JP2007223218A - 積層成形体の成形方法並びに成形金型 - Google Patents

Abstract

【課題】積層成形体の成形方法並びに成形金型であって、ソフト感を良好に維持するとともに、シャープな外観形状を確保できる。
【解決手段】樹脂芯材２０の表面に表皮３０をモールドプレス成形工法、射出成形工法により一体化する際、表皮３０は、トップ層３１の裏面にクッション層３２を一体化したものを加熱軟化処理した後、成形上型５０により真空成形する際、アシストモデル７０，７０Ａで表皮３０を成形上型５０の型面に押し付け、薄肉状に均一厚みを確保できるように予備成形を行ない、溶融樹脂Ｍの供給時、熱的ダメージが表皮３０に及ぶことを回避させるとともに、真空成形することで製品表面の外観性能を高める。
【選択図】図３

Description

この発明は、ドアトリム、リヤパーセルシェルフ、フロアトリム、トランクトリム、ラゲージサイドトリム、ルーフトリム、リヤサイドトリム等の自動車用内装部品に好適な積層成形体の成形方法並びに成形金型に係り、特に、クッション性能を良好に維持できるとともに、シャープな外観形状を忠実に再現できる積層成形体の成形方法並びに成形金型に関する。

従来から、ドアトリム、ラゲージサイドトリム、リヤサイドトリム等の自動車用内装部品としては、車体パネルへの取付剛性並びに形状保持性を備えた樹脂芯材の表面に表面風合い、並びにソフト感が良好な表皮を貼着して構成されることが多い。例えば、図１９，図２０を基にドアトリム１を例示して説明する。ドアトリム１は、樹脂芯材２の表面に表皮３を一体貼着して構成されている。この樹脂芯材２としては、コスト、成形性等を考慮して、ポリプロピレン樹脂にフィラーを適宜混入した複合ポリプロピレン系樹脂材料が使用されている。また、表皮３としては、製品表面側からクロス３ａ、ポリウレタンフォーム３ｂからなる二層の積層シート材料が使用されている。この表皮３については、クロス３ａにより良好な表面風合いを確保し、ポリウレタンフォーム３ｂのクッション性により、ソフト感を良好に維持できる機能を備えている。尚、図中符号１ａはアームレストを示す。

次に、ドアトリム１の成形方法に使用する従来の成形金型４について、図２１を基に説明する。成形金型４は、可動側である成形上型５と、その下方に位置する固定側の成形下型６と、成形下型６に連設されている射出機７とから大略構成されている。成形上型５は、シリンダ５ａにより所定ストローク上下動可能に構成され、成形上型５の上下動作により、成形上下型５，６は、型締め、型開きが行なわれる。また、成形下型６には、射出機７から供給される溶融樹脂Ｍの樹脂通路として、ホットランナ６ａ、ゲート６ｂが設けられている。

そして、成形金型４が型開き状態にある時、表皮３の周縁をクランプ枠８により保持した状態で成形金型４内に投入する。次いで、成形上型５を所定ストローク下降操作して、図２２に示すように、成形上下型５，６の型クリアランスが所定値に到達した時、射出機７から溶融樹脂Ｍがホットランナ６ａ、ゲート６ｂを通じて成形下型６の型面所定位置に分配供給される。

更に、成形上型５の下降動作が続行し、成形上下型５，６の型クリアランスが一定値になった時（成形上型５が下死点に到達した時）、溶融樹脂Ｍは、成形上下型５，６間のキャビティ形状に沿ってゆきわたり、所望厚みで所望形状の樹脂芯材２が成形されるとともに、この樹脂芯材２の表面に表皮３が一体貼着されて成形が完了する（図２３参照）。従来の積層成形体及びその成形方法については、特許文献１に詳細に記載されている。

特開平１０−１００１７６号公報

このように、従来の成形金型４による樹脂芯材２と表皮３との同時成形においては、図２２に示す溶融樹脂Ｍの供給時、溶融樹脂Ｍの熱により、表皮３におけるポリウレタンフォーム３ｂ等のクッション層がダメージを受け、成形後、クッション性能が低下し、ソフト感に劣るという欠点が指摘されている。例えば、ショアＣ硬度は６２程度である。

