JP4117796B2

JP4117796B2 - 内装品の真空成形方法及び真空成形機

Info

Publication number: JP4117796B2
Application number: JP2004103239A
Authority: JP
Inventors: 隆英小林
Original assignee: Kanto Auto Works Ltd
Current assignee: Toyota Motor East Japan Inc
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: JP2005288727A

Description

本発明は、吸気路を分散形成された基材をその形状に対応した真空吸引型にセットし、表皮に発泡層を接着させた表皮材を基材の表面にセットし、表皮材を基材に真空吸引により吸着させた状態で接着して自動車のドアトリム、インストルメントパネル等の内装品を製作するための内装品の真空成形方法及び真空成形機に関するものである。

図７を基に、この種の従来の表皮材の真空成形方法により、デフロスタを脱着可能に収納するケース状のデフロスタ収納部２ａを備えたインストルメントパネル９を製作する真空接着工程を説明する。このインストルメントパネルは、例えばＴＰＯ（サーモプラスチックオレフィン）製の表皮１にＰＰフォーム（ポリプロピレン発泡体）製の発泡層２を接合した表皮材３をプレート状の基材４に接着して３層で製作されている。一体成形に際して、表皮材３は、真空吸引型により加温軟化状態で真空吸引して賦形して製作される（同図Ａ）。その際、表皮材３には、真空吸引型の型面形状により、デフロスタ収納部２ａが形成されると共に、デフロスタの係合溝の形状に対応したアンダカット部２ｂが形成され、一方基材４は射出成形された例えばＰＰ（ポリプロピレン）製であり、後処理の穿孔により吸気路が分散形成され、真空吸引型５の凸型５ａにセットされる（同図Ｂ）。基材４には、デフロスタに対応したデフロスタ収納部４ａが成形されている。

次いで、基材４に接着剤を噴霧して、同図Ｃに示すように、表皮材３をセットして真空引きすることにより、表皮材３が基材４に吸着されて接着され、３層のインストルメントパネル９が製作される。その際、表皮材３の真空成型時に、アンダカット部２ｂに沿って発泡層２が膨張変形することにより、デフロスタ収納部４ａには基材４に接着されない空洞部が形成され、剥がれの原因になったり、表皮１が変形したり或いは筋を発生させる場合がある。さらに、デフロスタを装着する際に変形して外れ易くなることもある。

文献１には、表皮材を支持具で扁平状に引張支持し、通気自在な基板を真空接着型の凸型面に組み付け、布地材を真空接着型の凸型面と部分的に相似する受け型の型面に組み付け、基板の真空接着型と、布地材が組み付けられた受け型とを加温軟化状態の表皮材に向けて両側から移動し、表皮材を真空接着型で基材の板面に真空引き接着する工程内で、布地材を表皮材の所定部分に押圧接着する部分布貼り車内装部材の製造方法が開示されている。この方法によれば、布地材が表皮材に部分布貼りされるだけでなく、表皮材を予め成形加工しておかなくても、軟化状態で基板表面に吸着状態で接着されることにより、空洞の発生は抑制されるが、逆に表皮材のみでアンダカット部２ｂを形成するのは不可能になる。特許文献２により、アンダカット部を有する芯材もしくは基材に空洞部を残すことなく表皮材を密着状態で接着するために、接着剤が塗布された芯材を雄型にセットし、雌型側へ相対的に移動させることにより雄型と雌型との間に張られた表皮を芯材に接触させると共に、雌型側から真空吸引し、次にその真空吸引を停止した後、雄型側から真空吸引する真空成形法が提案されている。
特開平１０−３４７４１号公報特開平６−３４４３３号公報

しかしながら、特許文献２による真空成形は、雄雌双方の型から吸引することにより、基材の外側面の凹凸に表皮を密着させ、また表皮面も賦形することができるが、例えば凹部内の周壁のアンダカット部等の凹凸に対する密着接着は不可能であり、いずれにしても真空成形機に付加構成を要する。

そこで、本出願人は、特願２００３−３４１６７２により、扁平状に支持された熱可塑性の表皮材に対して上下方向の両側に、基材用真空吸引型と、表皮の所定の表面形状に対応する型面を有する表皮材用真空吸引型とを対向状態に設け、表皮材を加温処理により軟化させた状態で、基材用真空吸引型及び表皮材用真空吸引型を型締めし、これらの真空吸引型により型締め状態で両側から真空吸引することを提案した。

