JP6469237B2 - 樹脂成形方法及び樹脂成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂シート材料を真空成形又は圧空成形する樹脂成形方法及び樹脂成形装置に関する。

従来、樹脂シート材料を成形して自動車のインストルメントパネルの表皮を形成する方法として、樹脂シート材料を加熱してから延伸し、真空成形しながらインストルメントパネルの基材に接着する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の方法では、樹脂シート材料が表皮クランプ装置で把持され、加熱及び延伸される。そして、水平面に対して所定の傾斜角で傾斜された状態の樹脂シート材料に対して、インストルメントパネルの基材を配置した基材側真空吸引型を所定位置まで上昇させることにより、基材の一部が樹脂シート材料の一部で被覆される。

次に、表皮側真空吸引型を下降させて樹脂シート材料の残部を基材に押し当てることにより、該残部によって基材の残部が被覆される。その後、型締めが行われ、表皮側真空吸引型の側から吸引を行うことにより、樹脂シート材料に所定の表面形状が成形される。

該吸引の停止後、基材側真空吸引型の側から基材の通気部を介して吸引することにより、樹脂シート材料が、その裏面の接着剤を介して基材に接着される。このようにして、樹脂シート材料による表皮が、基材の表面に形成される。

特許第５６１７７９６号公報

しかしながら、上記の従来技術によれば、表皮クランプ装置で把持された樹脂シート材料を加熱したとき、軟化した樹脂シート材料が垂れ下がるドローダウンが生じる。このドローダウンは、樹脂シート材料の成形に際し、樹脂シート材料の成形部に皺や破れを生じさせる原因となる。

また、上記の従来技術によれば、基材側真空吸引型及び表皮側真空吸引型によって樹脂シート材料をインストルメントパネルの基材に押し当てて被覆するとき、樹脂シート材料は、最初に基材の一部に接し、その後にそこから離れた部分が順次基材又は表皮側真空吸引型に押し当てられてゆく。
このとき、樹脂シート材料は、最初に基材に接して基材に固定された部分に対し、そこから順次離れた部分は、順次引き伸ばされながら基材に固定されてゆくことになる。このことは、樹脂シート材料の厚さにばらつきを生じさせ、インストルメントパネルの品質を低下させる原因となる。

本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、樹脂シート材料のドローダウンを極力防止できる樹脂成形方法及び樹脂成形装置を提供すること、及び樹脂シート材料の厚さのばらつきが生じるのを極力防止できる樹脂成形方法及び樹脂成形装置を提供することにある。

第１発明に係る樹脂成形方法は、長手方向に延伸した状態の樹脂シート材料を、その長手方向端部及び短手方向端部を把持手段により把持して保持する保持工程と、前記保持工程で保持された樹脂シート材料を加熱して軟化させる加熱工程と、前記加熱工程で軟化した樹脂シート材料を、前記把持手段を介して長手方向及び短手方向に牽引して延伸する延伸工程と、前記延伸工程で延伸された樹脂シート材料を真空成形又は圧空成形により成形する成形工程とを備え、前記延伸工程は、前記加熱工程で軟化された樹脂シート材料をその長手方向に延伸する第１延伸工程と、前記第１延伸工程の後、前記加熱工程で軟化された樹脂シート材料の長手方向端部のうちの成形部に対応する部分を短手方向について固定しながら該樹脂シート材料の短手方向端部を牽引することにより該短手方向における該成形部の両側を延伸する第２延伸工程とを備える。

このような樹脂成形方法において、保持工程により長手方向端部及び短手方向端部を把持して保持されている樹脂シート材料を、加熱工程において加熱すると、樹脂シート材料が垂れ下がるドローダウンが生じる。従来は、このドローダウンが大きいため、成形工程において樹脂シート材料に皺が入ったり、破れが発生したりするおそれがある。

この点、第１発明によれば、すでに長手方向に延伸した状態にある樹脂シート材料を保持工程で保持し、加熱工程で加熱するので、加熱工程で樹脂シート材料に生じるドローダウンを極力減少させることができる。これにより、ドローダウンによる樹脂シート材料の皺や破れを防止し、生産性を向上させることができる。

また、第２延伸工程において、樹脂シート材料の成形部に対応する長手方向端部を固定しながら樹脂シート材料の短手方向端部が牽引されると、樹脂シート材料の成形部はさほど延伸せず、短手方向における成形部の両側が専ら延伸する。したがって、延伸工程によって樹脂シート材料を所望のサイズまで延伸しながら、樹脂シート材料の成形部の短手方向における延伸率が増加するのを抑制し、成形部における厚さのばらつきを軽減することができる。これにより、樹脂シート材料の成形品質を向上させることができる。

