JP6725832B2 - 成形方法 - Google Patents
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Description
本発明は、部分的に表皮材が貼合される車両用内装部品の成形装置及び成形方法に関する。
ドアトリムやインストルメントパネル等の車両用内装部品には、高級感を出すために熱可塑性樹脂等からなる基材の表面に加飾表皮材を部分的に貼合することが行われている。
こうした部分的に表皮材が貼合される車両用内装部品は、表皮材を対向する一方の金型に載置し、熱可塑性樹脂を射出した後に、対向する金型同士を突き合わせて（型締して）成形することが一般的である。例えば下記の特許文献１には、表皮材が載置される金型部分を可動ブロックとし、金型の型締後に可動ブロックを後退させることで、車両用内装部品に貼合される加飾表皮材の毛倒れを防止する製造技術について開示されている。
基材の形状を安定化させるためには、基材の型締時において一定程度の型内圧が必要とされる。しかしながら、上記の従来技術においては、表皮材が貼合される部分と、表皮材が貼合されない部分とを一回の射出成形により成形しているため、表皮材が貼合される部分についても、表皮材が貼合されない部分と同程度の型内圧が加えられるため、表皮材の表面に形状不良が生じる虞があった。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、樹脂材により成形される基材表面に部分的に貼合される表皮材の表面の形状不良を抑制できる車両用内装部品の成形装置及び成形方法を提供することにある。
前記課題は、一部に表皮材が貼合される車両用内装部品を成形装置により成形する成形方法であって、前記成形装置は、互いに突き合わされる第１の金型及び第２の金型と、前記第１の金型と前記第２の金型の突き合わせにより構成されるキャビティであって、前記表皮材が貼合される部分を成形するための第１領域と、前記表皮材が貼合されない部分を成形するための第２領域と、前記第1領域と前記第２領域とを接続する接続領域とが形成されたキャビティと、前記キャビティの前記接続領域のシール状態を制御する制御弁と、前記第1領域内に載置可能なよう予め形成されている前記表皮材が直接載置され、前記第１領域において前記第１の金型及び前記第２の金型の突き合わせ方向に対して進退可能に摺動する摺動部と、前記キャビティに溶融樹脂を射出する射出部と、を備え、前記成形方法は、前記接続領域が前記制御弁によりシールされた状態で、前記射出部により前記第１領域に溶融樹脂を射出する工程と、前記第１領域に溶融樹脂が射出されている間に、前記第１の金型と前記第２の金型との突き合わせを実行する工程と、前記第１の金型と前記第２の金型が型締状態まで突き合わされてから所定時間後に、前記摺動部を前記突き合わせ方向に対して後退させる工程と、前記摺動部が後退した後に、前記制御弁が前記接続領域のシール状態を解除する工程と、前記射出部が、前記接続領域のシール状態が解除された後に、前記第２領域、及び前記接続領域に溶融樹脂を射出する工程と、を含むことを特徴とする成形方法により解決される。
上記の成形方法によれば、部分的に表皮材を貼合する車両用内装部品について、表皮材が貼合される部分の射出成形時の型内圧力を、表皮材が貼合されない部分の射出成型時の型内圧力よりも低くすることができる。さらに、上記の車両用内装部品の成形装置及び成形方法によれば、表皮材が貼合される部分についての型締状態の維持時間をそれ以外の部分よりも短くすることができる。これにより、樹脂材により成形される基材表面に部分的に貼合される表皮材の表面の形状不良を抑制できる。
また、上記の成形方法によれば、一回の型締めにより表皮材が貼合される部分と表皮材が貼合されない部分とを一体に成形することができるため、生産効率を向上させることができる。
また、上記の成形方法によれば、一回の型締めにより表皮材が貼合される部分と表皮材が貼合されない部分とを一体に成形することができるため、生産効率を向上させることができる。
本発明によれば、樹脂材により成形される基材表面に部分的に貼合される表皮材の表面の形状不良を抑制できる。