これにより、発泡層の裏面は接着剤で基材用真空吸引型にセットされた基材に真空吸引により吸着状態で接着されると共に、表皮材は、表皮材用真空吸引型の型面に真空吸引により吸着されて賦形され、表皮材の真空成形の前工程が不要となると共に、表皮が表皮材用真空吸引型の型面に沿って賦形される。また、表面品質が向上するだけでなく、基材表面に対して非相似形状に形成することもでき、したがって周壁付き開口部の例えば前述のデフロスタ収納部において、両側からの吸引により空洞が吸収されたアンダカット部２ｂが形成され、また冷却後の真空吸引型の型開き時にはアンダカット部２ｂが圧縮して型開きが許容される。

しかしながら、前述の本出願人の発明により基材用真空吸引型と略同時に型締めを行う表皮材用真空吸引型に対して型開き方向がインストルメントパネルの例えばメータフードの開口部に沿った方向に設定される等により、剛性のプレート状基材に形成された開口部の一部の周壁が表皮材用真空吸引型に対してアンダカット部を形成すると、その型開きが不可能になる場合がある。その際、通常の方法により、図８に示すように、表皮材用真空吸引型６３にアンダカット周壁部６１付きのデフロスタ収納部６０用のスライドコア６５を構成する場合、表皮材を加温軟化させた状態で型締めしたのに次いでスライドコア６５をデフロスタ収納部６０に前進させて、表皮材１，２を部分的に伸展させて一体成形すると、その深さによってはデフロスタ収納部６０の発泡層２の膨張度が大きくなって、脱形後の収縮度合が部分的に大きくなって表面品質が低下する恐れがある。また、表皮材用真空吸引型６３及びスライドコア６５の双方の金型境界線である所謂ＰＬ（パーティングライン）に、段差或はバリを生じて外観を損なう可能性がある。

そこで、本発明は、前述の本出願人の発明をさらに発展させて、内装品の表皮材を加温軟化させた状態で、基材用及び表皮材用真空吸引型の型締め状態で両側から真空吸引することにより表皮材を基材へ真空接着させ、表皮材を表皮材用真空吸引型の型面に沿って賦形する際に、アンダカット部を形成する周壁を備える開口部をスライドコアにより賦形する場合でも、パーティングラインを開口部の内側に設定可能にする内装品の真空成形方法及び真空成形機を提供することを目的とする。

本発明は、この目的を達成するための真空成形方法としては、請求項１により、扁平状に支持された熱可塑性の発泡層付き表皮材に対して上下方向の両側の一方に、吸気路が分散形成された基材がセットされた基材用真空吸引型が、他方には扁平状に対して賦形すべき表皮全域の表面形状に対応する型面を有する表皮材用真空吸引型が対向状態に設けられ表皮材を加温処理により軟化させた状態で、基材用真空吸引型及び表皮材用真空吸引型を型締めして両側から真空吸引することにより、発泡層を基材に接着すると共に表皮材を表皮材用真空吸引型の型面に沿って賦形する内装品の真空成形方法において、基材の裏面側に突出する周壁付きで、かつその一部が表皮材用真空吸引型の型開き方向に対して負角になるアンダカット部を形成し、またこのアンダカット部の両側部が周壁のコーナ部を形成している内装品を製作するための真空成形方法であって、開口部に対応する表皮材用真空吸引型の凸状型部分に、アンダカット部入口領域の表皮材を型開き可能に賦形する負角賦形部を形成し、両側のコーナ部において負角賦形部に対面する領域よりも末端側の基材のアンダカット部に、負角を解除するように突出する突出部をそれぞれ形成し、これらの突出部間でアンダカット部入口領域より末端側のアンダカット部の表皮材を前進位置で賦形するスライドコアを、負角賦形部とでスライドコアを包囲するように凸状型部分に形成された空洞状ガイド部にスライド可能にガイドさせると共に、凸状型部分の両側部を負角賦形部の両側部にそれぞれ連続し、かつ突出部に対面するように形成し、スライドコアを前進させた型締め状態で真空吸引を行った後に、スライドコアを後退させると共に負角賦形部で発泡層を圧縮させて凸状型部分を型開きさせることを特徴とする。

