JP2008183885A - 表皮材の接着装置、及び、表皮材の接着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基材の表面形状に軽微な変更があった場合でも、上型の型面形状を変更する必要のない表皮材の接着装置及び表皮材の接着方法を提供する。また、基材の表面に向けて表皮材全体をほぼ同時に押圧することのできる表皮材の接着装置及び表皮材の接着方法を提供する。
【解決手段】上型１２及び下型１４の間で基材１６及び表皮材１８を重ねた状態で挟むことによって、表皮材１８を基材１６の表面に接着させる表皮材の接着装置１０であって、上型１２の型面１２ａに沿って弾性材料からなる管部材２０が配置されており、管部材２０の内部に流体を供給するポンプ３２を備えている。表皮材１８を接着させる際には、上型１２を下降させて基材１６との間で所定の間隔を空けた位置で停止させて、管部材２０の内部に流体を供給してその流体圧により管部材２０を膨張もしくは形状保持させて表皮材１８を基材１６に向けて押圧する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基材の表面に表皮材を接着させる表皮材の接着装置及び表皮材の接着方法に関する。

従来、基材の表面に表皮材を接着させる表皮材の接着装置として、図６に記載のものが知られている。
図６に記載の表皮材の接着装置１００は、上型１０２及び下型１０４を備えており、上型１０２及び下型１０４の間で基材１０６及び表皮材１０８を重ねた状態で挟み込む装置である。
この表皮材の接着装置１００では、まず、下型１０４に基材１０６をセットした後に、基材１０６の上面あるいは表皮材１０８の下面に接着剤１０７を塗布する。次に、基材１０６の上面に表皮材１０８を載置する。そして、上型１０２を下降させることによって、その上型１０２及び下型１０４の間で基材１０６及び表皮材１０８を重ねた状態で挟み込む。これにより、基材１０６の表面に表皮材１０８を押圧して強固に接着させることができる。

しかし、図６に記載の表皮材の接着装置１００は、上型１０２の型面１０２ａの形状を基材１０６の表面形状に厳密に一致させる必要がある。このため、基材１０６の表面形状に軽微な変更を加える場合であっても、上型１０２の型面１０２ａの形状までをも変更しなければならず、多くコストを費やすものとなっていた。

また、図６に記載の表皮材の接着装置１００は、上型１０２を下降させたときに、その上型１０２の型面１０２ａにおける水平部分１０２ａ１は表皮材１０８に対して垂直方向に移動するため、表皮材１０８に押圧力を与えることができるが、その上型１０２の型面１０２ａにおける垂直部分１０２ａ２は表皮材１０８に対して平行方向に移動するため、表皮材１０８に押圧力を与えられず、なおかつ、表皮材１０８の表面をこするように接触することになるために、表皮材１０８の外観に悪影響を与えるものとなっていた。

一方、基材の表面に表皮材を接着させる表皮材の接着装置として、特許文献１，２に記載のものが知られている。

特許文献１，２に記載の表皮材の接着装置は、ゴムなどの弾性材料からなる膜部材を備えており、この膜部材の内部に水や空気などの流体を充填することでその流体の圧力により表皮材を基材に向けて押圧するものである。

しかし、特許文献１，２に記載の表皮材の接着装置は、膜部材の内部に流体を充填したときに、その膜部材の中央の部分が下方に大きく膨らんでしまう。このため、膜部材の下方に膨らんだ部分が表皮材に最初に接触してしまい、表皮材全体に対して流体の圧力が同時に作用しないために、表皮材を基材の表面にムラ無くきれいに接着させることが困難であるという問題があった。

特開平１１−１０５１２０号公報 特開平１−１９５０２１号公報

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、基材の表面形状に軽微な変更があった場合でも、上型の型面形状を変更する必要のない表皮材の接着装置及び表皮材の接着方法を提供することを目的とする。また、基材の表面に向けて表皮材全体をほぼ同時に押圧することのできる表皮材の接着装置及び表皮材の接着方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段は、以下の発明である。
第１発明は、上型及び下型の間で基材及び表皮材を重ねた状態で挟むことによって、前記表皮材を前記基材の表面に接着させる表皮材の接着装置であって、前記上型の型面に沿って弾性材料からなる管部材が配置されており、前記管部材の内部に流体を供給する流体供給手段を備えることを特徴とする、表皮材の接着装置である。

