JP3628979B2

JP3628979B2 - 表皮材付成形体の開口部形成方法

Info

Publication number: JP3628979B2
Application number: JP2001155963A
Authority: JP
Inventors: 理宏神本
Original assignee: 西川化成株式会社
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2001-05-24
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2021-05-24
Also published as: JP2002137235A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用インストルメントパネル等のようにエア吹出口等の開口部を有する表皮材付成形体の開口部形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
表皮材付成形体の開口部形成方法として、例えば特開平７−１７１８４７号公報（以下、公報例１という）や特開平１０−１８０７８１号公報（以下、公報例２という）に開示されている方法があり、いずれも自動車のドアトリムにおいてスピーカグリル等を装着する開口部を形成する例を挙げている。
【０００３】
公報例１では、まず、表皮材がセットされた成形型に溶融樹脂を注入して表皮材と基材とが一体成形された成形体を成形する。この段階で、上記成形体の表皮材及び基材には共に開口部が形成されていない。次いで、上記成形体を成形型から脱型して別の打抜型にセットし、この打抜型に備えられているカット刃で表皮材及び基材を共に打ち抜いて成形体に開口部を形成している。
【０００４】
公報例２では、まず、表皮材がセットされた成形型に溶融樹脂を注入して表皮材と基材とが一体成形された成形体を成形する。この段階で、上記成形体の基材には開口部が形成されているが、表皮材には開口部が形成されておらず、上記基材の開口部は表皮材で覆われている。次いで、上記成形体が型内にある状態で、上記成形型に備えられている切刃で表皮材を基材の開口部に沿って切断して成形体に開口部を形成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、公報例１では、成形体を成形するための成形型とは別に、開口部を形成するための打抜型が必要なため、設備費用が高騰する。また、成形体を成形型から打抜型に移し替えなければならず、生産性が低下するという問題もある。
【０００６】
公報例２では、成形型という１つの型で成形体の成形と開口部の形成とを行うため、成形体を型から型へと移し替える必要がなく、その分だけ公報例１に比べて生産性が向上するという利点を有する。しかし、成形体に開口部を形成するのに切刃を用いているため、長期に亘って使用すると刃が磨り減って新しい切刃と交換しなければならず、その管理が大変であるとともに交換費用が掛かる。この点では、カット刃を用いる公報例１も同様の問題を抱えている。また、一般に、成形体を切断する刃物には熱刃が用いられているため、設備が大掛かりになって設備費用が高騰するとともに、熱刃の熱影響で開口部周辺に熱歪みが生ずる等の悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００７】
さらに、公報例１，２の双方について言えることであるが、切断した開口部に相当する部分は完全に成形体から切り離されているため、成形体を脱型した後に型内に手を入れて除去しなければならず、危険であるとともに手間が掛かるという問題もある。
【０００８】
この発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、設備費用をあまり掛けることなく簡単かつ迅速に、しかも高精度に開口部を成形体に形成することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明は、成形型に刃物ではなく押切具を設け、表皮材に形成した薄肉部を上記押切具で押し切ることを特徴とする。
【００１０】
具体的には、この発明は、少なくとも表皮材と基材とが一体成形された成形体に開口部を形成する表皮材付成形体の開口部形成方法を前提とし、次のような解決手段を講じた。
【００１１】
