(57)【要約】【課題】成形型の製造に要する反転工程やモデルを削減して、工期の短縮や製造コストの削減を実現できると共に、製品における表面模様や表面窪みの見た目等の質感などを向上させることのできる成形型の製造方法を提供する。【解決手段】形状再現モデルＭ１の表面Ｐ１に表皮シートＳを貼り込んで表皮モデルＭ２とし、所定の温度以下に冷却した表皮モデルＭ２の表皮シートＳに窪みＱを形成してマンドレルＭ３とし、マンドレルＭ３を用いて、表皮シートＳに設けられた模様と窪みＱが転写された表皮成形面Ｐ４を有する成形型Ｍ４を製作する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面模様と表面窪みを有する製品を製造するための成形型の製造方法であって、
前記製品の形状を規定する形状再現モデルの表面に、前記表面模様に対応する模様を有する表皮シートを貼り込んで表皮モデルとする表皮モデル製作工程と、
前記表皮モデルの前記表皮シートを所定の温度以下に冷却した状態で、該表皮シートに前記表面窪みに対応する窪みを形成してマンドレルとするマンドレル製作工程と、
前記マンドレルを用いて、前記表皮シートに設けられた模様と窪みが転写された表皮成形面を有する成形型を製作する成形型製作工程と、を含む成形型の製造方法。
【請求項２】
前記マンドレル製作工程において、前記表皮シートに冷却用ガスを噴射して該表皮シートを所定の温度以下に冷却しながら該表皮シートに前記窪みを形成する、前記表皮シートを所定の温度以下に冷却した後に該表皮シートに前記窪みを形成する、もしくは、所定の温度以下となる雰囲気下で該表皮シートに前記窪みを形成する、請求項１に記載の成形型の製造方法。
【請求項３】
前記マンドレル製作工程において、前記表皮シートに切削加工を施して前記窪みを形成する、請求項１または２に記載の成形型の製造方法。
【請求項４】
前記成形型製作工程において、前記マンドレルに対して電鋳加工もしくは樹脂材料の塗布加工を施して前記成形型を製作する、請求項１から３のいずれか一項に記載の成形型の製造方法。
【請求項５】
前記表皮シートが熱可塑性樹脂を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の成形型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形型の製造方法に関し、特に、表面模様と表面窪みが設けられた製品の表皮材を成形するのに適した成形型の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車室内に配設される内装部品（インストルメントパネルやフロアコンソール、ドアパネル、ピラーガーニッシュ等）は、たとえば、所定の形状に成形（インジェクション成形やブロー成形等）した合成樹脂製の基材の外面に合成樹脂製の表皮材を被着する方法で製作されている。たとえば、インストルメントパネルは、所定の形状にインジェクション成形した合成樹脂製のパネル基材と、このパネル基材の外側に配設される表皮材と、これらパネル基材と表皮材の間で発泡成形して介在される発泡体とからなる３層構造が採用されている。
【０００３】
このような内装部品の表面（すなわち、表皮材の表面）には、一般に、細かい凹凸からなる模様（シボともいう）が施されており、これにより、見た目や触り心地といった質感を向上させるだけでなく、滑りを防止したり、汚れ（指紋）や傷、成形加工時に生じるウェルドラインやヒケを目立たなくしたり、離型性（成形型からの成形品の取出し易さ）が高まるなどといった様々な効果が奏される。
【０００４】
また、上記した内装部品の表面には、その内部に配置された部品（エアバッグ等）の名称や車名などを表すロゴ（たとえば、『ＳＲＳ ＡＩＲＢＡＧ』）、キャラクタラインなどが施されることもあり、これにより、使用者などに当該車両に搭載された機能部品の存在を知らしめたり、見た目の質感を向上させている（図４参照）。
【０００５】
ところで、このような模様（以下、「表面模様」という）やロゴなどの窪み（表面模様の凹凸よりも深い窪みであり、以下、「表面窪み」という）が設けられた内装部品等の表皮材は、たとえば、織布や編布（ファブリックやトリコット等）または本革（天然皮革）等からなる表皮シートを貼込んで製作した表皮モデルを基にして、電鋳技術を用いて製作された所謂「電鋳型（電鋳殻ともいう）」などを使用して製造されるが、このような電鋳型などの成形型は、多くの作業工程を経て製造されることが知られている。
【０００６】
