JP2017024370A - 加飾部品の製造装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多品種少量生産に対応することができ、かつ、加飾部品の製造効率を向上させることができる加飾部品の製造装置を提供すること。【解決手段】加飾部品の製造装置２０は、ロボット装置２２、レーザ照射装置２３及びレーザ駆動制御手段６０を備える。ロボット装置２２は、被加飾面３上に加飾フィルム１０が設けられた成形品２を支持治具４２上に支持した状態で、成形品２の姿勢変更を行う。レーザ照射装置２３は、加飾フィルム１０に柄を描画して加飾するレーザ加飾工程と、余剰部分１０ａを切断するレーザトリミング工程とを実施するためにレーザＬ１を照射する。レーザ駆動制御手段６０は、レーザ加飾工程及びレーザトリミング工程の実施順序に従ってレーザ照射装置２３を駆動するとともに、両工程ごとに設定されたレーザＬ１の照射条件に基づきレーザＬ１の照射条件を変更する制御を行う。【選択図】図３

Description

本発明は、成形品の被加飾面上に設けられた加飾フィルムに柄を描画して加飾するとともに、被加飾面からはみ出した加飾フィルムの余剰部分を切断する加飾部品の製造装置及び方法に関するものである。

自動車の内装部品などでは、デザイン性や品質を高めるために樹脂成形品の外表面（被加飾面）に装飾を加えるようにした加飾部品（例えば、コンソールボックス、インストルメントパネル、アームレストなど）が多く実用化されている。このような加飾部品に装飾を加える方法としては、例えば、樹脂成形品となる樹脂材料と装飾用の加飾フィルムとを成形型内に配置した状態で射出成形（インモールド成形）を行うことにより、被加飾面上に加飾フィルムが設けられた樹脂成形品を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この場合、柄が描画された加飾フィルムを用いているため、多彩な色や高精細な模様からなる柄による加飾が可能である。また、柄が描画された加飾フィルムは、製版を用いた印刷によって得られるものであるため、少品種大量生産に好適である。

特開平７−３２９１１２号公報（図１１等）

しかしながら、従来のインモールド成形法では、柄の描画を印刷で行うため、柄の変更時に製版の設計変更等が必要となり手間がかかる。よって、インモールド成形法では、多品種少量生産に対応できないという問題がある。

しかも、従来のインモールド成形法では、樹脂成形品からの加飾フィルムのはみ出し部分が余剰部分（バリ）となってしまうため、加飾フィルムの付着後に余剰部分を切断するトリミング工程を行う必要がある。その結果、加飾部品が完成するまでに掛かる時間が長くなるため、加飾部品の製造効率が低下してしまうという問題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、多品種少量生産に対応することができ、かつ、加飾部品の製造効率を向上させることができる加飾部品の製造装置及び方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、手段１に記載の発明は、被加飾面上に加飾フィルムが設けられた成形品を支持治具上に支持した状態で、前記成形品の姿勢変更を行うロボット装置と、前記被加飾面上の前記加飾フィルムに柄を描画して加飾するレーザ加飾工程と、前記被加飾面からはみ出した前記加飾フィルムの余剰部分を切断するレーザトリミング工程とを実施するためにレーザを照射する共通のレーザ照射装置と、あらかじめ設定された前記レーザ加飾工程及び前記レーザトリミング工程の実施順序に従って前記レーザ照射装置を駆動するとともに、前記両工程ごとに設定された前記レーザの照射条件に基づき前記レーザの照射条件を変更する制御を行うレーザ駆動制御手段とを備えたことを特徴とする加飾部品の製造装置をその要旨とする。

手段１に記載の発明によれば、レーザ照射装置からのレーザ照射によって、被加飾面上の加飾フィルムに柄を描画して加飾すれば、柄の変更が可能である。即ち、柄の変更時において、例えば製版の設計変更等の大掛かりな作業を行わなくても済むため、柄の変更を容易に行うことができ、ひいては、多品種少量生産に対応させることが可能である。しかも、レーザ照射装置は、柄を描画して加飾するレーザ加飾工程に加えて、加飾フィルムの余剰部分を切断するレーザトリミング工程を行っている。この場合、レーザトリミング工程を、レーザ照射装置とは別の装置で行わなくても済むため、加飾部品が完成するまでに掛かる時間を短縮することができる。その結果、加飾部品の製造効率が向上する。

ここで、加飾部品は、加飾フィルムを成形品の被加飾面上に設けたものであれば特に限定される訳ではなく、例えば、柄層上にクリア層を有する加飾フィルムを、インモールド成形法によって樹脂成形品の被加飾面上に一体的に設けたものを挙げることができる。このようにすれば、加飾フィルムが柄層を有するため、多彩な色や高精細な模様からなる柄による加飾が可能となる。

なお、クリア層の形成材料としては、ＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート樹脂）、ＰＣ樹脂（ポリカーボネート樹脂）、ＰＭＭＡ樹脂（ポリメタクリル酸メチル樹脂）などを用いることができる。また、柄層の形成材料としては、アクリル樹脂、塩素化ポリエステル樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体などをバインダーとし、適切な色の顔料または染料を着色材として含有する着色インクを用いることができる。

