JP6013225B2 - 表皮一体発泡成形品の成形装置及びそれを用いた表皮一体発泡成形品の成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両用インストルメントパネル等のように底にエア吹出口等の開口が形成された凹部を有する表皮一体発泡成形品の当該開口を形成する成形装置及びそれを用いた表皮一体発泡成形品の成形方法に関する。

表皮一体発泡成形品の成形型内で表皮一体発泡成形品の凹部の底に開口を形成する成形装置として、例えば特許文献１，２に開示されているものがある。

特許文献１には、底に向かって刃を進出させて基材、発泡樹脂層及び表皮の３層をまとめて切除し、開口を形成する成形装置が開示されている。

特許文献２には、底に開口が形成された凹部を有する基材がセットされた下型と表皮がセットされた上型とを型閉じして基材と表皮との間に発泡樹脂を充填し、その後、表皮の上記開口の内側に対応する領域である押切予定部分に下型の押切具を押し当てて当該押切具を上方に押し上げ、押切予定部分を上型の当て板に当接させて押切具と当て板とで表皮の押切予定部分を挟持し、さらに上方に押し上げて押切予定部分をちぎり取り、開口を形成する成形装置が開示されている。

特開平１０−３３７７４０号公報（段落００１９欄及び００２０欄、図１及び図５） 特許第３６２８９７９号公報（段落００２４欄乃至００２９欄、図１乃至図４）

しかしながら、特許文献１の成形装置は、堅い基材も切除するので、刃を進出させるのに相当の力を要する。そのため、刃の進出手段が比較的大型となる。また、刃の消耗が激しく刃の交換等に経費がかさむ。上述の如く基材が堅いため、基材の切り口を精度良く形成し難く、開口に配設される他部品との係合部の精度が確保されないおそれがある。さらに、切除された基材が無駄となる。

また、特許文献２の成形装置は、基材を切除しないため、基材が無駄とならないものの、押切予定部分が基材の開口よりも内側に位置するため、凹部に対して開口が狭くなる。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、開口を形成するための切除手段の構造を単純化しつつ、他部品との係合部の精度を向上させ且つ凹部に対する開口面積を最大限確保することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、表皮を切除する刃物ブロックの構造を工夫したものである。

具体的には、本発明は、開口を有する基材と、該基材の開口に対応する有底の凹部が形成された樹脂製の表皮との間に発泡樹脂層を一体に成形し、かつ上記基材、表皮及び発泡樹脂層からなる表皮一体発泡成形品に上記表皮の凹部の底を切除して開口を形成する表皮一体発泡成形品の成形装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、上記基材を保持する第１成形型と、上記表皮を保持する第２成形型とを備え、上記第２成形型側には、上記表皮の凹部の底を保持し、型締め状態で該表皮を上記基材の開口縁部に当接させるインナブロックと、該インナブロックを取り囲むトリム刃を有し該トリム刃の外側面が上記表皮の凹部側面部を保持する刃物ブロックと、該刃物ブロックを上記第１成形型に向かって進出させて上記表皮の凹部の底を切除する進出手段とが設けられていることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、上記第２成形型側には、上記インナブロック及び上記刃物ブロックを支持し、該刃物ブロックと連続して上記表皮の凹部側面部を保持するベースブロックと、該ベースブロックを表皮一体発泡成形品成形後の脱型に備えて上記第２成形型に対して第１成形型とは反対側に向かって後退させる後退手段とがさらに設けられていることを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明に係る表皮一体発泡成形品の成形装置を用いた表皮一体発泡成形品の成形方法であって、上記第１成形型に上記基材を保持し且つ上記第２成形型に上記表皮を保持した状態で成形装置を型締めして、上記インナブロックで上記表皮の凹部の底を保持するとともに該表皮を上記基材の開口縁部に当接させ、次いで、上記基材と表皮との間に発泡樹脂を射出して発泡樹脂層を一体に成形し、その後、上記進出手段によって上記刃物ブロックを第１成形型に向かって進出させ、上記トリム刃で上記表皮の凹部の底を切除することを特徴とする。

