专利名称：预成形装置和采用此装置的预成形方法和主成形方法
技术领域：
本发明涉及一种预成形装置和采用此装置的预成形方法以及主成形方法，其通过在主成形装置的主成形模上，安装带图案的膜，将树脂供给到该主成形模中，为了获得带图案的成形件而制作成形膜。即，本发明用于使带图案的薄片本身与制品的表面紧密贴合的所谓镶嵌成形，或将带图案的薄片中的图案转印在制品的表面的所谓残留成形方法等的主成形，用于该方法用的预成形装置和采用该装置的预成形。
背景技术：
在过去，作为可对转印膜的浪费等进行合理化处理的残留成形方法，人们知道有，比如，JP特开平8-25414号公报所描述的方法。按照该公报所描述的技术，可按照转印膜的厚度，对用于注射成形的模具的一部分进行切削，进行朝向成形件的部分的转印。
另外，作为可用于残留和镶嵌成形的，使相对于带图案的膜的模具的位置精度提高的方法，人们知道有JP特开昭59-202832号公报所描述的方法。按照该公报，由于在成形机的凹模上，设置带图案的膜，在凹模上，用辐射加热装置，使带图案的膜软化，通过真空成形方式进行预成形，故可应对深冲压，同时膜与成形件的位置精度也良好。此外，在预成形后，使凸模下降，进行注射成形。
但是，按照上述公报1的成形方法，由于不照原样使用普通的成形模，由于必须切削模具的一部分，因此，具有成本上升的问题。另外，按照该方法，不可能应对深冲压，复杂形状的成形件。
另一方面，按照上述公报2的成形方法，由于采用与注射成形相同的模具，进行预成形，故必须在注射成形后，打开冷却的模具，对膜进行加热，进行真空成形等处理。由于在预成形期间，不能够进行注射成形，故整体的生产效率降低。另外，为了进行真空成形，必须在注射成形的模具中，形成空气排出的孔，另外还具有因膜的厚度，模具内的压力减小，对成形件的品质造成障碍的不利情况。
另外，作为用不同于主成形模的模，对具有金属箔反射层的多层膜进行预成形，然后，进行主成形的抛物面天线反射镜的制造方法，人们知道有JP特开平6-6127号公报。但是，该公报不采用带图案的膜，与本发明无关系，而作为参考而列举。
针对上述的过去的实际状况，本发明的目的在于提供不对主成形装置中的已有的模具进行特殊的加工，即使相对深冲压，复杂的形状的成形件，仍可有效地制作图案的预成形装置和采用它的预成形方法以及主成形方法。
发明内容
为了实现上述目的，本发明涉及一种预成形装置，该预成形装置通过下述方式，制作用于获得带图案的成形件的成形膜，该方式为在主成形装置的主成形模上，安装带图案的膜，将树脂供给到该主成形模中，其特征在于，该预成形装置包括膜供给装置，该膜供给装置将上述带图案的膜供给到进行预成形的预成形部；加热装置，该加热装置可以与上述预成形部离开、接近的方式移动，用于在预成形前，按照在上述预成形部，使其变为塑性状态的方式对上述带图案的膜进行加热；预成形模，该预成形模用于对上述带图案的膜进行预成形；膜脱模装置，该膜脱模装置在上述带图案的膜预成形后，将该膜脱模，制作用于插入到上述主成形模中的成形膜。
另一方面，采用本发明的预成形装置的预成形方法的特征在于通过上述膜供给装置，将上述带图案的膜供给到进行预成形的预成形部，使加热装置接近上述预成形部，使上述带图案的膜变为塑性状态，然后，用上述预成形模对变为塑性状态的带图案的膜进行预成形，接着，对已成形的膜进行脱模，制作用于插入上述主成形模中的成形膜。
按照上述本发明的预成形装置和预成形方法的特征，在制作成形件的成形步骤之前，采用预成形装置，进行预成形。由于在采用预成形模，对上述带图案的膜进行预成形后，对其进行脱模，制作成形膜，故在将成形膜安装于主成形模上的场合，图案的错位非常小。由于预成形，脱模与主成形并行地进行，故能够快速地将成形膜安装于主成形模上，几乎没有成形时间的损失，使生产效率提高。
另外，按照本发明，由于能够使用已有的模具和成形机，故也没有成形件的品质因压力降低等因素而变差的危险。此外，由于已有的成形机可与预成形装置同时采用，故实施也极为容易。
由于使加热装置接近预成形部，使带图案的膜变为塑性状态后，通过预成形模对变为塑性状态的带图案的膜进行预成形，故即使在深冲压等的情况下，仍可以良好的位置精度，进行应对。另外，预成形模可耐预成形的热量，另外，主成形模和作为主要部分的至少一部分基本相同即可。于是，作为预成形模的预成形模可采用木模、树脂等，以非常低的价格制作。
但是，按照上述公报3描述的发明，由于未通过预先对多层膜进行加热，使其软化，而是在加压的同时最初进行加热，故形状平缓而简单。即，还由于对象物为反射镜，具有金属反射层，故知道，该文献的构思与通过加热装置对膜的塑性处理，对具有图案的膜进行预成形，以便应对深冲压等情况的本发明是不同的。
