(57)【要約】【課題】製品の外観の悪化を抑制できる発泡成形部材の切断方法および切断装置を提供する。【解決手段】本発明は、発泡層を表皮層３で覆った発泡成形部材１を切断刃１２により切断する発泡成形部材の切断方法および切断装置１０であり、前記切断刃１２を表皮層３側から押し付けつつ前記表皮層３を軟化点以上に加熱して発泡成形部材１を切断した後、前記切断刃１２の温度を前記表皮層３の軟化点未満に低下させつつ、前記表皮層３の溶融または軟化した溶融部２０に気体を吹き付けて冷却する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡層を表皮層で覆った発泡成形部材を切断刃により切断する発泡成形部材の切断方法であって、
前記切断刃を表皮層側から押し付けつつ前記表皮層を軟化点以上に加熱して発泡成形部材を切断した後、前記切断刃の温度を前記表皮層の軟化点未満に低下させつつ、前記表皮層の溶融または軟化した溶融部に気体を吹き付けて冷却することを特徴とする発泡成形部材の切断方法。
【請求項２】
前記切断刃による加熱は、加熱部により加熱させた切断刃によりなされることを特徴とする請求項１に記載の発泡成形部材の切断方法。
【請求項３】
前記溶融部に空気を吹き付けて冷却しつつ前記切断刃を発泡成形部材から引き抜き、引き抜かれた切断刃に前記気体を吹き付けつつ、当該切断刃を前記加熱部により再加熱することを特徴とする請求項２に記載の発泡成形部材の切断方法。
【請求項４】
前記切断刃の加熱部による加熱を前記発泡成形部材の切断が完了する前に停止し、前記切断刃の予熱により前記発泡成形部材を加熱しつつ切断することを特徴とする請求項２または３に記載の発泡成形部材の切断方法。
【請求項５】
前記切断刃による前記発泡成形部材の切断が完了する際の切断刃の温度が、前記表皮層の軟化点以上であるように、前記加熱部による前記切断刃の加熱を停止することを特徴とする請求項４に記載の発泡成形部材の切断方法。
【請求項６】
前記切断刃の再加熱を、前記切断刃が発泡成形部材から引き抜かれて離れる前に開始することを特徴とする請求項３に記載の発泡成形部材の切断方法。
【請求項７】
前記切断刃が発泡成形部材から引き抜かれて離れる際の切断刃の温度が、前記表皮層の軟化点未満であるように、前記切断刃の再加熱を開始することを特徴とする請求項６に記載の発泡成形部材の切断方法。
【請求項８】
前記切断刃による加熱は、振動子により振動させた切断刃と前記発泡成形部材との間の摩擦によりなされることを特徴とする請求項１に記載の発泡成形部材の切断方法。
【請求項９】
前記溶融部に気体を吹き付けて冷却しつつ前記切断刃を発泡成形部材から引き抜き、引き抜かれた切断刃に前記気体を吹き付けつつ、当該切断刃を前記振動子により再び振動させることを特徴とする請求項８に記載の発泡成形部材の切断方法。
【請求項１０】
前記切断刃の振動子による振動を、前記発泡成形部材の切断が完了した直後に停止することを特徴とする請求項８または９に記載の発泡成形部材の切断方法。
【請求項１１】
前記切断刃の振動子による再振動を、前記切断刃が発泡成形部材から引き抜かれて離れた直後に開始することを特徴とする請求項９に記載の発泡成形部材の切断方法。
【請求項１２】
前記切断刃に、刃が形成される端部方向へ延びる整流部を設け、当該整流部に沿って冷却用の気体を導くことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発泡成形部材の切断方法。
【請求項１３】
発泡層を表皮層で覆った発泡成形部材を切断する発泡成形部材の切断装置であって、
前記発泡成形部材を切断するために一側端に刃が形成された切断刃と、
前記切断刃を保持して進退動させる切断刃保持部と、
前記切断刃と接する前記発泡成形部材を加熱するための加熱手段と、
前記切断刃または前記表皮層に冷却用の気体を吐出可能なブロアと、
前記発泡成形部材を切断刃により切断する際に前記表皮層を軟化点以上とし、前記発泡成形部材を切断した後に前記表皮層の温度を軟化点未満とするように加熱手段を制御する加熱手段制御部と、
前記発泡成形部材を切断した後に前記ブロアを起動させるブロア制御手段と、を有することを特徴とする発泡成形部材の切断装置。
