WO2014167870A1 - 車両用内装部品の加飾装置及び加飾方法、車両用内装部品 - Google Patents

車両用内装部品の加飾装置及び加飾方法、車両用内装部品 Download PDF

Info

Publication number
WO2014167870A1
WO2014167870A1 PCT/JP2014/051336 JP2014051336W WO2014167870A1 WO 2014167870 A1 WO2014167870 A1 WO 2014167870A1 JP 2014051336 W JP2014051336 W JP 2014051336W WO 2014167870 A1 WO2014167870 A1 WO 2014167870A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laser
gradation
pattern
decoration
decorating
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/051336
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
後藤征弘
溝部忠之
嶋田聡伸
Original Assignee
トリニティ工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by トリニティ工業株式会社 filed Critical トリニティ工業株式会社
Priority to CN201480020189.9A priority Critical patent/CN105121089B/zh
Priority to US14/782,896 priority patent/US10112265B2/en
Publication of WO2014167870A1 publication Critical patent/WO2014167870A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/362—Laser etching
    • B23K26/364—Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
    • B23K26/0861—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane in at least in three axial directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/355—Texturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • B23K26/402—Removing material taking account of the properties of the material involved involving non-metallic material, e.g. isolators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C1/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects
    • B44C1/22—Removing surface-material, e.g. by engraving, by etching
    • B44C1/228—Removing surface-material, e.g. by engraving, by etching by laser radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/02—Internal Trim mouldings ; Internal Ledges; Wall liners for passenger compartments; Roof liners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/006—Vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/34—Coated articles, e.g. plated or painted; Surface treated articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/30—Organic material
    • B23K2103/42—Plastics

