型用テーブルを熱板に対して近接および離間させる機構は、上記リンク機構以外にも、各種クランク機構、エアシリンダや油圧シリンダのようなシリンダを用いた機構、等でもよい。なお、型用テーブルを駆動する方向は、型用テーブルと熱板との位置関係に応じて決定すればよく、上下動以外にも、水平方向等とすることもできる。
上記成形機構は、差圧成形以外の熱成形で被成形材を成形する機構、熱成形以外の成形で被成形材を成形する機構、でもよい。上記被成形材は、極薄の樹脂フィルム、極薄の可塑性フィルム、厚みのある樹脂素材、厚みのある可塑性素材、等でもよい。
【００６５】
上記位置決め方向は、重力を基準とした厳密な上下方向でもよいし、厳密な上下方向から斜めにずれた上下方向（例えば、厳密な上下方向に対して、０より大きく１５°以内でずれた方向、０より大きく３０°以内でずれた方向）でも、さらに水平に近づいた方向（例えば、厳密な上下方向に対して３０〜６０°ずれた方向）でもよい。なお、成形機構固定部を支えてねじ部材を回転させる負荷を軽減させる効果は得られないものの、上記位置決め方向を水平方向にすることもできる。
上記ロック機構は、単数とされても、本発明の基本的な効果が得られる。また、ロック機構は、油圧シリンダを用いた機構、エアシリンダや油圧シリンダ以外のシリンダを用いた機構、電磁石による力を用いた機構、等でもよい。さらに、ロック機構は、成形機構固定部と分離不可能な一体化された部位とすることもできる。
上記押当部６７ｃは、進出部材の進出方向に対して垂直な平坦面として構成を簡素化してコストを低減させるようにしているが、進出部材の進出方向に対して凹んだ凹部として進出部材の先端部を該凹部に受け入れて位置決めするように構成することも可能である。また、上記押当部は、上記固定部支持部材と分離不可能な一体化された部位とすることもできる。
上記成形機構固定部は、上記成形機構と分離不可能な一体化された部位とすることもできる。
成形装置の基本部分２０，５５，６０，６５，８０のみでも、成形機構固定部を所望の支持位置で固定する作業を軽減させ、該作業にかかる時間を短縮させる効果が得られる。
【００６６】
なお、本発明は、上述した実施例や変形例に限られず、上述した実施例および変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施例および変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も含まれる。
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、有用な成形装置および成形機構支持位置固定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】熱成形装置の外観を示す斜視図。
【図２】熱成形装置を正面から見て示す正面図。
【図３】型が所定の離間位置にあるときの熱成形装置を示す右側面図。
【図４】型が所定の近接位置にあるときの熱成形装置を示す右側面図。
【図５】熱成形装置の要部を上面から見て示す平面図。
【図６】図５のＡ１の方向からねじ部材駆動機構の要部を見て示す背面図。
【図７】図５のＡ２の位置でねじ部材駆動機構の要部を示す垂直断面図。
【図８】成形機構固定部材の要部を示す斜視図。
【図９】高さ調節ナットの外観を示す斜視図。
【図１０】固定部材の下から当て板部材等を上面から見て示す平面図。
【図１１】支柱に当て板部材を取り付ける様子を示す分解斜視図。
【図１２】固定部材の下から熱成形装置の要部を上面から見て示す平面図。
【図１３】型の下から型等の底面を見て示す底面図。
【図１４】型を組み立てる様子を底面側から見て示す分解斜視図。
【図１５】型の下から熱成形装置の要部を上面から見て示す平面図。
【図１６】ロック機構のエアの流れを示すエア回路図。
【図１７】コンピュータシステムの回路構成の概略を示すブロック図。
【図１８】コンピュータシステムが実行する処理を示すフローチャート。
【図１９】成形機構の動作を示すタイミングチャート。
【図２０】ロック機構の動作を示すタイミングチャート。
【図２１】本成形装置の作用を模式的に説明する図。
【図２２】成形機構固定部材の高さを変えた様子を示す正面図。
【図２３】従来例に係る熱成形装置を正面から見て示す正面図。
【符号の説明】
【００６８】
１０…シート搬送機構、
２０…成形機構、２１…基台、
２５…真空圧空供給機構、２５ａ…通気経路、
３０…加熱板（熱板）、３０ａ…型に対向する面、３０ｂ…第一の通気孔、
３５…下テーブル（熱板用テーブル）、３６ａ〜ｄ…貫通穴、
４０…型、４１…交換用雌型（交換用型）、４１ａ…成形面、４１ｂ…第二の通気孔、
４５…上テーブル（型用テーブル）、４５ａ…下面（熱板に対向する面）、
５０…型用テーブル駆動機構、５２…リンク機構、
５２ａ…リンク部材、５２ｂ…ボールねじ機構、５２ｃ…電動モータ、
５５…成形機構固定部材（成形機構固定部）、
５５ａ〜ｄ…Ｈ字形の４箇所の端部、５５ｅ…Ｈ字形の中央部、５６…本体部、
５７…ナット保持部材（ねじ部材保持部）、５７ａ…上部、５７ｂ…開口、
６０…高さ調節ナット（ねじ部材）、６０ａ…内周部、６０ｂ…外周部、
６１…内嵌部材、６１ａ…基部、６１ｂ…雌ねじ、６２…外嵌部材、６２ａ…ギヤ
６５…固定部支持部材、６６…支柱、６６ａ…第一の円柱状支柱、
６６ｂ…第二の円柱状支柱、６６ｃ…第三の円柱状支柱、６６ｄ…第四の円柱状支柱、
６６ｅ…雄ねじ部（ねじ部）、６６ｆ…細径部、
６７…当て板部材、
６７ａ…第一の当て板部材、６７ａ１…第一の凹部、６７ａ２…第二の凹部、
６７ｂ…第二の当て板部材、６７ｂ１…第三の凹部、６７ｂ２…第四の凹部、
６７ｃ…押当部、
７０…ねじ部材駆動機構、７１…ウォームギヤ、７２…動力伝達機構、
７２ａ…ロッド部材、７２ｂ，７２ｄ…スプロケット、７２ｃ…チェーン、
７３…昇降モータ、
８０…ロック機構、８０ａ…第一のロック機構、８０ｂ…第二のロック機構、
８０ｃ…第三のロック機構、８０ｄ…第四のロック機構、
８１，８１ａ〜ｄ…エアシリンダ（シリンダ）、
８２，８２ａ〜ｄ…ピストン（進出部材）、
８３…圧空供給機構（圧力供給機構）、
８４…圧力スイッチ（圧力検知機構）、
８５…コンピュータシステム（圧力状態出力手段の一部）、
８６…コンピュータ、８８…制御盤、
１００…熱成形装置（成形装置）、
Ｄ１１…位置決め方向、Ｄ１２…螺合する方向、
Ｌ２１…中心軸、Ｌ２２…螺合位置、Ｌ２３…支持位置、
Ｓ１…シート（被成形材）、Ｓ１ａ…上面（他面）、Ｓ１ｂ…下面（一面）、
Ｓ２…成形後のシート、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ部材を介して成形機構固定用の成形機構固定部を支持する固定部支持部材を備えて被成形材を成形する成形装置、および、成形機構固定部の支持位置を固定する成形機構支持位置固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、樹脂シート搬入機構により樹脂シートを搬入するときには加熱板と型とを離間させるとともに、搬入された樹脂シートに向けて加熱板と型とを近接させ、同樹脂シートを加熱軟化させつつ、この加熱軟化した樹脂シートを型の型面形状に合わせて変形させることにより成形品を形成する熱成形装置が記載されている。
【０００３】
図２３は、ロックナット５で上テーブル駆動機構１ｄの高さ（支持位置）を調節する従来の熱成形装置を正面から見て示す正面図である。同装置は、成形位置にある熱可塑性シートＳ１の下面Ｓ１ｂ側に配置されて該シートＳ１を加熱して軟化させる加熱板１ａと、前記成形位置にあるシートＳ１の上面Ｓ１ａ側に配置されて加熱板３０に対向する成形面が形成された型１ｂと、下面で型４０を保持する上テーブル１ｃと、上テーブル１ｃの上側の部位に取り付けられて上テーブル１ｃを上下方向へ往復駆動する上テーブル駆動機構１ｄと、を有する成形機構１と、支持される位置が上下方向へ変更可能とされて成形機構１の上側の部位を固定する成形機構固定部材２と、上下方向において成形機構固定部材２に位置決めされながら螺合する方向へ回転動作可能な複数の高さ調節ナット（ねじ部材）３と、各高さ調節ナット３と螺合する雄ねじ４ａが上下方向に向けて形成されて上下方向における支持位置を変更可能に高さ調節ナット３を介して成形機構固定部材２を支持する複数のガイド支柱（固定部材支持部）４と、成形機構固定部材２の下側で各ガイド支柱４の雄ねじ４ａと螺合して高さ調節ナット３との間で成形機構固定部材２を挟んで高さ調節ナット３の緩みを防止するロックナット５とを備えている。
【０００４】
成形機構固定用の成形機構固定部材２の高さを変更するとき、人手でロックナット５を緩めて下方へ移動させ、高さ調節ナット３を回転させて成形機構固定部材２の高さを変更し、再び人手でロックナット５を締めて上方へ移動させる作業を行っている。
【特許文献１】特開２００５−２９７３９９号公報
【特許文献２】特開２００１−９６５５４号公報
【特許文献３】特開平１１−２７７５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
成形機構固定部材の高さを変更するとき、ロックナットを緩めたり締めたりする作業に時間がかかっており、特に、これらの作業を人手でするのは容易ではなく、成形機構固定部材を所望の支持位置で固定する作業に多くの時間がかかっていた。
【０００６】
なお、特許文献２の段落００１２と図１，２には、各支柱（４）、（４）・・の上端にピッチの異なる２種類の雄螺子（４２）、（４３）が刻設され、各雄螺子（４２）、（４３）にそれぞれナット（７）、（８）が締結されることにより支柱（４）、（４）・・に不動盤（１）が固定されたプレス成形装置（Ａ）が記載されている。しかし、支柱（４）に受け板（４１）が取付けられ、この受け板（４１）の上に不動盤（１）が載置されているため、不動盤（１）の高さは受け板（４１）の高さで決まってしまい、不動盤（１）の高さを変更することができない。従って、成形機構固定用の成形機構固定部の高さを変更可能な成形装置における成形機構固定部の固定作業を軽減させる課題の解決に適用することができない。
【０００７】
また、特許文献３の段落０００９〜００１２と図１，２には、不動盤（１２）の上部に設けられた油圧シリンダー（２２）、（２２）……によりナット（１５）、（１５）……の弛みが防止されることが記載されている。油圧シリンダー（２２）は不動盤（１２）の上面に設けられている取り付けブロック（２１）に固定され、ナット（１５）の側面には垂直に突出したピン（２３）が設けられており、このピン（２３）が自在継手（２４）を介して油圧シリンダー（２２）のロッド（２５）に連結されている。しかし、特許文献２と同様、支柱（１４）に受け板が取付けられ、この受け板の上に不動盤（１２）が載置されているため、不動盤（１２）の高さは受け板の高さで決まってしまい、不動盤（１２）の高さを変更することができない。従って、成形機構固定部の高さを変更可能な成形装置における成形機構固定部の固定作業を軽減させる課題の解決に適用することができない。
【０００８】
本発明は、ねじ部材を介して成形機構固定用の成形機構固定部を支持する固定部支持部材を備えて被成形材を成形する成形装置において、成形機構固定部を所望の支持位置で固定する作業を軽減させ、該作業にかかる時間を短縮させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、支持される位置が所定の位置決め方向へ変更可能とされた成形機構固定部と、該成形機構固定部に支持されるとともに被成形材に対して近接および離間しながら該被成形材を成形する成形機構と、前記位置決め方向において前記成形機構固定部に位置決めされながら螺合する方向へ回転動作可能なねじ部材と、該ねじ部材と螺合するねじ部が前記位置決め方向に向けて形成された固定部支持部材とを備え、前記位置決め方向において前記ねじ部に対する前記ねじ部材の螺合位置に応じた支持位置で該ねじ部材を介して前記成形機構固定部を前記固定部支持部材にて支持する成形装置であって、前記位置決め方向に向けて進出して力を加える進出部材を有するロック機構が前記成形機構固定部に取り付けられ、前記固定部支持部材に、進出した前記進出部材を押し当てさせる押当部が設けられ、前記ロック機構により進出させた前記進出部材を前記押当部に押し当てて力を加えることにより前記ねじ部材の緩みを防止させるようにしたことを特徴とする。
