JP3762012B2 - 表皮材と基材との一体成形品の製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表皮材と基材との一体成形品、例えば車両のインストルメントパネルを成形するための製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のインストルメントパネルは、表皮材の裏面に基材を接合した表皮材と基材との一体成形品であり、各種メータ類や各種警告灯等（以下「組付部材」という）を組付ける関係で開口や凹状断面を含む部材である。このインストルメントパネルは、室内の乗員が常に目にするものなのでシャープな形状にして意匠的に優れたものとすることが好ましい。
【０００３】
この表皮材と基材との一体成形品の製造方法として、特開平３−２６２６１５号公報「自動車用内装部品の製造方法」が知られている。同公報の製造方法によれば、先ず表皮材を金型の成形面に真空吸着し、次に表皮材の裏面に溶融樹脂を注入し、次いで溶融樹脂を基材にプレス成形し、かつ基材と表皮材とを一体に接合してインストルメントパネルを製造する。続いて、インストルメントパネルを金型の成形面から離型して製造工程を完了する。
【０００４】
このインストルメントパネルに前記組付部材を組付けた状態を説明する。
図１５は従来のインストルメントパネルに組付部材を組付けた状態を示す断面図である。
インストルメントパネル１００はメータ等の組付部材１０３を組付ける為の凹状断面部１０１を備え、且つこの凹状断面部１０１の底部に開口１０２を備える。開口１０２内に組付部材１０３の本体１０３ａを組み込んで、凹状断面部１０１内に組付部材１０３のフランジ１０３ｂを押し込むことにより、インストルメントパネル１００に組付部材１０３を組付ける。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、インストルメントパネル１００の凹状断面部１０１は凸角部１０４や凹角部１０５が丸みをおびている。凹状断面部１０１を組付部材１０３のフランジ１０３ｂの形状に合せ難いので、組付部材１０３の組付け精度を高めることは困難である。また、インストルメントパネル１００に組付部材１０３を組込んだとき、組付部材１０３の周辺にできる凸角部１０６のコーナ形状の半径Ｒが比較的大きくなり意匠的に外観上好ましくない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、表皮材と基材との一体成形品への組付部材の組付け精度を高めることができ、さらに、組付部材の周辺にできる表皮材と基材との一体成形品の凸角部をシャープな角形として表皮材と基材との一体成形品の外観を美観に優れたものとする技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１は、金型の一方の型の成形面に凸部を設け、この凸部で表皮材を凹状断面を含む形状に真空成形した後、他方の型から溶融樹脂を供給し、金型を型締めして表皮材の裏面に溶融樹脂を回し、表皮材と基材との一体成形品を得る表皮材と基材との一体成形品の製造装置において、この製造装置は、前記凸部の成形面に真空引き溝を備え、この凸部を貫通した成形品払出しのためのイジェクトピンを備え、このイジェクトピンと凸部との間に前記真空引き溝につながる排気通路を備え、これら凸部及びイジェクトピンを有する一方の型に前記排気通路につながる真空排気手段を備え、前記真空排気手段を駆動して前記凸部の成形面と表皮面との間の空気を、前記真空引き溝から前記排気通路に排気することで、前記凸部の成形面に前記表皮材を真空吸着して前記凹状断面を形成し、この凹部断面の内壁に前記真空引き溝でリブを形成することを特徴とする表皮材と基材との一体成形品の製造装置である。
【０００８】
真空排気手段を駆動することにより、表皮材と雌型の成形面との間の空気を排気通路を介して排気し、雌型の成形面に表皮材を真空吸着する。このとき、表皮材と雌型の成形面との間の空気を真空引き溝→排気通路を介して十分に排気することができる。このため、表皮材を凸部の成形面に強力に吸引して、表皮材の凹状断面の凸角部及び凹角部のそれぞれの丸みを小さくし、凸角部及び凹角部をシャープな角状に成形することができる。特に、凹状断面の凸角部は最もシャープな角形が要求される部位であるが、この真空引き方法によれば容易にシャープな角形とすることができる。
また、真空吸着に使用する排気通路は、表皮材と基材との一体成形品を雌型の成形面から離型する離型手段の構成部材を兼用したものである。従って、真空吸着手段の構成を簡素化することができる。
【０００９】
請求項２は、凸部の成形面に設けた真空引き溝を、凸部の稜線に沿って形成し且つ凸部の裾部近傍まで延長したものであることを特徴とする。
【００１０】
真空引き溝を凸部の稜線に沿って形成したので、稜線に対応する位置の表皮材と基材との一体成形品の凹角部を真空引き溝で十分に吸引することができる。さらに、この真空引き溝は凸部の裾部近傍まで延びているので、表皮材と基材との一体成形品の表面近傍の凹角部の丸みを小さくして、この部位の凹角部をシャープな角状に成形することができる。特に、この凹角部は最も成形し難い部位であるが、この真空引き方法によれば容易にシャープな角状とすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は自動車のインストルメントパネルの斜視図である。
表皮材と基材との一体成形品としてのインストルメントパネル１は、開口１ａ，１ｂ，１ｃに図示しない各種メータ類、各種警告灯及び冷暖房用の空気吹出し口部等を組付ける部材であり、表皮材２の裏面に基材３を溶融接合した２層の一体成形品である。
【００１２】
図２は図１の２−２線断面図である。