また、レーザ照射装置によって照射されるレーザの種類は、上記のクリア層を加工可能なものを用いることがよく、例えば、ＣＯ_２レーザやＵＶレーザなどを用いることができる。

なお、支持治具は、レーザ照射時に余剰部分を固定する固定手段を有していてもよい。このようにすれば、固定手段によって加飾フィルムの余剰部分を固定することにより、加飾フィルムとレーザ照射装置との間に余剰部分が存在しないようにすることができる。よって、レーザ照射時に、レーザが余剰部分に遮られにくくなるため、レーザ照射装置による加飾フィルムへのレーザの照射を確実に行うことができる。

また、上記製造装置は、切断された余剰部分をエアで吹き飛ばして除去するエアブロー装置を有していてもよい。このようにすれば、切断された余剰部分がエアブロー装置によって確実に除去されるため、成形品への余剰部分の付着が防止される。また、成形品への余剰部分の付着に起因して、成形品の特定箇所を狙ってレーザを照射することが困難になったり、レーザが遮られることを防止できる。

さらに、上記製造装置は、レーザ照射によって発生した煙を排出する排煙装置を有していてもよい。このようにすれば、レーザ照射によって発生した煙が排煙装置によって確実に排出されるため、成形品への煤の付着が防止される。また、煙が立ち上ることに起因して、成形品の特定箇所を狙ってレーザを照射することが困難になったり、レーザが煙を通過する際にレーザの照射強度が低下したりすることを防止できる。特に、レーザトリミング工程の実施後にレーザ加飾工程を実施する際には、加飾フィルムの余剰部分を切断する際に発生した煙が多く立ち上っている。このため、上記の排煙装置を用いて煙を排出すれば、レーザが煙を通過する際にレーザの照射強度が低下することに起因して、柄の描画が困難になるといった問題を解消することができる。しかも、煤がレーザ照射装置に付着することも防止されるため、煤の付着に起因したレーザの照射強度の低下を防止することができる。

手段２に記載の発明は、上記手段１に記載の装置を用いて加飾部品を製造する方法であって、前記ロボット装置の前記支持治具上に、被加飾面上に加飾フィルムが設けられた成形品を支持する準備工程と、前記成形品の姿勢変更を行いながらレーザ照射を行うことによって、前記被加飾面上の前記加飾フィルムに柄を描画して加飾するレーザ加飾工程と、前記成形品の姿勢変更を行いながらレーザ照射を行うことによって、前記被加飾面からはみ出した前記加飾フィルムの余剰部分を切断するレーザトリミング工程とを含むことを特徴とする加飾部品の製造方法をその要旨とする。

手段２に記載の発明によると、レーザ加飾工程を行い、レーザ照射によって被加飾面上の加飾フィルムに柄を描画して加飾すれば、柄の変更が可能である。即ち、柄の変更時において、例えば製版の設計変更等の大掛かりな作業を行わなくても済むため、柄の変更を容易に行うことができ、ひいては、多品種少量生産に対応させることが可能である。しかも、手段２に記載の発明では、レーザ照射により、柄を描画して加飾するレーザ加飾工程に加えて、加飾フィルムの余剰部分を切断するレーザトリミング工程を行っている。この場合、レーザ照射とは別の方法を用いて余剰部分を切断しなくても済むため、加飾部品が完成するまでに掛かる時間を短縮することができる。その結果、加飾部品の製造効率が向上する。

なお、上記手段２に記載の発明では、レーザ加飾工程の実施後にレーザトリミング工程を実施してもよいし、レーザトリミング工程の実施後にレーザ加飾工程を実施してもよい。レーザ加飾工程の実施後にレーザトリミング工程を実施する場合、支持治具上に支持された成形品の姿勢がロボット装置によって変更されるため、成形品が傾いた際に、成形品に設けられた加飾フィルムの余剰部分が動いてしまう可能性が高い。そこで、レーザ加飾工程において、ロボット装置の支持治具に余剰部分を固定した状態でレーザ照射を行うようにすれば、加飾フィルムとレーザ照射装置との間に余剰部分が存在しないようにすることができる。その結果、レーザ加飾工程の実施時に、レーザが余剰部分に遮られにくくなるため、加飾フィルムへのレーザの照射を確実に行うことができる。一方、レーザトリミング工程の実施後にレーザ加飾工程を実施する場合には、レーザ加飾工程を実施する時点で余剰部分が存在しないようにすることができるため、余剰部分に遮られることなく、加飾フィルムへのレーザの照射を行うことができる。

なお、レーザトリミング工程の実施後にレーザ加飾工程を実施する際には、レーザトリミング工程において切断した余剰部分がレーザを遮るおそれがあるため、切断した余剰部分を確実に除去することが好ましい。余剰部分を除去する方法としては、レーザトリミング工程において、レーザ照射によって余剰部分を複数片に分断して除去することや、レーザトリミング工程において、切断された余剰部分をエアで吹き飛ばして除去することや、レーザトリミング工程において、切断された余剰部分を支持治具とは別にある所定の場所に貯めておくようにすることなどが挙げられる。これらのようにした場合、レーザ加飾工程を実施する時点で余剰部分が確実に存在しなくなるため、余剰部分に遮られることなく、加飾フィルムへのレーザの照射を確実に行うことができる。