在上述预成形装置中，最好，上述膜脱模装置包括锯齿状的冲压刃。这样做的原因在于按压力集中于呈锯齿状的各山字形的尖端处，可更加有效地，并且确实地使带图案的膜实现脱模。另外，上述膜脱模装置由脱模组件和弹性体构成，该脱模组件可使上述冲压刃以接近上述预成形部的方式移动，该弹性体安装于预成形模中的与该冲压刃面对的相对面上，由此，可防止具有尖端的冲压刃的损伤。
按照本发明的实施例，上述预成形模和膜脱模装置可选择地移动来离开接近上述预成形部，由此，单独进行成形与脱模作业，可确实进行各种作业，另外也可使维修性提高。
上述预成形模由一对预成形模构成，该对预成形模由上述预成形部相隔而相互接近，由此，防止膜的不需要的应力，不需要的位移，可更加美观地，并且可良好地保持图案与立体形状的位置精度，同时进行预成形。特别是，设置夹紧部件，该夹紧部件用于在上述预成形部，在进行成形的部分的周围插入上述带图案的膜，由此，膜的保持与膜的成形是独立的，可进行整个膜的范围的更加均匀的深冲压加工。
最好，上述带图案的膜在上述预成形部，基本水平地定向。这样做的原因在于即使在由于图案因加热而变为塑性状态，产生下垂部的情况下，不象膜处于垂直的状态的那样，膜的下垂偏向膜的平面方向，由此，可良好地保持图案和预成形模的位置精度。在此场合，特别是最好，构成上述预成形模的下预成形模为凸模，其朝向上方而接近上述预成形部。首先从下方支承位置不稳定的下垂部分，使其水平位置稳定，在保持该支承状态的同时，使凸模上升，由此，可以良好的精度进行预成形。
按照本发明的实施例，在上述预成形模与加热装置之间，设置有上述带图案的膜，由于上述加热装置的发热，使上述带图案的膜变为塑性状态，进行预成形后，将设置于上述膜脱模装置中的冲压刃压靠于进行了预成形而支承于上述预成形模上的带图案的膜上，由此，制作上述的成形膜。即，由于在预成形模与冲压刃之间，夹着带图案的膜，进行脱模处理，故可有效地利用预成形模。
通过，比如真空成形，或压缩空气成形方式，进行上述预成形。上述带图案的膜也可包括基材、图案和该图案的保护层。在上述带图案的膜具有规则的图案的场合，上述膜供给装置每次按照1个步骤量，送出上述带图案膜。如果上述预成形装置的控制装置依赖于上述主成形装置中的控制装置的定时，则可更加可靠地进行预成形装置的控制。
另一方面，采用上述特征所描述的预成形装置的主成形方法的特征在于通过至少一部分与上述主成形装置中的主成形模基本相同的预成形模，对上述带图案的膜进行预成形后，对该膜进行脱模，通过上述预成形装置，制作成形膜，将该成形膜插入到上述主成形装置的主成形模中后，供给上述的树脂。在这里，上述带图案的膜的树脂为与上述所供给的树脂相同的材料，由此，进一步促进重复使用。另外，本发明最好可在上述成形为热塑性树脂的成形方法的场合实施。
象这样，按照本发明的上述的预成形装置和采用它的预成形方法以及主成形方法的上述的特征，可在不对主成形装置中的已有模具进行特殊的加工，即使对深冲压，复杂的形状的成形件，仍可有效地制作图案。另外，根据下面给出的(用于实现本发明的优选形式)的部分，会明白本发明的其它的目的，组成，效果。
图1为本发明的成形系统的侧视图；图2为沿图1中的A-A线的剖视图；图3为本发明的成形系统的方框图；图4(a)为图案附着于内侧的成形件的的透视图，图4(b)为图案附着于外侧的成形件的透视图；图5为采用带有图案的膜而成形的成形件的放大剖视图；图6为表示采用真空成形的预成形的步骤的预成形模附近的剖视图，图6(a)为加热开始时的图，图6(b)为表示抽气的膜成形时的图，图6(c)为表示已成形的膜的切断时的图；图7为图6的冲压刃附近的放大剖视图，图7(a)为表示切断前的状态的图，图7(b)为表示切断时的状态的图；图8为表示成形膜的运送和成形的剖视图，图8(a)为表示从预成形模中取出成形膜的图，图8(b)为相对主成形模的成形膜的安装的图，图8(c)为表示树脂的浇注的图；图9为表示本发明的第2实施例的成形系统的，相当于图2的图；图10为表示本发明的第3实施例的采用压缩空气成形的预成形的步骤的预成形模附近的剖视图，图10(a)为表示加热开始时的图，图10(b)为表示压缩空气抽气的膜成形时的图，图10(c)表示已成形的膜的切断时的图；图11(a)为表示在图10后，进一步将成形模切断的状态的图；
图11(b)为表示取出成形膜的状态的图；图12为本发明的第4实施例的预成形装置的正视图；图13为沿图12中的B-B线的剖视图；图14为图12中的平面图；图15为表示第4实施例的预成形装置、成形膜运送装置和主成形装置之间的关系的剖视图；图16为第4实施例的预成形装置的主要部分的正视图；图17为表示第4实施例的预成形步骤的主要部分的正视图；图18为表示第4实施例的预成形步骤的主要部分的正视图；图19(a)为用图18(a)中的符号c表示的圆内的纵向剖视图，图19(b)为表示图19(a)的切断状态的图，图19(c)为图19(a)的正视图；图20为冲压刃的前端部附近的侧视图；图21为表示冲压刃的倾斜状态的侧视图；图22为表示成形模的另一实施例的剖视图。