インストルメントパネル１の表皮材２は、例えばシート厚さｔ1が０．３〜０．６ｍｍ程度のポリプロピレンやポリ塩化ビニルであり、基材３は、例えば厚さｔ2が２．０ｍｍ程度のポリプロピレンに充填材（タルク）を加えたものである。尚、４は冷暖房用の空気吹出し口部５（図１０参照）を組付ける凹状断面部であり、凹状断面部４に開口１ｃを備える。
【００１３】
図３は図２に示すインストルメントパネルを簡略化した断面図であり、図２の位置から時計回り方向に９０°回転した状態を示す。以下、この簡略化したインストルメントパネル１の断面を使用して本発明を説明する。なお、図２と同じ部材については同一符号を付す。
インストルメントパネル１は、成形品厚さがｔであり、図２で説明したように凹状断面部４を備える。
【００１４】
図４は本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置（第１実施例）の正面図である。
表皮材と基材との一体成形品の製造装置１０は、ベース１１と、ベース１１から立上げたコラム１２…（…は複数個を示す。以下同様。）と、これらのコラム１２…の上部に掛け渡したトッププレート１３と、コラム１２…に昇降可能に取り付けた昇降プレート１４と、昇降プレート１４の上面に固定した門型部材１５と、門型部材１５に連結して昇降プレート１４を昇降するための小径シリンダ１６と、小径シリンダ１６を必要に応じて強く下方に押し出す大径シリンダ１７と、昇降プレート１４の下面に設けた一方の型としての雌型２０と、ベース１１の上面に設けた他方の型としての雄型２１と、コラム１２に昇降自在に支持した表皮材２の挟持部材２３…と、挟持部材２３…を上下方向に移動する移動手段としての挟持部材移動用シリンダ２４…とからなる。雌型２０と雄型２１とで金型２２を構成する。
尚、前記小径シリンダ１６、大径シリンダ１７、雌型２０、雄型２１及び挟持部材２３については後述する。
【００１５】
小径シリンダ１６は金型２２を型開き、型組みする際に雌型２０を高速で上昇又は下降するもので、前記大径シリンダ１７は金型を型締めする際に強い力で型締めするものである。すなわち、大径シリンダ１７は、型締め時にピストンロッド１７ａに取り付けたクランプ爪１８を閉じて小径シリンダ１６とピストンロッド１７ａとを一体化し、大径シリンダ１７を作動さて強い力で型締めする部材である。
【００１６】
雌型２０は、成形面２０ａに設けた凸部２６と、凸部２６の成形面２６ａに設けた真空引き溝２７…（図５参照）とを設ける。この雌型２０は、凸部２６を貫通した成形品払出しのためのイジェクトピン２８と、イジェクトピン２８と凸部２６との間に設けた真空引き溝２７…につながる排気通路２９（図５参照）と、排気通路２９につながるチャンバ３０と、チャンバ３０に連結した真空排気手段としての真空ポンプ３１と、チャンバ３０内に設けてイジェクトピン２８を軸方向に移動する押出し板３２と、押出し板３２をガイドするガイドロッド３３…と、ガイドロッド３３…に設けて押出し板３２を復帰させる戻しばね３４…と、押出し板３２を押し出すノックアウトピン３５とを備える。
【００１７】
３６は昇降プレート１４に雌型２０を取付けるための取付け板、３７は取付け板３６と雌型２０の隙間をシールする第１シール部材、３８は押出し板３２と取付け板３６との隙間をシールする第２シール部材である。また、３９はノックアウトピンを昇降するノックアウトピン用シリンダである。
【００１８】
雄型２１は、成形面２１ａに設けた凹部４２と、成形面２１ａに開口した溶融樹脂の射出口４３とを設ける。この雄型２１は、射出口４３に連結した溶融樹脂供給機構４４と、雄型２１に摺動自在に取付けた第３シール部材４５と、第３シール部材４５を雌型２０へ押圧する圧縮ばね４６…とを備える。
【００１９】
挟持部材２３は、挟持部材移動用シリンダ２４…のピストンロッド２４ａ…先端に連結し且つ左右のコラム１２…に昇降可能に取り付けたスライダ５０…と、スライダ５０…に固定した挟持用下クランプ５１…と、挟持用下クランプ５１…の上方に昇降自在に支持した挟持用上クランプ５２…と、スライダ５０…に取付けてピストンロッド５３ａ…を挟持用上クランプ５２…に連結した挟持用シリンダ５３…とからなる。
すなわち、挟持部材２３は、挟持用シリンダ５３…のピストンロッド５３ａ…を伸ばすことにより挟持用上クランプ５２…が下降して挟持用上クランプ５２…と挟持用下クランプ５１…とで表皮材２を挟持する部材である。
【００２０】
図５は図４の５部拡大図であり、雌型２０の成形面２０ａに凸部２６を形成し、凸部２６の成形面２６ａに真空引き溝２７…を設け、イジェクトピン２８と凸部２６との間に真空引き溝２７…につながる排気通路２９を設け、さらに排気通路２９につながるチャンバ３０を備え、真空引き溝２７…が凸部２６の裾部２６ｂの近傍、すなわち、図８に示す表皮材２の凸角部４ａのＲ止まり位置（表皮材２の凹状断面部４を形成する縦壁の開始点）２７ａまで延びた状態を示す。
【００２１】
図６は図５の６矢視図であり、凸部２６の成形面２６ａに形成した真空引き溝２７…を示した図である。
凸部２６は、先端部を略矩形状に形成し、壁部に４つの凸角部（以下、「稜線」という。）２６ｃ…（図１１も参照）を備える。凸部２６は先端部に略Ｘ字状に延長した真空引き溝２７…を備え、この真空引き溝２７…は稜線部２６ｃ…に沿って形成され且つ凸部２６の裾部２６ｂまで延長された溝である。
【００２２】
次に、本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置（第１実施例）の作用を説明する。
図７（ａ）〜（ｂ）は本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置（第１実施例）の第１作用説明図である。
（ａ）において、表皮材２を左右の挟持部材２３，２３で挟持し、この表皮材２を型開きした金型２２内（雌型２０と雄型２１との間）に配置する。この場合、左右の挟持部材２３，２３を金型２２の外側に配置したので左右の挟持部材２３，２３間の間隔Ｌ1を大きく設定することができる。従って、左右の挟持部材２３，２３で挟持した表皮材２の長さを大きく設定して、表皮材２の単位長さ当りの延びを小さく抑えることができる。