真空成形機としては、請求項２により、扁平状に支持された熱可塑性の発泡層付き表皮材に対して上下方向の両側の一方に、吸気路が分散形成された基材がセットされた基材用真空吸引型が、他方には扁平状に対して賦形すべき表皮全域の表面形状に対応する型面を有する表皮材用真空吸引型が対向状態に設けられ、表皮材を加温処理により軟化させた状態で、基材用真空吸引型及び表皮材用真空吸引型を型締めして両側から真空吸引することにより、発泡層を基材に接着すると共に表皮材を表皮材用真空吸引型の型面に沿って賦形する内装品の真空成形機において、基材の裏面側に突出する周壁付きで、かつその一部が表皮材用真空吸引型の型開き方向に対して負角になるアンダカット部を形成し、またこのアンダカット部の両側部が周壁のコーナ部を形成している内装品を製作するための真空成形機であって、開口部に対応する表皮材用真空吸引型の凸状型部分に、アンダカット部入口領域の表皮材を型開き可能に賦形する負角賦形部を形成し、両側のコーナ部において負角賦形部に対面する領域よりも末端側の基材のアンダカット部に、負角を解除するように突出する突出部をそれぞれ形成し、凸状型部分に、突出部間でアンダカット部入口領域より末端側のアンダカット部の表皮材を前進位置で賦形するスライドコアを、負角賦形部とでスライドコアを包囲してスライド可能にガイドする空洞状ガイド部を形成すると共に、凸状型部分の両側の側部を負角賦形部の両側部にそれぞれ連続し、かつ突出部に対面するように形成したことを特徴とする。

負角賦形部の強度を確保するには、請求項３により、負角賦形部の型面及びガイド部を形成するガイド面間の角度が、スライドコアのスライドを許容する範囲で広く設定される。周壁付きの開口部が底面部を備える場合、請求項４により、周壁付きの開口部が底面部を備えると共に、突出部が基材底面部と一体化され、スライドコアの先端面の形状が、アンダカット部に連続する基材底面部の一部の表皮材を賦形するように形成され、凸状型部分が、突出部及び残りの基材底面部の表皮材を賦形するよう形成される。

請求項１又は請求項２の発明によれば、表皮材の真空成形の前工程が不要となると共に、表皮が表皮材用真空吸引型の型面に沿って賦形されるために、表面品質が向上するだけでなく、意匠の制約が少なくなり、基材表面に対して非相似形状に形成することもできる。型開き可能にする軟質を利用して表皮材に基材形状と無関係に型締め方向に対して横方向の凸凹部もしくはアンダカット部が簡単に形成可能になる。また、内装品に表皮材用真空吸引型に対してアンダカット部を形成する周壁を備える開口部が形成されている場合でも、アンダカット周壁の入口領域が表皮材用真空吸引型の負角賦形部により賦形されることにより、スライドコアとのＰＬが開口部の内側に設定されて外観を損なうことがなくなる。さらに、基材のアンダカット部の両側に負角を解除するように突出する突出部をそれぞれ形成してスライドコアが凸状型部分で包囲するガイド部でガイドされることにより、開口部の周囲に丸みを与えられている場合でも、凸状型部分の周囲に破損し易い鋭角部が形成されるのが回避される。請求項３の発明によれば負角賦形部の損傷が回避され、請求項４の発明によれば開口部が底面部を備える場合で本発明が有効に適用される。

図１乃至図６を基に本発明の実施の形態による内装品の真空成形方法及び真空成形機を前述したものと同一もしくは同等部分は同一符号で説明する。真空接着されるプレート状内装品は、図６に示すように、レジスタ収納部７、デフロスタ収納部８等を備えた自動車のインストルメントパネル９とする。デフロスタ収納部８は方形状であり、基材４の裏面側に突出する周壁８ａ及び底面８ｂを備えている。

