JP4635799B2

JP4635799B2 - 表皮材成形型

Info

Publication number: JP4635799B2
Application number: JP2005275850A
Authority: JP
Inventors: 斎津田; 靖人樋口
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2025-09-22
Also published as: JP2007083586A

Description

本発明は、表皮材の成形を行う表皮材成形型に関する。

内装材の表面を覆う表皮材を、内装材に合致した形状に成形するための成形型に関する従来技術があった（例えば、特許文献１参照）。これは、成形時に、型面に開口した空気孔から表皮材を吸引しながら成形するいわゆる真空成形により、表皮材の賦形を行う成形型に関するもので、モデル型の表面に、炭化ケイ素の細粒を含んだ熱硬化性樹脂を塗布して第１層とし、更にその上に、金属球を含んだ熱硬化性樹脂を第２層として積層して形成されたものである。

本願の発明者は、上述した従来技術による成形型を製作すると、以下のような課題が発生することを発見した。すなわち、モデル型の上に第１層を形成する時、特に通気性を有する細粒の金属球と熱硬化性樹脂よりなるものにおいて、モデル型の上方に樹脂を塗布する場合には支障が無いのであるが、モデル型の形状によっては、その切り立った立壁部の側方を覆うように第１層を垂直に積層する場合があり、この時、その自重によって層が崩れ落ちて横方向に広がり、その部位だけ第１層の厚みが水平方向に増大するのである。これにより、当該部位の通気性が低下し、表皮材の成形時に、細粒によってその吸引が妨げられ、表皮材の該当する部位の成形が不十分になることがあった。
特開２０００−３５１１２４公報（第２図）

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、表皮材を良好に成形することのできる表皮材成形型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、型面に通気孔が開口し、前記型面に表皮材を載置した後、前記通気孔を介して、前記表皮材を前記型面に向けて吸引し、前記表皮材の成形を行う表皮材成形型において、一面が前記表皮材成形型の型面形状を反転した形状のベース型の前記一面上に粒状材を載せて固めることにより基体を形成し、該基体を前記ベース型から取り外し、取り外された前記基体の前記表皮材成形型の型面形状に形成された側の上に前記通気孔が形成された樹脂シートを接合させたものであって、前記ベース型上に前記粒状材を載せる際に、前記ベース型に形成された立壁部の側方を覆うように、前記粒状材を鉛直方向に積層した部位には、その内部において空気を流通させるために、管路を設けたことを特徴とする表皮材成形型とした。

請求項２の発明は、前記基体は、粒体をバインダー樹脂によって固めた第１粒層と、それよりも細かい細粒がバインダー樹脂によって固められるとともに、前記第１粒層と接合された第２粒層とによって形成され、前記第２粒層の前記第１粒層との接合側とは反対側の面に前記樹脂シートを接合し、前記管路は前記第２粒層内と前記第１粒層とを連結するように設けられたことを特徴とする請求項１記載の表皮材成形型とした。

請求項３の発明は、前記管路は、前記ベース型上に前記第２粒層を形成する際に、チューブ部材を前記第２粒層中に介装し、その後、該チューブ部材の後端部を前記第１粒層で覆うことにより設けられることを特徴とする請求項２記載の表皮材成形型とした。

請求項４の発明は、前記管路は、前記立壁部に対し、垂直方向に設定す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表皮材成形型とした。

＜請求項１の発明＞
ベース型上に粒状材を載せる際に、ベース型に形成された立壁部の側方を覆うように、粒状材を鉛直方向に積層した部位には、その内部において空気を流通させるために、管路を設けた構成とした。これにより、粒状材が崩れ落ちて横方向に広がり、その厚みが増大していても、管路を介して、表皮材を十分に吸引することができるため、表皮材のこの部位にも良好な成形を施すことができる。

＜請求項２の発明＞
基体は、粒体をバインダー樹脂によって固めた第１粒層と、それよりも細かい細粒がバインダー樹脂によって固められるとともに、第１粒層と接合された第２粒層とによって形成され、第２粒層の第１粒層との接合側とは反対側の面に樹脂シートを接合し、管路は第２粒層内と第１粒層とを連結するように設けられた構成とした。これにより、第２粒層のみ細粒とし、型面と離れた第１粒層の粒体を大きくすることができるため、型面を平滑にできるとともに、表皮材の吸引を向上させることができる。