さらに、レーザトリミング工程の実施後にレーザ加飾工程を実施する場合、レーザトリミング工程において、発生した煙を排出しながらレーザ照射を行うことが好ましい。このようにすれば、レーザトリミング工程において発生した煙が確実に排出される。このため、レーザ加飾工程を実施する際において、煙が立ち上ることに起因して、成形品の特定箇所を狙ってレーザを照射することが困難になったり、レーザが煙を通過する際にレーザの照射強度が低下することに起因して、柄の描画が困難になったりするといった問題を解消することができる。

以上詳述したように、請求項１〜１４に記載の発明によると、多品種少量生産に対応することができ、かつ、加飾部品の製造効率を向上させることができる。

本実施形態における車両用加飾部品を示す概略断面図。 車両用加飾部品を示す要部断面図。 車両用加飾部品の製造装置を示す概略構成図。 樹脂成形品を支持治具上に支持した状態を示す概略断面図。 他の実施形態において、樹脂成形品を支持治具上に支持した状態を示す概略断面図。 他の実施形態において、車両用加飾部品の製造装置の一部を示す概略構成図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１，図２に示されるように、車両用加飾部品１は、立体形状をなす樹脂成形品２を備えている。本実施形態の車両用加飾部品１は、自動車のドアに設けられたアームレストの上面を覆う装飾パネルである。また、樹脂成形品２は、凸状に湾曲した曲面である被加飾面３（外表面）を有している。車両用加飾部品１は、加飾フィルム１０を、インモールド成形法によって樹脂成形品２の被加飾面３上に一体的に設けたものである。

図２に示されるように、加飾フィルム１０は、柄層１１上にクリア層１２を有するものである。詳述すると、柄層１１は、樹脂成形品２の被加飾面３上に形成されている。本実施形態の柄層１１は、色合いが下層側ほど濃くなるように３色（下層側から順に、こげ茶色、茶色、薄茶色）のインク層１３，１４，１５を積層することによって形成されている。そして、第１層のインク層１３が被加飾面３全体に形成される一方、第２層のインク層１４が第１層のインク層１３の表面に対して部分的に形成され、第３層のインク層１５が第２層のインク層１４の表面に対して部分的に形成されることにより、木目模様の柄１６が描画される。なお、各インク層１３〜１５の厚さは、それぞれ５μｍ以上１５μｍ以下（本実施形態では６μｍ）に設定されている。なお、加飾フィルム１０は、柄層１１の裏面（クリア層１２を有しない側の面）に接着層（図示略）を有していてもよい。ここで、樹脂成形品２の形成材料が、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂）、ＰＣ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂のいずれかである場合、接着層の形成材料としては、アクリル樹脂や塩化ビニル酢酸ビニル共重合体などを用いることができる。また、樹脂成形品２の形成材料が、ＰＰ樹脂（ポリプロピレン樹脂）またはＰＥ樹脂（ポリエチレン樹脂）である場合、接着層の形成材料としては、塩素化ポリプロピレン樹脂を用いることができる。

また、クリア層１２は、ＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート樹脂）からなる層であり、各インク層１３〜１５を保護するようになっている。なお、クリア層１２の厚さは、２０μｍ以上５００μｍ以下（クリア層１２がＰＥＴ樹脂からなる本実施形態では２０μｍ以上１００μｍ以下）に設定されている。また、クリア層１２における所定位置には、複数の凹部１７が形成されている。本実施形態の凹部１７は、最上層のインク層１５が存在しない部分の直上に配置されている。なお、凹部１７の深さは、クリア層１２の厚さよりも小さいため、凹部１７が柄層１１に達することはない。各凹部１７は、木目模様の柄１６において木の導管となる部分を示している。

次に、車両用加飾部品１の製造装置２０について説明する。

図３に示されるように、製造装置２０は、成形装置２１、ロボット装置２２及びレーザ照射装置２３を備えている。成形装置２１は、インモールド成形法により、被加飾面４上に加飾フィルム１０が一体的に設けられた樹脂成形品２を形成するための装置である。また、成形装置２１は、支持台３１、フィルム送出装置３２、成形型３３及び樹脂充填装置３４を備えている。フィルム送出装置３２は、支持台３１を構成する天板３５の上方に配置された送出ローラ３６と、天板３５の下方に配置された巻取ローラ３７とを備えている。送出ローラ３６には、加飾フィルム１０が巻回されている。このフィルム送出装置３２は、送出ローラ３６から加飾フィルム１０を垂下させて送り出すとともに、送り出した加飾フィルム１０を巻取ローラ３７によって巻き取る機能を有している。

また、成形型３３は、支持台３１の天板３５上に設置されており、可動型３８及び固定型３９からなっている。この成形型３３では、送出ローラ３６から送り出された加飾フィルム１０を可動型３８の成形面上に配置した状態で、加飾フィルム１０の周縁部が可動型３８と固定型３９とで挟持されるようになっている。そして、成形型３３内の成形空間（キャビティ）に樹脂材料を充填すれば、加飾フィルム１０が被加飾面３上に一体的に設けられた樹脂成形品２がインモールド成形される。また、樹脂充填装置３４は、天板３５上において固定型３９の側方に設置されており、固定型３９側からキャビティ内に樹脂材料を充填するためのものである。なお、成形型３３と巻取ローラ３７との間には、切断刃などを備えた切断機構（図示略）が設けられている。切断機構は、インモールド成形によって加飾フィルム１０が設けられた樹脂成形品２を切り離すためのものである。

