JP5700079B2 - 車両用外装材製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両用の線状部品の周囲を囲む管状の外装材を製造する方法に関する。

自動車などの車両に搭載されるワイヤハーネスなどの車両用部品モジュールは、ケーブルなどの線状部品と、その線状部品の周囲を囲む管状の外装材とを備える場合が多い。線状部品は、例えば電線又は光ファイバケーブルなどである。

コルゲートチューブ又はその他の一般的なケーブル用外装材は、流動状の熱可塑性樹脂の原料が押出成形、ブロー成形、真空成形又や射出成形などの成形手法で成形されることによって得られる。

一方、特許文献１に示されるように、管状の外装材は、熱可塑性樹脂を含むシート材のホットプレス成形によって製造される場合もある。特許文献１が示すワイヤハーネスにおいて、電線の周囲を囲む外装材は、電線を包む不織布のホットプレス成形によって得られる。不織布は、熱可塑性樹脂の繊維を含む。

特許文献１に示されるように、熱可塑性樹脂を含む不織布などのシート材は、ヒータで加熱された後に冷却される金型を用いたホットプレス成形によって成形される。

従来、シート材のホットプレス成形の工程は、所望の長さに裁断されたシート材ごとに行われるバッチ処理の工程である。シート材ごとに行われる工程は、シート材をそのシート材の長さに対応した金型にセットする工程と、金型を加熱する工程と、金型を冷却する工程と、金型から外装材（成形後のシート材）を取り出す工程と、を含む。

特許第５１１８７８４号公報

従来のホットプレス成形に基づく外装材の製造方法は、バッチ処理であるため、外装材の製造数に比例して金型の加熱及び冷却、並びにシート材の取り扱いに必要な時間及び工数が増大する。このことは、外装材を量産する上で大きな制約となる。

また、従来のホットプレス成形の方法において、製造すべき外装材の長さが長いほど、より長いシート材を取り扱うこと、及び、より熱容量の大きな金型を加熱及び冷却することが必要となる。そのため、従来の外装材の製造方法は、長い外装材の製造が難しいという問題点を有している。

本発明は、車両用の管状の外装材が熱可塑性樹脂を含むシート材の成形によって製造される場合において、外装材の量産及び長い外装材の製造に適した製造方法を提供することを目的とする。

第１関連技術態様に係る車両用外装材製造装置は、車両用の管状の外装材を製造する装置であり、以下に示される各構成要素を備える。
（１）第１の構成要素は、熱可塑性樹脂を含むシート材を搬送経路に沿って搬送するシート搬送機構である。
（２）第２の構成要素は、上記搬送経路を移動中の上記シート材を加熱する加熱部である。
（３）第３の構成要素は、上記搬送経路における上記加熱部の位置よりも下流側の位置に配置された成形部である。上記成形部は、上記加熱部の位置よりも下流側の位置において上記搬送経路の方向から見て環状の成形通路の壁面をなす環状の内側成形面及び環状の外側成形面を有する。そして、上記成形部は、上記シート材における上記成形通路を通過する部分を環状に拘束しつつ冷却する。

第２関連技術態様に係る車両用外装材製造装置は、第１関連技術態様に係る車両用外装材製造装置一態様である。第２関連技術態様に係る車両用外装材製造装置において、上記成形部は、以下に示される中子部と複数の回転体とを有する。上記中子部は、上記搬送経路に固定され、その外側面が上記内側成形面をなす。複数の上記回転体各々は、上記中子部の側方で回転可能に支持されている。複数の上記回転体各々の回転方向の外周面における上記中子部に対向する部分の組み合わせが上記外側成形面をなしている。

第３関連技術態様に係る車両用外装材製造装置は、第１関連技術態様又は第２関連技術態様に係る車両用外装材製造装置一態様である。第３関連技術態様に係る車両用外装材製造装置は、上記シート材の一方の面を支える支面を有する案内部をさらに備えている。上記支面は、上記搬送経路における上記加熱部の位置と上記成形部における上記成形通路の位置との間の位置で上記搬送経路の上流側から下流側へ向かうほど平坦面に近い形状から上記外側成形面に沿う環状に近い形状へ徐々に変化する形状で形成されている。上記案内部は、上記支面を摺動する上記シート材を平坦に近い形状から上記成形通路の形状に近い形状へ徐々に変形させる。

第４関連技術態様に係る車両用外装材製造装置は、第２関連技術態様に係る車両用外装材製造装置一態様である。第４関連技術態様に係る車両用外装材製造装置において、上記成形部の複数の上記回転体各々における回転方向の外周面が、周方向において凹面と凸面とが交互に並ぶ凹凸面を含む。

第５関連技術態様に係る車両用外装材製造装置は、第２関連技術態様又は第４関連技術態様に係る車両用外装材製造装置一態様である。第５関連技術態様に係る車両用外装材製造装置は、上記成形部の複数の上記回転体各々を回転させる回転駆動部をさらに備える。この場合、上記回転駆動部が回転させる複数の上記回転体は上記シート搬送機構を兼ねる。

第６関連技術態様に係る車両用外装材製造装置は、第５関連技術態様に係る車両用外装材製造装置一態様である。第６関連技術態様に係る車両用外装材製造装置において、上記成形部の複数の上記回転体各々における回転方向の外周面に、周方向において並ぶ複数の凸部が形成されている。

第１態様に係る車両用外装材製造方法は、車両用の管状の外装材を製造する方法であり、以下に示される加熱工程及び成形工程を含む。
（１）上記加熱工程は、搬送経路に沿って移動中の熱可塑性樹脂を含むシート材を加熱する工程である。
（２）上記成形工程は、上記搬送経路における上記加熱部の位置よりも下流側の位置に配置された成形部を用いて行われる。上記成形部は、上記搬送経路の方向から見て環状の成形通路の壁面をなす環状の内側成形面及び環状の外側成形面を有する。上記成形工程は、上記成形部の上記成形通路に上記シート材を通過させ、上記シート材における上記成形通路を通過する部分を環状に拘束しつつ冷却する工程である。

