JPH11105069A - 予成形フイルムの型内への搭載方法 - Google Patents

予成形フイルムの型内への搭載方法

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JPH11105069A
JPH11105069A JP10222399A JP22239998A JPH11105069A JP H11105069 A JPH11105069 A JP H11105069A JP 10222399 A JP10222399 A JP 10222399A JP 22239998 A JP22239998 A JP 22239998A JP H11105069 A JPH11105069 A JP H11105069A
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JP
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film
cavity
molding
machine
molded product
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JP10222399A
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Mark Alan Harris
マーク、アラン、ハリス
Zinoviy Chernyak
ジノビー、チェアニャック
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Ford Motor Co
Original Assignee
Ford Motor Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一人の機械操作者が予成形フイルムを成形機
に供給しそして完成した成形製品を取り外すことが出来
る様にする。 【解決手段】 フイルム20は装飾面22と裏当て面24とを
有する。装飾面が搭載ステーション26に並置される。フ
イルムが搭載機42に送られる。搭載機は裏当て面に並置
される。開いた状態である成形機12の中で、キャビティ
52とコア50との間に、搭載機とフイルムとが置かれる。
フイルムが搭載機からキャビティへと送られる。フイル
ムの装飾面がキャビティに並置される。キャビティがフ
イルムに番っており、成形動作中においてフイルムをあ
る位置に保持する。成形機が閉じられて、ポリマー材料
がフイルムの裏当て面に対して射出される。成形機が開
かれて、成形製品がキャビティから搬出機56へと送られ
る。製品の装飾面が搬出機に並置される。成形製品が搬
出ステーションへと送られて、搬出機は成形製品を解放
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は予成形されたフイル
ムを型内に搭載する方法と装置とに関する。より詳細に
は、本発明は、大型の自動車サイズの部品を射出成形機
械に対して高速で搭載及び搬出することを可能とする方
法と装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】米国特許３６６８０３４号に記載されて
いるように可動型と固定コアとを用いて、インモールド
法によるフイルム積層体が製造されてきた。この特許公
報は、装飾用積層体を型内に置きそれから積層体の後側
にポリマー材料を射出することを教示している。ポリマ
ー材料は積層体の裏当てを加熱、軟化し最終的にそれに
対して拡散する。
【０００３】完成後の製品はポリマー材料の堅固な基体
と装飾的な積層体を表面に出す外面とを有する。従っ
て、この種の装飾面を有する成形製品の製造方法は、成
形に先立って積層体を装置内に手作業で配置することが
求められていた。手作業での配置は、作業者が成形表面
へ直接手が届くことを必要とする。自動車産業において
広く用いられている大型部品を成形する時には特に、表
面にいつも手が届くわけではない。フイルムを自動的に
成形機内に搭載する装置を提供することにより、この手
順を自動化することが望ましい。フイルムは柔軟であっ
て、フイルムを取り扱うロボット機器における折り畳み
