JP3691621B2 - 樹脂成形品の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の内装品として使用される、例えばインストルメントパネル等の樹脂成形品であって、特に芯材と軟化表皮材とからなる多層構造の樹脂成形品を射出プレス手段により成形する樹脂成形品の製造方法及び製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車に設備されるインストルメントパネル等の樹脂成形品は、例えばポリプロピレン等の樹脂からなる芯材と、例えばポリ塩化ビニール又は熱可塑性エラストマ等の表皮層と、ポリプロピレン発泡層とからなり、その芯材の表面に層成される軟化表皮材との多層構造となっているが、このような多層構造の樹脂成形品を製造する従来法は図１４乃至図２３で示すように、先ずは、図１４、図１５で示すように、額縁形状であって、その周辺適宜個所に表皮支持針１を植設し、さらに金枠搬送手段に位置決めされる位置決め孔２及びシリンダロッド係止用の長孔４を適宜個所に設けてなる表皮支持用の金枠３を予め用意し、その金枠３に、所望の形状に裁断されている表皮１０の辺縁を、上記表皮支持針１に突き刺して張設支持させる。
【０００３】
かくして軟化表皮材１０を支持した金枠３に設けられている上記の位置決め孔２に金枠搬送手段５に設けられている位置決めピン６を用いてその金枠３を金枠搬送手段５にセットする（図１６参照）。次いでその軟化表皮材を支持する金枠３を金枠搬送手段５によって加熱炉７内に送り込み（図１７参照）、金枠３に支持されている軟化表皮材１０を加熱軟化する。
【０００４】
加熱軟化された軟化表皮材１０は、金枠３と共に金枠搬送手段５によってキャビティ型８とコア型９との間つまりキャビティ型８の直下に移送される（図１８参照）。次いでそのキャビティ型８からは、シリンダロッド１１が降下して、上記金枠３に設けられている長孔４内に挿入され、次いでそのシリンダロッド１１が約９０度回転することにより、シリンダロッド１１と金枠３とが係止される（図１９参照）。
【０００５】
次いでそのシリンダロッド１１の上昇により金枠３と共に加熱軟化されている軟化表皮材１０がキャビティ型８に近設される。これと同時に金枠搬送手段５は後退する（図２０参照）。このときキャビティ型８では真空力が働き、これにより軟化されていた軟化表皮材１０がキャビティ面に吸着される吸着力で、賦形されると同時にコア型９が上昇してきてキャビティ型に接近し、そのコア型と軟化表皮材１０間に芯材となる樹脂１２が射出される（図２１参照）。
【０００６】
次いでコア型９がさらに上昇し、上記樹脂１２のプレスがなされることで、軟化表皮材１０と一体の芯材１２が形成される（図２２参照）。しかる後キャビティ型８に設けられているシリンダロッド１１を約９０度反転させて金枠３とシリンダロッド１１との係合を解除させ、次いでコア型９を降下すれば、軟化表皮材１０と芯材１２と一体の多層樹脂成形品１３はコア型９及び金枠３と共に降下し、多層樹脂成形品１３を離型することができる（図２３参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このようにして形成される従来の多層樹脂成形品の成形工程時にあっては、軟化表皮材１０の辺縁を表皮支持針１に突き刺して金枠３により張設支持した状態で、加熱軟化し、次いでその表皮支持針１による張設支持を維持しながら、真空力によるキャビティ面への吸着力で賦形を行なっているものであるが、金枠３により支持されている軟化表皮材１０の辺縁は、表皮支持針１に突き刺し保持されていて、軟化表皮材１０の変位が規制されているために、キャビティ型による吸引時における軟化表皮材１０は、それら表皮支持針１による張設力でキャビティ型面に沿った賦形が困難となり、これが原因で、キャビティ型に対応する品質の良好な賦形を行なうことができないという不具合があった。
【０００８】
また従来の成形法においては、一対のキャビティ型８及びコア型により成形された多層樹脂成形品１３の離型時以前では、図２３で示すように、その多層樹脂成形品１３の辺縁（軟化表皮材の辺縁）に、表皮支持針１の突き刺しにより金枠３が止着されたままの状態であるので、上記多層樹脂成形品１３の離型後に、その多層樹脂成形品１３から金枠３を取り除く作業が必要となり、生産性の点でも欠けるものがあった。
【０００９】
本発明は、かかることに着目してなされたもので、キャビティ型の周縁部に、軟化表皮材の辺縁部を挟持することのできる表皮クランプ機構を設けて、加熱軟化された軟化表皮材が金枠と共にキャビティ型の下部に搬送されてきたとき、上記軟化表皮材クランプ機構によりキャビティ型と相俟って軟化表皮材の辺縁部を該軟化表皮材がキャビティ型の真空吸引力によりキャビティ面に吸着されるとき、その軟化表皮材に無理な伸びを起さない程度の挟持力となして、キャビティ型の形状に対応して品質精度の高い賦形を行なうことができる樹脂成形品の製造方法及び製造装置の提供を目的とするものである。