【００２３】
（ｂ）において、左右の挟持部材２３，２３を図示の位置（プレス成形位置）まで矢印▲１▼方向に下降して表皮材２を雄型２１に被せる。この左右の挟持部材２３，２３を金型２２から独立させたことにより、金型２２の型締め速度よりゆっくり下降して表皮材２をゆっくり延ばすことができる。次に、雌型２０を左右の挟持部材２３，２３と同様に矢印▲１▼方向に下降して型締めすることにより表皮材２を予備的にプレス成形する。
【００２４】
図８（ａ）〜（ｂ）は本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置（第１実施例）の第２作用説明図である。
（ａ）において、真空ポンプ３１を駆動しながら雌型２０を矢印▲２▼方向に上昇する。真空ポンプ３１の駆動により、表皮材２と雌型２０の成形面２０ａとの間の空気を排気通路２９→チャンバ３０を介して排気し、雌型２０の成形面２０ａに表皮材２を真空圧６０Ｔｏｒｒで真空吸着する。
【００２５】
（ｂ）において、表皮材２と雌型２０の成形面２０ａとの間の空気を真空引き溝２７…→排気通路２９→チャンバ３０を介して十分に排気することができる。この場合、真空引き溝２７…は、表皮材２の凸角部４ａのＲ止まり位置２７ａまで延長しているので、表皮材２を凸部２６の成形面２６ａに強力に吸引することができる。従って、表皮材２に形成した凹状断面部４頂部の凸角部４ａと凹状断面部４底部の凹角部４ｂとのそれぞれの丸みを小さくしてシャープな角状に成形する。特に、凹状断面部４の凸角部４ａはシャープな角形を要求される部位であるが、この真空引き方法によれば容易にシャープな角形とすることができる。
また、図６に示すように真空引き溝２７…は、稜線２６ｃ…に沿って形成されているので、凹状断面部４の凸角部４ａ同士が交差する表皮材２の表面近傍の凹角部４ｃ（図１３（ｂ）参照）の丸みを小さくしてシャープな角形に成形することができる。特に、凹角部４ｃは最も成形し難い部位であるが、この真空引き方法によれば容易にシャープな角形とすることができる。
【００２６】
図９（ａ）〜（ｂ）は本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置（第１実施例）の第３作用説明図である。
（ａ）において、前工程の真空吸着を継続しつつ、雌型２０を矢印▲３▼方向に下降して雌型２０を型締め位置より高い位置Ｐ1で停止する。この状態で、溶融樹脂供給機構４４を駆動して、雄型２１の成形面２１ａと表皮材２との間に溶融樹脂を注入する。
次に、雌型２０を位置Ｐ1から型締め位置まで下降して、表皮材２の裏面に溶融樹脂を回して基材３を成形することにより図３に示すインストルメントパネル１（表皮材と基材との一体成形品）を得る。
【００２７】
（ｂ）において、雌型２０を矢印▲４▼方向に上昇して型開きした後、ノックアウトピン用シリンダ３９を作動してノックアウトピン３５を矢印▲５▼方向に伸長する。従って、押出し板３２が矢印▲５▼方向に下降してイジェクトピン２８が矢印▲５▼方向に下降し、イジェクトピン２８の先端部が凸部２６の成形面２６ａから突出する。この結果、イジェクトピン２８の先端部がインストルメントパネル１の凹状断面部４を押し下げることにより、雌型２０の成形面２０ａに吸着していたインストルメントパネル１を雌型２０の成形面２０ａから離型する。
【００２８】
図１０は本発明に係るインストルメントパネル（第１実施例）に空気吹出し口部を組付けた状態を示した断面図である。
インストルメントパネル１は凹状断面部４の底部に空気吹出し口部５を組付けるための開口１ｃを形成するので、図９（ｂ）に示すイジェクトピン２８で押圧した箇所を除去することになる。従って、インストルメントパネル１の美観を損うことはない。
【００２９】
この凹状断面部４頂部の凸角部４ａと凹状断面部４底部の凹角部４ｂとをシャープな角状に成形したので、凹状断面部４に空気吹出し口部５を組付けたとき、空気吹出し口部５とインストルメントパネル１との間の隙間６の幅Ｗ1を狭くしてインストルメントパネル１を外観的美観に優れたものとすることができる。
また、凹状断面部４の形状をシャープにすることにより、凹状断面部４を空気吹出し口部５のフランジ５ａの形状に合せることができる。従って、空気吹出し口部５を凹状断面部４に高精度に組付けることができる。
さらに、真空引き溝２７…を凸部２６の稜線２６ｃ…に沿って形成したので、凹状断面部４の底部の谷間部を真空引き溝で吸引することになる。従って、真空引き溝２７…で吸引した部位が僅かに突起しても、この突起部と空気吹出し口部５との干渉を防ぐことができるので、空気吹出し口部５を高精度に組付けることができる。
【００３０】
次に、本発明に係る真空引き溝の第２実施例を説明する。
図１１は本発明に係る雌型（第２実施例）を示す平面図であり、第１実施例と同一類似部材については同一符号を付して説明を省略する。
真空引き溝５７…は、凸部２６の成形面に裾部２６ｂまで略十字状に延長したものである。第２実施例の場合も第１実施例と同様に凹状断面部４頂部の凸角部４ａと凹状断面部４底部の凹角部４ｂとをシャープな角状に成形できる。
なお、２６ｃ…は図６で説明した稜線を示す。
【００３１】
次いで、本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置の第３実施例を説明する。
図１２は本発明に係る雌型（第３実施例）を示す平面図であり、第１実施例と同一類似部材については同一符号を付して説明を省略する。
第３実施例は、真空引き溝６０…を第１実施例と同様に成形面２６ａに略Ｘ字状に延長し、その先端部６０ａ…を凸部２６の裾部２６ｂに到達する手前の位置まで延ばして裾部２６ｂと先端部６０ａとの間に間隔Ｌ1を開けたことを特徴とする。
【００３２】