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle interior part decoration device and method, and a vehicle interior part that draws a pattern composed of a linear laser processing part by irradiating the surface of a resin molded body with a laser.
  • the hydraulic transfer is a technique in which a special film is floated on the surface of the water, and a predetermined pattern (pattern such as a wood grain pattern or a geometric pattern) printed on the film is transferred to the surface of the resin molded body by water pressure. According to this technique, printing on a three-dimensional curved surface can be performed.
  • Laser drawing is known as a decoration method other than hydraulic transfer.
  • Laser drawing is a decoration method in which a surface of a component is irradiated with a laser and the state of the surface of the component is changed by heat applied by the laser so that a pattern is drawn.
  • this decorating method it is possible to draw a pattern at a low cost as compared with the decorating method by hydraulic transfer.
  • the present inventor is examining a method of performing gradation processing by blurring a drawing mark in order to improve the accuracy of design design in a method for decorating a component surface by laser drawing.
  • Patent Document 1 discloses a method of manufacturing a light-transmitting thin film solar cell having a light-transmitting gradation appearance by laser processing. Specifically, this thin-film solar cell is placed on a support that is inclined at a predetermined angle, and the distance between the processing point on the solar cell and the focal point of the laser is changed temporarily, thereby translucent opening grooves or holes. Is formed. In this case, as the distance between the processing point on the solar cell and the focal point of the laser increases, the translucent opening groove or hole formed in the solar cell becomes smaller. As a result, gradation occurs in the translucency (transmittance) state of the solar cell.
  • the laser focal shift amount in the height direction (Z direction) is temporarily changed. That is, as shown in FIG. 9, the flat thin film solar cell 60 serving as a workpiece is disposed at an inclination, and the focal point of the laser L1 is moved in the horizontal direction, so that the focal position O1 of the laser L1 to the workpiece 60 is moved. The distance is changed temporarily.
  • this method is applied to a decoration method using laser drawing, there is a region where the processing degree of the laser processing portion does not change with a certain amount of defocusing amount. Specifically, as shown in FIG. 10, the beam spot diameter of the laser L1 at the focal length f cannot be made infinitely small, and there is a minimum spot diameter d.
  • the minimum spot diameter d varies depending on the wavelength of the laser L1.
  • the focal depth b is a range in which the waist radius W0 of the laser L1 is expressed by the following expression (1) with respect to the waist radius w (the radius of the minimum spot diameter d) at the position where the laser L1 has the minimum spot diameter d. .
  • the beam spot diameter of the laser L1 changes gently. Therefore, within the range of the focal depth b of the laser L1, even if the focal point is shifted in the Z direction, gradation of the laser machined portion hardly occurs. For this reason, when the method of patent document 1 was applied to the decorating method by laser drawing, the exact gradation was not able to be provided to the pattern. In addition, in an interior part of an automobile, a decorative surface to which decoration is applied is not a simple flat surface like the thin film solar cell 60 but is often a curved surface. For this reason, the method of changing the focal position of the laser L1 temporarily by tilting the work cannot provide gradation accurately.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a vehicle interior part decoration device and a decoration method capable of accurately giving gradation to a pattern on the surface of a resin molded body. There is to do. Another object is to provide a vehicle interior part that can enhance the appearance quality by decorating the surface of the resin molded body with a pattern having gradation.
  • the invention described in means 1 is directed to irradiating a laser on a decorative surface of a resin molded body or a decorative surface of a coating film formed on the resin molded body.
  • An interior decoration device for a vehicle that draws a pattern made of a laser processing unit and forms a gradation in a part of the pattern by shifting the focus of the laser from the decorating surface.
  • a vehicle interior part decoration device comprising: a laser drawing device that performs laser processing on the decoration surface in a state in which the focus of the laser is shifted from the decoration surface and forms the gradation.
  • a virtual decorative surface is assumed in which the gradation is changed so that the curvature is different from the surface shape of the actual decorative surface with respect to the gradation area by the data creation device.
  • Drawing data is created on the decorative surface.
  • a laser is irradiated by the laser drawing device so that the virtual decoration surface is focused on the basis of the drawing data.
  • laser processing is performed on the decorative surface of the resin molded body in a state where the focus of the laser is shifted from the actual decorative surface, and a pattern having gradation is drawn.
  • the virtual decorating surface is preferably positioned closer to the laser drawing device than the actual decorating surface.
  • the laser drawing apparatus has a function of scanning the focal point of the laser in the surface direction on the decorative surface of the resin molded body and a function of adjusting the focal point in the vertical direction of the decorative surface. Then, when the laser drawing apparatus moves the focal point of the laser in the surface direction based on the drawing data, the focus shift amount in the vertical direction with respect to the unit length in the surface direction is connected to a drawing region to which no gradation is given.
  • a gradation is formed in the laser processing portion in the gradation area by increasing the starting end side of the gradation area and gradually decreasing the gradation area toward the end side of the gradation area separated from the drawing area.
  • the laser focus is within the depth of focus range at the beginning of the gradation area, so in that case the focus shift amount is increased, and the laser focus is outside the depth of focus range at the end of the gradation area. In that case, the defocus amount is reduced. If it does in this way, the desired gradation can be correctly provided to the pattern decorated on the component surface, and the precision of the design design in the interior component for vehicles can be improved.
  • the laser drawing device may draw a pattern by forming a concave laser processing portion, or may draw a pattern by forming a laser processing portion having a decorative surface bulged, The pattern may be drawn by changing the color of at least one of the coating surface and the component surface.
  • Means 2 draws a pattern composed of a linear laser-processed part by irradiating a laser on a decorative surface of a resin molded body or a decorative surface of a coating film formed on the resin molded body. And a method for decorating a vehicle interior part that forms a gradation in a part of the pattern by drawing the laser focus off the decoration surface, the gradation on the pattern on the decoration surface.
  • the focal point of the laser is moved in the surface direction of the decorative surface, the amount of focus shift in the vertical direction of the decorative surface with respect to the unit length in the surface direction is set to the gradation region of the gradation region.
  • the gradation processing is performed on the laser processing unit in the gradation area.
  • Decorative method for a vehicle interior part characterized in that so as to form a down as its gist.
  • the linear laser processing unit constituting the pattern is formed by irradiating the decorative surface of the resin molded body with a laser and scanning the focal point of the laser in the surface direction of the decorative surface. It is formed.
  • the focus shift amount in the vertical direction of the decorative surface relative to the unit length in the surface direction is increased on the start side of the gradation region, and It gradually becomes smaller as going to the end side. In this way, the desired gradation can be accurately given to the pattern on the surface of the component, and the design design accuracy in the vehicle interior component can be increased.
  • a concave laser processing part may be formed to draw a pattern, or a laser processing part having a decorative surface bulged into a convex shape may be formed to draw a pattern,
  • the pattern may be drawn by changing the color of at least one of the coating surface and the component surface.
  • the invention described in the means 3 is an interior part for a vehicle in which the pattern is drawn using the decoration device described in the means 1, and the pattern drawn on the decoration surface includes the gradation region.
  • the gist of the vehicle interior part is characterized in that the gradation is given by decreasing the height or depth of the laser processed portion at a certain rate from the start side to the end side.
  • gradation is imparted to a part of the pattern drawn on the decorative surface of the resin molded body by decreasing the height or depth of the laser processed portion at a certain rate. Yes. If it does in this way, the desired gradation can be correctly provided to the pattern of a decorating surface, and the external appearance quality in vehicle interior components can be improved.
  • gradation may be given by reducing the width of the laser processed part at a certain rate.
  • the process part which changes a surface state by shaving with respect to a decorating surface, making it foam, or scorching is included.
  • the decorative surface of the resin molded body may be a flat surface or a curved surface. Even if it is a decorative surface with a curved surface shape, a virtual decorative surface is assumed according to the curved surface shape, and the laser defocus amount is adjusted by the virtual decorative surface, so that the pattern with gradation Can be drawn accurately.
  • gradation can be accurately given to the pattern on the surface of the resin molded body.
  • the external appearance quality of the interior component for vehicles can be improved by decorating the pattern which has gradation on the surface of a resin molding.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1.
  • the schematic block diagram which shows the decoration apparatus of the interior component for vehicles.
  • the perspective view which shows the virtual decorating surface in a gradation area
  • the perspective view which shows the laser processing in a gradation area
  • Explanatory drawing which shows the formation method of the gradation of this Embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an interior part 1 for a vehicle
  • FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the interior part 1 for a vehicle.
  • the vehicle interior part 1 includes a three-dimensionally shaped resin molded body 2 and a coating film 3 formed so as to cover the surface of the resin molded body 2.
  • the pattern 4 is drawn on the surface of the coating film 3.
  • the vehicle interior part 1 of the present embodiment is a part that constitutes an armrest of a door.
  • the resin molded body 2 is a resin molded product molded using an ABS resin, and is colored black.
  • the coating film 3 which covers the surface of the resin molding 2 is formed, for example using the high gloss black (piano black) coating material.
  • the pattern 4 is drawn by laser drawing (specifically, laser ablation processing) on the surface of the coating film 3 that becomes the decorative surface 5 on the upper surface of the resin molded body 2. That is, the pattern 4 of the present embodiment includes a linear laser processing portion 6 (laser processing groove having a substantially V-shaped cross section). Laser ablation processing is non-heating processing that utilizes a phenomenon in which a solid is irradiated by laser irradiation and atoms, molecules, and clusters are directly evaporated without melting and the solid surface is scraped off.
  • the pattern 4 on the surface of the coating film 3 has a gradation formed in the gradation region R1 at the edge thereof.
  • the depth D1 and the width W1 of the laser processing portion 6 are decreased at a certain rate from the start end S1 side to the end S2 side of the gradation region R1.
  • gradation is given.
  • the pattern 4 is drawn by the laser processing unit 6 having a certain depth D1 and width W1.
  • the laser processing unit 6 shown in FIG. 3 is linear, but the pattern 4 is drawn including the curved laser processing unit 6.
  • the start end S1 of the gradation area R1 is connected to the drawing area R0.
  • the end S2 of the gradation area R1 is separated from the drawing area R1 and is located on the outer peripheral edge of the pattern 4.
  • FIG. 4 shows a decoration device 30 of the vehicle interior part 1 in the present embodiment.
  • the decorating device 30 is a device for drawing a pattern 4 composed of a linear laser processing unit 6 by irradiating the decorating surface 5 of the coating film 3 formed on the resin molded body 2 with a laser L1. is there.
  • the decoration device 30 of the present embodiment has a function of forming a gradation on a part of the pattern 4 by drawing the laser L1 with the focal point of the laser L1 shifted from the decoration surface 5.