図３に示されるように、ロボット装置２２は、ロボットアーム４１と、ロボットアーム４１の先端に設けられた支持治具４２とを備えている。支持治具４２は、被加飾面３を上方に向けた状態で、被加飾面３上に加飾フィルム１０が一体的に設けられた樹脂成形品２を支持するようになっている。そして、ロボット装置２２は、樹脂成形品２を支持治具４２上に支持した状態で、樹脂成形品２の姿勢変更を行う。詳述すると、ロボット装置２２は、ロボットアーム４１を駆動して樹脂成形品２の位置及び角度を変更することにより、加飾フィルム１０のクリア層１２に対するレーザＬ１の照射位置や照射角度を変更する。

図４に示されるように、支持治具４２は、加飾フィルム１０が設けられた樹脂成形品２を支持する支持板４３と、一対のクランプ４４（固定手段）とを備えている。各クランプ４４は、加飾フィルム１０が設けられた樹脂成形品２を支持板４３上に支持した状態で、支持体４３との間に加飾フィルム１０の余剰部分１０ａを挟み込むことにより、余剰部分１０ａを固定する。

図３に示されるように、レーザ照射装置２３は、後述するレーザ加飾工程とレーザトリミング工程とを実施するためにレーザＬ１を照射する装置である。即ち、レーザ照射装置２３は、レーザ加飾工程及びレーザトリミング工程の両方において共通して用いられる装置である。具体的に言うと、レーザ照射装置２３は、被加飾面３上の加飾フィルム１０にレーザＬ１を照射することにより、加飾フィルム１０に柄１６を構成する凹部１７を描画して加飾するようになっている。また、レーザ照射装置２３は、樹脂成形品２の外形線に沿ってレーザＬ１を照射することにより、被加飾面３からはみ出した加飾フィルム１０の余剰部分１０ａ（バリ）を切断するようになっている。

なお、レーザ照射装置２３は、レーザＬ１（本実施形態ではＣＯ_２レーザ）を発生させるレーザ発生部５１と、レーザＬ１を偏向させるレーザ偏向部５２と、レーザ発生部５１及びレーザ偏向部５２を制御するレーザ制御部５３とを備えている。レーザ偏向部５２は、レンズ５４と反射ミラー５５とを複合させてなる光学系であり、これらレンズ５４及び反射ミラー５５の位置を変更することにより、レーザＬ１の照射位置や焦点位置を調整するようになっている。即ち、本実施形態のレーザ照射装置２３は、ガルバノミラー式のレーザ照射装置である。また、レーザ制御部５３は、レーザＬ１の照射時間変調、照射強度変調、照射面積変調などの制御を行う。

次に、製造装置２０の電気的構成について説明する。

図３に示されるように、製造装置２０は、装置全体を統括的に制御する制御装置２４を備えている。制御装置２４は、ＣＰＵ６０、メモリ６１及び入出力ポート６２等からなる周知のコンピュータにより構成されている。ＣＰＵ６０は、フィルム送出装置３２、成形型３３、樹脂充填装置３４、ロボット装置２２及びレーザ照射装置２３に電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。

なお、メモリ６１には、レーザ照射を行うためのレーザ照射データが記憶されている。また、メモリ６１には、レーザ照射に用いられるレーザ照射パラメータ（レーザＬ１の照射位置、焦点位置、照射角度、照射面積、照射時間、照射強度、照射周期、照射ピッチなど）を示すデータが記憶されている。

次に、車両用加飾部品１の製造方法を説明する。

まず、ＰＥＴ樹脂からなるクリア層１２上に柄層１１をグラビア印刷してなる加飾フィルム１０を準備する。加飾フィルム１０は、ロールtoロール方式で印刷されているため、送出ローラ３６に巻回された状態でフィルム送出装置３２（図３参照）にセットされる。なお、クリア層１２に対する柄層１１の形成方法としては、グラビア印刷以外にスクリーン印刷などの周知の印刷法を使用することができる。

次に、熱可塑性を有する樹脂材料（例えばＡＢＳ樹脂）を用いて、被加飾面３上に加飾フィルム１０が設けられた樹脂成形品２を形成する。具体的に言うと、ＣＰＵ６０は、メモリ６１に記憶されている射出成形データを読み出し、読み出した射出成形データに基づいてローラ駆動信号を生成し、生成したローラ駆動信号をフィルム送出装置３２に出力する。フィルム送出装置３２は、ＣＰＵ６０から出力されたローラ駆動信号に基づいて送出ローラ３６を駆動することにより、送出ローラ３２に巻回されている加飾フィルム１０を成形型３３側に送り出す。