第４の発明は、第２の発明に係る表皮一体発泡成形品の成形装置を用いた表皮一体発泡成形品の成形方法であって、上記第１成形型に上記基材を保持し且つ上記第２成形型に上記表皮を保持した状態で成形装置を型締めして、上記インナブロックで上記表皮の凹部の底を保持するとともに該表皮を上記基材の開口縁部に当接させ、次いで、上記基材と表皮との間に発泡樹脂を射出して発泡樹脂層を一体に成形し、その後、上記進出手段によって上記刃物ブロックを第１成形型に向かって進出させ、上記トリム刃で上記表皮の凹部の底を切除し、しかる後、上記成形装置の型開き後又は直前に、上記後退手段によって上記ベースブロックを第２成形型に対して第１成形型とは反対側に後退させることを特徴とする。

第５の発明は、第３又は第４の発明において、上記基材の上記開口の外周縁部には、上記表皮に向かって突出する突条部が形成され、上記成形装置の型締め状態で、上記突条部が上記表皮に圧接することを特徴とする。

第６の発明は、第５の発明において、上記突条部は、断面三角形状をなして、開口とは反対側に傾斜面を有し、上記進出手段によって進出させた上記刃物ブロックの上記トリム刃先端を上記突条部の傾斜面に当接させることを特徴とする。

第１，３の発明によれば、トリム刃が表皮のみを切除するので、進出手段は比較的小さい力で刃物ブロックを進出させることができる。またトリム刃の消耗が少なく成形装置の耐久性が向上する。さらに、型締め状態でインナブロックが表皮を基材の開口縁部に当接させ、トリム刃が該開口縁部に当接する表皮を切除するので、基材がトリム刃の当て物となるので、当て物を別途設ける必要がない。このように、進出手段を大型化する必要がなく、また、当て物を別途設ける必要がないので、切除手段を簡単化することができる。

また、第１の発明によれば、刃物ブロックが表皮の凹部側面部を保持しながら上述の如くトリム刃が表皮の基材開口縁部に対応する部分を切除するので、表皮の開口を基材の開口よりも広く形成することができる。したがって、凹部に対する開口面積を最大限確保することができる。

さらに、第１の発明によれば、予め基材に開口が設けられていてトリム刃で基材を切除しなくて済むので、基材の開口縁部に切断による乱れがなく、他部品との係合部の精度を向上させることができる。

第２，４の発明によれば、トリム刃が表皮を切除し、後退手段がベースブロックを第２成形型に対して第１成形型とは反対側に向かって後退させることで、トリム刃及び刃物ブロックの外側面が表皮一体発泡成形品の凹部から離れるので、該表皮一体発泡成形品を容易に脱型させることができる。

第５の発明によれば、基材に形成された突条部が成形装置の型締め状態で表皮に圧接するため、基材と表皮との間に充填される溶融樹脂が該突条部によってシールされ、開口内にバリが発生しない。

第６の発明によれば、トリム刃で表皮を切除する際に表皮側に突出する突条部の傾斜面に沿って表皮を切断するので、表皮と基材との間に圧縮可能な僅かな発泡樹脂層があり表皮をより簡単に切除することができる。また、基材の開口縁部が断面三角形状をなしているので、該開口縁部の強度を保持することができる。

本発明の実施形態に係る成形装置を示す断面図である。 基材及び表皮をセットする前の状態における成形装置を示す断面図である。 刃物ブロックが進出した状態における成形装置を示す断面図である。 型開き状態における第２成形型を示す断面図である。 本発明の実施形態の変形例に係る成形装置を示す断面図である。 インストルメントパネルを示す全体斜視図である。 図６のＡ−Ａ線矢視断面図である。