一体成形用真空成形機として、図１に示すように、表皮材１０を扁平状に引張り支持するように、その周辺部をクランプするクランプ具１８の下側に、基材４用の真空吸引型５が設けられると共に、上側にはその凸型５ａに対向し、かつインストルメントパネル９の賦形すべき表皮全域の表面形状に対応する型面を有する電鋳による多孔性の凹型１６ａを備えた真空吸引型１６が設けられている。雄型である基材用真空吸引型５及び雌型である表皮材用真空吸引型１６は、付属の昇降装置(図示せず)によりクランプ具１８に向けて上下動し、双方の連結具１７，１７ａが凹凸連結することにより、型締めが行われる。クランプ具１８の両側には、表皮材１０を両側から加熱するヒータ１９が配置され、型締め時には側方の逃げ位置に移動可能になっている。

熱可塑性の表皮材１０は、ＴＰＯ製の表皮１１にＰＰフォーム製の発泡層１２が溶着され、その裏面に熱溶融性のオレフィン系接着剤１３が塗布され(図１Ａ)、ロール状に巻回されて保管されている。発泡層１２の裏面には、オレフィン系ホットメルトフィルムを熱ラミネートすることも考えられる。吸気路が分散形成された基材４は例えばＰＰ製であり、レジスタ収納部７及びデフロスタ収納部８に対応したレジスタ収納部４ｃ及びデフロスタ収納部４ｋ並びに分散した吸気路(図示せず)等を備えるように射出成形される。

デフロスタ収納部８に対応する形状のデフロスタ収納部４ｋは、図１及び図２に示すように、プレート状基材４の一般面部４ｆに形成された方形状開口部３０から裏側に曲げられて下降した周壁３１及び底面部３５を有し、周壁３１中の後面側は、表皮材用真空吸引型１６に対して型開き方向がレジスタ収納部７に沿った方向に設定されていることにより、周壁用アンダカット部３１ａを形成する。基材４の前述の吸気路に連通する凸型５ａの吸気路(図示せず)及び真空吸引型１６の吸引口１６ｄには、それぞれ真空ポンプに接続して、両側から真空吸引を行う吸引手段を構成している。

さらに、図２に示すように、開口部３０のアンダカット部３１ａの残りの周壁３１とで形成される両側のコーナ部には、表皮材用真空吸引型１６を発泡層１２の弾性を利用して型開き可能に侵入させ得るアンダカット部入口領域３８よりアンダカット部末端側に、アンダカット部末端に向けて徐々にアンダカット部３１ａから離反する方向へ突出して負角を解除する突出部３６を形成されている。この突出部は、周壁３１及び底面部３５を変形させて基材４に一体に三角形の棚状に形成され、またアンダカット部入口領域３８に沿った方向、即ち図２ＡのＣ−Ｃ線方向の幅は、後述するように、丸みを与えられたデフロスタ収納部８の周囲に対応する表皮材用真空吸引型１６の型面１６ｂにエッジを形成しない程度に設定されている。

一方、表皮材用真空吸引型１６の型面１６ｂのデフロスタ収納部４ｋに対面する多孔質の凸状型部分４０は、図３及び図４に示すように、周壁３１及び底面部３５に対して一体成形用隙間を形成するように略相似形状に形成されると共に、アンダカット部入口領域３８に侵入して表皮材１０を賦形する負角賦形部４１と、突出部３６間でアンダカット部入口領域３８よりアンダカット部末端側のアンダカット部３１ａの表皮材１０を前進位置で先端面４５ａにより賦形するスライドコア４５を負角賦形部４１とで包囲してスライド可能にガイドする空洞状のガイド部４７とが形成されている。スライドコア４５は同様に多孔質である。また、型面１６ｂにはレジスタ収納部７に対応する凸状型部分１６ｅ(図１Ａ)も形成されている。

凸状型部分４０の両側の側部４２は、負角賦形部４１の両側のコーナ部にそれぞれ連続し、かつ突出部３６に賦形用隙間を置いて対面するように形成されている。また、負角賦形部４１の型面４１ａと、その背面のガイド溝４７を形成するガイド面４１ｂとの間の角度は、スライドコア４５が背後の周壁３１と干渉することなくスライドを許容され、かつ鋭角に起因する破損を回避できる程度に広く設定されている。これにより、スライドコア４５は、負角賦形部４１と、両側の側部４２と、スライドコア４５の背面をガイドする背後部４３とで形成された空洞状のガイド部４７にスライド可能に収納され、背後には進退駆動するアクチュエータ４９が付属している。スライドコア４５の先端面４５ａは、前進位置で両側部を除いて負角賦形部４１よりもアンダカット部末端側のアンダカット部３１ａ及び続く底面部３５の一部に隙間を置いて対面する形状に形成されている。