そして、送出ローラ３２によって送り出された加飾フィルム１０の先端部分が可動型３８と固定型３９との間に到達すると、加飾フィルム１０の先端部分は、可動型３８の成形面上に配置されるようになる。このとき、ＣＰＵ６０は、メモリ６１に記憶されているレーザ照射データを読み出し、読み出したレーザ照射データに基づいて可動型駆動信号を生成し、生成した可動型駆動信号を成形型３３に出力する。成形型３３は、ＣＰＵ６０から出力された可動型駆動信号に基づいて可動型３８を駆動することにより、加飾フィルム１０の周縁部を可動型３８と固定型３９とで挟持する。この時点で、内部に樹脂成形品２と同一形状かつ同一体積のキャビティが構成される。そして、ＣＰＵ６０は、メモリ６１に記憶されているレーザ照射データを読み出し、読み出したレーザ照射データに基づいて樹脂充填信号を生成し、生成した樹脂充填信号を樹脂充填装置３４に出力する。樹脂充填装置３４は、ＣＰＵ６０から出力された樹脂充填信号に基づいて、所定量の樹脂材料を加熱した状態でキャビティ内に充填した後、冷却する。その結果、被加飾面３上に加飾フィルム１０が設けられた樹脂成形品２がインモールド成形される。その後、可動型３８及び固定型３９を互いに離間させれば、加飾フィルム１０が設けられた樹脂成形品２が取り出される。さらに、取り出された樹脂成形品２（及び加飾フィルム１０）は、図示しない切断機構によって切り離される。

次に、準備工程を行い、切断機構によって切り離された樹脂成形品２（及び加飾フィルム１０）を、ロボット装置２２の支持治具４２上に支持させる。なお、樹脂成形品２は、作業者によって支持治具４２上に支持される。さらに、加飾フィルム１０の余剰部分１０ａをクランプ４４と支持板４３とで挟み込むことにより、余剰部分１０ａを引っ張り気味にした状態で固定する。

また、ＣＰＵ６０は、メモリ６１に記憶されているレーザ照射データを読み出し、読み出したレーザ照射データに基づいてロボット駆動信号を生成し、生成したロボット駆動信号をロボット装置２２に出力する。ロボット装置２２は、ＣＰＵ６０から出力されたロボット駆動信号に基づいてロボットアーム４１を駆動することにより、支持治具４２（及び支持治具４２上にある樹脂成形品２）をレーザ照射装置２３に対して接近または離間させる。その結果、樹脂成形品２に対するレーザＬ１の照射位置が変更され、加飾フィルム１０の表面に対するレーザＬ１の照射距離が一定に保持される。

次に、ＣＰＵ６０は、あらかじめ設定されたレーザ加飾工程及びレーザトリミング工程の実施順序に従ってレーザ照射装置２３を駆動するとともに、両工程ごとに設定されたレーザＬ１の照射条件に基づきレーザＬ１の照射条件を変更する制御を行う。即ち、ＣＰＵ６０は、レーザ駆動制御手段としての機能を有している。

具体的に言うと、まず、本実施形態ではレーザ加飾工程を実施する。レーザ加飾工程では、レーザ照射を行うことにより、被加飾面３上の加飾フィルム１０に柄１６を構成する凹部１７を描画して加飾する。また、レーザ加飾工程では、支持治具４２に余剰部分１０ａを固定したままの状態でレーザ照射を行う。詳述すると、まず、ＣＰＵ６０は、メモリ６１に記憶されているレーザ照射データを読み出し、読み出したレーザ照射データに基づいて凹部形成用の駆動信号である凹部形成信号を生成し、生成した凹部形成信号をレーザ照射装置２３に出力する。レーザ照射装置２３は、ＣＰＵ６０から出力された凹部形成信号に基づいて、加飾フィルム１０にレーザＬ１を照射する（図３参照）。なお、レーザ照射装置２３のレーザ制御部５３は、レーザ発生部５１からレーザＬ１を照射させ、凹部１７のパターンに応じてレーザ偏向部５２を制御する。この制御により、レーザＬ１の照射位置が決定されるとともに、レーザＬ１の焦点位置がクリア層１２の表層部分に決定される。この場合、レーザＬ１のエネルギが表層部分に集中して熱量が多くなるため、クリア層１２の表層部分が昇華することにより、柄層１１が除去されずに、クリア層１２のみが除去される。その結果、クリア層１２にのみ凹部１７が形成される。

また、レーザ加飾工程の実施時において、ＣＰＵ６０は、メモリ６１に記憶されているレーザ照射データを読み出し、読み出したレーザ照射データに基づいて第１姿勢変更信号を生成し、生成した第１姿勢変更信号をロボット装置２２に出力する。ロボット装置２２は、ＣＰＵ６０から出力された第１姿勢変更信号に基づき、ロボットアーム４１を駆動して支持治具４２に支持された樹脂成形品２の位置及び角度を変更することにより、クリア層１２に対するレーザＬ１の照射位置や照射角度を変更する。即ち、本実施形態のレーザ加飾工程では、樹脂成形品２の姿勢変更を行いながらレーザ照射を行う。