やかじりなどによる損傷が起こる可能性があるため、成
形機内へフイルムを送る手順の自動化を図る際には困難
がある。
【０００４】フイルムの取り扱いに関連する従来の自動
化技術は熱成形前のフイルムの処理を含んでいた。フイ
ルムがシート形状である時に、フイルムの処理がなされ
る。平面状のシートをフイルム処理装置により処理する
のは容易である。最終製品の形状に熱成形した後でこの
フイルムを処理する際に問題が起こってくる。フイルム
処理装置への取付点がないのに等しい三次元表面を有す
る複雑な輪郭形状がフイルムの表面に出ている。さら
に、装飾面を使ってフイルムを処理する必要がある。装
飾面は、堅固でも自己保持性でもないので、容易に損傷
してしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】フイルムが成形機に対
して適切に搬送されない場合には、フイルムが損傷した
り、成形後にしわが外観に現われたりする可能性があ
る。型の中に適切にフイルムを位置決めするということ
が、大型成形用途におけるフイルム搬送の大規模な使用
を阻む大きな障害となっていた。一般的な成形機は密閉
空間に遮蔽されて、機械作業者から手が届かなくなって
いた。これらの成形機では、ロボット制御アームにより
製品を取り外すことが必要とされる。型から成形製品を
取り外すのに通常用いられているロボット制御アーム
を、アームが予成形フイルムを型内に搬送するのを可能
とする機構を含むように改良するのが望ましい。さら
に、一人の機械作業者が予成形フイルムを成形機に供給
しそして完成した成形製品を取り外すことが出来る様
に、ロボット制御アームが型内への搬送のためにフイル
ムを受取って、同じ場所へ完成した成形製品を送るのが
望ましい。フイルムで被覆された製品の製造用のサイク
ル時間が、フイルム被覆のない製品の製造用サイクル時
間にほぼ等しくなっていることも望まれている。
【０００６】これらの欠点と問題点が本発明により解消
される。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は以下の工程によ
りフイルムで被覆された製品を製造する方法に関する。
予成形フイルムが搭載ステーションに置かれる。フイル
ムは装飾面と裏当て面とを有する。装飾面が搭載ステー
ションに並置される。フイルムが搭載機に送られる。搭
載機は裏当て面に並置される。開いた状態である成形機
の中で、キャビティとコアとの間に、搭載機とフイルム
とが置かれる。フイルムが搭載機からキャビティへと送
られる。フイルムの装飾面がキャビティに並置される。
キャビティがフイルムに合っており、成形動作中におい
てフイルムをある位置に保持する。成形機が閉じられ
て、ポリマー材料がフイルムの裏当て面に対して射出さ
れる。このポリマー材料から、フイルムの裏当て面に拡
散した堅固な基材を有し、装飾面が表に出ている成形製
品が生まれる。成形機が開かれて、成形製品がキャビテ
ィから搬出機へと送られる。製品の装飾面が搬出機に並
置される。成形製品が搬出ステーションへと送られて、
搬出機は成形製品を解放する。
【０００８】上述の方法に加えて、本発明はまた、予成
形フイルムを成形機へと送って、完成した成形製品を取
り外す装置も含んでいる。この装置は、予成形フイルム
を受け取る搭載ステーションを有する。フイルムは装飾
面と裏当て面とを有する。搭載ステーション内の第１リ
テーナーがフイルムの装飾面を保持する。ロボット搭載
機がロボット制御アームの可動端に取り付けられる。搭
載機はフイルムの裏当て面を保持する第２リテーナーを
有する。開状態と閉状態との間で可動の成形機が、搭載
機とフイルムとを、開いたキャビティとコアとの間に受
け入れる。装飾面がキャビティに並置された状態で、フ
イルムがキャビティに対して置かれる。ポリマー樹脂が
フイルムとコアとの間に射出されて、装飾面が表に出た
成形製品を形成する。可動端に取り付けられた搬出機
は、製品の装飾面を保持する第３リテーナーを有する。
搬出機は、成形製品をコアから搬出し、アームが成形製
品を搬出ステーションへと移動する。
【０００９】
【発明の効果】本発明は一人の作業者が、単一の場所か
ら、成形機に対しての搭載及び搬出の両方を行なうこと
を可能とする。ロボット制御搭載機が、堅固でも自己保
