JP2001293776A - フィルムプレフォーム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱されたフィルムの温度を低下しにくくす
る。 【解決手段】 フィルム密着化手段と枠状クランプ２と
凸型３と排気手段４とがこの順に配置されたフィルムプ
レフォーム装置であって、枠状クランプ３上に載置され
たフィルム５を加熱することが可能である加熱装置を有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は携帯電話機の筐体や、
自動車の計器パネル、そのパネルに使用されるボタンや
ノブなど立上がりのある立体成形品の表面にフィルムを
一体化させるために、予め立体形状に成形されたフィル
ムを得るためのフィルムプレフォーム装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来技術】従来のフィルムプレフォーム装置は、圧空
手段と枠状クランプと凸型と排気手段とがこの順に配置
されたものがあった。しかし、このフィルムプレフォー
ム装置では、フィルムが、フィルムプレフォーム装置と
は離れた所で加熱した後に、ロボットハンドなどにより
移動させて枠状クランプ上に載置されていた。その後、
圧空手段と排気手段とを閉じて、圧空手段からの圧縮空
気を圧入することにより、一気にフィルムを凸型に隙間
なく完全に密着させ、フィルムを立体的に成形（以下、
「プレフォーム」という。）していた。フィルムを立体
的に成形する形状は、射出成形金型のキャビティ形成面
の外表面あるいは内表面の形状にほぼ合致する形状であ
る。このようにして得られたプレフォームしたフィルム
を使用して立体成形品との一体化物を得るには、不要部
分をトリミングしたフィルムを射出成形金型まで搬送
し、射出成形金型のキャビティ形成面に装着し、つぎ
に、固定型と可動型とを型閉めしてキャビティを形成
し、キャビティに成形樹脂を射出し、成形樹脂の冷却固
化を待って、射出成形金型から立体成形品の表面にフィ
ルムが一体化接着した完成品を取り出す。プレフォーム
されたフィルムの形状がキャビティ形成面に合致しない
と、フィルムに皺が入った不良品ができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来は次のような問題
点があった。 （１）加熱されたフィルムを加熱装置からフィルムプレ
フォーム装置へと移動させなければならないため、移動
するときにフィルムに風が当たる。よって、（ａ）加熱
されたフィルムの温度が急激に低下するため、圧空手段
から圧縮空気の圧力を高く設定しないと、フィルムを凸
型に完全に密着させにくい。（ｂ）加熱されたフィルム
の温度が急激に低下するため、フィルムの収縮により絵
柄が急激に位置ズレしたり歪んだりしてしまう。 （２）加熱されたフィルムを加熱装置からフィルムプレ
フォーム装置へと移動させなければならないため、フィ
ルムの加熱直後に圧空手段から圧縮空気を圧入すること
ができない。よって、各工程間の移行に時間がかかり、
生産効率が劣る。 （３）加熱されたフィルムを加熱装置からフィルムプレ
フォーム装置へと移動させなければならないため、フィ
ルムを移動させるための装置、例えばロボットやコンベ
アベルトなどが必要となる。このため、フィルムプレフ
ォーム装置以外に大掛かりな装置を準備するためのスペ
ースや経費がかさむ。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の従来技術の問題点
を解決するために、この発明は、次のように構成した。
つまり、この発明のフィルムプレフォーム装置は、フィ
ルム密着化手段と枠状クランプと凸型と排気手段とがこ
の順に配置されたフィルムプレフォーム装置であって、
枠状クランプ上に載置されたフィルムを加熱することが
可能である加熱装置を有するものである。

【０００５】つまり、この発明のフィルムプレフォーム
装置は、フィルム密着化手段と枠状クランプと凸型と排
気手段とがこの順に配置されたフィルムプレフォーム装
置であって、フィルム密着化手段と枠状クランプとの隙
間及び枠状クランプと凸型との隙間に入り込んで枠状ク
ランプ上に載置されたフィルムの上下面を覆って加熱
し、フィルム密着化手段と枠状クランプと凸型と排気手
段とが合体するまでに前記隙間から退避することが可能
である加熱装置を有するものである。

【０００６】また、この発明のフィルムプレフォーム装
置は、加熱装置が異なる温度設定が可能な複数の分割加
熱部からなるものであってもよい。

【０００７】また、この発明のフィルムプレフォーム装
置は、枠状クランプがヒーターパネルあるいは温調回路
が取り付けられたものであってもよい。

【０００８】また、この発明のフィルムプレフォーム装
置は、排気手段の上面に２本以上のテーパーピンが形成
され、枠状クランプの下面にそのピンに合致するブッシ
ュが形成されるとともに枠状クランプの上面に２本以上
のフィルム位置決めピンが形成されたものであってもよ
い。

