JP4492440B2 - 一体成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂材料を表皮材に固着させて成形する一体成形方法に関する。

表皮材の裏面に、樹脂材料を固着させて成形する一体成形方法は、従来より行われている。これは、一対の成形型間に表皮材を配置し、表皮材と成形型との間に形成されたキャビティに樹脂材料を注入して、表皮材と樹脂材料とを固着させている。この成形方法においては、成形時に、キャビティ内に供給した樹脂材料が漏出することを防ぐために、双方の成形型のクリアランスを詰めて、表皮材の端部を挟んで互いに強く押圧することにより、キャビティ周辺をシールする必要がある。従って、成形品の形状によっては、その成形型のシール部位の対向面が、成形型の相対移動方向を向いており、成形型を閉めることにより、一側の成形型のエッジ部で、表皮材を他側の成形型内に強く押し込んでしまうことがあった。表皮材は、押し込まれることによりしわが発生し、これが成形品の見栄えの点において課題となっていた。

この成形時の不具合を避けるために、成形型間に表皮材を配置した後、閉型する際に、表皮材の端部を外方に引っ張るテンション装置を設けたものに関する従来技術があった（例えば、特許文献１参照）。これによれば、成形型のシール部位において、表皮材が型内へ強く押圧されても、これに抗して、表皮材を外方に引っ張っているため、その型内への押し込みを防ぐことが可能である。
特開平２−２２９０１４号公報（第１図）

しかしながら、上述した従来技術においては、テンション装置を準備するために、多くの時間とコストを必要とし、必ずしも効率的な成形方法ではなかった。本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、見栄えよく表皮材と樹脂材料とを一体に成形できる、低コストな一体成形方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、一対の成形型間に表皮材を配置した後、前記表皮材と一側の前記成形型との間に溶融した樹脂材料を供給するとともに、前記成形型の相対移動方向に延びた前記成形型の対向面間で、前記表皮材の前記樹脂材料を成形してなる基材の端部外側部分に位置する部位を挟圧することにより前記樹脂材料をシールして、前記表皮材と前記樹脂材料を固着させて所定形状に成形する一体成形方法において、前記表皮材は、前記成形型間に配置する前に、前記基材の端部外側部分に位置する部位を厚み方向に圧縮して薄肉にすることを特徴とする一体成形方法とした。

請求項２の発明は、前記成形型を型閉じしながら、または型閉じを途中で停止した状態で、前記表皮材裏側と前記成形型の一側との間に溶融した樹脂材料を供給し、前記成形型を最終製品形状になるように型閉じして型内に前記樹脂材料を押し広げて充填し、成形することを特徴とする請求項１記載の一体成形方法とした。

請求項３の発明は、前記表皮材は、前記樹脂材料が固着される側が発泡樹脂材料による裏面層に形成され、その反対側が非発泡の材料からなる表面層により形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の一体成形方法とした。

請求項４の発明は、前記表皮材において、薄肉にされた前記基材の端部外側部分に位置する部位の厚みは、前記成形型が閉じている時の前記対向面間の間隔の、１．５〜３倍であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の一体成形方法とした。

請求項５の発明は、前記表皮材は、一対の賦形型中に配置された後、型閉めされることにより、前記成形型と一致する所定形状に成形されるのと同時に薄肉にされることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の一体成形方法とした。

請求項６の発明は、前記表皮材は、その薄肉にされた前記基材の端部外側部分に位置する部位の裏側が、前記表皮材の非薄肉部の裏側と斜面によって連結されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の一体成形方法とした。

＜請求項１の発明＞
表皮材を成形型間に配置する前に、表皮材の基材の端部外側部分に位置する部位を厚み方向に圧縮して薄肉にすることにより、表皮材を成形型間に配置して、型閉めしても、表皮材は、成形型の対向面間で強く挟まれて引きずられて、成形型の他側に押し込まれることがなくなり、成形型にテンション装置などの特別な設備を準備することなく、工数とコストを低減できる。また、表皮材の薄肉部分以外の部位は、十分な厚みを有しているため、成形品に対する触感等において、その要求を満足させることができる。

