(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
型締状態の成形型の内部に形成されるキャビティの内壁面に所定の被膜を形成すべく、被膜形成材料が注入されたキャビティ内を排出孔を介して減圧する減圧工程と、前記キャビティの内壁面に前記被膜を形成した後、成形材料を前記キャビティ内に注入する成形材料注入工程とを有する成形品の製造方法において、
前記成形材料注入工程前、もしくは同成形材料注入工程中に、開閉機構により前記排出孔の開口の少なくとも１つを閉じることを特徴とする成形品の製造方法。
【請求項２】
前記排出孔は、前記キャビティ内に前記成形材料を注入する際にその内部の気体を前記成形型の外部に排出するために設けられる透孔とは別に形成されるものであり、前記成形材料の注入時には、前記透孔と前記外部との連通状態を保ちつつ、前記排出孔の開口を閉じることを特徴とする請求項１に記載の成形品の製造方法。
【請求項３】
型締状態の成形型の内部に形成されるキャビティの内壁面に所定の被膜を形成すべく、被膜形成材料が注入されたキャビティ内を排出孔を介して減圧する減圧工程と、前記キャビティの内壁面に前記被膜を形成した後、成形材料を前記キャビティ内に注入する成形材料注入工程とを有する成形品の製造方法において、
前記排出孔の開口を、前記キャビティ内を減圧するための減圧機構内の減圧動作の開始後の所定の時期に開けることを特徴とする成形品の製造方法。
【請求項４】
前記排出孔は、前記キャビティ内に前記成形材料を注入する際にその内部の気体を前記成形型の外部に排出するために設けられて前記排出孔よりも小径の透孔とは別に形成されるものであり、前記排出孔の開口を、前記透孔と前記外部との連通状態で前記減圧機構内の減圧動作が開始された後の所定の時期に開けることを特徴とする請求項３に記載の成形品の製造方法。
【請求項５】
前記所定の時期は、前記排出孔を介して前記キャビティが連通される減圧機構内の状態が、前記キャビティと前記減圧機構との連通状態で、前記被膜形成材料に含まれる成分の一部が沸騰する状態に達する直前もしくは沸騰し始める状態に達した時もしくはその後であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の成形品の製造方法。
【請求項６】
前記排出孔の開口を、前記キャビティ内を減圧するための減圧機構内の減圧動作の開始後の所定の時期に開けることを特徴とする請求項１に記載の成形品の製造方法。
【請求項７】
前記排出孔は、前記キャビティ内に前記成形材料を注入する際にその内部の気体を前記成形型の外部に排出するために設けられて前記排出孔よりも小径の透孔とは別に形成されるものであり、前記排出孔の開口を、前記透孔と前記外部との連通状態で前記減圧機構内の減圧動作が開始された後の所定の時期に開けることを特徴とする請求項６に記載の成形品の製造方法。
【請求項８】
前記所定の時期は、前記排出孔を介して前記キャビティが連通される減圧機構内の状態が、前記キャビティと前記減圧機構との連通状態で、前記被膜形成材料に含まれる成分の一部が沸騰する状態に達する直前もしくは沸騰し始める状態に達した時もしくはその後であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より知られた成形品の１つとしては、例えば、車両用のステアリングホイールがある。このステアリングホイールは、芯金を成形型のキャビティ内の所定位置に配置した後、成形材料をキャビティ内に注入し、成形型内で反応固化させることで成形される。このステアリングホイールの成形材料には、ポリウレタン（ＰＵＲ）が発泡体として一般に含有されている。ただし、このステアリングホイールの発泡体として使用されるようなポリウレタンには耐光性に劣り、黄変するものもある。このため、このようなポリウレタンを使用する場合には、成形されたポリウレタン部分の表面を、耐光性を有する表面保護材、いわゆるモールドコート材で被覆して、モールドコート材層を形成するようにしている。
【０００３】
そして、このようなモールドコート材層の形成には、例えば次のような方法が用いられることがある。
まず、前記成形を行う前工程としては、主に２つの方法がある。その１つは、型締状態でキャビティを形成する成形型の凹部内に、モールドコート材を含有する溶液（以後、「被膜形成材料」という）を型開状態で流し込み、前記芯金をキャビティに対応するように配置して成形型を閉じる。もう１つは、前記芯金をキャビティに対応するように配置し、型締状態でキャビティ内に被膜形成材料を注入する。
【０００４】
前記いずれかの方法により、被膜形成材料及び芯金を成形型内に配置した後、成形型の外部とキャビティ内とを連通する排出孔を介してキャビティ内の気体を排出し、同キャビティ内を減圧状態とする。このように減圧状態にすることで、被膜形成材料中の溶剤を沸騰させ、溶剤の沸騰に伴う発泡及び破泡によりモールドコート材を飛散させる。これにより、モールドコート材をキャビティをなす成形型の内壁面に塗布するとともに、塗布したモールドコート材を乾燥する。その後、キャビティ内に前記成形材料を注入し、通常のウレタン成形を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の方法では、ウレタン成形時において、キャビティに注入された成形材料の一部が前記排出孔を介して成形型の外部に流出し、それが固化することで屑が発生するという問題があった。また、ウレタン成形時には、成形材料の前記排出孔からの流出を見込んでキャビティへの成形材料の注入量を増量する必要があり、成形品の製造コストが増大するという問題もあった。
【０００６】
