JP4535838B2

JP4535838B2 - 表皮付き成形部材の成形方法

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Publication number: JP4535838B2
Application number: JP2004310035A
Authority: JP
Inventors: 浩鈴木
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2004-10-25
Filing date: 2004-10-25
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2024-10-25
Also published as: JP2006116918A

Description

本発明は、表皮付き成形部材の成形方法に関し、更に詳細には、部材成形型によりシート状素材から外面意匠形状に成形される表皮を、該部材成形型にセットした基材の表皮被着面に貼着して形成され、前記基材を単一部材として形成した際の前記表皮被着面が、該基材を成形した基材成形型からの脱型を不能とするアンダーカット形状を有している表皮付き成形部材を成形する方法に関するものである。

例えば、乗用車の乗員室内に設置されるインストルメントパネル、ドアトリム、フロアコンソール、ピラーガーニッシュ等の車両内装部材等では、図８に断面状態で例示するように、所要形状に形成されて表皮被着面１２を有する基材１０に、シート状素材から外面意匠形状に成形した表皮２０を貼着して(貼り込んで)形成された所謂表皮貼着タイプの表皮付き成形部材ＩＰ１が実用化されている。前述した基材１０は、公知のインジェクション成形技術に基づいて成形された合成樹脂製の成形部材であって、当該の表皮付き成形部材ＩＰ１に要求される剛性を確保するべく機能する。また表皮２０は、ＰＶＣやＴＰＯ等から形成される表側意匠層２２と、ＰＰフォームやＰＥフォーム等から形成されて該表側意匠層２２の裏面にラミネートされる裏側弾力層２４とからなる２層タイプとなっている。

図１０は、前述した表皮貼着タイプの表皮付き成形部材ＩＰ１を成形する工程を、単純な形状で概略的に略示した工程説明図であって、相互に型閉め可能な第１成形型４２および第２成形型４４からなり、この第２成形型４４を真空成形タイプの表皮成形型とした部材成形型４０を利用して成形作業が行なわれるようになっている。具体的には、先ず型開きした部材成形型４０の第１成形型４２に、所要形状に予備成形した基材１０をセットする(図１０(ａ))。次いで、ホルダ５２で保持したシート状素材Ｓを、別工程で予め加熱してから第１成形型４２の上方へ到来させ、その後に図示しない吸引装置により複数の吸気孔４８から空気を吸引する空気吸引状態とした第２成形型４４を、シート状素材Ｓを挟み込みながら第１成形型４２へ型閉めする(図１０(ｂ))。この型閉め過程において、シート状素材Ｓが表皮成形面４６に吸着されて表皮付き成形部材ＩＰ１の外面意匠形状を有する表皮２０が成形され、型閉め完了と同時に成形された表皮２０は、その裏側弾力層２４が基材１０の表皮被着面１２に密着した状態で該基材１０に貼り込まれる(図１０(ｃ))。そして、表皮２０の成形および貼着工程が完了した後、脱型して該表皮２０の不要部分を適宜トリミングすることで、表皮貼着タイプの表皮付き成形部材ＩＰ１が成形される(図１０(ｄ))。このような表皮貼着タイプの表皮付き成形部材に関しては、例えば特許文献１に開示されている。
特開２００４−０５８４２２号公報

ところで前述した基材１０は、かなりの剛性を有していて形状によっては弾性的な変形が殆ど困難な成形部材であるため、これを成形するための基材成形型でインジェクション成形した後の脱型可否を考慮した形状設定をする必要がある。すなわち、図８に例示した表皮付き成形部材ＩＰ１では、中央部に凹部３０を有する外面意匠形状を有しており、この外面意匠形状に成形された表皮２０の裏面形状は、当該表皮２０が全体的に略一定の厚みを有していることに伴い、外面意匠形状と略近似形状となっている。従って、表皮被着面１２に対して表皮２０を全面的に密着させて貼り込むようにする場合には、図９に例示したように、垂直壁部によりなる基材凹部１４を有した形状にする必要があるが、これでは該基材凹部１４のＡ部分がアンダーカット形状となってしまい、基材成形型６０の型開きおよび成形された基材１０の脱型が不能となってしまう。また図示省略するが、前述した部材成形型４０を型閉めして基材１０に対し成形された表皮２０を貼り込むに際し、該基材１０に形成された基材凹部１４のＡ部分がアンダーカット形状となり、このＡ部分に対応する表皮２０の凹部３０が干渉してしまう。

