JP2008023870A - 積層成形体の成形方法並びに成形金型 - Google Patents

Abstract

【課題】積層成形体の成形方法並びに成形金型であって、ソフト感を良好に維持するとともに、シャープな外観形状を確保できる。
【解決手段】樹脂芯材２０の表面に表皮３０をモールドプレス成形工法、射出成形工法により一体化する際、表皮３０は、加熱軟化処理した後、アシストモデル８０に前もってセット枠９０ごと組み付けることで、表皮３０のセット作業が容易に行なえるとともに、成形上型５０により真空成形する際、台座８６上で強固に支持されるモデル型８２と成形上型５０との間でプレス圧をかけて、薄肉状に均一厚みを確保できるように表皮３０の成形を行ない、溶融樹脂Ｍの供給時、熱的ダメージが表皮３０に及ぶことを回避するとともに、表皮３０を真空・プレス成形することで製品表面の外観性能を高める。
【選択図】図３

Description

この発明は、ドアトリム、リヤパーセルシェルフ、フロアトリム、トランクトリム、ラゲージサイドトリム、ルーフトリム、リヤサイドトリム等の自動車用内装部品に好適な積層成形体の成形方法並びに成形金型に係り、特に、クッション性能を良好に維持できるとともに、シャープな外観形状を忠実に現出できる積層成形体の成形方法並びに成形金型に関する。

従来から、ドアトリム、ラゲージサイドトリム、リヤサイドトリム等の自動車用内装部品としては、車体パネルへの取付剛性並びに形状保持性を備えた樹脂芯材の表面に表面風合い、並びにソフト感が良好な表皮を貼着して構成されることが多い。例えば、図１４，図１５を基にドアトリム１を例示して説明する。ドアトリム１は、樹脂芯材２の表面に表皮３を一体貼着して構成されている。この樹脂芯材２としては、コスト、成形性等を考慮して、ポリプロピレン樹脂にフィラーを適宜混入した複合ポリプロピレン系樹脂材料が使用されている。また、表皮３としては、製品表面側からクロス３ａ、ポリウレタンフォーム３ｂからなる二層の積層シート材料が使用されている。この表皮３については、クロス３ａにより良好な表面風合いを確保し、ポリウレタンフォーム３ｂのクッション性により、ソフト感を良好に維持できる機能を備えている。尚、図中符号１ａはアームレストを示す。

次に、ドアトリム１の成形方法に使用する従来の成形金型４について、図１６を基に説明する。成形金型４は、可動側である成形上型５と、その下方に位置する固定側の成形下型６と、成形下型６に連設されている射出機７とから大略構成されている。成形上型５は、シリンダ５ａにより所定ストローク上下動可能に構成され、成形上型５の上下動作により、成形上下型５，６は、型締め、型開きが行なわれる。また、成形下型６には、射出機７から供給される溶融樹脂Ｍの樹脂通路として、マニホールド６ａ、ゲート６ｂが設けられている。そして、成形金型４が型開き状態にある時、表皮３の周縁をクランプ枠８により保持した状態で成形金型４内に投入する。次いで、成形上型５を所定ストローク下降操作して、図１７に示すように、成形上下型５，６の型クリアランスが所定値に到達した時、射出機７から溶融樹脂Ｍがマニホールド６ａ、ゲート６ｂを通じて成形下型６の型面所定位置に分配供給される。

更に、成形上型５の下降動作が続行し、成形上下型５，６の型クリアランスが一定値になった時（成形上型５が下死点に到達した時）、溶融樹脂Ｍは、成形上下型５，６間のキャビティ形状に沿っていきわたり、所望厚みで所望形状の樹脂芯材２が成形されるとともに、この樹脂芯材２の表面に表皮３が一体貼着されて成形が完了する（図１８参照）。従来の積層成形体及びその成形方法については、特許文献１に詳細に記載されている。

特開平１０−１００１７６号公報

このように、従来の成形金型４による樹脂芯材２と表皮３との同時成形においては、図１７に示す溶融樹脂Ｍの供給時、溶融樹脂Ｍの熱により、表皮３におけるポリウレタンフォーム３ｂ等のクッション層がダメージを受け、成形後、クッション性能が低下し、ソフト感に劣るという欠点が指摘されている。例えば、製品表面のショアＣ硬度は６２程度である。