更に、表皮３の形状保持は、樹脂芯材２に依存しているため、アームレストのコーナー部等、シャープな形状出しができず、外観意匠性についても良好なものとはいえなかった。例えば、アームレスト１ａ等のコーナー部の曲率はＲ５（Ｒは２．５が理想）である。加えて、表皮３の原反自体に絞模様が設けられている場合には、アームレスト１ａのように、展開率の高い部位では絞模様が伸び、変形することから、外観意匠性を低下させる要因となっている。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、クッション層を裏打ちしたクッション性能に優れた表皮を樹脂芯材の成形時、一体化してなる積層成形体の成形方法並びに成形金型であって、良好なソフト感が得られ、かつシャープな外観形状の再現が可能となる積層成形体の成形方法並びに成形金型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、本発明は、成形上下型内に表皮をセットし、成形上下型間で形成されるキャビティ内に溶融樹脂を供給することで樹脂芯材を所要形状に成形するとともに、樹脂芯材の表面に表皮を一体化してなる積層成形体の成形方法において、前記成形上型に真空吸引機構が付設されているとともに、成形上下型内にアシストモデルが装備され、成形上下型内に加熱軟化処理された表皮を投入し、真空吸引機構を稼動させ、成形上型の型面に沿って表皮を真空成形するとともに、アシストモデルを成形上型の型面に押し付け、成形上型とアシストモデルとの間で表皮を薄肉状に成形する表皮の予備成形工程と、表皮を成形上型に保持した状態で成形上型を所定ストローク下降操作し、成形上型が下死点に到達する直前、あるいは到達した後のいずれかのタイミングでキャビティ内に溶融樹脂を供給し、樹脂芯材を所望の曲面形状に成形するとともに、樹脂芯材の表面に表皮を積層一体化する樹脂芯材と表皮との一体化工程とからなることを特徴とする。

更に、上記方法を実施する上で使用する成形金型は、樹脂芯材の表面に表皮を一体化してなる積層成形体を所要形状に成形する成形金型であって、この成形金型は、所定ストローク上下動する可動側の成形上型と、この成形上型の下方に位置する固定側の成形下型とを備え、成形上型には、表皮を真空成形するための真空吸引機構が配設されているとともに、表皮の真空成形時、成形上型の型面に表皮を下方向から押し付けるアシストモデルが備わっていることを特徴とする。

ここで、積層成形体は、樹脂芯材と表皮とから構成されており、樹脂芯材の素材として、熱可塑性樹脂が使用され、１種類の熱可塑性樹脂、あるいは２種類以上の熱可塑性樹脂からなっても良い。好ましくは、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等が使用できる。また、熱可塑性樹脂中に充填剤を混入しても良く、充填剤としては、ガラス繊維、カーボン繊維等の無機繊維、タルク、クレイ、シリカ、炭酸カルシウム等の無機粒子がある。更に、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、難燃剤、低収縮剤等の各種添加剤が配合されても良い。一方、表皮としては、成形金型から絞模様を転写するために、熱可塑性樹脂シートの単一シート材料か、あるいは熱可塑性樹脂シートをトップ層として、その裏面にポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム等の発泡樹脂成形体からなるクッション層を裏打ちした積層シート材料を使用することができる。尚、所望ならば、裏面にバッキングシートやメリヤス布等をラミネートしても良い。

更に、積層成形体の用途としては、ドアトリム、リヤパーセルシェルフ、フロアトリム、トランクトリム、ラゲージサイドトリム、ルーフトリム、リヤサイドトリム等の自動車用内装部品に適用できる他に、鉄道車両等の内装パネルや、家屋の内装パネル等に適用することもできる。

次に、上記表皮の予備成形工程の具体的な実施形態としては、前記表皮の予備成形工程に使用するアシストモデルは、昇降機構によりモデル型が上下動可能に支持されており、昇降機構の伸張作用により、成形上型の型面に沿って真空成形される表皮をモデル型により押し付けることを特徴とする。

また、上記方法に使用する成形金型におけるアシストモデルは、成形下型の型面形状に合致した形状のモデル型と、このモデル型を成形上下型内の所定位置に投入するための搬送機構と、成形上型の型面に表皮を押し付けるための昇降機構とを備えていることを特徴とする。

一方、表皮の予備成形工程における更に別の実施形態としては、前記表皮の予備成形工程に使用するアシストモデルは、エアバッグ式のアシストモデルが採用され、このアシストモデルは、エア注入機からエアをエアバッグ内に注入するか、あるいは注入したエアを外部に排気することでエアバッグを膨張、収縮操作可能とし、このエアバッグを膨張させて表皮を成形上型の型面に押し付けることを特徴とする。

