(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所要形状に成形された芯材（１１）の表面に、加熱軟化処理した非通気性の表皮材（１２）を真空成形により貼着してなる積層成形品における表皮材の貼着方法において、
真空吸引機構を設けた下型（３０）上にセットした芯材（１１）の上方に加熱軟化処理した表皮材（１２）を位置決めし、その上側に下面を開口したボックス状の上型（４０）を位置させ、次いで、上下型（３０，４０）を型締めして、芯材（１１）と表皮材（１２）とを重合させるとともに、表皮材（１２）の表面側に圧空室（４４）を形成し、上型（４０）に付設した圧空機構（５０）から圧空室（４４）内にエアを供給し、表皮材（１２）の表面全面に亘りエア圧をかけながら下型（３０）から真空吸引することにより、芯材（１１）表面に表皮材（１２）を貼着するとともに、上型（４０）に設けた圧空機構（５０）は、上下型（３０，４０）の型締め前に動作させる一方、圧空室（４４）内のエア圧をセンサ（５６）により検知し、その入力信号を制御装置（６０）で受けた後、制御装置（６０）からの指令により、リリーフバルブ（５５）の開閉操作を行ない、圧空室（４４）内のエア圧を調整しながら表皮材（１２）の表面全面に亘りエア圧を付与することを特徴とする積層成形品における表皮材の貼着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層成形品における表皮材の貼着方法に係り、特に、展開率の高い部位においても良好に成形でき、しかも、表皮材の剥離不良等を解消できる積層成形品における表皮材の貼着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車のドアパネルに内装される自動車用ドアトリムは、図７に示すように、所望の曲面形状に成形された芯材２と、この芯材２の表面側に一体貼着される表皮材３とから構成されており、芯材２の機能としてはドアパネルへの取付剛性と適度の形状保持性を備え、表皮材３は、クッション性並びに良好な表面外観、表面感触を備えることが望ましい。
【０００３】
そして、上記自動車用ドアトリム１の製造方法は、図８に示すように、木質繊維板を予め所要形状にホットプレス成形により成形した芯材２を真空成形用金型４上にセットして、その上側に非通気性の表皮材３、例えば、塩ビシート裏面にポリエチレンフォームが裏打ちされた非通気性の積層シート材料を加熱軟化処理してクランプ装置５により保持しておき、真空成形用金型４を上昇動作することにより、真空成形用金型４に設けた真空吸引機構により、芯材２と表皮材３との間のエアを真空吸引することにより、図７に示す自動車用ドアトリム１を成形している。尚、芯材２と表皮材３との接着については、芯材２の接合面に接着剤を塗布するか、あるいは、表皮材３の裏面側にホットメルトフィルムをラミネートして行なえば良い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来、真空成形を利用して芯材２の表面に表皮材３を貼着する場合、特に展開率の高い部位（図中符号Ａで示す）において、図８中拡大して示すように、表皮材３は芯材２と対向する面側のみ吸引され、この部位において表皮材３の厚みが厚肉状となり、特にコーナーライン等の明瞭な形状出しができず、外観性能の低下を招くという不具合があった。
【０００５】
また、このように展開率の高い部位Ａにおいては、真空吸引時のテンションがかかったままの状態であり、表皮材３に復元する力が作用するため、展開率の高い部位Ａにおいて表皮材３の剥離現象が生じ易く、この部位において接着剤の目付量を多く設定する必要があるなど、表皮材３の剥離を防ぐために多くの接着剤を必要とする等の問題点があった。