  • the decoration device 30 of the present embodiment includes a laser irradiation device 31 (laser drawing device), a workpiece displacement robot 32, and a control device 33 (data creation device).
  • the laser irradiation device 31 includes a laser generation unit 41 that generates a laser L1 (in this embodiment, a YAG laser having a wavelength of 1064 nm), a laser deflection unit 42 that deflects the laser L1, and the laser generation unit 41 and the laser deflection unit 42.
  • a laser control unit 43 for controlling the above.
  • the laser deflection unit 42 is an optical system in which a lens 44 and a reflection mirror 45 are combined.
  • the laser control unit 43 controls the irradiation time modulation, irradiation intensity modulation, irradiation area modulation, and the like of the laser L1.
  • the workpiece displacement robot 32 includes a robot arm 46 and a workpiece support portion 47 provided at the tip of the robot arm 46.
  • the work support portion 47 is configured to support the resin molded body 2 whose surface is coated with the coating film 3.
  • the workpiece displacement robot 32 changes the irradiation position of the laser L1 with respect to the surface of the resin molded body 2 by driving the robot arm 46 and changing the position and angle of the resin molded body 2.
  • the control device 33 is configured by a known computer including a CPU 50, a memory 51, an input / output port 52, and the like.
  • the CPU 50 is electrically connected to the laser irradiation device 31 and the workpiece displacement robot 32, and controls them by various drive signals.
  • the memory 51 stores laser irradiation data for performing laser irradiation.
  • Laser irradiation data is data obtained by converting CAD data.
  • the CAD data is data obtained by converting the shape data of the surface of the resin molded body 2, image data indicating the pattern 4, and the like.
  • the laser irradiation data stored in the memory 51 is data indicating the irradiation position, focal length, irradiation angle, irradiation area, irradiation time, irradiation intensity, irradiation cycle, irradiation pitch, and the like of the laser L1.
  • the CPU 50 assumes a virtual decorative surface obtained by deforming the gradation region R1 of the pattern 4 so that the curvature is different from the actual surface shape of the decorative surface 5. Then, drawing data is created on the virtual decorative surface. Specifically, as illustrated in FIG. 5, a virtual decorating surface 5 a that is raised in a convex shape with respect to the actual surface shape of the decorating surface 5 is assumed. Then, drawing data corresponding to the pattern 4 is created on the virtual decoration surface 5a. Note that the curvature of the virtual decorative surface 5a is larger toward the start end S1 side of the gradation region R1, and decreases toward the end S2 side. The virtual decorating surface 5a is located closer to the laser irradiation device 31 than the actual decorating surface 5.
  • the CPU 50 of the control device 33 creates laser irradiation data based on the drawing data on the actual decoration surface 5 and the drawing data on the virtual decoration surface 5 a and stores each laser irradiation data in the memory 51. To do.
  • the CPU 50 creates laser irradiation data so that the pattern 4 in the drawing area R0 without gradation is focused on the actual decoration surface 5, and the pattern 4 in the gradation area R1 is virtual. Laser irradiation data is created so that the decoration surface 5a is focused.
  • the CPU 50 reads the laser irradiation data from the memory 51 and controls the laser irradiation device 31 based on the irradiation data.
  • a resin molded body 2 molded into a predetermined three-dimensional shape using a thermoplastic resin (ABS resin in the present embodiment) is prepared. And the resin molding 2 is set to the workpiece
  • a coating film 3 covering the surface of the resin molded body 2 is formed. More specifically, the CPU 50 generates a driving signal for forming a coating film, and outputs the generated driving signal for forming a coating film to a coating machine (not shown). And a coating machine forms the coating film 3 by coating a coating material on the surface of the resin molding 2 based on the drive signal for coating film formation output from CPU50. Thereafter, the coating film 3 is dried.
  • the coating / drying process is performed in a state where the resin molded body 2 is set on the workpiece support 47 of the workpiece displacement robot 32. However, the resin molding is performed after the painting / drying process is performed by another apparatus. The body 2 may be set on the work support portion 47.
  • the coating film 3 on the surface of the resin molded body 2 is irradiated with the laser L 1, and the pattern 4 is drawn on the decorative surface 5 of the coating film 3.
  • the CPU 50 reads laser irradiation data for performing laser irradiation from the memory 51. Then, the CPU 50 generates a drive signal based on the laser irradiation data, and outputs the generated drive signal to the laser irradiation device 31.
  • the laser irradiation device 31 irradiates the coating film 3 formed on the surface of the resin molded body 2 with the laser L1 based on the drive signal output from the CPU 50.
  • the laser control unit 43 of the laser irradiation device 31 irradiates the laser L1 from the laser generation unit 41 and controls the laser deflection unit 42 according to the pattern of the image data on the decorative surfaces 5 and 5a. By this control, the irradiation position and focal position of the laser L1 are determined.
  • the drawing region R0 where no gradation is added in the pattern 4 is irradiated with the laser L1 so as to be focused on the actual decorative surface 5, and the decorative surface 5 is laser-processed so that the pattern 4 is processed. Is drawn.
  • the laser L1 is irradiated so that the virtual decoration surface 5a is focused, so that the focus of the laser L1 is shifted upward from the actual decoration surface 5.
  • the decorative surface 5 is laser processed (see FIG. 6). By this laser processing, gradation is formed on the pattern 4 in the gradation region R1.
  • the focal point of the laser L1 when the focal point of the laser L1 is moved in the surface direction of the decorative surface 5 in the gradation region R1, the vertical direction of the decorative surface 5 with respect to the unit length X1 in the surface direction. Is increased on the start end S1 side of the gradation region R1. Then, the focus shift amount ⁇ f is gradually reduced toward the end S2 side of the gradation region R1. That is, in the present embodiment, when the focus of the laser L1 is within the range of the focal depth b (see FIG. 10), the focus shift amount ⁇ f is increased, and the focus of the laser L1 is outside the range of the focal depth b. In this case, the focus shift amount ⁇ f is reduced. As a result, in the linear laser processing portion 6 in the gradation region R1, the gradation is accurately formed by reducing the width W1 and the depth D1 at a constant rate.
  • FIG. 8 shows the laser processing unit 6 when the focus shift amount ⁇ f of the laser L1 is changed temporarily (in the case of the prior art).
  • gradation is difficult to be formed on the start end S1 side (within the depth of focus b) of the gradation region R1, and the gradation cannot be formed accurately.
  • the gradation is accurately formed by making the change in the focus shift amount ⁇ f of the laser L1 larger on the start end S1 side than on the end S2 side of the gradation region R1.
  • FIG. 1 the vehicle interior part 1 shown in FIGS. 1 and 2 is completed by drawing the pattern 4 having gradation on the decorative surface 5 of the coating film 3 of the resin molded body 2.
  • a virtual decoration surface 5a that is deformed so as to have a different curvature from the surface shape of the actual decoration surface 5 is assumed for the gradation region R1.
  • Drawing data is created on the virtual decorative surface 5a.
  • the laser irradiation device 31 is driven, and the laser L1 is irradiated so that the virtual decoration surface 5a is focused.
  • laser processing is performed on the decorative surface 5 of the resin molded body 2 in a state where the focus of the laser L1 is shifted from the actual decorative surface 5, and the pattern 4 having gradation is drawn.
  • the laser irradiation device 31 in the decorating device 30 has a function of scanning the focal point of the laser L1 in the surface direction on the decorating surface 5 of the resin molded body 2, and the focus of the decorating surface 5 And a function of adjusting in the vertical direction.
  • the laser irradiation device 31 moves the focal point of the laser L1 in the surface direction, the focus shift amount ⁇ f in the vertical direction with respect to the unit length X1 in the surface direction is increased on the start end S1 side of the gradation region R1, and the gradation is increased.
  • the area is gradually reduced toward the end S2 side of the region R1.
  • the focus shift amount ⁇ f is increased, and the focal point of the laser L1 is increased on the end S2 side of the gradation region R1. Since it is outside the range of the focal depth b, the focus shift amount ⁇ f is reduced in that case. If it does in this way, a gradation can be correctly given to the pattern 4 of the coating film 3 of the resin molding 2, and the precision of the design design in the vehicle interior part 1 can be improved.
  • the width W1 and the depth D1 of the laser processing unit 6 are fixed to a part of the pattern 4 drawn on the decorative surface 5 of the resin molded body 2. Gradation is given by decreasing in proportion. If it does in this way, a gradation can be correctly given to the pattern 4 of the decorating surface 5, and the external appearance quality in the vehicle interior component 1 can be improved.
  • the pattern 4 of the said embodiment was formed in the black coating film 3, it may be formed in the other colored coating film 3.
  • FIG. the coating 4 may be omitted and the pattern 4 may be drawn directly on the surface of the resin molded body 2.
  • the clear coat layer which protects the coating film 3 may be formed in the surface of the resin molding 2, and the pattern 4 may be drawn on the clear coat layer.
  • a protective layer (clear coat layer) may be formed on the surface of the coating film 3 on which the pattern 4 is drawn, or a protective layer may be formed on the surface of the resin molded body 2 on which the pattern 4 is drawn.
  • the decorative surface 5 of the vehicle interior part 1 has a surface shape close to a flat surface, but is not limited thereto, and may be a curved surface. Even when the decorative surface 5 has a curved surface shape, a virtual decorative surface 5a is assumed as in the above embodiment, and the laser processing is performed by shifting the focus of the laser L1 using the virtual decorative surface 5a. Can be formed.
  • the concave laser processing part 6 (laser processing groove) is formed by laser irradiation to draw the pattern 4, but the laser processing part 6 is not limited to this.
  • the laser processing part which swelled the decorating surface 5 of the coating film 3 in the convex shape by laser irradiation may be formed, and the pattern 4 may be drawn by the laser processing part.
  • this laser processing part is formed using, for example, a foaming phenomenon caused by laser irradiation (a phenomenon in which bubbles are generated when the resin is melted), and the height of the laser processing part is reduced at a constant rate in the gradation region. That forms a gradation.
  • the pattern 4 may be drawn by changing the color of the surface of the coating film 3 or the part surface by laser irradiation.
  • the gradation is formed by reducing the width of the laser processed portion at a constant rate.
  • the laser processing is performed by shifting the focus of the laser L1 above the actual decorative surface 5.
  • a virtual decorating surface that is recessed in a concave shape with respect to the actual decorating surface 5 is set, and laser processing is performed by shifting the focus below the decorating surface 5 as opposed to the above embodiment. Good. Even if it does in this way, the desired gradation can be correctly provided to the pattern 4 of the decorating surface 5.
  • the laser deflection unit 42 in the laser irradiation device 31 is driven to adjust the focus shift amount ⁇ f of the laser L1, but the present invention is not limited to this.
  • the focus shift amount ⁇ f of the laser L1 may be adjusted by driving the robot arm 46.
  • a Z-axis adjustment mechanism for moving the resin molding 2 in the vertical direction of the decorative surface 5 may be provided, and the vertical focus shift amount ⁇ f may be adjusted by the adjustment mechanism. Good.
  • the vehicle interior part 1 is embodied as a door armrest, but other interior parts such as a console box and an instrument panel may also be embodied.
  • the laser drawing apparatus has a function of scanning the focal point of the laser in the surface direction on the decorative surface of the resin molded body, and a function of adjusting the focal point in a direction perpendicular to the decorative surface.
  • the focal point of the laser is in the range of the focal depth, the vertical focus shift amount with respect to the unit length in the plane direction is increased, and the focal point of the laser is within the focal depth range.
  • the linear laser-processed portion is formed by changing the surface state of the decorative surface, and the gradation is reduced by reducing the width of the laser-processed portion at a constant rate.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Vehicle Step Arrangements And Article Storage (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)
  • Vehicle Interior And Exterior Ornaments, Soundproofing, And Insulation (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

