(57)【要約】【課題】  幅広のシート状材料を使用したり、成形設備を幅広のシート状材料に適合するように改造したりすることなく、大型タイプの成形品を成形することができる成形方法及び成形装置を提供する。【解決手段】  下型１２と、上型１３との間にシート状材料Ｓを供給した後に型閉じをして、両型１２，１３の成形面１２ａ，１３ａ間においてシート状材料Ｓの成形を行う。この場合、下型１２の凹状成形面１２ａの上部開口部１２ｂ付近に、撓曲変形可能な複数本の線条体１６を架設する。そして、両成形面１２ａ，１３ａ間に供給されるシート状材料Ｓを架設状態の線条体１６により支持した後に型閉じをするととともに、前記線条体１６がシート状材料Ｓの成形変位にともなって撓曲変形するように、線条体１６を架設状態から弛緩させる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部側に位置する凹状成形面と、上部側に位置する凸状成形面との間にシート状材料を供給した後に型閉じをして、両成形面間においてシート状材料の成形を行う成形方法において、
前記両成形面間に供給されるシート状材料を凹状成形面の上部開口部付近に架設された撓曲変形可能な支持部材により支持した後に型閉じをし、その型閉じに際して、シート状材料の変形にともなって前記支持部材が撓曲変形するように、支持部材を架設状態から弛緩させることを特徴とした成形方法。
【請求項２】
下部側に位置する凹状成形面と、上部側に位置する凸状成形面とを有し、それらの成形面間に供給されるシート状材料を型閉じにより成形するようにした成形装置において、
前記凹状成形面の上部開口部付近には撓曲変形可能な支持部材を架設するとともに、型閉じ時に前記支持部材を架設状態から弛緩させるための弛緩手段を設け、架設状態の支持部材上にシート状材料を支持した後に型閉じをして、シート状材料の成形を行うとともに、前記弛緩手段により支持部材を弛緩させて、その支持部材をシート状材料の成形変位にともなって撓曲変形させるようにしたことを特徴とする成形装置。
【請求項３】
前記支持部材は、シート状材料の移送方向と直交する方向に延長されるとともに、その移送方向に沿って所定ピッチで配列された複数本の線条体であることを特徴とする請求項２に記載の成形装置。
【請求項４】
前記弛緩手段は、支持部材の少なくとも一端を把持した状態で、その支持部材を架設状態から弛緩方向に移動されるアクチュエータであることを特徴とする請求項３に記載の成形装置。
【請求項５】
前記支持部材は、複数本が１つのアクチュエータにより移動されることを特徴とする請求項４に記載の成形装置。
【請求項６】
前記凹状成形面の両側には、シート状材料の幅端部に係合して、シート状材料の幅方向への移動を抑制するための抑制手段を設けたことを特徴とする請求項３〜５のうちのいずれか一項に記載の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば自動車等の車両の天井材を成形するのに適用可能な成形方法及び成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等の車両の天井材を成形する場合には、凹状成形面を有する下型と、凸状成形面を有する上型との間に、ウレタンシート等を主材とするシート状材料を供給し、この状態で下型と上型とを型閉じして、両成形面間においてシート状材料を所定の形状に成形していた。そして、このような成形方法においては、各種天井材の形状に相違があっても、それらの相違に対応できるとともに、シート状材料の種類が少なくなるように、シート状材料の幅を標準化し、一定幅のシート状材料を使用して複数種の天井材を成形していた。
【０００３】
すなわち、例えば図７に示すように、幅がＷ１で、高さがＨ１の通常タイプの天井材Ｍ１と、幅が天井材Ｍ１よりも狭いＷ２で、高さが天井材Ｍ１よりも高いＨ２のボックスタイプの天井材Ｍ２とを、所定幅の標準化されたシート状材料を使用して成形していた。これにより、成形装置を含む成形設備及び使用するシート状材料を共通化することができて、製造コストの低減を図ることができた。
【０００４】
ところが、図７に示すように、幅が通常タイプ及びボックスタイプの天井材Ｍ１，Ｍ２よりも広いＷ３で、高さが両タイプの天井材Ｍ１，Ｍ２よりも高いＨ３の大型タイプの天井材Ｍ３が要求されることが生じてきている。このような大型タイプの天井材Ｍ３を、前述した従来の成形設備を使用して成形する場合、シート状材料として標準化サイズのものより幅広サイズものを使用する必要があり、このような場合、幅広のシート状材料に合わせて、成形設備を大幅に改造する必要があった。