【０００６】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、所要形状に成形された芯材の表面に真空吸引力を利用して表皮材を貼着してなる積層成形品における表皮材の貼着方法において、展開率の高い部位においても表皮材の厚みが厚肉になることなく、かつ強固な接着強度を確保して表皮材を貼着できる積層成形品における表皮材の貼着方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明は、所要形状に成形された芯材の表面に、加熱軟化処理した非通気性の表皮材を真空成形により貼着してなる積層成形品における表皮材の貼着方法において、真空吸引機構を設けた下型上にセットした芯材の上方に加熱軟化処理した表皮材を位置決めし、その上側に下面を開口したボックス状の上型を位置させ、次いで、上下型を型締めして、芯材と表皮材とを重合させるとともに、表皮材の表面側に圧空室を形成し、上型に付設した圧空機構から圧空室内にエアを供給し、表皮材の表面全面に亘りエア圧をかけながら下型から真空吸引することにより、芯材表面に表皮材を貼着するとともに、上型に設けた圧空機構は、上下型の型締め前に動作させる一方、圧空室内のエア圧をセンサにより検知し、その入力信号を制御装置で受けた後、制御装置からの指令により、リリーフバルブの開閉操作を行ない、圧空室内のエア圧を調整しながら表皮材の表面全面に亘りエア圧を付与することを特徴とする。
【０００８】
ここで、上型に設けられている圧空機構から圧空力を作用させるタイミングは、積層成形品の形状や使用する素材を考慮して、上下型の型締めの前に行なうのが良く、また、圧空機構からの圧空力についても、過度の圧空力が作用することがないように、圧空室内のエア圧を検知しながら適切なエア圧を維持できるようにリリーフバルブによりエアを外部に逃がして、圧空室内で適切なエア圧を調整するようにする。
【０００９】
次に、本発明方法に使用する表皮材の貼着装置は、上下動可能で、真空吸引機構を備え、芯材をセットする下型と、圧空機構を備え、上下型の型締め時、表皮材の周縁をシールして、密閉された圧空室を形成する箱形状の上型とからなる。
【００１０】
ここで、下型に設けられている真空吸引機構からの真空吸引力は、−７６０ｍＨｇであり、上型に設けられている圧空機構からのエア圧は、０．２〜０．５ｋｇｆ／ｃｍ２になるようにリリーフバルブにより調整される。
【００１１】
以上の構成から明らかなように、芯材表面に表皮材を貼着する方法として、芯材と表皮材との間のエアを真空吸引力により排除して行なう真空成形と、表皮材の表面側から適切なエア圧をかけて芯材に対して表皮材を押圧し、適切な接着強度を確保するというものであるから、凹凸形状等、展開率の高い部分においても、表皮材の厚みが厚肉になることなく、明瞭な形状出しが可能になるとともに、表皮材に剥離の原因となるテンションが残存することがなく、表皮材の剥離不良を有効に解消できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る積層成形品における表皮材の貼着方法について、自動車用ドアトリムの製造方法に適用した実施形態について説明する。
【００１３】
図１，図２は本発明方法を適用して製作した自動車用ドアトリムの正面図並びに断面図、図３は本発明方法に使用する貼着装置の全体構成を示す概要図、図４は上下型の動作を示すタイムチャート図、図５，図６は表皮材の貼着方法を示す各工程図である。
【００１４】
図１，図２において、自動車用ドアトリム１０は、所望の曲面形状に成形された芯材１１の表面にクッション性並びに装飾性、手触り感に優れた表皮材１２を貼着した積層成形品として構成されており、表面中央にアームレスト１０ａ、下方側にドアポケット用開口１０ｂ、スピーカグリル１０ｃ及び製品外形に沿ってコーナーライン１０ｄが設けられている。
【００１５】
更に詳しくは、芯材１１は、木質系繊維板を素材としており、軽量でかつコスト的に廉価であり、しかも通気性を備えており、真空成形により表皮材１２の貼着が可能である。
【００１６】
また、表皮材１２は、ＴＰＯ（サーモプラスチックオレフィン）シートの裏面にポリエチレンフォーム等のクッション層が裏打ちされた積層シート材料が使用されており、この表皮材１２は非通気性である。
【００１７】
そして、上記自動車用ドアトリム１０は、アームレスト１０ａやコーナーライン１０ｄ等の展開率の高い部位においても、良好な成形性を確保でき、ハイライト線等、明瞭な形状出しが行なえ、製品の外観意匠性を高めることができ、かつこれら展開率の高い部位において表皮材１２の接着強度を充分確保して、表皮材１２の剥離不良を解決したことが特徴である。