また、本発明は、所定の位置決め方向においてねじ部に対するねじ部材の螺合位置に応じた支持位置で該ねじ部材を介して成形機構固定部を固定部支持部材にて支持する成形機構支持位置固定方法であって、前記位置決め方向に向けて進出して力を加える進出部材を有して前記成形機構固定部に取り付けられたロック機構により進出させた前記進出部材を前記固定部支持部材の所定の押当部に押し当てて力を加えることにより前記ねじ部材の緩みを防止させることを特徴とする。
【００１０】
すなわち、ロック機構が所定の位置決め方向に向けて進出部材を進出させると、該進出部材は、固定部支持部材の押当部に押し当たり、該押当部に対して前記位置決め方向へ力を加える。前記ロック機構は、成形機構固定部に取り付けられているので、進出部材から押当部へ加える力の反作用により本ロック機構から成形機構固定部へ力を加える。前記位置決め方向において前記成形機構固定部に位置決めされたねじ部材は、該成形機構固定部に加えられた位置決め方向の力を加えられ、緩みが防止される。これにより、ロックナットを用いることなく、成形機構固定部の支持位置を決めるねじ部材の緩み止めを機能させることができる。従って、ロックナットを緩めたり締めたりする作業が不要となり、成形機構固定部を所望の支持位置で固定する作業にかかる時間を少なくさせることが可能になる。
【００１１】
本発明を適用可能な被成形材は、成形可能な材質であればよく、樹脂シートや可塑性シート等のシート（フィルムを含む）、さらに厚みのある素材、等を用いることができる。上記成形には、差圧成形のような熱成形等を用いることができる。
上記成形機構固定部は、成形機構を支持する別部材でもよいし、成形機構と一体化された部位でもよい。上記押当部は、独立した部材でもよいし、上記固定部支持部材に一体化された部位でもよい。
上記位置決め方向は、上下方向でもよいし、水平方向でもよい。
【００１２】
ここで、前記位置決め方向は、上下方向とされ、前記進出部材は、下方に向けて進出して前記押当部に押し当てられて力を加える部材とされ、前記ロック機構は、前記ねじ部材の螺合位置を変更するときに前記成形機構固定部を支えながら前記押当部に加える力を弱めるようにしてもよい。成形機構固定部を昇降させるときに該成形機構固定部がロック機構で支えられるので、ねじ部材を回転させる負荷を軽減させることが可能になる。
なお、上下方向とされた位置決め方向は、重力を基準とした厳密な上下方向のみならず、該厳密な上下方向から斜めにずれた方向でもよい。
【００１３】
また、前記ねじ部材を双方向に回転駆動するねじ部材駆動機構をさらに備え、前記ロック機構は、前記ねじ部材駆動機構が前記ねじ部材の回転駆動を停止しているときに前記進出部材を進出させて前記押当部に押し当てて力を加えることにより前記ねじ部材の緩みを防止させ、前記ねじ部材駆動機構が前記ねじ部材を回転駆動するときに前記成形機構固定部を支えながら前記押当部に加える力を弱めるようにしてもよい。成形機構固定部が支持位置にあるときにはねじ部材の緩み止めが機能し、成形機構固定部の支持位置を変更するときにはねじ部材の緩み止めが解除されるので、利便性が向上する。そして、成形機構固定部を昇降させるためにねじ部材を回転駆動するときに該成形機構固定部がロック機構で支えられるので、ねじ部材を回転駆動する負荷を軽減させることが可能になる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、ねじ部材を介して成形機構固定用の成形機構固定部を支持する固定部支持部材を備えて被成形材を成形する成形装置において、ロックナットを不要にさせ、成形機構固定部を所望の支持位置で固定する作業を軽減させ、該作業にかかる時間を短縮させることが可能になる。
請求項２に係る発明では、ねじ部材を回転させる負荷を軽減させることができ、成形機構を支持した成形機構固定部の昇降を容易にさせることが可能になる。
【００１５】
請求項３に係る発明では、利便性を向上させることができるとともに、ねじ部材を回転駆動する負荷を軽減させることができ、成形機構を支持した成形機構固定部の昇降を容易にさせることが可能になる。
請求項４に係る発明では、成形機構を支持した成形機構固定部の重量が大きくても、容易にねじ部材を回転させ、容易に成形機構固定部を昇降させることが可能になる。
【００１６】
請求項５に係る発明では、圧力供給機構からシリンダへ供給される圧力が設計通りでない場合にその旨が通知されるので、利便性を向上させることができる。
請求項６に係る発明では、容易に圧縮される空気の圧力でピストンが押当部に押し当てられて力が加えられるので、その力の反作用によりシリンダからねじ部材へ力が加わる際にシリンダ内の空気が圧縮されて成形機構固定部からねじ部材へ適度な力が加わり、適度な力でねじ部材の緩み止めを機能させることが可能になる。
【００１７】
請求項７に係る発明では、複数の支柱に固定された当て板部材に進出部材が押し当てられるので、安定した力が進出部材から押当部に加えられ、より確実にねじ部材の緩み止めを機能させることが可能になる。
請求項８に係る発明では、複数の当て板部材が確実に複数の円柱状支柱に固定され、各当て板部材に複数のロック機構の進出部材が押し当てられるので、さらに安定した力が進出部材から押当部に加えられ、さらに確実にねじ部材の緩み止めを機能させることが可能になる。
請求項９に係る発明では、ねじ部材を介して成形機構固定用の成形機構固定部を支持する固定部支持部材を備えて被成形材を成形する成形装置において、ロックナットを不要にさせ、成形機構固定部を所望の支持位置で固定する作業を軽減させ、該作業にかかる時間を短縮させる成形機構支持位置固定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）成形装置の説明：
（２）成形装置の動作および作用：
（３）変形例：
【００１９】
（１）成形装置の説明：
図１は熱成形装置（成形装置）１００の外観を示す斜視図、図２は熱成形装置１００を正面から見て示す正面図、図３は成形用の型４０が所定の離間位置Ｌ１３にあるときの熱成形装置１００を右側面から見て示す右側面図、図４は型４０が所定の近接位置Ｌ１４にあるときの熱成形装置１００を右側面から見て示す右側面図、図５は熱成形装置１００の要部を上面から見て示す平面図、図６は図５のＡ１の方向からねじ部材駆動機構７０の要部を見て示す背面図、図７は図５のＡ２の位置でねじ部材駆動機構７０の要部を示す垂直断面図、図８は成形機構固定部材５５の要部を示す斜視図、図９は高さ調節ナット６０の外観を示す斜視図、図１０は固定部材５５の下から当て板部材６７等を上面から見て示す平面図、図１１は支柱６６に当て板部材６７を取り付ける様子を示す分解斜視図、図１２は当て板部材６７の下から熱成形装置１００等の要部を上面から見て示す平面図、図１３は型４０の下から型４０等の底面を見て示す底面図、図１４は型４０を組み立てる様子を底面側から見て示す分解斜視図、図１５は型４０の下から熱成形装置１００の要部を上面から見て示す平面図、図１６はロック機構８０のエアの流れを示すエア回路図、図１７は熱成形装置１００に設けられたコンピュータシステム８５の回路構成の概略を示すブロック図、図１８はコンピュータシステム８５が実行する処理を示すフローチャート、図１９は成形機構２０の動作を示すタイミングチャート、図２０はロック機構８０の動作を示すタイミングチャート、図２１は本成形装置の作用を模式的に説明する図、図２２は成形機構固定部材５５の高さを変えた様子を正面から見て示す正面図である。
なお、図２において、左から右へ向かう方向が所定の搬送方向Ｄ１であり、左側がシートＳ１の上流側、右側がシートＳ１の下流側である。図１３、図１５では、搬送されるシートＳ１の位置を破線で示している。
【００２０】
本発明の成形装置１００の基本部分は、成形機構固定部材（成形機構固定部）５５、成形機構２０、高さ調節ナット（ねじ部材）６０、固定部支持部材６５、ロック機構８０、からなる。
成形機構固定部材５５は、成形機構２０を支持する一方、高さ調節ナット６０を介して固定部支持部材６５に支持される。本固定部材５５は、支持される位置が上下方向（所定の位置決め方向）Ｄ１１へ変更可能とされている。
成形機構２０は、固定部材５５に支持されるとともにシート（被成形材）Ｓ１に対して近接および離間しながら該シートＳ１を成形する。本成形機構２０は、成形位置Ｌ１にあるシートＳ１の下面（一面）Ｓ１ｂ側となる所定の熱板側成形位置Ｌ３に配置される加熱板（熱板）３０と、成形位置Ｌ１にあるシートＳ１の上面（他面）Ｓ１ａ側となる所定の型側成形位置Ｌ２に配置されて熱板３０に対向する所定の成形面４１ａが形成された型４０とを有している。そして、成形機構２０は、熱板３０と型４０とを近接させて成形位置Ｌ１のシートＳ１を加熱しながら成形面４１ａの形状に合わせて熱成形する。
高さ調節ナット（ねじ部材）６０は、位置決め方向Ｄ１１において固定部材５５に位置決めされながら螺合する方向Ｄ１２へ回転動作可能とされている。図５、図９に示すように、螺合する方向Ｄ１２は、支柱６６の雄ねじ部６６ｅを中心軸Ｌ２１とするとき、該中心軸Ｌ２１を中心として回転する方向であり、本実施形態では水平面内で回転する方向である。
【００２１】
固定部支持部材６５は、ナット６０と螺合する雄ねじ部（ねじ部）６６ｅが位置決め方向（上下方向Ｄ１１）に向けて形成されている。本固定部支持部材６５は、位置決め方向（上下方向Ｄ１１）において雄ねじ部６６ｅに対するナット６０の螺合位置Ｌ２２に応じた支持位置Ｌ２３で該ナット６０を介して成形機構固定部材５５を支持する。また、固定部支持部材６５は、ロック機構８０が進出させたピストン８２を押し当てさせる押当部６７ｃが設けられている。
ロック機構８０は、位置決め方向（上下方向Ｄ１１）に向けて進出して力を加えるピストン（進出部材）８２を有し、固定部材５５に取り付けられている。
本成形装置１００は、ロック機構８０により進出させたピストン８２を押当部６７ｃに押し当てて力を加えることにより高さ調節ナット６０の緩みを防止させるようにしている。
図２１の左側に示すように、進出したピストン８２から押当部６７ｃへ力Ｆ１を加えると、この力Ｆ１の反作用により押当部６７ｃからピストン８２へ反対向きの力Ｆ２（＝Ｆ１）が加わる。すると、この力Ｆ２と同じ向きの力Ｆ５が成形機構固定部材５５からナット６０へ加わり、緩みが防止される。これにより、ロックナットを用いることなく、高さ調節ナット６０の緩み止めを機能させることができる。従って、ロックナットを緩めたり締めたりする作業が不要となり、成形機構固定部材５５を所望の支持位置で固定する作業にかかる時間を少なくさせることが可能になる。
【００２２】
本実施形態のロック機構８０は、高さ調節ナット６０の螺合位置Ｌ２２を変更するときに成形機構固定部材５５を支えながら押当部６７ｃに加える力を弱める。ナットの螺合位置Ｌ２２を変更するときには、固定部材５５からナット６０へ押しつける力がほとんど加わらないようにするため、図２１の右側に示すように、成形機構固定部材５５からナット６０へ力が加わらない程度までピストン８２から押当部６７ｃへ加える力を弱める。同図では、ピストン８２から押当部６７ｃへ加える力をＦ１’（＜Ｆ１）まで弱めた状態を示している。ここで、力Ｆ１’を０にするのではなく、成形機構２０等を支持した成形機構固定部材５５の重量による力Ｆ４を打ち消すように弱める。これにより、固定部材５５の高さを変えるときに該固定部材５５がロック機構８０で支えられるので、高さ調節ナット６０を回転させる負荷が軽減され、例えば昇降モータ７３に高能力のモータを使用する必要が無くなるので、成形装置のコストを低減させることができる。