【０００５】
また、この大型タイプの天井材Ｍ３の成形時には、成形品の高さＨ３が大きいため、下型と上型とが型閉じされる際に、シート状材料が下型の凹状成形面内に偏った状態でずれ込み易くて、成形品の幅方向の端部に欠肉部が発生しやすい。これを防止するためには、一層幅広のシート状材料を使用する必要があり、前述した成形設備の改造と相俟って、製造コストの高騰を招くという問題があった。
【０００６】
ところで、基材の表面にシート材を成形する方法として、例えば特許文献１に開示されるような方法が従来から提案されている。この従来方法は、真空成形であって、加熱ステーションにおいてシート材を加熱する際に、シート材の軟化にともなうドローダウン量を検出し、その検出結果に基づいてシート材の両端縁をチャック状態で外側に移動させて、ドローダウンしたシート材が下部のヒータに異常接近するのを防止している。さらに、加熱状態のシート材が加熱ステーションから真空成形ステーションに移送される際に、再びシート材の両端縁をチャック状態で外側に移動させて、シート材が真空成形に先立って基材に接触するのを防止している。
【特許文献１】特開平７−４０４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この特許文献１に記載の方法では、前述のように、シート材の両端縁をチャックして外側に移動させることにより、シート材の加熱軟化にともなうドローダウンを是正するようにしている。このため、特許文献１の方法に倣って、前述した大型タイプの天井材Ｍ３の成形時に、シート状材料の両端縁をチャックし、シート状材料が下型の凹状成形面内にずれ込むのを抑制することは可能となる。しかしながら、この天井材Ｍ３の成形時には、型閉じにともなってシート状材料が成形変位するため、その成形変位に応じてシート状材料の両端縁をチャック状態から解放する必要があり、その解放加減やタイミングが難しく、やはり欠肉部の発生防止を図るのは難しい。しかも、シート状材料の幅端部にチャックのための代（しろ）を設ける必要があるため、その分だけ、シート状材料の幅が拡大されることになる。
【０００８】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、幅広のシート状材料を使用したり、成形設備を幅広のシート状材料に適合するように改造したりすることなく、大型タイプの成形品を成形することができる成形方法及び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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、請求項１に記載の発明においては、下部側に位置する凹状成形面と、上部側に位置する凸状成形面との間にシート状材料を供給した後に型閉じをして、両成形面間においてシート状材料の成形を行う成形方法において、前記両成形面間に供給されるシート状材料を凹状成形面の上部開口部付近に架設された撓曲変形可能な支持部材により支持した後に型閉じをし、その型閉じに際して、シート状材料の変形にともなって前記支持部材が撓曲変形するように、支持部材を架設状態から弛緩させることを特徴としたものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、下部側に位置する凹状成形面と、上部側に位置する凸状成形面とを有し、それらの成形面間に供給されるシート状材料を型閉じにより成形するようにした成形装置において、前記凹状成形面の上部開口部付近には撓曲変形可能な支持部材を架設するとともに、型閉じ時に前記支持部材を架設状態から弛緩させるための弛緩手段を設け、架設状態の支持部材上にシート状材料を支持した後に型閉じをして、シート状材料の成形を行うとともに、前記弛緩手段により支持部材を弛緩させて、その支持部材をシート状材料の成形変位にともなって撓曲変形させるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記支持部材は、シート状材料の移送方向と直交する方向に延長されるとともに、その移送方向に沿って所定ピッチで配列された複数本の線条体であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記弛緩手段は、支持部材の少なくとも一端を把持した状態で、その支持部材を架設状態から弛緩方向に移動されるアクチュエータであることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記支持部材は、複数本が１つのアクチュエータにより移動されることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記凹状成形面の両側には、シート状材料の幅端部に係合して、シート状材料の幅方向への移動を抑制するための抑制手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