第１発明によれば、管部材の内部に供給された流体の圧力によって表皮材を基材表面に向けて押圧することができる。管部材は膜部材のように一部分のみが下方に向けて大きく膨らむことがないために、基材の表面に向けて表皮材全体をほぼ同時に押圧することができる。これにより、表皮材を基材の表面にムラ無くきれいに接着させることができる。
また、第１発明によれば、弾性材料からなる管部材が適度な柔軟性を有しているために、基材の表面形状に軽微な変更があった場合でも、上型の型面形状を変更する必要がなく、管部材の弾性変形のみで対応が可能である。

第２発明は、上記第１発明の表皮材の接着装置であって、前記基材を前記下型にセットし、前記基材の上面に前記表皮材を載置した後に、前記上型を下降させて前記基材との間で所定の間隔を空けた位置で停止させて、前記管部材の内部に流体を供給してその流体圧により前記管部材を膨張もしくは形状保持させて前記表皮材を前記基材に向けて押圧することを特徴とする、表皮材の接着装置である。

第２発明によれば、上型を下降させて一旦停止させた状態で管部材の内部に流体を供給する。このため、基材及び表皮材に対して上型の重量や上型の下降に伴う圧縮力が直接作用しないために、基材及び表皮材に対する上型からの圧縮力による悪影響を減少させることが可能である。

第３発明は、上記第１発明または第２発明の表皮材の接着装置であって、前記管部材の内部に供給する流体の温度を調整する温度調整手段を備えることを特徴とする、表皮材の接着装置である。

第３発明によれば、表皮材を押圧するための手段である管部材を、表皮材及び基材を加熱（あるいは冷却）するための手段として兼用することができる。これにより、表皮材及び基材を加熱（あるいは冷却）するための手段を別個に設置するよりも装置全体が簡易なものとなり、装置全体を低コストで製造することが可能となる。

第４発明は、上記第１発明から第３発明のうちいずれかの表皮材の接着装置であって、前記管部材の内部に供給する流体の圧力を調整する圧力調整手段を備えることを特徴とする、表皮材の接着装置である。

第４発明によれば、表皮材を押圧する際の圧力を調整することが可能となる。このため、基材の形状や表皮材の種類、接着剤の種類等に応じて圧力を適宜調整することが可能であり、基材の表面に対して表皮材をより確実に接着させることが可能となる。

第５発明は、上記第４発明の表皮材の接着装置であって、前記管部材は、複数並列に連結されており、前記圧力調整手段は、前記管部材の内部に供給する流体の圧力を前記管部材毎に調整可能であることを特徴とする、表皮材の接着装置である。

第５発明によれば、管部材毎に、その管部材の内部に供給する流体の圧力を調整することが可能である。つまり、管部材毎に、その管部材によって表皮材を押圧する際の押圧力を調整することが可能である。したがって、より押圧力が必要な部分では流体圧力を高く、押圧力があまり必要でない部分では流体圧力を低く調整することが可能であり、基材の表面に対して表皮材をより確実に接着させることが可能である。

第６発明は、上記第１発明から第５発明のうちいずれかの表皮材の接着装置であって、前記管部材は、折り返し状に複数回曲げられていることを特徴とする、表皮材の接着装置である。

第６発明によれば、上型の型面に沿って配置される管部材を一本の管部材で構成することが可能であり、装置全体の構成をより簡易なものとすることができる。

第７発明は、上型及び下型の間で基材及び表皮材を重ねた状態で挟むことによって、前記表皮材を前記基材の表面に接着させる表皮材の接着方法であって、前記基材を前記下型にセットし、前記基材の上面に前記表皮材を載置した後に、前記上型を下降させて前記基材との間で所定の間隔を空けた位置で停止させる工程と、前記上型を停止させた後に、前記上型の型面に沿って配置されている弾性材料からなる管部材の内部に流体を供給してその流体圧により前記管部材を膨張もしくは形状保持させて前記表皮材を前記基材に向けて押圧する工程と、を有することを特徴とする、表皮材の接着方法である。