具体实施例方式
下面参照附图，对本发明进一步描述。首先，参照图1～8，对本发明的第1实施例进行描述。
象图1～图3所示的那样，本发明的成形系统1包括主成形装置2和预成形装置3。该预成形装置3通过对卷状的带图案的膜4进行成形和冲压加工，制作插入主成形装置2而使用的成形膜5。
该主成形装置2包括模紧固装置11和注射装置16。另外，该模紧固装置11包括可动盘11a和固定盘11b，该可动盘11a可通过4根杆11c而滑动，该固定盘11b与该可动盘11a相对。在该可动盘11a、固定盘11b上，分别安装有作为主成形模的活动模12和固定模13，在该活动模12、固定模13之间，进行作为注射成形的主成形。通过形成于促动器14上的孔，从注射装置16，将加热而处于塑性状态的树脂供给到通过促动器14和可动盘11a而实现开闭的活动模12、固定模13之间。
上述预成形装置3基本上包括支架21、预成形模22、膜供给装置25、加热成形机构30、膜脱模装置35和成形膜运送装置50。另外，该预成形装置3通过支架21的底部，借助支腿部21c而跨到作为单独的已制部件而构成的主成形装置2中的可动盘11a的上方。本实施例的图6的预成形模22和图8的活动模12象图4(a)所示的那样，在树脂105的弯曲内侧，进行具有带图案的膜101的成形件100的成形。但是，本发明也可象图4(b)所示的那样，在树脂105的弯曲外侧，进行具有带图案的膜101的成形件100的成形。另外，也可不限于这些，而将薄片形成更复杂的形状及平面的形状。
带图案的膜4采用在由各种树脂膜等形成的基材上，通过印刷而制作图案的类型。该“图案”指画、图形、字符、符号等的任何一种或它们的组合。另外，在图案因在成形时所浇注的树脂而受损的场合，也可象图5所示的那样，在基材102的图案103一侧，采用设置有该图案103用的保护层104的带图案的膜101。在此场合，树脂105浇注到保护层104一侧，基材102一侧为外面，但是，也可将保护层104一侧作为外面。在后者的场合，保护层104也可采用氨基甲酸乙酯系等的热硬化树脂的硬涂敷加工层。
在主成形装置2中从注射装置16供给的树脂105可采用ABS、PP、PE、PS、PET、丙烯或PVC等。另一方面，作为基材102，也可采用这些材料。另外，树脂105和基材102，图案103和保护层104为同一，或相同系统的树脂，由此，可更加容易地促进塑料制品的重复使用。该“同一场合”指比如，相对ABS的基材102，图案103和保护层104，采用ABS的树脂105的场合。另外，“相同系统的场合”指比如，相对丙烯，或苯乙烯的基材102、图案103和保护层104，采用ABS的树脂105的场合等。
预成形22和膜供给装置25安装于支架21的中部。膜供给装置25包括其上卷绕有带图案的膜4的供给卷管26；多个小辊28，该多个小辊28将带图案的膜4跨于预成形模22的开口侧；光电管29，该光电管29用于按照1个间距量(1个步骤量)将带图案的膜4送出；卷绕卷管27，该卷绕卷管27卷绕成形、冲压后的带图案的膜4。该卷绕卷管27通过卷绕侧离合器27a，由卷绕侧马达27b卷绕驱动。另外，通过供给侧离合器26a，由供给侧马达26b，对该供给卷管26施加反张力。
象图6所示的那样，预成形模22包括模部22a，该模部22a为用于形成成形膜5的部分；通气路22b，该通气路22b通过第1泵31，将预成形模22内的空气排出；缘部22c，该缘部22c与弹性层39一起，夹持带图案的膜4。该预成形模22可采用活动模12制作时的木模，可通过热硬化树脂等简单地制作。即，该预成形模22具有在加热成形机构30的加热部38的加热时不变形的性质和强度，可非常简单地制作的优点。另外，活动模12和预成形模22的整体不必相同，与成形膜5相对应的模部22a，模部12a可以是共同的，甚至基本相同的。
在对带图案的膜4进行预成形，并且对其冲压，形成成形膜5用的加热成形机构30中，象图1，2所示的那样，杆33以可滑动的方式穿过支承于中间伸出部21b上的4个轴承33a，在该杆33上安装有加热头32，通过横向促动器34，使作为膜的加热装置的加热头32相对预成形模22，实现来回移动。该加热头32的膜脱模装置35包括头基部36；压出部37，该压出部37对应于成形件，呈圆弧状，或方形状而穿过该头基部36；环状的冲压刃40，其具有相互独立地贴附于该头基部36、压出部37的表面上的加热部38，弹性层39，另外，在压出部37所形成的内侧，从加热部38突出。伴随凸轮41的旋转，将该压出部37朝向带图案的膜4一侧压出。象图6，7所示的那样，冲压刃40通常按照不从表面突出的方式，由弹性层39保护，但是，通过将压出部37朝向已成形的带图案的膜4一侧压出，使弹性层39变形减厚，将带图案的膜4切断以便冲压。另外，该冲压刃40采用用于汤姆森(thomson)加工或密封加工等的类型。