因みに、図５に示すように、側部４２を形成することなく、即ち突出部３６を設けることなく、スライドコア４５の幅を開口部３０の幅に対応させた場合、デフロスタ収納部８の周囲に与えられた例えば曲率半径１ｍｍ前後の丸みに応じて、表皮材用真空吸引型１６の型面１６ｂのスライドコア４５のガイド領域にエッジ部１６ｆが生じて、破損の恐れが生じる。

表皮材１０の基材４に対する一体成形の真空成形工程を図１を参照して説明する。所要の大きさの表皮材１０(図１Ａ)をクランプ具１８で扁平状に支持すると共に、基材４をその裏面に沿った型面形状の真空吸引型５の凸型５ａにセットする(図１Ｂ)。その際、スライドコア４５は、逃げ位置へ後退させておく。

次いで、表皮材１０をヒータ１９で加温処理して軟化状態にする。続いて、このヒータを逃がして真空吸引型５及び真空吸引型１６をレジスタ収納部７の開口部に沿った方向を型締め方向として昇降させ、スライドコア４５がアンダカット部３１ａと干渉しない位置に下降してきた時点でアクチュエータ４９により前進位置に駆動させて型締めする(図１Ｃ)と共に、吸引口１６ｄ並びに凸型５ａ及び基材４の吸気路に連通する吸気路から略同時に真空吸引を行う。

これにより、基材４には発泡層１２がホットメルト型のオレフィン系接着剤１３で密着状態に接着されると共に、表皮１１は、全域にわたり多孔性の凹型１６ａのスライドコア４５の先端面４５ａ及び負角賦形部４１の型面４１ａを含めた型面１６ｂで緊密に吸着され、熱軟化状態の発泡層１２を圧縮もしくは膨張させつつ型面１６ｂに沿って賦形され、オールオレフィン３層のインストルメントパネル９が製作される。

型締め時点での表皮材１０が表裏双方からの真空吸引により、レジスタ収納部７、デフロスタ収納部８等に図７を基に前述したアンダカット部２ｂを形成する場合でも空洞の発生が回避され、型面１６ｂに沿った賦形により基材４のプレート状一般面部４ｆのエアバッグドア部分の段差或は曲面状のコーナ部でのＲだれも解消される。

冷却後の真空吸引型１６の型開き時には、スライドコア４５を後退させた状態で、負角賦形部４１はアンダカット部入口領域３８の発泡層１２を圧縮させつつ型開きされる。その際、スライドコア４５と負角賦形部４１間のＰＬ（図４参照）及び残りのガイド部４７間のＰＬは、デフロスタ収納部８の内部に形成され、外観が確保される。

本発明の実施の形態によるインストルメントパネルの表皮材の基材に対する真空成形機による真空成形工程を説明する図である。同インストルメントパネルを示すもので同図Ａは斜視図、同図ＢはそのＡ−Ａ’線断面図、同図Ｃは平面図である。同真空成形機の表皮用真空吸引型の凸状型部分の斜視図である。同図Ａは図２ＣのＢ−Ｂ線断面図、同図ＢはＣ−Ｃ線断面図、同図ＣはＤ−Ｄ線断面図である。凸状型部分の側部の作用を説明する図である。同インストルメントパネルの要部斜視図である。従来のインストルメントパネルの表皮材の真空成形方法の成形過程を説明する図である。図７を基に本発明の課題を説明するための図である。

符号の説明

４基材
４ｋ基材のデフロスタ収納部
５基材用真空吸引型
８デフロスタ収納部
９インストルメントパネル
１０表皮材
１１表皮
１２発泡層
１３オレフィン系接着剤
１６表皮材用真空吸引型
１６ｂ型面
１８クランプ具
１９ヒータ
３０開口部
３１周壁
３１ａ周壁用アンダカット部
３６突出部
４０凸状型部分
４１負角賦形部
４２ガイド部の側部
４５スライドコア
４７ガイド部

