JP3745933B2 - 積層成形体の成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用ドア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に係り、特に、ドアアームレスト等、深絞り部分における表皮材にシワ等が生じることがなく、成形性を高めた積層成形体の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、自動車用ドアトリム１の構成を示す断面図であり、自動車用ドアトリム１は、車体パネルへの取付剛性並びに保形性を備えた樹脂芯材１ａの表面に良好な手触り感並びにクッション性を備えた表皮材１ｂを貼着して構成されており、樹脂芯材１ａとして、ポリプロピレン（ＰＰ）複合樹脂が使用されており、木粉を混入したＰＰ樹脂をＴダイ押出成形機によりシート状に押し出し、このシート状原反を予熱軟化処理した後、コールドプレス成形型内で所要形状に絞り成形される。また、表皮材１ｂとしては、発泡塩ビシートが使用され、樹脂芯材２の成形時に一体成形される。
【０００３】
次に、ドアトリム１の成形工法並びに成形装置の従来例について説明する。図１４は、成形装置２の概略構成図であり、成形装置２は、上下一対のプレス上型３、プレス下型４、芯材原反投入機５とから大略構成されている。更に、プレス上型３は、上下方向に所定ストローク上下動可能な可動テーブル３ａの下面に取り付けられており、上型３の外周壁面に沿って表皮原反シートＳをセットする表皮セットピン６が設けられているとともに、表皮セットピン６の更に外周に沿って、可動テーブル３ａの下面に下方に向けてガイドポスト７が立設され、このガイドポストに異形刃８が設けられている。
【０００４】
また、プレス下型は、固定テーブル４ａの上面に取り付けられており、この固定テーブル４ａには、プレス上型３の昇降時、ガイドポスト７が貫通する貫通孔７ａが設けられている。
【０００５】
そして、まず図１４に示すように、表皮材１ｂの素材である表皮原反シートＳをプレス上型３の外周に設けたセットピン６に差し込んで保持した後、図１５に示すように、芯材原反投入機５がスライド動作して、樹脂芯材１ａの芯材原反Ｍをプレス下型４の型面上に載置する。
【０００６】
その後、図示しない昇降用シリンダの駆動により、図１６に示すように、可動テーブル３ａが下降することにより、プレス上型３とプレス下型４とで芯材原反Ｍと表皮原反シートＳとを絞り成形し、樹脂芯材１ａと表皮材１ｂとの積層体からなるドアトリム１を所要形状にプレス成形する。このコールドプレス成形時に、ガイドポスト７が貫通孔７ａ内に挿通し、このガイドポスト７に支持されている異形刃８により余剰の芯材原反Ｍがトリムカット処理される。
【０００７】
そして、成形完了後、図１７に示すように、プレス上型３が上昇したときに、ドアトリム１もプレス上型３とともに上昇するが、作業者は表皮材１ｂの周縁をセットピン６から取り外すことにより、ドアトリム１の脱型操作を行なっている。
【０００８】
また、所望により、図１８に示すように、プレス上型３の上昇時に表皮材１ｂからセットピン６が離脱して、プレス下型４上にドアトリム１が載置され、ドアトリム１をプレス下型４から取り出す場合もある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のドアトリム１の成形方法並びに成形装置２においては、表皮材１ｂの周縁を保持するセットピン６は、プレス上型３の外周に沿って所定間隔をおいて設けられており、このセットピン６がプレス上型３に固定されているため、プレス上下型３，４の型締め時、表皮材１ｂに適切なテンションを付与することができず、特に、ドアトリム１のアームレスト等、深絞り部分において表皮材１ｂにシワが発生する等の成形不良が多発するという欠点が指摘されている。
【００１０】
この成形不良の対策として、伸縮性の優れたグレードの高価な素材を表皮材１ｂの素材に使用することが考えられるが、材料コストが嵩み、実用的な対策ではなかった。
【００１１】