【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、請求項１では、真空吸引機能を有するキャビティ型（１５）で軟化表皮材（１０）を予備賦形し、次にコア型（９）から芯材となる樹脂（１２）を該コア型（９）の表面に射出し、続いて上記キャビティ型（１５）とコア型（９）とのプレス作動によって上記予備賦形された軟化表皮材（１０）の裏面に上記芯材となる樹脂（１２）を一体化せしめる多層構造の樹脂成形品の製造方法において、金枠（３）により張設保持されている軟化表皮材（１０）を、該金枠（３）から上記キャビティ型（１５）の周縁部に配設された複数個のクランプ機構（１９）による挟持に移し変え、次いで、一部の表皮クランプ機構（１９）による軟化表皮材（１０）の挟持力を解放し、該キャビティ型（１５）の吸引機能で軟化表皮材（１０）をキャビティ型面に沿って賦形し、次いで、コア型（９）から該コア型（９）の表面に芯材となる樹脂（１２）を射出し、次いで上記キャビティ型（１５）と上記コア型（９）とのプレス作動により、上記軟化表皮材（１０）と上記芯材となる樹脂（１２）とを一体化せしめる多層構造の樹脂成形品の製造方法を特徴としている。
【００１１】
また本発明の請求項２では、加熱軟化された軟化表皮材をキャビティ面に吸着するための真空吸着手段を有するキャビティ型と、該キャビティ型と組合せられて、上記軟化表皮材の裏側に射出された芯材原料をプレス成形するためのコア型を有する多層射出プレス成形装置において、上記キャビティ型の周縁部に、加熱軟化されている軟化表皮材の辺縁をキャビティ型の周縁面と協同してクランプする複数個の表皮クランプ機構を配設せしめた樹脂成形品の製造装置であることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を、図１乃至図１２で示す実施形態に基いて詳細に説明するが、本実施形態において、特長とする構造は、キャビティ型であって、その他の構造については上記した従来例と変りないので、従来例と同一構造部分にあっては、従来例で使用した符号を付して、その構造説明は省略する。
【００１３】
図３において、１５はキャビティ型であって、このキャビティ型１５は、そのキャビティ面に不図示である吸気装置に通じる多数の真空吸引口１６が形成されている。そのキャビティ型１５の外側面には、複数（本実施形態では４隅部４個所）のシリンダー１７が配設されており、これらのシリンダー１７には上下方向に動作するシリンダロッド１１が設けられており、しかもそのシリンダロッド１１の先端には、金枠掛止フック１８が形成されている。
【００１４】
さらに上記キャビティ型１５の外側面適宜位置には、表皮クランプ機構１９が配設されているが、この表皮クランプ機構１９の詳細構造は、例えば図１１又は図１２で示す構造のものである。
【００１５】
図１１で示している表皮クランプ機構１９は、キャビティ型１５の外側面に固定されている軸受け２０と、この軸受け２０に設けられている第１の支軸２１により軸支されているエアシリンダー２２と、上記軸受け２０に設けられている第２の支軸２３により軸支されているクランパー２４とを有し、そのクランパー２４と上記エアシリンダー２２のローツド２５とは第３の支軸２６により連結されていて、ロッド２５がその軸方向に移動することにより、クランパー２４の先端部に螺着されているクランプ爪２７がキャビティ型１５の下側面２８に接圧し得るものである。従ってエアシリンダー２２のロッド２５の動作でキャビティ型１５の下側面２８に位置された軟化表皮材１０をクランプ爪２７とキャビティ型下側面２８との間で挟持することができる。
【００１６】
また図１２で示す表皮クランプ機構１９は、キャビティ型１５の外側面に固定されるスイングエアシリンダー２９と、このスイングエアシリンダー２９内に圧力エアが供給されることで軸方向へ伸長しながら回転するロッド３０と、このロッド３０の先端に固定され、かつキャビティ型下側面２８に対応当接するクランプ爪２７を有するクランパー３１を有しており、スイングエアシリンダー２９のロッド３０の動作でキャビティ型１５の下側面２８に位置された軟化表皮材１０をクランプ爪２７とキャビティ型下側面２８との間で挟持することができる。
【００１７】