第２発明に係る樹脂成形方法は、第１発明において、前記把持手段を複数のクランプで構成し、前記加熱工程で軟化した樹脂シート材料を、前記複数のクランプのうちの一部又は全部を移動させることによって、少なくとも一方向に折り曲げることにより、該樹脂シート材料の形状を成形型又は基材の形状に近似させる折曲げ工程を備え、前記成形工程では、前記折曲げ工程で折り曲げられた樹脂シート材料を前記クランプで保持しながら前記成形型又は前記基材に密着させ、該樹脂シート材料を単体として又は該基材の表皮として成形する。

このような樹脂成形方法において、樹脂シート材料を複数のクランプで把持して保持しながら成形型又は基材に密着させるとき、従来は、樹脂シート材料が平面状の状態にある。この場合、樹脂シート材料は、成形型又は基材に最初に接した部分を起点として、その後に成形型又は基材に順次接していく部分が引き伸ばされる。このことは、成形後の樹脂シート材料の厚さを不均一なものとし、その成形品質を劣化させる原因となる。

この点、第２発明では、樹脂シート材料を、成形型又は基材に密着させる前に折り曲げて、その形状を成形型又は基材の形状に近似させるようにしている。このため、樹脂シート材料の各部を、成形型又は基材に対して、極力同じタイミングで密着させることができる。したがって、樹脂シート材料に厚さのばらつきが生じるのを極力防止し、成形品質を改善して生産性を向上させることができる。

第３発明に係る樹脂成形方法は、樹脂シート材料を、その周辺部を複数のクランプで把持して保持する保持工程と、前記保持工程で保持された樹脂シート材料を加熱して軟化させる加熱工程と、前記加熱工程で軟化した樹脂シート材料を、前記複数のクランプのうちの一部又は全部を移動させることによって、少なくとも一方向に折り曲げることにより、該樹脂シート材料の形状を成形型又は基材の形状に近似させる折曲げ工程と、前記折曲げ工程で折り曲げた樹脂シート材料を、前記クランプで保持しながら前記成形型又は前記基材に密着させ、該樹脂シート材料を単体として又は該基材の表皮として真空成形又は圧空成形する成形工程とを備える。

第３発明によれば、第２発明の場合と同様に、樹脂シート材料の各部を、成形型又は基材に対して、極力同じタイミングで密着させることができる。したがって、樹脂シート材料に厚さのばらつきが生じるのを極力防止することができる。

第４発明に係る樹脂成形装置は、長手方向に延伸した状態の樹脂シート材料を得る手段と、前記手段により得られた樹脂シート材料を、その長手方向端部及び短手方向端部を把持して保持し、長手方向及び短手方向に牽引して延伸する延伸機構と、前記延伸機構により保持された樹脂シート材料を加熱して軟化させる加熱部と、前記加熱部によって軟化され、前記延伸機構で延伸されて保持されている樹脂シート材料を真空成形又は圧空成形により成形する樹脂成形部とを備え、前記延伸機構は、前記加熱部により軟化された樹脂シート材料をその長手方向に延伸する第１延伸機構と、前記加熱部により軟化され、前記第１延伸機構により長手方向に延伸された樹脂シート材料の長手方向端部のうちの成形部に対応する部分を短手方向について固定しながら該樹脂シート材料の短手方向端部を牽引することにより該短手方向における該成形部の両側を延伸する第２延伸機構とを備える。

第４発明によれば、第１発明の場合と同様に、すでに長手方向に延伸した状態にある樹脂シート材料を加熱部で加熱するので、加熱部の加熱により樹脂シート材料に生じるドローダウンを極力防止することができる。

また、第１発明の場合と同様に、第２延伸機構により、樹脂シート材料の成形部はさほど延伸させず、短手方向における成形部の両側を専ら延伸させることができる。したがって、第１発明の場合と同様に、樹脂シート材料の所望のサイズを確保しながら、成形部における厚さのばらつきを軽減することができる。

第５発明に係る樹脂成形装置は、第４発明において、前記延伸機構による樹脂シート材料の把持は、複数のクランプによって行われ、前記延伸機構により保持された樹脂シート材料を、前記複数のクランプのうちの一部又は全部を移動させて該樹脂シート材料を少なくとも一方向に折り曲げることにより該樹脂シート材料の形状を成形型又は基材の形状に近似させる屈曲機構を備え、前記成形部は、前記屈曲機構により折り曲げられた樹脂シート材料を、前記成形型又は前記基材に密着させて、単体として又は該基材の表皮として成形するものである。