本発明の一態様によれば、所期の部分に表皮材が貼合される車両用内装部品の一体成型が容易となる。
本発明の一態様によれば、表皮材の起毛の長さに応じて摺動部を後退させ、表皮材の毛倒れをより低減することができる。
本発明の一態様によれば、表皮材が貼合される部分の樹脂の形状を安定させることができる。
本発明の一態様によれば、表皮材が貼合される部分の型締状態の維持時間を短くし、表皮材の表面の形状不良をより抑制することができる。
本発明の一態様によれば、表皮材が貼合される部分の型締状態の維持時間を３秒以内とし、表皮材の表面の形状不良をより低減することができる。
本発明の一態様によれば、表皮材に備えられるクッション層の表面の形状不良を抑制することができる。
以下、図１乃至図７に基づいて、本発明に係る成形装置１の実施の形態（以下、実施形態）について説明する。なお、成形装置１は、部分的に表皮材が貼合されるドアトリム、インストルメントパネル等の車両用内装部品の製造装置である。
図１には、成形装置１により成形される車両用内装部品の一例であるドアトリムＤの外観図を示した。図１に示されるように、ドアトリムＤは、ドアトリムアッパーＤ１とドアトリムロウアーＤ２とを備えており、ドアトリムアッパーＤ１の表面には表皮材Ｌが貼合される。一方、ドアトリムロウアーＤ２の表面には表皮材Ｌが貼合されないものとする。本実施形態に係る成形装置１は、このように表面の一部に表皮材が貼合される車両用内装部品を成形するための装置である。なお、表皮材Ｌは表面に起毛を有する表皮材である。
以下、図２乃至図７に基づいて、成形装置１による車両用内装部品の成形工程について説明する。図２乃至図７は、成形装置１による成形工程を概略的に説明した断面図である。
図２乃至図７に示されるように、成形装置１は、固定金型１１（第１の金型に相当）、可動金型１２（第２の金型に相当）、摺動ブロック１３（摺動部に相当）、制御弁１４、射出装置１５を主に備える。可動金型１２と摺動ブロック１３は、固定金型１１側に移動可能となっている。なお、以下において、固定金型１１と可動金型１２とを突き合わせるとは、可動金型１２を固定金型１１に向けて移動させることを意味する。また、可動金型１２と摺動ブロック１３が、固定金型１１に近づく方向への移動を前進、及び前進方向を前方と称し、固定金型１１から離れる方向への移動を後退、及び後退方向を後方と称することがある。
固定金型１１は、可動金型１２と対向し、位置が固定された固定金型である。一方、可動金型１２は、固定金型１１と対向し、位置が移動する可動金型である。
図３に示されるように、固定金型１１と可動金型１２とが型締状態にまで突き合わされた状態で構成されるキャビティＣの形状が、車両用内装部品の型となる。ここで、キャビティＣのうち、表皮材Ｌが貼合される部分（例えばドアトリムアッパーＤ１）を形成する領域を第１領域Ｃ１、表皮材Ｌが貼合されない部分（例えばドアトリムロウアーＤ２）を形成する領域を第２領域Ｃ２とする。
また、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２とを接続する接続領域Ｃ３には、接続領域Ｃ３のシール状態を制御する制御弁１４（シール部材）が設けられている。制御弁１４が凸部１２Ａと当接している場合には、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２とがシール状態（すなわち一方から他方への液体の侵入が制限された状態）となる。一方、制御弁１４が凸部１２Ａと当接していない場合には、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２とが非シール状態（すなわち一方から他方への液体の侵入が可能）となる。
また、摺動ブロック１３は、可動金型１２における第１領域Ｃ１側の内部に設けられており、可動金型１２とともに移動することが可能である。その一方で、摺動ブロック１３は、可動金型１２とは独立に前後方向への移動も可能となっている。
なお、上述した可動金型１２、摺動ブロック１３、制御弁１４の移動機構は、油圧シリンダ装置、空気圧シリンダ装置、バネ装置等の各種の手段を用いて実現することが可能である。