このため、基材成形型６０の型開きおよび成形された基材１０の脱型を可能とすると共に、部材成形型４０の型閉めを可能とするには、前述したＡ部分に脱型方向Ｗに平行となる斜面部１６を設け、アンダーカット形状となることを回避する必要がある。しかしながら、前述した斜面部１６を基材１０に設けた場合には、外面意匠形状に成形された表皮２０の裏面形状と基材１０の表皮被着面１２との形状が異なってしまうため、図８に例示したように、これら基材１０と表皮２０との間に部分的な空間１８が画成されるようになる。このような空間１８が画成された場合には、該空間１８に対応した表皮２０のコーナー部分が基材１０から浮いた状態となり、このコーナー部分に外方から押圧力が加わると容易に変形して押し潰されてしまう不都合が生じていた。

なお、前述した基材成形型６０をスライド型タイプとすれば、図９に例示した外面形状の表皮被着面１２を有する基材１０を成形することも可能ではある。しかしながら、これはあくまで基材１０が単純な外形形状を有する場合に適応されるものであって、(ａ)基材１０が複雑な３次元形状を呈している、(ｂ)基材１０の外面に複数のリブやボス等の突起物が一体的に形成される等、該基材１０が複雑な外形形状を有する場合には、スライド型タイプの基材成形型６０では成形が困難となることも多かった。

そこで本発明は、前述した課題を好適に解決するべく提案されたもので、基材を複数の構成部材から構成することで、該基材に設けた表皮被着面の外面形状を成形された表皮の裏面形状と同一とし得るようにした表皮付き成形部材を好適に成形する方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため本発明は、
部材成形型によりシート状素材から外面意匠形状に成形される表皮を、該部材成形型にセットした基材の表皮被着面に貼着して形成され、前記基材を単一部材として形成した際の前記表皮被着面が、該基材を成形した基材成形型からの脱型を不能とするアンダーカット形状を有している表皮付き成形部材の成形方法であって、
前記基材の非アンダーカット形状となる部分に対応する第１構成部材を、前記部材成形型の第１成形型に設けた固定セット部にセットすると共に、
前記基材のアンダーカット形状となる部分に対応する第２構成部材を、前記固定セット部から後退移動させた可動セット部にセットし、
前記シート状素材を該部材成形型の第２成形型へ吸着させて前記表皮を成形すると共に、外面意匠形状に成形された該表皮の裏面に前記第１構成部材の第１外面を押し付け、
次いで前記可動セット部を前進移動させて、前記表皮の裏面に前記第２構成部材の第２外面を押し付け、
前記第１外面および第２外面からなる前記表皮被着面に対し、前記表皮の貼着を行なうようにしたことを特徴とする。

本発明に係る成形方法により得られた表皮付き成形部材によれば、基材を、非アンダーカット形状となる部分に対応する第１構成部材とアンダーカット形状となる部分に対応する第２構成部材とに分割した構成としたため、該基材に設けた表皮被着面の外面形状を外面意匠形状に成形した表皮の裏面形状と同一とすることができ、基材に対して表皮を全面的に密着させた状態で貼着させた構造とし得る利点がある。これにより、基材と表皮との間に空間が全く形成されないため、表皮が変形したり潰れる等の不都合が発生しない等の有益な効果を奏する。

本発明に係る表皮付き成形部材の成形方法によれば、基材を、非アンダーカット形状となる部分に対応する第１構成部材とアンダーカット形状となる部分に対応する第２構成部材とに分割した構成としたもとで、先ず第１構成部材の第１外面にだけ最終意匠形状に成形した表皮を貼着させ、次いで第２構成部材を表皮の裏面に押し付けて該第２構成部材の第２外面に表皮を貼着するようにした。これにより、第１構成部材および第２構成部材からなる基材に対し、外面意匠形状に成形した表皮を好適に貼着することが可能となる利点がある。

次に、本発明に係る表皮付き成形部材の成形方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。なお後述する実施例では、図８に例示したものと同一形状の表皮付き成形部材を例示するが、本願が対象とする本発明の成形方法により得られる表皮付き成形部材はこの形状に限定されるものではない。

図１は、好適実施例に係る表皮付き成形部材の概略構成を例示した側断面図である。本実施例の表皮付き成形部材ＩＰは、所要形状に形成されて表皮被着面１２を有する基材１０に、シート状素材Ｓから該表皮付き成形部材ＩＰの外面意匠形状に成形した表皮２０を貼着して(貼り込んで)形成された所謂表皮貼り込みタイプである。そして、全体的に湾曲した形状を呈していると共に、上面略中央部に凹部３０を有する外面意匠形状を有している。これに伴って基材１０は、上面略中央部に基材凹部１４を有していて図９と同一形状となっているから、当該の基材１０を単一部材として成形した際の表皮被着面１２は、該基材１０を成形した基材成形型からの脱型を不能とすると共に、この基材１０に成形した表皮２０を貼着させるための部材成形型４０の型閉めを不能とするアンダーカット形状を有している。

