JP7140035B2 - 真空成形型の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、真空成形型及びその製造方法に関し、詳しくは、成形面に真空吸引する微細な通気孔が形成された電鋳殻を備えた真空成形型及びその製造方法に関する。

例えば、自動車の内装部品であるインストルメントパネル等の成形型においては、表皮材の表面にシボ模様等を転写するため、成形面に微細な通気孔が形成された電鋳殻を備えた真空成形型を用いることがある。この電鋳殻は、一般に、微細な通気孔を形成させるために、例えば、模型の表面に微細な樹脂粒子又は樹脂棒を密着させ、導電層を形成して電鋳処理を行い、導電層の表面に粒子の厚み以内の薄い電鋳殻を形成するとともに、模型から電鋳殻を剥離した後、樹脂粒子を溶出除去することによって形成されている。

また、電鋳殻を備えた真空成形型では、電鋳殻は厚みが薄く、また、電鋳殻は成形面を形成するため、電鋳殻を金型本体に精度良く固定する構造や方法が課題であった。その点、金型本体に対する電鋳殻の固定構造が工夫された真空成形型が、例えば、特許文献１に開示されている。すなわち、特許文献１には、図３に示すように、金型本体１０１には少なくとも一つ以上の貫通孔１０２が設けられ、電鋳殻１０３と金型本体１０１は、貫通孔１０２に位置する連結手段１０４により連結され、該連結手段１０４は、電鋳殻１０３の裏面に固定される固定部材（ナット）１０４ａと、該固定部材１０４ａに一方の端部が螺合され、他方の端部が貫通孔１０２の開口部側で保持される連結部材(ボルト)１０４ｂと、固定部材１０４ａと連結部材１０４ｂとの間に介在し、連結部材１０４ｂの固定部材１０４ａへの締め込み量を規制する規制部材（スリーブ）１０４ｃと、を備えた真空成形型１００が開示されている。

上記真空成形型１００によれば、電鋳殻１０３の裏面側から電鋳殻１０３を引っ張るようにして金型本体１０１に固定しているので、電鋳殻１０３の成形面の箇所でも固定が可能となる。また、連結部材１０４ｂの固定部材１０４ａへの締め込みすぎを防止する規制部材１０４ｃが設けられているので、連結部材１０４ｂが固定部材１０４ａに過度に締め込まれることが防止される。そのため、必要以上の力で電鋳殻１０３が引っ張られることがなく、固定部材１０４ａの剥離や、電鋳殻１０３の変形を防止することが可能となる。

特開２００６－２８１４６４号公報

しかしながら、上記電鋳殻１０３は厚みが薄いので、電鋳殻１０３を模型から剥離する際、電鋳殻１０３（特に、成形面が平坦な箇所）が変形し易いこと等の理由から、電鋳殻１０３の成形面における製作精度が真空成形品の要求精度を満たさないことがあった。また、上記真空成形型１００の固定構造によって電鋳殻１０３を金型本体１０１に取り付けた場合でも、電鋳殻１０３の厚みや、金型本体１０１における電鋳殻取付け面の製作精度如何によっては、電鋳殻１０３の成形面の製作精度が真空成形品の要求精度を満たさないことがあった。そのため、電鋳殻１０３の製作精度のバラツキを是認して、真空成形型１００を製作した後に、真空成形品の建付け精度や外観見栄え等を確保するため、関係する部品の型修正等を行わざるを得ないという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、関係部品の型修正等を回避すべく、真空成形品の要求精度に対して、電鋳殻の成形面の製作精度を満足させるように簡単に調節できる真空成形型及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る真空成形型及びその製造方法は、次のような構成を有している。
（１）成形面に微細な通気孔が形成された電鋳殻を当該電鋳殻の裏面に固定された取付部材を介して金型本体に装着した真空成形型であって、
前記金型本体には、前記電鋳殻の外縁に沿って形成された型枠体と、当該型枠体と連結され前記電鋳殻の裏面側に当該電鋳殻と対向配置された平板状の取付け台とを備えていること、
前記取付部材には、前記取付け台に形成された貫通孔に挿通されるネジ部と、前記取付け台を挟んで前記ネジ部と螺合される一対のナット部とを備えていること、
前記型枠体には、前記ネジ部と螺合される前記一対のナット部を締結操作するために開口された操作窓が形成されていることを特徴とする。