以下、図２乃至図７に基づいて、成形装置１による車両用内装部品の成形工程について順に説明する。
（Ａ）まず、図２に示されるように、表皮材Ｌを摺動ブロック１３に載置する。ここで、摺動ブロック１３は、可動金型１２に対して所定の位置に配置される。
（Ｂ）次に、図３に示されるように、制御弁１４を凸部１２Ａに当接させ第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２とをシールした状態で、射出装置１５により第１射出流路１６を介して第１領域Ｃ１に溶融状態の熱可塑性樹脂２０を射出する。また、上記の熱可塑性樹脂２０を射出している間に、可動金型１２及び摺動ブロック１３を、固定金型１１側に移動させ突き合わせを開始し、図４に示されるような型締状態となるまで可動金型１２及び摺動ブロック１３を固定金型１１側に移動させる。なお、型締状態とは、成形工程において、成形品に所定の圧力がかかるように、可動金型１２及び摺動ブロック１３を固定金型１１側に近付けた状態を意味する。換言すれば、型締状態とは、可動金型１２及び摺動ブロック１３を固定金型１１側に最も近付けた状態を意味する。
また、熱可塑性樹脂２０は、１以上の種類の熱可塑性樹脂から構成されることとしてよい。例えば、熱可塑性樹脂２０には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体等の熱可塑性エラストマー等、圧縮成形、射出成形および押出成形に使用されるものを用いることができる。また、これらに無機質充填剤，ガラス繊維等の充填剤、顔料、滑剤、帯電防止剤等の添加物を含有したものも適宜用いることができる。なお、一例として、上記の溶融状態の熱可塑性樹脂２０には、樹脂温度を２００℃としたポリプロピレン樹脂を用いることとしてよい。
（Ｃ）次に、図４に示す型締状態を所定時間維持する。例えば、成形装置１では、３秒間、型締状態を維持することとしてよい。また、摺動ブロック１３の内部には、冷却路１３Ａが設けられており、型締状態において冷却路１３Ａに冷却液（冷却水、冷却油等）を通すことにより、熱可塑性樹脂２０を冷却するようにしてよい。また、更に固定金型１１及び可動金型１２についても同様の冷却機構を設け、熱可塑性樹脂２０を冷却するようにしてよい。このように、熱可塑性樹脂２０を冷却することにより、型締状態を３秒以下とし、表皮材Ｌの毛倒れを抑制するようにしてよい。
（Ｄ）次に、型締状態を所定時間維持した後に、図５に示されるように、摺動ブロック１３のみを後退させる。ここで、摺動ブロック１３の後退距離は表皮材Ｌの起毛の長さに応じて設定することとしてよく、一例としては３ｍｍ以上後退させることとしてよい。こうすることにより、表皮材Ｌの表面に加えられる型内圧力を低減することができるため、表皮材Ｌの毛倒れを抑制することができる。
（Ｅ）次に、摺動ブロック１３を後退させた後に、図６に示されるように、制御弁１４を凸部１２Ａと当接しない位置まで上方に移動させ、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２とのシール状態を解除する。
（Ｆ）次に、図７に示されるように、射出装置１５により第２射出流路１７を介して第２領域Ｃ２に溶融状態の熱可塑性樹脂２０を射出する。これにより、第２領域Ｃ２、接続領域Ｃ３に熱可塑性樹脂２０が注入され、注入された熱可塑性樹脂２０が第１領域Ｃ１において成形される熱可塑性樹脂２０と結合する。
第１領域Ｃ１、第２領域Ｃ２及び接続領域Ｃ３に射出された熱可塑性樹脂２０が硬化した後に、可動金型１２を後退させる。これにより、第１領域Ｃ１、第２領域Ｃ２及び接続領域Ｃ３に射出された熱可塑性樹脂２０が硬化した基材と、当該基材のうち第１領域Ｃ１に相当する部分に表皮材Ｌが貼合された車両用内装部品が成形される。
以上説明した本実施形態に係る成形装置１によれば、部分的に表皮材が貼合される車両用内装部品につき、表皮材が貼合される部分と表皮材が貼合されない部分とを一体に成形する場合において、表皮材が貼合される部分については、型締状態になる前から射出を開始しているため成形時の型内圧力を、表皮材が貼合されない部分についての成形時の型内圧力よりも低くすることができる。これにより、表皮材の毛倒れを防止しつつ、金型を締めたまま、表皮材が貼合される部分と表皮材が貼合されない部分とを一体に成形することができる。