【０００９】また、この発明のフィルムプレフォーム装
置は、プレフォームされたフィルムをフィルム密着化手
段と枠状クランプとの隙間から取り除くためのフィルム
保持部と、プレフォームされていないフィルムを枠状ク
ランプ上に載置するためのフィルム保持部とが背中合わ
せに配置されたロボットハンドを有するものであっても
よい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の実施例を詳しく説明する。フィルムプレフォーム装
置は、少なくともフィルム密着化手段と枠状クランプ２
と凸型３と排気手段４とがこの順に配置されたものであ
る。フィルム密着化手段としては、圧空手段１を単独で
使用するもの、真空成形手段を単独で使用するもの、圧
空手段１と真空成形手段とを併用するもの、フィルムを
上下の台盤の間に挿入して加圧形成加工を行なうプレス
成形手段等がある。圧空手段１としては、一般的にはエ
アーブロー成形に用いられる装置がある。以下、圧空手
段１を単独で使用するものを説明する。

【００１１】圧空手段１は、枠状クランプ２と協働して
フィルム５の周囲を固定し、凸型３の凸部７にフィルム
５を被せるように移動するとともに、フィルム５を挟ん
で排気手段４と合体した後に、圧空孔６から圧縮空気を
圧空手段内に圧入し、凸型３の凸部７にフィルム５を隙
間なく密着させるためのものである。圧空手段１は、圧
縮空気を作り出す空気圧縮装置８に接続されている。圧
縮空気の圧力は、１５気圧以上５０気圧以下が好まし
い。この発明では、フィルム５が高温で加熱されたまま
の状態で圧空孔６から圧縮空気を圧入することができる
ため、比較的低い圧力でも凸型３に隙間なくフィルム５
を密着させることができる。圧縮空気の圧力の設定値の
具体例としては、ＡＢＳフィルムとアクリルフィルムの
合計厚み５００μｍの積層フィルムを使用する場合は、
加熱温度２５０℃において２０気圧の設定値が好まし
い。また、厚み２００μｍのポリブチレンテレフタレー
トフィルムの場合、加熱温度２５０℃において４５気圧
の設定値が好ましい。圧空手段１の材質としては、鉄、
アルミ、銅などの金属または合金などがある。その理由
は圧縮空気の圧入に耐える強度が必要だからである。圧
空手段１の空洞９は、後述する凸型３と合体した場合
に、凸型３の凸部７と干渉しないための空間である。