そして、レーザ加飾工程の実施後にレーザトリミング工程を実施する。レーザトリミング工程では、レーザ照射を行うことにより、被加飾面３からはみ出した加飾フィルム１０の余剰部分１０ａを切断する。また、レーザトリミング工程では、レーザ加飾工程と同様に、支持治具４２に余剰部分１０ａを固定したままの状態でレーザ照射を行う。詳述すると、まず、ＣＰＵ６０は、メモリ６１に記憶されているレーザ照射データを読み出し、読み出したレーザ照射データに基づいてトリミング用の駆動信号であるトリミング信号を生成し、生成したトリミング信号をレーザ照射装置２３に出力する。レーザ照射装置２３は、ＣＰＵ６０から出力されたトリミング信号に基づいて、被加飾面３の外形線に沿ってレーザＬ１を照射する（図３参照）。このとき、ＣＰＵ６０は、レーザトリミング工程におけるレーザＬ１の照射条件（本実施形態では、レーザＬ１の照射強度）を、レーザ加飾工程におけるレーザＬ１の照射条件（レーザＬ１の照射強度）よりも強い条件に設定する。その結果、被加飾面３の外形線からはみ出した余剰部分１０ａが除去される。なお、レーザ照射装置２３のレーザ制御部５３は、レーザ発生部５１からレーザＬ１を照射させ、被加飾面３の外形線のパターンに応じてレーザ偏向部５２を制御する。この制御により、レーザＬ１の照射位置が決定されるとともに、レーザＬ１の焦点位置が加飾フィルム１０の裏面に決定される。この場合、レーザＬ１のエネルギが加飾フィルム１０の裏面に集中して熱量が多くなるため、加飾フィルム１０において被加飾面３の外形線と一致する部分が昇華することにより、余剰部分１０ａが切断される。

また、レーザトリミング工程の実施時において、ＣＰＵ６０は、メモリ６１に記憶されているレーザ照射データを読み出し、読み出したレーザ照射データに基づいて第２姿勢変更信号を生成し、生成した第２姿勢変更信号をロボット装置２２に出力する。ロボット装置２２は、ＣＰＵ６０から出力された第２姿勢変更信号に基づき、ロボットアーム４１を駆動して支持治具４２に支持された樹脂成形品２の位置及び角度を変更することにより、加飾フィルム１０に対するレーザＬ１の照射位置や照射角度を変更する。即ち、本実施形態のレーザトリミング工程では、樹脂成形品２の姿勢変更を行いながらレーザ照射を行う。以上の工程を経て、本実施形態の車両用加飾部品１が製造される。

従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施形態の製造装置２０では、レーザ照射装置２３からのレーザ照射によって、被加飾面３上の加飾フィルム１０に凹部１７を描画して加飾すれば、柄１６の変更が可能である。即ち、柄１６の変更時においては、メモリ６１に記憶されているレーザ照射データや、レーザ照射パラメータを変更するだけでよいため、製版の設計変更等の大掛かりな作業を行わなくても済む。従って、柄１６の変更を容易に行うことができ、ひいては、多品種少量生産に対応させることが可能である。しかも、レーザ照射装置２３は、柄１６を描画して加飾するレーザ加飾工程に加えて、加飾フィルム１０の余剰部分１０ａを切断するレーザトリミング工程を行っている。この場合、レーザトリミング工程を、レーザ照射装置２３とは別の装置で行わなくても済むため、車両用加飾部品１が完成するまでに掛かる時間を短縮することができる。その結果、車両用加飾部品１の製造効率が向上する。

（２）本実施形態では、支持治具４２に設けられたクランプ４４によって加飾フィルム１０の余剰部分１０ａを固定することにより、加飾フィルム１０とレーザ照射装置２３との間に余剰部分１０ａが存在しないようにすることができる。よって、レーザ照射時に、レーザＬ１が余剰部分１０ａに遮られにくくなるため、レーザ照射装置２３による加飾フィルム１０へのレーザＬ１の照射を確実に行うことができる。

（３）本実施形態の車両用加飾部品１では、複数のインク層１３，１４，１５の色合いが下層側に行くほど濃くなっているので、レーザ照射によって加工された凹部１７が濃い色で表現される。従って、凹凸や陰影を有する天然木に近い立体感のある柄１６を確実に表現することができる。

なお、本実施形態を以下のように変更してもよい。

・上記実施形態において、加飾フィルム１０の余剰部分１０ａを固定する固定手段は、クランプ４４であった。しかし、例えば図５に示されるように、加飾フィルム７０の余剰部分７０ａを吸引する吸引装置７１を固定手段として用いてもよい。なお、吸引装置７１は、真空引きするための一対の吸引穴７２を備えている。各吸引穴７２は、支持治具７３の支持板７４において互いに離間して配置されており、支持板７４を貫通している。そして、各吸引穴７２は、図示しない吸着流路に連通している。なお、真空引きを行うと、吸引穴７２の近傍にあるエアが、吸着流路を介して吸引される。その結果、真空引きによる吸引力により、余剰部分７０ａが支持板７４に吸引保持される。

・上記実施形態では、レーザ加飾工程の実施後にレーザトリミング工程を実施していたが、レーザトリミング工程の実施後にレーザ加飾工程を実施してもよい。さらに、この場合、加飾フィルム１０の余剰部分１０ａは、支持治具４２のクランプ４４によって引っ張り気味にした状態で固定されていることが好ましい。このようにすれば、レーザトリミング工程の実施後において、余剰部分１０ａの跳ね上がりが防止されるため、レーザ加飾工程を実施する際に、余剰部分１０ａに遮られることなく、加飾フィルム１０へのレーザＬ１の照射を行うことができる。