以上のような構成の表皮クランプ機構１９をキャビティ型１５に設けていることにより、次の如き作用を有する。従来例の説明と同様に、金枠３に設けられている多数の表皮支持針１により張設保持されている軟化表皮材１０が金枠搬送手段５により搬送され、その搬送過程で加熱手段による加熱を受けて軟化された軟化表皮材１０が先ず図４で示すように、キャビティ型１５の真下に移送される。このときの金枠３の外形寸法と軟化表皮材１０の外形寸法の関係は、図１で示しているように、その軟化表皮材１０の周辺縁は、金枠３の外縁よりも外方へはみ出るように軟化表皮材１０の形状設定がなされている。
【００１８】
そこでキャビティ型１５の真下に軟化表皮材１０が位置されると、キャビティ型１５に設けられているシリンダロッド１１が降下して、上記金枠３に設けられている長孔４内に挿入され、次いでそのシリンダロッド１１が約９０度回転することにより、シリンダロッド１１の金枠掛止フック１８が金枠３と係止される。次いでシリンダ１７の働きによって、シリンダロッド１１が上昇すると、その動作に伴なって金枠３が軟化表皮材１０と共に上昇し、キャビティ型１５に接近する（図５参照）。
【００１９】
次いで表皮クランプ機構１９が動作して、その表皮クランプ機構１９のクランパー２４又は３１とキャビティ型１５の下側面との間で軟化表皮材１０の周縁部を挟持する。その後シリンダ１７が再動作して、シリンダロッド１１が下方へ伸長するために、このシリンダロッド１１に支持されている金枠３は、軟化表皮材１０から外れて降下し、金枠搬送手段５上に戻される（図６参照）。
【００２０】
金枠搬送手段５上に載せられた金枠３は、その金枠搬送手段５の動作で所定の位置に移送され、キャビティ型１５の下部から金枠３及び金枠搬送手段５が取り除かれると、コア型９がキャビティ型１５に接近される（図８参照）。
【００２１】
キャビティ型１５に、表皮クランプ機構１９によって挟持されている軟化表皮材１０は、真空吸引口１６の負圧力によりキャビティ面に吸着されようとするとき、一部の表皮クランプ機構１９による軟化表皮材１０の挟持力が解放されて、軟化表皮材１０は上記真空による吸着力でキャビティ面へ有効に賦形される。次いでそのキャビティ型１５に接近されているコア型９からは、芯材となる樹脂１２が射出される（図８参照）。
【００２２】
次いでコア型９がさらに上昇し、上記樹脂１２のプレスがなされることで、軟化表皮材１０と一体の芯材１２が形成される（図９参照）。しかる後、クランプ機構１９による軟化表皮周縁部の挟持を解除すると共にコア型９を降下すれば、そのコア型９に載って多層樹脂成形品１３が降下する（図１０参照）。この多層樹脂成形品１３をコア型９から離型すれば、上記動作が繰返しなされ順次、多層樹脂成形品１３の生産がなされるものである。
【００２３】
このように上記のキャビティ型１５構造によれば、そのキャビティ型１５自身に軟化表皮材１０の周縁を挟持する表皮クランプ機構１９を具備せしめて、そのキャビティ型により賦形される以前の加熱軟化表皮材の周縁をクランプ機構１９により挟持し、そして上記軟化表皮材がキャビティ型による賦形動作に入ると、上記一部の表皮クランプ機構による軟化表皮材挟持力を解放して、その軟化表皮材がキャビティ面に接触しやすいようにしたものであるから、キャビティ型の真空吸引による軟化表皮材の賦形時において、クランプ機構１９によるクランプ爪と軟化表皮材１０間での無理な張力（係止力）が緩和され、このために、吸引時の軟化表皮材のキャビティ面への移行（馴染み）が容易となり、これによってキャビティ形状に対応する軟化表皮材の賦形が容易となり、しかも必要以上の伸び、あるいは不具合な皺等を生じることのない良質の多層樹脂成形品を製作することができる。
【００２４】
また軟化表皮材１０を張設保持していた金枠３は、その軟化表皮材１０がキャビティ型１５にクランプされた直後にその軟化表皮材１０から取り除かれるものであるから、従来のように、多層樹脂成形品に金枠３が付きまとうことがなく、このために、多層樹脂成形品から金枠３を取り外す作業が不要となり、生産性の点でも有利である。
【００２５】
上記の実施形態では、軟化表皮材１０の外形寸法が、金枠３の外形寸法よりも大きくなるように設定して、軟化表皮材１０周縁をクランパー２４，３１により挟持することを容易かつ確実ならしめているが、例えば金枠３の外形形状を、図１３で示すように、金枠３の周縁に配設している各表皮支持針１の相互間に、クランパー２４，３１先端部（クランプ爪２７取付部）が入り込まれる切欠き３２を設ければ、軟化表皮材１０の外形寸法を、金枠３の外形寸法よりも大きく設定しなくても、クランパーによる軟化表皮材１０辺縁の挟持が確実に行なえるので、軟化表皮材１０の使用無駄が抑制され、経済性が高められる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、キャビティ型１５により賦形する前の加熱軟化表皮材を、挟持する複数の表皮クランプ機構の中のいずれかの表皮クランプ機構の挟持力を適宜解放することができ、これにより従来の固定針による突き刺し保持手段と比較して、その賦形動作時の軟化表皮材の引張り力（挟持力）を適宜緩和調整することができるので、キャビティ型による賦形が円滑に、しかもその軟化表皮材に皺、伸びを生じることがなく、品質の良好な多層樹脂成形品を得ることができる。