【００１２】枠状クランプ２は、圧空手段１と協働して
フィルム５の周囲を固定して、凸型３にフィルム５を被
せるように移動するものである（図７参照）。枠状クラ
ンプ２の材質としては、圧空手段１の材質と同様の材質
でもよい。枠状クランプ２の形状としては、平面形状あ
るいは立体形状がある。枠状クランプ２は、フィルム５
の上面から押え付ける上側クランプとフィルム５の下面
から押え付ける下側クランプとからなり、この２つのク
ランプでフィルム５を挟み込むようにしたものでもよい
（図示せず）。こうすると、加熱装置１０によりフィル
ム５が加熱されても、フィルム５の所定の環状部分が固
定されているため、フィルム５の位置ズレや収縮、延伸
が発生する場合でも最小限に抑えることができる。クラ
ンプは、分割可能なものでもよい（図示せず）。例え
ば、分割前は切れ目のない四角形の枠状クランプ２であ
って、分割後はコの字状の２個のクランプ片となるもの
がある。枠状クランプ２は、クランプ用ヒーター装置、
あるいは加熱流動媒体による温調回路（図示せず）など
が取付けられていてもよい。その理由は、枠状クランプ
２にフィルム５の熱が奪われフィルム５の温度分布が一
様でなくなり、フィルム５を凸型の凸部に隙間なく密着
させるときにフィルム５の延伸の程度がばらつき、延伸
の程度が低い部分が破れたり、延伸の程度が高い部分が
皺になったりするのを防ぐためである。また、加熱装置
１０が退避した後にフィルム５の温度が低下するのを防
止したり、フィルム５が凸型３の方へ移動する際の風当
りによりフィルム５の温度が低下するのを防止したりす
るためである。クランプ用ヒーター装置としては、棒状
のシーズヒーター３４などがあり、枠状クランプ２の対
向する２片に埋め込むとよい（図７（ａ）（ｂ））。温
調回路としては、水などの流動媒体を加熱してその温度
調節ができる外部装置から、加熱された水を枠状クラン
プ３の内部に引き込んで枠状クランプ３の内部を循環さ
せるような構造のものがある。枠状クランプ２は、その
下面に排気手段４の上面に形成されたテーパーピン１２
が合致するブッシュ１３が形成されたものでもよい（図
７（ａ）（ｂ）、図９〜図１３参照）。枠状クランプ２
と凸型３と排気手段４とが合体するときに、凸型３の凸
部７とフィルム５の絵柄とが位置ズレしないようにする
ためである。ブッシュ１３は、枠状クランプ２の対向す
る２辺の中央に少なくとも形成するとよい。枠状クラン
プ２は、その上面に２本以上のフィルム位置決めピン３
２が形成されていてもよい（図７（ｂ）、図９〜図１３
参照）。枠状クランプ２とフィルム５の絵柄とが位置ズ
レしないようにするためである。前記、テーパーピン１
２とブッシュ１３とフィルム位置決めピン３２とによ
り、フィルム５の絵柄と凸型３の凸部７とが位置ズレし
ないようにすることができる。フィルム位置決めピン３
２の個数は、２個以上であり、好ましくは４〜８本がよ
い。左右、上下、回転方向の位置ズレを極力少なくする
ためである。フィルム位置決めピン３２の形成箇所は、
枠状クランプ２の各辺の中央部、あるいはコーナー部が
好ましい。フィルム位置決めピン３２の長さは、５〜１
０ｍｍが好ましい。フィルム位置決めピン３２の径は、
直径２〜８ｍｍが好ましい。

【００１３】凸型３は、その表面にフィルム５を隙間な
く密着させることによって、後述する射出成形金型のキ
ャビティ形成面の形状にほぼ合致した立体形状にフィル
ム５を変形させるためのものである（図８参照）。凸型
３は、凸部７の近傍に小孔を開けたり、スリット３３を
形成してもよいし、空気が通過する微細な通気孔を凸部
自体が有するものでもよい。空気が通過する微細な通気
孔を凸部自体が有するものとしては、多孔性金属や多孔
性セラミックなどがある。凸型３は、複数の凸部７を有
するものでもよい（図８参照）。一つ一つの凸部７が同
じ立上がりのある携帯電話機の上蓋の立体形状を呈する
ものでもよい。複数の凸部７は互いに異なる立上がりの
ある立体形状を呈するものでもよい。

【００１４】排気手段４は、凸型３の凸部７にフィルム
５が被さった後に、圧空手段１からの圧縮空気により押
し出される、フィルム５と凸型３の凸部７との隙間の空
気を排気孔１４から排気して、凸型３の凸部７にフィル
ム５を隙間なく密着させるためのものである。排気手段
４は、枠状クランプ２に形成されたブッシュ１３に合致
するテーパーピン１２を有するものでもよい（図７
（ｂ）、図９〜図１３参照）。枠状クランプ２と凸型３
と排気手段４とが合体するときに、凸部７とフィルム５
の絵柄とが位置ズレしないようにするためである。

【００１５】この実施例における、加熱装置１０以外の
各構成要素の関係は次のようになる（図１〜図５、図９
〜図１３参照）。地面に対して固定して設置された排気
手段４上に、凸型３が設置され位置ズレしないようにボ
ルトなどで固定される。凸型３の上方には、枠状クラン
プ２が設置される。枠状クランプ２は、枠状クランプ支
持部１５に支持され、バネやエアーシリンダーによって
排気手段４に対して離れる方向に常に弾撥力がかかるこ
とにより、上から大きな力がかからない限り凸部７と一
定の隙間を保つ状態で静止している。この隙間は、後述
する加熱装置１０の下側加熱部１７が入り込むことがで
きる間隔を有する。さらに、その上に圧空手段１が圧空
手段支持部１６を介して枠状クランプ２と一定の隙間Ｂ
を保って待機している。この隙間は、後述する加熱装置
１０の上側加熱部１８が入り込むことができる間隔を有
する。圧空手段１は圧空手段支持部１６を介して油圧シ
リンダー１９などで下方向に押し下げられたり、引き上
げられたりする。

