(57)【要約】【課題】簡単な構成の型を用い、かつ成形中の損傷を抑制して高品質の成形品を得ることのできる被成形物の成形方法、及び被成形物の成形装置を提供する。【解決手段】成形装置１０は、表皮材４８で開口部を塞ぐことで内部空間２２が密閉される下チャンバー１４、表皮材４８で開口部を塞ぐことで内部空間２０が密閉される上チャンバー１２、上チャンバー１２を移動する移動装置１８、下チャンバー１４と上チャンバー１２との間に配置した表皮材４８を保持するクランプ５０、下チャンバー１４の内部に配置され表皮材４８を圧接させる圧接部材５８を支持する型４４と、下チャンバー１４の内部空間２２を減圧する減圧ポンプ３２を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１チャンバーの開口部をシート状の被成形物で覆い、前記被成形物を第２チャンバーの開口部の縁部と前記第１チャンバーの前記開口部の縁部で挟む密閉工程と、
前記被成形物を軟化させる軟化工程と、
前記第１チャンバーの内部を減圧して、前記第１チャンバーの内部の気体を断熱膨張させて前記被成形物を第１チャンバー側へ膨出させ、第１チャンバー内に配置された支持部材に支持された基材、または型に前記被成形物を圧接させる成形工程と、
を有する被成形物の成形方法。
【請求項２】
前記軟化工程では、前記第２チャンバーの内部に配置したヒーターで前記被成形物を加熱して軟化させる、請求項１に記載の被成形物の成形方法。
【請求項３】
前記軟化工程において、少なくとも前記第１チャンバーの内部に前記被成形物を軟化させる水蒸気を供給する、請求項１に記載の被成形物の成形方法。
【請求項４】
前記成形工程では、前記第１チャンバーの内部を減圧すると共に、前記第２チャンバーの内部を加圧する、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の被成形物の成形方法。
【請求項５】
第１開口部を備えた第１チャンバーと、
前記第１開口部と対向した第２開口部を備えた第２チャンバーと、
前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとを互いに接離する方向に移動する移動装置と、
前記第１開口部と前記第２開口部との間に配置したシート状の被成形物を保持する保持装置と、
前記第１チャンバーの内部に配置され、前記被成形物を圧接させる基材を支持する支持部材と、
前記第１チャンバーの内部を減圧する減圧装置と、
を有する被成形物の成形装置。
【請求項６】
第１開口部を備えた第１チャンバーと、
前記第１開口部と対向した第２開口部を備えた第２チャンバーと、
前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとを互いに接離する方向に移動する移動装置と、
前記第１開口部と前記第２開口部との間に配置したシート状の被成形物を保持する保持装置と、
前記第１チャンバーの内部に配置され、前記被成形物を圧接させる型と、
前記第１チャンバーの内部を減圧する減圧装置と、
を有する被成形物の成形装置。
【請求項７】
前記第２チャンバーの内部に、前記被成形物を加熱するヒーターが設けられている、請求項５または請求項６に記載の被成形物の成形装置。
【請求項８】
前記被成形物を軟化させる水蒸気を少なくとも前記第１チャンバーの内部に供給する水蒸気供給装置が設けられている、請求項５または請求項６に記載の被成形物の成形装置。
【請求項９】
前記減圧装置は、気体を吸引する減圧ポンプと、前記減圧ポンプと前記第１チャンバーとを連結する配管と、前記減圧ポンプと前記第１チャンバーとの間に設けられる開閉弁と、を備えている、請求項５〜請求項８の何れか１項に記載の被成形物の成形装置。        
【請求項１０】
前記減圧装置は、前記第１チャンバーの内部の気体を外部に排出可能とする排出装置を備えている、請求項５〜請求項９の何れか１項に記載の被成形物の成形装置。
【請求項１１】
前記第２チャンバーの内部を加圧する加圧装置が設けられている、請求項５〜請求項１０の何れか１項に記載の被成形物の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状の被成形物を立体形状に成形する被成形物の成形方法、及び被成形物の成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被成形物、例えば、加飾フィルム等は、平坦なシート形状をしているため、立体的な形状をしている部位に被成形物を貼るときには、被成形物を加熱して軟化させながら皺がよらないように貼り付けを行っていた。