第７発明によれば、管部材の内部に供給された流体の圧力によって表皮材を基材表面に向けて押圧することができる。管部材は膜部材のように一部分のみが下方に向けて大きく膨らむことがないために、基材の表面に向けて表皮材全体をほぼ同時に押圧することができる。これにより、表皮材を基材の表面にムラ無くきれいに接着させることができる。
また、第７発明によれば、弾性材料からなる管部材が適度な柔軟性を有しているために、基材の表面形状に軽微な変更があった場合でも、上型の型面形状を変更する必要がなく、管部材の弾性変形のみで対応が可能である。
さらに、第７発明によれば、上型を下降させて一旦停止させた状態で管部材の内部に流体を供給する。このため、基材及び表皮材に対して上型の重量や上型の下降に伴う圧縮力が作用しないために、基材及び表皮材に対する上型からの圧縮力による悪影響を減少させることが可能である。

第８発明は、上記第７発明の表皮材の接着方法であって、前記管部材の内部に供給する流体の温度を調整する温度調整工程を有することを特徴とする、表皮材の接着方法である。

第８発明によれば、表皮材を押圧するための手段である管部材を、表皮材及び基材を加熱（あるいは冷却）するための手段として兼用することができる。これにより、表皮材及び基材を加熱（あるいは冷却）するための手段を別個に設置するよりも装置全体が簡易なものとなり、装置全体を低コストで製造することが可能となる。

第９発明は、上記第７発明または第８発明の表皮材の接着方法であって、前記管部材の内部に供給する流体の圧力を調整する圧力調整工程を有することを特徴とする、表皮材の接着方法である。

第９発明によれば、表皮材を押圧する際の圧力を調整することが可能となる。このため、基材の形状や表皮材の種類、接着剤の種類等に応じて圧力を適宜調整することが可能であり、基材の表面に対して表皮材をより確実に接着させることが可能となる。

第１０発明は、上記第９発明の表皮材の接着方法であって、前記管部材は、複数並列に連結されており、前記圧力調整工程では、前記管部材の内部に供給する流体の圧力を前記管部材毎に調整することを特徴とする、表皮材の接着方法である。

第１０発明によれば、管部材毎に、その管部材の内部に供給する流体の圧力を調整することが可能である。つまり、管部材毎に、その管部材によって表皮材を押圧する際の押圧力を調整することが可能である。したがって、より押圧力が必要な部分では流体圧力を高く、押圧力があまり必要でない部分では流体圧力を低く調整することが可能であり、基材の表面に対して表皮材をより確実に接着させることが可能である。

本発明によれば、基材の表面形状に軽微な変更があった場合でも、上型の型面形状を変更する必要のない表皮材の接着装置及び表皮材の接着方法を提供することが可能となる。また、基材の表面に向けて表皮材全体をほぼ同時に押圧することのできる表皮材の接着装置及び表皮材の接着方法を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る表皮材の接着装置１０の斜視図である。図２〜図４は、表皮材の接着装置１０の断面図であり、基材１６に対して表皮材１８を接着させる工程を順番に示している。

図１〜図４に示すように、本実施形態に係る表皮材の接着装置１０は、上型１２及び下型１４を備えている。この上型１２及び下型１４の間で基材１６及び表皮材１８を重ねた状態で挟むことによって、基材１６の表面に対して表皮材１８を接着させることができる。
なお、本実施形態において、基材１６は自動車のインストルメントパネルであり、表皮材１８はレザー（皮革）である。

上型１２は、下方に向けて開口する基材１６の上面形状にほぼ一致し、かつ一回り大きい凹状の型面１２ａを備えた金型によって構成されており、この型面１２ａに沿って弾性材料からなる管部材２０が折り返し状に複数回曲げられた状態で列をなして配置されている。この上型１２は、油圧シリンダ２２によって上下方向に移動させることが可能であるとともに、油圧シリンダ２２によって上下方向の任意の位置で停止させることも可能である。
一方、下型１４は、上方に向けて突出する凸状の型面１４ａを備えた金型によって構成されている。この下型１４は、基台１５の上に固定されている。