更に、表皮３の形状保持は、樹脂芯材２に依存しているため、アームレスト１ａのコーナー部等、シャープな形状出しができず、外観意匠性についても良好なものとはいえなかった。例えば、アームレスト１ａのコーナー部の曲率はＲ５（Ｒは２．５が理想）である。加えて、表皮３の原反自体に絞模様が設けられている場合には、アームレスト１ａのように、展開率の高い部位では絞模様が伸び、変形することから、外観意匠性を低下させる要因となっている。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、クッション層を裏打ちしたクッション性能に優れた表皮を樹脂芯材の成形時、一体化してなる積層成形体の成形方法並びに成形金型であって、良好なソフト感が得られ、かつシャープな外観形状の現出が可能となる積層成形体の成形方法並びに成形金型を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、成形上下型内に表皮をセットし、成形上下型間で形成されるキャビティ内に溶融樹脂を供給することで樹脂芯材を所要形状に成形するとともに、樹脂芯材の表面に表皮を一体化してなる積層成形体の成形方法において、前記成形上型に真空吸引機構が付設されているとともに、表皮のセットエリアから成形金型にかけて設けられた台座上にモデル型を支持するスライドベースが進退可能に設置されてなるアシストモデルを配した成形金型を使用し、加熱軟化処理した表皮を表皮セット枠ごとアシストモデルに組み込み、型開き状態にある成形上下型内に投入し、アシストモデルにおけるモデル型並びに表皮を保持する表皮セット枠を上昇させて成形上型とモデル型との間で表皮をプレス圧着するとともに、成形上型に真空吸引機構を動作させることで、成形上型の型面に沿って表皮を真空・プレス成形することにより、表皮を薄肉状に成形する表皮の成形工程と、前記成形工程で成形された表皮を成形上型に保持した状態でモデル型を下降操作し、モデル型を成形金型の外部に退避させた後、表皮を保持した成形上型を所定ストローク下降操作し、成形上型が下死点に到達する直前、あるいは到達した後のいずれかのタイミングでキャビティ内に溶融樹脂を供給し、樹脂芯材を所望の曲面形状に成形するとともに、樹脂芯材の表面に表皮を積層一体化する樹脂芯材と表皮との一体化工程とからなることを特徴とする。

ここで、積層成形体は、樹脂芯材と表皮とから構成されており、樹脂芯材の素材として、熱可塑性樹脂が使用されているが、１種類の熱可塑性樹脂、あるいは２種類以上の熱可塑性樹脂からなっても良い。好ましくは、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等が使用できる。また、熱可塑性樹脂中に充填剤を混入しても良く、充填剤としては、ガラス繊維、カーボン繊維等の無機繊維、タルク、クレイ、シリカ、炭酸カルシウム等の無機粒子がある。更に、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、難燃剤、低収縮剤等の各種添加剤が配合されても良い。一方、表皮としては、成形金型から絞模様を転写するために、熱可塑性樹脂シートの単一シート材料か、あるいは熱可塑性樹脂シートをトップ層として、その裏面にポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム等の発泡樹脂成形体からなるクッション層を裏打ちした積層シート材料を使用することができる。尚、所望ならば、裏面にバッキングシートやメリヤス布等をラミネートしても良い。

更に、積層成形体の用途としては、ドアトリム、リヤパーセルシェルフ、フロアトリム、トランクトリム、ラゲージサイドトリム、ルーフトリム、リヤサイドトリム等の自動車用内装部品に適用できる他に、鉄道車両等の内装パネルや、家屋の内装パネル等に適用することもできる。

次いで、本発明方法を実施する際に使用する成形金型は、樹脂芯材の表面に表皮を一体化してなる積層成形体を所要形状に成形する積層成形体の成形金型であって、この成形金型は、所定ストローク上下動する可動側の成形上型と、成形上型の下方に位置する固定側の成形下型とを備え、成形上型には、表皮を真空成形するための真空吸引機構が配設されているとともに、表皮をプレス圧着するためのアシストモデルが付設され、このアシストモデルは、表皮のセットエリアから成形金型にかけて設置された台座のレールに沿ってスライドベースがスライド可能に設けられ、このスライドベースにモデル型と表皮セット枠用ホルダとが上下動可能に装備されていることにより、表皮のセット工程と、モデル型の型内投入工程が同時に行なえ、モデル型と成形上型のプレス圧着時、台座によりモデル型が安定して支持されることを特徴とする。