従来の技術として、被成形物を加熱して軟化させ、型と圧着させることによって、予め立体的な形状に成形し、その後、被成形物を貼るという方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２８３４４５号公報
【特許文献２】特開２０１３−０５００１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、型に凹形状がある場合、被成形物と型の凹形状との間に空気が閉じ込められるため、以下のような問題があった。
（１）型に空気を逃がす穴加工が必要となり、型構成、及び製作が煩雑となり、コストがかかる。また、穴に詰まりが生じないようにする等、型の保守に手間がかかり、維持費がかかる。
（２）型に空気を逃がす穴を加工しない場合は、真空下で型と被成形物を圧接するＴＯＭ成形（Three dimension Overlay Method：例えば、特許文献２参照)と呼ばれる成形方法があるが、真空下で被成形物を加熱するため、被成形物に溶媒成分、例えば、接着剤等が封入されている場合、その溶媒成分が気化して、気体が軟化した被成形物の表面を突き破って被成形物が破裂する場合がある。  
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮し、簡単な構成の型を用い、かつ成形中の損傷を抑制して高品質の成形物を得ることのできる被成形物の成形方法、及び被成形物の成形装置を提供することが目的である
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の被成形物の成形方法は、第１チャンバーの開口部をシート状の被成形物で覆い、前記被成形物を第２チャンバーの開口部の縁部と前記第１チャンバーの前記開口部の縁部で挟む密閉工程と、前記被成形物を軟化させる軟化工程と、前記第１チャンバーの内部を減圧し、前記第１チャンバーの内部の気体を断熱膨張させて前記被成形物を第１チャンバー側へ膨出させ、第１チャンバー内に配置された支持部材に支持された基材、または型に前記被成形物を圧接させる成形工程と、を有する。
【０００７】
請求項１に記載の被成形物の成形方法では、先ず最初に、密閉工程を行う。密閉工程では、第１チャンバーの開口部をシート状の被成形物で覆い、被成形物を第２チャンバーの開口部の縁部と前記第１チャンバーの前記開口部の縁部で挟む。これにより、第１チャンバーの内部を密閉すると共に、第２チャンバーの内部を密閉することができる。
【０００８】
軟化工程では、被成形物を軟化させる。その後の成形工程では、第１チャンバーの内部を減圧して、第１チャンバーの内部の気体を断熱膨張させ、軟化した被成形物を第１チャンバー側へ膨出させ、支持部材に支持された基材、または型に圧接させて被成形物の成形を行う。
【０００９】
ここで、基材の表面、または型の表面に凹部がある場合、被成形物が基材、または型の表面に接触した当初は、凹部と被成形物との間に空間が残っている場合がある。しかしながら、凹部と被成形物との間の空間に介在する気体は断熱膨張の効果で温度が低下し、体積が減少することで凹部内に圧力低下が生じる。その結果、凹部に面している被成形物は凹部の内側へ更に押される変形をし、凹部の内面に押圧される。これにより、基材の表面形状、または型の表面形状に沿った形状に被成形物を成形することができる。
【００１０】
なお、凹部と被成形物との間の気体を逃がす必要がないので、基材、または型に気体を逃がす穴を必要としない。また、第２チャンバーを負圧にしないので、例えば、被成形物に揮発性の成分を有した接着剤等が封入されている場合に、該揮発性の成分が気化して被成形物が破裂することが抑制される。
【００１１】
ここで、「第１チャンバーの内部を減圧する」とは、第１チャンバーの内部を密閉した後に、第１チャンバー内部の気体を吸引して減圧することに限らず、例えば、第１チャンバーの内部を密閉した後に、第１チャンバー内部に気体を供給して加圧し、その後、第１チャンバー内部の気体を大気に開放することで、第１チャンバーの内部を減圧することも含まれる。
【００１２】
なお、第１チャンバーの内部の気体を断熱膨張させる際には、瞬時に断熱膨張させることが好ましい。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の被成形物の成形方法において、前記軟化工程では、前記第２チャンバーの内部に配置したヒーターで前記被成形物を加熱して軟化させる。
【００１４】
請求項２に記載の被成形物の成形方法では、軟化工程において、第２チャンバーの内部に配置したヒーターで被成形物を加熱することで、被成形物を軟化させることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の被成形物の成形方法において、前記軟化工程において、少なくとも前記第１チャンバーの内部に前記被成形物を軟化させる水蒸気を供給する。