上記方法に使用する成形金型におけるアシストモデルは、エアの注入、除去により、膨張、収縮するエアバッグと、このエアバッグを成形上下型内の所定位置に投入するための搬送機構と、エアバッグ内にエアを注入するエア注入機とからなることを特徴とする。

そして、本発明方法によれば、加熱軟化処理した表皮を型開き状態にある成形上下型内に投入した後、プレス上型の真空吸引機構が稼動することにより、表皮は成形上型の型面に沿って追従保持され、更に、モデル型やエアバッグ式モデル型が表皮を成形上型の型面に押し付けるため、表皮を成形上型の型面に沿って忠実に成形できる。次いで、表皮を真空吸引力により成形上型に保持した状態でキャビティ内に溶融樹脂が供給されるため、溶融樹脂からの熱的ダメージが表皮のクッション層に及ぶことが少なく、クッション層のクッション性能を良好に維持できる。また、表皮を製品形状に真空成形した状態で成形上型に保持し、溶融樹脂の供給を行なうため、溶融樹脂の流動性を良好に維持できるとともに、製品のハイライト線等、シャープな外観形状を忠実に再現することができる。

更に、成形上型とアシストモデルとにより、表皮の予備成形を行なうため、真空成形時に成形上型の型面から絞模様を良好に転写することができ、従来の高価な絞付きシートを使用することなく、廉価な樹脂シートを使用しても、精度の良い絞模様の転写ができる。加えて、上記アシストモデルとして、エアバッグ形式のアシストモデルを採用すれば、軽量で廉価な構成となり、昇降機構の駆動スペースを設ける必要がない。

次に、本発明に係る成形金型の更に好ましい実施の形態においては、前記アシストモデルのコーナー部の曲率は、成形上型のコーナー部の曲率より小さく設定されていることを特徴とする。そして、この実施の形態によれば、アシストモデルのコーナー部における曲率を成形上型のコーナー部の曲率に比べて小さく設定することにより、表皮を予備成形する際、コーナー部の形状出しをより精度良く行なうことができる。

以上説明した通り、本発明に係る積層成形体の成形方法は、成形上型に真空吸引機構を付設するとともに、成形上下型内にアシストモデルを投入し、加熱軟化処理した表皮を成形上型の型面に沿って真空成形するとともに、アシストモデルにより表皮を成形上型の型面にプレス圧着することで、表皮を薄肉状に予備成形するというものであるから、型締め直前、あるいは型締め後に溶融樹脂を供給する際、表皮と下型との間に充分なクリアランスが確保されているため、表皮のクッション層に加わる熱的ダメージが少ない。更に、製品形状に賦形され、その形状を保持するため、積層成形体はソフト感に優れ、かつシャープなハイライト線等、外観形状をシャープに再現することができる。また、樹脂の流動性を向上させることにより、成形性を高めることができるという種々の効果を有する。

更に、本発明に係る積層成形体の成形方法は、表皮を加熱軟化処理後、成形上型とアシストモデルとの間で予備成形を行なうため、廉価な絞なしシートを使用しても、真空成形時に成形上型から絞模様を精度良く転写することができる。従って、展開率の高い部位においても絞流れ等の外観不良が生じることがなく、廉価で外観見栄えの優れた積層成形体を提供できるという効果を有する。

以下、本発明に係る積層成形体の成形方法の実施例について、ドアトリムの成形方法及びそれに使用する成形金型の具体例を例示して詳細に説明する。尚、念のため付言すれば、本発明の要旨は特許請求の範囲に記載した通りであり、以下に説明する実施例の内容は、本発明の一例を単に示すものに過ぎない。

図１乃至図１３は本発明の第１実施例を示すもので、図１は本発明方法により成形したドアトリムを示す正面図、図２は同ドアトリムの構成を示す断面図、図３は本発明方法に使用する成形金型の全体構成を示す説明図、図４は同成形金型における表皮セット枠の構成を示す（ａ）斜視図、（ｂ）断面図、図５は同表皮セット枠における別実施例の構成を示す（ａ）斜視図、（ｂ）断面図、図６乃至図１３は本発明に係るドアトリムの成形方法の各工程を示す説明図である。