持性でもない薄いフイルムをキャビティに正確に位置決
めすることを可能とする。この薄いフイルムをキャビテ
ィ内に正確に位置決めすることは、欠陥なしにフイルム
で被覆された製品を製造する上で重要なことである。薄
いフイルムの使用を可能とすることにより、本発明は、
堅固であったり自己保持性であったりするフイルムを用
いて作られた製品よりも軽量で低コストの大型成形製品
を作ることが出来る。
【００１０】本発明は、柔軟フイルムを成形機の中に自
動搭載する装置を提供することにより、自動化フイルム
搭載手順を実現する。成形機からの成形製品の取り外し
に通常用いられていたロボット制御アームは、アームが
予成形フイルムを型内に送るのを可能とする機構を含む
ように改良された。ロボット制御アームが型内への搬送
のためにフイルムを受取って、同じ場所へと完成成形製
品を送るので、一人の機械操作者が予成形フイルムを成
形機に供給しそして完成した成形製品を取り外すことが
出来る。型内へのフイルムの搭載と、成形機が開いた状
態でのコアからの完成成形製品の取り出しの両方に対し
て同じアームを用いることによって、フイルムで被覆さ
れた製品の製造に必要なサイクル時間が、フイルム被覆
のない製品を製造するサイクル時間にほぼ等しくなる。
【００１１】以上述べた本発明の目的等は、以下の詳細
な説明と特許請求の範囲を読むことで、より明らかにな
ろう。本発明は、実施例が記載されている添付の図面を
参照することで最も良く理解することが出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明に対して、薄いフイルムを
自動車用バンパー・フェイシャーへと成形する成形工程
を示す、一連の図面を用いて説明がなされる。他の構成
部品も、同じ又は同様の手法と装置を用いて製造するこ
とが出来、またここで述べられる本発明の範囲に含まれ
るものである。
【００１３】図１は、フイルムの搬送／成形エリア１０
の概略図である。エリア１０は、商業的に入手可能であ
って、フェイシャーなどの大型自動車部品の製造に一般
的に用いられている構造を有する、水平成形機１２を有
している。成形機１２に隣接して置かれるのは、傾斜搬
送ステーション１４である。作業者１６が、フイルムを
搬送ステーションへ搭載し、完成した製品を受け取る。
ラック１８が搬送するフイルムを補給し、完成した成形
製品を受け取る。
【００１４】以下により完全に述べるように、作業者１
６が予成形フイルム２０を搬送ステーション１４の中へ
置く。予成形フイルムは不図示の熱成形機を用いて平面
状シートから最終成形製品の形状にされる。フイルム２
０は、厚さが０．１９−０．３５ミリ・インチ（０．０
０４８−０．００８９ミリ・メートル）であって、いく
つかの熱可塑性材料から作ることが出来る。自動車用バ
ンパーフェイシャに特に適した材料としては、アベリー
・デニンソン（Ａｖｅｒｙ Ｄｅｎｎｉｎｓｏｎ）によ
り製造されるアブロイ（Ａｖｌｏｙ）（商標）や、スリ
ーエム／レクサム（３Ｍ／Ｒｅｘａｍ）により製造され
るアイ・エス・エフ（ＩＳＦ）（商標）などのフイルム
である。内装トリム用途の材料としてはポリビニル・ク
ロライド及び熱可塑性ウレタンがある。予成形フイルム
２０は装飾面２２と裏当て面２４を有する。装飾面２２
は、車両の外面色に合うように塗装される。装飾面２２
はベース・コートとクリア・コートの塗膜を含む。ベー
ス・コートはソリッド色、メタリック色のいずれであっ
ても良い。裏当て面２４は単にフイルム２０を製造する
のに用いられる樹脂であっても良いし、成形製品との接
着を促進する物質を含んでいても良い。
【００１５】作業者がフイルム２０を搭載ステーション
２６に置く。搭載ステーション２６は、フイルム２０の
装飾面２２に番う表面２６を有する。フイルム２０が搭
載ステーション２６の中に置かれると、真空ポート３０
が自動的に起動される。作業者は搭載ステーション２６
の中にフイルム２０を置き、フイルム２０の種々の形状
的特徴部を表面２８の対応する部分に合わせる。作業者
１８は、フイルム２０が完全に表面２８を覆うように、
フイルム２０のしわや折り目を取り払う。搭載ステーシ
ョン２６がフイルム２０を受取った後で、作業者は成形
サイクルを開始する。搭載ステーション２６は搭載位置
