(57)【要約】      （修正有）【課題】シート部材を型部材から剥がす際に、シワの発生を抑えることのできる真空成形装置の提供。【解決手段】凹部２３の内壁面に真空孔が形成された下型を備え、この下型上にセットされたシート部材に対して真空孔を介して真空引きを行うことにより、シート部材を凹部２３に密着させて所望の形状に真空成形する真空成形装置であって、凹部２３は、アンダーカットに形成された傾斜側部内壁面２３Ｃと、傾斜側部内壁面２３Ｃに対向配置される曲面状側部内壁面２３Ｆと、傾斜側部内壁面２３Ｃおよび曲面状側部内壁面２３Ｆの横方に配置される側部内壁面とを備え、真空成形後に、凹部底面２３Ｄに密着したシート部材を上方へ持ち上げるピン３４が、傾斜側部内壁面２３Ｃと側部内壁面とが繋がった角部を通り且つ曲面部に接する接線と、角部を通り且つ傾斜側部内壁面２３Ｃに接する接線とで挟まれた範囲内に設ける。【選択図】図２
2006305904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を有し該凹部の内壁面を含めて上面に多数の真空孔が形成された下型を備え、前記下型の上面にセットされたシート部材に対して前記真空孔を介して真空引きを行うことにより、前記シート部材を前記凹部の内壁面に密着させて所望の形状に真空成形する真空成形装置であって、
前記凹部は、凹部底面に対して傾斜し且つアンダーカットに形成された傾斜側部内壁面と、前記傾斜側部内壁面に対向配置される曲面状側部内壁面と、前記傾斜側部内壁面および前記曲面状側部内壁面の横方に配置される側部内壁面とを備え、
前記凹部底面に密着した前記シート部材を上方へ持ち上げる持ち上げ手段が、前記傾斜側部内壁面と前記側部内壁面とが繋がった角部を通り且つ前記曲面状側部内壁面に接する接線と、前記角部を通り且つ前記傾斜側部内壁面に接する接線とで挟まれた範囲内に設けられ、
真空成形後の前記シート部材を前記凹部から剥がす際に、前記持ち上げ手段によって前記凹部底面上のシート部材を上方へ持ち上げることにより、前記傾斜側部内壁面に密着していたシート部材を引き剥がすことを特徴とする真空成形装置。
【請求項２】
前記下型の上方には、前記凹部に嵌合可能な凸部を有する上型が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の真空成形装置。
【請求項３】
前記持ち上げ手段は、前記凹部底面に設けられ、前記シート部材を下方から突き上げるピンであることを特徴とする請求項１に記載の真空成形装置。
【請求項４】
前記持ち上げ手段は、前記凸部に設けられ、前記シート部材を吸着して持ち上げる吸着機構であることを特徴とする請求項２に記載の真空成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インストルメントパネルなどの内装パネルを真空成形する真空成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両には、車室内の前部にインストルメントパネルが設けられている。このインストルメントパネルは、例えば、表皮（単層表皮）と発泡層と芯材とからなる３層構造を備えたものや、表皮層、発泡層、バリア層などを積層された多層ラミネートシートを表皮として用い、この表皮（多層表皮）の裏面側に芯材を形成したものなどがある。
【０００３】
このようなインストルメントパネルは、真空成形装置を用いて成形することができる。すなわち、インストルメントパネルの素材となる合成樹脂製のシート部材を加熱した後に、シート部材を上型により押し込むことで、凹部製品面の薄肉化を防止し、その後、下型の表面に形成された多数の真空引き用の真空孔を用いて、シート部材を下型の表面に吸着させて、シート部材を所望の形状に成形する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、インストルメントパネルのシート部材には、図１０に示すように、角部２，３を有するＡ部や、角部４，５を有するＢ部がハンドルの下側に設けられている。これらＡ部やＢ部は下部壁６Ａ，７Ａ（紙面裏側に向かって設けられている）が僅かに上方へ折り曲げられ、正面側の縦壁６Ｂ，７Ｂに対して傾斜している。つまり、下部壁６Ａと縦壁６Ｂとの交角および下部壁７Ａと縦壁７Ｂとの交角はそれぞれ９０度未満に設定されている。これは、インストルメントパネルが少し上向きで組み付けられるため、下部壁６Ａ，７Ａを傾斜させておかないと、インストルメントパネルの車両への組付が難しくなるからである。
【０００５】
図１１は、真空成形直後におけるＡ部の斜視図であり、周囲の縁８がまだ切断されていない状態を示している。図１２は図１１のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。なお、最終的には、周囲の縁８は切断される。
【０００６】