【００１６】フィルム５が加熱された後、圧空手段１と
枠状クランプ２と凸型３と排気手段４とが前記隙間を有
する状態から合体した状態へと変化し、再び前記隙間を
有する状態に復帰するまでの一連の動作を説明する（図
９〜図１３）。まず、圧空手段１は、枠状クランプ２の
定位置まで油圧シリンダー１９によって押し下げられ、
枠状クランプ２と合体してフィルム５を固定する（図１
０参照）。圧空手段１は、圧空手段支持部１６を介して
四方に設けられたポスト２０に沿って移動する。次に、
油圧シリンダー１９によって圧空手段１をさらに下に押
し下げることによって、枠状クランプ２は定位置から下
に移動させられて圧空手段１とフィルム５と枠状クラン
プ２とは合体したまま排気手段４の方に接近する。接近
途中にも合体状態を保てるのは、枠状クランプ２に上方
向の弾撥力が常時かかっているからである。油圧シリン
ダー１９によって圧空手段１をさらに下に押し下げるこ
とによって、圧空手段１とフィルム５と枠状クランプ２
と凸型３と排気手段４とが合体する（図１１、図１２参
照）。フィルム５は凸型３の凸部７に被さるが、いわゆ
るテントを張った状態であって、フィルム５と凸部７と
の間には隙間が残る。次に、圧空手段１の圧空孔６から
圧縮空気を圧入してフィルム５に押し付けるとともに、
排気手段４の排気孔１４からはフィルム５と凸型３との
隙間の空気が押し出されて、凸型３にフィルム５を隙間
なく密着させる（図１２参照）。次に、フィルム５の塑
性変形が終了するまでの間、圧空を維持した後圧空手段
側の空気を排気する。次に、油圧シリンダー１９によっ
て圧空手段１を、枠状クランプ２の定位置まで上昇させ
る。さら、圧空手段１を上昇させると、枠状クランプ２
は定位置に静止し、圧空手段１だけがさらに上昇をする
（図１３参照）。圧空手段１と枠状クランプ２と凸型３
と排気手段４とは、再び前記隙間を有する状態に復帰す
る。

【００１７】加熱装置１０の一例としては、圧空手段１
と枠状クランプ２との隙間および枠状クランプ２と凸型
３との隙間に入り込んで枠状クランプ２上に載置された
フィルム５の上下面を覆って加熱し、圧空手段１と枠状
クランプ２と凸型３と排気手段４とが合体するまでに前
記隙間から退避することが可能なものがある（図１〜図
６参照）。加熱装置１０は、上側加熱部１８のみを有し
た断面一の字状の加熱部２１と加熱部２１を駆動する駆
動部２２とからなるものでもよい。この場合は、フィル
ム密着化手段と枠状クランプ２との隙間に入り込んで枠
状クランプ２上に載置されたフィルム５の上面のみを覆
って加熱することになる。加熱装置１０は、下側加熱部
１７のみを有した断面一の字状の加熱部２１と加熱部２
１を駆動する駆動部２２とからなるものでもよい。この
場合は、枠状クランプ２と凸型３との隙間に入り込んで
枠状クランプ２上に載置されたフィルム５の下面のみを
覆って加熱することになる。加熱装置１０は、上側加熱
部１８と下側加熱部１７とを有した断面コの字状の加熱
部２１と、加熱部２１を駆動する駆動部２２とからなる
ものがある。上側加熱部１８は、枠状クランプ２の上面
を覆う面積を有し、下側加熱部１７は枠状クランプ２の
下面を覆う面積を有する。枠状クランプ２は枠状である
ため、下側加熱部１７からの熱はフィルム５に確実に到
達する。上側加熱部１８と下側加熱部１７は、ヒーター
パネル１１でもよいし、ヒーターがセラミック板の中に
鋳込まれているセラミックヒーターや、パイプヒータ
ー、熱風を吹き出す熱風噴射機のようなものでもよい。
加熱装置１０は下側加熱部１７を有することにより、フ
ィルム５と凸型３との加熱を同時にすることもできる。
加熱部２１は、加熱温度の異なる温度設定が可能な複数
の分割加熱部２３（ヒーターパネルが４つに分割されて
いる。）からなるものでもよい（図６参照）。上述した
凸型３が複数の凸部７を有する場合は、一つの凸部７に
対して一つの分割加熱部２３が対応するようにしてもよ
い。また、立体形状の立上がりが大きい凸部７に対応す
る分割加熱部２３の温度設定を高くする一方、立体形状
の立上がりが小さい凸部７に対応する分割加熱部２３の
温度設定を低くしてもよい。駆動部２２は、加熱装置載
置台２４上に設置され、加熱装置載置台２４にはロッド
レスシリンダー等のエアーによるアクチュエーターの駆
動力を利用して加熱装置載置台２４のレール２５上を駆
動部２２が移動するものがある。あるいは、モーターと
タイミングベルトとの組合せ、モーターとボールネジと
の組合せ等の電動アクチュエーターの駆動力を利用して
もよい。圧空手段１と枠状クランプ２と凸型３と排気手
段４とがこの順に配置された部分の周囲を板状の囲いで
覆うことによって、外部からの空気の流入を防止するこ
とができ、加熱装置１０によるフィルム５の加熱から圧
空手段１からの圧空によるフィルム５の押し付けまでの
間のフィルム５の温度低下を防止することができる。