このような形状の基材１０および表皮２０から構成される本実施例の表皮付き成形部材ＩＰでは、該基材１０を、図９におけるＡ部分を除いた部位、すなわち非アンダーカット形状となる部分に対応して、表皮被着面１２を部分的に構成する第１外面３４を設けた第１構成部材３２と、該Ａ部分に対応した部位、すなわちアンダーカット形状となる部分に対応して、該表皮被着面１２を部分的に構成する第２外面３８を設けた第２構成部材３６とから構成したことを特徴としている。換言すると基材１０は、第１構成部材３２および第２構成部材３６からなる２ピース構造となっており、両構成部材３２,３６を組み合わせることで図９に例示の基材１０と同一形状となる。

第１構成部材３２および第２構成部材３６は、図示を省略するが、夫々が専用の成形型により別々にインジェクション成形される。そして第１構成部材３２は、成形後の脱型に際して第１外面３４がアンダーカット形状とならず、対応の成形型からの容易な脱型が可能である。同様に第２構成部材３６も、成形後の脱型に際して第２外面３８がアンダーカット形状とならないため、対応の成形型からの容易な脱型が許容される。なお、これら第１構成部材３２および第２構成部材３６は、後述するように、相互に組み合わせて基材１０を構成した後に、熱カシメまたは超音波溶着等の適宜の接合技術に基づいて境界部分が相互に溶着接合され、図９に例示した単一の基材１０と同等の剛性を有するようになる。

また、基材１０に形成された基材凹部１４の周縁コーナー部分には、斜め上方へ突出した突片３９がその周方向に沿って延設されている。この突片３９は、表皮被着面１２に貼り込まれた表皮２０の裏側弾力層２４に適宜食い込むようになり、基材凹部１４の周縁コーナー部分に対応する表皮角部２６がエッジの効いたシャープな形状に形成されるようにすると共に、この表皮角部２６を指先等で押圧しても変形して潰れるのを防止するよう機能する。

前述した表皮２０は、基本的には図８に例示した従来のものと同一であって、ＰＶＣやＴＰＯ等から形成される表側意匠層２２と、ＰＰフォームやＰＥフォーム等から形成されて該表側意匠層２２の裏面にラミネートされる裏側弾力層２４とからなる２層タイプとなっている。表側意匠層２２は、後述するように、部材成形型４０において表皮付き成形部材ＩＰの外面意匠形状に成形される際に、その表面に本革等の風合いを出すためのシボ模様等が転写再現され、表皮付き成形部材ＩＰの外面に露出してその質感向上に寄与するようになっている。また裏側弾力層２４は、適宜の弾力性を有していて、表皮付き成形部材ＩＰの触感向上に寄与する。

(成形方法)
次に、前述のように構成された本実施例の表皮付き成形部材ＩＰを成形する方法につき、図３〜図７を引用して説明する。本実施例の成形方法は、図１０に例示した方法と基本的に同一である。そこで先ず、本実施例の成形方法に実施される部材成形型４０の構成について概略的に説明する。

部材成形型４０は、相互に型閉め可能な第１成形型４２および第２成形型４４からなり、この第１成形型４２はスライド型タイプとされ、第２成形型４４は真空型タイプの表皮成形型となっている。第１成形型４２は、図３に例示するように、基材１０を構成する第１構成部材３２を保持するセット面５５を有する固定セット部５４と、第２構成部材３６を保持するセット面５７を有する可動セット部５６とから構成されている。すなわち可動セット部５６は、固定セット部５４に形成された型凹部５８内に摺接状態でスライド可能に配設されていると共に図示しない作動装置に連繋されており、該作動装置により図３に例示した後退状態と図６に例示した前進状態とにスライド移動が可能となっている。なお、可動セット部５６が前進変位した図６の状態では、該可動セット部５６のセット面５７と固定セット部５４のセット面５５とが面一レベルとなるように設定されている。

表皮成形型である第２成形型４４は、図４に例示するように、表皮付き成形部材ＩＰの外面意匠形状を前提とした形状とされ、例えば電鋳成形技術に基づいて製作された表皮成形面４６を有する中空筺体形状を呈している。そして表皮成形面４６には、適宜部位に複数の吸気孔４８が穿設されている。また図示右側には、図示しない吸気装置に接続されたパイプ５９が連結されており、この吸気装置が作動することで各吸気孔４８を介して空気が型内へ吸引されるようになっている。