また、キャビティ内の減圧時においては、キャビティに注入された前記被膜形成材料の一部が前記排出孔を介して成形型の外部に流出することがあるという問題があった。このため、被膜形成材料を、キャビティ内の減圧時における前記排出孔からの流出を見込んでキャビティ内に供給する必要がある。このため、被膜形成材料の使用量が増大し、成形品の製造コストが増大するという問題があった。
【０００７】
このような成形材料や被膜形成材料の成形型の外部への流出を抑制する方法としては、前記排出孔の開口径を小さくすることも考えられる。しかしながら、排出孔の開口径を小さくするにしても、極端に小さくすると、その排出孔内で成形材料中のポリウレタンや被膜形成材料中のモールドコート材が固化して、その排出孔がつまり易くなる。このような排出孔のつまりが生じると、モールドコート材の飛散や、被膜形成材料中の溶剤の揮散が困難となり、モールドコート材の乾燥が不十分となったり、モールドコート材の塗布にむらが生じたりすることがあるという問題を生じるおそれがある。
【０００８】
本発明は、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。その目的としては、成形材料や被膜形成材料が成形型の外部に流出することを抑制して、これら成形材料や被膜形成材料の使用量を減らし、被膜をより均一に形成することのできる成形品の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１に記載の発明は、型締状態の成形型の内部に形成されるキャビティの内壁面に所定の被膜を形成すべく、被膜形成材料が注入されたキャビティ内を排出孔を介して減圧する減圧工程と、前記キャビティの内壁面に前記被膜を形成した後、成形材料を前記キャビティ内に注入する成形材料注入工程とを有する成形品の製造方法において、前記成形材料注入工程前、もしくは同成形材料注入工程中に、開閉機構により前記排出孔の開口の少なくとも１つを閉じることを要旨とするものである。
【００１０】
また、本願請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記排出孔は、前記キャビティ内に前記成形材料を注入する際にその内部の気体を前記成形型の外部に排出するために設けられる透孔とは別に形成されるものであり、前記成形材料の注入時には、前記透孔と前記外部との連通状態を保ちつつ、前記排出孔の開口を閉じることを要旨とするものである。
【００１１】
本願請求項１に記載の発明では、成形材料が成形型のキャビティ内に注入される際、開閉機構により成形型の排出孔の開口を閉じておくことで、成形材料が排出孔の内部に侵入することが抑制される。このため、キャビティ内の成形材料が排出孔を介して成形型の外部に流出することが抑制される。この結果、成形材料を過剰にキャビティ内に注入しなくてもよくなり、成形材料の使用量を減らすことができて、成形品の製造コストが低減される。また、廃棄物となる成形材料の屑の量が低減される。
【００１２】
また、このようにキャビティ内の成形材料が排出孔の内部に侵入しにくくなることで、排出孔の内径を小さくしても、成形材料の排出孔内への侵入が抑制され、その排出孔の詰まりが抑制される。これにより、減圧機構によってキャビティ内を減圧する際、そのキャビティ内が所望の状態で減圧され、被膜形成材料のキャビティの内壁面に対する、より均一な塗布性、及び塗布された被膜形成材料の乾燥性を高く維持することが可能となる。このため、成形品の品質が向上される。
【００１３】
また、キャビティ内を減圧機構を介して減圧する際、開閉機構により前記排出孔の開口を所定期間閉じておくことで、被膜形成材料が排出孔を介してキャビティ内から成形型の外部へと不用意に流出することが抑制される。この結果、被膜形成材料を過剰にキャビティ内に注入しなくてもよくなり、被膜形成材料の使用量を減らすことができて、成形品の製造コストが低減される。
この本願請求項２に記載の発明では、前記請求項１に記載の発明の作用に加えて、成形材料注入工程時、キャビティ内に存在する気体が透孔を介して成形型の外部に排出される。このため、キャビティ内での成形材料の流動が途中で阻害されることがなく、成形品の成形不良の発生が抑制される。
【００１４】
また、本願請求項３に記載の発明は、型締状態の成形型の内部に形成されるキャビティの内壁面に所定の被膜を形成すべく、被膜形成材料が注入されたキャビティ内を排出孔を介して減圧する減圧工程と、前記キャビティの内壁面に前記被膜を形成した後、成形材料を前記キャビティ内に注入する成形材料注入工程とを有する成形品の製造方法において、前記排出孔の開口を、前記キャビティ内を減圧するための減圧機構内の減圧動作の開始後の所定の時期に開けることを要旨とするものである。
【００１６】
また、本願請求項４に記載の発明は、前記請求項３に記載の発明において、前記排出孔は、前記キャビティ内に前記成形材料を注入する際にその内部の気体を前記成形型の外部に排出するために設けられて前記排出孔よりも小径の透孔とは別に形成されるものであり、前記排出孔の開口を、前記透孔と前記外部との連通状態で前記減圧機構内の減圧動作が開始された後の所定の時期に開けることを要旨とするものである。
【００１８】
また、本願請求項５に記載の発明は、前記請求項３または請求項４に記載の発明において、前記所定の時期は、前記排出孔を介して前記キャビティが連通される減圧機構内の状態が、前記キャビティと前記減圧機構との連通状態で、前記被膜形成材料に含まれる成分の一部が沸騰する状態に達する直前もしくは沸騰し始める状態に達した時もしくはその後であることを要旨とするものである。
【００１９】