この成形金型における成形上型は、プレス機に連結され、所定ストローク上下動可能であるとともに、表皮を真空成形、あるいは成形上型に保持した状態で上下動作が行なえるように、真空吸引機構が備わっている。そして、表皮を保持する表皮セット枠を支持するクランパー並びにクランパーを進退動作させるシリンダが成形上型に配備されている。一方、成形下型は、溶融樹脂を供給するために連設されている射出機から供給される溶融樹脂の樹脂通路としてのマニホールド、ゲートが設けられている。更に、表皮を精度良く成形するために、成形上下型にアシストモデルが付設された金型構造が採用されている。すなわち、アシストモデルは、成形型内と型外の表皮セットエリアにかけて台座が設けられており、この台座の上面にガイドレールが設置され、ガイドレールに沿ってモデル型を支持するスライドベースが成形金型内部及び型外部との間を往復動作するようにスライド可能に装着されている。そして、このモデル型は、スライドベースに対してシリンダ等の駆動により上下動可能に支持され、かつモデル型の周縁に沿って表皮セット枠を保持する表皮セット枠用ホルダが設けられている。すなわち、このアシストモデルは、アシストモデルに設けられている表皮セット枠用ホルダにより、表皮のセット機能も兼備しており、モデル型並びに表皮セット枠用ホルダが上下動作することで、成形上型とモデル型との間で表皮を所要形状に絞り成形することができる構成になっている。そして、成形上型とモデル型との間で多大なプレス圧が加わっても、台座により強固に支持される強度が備わっている。

更に、本発明方法は、表皮の成形工程と、表皮と樹脂芯材との一体化工程に大別され、表皮の成形工程としては、その前工程として表皮の周縁を表皮セット枠で保持し、ヒーター装置で所定温度に加熱軟化処理する加熱工程が必要である。そして、表皮を加熱軟化処理した後、アシストモデルの表皮セット枠用ホルダに表皮セット枠を保持させる。アシストモデルは、モデル型を支持するスライドベースが台座上のガイドレールに沿って成形金型内部及び成形金型外部（表皮セットポジション）の双方のポジション間で往復動作可能に構成されているため、加熱軟化処理した表皮をセット枠ごと表皮セット枠用ホルダに保持した状態でモデル型をガイドレールに沿って金型内部に簡単に投入することができる。そして、成形上下型が型開き状態時、金型内部にアシストモデルを投入した後、アシストモデルのシリンダ駆動によりモデル型並びに表皮セット枠用ホルダが所定ストローク上昇する。この時、成形上型の真空吸引機構が稼動することで、表皮は成形上型の型面に密着するように真空成形される。そして、表皮が成形上型の型面に真空成形される際、これと同時にモデル型がシリンダの駆動により上昇して、成形上型の型面とモデル型との間にプレス圧が加わり、表皮は真空・プレス成形により均一厚みでかつ薄肉状に成形されることになる。この時、多大なプレス圧が加わっても、台座によりモデル型は強固に支持されているため、表皮の厚みにバラツキが生じたりすることがない。

次いで、表皮と樹脂芯材の一体化工程は、表皮を成形した後、成形上型側の表皮セット枠クランパーのシリンダが駆動して、表皮セット枠は成形上型側のクランパーで保持され、アシストモデル側の表皮セット枠用ホルダを含めたモデル型が下降して、モデル型及び表皮セット枠用ホルダとを備えたスライドベースが成形金型外部に退避する。その後、表皮を保持した状態で成形上型が所定ストローク下降し、成形上下型の型クリアランスが所定値に到達した時、射出機からマニホールド、ゲートを通じて成形下型の型面に溶融樹脂が供給される。そして、成形上型が下死点まで下降した際、溶融樹脂は成形上下型間のプレス圧により隅々にまでいきわたり、樹脂芯材が所要形状に成形されるとともに、その表面に表皮が一体化される。

そして、本発明方法によれば、加熱軟化処理した表皮を型開き状態にある成形上下型内に投入した後、プレス上型の真空吸引機構を動作させることで、表皮を真空成形するとともに、アシストモデルと成形上型間で表皮をプレス加工することにより、表皮を均一で、かつ薄肉に成形することができる。次いで、表皮を真空吸引力により成形上型に保持した状態でキャビティ内に溶融樹脂が供給されるため、溶融樹脂からの熱的ダメージが表皮に及ぶことがなく、クッション層のクッション性能を良好に維持できる。また、表皮を製品形状に真空成形及びプレス成形した状態で成形上型に保持し、溶融樹脂の供給を行なうため、溶融樹脂の流動性を良好に維持できるとともに、製品のハイライト線等、シャープな外観形状を忠実に現出することができる。更に、成形上型の真空吸引機構と成形上型とアシストモデルとの間のプレス圧とにより表皮を良好に成形できるため、成形上型の型面から絞模様を良好に転写することができる。従って、従来の高価な絞付きシートを使用することなく、廉価な絞なしシートを使用しても精度の良い絞模様の転写ができる。

