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JP3664599B2 - Plug for thermoforming, method for producing thermoformed product, and thermoforming apparatus - Google Patents
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Plug for thermoforming, method for producing thermoformed product, and thermoforming apparatus Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱成形用プラグ、熱成形品の製造方法および熱成形装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
熱成形における肉厚調整をプラグで行うものとして、特開昭50−87162号(「成形用プラグ」)や特開昭50−67370号(「熱可塑性樹脂シートの成形法」)に開示されたものが知られている。
前者のものはプラグを周面方向に沿って片割れ可能に形成しておきつつ、それぞれの一片ごとが基部の外周側で枢動可能に支持され、上端外周側が拡径及び縮径できるようになっている。当初縮径したまま熱可塑性樹脂シートに当接して雌型内に押し込み、その後、拡径される。拡径させることにより、熱成形品における底壁の予備伸張の程度が変化し、結果として肉厚を調整できることになる。
【0003】
これに対し、後者のものはバネのような弾性支持部材を介し支持され、熱可塑性樹脂板に当接させながら、プラグを雌型に付き当てて上記バネを収縮させる。このため、周壁については本来のプラグの長さに加えてバネのストローク分だけ余分に予備伸張が行われることになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の熱成形用プラグにおいては、次のような課題があった。
前者のものでは、プラグが型割れしたり、枢動可能であるなど、構成が複雑になる。また、後者のものでは、プラグを雌型内に当接させることになるが、このときに肉厚が薄くなってしまって現実的には採用できない。
【0005】
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、簡易な構成で柔軟な肉厚調整を行うことが可能になり、プラグ本体から進退するサブプラグの駆動を気圧差だけで制御でき、構成および成形タイミングを簡易にすることが可能な熱成形用プラグ、熱成形品の製造方法および熱成形装置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、請求項1にかかる発明は、熱成形用のプラグであって、プラグ本体と、当該プラグ本体に収容されつつ雌型内に向けて進退して肉厚調整を補助するサブプラグとを具備し、上記サブプラグは、上記プラグ本体に収容支持されつつ同プラグ本体内側の気密室に連通し、同気密室と外部の気圧差に応じて進退する構成としてある。
【0007】
上記のように構成した請求項1にかかる発明においては、サブプラグがプラグ本体に収容され、雌型内に向けて進退可能となっている。一般に雌型内周面とプラグとの間隔が近づけばその近辺において成形品の肉厚は増すし、離れれば肉厚は薄くなる。従って、肉厚を増したい部分においてサブプラグを突出させる。
また、上記サブプラグは、上記プラグ本体に収容支持されつつ同プラグ本体内側の気密室に連通し、同気密室と外部の気圧差に応じて進退する構成としてある。
上記のように構成した発明においては、プラグ本体の内側には気密室が形成され、サブプラグはこの気密室に連通するようにプラグ本体に収容支持されているので、同気密室と外部との気圧調整を行うことにより、サブプラグを進退させることができる。
例えば、外部を一定気圧としておいて気密室に負圧を与えればサブプラグは収容され、同気密室に圧空を供給すればサブプラグは突出する。周知のようにプラグ本体外部の気圧を制御することは行われており、さらにサブプラグの駆動制御に必要な限度で気圧差を調整すればよい。すなわち、気密室に外部よりも高圧を供給すればサブプラグは突出した状態となるが、この状態から気密室を大気に開放すればサブプラグは収容される。
【0008】
サブプラグをプラグ本体のどの部分に収容させるかは肉厚調整の要求に応じて適宜決定すればよい。その一例として、請求項2にかかる発明は、請求項1に記載の熱成形用プラグにおいて、上記プラグ本体と上記サブプラグは、略同心円状に形成される構成としてある。
【0009】
上記のように構成した請求項2にかかる発明においては、プラグ本体と上記サブプラグとが同心円状に形成されていると、プラグ頂部の面積はサブプラグの進退によって可変となる。すなわち、サブプラグが突出していなければプラグ本体の面積となるし、サブプラグが突出していれば同サブプラグの面積となる。また、突出するか否かによって雌型内周面との距離は変化する。これらが総合的に作用して肉厚の部分的な調整が行われる。
【0010】
むろん、必ずしも両者が正確に同心円である必要はなく、概ねプラグ本体の頂部といえる部位の内側からサブプラグが進退するような構成となっていればよい
【0011】
圧差でサブプラグの進退を制御するにあたり、サブプラグの支持構造は各種のものが考えられる。その一例として、請求項3にかかる発明は、請求項1または請求項2に記載の熱成形用プラグにおいて、上記プラグ本体と上記サブプラグとがシリンダピストン状として形成される構成としてある。
上記のように構成した請求項3にかかる発明においては、サブプラグとプラグ本体はシリンダピストン構造となっており、サブプラグはプラグ本体に形成されたシリンダ状の筒部内にピストン状に収容支持されているので、プラグ本体の内側の気密室と外部との気圧調整を行うことにより、サブプラグをピストン状に進退させることができる。
【0012】
以上のような熱成形プラグは単独に利用されるわけではなく、熱成形装置の一部として利用されて熱成形品を製造する。そして、肉厚調整を良好に行なえることになった熱成形品を製造する。このような意味で、請求項4にかかる発明は、熱成形用雌型内に向けてプラグを進退させて軟化熱可塑性樹脂板を予備伸張させて熱成形品を製造する熱成形品の製造方法であって、上記プラグを、プラグ本体と、当該プラグ本体に収容支持されつつ同プラグ本体内側の気密室に連通して同気密室と外部の気圧差に応じて雌型内に向けて進退可能なサブプラグとで構成しつつ、同気密室と外部との気圧調整を行うことにより同サブプラグを突出させた状態として上記プラグ本体とともに上記熱成形用雌型内に進入させ、その後に同気密室と外部との気圧調整を行うことにより同サブプラグを後退させて肉厚調整を行なう構成としてある。
【0013】
上記のように構成した請求項4にかかる発明においては、上記気密室と外部との気圧調整を行うことによりサブプラグを突出させた状態としてプラグ本体とともに熱成形用雌型内に進入させるので、同熱成形用雌型の内周面との距離は狭く、その近辺で肉厚は厚くなる。また、その後に上記気密室と外部との気圧調整を行うことにより同サブプラグを後退させるので、熱成形用雌型の内周面とプラグとの間隔が短くなることに起因する不具合があっても回避される。
むろん、このような不具合がなくても肉厚調整を可能とするメリットはあるが、実際にかかる不具合を解消する必要がある場合にはより好適である。その一例として、請求項5にかかる発明は、熱成形用雌型と、この熱成形用雌型内に軟化熱可塑性樹脂板を押し込むように進退するプラグとを有する熱成形装置であって、上記熱成形用雌型は、椀型凹形状に形成されるとともに、この椀型凹形状の椀底部から連続して末広がり形状に糸底外周形状を形成する糸底外形用凹部と、この糸底外形用凹部における上記椀型凹部への開口縁と近似する柱体状に形成されつつ上記椀型凹形状に対して進退可能に支持され、上記糸底外形用凹部からやや奥側に待避した第一の停止位置から上記開口縁に近接する第二の停止位置までの間で駆動される糸底内側成形型とを有し、上記プラグは、上記椀型凹部内に進入可能なプラグ本体と、上記糸底外形用凹部の開口内に進入可能な柱体状に形成されつつ上記プラグ本体の椀底部より同開口内に対して進退可能に支持され、上記プラグ本体に収容支持されつつ同プラグ本体内側の気密室に連通して同気密室と外部の気圧差に応じて進退するとともに、上記糸底内側成形型が上記第一の停止位置と上記第二の停止位置との間で往復駆動されるのに対応して当接することなく往復駆動されるサブプラグとを有する構成としてある。
【0014】
上記のように構成した請求項5にかかる発明においては、椀型凹形状とした熱成形用雌型の椀底部で末広がり形状の糸底を形成する。このため、椀型凹形状の椀底部から連続する末広がり形状の糸底外形用凹部を形成してあり、また、この椀型凹形状の椀底部には上記椀型凹部への開口縁と近似する柱体状の糸底内側成形型が進退可能に収容されている。この糸底内側成形型は上記糸底外形用凹部からやや奥側に待避した第一の停止位置から上記開口縁に近接する第二の停止位置までの間で駆動されるが、成形開始時には同第一の停止位置に待機しているので、軟化した熱可塑性樹脂板は椀型凹形の椀底部から糸底外形用凹部を経てさらに奥まった糸底内側成形型まで引き延ばされなければならない。
【0015】
このとき、従来のようなプラグであれば熱成形用雌型の椀底部よりも内側までしか押し込まれないため、必然的にプラグから糸底外形用凹部や糸底内側成形型までの距離は長くならざるを得ない。しかしながら、このプラグの場合は、上記椀型凹部内に進入可能なプラグ本体に加えて、上記糸底外形用凹部の開口内に進入可能な柱体状に形成されたサブプラグを備えており、このサブプラグが突出していることによって熱可塑性樹脂板は糸底外形用凹部や糸底内側成形型に近い位置まで押し込まれる。
【0016】