３２から搬出位置３４へと傾斜３６に沿って移動する。
後で詳細に述べるように、作業者は搭載ステーション２
６が搬出位置３４にある時に、完成した製品を受け取
る。
【００１６】ロボット制御アーム３８は可動端４０を含
んでいる。可動端４０に固定されているのは、搭載機４
２である。搭載機４２はフイルム２０を搭載ステーショ
ン２６から受け取る。搭載機４２はフイルム２０の裏当
て面２４に番っている。フイルム２０が搭載ステーショ
ン２６から搭載機４２へと送られるように、搭載機４２
の真空ポート４４が起動され、搭載ステーション２６の
真空ポート３０は停止させられる。端４０は搭載ステー
ション２６からフイルム２０を引き出して、放風ステー
ション４６へと移動する。放風ステーション４６は、搬
出位置３４と成形機１２との間に位置している。エア・
スプレー４８が前処理された空気の蒸気を供給して、フ
イルム２０の静的負荷を減少させ、装飾面２２の埃や破
片などを吹き飛ばす。放風ステーション４６を通った後
で、アーム３６は、成形機１２へと移動する。成形機１
２は可動コア５０と固定キャビティ５２とを有する。
【００１７】より詳細に後述すると共に図２から６に示
されているように、搭載機４２はフイルム２０をキャビ
ティ５２へと送る。コア５０がキャビティ５２に向かっ
て動かされて、プラスチックつまりポリマー樹脂がフイ
ルム２０とコア５０との間に射出される。プラスチック
樹脂が硬化した後で、コア５０がキャビティ５２から引
き離され、完成した成形製品５４はコア５０に保持され
ている。アーム３８は、それに取り付けられた搬出機５
６を有している。搬出機５６は成形製品５４を保持する
真空ポート５８を含む。
【００１８】アーム３８が成形製品５４を、搭載ステー
ション３２の上に位置する搬出ステーション６０へと運
ぶ。搬出ステーション６０は、搭載ステーション２６が
搭載位置３２にある時には下向きに揺動して搭載ステー
ション２６から離れる２つの揺動可能アーム６２を含ん
でいる。搭載ステーション２６が搬出位置３４にある時
には、アーム６２が上方に揺動して、搬出機５６から成
形製品５４を受け取る。
【００１９】図２から６は、図１に示されたシステム全
体の種々の構成部品を示している。図２は、搭載ステー
ション２６の斜視図である。搭載ステーション２６の表
面はフイルム２０に番うように形成されている。作業者
１６はフイルム２０を搭載ステーション２６の中に置
き、フイルム２０の種々の形状的特徴部を搭載ステーシ
ョン２６の対応する部分に合わせる。作業者１６がフイ
ルム２０を搭載ステーション２６の中に置くと、真空ポ
ート３０が真空を供給する。真空は、フイルム２０を搭
載ステーション２６の中に保持すると共に、フイルム２
０の中のいかなるしわや折り目をも取り払う、役割をす
る。
【００２０】搭載ステーション２６が傾斜３６に沿って
搬出位置３４へと運ばれる。フイルム２０の装飾面２２
は、搭載ステーション２６の中に保持されている。搭載
機４２は堅固に端４０に固定されている。アーム３８
は、フイルム２０を受け取るために搭載機４２を動か
す。搭載機４２が搭載ステーション２６の中に動かされ
ると、真空ポート４４に真空が供給される。真空ポート
３０からの真空供給が止められて、フイルム２０が搭載
ステーション２６から搭載機４２へと送られる。搭載ス
テーション２６は搬出位置３４へと運ばれて作業者１６
からは引き離される。搭載ステーション２６は傾斜３６
に沿って運ばれて、上昇すると共に、アーム３８の移動
量が減少させられる。搭載位置３２と搬出位置３４との
位置関係を鉛直にすることで、搬送ステーション１４を
小型化することが出来る。
【００２１】搭載機４２が放風ステーション４６を通り
抜けた後で、図４と５に示すように、搭載機４２はコア
５０とキャビティ５２との間に運ばれる。端４０が搭載
機４２をキャビティ５２内に位置させる。キャビティ５
２はフイルム２０に番っていて、成形製品５４の最終形
状を形成する。フイルム２０の装飾面２２は、キャビテ
ィ表面６４に対して並置された位置となっている。真空
ポート４４からの真空供給が中止され、フイルム２０が
搭載機４２から離れるように、真空ポート４４を通って
正圧空気が短い期間放出される。対応するキャビティ表