【００１８】
次いで、上記自動車用ドアトリム１０における芯材１１表面に表皮材１２を貼り合わせる貼着装置２０の構成について、図３を基に説明すると、貼着装置２０は、芯材１１をセットする下型３０と、下型３０と協働して密閉された圧空室を形成し、この圧空室内に所定のエア圧を作用させるために圧空機構を備えた上型４０とから大略構成されている。
【００１９】
更に詳しくは、下型３０は、昇降式の下側テーブル３１上にセット型３２が設けられており、このセット型３２には、適宜ピッチ間隔で真空吸引孔３３が開設され、真空吸引孔３３は、内部の空気室３４と連通している。そして、この空気室３４は、真空吸引管３５を介して真空ポンプ３６に接続しており、真空ポンプ３６からの真空吸引力は開閉バルブ３７の開閉操作により作用する。尚、開閉バルブ３７を開放した場合、−７６０ｍＨｇの負圧が作用するようになっている。
【００２０】
一方、上型４０は、上側プレート４１の下面に金属パネル等を素材とした外周壁４２が溶接等により固定されており、上側プレート４１と外周壁４２により、下面を開口したボックスを形成し、この外周壁４２の下端縁に沿ってシリコーンラバー等のシール材４３が取り付けられ、下型３０の下側テーブル３１が上昇した際、セット型３２の上面と、外周壁４２の下端縁がシール材４３を介して当接して、密閉された圧空室４４を形成できるようになっており、この圧空室４４内に所望のエア圧を作用させるために圧空機構５０が上型４０に設けられている。
【００２１】
すなわち、圧空室４４と連通するように圧空配管５１に圧空ポンプ５２が接続されており、開閉バルブ５３の開閉操作により、圧空室４４内に圧空ポンプ５２からのエア圧が作用する仕組みであり、更に、圧空室４４内のエア圧を適宜調整できるように、圧空配管５１に分岐管５４が接続され、この分岐管５４にリリーフバルブ５５が設けられている。そして、このリリーフバルブ５５は、圧空室４４内の空気圧をセンサ５６により検知して、所定値に到達したとき、制御装置６０にセンサ５６からの信号が入力され、この制御装置６０からリリーフバルブ５５に指令が出され、リリーフバルブ５５の開放操作が行なわれる。
【００２２】
尚、真空ポンプ３５側の開閉バルブ３６、並びに圧空ポンプ５２を駆動させる開閉バルブ５３についても、この制御装置６０から指令が出され、エアポンプ５２のタイミングが制御される構成であり、開閉バルブ３６，５３、リリーフバルブ５５は慣用のソレノイドバルブが使用されている。
【００２３】
次に、上記貼着装置２０を使用して、芯材１１表面に表皮材１２を貼着する方法について、図４乃至図６を基に説明する。
【００２４】
図４は貼着方法の第１実施形態における上下型並びに真空機構及び圧空機構の動作タイミングを示すタイムチャート図であり、図５，図６は各工程を示す説明図である。
【００２５】
まず、図５に示すように、上下型３０，４０が型開き状態、すなわち、下型３０の下側テーブル３１が下方位置にあるとき、下型３０のセット型３２上に予め所要形状に成形されている芯材１１をセットする。尚、芯材１１の表面には、予め接着剤がコーティング処理されている。
【００２６】
そして、このセットされた芯材１１の上方に予め所定温度に加熱して加熱軟化処理した表皮材１２がクランプ枠６１により周縁を保持した状態で位置決めされる。このとき、制御装置６０から各開閉バルブ３７，５３，５５に指令は出されていない。
【００２７】
このように、下型３０に芯材１１をセットして、上下型３０，４０の型内に加熱軟化処理した表皮材１２を投入して各素材のセット工程が完了すれば、下型３０における昇降式の下側テーブル３１が所定ストローク上昇して、上型４０の外周壁４２の下端縁と下型３０におけるセット型３２の上面とがシール材４３を介して接合して、図６に示すように、上下型３０，４０が型締めされる。
【００２８】