この発明においては、両成形面間にシート状材料が供給されるとき、そのシート状材料が凹状成形面の上部開口部付近に架設された撓曲変形可能な支持部材により成形面から浮き上がった状態で支持される。その後、型閉じが行われてシート状材料が成形されるとき、支持部材が架設状態から弛緩されて、シート状材料の成形変位にともなって撓曲変形され、シート状材料の変形を許容する。このため、成形面間へのシート状材料の供給時及び型閉じ時に、シート状材料が下側の凹状成形面内に偏った状態でずれ込むのを確実に抑制することができる。よって、幅広のシート状材料を使用したり、成形設備を幅広のシート状材料に適合するように改造したりすることなく、標準化したシート状材料及び成形設備を使用して、大型タイプの成形品を成形することができて、製造コストを低減することができる。
【００１５】
支持部材を複数の線条体から構成すれば、シート状材料に対する成形熱の伝播に支障がなく、しかも、線条体として細いものを使用することにより、成形されるシート状材料につく線条痕を目立たない程度にすることができる。
【００１６】
弛緩手段を弛緩方向に作動させるためのアクチュエータを設ければ、このアクチュエータによって支持部材を架設状態及び弛緩状態に的確に切り替えることができる。
複数本の支持部材を１つのアクチュエータにより移動されるようにすれば、構成の複雑化を避けることができる。
【００１７】
凹状成形面の両側には、シート状材料の幅方向への移動を抑制するための抑制手段を設ければ、シート状材料の斜行を防止して、シート状材料を上下の成形面間に正確に配置することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、この発明によれば、成形品が大型であっても、幅広のシート状材料を使用したり、成形設備を幅広のシート状材料に適合するように改造したりすることなく、同成形品を成形することができ、コストアップを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、この発明を具体化した成形装置の一実施形態を、図１〜図６に基づいて説明する。
図１に示すように、この実施形態の成形装置１１は、車両用天井材としての成形品を成形するための成形設備の一部に装設されている。図示しないが、この成形装置１１の上流側には、例えばウレタンシートを主材とするシート状材料Ｓを成形装置１１に供給するための材料供給装置等が配設されている。また、同じく図示はしないが、成形装置１１の下流側には、成形装置１１においてシート状材料Ｓから成形された車両用天井材等の成形品を切断するための切断装置や、成形品の外周をトリミングするためのトリミング装置等が配設されている。
【００２０】
図１及び図２に示すように、前記成形装置１１には、下型１２及び上型１３が接離可能に対向配置されている。下型１２の上面には凹状成形面１２ａが形成され、上型１３の下面には下型１２の凹状成形面１２ａに対応する凸状成形面１３ａが形成されている。そして、両型１２，１３が型開きされた状態で、それらの成形面１２ａ，１３ａ間にシート状材料Ｓが図１の矢印方向へ移送供給される。その後、上型１３が下降して、両型１２，１３が型閉じされることにより、それらの成形面１２ａ，１３ａ間でシート状材料Ｓが所定の形状に成形されるようになっている。
【００２１】
図１〜図３に示すように、前記下型１２において、シート状材料Ｓの移送方向に沿って延びる両側外面の上端部には、抑制手段としての係合部材１４が取り付けられている。下型１２の凹状成形面１２ａの上部開口部１２ｂ付近に位置するように、各係合部材１４の上端にはシート状材料Ｓの進行方向前方を指向する鋸歯状の係合部１４ａが形成されている。そして、図２に示すように、両型１２，１３の成形面１２ａ，１３ａ間にシート状材料Ｓが移送供給される際に、両係合部材１４の係合部１４ａはシート状材料Ｓの移送を阻害しないが、シート状材料Ｓは、係合部１４ａにより幅方向の移動が拘束される。これにより、シート状材料Ｓの幅方向の横ずれ及び下型１２の凹状成形面１２ａ内へのずれ込みが抑制されるようになっている。