【００１８】上記フィルムプレフォーム装置において、
圧空手段１と枠状クランプ２とでフィルム５を固定する
際に、フィルム５の不要な部分を除去するための切断刃
やヒートカッター、レーザー光線切断装置を圧空手段
１、枠状クランプ２に設けてもよい（図示せず）。ある
いは、フィルム５を凸型３の凸部７に隙間なく密着させ
る際に、フィルム５の不要な部分を除去するための切断
刃やヒートカッター、レーザー光線切断装置を凸型３の
凸部７の表面または排気手段４に設けてもよい（図示せ
ず）。

【００１９】なお、前記凸型３の凸部７の立体形状に合
致するキャビティ形成面を有する射出成形金型は、雄型
と雌型とを型閉めすることによって、所望の立体成形品
を成形するためのキャビティを形成するものである（図
示せず）。この発明のフィルムプレフォーム装置によっ
て立体的に成形されたフィルム５をキャビティ形成面に
嵌め込んだり、被せたりして用いるのである。キャビテ
ィ形成面の立体形状としては、携帯電話機の上蓋の立体
形状がある。

【００２０】この発明のフィルムプレフォーム装置に
は、プレフォームされたフィルム５を圧空手段１と枠状
クランプ２との隙間から取り除くためのプレフォームさ
れたフィルム保持部と、プレフォームされていないフィ
ルム５を枠状クランプ２上に載置するためのプレフォー
ムされていないフィルム保持部とが背中合わせに配置さ
れたロボットハンド２９を有するものでもよい（図１、
図５、図１４参照）。このロボットハンド２９の動作を
説明する。まず、プレフォームされていないフィルム保
持部を上側にしてフィルム５を吸盤に保持するととも
に、プレフォームされたフィルム保持部を下側にして、
多関節可動アームを屈伸や伸縮などさせてロボットハン
ド２９を圧空手段１と枠状クランプ２との隙間に入り込
ませる（図５参照）。そして、枠状クランプ２上に載置
されているプレフォームされたフィルム５をプレフォー
ムされたフィルム保持部で吸盤３０に保持させた後、プ
レフォームされたフィルム保持部とプレフォームされて
いないフィルム保持部との上下を逆転させる。プレフォ
ームされていないフィルム保持部の吸盤の吸引を解除し
てプレフォームされていないフィルムを枠状クランプ３
上に載置する。このとき、フィルム５に形成された位置
決め孔と枠状クランプ２に形成されたフィルム位置決め
ピン３２とを嵌め合わせるとよい。その後、ロボットハ
ンド２９を圧空手段１と枠状クランプ２との隙間から退
避させる（図１参照）。ロボットハンド２９は、プレフ
ォームされたフィルム５を打抜き型に搬送してセットし
たり、射出成形金型まで搬送して射出成形金型のキャビ
ティ形成面に直接嵌め込んだり、被せたりすることがで
きるものである。ロボットハンド２９は、多関節可動ア
ーム２８の一端に取付けられたものである。多関節可動
アーム２８の他端は支持台２７に取付けられているもの
がある（図１４参照）。支持台２７は、フィルムプレフ
ォーム装置や射出成形金型に対して固定された場所に設
置されている。多関節可動アーム２８は、支持台２７を
軸にして回転可能であり、また、多関節可動アーム２８
の軸を中心にして自転可能であり、また、支持台２７に
対して上下左右に移動可能に設けられている。ロボット
ハンド２９は多関節可動アーム２８に対して遠ざかった
り近寄ったりできるように移動可能に設けられている。
ロボットハンド２９には、真空吸引手段や吸引解除手
段、吸盤３０などを設けておき、フィルム５の保持およ
び開放が任意に行なえるようにしておくとよい。