象图3，6所示的那样，凸轮41通过马达42驱动旋转，用作将压出部37压出的压出机构。另外，该压出机构也可由液压，空气压力的促动器构成。另外，加热部38为镍铬合金线，或碳等的加热装置等，其通过来自加热电源43的供电而发热，通过加热方式使带图案的膜4变为塑性状态。弹性层39可由耐热性的硅橡胶等构成。
象图1～3，图8所示的那样，从预成形模22取出通过加热成形机构30而成形的成形膜5，移动到活动模12上的成形膜运送装置50通过支承于上部伸出部21a上的2个轴承51a，以可滑动的方式支承的杆51和纵向促动器52，使吸附头55上下移动。杆51的连接件53安装于纵向促动器52的前端，另外，可通过横向促动器54，使吸附头55沿相对预成形模22的来回方向移动。
在吸附头55的表面，形成多个微小孔，通过吸附泵56的抽气，吸附成形膜5。另外，吸附头55通过带电装置57而带电，在成形膜5的吸附运送时，使整个成形膜5带电，以静电的方式使成形膜5吸附于活动模12上。该吸附头55既可对应于成形膜5的立体形状，以立体的方式形成，也可按照在表面上设置橡胶、树脂制的吸盘的方式，将其吸附于多个部位。
使成形模的活动模12和固定模13开闭的促动器14通过第1电磁阀46a的液压方向交替而驱动。另外，第1电磁阀46a，注射装置16的整体的次序控制通过第1控制装置47a进行。另一方面，横向促动器34由第2电磁阀46b控制，横向促动器54通过第3电磁阀46c控制，纵向促动器52通过第4电磁阀46d控制，该第2电磁阀46b、第3电磁阀46c、第4电磁阀46d和预成形装置3的马达、泵等通过第2控制装置47b，进行次序控制。另外，第2控制装置47b的控制按照第1控制装置47a的控制时刻而进行，预成形装置3的动作可靠地伴随主成形装置2的动作而进行。
下面对上述成形系统1的动作进行描述。首先，由卷绕马达27b及卷绕管27卷绕带图案的膜4，在通过光电管29检测到带图案的膜4的间距标记的时刻，卷绕卷管27静止。此时，主成形装置2的注射成形并行地进行。接着，象图6所示的那样，加热头32接近预成形模22，带图案的膜4夹持于缘部22c与弹性层39之间，通过通电而加热的加热部38使该带图案的膜4处于塑性状态(软化)。在塑性状态充分完成时，通过第1泵31进行抽气，象图6(b)所示的那样，对该带图案的膜4进行真空成形。然后，凸轮41旋转，将压出部37压出到预成形模22一侧，象图6(c)和图7所示的那样，通过冲压刃40，切断带图案的膜4，形成成形膜5。在成形后，如果进行冲压刃40的冲压加工，可防止切断位置的偏离，其结果是，可防止图案相对成形件的偏离。
然后，图1的横向促动器34驱动，使加热头32离开预成形模22，象图8(a)所示的那样，使吸附头55下降到预成形模22、加热头32之间。另外，使横向促动器54伸长，使成形膜5与吸附头55接触的同时，使吸附泵56动作，使成形膜5吸附于吸附头55的表面上，使横向促动器54缩小。
在主成形装置2中的成形完成，使活动模12、固定模13脱开的时刻，使纵向促动器52伸长，通过吸附头55，在活动模12、固定模13之间运送成形膜5。在该运送期间，用带电装置57使成形膜5带电，使横向促动器54伸长，使成形膜5接近活动模12，此时，象图8(b)所示的那样，通过静电方式，成形膜5吸附于活动模12的模部12a。
接着，使纵向促动器52缩小，使吸附头55从活动模12附近退回，使图3的促动器14伸长，象图8(c)所示的那样，将活动模12和固定模13关闭。另外，在使注射装置16与固定模13接触的状态，浇注供给处于塑性状态的树脂，由此，将树脂填充于活动模12和成形膜5与固定模13之间的空隙中，完成带图案的成形件。另外，本发明既可作为在成形后，不去除膜的基材的镶嵌成形而实施，也可作为去除作为转印箔而构成的膜的基材的残留成形而实施。
下面对本发明的再一实施例进行描述。另外，与上述实施例相同的部件采用同样的标号。
在图9所示的第2实施例中，预成形装置3相对于主成形装置2的横向侧设置。在本实施例中，通过脚轮等在可移动的支架58上，安装有预成形模22、供给卷管26、卷绕卷管27和促动器59等。预成形模22设置于基本与活动模12相同的高度的位置，由促动器59的伸缩，使用预成形模22形成的成形膜5移动到活动模12处。如果采用本实施例的预成形装置3，形成成形系统1，由于整体的高度相对过去基本没有变化，故具有难于受到工场的布置等的制约的优点。另外，相对已有的主成形装置2，还容易进行预成形装置3的设置与去除处理。