更に、本発明方法によれば、加熱軟化処理した表皮を表皮セット枠ごとアシストモデルに保持させて成形金型内部に投入するため、表皮のセット作業が簡単に行なえるとともに、表皮を加熱処理してから成形するまでの間の待ち時間が短いため、成形性を良好に維持できるとともに、アシストモデルにおけるモデル型と成形上型とのプレス加圧時、モデル型は台座により強固に支持され、多大なプレス圧が加わっても一定姿勢を維持できるため、表皮の厚みバラツキがなく、均一な絞模様を転写することができる等、成形性並びに意匠性を良好に維持することができる。

以上説明した通り、本発明に係る積層成形体の成形方法は、加熱軟化処理した表皮を成形上型の型面に沿って真空成形するとともに、台座上に強固に支持されたモデル型と成形上型との間でプレス圧着することにより、表皮を均一厚みで、かつ薄肉状に成形するというものであるから、型締め直前、あるいは型締め後に溶融樹脂を供給する際、表皮と下型との間に充分なクリアランスが確保されているため、表皮のクッション層に加わる熱的ダメージが少ない。更に、製品形状に賦形され、その形状を保持するため、積層成形体はソフト感に優れ、かつシャープなハイライト線等、外観形状をシャープに現出することができる。また、樹脂の流動性を向上させることにより、成形性を高めることができるという種々の効果を有する。

更に、本発明に係る積層成形体の成形方法は、表皮を加熱軟化処理した後、成形上型とアシストモデルとの間で表皮の成形を行なうため、廉価な絞なしシートを使用しても、真空成形時に成形上型から絞模様を精度良く転写することができる。従って、展開率の高い部位においても絞流れ等の外観不良が生じることがなく、外観見栄えの優れた積層成形体を廉価に提供できるとともに、表皮を加熱処理してから成形するまでの待ち時間が少ないため、表皮は適正温度を保持でき、成形性を向上させることができるという効果を有する。

以下、本発明に係る積層成形体の成形方法並びに成形金型の実施例について、ドアトリムの成形方法及びそれに使用する成形金型を例示して詳細に説明する。尚、念のため付言すれば、本発明の要旨は特許請求の範囲に記載した通りであり、以下に説明する実施例の内容は、本発明の一例を単に示すものに過ぎない。

図１乃至図１３は、本発明の一実施例を示すもので、図１は本発明方法により成形したドアトリムを示す正面図、図２は同ドアトリムの構成を示す断面図、図３は本発明方法に使用する成形金型の全体構成を示す説明図、図４はアシストモデルに設けられた表皮セット枠用ホルダと成形上型における表皮セット枠のクランパーとの関係を示す説明図、図５乃至図１３は本発明に係るドアトリムの成形方法の各工程を示す説明図である。

まず、図１，図２において、ドアトリム１０は、所望の曲面形状に成形され、図示しないドアパネルへの取付剛性並びに形状保持性を有する樹脂芯材２０の表面に表面外観並びに表面感触に優れた表皮３０を積層一体化して構成されている。尚、ドアトリム１０には、各種付属部品が装着されている。例えば、中接部には、インサイドハンドルエスカッション１１が取り付けられており、中接部の下方に位置するアームレスト１２は、室内側に膨出する形状に成形され、アームレスト１２の上面にプルハンドルユニット１３、パワーウインドウスイッチエスカッション１４が取り付けられている。また、アームレスト１２の下方には、備品を収容できるドアポケット１５が配備され、そのフロント側には、ドアトリム１０と一体、あるいは別体にスピーカグリル１６が取り付けられている。

そして、上記ドアトリム１０における樹脂芯材２０としては、熱可塑性樹脂の材料を使用し、後述するモールドプレス成形工法の他に射出成形工法等の各種成形工法を採用することができる。使用する熱可塑性樹脂材料としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等がある。