＜請求項２の発明＞
樹脂材料を供給後に更に成形型を作動させて型閉めするため、樹脂材料のシール部における成形型間を成形型の相対移動方向に延びた対向面とする構造を採らざるを得ないことから、表皮材の成形型の対向面間に位置する部位の引きずりを抑制することが顕著に表れ、成形型の他側に押し込まれることがなくなる。

＜請求項３の発明＞
表皮材は、樹脂材料が固着される側が発泡樹脂材料による裏面層に形成され、その反対側が非発泡の材料からなる表面層により形成されたことにより、表面を意匠面とすることにより、その触感を向上させることができるとともに、裏面層を圧縮することにより、容易に薄肉にすることが可能となる。

＜請求項４の発明＞
前記表皮材において、薄肉にされた部位の厚みは、成形型が閉じている時の対向面間の間隔の、１．５〜３倍であることにより、成形型の閉型時に、表皮材の薄肉部によって型間を確実に塞ぎ、樹脂材料の漏出を防ぐことができるとともに、表皮材の成形型内への押し込みを防止することの両立が可能である。

＜請求項５の発明＞
表皮材は、賦形型中に配置された後、型閉めされることにより、成形型と一致する所定形状に成形されるのと同時に薄肉にされることにより、薄肉にするために別工程を設ける必要がなく、成形工程を簡素化できる。

＜請求項６の発明＞
表皮材は、その薄肉にされた部位の裏側が、表皮材の非薄肉部の裏側と斜面によって連結されていることにより、表皮材を成形型間に配置して型閉めする時に、成形型に寸法上のばらつきがあっても、移動する成形型の対向面端部を、斜面にて受け止めることができ、そのシール性を保持することができる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１乃至図９によって説明する。アシストプラグ１および雌型２は、本発明の一対の賦形型に該当し、表皮材５に樹脂材料を一体成形する前に、表皮材５の形状を、後述するキャビ型４の、表皮材収容部４１の形状と一致する形状に成形するためのものである。アシストプラグ１は、その下端部に拡がった保持部１１上のほぼ中央部に、凸部１２が連結されて一体に形成されている。凸部１２の、保持部１１との連結側の外周面は垂直に形成されており、そこには、凸部１２を取り囲むように、環状の押圧部材１３が装着されている。押圧部材１３は、表皮材５を圧縮可能なように、金属等の硬度の高い材質にて形成されており、凸部１２の周囲に圧入されているため、凸部１２の外形から突出している（図１示）。押圧部材１３はアシストプラグ１の移動方向に延びるように略筒形を呈しているが、図２に示すように、その上端部には、内方に向けて上昇する斜面１３ａが形成されている。

雌型２は、その端面２１のほぼ中央部に、凹部２２が形成されており、その表面には真空引きのため真空ポンプＰと連結された通気孔２２ａと、しぼ模様（図示せず）が形成されている。雌型２の凹部２２は、アシストプラグ１の凸部１２の外形と、ほぼ一致した形状を呈するように、その入口付近には、押圧部材１３の外周面と対向する圧縮面２３が、アシストプラグ１の移動方向に延びている。これにより、雌型２に対してアシストプラグ１を閉めることにより、押圧部材１３の部位を除いて、凸部１２の外周面に対して、凹部２２が一定の間隔を保持しながら対向する。アシストプラグ１には、図示しない油圧シリンダが連結されており、雌型２に対して上下方向に相対移動可能となっている。一方、表皮材５は、樹脂材料が固着される裏面層５１と、裏面層５１に接着され、成形後に意匠面となる表面層５２とにより形成されている。裏面層５１はポリプロピレンの発泡材にて形成されており、表面層５２はポリプロピレンの非発泡材にて形成されている。

次に、図１乃至図３に基づいて、アシストプラグ１および雌型２を用いた、表皮材５の予備賦形工程について説明する。予備賦形工程は、後述する一体成形工程以前に行われる。アシストプラグ１と雌型２とが互いに対向した状態で、加熱された表皮材５を双方の間に配置するべく、アシストプラグ１の凸部１２上に載置する。その後、油圧シリンダを作動させて、アシストプラグ１を上昇させて閉型するとともに、表皮材５を雌型２により真空引きして賦形させる。油圧シリンダは、アシストプラグ１が表皮材５を支持していくことにより、凹部２２と所定の距離に到達するまでアシストプラグ１の上昇を継続させる。上述したように、アシストプラグ１の型閉めにより、アシストプラグ１と雌型２との間には、一定の間隔が形成され、表皮材５の耳部５３がアシストプラグ１の保持部１１の端面と、雌型２の端面２１との間で挟圧されるとともに、その中央部は、凹部２２の形状に塑性変形し、膨出部５４（本発明の非薄肉部に該当する）に成形される（図２および図３示）。また、膨出部５４上の表面層５２には、しぼ模様が形成され、裏面層５１（本発明の表皮材の裏側に該当する）は凹状に形成される。