更に、プレス成形後、成形体の周縁に位置する表皮材１ｂをセットピン６から外す作業が面倒であり、成形体を円滑に脱型操作しづらいという問題点もあった。
【００１２】
この発明は、このような問題点に着目してなされたもので、表皮原反シートと加熱軟化処理した芯材原反とをコールドプレス成形型内に供給して、所要形状にコールドプレス成形してなる積層成形体の成形方法において、深絞り部分においても表皮材にシワ等が発生することがなく、優れた成形性が得られるとともに、成形後、セットピンと表皮材との離脱が円滑に行なわれ、円滑な脱型操作性が期待できる積層成形体の成形方法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明は、プレス上下型内に、表皮原反シートと芯材原反とを供給し、プレス上下型の型締めにより、樹脂芯材と表皮材とからなる積層成形体を所要形状に成形する積層成形体の成形方法において、プレス上型の外周に沿って設けられた表皮セット機構におけるセットピンに表皮原反シートをセットした後、プレス下型上に芯材原反を載置し、表皮セット機構における進退動作用シリンダの駆動により、セットピンを型センターから離れる方向に移行させ、表皮原反シートにテンションを付与した状態でプレス上下型を型締めして、樹脂芯材と表皮材とのプレス一体化を行なう樹脂芯材と表皮材とのプレス成形工程後、表皮セット機構における上下動作用シリンダの駆動により、セットピンを上昇操作して、表皮材の周縁部をセットピンから離脱させることを特徴とする。
【００１６】
従って、本発明によれば、表皮セット機構を備えた成形装置を使用して、積層成形体の成形を行なうというものであり、表皮セット機構は、セットピンを上下動作させる上下動作用シリンダと、少なくとも一部のセットピンをプレス上型と接離する方向に動作させる進退動作用シリンダとが備わっているため、プレス成形前に進退動作シリンダを動作させて表皮原反シートにテンションを付与することができ、表皮原反シートに適切なテンションを付与して、深絞り部分等の成形を忠実に行なえ、表皮材にシワ等が発生することがない。
【００１７】
また、プレス成形後、上下動作用シリンダを動作させてセットピンを上昇させれば、表皮材の周縁部に刺さっているセットピンを自動的に離脱させることができ、プレス上型の上昇時、プレス上型に成形体がもっていかれることがなく、円滑な脱型操作が可能となる。
【００１８】
従って、脱型時に表皮材の周縁部をセットピンから手作業で取り外す必要がなく、作業が簡素化でき、かつ積層成形体の表皮材がセットピンに引っ掛かり落下するという不具合を有効に解決できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る積層成形体の成形方法について、自動車用ドアトリムの成形方法に適用して以下説明する。
【００２０】
図１，図２は本発明方法により成形した自動車用ドアトリムを示す正面図並びに断面図、図３は本発明方法に使用する成形装置の一実施形態を示す構成説明図、図４は同成形装置における表皮セット機構の配置を示す説明図、図５乃至図１２は本発明方法を自動車用ドアトリムの成形方法に適用した各工程を示す説明図である。
【００２１】
図１，図２において、この自動車用ドアトリム１０は、乗用車のフロント側ドアパネルに内装されるもので、この自動車用ドアトリム１０は、適度の保形性とドアパネルへの取付剛性を備えた樹脂芯材１１と、この樹脂芯材１１の表面に一体貼着され、クッション性並びに良好な手触り感、及び製品意匠性を付与する表皮材１２とから構成されている。
【００２２】
更に詳しくは、上記樹脂芯材１１は、木粉を混入したポリプロピレン樹脂をＴダイ押出成形機によりシート状に押し出し、このシート原反を加熱軟化処理後、コールドプレス成形により図示する所要形状に成形されており、表皮材１２としては、発泡塩ビシート１２ａの裏面にメリヤス布１２ｂがバッキング処理された廉価な材料が使用されており、ホットメルトフィルム（例えばポリエチレン樹脂フィルム）１３を接着媒体としてコールドプレス成形時に表皮材１２は樹脂芯材１１の製品表面側に一体化される。