【００１６】
請求項３に記載の被成形物の成形方法では、軟化工程において、少なくとも第１チャンバーの内部に水蒸気を供給し、水蒸気の熱で被成形物を軟化させる。なお、第２チャンバーの内部に水蒸気を供給してもよい。
【００１７】
ここで、水蒸気を供給した第１チャンバーの内部を減圧すると、第１チャンバーの内部の水蒸気が断熱膨張する。基材の凹部と被成形物との間、または型の凹部と被成形物との間の空間に介在する水蒸気は、断熱膨張の効果で温度が低下し、液化して体積が減少する。これにより、凹部に面している被成形物は凹部の内側へ更に押される変形をし、凹部の内面に押圧される。空気が断熱膨張する場合に比較して、水蒸気が液化する方が体積の減少率が大きくなるので、被成形物を凹部に向けて押圧する力を増大させることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の被成形物の成形方法において、前記成形工程では、前記第１チャンバーの内部を減圧すると共に、前記第２チャンバーの内部を加圧する。
【００１９】
請求項４に記載の被成形物の成形方法では、成形工程において、第１チャンバーの内部を減圧すると共に、第２チャンバーの内部を加圧するため、第２チャンバーの内部を加圧しない場合に比較して、被成形物をより大きな圧力で基材、または型に押圧することができる。
【００２０】
請求項５に記載の被成形物の成形装置は、第１開口部を備えた第１チャンバーと、前記第１開口部と対向した第２開口部を備えた第２チャンバーと、前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとを互いに接離する方向に移動する移動装置と、前記第１開口部と前記第２開口部との間に配置した前記被成形物を保持する保持装置と、前記第１チャンバーの内部に配置され、前記被成形物を圧接させる基材を支持する支持部材と、前記第１チャンバーの内部を減圧する減圧装置と、を有する。
【００２１】
以下に請求項５に記載の被成形物の成形装置を用いて被成形物を成形する手順を以下に説明する。
先ず、支持部材で基材を支持する。次に、第１チャンバーの第１開口部と第２チャンバーの第２開口部との間に配置した被成形物を保持装置で保持する。
次に、移動装置で第１チャンバーと第２チャンバーとを相対的に接近させて被成形物を挟持し、第１チャンバーの内部を密閉すると共に、第２チャンバーの内部を密閉する。なお、被成形物は、第１チャンバー、及び第２チャンバーに密着させる前に予め軟化させておいたものを用いることができ、また、第１チャンバーと第２チャンバーとで被成形物を挟持した後に被成形物を軟化させてもよい。
【００２２】
次に、第１チャンバーの内部を減圧装置で減圧し、内部の気体を断熱膨張させ、被成形物を第１チャンバー側に膨出させて基材に圧接させることで被成形物の成形を行う。
【００２３】
ここで、基材の表面に凹部がある場合、被成形物が基材の表面に接触した当初は、凹部と被成形物との間に空間が残っている場合がある。しかしながら、凹部と被成形物との間の空間に介在する気体は断熱膨張の効果で温度が低下し、体積が減少することで圧力低下が生じる。その結果、凹部に面している被成形物は凹部の内側へ更に押される変形をし、凹部の内面に押圧させることができる。なお、基材、及び被成形物の少なくとも一方に予め接着剤等を付与しておくことで、被成形物の成形と共に、被成形物と基材との接着を行うことができる。
【００２４】
請求項６に記載の被成形物の成形装置は、第１開口部を備えた第１チャンバーと、前記第１開口部と対向した第２開口部を備えた第２チャンバーと、前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとを互いに接離する方向に移動する移動装置と、前記第１開口部と前記第２開口部との間に配置した前記被成形物を保持する保持装置と、前記第１チャンバーの内部に配置され、前記被成形物を圧接させる型と、前記第１チャンバーの内部を減圧する減圧装置と、を有する。
【００２５】
以下に請求項６に記載の被成形物の成形装置を用いて被成形物を成形する手順を以下に説明する。
先ず、支持部材で基材を支持する。次に、第１チャンバーの第１開口部と第２チャンバーの第２開口部との間に配置した被成形物を保持装置で保持する。
次に、移動装置で第１チャンバーと第２チャンバーとを相対的に接近させて被成形物を挟持し、第１チャンバーの内部を密閉すると共に、第２チャンバーの内部を密閉する。なお、被成形物は、第１チャンバー、及び第２チャンバーに密着させる前に予め軟化させておいたものを用いることができ、また、第１チャンバーと第２チャンバーとで被成形物を挟持した後に被成形物を軟化させてもよい。
