JP3767884B2 - 積層成形体の成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、積層成形体の成形方法に係り、特に、成形用下型に真空圧を２段で作用させることにより、芯材表面に表皮材を強固に圧着固定できる積層成形体の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７はドアインナーパネルに内装される自動車用ドアトリム１を示す正面図であり、自動車用ドアトリム１は、図８に示すように、所望の曲面形状に成形され、適度の保形性と車体パネルへの取付剛性を備えた芯材２の表面に、クッション性並びに良好な表面外観を備えた表皮材３を貼着して構成されている。
【０００３】
そして、上記芯材２及び表皮材３の成形方法並びに成形素材としては、芯材２は通気性を有する木質系繊維板を使用し、表皮材３は、塩ビシート、あるいはＴＰＯ（サーモプラスチックオレフィン）シート等のトップ層の裏面にポリエチレンフォーム等の発泡層を裏打ちした積層シート材料が使用されている。
【０００４】
そして、木質系繊維板を素材として、ホットプレス成形により芯材２を所要形状に成形した後、真空成形により芯材２の表面に沿って表皮材３を貼着している。
【０００５】
図９は、芯材２の表面に表皮材３を貼着する成形装置を示すもので、成形装置４は、成形用上下型５，６がそれぞれ上下動可能に設けられており、成形用上型５には、圧空機構７が、また、成形用下型６には、真空吸引機構８がそれぞれ設けられている。
【０００６】
上記圧空機構７は、成形用上型５に配管された圧空用配管７ａと、これと接続する圧空用タンク７ｂ、及び圧空用配管７ａに設けられている開閉バルブ７ｃとから構成されており、成形用上型５の型面には、圧空用孔５ａが開設されている。
【０００７】
一方、真空吸引機構８は、真空吸引用配管８ａと、これと接続する真空タンク８ｂ、及び真空吸引用配管８ａに設けられている開閉バルブ８ｃとから構成されており、成形用下型６の型面にも多数の真空吸引用孔６ａが開設されている。
【０００８】
そして、ドアトリム１を成形するには、成形用下型６上に予め所要形状に成形された芯材２をセットする。尚、この芯材２の表面側には接着剤が塗布されている。
【０００９】
そして、この芯材２の上方に表皮材３の周縁を図示しないクランプ機構により保持して位置決めした後、成形用下型６を上昇操作及び成形用上型５を下降操作して、表皮材３の周縁部分をシールした後、芯材２と表皮材３との間に介在するエアを真空吸引機構８を介して外部に抜気することにより、芯材２の表面に表皮材３を圧着固定している。
【００１０】
このとき、図１０に示すように、表皮材３の形状出しにより容積変化が生じ、成形用下型６に作用させる真空圧が経時的に低下する（図中符号ａの範囲）が、これを補うために、図１０のグラフの斜線で示す負圧として、圧空機構７を通じて成形用上型５から表皮材３の表面にエアを適度のエア圧で吹きかけることにより、次の成形までに真空圧を−７６０ｍｍＨｇに維持するようにしている（図１０中圧空アシストの範囲を符号ｂで示す）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の成形方法においては、表皮材３を芯材２の表面形状になじませる際に、真空タンク８ｂ内の負圧が低下し、その残りの負圧で圧着するには負圧不足であるため、圧空機構７からエア圧をかけることにより、芯材２の表面に表皮材３を圧着固定しているが、成形用上型５に圧空機構７を設ける型構造上、エア漏れ対策としてのシール構造並びに圧力対策上、補強構造が成形用上型５に必要となり、更に、圧空アシスト対応のためプレス圧が多大となり、しかも、圧空、真空の切替え装置を追加するなど、成形用上型５の型費が高騰化するという問題点が指摘されている。