图10，11所示的第2实施例的不同之处在于将预成形模22作为压缩空气成形用的模具，除了设置冲压刃40以外，还设置第2冲压刃44。象图10(a)所示的那样，在头基部36、加热部38、弹性层39中，形成通气路36a的同时，连接抽气压缩用的第2泵45。首先，将带图案的膜4夹于预成形模22与弹性层39之间，通过第1泵31，送入压缩空气的同时，通过第2泵45，进行抽气，使该带图案的膜4与弹性层39紧密贴合，通过加热部38的发热，该带图案的膜4变为塑性状态。
在充分地进行带图案的膜4的塑性处理时，象图10(b)所示的那样，第1泵31的抽气和第2泵45的压缩空气的送入，对带图案的膜4进行成形。另外，象图10(c)所示的那样，驱动凸轮41，由冲压刃40，切断带图案的膜4，形成成形膜5。
然后，象图11(a)，图1所示的那样，使前一横向促动器34进一步伸长，将第2冲压刃44与缘部22c压力接触，由此，切断带图案的膜4，形成第2成形膜6。然后，打开加热头32，从预成形模22中，去除成形膜5和第2成形膜6。由于第2成形膜6也去除，故还容易去除由卷绕卷管27卷绕的带图案的膜4。第2成形膜6的去除可通过与上述成形膜运送装置50类似的装置进行。另外，本实施例的第2成形膜6的冲压也可适合用于制作图5所示的带图案的膜形成用的薄片的场合。另外，本实施例还可适合用于上述第1实施例中给出的真空成形。
下面参照图12～19，对本发明的第4实施例进行描述。在本实施例中，预成形装置3设置于主成形装置2的侧面的这一点与第2实施例相同，但是，本实施例的不同之处带图案的膜4在预成形部基本水平地定向，以及预成形模和冲压刃为单独件。在本实施例中，成形件为洗脸盆，形成深冲的成形膜5，在洗脸盆的内面，通过镶嵌成形方式设置图案。
象图12～图16所示的那样，预成形装置3基本上包括膜供给装置62，该膜供给装置62相对支架61，供给卷绕带图案的膜4；夹紧部件68，该夹紧部件68在预成形部上夹紧该带图案的膜4；加热装置70，该加热装置70对该带图案的膜4进行加热；相互进行预成形的下预成形模组件76和上预成形模组件82；进行冲压加工的脱模组件91。在支架61中，2个横跨部件61c，61c跨接于立设在支架基部61a上的一对底架61b，61b之间，在开口部61f敞开的水平分隔板61d上，设置有一对顶架61e，61e。
在膜供给装置62中，带图案的膜4分别作为供给侧膜卷4a，卷绕侧膜卷4b而设置在设于支架61的底部的左右的空气夹持轴62a，62b上。另外，通过驱动机构63，对空气夹持轴62a施加开卷张力和反张力，通过驱动机构63，对空气夹持轴62b施加卷绕张力。从供给侧膜卷4a供给的带图案的膜4经过摇摆辊66a、光电管29和多个辊，到达供给辊64，沿水平方向横切预成形部F，从夹持辊65，65之间穿过，经过摇摆辊67a和多个辊，卷绕于卷绕侧膜卷4b上。该摇摆辊66a设置于以摆动轴66b为中心而摆动的臂的前端，该摇摆辊67a设置于以摆动轴67b中心而摆动的臂的前端。
夹紧部件68由钢板或耐热材料形成，其具有用于使下预成形模80、上预成形模89、冲压刃99通过的通孔68a。另外，各夹紧部件68从上或下方，通过促动器69支承于四个角部，使其进行下降、上升驱动，在两个夹紧部件68，68之间，夹持着带图案的膜4。夹紧时的带图案的膜4的位置为成形水平中心面H，但是，最好根据与光电管29的位置对应关系，成形水平中心面H与张紧在供给辊64、夹紧辊65之间的带图案的膜4的位置对准。
加热装置70用于对预成形部F的带图案的膜4进行加热软化处理，其具有多个加热管71，其支承于加热装置支承板70a上，通过支承于一对顶架61e，61e之间的导轨74a和滑动件74b，从图12的左侧，朝向右侧滑动。滑动件73b以可滑动的方式外嵌于导管73a上，通过压缩空气，相对左右移动的导管73a内的图中未示出的滑动件，滑动件73b在磁力的作用而移动。导管83a、滑动件83b、导管93a、滑动件93b均为与导管73a、滑动件73b相同的结构，分别在左右的待机位置，其中心与成形垂直中心线M一致的动作位置，使加热装置70、上成形模89、冲压刃99往复移动。
使下预成形模80上下移动的下预成形模组件76支承于固定在支架61上的一对支承板76a，76a上。在固定于支承板76a上的板上，安装有4个球导向件77a，在以可滑动的方式相对球导向件77a进出的各导向轴77b的前端上，固定有活动板79a。另外，在与球导向件77a一起固定于支架61一侧的促动器78a的驱动杆78b上，固定有活动板79a，通过促动器78a的驱动，下预成形模80与活动板79a和间隔件79b一起上下移动。