樹脂成形体の表面の絵柄にグラデーションを正確に付与することができる車両用内装部品の加飾装置を提供すること。 加飾装置は、レーザ照射装置及び制御装置を備えている。制御装置は、グラデーション領域（Ｒ１）について、実際の加飾面（５）の表面形状に対して曲率が異なるように変形させた仮想の加飾面（５ａ）を想定し、その仮想の加飾面（５ａ）上に描画データを作成する。制御装置は、描画データに基づいてレーザ照射データを作成しそのレーザ照射データによってレーザ照射装置を制御する。レーザ照射装置は、仮想の加飾面（５ａ）上に焦点が合うようにレーザ（Ｌ１）を照射することにより、実際の加飾面（５）からレーザ（Ｌ１）の焦点をずらした状態で加飾面（５）にレーザ加工を行い、グラデーションを形成する。

Description

車両用内装部品の加飾装置及び加飾方法、車両用内装部品
　本発明は、樹脂成形体の表面にレーザを照射することにより、線状のレーザ加工部からなる絵柄を描く車両用内装部品の加飾装置及び加飾方法、車両用内装部品に関するものである。
　自動車の内装部品などでは、デザイン性や品質を高めるために樹脂成形体の表面に装飾を加えるようにした加飾部品（例えば、コンソールボックス、インストルメントパネル、アームレストなど）が多く実用化されている。このような加飾部品に装飾を加える加飾方法としては、水圧転写が一般的に用いられている。水圧転写とは、水面上に特殊フィルムを浮かべ、そのフィルムに印刷された所定の絵柄（木目模様や幾何学模様などの絵柄）を水圧によって樹脂成形体の表面に転写する技術である。この技術によれば、三次元曲面への印刷を行うことができる。
　水圧転写以外の加飾方法として、レーザ描画が知られている。レーザ描画は、部品表面にレーザを照射し、レーザによって与えられた熱により部品表面の状態を変化させて、絵柄を描くようにした加飾方法である。この加飾方法によれば、水圧転写による加飾方法と比較して、低コストで絵柄を描画することができる。さらに、本発明者は、レーザ描画による部品表面の加飾方法において、意匠デザインの精度を向上させるために、描画痕をぼかしてグラデーション加工をする手法を検討している。
　因みに、特許文献１では、レーザ加工によって透光性にグラデーションのある外観を有する透光性薄膜太陽電池の製造方法が開示されている。具体的には、この薄膜太陽電池は所定角度で傾斜した支持台に載置され、太陽電池上の加工点とレーザの焦点との距離を一次的に変化させることで透光性開口溝または穴が形成されている。この場合、太陽電池上の加工点とレーザの焦点との距離が大きくなるに従って、太陽電池に形成される透光性開口溝または穴が小さくなる。この結果、太陽電池の透光性（透過率）の状態にグラデーションが発生する。
特許第４９４９１２６号公報
　ところで、特許文献１に開示されている手法では、高さ方向（Ｚ方向）におけるレーザの焦点ずらし量を一次的に変化させている。つまり、図９に示されるように、ワークとなる平板状の薄膜太陽電池６０を傾斜して配置し、レーザＬ１の焦点を水平方向に移動させることで、レーザＬ１の焦点位置Ｏ１からワーク６０までの距離を一次的に変化させている。この手法をレーザ描画による加飾方法に適用した場合、一定量の焦点ずらし量では、レーザ加工部の加工度合いに変化が起きない領域が存在する。具体的には、図１０に示されるように、焦点距離ｆにおけるレーザＬ１のビームスポット径は、無限小にすることはできず、最小スポット径ｄが存在している。なお、最小スポット径ｄは、レーザＬ１の波長によって異なる値となる。焦点深度ｂは、レーザＬ１が最小スポット径ｄとなる位置でのウエスト半径ｗ（最小スポット径ｄの半径）に対して、レーザＬ１のウエスト半径Ｗ０が次式（１）で示される範囲である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　この焦点深度ｂでは、レーザＬ１のビームスポット径は緩やかに変化する。従って、レーザＬ１の焦点深度ｂの範囲内では、Ｚ方向に焦点をずらしても、レーザ加工部のグラデーションが起きにくい。このため、特許文献１の手法をレーザ描画による加飾方法に適用した場合、絵柄に正確なグラデーションを付与することができなかった。また、自動車の内装部品において、装飾を加える加飾面は、薄膜太陽電池６０のように単純な平坦面ではなく、曲面であることが少なくない。このため、ワークを傾斜させてレーザＬ１の焦点位置を一次的に変化させる手法では、グラデーションを正確に付与することができない。
　本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、樹脂成形体の表面の絵柄にグラデーションを正確に付与することができる車両用内装部品の加飾装置及び加飾方法を提供することにある。また、別の目的は、樹脂成形体の表面にグラデーションを有する絵柄を加飾して外観品質を高めることができる車両用内装部品を提供することにある。
　上記課題を解決するために、手段１に記載の発明は、樹脂成形体の加飾面または前記樹脂成形体上に形成された塗膜の加飾面にレーザを照射することにより、線状のレーザ加工部からなる絵柄を描くとともに、前記レーザの焦点を前記加飾面からずらして描画することで前記絵柄の一部にグラデーションを形成する車両用内装部品の加飾装置であって、前記加飾面の前記絵柄に前記グラデーションを付与するグラデーション領域について、実際の加飾面の表面形状に対して曲率が異なるように変形させた仮想の加飾面を想定し、その仮想の加飾面上に描画データを作成するデータ作成装置と、前記データ作成装置が作成した前記描画データに基づいて、前記仮想の加飾面上に焦点が合うように前記レーザを照射することにより、前記実際の加飾面から前記レーザの焦点をずらした状態で前記加飾面にレーザ加工を行い、前記グラデーションを形成するレーザ描画装置とを備えたことを特徴とする車両用内装部品の加飾装置をその要旨とする。
　手段１に記載の発明によると、データ作成装置により、グラデーション領域について、実際の加飾面の表面形状に対して曲率が異なるように変形させた仮想の加飾面が想定され、その仮想の加飾面上に描画データが作成される。そして、レーザ描画装置により、その描画データに基づいて、仮想の加飾面上に焦点が合うようにレーザが照射される。この結果、実際の加飾面からレーザの焦点をずらした状態で樹脂成形体の加飾面にレーザ加工が行われ、グラデーションを有する絵柄が描画される。このように描画すると、部品表面の絵柄に所望とするグラデーションを正確に付与することができ、車両用内装部品における意匠デザインの精度を高めることができる。なお、仮想の加飾面は、実際の加飾面よりもレーザ描画装置側に位置していることがよい。
　レーザ描画装置は、樹脂成形体の加飾面において面方向にレーザの焦点を走査する機能と、焦点を加飾面の垂直方向に調整する機能とを有する。そして、レーザ描画装置は、描画データに基づいて、レーザの焦点を面方向に移動させる際に、面方向の単位長さに対する垂直方向の焦点ずらし量を、グラデーションを付与しない描画領域に接続されるグラデーション領域の始端側は大きくし、描画領域から離間したグラデーション領域の終端側に行くに従って徐々に小さくすることにより、グラデーション領域におけるレーザ加工部にグラデーションを形成する。つまり、グラデーション領域の始端側ではレーザの焦点が焦点深度の範囲内にあるので、その場合には焦点ずらし量を大きくし、グラデーション領域の終端側ではレーザの焦点が焦点深度の範囲外にあるので、その場合には焦点ずらし量を小さくする。このようにすると、部品表面に加飾する絵柄に所望とするグラデーションを正確に付与することができ、車両用内装部品における意匠デザインの精度を高めることができる。なお、レーザ描画装置は、凹状のレーザ加工部を形成して絵柄を描画してもよいし、加飾面を凸状に膨らませたレーザ加工部を形成して絵柄を描画してもよいし、塗膜表面及び部品表面の少なくとも一方を変色させて絵柄を描画してもよい。
　手段２に記載の発明は、樹脂成形体の加飾面または前記樹脂成形体上に形成された塗膜の加飾面にレーザを照射することにより、線状のレーザ加工部からなる絵柄を描くとともに、前記レーザの焦点を前記加飾面からずらして描画することで前記絵柄の一部にグラデーションを形成する車両用内装部品の加飾方法であって、前記加飾面の前記絵柄に前記グラデーションを付与するグラデーション領域について、前記レーザの焦点を前記加飾面の面方向に移動させる際に、前記面方向の単位長さに対する前記加飾面の垂直方向の焦点ずらし量を、前記グラデーション領域の始端側は大きくし、前記グラデーション領域の終端側に行くに従って徐々に小さくすることにより、前記グラデーション領域における前記レーザ加工部に前記グラデーションを形成するようにしたことを特徴とする車両用内装部品の加飾方法をその要旨とする。
　手段２に記載の発明によると、樹脂成形体の加飾面に対してレーザを照射しそのレーザの焦点を加飾面の面方向に走査することで絵柄を構成する線状のレーザ加工部が形成される。また、加飾面の絵柄の一部にグラデーションを付与する際には、面方向の単位長さに対する加飾面の垂直方向の焦点ずらし量を、グラデーション領域の始端側は大きくし、グラデーション領域の終端側に行くに従って徐々に小さくしている。このようにすると、部品表面の絵柄に所望とするグラデーションを正確に付与することができ、車両用内装部品における意匠デザインの精度を高めることができる。なお、レーザの照射によって、凹状のレーザ加工部を形成して絵柄を描画してもよいし、加飾面を凸状に膨らませたレーザ加工部を形成して絵柄を描画してもよいし、塗膜表面及び部品表面の少なくとも一方を変色させて絵柄を描画してもよい。
