(57)【要約】製造コストを抑えることができる積層ワーク成形装置を提供する。積層ワーク成形装置１は、ワーク本体４２を吸着保持する第１金型２０と、ワーク本体４２に積層されるシート材４４の表面に転写可能な模様を内面に有し、且つシート材４２をワーク本体４２に押し付ける第２金型３０と、を備える。第２金型３０の内面には、ワーク本体４２の周縁部に位置させて溝部３１が設けられ、第２金型３０には、溝部３１に開口するように貫通する貫通孔３２が設けられ、貫通孔３２には、シート材４４を吸引する第１吸引装置５１が接続され、第１金型２０には、ワーク本体４２を吸着させるための吸引孔２２が設けられ、吸引孔２２には、第２吸引装置５２が接続されている。
2020152934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク本体を吸着保持する第１金型と、
前記ワーク本体に積層されるシート材の表面に転写可能な模様を内面に有し、且つ前記シート材を前記ワーク本体に押し付ける第２金型と、
を備える積層ワーク成形装置であって、
前記第２金型の内面には、前記ワーク本体の周縁部に位置させて溝部が設けられ、
前記第２金型には、前記溝部に開口するように貫通する貫通孔が設けられ、
前記貫通孔には、前記シート材を吸引する第１吸引装置が接続され、
前記第１金型には、ワーク本体を吸着させるための吸引孔が設けられ、
前記吸引孔には、第２吸引装置が接続されていることを特徴とする積層ワーク成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の積層ワーク成形装置であって、
前記溝部は、網目状に設けられていることを特徴とする積層ワーク成形装置。
【請求項３】
請求項１に記載の積層ワーク成形装置であって、
前記第１吸引装置と前記第２吸引装置の吸引力を設定する制御部を備え、
前記制御部は、前記ワーク本体に前記シート材を接着させる接着工程において、前記第１吸引装置の吸引力を、前記第２吸引装置の吸引力よりも強く設定することを特徴とする積層ワーク成形装置。
【請求項４】
請求項２に記載の積層ワーク成形装置であって、
前記第１吸引装置と前記第２吸引装置の吸引力を設定する制御部を備え、
前記制御部は、前記ワーク本体に前記シート材を接着させる接着工程において、前記第１吸引装置の吸引力を、前記第２吸引装置の吸引力よりも強く設定することを特徴とする積層ワーク成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層ワーク成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワーク本体とワーク本体に積層されるシート材とで構成される積層ワークを、ワーク本体を吸着保持する第１金型を用いて成形する積層ワーク成形装置が知られている（例えば、日本国特開平７−２４９０９号公報参照）。【０００３】
特許文献１のものでは、ワーク本体の中央部に形成された逃げ凹部にシート材が引き込まれて破れることがないように逃げ凹部をシャッターで閉塞している。【０００４】
また、逃げ凹部を覆うシャッターを設けるとワーク本体のレイアウト自由度が制限されるため、ワーク本体の中央部に形成された逃げ凹部に位置させて、シート材をワーク本体から離す方向に吸引する吸引装置を設けたものも知られている（例えば、日本国特開２０００−２１８６８８号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２４９０９号公報
【特許文献２】特開２０００−２１８６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の積層ワーク成形装置は、シート材の表面に転写可能な模様を内面に有する第２金型を用いる場合、シート材を第２金型で吸着して模様を転写した後、ワーク本体を吸着する第１金型と第２金型とを重ね合わせるようにして、シート材をワーク本体に貼り付けるときに、シート材が第２金型から剥がれ易くするために空気などの流体を第２金型から噴出させることが考えられる。【０００７】
この場合、特許文献１のようにワーク本体の中央部の逃げ凹部に位置させてシート材をワーク本体から離す方向に吸引する吸引装置を設けることができない。従って、ワーク本体のレイアウト自由度を向上させるためには、逃げ凹部に入子を配置することが考えられる。【０００８】
また、ワーク本体のレイアウト自由度に影響を与えないワーク本体の周縁では、シャッター装置を設けて、ワーク本体の周縁においてシート材を貼り付けない場所にシート材が張り付くことを防止することが考えられる。【０００９】