【００２３】
そして、上記自動車用ドアトリム１０は、アームレスト部１０ａ等、深絞り部分においても、製品表面にシワ等が発生することがなく、外観上、手触り感も良好であり、以下に示す成形方法を適用することにより製作できる。
【００２４】
上記自動車用ドアトリム１０の成形方法の実施形態について説明する前に、図３，図４において成形装置２０の大略構成について説明する。成形装置２０は、可動側であるプレス上型３０と、プレス上型３０の外周に沿って設けられている表皮セット機構４０と、プレス上型３０の下方側に位置する固定側であるプレス下型５０と、樹脂芯材１１の素材である芯材原反を供給する芯材原反搬送用コンベア６０とから大略構成されている。
【００２５】
更に詳しくは、プレス上下型３０，５０には、図示はしないが冷却用配管が配設されているとともに、プレス上型３０は、可動テーブル３１の下面に取り付けられており、この可動テーブル３１は、図示しない昇降用シリンダと連結して、所定ストローク上下動可能に構成されている。
【００２６】
次いで、プレス上型３０の外周に沿って設けられる表皮セット機構４０は、従来の固定式に替えて、可動式のセットピン４１を採用したことが特徴であり、プレス上型３０の外周に沿って所定ピッチ間隔毎に設けられるセットピン４１は、その駆動方向によって、上下方向に加えてプレス上型３０に対して接離する方向の２方向に沿って可動する２方向セットピン４１ａと、上下方向のみ可動できる１方向セットピン４１ｂとが併用されている。尚、図４に２方向セットピン４１ａと１方向セットピン４１ｂの配置を示したが、成形品の造形面、並びに表皮材１２の素材を考慮して、２方向セットピン４１ａと１方向セットピン４１ｂの組み合わせを適宜選択して良い。
【００２７】
次に、図３を基に２方向セットピン４１ａの構成について説明すると、２方向セットピン４１ａは上下動作用シリンダ４２の図示しないピストンロッドに連結され、この上下動作用シリンダ４２のブラケット４２ａは、セットピン４１をプレス上型３０に対して接離する方向に駆動する進退動作用シリンダ４３のピストンロッド４４と連結されている。
【００２８】
すなわち、進退動作用シリンダ４３のピストンロッド４４が、上下動作用シリンダ４２のブラケット４２ａと連結され、進退動作用シリンダ４３のブラケット４３ａは、可動テーブル３１の下面に固定される一方、上下動作用シリンダ４２のブラケット４２ａは、可動テーブル３１の下面に設けられているＬＭガイド４５に沿って摺動するスライダ４６に接続されている。
【００２９】
このように、２方向セットピン４１ａは、上下動作用シリンダ４２、及び進退動作用シリンダ４３の動作により、上下方向及びこれと直交するプレス上型３０に対して接離する方向の２方向に沿って可動できる。尚、上下方向セットピン４１ｂは、図示はしないが、上下動作用シリンダのみにより１方向のみ可動する。また、表皮セット機構４０の外周部には、異形刃３２を支持するガイドポスト３３が可動テーブル３１の下面に取り付けられている。
【００３０】
一方、プレス下型５０は、固定テーブル５１の上面に取り付けられており、この固定テーブル５１には、プレス上型３０が下降動作した時、ガイドポスト３３が貫通するガイド孔５２が形成されている。また、芯材原反搬送用コンベア６０は、芯材原反の供給時のみ型内に進入し、材料の供給が完了すれば外方に回避するように往復動作を行なうように構成されている。
【００３１】
次いで、上述した成形装置２０を使用して、図１，図２に示す自動車用ドアトリム１０の成形工程について説明すると、まず、図５に示すように、プレス上型３０が最上方位置にあるとき、表皮材１２の素材である表皮原反シートＳをプレス上型３０側にセットする。このとき、表皮セット機構４０は、上下動作用シリンダ４２及び進退動作用シリンダ４３の双方がそれぞれ伸長状態であり、２方向セットピン４１ａは内側で、かつ下方に位置している。従って、上記２方向セットピン４１ａと図示しない１方向セットピン４１ｂに表皮原反シートＳを簡単に係着固定できる。
【００３２】
