JP4697056B2 - 表皮付成形品の成形方法およびその成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、表皮付成形品の成形方法およびその成形装置に関する。

合成樹脂材料を含んだ基材を、加熱した状態で一側の成形型に載置し、他側の成形型には表皮が吸引された状態で双方の型を閉じることにより、基材を成形するのと同時に、表皮を軟質状態にある基材に圧接して、互いに接合させるボード成形品の成形方法に関する従来技術があった（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、一側の型の側方に基材切断用の刃具が設けられ、閉型時に、他側の成形型によって押圧された刃具が下方に移動して、基材の端部を切り落として、その形状を整えている。従って、この従来技術によれば、基材の成形と表皮の接合とを一度の閉型によって行うことができ、少ない工程で短時間にボード成形品を成形することができた。
特開２００２−２５４４６１公報（第３−４頁、第３図）

上述した従来技術によれば、閉型時に、双方の成形型の接近につれて、表皮は軟質状態にある基材の周縁部の表面に圧接しながら摺動するため、基材の樹脂材料が表皮を介して他側の成形型によって基材から引きずり出され、硬化後、その端部において樹脂材料のバリとなることがあった。基材端部にバリが形成されると、成形後、基材の端部において、表皮を基材裏面側に巻きつける場合に妨げとなるため、製造現場の作業者が手作業で一つ一つバリを除去しており、バリ取りに時間を要し、生産性が低かった。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、バリの発生を低減可能な表皮付成形品の成形方法およびその成形装置を提供することを目的とする。

本発明は、互いに対向して配置された一対の成形型の、一側に対して接近可能な切断部材を設け、合成樹脂材料を含んだ基材が加熱されて、前記一側の成形型に載置されるとともに、前記成形型の他側には表皮が吸引された状態で、双方の成形型を互いに閉型することにより、前記表皮を前記基材に圧接して互いに接合させるとともに、前記切断部材が前記他側の成形型に押圧されて、前記一側の成形型との間で前記基材を挟圧し、その端部を切断して形状を整えることにより表皮付成形品を形成する表皮付成形品の成形方法において、前記成形型を閉型する際に、前記基材の周縁部において、前記表皮との間に、双方の間の摺動を防ぐ潤滑部材を介在させている。

これにより、表皮が基材上を直接に摺動することがなくなるため、表皮によって基材の周縁部から樹脂材料が引きずり出されることがなく、周縁部におけるバリの発生を低減することができる。

本発明の実施態様として、次の構成が好ましい。
（１）潤滑部材は、切断部材の先端部において、その切断時の移動方向と反対側に取り付けられたことにより、基材を切断する切断部材の後方から、潤滑部材が基材と表皮との間に確実に入り込むことができる。
（２）潤滑部材は、低摩擦係数の材質によって形成されたことにより、表皮の基材に対する相対移動が支障なく行える。
（３）潤滑部材は、フッ素系樹脂材料によって形成されたことにより、表皮が摩擦係数の低い潤滑部材の表面上を抵抗無く移動できる。
（４）一対の成形型と、その一側に対して接近可能な切断部材を備え、合成樹脂材料を含んだ基材が加熱され、一側の成形型に載置されるとともに、成形型の他側には表皮が吸引された状態で、双方の成形型を互いに閉型することにより、表皮を基材に圧接して互いに接合させるとともに、切断部材が他側の成形型に押圧されて、一側の成形型との間で基材を挟圧し、その端部を切断して形状を整えることにより、表皮付成形品を形成する成形装置において、切断部材には、成形型を閉型する際に、基材の周縁部において、表皮との間に介在し、双方の間の摺動を防ぐ潤滑部材が取り付けられた。

これにより、表皮が基材上を直接に摺動することがなくなるため、表皮によって基材の周縁部から樹脂材料が引きずり出されることがなく、周縁部におけるバリの発生を低減することが可能な成形装置にすることができる。

基材の周縁部におけるバリの発生を低減することができることにより、バリ取り作業に時間を要することがなく、生産性を向上させることが可能となる。

本発明の実施形態を図１乃至図１３によって説明する。本実施形態による成形装置１によって形成されるドアトリム用ボード６（本発明の表皮付成形品に該当し、以下ボード６と呼ぶ）は、図示しない車両用ドアの車室内側に装着される。ボード６は、図１に示すように、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂材料によって形成された、あるいは、ポリプロピレン等をバインダーとして、ケナフ等の植物繊維を含んだ基材６１の表面に、ポリプロピレン等にて形成された表皮６２が接合されて形成されている。図に示すように、表皮６２は基材６１よりも一回り大きく形成され、その縁部６２ａは基材６１の縁部６１ａからはみ出ており、後工程において、基材６１に接合された表皮６２の縁部６２ａを、基材６１の縁部６１ａの端縁に沿って裏面に折り返して固定することで、その端部処理を完了する。