すなわち、表皮材を成形するための従来の成形型の製造方法は、たとえば、図５で示すように、製品形状に合わせて造形用樹脂体に切削加工等を施して製品形状を規定する形状再現モデルＭ１'を製作する工程、形状再現モデルＭ１'の表面Ｐ１'に本革等からなる表皮シートＳ'を貼込んで表皮モデルＭ２'を製作する工程、表皮モデルＭ２'の表皮シートＳ'の模様が転写された転写面Ｐ３'を有するシリコン樹脂製の反転モデルＭ３'を製作する工程、この反転モデルＭ３'を使用して当該反転モデルＭ３'の転写面Ｐ３'の模様が転写された基準面Ｐ４'を有する樹脂製（たとえば、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂製）の模様付モデルＭ４'を製作する工程、この模様付モデルＭ４'の表面（基準面Ｐ４'）に、ロゴなどの形状に合わせて切削加工等を施して模様・窪み付モデルＭ５'を製作する工程、模様・窪み付モデルＭ５'の模様や窪みが転写された転写面Ｐ６'を有するシリコン樹脂製の反転モデルＭ６'を製作する工程、この反転モデルＭ６'を使用して当該反転モデルＭ６'の転写面Ｐ６'の模様や窪みが転写された基準面Ｐ７'を有する樹脂製のマンドレルＭ７'を製作する工程、このマンドレルＭ７'を使用して、電鋳加工（電鋳槽に入槽させて電気メッキを施す技術）やエポキシ樹脂などの樹脂材料の塗布加工などによりマンドレルＭ７'の基準面Ｐ７'の模様や窪みが転写された表皮成形面Ｐ８'を有する成形型Ｍ８'を製作する工程、などからなっている。
【０００７】
また、特許文献１には、所要輪郭形状の凸部を凸設した表皮成形面を有し、その凸部の形状反転による表皮凹部を有する表皮材を成形する電鋳型の製造方法が開示されており、この従来の電鋳型の製造方法は、木型モデルのシート装着面に、表皮シートを全面的に密着するよう貼込んで表皮モデルを製作する工程、その表皮モデルを使用して、表皮シートの表面模様が転写された転写面を有する反転モデルを製作する工程、その反転モデルを使用して、当該反転モデルの転写面の表面模様が転写された基準面を有する入槽モデルを製作する工程、製作された入槽モデルの基準面に、表皮凹部と同一輪郭形状の凹部を凹設する工程、その凹部を凹設した入槽モデルを使用して、当該入槽モデルの基準面の表面模様が転写され、かつ該凹部の形状反転による凸部を凸設した表皮成形面を有する電鋳型を製作する工程、からなっている。
【０００８】
たとえば、特許文献１に開示されている電鋳型の製造方法によれば、表皮材の表皮凹部等に形成される表皮綾縁部を、エッジが効いて角張った凸角形状に成形でき、電鋳型で成形した表皮材を使用した部材の質感を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−３４６４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示されるような上記従来の成形型の製造方法では、多くの反転工程やモデルが必要となり、工期が長期化するといった問題や製造コストが高騰するといった問題が発生すると共に、製品における表面模様や表面窪みの見た目等の質感などが低下する可能性があった。
【００１１】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、成形型の製造に要する反転工程やモデルを削減して、工期の短縮や製造コストの削減を実現できると共に、製品における表面模様や表面窪みの見た目等の質感などを向上させることのできる成形型の製造方法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】
【００１２】
前記目的を達成すべく、本発明の成形型の製造方法は、表面模様と表面窪みを有する製品を製造するための成形型の製造方法であって、前記製品の形状を規定する形状再現モデルの表面に、前記表面模様に対応する模様を有する表皮シートを貼り込んで表皮モデルとする表皮モデル製作工程と、前記表皮モデルの前記表皮シートを所定の温度以下に冷却した状態で、該表皮シートに前記表面窪みに対応する窪みを形成してマンドレルとするマンドレル製作工程と、前記マンドレルを用いて、前記表皮シートに設けられた模様と窪みが転写された表皮成形面を有する成形型を製作する成形型製作工程と、を含む方法である。
【００１３】
ここで、表皮シートとしては、たとえば織布や編布（ファブリックやトリコット等）または本革（天然皮革）等を採用し得る。また、当該表皮シートが合成樹脂製シート（合成皮革）である場合には、形状復元性などを考慮して、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリウレタン、ポリアミド（ＰＡ）、オレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）などの熱可塑性樹脂を含む樹脂製シートが使用され、さらに経済性を考慮すると、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなる樹脂製シートが好ましく使用される。