ところで、糸底内側成形型が進退可能に支持されているのは、一旦、椀底部の奥まで引き延ばされた熱可塑性樹脂板を開口側に押し戻すことによって開口縁から末広がり状に続く糸底外形用凹部で糸底を形成しつつ椀型凹部から大きな段差無く続く椀底を形成するためである。そして、このように糸底内側形成型が第一の停止位置から第二の停止位置へと移動するため、サブプラグが突き出たままでは干渉しかねない。また、干渉しないほど距離が空いていれば肉厚を増すこともできない。
【0017】
このため、サブプラグは、上記プラグ本体に収容支持されつつ同プラグ本体内側の気密室に連通して同気密室と外部の気圧差に応じて進退するとともに、糸底内側成形型が上記第一の停止位置と上記第二の停止位置との間で往復駆動されるのに対応して当接することなく往復駆動され、これによって肉厚を最大限まで増すことができるようになる。
【0018】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、プラグ本体から進退するサブプラグを有することによって部分的な肉厚調整を補助しやすくすることが可能になり、気圧差だけでサブプラグの駆動を制御でき、構成および成形タイミングを簡易にすることが可能な熱成形用プラグを提供することができる。
【0019】
また、請求項2にかかる発明によれば、プラグ本体とサブプラグとを略同心円状に形成することによって底面積の変化と距離の変化とで肉厚を調整できるようになる
さらに、請求項3にかかる発明によれば、サブプラグとプラグ本体とがシリンダピストン状の構成として簡易な構成とできる。
【0020】
さらに、請求項4にかかる発明によれば、肉厚調整を容易に行うことが可能になり、気圧差だけでサブプラグの駆動を制御でき、構成および成形タイミングを簡易にすることが可能な熱成形品の製造方法を提供できる。
さらに、請求項5にかかる発明によれば、肉厚を厚くした糸底を容易に成形することが可能になり、気圧差だけでサブプラグの駆動を制御でき、構成および成形タイミングを簡易にすることが可能な熱成形装置を提供できる。
【0021】
【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、本発明の一実施形態にかかる熱成形用プラグの変形動作を概略断面図により示しており、図2は同熱成形用プラグを適用した熱成形装置を要部断面図により示しており、図3は同熱成形装置の動作シーケンスをタイミングチャートにより示している。
【0022】
まず、熱成形装置から説明する。上基板11と下基板31は図示しない上テーブルと下テーブルとに固定されて駆動装置M1,M2にて所定ストロークの範囲でそれぞれ上下動可能となっている。上基板11には所定距離だけ隔ててキャビベース12がボルト固定されており、このキャビベース12にキャビホルダ13がボルト固定され、さらに、同キャビホルダ13に複数のメインキャビティ21が装着されている。
【0023】
熱成形用雌型20は、図4に拡大して示すように、このメインキャビティ21と、底型22とから構成されている。メインキャビティ21は、概ね椀型の凹形状に形成されているが、その底部に貫通口21aを形成してあり、当該貫通口21aを塞ぐように略円筒状の底型22が上下動可能に支持されている。
椀の形状は、開口端より周壁面を経て底壁面へと連続するが、当該貫通口21aは当該底壁面に形成され、周壁面から一旦は狭まった開口径が奥方向に向かうにつれて末広がり状に拡径した後、再度、最初の開口径程度に縮径し、その後は一定径となるように形成されている。ここの末広がり状に拡径する部位は椀の底に形成される糸底の外形を形成する部分であり、型抜き方向に対してアンダーカットを形成する。
【0024】
底型22は上記凹形状の底面を形成し、同底面には同心円状に形成した二段の段差部22aを形成してある。底型の外形は上記貫通口21aにおける一定内径部分と略一致しているが、同貫通口21aの開口端径は同一定内径部分よりも若干小さめとなっている。
この底型22はキャビベース12を貫通しており、同キャビベース12と上記上基板11との間に保持された底型ベース14に支持されている。この底型ベース14は駆動装置M3にて所定ストロークの範囲で上下動可能となっており、そのストロークは上記糸底の終端(図2では上方)からほぼ糸底の高さだけ後退した位置から同糸底の始端(図2では下方)までを当該底型22の底面が往復動する距離となっている。
【0025】
この熱成形用雌型20の内周面には真空・離型孔23を多数配置するが、特に上述したアンダーカットを形成する部位である椀底部に集中させてある。図4を参照すると、周壁面から椀底部へと連続する部位や、糸底の最外周端の部位や、二段の段差部22aの部位に形成してあることが分かる。この真空・離型孔23の数や配置については、椀型の内周形状に沿って密着せしめるという最低限の条件に加えて後述するように同真空・離型孔23から圧空を供給したときに成形品の椀底部位を内側に撓ませることができるような条件で決定している。
【0026】
これらの真空・離型孔23は互いに底型22内に設けられた中空路と上記底型ベース14に形成された中空路を介して外部の図示しない圧力制御機構に対して制御弁V1,V2を介して連通されており、同圧力制御機構にて図3に示すタイミングチャートのように負圧が供給されたり圧空が供給されたりするようになっている。なお、真空・離型孔23に負圧を供給するタイミングについては「真空・離型孔(真空)」と表示し、離型用圧空を供給するタイミングについては「真空・離型孔(離型)」と表示している。
一方、メインキャビティ21の開口端にはこのような真空・離型孔23を形成しておらず、その代わりに開口端形状に沿った凹部には大気連通孔24を形成してある。従って、後述するように成型時にプラグ側から加圧したときでも、成形体とメインキャビティ21の間に空気だまりが形成されることはない。
【0027】
この他、キャビホルダ13における下基板31の側にノックアウトプレート15が配置され、駆動装置M4にて離型時に所定ストロークだけ離反及び接近動可能となっている。
下基板31の側にはプラグベース32がスペーサ33を挟んでボルト固定され、全体として閉じた圧空箱を形成している。プラグベース32には上記メインキャビティ21に対面する位置にプラグ40がボルト固定されており、また、同プラグ40の植設部位周辺に連通口32aを形成してある。
【0028】
プラグ40は、型閉め時に上記熱成形用雌型20内に略上半分部分が挿入され、垂直方向の軸線周りに対象な概略キノコ形に形成されている。図1はこのプラグ40の断面構造を他の図よりも詳細に示している。プラグ40は外枠となるプラグ本体41と、同プラグ本体41に収容支持されるサブプラグ42とから構成されている。プラグ本体41は上面が開口する中空状に形成され、この開口内にサブプラグ42を収容可能となるように上プラグ本体41aと下プラグ本体41bとから構成されている。中空部41a1はほぼ円柱状に形成され、上方側が小径となっており、下方側が大径となっている。これに対応してサブプラグ42は上方側が中空部41a1の小径部分に対応する径となるとともに、下端部分に同中空部41a1の大径部分に対応するフランジ42aが形成されている。また、フランジ42aの外周には周方向に沿って連続する環状溝42a1が形成され、シール用のオーリング42a2が収容されている。すなわち、プラグ本体41とサブプラグ42は前者がシリンダに対応するとともに後者がピストンに対応するシリンダピストン構造として形成されている。
【0029】
上プラグ本体41aは筒状に形成されて下端の開口を下プラグ本体41bで塞いでいる。この下プラグ本体41bの上面側には上プラグ本体41aの下端開口に進入可能な径の短円柱状の凸部41b1が形成され、その外周面には環状溝41b2が形成されるとともにオーリング41b3が収容されている。この下プラグ本体41bは上プラグ本体41aの下方から上記凸部41b1を当該上プラグ本体41a内に進入させて装着され、図示しないボルト止め固定されている。ここにおいて、上記中空部41a1上方側をサブプラグ42のオーリング42a2でシールされ、下方側を凸部41b1のオーリング41b3でシールされることになり、気密領域が形成される。この気密領域は中空部41a1に連通する予備室41b4と所定のエア連通路を介して電磁切換弁であるプラグAD43に接続され、同プラグAD43にてサイレンサ44か定圧供給源45に接続されるようになっている。なお、この連通路については以下においても図面上で省略している。
定圧供給源45は圧空源45aに圧力調整弁45bを介して接続され、設定された圧力の圧空を供給できるようになっている。むろん、プラグAD43で上記気密領域を定圧供給源45に接続すれば気密領域内に圧空が供給され、同プラグAD43でサイレンサ44に接続されると内部に供給されていた圧空が大気に開放されるとともにサブプラグ42が収納されるときに排気が行われる。なお、この気密領域の圧力を独立して調整するため、独立した定圧供給源45に接続されている。
図1では左方にサブプラグ42が最も突出した状態を示しつつ右方に同サブプラグ42が最も沈降した状態を示し、当該サブプラグ42の可動範囲が分かるようにしている。
なお、図2以下においては、理解の煩雑化を防止するため、プラグ40の構成を簡略化して記してある。
【0030】
図2に戻ると、上記メインキャビティ21の開口端と対面するように上記プラグ40を取り囲んで貫通口が形成されたシールプレート34を配置することにより、上基板11と下基板31とが互いに近接した状態では、上記シールプレート34と上記メインキャビティ21との間に熱可塑性樹脂板を挟み込みつつ上記圧空箱と連通する密閉空間を形成する。そして、この圧空箱も上記圧力制御機構に対して制御弁V3,V4を介して連通されており、同圧力制御機構にて図2に示すタイミングチャートのように圧空が供給されたり、大気開放(排気)されたりするようになっている。
なお、上述した駆動装置M1〜M4、制御弁V1〜V4はおよびプラグAD43は、シーケンサなどからなる駆動制御装置C1にて図3のタイミングチャートに対応した駆動制御を実施されている。
