JPH11115041A - 表皮の賦形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】意匠性を損なうことなく、歩留まり高く、かつ
インモールド成形可能に表皮を賦形する。 【解決手段】熱可塑性樹脂よりなるシート層を有する表
皮体を目的とする三次元形状の略二次元展開形状をもつ
展開表皮体とし、展開表皮体のシート層を加熱して軟化
させ、プレス型内に配置して展開表皮体の周縁部の移動
が自由な状態でプレス成形する。プレス成形時に作用す
る応力により展開表皮体が変形しても、局部的に大きく
伸びたりすることがないので、賦形後の表皮表面の模様
が変形することがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のドアトリ
ムなどの成形品に用いられる表皮を所定形状に賦形する
方法に関し、より詳しくは織布や不織布などから形成さ
れた表皮を模様などの変形なく三次元形状に賦形する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車のドアトリムのなかには、
例えば図７に示すように、織布や不織布などから形成さ
れた表皮を樹脂成形体中に部分的に配置したものがあ
る。このように織布や不織布などから形成された表皮を
用いることで、樹脂製表皮に比べて触感が向上し、各種
の柄をもつ表皮を用いることで高い意匠性を付与するこ
とができる。

【０００３】ところでドアトリムなどの表面は一般に複
雑な凹凸形状となっているため、表皮の形状は複雑な三
次元形状となる場合が多い。このように複雑な三次元形
状の表皮を周囲の樹脂成形体と一体化する方法として、
次の二つの方法が知られている。先ず第１の方法とし
て、木目込み接着法がある。この方法は、樹脂成形体に
形成された溝に表皮の周縁部を押し込み接着して一体化
する方法である。具体的には、先ず表皮を目的とする三
次元形状の略二次元展開形状に裁断する。一方、射出成
形などにより例えばドアトリム形状の樹脂成形体を形成
する。樹脂成形体には、表皮との境界となる部分に溝を
形成しておく。そして樹脂成形体又は表皮に接着剤を塗
布し、表皮の周縁部を溝に押し込んで接着することで、
表皮と樹脂成形体とが一体的に接合される。

【０００４】また型内に表皮を配置した状態で樹脂成形
体を成形して、樹脂成形体と表皮とを一体化するインモ
ールド成形法も知られている。この方法では、表皮表面
へ樹脂が漏れるのを規制する必要があり、織布や不織布
などから形成された表皮ではその裏面側にポリプロピレ
ンなどの熱可塑性樹脂シートからなるバリア層が形成さ
れた表皮体が用いられる。そして予め真空成形にて表皮
体を所定形状に賦形し、それを型内に配置して射出成形
などで樹脂成形体を成形する。これによりバリア層と樹
脂成形体が接合され、部分的に織布や不織布などから形
成された表皮をもつ樹脂成形体が製造される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、木目込み接
着法では、接着剤の塗布工程及び乾燥工程や、表皮周縁
部を樹脂成形体の溝に押し込む工程の工数が多大である
という不具合がある。また表皮周縁部を溝に押し込む工
程において、表皮に皺が発生する場合があるため不良率
が高いという不具合もある。さらに、樹脂成形体と表皮
との接着剥がれが生じやすいという問題もあった。

【０００６】またインモールド成形法によれば工数は小
さくてすむが、表皮体を真空成形で所定形状に賦形する
必要がある。ところが真空成形では、金型の凹凸形状に
よって表皮の伸び率が部分的に異なり、ほとんど伸びな
い部分と約３０％も伸びた部分とが混在することとな
る。そのため模様をもつような表皮を用いると、模様が
部分的に変形して意匠性が低下するという不具合があっ
た。

【０００７】さらに真空成形では、表皮の周縁部を保持
した状態で成形を行うために、成形後にその周縁部を切
除する工程が必要となり、表皮の歩留まりが低く工数も
多大となるという問題がある。本発明はこのような事情
に鑑みてなされたものであり、意匠性を損なうことな
く、歩留まり高く、かつインモールド成形可能に表皮を
賦形することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の表皮の賦形方法の特徴は、熱可塑性樹脂よりなるシ
ート層を少なくとも有するシート状の表皮体を目的とす
る三次元形状の略二次元展開形状をもつ展開表皮体とす
る裁断工程と、展開表皮体の少なくともシート層を加熱
して軟化させ、プレス型内に配置して展開表皮体の少な
くとも周縁部の移動が自由な状態でプレス成形して前記
三次元形状とする成形工程と、よりなることにある。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明にいう表皮体は、熱可塑性
樹脂よりなるシート層を少なくとも有している。例えば
織布などの表皮層と、表皮層裏面に積層されたポリプロ
ピレンなどからなるシート層とよりなる二層構造の表皮
体、あるいは織布などの表皮層と、表皮層裏面に積層さ
れたポリプロピレンなどからなるシート層と、シート層
裏面に積層されたウレタンフォーム、ＰＰフォームなど
の弾性層とからなる三層構造の表皮体などとすることが
できる。またポリ塩化ビニルや熱可塑性エラストマなど
の熱可塑性樹脂製の表皮であれば、その表皮単独で表皮
体を構成してもよい。この場合は表皮層がシート層を兼
ねることとなる。

