JP2853844B2 - 積層成形体の成形方法および成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車用ドアトリム
等の自動車用内装部品の製造に好適な積層成形体の成形
方法およびその成形に使用する成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の車体パネルに内装される
自動車用ドアトリム，リヤコーナートリム等の自動車用
内装部品の構成について、図１１に示す自動車用ドアト
リムを例示して説明すると、自動車用ドアトリム１は、
所望の曲面形状を備えるように成形された樹脂芯材２
と、この樹脂芯材２の表面側に積層一体化され、クッシ
ョン性を備える表皮材３との積層成形体から構成されて
いる。

【０００３】そして、樹脂芯材２の成形方法としては、
近時、造形上複雑な立体形状が要求されることから、成
形性の優れたモールドプレス成形工法が多用される傾向
にある。

【０００４】この場合、工程を短縮化する意味合いか
ら、樹脂芯材２のモールドプレス成形時に、表皮材３を
樹脂芯材２に対して一体化している。

【０００５】すなわち、図１２に示すように、まず、モ
ールドプレス成形用上型４のセットピン４ａに表皮材３
を予めセットしておき、モールドプレス成形用上型４を
下降させて、上下型４，５間に所定クリアランスを維持
した状態で、モールドプレス成形用下型５の型面上に、
射出成形機６からホットランナ５ａ，このホットランナ
５ａから分岐する複数のゲート５ｂを通じて分配供給さ
れる樹脂材料７を上下型４，５を係合圧締めすることに
より、所要形状にモールドプレス成形して樹脂芯材２を
成形するとともに、この樹脂芯材２の表面側に表皮材３
を一体化して図１１に示す自動車用ドアトリム１が製品
形状に成形されるというものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに樹脂芯材２と表皮材３とをモールドプレス成形によ
り一体プレス成形して積層成形品を成形する従来工法で
は、表皮材３は常温（１０℃〜２０℃）でモールドプレ
ス成形用型４，５内に投入されるため、表皮材３が高展
開形状に追従できず、展開率の高い部位のみ集中的に伸
ばされるため、表皮材３に形成されている針孔の拡大に
より樹脂のしみ出しが生じたり、また表皮材３が薄くな
るため、アバタ等の表面不良が発生するという不具合が
指摘されている。

【０００７】そのため、表皮材３の伸びを促進するため
に、表皮材３のセット枠を製品形状より大きく作製し、
表皮材のサイズを大きく設定する対策も考えられるが、
そうした場合、表皮材３の伸びは若干向上するものの、
端材が多く生じ、材料ロスによるコストアップを招来す
るという問題点があった。

【０００８】また、表皮材３を加熱するための加熱炉を
別途設置するという方法があるが、この方法は、設備レ
イアウトが大きくなるため、実用的な対策ではなかっ
た。

【０００９】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたもので、本発明の目的とするところは、モールドプ
レス成形工法により、樹脂芯材と表皮材とを一体化した
積層成形品の成形方法ならびに成形装置において、表皮
材の成形性を高め、モールドプレス成形時、樹脂のしみ
出しや表皮材の外観不良等を確実に防止することができ
るとともに、表皮材の端材ロスを少なくして、経済的に
も優れた積層成形体の成形方法および成形装置を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、モールドプレス成形用型内で溶融樹脂を
所要形状に成形してなる樹脂芯材と、この樹脂芯材のモ
ールドプレス成形時、樹脂芯材と一体化される表皮材と
から構成される積層成形体の成形方法において、前記表
皮材を、搬送機構に設置された予熱手段により、予熱軟
化させた後、上型に表皮材をセットして、モールドプレ
ス成形を行なうことを特徴とする。

【００１１】また、前記表皮材を、搬送機構に設置され
た予熱手段により、予熱軟化せるとともに、真空吸引手
段により上型の型面形状にほぼ等しい曲面形状に予備成
形した後、上型にセットして、モールドプレス成形を行
なうことを特徴とする。