また、第１態様に係る車両用外装材製造方法では、上記シート材は、複数の熱可塑性樹脂の繊維が分布する第一不織布層と他の繊維よりも長く形成され加熱されると長さが収縮する複数の熱可塑性樹脂の繊維が上記シート材の長手方向に交差する方向に沿って分布する第二不織布層とが積層された構造を有する。これにより、上記シート材は上記加熱工程で加熱されたときに当該シート材の幅方向において上記第二不織布層を内側にして湾曲する特性を有する。さらに、上記シート材は、その長手方向が上記搬送経路に沿う状態で、かつ、上記第二不織布層が上記成形部の上記内側成形面に対向する状態で搬送される。

上記の各態様によれば、熱可塑性樹脂を含むシート材は、所定の経路（搬送経路）に沿って搬送される。さらに、シート材は、搬送経路のある位置で加熱されて軟化し、軟化したシート材は、さらに下流側へ搬送されて成形部における環状の成形通路を通過する。

即ち、シート材の加熱とシート材の成形とはそれぞれ異なる位置で行われる。そのため、加熱部は常にシート材を加熱可能な状態に維持されればよく、成形部は常にシート材を冷却可能な状態に維持されればよい。従って、一単位分の外装材を製造するごとに成形部の昇温及び降温を繰り返すという無駄が生じない。なお、一単位分の外装材とは、線状部品への取り付け時に１つの部品として必要とされる長さ分の外装材のことである。

また、シート材における成形通路を通過する部分は、環状に拘束された状態で成形部との熱交換によって冷却され、環状に曲がった状態のまま硬化する。即ち、シート材における成形通路を通過する部分は、環状に成形される。従って、移動中のシート材における、成形部の位置よりも搬送経路の下流側の部分は、管状に成形された状態となる。その管状に成形された部分が管状の外装材である。

以上に示したように、上記の各態様によれば、熱可塑性樹脂を含むシート材は、バッチ処理ではなく連続処理によって管状に成形される。従って、上記の各態様によれば、外装材の量産及び長い外装材の製造に適した製造装置及び製造方法を提供することが可能となる。

また、第２関連技術態様によれば、複数の回転体各々の外周面の一部の組み合わせが、成形部の外側成形面をなしている。この場合、回転体各々の外周面における外側成形面をなす部分は、回転体各々の回転に応じて、それまでシート材に接触していなかった比較的低温な部分へ随時移り変わる。そのため、シート材の高温部分と接触する外側成形面が比較的低温に維持され、その結果、シート材の冷却効率が悪化してしまうことが防止される。

また、第３関連技術態様によれば、加熱されたシート材は、シート材の一方の面を支える案内部によって、平坦に近い形状から成形部の成形通路の形状に近い形状へ徐々に変形するよう案内される。これにより、シート材が円滑に成形通路を通過し、シート材が成形部における成形通路の縁部に引っ掛かることが防止される。

また、第４関連技術態様によれば、回転体各々の凹面及び凸面が、外装材の外周面に外装材の長手方向に並ぶ凸面及び凹面を成形する。従って、第４関連技術態様によれば、曲げやすい外装材を製造することが可能となる。

また、第５関連技術態様によれば、成形部において回転駆動される複数の回転体が、シート搬送機構を兼ねる。そのため、装置が簡素化される。さらに、回転体各々の外周面が凹凸面を含む場合、その凹凸面における凹面と凸面との間の段差部が、シート材に対する回転体の滑り止めとなる。この場合、シート材がより効率的に搬送される。

また、第６関連技術態様によれば、シート搬送機構を兼ねる複数の回転体各々に形成された複数の凸部が、シート材に対する回転体の滑り止めとなる。この場合、シート材がより効率的に搬送される。

また、第１態様において、加熱工程を経たシート材は、自らの特性により、当該シート材の幅方向において湾曲する。この場合、加熱工程の位置と成形工程の位置との間において、シート材は、湾曲形状から成形通路を通過可能な環状になるまで変形すればよい。このように加熱工程と成形工程との間におけるシート材の変形幅が小さい場合、シート材が円滑に成形通路を通過し、シート材が成形部における成形通路の縁部に引っ掛かることが防止される。

第１実施形態に係る車両用外装材製造装置１の斜視図である。 車両用外装材製造装置１の平面図である。 車両用外装材製造装置１の側面図である。 車両用外装材製造装置１が備える成形部の正面図である。 シート材を成形中の車両用外装材製造装置１の斜視図である。 第２実施形態に係る車両用外装材製造装置１Ａの斜視図である。 応用例に係るシート材の側面図及び平面図である。 加熱されることによって湾曲したシート材の正面図である。 第３実施形態に係る車両用外装材製造装置１Ｂの斜視図である。 車両用外装材製造装置１Ｂが備える下流側シート搬送機構の側面図である。 第１応用例に係る成形部の斜視図である。 第２応用例に係る成形部の正面図である。

以下、添付の図面を参照しながら、実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。以下に示される各実施形態及び応用例は、自動車などの車両に搭載される車両用部品モジュールの構成要素である管状の外装材を製造する装置及び方法に関する。

各実施形態によって製造される外装材は、電線又は光ファイバケーブルなどの線状部品の周囲を囲む管状の部材である。その外装材は、熱可塑性樹脂を含むシート材を管状に成形することによって得られる。

＜第１実施形態＞
まず、図１〜５を参照しつつ、第１実施形態に係る車両用外装材製造装置１の構成について説明する。車両用外装材製造装置１による加工の対象となるシート材９は、熱可塑性樹脂を含むシート状の部材である。

例えば、シート材９が熱可塑性樹脂を含む不織布であることが考えられる。その他、シート材９が、ウレタン系樹脂、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）又はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの熱可塑性樹脂を主成分とするシート状の部材であることが考えられる。