図１２に示すように、僅かに上方へ折り曲げられた下部壁６Ａと縦壁６Ｂとの交角θが９０度未満になっている。また、上部壁６Ｃおよび側部壁６Ｄ（図９参照）は縦壁６Ｂに対して略直角に交わっている。
【０００７】
上記Ａ部を真空成形装置で成形する場合、図１３に示すような凹部９を有する型部材１０を用いて真空成形される。この凹部９は、上記Ａ部の下部壁６Ａに合わせて下部内壁面９Ａが、縦壁６Ｂに合わせて底部内壁面９Ｂが、上部壁６Ｃに合わせて上部内壁面９Ｃがそれぞれ形成されている。下部内壁面９Ａは、開口端側よりも奥側が内部に入り込んだ、いわゆるアンダーカットに形成されている。なお、図には示してないが、凹部９には、上記Ａ部の側部壁６Ｄに合わせた側部内壁面も形成されている。
【０００８】
実際には、型部材１０は下型として使用される場合が多く、凹部９が上を向いた状態でセットされる。そして従来では、真空成形後に、作業者が上部壁６Ｃよりも上側部分６Ｅを指で押さえながら、下部壁６Ａよりも下側部分６Ｆを上方へ引っ張り上げて（図１３の状態では下方に引っ張り下げて）、シート部材１１を型部材１０から剥がすようにしている。
【特許文献１】特開２００３−３４０９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の技術では、凹部９の下部内壁面９Ａがアンダーカットに形成されているので、シート部材１１を型部材１０から引き剥がす際に、図１３のように、下部壁６Ａが下部内壁面９Ａに当たり縦壁６Ｂに無理な力が加わって、図１１に示すように、角部３から斜め上方にシワ１２が発生しやすいという問題がある。
【００１０】
本発明の課題は、シート部材を型部材から剥がす際に、シワの発生を抑えることのできる真空成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、凹部を有し該凹部の内壁面を含めて上面に多数の真空孔が形成された下型を備え、前記下型の上面にセットされたシート部材に対して前記真空孔を介して真空引きを行うことにより、前記シート部材を前記凹部の内壁面に密着させて所望の形状に真空成形する真空成形装置であって、前記凹部は、凹部底面に対して傾斜し且つアンダーカットに形成された傾斜側部内壁面と、前記傾斜側部内壁面に対向配置される曲面状側部内壁面と、前記傾斜側部内壁面および前記曲面状側部内壁面の横方に配置される側部内壁面とを備え、前記凹部底面に密着した前記シート部材を上方へ持ち上げる持ち上げ手段が、前記傾斜側部内壁面と前記側部内壁面とが繋がった角部を通り且つ前記曲面状側部内壁面に接する接線と、前記角部を通り且つ前記傾斜側部内壁面に接する接線とで挟まれた範囲内に設けられ、真空成形後の前記シート部材を前記凹部から剥がす際に、前記持ち上げ手段によって前記凹部底面上のシート部材を上方へ持ち上げることにより、前記傾斜側部内壁面に密着していたシート部材を引き剥がすことを特徴としている。
【００１２】
上記構成によれば、シート部材を凹部から剥がす際に、シート部材のうち、凹部の底部内壁面に密着している部分を持ち上げ手段によって上方へ持ち上げると、それに伴って、傾斜側部内壁面に密着している部分が凹部の奥側から開口端側へ順次引き剥がされていき、シート部材に無理な力を加えることなく、シート部材を第１の型部材から剥がすことができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記下型の上方には、前記凹部に嵌合可能な凸部を有する上型が配置されていることを特徴としている。
【００１４】
上記構成によれば、上型の凸部で押圧することにより、上型の凸部と下型の凹部との間隔を所定に値に維持することができ、結果的にシート部材の薄肉化を防止できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記持ち上げ手段は、前記凹部底面に設けられ、前記シート部材を下方から突き上げるピンであることを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、シート部材を下方からピンで突き上げることにより、シート部材を容易に持ち上げることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項２において、前記持ち上げ手段は、前記凸部に設けられ、前記シート部材を吸着して持ち上げる吸着機構であることを特徴としている。
【００１８】
上記構成によれば、上方から吸着機構でシート部材を吸着することにより、シート部材を容易に持ち上げることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、シート部材を型部材から剥がす際に、シート部材に無理な力が加わることがなく、これによって、シート部材にシワが発生するのを効果的に抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１および図２は、本発明に係る真空成形装置２０を示している。この真空成型装置２０は、水平に維持されたテーブル２１の上に載置され、上面２２に凹部２３が形成された金属製の下型２４と、下型２４の上方に配置され、下方に向かって突出した凸部２５を有する金属製の上型２６とを備えている。なお、下型２４（下型２４はテーブル２１と共に）および上型２６は上下方向（矢印Ｄ方向）にそれぞれ往復移動自在である。