＜請求項３の発明＞
管路は、ベース型上に第２粒層を形成する際に、チューブ部材を第２粒層中に介装し、その後、チューブ部材の後端部を第１粒層で覆うことにより設けられる構成としたことにより、チューブ部材で双方の粒層を連結することができるため、第２粒層から第１粒層へ空気を効率よく流すことができるとともに、両層の接合強度を向上させることができる。

＜請求項４の発明＞
管路は、立壁部に対し、垂直方向に設定する構成としたことにより、粒状材が管路の外壁上に積層されるため、管路がつまることなく、通気性能を向上できる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１乃至図６によって説明する。図１に示すように、本実施形態による表皮材成形型１は、合成樹脂等によって形成された型枠５内に、粒子の粗いアルミニウムの粒（以下、アルミグリッドと呼ぶ）を、粒子を固めるためのバインダーとしてエポキシ樹脂を用いて、固めて形成した第１粒層２が収容され、第１粒層２上（図１においては、第１粒層２の下方）に、第１粒層２の粒よりも細かいアルミグリッドを、第１粒層２と同様にエポキシ樹脂によって固めて形成した第２粒層３が設けられ（第１粒層２および第２粒層３はポーラス材とも呼ばれ、本発明の基体に該当し、互いに接合されている）、更に、第２粒層３の表面（本発明の第１粒層との接合側とは反対側の面で、図１において第２粒層３の下面）には、その表面にシボ模様が形成された樹脂シート４が接合されている。樹脂シート４は成形型１の型面を形成し、セラミックスのウイスカーを含有したエポキシ樹脂にて形成されていて、伸張性を有するとともに、複数の通気孔４１が穿孔されている。本発明における樹脂シート４は、特許公告公報である特公平２−１４１７３号公報に記載されているものと同様のものである。

図１において、成形型１の上端部は蓋体６によって閉塞されており、第１粒層２の内部には、格子状リブ７が含まれている。格子状リブ７は、金属あるいは樹脂材料等にて一体に形成され、第１粒層２あるいは成形型１の剛性を向上させるために、その端部において、型枠５および蓋体６に当接している。更に、第１粒層２内には、複数の水冷管８が内蔵されており、表皮材ＳＫの成形時における成形型１の蓄熱を抑制するとともに、表皮材ＳＫの冷却を促進して、成形工数を低減させている。蓋体６の図示しないインレットには、真空ポンプＰＵがバルブＶＥを介して接続されており、これにより、第１粒層２内に負圧が導入可能とされている。また、表皮材成形型１内の、第２粒層３が鉛直方向に積層されている部位（図１、図３〜図６において、一側のみＶにて示す）には、第１粒層２と第２粒層３とを連結するように、管路としての複数のチューブ部材９が、水平方向に延びるように配置されている。各々のチューブ部材９は、円筒形の金属管によって形成されており、第２粒層３内から第１粒層２へと空気を流通させるためのものである。

表皮材ＳＫを予め所定形状に成形する予備賦形を行う場合、成形型１と相手型ＭＤとの間に、加熱して軟化させた表皮材ＳＫを載置した状態で、真空ポンプＰＵによって成形型１内に負圧を導入しながら、双方の型を閉める。これにより、真空ポンプＰＵによる負圧が、第１粒層２および第２粒層３の各々のアルミグリッド間を通過し、樹脂シート４の通気孔４１を介して、表皮材ＳＫを樹脂シート４側へと吸引する。真空ポンプＰＵによる吸引と、相手型ＭＤによる樹脂シート４に向けての支持とにより、表皮材ＳＫが樹脂シート４に各部均一に引きつけられ、その表面にシボ模様が形成されるとともに、所定の形状に成形される。真空ポンプＰＵによって吸引される際、上述したＶ部においては、第１粒層２と第２粒層３間でチューブ部材９を介して吸引される。

次に、図２乃至図７に基づいて、本実施形態による成形型１の製造方法について説明する。図２に示すように、最初に、例えば機械加工による削り出しによりベース型ＢＭを形成する（ベース型形成工程）。ベース型ＢＭは合成樹脂によって形成されており、成形型１の型面形状を反転した形状をしている。次に、ベース型ＢＭ上に型枠５を載置した後、ベース型ＢＭの表面に第２粒層３を形成する。第２粒層３は、所定の粗さのアルミグリッドを含有した軟質状態のエポキシ樹脂を、ベース型ＢＭ上に積層した後、所定時間だけ上方から押圧して、固まらせることにより形成される（図３示）。

