JP3639096B2 - 真空成形方法及び真空成形装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空成形方法及び真空成形装置に関する。本発明の真空成形方法及び真空成形装置は、ドアトリム、インストルメントパネルなどの表皮を賦形する場合などに用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車のドアトリムは、樹脂製の基材と、基材表面を被覆する表皮とから構成され、予め所定形状に賦形された表皮を別に形成された基材に接着などにより接合する方法、あるいは予め所定形状に賦形された表皮を型内に配置して基材を成形するインモールド一体成形により製造されている。そして表皮を所定形状に賦形するには、一般に真空成形法が利用されている。
【０００３】
真空成形に用いられる表皮は熱軟化可能である必要があり、また賦形形状を保持する必要がある。したがって熱可塑性樹脂製の基板をもち、その基板の表面にポリ塩化ビニル製、織布あるいは不織布などから形成された表皮層が積層されたものが一般に用いられ、基板を熱軟化させて真空成形しそれを冷却固化することで賦形形状を維持している。
【０００４】
そして真空成形法により表皮を所定形状に賦形するには、先ずクランプなどで表皮の周縁部を保持する。次いでヒーターなどにより表皮の基板を熱軟化温度まで加熱し、それを直ちに真空成形型の型面に配置して、型面に形成された真空引き孔から吸引することで表皮を型面に吸着させる。これにより表皮は変形して型面に沿う形状に賦形され、その状態で冷却されることで賦形形状が固定される。その後型面から離型され、最後にクランプから外されて賦形表皮が得られる。
【０００５】
また特開平2-145313号公報には、射出成形用の金型の一方の型面に真空引き孔を形成し、先ず表皮を真空成形により賦形して型面に密着させ、その状態で型締めして射出成形することにより樹脂基材を表皮と一体成形する方法が記載されている。
そして同公報には、真空成形時の表皮の移動量を調節するために進退自在な複数の突部を設け、突部と型分割面との間で表皮の周縁部を挟持するとともに複数の突部の挟持力を調節することも開示されている。このようにすることで、表皮の過剰な伸びや過剰な移動が抑制でき、シボ模様が浅くなったり皺が発生したりするような不具合を防止することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで意匠上の理由などから、表面に所定の模様をもつ表皮がある。またドアトリムなどでは上下あるいは左右で色や材質が異なる２トーンの表皮も知られている。
ところがこのような表皮を真空成形法により賦形した場合には、真空成形時の表皮の伸び量を一様にすることが困難であるために、模様が変形したり、２トーンラインがずれたり曲がったりして、意匠面で不具合が生じている。このような不具合は、複雑な三次元形状に賦形する場合に特に起こりやすい。
【０００７】
また特開平2-145313号公報に記載の方法を利用することも考えられるが、この方法は表皮の周縁部の移動量を制御するものであって、型内における表皮の伸び量や移動量を調整することは困難である。したがってこの方法を用いても、複雑な三次元形状に賦形する場合などには、上記不具合を回避することは困難である。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、２トーンラインなど表皮の重要な意匠部分の外観不良なく所定形状に賦形できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の真空成形方法の特徴は、真空成形型の型面に対向する位置に型面に向かって進退可能でありかつ先端形状が型面に略沿う形状の複数の押え部材を配置し、熱軟化状態にある表皮の一部を局部的に型面に向かって押圧することで押え部材と型面との間で表皮の一部を挟持し、次いで表皮の一部を押え部材と型面との間に挟持した状態で、型面を押え部材に対して近接する方向に移動させるとともに表皮を負圧により型面に吸着することで表皮を型面形状に賦形する真空成形方法であって、
押え部材が表皮を押圧する力は型面が移動する力より小さく、型面を押え部材に対して近接する方向に移動させる際に、押え部材が表皮に当接した状態で表皮を押圧する方向に対してそれぞれ独立して進退移動し、押え部材と型面との間で表皮の一部を挟持した状態で、押え部材を型面の移動に追従するように進退移動させることにある。
また上記課題を解決する本発明の真空成形装置の特徴は、熱軟化状態にある表皮を負圧で真空成形型の型面に吸着することで型面形状に賦形する真空成形装置であって、真空成形型の型面に対向する位置に配置され、型面に向かってそれぞれ独立して進退可能な複数の押え部材と、型面を押え部材に対して近接する方向に移動させる型移動手段と、押え部材を型移動手段の移動の力より小さい力で型面に向かって付勢する付勢手段と、を備え、