　手段３に記載の発明は、手段１に記載の加飾装置を用いて前記絵柄が描画された車両用内装部品であって、前記加飾面に描画された前記絵柄には、前記グラデーション領域の始端側から終端側に向けて、前記レーザ加工部の高さまたは深さを一定の割合で減少させることで前記グラデーションが付与されていることを特徴とする車両用内装部品をその要旨とする。
　手段３に記載の発明によると、樹脂成形体の加飾面に描画された絵柄の一部には、レーザ加工部の高さまたは深さを一定の割合で減少させることでグラデーションが付与されている。このようにすると、加飾面の絵柄に所望とするグラデーションを正確に付与することができ、車両用内装部品における外観品質を高めることができる。
　また、加飾面の表面状態を変化させて線状のレーザ加工部が形成される車両用内装部品において、レーザ加工部の幅を一定の割合で減少させることでグラデーションが付与されていてもよい。なお、線状のレーザ加工部としては、加飾面に対して削ったり、発泡させたり、焦がしたりして表面状態を変化させる加工部を含む。このように、レーザ加工部の幅を減少させた場合でも、加飾面の絵柄に所望とするグラデーションを正確に付与することができ、車両用内装部品における意匠デザインの精度を高めることができる。
　樹脂成形体の加飾面としては、平坦面であってもよいし曲面であってもよい。曲面形状をなす加飾面であった場合でも、その曲面形状に応じて仮想の加飾面を想定し、その仮想の加飾面によってレーザの焦点ずらし量を調整することより、グラデーションを有する絵柄を正確に描画することができる。
　以上詳述したように、請求項１～３に記載の発明によると、樹脂成形体の表面の絵柄にグラデーションを正確に付与することができる。また、請求項４に記載の発明によると、樹脂成形体の表面にグラデーションを有する絵柄を加飾して車両用内装部品の外観品質を高めることができる。
本実施の形態における車両用内装部品を示す斜視図。 図１のＡ－Ａ線断面図。 グラデーション領域におけるレーザ加工部を示す拡大平面図。 車両用内装部品の加飾装置を示す概略構成図。 グラデーション領域における仮想の加飾面を示す斜視図。 グラデーション領域におけるレーザ加工を示す斜視図。 本実施の形態のグラデーションの形成方法を示す説明図。 従来のグラデーションの形成方法を示す説明図。 従来のグラデーションの形成方法を示す説明図。 レーザのビームスポット径を示す説明図。
　以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
　図１は、車両用内装部品１を示す斜視図であり、図２は、その車両用内装部品１を示す拡大断面図である。図１及び図２に示されるように、車両用内装部品１は、立体的形状の樹脂成形体２と、その樹脂成形体２の表面を被覆するように形成された塗膜３とを有し、塗膜３の表面に絵柄４が描かれている。本実施の形態の車両用内装部品１は、ドアのアームレストを構成する部品である。樹脂成形体２は、ＡＢＳ樹脂を用いて成形された樹脂成形品であり、黒色に着色されている。また、樹脂成形体２の表面を覆う塗膜３は、例えば高光沢黒色（ピアノブラック）の塗料を用いて形成されている。絵柄４は、樹脂成形体２の上面において加飾面５となる塗膜３の表面に、レーザ描画（具体的には、レーザアブレーション加工）によって描かれている。つまり、本実施の形態の絵柄４は、線状のレーザ加工部６（断面略Ｖ字状のレーザ加工溝）からなる。なお、レーザアブレーション加工とは、レーザを固体に照射し、溶融を経ずに原子、分子、クラスターが直接蒸発して、固体表面が削り取られる現象を利用した非加熱加工である。
　また、塗膜３の表面の絵柄４には、その縁部のグラデーション領域Ｒ１にグラデーションが形成されている。図２及び図３に示されるように、本実施の形態では、グラデーション領域Ｒ１の始端Ｓ１側から終端Ｓ２側に向けて、レーザ加工部６の深さＤ１及び幅Ｗ１を一定の割合で減少させることにより、グラデーションが付与されている。また、グラデーションを付与しない描画領域Ｒ０については、一定の深さＤ１及び幅Ｗ１を有するレーザ加工部６によって絵柄４が描かれている。なお、図３に示されるレーザ加工部６は直線状であるが、曲線状のレーザ加工部６も含んで絵柄４が描画されている。また、グラデーション領域Ｒ１の始端Ｓ１は描画領域Ｒ０に接続されている。さらに、グラデーション領域Ｒ１の終端Ｓ２は、描画領域Ｒ１から離間しており、絵柄４の外周縁に位置している。
　図４には、本実施の形態における車両用内装部品１の加飾装置３０を示している。この加飾装置３０は、樹脂成形体２上に形成された塗膜３の加飾面５にレーザＬ１を照射することにより、線状のレーザ加工部６からなる絵柄４を描くための装置である。本実施の形態の加飾装置３０は、レーザＬ１の焦点を加飾面５からずらして描画することで絵柄４の一部にグラデーションを形成する機能を有している。
　図４に示されるように、本実施の形態の加飾装置３０は、レーザ照射装置３１（レーザ描画装置）、ワーク変位ロボット３２及び制御装置３３（データ作成装置）を備えている。レーザ照射装置３１は、レーザＬ１（本実施の形態では、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザ）を発生させるレーザ発生部４１と、レーザＬ１を偏向させるレーザ偏向部４２と、レーザ発生部４１及びレーザ偏向部４２を制御するレーザ制御部４３とを備えている。レーザ偏向部４２は、レンズ４４と反射ミラー４５とを複合させてなる光学系であり、これらレンズ４４及び反射ミラー４５の位置を変更することにより、レーザＬ１の照射位置や焦点距離を調整するようになっている。レーザ制御部４３は、レーザＬ１の照射時間変調、照射強度変調、照射面積変調などの制御を行う。
　また、ワーク変位ロボット３２は、ロボットアーム４６と、ロボットアーム４６の先端に設けられたワーク支持部４７とを備えている。ワーク支持部４７は、表面に塗膜３が塗装された樹脂成形体２を支持するようになっている。そして、ワーク変位ロボット３２は、ロボットアーム４６を駆動して樹脂成形体２の位置及び角度を変更することにより、樹脂成形体２の表面に対するレーザＬ１の照射位置を変更するようになっている。
　制御装置３３は、ＣＰＵ５０、メモリ５１及び入出力ポート５２等からなる周知のコンピュータにより構成されている。ＣＰＵ５０は、レーザ照射装置３１及びワーク変位ロボット３２に電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。
　なお、メモリ５１には、レーザ照射を行うためのレーザ照射データが記憶されている。レーザ照射データは、ＣＡＤデータを変換することによって得られるデータである。ＣＡＤデータは、樹脂成形体２の表面の形状データや絵柄４を示す画像データ等を変換することによって得られるデータである。メモリ５１に記憶されるレーザ照射データとしては、レーザＬ１の照射位置、焦点距離、照射角度、照射面積、照射時間、照射強度、照射周期、照射ピッチなどを示すデータである。
　また、本実施の形態の制御装置３３において、ＣＰＵ５０は、絵柄４のグラデーション領域Ｒ１について、実際の加飾面５の表面形状に対して曲率が異なるように変形させた仮想の加飾面を想定し、その仮想の加飾面上に描画データを作成する。具体的には、図５に示されるように、実際の加飾面５の表面形状に対して凸状に盛り上がった仮想の加飾面５ａが想定される。そして、その仮想の加飾面５ａ上において絵柄４に対応した描画データが作成される。なお、仮想の加飾面５ａの曲率は、グラデーション領域Ｒ１の始端Ｓ１側ほど大きく、その終端Ｓ２側に行くに従って小さくなっている。また、仮想の加飾面５ａは、実際の加飾面５よりもレーザ照射装置３１側に位置している。
　さらに、制御装置３３のＣＰＵ５０は、実際の加飾面５上の描画データ及び仮想の加飾面５ａ上の描画データに基づいて、レーザ照射データを作成して各レーザ照射データをメモリ５１に記憶する。ここで、ＣＰＵ５０は、グラデーションのない描画領域Ｒ０の絵柄４については、実際の加飾面５上に焦点が合うようにレーザ照射データを作成するとともに、グラデーション領域Ｒ１の絵柄４については、仮想の加飾面５ａ上に焦点が合うようにレーザ照射データを作成する。
　そして、車両用内装部品１の加飾時には、ＣＰＵ５０は、メモリ５１からレーザ照射データを読み出して、その照射データに基づいてレーザ照射装置３１を制御する。
　次に、車両用内装部品１の加飾面５に絵柄４を加える加飾方法について説明する。
　まず、熱可塑性樹脂（本実施の形態ではＡＢＳ樹脂）を用いて所定の立体形状に成形した樹脂成形体２を準備する。そして、樹脂成形体２は、作業者によってワーク変位ロボット３２のワーク支持部４７（図４参照）にセットされる。
　次に、樹脂成形体２の表面を覆う塗膜３を形成する。詳述すると、ＣＰＵ５０は、塗膜形成用の駆動信号を生成し、生成した塗膜形成用の駆動信号を塗装機（図示略）に出力する。そして、塗装機は、ＣＰＵ５０から出力された塗膜形成用の駆動信号に基づいて、樹脂成形体２の表面上に塗料を塗装することにより塗膜３を形成する。その後、その塗膜３を乾燥させる。なお、本実施形態では、樹脂成形体２をワーク変位ロボット３２のワーク支持部４７にセットした状態で塗装・乾燥工程を行ったが、別の装置にて塗装・乾燥工程を行った後に樹脂成形体２をワーク支持部４７にセットしてもよい。