すなわち、請求項１に記載の発明は、上記成形体の開口部の輪郭に沿って環状薄肉部が予め形成された押切予定部分を有する表皮材を第１成形型にセットするとともに、上記成形体の開口部に対応して開口部が予め形成された基材をその開口部が上記押切予定部分に対応するように第２成形型にセットして少なくとも表皮材と基材とが一体成形された成形体を成形し、次いで、上記第１成形型と第２成形型とが型閉じされて上記成形体が型内にある状態で、上記第１成形型側又は第２成形型側から押切具をその外縁が環状薄肉部の内方に位置するように表皮材の上記押切予定部分に押し当てるとともに、該押切予定部分を上記第２成形型側又は第１成形型側の当て板に当接させ、押切予定部分を押切具と当て板とで挟持しながら押切方向に移動させて上記薄肉部を押し切ることで成形体に開口部を形成することを特徴とする。
【００１２】
上記の構成により、請求項１に記載の発明では、成形型という１つの型で成形体の成形と開口部の形成とが行われることから、成形体の成形と開口部の形成とを別々の型で行う場合に比べて設備費用が低減する。
【００１３】
また、成形体を型から型へと移し替える必要がなく、その分だけ生産性が向上する。
【００１４】
さらには、押切具を表皮材の押切予定部分に押し当ててその薄肉部に沿って押し切ることで開口部を形成するため、開口部が容易に形成され、しかも、交換の必要な刃物がいらず、管理が簡単で刃物の交換費用が掛からない。
【００１５】
加えて、熱刃を用いる場合の大掛かりな設備がいらず、この点でも設備費用の低減に寄与できるとともに、熱刃の熱影響で開口部周辺に熱歪みが生ずる等の悪影響が回避され、開口部が精度良く形成される。
【００１６】
さらにまた、押切り時、表皮材の押切予定部分が当て板に当接して当て板と押切具とで挟持された状態となっているため、表皮材に押切具の押上げ力が作用しても上記押切予定部分が上記押切具と当て板とで挟持されながら押切方向に移動するので、該押切予定部分は伸びない。したがって、上記押切予定部分が押切具の当接部分で破れることなく薄肉部に沿って確実にかつ綺麗に押し切られるため、表皮材の切り口周縁が変形せず、成形体の開口部周縁の見栄えが向上する。
【００１７】
また、押切具の外縁が表皮材の押切予定部分に押し当てた状態で環状薄肉部の内方に位置するようになっているので、表皮材の押切予定部分の薄肉部に沿った押切り及び表皮材の変形防止が効果的に実現する。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、押切具で押し切られた表皮材の押切予定部分は、薄肉部を介して基材と一体の表皮材と一部連結しており、成形体を脱型した後、上記一部連結の薄肉部を切断して上記押切予定部分を基材と一体の表皮材から分離することを特徴とする。
【００１９】
上記の構成により、請求項２に記載の発明では、押切具で押し切られた表皮材の押切予定部分は、基材と一体の表皮材と薄肉部で一部繋がっているため、成形型から脱型した成形体と一緒に成形型から取り出される。よって、一々、型内に手を入れて上記押切予定部分を除去する手間が省けるとともに、安全に作業が行われる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、表皮材はパウダースラッシュ成形法により成形され、表皮材の押切予定部分の肉厚が表皮材の一般部分の肉厚より薄肉に形成されていることを特徴とする。
【００２１】
上記の構成により、請求項３に記載の発明では、押し切られた押切予定部分は製品とならない不要部分であるため、薄肉にすることにより材料費が節約される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００２３】
図７は表皮材付成形体としての車両用インストルメントパネル１を示す。このインストルメントパネル１には、空調エアを車室内に吹き出すフロントデフロスターエア吹出口３、サイドベントエア吹出口５及びセンターエア吹出口７等の各種の開口部が形成されているが、ここでは、上記サイドベントエア吹出口５を例に挙げ、この発明の実施形態に係る開口部形成方法を説明することにする。なお、図１１では、サイドベントエア吹出口５にだけグリル９が装着されているが、他のエア吹出口３，７にも同様にグリルが装着されるものである。
【００２４】
