(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材における表面の一部が表皮材により覆われた複合成形品を相対する一対の金型を用いて成形する方法であって、前記一対の金型の成形面間に表皮材をセットする工程と、前記一対の金型を近づける工程と、前記表皮材に張力を生ぜしめる工程と、前記一対の金型に内装された表皮材保持切断手段により表皮材を保持すると共に所望の形状に切断する工程と、前記切断された表皮材の不要部分を取り除いた後、前記一対の金型の成形面間に熱可塑性樹脂を供給すると共に全体にゆきわたらせて表皮材を一体貼着する工程と、から成り、前記熱可塑性樹脂を供給すると共に全体にゆきわたらせる工程が、熱可塑性樹脂を少なくとも表皮材の背面位置に供給した後、一対の金型を型締めして熱可塑性樹脂を押し広げて全体にゆきわたらせるものであって、該一対の金型を型締めして熱可塑性樹脂を押し広げる際に、表皮材保持切断手段近傍の表皮材に引き続き張力を残存させることを特徴とする複合成形品の成形方法。
【請求項２】
基材における表面の一部が表皮材により覆われた複合成形品を、相対する一対の金型を用いて成形する方法であって、前記一対の金型の成形面間に表皮材をセットする工程と、前記一対の金型を近づけほぼ閉鎖状態とし金型の成形面間で表皮材をしぼりこみ成形する工程と、前記一対の金型に内装された表皮材保持切断手段により表皮材を保持すると共に所望の形状に切断する工程と、前記一対の金型に内装された表皮材保持切断手段を相対する金型方向に付勢し表皮材切断端末を保持したまま型開きを行なう工程と、前記切断された表皮材の不要部分を取り除いた後、前記一対の金型の成形面間に熱可塑性樹脂を供給すると共に全体にゆきわたらせて表皮材を一体貼着する工程と、から成り、前記熱可塑性樹脂を供給すると共に全体にゆきわたらせる工程が、熱可塑性樹脂を少なくとも表皮材の背面位置に供給した後、一対の金型を型締めして熱可塑性樹脂を押し広げて全体にゆきわたらせるものであって、該一対の金型を型締めして熱可塑性樹脂を押し広げる際に、表皮材保持切断手段近傍の表皮材に引き続き張力を残存させることをを特徴とする複合成形品の成形方法。
【請求項３】
前記表皮材に張力を生ぜしめる工程が、前記一対の金型の成形面間に表皮材をしぼりこみ成形することにより生ぜしめるものであることを特徴とする請求項１記載の複合成形品の成形方法。
【請求項４】
前記一対の金型の成形面間に表皮材をセットする工程が、前記一対の金型の間において表皮材の周縁部を一方の金型より伸長した弾性支持体を介し一対の金型の開閉方向に弾性支持した後、前記一対の金型を近づけて他方の金型面を前記弾性支持体に表皮材を介して押し付けることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の複合成形品の成形方法。
【請求項５】
前記一対の金型の成形面間に表皮材をセットする工程が、前記一対の金型の間において表皮材の周縁の少なくとも一部を外方向に引っ張りテンションが掛る状態にして内側に移動可能にすると共に弾性支持体を介して金型の開閉方向に弾性支持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の複合成形品の成形方法。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂を供給する工程が、金型の外部から金型の成形面に至る樹脂通路を介して行なわれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか1項に記載の複合成形品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は合成樹脂から成る基材の表面の一部が表皮材により覆われた複合成形品を相対する一対の金型を用いて成形する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来合成樹脂から成る基材の表面の一部が表皮材により覆われた複合成形品は自動車内装部品、家電製品、室内家具等に広く利用されており、これを成形する方法として、１）予め成形された基材の表面に表皮材を被せ接着剤で接着する方法、２）基材を金型プレスにより成形する際に表皮材を予め金型内にセットしておき、基材成形と同時に表皮材が基材に一体的に貼着されるようにする方法、が採用されている。