ここで、図２および図３に示すように、ベース型ＢＭは、表皮材ＳＫの成形形状に起因して立壁部ＷＬを有している。従って、第２粒層３は上述したＶ部において、ベース型ＢＭの立壁部ＷＬの側方を覆うように、鉛直方向に積層されるが、図３に示すように、第２粒層３のアルミグリッドは、固まる前に、その自重によって崩れ落ち、横方向に広がって斜面を形成する。第２粒層３を形成する際に、この部位にはチューブ部材９を立壁部ＷＬの面に対し、略垂直に延びるように配置し、その一端が埋まるように、その上から第２粒層３を積層する。この時、チューブ部材９の内部に、アルミグリッドが入り込まないように注意し、後端部は第２粒層３から突出させておく。

次に、固化した第２粒層３上の所定位置に水冷管８を配置した後、第２粒層３と同様に、アルミグリッドを含有した軟質状態のエポキシ樹脂を、第２粒層３上に格子状リブ７とともに積層し、所定時間だけ上方から押圧して固化させ、第１粒層２を形成する（基体形成工程）。第１粒層２の上からは、蓋体６を被せて上方を閉塞する（図４示）。第１粒層２を形成する際、チューブ部材９の後端部を覆い隠すように、第２粒層３上に積層する。この時も、チューブ部材９の内部に、第１粒層２のアルミグリッドが入り込まないように注意する。

次に、図５に示すように、第１粒層２および第２粒層３を積層したものをベース型ＢＭから取り外し、上下方向に反転させた後、第２粒層３上に、熱硬化性のエポキシ系樹脂を塗布した樹脂シート４を貼着する(樹脂シート接合工程）。第２粒層３上に配置された樹脂シート４は、所定の温度で、所定時間だけ加熱して焼成され、第２粒層３上に強固に接合される。第２粒層３上に樹脂シート４が接合されると、図６に示すように、ドリルＤＲ等で樹脂シート４の表面に複数の通気孔４１が穿孔される（通気孔形成工程）。通気孔４１は、例えば、直径が０．１ｍｍ程度の貫通孔で、第２粒層３にまで達しており、これを介して、樹脂シート４の表面に負圧が導かれる。

本実施形態によれば、ベース型ＢＭ上に第２粒層３を載せる際に、ベース型ＢＭに形成された立壁部ＷＬの側方を覆うように、第２粒層３を鉛直方向に積層するＶ部には、その内部において空気を流通させるために、水平方向に延びるように、チューブ部材９を設けた構成とした。これにより、固まる前に、アルミグリッドが崩れ落ちて横方向に広がり、その厚みが増大していても、チューブ部材９を介して、その他の部位と同等に表皮材ＳＫを吸引することができるため、表皮材ＳＫのこの部位にも精度よく、良好な成形を施すことができる。

また、表皮材成形型１の基体は、アルミグリッドをバインダー樹脂によって固めた第１粒層２と、それよりも細かい細粒がバインダー樹脂によって固められるとともに、第１粒層２と接合された第２粒層３とによって形成され、第２粒層３に樹脂シート４を接合し、チューブ部材９は第２粒層３内と第１粒層２とを連結するように設けられた構成とした。これにより、第２粒層３のアルミグリッドのみ細粒とし、型面と離れた第１粒層２のアルミグリッドを大きくすることができるため、型面を平滑にできるとともに、表皮材ＳＫの吸引を向上させることができる。