前述した部材成形型４０を利用した本実施例の成形方法は、第１成形型４２および第２成形型４４を型開きすると共に、第１成形型４２の可動セット部５６を後退変位させたもとで、先ず図３に例示するように、図示しない成形型で予備成形した第２構成部材３６を、後退変位させた可動セット部５６のセット面５７にセットすると共に、図示しない成形型で予備成形した第１構成部材３２を固定セット部５４のセット面５５にセットする。すなわち、基材１０において非アンダーカット形状になる部分に対応する第１構成部材３２を固定セット部５４にセットすると共に、該基材１０においてアンダーカット形状となる部分に対応する第２構成部材３６を可動セット部５６にセットすることで、図３に例示するように、表皮２０の貼り込み前においては、第１構成部材３２に対して第２構成部材３６が下方に位置しており、第１構成部材３２の第１外面３４が外方へ突出した状態となっている。

次いで、ホルダ５２で保持したシート状素材Ｓを、別工程で予め加熱してから第１成形型４２の上方へ到来させ、図示しない吸気装置により複数の吸気孔４８から空気を吸引する空気吸引状態とした第２成形型４４を、第１成形型４２に型閉めする。この第２成形型４４の型閉め過程において、先ず図４に例示するように、シート状素材Ｓを該第２成形型４４の表皮成形面４６へ吸着させることで、表皮付き成形部材ＩＰの外面意匠形状に表皮２０を成形する。

そして、表皮成形面４６で表皮２０を成形した直後、図５に例示するように、第１成形型４２に対して第２成形型４４を完全に型閉めして、最終意匠形状に成形された該表皮２０の裏面に、第１構成部材３２の第１外面３４を押し付ける。すなわち、部材成形型４０の型閉めが完了した時点では、第１構成部材３２だけが表皮２０に密着した状態となる。

部材成形型４０の型閉めが完了したら、図６に例示するように、可動セット部５６を前進移動させることで、表皮２０の裏面に第２構成部材３６の第２外面３８を押し付ける。これにより、第１構成部材３２および第２構成部材３６の両方が表皮２０に密着した状態となり、これら第１構成部材３２および第２構成部材３６からなる表皮被着面１２に対する表皮２０の貼り込みが完了する。

基材１０に対する表皮２０の貼着作業が完了したら、図７に例示するように、前述した可動セット部５６を後退移動させることで、第１成形型４２に対する基材１０のアンダーカット状態を解除する。これにより、部材成形型４０を型開きするに際し、第１成形型４２からの基材１０(第１構成部材３２および第２構成部材３６)の脱型が可能となる。

成形された表皮付き成形部材ＩＰを部材成形型４０から脱型した後に、表皮２０の不要部分を適宜トリミングすると共に、その端部を基材１０の裏側へ貼り込む。そして必要に応じ、熱カシメまたは超音波溶着等の適宜の接合技術に基づいき、第１構成部材３２および第２構成部材３６を溶着接合することで、表皮付き成形部材ＩＰの成形が完了する。

このように本実施例の成形方法は、基材１０を、非アンダーカット形状となる部分に対応する第１構成部材３２とアンダーカット形状となる部分に対応する第２構成部材３６とに分割した構成としたもとで、先ず第１構成部材３２の第１外面３４にだけ最終意匠形状に成形した表皮２０を貼着し、次いで第２構成部材３６を表皮２０の裏面に押し付けて該第２構成部材３６の第２外面３８に表皮２０を貼着するようにした。これにより、第１構成部材３２および第２構成部材３６からなる表皮被着面１２に対し、外面意匠形状に成形した表皮２０を好適に貼着することが可能となる。

また本実施例の表皮付き成形部材ＩＰは、基材１０を、非アンダーカット形状となる部分に対応する第１構成部材３２とアンダーカット形状となる部分に対応する第２構成部材３６とに分割した構成としたため、該基材１０に設けた表皮被着面１２の外面形状を、外面意匠形状に成形した表皮２０の裏面形状と同一とすることができ、基材１０に対して表皮２０を全面的に密着させた状態で貼着した構造とし得る。これにより、基材１０と表皮２０との間に空間が全く形成されないため、表皮２０が変形したり潰れる等の不都合が発生しない。しかも、第１構成部材３２および第２構成部材３６に設けた突片３９が基材凹部１４の周縁コーナー部分に位置し、これが表皮角部２６の裏側において裏側弾力層２４へ食い込むようになるため、基材凹部１４の周縁コーナー部分に対応する表皮角部２６をエッジの効いたシャープな形状に形成することも可能となる。