しかし上記１）の方法では基材の成形と表皮材の成形貼着が別々の工程で行なわれるため多くの設備を必要とすると共に成形完了までに時間が掛り、また接着剤を用いるため作業環境を著しく悪くする等の問題があり近年は特別の事情がある場合を除いて実施されなくなっている。一方上記２）の方法はこのような問題がないことから広く実施されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記２）の方法により複合成形品を得ようとする場合次のような問題がある。基材の露出部と表皮材で覆われた部分との境目ラインを常に一定に保つのが難しく、予め裁断された表皮材端末を金型の所定位置に正確に合わせてセットすることは手間と神経を使う作業になり熟練を要するものであった。このため表皮材の正確なセットができなかったことによる製品の不良が多く発生する等の経済上での問題があった。
本発明は上記の問題に鑑みて成されたもので、基材の一部を表皮材により覆った複合成形品を品質よく確実に成形し、経済的にも有利になる成形方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明における複合成形品の成形方法は、基材における表面の一部が表皮材により覆われた複合成形品を相対する一対の金型を用いて成形する方法であって、前記一対の金型の成形面間に表皮材をセットする工程と、前記一対の金型を近づける工程と、前記表皮材に張力を生ぜしめる工程と、前記一対の金型に内装された表皮材保持切断手段により表皮材を保持すると共に所望の形状に切断する工程と、前記切断された表皮材の不要部分を取り除いた後、前記一対の金型の成形面間に熱可塑性樹脂を供給すると共に全体にゆきわたらせて表皮材を一体貼着する工程と、から成り、前記熱可塑性樹脂を供給すると共に全体にゆきわたらせる工程が、熱可塑性樹脂を少なくとも表皮材の背面位置に供給した後、一対の金型を型締めして熱可塑性樹脂を押し広げて全体にゆきわたらせるものであって、該一対の金型を型締めして熱可塑性樹脂を押し広げる際に、表皮材保持切断手段近傍の表皮材に引き続き張力を残存させることを特徴とするものである。
【０００５】
本発明は上記のような解決手段を採用することにより表皮材を金型内にセットした状態で所定ラインに沿って確実に裁断し、基材の成形と同時に表皮材と基材との貼着を表皮のしわなく行うようになり、成形される複合成形品の品質が常に安定し、作業設備も少なくなり経済的にも有利なものになる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
まず図１〜４により複合成形品の成形について基本的な方法を説明する。
成形面１Ａを凹面状に形成した上金型１の下方に前記成形面１Ａに対応する成形面２Ａを凸面形状にした下金型２が配置され、上・下金型１、２の成形面１Ａ、２Ａ間である下金型２の上部に表皮材Ｓがセットされる（図１）。
このセットは表皮材の周縁部を下金型２の最も高い部分とほぼ同じレベルに下金型２より伸長した弾性体３、３Ａにより支持された弾性支持体４上のセットピン４Ａに係止して行なわれる。この弾性体３、３Ａは、後に表皮材Ｓを除去する側についてはシリンダ３とし、表皮材Ｓを残す部分についてはバネ３Ａあるいはシリンダのいずれであってもよい。
【０００７】