まず、図１に示すように、下型である第１成形型１１のキャビティ１１ａに表皮材１３をセットする。上記第１成形型１１には、サイドベントエア吹出口５に対応して貫通孔１１ｂが形成されている。上記表皮材１３は、パウダースラッシュ成形法や真空成形法等により成形された樹脂製のものであり、この表皮材１３には、インストルメントパネル１の開口部であるサイドベントエア吹出口５の輪郭に沿って環状薄肉部１３ａが矩形環状に予め形成されており、この薄肉部１３ａで囲まれる領域が押切予定部分１３ｂである。上記のセット状態とは、この薄肉部１３ａを上記第１成形型１１の貫通孔１１ｂに対応させた状態である。なお、薄肉部１３ａは環状に連続したものに限らず、複数箇所で分断された間欠的な環状であってもよい。また、上記表皮材１３をパウダースラッシュ成形法により成形する場合、表皮材１３の押切予定部分１３ｂの肉厚を表皮材１３の一般部分１３ｃの肉厚より薄肉に形成すれば、押切予定部分１３ｂは押し切られて製品とならない不要部分であるため、材料費を節約することができる。その成形方法としては、表皮材１３が単層構造である場合には、押切予定部分１３ｂのパウダー樹脂原料の付着量をその他の一般部分１３ｃよりも少なくする。表皮材１３が２層構造である場合には、押切予定部分１３ｂを裏面層で構成し、かつ裏面層は製品表面から見えないので安価なパウダー樹脂原料で構成するようにする。
【００２５】
一方、上型である第２成形型１５に基材１７をセットする。上記第２成形型１５にも、サイドベントエア吹出口５に対応して貫通孔１５ａが形成されており、この貫通孔１５ａは、上記第１成形型１１の貫通孔１１ｂに上下に連通して対応している。上記基材１７は、インジェクション成形等により成形された樹脂製のものであり、この基材１７には、インストルメントパネル１の開口部であるサイドベントエア吹出口５に対応して開口部１７ａが予め形成されているとともに、この開口部１７ａ外周にはシール用の環状突起１７ｂが形成されている。上記のセット状態とは、この開口部１７ａを上記第２成形型１５の貫通孔１５ａに対応させた状態であり、これにより、基材１７の開口部１７ａが表皮材１３の押切予定部分１３ｂに上下に対応している。
【００２６】
次いで、上記第１成形型１１と第２成形型１５とを型閉じし、キャビティ１１ａに発泡樹脂原料を注入する。この際、上記基材１７の環状突起１７ｂが表皮材１３の薄肉部１３ａ外周に当接し、発泡樹脂原料が漏れ出ないようにキャビティ１１ａを密閉している。なお、第１成形型１１と第２成形型１５とを型開きした状態で、第１成形型１１のキャビティ１１ａに発泡樹脂原料を注入した後に型閉じするやり方でもよい。
【００２７】
この状態で、キャビティ１１ａに注入された発泡樹脂原料が発泡硬化することで、表皮材１３と基材１７とが発泡体層１９で一体成形された表皮材付成形体としての３層構造のインストルメントパネル１が成形される。
【００２８】
なお、上記第２成形型１５の貫通孔１５ａ内には矩形の当て板３１が配置されている。この当て板３１の背面中央にはロッド３３が突設され、該ロッド３３は上記貫通孔１５ａを跨る支持部材３５の挿入孔３５ａに上下動自在に挿入されて上記当て板３１を吊下げ支持している。また、上記ロッド３３にはコイルスプリング３７が外嵌めされ、このコイルスプリング３７のバネ力により上記当て板３１を下方に付勢している。
【００２９】
その後、図２に示すように、上記第１成形型１１と第２成形型１５とが型閉じされて上記インストルメントパネル１が型内にある状態で、第１成形型１１の貫通孔１１ｂ内に対応配置された２つの押切具２１を流体圧シリンダ２３の伸長作動により第１成形型１１側から上方に進出させて表皮材１３の押切予定部分１３ｂに押し当てる。この際、上記各押切具２１の外縁は、表皮材１３の押切予定部分１３ｂに押し当てた状態で上記薄肉部１３ａの内方に位置するようにする。これにより、該押切予定部分１３ｂが上方に押し上げられて上記第２成形型１５側の当て板３１に当接し、押切予定部分１３ｂが各押切具２１と当て板３１とで挟持される。当て板３１は、図３に示すように、上記２つの押切具２１のさらなる進出によりコイルスプリング３７のバネ力に抗して持ち上げられ、上記表皮材１３の薄肉部１３ａが押し切られてインストルメントパネル１にサイドベントエア吹出口５が形成される。
【００３０】
上記２つの押切具２１は共に直角三角形の厚肉の金属板からなるブロック状のものであり、互いに傾斜面２１ａを上に向けてその頂部を互いに外側に向け、かつ互いに向かい合うように並列され、図６に示すように、左右に少しずれた状態で上記流体圧シリンダ２３のピストンロッド２３ａ先端のプレート２５に固定されている。
【００３１】
このような２つの押切具２１の押当て力は、表皮材１３の押切予定部分１３ｂの左右外側部分に集中して強く掛かるため、この集中荷重により当該部分の薄肉部１３ａが破断し易く、この破断の影響がその周りの薄肉部１３ａに及ぶようになっている。したがって、この２つの押切具２１で押し切られた表皮材１３の押切予定部分１３ｂは、図５に示すように、２つのコの字形のスリット２７ａからなる矩形の環状スリット２７を境に薄肉部１３ａの一部分である中程の２つの連結部２９を介して基材１７と一体の表皮材１３と一部連結している。なお、連結部２９は一箇所であってもよい。
【００３２】