【００２３】
本成形装置１００は、さらに、高さ調節ナット６０を双方向に回転駆動するねじ部材駆動機構７０を備える。ここで、ロック機構８０は、ねじ部材駆動機構７０がナット６０の回転駆動を停止しているときにピストン８２を進出させて押当部６７ｃに押し当てて力Ｆ１を加えることによりナット６０の緩みを防止させ、ねじ部材駆動機構７０がナット６０を回転駆動するときに成形機構固定部材５５を支えながら押当部６７ｃに加える力を弱める。そして、ロック機構８０により進出させた進出部材８２を当て板部材６７の押当部６７ｃに押し当てて力を加えることにより成形機構固定部５５の本体部５６をねじ部材６０に押しつけて該ねじ部材６０の緩みを防止させるようにしている。
【００２４】
本成形装置１００は、さらに、シート搬送機構１０、型引出機構９８、熱板引出機構９９、を備える。
シート搬送機構１０は、所定の成形位置Ｌ１を通る所定の搬送方向Ｄ１へシートＳ１を搬送する。成形機構２０は、シート搬送機構１０によりシートＳ１が搬送されるときには熱板３０と型４０とを離間させ、シートＳ１が成形位置Ｌ１まで搬送されたときに熱板３０と型４０とを近接させてシートＳ１を加熱しながら成形面４１ａの形状に合わせて成形する。
型引出機構９８は、型４０を型側成形位置Ｌ２からシートＳ１の搬送方向Ｄ１とは異なる所定の引出方向Ｄ２へ引き出し可能にさせる。
熱板引出機構９９は、熱板３０を熱板側成形位置Ｌ３からシートＳ１の搬送方向Ｄ１とは異なる所定の熱板引出方向Ｄ３へ引き出し可能にさせる。
【００２５】
成形対象のシートＳ１は、成形可能なシートであればよく、例えば、熱可塑性樹脂シートのような樹脂シート、熱可塑性シートのように可塑性を示す可塑性シート、等を用いることができる。前記樹脂シートは、樹脂を含むシートであればよく、樹脂のみからなるシートでも、樹脂に充てん材等の添加材が添加された材質からなるシートでもよく、単層シートでも、異なる材質をラミネートした積層シートでもよい。前記樹脂は、熱可塑性樹脂のような合成樹脂等とすることができる。シートの素材としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、等を利用可能である。特に、ポリプロピレン樹脂は、比較的低価格でありながら、使用時における耐熱性があり、差圧成形の適性が良く、好適な合成樹脂である。また、シートＳ１は、シート状ないしフィルム状になっていればよく、ロール状に巻かれていても、所定の長さにカットされていてもよい。シートの厚みは、１〜２ｍｍ程度、０．２５〜１ｍｍ程度、等、様々な厚みとすることが可能であり、０．２５ｍｍ程度以下のフィルムでもよい。当該程度の厚みの熱可塑性シートを用いると、差圧成形を良好に行うことができる。
【００２６】
シートＳ１の成形は、熱成形により行われる。該熱成形は、真空成形、圧空成形、真空圧空成形、といった差圧成形が好適である。
シートの搬送方向Ｄ１は、水平方向としてシートが安定して搬送されるようにしているが、水平方向から上方向へずれた方向でも、水平方向から下方向へずれた方向でも、鉛直上方向でも、鉛直下方向でもよい。
型や熱板の引出方向Ｄ２，Ｄ３は、搬送方向Ｄ１と平行でない水平方向かつ上記搬送方向Ｄ１と直交する方向として型や熱板の引出量を最小限にして熱成形装置の設置に必要な面積を少なくさせるようにしているが、直交する方向とは異なる方向とすることも可能である。
【００２７】
本実施形態のシート搬送機構１０は、シート供給機構１２、クランプ搬送機構１４を備えている。シート供給機構１２は、ロール状に巻かれたシートＳ１を連続した状態で搬送方向Ｄ１へ送り出し可能とされている。クランプ搬送機構１４は、成形後のシートＳ２の両側縁部をクランプ（把持）するクランプ部材１４ａを有し、成形のタイミングに合わせて成形位置Ｌ１にて成形されたシートＳ２の両側縁部をクランプ部材１４ａでクランプして間欠的に連続した状態のシートＳ１を引っ張って搬送方向Ｄ１へ搬送する。
【００２８】
なお、本成形装置１００に、成形後のシートＳ２を所定の長さでカット（切断）して取り出す成形品取出機構を設けてもよい。該成形品取出機構は、例えば、成形後のシートＳ２を所定の長さでカットする切断機構、カットされたシートを昇降テーブル上に載置して積み重ねる成形品積載機構、積み重ねられた成形品スタックを取出台上に取り出す取出機構、を備える機構としてもよい。
【００２９】
以上の構成により、ロール状のシートＳ１は、順次必要量がシート供給機構１２から巻き出され、所定の搬送方向Ｄ１へ搬送されて、成形位置Ｌ１に搬入される。なお、シートが搬送されるとき、熱板３０と型４０とは離間した状態にされている。ここで、成形位置にあるシートの下面Ｓ１ｂ側に該下面と接触して熱板３０が配置されているので、成形位置のシートＳ１は熱板３０から熱を供給され、加熱されて軟化する。シートが成形位置まで搬送されたとき、熱板３０と型４０とが近接して成形位置の加熱軟化したシートＳ１を挟み、該シートＳ１を差圧成形により成形面４１ａに密接させる。これにより、シートＳ１が成形面４１ａの形状に合わせて成形される。
成形後、熱板３０と型４０とが離間すると、既に成形位置Ｌ１から搬送方向Ｄ１へ搬出された成形後のシートＳ２の両側縁部がクランプ位置Ｌ１１のクランプ部材１４ａでクランプされ、クランプ搬送機構１４が前記クランプ位置から所定の解放位置Ｌ１２まで水平移動してシートＳ２をさらに搬送方向Ｄ１へ所定量搬送する。すると、既にクランプされていた成形後のシートＳ２が例えば成形品取出機構へ送られる。該成形品取出機構では、例えば、所定の長さでカットされて、必要に応じて順次下がっていく昇降テーブル上で積み重ねられ、成形品あるいは成形品スタックが取出機構により取出台上へ送り出される。
以上により、シートＳ１から成形品を形成することができる。
【００３０】
本実施形態の成形機構２０は、金属製基台２１、真空圧空供給機構２５、熱板３０、下テーブル（熱板用テーブル）３５、成形用の型４０、上テーブル（型用テーブル）４５、型用テーブル駆動機構５０、等から構成されている。また、本実施形態の型引出機構９８は、型引出レール部材９８ａ、レール部材退避機構９８ｂ、キャスター付支持部材９８ｃ、を備えている。
上テーブル４５は、例えば金属製とされ、熱板３０に対向する下面４５ａで型４０を保持する。レール部材９８ａ，９８ａは、上テーブルの縁部４５ｃ，ｄから型４０における熱板に対向する下面４２ａに回り込んで接触することにより型４０を引出方向Ｄ２へ移動可能にさせる。
【００３１】
本実施形態の型は、図１４に示すように、複数の交換用雌型（交換用型）４１と、型ベース部材４２とを有している。各雌型４１は、例えば金属製とされ、それぞれ熱板３０に対向する成形面４１ａが形成されて、該成形面に通気孔（第二の通気孔）４１ｂが形成されている。型ベース部材４２は、例えば、金属製とされ、略板状に形成されて、熱板に対向する下面４２ａで複数の雌型４１を着脱可能に保持する型保持部位４２ｅが形成されている。該型保持部位には、雌型の通気孔４１ｂの位置に合わせて通気孔４２ｂが多数形成されている。ここで、該型保持部位に雌型を着脱可能に取り付けて固定するためには、例えば、前記型保持部位と前記雌型とにねじ孔を形成しておき、該ねじ孔にねじを螺合させて前記型保持部位に対して前記雌型を固定し、ねじを外して前記型保持部位から前記雌型を取り外す構成とすることができる。
上テーブル４５は、レール部材９８ａに接触した型ベース部材４２の両側縁部４２ｃ，ｄをクランプ部材４７ａ，４７ａでクランプして引き寄せる型ベース部材クランプ機構４７，４７を有し、該機構により熱板に対向する下面４２ａで型ベース部材４２を保持する。型ベース部材クランプ機構４７，４７には、図示しないクランプ部材昇降切替スイッチが接続されており、このスイッチを下降側に切り替えられるとクランプ部材４７ａ，４７ａを下降させて型ベース部材４２をレール部材９８ａ上に載置させて型ベース部材の両側縁部４２ｃ，ｄのクランプを解除し、前記スイッチを上昇側に切り替えられるとレール部材９８ａ上に載置された型ベース部材の両側縁部４２ｃ，ｄをクランプして型ベース部材４２を上昇させて上テーブルの下面４５ａに接触させて保持する。
【００３２】
以上の構成により、型ベース部材４２の下面に複数の雌型４１を取り付け、型４０を引出位置Ｌ４から型側成形位置Ｌ２まで水平移動させると、クランプ機構４７，４７で型ベース部材４２の両側縁部４２ｃ，ｄをクランプして引き上げることにより型４０を上テーブル４５の下面に保持させることができる。
【００３３】
また、床に接触した基台２１には、搬送されるシートＳ１および引き出される型４０と接触しない位置に固定部支持部材６５の複数の支柱６６が上方に向かって立設されている。複数の支柱６６は、熱板３０を位置決めしながら成形機構固定部材５５に向けて立設されてナット６０を介して固定部材５５を下から支持する。同複数の支柱６６は、上テーブル４５の近接および離間の往復動をガイドする。型用テーブル駆動機構５０は、上テーブル４５における熱板に対向する下面４５ａとは反対側の上部４５ｂに取り付けられ、成形位置Ｌ１で型４０を保持した上テーブル４５を熱板３０に対して近接および離間させる。
【００３４】
図５、図１０、図１２、図１３に示すように、複数の支柱６６は、引き出される型４０よりも前記搬送されるシートＳ１の上流側において該搬送されるシートＳ１を挟む位置に配置された第一の円柱状支柱６６ａおよび第二の円柱状支柱６６ｂと、引き出される型４０よりも前記搬送されるシートＳ１の下流側において該搬送されるシートＳ１を挟む位置に配置された第三の円柱状支柱６６ｃおよび第四の円柱状支柱６６ｄとから構成されている。ここで、第一の支柱６６ａと第三の支柱６６ｃとが搬送されるシートＳ１からみて同じ側に配置され、第二の支柱６６ｂと第四の支柱６６ｄとが搬送されるシートＳ１からみて同じ側に配置されている。なお、複数の支柱６６は、円柱状支柱６６ａ〜ｄから少なくとも構成されればよい。
【００３５】
型用テーブル駆動機構５０は、成形機構固定部材５５と上テーブル４５とを近接および離間させるリンク機構５２を備えている。なお、固定部材５５は、例えば金属製とされ、Ｈ字形に形成されて、該Ｈ字形の４箇所の端部５５ａ〜ｄで前記立設された支柱６６ａ〜ｄの先端部に固定される。リンク機構５２は、リンク部材５２ａ、ボールねじ機構５２ｂ、電動モータ５２ｃ、を備え、固定部材５５の前記Ｈ字形の中央部５５ｅと上テーブル４５との間に設けられて固定部材５５と上テーブル４５とを近接および離間させる。モータ５２ｃは、固定部材５５の前記Ｈ字形の中央部５５ｅに取り付けられ、ボールねじ機構５２ｂに接続されて該ボールねじ機構を駆動する。ボールねじ機構５２ｂは、リンク部材５２ａに接続されて該リンク部材を連動させる。リンク部材５２ａは、上テーブルの上部４５ｂに取り付けられて、ボールねじ機構５２ｂの移動に応じて上テーブルを上下方向へ往復動させる。
【００３６】
図１２に示すように、上テーブル４５は、支柱６６ａ、支柱６６ｂ、支柱６６ｃ、支柱６６ｄの径よりもそれぞれ大きい径とされて該支柱を上下方向へ貫通させる第一の貫通穴４６ａ、第二の貫通穴４６ｂ、第三の貫通穴４６ｃ、第四の貫通穴４６ｄ、が形成されている。ここで、対角の位置にある貫通穴４６ａ，ｄの径は、対角の位置にある貫通穴４６ｂ，ｃの径よりも大きくされている。これにより、遊びの少ない貫通穴４６ｂ，ｃで上テーブルが位置決めされる。熱板を用いて成形を行う場合、生じる熱により装置の部材が膨張する等して寸法のずれが生じることがあるが、以上の構成により支柱や上テーブルに過大な力が加わることが無いので、より円滑にシートを成形することが可能になる。