これら本願請求項３〜請求項５に記載の発明によれば、前記請求項１または請求項２に記載の発明の作用に加えて、例えば、減圧機構内が、被膜形成材料に含まれる溶剤が沸騰するような圧力条件となったときに、開閉機構を開状態とすることが可能となる。これにより、成形型のキャビティ内の圧力を急激に降下され、前記溶剤が一気に沸騰し、突沸状態となる。そして、被膜形成材料が効率よく飛散され、被膜形成材料が成形型のキャビティを形成する内壁面に、より均一に塗布される。また、キャビティ内の減圧時に、不用意に被膜形成材料が排出孔を介してキャビティ内から成形型の外部に流出することが抑制される。この結果、被膜形成材料を過剰にキャビティ内に注入しなくてもよくなり、被膜形成材料の使用量を減らすことができて、成形品の製造コストが低減される。
【００２０】
また、本願請求項６に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記排出孔の開口を、前記キャビティ内を減圧するための減圧機構内の減圧動作の開始後の所定の時期に開けることを要旨とするものである。
【００２２】
また、本願請求項７に記載の発明は、前記請求項６に記載の発明において、前記排出孔は、前記キャビティ内に前記成形材料を注入する際にその内部の気体を前記成形型の外部に排出するために設けられて前記排出孔よりも小径の透孔とは別に形成されるものであり、前記排出孔の開口を、前記透孔と前記外部との連通状態で前記減圧機構内の減圧動作が開始された後の所定の時期に開けることを要旨とするものである。
【００２３】
また、本願請求項８に記載の発明は、前記請求項６または請求項７に記載の発明において、前記所定の時期は、前記排出孔を介して前記キャビティが連通される減圧機構内の状態が、前記キャビティと前記減圧機構との連通状態で、前記被膜形成材料に含まれる成分の一部が沸騰する状態に達する直前もしくは沸騰し始める状態に達した時もしくはその後であることを要旨とするものである。
【００２４】
これら本願請求項６〜請求項８に記載の発明によれば、成形材料及び被膜形成材料をそれぞれ過剰にキャビティ内に注入しなくてもよくなる。このため、これら成形材料と被膜形成材料との双方の使用量を減らすことができて、成形品の製造コストがさらに低減される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、成形品としての車両用ステアリングホイールを製造する製造装置及び製造方法に適用した一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
【００３２】
図１に示すように、ステアリングホイール１０は、リング部１１と、ボス部１２と、これらリング部１１とボス部１２とを接続する複数（この例では３本）のスポーク部１３とを有している。ステアリングホイール１０は、その芯金１４における前記リング部１１に対応する部分の全部と、前記スポーク部１３に対応する部分の一部とに、ポリウレタン（ＰＵＲ）を被覆することで基材層が形成されている。また、前記基材層の表面には、耐光性を有する被膜層が形成されており、その基材層の表面を保護している。前記製造装置は、ステアリングホイール１０の芯金１４に対して、前記基材層と被膜層とを形成するための装置である。
【００３３】
次に、ステアリングホイール１０の製造装置について、図２〜図４を参照して説明する。
図２に示すように、この製造装置は、成形型としての金型２０と、被膜形成材料注入装置４０と、成形材料注入機構としての成形材料注入装置４１と、減圧機構５０とを備えている。
【００３４】
被膜形成材料注入装置４０は、前記被膜層を形成するための被膜形成材料を金型２０内に注入する装置である。ここで、被膜形成材料は、固形分であるモールドコート材（例えば耐光性を有するポリウレタン等）及び顔料と、溶剤、例えばメチルエチルケトン（ＭＥＫ）及びイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）とを含有するものである。
【００３５】
成形材料注入装置４１は、前記基材層を形成するポリウレタンを含む成形材料を金型２０内に注入する装置である。ここで、成形材料は、反応してポリウレタンとなるとともに、発泡剤、及び発泡助剤の役割も果たすポリオール成分とイソシアネート成分とを含有するものである。
【００３６】
図２及び図３に示すように、金型２０は、枠体２１と蓋体２２とからなるボックス２３内に配設されている。枠体２１には金型２０の固定型２４が固定され、蓋体２２には金型２０の可動型２５が固定されている。一方、蓋体２２における枠体２１との当接部にはシール部材２６が配設されている。
【００３７】
そして、ボックス２３における枠体２１の上端面と蓋体２２の下端面とが互いに離間すると、金型２０の固定型２４と可動型２５との型割面が互いに離間して型開状態となる。逆に、ボックス２３における枠体２１の上端面と蓋体２２の下端面とが当接すると、金型２０の固定型２４と可動型２５との型割面が当接して型締状態となる。なお、金型２０が型締状態にあるときは、枠体２１と蓋体２２とシール部材２６とでボックス２３内の空間部２３ａが密封されるようになっている。
【００３８】
固定型２４には、その型割面に円環状の凹溝２７が形成されている。一方、可動型２５にも、その型割面の前記凹溝２７と対応する位置に円環状の凹溝２８が形成されている。これら凹溝２７，２８には、ステアリングホイール１０のスポーク部１３に対応して複数ヵ所（この例では３ヵ所）に、その円環の中心に向かう放射部２７ａ，２８ａが形成されている。そして、これら凹溝２７，２８は、金型２０の型締めによって、ステアリングホイール１０を成形するためのキャビティ２９を構成する。
【００３９】