表皮材の接着装置１０は、管部材２０を備えている。
管部材２０は、例えば直径３５ｍｍ程度の管状に形成された部材である。
管部材２０は、ゴム（例えば天然ゴム、ブタジエンゴム、ネオプレンゴム、シリコンゴム等）やエラストマなどの弾性材料によって形成されている。
管部材２０は適度な柔軟性及び伸縮性を有しており、この管部材２０の内部に水、空気、油などの流体を供給することによって、この管部材２０を膨張もしくは形状維持させることが可能である。

基材１６に対して表皮材１８を接着させる方法について、以下、図２〜図４を参照しながら説明する。

まず、下型１４の型面１４ａに基材１６の凹面を合わせるようにして、下型１４の上に基材１６を載置して固定する（下型１４に基材１６をセットする）。
次に、基材１６の上面あるいは表皮材１８の下面に接着剤１７を塗布した後に、基材１６の上面に表皮材１８をそのまま載置するか、あるいは、基材１６の上面から所定の距離だけ離れた位置に表皮材１８をクランプ装置（図示省略）などを用いて両端を引っ張った状態で保持する。

次に、上型１２を下降させて基材１６との間で所定の間隔（例えば３０ｍｍ程度の間隔）を空けた位置で停止させる（図３参照）。
最後に、上型１２の型面１２ａに沿って配置されている弾性材料からなる管部材２０の内部に流体を供給してその流体圧により管部材２０を膨張させて表皮材１８を基材１６に向けて押圧する（図４参照）。尚、管部材２０は、膨張の際に管部材２０間に隙間がなくなるように形成されている。なお、このとき、管部材２０の内部に供給する流体の圧力は、例えば０．０１ＭＰａ程度とすることができる。

図５は、管部材２０に流体を供給するシステム全体の構成例を示している。
図５に示すように、上型１２の型面１２ａに沿って配置される管部材２０は、並列に連結された３本の管部材２０ａ〜２０ｃによって構成されている。この３本の管部材２０ａ〜２０ｃの流入側及び流出側は、それぞれ一本の配管に合流して循環タンク３０に接続されている。循環タンク３０の内部には水が貯留されており、この循環タンク３０に貯留されている水がポンプ３２によって昇圧されて３本の管部材２０ａ〜２０ｃにそれぞれ供給されるようになっている。ポンプ３２が、本発明の「流体供給手段」に対応している。

３本の管部材２０ａ〜２０ｃの流入側には、圧力調整バルブ３４ａ〜３４ｃがそれぞれ設けられている。この圧力調整バルブ３４ａ〜３４ｃによって、３本の管部材２０ａ〜２０ｃに供給する水の圧力をそれぞれ調整することができるようになっている。圧力調整バルブ３４ａ〜３４ｃが、本発明の「圧力調整手段」に対応している。

３本の管部材２０ａ〜２０ｃの流出側には、循環バルブ３５が設けられている。この循環バルブ３５を開放することによって、３本の管部材２０ａ〜２０ｃに供給された水を循環タンク３０に返流させることが可能となっている。

また、３本の管部材２０ａ〜２０ｃの流出側には、圧力センサ３８ａ〜３８ｃがそれぞれ設けられている。この圧力センサ３８ａ〜３８ｃによって、３本の管部材２０ａ〜２０ｃに供給されている水の圧力をそれぞれ計測することができるようになっている。

循環タンク３０には、循環タンク３０に貯留されている水を加熱するためのヒータ３６が設置されている。このヒータ３６によって、３本の管部材２０ａ〜２０ｃに供給する水を加熱することができる。ヒータ３６が、本発明の「温度調整手段」に対応している。なお、ヒータ３６を冷却器に置き換えることによって、３本の管部材２０ａ〜２０ｃに供給する水を冷却して循環させることも可能である。