なお、貫通穴４６ｂ，ｃの径を貫通穴４６ａ，ｄの径よりも大きくしてもよい。
【００３７】
図２、図３等に示すように、熱板３０は、型４０に対向する上面３０ａが成形位置Ｌ１のシートＳ１の下面Ｓ１ｂに接触するように配置され、成形位置Ｌ１に搬入されたシートＳ１を加熱して軟化させる。熱板３０は、下テーブル（熱板用テーブル）３５上に載置された台座３１上に載置されている。ここで、台座３１には図示しないヒータ（加熱機構）が設けられており、ヒータに通電するとヒータから熱が発生し、台座３１が加熱される結果、熱板３０が加熱される。また、台座３１には熱板３０の温度を検出する温度センサも設けられており、図示しない加熱温度フィードバック制御機構により熱板３０を設定温度となるように加熱する。熱板の加熱温度は、シートの材質や厚み等に応じて設定され、例えばシートが軟化する温度以上溶融する温度以下とすることができる。
【００３８】
図１５等に示すように、熱板３０は、例えば金属製とされ、矩形板形状に形成されている。また、熱板３０には、上下方向へ貫通した通気孔（第一の通気孔）３０ｂが多数形成されている。各通気孔３０ｂは、通気経路２５ａに接続され、真空圧空供給機構２５から真空圧を作用させられたり（空気を吸引されたり）、真空圧の供給（減圧）から解放されたり、圧空を供給されたり、圧空の供給を解除されたりする。
なお、差圧成形を円滑に行うため、雌型４１の成形面４１ａにも複数の通気孔４１ｂが形成されている。
台座３１は、例えば金属製とされ、矩形板形状に形成されている。図１５に示すように、台座３１は、下テーブル３５に対してシートの搬送方向Ｄ１とは異なる所定の熱板引出方向Ｄ３へ引出可能に設けられており、熱板３０を載置して熱板引出方向Ｄ３の往復双方向へスライド可能とされている。
【００３９】
下テーブル３５は、支柱６６ａ、支柱６６ｂ、支柱６６ｃ、支柱６６ｄの径よりもそれぞれ大きい径とされて該支柱を上下方向へ貫通させる第一の貫通穴３６ａ、第二の貫通穴３６ｂ、第三の貫通穴３６ｃ、第四の貫通穴３６ｄ、が形成されている。ここで、対角の位置にある貫通穴３６ａ，ｄの径は、対角の位置にある貫通穴３６ｂ，ｃの径よりも大きくされている。これにより、遊びの少ない貫通穴３６ｂ，ｃで下テーブルが位置決めされる。熱板を用いて成形を行う場合、生じる熱により装置の部材が膨張する等して寸法のずれが生じることがあるが、以上の構成により支柱や下テーブルに過大な力が加わることが無いので、より円滑にシートを成形することが可能になる。
なお、貫通穴３６ｂ，ｃの径を貫通穴３６ａ，ｄの径よりも大きくしてもよい。
【００４０】
成形機構２０は、シートＳ１が成形位置Ｌ１まで搬送されて熱板３０と型４０とを所定の近接位置（Ｌ１４）まで近接させるときには熱板の通気孔３０ｂに真空圧を作用させてシートＳ１を熱板３０に密接させる。そして、熱板３０と型４０とが近接位置（Ｌ１４）まで近接したときに熱板の通気孔３０ｂに作用させた真空圧を解除してシートＳ１を型の成形面４１ａに密接させることにより差圧成形する。本成形機構は、熱板と型との近接時に真空圧空供給機構２５から通気孔３０ｂに圧空を供給して真空圧を解除し、型の通気孔４１ｂからシートＳ１の上側の空気を抜けさせて該シートを成形面４１ａに密接させる圧空成形を行う。
【００４１】
図１９のタイミングチャートに示すように、初期状態では、クランプ搬送機構のクランプ部材１４ａのシートクランプをオフにしてシートＳ２のクランプを解除させた状態にし、クランプ搬送機構１４を上流側の所定のクランプ位置Ｌ１１にさせ、型４０を所定の離間位置Ｌ１３にさせ、真空圧空供給機構２５から通気孔３０ｂへの真空圧または圧空の供給を解除している状態にしている。この状態で、まず、クランプ部材１４ａのシートクランプをオンにしてシートＳ２の両側縁部をクランプ搬送機構１４にクランプさせる（タイミングt1）。次に、クランプ搬送機構１４をクランプ位置Ｌ１１から下流側の所定の解放位置Ｌ１２まで移動させる（タイミングt2〜t3）。すると、成形後のシートＳ２が所定量搬送方向Ｄ１へ搬送され、成形前のシートＳ１も成形後のシートＳ２に引っ張られて所定量搬送方向Ｄ１へ搬送されて、成形されていないシートＳ１が成形位置Ｌ１に搬入される。さらに、クランプ部材１４ａのシートクランプをオフにしてシートＳ２のクランプを解除させた状態にする（タイミングt4）。なお、タイミングt2に戻るまでに、所定のタイミングでクランプ搬送機構１４を解放位置Ｌ１２から上流側のクランプ位置Ｌ１１まで移動させるようにしている。
【００４２】
その後、真空圧空供給機構２５から通気孔３０ｂへ真空圧を作用させ、成形位置Ｌ１のシートＳ１を熱板３０に密接させる（タイミングt5）。すると、成形位置のシートＳ１は、熱板３０にて加熱され、軟化する。次に、図４に示すように、型用テーブル駆動機構５０にて上テーブル４５を下降させ、型４０を所定の近接位置Ｌ１４にさせて、熱板３０と型４０とを近接させる（タイミングt6〜t7）。そして、真空圧空供給機構２５から通気孔３０ｂへ圧空を供給して、型の通気孔４１ｂからエアを排出させながら加熱軟化状態のシートＳ１を型の成形面４１ａに密接させる（タイミングt8）。ここで、雌型４１の温度は熱板３０よりも低いため、成形面４１ａに密接したシートが冷却され、固化する。これにより、シートが圧空成形され、カット前の成形品が形成される。
なお、型の通気孔４１ｂに真空圧を作用させる（空気を吸引する）減圧機構を該通気孔４１ｂに接続し、タイミングt8〜t9で通気孔４１ｂに真空圧を作用させてもよい。すると、シートに対して真空圧空成形を行うことができる。このとき、真空圧空供給機構２５から通気孔３０ｂへ圧空を供給しないと、シートに対して真空成形を行うことができる。
【００４３】
タイミングt9で真空圧空供給機構２５から通気孔３０ｂへの圧空の供給を解除すると、型用テーブル駆動機構５０にて上テーブル４５を上昇させ、型４０を所定の離間位置Ｌ１３にさせて、熱板３０と型４０とを離間させる（タイミングt10〜t11）。
以上で１サイクルが終了し、以下、タイミングt1〜t11を繰り返すことにより、シートから熱板を用いた差圧成形を連続して行うことができる。
【００４４】
成形機構固定部材５５は、例えば金属製とされ、Ｈ字形に形成されて、該Ｈ字形の４箇所の端部５５ａ〜ｄで前記立設された各円柱状支柱６６ａ〜ｄの先端部にそれぞれ高さ調節ナット６０を介して固定されている。本固定部材５５は、Ｈ字形の本体部５６と、該Ｈ字形の４箇所の端部で本体部５６の上部に固定されたナット保持部材（ねじ部材保持部）５７とを有している。
本体部５６は、リンク機構５２が取り付けられて固定され、成形機構２０の上部を固定するとともに、下部にロック機構８０が取り付けられて固定されている。
各ナット保持部材５７は、図７と図８に示すように、上部５７ａの径が小さくされた筒状に形成され、上部の開口５７ｂからナット６０の内嵌部材６１の上部を貫通させ、上部５７ａと本体部５６との間で内嵌部材６１の下部（基部６１ａ）を上下に挟み、ボルト５７ｃで本体部５６に取り付けられて固定されることにより、上下方向を中心軸として内嵌部材の基部６１ａを回転可能に保持する。従って、ナット保持部材５７は、本体部５６の上側でナット６０を上下方向において位置決めし、雄ねじ部６６ｅを中心軸Ｌ２１としてナット６０を回転可能に保持する。
【００４５】
各高さ調節ナット６０は、例えば金属製とされ、図７と図９に示すように、雄ねじ部６６ｅと螺合する雌ねじ６１ｂが内周部６０ａに形成され、ウォームギヤ７１と噛合する（噛み合う）ギヤ６２ａが外周部６０ｂに形成されている。本高さ調節ナット６０は、雌ねじ６１ｂを有する内嵌部材６１の上部の外周にギヤ６２ａを有する外嵌部材６２が嵌め込まれてボルト６３で固定されることにより形成される。内嵌部材の基部６１ａは、上部よりも径が大きくされ、上下方向において固定部材５５の本体部５６とナット保持部材５７とで位置決めされて上下方向を中心軸として回転可能に保持される。従って、高さ調節ナット６０は、雄ねじ部６６ｅを中心軸Ｌ２１とした外周部にギヤ６２ａが形成され、位置決め方向Ｄ１１において固定部材５５に位置決めされながら螺合する方向Ｄ１２へ回転動作可能とされている。
【００４６】
ねじ部材駆動機構７０は、各高さ調節ナットのギヤ６２ａと噛合した各ウォームギヤ７１、昇降モータ７３からの動力をウォームギヤ７１へ伝達する動力伝達機構７２、該動力伝達機構を介して各ウォームギヤ７１を回転駆動する電動サーボモータ（昇降モータ７３）、を備えている。動力伝達機構７２は、例えば、ウォームギヤ７１の回転の中心軸となる２本のロッド部材７２ａ、各ロッド部材７２ａに中心部を外嵌された各スプロケット７２ｂ、該各スプロケット７２ｂに架け回されて連動するチェーン７２ｃ、昇降モータ７３に回転駆動されるとともにスプロケット７２ｂ，７２ｂの間でチェーン７２ｃと噛み合って連動するスプロケット７２ｄ、を備えている。各部材７１，７２ａ〜ｄは、例えば金属製とされる。
以上の構成により、昇降モータ７３に通電すると、該モータ７３がスプロケット７２ｄを回転駆動し、該スプロケットがチェーン７２ｃを介してスプロケット７２ｂ，７２ｂを回転させ、各スプロケット７２ｂが各ロッド部材７２ａを介してそれぞれ２つのウォームギヤ７１を回転させ、各ウォームギヤ７１が各高さ調節ナット６０を回転させる。すると、各ナット６０の螺合位置Ｌ２２はサーボモータ７３の回転量に応じた位置とされ、成形機構固定部材５５の高さはモータ７３の回転量に応じた高さとされる。
【００４７】
固定部支持部材６５は、互いに並行して設けられた複数の支柱６６と、これらの複数の支柱に固定されて該支柱の間に架け渡されるとともに押当部６７ｃが形成された当て板部材６７とを有している。各円柱状支柱６６ａ〜ｄは、例えば金属製とされ、図１１に示すように、それぞれ先端部に雄ねじ部６６ｅが形成され、該雄ねじ部の下方で径が細くされた細径部６６ｆが形成されている。当て板部材６７は、例えば金属製で平板形状とされ、第一および第二の当て板部材６７ａ，ｂから構成されている。第一の当て板部材６７ａは、一端に第一の支柱６６ａの細径部６６ｆを嵌め込み可能な第一の凹部６７ａ１が形成され他端に第三の支柱６６ｃの細径部６６ｆを嵌め込み可能な第二の凹部６７ａ２が形成された本体部材６８ａ１を有している。そして、凹部６７ａ１，６７ａ２にそれぞれ支柱６６ａ，ｃの細径部６６ｆを嵌め込んで支柱６６ａ，ｃに架け渡され、閉塞部材６８ａ２，６８ａ３をボルト止めすることにより支柱６６ａ，ｃに固定される。第二の当て板部材６７ｂは、一端に第二の支柱６６ｂの細径部６６ｆを嵌め込み可能な第三の凹部６７ｂ１が形成され他端に第四の支柱６６ｄの細径部６６ｆを嵌め込み可能な第四の凹部６７ｂ２が形成された本体部６８ｂ１を有している。そして、凹部６７ｂ１，６７ｂ２にそれぞれ支柱６６ｂ，ｄの細径部６６ｆを嵌め込んで支柱６６ｂ，ｄに架け渡され、閉塞部材６８ｂ２，６８ｂ３をボルト止めすることにより支柱６６ｂ，ｄに固定される。
【００４８】
ロック機構８０は、図１０に示すように、第一の当て板部材６７ａの上方で成形機構固定部材５５の下面から下方に向けて立設された第一および第二のロック機構８０ａ，ｂと、第二の当て板部材６７ｂの上方で成形機構固定部材５５の下面から下方に向けて立設された第三および第四のロック機構８０ｃ，ｄとから構成されている。ここで、複数のロック機構８０は、ロック機構８０ａ〜ｄから少なくとも構成されればよく、ロック機構８０ａ〜ｄのみから構成されても、さらに、別の位置で成形機構固定部から立設されたロック機構を含めて構成されてもよい。