【００１２】さらに、本発明に係る成形装置は、溶融樹
脂が分配供給される所望の型面を備えたモールドプレス
成形用下型と、表皮材がセットされ、所望の型面形状を
備えたモールドプレス成形用上型と、下型の型面上に溶
融樹脂を供給する溶融樹脂供給機構と、表皮材を上型に
供給する表皮材供給機構とからなり、前記表皮材供給機
構は、表皮材を載置し、かつ表皮材を予熱軟化させる、
ヒーターを内蔵した搬送板と、搬送板を上昇させ、上型
に表皮材をセットする駆動用シリンダと、金型と搬送機
本体との間を搬送板を往復運動させる搬送アームとを備
えたことを特徴とする。

【００１３】また、前記搬送板の表面は、上型の型面と
ほぼ同一曲面状に設定され、表皮材を真空成形により予
備成形する真空吸引手段が搬送板に付設されていること
を特徴とする。

【００１４】

【作用】以上の構成から明らかなように、表皮材供給機
構に設置した予熱手段により表皮材は予熱軟化した状態
で上型にセットされるため、表皮材を常温で成形する場
合に比べ、表皮材の伸びが促進でき、金型の複雑な曲面
形状に対応して表皮材が容易に追従する。

【００１５】さらに、表皮材供給機構で表皮材を予熱軟
化させた後、真空成形により所要形状に予備成形し、予
備成形された表皮材をモールドプレス成形用上型にセッ
トすれば、モールドプレス成形中に金型により表皮材が
伸ばされる割合いが低く、成形性が向上する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明による積層成形体の成形方法お
よびその成形装置について、添付図面を参照しながら詳
細に説明する。

【００１７】図１は本発明方法により製作された自動車
用ドアトリムを示す正面図、図２は同自動車用ドアトリ
ムの構成を示す断面図、図３は本発明に係る成形装置の
第１実施例の構成を示す断面図、図４は表皮材供給機構
における搬送板の構成を示す斜視図、図５ないし図９は
図３に示す成形装置を使用した本発明方法の各工程を示
す断面図、図１０は本発明に係る成形装置の第２実施例
の構成を示す断面図である。

【００１８】図１，図２において、本発明方法により製
作された自動車用ドアトリム１０は、所要形状に成形さ
れた樹脂芯材１１と、この樹脂芯材１１の表面側に積層
一体化された表皮材１２とから大略構成されている。

【００１９】さらに詳しくは、上記樹脂芯材１１は、タ
ルクを混入したポリプロピレン樹脂を使用し、所望の曲
面形状を備えたモールドプレス成形用型内に溶融状態で
分配供給した後、モールドプレス成形により複雑な曲面
形状に成形されている。

【００２０】そして、表皮材１２としては、用途により
各種仕様のものが用いられてよいが、塩ビシート裏面に
ポリエチレンフォームを裏打ちした積層シートが本実施
例では使用されている。

【００２１】次に、上述した自動車用ドアトリム１０を
モールドプレス成形する成形装置の構成について説明す
る。

【００２２】図３に示すように、この成形装置２０は、
所望の型面を備えたモールドプレス成形用下型３０と、
この下型３０の上方に位置し、ほぼ同一の型面を有する
モールドプレス成形用上型４０と、下型３０に接続さ
れ、下型３０の型面上に樹脂芯材１１の素材である溶融
樹脂を供給する溶融樹脂供給機構である射出成形機５０
と、上型４０に表皮材１２を搬送セットする表皮材供給
機構６０とから大略構成されている。

【００２３】さらに詳しくは、溶融樹脂供給機構である
射出成形機５０は、ノズル５１が下型３０に連結され、
下型３０に穿設加工されたホットランナ３１，ゲート３
２を通じて、ノズル５１から溶融樹脂がホットランナ３
１，ゲート３２を通じて下型３０の型面上の所定箇所に
分配供給されることになる。

【００２４】次いで、下型３０の上方に位置する上型４
０は、昇降シリンダ４１により上下動可能に構成されて
おり、表皮材１２をセットするセット枠４２が配設され
ており、このセット枠４２にはセットピン４３が設けら
れている。