本発明においては、金型本体には、電鋳殻の外縁に沿って形成された型枠体と、当該型枠体と連結され電鋳殻の裏面側に当該電鋳殻と対向配置された平板状の取付け台とを備え、また、取付部材には、取付け台に形成された貫通孔に挿通されるネジ部と、取付け台を挟んでネジ部と螺合される一対のナット部とを備え、また、型枠体には、ネジ部と螺合される一対のナット部を締付操作するために開口された操作窓が形成されているので、電鋳殻の裏面側に固定された取付部材のネジ部に螺合されるナット部の取付け台に対する締付位置を調節して、電鋳殻の成形面の製作精度を真空成形品の要求精度に簡単に適合させることができる。そのため、電鋳殻の製作精度のバラツキを是認して、真空成形型を製作した後に、真空成形品の建付け精度や外観見栄え等を確保するため、関係する部品の型修正等を行うことを回避できる。

よって、本発明によれば、関係部品の型修正等を回避すべく、真空成形品の要求精度に対して、電鋳殻の成形面の製作精度を満足させるように簡単に調節できる真空成形型を提供することができる。

（２）（１）に記載された真空成形型において、
前記取付部材は、前記電鋳殻の成形面が平坦な箇所に対応して当該電鋳殻の裏面側に複数個固定されていることを特徴とする。

本発明においては、取付部材は、電鋳殻の成形面が平坦な箇所に対応して当該電鋳殻の裏面側に複数個固定されているので、電鋳殻を模型から剥離する際、電鋳殻の成形面の内、特に、平坦な成形面が局部的に変形した場合でも、変形した電鋳殻の裏面側に固定された取付部材のネジ部に限って、ナット部の取付け台に対する締付位置を調節して、局部的に変形した電鋳殻の成形面の製作精度を真空成形品の要求精度に簡単に適合させることができる。

（３）（１）又は（２）に記載された真空成形型において、
前記金型本体には、前記電鋳殻の裏面側に沿って所定の厚みで形成され通気性を有する第１バッキング部材と、当該第１バッキング部材の裏面側で前記型枠体の内周側に形成された型中空部に充填され通気性と成形荷重に対する耐圧性とを有する第２バッキング部材とを備えていること、
前記取付け台は、前記第２バッキング部材に包囲されていることを特徴とする。

本発明においては、金型本体には、電鋳殻の裏面側に沿って所定の厚みで形成され通気性を有する第１バッキング部材と、当該第１バッキング部材の裏面側で型枠体の内周側に形成された型中空部に充填され通気性と成形荷重に対する耐圧性とを有する第２バッキング部材とを備え、また、取付け台は、第２バッキング部材に包囲されているので、電鋳殻からの通気性を維持しつつ、電鋳殻の成形荷重に対する耐圧性を高めることができる。また、取付け台は、通気性と耐圧性とを有する第２バッキング部材に包囲されているので、繰り返し作用する成形荷重に対する取付け台の変形を抑制できる。その結果、真空成形品の要求精度を満足した状態で、電鋳殻の成形面をより長く保持することができる。

（４）（３）に記載された真空成形型の製造方法において、
前記第１バッキング部材と前記第２バッキング部材は、前記取付部材の前記ネジ部に螺合される前記ナット部の前記取付け台に対する締付位置を調節して、前記電鋳殻の成形面の製作精度を真空成形品の要求精度に適合させた後に、前記金型本体に装填することを特徴とする。

本発明においては、第１バッキング部材と第２バッキング部材は、取付部材のネジ部に螺合されるナット部の取付け台に対する締付位置を調節して、電鋳殻の成形面の製作精度を真空成形品の要求精度に適合させた後に、金型本体に装填するので、第１バッキング部材と第２バッキング部材に邪魔されることなく、取付部材のネジ部に螺合されるナット部の取付け台に対する締付位置を調節できる。そのため、ナット部の取付け台に対する締付位置の調節行為を、より一層簡単かつ正確に行うことができる。その結果、電鋳殻の成形面の製作精度を真空成形品の要求精度に、より一層簡単かつ正確に適合させることができる。