使上预成形模89上下移动的上预成形模组件82支承于滑动板85上，该滑动件85跨于一对顶架61e，61e之间。在各顶架61e的顶端上，安装有导轨84a，通过以可滑动的方式在其上移动的滑动件84b，安装有滑动板85。在接近主成形装置2的一侧的顶架61e上，固定有前面的导向管83a，以可滑动的方式在其移动的滑动件83b通过连接片83c固定于滑动板85上，使滑动板85在成形垂直中心线M的位置与待机位置实现滑动。通过固定于滑动板85上的四个球导向件86a与以可滑动的方式穿过该导向件的导向轴86b，支承活动板88a。固定于该滑动板85上的促动器87a的驱动杆87b安装于活动板88a上，使上预成形模89与活动板88a和间隔件88b一起上下移动。
使冲压刃99上下移动的脱模组件91与滑动板85同样，支承跨于一对顶架61e，61e之间的滑动板95上。滑动板95通过在上述导轨84a上自由滑动的滑动件94b安装。在远离主成形装置2一侧的顶架61e上，固定有前面的导管93a，以可滑动的方式在其上移动的滑动件93b固定于滑动板95上，使滑动板95在成形垂直中心线M的位置与待机位置之间滑动移动。活动板98a通过固定于滑动板95上的4个球导向件96a和以可滑动的方式穿过该球导向件的导向轴96b而支承。固定于滑动板95上的促动器97a的驱动杆97b安装于活动板98a上，使冲压刃99，与活动板98a和间隔件98b一起上下移动。
在本实施例中，下预成形模80为凸模，上预成形模89为凹模。从下预成形模80，借助图中未示出的微小孔，供给压缩空气，从上预成形模89，通过图中未示出的微小孔，进行抽气。在下预成形模80、上预成形模89上，可安装凸模、凹模中的任何一种，另外，在上下预成形膜均可进行抽气或供给压缩空气的动作中的任何一种。
图19(a)为图18中的c部放大图，冲压刃99通过由硬质橡胶等形成的上弹性体98d，支承于脱模组件91中的刃支承板98c的底面上。在冲压刃99是钢带等的顶端削成薄而尖锐状，象图19(c)、图20所示的那样，从侧面看，呈连续地设置有具有尖点99b的山字形99a的锯齿状。各山字形99a可象图20(a)、(c)那样从侧面看，呈尖点99b是尖锐的形状，另外也可象图20(b)那样，从侧面看尖点99b为平缓的曲线的形状。列举一个实例，可通过各尖点之间的间距P为3mm的尖点为尖锐的冲压刃99，对厚度为0.3mm的膜进行冲压。但是，各尖点的形状，尖点之间的间距可根据带图案的膜4的厚度，材质等而适当地改变，并不限于该数值。比如，各山字形99a涉及通过尖点99b的垂直线，象图20(a)、(b)所示的那样，对称地形成，也可象图20(c)所示的那样，非对称地形成。此形状的冲压刃99也可用于前面的实施例中的冲压刃40、第2冲压刃44。
另一方面，在支承下预成形模80的突出部80a的凸缘部80b的顶面上，贴付有与上弹性体98d相同的下弹性体80c，通过作为下弹性体80c的顶面即底模顶面S2，支承带图案的膜4，同时将冲压刃99的前端接纳于底凹部80d，在符号X的位置，切断带图案的膜4。即，通过脱模组件91与下预成形模80的凸缘部80b等，形成脱模装置。另外，象图21所示的那样，相对上述的底模上面S2，无论冲压刃99为锯齿状，或直线状，即使在使刃尖99c平缓地倾斜的情况下，切断性仍是良好的。
如果前面的切断位置切断部X抵靠于带图案的膜4的立体成形的部分上，则在已切断的剩余的带图案的膜4上产生突出部，难于卷绕于卷绕侧膜卷4b上。于是，要求使上预成形模89的底面89a与下预成形模80的凸缘部80b的顶端，至少在切断位置切断部X中的，前面的成形水平中心面H实现接触。因此，象图17、19所示的那样，必须使下预成形模80的凸缘部80b的顶面(下弹性体80c的顶面(下模顶面S2)，与上预成形模89的底面89a(上模底面S1)和上弹性体98d的底面(冲压刃支承部底面S3)的位置与成形水平中心面H对准，对应于模，刃的对位通过间隔件79b、间隔件88b、间隔件98b的厚度调整。
在这里，首先，参照图12、16，对通过膜供给装置62对带图案的膜4的传送动作进行描述。在通过夹持辊65，将带图案的膜4向右方送出时，在使供给侧膜卷4a、卷绕侧膜卷4b这两者静止的状态下，让使摇摆辊66a上升的一个摇摆辊67a下降。夹持辊65的膜的排送量通过下述方式确定，该方式为通过光电管29，检测1个间距量的膜标记。然后，通过夹紧部件68、68来夹持带图案的膜4，在使摇摆辊66a下降的同时，从供给侧膜卷4a送出带图案的膜4，在使摇摆辊67a上升的同时，通过卷绕侧膜卷4b卷绕带图案的膜4。