【請求項１４】
前記加熱手段は、前記切断刃を加熱させる加熱部であることを特徴とする請求項１３に記載の発泡成形部材の切断装置。
【請求項１５】
前記加熱手段制御部は、前記発泡成形部材を切断した後に引き抜かれる切断刃を再加熱するように、前記加熱部を制御することを特徴とする請求項１４に記載の発泡成形部材の切断装置。
【請求項１６】
前記加熱手段制御部は、前記切断刃の加熱部による加熱を、前記発泡成形部材の切断が完了する前に停止させることを特徴とする請求項１４または１５に記載の発泡成形部材の切断装置。
【請求項１７】
前記加熱手段制御部は、前記切断刃による前記発泡成形部材の切断が完了する際の切断刃の温度が、前記表皮層の軟化点以上となるように、前記加熱部による切断刃の加熱を停止させることを特徴とする請求項１６に記載の発泡成形部材の切断装置。
【請求項１８】
前記加熱手段制御部は、前記切断刃の加熱部による再加熱を、前記切断刃が発泡成形部材から引き抜かれて離れる前に開始させることを特徴とする請求項１５に記載の発泡成形部材の切断装置。
【請求項１９】
前記加熱手段制御部は、前記切断刃が発泡成形部材から引き抜かれて離れる際の切断刃の温度が前記表皮層の軟化点未満となるように、前記切断刃の加熱部による再加熱を開始させることを特徴とする請求項１８に記載の発泡成形部材の切断装置。
【請求項２０】
前記加熱手段は、前記切断刃を振動させて切断刃との間の摩擦により前記発泡成形部材を加熱させる振動子であることを特徴とする請求項１３に記載の発泡成形部材の切断装置。
【請求項２１】
前記加熱手段制御部は、前記発泡成形部材を切断して引き抜かれた切断刃を前記振動子により再び振動させることを特徴とする請求項２０に記載の発泡成形部材の切断装置。
【請求項２２】
前記加熱手段制御部は、前記切断刃の振動子による振動を、前記発泡成形部材の切断が完了した直後に停止させることを特徴とする請求項２０または２１に記載の発泡成形部材の切断装置。
【請求項２３】
前記加熱手段制御部は、前記切断刃の振動子による再振動を、前記切断刃が発泡成形部材から引き抜かれて離れた直後に開始させることを特徴とする請求項２２に記載の発泡成形部材の切断装置。
【請求項２４】
前記切断刃に、刃が形成される端部方向へ延びる整流部を有することを特徴とする請求項１３〜２３のいずれか１項に記載の発泡成形部材の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡成形部材の切断方法および切断装置に関し、特に、車両部材のトリミング方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のインストルメントパネルやドアトリム等の内装部材には、芯材と表皮の間に発泡体を充填した３層構造が採用される場合がある。このような構造部材は、芯材と表皮の間に発泡体を充填した後に、カバーやハンドル等の部品を取り付けるための不要部分を除去し、または穴開けするトリミング加工を行っている。トリミング加工方法としては、例えば切断刃を加熱ヒータにより加熱して切断抵抗を小さくしつつ加工する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平３−２２８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の方法では、切断時に切断刃の熱により表皮が溶けることにより、溶融した溶融バリが切断後に製品に付着し、切断刃を引き抜く動作によって溶融バリと製品の間で擦れが生じて糸引き等が引き起こされ、製品の外観を悪化させるという不具合が生じる。
【０００４】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、製品の外観の悪化を抑制できる発泡成形部材の切断方法および切断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】
【０００５】