よって、本発明によれば、関係部品の型修正等を回避すべく、真空成形品の要求精度に対して、電鋳殻の成形面の製作精度を満足させるように簡単に調節できる真空成形型の製造方法を提供することができる。

本発明によれば、関係部品の型修正等を回避すべく、真空成形品の要求精度に対して、電鋳殻の成形面の製作精度を満足させるように簡単に調節できる真空成形型及びその製造方法を提供することができる。

本実施形態に係る真空成形型における概略断面図である。 図１に示す真空成形型の製造方法を表すフローチャート図である。 特許文献１に記載された金型本体に対する電鋳殻の固定構造の要部断面図である。

次に、本発明に係る実施形態である真空成形型について、図面を参照して詳細に説明する。はじめに、本真空成形型における型構造について詳細に説明し、その後、その製造方法の手順について詳細に説明する。

＜本真空成形型における型構造＞
まず、本実施形態に係る真空成形型における型構造を、図１を用いて説明する。図１に、本実施形態に係る真空成形型における概略断面図を示す。

図１に示すように、本真空成形型１０は、成形面１１に微細な通気孔（図示せず）が形成された電鋳殻１を当該電鋳殻１の裏面に固定された取付部材２を介して金型本体３に装着した真空成形型１０である。電鋳殻１は、例えば、厚みが２～４ｍｍ程度のニッケルメッキ層で形成されている。本真空成形型１０は、例えば、自動車のインストルメントパネルやドアトリム等に使用される表皮材を真空吸引しつつ賦形する真空成形型や、表皮材を真空吸引しつつ基材に貼着させる真空成形型等に適用される。

例えば、表皮材は、表面側の延性に優れた表皮と基材側の発泡層とで構成されている。表皮には、革調のシボ模様等を形成することがある。表皮は、例えば、０．５～０．８ｍｍ程度の厚さを有するオレフィン系エラストマ（ＴＰＯ）樹脂製であり、発泡層は、例えば、３～４ｍｍ程度の厚さを有するポリプロピレンフォーム（ＰＰＦ）樹脂製である。

また、本真空成形型１０の金型本体３には、電鋳殻１の外縁に沿って形成された型枠体３１と、当該型枠体３１と連結され電鋳殻１の裏面側に当該電鋳殻１と対向配置された平板状の取付け台４とを備えている。型枠体３１には、金型本体３の底板３１１と、当該底板３１１から起立し電鋳殻１の外縁部を包囲する外壁板３１２とを備えている。また、取付け台４には、底板３１１から起立する支持部材４１と、支持部材４１の上端部に連結された取付板４２とを備えている。取付板４２は、電鋳殻１の成形面１１と略平行に形成された板状体である。また、取付板４２と電鋳殻１との離間距離は、８０～１００ｍｍ程度が好ましい。なお、取付け台４は、真空成形品の成形荷重に対抗するに十分な強度を備えている。

また、取付部材２には、取付け台４の取付板４２に形成された貫通孔４２１に挿通されるネジ部２１と、取付け台４の取付板４２を挟んでネジ部２１と螺合される一対のナット部２２とを備えている。取付部材２には、電鋳殻１の裏面に固定された鍔部２３が形成されている。鍔部２３は、電鋳殻１の裏面にスタッド溶接等によって固定されている。

また、型枠体３１には、取付部材２のネジ部２１と螺合される一対のナット部２２を締結操作するために開口された操作窓３１１ａ、３１２ａが形成されている。操作窓３１１ａ、３１２ａは、金型本体３の底板３１１に形成された操作窓３１１ａと、底板３１１から起立し電鋳殻１の外縁部を包囲する外壁板３１２に形成された操作窓３１２ａの内、いずれか一方であっても良い。なお、外壁板３１２に操作窓３１２ａを形成する場合、後述するバッキング部材５を装填する前に操作窓３１２ａを蓋体等で封止することが好ましい。