【００１４】
上記する製造方法によれば、形状再現モデルの表面に貼り込んだ表皮シートを所定の温度以下に冷却した状態で、該表皮シートに製品の表面窪みに対応する窪みを形成してマンドレルとし、そのマンドレルを用いて、表皮シートに設けられた模様と窪みが転写された表皮成形面を有する成形型を製作することにより、反転工程が省略されると共に製作するモデルの数も削減されることから、成形型の製造に要する工期の短縮や製造コストの削減を実現できると共に、製品における表面模様や表面窪みの見た目等の質感などを格段に向上させることができる。
【００１５】
また、上記する成形型の製造方法の好ましい形態は、前記マンドレル製作工程において、前記表皮シートに冷却用ガスを噴射して該表皮シートを所定の温度以下に冷却しながら該表皮シートに前記窪みを形成する、前記表皮シートを所定の温度以下に冷却した後に該表皮シートに前記窪みを形成する、もしくは、所定の温度以下となる雰囲気下で該表皮シートに前記窪みを形成する方法である。
【００１６】
たとえば、表皮シートに冷却用ガスを噴射して該表皮シートを所定の温度以下に冷却しながら該表皮シートに前記窪みを形成すれば、表皮モデルの表皮シートに前記窪みをより精緻にかつ確実に形成することができる。また、表皮シートを所定の温度以下に冷却した後に該表皮シートに前記窪みを形成したり、所定の温度以下となる雰囲気下で該表皮シートに前記窪みを形成すれば、より簡便な方法で表皮モデルの表皮シートに前記窪みを形成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上の説明から理解できるように、本発明の成形型の製造方法によれば、表面模様と表面窪みを有する製品、特にその製品の表皮材を製造するための成形型の製造工程において、所定の温度以下に冷却した表皮モデルの表皮シートに製品の表面窪みに対応する窪みを形成してマンドレルとし、そのマンドレルを用いて表皮シートに設けられた模様と窪みが転写された表皮成形面を有する成形型を製作するという極めて簡便な方法により、成形型の製造に要する反転工程やモデルを削減して、工期の短縮や製造コストの削減を実現できると共に、製品における表面模様や表面窪みの見た目等の質感などを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の成形型の製造方法を説明したフロー図である。
【図２】本発明の成形型の製造方法を模式的に説明した模式図である。
【図３】マンドレル製作工程の一例を模式的に説明した模式図であり、（ａ）は表皮シートに窪みを形成する方法を説明した斜視図、（ｂ）は図５（ａ）に示すガス管の縦断面図である。
【図４】表面模様と表面窪みを有する製品の一例を示す斜視図である。
【図５】従来の成形型の製造方法を模式的に説明した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の成形型の製造方法の実施の形態を説明する。なお、本発明により製造される成形型は、細かい凹凸からなる表面模様とロゴやキャラクタラインなどといった表面模様の凹凸よりも深い表面窪みを有する製品（インストルメントパネルやフロアコンソール、ドアパネル、ピラーガーニッシュ等の内装部品など）、特にその製品の表皮材を製造するために使用される。
【００２０】
図１は、本発明の成形型の製造方法を説明したフロー図であり、図２は、本発明の成形型の製造方法を模式的に説明した模式図である。
【００２１】
本発明の成形型の製造方法は、図１で示すように、主に、形状再現モデル製作工程Ｓ１と、表皮モデル製作工程Ｓ２と、マンドレル製作工程Ｓ３と、成形型製作工程Ｓ４と、から構成されている。
【００２２】
まず、形状再現モデル製作工程Ｓ１では、図２で示すように、従来の製造方法と同様、製品形状に合わせて造形用樹脂体に切削加工等を施して製品形状を規定する形状再現モデルＭ１を製作する。
【００２３】
次いで、表皮モデル製作工程Ｓ２では、接着剤等を用いて、形状再現モデル製作工程Ｓ１で製作された形状再現モデルＭ１の表面Ｐ１の適宜の箇所に薄肉の表皮シートＳを貼り込んで表皮モデルＭ２とする。
【００２４】
