(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物を得ることができるようにする。【解決手段】被成形物の予備成形方法は、シート状の表皮材２２（被成形物）を軟化させる軟化工程Ｓ１と、表皮材２２が貼付される基材２４（被貼付物）を型として用い、軟化した表皮材２２を基材２４に圧接する成形工程と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の被成形物を軟化させる軟化工程と、
前記被成形物が貼付される被貼付物を型として用い、軟化した前記被成形物を被貼付物に圧接する成形工程と、
を有する被成形物の予備成形方法。
【請求項２】
前記成形工程において、前記被貼付物に設けられた孔を通じて前記被成形物と前記被貼付物との間を減圧する請求項１に記載の被成形物の予備成形方法。
【請求項３】
前記軟化工程において、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又は請求項２に記載の被成形物の予備成形方法。
【請求項４】
シート状の被成形物を保持する保持装置と、
前記被成形物を軟化させる軟化装置と、
前記被成形物を成形するための型として用いられる被貼付物を支持する支持部材と、
前記保持装置と前記支持部材とを互いに接近及び離間する方向に移動させる移動装置と、
を有する被成形物の予備成形装置。
【請求項５】
前記被貼付物に孔が形成され、
前記被成形物と前記被貼付物との間を、前記孔を通じて減圧する減圧装置を有する請求項４に記載の被成形物の予備成形装置。
【請求項６】
前記減圧装置は、前記被貼付物における前記被成形物の圧接側と反対側かつ前記孔の位置に配置される吸着パッドと、前記吸着パッドに接続されたエジェクターとを有する請求項５に記載の被成形物の予備成形装置。
【請求項７】
前記軟化装置は、ヒーターである請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の被成形物の予備成形装置。
【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予備成形する被成形物の予備成形方法、及び被成形物の予備成形装置に関する。
【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（被貼付物）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っていた。この作業には、熟練した技能が必要である。
【０００３】
これに対し、被成形物を被貼付物に簡便に貼るために、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予備成形し、その後、被成形物を被貼付物に貼るという方法がある（例えば、参考文献１参照）。
【０００４】
また、被成形物を予め立体的な形状に成形する従来の技術として、真空成形という方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。真空成形とは、被成形物を加熱して軟化させ、製品形状に模った型と圧着させ、被成形物と型との間に閉じ込められた空気を型にある孔から真空ポンプで減圧させることによって、型の表面形状に沿った形状の被成形物を得ることのできる成形方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２８３４４５号公報
【特許文献２】特開平１０−２７８９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の技術では、製品形状ごとに型が必要であるため、下記のような問題があった。
【０００７】
１）型の設計及び製作にコストと納期がかかる。また、型の保守に維持費がかかる。
【０００８】
２）被成形物と型との間に閉じ込められた空気を減圧させるために、真空ポンプやチャンバー等の減圧装置が必要であり、装置自体をやや大型化せざるを得ず、しかも高価な設備となる。
【０００９】
本発明は、被成形物を予備成形するための型を設計及び製作せず、かつ簡単な構成の設備で成形物を得ることのできる被成形物の予備成形方法及び被成形物の成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る被成形物の予備成形方法は、シート状の被成形物を軟化させる軟化工程と、前記被成形物が貼付される被貼付物を型として用い、軟化した前記被成形物を被貼付物に圧接する成形工程と、を有する。
【００１１】
この被成形物の予備成形方法では、軟化工程において、シート状の被成形物を軟化させる。そして、成形工程において、被成形物が貼付される被貼付物を型として用いて、軟化した被成形物を被貼付物に圧接する。これにより、被成形物が、被貼付物の表面形状に沿った形状に成形される。被貼付物を型として用いるため、被成形物を予備成形するための型を別途設計及び製作する必要がない。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の被成形物の予備成形方法において、前記成形工程において前記被貼付物に設けられた孔を通じて前記被成形物と前記被貼付物との間を減圧する。
