JP3085825B2 - 真空成形法 - 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、自動車用内装品等の
アンダーカット部を有する製品を成形するのに好適な真
空成形法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用内装品の一つであるイ
ンストルメントパネルＡは、図７に示すように、順次積
層された芯材１、クッション材２および表皮３から構成
されている。芯材１は、インストルメントパネルＡ全体
の形状を一定に維持するためのものであり、ＡＢＳ樹脂
等の硬質樹脂から構成され、例えば射出成形法によって
成形されている。クッション材２はポリプロピレンフォ
ーム等の発泡材から構成され、表皮３は例えばポリ塩化
ビニルとＡＢＳ樹脂とを混合した樹脂から構成されてお
り、両者はラミネート加工によって一体化されている。
そして、芯材１にクッション材２が接着されることによ
り、芯材１、クッション材２および表皮３が一体化され
ている、なお、芯材１には、インストルメントパネルＡ
を真空成形する際に空気を流通させる必要上、多数の小
孔が貫通して形成されている。

【０００３】上記インストルメントパネルＡは、通常、
真空成形法によって製造されている。この場合、インス
トルメントパネルＡが凸状のアンダーカット部４を有し
ているため、次のようにして真空成形されている。

【０００４】すなわち、図８において符号１０は、雄型
１１と雌型１２とからなる真空成形用の金型装置であ
り、この金型装置１０を用いてインストルメントパネル
Ａを成形する場合には、雄型１１と雌型１２とを離間さ
せて型開きさせておき、それらの間にはクッション材２
と表皮３とからなるシート１３を張っておく。次に、雄
型１１に芯材１をセットする。この場合、芯材１の表面
には、予め接着剤を塗布しておく。その後、雄型１１を
雌型１２に接近移動させ、芯材１およびシート１３を雌
型１２内に入り込ませる。そして、シート１３のうちの
インストルメントパネルＡのアンダーカット部４から上
側になるべき部分を雌型１２の内面に押圧接触させる。

【０００５】次に、雌型１２の可動型１２ａ，１２ｂを
移動させ、想像線で示すように、シート１３を芯材１の
アンダーカット部４から下側に対応する部分に押圧接触
させる。その後、雌型１２および可動型１２ａ，１２ｂ
から真空吸引する。これによって、表皮３に絞等の形状
が付与される。真空成形後、可動型１２ａ，１２ｂを後
退させ、その後型開きして成形品を取り出す。そして、
シート１３の芯材１に接着していない部分を切り取る。
これによって、インストルメントパネルＡが得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の真空成形法
においては、雌型１２と可動型１２ａ，１２ｂとの間に
可動型１２ａ，１２ｂの移動を許容するための小さな隙
間があり、この隙間からもシート１３が真空吸引され
る。このため、製造されたインストルメントパネルＡの
表皮３の表面には、隙間に対応する部分（図８において
符号イ，ロで示す部分）に隙間に沿ったスジが形成され
てしまい、インストルメントパネルＡの美観を損ねると
いう問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の問題
を解決するためになされたもので、芯材の表面に表皮を
接着してなる製品を成形するに際し、表面に接着剤が塗
布された芯材を雄型にセットし、雄型を雌型側へ相対的
に移動させることにより、雄型と雌型との間に張られた
表皮を芯材に接触させるとともに、雌型の内面に沿わ
せ、この状態で雌型側から真空吸引し、次に上記雌型側
からの真空吸引を停止した後、上記雄型側から真空吸引
することを特徴としている。この場合、上記雄型側から
の真空吸引時に、上記表皮の周縁部を上記芯材側へ向か
って強制的に移動させるようにするのが望ましい。

【０００８】

【作用】雌型側からの真空吸引により、表皮が雌型の内
面に押圧接触させられることにより、その表面に雌型の
内面に形成された絞等の形状が付与される。雌型側から
の真空吸引を停止した後に雄型側から真空吸引すると、
その吸引力によって表皮のうちのアンダーカット部に対
応する部分が芯材に押圧接触させられ、接着剤によって
固着される。