上記目的を達成する本発明に係る発泡成形部材の切断方法は、発泡層を表皮層で覆った発泡成形部材を切断刃により切断する発泡成形部材の切断方法に関するものである。本発明に係る発泡成形部材の切断方法は、前記切断刃を表皮層側から押し付けつつ前記表皮層を軟化点以上に加熱して発泡成形部材を切断した後、前記切断刃の温度を前記表皮層の軟化点未満に低下させつつ、前記表皮層の溶融または軟化した溶融部に気体を吹き付けて冷却する。
【０００６】
上記目的を達成する本発明に係る発泡成形部材の切断装置は、発泡層を表皮層で覆った発泡成形部材を切断する発泡成形部材の切断装置に関するものである。本発明に係る発泡成形部材の切断装置は、前記発泡成形部材を切断するために一側端に刃が形成された切断刃と、前記切断刃を保持して進退動させる切断刃保持部と、前記切断刃と接する前記発泡成形部材を加熱するための加熱手段と、前記切断刃または前記表皮層に冷却用の気体を吐出可能なブロアと、前記加熱手段を制御する加熱手段制御部と、前記発泡成形部材を切断した後に前記ブロアを起動させるブロア制御手段と、を有している。前記加熱手段制御部は、前記発泡成形部材を切断刃により切断する際に前記表皮層を軟化点以上とし、前記発泡成形部材を切断した後に前記表皮層の温度を軟化点未満とするように加熱手段を制御する。
【発明の効果】
【０００７】
上記のように構成した本発明に係る発泡成形部材の切断方法によれば、表皮層を切断刃により切断した後、切断刃の温度を表皮層の溶融温度以下に低下させつつ、表皮層の溶融部に気体を吹き付けて冷却するため、溶融部が冷却されて硬化する。これにより、切断刃を引く抜く際に硬化した溶融部が発泡成形部材と擦れず、また糸引きの発生が抑制され、製品の外観の悪化を抑制できる。
【０００８】
上記のように構成した本発明に係る発泡成形部材の切断装置によれば、発泡成形部材を切断した後に切断刃の温度を表皮層の軟化点未満とするように加熱手段を制御する加熱手段制御部を有し、さらに切断刃に冷却用の気体を吐出可能なブロアを有しているため、切断した後に、溶融された部位が冷却されて硬化する。これにより、切断刃を引く抜く際に硬化した部位が発泡成形部材と擦れず、また糸引きの発生が抑制され、製品の外観の悪化を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
＜第１実施形態＞
図１は、車両のインストルメントパネルを示す斜視図、図２は、第１実施形態に係る発泡成形部材の切断装置を示す断面図、図３は、同発泡成形部材の切断装置の切断刃を示す斜視図、図４は、同切断刃の他の例を示す斜視図である。
【００１１】
第１実施形態に係る発泡成形部材の切断装置１０は、車両部材のトリミング装置であり、例えば図１に示す発泡成形部材１としてのインストルメントパネルの外周や送風口等を、トリミングする装置である。発泡成形部材１は、樹脂製の芯材２および表皮層３の間に、発泡体からなる発砲層４が充填されて形成される。発泡体は、例えば発泡ウレタンである。
【００１２】
本実施形態に係る発泡成形部材の切断装置１０は、図２に示すように、発泡成形部材１を載置する受け治具１１と、発泡成形部材１を切断する切断刃１２と、切断刃１２を保持する切断刃保持部１３と、切断刃１２を加熱する加熱手段としてのヒータ１４（加熱部）と、切断刃１２または表皮層３に冷却用の空気（気体）を吐出するブロア１５と、ヒータ１４を制御する加熱手段制御部１６と、ブロア１５を制御するブロア制御手段１７とを有している。
【００１３】
受け治具１１には、発泡成形部材１が、その芯材２側が接するようにして載置される。切断刃１２は、図３に示すように、一端側に刃１２Ａが形成され、他端側に、切断刃保持部１３に連結される連結部１２Ｂが形成される。切断刃１２の刃１２Ａが形成される側は、プレス加工によって、刃１２Ａの形成される一端側に向かう方向（押し込み方向）に凸条に延びる複数の整流部１２Ｃが形成されている。なお、切断刃１２の整流部１２Ｃは、他の形状であってもよく、例えば図４に示す他の例のように、基礎となる板材１８に、平行に並ぶ複数の整流板１８Ａを溶接または組み立てて形成してもよい。
【００１４】
切断刃保持部１３は、シリンダ等の駆動手段に連結されて、切断刃１２を受け治具１１の方向へ進退動させることができる。また、切断刃保持部１３には、切断刃１２を加熱するヒータ１４（加熱部）が配置される。ヒータ１４の温度は、加熱手段制御部１６により制御される。