図１３（ａ）〜（ｂ）は本発明に係る雌型（第３実施例）の作用説明図である。
（ａ）は、表皮材２を雌型２０の凸部２６に真空吸着するとき、例えば真空吸着時間を長くすることにより、表皮材２を真空引き溝６０…内に吸着した状態を示す。この結果、凹状断面部４の内壁にリブ６１…を形成する。
（ｂ）は、凹状断面部４の内壁にリブ６１…を形成し、リブ６１の先端部６１ａからインストルメントパネル１の表面１ａまでの距離（奥行寸法）をＬ1とした状態を示す。
【００３３】
図１４は本発明に係るインストルメントパネル（第３実施例）に空気吹出し口部を組込んだ状態を示す断面図である。
空気吹出し口部５のフランジ５ａをリブ６１…の先端部６１ａ…に当てるだけで、空気吹出し口部５をインストルメントパネル１の凹状断面部４内の組込位置に高精度に組付けることができる。
【００３４】
前記実施例では一方の型を雌型２０、他方の型を雄型２１とした場合を説明したが、一方の型を雄型、他方の型を雌型としてもよい。
真空排気手段として真空ポンプ３１を使用した場合を説明したが、真空ポンプ３１に代えてブロアやファンを使用してもよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、真空排気手段を駆動することにより、表皮材と雌型の成形面との間の空気を排気通路を介して排気し、雌型の成形面に表皮材を真空吸着する。このとき、表皮材と雌型の成形面との間の空気を真空引き溝→排気通路を介して十分に排気することができる。このため、表皮材を凸部の成形面に強力に吸引して、表皮材の凹状断面の凸角部及び凹角部のそれぞれの丸みを小さくし、凸角部及び凹角部をシャープな角状に成形することができる。特に、凹状断面の凸角部は最もシャープな角形を要求される部位であるが、この真空引き方法によれば容易にシャープな角形とすることができる。
【００３６】
この結果、インストルメントパネルと組付部材との間に生じる隙間を小さくしてインストルメントパネルの外観を美観に優れたものとすることができる。また、凹状断面の形状を表皮材と基材との一体成形品に組込む組付部材に合せることができるので、表皮材と基材との一体成形品への組付部材の組付け精度を高めることができる。
また、真空吸着に使用する排気通路は、表皮材と基材との一体成形品を雌型の成形面から離型する離型手段の構成部材を兼用したものである。従って、真空吸着手段の構成を簡素化することができる。
【００３７】
請求項２は、真空引き溝を凸部の稜線に沿って形成したので、稜線に対応する位置の表皮材と基材との一体成形品の凹角部を真空引き溝で十分に吸引することができる。さらに、この真空引き溝は凸部の裾部近傍まで延びているので、表皮材と基材との一体成形品の表面近傍の凹角部の丸みを小さくして、この部位の凹角部をシャープな角状に成形することができる。特に、この凹角部は最も成形し難い部位であるが、この真空引き方法によれば容易にシャープな角状とすることができる。
【００３８】
この結果、インストルメントパネルの凹状断面の形状を、表皮材と基材との一体成形品に組込む組付部材に合せることができるので、表皮材と基材との一体成形品への組付部材の組付け精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車のインストルメントパネルの斜視図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】図２に示すインストルメントパネルを簡略化した断面図
【図４】本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置（第１実施例）の正面図
【図５】図４の５部拡大図
【図６】図５の６矢視図
【図７】本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置（第１実施例）の第１作用説明図
【図８】本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置（第１実施例）の第２作用説明図
【図９】本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置（第１実施例）の第３作用説明図
【図１０】本発明に係るインストルメントパネル（第１実施例）に空気吹出し口部を組付けた状態を示した断面図
【図１１】本発明に係る雌型（第２実施例）を示す平面図
【図１２】本発明に係る雌型（第３実施例）を示す平面図
【図１３】本発明に係る雌型（第３実施例）の作用説明図
【図１４】本発明に係るインストルメントパネル（第３実施例）に空気吹出し口部を組込んだ状態を示した断面図
【図１５】従来のインストルメントパネルに組付部材を組付けた状態を示す断面図
【符号の説明】
１…表皮材と基材との一体成形品（インストルメントパネル）、２…表皮材、３…基材、４…凹状断面（凹状断面部）、１０…表皮材と基材との一体成形品の製造装置、２０ａ，２１ａ，２６ａ…成形面、２０…一方の型（雌型）、２１…他方の型（雄型）、２２…金型、２３…挟持部材、２４…移動手段（挟持部材移動用シリンダ）、２６…凸部、２６ｂ…裾部、２６ｃ…稜線、２７…真空引き溝、２７ａ…裾部近傍、２８…イジェクトピン、２９…排気通路、３０…チャンバ、３１…真空排気手段（真空ポンプ）、３２…押出し板、３３…ガイドロッド、３４…戻しばね、３５…ノックアウトピン。
【発明の属する技術分野】
本発明は表皮材と基材との一体成形品、例えば車両のインストルメントパネルを成形するための製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のインストルメントパネルは、表皮材の裏面に基材を接合した表皮材と基材との一体成形品であり、各種メータ類や各種警告灯等（以下「組付部材」という）を組付ける関係で開口や凹状断面を含む部材である。このインストルメントパネルは、室内の乗員が常に目にするものなのでシャープな形状にして意匠的に優れたものとすることが好ましい。