まず、図１，図２において、ドアトリム１０は、所望の曲面形状に成形され、図示しないドアパネルへの取付剛性並びに形状保持性を有する樹脂芯材２０の表面に表面外観並びに表面感触に優れた表皮３０を積層一体化して構成されている。尚、ドアトリム１０には、各種付属部品が装着されている。例えば、中接部には、インサイドハンドルエスカッション１１が取り付けられており、中接部の下方に位置するアームレスト１２は、室内側に膨出する形状に成形され、アームレスト１２の上面にプルハンドルユニット１３、パワーウインドウスイッチエスカッション１４が取り付けられている。また、アームレスト１２の下方には、備品を収容できるドアポケット１５が配備され、そのフロント側には、ドアトリム１０と一体、あるいは別体にスピーカグリル１６が取り付けられている。

そして、上記ドアトリム１０における樹脂芯材２０としては、熱可塑性樹脂の材料を使用し、後述するモールドプレス成形工法の他に射出成形工法等の各種成形工法を採用することができる。使用する熱可塑性樹脂材料としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等がある。

一方、表皮３０としては、本実施例ではトップ層３１、クッション層３２の二層積層体からなるシート材料が使用されており、トップ層３１としては、ＴＰＯ（サーモプラスチックオレフィン）樹脂、ＰＶＣ樹脂、ＰＰ樹脂等の熱可塑性樹脂シートが使用され、クッション層３２としては、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム等の発泡樹脂シートが使用されている。

ところで、本発明方法により形成されたドアトリム１０は、従来のモールドプレス成形工法、真空成形工法に比べ、製品のソフト感並びに製品の外観形状（シャープ形状）が表１に示すように改善されている。

すなわち、ショアＣ硬度が５６であり、優れたクッション性能を備えているとともに、Ｒ２．５のように、成形金型のＲとほぼ等しいＲを備えている。更に、ドアトリム１０における表皮３０の外観は、成形金型から絞模様が転写され、絞模様の再現が非常に良好であり、意匠性においても優れたものとなっている。

次に、上記ドアトリム１０を成形するための成形金型４０の構成を図３を基に説明する。

成形金型４０は、樹脂芯材２０と表皮３０とを一体にモールドプレス成形することができる相互に型締め、型開き可能な成形上型５０、成形下型６０と、表皮３０を成形上型５０と協働して予備成形するように成形上下型５０，６０内に投入されるアシストモデル７０と、成形上下型５０，６０が型開き状態にある時、表皮３０を型内に投入することができる表皮セット枠８０とから大略構成されている。

更に詳しくは、成形上型５０は、プレス機５１と連結され、所定ストローク上下動可能であり、それぞれ型締め、型開き状態を形成することができ、この成形上型５０の周縁に沿って表皮セット枠８０を保持するクランパー５２がシリンダ５３により支持されている。また、成形上型５０は、表皮３０を予備成形するための真空吸引機構Ｖｃが付設されている。すなわち、成形上型５０の型面には多数の真空吸引孔５４が開設され、真空吸引孔５４と連通する空気室５５と真空ポンプ５６との間に真空吸引管５７が配管され、この真空吸引管５７には、開閉バルブ５８が設けられている。

一方、成形上型５０の下方に位置する成形下型６０は、射出機（図示せず）から供給される溶融樹脂Ｍの樹脂通路となるマニホールド６１、ゲート６２が設けられており、これらマニホールド６１、ゲート６２を通じて溶融樹脂Ｍは成形下型６０の型面上に供給される。更に、成形上下型５０，６０内に投入されるアシストモデル７０は、アルミ等の軽金属材料、あるいは樹脂材料から構成されたモデル型７１と、このモデル型７１を退避位置から成形上下型５０，６０内の所定位置に投入するための搬送シリンダ７２等の搬送機構と、表皮３０を成形上型５０の型面に押し付けるためにモデル型７１を昇降させる昇降シリンダ７３等の昇降機構とから構成されている。

次いで、表皮３０を型内にセットする表皮セット枠８０は、図４，図５に示す形態のものが使用されている。まず、図４に示すように、表皮セット枠８０は、アルミ製のフレーム体８１の上面に所定ピッチ間隔で表皮３０を突き刺し保持するための保持用ニードル８２が設けられている。従って、図４（ａ）に示すように、予め所定寸法にカットされた表皮３０の周縁部を保持用ニードル８２により突き刺すことで表皮セット枠８０上に表皮３０を確実に支持することができる。また、図５に示すように、セット枠８０Ａとして、ベースフレーム８３に対してヒンジ部８４を介して回動可能に開閉フレーム８５を取り付け、ベースフレーム８３と開閉フレーム８５との間で表皮３０を挟み込むように支持するようにしても良い。この挟み込みタイプの場合には、ニードルタイプに比較して、成形時に成形上下型５０，６０の型面に沿って引き込み力が作用した際、表皮３０が滑り込んで成形上下型５０，６０の型面に追随することができ、成形性に優れるという利点がある。