以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。

図６及び図７は表皮一体発泡成形品としての車両用インストルメントパネル１を示し、図７は図６のＡ−Ａ線矢視断面図である。上記インストルメントパネル１は、自動車の運転席前方に配置され、樹脂製の基材３、その表面側の樹脂製の表皮５、及び該基材３と該表皮５との間に挟まれた発泡樹脂層７の３層構造となっているパッド部９を備えている。上記パッド部９の上面部の両サイドには、略矩形状のサイドデミスターエア吹出口１１が形成され、その車体後方に円形のサイドベントエア吹出口１３が上記サイドデミスターエア吹出口１１と上下に接近してそれぞれ形成されている。上記サイドベントエア吹出口１３には、図７に示すように、仮想線で示されたベントグリル１５が装着される凹部１７が形成されている。該凹部１７は、車体前方に凹み、その底１７ａに開口３ａが形成されている。上記基材３の該開口３ａ縁部には、表皮５に向かって突出する断面三角形状の突条部３ｂが形成されている。この突条部３ｂにより、上記開口３ａ縁部の強度を保持することができる。上記ベントグリル１５は、この開口３ａ縁部に係止部１５ａが係止して装着される。上記サイドデミスターエア吹出口１１にも、グリル（図示せず）が装着される略矩形状の凹部１９が形成されている。なお、図６では、サイドデミスターエア吹出口１１及びサイドベントエア吹出口１３に装着されるグリルを省略している。

−インストルメントパネルの成形装置−
上記インストルメントパネル１は、図１に示すように、成形装置２１で成形される。図１は、該成形装置２１の上記サイドベントエア吹出口１３を成形する部分を示す断面図である。上記成形装置２１は、上記基材３を保持する上型である第１成形型２３と、該第１成形型２３と対向配置され、上記表皮５を保持する下型である第２成形型２５とを備えている。

上記第１成形型２３は上記基材３の凹部３ｃに対応する円形の型凹部２３ａを有し、該型凹部２３ａは下方に開口している。該型凹部２３ａには、上記基材３の凹部３ａが嵌め込まれる。

上記第２成形型２５は、上記第１成形型２３の型凹部２３ａに対応する円形の貫通孔２５ａが形成されており、この貫通孔２５ａは、該型凹部２３ａに上下に連通して対応している。上記第２成形型２５の下側には、上記貫通孔２５ａを覆うベースブロック保持フレーム２７が固定され、該ベースブロック保持フレーム２７の底部に貫通孔２７ａが形成されている。上記ベースブロック保持フレーム２７には、第１シリンダ（後退手段）２９が設置され、該第１シリンダ２９のピストン２９ａが上記貫通孔２７ａを貫通し、該ピストン２９ａの先端が上記第２成形型２５の貫通孔２５ａ内に配設されたベースブロック３１に連結されている。該ベースブロック３１は、有底円筒状をなし、その凹部３１ａの底面には、第２シリンダ（進出手段）３３が設置され、該第２シリンダ３３のピストン３３ａがその上方に配設された刃物ブロック３５と繋がっている。刃物ブロック３５には、上下方向に貫通する貫通孔３５ａが形成されている。一方、上記ベースブロック３１の凹部３１ａの底面には、上記第２シリンダ３３を取り囲むように複数本の連結ロッド３７が上方に向かって突設され、各連結ロッド３７は、上記刃物ブロック３５の貫通孔３５ａを貫通して該刃物ブロック３５の上方に配設されたインナブロック３９と繋がって、該インナブロック３９を支持している。

上記インナブロック３９は、上記型凹部２３ａの底２３ｂと略同一形状の上面を有する略平板状をなしている。

上記刃物ブロック３５は、上記インナブロック３９を下側から覆うように凹状をなし、その外周縁全体に亘ってトリム刃４１が上方に突出して上記インナブロック３９を取り囲んでいる。上記刃物ブロック３５の外周縁部は、上記インナブロック３９下面の外周縁部に沿って外側に向かって上方に傾斜している。また、上記トリム刃４１の外周面４１ａは、上記型凹部２３ａの内側面と対向し、かつ該内側面に沿うように内側に向かって上方に傾斜している。

上記ベースブロック３１は、上記第１シリンダ２９のピストン２９ａが進出した状態で、上端部が上記第２成形型２５の貫通孔２５ａから上方に突出し、この状態で、上記凹部３１ａを形成する筒壁部３１ｂの外周面上端部３１ｃは、上記第２成形型２５の上面２５ｂと連続する湾曲面を形成している。該湾曲面は、上記型凹部２３ａの内側面と対向し、かつ該内側面に沿うように内側に向かって上方に傾斜し、上記刃物ブロック３５の外周面４１ａと連続している。