押圧部材１３は、凸部１２の外形から突出しているため、アシストプラグ１を雌型２に対して型閉めした時、その部位のみ、圧縮面２３との間の間隔が小さく、アシストプラグ１の型閉めによって、表皮材５を厚み方向に圧縮することができる。押圧部材１３と当接する表皮材５の部位において、発泡材によって形成された裏面層５１は、押圧部材１３から圧縮されることにより塑性変形して、他の部位よりも薄肉のシール部５５（本発明の基材の端部外側部分に位置する部位に該当する）を形成する。また、押圧部材１３の上端部に形成された斜面１３ａにより、シール部５５は、隣接する膨出部５４とテーパ面５５ａ（本発明の斜面に該当する）によって連結されるように成形される。

次に、図４に示したコア型３およびキャビ型４は、本発明の一対の成形型に該当し、樹脂材料を表皮材５に固着させて成形（インサート成形）するためのものである。キャビ型４には、予備賦形工程にて形成された表皮材５の形状と一致するように、表皮材収容部４１が形成されており、その出口には、コア型３のキャビ型４に対する移動方向に延びる保持面４２が形成されている。一方、コア型３はキャビ型４に対して型閉めすることにより、互いの間に所定間隔を有するように、その中央部に図において左方を向いて突出した成形部３１が設けられている。成形部３１の根元部分は、コア型３のキャビ型４に対する移動方向に延びるように形成され、後述するように、コア型３の型閉め時に、表皮材５を押圧することで、キャビティＣＶの内部を外部から遮断する密閉部３１ａを形成している。コア型３の密閉部３１ａとキャビ型４の保持面４２とで、本発明の対向面を形成する。

成形部３１の周囲には、平坦な保持部３２が形成され、そこから油圧シリンダからなる複数の保持部材３３が立設されている。また、保持部材３３の先端には、表皮材５を押圧するための、パッド３４が取り付けられている。コア型３の図において右方には射出機３５が装着され、キャビ型４の型閉め時に、その先端部のノズル３５ａから溶融した樹脂材料が射出され、コア型３内部の樹脂流路３６を通って、キャビティＣＶ内に注入可能とされている。キャビ型４には、図示しないアクチュエータが連結されており、コア型３に対して図において左右方向に相対移動可能となっている。

次に、図４乃至図９に基づいて、コア型３およびキャビ型４を用いた樹脂材料の表皮材５との一体成形工程について説明する。図４に示すように、固定されたコア型３と、コア型３に対し移動可能なキャビ型４との間に、表皮材５を配置するべく、キャビ型４の表皮材収容部４１内に、予備賦形工程にて成形された表皮材５を載置する。その後、アクチュエータを作動させて、キャビ型４を図において右方に移動させて、コア型３に対して接近させる。キャビ型４が右方に移動することにより、図５に示すように、キャビ型４内に設置された表皮材５のシール部５５は、コア型３の密閉部３１ａに近づいていき、その後、密閉部３１ａにより、表皮材５のシール部５５が厚み方向に押圧されながら、右方へと移動していく（図６示）。この時、表皮材５のシール部５５は薄肉とされているため、密閉部３１ａの先端部（シャーエッジ部）によって、キャビ型４内に押し込まれることはない。また、キャビ型４を右方へ移動する途中、保持部材３３も作動させて、表皮材５をキャビ型４の上面で押さえて挟持状態となる。