【００１５】
ブロア１５は、気体供給源１９から供給される冷却用の空気を切断刃１２の側面に吐出する。吐出された冷却空気は、切断刃１２の整流部１２Ｃに沿って整流されて流れ、切断刃１２による発泡成形部材１の切断の際には、表皮層３に吹き付けられる。ブロア制御手段１７は、気体供給源１９を制御することで、ブロア１５からの冷却空気の吐出を制御している。
【００１６】
次に、上述したトリミング装置１０を用いた発泡成形部材１の切断方法について説明する。
【００１７】
図５は、第１実施形態に係る発泡成形部材の切断方法において発泡成形部材を切断した際を説明するための断面図、図６は、同切断方法において溶融した表皮層を冷却する際を説明するための断面図、図７は、同切断方法において切断刃を引き抜く際を説明するための断面図、図８は、切断刃によって表皮層に形成される溶融部を示す断面図である。
【００１８】
第１実施形態に係る発泡成形部材の切断装置１０により発泡成形部材１を切断するために、まず、受け治具１１に発泡成形部材１を載置する（図１参照）。この後、加熱手段制御部１６により切断刃１２を所定の切断下限温度以上に加熱する。この切断刃１２の切断下限温度は、発泡成形部材１を構成する樹脂の軟化点以上に設定される。これにより、切断の際に発泡成形部材１が軟化または溶融して切断抵抗が低減される。この後、図５に示すように、シリンダ等の駆動手段を駆動し、切断刃１２の先端が受け治具１１に達して発泡成形部材１が完全に切断されるまで切断刃１２を発泡成形部材１に押し込んだ後、駆動手段を停止させる。切断刃１２のヒータ１４による加熱は、切断刃１２が受け治具１１に達して切断が完了した後に停止してもよいが、切断が完了する前に停止することが好ましい。この際には、切断刃１２の予熱により発泡成形部材１を溶融または軟化させつつ切断する。したがって、ヒータ１４による加熱を停止した後、切断刃１２の温度が低下しつつも切断が継続され、発泡成形部材１の切断が完了する際まで切断刃１２の温度が切断下限温度以上に保たれるようなタイミングで、ヒータ１４による切断刃１２の加熱を停止する。これにより、切断が完了した後に切断刃１２の温度が下がるまでの時間を省き、作業時間を短縮することができる。
【００１９】
この後、図６に示すように、ブロア制御手段１７により冷却空気供給源１９およびブロア１５を起動して冷却空気を切断刃１２に吐出し、冷却空気を整流部１２Ｃに沿って表皮層３に吹き付け、切断刃１２および表皮層３を冷却する。このとき、切断刃１２に整流部１２Ｃが設けられているため、空気が整流されるとともに表面積が増えることで冷却効率が向上する。これにより、切断の際に表皮層３に形成される図８のような溶融バリ等の溶融部２０が効率よく冷却されて硬化する。
【００２０】
この後、図７に示すように、ブロア１５を駆動した状態のまま、駆動手段を駆動して切断刃１２を発泡成形部材１から引き抜く。この際に、溶融部２０が既に硬化しているため、溶融部２０が切断刃１２に引きずられることによる溶融部２０と発泡成形部材１との擦れが生じ難く、また糸引きが抑制され、製造される製品の外観が損なわれ難い。
【００２１】
次に、ヒータ１４により切断刃１２を再び加熱する。ヒータ１４による切断刃１２の再加熱は、切断刃１２が発泡成形部材１から離れてからでもよいが、発泡成形部材１から離れる前に再加熱を開始することが好ましい。この際には、切断刃１２が発泡成形部材１から離れる前は切断刃１２の温度が表皮層３の軟化点未満に保たれ、切断刃１２が発泡成形部材１から離れた後に切断刃１２の温度が表皮層３の軟化点以上となるようなタイミングで、切断刃１２の再加熱を開始する。これにより、切断刃１２が発泡成形部材１から離れた後に切断刃１２の温度が上昇するまでの時間を省き、作業時間を短縮することができる。
【００２２】