第５発明によれば、第２発明の場合と同様に、樹脂シート材料を、成形型又は基材に密着させる前に折り曲げて、その形状を成形型又は基材の形状に近似させることができるので、樹脂シート材料に厚さのばらつきが生じるのを極力防止することができる。

第６発明に係る樹脂成形装置は、樹脂シート材料を、その周辺部を把持して保持するための複数のクランプと、前記複数のクランプで保持された樹脂シート材料を加熱して軟化させる加熱部と、前記加熱部で軟化した樹脂シート材料を、前記複数のクランプのうちの一部又は全部を移動させて該樹脂シート材料を少なくとも一方向に折り曲げることにより該樹脂シート材料の形状を成形型又は基材の形状に近似させる屈曲機構と、前記屈曲機構で折り曲げた樹脂シート材料を、前記クランプで保持しながら前記成形型又は前記基材に密着させ、該樹脂シート材料を単体として又は該基材の表皮として真空成形又は圧空成形する成形部とを備える。

第６発明によれば、第５発明の場合と同様に、樹脂シート材料を、成形型又は基材に密着させる前に折り曲げて、その形状を成形型又は基材の形状に近似させることができるので、樹脂シート材料に厚さのばらつきが生じるのを極力防止することができる。

本発明の一実施形態に係る樹脂成形装置の構成を示す模式図である。 図１の樹脂成形装置の延伸・屈曲機構により樹脂シート材料を保持し、かつ樹脂シート材料を延伸する前の様子を示す斜視図である。 図１の樹脂成形装置の延伸・屈曲機構により樹脂シート材料を保持し、長手方向に延伸したときの様子を示す斜視図である。 図１の樹脂成形装置の延伸・屈曲機構により樹脂シート材料を保持し、長手方向及び短手方向に延伸したときの様子を示す斜視図である。 図１の樹脂成形装置の延伸・屈曲機構により樹脂シート材料を保持し、長手方向及び短手方向に延伸した後、屈曲させたときの様子を示す斜視図である。 図１の樹脂成形装置の延伸・屈曲機構により屈曲させた樹脂シート材料が下型上の基材と上型とで挟まれて型締めが行われる直前の様子を示す断面図である。 図１の樹脂成形装置の下型にインストルメントパネルの基材が配置された様子を示す斜視図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。実施形態の樹脂成形装置は、樹脂シート材料を成形し、自動車のインストルメントパネルの基材に対し、その表皮として張り付ける機能を有する。

図１に示すように、この樹脂成形装置１は、樹脂シート材料２を保持して延伸及び屈曲させる延伸・屈曲機構３と、延伸・屈曲機構３に樹脂シート材料２を供給するシート供給部４と、延伸・屈曲機構３により保持された樹脂シート材料２を加熱して軟化させる加熱部５と、加熱部５により軟化され、延伸・屈曲機構３により保持された樹脂シート材料２を真空成形する樹脂成形部６とを備える。

樹脂成形部６では、成形された樹脂シート材料２が表皮としてインストルメントパネルの基材２８に張り付けられる。延伸・屈曲機構３は、シート供給部４で供給された樹脂シート材料２を保持しながら、加熱部５及び樹脂成形部６に順次移動され、樹脂成形部６における処理が完了した後、シート供給部４に戻される。

樹脂シート材料２としては、インストルメントパネルの表皮に適した材質のもの、例えば、サーモプラスチックオレフィンの薄膜にポリプロピレン発泡体の発泡層を接合させたもの用いることができる。樹脂シート材料２は、インストルメントパネルの表皮に対応した長四角形状を有する。

樹脂シート材料２は、巻回方向に牽引しながらロール巻きにされた樹脂シート素材を、樹脂シート材料２の長手方向寸法毎に切断し、これを樹脂シート素材の短手方向中央で切断して得られる。したがって、樹脂シート材料２は、樹脂シート素材がロール巻きにされた時点で既に長手方向に延伸されている。すなわち、上記の樹脂シート素材を巻回方向に牽引しながらロール巻きにする装置及び樹脂シート素材を切断する装置は、長手方向に延伸した状態の樹脂シート材料２を得る手段として機能する。

シート供給部４は、シート供給部４の下部に積み重ねられた樹脂シート材料２の１枚を把持して延伸・屈曲機構３に受け渡すシート受渡し機構７を備える。延伸・屈曲機構３は、ほぼ長方形状を有しており、その長手方向に沿った方向をＸ軸方向、短手方向に沿った方向をＹ軸方向として図２のようにＸ、Ｙ、Ｚ軸を定めると、ＹＺ平面について対称的な構成を有する。図２では、その半分であるＸ軸負側の構成が示されている。