【０００９】雄型側からの真空吸引時に、表皮の周縁部
を固定しておくと、表皮のうちのアンダーカット部に対
応する部分が、雄型側からの真空吸引によって芯材に接
触させられ際に大きく引き伸ばされる。このとき、表皮
の引き伸ばしに要する力が大きいと、その分だけ真空吸
引による表皮の芯材に対する接触圧が弱くなり、固着力
が低下するおそれがある。また、引き伸ばされることに
より、当該部分が他の部分に比して薄くなる。この点、
表皮の周縁部を強制的に芯材側へ移動させれば、表皮が
引き伸ばされなくなるか、あるいは引き伸ばし量が小さ
くなる。したがって、固着力が低下したり、あるいは表
皮の一部が薄くなることもない。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例について図１〜図６
を参照して説明する。図１〜図３は、この発明を実施す
るための金型装置２０を示すものであり、この金型装置
２０では図７に示すインストルメントパネルＡを成形す
るようになっている。まず、金型装置２０の構成につい
て説明すると、金型装置２０は、対向して配置された雌
型３０および雄型４０と、これら雌型３０と雄型４０と
の間に配置され、シート１３の周縁部を固定する一対の
挟持枠５０，５０とを備えている。

【００１１】雌型３０は、図２および図３に示すよう
に、駆動手段（図示せず）によって上下方向に移動させ
られるロッド３１を備えており、このロッド３１の下端
部には、金属製の枠体３２が固定されている。この枠体
３２は、下端中央部が開口した中空の直方体状をなすも
のであり、その内部には上型３３が収容されている。

【００１２】上型３３の下端面には、凹部３４が形成さ
れている。この凹部３４の下端開口部の幅は、インスト
ルメントパネルＡの幅Ｗとほぼ同一寸法になってお、凹
部３４の長さはインストルメントパネルＡの長さとほぼ
同一寸法になっている。また、凹部の上底部は、インス
トルメントパネルＡのアンダーカット部４，４から上側
の部分と同一の断面形状になっている。さらに、凹部３
４の内面には、絞等の表皮３に付与すべき所望の模様等
が形成されている。

【００１３】ここで、表皮３に対する模様の付与は、表
皮３を真空吸引して凹部３４の内面に押圧密着させるこ
とによって行われるのであり、表皮３の真空吸引を可能
にするために、上型３３は多孔質のセラミックで形成さ
れている。したがって、ロッド３１および枠体３２を貫
通する吸引孔３５を真空ポンプ、真空タンク等の真空吸
引手段（図示せず）に接続して真空吸引すると、表皮３
が凹部３４の内面に押圧密着される。勿論、上型３３を
樹脂、その他の材質で形成し、吸引孔３５に連通した多
数の小孔を凹部３４の内面に開口させることによっても
表皮３を真空吸引することが可能である。

【００１４】上記枠体３２の下面の両側には、挟持片３
６，３６が枠体３２の幅方向（図２において左右方向）
へそれぞれ摺動自在に設けられている。各挟持片３６
は、枠体３２の長手方向の端面に配置固定されたシリン
ダ機構６０によって互いに接近離間移動させられるよう
になっている。なお、挟持片３６は、初期状態ではその
側面が枠体３２の側面と面一になるように位置してい
る。

【００１５】上記雄型４０は、駆動手段によって上下方
向へ移動させられるロッド４１を備えている。このロッ
ド４１の上端部には、基板４２が固定されている。この
基板４２の上面には、下型４３が固定されている。この
下型４３は、その上端部に芯材２がガタなく嵌まり込む
よう、その幅は芯材１の内側の最も狭い幅（図７におい
て下端部の幅）とほぼ同一になっており、その長さは芯
材１の内側の長さとほぼ同一になっている。

【００１６】また、下型４３は、耐熱性に優れた硬質の
樹脂から形成されており、その内部には基板４２および
ロッド４１を貫通して真空吸引手段（図示せず）に接続
された吸引孔４４が形成されるとともに、この吸引孔４
４に連通した多数の小孔（図示せず）が形成されてい
る。各小孔は、下型４３の外面にほぼ均一に開口してい
る。なお、下型４３については、多孔質のセラミックで
形成してもよい。その場合、下型４３に小孔を形成する
必要がないのは勿論である。

【００１７】上記基板４２の上面の両側部には、挟持片
４５，４５が互いに接近離間する方向へ摺動自在に設け
られている。各挟持片４５は、上記雌型３０の挟持片３
６と同様に、シリンダ機構（図示せず）によって移動さ
せられるようになっている。また、初期状態では、雌型
３０の挟持片３６と対向するように位置している。

【００１８】次に上記構成の金型装置２０によってイン
ストルメントパネルＡを成形する場合について説明す
る。まず、図２に示すように、雌型３０と雄型４０とを
離間させておき、雄型４０の下型４３の上端部に芯材１
をセットするとともに、挟持枠５０，５０によってシー
ト１３の周縁部を固定する。この場合、芯材１の表面
（クッション材２が接着される面）には接着剤を塗布し
ておく。また、シート１３については、表皮３を雌型３
０側に向けておく。