切断刃１２が発泡成形部材１から離れた後に切断刃１２の温度が表皮層３の軟化点以上となると、切断刃１２に付着した樹脂（溶融カス）が軟化して取れやすくなる。ここで、さらにブロア１５により空気が切断刃１２に吹き付けられているため、溶融カスが切断刃１２から吹き飛ばされて除去されやすい。また、切断刃１２に整流部１２Ｃが設けられているため、空気が整流されてより効率良く溶融カスが除去される。この後、ブロア１５を停止して、ヒータ１４による加熱を停止する。このブロア１５およびヒータ１４を停止するタイミングは、溶融カスを除去する実験を予め行い、その結果に基づいて設定されることが好ましい。
【００２３】
上述のように、本実施形態の方法および装置によれば、切断刃１２により切断した後に、表皮層３の溶融部２０が軟化点未満に冷却されてから切断刃１２を引き抜くため、溶融カスが製造される製品に付着することなく、製品加工部の見栄えが向上する。また、切断刃１２が引き抜かれた後に、ブロア１５および切断刃１２の再加熱により切断刃１２に付着した溶融カスが除去されるため、切断工程毎の溶融カスの除去作業が短縮され、作業時間が短縮される。
【００２４】
＜第２実施形態＞
図９は、第２実施形態に係る発泡成形部材の切断装置を示す断面図である。なお、第１実施形態と同一の作用を奏する部位については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２５】
第２実施形態に係る発泡成形部材の切断装置３０は、第１実施形態と同様に車両部材のトリミング装置であるが、第１実施形態とは、加熱手段が異なる。
【００２６】
本実施形態に係る発泡成形部材の切断装置３０の加熱手段は、振動子３１である。振動子３１は、一般的な超音波振動子であり、切断刃１２を加振できるように切断刃１２に取り付けられる。切断刃１２により発泡成形部材１を切断する際には、振動子３１が加熱手段制御部３２により制御されて振動し、振動子３１と発泡成形部材１の間の摩擦により発泡成形部材１が加熱される。
【００２７】
次に、上述した発泡成形部材の切断装置３０を用いた発泡成形部材１の切断方法について説明する。
【００２８】
図１０は、第２実施形態に係る発泡成形部材の切断方法において発泡成形部材を切断した際を説明するための断面図、図１１は、同切断方法において溶融した表皮層を冷却する際を説明するための断面図、図１２は、同切断方法において切断刃を引き抜く際を説明するための断面図である。
【００２９】
第２実施形態に係る発泡成形部材の切断装置３０により発泡成形部材１を切断するために、まず、受け治具１１に発泡成形部材１を載置する（図９参照）。
【００３０】
この後、シリンダ等の駆動手段を駆動し、切断刃１２の先端が発泡成形部材１に接する直前に加熱手段制御部３２により切断刃１２を振動させる。切断刃１２が発泡成形部材１に触れると、切断刃１２の振動により発泡成形部材１が軟化点以上に加熱され、発泡成形部材１が溶融または軟化されつつ切断される。したがって、振動子３１の周波数や振幅は、切断刃１２に接する発泡成形部材１が軟化点以上に加熱されるような条件で、加熱手段制御部３２により制御される。
【００３１】
この後、図１０に示すように、切断刃１２の先端が受け治具１１に達して発泡成形部材１が完全に切断されるまで切断刃１２を発泡成形部材１に押し込んだ直後に、駆動手段を停止させて振動子３１も停止させる。切断後すぐに振動子３１を停止させることにより、切断刃１２による受け治具１１の損傷を予防できる。
【００３２】
この後、図１１に示すように、ブロア制御手段１７により冷却空気供給源１９およびブロア１５を起動して冷却空気を切断刃１２に吐出し、冷却空気を整流部１２Ｃに沿って表皮層３に吹き付け、切断刃１２および表皮層３を冷却する。これにより、切断の際に表皮層３に形成される図８のような溶融バリ等の溶融部２０が冷却されて硬化する。
【００３３】
この後、図１２に示すように、ブロア１５を駆動した状態のまま、駆動手段を駆動して切断刃１２を発泡成形部材１から引き抜く。この際に、溶融部２０が既に硬化しているため、溶融部２０が切断刃１２に引きずられることによる溶融部２０と発泡成形部材１との擦れが生じ難く、また糸引きが抑制され、製造される製品の外観が損なわれ難い。
【００３４】