以下、簡易なニードルタイプの表皮セット枠８０を使用して、ドアトリム１０を成形する方法について説明する。まず、図６に示すように、表皮セット枠８０の保持用ニードル８２に表皮３０を突き刺すことで、表皮セット枠８０上に表皮３０を保持した後、ヒーター９０内に投入し、表皮３０を所定温度に加熱軟化させる。その後、図７に示すように、成形金型４０内に表皮３０をセットするが、この時、成形上下型５０，６０は型開き状態にあり、また、成形上型５０のクランパー５２はシリンダ５３が収縮動作しているため、外側位置にきている。そして、作業者は、所定温度に加熱軟化処理された表皮３０を載置した表皮セット枠８０を型開き状態にある成形金型４０内に投入する。この時、図示するように、所定位置に表皮セット枠８０を位置決めした後、シリンダ５３を伸長動作させてクランパー５２を中央に向けて前進させれば、クランパー５２により表皮セット枠８０を保持することができる（図８参照）。

次いで、図９に示すように、成形上型５０に配設されている真空吸引機構Ｖｃが動作し、表皮３０は成形上型５０の型面に沿って真空吸引力により真空成形される。この時、成形金型４０の外部に退避していたアシストモデル７０におけるモデル型７１が、搬送シリンダ７２の動作により成形金型４０内に投入される。そして、モデル型７１は、成形上下型５０，６０内に投入された後、昇降シリンダ７３が動作して、モデル型７１が上昇し、図１０に示すように、真空吸引力により成形上型５０の型面に追随している表皮３０を更に成形上型５０の型面に押し付ける作用をする。

従って、成形上型５０に付設されている真空吸引機構Ｖｃによる真空吸引作用と、モデル型７１の押し付け作用により表皮３０は均一で、かつ薄肉状に精度良く予備成形される。そして、予備成形された後、成形上型５０の真空吸引機構Ｖｃの動作が続行したまま、図１１に示すように、モデル型７１は昇降シリンダ７３の収縮作用により下降して、更に搬送シリンダ７２の動作により、成形金型４０の外側に退避するとともに、表皮セット枠８０も外部に退避する。次いで、図１２に示すように、予備成形された表皮３０を真空吸引力により成形上型５０に保持した状態でプレス機５１が動作して、成形上型５０が所定ストローク下降し、成形上下型５０，６０が所定の型クリアランスに到達した時、成形下型６０のマニホールド６１、ゲート６２を通じて図示しない射出機から溶融樹脂Ｍが成形下型６０の型面に供給される。この溶融樹脂Ｍの素材としては、上述した汎用の熱可塑性樹脂材料が使用できる。本実施例では、住友ノーブレンＢＵＥ８１Ｅ６（住友化学工業製ポリプロピレン、メルトインデックス＝６５ｇ／１０分）が使用されており、タルクが適宜割合で混入されていても良い。

そして、本発明方法においては、この溶融樹脂Ｍの供給工程において、成形上型５０の型面に沿って薄肉状に予備成形された表皮３０が保持された状態で溶融樹脂Ｍが供給されるため、表皮３０のクッション層３２の裏面と、成形下型６０の型面とのクリアランスがほぼ一定に維持でき、溶融樹脂Ｍの流動性を良好に維持できるとともに、表皮３０がテント張り状態にならないため、クッション層３２に溶融樹脂Ｍからの熱的ダメージが及ぶことがなく、クッション層３２のクッション性能を良好に維持できる。そして、図１３に示すように、プレス機５１の駆動により、成形上型５０が下死点に到達し、溶融樹脂Ｍがキャビティの隅々にまでゆきわたり、樹脂芯材２０が所望の曲面形状に成形されるとともに、この樹脂芯材２０の表面側に表皮３０が一体化されてドアトリム１０の成形が完了する。

