(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持手段により保持されたシートを下型に賦形させるシートの成形装置において、
前記下型の製品形状部位以外の必要部位に設けられて前記シートの高さ位置を規制する昇降自在のテンションプレートと、
上型に所定間隔離間させて設けられ、かつ前記テンションプレートを押し下げる押圧部材と、を備え、
前記押圧部材は、前記テンションプレートに当接した状態で前記シートの製品となる部位以外の部位を挟持固定することを特徴とするシートの成形装置。
【請求項２】
請求項１記載のシートの成形装置において、
前記テンションプレートの上面には湾曲上面が形成され、前記シートは、前記湾曲上面によって湾曲した線状に支持されていることを特徴とするシートの成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シートの成形装置に関し、特に、品質のばらつきをなくし、シートの局部的な伸び等を防止可能としたシートの成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車のインストルメントパネルの如き合成樹脂製のシートの成形装置としては、特開平５−１６２１９号公報に開示された装置（第１の従来例）、特開平６−１９８７３０号公報に開示された装置（第２の従来例）、あるいは特開平８−２５８１３２号公報（第３の従来例）に開示された装置がある。
【０００３】
前記の第１の従来例に係る成形装置は、シートを挟持固定するために該シートの端部近傍にあって上下に配置された一組のパッドと該シートを係止するための爪を備えた引き出しプレートを有する。この成形装置によって可塑性を有しそれ自体たるみのあるシートを成形する場合、クリップによって保持された該シートを下型と上型とによって型締めするのに先立って、前記爪を備えた引き出しプレートによって該シートの端部を押圧し、該シートのたるみをなくすように係止する。その状態で一組のパッドによって前記シートを挟持固定し、下型と上型とによって該シートを型締めする。これにより、前記シートが所定の形状に成形される。
【０００４】
前記の第２の従来例に係る成形装置は、シートの端部を挟持する一組のクランプと該シートを突き上げ支持するための昇降自在なガイドプレートを有する。加熱処理されて軟化したシートをこの成形装置によって成形する場合、先ず、クランプによって引張支持された該シートを略中央が相対的に高く隆起する曲面形（略パン状の立体形状）の成形型の中央部に接触させる。その際、前記シートは、該シートの下側に配置された前記ガイドプレートによって突き上げ支持された状態にある。その後、前記シートに対する突き上げ作用を徐々に解除して該シートを前記成形型に沿わせ、負圧作用下に該シートを該成形型の形状に賦形して所定の形状に成形する。
【０００５】
前記の第３の従来例に係る成形装置は、表皮材と包着用シートからなるシートを挟持固定するための位置決め部材を有する。この成形装置によってシートを芯材に賦形する場合、先ず、シートを位置決め部材により挟持固定して芯材上に載置する。次に、芯材の表面に倣った押し型部材により包着用シートを押圧して表皮材を該芯材に貼着する。その後、シートの挟持作用を解除して、負圧作用下に表皮材と包着用シートを芯材の形状に賦形してシートを成形する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記の第１の従来例においては、引き出しプレートによってシートを押圧し、たるみをなくした状態で線状に伸びる上下のパッドによって該シートを線状に挟持固定する。しかしながら、下型と上型とによってシートを型締めする際、前記パッドによる該シートに対する挟持状態が強固で該シートのすべりが生じないため、該シートの製品となる部位に必要以上の伸びが発生して製品品質の低下を招くという問題点が指摘されている。
【０００７】
また、前記の第２の従来例においては、シートの下側に配置されたガイドプレートのみで該シートを突き上げ支持するため、該シートに全くテンションを加えることができない。そのため、例えば、シートを成形型に沿わせる際に該シートにしわが発生したり、局部的に伸びが生じてしまい、製品品質が安定しないという不具合がある。
【０００８】
さらに、前記の第３の従来例においても、前記の第１の従来例と同様に、シートを線状に挟持固定しながら押し型部材によりシートを押圧するため、シートの製品となる部位に必要以上の伸びが発生して製品品質の低下を招くという問題点が指摘されている。