【００１０】熱可塑性樹脂製のシート層としては、後述
の成形工程におけるプレス成形で所定形状に賦形できる
ものであれば、ポリプロピレン、ポリエチレン、硬質ポ
リ塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリアミドなど各種熱可
塑性樹脂を用いることができる。また表皮層としては、
織布、不織布あるいは編布などの繊維質のもの、軟質ポ
リ塩化ビニル、熱可塑性エラストマなどの樹脂質のもの
などを用いることができる。

【００１１】本発明の賦形方法では、先ず裁断工程にお
いて、シート状の表皮体から目的とする三次元形状の略
二次元展開形状をもつ展開表皮体が形成される。この裁
断工程は、打ち抜き、切断などによって行うことができ
る。展開表皮体は、目的とする三次元形状の略二次元展
開形状をなし、後述の成形工程において用いられる掴み
しろをもつ略二次元展開形状としてもよいし、全く掴み
しろのない正確な二次元展開形状とすることもできる。
また従来の真空成形の場合と同様に周縁部に保持しろを
設けてもよいが、保持しろあるいは掴みしろの大きさが
大きくなるほど表皮の歩留まりが低下するようになるの
で、全く掴みしろのない正確な二次元展開形状とするこ
とが特に望ましい。

【００１２】成形工程では、展開表皮体の少なくともシ
ート層を加熱して軟化させ、プレス型内に配置して展開
表皮体の少なくとも周縁部の移動が自由な状態でプレス
成形することにより、前記三次元形状とされる。展開表
皮体の少なくとも周縁部の移動が自由な状態でプレス成
形されるため、プレス成形時に作用する応力により展開
表皮体が変形しても、展開表皮体表面に伸びがほとんど
生じない。したがって局部的に大きく伸びたりすること
がないので、賦形後の表皮表面の模様が変形することが
なく、形状の凹凸に関わらず一定の模様をもつ表皮とな
る。

【００１３】少なくともシート層を加熱するには、熱
風、熱板など、通常のプレス成形法と同様に行うことが
できる。展開表皮体全体を加熱することによりシート層
を加熱・軟化させてもよいが、熱効率上シート層が優先
的に加熱されるように工夫することが望ましい。なお、
シート層が加熱された展開表皮体は、確実に目的とする
三次元形状となるように、プレス型に対して位置決め精
度高く配置する必要がある。したがって展開表皮体の本
体をチャック部材などで所定位置に保持した状態で一対
のプレス型の間に配置し、一対の型面で展開表皮体が挟
持される直前に保持を解除することが望ましい。また展
開表皮体の保持の解除と型面での挟持との間に時間差が
生じる場合には、実施例にも示すように型面から出入自
在に突出する突出部材を突出させ、突出部材の先端と対
向する型面との間で展開表皮体を挟持することも好まし
い。

【００１４】展開表皮体本体の周縁部の少なくとも一部
に掴みしろを形成すれば、その掴みしろを保持すること
でプレス型に対する位置決めが容易となる。しかし掴み
しろの面積分の表皮体の歩留まりが低下するので、上記
したように展開表皮体の本体を保持するのが好ましい。
成形工程で所定形状に賦形された賦形表皮は、賦形表皮
を型内に配置して樹脂成形体を成形するインモールド成
形にて樹脂成形体と一体化され、ドアトリムなどの成形
品が形成される。このインモールド成形では、射出成
形、トランスファ成形、圧縮成形など公知の成形法を用
いることができる。また場合によっては、賦形表皮を別
に形成された樹脂成形体と接着などで一体化してもよ
い。

【００１５】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。本実施例では、図７に示す自動車のドアトリムの一
部分を構成する三次元形状の賦形表皮13を形成し、次い
でインモールド成形にてドアトリム全体を製造する。図
１に本実施例で用いた賦形装置の概略構成図を示す。こ
の賦形装置は図２に示す表皮体１から三次元形状の賦形
表皮13を形成するものであり、表皮供給装置２と、打ち
抜き装置３と、搬送装置４と、プレス装置５とから構成
されている。