そして、キャビ型４が所定量だけ移動して、停止する。それにより、コア型３に対して閉じた状態となり、コア型３と表皮材５の裏面層５１との間に、所定の容積を有するキャビティＣＶが形成される。また、膨出部５４を取り囲むシール部５５においては、コア型３の密閉部３１ａと、それと対向するキャビ型４の保持面４２との間で挟圧することにより、キャビティＣＶ内を外部から液密的に遮断（シール）している。シール部５５におけるシール力を向上させるとともに、表皮材５のキャビ型４内への押し込みを防止するため、表皮材５のシール部５５の厚みは、閉型時の、密閉部３１ａと保持面４２との間の間隔の、１．５〜３倍に設定するのが望ましい。

その後、射出機３５から溶融した樹脂材料が射出され、樹脂流路３６を通ってキャビティＣＶ内に注入される（図６示）。樹脂材料はポリプロピレン等の熱可塑性樹脂により形成されている。キャビティＣＶ内へ所定量の樹脂材料の供給が終わると、アクチュエータを作動させて、キャビ型４を更に図において右方に移動させて、コア型３に対して接近させ、密閉部３１ａの先端部がシール部５５のテーパ面５５ａと係合する（図７示）。これにより、樹脂材料を含んだキャビティＣＶの容積は縮小され、最終製品と同一の形状にされる。キャビティＣＶの容積が縮小されることにより、樹脂材料がキャビティＣＶ内に押し広げられて充填され、表皮材５の裏面層５１に固着されてリインフォースメント６（本発明の基材に該当する）が形成される（図８示）。樹脂材料の冷却後、キャビ型４を左方に移動させて型開きし、リインフォースメント６と一体成形された表皮材５を取り出す（図９示）。成形後、表皮材５の耳部５３およびシール部５５は、切り離されて廃棄されたり、あるいは、所定の寸法で切断され、リインフォースメント６の裏面に巻き込まれるなどの処理が行われる。尚、キャビティＣＶ内への樹脂材料の注入は、コア型３に対してキャビ型４を近づけながら行ってもよい。

本実施形態によれば、表皮材５を、コア型３とキャビ型４間に配置する前に、アシストプラグ１と雌型２間に配置して型閉めして、そのシール部５５を厚み方向に圧縮して薄肉にすることにより、その後、表皮材５をコア型３とキャビ型４間に配置して型閉めしても、シール部５５が、密閉部３１ａの先端のシャーエッジ部により強く押圧されることにより、キャビ型４内に押し込まれることがない。また、表皮材５のシール部５５以外の部位は、十分な厚みを有しているため、その触感等において、表皮材５に対する機能上の要求を満足させることができる。また、表皮材５の端部を、強制的に引っ張るテンション装置を使用することがなく、低コストで成形装置も簡単になり、表皮材５の端部を引っ張ることによる、その意匠性の低下も防ぐことができる。また、表皮材５は、樹脂材料が固着される側が発泡樹脂材料による裏面層５１に形成され、その反対側が非発泡樹脂材料による表面層５２により形成されたことにより、表面を意匠面とすることにより、その触感を向上させることができるとともに、裏面層５１を圧縮することにより、容易に薄肉にすることが可能となる。

また、薄肉にされたシール部５５の厚みは、コア型３とキャビ型４が閉じている時の、対向する密閉部３１ａと保持面４２との間の間隔の、１．５〜３倍であることにより、コア型３とキャビ型４の閉型時に、表皮材５のシール部５５によって、型間を確実に塞ぎ、樹脂材料の漏出を防ぐことができるとともに、表皮材５のキャビ型４内への押し込みを防止することの両立が可能である。また、表皮材５は、アシストプラグ１と雌型２間に配置された後、型閉めされることにより、キャビ型４と一致する所定形状に成形されるのと同時に薄肉にされることにより、薄肉にするために別工程を設ける必要がなく、成形工程を簡素化できる。更に、表皮材５は、そのシール部５５が、その隣接する膨出部５４とテーパ面５５ａによって連結されていることにより、表皮材５をコア型３とキャビ型４間に配置して型閉めする時に、型間に寸法上のばらつきがあっても、対向するコア型３をテーパ面５５ａにて受け止めることができ、そのシール性を保持することができる。