一方、表皮３０としては、本実施例ではトップ層３１、クッション層３２の二層積層体からなるシート材料が使用されており、トップ層３１としては、ＴＰＯ（サーモプラスチックオレフィン）樹脂、ＰＶＣ樹脂、ＰＰ樹脂等の熱可塑性樹脂シートが使用され、クッション層３２としては、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム等の発泡樹脂シートが使用されている。

ところで、本発明方法により形成されたドアトリム１０は、従来のモールドプレス成形工法、真空成形工法に比べ、製品のソフト感並びに製品の外観形状（シャープ形状）が改善されている。すなわち、ショアＣ硬度が５６であり、優れたクッション性能を備えているとともに、Ｒ２．５のように、成形金型のＲとほぼ等しいＲを備えている。更に、ドアトリム１０における表皮３０の外観は、成形金型から絞模様が転写され、絞模様の現出が非常に良好であり、意匠性においても優れたものとなっている。

次いで、上記ドアトリム１０を成形するための成形金型４０の構成を図３を基に説明する。成形金型４０は、樹脂芯材２０と表皮３０とを一体にモールドプレス成形することができる相互に型締め、型開き可能な成形上型５０、成形下型６０と、成形下型６０に連設され、樹脂芯材２０の素材である溶融樹脂を供給する射出機７０と、表皮３０を成形上型５０と協働して成形できるように、成形上下型５０，６０内に投入され、成形下型６０に支持されるアシストモデル８０と、表皮３０を成形上下型５０，６０内にセットする際に使用する表皮セット枠９０とから大略構成されている。

更に詳しくは、成形上型５０は、プレス機５１と連結され、所定ストローク上下動可能であり、それぞれ型締め、型開き状態を維持することができ、この成形上型５０の下面周縁に沿って表皮セット枠９０を保持するクランパー５２がシリンダ５３により支持されている。また、成形上型５０には、表皮３０を成形するための真空吸引機構Ｖｃが付設されている。すなわち、成形上型５０の型面には、多数の真空吸引孔５４が開設され、真空吸引孔５４と連通する空気室５５と、真空吸引ポンプ５６との間に真空吸引管５７が配管され、この真空吸引管５７には開閉バルブ５８が設けられており、開閉バルブ５８を図示しない制御装置により開閉操作することで、成形上型５０に真空吸引力を選択的に付与することができる。一方、成形上型５０の下方に位置する成形下型６０は、射出機７０から供給される溶融樹脂Ｍの樹脂通路となるマニホールド６１、ゲート６２が設けられており、これらマニホールド６１、ゲート６２を通じて溶融樹脂Ｍは成形下型６０の型面上に供給される。

ところで、本発明方法は、表皮３０をセットする表皮セット枠９０をアシストモデル８０側に保持させることで、成形上型５０に対するアシストモデル８０の連携動作と、表皮のセット作業を一括して行なうことにより生産性を高め、かつアシストモデル８０における成形上型５０とのプレス圧着時の支持強度を高めて成形性能を向上させることが特徴である。また、成形上下型５０，６０内に投入されるアシストモデル８０は以下のように構成されている。すなわち、スライドベース８１上にモデル型８２がシリンダ８３により上下動可能に支持されており、モデル型８２の周縁に表皮セット枠用ホルダ８４がガイドロッド８４ａにより支持され、付勢バネ８４ｂにより表皮セット枠用ホルダ８４は常時上方にバネ付勢されている。そして、スライドベース８１は、ガイドレール８５に沿って図３中矢印方向に往復動作可能であり、図中右側位置にある時は表皮セット枠９０を表皮セット枠用ホルダ８４にセットする際のセット位置であり、図中左側に操作すれば、表皮３０を成形上下型５０，６０で成形する際の可動位置である。そして、ガイドレール８５は、４点支持された台座８６の上面に支持されている。尚、図示はしないが、台座８６にテーブルを介してガイドレール８５が取り付けられていても良い。更に、表皮３０を保持する表皮セット枠９０は、アルミ製のフレーム体９１の上面に所定ピッチ間隔で表皮３０を突き出し保持する保持針９２が設けられた構成でも良く、あるいはベースフレームに対してヒンジ部を介して回動可能に開閉フレームを取り付け、ベースフレームと開閉フレームとの間で表皮３０を挟み込むように支持する挟み込みタイプの表皮セット枠９０を採用することもできる。