しかしながら、ワーク本体の周縁にシャッター装置を設けると、シート材はシャッター装置の外側に配置されたクランプで把持されるため、シャッター装置の分だけ大きなシート材を用意する必要があり、また、シャッター装置の設置費用及びシャッター装置のメンテナンス費用などが嵩み、コストを抑えることができないという問題がある。【００１０】
本発明は、以上の点に鑑み、コストを抑えることができる積層ワーク成形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】
【００１１】
［１］上記目的を達成するため、本発明は、
ワーク本体を吸着保持する第１金型と、
前記ワーク本体に積層されるシート材の表面に転写可能な模様を内面に有し、且つ前記シート材を前記ワーク本体に押し付ける第２金型と、
を備える積層ワーク成形装置であって、
前記第２金型の内面には、前記ワーク本体の周縁部に位置させて溝部が設けられ、
前記第２金型には、前記溝部に開口するように貫通する貫通孔が設けられ、
前記貫通孔には、前記シート材を吸引する第１吸引装置が接続され、
前記第１金型には、ワーク本体を吸着させるための吸引孔が設けられ、
前記吸引孔には、第２吸引装置が接続されていることを特徴とする。【００１２】
本発明によれば、ワーク本体の周縁のシート材は第1吸引装置で吸引するため、ワーク本体の周縁にシャッター装置を配置する必要がない。このため、シャッター装置を省略できる分だけ小さいシート材で積層ワークを成形することができ、積層ワークの製造コストを抑えることができ、且つ成形装置自体のコストも抑えることができる積層ワーク成形装置を提供することができる。【００１３】
また、貫通孔は、第２金型の内面に設けられた溝部に開口しているため、１つの貫通孔を介した第１吸引装置による吸引で溝部が設けられた広範囲を吸引することができ、単位面積当たりにおける貫通孔の数を減少させることができる。【００１４】
［２］また、本発明においては、前記溝部は、網目状に設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、直線状に溝部を形成した場合と比較して、１つの貫通孔で更に広範囲を吸引することができ、単位面積当たりにおける貫通孔の数を減少させることができる。【００１５】
［３、４］また、本発明においては、
前記第１吸引装置と前記第２吸引装置の吸引力を設定する制御部を備え、
前記制御部は、前記ワーク本体に前記シート材を接着させる接着工程において、前記第１吸引装置の吸引力を、前記第２吸引装置の吸引力よりも強く設定することが好ましい。【００１６】
本発明によれば、非接着部分のシート材を適切に第２金型の側へ引き付けさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の積層ワーク成形装置の実施形態を模式的に示す説明図である。
【図２】図２は、本実施形態の第１金型及びワーク本体を示す説明図である。
【図３】図３は、本実施形態の貫通孔を拡大して示す説明図である。
【図４】図４は、本実施形態の接着工程の吸引力を示す説明図である。
【図５】図５は、本実施形態のワーク側突部を示す説明図である。
【図６】図６は、本実施形態の網目状の溝部と貫通孔とを示す説明図である。
【図７】図７は、本実施形態の溝部と貫通孔とを拡大して示す説明図である。
【図８】図８は、本実施形態の溝部とシート材とを拡大して示す説明図である。
【図９】図９は、比較例としてのシャッター装置を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図を参照して、本発明の積層ワーク成形装置の実施形態を説明する。図１を参照して、本実施形態の積層ワーク成形装置１は、第１金型２０と、第２金型３０とを備える。積層ワーク成形装置１で成形されるインストルメントパネルなどの積層ワーク４０は、ワーク本体４２と、ワーク本体４２に積層されるシート材４４とを備える。
【００１９】
積層ワーク成形装置１は、シート材４４の周縁を把持する複数のクランプ２を備えている。
【００２０】
図２は、第１金型２０にワーク本体４２が載置された状態を示している。
【００２１】
図３に示すように、第１金型２０には、ワーク本体４２が載置される載置面に開口する複数の吸引孔２２が設けられている。第２金型３０の内面には、シート材４４の表面に転写するためのシボや梨地などの凹凸で構成された模様が形成されている。
【００２２】
第２金型３０には、第２金型３０をワーク本体４２及びシート材４４を挟んで第１金型２０に重ね合わせたときに、ワーク本体４２の周縁部に位置させて網目状（図６参照）の溝部３１が複数設けられている。また、第２金型３０には、溝部３１に開口するように貫通させた貫通孔３２が夫々の溝部３１に対して１つずつ設けられている。