また、固定型２４には、その型割面に注入溝３０が形成されている。注入溝３０は、凹溝２７から外方に向かって形成され、その途中で二叉に分岐している（図２参照）。一方、可動型２５にも、その型割面の前記注入溝３０と対応する位置に二叉状の注入溝３１が形成されている。これら注入溝３０，３１は、金型２０の型締めによってゲート３２を形成する。そして、キャビティ２９とボックス２３の外部とが、ゲート３２及び枠体２１に形成された２つの開口２１ａを介して連通している。
【００４０】
また、可動型２５には、その外面と凹溝２８の内底面とで開口する小径の１つの透孔３３が形成されている。同透孔３３は、前記ゲート３２から最も遠い位置に形成されている。そして同透孔３３は、型締状態にある金型２０のキャビティ２９内に成形材料注入装置４１によって成形材料が注入される際、キャビティ２９内の気体を金型２０の外部に排出すべく、金型２０に対して通常に形成されるものである。金型２０が型締状態にあるときは、キャビティ２９と、ボックス２３の空間部２３ａとが透孔３３を介して常に連通される。
【００４１】
また、枠体２１には、固定型２４の凹溝２７の中心を通って上方に突出する固定部材３５ａが設けられるとともに、蓋体２２にも、前記固定部材３５ａと対応する位置に固定部材３５ｂが設けられている。ステアリングホイール１０の成型の際、金型２０が型締めされると、これら各固定部材３５ａ，３５ｂにより前記芯金１４が所定位置に固定される。
【００４２】
前記減圧機構５０は、ステアリングホイール１０の製造に際して、ボックス２３の空間部２３ａと金型２０のキャビティ２９との内部を減圧する装置であり、真空ポンプ５１を備えている。真空ポンプ５１は、配管５２及び排出管５３を介して前記枠体２１に接続され、配管５２の途中には、バルブ５４が配設されている。
【００４３】
本実施形態では、図２及び図３に示すように、可動型２５には、その外面と凹溝２８の内底面とで開口する排出孔３４が複数形成されている。同排出孔３４は、可動型２５の凹溝２８におけるステアリングホイール１０の各スポーク部１３に対応する部分に合計３個形成されている。ここで、排出孔３４は、前記被膜形成材料中のモールドコート材のキャビティ２９の内壁面に対する塗布性、及び塗布されたモールドコート材の乾燥性を向上するために形成されるものであり、前記透孔３３とは別に形成されている。
【００４４】
また、この可動型２５では、前記排出孔３４における外面側の開口３４ａの周縁に凹部３４ｂが設けられている。すなわち、この可動型２５では、このように凹部３４ｂを設けることにより排出孔３４の長さが短くなるようになっている。
【００４５】
さらに、図３に示すように、ステアリングホイール１０の製造装置には、前記外面側の開口３４ａを開閉する開閉機構６０が各排出孔３４毎に設けられている。なお、図３では、３つの開閉機構６０のうちの１つのみを示している。
【００４６】
図４に示すように、開閉機構６０は、排出孔３４の開口３４ａを塞ぐ、例えばゴム製の栓部材６１と、同栓部材６１による前記開口３４ａの開状態と閉状態とを切り替える切替手段としての空気圧シリンダ６２、方向切替弁８０、制御部８１、そして圧力センサ８２等とを備えている。
【００４７】
空気圧シリンダ６２は、シリンダ本体６３と、同シリンダ本体６３内で往復動可能に収容されるピストン６４とを備えている。シリンダ本体６３は、固定台７５に対して、例えば複数（図４では１つのみ図示）のボルト７６によりボルト締めされている。また、固定台７５は、可動型２５に対して、例えば複数（図４では１つのみ図示）のボルト７７によりボルト締めされている。なお、固定台７５と可動型２５との固定態様、及びシリンダ本体６３と固定台７５との固定態様は任意である。
【００４８】
ピストン６４は、棒状をなしており、その前記排出孔３４側の一端部６４ａに前記栓部材６１が配設されている。また、ピストン６４は、シリンダ本体６３に挿入される他端部６４ｂの近傍に、ピストン６４の軸線に対して直交するように延びる受圧部６５が形成されている。この受圧部６５によって、シリンダ本体６３の内部がピストン６４の一端部６４ａ側の圧力室としての空間６６ａと他端部６４ｂ側の圧力室としての空間６６ｂとの２つの空間に区画されている。
【００４９】
また、シリンダ本体６３には、空間６６ａに対応する貫通孔６７ａ、及び空間６６ｂに対応する貫通孔６７ｂが形成されている。そして、貫通孔６７ａとボックス２３の外部との間には空気通路６８ａが配設されており、シリンダ本体６３内の空間６６ａとボックス２３の外部とが貫通孔６７ａと空気通路６８ａとを介して連通している。一方、貫通孔６７ｂとボックス２３の外部との間にも空気通路６８ｂが配設されており、シリンダ本体６３内の空間６６ｂとボックス２３の外部とが貫通孔６７ｂと空気通路６８ｂとを介して連通している。これら空気通路６８ａ，６８ｂは、そのボックス２３の外部側の端部が方向切替弁８０に接続されている。
【００５０】
方向切替弁８０は、その２つの空気通路６８ａ，６８ｂと連通する一方の通路に空気供給通路７０が接続されるとともに、他方の通路がボックス２３の外部に開放されている。空気供給通路７０には、ボックス２３の外部の空気をシリンダ本体６３の空間６６ａ，６６ｂのうちの一方に圧送するポンプ７１が配設されている。また、空気供給通路７０におけるポンプ７１と方向切替弁８０との間には、ポンプ７１による空気の圧送経路の内壁面に作用する空気の圧力を略一定に調圧するレギュレータ７２が配設されている。
【００５１】
制御部８１は、方向切替弁８０の切替状態を制御するためのものである。制御部８１は、ステアリングホイール１０の製造装置に配設される各種センサやスイッチ等からの出力信号に基づいて方向切替弁８０を切替え制御する。
【００５２】