ここで、アシストモデル８０に組み込まれた表皮セット枠用ホルダ８４と成形上型５０のクランパー５２との関係について、図４を基に説明する。すなわち、表皮セット枠用ホルダ８４は、加熱軟化処理された表皮３０の周縁を支持するセット枠９０を保持する機能を備え、セット枠９０のセット工程から、成形上型５０の型面に密着するまでの間、表皮セット枠用ホルダ８４によりセット枠９０が支持されている。そして、図示するように、表皮セット枠用ホルダ８４とクランパー５２とは相互に干渉しない位置に設定されており、真空成形により成形上型５０の型面に表皮３０を吸引密着した後、クランパー５２のシリンダ５３が伸長動作し、クランパー５２が表皮セット枠９０の下面側に進入することで、表皮セット枠用ホルダ８４から切り替わり、表皮セット枠９０は成形上型５０のクランパー５２により支持されることになる。

次いで、図５乃至図１３に基づいてドアトリム１０の成形方法の各工程について順に説明する。まず、図５に示すように、ヒーター装置Ｈにより表皮３０を所定温度に加熱軟化処理する。この時、表皮３０は、その周縁が表皮セット枠９０により保持された状態でヒーター装置Ｈに搬送される。その後、図６に示すように、表皮３０の周縁を保持した表皮セット枠９０をアシストモデル８０にセットする。この時、表皮セット枠用ホルダ８４にセット枠９０を載置するが、台座８６の図中右側位置にスライドベース８１が位置しており、作業者は表皮セット枠９０のセット作業が非常にやり易い。そして、表皮セット枠用ホルダ８４に表皮セット枠９０を保持した後、図示しないスイッチ操作により、図７に示すように、スライドベース８１を台座８６上のガイドレール８５に沿って図中左側方向にスライド動作させて成形上下型５０，６０内の所定位置でロックする。

そして、アシストモデル８０を成形上下型５０，６０内に投入した後、図８に示すように、シリンダ８３の駆動により、モデル型８２並びに表皮セット枠用ホルダ８４を所定ストローク上昇させ、成形上型５０とモデル型８２との間でプレス圧が加わり表皮３０を圧着するとともに、表皮セット枠用ホルダ８４により、表皮セット枠９０を成形上型５０の型面に密着させる。

そして、図９に示すように、表皮３０の成形工程は、成形上型５０に配設されている真空吸引機構Ｖｃの駆動により、成形上型５０の型面に沿って表皮３０を真空成形するとともに、モデル型８２をシリンダ８３の駆動により成形上型５０に対して押し付け、真空吸引力とプレス圧の両者を付加することで、表皮３０を均一厚みで薄肉に成形することができる。この時、成形上型５０とモデル型８２との間で多大なプレス圧が加わっても、モデル型８２からのプレス圧を受けるスライドベース８１は強固な台座８６上に支持されているため、例えば、モデル型を片持ち式に成形金型内に投入する方式等に比べ、安定したプレス加工を実施でき、表皮３０の成形性を高め、成形上型５０の型面から絞模様を転写する際にも絞流れ等がなく絞模様を忠実に転写することができる。

そして、表皮３０の成形が完了すれば、図１０に示すように、成形上型５０のシリンダ５３を伸長させてクランパー５２で表皮セット枠９０を保持した後、アシストモデル８０におけるシリンダ８３を収縮させることでモデル型８２並びに表皮セット枠用ホルダ８４が下降する。その結果、アシストモデル８０側の表皮セット枠用ホルダ８４が表皮セット枠９０から外れ、アシストモデル８０と成形上型５０との連携が解除される。更に、図１１に示すように、モデル型８２を支持するスライドベース８１をスライドレール８５に沿って図１１中右側方向にスライド動作させて、成形上下型５０，６０の外部に退避させる。その後、図１２に示すように、プレス機５１の駆動により、成形上型５０が所定ストローク下降するが、成形上型５０の型面には、表皮３０が薄肉でかつ均一に成形された状態で保持されており、成形上下型５０，６０の型クリアランスが所定値に到達した時、射出機７０からマニホールド６１、ゲート６２を通じて溶融樹脂Ｍを成形下型６０の型面に供給する。この溶融樹脂Ｍの素材としては、上述した汎用の熱可塑性樹脂材料が使用できる。本実施例では、住友ノーブレンＢＵＥ８１Ｅ６（住友化学工業製ポリプロピレン、メルトインデックス＝６５ｇ／１０分）が使用されており、タルクが適宜割合で混入されていても良い。