下面参照图16～19，对带图案的膜4的成形步骤进行描述。首先，按照1个间距的量，通过上述的要点，借助夹持辊65等，将已印刷的带图案的膜送向右方，直至检测到膜标记。接着，如图17(a)所示，使夹紧部件68、68相互接近，通过这些部件夹持带图案的膜4。此时，从膜标记的位置确定精度的方面来说，最好张紧于供给辊64、夹持辊65之间的带图案的膜4的中心面与成形水平中心面H相一致。通过借助夹紧部件68、68，夹持带图案的膜4，可使后面将要描述的成形加工精度提高。特别是，夹紧部件68隔断供给侧膜卷4a的反张力，可以在没有应力的情况下对带图案的膜4进行加热。
接着，使加热装置70在夹紧部件68上移动，通过通孔68a对已夹持的带图案的膜4进行加热。通过加热，该带图案的膜4暂时象符号4D所示的点划线那样下垂，通过进一步的加热，恢复接近原位置。在对带图案的膜4进行充分地加热的时刻，象图17(b)所示的那样，使下预成形模80上升，直至与凸缘部80b成一体的部分的顶面与成形水平中心面H相一致。由于在下预成形模80的突出部80a中，通过夹紧部件68而基本均匀地夹持的带图案的膜4的下垂部4D上突而与周围基本均等，故可在带图案的膜4中的图案没有变形的情况下，进行成形。
另外，象图17(c)所示的那样，使上预成形模89下降，进行带图案的膜4的成形。如果成形结束，从下预成形模80的图中未示出的微小孔供给冷却空气，使成形膜5硬化。另外，象图18(a)所示的那样，使脱模组件91下降，通过冲压刃99，进行带图案的膜4的冲压加工。在该冲压加工中，象图19(a)、(b)所示的那样，使冲压刃99下降，在其与下弹性体80的顶面(下模顶面S2)之间，切断带图案的膜4。
在切断结束时，使脱模组件91恢复到原待机位置，象图18(b)所示的那样，通过上述的成形膜运送装置50的吸附头55，将成形膜5上提。在图15所示的实例中，采用通用的成形膜运送装置50，将轨50a安装于主成形装置2上，将前一成形膜5运送嵌合于活动模(成形模)12处。在从夹紧部件68，使成形膜5移动时，使成形膜5与带电装置57接触，使其带电，容易将其吸附于活动模(成形模)12上。接着，使下预成形模80下降，象图18(c)所示的那样，使夹紧部件68、68沿离开方向移动，通过夹持辊65，按照1个间距量朝向右方卷绕4x的已形成的带图案的膜4，反复进行上述的动作。
最后，对本发明的其他实施例进行描述。
在上述第4实施例中，上预成形模89的底面89a的所有的部分位于成形水平中心面H的顶侧。但是，象图22所示的那样，如果带图案的膜4中的切断部X的外侧的部分与成形水平中心面H基本相一致，则也可这样，即，符号4w所示的成形膜5的一部分也可以不位于成形水平中心面H的平面内，而在成形水平中心面H的下方。
在上述实施例中，通过主成形装置2进行注射成形。但是，作为构成采用本发明的预成形装置3的对象的主成形装置2，可为采用热塑性树脂的成形机的成形方法，也可为比如，吹塑成形方法。
在上述实施例中，带有图案的膜4采用卷状的膜，但是，作为带有图案的膜4，也可采用按照所需形状切割的片状的膜。在此场合，膜供给装置25可由成形膜运送装置50，或与其类似的装置取代。
在上述实施例中，通过光电管29，检测膜标记，确定1个步骤的膜传送量。但是，在木纹图案，波纹花样那样的图案的场合，也可通过控制膜卷绕装置的动作时间、卷绕量来确定1个步骤的膜传送量。
在上述实施例中，通过硬质橡胶，制作上弹性体98d和下弹性体80c。另外，这些弹性体的材料可为不损伤冲压刃99的材料，比如，可适当采用比如，硅等的耐热合成树脂等的，各种材料。
此外，在权利要求请求保护的范围内中描述的符号不过仅仅是便于进行附图的对照用的，本发明不因该符号的描述而限制附图的结构。
产业上的利用可能性本发明用于使带图案的薄片本身与制品的表面紧密贴合的所谓的镶嵌成形，以及在制品的表面转印带图案的薄片的图案的，所谓的残留成形方法等的主成形这两种成形方式。成形件涉及所有的领域，除平面的形状成形件外，以及具有深冲部的成形件的内外面上带有图案的成形。
权利要求
1.一种预成形装置，该预成形装置通过在主成形装置的主成形模上安装带图案的膜，将树脂供给到该主成形模中，制作用于获得带图案的成形件的成形膜，其特征在于，该预成形装置包括膜供给装置(25，62)，该膜供给装置(25，62)将上述带图案的膜(4)供给到进行预成形的预成形部(F)中；加热装置(32，70)，该加热装置(32，70)可以与上述预成形部(F)离开接近地自由移动，同时用于在预成形前，在上述预成形部对上述带图案的膜进行加热，使其变为塑性状态；预成形模(22，80，89)，该预成形模(22，80，89)用于对上述带图案的膜(4)进行预成形；膜脱模装置(35，91)，该膜脱模装置(35，91)在上述带图案的膜(4)预成形后，将该膜脱模，制作用于插入到上述主成形模中的成形膜(5)。