【0031】
次に、上記構成からなる本実施形態の動作を図3のタイミングチャートを参照しながら説明する。なお、この熱成形装置の前段にはヒータや送り装置などが配置されているが、一般的なものを使用することができるので説明は省略する。
まず、タイミングT1にて上テーブルが下降し始め、この上テーブルに固定されている上記上基板11や熱成形用雌型20などが下降し始める。上テーブルの下降はタイミングT3にて終了するが、それに先だつタイミングT2から下テーブルが上昇を開始し、上テーブルの下降完了後、やや遅れたタイミングT4にて上昇を完了する。下テーブルが上昇を開始するときにプラグAD43は定圧源45の側に切り換えられ、上記気密領域に所定の圧空が供給される。このときプラグ40の周囲は大気に連通しているので、気密領域の内圧の方が高く、気圧差によってサブプラグ42は飛び出た状態となっている。
【0032】
図5はタイミングT4における型閉状態の各構成を示しているが、本図では熱可塑性樹脂板だけは省略している。この時点では底型22はメインキャビティ21から奥まった位置(上昇位置)にある。図6に示すように熱可塑性樹脂板は、メインキャビティ21の開口端とシールプレート34とで円形に挟持され、その中央でプラグ40がメインキャビティ21の内側へと引き延ばした状態となっている。底型22はメインキャビティ21から奥まった位置にある関係上、椀型凹部の椀底部もより奥まった位置になって空洞部分を形成しているが、サブプラグ42がプラグ本体41から突出している関係上、この空洞部分まで入り込んでいる。むろん、熱可塑性樹脂板はサブプラグ42の上面側まで引き延ばされており底型22の下面に近い位置となっている。
【0033】
タイミングT50 にて圧空箱の側から圧空を供給し、同時に真空・離型孔23に負圧を供給する。すると、熱可塑性樹脂板はプラグ40の側からメインキャビティ21内へと押しつけられつつ、真空・離型孔23へと吸引されて雌型内周面の奥まった細部形状までも確実に形成される。また、メインキャビティ21の開口端寄りの部分にも段差形状が形成されているが、真空・離型孔23は椀底部に集中させてあって当該段差部分には形成されていない。しかしながら、当該段差部分には代わりに大気連通孔24を形成してあり、プラグ40の側から圧空を供給したときに開口端寄りの部分で熱可塑性樹脂板が同段差部分に押しつけられると、その間に残っている残留空気は同大気連通孔24から外部に排気される。従って、メインキャビティ21の内周面形状に沿って密着して硬化する。
【0034】
ところで、このときに供給する圧空は上記定圧源45から中空部41a1に供給されている気圧よりも高く設定してある。このため、プラグ40の外圧の方が内圧よりも高くなり、サブプラグ42は押し込まれる。図7はこのときの熱可塑性樹脂板の移動方向とサブプラグ42の移動方向を概略的に示している。また、この状態ではサブプラグ42の上端はメインキャビティ21の側へと待避している。
このようにサブプラグ42を移動させるのは肉厚調整のためである。従来のプラグであれば、図7に示すようにせいぜいメインキャビティ21の内側の範囲までしか進入できない。すると、今回の熱成形用雌型20のようにメインキャビティ21の椀底部からさらに奥まった位置で糸底を形成しようとしても熱可塑性樹脂板をさらに遠くまで引き延ばさなければならず、必然的に肉厚は薄くなってしまう。糸底は全体の加重を支える部分であるので、肉厚を増したいところであり、この点で従来の熱成形用プラグのままでは不具合を生ずることになっていた。
【0035】
この状態では椀の底に形成される糸底の外形は形成されるものの、本来の椀底が糸底よりもさらに奥まった位置に形成された中間形状となっている。ただし、タイミングT50 にわずかに遅れてタイミングT51 には、図8に示すように底型ベース14がアクチュエータによって下降され、底型22が貫通口21a内を下降する。底型22が貫通口21a内を下降してくるにつれて本来の椀底が貫通口21aの開口端側へと移動されるとともに、糸底の終端から貫通口21aの内周面に沿って椀底へと連続していた部分がまくれ上がって新たに糸底の内側壁面を形成する。また、底型22の下降がわずかな遅れで実施されているので熱可塑性樹脂板自体はまだ軟化状態であり、上述したように底型22の下端は貫通口21aの開口端径よりもやや大径となっているので、それぞれ軟化状態にある椀底の周縁と糸底の始端部分とを押しつけて溶着させ、隙間が無くなる。この状態を図9に示している。
【0036】
この状態でも圧空が供給されており、サブプラグ42はプラグ本体41の内部に収容されたままであって熱成形品に干渉することもない。
所定の硬化時間を経たタイミングT6にて圧空箱からの圧空の供給を停止し、外気に連通して排気させる。また、同時にプラグADをサイレンサ44の側に切り換え、プラグ40の中空部41a1を大気に開放する。すると、プラグ40の外部も中空部41a1の内部も共に大気圧となって気圧差が無くなり、サブプラグ42はその直前状態である収納状態のまま保持される。
また、真空・離型孔23への負圧の供給を停止するとともに底型22を上昇させる。図10は底型22を上昇させた直後の成形体の断面を示している。貫通口21a内では末広がり状に拡径しているので、糸底は確実にアンダーカット形状となっており、このままではノックアウトを行ったとしても確実に離型させうるとは限らない。そして、一つでも離型できないものがあれば、次の送り工程で他の成形体、全てが傷ついてしまうことになる。
【0037】
本実施形態では、上テーブルと下テーブルを離反させるのに先立ち、まず、タイミングT8にて真空・離型孔23から圧空を供給する。離型する前であるから椀の形の成形体は開口端を押さえつけられており、この状態で椀の底に圧空を送るのであるから、椀底部は当然に内側に撓もうとする。そして、これにわずかだけ遅れたタイミングT9にて下テーブルを下降させ始める。図11は椀底部が内側に撓もうとしている状態を示しており、糸底がアンダーカット形状となっていても椀底部の中心を押し下げればその周囲はわずかながら内側に引き込まれる。このように引き込まれると糸底の終端部分も内側に引き寄せられ、アンダーカット形成部位からすり抜けられるような形となる。その状態で下テーブルが下がるとシールプレート34が下降して成形体の下端が自由になる。この時点で糸底が外れるのが殆どであるが、これに遅れたタイミングT10 ではノックアウトプレート15も押し下げられるので、これで確実に離型を完了する。
【0038】
ノックアウトプレート15が押し下げられ始めたときに上テーブルも上昇を開始するが、最初はゆっくりと上昇し始め、成形体が離型が確実に完了したと考えられるタイミングT11 の頃から速度を上げて上昇する。また、離型の完了とともにタイミングT12 にて真空・離型孔23からの圧空の供給も停止する。
ノックアウトプレート15の下降とともに下テーブルが下がり始めたら圧空箱を大気に連通させておく必要はなくなり、タイミングT10 にて排気を停止する。上テーブルと下テーブルが完全に停止したらノックアウトプレート15もキャビホルダ13に近接する本来の位置に引き戻す。図12は上テーブルと下テーブルとが完全に停止し、まだ、ノックアウトプレート15が引き戻されていない時点での状態を示している。
【0039】
以上を一回の熱成形サイクルとして椀形状の成形体を製造していく。なお、このように椀底部から外方に広がる糸底を形成できると、椀がより椀らしく見えて質感が向上する。また、この糸底部分は熱可塑性樹脂板の肉厚を増しつつ二重になっているので十分に強度を有するし、さらに椀の内周面に糸底内部へと連通する隙間が生じないので衛生上も良好である。
ところで、上述した実施形態においては、椀底部に糸底を形成するものとなっているが、必ずしもこのような構成に限るものではなく、部分的に肉厚を調整する必要があるものであればよい。図13にはこのような希望に対処するための変形例を示している。同図(I)においては、成形品として椀の周壁を薄くし、下方の角部を中位とし、椀底を肉厚にしている。これに対して同図(II)は周壁の開口寄り部分を中位とし、角部を薄くし、底の中心より部分だけを肉厚としている。これは、基本方針としてサブプラグの径を小さくしつつ突出長さを長くしたことによる。従って、このような観点を応用して適宜肉厚調整すればよい。
【0040】
プラグ40が二重になっているだけであるが、二重のものに限るわけではない。例えば、椀の底側で肉厚が厚く、開口縁に近づくにつれて徐々に薄くなるというような場合に、同様の構成で三重に構成するようにしても良い。これによって各段ごとに引き延ばされる量を調整できるようになるからである。
また、突出方向は椀底側に限られるものではなく、肉厚を増したい部分で熱成形用雌型20の内周面に近づくように突き出ればよい。従って、側面部分で肉厚を増して模様を形成するといったことも可能である。
【0041】
さらに、サブプラグ42を駆動するにあたって外圧だけを調整するようにしているのは、プラグ40の構造をできる限りシンプルにしつつ、全体の制御も容易にするためである。従って、中空部41a1の気圧を積極的に調整することにより、進退のタイミングをコントロールすることも可能である。
このように、プラグ40を、プラグ本体41とサブプラグ42とによって構成しつつ、同サブプラグ42をプラグ本体41に対して進退できるように構成したため、肉厚を増したい部分で熱成形用雌型20との距離を狭めるとともに、同熱成形用雌型20が稼働する場合であっても干渉することなく、熱成形品を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態にかかる熱成形用プラグの概略断面図である。
【図2】 同熱成形用プラグを適用した熱成形装置の要部断面図である。
【図3】 同熱成形装置の動作シーケンスを示すタイミングチャートである。
【図4】 同熱成形装置の雌型の拡大概略断面図である。
【図5】 同熱成形装置の型締状態の要部断面図である。