なお、レーザトリミング工程の実施後にレーザ加飾工程を実施する場合、レーザトリミング工程において、レーザ照射によって余剰部分１０ａを複数片に分断して除去してもよい。このようにすれば、余剰部分１０ａを分断してなる個々の欠片が小さくかつ軽くなる。その結果、余剰部分１０ａを除去する際に、余剰部分１０ａが他の部分（例えば、ロボット装置２２など）に引っ掛かるなどの問題が生じにくくなるため、余剰部分１０ａの除去が容易になる。

・図６に示されるように、製造装置８０は、切断された加飾フィルム８１の余剰部分８１ａをエアＡ１で吹き飛ばして除去するエアブロー装置８２を有していてもよい。例えば、エアブロー装置８２は、支持治具８３の上方、具体的には、箱状のキャビネット８４の上部に設置され、レーザ照射装置８５を挟んで一対配置されている。また、エアブロー装置８２は、エアＡ１の噴出口が樹脂成形品８６の被加飾面８７に向けて配置されている。

また、レーザトリミング工程の実施後にレーザ加飾工程を実施する場合、レーザトリミング工程において、切断された余剰部分８１ａを支持治具８３とは別にある所定の場所（図５ではトレイ８８）に貯めておくようにしてもよい。なお、切断された余剰部分８１ａは、ロボット装置２２の姿勢制御によって樹脂成形品８６（及び加飾フィルム８１）が傾斜した際に、エアＡ１に吹き飛ばされることにより、トレイ８８内に導かれる。

このようにすれば、切断された余剰部分８１ａがエアブロー装置８２によって確実に除去されるため、樹脂成形品８６への余剰部分８１ａの付着が防止される。また、切断された余剰部分８１ａをトレイ８８に貯めておくことにより、レーザ加飾工程を実施する時点で余剰部分８１ａが確実に存在しなくなるため、樹脂成形品８６への余剰部分８１ａの付着が確実に防止される。よって、樹脂成形品８６への余剰部分８１ａの付着に起因して、樹脂成形品８６の特定箇所を狙ってレーザＬ２を照射することが困難になったり、レーザＬ２の照射強度が低下したりすることを防止できる。

・また、図６に示されるように、製造装置８０は、レーザ照射によって発生した煙を排出する排煙装置９０を有していてもよい。例えば、排煙装置９０は、吸引用ダクト９１、ホース９２及び集塵部９３を備えている。吸引用ダクト９１は、キャビネット８４内に収容され、上端にて開口している。そして、吸引用ダクト９１は、煙を含むエアＡ１を吸引するようになっている。また、ホース９２は、両端部が吸引用ダクト９１の下端部及び集塵部９３の上端部にそれぞれ接続され、吸引用ダクト９１及び集塵部９３を互いに連通している。集塵部９３は、ベースフレーム９４の底部に設けられた支持板（図示略）上に設置されている。集塵部９３は、余剰部分８１ａ及び煙を含むエアＡ１をホース９２を介して吸引し、吸引したエアＡ１から余剰部分８１ａを除去するようになっている。

このようにすれば、レーザ照射によって発生した煙が排煙装置９０によって確実に排出されるため、樹脂成形品８６への煤の付着が防止される。また、レーザトリミング工程の実施後にレーザ加飾工程を実施する場合、煙が立ち上ることに起因して、樹脂成形品８６の特定箇所を狙ってレーザＬ２を照射することが困難になったり、レーザＬ２の照射強度が低下したりすることを防止できる。しかも、煤がレーザ照射装置８５に付着することも防止されるため、煤の付着に起因したレーザＬ２の照射強度の低下を防止することができる。

・上記実施形態では、インモールド成形法によって樹脂成形品２に設けられた加飾フィルム１０が、切断機構によって切り離されていた。しかし、レーザ加飾工程及びレーザトリミング工程で用いられるレーザＬ１によって、加飾フィルム１０を切り離すようにしてもよい。

・上記実施形態では、加飾フィルム１０を構成するクリア層１２がＰＥＴ樹脂からなり、クリア層１２の厚さが２０μｍ以上１００μｍ以下（具体的には３０μｍ）に設定されていた。しかし、クリア層１２の形成材料をＰＣ樹脂やＰＭＭＡ樹脂などの他の材料に変更してもよい。なお、クリア層がＰＣ樹脂からなる場合、クリア層の厚さは例えば３００μｍとなる。また、クリア層がＰＭＭＡ樹脂からなる場合、クリア層の厚さは例えば５００μｍとなる。

・上記実施形態では、加飾フィルム１０のクリア層１２のみに凹部１７が形成されていたが、クリア層１２を貫通し、柄層１１の一部を除去する凹部であってもよい。また、上記実施形態では、インク層１５が存在していない部分の直上に凹部１７が配置されていたが、インク層１５が存在している部分の直上に凹部１７などを配置してもよい。

・上記実施形態において、加飾フィルム１０のクリア層１２に形成されている柄１６は、木目模様において木の導管を示す凹部１７であった。しかし、ドット状の凹部１７をクリア層１２に形成される柄として用いてもよい。なお、クリア層１２に形成される柄は、凹部に限られる訳ではなく、レーザ照射を行った結果、クリア層１２において状態が変化した部分、例えば、焦げて変色した変色部や、表面粗さが異なる部分などを柄としてもよい。