【０００３】
この表皮材と基材との一体成形品の製造方法として、特開平３−２６２６１５号公報「自動車用内装部品の製造方法」が知られている。同公報の製造方法によれば、先ず表皮材を金型の成形面に真空吸着し、次に表皮材の裏面に溶融樹脂を注入し、次いで溶融樹脂を基材にプレス成形し、かつ基材と表皮材とを一体に接合してインストルメントパネルを製造する。続いて、インストルメントパネルを金型の成形面から離型して製造工程を完了する。
【０００４】
このインストルメントパネルに前記組付部材を組付けた状態を説明する。
図１５は従来のインストルメントパネルに組付部材を組付けた状態を示す断面図である。
インストルメントパネル１００はメータ等の組付部材１０３を組付ける為の凹状断面部１０１を備え、且つこの凹状断面部１０１の底部に開口１０２を備える。開口１０２内に組付部材１０３の本体１０３ａを組み込んで、凹状断面部１０１内に組付部材１０３のフランジ１０３ｂを押し込むことにより、インストルメントパネル１００に組付部材１０３を組付ける。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、インストルメントパネル１００の凹状断面部１０１は凸角部１０４や凹角部１０５が丸みをおびている。凹状断面部１０１を組付部材１０３のフランジ１０３ｂの形状に合せ難いので、組付部材１０３の組付け精度を高めることは困難である。また、インストルメントパネル１００に組付部材１０３を組込んだとき、組付部材１０３の周辺にできる凸角部１０６のコーナ形状の半径Ｒが比較的大きくなり意匠的に外観上好ましくない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、表皮材と基材との一体成形品への組付部材の組付け精度を高めることができ、さらに、組付部材の周辺にできる表皮材と基材との一体成形品の凸角部をシャープな角形として表皮材と基材との一体成形品の外観を美観に優れたものとする技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１は、金型の一方の型の成形面に凸部を設け、この凸部で表皮材を凹状断面を含む形状に真空成形した後、他方の型から溶融樹脂を供給し、金型を型締めして表皮材の裏面に溶融樹脂を回し、表皮材と基材との一体成形品を得る表皮材と基材との一体成形品の製造装置において、この製造装置は、前記凸部の成形面に真空引き溝を備え、この凸部を貫通した成形品払出しのためのイジェクトピンを備え、このイジェクトピンと凸部との間に前記真空引き溝につながる排気通路を備え、これら凸部及びイジェクトピンを有する一方の型に前記排気通路につながる真空排気手段を備え、前記真空排気手段を駆動して前記凸部の成形面と表皮面との間の空気を、前記真空引き溝から前記排気通路に排気することで、前記凸部の成形面に前記表皮材を真空吸着して前記凹状断面を形成し、この凹部断面の内壁に前記真空引き溝でリブを形成することを特徴とする表皮材と基材との一体成形品の製造装置である。
【０００８】
真空排気手段を駆動することにより、表皮材と雌型の成形面との間の空気を排気通路を介して排気し、雌型の成形面に表皮材を真空吸着する。このとき、表皮材と雌型の成形面との間の空気を真空引き溝→排気通路を介して十分に排気することができる。このため、表皮材を凸部の成形面に強力に吸引して、表皮材の凹状断面の凸角部及び凹角部のそれぞれの丸みを小さくし、凸角部及び凹角部をシャープな角状に成形することができる。特に、凹状断面の凸角部は最もシャープな角形が要求される部位であるが、この真空引き方法によれば容易にシャープな角形とすることができる。
また、真空吸着に使用する排気通路は、表皮材と基材との一体成形品を雌型の成形面から離型する離型手段の構成部材を兼用したものである。従って、真空吸着手段の構成を簡素化することができる。
【０００９】
請求項２は、凸部の成形面に設けた真空引き溝を、凸部の稜線に沿って形成し且つ凸部の裾部近傍まで延長したものであることを特徴とする。
【００１０】
真空引き溝を凸部の稜線に沿って形成したので、稜線に対応する位置の表皮材と基材との一体成形品の凹角部を真空引き溝で十分に吸引することができる。さらに、この真空引き溝は凸部の裾部近傍まで延びているので、表皮材と基材との一体成形品の表面近傍の凹角部の丸みを小さくして、この部位の凹角部をシャープな角状に成形することができる。特に、この凹角部は最も成形し難い部位であるが、この真空引き方法によれば容易にシャープな角状とすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は自動車のインストルメントパネルの斜視図である。
表皮材と基材との一体成形品としてのインストルメントパネル１は、開口１ａ，１ｂ，１ｃに図示しない各種メータ類、各種警告灯及び冷暖房用の空気吹出し口部等を組付ける部材であり、表皮材２の裏面に基材３を溶融接合した２層の一体成形品である。
【００１２】
図２は図１の２−２線断面図である。
インストルメントパネル１の表皮材２は、例えばシート厚さｔ1が０．３〜０．６ｍｍ程度のポリプロピレンやポリ塩化ビニルであり、基材３は、例えば厚さｔ2が２．０ｍｍ程度のポリプロピレンに充填材（タルク）を加えたものである。尚、４は冷暖房用の空気吹出し口部５（図１０参照）を組付ける凹状断面部であり、凹状断面部４に開口１ｃを備える。
【００１３】
図３は図２に示すインストルメントパネルを簡略化した断面図であり、図２の位置から時計回り方向に９０°回転した状態を示す。以下、この簡略化したインストルメントパネル１の断面を使用して本発明を説明する。なお、図２と同じ部材については同一符号を付す。
インストルメントパネル１は、成形品厚さがｔであり、図２で説明したように凹状断面部４を備える。
【００１４】