【０００９】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、下型と上型とによってシートを型締めした際にシートの一方の面を線状に保持し、他方の面を好ましくは複数箇所局部的に押さえて製品となる部位に必要以上の伸びが発生することを阻止し、しかも、シートの高さ方向の位置を規制することにより、該シートを加熱する際の温度のばらつきによる該シートのたるみ量のばらつきの影響をなくし、これによって、例えば、シートの温度にばらつきがあった場合においても、該シートを確実に成形型に沿わせることが可能な、そして、該シートを該成形型に沿って確実に賦形させて製品品質の向上を達成することが可能となるシートの成形装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、保持手段により保持されたシートを下型に賦形させるシートの成形装置において、前記下型の製品形状部位以外の必要部位に設けられて前記シートの高さ位置を規制する昇降自在のテンションプレートと、上型に所定間隔離間させて設けられ、かつ前記テンションプレートを押し下げる押圧部材と、を備え、
前記押圧部材は、前記テンションプレートに当接した状態で前記シートの製品となる部位以外の部位を挟持固定することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、下型に設けられたテンションプレートによって、シートの製品となる部位以外の部位が線状に保持固定されるとともに、その成形時に該シートの高さ位置が規制される。この場合、上型に設けられた押圧部材によりシートを介してテンションプレートが押圧される。その際、前記押圧部材による前記シートの押圧は点状であるため、該シートのすべりを許容し、該シートの製品となる部位に必要以上の伸びが発生することを阻止できる。しかも、シートの製品となる部位以外の部位の高さ方向の位置を規制することによって、例えば、加熱処理されて軟化したシートの温度にばらつきがあった場合でも、換言すれば、シートのたるみ量にばらつきがあった場合でも、製品となる部位を確実に成形型に沿わせて賦形することが可能となり、製品品質が一層向上する。また、本発明の一形態において、前記テンションプレートの上面には湾曲上面が形成され、前記シートは、前記湾曲上面によって湾曲した線状に支持されてもよい。この場合、押圧部材の押圧点を除き、シートは伸縮、あるいは変位に柔軟に対応することができる。換言すれば、シートに無理な力が加わることはない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係るシートの成形装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図１〜図５を参照しながら以下詳細に説明する。なお、この成形装置は、その用途が限定されるものではないが、例えば、自動車のインストルメントパネルの如き合成樹脂製のシートを成形するために用いられると好ましい。
【００１３】
本実施の形態に係る成形装置１０は、図１に示すように、下型１２と、該下型１２に対向するように配置された上型１４と、保持部１６と押し込み部１８とからなる保持機構２０を有する。前記下型１２は、第１の平坦部２２と、該第１の平坦部２２に連続するとともに、該第１の平坦部２２から上方へと湾曲状に膨出する膨出部２４と、該膨出部２４の頂点から下方に位置する第２の平坦部２５と、該第２の平坦部２５からさらに下方に位置する第３の平坦部２７とを有する。この膨出部２４には、例えば、自動車のインストルメントパネルを成形するための芯材２６が配設される。前記芯材２６は、前記膨出部２４の形状に合致する湾曲膨出部２８と、該湾曲膨出部２８から所定角度傾斜して図１において一方の端部上方へと延在する直線端部３０と、該湾曲膨出部２８から他方の端部下方へと延在する湾曲端部３１とを含む。この直線端部３０に隣接して前記第１の平坦部２２上にあって下型１２の端部近傍に保持部１６が設けられる。この保持部１６の構成については、後で詳述する。
【００１４】
前記芯材２６の内部には第１の空気吸引通路３２が形成されるとともに、該第１の空気吸引通路３２から該芯材２６の外表面３４に連通して複数の孔部３６が穿設される。さらに、前記第１の空気吸引通路３２には、前記膨出部２４の内部に形成された第２の空気吸引通路３８が連通する。この第２の空気吸引通路３８は、図１において下方に位置するバルブ（図示せず）を介してバキュームポンプ（図示せず）に接続されている。従って、芯材２６の外表面３４は、孔部３６、第１の空気吸引通路３２及び第２の空気吸引通路３８を介してバキュームポンプ（図示せず）に連通した状態である。