具体的には、制御部８１は、例えば、被膜形成材料注入装置４０によるキャビティ２９への被膜形成材料の注入完了時に出力信号を出力する第１スイッチ（図示略）からの出力信号に基づいて方向切替弁８０を切替え制御する。
【００５３】
また、制御部８１は、ボックス２３の空間部２３ａ内の圧力、すなわち、減圧機構５０の内部の圧力に関するパラメータの値に基づいて方向切替弁８０の切替状態を制御する。本実施形態では、前記パラメータの値として、ボックス２３に取着されて空間部２３ａ内の圧力を検出する圧力センサ８２からの出力値を用いている。
【００５４】
また、制御部８１は、例えば、前記第１スイッチから出力信号が出力されてから所定時間経過後に出力信号を出力する第２スイッチ（図示略）からの出力信号に基づいて方向切替弁８０を切替え制御する。
【００５５】
次に、ステアリングホイール１０の製造方法について、図５〜図７を参照して説明する。
先ず、図３に示したように、ボックス２３及び金型２０を開いて、固定型２４の凹溝２７と可動型２５の凹溝２８との内底面に離型剤を塗布する。この離型剤はワックス、シリコンオイル等からなり、金型２０に成形後のステアリングホイール１０が粘着することを防いで、ステアリングホイール１０を取り出し易くする目的で塗布されるものである。
【００５６】
次いで、図５に示すように、ステアリングホイール１０の芯金１４を固定型２４の凹溝２７内にセットし、金型２０を閉じて、型締めする。なお、このとき、枠体２１と蓋体２２とが当接して、ボックス２３内が密閉状態となる。
【００５７】
次に、被膜形成材料注入装置４０により、型締状態の金型２０のキャビティ２９に対して、同金型２０のゲート３２から所定量の被膜形成材料を注入する。
そして、キャビティ２９に対する被膜形成材料の注入後において、前記第１スイッチの出力信号に基づいて開閉機構６０の栓部材６１により可動型２５の各排出孔３４の開口３４ａを閉じる。この際、前記ポンプ７１を駆動し、前記制御部８１による方向切替弁８０の切替制御により、前記シリンダ本体６３の空間６６ｂ内にボックス２３の外部の空気を供給するとともに、シリンダ本体６３の空間６６ａ内の空気をボックス２３の外部に排出する。これにより、前記ピストン６４が、図４中の矢印Ａの方向、すなわち破線にて示す位置から実線にて示す位置に変位して、栓部材６１が排出孔３４の開口３４ａを閉じる。なお、この排出孔３４の開口３４ａを、キャビティ２９に対する被膜形成材料の注入前または注入中に閉じるようにしてもよい。
【００５８】
そして、前記制御部８１による方向切替弁８０の切替制御により、栓部材６１で排出孔３４の開口３４ａを閉じた状態を維持し、前記減圧機構５０の真空ポンプ５１を駆動する。これにより、ボックス２３の空間部２３ａ内の空気が減圧機構５０を介してボックス２３の外部に排出され、同空間部２３ａ内が減圧される。このとき、金型２０のキャビティ２９内とボックス２３の空間部２３ａとが前記透孔３３を介して連通されているため、キャビティ２９内の空気も空間部２３ａ内に排出される。しかしながら、各排出孔３４の開口３４ａは開閉機構６０により閉じられており、透孔３３は小径である。このため、キャビティ２９内の減圧される速度は、ボックス２３の空間部２３ａ内の減圧される速度よりもきわめて小さなものとなる。
【００５９】
そして、図６に示すように、前記空間部２３ａ内の減圧の開始後の所定の時期に、開閉機構６０により閉状態の各排出孔３４の開口３４ａを開けて、キャビティ２９内の空気を排出孔３４を介して空間部２３ａ内に排出する（減圧工程）。本実施形態では、前記所定の時期が、減圧機構５０内の圧力、すなわち、この例では圧力センサ８２からの出力値が、キャビティ２９と減圧機構５０との連通状態で、前記被膜形成材料に含まれる成分の一部としての前記溶剤が沸騰する圧力（例えば２００ｔｏｌｌ）に達したときとしている。ここで、前記溶剤が沸騰する圧力は、金型２０の温度や溶剤の種類等、ステアリングホイール１０の製造条件によって異なる値である。
【００６０】
また、開閉機構６０により排出孔３４の開口３４ａを開ける際には、前記制御部８１による方向切替弁８０の制御により、シリンダ本体６３の空間６６ａ内にボックス２３の外部の空気を供給するとともに、シリンダ本体６３の空間６６ｂ内の空気をボックス２３の外部に排出する。これにより、前記ピストン６４が、図４中の矢印Ａとは逆方向、すなわち実線にて示す位置から破線にて示す位置に変位する。そして、栓部材６１が排出孔３４の開口３４ａから離間して、同開口３４ａが開けられる。
【００６１】
このように、ボックス２３の空間部２３ａ内の圧力が、被膜形成材料の前記溶剤が沸騰可能な圧力となった時期に、閉状態の排出孔３４の開口３４ａを開けることで、金型２０のキャビティ２９内の圧力が急激に降下され、前記溶剤が一気に沸騰し、突沸状態となる。この溶剤の突沸により前記モールドコート材と顔料とがキャビティ２９の内壁面に均一に塗布され、気化した溶剤がキャビティ２９内から排出孔３４、空間部２３ａそして減圧機構５０を介してボックス２３の外部に排出される。
【００６２】
これにより、キャビティ２９内が乾燥され、同キャビティ２９の内壁面上に薄く均一な厚さを有する被膜層、すなわちモールドコート材層Ｍが形成される。なお、このモールドコート材層Ｍは、キャビティ２９内に収容される前記芯金１４の表面にも形成される。そして、この芯金１４に形成されるモールドコート材層Ｍは、後工程であるウレタン成形により成形される前記基材層と、芯金１４とを接着する接着剤の役割を担う。
【００６３】
前記モールドコート材層Ｍをキャビティ２９内に形成した後は、図７に示すように、前記第２スイッチの出力信号に基づく前記制御部８１による方向切替弁８０の制御により、開状態にある各排出孔３４の開口３４ａを栓部材６１で再び閉じる。このときの前記シリンダ本体６３の各空間６６ａ，６６ｂに対する空気の給排態様は上述した通りである。