【００１２】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、芯材表面に表皮材を貼着してなる積層成形体の成形方法であって、成形用下型に真空吸引機構のみを付設することにより、成形用上型の圧空機構を廃止することができ、成形装置の構造を簡素化でき、型加工費を大幅に低減できる積層成形体の成形方法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願の請求項１に記載の発明は、芯材表面に表皮材を真空成形により貼着してなる積層成形体の成形方法であって、成形用下型上に芯材をセットした後、その上方に表皮材の周縁をクランプ装置により保持した状態で位置決めし、成形用上下型を係合した後、プライマリー真空タンクから成形用下型に真空吸引力を作用させ、芯材の表面形状に沿って表皮材をなじませる表皮材の形状出し工程と、プライマリー真空タンクからセカンダリー真空タンクに切り替え、セカンダリー真空タンクから成形用下型に真空圧をかけて、芯材表面に対して表皮材を圧着する表皮材の圧着工程と、からなることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、表皮材の形状出し工程後、プライマリー真空タンク内の負圧が所定値以下に低下したことを検知し、制御装置によりプライマリー真空タンク側の開閉バルブと閉鎖すると同時に、セカンダリー真空タンク側の開閉バルブを開放操作して、成形用下型にセカンダリー真空タンクからの負圧を作用させることを特徴とする。
【００１５】
更に、請求項３に記載の発明は、成形用下型の真空吸引用配管に３ポート切替えバルブが設けられており、制御装置からの指令により、３ポート切替えバルブを制御し、成形用下型に対してプライマリー真空タンクとセカンダリー真空タンクを交互に切替え接続することを特徴とする。
【００１６】
以上の構成から明らかなように、本発明によれば、まず成形用下型に接続するプライマリー真空タンクを駆動させて、芯材の表面形状に沿って表皮材をなじませることができる。
【００１７】
次いで、芯材表面に表皮材をなじませた後、プライマリー真空タンクの負圧が低下するが、プライマリー真空タンクの負圧が所定値に到達すれば、成形用下型とセカンダリー真空タンクとが接続するように切り替わる。そして、上記セカンダリー真空タンクが真空駆動時には、芯材表面に対して表皮材が十分なじんでおり、容積変化がほとんどないため、負圧が低下することがなく、所定の負圧を表皮材に対して作用させることができる。
【００１８】
従って、本発明方法によれば、成形用下型にプライマリー真空タンクとセカンダリー真空タンクを切替え機構を介して交互に接続することにより、成形用上型に圧空機構を設ける必要がなく、エア漏れ対策のシール構造や圧力対策の補強構造、及びプレス圧を高圧力に設定したりする必要がなく、圧空アシスト回路を追加する必要もない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る積層成形体の成形方法の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
尚、本発明方法の適用対象としては、従来例と同様、芯材２の表面に表皮材３を真空成形により貼着してなる自動車用ドアトリム１の成形工程について準用する。
【００２１】
図１は本発明方法に使用する成形装置の概略構成を示す説明図、図２は本発明方法のタイムチャート図、図３乃至図５は本発明方法の各工程を示す説明図、図６は本発明方法に使用する成形装置の別実施形態を示す説明図である。
【００２２】
まず、図１において、本発明方法に使用する成形装置の概略構成について説明すると、成形装置１０は、成形用上型２０と成形用下型３０と、成形用下型３０に選択的に接続されるプライマリー真空タンク４０と、セカンダリー真空タンク５０及びそれらを切替え制御する制御装置６０とから構成されている。
【００２３】
更に詳しくは、成形用上型２０は、上側テーブル２１が図示しない昇降用シリンダ（図示せず）に連結され、所定ストローク上下動可能であり、成形用下型３０においても、昇降用シリンダ（図示せず）に接続される下側テーブル３１により所定ストローク上下動可能である。
【００２４】
また、この成形用下型３０の型面には、所定ピッチで真空吸引孔３２が開設され、真空吸引孔３２は、内部空気室３３と連通し、この内部空気室３３は、外部の真空吸引機構と真空吸引用配管３４を介して接続されている。
【００２５】
詳しくは、この真空吸引用配管３４は、２台の真空タンク（プライマリー真空タンク４０、セカンダリー真空タンク５０）との間で交互に切替え可能に設けられている。
【００２６】