図４は本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置（第１実施例）の正面図である。
表皮材と基材との一体成形品の製造装置１０は、ベース１１と、ベース１１から立上げたコラム１２…（…は複数個を示す。以下同様。）と、これらのコラム１２…の上部に掛け渡したトッププレート１３と、コラム１２…に昇降可能に取り付けた昇降プレート１４と、昇降プレート１４の上面に固定した門型部材１５と、門型部材１５に連結して昇降プレート１４を昇降するための小径シリンダ１６と、小径シリンダ１６を必要に応じて強く下方に押し出す大径シリンダ１７と、昇降プレート１４の下面に設けた一方の型としての雌型２０と、ベース１１の上面に設けた他方の型としての雄型２１と、コラム１２に昇降自在に支持した表皮材２の挟持部材２３…と、挟持部材２３…を上下方向に移動する移動手段としての挟持部材移動用シリンダ２４…とからなる。雌型２０と雄型２１とで金型２２を構成する。
尚、前記小径シリンダ１６、大径シリンダ１７、雌型２０、雄型２１及び挟持部材２３については後述する。
【００１５】
小径シリンダ１６は金型２２を型開き、型組みする際に雌型２０を高速で上昇又は下降するもので、前記大径シリンダ１７は金型を型締めする際に強い力で型締めするものである。すなわち、大径シリンダ１７は、型締め時にピストンロッド１７ａに取り付けたクランプ爪１８を閉じて小径シリンダ１６とピストンロッド１７ａとを一体化し、大径シリンダ１７を作動さて強い力で型締めする部材である。
【００１６】
雌型２０は、成形面２０ａに設けた凸部２６と、凸部２６の成形面２６ａに設けた真空引き溝２７…（図５参照）とを設ける。この雌型２０は、凸部２６を貫通した成形品払出しのためのイジェクトピン２８と、イジェクトピン２８と凸部２６との間に設けた真空引き溝２７…につながる排気通路２９（図５参照）と、排気通路２９につながるチャンバ３０と、チャンバ３０に連結した真空排気手段としての真空ポンプ３１と、チャンバ３０内に設けてイジェクトピン２８を軸方向に移動する押出し板３２と、押出し板３２をガイドするガイドロッド３３…と、ガイドロッド３３…に設けて押出し板３２を復帰させる戻しばね３４…と、押出し板３２を押し出すノックアウトピン３５とを備える。
【００１７】
３６は昇降プレート１４に雌型２０を取付けるための取付け板、３７は取付け板３６と雌型２０の隙間をシールする第１シール部材、３８は押出し板３２と取付け板３６との隙間をシールする第２シール部材である。また、３９はノックアウトピンを昇降するノックアウトピン用シリンダである。
【００１８】
雄型２１は、成形面２１ａに設けた凹部４２と、成形面２１ａに開口した溶融樹脂の射出口４３とを設ける。この雄型２１は、射出口４３に連結した溶融樹脂供給機構４４と、雄型２１に摺動自在に取付けた第３シール部材４５と、第３シール部材４５を雌型２０へ押圧する圧縮ばね４６…とを備える。
【００１９】
挟持部材２３は、挟持部材移動用シリンダ２４…のピストンロッド２４ａ…先端に連結し且つ左右のコラム１２…に昇降可能に取り付けたスライダ５０…と、スライダ５０…に固定した挟持用下クランプ５１…と、挟持用下クランプ５１…の上方に昇降自在に支持した挟持用上クランプ５２…と、スライダ５０…に取付けてピストンロッド５３ａ…を挟持用上クランプ５２…に連結した挟持用シリンダ５３…とからなる。
すなわち、挟持部材２３は、挟持用シリンダ５３…のピストンロッド５３ａ…を伸ばすことにより挟持用上クランプ５２…が下降して挟持用上クランプ５２…と挟持用下クランプ５１…とで表皮材２を挟持する部材である。
【００２０】
図５は図４の５部拡大図であり、雌型２０の成形面２０ａに凸部２６を形成し、凸部２６の成形面２６ａに真空引き溝２７…を設け、イジェクトピン２８と凸部２６との間に真空引き溝２７…につながる排気通路２９を設け、さらに排気通路２９につながるチャンバ３０を備え、真空引き溝２７…が凸部２６の裾部２６ｂの近傍、すなわち、図８に示す表皮材２の凸角部４ａのＲ止まり位置（表皮材２の凹状断面部４を形成する縦壁の開始点）２７ａまで延びた状態を示す。
【００２１】
図６は図５の６矢視図であり、凸部２６の成形面２６ａに形成した真空引き溝２７…を示した図である。
凸部２６は、先端部を略矩形状に形成し、壁部に４つの凸角部（以下、「稜線」という。）２６ｃ…（図１１も参照）を備える。凸部２６は先端部に略Ｘ字状に延長した真空引き溝２７…を備え、この真空引き溝２７…は稜線部２６ｃ…に沿って形成され且つ凸部２６の裾部２６ｂまで延長された溝である。
【００２２】
次に、本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置（第１実施例）の作用を説明する。
図７（ａ）〜（ｂ）は本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置（第１実施例）の第１作用説明図である。
（ａ）において、表皮材２を左右の挟持部材２３，２３で挟持し、この表皮材２を型開きした金型２２内（雌型２０と雄型２１との間）に配置する。この場合、左右の挟持部材２３，２３を金型２２の外側に配置したので左右の挟持部材２３，２３間の間隔Ｌ1を大きく設定することができる。従って、左右の挟持部材２３，２３で挟持した表皮材２の長さを大きく設定して、表皮材２の単位長さ当りの延びを小さく抑えることができる。
【００２３】
（ｂ）において、左右の挟持部材２３，２３を図示の位置（プレス成形位置）まで矢印▲１▼方向に下降して表皮材２を雄型２１に被せる。この左右の挟持部材２３，２３を金型２２から独立させたことにより、金型２２の型締め速度よりゆっくり下降して表皮材２をゆっくり延ばすことができる。次に、雌型２０を左右の挟持部材２３，２３と同様に矢印▲１▼方向に下降して型締めすることにより表皮材２を予備的にプレス成形する。
【００２４】