【図6】 型閉め直後の熱可塑性樹脂板とプラグの位置関係を示す要部断面図である。
【図7】 成形開始直後の成形体とプラグの概略断面図である。
【図8】 同熱成形装置の底型を下降させた状態の要部断面図である。
【図9】 同状態の成形体とプラグの概略断面図である。
【図10】 底型を再度上昇させた状態の成形体の概略断面図である。
【図11】 真空・離型孔から圧空を供給して椀底部を撓ませた状態の成形体の概略断面図である。
【図12】 同熱成形装置のノックアウトプレートを押し下げた状態の要部断面図である。
【図13】 肉厚調整を行うための変形例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
11…上基板
12…キャビベース
13…キャビホルダ
14…底型ベース
15…ノックアウトプレート
20…熱成形用雌型
21…メインキャビティ
21a…貫通口
22…底型
22a…段差部
23…真空・離型孔
24…大気連通孔
31…下基板
32…プラグベース
32a…連通口
33…スペーサ
34…シールプレート
40…プラグ
41…プラグ本体
41a…上プラグ本体
41a1…中空部
41b…下プラグ本体
41b1…凸部
41b2…環状溝
41b3…オーリング
41b4…予備室
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a thermoforming plug, a method for producing a thermoformed article, and a thermoforming apparatus.
[0002]
[Prior art]
  As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-87162 (“Molding Plug”) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-67370 (“Method of Molding a Thermoplastic Resin Sheet”) as a method of adjusting the wall thickness in thermoforming. Things are known.
  In the former, the plug is formed so that it can be broken into pieces along the circumferential direction, and each piece is supported so as to be pivotable on the outer peripheral side of the base, and the outer peripheral side of the upper end can be expanded and contracted. ing. The diameter is initially reduced, abuts on the thermoplastic resin sheet and is pushed into the female mold, and then the diameter is increased. By expanding the diameter, the degree of preliminary stretching of the bottom wall in the thermoformed product changes, and as a result, the wall thickness can be adjusted.
[0003]
  On the other hand, the latter is supported via an elastic support member such as a spring, and the spring is contracted by applying a plug to a female mold while contacting the thermoplastic resin plate. For this reason, the peripheral wall is preliminarily extended by an amount corresponding to the stroke of the spring in addition to the original length of the plug.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
  The conventional thermoforming plug described above has the following problems.
  In the former case, the configuration is complicated such that the plug is broken or pivotable. In the latter case, the plug is brought into contact with the female mold, but at this time, the wall thickness becomes thin and cannot be practically adopted.
[0005]
  The present invention has been made in view of the above problems, and allows flexible wall thickness adjustment with a simple configuration.It is possible to control the drive of the sub plug that moves forward and backward from the plug body only by the pressure difference, and it is possible to simplify the configuration and molding timingAn object is to provide a thermoforming plug, a method for producing a thermoformed product, and a thermoforming apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a plug for thermoforming, and assists wall thickness adjustment by moving forward and backward toward the female mold while being accommodated in the plug body. With sub-plugThe sub plug communicates with an airtight chamber inside the plug body while being accommodated and supported by the plug body, and advances and retreats according to a pressure difference between the airtight chamber and the outside.As a configuration.
[0007]
  In the invention according to claim 1 configured as described above, the sub plug is accommodated in the plug body and can be advanced and retracted into the female mold. Generally, when the distance between the inner peripheral surface of the female mold and the plug is reduced, the thickness of the molded product is increased in the vicinity thereof, and when the distance is increased, the thickness is reduced. Therefore, the sub plug is protruded at the portion where the thickness is to be increased.
The sub-plug is configured to communicate with an airtight chamber inside the plug body while being accommodated and supported by the plug body, and to advance and retreat according to a pressure difference between the airtight chamber and the outside.
In the invention configured as described above, an airtight chamber is formed inside the plug body, and the sub plug is accommodated and supported in the plug body so as to communicate with the airtight chamber. By performing the adjustment, the sub plug can be advanced and retracted.