次に上金型１が下降されて下金型２に接近され上金型１の外周面に表皮材Ｓを介して弾性支持体４が押圧され、十分表皮材Ｓの周縁部の動きが拘束されて後（図２）下金型２内に内装された表皮材保持切断手段５のシリンダ６が伸長作動して切断刃７を上昇させ、表皮材Ｓを伸長しつつ張力を発生させながら上金型１の成形面１Ａに押し付けて表皮材Ｓを保持面８で保持すると共に切断刃７により切断する（図３）。表皮材Ｓには大きな張力が生じているものの外周部は弾性支持体４、４で又切断端末は保持面８によりそれぞれ保持されているための表皮材Ｓの移動はない。また表皮材Ｓに大きな張力が働いている状態で切断を行なうため完全な表皮材Ｓの切断がなされる。
【０００８】
次にシリンダ３を収縮作動させて切断された表皮材Ｓの端材を手作業により取り除いた後、前記シリンダ６に背圧をもたせつつ収縮可能な状態としてから上金型１が更に下降されて成形面１Ａ、２Ａの間隔が狭くされた状態で、前記表皮材Ｓの背面位置及び残る上下金型１、２の成形面１Ａ、２Ａ間に熱可塑性樹脂Ｐが図示されない金型内樹脂通路を介し金型外に設置された図示しない押し出し装置により供給される（図４）。
【０００９】
次に上金型１がさらに下降されて上記供給された熱可塑性樹脂Ｐを押し広げて表皮材Ｓの背面および残りの成形面１Ａ、２Ａ間にゆきわたらせつつ、完全に上下金型１、２が閉鎖する直前に前記シリンダ６を強制的に収縮作動して表皮材保持切断手段５を元の位置に強制復帰させ、熱可塑性樹脂Ｐでなる基材に表皮材Ｓを一体貼着した状態にして複合成形品を成形する。上記上金型１の下降により表皮材Ｓの切断端末を上金型１の成形面１Ａに押し付けた表皮材保持切断手段５は下金型２内に次第に埋没してゆくが、あらかじめ表皮材Ｓに張力を働かせてから保持すると共に切断するようにしており、かつ表皮材Ｓの外周及び切断した端末を確実に保持しているため表皮材Ｓのダブツキは生じない。上記例においては熱可塑性樹脂Ｐを表皮材Ｓの背面および残りの成形面１Ａ、２Ａ間に供給するようにしているが残りの成形面１Ａ、２Ａ間が小さい場合は表皮材Ｓの背面にのみ熱可塑性樹脂Ｐを供給すれば良い。
【００１０】
さらに複合成形品の別の成形例について説明する。
上記成形例において表皮材Ｓを切断して端材を手作業により取り除き上金型１をさらに下降するまでは同じ工程にされる。
次に表皮材Ｓの背面位置のみに図示されない押し出し装置により図示しない金型内樹脂通路を介して熱可塑性樹脂Ｐが供給される。
次に上金型１がさらに下降して最終型締めされて上記供給された熱可塑性樹脂Ｐを押し広げて表皮材Ｓの背面全域にゆきわたらせた後、表皮材保持切断手段５を強制復帰させて後、残る成形面１Ａ、２Ａ間に図示しない押し出し装置により金型内樹脂通路を介して熱可塑性樹脂Ｐを射出圧入し残る成形面１Ａ、２Ａ間の全域にゆきわたらせ熱可塑性樹脂Ｐで成る基材に表皮材を一体貼着させた複合成形品を成形する。
【００１１】
図５、図６に示すように表皮材保持材切断手段５の表皮材Ｓの保持面８を凹み溝状の凹面８Ａに形成し、対応する上金型１側にこれに対応する凸面状の表皮材Ｓの保持面８Ｃを設け、表皮材切断刃部７Ａを凹面である表皮材保持部８Ａの端部又は上金型１側の凸面である表皮材Ｓの保持面８Ｃの端部に設けて当て切りできるようにすれば表皮材Ｓの端部を溝受け状に保持し、樹脂との成形貼着時に木目込み状態に装着できる。また表皮材Ｓの切断は、図７に示すようにシェアー切り刃７Ｂにて行なうようにしてもよい。
さらに表皮材保持切断手段５は、図１において上金型１の成形面１Ａに表皮材Ｓの切断刃を設け、下金型２の切断刃７部分を水平面に構成し、両者を当接させて当て切りさせるようにしてもよい。
【００１２】
また上記説明においては、水平２分割の一対の上・下金型を使用し複合成形品を成形する方法を説明したが、同様に垂直２分割の一対の金型を使用し成形することも可能である。水平２分割とするか、垂直２分割とするかは、得ようとする成形品の要求性能、金型の製作の難易度等を勘案して決める。
成形面１Ａ、２Ａの形状が複雑な場合においては、型締めを行なうことで表皮材を成形面１Ａ、２Ａにしぼりこみ成形する形となるため、全周にクランプ機構を設けなくとも表皮材Ｓの一部の動きを拘束することができ、表皮材Ｓに張力を働かせることができる。