すなわち、真空吸引用配管３４はプライマリー真空タンク４０のプライマリー側配管４１とセカンダリー真空タンク５０のセカンダリー側配管５１とに分岐しており、各配管４１，５１には、それぞれ開閉バルブ４２，５２が設けられ、これら開閉バルブ４２，５２の開閉タイミングは、制御装置６０からの指令により開閉操作される。
【００２７】
ところで、本発明は、従来例で説明した自動車用ドアトリム１において、芯材２の表面に表皮材３を強固に圧着固定できる真空成形方法を提供することが目的であり、図２に示すように、プライマリー真空タンク４０を使用した図２のグラフ中Ａで示す表皮材３をなじませる工程と、セカンダリー真空タンク５０を使用した図２のグラフ中Ｂで示す表皮材３の圧着工程とからなり、制御装置６０により成形用下型３０に対して双方の真空タンク４０，５０を交互に切り替え、表皮材３を芯材２の表面に強固に圧着固定できるようにしたことが特徴である。
【００２８】
すなわち、図３乃至図５に基づいて、本発明方法の各工程について説明すると、まず、成形用上下型２０，３０が型開き状態にあるとき、図３に示すように、成形用下型３０に芯材２をセットする。このとき、芯材２の表面には、接着剤ａが塗布されている。
【００２９】
そして、その上方に表皮材３の周縁をクランプ装置７０により保持した状態で位置決めする。尚、このとき、プライマリー真空タンク４０及びセカンダリー真空タンク５０は、各開閉バルブ４２，５２が閉鎖状態である。
【００３０】
次いで、成形用上下型２０，３０の型内に芯材２及び表皮材３をセットした後、成形用上型２０が下降動作すると同時に成形用下型３０も上昇動作し、成形用上下型２０，３０が型締めされ、この成形用上下型２０，３０により、表皮材３の周縁部分がシールされた状態で芯材２の表面に表皮材３が重ね合わされる。
【００３１】
そして、このとき、制御装置６０からの指令により、プライマリー真空タンク４０の開閉バルブ４２が開放されて、プライマリー真空タンク４０の負圧が真空吸引用配管３４を通じて成形用下型３０に作用し、図４に示すように、芯材２の表面形状に表皮材３がなじむことにより、表皮材３の形状出しが行なわれる。
【００３２】
以上が図２に示すグラフのＡに相当する表皮材３の形状出し工程であり、この形状出し工程において、プライマリー真空タンク４０内の負圧は、−７６０ｍｍＨｇから急激に低下する。
【００３３】
そして、プライマリー真空タンク４０内の負圧が所定値以下に達したことをセンサ（圧力検知センサ）が検知して、制御装置６０に信号が入力されれば、制御装置６０からの指令により、プライマリー真空タンク４０の真空稼動を停止するように開閉バルブ４２を閉鎖させると同時に、セカンダリー真空タンク５０側の開閉バルブ５２を開放操作させる指令を出す。
【００３４】
従って、セカンダリー真空タンク５０の真空駆動が始まれば、図５に示すように、セカンダリー真空タンク５０内の負圧がセカンダリー側配管５１、真空吸引用配管３４を通じて成形用下型３０に作用するため、図２中のグラフでＢで示すように、−７６０ｍｍＨｇの負圧を一定時間表皮材３に作用させることができ、表皮材３を芯材２の表面に強固に圧着固定する圧着工程を忠実に実行できる。
【００３５】
このように、本発明方法によれば、芯材２の表面に表皮材３を真空成形により貼着する際、プライマリー真空タンク４０を真空駆動させることにより、表皮材３を芯材２の表面に忠実になじませる形状出し工程と、プライマリー真空タンク４０内の負圧の低下を検知して、セカンダリー真空タンク５０に切り替え、セカンダリー真空タンク５０内の負圧を表皮材３に作用させて、表皮材３を強固に芯材２の表面に圧着固定するというものであるから、表皮材３は浮き等の成形不良が生じることがなく、また、表皮材３の剥離等の不具合も未然に防止できる良好な圧着成形が可能となる。
【００３６】
更に、本発明方法では、成形用下型３０にプライマリー真空タンク４０とセカンダリー真空タンク５０とを交互に切替え可能に接続するという構成を採用したため、従来のように成形用上型２０に圧空機構を設ける構造に比べ、金型構造を簡素化でき、型費も低減できるなどのコストメリットも大きい。
【００３７】
次いで、図６は本発明方法に使用する成形装置１０の別実施形態を示すもので、この成形装置１０においては、成形用下型３０から配管される真空吸引用配管３４に対して、プライマリー側配管４１とセカンダリー側配管５１との接合部に３ポート切替えバルブ８０を配置する構成を採用している。