For example, if the outside is kept at a constant pressure and a negative pressure is applied to the hermetic chamber, the sub plug is accommodated, and if compressed air is supplied to the hermetic chamber, the sub plug protrudes. As is well known, the atmospheric pressure outside the plug body is controlled, and the atmospheric pressure difference may be adjusted to the limit necessary for drive control of the sub plug. That is, if a high pressure is supplied to the hermetic chamber from the outside, the sub plug will protrude, but if the hermetic chamber is opened to the atmosphere from this state, the sub plug is accommodated.
[0008]
  What part of the plug main body the sub plug is accommodated in may be determined as appropriate according to the request for wall thickness adjustment. As an example, the invention according to claim 2 is the thermoforming plug according to claim 1, wherein the plug body and the sub plug are formed in a substantially concentric shape.
[0009]
  In the invention according to claim 2 configured as described above, when the plug main body and the sub-plug are formed concentrically, the area of the plug top can be changed by the advancement and retreat of the sub-plug. That is, if the sub plug does not protrude, the area of the plug body is obtained, and if the sub plug protrudes, the area of the sub plug is obtained. Further, the distance from the female inner peripheral surface changes depending on whether or not it protrudes. These act comprehensively and a partial adjustment of the wall thickness is performed.
[0010]
  Of course, the two do not necessarily have to be exactly concentric circles, and it is sufficient if the sub plug advances and retracts from the inside of the portion that can be said to be the top of the plug body..
[0011]
CareIn controlling the advancement and retreat of the sub plug by the pressure difference, various support structures for the sub plug can be considered. As an example,Claim 3The invention according toClaim 1 or claim 2The plug for thermoforming described in 1 is configured such that the plug body and the sub-plug are formed in a cylinder piston shape.
  Configured as aboveClaim 3In the invention, the sub plug and the plug main body have a cylinder piston structure, and the sub plug is housed and supported in a piston shape in a cylindrical cylindrical portion formed in the plug main body. By adjusting the atmospheric pressure with the outside, the sub plug can be moved back and forth like a piston.
[0012]
  The thermoforming plug as described above is not used alone, but is used as a part of a thermoforming apparatus to manufacture a thermoformed product. Then, a thermoformed product that can be satisfactorily adjusted in thickness is manufactured. In this senseClaim 4The present invention relates to a thermoformed product manufacturing method for manufacturing a thermoformed product by pre-stretching a softened thermoplastic resin plate by advancing and retracting a plug into a thermoforming female mold, wherein the plug is plugged The body,While being accommodated and supported by the plug body, it communicates with the airtight chamber inside the plug body and according to the pressure difference between the airtight chamber and the outside.While configuring with a sub plug that can be advanced and retracted into the female mold,By adjusting the air pressure between the airtight chamber and the outsideWith the same sub-plug protrudingAsEnter the female body for thermoforming together with the plug body, and thenBy adjusting the air pressure between the airtight chamber and the outsideThe thickness is adjusted by retracting the sub-plug.
[0013]
  Configured as aboveClaim 4In the invention according toBy adjusting the air pressure between the airtight chamber and the outsideWith the sub plug protrudingAsSince it is made to enter into the thermoforming female mold together with the plug body, the distance from the inner peripheral surface of the thermoforming female mold is narrow, and the wall thickness is increased in the vicinity thereof. And thenBy adjusting the air pressure between the airtight chamber and the outsideSince the sub-plug is retracted, even if there is a problem due to a decrease in the distance between the inner peripheral surface of the female mold for thermoforming and the plug, it can be avoided.
  Of course, there is a merit that the thickness can be adjusted without such a problem, but it is more suitable when it is necessary to eliminate the problem actually. As an example,Claim 5The present invention relates to a thermoforming apparatus having a thermoforming female mold and a plug that advances and retreats so as to push a softened thermoplastic resin plate into the thermoforming female mold. A thread bottom outer shape recess that is formed into a saddle-shaped concave shape and forms a thread bottom outer peripheral shape continuously spreading from the saddle-shaped bottom portion of the saddle-shaped concave shape, and an opening to the saddle-shaped recess in the concave portion for the thread bottom shape It is formed in a columnar shape that approximates the edge and is supported so as to be able to advance and retreat with respect to the saddle-shaped concave shape, and is located close to the opening edge from a first stop position that is retracted slightly to the rear side from the concave portion for the thread bottom outer shape. And a plug main body that can enter into the saddle-shaped recess and a column that can enter into the opening of the recess for thread bottom outer shape. While being formed into a body shape, it is the same from the bottom of the plug body. It is movably supported with respect to the mouth,While being accommodated and supported by the plug body, it communicates with the airtight chamber inside the plug body and advances and retreats according to the pressure difference between the airtight chamber and the outside,The yarn bottom inner mold has a sub-plug that is reciprocally driven without abutting corresponding to the reciprocating drive between the first stop position and the second stop position.
[0014]
  Configured as aboveClaim 5In the invention according to the present invention, the end of the end of the thermoforming female mold having a saddle-shaped concave shape is formed. For this reason, a concave portion for thread bottom outer shape having a divergent shape continuous from the saddle shape of the saddle-shaped concave shape is formed, and a column that approximates the opening edge to the saddle-shaped recess is formed in the saddle shape of the saddle-shaped recess shape. A body-like yarn bottom inner mold is accommodated so as to be able to advance and retreat. This yarn bottom inner mold is driven from the first stop position retracted slightly behind the yarn bottom outer shape concave portion to the second stop position close to the opening edge. Therefore, the softened thermoplastic resin plate must be stretched from the saddle bottom portion of the saddle type concave shape to the inner bottom of the yarn bottom through the concave portion for the yarn bottom outer shape.
[0015]
  At this time, since the conventional plug can only be pushed inward from the heel of the thermoforming female mold, the distance from the plug to the thread bottom outer shape recess and the thread bottom inner mold does not necessarily increase. I do not get. However, in the case of this plug, in addition to the plug main body that can enter into the saddle-shaped recess, a sub plug formed in a columnar shape that can enter into the opening of the thread bottom outer shape recess is provided. , The thermoplastic resin plate is pushed to a position close to the concave portion for the bottom of the yarn bottom and the inner bottom of the yarn bottom.
[0016]
  By the way, the thread-bottom inner mold is supported so as to be able to advance and retreat. For the thread-bottom contour that extends from the edge of the opening to the opening side by pushing the thermoplastic resin plate that has been extended to the back of the heel once. This is to form a heel that continues without a large step from the saddle-shaped recess while forming the yarn bottom with the recess. Since the yarn bottom inner forming mold moves from the first stop position to the second stop position in this way, interference may occur if the sub plug is protruding. Moreover, if the distance is large enough not to interfere, the thickness cannot be increased.
[0017]
  For this reason, the sub-plugWhile being accommodated and supported by the plug body, it communicates with the airtight chamber inside the plug body and advances and retreats according to the pressure difference between the airtight chamber and the outside,The yarn bottom inner mold is reciprocated without contact in correspondence with the reciprocating drive between the first stop position and the second stop position, thereby increasing the thickness to the maximum. become able to.
[0018]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, it is possible to easily assist partial thickness adjustment by having a sub-plug that advances and retracts from the plug body.The drive of the sub plug can be controlled only by the pressure difference, and the configuration and molding timing can be simplified.A thermoforming plug can be provided.
[0019]
  According to the second aspect of the present invention, the wall thickness can be adjusted by changing the bottom area and changing the distance by forming the plug body and the sub-plug substantially concentrically..
further,Claim 3According to the invention, the sub plug and the plug body can be simply configured as a cylinder piston configuration.
[0020]
  further,Claim 4According to the invention concerning the thickness adjustmentEasyPossible to doThe drive of the sub plug can be controlled only by the pressure difference, and the configuration and molding timing can be simplified.A method for manufacturing a thermoformed product can be provided.
  further,Claim 5According to the invention, it is possible to easily form a yarn bottom having a large thickness.The drive of the sub plug can be controlled only by the pressure difference, and the configuration and molding timing can be simplified.Can be provided.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
  FIG. 1 is a schematic sectional view showing a deformation operation of a thermoforming plug according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a principal sectional view showing a thermoforming apparatus to which the thermoforming plug is applied. FIG. 3 is a timing chart showing an operation sequence of the thermoforming apparatus.