【００１３】
上記の方法を図８に基づいて詳しく説明する。
１０は弾性支持体を示す。弾性支持体１０は下金型２の外周において不要となる表皮材Ｓのある側にのみ設けられている。弾性支持体１０には表皮材係止用のセットピン１１が金型内外に向かって移動可能にシリンダ１２より、又金型の開閉方向（図８の場合上下方向）に移動可能に図示しないシリンダにより弾性支持されている。
また表皮材Ｓを下金型２上面に載置すると共に表皮材Ｓの周縁部の一部を弾性支持体１０のセットピン１１に係止してセットする。
【００１４】
次に上金型１を下降させ弾性支持体１０を表皮材Ｓを介して上金型１の外周面に押しあて表皮材Ｓの一部を支持する。この際弾性支持体１０の図示しない昇降用シリンダは上方からの押圧力に抗しながらもその力に負け表皮材Ｓを上金型外周面に押しつけ支持しながら収縮下降する。
更に上金型１を下降することで表皮材Ｓは図８に示す如く上下金型１、２の成形面１Ａ、２Ａにてしぼりこみ成形され、Ａ部においてその動きが拘束される。成形面１Ａ、２Ａ間にて表皮材Ｓの動きが拘束された後上金型１の下降を停止し、下金型２に内装された表皮材保持切断手段５を型面より上方に突出させ表皮材Ｓを介し上金型１の成形面１Ａに押し付け表皮材Ｓを両者の間ではさみこみ保持すると共に切断を行なう。
【００１５】
この際表皮材Ｓの一方は成形面１Ａ、２Ａ間のＡ部によりその動きを拘束されており、他方はシリンダ１２により金型の外側方向に引張られている。この状態にある表皮材Ｓを下方より突出せる表皮材保持切断手段５により上方へ引張るため表皮材Ｓには大きな張力が発生する。（シリンダ１２は若干収縮するため表皮材に過大な張力が働き、係止部で破れることはない。）このように表皮材Ｓに大きな張力が発生したところで切断が行われるため、柔軟性があり成形性に優れた表皮材でも切り残しなく完全な切断が行なわれる。
【００１６】
次いで図示しない昇降用シリンダを下降させ不要な表皮材Ｓを取り出した後再度上金型１を下降させ所定位置まで上金型１が下降したところで、表皮背面位置及び残る成形面１Ａ、２Ａ間に熱可塑性樹脂Ｐを供給し、再度、上金型１を下降させる。表皮材保持切断手段５は上金型１の成形面１Ａの下降により押され、下金型２内に埋没していくが、表皮材保持切断手段５近傍の表皮材Ｓには切断時表皮材Ｓに生じていた大きな張力が残存しているため表皮材Ｓがダブツキしわを生ずることなく表皮材を一体貼着した複合成形品が得られる。
【００１７】
さらに複合成形品の別の成形例について図９により詳しく説明する。
下金型２の上面に表皮材Ｓを載置し、表皮材Ｓの一辺を弾性支持体１５のセットピン１６に係止固定する。表皮材Ｓを係止したセットピン１６は型の内外方向に移動可能にして、金型の内方向に引張られた際はバネ１７の働きによりその力に対する反力で、表皮材Ｓを金型の外方向に引張る様になっている。さらにセットピン１６を持つ弾性支持体１５は、下金型２の外周に配置されロッド下部に設置された図示しないエヤーシリンダ、バネ等の弾性体により型開閉方向（図９の場合上下方向）に移動可能にして弾性支持され、かつ上金型１方向に付勢されている。この状態で上金型１を下降し、下金型２との間で表皮材Ｓをしぼりこみ成形しつつほぼ完全に上下金型１、２を閉鎖する。
この際、表皮材Ｓの一辺はしぼりこみ成形により表皮材Ｓに生じた張力により若干型内方向に引張られ移動する。これにより表皮材Ｓを固定したセットピン１６には表皮材Ｓの張力に相当し表皮材Ｓを型外方向に引張る反力がバネ１７を介して生じる（セットピン１６をバネ１７なしで固定しておくと、表皮材Ｓの張力により係止部の表皮材Ｓが破れ表皮材Ｓに生じた張力が弛緩してしまう）。
【００１８】
金型を閉鎖した後、図示しないシリンダを作動し下金型２内の表皮保持切断手段５を上金型１方向に付勢し、表皮材Ｓを上金型１の成形面１Ａに押し付け保持面８との間で押圧保持すると共に切断刃７により表皮材Ｓを押圧切断する。表皮材Ｓに張力を働かせた上で切断を行なうため、完全な切断ができる。