2.根据权利要求1所述的预成形装置，其特征在于，上述膜脱模装置(35，91)包括锯齿状的冲压刃(40，44，99)。
3.根据权利要求2所述的预成形装置，其特征在于，上述膜脱模装置由脱模组件(91)和弹性体(80c)构成，该脱模组件(91)可使上述冲压刃(99)接近上述预成形部而移动，该弹性体(80c)安装于预成形模(80)中的与该冲压刃(99)面对的相对面上。
4.根据权利要求1所述的预成形装置，其特征在于，上述预成形模(89)和膜脱模装置(91)可有选择地与上述预成形部(F)离开接近地自由移动。
5.根据权利要求1所述的预成形装置，其特征在于，上述预成形模由一对预成形模(80，89)构成，该对预成形模(80，89)夹持上述预成形部而相互接近。
6.根据权利要求5所述的预成形装置，其特征在于，其包括夹紧部件(68，68)，该夹紧部件(68，68)用于在上述预成形部(F)，在进行成形的部分的周围夹持上述带图案的膜(4)。
7.根据权利要求5所述的预成形装置，其特征在于，上述带图案的膜(4)在上述预成形部(F)基本水平地定向。
8.根据权利要求7所述的预成形装置，其特征在于，构成上述预成形模的下预成形模(80)为凸模，其朝向上方而接近上述的预成形部(F)。
9.根据权利要求1所述的预成形装置，其特征在于，在上述预成形模(22，80)与加热装置(32，70)之间设置有上述带图案的膜(4)，通过上述加热装置(32，70)的发热，使上述带图案的膜(4)变为塑性状态，进行预成形后，将设置于上述膜脱模装置(35，91)中的冲压刃(40，44，99)压靠于进行了预成形而支承于上述预成形模(80)上的带图案的膜(4)上，由此，制作上述的成形膜。
10.根据权利要求1～9中的任何一项所述的预成形装置，其特征在于，通过真空成形，或压缩空气成形方式，进行上述预成形。
11.根据权利要求1～9中的任何一项所述的预成形装置，其特征在于，上述带图案的膜(4)包括基材(102)、图案(103)和该图案的保护层(104)。
12.根据权利要求1～9中的任何一项所述的预成形装置，其特征在于，上述带图案的膜(4)包括规则的图案，上述膜供给装置(25，62)每次按照1个步骤量，送出上述带图案的模(4)。
13.根据权利要求1～9中的任何一项所述的预成形装置，其特征在于，该预成形装置(3)的控制装置(47b)依赖上述主成形装置(2)的控制装置(47a)的定时。
14.一种采用权利要求1～9中的任何一项所述的预成形装置的预成形方法，其特征在于，通过上述膜供给装置(25，62)，将上述带图案的膜(4)供给到进行预成形的预成形部(F)，使加热装置(32，70)接近上述预成形部(F)，使上述带图案的膜(4)变为塑性状态后，通过上述预成形模(22，80，89)对可塑状态的带图案的膜进行预成形，接着，对已成形的膜进行脱模，制作用于插入上述主成形模中的成形膜(5)。
15.一种采用权利要求1～9中的任何一项所述的预成形装置的主成形方法，其特征在于，通过至少一部分(22a)与上述主成形装置(2)中的主成形模(12)基本相同的预成形模(22)，对上述带图案的膜(4)进行预成形后，对该膜(4)进行脱模，通过上述预成形装置，制作成形膜(5)，将该成形膜(5)插入上述主成形装置中的主成形模(12)中后，供给上述的树脂。
16.根据权利要求15所述的主成形方法，其特征在于，上述带图案的膜(4)的树脂为与上述所供给的树脂相同的材料。
17.根据权利要求15所述的主成形方法，其特征在于，上述主成形为热塑性树脂的成形方法。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种不对主成形装置中的已有的模具进行特殊的加工，即使相对深冲压及复杂的形状的成形件，仍可有效地制作图案的预成形装置和采用该装置的预成形方法以及主成形方法。该预成形装置包括膜供给装置(25)，该膜供给装置(25)将带图案的膜(4)供给进行预成形的预成形部(F)中；加热装置(30)，该加热装置(30)与上述预成形部离开接近地移动，用于在预成形前，在上述预成形部(F)，对上述带图案的膜进行加热，使其变为塑性状态；预成形模(22)，该预成形模(22)用于对上述带图案的膜进行预成形。另外，包括膜运送装置(50)，该膜运送装置(50)运送在带图案的膜的预成形后，使该膜脱模，插入到主成形模中用的成形膜。另外，在将该成形膜插入到主成形模中后，供给树脂，获得带图案的成形件。通过真空成形，或压缩空气成形方式，进行预成形。
文档编号B29C45/14GK1525909SQ01819349
公开日2004年9月1日 申请日期2001年9月25日 优先权日2000年9月22日
发明者今井邦雄 申请人:今井邦雄