　その後、レーザ照射装置３１を駆動することで、樹脂成形体２の表面の塗膜３にレーザＬ１を照射し、塗膜３の加飾面５上に絵柄４を描画する。具体的に言うと、ＣＰＵ５０は、レーザ照射を行うためのレーザ照射データをメモリ５１から読み出す。そして、ＣＰＵ５０は、レーザ照射データに基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号をレーザ照射装置３１に出力する。レーザ照射装置３１は、ＣＰＵ５０から出力された駆動信号に基づいて、樹脂成形体２の表面に形成された塗膜３にレーザＬ１を照射する。なお、レーザ照射装置３１のレーザ制御部４３は、レーザ発生部４１からレーザＬ１を照射させ、加飾面５，５ａにおける画像データのパターンに応じてレーザ偏向部４２を制御する。この制御によって、レーザＬ１の照射位置及び焦点位置が決定される。
　ここで、絵柄４においてグラデーションを付けない描画領域Ｒ０には、実際の加飾面５上に焦点が合うようにしてレーザＬ１が照射され、その加飾面５がレーザ加工されることで絵柄４が描画される。一方、絵柄４におけるグラデーション領域Ｒ１では、仮想の加飾面５ａ上に焦点が合うようにレーザＬ１を照射することにより、実際の加飾面５からレーザＬ１の焦点を上方にずらした状態で加飾面５がレーザ加工される（図６参照）。このレーザ加工によって、グラデーション領域Ｒ１の絵柄４にグラデーションが形成される。
　より詳しくは、図７に示されるように、グラデーション領域Ｒ１について、レーザＬ１の焦点を加飾面５の面方向に移動させる際に、面方向の単位長さＸ１に対する加飾面５の垂直方向の焦点ずらし量Δｆを、グラデーション領域Ｒ１の始端Ｓ１側は大きくする。そして、その焦点ずらし量Δｆを、グラデーション領域Ｒ１の終端Ｓ２側に行くに従って徐々に小さくする。つまり、本実施の形態では、レーザＬ１の焦点が焦点深度ｂ（図１０参照）の範囲内にある場合には焦点ずらし量Δｆを大きくし、レーザＬ１の焦点が焦点深度ｂの範囲外にある場合には焦点ずらし量Δｆを小さくしている。この結果、グラデーション領域Ｒ１における線状のレーザ加工部６において、幅Ｗ１及び深さＤ１が一定の割合で減少することで、グラデーションが正確に形成される。
　因みに、図８には、レーザＬ１の焦点ずらし量Δｆを一次的に変化させた場合（従来技術の場合）のレーザ加工部６を示している。この場合、線状のレーザ加工部６において、グラデーション領域Ｒ１の始端Ｓ１側（焦点深度ｂの範囲内）ではグラデーションが付きにくく、グラデーションを正確に形成することができない。これに対して、本実施の形態のように、レーザＬ１の焦点ずらし量Δｆの変化を、グラデーション領域Ｒ１の終端Ｓ２側よりも始端Ｓ１側を大きくすることにより、グラデーションが正確に形成される。
　ＣＰＵ５０は、メモリ５１に記憶されているレーザ照射データに基づいて、絵柄４を構成する全ての描画領域（描画領域Ｒ０及びグラデーション領域Ｒ１）について、レーザＬ１を照射する。この結果、樹脂成形体２の塗膜３の加飾面５に、グラデーションを有する絵柄４が描画されることにより、図１及び図２に示す車両用内装部品１が完成する。
　従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
　（１）本実施の形態の加飾装置３０において、グラデーション領域Ｒ１について、実際の加飾面５の表面形状に対して曲率が異なるように変形させた仮想の加飾面５ａが想定され、その仮想の加飾面５ａ上に描画データが作成される。そして、その描画データに基づいて、レーザ照射装置３１が駆動され、仮想の加飾面５ａ上に焦点が合うようにレーザＬ１が照射される。この結果、実際の加飾面５からレーザＬ１の焦点をずらした状態で樹脂成形体２の加飾面５にレーザ加工が行われ、グラデーションを有する絵柄４が描画される。このように描画すると、樹脂成形体２の塗膜３における加飾面５の絵柄４にグラデーションを正確に付けることができ、車両用内装部品１における意匠デザインの精度を高めることができる。
　（２）本実施の形態では、加飾装置３０におけるレーザ照射装置３１は、樹脂成形体２の加飾面５において面方向にレーザＬ１の焦点を走査する機能と、焦点を加飾面５の垂直方向に調整する機能とを有する。そして、レーザ照射装置３１により、レーザＬ１の焦点を面方向に移動させる際に、面方向の単位長さＸ１に対する垂直方向の焦点ずらし量Δｆを、グラデーション領域Ｒ１の始端Ｓ１側は大きくし、グラデーション領域Ｒ１の終端Ｓ２側に行くに従って徐々に小さくしている。つまり、グラデーション領域Ｒ１の始端Ｓ１側ではレーザＬ１の焦点が焦点深度ｂの範囲内にあるので、その場合には焦点ずらし量Δｆを大きくし、グラデーション領域Ｒ１の終端Ｓ２側ではレーザＬ１の焦点が焦点深度ｂの範囲外にあるので、その場合には焦点ずらし量Δｆを小さくする。このようにすると、樹脂成形体２の塗膜３の絵柄４にグラデーションを正確に付けることができ、車両用内装部品１における意匠デザインの精度を高めることができる。
　（３）本実施の形態の車両用内装部品１において、樹脂成形体２の加飾面５に描画された絵柄４の一部には、レーザ加工部６の幅Ｗ１及び深さＤ１を一定の割合で減少させることでグラデーションが付与されている。このようにすると、加飾面５の絵柄４にグラデーションを正確に付けることができ、車両用内装部品１における外観品質を高めることができる。
　なお、本発明の各実施の形態は以下のように変更してもよい。
　・上記実施の形態の絵柄４は、黒色の塗膜３に形成されていたが、他の有色の塗膜３に形成されるものでもよい。さらに、塗膜３を省略して樹脂成形体２の表面に絵柄４を直接描画してもよい。また、樹脂成形体２の表面において、塗膜３を保護するクリアコート層を形成し、そのクリアコート層に絵柄４を描画してもよい。さらには、絵柄４を描画した塗膜３の表面に保護層（クリアコート層）を形成してもよいし、絵柄４を描画した樹脂成形体２の表面に保護層を形成してもよい。
　・上記実施の形態では、車両用内装部品１の加飾面５は、平坦面に近い表面形状であったが、これに限定されるものではなく、曲面であってもよい。加飾面５が曲面形状である場合でも、上記実施の形態のように仮想の加飾面５ａを想定し、それを用いてレーザＬ１の焦点をずらしてレーザ加工を行うことにより、グラデーションを正確に形成することができる。
　・上記実施の形態では、レーザ照射によって凹状のレーザ加工部６（レーザ加工溝）を形成して絵柄４を描画していたが、レーザ加工部６としては、これに限定されるものではない。例えば、レーザ照射によって塗膜３の加飾面５を凸状に膨らませたレーザ加工部を形成し、そのレーザ加工部によって絵柄４を描画してもよい。なお、このレーザ加工部は、例えばレーザ照射による発泡現象（樹脂を溶融させる際に泡が発生する現象）を利用して形成し、グラデーション領域ではレーザ加工部の高さを一定の割合で減少させることでグラデーションを形成する。さらに、レーザ照射によって塗膜３表面や部品表面を変色させて絵柄４を描画してもよい。この場合、グラデーション領域ではレーザ加工部の幅を一定の割合で減少させることでグラデーションを形成する。
　・上記実施の形態では、実際の加飾面５に対して凸状に膨らませた仮想の加飾面５ａを想定し、レーザＬ１の焦点を実際の加飾面５の上方にずらしてレーザ加工を行うものであったが、これに限定されるものではない。実際の加飾面５に対して凹状に凹ませた仮想の加飾面を設定し、上記実施の形態とは反対に加飾面５の下方に焦点をずらしてレーザ加工を行うようにしてもよい。このようにしても、加飾面５の絵柄４に所望とするグラデーションを正確に付与することができる。
　・上記実施の形態の加飾装置３０では、レーザ照射装置３１におけるレーザ偏向部４２を駆動することで、レーザＬ１の焦点ずらし量Δｆを調整するものであったが、これに限定するものではない。例えば、ロボットアーム４６を駆動することによりレーザＬ１の焦点ずらし量Δｆを調整するように構成してもよい。また、ロボットアーム４６以外に、加飾面５の垂直方向に樹脂成形体２を移動させるＺ軸調整機構を設け、その調整機構によって垂直方向の焦点ずらし量Δｆを調整するように構成してもよい。
　・上記実施の形態は、車両用内装部品１をドアのアームレストに具体化するものであったが、これ以外に、コンソールボックス、インストルメントパネルなどの他の内装部品に具体化してもよい。
　次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
　（１）手段１において、前記レーザ描画装置は、前記樹脂成形体の前記加飾面において面方向に前記レーザの焦点を走査する機能と、前記焦点を前記加飾面の垂直方向に調整する機能とを有し、前記レーザの焦点が焦点深度の範囲内にある場合には、前記面方向の単位長さに対する前記垂直方向の焦点ずらし量を大きくし、前記レーザの焦点が前記焦点深度の範囲外にある場合には、前記焦点ずらし量を小さくして、前記レーザ加工部にグラデーションを形成するようにしたことを特徴とする車両用内装部品の加飾装置。
　（２）手段３において、前記加飾面の表面状態を変化させて前記線状のレーザ加工部が形成されるものであり、前記レーザ加工部の幅を一定の割合で減少させることで前記グラデーションが付与されていることを特徴とする車両用内装部品。
　（３）手段３において、前記加飾面は、曲面形状を有することを特徴とする車両用内装部品。
　１…車両用内装部品
　３…塗膜
　４…絵柄
　５…加飾面
　５ａ…仮想の加飾面
　６…レーザ加工部
　３０…車両用内装部品の加飾装置
　３１…レーザ描画装置としてのレーザ照射装置
　３３…データ作成装置としての制御装置
　Ｄ１…深さ
　Ｌ１…レーザ
　Ｒ０…描画領域
　Ｒ１…グラデーション領域
　Ｓ１…グラデーション領域の始端
　Ｓ２…グラデーション領域の終端
　Ｗ１…幅