熱可塑性樹脂を含むシート材９が成形されることによって外装材９０が得られる。なお、図１においてシート材９及び外装材９０が仮想線（二点鎖線）で描かれている。図５はシート材９を成形中の車両用外装材製造装置１の斜視図である。

ここで、不織布について説明する。シート材９として採用され得る不織布は、例えば、絡み合う基本繊維とバインダと称される接着樹脂とを含む。接着樹脂は、基本繊維の融点よりも低い融点（例えば、約１１０[℃]から約１５０[℃]の融点）を有する熱可塑性樹脂である。このような不織布は、基本繊維の融点よりも低く、かつ、接着樹脂の融点よりも高い温度に加熱されることにより、接着樹脂が溶融して基本繊維の隙間に溶け込む。その後、不織布の温度が、接着樹脂の融点よりも低い温度まで下がると、接着樹脂は、周囲に存在する基本繊維を結合した状態で硬化する。これにより、不織布は、加熱前の状態よりも硬くなり、加熱後の冷却時に型枠によって拘束された形状に成形される。

接着樹脂は、例えば、粒状の樹脂又は繊維状の樹脂などである。また、接着樹脂は、芯繊維の周囲を覆うように形成されることも考えられる。このように、芯繊維が接着樹脂で被覆された構造を有する繊維は、バインダ繊維などと称される。芯繊維の材料は、例えば、基本繊維と同じ材料が採用される。

また、基本繊維は、接着樹脂の融点において繊維状態が維持されればよく、樹脂繊維の他、各種の繊維が採用され得る。また、接着樹脂は、例えば、基本繊維の融点よりも低い融点を有する熱可塑性樹脂繊維が採用される。

不織布を構成する基本繊維と接着樹脂との組合せとしては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を主成分とする樹脂繊維が基本繊維として採用され、ＰＥＴ及びＰＥＩ（ポリエチレンイソフタレート）の共重合樹脂が接着樹脂として採用されることが考えられる。そのような不織布において、基本繊維の融点は概ね２５０[℃]であり、接着樹脂の融点は約１１０[℃]から約１５０[℃]の間の温度である。

図１〜３に示されるように、車両用外装材製造装置１は、上流側シート搬送機構２、加熱部３及び成形部６を備えている。本実施形態では、車両用外装材製造装置１は、さらに案内部４を備えている。また、車両用外装材製造装置１は、必要に応じて冷却ファン５を備える場合もある。

図１が示す例では、案内部４及び成形部６は基礎台１０に支持されている。また、加熱部３が基礎台１０に直接支持されること、又は加熱部３を介して基礎台１０に支持されることも考えられる。

＜上流側シート搬送機構＞
上流側シート搬送機構２は、熱可塑性樹脂を含むシート材９を予め定められた経路に沿って搬送する機構である。以下、シート材９が搬送される経路のことを搬送経路Ｒ１と称する。加熱部３、案内部４及び成形部６は、搬送経路Ｒ１に沿う位置に配置されている。

上流側シート搬送機構２は、搬送経路Ｒ１における加熱部３の位置よりも上流側の位置に配置されている。上流側シート搬送機構２は、シート材９を加熱部３の位置へ送り込む。

上流側シート搬送機構２は、一対の送り込みローラ２１と送り込みローラ駆動部２２とを備えている。一対の送り込みローラ２１は、搬送経路Ｒ１における加熱部３の位置よりも上流側の位置において、平坦状のシート材９を挟み込んで回転する部材である。図１が示す例では、上流側シート搬送機構２は、搬送経路Ｒ１の方向に並んで配置された二対の送り込みローラ２１を備えている。

送り込みローラ駆動部２２は、一対の送り込みローラ２１を回転させる駆動機構である。例えば、送り込みローラ駆動部２２は、モータとそのモータの回転力を一対の送り込みローラ２１に伝達するギア機構とを含む。

送り込みローラ駆動部２２が一対の送り込みローラ２１の両方を反対方向に回転させることの他、送り込みローラ駆動部２２が一対の送り込みローラ２１の一方のみを回転させることも考えられる。後者の場合、一対の送り込みローラ２１の一方がシート材９を加熱部３の側（下流側）へ搬送し、一対の送り込みローラ２１の他方は移動するシート材９に接して従動する。

一対の送り込みローラ２１は、例えば円柱状もしくは円筒状に形成されている。一対の送り込みローラ２１各々の外周面は、シート材９に対する摩擦抵抗が高い材料で構成されていることが望ましい。例えば、一対の送り込みローラ２１各々の外周面が、エラストマーなどのゴム系材料で構成されていることが考えられる。

また、一対の送り込みローラ２１各々の外周面に、周方向において並ぶ複数の凸部が形成されていることも考えられる。それら複数の凸部は、一対の送り込みローラ２１各々がシート材９の表面を滑ることを防ぐ。

＜加熱部＞
加熱部３は、搬送経路Ｒ１を移動中のシート材９を加熱する装置である。加熱部３は、例えば熱風送風機又は赤外線ヒータなどのように非接触でシート材９を加熱する装置である。

加熱部３は、熱可塑性樹脂を含むシート材９を加熱することにより、シート材９を塑性変形可能な程度に軟化させる。即ち、加熱部３によって加熱されたシート材９は、外力が加わって変形した後に冷却すると、冷却時の形状を維持する。

＜成形部＞
成形部６は、搬送経路Ｒ１における加熱部３の位置よりも下流側の位置に配置されている。成形部６は中子部６０と枠成形部６１とを備えている。枠成形部６１は複数の成形回転体６１０を含む。さらに、本実施形態における成形部６は、複数の成形回転体６１０各々を回転させる成形回転体駆動部６２も備えている。

図４は、成形部６における中子部６０及び枠成形部６１の部分の正面図である。なお、図４は、搬送経路Ｒ１の方向から見た中子部６０及び枠成形部６１の部分の図である。

図４が示すように、中子部６０は、搬送経路Ｒ１の方向から見て環状の成形通路６００の内側壁面をなす環状の内側成形面６０１を有する。枠成形部６１は、搬送経路Ｒ１の方向から見て環状の成形通路６００の外側壁面をなす環状の外側成形面６４を有する。中子部６０及び枠成形部６１は、シート材９における成形通路６００を通過する部分を環状に拘束しつつ冷却する。