【００１６】表皮体１は、図２に示すようにポリプロピ
レン製のシート層10と、シート層10表面に積層された織
布よりなる表皮層11とから構成されている。表皮供給装
置２は、長方形状に裁断された表皮体１が表皮層11が上
側となるように重ねられて複数枚載置された箱状の載置
部20と、載置部20に載置された最上部の表皮体１を吸着
して打ち抜き装置３へ搬送する搬送部21とから構成され
ている。載置部20内には重ねられて載置された表皮体１
を上方へ押圧する押圧装置22が設けられ、重ねられた表
皮体１の最上部が載置部20の最上部に位置するように、
搬送部21が表皮体１を１枚搬送する度に、積層された表
皮体１は表皮体１の１枚の厚さ分上方へ移動するように
構成されている。

【００１７】搬送部21は負圧によって１枚の表皮体１を
吸着して載置部20から持ち上げ、図示しないシリンダ装
置の駆動により表皮体１を打ち抜き装置３へ搬送する。
打ち抜き装置３は、上下方向に駆動される打ち抜きシリ
ンダ30と、打ち抜きシリンダ30の駆動端に保持された筒
状の打ち抜き上型31と、打ち抜きシリンダ30の下方に配
置された基台32と、基台32に固定された打ち抜き下型33
とより構成されている。打ち抜き上型31の内周部には、
押え部材34が打ち抜き上型31と上下方向に相対移動自在
に設けられている。また打ち抜き下型33の外周部には、
枠状の受け部材35が打ち抜き下型33と上下方向に相対移
動自在に設けられている。なお、打ち抜き上型31と打ち
抜き下型33とで打ち抜かれた展開表皮体12は、目的とす
る三次元形状の賦形表皮13の二次元展開形状となるよう
に構成されている。

【００１８】先ず打ち抜き下型33の上表面と受け部材35
の上表面とが同一平面となっている状態で、搬送部21に
より表皮体１が搬送され、打ち抜き下型33と受け部材35
の上に配置される。次に打ち抜き上型31が押え部材34と
ともに下降し、押え部材34が表皮体１に当接して打ち抜
き下型33とともに表皮体１を挟持する。その後さらに打
ち抜き上型31が下降すると、受け部材35が打ち抜き上型
31に押圧されて下降するとともに、押え部材34、表皮体
１の挟持部分及び打ち抜き下型33が相対的に上昇して打
ち抜き上型31内に入る。したがって表皮体１には打ち抜
き上型31と打ち抜き下型33との間で剪断の力が作用し、
表皮体１は打ち抜き上型31と打ち抜き下型33の形状で決
まる所定の形状に打ち抜かれる。

【００１９】打ち抜き後に打ち抜き上型31が上昇する
と、打ち抜き上型31と打ち抜き下型33の形状で決まる所
定の形状に打ち抜かれた展開表皮体12は打ち抜き下型33
表面に載置された状態で残り、表皮体１の残部は打ち抜
き下型33の先端面より下方に位置している受け部材35表
面に残る。搬送装置４は、基台32に固定された一対のシ
リンダ装置40,40'と、一対のシリンダ装置40,40'の駆動
端にそれぞれ固定され打ち抜き装置３側へ互いに平行に
延びた一対の案内板41,41'と、一対の案内板41,41'にス
ライド移動可能に保持された一対の保持板42,42'と、一
対の保持板42,42'を案内板41,41'に沿って互いに同期し
てスライド移動させる図示しない駆動源とより構成され
ている。つまり一対の保持板42,42'は、案内板41,41'に
沿ってスライド移動することで、打ち抜き装置３とプレ
ス装置５との間を移動可能であり、シリンダ装置40,40'
の駆動により互いに近接する方向及び遠ざかる方向へ移
動可能となっている。

【００２０】また一対の保持板42,42'が互いに近接した
時に、一対の保持板42,42'の間には展開表皮体12の外周
形状より一回り大きな開口部43が形成されるように構成
されている。そして一対の保持板42,42'には、それぞれ
開口部43へ向かって求心的に突出する複数のチャック44
が固定されている。打ち抜き装置３による表皮体１の打
ち抜きが完了する前に、一対の保持板42,42'は打ち抜き
下型33の位置へ移動して待機している。そして打ち抜き
完了後に打ち抜き上型31が上昇すると、一対の案内板4
1,41'はシリンダ装置40,40'により互いに近接する方向
へ駆動され、一対の保持板42,42'の間には開口部43が形
成されるとともに、開口部43内に展開表皮体12が配置さ
れる。そして展開表皮体12の周縁部が複数のチャック44
により把持される。

【００２１】開口部43内に展開表皮体12を保持した一対
の保持板42,42'は、図示しない駆動源によってプレス装
置５に搬送される。このプレス装置５は、基台32に保持
され前後方向及び上下方向に駆動される第１シリンダ50
と、第１シリンダ50の駆動端に保持され所定の三次元形
状の型面をもつ賦形上型51と、第１シリンダ50の下方に
配置された第２シリンダ52と、第２シリンダ52の駆動端
に固定され上下方向に駆動される賦形下型53とから構成
されている。