【００２６】
次に、第１チャンバーの内部を減圧装置で減圧し、内部の気体を断熱膨張させ、被成形物を第１チャンバー側に膨出させて型に圧接させることで被成形物の成形を行う。
【００２７】
ここで、型の表面に凹部がある場合、被成形物が型の表面に接触した当初は、凹部と被成形物との間に空間が残っている場合があるが、凹部と被成形物との間の空間に介在する気体は断熱膨張の効果で温度が低下し、体積が減少することで凹部内に圧力低下が生じる。その結果、凹部に面している被成形物は凹部の内側へ更に押される変形をし、凹部の内面に押圧させることができる。これにより、型の形状に沿った形状の被成形物を得ることができる。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載の被成形物の成形装置において、前記第２チャンバーの内部に、前記被成形物を加熱するヒーターが設けられている。
【００２９】
請求項７に記載の被成形物の成形装置では、第２チャンバーの内部に被成形物を加熱するヒーターが設けられており、このヒーターによって被成形物を加熱して軟化させることができる。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載の被成形物の成形装置において、前記被成形物を軟化させる水蒸気を少なくとも前記第１チャンバーの内部に供給する水蒸気供給装置が設けられている。
【００３１】
請求項８に記載の被成形物の成形装置では、水蒸気供給装置からの水蒸気を少なくとも第１チャンバーの内部に供給することで被成形物を軟化させることができる。なお、水蒸気は、第２チャンバーの内部に供給してもよい。
【００３２】
ここで、水蒸気の供給された第１チャンバーの内部を減圧すると、第１チャンバーの内部の水蒸気が断熱膨張する。圧接部材の凹部と被成形物との間、または型の凹部と被成形物との間の空間に介在する水蒸気は、断熱膨張の効果で温度が低下し、液化して体積が減少する。これにより、凹部に面している被成形物は凹部の内側へ更に押される変形をし、凹部の内面により押圧される。空気が断熱膨張する場合に比較して、水蒸気が液化する方が体積の減少率が大きくなるので、被成形物を凹部に向けて押圧する力を増大させることができる。
【００３３】
請求項９に記載の発明は、請求項５〜請求項８の何れか１項に記載の被成形物の成形装置において、前記減圧装置は、気体を吸引する減圧ポンプと、前記減圧ポンプと前記第１チャンバーとを連結する配管と、前記減圧ポンプと前記第１チャンバーとの間に設けられる開閉弁と、を備えている。
【００３４】
請求項９に記載の被成形物の成形装置では、第１チャンバーの内部を減圧する際に、減圧ポンプを作動させて、開閉弁を開く。これにより、第１チャンバー内の気体は、減圧ポンプで吸引され、第１チャンバーの内部が減圧される。なお、開閉弁を開いてから減圧ポンプを作動させてもよい。
【００３５】
請求項１０に記載の発明は、請求項５〜請求項９の何れか１項に記載の被成形物の成形装置において、前記減圧装置は、前記第１チャンバーの内部の気体を外部に排出可能とする排出装置を備えている。
【００３６】
請求項１０に記載の被成形物の成形装置では、排出装置で第１チャンバーの内部の気体を外部に排出することで、第１チャンバーの内部を減圧することができる。
【００３７】
請求項１１に記載の発明は、請求項５〜請求項１０の何れか１項に記載の被成形物の成形装置において、前記第２チャンバーの内部を加圧する加圧装置が設けられている。
【００３８】
請求項１１に記載の被成形物の成形装置では、加圧装置で第２チャンバーの内部を加圧することができる。このため、第１チャンバーの内部を減圧する際に第２チャンバーの内部を加圧することにより、第２チャンバーの内部を加圧しない場合に比較して、被成形物をより大きな圧力で基材、または型に押圧することができる。
【発明の効果】
【００３９】
以上説明したように、本発明の被成形物の成形方法、及び被成形物の成形装置によれば、簡単な構成の型を用い、かつ成形中の損傷を抑制することができ、高品質の成形品を得ることができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係る成形装置の構成を示す側面図であり、（Ｂ）は成形する表皮材を示す断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、成形工程の前半部分を示す説明図である。
【図３】（Ａ）、及び（Ｂ）は、成形工程の後半部分を示す説明図であり、（Ｃ）は成形途中の表皮材、及び基材を示す断面図であり、（Ｄ）は成形終了時の表皮材、及び基材を示す断面図である。