中子部６０は、搬送経路Ｒ１に固定されている。中子部６０の外側面は、シート材９が管状の外装材９０へ成形される際に外装材９０の内側面（シート材９の一方の主面）を成形する内側成形面６０１をなしている。

例えば、中子部６０は、搬送経路Ｒ１に沿う状態に固定された長尺な部材である。本実施形態における中子部６０は、搬送経路Ｒ１に沿う状態に固定された円筒状の部材である。この場合、搬送経路Ｒ１の方向から見て内側成形面６０１は円を形成している。搬送経路Ｒ１の方向から見て内側成形面６０１が形成する形状は、搬送経路Ｒ１の方向から見て中子部６０の外側面が形成する形状である。

なお、中子部６０が円柱状の部材であること、又は円形以外の断面形状を有する棒状の部材であることなども考えられる。例えば、搬送経路Ｒ１の方向から見て内側成形面６０１が形成する形状が、楕円状、三角形状、四角形状又はその他の多角形状であることも考えられる。

一方、枠成形部６１は、搬送経路Ｒ１に沿って固定された中子部６０の周囲を囲む環状の面を有する。この環状の面は、シート材９が管状の外装材９０へ成形される際に外装材９０の外側面（シート材９の一方の主面）を成形する外側成形面６４をなしている。

例えば、搬送経路Ｒ１の方向から見て外側成形面６４が形成する形状は、同じく内側成形面６０１が形成する形状と相似な形状である。この場合、搬送経路Ｒ１の方向から見て内側成形面６０１が形成する形状の中心及び向きと、外側成形面６４が形成する形状の中心及び向きとが一致してれば、厚みが一定な外装材９０が成形される。

図４が示す例では、搬送経路Ｒ１の方向から見て外側成形面６４は円を形成している。搬送経路Ｒ１の方向から見て外側成形面６４が形成する形状は、搬送経路Ｒ１の方向から見て枠成形部６１における中子部６０に対向する面が形成する形状である。

なお、例えば、搬送経路Ｒ１の方向から見て外側成形面６４が形成する形状が、楕円状、三角形状、四角形状又はその他の多角形状であることも考えられる。

本実施形態においては、枠成形部６１を構成する複数の成形回転体６１０各々の外周面６３０の一部が、外側成形面６４をなしている。複数の成形回転体６１０各々は、中子部６０の側方で回転可能に支持されている。

複数の成形回転体６１０各々の回転方向の外周面６３０は、環状の溝６３を形成している。以下の説明において、複数の成形回転体６１０各々の外周面６３０における中子部６０に対向する部分のことを対向凹面６３１と称する。

本実施形態において、中子部６０の外側面が内側成形面６０１をなしている。さらに、複数の成形回転体６１０各々の外周面６３０における対向凹面６３１の組み合わせが外側成形面６４をなしている。

図１〜４が示す例では、枠成形部６１は、搬送経路Ｒ１の両側に配置された２つの成形回転体６１０を含む。２つの成形回転体６１０は、中子部６０との間にシート材９を挟み込んだ状態で回転する。

従って、成形回転体６１０各々の外周面６３０のうち、外側成形面６４の一部をなす部分（対向凹面６３１）は、成形回転体６１０各々の回転に応じて、それまでシート材９に接触していなかった部分へ随時移り変わる。

本実施形態では、成形回転体駆動部６２が、加熱部３の位置よりも搬送経路Ｒ１の下流側に位置する複数の成形回転体６１０を回転させる。回転駆動される複数の成形回転体６１０は、中子部６０との間に挟み込んだシート材９を搬送経路Ｒ１に沿って下流側へ送り出す。従って、成形回転体駆動部６２（回転駆動部）が回転させる複数の成形回転体６１０は、シート材９を搬送経路Ｒ１に沿って搬送するシート搬送機構を兼ねている。

加熱されたシート材９は、その両主面各々が内側成形面６０１と外側成形面６４との各々に接触しつつ環状の成形通路６００を通過する。従って、シート材９における成形通路６００を通過する部分は成形通路６００と同じ形状、即ち、環状に曲がった形状となる。

また、中子部６０及び枠成形部６１は、自然放熱により、又は強制冷却されることによって成形通路６００に入る直前のシート材９の温度よりも低い温度に維持されている。そのため、中子部６０及び枠成形部６１は、シート材９との熱交換によってシート材９を冷却する。

シート材９における成形通路６００を通過する部分は、環状に拘束された状態で冷却され、環状に曲がった状態のまま硬化する。即ち、シート材９における成形通路６００を通過する部分は、環状に成形される。従って、移動中のシート材９における、成形部６の位置よりも搬送経路Ｒ１の下流側の部分は、管状に成形された状態となる。その管状に成形された部分が管状の外装材９０である。

管状の外装材９０において、シート材９の両側端部９１，９２は対向した状態又は重なった状態となっている。外装材９０において、相互に対向した又は重なったシート材９の両側端部９１，９２の間に、管状の外装材９０における切れ目９３が形成されている。切れ目９３は、管状の外装材９０の長手方向に沿って外装材９０の全長に亘って形成されている。

外装材９０は可撓性の部材であるため、外装材９０を弾性変形させることにより、外装材９０の切れ目９３を開くことが可能である。ケーブルなどの車両用の線状部品は、外装材９０の切れ目９３を通じて管状の外装材９０の中空部に挿入される。

中子部６０及び枠成形部６１は、シート材９及び空気との間の熱伝達率が高い材料で構成されていることが望ましい。例えば、中子部６０及び枠成形部６１が、ステンレス、鉄又は銅などの金属の部材であることが考えられる。

また、中子部６０及び枠成形部６１の放熱性を高めるため、管状の中子部６０の内側面及び枠成形部６１における外周面６３０以外の面に、放熱フィンが形成されることも考えられる。