第一のロック機構８０ａは、第一の支柱６６ａと第三の支柱６６ｃとの間で第一の当て板部材６７ａに向けてＨ字形の固定部材５５における第一の支柱６６ａの近傍に立設されている。第二のロック機構８０ｂは、支柱６６ａと支柱６６ｃとの間で当て板部材６７ａに向けて固定部材５５における支柱６６ｃの近傍に立設されている。第三のロック機構は、第二の支柱６６ｂと第四の支柱６６ｄとの間で第二の当て板部材６７ｂに向けて固定部材５５における第二の支柱６６ｂの近傍に立設されている。第四のロック機構は、支柱６６ｂと支柱６６ｄとの間で当て板部材６７ｂに向けて固定部材５５における支柱６６ｄの近傍に立設されている。
【００４９】
図１６と図１７に示すように、本ロック機構８０は、各ロック機構８０ａ〜ｄに対応して設けられた各エアシリンダ（シリンダ）８１ａ〜ｄ、該各エアシリンダに対して進退可能な各ピストン（進出部材）８２ａ〜ｄ、エアシリンダ８１ａ〜ｄに空気圧（圧力）を供給する圧空供給機構（圧力供給機構）８３、空気圧が設計通りに切り替わるかどうかを検知するための圧力スイッチ（圧力検知機構）８４、空気圧が設計通りでない場合にその旨を外部へ出力する圧力状態出力手段８５、を備えている。
エアシリンダ８１は、供給される空気圧に応じてピストン８２を上下方向へ進退させる。ピストン８２は、固定部材５５が最も高い位置に固定されても進出したときに押当部６７ｃに突き当たるようにストロークが設計され、固定部材５５が最も低い位置に固定されても退避したときに押当部６７ｃから離間するようにストロークが設計されている。
なお、シリンダとして油圧に応じてピストンを進退させる油圧シリンダを使用することも可能であるが、容易に圧縮可能なエアを圧力伝達媒体としたエアシリンダを用いることにより、ピストンから押当部に加わる力の反作用によりシリンダから高さ調節ナットへ力が加わる際にシリンダ内のエアが圧縮されて成形機構固定部材からナットへ適度な力が加わり、適度な力で高さ調節ナットの緩みを防ぐことが可能になる。
図１６に示すように、圧空供給機構８３は、圧空供給源８３ａ、エア流路８３ｂ、圧力切替機構８３ｃ〜ｆ、を備えている。定圧弁８３ｃと増圧弁８３ｄとは、エア流路８３ｂを介して圧空供給源８３ａに接続されている。電磁弁８３ｅは、エア流路８３ｂを介して増圧弁８３ｄに接続されている。シリンダバルブ８３ｆは、エア流路８３ｂを介して定圧弁８３ｃと増圧弁８３ｄとに接続されるとともに、切替圧力入力部８３ｆ１にエア流路８３ｂを介して電磁弁８３ｅが接続されている。エアシリンダ８１ａ〜ｄは、エア流路８３ｂを介して同じシリンダバルブ８３ｆに接続されている。圧力スイッチ８４は、シリンダバルブ８３ｆからエアシリンダ８１ａ〜ｄへ接続されたエア流路８３ｂに接続されている。
【００５０】
増圧弁８３ｄは、圧空供給源８３ａからの圧空を所定の設定圧Ｐｕ（単位：ＭＰａ）まで増圧してエアシリンダ８１に略設定圧Ｐｕの高圧エアを供給するために設けられている。この設定圧Ｐｕは、高さ調節ナットの緩みを防止させるときに、進出した進出部材から押当部へ加えられる設計上の圧力である。一方、定圧弁８３ｃは、圧空供給源８３ａからの圧空を所定の設定圧Ｐｌ（単位：ＭＰａ。Ｐｌ＜Ｐｕ）にしてエアシリンダ８１に略設定圧Ｐｌの低圧エアを供給するために設けられている。この設定圧Ｐｌは、高さ調節ナットの螺合位置を変更するときに、進出した進出部材から押当部へ加えられる設計上の圧力である。
電磁弁８３ｅは、ソレノイドに通電されていないときには増圧弁８３ｄからの高圧エアをシリンダバルブ８３ｆに供給し、ソレノイドに通電されると内蔵するばねの付勢力に逆らって弁を切り替えることにより増圧弁８３ｄからのエア流路を遮断し、シリンダバルブ８３ｆへのエア流路を大気圧に開放する。シリンダバルブ８３ｆは、電磁弁８３ｅから高圧エアが供給されると内蔵するばねの付勢力に逆らって弁を切り替えることにより増圧弁８３ｄからの設定圧Ｐｕの高圧エアをエアシリンダ８１に供給し、電磁弁８３ｅからのエア流路が大気圧に開放されると定圧弁８３ｃからの設定圧Ｐｌの低圧エアをエアシリンダに供給する。
圧力スイッチ８４は、所定の設定圧Ｐｔ（単位：ＭＰａ。Ｐｌ＜Ｐｔ＜Ｐｌ）から高い空気圧になると内蔵するばねの付勢力に逆らってスイッチをオンにし、同設定圧Ｐｔから低い空気圧になるとスイッチをオフにする。この設定圧Ｐｔは設定圧Ｐｕと設定圧Ｐｌとの間の所定の圧力であり、圧力スイッチ８４は、この設定圧Ｐｔと、圧空供給機構８３からエアシリンダ８１へ供給される圧力と、の大小を検知する。
【００５１】
低圧エアの設定圧Ｐｌは、成形機構２０等を支持した成形機構固定部材５５の重量による下向きの力（図２１のＦ４）をちょうど打ち消す程度に設定すると、固定部材５５と高さ調節ナット６０とが押し合う力がほとんど無くなって軽い負荷でナット６０を回転させることができるので、好適である。図２１の右側を参照して説明すると、エアシリンダ８１に供給する圧力Ｐｌは、ピストン８２から当て板部材６７へ加える力Ｆ１’とエアシリンダ８１の口径によって決まり、当て板部材６７からピストン８２へ加わる反力Ｆ２’はＦ１’となる。固定部材５５がナット６０を押し上げようとする力Ｆ３’は、成形機構２０等を支持した固定部材５５の重量の偏り等で変わってくるが、Ｆ２’に応じた力となる。固定部材５５からナット６０へ加えられる力Ｆ５’は、成形機構２０等を支持した固定部材５５の重量による力をＦ４として、力Ｆ３’から力Ｆ４を差し引いた力となるため、力Ｆ４と力Ｆ３’とがほぼ同じになるように設定圧Ｐｌを設定すると、力Ｆ４がちょうど打ち消されることになる。
【００５２】
高圧エアの設定圧Ｐｕは、高さ調節ナット６０の緩みを十分に防止させ、かつ、必要以上に強すぎない力Ｆ５が固定部材５５からナット６０へ加わるように設定すると、好適である。図２２の左側を参照して説明すると、エアシリンダ８１に供給する圧力Ｐｕは、ピストン８２から当て板部材６７へ加える力Ｆ１とエアシリンダ８１の口径によって決まり、当て板部材６７からピストン８２へ加わる反力Ｆ２はＦ１となる。固定部材５５がナット６０を押し上げようとする力Ｆ３は、Ｆ２に応じた力となる。固定部材５５からナット６０へ加えられる力Ｆ５は、成形機構２０等を支持した固定部材５５の重量による力をＦ４として、力Ｆ３から力Ｆ４を差し引いた力となるため、Ｆ３−Ｆ４がナット６０の緩みを十分に防止させる必要最低限の力となるように設定圧Ｐｕを設定すると、必要以上に強すぎない力を固定部材５５からナット６０へ加えながらナット６０の緩み止めを十分に機能させることができる。
すなわち、高圧Ｐｕと低圧Ｐｌとの差圧による力Ｆ５が固定部材５５からナット６０を押す推力としていることになる。
なお、設定圧Ｐｕ，Ｐｌ，Ｐｔは、大気圧で定義されてもよいし、大気圧との差圧であるゲージ圧で定義されてもよい。ここで、低圧Ｐｌは、固定部材５５を支える観点からは大気圧より大きくされ、ゲージ圧が０より大きくされる。高圧Ｐｕは、成形機構２０等を固定した固定部材５５の重量やシリンダ８１の口径等によって変わってくるが、例えばゲージ圧で０．２〜１．５ＭＰａ程度とすることができる。低圧Ｐｌは、上述した条件を満たせばよいが、例えば高圧Ｐｕよりも０．１〜１．０ＭＰａ程度小さい圧力とすることができる。
【００５３】
エアシリンダ８１へ供給する空気圧の切り替えは、例えば図１７に示すコンピュータシステム８５で行うことができる。本システム８５は、パーソナルコンピュータ等で構成されるコンピュータ８６と、シーケンサ回路等で構成される制御盤８８とを備えている。制御盤８８は、成形を行う自動モードと型を交換する型替モードを少なくとも有する複数のモード（設定）の中からいずれかのモードに切り替えるためのセレクトスイッチ８８ａ、成形機構２０に接続されて該成形機構の動作を制御する成形機構制御回路２０ａ、昇降モータ７３に接続されて該昇降モータの動作を制御する昇降モータ制御回路７３ａ、電磁弁８３ｅに接続されて該電磁弁の動作を制御する電磁弁制御回路８３ｅ１、圧力スイッチ８４に接続されて該圧力スイッチの状態を読み込むスイッチ状態読込回路８４ａ、等の回路を備えている。
コンピュータ８６の内部では、バス８６ａに、ＣＰＵ８７ａ、ＲＯＭ（不揮発性半導体メモリ）８７ｂ、ＲＡＭ（揮発性の半導体メモリ）８７ｃ、Ｉ／Ｏ回路（入出力回路）８７ｄ、タイマ回路８７ｋ、等が接続されるとともに、ハードディスクドライブを介してハードディスク（磁気記録媒体）８７ｅ、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）を介してディスプレイ８７ｆ、Ｉ／Ｆを介して音声出力器８７ｇ、Ｉ／Ｆを介してマウス（ポインティングデバイス）８７ｈ、Ｉ／Ｆを介してキーボード８７ｉ、Ｉ／Ｆを介してプリンタ８７ｊ、等も接続されている。ＣＰＵ８７ａは、ＲＯＭ８７ｂやハードディスク８７ｅに記録された制御プログラムに基づいてメモリ８７ｃ，ｅをワークエリアとして利用しながら各部を制御する。
【００５４】
Ｉ／Ｏ回路８７ｄには、制御盤８８のセレクトスイッチ８８ａや成形機構制御回路２０ａや昇降モータ制御回路７３ａや電磁弁制御回路８３ｅ１やスイッチ状態読込回路８４ａ等が接続されている。Ｉ／Ｏ回路と制御盤との接続は、ＵＳＢやＲＳ−２３２Ｃ等のシリアルインターフェイスによる接続、パラレルインターフェイスによる接続、無線による接続、等、様々な接続が考えられる。成形機構制御回路２０ａは、コンピュータ８６の指示に従ってシーケンサにより成形機構２０の動作を制御する。昇降モータ制御回路７３ａは、コンピュータ８６の指示に応じた回転量でモータ７３の動作を制御する。電磁弁制御回路８３ｅ１は、コンピュータ８６の指示に従って電磁弁８３ａに通電したり該電磁弁への通電を停止したりする。スイッチ状態読込回路８４ａは、圧力スイッチ８４のオンオフの状態をＩ／Ｏ回路８７ｄへ伝達する。
コンピュータシステム８５は、図１８に示す処理を行い、ねじ部材駆動機構７０が高さ調節ナット６０の回転駆動を停止しているときにピストン８２を進出させて押当部６７ｃに押し当てて力を加えることによりナット６０の緩みを防止させ、ねじ部材駆動機構７０がナット６０を回転駆動するときに成形機構固定部材５５を支えながら押当部６７ｃに加える力を弱める制御を行う。なお、初期状態では、昇降モータ７３が停止状態にされ、エアシリンダ８１に高圧エアが供給され、成形機構２０の動作が停止状態となるようにしている。ここで、Ｓ１１２〜Ｓ１１４，Ｓ１１８〜Ｓ１２０，Ｓ１２６〜Ｓ１２８の処理を行うコンピュータシステム８５が圧力状態出力手段を構成し、Ｓ１１２，Ｓ１１８，Ｓ１２６でシリンダへ供給される圧力が設計通りであるか否かを判断し、Ｓ１１４，Ｓ１２０，Ｓ１２８で該圧力が設計通りでない場合にその旨を外部に出力する。
【００５５】
（２）成形装置の動作および作用：
コンピュータシステム８５の電源をオンにする等して図１８に示す処理を開始すると、まず、セレクトスイッチ８８ａの状態に応じて処理を分岐させる（ステップＳ１０２。以下、「ステップ」の記載を省略）。セレクトスイッチが「自動モード」に切り替えられている場合、図１９のタイミングチャートで示される動作を行う制御を行う成形処理を行い（Ｓ１０４）、シートＳ１に対して上述した差圧成形を行う。そして、操作入力デバイス８７ｈ，ｉにて成形終了を意味する所定の操作が行われたか否かを判断する等により、成形を終了するか否かを判断する（Ｓ１０６）。操作入力デバイスにて成形終了の所定の操作が行われていない場合、Ｓ１０４〜Ｓ１０６の処理を繰り返すことにより、上述した差圧成形を連続して行う。操作入力デバイスにて成形終了の所定の操作が行われた場合、上述した差圧成形を終了して、Ｓ１０２に戻る。
【００５６】