図２に示すように、成形装置１は、固定型２、可動型装置３、切断装置４および駆動装置５を備えている。固定型２（本発明の一側の成形型に該当する）の上面には型面２ａが形成され、ボード６の成形時に、この上には加熱された基材６１が載置される。また、固定型２の側面は鋭利に形成され、後述する基材カッタ４４とともに、基材６１の端部ＥＰを切断する固定刃２ｂが設けられている。可動型装置３は固定型２の上方に設けられており、このうち可動型３１（本発明の他側の成形型に該当する）は型ホルダ３２に取り付けられ、固定型２と対向するように配置されている。可動型３１の下面には型面３１ａが形成されるとともに、上下方向に図示しない真空孔が貫通しており、ボード成形時に真空孔を介して、真空ポンプ等により表皮が吸引され、型面３１ａに保持される。また、型ホルダ３２の上面は、移動用の型用油圧シリンダ３３に内蔵されたプランジャ３３ａと連結されており、型用油圧シリンダ３３の作動により、可動型３１は上下移動可能にされている。型用油圧シリンダ３３のプランジャ３３ａはリターンスプリング３３ｂにより、常に、上方に付勢されている。また、プランジャ３３ａの後方（図２において上方）には、液圧室３３ｃが形成されている。

第１リミットスイッチ３４は、可動型３１の近傍に位置するように固定され、可動型３１の初期位置（開型位置）において、可動型３１あるいは型ホルダ３２と当接することによりオンされており、可動型３１が下方に移動することによりオフされる。また、第２リミットスイッチ３５は、第１リミットスイッチ３４の下方に固定され、可動型３１の開型位置においてはオフ状態にあり、可動型３１が所定距離だけ下方に移動することにより、可動型３１と当接してオンされる。これらのリミットスイッチ３４、３５は、図示しない制御装置に電気的に接続されている。

切断装置４のガイド台４１は、固定型２に隣接して床面ＦＬに固定されており、平坦な底面４１ａの両端に、一対の壁部４１ｂが立設されている。各々の壁部４１ｂには、上下方向にガイド溝４１ｃが形成され、これに案内されて支持台４２が上下移動可能に設けられている。支持台４２の平板状の支持板４２ａの下面には、複数のコンプレッションスプリング４２ｂが取り付けられ、これらの下端は、ガイド台４１の底面４１ａを貫通して床面ＦＬに当接している。支持板４２ａは、コンプレッションスプリング４２ｂからのスプリング力を受けて、常に上方へと付勢され、切断装置４の非作動時においては、ガイド溝４１ｃの上端に当接して保持されている。

また、支持板４２ａの上面にはスライドレール４２ｃが取り付けられており、これには、カッタ保持部４３が（図２において左右方向に）移動可能に係合している。カッタ保持部４３は、スライドレール４２ｃによって案内され、固定型２の側面に対して接近および離れることが可能になっている。カッタ保持部４３は略Ｌ字状をしており、その立壁には、本発明の切断部材である基材カッタ４４が取り付けられている。基材カッタ４４の先端部には、固定型２の固定刃２ｂとともに挟圧することにより、基材６１の端部ＥＰを切り落とす中間刃４４ａが形成されている。

基材カッタ４４の先端部において、切断時の移動方向と反対側に位置する上面には、樹脂シート４５が取り付けられている。樹脂シート４５は本発明の潤滑部材に該当し、低摩擦係数を有するフッ素系樹脂材料であるポリテトラフルオロエチレンによってシート状に形成され、可撓性を有している。樹脂シート４５は、基材カッタ４４の上面に載置された後、押え板４６を被せ、その上から複数の取付ボルト４７を、基材カッタ４４の平面部４４ｂに締め付けて固定されている。樹脂シート４５は、基材カッタ４４に取り付けられた状態で、その先端が中間刃４４ａから数ｍｍ突出している（図８示）。