【００６４】
そして、各排出孔３４の開口３４ａを閉じた状態を維持しながら、成形材料注入装置４１により、型締状態の金型２０のキャビティ２９に対してゲート３２から所定量の成形材料を注入し（成形材料注入工程）、通常のウレタン成形を行う。この際、透孔３３と金型２０の外部、すなわちボックス２３の空間部２３ａとの連通状態が維持されている。このため、減圧状態のキャビティ２９内に成形材料が発泡しつつ充填され、キャビティ２９内の芯金１４の周囲には、基材層Ｕが形成される。
【００６５】
その後、排出孔３４の開口３４ａを開閉機構６０により閉じた状態のまま、もしくは開けた状態でボックス２３を開け、金型２０を型開きする。そして、基材層Ｕの表面にモールドコート材層Ｍが転写されたステアリングホイール１０を取り出す。
【００６６】
従って、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）この実施形態では、開閉機構６０を用い、３つの排出孔３４の各開口３４ａを前記成形材料注入工程に先立って閉じることとした。これにより、成形材料を金型２０のキャビティ２９内に注入する際には、開閉機構６０により排出孔３４の開口３４ａが閉じられており、キャビティ２９内の成形材料が排出孔３４の内部に侵入し、さらに金型２０の外部に漏出することが抑制される。このため、成形材料を過剰にキャビティ２９内に注入しなくてもよくなり、成形材料の使用量を減らすことができて、ステアリングホイール１０の製造コストを低減することができる。また、廃棄物となる成形材料の屑の量を低減することもできる。
【００６７】
また、このようにキャビティ２９内の成形材料が排出孔３４の内部に侵入しにくくなることで、成形材料が排出孔３４内に入り込んで固化することが抑制され、その排出孔３４の詰まりが抑制される。これにより、減圧機構５０によってキャビティ２９内を減圧する際、そのキャビティ２９内が所望の状態で減圧され、被膜形成材料のキャビティの内壁面に対する、より均一な塗布性、及び塗布された被膜形成材料の乾燥性が高く維持される。このため、ステアリングホイール１０の成形品の品質を向上することができる。
【００６８】
（２）この実施形態では、開閉機構６０は、空気圧シリンダ６２、方向切替弁８０、制御部８１及び圧力センサ８２等からなる切替手段と栓部材６１とを備える構成とした。このため、ボックス２３の空間部２３ａ内を減圧することで、簡単な構成でもって金型２０のキャビティ２９内を常圧状態と減圧状態とに容易に切り替えることができる。
【００６９】
また、このような構成の切替手段とすることで、栓部材６１による排出孔３４の開口３４ａの開状態と閉状態とを容易、且つ確実に切り替えることができる。また、例えば成形材料のキャビティ２９内への注入時に、同キャビティ２９内の圧力が高くなったとしても、栓部材６１による排出孔３４の開口３４ａの閉状態をより確実に維持することができる。
【００７０】
（３）この実施形態では、制御部８１は、圧力センサ８２からの出力値に基づいて方向切替弁８０を制御することとした。これにより、例えば、減圧機構５０（ボックス２３の空間部２３ａ）内が、被膜形成材料に含まれる溶剤が沸騰するような圧力条件となったときに、開閉機構６０による排出孔３４の開口３４ａを開状態とすることができる。これによって、金型２０のキャビティ２９内の圧力が急激に降下し、前記溶剤が一気に沸騰して、突沸状態となる。このため、被膜形成材料を効率よく飛散させて、被膜形成材料をキャビティ２９の内壁面に、より均一に塗布させることができる。
【００７１】
（４）この実施形態では、ステアリングホイール１０を成形するための金型２０とし、その金型２０におけるステアリングホイール１０の３つのスポーク部１３に対応する位置に排出孔３４を形成することとした。これにより、減圧機構５０による金型２０のキャビティ２９内の減圧時、同キャビティ２９の放射部２７ａ，２８ａを好適に減圧することができる。このため、キャビティ２９の内壁面における前記スポーク部１３に対応する部分にも、より確実に被膜層（モールドコート材層Ｍ）を形成することができる。
【００７２】
（５）この実施形態では、排出孔３４を透孔３３とは別に金型２０の可動型２５に形成した。そして、成形材料注入工程時には、透孔３３とボックス２３の空間部２３ａとの連通状態を保ちつつ、開閉機構６０により排出孔３４の開口３４ａを閉じるとととした。これにより、成形材料注入工程時には、キャビティ２９内に存在する空気等の気体が透孔３３を介して金型２０の空間部２３ａに排出される。このため、キャビティ２９内での成形材料の流動が途中で阻害されることがなくなり、ステアリングホイール１０の成形不良の発生を抑制することができる。
【００７３】
（６）この実施形態では、前記減圧工程の開始後、圧力センサ８２の出力値が、キャビティ２９内の前記溶剤が沸騰する圧力値に達したときに排出孔３４の開口３４ａを閉状態から開状態にすることとした。このため、被膜形成材料が排出孔３４を介してキャビティ２９内から金型２０の外部に不用意に流出することが抑制される。この結果、被膜形成材料を過剰にキャビティ２９内に注入しなくてもよくなり、被膜形成材料の使用量を減らすことができて、ステアリングホイール１０の製造コストを低減することができる。
【００７４】
また、各ステアリングホイール１０ごとに、減圧工程の開始後に排出孔３４の開口３４ａを開ける作業と、前記成形材料注入工程に先立って開口３４ａを閉じる作業とを併せて行うこととした。このため、成形材料と被膜形成材料との双方の使用量を減らすことができ、ステアリングホイール１０の製造コストをさらに低減することができる。
【００７５】
（変形例）