・上記実施形態の車両用加飾部品１は、こげ茶色、茶色、薄茶色の３色のインク層１３，１４，１５と、凹部１７とで柄１６を表現するものであったが、インク層の色及び層数や凹部の種類は、柄に応じて適宜変更することができる。なお、柄としては、上記実施形態の木目模様の柄１６以外に、炭素繊維織物を示す模様の柄や、ヘアライン加工が施されたアルミパネルを示す模様の柄などを挙げることができる。

・上記実施形態では、車両用加飾部品１をドアのアームレストに具体化したが、これ以外に、コンソールボックス、インストルメントパネルなどの部品に具体化してもよい。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）上記手段１において、前記レーザ駆動制御手段は、前記レーザトリミング工程における前記レーザの照射条件を、前記レーザ加飾工程における前記レーザの照射条件よりも強い条件に設定することを特徴とする加飾部品の製造装置。

（２）上記手段２において、前記レーザトリミング工程では、前記余剰部分を挟んで引っ張り気味にした状態で固定しておくことを特徴とする加飾部品の製造方法。

（３）上記手段２において、前記加飾部品は、柄層上にクリア層を有する前記加飾フィルムを、インモールド成形法によって樹脂成形品の前記被加飾面上に一体的に設けたものであり、前記レーザ加飾工程では、前記クリア層にのみ凹部を形成することを特徴とする加飾部品の製造方法。

１…加飾部品としての車両用加飾部品
２，８６…成形品としての樹脂成形品
３，８７…被加飾面
１０，７０，８１…加飾フィルム
１０ａ，７０ａ，８１ａ…余剰部分
１１…柄層
１２…クリア層
１６…柄
２０，８０…加飾部品の製造装置
２２…ロボット装置
２３，８５…レーザ照射装置
４２，７３，８３…支持治具
４４…固定手段としてのクランプ
６０…レーザ駆動制御手段としてのＣＰＵ
７１…固定手段としての吸引装置
８２…エアブロー装置
８８…所定の場所としてのトレイ
９０…排煙装置
Ａ１…エア
Ｌ１，Ｌ２…レーザ

Claims (14)

1. 被加飾面上に加飾フィルムが設けられた成形品を支持治具上に支持した状態で、前記成形品の姿勢変更を行うロボット装置と、
   前記被加飾面上の前記加飾フィルムに柄を描画して加飾するレーザ加飾工程と、前記被加飾面からはみ出した前記加飾フィルムの余剰部分を切断するレーザトリミング工程とを実施するためにレーザを照射する共通のレーザ照射装置と、
   あらかじめ設定された前記レーザ加飾工程及び前記レーザトリミング工程の実施順序に従って前記レーザ照射装置を駆動するとともに、前記両工程ごとに設定された前記レーザの照射条件に基づき前記レーザの照射条件を変更する制御を行うレーザ駆動制御手段と
   を備えたことを特徴とする加飾部品の製造装置。
2. 前記支持治具は、レーザ照射時に前記余剰部分を固定する固定手段を有していることを特徴とする請求項１に記載の加飾部品の製造装置。
3. 切断された前記余剰部分をエアで吹き飛ばして除去するエアブロー装置を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の加飾部品の製造装置。
4. レーザ照射によって発生した煙を排出する排煙装置を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の加飾部品の製造装置。
5. 前記加飾部品は、柄層上にクリア層を有する前記加飾フィルムを、インモールド成形法によって樹脂成形品の前記被加飾面上に一体的に設けたものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の加飾部品の製造装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置を用いて加飾部品を製造する方法であって、
   前記ロボット装置の前記支持治具上に、被加飾面上に加飾フィルムが設けられた成形品を支持する準備工程と、
   前記成形品の姿勢変更を行いながらレーザ照射を行うことによって、前記被加飾面上の前記加飾フィルムに柄を描画して加飾するレーザ加飾工程と、
   前記成形品の姿勢変更を行いながらレーザ照射を行うことによって、前記被加飾面からはみ出した前記加飾フィルムの余剰部分を切断するレーザトリミング工程と
   を含むことを特徴とする加飾部品の製造方法。
7. 前記レーザ加飾工程の実施後に前記レーザトリミング工程を実施することを特徴とする請求項６に記載の加飾部品の製造方法。
8. 前記レーザ加飾工程において、前記ロボット装置の支持治具に前記余剰部分を固定した状態でレーザ照射を行うことを特徴とする請求項７に記載の加飾部品の製造方法。
9. 前記レーザトリミング工程の実施後に前記レーザ加飾工程を実施することを特徴とする請求項６に記載の加飾部品の製造方法。
10. 前記レーザトリミング工程において、レーザ照射によって前記余剰部分を複数片に分断して除去することを特徴とする請求項９に記載の加飾部品の製造方法。
11. 前記レーザトリミング工程において、切断された前記余剰部分をエアで吹き飛ばして除去することを特徴とする請求項９または１０に記載の加飾部品の製造方法。
12. 前記レーザトリミング工程において、切断された前記余剰部分を前記支持治具とは別にある所定の場所に貯めておくようにすることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の加飾部品の製造方法。
13. 前記レーザトリミング工程において、発生した煙を排出しながらレーザ照射を行うことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の加飾部品の製造方法。
14. 前記加飾部品は、柄層上にクリア層を有する前記加飾フィルムを、インモールド成形法によって樹脂成形品の前記被加飾面上に一体的に設けたものであることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の加飾部品の製造方法。

Images