【００２２】
図１〜図３に示すように、前記下型１２においてシート状材料Ｓの移送方向に沿って延びる両側外面の上端部、及びその両側外面に連続する両側上面には、複数の挿通溝１５がシート状材料Ｓの移送方向に沿って所定ピッチで配列形成されている。下型１２の凹状成形面１２ａの上部開口部１２ｂ付近において、シート状材料Ｓの移送方向と直交する方向に延長するとともに、その移送方向に沿って所定ピッチにて配列した状態で架設されるように、両側部の挿通溝１５間には支持部材としての複数の線条体１６が挿通支持されている。各線条体１６は、例えば細くて強度を有する撓曲変形可能なナイロン等の樹脂繊維の単線または撚り線よりなる。この線条体１６の外周面には、滑りを良くするために表面にフッ素樹脂等のコーティングを施してもよい。そして、これらの線条体１６及び各挿通溝１５を覆うように、下型１２の両側外面及び両側上面には複数のカバー１７が取り付けられている。
【００２３】
また、線条体１６は、シート状材料Ｓとともに上下の型１２，１３の成形面１２ａ，１３ａ間で強圧されたときに、シート状材料Ｓに線条痕が目立たない程度の細いものが用いられている。
【００２４】
図２及び図３に示すように、前記下型１２の両側部には弛緩手段を構成する一対のアクチュエータとしてのエアシリンダ１８が配設され、これらのエアシリンダ１８のピストンロッドには各線条体１６の両端部が連結具１９を介してまとめて連結されている。各連結具１９に対応するように、下型１２の両側部には取付具２０が固定され、これらの取付具２０と下型１２の両側部の各カバー１７との間には線条体１６を各別に挿通案内するための複数の案内チューブ２１が延長配置されている。なお、この案内チューブ２１は、必ずしも必要ではない。そして、エアシリンダ１８が没入または突出動作されたとき、各線条体１６が下型１２の凹状成形面１２ａの上部開口部１２ｂ付近で架設される架設位置と、その架設位置から弛緩される弛緩位置とに移動されるようになっている。
【００２５】
次に、前記のように構成された成形装置１１により、車両用天井材等の成形品を成形する場合の成形方法について説明する。
さて、この成形装置１１においては、図１及び図２に示すように、両型１２，１３が型開きされた状態で、それらの成形面１２ａ，１３ａ間にシート状材料Ｓが移送供給される。このシート状材料Ｓの移送供給時には、両エアシリンダ１８が突出動作されて、各線条体１６が弛緩状態にある。このため、各線条体１６は移送されるシート状材料Ｓによってその移送方向に引っ張られないように下型１２の内部に位置している。また、このシート状材料Ｓの移送供給時には、下型１２の両側部に配設された係合部材１４の係合部１４ａがシート状材料Ｓの幅方向の両側下面に係合される。このため、シート状材料Ｓは幅方向に横ずれしたり、下型１２の凹状成形面１２ａ内へ偏った状態でずれ込んだりすることなく、両成形面１２ａ，１３ａ間の所定の対応位置に確実に移送供給され、下型１２の成形面１２ａから浮き上がった状態に保持される。
【００２６】
そして、両成形面１２ａ，１３ａ間へのシート状材料Ｓの移送供給が終了すると、図４に示すように、両エアシリンダ１８が没入動作され、各線条体１６が架設状態になってシート状材料Ｓの下面に接触される。これにより、シート状材料Ｓが各線条体１６にて、下型１２の凹状成形面１２ａの上部開口部１２ｂ付近に支持される。その後、図５に示すように、両型１２，１３の型閉じが行われ、シート状材料Ｓが上型１３の凸状成形面１３ａとの接触により下方に押圧変位されながら、両型１２，１３の成形面１２ａ，１３ａ間で所定の形状に成形される。
【００２７】
この両型１２，１３の型閉じ時には、両エアシリンダ１８が突出動作されて、各線条体１６が架設状態から弛緩される。このため、シート状材料Ｓ及び各線条体１６は下型１２の凹状成形面１２ａ側への変形が許容されるが、この段階では、シート状材料Ｓの剛性や、各線条体１６に作用するその周囲の部材との摩擦抵抗により、シート状材料Ｓ及び各線条体１６は、現位置をほぼ維持する。そして、上型１３の下方移動により、図６に示すように、シート状材料Ｓは、そのまま下方へ変形移動される。そして、各線条体１６はシート状材料Ｓを支持した状態で、そのシート状材料Ｓの変形、すなわち成形変位にともなって下方に撓曲変形される。さらに、シート状材料Ｓの下方への成形が開始されると、そのシート状材料Ｓの両幅端部が上向きになって、係合部材１４から離間し、シート状材料Ｓに対する拘束が解かれ、成形が円滑に行われる。