図１が示す例では、枠成形部６１は、冷却ファン５によって強制空冷されている。また、管状の中子部６０が採用される場合、不図示の冷却ファンの冷却空気が中子部６０の中空部６０２に吹き込まれることが考えられる。この場合、冷却空気は、搬送経路Ｒ１の上流側から管状の中子部６０の中空部６０２に吹き込まれる。また、中子部６０の中空部６０２内の冷却空気は、搬送経路Ｒ１の下流側において中子部６０の端部の開口から排出される。

＜案内部＞
案内部４は、搬送経路Ｒ１における加熱部３の位置と成形部６における成形通路６００の位置との間に配置されている。案内部４は、加熱されたシート材９の一方の面を支える支面４０を有している。支面４０は、搬送経路Ｒ１における加熱部３の位置と成形通路６００の位置との間の位置において、シート材９の両主面のうちシート材９が管状に成形されたときに外側面となる側の主面を支える。

案内部４の支面４０は、搬送経路Ｒ１の上流側から下流側へ向かうほど、平坦面に近い形状から枠成形部６１の外側成形面６４に沿う環状に近い形状へ徐々に変化する形状で形成されている。

図１が示す例では、案内部４の支面４０における上流側の端部４１は、外側成形面６４の幅よりも広い幅の溝状に形成されている。一方、案内部４の支面４０における下流側の端部４２は、外側成形面６４の幅と同等もしくは外側成形面６４の幅よりも狭い幅の環状に形成されている。そして、支面４０は、上流側の端部４１から下流側の端部４２へ向かうほど徐々に幅が狭まる形状で形成されている。

案内部４は、その支面４０を摺動するシート材９を平坦に近い形状から成形通路６００の形状に近い形状へ徐々に変形させる。これにより、加熱されたシート材９は、円滑に成形通路６００内へ導かれる。

本実施形態では、成形部６の中子部６０は、案内部４の支面４０における上流側の端部４１の位置から成形通路６００の位置までの範囲を含む範囲に亘って形成されている。従って、加熱部３の位置を経由したシート材９は、中子部６０と案内部４の支面４０との間を通過し、続いて成形通路６００を通過する。

案内部４がヒータなどの熱源によって加熱されない場合、即ち、案内部４の温度が加熱されたシート材９の温度よりも低い場合、シート材９は案内部４と接触することにより冷却される。しかしながら、シート材９が案内部４を通過中に硬化すると、シート材９を成形部６で成形することができなくなる。

従って、案内部４との熱交換によるシート材９の温度降下は大きくないことが望ましい。例えば、案内部４が、中子部６０及び枠成形部６１の材料に比べてシート材９及び空気との間の熱伝達率が小さい材料で構成されることが考えられる。また、案内部４が、不図示のヒータ又は熱風送風機などの加熱手段によって予め定められた温度に維持されることも考えられる。

＜外装材の製造方法＞
次に、図５を参照しつつ、車両用外装材製造装置１を用いて外装材９０を製造する方法について説明する。図５はシート材９を成形中の車両用外装材製造装置１の斜視図である。車両用外装材製造装置１を用いた外装材９０の製造方法は、加熱工程と成形工程とを含む。さらに、車両用外装材製造装置１を用いた外装材９０の製造方法は、シート案内工程も含む。

＜加熱工程＞
加熱工程は、搬送経路Ｒ１に沿って移動中の熱可塑性樹脂を含むシート材９を加熱する工程である。加熱工程は、車両用外装材製造装置１の加熱部３によって行われる。シート材９は、上流側シート搬送機構２と、シート搬送機構を兼ねる成形部６とによって搬送される。

＜シート案内工程＞
シート案内工程は、搬送経路Ｒ１における加熱部３の位置よりも下流側の位置において、加熱部３によって加熱されたシート材９を平坦に近い形状から成形部６の成形通路６００の形状に近い形状へ徐々に変形させる工程である。より具体的には、シート案内工程は、搬送経路Ｒ１に沿って搬送されるシート材９を案内部４の支面４０に摺動させることによってシート材９を変形させる工程である。シート案内工程は、加熱部３の位置と成形部６の位置との間で行われる。

＜成形工程＞
成形工程は、搬送経路Ｒ１における加熱部３の位置よりも下流側の位置に配置された成形部６を用いて行われる。成形工程は、成形部６の成形通路６００にシート材９を通過させ、シート材９における成形通路６００を通過する部分を環状に拘束しつつ冷却する工程である。

シート材９は、成形通路６００を通過するときに中子部６０及び枠成形部６１との熱交換によって冷却され、成形通路６００と同じ形状（環状）で硬化する。従って、搬送されているシート材９における、成形部６の位置よりも搬送経路Ｒ１の下流側の部分が管状の外装材９０となっている。

車両用外装材製造装置１を用いて製造された一連の外装材９０は、一単位分の外装材９０として必要な長さにカットされて用いられる。即ち、車両用外装材製造装置１は、複数単位分の外装材９０を連続的に製造することができる。もちろん、一単位分ごとにシート材９が成形されてもよい。

＜第２実施形態＞
次に、図６〜８を参照しつつ、第２実施形態に係る車両用外装材製造装置１Ａ及びそれを用いた車両用外装材製造方法について説明する。この車両用外装材製造装置１Ａは、図１〜５に示された車両用外装材製造装置１の構成から案内部４及び冷却ファン５が除かれた構成を有している。

図６は車両用外装材製造装置１Ａの斜視図である。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、車両用外装材製造装置１Ａによる成形対象として好適な応用例に係るシート材９Ａの側面図及び平面図である。図８は加熱されることによって湾曲したシート材９Ａの正面図である。

図６において、図１〜５に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。また、図６において加工対象のシート材９Ａが仮想線（二点鎖線）で描かれている。以下、車両用外装材製造装置１Ａ及びそれを用いた車両用外装材製造方法について、車両用外装材製造装置１及びそれを用いた車両用外装材製造方法と異なる点を取り上げて説明する。