[0022]
  First, the thermoforming apparatus will be described. The upper substrate 11 and the lower substrate 31 are fixed to an upper table and a lower table (not shown), and can be moved up and down within a predetermined stroke range by the driving devices M1 and M2. A cabinet base 12 is bolted to the upper substrate 11 at a predetermined distance. A cabinet holder 13 is bolted to the cabinet base 12, and a plurality of main cavities 21 are mounted on the cabinet holder 13.
[0023]
  The thermoforming female mold 20 is composed of a main cavity 21 and a bottom mold 22 as shown in an enlarged view in FIG. The main cavity 21 is formed in a generally bowl-shaped concave shape, but has a through hole 21a formed at the bottom thereof, so that the substantially cylindrical bottom mold 22 can move up and down so as to close the through hole 21a. It is supported.
  The shape of the ridge continues from the opening end through the peripheral wall surface to the bottom wall surface, but the through-hole 21a is formed in the bottom wall surface, and the opening diameter once narrowed from the peripheral wall surface becomes wider toward the back. After the diameter is increased, the diameter is again reduced to about the initial opening diameter, and thereafter, the diameter is constant. The part which expands in a divergent shape here is a part which forms the outer shape of the yarn bottom formed at the bottom of the heel, and forms an undercut with respect to the die cutting direction.
[0024]
  The bottom mold 22 forms the concave bottom surface, and a two-stepped portion 22a formed concentrically on the bottom surface. The outer shape of the bottom mold substantially coincides with the constant inner diameter portion of the through hole 21a, but the opening end diameter of the through hole 21a is slightly smaller than the same constant inner diameter portion.
  The bottom mold 22 penetrates the cabinet base 12 and is supported by the bottom mold base 14 held between the cabinet base 12 and the upper substrate 11. The bottom mold base 14 can be moved up and down within a predetermined stroke range by the driving device M3, and the stroke of the bottom mold base 14 from the position retracted from the end of the yarn bottom (upward in FIG. 2) by the height of the yarn bottom. It is the distance that the bottom surface of the bottom mold 22 reciprocates up to the starting end (downward in FIG. 2).
[0025]
  A large number of vacuum / release holes 23 are arranged on the inner peripheral surface of the female mold 20 for thermoforming, and are concentrated particularly on the bottom of the heel, which is a part for forming the above-described undercut. Referring to FIG. 4, it can be seen that it is formed in a portion that continues from the peripheral wall surface to the heel bottom, a portion at the outermost peripheral end of the yarn bottom, and a portion of the two-stepped portion 22 a. Regarding the number and arrangement of the vacuum / release holes 23, when compressed air is supplied from the vacuum / release holes 23 as will be described later, in addition to the minimum condition that the vacuum / release holes 23 are in close contact with each other along the inner peripheral shape of the bowl shape In addition, it is determined under such conditions that the bottom part of the molded product can be bent inward.
[0026]
  These vacuum / release holes 23 are connected to control valves V1 and V2 with respect to an external pressure control mechanism (not shown) through a hollow path provided in the bottom mold 22 and a hollow path formed in the bottom mold base 14. The negative pressure is supplied or the compressed air is supplied as shown in the timing chart of FIG. 3 by the same pressure control mechanism.FakeIt has become so. The timing for supplying the negative pressure to the vacuum / release hole 23 is indicated as “vacuum / release hole (vacuum)”, and the timing for supplying the pressure release air is “vacuum / release hole (release)”. ) ”Is displayed.
  On the other hand, such a vacuum / release hole 23 is not formed at the opening end of the main cavity 21, and instead, an air communication hole 24 is formed in the recess along the opening end shape. Therefore, no air pocket is formed between the molded body and the main cavity 21 even when pressure is applied from the plug side during molding as will be described later.
[0027]
  In addition, a knockout plate 15 is disposed on the side of the lower substrate 31 in the cabinet holder 13, and can be separated and moved by a predetermined stroke when the mold is released by the driving device M4.
  On the lower substrate 31 side, a plug base 32 is bolted with a spacer 33 in between to form a closed pressure air box as a whole. A plug 40 is bolted to the plug base 32 at a position facing the main cavity 21, and a communication port 32 a is formed around the site where the plug 40 is implanted.
[0028]
  The plug 40 is formed in a substantially mushroom shape around the vertical axis, with the upper half portion inserted into the thermoforming female mold 20 when the mold is closed. FIG. 1 shows the cross-sectional structure of the plug 40 in more detail than the other figures. The plug 40 includes a plug main body 41 serving as an outer frame, and a sub plug 42 accommodated and supported by the plug main body 41. The plug body 41 is formed in a hollow shape whose upper surface is open, and is composed of an upper plug body 41a and a lower plug body 41b so that the sub plug 42 can be accommodated in the opening. The hollow portion 41a1 is formed in a substantially columnar shape, the upper side has a small diameter, and the lower side has a large diameter. Correspondingly, the upper side of the sub plug 42 has a diameter corresponding to the small diameter portion of the hollow portion 41a1, and a flange 42a corresponding to the large diameter portion of the hollow portion 41a1 is formed at the lower end portion. An annular groove 42a1 continuous along the circumferential direction is formed on the outer periphery of the flange 42a, and a sealing O-ring 42a2 is accommodated. That is, the plug body 41 and the sub plug 42 are formed as a cylinder piston structure in which the former corresponds to the cylinder and the latter corresponds to the piston.
[0029]
  The upper plug body 41a is formed in a cylindrical shape, and the lower end opening is closed by the lower plug body 41b. On the upper surface side of the lower plug main body 41b, a short columnar convex portion 41b1 having a diameter capable of entering the lower end opening of the upper plug main body 41a is formed, and an annular groove 41b2 is formed on the outer peripheral surface thereof and an O-ring 41b3. Is housed. The lower plug body 41b is mounted by allowing the protrusion 41b1 to enter the upper plug body 41a from below the upper plug body 41a, and is fixed by bolts (not shown). Here, the upper side of the hollow portion 41a1 is sealed by the O-ring 42a2 of the sub plug 42, and the lower side is sealed by the O-ring 41b3 of the convex portion 41b1, thereby forming an airtight region. This hermetic zone is connected to a spare chamber 41b4 communicating with the hollow portion 41a1 and a plug AD43, which is an electromagnetic switching valve, via a predetermined air communication path.44It is connected to a constant pressure supply source 45. Note that this communication path is also omitted in the drawings below.
  The constant pressure supply source 45 is connected to the pressure air source 45a via the pressure adjustment valve 45b so that the pressure air of the set pressure can be supplied. Of course, if the airtight area is connected to the constant pressure supply source 45 by the plug AD43, the compressed air is supplied into the airtight area, and the silencer is supplied by the plug AD43.44When the sub-plug 42 is stored, the compressed air supplied to the inside is released to the atmosphere and exhausted. In addition, in order to adjust the pressure of this airtight area | region independently, it connects to the independent constant pressure supply source 45. FIG.
  FIG. 1 shows a state in which the sub-plug 42 protrudes most on the left side, and shows a state in which the sub-plug 42 sinks most on the right side so that the movable range of the sub-plug 42 can be seen.
  In FIG. 2 and subsequent figures, the configuration of the plug 40 is simplified in order to prevent comprehension.
[0030]
  Returning to FIG. 2, the upper substrate 11 and the lower substrate 31 are close to each other by disposing a seal plate 34 that surrounds the plug 40 so as to face the open end of the main cavity 21 and has a through hole. In this state, a sealed space communicating with the compressed air box is formed while sandwiching a thermoplastic resin plate between the seal plate 34 and the main cavity 21. The pressure box is also communicated with the pressure control mechanism via control valves V3 and V4. The pressure control mechanism is supplied with compressed air as shown in the timing chart of FIG. Exhausted)FakeIt has become so.
  Note that the drive devices M1 to M4, the control valves V1 to V4, and the plug AD43 described above are subjected to drive control corresponding to the timing chart of FIG. 3 by the drive control device C1 including a sequencer or the like.