【００２５】以上は従来の装置と同様の構成であり、本
発明の特徴は、以下に説明する表皮材供給機構６０の構
成にある。

【００２６】すなわち、表皮材供給機構６０は、搬送機
本体６１と、搬送機本体６１とモールドプレス成形用上
下型３０，４０間にスライド駆動する搬送アーム６２
と、この搬送アーム６２の上面に取付けられる搬送板６
３と、搬送板６３を上下動作させる駆動シリンダ６４
と、搬送板６３に内蔵されているヒーター６５とから構
成されている。

【００２７】さらに詳しくは、図４に示すように、搬送
板６３の上面，すなわち表皮材１２をセットする面は
銅，アルミ等金属製のネットにより熱伝導面６６として
形成されており、搬送板６３内部に設置されているヒー
ター６５により熱伝導面６６が所定温度に加熱されると
ともに、この熱伝導面６６に熱電対６７を設けて、表皮
材１２の材質に応じて、０℃〜２００℃の範囲内で表皮
材１２を予熱軟化させる構成である。

【００２８】なお、加熱装置としてはヒーター６５以外
の加熱手段を用いてもよく、熱伝導面６６はプレート状
の金属板等を使用してもよい。

【００２９】次いで、図５ないし図９に基づいて、本発
明方法を詳細に説明する。

【００３０】図５に示すように、表皮材供給機構６０の
搬送板６３上にセットされた表皮材１２は所定温度に予
熱され、軟化した状態で搬送アーム６２の駆動により型
開き状態にある上型４０の下方位置まで供給される。

【００３１】この前工程で、表皮材１２は、搬送板６３
上にセットされた状態で搬送機本体６１内で０．８〜
１．０ｍｉｎ格納されていて、充分に予熱軟化している
状態である。

【００３２】その後、図６に示すように、駆動シリンダ
６４の動作により、搬送板６３が上昇して、予熱軟化状
態にある表皮材１２をセット枠４２に対して押し付け、
セット枠４２のセットピン４３により予熱軟化された表
皮材１２の周縁部分が差し込まれ保持されることにな
る。

【００３３】次いで、図７に示すように、駆動シリンダ
６４の動作により搬送板６３が下降した後、搬送アーム
６２の駆動により搬送板６３は搬送機本体６１内に格納
され、次工程の表皮材が搬送板６３上にセットされ、モ
ールドプレス成形サイクルの間、予熱軟化される。

【００３４】その後、図８に示すように、上型４０は、
昇降シリンダ４１の動作により下降を始め、上下型３
０，４０の型間クリアランスが３０mm程度になるまで下
降動作を行ない、一旦停止して、射出成形機５０，ノズ
ル５１をから溶融樹脂Ｍがホットランナ３１，ゲート３
２を通じて下型３０の型面上に分配供給される。

【００３５】そして、図９に示すように、モールドプレ
ス成形用上下型３０，４０が係合圧締めされ、溶融樹脂
Ｍを所要形状に成形して樹脂芯材１１がモールドプレス
成形されるとともに、表皮材１２が樹脂芯材１１と一体
化される。

【００３６】このとき、表皮材１２は表皮材供給機構６
０により所定温度に予熱され軟化状態であるため、上下
型３０，４０の型面形状が複雑形状であっても、表皮材
１２は容易に型面形状に追従して、従来不具合である樹
脂のしみ出し，表皮の薄肉化によるあばた等の表面不良
が生じることがなく、優れた外観性能をもつドアトリム
１０を成形することができる。

【００３７】さらに、本発明方法によれば、表皮材１２
は表皮材供給機構６０により予熱軟化されているため、
表皮材１２の伸びが期待できるため、上型４０に配設さ
れるセット枠４２を従来よりも小型なものを使用でき、
それに伴い表皮材１２のサイズも小さくでき、端材ロス
も少なくて済むなど、材料効率を大幅に向上させること
ができる利点がある。

【００３８】次に、本発明に係る積層成形体の成形装置
の第２実施例について図１０を基に、説明する。

【００３９】この成形装置２０は、モールドプレス成形
用下型３０，モールドプレス成形用上型４０，溶融樹脂
供給機構５０については、図３に示す装置と同一構成で
あるため、構成の異なる表皮材供給機構６０についての
み説明する。