【図４】第２の実施形態で用いる表皮材を示す断面図である。
【図５】第２の実施形態に係る成形装置の構成を示す側面図である。
【図６】（Ａ）は成形途中の表皮材、及び型を示す断面図であり、（Ｂ）は成形終了時の表皮材、及び型を示す断面図である。
【図７】第３の実施形態に係る成形装置の要部を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
［第１の実施形態］
図１乃至図３にしたがって、本発明の第１の実施形態に係る成形装置１０を説明する。
本実施例の成形装置１０は、一例として、自動車の内装品を成形するものである。
【００４２】
（成形装置の構成）
図１に示すように、本実施形態の成形装置１０は、下部が開放された箱状の上チャンバー１２と、上チャンバー１２の下側に配置され、上部が開放された箱状の下チャンバー１４からなるチャンバー１６を備えている。下チャンバー１４は、図示しないベース、または床等に載置されて固定されており、上チャンバー１２は、シリンダー等の移動装置１８よって上下方向に移動可能に支持されている。
【００４３】
上チャンバー１２の内側には内部空間２０が形成され、下チャンバー１４の内側には内部空間２２が形成されており、上チャンバー１２と下チャンバー１４とが接合されることで、内部空間２０と内部空間２２とが一体化されて密閉空間が形成されるようになっている。
【００４４】
上チャンバー１２、及び下チャンバー１４には、ボイラー２４からの水蒸気を内部へ流入させる水蒸気供給配管２６が接続されている。なお、水蒸気供給配管２６の中間部には、電磁弁等の開閉弁２８が取り付けられている。さらに、上チャンバー１２には、上チャンバー１２の内部空間２０と外部とを連通可能な配管２９、及び電磁弁等の開閉弁４１が接続されている。
【００４５】
また、下チャンバー１４には、下チャンバー１４の内部の気体を吸引するための吸引用配管３０の一端が接続されている。吸引用配管３０の他端には減圧ポンプ３２が接続されている。また、吸引用配管３０の中間部には電磁弁等の開閉弁３６が接続されている。さらに、下チャンバー１４には、下チャンバー１４の内部空間２２と外部とを連通可能な配管３８、及び電磁弁等の開閉弁４０が接続されている。
【００４６】
下チャンバー１４の底部には、テーブル４２が配置されており、このテーブル４２の上に凸形状の型４４が搭載されている。この型４４の表面には、一部に凹部４６（図３（Ｃ）参照）が形成されている。なお、本実施形態では、型４４が本発明の支持部材として用いられている。
【００４７】
また、チャンバー１６の両側には、後述するシート状の被成形物である表皮材４８を保持するためのクランプ５０が配置されている。クランプ５０は、表皮材４８の下面（裏面）を支持する下部材５２と、上下方向に移動するシリンダー５４のピストンロッド５４Ａに接続された上部材５６とを含んで構成されている。
【００４８】
（作用、効果）  
次に、本実施形態の成形装置１０を用いて自動車の内装品を成形する方法を説明する。
本実施形態では、型４４に装着した基材５８の表面にシート状の表皮材４８を装着して、基材５８と表皮材４８とを一体化させて内装品（成形物）を成形する例を説明する。なお、基材５８は、ＰＰ樹脂等の合成樹脂を素材とし、予め公知の方法によって成形されたものである。基材５８は、例えば、射出成形等によって成形することができるが、他の方法によって成形することもできる。また、基材５８は、合成樹脂以外の素材で形成されていてもよい。なお、基材５８の表面には、型４４の凹部４６と対向した位置に凹部６０が形成されている。
【００４９】
一方、基材５８に装着する表皮材４８は、図１（Ｂ）に示すように、一例として塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）等の熱可塑性樹脂からなるシート状の基材層４８Ａを備えている。なお、基材層４８Ａは、加熱により軟化することのできる熱可塑性樹脂であれば特に制限はない。基材層４８Ａの基材５８と接触する側にはプライマー層４８Ｂ、及び接着層４８Ｃが設けられ、基材５８側とは反対側に意匠面となる表皮層４８Ｄが設けられている。熱可塑性樹脂としては、塩化ビニル樹脂に限らず、ＴＰＯ樹脂、ＡＢＳ樹脂等の公知の熱可塑性樹脂を用いることができる。なお、表皮材４８は積層体であるが、単層であってもよく、また、発泡層を有していてもよい。
【００５０】
表皮層４８Ｄに用いられる合成樹脂としては、例えば、ポリウレタン、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル等が挙げられるが、伸張できるものであれば特に制限はない。また、接着層４８Ｃの形成に用い得る接着剤としては、特に制限はなく、ポリウレタン、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂を含有する接着剤等が挙げられる。