なお、本発明の実施形態は、以下のように変形してもよい。
・前記実施形態では、３つのスポーク部１３を有するステアリングホイール１０の例を示したが、このスポーク部１３の数は任意である。１つ、２つまたは４つ、もしくはそれ以上の数のスポーク部１３を有するステアリングホイール１０であってもよい。
【００７６】
・また、前記実施形態では、排出孔３４を、ステアリングホイール１０の各スポーク部１３に対応するように可動型２５に形成した。しかし、排出孔３４は、ステアリングホイール１０の全てのスポーク部１３に対応するように設けられる必要はなく、排出孔３４を、複数のスポーク部１３のうちのいくつかに対応するように可動型２５に設ける構成としてもよい。
【００７７】
・また、排出孔３４を、必ずしもステアリングホイール１０のスポーク部１３のみに対応するように設ける必要はない。この排出孔３４を可動型２５に対して、例えばステアリングホイール１０のリング部１１、あるいはリング部１１とスポーク部１３との両方に対応するように設ける構成としてもよい。
【００７８】
また、金型２０に対する排出孔３４の数や配設態様は、キャビティ２９の形状や大きさ等に応じて適宜変更してもよい。例えば、排出孔３４を金型２０に対して１つのみ設ける構成としてもよいし、同排出孔３４を固定型２４に設ける構成としてもよい。
【００７９】
・また、前記実施形態では、図３、図５〜図７に示したように、金型２０を、その型割面が略水平になるように設置する構成とした。しかし、この金型２０を、その型割面が略垂直になるように設置する構成としてもよい。
【００８０】
・また、前記実施形態において、可動型２５の凹部３４ｂを省略した構成としてもよい。
・また、前記実施形態では、開閉機構６０を、金型２０の各排出孔３４ごとに設ける構成とした。しかし、排出孔３４が複数個設けられる場合には、その複数の排出孔３４のうちのいくつかの開口３４ａを共通の開閉機構６０により開閉する構成としてもよい。
【００８１】
・また、前記実施形態では、図４に示したように、開閉機構６０の栓部材６１における可動型２５と当接する面を平坦面としたが、この栓部材６１における可動型２５と当接する面は、平坦面には限定されない。同栓部材６１における可動型２５と当接する面に、可動型２５に向かって突出するとともに、前記開口３４ａを介して排出孔３４内に係入される突部を設ける構成としてもよい。
【００８２】
・また、前記実施形態では、開閉機構６０の圧力センサ８２をボックス２３の蓋体２２に取着する構成とした。しかし、この圧力センサ８２を、例えば減圧機構５０の配管５２や排出管５３等に取着する構成としてもよい。
【００８３】
・また、前記実施形態では、減圧機構５０の内部の圧力に関するパラメータとして、圧力センサ８２からの出力値を用いる構成としたが、このパラメータは圧力センサ８２からの出力値には限定されない。同パラメータとしては、圧力センサ８２からの出力値に替えて、例えば、金型２０が型締めされてからの経過時間等を用いる構成としてもよい。なお、このようにした場合には、前記経過時間を計測するタイマ等が設けられる。
【００８４】
また、圧力センサ８２の替わりに、減圧機構５０の内部の圧力が所定値に達すると信号を出力する第３スイッチを用い、第３スイッチからの出力信号が制御部８１に入力されると排出孔３４の開口３４ａを開ける構成としてもよい。また、この場合、前記第２スイッチに替えて、第３スイッチから出力信号が出力されてから所定時間が経過したのちに信号を出力する第４スイッチを用い、同第４スイッチからの出力信号が制御部８１に入力されと排出孔３４の開口３４ａを閉じる構成としてもよい。
【００８５】
・また、前記実施形態では、開閉機構６０は制御部８１を備える構成としたが、この制御部８１を省略した構成としてもよい。このようにした場合、開閉機構６０は、ステアリングホイール１０の製造装置の操作者によって操作される。
【００８６】
・また、前記実施形態では、開閉機構６０は、空気を作動流体とする空気圧シリンダ６２を備える構成としたが、この開閉機構６０を作動させる作動流体としては空気には限定されない。同開閉機構６０は、例えば、空気以外の気体、水、潤滑油等を作動流体とする流体圧シリンダを備える構成としてもよい。
【００８７】
また、切替手段としては、流体圧シリンダには限定されない。同流体圧シリンダに替えて、例えば、電動モータまたはダイアフラム弁または電磁弁等を用いる構成としてもよい。また、例えば電動モータ等を用いる場合には、外周面にねじ山が形成された栓部材を電動モータにより回転させて、内周面にねじ山が形成された排出孔３４に対して螺合させる構成としてもよい。また、例えば電動モータや電磁弁等を用いる場合には、方向切替弁８０は省略される。
【００８８】
・また、前記実施形態において、被膜形成材料注入装置４０を省略してもよい。なお、このようにした場合には、被膜形成材料は、例えば計量カップ等を用いて、型開状態にある固定型２４の凹溝２７に注ぎ込まれる。ここで、被膜形成材料が固定型２４の凹溝２７から流出しないように、型割面が略水平になるように金型２０を設置するのが好ましい。
【００８９】
・また、前記実施形態では、被膜形成材料は、モールドコート材、顔料、メチルエチルケトン及びイソプロピルアルコールを含有する構成としたが、この被膜形成材料の成分は任意である。例えば、ポリウレタン以外の材料をモールドコート材として用いる構成としてもしてもよい。また、溶剤としては、例えばメチルエチルケトン及びイソプロピルアルコールにトルエン等を加えた構成としてもよいし、これらに替えて、水等を用いる構成としてもよい。また、顔料を含まない構成としてもよい。また、離型剤を含む材料等を用いる構成としてもよい。
【００９０】