そして、表皮セット機構４０に表皮原反シートＳをセットした後、図６に示すように、樹脂芯材１１の素材である芯材原反Ｍを載置した芯材原反搬送用コンベア６０をプレス上下型３０，５０内に進入させ、図７に示すように、搬送用コンベア６０が所定位置にきたとき、搬送用コンベア６０を停止させる。
【００３３】
次いで、図８に示すように、この搬送用コンベア６０から芯材原反Ｍの一端を保持し、プレス下型５０の一端に位置決めした状態で、搬送用コンベア６０をプレス上下型３０，５０の外部に回避させれば、プレス下型５０上に芯材原反Ｍを載置できる。尚、この芯材原反Ｍは、ヒーターにより予め所定温度に加熱軟化処理されている。
【００３４】
また、芯材原反Ｍのプレス下型５０上への載置時には、表皮原反シートＳは、成形時に必要な所望のテンションが付与される。すなわち、表皮セット機構４０における進退動作用シリンダ４３が所定ストローク収縮動作することにより、２方向セットピン４１ａは図８中矢印方向に移行することにより、表皮原反シートＳはストレッチ状態を維持して保持される。
【００３５】
このとき、表皮セット機構４０における進退動作用シリンダ４３の動作により、そのピストンロッド４４に取り付けられている上下動作用シリンダ４２のブラケット４２ａはＬＭガイド４５に沿って、スライダ４６が円滑にスライド動作するため、表皮セット機構４０は、表皮原反シートＳからの引張り荷重に対しても、表皮原反シートＳを良好に保持でき、テンションを付与しても、表皮原反シートＳの確実な保持が可能である。
【００３６】
次に、図９に示すように、可動テーブル３１が下方向に可動して、プレス上下型３０，５０間で表皮原反シートＳと芯材原反Ｍとが所要形状に絞り成形されるとともに、プレス上下型３０，５０の型締め時、可動テーブル３１の下降に応じてガイドポスト３３がプレス下型５０のガイド孔５２内に挿通し、異形刃３２により樹脂芯材１１の余剰部分がカット除去される。
【００３７】
そして、プレス成形が完了すれば、表皮セット機構４０における上下動作用シリンダ４２が動作して、２方向セットピン４１ａが上昇し、図示しない１方向セットピン４１ｂも上昇することにより、セットピン４１は自動的に表皮材１２から外れ、従来のように手作業で表皮材１２を取り外す必要がなく、また、プレス上型３０とともに成形体が持ち上がることがない。
【００３８】
その後、図１１に示すように、表皮セット機構４０における進退動作用シリンダ４３が伸長して、２方向セットピン４１ａがプレス上型３０に近接する位置まで移行して、初期位置に戻り、更に、図１２に示すように、プレス上型３０が上昇して、それに伴ない異形刃３２によりドアトリム１０が保持されて、プレス下型５０から脱型される。
【００３９】
このように、本発明方法によれば、樹脂芯材１１と表皮材１２とのコールドプレス成形時、表皮材１２に適切なテンションを付与できることから、ドアトリム１０におけるアームレスト部１０ａのように深絞り形状の成形が可能となり、深絞り部を有する複雑な曲面形状の成形体についてもシワが生じることなく良好な成形を実現でき、生産性を高めることができるとともに、表皮材１２としてそれ程伸縮性を有しない廉価な材料の使用も可能となり、造形自由度、並びに材料の選定自由度も広げることができる。
【００４０】
また、セットピン４１ａ，４１ｂは、プレス成形後上昇して自動的に表皮材１２から外れるため、プレス上下型３０，５０から自動車用ドアトリム１０を円滑に脱型することができ、従来のように表皮材をセットピンから手作業で取り外すという面倒な脱型作業を強いられることなく、しかも成形体が落下して損傷を招くという不具合を有効に解決でき、脱型作業を手際良く行なうことができる。
【００４１】