このように、本発明方法においては、この溶融樹脂Ｍの供給工程において、成形上型５０の型面に沿って薄肉に成形された表皮３０が保持された状態で溶融樹脂Ｍが供給されるため、表皮３０のクッション層３２の裏面と成形下型６０の型面とのクリアランスがほぼ一定に確保されており、溶融樹脂Ｍの流動性を良好に維持できるとともに、表皮３０がテント張り状態にならないため、クッション層３２に溶融樹脂Ｍからの熱的ダメージが及ぶことが少なく、クッション層３２のクッション性能を良好に維持でき、製品のソフト感を強調できる。そして、図１３に示すように、プレス機５１の駆動により、成形上型５０を下死点まで下降操作すれば、溶融樹脂Ｍがキャビティの隅々にまでいきわたり、樹脂芯材２０が所望の曲面形状に成形されるとともに、この樹脂芯材２０の表面側に表皮３０が一体化されてドアトリム１０の成形が完了する。次いで、成形完了後は、プレス機５１の駆動により成形上型５０が上昇し、型開きが行なわれた後、所要形状に成形された積層成形体であるドアトリム１０を取り出せば良い。

以上のように、本発明方法によれば、ドアトリム１０における表皮３０は、樹脂芯材２０とプレス一体化する前に所要形状に成形されているため、表皮３０の形状保持性が良好であり、アームレスト１２等のコーナー部のハイライト線等、シャープな外観形状を精度良く現出することができ、外観性能に優れたドアトリム１０を成形することができる。尚、本発明方法においては、溶融樹脂Ｍの射出のタイミングとして、成形上型５０が型締めされる前に行なったが、成形上下型５０，６０を型締めした後に射出充填する射出成形工法を採用することもできる。

更に、本発明方法においては、表皮３０を保持する表皮セット枠９０をアシストモデル８０に予めセットしておき、アシストモデル８０の成形上型５０に対するプレス圧着時に表皮３０も同時にセットできるため、表皮３０のセット作業が簡単に行なえるとともに、表皮３０を加熱処理した後、成形を開始するまでの待ち時間が少なく、表皮３０を適正温度に維持できるため、成形性、絞転写性とを良好に維持できる。また、モデル型８２と成形上型５０とのプレス圧着時に多大なプレス圧が加わってもスライドベース８１は台座８６で強固に支持されているため、例えば、片持ち式のモデル型に比べ、表皮３０の厚みにバラツキが生じることがなく成形性がより優れたものとなる。

以上説明した実施例では、樹脂芯材２０の表面に表皮３０を同時に成形してなるドアトリム１０の成形方法に本発明方法を適用したが、リヤパーセルシェルフ、フロアトリム、トランクトリム、ラゲージサイドトリム、ルーフトリム、リヤサイドトリム等の自動車用内装部品全般の成形方法に適用できるとともに、鉄道車両等の内装パネルや家屋の内装パネルの成形方法において適用することもできる。また、成形上下型５０，６０の型締め直前に溶融樹脂Ｍを供給するというモールドプレス成形工法を用いたが、成形上下型５０，６０を型締めした後、溶融樹脂Ｍを射出充填する射出成形工法に準用することもできる。また、台座８６として移動式で取り外しが可能な構成を採用すれば、表皮なしタイプの成形に適用することができる。

本発明方法を適用して製作した自動車用ドアトリムを示す正面図である。 図１中II−II線断面図である。 本発明に係る積層成形体の成形方法に使用する成形金型の一実施例の構成を示す全体図である。 図３に示す成形金型におけるアシストモデル側の表皮セット枠用ホルダと成形上型のクランパーとの関係を示す説明図である。 図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法における表皮の予熱工程を示す説明図である。 図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法における表皮セット枠のアシストモデルへのセット工程を示す説明図である。 図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法におけるアシストモデルの成形金型内への投入工程を示す説明図である。 図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法におけるアシストモデルにおけるモデル型の上昇動作を示す説明図である。 図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法における表皮の成形工程を示す説明図である。 図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法におけるモデル型の成形上型からの離脱工程を示す説明図である。 図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法におけるモデル型の型外への退避工程を示す説明図である。 図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法における溶融樹脂の供給工程を示す説明図である。 図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法における表皮と樹脂芯材の一体化工程を示す説明図である。 従来の自動車用ドアトリムを示す正面図である。 図１４中XV−XV線断面図である。 従来のドアトリムを成形する成形金型の構成を示す概要図である。 従来のドアトリムの成形方法における溶融樹脂の供給工程を示す説明図である。 従来のドアトリムの成形方法におけるモールドプレス成形工程を示す説明図である。