車両用外装材製造装置１Ａは加熱部３と成形部６との間の案内部４を備えていない。このような車両用外装材製造装置１Ａが採用されても、シート材９の先端部が予め成形部６の成形通路６００に通されていれば、シート材９を管状の外装材９０に成形することができる。

車両用外装材製造装置１Ａを用いた車両用外装材製造方法においては、前述した加熱工程と成形工程とが実行される。

ところで、一般的な不織布などのシート材９が成形対象である場合、車両用外装材製造装置１Ａにおいては、成形通路６００の入口でのシート材９の変形量が大きくなる。そのため、シート材９の搬送速度が速くなると、シート材９が枠成形部６１に引っ掛かる恐れがある。

そこで、図７が示すように、成形対象として、第一不織布層９０１と第二不織布層９０２とが積層された構造を有するシート材９Ａが用いられることが考えられる。

第一不織布層９０１は、複数の熱可塑性樹脂の繊維が分布する一般的な不織布の層である。第一不織布層９０１において、熱可塑性樹脂の繊維は不規則な向きで分布している。

一方、第二不織布層９０２は、他の繊維よりも長く形成された長尺繊維９０３がシート材９Ａの長手方向に交差する方向に沿って分布する不織布の層である。長尺繊維９０３は、加熱されると長さが収縮する熱可塑性樹脂の繊維である。

図８が示すように、シート材９Ａは、上記のような積層構造を有するため、加熱部３で加熱されたときに当該シート材９Ａの幅方向において第二不織布層９０２が収縮する。これにより、シート材９Ａは、加熱されると第二不織布層９０２を内側にして湾曲する特性を有する。

シート材９Ａは、その長手方向が搬送経路Ｒ１に沿う状態で、かつ、第二不織布層９０２が成形部６の内側成形面６０１に対向する状態で搬送される。シート材９Ａは、車両用外装材製造装置１Ａ及び車両用外装材製造装置１のいずれにおいて用いられてもよい。

シート材９Ａは、加熱部３によって加熱されるだけで、長尺繊維９０３の熱収縮により、平坦な形状から成形通路６００の形状に近い形状へ変形する。この場合、加熱工程の位置（加熱部３の位置）と成形工程の位置（成形部６の位置）との間において、シート材９Ａは、湾曲形状から成形通路６００を通過可能な環状になるまで変形すればよい。

シート材９Ａが採用されれば、加熱工程と成形工程との間におけるシート材９Ａの変形幅が小さくなり、シート材９Ａが円滑に成形通路６００を通過する。その結果、シート材９Ａが成形部６における成形通路６００の縁部に引っ掛かることが防止される。この効果は、案内部４を備えていない車両用外装材製造装置１Ａにおいて特に顕著となる。

＜第３実施形態＞
次に、図９，１０を参照しつつ、第３実施形態に係る車両用外装材製造装置１Ｂについて説明する。この車両用外装材製造装置１Ｂは、図１〜５に示された車両用外装材製造装置１の構成に対し、成形回転体駆動部６２が除かれ、かつ、下流側シート搬送機構７が追加された構成を有している。

図９は車両用外装材製造装置１Ｂの斜視図である。図１０は、下流側シート搬送機構７の側面図である。図９，１０において、図１〜５に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。また、図９において加工対象のシート材９が仮想線（二点鎖線）で描かれている。

以下、車両用外装材製造装置１Ｂにおける車両用外装材製造装置１と異なる点についてのみ説明する。

車両用外装材製造装置１Ｂは成形回転体駆動部６２を備えていない。車両用外装材製造装置１Ｂにおいて、枠成形部６１を構成する複数の成形回転体６１０各々は、中子部６０の側方で回転自在に支持されている。

従って、車両用外装材製造装置１Ｂにおける成形回転体６１０各々は、移動するシート材９に従動して回転する。この場合、複数の成形回転体６１０は、シート材９を搬送経路Ｒ１に沿って搬送するシート搬送機構を兼ねていない。

下流側シート搬送機構７は、枠成形部６１の位置（成形部６の位置）よりも搬送経路Ｒ１の下流側に配置されている。下流側シート搬送機構７は、一対の送り出しローラ７１と送り出しローラ駆動部７２とを備えている。

一対の送り出しローラ７１は、搬送経路Ｒ１における成形部６の位置よりも下流側の位置において、管状に成形されたシート材９の一部を挟み込んで回転する部材である。

送り出しローラ駆動部７２は、一対の送り出しローラ７１を回転させる駆動機構である。例えば、送り出しローラ駆動部７２は、モータとそのモータの回転力を一対の送り出しローラ７１に伝達するギア機構とを含む。

一対の送り出しローラ７１は、その一方が管状に成形されたシート材９の切れ目９３に割り込んだ状態で、管状のシート材９における切れ目９３の反対側の部分を挟み込んで回転する。

なお、管状に成形されたシート材９は、車両用外装材製造装置１Ｂによって製造される外装材９０である。また、管状のシート材９における切れ目９３は、相互に対向した又は重なったシート材９の両側端部９１，９２の間に形成されている。

成形されたシート材９（外装材９０）は可撓性の部材である。そのため、送り出しローラ７１の割り込みによって押し開けられた外装材９０の切れ目９３は、送り出しローラ７１を通過すると元の閉じた状態に戻る。

一対の送り出しローラ７１は、例えば円盤状に形成されている。一対の送り出しローラ７１各々の外周面は、シート材９に対する摩擦抵抗が高い材料で構成されていることが望ましい。例えば、一対の送り出しローラ７１各々の外周面が、エラストマーなどのゴム系材料で構成されていることが考えられる。

また、一対の送り出しローラ７１各々の外周面に、周方向において並ぶ複数の凸部が形成されていることも考えられる。それら複数の凸部は、一対の送り出しローラ７１各々がシート材９の表面を滑ることを防ぐ。