Claims

扁平状に支持された熱可塑性の発泡層付き表皮材に対して上下方向の両側の一方に、吸気路が分散形成された基材がセットされた基材用真空吸引型が、他方には前記扁平状に対して賦形すべき表皮全域の表面形状に対応する型面を有する表皮材用真空吸引型が対向状態に設けられ、前記表皮材を加温処理により軟化させた状態で、前記基材用真空吸引型及び前記表皮材用真空吸引型を型締めして両側から真空吸引することにより、前記発泡層を前記基材に接着すると共に前記表皮材を前記表皮材用真空吸引型の前記型面に沿って賦形する内装品の真空成形方法において、前記基材の裏面側に突出する周壁付きで、かつその一部が前記表皮材用真空吸引型の型開き方向に対して負角になるアンダカット部を形成し、またこのアンダカット部の両側部が前記周壁のコーナ部を形成している開口部を備えた内装品を製作するための真空成形方法であって、
前記開口部に対応する前記表皮材用真空吸引型の凸状型部分に、前記アンダカット部入口領域の前記表皮材を型開き可能に賦形する負角賦形部を形成し、
両側の前記コーナ部において前記負角賦形部に対面する領域よりも末端側の前記基材の前記アンダカット部に、前記負角を解除するように突出する突出部をそれぞれ形成し、
これらの突出部間で前記アンダカット部入口領域より前記末端側の前記アンダカット部の前記表皮材を前進位置で賦形するスライドコアを、前記負角賦形部とで前記スライドコアを包囲するように前記凸状型部分に形成された空洞状ガイド部にスライド可能にガイドさせると共に、前記凸状型部分の前記両側部を前記負角賦形部の両側部にそれぞれ連続し、かつ前記突出部に対面するように形成し、
前記スライドコアを前進させた型締め状態で前記真空吸引を行った後に、前記スライドコアを後退させると共に前記負角賦形部で前記発泡層を圧縮させて前記凸状型部分を型開きさせることを特徴とする内装品の真空成形方法。
扁平状に支持された熱可塑性の発泡層付き表皮材に対して上下方向の両側の一方に、吸気路が分散形成された基材がセットされた基材用真空吸引型が、他方には前記扁平状に対して賦形すべき表皮全域の表面形状に対応する型面を有する表皮材用真空吸引型が対向状態に設けられ、前記表皮材を加温処理により軟化させた状態で、前記基材用真空吸引型及び前記表皮材用真空吸引型を型締めして両側から真空吸引することにより、前記発泡層を前記基材に接着すると共に前記表皮材を前記表皮材用真空吸引型の前記型面に沿って賦形する内装品の真空成形機において、前記基材の裏面側に突出する周壁付きで、かつその一部が前記表皮材用真空吸引型の型開き方向に対して負角になるアンダカット部を形成し、またこのアンダカット部の両側部が前記周壁のコーナ部を形成している開口部を備えた内装品を製作するための真空成形機であって、
前記開口部に対応する前記表皮材用真空吸引型の凸状型部分に、前記アンダカット部入口領域の前記表皮材を型開き可能に賦形する負角賦形部を形成し、
両側の前記コーナ部において前記負角賦形部に対面する領域よりも末端側の前記基材の前記アンダカット部に、前記負角を解除するように突出する突出部をそれぞれ形成し、
前記凸状型部分に、前記突出部間で前記アンダカット部入口領域より前記末端側の前記アンダカット部の前記表皮材を前進位置で賦形するスライドコアを、前記負角賦形部とで前記スライドコアを包囲してスライド可能にガイドする空洞状ガイド部を形成すると共に、前記凸状型部分の両側の側部を前記負角賦形部の両側部にそれぞれ連続し、かつ前記突出部に対面するように形成したことを特徴とする内装品の真空成形機。
負角賦形部の型面及びガイド部を形成するガイド面間の角度が、スライドコアのスライドを許容する範囲で広く設定されることを特徴とする請求項２記載の内装品の真空成形機。
周壁付きの開口部が底面部を備えると共に、突出部が基材底面部と一体化され、スライドコアの先端面の形状が、アンダカット部に連続する前記基材底面部の一部の表皮材を賦形するように形成され、
前記凸状型部分が、前記突出部及び残りの前記基材底面部の前記表皮材を賦形するよう形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の内装品の真空成形機。