なお、本願が対象とする表皮付き成形部材ＩＰは、図１等に例示した形状のものに限定されるものではなく、様々な形状およびサイズのものが対象とされる。

本願は、部材成形型によりシート状素材から外面意匠形状に成形される表皮を、該部材成形型にセットした基材の表皮被着面に貼着して形成され、前記基材を単一部材として形成した際の前記表皮被着面が、該基材を成形した基材成形型からの脱型を不能とするアンダーカット形状を有している表皮付き成形部材を成形する方法に関するものである。従って、基材および表皮からなり、該基材に対して表皮を貼着する(貼り込む)タイプの表皮付き成形部材の全てが対象とされ、例えばインストルメントパネル、フロアコンソール、コンソールリッドおよびドアパネル等の種々車両内装部材や、椅子またはソファ等の各種家具等に実施可能である。

好適実施例に係る表皮付き成形部材の概略構成を例示した側断面図である。図１に例示した表皮付き成形部材を、各構成部材を分離させた状態で示した部分斜視図である。好適実施例に係る表皮付き成形部材の成形方法を示した説明断面図であって、部材成形型における第１成形型の固定セット部に第１構成部材をセットすると共に、後退移動させた可動セット部に第２構成部材をセットする状態を示している。好適実施例に係る表皮付き成形部材の成形方法を示した説明断面図であって、ホルダで保持したシート状素材を部材成形型における第２成形型の表皮成形面に吸着させ、最終意匠形状に表皮を成形した状態を示している。好適実施例に係る表皮付き成形部材の成形方法を示した説明断面図であって、第１成形型と第２成形型とを完全に型閉めすることで、第１構成部材の第１外面に表皮を貼着させた状態を示している。好適実施例に係る表皮付き成形部材の成形方法を示した説明断面図であって、可動セット部を前進移動させることで、表皮の裏面に第２構成部材を押し付けた状態を示している。好適実施例に係る表皮付き成形部材の成形方法を示した説明断面図であって、可動セット部を後退移動させた後に第１成形型と第２成形型とを型開きした状態を示している。従来の表皮付き成形部材の概略構成を例示した側断面図である。最終意匠形状に成形した表皮の裏面形状と同一形状の表皮被着面を有する基材を一体的に成形した場合、アンダーカット形状となって脱型を不能とすることを示した説明図である。表皮貼着タイプの表皮付き成形部材の成形工程を概略的な形状で示した工程説明図であって、(ａ)は、部材成形型の第１成形型に基材をセットする状態を示し、(ｂ)は、シート状素材を第２成形型の表皮成形面に吸着させて表皮を成形する状態を示し、(ｃ)は、完全に型閉めすることで表皮を基材に貼着した状態を示し、(ｄ)は、表皮の不要部分をトリミングして表皮付き成形部材の成形が完了した状態を示している。

符号の説明

１０基材
１２表皮被着面
２０表皮
３２第１構成部材
３４第１外面
３６第２構成部材
３８第２外面
４０部材成形型
４２第１成形型
４４第２成形型
５４固定セット部
５６可動セット部
Ｓシート状素材

Claims

部材成形型(40)によりシート状素材(S)から外面意匠形状に成形される表皮(20)を、該部材成形型(40)にセットした基材(10)の表皮被着面(12)に貼着して形成され、前記基材(10)を単一部材として形成した際の前記表皮被着面(12)が、該基材(10)を成形した基材成形型からの脱型を不能とするアンダーカット形状を有している表皮付き成形部材の成形方法であって、
前記基材(10)の非アンダーカット形状となる部分に対応する第１構成部材(32)を、前記部材成形型(40)の第１成形型(42)に設けた固定セット部(54)にセットすると共に、
前記基材(10)のアンダーカット形状となる部分に対応する第２構成部材(36)を、前記固定セット部(54)から後退移動させた可動セット部(56)にセットし、
前記シート状素材(S)を該部材成形型(40)の第２成形型(44)へ吸着させて前記表皮(20)を成形すると共に、外面意匠形状に成形された該表皮(20)の裏面に前記第１構成部材(32)の第１外面(34)を押し付け、
次いで前記可動セット部(56)を前進移動させて、前記表皮(20)の裏面に前記第２構成部材(36)の第２外面(38)を押し付け、
前記第１外面(34)および第２外面(38)からなる前記表皮被着面(12)に対し、前記表皮(20)の貼着を行なうようにした
ことを特徴とする表皮付き成形部材の成形方法。
前記基材(10)に対する前記表皮(20)の貼着完了後に、前記可動セット部(56)を後退移動させるようにした請求項１記載の表皮付き成形部材の成形方法。