以上の構成によれば、３本の管部材２０ａ〜２０ｃに供給する水の圧力を、３本の管部材２０ａ〜２０ｃ毎に、それぞれ調整することが可能である。
また、３本の管部材２０ａ〜２０ｃのそれぞれに循環タンク３０を設けることにより、供給する水の温度を自在に調整することが可能である。

以上のように構成された表皮材の接着装置１０の作用・効果について説明する。
本実施形態の表皮材の接着装置１０によれば、管部材２０の内部に供給された流体の圧力によって管部材２０を膨張させて表皮材１８を基材１６の表面に向けて押圧することができる。管部材２０は従来技術の膜部材のように一部分のみが下方に向けて大きく膨らむことがないために、基材１６の表面に向けて表皮材１８全体をほぼ同時に押圧することができる。これにより、表皮材１８を基材１６の表面にムラ無くきれいに接着させることができる。

また、弾性材料からなる管部材２０が適度な柔軟性を有しているために、基材１６の表面形状に軽微な変更があった場合でも、上型１２の型面１２ａの形状を変更する必要がなく、管部材２０の弾性変形のみで対応が可能である。

また、上型１２を下降させて一旦停止させた状態で管部材２０の内部に流体を供給するために、基材１６及び表皮材１８に対して上型１２の重量や上型１２の下降に伴う圧縮力が直接作用しない。このため、基材１６及び表皮材１８に対する上型１２からの圧縮力による悪影響を減少させることが可能である。

また、管部材２０に供給する水の温度を調整することによって、基材１６及び表皮材１８を加熱あるいは冷却することができる。
また、接着剤１７がホットメルトタイプである場合には、接着剤１７を加熱することで接着力を生じさせるための加熱工程をも同時に行うことができる。

また、表皮材１８を押圧するための手段である管部材２０を、表皮材１８及び基材１６を加熱あるいは冷却するための手段として兼用することができる。これにより、表皮材１８及び基材１６を加熱あるいは冷却するための手段を別個に設置するよりも、装置全体を簡易なものとすることができる。

また、管部材２０に供給する流体（水）の圧力を調整することによって、表皮材１８を押圧する際の圧力を調整することが可能である。このため、基材１６の形状や表皮材１８の種類、接着剤１７の種類等に応じて流体の圧力を適宜調整することが可能であり、基材１６の表面に対して表皮材１８をより確実に接着させることが可能である。
例えば、基材１６の形状が複雑な部分では、管部材２０に供給する流体の圧力を高くすることができる。これにより、表皮材１８を基材１６の複雑な形状に追従させることができ、表皮材１８を基材１６に対してより確実に接着させることが可能である。

また、管部材２０が複数の管部材２０ａ〜２０ｃで構成されている場合には、その管部材２０ａ〜２０ｃ毎に、その管部材２０の内部に供給する流体の圧力を調整することが可能である。つまり、複数の管部材２０ａ〜２０ｃ毎に、その管部材２０ａ〜２０ｃによって表皮材１８を押圧する際の押圧力を調整することが可能である。したがって、より押圧力が必要な部分では流体圧力を高く、押圧力があまり必要でない部分では流体圧力を低く調整することが可能であり、基材１６の表面に対して表皮材１８をより確実に接着させることが可能である。

また、管部材２０が上型１２の型面１２ａに沿って折り返し状に複数回曲げられた状態で配置されているために、管部材２０を一本の管部材２０で構成することが可能であり、装置全体の構成をより簡易なものとすることができる。
なお、上型１２の型面１２ａに沿って配置される管部材２０は、折り返し状に複数回曲げられた一本の管部材２０で構成されてもよいし、直列あるいは並列に連結された複数本の管部材２０ａ〜２０ｃで構成されてもよい。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）上記実施形態では、基材１６が自動車のインストルメントパネルである例を示したが、基材１６の種類はこれに限定されるものではない。基材１６は、その他の自動車用内装材、例えば、ドアトリム、シートバックボード、パーティションボード、コンソールボックス、ピラーガーニッシュ、クォータトリム等であってもよい。