また、取付部材２は、電鋳殻１の成形面１１が平坦な箇所に対応して当該電鋳殻１の裏面側に複数個固定されていることが好ましい。また、電鋳殻１に対する取付部材２の取付けピッチは、例えば、１００～２００ｍｍ程度の間隔が好ましい。この場合、電鋳殻１を模型（図示せず）から剥離する際、電鋳殻１の平坦な成形面１１が局部的に変形した場合でも、変形した電鋳殻１の裏面側に固定された取付部材２のネジ部２１に限って、ナット部２２の取付け台４（取付板４２）に対する締付位置を調節して、局部的に変形した電鋳殻１の成形面１１の製作精度を真空成形品の要求精度に簡単に適合させることができる。

また、金型本体３には、電鋳殻１の裏面側に通気性を備えたバッキング部材５が装填されている。具体的には、電鋳殻１の裏面側に沿って所定の厚み（例えば、２０～３０ｍｍ程度）で形成され通気性を有する第１バッキング部材５１と、当該第１バッキング部材５１の裏面側で型枠体３１の内周側に形成された型中空部３２に充填され通気性と耐圧性とを有する第２バッキング部材５２とを備えている。例えば、第１バッキング部材５１は、外径が０．５ｍｍ程度の金属粒子（例えば、アルミ部材）を常温で固着する接着系樹脂材に混錬してポーラス状に形成され、第２バッキング部材５２は、外径が１～３ｍｍ程度の金属粒子（例えば、アルミ部材）を常温で固着する接着系樹脂材に混錬してポーラス状に形成されている。

また、金型本体３には、電鋳殻１の裏面側に沿って所定の厚み（例えば、２０～３０ｍｍ程度）で形成され通気性を有する第１バッキング部材５１と、当該第１バッキング部材５１の裏面側で型枠体３１の内周側に形成された型中空部３２に充填され通気性と耐圧性とを有する第２バッキング部材５２とを備えているので、電鋳殻１からの真空吸引を可能としつつ、電鋳殻１に掛かる成形荷重に対する耐圧性を高めることができる。また、取付け台４は、通気性と耐圧性とを有する第２バッキング部材５２に包囲されているので、繰り返し作用する成形荷重に対する取付け台４の変形を抑制できる。その結果、真空成形品の要求精度を満足した状態で、電鋳殻１の成形面１１をより長く保持することができる。

＜本真空成形型の製造方法＞
次に、本実施形態に係る真空成形型の製造方法を、図１、図２を用いて説明する。図２に、図１に示す真空成形型の製造方法を表すフローチャート図を示す。

図１、図２に示すように、本真空成形型１０の製造方法は、第１バッキング部材５１と第２バッキング部材５２は、取付部材２のネジ部２１に螺合されるナット部２２の取付け台４（取付板４２）に対する締付位置を調節して、電鋳殻１の成形面１１の製作精度を真空成形品の要求精度に適合させた後に、金型本体３に装填する。

より詳細には、本真空成形型１０は、以下に説明するフローチャート図に従って製造される。まず、電鋳殻１の製作・離型を行う（ステップ：Ｓ１）。例えば、表面に薄い導電層を形成し、導電層上に所定の粒径のポリスチレンビーズを配置した模型を、メッキ槽に収容されたＮｉメッキ液中に浸漬し、導電層をカソードとすると共に、Ｎｉメッキ液中に浸漬された他の電極をアノードとして、両電極に電圧を印加し、模型の導電層上に所定の厚さのＮｉ層からなる電鋳殻１を形成する。その後、電鋳殻１を導電層と共に模型から離型した上で、導電層を剥離し、ポリスチレンビーズを有機溶剤に溶解して除去することにより、微細な通気孔を有する電鋳殻１が得られる。電鋳殻１の表面（成形面１１）には、シボ模様が形成されている。

次に、電鋳殻１の裏面に取付部材２を固定する（ステップ：Ｓ２）。例えば、取付部材２の頭部に円盤状に形成された鍔部２３を、電鋳殻１の裏面にスタッド溶接等によって接合する。次に、金型本体３の取付け台４に取付部材２を仮固定する（ステップ：Ｓ３）。具体的には、取付け台４の取付板４２に形成された貫通孔４２１に取付部材２のネジ部２１を挿通して、ネジ部２１に螺合する一対のナット部２２を取付板４２が挟持された状態で仮に締結する。この状態では、電鋳殻１は、製作誤差や離型時の変形等を有する状態で金型本体３に仮固定されている。