【００２１】なお、この発明の実施に使用されるフィル
ム５としては、基材上に、絵柄が形成された絵柄層、接
着層などが順次形成されたものがある（図示せず）。基
材は、通常のフィルムの基材フィルムや基材シートとし
て使用されるものであり、ポリエチレンテレフタレー
ト、アクリル、ポリカーボネート、トリアセテート、Ａ
ＢＳの単体又は、それら２種以上のフィルムをラミネー
トした積層フィルム、あるいは、ポリカーボネートとポ
リブチレンテレフタレートとのポリマーアロイ、ポリカ
ーボネートとＡＢＳとのポリマーアロイなどがある。絵
柄層は、立体成形品表面に、模様、絵画、ロゴ、文字、
抜き文字、記号などを形成するために、透光性インキや
遮光性インキなどを用いて印刷などの通常の形成方法で
形成される。絵柄層は、真空蒸着によって形成された金
属層を有していてもよい。接着層は、立体成形品の成形
と同時に立体成形品表面にフィルム５を接着させるため
のものであり、立体成形品を構成する樹脂と同系の樹脂
を用いて、印刷などの通常の形成方法で形成される。

【００２２】

【実施例】この発明のフィルムプレフォーム装置の実施
例を説明する。まず、フィルム密着化手段としての圧空
手段１と排気手段４との隙間の枠状クランプ２上にフィ
ルム５を載置した（図１参照）。フィルム５を載置する
には、前述したロボットハンド２９を用いた。ロボット
ハンド２９の吸盤３０によってフィルム５の四方を固定
して移動した。載置する際、フィルム５の２箇所に形成
された位置決め孔に、枠状クランプ２に形成された位置
決めピン３２を差し込んだ（図１、図９）。フィルム５
としては、基材上に絵柄層、接着層などが順次形成され
たものを用いた。絵柄層は携帯電話機の上蓋４個分の絵
柄が２行２列に並ぶように形成した。基材は、アクリル
樹脂からなるプラスチックフィルムを用いた。絵柄層
は、携帯電話機の上蓋に形成される模様、絵画、ロゴ、
文字、記号などとした。また、液晶表示部に透明窓を形
成するために透光性インキと遮光性インキを用いて印刷
で抜き窓部を形成した。光沢を有する文字を形成するた
めに真空蒸着による金属層を形成した。接着層は、立体
成形品の成形と同時に立体成形品にフィルム５を一体化
接着させるためのものであり、立体成形品を構成する樹
脂と同系の樹脂を用いて、印刷などの通常の形成方法で
形成した。

【００２３】次に、加熱装置１０を、圧空手段１と枠状
クランプ２との隙間および枠状クランプ２と凸型３との
隙間に入り込ませて枠状クランプ２上に載置されたフィ
ルム５の上下面を覆って加熱した（図２参照）。加熱に
よりフィルム５を軟化させて立体形状に成形するためで
ある。フィルム５は枠状クランプ２上に載置されたまま
で移動させず、フィルム５を加熱するために加熱装置１
０を移動させた。加熱装置１０の上側加熱部１８を、圧
空手段１と枠状クランプ２との隙間に入り込ませ、下側
加熱部１７を枠状クランプ２と排気手段４との隙間に入
り込ませた。圧空手段１と枠状クランプ２と凸型３との
隙間は約２〜７ｃｍとした。また、枠状クランプ２と排
気手段４との隙間は約１〜５ｃｍとした。その理由は、
たとえば、４つに分割して配置されたヒーターパネルを
加熱装置として用いた場合（図６参照）、加熱装置１０
とフィルム５との隙間を小さくするとフィルム５に熱は
伝わりやすいが、それらのヒーターパネルのある部分に
対応した箇所が特によく加熱され、両隣のヒーターパネ
ルの隙間に対応した箇所はフィルム５の加熱が不十分と
なる現象が起り、フィルム５の加熱が全面均一に行われ
ないおそれがあるからである。一方、加熱装置１０とフ
ィルム５との隙間を大きくするとフィルム５に熱は伝わ
りにくいが、フィルム５の加熱が全面均一に行われる。
上記数値にすると、フィルム５に熱が伝わりやすく、か
つ、全面均一にフィルム５の加熱が行われるのである。
この実施例では、厚みが約２００μｍで約９００平方セ
ンチメートルの面積のフィルム５を加熱し、立上がりが
約２ｃｍの立体形状部分を４個分成形するようにしたの
で、セラミックヒーターを用いて加熱温度は約２５０℃
に設定した。フィルム５の移動による温度低下はないの
で、フィルム５を移動させる場合に比べて、加熱温度は
５０〜１００℃、低目に設定できた。加熱時間は３〜５
秒であった。