【００２７】
また加熱軟化表皮材１０を支持する金枠３は、シリンダロッド１１の降下動作と同時に軟化表皮材１０から離脱させることができるので、人為的に軟化表皮材１０から金枠３を取り除くための作業が不要となり、このために多層樹脂成形品の生産性、経済性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である金枠の平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】本発明の実施形態であるキャビティ型の側面説明 図。
【図４】本発明の実施形態である表皮持ち上げ初期時の説明図。
【図５】本発明の実施形態である表皮持ち上げ終了時の説明図。
【図６】本発明の実施形態である表皮クランプ時の説明図。
【図７】本発明の実施形態である金枠及び金枠搬送手段の退去時の説明図。
【図８】本発明の実施形態である芯材射出時の説明図。
【図９】本発明の実施形態であるキャビティ型とコア型によるプレス成形時の説明図。
【図１０】本発明の実施形態である多層樹脂成形品の成形完了時の説明図。
【図１１】本発明の実施形態である表皮クランプ機構の説明図。
【図１２】本発明の他の実施形態である表皮クランプ機構の説明図。
【図１３】本発明の他の実施形態である金枠の斜視図。
【図１４】従来例の金枠の平面図。
【図１５】図１４におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図１６】従来例の金枠、金枠搬送手段、表皮の関係を示した説明図。
【図１７】従来例の表皮加熱軟化時の説明図。
【図１８】従来例のキャビティ型の真下に表皮を移動したときの説明図。
【図１９】従来例の表皮持ち上げ初期時の説明図。
【図２０】従来例の表皮持ち上げ終了時の説明図。
【図２１】従来例の芯材射出時の説明図。
【図２２】従来例のキャビティ型とコア型によるプレス成形時の説明図。
【図２３】従来例の多層樹脂成形品の成形完了時の説明図。
【符号の説明】
１…表皮支持針 ２…位置決め孔
３…金枠 ４…長孔
５…金枠搬送手段 ６…位置決めピン
７…加熱炉 ９…コア型
１０…軟化表皮材 １１…シリンダロッド
１２…芯材 １３…多層樹脂成形品
１５…キャビティ型 １６…真空吸引口
１７…シリンダ １８…金枠掛止フック
１９…表皮クランプ機構 ２０…軸受け
２１…第１の支軸 ２２…エアシリンダー
２３…第２の支軸 ２４…クランパー
２５…ロッド ２６…第３の支軸
２７…クランプ爪 ２８…キャビティ型下側面
２９…スイングエアシリンダー ３０…ロッド
３１…クランパー ３２…切欠き

Claims (2)

1. 真空吸引機能を有するキャビティ型（１５）で軟化表皮材（１０）を予備賦形し、次にコア型（９）から芯材となる樹脂（１２）を該コア型（９）の表面に射出し、続いて上記キャビティ型（１５）とコア型（９）とのプレス作動によって上記予備賦形された軟化表皮材（１０）の裏面に上記芯材となる樹脂（１２）を一体化せしめる多層構造の樹脂成形品の製造方法において、
   金枠（３）により張設保持されている軟化表皮材（１０）を、該金枠（３）から上記キャビティ型（１５）の周縁部に配設された複数個のクランプ機構（１９）による挟持に移し変え、
   次いで、一部の表皮クランプ機構（１９）による軟化表皮材（１０）の挟持力を解放し、該キャビティ型（１５）の吸引機能で軟化表皮材（１０）をキャビティ型面に沿って賦形し、
   次いで、コア型（９）から該コア型（９）の表面に芯材となる樹脂（１２）を射出し、
   次いで上記キャビティ型（１５）と上記コア型（９）とのプレス作動により、上記軟化表皮材（１０）と上記芯材となる樹脂（１２）とを一体化せしめる多層構造の樹脂成形品の製造方法。
2. 加熱軟化された軟化表皮材（１０）をキャビティ面に吸着するための真空吸着手段を有するキャビティ型（１５）と、該キャビティ型（１５）と組合せられて、上記軟化表皮材（１０）の裏側に射出された芯材原料をプレス成形するためのコア型（９）を有する多層射出プレス成形装置において、
   上記キャビティ型（１５）の周縁部に、加熱軟化されている軟化表皮材（１０）の辺縁をキャビティ型の周縁面と協同してクランプする複数個の表皮クランプ機構（１９）を配設せしめたことを特徴とする樹脂成形品の製造装置。

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