図２に示すように、延伸・屈曲機構３は、長方形状の枠体８と、樹脂シート材料２の長手方向両側の端部を把持する複数の第１クランプ９と、樹脂シート材料２の短手方向における一方の端部を把持する複数の第２クランプ１０と、樹脂シート材料２の短手方向における他方の端部を把持する複数の第３クランプ１１とを備える。

第１〜第３クランプ９、１０、１１により樹脂シート材料２の周辺部を把持する把持手段が構成される。枠体８は、Ｙ軸に平行なＸ軸負側の辺部材１２ａ及びＸ軸正側の図示していない辺部材１２ｂと、Ｘ軸に平行なＹ軸負側の辺部材１２ｃ及びＹ軸正側の辺部材１２ｄとで構成される。

樹脂シート材料２の長手方向における一方の端部を把持するＸ軸負側の複数の第１クランプ９は、Ｙ軸に平行に設けられたＸ軸負側の第１ガイド１３によってＹ軸に平行に移動し得るように支持される。樹脂シート材料２の長手方向における他方の端部を把持するＸ軸正側の複数の第１クランプ９も、同様のＸ軸正側の第１ガイド１３によって同様に支持される。

第２クランプ１０は、Ｘ軸に平行に設けられた第２ガイド１４によってＸ軸に平行に移動し得るように支持され、第２開閉軸１０ａを一方向及び他方向に回転させることにより開閉される。第３クランプ１１は、Ｘ軸に平行に設けられた第３ガイド１５によってＸ軸に平行に移動し得るように支持され、第３開閉軸１１ａを一方向及び他方向に回転させることにより開閉される。

各第１ガイド１３のＹ軸負側の端部は、第２ガイド１４によりＸ軸方向に移動自在に支持され、Ｙ軸正側の端部は、第３ガイド１５によりＸ軸方向に移動自在に支持される。

第２ガイド１４は、枠体８の辺部材１２ｃの上面に固定される。枠体８の辺部材１２ａ及び１２ｂ（不図示）には、その中央よりやや辺部材１２ｄ寄りから辺部材１２ｄ側の端部にかけて、それぞれ第４ガイド１６が設けられる。第３ガイド１５は、その両端部が辺部材１２ａ及び１２ｂの第４ガイド１６によりそれぞれＹ軸方向に移動自在に支持される。

各第１ガイド１３は、ほぼ図２の延伸される前の樹脂シート材料２の短手方向長さと、図４の延伸された後の樹脂シート材料２の短手方向長さとの間で伸縮自在に構成される。また、各第１ガイド１３は、図４のように伸長した状態において、その中間点で、図５のように折り曲げることができるように構成される。

Ｘ軸負側の第１クランプ９の辺部材１２ｃ側の半分である第１クランプ９ａは、相互に固定されており、かつ枠体８の短手方向に沿った共通の第１開閉軸１７ａを一方向又は他方向に回転させることにより開閉し得るように構成される。Ｘ軸負側の第１クランプ９の辺部材１２ｄ側の半分である第１クランプ９ｂは、相互に固定されており、かつ枠体８の短手方向に沿った共通の第１開閉軸１７ｂにより同様に開閉し得るように構成される。

また、第１クランプ９ａ及び９ｂは、第１ガイド１３上を相互間の位置が固定された状態で移動し得るように、かつ第１ガイド１３の上述の折曲げが妨げられないように連結される。図示されていないＸ軸正側（辺部材１２ｂ側）の第１クランプ９も、同様の第１クランプ９ａ及び９ｂで構成され、第１開閉軸１７ａ及び１７ｂで開閉し得るように構成される。

Ｘ軸負側の第１クランプ９ａ及び９ｂは、２つの牽引ロッド１８ａ及び１８ｂの一端側にそれぞれ固定される。牽引ロッド１８ａ及び１８ｂは、該一端側からＸ軸負方向に延びており、Ｘ軸に沿ったラック１９ａ及び１９ｂをそれぞれ有する。

第１クランプ９ａ及び第１クランプ９ｂは、各ラック１９ａ及び１９ｂに噛み合うピニオン２０ａ及び２０ｂを介して、第１ガイド１３とともに、第２ガイド１４及び第３ガイド１５に案内されてＸ軸方向に駆動し得るようになっている。

ピニオン２０ａ及び２０ｂは、駆動軸２１上に設けられており、モータ２１ｍで駆動軸２１を回転させることにより駆動されるとともに、図３及び図４のように、牽引ロッド１８ａ及び１８ｂのＹ軸方向への移動に伴って移動し得るように構成される。