【００２４】次に、加熱装置１０を、圧空手段１と枠状
クランプ２と凸型３と排気手段４とが合体するまでに前
記隙間から退避させた（図３参照）。圧空手段１と枠状
クランプ２と凸型３と排気手段４とが合体する際に、障
害とならないようにするためである。加熱されたフィル
ム５は枠状クランプ２上に載置されて静止したままで移
動はしない。加熱装置１０が圧空手段１と枠状クランプ
２と凸型３との隙間から移動する。加熱装置１０の移動
に伴って対流が起き加熱されたフィルム５に風が当たっ
てフィルム５の温度低下を招かないようにするために、
加熱装置１０が退避する際の移動速度は、約３０ｃｍ／
秒以上が好ましい。

【００２５】次に、加熱装置１０が退避した後、圧空手
段１と枠状クランプ２とによってフィルム５を固定した
（図３参照）。この固定によって、圧空手段１の開口縁
部３１と枠状クランプ２とで所定の環状にフィルム５が
挟み込まれる（図１０参照）。フィルム５のうち凸型３
に被さる部分は挟み込まれておらずブリッジ状となる。
枠状クランプ２としては、前記フィルム５に形成された
２行２列に並んだ携帯電話機４個分の絵柄が囲まれる大
きさのものを用いた。

【００２６】次に、圧空手段１と枠状クランプ２と凸型
３と排気手段４とを合体させた（図４参照）。凸型３の
凸部７にフィルム５を被せ、圧空手段１の圧空孔６から
圧縮空気を圧入し、凸型３の凸部７にフィルム５を隙間
なく密着させるためである。凸型３の凸部７は、携帯電
話機の上蓋の立体形状であり、２行２列に並んで形成さ
れている（図８参照）。フィルム５の上下面を加熱した
後、加熱装置１０が退避するやいなや、直ちに、凸型３
の凸部７にフィルム５を隙間なく密着させることができ
るため、フィルム５が十分に軟らかい状態を保ったまま
で立体形状に成形できた。圧空手段１の圧空孔６から圧
縮空気の圧入直前のフィルム５の温度は１３０℃であっ
て十分軟らかかった。このため、圧空手段１からの圧縮
空気の圧力は、２５気圧で、圧空時間は約４秒で済ん
だ。圧縮空気の圧入後、約６秒待ってから、圧空手段１
の上昇を開始した（図５参照）。プレフォームされたフ
ィルム５を圧空手段１と枠状クランプ２との間から取り
除くには、前述したロボットハンド２９を用いた（図５
参照）。ロボットハンド２９の吸盤３０によってフィル
ム５を固定して移動した。プレフォームされたフィルム
５を取り除くためにロボットハンド２９を圧空手段１と
枠状クランプ２との隙間に入り込ませる際に、同じロボ
ットハンド２９でプレフォームされていないフィルム５
を枠状クランプ２上に載置させた。

【００２７】

【発明の効果】この発明では、以上のような構成を採用
したので、次のような効果を奏する。 （１）加熱されたフィルムを加熱装置からフィルムプレ
フォーム装置へと移動する必要がないので、フィルムに
風が当たることはない。よって、（ａ）加熱されたフィ
ルムの温度が低下しにくいため、圧空手段から圧縮空気
を圧入するときの圧力を低く設定してもフィルムを凸型
に完全に密着させることができる。（ｂ）加熱されたフ
ィルムの温度が低下しにくいため、フィルムの収縮によ
る絵柄の急激な位置ズレや歪みは起こりにくい。 （２）加熱されたフィルムを加熱装置からフィルムプレ
フォーム装置へと移動する必要がないため、フィルムの
加熱直後に圧空手段から圧縮空気の圧入ができる。よっ
て、各工程間の移行に時間がかからず、生産効率が優れ
る。 （３）加熱されたフィルムを加熱装置からフィルムプレ
フォーム装置へと移動する必要がないため、フィルムを
移動させるための装置、例えばロボットやコンベアベル
トなどが不要となる。このため、フィルムプレフォーム
装置以外に大掛かりな装置を準備するためのスペースや
経費がかからない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明のフィルムプレフォーム装置の一例
を示す断面図である。