【００５１】
先ず、開閉弁２８、開閉弁３６、開閉弁４０、開閉弁４１を閉じておき、上チャンバー１２を上方に移動し、型４４の上に型４４の表面に形成された凹凸形状と同様の凹凸形状を有する基材５８を載置する。
【００５２】
そして、図２（Ａ）に示すように、表皮材４８を下チャンバー１４の上に被せ、表皮材４８の両端部をクランプ５０で保持し、上チャンバー１２を下降させて、表皮材４８を上チャンバー１２と下チャンバー１４とで挟持する。これにより、上チャンバー１２の内部空間２０は、表皮材４８で開口部が塞がれることで密閉空間となり、下チャンバー１４の内部空間２２も、表皮材４８で開口部が塞がれることで密閉空間となる。
【００５３】
次に、開閉弁２８を開き、図２（Ｂ）に示すように、上チャンバー１２の内部空間２０、及び下チャンバー１４の内部空間２２にボイラー２４で生成した高温の水蒸気Ｓを供給する。これにより、挟持された表皮材４８は、水蒸気Ｓの熱で加熱されて軟化する。
【００５４】
そして、開閉弁２８を閉じて水蒸気Ｓの供給を停止した後、減圧ポンプ３２を作動させ、開閉弁３６を開けて下チャンバー１４の内部空間２２の内部の気体（主に水蒸気）を吸引し、内部空間２２の内部を減圧する（図２（Ｃ）参照。）。なお、このとき、上チャンバー１２の内部空間２０には、水蒸気が充填されたままにしてある。
【００５５】
このようにして、下チャンバー１４の内部空間２２の内部を減圧することで、上チャンバー１２の内部空間２０の圧力が、下チャンバー１４の内部空間２２の圧力よりも相対的に高くなり、軟化した表皮材４８は、図３（Ａ）に示すように、上チャンバー１２の内部空間２０側からの圧力で押されて下方に膨出し、基材５８の表面に接触して、基材５８の表面に沿った形状に変形する。
【００５６】
ところで、表皮材４８が基材５８の表面に接触した当初は、図３（Ａ），（Ｃ）に示すように、表皮材４８は、基材５８の表面に形成された凹部６０の内面には接触しておらず、凹部６０と表皮材４８との間に微小空間６２が残っているが、凹部６０と表皮材４８との間の微小空間６２に介在する気体（主に水蒸気）は断熱膨張の効果で温度が低下し、水蒸気が液化して気体の体積が減少することで圧力低下が生じる。
【００５７】
その結果、凹部６０に面している表皮材４８は凹部６０の内側へ更に押される変形をし、図３（Ｂ），（Ｄ）に示すように、凹部６０の内面に押圧され、密着度を高めることができる。このように、本実施形態の成形装置１０を用い、水蒸気の断熱膨張を利用することで、表皮材４８を基材５８の凸部の表面に限らず、凹部６０の内面にも確実に押圧させることが可能となる。
【００５８】
その後、表皮材４８を冷却し、開閉弁３６を閉じ、開閉弁４０、及び開閉弁４１を開き、上チャンバー１２の内部空間２０、及び下チャンバー１４の内部空間２２の内圧を外気の圧力（大気圧）と同じにしてから上チャンバー１２を上昇させて、基材５８と表皮材４８とが一体化した成形物（内装品）を下チャンバー１４の中から取り出す。
【００５９】
以上のように成形を行うことで、表皮材４８と基材５８との間に製品不良となる空間（空気溜まり）を生じることが抑制され、表皮材４８が基材５８の表面に適正、かつ確実に接着された高品質の成形物を得ることができる。
【００６０】
ところで、実施形態の表皮材４８には、裏面側（基材５８側）に接着層４８Ｃが設けられているが、成形中においては、表皮材４８の表面側（上チャンバー１２側）が負圧にならないので、接着層４８Ｃから溶媒成分が気化しても、気化した溶媒成分のガスが表皮材４８の表面側に移動して表皮材４８の表面（表皮層４８Ｄ）に孔を開けてしまうことは無い。したがって、外観品質の優れた高品質の成形物を得ることができる。
【００６１】
さらに、本実施形態の成形装置１０では、従来の成形装置のように、凹部に溜まった気体を逃がすための穴を形成する必要がない。即ち、本実施形態の成形装置１０で用いる型４４や、基材５８には、気体を逃がす穴を必要としない。これにより、型４４の加工が容易になる。
【００６２】
なお、本実施形態の成形装置１０では、下チャンバー１４と減圧ポンプ３２とを接続する吸引用配管３０の中間部には開閉弁３６のみが設けられていたが、吸引用配管３０の開閉弁３６と減圧ポンプ３２との間に、内部を真空状態または大気よりも減圧した状態にすることが可能な真空タンク（図示せず）を設けてもよい。予め真空タンクの内部を真空、または減圧しておけば、開閉弁３６を開いたときに下チャンバー１４の内部の気体を迅速に吸引して、下チャンバー１４の内部を迅速に減圧することが可能となる。