セレクトスイッチが「型替モード」に切り替えられている場合、ディスプレイ８７ｆに型の高さ（熱板３０の上面と型４０の下面との間の上下方向の距離）を設定するための画面を表示し、型の高さの設定入力を操作入力デバイス８７ｈ，ｉから受け付ける（Ｓ１１０）。型の高さの設定入力が行われると、型の高さを表す情報をＲＡＭに記憶するとともに、圧力スイッチ８４のオンオフの状態を読み込み、該状態に応じて処理を分岐させる（Ｓ１１２）。成形機構固定部材５５の高さを変更しない常時は、エアシリンダ８１に高圧Ｐｕが供給される設定であるため、設計上圧力スイッチ８４がオンになるはずである。従って、圧力スイッチ８４がオフ（低圧）である場合には、エアシリンダに供給される空気圧が設計通りでないことになり、設計通りの高圧エアが供給されていない旨の警報を外部に出力し（Ｓ１１４）、Ｓ１１０に戻る。なお、警報を外部に出力する態様には、ディスプレイ８７ｆに圧力が設計通りでない旨を表示すること、音声出力器８７ｇから所定の警報音を発生させること、プリンタ８７ｊから圧力が設計通りでない旨を印刷媒体に印刷させること、等が考えられる。以下も、同様である。
【００５７】
Ｓ１１２で圧力スイッチ８４がオン（高圧）であった場合、電磁弁８３ｅに通電することにより、シリンダバルブ８３ｆを高圧側から低圧側に切り替え、定圧弁８３ｃからの低圧エアをシリンダ８１へ供給する（Ｓ１１６、図２０のタイミングt21）。すると、図２１の右側に示すように、力Ｆ１から弱められた力Ｆ１’がピストン８２から押当部６７ｃへ加わり、この力Ｆ１’の反作用により押当部６７ｃからピストン８２へ反対向きの力Ｆ２’（＝Ｆ１’）が加わる。すると、ピストン８２から固定部材５５へ力Ｆ２’に相当する力が加わり、力Ｆ２’に応じた力Ｆ３’が固定部材５５からナット６０へ上向きに加えられる。固定部材５５からナット６０へ上向きに加わる力Ｆ５’は、成形機構２０等を支持した固定部材５５の重量による下向きの力をＦ４として、Ｆ３’からＦ４を差し引いた力になるので、下向きの力Ｆ４が上向きの力Ｆ３’で打ち消されることになる。これにより、固定部材５５を昇降させるときに該固定部材５５がロック機構８０で支えられるので、高さ調節ナット６０を回転させる負荷を軽減させることができ、成形機構２０等を支持した成形機構固定部材５５の昇降を容易にさせることが可能になる。
【００５８】
エアシリンダに低圧エアを供給した後、圧力スイッチ８４のオンオフの状態を読み込み、該状態に応じて処理を分岐させる（Ｓ１１８）。ここで、エアシリンダ８１に低圧Ｐｌが供給される設定であるため、設計上圧力スイッチ８４がオフになるはずである。従って、圧力スイッチ８４がオン（高圧）である場合には、エアシリンダに供給される空気圧が設計通りでないことになり、設計通りの低圧エアが供給されていない旨の警報を外部に出力し（Ｓ１２０）、Ｓ１１０に戻る。
【００５９】
Ｓ１１８で圧力スイッチ８４がオフ（低圧）であった場合、昇降モータ７３に必要量通電することにより高さ調節ナット６０を回転駆動し、記憶されている型の高さを表す情報に応じた支持位置Ｌ２３まで固定部材５５の高さを変更するようにナット６０の螺合位置Ｌ２２を移動させる（Ｓ１２２、図２０のタイミングt22〜t23）。すなわち、サーボモータ７３の回転駆動によりスプロケット７２ｄが回転し、該スプロケットがチェーン７２ｃを回転させ、該チェーンがスプロケット７２ｂ，７２ｂを回転させ、該スプロケット７２ｂ，７２ｂがロッド部材７２ａ，７２ａを介して４つのウォームギヤ７１を回転させ、該ウォームギヤがナット６０を回転させる。ここで、成形機構２０等を支持した固定部材５５は、各ナット６０の上下方向を位置決めしながら雄ねじ部６６ｅを中心軸Ｌ２１として回転動作可能に保持しているので、ナット６０の螺合位置Ｌ２２に応じた支持位置Ｌ２３まで移動する。なお、サーボモータ７３の回転量を制御することにより、固定部材５５の移動量を制御することができる。
Ｓ１２２の処理を行っている段階で、型４０を引き出して交換用型４１を交換すると、好適である。むろん、型４０全体を交換してもよいし、熱板３０を引き出して清掃してもよい。型替えにより熱板の上面と型の下面との間隔が狭まり固定部材５５を上昇させる必要がある場合には、交換前の型を取り付けた状態で交換後の型に応じた高さまで固定部材５５を上昇させる操作を行い、型を交換すればよい。型替えにより熱板の上面と型の下面との間隔が拡がり固定部材５５を下降させる必要がある場合には、先に型を交換し、交換後の型を取り付けた状態で交換後の型に応じた高さまで固定部材５５を下降させる操作を行えばよい。むろん、Ｓ１２２にて、一旦固定部材５５を最も高い位置に上昇させる処理を行い、上昇後に型替えを行い、その後、型の高さを表す情報に応じた支持位置Ｌ２３まで固定部材５５を下降させる処理を行うと、型と熱板との干渉を確実に防止して型を交換することが可能になる。
【００６０】
固定部材５５の移動を完了した後、電磁弁８３ｅへの通電を停止することにより、シリンダバルブ８３ｆを低圧側から高圧側に切り替え、増圧弁８３ｄからの高圧エアをシリンダ８１へ供給する（Ｓ１２４、図２０のタイミングt24）。すると、図２１の左側に示すように、力Ｆ１がピストン８２から押当部６７ｃへ加わり、この力Ｆ１の反作用により押当部６７ｃからピストン８２へ反対向きの力Ｆ２（＝Ｆ１）が加わる。すると、ピストン８２から固定部材５５へ力Ｆ２に相当する力が加わり、力Ｆ２に応じた力Ｆ３が固定部材５５からナット６０へ上向きに加えられる。固定部材５５からナット６０へ上向きに加わる力Ｆ５は、成形機構２０等を支持した固定部材５５の重量による下向きの力をＦ４として、Ｆ３からＦ４を差し引いた力になるので、Ｆ３−Ｆ４の力が固定部材５５の本体部５６からナット６０へ上向きに押しつけるように加えられる。これにより、ロックナットを用いることなく、高さ調節ナット６０の緩みが防止される。
【００６１】
エアシリンダに高圧エアを供給した後、圧力スイッチ８４のオンオフの状態を読み込み、該状態に応じて処理を分岐させる（Ｓ１２６）。ここで、エアシリンダ８１に高圧Ｐｕが供給される設定であるため、設計上圧力スイッチ８４がオンになるはずである。従って、圧力スイッチ８４がオフ（低圧）である場合には、エアシリンダに供給される空気圧が設計通りでないことになり、設計通りの高圧エアが供給されていない旨の警報を外部に出力し（Ｓ１２８）、Ｓ１１０に戻る。一方、圧力スイッチ８４がオン（高圧）である場合には、型替えを終了した旨を外部に出力して（Ｓ１３０）、Ｓ１０２に戻る。ここでも、型替え終了の旨を表示したり、型替え終了の旨を音声出力したり、型替え終了の旨を印刷したりすればよい。
なお、セレクトスイッチ８８ａが「自動モード」に切り替えられると、エアシリンダに高圧エアが供給されてナット６０の緩みが防止された状態で上述した成形処理が行われる（図２０のタイミングt25〜t26）。
【００６２】
以上説明したように、本発明によると、ロック機構８０が進出部材８２から成形機構固定部の押当部６７ｃへ力を加えることにより成形機構固定部５５からねじ部材６０へ力が加わるので、ロックナットを用いることなく、ねじ部材６０の緩みが防止される。従って、ロックナットを不要にさせ、成形機構固定部を所望の支持位置で固定する作業を軽減させ、該作業にかかる時間を短縮させることが可能になる。
また、ねじ部材の螺合位置Ｌ２２を変更するときにロック機構８０が進出部材８２から押当部６７ｃに加わる力を弱めながら成形機構固定部５５を支えるので、ねじ部材６０を回転させる負荷を軽減させることができ、成形機構を支持した成形機構固定部の昇降を容易にさせることが可能になる。
さらに、圧力供給機構からシリンダへ供給される圧力が設計通りでない場合にその旨が通知されるので、本成形装置は便利である。
さらに、複数の支柱に架け渡された当て板部材６７に進出部材８２が押し当てられて力が加えられるので、確実にねじ部材の緩み止めを機能させることが可能になる。
【００６３】
（３）変形例：
なお、Ｓ１１２〜Ｓ１１４の処理、Ｓ１１８〜Ｓ１２０の処理、Ｓ１２６〜Ｓ１２８の処理、のいずれかを省略しても、本発明の圧力状態出力手段が構成される。また、圧力スイッチの代わりにシリンダへ供給される空気圧をアナログ量またはデジタル量で検出し、該空気圧が所定の圧力Ｐｔから高いか低いかを判断して設計通りでない場合にその旨を出力するようにしてもよい。なお、圧力検知機構や圧力状態出力手段を設けなくても、本発明の基本的な効果が得られる。また、図１８に示す処理を行わない成形装置でも、本発明の基本的な効果が得られる。
【００６４】
上記成形機構では、シートの上面側に熱板を配置し、シートの下面側に型を配置してもよい。また、シートを鉛直方向に搬送する場合には、熱板と型とを同じ高さに配置してもよい。
上記シートの一面側に配置される熱板は、該シートの一面に接触しても、接触せず該シートの一面に対面配置されてもよい。なお、シートを加熱する際には、接触加熱する以外にも、輻射加熱や、接触加熱と輻射加熱の併用によりシートを加熱してもよい。上記シートの他面側に配置される型は、該シートの他面に接触しても、接触せず該シートの他面に対面配置されてもよい。
上記熱板と上記型とを近接および離間させる際には、型のみ移動させる以外にも、熱板のみ移動させても、熱板と型の両方を移動させてもよい。また、熱板と型との近接および離間の際、シートの位置を変えないのみならず、シートを型の方向へ移動させたり、シートを熱板の方向へ移動させたりしてもよい。
型用テーブルを熱板に対して近接および離間させる機構は、上記リンク機構以外にも、各種クランク機構、エアシリンダや油圧シリンダのようなシリンダを用いた機構、等でもよい。なお、型用テーブルを駆動する方向は、型用テーブルと熱板との位置関係に応じて決定すればよく、上下動以外にも、水平方向等とすることもできる。
上記成形機構は、差圧成形以外の熱成形で被成形材を成形する機構、熱成形以外の成形で被成形材を成形する機構、でもよい。上記被成形材は、極薄の樹脂フィルム、極薄の可塑性フィルム、厚みのある樹脂素材、厚みのある可塑性素材、等でもよい。
【００６５】
上記位置決め方向は、重力を基準とした厳密な上下方向でもよいし、厳密な上下方向から斜めにずれた上下方向（例えば、厳密な上下方向に対して、０より大きく１５°以内でずれた方向、０より大きく３０°以内でずれた方向）でも、さらに水平に近づいた方向（例えば、厳密な上下方向に対して３０〜６０°ずれた方向）でもよい。なお、成形機構固定部を支えてねじ部材を回転させる負荷を軽減させる効果は得られないものの、上記位置決め方向を水平方向にすることもできる。
上記ロック機構は、単数とされても、本発明の基本的な効果が得られる。また、ロック機構は、油圧シリンダを用いた機構、エアシリンダや油圧シリンダ以外のシリンダを用いた機構、電磁石による力を用いた機構、等でもよい。さらに、ロック機構は、成形機構固定部と分離不可能な一体化された部位とすることもできる。
上記押当部６７ｃは、進出部材の進出方向に対して垂直な平坦面として構成を簡素化してコストを低減させるようにしているが、進出部材の進出方向に対して凹んだ凹部として進出部材の先端部を該凹部に受け入れて位置決めするように構成することも可能である。また、上記押当部は、上記固定部支持部材と分離不可能な一体化された部位とすることもできる。
上記成形機構固定部は、上記成形機構と分離不可能な一体化された部位とすることもできる。
成形装置の基本部分２０，５５，６０，６５，８０のみでも、成形機構固定部を所望の支持位置で固定する作業を軽減させ、該作業にかかる時間を短縮させる効果が得られる。
【００６６】
なお、本発明は、上述した実施例や変形例に限られず、上述した実施例および変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施例および変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も含まれる。
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、有用な成形装置および成形機構支持位置固定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】熱成形装置の外観を示す斜視図。