ここで、表皮シートＳとしては、製造される製品の表面模様に対応する模様を有していれば、たとえば織布や編布（ファブリックやトリコット等）または本革（天然皮革）等を採用し得る。また、当該表皮シートＳが合成樹脂製シート（合成皮革）である場合には、形状復元性などを考慮して、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリウレタン、ポリアミド（ＰＡ）、オレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）などの熱可塑性樹脂を含む樹脂製シートが使用され、さらに経済性を考慮すると、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなる樹脂製シートが好ましく使用される。
【００２５】
次に、マンドレル製作工程Ｓ３では、表皮モデル製作工程Ｓ２で製作された表皮モデルＭ２の表皮シートＳを所定の温度以下に冷却硬化させた状態で、その表面Ｐ２（すなわち、表皮シートＳの表面）に、ロゴやキャラクタラインなどの形状に合わせてＮＣ制御されたドリル等を三次元的に移動（走査）させて切削加工を施し、製造対象となる製品の表面窪みに対応する窪みＱを形成してマンドレルＭ３とする。なお、このマンドレル製作工程Ｓ３で形成される窪みＱの深さは、表皮シートＳの厚さよりも小さい。
【００２６】
ここで、所定の温度以下に冷却硬化させた表皮シートＳに窪みＱを形成する方法としては、たとえば、先端側の吐出口に向かって内径が縮径する中空管からなるガス管Ｇを使用し（図３（ｂ）参照）、当該ガス管Ｇから表皮シートＳ（特に、その表皮シートＳの窪みＱの加工部位及びその周囲に局所的）に所定圧の冷却用ガスを噴射し、当該表皮シートＳを所定の温度以下に冷却しながら当該表皮シートＳに窪みＱを形成する（図３（ａ）参照）方法が挙げられる。
【００２７】
なお、表皮シートＳがポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなる熱可塑性樹脂製シートである場合には、当該表皮シートＳの温度を、その軟化温度である65℃よりも約20℃だけ低い約45℃に維持することで、表皮シートＳの溶けやバリ（切削加工による窪みＱ形成時の切削熱による溶けやそれによるバリ）などを発生させること無く、その表皮シートＳに表面窪みに対応する窪みＱを形成し得ることを、本発明者等は確認している。
【００２８】
なお、ガス管Ｇから吐出される冷却用ガスとしては、たとえば、空気や二酸化炭素（ドライアイス）、窒素ガスなどの不活性ガスなどを使用し得る。
【００２９】
また、上記した方法のほか、たとえば、表皮シートＳを所定の温度以下に冷却硬化させた後に当該表皮シートＳに窪みＱを形成したり、恒温槽などを利用して所定の温度以下となる雰囲気下で当該表皮シートＳに窪みＱを形成してもよい。
【００３０】
そして、成形型製作工程Ｓ４では、マンドレル製作工程Ｓ３で製作されたマンドレルＭ３を使用して、電鋳加工（たとえばニッケル電鋳加工）やエポキシ樹脂などの樹脂材料の塗布（もしくは吹付け）加工などによりマンドレルＭ３の表面（すなわち、表皮シートＳの表面）に設けられた模様や窪みが転写された表皮成形面Ｐ４を有する成形型（所謂、電鋳型や樹脂型）Ｍ４を製作する。
【００３１】
このような各工程Ｓ１〜Ｓ４を経て製造された成形型Ｍ４は、たとえば、パウダースラッシュ工法のように所定の温度に保温した表皮成形面Ｐ４に溶解したウレタン樹脂等を接触（もしくは吹付けや塗布）させた後、そのウレタン樹脂等を硬化させることで、または、真空成形工法のように所定の温度まで加熱した表皮材を表皮成形面Ｐ４に真空賦形することで、前記表皮シートＳに設けられた模様や窪みＱを含む表面模様や表面窪みが転写された製品の表皮材が成形される。
【００３２】
このように、本発明の成形型の製造方法によれば、表皮モデルＭ２の表皮シートＳを所定の温度以下に冷却した状態で、該表皮シートＳに製品の表面窪みに対応する窪みＱを形成してマンドレルＭ３とし、そのマンドレルＭ３を用いて、表皮シートＳに設けられた模様と窪みが転写された表皮成形面Ｐ４を有する成形型Ｍ４を製作することにより、切削加工による窪みＱ形成時の切削熱による溶けやバリなどを発生させること無く、前記窪みＱを前記表皮シートＳに直接的に形成することができる。そのため、成形型の製造に要する反転工程やモデルを削減して、工期の短縮や製造コストの削減を実現できると共に、製品における表面模様や表面窪みの見た目等の質感などを格段に向上させることができる。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３４】
Ｍ１…形状再現モデル、Ｍ２…表皮モデル、Ｍ３…マンドレル、Ｍ４…成形型、Ｐ１…形状再現モデルの表面、Ｐ２…表皮モデルの表面（表皮シートの表面）、Ｐ４…成形型の表皮成形面、Ｑ…窪み
【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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