【００４０】この表皮材供給機構６０は、表皮材１２を
予熱軟化させるとともに、予備成形可能な構成となって
いる。

【００４１】すなわち、搬送アーム６２に取付けられる
搬送板６３の上面は、モールドプレス成形用上型４０の
型面形状とほぼ等しい曲面形状に設定されており、さら
に搬送板６３内部に真空吸引孔６８が設けられており、
この真空吸引孔６８は真空吸引管６９を介して真空ポン
プ７０と接続している。

【００４２】したがって、表皮材１２を搬送板６３表面
にセットして、周縁をクランプ装置７１により保持した
状態で、搬送板６３内のヒーター６５により表皮材１２
が加熱軟化され、その後、真空ポンプ７０を動作させて
搬送板６３の真空吸引孔６８を通じて、真空吸引して、
搬送板６３の表面形状に沿うように表皮材１２を予備成
形する。

【００４３】その後、図５ないし図９で示す工程を経
て、予備成形された表皮材１２を上型４０にセットし
て、溶融樹脂Ｍをモールドプレス成形して樹脂芯材１１
を所要形状に成形するとともに、樹脂芯材１１と表皮材
１２とを一体化すればよい。

【００４４】このように、本実施例によれば、表皮材供
給機構６０には予熱手段と真空吸引手段が搬送板６３に
付設されており、表皮材１２は予めモールドプレス成形
用上型４０の型面に沿うように予備成形されているた
め、モールドプレス成形工程で表皮材１２の伸ばされる
割合いが小さく、特に、ドアトリム１０のアームレスト
部等、展開率の高い部分の成形が容易に行なえるという
効果がある。

【００４５】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、以
下に記載する格別の作用効果を有する。

【００４６】（１）本発明方法によれば、樹脂芯材と表
皮材との積層成形体をモールドプレス成形する工法にお
いて、表皮材を表皮材供給機構にセットし、予熱手段に
より表皮材を予熱軟化状態で上型に供給するというもの
であるから、表皮材の成形性が向上し、モールドプレス
成形時、表皮材はモールドプレス成形型の型面形状に容
易に追従するため、製品形状を複雑な立体形状に設定し
ても、表皮材の切れや、樹脂漏れ，表皮材の表面不良等
が生じないため、製品の造形自由度を大幅に向上させ、
かつ不良率を大幅に低減させることができるという効果
を有する。

【００４７】（２）本発明方法によれば、樹脂芯材と表
皮材との積層成形体をモールドプレス成形する工法にお
いて、表皮材を表皮材供給機構にセットした後、この表
皮材供給機構において表皮材を予熱軟化かつ予備成形す
るというものであるから、表皮材の成形性をさらに高め
ることができ、製品形状を複雑な展開形状に設定して
も、モールドプレス成形時、表皮材が伸ばされる割合い
が小さく、高展開率部分を有する成形品の成形が容易に
行なえるという効果を有する。

【００４８】（３）本発明に係る積層成形体の成形装置
によれば、表皮材供給機構の搬送板内に予熱手段を内蔵
するか、あるいは真空吸引手段を更に付設することによ
り、表皮材の成形性を著しく高めることができるという
ものであるから、設備レイアウトが大掛かりとならず、
簡易な構成で成形品の成形性を大巾に向上させることが
できる等、実用的価値が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法により製作された自動車用ドアトリ
ムを示す正面図。