切断刃１２が引き抜かれて切断刃１２が発泡成形部材１から離れると、振動子３１を再び振動させる。超音波振動により揺すられた切断刃１２の溶融カスは取れやすくなり、さらにブロア１５により空気が切断刃１２に吹き付けられることで、溶融カスが切断刃１２から吹き飛ばされて除去されやすくなる。また、切断刃１２に整流部１２Ｃが設けられているため、空気が整流されてより効率良く溶融カスを除去できる。ここで、振動子３１の再振動を、切断刃１２が発泡成形部材１から離れた直後に開始することにより、より早く溶融カスを除去することができる。この後、ブロア１５を停止して振動子３１の振動を停止する。このブロア１５および振動子３１を停止するタイミングは、溶融カスを除去する実験を予め行い、その結果に基づいて設定されることが好ましい。
【００３５】
上述のように、第２実施形態に係る発泡成形部材の切断方法および切断装置３０によれば、切断刃１２により切断した後に表皮層３の溶融部２０が軟化点以下に冷却されてから切断刃１２を引き抜くため、溶融カスが製造される製品に付着することなく、製品加工部の見栄えが向上する。また、切断刃１２が引き抜かれた後に、ブロア１５および振動子３１により切断刃１２に付着した溶融カスが除去されるため、切断工程毎の溶融カスの除去作業が短縮され、作業時間が短縮される。
【００３６】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、発泡成形部材１は、芯材２、表皮層３および発砲層４の３層構造でなくてもよく、例えば、トリミングされる部位に応じて芯材が設けられていない表皮層３と発砲層４の２層構造であってもよい。また、切断刃１２に必ずしも整流部１２Ｃが形成されなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】車両のインストルメントパネルを示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る発泡成形部材の切断装置を示す断面図である。
【図３】同発泡成形部材の切断装置の切断刃を示す斜視図である。
【図４】同切断刃の他の例を示す斜視図である。
【図５】第１実施形態に係る発泡成形部材の切断方法において発泡成形部材を切断した際を説明するための断面図である。
【図６】同切断方法において溶融した表皮層を冷却する際を説明するための断面図である。
【図７】同切断方法において切断刃を引き抜く際を説明するための断面図である。
【図８】切断刃によって表皮層に形成される溶融部を示す断面図である。
【図９】第２実施形態に係る発泡成形部材の切断装置を示す断面図である。
【図１０】第２実施形態に係る発泡成形部材の切断方法において発泡成形部材を切断した際を説明するための断面図である。
【図１１】同切断方法において溶融した表皮層を冷却する際を説明するための断面図である。
【図１２】同切断方法において切断刃を引き抜く際を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    発泡成形部材、
２    芯材、
３    表皮層、
４    発砲層、
１０，３０    発泡成形部材の切断装置、
１１    受け治具、
１２    切断刃、
１２Ａ    刃、
１２Ｃ    整流部、
１３    切断刃保持部、
１４    ヒータ（加熱手段、加熱部）、
１５    ブロア、
１６，３２    加熱手段制御部、
１７    ブロア制御手段、
１９    気体供給源、
２０    溶融部、
３１    振動子（加熱手段）。
【図１】
2009050975.tif 000003
【図２】
2009050975.tif 000004
【図３】
2009050975.tif 000005
【図４】
2009050975.tif 000006
【図５】
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【図６】
2009050975.tif 000008
【図７】
2009050975.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2009050975.tif 000012
【図１１】
2009050975.tif 000013
【図１２】
2009050975.tif 000014