【００１９】次に、シート１３をヒータ（図示せず）に
よって加熱する。加熱後、雌型３０を下方へ移動させる
とともに、雄型４０を上方へ移動させる。雌型３０につ
いては、挟持片３６がシート１３に接触したら停止させ
る。なお、雌型３０を当初からシート１３に近接または
接触させて配置してある場合には、雌型３０を移動させ
なくともよい。

【００２０】一方、雄型４０については、芯材１がシー
ト１３に接触した後もさらに上方へ移動させ、これによ
ってシート１３の中央部を雌型３０の凹部３４内に押し
込むようにする。そして、シート１３が凹部３４の上底
部に押圧接触するか、その直前に雄型４０を停止する。
このとき、雌型３０の挟持片３６と雄型４０の挟持片４
５とがシート１３に押圧接触して挟持する状態になり、
これによって凹部３４内が密封される。

【００２１】次に、真空吸引手段を起動させ、シート１
３を雌型３０側から真空吸引する。すると、図１（Ａ）
に示すように、シート１３が凹部３４の内面に押圧密着
する。これによって、シート１３を所望の形状に形成す
るとともに、シート１３の表皮３に凹部３４の内面に形
成された絞等の模様を転写する。形状の形成および模様
の転写に必要な時間が経過したら、雌型３０側からの真
空吸引を停止する。

【００２２】雌型３０側からの真空吸引停止後直ちに雄
型４０側からの真空吸引を行う。すると、芯材１に多数
の小孔が形成されているので、その小孔を介してシート
１３が真空吸引される。この結果、図１（Ｂ）に示すよ
うに、シート１３が芯材１に押圧密着する。この場合、
シート１３のうちのインストルメントパネルＡのアンダ
ーカット部４から上側の部分に対応する部分が芯材１に
押圧密着するのは勿論のこと、アンダーカット部４から
下側の部分に対応する部分が、雄型３０側からの真空吸
引によって芯材１に押圧密着する。勿論、シート１３は
下型４３にも押圧密着する。

【００２３】なお、雄型４０側からの真空吸引時に吸引
孔３５を介して雌型３０に圧縮空気を供給し、雌型３０
側からシート１３に正圧を加えるようにしてもよい。同
様に、雌型３０側からの真空吸引時に雄型４０側からシ
ート１３に正圧を加えるようにしてもよい。

【００２４】雄型４０側からの真空吸引時には、それと
同時に雌型３０に設置されたシリンダ機構６０および雄
型４０に設置されたシリンダ機構を起動し、挟持片３
６，４５をシート１３を挟持した状態を維持しつつ下型
４３に接近するように移動させる。この点の理由は後述
する。なお、挟持片３６，４５を移動させる場合、挟持
枠５０，５０がシート１３を挟持した状態にしておいて
もよいが、挟持枠５０，５０を離間移動させ、シート１
３の周縁部が自由移動し得る状態にしておくのが望まし
い。

【００２５】成形が完了したら、雌型３０および雄型４
０を離間移動させ、いわゆる型開きする。そして、成形
品を雄型４０から取り出し、シート１３のうちの芯材１
に密着していない部分を切り落とす。これによって、イ
ンストルメントパネルＡを得る。

【００２６】上記のように、この発明の真空成形方法で
は、シート１３を雌型３０側から真空吸引して凹部３４
の内面に押圧接触させ、表皮３に所望の形状および模様
を付与した後、雌型３０側からの真空吸引を停止する一
方、雄型４０側から真空吸引しているので、アンダーカ
ット部４を有するインストルメントパネルＡを成形する
に際し、可動型を用いる必要がない。したがって、表皮
３にスジが発生するのを確実に防止することができる。

【００２７】また、この実施例では、挟持片３６，４５
を下型４３側へ移動させることにより、シート１３の周
縁部を芯材１に接近するように移動させているので、シ
ート１３をアンダーカット部４から下側の芯材１に確実
に押圧接触させることができる。

【００２８】すなわち、仮に挟持片３６，４５を位置固
定した状態でシート１３を雄型４０側から真空吸引した
ものとすると、シート１３が芯材１のうちのアンダーカ
ット部４から下側の部分に密着するには、アンダーカッ
ト部４に対応する箇所から挟持片３６，４５によって挟
持された箇所までの間の部分が大きく伸びる必要があ
り、シート１３に大きな引っ張り応力が作用する。この
ため、シート１３が芯材１に押圧密着しないおそれがあ
る。また、大きく引き伸ばされる部分が他の部分（アン
ダーカット部４から上側の部分）より薄くなってしま
う。