図８（ａ）〜（ｂ）は本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置（第１実施例）の第２作用説明図である。
（ａ）において、真空ポンプ３１を駆動しながら雌型２０を矢印▲２▼方向に上昇する。真空ポンプ３１の駆動により、表皮材２と雌型２０の成形面２０ａとの間の空気を排気通路２９→チャンバ３０を介して排気し、雌型２０の成形面２０ａに表皮材２を真空圧６０Ｔｏｒｒで真空吸着する。
【００２５】
（ｂ）において、表皮材２と雌型２０の成形面２０ａとの間の空気を真空引き溝２７…→排気通路２９→チャンバ３０を介して十分に排気することができる。この場合、真空引き溝２７…は、表皮材２の凸角部４ａのＲ止まり位置２７ａまで延長しているので、表皮材２を凸部２６の成形面２６ａに強力に吸引することができる。従って、表皮材２に形成した凹状断面部４頂部の凸角部４ａと凹状断面部４底部の凹角部４ｂとのそれぞれの丸みを小さくしてシャープな角状に成形する。特に、凹状断面部４の凸角部４ａはシャープな角形を要求される部位であるが、この真空引き方法によれば容易にシャープな角形とすることができる。
また、図６に示すように真空引き溝２７…は、稜線２６ｃ…に沿って形成されているので、凹状断面部４の凸角部４ａ同士が交差する表皮材２の表面近傍の凹角部４ｃ（図１３（ｂ）参照）の丸みを小さくしてシャープな角形に成形することができる。特に、凹角部４ｃは最も成形し難い部位であるが、この真空引き方法によれば容易にシャープな角形とすることができる。
【００２６】
図９（ａ）〜（ｂ）は本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置（第１実施例）の第３作用説明図である。
（ａ）において、前工程の真空吸着を継続しつつ、雌型２０を矢印▲３▼方向に下降して雌型２０を型締め位置より高い位置Ｐ1で停止する。この状態で、溶融樹脂供給機構４４を駆動して、雄型２１の成形面２１ａと表皮材２との間に溶融樹脂を注入する。
次に、雌型２０を位置Ｐ1から型締め位置まで下降して、表皮材２の裏面に溶融樹脂を回して基材３を成形することにより図３に示すインストルメントパネル１（表皮材と基材との一体成形品）を得る。
【００２７】
（ｂ）において、雌型２０を矢印▲４▼方向に上昇して型開きした後、ノックアウトピン用シリンダ３９を作動してノックアウトピン３５を矢印▲５▼方向に伸長する。従って、押出し板３２が矢印▲５▼方向に下降してイジェクトピン２８が矢印▲５▼方向に下降し、イジェクトピン２８の先端部が凸部２６の成形面２６ａから突出する。この結果、イジェクトピン２８の先端部がインストルメントパネル１の凹状断面部４を押し下げることにより、雌型２０の成形面２０ａに吸着していたインストルメントパネル１を雌型２０の成形面２０ａから離型する。
【００２８】
図１０は本発明に係るインストルメントパネル（第１実施例）に空気吹出し口部を組付けた状態を示した断面図である。
インストルメントパネル１は凹状断面部４の底部に空気吹出し口部５を組付けるための開口１ｃを形成するので、図９（ｂ）に示すイジェクトピン２８で押圧した箇所を除去することになる。従って、インストルメントパネル１の美観を損うことはない。
【００２９】
この凹状断面部４頂部の凸角部４ａと凹状断面部４底部の凹角部４ｂとをシャープな角状に成形したので、凹状断面部４に空気吹出し口部５を組付けたとき、空気吹出し口部５とインストルメントパネル１との間の隙間６の幅Ｗ1を狭くしてインストルメントパネル１を外観的美観に優れたものとすることができる。
また、凹状断面部４の形状をシャープにすることにより、凹状断面部４を空気吹出し口部５のフランジ５ａの形状に合せることができる。従って、空気吹出し口部５を凹状断面部４に高精度に組付けることができる。
さらに、真空引き溝２７…を凸部２６の稜線２６ｃ…に沿って形成したので、凹状断面部４の底部の谷間部を真空引き溝で吸引することになる。従って、真空引き溝２７…で吸引した部位が僅かに突起しても、この突起部と空気吹出し口部５との干渉を防ぐことができるので、空気吹出し口部５を高精度に組付けることができる。
【００３０】
次に、本発明に係る真空引き溝の第２実施例を説明する。
図１１は本発明に係る雌型（第２実施例）を示す平面図であり、第１実施例と同一類似部材については同一符号を付して説明を省略する。
真空引き溝５７…は、凸部２６の成形面に裾部２６ｂまで略十字状に延長したものである。第２実施例の場合も第１実施例と同様に凹状断面部４頂部の凸角部４ａと凹状断面部４底部の凹角部４ｂとをシャープな角状に成形できる。
なお、２６ｃ…は図６で説明した稜線を示す。
【００３１】
次いで、本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置の第３実施例を説明する。
図１２は本発明に係る雌型（第３実施例）を示す平面図であり、第１実施例と同一類似部材については同一符号を付して説明を省略する。
第３実施例は、真空引き溝６０…を第１実施例と同様に成形面２６ａに略Ｘ字状に延長し、その先端部６０ａ…を凸部２６の裾部２６ｂに到達する手前の位置まで延ばして裾部２６ｂと先端部６０ａとの間に間隔Ｌ1を開けたことを特徴とする。
【００３２】
図１３（ａ）〜（ｂ）は本発明に係る雌型（第３実施例）の作用説明図である。
（ａ）は、表皮材２を雌型２０の凸部２６に真空吸着するとき、例えば真空吸着時間を長くすることにより、表皮材２を真空引き溝６０…内に吸着した状態を示す。この結果、凹状断面部４の内壁にリブ６１…を形成する。
（ｂ）は、凹状断面部４の内壁にリブ６１…を形成し、リブ６１の先端部６１ａからインストルメントパネル１の表面１ａまでの距離（奥行寸法）をＬ1とした状態を示す。
【００３３】
図１４は本発明に係るインストルメントパネル（第３実施例）に空気吹出し口部を組込んだ状態を示す断面図である。