【００６３】
また、本実施形態では、減圧ポンプ３２を用いて下チャンバー１４の内部を減圧したが、本発明はこれに限らず、減圧ポンプ３２を使用せずに、下チャンバー１４の内部の気体を断熱膨張させることができる。一例として、上チャンバー１２の内部、及び下チャンバー１４の内部に水蒸気を充填して、大気よりも内圧を高めた後、開閉弁４０を開けて下チャンバー１４の内部の気体を大気に開放することで、下チャンバー１４の内部の気体を断熱膨張させることができる。これにより、表皮材４８を基材５８の表面に押圧させることができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、下チャンバー１４の内部を減圧することで表皮材４８を、基材５８に押圧したが、下チャンバー１４の内部を減圧する際に、上チャンバー１２の内部にエアコンプレッサー（図示せず）等から圧縮空気を送り込んで上チャンバー１２の内部を加圧してもよい。これにより、上チャンバー１２の内部を加圧しない場合に比較して、表皮材４８をより大きな圧力で基材５８に押圧することができる。
【００６５】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態を図４乃至図６にしたがって説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
第１の実施形態では、軟化した表皮材４８を基材５８に押し付けて表皮材４８と基材５８とが一体化した成形品を得たが、本実施形態では、軟化した表皮材４９を型４４の表面に直接的に押し付けて成形品を得る成形方法を説明する。
【００６６】
図４に示すように、本実施形態で用いる表皮材４９は、一例として塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）等の熱可塑性樹脂からなるシート状の基材層４９Ａを備えている。基材層４９Ａの裏面側にはプライマー層４９Ｂ、接着層４９Ｃ、及びバッカー層４９Ｅが設けられ、表面側に意匠面となる表皮層４９Ｄが設けられている。熱可塑性樹脂としては、塩化ビニル樹脂に限らず、ＴＰＯ樹脂、ＡＢＳ樹脂等の公知の熱可塑性樹脂を用いることができる。なお、バッカー層４９Ｅは、成形品の形状を保持するための層であり、形状保持層とも呼ばれる。本実施形態では、バッカー層４９ＥにＡＢＳ樹脂が用いられているが、他の熱可塑性の合成樹脂を用いることもできる。また、表皮材４９は、単層であってもよく、また、発泡層を有していてもよい。
【００６７】
本実施形態では、第１の実施形態と略同様の成形装置１０を用いるが、図５に示すように、型４４の表面に表皮材４９を形作る凹凸が形成されており、型４４の表面に表皮材４９が直接的に押圧されるようになっている。
【００６８】
本実施形態の成形方法は、第１の実施形態の成形方法と略同様の工程を経て表皮材４９の成形を行うため、第１の実施形態の成形方法と異なる点を以下に説明する。
【００６９】
図５に示すように、表皮材４９を下チャンバー１４の上に被せてクランプ５０で保持し、表皮材４９を上チャンバー１２と下チャンバー１４とで挟持する。その後は、第１の実施形態と同様の工程を経る。
【００７０】
第２の実施形態においても、下チャンバー１４の内部空間２２の内部を減圧することで、上チャンバー１２の内部空間２０の圧力が、下チャンバー１４の内部空間２２の圧力よりも相対的に高くなり、軟化した表皮材４９は、上チャンバー１２の内部空間２０側からの圧力で押されて下方に膨出し、型４４の表面に接触して、型４４の表面に沿った形状に変形する。
【００７１】
ところで、表皮材４９が型４４の表面に接触した当初は、図６（Ａ）に示すように、表皮材４９は、型４４の表面に形成された凹部６１の内面には接触しておらず、凹部６１と表皮材４９との間に微小空間６３が残っているが、凹部６１と表皮材４９との間の微小空間６３に介在する気体（主に水蒸気）は断熱膨張の効果で温度が低下し、水蒸気が液化して気体の体積が減少することで圧力低下が生じる。
【００７２】
その結果、凹部６１に面している表皮材４９は凹部６１の内側へ更に押される変形をし、図６（Ｂ）に示すように、凹部６１の内面に押圧され、密着度を高めることができる。このように、本実施形態においても、水蒸気の断熱膨張を利用することで、表皮材４９を型４４の凸部の表面に限らず、凹部６１の内面にも確実に押圧させることが可能となり、型４４の表面形状に沿った高品質の成形物を得ることができる。
【００７３】
なお、本実施形態においても、前述したように、減圧ポンプ３２を使用せずに、下チャンバー１４の内部の気体を断熱膨張させ、表皮材４９を型４４の表面に押圧させることができる。また、下チャンバー１４を減圧する際に、上チャンバー１２の内部を加圧してもよい。