【００２２】
下型２４の凹部２３には、図３に示すように、その両側部に側部内壁面２３Ａ，２３Ｂが設けられている。これら側部内壁面２３Ａ，２３Ｂは、凹部２３の底面である底部内壁面２３Ｄに対して垂直に形成されている。また凹部２３には一側（図の右側）に傾斜側部内壁面２３Ｃが設けられている。この傾斜側部内壁面２３Ｃはアンダーカットに、つまり開口端側よりも奥側が内部に切り込まれた形状に形成されている（図１および図２参照）。
【００２３】
また、下型２４の凹部２３には、他側（図の左側に）に、一部に曲面部２３Ｅを有する曲面状側部内壁面２３Ｆが設けられている。この曲面状側部内壁面２３Ｆも底部内壁面２３Ｄに対して垂直に形成されている。ここで、曲面部２３Ｅは凹部２３内に凸状に突出している。
【００２４】
本実施例では、凹部２３の底部内壁面２３Ｄは、図１に示すように、傾斜側部内壁面２３Ｃ側が最も低く、傾斜側部内壁面２３Ｃから離れるにつれて急勾配となっている。底部内壁面２３Ｄの右側端部は、曲面状側部内壁面２３Ｆを介して下型２３の上面２２に直接繋がっている。
【００２５】
上型２６の凸部２５は下型２４の凹部２３に略合わせた形状に形成されているが、凸部２５の右側側面だけは凹部２３の傾斜側部内壁面２３Ｃに合わせた形状とはなっておらず、垂直壁面２５Ａが形成されている。
【００２６】
下型２４の内部には、その上面２２、凹部２３の底部内壁面２３Ｄおよび傾斜側部内壁面２３Ｃに開口を有する真空引き用の真空孔２７が多数形成され、これら真空孔２７の基端側は合流して真空ポンプ装置２８に繋がっている。
【００２７】
真空ポンプ装置２８は、真空孔２７の基端側が接続された接続部２９と、この接続部２９に接続され途中にバルブ３０が設けられた真空配管３１と、真空配管３１の先端に設けられた真空ポンプ３２とを備えている。
【００２８】
また、下型２４の内部には、図２に示すように、凹部２３の底部内壁面２３Ｄに開口する円柱状の孔３３が上下方向に形成され、この孔３３の内部には円柱状のピン３４が上下方向に移動自在に設けられている。ピン３４は、その下部がロッド３５を介してシリンダ３６に連結されており、シリンダ３６によって駆動される。シリンダ３６も下型２４の内部に設けられている。本実施例では、ピン３４、ロッド３５およびシリンダ３６は持ち上げ手段を構成している。なお、ピン３４としては、図２のような円柱状に限らず、四角柱等の多角形の角柱体であってもよい。
【００２９】
孔３３及びピン３４は、図３に示すように、側部内壁面２３Ａと傾斜側部内壁面２３Ｃとが繋がった角部２３Ｇを通り且つ曲面状側部内壁面２３Ｆの曲面部２３Ｅに接する接線Ｌ１と、前記角部２３Ｇを通り且つ傾斜側部内壁面２３Ｃに接する接線Ｌ２とで挟まれた範囲Ｒ内に設けられている。
【００３０】
また、ピン３４の上部先端は、図４に示すように、斜めにカットされて傾斜端面３４Ａとなっている。この傾斜端面３４Ａには溝３４Ｂがピン３４の径方向に設けられている。
【００３１】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００３２】
まず、シート部材３７（図２参照）を下型２４の上面２２上にセットして、下型２４を上昇させるとともに上型２６を下降させて凸部２５を凹部２３に嵌合させ、シート部材３７を押圧する。次に、バルブ３０を開き、真空ポンプ３２を駆動して、真空配管３１および真空孔２７を介して真空引きすることにより、シート部材３７を凹部２３の側部内壁面２３Ａ，２３Ｂ、傾斜状側部内壁面２３Ｃ、および底部内壁面２３Ｄに密着させる。これにより、シート部材３７を所望の形状に真空成型することができる。
【００３３】
真空成形加工が終了したら、下型２４を下降させるとともに上型２６を上昇させて、凸部２５を凹部２３から引き抜く。このとき、シリンダ３６を駆動すると、その駆動力がロッド３５を介してピン３４に伝達され、ピン３４が上昇する。その結果、シート部材３７は、図５に示すように、底部内壁面２３Ｄに密着している部分がピン３４によって下方から突き上げられ、それに伴って、傾斜側部内壁面２３Ｃに密着している部分が凹部２３の奥側から開口端側へ順次引き剥がされていく。これにより、シート部材３７に無理な力を加えることなく、つまりシート部材３７にシワを発生させることなく、シート部材３７を下型２４から剥がすことができる。
【００３４】
本実施例によれば、ピン３４の傾斜端面３４Ａに溝３４Ｂが径方向に設けられているので、ピン３４でシート部材３７を突き上げたときのシート部材３７と傾斜端面３４Ａとの摩擦抵抗が大きくなり、シート部材３７を下型２４から剥がす際に、シート部材３７がピン３４からずれるのを防ぐことができる。