また、成形装置１では、表皮材が貼合される部分についての型締状態を維持する時間を３秒以内と短くしているため、表皮材の毛倒れをより低減することができる。
また、成形装置１では、型締状態の後においては、表皮材の起毛が潰れない程度まで摺動部を後退させることができる。これにより、表皮材の毛倒れがより低減される。
また、成形装置１では、摺動ブロック１３を強制冷却するようにしたことで、表皮材Ｌが貼合される第１領域Ｃ１に射出される熱可塑性樹脂２０の冷却速度を早めることができる。これにより、第１領域Ｃ１に射出される熱可塑性樹脂２０の型締状態の維持時間を短縮することができる。そのため、成形装置１では、表皮材の毛倒れを防止することができる。
本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、表皮材Ｌを貼合する箇所が１箇所の車両用内装部品の成形に用いる例について説明したが、表皮材Ｌを貼合する箇所が２箇所以上ある車両用内装部品の成形についても本発明は適用可能である。同様に、表皮材Ｌを貼合しない箇所が２箇所以上ある車両用内装部品の成形についても本発明は適用可能である。
また、本発明はドアトリム以外の車両用内装部品の成形についても同様に適用可能である。また、上記の実施形態では、表皮材Ｌを表面に起毛を備える表皮材としたが、表面にクッション層を備える表皮材としてもよい。なお、クッション層には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ウレタン等の発泡シートを用いることとしてよい。
Ｃ キャビティ
Ｃ１ 第１領域
Ｃ２ 第２領域
Ｃ３ 接続領域
Ｄ ドアトリム
Ｄ１ ドアトリムアッパー
Ｄ２ ドアトリムロウアー
Ｌ 表皮材
１ 成形装置
１１ 固定金型（第１金型）
１２ 可動金型（第２金型）
１２Ａ 凸部
１３ 摺動ブロック（摺動部）
１３Ａ 冷却路
１４ 制御弁
１５ 射出装置（射出部）
１６ 第１射出流路
１７ 第２射出流路
２０ 熱可塑性樹脂
Ｃ１ 第１領域
Ｃ２ 第２領域
Ｃ３ 接続領域
Ｄ ドアトリム
Ｄ１ ドアトリムアッパー
Ｄ２ ドアトリムロウアー
Ｌ 表皮材
１ 成形装置
１１ 固定金型（第１金型）
１２ 可動金型（第２金型）
１２Ａ 凸部
１３ 摺動ブロック（摺動部）
１３Ａ 冷却路
１４ 制御弁
１５ 射出装置（射出部）
１６ 第１射出流路
１７ 第２射出流路
２０ 熱可塑性樹脂
Claims (1)
- 一部に表皮材が貼合される車両用内装部品を成形装置により成形する成形方法であって、
前記成形装置は、
互いに突き合わされる第１の金型及び第２の金型と、
前記第１の金型と前記第２の金型の突き合わせにより構成されるキャビティであって前記表皮材が貼合される部分を成形するための第１領域と、前記表皮材が貼合されない部分を成形するための第２領域と、前記第１領域と前記第２領域とを接続する接続領域とが形成されたキャビティと、前記キャビティの前記接続領域のシール状態を制御する制御弁と、
前記第１領域内に載置可能なよう予め形成されている前記表皮材が直接載置され、前記第１領域において前記第１の金型及び前記第２の金型の突き合わせ方向に対して進退可能に摺動する摺動部と、
前記キャビティに溶融樹脂を射出する射出部と、を備え、
前記成形方法は、
前記接続領域が前記制御弁によりシールされた状態で、前記射出部により前記第１領域に溶融樹脂を射出する工程と、
前記第１領域に溶融樹脂が射出されている間に、前記第１の金型と前記第２の金型との突き合わせを実行する工程と、
前記第１の金型と前記第２の金型が型締状態まで突き合わされてから所定時間後に、前記摺動部を前記突き合わせ方向に対して後退させる工程と、
前記摺動部が後退した後に、前記制御弁が前記接続領域のシール状態を解除する工程と、
前記射出部が、前記接続領域のシール状態が解除された後に、前記第２領域、及び前記接続領域に溶融樹脂を射出する工程と、
を含むことを特徴とする成形方法。
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