空気吹出し口部５のフランジ５ａをリブ６１…の先端部６１ａ…に当てるだけで、空気吹出し口部５をインストルメントパネル１の凹状断面部４内の組込位置に高精度に組付けることができる。
【００３４】
前記実施例では一方の型を雌型２０、他方の型を雄型２１とした場合を説明したが、一方の型を雄型、他方の型を雌型としてもよい。
真空排気手段として真空ポンプ３１を使用した場合を説明したが、真空ポンプ３１に代えてブロアやファンを使用してもよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、真空排気手段を駆動することにより、表皮材と雌型の成形面との間の空気を排気通路を介して排気し、雌型の成形面に表皮材を真空吸着する。このとき、表皮材と雌型の成形面との間の空気を真空引き溝→排気通路を介して十分に排気することができる。このため、表皮材を凸部の成形面に強力に吸引して、表皮材の凹状断面の凸角部及び凹角部のそれぞれの丸みを小さくし、凸角部及び凹角部をシャープな角状に成形することができる。特に、凹状断面の凸角部は最もシャープな角形を要求される部位であるが、この真空引き方法によれば容易にシャープな角形とすることができる。
【００３６】
この結果、インストルメントパネルと組付部材との間に生じる隙間を小さくしてインストルメントパネルの外観を美観に優れたものとすることができる。また、凹状断面の形状を表皮材と基材との一体成形品に組込む組付部材に合せることができるので、表皮材と基材との一体成形品への組付部材の組付け精度を高めることができる。
また、真空吸着に使用する排気通路は、表皮材と基材との一体成形品を雌型の成形面から離型する離型手段の構成部材を兼用したものである。従って、真空吸着手段の構成を簡素化することができる。
【００３７】
請求項２は、真空引き溝を凸部の稜線に沿って形成したので、稜線に対応する位置の表皮材と基材との一体成形品の凹角部を真空引き溝で十分に吸引することができる。さらに、この真空引き溝は凸部の裾部近傍まで延びているので、表皮材と基材との一体成形品の表面近傍の凹角部の丸みを小さくして、この部位の凹角部をシャープな角状に成形することができる。特に、この凹角部は最も成形し難い部位であるが、この真空引き方法によれば容易にシャープな角状とすることができる。
【００３８】
この結果、インストルメントパネルの凹状断面の形状を、表皮材と基材との一体成形品に組込む組付部材に合せることができるので、表皮材と基材との一体成形品への組付部材の組付け精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車のインストルメントパネルの斜視図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】図２に示すインストルメントパネルを簡略化した断面図
【図４】本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置（第１実施例）の正面図
【図５】図４の５部拡大図
【図６】図５の６矢視図
【図７】本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置（第１実施例）の第１作用説明図
【図８】本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置（第１実施例）の第２作用説明図
【図９】本発明に係る表皮材と基材との一体成形品の製造装置（第１実施例）の第３作用説明図
【図１０】本発明に係るインストルメントパネル（第１実施例）に空気吹出し口部を組付けた状態を示した断面図
【図１１】本発明に係る雌型（第２実施例）を示す平面図
【図１２】本発明に係る雌型（第３実施例）を示す平面図
【図１３】本発明に係る雌型（第３実施例）の作用説明図
【図１４】本発明に係るインストルメントパネル（第３実施例）に空気吹出し口部を組込んだ状態を示した断面図
【図１５】従来のインストルメントパネルに組付部材を組付けた状態を示す断面図
【符号の説明】
１…表皮材と基材との一体成形品（インストルメントパネル）、２…表皮材、３…基材、４…凹状断面（凹状断面部）、１０…表皮材と基材との一体成形品の製造装置、２０ａ，２１ａ，２６ａ…成形面、２０…一方の型（雌型）、２１…他方の型（雄型）、２２…金型、２３…挟持部材、２４…移動手段（挟持部材移動用シリンダ）、２６…凸部、２６ｂ…裾部、２６ｃ…稜線、２７…真空引き溝、２７ａ…裾部近傍、２８…イジェクトピン、２９…排気通路、３０…チャンバ、３１…真空排気手段（真空ポンプ）、３２…押出し板、３３…ガイドロッド、３４…戻しばね、３５…ノックアウトピン。
Claims (2)
- 金型の一方の型の成形面に凸部を設け、この凸部で表皮材を凹状断面を含む形状に真空成形した後、他方の型から溶融樹脂を供給し、金型を型締めして表皮材の裏面に溶融樹脂を回し、表皮材と基材との一体成形品を得る表皮材と基材との一体成形品の製造装置において、
この製造装置は、
前記凸部の成形面に真空引き溝を備え、この凸部を貫通した成形品払出しのためのイジェクトピンを備え、このイジェクトピンと凸部との間に前記真空引き溝につながる排気通路を備え、これら凸部及びイジェクトピンを有する一方の型に前記排気通路につながる真空排気手段を備え、
前記真空排気手段を駆動して前記凸部の成形面と表皮面との間の空気を、前記真空引き溝から前記排気通路に排気することで、
前記凸部の成形面に前記表皮材を真空吸着して前記凹状断面を形成し、この凹部断面の内壁に前記真空引き溝でリブを形成することを特徴とする表皮材と基材との一体成形品の製造装置。 - 前記凸部の成形面に設けた真空引き溝は、凸部の稜線に沿って形成し且つ凸部の裾部近傍まで延長したものであることを特徴とする請求項１記載の表皮材と基材との一体成形品の製造装置。
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