次いで、成形完了後は、プレス機５１の駆動により、成形上型５０が上昇し、型開きが行なわれた後、所要形状に成形された積層成形体であるドアトリム１０を取り出せば良く、特に、ドアトリム１０の表皮３０は、樹脂芯材２０とプレス一体化する前に所要形状に予備成形されているため、形状保持性が良く、アームレスト１２等のコーナー部のハイライト線等、シャープな外観形状を精度良く再現することができ、外観性能に優れたドアトリム１０を成形することができる。また、本発明方法においては、溶融樹脂Ｍの射出のタイミングとして成形上型５０が型締めされる前に行なったが、成形上下型５０，６０を型締めした後に射出充填する射出成形工法を採用しても良い。

図１４乃至図１８は本発明の第２実施例を示すもので、この第２実施例についても、樹脂芯材２０と表皮３０との積層成形体からなるドアトリム１０の成形に適用した実施例について説明する。まず、図１４に示すように、第２実施例に使用する成形金型４０Ａは、第１実施例に使用するアシストモデル７０に替えて、エアバッグ式のアシストモデル７０Ａを使用したことが特徴であり、その他の構成については第１実施例と同一である。すなわち、成形金型４０Ａは、相互に型締め、型開き可能で、樹脂芯材２０と表皮３０とをプレス一体化することができる成形上下型５０，６０と、表皮３０を予備成形する際に使用するエアバッグ式のアシストモデル７０Ａと、表皮３０を型内にセットする際に使用する表皮セット枠８０とから構成されている。そして、このアシストモデル７０Ａは、テーブル７４にエアバッグ７５が備わっており、このエアバッグ７５はエア注入機７６からエア注入管７６ａを通じてエアを注入するか、あるいは注入したエアを外部に排気することで、膨張、収縮可能に構成されている。また、テーブル７４には、成形金型４０の外部の待機位置と成形金型内の所定位置との間でアシストモデル７０Ａを搬送できる搬送シリンダ７２等の搬送機構が備わっている。そして、このアシストモデル７０Ａは、エアバッグ７５内にエアを注入すれば、成形下型６０の型面形状と同一形状に膨出し、表皮３０を成形上型５０の型面に押し付ける機能を持つ。すなわち、プレス方式の第１実施例に替えて、エアバッグ式のアシストモデル７０Ａを使用することで、昇降シリンダ７３等の昇降機構が不要となり、構造を簡素化でき、かつスペース的にも有利である。

次に、この成形金型４０Ａを使用したドアトリム１０の成形方法について説明するが、エアバッグ式のアシストモデル７０Ａと関連する表皮３０の予備成形工程についてのみ説明する。図１５は、アシストモデル７０Ａが成形金型４０Ａ外部の待機位置から成形金型４０Ａ内部の所定位置に搬送シリンダ７２の駆動により投入された状態を示しており、このアシストモデル７０Ａの投入時には、第１実施例で詳細に説明したように、表皮３０は表皮セット枠８０上に保持された状態で成形上型５０のクランパー５２により表皮セット枠８０が支持されている。また、表皮セット枠８０に保持された表皮３０は、成形上型５０の型面に沿って真空成形されている。

そして、図１６に示すように、表皮３０が成形上型５０の型面に沿って真空成形されるのと同時に、アシストモデル７０Ａにおけるエアバッグ７５内にはエア注入機７６からエアが注入され、エアバッグ７５は、成形下型６０の型面形状と合致する形状に膨らみ、表皮３０を成形上型５０の型面に強固に押し付ける作用をする。

この時、アシストモデル７０Ａは、エアバッグ７５にエアを注入するだけで成形上型５０の型面に表皮３０を均一なプレス圧で押し付けることができ、しかも、第１実施例の昇降シリンダ７３に比べ、短時間で均一に押圧でき、かつスペース的にもシリンダの可動スペースを必要としないことから、構造を簡素化でき、プレス時間も短縮化できる。特に、複数の昇降シリンダ７３を使う場合に比べ、ストローク調整を必要としないことから、このエアバッグ７５を使用したアシストモデル７０Ａはメンテナンスの簡素化及び軽量化に貢献する点で極めて実用価値が高い。

次いで、図１７に示すように、エアバッグ７５からエアを除去して、テーブル７４を搬送シリンダ７２の駆動により成形金型４０の外部に図１７中矢印で示すように退避させ、その後は第１実施例同様、予備成形された表皮３０を保持した成形上型５０をプレス機５１の駆動により所定ストローク下降させて、溶融樹脂Ｍをキャビティ内に充填することで樹脂芯材２０と表皮３０とをモールドプレス成形により一体化することができる。