【００７４】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係る成形装置７０を図７にしたがって説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００７５】
図７に示すように、第３の実施形態に係る成形装置７０は、前述した実施形態で用いられていた水蒸気を供給する構成である、ボイラー２４、水蒸気供給配管２６、及び開閉弁２８が設けられていない。なお、第３の実施形態に係る成形装置１０は、上チャンバー１２の内部に、表皮材４８を加熱する赤外線ヒーター６４が設けられている。
以下に、第３の実施形態に係る成形装置１０を用いた成形方法を説明する。
【００７６】
（１）  先ず、成形装置７０の前準備として、開閉弁３６、開閉弁４０、及び開閉弁４１は閉じておく。
（２）  次に、上チャンバー１２を上方に移動し、型４４の上に型４４の表面に形成された凹凸形状と同様の凹凸形状を有する基材５８を載置する。
【００７７】
そして、表皮材４８を下チャンバー１４の上に被せ、表皮材４８の両端部をクランプ５０で保持し、上チャンバー１２を下降させて、表皮材４８を上チャンバー１２と下チャンバー１４とで挟持し、上チャンバー１２の内部空間２０、及び下チャンバー１４の内部空間２２を密閉する。
【００７８】
次に、赤外線ヒーター６４で表皮材４８を加熱し、表皮材４８を軟化させ、表皮材４８を軟化させた後、加熱を止める。
【００７９】
そして、減圧ポンプ３２を作動させると共に、開閉弁３６を開け、下チャンバー１４の内部空間２２の内部の空気を吸引して、内部空間２２の内部を減圧する。
【００８０】
このようにして、下チャンバー１４の内部空間２２の内部を減圧することで、上チャンバー１２の内部空間２０の圧力が、下チャンバー１４の内部空間２２の圧力よりも相対的に高くなり、軟化した表皮材４８は、上チャンバー１２の内部空間２０側からの圧力で押されて下方に膨出し、基材５８の表面に接触して、基材５８の表面に沿った形状に変形する。
【００８１】
その後、基材５８の凹部と表皮材４８との間の微小空間に介在する空気は断熱膨張の効果で温度が低下し、体積が減少することで圧力低下が生じ、表皮材４８は凹部の内側へ更に押される変形をして凹部の内面に押圧される。これにより、前述した実施形態と同様に、高品質の成形品を得ることができる。
【００８２】
なお、本実施形態においても、下チャンバー１４を減圧する際に、上チャンバー１２の内部を加圧してもよい。
また、表皮材４８を加熱して軟化させた際に、表皮材４８が自重によって垂れ下がろうとする場合には、上チャンバー１２の内部空間２０、及び下チャンバー１４の内部空間２２の内圧を調節することにより、軟化した表皮材４８をほぼ水平に保つこともできる。
【００８３】
本実施形態では、表皮材４８を基材５８に貼り付ける例を説明したが、第２の実施形態で説明した様に、表皮材４８を型４４の表面に押し当てて成形品を得ることもできる。
【００８４】
［その他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【００８５】
上記実施形態では、上チャンバー１２と下チャンバー１４とで表皮材４８を挟持してから表皮材４８を加熱して軟化させたが、場合によっては、予め加熱して軟化させた表皮材４８を上チャンバー１２と下チャンバー１４とで挟持してもよい。
【００８６】
第１の実施形態では、水蒸気によって表皮材４８を軟化させたが、上チャンバー１２に赤外線ヒーター６４を設けて、水蒸気と赤外線ヒーター６４の熱で表皮材４８を軟化させてもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１０    成形装置
１２    上チャンバー（第２チャンバー）
１４    下チャンバー（第１チャンバー）
１８    移動装置
２０    内部空間（内部）
２２    内部空間（内部）
２４    ボイラー（水蒸気供給装置）
２６    水蒸気供給配管（水蒸気供給装置）
２８    開閉弁（水蒸気供給装置）
３０    吸引用配管（減圧装置）
３２    減圧ポンプ（減圧装置）
３６    開閉弁（減圧装置）
３８    配管（減圧装置）
４０    開閉弁（減圧装置、排出装置、開閉弁）
４４    型（支持部材）
５０    クランプ（保持装置）
６４    赤外線ヒーター（ヒーター）
【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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