【００２８】
よって、両型１２，１３の型閉じ時に、シート状材料Ｓが下型１２の凹状成形面１２ａ内に幅方向に偏った状態でずれ込むのを確実に抑制することができる。従って、幅広のシート状材料を使用したり、成形設備を幅広のシート状材料に適合するように改造したりすることなく、標準化したシート状材料Ｓ及び成形設備を使用して、大型タイプの成形品を安価に成形することができる。
【００２９】
以上に述べた実施形態の効果を列挙すれば以下の通りである。
・  型閉じ時に、シート状材料Ｓが下側の凹状成形面内に偏った状態でずれ込むのを確実に抑制することができ、所要の形状の成形品を得ることができる。このため、成形品が大型ものであっても、幅広のシート状材料を使用したり、成形設備を幅広のシート状材料に適合するように改造したりすることなく、標準化したシート状材料及び成形設備を使用して、成形することができて、製造コストを低減することができる。
【００３０】
・  シート状材料Ｓを支持する支持部材として、複数の線条体１６を用いているため、シート状材料Ｓに対する成形熱の伝播に支障がなく、しかも、線条体１６として細いものを使用することにより、成形品につく線条痕を目立たない程度にすることができる。
【００３１】
・  線条体１６の弛緩及びその逆方向への動作をエアシリンダ１８により行っているため、線条体１６を架設状態及び弛緩状態に的確に切り替えることができる。
・  複数本の線条体１６をまとめて左右１個ずつのエアシリンダ１８により移動されるようにしているため、構成の複雑化を避けることができる。
【００３２】
・  下型１２の凹状成形面１２ａの両側に、シート状材料Ｓの幅方向への移動を抑制するための係合部材１４が設けられているため、シート状材料Ｓの斜行を防止して、シート状材料Ｓを上下の成形面１２ａ，１３ａ間に正確に配置することができて、製品歩留まりを向上することができる。
【００３３】
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・  支持部材を構成する線条体１６として、ケブラー（アメリカ合衆国デュポン社の商標：芳香族系ポリアミド樹脂）を用いること。
【００３４】
・  支持部材を構成する線条体１６として、金属線、例えばピアノ線を使用すること。
・  支持部材として線条体１６に代えて、厚さの薄い帯状体を使用すること。
・  支持部材としての線条体１６を、挿通溝１５に代えて外周に支持溝を有する支持ローラ間で架設するように構成すること。
【００３５】
・  支持部材としての線条体１６を、案内チューブ２１に変えて複数の案内ローラにて案内するように構成すること。
・  弛緩手段を構成するアクチュエータとしてのエアシリンダ１８を、下型１２の両側部のいずれか一方のみに配設し、各線条体１６のいずれか一端のみをエアシリンダ１８に連結するとともに、他端を固定位置に連結して、架設方向及び弛緩方向に移動させるように構成すること。
【００３６】
・  下型１２の両側部にスプリングを設け、このスプリングにより線条体１６を架設方向へ付勢するように構成すること。そして、型閉じにより、スプリングがそのバネ力に抗して変形されて、線条体１６が弛緩されるように構成すること。このようにすれば、エアシリンダ等のアクチュエータが不要になり、構成が簡略化される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】一実施形態の成形装置を示す断面図。
【図２】図１の２−２線における拡大断面図。
【図３】図１の成形装置の下型の要部拡大側面図。
【図４】図２の成形装置の動作状態を示す断面図。
【図５】図４に続く成形装置の動作状態を示す断面図。
【図６】図５に続く成形装置の動作状態を示す断面図。
【図７】異なった車両用天井材の形状を示す断面図。
【符号の説明】
【００３８】
１１…成形装置、１２…下型、１２ａ…凹状成形面、１２ｂ…上部開口部、１３…上型、１３ａ…凸状成形面、１６…支持部材としての線条体、１８…弛緩手段を構成するアクチュエータとしてのエアシリンダ、Ｓ…シート状材料。
【図１】
2007015305.tif 000003
【図２】
2007015305.tif 000004
【図３】
2007015305.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007015305.tif 000007
【図６】
2007015305.tif 000008
【図７】
2007015305.tif 000009