辺部材１２ｃはＺ軸方向に薄い板状の部材で構成され、辺部材１２ａと交差する側の端部は、辺部材１２ａ上に載置された状態となっている。該端部から引上げロッド１２ｅがＸ軸負方向に延びている。引上げロッド１２ｅ及びＸ軸負方向へ移動されたときの牽引ロッド１８ａのＸ軸負方向側の端部は、図４及び図５のように、それぞれ駆動シリンダ２２ａ及び２２ｂによってＺ軸方向に駆動し得るように構成される。

第３ガイド１５のＸ軸負側には、一方の端部が第３ガイド１５によりＸ軸方向に移動自在に案内された牽引ロッド２４ａ及び２４ｂが設けられる。牽引ロッド２４ａ及び２４ｂは、Ｙ軸正方向に延びており、Ｙ軸方向に延在するラック２３ａ及び２３ｂをそれぞれ有する。

牽引ロッド２４ａ及び２４ｂの他方の端部は、辺部材１２ｄに設けられた凹部３５ａ及び３５ｂによって、Ｘ軸及びＹ軸方向に移動し得るようにそれぞれ支持される。牽引ロッド２４ａの第３ガイド１５により案内されている側の端部は、第１ガイド１３とともにＸ軸方向へ移動するように、第１ガイド１３の端部に連結される。

辺部材１２ｄのＸ軸負側には、牽引ロッド２４ａ及び２４ｂのラック２３ａ及び２３ｂとそれぞれ噛み合う２つのピニオン２５ａ及び２５ｂを有する駆動軸２６が設けられる。辺部材１２ｄ上には、駆動軸２６を回転させ、ピニオン２５ａ及び２５ｂ、牽引ロッド２４ａ及び２４ｂを介して第３ガイド１５をＹ軸方向に移動させるためのモータ２６ｍが設けられる。２つのピニオン２５ａ及び２５ｂは、牽引ロッド２４ａ及び２４ｂのＸ軸方向への移動に伴ってＸ軸方向に移動するように構成される。

なお、上述のように、延伸・屈曲機構３は、ＹＺ平面について対称的な構成を有しており、上記の図２〜図５中の各要素は、図示されていないＸ軸正側においても対称的に存在する。

図１に示すように、加熱部５は、シート供給部４で延伸・屈曲機構３に供給され、シート供給部４からＸ軸負方向に移動されてきた延伸・屈曲機構３により保持された状態の樹脂シート材料２を表裏両面から加熱して軟化させるヒータ２７を備える。

樹脂成形部６は、インストルメントパネルの基材２８が配置される下型２９と、加熱部５からＸ軸負方向に移動されてきた延伸・屈曲機構３を昇降させる第１昇降機構３０と、延伸・屈曲機構３により保持された樹脂シート材料２を真空成形するための上型３１と、上型３１を昇降させる第２昇降機構３２とを備える。図７に示すように、下型２９上に配置される基材２８は、その一部分２８ａに対して他の部分２８ｂが、一点鎖線３３で示されるような角度で折れ曲がっている。

なお、図１における延伸・屈曲機構３のＸ軸正方向は、図の右方向、Ｙ軸正方向は図の手前方向、Ｚ軸正方向は図の上方向に一致し、図１及び図７では、このＸ、Ｙ、Ｚ軸に沿ったＸ、Ｙ、Ｚ方向が示されている。

この構成において、１枚の樹脂シート材料２を成形し、表皮としてインストルメントパネルの基材２８に張り付ける際には、まず、樹脂シート材料２をその長手方向端部及び短手方向端部を把持して保持する保持工程が行われる。

すなわち、シート供給部４において、その下部にストックされた樹脂シート材料２のうちの一番上の１枚がシート受渡し機構７により把持され、延伸・屈曲機構３に受け渡されて、延伸・屈曲機構３により把持される。この樹脂シート材料２は、長手方向に延伸した状態にある。すなわち、上述のように、樹脂シート材料２は、その長手方向が、巻回方向に牽引しながらロール巻きにされた樹脂シート素材の長手方向に一致するように、該樹脂シート素材を切断して得られたものである。

樹脂シート材料２がシート受渡し機構７から延伸・屈曲機構３に受け渡されるとき、延伸・屈曲機構３では、第１ガイド１３、第３ガイド１５、第１クランプ９、第２クランプ１０、第３クランプ１１等がシート受渡し機構７と連動して駆動され、樹脂シート材料２の受渡しが支障なく行われる。図２では、この受渡しが完了し、延伸・屈曲機構３が樹脂シート材料２をその長手方向端部及び短手方向端部を把持して保持している状態が示されている。