【００１３】
被貼付物のうち、被成形物が圧接される側の表面に凹部がある場合、被成形物が被貼付物に接触した当初は、凹部と被成形物との間に空間が残っている場合がある。この被成形物の予備成形方法では、被貼付物に設けられた孔を通じて被成形物と被貼付物との間を減圧するので、上記凹部に面している被成形物が凹部の内側へ変形する。これにより、被貼付物の表面に凹部があっても、被成形物を、被貼付物の表面形状に沿った形状に成形することができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の被成形物の予備成形方法において、前記軟化工程において、ヒーターで前記被成形物を加熱して軟化させる。
【００１５】
この被成形物の予備成形方法では、軟化工程において、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。
【００１６】
請求項４に係る被成形物の予備成形装置は、シート状の被成形物を保持する保持装置と、前記被成形物を軟化させる軟化装置と、前記被成形物を成形するための型として用いられる被貼付物を支持する支持部材と、前記保持装置と前記支持部材とを互いに接近及び離間する方向に移動させる移動装置と、を有する。
【００１７】
この被成形物の予備成形装置を用いて被成形物を予備成形する手順を以下に説明する。
【００１８】
まず、シート状の被成形物を保持装置により保持する。また、被成形物を成形するための型として用いられる被貼付物を、支持部材により支持する。
【００１９】
次に、被成形物を軟化装置により軟化させる。続いて、移動装置により、保持装置と支持部材とを互いに接近する方向に移動させ、被成形物を被貼付物に圧接する。これにより、被成形物が、被貼付物の表面形状に沿った形状に成形される。そして、移動装置により、保持装置と支持部材とを互いに離間する方向に移動させることにより、予備成形された被成形物を、被貼付物から離すことができる。被貼付物を型として用いるため、被成形物を予備成形するための型を別途設計及び製作する必要がない。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の被成形物の予備成形装置において、前記被貼付物に孔が形成され、前記被成形物と前記被貼付物との間を、前記孔を通じて減圧する減圧装置を有する。
【００２１】
被貼付物のうち、被成形物が圧接される側の表面に凹部がある場合、被成形物が被貼付物に接触した当初は、凹部と被成形物との間に空間が残っている場合がある。この被成形物の予備成形装置では、減圧装置により、被貼付物に設けられた孔を通じて、被成形物と被貼付物との間を減圧するので、上記凹部に面している被成形物が凹部の内側へ変形する。これにより、被貼付物の表面に凹部があっても、被成形物を、被貼付物の表面形状に沿った形状に成形することができる。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項５に記載の被成形物の予備成形装置において、前記減圧装置が、前記被貼付物における前記被成形物の圧接側と反対側かつ前記孔の位置に配置される吸着パッドと、前記吸着パッドに接続されたエジェクターとを有する。
【００２３】
この被成形物の予備成形装置では、被貼付物における被成形物の圧接側と反対側かつ孔の位置に吸着パッドが配置されており、該吸着パッドに接続されたエジェクターにより、被貼付物に設けられた孔を通じて、被成形物と被貼付物との間を減圧することができる。このように、簡単な構成の減圧装置により、被成形物を被貼付物の表面形状に沿った形状に成形することができる。
【００２４】
請求項７の発明は、請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の被成形物の予備成形装置において、前記軟化装置が、ヒーターである。
【００２５】
この被成形物の予備成形装置では、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。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明の被成形物の予備成形方法、及び被成形物の予備成形装置によれば、被成形物を予備成形するための型を設計及び製作せず、かつ簡単な構成の設備で成形物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（Ａ）は本実施形態に係る予備成形装置の構成及び軟化工程を模式的に示す側面図である。（Ｂ）は予備成形される表皮材を示す拡大断面図である。
【図２】（Ａ）は、成形時に表皮材と基材との間に空間が形成される構成において、基材に孔が設けられ、吸着パッドが配置される例を示す拡大断面図である。（Ｂ）は、成形時に表皮材と基材との間に空間が形成されない例を示す拡大断面図である。