[0031]
  Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described with reference to the timing chart of FIG. In addition, although a heater, a feeder, etc. are arrange | positioned in the front | former stage of this thermoforming apparatus, since a general thing can be used, description is abbreviate | omitted.
  First, at the timing T1, the upper table starts to descend, and the upper substrate 11 and the thermoforming female mold 20 fixed to the upper table begin to descend. The lowering of the upper table ends at timing T3, but the lower table starts to rise from timing T2 prior to that, and after the lowering of the upper table is completed, the raising is completed at timing T4 that is slightly delayed. When the lower table starts to rise, the plug AD43 is switched to the constant pressure source 45 side, and a predetermined compressed air is supplied to the airtight region. At this time, since the periphery of the plug 40 communicates with the atmosphere, the internal pressure in the airtight region is higher, and the sub-plug 42 is in a state of popping out due to the atmospheric pressure difference.
[0032]
  FIG. 5 shows each configuration in the mold-closed state at the timing T4, but only the thermoplastic resin plate is omitted in this figure. At this time, the bottom mold 22 is in a position (upward position) that is recessed from the main cavity 21. As shown in FIG. 6, the thermoplastic resin plate is sandwiched in a circular shape by the opening end of the main cavity 21 and the seal plate 34, and the plug 40 is extended to the inside of the main cavity 21 at the center. Since the bottom mold 22 is located at a position recessed from the main cavity 21, the collar bottom portion of the bowl-shaped recess is also located at a deeper position to form a hollow portion, but the sub-plug 42 protrudes from the plug body 41. Up to this hollow part. Of course, the thermoplastic resin plate is extended to the upper surface side of the sub-plug 42 and is located near the lower surface of the bottom mold 22.
[0033]
  At timing T50, compressed air is supplied from the compressed air box side, and at the same time, negative pressure is supplied to the vacuum / release hole 23. Then, the thermoplastic resin plate is sucked into the vacuum / release hole 23 while being pressed into the main cavity 21 from the side of the plug 40, and is surely formed even in the deep shape of the inner peripheral surface of the female die. . Further, a step shape is also formed in the portion of the main cavity 21 near the opening end, but the vacuum / release hole 23 is concentrated on the bottom of the ridge and is not formed in the step portion. However, an air communication hole 24 is formed instead in the step portion, and when the compressed resin is pressed against the step portion near the opening end when pressurized air is supplied from the plug 40 side, The residual air remaining in the air is exhausted to the outside through the atmosphere communication hole 24. Therefore, it adheres and hardens along the inner peripheral surface shape of the main cavity 21.
[0034]
  By the way, the pressurized air supplied at this time is set higher than the atmospheric pressure supplied from the constant pressure source 45 to the hollow portion 41a1. For this reason, the external pressure of the plug 40 becomes higher than the internal pressure, and the sub plug 42 is pushed. FIG. 7 schematically shows the moving direction of the thermoplastic resin plate and the moving direction of the sub plug 42 at this time. In this state, the upper end of the sub-plug 42 is retracted toward the main cavity 21 side.
  The sub-plug 42 is moved in this way for adjusting the thickness. In the case of a conventional plug, as shown in FIG. Then, even if it is going to form a thread | yarn bottom in the position deeper from the heel bottom part of the main cavity 21 like this female mold 20 for thermoforming this time, a thermoplastic resin board must be extended further far, inevitably The thickness will be thin. Since the yarn bottom is a part that supports the entire load, it is desired to increase the wall thickness. In this respect, the conventional thermoforming plug would cause problems.
[0035]
  In this state, although the outer shape of the yarn bottom formed on the bottom of the heel is formed, the original shape of the heel is formed in an intermediate shape formed at a position deeper than the yarn bottom. However, at timing T51 slightly behind timing T50, as shown in FIG. 8, the bottom mold base 14 is lowered by the actuator, and the bottom mold 22 is lowered in the through hole 21a. As the bottom mold 22 descends in the through hole 21a, the original reed bottom is moved to the open end side of the through hole 21a, and from the end of the yarn bottom to the reed bottom along the inner peripheral surface of the through hole 21a. The part that was continuous and rolled up to form a new inner wall surface of the yarn bottom. Further, since the bottom mold 22 is lowered with a slight delay, the thermoplastic resin plate itself is still in a softened state, and as described above, the lower end of the bottom mold 22 is slightly larger than the opening end diameter of the through hole 21a. Since it has a diameter, the peripheral edge of the heel bottom and the starting end portion of the yarn bottom, which are in a softened state, are pressed and welded, eliminating the gap. This state is shown in FIG.
[0036]
  Even in this state, compressed air is supplied, and the sub-plug 42 remains accommodated in the plug body 41 and does not interfere with the thermoformed product.
  The supply of compressed air from the compressed air box is stopped at timing T6 after a predetermined curing time, and the exhausted air is communicated with the outside air. At the same time, the plug AD is switched to the silencer 44 side to open the hollow portion 41a1 of the plug 40 to the atmosphere. As a result, both the outside of the plug 40 and the inside of the hollow portion 41a1 become atmospheric pressure to eliminate the pressure difference, and the sub-plug 42 is held in the storage state immediately before that.
  Further, the supply of the negative pressure to the vacuum / release hole 23 is stopped and the bottom mold 22 is raised. FIG. 10 shows a cross section of the molded body immediately after raising the bottom mold 22. Since the diameter of the through hole 21a is expanded in a divergent shape, the bottom of the yarn is surely undercut, and even if knockout is performed as it is, it is not always possible to release the yarn reliably. If there is one that cannot be released from the mold, the other formed bodies and all of them will be damaged in the next feeding step.
[0037]
  In this embodiment, prior to separating the upper table and the lower table, first, compressed air is supplied from the vacuum / release hole 23 at timing T8. Since it is before mold release, the molded object in the shape of the heel is pressed at the open end, and in this state, the compressed air is sent to the bottom of the heel, so the heel bottom naturally tends to bend inward. Then, the lower table starts to be lowered at timing T9 slightly delayed. FIG. 11 shows a state where the heel bottom is about to be bent inward, and even if the yarn bottom is in an undercut shape, if the center of the heel bottom is pushed down, the periphery is slightly pulled inward. When pulled in this way, the end portion of the yarn bottom is also drawn inward, so that it can be slipped out of the undercut formation site. In this state, when the lower table is lowered, the seal plate 34 is lowered and the lower end of the molded body becomes free. In most cases, the yarn bottom comes off at this point, but the knockout plate 15 is also pushed down at the timing T10 later than this, so that the mold release is surely completed.
[0038]
  When the knockout plate 15 starts to be pushed down, the upper table also starts to rise, but at the beginning, it begins to rise slowly, and then the speed increases from the time T11 when it is considered that the mold has been completely released. To do. In addition, the supply of pressurized air from the vacuum / release hole 23 is stopped at timing T12 with the completion of the release.
  When the lower table starts to descend as the knockout plate 15 descends, it is no longer necessary to connect the compressed air box to the atmosphere, and the exhaust is stopped at timing T10. When the upper table and the lower table completely stop, the knockout plate 15 is also pulled back to the original position close to the cabinet holder 13. FIG. 12 shows a state when the upper table and the lower table are completely stopped and the knockout plate 15 is not yet pulled back.
[0039]
  With the above as one thermoforming cycle, a bowl-shaped molded body is manufactured. In addition, when the yarn bottom spreading outward from the heel bottom portion can be formed in this way, the heel looks more gorgeous and the texture is improved. In addition, this thread bottom part is doubled while increasing the thickness of the thermoplastic resin plate, so that it has sufficient strength, and further, there is no gap communicating with the inside of the thread bottom on the inner peripheral surface of the heel, so hygiene Is also good.
  By the way, in embodiment mentioned above, although the thread bottom is formed in a heel bottom part, it is not necessarily restricted to such a structure, What is necessary is just to adjust a thickness partially. . FIG. 13 shows a modification for dealing with such a desire. In FIG. 1 (I), the peripheral wall of the ridge is thinned as a molded product, the lower corner is the middle, and the bottom of the ridge is thick. On the other hand, in FIG. 11 (II), the portion near the opening of the peripheral wall is the middle, the corner is thinned, and only the portion from the center of the bottom is thick. This is because, as a basic policy, the protrusion length is increased while reducing the diameter of the sub plug. Therefore, the thickness may be adjusted appropriately by applying such a viewpoint.