・また、前記実施形態では、成形材料は、ポリオール成分とイソシアネート成分とを含有する構成としたが、この成形材料の成分は任意である。例えば、ポリウレタン以外の樹脂材料、あるいはゴム材料等を用いる構成としてもよい。また、発泡剤を含む構成としてもよい。
【００９１】
・また、前記実施形態では、金型２０の型締め完了後に被膜形成材料をキャビティ２９に対して注入することとした。しかし、この被膜形成材料の注入を、金型２０の型開状態のときに開始するようにしてもよい。なお、このようにした場合には、被膜形成材料が固定型２４の凹溝２７から流出しないように、型割面が略水平になるように金型２０を設置することが好ましい。
【００９２】
・また、前記実施形態では、ボックス２３の空間部２３ａ内の圧力が、キャビティ２９内の被膜形成材料中の溶剤が沸騰する圧力に達したときに、閉状態にある排出孔３４の開口３４ａを開けることとした。しかし、排出孔３４の開口３４ａを開けるタイミングは、上記のタイミングには限定されない。この排出孔３４の開口３４ａを、ボックス２３の空間部２３ａ内の圧力が、キャビティ２９内の被膜形成材料中の溶剤が沸騰する圧力に達する直前もしくは達した後しばらくしてから開けるようにしてもよい。このようにしても、排出孔３４の開口３４ａを開けた際にキャビティ２９の被膜形成材料中の溶剤が突沸され、キャビティ２９の内壁面にモールドコート材層Ｍを良好に形成することができる。また、キャビティ２９内の被膜形成材料の一部が、排出孔３４を介して金型２０の外部に流出することを抑制することができる。
【００９３】
また、このタイミングを、ボックス２３の空間部２３ａ内の圧力が、キャビティ２９内の被膜形成材料中の溶剤が沸騰する圧力に達する前とするようにしてもよい。このようにすれば、キャビティ２９内の被膜形成材料の排出孔３４を介した金型２０の外部への流出量を低減することができる。
【００９４】
・また、前記実施形態では、開状態にある排出孔３４の開口３４ａを、成形材料注入工程前に閉じることとした。しかし、モールドコート材層Ｍの形成後における排出孔３４の開口３４ａを閉じるタイミングは、上記のタイミングには限定されない。この排出孔３４の開口３４ａを閉じるタイミングを、成形材料注入工程中とするようにしてもよい。なお、このようにした場合、排出孔３４の開口３４ａは、キャビティ２９内に注入された成形材料がその排出孔３４に到達する前に閉じられる。このようにすれば、例えば、キャビティ２９におけるステアリングホイール１０のスポーク部１３と対応する部分に存在する気体を、その部分の近傍にある排出孔３４を介して金型２０の外部に排出し易くなる。このため、キャビティ２９に対する成形材料の充填性を高めることができる。なお、排出孔３４が金型２０に対して複数個形成される場合には、各排出孔３４の開口３４ａを同時に閉じる必要はなく、例えば、キャビティ２９における成形材料が早く充填される部分の排出孔３４から順に、その開口３４ａを閉じていくようにしてもよい。このように、排出孔３４のいくつかが透孔の役割も担うようにしてもよい。
【００９５】
・また、前記実施形態において、減圧工程の開始後の所定の時期に排出孔３４の開口３４ａを開ける作業、及び、成形材料注入工程前に排出孔３４の開口３４ａを閉じる作業のうちいずれか一方を省略するようにしてもよい。
【００９６】
・また、前記実施形態では、ステアリングホイール１０の製造装置及び製造方法の例を示した。しかし、本発明は、このステアリングホイール１０以外にも、例えば車両の、インストルメントパネル、コンソールボックス、グローボックス、ヘッドレスト、アームレスト、ドアカバー、エアスポイラー、バンパー等の他の部品を製造する製造装置及び製造方法にも同様に適用することができる。また、上記車両用の各種部品以外にも、家電製品等の成形品を製造する製造装置及び製造方法にも適用可能である。
【００９７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本願請求項１〜請求項８のうちいずれか一項に記載の発明によれば、成形品の製造コストを低減することができる。また、廃棄物となる成形材料の屑の量を低減することができる。また、成形品としての品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態のステアリングホイールの斜視図。
【図２】製造装置の概略構成を示す模式図。
【図３】製造装置のボックス及び金型の断面構造を示す断面図。
【図４】開閉機構の断面構造を示す断面図。
【図５】ボックス内を減圧する工程に関する説明図。
【図６】減圧工程に関する説明図。
【図７】成形材料注入工程に関する説明図。
【符号の説明】
１０…成形品としてのステアリングホイール、１３…スポーク部、２０…成形型としての金型、２９…キャビティ、３３…透孔、３４…排出孔、３４ａ…開口、４１…成形材料注入機構としての成形材料注入装置、５０…減圧機構、６０…開閉機構、６１…栓部材、６２…切替手段としての空気圧シリンダ、６３…切替手段としてのシリンダ本体、６４…切替手段としてのピストン、６５…切替手段としての受圧部、６６ａ，６６ｂ…圧力室としての空間、６７ａ、６７ｂ…切替手段としての貫通孔、６８ａ，６８ｂ…切替手段としての空気通路、７０…切替手段としての空気供給通路、７１…切替手段としてのポンプ、７２…切替手段としてのレギュレータ、８０…切替手段としての方向切替弁、８１…切替手段としての制御部、８２…切替手段としての圧力センサ。
【図１】
0003951653.tif 000002
【図２】
0003951653.tif 000003
【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】
0003951653.tif 000008