付勢手段の付勢力は型移動手段の移動の力より小さく、型移動手段が型面を押え部材に対して近接する方向に移動させる際に押え部材が型面の移動に追従するように進退移動することにある
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の真空成形方法では、先ず熱軟化された表皮の一部が押え部材により局部的に押圧される。したがって、押え部材による押圧力と押え部材と表皮との摩擦力により、押え部材で押圧されている表皮の一部が押え部材からずれるのが規制されている。
【００１１】
その状態で表皮を真空成形型の型面に押圧すると、押え部材で押圧されている表皮の一部が押え部材と型面との間で挟持された状態となり、その状態で表皮が型面に吸着されて型面形状に賦形される。したがって真空成形時にも、押え部材で押圧されている表皮の一部が押え部材からずれるのが規制されている。これにより２トーンラインなどが正規の位置からずれたり、曲がったりするような不具合が防止される。
【００１２】
押え部材により押圧される部位は、真空成形時に不要な変形を防止するべき部位が望ましく、２トーンラインなどとすることができるが、場合によってはその部位の近傍とすることもできる。このように押え部材と表皮とが当接する面積は小さいものとなる場合が多く、押え部材は板状、棒状、針状などとされる。
この押え部材は目的とする賦形形状に応じ、２トーンラインなどの場合はその連続したライン上に設けられる。２トーンラインなどの全体に押え部材を設けることが望ましいが、部分的でもよい。
【００１３】
ここで、本発明では押え部材は型面に向かって進退可能に設けられている。このように構成することにより、表皮の変形に追従して押え部材を進退移動させることができ、真空成形の間常時表皮の押圧状態を維持することができる。したがって２トーンラインなどのずれを確実に防止できる。
また押え部材を２トーンラインなどの全体に設ける場合には、真空成形時の表皮の変形に追従するために、押え部材を複数に分割して設けることが望ましい。分割の数は特に制限されないが、多ければ多いほど外観不良を一層確実に防止することができる。
【００１４】
押え部材による押圧力は、賦形時に生じる表皮の重要な意匠部分のずれを防止できる程度でよく、過剰な押圧は不要であって試行錯誤的に決められる。この押圧力は、油圧や空気圧を用いたシリンダ装置、ばね、重力などを利用することができる。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。本実施例は自動車のドアトリムに用いられる表皮の賦形に本発明を利用したものであり、この表皮は自動車ドアの上部と下部とで色が異なる２トーン構造に設計されている。また表皮は、ポリプロピレン製の発泡層と、発泡層表面に積層された２トーン構造のポリ塩化ビニル製の表皮層とから構成されている。
【００１６】
（実施例１）
図１〜図４に本実施例の真空成形方法を示す。シート状の表皮１は周縁部を枠状のクランプ10に保持され、真空成形型２の上部に略水平状態となって配置される。真空成形型２には、型面20に開口し図示しない真空ポンプに連通された複数の真空引き孔21が設けられている。
【００１７】
そして真空成形型２の上方には上型３が固定されている。この上型３には複数のシリンダ装置30が設けられ、複数のシリンダ装置30のピストン先端にはそれぞれ押え部材31が備えられている。この押え部材31はそれぞれ厚さ約５mmの鋼板からなり、その先端形状はそれぞれ対向する真空成形型２の型面に略沿う形状とされ、かつ先端ほど厚さが薄くなる断面テーパ形状とされている。
【００１８】
この押え部材31は、それぞれの先端がその下方に配置される表皮１の２トーンライン上に位置するように列設されている。
先ず図１に示すように、ヒータ４が表皮１の表裏両面側に進出し、表皮１は発泡層の熱変形温度まで加熱される。次いでヒータ４が退くと、図２に示すようにそれぞれのシリンダ装置30が駆動され、複数の押え部材31が下方へ進出して先端が表皮１と当接し、表皮１を僅かに下方へ押圧する。このとき、それぞれのシリンダ装置30は独立して駆動され、複数の押え部材31の全部の先端が表皮１と当接して押圧するようにされる。したがって、それぞれの押え部材31の先端は表皮１の２トーンライン上に位置し、２トーンラインと当接している。
【００１９】
次に図３に示すように、真空成形型２が上昇して型面20が表皮１に当接し、表皮１を上方へ押し上げる。それとともに真空引き孔21から負圧が供給され、表皮１は型面20に吸着される。このとき複数の押え部材31は、それぞれ真空成形型２の上昇の力より小さな力で下方へ付勢されているので、真空成形型２の上昇に追従して上昇する。つまり表皮１は、それぞれの押え部材31の先端面と真空成形型２の型面20との間で挟持された状態を維持しながら、型面20に吸着される。
【００２０】