従って、この第２実施例においても、表皮３０を成形上型５０の真空吸引機構Ｖｃとエアバッグ式のアシストモデル７０Ａにより薄肉状に均一厚みをもって予備成形するというものであるから、溶融樹脂Ｍの射出充填時には、均一なキャビティの厚みを確保できるため、流動性に優れるとともに、表皮３０におけるクッション層３２の熱的ダメージがほとんどなく、クッション性能を良好に維持でき、かつ表皮３０を予め真空成形するため、シャープな外観形状を確保でき、外観性能にも優れるとともに、廉価な絞なしシートにおいても絞模様を良好に転写することができるという効果がある。

更に、エアバッグ式のアシストモデル７０Ａを使用した場合、エアを注入、あるいは排気することにより、エアバッグ７５を膨張、収縮させるというものであるため、重量並びに駆動スペースが嵩む昇降シリンダ７３を不要とでき、廉価で軽量化に貢献できるとともに、瞬時にエアを注入でき、作業時間的にも有利であることから、エアバッグ式のアシストモデル７０Ａの実用性が高いものといえる。

図１８は、エアバッグ７５にエアを注入して、表皮３０を予備成形する状態が示されているが、図示するように、成形上型５０におけるコーナー部の曲率（図中符号Ｒ１で示す）に比べ、エアバッグ７５における対応する部位の曲率（図中符号Ｒ２で示す）を小さく設定すれば、表皮３０の予備成形時、コーナー部におけるＲ出しをより精度良く行なうことができる。

以上説明した実施例１及び実施例２では、樹脂芯材２０の表面に表皮３０を同時に成形してなるドアトリム１０の成形方法に本発明方法を適用したが、リヤパーセルシェルフ、フロアトリム、トランクトリム、ラゲージサイドトリム、ルーフトリム、リヤサイドトリム等の自動車用内装部品全般の成形方法に適用できるとともに、鉄道車両等の内装パネルや家屋の内装パネルの成形方法において適用することもできる。また、成形上下型５０，６０の型締め直前に溶融樹脂Ｍを供給するというモールドプレス成形工法を用いたが、成形上下型５０，６０を型締めした後、溶融樹脂Ｍを射出充填する射出成形工法に準用することもできる。

本発明方法を適用して製作した自動車用ドアトリムを示す正面図である。 図１中II−II線断面図である。 本発明に係る積層成形体の成形方法に使用する成形金型の第１施例の構成を示す全体図である。 図３に示す成形金型における表皮セット枠の一実施形態を示す（ａ）斜視図、（ｂ）断面図である。 図３に示す成形金型における表皮セット枠の別の実施形態を示す（ａ）斜視図、（ｂ）断面図である。 図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法における表皮の予熱工程を示す説明図である。 図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法における表皮のセット工程を示す説明図である。 図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法における表皮のセット完了時の状態を示す説明図である。 図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法における表皮の真空成形初期時及びアシストモデルの投入時の状態を示す説明図である。 図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法における表皮の予備成形工程を示す説明図である。 図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法における表皮の予備成形完了時の状態を示す説明図である。 図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法における樹脂芯材の素材である溶融樹脂の供給工程を示す説明図である。 図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法における樹脂芯材と表皮の一体化工程を示す説明図である。 本発明に係る積層成形体の成形方法に使用する成形金型の第２実施例の構成を示す全体図である。 図１４に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法におけるアシストモデルの投入工程を示す説明図である。 図１４に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法における表皮の予備成形工程を示す説明図である。 図１４に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法におけるアシストモデルの退避状態を示す説明図である。 図１４に示す成形金型の変形例を使用した際の表皮の予備成形工程を示す説明図である。 従来の自動車用ドアトリムを示す正面図である。 図１９中XX−XX線断面図である。 従来のドアトリムを成形する成形金型の概略図である。 従来のドアトリムの成形方法における溶融樹脂の供給工程を示す説明図である。 従来のドアトリムの成形方法におけるモールドプレス成形工程を示す説明図である。

符号の説明

１０ ドアトリム
２０ 樹脂芯材
３０ 表皮
３２ クッション層
４０，４０Ａ 成形金型
５０ 成形上型
５１ プレス機
５２ クランパー
５３ シリンダ
５４ 真空吸引孔
５５ 空気室
５６ 真空ポンプ
５７ 真空吸引管
５８ 開閉バルブ
６０ 成形下型
６１ マニホールド
６２ ゲート
７０，７０Ａ アシストモデル
７１ モデル型
７２ 搬送シリンダ
７３ 昇降シリンダ
７４ テーブル
７５ エアバッグ
７６ エア注入機
８０ 表皮セット枠
８１ フレーム体
８２ 保持用ニードル
８３ べースフレーム
８４ ヒンジ部
８５ 開閉フレーム
Ｍ 溶融樹脂
Ｖｃ 真空吸引機構