次に、延伸・屈曲機構３がシート供給部４から加熱部５に移動され、延伸・屈曲機構３により把持されている樹脂シート材料２をヒータ２７で加熱して軟化させる加熱工程が開始される。

加熱部５において、樹脂シート材料２が所定の軟化温度に達し、樹脂シート材料２が軟化すると、樹脂シート材料２を長手方向及び短手方向に延伸する延伸工程が行われる。すなわち、まず、樹脂シート材料２を長手方向に延伸する第１延伸工程が行われる。このとき、延伸・屈曲機構３は第１延伸機構として機能する。

この第１延伸工程は、モータ２１ｍによりピニオン２０ａ、２０ｂ及びラック１９ａ及び１９ｂを介してＸ軸負側及び正側の第１ガイド１３をそれぞれＸ軸負方向及び正方向に第２ガイド１４及び第３ガイド１５の端部まで移動することによって行われる。

この間に、樹脂シート材料２の短手方向各端部を把持している第２クランプ１０及び第３クランプ１１は、その把持している部分が樹脂シート材料２の長手方向への延伸に対応して移動してゆくのに伴って、それぞれ第２ガイド１４及び第３ガイド１５上を移動する。したがって、各第２クランプ１０相互間の距離、第３クランプ１１相互間の距離は若干離れる。

また、各牽引ロッド２４ａ及び２４ｂも、各第１ガイド１３に従って第３ガイド１５の対応する端部の方向に移動する。図３には、この樹脂シート材料２の長手方向への延伸が完了したときの状態が示されている。

次に、樹脂シート材料２を短手方向に延伸する第２延伸工程が行われる。このとき、延伸・屈曲機構３は第２延伸機構として機能する。この第２延伸工程での延伸は、モータ２６ｍにより、ピニオン２５ａ、２５ｂ、ラック２３ａ、２３ｂを介して第３ガイド１５を辺部材１２ｄの近傍まで移動させることにより行われる。これにより、樹脂シート材料２は、図３の短手方向への延伸前の状態から図４の短手方向に延伸された状態となる。

この間の短手方向の延伸に伴い、樹脂シート材料２の長手方向両端部を把持している各第１クランプ９は、その把持位置が短手方向に移動するので、その把持位置に従って移動する。このため、各第１クランプ９は、図３から図４の状態に遷移する間、樹脂シート材料２の長手方向両端部において、短手方向両端部分を除く同じ中央側の部分を把持し続けることになる。

この各第１クランプ９が把持し続ける中央側の部分は、短手方向において樹脂シート材料２の成形部に対応する部分である。成形部は、樹脂シート材料２において成形が行われ、インストルメントパネルの表皮として使用される部分である。したがって、樹脂シート材料２の短手方向の延伸は、専ら短手方向における成形部両側の部分について行われ、成形部については極力抑制される。

このようにして延伸工程が完了すると、次に、樹脂シート材料２を、インストルメントパネルの基材に適合した形状となるように折り曲げる折曲げ工程が行われる。この折曲げ工程は、樹脂シート材料２が所定の軟化温以上の温度を有している間に行われる。

この樹脂シート材料２の折曲げは、図４及び図５に示すように、引上げロッド１２ｅ及び牽引ロッド１８ａを駆動シリンダ２２ａ及び２２ｂによってＺ軸正方向に駆動し、かつ第３ガイド１５をこれらの駆動に対応させてＹ軸負方向に移動させることにより行われる。このとき、辺部材１２ｃは、引上げロッド１２ｅとともに、Ｚ軸正方向に移動する。

これにより、各第１ガイド１３は、図５のように、その中間点で、ＹＺ平面に平行な面内で折れ曲がる。これに従って、各第１ガイド１３上の該中間点を挟む両側で第１クランプ９ａ及び９ｂで把持されている樹脂シート材料２も折れ曲がる。これにより、樹脂シート材料２は、図６のように、インストルメントパネルの基材２８に近似した形状となる。

次に、基材２８が配置された下型２９に対して第１昇降機構３０で延伸・屈曲機構３を下降させるとともに、第２昇降機構３２で上型３１を下降させることにより、樹脂シート材料２が基材２８に到達するのとほぼ同時に上型３１を下型２９に到達させ、型締めを行う。これにより、樹脂シート材料２は、基材２８に密着する。

このとき、図６のように、樹脂シート材料２が上述のように折り曲げられて、基材２８の形状に極力沿った形状を有している。このため、樹脂シート材料２が平面である場合に比べて、基材２８の角部を起点として上型３１により樹脂シート材料２が上型３１の下降方向に引き伸ばされる量は少ない。