しかる後、図４に示すように、上記各押切具２１を流体圧シリンダ２３の収縮作動により下方に後退させる。これにより、上記当て板３１に対する押上げ力が解除され、当て板３１がコイルスプリング３７のバネ力によって下降する。その後、上記第１成形型１１と第２成形型１５とを型開きし、上記成形されたインストルメントパネル１を脱型する。この際、表皮材１３の押切予定部分１３ｂがその外側である基材１７と一体である表皮材１３と連結部２９によって一部引っ付いているため、インストルメントパネル１と一緒に型外に引き出される。
【００３３】
その後、表皮材１３の連結部２９（薄肉部１３ａの一部）を切断して上記押切予定部分１３ｂを基材１７と一体の表皮材１３から分離し、サイドベントエア吹出口５を完全に開口する。
【００３４】
このように、第１成形型１１及び第２成形型１５という上下一対の１つの成形型でインストルメントパネル１の成形とサイドベントエア吹出口５の形成とを行うことから、インストルメントパネル１の成形とサイドベントエア吹出口５の形成とを別々の型で行う場合に比べて設備費用を低減することができる。
【００３５】
また、インストルメントパネル１を型から型へと移し替える必要がないことから、その分だけ生産性を向上させることができる。
【００３６】
さらには、２つの押切具２１を表皮材１３に押し当ててその薄肉部１３ａに沿って押し切ることでサイドベントエア吹出口５を形成するだけであることから、サイドベントエア吹出口５を容易に形成することができ、しかも、交換の必要な刃物を持ちいないので管理を簡単に行うことができ、刃物の交換費用も掛からず経済的なものにすることができる。
【００３７】
加えて、熱刃を用いる場合の大掛かりな設備が不要で、その分、設備費用を低減することができるとともに、熱刃の熱影響による開口部周辺の熱歪み等の問題もなく、サイドベントエア吹出口５を精度良く形成することができる。
【００３８】
さらにまた、押切具２１で押し切られた表皮材１３の押切予定部分１３ｂが基材１７と一体の表皮材１３と連結部２９（薄肉部１３ａの一部）と一部繋がっているので、上記押切予定部分１３ｂをインストルメントパネル１と一緒に成形型（第１成形型１１及び第２成形型１５）から取り出すことができ、一々、型内に手を入れて上記押切予定部分１３ｂを除去する手間を省くことができるとともに、安全に作業を行うことができる。
【００３９】
さらに、表皮材１３の押切予定部分１３ｂを各押切具２１と当て板３１とで挟持した状態で該各押切具２１で押し切るようにしているので、表皮材１３に各押切具２１の押上げ力が作用しても上記押切予定部分１３ｂを上記各押切具２１と当て板３１とで挟持しながら押切方向に移動させることで、該押切予定部分１３ｂを伸びないように拘束して、上記押切予定部分１３ｂを各押切具２１の当接部分で破れることなく薄肉部１３ａに沿って確実にかつ綺麗に押し切ることができる。これにより、表皮材１３の切り口周縁の変形を防止してインストルメントパネル１のサイドベントエア吹出口５周縁を見栄え良くすることができる。
【００４０】
また、各押切具２１の外縁を薄肉部１３ａの内方で表皮材１３の押切予定部分１３ｂに押し当てるようにしているので、表皮材１３の押切予定部分１３ｂの薄肉部１３ａに沿った押切り及び表皮材１３の変形防止を効果的に実現することができる。
【００４１】
なお、図示しないが、上記の実施形態に限らず、例えば下型に表皮材をセットして上型を閉じ、キャビティに溶融樹脂を射出して表皮材と基材を一体成形するインジェクション成形にも適用することができるものである。
【００４２】
さらに、上記の実施形態では、押切具２１を下型である第１成形型１１側に配置して上方に進出させることで表皮材１３の薄肉部１３ａを押し切るようにしたが、これとは逆に、押切具２１を上型である第２成形型１５側に配置して下方に進出させることで表皮材１３の薄肉部１３ａを押し切るようにしてもよい。また、押切具２１の配列及びその数も適宜設定することができるものである。
【００４３】
また、成形体もインストルメントパネル１に限らず、ドアトリム等の内装品でや車両以外の成形体であってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、薄肉部が予め形成された押切予定部分を有する表皮材を第１成形型に、開口部を有する基材を第２成形型にそれぞれセットして少なくとも表皮材と基材とが一体成形された成形体を成形した後、上記第１成形型と第２成形型とが型閉じされて成形体が型内にある状態で、上記第１成形型側又は第２成形型側から押切具をその外縁が環状薄肉部の内方に位置するように表皮材の押切予定部分に押し当てるとともに、該押切予定部分を上記第２成形型側又は第１成形型側の当て板に当接させ、押切予定部分を押切具と当て板とで挟持しながら押切方向に移動させて上記薄肉部を押し切って成形体に開口部を形成するので、成形体の成形と開口部の形成とを別々の型で行う場合に比べて設備費用を低減することができる。