面６４の特徴に番うフイルム２０の種々の形状的特徴に
よって、フイルム２０はある位置に保持されるので、キ
ャビティ５２には真空ポートは必要ない。
【００２２】アーム３８が、コア５０とキャビティ５２
との間から引き離される。コア５０は、キャビティ５２
に向かって動かされて、それらの間に、ある量のポリマ
ーが射出される。ポリマーは裏当て２４を加熱し軟化さ
せて、そこに拡散する。ポリマーが堅固な基体を形成す
るのに十分な程硬化した後で、コア５０が開位置へと動
かされる。射出成形においては一般的である用に、成形
製品５４は成形後にはコア５０に付いている。アーム３
８が端４０をコア５０とキャビティ５２との間に位置さ
せる。搬出機５６が成形製品５４に向かって動かされ
る。真空ポート５８に真空が供給されて、コア５０から
成形製品５４を持ち上げる。
【００２３】連続成形作業において、コア５０とキャビ
ティ５２とが開いた状態で、アーム３８が端４０をキャ
ビティ５２とコア５０との間に位置させ、フイルムを搭
載機４２からキャビティ５２へと送る。第１サイクルで
成形製品が出来た後で、コア５０とキャビティ５２とが
開いたままの状態で、搬出機５６が成形製品をコア５０
から取り外す。それで、第１成形サイクルの後では、キ
ャビティ５０とコア５２との間におけるアーム３８の各
配置は、予成形フイルムをキャビティ５２へと送る働き
と完成した成形製品をコア５０から取り外す働きの両方
をする。
【００２４】搬出機５６が成形製品５４を受け取った後
で、アーム３８が端４０を搬出ステーション６０へと動
かす。アーム６２は持ち上げられて、成形製品５４を受
け取る。真空ポート５８からの真空供給が中止されて、
成形製品は搬出ステーション６０へと送られる。図１に
示すように、作業者１６が成形製品５４をラック１８へ
と送る。
【００２５】以上述べたように、本発明の目的は、完全
かつ効果的に達成される。しかしながら、上述の実施例
は本発明の機能的及び構造的原理を示す目的で示されま
た記述されたものであって、この原理から逸脱すること
なく当業者による変更及び改良の対象となることは、明
らかであろう。従って、本発明は、添付の特許請求範囲
の精神と範囲に包含される全ての改良を含むものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において有用な、成形機とロボット制御
アームの概略図である。
【図２】搭載ステーションの斜視図である。
【図３】搭載ステーションからフイルムを受け取る搭載
機を有するロボット制御アームの概略図である。
【図４】フイルムを搭載機から型へと送るロボット制御
アームの平面図である。
【図５】成形製品をコアから搬出機へと送るロボット制
御アームの平面図である。
【図６】成形製品を搬出機から搬出ステーションへと送
るロボット制御アームの概略図である。
【符号の説明】
１２ 成形機 ２０ フイルム ２２ 装飾面 ２４ 裏当て面 ２６ 搭載ステーション ４２ 搭載機 ５０ コア ５２ キャビティ ５４ 成形製品 ５６ 搬出機

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 搭載ステーションに並置された装飾面と
    裏当て面とを有する予成形されたフイルムを搭載ステー
    ションに置く工程と、上記裏当て面に並置された搭載機
    に上記フイルムを送る工程と、開いた状態である、キャ
    ビティとコアとを有する成形機の間に上記搭載機とフイ
    ルムとを置く工程と、上記装飾面が上記キャビティと並
    置した状態で、上記搭載機から上記キャビティへと上記
    フイルムを送る工程と、上記成形機を閉じて、上記裏当
    て面に向けて堅固な基体を射出して、上記基体が上記裏
    当て面に対して拡散しており上記装飾面が表面に出てい
    る成形製品を製造する工程と、上記型を開いて上記装飾
    面を搬出機に並置した状態で該搬出機に上記製品を送る
    工程と、上記搬出機が上記製品を解放した状態で、上記
    成形製品を搬出ステーションに送る工程と、を有するフ
    イルムで被覆された製品を製造する方法。
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