型締めの後、上型３１側から真空吸引を行って樹脂シート材料２の真空成形を行うことにより樹脂シート材料２の表面にシボ等を形成する成形工程が行われる。その後、下型２９側から真空吸引を行って樹脂シート材料２の裏面を基材２８に吸着させることにより、該裏面に予め塗布された熱溶融性の接着剤によって樹脂シート材料２が基材２８に接着される。

この後、上型３１を上昇させて型開きを行い、樹脂シート材料２と基材２８とが接着した接合物を取り出し、樹脂シート材料２の不要部分を切り取ることにより、基材２８と表皮からなるインストルメントパネルが得られる。

本実施形態によれば、予め長手方向に延伸した樹脂シート材料２を加熱工程に供することにより、加熱工程で樹脂シート材料２に生じるドローダウンを極力回避し、ドローダウンによる樹脂シート材料２の皺や破れを防止することができる。

また、第２延伸工程において、樹脂シート材料２の成形部に対応する長手方向端部を第１クランプ９で固定しながら樹脂シート材料２の短手方向端部を牽引するようにしたので、樹脂シート材料２の成形部はさほど延伸させずに、短手方向における成形部の両側を専ら延伸させることができる。

したがって、延伸工程により樹脂シート材料２の所望のサイズを確保しながら、樹脂シート材料２の成形部の短手方向における延伸率が増加するのを抑制し、成形部における厚さのばらつきを軽減することができる。これにより、樹脂シート材料２の成形品質を向上させることができる。

また、延伸工程で延伸した樹脂シート材料２を、折曲げ工程でインストルメントパネルの基材２８に沿って折り曲げるようにしたので、型締めにより樹脂シート材料２を上型３１及び基材２８に押し付けてゆく際に、樹脂シート材料２が上型３１及び基材２８に当接するタイミングを近似させることができる。これにより、型締め時の樹脂シート材料２の伸び量を少なくし、樹脂シート材料２の厚さを均一化して歩留りを向上させ、インストルメントパネルの生産性を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本発明は、樹脂シート材料２を基材２８に添付する表皮として成形する場合に限らず、樹脂シート材料を単体として成形する場合に適用することもできる。また、樹脂シート材料２の成形を圧空成形により行ってもよい。また、延伸工程や折曲げ工程は、加熱工程と並行して行ってもよい。

また、延伸工程は、樹脂シート材料２が軟化した後であれば、加熱部５に延伸・屈曲機構３が位置している間、加熱部５から樹脂成形部６に延伸・屈曲機構３を移動させる間、又は延伸・屈曲機構３を樹脂成形部６に移動させた後のいずれのタイミングで行ってもよい。

また、ロール巻きにされた樹脂シート素材を、その長手方向が樹脂シート材料２の短手方向となるように切断して樹脂シート材料２を得る場合には、切断して得られた樹脂シート材料２を、加熱部５又はシート供給部４に供給する前に、延伸・屈曲機構３のような延伸機構により長手方向に延伸してもよい。この延伸機構は、上述の樹脂シート素材を巻回方向に牽引しながらロール巻きにする装置と同様に、長手方向に延伸した状態の樹脂シート材料を得る手段を構成する。

また、折曲げ工程における樹脂シート材料２の折曲げに際しては、図５のような一方向への折曲げに加えて、反対方向や別方向への折曲げを行うようにしてもよい。また、折曲げ工程における樹脂シート材料２の折曲げに際しては、第１クランプ９、第２クランプ１０、第３クランプ１１の一部のみを移動させて折曲げを行うようにしてもよい。

１…樹脂成形装置、２…樹脂シート材料、３…延伸・屈曲機構、４…シート供給部、５…加熱部、６…樹脂成形部、７…シート受渡し機構、８…枠体、９（９ａ、９ｂ）…第１クランプ、１０…第２クランプ、１１…第３クランプ、１２ａ〜１２ｄ…辺部材、１２ｅ…引上げロッド、１３…第１ガイド、１４…第２ガイド、１５…第３ガイド、１６…第４ガイド、１７ａ、１７ｂ…第１開閉軸、１８ａ、１８ｂ…牽引ロッド、１９ａ、１９ｂ…ラック、２０ａ、２０ｂ…ピニオン、２１…駆動軸、２１ｍ…モータ、２２ａ、２２ｂ…駆動シリンダ、２３ａ、２３ｂ…ラック、２４ａ、２４ｂ…牽引ロッド、２５ａ、２５ｂ…ピニオン、２６…駆動軸、２６ｍ…モータ、２７…ヒータ、２８…基材、２９…下型（成形型）、３０…第１昇降機構、３１…上型（成形型）、３２…第２昇降機構。