Claims (14)

  1. 　樹脂成形体の加飾面または前記樹脂成形体上に形成された塗膜の加飾面にレーザを照射することにより、線状のレーザ加工部からなる絵柄を描くとともに、前記レーザの焦点を前記加飾面からずらして描画することで前記絵柄の一部にグラデーションを形成する車両用内装部品の加飾装置であって、
    　前記加飾面の前記絵柄に前記グラデーションを付与するグラデーション領域について、実際の加飾面の表面形状に対して曲率が異なるように変形させた仮想の加飾面を想定し、その仮想の加飾面上に描画データを作成するデータ作成装置と、
    　前記データ作成装置が作成した前記描画データに基づいて、前記仮想の加飾面上に焦点が合うように前記レーザを照射することにより、前記実際の加飾面から前記レーザの焦点をずらした状態で前記加飾面にレーザ加工を行い、前記グラデーションを形成するレーザ描画装置と
    を備えたことを特徴とする車両用内装部品の加飾装置。
  2. 　前記レーザ描画装置は、前記樹脂成形体の前記加飾面において面方向に前記レーザの焦点を走査する機能と、前記焦点を前記加飾面の垂直方向に調整する機能とを有し、前記描画データに基づいて、前記レーザの焦点を前記面方向に移動させる際に、前記面方向の単位長さに対する前記垂直方向の焦点ずらし量を、前記グラデーションを付与しない描画領域に接続される前記グラデーション領域の始端側は大きくし、前記描画領域から離間した前記グラデーション領域の終端側に行くに従って徐々に小さくすることにより、前記グラデーション領域における前記レーザ加工部に前記グラデーションを形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車両用内装部品の加飾装置。
  3. 　前記仮想の加飾面は、前記実際の加飾面よりも前記レーザ描画装置側に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用内装部品の加飾装置。
  4. 　前記レーザ描画装置は、凹状の前記レーザ加工部を形成して前記絵柄を描画することを特徴とする請求項１に記載の車両用内装部品の加飾装置。
  5. 　前記レーザ描画装置は、前記加飾面を凸状に膨らませた前記レーザ加工部を形成して前記絵柄を描画することを特徴とする請求項１に記載の車両用内装部品の加飾装置。
  6. 　前記レーザ描画装置は、前記塗膜表面及び部品表面の少なくとも一方を変色させて前記絵柄を描画することを特徴とする請求項１に記載の車両用内装部品の加飾装置。
  7. 　樹脂成形体の加飾面または前記樹脂成形体上に形成された塗膜の加飾面にレーザを照射することにより、線状のレーザ加工部からなる絵柄を描くとともに、前記レーザの焦点を前記加飾面からずらして描画することで前記絵柄の一部にグラデーションを形成する車両用内装部品の加飾方法であって、
    　前記加飾面の前記絵柄に前記グラデーションを付与するグラデーション領域について、前記レーザの焦点を前記加飾面の面方向に移動させる際に、前記面方向の単位長さに対する前記加飾面の垂直方向の焦点ずらし量を、前記グラデーション領域の始端側は大きくし、前記グラデーション領域の終端側に行くに従って徐々に小さくすることにより、前記グラデーション領域における前記レーザ加工部に前記グラデーションを形成するようにしたことを特徴とする車両用内装部品の加飾方法。
  8. 　前記レーザの照射によって、凹状の前記レーザ加工部を形成して前記絵柄を描画することを特徴とする請求項７に記載の車両用内装部品の加飾方法。
  9. 　前記レーザの照射によって、前記加飾面を凸状に膨らませた前記レーザ加工部を形成して前記絵柄を描画することを特徴とする請求項７に記載の車両用内装部品の加飾方法。
  10. 　前記レーザの照射によって、前記塗膜表面及び部品表面の少なくとも一方を変色させて前記絵柄を描画することを特徴とする請求項７に記載の車両用内装部品の加飾方法。
  11. 　請求項１乃至６のいずれか１項に記載の加飾装置を用いて前記絵柄が描画された車両用内装部品であって、
    　前記加飾面に描画された前記絵柄には、前記グラデーション領域の始端側から終端側に向けて、前記レーザ加工部の高さまたは深さを一定の割合で減少させることで前記グラデーションが付与されていることを特徴とする車両用内装部品。
  12. 　前記加飾面の表面状態を変化させて前記線状のレーザ加工部が形成されるものであり、前記レーザ加工部の幅を一定の割合で減少させることで前記グラデーションが付与されていることを特徴とする請求項１１に記載の車両用内装部品。
  13. 　前記加飾面は、平坦面であることを特徴とする請求項１１に記載の車両用内装部品。
  14. 　前記加飾面は、曲面形状を有することを特徴とする請求項１１に記載の車両用内装部品。
PCT/JP2014/051336 2013-04-08 2014-01-23 車両用内装部品の加飾装置及び加飾方法、車両用内装部品 WO2014167870A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201480020189.9A CN105121089B (zh) 2013-04-08 2014-01-23 车辆用内饰部件的加饰装置及加饰方法、车辆用内饰部件
US14/782,896 US10112265B2 (en) 2013-04-08 2014-01-23 Decorating device and decorating method for vehicle interior components, and vehicle interior component