【図２】熱成形装置を正面から見て示す正面図。
【図３】型が所定の離間位置にあるときの熱成形装置を示す右側面図。
【図４】型が所定の近接位置にあるときの熱成形装置を示す右側面図。
【図５】熱成形装置の要部を上面から見て示す平面図。
【図６】図５のＡ１の方向からねじ部材駆動機構の要部を見て示す背面図。
【図７】図５のＡ２の位置でねじ部材駆動機構の要部を示す垂直断面図。
【図８】成形機構固定部材の要部を示す斜視図。
【図９】高さ調節ナットの外観を示す斜視図。
【図１０】固定部材の下から当て板部材等を上面から見て示す平面図。
【図１１】支柱に当て板部材を取り付ける様子を示す分解斜視図。
【図１２】固定部材の下から熱成形装置の要部を上面から見て示す平面図。
【図１３】型の下から型等の底面を見て示す底面図。
【図１４】型を組み立てる様子を底面側から見て示す分解斜視図。
【図１５】型の下から熱成形装置の要部を上面から見て示す平面図。
【図１６】ロック機構のエアの流れを示すエア回路図。
【図１７】コンピュータシステムの回路構成の概略を示すブロック図。
【図１８】コンピュータシステムが実行する処理を示すフローチャート。
【図１９】成形機構の動作を示すタイミングチャート。
【図２０】ロック機構の動作を示すタイミングチャート。
【図２１】本成形装置の作用を模式的に説明する図。
【図２２】成形機構固定部材の高さを変えた様子を示す正面図。
【図２３】従来例に係る熱成形装置を正面から見て示す正面図。
【符号の説明】
【００６８】
１０…シート搬送機構、
２０…成形機構、２１…基台、
２５…真空圧空供給機構、２５ａ…通気経路、
３０…加熱板（熱板）、３０ａ…型に対向する面、３０ｂ…第一の通気孔、
３５…下テーブル（熱板用テーブル）、３６ａ〜ｄ…貫通穴、
４０…型、４１…交換用雌型（交換用型）、４１ａ…成形面、４１ｂ…第二の通気孔、
４５…上テーブル（型用テーブル）、４５ａ…下面（熱板に対向する面）、
５０…型用テーブル駆動機構、５２…リンク機構、
５２ａ…リンク部材、５２ｂ…ボールねじ機構、５２ｃ…電動モータ、
５５…成形機構固定部材（成形機構固定部）、
５５ａ〜ｄ…Ｈ字形の４箇所の端部、５５ｅ…Ｈ字形の中央部、５６…本体部、
５７…ナット保持部材（ねじ部材保持部）、５７ａ…上部、５７ｂ…開口、
６０…高さ調節ナット（ねじ部材）、６０ａ…内周部、６０ｂ…外周部、
６１…内嵌部材、６１ａ…基部、６１ｂ…雌ねじ、６２…外嵌部材、６２ａ…ギヤ
６５…固定部支持部材、６６…支柱、６６ａ…第一の円柱状支柱、
６６ｂ…第二の円柱状支柱、６６ｃ…第三の円柱状支柱、６６ｄ…第四の円柱状支柱、
６６ｅ…雄ねじ部（ねじ部）、６６ｆ…細径部、
６７…当て板部材、
６７ａ…第一の当て板部材、６７ａ１…第一の凹部、６７ａ２…第二の凹部、
６７ｂ…第二の当て板部材、６７ｂ１…第三の凹部、６７ｂ２…第四の凹部、
６７ｃ…押当部、
７０…ねじ部材駆動機構、７１…ウォームギヤ、７２…動力伝達機構、
７２ａ…ロッド部材、７２ｂ，７２ｄ…スプロケット、７２ｃ…チェーン、
７３…昇降モータ、
８０…ロック機構、８０ａ…第一のロック機構、８０ｂ…第二のロック機構、
８０ｃ…第三のロック機構、８０ｄ…第四のロック機構、
８１，８１ａ〜ｄ…エアシリンダ（シリンダ）、
８２，８２ａ〜ｄ…ピストン（進出部材）、
８３…圧空供給機構（圧力供給機構）、
８４…圧力スイッチ（圧力検知機構）、
８５…コンピュータシステム（圧力状態出力手段の一部）、
８６…コンピュータ、８８…制御盤、
１００…熱成形装置（成形装置）、
Ｄ１１…位置決め方向、Ｄ１２…螺合する方向、
Ｌ２１…中心軸、Ｌ２２…螺合位置、Ｌ２３…支持位置、
Ｓ１…シート（被成形材）、Ｓ１ａ…上面（他面）、Ｓ１ｂ…下面（一面）、
Ｓ２…成形後のシート、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持される位置が所定の位置決め方向へ変更可能とされた成形機構固定部と、該成形機構固定部に支持されるとともに被成形材に対して近接および離間しながら該被成形材を成形する成形機構と、前記位置決め方向において前記成形機構固定部に位置決めされながら螺合する方向へ回転動作可能なねじ部材と、該ねじ部材と螺合するねじ部が前記位置決め方向に向けて形成された固定部支持部材とを備え、前記位置決め方向において前記ねじ部に対する前記ねじ部材の螺合位置に応じた支持位置で該ねじ部材を介して前記成形機構固定部を前記固定部支持部材にて支持する成形装置であって、
前記位置決め方向に向けて進出して力を加える進出部材を有するロック機構が前記成形機構固定部に取り付けられ、
前記固定部支持部材に、進出した前記進出部材を押し当てさせる押当部が設けられ、
前記ロック機構により進出させた前記進出部材を前記押当部に押し当てて力を加えることにより前記ねじ部材の緩みを防止させるようにしたことを特徴とする成形装置。
【請求項２】
前記位置決め方向は、上下方向とされ、
前記進出部材は、下方に向けて進出して前記押当部に押し当てられて力を加える部材とされ、
前記ロック機構は、前記ねじ部材の螺合位置を変更するときに前記成形機構固定部を支えながら前記押当部に加える力を弱めることを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
【請求項３】
前記ねじ部材を双方向に回転駆動するねじ部材駆動機構をさらに備え、
前記ロック機構は、前記ねじ部材駆動機構が前記ねじ部材の回転駆動を停止しているときに前記進出部材を進出させて前記押当部に押し当てて力を加えることにより前記ねじ部材の緩みを防止させ、前記ねじ部材駆動機構が前記ねじ部材を回転駆動するときに前記成形機構固定部を支えながら前記押当部に加える力を弱めることを特徴とする請求項２に記載の成形装置。
【請求項４】
前記ねじ部が上下方向に向けて形成されており、
前記成形機構固定部は、前記ロック機構が取り付けられるとともに前記成形機構の上部を固定する本体部と、この本体部の上部に固定されて該本体部の上側で前記ねじ部材を上下方向において位置決めするとともに前記ねじ部を中心軸として前記ねじ部材を回転可能に保持するねじ部材保持部とを有し、
前記ねじ部材は、前記ねじ部を中心軸とした外周部にギヤが形成され、
前記ねじ部材駆動機構は、前記ねじ部材のギヤと噛合したウォームギヤと、該ウォームギヤを回転駆動するモータとを有し、
前記ロック機構により進出させた前記進出部材を前記押当部に押し当てて力を加えることにより前記本体部を前記ねじ部材に押しつけて該ねじ部材の緩みを防止させるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の成形装置。
【請求項５】
前記進出部材は、ピストンとされ、
前記ロック機構は、
供給される圧力に応じて前記ピストンを上下方向へ進退させるシリンダと、
該シリンダに圧力を供給する圧力供給機構と、
前記ねじ部材の緩みを防止させるときに前記進出した進出部材から前記押当部へ加えられる設計上の圧力と前記ねじ部材の螺合位置を変更するときに前記進出した進出部材から前記押当部へ加えられる設計上の圧力との間の所定の圧力と、前記圧力供給機構から前記シリンダへ供給される圧力と、の大小を検知する圧力検知機構と、
検知された圧力の大小に応じて前記圧力供給機構から前記シリンダへ供給される圧力が設計通りであるか否かを判断し、該圧力が設計通りでない場合にその旨を外部へ出力する圧力状態出力手段とを有することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の成形装置。
【請求項６】
前記被成形材は、成形可能なシートとされており、
前記成形機構は、前記シートに対向する成形面が形成された型を有し、下方に配置された前記シートに対して上下方向へ近接および離間しながら前記型の成形面の形状に合わせて前記シートを成形する機構とされ、
前記シリンダは、供給される空気圧に応じて前記ピストンを上下方向へ進退させるエアシリンダとされていることを特徴とする請求項５に記載の成形装置。
【請求項７】
前記固定部支持部材は、互いに並行して設けられた複数の支柱と、これらの複数の支柱に固定されて該支柱の間に架け渡されるとともに前記押当部が形成された当て板部材とを有し、
前記ロック機構により進出させた前記進出部材を前記当て板部材に押し当てて力を加えることにより前記成形機構固定部を前記ねじ部材に押しつけて該ねじ部材の緩みを防止させるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の成形装置。
【請求項８】
前記被成形材は、熱可塑性のシートとされており、
所定の成形位置を通る所定の搬送方向へ前記シートを搬送するシート搬送機構をさらに備え、
前記成形機構は、前記成形位置にあるシートの一面側に配置される熱板と、前記成形位置にあるシートの他面側に配置されて前記シートに対向する成形面が形成された型と、前記熱板に対向する面で前記型を保持する型用テーブルと、前記型用テーブルにおける前記熱板に対向する面とは反対側の部位に取り付けられて前記成形位置で前記型を保持した型用テーブルを前記熱板に対して近接および離間させる型用テーブル駆動機構と、を有し、前記シート搬送機構により前記シートが搬送されるときには前記型用テーブル駆動機構により前記型用テーブルを駆動して前記熱板と前記型とを離間させ、前記シートが前記成形位置まで搬送されたときに前記型用テーブル駆動機構により前記型用テーブルを駆動して前記熱板と前記型とを近接させて前記シートを加熱しながら前記成形面の形状に合わせて熱成形する機構とされ、
前記複数の支柱は、それぞれ前記型よりも前記搬送されるシートの上流側において該搬送されるシートを挟む位置に立設されて先端部に前記ねじ部が形成され該ねじ部の下方で径が細くされた細径部が形成された第一および第二の円柱状支柱と、それぞれ前記型よりも前記搬送されるシートの下流側において該搬送されるシートを挟む位置に立設されて先端部に前記ねじ部が形成され該ねじ部の下方で径が細くされた細径部が形成された第三および第四の円柱状支柱とから少なくとも構成され、
前記第一の円柱状支柱と前記第三の円柱状支柱とが前記搬送されるシートからみて同じ側に配置されるとともに前記第二の円柱状支柱と前記第四の円柱状支柱とが前記搬送されるシートからみて同じ側に配置され、
前記成形機構固定部は、Ｈ字形に形成されて該Ｈ字形の４箇所の端部で前記立設された第一、第二、第三および第四の円柱状支柱の先端部にそれぞれ前記ねじ部材を介して固定され、
前記型用テーブル駆動機構は、前記成形機構固定部の前記Ｈ字形の中央部と前記型用テーブルとの間に設けられて該成形機構固定部と該型用テーブルとを近接および離間させるリンク機構を有し、
前記当て板部材は、一端に前記第一の円柱状支柱の細径部を嵌め込み可能な第一の凹部が形成され他端に前記第三の円柱状支柱の細径部を嵌め込み可能な第二の凹部が形成されて前記第一および第二の凹部にそれぞれ前記第一および第三の円柱状支柱の細径部を嵌め込んで前記第一の円柱状支柱と前記第三の円柱状支柱とに架け渡されて固定されるとともに前記押当部が形成された第一の当て板部材と、一端に前記第二の円柱状支柱の細径部を嵌め込み可能な第三の凹部が形成され他端に前記第四の円柱状支柱の細径部を嵌め込み可能な第四の凹部が形成されて前記第三および第四の凹部にそれぞれ前記第二および第四の円柱状支柱の細径部を嵌め込んで前記第二の円柱状支柱と前記第四の円柱状支柱とに架け渡されて固定されるとともに前記押当部が形成された第二の当て板部材と、から構成され、