また、カッタ保持部４３の後方（図２において右方）には、基材カッタ４４を移動させるためのカッタ用油圧シリンダ４８が配置され、カッタ保持部４３の後面は、カッタ用油圧シリンダ４８のプランジャ４８ａと連結されている。カッタ用油圧シリンダ４８はマウンティング部材４９を介して支持板４２ａに支えられ、そのプランジャ４８ａは、型用油圧シリンダ３３と同様に、リターンスプリング４８ｂにより、常に図２において右方に付勢されている。また、プランジャ４８ａの後方には、液圧室４８ｃが形成されている。

駆動装置５は、電動モータ５１によって駆動される一対の油圧ポンプ５２、５３を有している。油圧ポンプ５２、５３の吸引口には、液圧発生用の作動油を含み、大気と連通したリザーバタンク５４が、吸引路ＳＵ１、ＳＵ２により接続されるとともに、吐出口は電磁弁５５、５６を含んだ吐出路ＤＣ１、ＤＣ２を介して、上述した型用油圧シリンダ３３およびカッタ用油圧シリンダ４８の、それぞれの液圧室３３ｃ、４８ｃに接続されている。第１電磁弁５５は、第１油圧ポンプ５２の吐出口、型用油圧シリンダ３３の液圧室３３ｃおよびリザーバタンク５４を互いに連通させる第１位置５５ａと、第１油圧ポンプ５２の吐出口と型用油圧シリンダ３３の液圧室３３ｃとを連通させて、リザーバタンク５４との連通を遮断する第２位置５５ｂとを有している。また、第２電磁弁５６も、第２油圧ポンプ５３の吐出口、カッタ用油圧シリンダ４８の液圧室４８ｃおよびリザーバタンク５４を互いに連通させる第１位置５６ａと、第２油圧ポンプ５３の吐出口とカッタ用油圧シリンダ４８の液圧室４８ｃとを連通させて、リザーバタンク５４との連通を遮断する第２位置５６ｂとを有している。電動モータ５１および電磁弁５５、５６は、上述した制御装置に電気的に接続されている。また、リザーバタンク５４と、型用油圧シリンダ３３の液圧室３３ｃおよびカッタ用油圧シリンダ４８の液圧室４８ｃとの間は、所定圧により開弁するリリーフ弁５７、５８を含んだバイパス路ＢＰ１、ＢＰ２によって接続されている。

次に、本実施形態による成形装置１による、ドアトリム用ボード６の成形方法について説明する。最初に、図２および図８に示した可動型３１の初期位置（開型時）において、型面３１ａに当接するように、加熱した表皮６２を可動型３１に取り付け、図示しないクランプ装置によって、表皮６２の縁部６２ａを保持させる。一方、固定型２の型面２ａ上には、マット状の基材６１が加熱された状態で載置されている。

次に、成形装置１の図示しないメインスイッチを操作すると、可動型３１の真空孔を介して、表皮６２は型面３１ａに吸引されて、賦形（成形）されるとともに保持される。それとともに、制御装置は電動モータ５１を作動させて、油圧ポンプ５２、５３を駆動する。これにより、リザーバタンク５４内の作動油は、油圧ポンプ５２、５３により吸引された後、油圧シリンダ３３、４８に向けて吐出されるが、この時点においては、電磁弁５５、５６が、ともに、第１位置５５ａ、５６ａにあり、油圧シリンダ３３、４８の液圧室３３ｃ、４８ｃがリザーバタンク５４と連通しているため、液圧室３３ｃ、４８ｃ内に液圧は発生せず、油圧シリンダ３３、４８は作動しない。

次に、所定時間後、制御装置が第１電磁弁５５を作動させて、第２位置５５ｂへと切り換えると、第１油圧ポンプ５２の吐出口と、型用油圧シリンダ３３の液圧室３３ｃとの連通は維持され、リザーバタンク５４との連通が遮断される。これにより、液圧室３３ｃ内に油圧が発生し、プランジャ３３ａが、リターンスプリング３３ｂの付勢力に抗して作動し、型ホルダ３２とともに可動型３１を下方に移動させ閉型していく（図３および図９示）。

更に、可動型３１が下方に移動して、第２リミットスイッチ３５に当接してこれを作動させると、制御装置は第２リミットスイッチ３５からの信号を受けて、第２電磁弁５６を第２位置５６ｂに切り換える。これにより、第２油圧ポンプ５３の吐出口と、カッタ用油圧シリンダ４８の液圧室４８ｃとの連通が維持されるとともに、リザーバタンク５４との連通が遮断され、液圧室４８ｃ内に油圧が発生し、プランジャ４８ａが、リターンスプリング４８ｂの付勢力に抗して作動し、スライドレール４２ｃ上を移動するカッタ保持部４３を介して、基材カッタ４４を、固定型２の側面に形成された固定刃２ｂに向けて接近させる（図４および図１０示）。