【００２３】
また、第２金型３０には、ワーク本体４２の周縁を除いた部分であるワーク本体４２の中央部の位置に開口するように貫通させた複数の噴出孔３４が設けられている。
【００２４】
貫通孔３２には、シート材４４を吸引するための第１吸引装置５１が第１接続配管５１ａを介して接続されている。吸引孔２２にはワーク本体４２を吸引するための第２吸引装置５２が第２接続配管５２ａを介して接続されている。噴出孔３４には、空気などの気体を供給する気体供給装置５３が第３接続配管５３ａを介して接続されている。
【００２５】
第１接続配管５１ａと第３接続配管５３ａには、バイパス路５３ｂが接続されている。第３接続配管５３ａとバイパス路５３ｂの接続部分には、流路切換弁５４が設けられている。流路切換弁５４は、噴出孔３４に第３接続配管５３ａを介して気体供給装置５３を接続し、バイパス路５３ｂを介した噴出孔３４と第１吸引装置５１との接続を断つ「噴出可能状態」と、噴出孔３４に第３接続配管５３ａ、バイパス路５３ｂ、および第１接続配管５１ａを介して第１吸引装置５１を接続し、噴出孔３４と気体供給装置５３との接続を断つ「吸引可能状態」との２つの状態に切り替え自在に構成されている。
【００２６】
また、図２を参照して、第１金型２０と、ワーク本体４２とには、第２金型３０に向かって突出する金型側突部２０ａと、ワーク側突部４２ａが、複数の貫通孔３２を囲うようにして、シート材４４の接着領域の外縁に沿うように延在して、夫々設けられている。
【００２７】
仮に、金型側突部２０ａと、ワーク側突部４２ａが設けられていないと仮定すると、ワーク本体４２にシート材４４を接着する接着工程において、噴出孔３４を介して気体供給装置５３からシート材４４の表面に気体を供給して第２金型３０からシート材４４を剥がす場合には、シート材４４の表面に供給された気体がそのまま貫通孔３２へ流れて第１吸引装置５１から吸引されると、第１吸引装置５１によるシート材４４の吸引性能が低下してしまう。
【００２８】
そこで、上述したように本実施形態では、貫通孔３２を囲うように金型側突部２０ａ及びワーク側突部４２ａを設けることにより、気体供給装置５３からシート材４４の表面に供給される気体が貫通孔３２へ流れることを抑制又は防止することができ、第１吸引装置５１によるシート材４４の吸引性能の低下を抑制又は防止することができる。なお、金型側突部２０ａ及びワーク側突部４２ａに代えて、第２金型３０に金型側突部を設けてもよい。
【００２９】
図３に示すように、積層ワーク成形装置１は、第１吸引装置５１、第２吸引装置５２、気体供給装置５３、流路切換弁５４を制御する制御部６１を備える。制御部６１は、ＣＰＵやメモリ等により構成された電子制御ユニットであり、メモリなどの記憶部に保持された制御プログラムをＣＰＵで実行して指示信号を送信することにより、第１吸引装置５１、第２吸引装置５２、気体供給装置５３、流路切換弁５４を制御する。
【００３０】
次に、積層ワーク成形装置１を用いた積層ワーク成形方法を説明する。
【００３１】
まず、第１金型２０及び第２金型３０を開いた状態とし、第１金型２０にワーク本体４２を載置する。そして、クランプ２で把持されたシート材４４をワーク本体４２と第２金型３０との間に配置させる。そして、第１金型２０及び第２金型３０を互いに接近するようにして閉じた状態とする。
【００３２】
次に、制御部６１は、流路切換弁５４を「吸引可能状態」（噴出孔３４に第３接続配管５３ａ、バイパス路５３ｂ、および第１接続配管５１ａを介して第１吸引装置５１を接続し、噴出孔３４と気体供給装置５３との接続を断つ状態）に切り換えて、溝部３１、貫通孔３２及び噴出孔３４を介して第１吸引装置５１でシート材４４を吸引して第２金型３０の内面に貼り付けさせる。これにより、第２金型３０の内面に形成された模様をシート材４４の表面に転写することができる（転写工程）。
【００３３】
次に、ワーク本体４２又はシート材４４に接着剤を塗布した状態で、シート材４４をワーク本体４２に押し付けるようにして第２吸引装置５２の吸引力で接着させる（接着工程）。
【００３４】
ここで、シート材４４は、ワーク本体４２の表面の全てに接着させるわけではなく、自動車などの組み立てたときに露出する部分にのみ接着させ、組み付け時に他の部品に隠れる周縁などの部分については組み付け不良を防ぐべく接着させずに非接着とし、接着部分のみを残して切断され非接着の部分は廃棄される。
【００３５】
そして、接着工程においては、制御部６１は、流路切換弁５４を「噴出可能状態」（噴出孔３４に第３接続配管５３ａを介して気体供給装置５３を接続し、バイパス路５３ｂを介した噴出孔３４と第１吸引装置５１との接続を断つ状態）に切り換えて、噴出孔３４を介して気体供給装置５３でシート材４４と第２金型３０との間に気体を供給して、シート材４４が第２金型３０から剥がれるようにする。