そして、図２に示すように、型開き状態で、上記第１シリンダ２９が上記ベースブロック３１を進出させ、かつ上記第２シリンダ３３が上記刃物ブロック３５を後退させた状態で、上記表皮５が上記第２成形装置２５にセットされると、上記インナブロック３９が上記表皮５の凹部５ａの底５ｂを保持するとともに、上記刃物ブロック３５及びトリム刃４１の外側面３５ｂ，４１ａが上記凹部５ａの側面部を保持する。

さらに、図１に示すように、型閉じ状態で、上記第１成形型２３にセットされた上記基材３と上記第２成形型２５にセットされた上記表皮５との間に発泡樹脂が充填されるキャビティ４３が形成される。この状態で、上記トリム刃４１の先端は、上記基材３の開口３ａ縁部に対応するように配置される。そして、上記キャビティ４３に発泡樹脂が充填されて硬化し、上記発泡樹脂層７が形成された後、図３に示すように、上記第２シリンダ３３が上記刃物ブロック３５を上記第１成形型２３に向かって進出させて上記表皮５の凹部５ａの底５ｂを切除して、開口５ｃを形成する。このとき、上記トリム刃４１の先端は、上記基材３の突条部３ｂの傾斜面３ｄに沿って上記表皮５を切除する。このため、表皮と基材との間に圧縮可能な僅かな発泡樹脂層があるので上記表皮５をより簡単に切除することができる。

さらにまた、上記表皮５に開口５ｃが形成されると、型開きし、その後、図４に示すように、上記第１シリンダ２９が上記ベースブロック３１を上記第２成形型２５に対して第１成形型２３とは反対側に向かって後退させる。これにより、上記刃物ブロック３５及びトリム刃４１の外側面３５ｂ，４１ａが上記インストルメントパネル１の凹部１７から離れるので、該インストルメントパネル１を容易に脱型させることができる。

−インストルメントパネルの成形方法−
次に、成形装置２１を用いてインストルメントパネル１を成形する方法について図１乃至図４を参照して説明する。

先ず、図２に示すように、成形装置２１を型開きし、第２シリンダ３３で刃物ブロック３５を後退させた状態で、第１シリンダ２９によってベースブロック３１を進出させる。この状態で、底３ｂに開口３ａが形成された凹部３ｃを有する基材３を、該凹部３ｃが型凹部２３ａに嵌まるように第１成形型２３にセットし、また、基材３の凹部３ｃに対応する凹部５ａを有する表皮５を第２成形型２５にセットする。このとき、凹部５ａの底５ｂがインナブロック３９によって保持され、凹部５ａの側面部が刃物ブロック３５及びトリム刃４１の外側面３５ｂ，４１ａに保持され、さらに、凹部５ａの開口端がベースブロック３１の筒壁部３１ｂの上端部３１ｃに保持される。

次に、図１に示すように、成形装置２１を型閉じし、基材３と表皮５との間にキャビティ４３を形成して型締めする。このとき、インナブロック３９が表皮５の凹部５ａの底５ｂを上方に押し付けて基材３の開口３ａ縁部に当接させて、基材３の突条部３ｂが表皮５に圧接される。

次いで、キャビティ４３内に発泡樹脂を射出充填して発泡樹脂層７を一体に成形する。このとき、上述の如く突条部３ｂが表皮５に圧接されているので、キャビティ４３内の発泡樹脂が突条部３ｂによってシールされる。

その後、図３に示すように、第２シリンダ３３によって刃物ブロック３５を上方に進出させ、トリム刃４１で表皮５の凹部５ａの底５ｂを切除する。このとき、トリム刃４１先端を突条部３ｂの開口３ａとは反対側の傾斜面３ｄに当接させる。そして、刃物ブロック３５を下方に後退させる。切除された表皮５は、インナブロック３９の上面に保持される。

しかる後、成形されたインストルメントパネル１を第２成形型２５に保持した状態で成形装置２１を型開きし、第１シリンダ２９によってベースブロック３１を第２成形型２５に対して下側に向かって後退させ、刃物ブロック３５及びトリム刃４１の外側面３５ｂ，４１ａをインストルメントパネル１の凹部１７から離す。