また、成形体を型から型へと移し替えずに済むので、その分だけ生産性を向上させることができる。さらには、押切具で表皮材の薄肉部を押し切って開口部を形成するので、開口部を容易に形成することができ、しかも、交換の必要な刃物がいらず、管理が簡単で経済的である。加えて、大掛かりな設備を要する熱刃を用いる場合に比べて設備費用を低減できるとともに、熱刃の熱影響による熱歪み等がなく、開口部を精度良く形成することができる。さらにまた、押切予定部分を伸びないように拘束して薄肉部に沿って確実にかつ綺麗に押し切ることができ、表皮材の切り口周縁すなわち成形体の開口部周縁の見栄えを向上させることができる。また、押切具の外縁を表皮材の押切予定部分の環状薄肉部内方に押し当てて押し切るようにしたので、表皮材の押切予定部分の薄肉部に沿った押切り及び表皮材の変形防止を効果的に実現することができる。
【００４５】
請求項２に係る発明によれば、押切具で押し切られた表皮材の押切予定部分を基材と一体の表皮材と連結部で一部繋げているので、脱型した成形体と一緒に上記押切予定部分を成形型から取り出すことができ、押切予定部分を型内に手を入れて除去する手間を省けるとともに、安全に作業を行うことができる。
【００４６】
請求項３に係る発明によれば、パウダースラッシュ成形法により成形された表皮材の肉厚を表皮材の一般部分の肉厚より薄肉に形成したので、上記押切予定部分は製品とならない不要部分であるため材料費を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態においてインストルメントパネルのサイドベントエア吹出口部分の表皮材の押切予定部分に押切具が対応配置されている状態を示す製造工程図である。
【図２】この発明の実施形態においてインストルメントパネルのサイドベントエア吹出口部分の表皮材の押切予定部分を押切具の上昇により押し切り始めた状態を示す製造工程図である。
【図３】この発明の実施形態においてインストルメントパネルのサイドベントエア吹出口部分の表皮材の押切予定部分を押切具のさらなる上昇により押し切った状態を示す製造工程図である。
【図４】この発明の実施形態においてインストルメントパネルのサイドベントエア吹出口部分の表皮材の押切予定部分を押切具で押し切った後に押切具が下降した状態を示す製造工程図である。
【図５】この発明の実施形態において押切具で押し切られた表皮材の押切予定部分の押切り形状を示す平面図である。
【図６】この発明の実施形態において押切具の並列状態を示す平面図である。
【図７】インストルメントパネルの斜視図である。
【符号の説明】
１インストルメントパネル（成形体）
５サイドベントエア吹出口（開口部）
１１第１成形型
１３表皮材
１３ａ薄肉部
１３ｂ押切予定部分
１５第２成形型
１７基材
１７ａ開口部
２１押切具
３１当て板

Claims

少なくとも表皮材と基材とが一体成形された成形体に開口部を形成する表皮材付成形体の開口部形成方法であって、
上記成形体の開口部の輪郭に沿って環状薄肉部が予め形成された押切予定部分を有する表皮材を第１成形型にセットするとともに、上記成形体の開口部に対応して開口部が予め形成された基材をその開口部が上記押切予定部分に対応するように第２成形型にセットして少なくとも表皮材と基材とが一体成形された成形体を成形し、
次いで、上記第１成形型と第２成形型とが型閉じされて上記成形体が型内にある状態で、上記第１成形型側又は第２成形型側から押切具をその外縁が環状薄肉部の内方に位置するように表皮材の上記押切予定部分に押し当てるとともに、該押切予定部分を上記第２成形型側又は第１成形型側の当て板に当接させ、押切予定部分を押切具と当て板とで挟持しながら押切方向に移動させて上記薄肉部を押し切ることで成形体に開口部を形成することを特徴とする表皮材付成形体の開口部形成方法。
請求項１に記載の表皮材付成形体の開口部形成方法において、
押切具で押し切られた表皮材の押切予定部分は、薄肉部を介して基材と一体の表皮材と一部連結しており、成形体を脱型した後、上記一部連結の薄肉部を切断して上記押切予定部分を基材と一体の表皮材から分離することを特徴とする表皮材付成形体の開口部形成方法。
請求項１又は２に記載の表皮材付成形体の開口部形成方法において、
表皮材はパウダースラッシュ成形法により成形され、表皮材の押切予定部分の肉厚が表皮材の一般部分の肉厚より薄肉に形成されていることを特徴とする表皮材付成形体の開口部形成方法。