また、ベース型ＢＭ上に第２粒層３を形成する際に、チューブ部材９を第２粒層３中に介装し、その後、チューブ部材９の後端部を第１粒層２で覆うことにより設けられる構成としたことにより、チューブ部材９で双方の粒層２、３を連結することができるため、第２粒層３から第１粒層２へ空気を効率よく流すことができるとともに、両層２、３の接合強度を向上させることができる。また、チューブ部材９の材質をアルミニウムにすれば、双方の粒層２、３内のアルミグリッドを繋ぐバインダー樹脂との相性がよく、各粒層２、３との結合力が更に増大する。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図７によって説明する。本実施形態においては、第２粒層３のＶ部に、管路としての複数の空洞９Ａが形成されている。各々の空洞９Ａは円柱形状をしており、第２粒層３および第１粒層２間に跨って形成され、両粒層２、３間において空気の流通を可能としている。空洞９Ａは、第２粒層３および第１粒層２を積層する際に、これらの中に空洞９Ａの形状をしたパラフィンを埋め込み、その後、加熱することによりパラフィンを溶融させ、蒸発させることにより形成する。

＜実施形態３＞
図８は本発明の実施形態３を示す。本実施形態によるチューブ部材９Ｂは、金属管によって形成された筒体９１の両端部に、リング体９２が取り付けられたものである。それぞれのリング体９２には、第１粒層２および第２粒層３のアルミグリッド径よりも細かい目を有したメッシュ９３が装着されており、かしめ等により筒体９１に固定されている。チューブ部材９Ｂは、第２粒層３のＶ部に配置されることにより、両粒層２、３間の空気の流通を維持するとともに、メッシュ９３により、その筒体９１内へのアルミグリッドの進入を防いでいる。

＜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）円筒形のチューブ部材の代わりに、一端が他端よりも大きく開口したテーパ状の管路部材を設け、大きな開口を樹脂シート側に配置すれば、より吸引効率を向上させることができる。
（２）チューブ部材を形成する材料は、金属でなくとも、耐熱性の合成樹脂、セラミックス等であってもよい。
（３）第１粒層および第２粒層は、アルミニウム以外の金属粒、あるいは金属以外の材質による粒状材を含んでいてもよい。
（４）チューブ部材はベース型の立壁部に対して垂直に設定されているが、傾斜させて設定してもよい。

実施形態１による成形型と相手型の断面図である。削り出しにより、ベース型を製造しているところを示す概略図である。第２粒層の上に第１粒層を積層する時の状態を示した断面図である。第２粒層の上に第１粒層を積層した状態を示した断面図である。第２粒層の上に樹脂シートを貼着する時の状態を示した断面図である。樹脂シート上に穿孔するところを示した断面図である。実施形態２による成形型の部分拡大断面図である。実施形態３によるチューブ部材の拡大斜視図である。

符号の説明

１…表皮材成形型
２…第１粒層
３…第２粒層
４…樹脂シート
９、９Ｂ…チューブ部材
９Ａ…空洞
４１…通気孔
ＢＭ…ベース型
ＳＫ…表皮材
Ｖ…ベース型の立壁部の側方を覆うように、第２粒層を鉛直方向に積層した部位
ＷＬ…立壁部

Claims

型面に通気孔が開口し、前記型面に表皮材を載置した後、前記通気孔を介して、前記表皮材を前記型面に向けて吸引し、前記表皮材の成形を行う表皮材成形型において、
一面が前記表皮材成形型の型面形状を反転した形状のベース型の前記一面上に粒状材を載せて固めることにより基体を形成し、該基体を前記ベース型から取り外し、取り外された前記基体の前記表皮材成形型の型面形状に形成された側の上に前記通気孔が形成された樹脂シートを接合させたものであって、前記ベース型上に前記粒状材を載せる際に、前記ベース型に形成された立壁部の側方を覆うように、前記粒状材を鉛直方向に積層した部位には、その内部において空気を流通させるために、管路を設けたことを特徴とする表皮材成形型。
前記基体は、粒体をバインダー樹脂によって固めた第１粒層と、それよりも細かい細粒がバインダー樹脂によって固められるとともに、前記第１粒層と接合された第２粒層とによって形成され、前記第２粒層の前記第１粒層との接合側とは反対側の面に前記樹脂シートを接合し、前記管路は前記第２粒層内と前記第１粒層とを連結するように設けられたことを特徴とする請求項１記載の表皮材成形型。
前記管路は、前記ベース型上に前記第２粒層を形成する際に、チューブ部材を前記第２粒層中に介装し、その後、該チューブ部材の後端部を前記第１粒層で覆うことにより設けられることを特徴とする請求項２記載の表皮材成形型。
前記管路は、前記立壁部に対し、垂直方向に設定す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表皮材成形型。