したがって真空成形の間、複数の押え部材31はそれぞれの先端面が表皮１の２トーンラインを常時押圧しているため、その押圧力及び摩擦力により押え部材31に対する表皮１のずれが規制され、複数の押え部材31は２トーンラインと当接した状態が維持される。
そして表皮１が冷却すると、表皮１には真空成形型２の型面20の形状が転写されてその形状に賦形され、図４に示すように真空成形型２が下降することで賦形表皮１’が離型される。得られた賦形表皮１’では、２トーンラインがずれたり曲がったりすることなく正確な位置に形成され、高い意匠性を有して外観品質に優れている。
【００２１】
（実施例２）
上記実施例では、２トーンライン上で４つに分割された板状の押え部材31を用いたが、本実施例では図５に示すようなピン形状の押え部材32を用いている。この押え部材32は、上型３に上下方向に進退自在に保持され、上型３に配置されたスプリング33によってそれぞれ下方へ付勢されている。またこの押え部材32は、２トーンラインに沿って２トーンライン全体に均一に分布するように多数個設けられている。
【００２２】
本実施例の真空成形方法では、先ず上型３が下降し、熱軟化状態にある表皮１にそれぞれの押え部材32の先端が当接する。このときそれぞれの押え部材32の先端は表皮１の２トーンラインに当接し、スプリング33により表皮１を押圧する。
次に真空成形型２が上昇して表皮１を押し上げるとともにその型面20に吸着すると、それぞれの押え部材32は真空成形型２の上昇に追従して後退し、それぞれの押え部材32が２トーンラインに当接して表皮１を型面20とともに挟持した状態が維持される。
【００２３】
したがって真空成形の間、複数の押え部材32はそれぞれの先端面が表皮１の２トーンラインを常時押圧しているため、その押圧力及び摩擦力により押え部材32に対する表皮１のずれが規制され、表皮１の２トーンライン表面が複数の押え部材32と当接した状態が維持される。これにより得られた賦形表皮では、２トーンラインがずれたり曲がったりすることなく正規の位置に形成され、外観品質に優れている。
【００２４】
【発明の効果】
すなわち本発明の真空成形方法によれば、２トーンラインなどの意匠部をずれなく正確な位置に維持することができ、意匠上の不良を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例において表皮を加熱している状態を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施例において押え部材で表皮を押圧している状態を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施例において表皮を真空成形している状態を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施例において表皮を離型している状態を示す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施例において表皮を真空成形している状態を示す要部拡大説明図である。
【符号の説明】
１：表皮 ２：真空成形型 ３：上型
４：ヒータ 31,32：押え部材

Claims (3)

1. 真空成形型の型面に対向する位置に該型面に向かって進退可能でありかつ先端形状が該型面に略沿う形状の複数の押え部材を配置し、
   熱軟化状態にある表皮の一部を局部的に該型面に向かって押圧することで該押え部材と該型面との間で該表皮の一部を挟持し、
   次いで該表皮の一部を該押え部材と該型面との間に挟持した状態で、該型面を該押え部材に対して近接する方向に移動させるとともに該表皮を負圧により該型面に吸着することで該表皮を該型面形状に賦形する真空成形方法であって、
   該押え部材が該表皮を押圧する力は該型面が移動する力より小さく、該型面を該押え部材に対して近接する方向に移動させる際に、該押え部材が該表皮に当接した状態で該表皮を押圧する方向に対してそれぞれ独立して進退移動し、該押え部材と該型面との間で該表皮の一部を挟持した状態で、該押え部材を該型面の移動に追従するように進退移動させることを特徴とする真空成形方法。
2. 熱軟化状態にある表皮を負圧で真空成形型の型面に吸着することで該型面形状に賦形する真空成形装置であって、
   該真空成形型の該型面に対向する位置に配置され、該型面に向かってそれぞれ独立して進退可能な複数の押え部材と、
   該型面を該押え部材に対して近接する方向に移動させる型移動手段と、
   該押え部材を該型移動手段の移動の力より小さい力で該型面に向かって付勢する付勢手段と、を備え、
   該付勢手段の付勢力は該型移動手段の移動の力より小さく、該型移動手段が該型面を該押え部材に対して近接する方向に移動させる際に該押え部材が該型面の移動に追従するように進退移動することを特徴とする真空成形装置。
3. 前記押え部材の先端形状は、該型面に略沿う形状である請求項２に記載の真空成形装置。

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