更に、本発明方法は自動車用ドアトリムに適用したが、樹脂芯材と表皮材とをコールドプレス成形により一体化する構造であれば、ドアトリム以外の各種内装部品の用途に適用できる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明に係る積層成形体の成形方法によれば、プレス上型の周囲に設けられる表皮セット機構として、セットピンは上下動可能で、かつその中の一部のものは上下方向に加えて、プレス上型と接離する方向にも可動できる、いわゆる２方向セットピンを採用することにより、セットピンの動作により表皮材に適切なテンションを付与することができ、複雑な形状の積層成形体においても表皮材にシワが発生することなく、良好な成形が可能となり、生産性を高めることができるとともに、製品の造形自由度や表皮材料の選定自由度を高めることができるという効果を有する。更に、セットピンの動作により、自動的に表皮材とセットピンの離脱が可能となり、成形体における脱型操作性を向上させることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】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２】図１中II−II線断面図であり、自動車用ドアトリムの構成を示す断面図である。
【図３】 本発明方法に使用する成形装置の一実施形態の構成を示す概要図である。
【図４】図３に示す成形装置における表皮サポート機構の配置を示す説明図である。
【図５】本発明方法における表皮原反シートのセット工程を示す説明図である。
【図６】本発明方法における芯材原反の投入状態を示す説明図である。
【図７】本発明方法における芯材原反の型内への供給状態を示す説明図である。
【図８】本発明方法における下型への芯材原反のセット作業を示す説明図である。
【図９】本発明方法におけるコールドプレス成形工程を示す説明図である。
【図１０】本発明方法におけるプレス成形後のセットピンの引抜き工程を示す説明図である。
【図１１】本発明方法におけるプレス成形後のセットピンの初期位置への戻し操作を示す説明図である。
【図１２】本発明方法における積層成形体の脱型工程を示す説明図である。
【図１３】従来の自動車用ドアトリムの構成を示す断面図である。
【図１４】従来のドアトリムの成形方法における表皮原反シートのセット工程を示す説明図である。
【図１５】従来のドアトリムの成形方法における芯材原反のセット工程を示す説明図である。
【図１６】従来のドアトリムの成形方法におけるプレス成形工程を示す説明図である。
【図１７】従来のドアトリムの脱型工程を示す説明図である。
【図１８】
従来のドアトリムの脱型工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 自動車用ドアトリム
１１ 樹脂芯材
１２ 表皮材
２０ 成形装置
３０ プレス上型
３１ 可動テーブル
３２ 異形刃
３３ ガイドポスト
４０ 表皮セット機構
４１ セットピン
４１ａ ２方向セットピン
４１ｂ １方向セットピン
４２ 上下動作用シリンダ
４３ 進退動作用シリンダ
４５ ＬＭガイド
４６ スライダ
５０ プレス下型
５１ 固定テーブル
５２ ガイド孔
６０ 芯材原反搬送用コンベア
Ｓ 表皮原反シート
Ｍ 芯材原反

Claims (1)

1. プレス上下型（３０，５０）内に、表皮原反シート（Ｓ）と芯材原反（Ｍ）とを供給し、プレス上下型（３０，５０）の型締めにより、樹脂芯材（１１）と表皮材（１２）とからなる積層成形体（１０）を所要形状に成形する積層成形体の成形方法において、
   プレス上型（３０）の外周に沿って設けられた表皮セット機構（４０）におけるセットピン（４１）に表皮原反シート（Ｓ）をセットした後、プレス下型（５０）上に芯材原反（Ｍ）を載置し、表皮セット機構（４０）における進退動作用シリンダ（４３）の駆動により、セットピン（４１）を型センターから離れる方向に移行させ、表皮原反シート（Ｓ）にテンションを付与した状態でプレス上下型（３０，５０）を型締めして、樹脂芯材（１１）と表皮材（１２）とのプレス一体化を行なう樹脂芯材（１１）と表皮材（１２）とのプレス成形工程後、表皮セット機構（４０）における上下動作用シリンダ（４２）の駆動により、セットピン（４１）を上昇操作して、表皮材（１２）の周縁部をセットピン（４１）から離脱させることを特徴とする積層成形体の成形方法。

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