車両用外装材製造装置１Ｂが採用されれば、複数の成形回転体６１０がシート材９の表面を滑ることによるシート材９の搬送不良を防止できる。

＜効果＞
上記の各実施形態によれば、熱可塑性樹脂を含むシート材９，９Ａは、搬送経路Ｒ１に沿って搬送される。さらに、シート材９，９Ａは、搬送経路Ｒ１のある位置で加熱されて軟化し、軟化したシート材９，９Ａは、さらに下流側へ搬送されて成形部６における環状の成形通路６００を通過する。

即ち、シート材９，９Ａの加熱とシート材９，９Ａの成形とはそれぞれ異なる位置で行われる。そのため、加熱部３は常にシート材９，９Ａを加熱可能な状態に維持されればよく、成形部６は常にシート材９，９Ａを冷却可能な状態に維持されればよい。従って、一単位分の外装材９０を製造するごとに中子部６０及び枠成形部６１の昇温及び降温を繰り返すという無駄が生じない。

また、シート材における成形通路６００を通過する部分は、環状に拘束された状態で中子部６０及び枠成形部６１との熱交換によって冷却され、環状に曲がった状態のまま硬化する。即ち、シート材９，９Ａにおける成形通路６００を通過する部分は、環状に成形される。

従って、移動中のシート材９，９Ａにおける、成形部６の位置よりも搬送経路Ｒ１の下流側の部分は、管状に成形された状態となる。その管状に成形された部分が外装材９０である。車両用外装材製造装置１，１Ａ，１Ｂを用いて製造された一連の外装材９０は、一単位分の外装材９０として必要な長さにカットされて用いられる。

以上に示したように、車両用外装材製造装置１，１Ａ，１Ｂが採用されれば、熱可塑性樹脂を含むシート材９，９Ａは、バッチ処理ではなく連続処理によって管状に成形される。従って、車両用外装材製造装置１，１Ａ，１Ｂ及びそれを用いた車両用外装材製造方法は、外装材９０の量産及び長い外装材９０の製造に適している。

また、車両用外装材製造装置１，１Ａ，１Ｂにおいて、複数の成形回転体６１０各々の外周面６３０の一部の組み合わせが、成形部６の外側成形面６４をなしている。この場合、成形回転体６１０各々の外周面６３０における外側成形面６４をなす部分は、成形回転体６１０各々の回転に応じて、それまでシート材９，９Ａに接触していなかった比較的低温な部分へ随時移り変わる。そのため、シート材９，９Ａの高温部分と接触する外側成形面６４が比較的低温に維持され、その結果、シート材９，９Ａの冷却効率が悪化してしまうことが防止される。

また、車両用外装材製造装置１，１Ｂが採用されれば、加熱されたシート材９は、シート材９の一方の面を支える案内部４によって、平坦に近い形状から成形部６の成形通路６００の形状に近い形状へ徐々に変形するよう案内される。これにより、シート材９が円滑に成形通路６００を通過し、シート材９が枠成形部６１における成形通路６００の縁部に引っ掛かることが防止される。

また、車両用外装材製造装置１，１Ａが採用されれば、成形部６において回転駆動される複数の成形回転体６１０が、シート搬送機構を兼ねる。そのため、装置が簡素化される。

また、図７，８が示すシート材９Ａが成形対象として採用される場合、加熱工程を経たシート材９Ａは、自らの特性により、当該シート材９Ａの幅方向において湾曲する。この場合、加熱工程の位置と成形工程の位置との間において、シート材９Ａは、湾曲形状から成形通路６００を通過可能な環状になるまで変形すればよい。このように加熱工程と成形工程との間におけるシート材９Ａの変形幅が小さい場合、シート材９Ａが円滑に成形通路６００を通過し、シート材９Ａが成形部６における成形通路６００の縁部に引っ掛かることが防止される。

＜成形回転体の第１応用例＞
次に、図１１を参照しつつ、車両用外装材製造装置１，１Ａ，１Ｂに適用可能な第１応用例に係る成形部６Ａについて説明する。図１１はシート材９を成形中の成形部６Ａの斜視図である。

成形部６Ａは、成形部６と同様に、中子部６０と、複数の成形回転体６１１によって構成される枠成形部６１Ａとを備えている。成形部６Ａの中子部６０は、成形部６の中子部６０と同じ構造を有している。

複数の成形回転体６１１各々は、中子部６０の側方で回転可能に支持されている。複数の成形回転体６１１各々における回転方向の外周面は、環状の溝６３を形成している。複数の成形回転体６１１各々の外周面における中子部６０に対向する部分の組み合わせが、シート材９の一方の面（外装材９０の外側面）を成形する外側成形面をなしている。

図１１が示す例では、枠成形部６１Ａは、搬送経路Ｒ１の両側に配置された２つの成形回転体６１１を含む。２つの成形回転体６１１は、中子部６０との間にシート材９を挟み込んだ状態で回転する。

複数の成形回転体６１１各々における回転方向の外周面は、周方向において凹面６３２と凸面６３３とが交互に並ぶ凹凸面６３０Ａを含む。この場合、成形回転体６１１各々の凹面６３２及び凸面６３３が、外装材９０の外周面に外装材９０の長手方向に並ぶ凸面９４及び凹面９５を成形する。

外装材９０の外周面が外装材９０の長手方向に並ぶ凸面９４及び凹面９５を有する場合、外装材９０はその長手方向において曲がりやすい。従って、枠成形部６１Ａが採用されれば、曲げやすい外装材９０を製造することが可能となる。

また、複数の成形回転体６１１各々が図１に示される成形回転体駆動部６２によって回転駆動される場合、複数の成形回転体６１１は、シート搬送機構を兼ねる。この場合、成形回転体６１１各々の凹凸面６３０Ａにおける凹面６３２と凸面６３３との間の段差部が、シート材９に対する成形回転体６１１の滑り止めとなる。そのため、シート材９がより効率的に搬送される。