【００２２】またプレス装置５には、図示しない駆動源
によりヒータ54が前後方向（一対の案内板41,41'の延び
る方向と垂直な水平方向）に移動自在に配置され、前方
へ移動したときには搬送された一対の保持板42,42'の下
側に位置するように構成されている。展開表皮体12を保
持した一対の保持板42,42'がプレス装置５に搬送される
と、ヒータ54が前進して展開表皮体12の直下に位置す
る。これによりシート層10が加熱されて軟化する。する
とヒータ54が後退し、第１シリンダ50と第２シリンダ52
の駆動により賦形上型51と賦形下型53とが互いに近接す
る。

【００２３】賦形下型53には、図３に示すように型面か
ら出入自在な複数の突出部材55が設けられ、複数の突出
部材55は賦形下型53に埋設されたスプリング56によりそ
れぞれ型面から突出する方向へ付勢されている。そして
突出部材55が型面から最大に突出したときには、それぞ
れの先端面は賦形下型53の型面の最も高い表面とほぼ同
じ位置にあるように構成されている。

【００２４】そして本実施例では、賦形下型53が先ず展
開表皮体12に当接するように構成されている。したがっ
て展開表皮体12には先ず複数の突出部材55の先端面が当
接するが、その時点でチャック44による把持が解除さ
れ、一対の保持板42,42'が互いに離れる方向へ駆動され
る。これにより展開表皮体12は拘束のない自由な状態と
なるが、図３に示すように複数の突出部材55によって支
持されているので、位置が変動することなくチャック44
によって把持されていたと同じ状態で保持されることと
なる。

【００２５】そして賦形上型51と賦形下型53とのさらな
る近接により、賦形上型51の型面も展開表皮体12に当接
し、展開表皮体12が押圧される。その押圧の力は展開表
皮体12を介して突出部材55に伝わり、突出部材55はスプ
リング56の付勢力に抗して押圧されることで賦形下型53
内に没入する。したがって展開表皮体12は図４の状態を
経過して図５に示すように変形し、シート層10の冷却固
化により賦形表皮13が形成される。

【００２６】すなわち賦形上型51と賦形下型53による押
圧の力が展開表皮体12に作用しても、賦形表皮体12は拘
束されておらず周縁部は自由な状態にあるため、展開表
皮体12が不均一に伸びることがない。したがって凹凸形
状の如何に関わらず、局部的に大きく伸びたりすること
がないので、得られる賦形表皮13は均一な形状の模様を
もつようになり高い意匠性を示す。

【００２７】得られた賦形表皮13は、図６に示すように
射出成形型６の型面に配置され、射出成形により図７に
示すように樹脂成形体14が形成される。そして成形時の
溶融樹脂の熱により賦形表皮13のシート層10表面が溶融
し、賦形表皮13が樹脂成形体14と一体的に溶着したドア
トリムが製造される。

【００２８】

【発明の効果】すなわち本発明の表皮の賦形方法によれ
ば、模様をもつ表皮を用いても模様が部分的に変形する
ことがなく、意匠性が低下するのが防止される。また真
空成形法などに比べて表皮の歩留まりが格段に向上し、
インモールド成形が可能であるので木目込み接着法に比
べて工数を大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に用いた表皮体の要部拡大断
面図である。

【図２】本発明の一実施例に用いた賦形装置の構成を示
す説明斜視図である。

【図３】本発明の一実施例における成形工程初期のプレ
ス型の要部断面図である。

【図４】本発明の一実施例における成形工程中期のプレ
ス型の要部断面図である。

【図５】本発明の一実施例における成形工程末期のプレ
ス型の要部断面図である。

【図６】本発明の一実施例において得られた賦形表皮を
配置したインモールド成形用金型の要部断面図である。

【図７】本発明の一実施例で得られた賦形表皮をもつド
アトリムの要部断面図である。

【符号の説明】

１：表皮体 ２：表皮供給装置 ３：打ち
抜き装置 ４：搬送装置 ５：プレス装置 12：展開
表皮体 13：賦形表皮 31：打ち抜き上型 43：開口
部 44：チャック 51：賦形上型 53：賦形
下型

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂よりなるシート層を少なく
   とも有するシート状の表皮体を目的とする三次元形状の
   略二次元展開形状をもつ展開表皮体とする裁断工程と、 該展開表皮体の少なくとも該シート層を加熱して軟化さ
   せ、プレス型内に配置して該展開表皮体の少なくとも周
   縁部の移動が自由な状態でプレス成形して前記三次元形
   状とする成形工程と、よりなることを特徴とする表皮の
   賦形方法。