このとき、図４のタイムチャート図で示すように、上下型３０，４０の型締めがなされる前に、制御装置６０からの指令により、開閉バルブ５３を開放して、圧空ポンプ５２から圧空室４４内に所定圧のエアが送られているため、上下型３０，４０の型締め時には、上側プレート４１と外周壁４２とで画成される圧空室４４は所定のエア圧に維持され、型締めと同時、あるいはその後、制御装置６０からの指令を受けて真空ポンプ３６の開閉バルブ３７が開放操作され、真空ポンプ３６が駆動して、芯材１１と表皮材１２との間のエアが型外に排出され、この表皮材１２の真空成形時に、表皮材１２の全面に亘り圧空ポンプ５２から圧空室４４内に送られるエア圧により、表皮材１２の全面に亘り所定のエア圧がかけられる。
【００２９】
そして、図６に示す圧空・真空成形工程において、表皮材１２に過度の圧空力が作用しないように圧空室４４内のエア圧がセンサ５６により常に管理され、圧空室４４内のエア圧が所定値以上のときには、センサ５６からの信号が制御装置６０に入力され、制御装置６０からリリーフバルブ５４に指令を出し、リリーフバルブ５４を開放し、圧空室４４内のエア圧は所定値に維持される。
【００３０】
従って、ドアトリム１０におけるアームレスト１０ａやコーナーライン１０ｄのように展開率の高い部位においても、表皮材１２の表面側から適切なエア圧がかけられるため、表皮材１２における展開率の高い部位においても厚肉化することがなく、コーナーライン１０ｄ、ハイライト線等、明瞭な形状出しが可能となり、外観意匠性を大幅に向上させることができるとともに、表皮材１２の接着強度を高め、表皮材１２の剥離不良等が生じることがない。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明に係る積層成形品における表皮材の貼着方法によれば、下型に設けた真空吸引機構により、芯材表面に表皮材を貼り合わせる際、上型に圧空室を設け、この圧空室内に圧空機構からエアを供給し、表皮材の表面全面に亘りエア圧をかけるというものであるから、製品の展開率の高い部位においても、真空吸引力と圧空力を併用させることにより、表皮材が厚肉化することがなく、明瞭な形状出しが行なえ、製品の外観意匠性を高めることができるという効果を有する。
【００３５】
更に、展開率の高い部位において、真空吸引力と圧空力とを併用することにより、接着強度を高めることができ、表皮材の剥離不良を抜本的に解決することができるとともに、芯材と表皮材との接着に使用する接着剤においても、目付量を少なく設定でき、接着剤の節約、並びに接着剤の塗布作業の簡素化にも貢献できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明方法を使用して製作した自動車用ドアトリムを示す正面図である。
【図２】  図１中II−II線断面図である。
【図３】  本発明方法に使用する表皮材の貼着装置の一実施形態の構成を示す概要図である。
【図４】  本発明方法における上下型の動作を示すタイムチャート図である。
【図５】  本発明方法における素材のセット工程を示す説明図である。
【図６】  本発明方法における圧空アシスト真空成形工程を示す説明図である。
【図７】  従来の自動車用ドアトリムの構成を示す断面図である。
【図８】  従来の自動車用ドアトリムにおける表皮材の真空成形工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  自動車用ドアトリム
１０ａ  アームレスト
１０ｄ  コーナーライン
１１  芯材
１２  表皮材
２０  貼着装置
３０  下型
３１  下側テーブル
３２  セット型
３３  真空吸引孔
３４  空気室
３５  真空吸引管
３６  真空ポンプ
３７  開閉バルブ
４０  上型
４１  上側プレート
４２  外周壁
４３  シール材
４４  圧空室
５０  圧空機構
５１  圧空管
５２  圧空ポンプ
５３  開閉バルブ
５４  分岐管
５５  リリーフバルブ
５６  センサ
６０  制御装置
６１  クランプ枠
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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