固定型２に接近したカッタ保持部４３は、やがてガイド台４１の壁部４１ｂに当接して停止する。この状態において、基材カッタ４４は、型面２ａ上に載置された基材６１の上面に非常に接近した位置にあり、その先端の中間刃４４ａは、固定型２の固定刃２ｂに対して、図１１の左右方向において、ほぼ隙間なく対向している。また、基材カッタ４４の平面部４４ｂに取り付けられた樹脂シート４５は、基材６１の表面に撓んだ状態で当接している（図５および図１１示）。尚、カッタ保持部４３が壁部４１ｂに当接して停止している時、油圧シリンダ４８の液圧室４８ｃ内の油圧が所定圧以上に上昇すると、リリーフ弁５８が開弁し、バイパス路ＢＰ２を介してリザーバタンク５４へと排出され、液圧室４８ｃ内の油圧はリリーフ弁５８の開弁圧に保持される。

次に、可動型３１の下降が更に進行して、その端部が基材カッタ４４の上面に当接すると、基材カッタ４４を押圧して、コンプレッションスプリング４２ｂを撓ませ、基材カッタ４４を支持台４２ごと下方に移動させる。これにより、基材カッタ４４の中間刃４４ａは、固定刃２ｂとの間で基材６１を挟圧し、その端部ＥＰを切り落としていく。この時、可動型３１の下降により、表皮６２の縁部６２ａ以外の部位は基材６１に圧接されていく。一方、表皮６２の縁部６２ａにおいては、表皮６２が基材６１の周縁部に対して、相対移動していくが、表皮６２と基材６１の周縁部との間には、樹脂シート４５が介在しているため、基材６１と表皮６２は、互いに直接摺動することはない（図６および図１２示）。

可動型３１の下降がいっそう進むと、基材カッタ４４を載せた支持台４２の下面が、ガイド台４１の底面４１ａに当接して停止する。この状態において、可動型３１と固定型２とは閉型が完了した状態にあり、基材６１がプレスされて成形されるとともに、表皮６２の縁部６２ａを除いた部位は基材６１に圧接され、基材６１中の溶融した樹脂材料によって接合される。また、基材６１の端部ＥＰは、中間刃４４ａの下降により完全に切り落とされて基材６１の形状が整えられ、ドアトリム用ボード６が形成される（図７および図１３示）。尚、支持台４２がガイド台４１に当接して、可動型３１が停止している時、油圧シリンダ３３の液圧室３３ｃ内の油圧が、所定圧以上に上昇すると、リリーフ弁５７が開弁し、バイパス路ＢＰ１を介してリザーバタンク５４へと排出され、液圧室３３ｃ内の油圧はリリーフ弁５７の開弁圧に保持される。

可動型３１と固定型２とが閉型した後、制御装置がタイマーによって、ボード６が固化するための所定時間が経過したことを検出すると、クランプ装置を解除するとともに、第１電磁弁５５および第２電磁弁５６を、ともに第２位置５５ｂ、５６ｂから第１位置５５ａ、５６ａへと切り換え、それぞれ油圧シリンダ３３、４８の液圧室３３ｃ、４８ｃを、リザーバタンク５４へと連通させる。これにより、液圧室３３ｃ、４８ｃ内の油圧は低下し、それぞれのプランジャ３３ａ、４８ａがリターンスプリング３３ｂ、４８ｂの付勢力により戻され、ボード６を固定型２上に残したまま、可動型３１および基材カッタ４４を初期位置に向けて復帰させる。可動型３１が初期位置に復帰すると、第１リミットスイッチ３４が型ホルダ３２と当接して作動し、第１リミットスイッチ３４からの信号を受けた制御装置は、成形装置１のリセットを行う（図２および図８示）。