（２）上記実施形態では、表皮材１８がレザーである例を示したが、表皮材１８の種類はこれに限定されるものではない。表皮材１８は、例えば、織布、不織布、編布、熱可塑性樹脂ないし熱可塑性エラストマにて形成されたフィルムやシート等であってもよい。さらに、これらの表皮材に、ポリウレタン、ゴム、熱可塑性エラストマ等からなるクッション層を積層したものであってもよい。

（３）上記実施形態では、管部材２０が表皮材１８の表面に直接的に接触している例を示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、管部材２０と表皮材１８との間に、表皮材１８を保護するための保護シート（例えば織布等）を設置してもよい。表皮材１８と管部材２０との間に保護シートを設置することによって、表皮材１８の表面に管部材２０によって押圧されたことに起因する凹み等が形成されることを防止することができる。

表皮材の接着装置の斜視図である。 表皮材の接着装置の断面図であり、基材に対して表皮材を接着させる工程を示している。 表皮材の接着装置の断面図であり、基材に対して表皮材を接着させる工程を示している。 表皮材の接着装置の断面図であり、基材に対して表皮材を接着させる工程を示している。 管部材に流体を供給するシステム全体の構成例を示している。 従来の表皮材の接着装置の断面図である。

符号の説明

１０…表皮材の接着装置
１２…上型
１２ａ…型面
１４…下型
１４ａ…型面
１６…基材
１８…表皮材
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…管部材

Claims (10)

1. 上型及び下型の間で基材及び表皮材を重ねた状態で挟むことによって、前記表皮材を前記基材の表面に接着させる表皮材の接着装置であって、
   前記上型の型面に沿って弾性材料からなる管部材が配置されており、
   前記管部材の内部に流体を供給する流体供給手段を備えることを特徴とする、表皮材の接着装置。
2. 請求項１に記載の表皮材の接着装置であって、
   前記基材を前記下型にセットし、前記基材の上面に前記表皮材を載置した後に、前記上型を下降させて前記基材との間で所定の間隔を空けた位置で停止させて、前記管部材の内部に流体を供給してその流体圧により前記管部材を膨張もしくは形状保持させて前記表皮材を前記基材に向けて押圧することを特徴とする、表皮材の接着装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の表皮材の接着装置であって、
   前記管部材の内部に供給する流体の温度を調整する温度調整手段を備えることを特徴とする、表皮材の接着装置。
4. 請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の表皮材の接着装置であって、
   前記管部材の内部に供給する流体の圧力を調整する圧力調整手段を備えることを特徴とする、表皮材の接着装置。
5. 請求項４に記載の表皮材の接着装置であって、
   前記管部材は、複数並列に連結されており、
   前記圧力調整手段は、前記管部材の内部に供給する流体の圧力を前記管部材毎に調整可能であることを特徴とする、表皮材の接着装置。
6. 請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の表皮材の接着装置であって、
   前記管部材は、折り返し状に複数回曲げられていることを特徴とする、表皮材の接着装置。
7. 上型及び下型の間で基材及び表皮材を重ねた状態で挟むことによって、前記表皮材を前記基材の表面に接着させる表皮材の接着方法であって、
   前記基材を前記下型にセットし、前記基材の上面に前記表皮材を載置した後に、前記上型を下降させて前記基材との間で所定の間隔を空けた位置で停止させる工程と、
   前記上型を停止させた後に、前記上型の型面に沿って配置されている弾性材料からなる管部材の内部に流体を供給してその流体圧により前記管部材を膨張もしくは形状保持させて前記表皮材を前記基材に向けて押圧する工程と、を有することを特徴とする、表皮材の接着方法。
8. 請求項７に記載の表皮材の接着方法であって、
   前記管部材の内部に供給する流体の温度を調整する温度調整工程を有することを特徴とする、表皮材の接着方法。
9. 請求項７または請求項８に記載の表皮材の接着方法であって、
   前記管部材の内部に供給する流体の圧力を調整する圧力調整工程を有することを特徴とする、表皮材の接着方法。
10. 請求項９に記載の表皮材の接着方法であって、
    前記管部材は、複数並列に連結されており、
    前記圧力調整工程では、前記管部材の内部に供給する流体の圧力を前記管部材毎に調整することを特徴とする、表皮材の接着方法。

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