＜成形回転体の第２応用例＞
次に、図１２を参照しつつ、車両用外装材製造装置１，１Ａ，１Ｂに適用可能な第２応用例に係る成形部６Ｂについて説明する。図１２は成形部６Ｂの正面図である。

成形部６Ｂは、成形部６と同様に、中子部６０と、複数の成形回転体６１２によって構成される枠成形部６１Ｂとを備えている。成形部６Ｂの中子部６０は、成形部６の中子部６０と同じ構造を有している。図１２は、搬送経路Ｒ１の方向から見た中子部６０及び枠成形部６１Ｂの部分の図である。

複数の成形回転体６１２各々は、中子部６０の側方で回転可能に支持されている。複数の成形回転体６１２各々における回転方向の外周面６３０は、環状の溝６３を形成している。複数の成形回転体６１２各々の外周面６３０における中子部６０に対向する部分の組み合わせが、シート材９の一方の面（外装材９０の外側面）を成形する外側成形面６４をなしている。

図１２が示す例では、枠成形部６１Ｂは、搬送経路Ｒ１の両側に配置された２つの成形回転体６１２を含む。２つの成形回転体６１２は、中子部６０との間にシート材９を挟み込んだ状態で回転する。

成形回転体６１２各々における回転方向の外周面６３０には、周方向において並ぶ複数の凸部６３４が形成されている。

図１２が示す例では、複数の凸部６３４は、成形回転体６１２各々の外周面６３０において周方向に沿って２列に並んで形成されている。なお、複数の凸部６３４が、１列又は３列以上に並んで形成されていることも考えられる。

成形回転体６１２各々が図１に示される成形回転体駆動部６２によって回転駆動される場合、複数の成形回転体６１２は、シート搬送機構を兼ねる。この場合、複数の成形回転体６１２各々に形成された複数の凸部６３４が、シート材９に対する成形回転体６１２の滑り止めとなる。そのため、シート材９がより効率的に搬送される。

また、複数の成形回転体６１２が車両用外装材製造装置１Ｂに適用される場合、成形回転体６１２各々は、移動するシート材９に従動して回転する。そのような場合においても、シート材９に対する成形回転体６１２の滑りが防止される。即ち、成形回転体６１２各々の外周面６３０における外側成形面６４をなす部分が、より確実に比較的低温な部分へ移り変わる。その結果、シート材９の冷却効率が悪化してしまうことが防止される。

なお、複数の凸部６３４は、外装材９０の外周面に複数の小さな凹部を成形する。しかしながら、複数の凸部６３４は、そのような複数の凹部の成形を目的とするものではない。

＜その他の応用例＞
車両用外装材製造装置１において、枠成形部６１が、回転体ではなく貫通孔が形成された部材で構成されることも考えられる。この場合、中子部６０は枠成形部の貫通孔を貫通する状態で配置される。また、その貫通孔の周囲の壁面が、シート材９，９Ａの一方の面（外装材９０の外側面）を成形する外側成形面をなす。

また、車両用外装材製造装置１Ｂにおいて、上流側シート搬送機構２が省略されることも考えられる。同様に、車両用外装材製造装置１，１Ｂにおいて、冷却ファン５が省略されることも考えられる。

なお、本発明に係る車両用外装材製造装置及びそれを用いた車両用外装材製造方法は、各請求項に記載された発明の範囲において、以上に示された各実施形態及び応用例を自由に組み合わせること、或いは各実施形態及び応用例を適宜、変形する又は一部を省略することによって構成されることも可能である。

１，１Ａ，１Ｂ 車両用外装材製造装置
１０ 基礎台
２ 上流側シート搬送機構
２１ 送り込みローラ
２２ 送り込みローラ駆動部
３ 加熱部
４ 案内部
４０ 案内部の支面
４１ 支面の上流側の端部
４２ 支面の下流側の端部
５ 冷却ファン
６，６Ａ，６Ｂ 成形部
６０ 中子部
６００ 成形通路
６０１ 内側成形面（中子部の外側面）
６０２ 中子部の中空部
６１，６１Ａ，６１Ｂ 枠成形部
６１０，６１１，６１２ 成形回転体
６２ 成形回転体駆動部
６３ 環状の溝
６３０ 成形回転体の外周面
６３０Ａ 凹凸面
６３１ 成形回転体の対向凹面（外周面の一部）
６３２ 凹面
６３３ 凸面
６３４ 凸部
６４ 外側成形面
７ 下流側シート搬送機構
７１ 送り出しローラ
７２ 送り出しローラ駆動部
９，９Ａ シート材
９０ 外装材
９０１ 第一不織布層
９０２ 第二不織布層
９０３ 長尺繊維
９１，９２ シート材の両側端部
９３ 外装材の切れ目
９４ 外装材の凸面
９５ 外装材の凹面
Ｒ１ 搬送経路

Claims (1)

1. 車両用の管状の外装材を製造する車両用外装材製造方法であって、
   搬送経路に沿って移動中の熱可塑性樹脂を含むシート材を加熱する加熱工程と、
   前記搬送経路における前記加熱工程の位置よりも下流側の位置において前記搬送経路の方向から見て環状の成形通路の壁面をなす環状の内側成形面及び環状の外側成形面を有する成形部の前記成形通路に前記シート材を通過させ、前記シート材における前記成形通路を通過する部分を環状に拘束しつつ冷却する成形工程と、を含み、
   前記シート材は、複数の熱可塑性樹脂の繊維が分布する第一不織布層と他の繊維よりも長く形成され加熱されると長さが収縮する複数の熱可塑性樹脂の繊維が前記シート材の長手方向に交差する方向に沿って分布する第二不織布層とが積層された構造を有し、これにより前記シート材は前記加熱工程で加熱されたときに当該シート材の幅方向において前記第二不織布層を内側にして湾曲する特性を有し、
   前記シート材は、その長手方向が前記搬送経路に沿う状態で、かつ、前記第二不織布層が前記成形部の前記内側成形面に対向する状態で搬送される、車両用外装材製造方法。

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