符号の説明

１０ ドアトリム
２０ 樹脂芯材
３０ 表皮
３１ トップ層
３２ クッション層
４０ 成形金型
５０ 成形上型
５１ プレス機
５２ クランパー
５３ シリンダ
５４ 真空吸引孔
５５ 空気室
５６ 真空ポンプ
５７ 真空吸引管
５８ 開閉バルブ
６０ 成形下型
６１ マニホールド
６２ ゲート
７０ 射出機
８０ アシストモデル
８１ スライドベース
８２ モデル型
８３ シリンダ
８４ 表皮セット枠用ホルダ
８４ａ ガイドロッド
８４ｂ 付勢バネ
８５ ガイドレール
８６ 台座
９０ 表皮セット枠
Ｈ ヒーター装置
Ｍ 溶融樹脂
Ｖｃ 真空吸引機構

Claims (2)

1. 成形上下型（５０，６０）内に表皮（３０）をセットし、成形上下型（５０，６０）間で形成されるキャビティ内に溶融樹脂（Ｍ）を供給することで樹脂芯材（２０）を所要形状に成形するとともに、樹脂芯材（２０）の表面に表皮（３０）を一体化してなる積層成形体（１０）の成形方法において、
   前記成形上型（５０）に真空吸引機構（Ｖｃ）が付設されているとともに、表皮（３０）のセットエリアから成形金型（４０）にかけて設けられた台座（８６）上にモデル型（８２）を支持するスライドベース（８１）が進退可能に設置されてなるアシストモデル（８０）を配した成形金型（４０）を使用し、加熱軟化処理した表皮（３０）を表皮セット枠（９０）ごとアシストモデル（８０）に組み込み、型開き状態にある成形上下型（５０，６０）内に投入し、アシストモデル（８０）におけるモデル型（８２）並びに表皮（３０）を保持する表皮セット枠（９０）を上昇させて成形上型（５０）とモデル型（８２）との間で表皮（３０）をプレス圧着するとともに、成形上型（５０）に真空吸引機構（Ｖｃ）を動作させることで、成形上型（５０）の型面に沿って表皮（３０）を真空・プレス成形することにより、表皮（３０）を薄肉状に成形する表皮（３０）の成形工程と、
   前記成形工程で成形された表皮（３０）を成形上型（５０）に保持した状態でモデル型（８２）を下降操作し、モデル型（８２）を成形金型（４０）の外部に退避させた後、表皮（３０）を保持した成形上型（５０）を所定ストローク下降操作し、成形上型（５０）が下死点に到達する直前、あるいは到達した後のいずれかのタイミングでキャビティ内に溶融樹脂（Ｍ）を供給し、樹脂芯材（２０）を所望の曲面形状に成形するとともに、樹脂芯材（２０）の表面に表皮（３０）を積層一体化する樹脂芯材（２０）と表皮（３０）との一体化工程と、
   からなることを特徴とする積層成形体の成形方法。
2. 樹脂芯材（２０）の表面に表皮（３０）を一体化してなる積層成形体（１０）を所要形状に成形する積層成形体（１０）の成形金型（４０）であって、この成形金型（４０）は、所定ストローク上下動する可動側の成形上型（５０）と、成形上型（５０）の下方に位置する固定側の成形下型（６０）とを備え、成形上型（５０）には、表皮（３０）を真空成形するための真空吸引機構（Ｖｃ）が配設されているとともに、表皮（３０）をプレス圧着するためのアシストモデル（８０）が付設され、このアシストモデル（８０）は、表皮のセットエリアから成形金型（４０）にかけて設置された台座（８６）のレール（８５）に沿ってスライドベース（８１）がスライド可能に設けられ、このスライドベース（８１）にモデル型（８２）と表皮セット枠用ホルダ（８４）とが上下動可能に装備されていることにより、表皮（３０）のセット工程と、モデル型（８２）の型内投入工程が同時に行なえ、モデル型（８２）と成形上型（５０）のプレス圧着時、台座（８６）によりモデル型（８２）が安定して支持されることを特徴とする積層成形体の成形金型。
   

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