【００２９】この点、上記の実施例においては、雄型４
０側からの真空吸引時にシート１３の周縁部を芯材１に
接近するように移動させているので、雄型４０側からの
真空吸引時に、シート１３のアンダーカット部４から下
側の部分の伸び量を少なくすることができる。したがっ
て、シート１３の当該部分を芯材１に確実に押圧密着さ
せることができる。また、伸び量が少ないので、当該部
分が他の部分より大きく薄くなるのを防止することがで
きる。

【００３０】次に、この発明の他の実施例を説明する。
図４に示す実施例は、アンダーカット部４の突出量が比
較的小さい場合のためのものであり、この実施例では、
上記実施例の挟持片３６，４５に代えてローラ３７，４
６を配置し、これらのローラ３７，４６によってシート
１３を移動可能に挟持させるようにしている。この実施
例では、雄型４０側から真空吸引すると、その吸引力に
よってシート１３が引っ張られ、その周縁部が自動的に
移動する。なお、符号３８は、ローラ３７に接触するこ
とにより、枠体３２とローラ３７との間の気密性を確保
するためのゴム等からなるシール材であり、符号４７も
同様のシール材である。

【００３１】また、図５および図６に示す実施例は、凹
状をなすアンダーカット部がある製品を成形するための
ものであり、図５に示すように、シート１３を雌型３０
側から真空吸引して凹部３４の内面に密着させた後、雌
型３０側からの真空吸引を停止するとともに、雄型４０
側から真空吸引する。すると、図６に示すように、アン
ダーカット部に対応する芯材１の凹部１ａにシート１３
が密着する。

【００３２】なお、この発明は、上記の実施例に限定さ
れるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲において適
宜変更可能である。例えば、この発明によれば、上記の
インストルメントパネルＡ以外にもドアトリム等の車両
用の内装品、または車両用以外の製品を成形することが
できる。この場合、芯材１と表皮３との間にクッション
材２があってもよく、なくともよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の真空成
形法によれば、雌型側からの真空吸引を停止した後、雄
型側から真空吸引するものであるから、アンダーカット
部を有する製品を可動型を用いることなく成形すること
ができる。したがって、可動型を用いることに起因する
スジの発生を確実に防止することができるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の方法を実施するための金型装置を型
締めした状態で示す断面図であって、図１（Ａ）は雌型
側から真空吸引した状態を示す図、図１（Ｂ）は雌型側
からの真空吸引を停止し、かつ雄型側から真空吸引した
状態を示す図である。

【図２】同金型装置を型開きした状態で示す断面図であ
る。

【図３】同金型装置の雌型を示す斜視図である。

【図４】この発明の方法を実施するための金型装置の他
の例の一部を示す断面図である。

【図５】この発明の方法を実施するための金型装置のさ
らに他の例を型締めし、かつ雌型側から真空吸引した状
態で示す断面図である。

【図６】同金型装置を雌型側からの真空吸引を停止し、
かつ雄型側から真空吸引した状態で示す断面図である。

【図７】この発明の方法で成形するインストルメントパ
ネルを示す断面図である。

【図８】従来の真空成形法を実施するための金型装置を
示す断面図である。

【符号の説明】

Ａ インストルメントパネル １ 芯材 ３ 表皮 ４ アンダーカット部 １３ シート ２０ 金型装置 ３０ 雌型 ３４ 凹部 ３６ 挟持片 ３７ ローラ ４０ 雌型 ４５ 挟持片 ４６ ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−286835（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−167722（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−62924（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 51/00 - 51/46

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯材の表面に表皮を接着してなる製品を
   成形するに際し、表面に接着剤が塗布された芯材を雄型
   にセットし、雄型を雌型側へ相対的に移動させることに
   より、雄型と雌型との間に張られた表皮を芯材に接触さ
   せるとともに、雌型の内面に沿わせ、この状態で雌型側
   から真空吸引し、次に上記雌型側からの真空吸引を停止
   した後、上記雄型側から真空吸引することを特徴とする
   真空成形法。
2. 【請求項２】 上記雄型側からの真空吸引時に、上記表
   皮の周縁部を上記芯材側へ向かって強制的に移動させる
   ことを特徴とする請求項１に記載真空成形法。