【００３８】
従って、真空成形前の状態とプライマリー真空タンク４０の駆動状態と、セカンダリー真空タンク５０の駆動状態の３つの状態を制御装置６０からの指令により、３ポート切替えバルブ８０をそれぞれ切り替え、上述した成形方法に適用できる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明に係る積層成形体の成形方法によれば、成形用下型にプライマリー真空タンクとセカンダリー真空タンクの２基の真空タンクを交互に切替え可能に接続して、２段で真空圧を付与するというものであるから、芯材表面に表皮材を貼着する際、表皮材を芯材表面形状になじませる形状出し工程と、表皮材を芯材形状になじませた後、芯材表面に表皮材を圧着させる圧着工程を確実に実行でき、表皮材の浮きや剥離等の成形不良が生じることなく、積層成形体を良好に成形できるという効果を有する。
【００４０】
更に、本発明方法によれば、成形用上型に圧空機構を設ける必要がないため、圧空機構に付随するシール構造やプレス圧の強化並びに圧空回路等の構造が不要となり、構造の簡素化に伴なう型費の大幅なコストダウンを招来できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法に使用する成形装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明方法の工程を示すタイムチャート図である。
【図３】本発明方法における素材のセット工程を示す説明図である。
【図４】本発明方法における表皮材の形状出し工程を示す説明図である。
【図５】本発明方法における表皮材の圧着工程を示す説明図である。
【図６】本発明方法に使用する成形装置の別実施形態の全体構成を示す説明図である。
【図７】自動車用ドアトリムの正面図である。
【図８】自動車用ドアトリムの構成を示す断面図である。
【図９】従来の成形装置の全体構成を示す説明図である。
【図１０】従来の成形方法のタイムチャート図である。
【符号の説明】
１ 自動車用ドアトリム
２ 芯材
３ 表皮材
１０ 成形装置
２０ 成形用上型
２１ 上側テーブル
３０ 成形用下型
３１ 下側テーブル
３２ 真空吸引孔
３３ 内部空気室
３４ 真空吸引用配管
４０ プライマリー真空タンク
４１ プライマリー側配管
４２ 開閉バルブ
５０ セカンダリー真空タンク
５１ セカンダリー側配管
５２ 開閉バルブ
６０ 制御装置
７０ クランプ装置
８０ ３ポート切替えバルブ

Claims (3)

1. 芯材（２）表面に表皮材（３）を真空成形により貼着してなる積層成形体（１）の成形方法であって、成形用下型（３０）上に芯材（２）をセットした後、その上方に表皮材（３）の周縁をクランプ装置により保持した状態で位置決めし、成形用上下型（２０，３０）を係合した後、プライマリー真空タンク（４０）から成形用下型（３０）に真空吸引力を作用させ、芯材（２）の表面形状に沿って表皮材（３）をなじませる表皮材の形状出し工程と、
   プライマリー真空タンク（４０）からセカンダリー真空タンク（５０）に切り替え、セカンダリー真空タンク（５０）から成形用下型（３０）に真空圧をかけて、芯材（２）表面に対して表皮材（３）を圧着する表皮材の圧着工程と、
   からなることを特徴とする積層成形体の成形方法。
2. 表皮材（３）の形状出し工程後、プライマリー真空タンク（４０）内の負圧が所定値以下に低下したことを検知し、制御装置（６０）によりプライマリー真空タンク（４０）側の開閉バルブ（４２）を閉鎖すると同時に、セカンダリー真空タンク（５０）側の開閉バルブ（５２）を開放操作して、成形用下型（３０）にセカンダリー真空タンク（５０）からの負圧を作用させることを特徴とする請求項１に記載の積層成形体の成形方法。
3. 成形用下型（３０）の真空吸引用配管（３４）に３ポート切替えバルブ（８０）が設けられており、制御装置（６０）からの指令により、３ポート切替えバルブ（８０）を制御し、成形用下型（３０）に対してプライマリー真空タンク（４０）とセカンダリー真空タンク（５０）を交互に切替え接続することを特徴とする請求項１に記載の積層成形体の成形方法。

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