次に、電鋳殻１の成形面１１の面位置を計測しつつ、当該成形面１１の面位置を、真空成形品の要求精度に適合させるように、調節する（ステップ：Ｓ４）。具体的には、成形面１１が真空成形品の要求精度に適合しない箇所の電鋳殻１の裏面側に固定された取付部材２のネジ部２１に限って、ナット部２２の取付け台４（取付板４２）に対する締付位置を調節して、電鋳殻１の成形面１１の製作精度を真空成形品の要求精度に適合させる。

次に、第１バッキング部材５１を電鋳殻１の裏面側に装填して固定する（ステップ：Ｓ５）。例えば、第１バッキング部材５１は、外径が０．５ｍｍ程度の金属粒子（例えば、アルミ部材）を常温で固着する接着系樹脂材に混錬してポーラス状に形成されている。そのため、電鋳殻１に対するバッキング部材固着時の負荷を低減して、ステップＳ４で調節した電鋳殻１の成形面１１の製作精度を維持させると同時に、真空吸引性能を確保することができる。

次に、第２バッキング部材５２を第１バッキング部材５１の裏面側に装填して固定する（ステップ：Ｓ６）。例えば、第２バッキング部材５２は、外径が１～３ｍｍ程度の金属粒子（例えば、アルミ部材）を常温で固着する接着系樹脂材に混錬して形成されている。そのため、電鋳殻１及び第１バッキング部材５１に対するバッキング部材固着時の負荷を低減して、ステップＳ４で調節した電鋳殻１の成形面１１の製作精度を維持させると同時に、真空吸引性能を確保することができる。また、電鋳殻１に掛かる成形荷重に対する耐圧性を高めることができる。

以上のように、本真空成形型１０の製造方法は、第１バッキング部材５１と第２バッキング部材５２は、取付部材２のネジ部２１に螺合されるナット部２２の取付け台４（取付板４２）に対する締付位置を調節して、電鋳殻１の成形面１１の製作精度を真空成形品の要求精度に適合させた後に、金型本体３に装填する。その結果、電鋳殻１の成形面１１の製作精度を真空成形品の要求精度に、より一層簡単かつ正確に適合させることができる。

＜作用効果＞
以上、詳細に説明したように、本実施形態に係る真空成形型１０によれば、金型本体３には、電鋳殻１の外縁に沿って形成された型枠体３１と、当該型枠体３１と連結され電鋳殻１の裏面側に当該電鋳殻１と対向配置された平板状の取付け台４とを備え、また、取付部材２には、取付け台４に形成された貫通孔４２１に挿通されるネジ部２１と、取付け台４を挟んでネジ部２１と螺合される一対のナット部２２とを備え、また、型枠体３１には、ネジ部２１と螺合される一対のナット部２２を締付操作するために開口された操作窓３１１ａ、３１２ａが形成されているので、電鋳殻１の裏面側に固定された取付部材２のネジ部２１に螺合されるナット部２２の取付け台４に対する締付位置を調節して、電鋳殻１の成形面１１の製作精度を真空成形品の要求精度に簡単に適合させることができる。そのため、電鋳殻１の製作精度のバラツキを是認して、真空成形型１０を製作した後に、真空成形品の建付け精度や外観見栄え等を確保するため、関係する部品の型修正等を行うことを回避できる。

よって、本実施形態によれば、関係部品の型修正等を回避すべく、真空成形品の要求精度に対して、電鋳殻１の成形面の製作精度を満足させるように簡単に調節できる真空成形型１０を提供することができる。

また、本実施形態によれば、取付部材２は、電鋳殻１の成形面１１が平坦な箇所に対応して当該電鋳殻１の裏面側に複数個固定されているので、電鋳殻１を模型から剥離する際、電鋳殻１の成形面１１の内、特に、平坦な成形面１１が局部的に変形した場合でも、変形した電鋳殻１の裏面側に固定された取付部材２のネジ部２１に限って、ナット部２２の取付け台４に対する締付位置を調節して、局部的に変形した電鋳殻１の成形面１１の製作精度を真空成形品の要求精度に簡単に適合させることができる。