【図２】図１に示す自動車用ドアトリムの構成を示す断
面図。

【図３】本発明に係る成形装置の一実施例の構成を示す
断面図。

【図４】図３に示す成形装置の表皮材供給機構における
搬送板を示す斜視図。

【図５】本発明に係る積層成形体の成形方法において、
搬送板の前進動作を示す断面図。

【図６】本発明に係る積層成形体の成形方法において、
表皮材を上型にセットする状態を示す断面図。

【図７】本発明に係る積層成形体の成形方法において、
表皮材を上型にセットした後の状態を示す断面図。

【図８】本発明に係る積層成形体の成形方法において、
溶融樹脂の供給工程を示す断面図。

【図９】本発明に係る積層成形体の成形方法において、
モールドプレス成形工程を示す断面図。

【図１０】本発明に係る成形装置の別実施例の構成を示
す断面図。

【図１１】自動車用ドアトリムの一般構成を示す断面
図。

【図１２】従来のモールドプレス成形工法を示す断面
図。

【符号の説明】

１０ 自動車用ドアトリム １１ 樹脂芯材 １２ 表皮材 ２０ 成形装置 ３０ モールドプレス成形用下型 ３１ ホットランナ ３２ ゲート ４０ モールドプレス成形用上型 ４１ 昇降シリンダ ４２ セット枠 ４３ セットピン ５０ 射出成形機 ５１ ノズル ６０ 表皮材供給機構 ６１ 搬送機本体 ６２ 搬送アーム ６３ 搬送板 ６４ 駆動シリンダ ６５ ヒーター ６６ 熱伝導面 ６７ 熱電対 ６８ 真空吸引孔 ６９ 真空吸引管 ７０ 真空ポンプ ７１ クランプ装置 Ｍ 溶融樹脂

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モールドプレス成形用型（３０，４０）
   内で溶融樹脂（Ｍ）を所要形状に成形してなる樹脂芯材
   （１１）と、この樹脂芯材（１１）のモールドプレス成
   形時、樹脂芯材（１１）と一体化される表皮材（１２）
   とから構成される積層成形体の成形方法において、 前記表皮材（１２）を、搬送機構（６０）に設置された
   予熱手段（６５）により、予熱軟化させた後、上型（４
   ０）に表皮材（１２）をセットして、モールドプレス成
   形を行なうことを特徴とする積層成形体の成形方法。
2. 【請求項２】 モールドプレス成形用型（３０，４０）
   内で溶融樹脂（Ｍ）を所要形状に成形してなる樹脂芯材
   （１１）と、この樹脂芯材（１１）のモールドプレス成
   形時、樹脂芯材（１１）と一体化される表皮材（１２）
   とから構成される積層成形体の成形方法において、 前記表皮材（１２）を、搬送機構（６０）に設置された
   予熱手段（６５）により、予熱軟化させるとともに、真
   空吸引手段により上型（４０）の型面形状にほぼ等しい
   曲面形状に予備成形した後、上型（４０）にセットし
   て、モールドプレス成形を行なうことを特徴とする積層
   成形体の成形方法。
3. 【請求項３】 溶融樹脂（Ｍ）が分配供給される所望の
   型面を備えたモールドプレス成形用下型（３０）と、表
   皮材（１２）がセットされ、所望の型面形状を備えたモ
   ールドプレス成形用上型（４０）と、下型（３０）の型
   面上に溶融樹脂（Ｍ）を供給する溶融樹脂供給機構（５
   ０）と、表皮材（１２）を上型（４０）に供給する表皮
   材供給機構（６０）とからなり、溶融樹脂（Ｍ）を所要
   形状にモールドプレス成形して樹脂芯材（１１）を成形
   するとともに、この樹脂芯材（１１）のモールドプレス
   成形時、樹脂芯材（１１）と表皮材（１２）とを一体化
   してなる積層成形体の成形装置において、 前記表皮材供給機構（６０）は、表皮材（１２）を載置
   し、かつ表皮材（１２）を予熱軟化させる、ヒーター
   （６５）を内蔵した搬送板（６３）と、搬送板（６３）
   を上昇させ、上型（４０）に表皮材（１２）をセットす
   る駆動シリンダ（６４）と、金型（３０，４０）と搬送
   機本体（６１）間に搬送板（６３）を往復駆動させる搬
   送アーム（６２）とを備えたことを特徴とする積層成形
   体の成形装置。
4. 【請求項４】 前記搬送板（６３）の表面は、上型（４
   ０）の型面とほぼ同一曲面状に設定され、表皮材（１
   ２）を真空成形により予備成形する真空吸引手段（６
   ８，６９，７０）が搬送板（６３）に付設されているこ
   とを特徴とする請求項３記載の積層成形体の成形装置。