[0040]
  The plug 40 is only doubled, but is not limited to a double one. For example, when the thickness is thick at the bottom side of the ridge and gradually becomes thinner as it approaches the opening edge, the same configuration may be used in triplicate. This is because it becomes possible to adjust the amount of stretching for each stage.
  Further, the projecting direction is not limited to the bottom side, and the projecting direction may be projected so as to approach the inner peripheral surface of the thermoforming female mold 20 at a portion where the wall thickness is desired to be increased. Therefore, it is possible to increase the thickness at the side surface portion to form a pattern.
[0041]
  Furthermore, the reason why only the external pressure is adjusted when driving the sub plug 42 is to make the structure of the plug 40 as simple as possible and to facilitate the overall control. Therefore, it is also possible to control the advance / retreat timing by positively adjusting the air pressure of the hollow portion 41a1.
  As described above, the plug 40 is configured by the plug body 41 and the sub-plug 42, and the sub-plug 42 is configured to be able to advance and retract with respect to the plug body 41. Therefore, the thermoforming female mold 20 is formed at a portion where the thickness is to be increased. The thermoformed product can be formed without interference even when the thermoforming female mold 20 is operated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a thermoforming plug according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of a thermoforming apparatus to which the same thermoforming plug is applied.
FIG. 3 is a timing chart showing an operation sequence of the thermoforming apparatus.
FIG. 4 is an enlarged schematic cross-sectional view of a female mold of the thermoforming apparatus.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of the thermoforming apparatus in a mold clamping state.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a principal part showing a positional relationship between a thermoplastic resin plate and a plug immediately after mold closing.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a molded body and a plug immediately after the start of molding.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the main part of the thermoforming apparatus in a state where the bottom mold is lowered.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a molded body and a plug in the same state.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a molded body in a state where the bottom mold is raised again.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a molded body in a state in which pressurized air is supplied from a vacuum / release hole to bend the bottom of the ridge.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a main part in a state where a knockout plate of the thermoforming apparatus is pushed down.
FIG. 13 is a cross-sectional view of an essential part showing a modification for adjusting the thickness.
[Explanation of symbols]
11 ... Upper substrate
12 ... Cabinet base
13 ... Cabinet holder
14 ... Bottom mold base
15 ... Knockout plate
20 ... Female mold for thermoforming
21 ... Main cavity
21a ... through hole
22 ... Bottom type
22a ... Step part
23 ... Vacuum / release hole
24 ... Air communication hole
31 ... Lower substrate
32 ... Plug base
32a ... Communication entrance
33 ... Spacer
34 ... Seal plate
40 ... Plug
41 ... Plug body
41a ... Upper plug body
41a1 ... hollow part
41b ... Lower plug body
41b1 ... convex portion
41b2 ... annular groove
41b3 ... O-ring
41b4 ... Reserve room

Claims (5)

熱成形用のプラグであって、プラグ本体と、当該プラグ本体に収容されつつ雌型内に向けて進退して肉厚調整を補助するサブプラグとを具備し、
上記サブプラグは、上記プラグ本体に収容支持されつつ同プラグ本体内側の気密室に連通し、同気密室と外部の気圧差に応じて進退することを特徴とする熱成形用プラグ。
A plug for thermoforming, comprising a plug body and a sub-plug that is housed in the plug body and advances and retracts into the female mold to assist in adjusting the wall thickness ,
The sub-plug is accommodated and supported by the plug body, communicates with an airtight chamber inside the plug body, and advances and retreats according to a pressure difference between the airtight chamber and the outside .
上記請求項1に記載の熱成形用プラグにおいて、上記プラグ本体と上記サブプラグは、略同心円状に形成されることを特徴とする熱成形用プラグ。  2. The thermoforming plug according to claim 1, wherein the plug body and the sub plug are formed in a substantially concentric circle shape. 上記請求項1または請求項2に記載の熱成形用プラグにおいて、上記プラグ本体と上記サブプラグとがシリンダピストン状として形成されることを特徴とする熱成形用プラグ。The thermoforming plug according to claim 1 or 2 , wherein the plug body and the sub plug are formed in a cylinder piston shape. 熱成形用雌型内に向けてプラグを進退させて軟化熱可塑性樹脂板を予備伸張させて熱成形品を製造する熱成形品の製造方法であって、
上記プラグを、プラグ本体と、当該プラグ本体に収容支持されつつ同プラグ本体内側の気密室に連通して同気密室と外部の気圧差に応じて雌型内に向けて進退可能なサブプラグとで構成しつつ、同気密室と外部との気圧調整を行うことにより同サブプラグを突出させた状態として上記プラグ本体とともに上記熱成形用雌型内に進入させ、その後に同気密室と外部との気圧調整を行うことにより同サブプラグを後退させて肉厚調整を行なうことを特徴とする熱成形品の製造方法。
A method for producing a thermoformed article, wherein a plug is advanced and retracted into a female mold for thermoforming to pre-stretch a softened thermoplastic resin plate to produce a thermoformed article,
The plug is composed of a plug main body and a sub-plug that is housed and supported by the plug main body and communicates with an airtight chamber inside the plug main body and can advance and retreat into the female mold in accordance with a pressure difference between the airtight chamber and the outside. configured with, together with the plug body as a state of being protruded to the Sabupuragu by performing pressure adjustment of the air-tight chamber and the outside is advanced to the heat molding resin female form in, followed by pressure between the hermetic chamber and the outside A method of manufacturing a thermoformed product, characterized in that the thickness adjustment is performed by retracting the sub-plug by adjusting.
熱成形用雌型と、この熱成形用雌型内に軟化熱可塑性樹脂板を押し込むように進退するプラグとを有する熱成形装置であって、
上記熱成形用雌型は、
椀型凹形状に形成されるとともに、
この椀型凹形状の椀底部から連続して末広がり形状に糸底外周形状を形成する糸底外形用凹部と、
この糸底外形用凹部における上記椀型凹部への開口縁と近似する柱体状に形成されつつ上記椀型凹形状に対して進退可能に支持され、上記糸底外形用凹部からやや奥側に待避した第一の停止位置から上記開口縁に近接する第二の停止位置までの間で駆動される糸底内側成形型とを有し、
上記プラグは、
上記椀型凹部内に進入可能なプラグ本体と、
上記糸底外形用凹部の開口内に進入可能な柱体状に形成されつつ上記プラグ本体の椀底部より同開口内に対して進退可能に支持され、上記プラグ本体に収容支持されつつ同プラグ本体内側の気密室に連通して同気密室と外部の気圧差に応じて進退するとともに、上記糸底内側成形型が上記第一の停止位置と上記第二の停止位置との間で往復駆動されるのに対応して当接することなく往復駆動されるサブプラグとを有することを特徴とする熱成形装置。
A thermoforming apparatus having a female mold for thermoforming and a plug that advances and retreats so as to push a softened thermoplastic resin plate into the female mold for thermoforming,
The female mold for thermoforming is
While being formed into a bowl-shaped concave shape,
A thread bottom outer shape concave portion that forms a thread bottom outer peripheral shape in a continuously spreading shape from the saddle-shaped concave bottom portion;
The thread bottom outer shape recessed portion is supported in such a manner as to be able to advance and retreat with respect to the saddle-shaped concave shape while being formed in a columnar shape that approximates the opening edge to the saddle-shaped concave portion, and is retracted slightly from the thread bottom outer shape concave portion A yarn bottom inner mold that is driven from a first stop position to a second stop position adjacent to the opening edge;
The above plug
A plug body capable of entering the saddle-shaped recess,
Being formed in the pillar shape that can enter into the opening of the recess for the Itozoko contour is movably supported with respect to the same opening from the bowl bottom of the plug body, the plug body inner being housed supported by said plug body The yarn bottom inner mold is reciprocated between the first stop position and the second stop position, and communicates with the airtight chamber of the same and moves forward and backward according to the pressure difference between the airtight chamber and the outside . And a sub-plug that is driven to reciprocate without abutting.
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