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-080655 2013-04-08
JP2013080655 2013-04-08
JP2013-262148 2013-12-19
JP2013262148A JP6133203B2 (ja) 2013-04-08 2013-12-19 車両用内装部品の加飾装置及び加飾方法、車両用内装部品

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014167870A1 true WO2014167870A1 (ja) 2014-10-16

Family

ID=51689288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/051336 WO2014167870A1 (ja) 2013-04-08 2014-01-23 車両用内装部品の加飾装置及び加飾方法、車両用内装部品

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10112265B2 (ja)
JP (1) JP6133203B2 (ja)
CN (1) CN105121089B (ja)
WO (1) WO2014167870A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11298917B2 (en) 2015-11-16 2022-04-12 Toyoda Gosei Co., Ltd. Decorative member and manufacturing method thereof

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6410463B2 (ja) * 2014-05-12 2018-10-24 トリニティ工業株式会社 加飾部品の製造方法
EP3712717A1 (fr) * 2019-03-19 2020-09-23 Comadur S.A. Methode pour marquer une glace de montre en saphir

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010064334A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Trinity Ind Corp 自動車用加飾部品の表面加飾システム
JP2011110570A (ja) * 2009-11-26 2011-06-09 Trinity Industrial Co Ltd 自動車用加飾部品の製造方法
JP2012176438A (ja) * 2011-02-01 2012-09-13 Trinity Industrial Co Ltd 車両用内装部品及びその加飾方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5872656A (en) * 1996-09-26 1999-02-16 Oakmoore Pty. Ltd. Vehicle body accessories
JP3495717B2 (ja) * 2001-03-16 2004-02-09 三洋電機株式会社 透明体内部への立体モデルの表現方法、立体モデルが表現された透明体及びその受注システム
JP4949126B2 (ja) 2007-05-25 2012-06-06 株式会社カネカ 透光性薄膜太陽電池の製造方法。
JP5152684B2 (ja) * 2008-07-08 2013-02-27 Ｔｂカワシマ株式会社 被加飾物表面加飾法
JP5870621B2 (ja) * 2011-10-27 2016-03-01 三菱マテリアル株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP2012139732A (ja) * 2012-04-26 2012-07-26 Keyence Corp レーザ加工装置、レーザ加工条件設定装置、レーザ加工方法、レーザ加工条件設定方法、レーザ加工条件設定プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体及び記録した機器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010064334A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Trinity Ind Corp 自動車用加飾部品の表面加飾システム
JP2011110570A (ja) * 2009-11-26 2011-06-09 Trinity Industrial Co Ltd 自動車用加飾部品の製造方法
JP2012176438A (ja) * 2011-02-01 2012-09-13 Trinity Industrial Co Ltd 車両用内装部品及びその加飾方法
JP2012176744A (ja) * 2011-02-01 2012-09-13 Trinity Industrial Co Ltd 車両用内装部品

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11298917B2 (en) 2015-11-16 2022-04-12 Toyoda Gosei Co., Ltd. Decorative member and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20160031041A1 (en) 2016-02-04
US10112265B2 (en) 2018-10-30
CN105121089A (zh) 2015-12-02
CN105121089B (zh) 2017-05-03
JP6133203B2 (ja) 2017-05-24
JP2014217882A (ja) 2014-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5908734B2 (ja) 車両用内装部品の製造方法
CN106604784B (zh) 加饰部件的制造方法及加饰部件
JP6328904B2 (ja) 車両用内装部品及びその加飾方法
JP6262517B2 (ja) 部品の加飾方法及び加飾部品
JP6133203B2 (ja) 車両用内装部品の加飾装置及び加飾方法、車両用内装部品
JP6410463B2 (ja) 加飾部品の製造方法
JP5377246B2 (ja) 自動車用加飾部品の製造方法
JP5839481B2 (ja) 車両用加飾部品の製造方法、車両用加飾部品
JP6312623B2 (ja) 加飾部品の製造方法、加飾部品
WO2016098359A1 (ja) 加飾部品の製造方法、加飾部品
JP6205226B2 (ja) 車両用内装部品及びその加飾方法
JP2018167441A (ja) 加飾部品及びその製造方法
JP5997537B2 (ja) 車両用加飾部品の製造方法
WO2013145377A1 (ja) 車両用加飾部品の製造方法、車両用加飾部品
JP2014101090A (ja) 車両用加飾部品の製造方法及び車両用加飾部品のレーザー加飾装置
WO2016056400A1 (ja) 加飾部品の製造方法
JP2016016423A (ja) 加飾部品の製造方法
JP2013132669A (ja) 車両用加飾部品の製造方法、車両用加飾部品

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14782524

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14782896

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14782524

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1