【図３】（Ａ）は、成形工程の前半部分を模式的に示す側面図である。（Ｂ）は、表皮材と基材との間に空間が形成された状態を示す拡大断面図である。
【図４】（Ａ）は、成形工程の後半部分を模式的に示す側面図である。（Ｂ）は、減圧により表皮材が基材の凹部の内側に変形した状態を示す拡大断面図である。
【図５】予備成形された表皮材を取り出し、基材に貼付して外装品を得る工程を模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。
【００２９】
（予備成形装置の構成）
図１（Ａ）において、本実施形態に係る予備成形装置１０は、一例として、自動車の外装品の製造に用いられるものであり、保持装置１２と、軟化装置の一例としてのヒーター１４と、支持部材１６と、移動装置１８と、減圧装置２０とを有している。
【００３０】
保持装置１２は、被成形物の一例としてのシート状の表皮材２２を保持する、例えばクランプである。この保持装置１２は、表皮材２２の外縁部を上下から挟持可能に構成されている。
【００３１】
ヒーター１４は、表皮材２２を加熱して軟化させる軟化装置の一例である。このヒーター１４は、例えば輻射熱により表皮材２２を加熱するパネルヒーターであり、保持装置１２により保持された表皮材２２の上方に配置されている。なお、ヒーター１４は、熱風発生機であってもよい。
【００３２】
表皮材２２は、被貼付物の一例としての基材２４に貼付される表皮材である。図１（Ｂ）に示されるように、この表皮材２２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２２Ａを備えている。この基材層２２Ａ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。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。基材層２２Ａの基材２４と接触する側には、プライマー層２２Ｂ及び接着層２２Ｃ、バッカー層２２Ｅが設けられている。また、基材層２２Ａの基材２４側とは反対側には、意匠面となる表皮層２２Ｄが設けられている。なお、表皮材２２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。
【００３３】
表皮層２２Ｄ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２２Ｃ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。
【００３４】
図２（Ａ）、図３（Ｂ）において、基材２４に凹部２４Ａが形成されており、表皮材２２の予備成形時に、該表皮材２２と凹部２４Ａとの間に空間Ｓが残る場合には、該凹部２４Ａに孔２４Ｂが形成される。なお、図２（Ｂ）に示されるように、基材２４に凹部が存在しない場合には、孔が形成されていなくてもよく、後述する減圧装置２０が設けられていなくてもよい。
【００３５】
図１（Ａ）において、支持部材１６は、表皮材２２を成形するための型として用いられる基材２４を支持する部材である。この支持部材１６は、例えば、テーブル２６と、該テーブル２６上に設けられた支持台２８とを有している。なお、図示される支持台２８は、基材２４の中央部を支持しているが、基材２４のより広い範囲を支持する形状であってもよい。
【００３６】
移動装置１８は、保持装置１２と支持部材１６とを互いに接近及び離間する方向（矢印Ｕ方向及び矢印Ｄ方向）に移動させる駆動装置である。この移動装置１８は、例えば保持装置１２のみを移動させるものであるが、支持部材１６のみを移動させるものであってもよく、また保持装置１２と支持部材１６の双方を互いに反対方向に移動させるものであってもよい。
【００３７】
減圧装置２０は、表皮材２２と基材２４との間を、基材２４に設けられた孔２４Ｂを通じて減圧するものである。この減圧装置２０は、表皮材２２と基材２４との間に空間Ｓ（図３（Ｂ））が残り、空気等の気体が閉じ込められる場合に、該空間Ｓ内の気体を吸引し、該空間Ｓを減圧することが可能とされている（図４）。具体的には、減圧装置２０は、基材２４における表皮材２２の圧接側と反対側かつ孔２４Ｂの位置に配置される吸着パッド３０と、吸着パッド３０に接続されたエジェクター３２とを有している。
【００３８】
吸着パッド３０は、可撓性を有し、基材２４の孔２４Ｂを含む領域に真空圧により吸着可能に構成されている。吸着パッド３０とエジェクター３２の真空ポート３２Ｃとは、配管３４により接続されている。エジェクター３２は、エア供給ポート３２Ａから供給される圧縮空気が排気ポート３２Ｂから排出される際に、ベンチュリ効果によって真空ポート３２Ｃに負圧を生じさせるものである。エア供給ポート３２Ａには、圧縮空気を供給するための配管３６が接続されている。排気ポート３２Ｂには、消音器３８が取り付けられている。
【００３９】
（被成形物の予備成形方法）