【００１５】
上型１４は、図１に示すように、上壁部４０と側壁部４２とを有する。この側壁部４２には、前記保持部１６に対向する押し込み部１８が設けられる。前記押し込み部１８は、略Ｌ字状のステー４４と該ステー４４の底面４６から、図１において下方に延在する略円柱状の所定間隔離間した２本の押圧部材４８、４９とにより構成される。図４に示すように、前記押圧部材４８、４９は、相互に略平行に上下方向に延在している。ここで、押圧部材４８、４９の本数には制約がなく、適宜その本数を増減させてもよいことは言うまでもない。また、この押圧部材４８、４９は略円柱状にその形状が限定されるものではなく、平板の先端を所定間隔離間させて切り欠いたもの等を用いることもできる。なお、前記上型１４は、図１において上方に位置する駆動手段（図示せず）に接続されている。従って、前記駆動手段の駆動作用下に、上型１４は下型１２に対して接近離間自在である。
【００１６】
保持部１６は、図２に示すように、第１のベースプレート５０と、該第１のベースプレート５０に略平行に、図２において上方に所定間隔離間して配置された第２のベースプレート５２を有する。この第１のベースプレート５０の略中央部には第１の凹部５４が形成され、かつ該第１の凹部５４の該第１のベースプレート５０の長手方向の外方には該第１の凹部５４より大径な一組の第２の凹部５６及び５７がそれぞれ設けられる。前記第１の凹部５４は、縮径部５４ａと拡径部５４ｂとからなる。
【００１７】
前記第２のベースプレート５２の略中央部には第１の孔部５８が形成され、かつ該第１の孔部５８の該第２のベースプレート５２の長手方向の外方には該第１の孔部５８より小径な一組の第２の孔部６０及び６１がそれぞれ設けられる。図２から諒解されるように、前記第１の凹部５４と前記第１の孔部５８とは対向しており、同様に、前記第２の凹部５６及び５７と前記第２の孔部６０及び６１もそれぞれ対向する位置関係にある。
【００１８】
前記第２のベースプレート５２の、図２における上方には、上端縁が略円弧状のテンションプレート６２が配置される。前記形状は芯材２６の直線端部３０の終端形状の一部に対応する。このテンションプレート６２の湾曲上面６４には所定間隔離間して第１の段部６６及び第２の段部６８が形成されるとともに、該テンションプレート６２の平坦下面７０の略中央部にはロッド７２が前記第２のベースプレート５２の第１の孔部５８に指向するように延在している。このロッド７２は、その先端部７４から上方に位置してコイルスプリング７８が着座する円筒状の着座部７６が装着されるとともに、該先端部７４は第１の孔部５８に挿通される。さらに、前記先端部７４を囲繞してコイルスプリング７８が前記着座部７６の下端面と前記第１のベースプレート５０の拡径部５４ｂとの間に介装されている。なお、前記第２のベースプレート５２の下面８０には、前記コイルスプリング７８を囲繞して保護するための円筒状の保護カバー８２が設けられている。
【００１９】
さらに、前記テンションプレート６２の平坦下面７０には前記ロッド７２の両側に第１のガイドロッド８４及び第２のガイドロッド８６が固着される。前記第１のガイドロッド８４は第２のベースプレート５２の上面８８に固着された第１の案内リング９０に挿通されるとともに、その先端部には該第２のベースプレート５２の下面８０に当接する略円柱状の第１のストッパ部材９２が設けられている。前記第２のガイドロッド８６は前記第１のガイドロッド８４と同様に、第２のベースプレート５２の上面８８に固着された第２の案内リング９４に挿通されるとともに、その先端部には該第２のベースプレート５２の下面８０に当接する略円柱状の第２のストッパ部材９６が設けられている。
【００２０】
本実施の形態に係る成形装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用及び効果について説明する。
【００２１】
先ず、駆動手段（図示せず）の駆動作用下に、上型１４を下型１２に対して離間させる（図１参照）。
【００２２】
次に、前記下型１２と前記上型１４との間の所定の位置に挟持機構（図示せず）を用いてシート９８を配置する（図１参照）。このシート９８は、表皮層１００と発泡層１０２の２層構造をなしており、加熱装置（図示せず）により予め加熱されて軟化した状態にある。
【００２３】