本実施形態によれば、互いに対向して配置された一対の成形型２、３１と、固定型２に対して接近可能な基材カッタ４４を設け、合成樹脂材料を含んだ基材６１が加熱されて、固定型２に載置されるとともに、可動型３１には表皮６２が吸引された状態で、双方の成形型２、３１を互いに閉型することにより、表皮６２を基材６１に圧接して互いに接合させるとともに、基材カッタ４４が可動型３１に押圧されて、固定型２との間で基材６１を挟圧し、その端部ＥＰを切断して形状を整えることによりドアトリム用ボード６を形成する成形方法およびその成形装置１において、成形型２、３１を閉型する際に、基材６１の周縁部において、表皮６２との間に、双方の間の摺動を防ぐ樹脂シート４５を介在させている。これにより、表皮６２が基材６１上を直接に摺動することがなくなるため、表皮６２によって基材６１の周縁部から樹脂材料が引きずり出されることがなく、周縁部におけるバリの発生を低減することができる。また、樹脂シート４５によって、切断後の基材６１の周囲の空間が埋められるため、成形型２、３１の圧接によっても、基材６１から樹脂が押し出されることがなく、バリの発生を更に低減できる。これらにより、バリ取り作業に時間を要することがなく、ボード６の生産性を向上させることが可能となる。

また、樹脂シート４５は、基材カッタ４４の先端部において、その切断時の移動方向と反対側に取り付けられたことにより、基材６１を切断する基材カッタ４４の後方から、樹脂シート４５が基材６１と表皮６２との間に確実に入り込むことができる。
また、樹脂シート４５は、低摩擦係数の材質によって形成されたことにより、表皮６２の基材６１に対する相対移動が支障なく行える。
また、樹脂シート４５は、フッ素系樹脂材料によって形成されたことにより、表皮６２が摩擦係数の低い樹脂シート４５の表面上を抵抗無く移動できる。

＜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）潤滑部材は、ポリテトラフルオロエチレン以外のフッ素系樹脂材料でもよく、あるいは、融点が高く、成形時に溶融しないものであれば、フッ素系樹脂材料以外の、あらゆる種類の樹脂材料が適用可能である。
（２）本発明による成形装置は、ドアトリム以外のボード部材の成形にも適用可能である。

ドアトリム用ボードの車室外側から見た正面図 本実施形態による成形装置の開型時における全体図 図２に示した可動型が移動開始したところを示した図 図２に示した基材カッタが移動開始したところを示した図 図２に示した基材カッタが基材を切断可能な位置に到達したところを示した図 図２に示した基材カッタが基材の切断を開始したところを示した図 図２に示した基材カッタが基材の切断を完了したところを示した図 図２の要部拡大図 図３の要部拡大図 図４の要部拡大図 図５の要部拡大図 図６の要部拡大図 図７の要部拡大図

符号の説明

１…成形装置
２…固定型
６…ドアトリム用ボード
３１…可動型
４４…基材カッタ
４４ａ…中間刃
４５…樹脂シート
６１…基材
６２…表皮
ＥＰ…基材の端部

Claims (5)

1. 互いに対向して配置された一対の成形型の、一側に対して接近可能な切断部材を設け、合成樹脂材料を含んだ基材が加熱されて、前記一側の成形型に載置されるとともに、前記成形型の他側には表皮が吸引された状態で、双方の成形型を互いに閉型することにより、前記表皮を前記基材に圧接して互いに接合させるとともに、前記切断部材が前記他側の成形型に押圧されて、前記一側の成形型との間で前記基材を挟圧し、その端部を切断して形状を整えることにより表皮付成形品を形成する表皮付成形品の成形方法において、
   前記成形型を閉型する際に、前記基材の周縁部において、前記表皮との間に、双方の間の摺動を防ぐ潤滑部材を介在させることを特徴とする表皮付成形品の成形方法。
2. 前記潤滑部材は、前記切断部材の先端部において、その切断時の移動方向と反対側に取り付けられたことを特徴とする請求項１記載の表皮付成形品の成形方法。
3. 前記潤滑部材は、低摩擦係数の材質によって形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の表皮付成形品の成形方法。
4. 前記潤滑部材は、フッ素系樹脂材料によって形成されたことを特徴とする請求項３記載の表皮付成形品の成形方法。
5. 一対の成形型と、その一側に対して接近可能な切断部材を備え、合成樹脂材料を含んだ基材が加熱され、前記一側の成形型に載置されるとともに、前記成形型の他側には表皮が吸引された状態で、双方の成形型を互いに閉型することにより、前記表皮を前記基材に圧接して互いに接合させるとともに、前記切断部材が前記他側の成形型に押圧されて、前記一側の成形型との間で前記基材を挟圧し、その端部を切断して形状を整えることにより、表皮付成形品を形成する成形装置において、
   前記切断部材には、前記成形型を閉型する際に、前記基材の周縁部において、前記表皮との間に介在し、双方の間の摺動を防ぐ潤滑部材が取り付けられたことを特徴とする成形装置。

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