【００３６】
また、図７に拡大して示すように、制御部６１は、第１吸引装置５１によって、溝部３１及び貫通孔３２を介してシート材４４を第２金型３０の側へ吸引し、シート材４４のワーク本体４２に非接着とさせる部分を第２金型３０に吸い付けさせる。このとき、図８に溝部３１を拡大して示すように、シート材４４が第２金型３０の内面に張り付いても溝部３１はシート材４４との間に隙間を確保することができ、溝部３１の全体的な吸引力を適切に保持することができる。
【００３７】
このとき、制御部６１は、図４の非接着領域Ｘで示すように、貫通孔３２からシート材４４を吸引する吸引力が、吸引孔２２からワーク本体４２を吸引する吸引力よりも強くなるように、第１吸引装置５１と第２吸引装置５２の吸引力を設定している。このように吸引力を設定することにより、非接着部分のシート材４４を適切に第２金型３０へ引き付けさせることができる。
【００３８】
このように、ワーク本体４２の周縁に位置する非接着の部分が貫通孔３２を介して第１吸引装置５１で吸引されるため、図９に比較例として示すように、ワーク本体４２の周縁にシート材４４の接着を防ぐシャッター装置１００’を設ける必要がない。このため、シャッター装置１００’を避けるようにしてシャッター装置１００’の外側にクランプを配置して、広いシート材４４を用意する必要がなく、シート材４４の廃棄部分の量を低減させることができ、積層ワーク４０の製造コストを抑えることができる。また、シャッター装置１００’の設置費用及びシャッター装置１００’のメンテナンス費用も発生せず、積層ワーク成形装置１のコストを抑えることができる。
【００３９】
また、仮に、金型側突部２０ａと、ワーク側突部４２ａが設けられていないと仮定すると、ワーク本体４２にシート材４４を接着する接着工程において、噴出孔３４を介して気体供給装置５３からシート材４４の表面に気体を供給して第２金型３０からシート材４４を剥がす場合には、シート材４４の表面に供給された気体がそのまま貫通孔３２へ流れて第１吸引装置５１から吸引されると、第１吸引装置５１によるシート材４４の吸引性能が低下してしまう。
【００４０】
そこで、上述したように本実施形態では、貫通孔３２を囲うように金型側突部２０ａ及びワーク側突部４２ａを設けることにより、気体供給装置５３からシート材４４の表面に供給される気体が貫通孔３２へ流れることを抑制又は防止することができ、第１吸引装置５１によるシート材４４の吸引性能の低下を抑制又は防止することができる。なお、金型側突部２０ａ及びワーク側突部４２ａに代えて、第２金型３０に金型側突部を設けてもよい。
【００４１】
また、貫通孔３２は、第２金型３０の内面に設けられた網目状の溝部３１に開口しているため、１つの貫通孔３２を介した第１吸引装置５１による吸引で溝部３１が設けられた広範囲を吸引することができ、第２金型３０の内面の単位面積当たりにおける貫通孔３２の数を減少させることができる。なお、本実施形態においては網目状の溝部３１を説明したが、本発明の溝部の形状は網目状に限らない。例えば、溝部を、直線状や、Ｈ字状、Ｃ字状、Ｘ字状、螺旋状などの他の形状に形成してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  積層ワーク成形装置
２  クランプ
２０  第１金型
２０ａ  金型側突部
２２  吸引孔
３０  第２金型
３１  溝部
３２  貫通孔
３４  噴出孔
３６  凹部
４０  積層ワーク
４２  ワーク本体
４２ａ  ワーク側突部
４４  シート材
５１  第１吸引装置
５１ａ  第１接続配管
５２  第２吸引装置
５２ａ  第２接続配管
５３  気体供給装置
５３ａ  第３接続配管
５３ｂ  バイパス路
５４  流路切換弁
６１  制御部
１００’  シャッター装置
Ｘ  非接着領域
Ｙ  接着領域
【図１】
2020152934.tif 000003
【図２】
2020152934.tif 000004
【図３】
2020152934.tif 000005
【図４】
2020152934.tif 000006
【図５】
2020152934.tif 000007
【図６】
2020152934.tif 000008
【図７】
2020152934.tif 000009
【図８】
2020152934.tif 000010
【図９】
2020152934.tif 000011
【国際調査報告】
2020152934.tif 000012
2020152934.tif 000013