表皮材Ｓ切断の後、表皮保持切断手段５を上金型１方向に付勢したまま不要となる表皮材Ｓを取り出し可能な位置まで上金型１を上昇せしめた後、上金型１の上昇を停止（図９の状態）し、不要な表皮材Ｓを上下金型１、２内より除去する。この際、表皮材Ｓの一端は表皮保持切断手段５により保持され、他端は弾性支持体１５のセットピン１６により保持されバネ１７により型外方向に引張られている。
【００１９】
不要な表皮材Ｓを除去した後、再度上金型１を下降させ所定の型間隙とし、前記実施例と同様少なくとも表皮材Ｓ裏面の下金型２位置に熱可塑性樹脂Ｐを供給し、再び上金型１を下降させ成形を行なう（プレスにより樹脂を押し広げた後、残る部分に樹脂を射出し成形を行なうこともできる）。
上記の様に再度上金型１を下降させることにより、表皮保持切断手段５は下金型２内に埋没していくが、表皮材Ｓはしぼりこみ成形により張力を生じさせた上で表皮材Ｓの一端を表皮保持切断手段５により保持させ他端を弾性支持体１５のセットピン１６を介してバネ１７により型外方向に引張っているため、表皮材Ｓには張力が残存しており表皮材Ｓのダブツキによるしわは生じない。
【００２０】
なお、上記説明では、表皮材Ｓのしぼりこみ成形で生じた張力により係止部分の表皮材Ｓが破れ、せっかく発生した張力が弛緩することのない様バネ１７によりセットピン１６を弾性支持する方法について説明したが、不要になった表皮材Ｓの取り出し可能位置まで型開きした際表皮材Ｓの動きを拘束し、表皮材Ｓが弛緩することがない様な成形品形状の場合（図９Ｂ部のような形状）あえてこの様な弾性支持体１５を設けなくとも良い。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は上記の説明から明らかなように、表皮材を一対の金型の成形面間にセットした後型内の所定位置で所定形状に切断保持し、少なくとも表皮材の背面位置の金型成形面間に熱可塑性樹脂を供給した後、一対の金型を型締めして熱可塑性樹脂を押し広げて全体にゆきわたらせるものであって、該一対の金型を型締めして熱可塑性樹脂を押し広げる際に、表皮材保持切断手段近傍の表皮材に引き続き張力を残存させるものであるから、表皮材の完全な切断成形から基材の成形と表皮材の貼着までを一対の金型内で全て済ませることができ成形のための設備を最小限にできるとともに境目ラインの安定したしわのない表皮材の貼着を精度よく確実に成すことができるようになり製品不良がなくなる等その効果は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を実施する金型装置の表皮材セット状態を示す縦断面図である。
【図２】表皮材の保持状態を示す縦断面図である。
【図３】表皮材の切断状態を示す縦断面図である。
【図４】熱可塑性樹脂の供給状態を示す縦断面図である。
【図５】別の表皮材保持切断手段部分を示す拡大詳細図である。
【図６】さらに別の表皮材保持切断手段部分を示す拡大詳細図である。
【図７】シェア切り用切断刃を形成した表皮材保持切断手段を示す縦断面図である。
【図８】別の表皮材保持状態を示す縦断面図である。
【図９】さらに別の不要表皮材除去状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  上金型
下金型
１Ａ  ２Ａ
成形面
３  ３Ａ
弾性体（シリンダ３、バネ３Ａ）
４  １０
１５  弾性支持体
４Ａ  １１
１６  セットピン
５  表皮材保持切断手段
シリンダ
７Ａ  切断刃
７Ｂ  シェアー切り刃
８  ８Ａ
８Ｃ  保持面
シリンダ
１７  バネ
Ｓ  表皮材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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