＜実施形態２＞
実施形態２として、図１０に示すように、実施形態１によるアシストプラグ１の押圧部材１３の代わりに、可動型１４を設け、凸部１２の側部から突出するように、可動型１４を油圧シリンダ１５で作動させて、表皮材５のシール部５５を形成してもよい。アシストプラグ１を雌型２と係合させる時に、可動型１４を後方へ退避させ、表皮材５を成形する時に可動型１４を突出させれば、アシストプラグ１の雌型２との嵌合抵抗を低減できる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）本発明は、型閉じしながらまたは両成形型の型閉じを途中で停止した際に、表皮材の裏側と一側の成形型との間に形成されるキャビティ内に溶融した樹脂材料を供給し、成形型を最終製品形状になるように型閉じして、樹脂材料を押し広げて充填するいわゆる射出プレス成形のみならず、成形型を型閉じした後に形成されたキャビティ内に、溶融した樹脂材料を供給、充填して成形するいわゆる射出成形、または一側の成形型に溶融した樹脂材料を投入し、表皮材をセットして可動型を作動させて樹脂材料を押し広げる圧縮成形もしくはトランスファ成形等のあらゆる樹脂成形にも適用可能である。
（２）表皮材を圧縮して薄肉とする押圧部材を、アシストプラグに一体に形成してもよい。
（３）一体成形工程において、保持部材によって表皮材の耳部を保持する構成は、必ずしも必要ではない。

予備賦形工程を行うために、実施形態１によるアシストプラグと雌型との間に、表皮材を配置したところを示した断面図である。 アシストプラグと雌型とを閉型し、表皮材を雌型により真空引きして成形したところを示した断面図である。 予備賦形工程によって、キャビ型と一致する外形に成形された表皮材の断面図である。 一体成形工程を行うための、コア型とキャビ型との間に、表皮材を配置したところを示した断面図である。 キャビ型をコア型に近づけていく途中の、キャビ型が表皮材のシール部を圧縮する前の状態を示した要部詳細断面図である。 キャビ型が表皮材のシール部を圧縮しながら、コア型に近づいている状態を示した要部詳細断面図である。 キャビ型のコア型に対する型閉めが完了した状態を示した要部詳細断面図である。 キャビティ内に樹脂材料を押し広げて充填した状態を示した断面図である。 リインフォースメントと一体成形された表皮材の断面図である。 実施形態２によるアシストプラグと雌型との間に、表皮材を配置したところを示した断面図である。

符号の説明

１…アシストプラグ
２…雌型
３…コア型
４…キャビ型
５…表皮材
６…リインフォースメント
１３…押圧部材
１４…可動型
３１ａ…密閉部
４２…保持面
５１…裏面層
５２…表面層
５４…膨出部
５５…シール部
５５ａ…テーパ面
ＣＶ…キャビティ

Claims (6)

1. 一対の成形型間に表皮材を配置した後、前記表皮材と一側の前記成形型との間に溶融した樹脂材料を供給するとともに、前記成形型の相対移動方向に延びた前記成形型の対向面間で、前記表皮材の前記樹脂材料を成形してなる基材の端部外側部分に位置する部位を挟圧することにより前記樹脂材料をシールして、前記表皮材と前記樹脂材料を固着させて所定形状に成形する一体成形方法において、
   前記表皮材は、前記成形型間に配置する前に、前記基材の端部外側部分に位置する部位を厚み方向に圧縮して薄肉にすることを特徴とする一体成形方法。
2. 前記成形型を型閉じしながら、または型閉じを途中で停止した状態で、前記表皮材裏側と前記成形型の一側との間に溶融した樹脂材料を供給し、前記成形型を最終製品形状になるように型閉じして型内に前記樹脂材料を押し広げて充填し、成形することを特徴とする請求項１記載の一体成形方法。
3. 前記表皮材は、前記樹脂材料が固着される側が発泡樹脂材料による裏面層に形成され、その反対側が非発泡の材料からなる表面層により形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の一体成形方法。
4. 前記表皮材において、薄肉にされた前記基材の端部外側部分に位置する部位の厚みは、前記成形型が閉じている時の前記対向面間の間隔の、１．５〜３倍であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の一体成形方法。
5. 前記表皮材は、一対の賦形型中に配置された後、型閉めされることにより、前記成形型と一致する所定形状に成形されるのと同時に薄肉にされることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の一体成形方法。
6. 前記表皮材は、その薄肉にされた前記基材の端部外側部分に位置する部位の裏側が、前記表皮材の非薄肉部の裏側と斜面によって連結されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の一体成形方法。

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