前記ロック機構は、前記第一の円柱状支柱と前記第三の円柱状支柱との間で前記第一の当て板部材に向けて前記Ｈ字形の成形機構固定部における前記第一の円柱状支柱の近傍に立設された第一のロック機構と、前記第一の円柱状支柱と前記第三の円柱状支柱との間で前記第一の当て板部材に向けて前記Ｈ字形の成形機構固定部における前記第三の円柱状支柱の近傍に立設された第二のロック機構と、前記第二の円柱状支柱と前記第四の円柱状支柱との間で前記第二の当て板部材に向けて前記Ｈ字形の成形機構固定部における前記第二の円柱状支柱の近傍に立設された第三のロック機構と、前記第二の円柱状支柱と前記第四の円柱状支柱との間で前記第二の当て板部材に向けて前記Ｈ字形の成形機構固定部における前記第四の円柱状支柱の近傍に立設された第四のロック機構と、から少なくとも構成されていることを特徴とする請求項７に記載の成形装置。
【請求項９】
支持される位置が所定の位置決め方向へ変更可能とされた成形機構固定部と、該成形機構固定部に支持されるとともに被成形材に対して近接および離間しながら該被成形材を成形する成形機構と、前記位置決め方向において前記成形機構固定部に位置決めされながら螺合する方向へ回転動作可能なねじ部材と、該ねじ部材と螺合するねじ部が前記位置決め方向に向けて形成された固定部支持部材とを用い、前記位置決め方向において前記ねじ部に対する前記ねじ部材の螺合位置に応じた支持位置で該ねじ部材を介して前記成形機構固定部を前記固定部支持部材にて支持する成形機構支持位置固定方法であって、
前記位置決め方向に向けて進出して力を加える進出部材を有して前記成形機構固定部に取り付けられたロック機構により進出させた前記進出部材を前記固定部支持部材の所定の押当部に押し当てて力を加えることにより前記ねじ部材の緩みを防止させることを特徴とする成形機構支持位置固定方法。
【請求項１】
支持される位置が所定の位置決め方向へ変更可能とされた成形機構固定部と、該成形機構固定部に支持されるとともに被成形材に対して近接および離間しながら該被成形材を成形する成形機構と、前記位置決め方向において前記成形機構固定部に位置決めされながら螺合する方向へ回転動作可能なねじ部材と、該ねじ部材と螺合するねじ部が前記位置決め方向に向けて形成された固定部支持部材とを備え、前記位置決め方向において前記ねじ部に対する前記ねじ部材の螺合位置に応じた支持位置で該ねじ部材を介して前記成形機構固定部を前記固定部支持部材にて支持する成形装置であって、
前記位置決め方向に向けて進出して力を加える進出部材を有するロック機構が前記成形機構固定部に取り付けられ、
前記固定部支持部材に、進出した前記進出部材を押し当てさせる押当部が設けられ、
前記ロック機構により進出させた前記進出部材を前記押当部に押し当てて力を加えることにより前記ねじ部材の緩みを防止させるようにしたことを特徴とする成形装置。
【請求項２】
前記位置決め方向は、上下方向とされ、
前記進出部材は、下方に向けて進出して前記押当部に押し当てられて力を加える部材とされ、
前記ロック機構は、前記ねじ部材の螺合位置を変更するときに前記成形機構固定部を支えながら前記押当部に加える力を弱めることを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
【請求項３】
前記ねじ部材を双方向に回転駆動するねじ部材駆動機構をさらに備え、
前記ロック機構は、前記ねじ部材駆動機構が前記ねじ部材の回転駆動を停止しているときに前記進出部材を進出させて前記押当部に押し当てて力を加えることにより前記ねじ部材の緩みを防止させ、前記ねじ部材駆動機構が前記ねじ部材を回転駆動するときに前記成形機構固定部を支えながら前記押当部に加える力を弱めることを特徴とする請求項２に記載の成形装置。
【請求項４】
前記ねじ部が上下方向に向けて形成されており、
前記成形機構固定部は、前記ロック機構が取り付けられるとともに前記成形機構の上部を固定する本体部と、この本体部の上部に固定されて該本体部の上側で前記ねじ部材を上下方向において位置決めするとともに前記ねじ部を中心軸として前記ねじ部材を回転可能に保持するねじ部材保持部とを有し、
前記ねじ部材は、前記ねじ部を中心軸とした外周部にギヤが形成され、
前記ねじ部材駆動機構は、前記ねじ部材のギヤと噛合したウォームギヤと、該ウォームギヤを回転駆動するモータとを有し、
前記ロック機構により進出させた前記進出部材を前記押当部に押し当てて力を加えることにより前記本体部を前記ねじ部材に押しつけて該ねじ部材の緩みを防止させるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の成形装置。
【請求項５】
前記進出部材は、ピストンとされ、
前記ロック機構は、
供給される圧力に応じて前記ピストンを上下方向へ進退させるシリンダと、
該シリンダに圧力を供給する圧力供給機構と、
前記ねじ部材の緩みを防止させるときに前記進出した進出部材から前記押当部へ加えられる設計上の圧力と前記ねじ部材の螺合位置を変更するときに前記進出した進出部材から前記押当部へ加えられる設計上の圧力との間の所定の圧力と、前記圧力供給機構から前記シリンダへ供給される圧力と、の大小を検知する圧力検知機構と、
検知された圧力の大小に応じて前記圧力供給機構から前記シリンダへ供給される圧力が設計通りであるか否かを判断し、該圧力が設計通りでない場合にその旨を外部へ出力する圧力状態出力手段とを有することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の成形装置。
【請求項６】
前記被成形材は、成形可能なシートとされており、
前記成形機構は、前記シートに対向する成形面が形成された型を有し、下方に配置された前記シートに対して上下方向へ近接および離間しながら前記型の成形面の形状に合わせて前記シートを成形する機構とされ、
前記シリンダは、供給される空気圧に応じて前記ピストンを上下方向へ進退させるエアシリンダとされていることを特徴とする請求項５に記載の成形装置。
【請求項７】
前記固定部支持部材は、互いに並行して設けられた複数の支柱と、これらの複数の支柱に固定されて該支柱の間に架け渡されるとともに前記押当部が形成された当て板部材とを有し、
前記ロック機構により進出させた前記進出部材を前記当て板部材に押し当てて力を加えることにより前記成形機構固定部を前記ねじ部材に押しつけて該ねじ部材の緩みを防止させるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の成形装置。
【請求項８】
前記被成形材は、熱可塑性のシートとされており、
所定の成形位置を通る所定の搬送方向へ前記シートを搬送するシート搬送機構をさらに備え、
前記成形機構は、前記成形位置にあるシートの一面側に配置される熱板と、前記成形位置にあるシートの他面側に配置されて前記シートに対向する成形面が形成された型と、前記熱板に対向する面で前記型を保持する型用テーブルと、前記型用テーブルにおける前記熱板に対向する面とは反対側の部位に取り付けられて前記成形位置で前記型を保持した型用テーブルを前記熱板に対して近接および離間させる型用テーブル駆動機構と、を有し、前記シート搬送機構により前記シートが搬送されるときには前記型用テーブル駆動機構により前記型用テーブルを駆動して前記熱板と前記型とを離間させ、前記シートが前記成形位置まで搬送されたときに前記型用テーブル駆動機構により前記型用テーブルを駆動して前記熱板と前記型とを近接させて前記シートを加熱しながら前記成形面の形状に合わせて熱成形する機構とされ、
前記複数の支柱は、それぞれ前記型よりも前記搬送されるシートの上流側において該搬送されるシートを挟む位置に立設されて先端部に前記ねじ部が形成され該ねじ部の下方で径が細くされた細径部が形成された第一および第二の円柱状支柱と、それぞれ前記型よりも前記搬送されるシートの下流側において該搬送されるシートを挟む位置に立設されて先端部に前記ねじ部が形成され該ねじ部の下方で径が細くされた細径部が形成された第三および第四の円柱状支柱とから少なくとも構成され、
前記第一の円柱状支柱と前記第三の円柱状支柱とが前記搬送されるシートからみて同じ側に配置されるとともに前記第二の円柱状支柱と前記第四の円柱状支柱とが前記搬送されるシートからみて同じ側に配置され、
前記成形機構固定部は、Ｈ字形に形成されて該Ｈ字形の４箇所の端部で前記立設された第一、第二、第三および第四の円柱状支柱の先端部にそれぞれ前記ねじ部材を介して固定され、
前記型用テーブル駆動機構は、前記成形機構固定部の前記Ｈ字形の中央部と前記型用テーブルとの間に設けられて該成形機構固定部と該型用テーブルとを近接および離間させるリンク機構を有し、
前記当て板部材は、一端に前記第一の円柱状支柱の細径部を嵌め込み可能な第一の凹部が形成され他端に前記第三の円柱状支柱の細径部を嵌め込み可能な第二の凹部が形成されて前記第一および第二の凹部にそれぞれ前記第一および第三の円柱状支柱の細径部を嵌め込んで前記第一の円柱状支柱と前記第三の円柱状支柱とに架け渡されて固定されるとともに前記押当部が形成された第一の当て板部材と、一端に前記第二の円柱状支柱の細径部を嵌め込み可能な第三の凹部が形成され他端に前記第四の円柱状支柱の細径部を嵌め込み可能な第四の凹部が形成されて前記第三および第四の凹部にそれぞれ前記第二および第四の円柱状支柱の細径部を嵌め込んで前記第二の円柱状支柱と前記第四の円柱状支柱とに架け渡されて固定されるとともに前記押当部が形成された第二の当て板部材と、から構成され、
前記ロック機構は、前記第一の円柱状支柱と前記第三の円柱状支柱との間で前記第一の当て板部材に向けて前記Ｈ字形の成形機構固定部における前記第一の円柱状支柱の近傍に立設された第一のロック機構と、前記第一の円柱状支柱と前記第三の円柱状支柱との間で前記第一の当て板部材に向けて前記Ｈ字形の成形機構固定部における前記第三の円柱状支柱の近傍に立設された第二のロック機構と、前記第二の円柱状支柱と前記第四の円柱状支柱との間で前記第二の当て板部材に向けて前記Ｈ字形の成形機構固定部における前記第二の円柱状支柱の近傍に立設された第三のロック機構と、前記第二の円柱状支柱と前記第四の円柱状支柱との間で前記第二の当て板部材に向けて前記Ｈ字形の成形機構固定部における前記第四の円柱状支柱の近傍に立設された第四のロック機構と、から少なくとも構成されていることを特徴とする請求項７に記載の成形装置。
【請求項９】
支持される位置が所定の位置決め方向へ変更可能とされた成形機構固定部と、該成形機構固定部に支持されるとともに被成形材に対して近接および離間しながら該被成形材を成形する成形機構と、前記位置決め方向において前記成形機構固定部に位置決めされながら螺合する方向へ回転動作可能なねじ部材と、該ねじ部材と螺合するねじ部が前記位置決め方向に向けて形成された固定部支持部材とを用い、前記位置決め方向において前記ねじ部に対する前記ねじ部材の螺合位置に応じた支持位置で該ねじ部材を介して前記成形機構固定部を前記固定部支持部材にて支持する成形機構支持位置固定方法であって、
前記位置決め方向に向けて進出して力を加える進出部材を有して前記成形機構固定部に取り付けられたロック機構により進出させた前記進出部材を前記固定部支持部材の所定の押当部に押し当てて力を加えることにより前記ねじ部材の緩みを防止させることを特徴とする成形機構支持位置固定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００７−２３０００９（Ｐ２００７−２３０００９Ａ）
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２３０４（Ｐ２００６−５２３０４）
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【出願人】（３０４０５０３６９）株式会社浅野研究所 (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【出願人】（３０４０５０３６９）株式会社浅野研究所 (44)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]