【実施例２】
【００３５】
図６および図７は実施例２を示している。本実施例では、シート部材３７がインストルメントパネル用のシート部材である例を示している。本実施例でも、ピン３４は、側部壁６Ｄと下部壁６Ａとが繋がった角部３を通り且つ上部壁６Ｃの曲面部６Ｅに接する接線Ｌ１と、前記角部３を通り且つ下部壁６Ａに接する接線Ｌ２とで挟まれた範囲Ｒ内に設けられている。ここでは、下部壁６Ａは傾斜側部内壁面に、上部壁６Ｃは曲面状側部内壁面に、側部壁６Ｄは側部内壁面にそれぞれ相当している。
【００３６】
なお、下部壁６Ａは、開口端側よりも奥側が内部に切り込まれた形状であり、いわゆるアンダーカットに形成されている。また、側部壁６Ｄおよび上部壁６Ｃは縦壁６Ｂに対して略垂直に形成され、さらに上部壁６Ｃには一部に曲面部６Ｅが形成されている。
【００３７】
本実施例でも、シート部材３７を真空成形後にシート部材３７を下型から剥がす際に、ピン３４でシート部材３７を突き上げることにより、シート部材３７の角部３付近のシワ発生を抑えることができる。
【００３８】
図６において、Ｌ３は接線Ｌ１とＬ２の二等分線であり、この二等分線Ｌ３上にピン３４Ａを設けると、シワの発生をよい効果的に抑えることができる。
【００３９】
また、図７において、Ｌ４は接線Ｌ２とＬ５（角部３を通り且つ側壁部６Ｄに接する接線）との二等分線であり、この二等分線Ｌ４上にピン３４Ｂを設けることもできる。なお、接線Ｌ５付近にピン３４Ｃを設けたときは、側部壁６Ｄと上部壁６Ｅとが繋がった角部２付近にシワが発生しやすくなる。
【実施例３】
【００４０】
図８は実施例３を示している。本実施例では、持ち上げ手段としての吸着機構４０が上型２６の凸部２５内に設けられている。吸着機構４０は、吸着盤４１、この吸着盤４１を上下方向に往復移動させるためのシリンダ４２とを備えている。吸着盤４１は、凸部２５の底壁面２５Ｂに形成された凹所４３内に収容され、ロッド４４を介してシリンダ４２に連結されている。図には示してないが、吸着盤４１には、この吸着盤４１を真空引きする真空ポンプ装置が接続されている。
【００４１】
本実施例の場合は、真空成形加工が終了して下型２４を下降させかつ上型２６を上昇させると同時に、図９に示すように、シリンダ４２を駆動して、吸着盤４１を凸部２５内から下ろし、さらに真空ポンプ装置を駆動する。すると、底部内壁面２３Ｄに密着している部分が吸着盤４１に吸着されて上方へ引き上げられ、実施例１の場合と同様に、傾斜側部内壁面２３Ｃに密着している部分が凹部２３の奥側から開口端側へ順次引き剥がされていく。これにより、シート部材３７にシワを発生させることなく、シート部材３７を下型２４から剥がすことができる。
【００４２】
また、本実施例においては、冷却のため上型２６を一旦上昇させ、再度、上型２６を下降させてから、吸着盤４１でシート部材３７を吸着して持ち上げ、その後、下型２４を下降させるようにしてもよい。
【００４３】
本実施例によれば、シート部材３７を吸着盤４１に吸着させるようにしているので、シート部材３７を下型２４から剥がす際にシート部材３７がずれるのをより効果的に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１による真空成形装置の概略構成図である。
【図２】図１の真空成形装置の他の部分を断面で示したときの概略構成図である。
【図３】下型に形成された凹部の平面図である。
【図４】シート部材を突き上げるためのピンの先端部分の斜視図である。
【図５】シート部材をピンで突き上げた様子を示す図である。
【図６】実施例２を示しており、インストルメントパネル用のシート部材の正面図である。
【図７】図６の要部斜視図である。
【図８】実施例３による真空成形装置の概略構成図である。
【図９】シート部材を吸着盤で吸い上げた様子を示す図である。
【図１０】インストルメントパネル用のシート部材の正面図である。
【図１１】図１０のＡ部の拡大斜視図である。
【図１２】図１１のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図１３】図１０のＡ部を成形するための型部材の断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
２０  真空成形装置
２３  凹部
２３Ａ，２３Ｂ  側部内壁面
２３Ｃ  傾斜状側部内壁面
２３Ｄ  底部内壁面
２４  下型
２５  凸部
２６  上型
２７  真空孔
２８  真空ポンプ装置
３４  ピン
３６  シリンダ
３７  シート部材
４０  吸着機構
４１  吸着盤
４２  シリンダ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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