【図２】 この発明のフィルムプレフォーム装置の一例
を示す断面図である。

【図３】 この発明のフィルムプレフォーム装置の一例
を示す断面図である。

【図４】 この発明のフィルムプレフォーム装置の一例
を示す断面図である。

【図５】 この発明のフィルムプレフォーム装置の一例
を示す断面図である。

【図６】 この発明のフィルムプレフォーム装置の加熱
装置の平面図である。

【図７】 この発明のフィルムプレフォーム装置の枠状
クランプの平面図である。

【図８】 この発明のフィルムプレフォーム装置の凸型
の斜視図である。

【図９】 この発明のフィルムプレフォーム装置の一部
分を示す断面図である。

【図１０】 この発明のフィルムプレフォーム装置の一
部分を示す断面図である。

【図１１】 この発明のフィルムプレフォーム装置の一
部分を示す断面図である。

【図１２】 この発明のフィルムプレフォーム装置の一
部分を示す断面図である。

【図１３】 この発明のフィルムプレフォーム装置の一
部分を示す断面図である。

【図１４】 ロボットハンドを示す一部断面図である。

【符号の説明】

１ 圧空手段 ２ 枠状クランプ ３ 凸型 ４ 排気手段 ５ フィルム ６ 圧空孔 ７ 凸部 ８ 空気圧縮装置 ９ 空洞 １０ 加熱装置 １１ ヒーターパネル １２ テーパーピン １３ ブッシュ １４ 排気孔 １５ 枠状クランプ支持部 １６ 圧空手段支持部 １７ 下側加熱部 １８ 上側加熱部 １９ 油圧シリンダー ２０ ポスト ２１ 加熱部 ２２ 駆動部 ２３ 分割加熱部 ２４ 加熱装置載置台 ２５ レール ２７ 支持台 ２８ 多関節可動アーム ２９ ロボットハンド ３０ 吸盤 ３１ 開口縁部 ３２ フィルム位置決めピン ３３ スリット ３４ シーズヒーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F208 AA21 AA24 AA28 AC03 AG01 AG03 MA03 MB01 MC03 MH06 MH10 MJ13 MJ14 MJ15 MJ22 MJ23 MJ29 MK15

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルム密着化手段と枠状クランプと凸
   型と排気手段とがこの順に配置されたフィルムプレフォ
   ーム装置であって、枠状クランプ上に載置されたフィル
   ムを加熱することが可能である加熱装置を有することを
   特徴とするフィルムプレフォーム装置。
2. 【請求項２】 フィルム密着化手段と枠状クランプと凸
   型と排気手段とがこの順に配置されたフィルムプレフォ
   ーム装置であって、フィルム密着化手段と枠状クランプ
   との隙間及び枠状クランプと凸型との隙間に入り込んで
   枠状クランプ上に載置されたフィルムの上下面を覆って
   加熱し、フィルム密着化手段と枠状クランプと凸型と排
   気手段とが合体するまでに前記隙間から退避することが
   可能である加熱装置を有することを特徴とするフィルム
   プレフォーム装置。
3. 【請求項３】 加熱装置が、異なる温度設定が可能な複
   数の分割加熱部からなるものである請求項１〜２のいず
   れかに記載のフィルムプレフォーム装置。
4. 【請求項４】 枠状クランプが、ヒーターパネルあるい
   は温調回路が取り付けられたものである請求項１〜３の
   いずれかに記載のフィルムプレフォーム装置。
5. 【請求項５】 排気手段の上面に２本以上のテーパーピ
   ンが形成され、枠状クランプの下面にそのピンに合致す
   るブッシュが形成されるとともに枠状クランプの上面に
   ２本以上のフィルム位置決めピンが形成された請求項１
   〜４のいずれかに記載のフィルムプレフォーム装置。
6. 【請求項６】 プレフォームされたフィルムをフィルム
   密着化手段と枠状クランプとの隙間から取り除くための
   フィルム保持部と、プレフォームされていないフィルム
   を枠状クランプ上に載置するためのフィルム保持部とが
   背中合わせに配置されたロボットハンドを有する請求項
   １〜５のいずれかに記載のフィルムプレフォーム装置。