最後に、インストルメントパネル１を脱型し、インナブロック３９上の表皮５を取り除く。

このように、トリム刃４１が表皮５のみを切除するので、第２シリンダ３３が比較的小さい力で刃物ブロック３５を進出させることができる。またトリム刃４１の消耗が少なく成形装置の耐久性が向上する。さらに、型締め状態でインナブロック３９が表皮５を基材３の開口３ａ縁部に当接させ、トリム刃４１が該開口３ａ縁部に当接する表皮５を切除するので、基材３がトリム刃４１の当て物となり、当て物を別途設ける必要がない。このように、刃物ブロック３５を進出させる装置を大型化する必要がなく、また、当て物を別途設ける必要がないので、インストルメントパネル１の開口３ａを形成するための切除手段を小型化することができる。

また、刃物ブロック３５及びトリム刃４１が表皮５の凹部５ａの側面部を保持しながら上述の如くトリム刃４１が表皮５の基材３の開口３ａ縁部に対応する部分を切除するので、表皮５の開口５ｃを基材３の開口３ａよりも広く形成することができる。したがって、凹部１７に対する開口面積を最大限確保することができる。

さらに、予め基材３に開口３ａが設けられていてトリム刃４１で基材３を切除しなくて済むので、開口３ａの縁部に切断による乱れがなく、ベントグリル１５との係合部の精度を向上させることができる。

なお、上記の実施形態では、型開き後にベースブロック３１を後退させているが、型開き直前にベースブロック３１を後退させてもよい。

（実施形態の変形例）
図５は上記成形装置２１の上記サイドデミスターエア吹出口１１を成形する箇所の断面を示す図である。本変形例に係る成形装置２１では、ベースブロック３１の筒壁部３１ｂの外側面３１ｃがサイドデミスターエア吹出口１１の凹部１９の形状に合わせて階段状となっており、トリム刃４１が該筒壁部３１ｂの内側に配設されている。

上記ベースブロック３１は、有底の円筒状をなし、筒壁部３１ｂの中央部から上端部に亘る部分が上記貫通孔２５ａに貫入し、下端部が該貫通孔２５ａよりも外側に張り出している。該筒壁部３１ｂの外周面３１ｃ上端部は、上記凹部１９の周壁部に合わせて階段状となっている。また、上記筒壁部３１ｂの内周面は、鉛直に延びている。さらに、上記トリム刃４１は、上記ベースブロック３１に嵌まり込んでおり、その外周面４１ａは、上記筒壁部３１ｂの内周面に沿って鉛直に延びている。

このように、ベースブロック３１及びトリム刃４１の外周面の形状を変形することにより、インストルメントパネル１に様々な形状の開口を形成することができる。

なお、上記の実施形態では、表皮一体発泡成形品として車両用インストルメントパネルについて説明したが、これに限定されず、例えばドアトリムであってもよい。

また、上記の実施形態では、基材３に凹部３ｃが設けられているが、これに限定されず、基材３の平坦部に開口３ａが予め形成されていてもよい。

この発明は、基材、表皮及び発泡樹脂層からなる表皮一体発泡成形品に表皮の凹部の底を切除して開口を形成する表皮一体発泡成形品の成形装置及び該表皮一体発泡成形品の成形方法について有用であり、特に装置サイズを抑制しつつ、他部品との係合部の精度を向上させ且つ凹部に対する開口面積を最大限確保するのに適している。

１ インストルメントパネル（表皮一体発泡成形品）
３ 基材
３ａ 基材の開口
３ｂ 突条部
３ｃ 基材の凹部
３ｄ 傾斜面
５ 表皮
５ａ 表皮の凹部
５ｂ 表皮の凹部の底
５ｃ 開口
７ 発泡樹脂層
２１ 成形装置
２３ 第１成形型
２５ 第２成形型
２９ 第１シリンダ（後退手段）
３１ ベースブロック
３３ 第２シリンダ（進出手段）
３５ 刃物ブロック
３９ インナブロック
４１ トリム刃

Claims (6)