Claims (7)

1. 成形上下型（５０，６０）内に表皮（３０）をセットし、成形上下型（５０，６０）間で形成されるキャビティ内に溶融樹脂（Ｍ）を供給することで樹脂芯材（２０）を所要形状に成形するとともに、樹脂芯材（２０）の表面に表皮（３０）を一体化してなる積層成形体（１０）の成形方法において、
   前記成形上型（５０）に真空吸引機構（Ｖｃ）が付設されているとともに、成形上下型（５０，６０）内にアシストモデル（７０）が装備され、成形上下型（５０，６０）内に加熱軟化処理された表皮（３０）を投入し、真空吸引機構（Ｖｃ）を稼動させ、成形上型（５０）の型面に沿って表皮（３０）を真空成形するとともに、アシストモデル（７０）を成形上型（５０）の型面に押し付け、成形上型（５０）とアシストモデル（７０）との間で表皮（３０）を薄肉状に成形する表皮（３０）の予備成形工程と、
   表皮（３０）を成形上型（５０）に保持した状態で成形上型（５０）を所定ストローク下降操作し、成形上型（５０）が下死点に到達する直前、あるいは到達した後のいずれかのタイミングでキャビティ内に溶融樹脂（Ｍ）を供給し、樹脂芯材（２０）を所望の曲面形状に成形するとともに、樹脂芯材（２０）の表面に表皮（３０）を積層一体化する樹脂芯材（２０）と表皮（３０）との一体化工程と、
   からなることを特徴とする積層成形体の成形方法。
2. 前記表皮（３０）の予備成形工程に使用するアシストモデル（７０）は、昇降機構（７３）によりモデル型（７１）が上下動可能に支持されており、昇降機構（７３）の伸張作用により、成形上型（５０）の型面に沿って真空成形される表皮（３０）をモデル型（７１）により押し付けることを特徴とする請求項１に記載の積層成形体の成形方法。
3. 前記表皮（３０）の予備成形工程に使用するアシストモデル（７０Ａ）は、エアバッグ式のアシストモデル（７０Ａ）が採用され、このアシストモデル（７０Ａ）は、エア注入機（７６）からエアをエアバッグ（７５）内に注入するか、あるいは注入したエアを外部に排気することでエアバッグ（７５）を膨張、収縮操作可能とし、このエアバッグ（７５）を膨張させて表皮（３０）を成形上型（５０）の型面に押し付けることを特徴とする請求項１に記載の積層成形体の成形方法。
4. 樹脂芯材（２０）の表面に表皮（３０）を一体化してなる積層成形体（１０）を所要形状に成形する成形金型（４０）であって、この成形金型（４０）は、所定ストローク上下動する可動側の成形上型（５０）と、この成形上型（５０）の下方に位置する固定側の成形下型（６０）とを備え、成形上型（５０）には、表皮（３０）を真空成形するための真空吸引機構（Ｖｃ）が配設されているとともに、表皮（３０）の真空成形時、成形上型（５０）の型面に表皮（３０）を押し付けるアシストモデル（７０）が備わっていることを特徴とする成形金型。
5. 前記アシストモデル（７０）は、成形下型（６０）の型面形状に合致した形状のモデル型（７１）と、このモデル型（７１）を成形上下型（５０，６０）内の所定位置に投入するための搬送機構（７２）と、成形上型（５０）の型面に表皮（３０）を押し付けるための昇降機構（７３）とを備えていることを特徴とする請求項４に記載の積層成形体の成形金型。
6. 前記アシストモデル（７０）は、エアの注入、除去により、膨張、収縮するエアバッグ（７５）と、このエアバッグ（７５）を成形上下型（５０，６０）内の所定位置に投入するための搬送機構（７２）と、エアバッグ（７５）内にエアを注入するエア注入機（７６）とからなることを特徴とする積層成形体の成形金型。
7. 前記アシストモデル（７０，７０Ａ）のコーナー部の曲率（Ｒ２）は、成形上型（５０）のコーナー部の曲率（Ｒ１）より小さく設定されていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の積層成形体の成形金型。
   

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