本実施形態に係る被成形物の予備成形方法は、シート状の表皮材２２を軟化させる軟化工程Ｓ１と、表皮材２２が貼付される基材２４を型として用い、軟化した表皮材２２を基材２４に圧接する成形工程Ｓ２と、を有している。
成形工程Ｓ２において、基材２４に設けられた孔２４Ｂを通じて表皮材２２と基材２４との間を減圧してもよい。
軟化工程Ｓ１において、ヒーターで表皮材２２を加熱して軟化してもよい。
【００４０】
（作用）
本実施形態に係る被成形物の予備成形装置１０は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係る被成形物の予備成形装置１０では、シート状の表皮材２２を保持装置１２により保持する。また、表皮材２２を成形するための型として用いられる基材２４を、支持部材１６により支持する。
【００４１】
次に、表皮材２２をヒーター１４により軟化させる（軟化工程Ｓ１）。続いて、図３（Ａ）に示されるように、移動装置１８により、保持装置１２と支持部材１６とを互いに接近する方向に移動させ、表皮材２２を基材２４に圧接する（成形工程Ｓ２の前半）。本実施形態では、保持装置１２を支持部材１６が位置する下方（矢印Ｄ方向）に移動させている。
【００４２】
基材２４のうち、表皮材２２が圧接される側の表面に凹部２４Ａがある場合、表皮材２２が基材２４に接触した当初は、凹部２４Ａと表皮材２２との間に空間Ｓが残っている場合がある。本実施形態では、図４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、減圧装置２０として、基材２４における表皮材２２の圧接側と反対側かつ孔２４Ｂの位置に吸着パッド３０が配置され、かつ該吸着パッド３０にエジェクター３２が接続されている。このエジェクター３２を作動させることにより、基材２４に設けられた孔２４Ｂを通じて、表皮材２２と基材２４との間を減圧することができる。
【００４３】
具体的には、配管３６を通じてエジェクター３２に矢印Ａ方向に圧縮空気を供給すると、エア供給ポート３２Ａから流入した圧縮空気が排気ポート３２Ｂに至り、消音器３８から矢印Ｂ方向へ抜ける。この際に、ベンチュリ効果により、真空ポート３２Ｃに負圧が生じる。この負圧が配管３４を通じて吸着パッド３０に矢印Ｃ方向に作用することで、空間Ｓ内の気体を吸引し、該空間Ｓを減圧することができる。これにより、基材２４の凹部２４Ａに面している表皮材２２が、凹部２４Ａの内側へ変形する（成形工程Ｓ２の後半）。なお、排気ポート３２Ｂから排出される圧縮空気の音は、消音器３８により低減される。
【００４４】
このように、本実施形態では、基材２４の表面に凹部２４Ａがあっても、真空ポンプや真空チャンバー等の大掛かりな装置を用いることなく、簡単な構成の減圧装置２０により、表皮材２２を基材２４の表面形状に沿った形状に成形することができる（図４（Ｂ））。
【００４５】
そして、移動装置１８により、保持装置１２と支持部材１６とを互いに離間する方向に移動させ、減圧装置２０を停止させることにより、予備成形された表皮材２２を、基材２４から離すことができる。基材２４を型として用いるため、表皮材２２を予備成形するための型を別途設計及び製作する必要がない。
【００４６】
図５に示されるように、表皮材２２を取り出し、バッカー層２２Ｅを剥がして、被貼付物である基材４０に貼付することで、例えば自動車の外装品４２を得ることができる。
【００４７】
［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。
【００４８】
軟化装置の一例としてヒーター１４を挙げたが、軟化装置は、これに限られるものではなく、ボイラーからの水蒸気を表皮材２２に対して供給する水蒸気供給機（図示せず）であってもよい。また、ヒーター１４と水蒸気供給機とを併用してもよい。
【００４９】
また、保持装置１２により保持された表皮材２２をヒーター１４により加熱して軟化させるものとしたが、場合によっては、予め加熱して軟化させた表皮材２２を保持装置１２により保持してもよい。
【００５０】
減圧装置２０が、吸着パッド３０及びエジェクター３２を有するものとしたが、減圧装置２０はこれに限られず、真空ポンプや真空チャンバーと比較して簡単な構成のものであれば、他の手段を用いてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０    被成形物の予備成形装置
１２    保持装置
１４    ヒーター（軟化装置）
１６    支持部材
１８    移動装置
２０    減圧装置
２２    表皮材（被成形物）
２４    基材（被貼付物）
２４Ａ  凹部
２４Ｂ  孔
３０    吸着パッド
３２    エジェクター
Ｓ１    軟化工程
Ｓ２    成形工程
【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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