1. 開口(3a)を有する基材(3)と、該基材(3)の開口(3a)に対応する有底の凹部(5a)が形成された樹脂製の表皮(5)との間に発泡樹脂層(7)を一体に成形し、かつ上記基材(3)、表皮(5)及び発泡樹脂層(7)からなる表皮一体発泡成形品(1)に上記表皮(5)の凹部(5a)の底(5b)を切除して開口(5c)を形成する表皮一体発泡成形品の成形装置であって、
   上記基材(3)を保持する第１成形型(23)と、上記表皮(5)を保持する第２成形型(25)とを備え、
   上記第２成形型(25)側には、
   上記表皮(5)の凹部(5a)の底(5b)を保持し、型締め状態で該表皮(5)を上記基材(3)の開口(3a)縁部に当接させるインナブロック(39)と、
   該インナブロック(39)を取り囲むトリム刃(41)を有し該トリム刃(41)の外側面(41a)が上記表皮(5)の凹部(5a)側面部を保持する刃物ブロック(35)と、
   該刃物ブロック(35)を上記第１成形型(23)に向かって進出させて上記表皮(5)の凹部(5a)の底(5b)を切除する進出手段(33)とが設けられていることを特徴とする表皮一体発泡成形品の成形装置。
2. 請求項１に記載の表皮一体発泡成形品の成形装置において、
   上記第２成形型(25)側には、
   上記インナブロック(39)及び上記刃物ブロック(35)を支持し、該刃物ブロック(35)と連続して上記表皮(5)の凹部(5a)側面部を保持するベースブロック(31)と、
   該ベースブロック(31)を表皮一体発泡成形品(1)成形後の脱型に備えて上記第２成形型(25)に対して第１成形型(23)とは反対側に向かって後退させる後退手段(29)とがさらに設けられていることを特徴とする表皮一体発泡成形品の成形装置。
3. 請求項１に記載の表皮一体発泡成形品の成形装置を用いた表皮一体発泡成形品の成形方法であって、
   上記第１成形型(23)に上記基材(3)を保持し且つ上記第２成形型(25)に上記表皮(5)を保持した状態で成形装置(21)を型締めして、上記インナブロック(39)で上記表皮(5)の凹部(5a)の底(5b)を保持するとともに該表皮(5)を上記基材(3)の開口(3a)縁部に当接させ、
   次いで、上記基材(3)と表皮(5)との間に発泡樹脂を射出して発泡樹脂層(7)を一体に成形し、
   その後、上記進出手段(33)によって上記刃物ブロック(35)を第１成形型(23)に向かって進出させ、上記トリム刃(41)で上記表皮(5)の凹部(5a)の底(5b)を切除することを特徴とする表皮一体発泡成形品の成形方法。
4. 請求項２に記載の表皮一体発泡成形品の成形装置を用いた表皮一体発泡成形品の成形方法であって、
   上記第１成形型(23)に上記基材(3)を保持し且つ上記第２成形型(25)に上記表皮(5)を保持した状態で成形装置(21)を型締めして、上記インナブロック(39)で上記表皮(5)の凹部(5a)の底(5b)を保持するとともに該表皮(5)を上記基材(3)の開口(3a)縁部に当接させ、
   次いで、上記基材(3)と表皮(5)との間に発泡樹脂を射出して発泡樹脂層(7)を一体に成形し、
   その後、上記進出手段(33)によって上記刃物ブロック(35)を第１成形型(23)に向かって進出させ、上記トリム刃(41)で上記表皮(5)の凹部(5a)の底(5b)を切除し、
   しかる後、上記成形装置(21)の型開き後又は直前に、上記後退手段(29)によって上記ベースブロック(31)を第２成形型(25)に対して第１成形型(23)とは反対側に後退させることを特徴とする表皮一体発泡成形品の成形方法。
5. 請求項３又は４に記載の表皮一体発泡成形品の成形方法において、
   上記基材(3)の上記開口(3a)の外周縁部には、上記表皮(5)に向かって突出する突条部(3b)が形成され、
   上記成形装置(21)の型締め状態で、上記突条部(3b)が上記表皮(5)に圧接することを特徴とする表皮一体発泡成形品の成形方法。
6. 請求項５に記載の表皮一体発泡成形品の成形方法において、
   上記突条部(3b)は、断面三角形状をなし、開口(3a)とは反対側に傾斜面(3d)を有し、
   上記進出手段(33)によって進出させた上記刃物ブロック(35)の上記トリム刃(41)先端を上記突条部(3b)の傾斜面(3d)に当接させることを特徴とする表皮一体発泡成形品の成形方法。

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