次いで、図示しない前記駆動手段の駆動作用下に、図３に示すように、前記上型１４を前記下型１２に接近当接させて前記シート９８を型締めする。すなわち、前記下型１２の第１の平坦部２２の端部に、前記上型１４の側壁部４２の端部を当接させる。これにより、前記シート９８が、前記第１の平坦部２２と前記側壁部４２の端部とによって挟持される状態となる。この場合、前記シート９８は、前記下型１２に設けられた芯材２６に沿うように該芯材２６を覆って湾曲している。
【００２４】
ここで、本実施の形態においては上型１４が下型１２に接近するにつれて、該上型１４に設けられた押し込み部１８の押圧部材４８、４９が該下型１２に設けられた保持部１６のテンションプレート６２に接近する。そして、複数の前記押圧部材４８、４９が前記テンションプレート６２に形成された第１の段部６６及び第２の段部６８に当接し、該押圧部材４８、４９と該テンションプレート６２とによって該シート９８の製品となる部位以外の部位が挟持固定されることになる（図４参照）。この場合、前記押圧部材４８、４９は前記シート９８を介して前記テンションプレート６２に固着されたロッド７２の着座部７６に着座したコイルスプリング７８の弾発力に抗して、該テンションプレート６２を押し下げようとする（図４に示す状態）。
【００２５】
このとき、図４から容易に諒解されるとおり、テンションプレート６２上のシート９８はその湾曲上面６４によって湾曲した線状に支持されるとともに、その上面は略円柱形状の押圧部材４８、４９によって点状に押圧される。この結果、前記押圧部材４８、４９の押圧点を除き、シート９８は伸縮、あるいは変位に柔軟に対応することができる。換言すれば、シート９８に無理な力が加わることはない。
【００２６】
その後、第２の空気吸引通路３８に接続されるバキュームポンプ（図示せず）を駆動させて、該第２の空気吸引通路３８を介して前記芯材２６に形成された第１の空気吸引通路３２及び複数の孔部３６から空気を吸引する。これにより、図５に示すように、前記シート９８が前記芯材２６に密着する。つまり、前記シート９８が賦形されることになる。
【００２７】
そして、図示しない前記バキュームポンプの駆動を停止し、シート９８を冷却硬化させる。前記シート９８の硬化が完了した後、図示しない前記駆動手段を駆動させて前記上型１４を前記下型１２から離間させ、図示しない搬送機構によって賦形されたシート９８を次の加工工程に搬送する。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、保持機構を構成する保持部と該保持部に対向して配置される押し込み部とによって、シートの製品となる部位以外の部位が高さ位置を規制されて保持固定される。この場合、シートの一面は線状に保持されるとともに、他面は局部的に押圧される。従って、シートの端部に所定のテンションが与えられるとともに、成形中のシートの伸縮あるいは変位も十分に吸収される。この結果、シートの製品となる部位に必要以上の伸びが発生することを阻止できる。しかも、保持機構によってシートの製品となる部位以外の部位の高さ方向の位置を規制することにより該シートの高さ位置を規制し、これによって、例えば、加熱処理されて軟化したシートの温度にばらつきがあった場合でも、換言すれば、シートのたるみ量にばらつきがあった場合でも、製品となる部位を確実に成形型に沿わせて賦形させることができ、加工品としてのシートの製品品質を向上させることができるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る成形装置を示す一部省略概略縦断面説明図である。
【図２】図１における成形装置に備えられる保持機構の保持部の一部を破断させた状態を示す一部省略拡大正面説明図である。
【図３】図１における成形装置の第１の型と第２の型とによってシートを型締めした状態を示す概略縦断面説明図である。
【図４】図１における成形装置の保持機構によってシートを保持固定した状態を示す一部破断拡大正面説明図である。
【図５】図１における成形装置の芯材にシートを賦形させた状態を示す概略縦断面説明図である。
【符号の説明】
１０…成形装置                    １２…下型
１４…上型                        １６…保持部
１８…押し込み部                  ２０…保持機構
２６…芯材                        ４８、４９…押圧部材
６２…テンションプレート          ７２…ロッド
７８…コイルスプリング            ９８…シート
【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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