Claims (6)

1. 長手方向に延伸した状態の樹脂シート材料を、その長手方向端部及び短手方向端部を把持手段により把持して保持する保持工程と、
   前記保持工程で保持された樹脂シート材料を加熱して軟化させる加熱工程と、
   前記加熱工程で軟化した樹脂シート材料を、前記把持手段を介して長手方向及び短手方向に牽引して延伸する延伸工程と、
   前記延伸工程で延伸された樹脂シート材料を真空成形又は圧空成形により成形する成形工程とを備え、
   前記延伸工程は、
   前記加熱工程で軟化された樹脂シート材料をその長手方向に延伸する第１延伸工程と、
   前記第１延伸工程の後、前記加熱工程で軟化された樹脂シート材料の長手方向端部のうちの成形部に対応する部分を短手方向について固定しながら該樹脂シート材料の短手方向端部を牽引することにより該短手方向における該成形部の両側を延伸する第２延伸工程とを備える樹脂成形方法。
2. 前記把持手段を複数のクランプで構成し、
   前記加熱工程で軟化した樹脂シート材料を、前記複数のクランプのうちの一部又は全部を移動させることによって、少なくとも一方向に折り曲げることにより、該樹脂シート材料の形状を成形型又は基材の形状に近似させる折曲げ工程を備え、
   前記成形工程では、前記折曲げ工程で折り曲げられた樹脂シート材料を前記クランプで保持しながら前記成形型又は前記基材に密着させ、該樹脂シート材料を単体として又は該基材の表皮として成形する請求項１に記載の樹脂成形方法。
3. 樹脂シート材料を、その周辺部を複数のクランプで把持して保持する保持工程と、
   前記保持工程で保持された樹脂シート材料を加熱して軟化させる加熱工程と、
   前記加熱工程で軟化した樹脂シート材料を、前記複数のクランプのうちの一部又は全部を移動させることによって、少なくとも一方向に折り曲げることにより、該樹脂シート材料の形状を成形型又は基材の形状に近似させる折曲げ工程と、
   前記折曲げ工程で折り曲げた樹脂シート材料を、前記クランプで保持しながら前記成形型又は前記基材に密着させ、該樹脂シート材料を単体として又は該基材の表皮として真空成形又は圧空成形する成形工程とを備える樹脂成形方法。
4. 長手方向に延伸した状態の樹脂シート材料を得る手段と、
   前記手段により得られた樹脂シート材料を、その長手方向端部及び短手方向端部を把持して保持し、長手方向及び短手方向に牽引して延伸する延伸機構と、
   前記延伸機構により保持された樹脂シート材料を加熱して軟化させる加熱部と、
   前記加熱部によって軟化され、前記延伸機構で延伸されて保持されている樹脂シート材料を真空成形又は圧空成形により成形する樹脂成形部とを備え、
   前記延伸機構は、
   前記加熱部により軟化された樹脂シート材料をその長手方向に延伸する第１延伸機構と、
   前記加熱部により軟化され、前記第１延伸機構により長手方向に延伸された樹脂シート材料の長手方向端部のうちの成形部に対応する部分を短手方向について固定しながら該樹脂シート材料の短手方向端部を牽引することにより該短手方向における該成形部の両側を延伸する第２延伸機構とを備える樹脂成形装置。
5. 前記延伸機構による樹脂シート材料の把持は、複数のクランプによって行われ、
   前記延伸機構により保持された樹脂シート材料を、前記複数のクランプのうちの一部又は全部を移動させて該樹脂シート材料を少なくとも一方向に折り曲げることにより該樹脂シート材料の形状を成形型又は基材の形状に近似させる屈曲機構を備え、
   前記成形部は、前記屈曲機構により折り曲げられた樹脂シート材料を、前記成形型又は前記基材に密着させて、単体として又は該基材の表皮として成形するものである請求項５に記載の樹脂成形装置。
6. 樹脂シート材料を、その周辺部を把持して保持するための複数のクランプと、
   前記複数のクランプで保持された樹脂シート材料を加熱して軟化させる加熱部と、
   前記加熱部で軟化した樹脂シート材料を、前記複数のクランプのうちの一部又は全部を移動させて該樹脂シート材料を少なくとも一方向に折り曲げることにより該樹脂シート材料の形状を成形型又は基材の形状に近似させる屈曲機構と、
   前記屈曲機構で折り曲げた樹脂シート材料を、前記クランプで保持しながら前記成形型又は前記基材に密着させ、該樹脂シート材料を単体として又は該基材の表皮として真空成形又は圧空成形する成形部とを備える樹脂成形装置。