また、本実施形態によれば、金型本体３には、電鋳殻１の裏面側に沿って所定の厚みで形成され通気性を有する第１バッキング部材５１と、当該第１バッキング部材５１の裏面側で型枠体３１の内周側に形成された型中空部３２に充填され通気性と成形荷重に対する耐圧性とを有する第２バッキング部材５２とを備え、また、取付け台４は、第２バッキング部材５２に包囲されているので、電鋳殻１からの通気性を維持しつつ、電鋳殻１の成形荷重に対する耐圧性を高めることができる。また、取付け台４は、通気性と耐圧性とを有する第２バッキング部材５２に包囲されているので、繰り返し作用する成形荷重に対する取付け台４の変形を抑制できる。その結果、真空成形品の要求精度を満足した状態で、電鋳殻１の成形面１１をより長く保持することができる。

また、本真空成形型の製造方法に係る他の実施形態によれば、第１バッキング部材５１と第２バッキング部材５２は、取付部材２のネジ部２１に螺合されるナット部２２の取付け台４に対する締付位置を調節して、電鋳殻１の成形面１１の製作精度を真空成形品の要求精度に適合させた後に、金型本体３に装填するので、第１バッキング部材５１と第２バッキング部材５２に邪魔されることなく、取付部材２のネジ部２１に螺合されるナット部２２の取付け台４に対する締付位置を簡単に調節できる。そのため、ナット部２２の取付け台４に対する締付位置の調節行為を、より一層簡単かつ正確に行うことができる。その結果、電鋳殻１の成形面１１の製作精度を真空成形品の要求精度に、より一層簡単かつ正確に適合させることができる。

よって、本他の実施形態によれば、関係部品の型修正等を回避すべく、真空成形品の要求精度に対して、電鋳殻１の成形面１１の製作精度を満足させるように簡単に調節できる真空成形型１０の製造方法を提供することができる。

本発明は、成形面に真空吸引する微細な通気孔が形成された電鋳殻を備えた真空成形型及びその製造方法として利用できる。

１ 電鋳殻
２ 取付部材
３ 金型本体
４ 取付け台
１０ 真空成形型
１１ 成形面
２１ ネジ部
２２ ナット部
３１ 型枠体
３２ 型中空部
５１ 第１バッキング部材
５２ 第２バッキング部材
３１１ａ、３１２ａ 操作窓
４２１ 貫通孔

Claims (2)

1. 成形面に微細な通気孔が形成された電鋳殻を当該電鋳殻の裏面に固定された取付部材を介して金型本体に装着した真空成形型の製造方法であって、
   前記金型本体には、前記電鋳殻の外縁に沿って形成された型枠体と、当該型枠体と連結され前記電鋳殻の裏面側に当該電鋳殻と対向配置された平板状の取付け台とを備えていること、
   前記取付部材には、前記取付け台に形成された貫通孔に挿通されるネジ部と、前記取付け台を挟んで前記ネジ部と螺合される一対のナット部とを備えていること、
   前記型枠体には、前記ネジ部と螺合される前記一対のナット部を締結操作するために開口された操作窓が形成されていること、
   前記金型本体には、前記電鋳殻の裏面側に沿って所定の厚みで形成され通気性を有する第１バッキング部材と、当該第１バッキング部材の裏面側で前記型枠体の内周側に形成された型中空部に充填され通気性と成形荷重に対する耐圧性とを有する第２バッキング部材とを備えていること、
   前記取付け台は、前記第２バッキング部材に包囲されていること、
   前記第１バッキング部材と前記第２バッキング部材は、金属粒子を常温で固着する接着系樹脂材に混練してポーラス状に形成されていること、
   前記第１バッキング部材と前記第２バッキング部材は、前記取付部材の前記ネジ部に螺合される前記ナット部の前記取付け台に対する締付位置を調節して、前記電鋳殻の成形面の製作精度を真空成形品の要求精度に適合させた後に、前記金型本体に装填することを特徴とする真空成形型の製造方法。
2. 請求項１に記載された真空成形型の製造方法において、
   前記取付部材は、前記電鋳殻の成形面が平坦な箇所に対応して当該電鋳殻の裏面側に複数個固定されていることを特徴とする真空成形型の製造方法。

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